JPH10253915A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
- Publication number
- JPH10253915A JPH10253915A JP108198A JP108198A JPH10253915A JP H10253915 A JPH10253915 A JP H10253915A JP 108198 A JP108198 A JP 108198A JP 108198 A JP108198 A JP 108198A JP H10253915 A JPH10253915 A JP H10253915A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- light beam
- optical system
- deflected
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光学系設計の自由度の大きい新規な光走査装置
を実現する。 【解決手段】光源1からの光束をカップリングレンズ2
でカップリングし、ポリゴンミラー4により等角速度的
に偏向させ、偏向光束を走査結像素子を含む第2光学系
5により被走査面6に向けて集光させ、被走査面6を略
等速的に走査する光走査装置において、ポリゴンミラー
4による偏向光束の主光線が被走査面に直交するときの
上記主光線の方向を基準方向aとするとき、有効書込領
域の一端Aに向かう偏向光束の主光線が上記基準方向a
と成す角:θ1と、有効書込領域の他端Bに向う偏向光
束の主光線が基準方向aと成す角:θ2とが互いに異な
り、走査結像素子の結像素子の1以上が、サグの影響を
軽減させるように、偏向面内において、上記基準方向に
対しシフトおよび/またはチルトされている。
を実現する。 【解決手段】光源1からの光束をカップリングレンズ2
でカップリングし、ポリゴンミラー4により等角速度的
に偏向させ、偏向光束を走査結像素子を含む第2光学系
5により被走査面6に向けて集光させ、被走査面6を略
等速的に走査する光走査装置において、ポリゴンミラー
4による偏向光束の主光線が被走査面に直交するときの
上記主光線の方向を基準方向aとするとき、有効書込領
域の一端Aに向かう偏向光束の主光線が上記基準方向a
と成す角:θ1と、有効書込領域の他端Bに向う偏向光
束の主光線が基準方向aと成す角:θ2とが互いに異な
り、走査結像素子の結像素子の1以上が、サグの影響を
軽減させるように、偏向面内において、上記基準方向に
対しシフトおよび/またはチルトされている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は光走査装置に関す
る。
る。
【0002】
【従来の技術】光走査装置において、光偏向器により偏
向された光束を被走査面上に収束させる走査結像素子
は、従来、偏向光束の主光線が被走査面に直交すると
き、上記主光線が走査結像素子の光軸に合致するように
設けられ、有効書込領域は、上記光軸が中心となるよう
に設定されていた。
向された光束を被走査面上に収束させる走査結像素子
は、従来、偏向光束の主光線が被走査面に直交すると
き、上記主光線が走査結像素子の光軸に合致するように
設けられ、有効書込領域は、上記光軸が中心となるよう
に設定されていた。
【0003】このような走査結像素子の配備状態では、
有効書込領域の一端へ向かう偏向光束の偏向角と、他端
へ向かう偏向光束の偏向角とは互いに同じ大きさになる
が、このような光学配置は、光走査装置における光学系
設計に対する大きな制約となる。
有効書込領域の一端へ向かう偏向光束の偏向角と、他端
へ向かう偏向光束の偏向角とは互いに同じ大きさになる
が、このような光学配置は、光走査装置における光学系
設計に対する大きな制約となる。
【0004】また、光走査装置において光束を偏向させ
る光偏向器としては、ポリゴンミラーを用いるものが一
般的であるが、ポリゴンミラーは、偏向反射面の回転軸
が偏向面と離れているため、偏向反射面により偏向され
る偏向光束の偏向の起点がポリゴンミラーの回転に伴い
不規則に変動する「サグ」の問題があり、サグは走査結
像素子の光軸に対して非対称であるため、像面湾曲やf
θ特性・リニアリティ等も光軸に対して非対称に発生す
る。このような非対称な像面湾曲やfθ特性・リニアリ
ティ等を光軸対称な走査結像素子で補正するのは容易で
ない。
る光偏向器としては、ポリゴンミラーを用いるものが一
般的であるが、ポリゴンミラーは、偏向反射面の回転軸
が偏向面と離れているため、偏向反射面により偏向され
る偏向光束の偏向の起点がポリゴンミラーの回転に伴い
不規則に変動する「サグ」の問題があり、サグは走査結
像素子の光軸に対して非対称であるため、像面湾曲やf
θ特性・リニアリティ等も光軸に対して非対称に発生す
る。このような非対称な像面湾曲やfθ特性・リニアリ
ティ等を光軸対称な走査結像素子で補正するのは容易で
ない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、光学系設
計の自由度の大きい新規な光走査装置の実現を課題とす
る。この発明はまた、光学系設計の自由度が大きく、サ
グの影響を有効に軽減できる新規な光走査装置の実現を
課題とする。
計の自由度の大きい新規な光走査装置の実現を課題とす
る。この発明はまた、光学系設計の自由度が大きく、サ
グの影響を有効に軽減できる新規な光走査装置の実現を
課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の光走査装置
は、光源と、第1光学系と、ポリゴンミラーと、第2光
学系とを含む。「光源」は、光書込みのための光束を放
射する。光源としてはLD(半導体レーザ)やLED
(発光ダイオード)を好適に用いることができる。光源
としてはまた、LDアレイのように複数の発光源を有す
るものを用いることもでき、こような光源を用いて複数
の走査線を一度に走査するマルチビーム走査を行うよう
にすることもできる。「第1光学系」は、光源からの光
束をカップリングするカップリングレンズを含む。「ポ
リゴンミラー」は、駆動モータにより回転され、第1光
学系からの光束を等角速度的に偏向させる。「第2光学
系」は、ポリゴンミラーによる偏向光束を被走査面に向
けて集光させ、被走査面を略等速的に走査する「走査結
像素子」を含む光学系である。第2光学系は、上記走査
結像素子の他に、面倒れ補正用や像面湾曲補正用の長尺
レンズ(長尺トロイダルレンズや長尺シリンドリカルレ
ンズ)、あるいは偏向光束の光路を折り曲げる光路折り
曲げミラー等を含むことができる。「走査結像素子」
は、1以上の結像素子で構成される。請求項1記載の光
走査装置は「ポリゴンミラーによる偏向光束の主光線が
被走査面上の走査線に直交するときの上記主光線の方向
を基準方向とするとき、有効書込領域の一端に向かう偏
向光束の主光線が基準方向と成す角:θ1 と、有効書込
領域の他端に向う偏向光束の主光線が基準方向と成す
角:θ2 とが互いに異なり、走査結像素子のレンズの1
以上の光軸が、サグの影響を軽減させるように、偏向面
内において、上記基準方向に対しシフト及び/またはチ
ルトされている」ことを特徴とする。「基準方向」にお
ける「ポリゴンミラーによる偏向光束の主光線が被走査
面上の走査線に直交する」とは、偏向光束が第2光学系
の結像作用の影響を受けないとすれば、主光線が被走査
面上の走査線に直交することになることを意味する。
は、光源と、第1光学系と、ポリゴンミラーと、第2光
学系とを含む。「光源」は、光書込みのための光束を放
射する。光源としてはLD(半導体レーザ)やLED
(発光ダイオード)を好適に用いることができる。光源
としてはまた、LDアレイのように複数の発光源を有す
るものを用いることもでき、こような光源を用いて複数
の走査線を一度に走査するマルチビーム走査を行うよう
にすることもできる。「第1光学系」は、光源からの光
束をカップリングするカップリングレンズを含む。「ポ
リゴンミラー」は、駆動モータにより回転され、第1光
学系からの光束を等角速度的に偏向させる。「第2光学
系」は、ポリゴンミラーによる偏向光束を被走査面に向
けて集光させ、被走査面を略等速的に走査する「走査結
像素子」を含む光学系である。第2光学系は、上記走査
結像素子の他に、面倒れ補正用や像面湾曲補正用の長尺
レンズ(長尺トロイダルレンズや長尺シリンドリカルレ
ンズ)、あるいは偏向光束の光路を折り曲げる光路折り
曲げミラー等を含むことができる。「走査結像素子」
は、1以上の結像素子で構成される。請求項1記載の光
走査装置は「ポリゴンミラーによる偏向光束の主光線が
被走査面上の走査線に直交するときの上記主光線の方向
を基準方向とするとき、有効書込領域の一端に向かう偏
向光束の主光線が基準方向と成す角:θ1 と、有効書込
領域の他端に向う偏向光束の主光線が基準方向と成す
角:θ2 とが互いに異なり、走査結像素子のレンズの1
以上の光軸が、サグの影響を軽減させるように、偏向面
内において、上記基準方向に対しシフト及び/またはチ
ルトされている」ことを特徴とする。「基準方向」にお
ける「ポリゴンミラーによる偏向光束の主光線が被走査
面上の走査線に直交する」とは、偏向光束が第2光学系
の結像作用の影響を受けないとすれば、主光線が被走査
面上の走査線に直交することになることを意味する。
【0007】「偏向面」は、ポリゴンミラーにより理想
的に偏向された偏向光束の主光線の掃引により形成され
る平面であり、ポリゴンミラーの回転軸に直交する。な
お、光源から被走査面に至る光路を直線的に展開した仮
想的な光路上で、主走査方向と平行的に対応する方向を
「主走査対応方向」と呼び、上記光路上で副走査方向と
平行的に対応する方向を「副走査対応方向」と呼ぶ。
「シフト」は、上記レンズの光軸が平行的にずらされる
ことを意味し、「チルト」は、上記光軸が基準方向に対
して傾けられることを意味する。
的に偏向された偏向光束の主光線の掃引により形成され
る平面であり、ポリゴンミラーの回転軸に直交する。な
お、光源から被走査面に至る光路を直線的に展開した仮
想的な光路上で、主走査方向と平行的に対応する方向を
「主走査対応方向」と呼び、上記光路上で副走査方向と
平行的に対応する方向を「副走査対応方向」と呼ぶ。
「シフト」は、上記レンズの光軸が平行的にずらされる
ことを意味し、「チルト」は、上記光軸が基準方向に対
して傾けられることを意味する。
【0008】上記のようにすると、前述の「サグ」の影
響で「像面湾曲が、基準方向の片側の端部で著しいよう
な場合」や「fθ特性等の等速特性が基準方向の一端部
で著しく劣化するような場合」に、第2光学系の走査結
像素子における結像素子の1以上を主走査対応方向へシ
フトさせて、像面湾曲が顕著になる側または等速特性が
著しく劣化する側の上記角を小さく、反対側の上記角を
大きく設定することにより、全体として像面湾曲または
等速特性が比較的良好となる部分に有効書込領域を設定
してサグの影響を有効に軽減できるし、同期光検出用の
光学系の配備スペースの確保が容易であるなど、光走査
装置の設計の自由度を増大することができる。レンズ光
軸のチルトにも上記シフトと同様の作用がある。上記シ
フトとチルトとを同時に与えることもできる。
響で「像面湾曲が、基準方向の片側の端部で著しいよう
な場合」や「fθ特性等の等速特性が基準方向の一端部
で著しく劣化するような場合」に、第2光学系の走査結
像素子における結像素子の1以上を主走査対応方向へシ
フトさせて、像面湾曲が顕著になる側または等速特性が
著しく劣化する側の上記角を小さく、反対側の上記角を
大きく設定することにより、全体として像面湾曲または
等速特性が比較的良好となる部分に有効書込領域を設定
してサグの影響を有効に軽減できるし、同期光検出用の
光学系の配備スペースの確保が容易であるなど、光走査
装置の設計の自由度を増大することができる。レンズ光
軸のチルトにも上記シフトと同様の作用がある。上記シ
フトとチルトとを同時に与えることもできる。
【0009】上記第1光学系は、カップリングレンズ以
外に、カップリングレンズによりカップリングされた光
束を副走査対応方向に収束させて、ポリゴンミラーの偏
向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像に結像させる
シリンダレンズあるいは凹シリンダミラーを有すること
ができ、この場合、第2光学系は「副走査対応方向に関
して、ポリゴンミラーの偏向反射面と被走査面とを実質
的に共役関係とするもの」となる(請求項2)。このよ
うにすることにより、ポリゴンミラーの「面倒れ」を補
正することができる。
外に、カップリングレンズによりカップリングされた光
束を副走査対応方向に収束させて、ポリゴンミラーの偏
向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像に結像させる
シリンダレンズあるいは凹シリンダミラーを有すること
ができ、この場合、第2光学系は「副走査対応方向に関
して、ポリゴンミラーの偏向反射面と被走査面とを実質
的に共役関係とするもの」となる(請求項2)。このよ
うにすることにより、ポリゴンミラーの「面倒れ」を補
正することができる。
【0010】第1光学系のカップリングレンズは、光源
からの光束を「以後の光学系にカップリングさせる」た
めの光学系であるが、カップリングレンズの作用として
は、光源からの光束を「平行光束」に変換する作用でも
よいし(請求項3)、あるいは光源からの光束を「弱い
収束性の光束もしくは弱い発散性の光束」に変換する作
用でもよい(請求項4)。上記請求項1〜4記載の光走
査装置において、走査結像素子は結像素子として「結像
機能を持つ反射鏡」を含むことができる。
からの光束を「以後の光学系にカップリングさせる」た
めの光学系であるが、カップリングレンズの作用として
は、光源からの光束を「平行光束」に変換する作用でも
よいし(請求項3)、あるいは光源からの光束を「弱い
収束性の光束もしくは弱い発散性の光束」に変換する作
用でもよい(請求項4)。上記請求項1〜4記載の光走
査装置において、走査結像素子は結像素子として「結像
機能を持つ反射鏡」を含むことができる。
【0011】第2光学系の「走査結像素子」は、単玉レ
ンズとして構成することもできるし(請求項5)、2枚
以上のレンズとして構成することもできる(請求項
7)。走査結像素子を2枚以上のレンズで構成すると
き、シフトを与えるレンズとチルトを与えるレンズとを
別個に設定しても良い。
ンズとして構成することもできるし(請求項5)、2枚
以上のレンズとして構成することもできる(請求項
7)。走査結像素子を2枚以上のレンズで構成すると
き、シフトを与えるレンズとチルトを与えるレンズとを
別個に設定しても良い。
【0012】走査結像素子を単玉レンズとする場合、そ
の少なくとも1面を「偏向直交面内の曲率中心を主走査
対応方向に連ねる線が偏向面内で非円弧且つ非直線とな
る特殊なトーリック面」とすることができる(請求項
6)。また、前述の如く、走査結像素子に、走査結像ミ
ラ−(単独で、もしくは他の光学素子と共働して、偏向
光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、その走
査を等速化する機能を持つ凹面鏡)を用いることもでき
る。また、ポリゴンミラーにより偏向され、走査結像素
子の少なくとも一部を透過した偏向光束を検出する光検
出手段は、上記角:θ1,θ2の小さい側に配備すること
ができる(請求項8)。
の少なくとも1面を「偏向直交面内の曲率中心を主走査
対応方向に連ねる線が偏向面内で非円弧且つ非直線とな
る特殊なトーリック面」とすることができる(請求項
6)。また、前述の如く、走査結像素子に、走査結像ミ
ラ−(単独で、もしくは他の光学素子と共働して、偏向
光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、その走
査を等速化する機能を持つ凹面鏡)を用いることもでき
る。また、ポリゴンミラーにより偏向され、走査結像素
子の少なくとも一部を透過した偏向光束を検出する光検
出手段は、上記角:θ1,θ2の小さい側に配備すること
ができる(請求項8)。
【0013】請求項9記載の発明の光走査装置は、光源
と、第1光学系と、ポリゴンミラーと、第2光学系とを
有する。これらは請求項1記載の光走査装置におけると
同様のものであり、第2光学系は「1以上の結像素子」
で構成される。請求項9記載の発明の光走査装置は、以
下の点を特徴とする。即ち、ポリゴンミラーによる偏向
光束の主光線が被走査面上の走査線に直交するときの上
記主光線の方向を基準方向とするとき、有効書込領域の
一端に向かう偏向光束の主光線が上記基準方向と成す
角:θ1と、上記有効書込領域の他端に向う偏向光束の
主光線が上記基準方向と成す角:θ2とが互いに異な
り、ポリゴンミラーにより偏向され、走査結像素子の少
なくとも一部を透過した偏向光束を検出する光検出手段
が、上記角:θ1,θ2の小さい側に配備されるのであ
る。
と、第1光学系と、ポリゴンミラーと、第2光学系とを
有する。これらは請求項1記載の光走査装置におけると
同様のものであり、第2光学系は「1以上の結像素子」
で構成される。請求項9記載の発明の光走査装置は、以
下の点を特徴とする。即ち、ポリゴンミラーによる偏向
光束の主光線が被走査面上の走査線に直交するときの上
記主光線の方向を基準方向とするとき、有効書込領域の
一端に向かう偏向光束の主光線が上記基準方向と成す
角:θ1と、上記有効書込領域の他端に向う偏向光束の
主光線が上記基準方向と成す角:θ2とが互いに異な
り、ポリゴンミラーにより偏向され、走査結像素子の少
なくとも一部を透過した偏向光束を検出する光検出手段
が、上記角:θ1,θ2の小さい側に配備されるのであ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】図1において、LDである光源1
から放射される発散性の光束は、カップリングレンズ2
によりカップリングされて「平行光束」もしくは「弱い
収束性もしくは弱い発散性の光束」となり、シリンダレ
ンズ3により副走査対応方向(図面に直交する方向)に
収束され、ポリゴンミラー4の偏向反射面4’の近傍に
主走査対応方向に長い線像に結像し、偏向反射面4’に
よる反射光束は、ポリゴンミラー4の等速回転により等
角速度的に偏向される。偏向光束は走査結像素子5に入
射し、同素子5の作用により被走査面6に向かって集光
して光スポットを形成し、被走査面6を略等速的に走査
する。被走査面6の位置には実際には光導電性の感光体
が配備されるので、光スポットは実質的には感光体表面
を光走査する。
から放射される発散性の光束は、カップリングレンズ2
によりカップリングされて「平行光束」もしくは「弱い
収束性もしくは弱い発散性の光束」となり、シリンダレ
ンズ3により副走査対応方向(図面に直交する方向)に
収束され、ポリゴンミラー4の偏向反射面4’の近傍に
主走査対応方向に長い線像に結像し、偏向反射面4’に
よる反射光束は、ポリゴンミラー4の等速回転により等
角速度的に偏向される。偏向光束は走査結像素子5に入
射し、同素子5の作用により被走査面6に向かって集光
して光スポットを形成し、被走査面6を略等速的に走査
する。被走査面6の位置には実際には光導電性の感光体
が配備されるので、光スポットは実質的には感光体表面
を光走査する。
【0015】ポリゴンミラー4による偏向光束の主光線
が、「被走査面上の走査線に直交する」ときの上記主光
線の方向を「基準方向」と呼ぶ。図1には「基準方向」
を符号aで示す。即ち、基準方向は、上記偏向光束が
「走査結像素子5の結像作用の影響を受けないとすれ
ば、被走査面6上の走査線(光スポットの軌跡)に直交
する」ときの主光線の方向である。また、図1におい
て、被走査面6における符号A,Bで示す位置の間の領
域を「有効書込領域」と称する。
が、「被走査面上の走査線に直交する」ときの上記主光
線の方向を「基準方向」と呼ぶ。図1には「基準方向」
を符号aで示す。即ち、基準方向は、上記偏向光束が
「走査結像素子5の結像作用の影響を受けないとすれ
ば、被走査面6上の走査線(光スポットの軌跡)に直交
する」ときの主光線の方向である。また、図1におい
て、被走査面6における符号A,Bで示す位置の間の領
域を「有効書込領域」と称する。
【0016】有効書込領域の一端Aに向かう偏向光束の
主光線が基準方向aと成す角:θ1と、有効書込領域の
他端Bに向う偏向光束の主光線が基準方向aと成す角:
θ2とは互いに異なる。図1の実施の形態においては、
有効書込領域の一端Aは書込み開始側であり、この書込
み開始側の角:θ1を、書込み終了側である他端Bでの
角:θ2よりも小さくし、ポリゴンミラー4により偏向
され、走査結像素子5の少なくとも一部を透過した偏向
光束を検出する光検出手段7,8(ミラー7とフォトデ
テクタ8)を、角:θ1の側に配備する。角:θ1と角:
θ2を同じにせず、小さい角:θ1の側に光検出手段を配
備することにより、走査結像素子5の径を大きくするこ
となく、光検出手段配備のためのスペースを確保でき、
光学系設計の自由度を増大することができる。
主光線が基準方向aと成す角:θ1と、有効書込領域の
他端Bに向う偏向光束の主光線が基準方向aと成す角:
θ2とは互いに異なる。図1の実施の形態においては、
有効書込領域の一端Aは書込み開始側であり、この書込
み開始側の角:θ1を、書込み終了側である他端Bでの
角:θ2よりも小さくし、ポリゴンミラー4により偏向
され、走査結像素子5の少なくとも一部を透過した偏向
光束を検出する光検出手段7,8(ミラー7とフォトデ
テクタ8)を、角:θ1の側に配備する。角:θ1と角:
θ2を同じにせず、小さい角:θ1の側に光検出手段を配
備することにより、走査結像素子5の径を大きくするこ
となく、光検出手段配備のためのスペースを確保でき、
光学系設計の自由度を増大することができる。
【0017】ポリゴンミラー4よりも光源1側にある光
学系(カップリングレンズ2とシリンダレンズ3)が
「第1光学系」であり、ポリゴンミラー4と被走査面6
との間に配備される光学系が「第2光学系」である。図
1においては第2光学系の、走査結像素子5以外の光学
素子は図示を省略されている。図1においては、走査結
像素子5は「単玉レンズ」であるが、勿論、走査結像素
子を2枚以上のレンズで構成することもできる。ここ
で、走査結像素子5の「シフト」と「チルト」を説明す
ると、走査結像素子5の光軸が、偏向面(図1において
図が表されている面)内で、基準方向aから主走査対応
方向にずれていることをシフトと呼び、その大きさ(図
1において、上方へのずれを正とする)を図の如く
「Δ」で示す。また、走査結像素子5の光軸が偏向面内
で基準方向aに対して有限の角(図1で反時計回りを正
とする)をなしていることをチルトとよびその大きさを
「β」で表す。
学系(カップリングレンズ2とシリンダレンズ3)が
「第1光学系」であり、ポリゴンミラー4と被走査面6
との間に配備される光学系が「第2光学系」である。図
1においては第2光学系の、走査結像素子5以外の光学
素子は図示を省略されている。図1においては、走査結
像素子5は「単玉レンズ」であるが、勿論、走査結像素
子を2枚以上のレンズで構成することもできる。ここ
で、走査結像素子5の「シフト」と「チルト」を説明す
ると、走査結像素子5の光軸が、偏向面(図1において
図が表されている面)内で、基準方向aから主走査対応
方向にずれていることをシフトと呼び、その大きさ(図
1において、上方へのずれを正とする)を図の如く
「Δ」で示す。また、走査結像素子5の光軸が偏向面内
で基準方向aに対して有限の角(図1で反時計回りを正
とする)をなしていることをチルトとよびその大きさを
「β」で表す。
【0018】走査結像素子5は前述の如く、走査結像素
子の1以上のレンズ(走査結像素子5が単玉レンズであ
るときは当該単玉レンズ、走査結像素子5が複数のレン
ズで構成されるときは、その内の1枚以上のレンズ)
を、シフトおよび/またはチルトさせて配備する。
子の1以上のレンズ(走査結像素子5が単玉レンズであ
るときは当該単玉レンズ、走査結像素子5が複数のレン
ズで構成されるときは、その内の1枚以上のレンズ)
を、シフトおよび/またはチルトさせて配備する。
【0019】即ち、図1に実施の形態を示す光走査装置
は、光源1と、光源からの光束をカップリングするカッ
プリングレンズ2を含む第1光学系2,3と、この第1
光学系からの光束を等角速度的に偏向させるポリゴンミ
ラー4と、このポリゴンミラーによる偏向光束を被走査
面6に向けて集光させ、被走査面6を略等速的に走査す
る走査結像素子5を含む第2光学系とを有し、走査結像
素子は1以上の結像素子で構成され、ポリゴンミラー4
による偏向光束の主光線が被走査面上の走査線に直交す
るときの主光線の方向を基準方向aとするとき、有効書
込領域の一端に向かう偏向光束の主光線が上記基準方向
と成す角:θ1と、上記有効書込領域の他端に向う偏向
光束の主光線が上記基準方向と成す角:θ2とが互いに
異なり、走査結像素子5の結像素子の1以上が、サグの
影響を軽減させるように、偏向面内において、基準方向
aに対しシフトおよび/またはチルトされている(請求
項1)。また、第1光学系は、カップリングされた光束
を副走査対応方向に収束させてポリゴンミラー4の偏向
反射面近傍に主走査対応方向に長い線像に結像させるシ
リンダレンズ3を有し、第2光学系5は、副走査対応方
向に関してポリゴンミラーの偏向反射面と被走査面とを
実質的に共役関係とし(請求項2)、第1光学系のカッ
プリングレンズは、光源からの光束を平行光束(請求項
3)または、弱い集束性もしくは弱い発散性の光束(請
求項4)に変換する。さらに、ポリゴンミラー4により
偏向され、走査結像素子5の少なくとも一部を透過した
偏向光束を検出する光検出手段7,8が、角:θ1,θ2
の小さい側に配備されている(請求項8)。
は、光源1と、光源からの光束をカップリングするカッ
プリングレンズ2を含む第1光学系2,3と、この第1
光学系からの光束を等角速度的に偏向させるポリゴンミ
ラー4と、このポリゴンミラーによる偏向光束を被走査
面6に向けて集光させ、被走査面6を略等速的に走査す
る走査結像素子5を含む第2光学系とを有し、走査結像
素子は1以上の結像素子で構成され、ポリゴンミラー4
による偏向光束の主光線が被走査面上の走査線に直交す
るときの主光線の方向を基準方向aとするとき、有効書
込領域の一端に向かう偏向光束の主光線が上記基準方向
と成す角:θ1と、上記有効書込領域の他端に向う偏向
光束の主光線が上記基準方向と成す角:θ2とが互いに
異なり、走査結像素子5の結像素子の1以上が、サグの
影響を軽減させるように、偏向面内において、基準方向
aに対しシフトおよび/またはチルトされている(請求
項1)。また、第1光学系は、カップリングされた光束
を副走査対応方向に収束させてポリゴンミラー4の偏向
反射面近傍に主走査対応方向に長い線像に結像させるシ
リンダレンズ3を有し、第2光学系5は、副走査対応方
向に関してポリゴンミラーの偏向反射面と被走査面とを
実質的に共役関係とし(請求項2)、第1光学系のカッ
プリングレンズは、光源からの光束を平行光束(請求項
3)または、弱い集束性もしくは弱い発散性の光束(請
求項4)に変換する。さらに、ポリゴンミラー4により
偏向され、走査結像素子5の少なくとも一部を透過した
偏向光束を検出する光検出手段7,8が、角:θ1,θ2
の小さい側に配備されている(請求項8)。
【0020】図7は、請求項9記載の光走査装置の実施
の1形態を示している。図示されない光源と、光源から
の光束をカップリングするカップリングレンズを含む第
1光学系(図示されず)と、第1光学系からの光束を等
角速度的に偏向させるポリゴンミラー4Aと、このポリ
ゴンミラー4Aによる偏向光束を被走査面6に向けて集
光させ、被走査面6を略等速的に走査する走査結像素子
を含む第2光学系5とを有し、走査結像素子5は1以上
の結像素子で構成され、ポリゴンミラー4Aによる偏向
光束の主光線が被走査面上の走査線に直交するときの主
光線の方向を基準方向aとするとき、有効書込領域の一
端A1に向かう偏向光束の主光線が基準方向aと成す
角:θ1と、有効書込領域の他端B1に向う偏向光束の
主光線が基準方向aと成す角:θ2とが互いに異なり、
ポリゴンミラー4Aにより偏向され、走査結像素子5の
少なくとも一部を透過した偏向光束を検出する光検出手
段7,8が、角:θ1,θ2の小さい側(角:θ1の側)
に配備されている。
の1形態を示している。図示されない光源と、光源から
の光束をカップリングするカップリングレンズを含む第
1光学系(図示されず)と、第1光学系からの光束を等
角速度的に偏向させるポリゴンミラー4Aと、このポリ
ゴンミラー4Aによる偏向光束を被走査面6に向けて集
光させ、被走査面6を略等速的に走査する走査結像素子
を含む第2光学系5とを有し、走査結像素子5は1以上
の結像素子で構成され、ポリゴンミラー4Aによる偏向
光束の主光線が被走査面上の走査線に直交するときの主
光線の方向を基準方向aとするとき、有効書込領域の一
端A1に向かう偏向光束の主光線が基準方向aと成す
角:θ1と、有効書込領域の他端B1に向う偏向光束の
主光線が基準方向aと成す角:θ2とが互いに異なり、
ポリゴンミラー4Aにより偏向され、走査結像素子5の
少なくとも一部を透過した偏向光束を検出する光検出手
段7,8が、角:θ1,θ2の小さい側(角:θ1の側)
に配備されている。
【0021】先に説明した図1の実施の形態との差異
は、この実施の形態では走査結像素子5にシフト・チル
トが与えられていないことである。ポリゴンミラーによ
る光束偏向は、ポリゴンミラーにおける偏向反射面ごと
に繰り返されるものであり、ポリゴンミラーが小型化し
た場合などに、光学系の配置によっては、有効書込領域
の一端A1に向かう偏向光束の主光線が基準方向aと成
す角:θ1と、有効書込領域の他端B1に向う偏向光束
の主光線が基準方向aと成す角:θ2とを「θ1=θ2」
として設定したような場合に、有効書込み領域の書込み
開始側もしくは終了側の何れかに向かう偏向光束が、図
7に示すように、ポリゴンミラー4Aにおける「コーナ
ーの部分」で反射されるようになることが考えられる。
図7において、ポリゴンミラー4Aのコーナ部分で反射
される偏向光束が、書込み開始側へ向かうような場合に
は、コーナー部分での反射光束により走査される部分で
は、偏向光束は上記コーナにより一部が「ケラれ」てし
まうため、この部分では正常な光走査が行われない虞れ
がある。
は、この実施の形態では走査結像素子5にシフト・チル
トが与えられていないことである。ポリゴンミラーによ
る光束偏向は、ポリゴンミラーにおける偏向反射面ごと
に繰り返されるものであり、ポリゴンミラーが小型化し
た場合などに、光学系の配置によっては、有効書込領域
の一端A1に向かう偏向光束の主光線が基準方向aと成
す角:θ1と、有効書込領域の他端B1に向う偏向光束
の主光線が基準方向aと成す角:θ2とを「θ1=θ2」
として設定したような場合に、有効書込み領域の書込み
開始側もしくは終了側の何れかに向かう偏向光束が、図
7に示すように、ポリゴンミラー4Aにおける「コーナ
ーの部分」で反射されるようになることが考えられる。
図7において、ポリゴンミラー4Aのコーナ部分で反射
される偏向光束が、書込み開始側へ向かうような場合に
は、コーナー部分での反射光束により走査される部分で
は、偏向光束は上記コーナにより一部が「ケラれ」てし
まうため、この部分では正常な光走査が行われない虞れ
がある。
【0022】そこでこのような場合には、図7に示すよ
うに、各θ1<θ2とすることにより、有効書込み領域の
中心を基準方向aに対して終了位置B1側へずらし、位
置A1とB1との間で、コーナーでケラれない適正な偏
向光束による良好な光走査が行われるようにし、書込み
開始側に生じたスペースに光検出手段7,8を配備する
のである。光検出手段は偏向光束を検出するのみで十分
であるから、一部がコーナにケラれた偏向光束でも、十
分に検知が可能である。
うに、各θ1<θ2とすることにより、有効書込み領域の
中心を基準方向aに対して終了位置B1側へずらし、位
置A1とB1との間で、コーナーでケラれない適正な偏
向光束による良好な光走査が行われるようにし、書込み
開始側に生じたスペースに光検出手段7,8を配備する
のである。光検出手段は偏向光束を検出するのみで十分
であるから、一部がコーナにケラれた偏向光束でも、十
分に検知が可能である。
【0023】
【実施例】具体的な実施例を5例挙げる。以下にあげる
各実施例の光走査装置は、図1に即して説明した光学配
置のものであり、シリンダレンズ3の中心肉厚、材質の
屈折率、第1面および第2面の副走査対応方向の曲率半
径をそれぞれ「d1,n1,r1S,r2S」とし、シリンダ
レンズ3からポリゴンミラー4による「基準反射位置
(偏向光束の主光線が基準方向aと合致するときの反射
位置)」までの距離を「d2」、基準反射位置から走査
結像素子5の第1面までの基準方向aにおける距離を
「d3」とする。なお、レンズ材質の屈折率は全て使用
波長(光源1の発光波長)に関するものである。
各実施例の光走査装置は、図1に即して説明した光学配
置のものであり、シリンダレンズ3の中心肉厚、材質の
屈折率、第1面および第2面の副走査対応方向の曲率半
径をそれぞれ「d1,n1,r1S,r2S」とし、シリンダ
レンズ3からポリゴンミラー4による「基準反射位置
(偏向光束の主光線が基準方向aと合致するときの反射
位置)」までの距離を「d2」、基準反射位置から走査
結像素子5の第1面までの基準方向aにおける距離を
「d3」とする。なお、レンズ材質の屈折率は全て使用
波長(光源1の発光波長)に関するものである。
【0024】またカップリングされた光束が、その後の
光学系の影響を受けないと仮定した場合に、自然に集光
する位置を「自然集光点」とよび、上記基準反射位置か
ら自然集光点に至る距離(被走査面側に向かって正とす
る)を「S」とする。また、第1光学系側からポリゴン
ミラー4に入射する光束の主光線と基準方向aとの成す
角を図1のように「α」とする。ポリゴンミラーに関し
ては、その偏向反射面数を「N」、内接円半径を
「R’」、第1光学系側から入射する光束の主光線とポ
リゴンミラー4の回転中心との距離を図1の如く「h」
とする。なお「距離の次元」を持つものの単位は「m
m」である。
光学系の影響を受けないと仮定した場合に、自然に集光
する位置を「自然集光点」とよび、上記基準反射位置か
ら自然集光点に至る距離(被走査面側に向かって正とす
る)を「S」とする。また、第1光学系側からポリゴン
ミラー4に入射する光束の主光線と基準方向aとの成す
角を図1のように「α」とする。ポリゴンミラーに関し
ては、その偏向反射面数を「N」、内接円半径を
「R’」、第1光学系側から入射する光束の主光線とポ
リゴンミラー4の回転中心との距離を図1の如く「h」
とする。なお「距離の次元」を持つものの単位は「m
m」である。
【0025】実施例1 実施例1は図1に即して説明した実施の形態において
「走査結像素子5を2枚のレンズで構成した例」である
(請求項7)。これら2枚のレンズを、ポリゴンミラー
4の側から順次、第1,第2レンズと呼ぶ。
「走査結像素子5を2枚のレンズで構成した例」である
(請求項7)。これら2枚のレンズを、ポリゴンミラー
4の側から順次、第1,第2レンズと呼ぶ。
【0026】基準反射位置から第1レンズの第1面(入
射側面)までの距離(上記「d3」)に続き、第1レン
ズの中心肉厚、屈折率をそれぞれ「d4,n2」とし、第
1レンズの第2面から第2レンズの入射側面までの距
離、第2レンズの中心肉厚、使用波長における屈折率を
それぞれ「d5,d6,n3」とし、第2レンズの射出側
面から被走査面に至る距離を「d7」とする。
射側面)までの距離(上記「d3」)に続き、第1レン
ズの中心肉厚、屈折率をそれぞれ「d4,n2」とし、第
1レンズの第2面から第2レンズの入射側面までの距
離、第2レンズの中心肉厚、使用波長における屈折率を
それぞれ「d5,d6,n3」とし、第2レンズの射出側
面から被走査面に至る距離を「d7」とする。
【0027】S=∞(カップリングレンズにより「平行
光束」にカップリングされる) 角:α=60度 ポリゴンミラー:R’=18,N=6,h=10.2 角:θ1=44度,角:θ2=46度 d1=3.0,n1=1.511176,r1S=71.5
(シリンダ面),r2S=∞,d2=100,d3=40,
d4=13.8、n2=1.537,d5=8.6,d6=
11.5,n3=1.537,d7=101.1 。
光束」にカップリングされる) 角:α=60度 ポリゴンミラー:R’=18,N=6,h=10.2 角:θ1=44度,角:θ2=46度 d1=3.0,n1=1.511176,r1S=71.5
(シリンダ面),r2S=∞,d2=100,d3=40,
d4=13.8、n2=1.537,d5=8.6,d6=
11.5,n3=1.537,d7=101.1 。
【0028】第1レンズの「入射側面」と、第2レンズ
「入射側面」は共に、偏向面内における形状(主走査対
応方向の形状)が「非円弧形状」である。
「入射側面」は共に、偏向面内における形状(主走査対
応方向の形状)が「非円弧形状」である。
【0029】非円弧形状は、近軸曲率半径:R、円錐定
数:K、高次の係数:A,B,C,D,..を用いて、
光軸方向の座標:Xと光軸直交方向(シフト・チルトを
与えられていない状態における主走査対応方向)の座
標:Yが、 X=Y2/[R+R√{1−(1+K)Y2/R2}] +AY4+BY6+CY8+DY10+... (1) で表される形状において、R,K,A,B,C,
D,..を与えて特定される形状である。高次の係数:
A,B,C,D,.は「Yの冪乗が、順次2乗づつ大き
くなる」ように定められる。
数:K、高次の係数:A,B,C,D,..を用いて、
光軸方向の座標:Xと光軸直交方向(シフト・チルトを
与えられていない状態における主走査対応方向)の座
標:Yが、 X=Y2/[R+R√{1−(1+K)Y2/R2}] +AY4+BY6+CY8+DY10+... (1) で表される形状において、R,K,A,B,C,
D,..を与えて特定される形状である。高次の係数:
A,B,C,D,.は「Yの冪乗が、順次2乗づつ大き
くなる」ように定められる。
【0030】第1及び第2レンズの「入射側面の形状」
は、上記非円弧形状を、偏向面内において主走査方向に
平行な軸の回りに回転して得られる「非円弧トロイダル
面」であり、X軸上における「非円弧形状と上記軸との
間の距離:RS」を与える。
は、上記非円弧形状を、偏向面内において主走査方向に
平行な軸の回りに回転して得られる「非円弧トロイダル
面」であり、X軸上における「非円弧形状と上記軸との
間の距離:RS」を与える。
【0031】第1および第2レンズの「射出側の面」は
共に「ノーマルトロイダル面」であり、光軸方向と主走
査対応方向とで決定される偏向面内の曲率半径:RMと
「光軸を含む偏向直交面内の曲率半径:RS」とを与え
て形状を特定する。
共に「ノーマルトロイダル面」であり、光軸方向と主走
査対応方向とで決定される偏向面内の曲率半径:RMと
「光軸を含む偏向直交面内の曲率半径:RS」とを与え
て形状を特定する。
【0032】なお、以下の数値の表現において、Eとそ
れに続く数字は「冪乗」を表す。例えば、「E−9」
は、10の9乗を意味し、この数値がそれ以前にある数
値にかかるのである。
れに続く数字は「冪乗」を表す。例えば、「E−9」
は、10の9乗を意味し、この数値がそれ以前にある数
値にかかるのである。
【0033】 第1レンズ 「入射側レンズ面の形状」 R K A B C D -310.0 27.65 -1.248E-6 5.487E-10 -7.024E-13 3.769E-16 E F G H RS 7.854E-20 -4.369E-23 -2.755E-26 7.47E-30 -19.5 「射出側レンズ面の形状」 RM RM −87.5 −31.0 。
【0034】 第2レンズ 「入射側レンズ面の形状」 R K A B C D -246.0 -15.44 7.637E-7 -6.719E-11 -5.312E-15 -9.740E-19 E F G H RS -1.276E-23 -3.519E-25 2.322E-28 -3.175-32 -135.0 「射出側レンズ面の形状」 RM RM −248.3 −19.94 。
【0035】第1および第2レンズは、共にシフトとチ
ルトを与えられている。 第1レンズ: Δ=1.39,β=0.55度 第2レンズ: Δ=1.47,β=−0.7度 実施例1における像面湾曲(主走査方向:破線、副走査
方向:実線)と等速特性(fθ特性:破線、とリニアリ
ティ:実線)を図2に示す。
ルトを与えられている。 第1レンズ: Δ=1.39,β=0.55度 第2レンズ: Δ=1.47,β=−0.7度 実施例1における像面湾曲(主走査方向:破線、副走査
方向:実線)と等速特性(fθ特性:破線、とリニアリ
ティ:実線)を図2に示す。
【0036】上記のように、実施例1では、カップリン
グレンズは光源からの光束を平行光束に変換し(請求項
3)、第2光学系の走査結像素子が2枚以上のレンズで
構成され(請求項7)、走査結像素子の1以上のレンズ
が、その光軸を、偏向面内において基準方向に対しシフ
トおよびチルトさせて配備されている(請求項1)。
グレンズは光源からの光束を平行光束に変換し(請求項
3)、第2光学系の走査結像素子が2枚以上のレンズで
構成され(請求項7)、走査結像素子の1以上のレンズ
が、その光軸を、偏向面内において基準方向に対しシフ
トおよびチルトさせて配備されている(請求項1)。
【0037】実施例2 実施例2は、図7に即して説明した請求項9記載の発明
に対応する実施例である。実施例1におけると同一の光
学系を用い、走査結像素子の各レンズにシフトやチルト
を与えず、θ1=θ2=45度とした場合の、像面湾曲と
等速特性の図を図3に示す。図3と図2を比較すると、
光走査の書き出し開始側(図の上端部)における副走査
方向の像面湾曲とリニアリティが、実施例1に比して劣
化していることが認められる。このことは、実施例1に
おけるシフト・チルトにより、サグの影響が有効に軽減
され、上記像面湾曲やリニアリティが良好に改善される
ことを意味している。
に対応する実施例である。実施例1におけると同一の光
学系を用い、走査結像素子の各レンズにシフトやチルト
を与えず、θ1=θ2=45度とした場合の、像面湾曲と
等速特性の図を図3に示す。図3と図2を比較すると、
光走査の書き出し開始側(図の上端部)における副走査
方向の像面湾曲とリニアリティが、実施例1に比して劣
化していることが認められる。このことは、実施例1に
おけるシフト・チルトにより、サグの影響が有効に軽減
され、上記像面湾曲やリニアリティが良好に改善される
ことを意味している。
【0038】しかし、図2と図3とを詳細に比較する
と、書込み開始側で大きく劣化しているのは、リニアリ
ティであることが分かる。そこで、上記の場合に、θ1
=θ2=45度とするかわりに、θ1<45度とすること
により、像面湾曲・等速特性の良好な領域で光走査を行
い、θ1<45度とすることにより「書込み開始側に生
じたスペース」に光検出手段を配備するようにすれば、
光走査装置を有効にコンパクトかでき、設計の自由度も
大きくなる。書込み終了側においては、θ2=45度と
すると、有効書込み領域が狭くなることは避けられな
い。このような場合、もし、像面湾曲や等速特性がθ2
>45度の領域でも良好であれば、θ2>45として書
込み終了側を拡張し、書込み開始側での走査領域の減少
分を補うようにしてもよい。勿論、請求項9記載の発明
は、像面湾曲や等速特性の「サグによる非対称」があま
り著しくないことが前提である。
と、書込み開始側で大きく劣化しているのは、リニアリ
ティであることが分かる。そこで、上記の場合に、θ1
=θ2=45度とするかわりに、θ1<45度とすること
により、像面湾曲・等速特性の良好な領域で光走査を行
い、θ1<45度とすることにより「書込み開始側に生
じたスペース」に光検出手段を配備するようにすれば、
光走査装置を有効にコンパクトかでき、設計の自由度も
大きくなる。書込み終了側においては、θ2=45度と
すると、有効書込み領域が狭くなることは避けられな
い。このような場合、もし、像面湾曲や等速特性がθ2
>45度の領域でも良好であれば、θ2>45として書
込み終了側を拡張し、書込み開始側での走査領域の減少
分を補うようにしてもよい。勿論、請求項9記載の発明
は、像面湾曲や等速特性の「サグによる非対称」があま
り著しくないことが前提である。
【0039】なお、図3および図4以下の像面湾曲およ
び等速特性の図は何れも、図2に倣って描かれており、
像面湾曲の図では破線が主走査方向、実線が副走査方向
であり、等速特性の図においては、破線がfθ特性、実
線がリニアリティである。
び等速特性の図は何れも、図2に倣って描かれており、
像面湾曲の図では破線が主走査方向、実線が副走査方向
であり、等速特性の図においては、破線がfθ特性、実
線がリニアリティである。
【0040】以下に挙げる実施例3〜5は請求項4,
5,6記載の発明の実施例である。実施例3〜5におい
ては、図1に示した走査結像素子5は「単玉レンズ」で
構成される(請求項5)。カップリングレンズによりカ
ップリングされた光束は、実施例2〜4とも「弱い収束
性」であり(請求項4)、S>0である。
5,6記載の発明の実施例である。実施例3〜5におい
ては、図1に示した走査結像素子5は「単玉レンズ」で
構成される(請求項5)。カップリングレンズによりカ
ップリングされた光束は、実施例2〜4とも「弱い収束
性」であり(請求項4)、S>0である。
【0041】実施例1と同じく、シリンダレンズ3の中
心肉厚、屈折率、入射側面および射出側面の副走査対応
方向の曲率半径をそれぞれ「d1,n1,r1S,r2S」、
シリンダレンズ3から基準反射位置までの距離を
「d2」、基準反射位置から走査結像素子(単玉レンズ)
の入射側レンズ面までの基準方向の距離を「d3」、走
査結像素子の中心肉厚、屈折率をそれぞれ「d4、n2」
とし、走査結像素子の射出側面から被走査面6に至る距
離を「d5」とする。
心肉厚、屈折率、入射側面および射出側面の副走査対応
方向の曲率半径をそれぞれ「d1,n1,r1S,r2S」、
シリンダレンズ3から基準反射位置までの距離を
「d2」、基準反射位置から走査結像素子(単玉レンズ)
の入射側レンズ面までの基準方向の距離を「d3」、走
査結像素子の中心肉厚、屈折率をそれぞれ「d4、n2」
とし、走査結像素子の射出側面から被走査面6に至る距
離を「d5」とする。
【0042】走査結像素子は、両面とも、偏向面内にお
ける形状(主走査対応方向の形状)が上記(1)式で表
される非円弧形状であり、(1)式における各「記号」
にサフィックス:nを付け、入射側の面に就きn=1、
射出側の面に就きn=2として、近軸曲率半径:Rn、
円錐定数:Kn、高次の係数:An,Bn,Cn,
Dn,...とし、これらを与えて形状特定を行う。
ける形状(主走査対応方向の形状)が上記(1)式で表
される非円弧形状であり、(1)式における各「記号」
にサフィックス:nを付け、入射側の面に就きn=1、
射出側の面に就きn=2として、近軸曲率半径:Rn、
円錐定数:Kn、高次の係数:An,Bn,Cn,
Dn,...とし、これらを与えて形状特定を行う。
【0043】また、走査結像素子の両面とも前述の「特
殊なトーリック面(請求項5)」であり、主走査方向に
おいて、光軸から距離:Yの位置における「偏向直交
面」内での曲率半径(副走査対応方向の曲率半径):R
Snは、多項式: RSn=RS0n+anY2+bnY4+cnY6+dny8+enY
10+fnY12+gnY14+... (入射側の面に就きn=1、射出側の面に就きn=2)
において、RS0n,an,bn,...を与えて特定され
る。
殊なトーリック面(請求項5)」であり、主走査方向に
おいて、光軸から距離:Yの位置における「偏向直交
面」内での曲率半径(副走査対応方向の曲率半径):R
Snは、多項式: RSn=RS0n+anY2+bnY4+cnY6+dny8+enY
10+fnY12+gnY14+... (入射側の面に就きn=1、射出側の面に就きn=2)
において、RS0n,an,bn,...を与えて特定され
る。
【0044】実施例3 S=1372.8(カップリングレンズにより「弱い収
束光束」にカップリングされる) 角:α=60度 ポリゴンミラー:R’=18,N=6,h=9.35 角:θ1=43.6度,角:θ2=44.4度 d1=3.0,n1=1.51933,r1S=13.81
(シリンダ面),r2S=∞,d2=25.0,d3=3
3.1,d4=13.5、n2=1.51933,d5=
128.4, 。
束光束」にカップリングされる) 角:α=60度 ポリゴンミラー:R’=18,N=6,h=9.35 角:θ1=43.6度,角:θ2=44.4度 d1=3.0,n1=1.51933,r1S=13.81
(シリンダ面),r2S=∞,d2=25.0,d3=3
3.1,d4=13.5、n2=1.51933,d5=
128.4, 。
【0045】 「偏向面内の形状」 n Rn Kn An Bn Cn Dn 1 160.325 -58.38 -9.22923E-7 3.65515E-10 -8.34355E-14 1.113E-17 2 -139.26 4.83 -9.71348E-7 2.37E-10 -8.06014E-14 2.65E-17 「偏向直交面内の形状」 n RS0n an bn cn dn en 1 -108.6 7.803E-2 -3.15051E-4 8.16834E-7 -1.10138E-9 7.352E-13 2 -15.2 -1.6873E-3 3.41942E-6 -4.2899E-9 5.634E-12 -4.189E-15 n fn 1 -1.8802E-16 2 1.2966E-18 。
【0046】走査結像素子は「シフトのみ」を与えられ
ている。即ち、 Δ=+0.74,β=0 実施例3における主・副走査方向の像面湾曲と等速特性
(fθ特性とリニアリティ)を図4に示す。像面湾曲・
等速特性ともに良好に補正されている。なお、偏向光束
は主走査対応方向において弱い収束性であるから走査結
像素子は、厳密にはfθレンズでないが、等速特性にお
けるfθ特性は、fθレンズに対するfθ特性と同様に
して算出した。以下の実施例3,4でも同様である。
ている。即ち、 Δ=+0.74,β=0 実施例3における主・副走査方向の像面湾曲と等速特性
(fθ特性とリニアリティ)を図4に示す。像面湾曲・
等速特性ともに良好に補正されている。なお、偏向光束
は主走査対応方向において弱い収束性であるから走査結
像素子は、厳密にはfθレンズでないが、等速特性にお
けるfθ特性は、fθレンズに対するfθ特性と同様に
して算出した。以下の実施例3,4でも同様である。
【0047】実施例4 S=311.1(カップリングレンズにより「弱い収束
光束」にカップリングされる) 角:α=60度 ポリゴンミラー:R’=18,N=6,h=9.6 角:θ1=44.2度,角:θ2=45.7度 d1=3.0,n1=1.51933,r1S=44.68
(シリンダ面),r2S=∞,d2=70.0,d3=4
8.1,d4=20.0、n2=1.51933,d5=
106.9, 。
光束」にカップリングされる) 角:α=60度 ポリゴンミラー:R’=18,N=6,h=9.6 角:θ1=44.2度,角:θ2=45.7度 d1=3.0,n1=1.51933,r1S=44.68
(シリンダ面),r2S=∞,d2=70.0,d3=4
8.1,d4=20.0、n2=1.51933,d5=
106.9, 。
【0048】 「偏向面内の形状」 n Rn Kn An Bn Cn Dn 1 199.5 -35.1384 -1.9846E-7 2.1692E-11 1.9018E-15 -1.88E-19 2 -212.0 2.106 -3.709E-7 1.7132E-11 -5.93E-15 1.494E-18 「偏向直交面内の形状」 n RS0n an bn cn dn en 1 -40.03 -1.19E-2 1.678E-5 -1.7646E-8 9.9902E-12 -2.8335E-15 2 -15.973 -8.58E-4 2.072E-7 1.505E-9 -1.77196E-12 9.1971E-16 n fn gn 1 3.154E-19 0.0 2 -2.28E-19 2.18171E-23 。
【0049】走査結像素子には「チルトのみ」が与えら
れている。即ち、 Δ=0,β=−0.2度実施例4における主・副走査方
向の像面湾曲と等速特性(fθ特性とリニアリティ)を
図5に示す。像面湾曲・等速特性ともに良好に補正され
ている。
れている。即ち、 Δ=0,β=−0.2度実施例4における主・副走査方
向の像面湾曲と等速特性(fθ特性とリニアリティ)を
図5に示す。像面湾曲・等速特性ともに良好に補正され
ている。
【0050】実施例5 上記実施例3において、走査結像素子のシフトをΔ=+
0.74から、Δ=+0.80に変え、チルトをβ=0
(チルト無し)からβ=0.14度に変えた。このと
き、像面湾曲・等速特性は図6に示すように、良好に補
正される。
0.74から、Δ=+0.80に変え、チルトをβ=0
(チルト無し)からβ=0.14度に変えた。このと
き、像面湾曲・等速特性は図6に示すように、良好に補
正される。
【0051】上記実施例1〜4では角:αを60度とし
たが、この角:αをさらに小さくして、第1光学系と第
2光学系の光学素子が互いに干渉しあうような配置の場
合にも、角:θ1,θ2のうちの小さい方を干渉する側に
することにより、第1光学系の光路と第2光学系の光路
の干渉を避けることができる。
たが、この角:αをさらに小さくして、第1光学系と第
2光学系の光学素子が互いに干渉しあうような配置の場
合にも、角:θ1,θ2のうちの小さい方を干渉する側に
することにより、第1光学系の光路と第2光学系の光路
の干渉を避けることができる。
【0052】また、走査結像素子を単玉レンズとする場
合、上記特殊なトーリック面(請求項5)に代えて、通
常のトーリック面を用いてもよい。
合、上記特殊なトーリック面(請求項5)に代えて、通
常のトーリック面を用いてもよい。
【0053】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光走査装置を実現できる。この発明の光走査装
置は上記の如き構成となっているので、光走査装置設計
の自由度が大きく、走査結像素子にシフト(およびチル
ト)を与えることにより、サグに起因する像面湾曲や等
速特性の劣化を有効に補正可能である。
ば新規な光走査装置を実現できる。この発明の光走査装
置は上記の如き構成となっているので、光走査装置設計
の自由度が大きく、走査結像素子にシフト(およびチル
ト)を与えることにより、サグに起因する像面湾曲や等
速特性の劣化を有効に補正可能である。
【0054】なお、第2光学系の走査結像素子を主走査
対応方向において非対称形状とする場合にも、この発明
の適用は可能であり、サグ対策上の効果が大きい。ま
た、請求項9記載の発明では、光走査装置のコンパクト
化が可能である。
対応方向において非対称形状とする場合にも、この発明
の適用は可能であり、サグ対策上の効果が大きい。ま
た、請求項9記載の発明では、光走査装置のコンパクト
化が可能である。
【図1】この発明の光走査装置の実施の形態を説明する
ための図である。
ための図である。
【図2】実施例1に関する像面湾曲および等速特性の図
である。
である。
【図3】実施例2に関する像面湾曲および等速特性の図
である。
である。
【図4】実施例3に関する像面湾曲および等速特性の図
である。
である。
【図5】実施例4に関する像面湾曲および等速特性の図
である。
である。
【図6】実施例5に関する像面湾曲および等速特性の図
である。
である。
【図7】請求項9記載の発明の実施の1形態を説明する
ための図である。
ための図である。
1 光源 2 カップリングレンズ 3 シリンダレンズ 4 ポリゴンミラー 5 走査結像素子 6 被走査面
Claims (9)
- 【請求項1】光源と、 光源からの光束をカップリングするカップリングレンズ
を含む第1光学系と、 この第1光学系からの光束を等角速度的に偏向させるポ
リゴンミラーと、 このポリゴンミラーによる偏向光束を被走査面に向けて
集光させ、上記被走査面を略等速的に走査する走査結像
素子を含む第2光学系とを有し、 上記走査結像素子は1以上の結像素子で構成され、 ポリゴンミラーによる偏向光束の主光線が被走査面上の
走査線に直交するときの上記主光線の方向を基準方向と
するとき、有効書込領域の一端に向かう偏向光束の主光
線が上記基準方向と成す角:θ1と、上記有効書込領域
の他端に向う偏向光束の主光線が上記基準方向と成す
角:θ2とが互いに異なり、 上記走査結像素子の結像素子の1以上が、サグの影響を
軽減させるように、偏向面内において、上記基準方向に
対しシフトおよび/またはチルトされていることを特徴
とする光走査装置。 - 【請求項2】請求項1記載の光走査装置において、 第1光学系は、カップリングされた光束を副走査対応方
向に収束させて、ポリゴンミラーの偏向反射面近傍に主
走査対応方向に長い線像に結像させるシリンダレンズを
有し、 第2光学系は、副走査対応方向に関して、ポリゴンミラ
ーの偏向反射面と被走査面とを実質的に共役関係とする
ものであることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項3】請求項1または2記載の光走査装置におい
て、 第1光学系のカップリングレンズが、光源からの光束を
平行光束に変換することを特徴とする光走査装置。 - 【請求項4】請求項1または2記載の光走査装置におい
て、 第1光学系のカップリングレンズが、光源からの光束を
弱い収束性もしくは弱い発散性の光束に変換することを
特徴とする光走査装置。 - 【請求項5】請求項1または2または3または4記載の
光走査装置において、 第2光学系の走査結像素子は単玉レンズであることを特
徴とする光走査装置。 - 【請求項6】請求項5記載の光走査装置において、 走査結像素子である単玉レンズの少なくとも1面は、偏
向直交面内の曲率中心を主走査対応方向に連ねる線が偏
向面内で非円弧且つ非直線となる特殊なトーリック面で
あることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項7】請求項1または2または3または4記載の
光走査装置において、 第2光学系の走査結像素子が2枚以上のレンズで構成さ
れることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項8】請求項1〜7の任意の1に記載の光走査装
置において、 ポリゴンミラーにより偏向され、走査結像素子の少なく
とも一部を透過した偏向光束を検出する光検出手段が、
角:θ1,θ2の小さい側に配備されることを特徴とする
光走査装置。 - 【請求項9】光源と、 光源からの光束をカップリングするカップリングレンズ
を含む第1光学系と、 この第1光学系からの光束を等角速度的に偏向させるポ
リゴンミラーと、 このポリゴンミラーによる偏向光束を被走査面に向けて
集光させ、上記被走査面を略等速的に走査する走査結像
素子を含む第2光学系とを有し、 上記走査結像素子は1以上の結像素子で構成され、 ポリゴンミラーによる偏向光束の主光線が被走査面上の
走査線に直交するときの上記主光線の方向を基準方向と
するとき、有効書込領域の一端に向かう偏向光束の主光
線が上記基準方向と成す角:θ1と、上記有効書込領域
の他端に向う偏向光束の主光線が上記基準方向と成す
角:θ2とが互いに異なり、 ポリゴンミラーにより偏向され、走査結像素子の少なく
とも一部を透過した偏向光束を検出する光検出手段が、
上記角:θ1,θ2の小さい側に配備されることを特徴と
する光走査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP108198A JPH10253915A (ja) | 1997-01-07 | 1998-01-06 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9-562 | 1997-01-07 | ||
JP56297 | 1997-01-07 | ||
JP108198A JPH10253915A (ja) | 1997-01-07 | 1998-01-06 | 光走査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10253915A true JPH10253915A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=26333573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP108198A Pending JPH10253915A (ja) | 1997-01-07 | 1998-01-06 | 光走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10253915A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7554710B2 (en) | 2002-10-16 | 2009-06-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Two-dimensional scanning apparatus, and image displaying apparatus |
US7616364B2 (en) | 2005-02-21 | 2009-11-10 | Ricoh Company, Ltd. | Scanning optical system, optical scanner, and image forming apparatus having a biconvex lens having a change of curvature of the toric surface in the cross section in the sub-scanning direction along the main scanning direction is asymmetric with an optical axis of the lens |
CN102298209A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 兄弟工业株式会社 | 扫描光学设备 |
-
1998
- 1998-01-06 JP JP108198A patent/JPH10253915A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7554710B2 (en) | 2002-10-16 | 2009-06-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Two-dimensional scanning apparatus, and image displaying apparatus |
US7616364B2 (en) | 2005-02-21 | 2009-11-10 | Ricoh Company, Ltd. | Scanning optical system, optical scanner, and image forming apparatus having a biconvex lens having a change of curvature of the toric surface in the cross section in the sub-scanning direction along the main scanning direction is asymmetric with an optical axis of the lens |
CN102298209A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 兄弟工业株式会社 | 扫描光学设备 |
JP2012008373A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Brother Ind Ltd | 走査光学装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3337510B2 (ja) | 光走査装置 | |
US6104522A (en) | Optical scanning apparatus with controlled sag and ghost | |
US5504613A (en) | Optical scanner | |
US6445482B1 (en) | Optical scanning apparatus | |
JP3343418B2 (ja) | 光走査装置 | |
JPH1090621A (ja) | 光走査装置 | |
JPH0643370A (ja) | 光走査装置 | |
JPH1138348A (ja) | 走査結像光学系および光走査装置 | |
KR100335624B1 (ko) | 레이저빔주사장치 | |
JP3104618B2 (ja) | 光学走査装置及び光学レンズ | |
JP3567408B2 (ja) | 走査光学装置及び走査光学装置用の走査光学レンズ | |
JP3483129B2 (ja) | 光走査装置 | |
JPH10253915A (ja) | 光走査装置 | |
JPH10260371A (ja) | 走査光学装置 | |
JPH1164759A (ja) | 光走査光学装置 | |
JP3210790B2 (ja) | 光走査装置 | |
JP3367247B2 (ja) | fθレンズ系 | |
JPH11149054A (ja) | 光走査装置 | |
JP3069281B2 (ja) | 光走査光学系 | |
JPH01200220A (ja) | 光ビーム走査光学系 | |
JP3386164B2 (ja) | 光走査装置 | |
JP3802248B2 (ja) | マルチビーム走査装置 | |
JPH11125777A (ja) | 光走査装置 | |
KR100335625B1 (ko) | 레이저빔주사장치 | |
JP2000039576A (ja) | 光走査装置 |