JP3283678B2 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- 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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光走査装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】光源装置からの光束を偏向させ、結像光
学系により被走査面上に光スポットとして集光させて光
走査を行う光走査装置は広く知られている。光走査装置
における結像光学系として、この明細書において「反射
結像素子」と称する、「結像機能を持つ反射鏡」を用い
ることが提案されている（特開平１−２２０２２１号公
報等）。
学系により被走査面上に光スポットとして集光させて光
走査を行う光走査装置は広く知られている。光走査装置
における結像光学系として、この明細書において「反射
結像素子」と称する、「結像機能を持つ反射鏡」を用い
ることが提案されている（特開平１−２２０２２１号公
報等）。
【０００３】結像光学系として反射結像素子を用いる場
合は、偏向光束が反射結像素子により光偏向器側へ反射
されるため、反射結像素子への入射光束の光路と反射光
束の光路とを分離する必要がある。この光路分離を行う
最も簡単な方法は、入射光束の方向と反射光束の方向と
を、副走査方向に平行的に対応する方向において互いに
異ならせることである。
合は、偏向光束が反射結像素子により光偏向器側へ反射
されるため、反射結像素子への入射光束の光路と反射光
束の光路とを分離する必要がある。この光路分離を行う
最も簡単な方法は、入射光束の方向と反射光束の方向と
を、副走査方向に平行的に対応する方向において互いに
異ならせることである。
【０００４】しかし、このようにすると、光スポットの
軌跡である走査線が直線にならず、所謂「走査線曲が
り」という現象が生ずることが知られている。光走査装
置において、光源装置からの光束を偏向させる光偏向器
としては「ポリゴンミラー」が一般的である。ポリゴン
ミラーの製造方法として、型を用いてポリゴン（多角柱
形状）をプラスチック成形し、その周面部分に反射膜を
形成して偏向反射面とする方法があるが、偏向反射面を
形成する部分が回転軸に平行であるので、プラスチック
成形品を型から取り出すのに、型を回転軸に直交する方
向へ開いて取り出す必要があり、このため成形が面倒
で、成形型も高価なものになるという問題があった。
軌跡である走査線が直線にならず、所謂「走査線曲が
り」という現象が生ずることが知られている。光走査装
置において、光源装置からの光束を偏向させる光偏向器
としては「ポリゴンミラー」が一般的である。ポリゴン
ミラーの製造方法として、型を用いてポリゴン（多角柱
形状）をプラスチック成形し、その周面部分に反射膜を
形成して偏向反射面とする方法があるが、偏向反射面を
形成する部分が回転軸に平行であるので、プラスチック
成形品を型から取り出すのに、型を回転軸に直交する方
向へ開いて取り出す必要があり、このため成形が面倒
で、成形型も高価なものになるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の如
き問題を解決するべくなされたものであって、上記走査
線曲がりを有効に軽減した光走査装置の提供を目的とす
る。
き問題を解決するべくなされたものであって、上記走査
線曲がりを有効に軽減した光走査装置の提供を目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の「光走査装
置」は、基本的に「光源装置からの光束を光偏向器の偏
向反射面に入射させ、上記偏向反射面の回転もしくは揺
動により反射光束を偏向させ、偏向光束を反射結像素子
に入射させ、上記反射結像素子により被走査面上に光ス
ポットとして集光させて光走査を行う光走査装置」であ
る。
置」は、基本的に「光源装置からの光束を光偏向器の偏
向反射面に入射させ、上記偏向反射面の回転もしくは揺
動により反射光束を偏向させ、偏向光束を反射結像素子
に入射させ、上記反射結像素子により被走査面上に光ス
ポットとして集光させて光走査を行う光走査装置」であ
る。
【０００７】「光源装置」は、ＬＤやＬＥＤ等の発光源
とレンズ系の組合せからなる「光源部」を有し、光源部
は一般に、発散光束もしくは平行光束もしくは収束光束
を放射する。
とレンズ系の組合せからなる「光源部」を有し、光源部
は一般に、発散光束もしくは平行光束もしくは収束光束
を放射する。
【０００８】あるいは後述する各実施例の場合のよう
に、光源部から放射される光束を、副走査対応方向（光
源部から被走査面に到る光路を直線的に展開した、仮想
的な光路上で副走査方向と平行的に対応する方向）にの
み収束させ、偏向反射面近傍に、主走査対応方向（上記
仮想的な光路上で主走査方向に平行的に対応する方向）
に長い線像として結像させる、シリンダレンズ等の線像
結像光学系を、光源装置の一部として有することができ
る。
に、光源部から放射される光束を、副走査対応方向（光
源部から被走査面に到る光路を直線的に展開した、仮想
的な光路上で副走査方向と平行的に対応する方向）にの
み収束させ、偏向反射面近傍に、主走査対応方向（上記
仮想的な光路上で主走査方向に平行的に対応する方向）
に長い線像として結像させる、シリンダレンズ等の線像
結像光学系を、光源装置の一部として有することができ
る。
【０００９】「光偏向器」は、公知の、ポリゴンミラ
ー、回転２面鏡、回転単面鏡（所謂ほぞ型ミラーやピラ
ミダルミラー等）を用いたものや、ガルバノミラーを利
用することができ、ポリゴンミラーとしては従来から知
られた多角柱形状のものの他、請求項３記載の「截頭角
錐」状のものを用いることができる。
ー、回転２面鏡、回転単面鏡（所謂ほぞ型ミラーやピラ
ミダルミラー等）を用いたものや、ガルバノミラーを利
用することができ、ポリゴンミラーとしては従来から知
られた多角柱形状のものの他、請求項３記載の「截頭角
錐」状のものを用いることができる。
【００１０】光束の偏向は、光偏向器が、ポリゴンミラ
ー、回転２面鏡、回転単面鏡を用いたものである場合に
は、偏向反射面の回転により行われ、光偏向器がガルバ
ノミラーであるときには偏向反射面の揺動により行われ
る。
ー、回転２面鏡、回転単面鏡を用いたものである場合に
は、偏向反射面の回転により行われ、光偏向器がガルバ
ノミラーであるときには偏向反射面の揺動により行われ
る。
【００１１】「反射結像素子」は、前述のように結像機
能を持つ反射鏡であり、凹面鏡である。反射結像素子
は、結像機能の他に、光走査を等速化する機能、即ち、
光束の偏向が偏向反射面の等速回転により行われる場合
には所謂「ｆθ機能」等、光束の偏向が偏向反射面の揺
動により行われる場合には「ｆ・ｓｉｎθ機能」等を有
することができる。また、反射面形状に非球面を採用す
るなどして、像面湾曲や上記機能の特性を補正すること
もできる。
能を持つ反射鏡であり、凹面鏡である。反射結像素子
は、結像機能の他に、光走査を等速化する機能、即ち、
光束の偏向が偏向反射面の等速回転により行われる場合
には所謂「ｆθ機能」等、光束の偏向が偏向反射面の揺
動により行われる場合には「ｆ・ｓｉｎθ機能」等を有
することができる。また、反射面形状に非球面を採用す
るなどして、像面湾曲や上記機能の特性を補正すること
もできる。
【００１２】さて、請求項１記載の光走査装置は、上記
の如き構成において、以下の点を特徴とする。
の如き構成において、以下の点を特徴とする。
【００１３】即ち、光偏向器における偏向反射面は、そ
の回転軸もしくは揺動軸に対して微小角傾いており、光
源装置からの光束は、偏向反射面へ、上記回転軸もしく
は揺動軸に直交する「軸直交面」に対して傾いて入射さ
せられる。
の回転軸もしくは揺動軸に対して微小角傾いており、光
源装置からの光束は、偏向反射面へ、上記回転軸もしく
は揺動軸に直交する「軸直交面」に対して傾いて入射さ
せられる。
【００１４】そして、反射結像素子の光軸は、偏向反射
面から入射してくる偏向光束に近づくように、上記軸直
交面に対して傾けられている。
面から入射してくる偏向光束に近づくように、上記軸直
交面に対して傾けられている。
【００１５】請求項２記載の光走査装置は、上記の如き
構成において、以下の点を特徴とする。
構成において、以下の点を特徴とする。
【００１６】即ち、光偏向器における偏向反射面は、そ
の回転軸もしくは揺動軸に対して微小角傾いており、光
源装置からの光束は、偏向反射面へ、上記回転軸もしく
は揺動軸に直交する「軸直交面」に対して実質的に平行
に入射させられる。そして、反射結像素子の光軸は、偏
向反射面から入射してくる偏向光束に近づくように、上
記軸直交面に対して傾けられている。
の回転軸もしくは揺動軸に対して微小角傾いており、光
源装置からの光束は、偏向反射面へ、上記回転軸もしく
は揺動軸に直交する「軸直交面」に対して実質的に平行
に入射させられる。そして、反射結像素子の光軸は、偏
向反射面から入射してくる偏向光束に近づくように、上
記軸直交面に対して傾けられている。
【００１７】上記請求項１または２において、光偏向器
における偏向反射面と、その回転軸もしくは揺動軸との
なす「微小角」は、±０．５〜±６度の範囲が適当であ
る。また、反射結像素子は、設計上の光学配置に応じ
て、光走査装置内に固定的に配置してもよいが、光学素
子相互の組み付け誤差等による走査線曲がりの設計値か
らの変度を補正できるように、反射結像素子自体も、位
置、態位（光軸の方向等）を微調整できるようにしてお
くことが望ましい。
における偏向反射面と、その回転軸もしくは揺動軸との
なす「微小角」は、±０．５〜±６度の範囲が適当であ
る。また、反射結像素子は、設計上の光学配置に応じ
て、光走査装置内に固定的に配置してもよいが、光学素
子相互の組み付け誤差等による走査線曲がりの設計値か
らの変度を補正できるように、反射結像素子自体も、位
置、態位（光軸の方向等）を微調整できるようにしてお
くことが望ましい。
【００１８】請求項３記載の光走査装置は、請求項１、
２記載の光走査装置において、光偏向器に使用されるポ
リゴンミラーが、「プラスチック成形により形成され
た、微小頂角の截頭角錐の各斜面部分に反射膜を形成
し、偏向反射面としてなる、偏向反射面が回転軸に対し
て微小角（±０．５〜±６度の範囲が適当である）傾い
たポリゴンミラー」であることを特徴とする。
２記載の光走査装置において、光偏向器に使用されるポ
リゴンミラーが、「プラスチック成形により形成され
た、微小頂角の截頭角錐の各斜面部分に反射膜を形成
し、偏向反射面としてなる、偏向反射面が回転軸に対し
て微小角（±０．５〜±６度の範囲が適当である）傾い
たポリゴンミラー」であることを特徴とする。
【００１９】
【作用】図１は、この発明の光走査装置の典型的な構成
を平面図として描いたものであって、この平面図的構成
は請求項１〜３記載の各光走査装置に共通である。符号
１で示す発光源はＬＤもしくはＬＥＤであり、発光源１
から放射される光束は、カップリングレンズ２により、
発散性を弱められた発散光束あるいは平行光束、または
集光光束とされる。図の例では、カップリングレンズ２
はコリメートレンズで、発光源１からの光束は平行光束
化される。カップリングレンズ２から射出した光束は、
線像結像光学系であるシリンダレンズ３に入射し、同レ
ンズ３により副走査対応方向にのみ収束され、光偏向器
４の偏向反射面４’の近傍に主走査対応方向に長い線像
として結像する。発光源１とカップリングレンズ２とシ
リンダレンズ３は「光源装置」を構成する。
を平面図として描いたものであって、この平面図的構成
は請求項１〜３記載の各光走査装置に共通である。符号
１で示す発光源はＬＤもしくはＬＥＤであり、発光源１
から放射される光束は、カップリングレンズ２により、
発散性を弱められた発散光束あるいは平行光束、または
集光光束とされる。図の例では、カップリングレンズ２
はコリメートレンズで、発光源１からの光束は平行光束
化される。カップリングレンズ２から射出した光束は、
線像結像光学系であるシリンダレンズ３に入射し、同レ
ンズ３により副走査対応方向にのみ収束され、光偏向器
４の偏向反射面４’の近傍に主走査対応方向に長い線像
として結像する。発光源１とカップリングレンズ２とシ
リンダレンズ３は「光源装置」を構成する。
【００２０】偏向反射面４’により反射された光束は偏
向光束として反射結像素子５に入射し、反射結像素子５
の作用により、被走査面上に光スポットとして集光す
る。光導電性の感光体６は、ドラム状に形成され、その
母線を被走査面に合致させて配備されている。
向光束として反射結像素子５に入射し、反射結像素子５
の作用により、被走査面上に光スポットとして集光す
る。光導電性の感光体６は、ドラム状に形成され、その
母線を被走査面に合致させて配備されている。
【００２１】図２（ａ）〜（ｃ）は、図１における光学
配置を側面図として示したものであり、（ａ）は、光偏
向器４としてその偏向反射面４’が、回転軸と平行であ
るものを用いた光走査装置の場合、（ｂ），（ｃ）はそ
れぞれ、請求項１，２記載の光走査装置の場合である。
配置を側面図として示したものであり、（ａ）は、光偏
向器４としてその偏向反射面４’が、回転軸と平行であ
るものを用いた光走査装置の場合、（ｂ），（ｃ）はそ
れぞれ、請求項１，２記載の光走査装置の場合である。
【００２２】図２（ａ）の場合を説明すると、この場
合、光偏向器４は、従来から知られた「角柱状のポリゴ
ンミラー」を回転駆動機構で回転させるものであるが、
ポリゴンミラーの偏向反射面４’は、ポリゴンミラーの
回転軸と実質的に平行であり、光源装置からの光束は、
偏向反射面４’へ、ポリゴンミラーの回転軸に直交する
「軸直交面」に対して傾いて入射させられる。なお、ポ
リゴンミラーの偏向反射面数は、図１に示す例のように
４面でも良いし、他の面数（５面，６面，８面等）でも
よい。
合、光偏向器４は、従来から知られた「角柱状のポリゴ
ンミラー」を回転駆動機構で回転させるものであるが、
ポリゴンミラーの偏向反射面４’は、ポリゴンミラーの
回転軸と実質的に平行であり、光源装置からの光束は、
偏向反射面４’へ、ポリゴンミラーの回転軸に直交する
「軸直交面」に対して傾いて入射させられる。なお、ポ
リゴンミラーの偏向反射面数は、図１に示す例のように
４面でも良いし、他の面数（５面，６面，８面等）でも
よい。
【００２３】光源装置からの光束は、図のように、軸直
交面の下方から傾いて、右斜め上がりに偏向反射面４’
に入射し、斜め左上方へ向かって反射され、反射結像素
子５へ入射する。反射結像素子５による反射光束は、感
光体６上に光スポットとして集光し、感光体６を光走査
する。
交面の下方から傾いて、右斜め上がりに偏向反射面４’
に入射し、斜め左上方へ向かって反射され、反射結像素
子５へ入射する。反射結像素子５による反射光束は、感
光体６上に光スポットとして集光し、感光体６を光走査
する。
【００２４】この場合、反射結像素子５に入射する光束
は、主走査対応方向に関しては平行光束、副走査対応方
向に関しては、前述の線像の位置を発散の起点とする発
散光束である。換言すれば、反射結像素子５の結像作用
として光スポットが結像されるのであるが、反射結像素
子５の結像作用において、物点の位置は、主走査対応方
向においては光源側の無限遠であり、副走査対応方向に
関しては線像の位置である。従って、反射結像素子５は
「アナモフィック」である。
は、主走査対応方向に関しては平行光束、副走査対応方
向に関しては、前述の線像の位置を発散の起点とする発
散光束である。換言すれば、反射結像素子５の結像作用
として光スポットが結像されるのであるが、反射結像素
子５の結像作用において、物点の位置は、主走査対応方
向においては光源側の無限遠であり、副走査対応方向に
関しては線像の位置である。従って、反射結像素子５は
「アナモフィック」である。
【００２５】ここで、感光体６に接して、図の上下方向
の平面として被走査面を考える。反射結像素子５の光軸
（鎖線で示す）が、前記「軸直交面」に平行であると、
光スポットの軌跡は、被走査面上で「下に凸」の曲線と
なり、走査線曲がりが発生する。これは、偏向光束の反
射結像素子５への入射位置が、反射結像素子５の光軸位
置を離れるほど、入射位置が図２（ａ）で、反射結像素
子５の反射面の上方へずれるためである。
の平面として被走査面を考える。反射結像素子５の光軸
（鎖線で示す）が、前記「軸直交面」に平行であると、
光スポットの軌跡は、被走査面上で「下に凸」の曲線と
なり、走査線曲がりが発生する。これは、偏向光束の反
射結像素子５への入射位置が、反射結像素子５の光軸位
置を離れるほど、入射位置が図２（ａ）で、反射結像素
子５の反射面の上方へずれるためである。
【００２６】そこで、このような場合は、図２（ａ）に
示すように、反射結像素子５の光軸を「偏向反射面４’
から入射してくる偏向光束に近づくように、軸直交面に
対して、時計回りに傾ける」のである。このようにする
と、偏向光束の反射結像素子５への入射位置が光軸位置
を離れるに従い、反射結像素子５の反射面の上方へずれ
るほど、反射光を図の下方へ向ける傾向が強まり、上記
「下に凸」の走査線曲がりを有効に軽減し、許容範囲に
抑えることができるのである。反射結像素子５の光軸の
「傾き角」は、勿論、走査線曲がりが可及的に軽減され
るように設定する。
示すように、反射結像素子５の光軸を「偏向反射面４’
から入射してくる偏向光束に近づくように、軸直交面に
対して、時計回りに傾ける」のである。このようにする
と、偏向光束の反射結像素子５への入射位置が光軸位置
を離れるに従い、反射結像素子５の反射面の上方へずれ
るほど、反射光を図の下方へ向ける傾向が強まり、上記
「下に凸」の走査線曲がりを有効に軽減し、許容範囲に
抑えることができるのである。反射結像素子５の光軸の
「傾き角」は、勿論、走査線曲がりが可及的に軽減され
るように設定する。
【００２７】図２（ｂ）の場合を説明すると、この場合
も、光偏向器４はポリゴンミラーを回転させるものであ
るが、この場合のポリゴンミラーは、図２（ｄ）に示す
ように、截頭角錐状（この図の例では、偏向反射面
４’’は６面あるが、これに限らず３面以上の適宜の偏
向反射面数が可能である）であり、ポリゴンミラーの偏
向反射面４’’は、ポリゴンミラーの回転軸に対して
０．５〜６度程度の微小角傾いており、光源装置からの
光束は、偏向反射面４’’へ、ポリゴンミラーの回転軸
に直交する「軸直交面」に対して傾いて入射させられ
る。
も、光偏向器４はポリゴンミラーを回転させるものであ
るが、この場合のポリゴンミラーは、図２（ｄ）に示す
ように、截頭角錐状（この図の例では、偏向反射面
４’’は６面あるが、これに限らず３面以上の適宜の偏
向反射面数が可能である）であり、ポリゴンミラーの偏
向反射面４’’は、ポリゴンミラーの回転軸に対して
０．５〜６度程度の微小角傾いており、光源装置からの
光束は、偏向反射面４’’へ、ポリゴンミラーの回転軸
に直交する「軸直交面」に対して傾いて入射させられ
る。
【００２８】即ち、光源装置からの光束は軸直交面の下
方から傾いて、右斜め上がりに、偏向反射面４’’に入
射し、斜め左上方へ向かって反射され、反射結像素子５
へ入射する。反射結像素子５による反射光束は、感光体
６上に光スポットとして集光し、感光体６を光走査す
る。
方から傾いて、右斜め上がりに、偏向反射面４’’に入
射し、斜め左上方へ向かって反射され、反射結像素子５
へ入射する。反射結像素子５による反射光束は、感光体
６上に光スポットとして集光し、感光体６を光走査す
る。
【００２９】この場合も、反射結像素子５の光軸（鎖線
で示す）が、「軸直交面」に平行であると、光スポット
の軌跡は、被走査面上で「下に凸」の曲線となり、走査
線曲がりが発生するので、請求項２記載の発明では、図
２（ｂ）に示すように、反射結像素子５の光軸を「偏向
反射面４’’から入射してくる偏向光束に近づくよう
に、軸直交面に対して時計回りに傾ける」のである。こ
のようにすると、偏向光束の反射結像素子５への入射位
置が、光軸位置を離れるに従って反射結像素子５の反射
面の上方へずれるほど、反射光を図の下方へ向ける傾向
が強まり、「下に凸」の走査線曲がりを有効に軽減し、
許容範囲に抑えることができる。反射結像素子５の光軸
の「傾き角」は、走査線曲がりが可及的に軽減されるよ
うに設定する。
で示す）が、「軸直交面」に平行であると、光スポット
の軌跡は、被走査面上で「下に凸」の曲線となり、走査
線曲がりが発生するので、請求項２記載の発明では、図
２（ｂ）に示すように、反射結像素子５の光軸を「偏向
反射面４’’から入射してくる偏向光束に近づくよう
に、軸直交面に対して時計回りに傾ける」のである。こ
のようにすると、偏向光束の反射結像素子５への入射位
置が、光軸位置を離れるに従って反射結像素子５の反射
面の上方へずれるほど、反射光を図の下方へ向ける傾向
が強まり、「下に凸」の走査線曲がりを有効に軽減し、
許容範囲に抑えることができる。反射結像素子５の光軸
の「傾き角」は、走査線曲がりが可及的に軽減されるよ
うに設定する。
【００３０】図２（ｃ）の場合を説明すると、光偏向器
４はポリゴンミラーを回転させるものであるが、ポリゴ
ンミラーの偏向反射面４’’は、図２（ｂ）の例と同じ
く、ポリゴンミラーの回転軸に対して０．５〜６度程度
の微小角傾いており、光源装置からの光束は、偏向反射
面４’’へ、ポリゴンミラーの回転軸に直交する「軸直
交面」に実質的に平行に入射させられる。
４はポリゴンミラーを回転させるものであるが、ポリゴ
ンミラーの偏向反射面４’’は、図２（ｂ）の例と同じ
く、ポリゴンミラーの回転軸に対して０．５〜６度程度
の微小角傾いており、光源装置からの光束は、偏向反射
面４’’へ、ポリゴンミラーの回転軸に直交する「軸直
交面」に実質的に平行に入射させられる。
【００３１】即ち、光源装置からの光束は軸直交面に平
行に偏向反射面４’’に入射するが、偏向反射面４’’
は軸直交面に対し微小角傾いているため、反射光束は上
記微小角の２倍だけ傾いて、斜め左上方へ向かって反射
され、反射結像素子５へ入射する。反射結像素子５によ
る反射光束は感光体６上に光スポットとして集光し、感
光体６を光走査する。
行に偏向反射面４’’に入射するが、偏向反射面４’’
は軸直交面に対し微小角傾いているため、反射光束は上
記微小角の２倍だけ傾いて、斜め左上方へ向かって反射
され、反射結像素子５へ入射する。反射結像素子５によ
る反射光束は感光体６上に光スポットとして集光し、感
光体６を光走査する。
【００３２】この場合も、反射結像素子５の光軸（鎖線
で示す）が、「軸直交面」に平行であると、光スポット
の軌跡は、被走査面上で「下に凸」の曲線となり、走査
線曲がりが発生するので、請求項３記載の発明では、図
２（ｃ）に示すように、反射結像素子５の光軸を「偏向
反射面４’’から入射してくる偏向光束に近づくよう
に、軸直交面に対して時計回りに傾ける」のである。こ
うすると、偏向光束の反射結像素子５への入射位置が、
光軸位置を離れるに従って反射結像素子５の反射面の上
方へずれるほど、反射光を図の下方へ向ける傾向が強ま
り、「下に凸」の走査線曲がりを有効に軽減し、許容範
囲に抑えることができる。反射結像素子の光軸の「傾き
角」は、走査線曲がりが可及的に軽減されるように設定
する。
で示す）が、「軸直交面」に平行であると、光スポット
の軌跡は、被走査面上で「下に凸」の曲線となり、走査
線曲がりが発生するので、請求項３記載の発明では、図
２（ｃ）に示すように、反射結像素子５の光軸を「偏向
反射面４’’から入射してくる偏向光束に近づくよう
に、軸直交面に対して時計回りに傾ける」のである。こ
うすると、偏向光束の反射結像素子５への入射位置が、
光軸位置を離れるに従って反射結像素子５の反射面の上
方へずれるほど、反射光を図の下方へ向ける傾向が強ま
り、「下に凸」の走査線曲がりを有効に軽減し、許容範
囲に抑えることができる。反射結像素子の光軸の「傾き
角」は、走査線曲がりが可及的に軽減されるように設定
する。
【００３３】
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。
【００３４】図１および２に即して説明した光学配置例
に関する具体的な例を挙げる。
に関する具体的な例を挙げる。
【００３５】以下の具体例１〜７において、光源装置の
発光源１からの光束は、カップリング２により弱い発散
性の光束となり、シリンダレンズ３の作用により偏向反
射面４’，４’’の近傍に、主走査対応方向に長い線像
として結像する。
発光源１からの光束は、カップリング２により弱い発散
性の光束となり、シリンダレンズ３の作用により偏向反
射面４’，４’’の近傍に、主走査対応方向に長い線像
として結像する。
【００３６】各具体例において、「Ｒｍ」は、反射結像
素子５の反射面の主走査対応方向の曲率半径、「Ｒｓ」
は、反射結像素子５の反射面の副走査対応方向の曲率半
径、「Ｓｏ」は、反射結像素子へ入射する光束の、主走
査対応方向の物点（カップリングレンズ２による弱い発
散性の光束の発散の起点）と反射結像素子５との距離
（反射結像素子の反射面から光源側へ向かう場合を負と
する）、「Ｌｏ」は、偏向反射面４’，４’’と反射結
像素子５との距離（像高：０のとき）を表す。これらＲ
ｍ，Ｒｓ，Ｓｏ，Ｌｏの単位は「ｍｍ」である。
素子５の反射面の主走査対応方向の曲率半径、「Ｒｓ」
は、反射結像素子５の反射面の副走査対応方向の曲率半
径、「Ｓｏ」は、反射結像素子へ入射する光束の、主走
査対応方向の物点（カップリングレンズ２による弱い発
散性の光束の発散の起点）と反射結像素子５との距離
（反射結像素子の反射面から光源側へ向かう場合を負と
する）、「Ｌｏ」は、偏向反射面４’，４’’と反射結
像素子５との距離（像高：０のとき）を表す。これらＲ
ｍ，Ｒｓ，Ｓｏ，Ｌｏの単位は「ｍｍ」である。
【００３７】また、「偏向角」は、光偏向器（ポリゴン
ミラーによるもの）による光束の偏向角領域を意味し、
「入射角」は、光源装置から偏向反射面４’，４’’へ
入射する光束の軸直交面となす角（図２（ａ），（ｂ）
の場合を正とする）、「偏向面倒れ角」は、ポリゴンミ
ラーの偏向反射面が、ポリゴンミラーの回転軸となす角
（時計回りを正とする）、「反射結像素子倒れ角」は、
反射結像素子の光軸の、軸直交面に対する時計回り方向
の傾き角を、それぞれ意味する。これら、「偏向角」，
「入射角」，「偏向面倒れ角」，「反射結像素子倒れ
角」の単位は、いずれも「度」である。
ミラーによるもの）による光束の偏向角領域を意味し、
「入射角」は、光源装置から偏向反射面４’，４’’へ
入射する光束の軸直交面となす角（図２（ａ），（ｂ）
の場合を正とする）、「偏向面倒れ角」は、ポリゴンミ
ラーの偏向反射面が、ポリゴンミラーの回転軸となす角
（時計回りを正とする）、「反射結像素子倒れ角」は、
反射結像素子の光軸の、軸直交面に対する時計回り方向
の傾き角を、それぞれ意味する。これら、「偏向角」，
「入射角」，「偏向面倒れ角」，「反射結像素子倒れ
角」の単位は、いずれも「度」である。
【００３８】具体例１ Ｒｍ＝２４６．５，Ｒｓ＝１１３．９，Ｓｏ＝−５４
８．２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝０，偏向面
倒れ角＝６， 反射結像素子倒れ角＝１０．２
。
８．２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝０，偏向面
倒れ角＝６， 反射結像素子倒れ角＝１０．２
。
【００３９】具体例２ Ｒｍ＝２４６．５，Ｒｓ＝１１３．９，Ｓｏ＝−５４
８．２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝０，偏向面
倒れ角＝４， 反射結像素子倒れ角＝６．７
。
８．２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝０，偏向面
倒れ角＝４， 反射結像素子倒れ角＝６．７
。
【００４０】具体例３ Ｒｍ＝２４６．５，Ｒｓ＝１１３．９，Ｓｏ＝−５４
８．２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝０，偏向面
倒れ角＝３， 反射結像素子倒れ角＝５
。
８．２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝０，偏向面
倒れ角＝３， 反射結像素子倒れ角＝５
。
【００４１】以上の、具体例１〜３は、偏向反射面がポ
リゴンミラーの回転軸に対して、微小角傾き、光源装置
からの光束が軸直交面に平行に入射しているから、請求
項２記載の光走査装置の具体例である。
リゴンミラーの回転軸に対して、微小角傾き、光源装置
からの光束が軸直交面に平行に入射しているから、請求
項２記載の光走査装置の具体例である。
【００４２】具体例４ Ｒｍ＝２４６．５，Ｒｓ＝１１５，Ｓｏ＝−５４８．
２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝６，偏向面
倒れ角＝０， 反射結像素子倒れ角＝６．２
。
２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝６，偏向面
倒れ角＝０， 反射結像素子倒れ角＝６．２
。
【００４３】具体例４は、偏向反射面がポリゴンミラー
の回転軸に対して平行であるから、図２（ａ）に示す光
走査装置の具体例である。
の回転軸に対して平行であるから、図２（ａ）に示す光
走査装置の具体例である。
【００４４】具体例５ Ｒｍ＝２４６．５，Ｒｓ＝１１５，Ｓｏ＝−５４８．
２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝６，偏向面
倒れ角＝１， 反射結像素子倒れ角＝６．２
。
２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝６，偏向面
倒れ角＝１， 反射結像素子倒れ角＝６．２
。
【００４５】具体例６ Ｒｍ＝２４６．５，Ｒｓ＝１１５，Ｓｏ＝−５４８．
２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝６，偏向面
倒れ角＝−１， 反射結像素子倒れ角＝３
。
２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝６，偏向面
倒れ角＝−１， 反射結像素子倒れ角＝３
。
【００４６】具体例７ Ｒｍ＝２４６．５，Ｒｓ＝１１５，Ｓｏ＝−５４８．
２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝６，偏向面
倒れ角＝−２， 反射結像素子倒れ角＝１．２
。
２， Ｌｏ＝７８．７，偏向角＝±４５，入射角＝６，偏向面
倒れ角＝−２， 反射結像素子倒れ角＝１．２
。
【００４７】具体例５〜７は、偏向反射面がポリゴンミ
ラーの回転軸に対して、微小角傾き、光源装置からの光
束が軸直交面に対して傾いて入射しているから、請求項
１記載の光走査装置の具体例である。
ラーの回転軸に対して、微小角傾き、光源装置からの光
束が軸直交面に対して傾いて入射しているから、請求項
１記載の光走査装置の具体例である。
【００４８】図３〜図９に順次、これら具体例１〜７に
関する像面湾曲（左図、破線は主走査方向、実線は副走
査方向）、走査線曲がり（中央の図）、および走査特性
（右図、光走査の等速性に関する特性：偏向角：θと光
スポットの像高：Ｈとの関数関係において、理想的な等
速走査を与える関数関係Ｈ(θ)からのずれ：Δ(θ)を理
想的な関数値に対する比：｛Δ（θ）／Ｈ（θ）｝×１
００（％）で表したもの、ｆθレンズの場合のｆθ特性
に対応する特性）を示す。各具体例とも、像面湾曲、走
査線曲がり、走査特性は極めて良好である。
関する像面湾曲（左図、破線は主走査方向、実線は副走
査方向）、走査線曲がり（中央の図）、および走査特性
（右図、光走査の等速性に関する特性：偏向角：θと光
スポットの像高：Ｈとの関数関係において、理想的な等
速走査を与える関数関係Ｈ(θ)からのずれ：Δ(θ)を理
想的な関数値に対する比：｛Δ（θ）／Ｈ（θ）｝×１
００（％）で表したもの、ｆθレンズの場合のｆθ特性
に対応する特性）を示す。各具体例とも、像面湾曲、走
査線曲がり、走査特性は極めて良好である。
【００４９】図２（ｂ），（ｃ）における光偏向器４の
ポリゴンミラーは、図２（ｄ）に示すように、偏向反射
面が回転軸に対して微小角傾き、截頭角錐状である。こ
のようなポリゴンミラーは、プラスチック成形で截頭角
錐を形成し、各斜面部分にＡｌ蒸着膜等による反射膜を
形成することによる製造できる（請求項３）。請求項３
記載のポリゴンミラーは、プラスチック成形の際、截頭
角錐形状は、斜面部の傾きにより、軸方向へ型抜きでき
るので、従来のポリゴンのように、軸に直交する方向へ
開き得る型を用いる必要がなく、容易且つ安価に精度の
良いものが製造できる。
ポリゴンミラーは、図２（ｄ）に示すように、偏向反射
面が回転軸に対して微小角傾き、截頭角錐状である。こ
のようなポリゴンミラーは、プラスチック成形で截頭角
錐を形成し、各斜面部分にＡｌ蒸着膜等による反射膜を
形成することによる製造できる（請求項３）。請求項３
記載のポリゴンミラーは、プラスチック成形の際、截頭
角錐形状は、斜面部の傾きにより、軸方向へ型抜きでき
るので、従来のポリゴンのように、軸に直交する方向へ
開き得る型を用いる必要がなく、容易且つ安価に精度の
良いものが製造できる。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規
な、光走査装置およびポリゴンミラーを提供できる。請
求項１〜３記載の光走査装置は、上記の如き構成となっ
ているから、走査線曲がりが有効に補正された良好な光
走査を実現できる。請求項３記載のポリゴンミラーは、
プラスチック成形品の型抜きが容易であるので容易且つ
安価に、精度のよいものが製造でき、請求項１，２記載
の光走査装置の光偏向器に好適に使用できる。
な、光走査装置およびポリゴンミラーを提供できる。請
求項１〜３記載の光走査装置は、上記の如き構成となっ
ているから、走査線曲がりが有効に補正された良好な光
走査を実現できる。請求項３記載のポリゴンミラーは、
プラスチック成形品の型抜きが容易であるので容易且つ
安価に、精度のよいものが製造でき、請求項１，２記載
の光走査装置の光偏向器に好適に使用できる。
【図１】この発明の光走査装置の光学配置を平面図とし
て示す図である。
て示す図である。
【図２】（ａ）は偏向反射面が回転軸に平行な光偏向器
を用いる光走査装置の光学配置の側面図、（ｂ）は請求
項１記載の光走査装置の光学配置の側面図、（ｃ）は請
求項２記載の光走査装置の光学配置の側面図、（ｄ）は
請求項３記載のポリゴンミラーの１例を示す図である。
を用いる光走査装置の光学配置の側面図、（ｂ）は請求
項１記載の光走査装置の光学配置の側面図、（ｃ）は請
求項２記載の光走査装置の光学配置の側面図、（ｄ）は
請求項３記載のポリゴンミラーの１例を示す図である。
【図３】具体例１の像面湾曲、走査線曲がり、走査特性
を示す図である。
を示す図である。
【図４】具体例２の像面湾曲、走査線曲がり、走査特性
を示す図である。
を示す図である。
【図５】具体例３の像面湾曲、走査線曲がり、走査特性
を示す図である。
を示す図である。
【図６】具体例４の像面湾曲、走査線曲がり、走査特性
を示す図である。
を示す図である。
【図７】具体例５の像面湾曲、走査線曲がり、走査特性
を示す図である。
を示す図である。
【図８】具体例６の像面湾曲、走査線曲がり、走査特性
を示す図である。
を示す図である。
【図９】具体例７の像面湾曲、走査線曲がり、走査特性
を示す図である。
を示す図である。
１ 発光源（ＬＤもしくはＬＥＤ） ２ カップリングレンズ ３ シリンダレンズ ４ 光偏向器 ４’ 偏向反射面 ５ 反射結像素子 ６ 感光体
Claims (3)
- 【請求項１】光源装置からの光束を光偏向器の偏向反射
面に入射させ、上記偏向反射面の回転もしくは揺動によ
り反射光束を偏向させ、偏向光束を反射結像素子に入射
させ、上記反射結像素子により被走査面上に光スポット
として集光させて光走査を行う光走査装置において、 上記偏向反射面は、その回転軸もしくは揺動軸に対して
微小角傾いており、 光源装置からの光束は、上記偏向反射面へ、上記回転軸
もしくは揺動軸に直交する軸直交面に対して傾いて入射
させられ、 上記反射結像素子の光軸を、上記偏向反射面から入射し
てくる偏向光束に近づくように、上記軸直交面に対して
傾けたことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】光源装置からの光束を光偏向器の偏向反射
面に入射させ、上記偏向反射面の回転もしくは揺動によ
り反射光束を偏向させ、偏向光束を反射結像素子に入射
させ、上記反射結像素子により被走査面上に光スポット
として集光させて光走査を行う光走査装置において、 上記偏向反射面は、その回転軸もしくは揺動軸に対して
微小角傾いており、 光源装置からの光束は、上記偏向反射面へ、上記回転軸
もしくは揺動軸に直交する軸直交面に対して実質的に平
行に入射させられ、 上記反射結像素子の光軸を、上記偏向反射面から入射し
てくる偏向光束に近づくように、上記軸直交面に対して
傾けたことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載の光走査装置におい
て、 光偏向器が、プラスチック成形により形成された、微小
頂角の截頭角錐の各斜面部分に反射膜を形成し、偏向反
射面としてなる、偏向反射面が回転軸に対して微小角傾
いたポリゴンミラーを用いるものであることを特徴とす
る光走査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00699194A JP3283678B2 (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 光走査装置 |
| US08/699,210 US5666220A (en) | 1994-01-26 | 1996-08-19 | Optical scanner and polygon mirror |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00699194A JP3283678B2 (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209599A JPH07209599A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3283678B2 true JP3283678B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=11653614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00699194A Expired - Fee Related JP3283678B2 (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 光走査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5666220A (ja) |
| JP (1) | JP3283678B2 (ja) |
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| US5760943A (en) * | 1996-06-28 | 1998-06-02 | International Business Machines Corporation | Facet tracking correction system for laser scanners |
| JP4223936B2 (ja) * | 2003-02-06 | 2009-02-12 | 株式会社リコー | 投射光学系、拡大投射光学系、拡大投射装置及び画像投射装置 |
| NL2023384B1 (en) * | 2019-06-26 | 2021-02-01 | Confocal Nl B V | Re-scan microscope system and method |
| CN110568612A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-13 | 威海北洋电气集团股份有限公司北京分公司 | 一种旋转反射头、激光扫描装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4247160A (en) * | 1979-03-26 | 1981-01-27 | Xerox Corporation | Scanner with reflective pyramid error compensation |
| GB2065323B (en) * | 1979-12-13 | 1983-11-30 | Philips Electronic Associated | Making polygonal rotary scanners |
| JPH0672981B2 (ja) * | 1985-07-31 | 1994-09-14 | 株式会社リコー | 光ビ−ム走査光学系 |
| US4759593A (en) * | 1986-03-21 | 1988-07-26 | Eastman Kodak Company | High resolution optical scanner |
| JPS63124017A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-27 | Nippon Steel Corp | レ−ザビ−ムスキヤニング装置 |
| US4915465A (en) * | 1987-01-30 | 1990-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser beam printer using only one side surface of a rotational mirror to scanningly deflect a substantially perpendicular laser beam |
| JPH0677106B2 (ja) * | 1987-04-03 | 1994-09-28 | 旭光学工業株式会社 | ポリゴンミラー |
| JPH0215231A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-18 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 走査光学系 |
| DE3923788C1 (ja) * | 1989-07-18 | 1991-01-10 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 8000 Muenchen, De | |
| US5457550A (en) * | 1991-02-27 | 1995-10-10 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanner unit having recursive optical system |
| JP3157550B2 (ja) * | 1991-02-28 | 2001-04-16 | 株式会社リコー | 等速光走査用結像反射鏡および光走査装置 |
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- 1994-01-26 JP JP00699194A patent/JP3283678B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-19 US US08/699,210 patent/US5666220A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JPH07209599A (ja) | 1995-08-11 |
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