JPS6275617A - 光ビ−ム走査装置 - 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、光ビーム走査装置に関する。

（従来の技術） 光源部からの光ビームを、走査面上にスポット状に集束
させ、回転多面鏡により上記光ビームを偏向させて、走
査面を直線的に走査する、光ビーム走査装置は、従来、
光プリンター等（（関連して良く知られている。また、
走査面上で、光ビームのスポット状の集光点の移動方向
を主走査方向、この主走査方向に直交する方向を副走査
方向と称することも周知の通りである。

このような光ビーム走査装置では、光ビームを偏向させ
る回転多面鏡の加工上の誤差や、回転軸の軸倒れや、ぶ
れのため、走亙線、すなわち、光ビームのスポツト法の
集光点の軌跡が正確な直線とならなかったり、あるいは
、走育線の位置が、副走食方向に変動したりする。

このような走介線のまがりや、位置変動を補正するため
、従来は、走査面の近傍に、補正用のシリンドリカルレ
ンズを配したり、あるいは、回転多面鏡とｆθ　レンズ
との間に、補正用のトロイダルレンズを配備したりして
いた（例えば、特開昭６０−４２３号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） しかる（で、補正用のシリンドリカルレンズは、ガラス
材による透過型のものであるが、走査面の近傍に配備さ
れるため、走査長に近い長さを要求され、長尺であるが
故に製造コストも高く、破損しやすく取扱い性が悪い等
の問題がある。

他方、トロイダルレンズは、その形状の特殊性の故ｖｃ
Ｈ造が容易ではなく、製造コストも高くつくと°いう問
題がある。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、
高価なシリンドリカルレンズや、トロイダルレンズを用
いることなく、走歪線のまがつや位置変動を有効に補正
した、新規な光ビーム走交装置の提供を目的としている
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、以下にのべるごとき手段により、上記間珈点
を解決する。

すなわち、本発明の光ビーム走置装置シエ、煽向器と、
シリンドリカルレンズと、ｆθ　レンズと、シリンドリ
カルな凹面鏡とを有する。偏向器には、回転多面鏡が用
いられ、従って偏向器は、回転多面鏡と、これを回転駆
動するモーターとにより構成される。

シリンドリカルレンズは、偏向器の光源部側１で配備さ
れる。このシリンドリカルレンズは、その母線の方向、
すなわちパワー？もたない方向？、回転多面鏡の回転軸
および光路の双方ＶＣＭ交するように定められる。

また、このシリンドリカルレンズの位置は、光源部から
の平行光束が、このシリンドリカルレンズによって、回
転多面鏡による偏向の起点［１方向的に集束するような
位置に定められる。

次に、ｆθ　し／ズは、回転多面鏡と走査面との間に配
備される。ｆθ　し／ズは周知の如く、光ビームによる
走査面の走査を等速的にするためのレンズ系であるが、
その位置は、その像側の焦点面が、走査面と合致するよ
うな位置に定められる。

シリンドリカルな凹面鏡は、シリンドリカルレンズと同
じく、特定の方向においてパワーをもたない凹面鏡であ
り、上記パワーをもたない方向を、母線方向と称する。

この母線方１０Ｊに直交する任意の面で、この凹面鏡を
裁断するとき、鏡面の断面形状は母線方向にわたって同
一である。

このシリンドリカルな凹面鏡は、その母線方向が、主走
食方回と平行に定められる。

また、ｆθ　レンズとシリンドリカルな凹面鏡とによっ
℃、偏向器における偏向の起点と、走査面とが、共役関
係をなすように、凹面形の形状（曲率半°径）および配
置態位を定められる。

（作　用〕 以下１．ｔ−１図を参照しつつ、本発明の詳細な説明す
る。

〕・１図は、本発明の光ビーム走査装置の作用説明図で
ある。′３−１図（１）、（１）の、い丁れも左側が光
源部側であって、光源部からは、平行光束りが、入射し
てくる。図中、符号１０ｉＸンリンドリカルレンズ、符
号１４はｆθ　レンズ、符号１６はシリンドリカルな凹
面鏡を示す。さらに、符号ｉ２Ａは、回転多面鏡による
偏向の起点であり、具体ら５には、回転多面鏡による反
射位置である。

矛１図（１）は、回転多面鏡の回転軸方向から見た状態
を示している。従って回転軸の方向は図面に直交する方
向である。

また、矛１図（ＩＩ）は、上記回転軸に直交する方向か
ら見た状態となっている。

さて、矛１図（１）、（１）から明らかなように、／り
ンドリ力ルレンズ１０のパワーのない方向、すなわち母
線方向は、平行光束りの光路（て亘父し、かつ、回転多
面鏡の回転軸に直交している。

従って、シリンドリカルレンズ１０に入射する平行光束
は、パワーのない方向では、そのまま平行性を保つが（
〕・１図（Ｉ））、パワーを有する方向では、第１図（
ｎ）Ｋ示すように集束する。そして、その集束位置が、
偏向の起点１２Ａに合致するように、シリンドリカルレ
ンズ１０の位置が定められている。

回転多面鏡？回転させると、光ビームは、矛１図（１）
に示すように、偏向の起点１２Ａを同点として偏向する
。回転多面鏡の回転軸の方向から見た状態では、光ビー
ムは、３・１図（１）に示すよう７ｃ、偏向後も平行性
を保っているが、ｆＯレンズ１４を透過すると収束性と
なって、凹面１１６ＶＣ入射し、矛１図（１）で図面の
裏側の方へ向って反射される。凹面鏡１６の母線方向は
、矛１図（１）で上下方向であって、この方向は止定ｉ
方向と平行である。

凹面鏡１６は、その母線方向には何らパワー？もたない
ので、ｆＯレンズ１４ＶＣよる集束性の光は、上記・母
・線方向においては、そのまま集束をつづけ、ｙθ　レ
ンズ１４の、凹面鏡１６を介しての焦点面上に集束する
。そして、この焦点面が走査面と合致するようＶｃｆθ
　レンズ１４は、その位置を定められている。凹面鏡１
６の母線方向は主走亙方向と平行であるから、結局、光
ビームは、定食線上において、主走丘方向に関しては、
ｆＯレンズ１４により集束する。換言すれば、ｆＯレン
ズ１４は、主走食方回に関しては、無限遠の物点の像を
走査面上に結像する。

一方、矛１図（ｎ）に示すよ５Ｋ、平行光束りは、シリ
ンドリカルレンズ１０Ｖｃよって一方向的に集束するか
ら、その集束点である偏向の起点には、シリンドリカル
レンズ１０の母線方向に平行な弾線像が結像する。

矛１図（１）の、偏向の起点１２Ａよりも右側の図にお
いて、符号１８は走査面を示し、主走査方向は、図面に
直交する方向となっている。従って、副走査方向は、走
査面１８上で左右方向となる。

ｆＯレンズ１４と、凹面鏡１６とは、合成結像光学系と
して、副走査方向に関しては、偏向の起点１２Ａと、走
査面１８とを共役関係ビなすように定められている。す
なわち、この共役関係を実現するよ５Ｋ、凹面鏡１６の
凹面形状（曲率半径で規定されろ）と、配設位置とが定
められている。

この共役関係のため、偏向の起点１２Ａにおける前記輝
線像を光源とする像は、副走査方向に関しては、走査面
１８上の定点Ｐｒ結像する。光源としての輝線像の結像
位置は装置空間の定位置（偏向の起点１２Ａ）であるか
ら、その像点Ｐの位置も、副走賢方向では定位置であり
、回転多面鏡の加工ｉｊミ差等により、反射光束が、矛
１図（１）で破線のように、すれても、副走査方向にお
ける上記像点Ｐの位置は不変である。

かくして、光ビームは、主走査方向、副走査方向とも、
走立面上に集束し、走立面上にスポット状の光点が結像
されることＫなる。そして、回転多面鏡の回転とともに
、上記スポット状の光点は、常に同一の、直線上を移動
して走立を行なう。従って走立嵌の上がりや、その副走
査方向での変動は生じない。

矛２図は、本発明の１実施例を示している。繁雑を避け
るため、混同の虞れのないものについては矛１図におけ
ると同一の符号を用いた。

図中、符号１２は、偏向器の回転多面鏡を示す。

符号２０は、光源としての半導体レーザー、符号２２　
　はコリメーターレンズを示す。半導体レーザー２０と
コリメーターレンズ２２とは、光源部を構成する。

光源部からの平行光束りは、シリンドリカルレンズ１０
、回転多面鏡１２０反射点たる偏向の起点１２Ａ、ｆＯ
レンズ１４、凹面鏡１６なべて走査＠ＬＰ上にスポット
状に集束し、回転多面鏡１２を図示されないモーターで
矢印方向へ回転させると、上記スポット状の集束光は、
走査線ＬＰ　上を矢印方向へ移動して走査面を走五する
。

符号Ａは、シリンドリカルレンズ１０の母線方向、符号
Ｂは、凹面鏡１６の母線方向？示す。これら母線方向Ａ
、Ｂは、結局、主走査方向に対応する。

母線方向Ａ、ＢＫ対応する方向の光線が破線で示されて
いる。一方、母線方向Ａ、Ｂに直交する方向は結局副走
を方向に対応し、この方向に関する光線は光軸光線とと
もに実暇で示されている。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、新規な光ビーム走査装置を提供
できる。この装置は、上述の如く、高価な長尺７す／ト
リカルレンズやトロイダルレンズを用いることなく、走
査線のまがつや、走査線の副走査方向における変＠を補
正できる。

本発明の実施に用いる７１Ｊンドリカルレンズは、光源
部からの平行光束の光束径より若干太きければ良いから
、小型で足り、低価格で製造でき、取扱い性もよい。ま
た、シリンドリカルな凹面鏡は、透過型でないから、そ
のベース材料を余属、グラスチック等から自由ＶＣ選択
でき、従って、低価格化が可能であるとともに、取付な
どの構造上の自由度もまし、取扱性も良くでき、設計の
自由度も増大する。

【図面の簡単な説明】 ３−１図は、本発明の詳細な説明するための図、矛２図
は、本発明の１実施例を説明図的に示す斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源部からの平行光束を、走査面上にスポット状に集束
   させ、上記走査面を直線的に走査する装置であって、 回転多面鏡を用いる偏向器と、 この偏向器の、光源部側に配備されるシリンドリカルレ
   ンズと、 上記偏向器と走査面との間に配備されるｆθレンズと、 このｆθレンズと上記走査面との間に配備されるシリン
   ドリカルな凹面鏡と、を有し、 上記シリンドリカルレンズの母線方向を、回転多面鏡の
   回転軸および光路の双方に直交するように定め、かつ、
   このシリンドリカルレンズにより、光源部からの平行光
   束が、上記回転多面鏡による偏向の起点に、１方向的に
   集束するように、上記シリンドリカルレンズの位置を定
   め、 上記シリンドリカルな凹面鏡の母線方向を主走査方向と
   平行に定め、 上記ｆθレンズの焦点面を走査面と合致せしめるととも
   に、ｆθレンズと上記凹面鏡とによって、上記偏向の起
   点と上記走査面とが、副走査方向に関して共役関係をな
   すように、上記凹面鏡の形状および配置態位を定めたこ
   と、を特徴とする、光ビーム走査装置。