JP3323354B2 - 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
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- Lenses (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光源装置からの平行光束を回転多面鏡に
より偏向させ、結像レンズ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、光プ
リンターやデジタル複写機等に関連して広く知られてい
る。
より偏向させ、結像レンズ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、光プ
リンターやデジタル複写機等に関連して広く知られてい
る。
【０００３】近来、このような光走査装置を用いる画像
出力装置における画像の高品質化が強く要請され、光走
査装置において被走査面を走査する光スポットのスポッ
ト径を安定化するための種々の提案がなされている。
出力装置における画像の高品質化が強く要請され、光走
査装置において被走査面を走査する光スポットのスポッ
ト径を安定化するための種々の提案がなされている。
【０００４】光スポットのスポット径の変動は主として
像面湾曲による光スポット結像位置と被走査面とのずれ
に起因するものであるから、スポット径の安定化を図る
ことは結像レンズ系における像面湾曲を如何に良好に補
正するかにかかっているが、光偏向器として回転多面鏡
を用いるときに問題となる所謂「面倒れ」の問題を解決
するため、結像レンズ系を主走査対応方向（光源から被
走査面に到る光路を光学系の光軸に沿って直線的に展開
した仮想的な光路上で主走査方向と平行的に対応する方
向）と副走査対応方向（上記仮想的な光路上で副走査方
向に平行的に対応する方向）とでパワーの異なるアナモ
フィックな光学系にしたり、あるいは光スポットによる
走査を等速化するためにｆθ機能を持たせたりするとい
う種々の性能上の要請を満たしつつ、主・副走査方向の
像面湾曲を共に良好に満足することは難しい。
像面湾曲による光スポット結像位置と被走査面とのずれ
に起因するものであるから、スポット径の安定化を図る
ことは結像レンズ系における像面湾曲を如何に良好に補
正するかにかかっているが、光偏向器として回転多面鏡
を用いるときに問題となる所謂「面倒れ」の問題を解決
するため、結像レンズ系を主走査対応方向（光源から被
走査面に到る光路を光学系の光軸に沿って直線的に展開
した仮想的な光路上で主走査方向と平行的に対応する方
向）と副走査対応方向（上記仮想的な光路上で副走査方
向に平行的に対応する方向）とでパワーの異なるアナモ
フィックな光学系にしたり、あるいは光スポットによる
走査を等速化するためにｆθ機能を持たせたりするとい
う種々の性能上の要請を満たしつつ、主・副走査方向の
像面湾曲を共に良好に満足することは難しい。
【０００５】このような状況に鑑み、回転多面鏡の偏向
反射面近傍に「主走査対応方向に長い線像」として結像
させ、偏向反射面により偏向される光束を被走査面上に
集光させる結像光学系を「球面レンズ系とシリンドリカ
ルミラーと」により構成し、シリンドリカルミラーの副
走査対応方向における曲率半径を主走査対応方向に変化
させることにより副走査方向の像面湾曲を補正するよう
にした光走査光学系が知られている（特開平３−５４５
１３号公報）。
反射面近傍に「主走査対応方向に長い線像」として結像
させ、偏向反射面により偏向される光束を被走査面上に
集光させる結像光学系を「球面レンズ系とシリンドリカ
ルミラーと」により構成し、シリンドリカルミラーの副
走査対応方向における曲率半径を主走査対応方向に変化
させることにより副走査方向の像面湾曲を補正するよう
にした光走査光学系が知られている（特開平３−５４５
１３号公報）。
【０００６】ところで、回転多面鏡は「偏向反射面の回
転軸が偏向反射面と合致しない」ため、主走査対応方向
に長い線像と偏向反射面との位置関係が、偏向反射面の
回転に伴い、光スポットの像高：０に対し非対称的に変
化する所謂「サグ」の問題がある。
転軸が偏向反射面と合致しない」ため、主走査対応方向
に長い線像と偏向反射面との位置関係が、偏向反射面の
回転に伴い、光スポットの像高：０に対し非対称的に変
化する所謂「サグ」の問題がある。
【０００７】上記特開平３−５４５１３号公報開示の光
走査光学系は、「サグ」の問題が考慮されていないた
め、光スポットの像高：０に対し主走査の片側では像面
湾曲を良好に補正できても、他方の側においては像面湾
曲が大きくなってしまうという問題がある。
走査光学系は、「サグ」の問題が考慮されていないた
め、光スポットの像高：０に対し主走査の片側では像面
湾曲を良好に補正できても、他方の側においては像面湾
曲が大きくなってしまうという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、サグの存在にも拘ら
ず像面湾曲を良好に補正できる新規な光走査装置の提供
を目的とする（請求項１〜６）。
情に鑑みてなされたものであって、サグの存在にも拘ら
ず像面湾曲を良好に補正できる新規な光走査装置の提供
を目的とする（請求項１〜６）。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の光走査装置は
「光源装置からの平行光束を結像素子により主走査対応
方向に長い線像に結像させ、線像の近傍に偏向反射面を
有する回転多面鏡により等角速度的に偏向させ、偏向光
束を等速走査用の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等速的な光走査を行う光走査装
置」であって、以下の点を基本構成とする。
「光源装置からの平行光束を結像素子により主走査対応
方向に長い線像に結像させ、線像の近傍に偏向反射面を
有する回転多面鏡により等角速度的に偏向させ、偏向光
束を等速走査用の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等速的な光走査を行う光走査装
置」であって、以下の点を基本構成とする。
【００１０】即ち「等速走査用の結像光学系」は、ｆθ
レンズと凹面反射鏡を有する。
レンズと凹面反射鏡を有する。
【００１１】「ｆθレンズ」は、主走査対応方向にｆθ
機能を持ち、偏向光束を主走査対応方向において被走査
面上に集光させるためのレンズである。従って、偏向光
束は、主走査対応方向に関してはｆθレンズのみにより
被走査面上に集光する。
機能を持ち、偏向光束を主走査対応方向において被走査
面上に集光させるためのレンズである。従って、偏向光
束は、主走査対応方向に関してはｆθレンズのみにより
被走査面上に集光する。
【００１２】「凹面反射鏡」は、副走査対応方向にのみ
正のパワーを持ち、ｆθレンズと共働して偏向光束を副
走査対応方向において被走査面上に集光せしめる。
正のパワーを持ち、ｆθレンズと共働して偏向光束を副
走査対応方向において被走査面上に集光せしめる。
【００１３】従って、等速走査用の結像光学系は、副走
査対応方向に関して、線像の結像位置と被走査面位置と
を実質的な共役関係（幾何光学的な共役関係）とする。
査対応方向に関して、線像の結像位置と被走査面位置と
を実質的な共役関係（幾何光学的な共役関係）とする。
【００１４】上記「凹面反射鏡」は、その副走査対応方
向における曲率半径が、回転多面鏡による偏向光束の偏
向角：θに対する所定の２次式に従って、中央領域から
長手方向両端部へ向かって増大する。凹面反射鏡の「中
央領域」は、凹面反射鏡の長手方向（主走査対応方向に
平行である）における真中即ち中央部を含む「長さを持
った領域」である。
向における曲率半径が、回転多面鏡による偏向光束の偏
向角：θに対する所定の２次式に従って、中央領域から
長手方向両端部へ向かって増大する。凹面反射鏡の「中
央領域」は、凹面反射鏡の長手方向（主走査対応方向に
平行である）における真中即ち中央部を含む「長さを持
った領域」である。
【００１５】副走査対応方向の曲率半径が中央領域から
長手方向両端部へ向かって増大する結果、凹面反射鏡の
鏡面形状は所謂「鼓車」の表面形状に似たものとなる。
長手方向両端部へ向かって増大する結果、凹面反射鏡の
鏡面形状は所謂「鼓車」の表面形状に似たものとなる。
【００１６】このような基本構成において、請求項１記
載の発明は、以下の如き特徴を有する。
載の発明は、以下の如き特徴を有する。
【００１７】即ち、凹面反射鏡における「曲率半径の最
小となる部分」が、主走査対応方向において、ｆθレン
ズの光軸位置から、所定の方向へ所定距離ずらされる。
小となる部分」が、主走査対応方向において、ｆθレン
ズの光軸位置から、所定の方向へ所定距離ずらされる。
【００１８】凹面反射鏡は「曲率半径最小となる部分が
長手方向の中央部である」ように構成されていてもよい
し、「曲率半径最小となる部分が長手方向の中央部から
ずれた位置となる」ように形成されてもよい。前者の場
合には、曲率半径が最小となる長手方向中央部の位置
が、ｆθレンズの光軸位置から主走査対応方向において
所定の方向へ所定距離ずらされるように、凹面反射鏡自
体をずらして配備される（請求項２）。
長手方向の中央部である」ように構成されていてもよい
し、「曲率半径最小となる部分が長手方向の中央部から
ずれた位置となる」ように形成されてもよい。前者の場
合には、曲率半径が最小となる長手方向中央部の位置
が、ｆθレンズの光軸位置から主走査対応方向において
所定の方向へ所定距離ずらされるように、凹面反射鏡自
体をずらして配備される（請求項２）。
【００１９】後者の場合には、凹面反射鏡の曲率半径の
変化を表わす２次式が１次項を含み、曲率半径最小を与
える部分が、凹面反射鏡の長手方向中央部から長手方向
の所定の向きに所定距離ずれているように凹面反射鏡が
形成され、凹面反射鏡自体は、その中央部をｆθレンズ
の光軸位置に合致させて配備される（請求項３）。
変化を表わす２次式が１次項を含み、曲率半径最小を与
える部分が、凹面反射鏡の長手方向中央部から長手方向
の所定の向きに所定距離ずれているように凹面反射鏡が
形成され、凹面反射鏡自体は、その中央部をｆθレンズ
の光軸位置に合致させて配備される（請求項３）。
【００２０】請求項４記載の発明の光走査装置は前記基
本構成において、以下の如き特徴を有する。
本構成において、以下の如き特徴を有する。
【００２１】即ち、凹面反射鏡の長手方向における２次
式に従う曲率半径の変化が「曲率半径最小の部分を境と
して左右に非対称」である。この場合、曲率半径最小の
部分はｆθレンズの光軸と合致しても良いし、同光軸か
らずれていてもよい。
式に従う曲率半径の変化が「曲率半径最小の部分を境と
して左右に非対称」である。この場合、曲率半径最小の
部分はｆθレンズの光軸と合致しても良いし、同光軸か
らずれていてもよい。
【００２２】請求項１〜４の発明における上記の如き凹
面反射鏡は「プラスチックにより形成された基体の凹面
部に反射面を形成したもの」とすることもできるし（請
求項５）、「アルミニウムの切削加工で形成されたも
の」とすることもできる（請求項６）。
面反射鏡は「プラスチックにより形成された基体の凹面
部に反射面を形成したもの」とすることもできるし（請
求項５）、「アルミニウムの切削加工で形成されたも
の」とすることもできる（請求項６）。
【００２３】
【作用】上記のように、この発明の光走査装置は、等速
走査用の結像光学系が「凹面反射鏡」を有し、この円筒
面反射鏡は副走査対応方向の正のパワーが、主走査対応
方向の両端部へ向かうに連れて小さくなるが、曲率半径
最小の部分が主走査対応方向にずらされることにより、
偏向光束の偏向角のプラス側とマイナス側に対する作用
が非対称となる。
走査用の結像光学系が「凹面反射鏡」を有し、この円筒
面反射鏡は副走査対応方向の正のパワーが、主走査対応
方向の両端部へ向かうに連れて小さくなるが、曲率半径
最小の部分が主走査対応方向にずらされることにより、
偏向光束の偏向角のプラス側とマイナス側に対する作用
が非対称となる。
【００２４】この作用の非対称性を利用して「サグ」の
影響を補正する。
影響を補正する。
【００２５】
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。
【００２６】図１は、この発明の光走査装置の１実施例
を要部のみ略示している。（ａ）は回転多面鏡の回転軸
方向から見た図であり、（ｂ）は、回転多面鏡の偏向反
射面以降の光学配置を主走査対応方向から見た図であ
る。
を要部のみ略示している。（ａ）は回転多面鏡の回転軸
方向から見た図であり、（ｂ）は、回転多面鏡の偏向反
射面以降の光学配置を主走査対応方向から見た図であ
る。
【００２７】（ａ）おいて、符号１で示す光源装置は、
例えば「半導体レーザーと、半導体レーザーからの発散
性の光束を平行光束化するカップリングレンズと」によ
り構成され、平行光束を放射する。
例えば「半導体レーザーと、半導体レーザーからの発散
性の光束を平行光束化するカップリングレンズと」によ
り構成され、平行光束を放射する。
【００２８】光源装置１から放射された平行光束は「結
像素子」であるシリンダレンズ２により副走査対応方向
にのみ集光され、回転多面鏡３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。
像素子」であるシリンダレンズ２により副走査対応方向
にのみ集光され、回転多面鏡３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。
【００２９】偏向反射面４による反射光束は、回転多面
鏡３の矢印方向への回転に伴い等角速度的に偏向され、
周期的な偏向光束となって「等速走査用の結像光学系」
に入射する。
鏡３の矢印方向への回転に伴い等角速度的に偏向され、
周期的な偏向光束となって「等速走査用の結像光学系」
に入射する。
【００３０】等速走査用の結像光学系は、レンズ５１，
５２，５３により構成されるｆθレンズ５と、凹面反射
鏡６とを有する。
５２，５３により構成されるｆθレンズ５と、凹面反射
鏡６とを有する。
【００３１】偏向光束は先ずｆθレンズ５を透過し、凹
面反射鏡６により反射されて光路を副走査対応方向にお
いて屈曲されて被走査面７に光スポットとして集光し、
被走査面７を光走査する。
面反射鏡６により反射されて光路を副走査対応方向にお
いて屈曲されて被走査面７に光スポットとして集光し、
被走査面７を光走査する。
【００３２】（ｂ）に示すように、被走査面７には光導
電性の感光体ドラム７０が、その母線を主走査方向に渡
って接している（換言すれば、被走査面７は、感光体ド
ラム７の母線に接する仮想的な平面である）。
電性の感光体ドラム７０が、その母線を主走査方向に渡
って接している（換言すれば、被走査面７は、感光体ド
ラム７の母線に接する仮想的な平面である）。
【００３３】凹面反射鏡６は副走査対応方向にのみ「正
のパワー」を持つので、偏向光束は主走査対応方向に関
してはｆθレンズ５のみにより被走査面１０上に集光す
る。ｆθレンズ５は主走査対応方向に「ｆθ機能」を持
つので、光スポットの移動は等速的になる。
のパワー」を持つので、偏向光束は主走査対応方向に関
してはｆθレンズ５のみにより被走査面１０上に集光す
る。ｆθレンズ５は主走査対応方向に「ｆθ機能」を持
つので、光スポットの移動は等速的になる。
【００３４】偏向光束は、副走査対応方向に関してはｆ
θレンズ５と凹面反射鏡６の作用により被走査面７に集
光する。
θレンズ５と凹面反射鏡６の作用により被走査面７に集
光する。
【００３５】ここで、等速走査用の結像光学系の具体的
な例を示す。偏向反射面側から数えて、第ｉ番目の面の
曲率半径を、主走査対応方向に就き「ＲiM」、副走査対
応方向に就き「ＲiS」、第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面の
光軸上の距離をＤi、偏向反射面側から数えて第ｊ番目
のレンズの材質の屈折率をＮjで表す。また、Ｄ0をもっ
て、偏向反射面４からレンズ５の入射側面に到る光軸上
距離とする。
な例を示す。偏向反射面側から数えて、第ｉ番目の面の
曲率半径を、主走査対応方向に就き「ＲiM」、副走査対
応方向に就き「ＲiS」、第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面の
光軸上の距離をＤi、偏向反射面側から数えて第ｊ番目
のレンズの材質の屈折率をＮjで表す。また、Ｄ0をもっ
て、偏向反射面４からレンズ５の入射側面に到る光軸上
距離とする。
【００３６】なお、各数値は、主走査対応方向における
全系焦点距離を１００に規格化したときの、同焦点距離
に相対的な値である。
全系焦点距離を１００に規格化したときの、同焦点距離
に相対的な値である。
【００３７】 ｉ ＲiM ＲiS Ｄi ｊ Ｎj ０ １４．９０３ １ −２１．６３６ −２１．６３６ ２．２５８ １ １．５８２０５ ２ −２３３．１７４ −２３３．１７４ １．０４８ ３ −９８．４４８ −９８．４４８ ６．２０２ ２ １．５９６７０ ４ −２８．６９４ −２８．６９４ ０．４８２ ５ ３９４．０２２ ３９４．０２２ ５．７８０ ３ １．５９６７０ ６ −４９．９７２ −４９．９７２ ７５．２６６ ７ ∞ −７５．７７１ （凹面反射鏡） なお、全偏向角：2θ0は５７度（±２８．５度）であ
り、図１（ｂ）に示す角：ψは６０度である。このデー
タから分かるように「ｆθレンズは球面レンズ」であ
る。
り、図１（ｂ）に示す角：ψは６０度である。このデー
タから分かるように「ｆθレンズは球面レンズ」であ
る。
【００３８】先ず、凹面反射鏡６における副走査対応方
向における曲率半径（−７５．７７１）が主走査対応方
向へ均一であるとした場合における像面湾曲とリニアリ
ティを図４（ａ），（ｂ）にそれぞれ示す。
向における曲率半径（−７５．７７１）が主走査対応方
向へ均一であるとした場合における像面湾曲とリニアリ
ティを図４（ａ），（ｂ）にそれぞれ示す。
【００３９】リニアリティは周知の如く、偏向角：θに
対する光スポットの理想像高（主走査方向における理想
的な光スポット位置）：Ｈi(θ)、実像高：Ｈr(θ)に対
して、［｛ｄＨr(θ)／ｄＨi(θ)｝−１］×１００
（％）で定義される量であって、走査の等速性の目安で
ある。
対する光スポットの理想像高（主走査方向における理想
的な光スポット位置）：Ｈi(θ)、実像高：Ｈr(θ)に対
して、［｛ｄＨr(θ)／ｄＨi(θ)｝−１］×１００
（％）で定義される量であって、走査の等速性の目安で
ある。
【００４０】図４（ａ）の像面湾曲の図を見ると、破線
で示す「主走査方向の像面湾曲」は良好に補正されてい
るが、実線で示す「副走査方向の像面湾曲」は、像高と
共に負の方向に増大するので、このような光学系を用い
て光走査を行うと、副走査方向におけるスポット径が像
高と共に増大し、スポット径に対して高度の安定性を要
求される「高密度記録」を行うことはできない。
で示す「主走査方向の像面湾曲」は良好に補正されてい
るが、実線で示す「副走査方向の像面湾曲」は、像高と
共に負の方向に増大するので、このような光学系を用い
て光走査を行うと、副走査方向におけるスポット径が像
高と共に増大し、スポット径に対して高度の安定性を要
求される「高密度記録」を行うことはできない。
【００４１】そこで、上記凹面反射鏡６の副走査対応方
向の曲率半径：Ｒ7Sを、偏向角：θに対して、２次式； Ｒ7S＝−７５．７５８−５．２６６×１０~4・θ2 に従って変化させてみる。
向の曲率半径：Ｒ7Sを、偏向角：θに対して、２次式； Ｒ7S＝−７５．７５８−５．２６６×１０~4・θ2 に従って変化させてみる。
【００４２】このとき、凹面反射鏡６の「副走査対応方
向の曲率半径が最小となる部分」は、凹面反射鏡６の主
走査対応方向における中央部である。この中央部をｆθ
レンズ５の光軸位置に合致させて配備したときの像面湾
曲を図４（ｃ）に示す。
向の曲率半径が最小となる部分」は、凹面反射鏡６の主
走査対応方向における中央部である。この中央部をｆθ
レンズ５の光軸位置に合致させて配備したときの像面湾
曲を図４（ｃ）に示す。
【００４３】なお、凹面反射鏡６は主走査対応方向へは
実質的な作用を及ぼさないから、主走査方向の像面湾曲
とリニアリティは、図４（ａ），（ｂ）におけるものと
同じである。図４（ｃ）は横軸のスケールが図４（ａ）
と異なるため、主走査方向の像面湾曲は（ａ）における
よりも強調されている。
実質的な作用を及ぼさないから、主走査方向の像面湾曲
とリニアリティは、図４（ａ），（ｂ）におけるものと
同じである。図４（ｃ）は横軸のスケールが図４（ａ）
と異なるため、主走査方向の像面湾曲は（ａ）における
よりも強調されている。
【００４４】凹面反射鏡６における副走査対応方向の曲
率半径が偏向角：θに応じて小さくなるようにしたた
め、像高の高いところで凹面反射鏡６の副走査対応方向
の正のパワーが弱まる。従って図４（ｃ）に示すよう
に、副走査方向の像面湾曲は図４（ａ）の場合に比して
有効に改善されてはいるが、像面湾曲が偏向角：θの
「＋側」と「−側」とで対称にならず、＋側においても
−側においても、像高と共に像面湾曲が大きくなる傾向
が残っている。
率半径が偏向角：θに応じて小さくなるようにしたた
め、像高の高いところで凹面反射鏡６の副走査対応方向
の正のパワーが弱まる。従って図４（ｃ）に示すよう
に、副走査方向の像面湾曲は図４（ａ）の場合に比して
有効に改善されてはいるが、像面湾曲が偏向角：θの
「＋側」と「−側」とで対称にならず、＋側においても
−側においても、像高と共に像面湾曲が大きくなる傾向
が残っている。
【００４５】これは、前述の「サグ」のため、線像と偏
向反射面とのずれが偏向角：θの＋側と−側とで対称に
ならないことに起因する。
向反射面とのずれが偏向角：θの＋側と−側とで対称に
ならないことに起因する。
【００４６】そこで、凹面反射鏡６の副走査対応方向の
曲率半径：Ｒ7Sを、偏向角：θに対して、２次式； Ｒ7S＝−７５．７５８−５．２６６×１０~4・θ2＋
４．１６３×１０~3・θ に従って変化させてみる。この２次式は、実質的に、先
の２次式； Ｒ7S＝−７５．７５８−５．２６６×１０~4・θ2 を、主走査方向のプラス側（図１（ａ）に於いて上側
へ、偏向角：θにして３．９５３度シフトさせた形状で
ある。この場合、副走査対応方向の曲率半径：Ｒ7Sが最
小（−７５．７５８）となる部分は、上記＋側へ偏向
角：θが３．９５３度だけずれた位置にあり（請求項
３）、副走査方向の像面湾曲は、図２（ａ）に示すよう
に「サグ」の影響が除去され、極めて良好に補正され
る。主走査方向の像面湾曲およびリニアリティは図４の
ものと全く同じである。
曲率半径：Ｒ7Sを、偏向角：θに対して、２次式； Ｒ7S＝−７５．７５８−５．２６６×１０~4・θ2＋
４．１６３×１０~3・θ に従って変化させてみる。この２次式は、実質的に、先
の２次式； Ｒ7S＝−７５．７５８−５．２６６×１０~4・θ2 を、主走査方向のプラス側（図１（ａ）に於いて上側
へ、偏向角：θにして３．９５３度シフトさせた形状で
ある。この場合、副走査対応方向の曲率半径：Ｒ7Sが最
小（−７５．７５８）となる部分は、上記＋側へ偏向
角：θが３．９５３度だけずれた位置にあり（請求項
３）、副走査方向の像面湾曲は、図２（ａ）に示すよう
に「サグ」の影響が除去され、極めて良好に補正され
る。主走査方向の像面湾曲およびリニアリティは図４の
ものと全く同じである。
【００４７】この例の場合は、凹面反射鏡６の中で、副
走査対応方向の曲率半径：Ｒ7Sが最小（−７５．７５
８）となる部分がその中央部からずれているが、前述
の、２次式；Ｒ7S＝−７５．７５８−５．２６６×１０
~4・θ2に従って曲率半径が変化する凹面反射鏡の場合
は、曲率半径：Ｒ7Sが最小（−７５．７５８）となる部
分が凹面鏡の長手方向中央部であるので、このような凹
面反射鏡の場合には、凹面反射鏡自体を長手方向たる主
走査対応方向の偏向角：θの「＋側」へ３．９５３度分
だけずらすようにしても（請求項２）、上記と全く同様
に図２（ａ）に示す如き像面湾曲が得られることにな
る。
走査対応方向の曲率半径：Ｒ7Sが最小（−７５．７５
８）となる部分がその中央部からずれているが、前述
の、２次式；Ｒ7S＝−７５．７５８−５．２６６×１０
~4・θ2に従って曲率半径が変化する凹面反射鏡の場合
は、曲率半径：Ｒ7Sが最小（−７５．７５８）となる部
分が凹面鏡の長手方向中央部であるので、このような凹
面反射鏡の場合には、凹面反射鏡自体を長手方向たる主
走査対応方向の偏向角：θの「＋側」へ３．９５３度分
だけずらすようにしても（請求項２）、上記と全く同様
に図２（ａ）に示す如き像面湾曲が得られることにな
る。
【００４８】図１の凹面反射鏡の副走査対応方向の曲率
半径は、請求項４記載の発明の場合のように、偏向角の
＋側と−側とで「非対称」としてもよい。
半径は、請求項４記載の発明の場合のように、偏向角の
＋側と−側とで「非対称」としてもよい。
【００４９】例えば、偏向角：θの＋側に対して、曲率
半径：Ｒ7Sを２次式； Ｒ7S＝−７５．７５８−４．２０８×１０~4・θ2 に従って変化させ、偏向角：θの−側に対しては、２次
式； Ｒ7S＝−７５．７５８−６．２７２×１０~4・θ2 に従って変化させてみる。
半径：Ｒ7Sを２次式； Ｒ7S＝−７５．７５８−４．２０８×１０~4・θ2 に従って変化させ、偏向角：θの−側に対しては、２次
式； Ｒ7S＝−７５．７５８−６．２７２×１０~4・θ2 に従って変化させてみる。
【００５０】このようにすると、凹面反射鏡６の副走査
対応方向の作用は、偏向角：θの＋側と−側とで非対称
になるので「サグ」の影響を有効に除去できる。
対応方向の作用は、偏向角：θの＋側と−側とで非対称
になるので「サグ」の影響を有効に除去できる。
【００５１】上記曲率半径の最小値：−７５．７５８の
部分をｆθレンズの光軸に一致させたときの、像面湾曲
を図３に示す。図２の場合と同様、副走査方向の像面湾
曲は良好に補正されている。
部分をｆθレンズの光軸に一致させたときの、像面湾曲
を図３に示す。図２の場合と同様、副走査方向の像面湾
曲は良好に補正されている。
【００５２】この実施例の凹面反射鏡も、さらに全体を
主走査方向へずらして、さらに補正効果を向上させるこ
とも可能である。
主走査方向へずらして、さらに補正効果を向上させるこ
とも可能である。
【００５３】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光走査装置を提供できる。この発明の光走査装
置は上述の如き構成となっているので、光偏向器として
回転多面鏡を用いることによる「サグ」の影響を有効に
除去して、像面湾曲を良好に補正することができ、光ス
ポットのスポット径の安定性の高い良好な光走査を実現
できる。
ば新規な光走査装置を提供できる。この発明の光走査装
置は上述の如き構成となっているので、光偏向器として
回転多面鏡を用いることによる「サグ」の影響を有効に
除去して、像面湾曲を良好に補正することができ、光ス
ポットのスポット径の安定性の高い良好な光走査を実現
できる。
【００５４】また請求項５，６記載の発明では、ガラス
では困難な加工形状を容易に加工でき、特に請求項５記
載の発明では材料をプラスチックとして射出成形により
容易に大量に製造できる。
では困難な加工形状を容易に加工でき、特に請求項５記
載の発明では材料をプラスチックとして射出成形により
容易に大量に製造できる。
【００５５】射出成形の場合は、成形できる大きさに限
界があるが、請求項６記載の発明のようにアルミニウム
の切削加工で凹面反射鏡を製造することにより、光学系
の大きさに対する設計の自由度が増大する。
界があるが、請求項６記載の発明のようにアルミニウム
の切削加工で凹面反射鏡を製造することにより、光学系
の大きさに対する設計の自由度が増大する。
【００５６】なお、偏向角に対する曲率半径の変化とし
て、この発明では２次式によるものを提示するが、４
次，６次等の偶数次の式による変化でも変化式を最適化
することにより、副走査方向の像面湾曲の有効な補正が
可能となる。
て、この発明では２次式によるものを提示するが、４
次，６次等の偶数次の式による変化でも変化式を最適化
することにより、副走査方向の像面湾曲の有効な補正が
可能となる。
【図１】この発明の光走査装置を説明するための図であ
る。
る。
【図２】１実施例の効果を説明するための図である。
【図３】別実施例の効果を説明するための図である。
【図４】この発明を用いない場合の不具合を説明するた
めの図である。
めの図である。
１ 光源装置 ２ シリンダレンズ（結像素子） ３ 回転多面鏡 ４ 偏向反射面 ５ ｆθレンズ ６ 凹面反射鏡 ７０ 被走査面
Claims (6)
- 【請求項１】光源装置からの平行光束を結像素子により
主走査対応方向に長い線像に結像させ、上記線像の近傍
に偏向反射面を有する回転多面鏡により等角速度的に偏
向させ、偏向光束を等速走査用の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等速的な光走査を
行う光走査装置において、 上記等速走査用の結像光学系は、主走査対応方向にｆθ
機能を持ち、偏向光束を主走査対応方向において被走査
面上に集光させるためのｆθレンズと、 副走査対応方向にのみ正のパワーを持ち、上記ｆθレン
ズと共働して偏向光束を副走査対応方向において被走査
面上に集光せしめる凹面反射鏡とを有し、 上記凹面反射鏡は、その副走査対応方向における曲率半
径が、上記回転多面鏡による偏向光束の偏向角：θに対
する所定の２次式に従って、中央領域から長手方向両端
部へ向かって増大し、 上記曲率半径が最小となる部分を、主走査値応方向にお
いて、ｆθレンズの光軸位置から、所定の方向へ所定距
離ずらすことにより、副走査方向の像面湾曲を有効走査
領域に渡って補正したことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】請求項１記載の光走査装置において、 凹面反射鏡は、曲率半径最小となる部分が長手方向の中
央部であり、この中央部の位置が、ｆθレンズの光軸位
置から、主走査対応方向において所定の方向へ所定距離
ずらされたことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項３】請求項１記載の光走査装置において、 凹面反射鏡の、曲率半径の変化を表わす２次式が１次項
を含み、曲率半径最小を与える部分が、凹面反射鏡の長
手方向中央部から長手方向の所定の向きに所定距離ずれ
ており、上記長手方向中央部をｆθレンズの光軸に合致
させて配備されていることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項４】光源装置からの平行光束を結像素子により
主走査対応方向に長い線像に結像させ、上記線像の近傍
に偏向反射面を有する回転多面鏡により等角速度的に偏
向させ、偏向光束を等速走査用の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等速的な光走査を
行う光走査装置において、 上記等速走査用の結像光学系は、主走査対応方向にｆθ
機能を持ち、偏向光束を主走査対応方向において被走査
面上に集光させるためのｆθレンズと、 副走査対応方向にのみ正のパワーを持ち、上記ｆθレン
ズと共働して偏向光束を副走査対応方向において被走査
面上に集光せしめる凹面反射鏡とを有し、 上記凹面反射鏡は、その副走査対応方向における曲率半
径が、上記回転多面鏡による偏向光束の偏向角：θに対
する所定の２次式に従って、中央領域から長手方向両端
部へ向かって増大し、 上記凹面反射鏡の長手方向における曲率半径の２次式に
従う変化が、曲率半径最小の部分を境として、左右に非
対称であることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項５】請求項１または２または３または４記載の
光走査装置において、 凹面反射鏡が、プラスチックにより形成された基体の凹
面部に反射面を形成したものであることを特徴とする光
走査装置。 - 【請求項６】請求項１または２または３または４記載の
光走査装置において、 凹面反射鏡が、アルミニウムの切削加工で形成されたも
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 |
|---|---|---|---|
| JP06393095A JP3323354B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 光走査装置 |
| US08/606,350 US5648864A (en) | 1995-03-23 | 1996-02-23 | Optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06393095A JP3323354B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08262355A JPH08262355A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3323354B2 true JP3323354B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=13243569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06393095A Expired - Fee Related JP3323354B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 光走査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5648864A (ja) |
| JP (1) | JP3323354B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3504899B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2004-03-08 | 株式会社リコー | 光走査装置 |
| US6932271B2 (en) * | 2000-01-27 | 2005-08-23 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scan module, optical scanner, optical scan method, image generator and image reader |
| JP2004012568A (ja) * | 2002-06-04 | 2004-01-15 | Ricoh Co Ltd | マルチビーム光走査装置 |
| US7450274B2 (en) * | 2003-05-07 | 2008-11-11 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and beam positioning method |
| JP4678255B2 (ja) * | 2005-07-29 | 2011-04-27 | リコープリンティングシステムズ株式会社 | 光走査装置およびそれを用いた画像形成装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS63136017A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-08 | Fujitsu Ltd | 光ビ−ム走査装置 |
| US5015050A (en) * | 1988-12-22 | 1991-05-14 | Ricoh Company, Ltd. | Fθ lens system in optical scanner |
| JP2718735B2 (ja) * | 1989-01-13 | 1998-02-25 | 株式会社リコー | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| JP2804512B2 (ja) * | 1989-05-31 | 1998-09-30 | 株式会社リコー | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| JPH04194814A (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-14 | Minolta Camera Co Ltd | 光ビーム走査光学系 |
| JP2994799B2 (ja) * | 1991-07-02 | 1999-12-27 | 株式会社リコー | 走査結像レンズ系および光走査装置 |
| 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 |
| JPH0643370A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置 |
| JPH06118325A (ja) * | 1992-10-09 | 1994-04-28 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置 |
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-
1995
- 1995-03-23 JP JP06393095A patent/JP3323354B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-02-23 US US08/606,350 patent/US5648864A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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