JP3275548B2 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリン
タ、レーザファクシミリやデジタル複写機などに用いら
れる光走査装置に関するものである。
タ、レーザファクシミリやデジタル複写機などに用いら
れる光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザビームプリンタなどに用いられて
いる多くの光走査装置は、光源として半導体レーザ、光
偏向器の面倒れを補正するために光源からの光束を光偏
向器に線状に結像する第１結像光学系、光偏向器として
ポリゴンミラー、被走査面上に等速度で均一なスポット
を結像する第２結像光学系とから構成されている。
いる多くの光走査装置は、光源として半導体レーザ、光
偏向器の面倒れを補正するために光源からの光束を光偏
向器に線状に結像する第１結像光学系、光偏向器として
ポリゴンミラー、被走査面上に等速度で均一なスポット
を結像する第２結像光学系とから構成されている。
【０００３】従来の光走査装置の第２結像光学系はｆθ
レンズと呼ばれる大型のガラスレンズ複数枚で構成され
ていたが、小型化が困難であるとともに高価であるとの
問題点があった。そこで近年、小型化、低価格化を実現
する光走査装置として第２結像光学系にシリンドリカル
ミラーとシリンドリカルレンズを用いるもの（特開平１
−３００２１８）、球面ミラーとシリンドリカルレンズ
を用いるもの（特開平１−３００２１７）などが提案さ
れている。
レンズと呼ばれる大型のガラスレンズ複数枚で構成され
ていたが、小型化が困難であるとともに高価であるとの
問題点があった。そこで近年、小型化、低価格化を実現
する光走査装置として第２結像光学系にシリンドリカル
ミラーとシリンドリカルレンズを用いるもの（特開平１
−３００２１８）、球面ミラーとシリンドリカルレンズ
を用いるもの（特開平１−３００２１７）などが提案さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の光学系も像面湾曲補正、ｆθ補正が十分でなく高解像
度化が困難であるという課題を有していた。
の光学系も像面湾曲補正、ｆθ補正が十分でなく高解像
度化が困難であるという課題を有していた。
【０００５】本発明は上記課題に鑑み、小型化、低価格
化を実現すると同時に高解像度を実現する光走査装置を
提供するものである。
化を実現すると同時に高解像度を実現する光走査装置を
提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの光
束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との
間に配置される第１結像光学系と、前記光偏向器と被走
査面との間に配置される第２結像光学系とを備え、前記
第２結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する曲
面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に
集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副走
査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部で
変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向に
のみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、前
記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点までの
距離をＬ(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正レ
ンズの入射面までの距離をＭ(mm)、前記第２結像光学系
の主走査方向焦点距離をｆm(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする。
に、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの光
束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との
間に配置される第１結像光学系と、前記光偏向器と被走
査面との間に配置される第２結像光学系とを備え、前記
第２結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する曲
面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に
集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副走
査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部で
変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向に
のみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、前
記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点までの
距離をＬ(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正レ
ンズの入射面までの距離をＭ(mm)、前記第２結像光学系
の主走査方向焦点距離をｆm(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする。
【数５】 また、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第１結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第２結像光学系とを備え、前
記第２結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第１結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をＬ(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をＭ(mm)、前記第２結像光学
系の主走査方向焦点距離をｆm(mm)、光軸からの前記補
正レンズ入射面中心の副走査方向ずれ量をｘL(mm)とし
た場合、以下の条件式を満足することを特徴とする。
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第１結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第２結像光学系とを備え、前
記第２結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第１結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をＬ(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をＭ(mm)、前記第２結像光学
系の主走査方向焦点距離をｆm(mm)、光軸からの前記補
正レンズ入射面中心の副走査方向ずれ量をｘL(mm)とし
た場合、以下の条件式を満足することを特徴とする。
【数６】 また、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第１結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第２結像光学系とを備え、前
記第２結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第１結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をＬ(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をＭ(mm)、第２結像光学系の
主走査方向焦点距離をｆm(mm)、前記曲面ミラーの頂点
における法線と光軸とのなす角をβm(deg)とした場合、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第１結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第２結像光学系とを備え、前
記第２結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第１結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をＬ(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をＭ(mm)、第２結像光学系の
主走査方向焦点距離をｆm(mm)、前記曲面ミラーの頂点
における法線と光軸とのなす角をβm(deg)とした場合、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
【数７】 また、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第１結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第２結像光学系とを備え、前
記第２結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記第２結像光学系の主走査方向焦点距離をｆm(mm)、
被走査面上の有効走査幅をＷ(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする。
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第１結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第２結像光学系とを備え、前
記第２結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記第２結像光学系の主走査方向焦点距離をｆm(mm)、
被走査面上の有効走査幅をＷ(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする。
【数８】
【０００７】
【作用】本発明は上記したように、光源からの光束が第
１結像光学系によって光偏向器の反射面上に導かれ、回
転する光偏向器によって走査され、第２結像光学系によ
って、被走査面上に結像する。このとき、第２結像光学
系が曲面ミラーと副走査方向の屈折力が主走査方向にお
ける中心部と周辺部で変化している補正レンズとから構
成されることによって像面湾曲、ｆθ特性が良好に補正
され、小型、低価格でありながら高解像度を実現するこ
ととなる。
１結像光学系によって光偏向器の反射面上に導かれ、回
転する光偏向器によって走査され、第２結像光学系によ
って、被走査面上に結像する。このとき、第２結像光学
系が曲面ミラーと副走査方向の屈折力が主走査方向にお
ける中心部と周辺部で変化している補正レンズとから構
成されることによって像面湾曲、ｆθ特性が良好に補正
され、小型、低価格でありながら高解像度を実現するこ
ととなる。
【０００８】さらに、補正レンズの入射面を主走査方向
に平行で光軸を含む面内に存在する円弧、あるいは４次
以上の高次展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内
に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中心として
回転させた鞍型トーリック面とすることで、補正レンズ
の副走査方向屈折力を主走査方向における中心部と周辺
部で変化させることを低価格で実現することとなる。
に平行で光軸を含む面内に存在する円弧、あるいは４次
以上の高次展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内
に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中心として
回転させた鞍型トーリック面とすることで、補正レンズ
の副走査方向屈折力を主走査方向における中心部と周辺
部で変化させることを低価格で実現することとなる。
【０００９】さらに、補正レンズの射出面を主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面、あるいは、主走査方向断面
形状が４次以上の高次展開項を有する、主走査方向にの
み屈折力を持つ非球面シリンドリカル面、あるいは、主
走査方向に平行で光軸を含む面内に存在する４次以上の
高次展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内に存在
する主走査方向に平行な回転対称軸を中心として回転さ
せた樽型トーリック面とすることでｆθ特性を良好に補
正することとなる。
にのみ屈折力を持つ円柱面、あるいは、主走査方向断面
形状が４次以上の高次展開項を有する、主走査方向にの
み屈折力を持つ非球面シリンドリカル面、あるいは、主
走査方向に平行で光軸を含む面内に存在する４次以上の
高次展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内に存在
する主走査方向に平行な回転対称軸を中心として回転さ
せた樽型トーリック面とすることでｆθ特性を良好に補
正することとなる。
【００１０】さらに、第２結像光学系の主走査方向焦点
距離をｆm(mm)、被走査面上の有効走査幅をＷ(mm)、光
偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点までの距離
をＬ(mm)、曲面ミラーの主走査方向における有効最周辺
位置のミラー面頂点位置における接平面からの距離をｚ
ｍ(mm)とした場合、以下の条件式を満足することで像面
湾曲、ｆθ特性を良好に補正することとなる。
距離をｆm(mm)、被走査面上の有効走査幅をＷ(mm)、光
偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点までの距離
をＬ(mm)、曲面ミラーの主走査方向における有効最周辺
位置のミラー面頂点位置における接平面からの距離をｚ
ｍ(mm)とした場合、以下の条件式を満足することで像面
湾曲、ｆθ特性を良好に補正することとなる。
【００１１】
【数９】
【００１２】但し、
【００１３】
【数１０】
【００１４】
【数１１】
【００１５】さらに、曲面ミラーを軸対称非球面とする
ことで加工が容易となる。さらに、曲面ミラーの頂点の
光軸からの副走査方向ズレ量をｘm(mm)とした場合、以
下の条件式の上限を越えると、像面湾曲とｆθ特性の補
正が困難となり、下限を下回ると、ミラー加工時に形状
誤差の発生しやすい中心部が有効範囲内となり価格高の
要因となる。
ことで加工が容易となる。さらに、曲面ミラーの頂点の
光軸からの副走査方向ズレ量をｘm(mm)とした場合、以
下の条件式の上限を越えると、像面湾曲とｆθ特性の補
正が困難となり、下限を下回ると、ミラー加工時に形状
誤差の発生しやすい中心部が有効範囲内となり価格高の
要因となる。
【００１６】
【数１２】
【００１７】さらに、曲面ミラーの反射点から補正レン
ズの入射面までの距離をＭ(mm)とした場合、以下の条件
式の上限を越えた場合、補正レンズの偏肉比が大きくな
り加工が困難となり、下限を下回った場合、像面湾曲と
ｆθ特性の補正が困難となる。
ズの入射面までの距離をＭ(mm)とした場合、以下の条件
式の上限を越えた場合、補正レンズの偏肉比が大きくな
り加工が困難となり、下限を下回った場合、像面湾曲と
ｆθ特性の補正が困難となる。
【００１８】
【数１３】
【００１９】さらに、光偏向器の反射面に垂直で主走査
方向に平行な面と第１結像光学系からの光軸とのなす角
をβp(deg)、光軸からの前記補正レンズ入射面中心の副
走査方向ずれ量をｘL(mm)とし、以下の条件式を満足し
ない場合、瞳上における斜め方向の光線に収差が発生し
高解像度を実現することが困難となる。
方向に平行な面と第１結像光学系からの光軸とのなす角
をβp(deg)、光軸からの前記補正レンズ入射面中心の副
走査方向ずれ量をｘL(mm)とし、以下の条件式を満足し
ない場合、瞳上における斜め方向の光線に収差が発生し
高解像度を実現することが困難となる。
【００２０】
【数１４】
【００２１】さらに、曲面ミラーの頂点における法線と
光軸とのなす角をβm(deg)とし、以下の条件式を満足し
ない場合、被走査面上の走査線が副走査方向に湾曲する
こととなる。
光軸とのなす角をβm(deg)とし、以下の条件式を満足し
ない場合、被走査面上の走査線が副走査方向に湾曲する
こととなる。
【００２２】
【数１５】
【００２３】さらに、以下の条件式の上限を越えた場
合、像面湾曲とｆθ特性の補正が困難となり、下限を下
回った場合、小型化が困難となる。
合、像面湾曲とｆθ特性の補正が困難となり、下限を下
回った場合、小型化が困難となる。
【００２４】
【数１６】
【００２５】また、本発明の光走査装置を用いることに
より、小型、低価格で高解像度の画像形成装置を実現す
ることができる。
より、小型、低価格で高解像度の画像形成装置を実現す
ることができる。
【００２６】
【実施例】以下本発明の一実施例の光走査装置につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００２７】図１は、本発明の光走査装置の各部品の主
走査面内配置を示した構成図、図２は本発明の光走査装
置の走査中心軸を含み副走査方向に平行な面で切った断
面図である。図１において１は半導体レーザ、２はコリ
メータレンズ、３は副走査方向にのみ屈折力を持つシリ
ンドリカルレンズ、４は折り返しミラー、５はポリゴン
ミラー、６は回転中心軸、７は軸対称非球面ミラー、８
は入射面が鞍型トーリック面、射出面が非球面シリンド
リカル面である補正レンズ、９は感光ドラムである。こ
こで、Ｗ（ｍｍ）は有効走査幅を示す。
走査面内配置を示した構成図、図２は本発明の光走査装
置の走査中心軸を含み副走査方向に平行な面で切った断
面図である。図１において１は半導体レーザ、２はコリ
メータレンズ、３は副走査方向にのみ屈折力を持つシリ
ンドリカルレンズ、４は折り返しミラー、５はポリゴン
ミラー、６は回転中心軸、７は軸対称非球面ミラー、８
は入射面が鞍型トーリック面、射出面が非球面シリンド
リカル面である補正レンズ、９は感光ドラムである。こ
こで、Ｗ（ｍｍ）は有効走査幅を示す。
【００２８】また、軸対称非球面ミラー７の形状は、対
称軸からの座標ｐ（ｍｍ）における面の頂点からのサグ
量を感光ドラム９に向かう方向を正とするｚ（ｍｍ）と
して（数１７）で示されるものである。
称軸からの座標ｐ（ｍｍ）における面の頂点からのサグ
量を感光ドラム９に向かう方向を正とするｚ（ｍｍ）と
して（数１７）で示されるものである。
【００２９】
【数１７】
【００３０】ここで、Ｒm（ｍｍ）は曲率半径、Ｋmは円
錐定数、Ｄm、Ｅm、Ｆm、Ｇmは高次定数である。
錐定数、Ｄm、Ｅm、Ｆm、Ｇmは高次定数である。
【００３１】また、補正レンズ８の入射面は、光軸を含
み主走査方向に平行な面内において、面の頂点を原点と
する主走査方向座標をｙ（ｍｍ）とし（数１９）で示す
曲線が、光軸を含み主走査方向に平行な面内にあり、主
走査方向に平行な回転中心軸の周りを回転して形成され
る鞍型トーリック面である。
み主走査方向に平行な面内において、面の頂点を原点と
する主走査方向座標をｙ（ｍｍ）とし（数１９）で示す
曲線が、光軸を含み主走査方向に平行な面内にあり、主
走査方向に平行な回転中心軸の周りを回転して形成され
る鞍型トーリック面である。
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【数１９】
【００３５】ここで、Ｒ1H（ｍｍ）は主走査方向曲率半
径、Ｋ 1は主走査方向に寄与する円錐定数、Ｄ1、Ｅ1、
Ｆ1、Ｇ1は主走査方向に寄与する高次定数である。ま
た、頂点から回転中心軸までの距離（頂点における副走
査方向の曲率半径）をＲ 1V とする。
径、Ｋ 1は主走査方向に寄与する円錐定数、Ｄ1、Ｅ1、
Ｆ1、Ｇ1は主走査方向に寄与する高次定数である。ま
た、頂点から回転中心軸までの距離（頂点における副走
査方向の曲率半径）をＲ 1V とする。
【００３６】また、補正レンズ８の射出面は、光軸を含
み主走査方向に平行な面内において、面の頂点を原点と
する主走査方向座標をｙ（ｍｍ）とし（数２１）で示す
曲線が、光軸を含み主走査方向に平行な面内にあり、主
走査方向に平行な回転中心軸の周りを回転して形成され
る樽型トーリック面である。
み主走査方向に平行な面内において、面の頂点を原点と
する主走査方向座標をｙ（ｍｍ）とし（数２１）で示す
曲線が、光軸を含み主走査方向に平行な面内にあり、主
走査方向に平行な回転中心軸の周りを回転して形成され
る樽型トーリック面である。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【数２１】
【００４０】ここで、Ｒ2H（ｍｍ）は主走査方向曲率半
径、Ｋ 2は主走査方向に寄与する円錐定数、Ｄ2、Ｅ2、
Ｆ2、Ｇ2は主走査方向に寄与する高次定数である。ま
た、頂点から回転中心軸までの距離（頂点における副走
査方向の曲率半径）をＲ 2V する。
径、Ｋ 2は主走査方向に寄与する円錐定数、Ｄ2、Ｅ2、
Ｆ2、Ｇ2は主走査方向に寄与する高次定数である。ま
た、頂点から回転中心軸までの距離（頂点における副走
査方向の曲率半径）をＲ 2V する。
【００４１】図２において、Ｌ（ｍｍ）はポリゴンミラ
ー５の偏向点から非球面ミラー７の反射点までの距離、
Ｍ（ｍｍ）は非球面ミラー７の反射点から補正レンズ８
の入射面までの距離、ｔｈ（ｍｍ）は補正レンズ８の中
心肉厚、ｒ（ｍｍ）はポリゴンミラーの反射面と回転中
心軸６の距離、ｘm（ｍｍ）は非球面ミラー７の頂点の
光軸からの副走査方向ズレ量、ｘL（ｍｍ）は光軸から
の補正レンズ８の入射面中心の副走査方向ずれ量、βp
（ｄｅｇ）はポリゴンミラー５の反射面に垂直で主走査
方向に平行な面と折り返しミラー４からの光軸とのなす
角、βm（ｄｅｇ）は非球面ミラー７の頂点における法
線と光軸とのなす角を示す。
ー５の偏向点から非球面ミラー７の反射点までの距離、
Ｍ（ｍｍ）は非球面ミラー７の反射点から補正レンズ８
の入射面までの距離、ｔｈ（ｍｍ）は補正レンズ８の中
心肉厚、ｒ（ｍｍ）はポリゴンミラーの反射面と回転中
心軸６の距離、ｘm（ｍｍ）は非球面ミラー７の頂点の
光軸からの副走査方向ズレ量、ｘL（ｍｍ）は光軸から
の補正レンズ８の入射面中心の副走査方向ずれ量、βp
（ｄｅｇ）はポリゴンミラー５の反射面に垂直で主走査
方向に平行な面と折り返しミラー４からの光軸とのなす
角、βm（ｄｅｇ）は非球面ミラー７の頂点における法
線と光軸とのなす角を示す。
【００４２】次に実施例１から２２の具体的数値例を示
す。表中のｆm（ｍｍ）は第２結像光学系の主走査方向
焦点距離、ｎは補正レンズ５の硝材の波長７８０（ｎ
ｍ）における屈折率である。
す。表中のｆm（ｍｍ）は第２結像光学系の主走査方向
焦点距離、ｎは補正レンズ５の硝材の波長７８０（ｎ
ｍ）における屈折率である。
【００４３】（実施例１）
【００４４】
【表１】
【００４５】（実施例２）
【００４６】
【表２】
【００４７】（実施例３）
【００４８】
【表３】
【００４９】（実施例４）
【００５０】
【表４】
【００５１】（実施例５）
【００５２】
【表５】
【００５３】（実施例６）
【００５４】
【表６】
【００５５】（実施例７）
【００５６】
【表７】
【００５７】（実施例８）
【００５８】
【表８】
【００５９】（実施例９）
【００６０】
【表９】
【００６１】（実施例１０）
【００６２】
【表１０】
【００６３】（実施例１１）
【００６４】
【表１１】
【００６５】（実施例１２）
【００６６】
【表１２】
【００６７】（実施例１３）
【００６８】
【表１３】
【００６９】（実施例１４）
【００７０】
【表１４】
【００７１】（実施例１５）
【００７２】
【表１５】
【００７３】（実施例１６）
【００７４】
【表１６】
【００７５】（実施例１７）
【００７６】
【表１７】
【００７７】（実施例１８）
【００７８】
【表１８】
【００７９】（実施例１９）
【００８０】
【表１９】
【００８１】（実施例２０）
【００８２】
【表２０】
【００８３】（実施例２１）
【００８４】
【表２１】
【００８５】（実施例２２）
【００８６】
【表２２】
【００８７】以上のように構成された光走査装置につい
て、以下、図１および図２を用いてその動作を説明す
る。
て、以下、図１および図２を用いてその動作を説明す
る。
【００８８】半導体レーザ１からの光束がコリメータレ
ンズ２によって平行光となり、シリンドリカルレンズ３
によって副走査方向についての収束光となり、折り返し
ミラー４によって折り返されポリゴンミラー５の反射面
上に線像として結像され、ポリゴンミラー５が回転中心
軸６を中心に回転することによって走査され、非球面ミ
ラー７、補正レンズ８によって、感光ドラム９上に結像
する。このとき、主に非球面ミラー７と補正レンズ８の
射出面によって、主走査方向像面湾曲とｆθ特性が良好
に補正され、補正レンズ８の入射面によって副走査方向
像面湾曲が良好に補正されている。図４、図５に実施例
５の場合の残存像面湾曲量、ｆθ特性を示す。
ンズ２によって平行光となり、シリンドリカルレンズ３
によって副走査方向についての収束光となり、折り返し
ミラー４によって折り返されポリゴンミラー５の反射面
上に線像として結像され、ポリゴンミラー５が回転中心
軸６を中心に回転することによって走査され、非球面ミ
ラー７、補正レンズ８によって、感光ドラム９上に結像
する。このとき、主に非球面ミラー７と補正レンズ８の
射出面によって、主走査方向像面湾曲とｆθ特性が良好
に補正され、補正レンズ８の入射面によって副走査方向
像面湾曲が良好に補正されている。図４、図５に実施例
５の場合の残存像面湾曲量、ｆθ特性を示す。
【００８９】図３は上記実施例の光走査装置を画像形成
装置に用いた場合の構成を示すものである。図３におい
て、１１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、１２は感光体の表面に静電
気イオンを付着し帯電する一次帯電器、１３は印字情報
を感光ドラム１１上に書き込む上記実施例の光走査装
置、１４は印字部に帯電トナーを付着させる現像器、１
５は付着したトナーを用紙に転写する転写帯電器、１６
は残ったトナーを除去するクリーナー、１７は転写され
たトナーを用紙に定着する定着装置、１８は給紙カセッ
トである。
装置に用いた場合の構成を示すものである。図３におい
て、１１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、１２は感光体の表面に静電
気イオンを付着し帯電する一次帯電器、１３は印字情報
を感光ドラム１１上に書き込む上記実施例の光走査装
置、１４は印字部に帯電トナーを付着させる現像器、１
５は付着したトナーを用紙に転写する転写帯電器、１６
は残ったトナーを除去するクリーナー、１７は転写され
たトナーを用紙に定着する定着装置、１８は給紙カセッ
トである。
【００９０】以上のように、上記実施例の光走査装置を
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。
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。
【００９１】
【発明の効果】本発明は以上のように、第２結像光学系
が軸対称非球面ミラーと入射面が鞍型トーリック面、射
出面が非球面シリンドリカル面または樽型トーリック面
である補正レンズとから構成され、第２結像光学系の主
走査方向焦点距離をｆm(mm)、被走査面上の有効走査幅
をＷ(mm)、ポリゴンミラーの偏向点から非球面ミラーの
反射点までの距離をＬ(mm)、非球面ミラーの主走査方向
における有効最周辺位置のミラー面頂点位置における接
平面からの距離をｚｍ(mm)とした場合、以下の条件式を
満足することで像面湾曲、ｆθ特性を良好に補正する効
果が得られる。
が軸対称非球面ミラーと入射面が鞍型トーリック面、射
出面が非球面シリンドリカル面または樽型トーリック面
である補正レンズとから構成され、第２結像光学系の主
走査方向焦点距離をｆm(mm)、被走査面上の有効走査幅
をＷ(mm)、ポリゴンミラーの偏向点から非球面ミラーの
反射点までの距離をＬ(mm)、非球面ミラーの主走査方向
における有効最周辺位置のミラー面頂点位置における接
平面からの距離をｚｍ(mm)とした場合、以下の条件式を
満足することで像面湾曲、ｆθ特性を良好に補正する効
果が得られる。
【００９２】
【数２２】
【００９３】但し、
【００９４】
【数２３】
【００９５】
【数２４】
【００９６】さらに、非球面ミラーの頂点の光軸からの
副走査方向ズレ量をｘm(mm)とした場合、以下の条件式
を満たすと、ミラー加工時に形状誤差の発生しやすい中
心部が有効範囲外となり加工公差を大きくする効果があ
る。
副走査方向ズレ量をｘm(mm)とした場合、以下の条件式
を満たすと、ミラー加工時に形状誤差の発生しやすい中
心部が有効範囲外となり加工公差を大きくする効果があ
る。
【００９７】
【数２５】
【００９８】さらに、非球面ミラーの反射点から補正レ
ンズの入射面までの距離をＭ(mm)とした場合、以下の条
件式を満たすことで、偏肉比の小さな補正レンズであっ
て、像面湾曲とｆθ特性のが良好に補正される効果が得
られる。
ンズの入射面までの距離をＭ(mm)とした場合、以下の条
件式を満たすことで、偏肉比の小さな補正レンズであっ
て、像面湾曲とｆθ特性のが良好に補正される効果が得
られる。
【００９９】
【数２６】
【０１００】さらに、ポリゴンミラーの反射面に垂直で
主走査方向に平行な面と第１結像光学系からの光軸との
なす角をβp(deg)、光軸からの補正レンズ入射面中心の
副走査方向ずれ量をｘL(mm)とし、以下の条件式を満足
することで光線収差を小さくし高解像度を実現するとの
効果が得られる。
主走査方向に平行な面と第１結像光学系からの光軸との
なす角をβp(deg)、光軸からの補正レンズ入射面中心の
副走査方向ずれ量をｘL(mm)とし、以下の条件式を満足
することで光線収差を小さくし高解像度を実現するとの
効果が得られる。
【０１０１】
【数２７】
【０１０２】さらに、非球面ミラーの頂点における法線
と光軸とのなす角をβm(deg)とし、以下の条件式を満足
することで、被走査面上の走査線の副走査方向湾曲を補
正するとの効果が得られる。
と光軸とのなす角をβm(deg)とし、以下の条件式を満足
することで、被走査面上の走査線の副走査方向湾曲を補
正するとの効果が得られる。
【０１０３】
【数２８】
【０１０４】さらに、以下の条件式を満足することで、
像面湾曲とｆθ特性の補正を良好に行われながら、ポリ
ゴンミラーと感光ドラムの距離を短くし小型となるとの
効果が得られる。
像面湾曲とｆθ特性の補正を良好に行われながら、ポリ
ゴンミラーと感光ドラムの距離を短くし小型となるとの
効果が得られる。
【０１０５】
【数２９】
【０１０６】また、本発明の光走査装置を用いることに
より、小型、低価格で高解像度の画像形成装置を実現す
ることができる。
より、小型、低価格で高解像度の画像形成装置を実現す
ることができる。
【図１】本発明の光走査装置の主走査面内配置を示す構
成図
成図
【図２】本発明の光走査装置の副走査断面を示す断面図
【図３】本発明の画像形成装置の構成図
【図４】本発明の光走査装置の一実施例の像面湾曲量を
示した説明図
示した説明図
【図５】本発明の光走査装置の一実施例のｆθ特性を示
した説明図
した説明図
１ 半導体レーザ ２ コリメータレンズ ３ シリンドリカルレンズ ４ 折り返しミラー ５ ポリゴンミラー ６ 回転中心軸 ７ 非球面ミラー ８ 補正レンズ ９、１１ 感光ドラム １２ 一次帯電器 １３ 光走査装置 １４ 現像器 １５ 転写帯電器 １６ クリーナー １７ 定着装置 １８ 給紙カセット
フロントページの続き (72)発明者 中島 宏憲 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 遊佐 昭紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 森島 健 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−123844（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−82688（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10 G02B 13/00 G02B 13/18
Claims (4)
- 【請求項１】 光源と、前記光源からの光束を走査する
光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され
る第１結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に
配置される第２結像光学系とを備え、前記第２結像光学
系は前記光偏向器からの光束を反射する曲面ミラーと、
前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に集光する補正
レンズとからなり、前記補正レンズは副走査方向の屈折
力が主走査方向における中心部と周辺部で変化してお
り、前記補正レンズの射出面が主走査方向にのみ屈折力
を持つ円柱面である光走査装置であって、 前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をＬ(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をＭ(mm)、前記第２結像光学
系の主走査方向焦点距離をｆm(mm)とした場合、以下の
条件式を満足することを特徴とする光走査装置。 【数１】 - 【請求項２】 光源と、前記光源からの光束を走査する
光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され
る第１結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に
配置される第２結像光学系とを備え、前記第２結像光学
系は前記光偏向器からの光束を反射する曲面ミラーと、
前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に集光する補正
レンズとからなり、前記補正レンズは副走査方向の屈折
力が主走査方向における中心部と周辺部で変化してお
り、前記補正レンズの射出面が主走査方向にのみ屈折力
を持つ円柱面である光走査装置であって、 前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第１結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をＬ(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をＭ(mm)、前記第２結像光学
系の主走査方向焦点距離をｆm(mm)、光軸からの前記補
正レンズ入射面中心の副走査方向ずれ量をｘL(mm)とし
た場合、以下の条件式を満足することを特徴とする光走
査装置。 【数２】 - 【請求項３】 光源と、前記光源からの光束を走査する
光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され
る第１結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に
配置される第２結像光学系とを備え、前記第２結像光学
系は前記光偏向器からの光束を反射する曲面ミラーと、
前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に集光する補正
レンズとからなり、前記補正レンズは副走査方向の屈折
力が主走査方向における中心部と周辺部で変化してお
り、前記補正レンズの射出面が主走査方向にのみ屈折力
を持つ円柱面である光走査装置であって、 前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第１結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をＬ(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をＭ(mm)、第２結像光学系の
主走査方向焦点距離をｆm(mm)、前記曲面ミラーの頂点
における法線と光軸とのなす角をβm(deg)とした場合、
以下の条件式を満足することを特徴とする光走査装置。 【数３】 - 【請求項４】 光源と、前記光源からの光束を走査する
光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され
る第１結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に
配置される第２結像光学系とを備え、前記第２結像光学
系は前記光偏向器からの光束を反射する曲面ミラーと、
前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に集光する補正
レンズとからなり、前記補正レンズは副走査方向の屈折
力が主走査方向における中心部と周辺部で変化してお
り、前記補正レンズの射出面が主走査方向にのみ屈折力
を持つ円柱面である光走査装置であって、 前記第２結像光学系の主走査方向焦点距離をｆm(mm)、
被走査面上の有効走査幅をＷ(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする光走査装置。 【数４】
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17684794A JP3275548B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光走査装置 |
| US08/505,974 US5657147A (en) | 1994-07-28 | 1995-07-24 | Optical scanner |
| EP95111758A EP0694802B1 (en) | 1994-07-28 | 1995-07-26 | Optical scanner |
| DE69524492T DE69524492T2 (de) | 1994-07-28 | 1995-07-26 | Optischer Abtaster |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17684794A JP3275548B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843753A JPH0843753A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3275548B2 true JP3275548B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=16020876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17684794A Expired - Fee Related JP3275548B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光走査装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5657147A (ja) |
| EP (1) | EP0694802B1 (ja) |
| JP (1) | JP3275548B2 (ja) |
| DE (1) | DE69524492T2 (ja) |
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| CA2296595A1 (en) * | 1997-07-08 | 1999-01-21 | Etec Systems, Inc. | Anamorphic scan lens for laser scanner |
| IL133243A0 (en) | 1999-03-30 | 2001-03-19 | Univ Ramot | A method and system for super resolution |
| JP2001318331A (ja) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Asahi Optical Co Ltd | 反射型走査光学系 |
| US6344893B1 (en) | 2000-06-19 | 2002-02-05 | Ramot University Authority For Applied Research And Industrial Development Ltd. | Super-resolving imaging system |
| CN112114425B (zh) * | 2020-09-14 | 2022-06-07 | 福建福光股份有限公司 | 一种扫描型中波红外光学系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS62127819A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 走査光学系 |
| JPH01300218A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-04 | Minolta Camera Co Ltd | 光ビーム走査光学系 |
| JP2615850B2 (ja) * | 1988-05-27 | 1997-06-04 | ミノルタ株式会社 | 光ビーム走査光学系 |
| JPH0215231A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-18 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 走査光学系 |
| 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 |
| JP2598473B2 (ja) * | 1988-08-01 | 1997-04-09 | 株式会社リコー | 走査光学系 |
| JP2682675B2 (ja) * | 1988-11-07 | 1997-11-26 | 株式会社リコー | 走査光学系 |
| JP2964629B2 (ja) * | 1990-11-22 | 1999-10-18 | ミノルタ株式会社 | レーザビーム走査光学装置 |
| US5426298A (en) * | 1992-03-17 | 1995-06-20 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanner |
| JP3337510B2 (ja) * | 1992-07-22 | 2002-10-21 | 株式会社リコー | 光走査装置 |
| JP3266725B2 (ja) * | 1993-12-29 | 2002-03-18 | 旭光学工業株式会社 | 走査光学系 |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP17684794A patent/JP3275548B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-24 US US08/505,974 patent/US5657147A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-26 EP EP95111758A patent/EP0694802B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-26 DE DE69524492T patent/DE69524492T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0694802A2 (en) | 1996-01-31 |
| DE69524492T2 (de) | 2002-07-18 |
| US5657147A (en) | 1997-08-12 |
| EP0694802A3 (en) | 1998-01-14 |
| DE69524492D1 (de) | 2002-01-24 |
| JPH0843753A (ja) | 1996-02-16 |
| EP0694802B1 (en) | 2001-12-12 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |