JP2786053B2 - ポストオブジェクティブ型走査光学系 - Google Patents
ポストオブジェクティブ型走査光学系Info
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- JP2786053B2 JP2786053B2 JP11652092A JP11652092A JP2786053B2 JP 2786053 B2 JP2786053 B2 JP 2786053B2 JP 11652092 A JP11652092 A JP 11652092A JP 11652092 A JP11652092 A JP 11652092A JP 2786053 B2 JP2786053 B2 JP 2786053B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査光学系、特にレー
ザ光が集束光とされた後ポリゴンミラーによって偏向さ
れるポストオブジェクティブ型走査光学系に関するもの
である。
ザ光が集束光とされた後ポリゴンミラーによって偏向さ
れるポストオブジェクティブ型走査光学系に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザプリンターなどで多く用い
られている走査光学系はプレオブジェクティブ型であ
る。プレオブジェクティブ型の走査光学系は偏向された
後に集束レンズを配置するため、集束レンズによって像
面湾曲やｆθ特性を補正することが容易であるが、集束
レンズは大きくなり、かつ構成が複雑になるため高価に
なるという問題点と、光路長を長くとる必要があるの
で、小型化が難しいという問題点がある。近年、偏向す
る前に集束レンズを配置するポストオブジェクティブ型
走査光学系は小型で低価格な走査光学系を実現するもの
として研究および製品化がなされている。
られている走査光学系はプレオブジェクティブ型であ
る。プレオブジェクティブ型の走査光学系は偏向された
後に集束レンズを配置するため、集束レンズによって像
面湾曲やｆθ特性を補正することが容易であるが、集束
レンズは大きくなり、かつ構成が複雑になるため高価に
なるという問題点と、光路長を長くとる必要があるの
で、小型化が難しいという問題点がある。近年、偏向す
る前に集束レンズを配置するポストオブジェクティブ型
走査光学系は小型で低価格な走査光学系を実現するもの
として研究および製品化がなされている。
【０００３】しかし、光学系全系において主走査方向の
焦点距離が副走査方向の焦点距離に比べて約10倍以上大
きくなるので、像面上での主副のスポット径を同じにす
るためにはポリゴンミラー以前に置かれる絞りの形状を
主方向の幅と副方向の幅の比が10：１以上である長方形
あるいは長楕円とする必要がある。このため半導体レー
ザの光をコリメートしただけでは、必要な光利用効率が
得られない。
焦点距離が副走査方向の焦点距離に比べて約10倍以上大
きくなるので、像面上での主副のスポット径を同じにす
るためにはポリゴンミラー以前に置かれる絞りの形状を
主方向の幅と副方向の幅の比が10：１以上である長方形
あるいは長楕円とする必要がある。このため半導体レー
ザの光をコリメートしただけでは、必要な光利用効率が
得られない。
【０００４】これを解決する方法として、プリズムを用
いた方法がある。図８にプリズムを用いた場合のポスト
オブジェクティブ型走査光学系を示す。41は半導体レー
ザ、42はコリメータレンズ、43、44はプリズム、45は絞
り、46は集束レンズ、47はシリンダレンズ、48はミラ
ー、49は円筒面ポリゴン、50は補正レンズ、51は感光ド
ラムである。光放射角の大きな方向が主走査方向となる
ように配置した半導体レーザ41からの光束はコリメータ
レンズ42によって主走査方向と副走査方向の比が約３：
１の楕円の強度分布を持つ平行光束となり、プリズム4
3、44によって副走査方向にのみ光束径が縮小され、約1
0：１の長楕円の強度分布を持つ平行光束とされた後、
絞り45、、集束レンズ46、シリンダレンズ47に入射して
いる。
いた方法がある。図８にプリズムを用いた場合のポスト
オブジェクティブ型走査光学系を示す。41は半導体レー
ザ、42はコリメータレンズ、43、44はプリズム、45は絞
り、46は集束レンズ、47はシリンダレンズ、48はミラ
ー、49は円筒面ポリゴン、50は補正レンズ、51は感光ド
ラムである。光放射角の大きな方向が主走査方向となる
ように配置した半導体レーザ41からの光束はコリメータ
レンズ42によって主走査方向と副走査方向の比が約３：
１の楕円の強度分布を持つ平行光束となり、プリズム4
3、44によって副走査方向にのみ光束径が縮小され、約1
0：１の長楕円の強度分布を持つ平行光束とされた後、
絞り45、、集束レンズ46、シリンダレンズ47に入射して
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリズ
ムを用いた方法では構成が複雑となるため、コスト高、
小型化が困難という問題を有していた。
ムを用いた方法では構成が複雑となるため、コスト高、
小型化が困難という問題を有していた。
【０００６】本発明は上記問題に鑑み、コリメータレン
ズ、プリズム２枚、シリンドリカルレンズの機能を１枚
で果たし得る異方屈折力単レンズを用いたポストオブジ
ェクティブ型走査光学系を提供することを目的とするも
のである。
ズ、プリズム２枚、シリンドリカルレンズの機能を１枚
で果たし得る異方屈折力単レンズを用いたポストオブジ
ェクティブ型走査光学系を提供す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】上記課題を解決するため
に、本発明のポストオブジェクティブ型走査光学系は、
水平方向と垂直方向で異なる放射角を有する光束を発
し、放射角の大きな方向が主走査方向と一致するように
配置した光源と、反射面が非平面である光偏向器と、前
記光源と光偏向器の間に配置され、主走査方向における
光束を集束光とし、副走査方向の光束を光偏向器上に結
像する水平方向と垂直方向で異なる屈折力を持ち、主走
査方向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ、副走
査方向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ’とし
たとき、Ｓ＞Ｓ’を満足する異方屈折力単レンズと、光
偏向器と走査面との間に配置され、副走査方向の焦点距
離が主走査方向における中心部と周辺部で変化する補正
レンズとを備えたものである。
に、本発明のポストオブジェクティブ型走査光学系は、
水平方向と垂直方向で異なる放射角を有する光束を発
し、放射角の大きな方向が主走査方向と一致するように
配置した光源と、反射面が非平面である光偏向器と、前
記光源と光偏向器の間に配置され、主走査方向における
光束を集束光とし、副走査方向の光束を光偏向器上に結
像する水平方向と垂直方向で異なる屈折力を持ち、主走
査方向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ、副走
査方向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ’とし
たとき、Ｓ＞Ｓ’を満足する異方屈折力単レンズと、光
偏向器と走査面との間に配置され、副走査方向の焦点距
離が主走査方向における中心部と周辺部で変化する補正
レンズとを備えたものである。
【０００８】
【作用】本発明は上記したように、主走査方向における
光束を集束光とし、副走査方向の光束を光偏光器の反射
面上に結像する水平方向と垂直方向で異なる屈折力を持
ち、主走査方向の光源側主点位置から光源までの距離を
Ｓ、副走査方向の光源側主点位置から光源までの距離を
Ｓ’としたとき、Ｓ＞Ｓ’を満足する異方屈折力単レン
ズを光源と光偏向器の間に配置することにより、走査光
学系全系の必要な光利用効率を得ることができ、また、
光偏向器の反射面を非平面とすることにより、主走査方
向の像面湾曲を補正し、また、光偏向器と走査面との間
に配置される補正レンズの副走査方向の屈折力を主走査
方向における中心から周辺にかけ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。
光束を集束光とし、副走査方向の光束を光偏光器の反射
面上に結像する水平方向と垂直方向で異なる屈折力を持
ち、主走査方向の光源側主点位置から光源までの距離を
Ｓ、副走査方向の光源側主点位置から光源までの距離を
Ｓ’としたとき、Ｓ＞Ｓ’を満足する異方屈折力単レン
ズを光源と光偏向器の間に配置することにより、走査光
学系全系の必要な光利用効率を得ることができ、また、
光偏向器の反射面を非平面とすることにより、主走査方
向の像面湾曲を補正し、また、光偏向器と走査面との間
に配置される補正レンズの副走査方向の屈折力を主走査
方向における中心から周辺にかけ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。
【０００９】さらに、光偏向器の反射面を円筒面または
球面とすることで容易に加工が可能で低コストとなる。
さらに、補正レンズの出射面を主走査方向に対して４次
以上の高次展開項を有する非球面トーリック面または非
球面シリンドリカル面にすることによりｆθ特性を持た
すことができる。
球面とすることで容易に加工が可能で低コストとなる。
さらに、補正レンズの出射面を主走査方向に対して４次
以上の高次展開項を有する非球面トーリック面または非
球面シリンドリカル面にすることによりｆθ特性を持た
すことができる。
【００１０】さらに、光源と光偏向器の間に配置される
異方屈折力単レンズの光源側から順に第１面を、副走査
方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次
以上の高次展開項を有する、主走査方向の曲率が凹面、
副走査方向の曲率が凸面のトーリック面で構成し、出射
側の第２面を、主走査方向の光束の光線に対してのみ収
差補正に寄与する４次以上の高次展開項を有する、主走
査方向の曲率が凸面のトーリック面または円筒面で構成
することにより、走査光学系全系の要求する結像性能の
条件を満たすことができる。
異方屈折力単レンズの光源側から順に第１面を、副走査
方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次
以上の高次展開項を有する、主走査方向の曲率が凹面、
副走査方向の曲率が凸面のトーリック面で構成し、出射
側の第２面を、主走査方向の光束の光線に対してのみ収
差補正に寄与する４次以上の高次展開項を有する、主走
査方向の曲率が凸面のトーリック面または円筒面で構成
することにより、走査光学系全系の要求する結像性能の
条件を満たすことができる。
【００１１】また、前記ポストオブジェクティブ型走査
光学系を用いた走査光学系を用いることにより、小型、
低価格の画像形成装置を実現することができる。
光学系を用いた走査光学系を用いることにより、小型、
低価格の画像形成装置を実現することができる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の一実施例のポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系について、図面を参照しながら説明す
る。
ィブ型走査光学系について、図面を参照しながら説明す
る。
【００１３】図１は本発明の一実施例におけるポストオ
ブジェクティブ型走査光学系の構成を示す斜視図であ
る。図１において、１は光源である半導体レーザ、２は
図３および図４(a)、(b) に示したような形状の異方屈折
力単レンズ、３は絞り、４はミラー、５は光偏向器であ
る円筒面ポリゴン、６は図５(a)、(b) に示したような形
状の補正レンズ、７は感光ドラム、８はポリゴンの回転
中心軸である。
ブジェクティブ型走査光学系の構成を示す斜視図であ
る。図１において、１は光源である半導体レーザ、２は
図３および図４(a)、(b) に示したような形状の異方屈折
力単レンズ、３は絞り、４はミラー、５は光偏向器であ
る円筒面ポリゴン、６は図５(a)、(b) に示したような形
状の補正レンズ、７は感光ドラム、８はポリゴンの回転
中心軸である。
【００１４】図３は本実施例における異方屈折力単レン
ズ２の構成を示す斜視図であり、９は光源側の第１面、
10は像面側の第２面である。図４(a) は異方屈折力単レ
ンズにおける主走査方向の曲率半径および光束の様子を
示し、図４(b) は副走査方向の曲率半径および光束の様
子を示し、11は半導体レーザ、12は物点位置となるレー
ザ発光点、13は主走査方向の光源側主点位置、14は主走
査方向の像面側主点位置、15は副走査方向の光源側主点
位置、16は副走査方向の像面側主点位置、17は主走査方
向の像点位置、18は偏向点である副走査方向の像点位
置、19は長楕円形状の絞りである。
ズ２の構成を示す斜視図であり、９は光源側の第１面、
10は像面側の第２面である。図４(a) は異方屈折力単レ
ンズにおける主走査方向の曲率半径および光束の様子を
示し、図４(b) は副走査方向の曲率半径および光束の様
子を示し、11は半導体レーザ、12は物点位置となるレー
ザ発光点、13は主走査方向の光源側主点位置、14は主走
査方向の像面側主点位置、15は副走査方向の光源側主点
位置、16は副走査方向の像面側主点位置、17は主走査方
向の像点位置、18は偏向点である副走査方向の像点位
置、19は長楕円形状の絞りである。
【００１５】異方屈折力単レンズ２の第１面９は、主走
査方向の曲率が凹面、副走査方向の曲率が凸面のトーリ
ック面であり、主走査方向の曲率半径はＲ1H、副走査方
向の曲率半径はＲ1Vで、副走査方向の光束の光線に対し
てのみ収差補正に寄与する４次以上の高次展開項を有す
る。また、異方屈折力単レンズ２の第２面10は、主走査
方向の曲率が凸面、副走査方向の曲率が凹面のトーリッ
ク面であり、主走査方向の曲率半径はＲ2H、副走査方向
の曲率半径はＲ2Vで、主走査方向の光束の光線に対して
のみ収差補正に寄与する４次以上の高次展開項を有す
る。なお、第２面10は主走査方向の曲率が凸面の円筒面
で構成されてもよい。また、第１面９は主走査方向の光
束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次以上の高
次展開項を有するトーリック面にし、第２面10は副走査
方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次
以上の高次展開項を有するトーリック面にしてもよい。
査方向の曲率が凹面、副走査方向の曲率が凸面のトーリ
ック面であり、主走査方向の曲率半径はＲ1H、副走査方
向の曲率半径はＲ1Vで、副走査方向の光束の光線に対し
てのみ収差補正に寄与する４次以上の高次展開項を有す
る。また、異方屈折力単レンズ２の第２面10は、主走査
方向の曲率が凸面、副走査方向の曲率が凹面のトーリッ
ク面であり、主走査方向の曲率半径はＲ2H、副走査方向
の曲率半径はＲ2Vで、主走査方向の光束の光線に対して
のみ収差補正に寄与する４次以上の高次展開項を有す
る。なお、第２面10は主走査方向の曲率が凸面の円筒面
で構成されてもよい。また、第１面９は主走査方向の光
束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次以上の高
次展開項を有するトーリック面にし、第２面10は副走査
方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次
以上の高次展開項を有するトーリック面にしてもよい。
【００１６】ここで、トーリック面の形状を示す展開式
は、第１面９の場合は、図４(a)、(b) に示されるＸ−Ｙ
−Ｚ座標系において、面の頂点からのサグ量Ｚで示す
と、（数１）で示されるものである。また同様に第２面
10の場合は、面の頂点からのサグ量Ｚで示すと、（数
２）で示されるものである。
は、第１面９の場合は、図４(a)、(b) に示されるＸ−Ｙ
−Ｚ座標系において、面の頂点からのサグ量Ｚで示す
と、（数１）で示されるものである。また同様に第２面
10の場合は、面の頂点からのサグ量Ｚで示すと、（数
２）で示されるものである。
【００１７】
【数１】
【００１８】
【数２】
【００１９】なお、主走査側収差補正に寄与する高次展
開項として、ＫH は円錐定数、ＡH、ＢH 、ＣH 、ＤH
は高次係数、副走査側収差補正に寄与する高次展開項と
して、ＫV は円錐定数、ＡV 、ＢV 、ＣV 、ＤV は高次
係数である。
開項として、ＫH は円錐定数、ＡH、ＢH 、ＣH 、ＤH
は高次係数、副走査側収差補正に寄与する高次展開項と
して、ＫV は円錐定数、ＡV 、ＢV 、ＣV 、ＤV は高次
係数である。
【００２０】図４(a)、(b) に示したように、レーザ発光
点12から主走査方向の光源側主点位置13までの距離を
Ｓ、レーザ発光点12から副走査方向の光源側主点位置15
までの距離をＳ’とする。このとき、Ｓ＞Ｓ’である。
また、中心レンズ厚をＴＨ、レーザ発光点12から第１面
９までの距離をｆｆ、第２面10から主走査方向の像点位
置17までの距離をｂｆH 、第２面10から副走査方向の像
点位置18までの距離をｂｆV とする。ただし、設計波長
＝788 ｎｍ、硝材はＳＦ８である。
点12から主走査方向の光源側主点位置13までの距離を
Ｓ、レーザ発光点12から副走査方向の光源側主点位置15
までの距離をＳ’とする。このとき、Ｓ＞Ｓ’である。
また、中心レンズ厚をＴＨ、レーザ発光点12から第１面
９までの距離をｆｆ、第２面10から主走査方向の像点位
置17までの距離をｂｆH 、第２面10から副走査方向の像
点位置18までの距離をｂｆV とする。ただし、設計波長
＝788 ｎｍ、硝材はＳＦ８である。
【００２１】図５(a) は補正レンズ６の水平方向（主走
査方向）の形状を示した上面図、図５(b) は補正レンズ
６の垂直方向（副走査方向）の形状を示した側面図であ
る。図５(a) において、20は主走査方向に平行で光軸を
含む面内にあり主走査方向に平行な回転対称軸、21は光
軸上の点、22は光軸上の点21を中心とする前記主走査方
向に平行な面内に存在する半径Ｒ３の円弧を回転対称軸
20を中心に回転した形状のトーリック面、23は、図５で
示されたＸ−Ｙ−Ｚ座標系において、面の頂点からのサ
グ量で示すと、（数３）で示される非球面シリンドリカ
ル面である。ここで、Ｒ４は非球面シリンドリカル面23
の主走査方向の曲率半径であり、また、主走査側収差補
正に寄与する高次展開項として、Ｋは円錐定数、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄは高次係数である。
査方向）の形状を示した上面図、図５(b) は補正レンズ
６の垂直方向（副走査方向）の形状を示した側面図であ
る。図５(a) において、20は主走査方向に平行で光軸を
含む面内にあり主走査方向に平行な回転対称軸、21は光
軸上の点、22は光軸上の点21を中心とする前記主走査方
向に平行な面内に存在する半径Ｒ３の円弧を回転対称軸
20を中心に回転した形状のトーリック面、23は、図５で
示されたＸ−Ｙ−Ｚ座標系において、面の頂点からのサ
グ量で示すと、（数３）で示される非球面シリンドリカ
ル面である。ここで、Ｒ４は非球面シリンドリカル面23
の主走査方向の曲率半径であり、また、主走査側収差補
正に寄与する高次展開項として、Ｋは円錐定数、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄは高次係数である。
【００２２】
【数３】
【００２３】図５(b) において、Ｒ５はトーリック面22
の光軸上における回転対称軸20までの距離、ＴＨはレン
ズ中心肉厚である。また、非球面シリンドリカル面23は
非球面トーリック面で構成されてもよい。
の光軸上における回転対称軸20までの距離、ＴＨはレン
ズ中心肉厚である。また、非球面シリンドリカル面23は
非球面トーリック面で構成されてもよい。
【００２４】次に、感光ドラム７の走査面上における主
走査方向の有効走査幅をＹO 、円筒面ポリゴン５の円筒
反射面の頂点が感光ドラム７に対向したときの円筒反射
面から感光ドラム７までの距離をＬ、円筒反射面の曲率
をＲ、ポリゴンの回転中心から円筒反射面の頂点までの
距離をｒ、補正レンズ５の出射面から感光ドラム６まで
の距離をｄとして、具体的数値の一例を（表１）（表
２）に、他の例を（表３）、（表４）に示す。
走査方向の有効走査幅をＹO 、円筒面ポリゴン５の円筒
反射面の頂点が感光ドラム７に対向したときの円筒反射
面から感光ドラム７までの距離をＬ、円筒反射面の曲率
をＲ、ポリゴンの回転中心から円筒反射面の頂点までの
距離をｒ、補正レンズ５の出射面から感光ドラム６まで
の距離をｄとして、具体的数値の一例を（表１）（表
２）に、他の例を（表３）、（表４）に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】このように構成されたポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系についてその動作を説明する。半導体
レーザ１は放射角の大きな方向が主走査方向と一致する
よう配置されており、半導体レーザ１の放射角の大きさ
の比が主方向と副方向で３：１であるとすると、レンズ
に入射する前のレーザの強度分布は主方向：副方向＝
３：１の楕円の強度分布をもつことになる。半導体レー
ザ１からの主走査方向についての光束は、異方屈折力単
レンズ２の第１面９の凹面でより放射角を大きく変換さ
れた後、第２面10の凸面で集束光となる。副走査方向に
ついての光束は第１面９の凸面で集束光とされた後、第
２面10の凹面によって、偏向反射面に集束する光束とな
る。このとき、異方屈折力単レンズ２を透過した光束の
出射直後の強度分布は主走査方向にさらに広げられた約
11：１の長楕円の強度分布となり、長楕円形状の絞り３
での光量損失がかなり低減され、走査光学系全系が必要
とする光利用効率を得ることができている。このとき、
主走査方向における球面収差は第２面によって、副走査
方向の球面主査は第１面によって補正されている。
ィブ型走査光学系についてその動作を説明する。半導体
レーザ１は放射角の大きな方向が主走査方向と一致する
よう配置されており、半導体レーザ１の放射角の大きさ
の比が主方向と副方向で３：１であるとすると、レンズ
に入射する前のレーザの強度分布は主方向：副方向＝
３：１の楕円の強度分布をもつことになる。半導体レー
ザ１からの主走査方向についての光束は、異方屈折力単
レンズ２の第１面９の凹面でより放射角を大きく変換さ
れた後、第２面10の凸面で集束光となる。副走査方向に
ついての光束は第１面９の凸面で集束光とされた後、第
２面10の凹面によって、偏向反射面に集束する光束とな
る。このとき、異方屈折力単レンズ２を透過した光束の
出射直後の強度分布は主走査方向にさらに広げられた約
11：１の長楕円の強度分布となり、長楕円形状の絞り３
での光量損失がかなり低減され、走査光学系全系が必要
とする光利用効率を得ることができている。このとき、
主走査方向における球面収差は第２面によって、副走査
方向の球面主査は第１面によって補正されている。
【００３０】偏向反射面上で焦線となった光束は、回転
中心軸８を中心として回転する円筒面ポリゴン５によっ
て偏向され、補正レンズ６によって感光ドラム７上に集
束し走査される。補正レンズ６は偏向点と感光とラム７
上の走査面とを、副走査方向で幾何光学的に共役になる
ように配置され、円筒面ポリゴン５の面倒れを補正する
とともに、副走査方向の屈折力が主走査方向において中
心部から周辺部に行くに従って小さくなることで副走査
方向の像面湾曲を補正している。さらに、出射面を４次
以上の高次展開項を有する非球面シリンドリカル面にす
ることで、走査面上における主走査方向の結像位置を走
査中心からの距離Ｙで表し、円筒面ポリゴン５による偏
向角を走査中心を原点とする角度θとし、有効走査幅を
Ｙ0 、それに対応した円筒面ポリゴン５により偏向角を
θ0 とする場合に、−θ0 ／２＜θ＜θ0 ＜／２におい
て（数４）を満たし、ｆθ特性を持たせている。図６は
本実施例における像面湾曲を示し、図７はｆθ特性を示
している。
中心軸８を中心として回転する円筒面ポリゴン５によっ
て偏向され、補正レンズ６によって感光ドラム７上に集
束し走査される。補正レンズ６は偏向点と感光とラム７
上の走査面とを、副走査方向で幾何光学的に共役になる
ように配置され、円筒面ポリゴン５の面倒れを補正する
とともに、副走査方向の屈折力が主走査方向において中
心部から周辺部に行くに従って小さくなることで副走査
方向の像面湾曲を補正している。さらに、出射面を４次
以上の高次展開項を有する非球面シリンドリカル面にす
ることで、走査面上における主走査方向の結像位置を走
査中心からの距離Ｙで表し、円筒面ポリゴン５による偏
向角を走査中心を原点とする角度θとし、有効走査幅を
Ｙ0 、それに対応した円筒面ポリゴン５により偏向角を
θ0 とする場合に、−θ0 ／２＜θ＜θ0 ＜／２におい
て（数４）を満たし、ｆθ特性を持たせている。図６は
本実施例における像面湾曲を示し、図７はｆθ特性を示
している。
【００３１】
【数４】
【００３２】以上のように本実施例によれば、異方屈折
力単レンズ２を用いることにより、単レンズでありなが
ら長楕円形状の絞り３での光量損失をかなり低減でき
て、光利用効率を十分に得るとともに全系が要求する光
学性能を全て満足することができる。また、光偏向器と
して円筒面ポリゴン５を用いることにより、主走査方向
の像面湾曲を補正することができ、補正レンズ６を用い
ることにより、副走査方向の像面湾曲を補正するととも
にｆθ特性を持たすことができる。
力単レンズ２を用いることにより、単レンズでありなが
ら長楕円形状の絞り３での光量損失をかなり低減でき
て、光利用効率を十分に得るとともに全系が要求する光
学性能を全て満足することができる。また、光偏向器と
して円筒面ポリゴン５を用いることにより、主走査方向
の像面湾曲を補正することができ、補正レンズ６を用い
ることにより、副走査方向の像面湾曲を補正するととも
にｆθ特性を持たすことができる。
【００３３】図２は上記実施例の走査光学系を画像形成
装置に用いた場合の構成を示す断面図である。図２にお
いて、31は光が照射されると電荷が変化する感光体が表
面を覆っている感光ドラム、32は感光体の表面に静電気
イオンを付着し帯電させる一次帯電器、33は印字情報を
感光体31上に書き込む上記実施例の走査光学系、34は印
字部に帯電トナーを付着させる現像器、35は付着したト
ナーを用紙に転写させる転写帯電器、36は残ったトナー
を除去するクリーナー、37は転写されたトナーを用紙に
定着する定着装置、38は給紙カセットである。このよう
に、上記実施例の走査光学系を用いることにより小型、
低価格の画像形成装置を実現することができる。
装置に用いた場合の構成を示す断面図である。図２にお
いて、31は光が照射されると電荷が変化する感光体が表
面を覆っている感光ドラム、32は感光体の表面に静電気
イオンを付着し帯電させる一次帯電器、33は印字情報を
感光体31上に書き込む上記実施例の走査光学系、34は印
字部に帯電トナーを付着させる現像器、35は付着したト
ナーを用紙に転写させる転写帯電器、36は残ったトナー
を除去するクリーナー、37は転写されたトナーを用紙に
定着する定着装置、38は給紙カセットである。このよう
に、上記実施例の走査光学系を用いることにより小型、
低価格の画像形成装置を実現することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザ光
が集束光とされた後光偏向器によって偏向されるポスト
オブジェクティブ型走査光学系において、放射角の大き
な方向が主走査方向と一致するよう配置された光源と、
光源と光偏向器の間に配置される第１結像光学系を、主
走査方向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ、副
走査方向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ’と
したとき、Ｓ＞Ｓ’を満足する異方屈折力単レンズとす
ることで、走査光学系全系の必要な光利用効率を得るこ
とができ、また、光偏向器の反射面を非平面とすること
により、主走査方向の像面湾曲を補正し、また、光偏向
器と走査面との間に配置される補正レンズの副走査方向
の屈折力を主走査方向における中心から周辺にかけて変
化させることによって副走査方向の像面湾曲を補正する
という効果が得られる。
が集束光とされた後光偏向器によって偏向されるポスト
オブジェクティブ型走査光学系において、放射角の大き
な方向が主走査方向と一致するよう配置された光源と、
光源と光偏向器の間に配置される第１結像光学系を、主
走査方向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ、副
走査方向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ’と
したとき、Ｓ＞Ｓ’を満足する異方屈折力単レンズとす
ることで、走査光学系全系の必要な光利用効率を得るこ
とができ、また、光偏向器の反射面を非平面とすること
により、主走査方向の像面湾曲を補正し、また、光偏向
器と走査面との間に配置される補正レンズの副走査方向
の屈折力を主走査方向における中心から周辺にかけて変
化させることによって副走査方向の像面湾曲を補正する
という効果が得られる。
【００３５】さらに、光偏向器の反射面を円筒面または
球面とすることで光偏向器を容易に加工が可能で低コス
ト化できるという効果が得られ、補正レンズの出射面を
主走査方向に対して４次以上の高次展開項を有する非球
面トーリック面または非球面シリンドリカル面にするこ
とによりｆθ特性を持たすという効果が得られる。
球面とすることで光偏向器を容易に加工が可能で低コス
ト化できるという効果が得られ、補正レンズの出射面を
主走査方向に対して４次以上の高次展開項を有する非球
面トーリック面または非球面シリンドリカル面にするこ
とによりｆθ特性を持たすという効果が得られる。
【００３６】さらに、光源と光偏向器の間に配置される
異方屈折力単レンズの光源側から順に第１面を、副走査
方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次
以上の高次展開項を有する、主走査方向の曲率が凹面、
副走査方向の曲率が凸面のトーリック面で構成し、出射
側の第２面を、主走査方向の光束の光線に対してのみ収
差補正に寄与する４次以上の高次展開項を有する、主走
査方向の曲率が凸面のトーリック面または円筒面で構成
とすることにより、走査光学系全系の要求する結像性能
の条件を満たすという効果が得られる。
異方屈折力単レンズの光源側から順に第１面を、副走査
方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次
以上の高次展開項を有する、主走査方向の曲率が凹面、
副走査方向の曲率が凸面のトーリック面で構成し、出射
側の第２面を、主走査方向の光束の光線に対してのみ収
差補正に寄与する４次以上の高次展開項を有する、主走
査方向の曲率が凸面のトーリック面または円筒面で構成
とすることにより、走査光学系全系の要求する結像性能
の条件を満たすという効果が得られる。
【００３７】また、前記ポストオブジェクティブ型走査
光学系を用いた走査光学系を用いることにより、小型、
低価格の画像形成装置を実現することができる。
光学系を用いた走査光学系を用いることにより、小型、
低価格の画像形成装置を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例におけるポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系の構成を示す斜視図である。
ィブ型走査光学系の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例における画像形成装置の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例におけるポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系の異方屈折力単レンズの構成を示す斜
視図である。
ィブ型走査光学系の異方屈折力単レンズの構成を示す斜
視図である。
【図４】同異方屈折力単レンズにおける光束の様子を示
す模式図である。
す模式図である。
【図５】本発明の一実施例におけるポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系の補正レンズの形状を示す模式図であ
る。
ィブ型走査光学系の補正レンズの形状を示す模式図であ
る。
【図６】本発明の一実施例の走査光学系における像面湾
曲量を示す説明図である。
曲量を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施例の走査光学系におけるｆθ特
性を示す説明図である。
性を示す説明図である。
【図８】従来のポストオブジェクティブ型走査光学系の
構成を示す斜視図である。
構成を示す斜視図である。
１ 半導体レーザ（光源） ２ 異方屈折力単レンズ ３ 絞り ４ ミラー ５ 円筒面ポリゴン（光偏向器） ６ 補正レンズ ７ 感光ドラム ８ 回転中心軸 ９ 第１面 10 第２面 11 半導体レーザ 12 レーザ発光点 13 主走査方向の光源側主点位置 14 主走査方向の像点側主点位置 15 副走査方向の光源側主点位置 16 副走査方向の像点側主点位置 17 主走査方向の像点位置 18 副走査方向の像点位置 19 絞り 20 移転対称軸 21 光軸上の点 22 トーリック面 23 非球面シリンドリカル面 31 感光ドラム 32 一次帯電器 33 走査光学系 34 現像器 35 転写帯電器 36 クリーナー 37 定着装置 38 給紙カセット
Claims (7)
- 【請求項１】 光束が集束レンズによって集束光とされ
たのち、光偏向器によって走査面上に走査されるポスト
オブジェクティブ型走査光学系であって、水平方向と垂
直方向で異なる放射角を有する光束を発し、放射角の大
きな方向が主走査方向と一致するように配置した光源
と、反射面が非平面である光偏向器と、前記光源と光偏
向器の間に配置され、主走査方向における光束を集束光
とし、副走査方向の光束を光偏向器の反射面上に結像す
る水平方向と垂直方向で異なる屈折力を持ち、主走査方
向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ、副走査方
向の光源側主点位置から光源までの距離をＳ’としたと
き、Ｓ＞Ｓ’を満足する集束レンズとしての異方屈折力
単レンズと、前記光偏向器と前記走査面との間に配置さ
れ、副走査方向の焦点距離が主走査方向における中心部
と周辺部で変化する補正レンズとを備えたことを特徴と
するポストオブジェクティブ型走査光学系。 - 【請求項２】 光偏向器の反射面は円筒面または球面で
あることを特徴とする請求項１記載のポストオブジェク
ティブ型走査光学系。 - 【請求項３】 補正レンズの出射面は主走査方向に対し
て４次以上の高次展開項を有する非球面トーリック面ま
たは非球面シリンドリカル面であり、走査面上における
主走査方向の結像位置を走査中心からの距離Ｙで表し、
光偏向器の偏向角を走査中心を原点とする角度θとし、
有効走査幅をＹ0 、それに対応した光偏向器の偏向角を
θ0 とすると場合に、−θ0 ／２＜θ＜θ0 ／２におい
て の条件を満足することを特徴とする請求項１記載のポス
トオブジェクティブ型走査光学系。 - 【請求項４】 異方屈折力単レンズは、光源側から順に
第１面は、主走査方向の曲率が凹面、副走査方向の曲率
が凸面のトーリック面であり、出射側の第２面は、主走
査方向の曲率が凸面のトーリック面または円筒面である
ことを特徴とする請求項１記載のポストオブジェクティ
ブ型走査光学系。 - 【請求項５】 異方屈折力単レンズの第１面は、副走査
方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次
以上の高次展開項を有するトーリック面であり、第２面
は、主走査方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄
与する４次以上の高次展開項を有するトーリック面であ
ることを特徴とする請求項１記載のポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系。 - 【請求項６】 異方屈折力単レンズの第１面は、主走査
方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄与する４次
以上の高次展開項を有するトーリック面であり、第２面
は、副走査方向の光束の光線に対してのみ収差補正に寄
与する４次以上の高次展開項を有するトーリック面であ
ることを特徴とする請求項１記載のポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系。 - 【請求項７】 請求項３記載の走査光学系を用いた画像
形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11652092A JP2786053B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | ポストオブジェクティブ型走査光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11652092A JP2786053B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | ポストオブジェクティブ型走査光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05313089A JPH05313089A (ja) | 1993-11-26 |
| JP2786053B2 true JP2786053B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=14689174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11652092A Expired - Lifetime JP2786053B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | ポストオブジェクティブ型走査光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2786053B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7428088B2 (en) | 2004-10-28 | 2008-09-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning apparatus and method for adjusting the same |
| WO2007090251A1 (en) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Donand Ltd | Scanning device |
| US7876485B2 (en) | 2007-02-09 | 2011-01-25 | Ricoh Company, Ltd. | Light scanning unit and image forming apparatus using the same |
| JP6341546B2 (ja) * | 2016-02-24 | 2018-06-13 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 光エネルギー時分割分配装置、植物工場、建築物、光エネルギー時分割分配方法及び回転筒 |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP11652092A patent/JP2786053B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05313089A (ja) | 1993-11-26 |
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