JPH10282409A - 走査光学系 - Google Patents
走査光学系Info
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- JPH10282409A JPH10282409A JP9089735A JP8973597A JPH10282409A JP H10282409 A JPH10282409 A JP H10282409A JP 9089735 A JP9089735 A JP 9089735A JP 8973597 A JP8973597 A JP 8973597A JP H10282409 A JPH10282409 A JP H10282409A
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- optical system
- scanning direction
- axis
- scanning optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザープリンタ等の走査光学系を構成する
一枚構成のｆθレンズを、スポット径の微小化及びリニ
アリティの向上によって高解像度化する。 【構成】 【数７】 但し、ＲX、Ｒy、Ｋ、Ａn、Ｂmを任意係数、ｕとｖを整
数とする。で表され、ｆθレンズの入射面又は出射面の
形状を表現する非球面式において、Ａn｜Ｘn｜とＢm｜
Ｘm｜の夫々に、奇数次と偶数次を含む任意項を用い、
１枚構成でｆθレンズを設計する。
一枚構成のｆθレンズを、スポット径の微小化及びリニ
アリティの向上によって高解像度化する。 【構成】 【数７】 但し、ＲX、Ｒy、Ｋ、Ａn、Ｂmを任意係数、ｕとｖを整
数とする。で表され、ｆθレンズの入射面又は出射面の
形状を表現する非球面式において、Ａn｜Ｘn｜とＢm｜
Ｘm｜の夫々に、奇数次と偶数次を含む任意項を用い、
１枚構成でｆθレンズを設計する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は走査光学系用のｆθレ
ンズに関する。
ンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザープリンタ、複写機、ファクシミ
リ等の印字ユニットに使用される走査光学系Ａは、一般
に、図８に示すような構成を有する。
リ等の印字ユニットに使用される走査光学系Ａは、一般
に、図８に示すような構成を有する。
【０００３】図８において、１は半導体レーザ等を内蔵
したＬＤユニットで、ビーム光２を出射する。３は第１
光学系で、ビーム光２をおもに副走査方向（感光ドラム
の回転方向）に収束する。４はポリゴンミラーで、回転
することによってビーム光を主走査方向に振り分ける。
５はｆθレンズからなる第２光学系で、主走査方向（感
光ドラムの軸方向）と副走査方向の収束を行ない、感光
ドラム等の感光体６上に、収束した結像によって静電潜
像を形成する。
したＬＤユニットで、ビーム光２を出射する。３は第１
光学系で、ビーム光２をおもに副走査方向（感光ドラム
の回転方向）に収束する。４はポリゴンミラーで、回転
することによってビーム光を主走査方向に振り分ける。
５はｆθレンズからなる第２光学系で、主走査方向（感
光ドラムの軸方向）と副走査方向の収束を行ない、感光
ドラム等の感光体６上に、収束した結像によって静電潜
像を形成する。
【０００４】ここで、上記第２光学系５は、上記収束作
用の他に、ｆθ補正（ポリゴンミラーの回転角θと感光
ドラム上の走査方向の結像位置Ｘとの関係〔Ｘ＝ｆ
（θ）〕をリニアに保つための補正）の機能を持つ必要
がある。このため、通常は２枚乃至３枚のレンズを組み
合わせることが多い。
用の他に、ｆθ補正（ポリゴンミラーの回転角θと感光
ドラム上の走査方向の結像位置Ｘとの関係〔Ｘ＝ｆ
（θ）〕をリニアに保つための補正）の機能を持つ必要
がある。このため、通常は２枚乃至３枚のレンズを組み
合わせることが多い。
【０００５】これに対し、部品点数を少なくし小型・軽
量化を図るため、１枚構成のｆθレンズも考えられてい
る（特開平５−３２３２２３号公報）。このｆθレンズ
は、
量化を図るため、１枚構成のｆθレンズも考えられてい
る（特開平５−３２３２２３号公報）。このｆθレンズ
は、
【０００６】
【数２】
【０００７】というトーリック面を表す式を用いて設計
されている。また、この公報の発明は、ｆθレンズの直
前に、主走査方向に延びるスリット状の絞りを設け、副
走査方向のＦ値がスポットの位置によらず一定になるよ
うにしている。
されている。また、この公報の発明は、ｆθレンズの直
前に、主走査方向に延びるスリット状の絞りを設け、副
走査方向のＦ値がスポットの位置によらず一定になるよ
うにしている。
【０００８】この非球面レンズによる１枚構成のｆθレ
ンズを用いた場合、その走査光学系の光学性能は、同公
報によれば感光体上のスポット径が１２０μｍ以上とな
っている。
ンズを用いた場合、その走査光学系の光学性能は、同公
報によれば感光体上のスポット径が１２０μｍ以上とな
っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の設計式を用
いたｆθレンズにおいて、非球面式は主走査方向のみに
対応する。副走査方向は単純形状のトーリック面とし、
上記スリット状の絞りとの組み合わせによりＦ値の一定
化を図っている。しかし、この従来構成では、高解像度
化に必要な性能、特にスポット径の微小化が困難な問題
があった。
いたｆθレンズにおいて、非球面式は主走査方向のみに
対応する。副走査方向は単純形状のトーリック面とし、
上記スリット状の絞りとの組み合わせによりＦ値の一定
化を図っている。しかし、この従来構成では、高解像度
化に必要な性能、特にスポット径の微小化が困難な問題
があった。
【００１０】そこで、この発明は、設計に用いる非球面
式に工夫をすることにより、スリットを設けることな
く、１枚構成であっても高解像度化が容易に可能となる
ｆθレンズを提供することを目的とする。
式に工夫をすることにより、スリットを設けることな
く、１枚構成であっても高解像度化が容易に可能となる
ｆθレンズを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源から発し
たビーム光を、回転するポリゴンミラーで反射し、ビー
ム光の収束とｆθ補正を行うｆθレンズを通して、感光
体上に走査・結像させる走査光学系において、上記ｆθ
レンズを、ｆθレンズと光軸の交点を原点とし、光軸方
向をＺ軸、主走査方向をＸ軸、副走査方向をＹ軸とした
とき（図３に、Ｘ、Ｙ、Ｚの各座標軸とレンズ形状の関
係を示す。）、
たビーム光を、回転するポリゴンミラーで反射し、ビー
ム光の収束とｆθ補正を行うｆθレンズを通して、感光
体上に走査・結像させる走査光学系において、上記ｆθ
レンズを、ｆθレンズと光軸の交点を原点とし、光軸方
向をＺ軸、主走査方向をＸ軸、副走査方向をＹ軸とした
とき（図３に、Ｘ、Ｙ、Ｚの各座標軸とレンズ形状の関
係を示す。）、
【００１２】
【数３】 但し、ＲX、Ｒy、Ｋ、Ａn、Ｂmを任意係数、ｕとｖを整
数とする。 で表され、ｆθレンズの入射面又は出射面の形状を表現
する非球面式において、ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の
夫々に、奇数次と偶数次を含む任意項を用いて、１枚構
成で設計したことを特徴とする。
数とする。 で表され、ｆθレンズの入射面又は出射面の形状を表現
する非球面式において、ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の
夫々に、奇数次と偶数次を含む任意項を用いて、１枚構
成で設計したことを特徴とする。
【００１３】上記非球面式は、主走査方向位置Ｘ及び
副走査方向位置Ｙに対するレンズ面の光軸方向高さＺを
表わすもので、この非球面式によって定義されるｆθ
レンズのレンズ面の形状は、主走査方向（Ｘ軸）に沿う
形状が自由曲線であり、副走査方向（Ｙ軸）に沿う形状
が、主走査方向位置Ｘによって曲率が変化する円弧であ
る。
副走査方向位置Ｙに対するレンズ面の光軸方向高さＺを
表わすもので、この非球面式によって定義されるｆθ
レンズのレンズ面の形状は、主走査方向（Ｘ軸）に沿う
形状が自由曲線であり、副走査方向（Ｙ軸）に沿う形状
が、主走査方向位置Ｘによって曲率が変化する円弧であ
る。
【００１４】上記主走査方向の曲線は、上記非球面式
の第１項と第２項の和
の第１項と第２項の和
【００１５】
【数４】
【００１６】によって形成され、上記副走査方向の円弧
形状は非球面式の第３項
形状は非球面式の第３項
【００１７】
【数５】
【００１８】によって形成される。第１項はＹ＝０時の
主走査方向（ＸＺ平面上）に沿う基本曲線を表わし、こ
の曲線に第２項で複数のｘのｎ次曲線を加算合成するこ
とによって、任意の自由曲線を作ることができる。第３
項の中には、複数のｘのｍ次関数が含まれる。主走査方
向位置ｘに対して、このｘのｍ次関数の和及びＣyを変
化させることによって、副走査方向の円弧の曲率を主走
査方向位置ｘに応じて任意に変化させることができる。
主走査方向（ＸＺ平面上）に沿う基本曲線を表わし、こ
の曲線に第２項で複数のｘのｎ次曲線を加算合成するこ
とによって、任意の自由曲線を作ることができる。第３
項の中には、複数のｘのｍ次関数が含まれる。主走査方
向位置ｘに対して、このｘのｍ次関数の和及びＣyを変
化させることによって、副走査方向の円弧の曲率を主走
査方向位置ｘに応じて任意に変化させることができる。
【００１９】上記非球面式において、ｎ次関数の和
（ΣＡn｜Ｘn｜）とｍ次関数の和（ΣＢm｜Ｘm｜）は、
偶数次に加え奇数次を併せ用いることが、設計の自由度
を高くして高性能のレンズを得るために重要な条件であ
る。
（ΣＡn｜Ｘn｜）とｍ次関数の和（ΣＢm｜Ｘm｜）は、
偶数次に加え奇数次を併せ用いることが、設計の自由度
を高くして高性能のレンズを得るために重要な条件であ
る。
【００２０】上記走査光学系において、図１に示すよう
に、光源から出たビーム光が、ｆθレンズの光軸に対し
主走査方向に角度αをもってポリゴンミラーに入射する
場合は、ｆθレンズの入射面及び出射面を、夫々主走査
方向に２分割して得られる４面を、上記非球面式を個別
に適用し異なる係数を持つものとして別々に設計し、左
右非対称のｆθレンズとすることができる。
に、光源から出たビーム光が、ｆθレンズの光軸に対し
主走査方向に角度αをもってポリゴンミラーに入射する
場合は、ｆθレンズの入射面及び出射面を、夫々主走査
方向に２分割して得られる４面を、上記非球面式を個別
に適用し異なる係数を持つものとして別々に設計し、左
右非対称のｆθレンズとすることができる。
【００２１】上記非球面式において、主走査方向（Ｘ
軸）に沿う自由曲線を決定するｎ次関数、及び副走査方
向（Ｙ軸）に沿う円弧の曲率を主走査方向に任意に変化
させるｍ次関数は、それぞれ、走査光学系用のＦθレン
ズにおいて、従来使われていない奇数次項を含み、レン
ズ形状の豊かな表現を可能とする。したがって、一枚構
成のｆθレンズであっても、高解像度化に必要な光学性
能、特にスポット径の微小化が容易に達成できる。
軸）に沿う自由曲線を決定するｎ次関数、及び副走査方
向（Ｙ軸）に沿う円弧の曲率を主走査方向に任意に変化
させるｍ次関数は、それぞれ、走査光学系用のＦθレン
ズにおいて、従来使われていない奇数次項を含み、レン
ズ形状の豊かな表現を可能とする。したがって、一枚構
成のｆθレンズであっても、高解像度化に必要な光学性
能、特にスポット径の微小化が容易に達成できる。
【００２２】次に、上記非球面式において、特に高い
設計精度を得るための条件について述べる。
設計精度を得るための条件について述べる。
【００２３】ｎ次関数の和（ΣＡn｜Ｘn｜）とｍ次関数
の和（ΣＢm｜Ｘm｜）の設計に用いる項の数は、少ない
方が短時間で設計することができるが、ある程度多くし
ないと、高い精度を得ることができない。また、用いる
次数は低い方が設計が容易であるが、ある程度高い次数
を用いないと、精度を高くすることができない。
の和（ΣＢm｜Ｘm｜）の設計に用いる項の数は、少ない
方が短時間で設計することができるが、ある程度多くし
ないと、高い精度を得ることができない。また、用いる
次数は低い方が設計が容易であるが、ある程度高い次数
を用いないと、精度を高くすることができない。
【００２４】高い精度を得る基準は、用いる項数につい
て、ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の夫々に７個以上の項
を用いることであり、用いる次数について、ΣＡn｜Ｘn
｜とΣＢm｜Ａm｜の夫々に１０次以上の項を含めて用い
ることである
て、ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の夫々に７個以上の項
を用いることであり、用いる次数について、ΣＡn｜Ｘn
｜とΣＢm｜Ａm｜の夫々に１０次以上の項を含めて用い
ることである
【００２５】設計時間の短縮と高い精度を得ることの双
方の条件を満たすことを考慮して、上記基準を適用する
と、例えば、ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の夫々に奇数
次と偶数次を含む７つの項を用い、且つ、ｕとｖを夫々
１０とすることができる。
方の条件を満たすことを考慮して、上記基準を適用する
と、例えば、ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の夫々に奇数
次と偶数次を含む７つの項を用い、且つ、ｕとｖを夫々
１０とすることができる。
【００２６】上記７つの項は、より具体的には、３次、
４次、５次、６次、７次、８次、１０次の項とすること
ができる。
４次、５次、６次、７次、８次、１０次の項とすること
ができる。
【００２７】また、ポリゴンミラーへのビーム光の入射
が、ＸＺ平面上でｆθレンズの光軸と交差する方向から
行われる場合（角度αを持つ）は、ｆθレンズの入射面
と出射面の夫々を左右非対称とし、各面毎に任意の非球
面係数を決定することにより、ポリゴンミラーの反射角
度の変化によって生ずる反射点のずれによる光学性能へ
の悪影響の除去を適切に行なうことができる。
が、ＸＺ平面上でｆθレンズの光軸と交差する方向から
行われる場合（角度αを持つ）は、ｆθレンズの入射面
と出射面の夫々を左右非対称とし、各面毎に任意の非球
面係数を決定することにより、ポリゴンミラーの反射角
度の変化によって生ずる反射点のずれによる光学性能へ
の悪影響の除去を適切に行なうことができる。
【００２８】
【実施例】図１に、本発明の一実施例である走査光学系
の全体構成を示す。この実施例には、本発明の非球面式
を用いて設計したｆθレンズが組み込まれている。
の全体構成を示す。この実施例には、本発明の非球面式
を用いて設計したｆθレンズが組み込まれている。
【００２９】図１において、７は光源とコリメーターレ
ンズを内蔵しビーム光を作り出すＬＤユニット、８は第
１光学系で、ビーム光の収束を、主として副走査方向
（感光ドラムの回転方向）に対して行い、これに比べる
と小さな収束率で主走査方向にも行う。９は光偏光器で
あるポリゴンミラー、１０はｆθレンズからなる第２光
学系、１１は印字ドラム等の感光体を示す。図１を設計
例の諸値が適用される部分を明らかにする等のため書き
換えて図２に示す。
ンズを内蔵しビーム光を作り出すＬＤユニット、８は第
１光学系で、ビーム光の収束を、主として副走査方向
（感光ドラムの回転方向）に対して行い、これに比べる
と小さな収束率で主走査方向にも行う。９は光偏光器で
あるポリゴンミラー、１０はｆθレンズからなる第２光
学系、１１は印字ドラム等の感光体を示す。図１を設計
例の諸値が適用される部分を明らかにする等のため書き
換えて図２に示す。
【００３０】図２に示すように、ＬＤユニット７は、半
導体レーザ１２、レーザー光を平行光に近づける（完全
に平行光化する場合を含む）コリメータレンズ１３、絞
り１４から構成される。また、第１光学系８は、ビーム
光を主走査方向及び副走査方向（感光ドラムの回転方
向）に収束するトロイダルレンズから構成される。
導体レーザ１２、レーザー光を平行光に近づける（完全
に平行光化する場合を含む）コリメータレンズ１３、絞
り１４から構成される。また、第１光学系８は、ビーム
光を主走査方向及び副走査方向（感光ドラムの回転方
向）に収束するトロイダルレンズから構成される。
【００３１】ポリゴンミラー９は、反射面を多角形状に
形成したもので、回転することにより、入射したビーム
光を主走査方向Ｘ（感光ドラムの軸方向）に振分けるよ
うに偏向する。
形成したもので、回転することにより、入射したビーム
光を主走査方向Ｘ（感光ドラムの軸方向）に振分けるよ
うに偏向する。
【００３２】第２光学系１０は、前記本発明の非球面式
を用いて設計したｆθレンズで、主走査方向Ｘ及び副
走査方向Ｙの双方の収束を行なうと同時に、ｆθ補正を
行って、収束したビーム光を感光体１１上に走査・結像
させる。
を用いて設計したｆθレンズで、主走査方向Ｘ及び副
走査方向Ｙの双方の収束を行なうと同時に、ｆθ補正を
行って、収束したビーム光を感光体１１上に走査・結像
させる。
【００３３】次に、上記構成の各部分の具体的設計例を
２つ挙げ、その光学的性能を、各々説明する。［設計例
１］トロイダルレンズからなる第１光学系８と、ｆθレ
ンズからなる第２光学系１０は、夫々１枚構成のもので
あり、光学系全体でｆθ特性のｆは１６０ｍｍ、感光体
６上の走査幅Ｌは±１１０ｍｍである。
２つ挙げ、その光学的性能を、各々説明する。［設計例
１］トロイダルレンズからなる第１光学系８と、ｆθレ
ンズからなる第２光学系１０は、夫々１枚構成のもので
あり、光学系全体でｆθ特性のｆは１６０ｍｍ、感光体
６上の走査幅Ｌは±１１０ｍｍである。
【００３４】ＬＤユニット７は、半導体レーザー１２に
波長７８０ｎｍ（各光学系の屈折率は１.５１８６３と
なる）のものを使用し、これをｆ＝８ｍｍのコリメータ
レンズ１３を使用して平行光化した後、主走査方向が
３.６ｍｍで副走査方向が２.２ｍｍの楕円形状の絞り１
４を用いて、トランケート比を主走査方向で０.４４、
副走査方向で０.８４４としている。
波長７８０ｎｍ（各光学系の屈折率は１.５１８６３と
なる）のものを使用し、これをｆ＝８ｍｍのコリメータ
レンズ１３を使用して平行光化した後、主走査方向が
３.６ｍｍで副走査方向が２.２ｍｍの楕円形状の絞り１
４を用いて、トランケート比を主走査方向で０.４４、
副走査方向で０.８４４としている。
【００３５】ポリゴンミラー９は、内接円の直径がφ３
４.６で、外周の反射面を６面体としたものである。
４.６で、外周の反射面を６面体としたものである。
【００３６】第１光学系８であるトロイダルレンズは、
図２において、入射面８Ｒ1と出射面８Ｒ2を、トロイダ
ル形状としたもので、その形状は、次の曲率半径Ｒ、非
球面係数Ａn、及び離心率Ｋで定義される。
図２において、入射面８Ｒ1と出射面８Ｒ2を、トロイダ
ル形状としたもので、その形状は、次の曲率半径Ｒ、非
球面係数Ａn、及び離心率Ｋで定義される。
【００３７】 ８Ｒ1（ＴＲ） Ｘ方向 Ｒ ＝ −７８.４１５３６ Ｙ方向 １／Ｒ＝ ０.１５７８９７７５２２２１０Ｅ−０１ ８Ｒ2（ＴＲ） Ｘ方向 Ｒ ＝ −５９.５９９７６ Ｙ方向 １／Ｒ＝ −０.１６１３７６４３５８２３３Ｅ−０１ Ａ4 ＝ ０.６８８３５９１４８８６５６Ｅ−０３ Ａ6 ＝ −０.１９９５７１３２２７０１５Ｅ−０３ Ａ8 ＝ −０.１２１１９０８１７３７００Ｅ−０３ Ａ10 ＝ ０.１０７８２３３０２２７１９Ｅ−０３ Ｋ ＝ ０
【００３８】上記数値の内で、Ｘ方向とあるのは主走査
方向、Ｙ方向とあるのは副走査方向を意味する（図２に
第１光学系の座標軸を示している。）。
方向、Ｙ方向とあるのは副走査方向を意味する（図２に
第１光学系の座標軸を示している。）。
【００３９】また、出射面８Ｒ2のＹ方向の形状は、上
記数値を、次式に適用して得られるものである。
記数値を、次式に適用して得られるものである。
【００４０】
【数６】
【００４１】第２光学系１０であるｆθレンズは、ポリ
ゴンミラー９から感光体１１に向かって左右の部分を、
本発明の前記非球面式によって別々に設計し（次の
［表１］［表２］に、非球面式の各係数を示す）、左右
非対称としている。これは、ＬＤユニット７が側方に配
置され、ポリゴンミラー９の反射角度の変化によって生
ずる反射点のずれによる光学性能への悪影響を吸収補正
するためである。
ゴンミラー９から感光体１１に向かって左右の部分を、
本発明の前記非球面式によって別々に設計し（次の
［表１］［表２］に、非球面式の各係数を示す）、左右
非対称としている。これは、ＬＤユニット７が側方に配
置され、ポリゴンミラー９の反射角度の変化によって生
ずる反射点のずれによる光学性能への悪影響を吸収補正
するためである。
【００４２】次の表で、１０Ｒ1は入射側、１０Ｒ2は出
射側を示し、ポリゴンミラー９から感光体１１を見て、
マイナス側は左側、プラス側は右側を意味する（Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸とｆθレンズの各面との対応関係は図２，図３
を参照）。
射側を示し、ポリゴンミラー９から感光体１１を見て、
マイナス側は左側、プラス側は右側を意味する（Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸とｆθレンズの各面との対応関係は図２，図３
を参照）。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】上記設計例１の走査光学系で、得られる光
学性能は、次に示すようになる。感光体上に結像するス
ポット径は、図４に示すように、主走査方向で６０μｍ
と一定値を保ち、副走査方向で６０〜７０μｍとなり、
そのバラツキは±５μｍ以下となる。
学性能は、次に示すようになる。感光体上に結像するス
ポット径は、図４に示すように、主走査方向で６０μｍ
と一定値を保ち、副走査方向で６０〜７０μｍとなり、
そのバラツキは±５μｍ以下となる。
【００４６】ここで、スポット径とは、照射スポットに
おいて、最大エネルギーの部分を１００％とし、１／ｅ
2＝１３.５％以上のエネルギー照射量がある範囲の直径
を測ったものである。
おいて、最大エネルギーの部分を１００％とし、１／ｅ
2＝１３.５％以上のエネルギー照射量がある範囲の直径
を測ったものである。
【００４７】このように、スポット径が先に説明した先
行技術の１２０μｍよりも、かなり小さくできることに
より、高解像度の印字が可能になる。
行技術の１２０μｍよりも、かなり小さくできることに
より、高解像度の印字が可能になる。
【００４８】また、走査幅Ｌ＝−１１０.０４ｍｍ〜＋
１１０.０３ｍｍにおけるリニアリティは、図５に示す
ように、０．０１５ｍｍ〜０.１２９ｍｍの範囲内に収
まり、一枚構成のｆθレンズで高い精度が得られること
がわかる。
１１０.０３ｍｍにおけるリニアリティは、図５に示す
ように、０．０１５ｍｍ〜０.１２９ｍｍの範囲内に収
まり、一枚構成のｆθレンズで高い精度が得られること
がわかる。
【００４９】［設計例２］これは、設計例１において、
ポリゴンミラー９を、内接円の直径がφ１２ｍｍの４面
体のものに変更し、配置を対応させたものである。他の
要素は設計例１と共通する。
ポリゴンミラー９を、内接円の直径がφ１２ｍｍの４面
体のものに変更し、配置を対応させたものである。他の
要素は設計例１と共通する。
【００５０】設計例２の走査光学系の光学性能は、次に
示すようになる。感光体上に結像するスポット径は、図
６に示すように、主走査方向で５５〜６５μｍ、副走査
方向で７０〜８０μｍとなり、そのバラツキは±５μｍ
以下となる。また、走査幅Ｌ＝−１０９.１２ｍｍ〜＋
１０６.６３ｍｍにおけるリニアリティは、図７に示す
ように、０.１３ｍｍ〜−０.３９ｍｍの範囲内に収まっ
ている。
示すようになる。感光体上に結像するスポット径は、図
６に示すように、主走査方向で５５〜６５μｍ、副走査
方向で７０〜８０μｍとなり、そのバラツキは±５μｍ
以下となる。また、走査幅Ｌ＝−１０９.１２ｍｍ〜＋
１０６.６３ｍｍにおけるリニアリティは、図７に示す
ように、０.１３ｍｍ〜−０.３９ｍｍの範囲内に収まっ
ている。
【００５１】したがって、設計例２も設計例１と同様
に、スポット径を、先に説明した先行技術の１２０μｍ
よりも小さくできることから高解像度の印字が可能にな
る。
に、スポット径を、先に説明した先行技術の１２０μｍ
よりも小さくできることから高解像度の印字が可能にな
る。
【００５２】
【発明の効果】本発明は、走査光学系に、設計の自由度
が高い非球面式を用いて設計したｆθレンズを組込むの
で、一枚構成のｆθレンズで、高解像度化に必要なスポ
ット径の微小化及びリニアリティの向上が可能になる。
が高い非球面式を用いて設計したｆθレンズを組込むの
で、一枚構成のｆθレンズで、高解像度化に必要なスポ
ット径の微小化及びリニアリティの向上が可能になる。
【００５３】また、左右非対称の形状とすることによ
り、側方に配置した光源からポリゴンミラーの反射角度
の変化によって生ずる反射点のずれによる光学性能への
悪影響をなくすことができる。
り、側方に配置した光源からポリゴンミラーの反射角度
の変化によって生ずる反射点のずれによる光学性能への
悪影響をなくすことができる。
【図１】 本発明の走査光学系の構成例を示す図
【図２】 各部の寸法等を明らかにするために図１を書
き直した図
き直した図
【図３】 本発明で用いる非球面式の座標軸とレンズ形
状の関係を示す図
状の関係を示す図
【図４】 本発明の設計例１で得られたスポット径を、
主走査方向と副走査方向について示した図
主走査方向と副走査方向について示した図
【図５】 本発明の設計例１で実測されたリニアリティ
特性図
特性図
【図６】 本発明の設計例２で得られたスポット径を、
主走査方向と副走査方向について示した図
主走査方向と副走査方向について示した図
【図７】 本発明の設計例２で実測されたリニアリティ
特性図
特性図
【図８】 走査光学系の一般的構成を示す図
【符号の説明】 ７ ＬＤユニット ８ 第１光学系 ９ ポリゴンミラー １０ 第２光学系（ｆθレンズ） １１ 感光体
Claims (5)
- 【請求項１】 光源から発したビーム光を、回転するポ
リゴンミラーで反射し、ビーム光の収束とｆθ補正を行
うｆθレンズを通して、感光体上に走査・結像させる走
査光学系において、 上記ｆθレンズを、 ｆθレンズと光軸の交点を原点とし、光軸方向をＺ軸、
主走査方向をＸ軸、副走査方向をＹ軸としたとき、 【数１】 但し、ＲX、Ｒy、Ｋ、Ａn、Ｂmを任意係数、ｕとｖを整
数とする。 で表され、ｆθレンズの入射面又は出射面の形状を表現
する非球面式において、ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の
夫々に、奇数次と偶数次を含む任意項を用いて、１枚構
成で設計したことを特徴とする走査光学系。 - 【請求項２】ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の夫々に７個
以上の項を用いたことを特徴とする請求項１記載の走査
光学系。 - 【請求項３】ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の夫々に１０
次以上の項を含めて用いたことを特徴とする請求項２記
載の走査光学系。 - 【請求項４】ΣＡn｜Ｘn｜とΣＢm｜Ｘm｜の夫々に、３
次、４次、５次、６次、７次、８次、１０次の項を用い
たことを特徴とする請求項３記載の走査光学系。 - 【請求項５】光源から出たビーム光が、ｆθレンズの光
軸に対し主走査方向に角度をもってポリゴンミラーに入
射する場合において、 ｆθレンズの入射面及び出射面を、夫々主走査方向に２
分割して得られる４面を、上記非球面式を個別に適用し
異なる係数を持つものとして別々に設計し、左右非対称
のｆθレンズとしたことを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項に記載した走査光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9089735A JPH10282409A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 走査光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9089735A JPH10282409A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 走査光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10282409A true JPH10282409A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13979032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9089735A Withdrawn JPH10282409A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 走査光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10282409A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7388698B2 (en) | 2004-07-02 | 2008-06-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Laser scanning unit with meniscus scan lens having asymmetric, negative curvature in the sub-scanning direction and absolute curvature values in the main-scanning direction that are maximal at the center and differing minimal values at each side |
| US7542190B2 (en) | 2005-09-15 | 2009-06-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Tandem laser scanning unit includes an optical scanning lens includes at least one sub-scanning cross-section having an aspherical surface in a sub-scanning direction to reduce a curvature of the scanning line |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP9089735A patent/JPH10282409A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7388698B2 (en) | 2004-07-02 | 2008-06-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Laser scanning unit with meniscus scan lens having asymmetric, negative curvature in the sub-scanning direction and absolute curvature values in the main-scanning direction that are maximal at the center and differing minimal values at each side |
| US7542190B2 (en) | 2005-09-15 | 2009-06-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Tandem laser scanning unit includes an optical scanning lens includes at least one sub-scanning cross-section having an aspherical surface in a sub-scanning direction to reduce a curvature of the scanning line |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |