JPH09325290A

JPH09325290A - 走査光学装置

Info

Publication number: JPH09325290A
Application number: JP8141413A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Goto; 義浩後藤; Hiromitsu Shimazaki; 大充島崎; Kazuhiko Noda; 和彦野田; Hirochika Taguchi; 博規田口; Tetsuhiro Tsuru; 哲浩都留
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ファクシミリやコンピュータ等の出力機器と
して用いられる走査光学装置において、小型化を実現す
ることを目的とする。【解決手段】光源１を光透過性ポリゴンミラー１３の
内側に内包し、光透過性ポリゴンミラー１３の内面また
は外面に、第１結像光学系２または第２結像光学系６の
一部のレンズ作用を一体化させた構成とすることによ
り、小型化を実現することのできる走査光学装置が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査光学装置の小
型化に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、走査光学装置はファクシミリ
やコンピュータ等の出力機器として用いられ、特に最近
では小型なものに対する要求が高まりつつある。

【０００３】以下に従来の走査光学装置について図１４
を参照しながら説明する。図１４は従来の走査光学装置
の概略斜視図である。

【０００４】図１４において、光源１より出射された光
束は第１結像光学系（シリンドリカルレンズなど）２に
より光偏向器であるポリゴンミラー３の反射面４の近傍
に線像として結像される。ポリゴンミラー３はモータに
回転軸、ベアリング等（図示せず）を介して回転可能に
支持され、その回転によって線像位置近傍に反射面４を
順次配置する。次に反射面４により偏向された光束は、
第２結像光学系（ｆθレンズ）６を経て被走査媒体７の
表面上に点像８（後述図１５参照）として結像され、か
つ、ポリゴンミラー３の回転に応じて点像８は走査線９
上を走査する。ここで、点像８の走査線９上の走査を主
走査と称し、主走査と直交する方向すなわち被走査媒体
７の移動方向を副走査と称する。

【０００５】次に、ポリゴンミラー３の面倒れ補正につ
いて図１５を参照しながら説明する。図１５は従来の走
査光学装置の副走査方向の概略断面図である。図１５に
おいて、ポリゴンミラー反射面４が副走査方向に面倒れ
時のポリゴンミラー１０のように面倒れを起こした場
合、面倒れを起こさない場合の被走査媒体７の表面上の
点像８が面倒れ時の光路１１の光路を経て面倒れ補正無
しの結像点１２へずれないように、第２結像光学系６の
副走査方向断面内ではポリゴンミラー反射面４と被走査
媒体７の表面上の点像８とは光学的に共役な関係に保た
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、光源１からポリゴンミラー３に至る空間が
大きく、小型化できないという問題点を有していた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、光源１をポリゴンミラー３の内側に内包し、ポリゴ
ンミラーの内面及び外面にレンズ作用を持たせること
で、小型化を実現することができる走査光学装置を提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の走査光学装置は、光源を光偏向手段の内側に
内包し、光偏向器の全周を光透過性樹脂で覆うと共に、
第１結像光学系及び第２結像光学系の一部のレンズ作用
を一体化させた構成とするものである。この構成によ
り、小型化を実現することのできる走査光学装置が得ら
れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、光源から出射される光束を偏向する手段と、前記偏
向手段で偏向された前記光束を被走査媒体上に結像させ
る結像光学系とを有する走査光学装置であって、前記光
源が前記偏向手段の内部に内包されていることを特徴と
する走査光学装置としたものであり、これにより第１結
像光学系及び第２結像光学系の一部のレンズ作用を一体
化させた構成とするという作用を有する。

【００１０】光透過性樹脂の内面形状は球面で、その中
心が結像光学系の光走査断面と同一平面内にある。外面
形状は平面で、偏向手段の回転中心軸と平行になるよう
に構成したものであり、これにより光透過性樹脂は第２
結像光学系の第１レンズを兼ねることになり、走査光学
装置の小型化を実現することができるという作用を有す
る。

【００１１】請求項２に記載の発明は、前記偏向手段が
光学的に透明な光透過性樹脂で形成されていることを特
徴とする請求項１記載の走査光学装置としたものであ
り、これにより請求項１と同様にして第１結像光学系及
び第２結像光学系の一部のレンズ作用を一体化できると
いう作用を有する。

【００１２】請求項３に記載の発明は、前記光源が前記
偏向手段の回転中心位置に配設され、前記回転中心の回
転軸に垂直方向に一定幅の平行な光束量を、前記回転中
心から前記偏向手段の内面に出射するように形成されて
いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の走
査光学装置としたものであり、これにより光透過性樹脂
により像を結ぶことができるという作用を有する。

【００１３】請求項４に記載の発明は、前記光透過性樹
脂の内面形状は球面で、前記球面の中心が前記結像光学
系の光走査断面と同一平面内にあり、外面形状は平面
で、前記平面は前記偏向手段の回転中心軸と平行に構成
されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の
いずれかの項に記載の走査光学装置としたものであり、
これにより光透過性樹脂は第２結像光学系の第１レンズ
を兼ねることになり、走査光学装置の小型化を実現する
ことができるという作用を有する。

【００１４】請求項５に記載の発明は、前記光透過性樹
脂の内面形状は円筒面で、前記円筒面の母線が前記偏向
手段の回転軸と平行に配置され、外面形状は平面で、前
記平面は前記偏向手段の回転中心軸と平行に構成されて
いることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
かの項に記載の走査光学装置としたものであり、光透過
性樹脂は第１結像光学系及び第２結像光学系の第１レン
ズを兼ねることになり、走査光学装置の小型化を実現す
ることができるという作用を有する。

【００１５】請求項６に記載の発明は、前記光透過性樹
脂の内面形状は前記偏向手段の回転中心側に凸のトロイ
ダル面で、前記トロイダル面の頂点の包絡線を含む平面
が前記偏向手段の回転中心軸と直交するように配置さ
れ、外面形状は平面で、前記平面は前記偏向手段の回転
中心軸と平行に構成されていることを特徴とする請求項
１ないし請求項３のいずれかの項に記載の走査光学装置
としたものであり、これにより請求項５と同様に光透過
性樹脂は第１結像光学系及び第２結像光学系の第１レン
ズを兼ねることになり、走査光学装置の小型化を実現す
ることができるという作用を有する。

【００１６】請求項７に記載の発明は、前記光透過性樹
脂の内面形状は前記偏向手段の回転中心側に凸のトーリ
ック面で、前記トーリック面の頂点の包絡線を含む平面
が前記偏向手段の回転中心軸と直交するように配置さ
れ、外面形状は平面で、前記平面は前記偏向手段の回転
中心軸と平行に構成されていることを特徴とする請求項
１ないし請求項３のいずれかの項に記載の走査光学装置
としたものであり、これにより請求項６に同じく光透過
性樹脂は第１結像光学系及び第２結像光学系の第１レン
ズを兼ねることになり、走査光学装置の小型化を実現す
ることができるという作用を有する。

【００１７】請求項８に記載の発明は、前記光透過性樹
脂の内面形状は前記偏向手段の回転中心側に凸のトーリ
ック面で、外面形状は前記偏向手段の回転中心と反対側
に凸のトーリック面で、前記両トーリック面の頂点の包
絡線を含む平面が前記偏向手段の回転中心軸と直交する
ように構成されていることを特徴とする請求項１ないし
請求項３のいずれかの項に記載の走査光学装置としたも
のであり、これにより請求項７と同様に光透過性樹脂は
第１結像光学系及び第２結像光学系の第１レンズを兼ね
ることになり、走査光学装置の小型化を実現することが
できるという作用を有する。

【００１８】（実施の形態１）以下、本発明の第１の実
施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態
１による走査光学装置の要部平面図、図２は同副走査方
向ＡＡ’断面図（副走査方向の断面図）である。なお、
従来の走査光学装置の概略斜視図の図１４及び従来の走
査光学装置の概略断面図の図１５の構成と同一の構成に
は同一符号を付して説明を省略する。

【００１９】図１及び図２に示すように本発明では、光
透過性ポリゴンミラー１３の内面形状１４は球面で、そ
の曲率中心は光源１より第２結像光学系６への光軸上に
配置されている。また、外面形状は平面で、従来のポリ
ゴンミラーと同様の多角形形状をしており、光透過性ポ
リゴンミラー１３の回転中心軸と平行となるように配置
されている。光源１よりの光束１６は主走査方向、副走
査方向共に光透過性ポリゴンミラー１３を透過すると発
散した光束となり、第２結像光学系６へと進む。この構
成により、光透過性ポリゴンミラー１３は回転すると、
光源１よりの光束１６を主走査断面内で走査させるのと
同時に、第２結像光学系６の第１レンズをも兼ねること
ができる。なお、この構成は光透過性ポリゴンミラー１
３の面倒れが無い場合に用いる方がよい。このように本
実施の形態において、光透過性樹脂の内面形状は球面
で、その中心が結像光学系の光走査断面と同一平面内に
ある。外面形状は平面で、偏向手段の回転中心軸と平行
になるように構成したものであり、この構成により光透
過性樹脂は第２結像光学系の第１レンズを兼ねることに
なり、走査光学装置の小型化を実現することができる。

【００２０】（実施の形態２）次に、本発明の第２の実
施の形態について説明する。図３は本発明の実施の形態
２による走査光学装置の要部平面図、図４は同副走査方
向ＢＢ’断面図（副走査方向の断面図）である。

【００２１】図３及び図４に示すように本発明では、光
透過性ポリゴンミラー１３の内面形状１７は円筒面で、
その母線が光透過性ポリゴンミラー１３の回転軸と平行
になるように配置する。また、外面形状１８は平面で、
従来のポリゴンミラーと同様の多角形形状をしており、
光透過性ポリゴンミラー１３の回転中心軸と平行となる
ように配置されている。光源１よりの光束１９は光透過
性ポリゴンミラー１３を透過すると、主走査方向では発
散した光束となり、副走査方向では屈折作用を受けず
に、第２結像光学系６へと進む。この構成により、光透
過性ポリゴンミラー１３は回転すると、光源１よりの光
束１９を主走査断面内で走査させるのと同時に、第２結
像光学系６の第１レンズをも兼ねることができる。な
お、この構成は光透過性ポリゴンミラー１３の面倒れが
無い場合に用いる方がよい。このように本実施の形態に
おいて、光透過性樹脂の内面形状は円筒面で、その母線
が偏向手段の回転軸と平行に配置されている。外面形状
は平面で、偏向手段の回転中心軸と平行になるように構
成したものであり、この構成により光透過性樹脂は第２
結像光学系の第１レンズを兼ねることになり、走査光学
装置の小型化を実現することができるという作用を有す
る。

【００２２】（実施の形態３）次に、本発明の第３の実
施の形態について説明する。図５は本発明の実施の形態
３による走査光学装置の要部平面図、図６は同副走査方
向ＣＣ’断面図（副走査方向の断面図）、図７は同副走
査方向ＤＤ’断面図（副走査方向の断面図）である。

【００２３】図５、図６及び図７に示すように本発明で
は、光透過性ポリゴンミラー１３の内面形状２０は光透
過性ポリゴンミラー１３の回転中心側に凸のトロイダル
面で、その凸のトロイダル面の頂点の包絡線を含む平面
が光透過性ポリゴンミラー１３の回転中心軸と直交する
ように配置する。また、外面形状２１は平面で、従来の
ポリゴンミラーと同様の多角形形状をしており、光透過
性ポリゴンミラー１３の回転中心軸と平行になるように
配置されている。内面形状２０の凸のトロイダル面は光
透過性ポリゴンミラー１３の円周上のどの副走査方向断
面でも同じ曲率形状をしている。まとめると、光源１よ
りの光束２２は光透過性ポリゴンミラー１３を透過する
と、主走査方向では発散した光束となって、第２結像光
学系６へ進み、副走査方向では内面形状２０により外面
形状２１の表面近傍に線像２３として結像されて、第２
結像光学系６へ進む。この時、線像２３と被走査媒体７
の表面上の点像８とは光学的に共役な関係となってい
る。この構成により、光透過性ポリゴンミラー１３は回
転すると、光源１よりの光束２２を主走査断面内で走査
させるのと同時に、第１結像光学系及び第２結像光学系
６の第１レンズをも兼ねることができる。なお、この構
成は光透過性ポリゴンミラー１３に面倒れが有る場合に
も有効に用いることができる。このように本実施の形態
において、光透過性樹脂の内面形状は偏向手段の回転中
心側に凸のトロイダル面で、その頂点の包絡線を含む平
面が偏向手段の回転中心軸と直交するように配置されて
いる。外面形状は平面で、偏向手段の回転中心軸と平行
になるように構成したものであり、この構成により光透
過性樹脂は第１結像光学系及び第２結像光学系の第１レ
ンズを兼ねることになり、走査光学装置の小型化を実現
することができる。

【００２４】（実施の形態４）次に、本発明の第４の実
施の形態について説明する。図８は本発明の実施の形態
４による走査光学装置の要部平面図、図９は同副走査方
向ＥＥ’断面図（副走査方向の断面図）、図１０は図８
のＦＦ’方向の断面図（副走査方向の断面図）である。

【００２５】図８、図９及び図１０に示すように本発明
では、光透過性ポリゴンミラー１３の内面形状２４は光
透過性ポリゴンミラー１３の回転中心側に凸のトーリッ
ク面で、その凸のトーリック面の頂点の包絡線を含む平
面が光透過性ポリゴンミラー１３の回転中心軸と直交す
るように配置する。また、外面形状２５は平面で、従来
のポリゴンミラーと同様の多角形形状をしており、光透
過性ポリゴンミラー１３の回転中心軸と平行になるよう
に配置されている。内面形状２４の凸のトーリック面
は、光透過性ポリゴンミラー１３の外面形状２５までの
光透過距離に応じて副走査方向断面での曲率形状が連続
的に変化する。すなわち、光透過距離が短ければ曲率半
径が小さくなり、逆に光透過距離が長ければ曲率半径が
大きくなる。まとめると、光源１よりの光束２６は光透
過性ポリゴンミラー１３を透過し、主走査方向で発散し
た光束となって、第２結像光学系６へ進み、副走査方向
では内面形状２４により外面形状２５の表面上に線像２
７として結像されて、第２結像光学系６へ進む。この
時、線像２７と被走査媒体７の表面上の点像８とは光学
的に共役な関係となっている。この構成により、光透過
性ポリゴンミラー１３は回転すると、光源１よりの光束
２６を主走査断面内で走査させるのと同時に、第１結像
光学系及び第２結像光学系６の第１レンズをも兼ねるこ
とができる。なお、この構成は光透過性ポリゴンミラー
１３に面倒れが有る場合にも有効に用いることができ
る。このように本実施の形態において、光透過性樹脂の
内面形状は偏向手段の回転中心側に凸のトーリック面
で、その頂点の包絡線を含む平面が偏向手段の回転中心
軸と直交するように配置されている。外面形状は平面
で、偏向手段の回転中心軸と平行になるように構成した
ものであり、この構成により光透過性樹脂は第１結像光
学系及び第２結像光学系の第１レンズを兼ねることにな
り、走査光学装置の小型化を実現することができる。

【００２６】（実施の形態５）次に、本発明の第５の実
施の形態について説明する。図１１は本発明の実施の形
態５による走査光学装置の要部平面図、図１２は同副走
査方向のＧＧ’断面図（副走査方向の断面図）、図１３
は同副走査方向ＨＨ’断面図（副走査方向の断面図）で
ある。

【００２７】図１１、図１２及び図１３に示すように本
発明では、光透過性ポリゴンミラー１３の内面形状２８
は光透過性ポリゴンミラー１３の回転中心側に凸のトー
リック面で、外面形状２９は光透過性ポリゴンミラー１
３の回転中心と反対側に凸のトーリック面で、両トーリ
ック面の頂点の包絡線を含む平面が光透過性ポリゴンミ
ラー１３の回転中心軸と直交するように配置されてい
る。また、外面形状２５の主走査断面は平面で、従来の
ポリゴンミラーと同様の多角形形状をしており、光透過
性ポリゴンミラー１３の回転中心軸と平行になるように
配置されている。内面形状２８の凸のトーリック面は、
光透過性ポリゴンミラー１３の外面形状２９までの光透
過距離に応じて副走査方向断面での曲率形状が連続的に
変化する。すなわち、光透過距離が短ければ曲率半径が
小さくなり、逆に光透過距離が長ければ曲率半径が大き
くなる。また、外面形状２９の凸のトーリック面は、光
透過性ポリゴンミラー１３の多角形形状の角部に行くほ
ど主走査断面内で外側に凸となる形状をしている。この
形状をとることにより、光透過性ポリゴンミラー１３が
回転する時に、光源１よりの光束３０を主走査断面内で
走査させる角度を増加させることができる。まとめる
と、光源１よりの光束３０は光透過性ポリゴンミラー１
３を透過すると、主走査方向では発散した光束となっ
て、第２結像光学系６へ進み、副走査方向では内面形状
２８により外面形状２９の表面上に線像３１として結像
されて、第２結像光学系６へ進む。この時、線像３１と
被走査媒体７の表面上の点像８とは光学的に共役な関係
となっている。この構成により、光透過性ポリゴンミラ
ー１３は回転すると、光源１よりの光束３０を主走査断
面内で走査させるのと同時に、第１結像光学系及び第２
結像光学系６の第１レンズをも兼ねることができる。な
お、この構成は光透過性ポリゴンミラー１３に面倒れが
有る場合にも有効に用いることができる。

【００２８】以上のように本実施の形態では、光源１よ
りの光を主走査断面内で走査させるのと同時に、第１結
像光学系及び第２結像光学系の一部のレンズ作用を兼ね
ることができる。すなわち、このように本実施の形態に
おいて、光透過性樹脂の内面形状は偏向手段の回転中心
側に凸のトーリック面で、外面形状は偏向手段の回転中
心と反対側に凸のトーリック面で、両トーリック面の頂
点の包絡線を含む平面が偏向手段の回転中心軸と直交す
るように構成したものであり、この構成により光透過性
樹脂は第１結像光学系及び第２結像光学系の第１レンズ
を兼ねることになり、走査光学装置の小型化を実現する
ことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光源を光
透過性ポリゴンミラーの内側に内包し、光透過性ポリゴ
ンミラーの内面及び外面に種々のレンズ作用を持たせる
ことで、第１結像光学系及び第２結像光学系の光路の距
離を著しく短小にして、小型化を実現する走査光学装置
が得られるという、特段の効果をそうすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による走査光学装置の要
部平面図

【図２】本発明の実施の形態１による走査光学装置の副
走査方向ＡＡ’断面図

【図３】本発明の実施の形態２による走査光学装置の要
部平面図

【図４】本発明の実施の形態２による走査光学装置の副
走査方向ＢＢ’断面図

【図５】本発明の実施の形態３による走査光学装置の要
部平面図

【図６】本発明の実施の形態３による走査光学装置の副
走査方向ＣＣ’断面図

【図７】本発明の実施の形態３による走査光学装置の副
走査方向ＤＤ’断面図

【図８】本発明の実施の形態４による走査光学装置の要
部平面図

【図９】本発明の実施の形態４による走査光学装置の副
走査方向ＥＥ’断面図

【図１０】本発明の実施の形態４による走査光学装置の
副走査方向ＦＦ’断面図

【図１１】本発明の実施の形態５による走査光学装置の
要部平面図

【図１２】本発明の実施の形態５による走査光学装置の
副走査方向ＧＧ’断面図

【図１３】本発明の実施の形態５による走査光学装置の
副走査方向ＨＨ’断面図

【図１４】従来の走査光学装置の概略斜視図

【図１５】従来の走査光学装置の副走査方向の概略断面
図

【符号の説明】

１光源２第１結像光学系（シリンドリカルレンズなど）３ポリゴンミラー４反射面５モータ６第２結像光学系（ｆθレンズ）７被走査媒体８点像９走査線１０面倒れ時のポリゴンミラー１１面倒れ時の光路１２面倒れ補正無しの結像点１３光透過性ポリゴンミラー１４球面の内面形状

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田口博規大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者都留哲浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から出射される光束を偏向する手段
と、前記偏向手段で偏向された前記光束を被走査媒体上
に結像させる結像光学系とを有する走査光学装置であっ
て、前記光源が前記偏向手段の内部に内包されているこ
とを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】前記偏向手段が光学的に透明な光透過性樹
脂で形成されていることを特徴とする請求項１記載の走
査光学装置。
【請求項３】前記光源が前記偏向手段の回転中心位置に
配設され、前記回転中心の回転軸に垂直方向に一定幅の
平行な光束量を、前記回転中心から前記偏向手段の内面
に出射するように形成されていることを特徴とする請求
項１または請求項２記載の走査光学装置。
【請求項４】前記光透過性樹脂の内面形状は球面で、前
記球面の中心が前記結像光学系の光走査断面と同一平面
内にあり、外面形状は平面で、前記平面は前記偏向手段
の回転中心軸と平行に構成されていることを特徴とする
請求項１ないし請求項３のいずれかの項に記載の走査光
学装置。
【請求項５】前記光透過性樹脂の内面形状は円筒面で、
前記円筒面の母線が前記偏向手段の回転軸と平行に配置
され、外面形状は平面で、前記平面は前記偏向手段の回
転中心軸と平行に構成されていることを特徴とする請求
項１ないし請求項３のいずれかの項に記載の走査光学装
置。
【請求項６】前記光透過性樹脂の内面形状は前記偏向手
段の回転中心側に凸のトロイダル面で、前記トロイダル
面の頂点の包絡線を含む平面が前記偏向手段の回転中心
軸と直交するように配置され、外面形状は平面で、前記
平面は前記偏向手段の回転中心軸と平行に構成されてい
ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
の項に記載の走査光学装置。
【請求項７】前記光透過性樹脂の内面形状は前記偏向手
段の回転中心側に凸のトーリック面で、前記トーリック
面の頂点の包絡線を含む平面が前記偏向手段の回転中心
軸と直交するように配置され、外面形状は平面で、前記
平面は前記偏向手段の回転中心軸と平行に構成されてい
ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
の項に記載の走査光学装置。
【請求項８】前記光透過性樹脂の内面形状は前記偏向手
段の回転中心側に凸のトーリック面で、外面形状は前記
偏向手段の回転中心と反対側に凸のトーリック面で、前
記両トーリック面の頂点の包絡線を含む平面が前記偏向
手段の回転中心軸と直交するように構成されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの項に
記載の走査光学装置。