JP2001142017A - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来に比べて更に、走査光学手段の副走査方
向倍率の低減を図り、高精細な印字、及び環境変動（温
度変化）に強く、また複数光束の走査にも対応可能であ
るコンパクトな走査光学装置を提供する。 【解決手段】 ６はｆθ特性を有するｆθレンズ系６
ａ，６ｂより成る走査光学手段である。第１光学素子６
ａは、主走査方向、副走査方向ともに凸の異なるパワー
を有するアナモフィックレンズであり、第１面、第２面
ともにトーリック面で構成されている。主走査方向は第
２面が非球面形状である。第２光学素子６ｂは、第１面
が副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面、
第２面は平面Ｃ上に主走査方向、副走査方向ともに凸の
パワーを有するように回折光学素子が形成されている。
これらのｆθレンズ系６ａ，６ｂは、ともにプラスチッ
ク材料で成形される。
向倍率の低減を図り、高精細な印字、及び環境変動（温
度変化）に強く、また複数光束の走査にも対応可能であ
るコンパクトな走査光学装置を提供する。 【解決手段】 ６はｆθ特性を有するｆθレンズ系６
ａ，６ｂより成る走査光学手段である。第１光学素子６
ａは、主走査方向、副走査方向ともに凸の異なるパワー
を有するアナモフィックレンズであり、第１面、第２面
ともにトーリック面で構成されている。主走査方向は第
２面が非球面形状である。第２光学素子６ｂは、第１面
が副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面、
第２面は平面Ｃ上に主走査方向、副走査方向ともに凸の
パワーを有するように回折光学素子が形成されている。
これらのｆθレンズ系６ａ，６ｂは、ともにプラスチッ
ク材料で成形される。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンタやデジタル複写機等に用いられる走査光学装置に
関し、特に、温度変化に伴うピント変化を低減して、高
精細度の画像を出力させる走査光学装置に関する。
リンタやデジタル複写機等に用いられる走査光学装置に
関し、特に、温度変化に伴うピント変化を低減して、高
精細度の画像を出力させる走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザービームプリンタやデジタ
ル複写機等に用いられている走査光学装置は、光源から
射出された光束を偏向手段で偏向し、前記偏向された光
束を走査光学手段により被走査面である感光ドラム面上
にスポット状に結像させ、前記被走査面上を光走査す
る。
ル複写機等に用いられている走査光学装置は、光源から
射出された光束を偏向手段で偏向し、前記偏向された光
束を走査光学手段により被走査面である感光ドラム面上
にスポット状に結像させ、前記被走査面上を光走査す
る。
【０００３】図１７は、従来の走査光学装置の主走査方
向断面図である。半導体レーザー等より成る光源手段１
１から射出した光束は、コリメータレンズ１２によって
略平行光束に変換される。変換された略平行光束は、開
口絞り１３によって最適なビーム形状に整形されシリン
ドリカルレンズ１４に入射する。前記シリンドリカルレ
ンズ１４は副走査方向にのみパワーを有し、回転多面鏡
等より成る偏向手段１５の偏向面１５ａ近傍に、主走査
方向に長手の線状光束として結像する。ここで主走査方
向とは偏向走査方向に平行な方向、副走査方向とは偏向
走査方向に垂直な方向である。前記線状光束は偏向手段
１５により等角速度で反射偏向され、ｆθ特性を有する
ｆθレンズ系より成る走査光学手段１６により、被走査
面１８である感光ドラム等より成る記録媒体上にスポッ
ト形状として、等速度で結像走査される。
向断面図である。半導体レーザー等より成る光源手段１
１から射出した光束は、コリメータレンズ１２によって
略平行光束に変換される。変換された略平行光束は、開
口絞り１３によって最適なビーム形状に整形されシリン
ドリカルレンズ１４に入射する。前記シリンドリカルレ
ンズ１４は副走査方向にのみパワーを有し、回転多面鏡
等より成る偏向手段１５の偏向面１５ａ近傍に、主走査
方向に長手の線状光束として結像する。ここで主走査方
向とは偏向走査方向に平行な方向、副走査方向とは偏向
走査方向に垂直な方向である。前記線状光束は偏向手段
１５により等角速度で反射偏向され、ｆθ特性を有する
ｆθレンズ系より成る走査光学手段１６により、被走査
面１８である感光ドラム等より成る記録媒体上にスポッ
ト形状として、等速度で結像走査される。
【０００４】近年、この種の走査光学装置における走査
光学手段は低価格化及びコンパクト化の要求から、プラ
スチックレンズを使用したものが主流となっている。し
かし、プラスチックレンズは温度変化に伴い屈折率が変
化するため、プラスチックレンズを用いた走査光学装置
では環境変動によるピント変化等が生じる。このような
ピント変動を低減することは、たとえば、レンズ面上に
回折光学素子を形成し、走査光学装置の温度変動に伴う
ピント変化を、前記走査光学手段の屈折部と回折部との
パワー変化と、前記光源である半導体レーザーの波長変
動により補正することによって可能となる。
光学手段は低価格化及びコンパクト化の要求から、プラ
スチックレンズを使用したものが主流となっている。し
かし、プラスチックレンズは温度変化に伴い屈折率が変
化するため、プラスチックレンズを用いた走査光学装置
では環境変動によるピント変化等が生じる。このような
ピント変動を低減することは、たとえば、レンズ面上に
回折光学素子を形成し、走査光学装置の温度変動に伴う
ピント変化を、前記走査光学手段の屈折部と回折部との
パワー変化と、前記光源である半導体レーザーの波長変
動により補正することによって可能となる。
【０００５】図１８は、従来の屈折部と回折部とを備え
た走査光学装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面
図）である。
た走査光学装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面
図）である。
【０００６】図１９は、この従来の屈折部と回折部とを
備えた走査光学装置の副走査方向の要部断面図（副走査
断面図）である。
備えた走査光学装置の副走査方向の要部断面図（副走査
断面図）である。
【０００７】図１８、図１９において、半導体レーザー
等より成る光源１から射出した光束は、コリメータレン
ズ２によって略平行光束に変換される。変換された略平
行光束は、開口絞り３によって最適なビーム形状に整形
されシリンドリカルレンズ４に入射する。前記シリンド
リカルレンズ４は副走査方向にのみパワーを有し、回転
多面鏡等より成る偏向手段５の偏向面５ａ近傍に、主走
査方向に長手の線状光束として結像する。前記線状光束
は偏向手段５により等角速度で反射偏向され、ｆθ特性
を有する走査光学手段６により、被走査面８である感光
ドラム等より成る記録媒体上にスポット形状として等速
度で結像走査される。走査光学手段６の第２光学素子の
被走査面側には回折光学素子Ｄが形成されており、走査
光学装置の温度変動に伴う副走査方向のピント変化を、
前記走査光学手段６の屈折部と回折部とのパワー変化
と、前記光源である半導体レーザー１の波長変動により
補正されるようにしている。
等より成る光源１から射出した光束は、コリメータレン
ズ２によって略平行光束に変換される。変換された略平
行光束は、開口絞り３によって最適なビーム形状に整形
されシリンドリカルレンズ４に入射する。前記シリンド
リカルレンズ４は副走査方向にのみパワーを有し、回転
多面鏡等より成る偏向手段５の偏向面５ａ近傍に、主走
査方向に長手の線状光束として結像する。前記線状光束
は偏向手段５により等角速度で反射偏向され、ｆθ特性
を有する走査光学手段６により、被走査面８である感光
ドラム等より成る記録媒体上にスポット形状として等速
度で結像走査される。走査光学手段６の第２光学素子の
被走査面側には回折光学素子Ｄが形成されており、走査
光学装置の温度変動に伴う副走査方向のピント変化を、
前記走査光学手段６の屈折部と回折部とのパワー変化
と、前記光源である半導体レーザー１の波長変動により
補正されるようにしている。
【０００８】図２０は、この従来の屈折部と回折部とを
備えた走査光学装置の具体例を示す表である。
備えた走査光学装置の具体例を示す表である。
【０００９】図２１は、この従来の屈折部と回折部とを
備えた走査光学装置の走査光学手段の非球面係数及び位
相係数を示す表である。
備えた走査光学装置の走査光学手段の非球面係数及び位
相係数を示す表である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の屈折部と回折部とでピント変化等を補正する走査光学
装置では、像面湾曲の温度変化が十分小さいとはいえな
い。
の屈折部と回折部とでピント変化等を補正する走査光学
装置では、像面湾曲の温度変化が十分小さいとはいえな
い。
【００１１】図２２は、昇温前後における副走査方向像
面湾曲を示している。同図において点線は常温での像面
湾曲、実線は２５℃昇温した時の像面湾曲を表わしてい
る。図に示したグラフから分かる通り、副走査方向像面
湾曲が昇温により増加している。
面湾曲を示している。同図において点線は常温での像面
湾曲、実線は２５℃昇温した時の像面湾曲を表わしてい
る。図に示したグラフから分かる通り、副走査方向像面
湾曲が昇温により増加している。
【００１２】又、走査光学手段６の副走査方向における
横倍率｜β｜は約３．７倍の高倍率になっている。この
ため、走査光学装置を構成する各光学部品の位置精度を
厳しく抑える必要があり、コスト高の要因となる。
横倍率｜β｜は約３．７倍の高倍率になっている。この
ため、走査光学装置を構成する各光学部品の位置精度を
厳しく抑える必要があり、コスト高の要因となる。
【００１３】また近年高速化の要求から複数の光束を用
いて走査する光学装置が考えられている。しかし副走査
方向の倍率が像高ごとにばらついていると、被走査面上
における複数の走査線の間隔にも誤差が生じ、良好な画
像を得ることが出来なくなる。 図２３は、各像高の副
走査方向倍率比を表したグラフである。横軸に像高、縦
軸に軸上の倍率に対する各像高の倍率比誤差を示す。同
図より最軸外の倍率は、軸上に対し５％近く誤差が生じ
ていることが分かる。
いて走査する光学装置が考えられている。しかし副走査
方向の倍率が像高ごとにばらついていると、被走査面上
における複数の走査線の間隔にも誤差が生じ、良好な画
像を得ることが出来なくなる。 図２３は、各像高の副
走査方向倍率比を表したグラフである。横軸に像高、縦
軸に軸上の倍率に対する各像高の倍率比誤差を示す。同
図より最軸外の倍率は、軸上に対し５％近く誤差が生じ
ていることが分かる。
【００１４】そこで、本発明は、従来に比べて更に、走
査光学手段の副走査方向倍率の低減を図り、高精細な印
字、及び環境変動（温度変化）に強く、また複数光束の
走査にも対応可能であるコンパクトな走査光学装置を提
供することを課題としている。
査光学手段の副走査方向倍率の低減を図り、高精細な印
字、及び環境変動（温度変化）に強く、また複数光束の
走査にも対応可能であるコンパクトな走査光学装置を提
供することを課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の課題を解
決するための本発明は、光源から射出された少なくとも
１つの光束を偏向手段により偏向し、前記偏向手段によ
り偏向された光束を走査光学手段により被走査面上にス
ポット状に結像させ、前記被走査面上を光走査する走査
光学装置において、前記走査光学手段は、アナモフィッ
クレンズよりなる第１光学素子と、回折面を有する第２
光学素子とを含み、前記第２光学素子の少なくとも一つ
の面は、副走査方向に屈折によるパワーを有するように
している。
決するための本発明は、光源から射出された少なくとも
１つの光束を偏向手段により偏向し、前記偏向手段によ
り偏向された光束を走査光学手段により被走査面上にス
ポット状に結像させ、前記被走査面上を光走査する走査
光学装置において、前記走査光学手段は、アナモフィッ
クレンズよりなる第１光学素子と、回折面を有する第２
光学素子とを含み、前記第２光学素子の少なくとも一つ
の面は、副走査方向に屈折によるパワーを有するように
している。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１７】［実施形態１］図１は本発明の実施形態１
の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００１８】図２は副走査方向の要部断面図（副走査断
面図）である。
面図）である。
【００１９】図１、図２において、１は例えば半導体レ
ーザーより成る光源である。２はコリメータレンズであ
り、光源１から射出した発散光束を略平行光束に変換し
ている。３は開口絞りであり、コリメータレンズ２から
射出した光束を所望の最適なビーム形状に整形してい
る。４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にの
み所定のパワーを有し、開口絞り３から射出した光束を
後述する偏向手段５の偏向面５ａ上付近に副走査断面内
において結像（主走査断面においては長手の線像）す
る。５は例えば回転多面鏡より成る偏向手段であり、図
示しないモーター等の駆動手段により図中矢印Ａ方向に
一定速度で回転している。
ーザーより成る光源である。２はコリメータレンズであ
り、光源１から射出した発散光束を略平行光束に変換し
ている。３は開口絞りであり、コリメータレンズ２から
射出した光束を所望の最適なビーム形状に整形してい
る。４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にの
み所定のパワーを有し、開口絞り３から射出した光束を
後述する偏向手段５の偏向面５ａ上付近に副走査断面内
において結像（主走査断面においては長手の線像）す
る。５は例えば回転多面鏡より成る偏向手段であり、図
示しないモーター等の駆動手段により図中矢印Ａ方向に
一定速度で回転している。
【００２０】６はｆθ特性を有するｆθレンズ系６ａ，
６ｂより成る走査光学手段である。第１光学素子６ａ
は、主走査方向、副走査方向ともに凸の異なるパワーを
有するアナモフィックレンズであり、第１面、第２面と
もにトーリック面で構成されている。主走査方向は第２
面が非球面形状である。第２光学素子６ｂは、第１面が
副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面、第
２面は平面Ｃ上に主走査方向、副走査方向ともに凸のパ
ワーを有するように回折光学素子が形成されている。こ
れらのｆθレンズ系６ａ，６ｂは、ともにプラスチック
材料で成形される。さらに本走査光学手段は、副走査方
向において偏向面５ａと被走査面７との間を共役関係に
することにより、倒れ補正機能を有している。
６ｂより成る走査光学手段である。第１光学素子６ａ
は、主走査方向、副走査方向ともに凸の異なるパワーを
有するアナモフィックレンズであり、第１面、第２面と
もにトーリック面で構成されている。主走査方向は第２
面が非球面形状である。第２光学素子６ｂは、第１面が
副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面、第
２面は平面Ｃ上に主走査方向、副走査方向ともに凸のパ
ワーを有するように回折光学素子が形成されている。こ
れらのｆθレンズ系６ａ，６ｂは、ともにプラスチック
材料で成形される。さらに本走査光学手段は、副走査方
向において偏向面５ａと被走査面７との間を共役関係に
することにより、倒れ補正機能を有している。
【００２１】半導体レーザー１より射出した発散光束
は、コリメータレンズ２により略平行光束に変換され、
開口絞り３によって所望のビーム形状に整形される。そ
して、前記光束はシリンドリカルレンズ４により偏向手
段５の偏向面５ａ付近に、副走査方向に関して結像され
る。その後偏向面５ａにより反射偏向された光束は、走
査光学手段６により被走査面７（感光ドラム面）上にス
ポット形状に結像され、前記偏向手段５を矢印Ａ方向に
回転させることによって前記感光ドラム面７上を矢印Ｂ
方向に等速度で光走査される。
は、コリメータレンズ２により略平行光束に変換され、
開口絞り３によって所望のビーム形状に整形される。そ
して、前記光束はシリンドリカルレンズ４により偏向手
段５の偏向面５ａ付近に、副走査方向に関して結像され
る。その後偏向面５ａにより反射偏向された光束は、走
査光学手段６により被走査面７（感光ドラム面）上にス
ポット形状に結像され、前記偏向手段５を矢印Ａ方向に
回転させることによって前記感光ドラム面７上を矢印Ｂ
方向に等速度で光走査される。
【００２２】図３は、第１光学素子６ａの形状を表す式
である。
である。
【００２３】図４は、第２光学素子６ｂの形状を表す式
である。
である。
【００２４】図３、図４に示す式においては、各光学素
子面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走
査断面内において光軸に垂直な方向をＹ軸、副走査断面
内において光軸に垂直な方向をＺ軸としている。
子面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走
査断面内において光軸に垂直な方向をＹ軸、副走査断面
内において光軸に垂直な方向をＺ軸としている。
【００２５】図５は、実施形態１における光学配置の具
体例を示す表である。
体例を示す表である。
【００２６】図６は、実施形態１の走査光学装置の屈折
系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す表である。
系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す表である。
【００２７】実施形態１では、第２光学素子の第１面を
副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面にす
ることにより、副走査方向における第２光学素子の凸パ
ワーを強め、走査光学手段６全系の副走査方向倍率の低
減を図っている。走査光学手段６の副走査方向横倍率β
については、｜β｜＝２．８４であるので、 １＜｜β｜＜３ （１） を満たしており、公差を緩和することが可能となる。
副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面にす
ることにより、副走査方向における第２光学素子の凸パ
ワーを強め、走査光学手段６全系の副走査方向倍率の低
減を図っている。走査光学手段６の副走査方向横倍率β
については、｜β｜＝２．８４であるので、 １＜｜β｜＜３ （１） を満たしており、公差を緩和することが可能となる。
【００２８】条件式（１）の下限を越えると走査光学手
段６の光学素子が被走査面側に近づき、光学素子及び走
査光学装置全体が大型化して良くない。また、条件式
（１）の上限を越えると走査光学手段６の副走査方向倍
率が高くなり、公差が厳しくなるので良くない。
段６の光学素子が被走査面側に近づき、光学素子及び走
査光学装置全体が大型化して良くない。また、条件式
（１）の上限を越えると走査光学手段６の副走査方向倍
率が高くなり、公差が厳しくなるので良くない。
【００２９】実施形態１では回折系のパワーを、副走査
方向に所望の凸パワーに設定している。回折系のパワー
を所望の凸に設定することにより、走査光学手段６の環
境変動によるレンズ材質の屈折率変化で生じるピント移
動を、光源の波長変動に起因する回折パワーの変化によ
って補正することが可能となる。
方向に所望の凸パワーに設定している。回折系のパワー
を所望の凸に設定することにより、走査光学手段６の環
境変動によるレンズ材質の屈折率変化で生じるピント移
動を、光源の波長変動に起因する回折パワーの変化によ
って補正することが可能となる。
【００３０】図７は、実施形態１における昇温前後の副
走査方向の像面湾曲を示している。同図において、点線
は常温での像面湾曲、実線は２５℃昇温した時の像面湾
曲を表している。ここで、２５℃昇温した時の光学素子
６ａ，６ｂの屈折率ｎ* 、及び光源手段１の波長λ*
はそれぞれ、 ｎ* ＝１．５２２１ λ* ＝７８６．４ｎｍ とする。同図よりピント移動が良好に補正されているこ
とが解る。
走査方向の像面湾曲を示している。同図において、点線
は常温での像面湾曲、実線は２５℃昇温した時の像面湾
曲を表している。ここで、２５℃昇温した時の光学素子
６ａ，６ｂの屈折率ｎ* 、及び光源手段１の波長λ*
はそれぞれ、 ｎ* ＝１．５２２１ λ* ＝７８６．４ｎｍ とする。同図よりピント移動が良好に補正されているこ
とが解る。
【００３１】実施形態１における回折格子形状は、鋸歯
状のブレーズド格子であるが、階段状の回折格子から成
るバイナリー回折格子でも良い。
状のブレーズド格子であるが、階段状の回折格子から成
るバイナリー回折格子でも良い。
【００３２】以上のことにより、本実施形態１におい
て、走査光学手段の副走査方向倍率の低減による公差の
緩和を可能とし、高精細な印字、及び環境変動（温度変
化）に強いコンパクトな走査光学装置の提供が可能にな
る。
て、走査光学手段の副走査方向倍率の低減による公差の
緩和を可能とし、高精細な印字、及び環境変動（温度変
化）に強いコンパクトな走査光学装置の提供が可能にな
る。
【００３３】［実施形態２］図８は、実施形態２の副走
査方向の要部断面図（副走査断面図）である。主走査方
向に関しては本実施形態１と同一形状である。
査方向の要部断面図（副走査断面図）である。主走査方
向に関しては本実施形態１と同一形状である。
【００３４】６はｆθ特性を有するｆθレンズ系６ａ，
６ｂより成る走査光学手段である。第１光学素子６ａ
は、主走査方向、副走査方向ともに凸の異なるパワーを
有するアナモフィックレンズであり、第１面、第２面と
もにトーリック面で構成されている。主走査方向は第２
面が非球面形状である。第２光学素子６ｂは、第１面が
平面であり、第２面は副走査方向に凸のパワーを有する
シリンドリカル面で構成され、且つ前記シリンドリカル
面Ｃ上に主走査方向、副走査方向ともに凸のパワーを有
するように回折光学素子が形成されている。これらのｆ
θレンズ系６ａ，６ｂは、ともにプラスチック材料で成
形される。さらに本走査光学手段は、副走査方向におい
て偏向面５ａと被走査面７との間を共役関係にすること
により、倒れ補正機能を有している。
６ｂより成る走査光学手段である。第１光学素子６ａ
は、主走査方向、副走査方向ともに凸の異なるパワーを
有するアナモフィックレンズであり、第１面、第２面と
もにトーリック面で構成されている。主走査方向は第２
面が非球面形状である。第２光学素子６ｂは、第１面が
平面であり、第２面は副走査方向に凸のパワーを有する
シリンドリカル面で構成され、且つ前記シリンドリカル
面Ｃ上に主走査方向、副走査方向ともに凸のパワーを有
するように回折光学素子が形成されている。これらのｆ
θレンズ系６ａ，６ｂは、ともにプラスチック材料で成
形される。さらに本走査光学手段は、副走査方向におい
て偏向面５ａと被走査面７との間を共役関係にすること
により、倒れ補正機能を有している。
【００３５】図９は、実施形態２の光学配置の具体例を
示す表である。
示す表である。
【００３６】図１０は、実施形態２の走査光学装置の屈
折系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す表であ
る。
折系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す表であ
る。
【００３７】実施形態２では、第２光学素子の第２面を
副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面にす
ることにより、副走査方向における第２光学素子の凸パ
ワーを強め、走査光学手段６全系の副走査方向倍率の低
減を図っている。走査光学手段６の副走査方向横倍率β
については、｜β｜＝２．７８であるので、条件式
（１）を満たしている。条件式（１）の下限を越えると
走査光学手段６の光学素子が被走査面側に近づき、光学
素子及び走査光学装置全体が大型化して良くない。ま
た、条件式（１）の上限を越えると走査光学手段６の副
走査方向倍率が高くなり、公差が厳しくなるので良くな
い。
副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面にす
ることにより、副走査方向における第２光学素子の凸パ
ワーを強め、走査光学手段６全系の副走査方向倍率の低
減を図っている。走査光学手段６の副走査方向横倍率β
については、｜β｜＝２．７８であるので、条件式
（１）を満たしている。条件式（１）の下限を越えると
走査光学手段６の光学素子が被走査面側に近づき、光学
素子及び走査光学装置全体が大型化して良くない。ま
た、条件式（１）の上限を越えると走査光学手段６の副
走査方向倍率が高くなり、公差が厳しくなるので良くな
い。
【００３８】実施形態２では回折系のパワーを、副走査
方向に所望の凸パワーに設定し、走査光学装置全系にお
いて温度補償効果を有している。
方向に所望の凸パワーに設定し、走査光学装置全系にお
いて温度補償効果を有している。
【００３９】図１１は、実施形態２における昇温前後の
副走査方向の像面湾曲を示している。同図において、点
線は常温での像面湾曲、実線は２５℃昇温した時の像面
湾曲を表している。ここで、２５℃昇温した時の光学素
子２６ａ，２６ｂの屈折率ｎ * 、及び光源手段１の波
長λ* はそれぞれ、 ｎ* ＝１．５２２１ λ* ＝７８６．４ｎｍ とする。同図よりピント移動が良好に補正されているこ
とが解る。
副走査方向の像面湾曲を示している。同図において、点
線は常温での像面湾曲、実線は２５℃昇温した時の像面
湾曲を表している。ここで、２５℃昇温した時の光学素
子２６ａ，２６ｂの屈折率ｎ * 、及び光源手段１の波
長λ* はそれぞれ、 ｎ* ＝１．５２２１ λ* ＝７８６．４ｎｍ とする。同図よりピント移動が良好に補正されているこ
とが解る。
【００４０】本実施形態２における回折格子形状は、鋸
歯状のブレーズド格子であるが、階段状の回折格子から
成るバイナリー回折格子でも良い。
歯状のブレーズド格子であるが、階段状の回折格子から
成るバイナリー回折格子でも良い。
【００４１】以上のことにより、実施形態２において、
走査光学手段の副走査方向倍率の低減による公差の緩和
を可能とし、高精細な印字、及び環境変動（温度変化）
に強いコンパクトな走査光学装置の提供が可能になる。
走査光学手段の副走査方向倍率の低減による公差の緩和
を可能とし、高精細な印字、及び環境変動（温度変化）
に強いコンパクトな走査光学装置の提供が可能になる。
【００４２】［実施形態３］図１２は、実施形態３の副
走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。主走査
方向に関しては本実施形態１と同一形状である。
走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。主走査
方向に関しては本実施形態１と同一形状である。
【００４３】６はｆθ特性を有するｆθレンズ系６ａ，
６ｂより成る走査光学手段である。第１光学素子６ａ
は、主走査方向、副走査方向ともに凸の異なるパワーを
有するアナモフィックレンズであり、第１面、第２面と
もにトーリック面で構成されている。また、第２面は主
走査方向が非球面形状であり、副走査方向は曲率半径が
光軸から離れるに従い連続的に変化している。第２光学
素子６ｂは、第１面が副走査方向に凸のパワーを有する
シリンドリカル面であり、曲率半径が光軸から離れるに
従い連続的に変化している。第２面は平面Ｃ上に主走査
方向、副走査方向ともに凸のパワーを有するように回折
光学素子が形成されている。これらのｆθレンズ系６
ａ，６ｂは、ともにプラスチック材料で成形される。さ
らに本走査光学手段は、副走査方向において偏向面５ａ
と被走査面７との間を共役関係にすることにより、倒れ
補正機能を有している。
６ｂより成る走査光学手段である。第１光学素子６ａ
は、主走査方向、副走査方向ともに凸の異なるパワーを
有するアナモフィックレンズであり、第１面、第２面と
もにトーリック面で構成されている。また、第２面は主
走査方向が非球面形状であり、副走査方向は曲率半径が
光軸から離れるに従い連続的に変化している。第２光学
素子６ｂは、第１面が副走査方向に凸のパワーを有する
シリンドリカル面であり、曲率半径が光軸から離れるに
従い連続的に変化している。第２面は平面Ｃ上に主走査
方向、副走査方向ともに凸のパワーを有するように回折
光学素子が形成されている。これらのｆθレンズ系６
ａ，６ｂは、ともにプラスチック材料で成形される。さ
らに本走査光学手段は、副走査方向において偏向面５ａ
と被走査面７との間を共役関係にすることにより、倒れ
補正機能を有している。
【００４４】図１３は、実施形態３の光学配置の具体例
を示す表である。
を示す表である。
【００４５】図１４は、実施形態３の走査光学装置の屈
折系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す表であ
る。
折系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す表であ
る。
【００４６】実施形態３では、第２光学素子の第１面を
副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面にす
ることにより、副走査方向における第２光学素子の凸パ
ワーを強め、走査光学手段６全系の副走査方向倍率の低
減を図っている。走査光学手段６の副走査方向横倍率β
については、｜β｜＝２．５４であるので、条件式
（１）を満たしている。条件式（１）の下限を越えると
走査光学手段６の光学素子が被走査面側に近づき、光学
素子及び走査光学装置全体が大型化して良くない。ま
た、条件式（１）の上限を越えると走査光学手段６の副
走査方向倍率が高くなり、公差が厳しくなるので良くな
い。
副走査方向に凸のパワーを有するシリンドリカル面にす
ることにより、副走査方向における第２光学素子の凸パ
ワーを強め、走査光学手段６全系の副走査方向倍率の低
減を図っている。走査光学手段６の副走査方向横倍率β
については、｜β｜＝２．５４であるので、条件式
（１）を満たしている。条件式（１）の下限を越えると
走査光学手段６の光学素子が被走査面側に近づき、光学
素子及び走査光学装置全体が大型化して良くない。ま
た、条件式（１）の上限を越えると走査光学手段６の副
走査方向倍率が高くなり、公差が厳しくなるので良くな
い。
【００４７】実施形態３では回折系のパワーを、副走査
方向に所望の凸パワーに設定し、走査光学装置全系にお
いて温度補償効果を有している。
方向に所望の凸パワーに設定し、走査光学装置全系にお
いて温度補償効果を有している。
【００４８】図１５は、実施形態３における昇温前後の
副走査方向の像面湾曲を示している。同図において、点
線は常温での像面湾曲、実線は２５℃昇温した時の像面
湾曲を表している。ここで、２５℃昇温した時の光学素
子６ａ，６ｂの屈折率ｎ*、及び光源手段１の波長λ*
はそれぞれ、 ｎ* ＝１．５２２１ λ* ＝７８６．４ｎｍ とする。同図よりピント移動が良好に補正されているこ
とが解る。
副走査方向の像面湾曲を示している。同図において、点
線は常温での像面湾曲、実線は２５℃昇温した時の像面
湾曲を表している。ここで、２５℃昇温した時の光学素
子６ａ，６ｂの屈折率ｎ*、及び光源手段１の波長λ*
はそれぞれ、 ｎ* ＝１．５２２１ λ* ＝７８６．４ｎｍ とする。同図よりピント移動が良好に補正されているこ
とが解る。
【００４９】又、実施形態３では、第１光学素子第２面
と第２光学素子第１面の副走査方向曲率半径を光軸から
離れるに従い連続的に変化させている。このことによ
り、全像高において副走査方向の倍率をほぼ一定に補正
し、複数の光束を走査する場合に生じる走査線間隔の誤
差を良好なレベルに抑えることが可能になる。
と第２光学素子第１面の副走査方向曲率半径を光軸から
離れるに従い連続的に変化させている。このことによ
り、全像高において副走査方向の倍率をほぼ一定に補正
し、複数の光束を走査する場合に生じる走査線間隔の誤
差を良好なレベルに抑えることが可能になる。
【００５０】図１６は、実施形態３における各像高の副
走査方向倍率比を表したグラフである。横軸に像高、縦
軸に軸上の倍率に対する各像高の倍率比誤差を示す。同
図より、副走査方向倍率比誤差が全像高にわたり１％以
下に補正されていることが分かる。
走査方向倍率比を表したグラフである。横軸に像高、縦
軸に軸上の倍率に対する各像高の倍率比誤差を示す。同
図より、副走査方向倍率比誤差が全像高にわたり１％以
下に補正されていることが分かる。
【００５１】実施形態３における回折格子形状は、鋸歯
状のブレーズド格子であるが、階段状の回折格子から成
るバイナリー回折格子でも良い。
状のブレーズド格子であるが、階段状の回折格子から成
るバイナリー回折格子でも良い。
【００５２】以上のことにより、本実施形態３におい
て、走査光学手段の副走査方向倍率の低減を図ってい
る。又、回折面を有する前記第２光学素子において、第
１面をトーリック面等にすることにより主走査方向コマ
収差を低減させたり、第２面を球面、トーリック面等に
することにより回折パワーを副走査方向に所望の凸パワ
ーに設定している。
て、走査光学手段の副走査方向倍率の低減を図ってい
る。又、回折面を有する前記第２光学素子において、第
１面をトーリック面等にすることにより主走査方向コマ
収差を低減させたり、第２面を球面、トーリック面等に
することにより回折パワーを副走査方向に所望の凸パワ
ーに設定している。
【００５３】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、光源から
射出された少なくとも１つの光束を偏向手段により偏向
し、前記偏向手段により偏向された光束を走査光学手段
により被走査面上にスポット状に結像させ、前記被走査
面上を光走査する走査光学装置において、前記走査光学
手段が主走査方向、副走査方向ともに異なるパワーを有
するアナモフィックレンズより成る第１光学素子と、回
折面を有する第２光学素子の２枚より構成され、前記第
２光学素子は少なくとも１面副走査方向に屈折によるパ
ワーを有することにより、走査光学手段の副走査方向倍
率の低減を図り、高精細な印字、及び環境変動（温度変
化）に強く、また複数光束の走査にも対応可能であるコ
ンパクトな走査光学装置の提供が可能になる。
射出された少なくとも１つの光束を偏向手段により偏向
し、前記偏向手段により偏向された光束を走査光学手段
により被走査面上にスポット状に結像させ、前記被走査
面上を光走査する走査光学装置において、前記走査光学
手段が主走査方向、副走査方向ともに異なるパワーを有
するアナモフィックレンズより成る第１光学素子と、回
折面を有する第２光学素子の２枚より構成され、前記第
２光学素子は少なくとも１面副走査方向に屈折によるパ
ワーを有することにより、走査光学手段の副走査方向倍
率の低減を図り、高精細な印字、及び環境変動（温度変
化）に強く、また複数光束の走査にも対応可能であるコ
ンパクトな走査光学装置の提供が可能になる。
【図１】本発明の実施形態１の走査光学装置の主走査方
向断面図
向断面図
【図２】実施形態１の走査光学装置の副走査方向断面図
【図３】実施形態１の走査光学装置の第1光学素子の形
状を表す式
状を表す式
【図４】実施形態１の走査光学装置の第２光学素子の形
状を表す式
状を表す式
【図５】実施形態１の走査光学装置の具体例を示す表
【図６】実施形態１の走査光学装置の屈折系の非球面係
数及び回折系の位相係数を示す表
数及び回折系の位相係数を示す表
【図７】実施形態１の走査光学装置の昇温前後の像面湾
曲を示すグラフ
曲を示すグラフ
【図８】実施形態２の走査光学装置の副走査方向断面図
【図９】実施形態２の走査光学装置の具体例を示す表
【図１０】実施形態２の走査光学装置の屈折系の非球面
係数及び回折系の位相係数を示す表
係数及び回折系の位相係数を示す表
【図１１】実施形態２の走査光学装置の昇温前後の像面
湾曲を示すグラフ
湾曲を示すグラフ
【図１２】実施形態３の走査光学装置の副走査方向断面
図
図
【図１３】実施形態３の走査光学装置の具体例を示す表
【図１４】実施形態３の走査光学装置の屈折系の非球面
係数及び回折系の位相係数を示す表
係数及び回折系の位相係数を示す表
【図１５】実施形態３の走査光学装置の昇温前後の像面
湾曲を示すグラフ
湾曲を示すグラフ
【図１６】実施形態３の走査光学装置の各像高における
副走査方向倍率比を示すグラフ
副走査方向倍率比を示すグラフ
【図１７】従来の走査光学装置の主走査方向断面図
【図１８】屈折部と回折部とを備えた従来の走査光学装
置の主走査方向断面図
置の主走査方向断面図
【図１９】屈折部と回折部とを備えた従来の走査光学装
置の副走査方向断面図
置の副走査方向断面図
【図２０】屈折部と回折部とを備えた従来の走査光学装
置の具体例を示す表
置の具体例を示す表
【図２１】屈折部と回折部とを備えた従来の走査光学装
置の屈折系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す表
置の屈折系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す表
【図２２】屈折部と回折部とを備えた従来の走査光学装
置の昇温前後の像面湾曲を示すグラフ
置の昇温前後の像面湾曲を示すグラフ
【図２３】屈折部と回折部とを備えた従来の走査光学装
置の各像高における副走査方向倍率比を示すグラフ
置の各像高における副走査方向倍率比を示すグラフ
１，１１ 光源手段（半導体レーザー） ２，１２ コリメータレンズ ３，１３ 開口絞り ４，１４ シリンドリカルレンズ ５，１５ 偏向手段（回転多面鏡） ５ａ，１５ａ 偏向面 ６，１６ 走査光学手段 ６ａ 第１光学素子 ６ｂ 第２光学素子 Ｃ，Ｄ 回折格子面 ７，１８ 被走査面（感光ドラム面）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H045 AA01 CA04 CA34 CA55 CA68 CB22 2H087 KA08 KA19 LA22 NA08 PA01 PA02 PA17 PB01 PB02 QA03 QA05 QA07 QA12 QA21 QA32 QA33 QA41 RA07 RA08 RA42 RA46 UA01 9A001 KK16
Claims (6)
- 【請求項１】 光源から射出された少なくとも１つの光
束を偏向手段により偏向し、前記偏向手段により偏向さ
れた光束を走査光学手段により被走査面上にスポット状
に結像させ、前記被走査面上を光走査する走査光学装置
において、 前記走査光学手段は、アナモフィックレンズよりなる第
１光学素子と、回折面を有する第２光学素子とを含み、 前記第２光学素子の少なくとも一つの面は、副走査方向
に屈折によるパワーを有することを特徴とする走査光学
装置。 - 【請求項２】 前記第２光学素子の副走査方向における
屈折によるパワーが凸であることを特徴とする請求項１
記載の走査光学装置。 - 【請求項３】 前記副走査方向横倍率βは、 １＜｜β｜＜３ を満足することを特徴とする請求項２記載の走査光学装
置。 - 【請求項４】 前記走査光学手段の少なくとも二つの面
は、副走査方向の曲率が軸上から軸外に向かい連続的に
変化することを特徴とする請求項２記載の走査光学装
置。 - 【請求項５】 前記第２光学素子の副走査方向における
回折によるパワーが凸であることを特徴とする請求項２
記載の走査光学装置。 - 【請求項６】 前記回折光学素子は、環境変動によって
発生する走査光学手段の収差変動を、環境変動によって
生じる光源の波長変動によって相殺することを特徴とす
る請求項５記載の走査光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32560999A JP4652506B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32560999A JP4652506B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 走査光学装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001142017A true JP2001142017A (ja) | 2001-05-25 |
| JP2001142017A5 JP2001142017A5 (ja) | 2006-12-28 |
| JP4652506B2 JP4652506B2 (ja) | 2011-03-16 |
Family
ID=18178788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32560999A Expired - Fee Related JP4652506B2 (ja) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | 走査光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4652506B2 (ja) |
Citations (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPH04172314A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-19 | Nec Corp | ｆθレンズ |
| JPH04277715A (ja) * | 1991-03-05 | 1992-10-02 | Asahi Optical Co Ltd | アナモフイック光学系 |
| JPH04328591A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-17 | Minolta Camera Co Ltd | レーザプリンタ |
| JPH0915520A (ja) * | 1995-06-29 | 1997-01-17 | Canon Inc | 光走査光学装置 |
| JPH09179019A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-07-11 | Ricoh Co Ltd | 走査結像レンズおよび光走査装置 |
| JPH10186225A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Ricoh Co Ltd | 走査結像レンズ系 |
| JPH10319317A (ja) * | 1997-05-19 | 1998-12-04 | Ricoh Co Ltd | 走査結像レンズ系 |
| JPH11119133A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-30 | Canon Inc | 光走査光学系 |
| JPH11223784A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Canon Inc | カラー画像形成装置 |
-
1999
- 1999-11-16 JP JP32560999A patent/JP4652506B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04172314A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-19 | Nec Corp | ｆθレンズ |
| JPH04277715A (ja) * | 1991-03-05 | 1992-10-02 | Asahi Optical Co Ltd | アナモフイック光学系 |
| JPH04328591A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-17 | Minolta Camera Co Ltd | レーザプリンタ |
| JPH0915520A (ja) * | 1995-06-29 | 1997-01-17 | Canon Inc | 光走査光学装置 |
| JPH09179019A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-07-11 | Ricoh Co Ltd | 走査結像レンズおよび光走査装置 |
| JPH10186225A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Ricoh Co Ltd | 走査結像レンズ系 |
| JPH10319317A (ja) * | 1997-05-19 | 1998-12-04 | Ricoh Co Ltd | 走査結像レンズ系 |
| JPH11119133A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-30 | Canon Inc | 光走査光学系 |
| JPH11223784A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Canon Inc | カラー画像形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4652506B2 (ja) | 2011-03-16 |
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