(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レ−ザ光源と、レ−ザ光源からの光束のカップリングを行うカップリングレンズとカップリングレンズを通過した光束を副走査方向に収束させ主走査方向に長い線像に結像させるシリンダレンズとを有する結像光学系と、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器と、光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させる走査結像光学系と、光学系内に塵埃が侵入することを防止する防塵ガラスと、被走査面を有し走査結像光学系からの光束を直接入射する感光体ドラムとを有する光走査装置において、
結像光学系の各構成部品の寸法公差、取付公差による感光体ドラムの副走査方向の走査位置変化をΔｄ、感光体ドラムの半径をｒとするとき、感光体ドラムにおける反射光が防塵ガラスで反射しないように、走査結像光学系から感光体ドラムに入射する光束を感光体ドラムの主走査方向に平行で感光体ドラムの被走査面の垂直な面に対して、角度θ(deg)＞{(Δｄ/ｒ)×(180/π）＋１｝を満足するように入射することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
レ−ザ光源と、レ−ザ光源からの光束のカップリングを行うカップリングレンズとカップリングレンズを通過した光束を副走査方向に収束させ主走査方向に長い線像に結像させるシリンダレンズとを有する結像光学系と、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器と、光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させる走査結像光学系と、光学系内に塵埃が侵入することを防止する防塵ガラスと、被走査面を有し走査結像光学系からの光束を入射する感光体ドラムと、走査結像光学系と感光体ドラムの間に設けられた１又は複数の折返しミラ−とを有する光走査装置において、
結像光学系の各構成部品の寸法公差，取付公差による副走査方向の走査位置変化をΔｄ、折返しミラ−の取付公差による感光体ドラムの副走査方向の走査位置変化をΔｄｍ、感光体ドラムの半径をｒとするとき、感光体ドラムにおける反射光が防塵ガラスで反射しないように、走査結像光学系から感光体ドラムに入射する光束を感光体ドラムの主走査方向に平行で感光体ドラムの被走査面の垂直な面に対して、角度θ(deg)＞〔(√{(Δｄ)2＋(Δｄｍ)2｝／ｒ)×(180／π）＋１〕を満足するように入射することを特徴とする光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えばレ−ザプリンタ，ファクシミリ，デジタル複写機等の光走査装置、特に被走査面に対するゴ−スト像の防止に関するものである。
【０００２】
【産業上の利用分野】
レ−ザプリンタ，ファクシミリ，デジタル複写機等に使用される光走査装置は、例えば図３に示すように、レ−ザ光源１と結像光学系２と光偏向器３と走査結像光学系４と感光体ドラム５及び同期検出部１３とを有する。結像光学系２はレ−ザ光源１からの光束のカップリングを行うカップリングレンズ６と、アパ−チャ７と、カップリングレンズ６とアパ−チャ７を通過した光束を副走査方向に収束させ主走査方向に長い線像に結像させるシリンダレンズ８とを有する。光偏向器３は例えばポリゴンミラ−からなり、像光学系と、結像光学系２で結像した線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する。走査結像光学系４はｆθレンズ９と長尺トロイダルレンズ１０を有し、光偏向器３による偏向光束を感光体ドラム５の被走査面上に光スポットとして集光させる。この走査結像光学系４からの光束は感光体ドラム５に直接、又は折返しミラ−１１を介して入射する。走査結像光学系４又は折返しミラ−１１と感光体ドラム５の間に設けられた開口部には防塵ガラス１２が設けられている。
【０００３】
このようなレ−ザプリンタ等は近年広く普及しており、高画質化，高信頼性，小型化が要望されている。レ−ザプリンタ等の高画質化，高信頼性をはばむものとしてゴ−スト像による画像劣化がある。このゴ−スト像を除去する光走査装置として例えば特公平３−5562号公報に開示された装置がある。特公平３−5562号公報に開示された光走査装置は、図４に示すように、光偏向器３に入射する光束の光軸とｆθレンズ９を有する走査結像光学系４の光軸とがなす角αに対して、被走査面５ａの有効走査幅Ｗと走査結像光学系４の主点から被走査面５ａまでの距離Ｄに応じて一定の制約を加えて、ゴ−スト像Ｐｇを被走査面５ａの有効走査幅Ｗ外に形成するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特公平３−5562号公報に開示された光学系によると、光偏向器３により主走査方向に生じるゴ−スト像を防止することはできるが、光偏向器３以降の光学系により生じるゴ−スト像、特に副走査方向に生じるゴ−スト像を防止することは困難である。すなわち、図５の説明図に示すように、感光体ドラム５の被走査面に入射した光束Ｌの一部が感光体ドラム５の入射点Ｐで反射し、反射した光束Ｌｇが防塵ガラス１２等で反射して感光体ドラム５に再度入射して副走査方向の位置にゴ−スト像Ｐｇを生じる可能性がある。
【０００５】
また、レ−ザプリンタ等を小型化するためには、光走査装置の感光体ドラム５を小径化する必要がある。このように感光体ドラム５を小径化すると、走査結像光学系４から感光体ドラム５に入射した光束の副走査方向に対する位置ずれによる入射角変動が大きくなり、この副走査方向の位置ずれによりゴ−スト像が発生する可能性があった。
【０００６】
この発明はかかる短所を解消するためになされたものであり、小径化した感光体ドラムを使用した場合であってもゴ−スト像の発生を防ぐことができる光走査装置を得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光走査装置は、レ−ザ光源と、レ−ザ光源からの光束のカップリングを行うカップリングレンズとカップリングレンズを通過した光束を副走査方向に収束させ主走査方向に長い線像に結像させるシリンダレンズとを有する結像光学系と、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器と、光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させる走査結像光学系と、光学系内に塵埃が侵入することを防止する防塵ガラスと、被走査面を有し走査結像光学系からの光束を直接入射する感光体ドラムとを有する光走査装置において、結像光学系の各構成部品の寸法公差、取付公差による感光体ドラムの副走査方向の走査位置変化をΔｄ、感光体ドラムの半径をｒとするとき、感光体ドラムにおける反射光が防塵ガラスで反射しないように、走査結像光学系から感光体ドラムに入射する光束を感光体ドラムの主走査方向に平行で感光体ドラムの被走査面の垂直な面に対して、角度θ(deg)＞{(Δｄ/ｒ)×(180/π）＋１｝を満足するように入射することを特徴とする。
【０００８】
第２の発明に係る光走査装置は、レ−ザ光源と、レ−ザ光源からの光束のカップリングを行うカップリングレンズとカップリングレンズを通過した光束を副走査方向に収束させ主走査方向に長い線像に結像させるシリンダレンズとを有する結像光学系と、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器と、光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させる走査結像光学系と、光学系内に塵埃が侵入することを防止する防塵ガラスと、被走査面を有し走査結像光学系からの光束を入射する感光体ドラムと、走査結像光学系と感光体ドラムの間に設けられた１又は複数の折返しミラ−とを有する光走査装置において、結像光学系の各構成部品の寸法公差，取付公差による副走査方向の走査位置変化をΔｄ、折返しミラ−の取付公差による感光体ドラムの副走査方向の走査位置変化をΔｄｍ、感光体ドラムの半径をｒとするとき、感光体ドラムにおける反射光が防塵ガラスで反射しないように、走査結像光学系から感光体ドラムに入射する光束を感光体ドラムの主走査方向に平行で感光体ドラムの被走査面の垂直な面に対して、角度θ(deg)＞〔(√{(Δｄ)2＋(Δｄｍ)2｝／ｒ)×(180／π）＋１〕を満足するように入射することを特徴とする。
【００１０】
【作用】
この発明においては、走査結像光学系から感光体ドラムに入射する走査光束を感光体ドラムの被走査面の入射位置における法線面に対して傾けて入射し、被走査面に入射した走査光束の被走査面における反射光束を入射光束と異なる光路を通るようにして、被走査面からの反射光束が走査結像光学系や光偏向器に入射して反射することを防ぎ、被走査面に再結像することを防止する。
【００１１】
上記被走査面の入射位置における法線面に対する走査光束の傾き角θを、結像光学系の各構成部品の寸法公差，取付公差による副走査方向の走査位置変化，折返しミラ−の取付公差による感光体ドラムの副走査方向の走査位置変化及び感光体ドラムの半径に応じて規制し、結像光学系の各構成部品の寸法公差等によって副走査方向の走査位置に変化が生じても、被走査面に入射した走査光束の被走査面における反射光束を入射光束と異なる光路を通るようにして、被走査面からの反射光束が走査結像光学系や光偏向器に入射して反射することを防ぎ、被走査面に再結像することを防止する。
【００１２】
【実施例】
図１はこの発明の一実施例の感光体ドラムに入射する走査光束を示す光路図である。ここで光走査装置は図３に示したものと全く同じ装置である。レ−ザ光源１から出射して結像光学系２，光偏向器３，走査結像光学系４，折返しミラ−１１及び防塵ガラス１２を通って感光体ドラム５に入射する走査光束Ｌは、感光体ドラム５の主走査方向に平行で感光体ドラム５の被走査面に対して垂直な法線面Ｈに対して角度θだけ傾けて入射するように構成されている。この感光体ドラム５に入射した走査光束Ｌの一部が感光体ドラム５から反射するが、この反射光束Ｌｇは図１に示すように入射（走査）光束Ｌとは異なる傾いた光路を通る。したがって反射光束Ｌｇが防塵ガラス１２に再度入射して反射することを防ぐことができ、反射光束Ｌｇが感光体ドラム５に再結像してゴ−スト像を形成することを防止できる。
【００１３】
上記のように感光体ドラム５の入射光束Ｌを入射点Ｐの法線面Ｈに対して角度θだけ傾けて入射するようにしても、結像光学系２の各構成部品の寸法誤差や取付誤差，折返しミラ−の取付誤差により入射点Ｐが副走査方向に微小変化し、入射光束Ｌが図２に示すように入射点Ｐ1にずれる場合もある。このように入射光束Ｌが設計上の入射点Ｐから入射点Ｐ1にずれた場合、感光体ドラム５の半径ｒが十分に大きいときはあまり影響ないが、感光体ドラム５の半径ｒを小さくして光走査装置の小型化を図ると、入射点Ｐが微小距離だけ変化した入射点Ｐ1に入射した入射光束Ｌの反射光束Ｌｇが入射光束Ｌと同じ光路を通って防塵ガラス１２に入射して反射し感光体ドラム５に再結像してゴ−スト像を生じる可能性がある。
【００１４】
そこで折返しミラ−１１が設けられておらず、レ−ザ光源１から出射して結像光学系２，光偏向器３，走査結像光学系４及び防塵ガラス１２を通って感光体ドラム５に入射する光走査装置においては、結像光学系２の各構成部品の寸法誤差や取付誤差により入射点Ｐに入射する予定の入射光束Ｌが副走査方向に平行移動して微小距離Δｄ1だけ変化した入射点Ｐ1に入射したとき、この入射点Ｐ1に入射した入射光束Ｌの反射光束が入射光束Ｌと同じ光路を通る条件は、感光体ドラム５の中心に対する入射点Ｐと入射点Ｐ1のなす角が角度θと一致した場合、すなわちθ(deg)＝{(Δｄ1/ｒ)×(180/π）｝である。ここで結像光学系２の各構成部品の寸法誤差や取付誤差は各構成部品の寸法公差や取付公差と同じかそれ以下であるから、結像光学系２の各構成部品の寸法誤差や取付誤差による入射点の変化量Δｄ1は結像光学系２の各構成部品の寸法公差や取付公差による入射点の変化量Δｄよりも小さくなる。そこで上記条件から入射光束Ｌの設計基準入射点Ｐにおける法線面Ｈに対する傾き角度θ(deg)をθ(deg)＞{(Δｄ/ｒ)×(180/π）＋１｝が満足するように定めれば、結像光学系２の各構成部品の寸法誤差や取付誤差による入射点が設計基準入射点Ｐから入射点Ｐ1にずれても、入射光束Ｌの反射光束Ｌｇは入射光束Ｌと同じ光路を通らず、防塵ガラス１２に入射して反射し感光体ドラム５に再結像することを防ぐことができる。なお上記条件式に含まれる「１」度は上記以外の原因による走査位置変化と入射光束Ｌ等の方向ずれにより入射光束Ｌと反射光束Ｌｇが同じ光路を通らないためのマ−ジンである。
【００１５】
なお、上記実施例は結像光学系２の各構成部品の寸法誤差や取付誤差による影響を除去する場合について説明したが、防塵ガラス１２の前に１又は複数の折返しミラ−１１を設けた光走査装置においても上記と同様に入射光束Ｌの反射光束Ｌｇが入射光束Ｌと同じ光路を通らないようにしてゴ−スト像が生じることを防止することができる。この場合は、結像光学系２の各構成部品の寸法公差や取付公差による入射点の変化量Δｄと折返しミラ−１１の取付公差による入射点の変化量Δｄｍの二乗和平方をとって入射光束Ｌの設計基準入射点Ｐにおける法線面Ｈに対する傾き角度θ(deg)をθ＞〔(√{(Δｄ)2＋(Δｄｍ)2｝／ｒ)×(180／π）＋１〕を満足するように定めれば良い。ここで折返しミラ−１１が複数枚設けられている場合には、(Δｄｍ)2として各折返しミラ−の取付公差による入射点の変化量の二乗和平方(Δｄｍ)2＝√Σ(Δｄｍ)2を使用して入射光束Ｌの設計基準入射点Ｐにおける法線面Ｈに対する傾き角度θ(deg)を定めれば良い。
【００１６】
通常、結像光学系２等の各構成部品の寸法誤差や取付誤差は基準値に対して正規分布している。そして各誤差の二乗和平方も正規分布し、公差を±３σとすると、公差内に入る部品の割合は99.7％となり、全系でも公差内に入る割合は99.7％になる。したがって上記のように寸法公差や取付公差の二乗和平方を取って入射光束Ｌの設計基準入射点Ｐにおける法線面Ｈに対する傾き角度θ(deg)を定めことにより、ほとんどの場合ゴ−スト像が生じることを防ぐことができる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、走査結像光学系から感光体ドラムに入射する走査光束を感光体ドラムの被走査面の入射位置における法線面に対して傾けて入射し、被走査面に入射した走査光束の被走査面における反射光束を入射光束と異なる光路を通るようにして、被走査面からの反射光束が走査結像光学系や光偏向器に入射して反射することを防ぎ、被走査面に再結像することを防止するようにしたから、感光体ドラムの副走査方向にゴ−スト像が生じることを防ぐことができ、良質な画像を形成することができる。
【００１８】
また、被走査面の入射位置における法線面に対する走査光束の傾き角θを、結像光学系の各構成部品の寸法公差，取付公差による副走査方向の走査位置変化，折返しミラ−の取付公差による感光体ドラムの副走査方向の走査位置変化及び感光体ドラムの半径に応じて規制し、結像光学系の各構成部品の寸法公差等によって副走査方向の走査位置に変化が生じても、被走査面に入射した走査光束の被走査面における反射光束を入射光束と異なる光路を通るようにして、被走査面からの反射光束が走査結像光学系や光偏向器に入射して反射することを防ぐようにしたから、感光体ドラムを小径化した場合であっても、感光体ドラムの副走査方向にゴ−スト像が生じることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の感光体ドラムに入射する走査光束を示す光路図である。
【図２】他の実施例の感光体ドラムに入射する走査光束を示す光路図である。
【図３】光走査装置の構成図である。
【図４】従来例の光路を示す説明図である。
【図５】ゴ−スト像が生じる状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１    レ−ザ光源
２    結像光学系
３    光偏向器
４    走査結像光学系
５    感光体ドラム
１１    折返しミラ−
１２    防塵ガラス
【図１】
0003699741.tif 000002
【図２】
0003699741.tif 000003
【図３】
0003699741.tif 000004
【図４】
0003699741.tif 000005
【図５】
0003699741.tif 000006