JP3275548B2 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
- G02B26/126—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane including curved mirrors
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- Lenses (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリン
タ、レーザファクシミリやデジタル複写機などに用いら
れる光走査装置に関するものである。
タ、レーザファクシミリやデジタル複写機などに用いら
れる光走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザビームプリンタなどに用いられて
いる多くの光走査装置は、光源として半導体レーザ、光
偏向器の面倒れを補正するために光源からの光束を光偏
向器に線状に結像する第1結像光学系、光偏向器として
ポリゴンミラー、被走査面上に等速度で均一なスポット
を結像する第2結像光学系とから構成されている。
いる多くの光走査装置は、光源として半導体レーザ、光
偏向器の面倒れを補正するために光源からの光束を光偏
向器に線状に結像する第1結像光学系、光偏向器として
ポリゴンミラー、被走査面上に等速度で均一なスポット
を結像する第2結像光学系とから構成されている。
【0003】従来の光走査装置の第2結像光学系はfθ
レンズと呼ばれる大型のガラスレンズ複数枚で構成され
ていたが、小型化が困難であるとともに高価であるとの
問題点があった。そこで近年、小型化、低価格化を実現
する光走査装置として第2結像光学系にシリンドリカル
ミラーとシリンドリカルレンズを用いるもの(特開平1
−300218)、球面ミラーとシリンドリカルレンズ
を用いるもの(特開平1−300217)などが提案さ
れている。
レンズと呼ばれる大型のガラスレンズ複数枚で構成され
ていたが、小型化が困難であるとともに高価であるとの
問題点があった。そこで近年、小型化、低価格化を実現
する光走査装置として第2結像光学系にシリンドリカル
ミラーとシリンドリカルレンズを用いるもの(特開平1
−300218)、球面ミラーとシリンドリカルレンズ
を用いるもの(特開平1−300217)などが提案さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の光学系も像面湾曲補正、fθ補正が十分でなく高解像
度化が困難であるという課題を有していた。
の光学系も像面湾曲補正、fθ補正が十分でなく高解像
度化が困難であるという課題を有していた。
【0005】本発明は上記課題に鑑み、小型化、低価格
化を実現すると同時に高解像度を実現する光走査装置を
提供するものである。
化を実現すると同時に高解像度を実現する光走査装置を
提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの光
束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との
間に配置される第1結像光学系と、前記光偏向器と被走
査面との間に配置される第2結像光学系とを備え、前記
第2結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する曲
面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に
集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副走
査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部で
変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向に
のみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、前
記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点までの
距離をL(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正レ
ンズの入射面までの距離をM(mm)、前記第2結像光学系
の主走査方向焦点距離をfm(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする。
に、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの光
束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との
間に配置される第1結像光学系と、前記光偏向器と被走
査面との間に配置される第2結像光学系とを備え、前記
第2結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する曲
面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に
集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副走
査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部で
変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向に
のみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、前
記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点までの
距離をL(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正レ
ンズの入射面までの距離をM(mm)、前記第2結像光学系
の主走査方向焦点距離をfm(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする。
【数5】 また、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第1結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第2結像光学系とを備え、前
記第2結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第1結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をL(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をM(mm)、前記第2結像光学
系の主走査方向焦点距離をfm(mm)、光軸からの前記補
正レンズ入射面中心の副走査方向ずれ量をxL(mm)とし
た場合、以下の条件式を満足することを特徴とする。
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第1結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第2結像光学系とを備え、前
記第2結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第1結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をL(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をM(mm)、前記第2結像光学
系の主走査方向焦点距離をfm(mm)、光軸からの前記補
正レンズ入射面中心の副走査方向ずれ量をxL(mm)とし
た場合、以下の条件式を満足することを特徴とする。
【数6】 また、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第1結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第2結像光学系とを備え、前
記第2結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第1結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をL(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をM(mm)、第2結像光学系の
主走査方向焦点距離をfm(mm)、前記曲面ミラーの頂点
における法線と光軸とのなす角をβm(deg)とした場合、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第1結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第2結像光学系とを備え、前
記第2結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第1結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をL(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をM(mm)、第2結像光学系の
主走査方向焦点距離をfm(mm)、前記曲面ミラーの頂点
における法線と光軸とのなす角をβm(deg)とした場合、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
【数7】 また、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第1結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第2結像光学系とを備え、前
記第2結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記第2結像光学系の主走査方向焦点距離をfm(mm)、
被走査面上の有効走査幅をW(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする。
光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器と
の間に配置される第1結像光学系と、前記光偏向器と被
走査面との間に配置される第2結像光学系とを備え、前
記第2結像光学系は前記光偏向器からの光束を反射する
曲面ミラーと、前記曲面ミラーからの光束を被走査面上
に集光する補正レンズとからなり、前記補正レンズは副
走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部
で変化しており、前記補正レンズの射出面が主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面である光走査装置であって、
前記第2結像光学系の主走査方向焦点距離をfm(mm)、
被走査面上の有効走査幅をW(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする。
【数8】
【0007】
【作用】本発明は上記したように、光源からの光束が第
1結像光学系によって光偏向器の反射面上に導かれ、回
転する光偏向器によって走査され、第2結像光学系によ
って、被走査面上に結像する。このとき、第2結像光学
系が曲面ミラーと副走査方向の屈折力が主走査方向にお
ける中心部と周辺部で変化している補正レンズとから構
成されることによって像面湾曲、fθ特性が良好に補正
され、小型、低価格でありながら高解像度を実現するこ
ととなる。
1結像光学系によって光偏向器の反射面上に導かれ、回
転する光偏向器によって走査され、第2結像光学系によ
って、被走査面上に結像する。このとき、第2結像光学
系が曲面ミラーと副走査方向の屈折力が主走査方向にお
ける中心部と周辺部で変化している補正レンズとから構
成されることによって像面湾曲、fθ特性が良好に補正
され、小型、低価格でありながら高解像度を実現するこ
ととなる。
【0008】さらに、補正レンズの入射面を主走査方向
に平行で光軸を含む面内に存在する円弧、あるいは4次
以上の高次展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内
に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中心として
回転させた鞍型トーリック面とすることで、補正レンズ
の副走査方向屈折力を主走査方向における中心部と周辺
部で変化させることを低価格で実現することとなる。
に平行で光軸を含む面内に存在する円弧、あるいは4次
以上の高次展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内
に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中心として
回転させた鞍型トーリック面とすることで、補正レンズ
の副走査方向屈折力を主走査方向における中心部と周辺
部で変化させることを低価格で実現することとなる。
【0009】さらに、補正レンズの射出面を主走査方向
にのみ屈折力を持つ円柱面、あるいは、主走査方向断面
形状が4次以上の高次展開項を有する、主走査方向にの
み屈折力を持つ非球面シリンドリカル面、あるいは、主
走査方向に平行で光軸を含む面内に存在する4次以上の
高次展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内に存在
する主走査方向に平行な回転対称軸を中心として回転さ
せた樽型トーリック面とすることでfθ特性を良好に補
正することとなる。
にのみ屈折力を持つ円柱面、あるいは、主走査方向断面
形状が4次以上の高次展開項を有する、主走査方向にの
み屈折力を持つ非球面シリンドリカル面、あるいは、主
走査方向に平行で光軸を含む面内に存在する4次以上の
高次展開項を有する曲線を、前記光軸を含む面内に存在
する主走査方向に平行な回転対称軸を中心として回転さ
せた樽型トーリック面とすることでfθ特性を良好に補
正することとなる。
【0010】さらに、第2結像光学系の主走査方向焦点
距離をfm(mm)、被走査面上の有効走査幅をW(mm)、光
偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点までの距離
をL(mm)、曲面ミラーの主走査方向における有効最周辺
位置のミラー面頂点位置における接平面からの距離をz
m(mm)とした場合、以下の条件式を満足することで像面
湾曲、fθ特性を良好に補正することとなる。
距離をfm(mm)、被走査面上の有効走査幅をW(mm)、光
偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点までの距離
をL(mm)、曲面ミラーの主走査方向における有効最周辺
位置のミラー面頂点位置における接平面からの距離をz
m(mm)とした場合、以下の条件式を満足することで像面
湾曲、fθ特性を良好に補正することとなる。
【0011】
【数9】
【0012】但し、
【0013】
【数10】
【0014】
【数11】
【0015】さらに、曲面ミラーを軸対称非球面とする
ことで加工が容易となる。さらに、曲面ミラーの頂点の
光軸からの副走査方向ズレ量をxm(mm)とした場合、以
下の条件式の上限を越えると、像面湾曲とfθ特性の補
正が困難となり、下限を下回ると、ミラー加工時に形状
誤差の発生しやすい中心部が有効範囲内となり価格高の
要因となる。
ことで加工が容易となる。さらに、曲面ミラーの頂点の
光軸からの副走査方向ズレ量をxm(mm)とした場合、以
下の条件式の上限を越えると、像面湾曲とfθ特性の補
正が困難となり、下限を下回ると、ミラー加工時に形状
誤差の発生しやすい中心部が有効範囲内となり価格高の
要因となる。
【0016】
【数12】
【0017】さらに、曲面ミラーの反射点から補正レン
ズの入射面までの距離をM(mm)とした場合、以下の条件
式の上限を越えた場合、補正レンズの偏肉比が大きくな
り加工が困難となり、下限を下回った場合、像面湾曲と
fθ特性の補正が困難となる。
ズの入射面までの距離をM(mm)とした場合、以下の条件
式の上限を越えた場合、補正レンズの偏肉比が大きくな
り加工が困難となり、下限を下回った場合、像面湾曲と
fθ特性の補正が困難となる。
【0018】
【数13】
【0019】さらに、光偏向器の反射面に垂直で主走査
方向に平行な面と第1結像光学系からの光軸とのなす角
をβp(deg)、光軸からの前記補正レンズ入射面中心の副
走査方向ずれ量をxL(mm)とし、以下の条件式を満足し
ない場合、瞳上における斜め方向の光線に収差が発生し
高解像度を実現することが困難となる。
方向に平行な面と第1結像光学系からの光軸とのなす角
をβp(deg)、光軸からの前記補正レンズ入射面中心の副
走査方向ずれ量をxL(mm)とし、以下の条件式を満足し
ない場合、瞳上における斜め方向の光線に収差が発生し
高解像度を実現することが困難となる。
【0020】
【数14】
【0021】さらに、曲面ミラーの頂点における法線と
光軸とのなす角をβm(deg)とし、以下の条件式を満足し
ない場合、被走査面上の走査線が副走査方向に湾曲する
こととなる。
光軸とのなす角をβm(deg)とし、以下の条件式を満足し
ない場合、被走査面上の走査線が副走査方向に湾曲する
こととなる。
【0022】
【数15】
【0023】さらに、以下の条件式の上限を越えた場
合、像面湾曲とfθ特性の補正が困難となり、下限を下
回った場合、小型化が困難となる。
合、像面湾曲とfθ特性の補正が困難となり、下限を下
回った場合、小型化が困難となる。
【0024】
【数16】
【0025】また、本発明の光走査装置を用いることに
より、小型、低価格で高解像度の画像形成装置を実現す
ることができる。
より、小型、低価格で高解像度の画像形成装置を実現す
ることができる。
【0026】
【実施例】以下本発明の一実施例の光走査装置につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【0027】図1は、本発明の光走査装置の各部品の主
走査面内配置を示した構成図、図2は本発明の光走査装
置の走査中心軸を含み副走査方向に平行な面で切った断
面図である。図1において1は半導体レーザ、2はコリ
メータレンズ、3は副走査方向にのみ屈折力を持つシリ
ンドリカルレンズ、4は折り返しミラー、5はポリゴン
ミラー、6は回転中心軸、7は軸対称非球面ミラー、8
は入射面が鞍型トーリック面、射出面が非球面シリンド
リカル面である補正レンズ、9は感光ドラムである。こ
こで、W(mm)は有効走査幅を示す。
走査面内配置を示した構成図、図2は本発明の光走査装
置の走査中心軸を含み副走査方向に平行な面で切った断
面図である。図1において1は半導体レーザ、2はコリ
メータレンズ、3は副走査方向にのみ屈折力を持つシリ
ンドリカルレンズ、4は折り返しミラー、5はポリゴン
ミラー、6は回転中心軸、7は軸対称非球面ミラー、8
は入射面が鞍型トーリック面、射出面が非球面シリンド
リカル面である補正レンズ、9は感光ドラムである。こ
こで、W(mm)は有効走査幅を示す。
【0028】また、軸対称非球面ミラー7の形状は、対
称軸からの座標p(mm)における面の頂点からのサグ
量を感光ドラム9に向かう方向を正とするz(mm)と
して(数17)で示されるものである。
称軸からの座標p(mm)における面の頂点からのサグ
量を感光ドラム9に向かう方向を正とするz(mm)と
して(数17)で示されるものである。
【0029】
【数17】
【0030】ここで、Rm(mm)は曲率半径、Kmは円
錐定数、Dm、Em、Fm、Gmは高次定数である。
錐定数、Dm、Em、Fm、Gmは高次定数である。
【0031】また、補正レンズ8の入射面は、光軸を含
み主走査方向に平行な面内において、面の頂点を原点と
する主走査方向座標をy(mm)とし(数19)で示す
曲線が、光軸を含み主走査方向に平行な面内にあり、主
走査方向に平行な回転中心軸の周りを回転して形成され
る鞍型トーリック面である。
み主走査方向に平行な面内において、面の頂点を原点と
する主走査方向座標をy(mm)とし(数19)で示す
曲線が、光軸を含み主走査方向に平行な面内にあり、主
走査方向に平行な回転中心軸の周りを回転して形成され
る鞍型トーリック面である。
【0032】
【0033】
【0034】
【数19】
【0035】ここで、R1H(mm)は主走査方向曲率半
径、K 1は主走査方向に寄与する円錐定数、D1、E1、
F1、G1は主走査方向に寄与する高次定数である。ま
た、頂点から回転中心軸までの距離(頂点における副走
査方向の曲率半径)をR 1V とする。
径、K 1は主走査方向に寄与する円錐定数、D1、E1、
F1、G1は主走査方向に寄与する高次定数である。ま
た、頂点から回転中心軸までの距離(頂点における副走
査方向の曲率半径)をR 1V とする。
【0036】また、補正レンズ8の射出面は、光軸を含
み主走査方向に平行な面内において、面の頂点を原点と
する主走査方向座標をy(mm)とし(数21)で示す
曲線が、光軸を含み主走査方向に平行な面内にあり、主
走査方向に平行な回転中心軸の周りを回転して形成され
る樽型トーリック面である。
み主走査方向に平行な面内において、面の頂点を原点と
する主走査方向座標をy(mm)とし(数21)で示す
曲線が、光軸を含み主走査方向に平行な面内にあり、主
走査方向に平行な回転中心軸の周りを回転して形成され
る樽型トーリック面である。
【0037】
【0038】
【0039】
【数21】
【0040】ここで、R2H(mm)は主走査方向曲率半
径、K 2は主走査方向に寄与する円錐定数、D2、E2、
F2、G2は主走査方向に寄与する高次定数である。ま
た、頂点から回転中心軸までの距離(頂点における副走
査方向の曲率半径)をR 2V する。
径、K 2は主走査方向に寄与する円錐定数、D2、E2、
F2、G2は主走査方向に寄与する高次定数である。ま
た、頂点から回転中心軸までの距離(頂点における副走
査方向の曲率半径)をR 2V する。
【0041】図2において、L(mm)はポリゴンミラ
ー5の偏向点から非球面ミラー7の反射点までの距離、
M(mm)は非球面ミラー7の反射点から補正レンズ8
の入射面までの距離、th(mm)は補正レンズ8の中
心肉厚、r(mm)はポリゴンミラーの反射面と回転中
心軸6の距離、xm(mm)は非球面ミラー7の頂点の
光軸からの副走査方向ズレ量、xL(mm)は光軸から
の補正レンズ8の入射面中心の副走査方向ずれ量、βp
(deg)はポリゴンミラー5の反射面に垂直で主走査
方向に平行な面と折り返しミラー4からの光軸とのなす
角、βm(deg)は非球面ミラー7の頂点における法
線と光軸とのなす角を示す。
ー5の偏向点から非球面ミラー7の反射点までの距離、
M(mm)は非球面ミラー7の反射点から補正レンズ8
の入射面までの距離、th(mm)は補正レンズ8の中
心肉厚、r(mm)はポリゴンミラーの反射面と回転中
心軸6の距離、xm(mm)は非球面ミラー7の頂点の
光軸からの副走査方向ズレ量、xL(mm)は光軸から
の補正レンズ8の入射面中心の副走査方向ずれ量、βp
(deg)はポリゴンミラー5の反射面に垂直で主走査
方向に平行な面と折り返しミラー4からの光軸とのなす
角、βm(deg)は非球面ミラー7の頂点における法
線と光軸とのなす角を示す。
【0042】次に実施例1から22の具体的数値例を示
す。表中のfm(mm)は第2結像光学系の主走査方向
焦点距離、nは補正レンズ5の硝材の波長780(n
m)における屈折率である。
す。表中のfm(mm)は第2結像光学系の主走査方向
焦点距離、nは補正レンズ5の硝材の波長780(n
m)における屈折率である。
【0043】(実施例1)
【0044】
【表1】
【0045】(実施例2)
【0046】
【表2】
【0047】(実施例3)
【0048】
【表3】
【0049】(実施例4)
【0050】
【表4】
【0051】(実施例5)
【0052】
【表5】
【0053】(実施例6)
【0054】
【表6】
【0055】(実施例7)
【0056】
【表7】
【0057】(実施例8)
【0058】
【表8】
【0059】(実施例9)
【0060】
【表9】
【0061】(実施例10)
【0062】
【表10】
【0063】(実施例11)
【0064】
【表11】
【0065】(実施例12)
【0066】
【表12】
【0067】(実施例13)
【0068】
【表13】
【0069】(実施例14)
【0070】
【表14】
【0071】(実施例15)
【0072】
【表15】
【0073】(実施例16)
【0074】
【表16】
【0075】(実施例17)
【0076】
【表17】
【0077】(実施例18)
【0078】
【表18】
【0079】(実施例19)
【0080】
【表19】
【0081】(実施例20)
【0082】
【表20】
【0083】(実施例21)
【0084】
【表21】
【0085】(実施例22)
【0086】
【表22】
【0087】以上のように構成された光走査装置につい
て、以下、図1および図2を用いてその動作を説明す
る。
て、以下、図1および図2を用いてその動作を説明す
る。
【0088】半導体レーザ1からの光束がコリメータレ
ンズ2によって平行光となり、シリンドリカルレンズ3
によって副走査方向についての収束光となり、折り返し
ミラー4によって折り返されポリゴンミラー5の反射面
上に線像として結像され、ポリゴンミラー5が回転中心
軸6を中心に回転することによって走査され、非球面ミ
ラー7、補正レンズ8によって、感光ドラム9上に結像
する。このとき、主に非球面ミラー7と補正レンズ8の
射出面によって、主走査方向像面湾曲とfθ特性が良好
に補正され、補正レンズ8の入射面によって副走査方向
像面湾曲が良好に補正されている。図4、図5に実施例
5の場合の残存像面湾曲量、fθ特性を示す。
ンズ2によって平行光となり、シリンドリカルレンズ3
によって副走査方向についての収束光となり、折り返し
ミラー4によって折り返されポリゴンミラー5の反射面
上に線像として結像され、ポリゴンミラー5が回転中心
軸6を中心に回転することによって走査され、非球面ミ
ラー7、補正レンズ8によって、感光ドラム9上に結像
する。このとき、主に非球面ミラー7と補正レンズ8の
射出面によって、主走査方向像面湾曲とfθ特性が良好
に補正され、補正レンズ8の入射面によって副走査方向
像面湾曲が良好に補正されている。図4、図5に実施例
5の場合の残存像面湾曲量、fθ特性を示す。
【0089】図3は上記実施例の光走査装置を画像形成
装置に用いた場合の構成を示すものである。図3におい
て、11は光が照射されると電荷が変化する感光体が表
面を覆っている感光ドラム、12は感光体の表面に静電
気イオンを付着し帯電する一次帯電器、13は印字情報
を感光ドラム11上に書き込む上記実施例の光走査装
置、14は印字部に帯電トナーを付着させる現像器、1
5は付着したトナーを用紙に転写する転写帯電器、16
は残ったトナーを除去するクリーナー、17は転写され
たトナーを用紙に定着する定着装置、18は給紙カセッ
トである。
装置に用いた場合の構成を示すものである。図3におい
て、11は光が照射されると電荷が変化する感光体が表
面を覆っている感光ドラム、12は感光体の表面に静電
気イオンを付着し帯電する一次帯電器、13は印字情報
を感光ドラム11上に書き込む上記実施例の光走査装
置、14は印字部に帯電トナーを付着させる現像器、1
5は付着したトナーを用紙に転写する転写帯電器、16
は残ったトナーを除去するクリーナー、17は転写され
たトナーを用紙に定着する定着装置、18は給紙カセッ
トである。
【0090】以上のように、上記実施例の光走査装置を
用いることにより小型、低価格の画像形成装置を実現す
ることができる。
用いることにより小型、低価格の画像形成装置を実現す
ることができる。
【0091】
【発明の効果】本発明は以上のように、第2結像光学系
が軸対称非球面ミラーと入射面が鞍型トーリック面、射
出面が非球面シリンドリカル面または樽型トーリック面
である補正レンズとから構成され、第2結像光学系の主
走査方向焦点距離をfm(mm)、被走査面上の有効走査幅
をW(mm)、ポリゴンミラーの偏向点から非球面ミラーの
反射点までの距離をL(mm)、非球面ミラーの主走査方向
における有効最周辺位置のミラー面頂点位置における接
平面からの距離をzm(mm)とした場合、以下の条件式を
満足することで像面湾曲、fθ特性を良好に補正する効
果が得られる。
が軸対称非球面ミラーと入射面が鞍型トーリック面、射
出面が非球面シリンドリカル面または樽型トーリック面
である補正レンズとから構成され、第2結像光学系の主
走査方向焦点距離をfm(mm)、被走査面上の有効走査幅
をW(mm)、ポリゴンミラーの偏向点から非球面ミラーの
反射点までの距離をL(mm)、非球面ミラーの主走査方向
における有効最周辺位置のミラー面頂点位置における接
平面からの距離をzm(mm)とした場合、以下の条件式を
満足することで像面湾曲、fθ特性を良好に補正する効
果が得られる。
【0092】
【数22】
【0093】但し、
【0094】
【数23】
【0095】
【数24】
【0096】さらに、非球面ミラーの頂点の光軸からの
副走査方向ズレ量をxm(mm)とした場合、以下の条件式
を満たすと、ミラー加工時に形状誤差の発生しやすい中
心部が有効範囲外となり加工公差を大きくする効果があ
る。
副走査方向ズレ量をxm(mm)とした場合、以下の条件式
を満たすと、ミラー加工時に形状誤差の発生しやすい中
心部が有効範囲外となり加工公差を大きくする効果があ
る。
【0097】
【数25】
【0098】さらに、非球面ミラーの反射点から補正レ
ンズの入射面までの距離をM(mm)とした場合、以下の条
件式を満たすことで、偏肉比の小さな補正レンズであっ
て、像面湾曲とfθ特性のが良好に補正される効果が得
られる。
ンズの入射面までの距離をM(mm)とした場合、以下の条
件式を満たすことで、偏肉比の小さな補正レンズであっ
て、像面湾曲とfθ特性のが良好に補正される効果が得
られる。
【0099】
【数26】
【0100】さらに、ポリゴンミラーの反射面に垂直で
主走査方向に平行な面と第1結像光学系からの光軸との
なす角をβp(deg)、光軸からの補正レンズ入射面中心の
副走査方向ずれ量をxL(mm)とし、以下の条件式を満足
することで光線収差を小さくし高解像度を実現するとの
効果が得られる。
主走査方向に平行な面と第1結像光学系からの光軸との
なす角をβp(deg)、光軸からの補正レンズ入射面中心の
副走査方向ずれ量をxL(mm)とし、以下の条件式を満足
することで光線収差を小さくし高解像度を実現するとの
効果が得られる。
【0101】
【数27】
【0102】さらに、非球面ミラーの頂点における法線
と光軸とのなす角をβm(deg)とし、以下の条件式を満足
することで、被走査面上の走査線の副走査方向湾曲を補
正するとの効果が得られる。
と光軸とのなす角をβm(deg)とし、以下の条件式を満足
することで、被走査面上の走査線の副走査方向湾曲を補
正するとの効果が得られる。
【0103】
【数28】
【0104】さらに、以下の条件式を満足することで、
像面湾曲とfθ特性の補正を良好に行われながら、ポリ
ゴンミラーと感光ドラムの距離を短くし小型となるとの
効果が得られる。
像面湾曲とfθ特性の補正を良好に行われながら、ポリ
ゴンミラーと感光ドラムの距離を短くし小型となるとの
効果が得られる。
【0105】
【数29】
【0106】また、本発明の光走査装置を用いることに
より、小型、低価格で高解像度の画像形成装置を実現す
ることができる。
より、小型、低価格で高解像度の画像形成装置を実現す
ることができる。
【図1】本発明の光走査装置の主走査面内配置を示す構
成図
成図
【図2】本発明の光走査装置の副走査断面を示す断面図
【図3】本発明の画像形成装置の構成図
【図4】本発明の光走査装置の一実施例の像面湾曲量を
示した説明図
示した説明図
【図5】本発明の光走査装置の一実施例のfθ特性を示
した説明図
した説明図
1 半導体レーザ 2 コリメータレンズ 3 シリンドリカルレンズ 4 折り返しミラー 5 ポリゴンミラー 6 回転中心軸 7 非球面ミラー 8 補正レンズ 9、11 感光ドラム 12 一次帯電器 13 光走査装置 14 現像器 15 転写帯電器 16 クリーナー 17 定着装置 18 給紙カセット
フロントページの続き (72)発明者 中島 宏憲 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 遊佐 昭紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 森島 健 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−123844(JP,A) 特開 平6−82688(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10 G02B 13/00 G02B 13/18
Claims (4)
- 【請求項1】 光源と、前記光源からの光束を走査する
光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され
る第1結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に
配置される第2結像光学系とを備え、前記第2結像光学
系は前記光偏向器からの光束を反射する曲面ミラーと、
前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に集光する補正
レンズとからなり、前記補正レンズは副走査方向の屈折
力が主走査方向における中心部と周辺部で変化してお
り、前記補正レンズの射出面が主走査方向にのみ屈折力
を持つ円柱面である光走査装置であって、 前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をL(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をM(mm)、前記第2結像光学
系の主走査方向焦点距離をfm(mm)とした場合、以下の
条件式を満足することを特徴とする光走査装置。 【数1】 - 【請求項2】 光源と、前記光源からの光束を走査する
光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され
る第1結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に
配置される第2結像光学系とを備え、前記第2結像光学
系は前記光偏向器からの光束を反射する曲面ミラーと、
前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に集光する補正
レンズとからなり、前記補正レンズは副走査方向の屈折
力が主走査方向における中心部と周辺部で変化してお
り、前記補正レンズの射出面が主走査方向にのみ屈折力
を持つ円柱面である光走査装置であって、 前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第1結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をL(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をM(mm)、前記第2結像光学
系の主走査方向焦点距離をfm(mm)、光軸からの前記補
正レンズ入射面中心の副走査方向ずれ量をxL(mm)とし
た場合、以下の条件式を満足することを特徴とする光走
査装置。 【数2】 - 【請求項3】 光源と、前記光源からの光束を走査する
光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され
る第1結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に
配置される第2結像光学系とを備え、前記第2結像光学
系は前記光偏向器からの光束を反射する曲面ミラーと、
前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に集光する補正
レンズとからなり、前記補正レンズは副走査方向の屈折
力が主走査方向における中心部と周辺部で変化してお
り、前記補正レンズの射出面が主走査方向にのみ屈折力
を持つ円柱面である光走査装置であって、 前記光偏向器の反射面に垂直で主走査方向に平行な面と
前記第1結像光学系からの光軸とのなす角をβp(deg)、
前記光偏向器の偏向点から前記曲面ミラーの反射点まで
の距離をL(mm)、前記曲面ミラーの反射点から前記補正
レンズの入射面までの距離をM(mm)、第2結像光学系の
主走査方向焦点距離をfm(mm)、前記曲面ミラーの頂点
における法線と光軸とのなす角をβm(deg)とした場合、
以下の条件式を満足することを特徴とする光走査装置。 【数3】 - 【請求項4】 光源と、前記光源からの光束を走査する
光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され
る第1結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に
配置される第2結像光学系とを備え、前記第2結像光学
系は前記光偏向器からの光束を反射する曲面ミラーと、
前記曲面ミラーからの光束を被走査面上に集光する補正
レンズとからなり、前記補正レンズは副走査方向の屈折
力が主走査方向における中心部と周辺部で変化してお
り、前記補正レンズの射出面が主走査方向にのみ屈折力
を持つ円柱面である光走査装置であって、 前記第2結像光学系の主走査方向焦点距離をfm(mm)、
被走査面上の有効走査幅をW(mm)とした場合、以下の条
件式を満足することを特徴とする光走査装置。 【数4】
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17684794A JP3275548B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光走査装置 |
US08/505,974 US5657147A (en) | 1994-07-28 | 1995-07-24 | Optical scanner |
DE69524492T DE69524492T2 (de) | 1994-07-28 | 1995-07-26 | Optischer Abtaster |
EP95111758A EP0694802B1 (en) | 1994-07-28 | 1995-07-26 | Optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17684794A JP3275548B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光走査装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0843753A JPH0843753A (ja) | 1996-02-16 |
JP3275548B2 true JP3275548B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=16020876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17684794A Expired - Fee Related JP3275548B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光走査装置 |
Country Status (4)
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---|---|
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EP (1) | EP0694802B1 (ja) |
JP (1) | JP3275548B2 (ja) |
DE (1) | DE69524492T2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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KR20010014242A (ko) * | 1997-07-08 | 2001-02-26 | 게스레이 마크 | 레이저 스캐너용 왜상 스캔 렌즈 |
IL133243A0 (en) | 1999-03-30 | 2001-03-19 | Univ Ramot | A method and system for super resolution |
JP2001318331A (ja) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Asahi Optical Co Ltd | 反射型走査光学系 |
US6344893B1 (en) | 2000-06-19 | 2002-02-05 | Ramot University Authority For Applied Research And Industrial Development Ltd. | Super-resolving imaging system |
CN112114425B (zh) * | 2020-09-14 | 2022-06-07 | 福建福光股份有限公司 | 一种扫描型中波红外光学*** |
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JP2615850B2 (ja) * | 1988-05-27 | 1997-06-04 | ミノルタ株式会社 | 光ビーム走査光学系 |
JPH01300218A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-04 | Minolta Camera Co Ltd | 光ビーム走査光学系 |
JPH0215231A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-18 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 走査光学系 |
JPH0769521B2 (ja) * | 1988-07-13 | 1995-07-31 | 株式会社日立製作所 | 光走査装置及び走査レンズ |
JP2598473B2 (ja) * | 1988-08-01 | 1997-04-09 | 株式会社リコー | 走査光学系 |
JP2682675B2 (ja) * | 1988-11-07 | 1997-11-26 | 株式会社リコー | 走査光学系 |
JP2964629B2 (ja) * | 1990-11-22 | 1999-10-18 | ミノルタ株式会社 | レーザビーム走査光学装置 |
US5426298A (en) * | 1992-03-17 | 1995-06-20 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanner |
JP3337510B2 (ja) * | 1992-07-22 | 2002-10-21 | 株式会社リコー | 光走査装置 |
JP3266725B2 (ja) * | 1993-12-29 | 2002-03-18 | 旭光学工業株式会社 | 走査光学系 |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP17684794A patent/JP3275548B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-24 US US08/505,974 patent/US5657147A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-26 EP EP95111758A patent/EP0694802B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-26 DE DE69524492T patent/DE69524492T2/de not_active Expired - Fee Related
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EP0694802B1 (en) | 2001-12-12 |
EP0694802A3 (en) | 1998-01-14 |
EP0694802A2 (en) | 1996-01-31 |
JPH0843753A (ja) | 1996-02-16 |
DE69524492T2 (de) | 2002-07-18 |
DE69524492D1 (de) | 2002-01-24 |
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---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |