JP4057099B2 - レンズ製造方法 - Google Patents
レンズ製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4057099B2 JP4057099B2 JP16900197A JP16900197A JP4057099B2 JP 4057099 B2 JP4057099 B2 JP 4057099B2 JP 16900197 A JP16900197 A JP 16900197A JP 16900197 A JP16900197 A JP 16900197A JP 4057099 B2 JP4057099 B2 JP 4057099B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- scanning
- manufacturing
- light beam
- 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
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レンズ製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光源側からの光束を光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向光束を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各種プリンタ等に関連して広く知られている。
従来このような光走査装置は一般的に、光源側からの光束と、偏向光束が偏向掃引する面とが同一平面上にあるように光学配置が設定されており、このような光学配置のために以下の如き問題がある。
【０００３】
即ち、第１に「光走査装置の床面積」が大きくなる。
第２に、光偏向器としては回転多面鏡が最も一般的であるが、回転多面鏡の回転軸は偏向反射面から離れているため、光源側からの光束の偏向反射面への入射位置が、偏向反射面の回転に伴い偏向反射面に対して変位し、偏向光束の偏向の起点が変動する所謂「サグ」が発生するが、光走査の基準になる「光スポットの像高：０を実現する偏向光束の方向」と「光源側から偏向反射面への入射光束の方向」とが例えば６０度程度の角をなすので、光走査領域の上記像高：０の両側に上記サグが非対称に発生し、良好な光走査のためには、像面湾曲や「ｆθ特性等の等速特性」を上記非対称に応じて補正する必要が生じ、走査結像光学系の設計が難しくなる。
【０００４】
このような問題を一挙に解決できる光学配置として、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して対称的に光走査を行わせるような光学配置が考えられる。
【０００５】
このようにすると、光源から光偏向器に至る光学系部分と、光偏向器以後の光学系部分とを上下に重ねるようにレイアウトできるので、光走査装置の床面積を小さくして光走査装置のコンパクト化を図ることができる。また、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して対称的に光走査が行われるので、サグは発生するにしても像高：０に対称的に発生するので、等速特性や像面湾曲の補正が容易である。
【０００６】
しかしながら反面、このような光学配置には以下の如き問題がある。
即ち、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、偏向反射面の回転軸に斜めに交わるように入射させるため、偏向光束は円錐面を掃引するように偏向し、このため、偏向光束が「以後の光学系に入射する位置」が、偏向に伴い副走査対応方向（光源から被走査面に至る光路上で副走査方向と対応する方向）において少なからず変動する。このため、被走査面上における光スポットの軌跡が直線にならず所謂「走査線曲がり」が発生してしまうのである。
【０００７】
光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面近傍に、主走査対応方向（光源から被走査面に至る光路上で主走査方向に対応する方向）に長い線像とし、偏向光束に対する結像光学系を「主・副走査対応方向のパワーの異なるアナモフィックな光学系」とし、偏向反射面位置と被走査面位置とを「副走査対応方向において略共役な関係にする」ことは、光偏向器における「偏向反射面の面倒れ」を補正する方法として広く行われており、上記共役関係が完全であれば、上記の走査線曲がりも自動的に補正されることになるが、面倒れ補正の場合の「偏向光束の副走査対応方向への変動」は微少であることが前提であり、上記のように「偏向光束が円錐面を掃引するように偏向することに起因する大きな走査線曲がり」を上記「共役関係」で補正することは難しく、無理にそのような補正を行おうとすれば像面湾曲等、走査結像光学系に求められる他の光学性能が犠牲になりかねない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して対称的に光走査を行わせるような光走査装置において、上記の走査線曲がりを有効に補正することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明のレンズ製造方法は「光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、上記光源側からの光束の偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置において、光源側からの光束を被走査面上に光スポットとして集光する走査結像光学系」」のレンズを製造する方法である。
【００１０】
即ち、上記走査結像光学系は「１以上のレンズを有して構成され、上記レンズにおける１以上の面として、走査線の曲がりを補正する補正屈折面を有し、上記１以上の補正屈折面は、１以上の補正屈折面への偏向光束の入射位置における副走査断面内の固有傾きが、光走査装置固有の走査線曲がりを補正するように、走査結像光学系の光軸に関して主走査方向に対称に、かつ、上記入射位置ごとに定められて」設計される。
【００１１】
上記「光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させる」とは、光源側からの入射する光束の主光線と、偏向反射面の回転軸が「同一面」に含まれ、上記主光線が回転軸と「直角でない角」をなすことを意味する。上記主光線と回転軸とが成す角は、光走査装置の光学配置に応じて定まるが「７０〜８９度程度」が適当である。
【００１２】
「光偏向器」としては、回転多面鏡を初め、回転単面鏡や回転２面鏡を用いることができる。光偏向器が回転多面鏡であるときは、偏向反射面の回転軸は偏向反射面と分離するが、光偏向器として回転単面鏡を用いれば、偏向反射面の回転軸が偏向反射面にあるようにすることができる。
【００１３】
「走査結像光学系が、光源側からの光束を被走査面上に光スポットとして集光する」とは、走査結像光学系の機能が偏向光束に対して作用する場合である。
【００１４】
因みに、特開平６−７５１６２号公報には、偏向反射面に一体化され、偏向反射面への入射面と、反射光束が射出する射出面とを屈折面とした「回転レンズ鏡」が開示されており、このような回転レンズ鏡は、その機能が「光偏向器への直前の入射光束および偏向光束に対して作用する」ものである。
【００１５】
補正屈折面は、走査結像光学系に含まれるレンズの一つの面として形成しても良いし、２以上の面として形成し、２以上の面のそれぞれによる補正効果を合わせて所望の走査線曲がり補正を実現するようにしても良い。
【００１６】
「副走査断面」は、光偏向器よりも被走査面側に位置するレンズに関しては、主走査対応方向に直交する平断面を意味する。また、走査結像光学系が前記回転レンズ鏡である場合や、回転レンズ鏡が走査結像光学系に含まれる場合、回転レンズ鏡の入射面に関しては、光源側からの入射光束の主光線と副走査対応方向とに平行な平断面を副走査断面とし、射出側面に関しては、射出光束における主光線と副走査対応方向とに平行な平断面を副走査断面とする。
【００１７】
「光走査装置固有の走査線曲がり」は、走査結像光学系に「補正屈折面による走査線曲がり補正機能」を持たせずに光走査装置を設計した場合に、設計上で生じる走査線曲がりを言う。即ち、光走査装置固有の走査線曲がりは、光走査装置の設計により決定されるものであり、それゆえに、このような走査線曲がりを補正するような補正屈折面を設計的に決定できるのである。
【００１８】
請求項１記載のレンズ製造方法は、上記走査結像光学系に含まれる「補正屈折面を有するレンズ」を製造する方法である。
この製造方法により製造するレンズは、その有する補正屈折面を、１以上の補正屈折面への偏向光束の各入射位置における副走査断面内の固有傾きが、光走査装置固有の走査線曲がりを補正するように、上記走査結像光学系の光軸に関して主走査方向に対称に、かつ、上記入射位置ごとに定められて設計し、このように設計された補正屈折面形状を含むレンズ面に対応する型を３次元面形状形成装置により作製し、この型を用いたプラスチック成形により製造することを特徴とする。
請求項１記載のレンズ製造方法は「回転多面鏡と被走査面との間の光路上に配備される走査結像光学系を構成する単一のレンズを製造する方法」であることができる（請求項２）。
【００１９】
上記請求項１または２記載のレンズ製造方法は、補正屈折面を「走査結像光学系のレンズ面のうち、最も被走査面側にあるもの」として有するレンズを製造する方法であることができる（請求項３）。このようにすると、補正屈折面よりも被走査面側の光路上に屈折面が無いので、補正屈折面の設計が容易となる。
【００２０】
光走査装置では、光書込みによる各ドットが主走査方向に可及的に等間隔となるようにする必要があり、これを実現するのに、偏向光束を変調するタイミングを電気的に調整する方法と、光走査が等速的になされるように走査結像光学系自体の光学的な特性（ｆθ特性等）)を設定する方法、あるいは上記電気的な補正と光学的な補正を共用する方法があるが、電気的な調整では高度の等速性補正は難しく、記録画像に高品質が要求されるような場合には、走査結像光学系が「等角速度的に偏向する偏向光束による光走査を等速化する機能」を有することが好ましい。
【００２１】
前述したように、光偏向器としては回転単面鏡を用いることもでき、このような光偏向器には「回転多面鏡におけるような偏向反射面の面倒れ」が無く、従って面倒れ補正機能を持たせる必要は無いが、光偏向器として回転多面鏡のように複数の偏向反射面を持つものが用いられる場合には、面倒れを補正する機能が必要となる。
走査結像光学系は「光偏向器による偏向の起点近傍と被走査面位置とを、副走査対応方向において幾何光学的に略共役関係とする機能」を有することができ、このようにすることにより光偏向器における偏向反射面の「面倒れ」を補正することができる。この機能は、前記等速特性や像面湾曲等を良好に補正するとの前提のもとで、走査結像光学系に必要とされる光学特性との兼ね合いにおいて実現され、面倒れを補正できるような共役関係をいう。
【００２２】
光走査装置は「光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源側からの光束の偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置」であって、請求項１〜８の任意の１に記載のレンズ製造方法で製造されたレンズを走査結像光学系に用いることができる。
【００２３】
光走査装置はまた「光源からの光束を、光偏向器である回転多面鏡の偏向反射面に、この回転多面鏡の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて、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るとともに、回転多面鏡により等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源側からの光束の入射方向と上記回転軸とを含む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置」であって、請求項８記載のレンズ製造方法で製造されたレンズを走査結像光学系に用いることができる。勿論、走査結像光学系に等速化機能を持たせて、等速的な光走査を実現できることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、光走査装置の１形態を説明するための図である。
図１（ａ）は「光源から被走査面に至る光学配置を主走査対応方向から見た状態」を示している。半導体レーザである光源１０からの発散性の光束はカップリングレンズ１５により以後の光学系にカップリングされる。カップリング後の光束は、平行光束となることもできるし、弱い発散性もしくは弱い集束性の光束となってもよい。カップリングされた光束は、次いでアパーチュア２０を通過することにより光束周辺部部を遮光により除去され、所謂「ビーム整形」される。
ビーム整形された光束は、副走査対応方向（図１（ａ）の面内で、光源１０からの光束の主光線に直交する方向）にのみ正のパワーを持つシリンダレンズ２５を透過し、同レンズ２５の作用により副走査対応方向に集光しつつ「光源側からの光束」として、回転多面鏡である光偏向器３０の偏向反射面３１に入射し、偏向反射面３１の近傍に主走査対応方向（図面に直交する方向）に長い線像として結像する。
偏向反射面３１により反射された光束は走査結像光学系４１に入射し、走査結像光学系４１の作用により被走査面５０上に光スポットとして集光する。反射光束は、光偏向器３０の等速回転に伴い等角速度的に偏向し、光スポットは被走査面５０（実体的には、この位置に配備される光導電性の感光体の感光面）を光走査する。
【００２５】
図１（ａ）において、光源１０からの光束の主光線と、光偏向器３０の偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘ（回転多面鏡３０自体の回転軸）とは同一平面内にある。
図１（ｂ）は図１（ａ）の、光偏向器３０から被走査面に至る光学配置を、光偏向器３０における偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘの方向から見た図である。
前述のように、光源１０からの光束の主光線と、光偏向器３０の偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘ（回転多面鏡３０自体の回転軸）とは同一平面内にあるが、図１（ｂ）では、この同一平面を平面ＰＬで示す。このように「回転軸３０Ａｘと、光源側からの偏向反射面３１への入射光束の主光線が平面ＰＬ内にある」ため光走査は平面ＰＬに対称的に行われることになる。
【００２６】
走査結像光学系４１は「単一のレンズ」として構成され、光スポットによる光走査を等速化する機能と、偏向反射面３１の位置と被走査面５０の位置とを副走査対応方向において幾何光学的に略共役な関係とする機能とを有し、補正屈折面４１Ｂを有する。
【００２７】
以上を要約すると、図１に示す実施の形態は「光走査装置」の形態としては、光源１０側からの光束を光偏向器３０の偏向反射面３１に、偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面５０上に光スポットとして集光させ、光源１０側からの光束の偏向反射面３１への入射方向と回転軸３０Ａｘとを含む面ＰＬに対して対称的に光走査を行う光走査装置であり、なお且つ、光偏向器３０は「回転多面鏡」であって、偏向反射面３１へは、回転多面鏡３０の回転軸３０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて、偏向反射面３０近傍に主走査対応方向に長い線像として結像させるとともに、回転多面鏡３０により等角速度的に偏向させ、偏向光束を光スポットとして集光させ、光源１０側からの光束の入射方向と回転軸３０Ａｘとを含む面ＰＬに対して対称的且つ等速的に光走査を行う光走査装置である。
【００２８】
そして、走査結像光学系は「偏向反射面の回転軸３０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源１０側からの光束の偏向反射面３１への入射方向と回転軸３０Ａｘとを含む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置」において、光源１０側からの光束を被走査面５０上に光スポットとして集光する走査結像光学系であって、単一のレンズ４１で構成され（請求項１，２）、走査線の曲がりを補正する補正屈折面４１Ｂを有し、この補正屈折面４１Ｂは「最も被走査面５０側に位置するレンズ面」である。そして、走査結像光学系４１は前述のように、等角速度的に偏向する偏向光束による光走査を等速化する機能を有するとともに、光偏向器３０の偏向の起点近傍と被走査面５０の位置とを、副走査対応方向において幾何光学的に略共役関係とする機能を有する。
そして、レンズ４１が、この発明のレンズ製造方法により製造されるのである。
【００２９】
補正屈折面４１Ｂは、補正屈折面４１Ｂへの偏向光束の入射位置における副走査断面内の固有傾き：β４１が「光走査装置固有の走査線曲がりを補正する」ように、走査結像光学系の光軸に関して主走査方向に対称に、かつ、上記入射位置ごとに定められて設計されている。
【００３０】
【実施例】
以下、具体的な実施例を挙げる。
光源１０としては、発光波長７８０ｎｍの半導体レーザを用いた。光源から被走査面に至る光路上において、光源から数えて第ｉ番目の面（各レンズのレンズ面の他、半導体レーザユニットのカバーガラスおよび偏向反射面を含む）の、主・副走査対応方向の曲率半径（非円弧形状にあっては近軸曲率半径）をそれぞれ、Ｒmi，Ｒsi、第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との面間隔をＤi、屈折面を有する光学部材の材質の屈折率をＮで表す。
【００３１】
i Ｒmi Ｒsi Ｄi Ｚ Ｎ 光学部材
０ 4.45 -3.40 1.511 半導体レーザ
１ ∞ ∞ 0.30 カバーガラス
２ ∞ ∞ 2.00
３ ∞ ∞ 2.50 1.675 カップリングレンズ
４ -5.3856 -5.3856 14.00
５ ∞ 45.995 3.0 1.519 シリンダレンズ
６ ∞ ∞
７ ∞ ∞ 38.21 偏向反射面
８ 199.5 -40.03 18.00 1.519 走査結像光学系
９ -212 -15.85 17.00 。
【００３２】
光源側からの光束の主光線は、図１（ａ）に示すように、光偏向器３０の回転軸３０Ａｘに直交する平面ＳＦに対して「３度の角」をなすように入射する。従って、上記入射主光線と回転軸３０Ａｘとの成す角は８７度である。
【００３３】
カップリングレンズの作用は「コリメート作用」であり、カップリングされた光束は「平行光束」となる。また、上記Ｚは、図１（ａ）で、偏向反射面３１による偏向光束の偏向角が０のとき、即ち、偏向光束の主光線が図１（ｂ）の面ＰＬ内に成る状態において、回転軸３０Ａｘに直交する面ＳＦから下方への「光源発光部」のシフト量（ｍｍ）を表す。
走査結像光学系４１の入射側面４１Ａは以下のように特定される。
即ち、入射側面の「対称軸を含み主走査対応方向に平行な平面内の形状」は、上記対称軸方向にＸ軸、主走査対応方向にＹ軸を取るとき、非球面に関連して広く知られた式、即ち、Ｒm を近軸曲率半径、Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．を定数として、
Ｘ(Ｙ)＝Ｙ2／［Ｒm＋Ｒm√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒm)2}］＋Ａ・Ｙ4＋Ｂ・Ｙ6＋Ｃ・Ｙ8＋Ｄ・Ｙ10＋．．．
で表され、近軸曲率半径：Ｒm及び定数：Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．.により特定される「非円弧形状」である。
【００３４】
入射側面４１Ａに就き、上記Ｒm，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の通りである。
Ｒm＝−１９９．５，Ｋ＝−３５．１３８，Ａ＝−１．９８Ｅ−７，
Ｂ＝２．１７Ｅ−７，Ｃ＝ １．９Ｅ−１５，Ｄ＝−１．８８Ｅ−１９ 。
【００３５】
走査結像光学系４１の入射側面４１Ａの「副走査断面」内の曲率:Ｃs は、主走査対応方向の座標：Ｙに応じて、
Ｃs（Ｙ）＝｛１／Ｒs（０）｝＋Σａj・Ｙ＊＊２ｊ
で表される式に応じて変化している。ｊは自然数：１，２，３，．．．である。「Ｙ＊＊２ｊ」は「Ｙの２ｊ乗」を表す。
【００３６】
入射側面４１Ａに就いて、上記Ｒs(０)，ａjは以下のとおりである。
【００３７】
Ｒs（０）＝−４０．０３，ａ1＝７．３１Ｅ−６，ａ2＝−１．１５Ｅ−８，
ａ3＝ １．３Ｅ−１１，ａ4＝−８．２８Ｅ−１５，ａ5＝ ２．９Ｅ−１８，ａ6＝−５．０７Ｅ−２２，ａ7＝ ３．３６Ｅ−２６
以上のようにして、入射側面４１Ａの形状が特定される。
【００３８】
走査結像光学系４１の射出側面４１Ｂの形状は以下のように特定する。射出側面４１Ｂは前述の通り「補正屈折面」であり、副走査断面内の固有傾き：β４１が「光走査装置固有の走査線曲がりを補正する」ように、走査結像光学系の光軸に関して主走査方向に対称に、かつ、入射位置に応じて定められている。換言すれば、固有傾き：β４１は、主走査対応方向の座標：Ｙの関数：β４１(Ｙ)である（請求項５）。
【００３９】
射出側面４１Ｂの形状を特定するのに、先ず、固有傾き：β41(Ｙ)≡０の場合を「設計基準」として考え、この設計基準において、射出側面４１Ｂの対称軸を含み主走査対応方向に平行な面内の形状と副走査断面内の形状とを、入射側面４１Ａの場合と同様、上記式：Ｘ(Ｙ)，曲率：Ｃｓ(Ｙ)を用いて与え、しかるのち上記固有傾き：β41を与えて形状を特定する。
【００４０】
射出側面４１Ｂに就き、設計基準における上記Ｒm，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の通りである。
Ｒm＝−２１２，Ｋ＝ ２．１０６，Ａ＝−３．７１Ｅ−７，
Ｂ＝１．７１Ｅ−１１，Ｃ＝−５．９３Ｅ−１５，Ｄ＝１．４９Ｅ−１８ 。
【００４１】
射出側面４１Ｂに就いて、設計基準における上記Ｒs(０)，ａjは以下のとおりである。
Ｒs（０）＝−１５．８５，ａ1＝３．１９Ｅ−６，ａ2＝−９．１３Ｅ−１０，ａ3＝−５．３７Ｅ−１２，ａ4＝６．４９Ｅ−１５，ａ5＝−３．４２Ｅ−１８，ａ6＝８．４９Ｅ−２２，ａ7＝−８．０７Ｅ−２６
以上のようにして、入射側面４１Ａの「設計基準」の形状が特定される。
【００４２】
「固有傾き」の特定を行う前に若干説明を補足する。
上記のデータにおいて「Ｅとそれにつづく数値」は「１０のべき乗」を表す。
例えば「Ｅ−９」は「１０~9」を意味し、この数値が直前の数値にかかるのである。
図１に示す光学配置を前記データに従って実現すると、走査結像光学系４１が設計基準の状態（固有傾き：β41(Ｙ)≡０の状態）であるときは「走査線の曲がり」が発生する。このように発生する走査線曲がりは、光学配置によるものであり、光学設計の結果として生じるものである。従って、この状態において存在する「走査線曲がり」が「光走査装置固有の走査線曲がり」であり、これを図２に曲線２−２で示す。
【００４３】
固有傾き：β41(Ｙ)は、座標：Ｙの関数として「関数形を解析表現として与える」こともできるが、ここでは、いくつかの代表的なＹ座標値に対するとびとびの値を一覧として与える。
【００４４】
【００４５】
Ｙ座標全域にわたる固有傾き：β41(Ｙ)は上記の「とびとびの値」を滑らかに補完することにより得ることができる。
【００４６】
上記の如く固有傾き：β41(Ｙ)を与えると、射出側面４１Ｂ、即ち「補正屈折面」の副走査断面内の曲率中心を主走査方向に連ねた「曲率中心線（設計基準状態では前記対称軸を含み主走査対応方向に平行な面内にある）」は、１平面内に無く、３次元的な曲線になる（請求項６）。
【００４７】
上記固有傾きを入れた補正屈折面を入れることにより、走査線曲がりは、図２の曲線２−１のように補正され、走査線の曲がりは実質的に完全に補正され、極めて直線性の良い光走査を実現することができる。図２の「表」は、上記走査線曲がりの数値である。
【００４８】
なお、実施例のような走査結像レンズは、３次元面形状形成装置により各レンズ面に対応する型を作製し、この型を用いたプラスチック成形により容易且つ大量に、従って安価に作製可能である。
【００４９】
【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レンズ製造方法および光走査装置を実現できる。
この発明のレンズ製造方法で製造されたレンズを用いる走査結像光学系は、偏向光束の偏向掃引する面が非平面であることに起因する「光走査装置固有の走査線曲がり」を、補正屈折面により良好に補正でき、主走査を直線化して極めて良好な光走査を実現することができる。
請求項２記載の発明では、走査結像レンズが単玉のレンズであるので、製造コストが安価で、光走査装置のコンパクト化を容易に実現できる。さらに、請求項３記載の発明では走査結像光学系は設計が容易であり、請求項７記載の発明では光走査の等速性を容易に実現でき、請求項８記載の発明の走査結像系は、これを用いることにより回転多面鏡の偏向反射面の面倒れを有効に補正できる。
【００５０】
この発明の光走査装置は上記走査結像光学系を用いるので、光源から光偏向器に至る光学系部分と、光偏向器以後の光学系とを上下に重ねるように配備できるので、床面積を小さくしてコンパクトに構成できる。また、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して対称的に光走査が行われるので、サグは発生するにしても像高：０に対称的に発生するので、走査結像光学系における等速特性や像面湾曲の補正が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】実施例における走査線曲がり補正効果を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 光源
３０ 光偏向器
３１ 偏向反射面
３０Ａｘ 偏向反射面の回転軸
４１ 走査結像光学系
４１Ａ 入射側面
４１Ｂ 射出側面（補正屈折面）
５０ 被走査面
【発明の属する技術分野】
この発明は、レンズ製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光源側からの光束を光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向光束を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各種プリンタ等に関連して広く知られている。
従来このような光走査装置は一般的に、光源側からの光束と、偏向光束が偏向掃引する面とが同一平面上にあるように光学配置が設定されており、このような光学配置のために以下の如き問題がある。
【０００３】
即ち、第１に「光走査装置の床面積」が大きくなる。
第２に、光偏向器としては回転多面鏡が最も一般的であるが、回転多面鏡の回転軸は偏向反射面から離れているため、光源側からの光束の偏向反射面への入射位置が、偏向反射面の回転に伴い偏向反射面に対して変位し、偏向光束の偏向の起点が変動する所謂「サグ」が発生するが、光走査の基準になる「光スポットの像高：０を実現する偏向光束の方向」と「光源側から偏向反射面への入射光束の方向」とが例えば６０度程度の角をなすので、光走査領域の上記像高：０の両側に上記サグが非対称に発生し、良好な光走査のためには、像面湾曲や「ｆθ特性等の等速特性」を上記非対称に応じて補正する必要が生じ、走査結像光学系の設計が難しくなる。
【０００４】
このような問題を一挙に解決できる光学配置として、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して対称的に光走査を行わせるような光学配置が考えられる。
【０００５】
このようにすると、光源から光偏向器に至る光学系部分と、光偏向器以後の光学系部分とを上下に重ねるようにレイアウトできるので、光走査装置の床面積を小さくして光走査装置のコンパクト化を図ることができる。また、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して対称的に光走査が行われるので、サグは発生するにしても像高：０に対称的に発生するので、等速特性や像面湾曲の補正が容易である。
【０００６】
しかしながら反面、このような光学配置には以下の如き問題がある。
即ち、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、偏向反射面の回転軸に斜めに交わるように入射させるため、偏向光束は円錐面を掃引するように偏向し、このため、偏向光束が「以後の光学系に入射する位置」が、偏向に伴い副走査対応方向（光源から被走査面に至る光路上で副走査方向と対応する方向）において少なからず変動する。このため、被走査面上における光スポットの軌跡が直線にならず所謂「走査線曲がり」が発生してしまうのである。
【０００７】
光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面近傍に、主走査対応方向（光源から被走査面に至る光路上で主走査方向に対応する方向）に長い線像とし、偏向光束に対する結像光学系を「主・副走査対応方向のパワーの異なるアナモフィックな光学系」とし、偏向反射面位置と被走査面位置とを「副走査対応方向において略共役な関係にする」ことは、光偏向器における「偏向反射面の面倒れ」を補正する方法として広く行われており、上記共役関係が完全であれば、上記の走査線曲がりも自動的に補正されることになるが、面倒れ補正の場合の「偏向光束の副走査対応方向への変動」は微少であることが前提であり、上記のように「偏向光束が円錐面を掃引するように偏向することに起因する大きな走査線曲がり」を上記「共役関係」で補正することは難しく、無理にそのような補正を行おうとすれば像面湾曲等、走査結像光学系に求められる他の光学性能が犠牲になりかねない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して対称的に光走査を行わせるような光走査装置において、上記の走査線曲がりを有効に補正することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明のレンズ製造方法は「光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、上記光源側からの光束の偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置において、光源側からの光束を被走査面上に光スポットとして集光する走査結像光学系」」のレンズを製造する方法である。
【００１０】
即ち、上記走査結像光学系は「１以上のレンズを有して構成され、上記レンズにおける１以上の面として、走査線の曲がりを補正する補正屈折面を有し、上記１以上の補正屈折面は、１以上の補正屈折面への偏向光束の入射位置における副走査断面内の固有傾きが、光走査装置固有の走査線曲がりを補正するように、走査結像光学系の光軸に関して主走査方向に対称に、かつ、上記入射位置ごとに定められて」設計される。
【００１１】
上記「光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させる」とは、光源側からの入射する光束の主光線と、偏向反射面の回転軸が「同一面」に含まれ、上記主光線が回転軸と「直角でない角」をなすことを意味する。上記主光線と回転軸とが成す角は、光走査装置の光学配置に応じて定まるが「７０〜８９度程度」が適当である。
【００１２】
「光偏向器」としては、回転多面鏡を初め、回転単面鏡や回転２面鏡を用いることができる。光偏向器が回転多面鏡であるときは、偏向反射面の回転軸は偏向反射面と分離するが、光偏向器として回転単面鏡を用いれば、偏向反射面の回転軸が偏向反射面にあるようにすることができる。
【００１３】
「走査結像光学系が、光源側からの光束を被走査面上に光スポットとして集光する」とは、走査結像光学系の機能が偏向光束に対して作用する場合である。
【００１４】
因みに、特開平６−７５１６２号公報には、偏向反射面に一体化され、偏向反射面への入射面と、反射光束が射出する射出面とを屈折面とした「回転レンズ鏡」が開示されており、このような回転レンズ鏡は、その機能が「光偏向器への直前の入射光束および偏向光束に対して作用する」ものである。
【００１５】
補正屈折面は、走査結像光学系に含まれるレンズの一つの面として形成しても良いし、２以上の面として形成し、２以上の面のそれぞれによる補正効果を合わせて所望の走査線曲がり補正を実現するようにしても良い。
【００１６】
「副走査断面」は、光偏向器よりも被走査面側に位置するレンズに関しては、主走査対応方向に直交する平断面を意味する。また、走査結像光学系が前記回転レンズ鏡である場合や、回転レンズ鏡が走査結像光学系に含まれる場合、回転レンズ鏡の入射面に関しては、光源側からの入射光束の主光線と副走査対応方向とに平行な平断面を副走査断面とし、射出側面に関しては、射出光束における主光線と副走査対応方向とに平行な平断面を副走査断面とする。
【００１７】
「光走査装置固有の走査線曲がり」は、走査結像光学系に「補正屈折面による走査線曲がり補正機能」を持たせずに光走査装置を設計した場合に、設計上で生じる走査線曲がりを言う。即ち、光走査装置固有の走査線曲がりは、光走査装置の設計により決定されるものであり、それゆえに、このような走査線曲がりを補正するような補正屈折面を設計的に決定できるのである。
【００１８】
請求項１記載のレンズ製造方法は、上記走査結像光学系に含まれる「補正屈折面を有するレンズ」を製造する方法である。
この製造方法により製造するレンズは、その有する補正屈折面を、１以上の補正屈折面への偏向光束の各入射位置における副走査断面内の固有傾きが、光走査装置固有の走査線曲がりを補正するように、上記走査結像光学系の光軸に関して主走査方向に対称に、かつ、上記入射位置ごとに定められて設計し、このように設計された補正屈折面形状を含むレンズ面に対応する型を３次元面形状形成装置により作製し、この型を用いたプラスチック成形により製造することを特徴とする。
請求項１記載のレンズ製造方法は「回転多面鏡と被走査面との間の光路上に配備される走査結像光学系を構成する単一のレンズを製造する方法」であることができる（請求項２）。
【００１９】
上記請求項１または２記載のレンズ製造方法は、補正屈折面を「走査結像光学系のレンズ面のうち、最も被走査面側にあるもの」として有するレンズを製造する方法であることができる（請求項３）。このようにすると、補正屈折面よりも被走査面側の光路上に屈折面が無いので、補正屈折面の設計が容易となる。
【００２０】
光走査装置では、光書込みによる各ドットが主走査方向に可及的に等間隔となるようにする必要があり、これを実現するのに、偏向光束を変調するタイミングを電気的に調整する方法と、光走査が等速的になされるように走査結像光学系自体の光学的な特性（ｆθ特性等）)を設定する方法、あるいは上記電気的な補正と光学的な補正を共用する方法があるが、電気的な調整では高度の等速性補正は難しく、記録画像に高品質が要求されるような場合には、走査結像光学系が「等角速度的に偏向する偏向光束による光走査を等速化する機能」を有することが好ましい。
【００２１】
前述したように、光偏向器としては回転単面鏡を用いることもでき、このような光偏向器には「回転多面鏡におけるような偏向反射面の面倒れ」が無く、従って面倒れ補正機能を持たせる必要は無いが、光偏向器として回転多面鏡のように複数の偏向反射面を持つものが用いられる場合には、面倒れを補正する機能が必要となる。
走査結像光学系は「光偏向器による偏向の起点近傍と被走査面位置とを、副走査対応方向において幾何光学的に略共役関係とする機能」を有することができ、このようにすることにより光偏向器における偏向反射面の「面倒れ」を補正することができる。この機能は、前記等速特性や像面湾曲等を良好に補正するとの前提のもとで、走査結像光学系に必要とされる光学特性との兼ね合いにおいて実現され、面倒れを補正できるような共役関係をいう。
【００２２】
光走査装置は「光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源側からの光束の偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置」であって、請求項１〜８の任意の１に記載のレンズ製造方法で製造されたレンズを走査結像光学系に用いることができる。
【００２３】
光走査装置はまた「光源からの光束を、光偏向器である回転多面鏡の偏向反射面に、この回転多面鏡の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて、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るとともに、回転多面鏡により等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源側からの光束の入射方向と上記回転軸とを含む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置」であって、請求項８記載のレンズ製造方法で製造されたレンズを走査結像光学系に用いることができる。勿論、走査結像光学系に等速化機能を持たせて、等速的な光走査を実現できることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、光走査装置の１形態を説明するための図である。
図１（ａ）は「光源から被走査面に至る光学配置を主走査対応方向から見た状態」を示している。半導体レーザである光源１０からの発散性の光束はカップリングレンズ１５により以後の光学系にカップリングされる。カップリング後の光束は、平行光束となることもできるし、弱い発散性もしくは弱い集束性の光束となってもよい。カップリングされた光束は、次いでアパーチュア２０を通過することにより光束周辺部部を遮光により除去され、所謂「ビーム整形」される。
ビーム整形された光束は、副走査対応方向（図１（ａ）の面内で、光源１０からの光束の主光線に直交する方向）にのみ正のパワーを持つシリンダレンズ２５を透過し、同レンズ２５の作用により副走査対応方向に集光しつつ「光源側からの光束」として、回転多面鏡である光偏向器３０の偏向反射面３１に入射し、偏向反射面３１の近傍に主走査対応方向（図面に直交する方向）に長い線像として結像する。
偏向反射面３１により反射された光束は走査結像光学系４１に入射し、走査結像光学系４１の作用により被走査面５０上に光スポットとして集光する。反射光束は、光偏向器３０の等速回転に伴い等角速度的に偏向し、光スポットは被走査面５０（実体的には、この位置に配備される光導電性の感光体の感光面）を光走査する。
【００２５】
図１（ａ）において、光源１０からの光束の主光線と、光偏向器３０の偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘ（回転多面鏡３０自体の回転軸）とは同一平面内にある。
図１（ｂ）は図１（ａ）の、光偏向器３０から被走査面に至る光学配置を、光偏向器３０における偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘの方向から見た図である。
前述のように、光源１０からの光束の主光線と、光偏向器３０の偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘ（回転多面鏡３０自体の回転軸）とは同一平面内にあるが、図１（ｂ）では、この同一平面を平面ＰＬで示す。このように「回転軸３０Ａｘと、光源側からの偏向反射面３１への入射光束の主光線が平面ＰＬ内にある」ため光走査は平面ＰＬに対称的に行われることになる。
【００２６】
走査結像光学系４１は「単一のレンズ」として構成され、光スポットによる光走査を等速化する機能と、偏向反射面３１の位置と被走査面５０の位置とを副走査対応方向において幾何光学的に略共役な関係とする機能とを有し、補正屈折面４１Ｂを有する。
【００２７】
以上を要約すると、図１に示す実施の形態は「光走査装置」の形態としては、光源１０側からの光束を光偏向器３０の偏向反射面３１に、偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面５０上に光スポットとして集光させ、光源１０側からの光束の偏向反射面３１への入射方向と回転軸３０Ａｘとを含む面ＰＬに対して対称的に光走査を行う光走査装置であり、なお且つ、光偏向器３０は「回転多面鏡」であって、偏向反射面３１へは、回転多面鏡３０の回転軸３０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて、偏向反射面３０近傍に主走査対応方向に長い線像として結像させるとともに、回転多面鏡３０により等角速度的に偏向させ、偏向光束を光スポットとして集光させ、光源１０側からの光束の入射方向と回転軸３０Ａｘとを含む面ＰＬに対して対称的且つ等速的に光走査を行う光走査装置である。
【００２８】
そして、走査結像光学系は「偏向反射面の回転軸３０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源１０側からの光束の偏向反射面３１への入射方向と回転軸３０Ａｘとを含む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置」において、光源１０側からの光束を被走査面５０上に光スポットとして集光する走査結像光学系であって、単一のレンズ４１で構成され（請求項１，２）、走査線の曲がりを補正する補正屈折面４１Ｂを有し、この補正屈折面４１Ｂは「最も被走査面５０側に位置するレンズ面」である。そして、走査結像光学系４１は前述のように、等角速度的に偏向する偏向光束による光走査を等速化する機能を有するとともに、光偏向器３０の偏向の起点近傍と被走査面５０の位置とを、副走査対応方向において幾何光学的に略共役関係とする機能を有する。
そして、レンズ４１が、この発明のレンズ製造方法により製造されるのである。
【００２９】
補正屈折面４１Ｂは、補正屈折面４１Ｂへの偏向光束の入射位置における副走査断面内の固有傾き：β４１が「光走査装置固有の走査線曲がりを補正する」ように、走査結像光学系の光軸に関して主走査方向に対称に、かつ、上記入射位置ごとに定められて設計されている。
【００３０】
【実施例】
以下、具体的な実施例を挙げる。
光源１０としては、発光波長７８０ｎｍの半導体レーザを用いた。光源から被走査面に至る光路上において、光源から数えて第ｉ番目の面（各レンズのレンズ面の他、半導体レーザユニットのカバーガラスおよび偏向反射面を含む）の、主・副走査対応方向の曲率半径（非円弧形状にあっては近軸曲率半径）をそれぞれ、Ｒmi，Ｒsi、第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との面間隔をＤi、屈折面を有する光学部材の材質の屈折率をＮで表す。
【００３１】
i Ｒmi Ｒsi Ｄi Ｚ Ｎ 光学部材
０ 4.45 -3.40 1.511 半導体レーザ
１ ∞ ∞ 0.30 カバーガラス
２ ∞ ∞ 2.00
３ ∞ ∞ 2.50 1.675 カップリングレンズ
４ -5.3856 -5.3856 14.00
５ ∞ 45.995 3.0 1.519 シリンダレンズ
６ ∞ ∞
７ ∞ ∞ 38.21 偏向反射面
８ 199.5 -40.03 18.00 1.519 走査結像光学系
９ -212 -15.85 17.00 。
【００３２】
光源側からの光束の主光線は、図１（ａ）に示すように、光偏向器３０の回転軸３０Ａｘに直交する平面ＳＦに対して「３度の角」をなすように入射する。従って、上記入射主光線と回転軸３０Ａｘとの成す角は８７度である。
【００３３】
カップリングレンズの作用は「コリメート作用」であり、カップリングされた光束は「平行光束」となる。また、上記Ｚは、図１（ａ）で、偏向反射面３１による偏向光束の偏向角が０のとき、即ち、偏向光束の主光線が図１（ｂ）の面ＰＬ内に成る状態において、回転軸３０Ａｘに直交する面ＳＦから下方への「光源発光部」のシフト量（ｍｍ）を表す。
走査結像光学系４１の入射側面４１Ａは以下のように特定される。
即ち、入射側面の「対称軸を含み主走査対応方向に平行な平面内の形状」は、上記対称軸方向にＸ軸、主走査対応方向にＹ軸を取るとき、非球面に関連して広く知られた式、即ち、Ｒm を近軸曲率半径、Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．を定数として、
Ｘ(Ｙ)＝Ｙ2／［Ｒm＋Ｒm√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒm)2}］＋Ａ・Ｙ4＋Ｂ・Ｙ6＋Ｃ・Ｙ8＋Ｄ・Ｙ10＋．．．
で表され、近軸曲率半径：Ｒm及び定数：Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．.により特定される「非円弧形状」である。
【００３４】
入射側面４１Ａに就き、上記Ｒm，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の通りである。
Ｒm＝−１９９．５，Ｋ＝−３５．１３８，Ａ＝−１．９８Ｅ−７，
Ｂ＝２．１７Ｅ−７，Ｃ＝ １．９Ｅ−１５，Ｄ＝−１．８８Ｅ−１９ 。
【００３５】
走査結像光学系４１の入射側面４１Ａの「副走査断面」内の曲率:Ｃs は、主走査対応方向の座標：Ｙに応じて、
Ｃs（Ｙ）＝｛１／Ｒs（０）｝＋Σａj・Ｙ＊＊２ｊ
で表される式に応じて変化している。ｊは自然数：１，２，３，．．．である。「Ｙ＊＊２ｊ」は「Ｙの２ｊ乗」を表す。
【００３６】
入射側面４１Ａに就いて、上記Ｒs(０)，ａjは以下のとおりである。
【００３７】
Ｒs（０）＝−４０．０３，ａ1＝７．３１Ｅ−６，ａ2＝−１．１５Ｅ−８，
ａ3＝ １．３Ｅ−１１，ａ4＝−８．２８Ｅ−１５，ａ5＝ ２．９Ｅ−１８，ａ6＝−５．０７Ｅ−２２，ａ7＝ ３．３６Ｅ−２６
以上のようにして、入射側面４１Ａの形状が特定される。
【００３８】
走査結像光学系４１の射出側面４１Ｂの形状は以下のように特定する。射出側面４１Ｂは前述の通り「補正屈折面」であり、副走査断面内の固有傾き：β４１が「光走査装置固有の走査線曲がりを補正する」ように、走査結像光学系の光軸に関して主走査方向に対称に、かつ、入射位置に応じて定められている。換言すれば、固有傾き：β４１は、主走査対応方向の座標：Ｙの関数：β４１(Ｙ)である（請求項５）。
【００３９】
射出側面４１Ｂの形状を特定するのに、先ず、固有傾き：β41(Ｙ)≡０の場合を「設計基準」として考え、この設計基準において、射出側面４１Ｂの対称軸を含み主走査対応方向に平行な面内の形状と副走査断面内の形状とを、入射側面４１Ａの場合と同様、上記式：Ｘ(Ｙ)，曲率：Ｃｓ(Ｙ)を用いて与え、しかるのち上記固有傾き：β41を与えて形状を特定する。
【００４０】
射出側面４１Ｂに就き、設計基準における上記Ｒm，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の通りである。
Ｒm＝−２１２，Ｋ＝ ２．１０６，Ａ＝−３．７１Ｅ−７，
Ｂ＝１．７１Ｅ−１１，Ｃ＝−５．９３Ｅ−１５，Ｄ＝１．４９Ｅ−１８ 。
【００４１】
射出側面４１Ｂに就いて、設計基準における上記Ｒs(０)，ａjは以下のとおりである。
Ｒs（０）＝−１５．８５，ａ1＝３．１９Ｅ−６，ａ2＝−９．１３Ｅ−１０，ａ3＝−５．３７Ｅ−１２，ａ4＝６．４９Ｅ−１５，ａ5＝−３．４２Ｅ−１８，ａ6＝８．４９Ｅ−２２，ａ7＝−８．０７Ｅ−２６
以上のようにして、入射側面４１Ａの「設計基準」の形状が特定される。
【００４２】
「固有傾き」の特定を行う前に若干説明を補足する。
上記のデータにおいて「Ｅとそれにつづく数値」は「１０のべき乗」を表す。
例えば「Ｅ−９」は「１０~9」を意味し、この数値が直前の数値にかかるのである。
図１に示す光学配置を前記データに従って実現すると、走査結像光学系４１が設計基準の状態（固有傾き：β41(Ｙ)≡０の状態）であるときは「走査線の曲がり」が発生する。このように発生する走査線曲がりは、光学配置によるものであり、光学設計の結果として生じるものである。従って、この状態において存在する「走査線曲がり」が「光走査装置固有の走査線曲がり」であり、これを図２に曲線２−２で示す。
【００４３】
固有傾き：β41(Ｙ)は、座標：Ｙの関数として「関数形を解析表現として与える」こともできるが、ここでは、いくつかの代表的なＹ座標値に対するとびとびの値を一覧として与える。
【００４４】
Ｙ座標全域にわたる固有傾き：β41(Ｙ)は上記の「とびとびの値」を滑らかに補完することにより得ることができる。
【００４６】
上記の如く固有傾き：β41(Ｙ)を与えると、射出側面４１Ｂ、即ち「補正屈折面」の副走査断面内の曲率中心を主走査方向に連ねた「曲率中心線（設計基準状態では前記対称軸を含み主走査対応方向に平行な面内にある）」は、１平面内に無く、３次元的な曲線になる（請求項６）。
【００４７】
上記固有傾きを入れた補正屈折面を入れることにより、走査線曲がりは、図２の曲線２−１のように補正され、走査線の曲がりは実質的に完全に補正され、極めて直線性の良い光走査を実現することができる。図２の「表」は、上記走査線曲がりの数値である。
【００４８】
なお、実施例のような走査結像レンズは、３次元面形状形成装置により各レンズ面に対応する型を作製し、この型を用いたプラスチック成形により容易且つ大量に、従って安価に作製可能である。
【００４９】
【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レンズ製造方法および光走査装置を実現できる。
この発明のレンズ製造方法で製造されたレンズを用いる走査結像光学系は、偏向光束の偏向掃引する面が非平面であることに起因する「光走査装置固有の走査線曲がり」を、補正屈折面により良好に補正でき、主走査を直線化して極めて良好な光走査を実現することができる。
請求項２記載の発明では、走査結像レンズが単玉のレンズであるので、製造コストが安価で、光走査装置のコンパクト化を容易に実現できる。さらに、請求項３記載の発明では走査結像光学系は設計が容易であり、請求項７記載の発明では光走査の等速性を容易に実現でき、請求項８記載の発明の走査結像系は、これを用いることにより回転多面鏡の偏向反射面の面倒れを有効に補正できる。
【００５０】
この発明の光走査装置は上記走査結像光学系を用いるので、光源から光偏向器に至る光学系部分と、光偏向器以後の光学系とを上下に重ねるように配備できるので、床面積を小さくしてコンパクトに構成できる。また、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して対称的に光走査が行われるので、サグは発生するにしても像高：０に対称的に発生するので、走査結像光学系における等速特性や像面湾曲の補正が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】実施例における走査線曲がり補正効果を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 光源
３０ 光偏向器
３１ 偏向反射面
３０Ａｘ 偏向反射面の回転軸
４１ 走査結像光学系
４１Ａ 入射側面
４１Ｂ 射出側面（補正屈折面）
５０ 被走査面
Claims (8)
- 光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、上記光源側からの光束の偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置において、１以上のレンズを有して構成され、上記レンズにおける１以上の面として、走査線の曲がりを補正する補正屈折面を有して、上記光源側からの光束を被走査面上に光スポットとして集光する走査結像光学系の、上記補正屈折面を有するレンズを製造する方法であって、
上記補正屈折面を１以上の補正屈折面への偏向光束の各入射位置における副走査断面内の固有傾きが、光走査装置固有の走査線曲がりを補正するように、上記走査結像光学系の光軸に関して主走査方向に対称に、かつ、上記入射位置ごとに定めて設計し、
このように設計された補正屈折面形状を含むレンズ面に対応する型を、３次元面形状形成装置により作製し、この型を用いたプラスチック成形により製造することを特徴とするレンズ製造方法。 - 請求項１記載のレンズ製造方法において、
回転多面鏡と被走査面との間の光路上に配備される走査結像光学系を構成する単一のレンズを製造する方法であることを特徴とするレンズ製造方法。 - 請求項１または２記載のレンズ製造方法において、
最も被走査面側に位置するレンズ面が補正屈折面であるレンズを製造する方法であることを特徴とするレンズ製造方法。 - 請求項３記載のレンズ製造方法において、
走査結像光学系を構成する単一のレンズの、偏向光束が射出する側の面が補正屈折面であり、上記補正屈折面の固有傾きを０とした設計基準において上記補正屈折面の形状を設計し、かつ、上記補正屈折面の固有傾きを、偏向光束の入射位置ごとに定めて設計されたレンズを製造することを特徴とするレンズ製造方法。 - 請求項４記載のレンズ製造方法において、
補正屈折面の固有傾きが、主走査対応方向の位置：Ｙの関数として設定されたレンズを製造することを特徴とするレンズ製造方法。 - 請求項３または４または５記載のレンズ製造方法において、
補正屈折面の副走査断面内の曲率中心を主走査方向に連ねた曲率中心線が、１平面内に無い３次元的な曲線であるレンズを製造することを特徴とするレンズ製造方法。 - 請求項１〜６の任意の１に記載のレンズ製造方法において、
等角速度的に偏向する偏向光束による光走査を等速化する機能を有する走査結像光学系のレンズを製造することを特徴とするレンズ製造方法。 - 請求項１〜７の任意の１に記載のレンズ製造方法において、
回転多面鏡による偏向の起点近傍と被走査面位置とを、副走査対応方向において幾何光学的に略共役関係とする機能を有する走査結像光学系のレンズを製造することを特徴とするレンズ製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16900197A JP4057099B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | レンズ製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16900197A JP4057099B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | レンズ製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005341898A Division JP2006154823A (ja) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | 走査結像光学系および光走査装置および画像形成装置、走査結像光学系の製造方法および光走査装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114932A JPH1114932A (ja) | 1999-01-22 |
| JP4057099B2 true JP4057099B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=15878518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16900197A Expired - Fee Related JP4057099B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | レンズ製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4057099B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10012830B2 (en) | 2014-05-27 | 2018-07-03 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3453737B2 (ja) | 2001-01-18 | 2003-10-06 | 株式会社リコー | 走査結像光学系・光走査装置および画像形成装置 |
| US7277212B2 (en) | 2003-09-19 | 2007-10-02 | Ricoh Company, Limited | Optical scanning unit and image forming apparatus |
| JP5168753B2 (ja) * | 2003-11-06 | 2013-03-27 | 株式会社リコー | 光走査装置および画像形成装置、並びにレンズ |
| JP4663355B2 (ja) | 2005-03-11 | 2011-04-06 | 株式会社リコー | 光走査装置および画像形成装置 |
| JP2007010797A (ja) | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置および画像形成装置 |
| JP4975983B2 (ja) | 2005-06-29 | 2012-07-11 | 株式会社リコー | 光走査装置、マルチビーム光走査装置及び画像形成装置 |
| JP4739996B2 (ja) | 2006-03-14 | 2011-08-03 | 株式会社リコー | 光走査装置および画像形成装置 |
| JP5037837B2 (ja) | 2006-03-15 | 2012-10-03 | 株式会社リコー | 光走査装置および画像形成装置 |
| JP5037885B2 (ja) | 2006-09-19 | 2012-10-03 | 株式会社リコー | 光走査装置及び画像形成装置 |
| US8233209B2 (en) | 2007-01-31 | 2012-07-31 | Ricoh Company, Limited | Optical scanning device and image forming apparatus |
| US8610985B2 (en) | 2007-12-13 | 2013-12-17 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
| JP2009222811A (ja) | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
| JP5317901B2 (ja) * | 2009-09-14 | 2013-10-16 | キヤノン株式会社 | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP5896215B2 (ja) | 2012-01-24 | 2016-03-30 | 株式会社リコー | 光走査装置及び画像形成装置 |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP16900197A patent/JP4057099B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10012830B2 (en) | 2014-05-27 | 2018-07-03 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1114932A (ja) | 1999-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4057099B2 (ja) | レンズ製造方法 | |
| JPH10142543A (ja) | 光走査装置 | |
| JPH06123844A (ja) | 光走査装置 | |
| JPH06118325A (ja) | 光走査装置 | |
| JPH07146449A (ja) | 等速光走査用結像ミラーおよび光走査装置 | |
| US6239894B1 (en) | Scanning optical system and image forming apparatus using the same | |
| JPH09265041A (ja) | 走査結像レンズおよび光走査装置 | |
| JPH1138348A (ja) | 走査結像光学系および光走査装置 | |
| KR100335624B1 (ko) | 레이저빔주사장치 | |
| JP2550153B2 (ja) | 光走査装置 | |
| JP2000081584A (ja) | 走査光学装置 | |
| JP4219429B2 (ja) | マルチビーム走査結像光学系における結像ミラーの製造方法 | |
| 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 | |
| JP2982041B2 (ja) | 非球面反射鏡及び光ビーム走査光学系 | |
| JP3214944B2 (ja) | 光走査装置 | |
| JP2006154823A (ja) | 走査結像光学系および光走査装置および画像形成装置、走査結像光学系の製造方法および光走査装置の製造方法 | |
| JP2738857B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JP3680871B2 (ja) | 自己増幅偏向走査光学系 | |
| JP3364525B2 (ja) | 走査結像レンズおよび光走査装置 | |
| JP3558837B2 (ja) | 走査結像光学系および光走査装置 | |
| JPH11109266A (ja) | マルチビーム走査装置 | |
| JPH11125777A (ja) | 光走査装置 | |
| JP3069281B2 (ja) | 光走査光学系 | |
| JPH116954A (ja) | 線像結像レンズおよび光走査装置 | |
| JP3441008B2 (ja) | 走査結像レンズおよび光走査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050607 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050808 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050927 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051128 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20051201 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20051222 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071114 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071213 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131221 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |