JPH08278459A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH08278459A JPH08278459A JP7312100A JP31210095A JPH08278459A JP H08278459 A JPH08278459 A JP H08278459A JP 7312100 A JP7312100 A JP 7312100A JP 31210095 A JP31210095 A JP 31210095A JP H08278459 A JPH08278459 A JP H08278459A
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- scanning
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- optical scanning
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光走査装置のレンズの枚数を最小化してレン
ズの製作及び組立／調整を容易とする。 【解決手段】 光源１０とコリメーターレンズ２０と複
合プリズム３０と回転多面鏡４０と走査レンズ５０とか
ら構成され、複合プリズムは光源と光軸が直角をなすよ
うに回転多面鏡と光源との間に設けるとともに円筒形レ
ンズの機能を有するようにし、、走査レンズは走査／副
走査方向に倍率を有する一枚のレンズから構成してＦ−
θの機能を与えるとともに回転多面鏡の面振れを補正す
る。
ズの製作及び組立／調整を容易とする。 【解決手段】 光源１０とコリメーターレンズ２０と複
合プリズム３０と回転多面鏡４０と走査レンズ５０とか
ら構成され、複合プリズムは光源と光軸が直角をなすよ
うに回転多面鏡と光源との間に設けるとともに円筒形レ
ンズの機能を有するようにし、、走査レンズは走査／副
走査方向に倍率を有する一枚のレンズから構成してＦ−
θの機能を与えるとともに回転多面鏡の面振れを補正す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームプリン
ターのような光学システムを利用する光学機器の光走査
装置に関し、特にトリック形状を有する非球面レンズの
一枚でＦ−θの機能を与えるとともに回転多面鏡の面振
れを補正する光走査装置に関する。
ターのような光学システムを利用する光学機器の光走査
装置に関し、特にトリック形状を有する非球面レンズの
一枚でＦ−θの機能を与えるとともに回転多面鏡の面振
れを補正する光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近レーザを利用する種々の光学機器が
開発されており、レーザプリンター、レーザ走査マイク
ロメーター（Laser Scanning Micrometer(ＬＣＭ))、パ
ターン発生器（Pattern Generator)等がその例である。
また、レーザを用いる光学系は、レーザ発生機、レーザ
偏向器、レーザ走査レンズ系、受光部などから構成され
る。また、複写機又はプリンター等の画像形成装置では
電子写真プロセス方式により単色光のレーザビームを多
く利用している。
開発されており、レーザプリンター、レーザ走査マイク
ロメーター（Laser Scanning Micrometer(ＬＣＭ))、パ
ターン発生器（Pattern Generator)等がその例である。
また、レーザを用いる光学系は、レーザ発生機、レーザ
偏向器、レーザ走査レンズ系、受光部などから構成され
る。また、複写機又はプリンター等の画像形成装置では
電子写真プロセス方式により単色光のレーザビームを多
く利用している。
【０００３】このような装置においては、半導体レーザ
ダイオード等のレーザ発生装置から発生したレーザビー
ムをコリメーターレンズ又はプリズムコンプレックス等
を通じて平行光にして高速回転する多面の偏向鏡に誘導
し、偏向鏡の回転によりレーザビームの反射方向を変え
感光体上の長さ方向に走査することにより感光体上に静
電潜像を形成するようになっている。
ダイオード等のレーザ発生装置から発生したレーザビー
ムをコリメーターレンズ又はプリズムコンプレックス等
を通じて平行光にして高速回転する多面の偏向鏡に誘導
し、偏向鏡の回転によりレーザビームの反射方向を変え
感光体上の長さ方向に走査することにより感光体上に静
電潜像を形成するようになっている。
【０００４】このような光走査装置としては、特開平２
−１６１４１０号公報に開示された装置がある。従っ
て、前記公報に開示された装置を光走査装置の従来例と
して図６に基づいて説明する。
−１６１４１０号公報に開示された装置がある。従っ
て、前記公報に開示された装置を光走査装置の従来例と
して図６に基づいて説明する。
【０００５】図６をみると、光源１から出たレーザ光は
コリメーターレンズ（Collimator Lens)２、スリット
（Slit）３、円筒形レンズ（Cylindrical lens）４を過
ぎて回転多面鏡（Polygon Mirror）５により反射された
後、走査レンズである回転非対称の非球面Ｆ−θ６´を
通じて結像面（感光ドラム面９）に走査されるように構
成されている。
コリメーターレンズ（Collimator Lens)２、スリット
（Slit）３、円筒形レンズ（Cylindrical lens）４を過
ぎて回転多面鏡（Polygon Mirror）５により反射された
後、走査レンズである回転非対称の非球面Ｆ−θ６´を
通じて結像面（感光ドラム面９）に走査されるように構
成されている。
【０００６】レーザ光走査のための走査レンズ（Ｆ−
θ）６´は、第１面と第２面が球面又は平面からなる回
転対称軸を有する第１レンズ６と、円筒形レンズからな
る第３面と収差補正のために回転軸非対称の非球面から
なる第４面を有する第２レンズ７により構成されてい
る。
θ）６´は、第１面と第２面が球面又は平面からなる回
転対称軸を有する第１レンズ６と、円筒形レンズからな
る第３面と収差補正のために回転軸非対称の非球面から
なる第４面を有する第２レンズ７により構成されてい
る。
【０００７】また、走査レンズ６´の球面第１面と第２
面であって、回転多面鏡５が等角回転する時、結像面９
でのスポット（spot）の軌跡は等線運動をする。さら
に、回転多面鏡５と第１レンズ６を過ぎた後、結像面９
の前に位置する第２レンズ７の円筒形第３面と非球面第
４面により回転多面鏡５の振れの影響を補正している。
面であって、回転多面鏡５が等角回転する時、結像面９
でのスポット（spot）の軌跡は等線運動をする。さら
に、回転多面鏡５と第１レンズ６を過ぎた後、結像面９
の前に位置する第２レンズ７の円筒形第３面と非球面第
４面により回転多面鏡５の振れの影響を補正している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す従来の装置は次の問題点を有している。
示す従来の装置は次の問題点を有している。
【０００９】第一に、第３面と第４面が走査レンズと結
像面との間に位置するため、レンズの大きさが大きくな
って湿度や温度による収縮／膨張の影響を大きく受ける
ことになり、また、光学系の大きさが全体的に大きくな
る。
像面との間に位置するため、レンズの大きさが大きくな
って湿度や温度による収縮／膨張の影響を大きく受ける
ことになり、また、光学系の大きさが全体的に大きくな
る。
【００１０】第二に、第３面と第４面は円筒形レンズと
非球面レンズとから構成されるために、金型を使用して
製作しても二つの面軸を一致させることが難しいのでレ
ンズの製作及び組立時、品質が低下しやすい。
非球面レンズとから構成されるために、金型を使用して
製作しても二つの面軸を一致させることが難しいのでレ
ンズの製作及び組立時、品質が低下しやすい。
【００１１】本発明は前記のような問題点を解決するた
めになされたものであって、本発明の目的は、トリック
形状を有する非球面レンズ一枚でｆ−ｔｈｅｔａ（Ｆ−
θ）の機能を与えるとともに回転多面鏡の面振れを補正
することにより、レンズの製作を容易にし、製造工程を
節減させることができる光走査装置を提供することにあ
る。
めになされたものであって、本発明の目的は、トリック
形状を有する非球面レンズ一枚でｆ−ｔｈｅｔａ（Ｆ−
θ）の機能を与えるとともに回転多面鏡の面振れを補正
することにより、レンズの製作を容易にし、製造工程を
節減させることができる光走査装置を提供することにあ
る。
【００１２】本発明の他の目的は、光源であるレーザダ
イオードと光軸が直角をなすように回転多面鏡とレーザ
ダイオードとの間にプリズムを設け、プリズムに円筒形
レンズの機能も有するようにすることにより、レンズ組
立と調整を容易にすることができ、製造工程を大きく節
減できる光走査装置を提供することにある。
イオードと光軸が直角をなすように回転多面鏡とレーザ
ダイオードとの間にプリズムを設け、プリズムに円筒形
レンズの機能も有するようにすることにより、レンズ組
立と調整を容易にすることができ、製造工程を大きく節
減できる光走査装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による光走査装置は、光源とコリメーターレ
ンズと複合プリズムと回転多面鏡と走査レンズ系とから
構成される光走査装置において、前記複合プリズムはレ
ーザダイオードと光軸が直角をなすように回転多面鏡と
レーザダイオードとの間に設け、走査レンズは走査／副
走査方向に倍率を有する一枚のレンズから構成されたこ
とを特徴とする。
に、本発明による光走査装置は、光源とコリメーターレ
ンズと複合プリズムと回転多面鏡と走査レンズ系とから
構成される光走査装置において、前記複合プリズムはレ
ーザダイオードと光軸が直角をなすように回転多面鏡と
レーザダイオードとの間に設け、走査レンズは走査／副
走査方向に倍率を有する一枚のレンズから構成されたこ
とを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明による光走査装置の
好ましい実施の形態について添付の図面に基づいて詳細
に説明する。なお、図１は本発明に基づく光走査装置の
斜視図であり、図２は平面図である。
好ましい実施の形態について添付の図面に基づいて詳細
に説明する。なお、図１は本発明に基づく光走査装置の
斜視図であり、図２は平面図である。
【００１５】図１及び図２をみると、レーザダイオード
で示された光源１０と、コリメーターレンズ２０と、偏
向プリズムと円筒形レンズの形状を有する複合プリズム
３０と、回転多面鏡４０と、走査レンズ５０とから構成
されており、走査される光信号の始点を検出するために
走査される光の一部を検出する反射鏡６０と光検出器７
０とを含む。
で示された光源１０と、コリメーターレンズ２０と、偏
向プリズムと円筒形レンズの形状を有する複合プリズム
３０と、回転多面鏡４０と、走査レンズ５０とから構成
されており、走査される光信号の始点を検出するために
走査される光の一部を検出する反射鏡６０と光検出器７
０とを含む。
【００１６】複合プリズム３０は、組立／調整を容易に
するために光源１０と光軸が直角をなすように回転多面
鏡４０と光源１０との間に設けられる。複合プリズム３
０は円筒形レンズの機能も有する。
するために光源１０と光軸が直角をなすように回転多面
鏡４０と光源１０との間に設けられる。複合プリズム３
０は円筒形レンズの機能も有する。
【００１７】走査レンズ５０は一つで構成されるが、直
交する座標において曲率値が互いに異なるレンズでなく
光軸に対して曲率が同一な軸対称レンズを使用すること
以外に、一つの走査レンズが有する二面は非球面を有す
るようにする。また、走査レンズ５０の構造は一次的に
結像面８０で印刷される方向に非球面としてＦ−θレン
ズの機能を有するように形成し、ビームを走査する回転
多面鏡４０の振動による傾斜を補正する用途として球面
レンズを形成する。
交する座標において曲率値が互いに異なるレンズでなく
光軸に対して曲率が同一な軸対称レンズを使用すること
以外に、一つの走査レンズが有する二面は非球面を有す
るようにする。また、走査レンズ５０の構造は一次的に
結像面８０で印刷される方向に非球面としてＦ−θレン
ズの機能を有するように形成し、ビームを走査する回転
多面鏡４０の振動による傾斜を補正する用途として球面
レンズを形成する。
【００１８】すなわち、走査レンズ５０は走査／副走査
方向に倍率を有する一枚のレンズから構成され、この一
枚の走査レンズ５０は光偏向方向では走査方向に光を走
査するが、回転多面鏡４０の偏向角度と走査される長さ
が線形的に比例する機能、それからこの走査方向と直角
である副走査方向には球面レンズの形状を有するように
構成される。
方向に倍率を有する一枚のレンズから構成され、この一
枚の走査レンズ５０は光偏向方向では走査方向に光を走
査するが、回転多面鏡４０の偏向角度と走査される長さ
が線形的に比例する機能、それからこの走査方向と直角
である副走査方向には球面レンズの形状を有するように
構成される。
【００１９】この時、図４及び図５に示すように、走査
レンズ５０の走査方向のレンズ面２つは円錐定数（Coni
c Constants)と８次までの非球面展開係数を有するよう
にし、副走査方向のレンズ面２つは球面レンズを使用
し、軸対称非球面レンズの円錐定数は少なくともいずれ
かの一つが（−）値を有するようにする。それから副走
査方向への２つの曲率は回転多面鏡４０の方向に同時に
凹んでいる。
レンズ５０の走査方向のレンズ面２つは円錐定数（Coni
c Constants)と８次までの非球面展開係数を有するよう
にし、副走査方向のレンズ面２つは球面レンズを使用
し、軸対称非球面レンズの円錐定数は少なくともいずれ
かの一つが（−）値を有するようにする。それから副走
査方向への２つの曲率は回転多面鏡４０の方向に同時に
凹んでいる。
【００２０】走査レンズ５０の厚さ、それから回転多面
鏡４０と走査レンズ５０の一番目の面までの距離比率は
０．５乃至１．５の間とする。また、走査レンズ５０の
材質は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）又はＰＣ
のプラスチックを素材とする。
鏡４０と走査レンズ５０の一番目の面までの距離比率は
０．５乃至１．５の間とする。また、走査レンズ５０の
材質は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）又はＰＣ
のプラスチックを素材とする。
【００２１】そして、走査レンズ５０における走査方向
のレンズの曲率は回転多面鏡４０に対して各々（＋）と
（−）符号を有する。一方、軸対称非球面レンズの回転
多面鏡４０方向の面と結像面８０方向の面の曲率半径は
絶対値であって、結像面８０方向の曲率半径を大きくし
なければならない。
のレンズの曲率は回転多面鏡４０に対して各々（＋）と
（−）符号を有する。一方、軸対称非球面レンズの回転
多面鏡４０方向の面と結像面８０方向の面の曲率半径は
絶対値であって、結像面８０方向の曲率半径を大きくし
なければならない。
【００２２】このように構成された本発明に基づく装置
において、光源１０から出射されたレーザ光はコリメー
ターレンズ２０により平行になった後、偏向プリズムと
円筒形レンズの形状を有する複合プリズム３０により走
査方向には平行に、それからこの方向に対して直角であ
る副走査方向には受光される光になる。その後、この光
ビームはスピンドルモーター（図示せず）の軸上に固着
され回転する回転多面鏡４０により反射された後、走査
方向にはＦ−θの機能を有し、副走査方向には球面レン
ズの形状を有する走査レンズ５０により結像面（感光ド
ラム面）８０に結像される。一方、走査される光の一部
を反射鏡６０と光検出器７０により検出して走査させる
光信号の始点を検出する。
において、光源１０から出射されたレーザ光はコリメー
ターレンズ２０により平行になった後、偏向プリズムと
円筒形レンズの形状を有する複合プリズム３０により走
査方向には平行に、それからこの方向に対して直角であ
る副走査方向には受光される光になる。その後、この光
ビームはスピンドルモーター（図示せず）の軸上に固着
され回転する回転多面鏡４０により反射された後、走査
方向にはＦ−θの機能を有し、副走査方向には球面レン
ズの形状を有する走査レンズ５０により結像面（感光ド
ラム面）８０に結像される。一方、走査される光の一部
を反射鏡６０と光検出器７０により検出して走査させる
光信号の始点を検出する。
【００２３】走査方向に平行し、副走査方向には収束さ
れた光が同時に感光ドラム面８０に結像されるための非
球面トリックレンズの曲率は下記の表１の通りであり、
走査方向と副走査方向のレンズ形状を各々図３に示し
た。
れた光が同時に感光ドラム面８０に結像されるための非
球面トリックレンズの曲率は下記の表１の通りであり、
走査方向と副走査方向のレンズ形状を各々図３に示し
た。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】以上の通り、本発明に基づく光走査装置
によれば、屈折率（ｎ）＝１．４８〜１．６、アベ常数
（Ave Constant）＝３０〜６０の条件であるプラスチッ
ク材質を使用したトリック形状を有する非球面レンズ１
枚でＦ−θの機能を与えるとともに回転多面鏡の面振れ
を補正するようにし、また、光源であるレーザダイオー
ドと光軸が直角を成すように回転多面鏡とレーザダイオ
ードとの間にプリズムを設け、同時にプリズムに円筒形
レンズの機能を有するようにしているので、レンズの枚
数を最小化してレンズの製作及び組立／調整が容易とな
り、製造工程を簡略化することができる。
によれば、屈折率（ｎ）＝１．４８〜１．６、アベ常数
（Ave Constant）＝３０〜６０の条件であるプラスチッ
ク材質を使用したトリック形状を有する非球面レンズ１
枚でＦ−θの機能を与えるとともに回転多面鏡の面振れ
を補正するようにし、また、光源であるレーザダイオー
ドと光軸が直角を成すように回転多面鏡とレーザダイオ
ードとの間にプリズムを設け、同時にプリズムに円筒形
レンズの機能を有するようにしているので、レンズの枚
数を最小化してレンズの製作及び組立／調整が容易とな
り、製造工程を簡略化することができる。
【図１】本発明に基づく光走査装置の斜視図である。
【図２】本発明に基づく光走査装置の平面図である。
【図３】本発明に基づく走査レンズの平面図及び側面図
である。
である。
【図４】本発明に基づくレンズの斜視図である。
【図５】本発明に基づく走査レンズによる光の走査状態
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図６】従来の光走査装置の斜視図である。
１０ 光源 ２０ コリメーターレンズ ３０ 複合プリズム ４０ 回転多面鏡 ５０ 走査レンズ ６０ 反射鏡 ７０ 光検出器
Claims (12)
- 【請求項１】 光源とコリメーターレンズと複合プリズ
ムと回転多面鏡と走査レンズ系とから構成される光走査
装置において、前記複合プリズムはレーザダイオードと
光軸が直角をなすように回転多面鏡とレーザダイオード
との間に設け、走査レンズは走査／副走査方向に倍率を
有する一枚のレンズから構成されたことを特徴とする光
走査装置。 - 【請求項２】 前記複合プリズムは円筒形レンズの機能
を備えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の光
走査装置。 - 【請求項３】 前記走査レンズは、走査方向には光を走
査するが前記回転多面鏡の偏向角度と走査される長さが
線形的に比例する機能を有し、この走査方向と直角であ
る副走査方向には球面レンズの形状を有するように構成
したことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項４】 前記走査方向のレンズ面２つは円錐定数
と８次までの非球面展開係数を有することを特徴とする
請求項３記載の光走査装置。 - 【請求項５】 前記円錐定数は少なくともいずれかの一
つがマイナス（−）値を有することを特徴とする請求項
４記載の光走査装置。 - 【請求項６】 前記走査方向のレンズの曲率は回転多面
鏡に対して各々（＋）と（−）符号を有することを特徴
とする請求項３記載の光走査装置。 - 【請求項７】 副走査方向のレンズ面２つは球面レンズ
を使用することを特徴とする請求項３記載の光走査装
置。 - 【請求項８】 副走査方向の二つの曲率は回転多面鏡方
向に同時に凹んでいる形状を有することを特徴とする請
求項３記載の光走査装置。 - 【請求項９】 前記走査レンズは、前記走査レンズの厚
さ及び回転多面鏡とこの走査レンズの一番目の面までの
距離の比率は０．５乃至１．５の間であることを特徴と
する請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項１０】 前記走査レンズの材質はポリメタクリ
ル酸メチルであることを特徴とする請求項１記載の光走
査装置。 - 【請求項１１】 前記走査レンズの材質は屈折率（ｎ）
＝１．４８〜１．６、アベ常数＝３０〜６０の条件であ
るプラスチックを使用することを特徴とする請求項１記
載の光走査装置。 - 【請求項１２】 前記走査レンズは、軸対称非球面レン
ズの回転多面鏡方向の面と結像面方向の面の曲率半径は
絶対値であって、結像面方向の曲率半径を大きくして使
用することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1994-32729 | 1994-11-30 | ||
| KR1019940032729A KR0144427B1 (ko) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | 광 주사장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278459A true JPH08278459A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=19400278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7312100A Pending JPH08278459A (ja) | 1994-11-30 | 1995-11-30 | 光走査装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5748356A (ja) |
| JP (1) | JPH08278459A (ja) |
| KR (1) | KR0144427B1 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1152265A (ja) * | 1997-07-30 | 1999-02-26 | Nippon Hikyumen Lens Kk | 走査光学系 |
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