JP3397524B2 - 光学素子及びそれを用いた走査光学装置 - Google Patents

光学素子及びそれを用いた走査光学装置

Info

Publication number
JP3397524B2
JP3397524B2 JP17040695A JP17040695A JP3397524B2 JP 3397524 B2 JP3397524 B2 JP 3397524B2 JP 17040695 A JP17040695 A JP 17040695A JP 17040695 A JP17040695 A JP 17040695A JP 3397524 B2 JP3397524 B2 JP 3397524B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
optical element
scanning
light
optical
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 - Fee Related
Application number
JP17040695A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08338958A (ja
Inventor
加藤  学
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP17040695A priority Critical patent/JP3397524B2/ja
Publication of JPH08338958A publication Critical patent/JPH08338958A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3397524B2 publication Critical patent/JP3397524B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学素子及びそれを用い
た走査光学装置に関し、特に光源手段から光変調され出
射した光束を回転多面鏡等より成る光偏向器(偏向素
子)で偏向反射させた後、fθ特性を有する結像光学系
(fθレンズ)を介して被走査面上を光走査して画像情
報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有
するレーザービームプリンター(LBP)やデジタル複
写機等の装置に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりレーザービームプリンター等の
走査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から
光変調され出射した光束(レーザ光)を、例えば回転多
面鏡(ポリゴンミラー)より成る光偏向器により周期的
に偏向させ、fθ特性を有する結像光学系によって感光
性の記録媒体(感光ドラム)面上にスポット状に集束さ
せ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【0003】図5は従来の走査光学装置の要部概略図で
ある。
【0004】同図において光源手段51から出射した発
散光束はコリメーターレンズ52により略平行光とさ
れ、絞り53によって該光束(光量)を制限して副走査
方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ
54に入射している。シリンドリカルレンズ54に入射
した平行光束のうち主走査面内においてはそのまま平行
光束の状態で射出する。また副走査面内においては集束
して回転多面鏡(ポリゴンミラー)から成る光偏向器5
5の偏向面(反射面)55aにほぼ線像として結像して
いる。
【0005】そして光偏向器55の偏向面55aで偏向
反射された光束をfθ特性を有する結像光学系(fθレ
ンズ)56を介して被走査面としての感光ドラム58面
上に導光し、該光偏向器55を矢印A方向に回転させる
ことによって該感光ドラム58面上を矢印B方向に光走
査して画像情報の記録を行なっている。
【0006】又、同図における半導体レーザー51はチ
ップから前方と後方にレーザ光(光束)を出射してお
り、このうち後方に出射するレーザ光を検出手段として
不図示の光センサー(APCセンサー)で検出してい
る。そしてこの光センサーで検出されるレーザ光量に基
づいて半導体レーザー51からの出射光量の制御、即ち
自動出力制御(APC)を行なっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図6(A),(B)は
各々図5に示した従来の走査光学装置の光源手段51か
ら光偏向器55までの要部断面図であり、同図(A)は
主走査断面(レンズの母線方向に相当)、同図(B)は
副走査断面(fθレンズの光軸を含み主走査方向と垂直
な方向、レンズの子線方向に相当)である。
【0008】同図(B)に示すとおり走査光学装置の多
くは光偏向器55の偏向面の面倒れ補正を行うため、シ
リンドリカルレンズ54により副走査断面の光束のみを
偏向面に集束させている。
【0009】近年、このような走査光学装置のシリンド
リカルレンズとしてプラスチックレンズを使用すること
が多くなっている。このプラスチックレンズは、例えば
ガラスレンズに比べ軽量であること、かつコストが安い
というメリットがある反面、以下に示すデメリットを有
している。
【0010】まず、最初のデメリットはレンズ(特に平
面を含むレンズ)の成型が難しいという点である。通
常、走査光学装置のシリンドリカルレンズの母線方向は
両レンズ面とも平面であり、子線方向は光源側のレンズ
面が球面、光偏向器側のレンズ面が平面である。しかし
ながらこのようなレンズをプラスチック成型で製作する
と平面部に大きなクセ(歪み)が生じ、走査光学装置の
結像性能を悪化させるという問題点がある。
【0011】2つ目のデメリットはプラスチックレンズ
のレンズ表面からの戻り光(反射光)によるレーザーの
光量変動である。一般的にプラスチックレンズは反射防
止コートが難しく、かつ大きなコストアップとなるた
め、例えば反射防止コートを施したガラスレンズと比べ
数倍〜数十倍の戻り光が生じる。この戻り光は図6
(A)の点線で示すようにシリンドリカルレンズの母線
方向のレンズ面が平面の場合、絞り53の開口部そして
コリメーターレンズ52を通過し、不図示の光センサー
(APCセンサー)に完全に戻り、この結果光センサー
によるレーザ光の検出精度が低下し、レーザーの光量変
動を生じさせるという問題点がある。
【0012】以上の2つのデメリット(結像性能の悪
化、レーザーの光量変動)はいずれも高精細な印字を行
うことを目的とする走査光学装置においては大きな問題
点である。
【0013】本発明は光源手段から出射した光束を偏向
手段に導く為の光学素子としてのシリンドリカルレンズ
をプラスチック成型により製作し、該シリンドリカルレ
ンズの母線方向の両レンズ面の総合屈折力が略0となる
ように、該両レンズ面に略同等の曲率を持たせることに
より、結像性能の悪化や該シリンドリカルレンズのレン
ズ表面からの戻り光によるレーザーの光量変動等を良好
に防止することができる高精細な印字に適した光学素子
及びそれを用いた走査光学装置の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、 (1−1)光源手段から出射した光束を光走査用の偏向
素子に導光する際に用いられる光学素子であって、該光
学素子はプラスチックレンズより成り、該プラスチック
レンズの一方向のレンズ面は両レンズ面が曲率を有し、
該両レンズ面の総合屈折力が略0であり、かつ該一方向
と直交する方向は少なくとも1つのレンズ面が曲率を有
していることを特徴としている。
【0015】本発明の走査光学装置は、 (2−1)光源手段から出射した光束を変換する第1の
光学素子と、該第1の光学素子からの光束を偏向素子の
偏向面上において主走査方向に長手の線状に結像させる
第2の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を被走
査面上にスポット状に結像させる第3の光学素子と、該
光源手段の近傍に配され該光源手段から出射された光束
を検出する検出手段と、該検出手段からの信号に基づい
て該光源手段からの光量を制御する制御手段と、を具備
した走査光学装置であって、該第2の光学素子は単レン
ズより成り、該単レンズの母線方向の両レンズ面は共に
曲率を有し、かつ母線方向の両レンズ面の総合屈折力が
略0であることを特徴としている。
【0016】特に前記単レンズはプラスチック成型によ
り製作されていることを特徴としている。
【0017】(2−2)光源手段から出射した光束を変
換する第1の光学素子と、該第1の光学素子からの光束
を偏向素子の偏向面上において主走査方向に長手の線状
に結像させる第2の光学素子と、該偏向素子で偏向され
た光束を被走査面上にスポット状に結像させるプラスチ
ックレンズを有する第3の光学素子と、を具備した走査
光学装置であって、該第2の光学素子は少なくとも1枚
のプラスチックレンズを含む複数のレンズを有し、該プ
ラスチックレンズの母線方向の両レンズ面は共に曲率を
有し、かつ母線方向の両レンズ面の総合屈折力が略0で
あることを特徴としている。
【0018】
【実施例】図1は本発明の実施例1の走査光学装置の要
部概略図である。
【0019】同図において1は光源手段であり、例えば
半導体レーザーより成っている。半導体レーザー1はチ
ップから前方と後方にレーザ光(光束)を出射してお
り、このうち後方に出射するレーザ光を該半導体レーザ
ー1近傍に設けた検出手段としての光センサー(不図
示)で検出している。そして光センサーで検出されるレ
ーザ光量に基づいて制御手段(不図示)により半導体レ
ーザー1からの出射光量の制御、即ち自動出力制御(A
PC)を行なっている。
【0020】2は第1の光学素子としてのコリメーター
レンズであり、光源手段1から出射された発散光束を略
平行光に変換している。3は開口絞りであり、通過光束
(光量)を制限している。
【0021】4は第2の光学素子としての単一のシリン
ドリカルレンズであり、後述するレンズ形状より成り、
プラスチック成型で製作されている。本実施例における
シリンドリカルレンズ4の母線方向(主走査方向)の両
レンズ面は共に略同等の曲率を有し、かつ母線方向の両
レンズ面の総合屈折力が略0(屈折力を有さず)であ
り、子線方向(副走査方向)にのみ所定の屈折力を有し
ており、絞り3を通過した光束を副走査断面内で後述す
る光偏向器5の偏向面に略線像として結像させている。
【0022】5は偏向素子としての、例えばポリゴンミ
ラー(回転多面鏡)より成る光偏向器であり、モーター
等の駆動手段(不図示)により矢印A方向に一定速度で
回転している。
【0023】6は第3の光学素子としてのfθ特性を有
するfθレンズ(結像光学系)であり、例えばガラス成
型で製作されており、光偏向器5によって偏向反射され
た画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム
8面上に結像させ、かつ該光偏向器5の偏向面の面倒れ
を補正している。尚本実施例ではfθレンズを1枚のレ
ンズで構成したが、複数枚で構成しても良い。
【0024】本実施例において半導体レーザー1より出
射した発散光束はコリメーターレンズ2により略平行光
に変換され、開口絞り3によって該光束(光量)を制限
してシリンドリカルレンズ4に入射している。シリンド
リカルレンズ4に入射した光束のうち主走査断面におい
てはそのままの状態で射出する。又副走査断面において
は集束して光偏向器5の偏向面5aに略線像(主走査方
向に長手の線像)として結像している。そして光偏向器
5の偏向面5aで偏向反射された光束は主走査方向と副
走査方向とで異なる屈折力を有するfθレンズ6を介し
て感光ドラム8面上に導光され、該光偏向器5を矢印A
方向に回転させることによって、該感光ドラム8面上を
矢印B方向に光走査している。これにより画像記録を行
なっている。
【0025】図2は本発明の実施例1の走査光学装置の
シリンドリカルレンズ近傍の要部斜視図である。図3は
本発明の実施例1の光源手段1から光偏向器5までの
走査方向の要部断面図である。
【0026】本実施例ではシリンドリカルレンズ4の光
源1側のレンズ面R1を球面、光偏向器5側のレンズ面
R2をアナモフィック面より形成しており、母線方向は
屈折力を有さず、子線方向は正の屈折力を有している。
その設計値は、 曲率 R1(母線、子線)=31.749 R2(母線)=30.760、 R2(子線)=−31.749 厚み d=3.0mm 材料 PMMA である。
【0027】上記のとおりレンズ面R1とレンズ面R2
の母線方向の曲率を略等しく設定することによって、母
線方向に曲率を持ち、かつ母線方向の屈折力を無くすこ
とができる。これによって母線方向のレンズ面に平面を
持つ従来のプラスチック材より成るシリンドリカルレン
ズに比べその成型性を向上させることができ、クセ(歪
み)の少ないレンズの成型ができる。
【0028】また母線方向のレンズ面に曲率をもってい
るため、図3に示す点線のようにレンズ表面R1からの
戻り光を発散させることで、光センサーに戻らないよう
にし、該戻り光によるレーザーの光量変動を良好に防止
している。
【0029】このように本実施例においては前述の如く
シリンドリカルレンズ4の母線方向の両レンズ面を球面
で構成することにより、レンズの成型時における母線方
向のクセ(歪み)を無くし、結像性能の悪化を未然に防
止している。また母線方向の両レンズ面でその屈折力を
相殺し、レンズ全体で母線方向に屈折力を持たせないよ
うに構成することにより、従来の面倒れ補正機能を良好
に維持したままシリンドリカルレンズ4のレンズ表面か
らの戻り光によるレーザーの光量変動をなくすことがで
き、これにより高精細な印字に適した走査光学装置を安
価に得ている。
【0030】図4は本発明の実施例2の走査光学装置に
おけるシリンドリカルレンズ近傍の要部斜視図である。
【0031】本実施例において前述の実施例1と異なる
点は、第2の光学素子40をプラスチック材より成る第
1シリンドリカルレンズ41とガラス材より成る第2シ
リンドリカルレンズ42との2枚のレンズから構成する
ことによって、第3の光学素子としてのfθレンズの材
質をプラスチック材より形成した際の、該fθレンズの
温度変化(環境変化)によって生ずるピント変化を該第
1シリンドリカルレンズ41で補償したことであり、そ
の他の構成及び光学的作用は実施例1と略同様である。
【0032】即ち、本実施例においては第1シリンドリ
カルレンズ41の母線方向の両レンズ面を球面より形成
し、略等しい曲率を持たせることによって該母線方向の
両レンズ面の総合屈折力を略0とし、又子線方向には負
の屈折力を持たせている。又第2シリンドリカルレンズ
42の母線方向の両レンズ面を平面より形成し、子線方
向の1つのレンズ面を球面より形成することにより、該
子線方向にのみ正の屈折力を持たせている。
【0033】このようなレンズ構成をとることによっ
て、本実施例では前述の実施例1と同様な効果を得るこ
とができ、更に温度変動等によるプラスチック材の屈折
率変化によって発生する正の屈折力を有するfθレンズ
のピント移動を負の屈折力を有する第1シリンドリカル
レンズ41のピント移動で相殺させ、全系としてピント
移動を縮小化させることにより高品位な出力画像を得て
いる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く、光源手段か
ら出射した光束を偏向素子に導く為の光学素子としての
シリンドリカルレンズをプラスチック成型により製作
し、該シリンドリカルレンズの母線方向の両レンズ面の
総合屈折力が略0となるように、該両レンズ面に略同等
の曲率を持たせることにより、結像性能の悪化やシリン
ドリカルレンズのレンズ表面からの戻り光によるレーザ
ーの光量変動等を良好に防止することができる高精細な
印字に適した光学素子及びそれを用いた走査光学装置を
達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1の走査光学装置の要部概略
【図2】 本発明の実施例1の走査光学装置のシリンド
リカルレンズ近傍の要部斜視図
【図3】 本発明の実施例1の走査光学装置の光源から
光偏向器までの主走査方向の要部断面図
【図4】 本発明の実施例2の走査光学装置のシリンド
リカルレンズ近傍の要部斜視図
【図5】 従来の走査光学装置の要部概略図
【図6】 従来の走査光学装置の光源から光偏向器まで
の主走査方向と副走査方向の要部断面図
【符号の説明】
1 光源手段(半導体レーザー) 2 第1の光学素子(コリメーターレンズ) 3 絞り 4 第2の光学素子(シリンドリカルレンズ) 5 偏向素子(光偏向器) 6 第3の光学素子(fθレンズ) 8 被走査面(感光体面) 40 第2の光学素子 41 第1シリンドリカルレンズ 42 第2シリンドリカルレンズ O ポリゴン回転軸 A ポリゴン回転方向

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源手段から出射した光束を光走査用の
    偏向素子に導光する際に用いられる光学素子であって、 該光学素子はプラスチックレンズより成り、該プラスチ
    ックレンズの一方向のレンズ面は両レンズ面が曲率を有
    し、該両レンズ面の総合屈折力が略0であり、かつ該一
    方向と直交する方向は少なくとも1つのレンズ面が曲率
    を有していることを特徴とする光学素子。
  2. 【請求項2】 光源手段から出射した光束を変換する第
    1の光学素子と、該第1の光学素子からの光束を偏向素
    子の偏向面上において主走査方向に長手の線状に結像さ
    せる第2の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を
    被走査面上にスポット状に結像させる第3の光学素子
    と、該光源手段の近傍に配され該光源手段から出射され
    た光束を検出する検出手段と、該検出手段からの信号に
    基づいて該光源手段からの光量を制御する制御手段と、
    を具備した走査光学装置であって、 該第2の光学素子は単レンズより成り、該単レンズの母
    線方向の両レンズ面は共に曲率を有し、かつ母線方向の
    両レンズ面の総合屈折力が略0であることを特徴とする
    走査光学装置。
  3. 【請求項3】 前記単レンズはプラスチック成型により
    製作されていることを特徴とする請求項2記載の走査光
    学装置。
  4. 【請求項4】 光源手段から出射した光束を変換する第
    1の光学素子と、該第1の光学素子からの光束を偏向素
    子の偏向面上において主走査方向に長手の線状に結像さ
    せる第2の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を
    被走査面上にスポット状に結像させるプラスチックレン
    ズを有する第3の光学素子と、を具備した走査光学装置
    であって、 該第2の光学素子は少なくとも1枚のプラスチックレン
    ズを含む複数のレンズを有し、該プラスチックレンズの
    母線方向の両レンズ面は共に曲率を有し、かつ母線方向
    の両レンズ面の総合屈折力が略0であることを特徴とす
    る走査光学装置。
JP17040695A 1995-06-13 1995-06-13 光学素子及びそれを用いた走査光学装置 Expired - Fee Related JP3397524B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17040695A JP3397524B2 (ja) 1995-06-13 1995-06-13 光学素子及びそれを用いた走査光学装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17040695A JP3397524B2 (ja) 1995-06-13 1995-06-13 光学素子及びそれを用いた走査光学装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08338958A JPH08338958A (ja) 1996-12-24
JP3397524B2 true JP3397524B2 (ja) 2003-04-14

Family

ID=15904341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17040695A Expired - Fee Related JP3397524B2 (ja) 1995-06-13 1995-06-13 光学素子及びそれを用いた走査光学装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3397524B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08338958A (ja) 1996-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0853253B1 (en) Optical scanning apparatus
JP3466863B2 (ja) 走査光学装置及びそれを用いた画像記録装置
US5557446A (en) Optical scanning apparatus having tilted scanning lens system
JP3303558B2 (ja) 走査光学装置
US7064877B2 (en) Scanning optical apparatus and image forming apparatus using the same
JP2830670B2 (ja) 光走査装置
JP2623147B2 (ja) 光ビーム走査用光学系
JPH07128604A (ja) 走査光学装置
JP3397524B2 (ja) 光学素子及びそれを用いた走査光学装置
JP2956169B2 (ja) 走査光学装置
JP2001021822A (ja) 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置
EP0857991A2 (en) Scanning optical system
JP3453887B2 (ja) ビーム走査装置
JP3420439B2 (ja) 光走査光学系及びそれを備えるレーザービームプリンタ
JPH04321370A (ja) 走査光学装置
JP3320239B2 (ja) 走査光学装置
JP2000002848A (ja) 走査光学装置
JP3192537B2 (ja) 走査光学装置
JPH0933840A (ja) 走査光学装置
JPH09281422A (ja) 走査光学装置
JPH0943541A (ja) コリメータユニット
JP4387521B2 (ja) 走査光学系と画像形成装置
JP3571808B2 (ja) 光走査光学系及びそれを備えるレーザービームプリンタ
JP2757308B2 (ja) 光束走査光学装置
JP3728256B2 (ja) 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: 20080214

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090214

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110214

Year of fee payment: 8

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120214

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130214

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140214

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees