JPH0458211A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はレーザビームプリンターやレーザ複写機等に用
いられる走査光学装置に関し、特にプラスチックレンズ
を用いたｆθレンズを有する走査光学装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来より画像情報に基づいて光ビームを変調し、この変
調された光ビームを偏向器やレンズ等の光学系により記
録媒体上に結像走査させて画像情報の記録を行なう装置
か広く知られている。例えば、第６図に示すように、レ
ーザ光源１から発生した光ビームをコリメータレンズ２
により平行光とし、シリンドリカルレンズ３により回転
多面鏡４の偏向反射面に線状に結像させ、回転多面鏡４
の回転によりレーザビームを走査し、５，６よりなるｆ
θレンスて被走査媒体７上に結像させて記録するもので
ある６なお、５，６よりなるｆθレンズは、回転多面鏡
４の各反射面の回転軸に対する角度誤差（面倒れ）を補
正する為に、例えばトーリックレンズを用いて回転多面
鏡４と被走査媒体７とを光学的な共役関係にするのか一
般的である。

この種の走査光学装置に於ては、近年高密度記録の為に
被走査面上てのスポット径の微小化か必要とされている
。その為に、ｆθレンズ系の少なくとも１つのレンズ面
を非球面化することによりスポット径の微小化か可能な
走査光学系か提案されている。

しかしながら、レンズ面を非球面化することにより高性
能なｆθレンズか可能となるか、従来のガラス材料ては
加工上難かありコスト的に高価になるという問題かある
。そこて、このような非球面形状を有したレンズをプラ
スチック材料で成形すれば微小スポット化を達成しつつ
低コストなｆθレンスか可能とはなるか、プラスチック
材料特有の環境変化により被走査面上での焦点面か移動
し所望のスポット径か得られないという問題かあった。

つまり、プラスチック材料は従来のカラス材料に比較し
線膨張計数や吸湿率か大きく温・湿度の影響を受けやす
い。特に、吸湿した場合に副走査断面内ての屈折率分布
の影響による副走査方向のとントズレか大きな問題とな
っていた。

［発頃の概要］ 本発明は上記従来例の欠点を鑑み成されたものである。

本発明の目的は、少なくとも１枚のプラスチックレンズ
を用いたｆθレンズを有する走査光学装置に於て、環境
変動か起こった場合ても所望のスポット径か得られるよ
うにしたものである。

このような本発明の目的は、光源部と、該光源部から発
生する光束を線状に結像する第１結像光学系と、該第１
結像光学系による線像の近傍にその偏向反射面を有する
偏向器と、該偏向器て偏向された光束を被走査媒体上に
結像する少なくとも１枚のプラスチックレンズを用いた
第２結像光学系とを有する走査光学装置に於て、前記被
走査媒体上の結像状態を検出する検出手段及び前記第１
結像光学径をその光軸方向に調整する調整手段を有し、
前記検出手段からの情報に基づいて前記調整手段を調整
することにより達成されるものである。

［実施例］ 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。第１図と
第２図は、本発明の走査光学装置の第１の実施例を示し
、第１図は偏向器の偏向反射面て偏向された光ビームか
経時的に形成する光束面である主走査断面における様子
を表わし、第２図は主走査面と垂直て光軸を含む副走査
断面における様子を表わす。第１図に於て画像信号Ｓに
応じた発光信号発生器１３の信号により変調される光源
である半導体レーザｌから出射した光ビームは、コリメ
ータレンズ２により略平行光とされ絞りｌＯによって光
ビームの大きさか整えられシリンドリカルレンズ３に入
射する。シリンドリカルレンズ３は副走査断面に関して
はパワーを有するか主走査断面に間してはパワーを持た
ないので、光ビームは主走査断面では平行光て、副走査
断面てはほぼ結像されて回転多面鏡４の偏向反射面に入
射する。回転多面鏡４は等速て高速回転しており、ここ
に入射した光ビームは偏向反射されて高速度で偏向走査
される。偏向走査された光ビームは、正のパワーを有す
る球面レンズ８、主・副走査断面とも正のパワーを有す
る少なくとも１面を非球面としたプラスチックトーリッ
クレンズ９を通過して被走査媒体７上にスポット状に結
像される。第２図に於て、Ｐは回転多面鏡４の偏向反射
面位置を示しており、副走査断面に於ては前述の如くほ
ぼこの反射面位置に光ビームが結像される。ここて、反
射面Ｐと被走査媒体７は球面レンズ８、トーリックレン
ズ９により光学的にほぼ共役の関係に設定されているの
で、たとえ反射面Ｐか副走査断面内に於て倒れても光ビ
ームは、被走査媒体７上の同一走査線上に結像されるい
わゆる面倒れ補正系か構成されている。更に、被走査媒
体上には偏向走査された光ビームの結像状態を検出する
検出手段１１が配置されている。検出手段としては例え
ばＣＣＤ（固体撮像素子）てあり、ＣＣＤ　ｌ　１は第
２図の如く副走査断面方向に画素か配列しである１次元
ＣＣＤであり、発光信号発生器１３及び調整手段１４を
制御する制御部１２に接続されている。

以上の構成に於て、半導体レーザ１より発生した光ビー
ムは、被走査媒体７上に微小なスポットとして結像して
潜像を形成し周知の電子写真プロセスにより高密度な画
像を形成することかできる。ところか、前述の如くスポ
ット径を微小化することにより被走査面上ての焦点深度
か非常に浅くなり、更にはｆθレンズをプラスチツつて
構成している為、環境変動によるピントスレか生し画質
か劣化してしまうという問題かある。特に第１図、第２
図に示すようなプラスチックトーリックレンズ９は主走
査断面の径に比較して副走査断面の径か非常に小さいた
め、湿度の影響を受けた場合に副走査断面内に於て光軸
上と端部て屈折率の勾配ができ結果的に副走査方向のピ
ントズレか生しスポット径か変化してしまう。

そこて、本実施例では、上記ピントズレか生じスポット
径か変化した場合にその調整を行なうように構成しであ
る。つまり、前記検出手段としてのＣＣＤＩＩからの信
号に応じて調整手段１４を制御し、本実施例の場合、シ
リンドリカルレンズ３を光軸方向（図中矢印六方向）に
移動させることにより、とントズレを補正するように構
成しである。具体的には、半導体レーザｌから出射した
光ビームはコリメータレンズ２、絞りｌＯ、シリンドリ
カルレンズ３゜回転多面鏡４、ｆθレンズ８，９を通し
て被走査面７上に結像する。被走査面上て有効走査域（
画像形成領域）外には、結像状態を検出するＣＣＤＩＩ
か副走査方向に画素を配列するように配置されている。

ＣＣＤＩＩは制御部１２により制御される。制御部１２
は、光ビームかＣＣＤＩＩ上を走査する前に各画素の蓄
積電荷をリセットし、ｌラインの走査により ＣＣＤＩＩの各画素に電荷か蓄積された後にこの電荷を
電気信号として読み出す。

ＣＣＤＩＩは被走査面γ上に一致しているのて、ＣＣＤ
ＩＩの各画素からの出力は、第３図に示す如く副走査方
向のスポット径に応した出力を示す。第３図はスポット
径か微小な場合を示す、そして、前述の如く環境変化が
あって副走査方向にとントズレか生じた場合、第４図の
如く出力か第３図の場合に比べて変化するので被走査面
上での光ビームの結像状態を検出することかできる。そ
して、スポット径か予め設定した所定値より大きくなっ
た場合には、制御部１２から焦点調整手段１４へ、その
ピントズレ量に応した駆動信号を送出してシリンドリカ
ルレンズ３を矢印Ａ方向に所定量移動させ固定する。シ
リンドリカルレンズ３は副走査方向のみパワーを有して
いるのて、主走査方向のスポット径を変化させずに副走
査方向のスポット径を制御することかてきる。このよう
に、被走査面上に配置したＣＣＤにより結像状態を検出
してスポット径を検知し、前記検知した信号に基づいて
シリンドリカルレンズの光軸方向の位置を調整する構成
としたことにより、プラスチックレンズを用いたｆθレ
ンズを有する走査光学装置に於ても、環境変化によるピ
ントズレを補正し常に所望の大きさのスポットを得るこ
とかてき高密度記録の画像を形成することか可能となる
。

第５図は本発明の走査光学装置の第２の実施例を示すも
のであり、主走査断面内の様子を示す。第１の実施例と
同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。前
記第１の実施例に於ては、被走査面７上てのスポット径
の変化は４主にプラスチックレンズ９の環境変化て、特
に吸湿時の副走査方向の屈折率分布の影響による副走査
方向のピントズレを補正するように構成した。第２実施
例に於ては、更に温度変化による屈折率の均一変化や形
状変化の影響ての主走査方向ピントズレをも同時に補正
するように構成している。８５図に於て、１６はハーフ
ミラ−てあり光束の一部を反射して第２の検知手段であ
るＣＣＤ　１７に導く。ハーフミラ−１６て透過した光
束は前記第１実施例と同様にＣＣＤＩＩ上に結像し副走
査方向のピントズレを検出する。ＣＣＤ　１７は主走査
方向に画素を配列した１次元ＣＣＤて、被走査面と光学
的透過の位置に配置してあり、主走査方向のピントズレ
を検出する。そしてＣＣＤｌＩ ＣＣＤ　ｌ　７のピントズレ量に応じた駆動信号を制御
部１２を介して焦点調整手段１４．１５に送出し、それ
ぞれ副走査方向のピントズレはシリンドリカルレンズ３
を光軸方向であるＡ方向に、主走査方向のピントズレは
コリメータレンズ２を光軸方向であるＢ方向に移動させ
ることにより走査された光ビームの結像状態を調整する
。この場合、コリメータレンズ２を光軸方向に移動させ
調整することにより副走査方向のピントも変化するため
、最初にＣＣＤ　１７の信号に基づいて焦点調整手段１
５によりコリメータレンズ２を移動させて主走査のピン
トを調整し、その後、ＣＣＤＩＩの信号に基づいて焦点
調整手段１４によりシリンドリカルレンズを移動させ副
走査方向のピントを調整するように構成しである。以上
のようにすれば、環境変化によらず主走査・副走査両方
向とも所望のスポット径を得ることか可能となる。

前記第２実施例に於ては、ハーフミラ−１６により光束
を分割してＣＣＤＩＩ。

ＣＣＤ１７を別個に配置したか、被走査面７上にＣＣＤ
ＩＩ、ＣＣＤ　１７を並設して配置しても本発明の塵旨
を損なうものでない。また、検出手段としてのＣＣＤを
１ケのみ被走査面上で回動可能に配置し、主走査方向の
ピントズレの検出時と副走査方向のピントズレの検出時
てＤＤＣを９０″回転するように構成し、それぞれの検
出時の情報に応じて、主走査のピントズレ検出時はコリ
メータレンズを、副走査のピントズレの場合は、シリン
ドリカルレンズをそれぞれ光軸方向に移動させて調整す
れば、１ケの検出手段のみて主走査と副走査の両ピント
ズレを補正することが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、プラスチックレンズを用いたｆθ
レンズを有する走査光学装置に於て、被走査面上での結
像状態を検出する検出手段と、その検出手段からの情報
に基づいてスポットの結像状態を調整される調整手段を
有することにより、プラスチックレンズ特有の問題であ
った環境変化によるピントズレを十分に補正することが
てき低コストにもかかわらず微小スポット化が可能とな
り、高密度記録が達成できる。特に、調整手段により線
状光束を形成する結像光学系を移動させれば、主走査方
向のスポット径には影響を与えずに副走査方向のスポッ
ト径のみ独立に制御することか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の走査光学装置の第１の実施例を示す主
走査断面図、 第２図は本発明の走査光学装置の第１実施例を示す副走
査断面図、 第３図は第２図の検知手段の出力状態を示す図、 第４図は第３図の出力状態か変化した場合を示す図、 第５図は本発明の走査光学装置の第２の実施例を示す図
、 第６図は従来例を示す図である。 １・・・半導体レーザ ２・・・コリメータレンズ ３・・・シリンドリカルレンズ ４・・・回転多面鏡 ７・・・被走査媒体 ８・・・球面レンズ ９・・・プラスチックトーリツクレンズト・・検知手段 ２・・・制御部 １４・・・第１の調整手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源部と、該光源部から発生する光束を線状に結
   像する第１結像光学系と、該第１結像光学系による線像
   の近傍にその偏向反射面を有する偏向器と、該偏向器で
   偏向された光束を被走査媒体上に結像する少なくとも１
   枚のプラスチックレンズを用いた第２結像光学系とを有
   する走査光学装置に於て、前記被走査媒体上の結像状態
   を検出する検出手段及び前記第１結像光学系をその光軸
   方向に調整する調整手段を有し、前記検出手段からの情
   報に基づいて前記調整手段を調整することを特徴とする
   走査光学装置。
2. （２）前記調整手段は、前記第１結像光学系内に配置さ
   れたシリンドリカルレンズを光軸方向に移動して調整を
   行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の走
   査光学装置。
3. （３）前記調整手段は、前記第１結像光学系内に配置さ
   れたシリンドリカルレンズとコリメータレンズを独立に
   光軸方向に移動して調整を行なうことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の走査光学装置。