JPH1184285A - 走査レンズ系 - Google Patents
走査レンズ系Info
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- JPH1184285A JPH1184285A JP24841697A JP24841697A JPH1184285A JP H1184285 A JPH1184285 A JP H1184285A JP 24841697 A JP24841697 A JP 24841697A JP 24841697 A JP24841697 A JP 24841697A JP H1184285 A JPH1184285 A JP H1184285A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- scanning lens
- lens system
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- lens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ビーム間隔の狭い走査を良好かつ安定なビー
ム位置精度で行うことができる走査レンズ系を提供す
る。 【解決手段】 走査レンズ系を構成している第２走査レ
ンズ６の被走査面７側面は、２つの拡張トーリック面６
ａ，６ｂから成っている。拡張トーリック面６ａ，６ｂ
は、走査面(XY平面)に平行な面に対して対称な形状であ
って、走査角が大きくなるにつれて母線間隔が小さくな
る形状になっている。拡張トーリック面６ａ，６ｂは副
走査方向(Z軸方向)に偏心しており、各母線は副走査方
向にねじれている。
ム位置精度で行うことができる走査レンズ系を提供す
る。 【解決手段】 走査レンズ系を構成している第２走査レ
ンズ６の被走査面７側面は、２つの拡張トーリック面６
ａ，６ｂから成っている。拡張トーリック面６ａ，６ｂ
は、走査面(XY平面)に平行な面に対して対称な形状であ
って、走査角が大きくなるにつれて母線間隔が小さくな
る形状になっている。拡張トーリック面６ａ，６ｂは副
走査方向(Z軸方向)に偏心しており、各母線は副走査方
向にねじれている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査レンズ系に関
するものであり、更に詳しくは、プリンター，ファクシ
ミリ等に用いる走査レンズ系に関するものである。
するものであり、更に詳しくは、プリンター，ファクシ
ミリ等に用いる走査レンズ系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光学要素が副走査方向に並んで配置され
た走査レンズ系が、特開平１−１６４９１７号公報，特
開平２−１６７５２１号公報，特開昭６４−７２１１８
号公報で提案されている。特開平２−１６７５２１号公
報，特開昭６４−７２１１８号公報で提案されている走
査レンズ系では、１つの光路中の２つの光学部品が一体
的に構成されている。これに対し、特開平１−１６４９
１７号公報で提案されている走査レンズ系では、２つの
レーザー光源とそれぞれ対応するように、同じ形状のレ
ンズが副走査方向に重なって配置されている。これによ
り、各レーザー光源から発せられたレーザービームは、
重ね合わされることなく別光路を構成し、被走査面上で
それぞれ結像する。
た走査レンズ系が、特開平１−１６４９１７号公報，特
開平２−１６７５２１号公報，特開昭６４−７２１１８
号公報で提案されている。特開平２−１６７５２１号公
報，特開昭６４−７２１１８号公報で提案されている走
査レンズ系では、１つの光路中の２つの光学部品が一体
的に構成されている。これに対し、特開平１−１６４９
１７号公報で提案されている走査レンズ系では、２つの
レーザー光源とそれぞれ対応するように、同じ形状のレ
ンズが副走査方向に重なって配置されている。これによ
り、各レーザー光源から発せられたレーザービームは、
重ね合わされることなく別光路を構成し、被走査面上で
それぞれ結像する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開平１−１６４９１
７号公報で提案されている走査レンズ系によると、２本
のレーザービームの間隔がレーザー光源の間隔だけ離れ
てしまう。このようにビーム間隔が広いと、感光体ドラ
ムの回転ムラ等の影響によってピッチムラ等が発生しや
すい。また、各光路が別体の光学要素で構成されている
ため、ビーム位置精度が低く、ビーム間隔が安定しにく
い。
７号公報で提案されている走査レンズ系によると、２本
のレーザービームの間隔がレーザー光源の間隔だけ離れ
てしまう。このようにビーム間隔が広いと、感光体ドラ
ムの回転ムラ等の影響によってピッチムラ等が発生しや
すい。また、各光路が別体の光学要素で構成されている
ため、ビーム位置精度が低く、ビーム間隔が安定しにく
い。
【０００４】本発明は上記のような点に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ビーム間隔の狭い走査を良
好かつ安定なビーム位置精度で行うことができる走査レ
ンズ系を提供することにある。
ものであって、その目的は、ビーム間隔の狭い走査を良
好かつ安定なビーム位置精度で行うことができる走査レ
ンズ系を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明の走査レンズ系は、偏向された複数のビ
ームを被走査面上で結像走査させる走査レンズ系であっ
て、当該走査レンズ系が、前記複数のビームのそれぞれ
に対応するように副走査方向に並んだ複数の拡張トーリ
ック面から成る形状の光学面を備え、前記複数の拡張ト
ーリック面が走査面に平行な面に対して対称な形状であ
るとともに、各拡張トーリック面の母線が走査面に垂直
な方向にねじれていることを特徴とする。
め、第１の発明の走査レンズ系は、偏向された複数のビ
ームを被走査面上で結像走査させる走査レンズ系であっ
て、当該走査レンズ系が、前記複数のビームのそれぞれ
に対応するように副走査方向に並んだ複数の拡張トーリ
ック面から成る形状の光学面を備え、前記複数の拡張ト
ーリック面が走査面に平行な面に対して対称な形状であ
るとともに、各拡張トーリック面の母線が走査面に垂直
な方向にねじれていることを特徴とする。
【０００６】第２の発明の走査レンズ系は、上記第１の
発明の構成において、前記各拡張トーリック面の母線間
隔が、走査角が大きくなるにつれて小さくなることを特
徴とする。
発明の構成において、前記各拡張トーリック面の母線間
隔が、走査角が大きくなるにつれて小さくなることを特
徴とする。
【０００７】第３の発明の走査レンズ系は、上記第１又
は第２の発明の構成において、前記光学面以外の面が、
平面，軸対称面，トーリック面又はシリンダ面であるこ
とを特徴とする。
は第２の発明の構成において、前記光学面以外の面が、
平面，軸対称面，トーリック面又はシリンダ面であるこ
とを特徴とする。
【０００８】第４の発明の走査レンズ系は、上記第１，
第２又は第３の発明の構成において、一方の面が前記光
学面であり、その反対側の面が平面，軸対称面，トーリ
ック面又はシリンダ面である、レンズを有することを特
徴とする。
第２又は第３の発明の構成において、一方の面が前記光
学面であり、その反対側の面が平面，軸対称面，トーリ
ック面又はシリンダ面である、レンズを有することを特
徴とする。
【０００９】第５の発明の走査レンズ系は、上記第１，
第２，第３又は第４の発明の構成において、樹脂で一体
成形され、かつ、前記光学面が設けられたレンズを有す
ることを特徴とする。
第２，第３又は第４の発明の構成において、樹脂で一体
成形され、かつ、前記光学面が設けられたレンズを有す
ることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した走査レン
ズ系を、図面を参照しつつ説明する。図１に、第１の実
施の形態が用いられた走査光学系の概略構成を示す。こ
の走査光学系は、２つのレーザー光源１と，２つの集光
レンズ(又はコリメータレンズ)２と，１つのシリンドリ
カルレンズ３と，１つのポリゴンミラー(偏向器)４と，
第１走査レンズ５及び第２走査レンズ６から成る走査レ
ンズ系と，を備えている。さらに、書き出し位置検出用
のレーザービームを集光させるＳＯＳ(Start Of Scanni
ng)レンズ８と、集光レンズ８で集光されたレーザービ
ームを受光するＳＯＳセンサ９と、が配置されている。
なお、第１走査レンズ５の光軸ＡＸ方向をX軸方向、主
走査方向をY軸方向、副走査方向をZ軸方向として、X,Y,
Z軸方向が互いに直交するものとする。
ズ系を、図面を参照しつつ説明する。図１に、第１の実
施の形態が用いられた走査光学系の概略構成を示す。こ
の走査光学系は、２つのレーザー光源１と，２つの集光
レンズ(又はコリメータレンズ)２と，１つのシリンドリ
カルレンズ３と，１つのポリゴンミラー(偏向器)４と，
第１走査レンズ５及び第２走査レンズ６から成る走査レ
ンズ系と，を備えている。さらに、書き出し位置検出用
のレーザービームを集光させるＳＯＳ(Start Of Scanni
ng)レンズ８と、集光レンズ８で集光されたレーザービ
ームを受光するＳＯＳセンサ９と、が配置されている。
なお、第１走査レンズ５の光軸ＡＸ方向をX軸方向、主
走査方向をY軸方向、副走査方向をZ軸方向として、X,Y,
Z軸方向が互いに直交するものとする。
【００１１】各レーザー光源１から発せられたレーザー
ビームは、集光レンズ２とシリンドリカルレンズ３を通
過した後、ポリゴンミラー４で偏向反射される。ポリゴ
ンミラー４で偏向反射された各レーザービームは、被走
査面(感光体ドラム)７上で主・副走査方向について集光
するとともに、被走査面７上をほぼ等速度で移動するこ
とにより、画像(潜像)を形成する。
ビームは、集光レンズ２とシリンドリカルレンズ３を通
過した後、ポリゴンミラー４で偏向反射される。ポリゴ
ンミラー４で偏向反射された各レーザービームは、被走
査面(感光体ドラム)７上で主・副走査方向について集光
するとともに、被走査面７上をほぼ等速度で移動するこ
とにより、画像(潜像)を形成する。
【００１２】図２に、第２走査レンズ６の外観を示し、
図３(Ａ)に第２走査レンズ６の副走査断面を示し、図３
(Ｂ)に第２走査レンズ６を被走査面７側から見た正面を
示す。図２，図３から分かるように、第２走査レンズ６
の被走査面７側の面は、２本のレーザービームのそれぞ
れに対応するように副走査方向(Z軸方向)に並んだ２つ
の拡張トーリック面６ａ，６ｂから成る形状を有してい
る。
図３(Ａ)に第２走査レンズ６の副走査断面を示し、図３
(Ｂ)に第２走査レンズ６を被走査面７側から見た正面を
示す。図２，図３から分かるように、第２走査レンズ６
の被走査面７側の面は、２本のレーザービームのそれぞ
れに対応するように副走査方向(Z軸方向)に並んだ２つ
の拡張トーリック面６ａ，６ｂから成る形状を有してい
る。
【００１３】図３中、Ｌは拡張トーリック面６ａと拡張
トーリック面６ｂとの境界線、Ｌａは拡張トーリック面
６ａの母線、Ｌｂは拡張トーリック面６ｂの母線であ
る。また、シリンドリカルレンズ３と、第１走査レンズ
５と、拡張トーリック面６ａ，６ｂの反対側面(すなわ
ち、第２走査レンズ６のビーム入射側面)と、は共軸光
学系を成しており、第１走査レンズ５の光軸ＡＸは各面
の回転対称軸と一致している。
トーリック面６ｂとの境界線、Ｌａは拡張トーリック面
６ａの母線、Ｌｂは拡張トーリック面６ｂの母線であ
る。また、シリンドリカルレンズ３と、第１走査レンズ
５と、拡張トーリック面６ａ，６ｂの反対側面(すなわ
ち、第２走査レンズ６のビーム入射側面)と、は共軸光
学系を成しており、第１走査レンズ５の光軸ＡＸは各面
の回転対称軸と一致している。
【００１４】図４に、第１の実施の形態が用いられた走
査光学系の副走査断面を示す。各レーザー光源１内には
カバーガラス(不図示)が内蔵されており、図４中、si(i
=1,2,3,...)が付された面は、各レーザー光源１内の発
光点(不図示)側から数えてi番目の面である。また、*印
が付された面siは非球面、#印が付された面siは拡張ト
ーリック面であり、２つの拡張トーリック面６ａ，６ｂ
から成る面s11以外の面は、平面，軸対称面，トーリッ
ク面又はシリンダ面である。第１の実施の形態では、各
レーザー光源１から放射され集光レンズ２を通過したレ
ーザービームが、シリンドリカルレンズ３の軸外を通過
するため、ポリゴンミラー４の反射面s7に対して斜入射
する。
査光学系の副走査断面を示す。各レーザー光源１内には
カバーガラス(不図示)が内蔵されており、図４中、si(i
=1,2,3,...)が付された面は、各レーザー光源１内の発
光点(不図示)側から数えてi番目の面である。また、*印
が付された面siは非球面、#印が付された面siは拡張ト
ーリック面であり、２つの拡張トーリック面６ａ，６ｂ
から成る面s11以外の面は、平面，軸対称面，トーリッ
ク面又はシリンダ面である。第１の実施の形態では、各
レーザー光源１から放射され集光レンズ２を通過したレ
ーザービームが、シリンドリカルレンズ３の軸外を通過
するため、ポリゴンミラー４の反射面s7に対して斜入射
する。
【００１５】図３から分かるように、２つの拡張トーリ
ック面６ａ，６ｂは、走査面(XY平面)に平行な面(境界
線Ｌと光軸ＡＸとを含む平面)に対して対称な形状(つま
り、母線Ｌａと母線Ｌｂとが境界線Ｌに対して対称)で
あって、走査角が大きくなるにつれて母線Ｌａ，Ｌｂの
間隔が小さくなるような形状になっている。また、各拡
張トーリック面６ａ，６ｂは、走査面(XY平面)に対して
垂直方向(副走査方向)に偏心しており、各拡張トーリッ
ク面６ａ，６ｂの母線Ｌａ，Ｌｂは副走査方向にねじれ
ている。
ック面６ａ，６ｂは、走査面(XY平面)に平行な面(境界
線Ｌと光軸ＡＸとを含む平面)に対して対称な形状(つま
り、母線Ｌａと母線Ｌｂとが境界線Ｌに対して対称)で
あって、走査角が大きくなるにつれて母線Ｌａ，Ｌｂの
間隔が小さくなるような形状になっている。また、各拡
張トーリック面６ａ，６ｂは、走査面(XY平面)に対して
垂直方向(副走査方向)に偏心しており、各拡張トーリッ
ク面６ａ，６ｂの母線Ｌａ，Ｌｂは副走査方向にねじれ
ている。
【００１６】各拡張トーリック面６ａ，６ｂは、副走査
方向の屈折力が最も大きく、また上記のように、各拡張
トーリック面６ａ，６ｂに偏心及び各母線Ｌａ，Ｌｂの
ねじれを持っている。このため、第２走査レンズ６上で
副走査方向に離れた２本のレーザービームを、被走査面
７上でのレーザービームの傾きを抑えながら、被走査面
７上では近接の位置にもっていくことが可能である。し
たがって、被走査面７上でのビーム間隔を画素の間隔と
ほぼ等しくすることができ、さらに、その時に発生する
ボウと呼ばれる走査ラインの副走査方向の曲がりを補正
することができる。
方向の屈折力が最も大きく、また上記のように、各拡張
トーリック面６ａ，６ｂに偏心及び各母線Ｌａ，Ｌｂの
ねじれを持っている。このため、第２走査レンズ６上で
副走査方向に離れた２本のレーザービームを、被走査面
７上でのレーザービームの傾きを抑えながら、被走査面
７上では近接の位置にもっていくことが可能である。し
たがって、被走査面７上でのビーム間隔を画素の間隔と
ほぼ等しくすることができ、さらに、その時に発生する
ボウと呼ばれる走査ラインの副走査方向の曲がりを補正
することができる。
【００１７】第２走査レンズ６のビーム入射側面s10
は、副走査方向(Z軸方向)の屈折力が小さくなってい
る。このように副走査方向に屈折力の小さい面を、２本
のレーザービームに共用することによって、加工精度が
安定し、性能のバラツキ等が抑えられる。また、上下２
段に拡張トーリック面形状を有する第２走査レンズ６
は、樹脂で一体成形されている。このように拡張トーリ
ック面６ａ，６ｂの形状を一体的に作ると、組立等の相
対的な位置誤差が発生しなくなるため、それぞれの走査
位置・間隔を高い精度で安定させることができる。
は、副走査方向(Z軸方向)の屈折力が小さくなってい
る。このように副走査方向に屈折力の小さい面を、２本
のレーザービームに共用することによって、加工精度が
安定し、性能のバラツキ等が抑えられる。また、上下２
段に拡張トーリック面形状を有する第２走査レンズ６
は、樹脂で一体成形されている。このように拡張トーリ
ック面６ａ，６ｂの形状を一体的に作ると、組立等の相
対的な位置誤差が発生しなくなるため、それぞれの走査
位置・間隔を高い精度で安定させることができる。
【００１８】図５に、第２の実施の形態が用いられた走
査光学系の副走査断面を示す。第２の実施の形態は、各
レーザービームに対応するように副走査方向に並んだ２
つのシリンドリカルレンズ３Ｗが用いられているほか
は、第１の実施の形態と同様に構成されている。各レー
ザー光源１から放射され集光レンズ２を通過したレーザ
ービームが、それぞれシリンドリカルレンズ３Ｗの軸上
を通過するため、レーザービームは２本共ポリゴンミラ
ー４の反射面に対して平行に入射する。
査光学系の副走査断面を示す。第２の実施の形態は、各
レーザービームに対応するように副走査方向に並んだ２
つのシリンドリカルレンズ３Ｗが用いられているほか
は、第１の実施の形態と同様に構成されている。各レー
ザー光源１から放射され集光レンズ２を通過したレーザ
ービームが、それぞれシリンドリカルレンズ３Ｗの軸上
を通過するため、レーザービームは２本共ポリゴンミラ
ー４の反射面に対して平行に入射する。
【００１９】図６に、第１の比較例が用いられた走査光
学系の副走査断面を示す。第１の比較例は、第２走査レ
ンズ６Ａが用いられているほかは、第１の実施の形態と
同様に構成されている。この第２走査レンズ６Ａの被走
査面７側面は、拡張トーリック面のようにアナモフィッ
クで副走査方向に大きな屈折力を持つ面である。したが
って、その母線から大きく離れた位置を各レーザービー
ムが通過することになり、このため、被走査面７上では
各レーザービームに傾きが生じてしまう。
学系の副走査断面を示す。第１の比較例は、第２走査レ
ンズ６Ａが用いられているほかは、第１の実施の形態と
同様に構成されている。この第２走査レンズ６Ａの被走
査面７側面は、拡張トーリック面のようにアナモフィッ
クで副走査方向に大きな屈折力を持つ面である。したが
って、その母線から大きく離れた位置を各レーザービー
ムが通過することになり、このため、被走査面７上では
各レーザービームに傾きが生じてしまう。
【００２０】図７に、第２の比較例が用いられた走査光
学系の副走査断面を示す。第２の比較例は、各レーザー
ビームに対応するように副走査方向に並んだ２つの第１
走査レンズ５Ｗ及び第２走査レンズ６Ｗが用いられてい
るほかは、第２の実施の形態と同様に構成されている。
このように、２本の光路が平行に配置される光学系にお
いては、ポリゴンミラー４の反射面のZ軸方向の幅が大
きくなるため、精度が出しにくく、コストが高くなる。
さらに、走査レンズ系がレーザー光源１の数だけ必要に
なるため、加工上の形状精度を揃えたりビーム位置精度
を相対的に調整したりすることが必要になる。また性能
面においても、被走査面７上でのビーム間隔が広くなる
ため、感光体ドラムの回転ムラによってピッチムラが発
生しやすくなる。
学系の副走査断面を示す。第２の比較例は、各レーザー
ビームに対応するように副走査方向に並んだ２つの第１
走査レンズ５Ｗ及び第２走査レンズ６Ｗが用いられてい
るほかは、第２の実施の形態と同様に構成されている。
このように、２本の光路が平行に配置される光学系にお
いては、ポリゴンミラー４の反射面のZ軸方向の幅が大
きくなるため、精度が出しにくく、コストが高くなる。
さらに、走査レンズ系がレーザー光源１の数だけ必要に
なるため、加工上の形状精度を揃えたりビーム位置精度
を相対的に調整したりすることが必要になる。また性能
面においても、被走査面７上でのビーム間隔が広くなる
ため、感光体ドラムの回転ムラによってピッチムラが発
生しやすくなる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施した走査レンズ系の構成
を、コンストラクションデータ(片側光路の光学系のコ
ンストラクションデータ)等を挙げて、更に具体的に説
明する。ここで挙げる実施例は、前述した第１の実施の
形態を備えた走査光学系に対応しており、第１の実施の
形態を表すレンズ構成図(図１〜図４)は、以下に示す実
施例のレンズ構成をそれぞれ示している。
を、コンストラクションデータ(片側光路の光学系のコ
ンストラクションデータ)等を挙げて、更に具体的に説
明する。ここで挙げる実施例は、前述した第１の実施の
形態を備えた走査光学系に対応しており、第１の実施の
形態を表すレンズ構成図(図１〜図４)は、以下に示す実
施例のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００２２】コンストラクションデータ中、si(i=1,2,・
・・)はレーザー光源１の発光点(不図示)側から数えてi番
目の面、ri(i=1,2,・・・)はi番目の面siの曲率半径、r5M
は５番目の面s5の主走査方向の曲率半径、r5Sは５番目
の面s5の副走査方向の曲率半径、di(i=1,2,・・・)はレー
ザー光源１の発光点側から数えてi番目の面間隔、Ni(i=
1,2,・・・)はレーザー光源１の発光点側から数えてi番目
のレンズの、波長780nmのレーザービームに対する屈折
率である。また、ODはレーザー光源１の発光点から第１
面s1までの距離であり、λは設計波長である。第４面s4
の平行偏心データ及び第１１面s11の平行偏心・傾き偏
心データを併せて示す。ZPは光軸ＡＸを基準としたZ軸
方向への平行偏心量であり、XQ,ZQはY軸回りの傾き偏心
量であり、XQがX軸方向への射影、ZQがZ軸方向への射影
である。
・・)はレーザー光源１の発光点(不図示)側から数えてi番
目の面、ri(i=1,2,・・・)はi番目の面siの曲率半径、r5M
は５番目の面s5の主走査方向の曲率半径、r5Sは５番目
の面s5の副走査方向の曲率半径、di(i=1,2,・・・)はレー
ザー光源１の発光点側から数えてi番目の面間隔、Ni(i=
1,2,・・・)はレーザー光源１の発光点側から数えてi番目
のレンズの、波長780nmのレーザービームに対する屈折
率である。また、ODはレーザー光源１の発光点から第１
面s1までの距離であり、λは設計波長である。第４面s4
の平行偏心データ及び第１１面s11の平行偏心・傾き偏
心データを併せて示す。ZPは光軸ＡＸを基準としたZ軸
方向への平行偏心量であり、XQ,ZQはY軸回りの傾き偏心
量であり、XQがX軸方向への射影、ZQがZ軸方向への射影
である。
【００２３】*印が付された面siは、軸対称非球面で構
成された面であることを示し、その面形状は、レンズの
面頂点を原点とする、X,Y,Z軸についての座標(X,Y,Z)を
用いた次の式で定義されるものとする。軸対称非球面
データを、コンストラクションデータと併せて示す。
成された面であることを示し、その面形状は、レンズの
面頂点を原点とする、X,Y,Z軸についての座標(X,Y,Z)を
用いた次の式で定義されるものとする。軸対称非球面
データを、コンストラクションデータと併せて示す。
【００２４】
【数１】
【００２５】ただし、式中、 X ：光軸方向の座標、 Y ：主走査方向の座標、 Z ：副走査方向の座標、 c ：近軸曲率、 ε ：離心率、 ａi：i次の非球面係数 である。
【００２６】また、#印が付された面si(すなわち、第１
１番目の面s11)は、以下の拡張トーリック面の一般式
によって定義される。ただし、式は、３次元座標空間
(X,Y,Z)で定義されているものとする。
１番目の面s11)は、以下の拡張トーリック面の一般式
によって定義される。ただし、式は、３次元座標空間
(X,Y,Z)で定義されているものとする。
【００２７】 X =[κ・Y2／{１＋(１−μ・κ2・Y2)1/2}]＋ρ＋Ａ … ただし、式中のκ，ρは以下の式，で表され、式
中のＡは次の式で表される。ただし、式中、ａ0,
0≡０，ａi,1≡０，ａ1,j≡０である。 κ=K／(１−K・ρ) … ρ=C・Z2／{１＋(１−ε・C2・Z2)1/2} …
中のＡは次の式で表される。ただし、式中、ａ0,
0≡０，ａi,1≡０，ａ1,j≡０である。 κ=K／(１−K・ρ) … ρ=C・Z2／{１＋(１−ε・C2・Z2)1/2} …
【００２８】
【数２】
【００２９】上記の拡張トーリック面は、基準Zトーリ
ック面に２次元的な付加項Ａ(Y，Z)を加えたものとして
得られる。ここで、主走査断面における曲線を主曲線、
副走査断面における曲線をプロファイル曲線とすると、
K，Cはそれぞれ面頂点での主曲線方向，プロファイル曲
線方向の曲率(正確には、それぞれK＋２ａ0,2，C＋２ａ
2,0)を表し{つまり、1/K：主曲線の面頂点曲率半径，1/
C：プロファイル曲線の曲率半径(主曲線の面頂点での副
走査方向曲率半径)である。}、μ，εはそれぞれ主曲線
方向，プロファイル曲線方向の２次曲線パラメータ(負
のときは双曲線、ゼロのときは放物線、正のときは楕
円、特に１のときは円)を表す。拡張トーリック面デー
タを、コンストラクションデータと併せて示す。なお、
1/S.Cは拡張トーリック面の主曲線ねじれの曲率半径を
表すデータである。
ック面に２次元的な付加項Ａ(Y，Z)を加えたものとして
得られる。ここで、主走査断面における曲線を主曲線、
副走査断面における曲線をプロファイル曲線とすると、
K，Cはそれぞれ面頂点での主曲線方向，プロファイル曲
線方向の曲率(正確には、それぞれK＋２ａ0,2，C＋２ａ
2,0)を表し{つまり、1/K：主曲線の面頂点曲率半径，1/
C：プロファイル曲線の曲率半径(主曲線の面頂点での副
走査方向曲率半径)である。}、μ，εはそれぞれ主曲線
方向，プロファイル曲線方向の２次曲線パラメータ(負
のときは双曲線、ゼロのときは放物線、正のときは楕
円、特に１のときは円)を表す。拡張トーリック面デー
タを、コンストラクションデータと併せて示す。なお、
1/S.Cは拡張トーリック面の主曲線ねじれの曲率半径を
表すデータである。
【００３０】 《実施例のコンストラクションデータ》 OD=-0.20150(mm) λ=780(nm) [面] [曲率半径] [面間隔] [屈折率] s1 r1= ∞ d1= 0.30000 N1=1.51118 …カバーガラス s2 r2= ∞ d2= 11.25892 s3 r3= ∞ d3= 2.80000 N2=1.78571 …集光レンズ２ s4* r4= -10.21420 d4= 13.64108 s5 r5M= ∞ r5S= 29.63700 d5= 1.50000 N3=1.57222 …シリント゛リカルレンス゛３ s6 r6= ∞ d6= 48.00000 s7 r7= ∞(ポリゴンミラー４の反射面) d7= 26.50000 s8* r8= -34.29941 d8= 6.40000 N4=1.51882 …第１走査レンズ５ s9 r9= -26.78200 d9= 41.00000 s10* r10=-250.51857 d10= 6.40000 N5=1.51882 …第２走査レンズ６ s11# r11= -26.90000 d11=142.81700 s12 r12= ∞(像面，被走査面７)
【００３１】[第４面s4の軸対称非球面データ] ε= 1.00000000 ａ4= 0.81303417×10-4 ａ6= 0.59315963×10-6 ａ8= 0.35716518×10-8 ａ10= 0.28672133×１０−１０
【００３２】［第８面s8の軸対称非球面データ] ε= 1.00000000 ａ4=-0.41506484×10-5 ａ6= 0.18915289×10-8 ａ8=-0.11239429×10-10 ａ10=-0.53049550×10-14
【００３３】[第１０面s10の軸対称非球面データ] ε= 1.00000000 ａ4=-0.22417944×10-5 ａ6=-0.70400379×10-9 ａ8= 0.14435986×10-12 ａ10= 0.93771515×10-17
【００３４】[第１１面s11の拡張トーリック面データ] ε= 1.00000000 μ= 1.00000000 1/C=-26.90000086 1/K=-2500.00000000 1/S.C=1499.99999250 ａ0,2= 0.36689521×10-5 ａ0,4=-0.28302010×10-5 ａ0,6= 0.17000000×10-12 ａ0,8=-0.21527274×10-13 ａ2,2=-0.18490749×10-5 ａ2,4=-0.18783576×10-8 ａ2,6=-0.10196364×10-11 ａ2,8= 0.41220444×１０−１５
【００３５】［第４面s4の平行偏心データ] ZP= 4.0000000
【００３６】[第１１面s11の平行偏心・傾き偏心デー
タ] ZP=-5.1051000 XQ= 0.9793289(傾き角度:11.67°) ZQ=-0.2022745(傾き角度:11.67°)
タ] ZP=-5.1051000 XQ= 0.9793289(傾き角度:11.67°) ZQ=-0.2022745(傾き角度:11.67°)
【００３７】図８に、上記実施例の(Ａ)像面湾曲と(Ｂ)
ボウ(Bow)を示す。図８(Ａ)において、縦軸(mm)はデフ
ォーカス量(すなわち光軸ＡＸ方向のずれ量)、横軸(mm)
は像高である。また、実線は主走査方向の像面湾曲、破
線は副走査方向の像面湾曲を示している。図８(Ｂ)にお
いて、縦軸(mm)は被走査面７上での副走査方向(Z軸方
向)の高さ(つまり被走査面７と光軸ＡＸとの交点が
０)、横軸(mm)は像高である。図８から、実施例は像面
湾曲，ボウ共に充分な性能を満たしていることが分か
る。
ボウ(Bow)を示す。図８(Ａ)において、縦軸(mm)はデフ
ォーカス量(すなわち光軸ＡＸ方向のずれ量)、横軸(mm)
は像高である。また、実線は主走査方向の像面湾曲、破
線は副走査方向の像面湾曲を示している。図８(Ｂ)にお
いて、縦軸(mm)は被走査面７上での副走査方向(Z軸方
向)の高さ(つまり被走査面７と光軸ＡＸとの交点が
０)、横軸(mm)は像高である。図８から、実施例は像面
湾曲，ボウ共に充分な性能を満たしていることが分か
る。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、各光路が複数のビ
ームのそれぞれに対応するように副走査方向に並んだ複
数の拡張トーリック面で構成されるため、拡張トーリッ
ク面の相対的な位置誤差(例えば取り付け誤差)が小さく
なって、ビーム位置精度が高くなり、ビーム間隔が安定
する。また、複数の拡張トーリック面が走査面に平行な
面に対して対称な形状であるとともに、各拡張トーリッ
ク面の母線が走査面に垂直な方向にねじれているため、
被走査面上でのビーム間隔を狭くすることができる。こ
れにより、例えば感光体ドラムの回転ムラの影響による
ピッチムラが発生しにくくなり、ボウの補正も可能とな
る。したがって、本発明によれば、ビーム間隔の狭い走
査を良好かつ安定なビーム位置精度で行うことができ
る。
ームのそれぞれに対応するように副走査方向に並んだ複
数の拡張トーリック面で構成されるため、拡張トーリッ
ク面の相対的な位置誤差(例えば取り付け誤差)が小さく
なって、ビーム位置精度が高くなり、ビーム間隔が安定
する。また、複数の拡張トーリック面が走査面に平行な
面に対して対称な形状であるとともに、各拡張トーリッ
ク面の母線が走査面に垂直な方向にねじれているため、
被走査面上でのビーム間隔を狭くすることができる。こ
れにより、例えば感光体ドラムの回転ムラの影響による
ピッチムラが発生しにくくなり、ボウの補正も可能とな
る。したがって、本発明によれば、ビーム間隔の狭い走
査を良好かつ安定なビーム位置精度で行うことができ
る。
【図１】第１の実施の形態を備えた走査光学系の全体構
成を示す斜視図。
成を示す斜視図。
【図２】第１の実施の形態を構成している第２走査レン
ズを示す斜視図。
ズを示す斜視図。
【図３】第１の実施の形態を構成している第２走査レン
ズの副走査断面及び正面を示す図。
ズの副走査断面及び正面を示す図。
【図４】第１の実施の形態を備えた走査光学系の副走査
断面形状を示すレンズ構成図。
断面形状を示すレンズ構成図。
【図５】第２の実施の形態を備えた走査光学系の副走査
断面形状を示すレンズ構成図。
断面形状を示すレンズ構成図。
【図６】第１の比較例を備えた走査光学系の副走査断面
形状を示すレンズ構成図。
形状を示すレンズ構成図。
【図７】第２の比較例を備えた走査光学系の副走査断面
形状を示すレンズ構成図。
形状を示すレンズ構成図。
【図８】実施例の像面湾曲とボウを示す収差図。
１ …レーザー光源 ２ …集光レンズ ３ …シリンドリカルレンズ ４ …ポリゴンミラー ５ …第１走査レンズ(走査レンズ系の一部) ６ …第２走査レンズ(走査レンズ系の一部) ７ …被走査面(感光体ドラム) ８ …書き出し位置検出用のＳＯＳレンズ ９ …書き出し位置検出用のＳＯＳセンサ Ｌ …拡張トーリック面の境界線 ６ａ …拡張トーリック面 Ｌａ …拡張トーリック面６ａの母線 ６ｂ …拡張トーリック面 Ｌｂ …拡張トーリック面６ｂの母線 ＡＸ …第１走査レンズ５の光軸(軸対称面の軸）
Claims (5)
- 【請求項１】 偏向された複数のビームを被走査面上で
結像走査させる走査レンズ系であって、 当該走査レンズ系が、前記複数のビームのそれぞれに対
応するように副走査方向に並んだ複数の拡張トーリック
面から成る形状の光学面を備え、 前記複数の拡張トーリック面が走査面に平行な面に対し
て対称な形状であるとともに、各拡張トーリック面の母
線が走査面に垂直な方向にねじれていることを特徴とす
る走査レンズ系。 - 【請求項２】 前記各拡張トーリック面の母線間隔が、
走査角が大きくなるにつれて小さくなることを特徴とす
る請求項１に記載の走査レンズ系。 - 【請求項３】 前記光学面以外の面が、平面，軸対称
面，トーリック面又はシリンダ面であることを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載の走査レンズ系。 - 【請求項４】 一方の面が前記光学面であり、その反対
側の面が平面，軸対称面，トーリック面又はシリンダ面
である、レンズを有することを特徴とする請求項１，請
求項２又は請求項３に記載の走査レンズ系。 - 【請求項５】 樹脂で一体成形され、かつ、前記光学面
が設けられたレンズを有することを特徴とする請求項
１，請求項２，請求項３又は請求項４に記載の走査レン
ズ系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24841697A JP3533902B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | 走査レンズ系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24841697A JP3533902B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | 走査レンズ系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1184285A true JPH1184285A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3533902B2 JP3533902B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=17177800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24841697A Expired - Fee Related JP3533902B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | 走査レンズ系 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3533902B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6831763B2 (en) | 2002-09-11 | 2004-12-14 | Pentax Corporation | Scanning optical system |
| US6833939B1 (en) | 2000-02-04 | 2004-12-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Light scanning method and light scanning device |
| US7289136B2 (en) | 2005-06-21 | 2007-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Laser scanning unit and tandem image forming apparatus having the same |
| JP2008122976A (ja) * | 2007-11-26 | 2008-05-29 | Ricoh Co Ltd | 光走査用レンズ、光走査装置、および画像形成装置 |
| JP2013015611A (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-24 | Canon Inc | 光走査装置およびそれを有する画像形成装置 |
| US9432548B1 (en) | 2015-02-12 | 2016-08-30 | Kyocera Document Solutions Inc. | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
| JP2020030235A (ja) * | 2018-08-20 | 2020-02-27 | キヤノン株式会社 | 光走査装置及び画像形成装置 |
-
1997
- 1997-09-12 JP JP24841697A patent/JP3533902B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6833939B1 (en) | 2000-02-04 | 2004-12-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Light scanning method and light scanning device |
| US6831763B2 (en) | 2002-09-11 | 2004-12-14 | Pentax Corporation | Scanning optical system |
| US7289136B2 (en) | 2005-06-21 | 2007-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Laser scanning unit and tandem image forming apparatus having the same |
| JP2008122976A (ja) * | 2007-11-26 | 2008-05-29 | Ricoh Co Ltd | 光走査用レンズ、光走査装置、および画像形成装置 |
| JP2013015611A (ja) * | 2011-07-01 | 2013-01-24 | Canon Inc | 光走査装置およびそれを有する画像形成装置 |
| US9432548B1 (en) | 2015-02-12 | 2016-08-30 | Kyocera Document Solutions Inc. | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3533902B2 (ja) | 2004-06-07 |
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