JPH0373909A - 走査光学装置における像面湾曲補正装置 - 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。

〔従来の技術〕

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。

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
共役な関係としている。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。

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ッ
ト怪に関して上記と同様の問題が発生したり、あるいは
所＋ｔｉｆθ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４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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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。

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。

〔課題を解決するための手段〕

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。

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。

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、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。

そして、上記「変位手段」として、振動源たる積層型圧
電アクチュエータと、この積層型圧電アクチュエータが
固定される保持部と該積層型圧電アクチュエータの振動
に応じて対称的に変位する２つの対称構造の変位部とを
有する第１の変位拡大機構と、板状の弾性部材からなり
両端部を上記第１の変位拡大機構の両変位部に支持され
ると共に中央部に形成されたコ字型状の保持部で上記シ
リンドリカルレンズを保持し上記第１の変位拡大機構の
変位部の変位によって弾性変形されシリンドリカルレン
ズをその光軸方向に変位させる第２の変位拡大機構とを
備えたことを特徴とする。

尚、上記構成からなる像面湾曲補正装置において、像面
湾曲補正用のシリンドリカルレンズは、第２の変位拡大
機構のコ字型状の保持部に接着等により固定される。

また、上記像面湾曲補正装置においては、シリンドリカ
ルレンズの変位時に第２の変位拡大機構がそのコ字型状
の保持部によってシリンドリカルレンズを圧縮する方向
に弾性変形するように第１の変位拡大機構の支点と作用
点位置とを設定するとよい。

また、上記像面湾曲補正装置において、積層型圧電アク
チュエータの変位方向が像面湾曲補正用のシリンドリカ
ルレンズの変位方向と直角になるように上記積層型圧電
アクチュエータを第１の変位拡大機構の保持部に固定す
るとよい。

また、上記像面湾曲補正装置において、走査光学装置の
基板側に固定され像面湾曲補正用のシリンドリカルレン
ズの変位方向を規制する方向規制部材を設けるとよい。

〔作　　　用〕

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
余弦間数で近似できる１本発明ではこの観点に立脚し、
上述の構成からなる像面湾曲補正装置によって、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
ることにより、像面湾曲の軽減を図るのである。

〔実　施　例〕

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。

第１２＠は１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。

第１２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。

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。

偏向反射面２４により反射された光束は回転多面＃Ｉ２
３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。

尚、第１２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。

一部シリントリカルレンズ２２Ａは１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。

尚、言うまでもないが第１２図で上下方向が主走査方向
であり、図面に直交する方向が副走査方向である。

また、第１ｚ図で符号ｚ９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。

第１３図は、第１２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。

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。

シリンドリカルレンズ２２Ａが実線の位置にあるとき１
、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
２７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裸像Ｐ′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１４図は、第１３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。

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’　＝［Ｆ’／（Ｆ＋ｆ−ｄ）”］・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。

さて、結像光学系５０による像面湾曲が第１５図の（Ｉ
）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。

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
、θに応じてシリンドリカルレンズ２２Ａを、その変位
量ΔＸ（θ）が、−Ｗ　ｓ　（θ）／β１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、 ＡＹ＝−ｗＭ（＄）（Ｆ＋ｆ−ｄ）”／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１５図（ｎ）は、このようなシリンドリカルレンズ２
２Ａの変位量を示し、同図（Ｉ［［）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。

ここで第１６図を参照すると、この図は第１５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１６図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１６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１回転多面鏡の偏向反射面の数
がＮ面であるとすると、第１６図の時間Ｔｏ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。余弦
関数６−１は、その周期Ｔが上記Ｔｏと１ｍ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−Ｗｓ（θ）／β８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。

第１５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。

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。

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。

さて、所定の振幅９周期で像面湾曲補正用のシリンドリ
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、例えば、第１
７図や第１８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１７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。

また、第１８図に示す像面湾曲補正装置は、第１７図に
示す装置の変形例を示しており、第１７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。

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１９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＋０．５０３５）Ｘ
ニジリントリカルレンズの移動量（単位：ｍｍ）α：Ｏ
≦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（ｋＨｚ）　、振幅２６４（ｐｍ）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２０図は補正後の像面湾曲量を示している。尚
、第１９図、第２０図において縦軸は像高を表す。

ところで、先の第１７＠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。

したがって、第１７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。

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。

本発明はこのような観点から威されたものであり、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。

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
を示す図であって同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側
面図を示している。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ｌが固定される保持部と該積層型圧電アクチュエータ
１の振動に応じて対照的に変位（振動）する２つの対象
構造の変位部３ａ、　３ｂとを有する第１の変位拡大機
構３と、板状の弾性部材（板ばね等）からなり両端部を
上記第１の変位拡大機構３の両変位部３ａ、　３ｂに固
定的に支持されると共に中央部に形成されたコ字型形状
の保持部でシリンドリカルレンズＣＬを保持し第１の変
位拡大機構の変位によって弾性変形されシリンドリカル
レンズＣＬをその光軸Ｒ方向に移動させる第２の変位拡
大機構４とを備えた構成となっている。

尚、第１の変位拡大機構３の両変位部３ａ、　３ｂは長
方形状に形成され、光軸Ｒをはさんで対象位置に配置さ
れており、夫々支柱２ａを介してベース部材２に一体的
に支持されている。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３ｃとベース部材２と
の間のアクチュエータ保持部に設置されている。

したがって、積層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、この変位が第１の変位拡大機構３の両変
位部３ａ、　３ｂの連結部３ｃを変位し、支柱２８部分
を支点Ａとして両変位部３ａ、　３ｂを対照的に変位す
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の面変位部間の距離を変化させ、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３ａ、
　３ｂの変位により、第２の変位拡大機構４を構成する
弾性部材が図中破線で示すように湾曲し、シリンドリカ
ルレンズＣＬは図中光軸Ｒ方向に変位される。すなわち
、第２の変位拡大機＄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、第工の変位拡大機構の作用点、すなわち第２の
変位拡大機＠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の取りがたによ
り第２の変位拡大機構４による変位の拡大率が異なる。

すなわち、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
大きくなり、しかも装置の小型化が図れる。

ところで、像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズＣＬ
は、第２の変位拡大機構４の中央部に取付けられるが、
シリンドリカルレンズＣＬの第２の変位拡大機構４への
取付は幅が変位に与える影響は大きく、例えば、支持点
８間の長さが８０ｍｍに設定された第２の変位拡大機構
４に対して、シリンドリカルレンズＣＬの取付は幅を１
關から９１１１１１に拡大すると、その変位量は約１／
３に減少する。従って、シリンドリカルレンズＣＬの取
付方法に関しては、十分な配慮が必要となる。

そこで、極力取付は幅が最小となるようにシリンドリカ
ルレンズを第２の変位拡大機構４に取付ける方法として
は、例えば、板上の支持部材を第２の変位拡大機構の中
央部に溶接により取付け、この支持部材にシリンドリカ
ルレンズを固定してレンズと第２の変位拡大機構の接触
を線接触に近い形にし、第２の変位拡大機構の変位が妨
げられないようにする方法が考えられる。

しかるに、この方法は第２の変位拡大機構の変位拡大率
の低減を防止する一つの方法ではあるが、支持部材溶接
時の熱による弾性部材の変形や、寸法精度がでにくい等
の種々の問題があり、余り好ましくない。

そこで、本発明では上述の不具合を改善するため、第１
図に示すように、第２の変位拡大機構４を構成する板状
の弾性部材の中央部をシリンドリカルレンズＣＬの寸法
に合わせて折曲してコ字型形状の保持部５を形成し、該
保持部５にシリンドリカルレンズＣＬをはめこんで固定
する。尚、シリンドリカルレンズＣＬの保持部５への固
定は、接着剤等を用いて行い、シリンドリカルレンズＣ
Ｌの脱落等を防止する。

さて、第１図に示すような構造でシリンドリカルレンズ
ＣＬを取付けた場合には、第２の変位拡大機構４の変位
時に保持部５も図中Ｚで示す弾性領域部分で適度に弾性
変形可能となるため変位の妨げとはなりにくく、変位拡
大率の低下は最小限に抑えられる。また、第２の変位拡
大機構４の保持部５の弾性領域Ｚの長さを適当な長さに
設定すれば、変位拡大率を増大することも可能である。

尚、第１図に示す本発明による像面湾曲補正装置の場合
、例えば、積層型圧電アクチュエータ１の変位量５μｍ
に対して、シリンドリカルレンズＣＬの変位量を３００
〜３６０μｍと約６０〜７２倍程度の変位拡大率とする
ことができる。

したがって、本発明による像面湾曲補正装置を用いれば
、像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズＣＬを所定の
条件で単振動させることができ、像面湾曲の補正を確実
に行うことができる。

次に、第２図は本発明の別の実施例を示し、像面湾曲補
正装置の第１の変位拡大機構３と第２の変位拡大機構４
．及びベース部材２とを樹脂成形により一体形成した例
である。このように、像面湾曲補正装置の変位拡大機構
系を樹脂成形により一体形成することにより、製造コス
トの低減や、装置の軽量化を図ることが可能となる。

ところで、第１図や第２図の実施例に示す構造の像面湾
曲補正装置は、構造が簡単で且つ変位拡大率を大きく取
れるという利点を有するものであるが、第１の変位拡大
機＃Ｉ３の変位部３ａ、　３ｂの変位方向に多少の問題
がある。

すなわち、第１図において、積層型圧電アクチュエータ
１に電圧を印加してアクチュエータ１が伸びると、第１
の変位拡大機構３の両変位部３ａ。

３ｂは互いに離間する向きに変位するため、第２の変位
拡大機構４のコ字型形状の保持部５は、開放部が開く方
向に変位し、このため、保持部５とシリンドリカルレン
ズＣＬとの接着部には剥離方向の力が作用する。ここで
、前述したように、積層型圧電アクチュエータ１の鹿動
周波数は、通常数ｋＨｚであるため、シリンドリカルレ
ンズ１と第２の変位拡大機構４の保持部５との接着部に
は、周波数の高い交番応力が作用することになる。した
がって、経時的にはシリンドリカルレンズＣＬの接着部
が破壊され、所定の像面湾曲補正が得られなくなる虞れ
がある。

そこで、このような問題を解消するためには、シリンド
リカルレンズの変位時に第２の変位拡大機構がそのコ字
型形状の保持部によってシリンドリカルレンズを圧縮す
る方向に弾性変形するように、第１の変位拡大機構の支
点と作用点位置とを設定する必要がある。

第３図は上述の問題を解消した実施例であり、この実施
例では、第１の変位拡大機構３の両変位部３ａ、　３ｂ
と積層型圧電アクチュエータ１との間に図示のような支
持部材６を新たに設けて両変位部３ｇ、　３ｂの支柱２
ａの両側位置に積層型圧電アクチュエータ１の変位が作
用するようにし、積層型圧電アクチュエータ１の変位に
対する両変位部３ａ、　３ｂの変位方向が、第１図に示
したものとは逆になるようにした例である。そして、こ
のようにすれば、第１．第２の変位拡大機構３，４の変
位方向は第１図の場合とは逆となり、したがって、シリ
ンドリカルレンズの変位時には、第２の変位拡大機構４
がそのコ字型状の保持部５によってシリンドリカルレン
ズＣＬを常に圧縮する方向に弾性変形することになり、
シリンドリカルレンズ１の脱落の問題が解消される。

次に、第４図は像面湾曲補正装置のさらに別の実施例を
示し、この実施例は、シリンドリカルレンズＣＬの上部
と下部とを二つの第２の変位拡大機構４，４′で支持し
た例であるが、基本的な動作は第１図に示したものと同
様である。この第４図に示すように、シリンドリカルレ
ンズＣＬの下部側を一方の第２変位拡大機構４′で支持
するようにすることにより、シリンドリカルレンズ１の
脱落が完全に防止され、且つ、像面湾曲補正装置の小型
化が回れる。

さて、以上第１図乃至第４図を参照して本発明による像
面湾曲補正装置について説明したが、何れの方式におい
ても、所定の変位量を得るには、第２の変位拡大機構４
と像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズＣＬとの固定
法に注意しなければならない。

すなわち、本発明の像面湾曲補正装置においては、積層
型圧電アクチュエータ１の変位量を第１の変位拡大機構
３により４〜５倍に拡大し、さらに第２の変位拡大機構
４により１０倍以上に拡大し、最終的に約６０倍の変位
拡大率を得ているが、この場合、第２の変位拡大機構４
のコ字型形状の保持部分５は、シリンドリカルレンズＣ
Ｌを固定した状態でも一部が弾性変形可能でなければな
らない。

これは、第５図に示すように、シリンドリカルレンズＣ
Ｌがコ字型形状の保持部５を全て満たした状態で固定さ
れた場合には、コ字型部分が剛性を持ち、弾性変形がで
きなくなり、第２の変位拡大機構４の変位拡大率が大幅
に減少するからである。

このため、第２の変位拡大機構４のコ字型部分の長さは
、前述したように弾性領域Ｚの分だけシリンドリカルレ
ンズより長くする必要があるわけである。

従って、本発明の特徴の一つは、第２の変位拡大機構の
コ字型形状の保持部５に一種の弾性梁（弾性領域２）を
形成して、シリンドリカルレンズＣＬの保持部５に作用
する曲げモーメントを吸収することにより、シリンドリ
カルレンズの変位を可能としたことにある。

尚、有限要素法シミュレーションによると、この弾性梁
の形状にも最適値があるため、第２の変位拡大機構の材
質、寸法からコ字型形状の保持部の弾性領域２の長さが
決められる。

以上、第１図乃至第４図に示す実施例について説明した
が、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、特に、第３
図に示す実施例においては、積層型圧電アクチュエータ
エの変形時に、像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズ
ＣＬが、第２の変位拡大機構４のコ字型形状の保持部５
によって常に圧縮される形態で振動されるため、シリン
ドリカルレンズと上記保持部５との接着部の剥離破損が
防止され、シリンドリカルレンズＣＬの脱落の問題も解
消される。

ところで、以上説明したように、第３図に示す実施例の
場合、像面湾曲補正装置として有効に作用し、シリンド
リカルレンズＣＬの脱落の問題も解消されるという利点
を有するものであるが、製作が難しく、コストも高くな
るという欠点がある。

そこで、このような不具合を是正するため、さらに改良
を加えた像面湾曲補正装置の実施例について説明する。

第６図はさらに改良された本発明による像面湾曲補正装
置の実施例を示す概略的構成図であって、この実施例に
おいては、第１の変位拡大機構３の面変位部３ａ、　３
ｂの下面からベース部２の外側面に沿って鵬直角に突出
するアクチュエータ保持部３ｃ。

３ｄを設け、積層型圧電アクチュエータ１の変位方向が
像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズＣＬの変位方向
と直角になるように、積層型圧電アクチュエータ１を第
１の変位拡大機構３の上記アクチュエータ保持部３ｃ、
　３ｄに固定したことを特徴とするものである。

この第６図に示す構成の像面湾曲補正装置では、積層型
圧電アクチュエータ１が図中Ｈ方向に変位することによ
り、第１の変位拡大機構３の面変位部３ａ、　３ｂがＡ
部を支点として変位し、第２の変位拡大機構４を介して
シリンドリカルレンズＣＬを光軸方向Ｒに変位するもの
である。尚、第７図に変形時の状態を示す。

さて、第６図、第７図に示す構造の像面湾曲補正装置で
は、第１の変位拡大機構３とベース部材２、アクチュエ
ータ保持部３ｃ、　３ｄとを樹脂一体成形等によって容
易に作製することができるため、コストの低減が図れる
。また、積層型圧電アクチュエータ１の変位方向が像面
湾曲補正用のシリンドリカルレンズＣＬの変位方向と直
角になるように配置し、且つベース部２の外側に配置し
たことにより、ベース部２を小さくすることができ、装
置の小型・軽量化も図れる。

したがって、第６図、第７図に示す実施例においては、
製作が容易で低コストで、且つ小型・軽量で変位拡大率
の大きな像面湾曲補正装置が得られ、像面湾曲補正用の
シリンドリカルレンズを所定の条件で調和振動させるこ
とが可能となる。

ところで、以上において説明した本発明による像面湾曲
補正装置で問題となるのは、単振動時における像面湾曲
補正用シリンドリカルレンズの倒れの発生である。

例え、ば、第１図乃至第７図に示した各実施例における
第２の変位拡大機構４を構成する弾性部材（通常、金属
や樹脂からなる板ばね）の厚みは、何れも所定の変位量
を得る為に０．２〜０．４ｍｍ程度に設定されているが
、このため、像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズＣ
Ｌを第２の変位拡大機構４の保持部５に接着固定した場
合、シリンドリカルレンズＣＬの自重によりわずかに撓
むことが考えられ、さらに、単振動時にはその慣性力の
為にシリトリカルレンズＣＬが上下に振動することもあ
りえる。このため、シリンドリカルレンズＣＬの面倒れ
が発生し、記録媒体面上でのビームスポット径に悪影響
を与える原因となる。

そこで、本発明ではこの問題を解消するため、第工図乃
至第７図に示した各像面湾曲補正装置にシリトリカルレ
ンズを支える手段、若しくはシリンドリカルレンズの単
振動を精度良く行わせるためのガイド手段を新たに付与
する。以下、第８図乃至第１１図にその実施例を示し説
明する。

第８図は像面湾曲補正用シリンドリカルレンズの変位時
における面倒れの問題を解消し単振動を精度良く行わせ
るための方向規制及び支持手段の一例を示し、第８１ｉ
！（ａ）は像面湾曲補正装置のシリンドリカルレンズ保
持部の側面図、第８図（ｂ）は像面湾曲補正装置のシリ
ンドリカルレンズ保持部を光軸Ｒ方向から見た図である
。

この第８図に示す例では、シリンドリカルレンズＣＬの
変位時における面倒れ等の発生を防止するため、シリン
ドリカルレンズＣＬの自由端側に台座８ａを固定すると
共に、走査光学装置の基板７側にガイド用の方向規制部
材８を固定し、その方向規制部材８の凹状部に上記台座
８ａを摺動自在に嵌合し、光軸Ｒ方向にのみシリンドリ
カルレンズＣＬが移動するように方向規制及び支持を行
った例である。

次に、第９図は方向規制及び支持手段の別の実施例を示
し、走査光学装置の基板７側にガイド用の方向規制部材
９を固定し、その方向規制部材９の凹状部に直接シリト
リカルレンズＣＬの自由端側を摺動自在に嵌合し、光軸
Ｒ方向にのみシリンドリカルレンズＣＬが移動するよう
に方向規制及び支持を行った例である。

次に、第１０図は方向規制及び支持手段のさらに別の実
施例を示し、走査光学装置の基板７側に板ばね等の弾性
部材よりなる支持部材１０を固定し、この支持部材１０
にシリンドリカルレンズＣＬの自由端側を固定し、支持
部材１０の弾性を利用して光軸Ｒ方向にのみシリンドリ
カルレンズＣＬが移動するように方向規制及び支持を行
った例である。

また、妙１１図は第１０図に示す支持部材工０の変形例
を示すもので、支持部材１０にガイド部１１を設け、支
持部材１０のガイド部１１にシリンドリカルレンズＣＬ
の自由端側を嵌合し、光軸Ｒ方向にのみシリンドリカル
レンズＣＬが移動するように方向規制及び支持を行った
例である。

以上のように、第１図乃至第７図に示した各像面湾曲補
正装置に第８図乃至第１１図に示した方向規制及び支持
手段を付加することにより、像面湾曲補正用のシリンド
リカルレンズを精度良く単振動させることが可能となり
、像面湾曲の補正精度をより向上することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、小型・軽量で且
つ製作も容易な、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。

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、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特性の向上等も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図であって、同図（ａ
）は像面湾曲補正装置の概略構造を示す正面図、同図（
ｂ）はその側面図である。第２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３図は本発明のさ
らに別の実施例を示す図であって、同図（ａ）は像面湾
曲補正装置の概略構造を示す正面図、同図（ｂ）はその
側面図である。第４図は本発明のさらに別の実施例を示
す像面湾曲補正装置の正面図、第５図は本発明による像
面湾曲補正装置のシリンドリカルレンズ固定時の問題点
の説明図、第６図は本発明のさらに別の実施例を示す像
面湾曲補正装置の正面図、第７図は第６図に示す像面湾
曲補正装置の変形時の状態を示す図、第８図乃至第１１
図は第１図乃至第７図に示した像面湾曲補正装置に適用
されるシリンドリカルレンズの方向規制及び支持手段の
実施例を説明するための図である。第１２図乃至第１６
図は本発明の詳細な説明するための図、第１７図乃至第
２０図は本発明の前段技術を説明するための図である。 ｌ・・・・積層型圧電アクチュエータ、２・・・・ベー
ス部材、３・・・・第１の変位拡大機構、３ａ、　３ｂ
・・・・変位部、４・・・・第２の変位拡大機構、５・
・・・コ字型状の保持部、８，９，１０・・・・方向規
制部材、Ａ・・・第１の変位拡大機構の支点、ＣＬ・・
・・像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズ、Ｒ・・・
・光軸。 形３　■ （ｄ） 形δ　■ ｃｄ） （の 箒 ｑ 囚 （ｔｌ） （の 弗 イ０ ■ （ｔ≦く、ン （θ） 処 イイ ■ （６＜） （６） （Ｉ） （Ｉ） （１） （ＩＶ） 処 イθ 囚 一一一−Ｔｏ−−−−中 楕 Ｊ２’ 囚 ８１−

Claims (1)

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、上記変位手段として振動源たる
   積層型圧電アクチュエータと、この積層型圧電アクチュ
   エータが固定される保持部と該積層型圧電アクチュエー
   タの振動に応じて対称的に変位する２つの対称構造の変
   位部とを有する第１の変位拡大機構と、板状の弾性部材
   からなり両端部を上記第１の変位拡大機構の両変位部に
   支持されると共に中央部に形成されたコ字型状の保持部
   で上記シリンドリカルレンズを保持し上記第１の変位拡
   大機構の変位部の変位によって弾性変形されシリンドリ
   カルレンズをその光軸方向に変位させる第２の変位拡大
   機構とを備えた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、像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズ
   を第２の変位拡大機構のコ字型状の保持部に接着により
   固定した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。 ３、請求項１、２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変位時に第
   ２の変位拡大機構がそのコ字型状の保持部によってシリ
   ンドリカルレンズを圧縮する方向に弾性変形するように
   第１の変位拡大機構の支点と作用点位置とを設定したこ
   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
   。 ４、請求項１、２、３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、積層型圧電アクチュエータの変
   位方向が像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズの変位
   方向と直角になるように上記積層型圧電アクチュエータ
   を第１の変位拡大機構の保持部に固定したことを特徴と
   する走査光学装置における像面湾曲補正装置。 ５、請求項１、２、３、４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、走査光学装置の基板側に固
   定され像面湾曲補正用のシリンドリカルレンズの変位方
   向を規制する方向規制部材を設けた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。