JPH02304516A - 走査光学装置における像面湾曲補正装置 - Google Patents
走査光学装置における像面湾曲補正装置Info
- Publication number
- JPH02304516A JPH02304516A JP12686389A JP12686389A JPH02304516A JP H02304516 A JPH02304516 A JP H02304516A JP 12686389 A JP12686389 A JP 12686389A JP 12686389 A JP12686389 A JP 12686389A JP H02304516 A JPH02304516 A JP H02304516A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- cylindrical lens
- field curvature
- scanning
- scanning direction
- 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 70
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 121
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 31
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (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、デジタル複写機、レーザープリンタ、レーザ
ープロッタ、レーザーファクシミリ、レーザー製版機等
に適用される走査光学装置における像面湾曲補正装置に
関する。
ープロッタ、レーザーファクシミリ、レーザー製版機等
に適用される走査光学装置における像面湾曲補正装置に
関する。
光源装置からの略平行な光束を主走査対応方向に長い線
像として結像させ、上記線像の結像位置の近傍に偏向反
射面を有する回転多面鏡により偏向させ、偏向反射面に
よる偏向光束を結像光学系により被走査面上に光スポッ
トとして結像させて被走査面を光走査する方式の走査光
学装置は、従来から光プリンタやレーザーファクシミリ
、デジタル複写機、レーザー製版機等に関連して良く知
られている。
像として結像させ、上記線像の結像位置の近傍に偏向反
射面を有する回転多面鏡により偏向させ、偏向反射面に
よる偏向光束を結像光学系により被走査面上に光スポッ
トとして結像させて被走査面を光走査する方式の走査光
学装置は、従来から光プリンタやレーザーファクシミリ
、デジタル複写機、レーザー製版機等に関連して良く知
られている。
回転多面鏡を用いる走査光学装置には周知の如く「面倒
れ」の問題があり、この面倒れの補正のために上記装置
では、光源装置からの略平行な光束を回転多面鏡の偏向
反射面の近傍に主走査対応方向に長い線像に結像させる
とともに、結像光学系により偏向反射面による偏向の起
点と被走査面とを副走査方向に関して幾何光学的に略協
約な関係としている。このため結像光学系は、主走査方
向のパワーに比して副走査方向のパワーが強いアナモフ
ィックな光学系となり、副走査方向に関して強い像面湾
曲が発生しやすい。
れ」の問題があり、この面倒れの補正のために上記装置
では、光源装置からの略平行な光束を回転多面鏡の偏向
反射面の近傍に主走査対応方向に長い線像に結像させる
とともに、結像光学系により偏向反射面による偏向の起
点と被走査面とを副走査方向に関して幾何光学的に略協
約な関係としている。このため結像光学系は、主走査方
向のパワーに比して副走査方向のパワーが強いアナモフ
ィックな光学系となり、副走査方向に関して強い像面湾
曲が発生しやすい。
このような副走査方向の像面湾曲は、被走査面を走査す
る光スポットの副走査方向の径が結像位置と共に変動す
る原因となり、主走査領域において光スポットの副走査
方向の径が不均一となって高密度光走査の実現上の大き
な障害となる。
る光スポットの副走査方向の径が結像位置と共に変動す
る原因となり、主走査領域において光スポットの副走査
方向の径が不均一となって高密度光走査の実現上の大き
な障害となる。
上記の如き副走査方向の像面湾曲を、結像光学系の性能
により補正しようとする試みは従来から種々なされてい
るが、副走査方向の像面湾曲を良好に補正すると主走査
方向の像面湾曲が著しくなって、主走査方向の光スポツ
ト径に関して上記と同様の問題が発生したり、あるいは
所謂fθ特性が低下するなどの問題が生じたりする。
により補正しようとする試みは従来から種々なされてい
るが、副走査方向の像面湾曲を良好に補正すると主走査
方向の像面湾曲が著しくなって、主走査方向の光スポツ
ト径に関して上記と同様の問題が発生したり、あるいは
所謂fθ特性が低下するなどの問題が生じたりする。
そこで近来、光源装置と回転多面鏡との間に、像面湾曲
補正用のシリンドリカルレンズを配備し、このシリンド
リカルレンズを光軸方向へ変位させることにより像面湾
曲を補正することが意図されている。この方法では結像
光学系の持つ像面湾曲形状に対応させてシリンドリカル
レンズを変位させることにより、像面湾曲を略完全に除
去することができる。
補正用のシリンドリカルレンズを配備し、このシリンド
リカルレンズを光軸方向へ変位させることにより像面湾
曲を補正することが意図されている。この方法では結像
光学系の持つ像面湾曲形状に対応させてシリンドリカル
レンズを変位させることにより、像面湾曲を略完全に除
去することができる。
しかし、像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズを像面
湾曲形状に応じて変位させるのは必ずしも容易ではなく
、その実現には複雑な制御機構を必要とする。
湾曲形状に応じて変位させるのは必ずしも容易ではなく
、その実現には複雑な制御機構を必要とする。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
走査光学装置における副走査方向または主走査方向の像
面湾曲を夫々独立に且つ容易に軽減することができる新
規で且つ構造の簡単な像面湾曲補正装置を提供すること
を目的とする。
走査光学装置における副走査方向または主走査方向の像
面湾曲を夫々独立に且つ容易に軽減することができる新
規で且つ構造の簡単な像面湾曲補正装置を提供すること
を目的とする。
以下、本発明を説明する。
本発明は、光プリンターやレーザーファクシミリ、デジ
タル複写機、レーザー製版機等に用いられる走査光学装
置に対して適用することができる。
タル複写機、レーザー製版機等に用いられる走査光学装
置に対して適用することができる。
ここで、本発明を適用できる走査光学装置は、「光源装
置からの略平行な光束を主走査対応方向に長い線像とし
て結像させ、上記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を
有する回転多面鏡により上記光束を偏向させ、その偏向
光束を結像光学系により被走査面上に光スポットとして
結像させて上記被走査面を光走査する方式の走査光学装
置」である。従って結像光学系は副走査方向に関して、
偏向反射面位置と被走査面位置とを幾何光学的に略共役
な関係とする。
置からの略平行な光束を主走査対応方向に長い線像とし
て結像させ、上記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を
有する回転多面鏡により上記光束を偏向させ、その偏向
光束を結像光学系により被走査面上に光スポットとして
結像させて上記被走査面を光走査する方式の走査光学装
置」である。従って結像光学系は副走査方向に関して、
偏向反射面位置と被走査面位置とを幾何光学的に略共役
な関係とする。
本発明による像面湾曲補正装置は、上記結像光学系によ
る主走査方向または副走査方向の像面湾曲を補正する装
置である。しかし、主・副走査方向の像面湾曲補正は互
いに独立に行い得るので、主走査方向の像面湾曲補正用
及び副走査方向の像面湾曲補正用の装置として1本発明
の装置を2組用意し、これらを組合せて用いれば主走査
方向と副走査方向の像面湾曲を同時に補正できる。
る主走査方向または副走査方向の像面湾曲を補正する装
置である。しかし、主・副走査方向の像面湾曲補正は互
いに独立に行い得るので、主走査方向の像面湾曲補正用
及び副走査方向の像面湾曲補正用の装置として1本発明
の装置を2組用意し、これらを組合せて用いれば主走査
方向と副走査方向の像面湾曲を同時に補正できる。
さて、本発明の像面湾曲補正装置は、「光源装置と回転
多面鏡との間に配備された補正用のシリンドリカルレン
ズと、このシリンドリカルレンズを偏向光束による光走
査に同期して光軸方向へ単振動させる変位手段」とによ
り構成される。
多面鏡との間に配備された補正用のシリンドリカルレン
ズと、このシリンドリカルレンズを偏向光束による光走
査に同期して光軸方向へ単振動させる変位手段」とによ
り構成される。
ここで上記r変位手段」は、振動源たる積層型圧電アク
チュエータと、その積層型圧電アクチュエータによって
振動される2つの変位部を有し両変位部間の距離が積層
型圧電アクチュエータの振動に応じて変位する第1の変
位拡大機構と、板状の弾性部材からなり上記第1の変位
拡大機構の両変位部に両端部を支持されると共に中央部
で上記シリンドリカルレンズを支持し第1の変位拡大機
構の変位部間距離の変位に応じて弾性変形しシリンドリ
カルレンズをその光軸方向に移動させる第2の変位拡大
機構とを備え、上記第1の変位拡大機構の支点部と上記
第2の変位拡大機構の両端支持点とを結ぶ直線と上記シ
リンドリカルレンズの移動方向とのなす角θが、15°
≦θ≦75°であることを特徴とする。
チュエータと、その積層型圧電アクチュエータによって
振動される2つの変位部を有し両変位部間の距離が積層
型圧電アクチュエータの振動に応じて変位する第1の変
位拡大機構と、板状の弾性部材からなり上記第1の変位
拡大機構の両変位部に両端部を支持されると共に中央部
で上記シリンドリカルレンズを支持し第1の変位拡大機
構の変位部間距離の変位に応じて弾性変形しシリンドリ
カルレンズをその光軸方向に移動させる第2の変位拡大
機構とを備え、上記第1の変位拡大機構の支点部と上記
第2の変位拡大機構の両端支持点とを結ぶ直線と上記シ
リンドリカルレンズの移動方向とのなす角θが、15°
≦θ≦75°であることを特徴とする。
また、上記シリンドリカルレンズの移動を非共振モード
で行うことを特徴とする。
で行うことを特徴とする。
走査光学装置において、偏向光束による光走査は回転多
面鏡の回転に伴い繰り返される。結像光学系による像面
湾曲は主・副方向とも回転多面鏡の回転とともに繰り返
し現われるから、これを時間の関数と見た場合は、周期
的な関数であり、多くの場合、これを正弦関数若しくは
余弦関数で近似できる。本発明ではこの観点に立脚し、
像面湾曲に応じて補正用のシリンドリカルレンズを単振
動させて、像面湾曲の軽減を図るのである。
面鏡の回転に伴い繰り返される。結像光学系による像面
湾曲は主・副方向とも回転多面鏡の回転とともに繰り返
し現われるから、これを時間の関数と見た場合は、周期
的な関数であり、多くの場合、これを正弦関数若しくは
余弦関数で近似できる。本発明ではこの観点に立脚し、
像面湾曲に応じて補正用のシリンドリカルレンズを単振
動させて、像面湾曲の軽減を図るのである。
以下、図面を参照しながら具体的な実施例に即して説明
する。
する。
第5図は、本発明を適用できる走査光学装置を説明に必
要な部分のみ示している。
要な部分のみ示している。
第5図において符号21をもって示す光源装置は、光源
たる半導体レーザーLDとコリメートレンズ系21aと
からなり略平行な光束を放射する。
たる半導体レーザーLDとコリメートレンズ系21aと
からなり略平行な光束を放射する。
この光源21から放射された平行光束は、開口絞り8に
よりビーム径を規制されたのち、シリンドリカルレンズ
22Aにより回転多面鏡23の偏向反射面24の近傍に
主走査対応方向に長い線像として結像する。
よりビーム径を規制されたのち、シリンドリカルレンズ
22Aにより回転多面鏡23の偏向反射面24の近傍に
主走査対応方向に長い線像として結像する。
偏向反射面24により反射された光束は回転多面鏡23
が回転すると偏向光束となって結像光学系に入射する。
が回転すると偏向光束となって結像光学系に入射する。
結像光学系は2枚のレンズ25.26により構成される
所謂fθレンズであり、偏向光束を被走査面27上に光
スポットとして結像させる。そしてこの光スポットが被
走査面27を光走査する。
所謂fθレンズであり、偏向光束を被走査面27上に光
スポットとして結像させる。そしてこの光スポットが被
走査面27を光走査する。
尚、第5図において符号22Bは主走査方向の像面湾曲
を補正するための補正用のシリンドリカルレンズを示す
。このシリンドリカルレンズ22Bは、主走査方向の像
面湾曲の補正が必要な場合にのみ用いられる。
を補正するための補正用のシリンドリカルレンズを示す
。このシリンドリカルレンズ22Bは、主走査方向の像
面湾曲の補正が必要な場合にのみ用いられる。
一部シリントリカルレンズ22^は、面倒れ補正光学系
の一部として、上述の如くに光源装置lからの略平行な
光束を偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像とし
て結像させるが、このシリンドリカルレンズ22Aは同
時に副走査方向の像面湾曲の補正用のシリンドリカルレ
ンズを兼ねている。
の一部として、上述の如くに光源装置lからの略平行な
光束を偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像とし
て結像させるが、このシリンドリカルレンズ22Aは同
時に副走査方向の像面湾曲の補正用のシリンドリカルレ
ンズを兼ねている。
尚、言うまでもないが第5図で上下方向が主走査方向で
あり1図面に直交する方向が副走査方向であり。
あり1図面に直交する方向が副走査方向であり。
また、第5図で符号29は偏向光束を検出するための受
光素子を示し、この受光素子29の出力により光走査の
同期を取っている。
光素子を示し、この受光素子29の出力により光走査の
同期を取っている。
第6図は、第5図の光学系を光路に沿って展開し、シリ
ンドリカルレンズ22A以後の部分を副走査方向が上下
方向となるように示したものである。
ンドリカルレンズ22A以後の部分を副走査方向が上下
方向となるように示したものである。
結像光学系50はレンズ25.26によるレンズ系を略
示したものである。
示したものである。
シリンドリカルレンズ22Aが実線の位置にあるとき、
同レンズ22Aによる線像Pは偏向反射面24の位置に
結像する。結像光学系50は上述したように副走査方向
に関して偏向反射面24による偏向の起点と被走査面2
7の位置とを幾何光学的に略共役な関係としており、こ
の場合は潜像Pの像Qが被走査面27上に結像している
。
同レンズ22Aによる線像Pは偏向反射面24の位置に
結像する。結像光学系50は上述したように副走査方向
に関して偏向反射面24による偏向の起点と被走査面2
7の位置とを幾何光学的に略共役な関係としており、こ
の場合は潜像Pの像Qが被走査面27上に結像している
。
しかるにシリンドリカルレンズ22AがΔXだけずれて
破線で示す位置にくるとaap’の結像位置もΔXだけ
ずれ、結像光学系50による副走査方向の結像位置Q′
はΔX″だけ変位し、これら変位ΔX、ΔX′の間には
、結像光学系50の副走査方向に関する横倍率をβとし
て、周知の如くΔx’ =β2・ΔX
・・・(1)の関係が成り立つ。
破線で示す位置にくるとaap’の結像位置もΔXだけ
ずれ、結像光学系50による副走査方向の結像位置Q′
はΔX″だけ変位し、これら変位ΔX、ΔX′の間には
、結像光学系50の副走査方向に関する横倍率をβとし
て、周知の如くΔx’ =β2・ΔX
・・・(1)の関係が成り立つ。
第7図は、第6図と同様のことを主走査方向が上下方向
になるように示した図である。
になるように示した図である。
主走査方向の像面湾曲の補正用のシリンドリカルレンズ
22Bを用いる場合、シリンドリカルレンズ22Bが実
線の位置にあるときに光源装置からの光束が結像光学系
50により主走査方向において被走査面27上に結像す
るものとする。シリンドリカルレンズ22Bが光軸方向
へΔYだけ変位して、破線で示す位置を占めるようにな
ると、結像光学系50による主走査方向の結像位置は被
走査面27の位置からΔY′だけずれる。このときのΔ
Y、ΔY′の関係は周知の如く、結像光学系50の像側
焦点距離をF、シリンドリカルレンズ22Bの後側焦点
距離をf、シリンドリカルレンズ22Aの後側主点と結
像光学系50の前側主点の間隔をdとして、ΔY’ =
CF”/(F+f−d)2]・ΔY ・・・(2)で
与えられる。
22Bを用いる場合、シリンドリカルレンズ22Bが実
線の位置にあるときに光源装置からの光束が結像光学系
50により主走査方向において被走査面27上に結像す
るものとする。シリンドリカルレンズ22Bが光軸方向
へΔYだけ変位して、破線で示す位置を占めるようにな
ると、結像光学系50による主走査方向の結像位置は被
走査面27の位置からΔY′だけずれる。このときのΔ
Y、ΔY′の関係は周知の如く、結像光学系50の像側
焦点距離をF、シリンドリカルレンズ22Bの後側焦点
距離をf、シリンドリカルレンズ22Aの後側主点と結
像光学系50の前側主点の間隔をdとして、ΔY’ =
CF”/(F+f−d)2]・ΔY ・・・(2)で
与えられる。
但し、(1)、 (2)式の導出に当って、ΔX、ΔY
は微小量としている。
は微小量としている。
さて、結像光学系50による像面湾曲が第8図の(1)
に示す如きものである場合を考えてみる。
に示す如きものである場合を考えてみる。
この図で実線は副走査方向の像面湾曲、破線は主走査方
向の像面湾曲である。図の縦軸は偏向光束の偏向角であ
る。
向の像面湾曲である。図の縦軸は偏向光束の偏向角であ
る。
そこで、これら主・副走査方向の像面湾曲を偏向角θの
関数として、WM(θ)、Ws(θ)とすると、偏向角
0に応じてシリンドリカルレンズ22Aを、その変位量
ΔX(θ)が、−Ws(θ)/β2に等しくなるように
変位させれば副走査方向の像面湾曲を除去できるし、偏
向角θに応じてシリンドリカルレンズ22Bを、その変
位量ΔYが、−WN(θ)(F+f−d)2/F”とな
るように変位させることにより主走査方向の像面湾曲を
除去できる。
関数として、WM(θ)、Ws(θ)とすると、偏向角
0に応じてシリンドリカルレンズ22Aを、その変位量
ΔX(θ)が、−Ws(θ)/β2に等しくなるように
変位させれば副走査方向の像面湾曲を除去できるし、偏
向角θに応じてシリンドリカルレンズ22Bを、その変
位量ΔYが、−WN(θ)(F+f−d)2/F”とな
るように変位させることにより主走査方向の像面湾曲を
除去できる。
第8図(n)は、このようなシリンドリカルレンズ22
Aの変位量を示し、同@(m)はシリンドリカルレンズ
22Bの変位量を示している。
Aの変位量を示し、同@(m)はシリンドリカルレンズ
22Bの変位量を示している。
しかし前述の如くシリンドリカルレンズ22A。
22Bを上記のように変位させるのは必ずしも容易では
ない。
ない。
ここで第9図を参照すると、この図は第8図(■)に示
す、シリンドリカルレンズ22Aの変位を示したもので
ある。偏向光束による光走査は回転多面鏡の回転により
繰り返されるので、このような副走査方向の像面湾曲を
除去するためのシリンドリカルレンズ22Aの変位も、
光走査に同期して繰り返される。そして、かかる繰り返
しは第9回に破線で示す単一の正弦関数若しくは余弦関
数で近似することができる。
す、シリンドリカルレンズ22Aの変位を示したもので
ある。偏向光束による光走査は回転多面鏡の回転により
繰り返されるので、このような副走査方向の像面湾曲を
除去するためのシリンドリカルレンズ22Aの変位も、
光走査に同期して繰り返される。そして、かかる繰り返
しは第9回に破線で示す単一の正弦関数若しくは余弦関
数で近似することができる。
第9図で符号T工で示す時間は、有効主走査領域に対応
する時間である。また、回転多面鏡の偏向反射面の数が
N面であるとすると、第9図の時間T0は回転多面鏡が
2π/Nだけ回転するのに要する時間である6余弦関数
6−1は、その周期Tが上記T、と、mを整数としてT
、=mTなる関係を満足すれば回転多面鏡の回転と同期
させることができ、このような条件を満足するものの内
から上記’−W s (θ)/β2の繰り返しを最も良
く近似できるように余弦関数6−1を設定するのである
。
する時間である。また、回転多面鏡の偏向反射面の数が
N面であるとすると、第9図の時間T0は回転多面鏡が
2π/Nだけ回転するのに要する時間である6余弦関数
6−1は、その周期Tが上記T、と、mを整数としてT
、=mTなる関係を満足すれば回転多面鏡の回転と同期
させることができ、このような条件を満足するものの内
から上記’−W s (θ)/β2の繰り返しを最も良
く近似できるように余弦関数6−1を設定するのである
。
同様にして、適当な単振動をシリンドリカルレンズ22
Bに与えることにより、主走査方向の像面湾曲を有効に
軽減することができる。
Bに与えることにより、主走査方向の像面湾曲を有効に
軽減することができる。
第8図(IV)は、このようにしてシリンドリカルレン
ズ22A、 22Bの単振動により像面湾曲の補正を行
ったのちの残留像面湾曲を示している。破線は主走査方
向のもの実線は副走査方向のものである。
ズ22A、 22Bの単振動により像面湾曲の補正を行
ったのちの残留像面湾曲を示している。破線は主走査方
向のもの実線は副走査方向のものである。
像面湾曲の完全な除去は出来ないけれども残留像面湾曲
は小さく、従って光スポットの系の変動も有効に軽減さ
れ、高密度の光走査が可能となる。
は小さく、従って光スポットの系の変動も有効に軽減さ
れ、高密度の光走査が可能となる。
以上が、本発明の基本となる像面湾曲の補正の原理の説
明である。本発明は、このような像面湾曲の補正を行わ
せるための装置を提供するのである。
明である。本発明は、このような像面湾曲の補正を行わ
せるための装置を提供するのである。
さて、所定の振幅1周期で像面湾曲補正用のシリントリ
カルレンズを単振動(若しくは調和振動)させて像面湾
曲を補正する像面湾曲補正装置としては1例えば、第1
0図や第11図に示す構成のものが本発明者によって提
案されている。
カルレンズを単振動(若しくは調和振動)させて像面湾
曲を補正する像面湾曲補正装置としては1例えば、第1
0図や第11図に示す構成のものが本発明者によって提
案されている。
第10図に示す像面湾曲補正装置では、振動源として積
層型圧電アクチュエータ31を用い、この積層型圧電ア
クチュエータ31の変位を梁状の支持部材32により拡
大し、さらにU字形状に形成された板ばね33により変
位の拡大と方向変換を行い、シリンドリカルレンズCL
をその光軸方向に変位させるものであり、シリンドリカ
ルレンズCLの変位は共振モードで行われる。
層型圧電アクチュエータ31を用い、この積層型圧電ア
クチュエータ31の変位を梁状の支持部材32により拡
大し、さらにU字形状に形成された板ばね33により変
位の拡大と方向変換を行い、シリンドリカルレンズCL
をその光軸方向に変位させるものであり、シリンドリカ
ルレンズCLの変位は共振モードで行われる。
また、第11図に示す像面湾曲補正装置は、第10図に
示す装置の変形例を示しており、第10図の支持部材3
2と板ばね33とを同じ厚みのばね材で一体形成した構
造の支持部材40を用いた例である。
示す装置の変形例を示しており、第10図の支持部材3
2と板ばね33とを同じ厚みのばね材で一体形成した構
造の支持部材40を用いた例である。
ところで、像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズの移
動によって像面湾曲を補正する場合に。
動によって像面湾曲を補正する場合に。
例えば、副走査方向の像面湾曲量とその時振動させるシ
リンドリカルレンズの移動量との関係が第12図に示す
ようになった場合に、シリンドリカルレンズの調和振動
を表す式は、 x =0.1322 cos(α十0.5035)Xニ
ジリントリカルレンズの移動量(単位=1)α:0≦α
≦4π、(単位:rad) となり、また、通常の書き込み速度より調和振動の周波
数は4 、25 (kHz)となる。
リンドリカルレンズの移動量との関係が第12図に示す
ようになった場合に、シリンドリカルレンズの調和振動
を表す式は、 x =0.1322 cos(α十0.5035)Xニ
ジリントリカルレンズの移動量(単位=1)α:0≦α
≦4π、(単位:rad) となり、また、通常の書き込み速度より調和振動の周波
数は4 、25 (kHz)となる。
すなわち、像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズを周
波数4.25(k)lz) 、振@264(μm)で調
和振動させれば、副走査方向の像面湾曲が補正される。
波数4.25(k)lz) 、振@264(μm)で調
和振動させれば、副走査方向の像面湾曲が補正される。
ここで、第13図は補正後の像面湾曲量を示している。
尚、第12図、第13図において縦軸は像高を表す。
ところで、先の第10図に示す像面湾曲補正装置によっ
て上述の副走査方向像面湾曲の補正を行う場合、通常、
積層型圧電アクチュエータの変位量は数μm程度であり
、所要の振幅量264(μm)を得るには、変位拡大率
は約50倍となる。
て上述の副走査方向像面湾曲の補正を行う場合、通常、
積層型圧電アクチュエータの変位量は数μm程度であり
、所要の振幅量264(μm)を得るには、変位拡大率
は約50倍となる。
したがって、第1θ図に示す構造の像面湾曲補正装置に
おいて上記変位拡大率を得るには、共振モードで使用す
るため支持部材32の長さは数100mm必要となり装
置が大型化してしまうという欠点がある。また、大型化
の他の要因としては、支持部材32の先端側、すなわち
、板ばね33を支持する側の変位方向がシリンドリカル
レンズCLの変位方向と略直角となるため、変位の拡大
率が小さく、また、シリンドリカルレンズCLの板ばね
への取付部の幅も大きく、このため板ばねの湾曲量が小
さく変位量が小さくなるということが挙げられる。
おいて上記変位拡大率を得るには、共振モードで使用す
るため支持部材32の長さは数100mm必要となり装
置が大型化してしまうという欠点がある。また、大型化
の他の要因としては、支持部材32の先端側、すなわち
、板ばね33を支持する側の変位方向がシリンドリカル
レンズCLの変位方向と略直角となるため、変位の拡大
率が小さく、また、シリンドリカルレンズCLの板ばね
への取付部の幅も大きく、このため板ばねの湾曲量が小
さく変位量が小さくなるということが挙げられる。
そこで我々は有限要素法によるシミュレーションを行な
ったが、その結果、変位方向を変換する板ばね33の支
持部Bの変位方向はシリンドリカルレンズCLの変位方
向と直角ではなく、ある角度を有する方が装置の小型化
には有利であり、このようにすれば共振モードを使用し
なくとも所定の変位量が得られることが明らかとなった
。また、シリンドリカルレンズCLと板ばね33との取
付部の幅が板ばねによる変位拡大率に与える影響が極め
て大きいということも判明した。
ったが、その結果、変位方向を変換する板ばね33の支
持部Bの変位方向はシリンドリカルレンズCLの変位方
向と直角ではなく、ある角度を有する方が装置の小型化
には有利であり、このようにすれば共振モードを使用し
なくとも所定の変位量が得られることが明らかとなった
。また、シリンドリカルレンズCLと板ばね33との取
付部の幅が板ばねによる変位拡大率に与える影響が極め
て大きいということも判明した。
本発明はこのような観点から成されたものであり、小型
で且つ変位拡大率の大きな変位拡大機構を有する像面湾
曲補正装置を提供するものである。
で且つ変位拡大率の大きな変位拡大機構を有する像面湾
曲補正装置を提供するものである。
第1図は本発明による像面湾曲補正装置の基本的な構成
を示す図であって、この像面湾曲補正装置は、シリンド
リカルレンズCLの変位手段として、振動源たる積層型
圧電アクチュエータ1と、この積層型圧電アクチュエー
タ1によって振動される2つの変位部3a、 3bを有
し両変位部間の距離が積層型圧電アクチュエータ1の振
動に応じて変位する第1の変位拡大機構3と、板状の弾
性部材(板ばね等)からなり上記第1の変位拡大機構3
の両変位部3a、 3bに両端部を夫々固定的に支持さ
れると共に中央部で支持部材5を介してシリンドリカル
レンズCLを支持し第1の変位拡大機構の変位部間距離
の変位に応じて弾性変形しシリンドリカルレンズCLを
その光軸方向に移動させる第2の変位拡大機構を備えた
構成なっている。尚、第1の変位拡大機構3の両変位部
3a、 3bは対象系に構成されており夫々支柱2aを
介してベース部材2に支持されており、また積層型圧電
アクチュエータ1は、両変位部3a、 3bの連結部3
cとベース部材2との間に設置されている。
を示す図であって、この像面湾曲補正装置は、シリンド
リカルレンズCLの変位手段として、振動源たる積層型
圧電アクチュエータ1と、この積層型圧電アクチュエー
タ1によって振動される2つの変位部3a、 3bを有
し両変位部間の距離が積層型圧電アクチュエータ1の振
動に応じて変位する第1の変位拡大機構3と、板状の弾
性部材(板ばね等)からなり上記第1の変位拡大機構3
の両変位部3a、 3bに両端部を夫々固定的に支持さ
れると共に中央部で支持部材5を介してシリンドリカル
レンズCLを支持し第1の変位拡大機構の変位部間距離
の変位に応じて弾性変形しシリンドリカルレンズCLを
その光軸方向に移動させる第2の変位拡大機構を備えた
構成なっている。尚、第1の変位拡大機構3の両変位部
3a、 3bは対象系に構成されており夫々支柱2aを
介してベース部材2に支持されており、また積層型圧電
アクチュエータ1は、両変位部3a、 3bの連結部3
cとベース部材2との間に設置されている。
積石型圧電アクチュエータ1に所定の電圧が印加される
と、積層型圧電アクチュエータ1が所定の変位量変形し
、この変位が支柱2aを支点Aとして第1の変位拡大機
構3の両変位部3a、 3bを変位する。このときの両
変位部3a、 3bの変位方向は支点Aを中心とする回
転運動と考えてよく、したがって積層型圧電アクチュエ
ータ1による変位は第1の変位拡大機構3の両変位部間
の距離の変位に変換され、且つ変位量が拡大される。ま
た、第1の変位拡大機構3の両変位部間距離の変位によ
り、第2の変位拡大機構4を構成する弾性部材が湾曲し
、シリンドリカルレンズCLは図中矢印方向(光軸方向
)に変位される。すなわち、第2の変位拡大機構4によ
って変位の方向変換と変位量の拡大とが行われる。
と、積層型圧電アクチュエータ1が所定の変位量変形し
、この変位が支柱2aを支点Aとして第1の変位拡大機
構3の両変位部3a、 3bを変位する。このときの両
変位部3a、 3bの変位方向は支点Aを中心とする回
転運動と考えてよく、したがって積層型圧電アクチュエ
ータ1による変位は第1の変位拡大機構3の両変位部間
の距離の変位に変換され、且つ変位量が拡大される。ま
た、第1の変位拡大機構3の両変位部間距離の変位によ
り、第2の変位拡大機構4を構成する弾性部材が湾曲し
、シリンドリカルレンズCLは図中矢印方向(光軸方向
)に変位される。すなわち、第2の変位拡大機構4によ
って変位の方向変換と変位量の拡大とが行われる。
尚、第1の変位拡大機構3の両変位部3a、 3bの支
点Aと第2の変位拡大機構4の支持点Bとを結ぶ直線と
、シリンドリカルレンズCLの変位方向とのなす角θの
取りかたにより第2の変位拡大機構4による変位の拡大
率が異なる。ここで、支点Aと支点Bとの位置関係とそ
のときのシリンドリカルレンズCLの変位量の関係を第
2図及び表1に示す。
点Aと第2の変位拡大機構4の支持点Bとを結ぶ直線と
、シリンドリカルレンズCLの変位方向とのなす角θの
取りかたにより第2の変位拡大機構4による変位の拡大
率が異なる。ここで、支点Aと支点Bとの位置関係とそ
のときのシリンドリカルレンズCLの変位量の関係を第
2図及び表1に示す。
表 1
表1に示す結果より、第2の変位拡大機構4の支持点B
の変位方向は、シリンドリカルレンズCLの変位方向と
直角な場合よりも、ある角度を有している場合の方が変
位拡大率が大きく、シがち装置が小型になることは明ら
かである。
の変位方向は、シリンドリカルレンズCLの変位方向と
直角な場合よりも、ある角度を有している場合の方が変
位拡大率が大きく、シがち装置が小型になることは明ら
かである。
すなわち、第1の変位拡大機構3の支点Aと第2の変位
拡大機構4の支持点Bを結ぶ直線とシリンドリカルレン
ズCLの移動方向との交角θが、15”≦θ≦75″ を満たすようにすれば、装置を大型にせずに変位拡大率
を大きくできるわけである。
拡大機構4の支持点Bを結ぶ直線とシリンドリカルレン
ズCLの移動方向との交角θが、15”≦θ≦75″ を満たすようにすれば、装置を大型にせずに変位拡大率
を大きくできるわけである。
次に、第3図により本発明のより具体的な実施例につい
て説明する。
て説明する。
第3図において、図中各部の寸法を、
H= 58mm 、 L = 100mmW=
2mm 、 dl=0.2mmd2=0.2
mm と設計した場合、積層型圧電アクチュエータ1の変位量
5μmに対して像面湾曲補正用シリンドリカルレンズC
Lの変位量は349μmとなり、変位拡大率は約70倍
となる。尚、シリンドリカルレンズCLの変位量の微調
整は積層型圧電アクチュエータ1に印加する電圧により
調整すればよい。
2mm 、 dl=0.2mmd2=0.2
mm と設計した場合、積層型圧電アクチュエータ1の変位量
5μmに対して像面湾曲補正用シリンドリカルレンズC
Lの変位量は349μmとなり、変位拡大率は約70倍
となる。尚、シリンドリカルレンズCLの変位量の微調
整は積層型圧電アクチュエータ1に印加する電圧により
調整すればよい。
次に、第4図は本発明による像面湾曲補正装置の別の実
施例を示し、この実施例では、第1の変位拡大機構12
として先の第10図に示した装置の場合と同様な2つの
梁状部材12a、 12bを変位部として設け、積層型
圧電アクチュエータ11をこの両梁状部材12a、 1
2b間に架橋するように配置した例を示しており、第2
の変位拡大機構を構成する板状の弾性部材13の両端部
は、雨梁状部材12の自由端側に固定される。また、第
1の変位拡大機構12を構成する梁状部材12a、 1
2bの支点Aと、第2の変位拡大機構を構成する板状の
弾性部材13の支持点Bとを結ぶ直線と、シリンドリカ
ルレンズCLの移動方向(図中矢印方向)との成す角θ
は、15°≦O≦75°の範囲に設定される。この第4
図に示す構成の像面湾曲補正装置では、第10図に示し
た装置の場合と比べて変位拡大率を大幅に向上すること
ができる。ただし、第4図に示すように梁状部材を第1
の変位拡大機構12として用いる場合には、構造上撓み
やすく共振しやすいため、全体の質量配分を共振しにく
いように設定しなければならない。
施例を示し、この実施例では、第1の変位拡大機構12
として先の第10図に示した装置の場合と同様な2つの
梁状部材12a、 12bを変位部として設け、積層型
圧電アクチュエータ11をこの両梁状部材12a、 1
2b間に架橋するように配置した例を示しており、第2
の変位拡大機構を構成する板状の弾性部材13の両端部
は、雨梁状部材12の自由端側に固定される。また、第
1の変位拡大機構12を構成する梁状部材12a、 1
2bの支点Aと、第2の変位拡大機構を構成する板状の
弾性部材13の支持点Bとを結ぶ直線と、シリンドリカ
ルレンズCLの移動方向(図中矢印方向)との成す角θ
は、15°≦O≦75°の範囲に設定される。この第4
図に示す構成の像面湾曲補正装置では、第10図に示し
た装置の場合と比べて変位拡大率を大幅に向上すること
ができる。ただし、第4図に示すように梁状部材を第1
の変位拡大機構12として用いる場合には、構造上撓み
やすく共振しやすいため、全体の質量配分を共振しにく
いように設定しなければならない。
ところで、第1図や第4図に示すように、板状の弾性部
材からなる第2の変位拡大機構に支持部材5を介してシ
リンドリカルレンズCLを取付ける場合に、支持部材5
の取付幅が大きいと弾性部材の変位(湾曲)に怪える影
響が大きくなり、例えば、幅80III11の弾性部材
に対して取付幅をII!Imから9mmに拡大すると、
その変位量は約1/3に減少してしまう。したがって、
シリンドリカルレンズCLの支持部材5は第2の変位拡
大機構を構成する弾性部材4,13に直接溶接して取付
けるようにし、その接触が線接触に近い形になるように
すれば上述の問題が解消され、適切な変位量が得られる
。
材からなる第2の変位拡大機構に支持部材5を介してシ
リンドリカルレンズCLを取付ける場合に、支持部材5
の取付幅が大きいと弾性部材の変位(湾曲)に怪える影
響が大きくなり、例えば、幅80III11の弾性部材
に対して取付幅をII!Imから9mmに拡大すると、
その変位量は約1/3に減少してしまう。したがって、
シリンドリカルレンズCLの支持部材5は第2の変位拡
大機構を構成する弾性部材4,13に直接溶接して取付
けるようにし、その接触が線接触に近い形になるように
すれば上述の問題が解消され、適切な変位量が得られる
。
以上説明したように1本発明によれば小型で変位拡大率
の大きな変位拡大機構を備えた像面湾曲補正装置が得ら
れ、補正用シリンドリカルレンズを所定の条件で単振動
させることができる。
の大きな変位拡大機構を備えた像面湾曲補正装置が得ら
れ、補正用シリンドリカルレンズを所定の条件で単振動
させることができる。
尚、本発明による像面湾曲補正装置では、変位拡大率を
大きくできるため非共振モードで使用することを前提と
しているが、共振モードで使用すればさらに大きな変位
量を得ることができる。しかしながら、共振モードで使
用した場合、変位拡大率が温度等の環境条件によって変
化してしまうため、像面湾曲補正装置としての信頼性が
低下してしまい得策でない。
大きくできるため非共振モードで使用することを前提と
しているが、共振モードで使用すればさらに大きな変位
量を得ることができる。しかしながら、共振モードで使
用した場合、変位拡大率が温度等の環境条件によって変
化してしまうため、像面湾曲補正装置としての信頼性が
低下してしまい得策でない。
以・上1本発明によれば走査光学装置における新規な像
面湾曲補正装置を提供することができる。
面湾曲補正装置を提供することができる。
この装置は、前述のごとき構成となっているので、走査
光学装置における結像光学系の像面湾曲を容易且つ確実
に軽減することができる。したがって、高密度の光走査
が可能になる。また1本発明による装置では、像面湾曲
の補正を外部的に行うので、結像光学系の設計が容易に
なり、fθ特性等の向上も可能となる。
光学装置における結像光学系の像面湾曲を容易且つ確実
に軽減することができる。したがって、高密度の光走査
が可能になる。また1本発明による装置では、像面湾曲
の補正を外部的に行うので、結像光学系の設計が容易に
なり、fθ特性等の向上も可能となる。
図面の簡単な説明
第1図及び第2図は本発明の詳細な説明するための図、
第3図は本発明のより具体的な実施例を説明するための
図であって、同図(a)は像面湾曲補正装置の正面図、
同図(b)は同上側面図を示す。第4図は本発明の別の
実施例を示す像面湾曲補正装置の正面図、第5図乃至第
9図は本発明の詳細な説明するための図、第10図乃至
第13図は本発明の前段技術を説明するための図である
。
第3図は本発明のより具体的な実施例を説明するための
図であって、同図(a)は像面湾曲補正装置の正面図、
同図(b)は同上側面図を示す。第4図は本発明の別の
実施例を示す像面湾曲補正装置の正面図、第5図乃至第
9図は本発明の詳細な説明するための図、第10図乃至
第13図は本発明の前段技術を説明するための図である
。
1.11・・・・積層型圧電アクチュエータ、2,14
・・・・・ベース部材、3,12・・・・第1の変位拡
大機構、3a、 3b、 12a、 12b”変位部、
4.13−−−−第2の変位拡大機構、CL・・・・補
正用のシリンドリカルレンズ、A・・・・第1の変位拡
大機構の支点部、B・・・第2の変位拡大機構の支持部
。
・・・・・ベース部材、3,12・・・・第1の変位拡
大機構、3a、 3b、 12a、 12b”変位部、
4.13−−−−第2の変位拡大機構、CL・・・・補
正用のシリンドリカルレンズ、A・・・・第1の変位拡
大機構の支点部、B・・・第2の変位拡大機構の支持部
。
゛代理人樺 山 亨
σ) 収1
(I) (I[) CI) (IV)
烏q 図 ←−−−TO−一一→
烏q 図 ←−−−TO−一一→
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光源装置からの略平行な光束を主走査対応方向に長
い線像として結像させ、上記線像の結像位置の近傍に偏
向反射面を有する回転多面鏡により上記光束を偏向させ
、その偏向光束を結像光学系により被走査面上に光スポ
ットとして結像させて上記被走査面を光走査する方式の
走査光学装置において、上記偏向反射面による光束の偏
向走査に同期して上記結像光学系による主走査方向若し
くは副走査方向の像面湾曲を補正する装置であって、光
源装置と回転多面鏡との間に配備された補正用のシリン
ドリカルレンズと、このシリンドリカルレンズを偏向光
束による光走査に同期して光軸方向へ単振動させる変位
手段とにより構成され、上記変位手段は、振動源たる積
層型圧電アクチュエータと、その積層型圧電アクチュエ
ータによって振動される2つの変位部を有し両変位部間
の距離が積層型圧電アクチュエータの振動に応じて変位
する第1の変位拡大機構と、板状の弾性部材からなり上
記第1の変位拡大機構の両変位部に両端部を支持される
と共に中央部で上記シリンドリカルレンズを支持し第1
の変位拡大機構の変位部間距離の変位に応じて弾性変形
しシリンドリカルレンズをその光軸方向に移動させる第
2の変位拡大機構とを備え、上記第1の変位拡大機構の
支点部と上記第2の変位拡大機構の両端支持点とを結ぶ
直線と上記シリンドリカルレンズの移動方向とのなす角
θが、15゜≦θ≦75゜であることを特徴とする走査
光学装置における像面湾曲補正装置。 2、請求項1記載の走査光学装置における像面湾曲補正
装置において、シリンドリカルレンズの移動を非共振モ
ードで行うことを特徴とする走査光学装置における像面
湾曲補正装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12686389A JPH02304516A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 走査光学装置における像面湾曲補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12686389A JPH02304516A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 走査光学装置における像面湾曲補正装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02304516A true JPH02304516A (ja) | 1990-12-18 |
Family
ID=14945706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12686389A Pending JPH02304516A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 走査光学装置における像面湾曲補正装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02304516A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009258299A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 傾斜型変位拡大機構を用いたレンズアクチュエータ |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP12686389A patent/JPH02304516A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009258299A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 傾斜型変位拡大機構を用いたレンズアクチュエータ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100742882B1 (ko) | 광편향기 | |
JP2969407B2 (ja) | ポストオブジェクティブ型走査光学系と画像形成装置 | |
US20090251754A1 (en) | Light scanning unit, image forming apparatus employing the same and light scanning method | |
JP4401088B2 (ja) | 光学走査装置 | |
JP2005250077A (ja) | 光偏向器 | |
JPH02304516A (ja) | 走査光学装置における像面湾曲補正装置 | |
JPH0373909A (ja) | 走査光学装置における像面湾曲補正装置 | |
JPH02280111A (ja) | 光走査装置における像面湾曲補正装置 | |
JPH03120509A (ja) | 光偏向装置 | |
JPH0375717A (ja) | 光走査装置における像面湾曲補正装置 | |
JPH0328818A (ja) | 走査光学装置 | |
JP2005181927A (ja) | 光偏向装置およびそれを用いた画像表示装置 | |
JP2008070398A (ja) | 揺動装置、揺動装置を用いた光偏向装置、揺動装置の周波数調整方法及び装置、並びに光偏向装置を用いた画像形成装置 | |
JP2003131154A (ja) | 光走査装置、およびそれを用いた画像形成装置 | |
JPH03100513A (ja) | 光走査装置における像面湾曲補正装置 | |
KR100717040B1 (ko) | 광 주사장치 및 이를 적용한 화상형성장치 | |
JP3721484B2 (ja) | 光走査装置および光走査装置用の線像結像光学系 | |
JP2817454B2 (ja) | 走査光学装置 | |
JPH01182822A (ja) | ビーム走査装置 | |
JP2000147408A (ja) | 光走査装置 | |
JPH01200219A (ja) | 光ビーム走査光学系 | |
JPH02282216A (ja) | 光走査装置における像面湾曲補正装置 | |
JP2009109928A (ja) | 光スキャナ、及びそれを用いた光学機器 | |
JPH0365918A (ja) | 光走査装置 | |
JP2001350115A (ja) | 光走査装置 |