JPS6311907A - 光走査装置 - 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】 〔産業上の利用分針〕 本発明はレーザービームプリンタ等に用いられる回転多
面境式光走査装置、とくに回転多面鏡の各鏡面と回転軸
との平行度の誤差を補正する機能（面倒れ誤差の補正）
を有する走亘光学系の構成に関する。

〔従来の技術〕

レーザービームプリンタ等に用いられる回転多面鏡式光
走査装置の走差光学系は、一般に像面の湾曲の補正、走
査ピッチムラの原因となる回転多面鏡の面倒れ誤差の補
正を目的として設計される。

また走査速度が走査面上で等速となるような歪みを与え
る場合もあり、そのようなレンジはｆｏレンズと呼ばれ
る。

面倒れ補正光学系は従来種々のタイプのものが提案され
ているが、基本的には、偏向面方向とそれに垂直な方向
で曲率の異なるアナモルフィック光学系を用い、偏向面
に垂直な方向について多面鏡の反射点と走査面を共役像
点またはそれに近い配置とすることによって多面鏡面の
傾きにより出射角が変化しても走査点位置の変動を抑え
るという原理を用いている。

上述の原理を実現する構成として、特開昭５７−１４４
５１４に開示されているように、直交する二方向で屈折
力の異なる主軸、副軸を有するトーリック面を有するレ
ンズを用いる方法が知られている。

第４図（ａ）　、　（ｔ＋）にトーリックレンズを用い
た面倒れ補正光学系を示す。第４１１９（ａ）は偏向面
と垂直な方向の光束を示す図、（ｂ）は偏向面方向の光
束を示す図で、而Ｓａがトーリック面となっている。

光束は回転多面鏡１４で反射されて球面レンズ１１、ト
ーリックレンズ１２によって走査面１５に結像する。

第４図（ａ）の破線で示されるように、多面鏡の反射点
と走査面が共役点となっていることによって面倒れ誤差
が生じても走査点位置変動は生じない。

また、特開昭６０−１３３４１６に開示されているよう
に長尺の円筒レンズを用いる方法も知られている。

第５図（ａ）　、　（ｂ）に長尺円筒レンズを用いた面
倒れ補正光学系を示す、囁５ｌ（ａ）は偏向面と垂直な
方向の光束を示す図、＠５図（ｂ）は偏向面方向の光束
を示で示す図で、面Ｓ“が円筒面で、前述のトーリック
レンズの場合と同様に面倒れ補正かなでれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

さて、上述の２例の従来例の光学系はいずれもレンズが
高価であるという問題点を有する。以下その理由を説明
する。

ます長尺の円筒レンズを用いる方法では、円筒レンズよ
り発生する球欠的像面湾曲を許容値以下に抑えるために
円筒レンズを走査面近くに配置しなければならず、はぼ
走査唱と同等の長さの円筒レンズが必要となる。なぜな
ら、円筒レンズによって生じる球欠的像面湾曲は、円筒
レンズ面と走査面との間の距離に対して相対的べほぼ比
例した量が生じるため、距離が短くなれば絶対的な像面
湾曲量は減少するからである。こめように長尺な円筒レ
ンズは通常の口径の小さなレンズに比べて極めて高価な
ものとなる。

さて、上述の円筒レンズで生じる球欠的像面湾曲は、走
査角が大きいときに光束が円筒レンズに斜めに入射する
ことによって生じるものである。

なぜなら第６図の光束Ｂに示すように円筒５２を斜めに
光束が切れる場合、光束Ａのように正面から切るよりも
曲率が大きく作用するからである。

前述のトーリック面とは、この作用を回避するために、
円筒面となるべき面を、常に光束が正面から入射するよ
うに曲げた結果できた曲面と考えてよい。このようにト
ーリック面を用いれば球欠的像面湾曲は抑えられるため
、レンズ面を多面鏡寄りに配置でき、レンズ口径を小さ
くすることが可能である。ところが、トーリックレンズ
は通常の用途には用いられない特殊なレンズである九め
それ自体で調造コストが高価となり、長尺円筒レンズを
排した効果は々くなってしまう。

以上のように従来の而倒れ補正光学系はレンズの裳造コ
ストが高価であるという欠点を有していた。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、その目的とするところは、面倒れ補正機能を有する光
学系を安価に構成することによって高精度な走査が可能
な光走査装置を安価に提供する仁とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は元ビーム発生手段と、該光ビームを偏向走査す
る回転多面鏡偏向装置と、該光ビームを前記回転多面鏡
の反射面に走査方向と平行な方向の線状光ビームを形成
する如く配された第１集光光学系と、前記線状光ビーム
を壊走査平向上に像面湾曲なく点状結像する如く配され
た＠２２集光学系とを備え、前記第２集元光学系は前記
回転多面鏡の反射面から順に正のパワーを有する球レン
ズ、走査方向と垂直方向にのみ正のパワーを有する円筒
レンズ、負のパワーを有する球レンズの３枚のレンズで
構成されていることを特徴とする特〔実施例〕 本発明に係る光学系の説明を実施例を用いて行う。第１
図（ａ）　、　（１））はそれぞれ本発明の走査光学系
における偏向面と垂直な方向と偏向面方向の光束を示す
光路図である。

本発明の主眼は円筒レンズを多面鏡寄りに配置すること
によって、長尺化することなく小型の円筒レンズを用い
て面倒れ補正を行なうというものである。その際、問題
となるのは従来例のところで述べたように球欠的像面湾
曲であった。また、球欠的像面湾曲を生じさせないため
には円筒偏向面と垂直な方向の光束を集光させる面に正
面から光束を入射することが望ましいと述べた。従来例
のトーリンクレンズはそのために円筒レンズを屈曲させ
たものと考えてよい。

本発明は逆に、円筒レンズの前後に正のレンズと負のレ
ンズを配する構成とすることによって、光束を日向レン
ズの前後だけ屈曲させて円筒レンズに正面から入射させ
、球欠的像面湾曲が生じないようにしたものである。即
ち、第１図（１））において回転多面鏡の反射面Ｓ１で
偏向された光束Ｌｌは正のレンズ１によって内側に屈折
され、円１ｖＲｔ”ンズ２にほぼ正面から入射する。さ
らにほぼ光軸と平行に円筒レンズから出射した光束は負
のレンズ３によって再び外側に拡げられ、十分な走査幅
を得ることができる。

以上は定性的な説明であるが、定電的には各レンズ面の
曲率を最適化することによって球欠的像面湾曲と、また
子午的像面湾曲もあわせて十分小さい値に抑えることが
可能である。

第１図（、）の破線は本発明の走査光学系における面倒
れ補正効果を示すもので、多面嘴面が傾いていることに
よって光束の出射方向が変化しても走査点位置は変化し
ない。

以下本発明の走査光学系の数値例を第１表、第２表に示
す。

第　　１　　表 ただし初期結儂距＠Ｓｍ 第　　２　　表 ただし初期結像距離Ｓｍ 注）・Ｒｍは偏向面方向の曲率半径 ・Ｒｓは偏向面と垂直方向の曲率半径 ・面間距離、屈折率はその番号で示される面と次の面と
の間をさす。

・第１面とは回転多面鏡の反射面である。

・初期結像距離ａｍとは回転多面鏡に入射する光束の収
束あるいは発散度で多面鏡の反射点から測った結像点の
距離で表している。

第２図（ａ）、（ｂ）、第３図（ａ）、（ｔ））はそれ
ぞれ第１表の数値例における球欠的像面湾曲と子午的像
面湾曲を示す収差図である。これより画像面湾曲収差は
十分良好な値に抑えられていることが分る。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、回転多面鏡の
面倒れ補正光学系を含む走査光学系が、多面憐の反射点
から順に正のパワーを有する球レンズ、偏向面を垂直な
方向にのみ正のパワーを有する円筒レンズ、負のパワー
を有する球レンズの順に配され、偏向面と垂直な方向に
ついては多面鏡の反射点と走査面がたがいに共役な像点
となるよう構成されているため、大型、特殊なレンズを
用いることなく安価に走査光学系を構成することができ
、走査ピッチムラのない高精度な光走査装置ｊｔを安価
に提供できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）Ｆｉ本発明の一実施例を示す光路
図、東２図（ａ）、（ｔ））および第３図（ａ）　、　
（ｂ）は本発明の数値（ｉｔ）、（め 例による収差図、第４図（ａ）　、　（ｂ）オ！　ヒ第
５　％ｕ！来の走査光学系を示す光路図、第６図は球欠
的像面湾曲収差の発生を説明するための図である。 １・・・正のレンズ　　　２・・・円筒レンズ３・・・
負のレンズ　　　４・・・回転多面鏡５・・・走査面　
　　　　６・・・光束以　　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 ＜ａ） 第１図 第２図 ＜ａ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光ビーム発生手段と、該光ビームを偏向走査する回転
   多面鏡偏向装置と、該光ビームを前記回転多面鏡の反射
   面に走査方向と平行な方向の線状光ビームを形成する如
   く配された第１集光光学系と、前記線状光ビームを被走
   査平面上に像面湾曲なく点状結像する如く配された第２
   集光光学系とを備え、前記第２集光光学系は前記回転多
   面鏡の反射面から順に正のパワーを有する球レンズ、走
   査方向と垂直な方向にのみ正のパワーを有する円筒レン
   ズ、負のパワーを有する球レンズの３枚のレンズで構成
   されていることを特徴とする光走査装置。