JPH10197822A - 面倒れ補正光学系 - Google Patents
面倒れ補正光学系Info
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Abstract
おいて、高精度な面倒れ補正を行う。 【解決手段】レーザ光源11から出射され、高速回転する
ポリゴンミラー13により偏向された光ビームLを、fθ
レンズ15により感光材料20の面上で結像させて主走査方
向Xについて等速度走査せしめるとともに、ポリゴンミ
ラー13の面倒れに起因する副走査方向Yへの変動を、f
θレンズ15と感光材料20との間に配された、凹円筒状の
屈折面18a と凹円筒状の反射面18b を有するインミラー
レンズ18により補正する。
Description
して被走査面上を走査させる光走査装置に使用される面
倒れ補正光学系に関するものであり、特に詳細には、光
ビームを回転多面鏡等の偏向器により偏向走査させる際
に該偏向器の面倒れにより被走査面上に生じる走査線の
ピッチむらを補正する光学系に関するものである。
鏡やガルバノ式スキャナによって反射偏向される光ビー
ムにより光走査を行う光走査装置がよく知られている。
多面鏡等における光ビームの反射面の変動により走査ス
ポットの位置が、被走査面内における光ビームの走査方
向(以下、主走査方向という)に垂直な方向(以下、副
走査方向という)に変動する現象が生じ、これが副走査
方向のピッチすなわち走査線の間隔を不安定なものにす
るという問題が生じる。回転多面鏡の場合は製造精度に
起因する各反射面の回転軸に対する平行度の誤差(面倒
れという)が、ガルバノミラーの場合は運動中のふらつ
き(ウォブリングという)が原因となっているが、以下
これを総称して「面倒れ」ということとする。
ティブシリンドリカルレンズあるいはシリンドリカルミ
ラー等の光学素子を使用した面倒れ補正光学系を使用す
ることが知られている。
度、高密度の走査が要求されており、このような観点か
ら上記面倒れ補正もより高精度に行う必要があり、上記
シリンドリカルレンズあるいはシリンドリカルミラーを
単独で用いる補正光学系により面倒れ補正を高精度に行
うのは困難となってきている。
ガティブ屈折シリンドリカルレンズとポジティブシリン
ドリカルミラーとを組み合わせた補正光学系が提案され
ている。その一例を図5および図6を参照して説明す
る。
は、シリンドリカルレンズ112 を通過して、偏向器であ
る回転多面鏡113 に該回転多面鏡113 の回転軸に垂直な
線像として入射され、回転多面鏡113 が矢印R方向に回
転するのに伴って反射偏向される。図5はこの反射偏向
された光ビームLの光路を前記回転軸と平行な方向から
見た概略図であり、図6は前記光路を前記回転軸と垂直
な方向から見た概略図である。まず、図5を参照して偏
向された光ビームLの主走査について説明する。前記回
転多面鏡113 の反射面(偏向面)114 により反射偏向さ
れた光ビームLは光路上に設けられた走査レンズ115 に
入射し、この走査レンズ115 に平行光として入射した光
ビームLはネガティブ屈折シリンドリカルレンズ116 を
通過してポジティブシリンドリカルミラー117 によって
被走査面120 上に集束され、矢印X方向に繰り返し主走
査が行われる。また、前記走査レンズ115 と被走査面1
20との間に設けられている主走査方向に延びたネガテ
ィブシリンドリカルレンズ116 およびポジティブシ
リンドリカルミラー117 は、入射した光を主走査方向と
垂直な方向(副走査方向)にのみそれぞれ発散および集
束させるレンズおよびミラーであり、図5においては光
ビームを透過および反射させるだけである。一方、前述
したように前記回転多面鏡113 は面倒れ等を生じること
が多く、これを補正するシステムを図6により説明す
る。
向された光ビームLは、前記走査レンズ115 に入射し該
走査レンズ115 を通過してやや広がった光ビームとな
る。このやや広がった光ビームLは該光ビームLを前記
被走査面120 上において副走査方向(矢印Y方向)にの
み集束させるシリンドリカルミラー117 に入射する。こ
の時、回転多面鏡113 に面倒れ等があっても、偏向面11
4 の一点で反射された光はシリンドリカルミラー117 に
より被走査面120 上の副走査方向において同一位置に集
束させることができる。すなわち、面倒れ等により図6
の上下方向に光ビームLの光路がずれてもそのズレを補
正することが可能となる。また、走査レンズ115 とシリ
ンドリカルミラー117 との間にシリンドリカルレンズ11
6 を配して像面湾曲を補償している。
ドリカルレンズあるいはシリンドリカルミラーのみで面
倒れ補正を行うよりも、高精度にその補正を行うことが
できる。しかし、上記の構成では部品点数の増加させる
こととなり、この部品点数の増加はコストアップにつな
がるだけでなく、高精度化をねらったにもかかわらず逆
に取付時の累積誤差を増加させる原因ともなり得る。
って、部品点数を抑制して、高精度に面倒れ補正を行う
ことができる面倒れ補正光学系を提供することを目的と
するものである。
系は、偏向手段によって偏向された光ビームを所定の被
走査面上に結像するとともに該被走査面上で等速度走査
せしめる光走査装置において、前記偏向手段と前記被走
査面との間に設けられ、前記偏向手段によって偏向され
た光ビームを反射して前記被走査面上に前記走査の方向
に垂直な方向に集束させる光学素子を備えた面倒れ補正
光学系であって、前記光学素子がインミラーレンズであ
ることを特徴とするものである。
折面を有し、裏面に反射面を有するレンズをいう。
び反射面はともに入射光に対して偏向手段側に凹円筒面
であり、前記屈折面の曲率半径が前記反射面の曲率半径
よりも小さいことが望ましい。
光学系は、光ビームを反射して被走査面上に副走査方向
に集束させる光学素子としてインミラーレンズ採用して
いるので、シリンドリカルレンズ若しくはシリンドリカ
ルミラーを単独に用いた補正光学系と比較して高精度に
面倒れ補正をすることができる。
面倒れを補正することにより、従来のようにシリンドリ
カルレンズとシリンドリカルミラーとによって光ビーム
の面倒れを補正する場合に比較して構成部品点数を削減
することができ組立工程における累積誤差の増加を防止
することができる。
面を有するインミラーレンズは、すなわち負素子と正素
子との組合せであるため、一個の素子としてのパワーは
小さくなる。一般にパワーが大きいほど誤差に対する感
度も大きくなることから、パワーを小さく抑えることは
性能の劣化を抑制することにつながる。
倒れ補正光学系の具体的な実施の形態について図面を用
いて詳細に説明する。
た光走査装置の概略構成を示す斜視図、図2および図3
は図1に示した光走査装置のうち本発明の面倒れ補正光
学系を含む集光光学系だけを抜粋した構成図であり、図
2は図1の矢視Aを、図3は図1の矢視Bをそれぞれ示
すものである。なお、図3(b)は同図(a)のインミ
ラーレンズ部の拡大図である。
射するレーザ光源11と、このレーザビームLを光偏向器
であるポリゴンミラー13の反射面(偏向面)14上に線像
として結像せしめるシリンドリカルレンズ12と、図示し
ないモータにより軸回りに回転せしめられて偏向面14に
入射したレーザビームLを所定の方向に偏向せしめるポ
リゴンミラー13と、偏向されたレーザビームLを所定の
感光材料20上に結像するとともにその感光材料20上で主
走査方向Xについて等速度走査せしめる、2枚のレンズ
からなるfθレンズ15(fθ第一レンズ15A,fθ第二レ
ンズ15B )と、このfθレンズ15を通過したレーザビー
ムLの進行方向を感光材料20に向けて変える(立ち下げ
る)とともに主走査方向Xに垂直な副走査方向Yについ
てのポリゴンミラー13の面倒れを補正するための屈折力
を有するインミラーレンズ18とから構成される。このイ
ンミラーレンズ18は凹円筒状の屈折面18a と凹円筒状の
反射面18b とからなり、この屈折面18a および反射面18
b により面倒れを補正するように構成されている。な
お、屈折面18a の曲率半径は反射面18b の曲率半径より
も小さい。
ない搬送手段によって矢印Y方向(副走査方向)に搬送
される。
て説明する。
れ、このレーザビームLはシリンドリカルレンズ12によ
りポリゴンミラー13の偏向面14上に線像として結像せし
められる。
しめられたレーザビームLは、fθレンズ15を通過し、
インミラーレンズ18により屈折反射せしめられて感光材
料20の面上に導光されるとともに走査スポットを形成す
る。ここでポリゴンミラー13は矢印R方向に高速回転さ
れるため、この走査スポットは感光材料20の面上を矢印
X方向に繰り返し主走査する。この間、感光材料20は矢
印Y方向に副走査されるため、この主走査と副走査とに
より走査スポットが感光材料20の面上を全面に亘って走
査する。
面14により偏向せしめられたレーザビームLは、fθレ
ンズ15により感光材料20の面上において等速度で主走査
される一方、ポリゴンミラー13の偏向面14の面倒れによ
り副走査方向に走査位置が変動する。この副走査方向に
変動するレーザビームLはインミラーレンズ18に入射せ
しめられ、インミラーレンズ18の屈折面18a で屈折され
反射面18b で反射され再びその屈折面18a から出射され
る間にこの屈折面18a による発散および反射面18b によ
る集束作用により高精度に面倒れ補正がなされる。
る面倒れ補正光学系によれば、シリンドリカルレンズお
よびシリンドリカルミラーの効果を併せ持つインミラー
レンズ18を用いて光ビームの面倒れを補正することによ
り、構成部品点数の増加を防止しつつ高精度な面倒れ補
正を実現することができる。
体的な実施例を表1に示す。表において、面数nとは、
ポリゴンミラー13の偏向面を第1面とし、各レンズ面を
偏向面側から数えた順番である。したがって、面数1,
2,3,4,5,6,7はそれぞれ、偏向面、fθ第一
レンズ15A の入射面および出射面、fθ第二レンズ15B
の入射面および出射面、インミラーレンズ18の屈折面お
よび反射面である。なお、IMGは感光材料20の面であ
る。軸上面間隔dn のうちd1 からd4 は、図3(a)
に示すように隣接する面間の間隔であり、d5 からd7
は図3(b)に示す距離である。屈折率は、各レンズの
d線での屈折率である。なお、曲率半径を示すに当たっ
ては軸方向を正にとり、曲率中心の位置を基準にして符
号を付している。
た集光光学系による像面湾曲特性図およびfθ特性図を
それぞれ示す。図示のグラフによれば本実施例の光学系
は良好に収差補正がなされているのが認められる。
略構成を示す斜視図
学系を抜粋した構成であり、図1のAから見た図
学系を抜粋した構成であり、(a)は図1のBから見た
図、(b)は(a)のインミラーレンズ部を拡大した図
収差図
向器の駆動軸と平行な方向からみた概略図
向器の駆動軸と垂直な方向からみた概略図
Claims (2)
- 【請求項1】 偏向手段によって偏向された光ビームを
所定の被走査面上に結像するとともに該被走査面上で等
速度走査せしめる光走査装置において、前記偏向手段と
前記被走査面との間に設けられ、前記偏向手段によって
偏向された光ビームを反射して前記被走査面上に前記走
査の方向に垂直な方向に集束させる光学素子を備えた面
倒れ補正光学系であって、前記光学素子がインミラーレ
ンズであることを特徴とする面倒れ補正光学系。 - 【請求項2】 前記インミラーレンズの屈折面および反
射面がともに偏向手段側に凹円筒面であり、前記屈折面
の曲率半径が前記反射面の曲率半径よりも小さいことを
特徴とする請求項1記載の面倒れ補正光学系。
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