JPS62218919A - 走査光学系 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザビームプリンタ等の走査光学系に関す
るものであり、特に、走査光学系における偏向器の反射
面の倒れによる影響の補正に関するものである。

（従来の技術） 光偏向器として光走査光学系に多用される回転多面鏡は
、製作誤差によって各反射面の回転軸に対する垂直度に
ばらつきがあり、これが走査線のピッチむらの原因とな
っている。

ここで問題になるピッチむらは、回転多面鏡の回転軸に
平行な方向、即ち副走査方向に発生し、これが大きいと
走査精度が悪化し、レーザビームプリンタの場合には、
印字品位を大幅に劣化させる原因となってしまう。かか
るピッチむらを発生させないためには、従来より概ね二
つの方法が提案されている。一つは、回転多面鏡の製作
精度そのものを向上させてピッチむらの発生を最小限に
止める方法であり、もう一つは、光学系の中にシリンド
リカルレンズやトロイダルレンズ等の一方向性結像素子
を組み入れ、回転多面鏡の反射面の倒れによる一方向性
のビームのふれを補正する方法である。

前者の方法においては、倒れ補正光学系という複雑な構
成を採用する必要がなく光学系を簡単にできるという長
所がある反面、高精度の回転多面鏡の製作に大きなコス
トがかかるという欠点を有している。また、後者の方法
においては、回転多面鏡は低コストに製作できるものの
、倒れ補正光学系という複雑な構成を採用せねばならず
、組み立て調整等に手間がかかるという問題がある。

上記二つの方法で総合的なコストを比較してみると、現
在の一般的な技術レベルでは、回転多面鏡の高精度化よ
りも、倒れ補正光学系を採用する方が低コストで走査ピ
ッチむらを解消することが可能である。

（発明が解決しようとする問題点） シリンドリカルレンズやトロイダルレンズ等の一方向性
結像素子を用いれば上記倒れ補正光学系を構成すること
が可能ではあるが、最近求められている走査光学系全体
の小型化に対して積極的に対応す゛ることは困難である
。小型化を実現するために′まず考えられるのは、ｆθ
レンズのバックフォーカスを短くすることである。しか
しながら、ｆθレンズのバックフォーカスを短くするに
は、レンズの焦点距離を短くせねばならず、このことは
ｆθレンズを広角化することに他ならない。しかし、限
られた構成枚数のレンズによって広角化を図っても、そ
こにはどうしても限界があり、従って、走査系全体の小
型化も限られたものとなってしまう。

本発明は、かかる従来の問題点を解消するためになされ
たものであって、シリンドリカル凹面ミラーという一方
向性結像素子を用いて、回転多面鏡の倒れ補正を行うと
共に、走査ビームの光路を折り曲げることによって走査
系全体の小型化をも実現させることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、光源部、第１結像光学系、光偏向器、第２結
像光学系の各部分を有してなるビーム走査光学系におい
て、第１結像光学系は、光源部からの光束を偏向方向に
対し平行な方向に線像結像させるものであり、光偏向器
は上記第１結像光学系による線像結像の近傍に偏向反射
面を有するように位置しており、第２結像光学系はｆθ
レンズと少なくとも２枚のミラーによって構成されてい
て、これらのミラーは、互いに向かい合って配置されて
いると共に、そのうちの少なくとも一つのミラーが偏向
方向に対して垂直な方向にパワーを有するシリンドリカ
ル凹面ミラーであり、この凹面ミラーのパワーは、偏向
面と被走査面とが上記ｆθレンズとシリンドリカル凹面
ミラーを介して共役となるように定まっているこりを特
徴とする。

（作用） 第１結像光学系は、光源部からの光束を、光偏向器の偏
向反射面の近傍において偏向器による偏向方向に対し平
行な方向に縁結像させる。ｆθレンズと少なくとも１枚
のシリンドリカル凹面ミラーを含む少なくとも２枚のミ
ラーとでなる第２結像光学系のパワーは、偏向面と被走
査面とが共役となるように定まっているため、仮に光偏
向器の偏向面に倒れがあったとしても、偏向面における
線像結像位置と被走査位置とは共役の関係となって被走
査面におけるぶれがなくなり、偏向面の倒れによる影響
が補正される。

（実施例） 以下、本発明に係る走査光学系の実施例について図面を
参照しながら説明する。

第１図において、光源部１から出た光束は、第１結像光
学系を構成するシリンドリカルレンズ２に入射し、回転
多面鏡３による偏向方向に対し平行な方向に線状の像が
結像されるようになっている。上記回転多面鏡３は光偏
向器をなすもので、上記第１結像光学系２による線像結
像の近傍に偏向反射面が位置するように配置されている
。回転多面鏡３によって反射され偏向された光束は第２
結像光学系４に入射するようになっている。第２結像光
学系４は、ｆθレンズ４１と第１ミラー４２と第２ミラ
ー４３とで構成されている。この二つのミラー４２．４
３は、第２図に詳細に示されているように互いに向かい
合って配置され、ｆθレンズ４１からの光束を２字状に
曲げて被走査ドラム７に至らしめるようになっている。

また、上記二つのミラーのうちの一方のミラー４３は、
回転多面鏡３による偏向方向に対して垂直な方向にパワ
ーを有するシリンドリカル凹面ミラーとなっており、そ
のパワーは、回転多面鏡３の偏向面とドラム７の被走査
面とが上記ｆθレンズ４１とシリンドリカル凹面ミラー
４３を介して共役となるように定まっている。

上記実施例によれば、２枚のミラー４２．４３はその反
射面が互いに向かい合って配置されて光路が２字状に曲
げられるため、ｆθレンズ４１０バックフォーカスを長
くしても、ｆθレンズ４１から被走査面までの空間的距
離を短縮することが可能である。第２結像光学系に入射
した光束は、偏向方向と平行な方向については、ｆθレ
ンズ４１によるｆθ偏向を経たのちミラー４２．４３で
２回反射されてドラム７の被走査面上に集光する。また
、偏向面に対し垂直な方向についても、偏向面と被走査
面とが共役になっているため、同様に集光することがで
きると共に、上記の如き共役な関係があるため、偏向反
射面の倒れによる光走査のピッチむらを補正することが
可能である。

上記実施例における二つのミラー４２．４３はこれを何
れもシリンドリカル凹面ミラーとしてもよい。

この場合、ｒθレンズ４１を含めた第２結像光学系のパ
ワーが、偏向面と被走査面とが共役となるように上記二
つのミラーのパワーを定める。

互いに向かい合って配置される第２光学系中のミラーは
、偏向器からの光束を直角方向に曲げて被走査面に至ら
しめるように配置してもよい。第３図はそのような例を
示すもので、光偏向器から図示されないｆθレンズを経
て入射した光束は、互いに向かい合って配置されたミラ
ー４４．４５のうちの一方のミラー４４で反射されて他
方のミラー４５に入射し、同ミラー４５で反射された光
束は上記ｆθレンズを経て入射した光束に直交する方向
に反射されて被走査面に至るようになっている。上記ミ
ラー４４．４５は何れも偏向方向に対し垂直な方向にパ
ワーを有するシリンドリカル凹面ミラーになっており、
これら凹面ミラー４４．４５のパワーは、偏向面と被走
査面とが図示されないｆθレンズと上記凹面ミラー４４
．４５とを介して共役となるように定まっている。

対をなすミラーは、第４図に符号４６．４７で示されて
いるように、一体化した透明部材６の対角部の面を反射
面に形成することによって構成してもよい。透明部材６
は、例えばガラスや合成樹脂等で作り、ミラー４６．４
７の部分は外側から反射膜を形成することによって作る
ことができる。ミラー４６．４７は何れもシリンドリカ
ル凹面ミラーになっている。

また、第２結像光学系中のミラーは、第５図の例のよう
に、４個のシリンドリカル凹面ミラー４８．４９．５０
．５１を互いに向かい合わせることによって構成しても
よい。各ミラー４８．４９．５０．５１のパワーは、図
示されないｆθレンズのパワーと合わせて偏向面と被走
査面とが共役となるように定められることは言うまでも
ない。第５図の例によれば、各シリンドリカル凹面ミラ
ーの曲率を大きくとることができるので、ミラーの作成
が容易であり、また、光路長を充分にとりながら偏向器
と被走査面との距離を短くできるので、走査光学系全体
をコンパクト化できる。

なお、第２結像光学系中に含まれるミラーは少なくとも
２枚あればよく、３枚でも、それ以上でも差支えなく、
これらのミラーへの入射光路と最終反射光路との角度の
関係も、平行の関係や直角の関係に限らず、設計の都合
により適宜の角度関係に設定して差支えない。また、少
なくとも２枚のミラーのうち少なくとも１枚がシリンド
リカル凹面ミラーであればよい。

（発明の効果） 本発明によれば、光偏向器はその偏向反射面が第１結像
光学系による線像結像の近傍に位置するよ、うに配置し
、ｆθレンズと少なくとも１枚のシリントリカル凹面ミ
ラーを含む少なくとも２枚のミラーとで第２結像光学系
を構成し、上記シリンドリカル凹面ミラーは偏向方向に
対して垂直な方向にパワーを持たせ、そのパワーは、偏
向面と被走査面とが上記ｆθレンズとシリンドリカル凹
面ミラーを介して共役となるように定めたため、偏向反
射面における線像結像位置と被走査面における結像位置
とが偏向反射面の倒れに関係なく一定の関係となって偏
向器の面倒れ補正が行われると共に、ｆθレンズと被走
査面との間に少なくとも２枚のミラーが互いに向かい合
って配置されることにより、ｆθレンズと被走査面との
空間的距離を短縮することができ、上記ｆθレンズのバ
ックフォーカスが長（でも、走査光学系全体を小型化す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る走査光学系の実施例を概略的に示
す斜視図、第２図は同上実施例中のミラ一部分の拡大側
面図、第３図は本発明に用いることができるミラ一部分
の別の構成例を示す側面図、第４図は本発明に用いるこ
とができるミラ一部分のさらに別の構成例を示す側面図
、第５図は本発明に用いることができるミラ一部分のさ
らに別の構成例を示す側面図である。 １・・・光源部、　２・・・第１結像光学系、３・・・
光偏向器としての回転多面鏡、４・・・第２結像光学系
、　６・・・透明部材、４１・・・ｆθレンズ、　４２
・・・ミラー、４３・・・シリンドリカル凹面ミラー、
４４．４５．４６．４７．４８．４９．５０．５１・・
・ミラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源部、第１結像光学系、光偏向器、第２結像光学
   系の各部分を有してなるビーム走査光学系において、第
   １結像光学系は、光源部からの光束を偏向方向に対し平
   行な方向に線像結像させるものであり、光偏向器は上記
   第１結像光学系による線像結像の近傍に偏向反射面を有
   するように位置しており、第２結像光学系はｆθレンズ
   と少なくとも２枚のミラーによって構成されていて、こ
   れらのミラーは、互いに向かい合って配置されていると
   共に、そのうちの少なくとも一つのミラーが偏向方向に
   対して垂直な方向にパワーを有するシリンドリカル凹面
   ミラーであり、この凹面ミラーのパワーは、偏向面と被
   走査面とが上記ｆθレンズとシリンドリカル凹面ミラー
   を介して共役となるように定まっていることを特徴とす
   る走査光学系。 ２、少なくとも２枚のミラーは、透明部材の対角部の面
   を反射面に形成することによって構成された特許請求の
   範囲第１項記載の走査光学系。