JPH0328818A - 走査光学装置 - Google Patents

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。

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、レーザプリンタ、レーザプ
ロッタ、レーザファクシミリ、レーザ製版機等に用いら
れる走査光学装置に関し、特に，面倒れ補正機能を有し
，且つ像面湾曲を低減し得る走査光学装置に関する． 〔従来の技術〕 光源からの光を種々の偏向器によって偏向走査し、被走
査媒体を走査する走査光学装置が従来から良く知られて
おり、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザプロッ
タ、レーザファクシミリ、レーザ製版機等の走査光学系
として利用されている。

ところで、上記走査光学装置において、光束を偏向させ
るのに反射面を用いると、偏向の際の反射面の面倒れの
ため、主走査線のピッチにむらが生じることが良く知ら
れており、この面倒れの補正を行なうことが必要となる
． また、偏向走査時の偏向角を大きくとると、結像レンズ
系による像面湾曲が生じ、高密度なスボット径を得るに
は、結像レンズ系による像面湾曲を、主走査方向，副走
査方向ともに補正しなければならない． 一方、走査光学装置としては、走査の高速化から、光偏
向器に回転多面鏡を用いる走査光学系が主流となってい
るが，この回転多面鏑を用いた場合には，前述したよう
に各反射面の面倒れがあり、被走査面の走査位置がばら
つく現象が発生する．そこで，偏向器として回転多面鏡
を用いた場合の面倒れを補正するための補正光学系を用
いた走査光学装置が提案されている（特開昭６３−１０
６６１８号公報、特開昭６２−１４７４２１号公報等）
．また，走査光学装置における像面湾曲を補正するもの
としては、例えば、結像レンズ系（主として球面レンズ
を使用）が偏向器の前に設置されたポストオブジェクテ
ィブ型の走査光学装置においては、偏向走査に伴い、光
源を光軸方向に移動することにより、主・副走査方向の
像面湾曲を補正する技術が提案されており（特開昭５７
−１４８２０号公報等），また、結像レンズ系（主とし
て球面レンズを使用）が偏向器の前又は後に設置された
ポスト及びプレオブジェクティブ両型の走査光学装置に
おいては、コリメートレンズ、集光レンズを偏向走査に
伴って光軸方向へ移動することにより主・副走査方向の
像面湾曲を同様に補正する技術が提案されている（特開
昭５８−５７１０８号公報等）．また，この他、光源や
レンズを移動する代わりに、焦点距Ｉｆｆ可変の光学素
子を用いて像面湾曲の補正を行うことも考えられるが、
この焦点距離可変の光学素子としては、例えば、特開昭
５２−３２３４８号、特開昭５４−９９６５４号、特開
昭６２−１１９５２０号、特開昭６２−１２９８１４号
、特開昭６２−１２９８１６号、特開昭６２−１５１８
２４号、特開昭６２−１５３９３３号，特開昭６２−１
５７００８号、特開昭５９−６２８２１号公報等に提案
がなされている． 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、前述した像面湾曲を補正する機構を有する走
査光学系の結像レンズ系が球面レンズの場合、面倒れの
補正が困難である． また、前述した面倒れ補正光学系においては，主・副走
査方向に異なるパワー（レンズの屈折力）を持つレンズ
が光路中にあるため、非点隔差があり、一般的に主・副
の走査方向での像面湾曲が異なる． 従って、このような補正機構を前述した面倒れ補正光学
系に適用して，光路中の球面レンズ，または光源を単に
移動しても、主・副両走査の像面湾曲の補正はしきれな
いという問題が生じる．また，従来技術により像面湾曲
を補正する際の光源やレンズの移動の制御、または，光
学素子の焦点距離の変化の制御については、′正弦振動
を行なう”等の動作は述べられでいるが、制御装置や制
御方法については具体的に述べられていない．ところが
，回転多面曲鏡を用いた走査光学系においては、像面湾
曲の補正を行なうには、数１００〜数１０００Ｈｚの同
期制御を行なう必要があり、このため、通常の開ループ
の制御では、制御に遅れが生じ，偏向走査にレンズや光
源の移動動作が追従しきれないという問題が生じ、この
ため像面湾曲の補正の効果が得られないという問題が生
じる．また，像面湾曲の機械的な補正機構が設けられて
いない一般の面倒れ補正光学系においては、光学系にｆ
θレンズ等を用い、レンズａｒａによってのみ像面湾曲
を補正しており、このため、主・副走査方向の像面湾曲
、ｆθ特性（倍率誤差，等速度走査性）、球面収差、正
弦条件が光学系の設計条件として必要であるが、これら
は互いにトレードオフの関係になっており、全ての設計
条件を同時に良好にすることは困難である． さらに，近年走査光学系の高密度化が進み、面倒れ補正
光学系を有する走査光学装置においては、像面湾曲をよ
り高精度に補正する必要から、使用されるｆθレンズ等
の要求精度も高くなっており、しかもレンズの枚数も増
加しているため、組立や調整が困難となっており，且つ
部品点数の増大から走査光学装置のコストが高くなると
いう問題が生じている． 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって，従来
の面倒れ補正光学系に新．たな像面湾曲補正方法を適用
し、ｆθレンズ、コリメートレンズ、シリンドリカルレ
ンズ等のレンズ系の設計を容易とし、且つ、高性能な走
査光学装置を提供することを目的とし、特に、近年の走
査光学装置の光学系の高密度化に対して、複雑で枚数の
多いコスト高のレンズ系を使用しなくとも像面湾曲を補
正することができる、安価な走査光学装置を提供するこ
とを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達戒するため，本発明による走査光学装置で
は、光源と、該光源から出射された光束を略平行化する
コリメート光学系と、その略平行化された光束を線状に
結像する第１の結像光学系と、この第１の結像光学系よ
り射出した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回転
多面鏡と、該回転多面鏡で偏向された光束によって走査
される被走査媒体と、該被走査媒体と偏向反射面との間
に配置され上記偏向された光束を被走査媒体上に結像す
ると共に上記回転多面鏡で偏向される光束の偏向走査面
と垂直な面内において上記偏向反射面と被走査媒体とを
幾何光学的に共役な関係に保つ第２の結像光学系とを備
え，上記回転多面鏡による光束の走査に伴い上記第１の
結像光学系をその光軸方向に移動若しくは振動させ、実
質的に第１の結像光学系による線状結像位置を光軸方向
に移動し得るように設けたことを特徴とする．さらに、
上記構成において，上記回転多面鏡の偏光反射面を上記
第１の結像光学系による線状結像位置近傍に配置したこ
とを特徴とする．ここで，上記走査光学装置においては
，第１の結像光学系を走査面と垂直な面内にパワーを有
するシリンドリカル光学系で構成するか、若しくは，第
１の結像光学果を、走査面内と、走査面と垂直な面内と
に夫々パワーを持つ２つのシリンドリカル光学系で構成
することができる．そして、第１の結像光学系を２つの
シリンドリカル光学系で構成した場合、回転多面鏡の光
束の走査に伴い，上記走査面内にのみパワーを持つ側の
シリンドリカル光学系を光軸方向に移動させるか、若し
くは２つのシリンドリカル光学系を各々独立に光軸方向
に移動させるように構成する． また，本発明による走査光学装置では，第１の結像光学
系と偏向反射面との間に、少なくとも偏向走査面にパワ
ーを持つエキスパンダー光学系，若しくは第１の結像光
学系の移動に伴う第１の結像光学系による結像位置の移
動量を拡大する拡大光学系を配置した構成とすることが
でき，さらに、上記回転多面鏡の偏光反射面を、上記第
１の結像光学系と、上記エキスパンダー光学系若しくは
上記拡大光学系とによる線状結像位置近傍に配置した構
成とすることもできる． また，本発明よる走査光学装置において、回転多面鏡の
光束の走査に伴い第１の結像光学系を光軸方向に移動若
しくは振動させる場合には、その移動若しくは振動手段
と、上記第１の結像光学系の移動量（振＠量）若しくは
上記第１の結像光学系を移動若しくは振動させる駈動源
の振幅量あるいは上記２つの諸量を求めるために検出さ
れる他の振動部位の振＃量の何れかを検出する手段と、
上記検出手段によって検出された検出量を上記踵動源の
罠動回路にフィードバックして上記第１の結像光学系の
移動若しくは振動を制御する手段とを設ける． また、本発明による走査光学装置においては，第１の結
像光学系と、その第１の結像光学系による線状結像位置
との間に、ビームスプリッタを設けると共に、上記ビー
ムスプリッタで分割された光束の内、第２の結像光学系
へ向かわない光束の結像状態を検知する検知手段を設け
てもよい．そして、ビームスプリッタで分割された光束
の内、第２の結像光学系へ向かわない光束の結像状態を
検知゛する検知手段は、線状結像の長手方向に２分割し
た受光素子部を有する２分割受光素子と、ビームスプリ
ッタから上記２分割受光素子までの光学距離を上記２分
割受光素子の各々の素子部へ向かう光路で実質的に異な
らせる手段とによって構成することができる。

また，これとは別に、ビームスプリッタで分割された光
束の内，第２の結像光学系へ向かわない光束の結像状態
を検知する検知手段として、線状結像の長手方向に２個
の受光素子をピームスプリッタからの距離が各々異なる
ように配置して構成することもできる． 〔作　　用〕 本発明による走査光学装置においては、光源から出射し
た光束はコリメート光学系で酩平行光束となり、シリン
ドリカル光学系等からなる第１の結像光学系に入射され
る．第１の結像光学系を通った光束は線状に結像された
後、回転多面鏡の偏向反射面により反射され，偏向走査
される．回転多面鏡により偏向走査された光束は、ｆθ
レンズ等からなる第２の結像光学系により，感光体等の
被走査媒体上に結像され、被走査媒体上を微小なスポッ
トを結びながら走査する． ここで、被走査媒体と回転多面鏡の偏向反射面との間に
配置されたｆθレンズ等からなる第２の結像光学系は、
上記偏向された光束を被走査媒体上に結像すると共に上
記回転多面鏡で偏向される光束の偏向走査面と垂直な面
内において上記偏向反射面と被走査媒体とを幾何光学的
に共役な関係に保ち，偏向反射面の面倒れによる主走査
線のピッチむら等を補正するように作用する．また、第
１の結像光学系は，回転多面鏡の偏向走査に同期して所
定の周期で光軸方向に移動若しくは振動されるか、ある
いはその焦点距離を可変とされたことにより、実質的に
第１の結像光学系による線状結像位置が回転多面鏡の偏
向走査に同期して所定の周期で光軸方向に移動され、像
面湾曲が補正される。

また、第１の結像光学系と回転多面鏡との間に配置され
る少なくとも偏向走査面内にパワーを持つエキスパンダ
ー光学系は，第１の結像光学系を通った光束の主走査方
向の幅を広げるように作用し、コリメート光学系や第１
の結像光学系の小型化を可能とする。

また、第１の結像光学系と回転多面鏡との間に配置され
る拡大光学系は、第１の結像光学系の移動に伴う第１の
結像光学系による結像位置の移動量を拡大し、像面湾曲
の補正量を増大するように作用する． 次に、本発明による走査光学装置において、回転多面鏡
による光束の走査に伴い、第１の結像光学系を光軸方向
に移動若しくは振動させる場合には、その移動若しくは
振動の制御手段は、検知手段によって検出される上記第
１の結像光学系の移動量（振幅量）若しくは上記第１の
結像光学系を移動若しくは振動させる能動源の振幅量あ
るいは上記２つの諸量を求めるために検出される他の振
動部位の振幅量の何れかの検出量を上記駈動源の腫動回
路にフィードバックして上記第１の結像光学系の移動若
しくは振動を回転多面鏡による偏向走査に同期して調和
振動させるように制御し、駈動源のヒステリシスを改善
するように作用する．次に、本発明による走査光学装置
において，第１の結像光学系と，その第１の結像光学系
による線状結像位置との間に、ビームスプリッタを設け
ると共に、上記ビームスブリツタで分割された光束の内
，第２の結像光学系へ向かわない光束の結像状態を検知
する検知手段を設けた場合、上記ビームスプリッタは，
第１の結像光学系からの光束を２方向に分割するように
作用し、このビームスプリッタで分割された光束の内、
第２の結像光学系へ向かわない光束は、２分割受光素子
や複数の受光素子等からなる検知手段によってその結像
状態が検知され、その結像状態に応じた検知信号が第１
の結像光学系の移動若しくは振動、あるいは焦点距離の
変化を制御する制御系にフィードバックされ制御に供さ
れる．したがって，回転多面鏡の偏向走査に追従した閉
ループ制御が可能となり，像面湾曲の補正精度が向上す
る． 〔実　施　例〕 以下，本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
． 先ず、走査光学装置の基本的な構戒について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す走査光学装置の概略構
成図であって、この走査光学装置は、半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）等からなるレーザ光源１と、この光源１から出射さ
れた光束を酩平行化するコリメートレンズ２と、このコ
リメートレンズ２によって略平行化された光束の周辺不
要部分をカツトするためのアパーチャ３と、このアパー
チャ３を通過した光束を線状に結像する第１シリンドリ
力ルレンズ４と、この第１シリンドリ力ルレンズ４より
射出した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回転多
面鏡（ポリゴンミラー）５と、該回転多面鏡５で偏向さ
れた光束によって走査される被走査媒体たる感光体７と
、該感光体７と回転多面鏡５の偏向反射面との間に配置
され上記偏向された光束を感光体７上に結像すると共に
上記回転多面鏡５で偏向される光束の偏向走査面と垂直
な面内において上記偏向反射面と感光体７とを幾何光学
的に共役な関係に保つｆθレンズ系６とを有し，上記回
転多面鏡５の光束の走査に伴い上記第１シリンドリ力ル
レンズ４を光軸方向に移動させるようにすると共に上記
回転多面鏡５の偏向反射面を上記第１シリンドリ力ルレ
ンズ４による線状結像位置近傍に配置したことを特徴と
するものである．尚、図中符号８は第２シリンドリ力ル
レンズ、符号９は回転多面鏡５により偏向走査される光
束の走査端部に配置され光束の一部を反射するミラー、
符号１０はその呉ラー９によって反射された光束を検知
する同期検知器である． したがって，第１図に示す＃Ｓ戊の走査光学装置におい
ては、レーザ光源１から出射された光束は、コリメート
レンズ２を通って略平行光束となり、アパーチャ３で周
辺不要部分をカットされた後、第１シリンドリ力ルレン
ズ４に入射される．そして、第１シリンドリ力ルレンズ
４を通った光束は、回転多面ｆｊｔ５によって偏向走査
され，ｆθレンズや第２シリンドリ力ルレンズ８を含む
ｆθレンズ系を通って感光体７上に結像され、感光体７
上を微小なスポットを結びながら走査する．また，走査
時の走査端部の光束は、ミラー９により同期検知器１０
へと導かれ、この同期検知器１０からの信号に基づいて
データの書き込みの同期をとっている． また，この同期検知器１０からの信号を元にして，第１
シリンドリ力ルレンズ４を光軸方向に移動することによ
り、光学系の像面湾曲が補正される．また、感光体７と
回転多面鏡５の偏向反射面との間に配置されたｆθレン
ズ系６は、上記偏向された光束を感光体７上に結像する
と共に上記回転多面鏡５で偏向される光束の偏向走査面
と垂直な面内において上記偏向反射面と感光体７とを幾
何光学的に共役な関係に保ち，偏向反射面の面倒れを補
正するように作用する． 次に，第２図は第１図に示す走査光学装置の光学系の概
念図を示し、第２図（ａ）が偏向走査面（主走査）上に
おける光学系の概念図であり，第２図（ｂ）が偏向走査
面に垂直で且つ光軸を含む面（副走査）上における光学
系の概念図である．ここで，この光学系においては、前
述したように，面倒れ補正は、ｆθレンズ系６がアナモ
フイックな光学系で，副走査で回転多面鏡５の偏向反射
面５ａと像面Ｚを幾何光学的に共役な関係に配置するこ
とにより行なっている。

尚、図中符号ｌ１は回転多面鏡５の外周を覆う防音ガラ
スを示している． 次に，第２図に示す光学系において第１シリンドリ力ル
レンズ４を光軸方向に移動した時の結像位置の移動を第
３図に示す． ここで、第３図において、第１シリンドリカルレンズ４
の移動前のレンズ位置及び光束を実線で、移動後を破線
で表し、第１シリンドリ力ルレンズ４の移動量をΔｃｙ
とした時の結像位置の移動量をΔＩＳとする． また、移動前の第１シリンドリ力ルレンズ４の結像位置
と，ｆθレンズ系６の主点位置の距離をＳ．ｆθレンズ
系６の結像位置をＳ’．ｆθレンズ系６の焦点距離をｆ
とすると、この時、Ｓ’−ｆ と表せ，同様に， と表せる．したがって、 となる． ここで、ΔＩＳ（Ｓ’−ｆとすると、 ΔＩＳ−ｆ’　　　　Δ工Ｓ （ただし、ｍ＝ｓ’／Ｓ） と表せる。

すなわち，像面湾曲がΔＩＳあった場合、第１シリンド
リ力ルレンズをΔｃｙ＝ΔＩＳ／ｍ”移動すると副走査
像面湾曲の補正ができる。また、この時、主走査に関し
ては第２図（ａ）に示すように第１シリンドリ力ルレン
ズ４はノンパワーなので像面湾曲の変化はない． 第４図（ａ），（ｂ）は、本発明による走査光学装置に
よる像面湾曲の補正前と補正後の収差図を夫々示し、第
４図（ａ）に示す補正前の像面湾曲は，主走査ａは像面
湾曲が小さくなるように設定されているが、副走査ｂは
像面湾曲が小さくなるような考慮がなされていないため
、副走査側の像面湾曲ｂは円弧状又は放物線状のように
なっている。

また、その湾曲量は、走査半角で±３０゜　（ボリゴン
は±１５＠回転する）の位置で約１０ｍｍとなっている
．そして、この曲線は、正弦波又は余弦波の一部で近似
することができ，その補正量と像面湾曲量をプロットす
ると第５図の線図のようになる．また、第４図（ａ）の
±３０゜の像面湾曲量をΔＩＳとすると、像面湾曲の補
正量は、 ΔＩｓ（θ）＝ΔＩＳ（一ｃｏｓ（６　１３　）＋１　
）とすると良い．ただし、上式において、θはポリゴン
回転角で、θ＝Ｏで像高比はＯとなる．さて，第１図に
示す実施例においては、回転多面鏡５の反射鏡面数が６
面のものを用いているため、一面のボリゴン回転角θは
±３０°とおける．このため，この±３０１の間に第１
シリンドリ力ルレンズ４がｎ　（ｎは１以上の整数）周
期移動すると、次の反射鏡面が回ってきたときの第１シ
リンドリカルレンズ４の移動を滑らかに行なうことがで
きる． すなわち回転多面鏡５の鏡面数がＮ面の時は、±１８０
゜／Ｎでｎ周期第１シリンドリ力ルレンズ４が移動する
ことになる．したがって、この第１シリンドリ力ルレン
ズ４の移動により，第４図（ｂ）のように副走査像面湾
曲が補正できる．また、この時，主走査の像面湾曲は動
かない．尚、先の第５図は、ｎ＝１の場合を示している
．次に、第６図は本発明の第２の実施例を示しており、
第６図（ａ）が偏向走査面（主走査）上における光学系
の概念図であり，第６図（ｂ）が偏向走査面に垂直で且
つ光軸を含む面（副走査）上における光学系の概念図で
ある。

第６図（ａ），（ｂ）に示す実施例においては、第１コ
リメートレンズ４と回転多面鏡５との間に，主走査にパ
ワー（屈折力）を持つ第３シリンドリカルレンズ１３を
配置し，前述の第１シリンドリ力ルレンズ４と同様に移
動を行ない、主走査の像面湾曲を補正するものである． すなわち，主走査面において、第３シリンドリ力ルレン
ズｌ３の後側主点と、ｆθレンズ系６の前側主点の距離
をｄとして、第３シリンドリ力ルレンズ１３、ｆθレン
ズ系６の焦点距離を夫々ｆ　ａｙ，　．ｆｆθとすると
、ｆθレンズ系６の後側主点と第３シリンドリ力ルレン
ズ１３及びｆθレンズ系６の総合焦点位置の距離Ｓ′″
は， ｆａｙ３＋ｆｆ６　−ｄ で表すことができる． すなわち，コリメートレンズ２により平行光束が第３シ
リンドリ力ルレンズ１３に入射するから光束はＳ　ｌ　
１の位置に結像される． ここで，像面湾曲量をΔ工阿として第３シリンドリ力ル
レンズ１３の対応する補正移動量をΔＣＶｓとすると、
前述と同様に、 として表すことができる。

したがって、第１の実施例で説明した副走査第１シリン
ドリ力ルレンズ４と独立に第３シリンドリ力ルレンズ１
３を移動させると，主・副共に像面湾曲を補正すること
ができる。

また、第１の実施例とは逆に、副走査の像面湾曲をレン
ズ系で補正し、主走査側の補正のみに本発明を適用する
こともできる． ここで，第７図、第８図は主・副走査共に補正を行なっ
た例を示し，第７図は像面湾曲補正を行なう前と，主・
副走査共に補正を行なったときの収差図を示し、第７図
（ａ），（ｂ），（ｃ）は補正前の収差図，同図（ｄ）
はｆθ特性、同図（ｅ）は補正後の像面湾曲収差図を示
している。また、第８図は先の第５図に対応する図であ
り，主走査及び副走査の像面湾曲量を走査角（ポリゴン
回転角）に対してプロットしたものである。

尚、像面湾曲補正は正弦及び余弦波的にシリンドリカル
レンズを移動して行なっている．すなわち、第７図，第
８図の例では，第１シリンドリ力ルレンズ４を、 ΔＩＳ（θ）＝−ΔＩＳ−ｃｏｓ（１８　ｅ　）＋ΔＩ
Ｓ’で、第２シリンドリ力ルレンズを， ΔＩＭ（θ）＝ΔＩＮ　・ｓｉｎ（６θ）で像面湾曲が
動くように補正している．ここで，Ｎ＝６．副走査ｎ＝
３，主走査ｎ＝１としてある． 次に、第９図（ａ），（ｂ）は長尺シリンドリ力ルレン
ズをｆθレンズ系６に用いた走査光学系に本発明を適用
した例を示し，このような光学系に対しても第エシリン
ドリ力ルレンズ４を移動することによって全く同様の補
正を行なうことができる．尚、第９図（ａ）が偏向走査
面（主走査）上における光学系の概念図であり，第９図
（ｂ）が偏向走査画に垂直で且つ光軸を含む面（ｉｌＪ
走査）上における光学系の概念図である． 尚，本発明における第１シリンドリ力ルレンズ４及び第
３シリンドリ力ルレンズの移動機構としては、光ビック
アップ等に用いられているアクチュエータを用いること
ができる． さて、以上説明したように，本発明による走査光学系に
おいては，第１シリンドリ力ルレンズ及び／又は第３シ
リンドリカルレンズを光軸方向に移動可能に設け，回転
多面鏡の回転走査に同期して第１シリンドリ力ルレンズ
及び／又は第３シリンドリ力ルレンズを光軸方向に周期
的に移動して像面湾曲の補正を行なう補正機構を有する
ため、像面湾曲の低減を高精度で行なうことが可能とな
る． また、一般に，レーザ光源を用いた走査光学系では，第
１０図に示すように、走査光束の許容最大ビーム径を２
ω１，ビームウエスト径を２ω。，使用波長をλとした
とき、許容最大ビーム径部位からビームウエスト部位ま
での距離ｚは，ガウシャンの伝播式より、 で表せ，像面湾曲も２ｚ以内に抑えなければならないこ
とが知られており、像面湾曲が小さくなれば、それだけ
許容最大ビーム径が小さく，ばらつきの少ない，高密度
走査光学系を提供することが可能となる． また，この高密度走査光学系の開発に際しｆθレンズ系
の性能を高くする必要がないため、光学系の設計、加工
が容易となり、低コストの装置を提供することができる
． 尚、前述した各実施例においては、光学系が第２図、第
６Ｉｉ！ｉに示した構成のものが第９図に示したものよ
りｆθレンズ系の倍率が大きいため、第１，第３シリン
ドリカルレンズの小さな移動で大きな像面湾曲の補正が
できる． ところで，第１図乃至第１Ｏ図に示した実施例において
は、副走査の像面湾曲の補正として、第工の結像光学系
に第１シリンドリ力ルレンズを用い、この第１シリンド
リ力ルレンズを回転多面鏡の回転走査に同期して光軸方
向に周期的に移動する方法をとっていた． 一方、偏向走査による書き込み密度の高密度化を行なう
ためには，主走査のｆθレンズ入射の光束の巾を出来る
だけ広くとる必要がある．この巾ｄはｆθレンズの焦点
距離をｆ．密度を１／２ω、使用波長をλとすると， ｄ＝２ω　　λｆ／πω）＋ｌ となり、ｆが長くなり（広巾に書き込む）、ωが小さく
なる（高密度になる）とｄが大きくなる．ところが，こ
のｄが大きくなると、第１シリンドリ力ルレンズの主走
査方向の巾を長くしなければならず、重量が増えてしま
う．このため、重量の大きな第１シリンドリ力ルレンズ
を移動しようとすると，当然，移動に要する力が大きく
必要となり、また、移動する周期も短くできず、移動距
離も大きくとれない等の欠点が生じる．また，第１シリ
ンドリ力ルレンズの移動機構に、前述したように、光デ
ィスク用ビックアップ等の７クチュエータと同様な機構
を用いた場合、δｘ　（２ｘｆ）’＝Ｉ　・Ｂ−Ｑ／ｍ
但し、δ：移動距離　　，　ｆ：移動周波数工：入力電
流　　　　Ｂ：磁束密度 Ｑ：有効コイル長，　ｍ：移動物重量 となるため、重量が重くなればそれに反比例して移動距
離が小さくなり、また、移動周波数も低くなる． したがって、像面湾曲の補正可能量が小さくなり、走査
速度も遅くなる等の不具合が生ずることがある． そこで、本発明による走査光学装置の別の実施例として
、第１の結像光学系を構成するシリンドリカル光学系を
、シリンドリ力ルレンズに代えてフレネルレンズでｖｌ
ＩＩｉする． 第１１図（ａ），（ｂ）は本発明による走査光学装置の
第１の結像光学系にフレネルレンズを適用した場合の実
施例を示しており、同図（ａ）は偏向走査面（主走査面
）上における光学系の概念図、同図（ｂ）は偏向走査面
に垂直で且つ光軸を含む面（副走査面）上における光学
系の概念図であり、回転多面鏡の偏向走査に応じて周期
的に光軸方向に移動する第１の結像光学系がフレネルレ
ンズｌ５で構成されている． このフレネルレンズ１５は、第１２＠（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示すように，通常のシリンドリ力ルレンズ（回
中破線で示す）に比べて肉厚を１／２程度にすることが
でき，第１の結像光学系の重さを軽くすることができる
． したがって、先の実施例における第１，第３シリンドリ
力ルレンズ４，１３に代えてフレネルレンズ１５を用い
ることにより、第１の結像光学系の重さを軽くすること
ができ、像面湾曲補正時の移動が容易となる． このため，前述したように，第１の結像光学系の移動機
構に光ディスク用ビックアップ等に用いられるアクチュ
エータと同様な機構を用いた場合、δＸ　（２ｇｆ）　
”＝ｒ　・Ｂ−Ｑ／ｍと表すことができるから、移動時
の移動距離及び周波数をシリンドリ力ルレンズを用いた
場合と同じに設定した場合は、フレネルレンズを用いた
場合，重ｆ！ｋｍが小さくなった分、移動に要する電流
Ｉを小さくすることができる。また、電流を一定とした
場合には、フレネルレンズを用いた場合の方がより高周
波数の移動や移動距離の拡大が図れ、書き込み走査速度
の高速化、また，像面湾曲補正量の拡大が図れ、ｆθレ
ンズの設計自由度の向上，設計難度の低下に繋がり、ｆ
θレンズの低コスト化を実現することができる． 次に本発明による走査光学装置の光学系のさらに別の実
施例について説明する． この実施例における走査光学装置においては、前述の像
酊湾曲補正量の問題や、走査速度の高速化等の問題を解
消するため，先の第２図に示した光学系の第１の結像光
学系を構成するシリンドリカルレンズ４と回転多面鏡の
偏向反射面５ａとの間の光路中に，偏向走査面内にのみ
パワーを持つエキスパンダー光学系を配置する． 第１３図（ａ），（ｂ）は本実施例による走査光学装置
の一構成例を表し，第１の結像光学系たる第１シリンド
リカルレンズ４と回転多面ｆｉ５の偏向反射面５ａとの
間の光路中にエキスパンダーレンズ１２を配置した構成
の走査光学系を示しており，同図（ａ）は偏向走査面（
主走査面）上における光学系の概念図、同図（ｂ）は偏
向走査面に垂直で且つ光軸を含む面（副走査面）上にお
ける光学系の概念図である。

この第１３図（ａ）．（ｂ）に示す構戊の光学系におい
ては、ｆθレンズ系６に入射する光束の主走査の巾は、
前述したように、書き込み密度によって決まるため，本
実施例では、ｆθレンズ系６の入射光束の巾はエキスパ
ンダーレンズ１２の出射光束の巾であるため、エキスパ
ンダーレンズの入射光束は５ｆθレンズ系６の入射光束
より狭い巾で良いことになり，第１シリンドリ力ルレン
ズ４の巾も小さくすることができる． 尚，エキスパンダーレンズｌ２の入射光束の巾はアパー
チャ３によって決まるが、このアパーチャ３の巾が狭く
なると，光利用効率が下がる。このため、従来のものよ
りもコリメートレンズ２の出射光束の巾を小さくする必
要がある． しかし、このことは、コリメートレンズ２も小さくする
ことができるということであり、且つ、焦点距離も短く
することができるため，光学系全体を小さくすることが
でき，且つ軽量化も図れる．したがって、第１３図（ａ
），（ｂ）に示す構成の光学系を備えた走査光学系にお
いては，第１シリンドリ力ルレンズ４の小型化が図れる
ため、第１シリンドリカルレンズ４の高速移動が可能と
なり、また，移動距離を大きくすることができ、移動周
波数も高くすることができる。

したがって，第１３図（ａ），Ｃｂ）に示す構成の走査
光学系においては、像面湾曲の補正可能量を大きくする
ことができ、また、走査進度も速くすることができる． 次に，第１４図は，前述の問題を解消するための走査光
学系のさらに別の構戒例を示しており、この例では、第
１の結像光学系たる第１シリンドリ力ルレンズ４と回転
多面ｆｉ５の偏向反射面５ａとの間の光路中に，第１シ
リンドリカルレンズ４の移動に伴う第エシリンドリ力ル
レンズによる結像位置の移動量を拡大する拡大レンズｌ
６を配置した構成の走査光学系を示しており，同図（ａ
）は偏向走査面（主走査面）上における光学系の概念図
，同図（ｂ）は偏向走査面に垂直で且つ光軸を含む面（
副走査面）上における光学系の概念図である。

尚、第１４図に示す構戒の光学系においては，拡大光学
系は，例えば偏向走査に応じて光軸方向に移動される第
１シリンドリ力ルレンズ４と同じ方向にパワーを持つシ
リンドリカル光学系等で１１される． 第１５図（ａ）は第１４図に示す構成の走査光学系にお
ける像面湾曲の補正方法を説明するための図であって、
以下，第１５図を参照して、第１４図の第１シリンドリ
カルレンズ４の移動に対応した像面湾曲の補正について
説明する． 第１５図（ａ）において、第１シリンドリ力ルレンズ４
がΔｃｙ移動すると，先の第１図乃至第１０図を参照し
て説明したように、像面湾曲の補正量Δ工Ｓは、 Δｒｓ″：Δｃｙ−ｍＩ（ｍ，：　ｆθレンズ系の倍率
）となった． これに対して、本実施例における走査光学系においては
、第１シリンドリ力ルレンズ４と回転多面饋５の偏向反
射面５ａとの間に拡大レンズｌ６が挿入されているため
、第１シリンドリ力ルレンズ４のΔｃｙの移動に対し、
その回転多面ｆｉ５の偏向反射面５ａ近傍における線状
結像位置は約Δｃｙ”ｍ１”（ｍ８：拡大レンズの倍率
）移動する．この線状結像位置の移動は，前述した第１
シリンドリ力ルレンズ４の移動量に対応し、その像面湾
曲の補正量は， Δｒｓ＝ΔｃＶ　”　ｍｌ”　＋　ｍ．２と大きくなる
．したがって、第１４図に示す走査光学系においては、
第１シリンドリ力ルレンズ４の移動量を大きくせずに像
面湾曲の補正量を大きくすることができる． 尚、第１５図（ａ）は、拡大レンズ１６として負のパワ
ーを持つレンズを用いた例を示すが、拡大レンズ１６と
しては，第１５図（ｂ）に示すような、正のパワーを持
つレンズを用いても良い． ところで，第１４図（ａ）に示す通り，ｆθレンズ系６
への主走査に対しては、通常略平行光束を入射させてい
るが，この入射光束は，一般にレーザ光源からの光束を
コリメートレンズ２で略平行光束にして形或しているた
め、拡大レンズｌ６に、第１シリンドリ力ルレンズ４と
同様に副走査にパワーを持つシリンドリ力ルレンズを用
いると，ｆθレンズ系６へ入射する略平行光束の平行が
くずれない． 但し、ｆθレンズ系６への入射光束が平行光束でない設
計の場合にはこの限りではなく、拡大レンズｌ６のパワ
ーを主走査に持たせてもよい．尚，本実施例に示した拡
大レンズ１６の適用は、第１４＠に示す光学系に限らず
，先の第１図、第２図及び第６図に示した走査光学系の
何れにも適用可能であり、第６図に示した主走査を補正
するものに関しては、主走査にパワーを持つ拡大２ノン
ズを用い，主・副双方を補正するものに関しては、拡大
レンズは主・副両方にパワーを持つ球面レンズ若しくは
主・副に所定の異なる倍率を持つトロイダルレンズを用
いるとよい． 一方、像面湾曲の補正量は、拡大レンズ１６を用いない
場合，前述したように、 Δｒｓ４Δｃｙ’ｍ，” で表されるが、拡大レンズを用いずに補正量を大きくす
るためには，ｆθレンズ系６の倍率を上げることも考え
られる．しかしながら、ｆθレンズ系６の倍率を上げる
には、ｆθレンズ系６の他の特性、すなわち，ｆθ特性
、球面収差、コマ収差等も良くする必要があり、ｆθレ
ンズ系６の倍率を上げることはそれだけ設計の自由度を
小さくするものであり望ましくない． さて、以上のように、第１４図（ａ），（ｂ）に示すｍ
或の走査光学系を用いた走査光学装置においては，第工
の結像光学系と回転多面鏡の偏向反射面との間の光路中
に拡大光学系を配置するという簡単な構成で、第１の結
像光学系の移動に伴う第１の結像光学系による結像位置
の移動量を拡大することができ，像面湾曲の補正量を増
大することができる． したがって、第１４図（ａ），（ｂ）に示す構成の走査
光学系を用いた走査光学装置においては、第１の結像光
学系の移動量を大きくせずに像面湾曲の補正量を大きく
することができるため，高速走査を可能とすることがで
き．また、第１の結像光学系の移動機構を小さくでき、
該移動機構に入力される電流量も少なくすることができ
る．ところで、先の第１３図（ａ）．（ｂ）にはエキス
パンダーレンズを配置した走査光学系の例を示し，また
．第１４図（ａＬ　（ｂ）には拡大レンズを配置した走
査光学系の例を示したが、両レンズの機能を一つのレン
ズで実現することも可能である．第１３図（ｃ）．（ｄ
）はその一例を示す図であって、第１３図（ａ），（ｂ
）に示すエキスパンダー１２を，主・副走査方向に共に
曲率を有する球面エキスパンダーレンズ１２’　として
構威した例である．この球画エキスパンダーレンズ１２
′　のエキスバンド比は第１３１ｆｆｌ（ａ），　（ｂ
）に示すエキスパンダー１２と同じとなっており，その
エキスバンド比をｍ１とすると、球面エキスパンダーレ
ンズ１２″は、第１４図，第１５図に示す拡大レンズｌ
６の倍率がｍ１どなる拡大レンズとして阿走査方向に作
用することになる．したがって、球面エキスパンダーレ
ンズ１２１は、少なくとも、主走査方向においてエキス
パンダーレンズとしての作用を有していれば、副走査方
向にその作用を有していても、主走査にはエキスパンダ
ーレンズとして作用し、副走査には拡大レンズとして作
用することになり、一つの球面エキスパンダーレンズ１
２′で両方の機能を有することができる． さて、以上が像面湾曲補正に関する光学系の説明である
が、次に、第１の結像光学系を移動若しくは振動して像
面河曲を補正するための機構系について詳細に説明する
． 第１６図は像面湾曲を補正するための光学系の一例を示
し、Ａ４サイズ、３０　ＣＰＭ．　４００　ＤＰＩ用光
学系及びその像面湾曲の様子を示す． このような光学系の場合、像面湾曲を補正するためには
、第１７図に示すように、第１シリンドリ力ルレンズを
周波数４．２５（ｋＨｚ）　．振幅２３５（μ耐で調和
振動させなければならない。

尚，第１７図において、像面湾曲の様子を表す曲線と第
１シリンドリ力ルレンズの調和振動を表す曲線の横軸と
縦軸とは異なる。すなわち、像面湾曲の横軸は感光体の
主走査方向の位置座標を表し、縦軸は像面湾曲量を表す
。また，第１シリンドリ力ルレンズの調和振動の＃ｉ＠
は時間軸であり、縦軸は振幅量（移動量）である。

さて，前述のように、像面湾曲を補正するためには，第
１７図に示すように第１シリンドリ力ルレンズを調和振
動させるための機構系が必要となる。

そこで、第１８図にその機構系の例を数種示し、以下，
説明する。

第１８図において、（ａ）は積層型圧電アクチュエータ
と変位拡大機構とを組合せた機構系の一例を示しており
、図中符号４は第１シリンドリ力ルレンズ，符号２０は
変位拡大機構，符号２１は固定部材、符号２２は積層型
圧電アクチュエータ、符号２３は上記固定部材２１に固
定された変位拡大機構２０の支点である． この第ｔ８［（ａ）に示す構成の機構系においては、積
層型圧電アクチュエータ２２に所定周波数の電圧を印加
することによって積層型圧電アクチュエータ２２を所定
の振動数で変位旧させ，この変位旧をてこの原理を応用
した変位拡大機構２０により拡大（増４１）Ｌ．その拡
大された変位Ｈ２で第１シリンドリカルレンズ４を振動
させるように構威されている． また，第１８図（ｂ）は８！層バイモルフ型圧電アクチ
ュエータ方式の機構系を示しており、図中符号３０は第
１シリンドリ力ルレンズ４が固定されたベース、符号３
１．　３２は積層バイモルフ型圧電素子，符号３３．　
３４は上記積層バイモルフ型圧電素子３１．３２のリー
ド線，符号３３．　３４は積層バイモルフ型圧電素子３
１とベース３０との固定部である．この積層バイモルフ
型圧電アクチュエータ方式の機構系においては，積層バ
イモルフ型圧電素子３ｌに所定周波数の電圧を印加し、
積層バイモルフ型圧電素子３１によりベース３０を振動
させることにより、第エシリンドリ力ルレンズ４を振動
させるように構威されている。

また、第１８図（ｃ）は圧電または電歪若しくは磁歪振
動子と、振幅拡大子としてのホーンとを用いた方式の機
構系を示しており、図中符号４１は第１シリンドリカル
レンズ４固定用ホルダ、符号４２はホーン、符号４３は
ホーン４２固定用の固定用フランジ、符号４４は圧電ま
たは電歪若しくは磁歪を利用した振動子を夫々示してお
り，固定用フランジ４３は外部ベース等に固定されてい
る． この第１８図（ｃ）に示す機構系においては、振動子４
４の発生する振動の振幅をホーン４２により拡大して固
定用ホルダ４１を振動させ，第１シリンドリ力ルレンズ
４を振動させるように構成されている．ところで、第１
８図（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す各機構系においては
、振動廓動源として主として圧電素子を用いた圧電アク
チュエータが用いられているが、この圧電アクチュエー
タは、一般に、第１９図のグラフに示すようにヒステリ
シスを有している。すなわち，圧電アクチュエータヘ印
加される電圧の増減によって，圧電アクチュエータの変
位量が異なってしまう。

したがって、圧電アクチュエー夕を用いた方式の機構系
において、オープンループ制御を用いｔ場合には，上記
ヒステリシスの影響により、第１７図に示す調和振動を
得ることはできない。

そこで、本発明では、圧電アクチュエータのヒステリシ
スの影響を是正するため、第１シリンドリカルレンズ４
の移動量（振幅量）若しくは第１シリンドリ力ルレンズ
４を移動若しくは振動させる駈動源たる圧電アクチュエ
ータの振幅量、あるいは上記２つの諸量を求めるために
検出される他の振動部位の振幅量の何れかを検出する手
段と、その検出手゛段によって検出された検出量を駆動
源の註動回路にフィードバックして上記第エシリンドリ
カルレンズ４の移動若しくは振動を制御する手段とを新
たに設け、駆動源のヒステリシスによる影響を低減し，
所定の調和振動を得ようとするものである． ここで、第２０図は本発明による機構系の一実施例を示
しており、先の第１８図（ａ）に示した積層型圧電アク
チュエータ２２と変位拡大機構２０とを組合せた駈動方
式の機構系に、新たに，鉄心２５とコイル２４とからな
る変位量検知機構を設け，変位拡大機構２０側（振動側
）に固定されたコイル２４と、機本側に固定された鉄心
２５の相対的な移動によってコイル２４に発生される誘
導起電力を検知することにより、圧電アクチュエータ２
２の変位量を検出するものである。

尚，この場合、積層型圧電アクチュエータ２２と位置的
に近い変位拡大機構２０の変位量が検出されるが、コイ
ル２４あるいは鉄心２５の何れかを圧電アクチュエータ
２２側に取付け，圧電アクチュエータ２２自体の変位量
を検出するようにしてもよい．また、同様にして、第１
シリンドリ力ルレンズ４の変位量を直接検出するように
してもよい．次に、第２１図に変位量（振幅量）検出機
構の別の例を示す． 第２１図に示す検出機構における検出方法は，半導体発
光素子（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）等の光源２６
より射出された光を受光素子２８により検出することに
よって変位量を検出する方法であり、ｌｔｉＮ型圧電ア
クチュエータ２２の変位に伴い、受光素子２８に入射す
る光量が変化することを利用した例である． すなわち，第２ｌ図に示す検出機構では，変位拡大機構
２０等の振動部位側に取付けられた遮光壁２７が，上記
振動部位の振動に伴って光源２６からの光束を遮光し，
その遮光に応じて受光素子２８の受光光量が変化するこ
とを利用して振動部位側の変位量を検出するものである
． 尚、先の第２０図と同符号を付したものは同様の部材で
あり，また、符号２９は走査光学装置の機体側の固定部
に一端側を固定され、他端側で受光素子２８を支持する
支持部材である。

次に，第２１図に示す移動機構及び変位検出機構を用い
た場合のフィードバック制御に関し説明する． ここで、第２２図にフィードバック制御系の概略構成及
び制御のフローを示すブロック図を示す。

先の第５図，第８図、第１７図に示されるような像面湾
曲の補正量を得るための第１シリンドリカルレンズ４の
移動量は、前述したように、Δｃｙ去ΔＩＳ／ｍ で表せる。

そこで，このΔｃｙだけ第１シリンドリ力ルレンズを動
かすための信号を設定変位信号として用い、第２２図に
示すように、この設定変位信号を発生する設定変位信号
発生部５１を制御系に設ける。

この設定変位信号発生部５１は、予めＲＯＭに記憶され
たデジタルデータを偏向周期と同期して出力していく装
置や、アナログの正弦波発生器で構成することができる
． この基準となる設定変位信号Ａと、現状における第１シ
リンドリ力ルレンズ４の変位量信号Ｂとは、変位信号比
較演算部５２によって比較され、この比較結果が変位信
号Ｃとして圧電アクチュエータコントロール部５３へ出
力される．尚、上記各信号の関係は、Ｃ＝２Ａ−Ｂとし
ても良い。

さて，この変位信号Ｃを受けた圧電アクチュエータコン
トロール部５３は，該信号Ｃを基に圧電アクチュエータ
５４へ印加する電圧を設定し出力する。

圧電アクチュエータ５４は、この電圧により、例えば第
２１図に示した変位拡大機構２０を介し，第１シリンド
リ力ルレンズ４を原動する。そして、この駈動に伴い、
変位拡大機構２０上に設けられた遮光壁２７が移動し、
光源２６から受光素子２８へと進む光線を変位量に応じ
て、部分又は全体を遮光し、受光素子の受光光量を変化
させる． ここで、受光素子２８からは受光光量に応じた電気信号
が出力され、この信号は受光素子信号一変位量信号変換
部５５で変位量信号Ｂに変換され、前述の通り、変位信
号比較演算部５２へ入力される。

尚、この内，遮光壁〜受光素子信号変位量信号変換部ま
でを変位量検出部５６と呼ぶことができ、この変位量検
出部５６は，第１シリンドリ′カルレンズ４の変位を検
出し、その変位量に応じた信号を変位信号比較演算部へ
出力できるものならば良い．尚、先の第１９図に示した
ように、圧電アクチュエータはヒステリシスを持ってお
り、しかも、その値は、±ｌＯ％程度とラフな仕様値の
ものが多い．しかし、本発明においては、圧電アクチュ
エータの制御は、第１シリンドリ力ルレンズの変位量に
応じたフィードバック制御となっているため、一般に用
いら．れている圧電アクチュエー夕でも使用することが
できる． 以上のように、上述の移！ＩＩ構系を備えた本発明によ
る走査光学装置においては、第１シリンドリ力ルレンズ
の移動機構系の振動銀動源の変位量を検知し、その変位
量を振動１１１ＦＪＩ源の腫動回路にフィードバックす
る構成のため、所定の調和振動を得ることができる。

尚，振動關動源若しくは第１シリンドリ力ルレンズの変
位量を検知し、輛動回路にフィードバックする本方式は
、振動罠動源のヒステリシスの改善のみでなく、他の要
因による振動系全体の振動誤差の補正にも有効である． ところで，以上の説明においては、第１シリンドリ力ル
レンズを光軸方向に移動する機構を設け，第１シリンド
リ力ルレンズを移動することによってその線状結像位置
を移動し、像面湾曲を補正する例について説明したが、
第エシリンドリ力ルレンズを移動する代わりに、第１の
結像光学系に焦点距離可変光学素子を付加し、この焦点
距離可変光学素子によって線状結像位置を移動するよう
にしてもよい。

ところで、回転多面鏡を用いた走査光学系においては，
像面湾曲を補正するために、第エシリンドリ力ルレンズ
等の第１の結像光学系による線状結像位置を、回転多面
鏡による偏向走査に同期して数１００〜１０００Ｈｚで
振動移動する制御が必要である。ところが、この制御を
間ループ制御で行なう場合、動作に遅れが生じ追従しき
れないという問題があり、像面湾曲補正の効果が上がら
ないという問題が生じる． そこで、本発明においては、この問題を解決するため，
第１シリンドリ力ルレンズ等の第１の結像光学系とその
第１の結像光学系による線状結像位置との間にビームス
プリッタを設けると共に，該ビームスプリッタで分割さ
れた光束の内、ｆθレンズ系等の第２の結像光学系へ向
かわない光束の結像状態を検知する手段を設け，該検知
手段によって検知された結像状態に応じた信号を，第１
の結像光学系による線状結像位置の移動や振動を制御す
る制御系にフィードバックし，所謂閉ループ制御により
，偏向走査に正確に追従した像面湾曲補正を実現する． 以下、図示の実施例に基づいて説明する．第２３図は本
実施例における走査光学系の要部構成図を示し、図中符
号４はシリンドリ力ルレンズ，符号６はｆθレンズ系、
符号５ａは回転多面鏡の偏向反射面を示し、この走査光
学系の全体構成は先の第１図に示したものと略同様のも
のである．ここで、本実施例では、上記シリンドリ力ル
レンズ４とそのシリンドリ力ルレンズ４による線状結像
位置との間にビームスブリッタ１２１を設けると共に、
該ビームスプリッタ１２１で分割された光束の内、ｆθ
レンズ系６へ向かわない光束の結像状態を検知するため
の受光素子１２３とを新たに設ける。尚、第２３図に示
す実施例においては、受光素子１２３には２分割受光素
子が用いられ、また、ビームスプリッタ１２１　と受光
素子１２３との間には遮光板１２２が配置されている。

第２３図において、光源より出射された光束゜Ｒは、シ
リンドリ力ルレンズ４に入射し、回転多面鏡の近傍に結
像するが，この線状結像位置とシリンドリ力ルレンズ４
との間にはビームスプリッタ１２１が設けられているた
め、光束の一部はビームスプリッタ１２１により分割さ
れ、Ｍａ位置検知手段たる受光素子１２３に入射される
。

ここで，シリンドリ力ルレンズ４の移動や焦点距離の変
化等によって線状結像位置が移動すると，第２４図（．
）のＩ，ＩＦ，Ｈのように受光素子への入射光束の結像
位置も移動する．尚、ビームスプリッタ１２１と受光素
子１２３との間には、受光素子に到る光束の中央付近ま
で遮光板１２２が挿入されており、光束の一部を遮るよ
うになっている．このため、結像位置が回転多面鏡側に
あるか光源側にあるかで第２４図（ａ）のＩ，ＩＩ，Ｉ
ＩＩのように受光素子１２３に入射される光束の結像位
置が変化した場合には、受光素子１２３への光束の入射
位置が移動する． ここで，上記受光素子１２３は、シリンドリ力ルレンズ
４の線状結像と平行となる様に２分割された２つの受光
面Ａ，Ｂを備えており、その各受光面の出力は、第２４
図（ｂ）に示すように，結像位置が中央部の■の状態で
は、Ａ，Ｂ出力共に高レベルＨとなり，また，夏の状態
ではＡ側が高レベルＨとなり，■の状態では、Ｂ側が高
レベルＨとなる．したがって、受光素子１２３の各分割
受光面Ａ，Ｂからの出力信号を検出することによって、
線状結像位置を検出することができる． 次に，第２５図に示すように、受光素子１２３の各受光
面Ａ，Ｂからの出力が共に高レベルＨとなるときの出力
信号ＡａｎｄＢ　をとると、理想の移動状態では、線状
結像位置は実線で示す様になり，同期検知信号と、次の
ＡａｎｄＢ信号との時間差はＴ、ＡａｎｄＢ　４個分の
時間は１／ｆｖとなる．ここで、１偏向走査当り２周期
の移動で補正を行なう場合に、移動の周期がずれた場合
、点線の様な線状結像位置となり、ＡａｎｄＢ　も点線
の様になり、ＴはΔＴだけ、１／ｆｖはΔ（１／ｆｖ）
だけずれる．そこで、この周期及び位相のずれΔ（１／
ｆｖ）＋ΔＴを補正する様に、例えば第１シリンドリ力
ルレンズの移動機構系の制御系に信号をフィードバック
して移動の制御を行なうと、実際の移動は実線で示す理
想状態に近づく． 尚、第２５図は、周期制御だけの例であるが、第２６図
（ａ）の様に光軸ｒ上に受光素子１２４を１個設け，第
２６図（ｂ）に示す出力レベルの変化により結像位置の
ずれ量まで検知し、この検知信号によりフィードバック
制御すれば、同様に振幅の制御も正確に行なうことがで
きる．尚、第２６図（ｂ）中のＴＨＬは第１シリンドリ
力ルレンズ４による線状結像位置が移動範囲の中心位置
にきたときを基準としたしきい値である． 以上のように、第２３図乃至第２６図に示した実施例に
おける走査光学装置では、第１の結像光学系による線状
結像光学位置の移動を検出する手段を設けたことにより
，この検知信号をフィードバック信号として用いること
ができ、上記第１の結像光学系による線状結像位置の移
動若しくは振動の制御を閉ループ制御で行うことができ
るため、正確で有効な像面湾曲の補正を行うことができ
る。

次に、第２３図乃至第２６図に示した実施例と同様に，
第１の結像光学系による線状結像位置の移動や振動をフ
ィードバック制御する場合の別の実施方法について説明
する． この例では、前述したと同様の構成の走査光学装置にお
いて．第１シリンドリ力ルレンズ等の第１の結像光学系
とその第１の結像光学系による線状結像位置との間にビ
ームスブリツタを設けると共に、該ビースブリツタで分
割された光束の内，ｆθレンズ系等の第２の結像光学系
へ向かわない光束の結像状態を検知する手段を設ける．
そして、検知手段は、線状結像の長手力向に２分割した
受光素子部を有する２分割受光素子と、ビームスプリッ
タから２分割受光素子までの光学的距離を上記２分割受
光素子の各々の素子部へ向かう光路で実質的に異ならせ
る手段とを備えたことを特徴とし、上記検知手段によっ
て検出される第１の結像光学系による結像状態すなわち
結像位置を，第工の結像光学系の移動機構等の制御系に
制御情報としてフィードバックすることにより、第１の
結像光学系の移動が、偏向走査に確実に同期して追従し
得るようにするものである。

以下、図面を参照して詳細に説明する。

第２７＠は走査光学装置の一実施例を示す走査光学系の
副走査方向の要部断面構成図であり、また、第２８図は
第２７図中のＡ方向から見た図である．ここで、第２７
図及び第２８図には，前述した走査光学系の第１の結像
光学系たる第１シリンドリ力ルレンズ４から第２の結像
光学系たるｆθレンズ系６までが示されている．また，
第２９図は第２７図のＢ部拡大図であり、第３０図は第
２９図のＣ部拡大因である． 第２７図乃至第３０図において，第工の結像光学系たる
第１シリンドリ力ルレンズ４には、レーザ光源（図示せ
ず）から出射され，コリメート光学系（図示せず）を介
して略平行光束となったコリメート光束Ｒが入射し，こ
のコリメート光束は、第１シリンドリ力ルレンズ４によ
り、副走査方向のみに集光される．そして、この光束は
ビームスプリッタ２２１へ入射し，このビームスブリツ
タ２２１により光路が２分割され、一方の光束は回転多
面１１（ポリゴンミラー）の偏向反射面５ａで偏向され
，ｆθレンズ６で被走査媒体上へ結像される．また、ビ
ームスプリッタ２２１により分割された他方の光束は，
結像位置検知手段へと導かれ、この結像位置検知手段に
より、第１シリンドリカルレンズ４の移動状態が検知さ
れ、この検知信号に基づいて副走査方向の像面湾曲補正
の制御を行なうことができる。

尚、本実施例において検知手段は、主走査方向に長細く
，且つ主走査方向の光束巾の略中央で２分割された受光
素子部２２３ａを有する２分割受光素子２２３と、ビー
ムスプリッタ２２１から２分割受光素子２２３までの光
学的距離を２分割受光素子２２３の各々の素子で異なら
せるように，光束の主走査方向の略中央まで挿入された
平行平板ガラス２２２によって構成されている． この平行平板ガラス２２２を挿入された光束は、平行平
板ガラス２２２の肉厚ｄ、屈折率ｎにより、浮き上がり
量ａだけ平行平板ガラス２２２が入らない光束から離れ
た位置に線状結像する．ここで，上記浮き上がり量ａは
， ａ＝（１−１／ｎ）ｄ で表すことができる． この平行平板ガラス２２２を通らない光束を２分割受光
景子２２３の１側へ入射させ、平行平板ガラス２２２を
通る光束を２分割受光素子の■側へ入射させる。この時
、２分割受光素子２２３をａの巾の中央部に配置し、こ
の時の２分割受光素子２２３の１，ＩＦ各々の出力が等
しくなるように設置すると、２分割受光素子２２３の出
力は第３１図のようになる．尚、第３１図中、実線が２
分割受光素子の！側の出力を示し、破線が■側の出力を
示す。

ここで、第１シリンドリ力ルレンズ４の移動量が、この
第１シリンドリ力ルレンズ４の設置時の位置に対し（設
置時の第１シリンドリ力ルレンズ４の位置が基準位置に
なるように第エシリンドリカルレンズ４を配置しておく
）±ａ／２の時、どちらかの出力がほぼ最大となり、他
方の出力は小さくなる．この２つの出力の差髪位置信号
としてとらえると、第１シリンドリ力ルレンズ４の位置
制御ができる。

尚、第１シリンドリ力ルレンズ４の移動制御方法として
は，前述の第１８図乃至第２０図に示した構成の移動機
構系や、一般の光ディスク装置に用いられているフォー
カス制御等と類似の方法を適用することができ，上記検
知手段によって検知された位置信号に基づいて、第１シ
リンドリ力ルレンズ４の移動を制御するようにすれば、
容易に実施することができる． 次に，第３２図及び第３３図は，検知手段の第２、？３
の例を夫々示しており、先の第２８図に対応して平行平
板ガラス２２２が、２分割受光素子の各々の受光部Ｉ，
Ｈに夫々挿入されている例を示している。

ここで、第３２図に示す例の場合は平行平板ガラスの厚
さが、第３３図に示す例では屈折率が夫々異なる例で、
前述のａの値は，夫々、 ａ＝（１−１／ｎ）（ｄ，−ｄ，） ａ　＝（１／ｎ■−　１／ｎ．）ｄ で表すことができる。

この第３２図、第３３図は，先の第２８図に示した例と
異なり，空間部分を設ける必要が無いため，ビームスプ
リッタ２２１との一体での保持が容易、且つ高精度で可
能となる。

尚、第３４図は検知手段の第４の例で、第２８図、第３
２図、第３３図に対応し、前述のビームスプリッタ２２
１と平行平板ガラスとを一体化した例である。

次に、第３５図は本実施例の２分割受光素子２２３の長
手方向の長さを示した図であり、第２８図、及び第３２
図乃至第３４図に対応する．ここで，２分割受光素子の
受光部は、第２８図，及び第３２図乃至第３４図では光
束から一部はみ出して描かれているが，第３５図では、
光束に全体が入るように設けられている。尚，本実施例
においては、どちらの４ｌＩ！戒でもかまわない． また、第２８図、及び第３２図乃至第３４図では、出力
が２分割両受光素子で等しくなるように光束の分割位置
を長手方向へ動かし、２分割受光素子もそれに伴って動
かすことが可能であるが、第３５図に示す９！或の場合
は不可能である。しかるに、逆に取付け位置が楽となる
利点がある。

尚，第３０図に示す２分割受光素子２２３の受光部巾（
腺状結像の短手方向）Ｗは、線状結像の線巾とほぼ等し
いが、狭いことが望ましい．この理由は，この巾が広す
ぎると、光束の巾が受光部の巾より小さくなり，この状
態では受光素子の出力に変化がでないためである．この
受光部の巾は、例えば，特開昭６２−１７２３１７号公
報に開示されているレンズ系に応用した場合、約２０μ
ｍ以下となる．この巾は、一般のＣＯＤイメージセンサ
の受光部巾約７〜１３μｍと比較して十分大きいため、
受光素子の作或は可能である． ところで、本実施例において検知手段は、前述したよう
に，主走査方向に長綱＜．且つ主走査方向の光束巾の略
中央で２分割された受光素子部を有する２分割受光素子
と、ビームスプリッタから２分割受光素子までの光学的
距離を２分割受光素子の各々の素子で異ならせるように
，光束の主走査方向の略中央まで挿入された平行平板ガ
ラスによって構成されているが、この平行平板ガラスと
２分割受光素子とを保持手段を介して一体化し，１つの
検知素子として構成することができる。

第３６図はその検知素子の一構成例を示す透過斜視図、
第３７図は同上外観斜視図であって．この検知素子２３
０のカバーガラス２３１が２枚の厚みの異なる平行平板
ガラス２３２，　２３３で構成され，各々の平行平板ガ
ラス２３２，　２３３に対応した位置に２分割受光素子
２３５の受光素子部２３６，　２３７が配置され、両方
がケース２３４により一体に形成されている。

この素子の出力は２分割各々の受光素子部２３６，２３
７の出力が、夫々独立で電圧又は電流として出力される
，尚、第３６図においては，カバーガラス２３１が光学
的光路長の差を生じさせるため、厚みの異なる平行平板
で構成されているが，これは、屈折率の異なる平行平板
ガラスを用いても良い。

また、厚みの厚いものに高屈折率、薄いものに低屈折率
のものを用いれば光路長差を大きくとることができる． また，第３６図では、カバーガラス２３１　と受光素子
２３５とが離れているが、この空間は，必ずしも必要で
はない。尚、不図示であるが，受光素子上にカバーガラ
ス２３１を接着するという保持手段を用いれば，ケース
２３４を取り除いてもかまわない．次に、第３８図は第
３６＠及び第３７図に示した検知素子を実用化する場合
の応用例を示す斜視構戊図であって，検知素子２３０は
ｆ８．装基板２４０に取付けられ、この電装基板はガイ
ド板２４１に取付けられている． 上記ガイド基板４１には長穴が３個所設けられており，
１つに基準ピン２４２、他の２つに偏心ピン２４３，　
２４４が嵌め合わされている．ここで，一方の偏心ビン
２４４を回転すると検知素子２３０は図中Ｋ方向に回動
し、他方の偏心ピン２４３を回転すると検知素子２３０
はＸ方向へ平行移動される。したがって、上記２つの偏
心ピン２４３，　２４４の調整により、ビームスブリッ
タ２２１からの光束に対する検知素子２３０の位置合わ
せを容易に行なうことができる．また、調整が完了した
後は、ガイド抜２４１を固定することにより検知素子２
３０を固定することができる．尚、図中符号４は第１シ
リンドリ力ルレンズである． さて、以上のように．２分割受光素子と平行平板ガラス
とを一体に構成することにより、２分割受光素子と平行
平板ガラスとの位置調整が不用となり、且つ、調整が楽
になる。また、２分割受光素子の受光部を保護するカバ
ーガラスと光路長差を生じさせる部材とを兼用すること
により、ｎ戊部品点数を削減することができる． 次に、第２３図乃至第２６図、若しくは、第２７図乃至
第３８図に示したと同様に、第１の結像光学系による線
状結像位置の移動や振動をフィードバック制御する場合
のさらに別の実施方法について説明する． この例では、前述したと同様の構成の走査光学装置にお
いて、第１シリンドリ力ルレンズ等の第１の結像光学系
とその第１の結像光学系による線状結像位置との間にビ
ームスプリッタを設けると共に、該ビースプリツタで分
割された光束の内，ｆθレンズ系等の第２の結像光学系
へ向かわない光束の結像状態を検知する手段を設ける。

この検知手段は、線状結像の長手方向に２個の受光素子
をビームスプリッタからの距離が各々異なるように配置
した構成からなっており、上記検知手段によって検出さ
れる第１の結像光学系による結像状態すなわち結像位置
を、第１のＭ像光学系の移動機構等の制御系に制御情報
としてフィードバックすることにより、第１の結像光学
系の移動が、偏向走査に確実に同期して追従し得るよう
にするものである． 以下，図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第３９図は本実施例による走査光学装置の一例を示す走
査光学系の副走査方向の要部断面図，第４０図は第３９
図中のＡ方向から見たときの平面図を夫々示し，また、
第４１図は第３９図のＢ部拡大図を示している． 尚、第３９図に示す光学系は、先の第↓図乃至第１Ｏ図
を参照して説明した走査光学系の、第１の結像光学系か
らｆθレンズ系までの部分に相当するものであり、図中
符号４は第１の結像光学系たる第１シリンドリ力ルレン
ズ，符号６は第２の結像光学系たるｆθレンズ系、符号
５ａは回転多面鏡（ポリゴンミラー）の偏向反射面を示
し、また、符号３２１はビームスプリッタ，符号３２２
，　３２３は第１，第２の受光素子を夫々示している．
さて，第３９図乃至第４１図において、レーザ光源（図
示せず）から出射された光束はコリメート光学系（図示
せず）を介して略平行光束とされた後、第１シリンドリ
力ルレンズ４に入射され、この第１シリンドリ力ルレン
ズ４により副走査方向にのみ集光される．この副走査方
向にのみ集光された光束は、ビームスプリンタ３２１へ
入射し、これにより光路が２分割され、一方の光束は回
転多面鏡の偏向反射面５ａで偏向されｆθレンズ系６で
被走査媒体上へ結像される。また，他方の光束は、結像
位置検知手段へと導かれ，この結像位置検知手段により
、第１シリンドリ力ルレンズ４による線状結像位置の移
動状態が検知される．したがって、結像位置検知手段に
よって検知される線状結像位置の情報に基づいて第１シ
リンドリ力ルレンズ４の移動を制御することにより，副
走査方向の像面湾曲補正の制御を正確に行なうことが可
能となる。

ここで，本実施例において，上記検知手段は、線状結像
の長手方向（主走査方向）に２個の受光素子３２２，　
３２３をビームスプリッタ３２１からの距離が各々異な
るように並べ配置した構成からなっている．尚、第３９
図中には、ビームスプリッタ３２１から２つの受光素子
３２２，　３２３への距離を夫々ｄエ，ｄ２とし，この
差をａとして表記してある．今，第１シリンドリ力ルレ
ンズ４が基準位置（第１シリンドリカルレンズ４の移動
巾の中心位置）にあるとき、線状結像位置が第１，第２
の各受光素子３２２，　３２３の中間（夫々の受光素子
３２２，３２３からａ　／　２の位置）になるように両
受光素子３２２，　３２３を配置する。ここで、第４２
図は第１シリンドリ力ルレンズ４が移動したときの光束
と，両受光素子３２２，　３２３との関係を表した概念
図である．さて、第４２図において、第１シリンドリ力
ルレンズ４が基準位置にあるとき、光束は図中実線で示
すようになり，両受光素子３２２，　３２３には光束の
一部が夫々入射され．両受光素子３２２，　３２３の出
力レベルはほぼ等しくなる． また、第１シリンドリ力ルレンズ４が基準位置より十ａ
　／　２移動した場合には光束は図中一点鎖線で示すよ
うな状態となり、第２の受光素子３２３には集光光束が
入射するため出力レベルが高くなり、第１の受光素子３
２２には光束のごく一部しか入射しないため出力レベル
は低くなる．また、逆に、第１シリンドリ力ルレンズ４
が基準位置よりーａ　／　２移動した場合には、第１の
受光素子３２２側の出力レベルが高く，第２の受光素子
３２３の出力レベルは低くなる． 尚，以上の第１シリンドリ力ルレンズの移動に伴う受光
素子の出力変化の様子を示したのが第４３図であり，図
中実線が第２の受光素子３２３の出力変化、破線が第１
の受光素子３２２の出力変化を夫々示している． ここで，両受光素子３２２，　３２３の出力の差分信号
は，第１シリンドリ力ルレンズ４の位置信号として捉え
られるので，この信号に基づいて移動制御を行なうこと
により第１シリンドリ力ルレンズの正確な位置制御が可
能となる。

尚、第１シリンドリ力ルレンズの位置制御方法としては
，前述の移動機構系等が適用できる．ところで，結像位
置検知手段に用いられる受光素子の受光部巾（．１状結
像の短手方向）Ｗは、第４１図に示すように，線上結像
の線巾とほぼ等しいが、狭いことが望ましい．この理由
は、この巾Ｗが広すぎると光束の巾が受光部の巾より小
さくなり，この状態では受光素子の出力に変化が出ない
ためである．この受光部の巾Ｗは，例えば、特開昭６２
−　１７２３１７号公報に開示されているレンズ系に応
用した場合；約２０μ肩以下となる．しかるに、この巾
は一般のＣＣＤイメージセンサの受光部巾、約７〜Ｉ３
μ■と比較して十分大きいため、受光素子の作戊は可能
である． 次に、第４４図は、本実施例における結像位置検知部の
より実用的な例を示しており、一枚の基板３２５上に受
光素子の高さを決定する絶縁体のスペーサ３２４を設け
，該スベーサ３２４の取付け高さの決められた各段部に
受光素子３２２，　３２３を取付けた例を示している．
したがって、第４４図に示す例では、２ｆｓの受光素子
３２２，　３２３の高さの差を考慮する必要がなくなり
，取付けが容易となる．尚、樹脂一体成形等により、基
板３２５と高さ合わせ用のスベーサ３２４とを一体化す
ることも容易であり，このように一体化することによっ
て部品点数の削減や，組み付け調整個所の削減化を図れ
る． 〔発明の効果〕 以上、図示の実施例に基づいて説明したように、本発明
によれば、回転多面鏡を用いた走査光学装置の第２の結
像光学系，すなわちｆθレンズ系の設計を複雑化するこ
となく、面倒れ補正と主・副走査の像面湾曲補正とを同
時に実現することができる。したがって、本発明によれ
ば走査光学系の設計も容易となり、高密度な書き込み走
査の可能な高性能な走査光学装置を提供することができ
る．また．本発明によれば，走査光学装置の光学系に複
雑で枚数の多いコスト高のレンズ系を使用しなくとも，
主・副走査の像面湾曲を補正することができるため、安
価な走査光学装置を提供することができる． また、本発明による上述の作用効果は、第１の結像光学
系と回転多面鋪との間に，エキスパンダー光学系，ある
いは拡大光学系を配置することでより容易に達成するこ
とができる． また、第１の結像光学系と回転多面鏡との間に、エキス
パンダー光学系、あるいは拡大光学系を配置することに
より、書き込み走査速度の高速化，像面湾曲補正量の拡
大がより容易に図れ，走査光学装置の光学系の設計自由
度の向上，低コスト化をより一層図ることができ、且つ
、第１の結像光学系の移動機構の小型化や省エネルギー
化を促進することができる．尚、第１３回（ｃ）．（ｄ
）に示したたように、一つのエキスパンダー光学系のみ
により、エキスパンダーと拡大の両作用を持たすことが
できる． また，本発明による走査光学装置においては、移動機構
系を用いて第１の結像光学系を光軸方向に移動若しくは
振動するか、あるいは、第１の結像光学系に焦点距離可
変光学素子を付加して、第１の結像光学系による線状結
像位置を移動若しくは振動し，像面湾曲を補正する構成
であるから，複雑でコスト高のレンズ系を使用しなくと
も．主・副走査の像面湾曲を補正することができるため
．比較的安価な走査光学装置を提供することができる． また、本発明では、第１の結像光学系を移動若しくは振
動させて像面湾曲を補正する構威の場合に，機構系の駆
動瀝を、第１の結像光学系や廂動源の変位量（振幅量）
，若しくはその他の振動部位の変位量（振幅量）に基づ
いてフィードバック制御するように制御系を構成するこ
とにより，駆動源のヒステリシスの影響等を除去するこ
とができ、第１の結像光学系の移動若しくは振動を，回
転多面鏡による偏向走査に同期して調和振動させること
ができ、像面湾曲の補正をより正確に且つ有効に行うこ
とができる． また、本発明では、上記移動機構系や焦点距離可変光学
素子により、第１の結像光学系による線状結像位置を移
動して像面河曲を補正する場合に、第１の結像光学系に
よる線状結像位置の移動を直接検出する手段を設けるこ
とにより，この検出手段による検知信号をフィードバッ
ク信号として用いることができ，上記第１の結像光学系
による線状結像位置の移動若しくは振動の制御を閉ルー
プ制御で行うことができるため、従来の走査光学装置に
比べて正確で有効な像面湾曲の補正を行うことができる
．

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す走査光学装置の概略Ｉ
Ｉ或図、第２図は第ＩＩｓｉに示す走査光学装置の光学
系の概念図を示し、同図（ａ）が偏向走査面上における
光学系配置を示す概念図，同図（ｂ）が偏向走査面に垂
直で且つ光軸を含む面上における光学系配置を示す概念
図である。第３図は第２図に示す光学系における像面湾
曲の補正方法を説明するための説明図，第４図は収差図
であって同図（ａ）が第２図に示す光学系による像面湾
曲の補正前の収差図、同図（ｂ）が同上補正後の収差図
、第５図は第２図に示す光学系における像面湾曲補正時
の走査角に対する像面湾曲量と補正量との関係を示す線
図、第６図は本発明の別の実施例を示す走査光学装置の
光学系の概念図を示し、同図（ａ）が偏向走査面上にお
ける光学系配置を示す概念図、同図（ｂ）が偏向走査面
に垂直で且つ光軸を含む面上における光学系配置を示す
概念図である。 第７図は第６図に示す光学系により像面湾曲補正を行な
う前と主・副走査共に補正を行なったときの収差を示す
図であって、同図（ａ），（ｂ），（ｃ）は補正前の収
差図、同図（ｄ）はｆθ特性図，同図（ｅ）は補正後の
収差図を示し，第８図は第６図に示す光学系により像面
湾曲補正を行なうときの主走査及び副走査の像面湾曲補
正量を走査角に対してプロットした線図である．第９図
は本発明のさらに別の実施例を示す走査光学装置の光学
系の概念図を示し，同図（ａ）が偏向走査面上における
光学系配置を示す概念図、同図（ｂ）が偏向走査面に垂
直で且つ光軸を含む面上における光学系配置を示す概念
図である。第１０図は被走査媒体面上におけるビームウ
エスト部位から許容最大ビーム径部位までの距離と像面
湾曲量との関係を説明するための図、第１１図は本発明
のさらに別の実施例を示し第１の結像光学系をフレネル
レンズで構成した走査光学装置の光学系の概念図を示し
、同図（．）が偏向走査面上における光学配置を示す概
念図、同図（ｂ）が偏向走査面に垂直で且つ光軸を含む
面上における光学系配置を示す概念図である．第１２図
は第１１図に示す光学系の第１の結像光学系を構成する
フレネルレンズの一例を示す図であって，同図（ａ）は
副走査方向から見た時のフレネルレンズの側面図、同図
（ｂ）は光軸方向から見た時のフレネルレンズの平面図
、同図（ｃ）は主走査方向から見た時のフレネルレンズ
の側面図である。第１３図（ａ），（ｂ）は本発明のさ
らに別の実施例を示すエキスパンダー光学系を備えた構
威の走査光学系の概念図を示し、同図（ａ）が偏向走査
面上における光学配置を示す概念図、同図（ｂ）が偏向
走査面に垂直で且つ光軸を含む面上における光学系配置
を示す概念図である。第１３図（Ｑ），（ｄ）は第Ｉ３
図（ａ），（ｂ）に示す走査光学系において、エキスパ
ンダー光学系に主・副走査方向に共に曲率を有する球面
エキスパンダーレンズを用いた例を示し，同図（ｃ）が
偏向走査面上における光学配置を示す概念図，同図（ｄ
）が偏向走査面に垂直で且つ光軸を含む面上における光
学系配置を示す概念図である．第１４図は本発明のさら
に別の実施例を示す拡大光学系を備えた構成の走査光学
系の概念図を示し、同図（．）が偏向走査面上における
光学配置を示す概念図，同図（ｂ）が偏向走査面に垂直
で且つ光軸を含む面上における光学系配置を示す概念図
であり、第１５図（ａ），（ｂ）は第１４図に示す光学
系における像面湾曲の補正方法を説明するための説明図
である。第１６図は像面湾曲を補正するための光学系及
びその像面湾曲の様子を示す概念図、第１７図は像面湾
曲の補正方法を説明するための線図、第１８図（．）は
第１シリンドリ力ルレンズを調和振動させるための機構
系の一例を示す機構系の概略的斜視構成図、同図（ｂ）
は第１シリンドリ力ルレンズを調和振動させるための機
構系の別の例を示す機構系の概略的斜視構成図、同図（
Ｃ）は第１シリンドリ力ルレンズを調和振動させるため
の機構系のさらに別の例を示す機構系の概略的平面構成
図、第１９図は第１シリンドリ力ルレンズを調和振動さ
せるための機構系に用いられる圧電アクチュエータの電
圧一変位特性を示すグラフ、第２０図は変位（振ＩＩＩ
）量検知機構が設けられた第１シリンドリ力ルレンズを
調和振動させるための機構系の一例を示す概略的斜視構
成図、第２１図は変位（振幅）量検知機構が設けられた
第１シリンドリカルレンズを調和振動させるための機構
系の別の例を示す概略的斜視構成図、第２２図は第１シ
リンドリ力ルレンズを調和振動させるための機構系の制
御に用いられるフィードバック制御系の概略構成及び制
御の流れを示すブロック図である．第２３図は第１の結
像光学系による光束の結像状態を検出する手段を備えた
走査光学装置の一実施例を示す走査光学系の概略的要部
構成図、第２４図及び第２５図は第１の結像光学系によ
る線状結像位置の移動を検出する方法の一例を示す説明
図、第２６図は第１の結像光学系による線状結像位置の
移動を検出する方法の別の例を示す説明図である．第２
７図は第１の結像光学系による光束の結像状態を検出す
る手段を備えた走査光学装置の別の実施例を示す走査光
学系の副走査方向の概略的要部構成図、第２８図は第２
７図中のＡ方向から見た走査光学系の平面図、第２９図
は第２７図のＢ部拡大図、第３０図は第２９図のＣ部拡
大図，第３ｌ図は第２７図乃至第３０図に示す２分割受
光素子の出力例を示す線図、第３２図乃至第３４図は第
２７図に示す走査光学系の別の実施例の説明図、第３５
図は２分割受光素子の長手方向の長さを示す図、第３６
図は２分割受光素子と平行平板ガラスとを一体化した構
成の検知素子の透過斜視図、第３７図は同上検知素子の
外観斜視図，第３８図は同上検知素子の応用例を示す斜
視構成図、第３９図は第１の結像光学系による光束の結
像状態を検出する手段を備えた走査光学装置のさらに別
の実施例を示す走査光学系の副走査方向の概略的要部ａ
威図，第４０図第３９図中のＡ方向から見た走査光学系
の平面図、第４１図は第３９図のＢ部拡大図、第４２図
は第３９図乃至第４１図に示す走査光学系において第１
シリンドリカルレンズが移動したときの光束の結像位置
と２つの受光素子の配置位置との関係を表す概念図、第
４３図は第３９図乃至第４２図に示す２つの受光素子の
出力例を示す線図，第４４図は第３９図に示す走査光学
系の結像位置検知部のより実用的な実施例を示す要部平
面図である．１・・・・レーザ光源、２・・・・コリメ
ートレンズ、３・・・・アバーチャ，４・・・・第１シ
リンドリ力ルレンズ、５・・・・回転多面鏡、６・・・
・ｆθレンズ系，７・・・・感光体、８・・・・第２シ
リンドリカルレンズ、９・・・・反射ミラー、１０・・
・・同期検知器、１２．　１２’・・・・エキスパンダ
ー光学系、１３・・・・第３シリンドリ力ルレンズ，１
５・・・・フレネルレンズ、１６・・・・拡大光学系、
２０・・・・変位拡大機構、２１・・・・固定部材、２
２・・・ｆｉｔｆｆ型圧電アクチュエータ，２４・・・
・コイル、２５・・・鉄心、２６・・・・光源、２７・
・・・遮光壁、２８・・・・受光素子，２９・・・・支
持部材、３０・・・・ベース部材、３１．　３２・・・
・・積層バイモルフ型圧電素子、４１・・・・固定用ホ
ルダ、４２・・・・ホーン、４３・・・・ホーン固定用
フランジ、４４・・・・振動子、５１・・・・設定信号
発生部，５２・・・変位信号比較演算部、５３・・・・
圧電アクチュエータコントロール部、５４・・・・圧電
アクチュエー夕、５５・・・・・受光素子信号一変位量
信号変換部５５６・・・・変位量検出部、１２１，　２
２１，　３２１・・・・ビームスプリッタ、１２２・・
・・遮光板、１２３，　２２３，　２３５・・・・２分
割受光素子、１２４，　３２２，　３２３・・・・受光
素子、２２２，　２３２，　２３３・・・・平行平板ガ
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源と、該光源から出射された光束を略平行化する
   コリメート光学系と、その略平行化された光束を線状に
   結像する第１の結像光学系と、この第１の結像光学系よ
   り射出した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回転
   多面鏡と、該回転多面鏡で偏向された光束によって走査
   される被走査媒体と、該被走査媒体と偏向反射面との間
   に配置され上記偏向された光束を被走査媒体上に結像す
   ると共に上記回転多面鏡で偏向される光束の偏向走査面
   と垂直な面内において上記偏向反射面と被走査媒体とを
   幾何光学的に共役な関係に保つ第２の結像光学系とを備
   え、上記回転多面鏡による光束の走査に伴い上記第１の
   結像光学系をその光軸方向に移動若しくは振動させ、実
   質的に第１の結像光学系による線状結像位置を光軸方向
   に移動し得るように設けたことを特徴とする走査光学装
   置。 ２、請求項１記載の走査光学装置において、回転多面鏡
   の偏光反射面を第１の結像光学系による線状結像位置近
   傍に配置したことを特徴とする走査光学装置。 ３、請求項１記載の走査光学装置において、第１の結像
   光学系を走査面と垂直な面内にパワーを有するシリンド
   リカル光学系で構成するか、若しくは、第１の結像光学
   系を、走査面内と、走査面と垂直な面内とに夫々パワー
   を持つ２つのシリンドリカル光学系で構成したことを特
   徴とする走査光学装置。 ４、請求項１、若しくは請求項３記載の走査光学装置に
   おいて、第１の結像光学系と偏向反射面との間に、少な
   くとも偏向走査面にパワーを持つエキスパンダー光学系
   若しくは第１の結像光学系の移動に伴う第１の結像光学
   系による結像位置の移動量を拡大する拡大光学系を配置
   したことを特徴とする走査光学装置。 ５、請求項４記載の走査光学装置において、回転多面鏡
   の偏光反射面を、第１の結像光学系と、エキスパンダー
   光学系若しくは拡大光学系とによる線状結像位置近傍に
   配置したことを特徴とする走査光学装置。 ６、請求項１，２，３，４，５記載の走査光学装置にお
   いて、回転多面鏡の光束の走査に伴い第１の結像光学系
   を光軸方向に移動若しくは振動させる手段と、上記第１
   の結像光学系の移動量（振幅量）若しくは上記第１の結
   像光学系を移動若しくは振動させる駆動源の振幅量ある
   いは上記２つの諸量を求めるために検出される他の振動
   部位の振幅量の何れかを検出する手段と、上記検出手段
   によって検出された検出量を上記駆動源の駆動回路にフ
   ィードバックして上記第１の結像光学系の移動若しくは
   振動を制御する手段とを設けたことを特徴とする走査光
   学装置。 ７、請求項１，２，３，４，５記載の走査光学装置にお
   いて、第１の結像光学系と、その第１の結像光学系によ
   る線状結像位置との間に、ビームスプリッタを設けると
   共に、上記ビームスプリッタで分割された光束の内、第
   ２の結像光学系へ向かわない光束の結像状態を検知する
   検知手段を設けたことを特徴とする走査光学装置。 ８、請求項７記載の走査光学装置において、ビームスプ
   リッタで分割された光束の内、第２の結像光学系へ向か
   わない光束の結像状態を検知する検知手段を、線状結像
   の長手方向に２分割した受光素子部を有する２分割受光
   素子と、ビームスプリッタから上記２分割受光素子まで
   の光学距離を上記２分割受光素子の各々の素子部へ向か
   う光路で実質的に異ならせる手段とによって構成したこ
   とを特徴とする走査光学装置。 ９、請求項７記載の走査光学装置において、ビームスプ
   リッタで分割された光束の内、第２の結像光学系へ向か
   わない光束の結像状態を検知する検知手段を、線状結像
   の長手方向に２個の受光素子をビームスプリッタからの
   距離が各々異なるように配置して構成したことを特徴と
   する走査光学装置。