JPS6218531A

JPS6218531A - 走査光学系

Info

Publication number: JPS6218531A
Application number: JP15735685A
Authority: JP
Inventors: Masami Tanaka; 政美田中; Toshihide Doi; 土肥　寿秀
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1987-01-27

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】ｍΔ１叫た１本発明は、ファクシミリ、複写機、インテリジェントプ
リンタ等に用いられる等倍結像の走査光学系に関する。

の　Ｉ・　明が　　しようとする　　ヴ複写機、ファク
シミリ、インテリジェントプリンタ等の走査光学系にお
いて、通常の光学レンズを用いたものは、高解像力を有
し、焦点深度が深く、変倍等の機能も可能である反面、
レンズが高価でまたその共役長が艮く大型になるという
欠点がある。そこでレンズ系を小型、安価なレンズアレ
イに代替しようと種々の提案がなされている。

タトえば、小レンズを一列に並べてレンズアレイとして
使用する場合、物体の倒立実像を感光体面に結像させれ
ば全体の像が物体とは異なったものになり不都合になる
。そこで、もう一つの小レンズを用いて、その倒立実像
を物体面として感光体面に王立実像を作るにれらにより
物体の画像が感光面上に等倍の王立実像として結ばれる
わけである。

しかし、実際には、収差性能上の問題から、小レンズ一
枚のみで倒立実像を形成しても満足できる結果を得られ
るわけではなく、複数枚の小レンズを用いる必要がある
。また、これと同様に倒立実像を正立実像にする小レン
ズについても同じことがいえる。更に、一つのレンズ７
レイだけでは王立実像が暗いので複数列のレンズアレイ
を重ねて用いることになり、非常に構成が複雑になり高
価になってしまう。加えてこのようなレンズ系では、物
体面と感光体面の共役長を極端に短くすることが難しい
。

また、〃ラス棒の半径方向にイオン交換により屈折率分
布を持たせたレンズを７レイ状に並べ、等倍正立結像さ
せた収束性光伝送体アレイも知られている。これは物体
面と感光面との共役長を短くできるという長所があるが
、光量損失が大きく、焦点深度が浅く高価だという欠点
がある。

本発明は、上述のごとき従来の欠点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は物体面と感光体面との距離を短く
して装置をコンパクトにすることができ、かつレンズ構
成が簡単で製造コストも低く光量損失の少ない走査光学
系を提供することにある。

ヴを　　するための　段上記目的を達成するために、本発明に係る走査光学系は
、屈折面からなる第一面および鏡面からなる第二面の少
なくとも一面を主走査方向と副走査方向とで曲率半径の
異なるトーリック面で構成したトーリックレンズがアレ
イ状に複数個差べられ、個々のトーリックレンズの接す
る面を遮光されたレンズ７レイとルーフミラーとを有す
ることを特徴とする。

生−■一本発明においては、光学的共役長を十分取りながら物体
面と感光体面との距離を短くするためにルーフミラーを
使用する。物体から発せられた光束は、ルーフミラーの
物体側のミラー面で反射させられて、レンズアレイに入
射する。このレンズアレイは、屈折面からなる第一面お
よび鏡面からなる第二面の少なくとも一面を主走査方向
と副走査方向とで曲率半径の異なるトーリック面で構成
したドーリ・ンクレンズが７レイ状に複数個差べられ、
個々のトーリックレンズの接する面を遮光されたもので
ある。従って、ルーフミラーの物体側面で反射された光
束はこのレンズ７レイの第一面を透過して、第二面で反
射される。この光束は、更にルーフミラーの感光体側の
面で再び反射されて、感光体面上に結像する。

Ｋ１匠以下、本発明の実施例について図面を用いで詳細に説明
する。

まず、第２図は、本発明の第１の実施例の走査光学系の
レンズアレイをｈ１成するトーリックレンズを示す斜視
図である。第２図において、トーリックレンズ（２）は
、図の（Ａ）方向に結像に関する主な屈折力を有するト
ーリック面からなる第一面（４）と、図の（Ｂ）方向に
結像に関する主な屈折力を有するトーリック面からなる
第二面（６）とを有しており、第二面（６）は鏡面とな
っている。そして、このようなトーリックレンズが（Ａ
）方向に多数隣接するように並べられで、第１図図示の
レンズアレイ（１０）が形成されている。ここで、第２
図に示されるように、各トーリックレンズ（２）の隣接
面（８）は、遮光処理されて遮光面とされている。尚、
第１図および第２図において、（Ａ）方向は主産査方向
を示し、（Ｂ）方向は副走査方向を示す。

第３図は、このようなレンズアレイ（１ｏ）を用いた走
査光学系の副走査方向（Ｂ）の断面を示す断面図である
。ｔＪＳ３図において、（１２）は〃ラスプレート、（
１４）はその上に載せられた原稿を示し、（１６）は感
光面を示す。（１８）は光源、（２０）はルーフミラー
であり、（Ｍｌ）はその物体側の面を示し、（Ｍ２）は
その感光体側の面を示す。

ここで、この光学系の性質として次のようなことがある
。主走査方向においては、トーリックレンズの第二面の
トーリック鏡面近傍で一度倒立実像が形成され、感光体
面上では王立の実像が形成される。また、副走査方向に
ついては、感光体面上で倒立像であっても実際上問題は
ないので、光量を十分得て明るい像にするため、倒立実
像を感光体面上で形成している。すなわち、主走査方向
については王立実像であることが重要であり、副走査方
向については結像性能を十分得られる限度内で最大限明
るくする必要がある。

このような構成において、副走査方向（Ｂ）については
、光源（１８）によって照明された原８ｉ（１４）の物
点から出た光束が、〃ラスプレー）（１２）を通過した
後にルーフミラー（２０）の物体側の面（Ｍｌ）によっ
て反射され、レンズアレイ（１０）を構成するトーリッ
クレンズの第一面（４）に入射する。この光束は、さら
に鏡面処理された第二面（６）で反射されて、第一面（
４）から射出される。そして、ルーフミラー（Ｍ２）に
よって反射されて、感光体（１６）上に等倍像として結
像する。

また、主走査方向（Ａ）については、第４図に示される
ように、物点から出た光束は、ルーフミラー（２０）の
物体側面（Ｍｌ）で反射され、トーリックレンズの第一
面（４）で屈折されて、第二面（６）の近傍で倒立実像
として結像させられる。この倒立実像は、トーリックレ
ンズの第一面（４）によって、ルーフミラー（２０）の
感光体側面（Ｍ２）を介して、感光体面（１６）上に王
立実像として結像される。

第５図は主走査方向（Ａ＞の光軸外の一点が王立実像と
してで結像されていることを示している。

第５図において、斜線の部分の光束が感光体面（１６）
上に結像させられる光束であり、その他の部分はトーリ
ックレンズの遮光面（８）によって遮光される。

本実施例の特徴は、トーリックレンズの第二面（６）の
主走査方向（Ａ）の曲率半径を、第一面（４）によって
結像される像面の像面湾曲を補正するように決めること
ができることである。また、このようにした場合、軸上
の結像性能が軸外でも劣化せず性能のよいレンズアレイ
を得ることができる。

更に、このとき軸外光束のけられが減少するようになり
、明るく性能のよい像が得られる。

ここで、第二面の主走査方向の曲率半径を副走査方向の
それより小さくして、第二面（６）の主走査方向（Ａ）
の曲率中心を、レンズの芯原（光軸方向で第一面・第二
面間）近傍に配置すれば、軸外でも主走査方向（Ａ）の
開口効率が１００％近くになり、照度が軸外でも劣化せ
ず非常に明るい像になる。

第６図は、トーリックレンズの第一面および第二面をト
ーリック面の特殊形であるシリンドリカル面とした本発
明の第２の実施例の副走査方向の断面を示す断面図であ
る。第６図において、（３０）はこのようなトーリック
レンズを多数配列したレンズアレイを示している。本実
施例のトーリックレンズの斜視図を第７図に示す。

ＰｔＳ７図において、トーリックレンズ（２２）の第一
面（２４）は副走査方向（Ｂ）の曲率半径を無限大にし
たシリンドリカル面からなり、第二面（２６）は主走査
方向（Ａ）の曲率半径を無限大として第一面とは垂直方
向にのみ屈折力を持つシリンドリカル面からなる。この
ように構成すると、トーリックレンズの製造が容易にな
り、レンズアレイをより安価にすることができる。

また、汗通、シリンドリカル面の屈折力を有する方向の
面形状は円であるが、これを放物線や双曲線等の非球面
形状にすることで、収差をより良好に補正するとともに
開口を大きくすることができ、結像性能のより明るい像
が得られる。

第８図は本発明の第３の実施例の副走査方向の断面を示
す断面図である。本実施例においてぼ、ルーフミラー（
２０）の上下はぼ対称の位置に、それぞれシリンドリカ
ルコンデンサーレンズ（２Ｂ、ａ）（２８ｂ）が配置さ
れている。このように構成することによって、副走査方
向の照度をより明るくすることができる。ここで、レン
ズアレイに用いられるトーリックレンズは第１の実施例
のものでも第２の実施例のものでも良い。

これらの実施例において、光学系の光軸または２つのシ
リンドリカルコンデンサーレンズ（２８ａ）（２８ｂ）
及びルーフミラー（２０）の光軸はレンズアレイの光軸
と垂直である必要はなく、物点と像点の位置に応じてル
ーフミラーの傾き角及びその物体面側および感光体面側
の光軸をそれぞれ任意に選ぶことができる。

これらの実施例では、複写機やファクシミリ等の光源で
照らされた原稿面を物体面と考えたが、物体面は自己発
光型のＬＥＤ７レイや熱陰極蛍光管アレイでも良く、液
晶やＰＬＺＴを用いた光シヤツターアレイも物体面とし
て使用できる。＊た結像レンズやコンデンサーレンズは
ガラスに限られるものではなくプラスチックでも良い。

１１へ腹１以上のように、本発明によれば、主走査方向で王立実像
を得ることで走査光学系として充分な性能が得られ、副
走査方向を光量優先の設計にすることで光束を効率良く
集めることができ、ルーフミラーを用いることで物体面
と像面の距離を短くできる。加えて、簡単な構成でコン
パクトになり低い製造コストで信頼性の高い走査光学系
を実現することができる。

またレンズアレイをプラスチックで構成する場合には、
他のタイプのプラスチックレンズアレイのように一度に
射出成形するものに比べて、レンズ個々の成形精度が良
くなり、良好な性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

ｇｉ図は本発明の第１の実施例の走査光学系に用いられ
るレンズアレイを示す斜視図、第２図はそのレンズアレ
イ１こ用いられるトーリックレンズの斜視図、第３図は
第１の実施例の副走査方向の断面図、第４図はその主走
査方向の断面図、第５図はその主走査方向の王立結像状
態を示す断面図、第６図は第２の実施例の副走査方向の
断面図、第７図はそのトーリックレンズの斜視図、第８
図は第３の実施例の副走査方向の断面図である、（２）
；トーリックレンズ、（４）；第一面、（６）；第二面、（８）；遮光面、（
１０）：レンズアレイ、（２０）ニルーフミラー、（２
２）；）−リックレンズ、（２４）；第一面、（２６）；第二面、（３０）；レン
ズアレイ。以上出願人　ミノルタカメラ株式会社第４゛図を第ｊ図

Claims

【特許請求の範囲】１、屈折面からなる第一面および鏡面からなる第二面の
少なくとも一面を主走査方向と副走査方向とで曲率半径
の異なるトーリック面で構成したトーリックレンズがア
レイ状に複数個並べられ、個々のトーリックレンズの接
する面を遮光されたレンズアレイと、ルーフミラーとを
有することを特徴とする走査光学系。２、トーリックレンズは、第一面及び第二面の少なくと
も一面が一方向にのみ屈折力を有したシリンドリカル面
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の走
査光学系。３、シリンドリカル面の屈折力を有する方向の面を非球
面としたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
走査光学系。４、ルーフミラーの上下のほぼ対称な位置に、副走査方
向に屈折力を持ったシリンドリカル面を設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項記載の走査光
学系。５、トーリックレンズの第一面が主走査方向にのみ屈折
力を有したシリンドリカル面であり、かつその面の主走
査方向の面が非球面からなるとともに、第二面が副走査
方向の曲率半径より主走査方向の曲率半径の方が小さい
球面からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の走査光学系。