JPH07199104A - レーザ光学系装置 - Google Patents
レーザ光学系装置Info
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- JPH07199104A JPH07199104A JP5337458A JP33745893A JPH07199104A JP H07199104 A JPH07199104 A JP H07199104A JP 5337458 A JP5337458 A JP 5337458A JP 33745893 A JP33745893 A JP 33745893A JP H07199104 A JPH07199104 A JP H07199104A
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- polygon mirror
- optical system
- rotary polygon
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- 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
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- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラスチック製回転多面鏡を用いたレーザ光
学系装置において、書き込みむらを少なくする。 【構成】 プラスチック製回転多面鏡１８の鏡面の回転
方向（矢印Ｃ方向）に沿った側の端部付近は、成形上の
問題で精度が安定し難いため、有効反射面として使用し
ない。これにより、レーザビームは常に精度の良い中央
付近の有効反射面で反射され、レーザ光学系装置１０の
書き込みむらを少なくできる。
学系装置において、書き込みむらを少なくする。 【構成】 プラスチック製回転多面鏡１８の鏡面の回転
方向（矢印Ｃ方向）に沿った側の端部付近は、成形上の
問題で精度が安定し難いため、有効反射面として使用し
ない。これにより、レーザビームは常に精度の良い中央
付近の有効反射面で反射され、レーザ光学系装置１０の
書き込みむらを少なくできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック製回転多
面鏡を用いてレーザビームを走査するレーザ光学系装置
に関する。
面鏡を用いてレーザビームを走査するレーザ光学系装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザビーム走査光学系で使用される回
転多面鏡は、鏡面の平滑性、面精度等に高水準が要求さ
れている。一般に回転多面鏡は、アルミニウムを切削し
て製造されているが、重量によるモーターの負荷低減お
よび材料費低減のため、画像形成装置の被走査面の有効
走査領域に対応するレーザビームが照射される回転多面
鏡の有効反射面を、鏡面の回転方向に沿った方向の幅と
極力同じになるような設計の努力がなされている。
転多面鏡は、鏡面の平滑性、面精度等に高水準が要求さ
れている。一般に回転多面鏡は、アルミニウムを切削し
て製造されているが、重量によるモーターの負荷低減お
よび材料費低減のため、画像形成装置の被走査面の有効
走査領域に対応するレーザビームが照射される回転多面
鏡の有効反射面を、鏡面の回転方向に沿った方向の幅と
極力同じになるような設計の努力がなされている。
【０００３】しかし、アルミニウムの場合、精度良く加
工することが困難なため、コストの低減がなかなか進ま
ないのが現状である。
工することが困難なため、コストの低減がなかなか進ま
ないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このため、最近では、
プラスチックを成形して回転多面鏡を製造することが試
みられているが、プラスチックで成形された回転多面鏡
では、十分な鏡面精度を達成することができていないの
が現状である。特に、金型内の空気や溶融樹脂から発生
するガスが金型内のコーナー部に溜まりやすく、鏡面の
端部で面精度が低下する傾向がある。
プラスチックを成形して回転多面鏡を製造することが試
みられているが、プラスチックで成形された回転多面鏡
では、十分な鏡面精度を達成することができていないの
が現状である。特に、金型内の空気や溶融樹脂から発生
するガスが金型内のコーナー部に溜まりやすく、鏡面の
端部で面精度が低下する傾向がある。
【０００５】このため、レーザ光学系装置において、ア
ルミニウム製の回転多面鏡を単にプラスチック製の回転
多面鏡に置き換えようとすると書き込みむらが大きくな
るという不具合がある。
ルミニウム製の回転多面鏡を単にプラスチック製の回転
多面鏡に置き換えようとすると書き込みむらが大きくな
るという不具合がある。
【０００６】本発明は上記事実を考慮し、プラスチック
製回転多面鏡を用いて画像を書き込む際の書き込みむら
を小さくできるレーザ光学系装置を提供することが目的
である。
製回転多面鏡を用いて画像を書き込む際の書き込みむら
を小さくできるレーザ光学系装置を提供することが目的
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、プラスチック製回転多面鏡を用いたレーザ光学系装
置において、前記プラスチック製回転多面鏡の鏡面の回
転方向端部付近を除く部分を有効反射面とすることを特
徴としている。
は、プラスチック製回転多面鏡を用いたレーザ光学系装
置において、前記プラスチック製回転多面鏡の鏡面の回
転方向端部付近を除く部分を有効反射面とすることを特
徴としている。
【０００８】図２には、レーザ光学系装置１０の全体構
成が示されている。図２に示すように、レーザ光学系装
置１０にはレーザビーム１２を照射するレーザ発振器１
４が備えられている。レーザ発振器１４のレーザビーム
照射側（矢印Ａ方向側）には、線状結像光学系１６を介
して回転多面鏡１８が配置されている。回転多面鏡１８
のレーザ発振器側とは直交方向（矢印Ｂ方向）には、ｆ
−θレンズ２０を介して走査面２２が配置されている。
成が示されている。図２に示すように、レーザ光学系装
置１０にはレーザビーム１２を照射するレーザ発振器１
４が備えられている。レーザ発振器１４のレーザビーム
照射側（矢印Ａ方向側）には、線状結像光学系１６を介
して回転多面鏡１８が配置されている。回転多面鏡１８
のレーザ発振器側とは直交方向（矢印Ｂ方向）には、ｆ
−θレンズ２０を介して走査面２２が配置されている。
【０００９】回転多面鏡１８は、図２の紙面に直交する
回転軸１９を有しており、回転軸１９に直角な形状が正
四角形を呈している。この回転多面鏡１８は、プラスチ
ックで成形されている。回転多面鏡１８は時計周り方向
とは反対方向（矢印Ｃ方向）へ回転し、レーザビーム１
２が走査面２２を図２の紙面下方から上方へ向かって走
査する。なお、走査面２２の図２下側には、画像書き込
み開始のタイミングをとるための受光装置２４が配置さ
れている。
回転軸１９を有しており、回転軸１９に直角な形状が正
四角形を呈している。この回転多面鏡１８は、プラスチ
ックで成形されている。回転多面鏡１８は時計周り方向
とは反対方向（矢印Ｃ方向）へ回転し、レーザビーム１
２が走査面２２を図２の紙面下方から上方へ向かって走
査する。なお、走査面２２の図２下側には、画像書き込
み開始のタイミングをとるための受光装置２４が配置さ
れている。
【００１０】ここで、画像の書き込みむらを求める手順
を図１及び図３乃至図６にしたがって説明する。
を図１及び図３乃至図６にしたがって説明する。
【００１１】図４（Ａ）乃至（Ｄ）には、図１に示す回
転多面鏡１８の第１鏡面１８Ａ乃至第４鏡面１８Ｄでの
ビーム照射位置（図３参照。図３のＡ−Ａ線部分）にお
ける表面精度が示されている。
転多面鏡１８の第１鏡面１８Ａ乃至第４鏡面１８Ｄでの
ビーム照射位置（図３参照。図３のＡ−Ａ線部分）にお
ける表面精度が示されている。
【００１２】また、図５（Ａ）には、画像書き込み開始
のタイミングをとるための受光装置２４に向かうレーザ
ビーム１２の第１鏡面１８Ａの反射位置点Ｂ1 と画像書
き込み終了位置点Ｃ1 が示されており、図５（Ｂ）に
は、同じく受光装置２４に向かうレーザビーム１２の第
２鏡面１８Ｂの反射位置点Ｂ2 と画像書き込み終了位置
点Ｃ2 が示されており、図５（Ａ）に示すように、第１
鏡面１８Ａの理想の鏡面１８Ａ’と点Ｂ1 を通る第１鏡
面１８Ａの接線ＳB1とがなす角度をｄ（ｒａｄ）、第１
鏡面１８Ａの理想の鏡面１８Ａ’とＣ1 を通る第１鏡面
１８Ａの接線ＳC1とがなす角度をｅ（ｒａｄ）、図５
（Ｂ）に示すように、第２鏡面１８Ｂの理想の鏡面１８
Ｂ’と点Ｂ 2 を通る第２鏡面１８Ｂの接線ＳB2とがなす
角度をｇ（ｒａｄ）、第２鏡面１８Ｂの理想の鏡面１８
Ｂ’と点Ｃ2 を通る第２鏡面１８Ｂの接線ＳC2とがなす
角度をｈ（ｒａｄ）とした場合、第１鏡面１８Ａと第２
鏡面１８Ｂのレーザビーム１２のずれ角は２（ｄ＋ｅ）
＋２（ｇ＋ｈ）となる。
のタイミングをとるための受光装置２４に向かうレーザ
ビーム１２の第１鏡面１８Ａの反射位置点Ｂ1 と画像書
き込み終了位置点Ｃ1 が示されており、図５（Ｂ）に
は、同じく受光装置２４に向かうレーザビーム１２の第
２鏡面１８Ｂの反射位置点Ｂ2 と画像書き込み終了位置
点Ｃ2 が示されており、図５（Ａ）に示すように、第１
鏡面１８Ａの理想の鏡面１８Ａ’と点Ｂ1 を通る第１鏡
面１８Ａの接線ＳB1とがなす角度をｄ（ｒａｄ）、第１
鏡面１８Ａの理想の鏡面１８Ａ’とＣ1 を通る第１鏡面
１８Ａの接線ＳC1とがなす角度をｅ（ｒａｄ）、図５
（Ｂ）に示すように、第２鏡面１８Ｂの理想の鏡面１８
Ｂ’と点Ｂ 2 を通る第２鏡面１８Ｂの接線ＳB2とがなす
角度をｇ（ｒａｄ）、第２鏡面１８Ｂの理想の鏡面１８
Ｂ’と点Ｃ2 を通る第２鏡面１８Ｂの接線ＳC2とがなす
角度をｈ（ｒａｄ）とした場合、第１鏡面１８Ａと第２
鏡面１８Ｂのレーザビーム１２のずれ角は２（ｄ＋ｅ）
＋２（ｇ＋ｈ）となる。
【００１３】例えば、図６に示すように、レーザビーム
１２が入射する理想の鏡面３２上の点を３０、点３０を
通る理想の鏡面３２に立てた垂線を３４、理想の鏡面３
２からθ1 （ｒａｄ）だけ傾斜した鏡面３２’の点３０
に立てた垂線を３６、入射するレーザビーム１２と垂線
３４とのなす角度をθ2 （ｒａｄ）、入射するレーザビ
ーム１２と垂線３６とのなす角度をθ3 （ｒａｄ）、理
想の鏡面３２で反射したレーザービーム１２とθ1 だけ
傾斜した鏡面３２’で反射したレーザビーム１２とのな
す角度をγとすると、 γ＝２θ2 −２θ3＝２θ2 −２（θ2 −θ1 ）＝２θ1 となり、鏡面３２がθ1 傾斜すると、反射するレーザビ
ーム１２は２θ1 変化することとなる。
１２が入射する理想の鏡面３２上の点を３０、点３０を
通る理想の鏡面３２に立てた垂線を３４、理想の鏡面３
２からθ1 （ｒａｄ）だけ傾斜した鏡面３２’の点３０
に立てた垂線を３６、入射するレーザビーム１２と垂線
３４とのなす角度をθ2 （ｒａｄ）、入射するレーザビ
ーム１２と垂線３６とのなす角度をθ3 （ｒａｄ）、理
想の鏡面３２で反射したレーザービーム１２とθ1 だけ
傾斜した鏡面３２’で反射したレーザビーム１２とのな
す角度をγとすると、 γ＝２θ2 −２θ3＝２θ2 −２（θ2 −θ1 ）＝２θ1 となり、鏡面３２がθ1 傾斜すると、反射するレーザビ
ーム１２は２θ1 変化することとなる。
【００１４】このため、第１鏡面１８Ａでレーザビーム
１２を走査した場合、反射されたレーザビーム１２のず
れ角はｄ＋ｅの２倍となり、第２鏡面１８Ｂでレーザビ
ーム１２を走査した場合、反射されたレーザビーム１２
のずれ角はｇ＋ｈの２倍となる。したがって、第１鏡面
１８Ａと第２鏡面１８Ｂの反射されたレーザビーム１２
のずれ角は２（ｄ＋ｅ）＋２（ｇ＋ｈ）となる。
１２を走査した場合、反射されたレーザビーム１２のず
れ角はｄ＋ｅの２倍となり、第２鏡面１８Ｂでレーザビ
ーム１２を走査した場合、反射されたレーザビーム１２
のずれ角はｇ＋ｈの２倍となる。したがって、第１鏡面
１８Ａと第２鏡面１８Ｂの反射されたレーザビーム１２
のずれ角は２（ｄ＋ｅ）＋２（ｇ＋ｈ）となる。
【００１５】次に、ｆ−θレンズ２０の焦点距離をｆ
（ｍｍ）とすると、第１鏡面１８Ａと第２鏡面１８Ｂと
の書き込みずれは｜ｆ×｛２（ｄ＋ｅ）−２（ｇ＋
ｈ）｝｜（ｍｍ）となる。
（ｍｍ）とすると、第１鏡面１８Ａと第２鏡面１８Ｂと
の書き込みずれは｜ｆ×｛２（ｄ＋ｅ）−２（ｇ＋
ｈ）｝｜（ｍｍ）となる。
【００１６】また、走査面２２上でのレーザビーム１２
のビーム径をωO （μｍ）、レーザビーム１２の波長を
λ（ｎｍ）、ｆ−θレンズ２０の焦点距離をｆ（ｍｍ）
とすると、回転多面鏡１８上でのレーザビーム１２のビ
ーム径ω1 （ｍｍ）は以下の式（１）で表される。
のビーム径をωO （μｍ）、レーザビーム１２の波長を
λ（ｎｍ）、ｆ−θレンズ２０の焦点距離をｆ（ｍｍ）
とすると、回転多面鏡１８上でのレーザビーム１２のビ
ーム径ω1 （ｍｍ）は以下の式（１）で表される。
【００１７】 ω1 ＝４・ｆ・λ／（π・ωO ×１０-3）・・・・・・（１） 次に、有効走査効率ＤF （％）（走査面上において、レ
ーザビームの有効走査領域の幅Ｗに対して実際の画像が
形成される領域の幅の割合を示す。）を考慮すると、レ
ーザビーム１２の回転多面鏡１８への入射が光軸と等し
い正面入射時の場合、回転多面鏡１８上でのレーザビー
ム１２の面サイズＦWO（ｍｍ）（回転方向に沿った方向
の寸法）は以下の数２で表される。
ーザビームの有効走査領域の幅Ｗに対して実際の画像が
形成される領域の幅の割合を示す。）を考慮すると、レ
ーザビーム１２の回転多面鏡１８への入射が光軸と等し
い正面入射時の場合、回転多面鏡１８上でのレーザビー
ム１２の面サイズＦWO（ｍｍ）（回転方向に沿った方向
の寸法）は以下の数２で表される。
【００１８】
【数２】
【００１９】しかしながら、上記数２で表される面サイ
ズＦWOは正面入射の場合であり、実際の光学系装置で
は、回転多面鏡１８へのレーザビーム１２の入射は正面
入射とは限らない。また、実際の面サイズは、回転多面
鏡１８へのレーザビーム１２の入射と光軸とのなす角
度、回転多面鏡１８の回転中心位置により大きくなる。
ズＦWOは正面入射の場合であり、実際の光学系装置で
は、回転多面鏡１８へのレーザビーム１２の入射は正面
入射とは限らない。また、実際の面サイズは、回転多面
鏡１８へのレーザビーム１２の入射と光軸とのなす角
度、回転多面鏡１８の回転中心位置により大きくなる。
【００２０】ここで、鏡面全体が高精度である仮想の回
転多面鏡を考える。この仮想の回転多面鏡が回転する
と、鏡面に照射されるレーザビームは回転方向に沿って
移動する。この移動距離をＬとすると、移動距離Ｌは以
下の数３で表される。
転多面鏡を考える。この仮想の回転多面鏡が回転する
と、鏡面に照射されるレーザビームは回転方向に沿って
移動する。この移動距離をＬとすると、移動距離Ｌは以
下の数３で表される。
【００２１】
【数３】
【００２２】（ｄは鏡面全体が高精度である仮想の回転
多面鏡に内接する円の直径、θmax （ｒａｄ）は最大走
査半角（図２参照）である。） また、図７は、鏡面の幅が２８ｍｍであるプラスチック
製回転多面鏡を複数個試作し、有効反射面２１の回転方
向に沿った幅ＦW ’（ｍｍ）を横軸に、鏡面の精度を測
定した値から算出した書き込みずれ量を縦軸にとってプ
ロットしたグラフである（サンプル数ｎ＝７平均）。図
７に示す結果から、プラスチックで回転多面鏡を製造し
た場合、鏡面の回転方向に沿った方向の片端で３ｍｍ、
両端で６ｍｍは、鏡面精度が低く使用できないことが分
かる。この値は、回転多面鏡１８の大きさに係わらず、
ほぼ一定である。
多面鏡に内接する円の直径、θmax （ｒａｄ）は最大走
査半角（図２参照）である。） また、図７は、鏡面の幅が２８ｍｍであるプラスチック
製回転多面鏡を複数個試作し、有効反射面２１の回転方
向に沿った幅ＦW ’（ｍｍ）を横軸に、鏡面の精度を測
定した値から算出した書き込みずれ量を縦軸にとってプ
ロットしたグラフである（サンプル数ｎ＝７平均）。図
７に示す結果から、プラスチックで回転多面鏡を製造し
た場合、鏡面の回転方向に沿った方向の片端で３ｍｍ、
両端で６ｍｍは、鏡面精度が低く使用できないことが分
かる。この値は、回転多面鏡１８の大きさに係わらず、
ほぼ一定である。
【００２３】よって、プラスチック製回転多面鏡１８の
鏡面の回転方向に沿った面サイズＦ W は、上記の面精度
の低い部分の寸法α（＝６ｍｍ）及び設計上の余裕係数
β（但し、１＜β＜２）を考慮して最終的に数４で表さ
れる。
鏡面の回転方向に沿った面サイズＦ W は、上記の面精度
の低い部分の寸法α（＝６ｍｍ）及び設計上の余裕係数
β（但し、１＜β＜２）を考慮して最終的に数４で表さ
れる。
【００２４】
【数４】
【００２５】なお、プラスチック製回転多面鏡の面サイ
ズは六角形、八角形等であっても上記数２によって求め
られる。
ズは六角形、八角形等であっても上記数２によって求め
られる。
【００２６】請求項２に記載の本発明は、上記事実に鑑
みてなされたものであって、プラスチック製回転多面鏡
と、前記プラスチック製回転多面鏡で走査されたレーザ
ビームを走査面上に結像させるｆ−θレンズと、を備え
たレーザ光学系装置であって、前記プラスチック製回転
多面鏡の回転方向の面サイズＦW （ｍｍ）が数５を満足
することを特徴としている。
みてなされたものであって、プラスチック製回転多面鏡
と、前記プラスチック製回転多面鏡で走査されたレーザ
ビームを走査面上に結像させるｆ−θレンズと、を備え
たレーザ光学系装置であって、前記プラスチック製回転
多面鏡の回転方向の面サイズＦW （ｍｍ）が数５を満足
することを特徴としている。
【００２７】
【数５】
【００２８】ここで、θmax （ｒａｄ) は最大走査半
角、ωO ( μｍ) は走査面上でのビーム径、λ（ｎｍ）
はレーザビームの波長、ｆ（ｍｍ）はｆ−θレンズの焦
点距離、ＤF （％）は有効走査効率、βは余裕係数（但
し、１＜β＜２）、ｄ（ｍｍ）は鏡面全体が高精度であ
る仮想の回転多面鏡に内接する円の直径、α（ｍｍ）は
鏡面端部付近の不使用部分の寸法（但し、α＝６ｍｍ）
である。
角、ωO ( μｍ) は走査面上でのビーム径、λ（ｎｍ）
はレーザビームの波長、ｆ（ｍｍ）はｆ−θレンズの焦
点距離、ＤF （％）は有効走査効率、βは余裕係数（但
し、１＜β＜２）、ｄ（ｍｍ）は鏡面全体が高精度であ
る仮想の回転多面鏡に内接する円の直径、α（ｍｍ）は
鏡面端部付近の不使用部分の寸法（但し、α＝６ｍｍ）
である。
【００２９】
【作用】請求項１に記載のレーザ光学系装置では、空気
やガス等が溜まり易い金型のコーナ部分に面する部分で
あって鏡面の面精度が不安定な回転方向端部付近をプラ
スチック製回転多面鏡の有効反射面として使用しないの
で、画像の書き込みむらが小さくなる。
やガス等が溜まり易い金型のコーナ部分に面する部分で
あって鏡面の面精度が不安定な回転方向端部付近をプラ
スチック製回転多面鏡の有効反射面として使用しないの
で、画像の書き込みむらが小さくなる。
【００３０】また、請求項２に記載のレーザ光学系装置
では、高精度に加工された例えばアルミニウム製の回転
多面鏡に置き換えて使用されるプラスチック製回転多面
鏡の鏡面の回転方向に沿った方向の面サイズを、数６を
満足するように決定したので、書き込みむらを小さく
し、かつプラスチック製回転多面鏡の外形を最小限に抑
えることができる。
では、高精度に加工された例えばアルミニウム製の回転
多面鏡に置き換えて使用されるプラスチック製回転多面
鏡の鏡面の回転方向に沿った方向の面サイズを、数６を
満足するように決定したので、書き込みむらを小さく
し、かつプラスチック製回転多面鏡の外形を最小限に抑
えることができる。
【００３１】
【数６】
【００３２】ここで、θmax （ｒａｄ) は最大走査半
角、ωO ( μｍ) は走査面上でのビーム径、λ（ｎｍ）
はレーザビームの波長、ｆ（ｍｍ）はｆ−θレンズの焦
点距離、ＤF （％）は有効走査効率、βは余裕係数（但
し、１＜β＜２）、ｄ（ｍｍ）は鏡面全体が高精度であ
る仮想の回転多面鏡に内接する円の直径、α（ｍｍ）は
鏡面端部付近の不使用部分の寸法（但し、α＝６ｍｍ）
である。
角、ωO ( μｍ) は走査面上でのビーム径、λ（ｎｍ）
はレーザビームの波長、ｆ（ｍｍ）はｆ−θレンズの焦
点距離、ＤF （％）は有効走査効率、βは余裕係数（但
し、１＜β＜２）、ｄ（ｍｍ）は鏡面全体が高精度であ
る仮想の回転多面鏡に内接する円の直径、α（ｍｍ）は
鏡面端部付近の不使用部分の寸法（但し、α＝６ｍｍ）
である。
【００３３】なお、βが２以上では、プラスチック製回
転多面鏡の外形が必要以上に大きくなるので好ましくな
い。
転多面鏡の外形が必要以上に大きくなるので好ましくな
い。
【００３４】
【実施例】本発明の一実施例に係るレーザ光学系装置１
０を図２にしたがって説明する。
０を図２にしたがって説明する。
【００３５】レーザ光学系装置１０にはレーザビーム１
２を照射するレーザ発振器１４が備えられており、レー
ザ発振器１４のレーザビーム照射側（矢印Ａ方向側）に
は、線状結像光学系１６を介して回転多面鏡１８が配置
されている。回転多面鏡１８のレーザ発振器側とは直交
方向（矢印Ｂ方向）には、ｆ−θレンズ２０を介して走
査面２２が配置されている。
２を照射するレーザ発振器１４が備えられており、レー
ザ発振器１４のレーザビーム照射側（矢印Ａ方向側）に
は、線状結像光学系１６を介して回転多面鏡１８が配置
されている。回転多面鏡１８のレーザ発振器側とは直交
方向（矢印Ｂ方向）には、ｆ−θレンズ２０を介して走
査面２２が配置されている。
【００３６】回転多面鏡１８は、プラスチックで成形さ
れており、回転軸１９に直角な形状が正四角形を呈して
いる。なお、走査面２２には、画像書き込み開始のタイ
ミングをとるための受光装置２４が配置されている。
れており、回転軸１９に直角な形状が正四角形を呈して
いる。なお、走査面２２には、画像書き込み開始のタイ
ミングをとるための受光装置２４が配置されている。
【００３７】本実施例では、走査面２２に走査されるレ
ーザビーム１２のビーム径ωO が８０μｍ、レーザビー
ム１２の波長λが７８０ｎｍ、ｆ−θレンズ２０の焦点
距離ｆが１４３、３mm、有効走査効率ＤF が４８％、最
大走査半角θmax が４３．２°に設定されている。鏡面
全体が高精度である仮想の回転多面鏡に内接する円の直
径ｄが２２mm、余裕係数βが１．８、回転多面鏡１８の
鏡面の回転方向の面サイズが２８mmである。
ーザビーム１２のビーム径ωO が８０μｍ、レーザビー
ム１２の波長λが７８０ｎｍ、ｆ−θレンズ２０の焦点
距離ｆが１４３、３mm、有効走査効率ＤF が４８％、最
大走査半角θmax が４３．２°に設定されている。鏡面
全体が高精度である仮想の回転多面鏡に内接する円の直
径ｄが２２mm、余裕係数βが１．８、回転多面鏡１８の
鏡面の回転方向の面サイズが２８mmである。
【００３８】次に、本実施例の作用を説明する。レーザ
発振器１４から照射されたレーザビーム１２は、線状結
像光学系１６を介して平行光線となり、反時計周り方向
へ回転する回転多面鏡１８及びｆ−θレンズ２０を介し
て走査面２２へ走査される。なお、走査面での画像の書
き込みは、受光装置２４でレーザビーム１２を受光して
所定時間後に開始される。
発振器１４から照射されたレーザビーム１２は、線状結
像光学系１６を介して平行光線となり、反時計周り方向
へ回転する回転多面鏡１８及びｆ−θレンズ２０を介し
て走査面２２へ走査される。なお、走査面での画像の書
き込みは、受光装置２４でレーザビーム１２を受光して
所定時間後に開始される。
【００３９】走査面２２に走査されるレーザビーム１２
のビーム径８０μｍ、レーザビーム１２の波長７８０ｎ
ｍ、ｆ−θレンズ２０の焦点距離１４３、３mm、有効走
査効率４８％、最大走査半角４３．２°（０．２４πｒ
ａｄ）、鏡面全体が高精度である仮想の回転多面鏡に内
接する円の直径２２mm、余裕係数１．８を面サイズを求
める数７に代入すると、
のビーム径８０μｍ、レーザビーム１２の波長７８０ｎ
ｍ、ｆ−θレンズ２０の焦点距離１４３、３mm、有効走
査効率４８％、最大走査半角４３．２°（０．２４πｒ
ａｄ）、鏡面全体が高精度である仮想の回転多面鏡に内
接する円の直径２２mm、余裕係数１．８を面サイズを求
める数７に代入すると、
【００４０】
【数７】
【００４１】計算上のＦW は、以下の数８
【００４２】
【数８】
【００４３】となる。本実施例のレーザ光学系装置１０
では、回転多面鏡１８の鏡面の回転方向の実際の面サイ
ズが、計算によって算出された最適な面サイズ２７．８
４ｍｍよりも若干大きいだけである。即ち、本実施例
は、プラスチックで成形した回転多面鏡１８の大きさを
最小限の寸法に抑え、書き込みむらを少なくして画像を
書き込める。
では、回転多面鏡１８の鏡面の回転方向の実際の面サイ
ズが、計算によって算出された最適な面サイズ２７．８
４ｍｍよりも若干大きいだけである。即ち、本実施例
は、プラスチックで成形した回転多面鏡１８の大きさを
最小限の寸法に抑え、書き込みむらを少なくして画像を
書き込める。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
レーザ光学系装置は、回転多面鏡の鏡面の精度の不安定
な回転軸方向側端部付近を有効反射面として使用しなた
め、書き込みむらを少なくできるという優れた効果を有
する。
レーザ光学系装置は、回転多面鏡の鏡面の精度の不安定
な回転軸方向側端部付近を有効反射面として使用しなた
め、書き込みむらを少なくできるという優れた効果を有
する。
【００４５】また、請求項２に記載のレーザ光学系装置
は、数９を満足するようにプラスチック製回転多面鏡の
鏡面の回転方向の面サイズを決めたので、書き込みむら
を少なくし、かつプラスチック製回転多面鏡の大きさを
最小限におさえることができるという優れた効果を有す
る。
は、数９を満足するようにプラスチック製回転多面鏡の
鏡面の回転方向の面サイズを決めたので、書き込みむら
を少なくし、かつプラスチック製回転多面鏡の大きさを
最小限におさえることができるという優れた効果を有す
る。
【００４６】
【数９】
【００４７】ここで、θmax （ｒａｄ) は最大走査半
角、ωO ( μｍ) は走査面上でのビーム径、λ（ｎｍ）
はレーザビームの波長、ｆ（ｍｍ）はｆ−θレンズの焦
点距離、ＤF （％）は有効走査効率、βは余裕係数（但
し、１＜β＜２）、ｄ（ｍｍ）は鏡面全体が高精度であ
る仮想の回転多面鏡に内接する円の直径、α（ｍｍ）は
鏡面端部付近の不使用部分の寸法（但し、α＝６ｍｍ）
である。
角、ωO ( μｍ) は走査面上でのビーム径、λ（ｎｍ）
はレーザビームの波長、ｆ（ｍｍ）はｆ−θレンズの焦
点距離、ＤF （％）は有効走査効率、βは余裕係数（但
し、１＜β＜２）、ｄ（ｍｍ）は鏡面全体が高精度であ
る仮想の回転多面鏡に内接する円の直径、α（ｍｍ）は
鏡面端部付近の不使用部分の寸法（但し、α＝６ｍｍ）
である。
【図１】本発明の一実施例に係るレーザ光学系装置に用
いられる回転多面鏡の斜視図である。
いられる回転多面鏡の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係るレーザ光学系装置の全
体構成図である。
体構成図である。
【図３】回転多面鏡の側面図である。
【図４】（Ａ）は、第１鏡面での図３に示すＡ−Ａ線部
分における表面精度を示すグラフであり、（Ｂ）は、第
２鏡面での図３に示すＡ−Ａ線部分における表面精度を
示すグラフであり、（Ｃ）は、第３鏡面での図３に示す
Ａ−Ａ線部分における表面精度を示すグラフであり、
（Ｄ）は、第４鏡面での図３に示すＡ−Ａ線部分におけ
る表面精度を示すグラフである。
分における表面精度を示すグラフであり、（Ｂ）は、第
２鏡面での図３に示すＡ−Ａ線部分における表面精度を
示すグラフであり、（Ｃ）は、第３鏡面での図３に示す
Ａ−Ａ線部分における表面精度を示すグラフであり、
（Ｄ）は、第４鏡面での図３に示すＡ−Ａ線部分におけ
る表面精度を示すグラフである。
【図５】（Ａ）は、第１鏡面における書き込み開始点及
び書き込み終了点における理想の鏡面と実際の鏡面との
なす角度を示す説明図であり、（Ｂ）は、第２鏡面にお
ける書き込み開始点及び書き込み終了点における理想の
鏡面と実際の鏡面とのなす角度を示す説明図である。
び書き込み終了点における理想の鏡面と実際の鏡面との
なす角度を示す説明図であり、（Ｂ）は、第２鏡面にお
ける書き込み開始点及び書き込み終了点における理想の
鏡面と実際の鏡面とのなす角度を示す説明図である。
【図６】鏡面が傾斜した場合の、レーザビームの反射角
度の変化を説明する説明図である。
度の変化を説明する説明図である。
【図７】画像書き込みむらと回転多面鏡の有効反射面幅
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
１０ レーザ光学系装置 １８ プラスチック製回転多面鏡 １８Ａ 第１鏡面 １８Ｂ 第２鏡面 １８Ｃ 第３鏡面 １８Ｄ 第４鏡面 ２２ 走査面 ２０ ｆ−θレンズ
Claims (2)
- 【請求項１】 プラスチック製回転多面鏡を用いたレー
ザ光学系装置において、 前記回転多面鏡の鏡面の回転方向端部付近を除く部分を
有効反射面とすることを特徴とするレーザ光学系装置。 - 【請求項２】 プラスチック製回転多面鏡と、前記プラ
スチック製回転多面鏡で走査されたレーザビームを走査
面上に結像させるｆ−θレンズと、を備えたレーザ光学
系装置であって、 前記プラスチック製回転多面鏡の回転方向の面サイズＦ
W （ｍｍ）が数１を満足することを特徴とするレーザ光
学系装置。 【数１】 ここで、θmax （ｒａｄ) は最大走査半角、ωO ( μ
ｍ) は走査面上でのビーム径、λ（ｎｍ）はレーザビー
ムの波長、ｆ（ｍｍ）はｆ−θレンズの焦点距離、ＤF
（％）は有効走査効率、βは余裕係数（但し、１＜β＜
２）、ｄ（ｍｍ）は鏡面全体が高精度である仮想の回転
多面鏡に内接する円の直径、α（ｍｍ）は鏡面端部付近
の不使用部分の寸法（但し、α＝６ｍｍ）である。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337458A JPH07199104A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | レーザ光学系装置 |
| EP94116183A EP0661572A3 (en) | 1993-12-28 | 1994-10-13 | Laser optical system. |
| US08/322,534 US5619363A (en) | 1993-12-28 | 1994-10-13 | Laser optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337458A JPH07199104A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | レーザ光学系装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199104A true JPH07199104A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18308832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5337458A Pending JPH07199104A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | レーザ光学系装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5619363A (ja) |
| EP (1) | EP0661572A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07199104A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9778457B2 (en) | 2014-02-12 | 2017-10-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Light deflector and polygon mirror |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0922984B1 (en) | 1997-12-10 | 2002-07-24 | DATALOGIC S.p.A. | A mirror mount for a rotor and a method of production of a mirror rotor |
| JP6446835B2 (ja) * | 2014-05-28 | 2019-01-09 | ブラザー工業株式会社 | 光偏向装置および画像形成装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4121883A (en) * | 1974-04-22 | 1978-10-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning device for radiation beams |
| US3944323A (en) * | 1974-12-23 | 1976-03-16 | Xerox Corporation | Variable spot size scanning system |
| JPS52108142A (en) * | 1976-03-08 | 1977-09-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | Light beam scanning system |
| US4274703A (en) * | 1977-08-01 | 1981-06-23 | Xerox Corporation | High-efficiency symmetrical scanning optics |
| JPS61128218A (ja) * | 1984-11-28 | 1986-06-16 | Ricoh Co Ltd | ２枚玉ｆθレンズ |
| US4978185A (en) * | 1989-10-25 | 1990-12-18 | Xerox Corporation | Raster scanning system utilizing overfilled polygon facet design with non-reflective facet edges |
| US5083138A (en) * | 1990-04-11 | 1992-01-21 | Xerox Corporation | Polygon scanner with predictable facet deformation characteristics |
| JPH04253021A (ja) * | 1991-01-30 | 1992-09-08 | Minolta Camera Co Ltd | 回転多面鏡とその成形用金型 |
| JPH05257077A (ja) * | 1992-03-11 | 1993-10-08 | Hitachi Ltd | 回転多面鏡 |
| US5361170A (en) * | 1992-06-11 | 1994-11-01 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Polygonal mirror |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5337458A patent/JPH07199104A/ja active Pending
-
1994
- 1994-10-13 EP EP94116183A patent/EP0661572A3/en not_active Ceased
- 1994-10-13 US US08/322,534 patent/US5619363A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9778457B2 (en) | 2014-02-12 | 2017-10-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Light deflector and polygon mirror |
| US10451869B2 (en) | 2014-02-12 | 2019-10-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Light deflector and polygon mirror |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0661572A2 (en) | 1995-07-05 |
| EP0661572A3 (en) | 1996-03-20 |
| US5619363A (en) | 1997-04-08 |
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