JPS61143716A - 光ビ−ム走査補正光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、回転多面鏡を用いた光ビーム走査装置におけ
る回転面鏡反射面の面倒れによる走査位置ずれを補正す
るビーム走査補正光学系に関し。

特に、レーザプリンタ、レーザファクシミリ端末、レー
ザＣＯＭ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　０ｕｔｐｕｔ’Ｍｉｃ
ｒｏｆｉ１ｍ　）などのレーザ記録装置あるいはレーザ
ディスプレイなどの、レーザ光を用いて情報を表示、記
録再τ 生ずる装置に用いる好適な光ビーム走査光学系に関する
。

〔発明の背景〕

従来のレーザ記録又は表示のための光学装置を第１図に
示す、３−１はレーザ光、２は回転多面鏡で矢印方向に
回転しており、レーザ光３−２を方向６に走査する６１
は情報記録もしくは、表示。

再生する受光部であり、回転多面鏡の一面が受光部上の
Ｘ方向の一本の走査線を形成する。受光部１でのｙ方向
の走査は、受光部ｌを矢印７方向に一定速度で動かすこ
とにより、受光部１の全面を光走査することができる。

受光部１は紙、あるいは感光性材料から成っているもの
であってよく、けい光体をぬった表示面であってもよい
。５は光変調器であり、レーザ光３−１の強度変調を行
ない、受光部１に任意の強度分布をもったレーザ記録又
は表示を可能とする。

ところで、回転多面鏡の各面の法線と回転多面鏡の回転
軸とのなす角度が一定でない、いわゆる回転多面鏡の面
倒れがある場合、感光体上のレーザ記録又は表示におい
て、第１図に示したｙ方向の走査位置ずれ、すなわち光
走査ピッチのむらが生じる。たとえば、回転多面鏡と感
光体間の距離を６００ｍｍ、感光体１での許容される光
走査ピッチむらを０．０２５ｍｍとすると、 ２　　　６００ｍｍ 以上の回転多面鏡の面倒れ精度が必要である。しかしこ
の精度は工作精度の限界に近く、実現できるとしても高
価なものになってしまう欠点がある。

このような面倒れによる走査位置ずれを光学的に補正す
る方法としては、回転多面鏡の反射面に光束を反射面の
面倒れ方向で集束させ、その像を走査面上に結像する方
法が特開昭４８−９８８４４号あるいは特開昭５０−９
３７２０号に提案されている。これらの方法では、回転
多面鏡の港射面に光束を集束させ、その反射面と走査面
とを面倒れ方向に関して幾何学的に共役とすることによ
り、面倒れを補正するものであるため１回転多面鏡の反
射面上に焦点を結ばせる必要があるが、実際には反射面
が回転するため、常に反射面上に結像を得ることができ
ず、反射面の回転に応じて走査面上の走査スポットの集
束状態が変化してしまう。

く影響するという欠点がある。また、回転多面鏡！ム の反射面に平行光束を入射させる方麹も、特開昭５０−
１３７７５２号に提案されている。この方法は１回転多
面鏡の反射面に走査方向に長い長円状の平行光束を入射
させ、その反射面で偏向された光束の短かいビーム径を
拡大して結像レンズに入射させて走査面上に絞りこむも
のであり、偏向された光束の短かい径を拡大するために
１回転多面鏡と結像レンズの間に２枚の円筒レンズを配
置するので、これら円筒レンズに光束が斜めに入射する
ことによって生じる収差の影響が大きく、偏向角を大き
くできないという欠点がある。すなわち、この収差は１
円筒レンズの焦点距離をｆ。、円筒レンズを通過するビ
ーム径をｄとすると、ｄ／ｆｃが大きいほど影響が大き
く、上記公報では円筒レンズが結像レンズの前段に配置
されているため、ｄは大きい値になるとともにｆｃは大
きくできないので、結局ｄ／ｆ、が大きくなり、収差の
影響が大きくなるのである。しかも、結像レンズと回転
多面鏡間に円筒レンズを配置するため、結像レンズと回
転多面鏡開の距離が大きくなり、結像レンズの外径寸法
が大きくなる欠点もある。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した欠点をことごとく解消するためにな
されたもので１回転多面鏡の反射面上に焦点を結ばせる
ことによる欠点を除去すると共に、円筒レンズを挿入し
たことによる収差の影響が小さく、しかも外径寸法の小
さい結像光学系で所定走査長を走査できる面倒れ補正光
学系を提供するものである。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するために、本発明の光ビーム走査補
正光学系では、光ビームを偏向走査する光ビーム走査装
置ル、該ビーム走査装置の反射面に走査方向に長く走査
方向に垂直な方向に短かい形状のほぼ平行光束を入射さ
せる第１光学系と、該光ビーム走査装置により偏向され
た光束を走査面上に集束させる第２光学系であって、該
偏向さに れた光束をその偏向は比例した上記走査面上の位置に絞
りこむｆθレンズと、該ｆθレンズと上記走査面との間
に該走査面からほぼ焦点距離だけ離れた位置に配設され
走査方向に垂直な方向に曲率を有する円筒レンズを有し
、上記偏向された光束の走査方向の光束を上記ｆＯレン
ズにより絞りこみ、走査方向に垂直な方向の光束を上記
円筒レンズにより絞りこむ第２光学系とからなり、上記
ｆθレンズの焦点距離に対して上記円筒レンズの焦点距
離の比にほぼ比例した量だけ上記光ビーム走査装置の反
射面の面倒れによる走査位置ずれを補正することを特徴
とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例によって詳しく説明する。

第２図に、本発明の補正光学系の一実施例を示す。この
実施例は１本発明の補正光学系をレーザ記録１衷示装置
に適用した場合を示す。

３−１は、レーザ光、３−４は変調器５により変調され
た被変調レーザ光、８，９はそれぞれ焦点距離ｆ、、ｆ
２の円筒レンズであり、回転多面鏡２の反射面に、走査
方向に長く走査方向に垂直な方向に短かい形状の平行光
束を入射させる第１光学系を構成する。すなわち、円筒
レンズ９を出射するレーザ光３−３は第３図に示したよ
うな断面形状の平行光束となっている。２は回転多面鏡
であり、レーザ光３−３を偏向、走査する。１１は、歪
み補正光学系部としてのレンズであり、ｆθレンズとし
て知られているものである。ｆθレンズは回転多面鏡の
偏向角θに対し、感光体１２上での線型性すなわち、座
標Ｘを第２図のようにとると、ｘ＝ｆＯ（ｆは定数）の
位置にレーザ光を微小スポットに絞り込む機能をもって
いる。１０は焦点距離ｆ３の円筒レンズであり、感光体
１２上　。

を走査する幅の長さを有し、走査方向に垂直な方向に曲
率をもつが、光の走査方向には曲率をもたない。１２は
ドラム状をした感光体であり、光が走査する部分は平面
状をしている。電子写真法ではＳｅ、あるいはＣｄＳ等
を塗布したものが用いられる。感光体１２は第２図のよ
うに回転しており、回転多面鏡の光偏向と同時に働かせ
ること５により、感光体全体に情報を記録することがで
きる。

感光体の周囲に電子写真法として知られた印写プロセス
、すなわち、帯電器、現像器、転写器、クリーニング器
等を配置すれば感光体全面に記録された情報を紙の上に
印写することも可能である。

ところで、感光体１２に入射するレーザ光を感光体上で
、たとえば０．１ｍｍの微小スポットに絞りこむ場合、
第３図に示したレーザ光の断面形状の横方向の長ｌｄ２
は、レーザ光の回折現象を考慮して、ｆＯレンズ焦焦点
距離上すると、にする必要がある。ただし、λは光の波
長、単位はｍｍとする。たとえば λ＝０．４４１６　Ｘ　１０−’　（ｍｍ）　。

ｆ＝６００　（ｍｍ） とするとｄ２＝３．３７　（ｍｍ）となる。

第３図に示したｄｌはｆＯＯレンズ通過しても。

はとんど平行光束で保持できる程度の長さにしておく。

すなわち、ｆθレンズの光を収束させる性質と回折現象
による発散とがつり合う程度の長さにする必要がある。

このため次式をｈ＋ｔ！たすｄｌを選ぶ。

したがって、 π λ＝０．４４１６−１０−’（ｍｍ）、ｆ＝６００（ｍ
ｍ）とすると、ｄｔ＝ｏ、５８１（ｍｍ）となる。

円筒レンズ１０の焦点距１ＩＩｆ３は ｍｍ程度の光スポットに絞りこめる。したがって、ｆθ
レンズによる走査方向の絞りこみと、円筒レンズによる
走査方向に垂直な方向の絞りこみによって、はぼ０．１
ｍｍφの円形に近い光スポットに絞りこめる。また、上
記ｆ３より短いｆ３に選び、円筒レンズと感光体間の距
離を調節すると、円筒レンズによる感光体上での光スポ
ットの絞りこみ形状はある程度任意に調節できる。した
がってこの距離の調節を設けることにより、感光体上の
ｙ方向の記録濃度は任意に調節できることになる。

第４図は第２図に示した実施例において回転多面鏡に面
倒れ誤差が生じた場合の説明図を示す。

回転多面鏡を出射したレーザ光３−５はｆθレンズ１１
、円筒レンズ１０を通過した後、感光体１２−〆そ座標
の原点付近に結像する。

もし、回転多面鏡の面倒れ誤差により、第４図３−６の
ような光軸と角度甲をなす方向にレーザ光が出射した場
合、１０の円筒レンズ（焦点距離ｆ３）がない場合、鎖
線に示したように、感光体上１２ではｙ＝ｆφの位置付
近にレーザ光は照射されるが、円筒レンズ１０を感光体
上からほぼｆ３離れた位置に配置するとｙ＝ｆ３？付近
にレーザ光を絞りこむことができる。ところで、ｆ３は
ｆより小さいので回転多面鏡の面倒れ誤差は、顕著に補
正される。

第２図においては歪み補正光学系部としてｆθレンズを
用いたが、放物面鏡ｆθレンズの代りに用いても有効で
ある。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、光ビーム走査装置の反射面
にほぼ平行光束を入射φさせるので１反射面上に焦点を
結ばせる場合に比べると１反射面に入射するビーム径が
大きいため１反射面上のキズやゴミによる光束の散乱を
小さく抑えることができるうえ、反射面が回転しても該
反射面からの光ビームは平行光束であるので１反射面の
回転に応じて走査面上のスポットの集光状態に変化がな
く良好なスポット像が得られる。また、ｆθレンズに入
射する光束もほぼ平行光束であるので１回る。さらに、
本発明では、ｆθレンズの後段に円筒レンズを配置する
ので１円筒レンズに入射するビーム径は小さく、またそ
の焦点距離を大きくすることができ、従って収差の影響
は小さいので。

偏向角を大きくできるなど優れた効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ記録装置を示す図。第２図から第
４図までは、本発明の説明図である。 ２・・・回転多面鏡、８，９．１０・・・円筒レンズ、
１１・・ｆＯレンズ、１２・・・感光ドラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光ビームを偏向走査する光ビーム走査装置と、該光
   ビーム走査装置の反射面に走査方向に長く走査方向に垂
   直な方向に短かい形状のほぼ平行光束を入射させる第１
   光学系と、該光ビーム走査装置により偏向された光束を
   走査面上に集束させる第２光学系であって、該偏向され
   た光束をその偏向角に比例した上記走査面上に絞りこむ
   ｆθレンズと、該ｆθレンズと上記走査面との間に該走
   査面からほぼ焦点距離だけ離れた位置に配設され走査方
   向に垂直な方向に曲率を有する円筒レンズを有し、上記
   偏向された光束の走査方向の光束を上記ｆθレンズによ
   り絞りこみ、走査方向に垂直な方向の光束を上記円筒レ
   ンズにより絞りこむ第２光学系とからなり、上記ｆθレ
   ンズの焦点距離に対する上記円筒レンズの焦点距離の比
   にほぼ比例した量だけ上記光ビーム走査装置の反射面の
   面倒れによる走査位置ずれを補正することを特徴とする
   光ビーム走査補正光学系。