JPH0933840A - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
- Publication number
- JPH0933840A JPH0933840A JP20783595A JP20783595A JPH0933840A JP H0933840 A JPH0933840 A JP H0933840A JP 20783595 A JP20783595 A JP 20783595A JP 20783595 A JP20783595 A JP 20783595A JP H0933840 A JPH0933840 A JP H0933840A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical element
- lens
- scanning
- scanned
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単レンズから成るｆθレンズを使用し被走査
面上でのピントずれ、ピッチずれを少なくする。 【構成】 光源１１の出射方向にはコリメータレンズ１
２、絞り１３、シリンドリカルレンズ１４、光偏向器１
５が配置され、光偏向器１５による偏向方向にはｆθ特
性を有する結像光学系であるｆθレンズ１６、感光ドラ
ム等の被走査面１７が設けられている。ｆθレンズ１６
は線膨張係数の大きいＰＣ製の保持部材２１上に固定さ
れ、保持部材２１は偏向器１５の近傍で光源１１、コリ
メータレンズ１２等の支持部材である光学箱２２に固定
されている。光学箱２２はガラス繊維入りの材料により
モールド成形されており、保持部材２１と比較してその
線膨張係数は非常に小さい。装置の温度上昇に伴う副走
査方向のピントずれは、保持部材２１が伸びることによ
って、その上に配置されたｆθレンズ１６が移動し、実
用上問題のないレベルまで補正される。
面上でのピントずれ、ピッチずれを少なくする。 【構成】 光源１１の出射方向にはコリメータレンズ１
２、絞り１３、シリンドリカルレンズ１４、光偏向器１
５が配置され、光偏向器１５による偏向方向にはｆθ特
性を有する結像光学系であるｆθレンズ１６、感光ドラ
ム等の被走査面１７が設けられている。ｆθレンズ１６
は線膨張係数の大きいＰＣ製の保持部材２１上に固定さ
れ、保持部材２１は偏向器１５の近傍で光源１１、コリ
メータレンズ１２等の支持部材である光学箱２２に固定
されている。光学箱２２はガラス繊維入りの材料により
モールド成形されており、保持部材２１と比較してその
線膨張係数は非常に小さい。装置の温度上昇に伴う副走
査方向のピントずれは、保持部材２１が伸びることによ
って、その上に配置されたｆθレンズ１６が移動し、実
用上問題のないレベルまで補正される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源から出射した
光束を偏向素子で偏向させ、ｆθ特性を持つ結像素子を
介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するよう
にし、例えば電子写真プロセスを有するレーザービーム
プリンタやデジタル複写機等の装置に好適に使用し得る
走査光学装置に関するものである。
光束を偏向素子で偏向させ、ｆθ特性を持つ結像素子を
介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するよう
にし、例えば電子写真プロセスを有するレーザービーム
プリンタやデジタル複写機等の装置に好適に使用し得る
走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からレーザービームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）等の走査光学装置においては、画像信号に応じて光
源手段から出射した光束を光変調している。そして、光
変調された光束を例えばポリゴンミラーから成る光偏向
器により周期的に偏向し、ｆθ特性を有する結像光学系
によって感光性を有する記録媒体面上にスポット状に集
束させて光走査し画像記録を行っている。
Ｐ）等の走査光学装置においては、画像信号に応じて光
源手段から出射した光束を光変調している。そして、光
変調された光束を例えばポリゴンミラーから成る光偏向
器により周期的に偏向し、ｆθ特性を有する結像光学系
によって感光性を有する記録媒体面上にスポット状に集
束させて光走査し画像記録を行っている。
【０００３】図５は従来の走査光学装置の主走査方向の
断面図である。光源１から放射した発散光束はコリメー
ターレンズ２により略平行光となり、絞り３によって光
束を制限してシリンドリカルレンズ４に入射する。シリ
ンドリカルレンズ４に入射した平行光束のうち、主走査
面内においてはそのままの状態で出射し、副走査面内に
おいては集束してポリゴンミラーから成る光偏向器５の
反射面にほぼ線像として結像する。光偏向器５の反射面
で反射偏向された光束は、ｆθ特性を有する結像光学系
であるｆθレンズ６を介して被走査面７に導光される。
そして、光偏向器５を矢印方向に回転させることによっ
て被走査面７上を走査する。
断面図である。光源１から放射した発散光束はコリメー
ターレンズ２により略平行光となり、絞り３によって光
束を制限してシリンドリカルレンズ４に入射する。シリ
ンドリカルレンズ４に入射した平行光束のうち、主走査
面内においてはそのままの状態で出射し、副走査面内に
おいては集束してポリゴンミラーから成る光偏向器５の
反射面にほぼ線像として結像する。光偏向器５の反射面
で反射偏向された光束は、ｆθ特性を有する結像光学系
であるｆθレンズ６を介して被走査面７に導光される。
そして、光偏向器５を矢印方向に回転させることによっ
て被走査面７上を走査する。
【０００４】このような走査光学装置は、被走査面の全
域に渡って像面湾曲が補正されスポットが揃っているこ
と、入射光の角度と像高が比例関係となるｆθ特性を持
っていることが必要である。このような特性を満たす走
査光学装置又はその補正光学系は数多く考案されてい
る。
域に渡って像面湾曲が補正されスポットが揃っているこ
と、入射光の角度と像高が比例関係となるｆθ特性を持
っていることが必要である。このような特性を満たす走
査光学装置又はその補正光学系は数多く考案されてい
る。
【０００５】一方、レーザービームプリンタやデジタル
複写機の小型化、低価格化に伴い、走査光学装置も同様
のことが求められている。これらを両立させるものとし
て、従来から複数のガラスレンズを組み合わせて構成し
てきたｆθレンズを、非球面形状の単玉レンズとした提
案が幾つか知られている。これらの単玉ｆθレンズは非
球面を使用するためその形状が複雑であり、現在ではそ
の多くがプラスチック材料を使用しモールド成形により
製造されている。
複写機の小型化、低価格化に伴い、走査光学装置も同様
のことが求められている。これらを両立させるものとし
て、従来から複数のガラスレンズを組み合わせて構成し
てきたｆθレンズを、非球面形状の単玉レンズとした提
案が幾つか知られている。これらの単玉ｆθレンズは非
球面を使用するためその形状が複雑であり、現在ではそ
の多くがプラスチック材料を使用しモールド成形により
製造されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらプラスチ
ック材料は周囲の温度変化に伴って屈折率が変動するた
め、装置内の温度変化に伴って被走査面のピントがず
れ、例えば従来例の走査光学装置の諸量を、ｆθレンズ
と被走査面間の距離Skを１１２、ｆθレンズの一面の曲
率半径r1を１８．９５４、他面の曲率半径r2を−１８．
１７０、中心厚ｄを６．０、屈折率ｎを１．５１９、線
膨張係数dnを１．２×１０-4とすると、２５度の温度上
昇による副走査方向のピントずれ量dSは３．６９とな
り、高精細な走査光学装置において問題となる。また、
偏向素子面と被走査面間を光学的共役にした面倒れ補正
走査光学装置では、倒れ補正が悪化しピッチむらが大き
くなり、画像品位の低下を招いている。
ック材料は周囲の温度変化に伴って屈折率が変動するた
め、装置内の温度変化に伴って被走査面のピントがず
れ、例えば従来例の走査光学装置の諸量を、ｆθレンズ
と被走査面間の距離Skを１１２、ｆθレンズの一面の曲
率半径r1を１８．９５４、他面の曲率半径r2を−１８．
１７０、中心厚ｄを６．０、屈折率ｎを１．５１９、線
膨張係数dnを１．２×１０-4とすると、２５度の温度上
昇による副走査方向のピントずれ量dSは３．６９とな
り、高精細な走査光学装置において問題となる。また、
偏向素子面と被走査面間を光学的共役にした面倒れ補正
走査光学装置では、倒れ補正が悪化しピッチむらが大き
くなり、画像品位の低下を招いている。
【０００７】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
ｆθ特性を有する低価格な結像手段を使用して高精度の
性能が得られる走査光学装置を提供することにある。
ｆθ特性を有する低価格な結像手段を使用して高精度の
性能が得られる走査光学装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１発明に係る走査光学装置は、光源と、該光源から
出射した光束を変換する第１の光学素子と、光束を主走
査方向に長い線像に変換する第２の光学素子と、光束を
偏向走査する偏向素子と、該偏向素子により偏向した光
束を被走査面上にスポット状に結像しｆθ特性を有する
第３の光学素子とを具備する光学系において、単レンズ
から成る前記第３の光学素子を前記偏向素子と被走査面
間の前記偏向素子の近傍に配置し、前記第３の光学素子
を前記光学系の温度上昇に伴い光軸に沿って被走査面側
に移動させて、前記光学系の温度上昇による前記被走査
面上でのピントずれ、ピッチむらを補償する手段を有す
ることを特徴とする。
の第１発明に係る走査光学装置は、光源と、該光源から
出射した光束を変換する第１の光学素子と、光束を主走
査方向に長い線像に変換する第２の光学素子と、光束を
偏向走査する偏向素子と、該偏向素子により偏向した光
束を被走査面上にスポット状に結像しｆθ特性を有する
第３の光学素子とを具備する光学系において、単レンズ
から成る前記第３の光学素子を前記偏向素子と被走査面
間の前記偏向素子の近傍に配置し、前記第３の光学素子
を前記光学系の温度上昇に伴い光軸に沿って被走査面側
に移動させて、前記光学系の温度上昇による前記被走査
面上でのピントずれ、ピッチむらを補償する手段を有す
ることを特徴とする。
【０００９】また、第２発明に係る走査光学装置は、光
源と、該光源から出射した光束を変換する第１の光学素
子と、光束を主走査方向に長い線像に変換する第２の光
学素子と、光束を偏向走査する偏向素子と、該偏向素子
により偏向した光束を被走査面上にスポット状に結像し
ｆθ特性を有する第３の光学素子と、前記第３の光学素
子の近傍の温度を測定する温度センサと、前記第３の光
学素子を光軸に沿って移動させるモータとを具備する光
学系において、単レンズから成る前記第３の光学素子を
前記偏向素子と被走査面間の前記偏向器素子の近傍に配
置し、前記温度センサが前記光学系の温度を検知し、こ
の検知信号に伴って前記モータにより前記第３の光学素
子を光軸に沿って移動し、前記光学系の温度上昇による
被走査面上でのピントずれ、ピッチむらを補償する手段
を有することを特徴とする。
源と、該光源から出射した光束を変換する第１の光学素
子と、光束を主走査方向に長い線像に変換する第２の光
学素子と、光束を偏向走査する偏向素子と、該偏向素子
により偏向した光束を被走査面上にスポット状に結像し
ｆθ特性を有する第３の光学素子と、前記第３の光学素
子の近傍の温度を測定する温度センサと、前記第３の光
学素子を光軸に沿って移動させるモータとを具備する光
学系において、単レンズから成る前記第３の光学素子を
前記偏向素子と被走査面間の前記偏向器素子の近傍に配
置し、前記温度センサが前記光学系の温度を検知し、こ
の検知信号に伴って前記モータにより前記第３の光学素
子を光軸に沿って移動し、前記光学系の温度上昇による
被走査面上でのピントずれ、ピッチむらを補償する手段
を有することを特徴とする。
【００１０】上述の構成を有する本発明の走査光学装置
は、光学系の温度上昇に伴ってｆθ特性を有する第３の
光学素子を移動して被走査面上でのピントずれ、ピッチ
むらの少なくする。
は、光学系の温度上昇に伴ってｆθ特性を有する第３の
光学素子を移動して被走査面上でのピントずれ、ピッチ
むらの少なくする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明を図１〜図４に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例の走
査光学装置の主走査方向の断面図である。１１は例えば
半導体レーザー光源から成る光源であり、この光源１１
の出射方向にはコリメータレンズ１２、絞り１３、シリ
ンドリカルレンズ１４、モータにより回転駆動されるポ
リゴンミラーから成る光偏向器１５が配置され、光偏向
器１５による偏向方向にはｆθ特性を有する結像光学系
であるｆθレンズ１６、感光ドラム等の被走査面１７が
設けられている。
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例の走
査光学装置の主走査方向の断面図である。１１は例えば
半導体レーザー光源から成る光源であり、この光源１１
の出射方向にはコリメータレンズ１２、絞り１３、シリ
ンドリカルレンズ１４、モータにより回転駆動されるポ
リゴンミラーから成る光偏向器１５が配置され、光偏向
器１５による偏向方向にはｆθ特性を有する結像光学系
であるｆθレンズ１６、感光ドラム等の被走査面１７が
設けられている。
【００１２】光源１１から出射した発散光束は、コリメ
ーターレンズ１２によって略平行光に変換される。この
光束は絞り１３によって光量を制限されシリンドリカル
レンズ１４に入射する。このうち、主走査方向の光束は
そのまま光偏向器１５に入射するが、副走査方向の光束
は集束して光偏向器１５のミラー面付近に結像される。
従って、光偏向器１５に入射する光束は主走査方向に長
い線像となる。光偏向器１５に入射した光束は、モータ
による光偏向器１５の矢印方向の回動によって偏向走査
される。
ーターレンズ１２によって略平行光に変換される。この
光束は絞り１３によって光量を制限されシリンドリカル
レンズ１４に入射する。このうち、主走査方向の光束は
そのまま光偏向器１５に入射するが、副走査方向の光束
は集束して光偏向器１５のミラー面付近に結像される。
従って、光偏向器１５に入射する光束は主走査方向に長
い線像となる。光偏向器１５に入射した光束は、モータ
による光偏向器１５の矢印方向の回動によって偏向走査
される。
【００１３】光偏向器１５により偏向された光束は、ｆ
θ特性を有するｆθレンズ１６に入射される。このｆθ
レンズ１６は主走査方向と副走査方向に異なる屈折力を
持っており、光偏向器からの偏向光束を被走査面１７に
結像させると共に、ミラー面の倒れを補正している。ｆ
θレンズ１６に入射した光束は、ｆθレンズ１６により
被走査面１７上に結像して、被走査面１７上を光スポッ
トにより光走査する。
θ特性を有するｆθレンズ１６に入射される。このｆθ
レンズ１６は主走査方向と副走査方向に異なる屈折力を
持っており、光偏向器からの偏向光束を被走査面１７に
結像させると共に、ミラー面の倒れを補正している。ｆ
θレンズ１６に入射した光束は、ｆθレンズ１６により
被走査面１７上に結像して、被走査面１７上を光スポッ
トにより光走査する。
【００１４】本実施例では、ｆθレンズ１６の形状を主
走査方向は１０次までの関数で表す非球面形状とし、副
走査方向は像高方向に連続に変化する球面としている。
その形状は例えばｆθレンズ１６と光軸との交点を原点
とし、光軸方向をＸ軸、主走査面内において光軸と直交
する軸をＹ軸、副走査面内において光軸と直交する軸を
Ｚ軸としたとき、ｆθレンズ１６の主走査方向と対応す
る母線方向の非球面関数を次式とする。 Ｘ＝（Ｙ2 ／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／
Ｒ)2}1/2］＋B4Ｙ4 ＋B6Ｙ6 ＋B8Ｙ8 ＋B10 Ｙ10 ただし、Ｒは曲率半径、Ｋ、B4、B6、B8、B10 は非球面
係数である。
走査方向は１０次までの関数で表す非球面形状とし、副
走査方向は像高方向に連続に変化する球面としている。
その形状は例えばｆθレンズ１６と光軸との交点を原点
とし、光軸方向をＸ軸、主走査面内において光軸と直交
する軸をＹ軸、副走査面内において光軸と直交する軸を
Ｚ軸としたとき、ｆθレンズ１６の主走査方向と対応す
る母線方向の非球面関数を次式とする。 Ｘ＝（Ｙ2 ／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／
Ｒ)2}1/2］＋B4Ｙ4 ＋B6Ｙ6 ＋B8Ｙ8 ＋B10 Ｙ10 ただし、Ｒは曲率半径、Ｋ、B4、B6、B8、B10 は非球面
係数である。
【００１５】また、副走査方向（光軸を含む主走査方向
に直交する方向）と対応する子線方向の非球面関数を次
式とする。 Ｓ＝（Ｚ2 ／ｒ')／［１＋｛１−（Ｚ2 ／ｒ')2}1/2 ］
に直交する方向）と対応する子線方向の非球面関数を次
式とする。 Ｓ＝（Ｚ2 ／ｒ')／［１＋｛１−（Ｚ2 ／ｒ')2}1/2 ］
【００１６】ここで、ｒ’＝ｒ（１＋D2Ｙ2 ＋D4Ｙ4 ＋
D6Ｙ6 ＋D8Ｙ8 ＋D10 Ｙ10）とする。ただし、ｒは曲率
半径、D2、D4、D6、D8、D10 は非球面係数である。
D6Ｙ6 ＋D8Ｙ8 ＋D10 Ｙ10）とする。ただし、ｒは曲率
半径、D2、D4、D6、D8、D10 は非球面係数である。
【００１７】図２は偏向器１５から被走査面１７までの
副走査方向の断面図である。平面Ｈはｆθレンズ１６の
前側主平面、平面Ｈ’は後側主平面であり、偏向器１５
面から前側主平面Ｈまでの距離をSo、後側主平面Ｈ’か
ら被走査面１７までの距離をSkと定義する。
副走査方向の断面図である。平面Ｈはｆθレンズ１６の
前側主平面、平面Ｈ’は後側主平面であり、偏向器１５
面から前側主平面Ｈまでの距離をSo、後側主平面Ｈ’か
ら被走査面１７までの距離をSkと定義する。
【００１８】ここで、ｆθレンズ１６の温度上昇による
屈折率変化に伴う副走査方向のピント移動を、ｆθレン
ズ１６を光軸に沿って被走査面１７の方向にdLだけ移動
させることにより補正することを考える。
屈折率変化に伴う副走査方向のピント移動を、ｆθレン
ズ１６を光軸に沿って被走査面１７の方向にdLだけ移動
させることにより補正することを考える。
【００１９】ｆθレンズ１６の屈折率が単位温度当りdn
だけ変化したときのピントずれdSは、ｆθレンズ１６の
屈折力の変化ｄφを介して、 ｄφ＝dn・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2 −１）／ｎ
2}・｛ｄ／（r1・r2)}] dS＝−Sk2 ・ｄφ ＝−Sk2 ・dn・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2 −１）
／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] と表すことができる。ただし、r1はｆθレンズ１６の副
走査方向の第１面の曲率半径、r2は第２面の曲率半径、
ｎは屈折力、ｄはｆθレンズ１６の中心厚である。
だけ変化したときのピントずれdSは、ｆθレンズ１６の
屈折力の変化ｄφを介して、 ｄφ＝dn・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2 −１）／ｎ
2}・｛ｄ／（r1・r2)}] dS＝−Sk2 ・ｄφ ＝−Sk2 ・dn・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2 −１）
／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] と表すことができる。ただし、r1はｆθレンズ１６の副
走査方向の第１面の曲率半径、r2は第２面の曲率半径、
ｎは屈折力、ｄはｆθレンズ１６の中心厚である。
【００２０】一方、ｆθレンズ１６を光軸に沿って被走
査面方向に単位温度当りdLだけ移動させたときのピント
ずれ量dS’は、 １／So＋１／Sk＝１／（So＋dL）＋１／（Sk＋dS') dS’＝−（Sk／So)2・dL となる。
査面方向に単位温度当りdLだけ移動させたときのピント
ずれ量dS’は、 １／So＋１／Sk＝１／（So＋dL）＋１／（Sk＋dS') dS’＝−（Sk／So)2・dL となる。
【００２１】ピント移動をｆθレンズ１６の移動により
補正するためには、 dS＝−dS’ −Sk2 ・dn・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2 −１）／
ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] ＝（Sk／So)2・dL dL＝−So2 ・dn・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2 −
１）／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] となるように、ｆθレンズ１６の単位温度当りの移動量
を設定すればよい。
補正するためには、 dS＝−dS’ −Sk2 ・dn・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2 −１）／
ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] ＝（Sk／So)2・dL dL＝−So2 ・dn・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2 −
１）／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] となるように、ｆθレンズ１６の単位温度当りの移動量
を設定すればよい。
【００２２】以上の考察は等式で展開したが、実際の走
査光学装置ではこのように完全に補正する必要はなく、 ０．５≦−（dn／dL）・So2 ・[(１／r1）−（１／r2）
＋{(ｎ2 −１）／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] ≦２．０ を満足するような範囲で諸量を設定すれば、実用上問題
のないレベルでピントを補正することが可能である。
査光学装置ではこのように完全に補正する必要はなく、 ０．５≦−（dn／dL）・So2 ・[(１／r1）−（１／r2）
＋{(ｎ2 −１）／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] ≦２．０ を満足するような範囲で諸量を設定すれば、実用上問題
のないレベルでピントを補正することが可能である。
【００２３】即ち、上記条件式が１に等しい場合には完
全にピントの補正が行えるが、条件式の範囲が０．５以
上、２．０以下であれば、実用上ピントのずれは問題と
ならない。
全にピントの補正が行えるが、条件式の範囲が０．５以
上、２．０以下であれば、実用上ピントのずれは問題と
ならない。
【００２４】また、ｆθレンズ１６を移動させたときの
主走査方向のピントずれや、倍率誤差（ｆθ特性、部分
倍率）の変化は微少である。このような手段でピントを
補正すれば、偏向器１５と被走査面１７間の共役関係は
保たれるため面倒れ補正機能も悪化せず、ピッチむらが
良好に補正できることは云うまでもない。
主走査方向のピントずれや、倍率誤差（ｆθ特性、部分
倍率）の変化は微少である。このような手段でピントを
補正すれば、偏向器１５と被走査面１７間の共役関係は
保たれるため面倒れ補正機能も悪化せず、ピッチむらが
良好に補正できることは云うまでもない。
【００２５】表１は第１の実施例における光学配置、ｆ
θレンズの非球面係数を示している。 表１ 走査光学装置設計例 使用波長 λ（ｎｍ） 780 ｆθレンズの屈折力 ｎ 1.519 光偏向器への入射角 θi -90 光偏向器の最大出射角 θmax 45 光偏向器−ｆθレンズ ｅ 20 ｆθレンズの中心厚 ｄ 6 ｆθレンズ−被走査面 Sk 111 ｆθ係数 ｆ 136 コリメータレンズの収束度 （光偏向器−自然収束点）fc 332.0 ｆθレンズ 主走査方向 第１面 第２面 R 1.8462・101 1.9374・101 Ke -6.2912・100 -7.2707・100 B4e -1.2135・10-5 -1.2926・10-5 B6e -1.375・10-10 4.5681・10-9 B8e 2.441・10-12 -2.7589・10-12 B10e -4.7942・10-18 7.9836・10-17 Ks -6.1867・100 -7.1728・100 B4s -1.0029・10-5 -1.1219・10-5 B6s -3.4096・10-10 3.5881・10-9 B8s 1.6494・10-12 -2.1479・10-12 B10s 5.6642・10-18 7.8312・10-17 ｆθレンズ 副走査方向 第１面 第２面 r 1.8954・101 -1.8122・101 D2e 0.0000・100 8.7545・10-3 D4e 0.0000・100 -6.4934・10-6 D6e 0.0000・100 5.1317・10-8 D8e 0.0000・100 -1.3183・10-10 D10e 0.0000・100 9.2216・10-14 D2s 0.0000・100 8.0357・10-3 D4s 0.0000・100 -4.7476・10-6 D6s 0.0000・100 3.7119・10-8 D8e 0.0000・100 -8.9794・10-11 D10s 0.0000・100 5.7113・10-14
θレンズの非球面係数を示している。 表１ 走査光学装置設計例 使用波長 λ（ｎｍ） 780 ｆθレンズの屈折力 ｎ 1.519 光偏向器への入射角 θi -90 光偏向器の最大出射角 θmax 45 光偏向器−ｆθレンズ ｅ 20 ｆθレンズの中心厚 ｄ 6 ｆθレンズ−被走査面 Sk 111 ｆθ係数 ｆ 136 コリメータレンズの収束度 （光偏向器−自然収束点）fc 332.0 ｆθレンズ 主走査方向 第１面 第２面 R 1.8462・101 1.9374・101 Ke -6.2912・100 -7.2707・100 B4e -1.2135・10-5 -1.2926・10-5 B6e -1.375・10-10 4.5681・10-9 B8e 2.441・10-12 -2.7589・10-12 B10e -4.7942・10-18 7.9836・10-17 Ks -6.1867・100 -7.1728・100 B4s -1.0029・10-5 -1.1219・10-5 B6s -3.4096・10-10 3.5881・10-9 B8s 1.6494・10-12 -2.1479・10-12 B10s 5.6642・10-18 7.8312・10-17 ｆθレンズ 副走査方向 第１面 第２面 r 1.8954・101 -1.8122・101 D2e 0.0000・100 8.7545・10-3 D4e 0.0000・100 -6.4934・10-6 D6e 0.0000・100 5.1317・10-8 D8e 0.0000・100 -1.3183・10-10 D10e 0.0000・100 9.2216・10-14 D2s 0.0000・100 8.0357・10-3 D4s 0.0000・100 -4.7476・10-6 D6s 0.0000・100 3.7119・10-8 D8e 0.0000・100 -8.9794・10-11 D10s 0.0000・100 5.7113・10-14
【００２６】なお、ｆθレンズ形状で添字ｓは偏向器１
５側、添字ｅは被走査面１７側を示す。
５側、添字ｅは被走査面１７側を示す。
【００２７】ここで、ｆθレンズ１６は線膨張係数の大
きいＰＣ製の保持部材２１上に固定され、保持部材２１
は偏向器１５の近傍で光源１１、コリメータレンズ１２
等の支持部材である光学箱２２に固定されている。光学
箱２２はガラス繊維入りの材料によりモールド成形され
ており、保持部材２１と比較してその線膨張係数は非常
に小さい。
きいＰＣ製の保持部材２１上に固定され、保持部材２１
は偏向器１５の近傍で光源１１、コリメータレンズ１２
等の支持部材である光学箱２２に固定されている。光学
箱２２はガラス繊維入りの材料によりモールド成形され
ており、保持部材２１と比較してその線膨張係数は非常
に小さい。
【００２８】例えば、保持部材２１の線膨張係数を８．
０×１０-5、保持部材２１のｆθレンズ１６の取付部か
ら光学箱２２との結合部までの光軸方向の距離を５０と
すると、保持部材２１の単位温度当りの伸び量、つまり
ｆθレンズ１６の光軸方向の移動量dLは４．０×１０-3
となる。また、ｆθレンズ１６のプラスチック材料の単
位温度当りの屈折率変化dnは１．２×１０-4とすると、 −（dn／dL）・So2 ・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2
−１）／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] ＝１．９８ となり、装置の温度上昇に伴う副走査方向のピントずれ
は、保持部材２１が伸びることによって、その上に配置
されたｆθレンズ１６が移動し、実用上問題のないレベ
ルまで補正される。
０×１０-5、保持部材２１のｆθレンズ１６の取付部か
ら光学箱２２との結合部までの光軸方向の距離を５０と
すると、保持部材２１の単位温度当りの伸び量、つまり
ｆθレンズ１６の光軸方向の移動量dLは４．０×１０-3
となる。また、ｆθレンズ１６のプラスチック材料の単
位温度当りの屈折率変化dnは１．２×１０-4とすると、 −（dn／dL）・So2 ・[(１／r1）−（１／r2）＋{(ｎ2
−１）／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] ＝１．９８ となり、装置の温度上昇に伴う副走査方向のピントずれ
は、保持部材２１が伸びることによって、その上に配置
されたｆθレンズ１６が移動し、実用上問題のないレベ
ルまで補正される。
【００２９】図３は走査光学装置の温度が２５度上昇し
たときの副走査方向のピント面を示すグラフ図であり、
実線は通常の温度上昇がない場合のピント面、点線は本
実施例における補正を行ったときのピント面、一点鎖線
は補正を行わなかったときのピント面である。
たときの副走査方向のピント面を示すグラフ図であり、
実線は通常の温度上昇がない場合のピント面、点線は本
実施例における補正を行ったときのピント面、一点鎖線
は補正を行わなかったときのピント面である。
【００３０】この図３から判断できるように、プラスチ
ック材料の温度上昇に伴う屈折率変化によるピント面移
動、面倒れ補正機能の悪化を補正することが可能であ
り、高精細印字に適した小型で安価な走査光学装置の提
供を可能にする。更に本実施例では、補正手段となるｆ
θレンズ１６の移動を、保持部材２１の温度膨張を利用
して行うため、コスト増が少なく、かつ補正を容易にす
る。
ック材料の温度上昇に伴う屈折率変化によるピント面移
動、面倒れ補正機能の悪化を補正することが可能であ
り、高精細印字に適した小型で安価な走査光学装置の提
供を可能にする。更に本実施例では、補正手段となるｆ
θレンズ１６の移動を、保持部材２１の温度膨張を利用
して行うため、コスト増が少なく、かつ補正を容易にす
る。
【００３１】図４は第２の実施例の走査光学装置におけ
るｆθレンズ１６の取付部の主走査方向の断面図であ
る。この第２の実施例において第１の実施例と異なる点
は、ｆθレンズ１６の光軸方向の移動を保持部材の膨張
又は収縮により行うのではなく、ｆθレンズ１６の保持
部材２３は光学箱２２に取り付けたモータ２４により移
動するようになっている。そして、光学箱２２上には温
度センサ２５が設けられており、温度センサ２５の出力
は演算部２６を介してモータ２４に接続されている。
るｆθレンズ１６の取付部の主走査方向の断面図であ
る。この第２の実施例において第１の実施例と異なる点
は、ｆθレンズ１６の光軸方向の移動を保持部材の膨張
又は収縮により行うのではなく、ｆθレンズ１６の保持
部材２３は光学箱２２に取り付けたモータ２４により移
動するようになっている。そして、光学箱２２上には温
度センサ２５が設けられており、温度センサ２５の出力
は演算部２６を介してモータ２４に接続されている。
【００３２】温度センサ２５は光学系の温度を検知し演
算部２６に信号を送ると、演算部２６はこの信号からｆ
θレンズ１６の光軸方向の移動量を算出しモータ２４に
伝達する。モータ２４はこの信号により保持部材２１を
移動させて、ｆθレンズ１６の位置を調整する。
算部２６に信号を送ると、演算部２６はこの信号からｆ
θレンズ１６の光軸方向の移動量を算出しモータ２４に
伝達する。モータ２４はこの信号により保持部材２１を
移動させて、ｆθレンズ１６の位置を調整する。
【００３３】このような方法により、第１の実施例と同
様に温度上昇による走査光学系のピント移動、ピッチむ
らを補正することができる。また、この第２の実施例に
おける方法は第１の実施例よりも構造が複雑になるもの
の、より精度の高い補正を行うことが可能であり、更に
高精細な印字を行う場合に有効である。
様に温度上昇による走査光学系のピント移動、ピッチむ
らを補正することができる。また、この第２の実施例に
おける方法は第１の実施例よりも構造が複雑になるもの
の、より精度の高い補正を行うことが可能であり、更に
高精細な印字を行う場合に有効である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る走査光
学装置は、単レンズから成り、ｆθ特性を有する第３の
光学素子を偏向器の近傍に配置し、装置の温度上昇に伴
い第３の光学素子を光軸に沿って被走査面側に移動する
ように構成し、更に温度上昇に伴う第３の光学素子の移
動量を、第３の光学素子の曲率半径、偏向素子から副走
査方向の主平面までの距離等で最適化することによっ
て、温度上昇による被走査面上でのピントずれ、ピッチ
むらの少ない高品位、低価格を実現することを可能にす
る。
学装置は、単レンズから成り、ｆθ特性を有する第３の
光学素子を偏向器の近傍に配置し、装置の温度上昇に伴
い第３の光学素子を光軸に沿って被走査面側に移動する
ように構成し、更に温度上昇に伴う第３の光学素子の移
動量を、第３の光学素子の曲率半径、偏向素子から副走
査方向の主平面までの距離等で最適化することによっ
て、温度上昇による被走査面上でのピントずれ、ピッチ
むらの少ない高品位、低価格を実現することを可能にす
る。
【図１】第１の実施例の走査光学装置の主走査方向の断
面図である。
面図である。
【図２】偏向器から被走査面までの副走査方向の断面図
である。
である。
【図３】温度上昇におけるピント面の変化のグラフ図で
ある。
ある。
【図４】第２の実施例におけるｆθレンズの取付部の主
走査方向の断面図である。
走査方向の断面図である。
【図５】従来例の主走査方向の断面図である。
１１ 光源 １２ コリメータレンズ １３ 絞り １４ シリンドリカルレンズ １５ 光偏向器 １６ ｆθレンズ １７ 被走査面 ２１、２３ 保持部材 ２２ 光学箱 ２４ モータ ２５ 温度センサ ２６ 演算部
Claims (7)
- 【請求項１】 光源と、該光源から出射した光束を変換
する第１の光学素子と、光束を主走査方向に長い線像に
変換する第２の光学素子と、光束を偏向走査する偏向素
子と、該偏向素子により偏向した光束を被走査面上にス
ポット状に結像しｆθ特性を有する第３の光学素子とを
具備する光学系において、単レンズから成る前記第３の
光学素子を前記偏向素子と被走査面間の前記偏向素子の
近傍に配置し、前記第３の光学素子を前記光学系の温度
上昇に伴い光軸に沿って被走査面側に移動させて、前記
光学系の温度上昇による前記被走査面上でのピントず
れ、ピッチむらを補償する手段を有することを特徴とす
る走査光学装置。 - 【請求項２】 dnを第３の光学素子の材料の単位温度当
りの屈折率変化、r1、r2を第３の光学素子の副走査方向
の各面の曲率半径、ｄを第３の光学素子の中心厚、Soを
偏向素子の偏向面から第３の光学素子の副走査方向の前
側主平面までの距離としたとき、前記第３の光学素子の
単位温度当りの光軸方向への移動量dLが、 ０．５≦−（dn／dL）・So2 ・[(１／r1）−（１／r2）
＋{(ｎ2 −１）／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] ≦２．０ を満たすようにした請求項１に記載の走査光学装置。 - 【請求項３】 前記第３の光学素子はプラスチック成型
により製作したレンズとした請求項１に記載の走査光学
装置。 - 【請求項４】 前記第３の光学素子は前記第２の光学素
子、前記偏向素子を支持する光学箱とは別の保持部材で
支持し、前記光学箱、保持部材を前記第３の光学素子に
より前記偏向素子側で結合し、前記光学箱、保持部材の
線膨張係数の違いによって前記第３の光学素子を移動さ
せるようにした請求項１に記載の走査光学装置。 - 【請求項５】 光源と、該光源から出射した光束を変換
する第１の光学素子と、光束を主走査方向に長い線像に
変換する第２の光学素子と、光束を偏向走査する偏向素
子と、該偏向素子により偏向した光束を被走査面上にス
ポット状に結像しｆθ特性を有する第３の光学素子と、
前記第３の光学素子の近傍の温度を測定する温度センサ
と、前記第３の光学素子を光軸に沿って移動させるモー
タとを具備する光学系において、単レンズから成る前記
第３の光学素子を前記偏向素子と被走査面間の前記偏向
器素子の近傍に配置し、前記温度センサが前記光学系の
温度を検知し、この検知信号に伴って前記モータにより
前記第３の光学素子を光軸に沿って移動し、前記光学系
の温度上昇による被走査面上でのピントずれ、ピッチむ
らを補償する手段を有することを特徴とする走査光学装
置。 - 【請求項６】 dnを第３の光学素子の材料の単位温度当
りの屈折率変化、r1、r2を第３の光学素子の副走査方向
の各面の曲率半径、ｄを第３の光学素子の中心厚、Soを
偏向素子の偏向面から第３の光学素子の副走査方向の前
側主平面までの距離としたとき、前記第３の光学素子の
単位温度当りの光軸方向への移動量dLが、 ０．５≦−（dn／dL）・So2 ・[(１／r1）−（１／r2）
＋{(ｎ2 −１）／ｎ2}・｛ｄ／（r1・r2)}] ≦２．０ を満たすようにした請求項５に記載の走査光学装置。 - 【請求項７】 前記第３の光学素子はプラスチック成型
により製作したレンズとした請求項５に記載の走査光学
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20783595A JPH0933840A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20783595A JPH0933840A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 走査光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933840A true JPH0933840A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16546316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20783595A Pending JPH0933840A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 走査光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0933840A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6466246B2 (en) * | 1998-12-22 | 2002-10-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image forming apparatus |
| JP2016033598A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及び画像形成装置 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP20783595A patent/JPH0933840A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6466246B2 (en) * | 1998-12-22 | 2002-10-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image forming apparatus |
| JP2016033598A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及び画像形成装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3445050B2 (ja) | 走査光学装置及びマルチビーム走査光学装置 | |
| EP0853253B1 (en) | Optical scanning apparatus | |
| JP3466863B2 (ja) | 走査光学装置及びそれを用いた画像記録装置 | |
| KR0184650B1 (ko) | 양측에 비구면을 갖고 있는 렌즈를 포함하는 광학 스캐닝 장치 | |
| JP3445092B2 (ja) | 走査光学装置 | |
| US8451522B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same | |
| JP5269169B2 (ja) | 走査光学装置及びそれを有するレーザービームプリンタ | |
| JP2000081584A (ja) | 走査光学装置 | |
| JP2956169B2 (ja) | 走査光学装置 | |
| JPH07128604A (ja) | 走査光学装置 | |
| JP2005338865A (ja) | 走査光学装置及びそれを有するレーザービームプリンタ | |
| JPH0933840A (ja) | 走査光学装置 | |
| JP3576817B2 (ja) | 走査光学装置 | |
| JPH08160337A (ja) | レーザビーム走査光学装置 | |
| JP3420439B2 (ja) | 光走査光学系及びそれを備えるレーザービームプリンタ | |
| JP3320239B2 (ja) | 走査光学装置 | |
| JP2773593B2 (ja) | 光ビーム走査光学系 | |
| JP2000338435A (ja) | 走査光学装置及び画像形成装置 | |
| JP3571808B2 (ja) | 光走査光学系及びそれを備えるレーザービームプリンタ | |
| JP3397524B2 (ja) | 光学素子及びそれを用いた走査光学装置 | |
| JP3706858B2 (ja) | ｆθレンズ及びそれを有する走査光学装置 | |
| JP3945954B2 (ja) | 書き込み光学系およびこれを用いた画像形成装置 | |
| JP4323752B2 (ja) | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP3728256B2 (ja) | 走査光学装置 | |
| JPH07174999A (ja) | 光ビーム走査用光学系 |