JPH1026733A - 光走査光学系 - Google Patents
光走査光学系Info
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- JPH1026733A JPH1026733A JP18345296A JP18345296A JPH1026733A JP H1026733 A JPH1026733 A JP H1026733A JP 18345296 A JP18345296 A JP 18345296A JP 18345296 A JP18345296 A JP 18345296A JP H1026733 A JPH1026733 A JP H1026733A
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Abstract
走査面上に集光する第2光学系の大口径化をもたらすこ
との無い光走査光学系を実現する。 【解決手段】光源部10と、光源部10からの光束を光
偏向器12へ導き、光偏向器の偏向反射面12a近傍に
主走査対応方向に長い線像に結像させる第1光学系11
a,11bと、第1光学系からの光束を偏向させる光偏
向器12と、偏向された光束を被走査面上に光スポット
として集光させる第2光学系13と、光走査開始位置A
へと向かう偏向光束を検出し、光走査開始のための同期
信号を発生するための光検出器17と、光走査開始位置
Aへと向かう偏向光束を光検出器に導く第3光学系15
とを有し、第1、第2および第3光学系は互いに別体で
あり、第3光学系15は単一のアナモフィックレンズで
あり、その一方の面がシリンダ面である。
Description
する。
して良く知られている光走査光学系では、光走査開始位
置へと向かう偏向光束を光検出器で検出し、光走査開始
のための同期信号を発生させることが行なわれている。
光検出器による検出を行なうのに、偏向光束を所謂fθ
レンズの有効画角外の部分を介して光偏向器に導く方法
が知られている(特開平3−221913号公報)が、
この方法では、光走査に必要な有効画角外に、偏向光束
を光検出器に導くための部分を必要とするため、fθレ
ンズの画角を光書込みに必要な画角よりも大きく取る必
要があり、fθレンズの大口径化をもたらしてしまう。
fθレンズに相当する走査用レンズ部と、偏向光束を光
検出器に導くBD結像用レンズ部とを一体に構成した光
学系が開示されており、特開平7−281113号公報
には、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面位置に
主走査対応方向(光源から被走査面に到る光路上で主走
査方向と平行的に対応する方向を言い、上記光路上で副
走査方向と平行的に対応する方向を「副走査対応方向」
という)に長い線像に結像させるためのシリンダレンズ
と偏向光束を光偏向器に導くアナモフィックなレンズと
を一体に構成した光学系が開示されている。
すると、一体化されたレンズは一般に形状が複雑と成る
ため、これをプラスチックで成形加工する場合、金駒加
工が複雑化し、それぞれのレンズを別体に成形加工する
場合よりもコストが高くつくことになりかねない。ま
た、一体化された2つのレンズが異なる結像性能を持つ
ため、2つのレンズを別個に取り付けるよりも取付けの
精度が厳しくなりがちであり、わずかな取付け誤差があ
っても、一方もしくは双方の結像性能が劣化してしまう
虞れがある。
情に鑑み、ハウジングへの組付けが容易で、偏向光束を
被走査面上に集光する第2光学系の大口径化をもたらす
ことの無い光走査光学系の実現を課題とする。
は、光源部と、第1〜第3光学系と、光偏向器および光
検出器を有する(請求項1)。「光源部」は光走査用の
光束を放射するもので、半導体レーザや発光ダイオード
等を光源とするものを好適に用いることができる。「第
1光学系」は、光源部からの光束を主走査対応方向に長
い線像に結像させる光学系である。第1光学系は、例え
ばカップリングレンズとシリンダレンズの組み合わせと
して構成できる。第1光学系からの光束は、副走査対応
方向に関しては集束して主走査対応方向に長い線像とし
て結像するが、主走査対応方向に関しては「平行光束」
もしくは「弱い集束性の光束」あるいは「弱い発散性の
光束」とすることができる。
傍に偏向反射面を有し、この偏向反射面により第1光学
系からの光束を反射させ、反射光束を偏向させる。光偏
向器により偏向された光束が変位する方向を「走査方
向」と呼び、偏向光束により理想的に掃引される平面に
直交する方向を「走査直交方向」と呼ぶ。上記走査方向
は、光源部から被走査面に到る光路上で考えるとき前述
の「主走査対応方向」に対応し、上記光路上で考えると
き上記走査直交方向は副走査対応方向である。光偏向器
としては周知の「ポリゴンミラー」を用いることができ
る。
れた光束を被走査面上に光スポットとして集光させる光
学系であり、第1光学系からの光束が走査方向において
平行光束であれば、所謂fθレンズを用いることができ
る。第2光学系としては、上記機能を持つレンズ系(単
レンズでも副数枚で構成されてもよい)もしくは、上記
機能を持つ凹面鏡を利用することができる。
う偏向光束を検出して出力を発し、この出力に基づき光
走査開始のための同期信号が生成される。「第3光学
系」は、光走査開始位置へと向かう偏向光束を光検出器
に導く。
別体である。上記第3光学系は「単一のアナモフィック
レンズ」であり、その一方の面がシリンダ面である。
走査対応方向には平行光束もしくは弱い集束性もしくは
弱い発散性の光束であり、副走査対応方向では偏向反射
面近傍で主走査対応方向に長い線像に結像するから、光
偏向器により偏向された光束は、走査方向には平行光束
もしくは弱い集束性もしくは弱い発散性の光束で、走査
直交方向では発散性であり、走査方向に比して走査直交
方向の発散性が強い。従って、偏向光束を光検出器に集
光的に導くためには、第3光学系は、走査方向と走査直
交方向でパワーの異なるアナモフィックなレンズとする
必要がある。
方は「シリンダ面」であるが、他方の面は「凸の球面」
とすることもできるし「シリンダ面」とすることもでき
る。
系のシリンダ面は「走査直交方向に集光作用を持つ」こ
とを特徴とする。この場合において、シリンダ面と逆の
側のレンズ面を凸の球面とすることができる(請求項
3)。このように走査直交方向に集光作用を持つシリン
ダ面と凸の球面と組み合わせる場合、走査直交方向に集
光作用を持つシリンダ面を光検出器側に向けるのが良い
(請求項4)。
方向に集光作用を持つシリンダ面」とし、他方の面を
「走査方向に集光作用を持つシリンダ面」としてもよい
(請求項5)。この場合には「走査直交方向に集光作用
を持つシリンダ面を光検出器側に向ける」のが良い(請
求項6)。
「走査方向に発散作用」を持つものとし、他方の面を凸
の球面としてもよい(請求項7)。
「被走査面から光偏向器に近づいた位置に設けられた光
検出器に偏向光束を導く」ように調整することができる
(請求項8)。
を光源として用いる光源部10から放射された発散性の
光束は、カップリングレンズ11aによりカップリング
されて平行光束または弱い集束性もしくは弱い発散性の
光束に変換され、シリンダレンズ11bにより副走査対
応方向にのみ集束傾向を与えられ、「ポリゴンミラー」
である光偏向器12の偏向反射面12aの近傍に「主走
査対応方向に長い線像」として結像する。カップリング
レンズ11aとシリンダレンズ11bとは「第1光学
系」を構成するが、第1光学系はこの形態に限らず「他
のレンズ構成」とすることも可能である。
は、光偏向器12の矢印方向への等速回転に伴い等角速
度的に時計回りに偏向する偏向光束となる。偏向光束
は、第2光学系13により、被走査面14上に光スポッ
トとして集光し、被走査面14を光走査する。第2光学
系13は、光スポットの走査速度を等速化する機能を有
する。上記線像は偏向反射面12aの近傍に結像し、第
2光学系13は、副走査対応方向に関して上記線像を物
点として光スポットを被走査面上に結像させるから、図
1の光走査光学系は偏向反射面12aの「面倒れ」を補
正する機能を有している。
ては単玉構成であるが、2枚以上のレンズで構成しても
良く、これらのレンズと同様の結像作用のある凹面鏡に
より構成することもできる。第2光学系を単玉構成とす
ることにはコスト上のメリットがあることは言うまでも
ない。
に集光される光スポットによる光走査に先立ち、第3光
学系15を介して光偏向器17に入射する。光偏向器1
7はこのようにして偏向光束を受光すると出力を発し、
この出力に基づき光走査開始のための同期信号が生成さ
れる。この同期信号に基づき、偏向光束による光走査
が、被走査面14における光走査開始位置Aから開始さ
れる。
は、上記同期信号が安定していなければならない。この
ため第3光学系は、光走査開始位置Aへ向かう偏向光束
を、ある程度小さいスポット径を持つ光スポットとして
光検出器の受光面に形成しなければならない。安定した
同期信号を生成するには、光検出器の出力が時間的に急
峻であるほど良いが、光検出器の受光面上に形成される
光スポットの径が大きくなると、光検出器の出力の時間
的な急峻性が悪くなり、同期信号が不安定になるからで
ある。
学系15による「偏向光束の結像位置近傍」に位置され
ることになる。必要に応じて、上記受光面と第3光学系
15との間にナイフエッジやスリットを設けて受光面に
入射する偏向光束を制限することにより、光検出器の出
力の時間的な急峻性を高めても良く、これらスリットや
ナイフエッジを光走査光学系のハウジングに一体に設け
ることもできる。
弱い集束性もしくは発散性の光束で、走査直交方向には
発散性であるから、光検出器の受光面に適当なスポット
径を持つ光スポットとして偏向光束を結像させるために
は、第3光学系は「走査直交方向により強い正のパワー
を持つアナモフィックなレンズ」である必要がある。
する方法は種々あるが、この発明においては、レンズ面
を安価且つ容易に精度良く形成できる点を重視し、面形
状として単純なシリンダ面と凸の球面を選択し、少なく
とも一方の面をシリンダ面とし、他方の面を凸の球面も
しくはシリンダ面として組み合わせることとした。
プリングレンズがコリメートレンズであるものとして説
明する。従って第1光学系からの光束は「主走査対応方
向において平行光束」である。
2a側が「凸の球面」で、光検出器17側が「走査直交
方向に集光作用を持つシリンダ面」である第3光学系1
5Aを用いたときの結像の様子(請求項4)を、走査方
向(図2(a))および走査直交方向(同(b))に就
いて示した。
のパワーを、凸の球面とシリンダ面とに割り振ることに
より、各面における集光力(正のパワー)を小さくする
ことができる。第3光学系を成形加工で製造する場合に
は、パワーの小さい面ほど成形誤差に影響されにくい。
従って、このように走査直交方向の正のパワーを両面に
分散して各面のパワーを弱めることにより、片面に大き
なパワーを持たせる場合に比して、第3光学系を成形誤
差の影響を受けにくくできる。また、凸の球面を偏向反
射面側にすることにより、同一位置にある光検出器に対
して走査方向の焦点距離が長くなり、偏向光束による光
検出器17の受光面に形成される光スポットが上記受光
面を横切る速度が大きくなるから、光検出器17の出力
の時間的な急峻性が良くなる。さらに、シリンダ面を光
検出器側に向けることにより走査直交方向の横倍率を小
さくでき、偏向反射面の面倒れの影響を受け難くするこ
とができる。
2a側が「走査方向に集光作用を持つシリンダ面」で、
光検出器17側が「走査直交方向に集光作用を持つシリ
ンダ面」である第3光学系15Bを用いたときの結像の
様子(請求項6)を、走査方向(図3(a))および走
査直交方向(同(b))に就いて示した。
走査直交方向の正のパワーを、別個のシリンダ面に割り
振ることにより、走査方向と走査直交方向の集光作用を
分離できる。また、各面がシリンダ面であるので、両面
の光軸合わせの精度が緩和され、製造が容易となる。
面が偏向反射面側に向いているので、同一位置にある光
検出器に対して走査方向の焦点距離が長くなり、走査直
交方向に集光作用のあるシリンダ面を光検出器側に向け
たことにより、走査直交方向の横倍率を小さくできる。
従って、図2の実施の形態の場合と同じく、光検出器1
7の出力の時間的な急峻性が良く、偏向反射面の面倒れ
の影響を受けにくい。
2a側が「凸の球面」で、光検出器17側が「走査方向
に発散作用を持つシリンダ面」である第3光学系15C
を用いたときの結像の様子(請求項7)を、走査方向
(図4(a))および走査直交方向(同(b))に就い
て示した。
束性を「走査方向に発散作用を持つシリンダ面」で弱め
ることにより走査方向における焦点距離を延ばして、走
査直交方向の光束集光性とのバランスを取り、光検出器
17の受光面近傍に偏向光束を集光させるのである。
す。この形態では第3光学系15Dの光偏向器側の面が
「走査方向に発散作用をもつシリンダ面」であり光偏向
器側が「凸の球面」である。
光学系のレンズ面をシリンダ面と凸の球面の組み合わせ
とし、シリンダ面に「走査方向の発散作用」を持たせる
ことにより、走査方向におけるレンズ形状が正のメニス
カス形状となるので、走査方向の結像性能を良好にで
き、光検出器の出力の時間的な急峻性を高めて、光走査
開始の同期精度を向上させることができる。
系の各面の作用(集光作用もしくは集光作用と発散作
用)を調整することにより、図1に示すように、光検出
器17の位置を「被走査面から光偏向器に近づいた位
置」に配備するようにできる。このようにすることによ
り、光検出器の配備位置の自由度が増し、光検出器を被
走査面の延長上に設ける必要が無いので、被走査面をな
す感光体と光検出器との位置関係を調整する必要が無
く、光走査光学系のコンパクト化も可能となる。
ば新規な光走査光学系を実現できる。この発明の光走査
光学系では、同期信号発生のために偏向光束を光検出器
に導く第3光学系を、偏向光束を被走査面上に集光させ
る第2光学系と別体としたので、第2光学系を介して偏
向光束を光検出器に導く場合に比して、第2光学系の口
径を小さくでき、第1〜第3光学系の個々を別個にハウ
ジングに取付けるので、各光学系の取付け態位を独立に
精度良く容易に調整できる(請求項1〜8)。
球面とシリンダ面、あるいはシリンダ面とシリンダ面と
いう単純な形状の面を採用したので、第3光学系を成形
により精度良く、容易且つ低コストで実現できる(請求
項2〜7)。
するための図である。
説明するための図である。
説明するための図である。
説明するための図である。
を説明するための図である。
Claims (8)
- 【請求項1】光源部と、この光源部からの光束を主走査
対応方向に長い線像に結像させる第1光学系と、上記線
像の結像位置近傍に偏向反射面を有し、第1光学系から
の光束を偏向させる光偏向器と、偏向された光束を被走
査面上に光スポットとして集光させる第2光学系と、光
走査開始位置へと向かう偏向光束を検出し、光走査開始
のための同期信号を発生するための光検出器と、上記光
走査開始位置へと向かう偏向光束を上記光検出器に導く
第3光学系とを有し、 上記第1、第2および第3光学系は互いに別体であり、 上記第3光学系が単一のアナモフィックレンズであり、
その一方の面がシリンダ面であることを特徴とする光走
査光学系。 - 【請求項2】請求項1記載の光走査光学系において、 第3光学系におけるシリンダ面が走査直交方向に集光作
用を持つことを特徴とする光走査光学系。 - 【請求項3】請求項2記載の光走査光学系において、 第3光学系の、シリンダ面と逆の側のレンズ面は凸の球
面であることを特徴とする光走査光学系。 - 【請求項4】請求項3記載の光走査光学系において、 第3光学系の、走査直交方向に集光作用を持つシリンダ
面が光検出器側に向けられたことを特徴とする光走査光
学系。 - 【請求項5】請求項1記載の光走査光学系において、 第3光学系の一方の面が走査直交方向に集光作用を持つ
シリンダ面であり、他方の面が走査方向に集光作用を持
つシリンダ面であることを特徴とする光走査光学系。 - 【請求項6】請求項5記載の光走査光学系において、 第3光学系の、走査直交方向に集光作用を持つシリンダ
面が光検出器側に向けられたことを特徴とする光走査光
学系。 - 【請求項7】請求項1記載の光走査光学系において、 第3光学系におけるシリンダ面は走査方向に発散作用を
持ち、第3光学系における他方の面は凸の球面であるこ
とを特徴とする光走査光学系。 - 【請求項8】請求項1〜7の任意の1に記載の光走査光
学系において、 第3光学系が、被走査面から光偏向器に近づいた位置に
設けられた光検出器に偏向光束を導くように、各面の作
用を調整されていることを特徴とする光走査光学系。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18345296A JP3205264B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 光走査光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18345296A JP3205264B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 光走査光学系 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1026733A true JPH1026733A (ja) | 1998-01-27 |
JP3205264B2 JP3205264B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=16136033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18345296A Expired - Lifetime JP3205264B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 光走査光学系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3205264B2 (ja) |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP18345296A patent/JP3205264B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP3205264B2 (ja) | 2001-09-04 |
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