JP2001343606A - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JP2001343606A
JP2001343606A JP2000164168A JP2000164168A JP2001343606A JP 2001343606 A JP2001343606 A JP 2001343606A JP 2000164168 A JP2000164168 A JP 2000164168A JP 2000164168 A JP2000164168 A JP 2000164168A JP 2001343606 A JP2001343606 A JP 2001343606A
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JP
Japan
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scanning direction
lens
sub
light
scanning
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JP2000164168A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Akatsu
和宏 赤津
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Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】Fθレンズ系のなかの非球面レンズの加工ばら
つき等により、副走査方向光線の結像位置分布のばらつ
きが大きくなった場合にも、結像位置分布を補正でき、
実用上問題ないようにする。 【課題を解決するための手段】fθレンズ系における非
球面を含んだレンズを走査方向に移動調整可能に設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタや
コピー装置などに用いられる光走査装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図2に従来の光走査装置の概略図を示
す。光源1から出射された光はコリメータレンズ2を通
り平行光とされる。この後、回転多面鏡4の面倒れ補正
のために入れているシリンドリカルレンズ3を通り、回
転多面鏡4によって偏向走査される。この後、球面レン
ズ5、非球面レンズ6からなるfθレンズ系を通り、感
光体7へ結像される。従来の光走査装置では、球面レン
ズ5と非球面レンズ6は、ベース9に固定されたピン8
に突き当てて固定、保持されている。また、非球面レン
ズ6は走査方向形状は円弧形状をしており、副走査方向
形状は光を走査する角度によって副走査方向曲率半径が
滑らかに変化する非球面形状をしている。このため、副
走査方向光線の結像位置は走査画角が変化しても、ほと
んど平坦とすることができる。
【0003】この場合、走査される光線の結像に影響を
及ぼすレンズは走査方向光線と副走査方向光線では異な
っている。走査方向光線の結像位置は非球面レンズの走
査方向形状等に影響され、副走査方向光線の結像位置
は、非球面レンズの副走査方向形状(非球面形状)に影
響される。副走査方向曲率半径の方が走査方向曲率半径
より小さいので、同じ曲率半径の誤差が出たとしても結
像面変化に与える影響は、副走査方向曲率半径の方が大
きい。よって、特に感度の高い副走査方向曲率半径のば
らつきを所定の値以下にしないと、副走査方向光線の結
像位置がスポット径が良好に絞れる範囲の中に入らなく
なる場合が生じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の光走査装置にお
いて、非球面レンズ6の加工において、より精度が必要
となる、副走査方向形状(非球面形状)の加工ばらつき
等が原因で、副走査方向光線の結像位置の走査画角によ
るばらつきが発生することがある。
【0005】このときの副走査方向の光線の結像位置の
ばらつきの一例を図3のA1に示す。横軸が走査画角、
縦軸が走査方向光線の結像位置を示す。また、図3に示
すWの範囲はスポット径が所定の値にしぼれるための範
囲である。この場合は±1.5mmとした。この範囲か
ら結像位置が出てしまうと、副走査方向スポット径は所
定の値より大きくなってしまい、印刷品質悪化の原因と
なる。例で示した図3のA1の場合走査画角−22度
や、+15度のところにおいては副走査方向スポット径
が大きくなってしまうという問題が発生しておりこの非
球面レンズを含むfθレンズ系は不良となってしまうの
で、問題となっていた。
【0006】その他、光源が複数存在する光走査装置の
場合、それぞれの発光点の光軸方向の位置ばらつきがあ
る。図4では光源が2つの場合の、それぞれの光源の副
走査方向光線の結像位置と走査画角の関係を示してい
る。横軸が走査画角、縦軸が走査方向光線の結像位置を
示している。B1とC1の様に2つの光源からの副走査
方向光線の結像位置が異なっている。このような場合、
2つの光源の副走査方向光線の結像位置を、良好に絞れ
る範囲Wの内側に入れるための手法がなかった。そのた
め、この非球面レンズを含むFθレンズ系は、不良とな
り問題となっていた。
【0007】また、光源が複数存在する光走査装置の場
合、何らかの原因で光源間の発光波長に差が生じた場合
にも、上記と同様な現象が生じる。すなわち、それぞれ
の光源の結像位置が光の波長差により変化し、図4のB
1とC1に示すように結像位置が異なる現象である。こ
のような場合、2つの光源の副走査方向光線の結像位置
を、良好に絞れる範囲Wの内側に入れるための手法がな
かった。そのため、この非球面レンズを含むfθレンズ
系も、不良となり問題となっていた。
【0008】従って、本発明の目的は、Fθレンズ系に
おける非球面レンズの加工ばらつき等により、副走査方
向光線の結像位置分布のばらつきが大きくなった場合に
も、結像位置分布を補正することが可能な光走査装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、光源と、
光源からの光を回転多面鏡へ導くレンズ系と、導かれた
光を偏向走査する回転多面鏡と、回転多面鏡により偏向
された光を結像させる少なくとも一面の非球面を備えた
fθレンズ系とからなる光走査装置において、前記fθ
レンズ系における非球面を含んだレンズを、走査方向に
移動調整可能に設けることにより達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図1に示す。光
源1から出射された光はコリメータレンズ2で平行光と
され、回転多面鏡4の面倒れ補正のために設けられたシ
リンドリカルレンズ3を通り、回転多面鏡4によって偏
向走査される。その後、球面レンズ5、非球面レンズ6
からなるfθレンズ系を通り感光体7上へ結像される。
球面レンズ5は、ピン8によってベース9に固定されて
いる。また、非球面レンズ6はピン8によって別のベー
ス9に固定されている。非球面レンズ6を固定している
ベース9を走査方向へ調整するため、ガイド10があ
り、ベース9はガイド10からのばね11で押し付けら
れている。このとき、調整ねじ13によって走査方向へ
の微調整が可能である。調整後最適位置でベース9を固
定するため、固定ねじ12が設けられている。
【0011】図5に、実施例に示したFθレンズ系の概
略図を示す。球面レンズ5は、この実施例では、貼り合
せレンズを用いている。また、非球面レンズ6は、光の
出射面(R5)が非球面レンズ形状をしているレンズで
ある。Nは屈折率、Rは曲率半径(単位mm)、Tは距
離(単位mm)を示す。Fθレンズ系の実施例として、
N、R、Tの組みあわせを次に示す。N1=1.619
330、N2=1.562304、N3=1.57606
2、R1=−204.8、R2=187.3、R3=−1
75.8、R4=∞、R5の走査方向=−200、副走
査方向=−54.84、T1=10、T2=10、T3
=68、T4=25、T5=348である。
【0012】このfθレンズ系を用いたときに、非球面
レンズ6を走査方向へ0mm、0.1mm、0.2mm移
動させたときの副走査方向光線の結像位置の変化量を図
6に示す。縦軸が副走査方向結像位置変化量で横軸が走
査画角である。図6のD1が0mm、D2が0.1m
m、D3が0.2mm非球面レンズ6を変化させた場合
を示している。図6からわかるように図1の調整ねじ1
3を用いることにより、非球面レンズ6を走査方向へ移
動することができ、これにより、副走査方向光線の結像
位置の分布を変化させることができる。
【0013】本発明はこの特性を利用している。非球面
レンズ6の加工ばらつき等による、図3、図4のA1、
B1、C1、に示すような、不良となっていた副走査方
向光線の結像位置分布を補正することで、従来使えなか
った非球面レンズ6を使えるようになる。
【0014】具体的には、非球面レンズ6の加工ばらつ
き等により、図3のA1に示すような副走査方向光線の
結像位置分布があって良好に絞れる範囲Wの中からでて
しまい、一部副走査方向スポット径が大きくなってしま
い不良となっている場合、本発明によりfθレンズ系の
なかの非球面レンズ6を0.33mm移動させること
で、図3のA2のような副走査方向光線の結像位置分布
になり、副走査方向光線の結像位置分布の全体を良好に
絞れる範囲Wの中に入れることができ、従来不良になっ
ていた非球面レンズ6を使用することができるようにな
りfθレンズ系の歩留まりの向上に効果がある。
【0015】その他、図4のB1、C1に示すような複
数ビームの場合の加工ばらつき等による副走査方向光線
の結像位置分布が、良好に絞れる範囲Wの中から一部で
てしまって副走査方向スポット径が大きくなってしま
い、不良となっている場合もfθレンズ6を走査方向へ
0.17mm移動させることで、図4のB2、C2の様
な副走査方向光線の結像位置分布になり良好に絞れる範
囲Wに入るので、副走査方向スポット径を良好に絞れる
ようになり、従来不良となっていたfθレンズを使用す
ることができるようになる。
【0016】ここで、fθレンズ系に含まれる非球面レ
ンズ6の走査方向移動に伴うその他のfθレンズ特性変
化を確認する。その他のfθレンズ特性として、走査方
向光線の結像位置分布の変化とfθ性すなわち等速性が
ある。
【0017】まず、走査方向光線の結像位置分布の変化
量を求めた。結果を図7に示す。図7では縦軸に走査方
向結像位置変化量と走査画角の関係を示している。図7
のE1はFθレンズ系に含まれる非球面レンズを走査方
向に0mm移動させた場合の結像位置分布の変化を示
す。E2は非球面レンズを走査方向に0.1mm移動さ
せた場合の結像位置分布の変化を示す。E3は非球面レ
ンズを走査方向に0.2mm移動させた場合の結像位置
分布の変化を示す。図7に示すとおり、非球面レンズが
0.2mm変化したとしても走査方向スポット径の結像
位置の変化は0.1mm以下とわずかであり印刷品質に
影響が出ない程度であり、影響が小さいことがわかる。
【0018】また、fθ性のずれを求めた結果を図8に
示す。fθ性とは、完璧なfθレンズによる走査位置と
走査画角の関係との差を示す特性であり、小さいほど良
好である。図8のF1はfθレンズ系に含まれる非球面
レンズを走査方向に0mm移動させた場合のfθ性変化
を示す。この場合、変化がないので0となっている。F
2はfθレンズ系に含まれる非球面レンズを走査方向に
0.1mm移動させた場合のfθ性変化を示す。F3は
fθレンズ系に含まれる非球面レンズを走査方向に0.
2mm移動させた場合のfθ性変化を示す。なお、F
2、F3は走査画角0度のfθ性を0と規格化して求め
た値である。図8に示すとおり0.2mm変化したとし
てもfθ性の変化は、0.02mm以下とわずかであり
印刷品質に影響が出ない程度である。
【0019】以上のように、本発明によりfθレンズ系
に含まれる非球面レンズを走査方向に移動させた場合に
ともなって他のfθレンズ特性である、走査方向光線の
結像位置分布やfθ性などの特性には大きな影響を及ぼ
さないので、本発明は都合がよいことがわかる。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、Fθ
レンズ系における非球面レンズの加工ばらつき等によ
り、副走査方向光線の結像位置分布のばらつきが大きく
なった場合にも、結像位置分布を補正することが可能な
光走査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す模式図。
【図2】従来例を示す模式図。
【図3】単一ビーム走査の場合の副走査方向光線の結像
位置分布とその変化を示す説明図。
【図4】複数ビーム走査の場合の副走査方向光線の結像
位置分布とその変化を示す説明図。
【図5】fθレンズの構成図。
【図6】本発明を実施した場合の副走査方向光線の結像
位置分布の変化を示す説明図。
【図7】本発明を実施した場合の走査方向光線の結像位
置変化を示す説明図。
【図8】本発明を実施した場合のfθ性の変化を示す説
明図。
【符号の説明】
1…光源、2…コリメータレンズ、3…シリンドリカル
レンズ、4…回転多面鏡、5…球面レンズ、6…非球面
レンズ、7…感光体、8…ピン、9…ベース、10…ガ
イド、11…ばね、12…固定ねじ、13…調整ねじ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、光源からの光を回転多面鏡へ導く
    レンズ系と、導かれた光を偏向走査する回転多面鏡と、
    回転多面鏡により偏向された光を結像させる少なくとも
    一面の非球面を備えたfθレンズ系とからなる光走査装
    置において、前記fθレンズ系における非球面を含んだ
    レンズを、走査方向に移動調整可能に設けたことを特徴
    とする光走査装置。
JP2000164168A 2000-06-01 2000-06-01 光走査装置 Pending JP2001343606A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005283606A (ja) * 2004-03-26 2005-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd 走査光学系
US7969460B2 (en) 2008-06-23 2011-06-28 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning device and image forming apparatus
JP2014215435A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 像面湾曲補正方法、光走査装置、画像形成装置

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