JPH09318903A - 光走査光学系およびこの光学系を用いた装置 - Google Patents
光走査光学系およびこの光学系を用いた装置Info
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- JPH09318903A JPH09318903A JP8157540A JP15754096A JPH09318903A JP H09318903 A JPH09318903 A JP H09318903A JP 8157540 A JP8157540 A JP 8157540A JP 15754096 A JP15754096 A JP 15754096A JP H09318903 A JPH09318903 A JP H09318903A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 第１の結像光学系、偏向器、第２の結像光学
系および被走査面の順に配された光走査光学系におい
て、第２の結像光学系の構成を、偏向器側から順に結像
レンズ、主走査面と略直交する方向にのみパワーを有す
る凹形状円筒ミラー、走査面と略直交する方向にのみパ
ワーを有する負の円筒レンズとすることにより、装置の
コンパクト化および低コスト化を図る。 【構成】 光源側から、第１のレンズ１、偏向器２、第
２および第３のレンズ３，４、凹形状円筒ミラー５およ
び負の円筒レンズ６をこの順に配することで光走査光学
系を構成する。凹形状円筒ミラー５は、被走査面７上に
おける主走査方向と直交する方向にのみパワーを有し、
負の円筒レンズ６は、主走査方向と直交する方向にのみ
パワーを有するように形成、配置されている。
系および被走査面の順に配された光走査光学系におい
て、第２の結像光学系の構成を、偏向器側から順に結像
レンズ、主走査面と略直交する方向にのみパワーを有す
る凹形状円筒ミラー、走査面と略直交する方向にのみパ
ワーを有する負の円筒レンズとすることにより、装置の
コンパクト化および低コスト化を図る。 【構成】 光源側から、第１のレンズ１、偏向器２、第
２および第３のレンズ３，４、凹形状円筒ミラー５およ
び負の円筒レンズ６をこの順に配することで光走査光学
系を構成する。凹形状円筒ミラー５は、被走査面７上に
おける主走査方向と直交する方向にのみパワーを有し、
負の円筒レンズ６は、主走査方向と直交する方向にのみ
パワーを有するように形成、配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光走査光学系およ
びこれを用いた光走査装置に関し、詳しくは、光源から
発せられた光束を偏向器により反射偏向して被走査面上
を走査させる際に、偏向器の面倒れによるピッチむらを
補正する機能を備えた光走査光学系およびこの光学系を
用いた光走査装置に関するものである。
びこれを用いた光走査装置に関し、詳しくは、光源から
発せられた光束を偏向器により反射偏向して被走査面上
を走査させる際に、偏向器の面倒れによるピッチむらを
補正する機能を備えた光走査光学系およびこの光学系を
用いた光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザビーム等の光ビームを感光材料等
の被走査面上において走査し、この面上に画像を形成す
るレーザプリンタやレーザ製版装置等の光走査装置が従
来から知られている。このような光走査装置に使用され
る光走査光学系は、光源から発せられた光ビームを反射
偏向して被走査面上を走査せしめる回転多面鏡等の偏向
器と、光ビームを被走査面上に結像する結像光学系とを
備えてなるものである。
の被走査面上において走査し、この面上に画像を形成す
るレーザプリンタやレーザ製版装置等の光走査装置が従
来から知られている。このような光走査装置に使用され
る光走査光学系は、光源から発せられた光ビームを反射
偏向して被走査面上を走査せしめる回転多面鏡等の偏向
器と、光ビームを被走査面上に結像する結像光学系とを
備えてなるものである。
【０００３】このような光走査光学系においては、偏向
器の偏向反射面の面倒れにより、被走査面上の走査方向
と直交する方向において、走査線ごとに光ビームの結像
位置が変化して走査線にピッチむらが生じてしまい、良
好な画像を得ることができない。このため、偏向器の面
倒れを補正する機能を備えた光走査光学系が種々知られ
ている。例えば、偏向器と被走査面との間に凹形状円筒
ミラーを配しこの凹形状円筒ミラーの走査線ピッチ方向
のパワーを利用して面倒れによるピッチむらを補正する
ようにしたものが知られている。
器の偏向反射面の面倒れにより、被走査面上の走査方向
と直交する方向において、走査線ごとに光ビームの結像
位置が変化して走査線にピッチむらが生じてしまい、良
好な画像を得ることができない。このため、偏向器の面
倒れを補正する機能を備えた光走査光学系が種々知られ
ている。例えば、偏向器と被走査面との間に凹形状円筒
ミラーを配しこの凹形状円筒ミラーの走査線ピッチ方向
のパワーを利用して面倒れによるピッチむらを補正する
ようにしたものが知られている。
【０００４】しかしながら、この光走査光学系において
は、凹形状円筒ミラーと被走査面との間の距離を比較的
小さくとると光学系が大型化してしまい、一方、凹形状
円筒ミラーと被走査面との間の距離を比較的大きくとる
と像面湾曲等の光学性能の劣化が顕著になるという問題
があった。
は、凹形状円筒ミラーと被走査面との間の距離を比較的
小さくとると光学系が大型化してしまい、一方、凹形状
円筒ミラーと被走査面との間の距離を比較的大きくとる
と像面湾曲等の光学性能の劣化が顕著になるという問題
があった。
【０００５】このため、偏向器の偏向反射面側から順
に、結像レンズ、走査面と直交する方向にのみパワーを
有する負の円筒レンズおよび走査面と直交する方向にの
みパワーを有する凹形状の円筒ミラーを配することによ
り、凹形状円筒ミラーと被走査面との間の距離を大きく
することの不都合を解消し、像面湾曲による光学性能の
劣化を防止するとともに、光学系の小型化を図るように
した光走査光学系が知られている（特公平４−２１１６
４号公報）。
に、結像レンズ、走査面と直交する方向にのみパワーを
有する負の円筒レンズおよび走査面と直交する方向にの
みパワーを有する凹形状の円筒ミラーを配することによ
り、凹形状円筒ミラーと被走査面との間の距離を大きく
することの不都合を解消し、像面湾曲による光学性能の
劣化を防止するとともに、光学系の小型化を図るように
した光走査光学系が知られている（特公平４−２１１６
４号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公平４−２１１６４号公報に記載された光走査光学系に
おいては、凹形状円筒ミラーのみを配したものと比較す
れば光学系を小型化することができるものの、光学系の
小型化という点では必ずしも十分なものではなかった。
公平４−２１１６４号公報に記載された光走査光学系に
おいては、凹形状円筒ミラーのみを配したものと比較す
れば光学系を小型化することができるものの、光学系の
小型化という点では必ずしも十分なものではなかった。
【０００７】また、上記従来技術においては、負の円筒
レンズと被走査面との距離が離れているため光ビームを
被走査面上において精度よく結像させるためには高精度
のレンズが必要となり、この光学系を用いた場合にその
光走査装置の製造コストが上昇する。
レンズと被走査面との距離が離れているため光ビームを
被走査面上において精度よく結像させるためには高精度
のレンズが必要となり、この光学系を用いた場合にその
光走査装置の製造コストが上昇する。
【０００８】さらに、光学系は実際には筺体内に収納さ
れて使用され、その筺体壁部の所定位置には光ビームを
外部に取り出すための窓部が形成されるが、上記従来技
術においては、その窓部からのこの筺体内への塵埃の侵
入を防止するために、この窓部にガラス等の透明部材を
設けなければならず、光走査光学系の部品点数が多くな
るという問題がある。
れて使用され、その筺体壁部の所定位置には光ビームを
外部に取り出すための窓部が形成されるが、上記従来技
術においては、その窓部からのこの筺体内への塵埃の侵
入を防止するために、この窓部にガラス等の透明部材を
設けなければならず、光走査光学系の部品点数が多くな
るという問題がある。
【０００９】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、光学系の小型化および低コスト化が図れ、部品
点数を削減することのできる光走査光学系およびこの光
学系を用いた光走査装置を提供することを目的とするも
のである。
もので、光学系の小型化および低コスト化が図れ、部品
点数を削減することのできる光走査光学系およびこの光
学系を用いた光走査装置を提供することを目的とするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による光走査光学
系は、光源と、該光源からの光束を線状に結像する第１
の結像光学系と、該第１の結像光学系の結像位置または
その近傍に偏向反射面を有し、該光束を反射偏向して被
走査面上で主走査する偏向器と、該偏向器により反射偏
向された光束を該被走査面上に結像させる第２の結像光
学系とを備えた光走査光学系において、該第２の結像光
学系が、前記反射偏向された光束を前記被走査面上に主
走査面内で結像させる結像レンズと、該結像レンズと前
記被走査面との間に配された、主走査面と略直交する方
向にのみパワーを有する凹形状円筒ミラーと、該凹形状
円筒ミラーと前記被走査面との間に配された、前記主走
査面と略直交する方向にのみパワーを有する負の円筒レ
ンズとを、前記偏向反射面側からこの順に配列されてな
り、前記主走査面と略直交する面内において、前記偏向
反射面と前記被走査面とが互いに光学的に共軛な位置関
係に配されてなることを特徴とするものである。
系は、光源と、該光源からの光束を線状に結像する第１
の結像光学系と、該第１の結像光学系の結像位置または
その近傍に偏向反射面を有し、該光束を反射偏向して被
走査面上で主走査する偏向器と、該偏向器により反射偏
向された光束を該被走査面上に結像させる第２の結像光
学系とを備えた光走査光学系において、該第２の結像光
学系が、前記反射偏向された光束を前記被走査面上に主
走査面内で結像させる結像レンズと、該結像レンズと前
記被走査面との間に配された、主走査面と略直交する方
向にのみパワーを有する凹形状円筒ミラーと、該凹形状
円筒ミラーと前記被走査面との間に配された、前記主走
査面と略直交する方向にのみパワーを有する負の円筒レ
ンズとを、前記偏向反射面側からこの順に配列されてな
り、前記主走査面と略直交する面内において、前記偏向
反射面と前記被走査面とが互いに光学的に共軛な位置関
係に配されてなることを特徴とするものである。
【００１１】また、前記負の円筒レンズは、該円筒レン
ズの少なくとも一方の端面における前記主走査面上の断
面形状が所定の非球面からなるとともに、該円筒レンズ
の光軸近傍において、前記主走査方向のパワーが略０と
され、該主走査方向と略直交する方向に所定の負のパワ
ーを有するように形成されてなることが好ましい。ま
た、本発明による光走査装置は、上記本発明による光走
査光学系を備えたことを特徴とするものである。ここ
で、上記「主走査面」とは、偏向された光ビームの軌跡
により形成される面を意味するものとする。
ズの少なくとも一方の端面における前記主走査面上の断
面形状が所定の非球面からなるとともに、該円筒レンズ
の光軸近傍において、前記主走査方向のパワーが略０と
され、該主走査方向と略直交する方向に所定の負のパワ
ーを有するように形成されてなることが好ましい。ま
た、本発明による光走査装置は、上記本発明による光走
査光学系を備えたことを特徴とするものである。ここ
で、上記「主走査面」とは、偏向された光ビームの軌跡
により形成される面を意味するものとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る
光走査光学系の構成を示す斜視図である。図１に示すよ
うに、本実施形態に係る光走査光学系は、不図示の光源
から発せられた光ビームを線状に結像させる第１のレン
ズ１と、第１のレンズ１の結像位置近傍に偏向反射面を
有し、光ビームを反射偏向して被走査面７上で走査させ
る偏向器（回転多面鏡）２と、偏向器２により反射偏向
された光ビームを被走査面７上に主走査面内で結像する
ための第２および第３のレンズ３、４と、これらのレン
ズ３、４を透過した光ビームを被走査面７に向けて反射
する凹形状円筒ミラー５と、この凹形状円筒ミラー５の
後段に配された負の円筒レンズ６とからなる。
形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係る
光走査光学系の構成を示す斜視図である。図１に示すよ
うに、本実施形態に係る光走査光学系は、不図示の光源
から発せられた光ビームを線状に結像させる第１のレン
ズ１と、第１のレンズ１の結像位置近傍に偏向反射面を
有し、光ビームを反射偏向して被走査面７上で走査させ
る偏向器（回転多面鏡）２と、偏向器２により反射偏向
された光ビームを被走査面７上に主走査面内で結像する
ための第２および第３のレンズ３、４と、これらのレン
ズ３、４を透過した光ビームを被走査面７に向けて反射
する凹形状円筒ミラー５と、この凹形状円筒ミラー５の
後段に配された負の円筒レンズ６とからなる。
【００１３】図１においては、第１のレンズ１が第１の
結像光学系を、第２および第３のレンズ３、４と凹形状
円筒ミラー５と負の円筒レンズ６とが第２の結像光学系
を構成する。そして、不図示の光源から発せられた光ビ
ームは、被走査面７上に結像されるとともに、偏向器２
の矢印Ｂ方向への回転により被走査面７上において矢印
Ａ方向に主走査される。
結像光学系を、第２および第３のレンズ３、４と凹形状
円筒ミラー５と負の円筒レンズ６とが第２の結像光学系
を構成する。そして、不図示の光源から発せられた光ビ
ームは、被走査面７上に結像されるとともに、偏向器２
の矢印Ｂ方向への回転により被走査面７上において矢印
Ａ方向に主走査される。
【００１４】ここで、第２のレンズ３は両凹レンズ（主
走査面上）であり、第３のレンズ４は両凸レンズもしく
は平凸レンズ（主走査面上）である。また、凹形状円筒
ミラー５および負の円筒レンズ６は、被走査面７上にお
ける、主走査方向と直交する方向にのみパワーを有する
ものとなっている。
走査面上）であり、第３のレンズ４は両凸レンズもしく
は平凸レンズ（主走査面上）である。また、凹形状円筒
ミラー５および負の円筒レンズ６は、被走査面７上にお
ける、主走査方向と直交する方向にのみパワーを有する
ものとなっている。
【００１５】以下、このような光走査光学系の実施例１
〜３の各々について具体的数値を用いて説明する。 ＜実施例１＞図２は実施例１の、主走査面に平行な面上
における基本構成を示す光学系の展開図（光軸を一直線
としたもの）、図３は実施例１の、主走査面に垂直な、
光軸を含む面上における基本構成を示す図である。な
お、図２および図３においては、偏向器２よりも後段の
第２の結像光学系のみを示す。
〜３の各々について具体的数値を用いて説明する。 ＜実施例１＞図２は実施例１の、主走査面に平行な面上
における基本構成を示す光学系の展開図（光軸を一直線
としたもの）、図３は実施例１の、主走査面に垂直な、
光軸を含む面上における基本構成を示す図である。な
お、図２および図３においては、偏向器２よりも後段の
第２の結像光学系のみを示す。
【００１６】本実施例に係る光走査光学系は、これら図
２、３に示すように偏向器２の偏向反射面２ａ側から順
に、第２〜第３のレンズＬ1〜Ｌ2（３〜４）、凹形状円
筒ミラー５、および負の円筒レンズＬ3（６）がこの順
に配されてなり、偏向器２側から入射された光束は被走
査面７上において結像される。
２、３に示すように偏向器２の偏向反射面２ａ側から順
に、第２〜第３のレンズＬ1〜Ｌ2（３〜４）、凹形状円
筒ミラー５、および負の円筒レンズＬ3（６）がこの順
に配されてなり、偏向器２側から入射された光束は被走
査面７上において結像される。
【００１７】実施例１における各レンズ面の曲率半径
ｒ、ｒv（単位はｍｍ；ｒは主走査面に平行な面上にお
ける曲率半径、ｒvは主走査面に直交する面上における
曲率半径）、各レンズの空気間隔ｄ（ｍｍ）および各レ
ンズの波長７８０ｎｍにおける屈折率Ｎを表１に示す。
なお、表１の下段に、偏向器２の偏光反射面２ａから第
２のレンズＬ1の偏向器側の面までの距離ｄ0、本実施例
のレンズ系全体の焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、
半画角θおよび使用する光ビームの波長λの各値を示
す。
ｒ、ｒv（単位はｍｍ；ｒは主走査面に平行な面上にお
ける曲率半径、ｒvは主走査面に直交する面上における
曲率半径）、各レンズの空気間隔ｄ（ｍｍ）および各レ
ンズの波長７８０ｎｍにおける屈折率Ｎを表１に示す。
なお、表１の下段に、偏向器２の偏光反射面２ａから第
２のレンズＬ1の偏向器側の面までの距離ｄ0、本実施例
のレンズ系全体の焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、
半画角θおよび使用する光ビームの波長λの各値を示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】また、このように光走査光学系を構成する
ことにより、偏向器２の偏向反射面２ａと被走査面７間
の主走査面に直交する面方向における結像倍率が、上記
特公平４−２１１６４号のように偏向器側から負の円筒
レンズ、凹形状円筒ミラーの順に配した場合よりも大き
くなる。偏向器２の偏向反射面２ａまたはその近傍に光
ビームを収束させる第１の結像光学系の焦点距離は、偏
向反射面２ａと被走査面７との間における主走査面と直
交する方向の結像倍率に反比例するため、第１の結像光
学系の焦点距離を短くすることができ、これにより、光
走査光学系をコンパクトに構成することができる。
ことにより、偏向器２の偏向反射面２ａと被走査面７間
の主走査面に直交する面方向における結像倍率が、上記
特公平４−２１１６４号のように偏向器側から負の円筒
レンズ、凹形状円筒ミラーの順に配した場合よりも大き
くなる。偏向器２の偏向反射面２ａまたはその近傍に光
ビームを収束させる第１の結像光学系の焦点距離は、偏
向反射面２ａと被走査面７との間における主走査面と直
交する方向の結像倍率に反比例するため、第１の結像光
学系の焦点距離を短くすることができ、これにより、光
走査光学系をコンパクトに構成することができる。
【００２０】また、上記特公平４−２１１６４号の光走
査光学系においては、光学系を筺体内に収容した際に光
ビームを射出させるための窓部を形成し、さらにこの窓
部から筺体内に塵埃が侵入しないように、透明な板状ガ
ラスにより窓部を覆う必要があるので装置の部品点数が
多くなる。本実施例においては、第４のレンズＬ3によ
り該窓部を覆うことができるため、別途、板状ガラス等
の透明部材が不要となり、装置の部品点数を削減するこ
とができる。
査光学系においては、光学系を筺体内に収容した際に光
ビームを射出させるための窓部を形成し、さらにこの窓
部から筺体内に塵埃が侵入しないように、透明な板状ガ
ラスにより窓部を覆う必要があるので装置の部品点数が
多くなる。本実施例においては、第４のレンズＬ3によ
り該窓部を覆うことができるため、別途、板状ガラス等
の透明部材が不要となり、装置の部品点数を削減するこ
とができる。
【００２１】＜実施例２＞実施例２に係る光走査光学系
は、上記実施例１と同様に、図２、３に示すように偏向
器２の偏向反射面２ａ側から順に、第２〜第３のレンズ
Ｌ1〜Ｌ2（３〜４）、凹形状円筒ミラー５、および負の
円筒レンズＬ3（６）がこの順に配されてなり、偏向器
２側から入射された光束は被走査面７上において結像さ
れる。
は、上記実施例１と同様に、図２、３に示すように偏向
器２の偏向反射面２ａ側から順に、第２〜第３のレンズ
Ｌ1〜Ｌ2（３〜４）、凹形状円筒ミラー５、および負の
円筒レンズＬ3（６）がこの順に配されてなり、偏向器
２側から入射された光束は被走査面７上において結像さ
れる。
【００２２】この実施例２における各レンズ面の曲率半
径ｒ、ｒv（ｍｍ）、各レンズの空気間隔ｄ（ｍｍ）お
よび各レンズの波長７８０ｎｍにおける屈折率Ｎを表２
に示す。なお、実施例２においては、第４のレンズＬ3
の偏向反射面２ａ側のレンズ面の曲率半径ｒ6が非球面
の高次関数となっているため、表２の中段に非球面の式
およびその非球面データを示し、表２の下段に、偏向器
２の偏向反射面２ａから第２のレンズＬ1の偏向器側の
面までの距離ｄ0、実施例２のレンズ系全体の焦点距離
ｆ、バックフォーカスＢｆ、半画角θおよび使用する光
ビームの波長λの各値を示す。
径ｒ、ｒv（ｍｍ）、各レンズの空気間隔ｄ（ｍｍ）お
よび各レンズの波長７８０ｎｍにおける屈折率Ｎを表２
に示す。なお、実施例２においては、第４のレンズＬ3
の偏向反射面２ａ側のレンズ面の曲率半径ｒ6が非球面
の高次関数となっているため、表２の中段に非球面の式
およびその非球面データを示し、表２の下段に、偏向器
２の偏向反射面２ａから第２のレンズＬ1の偏向器側の
面までの距離ｄ0、実施例２のレンズ系全体の焦点距離
ｆ、バックフォーカスＢｆ、半画角θおよび使用する光
ビームの波長λの各値を示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】前述した如く、本発明においては、上記特
公平４−２１１６４号公報に記載された光走査光学系と
比較して、負の円筒レンズを被走査面に近い位置に配置
することができるため、負の円筒レンズに要求される形
状精度を比較的低くすることができる。このため実施例
２のように、第４のレンズＬ3としてプラスチックレン
ズを使用することができ、装置の低コスト化を図ること
ができる。
公平４−２１１６４号公報に記載された光走査光学系と
比較して、負の円筒レンズを被走査面に近い位置に配置
することができるため、負の円筒レンズに要求される形
状精度を比較的低くすることができる。このため実施例
２のように、第４のレンズＬ3としてプラスチックレン
ズを使用することができ、装置の低コスト化を図ること
ができる。
【００２５】また、上記特公平４−２１１６４号公報に
記載された光走査光学系においては、主走査面上の断面
形状が円弧となる球面レンズのみを使用しているため、
主走査方向の光ビームの等速性を高精度に補正すること
が困難であり、画像を高精度に形成する必要がある場合
には、光ビームを変調するための信号に電気的に補正を
施す必要があった。実施例２に係る光走査光学系におい
ては、第４のレンズＬ3の主走査面上の断面形状を非球
面としているため、被走査面上における光ビームの走査
等速性を高精度に補正することができ、これにより、光
ビームを変調するための電気的な補正手段を不要とする
ことができる。
記載された光走査光学系においては、主走査面上の断面
形状が円弧となる球面レンズのみを使用しているため、
主走査方向の光ビームの等速性を高精度に補正すること
が困難であり、画像を高精度に形成する必要がある場合
には、光ビームを変調するための信号に電気的に補正を
施す必要があった。実施例２に係る光走査光学系におい
ては、第４のレンズＬ3の主走査面上の断面形状を非球
面としているため、被走査面上における光ビームの走査
等速性を高精度に補正することができ、これにより、光
ビームを変調するための電気的な補正手段を不要とする
ことができる。
【００２６】＜実施例３＞図４は実施例３の、主走査面
に平行な面上における基本構成を示す光学系の展開図
（光軸を一直線としたもの）、図５は実施例３の、主走
査面に垂直な、光軸を含む面上における基本構成を示す
図である。なお、図４および図５においては、偏向器２
よりも後段の第２の結像光学系のみを示す。実施例３に
係る光走査光学系は、上述した２つの実施例と略同様な
構成とされているが、第３のレンズＬ2と凹形状円筒ミ
ラーとの間にパワーの弱いプラスチックレンズＬ3が配
されている点において相違している。
に平行な面上における基本構成を示す光学系の展開図
（光軸を一直線としたもの）、図５は実施例３の、主走
査面に垂直な、光軸を含む面上における基本構成を示す
図である。なお、図４および図５においては、偏向器２
よりも後段の第２の結像光学系のみを示す。実施例３に
係る光走査光学系は、上述した２つの実施例と略同様な
構成とされているが、第３のレンズＬ2と凹形状円筒ミ
ラーとの間にパワーの弱いプラスチックレンズＬ3が配
されている点において相違している。
【００２７】この実施例３における各レンズ面の曲率半
径ｒ、ｒv（ｍｍ）、各レンズの空気間隔ｄ（ｍｍ）お
よび各レンズの波長６８５ｎｍにおける屈折率Ｎを表３
に示す。なお、実施例３においては、第４のレンズＬ3
の両レンズ面は非球面の高次関数となっているため、表
３の中段に非球面の式および非球面データを示し、さら
に表３の下段に、偏向器２の偏向反射面２ａから第２の
レンズＬ1の偏向器側の面までの距離ｄ0、実施例３のレ
ンズ系全体の焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、半画
角θおよび使用する光ビームの波長λの各値を示す。ま
た、焦点距離ｆと、上記プラスチックからなる第４のレ
ンズＬ3の焦点距離ｆａとは以下の関係を満足するよう
に構成されている。 −０．１＜ｆ／ｆａ＜０．１
径ｒ、ｒv（ｍｍ）、各レンズの空気間隔ｄ（ｍｍ）お
よび各レンズの波長６８５ｎｍにおける屈折率Ｎを表３
に示す。なお、実施例３においては、第４のレンズＬ3
の両レンズ面は非球面の高次関数となっているため、表
３の中段に非球面の式および非球面データを示し、さら
に表３の下段に、偏向器２の偏向反射面２ａから第２の
レンズＬ1の偏向器側の面までの距離ｄ0、実施例３のレ
ンズ系全体の焦点距離ｆ、バックフォーカスＢｆ、半画
角θおよび使用する光ビームの波長λの各値を示す。ま
た、焦点距離ｆと、上記プラスチックからなる第４のレ
ンズＬ3の焦点距離ｆａとは以下の関係を満足するよう
に構成されている。 −０．１＜ｆ／ｆａ＜０．１
【００２８】
【表３】
【００２９】プラスチックレンズは、様々な形状に成形
することが容易であるため、レンズ面を非球面形状に形
成することができる。このため、被走査面８上における
光ビームの走査等速性を高精度に補正することができ、
これにより、光ビームを変調するための電気的な補正手
段を不要とすることができる。
することが容易であるため、レンズ面を非球面形状に形
成することができる。このため、被走査面８上における
光ビームの走査等速性を高精度に補正することができ、
これにより、光ビームを変調するための電気的な補正手
段を不要とすることができる。
【００３０】なお、一般にプラスチックレンズは温度特
性の点で変動が大きく、温度変化による結像位置のずれ
等が問題となるが、上記焦点距離ｆと上記焦点距離ｆａ
との関係が、 −０．１＜ｆ／ｆａ＜０．１ なる式を満足するように、焦点距離ｆの絶対値と比較し
て焦点距離ｆａの絶対値を大きくしているので、温度変
化に大きく影響されない光走査光学系を構成することが
できる。
性の点で変動が大きく、温度変化による結像位置のずれ
等が問題となるが、上記焦点距離ｆと上記焦点距離ｆａ
との関係が、 −０．１＜ｆ／ｆａ＜０．１ なる式を満足するように、焦点距離ｆの絶対値と比較し
て焦点距離ｆａの絶対値を大きくしているので、温度変
化に大きく影響されない光走査光学系を構成することが
できる。
【００３１】ここで、実施例１〜３の各収差図を図６〜
８に示す。これら図６〜８から明らかなように、実施例
１〜３によれば、非点収差および歪曲収差を良好なもの
とすることができる。とくに実施例２,３においては非
球面レンズを使用することにより歪曲収差を良好にする
ことができる。なお、本発明の光走査光学系を構成する
レンズ系としては、上記実施例１〜３のものに限られる
ものではなく、種々の態様の変更が可能であり、例え
ば、各レンズの曲率半径ｒ、ｒvおよびレンズの間隔
（もしくはレンズ厚）ｄを適宜変更することが可能であ
る。
８に示す。これら図６〜８から明らかなように、実施例
１〜３によれば、非点収差および歪曲収差を良好なもの
とすることができる。とくに実施例２,３においては非
球面レンズを使用することにより歪曲収差を良好にする
ことができる。なお、本発明の光走査光学系を構成する
レンズ系としては、上記実施例１〜３のものに限られる
ものではなく、種々の態様の変更が可能であり、例え
ば、各レンズの曲率半径ｒ、ｒvおよびレンズの間隔
（もしくはレンズ厚）ｄを適宜変更することが可能であ
る。
【００３２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
走査光学系およびこの光学系を用いた光走査装置によれ
ば、偏向器により偏向反射された光束を被走査面上に結
像させる第２の結像光学系を、偏向器から順に結像レン
ズ、走査方向と略直交する方向にのみパワーを有する凹
形状円筒ミラー、走査方向と略直交する方向にのみパワ
ーを有する負の円筒レンズとすることにより、負の円筒
レンズ、凹形状円筒ミラーの順に配した従来の光走査光
学系と比較して、負の円筒レンズと被走査面との距離を
小さくすることができる。また、偏向器の偏向反射面ま
たはその近傍に光ビームを結像させる第１の結像光学系
の焦点距離は、偏向反射面と被走査面との間における主
走査面と直交する方向の倍率に反比例するため、第１の
結像光学系の焦点距離を短くすることができる。したが
って、光学系をコンパクトに構成することができる。
走査光学系およびこの光学系を用いた光走査装置によれ
ば、偏向器により偏向反射された光束を被走査面上に結
像させる第２の結像光学系を、偏向器から順に結像レン
ズ、走査方向と略直交する方向にのみパワーを有する凹
形状円筒ミラー、走査方向と略直交する方向にのみパワ
ーを有する負の円筒レンズとすることにより、負の円筒
レンズ、凹形状円筒ミラーの順に配した従来の光走査光
学系と比較して、負の円筒レンズと被走査面との距離を
小さくすることができる。また、偏向器の偏向反射面ま
たはその近傍に光ビームを結像させる第１の結像光学系
の焦点距離は、偏向反射面と被走査面との間における主
走査面と直交する方向の倍率に反比例するため、第１の
結像光学系の焦点距離を短くすることができる。したが
って、光学系をコンパクトに構成することができる。
【００３３】また、光走査光学系を収容する筺体への塵
埃の侵入を防止するために、光ビームを射出する窓部を
透明部材により覆うことが望ましいが、上記負の円筒レ
ンズが、この防塵用透明部材を兼ねることが可能な位置
に配されているので、従来の光走査光学系と比較して装
置の部品点数を削減することができる。また、従来の光
走査光学系と比較して、負の円筒レンズの位置を被走査
面に近づけることができるため、負の円筒レンズに要求
される形状精度を比較的低くすることができる。このた
め負の円筒レンズとしてプラスチックレンズを使用する
ことが可能となり、装置の低コスト化を図ることができ
る。
埃の侵入を防止するために、光ビームを射出する窓部を
透明部材により覆うことが望ましいが、上記負の円筒レ
ンズが、この防塵用透明部材を兼ねることが可能な位置
に配されているので、従来の光走査光学系と比較して装
置の部品点数を削減することができる。また、従来の光
走査光学系と比較して、負の円筒レンズの位置を被走査
面に近づけることができるため、負の円筒レンズに要求
される形状精度を比較的低くすることができる。このた
め負の円筒レンズとしてプラスチックレンズを使用する
ことが可能となり、装置の低コスト化を図ることができ
る。
【００３４】さらに、負の円筒レンズの主走査面上のレ
ンズ断面形状を非球面に形成することにより、被走査面
上における光ビームの走査等速性を高精度に補正するこ
とができ、光ビームを変調する電気的な補正手段を不要
とすることができる。
ンズ断面形状を非球面に形成することにより、被走査面
上における光ビームの走査等速性を高精度に補正するこ
とができ、光ビームを変調する電気的な補正手段を不要
とすることができる。
【図１】本発明の実施形態に係る光走査光学系の構成を
示す斜視図
示す斜視図
【図２】本発明の実施例１および２の主走査面に平行な
面上における基本構成を示す光学系の展開図
面上における基本構成を示す光学系の展開図
【図３】本発明の実施例１および２の主走査面に垂直な
面上における基本構成を示す図
面上における基本構成を示す図
【図４】本発明の実施例３の主走査面に平行な面上にお
ける基本構成を示す光学系の展開図
ける基本構成を示す光学系の展開図
【図５】本発明の実施例３の主走査面に垂直な面上にお
ける基本構成を示す図
ける基本構成を示す図
【図６】実施例１に係るレンズの各収差図
【図７】実施例２に係るレンズの各収差図
【図８】実施例３に係るレンズの各収差図
１ 第１のレンズ ２ 偏向器 ２ａ 偏向反射面 ３ 第２のレンズ ４ 第３のレンズ ５ 凹形状円筒ミラー ６ 負の円筒レンズ ７、８ 被走査面 Ｌ1〜Ｌ4 レンズ ｒ1〜ｒ9、ｒv1〜ｒv9 レンズ面の曲率半径 ｄ1〜ｄ9 レンズ面間隔（レンズ厚）
Claims (3)
- 【請求項１】 光源と、該光源からの光束を線状に結像
する第１の結像光学系と、該第１の結像光学系の結像位
置またはその近傍に偏向反射面を有し、該光束を反射偏
向して被走査面上で主走査する偏向器と、該偏向器によ
り反射偏向された光束を該被走査面上に結像させる第２
の結像光学系とを備えた光走査光学系において、 該第２の結像光学系が、前記反射偏向された光束を前記
被走査面上に主走査面内で結像させる結像レンズと、該
結像レンズと前記被走査面との間に配された、主走査面
と略直交する方向にのみパワーを有する凹形状円筒ミラ
ーと、該凹形状円筒ミラーと前記被走査面との間に配さ
れた、前記主走査面と略直交する方向にのみパワーを有
する負の円筒レンズとを、前記偏向反射面側からこの順
に配列されてなり、 前記主走査面と略直交する面内において、前記偏向反射
面と前記被走査面とが互いに光学的に共軛な位置関係に
配されてなることを特徴とする光走査光学系。 - 【請求項２】 前記負の円筒レンズは、該円筒レンズの
少なくとも一方の端面における前記主走査面上の断面形
状が所定の非球面からなるとともに、該円筒レンズの光
軸近傍において、前記主走査方向のパワーが略０とさ
れ、該主走査方向と略直交する方向に所定の負のパワー
を有するように形成されてなることを特徴とする請求項
１記載の光走査光学系。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の光走査光
学系を備えたことを特徴とする光走査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15754096A JP3594274B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 光走査光学系およびこの光学系を用いた装置 |
| US08/861,783 US5757534A (en) | 1996-05-28 | 1997-05-22 | Light scanning optical system and apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15754096A JP3594274B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 光走査光学系およびこの光学系を用いた装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318903A true JPH09318903A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3594274B2 JP3594274B2 (ja) | 2004-11-24 |
Family
ID=15651920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15754096A Expired - Fee Related JP3594274B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 光走査光学系およびこの光学系を用いた装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5757534A (ja) |
| JP (1) | JP3594274B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002116398A (ja) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 走査光学系および走査光学装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4247160A (en) * | 1979-03-26 | 1981-01-27 | Xerox Corporation | Scanner with reflective pyramid error compensation |
| JPH0421164A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-24 | Casio Comput Co Ltd | 文書処理装置 |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP15754096A patent/JP3594274B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-22 US US08/861,783 patent/US5757534A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002116398A (ja) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 走査光学系および走査光学装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3594274B2 (ja) | 2004-11-24 |
| US5757534A (en) | 1998-05-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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