JP2001235694A - 走査光学系 - Google Patents
走査光学系Info
- Publication number
- JP2001235694A JP2001235694A JP2000048749A JP2000048749A JP2001235694A JP 2001235694 A JP2001235694 A JP 2001235694A JP 2000048749 A JP2000048749 A JP 2000048749A JP 2000048749 A JP2000048749 A JP 2000048749A JP 2001235694 A JP2001235694 A JP 2001235694A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning direction
- scanning
- sub
- optical system
- anamorphic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
- G02B26/126—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane including curved mirrors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Lenses (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アナモフィック面に対するレーザー光の入射
高さが変化した場合にも、走査対象面上でのレーザー光
束の収束位置の変化を防ぐことが可能な走査光学系を提
供すること。 【解決手段】 半導体レーザー１０から発したレーザー
光は、副走査方向に角度を持ってポリゴンミラー１４に
入射し、反射・偏向されて曲面ミラー１５により反射さ
れ、アナモフィックレンズ１６、光路偏向ミラー１７を
介して感光体ドラム１８に達する。アナモフィックレン
ズ１６の射出側のレンズ面は、サグ量が二次元多項式で
表される回転非対称な曲面であり、副走査方向のコマ収
差を補正するように副走査方向の断面が非円弧とされて
いる。また、アナモフィックレンズ１６は、副走査方向
において、その光軸が基準光線に対してポリゴンミラー
１４側に偏心するよう配置されている。
高さが変化した場合にも、走査対象面上でのレーザー光
束の収束位置の変化を防ぐことが可能な走査光学系を提
供すること。 【解決手段】 半導体レーザー１０から発したレーザー
光は、副走査方向に角度を持ってポリゴンミラー１４に
入射し、反射・偏向されて曲面ミラー１５により反射さ
れ、アナモフィックレンズ１６、光路偏向ミラー１７を
介して感光体ドラム１８に達する。アナモフィックレン
ズ１６の射出側のレンズ面は、サグ量が二次元多項式で
表される回転非対称な曲面であり、副走査方向のコマ収
差を補正するように副走査方向の断面が非円弧とされて
いる。また、アナモフィックレンズ１６は、副走査方向
において、その光軸が基準光線に対してポリゴンミラー
１４側に偏心するよう配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザープリン
タ等の光走査ユニットに用いられる走査光学系に関し、
特に、結像光学系にアナモフィックレンズを含み、この
アナモフィックレンズが走査範囲の中心に到達する基準
光線に対して副走査方向に偏心して配置された走査光学
系に関する。
タ等の光走査ユニットに用いられる走査光学系に関し、
特に、結像光学系にアナモフィックレンズを含み、この
アナモフィックレンズが走査範囲の中心に到達する基準
光線に対して副走査方向に偏心して配置された走査光学
系に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の走査光学系は、例えば、特開平
８−１２２６８５号公報に開示されている。この公報に
開示される走査光学系は、レーザー光源からの光束をポ
リゴンミラーにより偏向、走査させ、曲面ミラー、アナ
モフィックレンズから成る結像光学系を介して感光体ド
ラム上にスポットとして結像させる。感光体ドラム上の
スポットは、ポリゴンミラーの回転に伴って走査し、こ
の際レーザー光をオンオフ変調することにより走査対象
面上に静電潜像を形成する。なお、この明細書では、走
査対象面上でスポットが走査する方向を主走査方向、こ
れに直交する方向を副走査方向と定義し、各光学素子の
形状、パワーの方向性は、走査対象面上での方向を基準
に説明することとする。また、走査対象面上で走査範囲
の中心に到達する光線を基準光線と定義する。
８−１２２６８５号公報に開示されている。この公報に
開示される走査光学系は、レーザー光源からの光束をポ
リゴンミラーにより偏向、走査させ、曲面ミラー、アナ
モフィックレンズから成る結像光学系を介して感光体ド
ラム上にスポットとして結像させる。感光体ドラム上の
スポットは、ポリゴンミラーの回転に伴って走査し、こ
の際レーザー光をオンオフ変調することにより走査対象
面上に静電潜像を形成する。なお、この明細書では、走
査対象面上でスポットが走査する方向を主走査方向、こ
れに直交する方向を副走査方向と定義し、各光学素子の
形状、パワーの方向性は、走査対象面上での方向を基準
に説明することとする。また、走査対象面上で走査範囲
の中心に到達する光線を基準光線と定義する。
【０００３】上記の公報に開示される走査光学系は、ポ
リゴンミラーに対する入射光と反射光とを副走査方向に
分離し、かつ、結像光学系に曲面ミラーを用いて光路を
折り返すことにより光学系全体を小型化している。ま
た、曲面ミラーと感光体ドラムとの間に配置されたアナ
モフィックレンズは、レーザー光がポリゴンミラーに対
して副走査方向に角度をもって入射することにより発生
するスキュー歪みの影響を補正するため、基準光線に対
して光軸を副走査方向に偏心させて配置されている。ア
ナモフィック面は、副走査方向の断面形状が円弧であ
り、副走査方向のパワーが主走査方向の周辺から中心に
向かうほど大きくなるよう、すなわち、周辺から中心に
向けて曲率半径が小さくなるよう設定されている。
リゴンミラーに対する入射光と反射光とを副走査方向に
分離し、かつ、結像光学系に曲面ミラーを用いて光路を
折り返すことにより光学系全体を小型化している。ま
た、曲面ミラーと感光体ドラムとの間に配置されたアナ
モフィックレンズは、レーザー光がポリゴンミラーに対
して副走査方向に角度をもって入射することにより発生
するスキュー歪みの影響を補正するため、基準光線に対
して光軸を副走査方向に偏心させて配置されている。ア
ナモフィック面は、副走査方向の断面形状が円弧であ
り、副走査方向のパワーが主走査方向の周辺から中心に
向かうほど大きくなるよう、すなわち、周辺から中心に
向けて曲率半径が小さくなるよう設定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公報に開示される走査光学系では、アナモフィックレン
ズの副走査断面が円弧であってコマ収差が補正されてい
ないため、ポリゴンミラーの面倒れ誤差や、各光学素子
の取付位置の誤差等によりレーザー光束がアナモフィッ
ク面上の設計上の領域から副走査方向にずれた領域を走
査すると、レーザー光束の収束位置が光軸方向に変化
し、走査対象面上でのスポット位置、及びスポット径が
変化して描画品質を低下させるという問題がある。
公報に開示される走査光学系では、アナモフィックレン
ズの副走査断面が円弧であってコマ収差が補正されてい
ないため、ポリゴンミラーの面倒れ誤差や、各光学素子
の取付位置の誤差等によりレーザー光束がアナモフィッ
ク面上の設計上の領域から副走査方向にずれた領域を走
査すると、レーザー光束の収束位置が光軸方向に変化
し、走査対象面上でのスポット位置、及びスポット径が
変化して描画品質を低下させるという問題がある。
【０００５】図５は、従来の走査光学系のアナモフィッ
ク面に対して異なる高さで入射したレーザー光束の収束
位置を示す説明図である。設計上の高さで入射したレー
ザー光束Ｌ0は、走査対象面上に収束する。これに対し
て、設計上の高さに対して副走査方向に異なる高さでア
ナモフィック面に入射したレーザー光束Ｌ1，Ｌ2の収束
位置は、コマ収差の影響で走査対象面の奥、あるいは手
前になる。したがって、例えばレーザー光束をポリゴン
ミラーの近傍で副走査方向に収束させ、この収束位置と
走査対象面側の収束位置とを共役にすることにより面倒
れ誤差の影響を補正している場合には、面倒れの影響で
レーザー光束がＬ1、Ｌ2の位置にずれたとすると、走査
対象面上でのスポット位置が副走査方向に変化すると共
に、スポット径も変化する。
ク面に対して異なる高さで入射したレーザー光束の収束
位置を示す説明図である。設計上の高さで入射したレー
ザー光束Ｌ0は、走査対象面上に収束する。これに対し
て、設計上の高さに対して副走査方向に異なる高さでア
ナモフィック面に入射したレーザー光束Ｌ1，Ｌ2の収束
位置は、コマ収差の影響で走査対象面の奥、あるいは手
前になる。したがって、例えばレーザー光束をポリゴン
ミラーの近傍で副走査方向に収束させ、この収束位置と
走査対象面側の収束位置とを共役にすることにより面倒
れ誤差の影響を補正している場合には、面倒れの影響で
レーザー光束がＬ1、Ｌ2の位置にずれたとすると、走査
対象面上でのスポット位置が副走査方向に変化すると共
に、スポット径も変化する。
【０００６】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、アナモフィック面に対する
レーザー光の入射高さが変化した場合にも、走査対象面
上でのレーザー光束の収束位置の変化を防ぐことが可能
な走査光学系の提供を目的とする。
鑑みてなされたものであり、アナモフィック面に対する
レーザー光の入射高さが変化した場合にも、走査対象面
上でのレーザー光束の収束位置の変化を防ぐことが可能
な走査光学系の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる走査光
学系は、上記の目的を達成させるため、光源から発する
光束を回転駆動される偏向器により偏向させ、結像光学
系により走査対象面上に結像させる構成において、結像
光学系が、走査対象面上で走査範囲の中心に到達する基
準光線に対して光軸を副走査方向に偏心させたアナモフ
ィック面を有するアナモフィックレンズを含み、副走査
方向のコマ収差を補正するように、アナモフィック面の
副走査方向の断面形状を非円弧としたことを特徴とす
る。
学系は、上記の目的を達成させるため、光源から発する
光束を回転駆動される偏向器により偏向させ、結像光学
系により走査対象面上に結像させる構成において、結像
光学系が、走査対象面上で走査範囲の中心に到達する基
準光線に対して光軸を副走査方向に偏心させたアナモフ
ィック面を有するアナモフィックレンズを含み、副走査
方向のコマ収差を補正するように、アナモフィック面の
副走査方向の断面形状を非円弧としたことを特徴とす
る。
【０００８】上記の構成によれば、アナモフィックレン
ズの副走査方向のコマ収差が補正されるため、アナモフ
ィック面に対するレーザー光の入射高さが変化した場合
にも、レーザー光束が走査対象面上の同一位置に収束
し、描画品質の劣化を防ぐことができる。
ズの副走査方向のコマ収差が補正されるため、アナモフ
ィック面に対するレーザー光の入射高さが変化した場合
にも、レーザー光束が走査対象面上の同一位置に収束
し、描画品質の劣化を防ぐことができる。
【０００９】なお、アナモフィック面の副走査方向の断
面形状における円弧からのズレ量は、基準光線を中心と
して副走査方向において非対称に分布することが望まし
い。また、光源から発して偏向器に入射する光束と偏向
器により偏向された光束とが副走査方向において所定の
角度で分離されるように構成することができ、結像光学
系には、所定のパワーを有する曲面ミラーを含ませるこ
とができる。
面形状における円弧からのズレ量は、基準光線を中心と
して副走査方向において非対称に分布することが望まし
い。また、光源から発して偏向器に入射する光束と偏向
器により偏向された光束とが副走査方向において所定の
角度で分離されるように構成することができ、結像光学
系には、所定のパワーを有する曲面ミラーを含ませるこ
とができる。
【００１０】さらに、アナモフィック面は、光軸上の曲
率半径をｒ、円錐係数をκ、係数をＢmnとし、光軸上を
原点として、主走査方向の高さY、副走査方向の高さZの
点(Y,Z)における光軸方向のサグ量が以下の二次元多項
式、 X(Y,Z)= (Y2+Z2)/［r[1＋√(1−(κ＋1)(Y2+Z2)／
r2)]］+ΣBmnYmZn で表される回転非対称なアナモフィック面であることが
望ましい。
率半径をｒ、円錐係数をκ、係数をＢmnとし、光軸上を
原点として、主走査方向の高さY、副走査方向の高さZの
点(Y,Z)における光軸方向のサグ量が以下の二次元多項
式、 X(Y,Z)= (Y2+Z2)/［r[1＋√(1−(κ＋1)(Y2+Z2)／
r2)]］+ΣBmnYmZn で表される回転非対称なアナモフィック面であることが
望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる反射型走
査光学装置の実施例を説明する。実施例の装置は、レー
ザープリンターに使用される露光ユニットであり、入力
される描画信号にしたがってON/OFF変調されたレーザー
光を走査対象面である感光体ドラム上で走査させ、静電
潜像を形成する。
査光学装置の実施例を説明する。実施例の装置は、レー
ザープリンターに使用される露光ユニットであり、入力
される描画信号にしたがってON/OFF変調されたレーザー
光を走査対象面である感光体ドラム上で走査させ、静電
潜像を形成する。
【００１２】図１は、実施形態にかかる走査光学装置の
光学系の構成を示す斜視図である。半導体レーザー１０
から発した発散光であるレーザー光は、コリメートレン
ズ１１により平行光とされ、シリンドリカルレンズ１２
により副走査方向にのみ収束される。シリンドリカルレ
ンズ１２を介したレーザー光は、平面ミラー１３により
反射されて副走査方向に角度を持ってポリゴンミラー１
４に入射する。
光学系の構成を示す斜視図である。半導体レーザー１０
から発した発散光であるレーザー光は、コリメートレン
ズ１１により平行光とされ、シリンドリカルレンズ１２
により副走査方向にのみ収束される。シリンドリカルレ
ンズ１２を介したレーザー光は、平面ミラー１３により
反射されて副走査方向に角度を持ってポリゴンミラー１
４に入射する。
【００１３】ポリゴンミラー１４の反射面１４ａで副走
査方向に第１の分離角度θ1をもって反射、偏向された
レーザー光は、曲面ミラー１５により副走査方向に第２
の分離角度θ2をもって再びポリゴンミラー１４側に反
射され、ポリゴンミラー１４の図中上側に配置されたア
ナモフィックレンズ１６を透過する。曲面ミラー１５は
主として主走査方向の収束パワー、アナモフィックレン
ズ１６は主として副走査方向の収束パワーを有し、これ
ら２つの素子で結像光学系を構成している。
査方向に第１の分離角度θ1をもって反射、偏向された
レーザー光は、曲面ミラー１５により副走査方向に第２
の分離角度θ2をもって再びポリゴンミラー１４側に反
射され、ポリゴンミラー１４の図中上側に配置されたア
ナモフィックレンズ１６を透過する。曲面ミラー１５は
主として主走査方向の収束パワー、アナモフィックレン
ズ１６は主として副走査方向の収束パワーを有し、これ
ら２つの素子で結像光学系を構成している。
【００１４】アナモフィックレンズ１６を透過したレー
ザー光は、光路偏向ミラー１７により反射され、二点鎖
線で示した感光体ドラム１８上にドラムの母線方向であ
る主走査方向に走査するスポットを形成する。
ザー光は、光路偏向ミラー１７により反射され、二点鎖
線で示した感光体ドラム１８上にドラムの母線方向であ
る主走査方向に走査するスポットを形成する。
【００１５】レーザー光は、副走査方向においては、シ
リンドリカルレンズ１２によりポリゴンミラー１４の反
射面１４ａの近傍で一旦結像し、主としてアナモフィッ
クレンズ１６のパワーにより感光体ドラム１８上に再結
像する。この構成により、反射面１４ａの面倒れ誤差に
よる感光体ドラム１８上での走査線のずれを防止するこ
とができる。
リンドリカルレンズ１２によりポリゴンミラー１４の反
射面１４ａの近傍で一旦結像し、主としてアナモフィッ
クレンズ１６のパワーにより感光体ドラム１８上に再結
像する。この構成により、反射面１４ａの面倒れ誤差に
よる感光体ドラム１８上での走査線のずれを防止するこ
とができる。
【００１６】アナモフィックレンズ１６の入射側のレン
ズ面は、入射側に凸となるほぼパワーを持たない光軸回
りに回転対称な非球面であり、射出側のレンズ面は、サ
グ量が二次元多項式で表される回転非対称な曲面であ
り、副走査方向のコマ収差を補正するように副走査方向
の断面が非円弧とされている。
ズ面は、入射側に凸となるほぼパワーを持たない光軸回
りに回転対称な非球面であり、射出側のレンズ面は、サ
グ量が二次元多項式で表される回転非対称な曲面であ
り、副走査方向のコマ収差を補正するように副走査方向
の断面が非円弧とされている。
【００１７】アナモフィックレンズ１６のアナモフィッ
ク面により副走査方向のコマ収差を補正することによ
り、アナモフィック面への入射高さの変化にかかわら
ず、レーザー光束を感光体ドラム１８上の一定位置に収
束させることができる。図２は、アナモフィック面に対
して異なる高さで入射したレーザー光束の収束位置を示
す説明図である。設計上の高さで入射したレーザー光束
Ｌ0、及び設計上の高さに対して副走査方向に異なる高
さでアナモフィック面に入射したレーザー光束Ｌ1，Ｌ2
が、いずれも感光体ドラム１８上で一定の位置に収束す
る。したがって、ポリゴンミラー１４の面倒れ誤差や、
他の光学素子の配置誤差によりアナモフィック面への入
射高さが設計上の入射領域から外れた場合にも、スポッ
ト位置のずれやスポット径の変化がなく、描画品質の劣
化を防ぐことができる。
ク面により副走査方向のコマ収差を補正することによ
り、アナモフィック面への入射高さの変化にかかわら
ず、レーザー光束を感光体ドラム１８上の一定位置に収
束させることができる。図２は、アナモフィック面に対
して異なる高さで入射したレーザー光束の収束位置を示
す説明図である。設計上の高さで入射したレーザー光束
Ｌ0、及び設計上の高さに対して副走査方向に異なる高
さでアナモフィック面に入射したレーザー光束Ｌ1，Ｌ2
が、いずれも感光体ドラム１８上で一定の位置に収束す
る。したがって、ポリゴンミラー１４の面倒れ誤差や、
他の光学素子の配置誤差によりアナモフィック面への入
射高さが設計上の入射領域から外れた場合にも、スポッ
ト位置のずれやスポット径の変化がなく、描画品質の劣
化を防ぐことができる。
【００１８】また、アナモフィックレンズ１６は、副走
査方向において、その光軸が基準光線に対してポリゴン
ミラー１４側に偏心するよう配置されている。このよう
に、アナモフィックレンズ１６を副走査方向に偏心させ
ることにより、レーザー光がポリゴンミラー１４の反射
面に対して副走査方向に角度をもって入射することによ
って生じるスキュー歪みを相殺することができる。すな
わち、レーザー光はアナモフィックレンズ１６の入射側
の回転対称非球面の回転軸を通る主走査方向の直線とは
異なる軌跡で走査するため、アナモフィックレンズ１６
はレーザー光に対して副走査方向に関しては光軸非対称
に屈折作用を与える。この作用を利用することにより、
レーザー光のスキュー歪みを補正することができる。
査方向において、その光軸が基準光線に対してポリゴン
ミラー１４側に偏心するよう配置されている。このよう
に、アナモフィックレンズ１６を副走査方向に偏心させ
ることにより、レーザー光がポリゴンミラー１４の反射
面に対して副走査方向に角度をもって入射することによ
って生じるスキュー歪みを相殺することができる。すな
わち、レーザー光はアナモフィックレンズ１６の入射側
の回転対称非球面の回転軸を通る主走査方向の直線とは
異なる軌跡で走査するため、アナモフィックレンズ１６
はレーザー光に対して副走査方向に関しては光軸非対称
に屈折作用を与える。この作用を利用することにより、
レーザー光のスキュー歪みを補正することができる。
【００１９】曲面ミラー１５で反射されたレーザー光が
走査範囲外の所定位置に達すると、レーザー光は曲面ミ
ラー１５に対向してアナモフィックレンズの手前側に設
けられた平面ミラー４０により反射され、副走査方向に
のみ正のパワーを持つシリンドリカルレンズ４１を介し
て同期信号検出用の受光素子４２に達する。受光素子４
２の出力信号は、一走査毎の書き込み開始タイミングを
得るために利用される。
走査範囲外の所定位置に達すると、レーザー光は曲面ミ
ラー１５に対向してアナモフィックレンズの手前側に設
けられた平面ミラー４０により反射され、副走査方向に
のみ正のパワーを持つシリンドリカルレンズ４１を介し
て同期信号検出用の受光素子４２に達する。受光素子４
２の出力信号は、一走査毎の書き込み開始タイミングを
得るために利用される。
【００２０】次に、実施形態の走査光学系の具体的な設
計例について説明する。表１は、実施形態の走査光学系
におけるシリンドリカルレンズ１２より感光体ドラム１
８側の構成を示す。表中の記号Kは走査係数、ｒyは各光
学素子の主走査方向の曲率半径、ｒzは副走査方向の曲
率半径(回転対称面の場合には省略)、ｄは面間の光軸上
の距離、ｎは波長780nmでの屈折率である。
計例について説明する。表１は、実施形態の走査光学系
におけるシリンドリカルレンズ１２より感光体ドラム１
８側の構成を示す。表中の記号Kは走査係数、ｒyは各光
学素子の主走査方向の曲率半径、ｒzは副走査方向の曲
率半径(回転対称面の場合には省略)、ｄは面間の光軸上
の距離、ｎは波長780nmでの屈折率である。
【００２１】表中、第１面及び第２面がシリンドリカル
レンズ１２、第３面がポリゴンミラー１４のミラー面、
第４面が曲面ミラー１５、第５面及び第６面がアナモフ
ィックレンズ１６を示す。アナモフィックレンズ１６
は、その光軸が基準光線に対して2.1mmポリゴンミラー
１４側にシフトするように配置されている。
レンズ１２、第３面がポリゴンミラー１４のミラー面、
第４面が曲面ミラー１５、第５面及び第６面がアナモフ
ィックレンズ１６を示す。アナモフィックレンズ１６
は、その光軸が基準光線に対して2.1mmポリゴンミラー
１４側にシフトするように配置されている。
【００２２】
【表１】 K＝135.5 走査幅216mm 設計波長780nm 面番号 ｒy ｒz ｄ ｎ780 １ ∞ 55.424 2.00 1.48617 ２ ∞ − 113.00 ３ ∞ − 50.00 ４ −260.000 − 77.80 ５ 5000.000 − 4.00 1.48617 ６ 542.000 (表３参照) 51.60
【００２３】第４面及び第５面は、光軸からの高さｈの
点での接平面からの光軸方向のサグ量X(h)が以下の式
(１)で表される回転対称な非球面である。 X(h)＝h2／［r[1＋√(1−(κ＋1)h2／r2)]］＋A4h4＋A6h6＋A8h8…(１) 上式中、ｒは光軸上の曲率半径、κは円錐係数、A4,A6,
A8はそれぞれ４次、６次、８次の非球面係数である。第
４面及び第５面の非球面の円錐係数κ、非球面係数A4,A
6,A8は表２に示される。
点での接平面からの光軸方向のサグ量X(h)が以下の式
(１)で表される回転対称な非球面である。 X(h)＝h2／［r[1＋√(1−(κ＋1)h2／r2)]］＋A4h4＋A6h6＋A8h8…(１) 上式中、ｒは光軸上の曲率半径、κは円錐係数、A4,A6,
A8はそれぞれ４次、６次、８次の非球面係数である。第
４面及び第５面の非球面の円錐係数κ、非球面係数A4,A
6,A8は表２に示される。
【００２４】
【表２】 面番号 κ A4 A6 A8 ４ 6.00 1.300×10-7 −5.500×10-12 1.830×10-16 ５ 0.00 6.140×10-8 3.330×10-12 −1.350×10-16
【００２５】第６面は、光軸上を原点として、主走査方
向の高さY、副走査方向の高さZの点(Y,Z)における光軸
方向のサグ量が以下の二次元多項式(２)で表される回転
非対称なアナモフィック面である。ｒは光軸上の曲率半
径、κは円錐係数である。第６面の円錐係数κ=０．０
であり、係数Ｂmnは表３に示されている。 X(Y,Z)= (Y2+Z2)/［r[1＋√(1−(κ＋1)(Y2+Z2)／r2)]］+ΣBmnYmZn …(２)
向の高さY、副走査方向の高さZの点(Y,Z)における光軸
方向のサグ量が以下の二次元多項式(２)で表される回転
非対称なアナモフィック面である。ｒは光軸上の曲率半
径、κは円錐係数である。第６面の円錐係数κ=０．０
であり、係数Ｂmnは表３に示されている。 X(Y,Z)= (Y2+Z2)/［r[1＋√(1−(κ＋1)(Y2+Z2)／r2)]］+ΣBmnYmZn …(２)
【００２６】
【表３】 n=0 n=2 n=4 m=0 0.000 −2.690×10-02 1.000×10-5 m=2 0.000 9.000×10-07 0.000 m=4 −1.170×10-07 −7.500×10-11 0.000 m=6 8.570×10-12 3.000×10-15 0.000 m=8 −9.150×10-17 0.000 0.000
【００２７】図３は、上記の二次元多項式により定義さ
れるアナモフィック面(第６面)の副走査方向の断面形状
を示すグラフである。ここでは、光軸を含む断面を例と
して、rz=-19.76となる球面に対するサグ量、すなわち
非球面量を示している。縦軸は光軸からの副走査方向の
高さＺ(単位：mm)、横軸はサグ量Ｘ(単位：mm)を示す。
基準光線は、図中に破線で示したＺ＝２．１の位置を通
る。このように、副走査方向の断面を非円弧とすること
により、副走査方向のコマ収差の発生を抑えることがで
きる。
れるアナモフィック面(第６面)の副走査方向の断面形状
を示すグラフである。ここでは、光軸を含む断面を例と
して、rz=-19.76となる球面に対するサグ量、すなわち
非球面量を示している。縦軸は光軸からの副走査方向の
高さＺ(単位：mm)、横軸はサグ量Ｘ(単位：mm)を示す。
基準光線は、図中に破線で示したＺ＝２．１の位置を通
る。このように、副走査方向の断面を非円弧とすること
により、副走査方向のコマ収差の発生を抑えることがで
きる。
【００２８】アナモフィックレンズ１６は、副走査方向
のパワーを主走査方向の位置に応じて変化させることに
より副走査方向の像面湾曲を補正する作用を有してい
る。このため、回転非対称な、すなわち旋盤での加工が
困難な面を必要とする。さらに、アナモフィック面は、
副走査断面を非円弧とすることによりコマ収差を補正し
ている。これら、像面湾曲補正作用とコマ収差補正作用
とを別個の面に負担させると、アナモフィックレンズ１
６は両面が回転非対称な面となり、加工上の負担が大き
くなる。上記のようにアナモフィック面を二次元多項式
で表される面とすることで、２つの収差補正作用を１つ
の面に負担させることができ、他方の面を旋盤での加工
が可能な回転対称な面とすることができ、加工上の負担
を軽くすることができる。
のパワーを主走査方向の位置に応じて変化させることに
より副走査方向の像面湾曲を補正する作用を有してい
る。このため、回転非対称な、すなわち旋盤での加工が
困難な面を必要とする。さらに、アナモフィック面は、
副走査断面を非円弧とすることによりコマ収差を補正し
ている。これら、像面湾曲補正作用とコマ収差補正作用
とを別個の面に負担させると、アナモフィックレンズ１
６は両面が回転非対称な面となり、加工上の負担が大き
くなる。上記のようにアナモフィック面を二次元多項式
で表される面とすることで、２つの収差補正作用を１つ
の面に負担させることができ、他方の面を旋盤での加工
が可能な回転対称な面とすることができ、加工上の負担
を軽くすることができる。
【００２９】続いて、アナモフィック面によりコマ収差
を補正した場合の効果について、図４を参照して説明す
る。図４は、アナモフィック面へのレーザー光束の入射
高さの変化による特性の変化を、アナモフィック面の副
走査方向の断面が従来のように円弧である場合と、実施
形態のように非円弧である場合とについて比較して示す
グラフである。
を補正した場合の効果について、図４を参照して説明す
る。図４は、アナモフィック面へのレーザー光束の入射
高さの変化による特性の変化を、アナモフィック面の副
走査方向の断面が従来のように円弧である場合と、実施
形態のように非円弧である場合とについて比較して示す
グラフである。
【００３０】図４では、入射高さの変化による感光体ド
ラム１８側での共役位置、すなわちレーザー光束の収束
位置の光軸方向の変化を実線で示し、各入射高さでのポ
リゴンミラー１４の面倒れ誤差(0.1度)によるスポット
の副走査方向の変位を破線で示す。横軸は基準光線を０
とする入射高さの変化(単位：mm)を示し、共役位置の変
化は左縦軸(単位：mm)、面倒れによるスポットの変位は
右縦軸(単位：μm/0.1deg.)により表される。
ラム１８側での共役位置、すなわちレーザー光束の収束
位置の光軸方向の変化を実線で示し、各入射高さでのポ
リゴンミラー１４の面倒れ誤差(0.1度)によるスポット
の副走査方向の変位を破線で示す。横軸は基準光線を０
とする入射高さの変化(単位：mm)を示し、共役位置の変
化は左縦軸(単位：mm)、面倒れによるスポットの変位は
右縦軸(単位：μm/0.1deg.)により表される。
【００３１】図４に示されるように、アナモフィック面
の副走査方向の断面を円弧から非円弧にしてコマ収差を
補正することにより、入射高さの変化による光軸方向の
共役位置の変化や、面倒れによるスポットの副走査方向
の変位を極めて小さく抑えることができる。
の副走査方向の断面を円弧から非円弧にしてコマ収差を
補正することにより、入射高さの変化による光軸方向の
共役位置の変化や、面倒れによるスポットの副走査方向
の変位を極めて小さく抑えることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、結像光学系に含まれるアナモフィック面の副走査方
向の断面形状を非円弧にしてコマ収差を補正することに
より、アナモフィック面に対するレーザー光の入射高さ
が変化した場合にも、走査対象面上でのレーザー光束の
収束位置の変化を防ぐことができる。したがって、ポリ
ゴンミラーの面倒れ誤差や、他の光学素子の配置誤差に
よりアナモフィック面への入射高さが設計上の入射領域
から外れた場合にも、スポット位置のずれやスポット径
の変化がなく、描画品質の劣化を防ぐことができる。
ば、結像光学系に含まれるアナモフィック面の副走査方
向の断面形状を非円弧にしてコマ収差を補正することに
より、アナモフィック面に対するレーザー光の入射高さ
が変化した場合にも、走査対象面上でのレーザー光束の
収束位置の変化を防ぐことができる。したがって、ポリ
ゴンミラーの面倒れ誤差や、他の光学素子の配置誤差に
よりアナモフィック面への入射高さが設計上の入射領域
から外れた場合にも、スポット位置のずれやスポット径
の変化がなく、描画品質の劣化を防ぐことができる。
【図１】 実施形態にかかる走査光学系を示す斜視図。
【図２】 図１の走査光学系のアナモフィック面に対し
て異なる高さで入射したレーザー光の収束位置を示す説
明図。
て異なる高さで入射したレーザー光の収束位置を示す説
明図。
【図３】 図１の走査光学系のアナモフィック面の副走
査方向の断面形状を示すグラフ。
査方向の断面形状を示すグラフ。
【図４】 アナモフィック面へのレーザー光束の入射高
さの変化による特性の変化を示すグラフ。
さの変化による特性の変化を示すグラフ。
【図５】 従来の走査光学系のアナモフィック面に対し
て異なる高さで入射したレーザー光の収束位置を示す説
明図。
て異なる高さで入射したレーザー光の収束位置を示す説
明図。
１０ 半導体レーザー １４ ポリゴンミラー １５ 曲面ミラー １６ アナモフィックレンズ １８ 感光体ドラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 BA84 2H045 BA02 CA04 CA34 CA55 CA88 CB15 DA02 2H087 KA19 LA28 RA08 TA01 TA03 5C072 AA03 BA17 CA06 DA02 DA21 DA23 HA02 HA13 XA05 9A001 JJ35 KK16
Claims (5)
- 【請求項１】 光源から発する光束を回転駆動される偏
向器により偏向させ、結像光学系により走査対象面上に
結像させる走査光学系において、 前記結像光学系は、前記走査対象面上で走査範囲の中心
に到達する基準光線に対して光軸を副走査方向に偏心さ
せたアナモフィック面を有するアナモフィックレンズを
含み、該アナモフィック面は、副走査方向のコマ収差を
補正するように、副走査方向の断面形状が非円弧として
形成されていることを特徴とする走査光学系。 - 【請求項２】 前記アナモフィック面の副走査方向の断
面形状における円弧からのズレ量は、前記基準光線を中
心として副走査方向において非対称に分布していること
を特徴とする請求項１に記載の走査光学系。 - 【請求項３】 前記光源から発して前記偏向器に入射す
る光束と、前記偏向器により偏向された光束とは、副走
査方向において所定の角度で分離されていることを特徴
とする請求項１または２のいずれかに記載の走査光学
系。 - 【請求項４】 前記結像光学系は、所定のパワーを有す
る曲面ミラーを含むことを特徴とする請求項３に記載の
走査光学系。 - 【請求項５】 前記アナモフィック面は、光軸上の曲率
半径をｒ、円錐係数をκ、係数をＢmnとし、光軸上を原
点として、主走査方向の高さY、副走査方向の高さZの点
(Y,Z)における光軸方向のサグ量が以下の二次元多項
式、 X(Y,Z)= (Y2+Z2)/［r[1＋√(1−(κ＋1)(Y2+Z2)／
r2)]］+ΣBmnYmZn で表される回転非対称なアナモフィック面であることを
特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000048749A JP3752124B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 走査光学系 |
| US09/790,574 US6466350B2 (en) | 2000-02-25 | 2001-02-23 | Scanning optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000048749A JP3752124B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 走査光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001235694A true JP2001235694A (ja) | 2001-08-31 |
| JP3752124B2 JP3752124B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=18570794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000048749A Expired - Fee Related JP3752124B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 走査光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6466350B2 (ja) |
| JP (1) | JP3752124B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6956686B2 (en) * | 2001-05-11 | 2005-10-18 | Pentax Corporation | Scanning optical system |
| WO2007048506A1 (en) * | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Optical device for generating a line focus on a surface |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02157809A (ja) | 1988-12-12 | 1990-06-18 | Canon Inc | 高解像走査光学系 |
| US5737112A (en) * | 1994-07-07 | 1998-04-07 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Scanning optical systems |
| JP3335259B2 (ja) | 1994-10-27 | 2002-10-15 | 旭光学工業株式会社 | 反射型走査光学装置 |
| JP3712017B2 (ja) * | 1995-05-12 | 2005-11-02 | セイコーエプソン株式会社 | 光走査装置 |
| JP3222754B2 (ja) | 1996-02-05 | 2001-10-29 | 旭光学工業株式会社 | 反射型走査光学系 |
| US5963355A (en) | 1997-11-17 | 1999-10-05 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning system with single element refractive/reflective Fθlθ lens |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000048749A patent/JP3752124B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-23 US US09/790,574 patent/US6466350B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6466350B2 (en) | 2002-10-15 |
| JP3752124B2 (ja) | 2006-03-08 |
| US20010022680A1 (en) | 2001-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7551337B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
| KR100507830B1 (ko) | 광주사장치 및 이것을 이용한 화상형성장치 | |
| JPH06265810A (ja) | 反射型走査光学系 | |
| JP4227334B2 (ja) | 走査光学系 | |
| JPH06118325A (ja) | 光走査装置 | |
| JP2003149573A (ja) | 走査光学系 | |
| JP5896651B2 (ja) | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| US5812181A (en) | Scanning optical apparatus | |
| JP2003005113A (ja) | 走査光学系 | |
| JP2007140418A (ja) | 走査装置及び走査光学系 | |
| JP3222754B2 (ja) | 反射型走査光学系 | |
| JP4293780B2 (ja) | 走査光学系 | |
| JP5168753B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置、並びにレンズ | |
| JP4171213B2 (ja) | 走査光学系 | |
| US5777774A (en) | Reflection scanning optical system | |
| JP2000267030A (ja) | 光走査装置 | |
| JPH07174998A (ja) | 走査レンズ及び光走査装置 | |
| JP3393033B2 (ja) | 走査光学系 | |
| US7087892B2 (en) | Light scanner and image forming apparatus using the same | |
| JP3752124B2 (ja) | 走査光学系 | |
| JP4395340B2 (ja) | 走査光学系 | |
| US6643044B1 (en) | Scanning optical system | |
| JP4451519B2 (ja) | 走査光学系および光走査装置および画像形成装置 | |
| JP5882692B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
| JPH112769A (ja) | 光走査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040511 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040922 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050920 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051111 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051206 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051209 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081216 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091216 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |