JPS6049296B2 - 走査光学系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は走査光学系、特に倒れ補正光学系を含む走査光
学系に関するものである。

倒れ補正光学系とは回転多面鏡、ガルバ、ノミラーの如
くある軸を中心として回転又は回動する偏向ミラー面を
有する走査装置において、この偏向ミラー面が偏向面に
対して垂直な方向に倒れ誤差を生じた場合、偏向面に対
して垂直な方向に偏向走査光が偏向され、従つて走査線
のピッチむらが’生じる現象を補正する光学系である。

この倒れ補正光学系を含む走査光学系は種々提案されて
いる。そして、これ等の走査光学系を偏向ミラー面と走
査面との光学的関係て分類すれば、共役タイプと非共役
タイプに分類される。共役タイプは偏向ミラー面と走査
面がこれらの間に配された光学系に対して、偏向面に直
角な面上で共役関係にすることによつて倒れ補正を行な
つている。このタイプの代表的な例は特開昭４８−４９
３１５、同４８−９８８４４、同５１−８８３３１など
に示されている。

非共役タイプは、偏向ミラー面と走査面とがこれらの間
に配された光学系に対して偏向面に直角な面上で非共役
関係になつており、この光学系の偏向面に沿つた焦点距
離をこの偏向面に対して直角な面に沿つた焦点距離に比
べて長くすることによつて倒れ誤差を緩和している。こ
のタイプの代表的な例は米国特許第 ３８７７７７７、特開昭５２−７６９４０、特開昭５２
−５０７３８、等が有る。

本発明の倒れ補正光学系はどちらかと言うと非共役タイ
プに属するものである。

そして、本発明の目的は単純な構成で倒れ補正が行ない
得る走査光学系を提供することである。

そして、この本発明の目的を達成するために、本発明の
走査光学系は、平行光束を射出する光源装置と、該光源
からの平行光束を偏向する偏向ミラー面を有する走査装
置と、該走査装置からの走査平行光束を走査面に向かつ
て集光する光学系；この光学系は前記偏向ミラー面と前
記走査面の間に配置され、かつ、第１、第２の一次元集
光光学系を有し、第１の一次元集光光学系は比較的長い
焦点距離を有し、前記走査平行光束を偏向方向に関し前
記走査面に向かつて集光し、第２の一次元集光光学系は
比較的短い焦点距離を有し、前記走査平行光束を偏向方
向に対して直角な方向に関し前記走査面に向かつて集光
する；とより構成されている。この様な構成にすること
によつて本発明の走査光学系は以下の如き効果を有する
。

即ち、偏向ミラー面に入射される光束が平行光のため、
偏向ミラー面に線像を形成するのに比べて断面積が大き
く、このため、偏向ミラー面上の．−キズ、ホコリ等の
影響を受けにくく、又、エネルギー密度が小さいため偏
向ミラーに焼けを生ずる恐れがないこと、偏向面上の集
光作用とこの偏向面に対して直角の方向の面（以下単に
倒れ面と称す）上の集光作用を独立、かつ個別にレンズ
系に・持たせたことによつて、他方のレンズ系を考慮す
ることなく一方のレンズ系を作成することが出来ること
等である。

以下本発明の実施例を添付した図面を使用して説明する
。

第１図は本発明の第一実施例を示す図て、図中１は不図
示の光源装置からの平行光束である。

２は回転軸３を中心として不図示の回転駆動装置によつ
て回転される回転多面鏡である。

この回転多面鏡の偏向ミラー面４に平行光束１が入射さ
れ、この平行光束は回転多面鏡２の回転に共なつて偏向
面に沿つて偏向される。５は偏向面に関して集光作用を
有するシリンドリカルレンズである。

６ノは偏向面に対して直角な面に関して集光作用を有す
るシリンドリカルレンズである。

７はシリンドリカルレンズ５，６の焦点面に位置された
走査面である。

そして、シリンドリカルレンズ５の焦点距離をｆ１シリ
ンドリカルレンズ６の焦点距離をｆ″とすると、Ｆ，ｆ
″の関係はｆ＞ｆ″である。この様に構成することによ
つて偏向ミラー面の倒れは緩和される。このことを第２
図を使用して説明する。第２図は第１図の実施例の光軸
に沿つた光学配置図である。

図中４″は製造誤差によつて偏向面に対して直角な面に
対してΔθだけ傾いている偏向ミラー面である。この場
合、走査面７内で走査線の位置はΔｐだけずれる。この
ΔＰはΔθが小さい時ΔＰ＝舒″・Δθで表わせる。こ
のΔＰを小さくするにはシリンドリカルレンズ６の焦点
距離ｆ″を小さくすれば良い。一方、シリンドリカルレ
ンズ５の焦点距離は大きくした方が良い。即ち、シリン
ドリカルレンズ５は走査方向に関するものであるため、
ずれ量ΔＰ″が大きい程走査幅が取れるからである。上
述の如く本実施例は構成されているので偏向ミラー面の
倒れが緩和出来、更に、直交シリンドリカルレンズ系を
使用しているためこれらの焦点距離Ｆ，ｆ″は他に対し
て独立に任意に設定可能である。

尚、本実施例においては、シリンドリカルレンズ５，６
の焦点面に走査面７を位置させたが、これらのレンズの
焦点深度内であれば多少走査面７を移動して位置させて
も良い。

この場合、走査面上のスポットの径の縦、横比が多少変
動する。このことを逆に利用して、スポット形状を走査
面の移動によつて調整することが可能である。又、第１
図に８で示した部材はアナモフイツクアフオーカルビー
ムエキスパンダーである。このビームエキスパンダーに
よつて回転多面鏡２に入射する平行光束１の断面形状を
変化させることによつて、走査面上のスポットの形状を
所定のものとすることが可能である。走査面７上のスポ
ットの移動を等速度にするためにはシリンドリカルレン
ズ５をシリンドリカルＦＯレンズにすることが望ましい
。

以下その実施例のデーターを示す。尚、下記のレンズデ
ーターで、ｒ１〜Ｒ４はレンズの偏向面内の曲率半径、
ｎ１は第１部分系の屈折率、Ｎ２は第２部分系の屈折率
、屯は偏向面と第１部分系のｒ１面との軸上空気間隔、
ｄ１は第１部分系の軸上肉厚、Ｄ２は第１部分系のＲ２
面と第２部分系のＲ３面との軸上空気間隔、Ｄ３は第２
部分系の軸上肉厚である。第１実施例（構成図は第３図
Ａ１収差図は第３図Ｂ）ｆ＝３００、ＦＮＯ＝１：６０
，．Ｗ／２＝２０．９３、使用波長λ＝０．６３２８μ
山＝１２．８６４ ｒ１＝３０．４８９ ｒ２＝２２．９７７ｄ１＝０．８３１ｎ１＝１．６５ｒ
３＝４７。

９６４ｄ２＝８．５２４ ｒ４＝１５６．２２３ｄ３＝９．２９７ｒ１２＝１．６
５ｆ＝１に正規化した場合の収差係数１＝ー５１３．８
５１、■＝ー３４．８０１５、■＝０．１７２２、Ｐ＝
０．４４０２、■＝０．４６２２第２実施例（構成図は
第４図Ａ１収差図は第４図Ｂ）ｆ＝３００、ＦＮＯ＝１
：６０、Ｗ／２＝２０．８＝、使用波長λ＝０．６３２
８μ 山＝１３．５７１ ｒ１＝ー２０４．８７３ｄ１＝２．８２ｎ１＝１．６５
ｒ２＝３９．１１１ｄ２＝３．０８８ｒ３＝５３．９２
７ｄ３＝４．１９５ｎ２＝１．６５ｒ４＝ー６８．０４
３ｆ＝１に正規化した場合の収差係数 １＝ー２０７．３３７４、■＝ー２６．６８９９、■＝
ー０．６９３７、Ｐ＝０．３２９４、■＝０．４０８４
第３実施例（構成図は第５図Ａ１収差図は第５図Ｂ）ｆ
＝３００１ＦＮ０＝１：６０，．Ｗ／２＝１７．０３ー
使用波長λ＝０．６３２８μ 化＝７２
．２４９ ｒ１＝ー４４７．１８４ｄ１＝５．２７９ｎ１＝１．６
５ｒ２＝７０．８８ｄ２＝０．３８８ｒ３＝７２．３７
２ｄ３＝１６．８１６Ｔ１２＝１．６５ｒ４＝ー１３４
．８９９ｆ＝１に正規化した場合の収差係数 １＝９．４７４ｅＫ■＝ー１．０５３ヌ■＝ー０．３６
３ヌＰ＝０．５７７４、■＝０．４０３１第４実施例（
構成図は第６図Ａ１収差図は第６図Ｂ）ｆ＝３００．．
ＦＮ０＝１：６０、Ｗ／２＝２１．０５３使用波長λ＝
０．６３２８μ 化＝１１３．９４
１４ｒ１＝１１８７．６２７９ｄ１＝７．０７０８ｎ１
＝１．６５ｒ２＝３４４．８１５９ｄ２＝２．００８５
ｒ３＝３８７．８１３２ｄ３＝１０。

８５９７へニ１．６５ｒ４＝ー２１６．９６９２ｆ＝１
に正規化した場合の収差係数 １＝５．３０８７、■＝ー０．０９２２、■＝ー０．０
１７１、Ｐ＝０．６０６２、■＝０．６８０８第５実施
例（構成図は第７図Ａ１収差図は第７図Ｂ）ｆ＝３００
．．ＦＮ０＝１：６０、Ｗ／２＝１９．ｒ゜使用波長λ
＝０．６３２８μ 兆＝１１５．５８
４ ｒ１＝７８３．７５５ｄ１＝６．２ｎ１＝１．６５ｒ２
＝１１４．４３３ｄ２＝１．７４３ｒ３＝１２１．６２
７ｄ３＝１６．０５９ｒ１２＝１．６５ｒ４＝ー２３２
．６４ｆ＝１に正規化した場合の収差係数 １＝３．００５７、■＝ー０．９３１、■＝ー０．３１
７６，１Ｐ＝０．５９７７、■＝０．６２４３第６実施
例（構成図は第８図Ａ１収差図は第８図Ｂ）ｆ＝３００
、ＦＮＯ＝１：６０、Ｗ／２＝２８．６５１使用波長λ
＝０．６３２８ｐ化＝３７．９４７２ ｒ１＝ー１０４．６０５ｄ１＝８。

３７６１ｎ１＝１．５０８３９ｒ２＝１９２．２７３５
ｄ２＝９．７９７９ｒ３＝４１０．９００９ｄ３＝１７
．３２７２ｒ１２＝１．７９８８３ｒ４＝ー１０５．０
８６１ノｆ＝１に正規化した場合の収差係数 １＝１９．９７、■＝ー０．２５３５Ｎ■＝ー０．１５
４λＰ＝０．０９９＼■＝０．５４８５第７実施例（構
成図は第９図Ａ１収差図は第９図Ｂ）ｆ＝３００、ＦＮ
Ｏ＝１：６０、Ｗ／２＝２１．０４■使用波長λ＝０．
６３２８μ 仇＝１２．９９１４ｒ１
＝ー６７８．３７１６ｄ１＝１．９２６２ｎ１＝１．６
５ｒ２＝２８３．３３８４ｄ２＝５６．４３３６ｒ３＝
１２１８．１０４ｄ３＝８．２７０８ｒ１２＝１．６５
ｒ４＝ー１７１．１６４ｆ＝１に正規化した場合の収差
係数 １＝８．８５０１、■＝ー１．３１６９、■＝ー０．０
０４１、Ｐ＝０．５４４６、Ｖ＝０．６５９２第８実施
例（構成図は第１０図Ａ１収差図は第１０図Ｂ）ｆ＝３
００、ＦＮＯ＝１：６０．．Ｗ／２＝２１。

１２、使用波長λ＝０．６３２８ｐ 硯＝１５．７２３２ ｒ１＝ー１８９．４４３９ｄ１＝４．１９９２ｎ１＝１
．６５ｒ２＝ー８５７．７３３９ｄ２＝５１．０９２６
ｒ３＝１８０３．８３０４ｄ３＝９．９６８５１１２＝
１．６５ｒ４二ー１３４．７８２９ｆ＝１に正規化した
場合の収差係数 １＝１８．１１１３、■＝０．７０２４、■＝ー０．０
１７表Ｐ＝０．４５６３、Ｖ＝０．７１１９第９実施例
（構成図は第１１図Ａ１収差図は第１１図Ｂ）ｆ＝３０
０、ＦＮＯ＝１：６０、Ｗ／２＝２０．９４０使用波長
λ＝０．６３２８μ 仇＝７２．４
６１２ｒ１＝ー５６４．７９３２ｄ１＝５．１８７５ｎ
１＝１．６５ｒ２＝１３２．５７８３ｄ２＝３８．７１
１９ｒ３＝１５４６．３５７８ｄ３＝３６．０２５５ｎ
２＝１．６５ｒ４＝ー９９．４９５５ｆ＝１に正規化し
た場合の収差係数 １＝３４．８６１８、■＝５．２３２３、■＝０．１７
０３、■＝０．１６３６、■＝０．５５７４第１０実施
例（構成図は第１２図Ａ１収差図は第１２図Ｂ）ｆ＝３
００．．ＦＮ０＝１：６０．．Ｗ／２＝２０．９０使用
波長λ＝０．６３２８μ 化＝１
１６．４ ｒ１＝ー１６１８４．５９１ｄ１＝６．００２ｎ１＝１
．６５ｒ２＝１６６．１４８ｄ２＝３９．０６８ｒ３＝
６８７．６５ｄ３＝４０．１２５１１２＝１．６５ｒ４
＝ー１２８．４５４ｆ＝１に正規化した場合の収差係数 １＝１６．２７３６、■＝３．７７３５、■＝０．３９
２６、Ｐ＝０．３７３λＶ＝０．６２０５第１１実施例
（構成図は第１３図Ａ１収差図は第１３図Ｂ）ｆ＝３０
０．．ＦＮ０＝１：６０、Ｗ／２＝１８．９２２使用波
長λ＝０．６３２８ｐ化＝１８．５０８ ｒ１＝ー１３．２９ｄ１＝２．２４ｎ１＝１．６５ｒ２
＝ー１９．３１５ｄ２＝０．１７１クＲ３＝ー７０．３
０７ｄ３＝２．３ｎ２＝１．６５ｒ４＝ー２７．２６３
ｆ＝１に正規化した場合の収差係数 １＝ー１８２１．０８６１、■＝ー４９．８９０６、■
＝０．３６３４、Ｐ＝ー０．１２０１、■＝０．４７４
１５第１涙施例（構成図は第１４図Ａ１収差図は第１４
図Ｂ）ｆ＝３００、ＦＮＯ＝１：６０、Ｗ／２＝２８．
６５１使用波長λ＝０。

６３２８μ 化＝５１．８２５３ｒ１＝ー３１
．５７８４ｄ１＝２．６９７８ｎ１＝１．８１２３６ｒ
２＝４１．１８４８ｄ２＝１．６９０２ｒ３＝ー１５７
．２５４５ｄ３＝１０．５４１７ｎ２＝１．８１２３６
ｒ４＝ー６４．４０９２ｆ＝１に正規化した場合の収差
係数 ７１＝ー９９．７２２、■＝ー９．６２９４、■＝ー０
．２３８２、Ｐ＝０．２３９ヌ■＝０．５９３３第招実
施例（構成図は第１５図Ａ、収差図は第１５図Ｂ）ｆ＝
３００．．ＦＮ０＝１：６０，．Ｗ／２＝２０．９．使
ｊ用波長λ＝０．６３２８μ 山＝２
８．９ ｒ１＝ー２３．０１９ｄ１＝５．８７８ｎ１＝１．６５
ｒ２＝ー３１．２３４ｄ２＝４．２５４ｒ３＝ー２１２
．５７ｄ３＝８．１８５ｒ１２＝１．６５．ｒ４＝ー６
２．６７ｆ＝１に正規化した場合の収差係数 １＝ー２９５．１１８１、■＝ー９．４６２５、■＝０
．３６８１、Ｐ＝ー０．０２０飄■＝０．５５６２第１
４実施例（構成図は第１６図Ａ１収差図は第１６図Ｂ）
ｆ＝３００，．ＦＮ０＝１：６０、Ｗ／２＝２０．７７
．使用波長λ＝０．６３２８μ
硯＝２９．４０３３ｒ１＝ー２２．２２８５ｄ１＝８．
０６４８ｎ１＝１．６５Ｒ２＝ー３２．９７８７ｄ２＝
４．１４２２ｒ３＝ー１２５．９２９７ｄ３＝４．６６
４１ｒ１２＝１．６５ｒ４＝ー４８．８０４６ｆ＝１に
正規化した場合の収差係数 １＝ー２８３．０２０１、■＝ー７．３３３４、■＝０
．２７くＰ＝ー０．２４６８、Ｖ＝０．４９０６第１映
施例（構成図は第１７図Ａ１収差図は第１７図Ｂ）ｆ＝
３００、ＦＮＯ＝１：６０．．Ｗ／２＝２１．０４．使
用波長λ＝０．６３２８μ 仇＝１３４
．４８４５ ｒ１＝ー５９．１８４５ｄ１＝３．３７６６ｎ１＝１．
６５ｒ２＝ー６８．８７６６ｄ２＝１．３９９３ｒ３＝
ー４２９．３２８１ｄ３＝１４．６８４６ｎ２＝１．６
５ｒ４＝ー１０９．７７１６ｆ＝１に正規化した場合の
収差係数 １＝３．２４５２、■＝０．０７２５、■＝ー０．０７
７２、Ｐ＝０．５２０４、■＝０．６２６９第１８図に
は本発明の走査装置をレーザービームプリンターに適用
した場合の光学配置図である。

レーザー光源から射出され、変調装置によつて変調され
た変調平行光束１は回転多面鏡２によつて偏向される。
この偏向光束は第１図に述べた様に、シリンドリカルレ
ンズ５，６によつてドラム１０上に結像される。この際
、シリンドリカルレンズ６は第２のコロナ放電器１１を
介してドラム１０上に偏向光束を結像することが望まれ
るため、バックフォーカルレングスの長いレンズが望ま
れる。このため、第１８図の実施例の走査系ではこのシ
リンドリカルレンズを複数のシリンドリカルレンズ１２
，１３によつて構成し、これらのレンズをレトロフオー
カスレンズ配置にしている。このため、レンズの主平面
は第２のコロナ放電器１１の中に有る如く、即ち、焦点
距離を短く、バックフォーカルレングスの長いシリ〕／
ドリカルレンズが得られる。尚、図中、１４は残留トナ
ーを除去するクリーニングブレード、１５は第１のコロ
ナ放電器、１６はランプ、１７は現像器、１８は絞り帯
電器、１９は転写材、２０は転写帯電器、２１は定着器
、２２は印刷された紙である。次いで、第１８図に示さ
れたシリンドリカルレンズ６の実施例のデーターを示す
。

第１９図の如く、レンズ１２，１３の面、面間隔に符号
を記す。これら符号は以下の通りである。Ｒ１＝ー２８
．６３９６７Ｒ２＝１ Ｒ３＝１８．５３２７５Ｒ４＝１ Ｄ１＝１０Ｄ２＝７３．３９７６８ Ｄ３＝１０Ｎ１＝１．５１４６２ Ｎ２＝１．５１４６２

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の走査光学系の光学配置図、第２図は第
１図の光軸に沿つて光学素子の配置を示す図、第３図な
いし第１７図は第１図のシリンドリカルレンズの実施例
の構成及び収差状態を示す図、第１８図は本発明の走査
器をレーザービームプリンターに適用した場合の光学配
置図、第１９図は第１８図のシリンドリカルレンズ１６
の構成を示す図である。 図中、１・・・・・・平行光束、２・・・・・・回転多
面鏡、５，６・・・・・シリンドリカルレンズ、７・・
・・・走査面、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 偏向ミラー面を有する走査装置に光束を入射させ、
   偏向された光束を集光光学系により走査面上に集光する
   走査光学系に於いて、前記集光光学系は前記走査装置に
   より偏向された光束を偏向方向に関し前記走査面に向つ
   て集光する第１の一次元集光光学系と、該第１の一次元
   集光光学系よりも走査面側に配され且つ偏向方向に対し
   て直角な方向に関し前記走査面に向つて集光する第２の
   一次元集光光学系より成り、前記第１の一次元集光光学
   系は走査面上でビームスポットを等速度で移動させる為
   の結像特性を有し、前記第２の一次元集光光学系は走査
   装置の倒れを補正する機能を有することを特徴とする走
   査光学系。 ２ 前記第１の一次元集光光学系は走査装置側より順に
   負の屈折力のシリンドリカルレンズ、正の屈折力のシリ
   ンドリカルレンズの二枚のシリンドリカルレンズで構成
   されている特許請求の範囲第１項記載の走査光学系。 ３ 変調された光束を走査装置の偏向ミラー面に入射さ
   せ、該偏向ミラー面により偏向された光束を集光光学系
   によつて帯電された感光層上に結像して静電潜像を形成
   し、この静電潜像を現像し、転写材に転写する記録装置
   に於いて、前記集光光学系は前記走査装置により偏向さ
   れた光束を偏向方向に関し前記走査面に向つて集光する
   第１の一次元集光光学系と、該第１の一次元集光光学系
   よりも走査面側に配され且つ偏向方向に対して直角な方
   向に関し前記走査面に向つて集光する第２の一次元集光
   光学系より成り、前記第１の一次元集光光学系は走査面
   上でビームスポットを等速度で移動させる為の結像特性
   を有し、前記第２の一次元集光光学系は走査装置の倒れ
   を補正する機能を有し、更に前記第２の一次元集光光学
   系はレトロフオーカス配置の複数のレンズより成る事を
   特徴とする記録装置。