JPH01116515A - ポストオブジエクテイブ型光偏向器 - Google Patents
ポストオブジエクテイブ型光偏向器Info
- Publication number
- JPH01116515A JPH01116515A JP62274437A JP27443787A JPH01116515A JP H01116515 A JPH01116515 A JP H01116515A JP 62274437 A JP62274437 A JP 62274437A JP 27443787 A JP27443787 A JP 27443787A JP H01116515 A JPH01116515 A JP H01116515A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical deflector
- scanning
- order
- polygon
- reflecting surface
- 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.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/09—Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ポリゴンミラーを用いたポストオブジェクテ
ィブ型光偏向器に関するものである。
ィブ型光偏向器に関するものである。
従来の技術
レーザープリンタ等に用いられる光走査装置には、ビー
ムが収束レンズにより収束光束とされた後に光偏向器に
入射されるポストオブジェクティブ型の光走査装置と、
偏向器により偏向された後に収束レンズを通るプレオブ
ジェクト型の光走査装置とが知られている。
ムが収束レンズにより収束光束とされた後に光偏向器に
入射されるポストオブジェクティブ型の光走査装置と、
偏向器により偏向された後に収束レンズを通るプレオブ
ジェクト型の光走査装置とが知られている。
これらのうち、プレオブジェクト型の光走査装置は収束
レンズにより像面湾曲やｆθ特性を補正し易く、収束位
置を平面とすることも容易であるために現在多く用いら
れている。しかしながら、収束レンズは偏向角をカバー
した広角レンズとして構成しなければならないため、そ
の構成が複雑となり、高価になる傾向がある。このよう
なことから簡単な構造の収束レンズを用いる必要がある
場合には、ポストオブジェクティブ型が選択される。
レンズにより像面湾曲やｆθ特性を補正し易く、収束位
置を平面とすることも容易であるために現在多く用いら
れている。しかしながら、収束レンズは偏向角をカバー
した広角レンズとして構成しなければならないため、そ
の構成が複雑となり、高価になる傾向がある。このよう
なことから簡単な構造の収束レンズを用いる必要がある
場合には、ポストオブジェクティブ型が選択される。
発明が解決しようとする問題点
ポストオブジェクティブ型の光走査装置は、収束レンズ
の構成は簡単になるが、収束点が一般に湾曲した面上に
ある。そのため、像面湾曲を補正しなければならない。
の構成は簡単になるが、収束点が一般に湾曲した面上に
ある。そのため、像面湾曲を補正しなければならない。
そこで、特開昭６１−１５６０２０号公報に記載されて
いるように、ポリゴンミラーの反射面を球面又は円筒面
とすることにより像面湾曲を小さくすることが行われて
いる。これにより、像面湾曲の補正は実用上問題のない
ところまで行われているが、走査非直線性の補正まで行
うことはできず、電気的手段によりその走査非直線性の
補正を行っているものである。例えば、レーザープリン
タ等では信号のクロックを連続的又は段階的に変化させ
る等の手段により補正を行なっている。
いるように、ポリゴンミラーの反射面を球面又は円筒面
とすることにより像面湾曲を小さくすることが行われて
いる。これにより、像面湾曲の補正は実用上問題のない
ところまで行われているが、走査非直線性の補正まで行
うことはできず、電気的手段によりその走査非直線性の
補正を行っているものである。例えば、レーザープリン
タ等では信号のクロックを連続的又は段階的に変化させ
る等の手段により補正を行なっている。
問題点を解決するための手段
凸状の高次曲面筒状の反射面を有するポリゴン光偏向器
であり、このポリゴン光偏向器の前記反射面の曲面形状
が前記ポリゴン光偏向器の回転中心軸に垂直な直線に対
して線対称となる偶数次の高次曲線 ｆ（ｘ）・ａｎｘｎ＋ａｎ−８ｘｎ−′＋・・・・・・
・・・＋ａ、ｘ、（但し、ｎ≧４で２の倍数）で表わせ
る形状とした。
であり、このポリゴン光偏向器の前記反射面の曲面形状
が前記ポリゴン光偏向器の回転中心軸に垂直な直線に対
して線対称となる偶数次の高次曲線 ｆ（ｘ）・ａｎｘｎ＋ａｎ−８ｘｎ−′＋・・・・・・
・・・＋ａ、ｘ、（但し、ｎ≧４で２の倍数）で表わせ
る形状とした。
作用
ポリゴン光偏向器の反射面は、高次曲線による曲面であ
るため、従来の半径Ｒの反射面に対してその面形成のた
めの自由度が増え、これにより、設計の自由度が広がり
、像面湾曲と走査非直線性とを補正することができるも
のである。
るため、従来の半径Ｒの反射面に対してその面形成のた
めの自由度が増え、これにより、設計の自由度が広がり
、像面湾曲と走査非直線性とを補正することができるも
のである。
実施例
本発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づいて説明す
る。まず、ポリゴン光偏向器１は第１図に示すように偶
数次の高次曲面からなる反射面２を備え、この反射面２
が０を中心として回転するように設けられている。また
、第３図に示すように軸光線と微分光線とはＳ。に収束
するように入射し、反射面２上で反射して８点に結像す
る。ポリゴン光偏向器１の回転中心ＯよりΩの位置に収
束する２本の光線を考え、これらが高次曲面による反射
面２で反射された後に収束する点Ｓにより像面を定義す
る。第４図のパラメータを説明すると、偶数次高次曲面
の係数をａ ｎＳ ａ ｎｉｇ、・・・ａ。
る。まず、ポリゴン光偏向器１は第１図に示すように偶
数次の高次曲面からなる反射面２を備え、この反射面２
が０を中心として回転するように設けられている。また
、第３図に示すように軸光線と微分光線とはＳ。に収束
するように入射し、反射面２上で反射して８点に結像す
る。ポリゴン光偏向器１の回転中心ＯよりΩの位置に収
束する２本の光線を考え、これらが高次曲面による反射
面２で反射された後に収束する点Ｓにより像面を定義す
る。第４図のパラメータを説明すると、偶数次高次曲面
の係数をａ ｎＳ ａ ｎｉｇ、・・・ａ。
とじ、前記ポリゴン光偏向器１の内接円半径をＲｍ、回
転軸から走査面までの距離をＲ１有効走査長をり０、偶
数次高次曲面の線対称軸がポリゴン光偏向器１の回転面
内において、入射光線の方向余弦のポリゴン回転面への
斜影成分と一致するときのポリゴン光偏向器１の回転角
をθ＝Ｏ１この時の走査点の走査面上の位置をｙ＝Ｑと
し、ｙ＝Ｌ０／２となるθを０６とおく。ポリゴン光偏
向器１の反射面２を６面と仮定すると、回転角は６０ａ
で一走査に対応するので、この範囲で結像スポット位置
が２２０ｍｍ幅とれて直線性誤差が０となるような条件
で高次曲面係数及びポリゴン光偏向器１の回転中心から
スポット位置までの距離Ｒを変数とし、主走査、副走査
双方の像面湾曲、ｆθ特性、走査線湾曲の補正が実用上
問題ないところまで最適化した。以下にその実例を示す
。
転軸から走査面までの距離をＲ１有効走査長をり０、偶
数次高次曲面の線対称軸がポリゴン光偏向器１の回転面
内において、入射光線の方向余弦のポリゴン回転面への
斜影成分と一致するときのポリゴン光偏向器１の回転角
をθ＝Ｏ１この時の走査点の走査面上の位置をｙ＝Ｑと
し、ｙ＝Ｌ０／２となるθを０６とおく。ポリゴン光偏
向器１の反射面２を６面と仮定すると、回転角は６０ａ
で一走査に対応するので、この範囲で結像スポット位置
が２２０ｍｍ幅とれて直線性誤差が０となるような条件
で高次曲面係数及びポリゴン光偏向器１の回転中心から
スポット位置までの距離Ｒを変数とし、主走査、副走査
双方の像面湾曲、ｆθ特性、走査線湾曲の補正が実用上
問題ないところまで最適化した。以下にその実例を示す
。
［実例１］
まず、第５図はポリゴン光偏向器の回転軸の方向から見
た光線図である。そして、第６図（ａ）は主走査側の像
面湾曲と走査位置を表し、第６図（ｂ）はｆθ誤差と走
査位置の関係である。
た光線図である。そして、第６図（ａ）は主走査側の像
面湾曲と走査位置を表し、第６図（ｂ）はｆθ誤差と走
査位置の関係である。
しかして、ポリゴン光偏向器１の内接円半径をＲｍ＝２
３．９２０８ｍｍ、高次曲線の６次係数を−１，５８８
６Ｘ１０−”、４次係数を−１，０７７２Ｘ１０−’、
２次係数を３．５４８Ｘ１０−″とし、原点に回転軸を
有するように配置し、出射点を（０，１００，Ｏ）とす
る６人射光線の仮想収束点をｙ方向に−２９，７９８１
＋ｎｎ＋になるようにし、走査面は（０，２５０，００
２３，Ｏ）を含む平面で、ポリゴン光偏向器１の回転角
θ＝Ｏの時の走査光に垂直とする。この時、Ｚ軸方向（
ポリゴン光偏向器１の回転軸はＺ軸）から見た光線図が
第５図であり、像面湾曲が第６図（ａ）であり、ｆθ誤
差が第６図（ｂ）である。そして、最大像面湾曲誤差は
０．７７７８ｍｍ、最大ｆθ誤差は−２，６８４４ｍｍ
となる。
３．９２０８ｍｍ、高次曲線の６次係数を−１，５８８
６Ｘ１０−”、４次係数を−１，０７７２Ｘ１０−’、
２次係数を３．５４８Ｘ１０−″とし、原点に回転軸を
有するように配置し、出射点を（０，１００，Ｏ）とす
る６人射光線の仮想収束点をｙ方向に−２９，７９８１
＋ｎｎ＋になるようにし、走査面は（０，２５０，００
２３，Ｏ）を含む平面で、ポリゴン光偏向器１の回転角
θ＝Ｏの時の走査光に垂直とする。この時、Ｚ軸方向（
ポリゴン光偏向器１の回転軸はＺ軸）から見た光線図が
第５図であり、像面湾曲が第６図（ａ）であり、ｆθ誤
差が第６図（ｂ）である。そして、最大像面湾曲誤差は
０．７７７８ｍｍ、最大ｆθ誤差は−２，６８４４ｍｍ
となる。
［実例２］
第７図（ａ）（ｂ）は第二の実例を表し、第一の実例が
光路長がおよそ２５０ｍｍであるのに対し、本実例はそ
の光路長がおよそ３００ｍｍのものである。
光路長がおよそ２５０ｍｍであるのに対し、本実例はそ
の光路長がおよそ３００ｍｍのものである。
ポリゴン光偏向器ｌの内接円半径をＲｍ＝２３゜７４８
４閣、高次曲線の６次係数を−１，５８７７Ｘ１０−”
、４次係数を−６，３６５６Ｘ１０−１．２次係数を２
．８６１１Ｘ１０−’とし、原点に回転軸を有するよう
に配置し、出射点を（０，１００，Ｏ）とする６人射光
線の仮想収束点をｙ方向に−４２，６２９７８になるよ
うにし、走査面は（８，２９９，９１４４，０）を含む
平面で、ポリゴン光偏向器１の回転角θ＝０の時の走査
光に垂直とする。この時、Ｚ軸方向（ポリゴン光偏向器
１の回転軸はＺ軸）から見た光線図が第５図であり、像
面湾曲が第７図（ａ）であり、ｆθ誤差が第７図（ｂ）
である。そして、最大像面湾曲誤差は０．３４１７ｍｍ
、最大ｆθ誤差は−１゜８８５０＋＋ｖとなる。
４閣、高次曲線の６次係数を−１，５８７７Ｘ１０−”
、４次係数を−６，３６５６Ｘ１０−１．２次係数を２
．８６１１Ｘ１０−’とし、原点に回転軸を有するよう
に配置し、出射点を（０，１００，Ｏ）とする６人射光
線の仮想収束点をｙ方向に−４２，６２９７８になるよ
うにし、走査面は（８，２９９，９１４４，０）を含む
平面で、ポリゴン光偏向器１の回転角θ＝０の時の走査
光に垂直とする。この時、Ｚ軸方向（ポリゴン光偏向器
１の回転軸はＺ軸）から見た光線図が第５図であり、像
面湾曲が第７図（ａ）であり、ｆθ誤差が第７図（ｂ）
である。そして、最大像面湾曲誤差は０．３４１７ｍｍ
、最大ｆθ誤差は−１゜８８５０＋＋ｖとなる。
発明の効果
本発明は上述のように構成したので、ｆθレンズのいら
ない像面湾曲のみならず、走査直線性誤差をも小さく押
えたポストオブジェクティブ型光偏向器を構成すること
ができ、また、ｆθレンズを使わないので、光学系全体
として安価に構成することができ、とくに、ポリゴン光
偏向器の反射面は、高次曲面であるため、従来の半径Ｒ
の反射面に対してその面形成のための自由度が増え、こ
れにより、設計の自由度が広がり、像面湾曲と走査非直
線性とを補正することができる等の効果を有するもので
ある。
ない像面湾曲のみならず、走査直線性誤差をも小さく押
えたポストオブジェクティブ型光偏向器を構成すること
ができ、また、ｆθレンズを使わないので、光学系全体
として安価に構成することができ、とくに、ポリゴン光
偏向器の反射面は、高次曲面であるため、従来の半径Ｒ
の反射面に対してその面形成のための自由度が増え、こ
れにより、設計の自由度が広がり、像面湾曲と走査非直
線性とを補正することができる等の効果を有するもので
ある。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は放物面
に入射・反射する光線の関係を示す線図、第２図はポリ
ゴン光偏向器の平面図、第３図及び第４図は光線の関係
を示す線図、第５図は実例１の光線図、第６図（ａ）は
走査位置と主走査側像面位置の関係を示すグラフ、第６
図（ｂ）は走査位置とｆθ誤差の関係を示すグラフ、第
７図（ａ）は実例２の走査位置と主走査側像面位置の関
係を示すグラフ、第７図（ｂ）は走査位置とｆθ誤差の
関係を示すグラフである。 １・・・ポリゴン光偏向器、２・・・反射面出 願 人
東京電気株式会社 ／ ＼
に入射・反射する光線の関係を示す線図、第２図はポリ
ゴン光偏向器の平面図、第３図及び第４図は光線の関係
を示す線図、第５図は実例１の光線図、第６図（ａ）は
走査位置と主走査側像面位置の関係を示すグラフ、第６
図（ｂ）は走査位置とｆθ誤差の関係を示すグラフ、第
７図（ａ）は実例２の走査位置と主走査側像面位置の関
係を示すグラフ、第７図（ｂ）は走査位置とｆθ誤差の
関係を示すグラフである。 １・・・ポリゴン光偏向器、２・・・反射面出 願 人
東京電気株式会社 ／ ＼
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 凸状の高次曲面筒状の反射面を有するポリゴン光偏向器
であり、このポリゴン光偏向器の前記反射面の曲面形状
が前記ポリゴン光偏向器の回転中心軸に垂直な直線に対
して線対称となる偶数次の高次曲線 ｆ（ｘ）＝ａ＿ｎｘ＾ｎ＋ａ＿ｎ＿−＿２ｘ＾ｎ＾−＾
２＋………＋ａ＿０ｘ＿０（但し、ｎ≧４で２の倍数）
で表わせる形状としたことを特徴とするポストオブジエ
クテイブ型光偏向器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62274437A JPH01116515A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | ポストオブジエクテイブ型光偏向器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62274437A JPH01116515A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | ポストオブジエクテイブ型光偏向器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01116515A true JPH01116515A (ja) | 1989-05-09 |
Family
ID=17541666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62274437A Pending JPH01116515A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | ポストオブジエクテイブ型光偏向器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01116515A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019124924A (ja) * | 2017-11-21 | 2019-07-25 | ジック アーゲー | ポリゴンスキャナ及び監視領域内の物体の検出方法 |
-
1987
- 1987-10-29 JP JP62274437A patent/JPH01116515A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019124924A (ja) * | 2017-11-21 | 2019-07-25 | ジック アーゲー | ポリゴンスキャナ及び監視領域内の物体の検出方法 |
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