JP2003215486A - 走査光学系 - Google Patents
走査光学系Info
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
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- G02B26/10—Scanning systems
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- G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
Abstract
の傾きを補正することができる走査光学系を提供するこ
と。 【解決手段】 半導体レーザー11、11…から発した
レーザー光L1、L2、L3、L4は、コリメートレンズ1
2、12…、シリンドリカルレンズ13を介してポリゴ
ンミラー20により同時に偏向され、4本の光束につい
て共通に設けられた走査レンズ30、各光束毎に設けら
れた補正レンズ51〜54を介して、感光体ドラム61
〜64上に収束してビームスポットを形成する。走査レ
ンズ30の一面は、副走査方向のパワーの主走査方向に
おける分布が光軸に対して非対称なアナモフィック面で
あり、これにより偏向点変化の非対称性に起因する走査
線の傾きを補正することができる。
Description
ター等の走査光学装置に用いられる走査光学系に関す
る。
光学系は、半導体レーザー等の光源から発したレーザー
光をポリゴンミラーにより偏向、走査させ、結像光学系
を介して感光体ドラム等の被走査面上にスポットとして
結像させる。被走査面上のスポットは、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
調することにより被走査面上に静電潜像を形成する。な
お、この明細書では、被走査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、被走査
面上での方向を基準に説明することとする。
的な構成の他にも、同一の感光体ドラム上に一度に複数
の走査線を形成するマルチビーム方式の構成、あるい
は、複数の感光体ドラムに一度に走査線を形成するタン
デム方式の構成等が知られている。マルチビーム方式、
あるいはタンデム方式において、単一のポリゴンミラー
により複数の光束を走査させる場合には、各光束の副走
査方向の断面内でのポリゴンミラーへの入射角度をそれ
ぞれ異ならせることがある。このような配置により、複
数の光束をポリゴンミラーの反射面上でほぼ同一の位置
に入射させることができ、ポリゴンミラーを薄くし、そ
のコストを抑えることができる。
ように光束の副走査方向の断面内での入射角度が異なる
場合、ポリゴンミラーの回転軸に対して垂直な平面に対
して斜めにポリゴンミラーに入射する光束については、
被走査面上ではビームスポットの軌跡である走査線が湾
曲するという問題が生じる。走査線の湾曲はボウ(Bow)
と呼ばれる。また、光源部から発した光束が、主走査方
向においてポリゴンミラーによる光束の走査範囲外から
ポリゴンミラーに入射するよう配置されている場合に
は、ポリゴンミラーの回転中心が走査レンズの光軸上に
位置しないため、反射面と入射光束との交点(偏向点)が
ポリゴンミラーの回転に伴って光軸に対して非対称に変
化し、走査線が傾くという問題がある。この2つの問題
が組み合わさると、走査線の湾曲が左右非対称になる。
走査線の傾きの大きさは、ポリゴンミラーへの副走査方
向の入射角度により異なるため、入射角度が異なる光束
により形成される走査線を一定方向に揃えることが困難
であり、これがカラープリンターにおいては色ズレの原
因となり、印刷品質を悪化させる。
み、偏向点変化が非対称である場合にも、走査線の傾き
と走査線湾曲によって現れる走査線湾曲の左右非対称性
を補正することができる走査光学系を提供することを目
的とする。
学系は、上記の目的を達成させるため、ポリゴンミラー
の近傍に設けられた走査レンズの一面を、副走査方向の
パワーの主走査方向における分布を光軸に対して非対称
なアナモフィック面としたことを特徴とする。
は、光束を発生する光源部と、複数の反射面を有し、回
転駆動されることにより光源部から発して入射する光束
を反射、偏向させるポリゴンミラーと、このポリゴンミ
ラーにより反射された光束を被走査面上で主走査方向に
走査するスポットとして収束させる結像光学系とを備
え、結像光学系は、単数または複数の単レンズから構成
される走査レンズと、走査レンズより被走査面側に配置
された像面湾曲補正用の補正レンズとを備え、光源部
は、主走査方向においては、ポリゴンミラーによる光束
の走査範囲外から、副走査方向においては、ポリゴンミ
ラーの回転軸に対して垂直な平面に対して斜めに、ポリ
ゴンミラーに光束を入射させるよう配置され、走査レン
ズの少なくとも1面が上記のようなアナモフィック面で
あり、補正レンズは、副走査方向のパワーの主走査方向
における分布が面中心に対して対称な面のみで構成され
ることを特徴とする。
性に起因する走査線の傾きを走査レンズのアナモフィッ
ク面により補正することができ、ポリゴンミラーに対し
て副走査方向において異なる角度で入射する複数の光束
を利用する場合にも、それぞれの走査線の傾きを一致さ
せることができる。なお、面中心は、面設計時に設定さ
れる原点であり、主走査方向については、被走査面上で
走査範囲の中心に達する光束が非球面と交差する位置で
ある。
方向に対して垂直で光軸を含む平面に関して対称な形状
を有し、補正レンズは、副走査方向に対して垂直で面中
心を含む平面に関して非対称な形状のアナモフィック面
を含むことが望ましい。走査レンズのうち、少なくとも
アナモフィック面を含むレンズ素子はプラスチックレン
ズであることが望ましい。
主走査方向の断面形状が当該走査レンズの光軸からの主
走査方向の距離の関数として定義され、副走査方向の断
面形状が円弧であって、その曲率半径が光軸からの主走
査方向の距離の関数として主走査方向の断面形状とは独
立して定義されるアナモフィック非球面として構成する
ことができる。
上における主走査方向の位置を光軸を基準として光源部
からの光束が入射する側を−方向、逆側を+方向、光軸
からの距離をYとして表し、当該位置における副走査方
向の曲率半径をRz(Y)として、 |Rz(0)|<|Rz(−Y)|<|Rz(Y)| を満たすことが望ましい。
向の断面の傾きが主走査方向の位置により変化し、副走
査方向に対して垂直で面中心を含む平面に関して非対称
な形状を有する非球面であることが望ましく、この非球
面は、面中心を原点として含んで走査レンズの光軸と直
交する基準平面からのサグ量が主走査方向・副走査方向
それぞれの面中心からの距離に関する二次元多項式で表
現される二次元多項式非球面とすることができる。この
場合には、副走査方向において、ポリゴンミラーの回転
軸に対して垂直な平面に対して斜めに、ポリゴンミラー
に対して光束を入射させることに起因する走査線の湾曲
を補正することができる。
源部からポリゴンミラーに入射する複数の光束の副走査
方向の断面内での入射角度をそれぞれ異ならせることに
より、ポリゴンミラーの副走査方向の高さを小さく抑え
ることができる。このような場合には、ポリゴンミラー
に近い位置に走査レンズを、複数の光束に対して共通に
1つだけ配置し、被走査面に近い位置に補正レンズを、
ほぼ同一の角度でポリゴンミラーに入射する光束毎に複
数配置することが望ましい。
ポリゴンミラーに対して副走査方向の断面内で絶対値が
等しく符号が異なる入射角度で入射するように設定され
ることが望ましい。この場合、複数の補正レンズは、ポ
リンゴンミラーから各感光体ドラムまでの反射面を展開
して考えた場合、走査レンズ系の光軸の延長線に対して
対称に配置することができる。すなわち、同一設計の補
正レンズを、走査レンズ系の光軸の延長線に対して等距
離の位置に、180°回転させて配置することができ
る。
系の実施形態を説明する。図1は、実施形態にかかる走
査光学系を利用したタンデム走査光学系を示す説明図で
あり、(A)はポリゴンミラーより光源部側の副走査方向
の断面内での説明図、(B)はポリゴンミラーより被走査
面である感光体ドラム側の副走査方向の断面内での説明
図である。
部10は、4個の半導体レーザー11、11…と、これ
らの半導体レーザーから発する発散光を平行光にする4
個のコリメートレンズ12、12…とを備えている。半
導体レーザー11は、図中の縦方向となる副走査方向に
4段並んで配置されている。
た4本のレーザー光L1〜L4は、副走査方向にのみパワ
ーを持つ単一のシリンドリカルレンズ13の作用により
副走査方向に関して収束光となり、かつ、シリンドリカ
ルレンズ13が持つプリズム作用により偏向されてポリ
ゴンミラー20の近傍でほぼ同一位置に線像を形成す
る。すなわち、光源部10から発する4本の光束は、副
走査方向の断面内での入射角度がそれぞれ異なり、ポリ
ゴンミラー20の反射面上で交差する。これにより、ポ
リゴンミラー20の副走査方向の高さを小さく抑えるこ
とができる。内側の2本の光束L2,L3のポリゴンミラー
に対する入射角度は±βin、外側の2本の光束L1,L4の
入射角度は±βoutである。すなわち、対をなす2本ず
つの光束が、ポリゴンミラー20に対して副走査方向の
断面内で絶対値が等しく符号が異なる入射角度で入射す
るように設定されている。
は、回転軸20a回りに回転するポリゴンミラー20に
より同時に偏向される。なお、光源部10は、主走査方
向において、ポリゴンミラー20による光束の走査範囲
外からポリゴンミラー20に光束を入射させるよう配置
されている。偏向された4本の光束L1〜L4は、副走査
方向に関しては所定の角度で異なる方向に進み、第1レ
ンズ31と第2レンズ32とから構成される走査レンズ
30に入射する。走査レンズ30から射出した光束は、
2本ずつそれぞれ一対のミラー40,41により反射さ
れ、各光束毎の光路に配置された像面湾曲補正用の補正
レンズ51〜54を介して、それぞれ異なる感光体ドラ
ム61〜64上に収束して各ドラム上にビームスポット
を形成する。ポリゴンミラー20を回転軸20a回りに
回転させることにより、4本の感光体ドラム61〜64
上にそれぞれ1本の走査線を同時に形成することができ
る。
部から発する光束を副走査方向に収束させるアナモフィ
ック光学素子としての機能を有しており、走査レンズ3
0及び補正レンズ51〜54は、ポリゴンミラー20に
より反射された光束を被走査面上で主走査方向に走査す
るスポットとして収束させる結像光学系としての機能を
有している。
面(第1レンズ31の被走査面側の面、あるいは、第2
レンズ32の被走査面側の面)には、副走査方向のパワ
ーの主走査方向における分布が光軸に対して非対称なア
ナモフィック非球面が採用されている。副走査方向のパ
ワーに非対称性を持たせることにより、偏向点が非対称
に変化することに起因する走査線の傾きを補正すること
ができる。
球面は、副走査方向に対して垂直で光軸Axを含む平面
に関しては対称であり、その主走査方向の断面形状は、
光軸Axからの主走査方向の距離の関数として定義さ
れ、副走査方向の断面形状は、円弧であって、その曲率
半径が光軸Axからの主走査方向の距離の関数として定
義される。
は、当該面上における主走査方向の位置を光軸を基準と
して光源部10からの光束が入射する側を−方向、逆側
を+方向、光軸Axからの距離をYとして表し、当該位
置における副走査方向の曲率半径をRz(Y)として、 |Rz(0)|<|Rz(−Y)|<|Rz(Y)| を満たすよう設計されている。すなわち、光軸から離れ
るのに従って曲率半径が大きくなる。つまり中心のパワ
ーが最も大きく中心から離れるのに従ってパワーが小さ
くなる。同時に光源部10からの光束が入射する側の曲
率半径が、反対側より小さくなるように、したがって、
光束の入射する側のパワーが反対側より大きくなるよう
に設定されている。
ワーの主走査方向における分布が面中心に対して対称な
面のみで構成される。また、補正レンズ51〜54の一
面は、副走査方向の断面の傾きが主走査方向の位置によ
り変化し、副走査方向に対して垂直で面中心を含む平面
に関して非対称な形状を有するアナモフィック非球面で
ある。この非球面は、面中心を原点として含んで走査レ
ンズの光軸と直交する基準平面からのサグ量が主走査方
向・副走査方向それぞれの面中心からの距離に関する二
次元多項式で表現される二次元多項式非球面であり、そ
の形状は、面中心を通る副走査方向の境界線を境に対称
である。二次元多項式非球面の副走査方向の断面の傾き
は、面中心からの主走査方向の距離が大きくなるにした
がって増加するよう設定されている。
1,54は、同一設計のレンズであり、これを光軸(反
射面を展開して考えたときの走査レンズ30の光軸)に
対して対称に、すなわち、光軸を中心に180°回転さ
せて配置している。また、内側の光束L2,L3が入射する
補正レンズ52,53も、同一設計のレンズであり、こ
れを光軸を中心に180°回転させて配置している。た
だし、外側の光束と内側の光束とでは光軸に対する角度
が異なるため、補正レンズ51,54と補正レンズ5
2,53とは異なる設計である。すなわち、補正レンズ
としては、2種類のレンズを2個ずつ用意すればよい。
なお、補正レンズの設計が異なるのは二次元多項式非球
面のみであり、他方の面は4つの補正レンズでいずれも
共通である。
る各光束について専用の設計にすることもできるが、上
記のように2つずつ同一のレンズを180度回転させて
利用できた方が部品の種類を削減できるために望まし
い。ただし、このように同一構成の補正レンズを対称に
配置して用いるためには、主走査方向に関して非対称性
を持たせることができず、補正レンズにより走査線の湾
曲を補正したとしても、傾きが残存する。そこで、実施
形態の走査光学系は、走査レンズ30に主走査方向に非
対称なパワー配分を有する面を設けてボウの非対称性を
補正している。
具体的な実施例を4例説明する。なお、以下の実施例で
は、ミラー40,41を省略し、光路を展開して説明す
る。
し、図2は主走査方向の説明図、図3は外側の光束L1の
光路を示す副走査方向の説明図、図4は内側の光束L2の
光路を示す副走査方向の説明図である。実施例1の走査
光学系は、走査レンズ30が第1レンズ31と第2レン
ズ32との2枚構成であり、第1レンズ31がプラスチ
ック、第2レンズ32がガラス、そして、補正レンズ5
1〜54がプラスチックにより形成されている。
リンドリカルレンズ13より感光体ドラム61〜64側
の構成を示す。表中の記号ryは主走査方向の曲率半径
(単位:mm)、rzは副走査方向の曲率半径(回転対称面の
場合には省略、単位:mm)、dは面間の光軸上の距離(単
位:mm)、nは設計波長780nmでの屈折率、DECZは反射面
を展開して考えたときの走査レンズ30の光軸を基準に
した各面の副走査方向への偏心(単位:mm)である。入射
角度は、各光束の中心軸がポリゴンミラー20に入射す
る際に反射面の法線に対してなす副走査方向の角度(主
走査方向に対して垂直な平面に投影した際の角度)であ
る。
面は平面、第4面は回転対称非球面、第5面はアナモフ
ィック非球面、第6面は平面、第7面は球面、第8面、
第11面は二次元多項式非球面、第9面、第12面は球
面である。
なる非球面上の座標点の非球面の光軸上での接平面から
の距離(サグ量)をX(h)、非球面の光軸上での曲率(1/r)
をC、円錐係数をκ、4次、6次の非球面係数をA4,
A6として、以下の式で表される。表1における回転対
称非球面の曲率半径は、光軸上の曲率半径であり、円錐
係数、非球面係数は表2に示される。
る主走査方向の曲線を想定した際に、光軸からの主走査
方向の距離がyとなる上記曲線上の座標点での光軸上の
接線からの距離(サグ量)をX(y)、当該座標点でこの曲
線に接する副走査方向の円弧の曲率をCz(y)として、以
下の式で定義される。
数、AMmは主走査方向の曲率を定義するn次の非球面係
数、Cz0は光軸上での副走査方向の曲率(=1/rz)、ASn
は副走査方向の曲率を定義するn次の非球面係数であ
る。第5面を定義する各係数の値は、表3に示されてい
る。
面上での主走査方向の距離y、副走査方向の距離zの点
(y,z)におけるサグ量X(y,z)として、以下の二次元多項
式により表される。ここで、Cは面中心における主走査
方向の曲率(1/ry)、κは円錐係数、hは面中心からの距
離(=(y2+z2)1/2)、Bmnは係数(mは主走査方向,nは副
走査方向に関する次数)である。この二次元多項式は、
回転非対称な光学曲面を表す一般式である。Bmnのnが
奇数の場合の値を0以外の値にすると、面形状は副走査
方向に対して垂直で面中心を含む平面に関して非対称と
なる。
二次元多項式非球面を定義する係数の値を表4、内側光
束用の補正レンズ52に形成された二次元多項式非球面
を定義する係数の値を表5に示す。
リゴンミラー20の回転に伴う偏向点変化は、図5に示
すとおりであり、主走査方向について光軸に関して非対
称となる。また、光束がポリゴンミラー20の回転軸に
対して垂直な平面に対して斜めにポリゴンミラー20に
入射することにより生じる走査線の湾曲は、偏向点変化
の非対称性の影響を受けて、走査レンズ30の第1レン
ズ31のポリゴンミラー20側のレンズ面上では図6に
示すように光軸に対して非対称に変化する。なお、図6
は外側の光束L1の軌跡を示している。
ズ31の感光体ドラム側の面、すなわち第5面の副走査
方向のパワーの主走査方向における分布を、図7に示す
ように光軸に対して非対称に設定することにより、走査
線の湾曲の非対称性を補正しており、その結果、感光体
ドラム面上での走査線湾曲(ボウ)は、図8に示すように
低く抑えられる。図8(A)は外側の光学系の光束L1に対
する走査線、図8(B)は内側の光学系の光束L2に対する
走査線をそれぞれ示している。図8の各グラフの縦軸は
主走査方向の走査位置、横軸は収差量を示し、単位はい
ずれもmmである。
入しない比較例の走査線を示し、図9(A)は外側の光学
系の光束L1に対する走査線、図9(B)は内側の光学系の
光束L2に対する走査線をそれぞれ示している。比較例
は、実施例1の走査レンズ30の第1レンズ31の感光
体ドラム側の面、すなわち第5面の副走査方向のパワー
の主走査方向における分布を光軸に対して対称に設定し
たものである。すなわち、アナモフィック非球面を表す
副走査方向の係数ASの奇数次項AS1, AS3, AS5を全て0
にして定義される面を用いている。他の構成は実施例1
と同一である。図9に示されるように、走査レンズ30
に非対称成分を導入しないと、走査線の湾曲はある程度
補正できても、傾きを補正することができない。
の他の収差を示す。図10はfθ特性、図11は像面湾
曲(M:主走査方向、S:副走査方向)、図12はFナンバー
の変化(M:主走査方向、S:副走査方向)、図13は波面収
差を示し、各図とも(A)は外側の光束L1が通る光学系の
収差、(B)は内側の光束L2が通る光学系の収差を示す。
各グラフとも縦軸は主走査方向の走査位置(単位:mm)、
横軸は収差量を示し、図10〜図11の横軸の単位はm
m、図12の横軸の単位は%、図13の横軸の単位は波
長である。
を示し、図14は主走査方向の説明図、図15は外側の
光束L1の光路を示す副走査方向の説明図、図16は内側
の光束L2の光路を示す副走査方向の説明図である。実施
例2の走査光学系は、走査レンズ30が第1レンズ31
と第2レンズ32との2枚構成であり、第1レンズ3
1、第2レンズ32、そして、補正レンズ51〜54の
全てがプラスチックにより形成されている。表6は、実
施例2の走査光学系におけるシリンドリカルレンズ13
より感光体ドラム61〜64側の構成を示す。
面は平面、第4面は回転対称非球面、第5面は球面、第
6面は平面、第7面はアナモフィック非球面、第8面、
第11面は二次元多項式非球面、第9面、第12面は球
面である。第4面の係数は表7、第7面の係数は表8、
第8面の係数は表9、第11面の係数は表10にそれぞ
れ示される。
ズ32の感光体ドラム側の面、すなわち第7面の副走査
方向のパワーの主走査方向における分布を、図17に示
すように光軸に対して非対称に設定することにより、走
査線の湾曲の非対称性を補正しており、その結果、感光
体ドラム面上での走査線湾曲(ボウ)は、図18に示すよ
うに低く抑えられる。図18(A)は外側の光学系の光束L
1に対する走査線、図18(B)は内側の光学系の光束L2に
対する走査線をそれぞれ示している。
の他の収差を示す。図19はfθ特性、図20は像面湾
曲(M:主走査方向、S:副走査方向)、図21はFナンバー
の変化(M:主走査方向、S:副走査方向)、図22は波面収
差を示し、各図とも(A)は外側の光束L1が通る光学系の
収差、(B)は内側の光束L2が通る光学系の収差を示す。
を示し、図23は主走査方向の説明図、図24は外側の
光束L1の光路を示す副走査方向の説明図、図25は内側
の光束L2の光路を示す副走査方向の説明図である。実施
例3の走査光学系は、走査レンズ30が1枚構成であ
り、この走査レンズと補正レンズ51〜54とが共にプ
ラスチックにより形成されている。表11は、実施例3
の走査光学系におけるシリンドリカルレンズ13より感
光体ドラム61〜64側の構成を示す。
面は平面、第4面は球面、第5面はアナモフィック非球
面、第6面、第9面は二次元多項式非球面、第7面、第
10面は球面である。第5面の係数は表12、第6面の
係数は表13、第9面の係数は表14にそれぞれ示され
る。
ラム側の面、すなわち第5面の副走査方向のパワーの主
走査方向における分布を、図26に示すように光軸に対
して非対称に設定することにより、走査線の湾曲の非対
称性を補正しており、その結果、感光体ドラム面上での
走査線湾曲(ボウ)は、図27に示すように低く抑えられ
る。図27(A)は外側の光学系の光束L1に対する走査
線、図27(B)は内側の光学系の光束L2に対する走査線
をそれぞれ示している。
の他の収差を示す。図28はfθ特性、図29は像面湾
曲(M:主走査方向、S:副走査方向)、図30はFナンバー
の変化(M:主走査方向、S:副走査方向)、図31は波面収
差を示し、各図とも(A)は外側の光束L1が通る光学系の
収差、(B)は内側の光束L2が通る光学系の収差を示す。
を示し、図32は主走査方向の説明図、図33は外側の
光束L1の光路を示す副走査方向の説明図、図34は内側
の光束L2の光路を示す副走査方向の説明図である。実施
例4の走査光学系は、走査レンズ30が第1レンズ31
と第2レンズ32との2枚構成であり、第1レンズ31
がプラスチック、第2レンズ32がガラス、そして、補
正レンズ51−54がプラスチックにより形成されてい
る。表15は、実施例4の走査光学系におけるシリンド
リカルレンズ13より感光体ドラム61〜64側の構成
を示す。
面は平面、第4面は回転対称非球面、第5面はアナモフ
ィック非球面、第6面は平面、第7面、第8面、第11
面は球面、、第9面、第12面は二次元多項式非球面で
ある。第4面の係数は表16、第5面の係数は表17、
第9面の係数は表18、第12面の係数は表19にそれ
ぞれ示される。
ズ31の感光体ドラム側の面、すなわち第5面の副走査
方向のパワーの主走査方向における分布を、図35に示
すように光軸に対して非対称に設定することにより、走
査線の湾曲の非対称性を補正しており、その結果、感光
体ドラム面上での走査線湾曲(ボウ)は、図36に示すよ
うに低く抑えられる。図36(A)は外側の光学系の光束L
1に対する走査線、図36(B)は内側の光学系の光束L2に
対する走査線をそれぞれ示している。
の他の収差を示す。図37はfθ特性、図38は像面湾
曲(M:主走査方向、S:副走査方向)、図39はFナンバー
の変化(M:主走査方向、S:副走査方向)、図40は波面収
差を示し、各図とも(A)は外側の光束L1が通る光学系の
収差、(B)は内側の光束L2が通る光学系の収差を示す。
率半径の主走査方向における分布の条件、 |Rz(0)|<|Rz(−Y)|<|Rz(Y)| を満たしていることを説明する。以下の表20は、走査
レンズ30の光軸Axを基準として光源部10からの光
束が入射する−方向と、逆側である+方向とについて、
光軸からの距離Y=35mmの位置での副走査方向の曲
率半径Rz(−35)、Rz(35)、および光軸Ax
上での副走査方向の曲率半径Rz(0)のそれぞれの絶対
値を各実施例について示す。
述した条件を満たしている。このように、副走査方向の
曲率半径、すなわちパワーに主走査方向に関する非対称
性を持たせることにより、偏向点変化による走査線の傾
きを補正することができる。
ば、光束がポリゴンミラーに対して副走査方向において
斜めに入射する走査光学系において、走査レンズの一面
を副走査方向のパワーの主走査方向における分布が光軸
に対して非対称なアナモフィック非球面とすることによ
り、光源部からの光束を主走査方向においてポリゴンミ
ラーによる光束の走査範囲外から入射させることにより
生じる偏向点変化に起因する走査線の傾きを補正するこ
とができる。したがって、複数の光束を利用するタンデ
ム方式やマルチビーム方式の走査光学系では、ポリゴン
ミラーへの副走査方向の入射角度の符号が異なる各光束
により形成される走査線の方向を精度よく揃えることが
でき、カラープリンターでの色ズレの発生を防ぐことが
できる。
を持たせることにより、補正レンズは主走査方向に関し
て対称形状にすることができる。したがって、ポリゴン
ミラーに対して複数の光束を入射させる場合、副走査方
向に関する入射角度の絶対値が等しく符号が異なる光束
については、同一形状の補正レンズを180°回転させ
て利用することができ、それぞれの光束について別形状
の補正レンズを用いるよりも部品の種類を削減すること
ができる。
向の断面内の説明図である。
である。
示す副走査方向の説明図である。
示す副走査方向の説明図である。
ラフである。
上における走査線の湾曲を示すグラフである。
るアナモフィック非球面の副走査方向の曲率半径の分布
を示すグラフである。
ある。
る。
ラフである。
ラフである。
を示すグラフである。
ラフである。
図である。
を示す副走査方向の説明図である。
を示す副走査方向の説明図である。
れるアナモフィック非球面の副走査方向の曲率半径の分
布を示すグラフである。
である。
ラフである。
ラフである。
を示すグラフである。
ラフである。
図である。
を示す副走査方向の説明図である。
を示す副走査方向の説明図である。
れるアナモフィック非球面の副走査方向の曲率半径の分
布を示すグラフである。
である。
ラフである。
ラフである。
を示すグラフである。
ラフである。
図である。
を示す副走査方向の説明図である。
を示す副走査方向の説明図である。
れるアナモフィック非球面の副走査方向の曲率半径の分
布を示すグラフである。
である。
ラフである。
ラフである。
を示すグラフである。
ラフである。
Claims (9)
- 【請求項1】 光束を発生する光源部と、 複数の反射面を有し、回転駆動されることにより前記光
源部から発して入射する光束を反射、偏向させるポリゴ
ンミラーと、 該ポリゴンミラーにより反射された光束を被走査面上で
主走査方向に走査するスポットとして収束させる結像光
学系とを備え、 前記結像光学系は、単数または複数の単レンズから構成
される走査レンズと、該走査レンズより前記被走査面側
に配置された像面湾曲補正用の補正レンズとを備え、 前記光源部は、主走査方向においては、前記ポリゴンミ
ラーによる光束の走査範囲外から、副走査方向において
は、前記ポリゴンミラーの回転軸に対して垂直な平面に
対して斜めに、前記ポリゴンミラーに対して光束を入射
させるよう配置され、 前記走査レンズの少なくとも1面は、副走査方向のパワ
ーの主走査方向における分布が光軸に対して非対称なア
ナモフィック面であり、 前記補正レンズは、副走査方向のパワーの主走査方向に
おける分布が面中心に対して対称な面のみで構成される
ことを特徴とする走査光学系。 - 【請求項2】 前記走査レンズのアナモフィック面は、
副走査方向に対して垂直で光軸を含む平面に関して対称
な形状を有し、前記補正レンズは、副走査方向に対して
垂直で面中心を含む平面に関して非対称な形状のアナモ
フィック面を含む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】 前記走査レンズのアナモフィック面は、
主走査方向の断面形状が当該走査レンズの光軸からの主
走査方向の距離の関数として定義され、副走査方向の断
面形状が円弧であって、その曲率半径が前記光軸からの
主走査方向の距離の関数として主走査方向の断面形状と
は独立して定義されるアナモフィック非球面であること
を特徴とする請求項1または2に記載の走査光学系。 - 【請求項4】 前記走査レンズのアナモフィック面は、
当該面上における主走査方向の位置を光軸を基準として
前記光源部からの光束が入射する側を−方向、逆側を+
方向、光軸からの距離をYとして表し、当該位置におけ
る副走査方向の曲率半径をRz(Y)として、 |Rz(0)|<|Rz(−Y)|<|Rz(Y)| を満たす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】 前記補正レンズの1つの面は、副走査方
向の断面の傾きが主走査方向の位置により変化し、副走
査方向に対して垂直で面中心を含む平面に関して非対称
な形状を有する非球面であることを特徴とする請求項1
〜4のいずれかに記載の走査光学系。 - 【請求項6】 前記補正レンズの非球面は、前記面中心
を原点として含んで走査レンズの光軸と直交する基準平
面からのサグ量が主走査方向・副走査方向それぞれの前
記面中心からの距離に関する二次元多項式で表現される
二次元多項式非球面であることを特徴とする請求項5に
記載の走査光学系。 - 【請求項7】 前記走査レンズのうち、少なくとも前記
アナモフィック面を含むレンズ素子がプラスチックレン
ズであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記
載の走査光学系。 - 【請求項8】 前記光源部は、複数の光束を発し、前記
光源部から前記ポリゴンミラーに入射する複数の光束の
副走査方向の断面内での入射角度がそれぞれ異なり、前
記走査レンズは、前記複数の光束に対して共通に単数配
置され、前記補正レンズは、ほぼ同一の角度で前記ポリ
ゴンミラーに入射する光束毎に複数配置されていること
を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の走査光学
系。 - 【請求項9】 前記光源部は、該光源部から発する複数
の光束を前記ポリゴンミラーに対して副走査方向の断面
内で絶対値が等しく符号が異なる入射角度で入射させ、
前記入射角度の絶対値が等しく符号が異なる光束に対し
ては、同一形状の前記補正レンズを前記走査レンズの光
軸の延長線に対して対称に配置して用いることを特徴と
する請求項8に記載の走査光学系。
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