JP3271995B2 - 光学装置 - Google Patents

光学装置

Info

Publication number
JP3271995B2
JP3271995B2 JP17410591A JP17410591A JP3271995B2 JP 3271995 B2 JP3271995 B2 JP 3271995B2 JP 17410591 A JP17410591 A JP 17410591A JP 17410591 A JP17410591 A JP 17410591A JP 3271995 B2 JP3271995 B2 JP 3271995B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light beam
light
lens
optical
laser
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP17410591A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0519195A (ja
Inventor
雅夫 山口
大村  健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba TEC Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17410591A priority Critical patent/JP3271995B2/ja
Priority to DE69210492T priority patent/DE69210492T2/de
Priority to EP92104918A priority patent/EP0523320B1/en
Priority to US07/855,520 priority patent/US5267075A/en
Publication of JPH0519195A publication Critical patent/JPH0519195A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3271995B2 publication Critical patent/JP3271995B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0031Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for scanning purposes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レ−ザビ−ムプリン
タ等に用いられる光学装置、特に、光ビ−ムをレンズ群
及び光偏向装置を介して走査対象物へ導く光学装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、レ−ザビ−ムプリンタ等の画像
形成装置に組込まれる光学装置では、光源即ち半導体レ
−ザ(以下レ−ザとする)から発生された光ビ−ムは、
このレ−ザと光偏向装置との間に配置され、レ−ザから
発生された光ビ−ムのビ−ム形状を変換するための偏向
前光学系を介して平行光に変換される。この偏向前光学
系によって平行光に変換された光ビ−ムは、回転可能に
形成された複数の反射面を有する光偏向装置によって所
望の方向に偏向される。この偏向された光ビ−ムは、光
ビ−ムの形状をプリンタ装置に利用する際に最も理想的
な形状に整形するためのレンズ群を含む偏向後光学系を
介して断面形状が所望の形状に整形されるとともに走査
対象物即ち感光体上の所望の位置に結像される。
【0003】上記偏向前光学系は、上記レ−ザから発生
された光ビ−ムをコリメ−トするガラスレンズ、上記光
ビ−ムに集束性を与えるための複数のプラスチックレン
ズ等が組合わせられている。
【0004】上記光偏向装置は、モ−タ等を介して回転
可能に形成された複数の反射面(多面鏡)を有してい
る。この反射面は、自身が回転されることで、上記レ−
ザからの光ビ−ムを、自身の回転にともなって上記感光
体に向かって偏向させる。
【0005】上記偏向後光学系は、上記光偏向装置を介
して偏向された上記光ビ−ムの反射角θと上記感光体上
に結像される上記光ビ−ムの主走査方向に関する位置と
を比例させるfθレンズを含んでいる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記光学装置では、上
記レ−ザにおける発光点即ちレ−ザから発生される光ビ
−ムの中心光線と上記レ−ザと上記感光体との間に規定
される光軸とを整合させるために、上記レ−ザ(発光
点)を上記光軸に対して移動できるよう形成されてい
る。また、例えば、上記レ−ザに固有の発光点のズレ、
或いは、上記偏向前及び偏向後光学系に含まれる多くの
レンズ群の焦点距離の不一致、もしくは、温度或いは湿
度の変化に伴う光ビ−ムのビ−ム径の変動等を考慮し
て、上記偏向前及び偏向後光学系のいづれかに、上記レ
−ザからの光ビ−ムを上記感光体上に正確に結像させる
ために、上記レ−ザと上記感光体との間の光路長を調整
するための機構が組込まれている。
【0007】上記光路長を調整する機構の多くは、本来
集束性が与えられるべき光ビ−ムを一旦平行ビ−ムに変
換するためのレンズと、この平行ビ−ムに変換された光
ビ−ムを再び集束性の光ビ−ムに戻すためのレンズとが
組合わせられている。即ち、上記レ−ザと上記感光体と
の間の光路中に、互いに相補的に作用する一対以上の複
数のレンズを組込むことで、上記レ−ザからの光ビ−ム
を上記感光体上に正確に結像させている。
【0008】しかしながら、上記相補的に作用する複数
のレンズを含む光学装置が利用された場合には、上記レ
−ザからの光ビ−ムを上記感光体上に正確に結像させる
ための調整作業が必要になることから、装置を組立てる
際の調整作業が複雑になる問題がある。また、上記相補
的に作用する複数のレンズが利用されることで光学装置
が大型化する問題がある。
【0009】この発明は、組立てに際して調整作業を低
減できる光学装置を提供することを目的とする。また、
この発明は、光路長が短く小型に構成され、且つ、安定
した光学特性が容易に得られる光学装置を提供すること
を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、光ビームを発生する光源と、
この光源から発生された光ビームを集束光に変換する有
限レンズを有する第一の光学手段と、この第一の光学手
段によって集束光に変換された上記光ビームに第1の方
向に集束性を与えるべく、第1の方向にのみ曲率が与え
られているシリンドリカルレンズと、前記第一の光学手
段によって集束光に変換され、前記シリンドリカルレン
ズにより前記第1の方向に集束性を与えられた上記光ビ
ームを前記第1の方向と直交する第2の方向において偏
向する平面鏡からなる偏向手段と、この偏向手段を介し
て偏向された上記光ビームを、前記第2の方向に関する
結像位置が前記偏向手段の平面鏡の回転角に対して比例
するように、走査対象物の面上に結像させるプラスチッ
ク製のレンズを含む第二の光学手段と、を有することを
特徴とする光学装置を提供するものである。また、この
発明は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生
された光ビームを集束光に変換する有限レンズを有する
第一の光学手段と、この第一の光学手段によって集束光
に変換された上記光ビームに第1の方向に集束性を与え
るべく、第1の方向にのみ曲率が与えられているシリン
ドリカルレンズと、前記第一の光学手段によって集束光
に変換され、前記シリンドリカルレンズにより前記第1
の方向に集束性を与えられた上記光ビームを前記第1の
方向と直交する第2の方向において偏向する平面鏡から
なる偏向手段と、この偏向手段を介して偏向された上記
光ビームを、前記第2の方向に関する結像位置が前記偏
向手段の平面鏡の回転角に対して比例するように、走査
対象物の面上に結像させるプラスチック製のレンズを含
む第二の光学手段と、を有することを特徴とする光学装
置と、この光学装置により走査される光ビームにより静
電像が形成される感光体と、この感光体に形成された静
電像を現像する顕像化手段と、を有することを特徴とす
る画像形成装置を提供するものである
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【作用】この発明によれば、レーザから発生された光ビ
ームは、光偏向装置を介して所望の方向に偏向される以
前すなわちレーザから出射された直後に、有限レンズに
より、主走査方向(第2の方向)及び副走査方向(第1
の方向)ともに集束性を有する光ビームに変換される。
この光ビームは、第1の方向にのみ曲率が与えられてい
るシリンドリカルレンズを介して第1の方向に集束性が
与えられたのち光偏向装置により第2の方向に偏向さ
、プラスチック製のレンズを介して感光体に導かれ
る。すなわち、正のパワーを有するガラスレンズを用い
て、光偏向装置により偏向される以前の光ビームを、第
1および第2の方向のそれぞれに集束性とし、プラスチ
ック製のレンズを組み込むことにより、ガラスレンズと
プラスチック製のレンズの両者のパワーにより生じる焦
点位置のずれを、コリメータレンズとガラス製のfθレ
ンズとを用いる場合に比較して、小さく設定できる。こ
のように、有限レンズにより、第1および第2の方向の
それぞれに、レーザからの光ビームを集束させたのち、
シリンドリカルレンズを用いて第1の方向に集束させる
ことで、上記レーザから発生される光ビームの形状を所
望のビーム形状に変換するためのレンズ群の配置が大幅
に簡略化される
【0015】上記光偏向装置を介して偏向された光ビ−
ムは、対をなすレンズであって、前段に配置されたレン
ズによって、光軸の付近では、主走査方向に関する結像
位置では、概ね、上記光偏向装置の回転角に対して正確
に比例され、且つ、光偏向装置から感光体へ向かう方向
に関する結像位置では、概ね、感光体の面上に一致され
る。一方、上記レンズの両端部では、上記主走査方向に
関しては、光偏向装置の回転角よりも大きな振り角で反
射され、且つ、上記感光体へ向かう方向に関しては、感
光体の面上よりも上記光偏向装置から遠のいた位置に集
束される。
【0016】この光ビ−ムは、上記対をなすレンズであ
って、後段に配置されるレンズを介して、光軸の付近で
は、概ね、上記前段のレンズによって与えられた光学特
性が維持され、一方、上記前段のレンズの両端部に対応
する付近では、上記主走査方向に関しては、光偏向装置
の回転角よりも小さな振り角に変換され、且つ、上記光
偏向装置から感光体へ向かう方向に関しては、感光体の
面上に一致される。従って、上記光ビ−ムは、上記感光
体上の所望の位置に、概ね、直線状に結像される。
【0017】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の一実施例を説
明する。
【0018】図1乃至図3によれば、光学装置2は、光
源即ち半導体レ−ザ素子(以下レ−ザとする)10、この
レ−ザ10からの光ビ−ムLのビ−ム形状を所望のビ−ム
形状に変換するためのレンズ群を含む第1の光学系即ち
偏向前光学系20、上記光ビ−ムLを所望の方向に偏向
(反射)させる光偏向装置40、及び、この偏向された光
ビ−ムLのビ−ム形状をプリンタ装置に利用する際に最
も理想的な形状に整形するとともに、後述する走査対象
物即ち感光体70に正確に結像させるためのレンズ群を含
む第2の光学系即ち偏向後光学系60を有している。ま
た、上記光学装置2は、上記偏向前光学系20及び偏向後
光学系60を介して導かれるとともに上記感光体70に向か
って反射される光ビ−ムLに関する主走査方向における
水平同期をモニタする図示しないモニタ光学装置を含ん
でいる。
【0019】上記偏向前光学系20は、球面ガラスレンズ
にアクリル製の非球面レンズが貼合わせられた構成であ
って、上記レ−ザ10から発生された光ビ−ムLに集束性
を与えるガラスレンズ22、光学ガラスによって製造さ
れ、副走査方向にのみ曲率が与えられているシリンドリ
カルレンズ26を有している。
【0020】上記ガラスレンズ22は、例えば、円筒状で
あって、アルミダイカストによって製造される鏡筒30
(図4参照)に保持されている。この鏡筒30は、鏡筒押
さえ32を介して一方向に付勢され、上記レンズハウジン
グ8に対して押圧されるとともに、ねじ34を介して固定
されている。尚、上記鏡筒30と上記レンズハウジング8
との間には、接着剤Fが流し込まれ、上記鏡筒30は、上
記ハウジング8に対して確実に固定される。
【0021】上記シリンドリカルレンズ26は、上記ハウ
ジング8における予め規定された位置、即ち、上記ガラ
スレンズ22の光軸を含み、上記ガラスレンズ22を通過し
た上記光ビ−ムLが確実に導かれる位置に形成された凹
部にはめ込まれ、接着剤Fによって貼付けられている。
【0022】また、上記ガラスレンズ22と上記シリンド
リカルレンズ26との間には、上記レ−ザ10から発生さ
れ、上記感光体70に導かれる光ビ−ムLの光量を一定の
大きさに維持させるための絞り24が配置されている。こ
の絞り24は、図5に示されている位置に正確に位置決め
され、ねじ38及び接着剤Fによって、確実に固定されて
いる。
【0023】上記光偏向装置40は、上記レ−ザ10からの
光ビ−ムLを上記感光体70に向かって反射する複数の反
射面、例えば、6面の反射面42a〜42fを有する回転多
面鏡42を含んでいる。尚、この反射面42a〜42fには、
それぞれ、高い平滑性を有する平面鏡が利用されてい
る。また、上記多面鏡42は、止め輪44及び板ばね46を介
して、モ−タ48における回転軸48a対して確実に固定さ
れている。
【0024】上記偏向後光学系60は、光ビ−ムLを上記
感光体70に結像させる第1及び第2のプラスチックレン
ズ62及び64、及び、上記光学装置2に収容されている上
記光学部材を密閉且つ防塵するとともに、光ビ−ムLを
透過する防塵カバ−66を有している。上記第1及び第2
のプラスチックレンズ62及び64は、互いに組合わせた状
態で、主走査方向に関して、上記各平面鏡42a〜42fの
回転角θと上記感光体70に結像される像高hとを比例さ
せるh=fθを満たす曲率が与えられている。即ち、上
記第1プラスチックレンズ62の曲率面は、図示しない半
径Rによって規定される円筒面に形成されている。従っ
て、上記第2プラスチックレンズ64は、上記第1プラス
チックレンズ62から出射された光ビ−ムLに与えられて
いる円筒レンズに依存する光学特性を打ち消すことので
きる光学特性が与えられている。詳細には、主走査方向
における光軸Oからの距離が大きくなるにつれて、大き
な曲率が与えられているfθレンズが利用される。
【0025】尚、一般には、上記第2のプラスチックレ
ンズ64と上記感光体70との間には、光ビ−ムLを折曲
げ、光学装置2の大きさを低減させる図示しない折返し
ミラ−が配置されている。
【0026】図4によれば、ガラスレンズ22即ち鏡筒30
は、弾性を有する材料、例えば、銅板、ばね用燐青銅、
ばね用ステンレス鋼によって形成されている鏡筒押さえ
32によって一方向に付勢され、上記レンズハウジング8
へ固定される。この場合、鏡筒30を固定する押さえ部材
32は、図示しない専用工具(例えば、マイクロヘッド機
構等)を介して微動され、ねじ34を介して正確に固定さ
れる。従って、ガラスレンズ22の焦点位置が規定される
ともに、第1及び第2プラスチックレンズ24,26との光
軸が正確に一致される。この後、鏡筒30と上記レンズハ
ウジング8との間及び押さえ部材32とレンズハウジング
8との間に接着剤Sが流込まれ、鏡筒30は確実に固定さ
れる。
【0027】一方、レ−ザ10は、接着剤Fによってレ−
ザホルダ36に固定されている。このレ−ザホルダ36は、
上記鏡筒30即ちガラスレンズ22における光軸Oに対して
直交する方向に移動可能であって、上記レ−ザ10と上記
光軸Oとが図示しない組立て調整工具を介して整合され
た後、ねじ38及び接着剤Fによって上記ハウジング8に
対して確実に固定される。図5には、上記レ−ザ10、上
記ガラスレンズ22及び上記絞り24の関係が示されてい
る。
【0028】即ち、上記レ−ザ10の発光点11及び上記絞
り24が、それぞれ、仮想点 111及び124で示されると
き、上記絞り24が上記ガラスレンズ22の後側焦点位置よ
りも離れた位置、例えば、仮想点 124で示される位置に
配置されたならば、上記レ−ザ10即ち発光点11が仮想点
111に移動することによって、光ビ−ムLの光量が大き
く変化してしまう。例えば、上記絞り24が図5の 124で
示さる位置に配置された場合には、光量は、概ね1/2
になる。一方、上記絞り24を上記ガラスレンズ22の後側
焦点位置に配置することで、上記レ−ザ10から放射され
る光ビ−ムLの光軸調整時に、光量が減少することを防
止できる。次に、図1乃至図5に示されている光学装置
における光ビ−ムLの挙動を説明する。
【0029】半導体レ−ザ素子即ちレ−ザ10から放射さ
れた光ビ−ムLは、非球面アクリルレンズが貼合わせら
れているガラスレンズ22によって集束性の光に変換さ
れ、絞り24によって所定のビ−ムスポットに制限され
て、シリンドリカルレンズ26へ導かれる。このシリンド
リカルレンズ26は、既に説明したように、光ビ−ムLを
主走査方向に関しては、現在与えられている集束性を維
持しつつ通過させ、且つ、副走査方向に関しては、さら
に集束性を与える特性を有している。従って、上記シリ
ンドリカルレンズ26を通過した光ビ−ムLは、主走査方
向に関しては、上記ガラスレンズ22を介して与えられた
集束性が維持され、且つ、副走査方向に関しては、さら
に集束性を有する光ビ−ムLに変換され、6面の反射面
即ち平面鏡42a〜42fを有する多面鏡42を含む光偏向装
置40へ導かれる。この光偏向装置40へ導かれた光ビ−ム
Lは、上記平面鏡42a〜42fの各面によって、感光体70
に向かって等角速度で、反射される。
【0030】上記平面鏡42a〜42fを介して反射された
光ビ−ムLは、第1プラスチックレンズ62に向かって反
射される。尚、上記h=fθを満足するためには、単一
のレンズ 162であっても利用可能であるが、この場合に
は、光軸Oからの距離が遠くなるにつれて、及び、上記
平面鏡42a〜42fに入射する光ビ−ムLと上記平面鏡42
a〜42fから上記感光体70へ向かう光ビ−ムLとのなす
角が大きくなるにつれて、上記感光体70に結像される光
ビ−ムLのビ−ム形状を劣化させる不所望な特性、例え
ば、歪曲収差或いは像面湾曲が増大されることが知られ
ている。
【0031】即ち、図6から明らかなように、光偏向装
置 140と感光体 170との間に規定される光軸Oと上記光
偏向装置 140を介して反射された光ビ−ムとのなす角φ
が大きくなるにつれて、上記光ビ−ムが実際に集束され
る位置即ち実走査位置 172と上記感光体 170との差dが
増大される。従って、上記歪曲収差或及び像面湾曲も増
大される(上記実走査位置 172が“+”側へシフトされ
る)。尚、この図6では、上記実走査位置 172が上記光
偏向装置 140から遠ざかる場合即ち上記感光体170より
も遠くなる場合が“+”で示されている。このことか
ら、この発明では、上記第1及び第2のプラスチックレ
ンズ62及び64を組合わせることによって、上記歪曲収差
及び像面湾曲が低減されている。図7及び図8には、上
記第1プラスチックレンズ62及び第2プラスチックレン
ズ64に関する光学特性が示されている。
【0032】図7(a)によれば、上記光偏向装置40即
ち平面鏡42a〜42fによって反射された光ビ−ムLに対
して上記第1プラスチックレンズ62のみが利用された場
合における(図6に概念的に示されている)実走査位置
と(図6に概念的に示されている)上記感光体との間の
距離dが増大される。また、図7(b)によれば、上記
fθ特性も“+”側に移行される。ここで、上記fθ特
性が“+”になることは、上記感光体70上に結像される
光ビ−ムが実際に感光体70に到達される位置即ち実到達
位置H(図6における実走査位置 172に同じ)と上記h
=fθで規定される理論上の結像位置との差が増大され
るとともに、上記実到達位置H(図6参照)が上記理論
結像位置h(図1参照)よりも大きくなることを示して
いる。
【0033】図8(a)によれば、上記第1プラスチッ
クレンズ62及び上記第2プラスチックレンズ64が組合わ
せて利用されることで、図7(a)及び図7(b)に示
されている光学特性が改善されている。即ち、図8
(a)から明らかなように、図6に説明されている、
(光ビ−ムLの)実走査位置 172と感光体 170との差d
は、概ね解消されている。また、図8(b)によれば、
図7に説明されている、(光ビ−ムLの)実到達位置H
と理論結像位置hとを概ね一致させることのできるfθ
特性が得られている。
【0034】より詳細には、上記平面鏡42a〜42fを介
して反射された光ビ−ムLは、上記第1プラスチックレ
ンズ62を介して、光軸Oの付近では、主走査方向に関す
る結像位置は、概ね、平面鏡42a〜42fの回転角θに対
して正確に比例され、且つ、光偏向装置40から感光体70
へ向かう方向に関する結像位置は、概ね、感光体70上に
一致される。一方、上記第1プラスチックレンズ62の両
端部では、上記主走査方向に関しては、平面鏡42a〜42
fの回転角θよりも大きな振り角に変換され、且つ、上
記感光体70へ向かう方向に関しては、感光体70上よりも
光偏向装置40から遠のいた位置に集束される。(即ち、
比較的大きな像面湾曲があたえらえるとともに、比較的
好ましくないfθ特性が与えられる。)
【0035】この光ビ−ムLは、上記第2プラスチック
レンズ64に入射され、光軸Oの付近では、概ね、そのま
まの光学特性が維持され、上記第1プラスチックレンズ
62の両端部に対応する付近では、上記主走査方向に関し
ては、平面鏡42a〜42fの回転角θよりも小さな振り角
で反射され、且つ、上記光偏向装置40から感光体70へ向
かう方向に関しては、感光体70上に一致される。このよ
うにして、上記光ビ−ムLは、上記感光体70の所望の位
置に、概ね、直線状に結像される。
【0036】尚、上記第2プラスチックレンズ64を通過
した光ビ−ムLは、光学装置2を密閉する(光学装置2
と、光学装置2が組込まれるレ−ザプリンタ装置内部と
を区分する)ための防塵ガラス66を介して上記感光体70
へ導かれる。
【0037】また、上記第2プラスチックレンズ64を通
過した光ビ−ムLの一部は、主走査方向におけるスキャ
ン毎に、図示しない水平同期検出用反射ミラ−に向かっ
て反射され、図示しない同期信号検出器に導かれて、上
記光ビ−ムLに関する水平同期の検出に利用される。
【0038】尚、上記感光体70は、図示しない駆動装置
を介して所定の方向に回転され、自身の外周面に上記光
ビ−ムL即ちプリンタ装置が出力すべき画像が順次照射
される。この感光体70に照射された上記光ビ−ムL即ち
露光された画像は、図示しない顕像化手段によって現像
され転写用材料に転写される。次に、第2プラスチック
レンズ64が像面に近接して配置される場合の像面におけ
る光ビ−ムLのビ−ム形状(断面積)の大きさについて
考察する。
【0039】この実施例に示した光学装置は、レ−ザプ
リンタなどに用いられることから、上記感光体70の周辺
には、上記光ビ−ムL即ち露光された画像を可視化する
ための顕像化手段に利用されるトナ−等の微粉体が存在
する。このことから、上記第2プラスチックレンズ64が
像面に近接して配置される場合には、上記ビ−ム形状が
微小化された場合であっても、光ビ−ムLがトナ−等の
微粉体によって散乱されたり回折されることのないよ
う、或いは、トナ−自身によって遮蔽された場合であっ
ても、実用上問題のない程度のビ−ム形状(断面積)が
確保できるよう、上記第2プラスチックレンズ64は、上
記感光体70から所望の距離だけ遠ざけて配置される。
【0040】この場合、上記トナ−の大きさは、一般に
は、概ね10〜20μmあるから、上記実用上問題のな
い程度のビ−ム断面積が得られるためには、上記感光体
70に導かれる光ビ−ムLにおけるエネルギ−の変動量
は、概ね15%以下に抑えることが好ましい。ここで、
上記ビ−ム形状(断面積)に関するエネルギ−分布を正
規ガウス分布と仮定すると、上記トナ−径に対して概ね
10倍の直径を有する光ビ−ムLが照射されることで、
上記エネルギ−の変動を15%以下に抑えることができ
る。従って、この実施例では、感光体70上に照射される
光ビ−ムLのビ−ム径は、100〜200μmに規定さ
れる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レーザから発生された光ビームは、光偏向装置を介
して所望の方向に偏向される以前すなわちレーザから出
射された直後に、有限レンズにより、主走査方向(第2
の方向)及び副走査方向(第1の方向)ともに集束性を
有する光ビームに変換される。この光ビームは、第1の
方向にのみ曲率が与えられているシリンドリカルレンズ
を介して第1の方向に集束性が与えられたのち光偏向装
置により第2の方向に偏向され、プラスチック製のレン
ズを介して感光体に導かれる。すなわち、正のパワーを
有するガラスレンズを用いて、光偏向装置により偏向さ
れる以前の光ビームを、第1および第2の方向のそれぞ
れに集束性とし、プラスチック製のレンズを組み込むこ
とにより、ガラスレンズとプラスチック製のレンズの両
者のパワーにより生じる焦点位置のずれを、コリメータ
レンズとガラス製のfθレンズとを用いる場合に比較し
て、小さく設定できる。このように、有限レンズによ
り、第1および第2の方向のそれぞれに、レーザからの
光ビームを集束させたのち、シリンドリカルレンズを用
いて第1の方向に集束させることで、上記レーザから発
生される光ビームの形状を所望のビーム形状に変換する
ためのレンズ群の配置が大幅に簡略化される
【0042】一方、上記光偏向装置を介して偏向された
光ビ−ムは、対をなすレンズを介して、所望の光学特性
が与えられて、感光体の所望の位置に、概ね、直線状に
結像される。この場合、上記対をなすレンズには、加工
コストが低いにも拘らず、高い加工精度及び安定な光学
特性が容易に得られる円筒面を有する屈折面が利用され
ている。従って、加工コストが低く、安定な光学特性を
有し、しかも、大きさの小さい光学装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に係り、レ−ザビ−ムプリン
タ装置等に利用される光学装置における光路を平面的に
示す平面展開図。
【図2】図1に示されている光学装置を、光源から光偏
向装置に向かう光軸に沿うとともに、主走査面に直交す
る副走査面で切断した状態における光ビ−ムの光路を示
すに光路断面図。
【図3】図1に示されている光学装置を、光偏向装置か
ら感光体に向かう光軸に沿うとともに、主走査面に直交
する副走査面で切断した状態における光ビ−ムの光路を
示す光路断面図。
【図4】レ−ザダイオ−ド、ガラスレンズ及び絞りを固
定する構造を示す概略図。
【図5】絞りをガラスレンズの後側焦点位置に配置する
詳細を示す概略図。
【図6】図1に示されている光学装置であって、第1プ
ラスチックレンズ62のみが利用された場合における光偏
向装置から感光体に向かう光ビ−ムの光路を示す光路断
面図。
【図7】図6に示されている構成によって得られる結像
位置のズレを示すグラフであって、(a)は、光偏向装
置から感光体へ向かう距離を示すグラフ、及び、(b)
は、感光体上におけるfθ特性を示すグラフ図。
【図8】図1に示されている構成によって得られる結像
位置のズレを示すグラフであって、(a)は、光偏向装
置から感光体へ向かう距離を示すグラフ、及び、(b)
は、感光体上におけるfθ特性を示すグラフ図。
【符号の説明】
2…光学装置、8…レンズハウジング、10…半導体レ−
ザ素子、20…偏向前光学系(第1の光学系)、22…ガラ
スレンズ、24…絞り、26…シリンドリカルレンズ、30…
鏡筒、32…押え部材、36…レ−ザホルダ、40…光偏向装
置、42a〜42f…平面鏡、60…偏向後光学系(第2の光
学系)、62…第1プラスチックレンズ、64…第2プラス
チックレンズ、66防塵ガラス、70…感光体、F…接着
剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−239518(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ビームを発生する光源と、 この光源から発生された光ビームを集束光に変換する有
    限レンズを有する第一の光学手段と、 この第一の光学手段によって集束光に変換された上記光
    ビームに第1の方向に集束性を与えるべく、第1の方向
    にのみ曲率が与えられているシリンドリカルレンズと、 前記第一の光学手段によって集束光に変換され、前記シ
    リンドリカルレンズにより前記第1の方向に集束性を与
    えられた上記光ビームを前記第1の方向と直交する第2
    の方向において偏向する平面鏡からなる偏向手段と、 この偏向手段を介して偏向された上記光ビームを、前記
    第2の方向に関する結像位置が前記偏向手段の平面鏡の
    回転角に対して比例するように、走査対象物の面上に結
    像させるプラスチック製のレンズを含む第二の光学手段
    と、 を有することを特徴とする光学装置。
  2. 【請求項2】光ビームを発生する光源と、この光源から
    発生された光ビームを集束光に変換する有限レンズを有
    する第一の光学手段と、この第一の光学手段によって集
    束光に変換された上記光ビームに第1の方向に集束性を
    与えるべく、第1の方向にのみ曲率が与えられているシ
    リンドリカルレンズと、前記第一の光学手段によって集
    束光に変換され、前記シリンドリカルレンズにより前記
    第1の方向に集束性を与えられた上記光ビームを前記第
    1の方向と直交する第2の方向において偏向する平面鏡
    からなる偏向手段と、この偏向手段を介して偏向された
    上記光ビームを、前記第2の方向に関する結像位置が前
    記偏向手段の平面鏡の回転角に対して比例するように、
    走査対象物の面上に結像させるプラスチック製のレンズ
    を含む第二の光学手段と、を有することを特徴とする光
    学装置と、 この光学装置により走査される光ビームにより静電像が
    形成される感光体と、 この感光体に形成された静電像を現像する顕像化手段
    と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
JP17410591A 1991-07-15 1991-07-15 光学装置 Expired - Lifetime JP3271995B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17410591A JP3271995B2 (ja) 1991-07-15 1991-07-15 光学装置
DE69210492T DE69210492T2 (de) 1991-07-15 1992-03-20 Optische Einheit für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker
EP92104918A EP0523320B1 (en) 1991-07-15 1992-03-20 Optical unit for use in laser beam printer apparatus
US07/855,520 US5267075A (en) 1991-07-15 1992-03-20 Optical unit for use in laser beam printer apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17410591A JP3271995B2 (ja) 1991-07-15 1991-07-15 光学装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001230261A Division JP3439465B2 (ja) 2001-07-30 2001-07-30 光学装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0519195A JPH0519195A (ja) 1993-01-29
JP3271995B2 true JP3271995B2 (ja) 2002-04-08

Family

ID=15972738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17410591A Expired - Lifetime JP3271995B2 (ja) 1991-07-15 1991-07-15 光学装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5267075A (ja)
EP (1) EP0523320B1 (ja)
JP (1) JP3271995B2 (ja)
DE (1) DE69210492T2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3363531B2 (ja) * 1993-07-23 2003-01-08 日立工機株式会社 レーザ走査装置
JP3291906B2 (ja) * 1994-04-11 2002-06-17 キヤノン株式会社 走査光学装置
JPH0822630A (ja) * 1994-07-04 1996-01-23 Sharp Corp マルチビーム光ヘッド
US6005703A (en) * 1998-05-29 1999-12-21 Lexmark International, Inc. Optical system for light beam scanning
JP2005031335A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Toshiba Corp レーザ走査装置及び光源ユニット
JP2007171626A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Ricoh Co Ltd 光走査装置・画像形成装置
JP2008122879A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置
DE102012107040A1 (de) * 2012-08-01 2014-05-28 Jenoptik Optical Systems Gmbh Achromatische Scaneinrichtung mit monochromatischem f-Theta-Objektiv

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57144515A (en) * 1981-03-03 1982-09-07 Canon Inc Scan optical system having fall compensating function
JPS57144501A (en) * 1981-03-03 1982-09-07 Canon Inc Scan optical system applied with moisture-resistant process
US4643516A (en) * 1982-02-05 1987-02-17 Ricoh Company, Ltd. Laser beam scanning apparatus
US4715699A (en) * 1985-01-28 1987-12-29 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Scanning optical system for laser beam printers
JPH0617948B2 (ja) * 1985-02-13 1994-03-09 富士写真フイルム株式会社 光ビ−ム走査装置
JPH0769521B2 (ja) * 1988-07-13 1995-07-31 株式会社日立製作所 光走査装置及び走査レンズ
US5005928A (en) * 1988-07-15 1991-04-09 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning system
JPH0250122A (ja) * 1988-08-12 1990-02-20 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光走査装置
JPH02158709A (ja) * 1988-12-13 1990-06-19 Hitachi Ltd 光走査装置
US4998790A (en) * 1989-02-28 1991-03-12 Asahi Kogaku Kogyo K.K. Optical scanning apparatus
US5134511A (en) * 1989-12-08 1992-07-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical unit for use in laser beam printer or the like

Also Published As

Publication number Publication date
EP0523320B1 (en) 1996-05-08
EP0523320A1 (en) 1993-01-20
DE69210492T2 (de) 1997-01-23
DE69210492D1 (de) 1996-06-13
US5267075A (en) 1993-11-30
JPH0519195A (ja) 1993-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0286368A2 (en) Anamorphic single lens
EP0177174B1 (en) Rotating polygon scanner with double reflection from each facet
JPH0672981B2 (ja) 光ビ−ム走査光学系
JP3271995B2 (ja) 光学装置
US5365259A (en) Scanning optical device
JP2928552B2 (ja) 走査式光学装置
EP0431603A2 (en) Optical unit for use in laser beam printer or the like
JPH03179420A (ja) 光学装置
US5124830A (en) Optical deflector device for deflecting laser beam
JP2002062499A (ja) 走査光学装置
JPH0511202A (ja) 光学装置
JP4401088B2 (ja) 光学走査装置
JP3439465B2 (ja) 光学装置
JP3486255B2 (ja) 光走査装置のスリット板装着構造
JP2763148B2 (ja) 走査式光学装置
US5381259A (en) Raster output scanner (ROS) using an overfilled polygon design with minimized optical path length
JP2996679B2 (ja) 光学装置
JP2002131674A (ja) 走査装置
JPH112769A (ja) 光走査装置
JP3507088B2 (ja) 光走査装置
JPH03274016A (ja) 走査光学装置
JP2928553B2 (ja) 走査式光学装置
JP3110816B2 (ja) 光走査装置
JP2743176B2 (ja) 光走査装置
JP2757308B2 (ja) 光束走査光学装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080125

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090125

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100125

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110125

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120125

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120125

Year of fee payment: 10