JPH1152277A - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JPH1152277A
JPH1152277A JP9278576A JP27857697A JPH1152277A JP H1152277 A JPH1152277 A JP H1152277A JP 9278576 A JP9278576 A JP 9278576A JP 27857697 A JP27857697 A JP 27857697A JP H1152277 A JPH1152277 A JP H1152277A
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JP9278576A
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Tama Takada
球 高田
Nozomi Inoue
望 井上
高志 ▲濱▼
Takashi Hama
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査光学系を構成する長尺レンズに光ビーム
が湾曲して入射することにより生じる像面湾曲を防止し
た斜め入射の光走査装置。 【解決手段】 光ビームを発生する光源と、その光源か
ら副走査方向に角度を持って入射する光ビームを反射偏
向させる反射面を有する回転多面鏡等の偏向器と、この
偏向器の反射面6により反射偏向された光ビームを被走
査面17上にビームスポットを形成させて走査させる走
査光学系23とを備えた光走査装置において、走査光学
系23は、被走査面17の前に配置され少なくとも副走
査方向に屈折力を有する長尺レンズ16と、偏向器の反
射面6により反射偏向された円錐状の軌跡を描く光ビー
ムを長尺レンズ16の入射面上で直線状の軌跡を描く光
ビームに変換する屈折プリズム15からなる補正手段と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ等に用いられる光走査装置に係り、特に回転多面鏡
の回転軸に垂直な走査面に対して角度を有して光ビーム
を入射させる光走査装置において、光ビームが長尺レン
ズ上に湾曲して入射することにより生じる像面湾曲を防
止した光走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、レーザビームプリンタ等に用いら
れる光走査装置は、一般的に半導体レーザ等の光源から
射出した光ビームを整形光学系を経て偏向手段である回
転多面鏡等の偏向器で偏向させ、この偏向された光ビー
ムをf・θレンズである結像レンズ系によって被走査面
上にビームスポットを形成して走査するように構成して
いる。このような光走査装置において、回転多面鏡の回
転軸に垂直な走査面に対し角度を持って光ビームを入射
させ偏向を行うものが、例えば特開平1−169422
号等において知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように偏向器の回
転多面鏡の走査面に角度を有して光ビームを入射させる
ことを本明細書においては「斜め入射」と呼ぶことにす
る。回転多面鏡にこのような斜め入射を行って偏向する
場合、図17(a)に示すように、回転多面鏡4の反射
面6で反射され偏向された光ビームaは円錐状の軌跡を
描き、回転多面鏡4と被走査面の間に配置された走査光
学系を構成する長尺レンズ16上では、図17(b)に
示すように、ビーム軌跡が曲線Cのように湾曲する。特
開平1−649422号における補正レンズのような長
尺レンズ16の場合、その入射面(入射側の面)はアナ
モルフィックな面であり、その面の加工上、図18に示
すように、副走査方向に加工誤差を生じる。図18は、
長尺レンズ16の副走査断面を主走査方向の数か所(5
か所)の位置で示したもので、断面形状の設計値に対す
る測定値の誤差を示したものである。図中、X、Y、Z
はそれぞれ副走査方向、主走査方向、光軸方向とする。
図18のように、形状誤差は、主走査方向の位置によら
ず略同じ様子を示すが、副走査方向に周期的に変化する
特徴がある。したがって、走査光学系を構成する長尺レ
ンズ16上でビーム軌跡が曲線Cのように湾曲すれば、
長尺レンズ16に光ビームaが入射する点がD1 からD
5 のようになり、主走査方向の位置により副走査断面の
形状誤差の影響の受け方が異なることになる。点D1
3 、D5 のように形状誤差が凸の部分に光ビームaが
入射すると、副走査方向の結像位置は設計された位置よ
り手前にずれ、点D2 、D4 のように形状誤差が凹の部
分に光ビームaが入射すると、副走査方向の結像位置は
設計された位置より遠方にずれることになり、副走査方
向の像面湾曲を生じるという問題を有する。
【0004】本発明は従来技術のこのような点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、走査光学系を構成す
る長尺レンズに光ビームが湾曲して入射することにより
生じる像面湾曲を防止した斜め入射の光走査装置を提供
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光走査装置は、光ビームを発生する光源と、前記光
源から副走査方向に角度を持って入射する光ビームを反
射偏向させる反射面を有する偏向器と、前記偏向器の反
射面により反射偏向された光ビームを被走査面上にビー
ムスポットを形成させて走査させる走査光学系とを備え
た光走査装置において、前記走査光学系は、前記被走査
面の前に配置され少なくとも副走査方向に屈折力を有す
る長尺レンズと、前記偏向器の反射面により反射偏向さ
れた円錐状の軌跡を描く光ビームを前記長尺レンズの入
射面上で直線状の軌跡を描く光ビームに変換する補正手
段とを備えていることを特徴とするものである。
【0006】この場合、補正手段は、少なくとも副走査
方向に屈折作用を有する光学素子であることが望まし
い。その1つとして屈折プリズムがあり、また、レンズ
であってもよい。
【0007】これらの場合に、その光学素子の射出側の
面からの主光線の射出角が入射側の面への主光線の入射
角よりも大きくなるように、その光学素子が配置されて
いることが望ましい。
【0008】その他の補正手段として、非球面ミラー、
ホログラム等がある。
【0009】本発明においては、斜め入射の光走査装置
において、偏向器の反射面により反射偏向された円錐状
の軌跡を描く光ビームを長尺レンズの入射面上で直線状
の軌跡を描く光ビームに変換する補正手段を備えている
ので、長尺レンズに加工等に基づく副走査方向に周期的
に変化する形状誤差があっても、副走査方向の結像位置
が主走査方向の位置によって前後に変化する像面湾曲が
防止できるため、走査の分解能を高くすることができ、
正確で良好な画像を再現することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の光走
査装置について詳細に説明する。まず、本発明の光走査
装置の実施例について説明する。図1は本実施例の光走
査装置の構成を示す平面図、図2はその側面図、図3は
その主要部の斜視図、図4はその主要部の側面図であ
る。以下、本発明では、光学系の任意の位置において、
その位置における光学系の光軸を含み偏向器である回転
多面鏡4の回転軸41に平行な面を副走査面と定義し、
光軸を含み副走査面に垂直な面を主走査面と定義する。
さらに、主走査面内において、光軸に垂直な方向を主走
査方向と定義し、また、副走査面内において、光軸に垂
直な方向を副走査方向と定義する。
【0011】光源としての半導体レーザ1から射出した
光ビームは、第1整形レンズ2、第2整形レンズ3を透
過して整形され、偏向器としての回転多面鏡4の第1反
射面5に入射し、1度目の偏向がなされる。このとき、
光ビームは、回転多面鏡4の回転軸41に垂直な面に対
して角度を持って第1反射面5に入射するため、入射す
る光ビームと反射された光ビームは干渉しない。第1反
射面5で反射された光ビームは、第1伝達レンズ7、第
2伝達レンズ8、第3伝達レンズ9を透過して第1伝達
ミラー10で反射され、第4伝達レンズ11、第5伝達
レンズ12を透過して第2伝達ミラー13で反射され、
再び回転多面鏡4の第2反射面6に入射し、2度目の偏
向がなされる。このときも、光ビームは、回転多面鏡4
の回転軸41に垂直な面に対して角度を持って第2反射
面6に入射するため、入射する光ビームと反射された光
ビームは干渉しない。
【0012】第2反射面6で反射された光ビームは、第
1走査レンズ14、第2走査レンズ15及び第3走査レ
ンズ16により被走査面17上に光ビームスポットとし
て結像されて走査される。回転多面鏡4の面数は12面
である。第3走査レンズ16は、副走査方向に偏心して
おり、その方向は図2中の矢印の方向である。第3走査
レンズ16をこのように偏心させる理由は、回転多面鏡
4の第2反射面6で反射され偏向される光ビームは円錐
状の軌跡を描き、その光ビームの断面の座標系が偏向角
に依存して回転してしまい、被走査面17上の結像スポ
ットの形状が崩れてしまうが、第3走査レンズ16をこ
のように偏心させることにより、その崩れが防止できる
からである。
【0013】ところで、半導体レーザ1から第1反射面
5までの間の光学系を整形光学系21、第1反射面5か
ら第2反射面6の間の光学系を伝達光学系22、第2反
射面6から被走査面17までの間の光学系を走査光学系
23と称するとすると、回転多面鏡4の第1反射面5と
第2反射面6は回転軸41を挟んで対向する相互に平行
な反射面であり、かつ、整形光学系21、伝達光学系2
2、走査光学系23の光軸は回転軸41を含む共通の副
走査面内に配置されている。したがって、この光走査装
置は、この副走査面に関して対称な構成になっている。
このような配置にすると、整形光学系21、伝達光学系
22、走査光学系23の光軸が主走査面で見て一直線上
に配置されるので、構造上の主走査方向の基準面が1面
に集約され、光学系を構成する各要素を高精度に配置す
ることができる。また、主走査面で見て、伝達光学系2
2の光軸が整形光学系21及び走査光学系23の光軸と
一部重なるため、少ないスペースで配置でき、光走査装
置の設置面積の減少、装置の小型化が図れる。
【0014】図5に、整形光学系21の主走査方向の光
路図(a)と副走査方向の光路図(b)を示す。カバー
ガラスを有する半導体レーザ1から射出された光ビーム
は、非球面コリメータレンズを構成する第1整形レンズ
2により平行な光ビームに変換される。第2整形レンズ
2は副走査方向にのみ正屈折力を有する正シリンドリカ
ルレンズである。そのため、第2整形レンズ2を透過し
た光ビームは、主走査面において平行な光ビームとして
第1反射面5に入射し、副走査面においては第1反射面
5近傍に結像(収束)する。
【0015】図6に、伝達光学系22の主走査方向の光
路図(a)と副走査方向の光路図(b)を示す。第1伝
達レンズ7、第2伝達レンズ8、第3伝達レンズ9は何
れも主走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルレ
ンズであり、第1伝達レンズ7と第2伝達レンズ8は正
シリンドリカルレンズ、第3伝達レンズ9は負シリンド
リカルレンズであり、これら3枚で主走査方向正屈折力
伝達レンズ群24を構成している。また、第4伝達レン
ズ11は副走査方向にのみ正屈折力を有する正シリンド
リカルレンズであり、第5伝達レンズ12は正屈折力を
有する球面レンズである。そして、これらの作用は、第
1反射面5で反射された光ビームは、主走査面におい
て、主走査方向正屈折力伝達レンズ群24により一旦結
像する。伝達レンズ群24の像側焦点と第5伝達レンズ
12の物体側焦点は一致し、主走査面においてアフォー
カル光学系を構成している。そのため、光ビームは、第
5伝達レンズ12で再び平行な光ビームに変換され、第
2反射面6に入射する。副走査面においては、第4伝達
レンズ11と第5伝達レンズ12の合成正屈折力によ
り、第1反射面5と第2反射面6とは共役関係になって
おり、第1反射面5近傍の収束点を第2反射面6近傍に
再び結像する。
【0016】図7に、走査光学系23の主走査方向の光
路図(a)と副走査方向の光路図(b)を示す。第1走
査レンズ14は正屈折力を有する球面レンズである。第
2走査レンズ15は副走査方向にのみ屈折作用を有する
プリズムであり、第3走査レンズ16は樹脂製の主走査
方向に長い長尺レンズである。第3走査レンズ16の入
射面は、主走査方向に曲率半径の大きな凹形状となって
おり、副走査面方向には曲率半径の小さな凸形状となっ
ており、主走査方向の断面曲線をその入射面よりも被走
査面17側に位置する主走査方向に平行な軸の回りに回
転させることにより形成される面である。このような面
は鞍型トーリック面とも呼ばれる。また、第3走査レン
ズ16の射出面は、主走査方向で曲率半径の大きな凸形
状の非円弧状であり、副走査方向の断面形状は直線であ
り屈折力を有さない。このような構成の走査光学系23
は、副走査面において、第2反射面6と被走査面17を
共役関係にして、第2反射面6近傍の収束点を被走査面
17に結像する。また、主走査面においては、第2反射
面6から反射された平行な光ビームを被走査面17に結
像する。
【0017】次に、伝達光学系22の作用について説明
する。図8は伝達光学系22の主走査面の断面展開図で
ある。第1伝達レンズ7、第2伝達レンズ8、第3伝達
レンズ9により構成される主走査方向正屈折力伝達レン
ズ群24を、簡素化して単レンズとして示してある。第
4伝達レンズ11は主走査方向の屈折力を持たないた
め、図示していない。図8(a)と(b)に回転多面鏡
4が回転するときの光ビームの状態を示す。ところで、
図1〜図4等に示すように、伝達光学系22の光路は、
伝達ミラー10、13により2回反射される。すなわ
ち、偶数回反射される。図8では、これらの偶数回の反
射について展開しているので、図8(b)のように、第
1反射面5と第2反射面6の回転方向は同じである。
【0018】第1反射面5に入射する平行な光ビームの
直径はwi である。伝達光学系22は主走査面内ではア
フォーカル光学系を構成しているので、第2反射面6に
入射する光ビームも平行であり、光ビームの直径はwo
である。伝達レンズ群24の焦点距離をf1 、第5伝達
レンズ12の焦点距離をf2 とすると、wo をwi で除
した光ビームの直径の比の値は、f2 をf1 で除した値
に等しい。
【0019】図8(b)に示すように、回転多面鏡4が
角度θ1 だけ回転すると、第1反射面5で光ビームは角
度2θ1 だけ偏向される。偏向された光ビームは伝達レ
ンズ群24、第5伝達レンズ12を透過して、角度θ2
だけ偏向される。この光ビームは点Qで光軸と交差す
る。第2反射面6上において、偏向された光ビームと光
軸との距離はdであるが、回転多面鏡4が角度θ1 だけ
回転すると、第2反射面6も同じ距離dだけ移動するよ
うな位置関係に設定される。したがって、光ビームの移
動量と第2反射面6の移動量が一致し、第2反射面6か
ら光ビームがはみ出すことはない。
【0020】このとき、偏向された光ビームは、第2反
射面6に対して角度θ2 だけ入射角が増大する側に偏向
されるので、第2反射面6で反射された光ビームの走査
角θs は、θs =2θ1 +θ2 と表わされる。
【0021】本実施例の伝達光学系22は主走査面にお
いてアフォーカル光学系であるので、その光学倍率βは
焦点距離f2 を焦点距離f1 で除した値であり、上記の
ように、光ビームの直径の比wo /wi にも等しい。ま
た、伝達光学系22を透過する光ビームは角度2θ1
ら角度θ2 に偏向角が変化するので、光学倍率βは2θ
1 /θ2 と表すこともできる。したがって、光学倍率β
は次式で表される。
【0022】 β=wo /wi =f2 /f1 =2θ1 /θ2 本実施例では光学倍率βを、1<β<20としている。
【0023】本実施例のような回転多面鏡4で光ビーム
が2度の偏向をされる光走査装置は、従来の1度しか偏
向されない光走査装置に比べて、走査速度を速くするこ
とができる。このことについて次に説明する。
【0024】従来の1度しか偏向しない光走査装置で
は、回転多面鏡が回転すると反射面が移動するため、1
回の走査において常に光ビーム全体を同一反射面に入れ
るために、回転多面鏡に入射する光ビームの主走査方向
の大きさよりも、反射面の大きさを大きくしなければな
らない。したがって、回転多面鏡の反射面の面数をあま
り多くすることができない。
【0025】本実施例では、主走査面において、第1反
射面5に平行な光ビームが入射する。また、β>1であ
るため、第1反射面5上における光ビームの主走査方向
の直径wi は、第2反射面6上における光ビームの主走
査方向の直径wo よりも小さい。そのため、従来の光走
査装置に対して第1反射面5の大きさが小さくても、1
回の走査において常に光ビーム全体を同一反射面に入れ
ることができる。wiを小さくすればする程、さらに第
1反射面5の大きさを小さくすることができる。また、
2度目の偏向では、回転多面鏡4が回転したときの光ビ
ームの移動量と第2反射面6の移動量が一致するため、
第2反射面6の主走査方向の大きさは、少なくとも入射
する光ビームの大きさと同じ大きさだけあればよい。
【0026】したがって、従来の1度しか偏向しない光
走査装置に比べて、本実施例の2度の偏向をする光走査
装置では、第2反射面6上における光ビームの主走査方
向の直径wo に対して、第1反射面5上における光ビー
ムの主走査方向の直径wi を小さくすることにより、回
転多面鏡4の反射面を小さくすることができるため、反
射面の面数を多くすることができ、それだけ走査速度を
上げることができる。
【0027】このように構成された光走査装置の具体的
な数値例を表−1に示す。この表−1では、シリンドリ
カル面、トーリック面は副走査方向、主走査方向の曲率
半径をrix、riyとしている(iは光源1から被走査面
17までの面番号を示す。)。また、非球面である面に
ついては、曲率半径は光軸上の値を示している。なお、
長さの単位はmmである。
【0028】 注)Si :面番号iの面、 ri :面番号iの曲率半径、 di :面番号iとi+1の間の面間隔、 ni :面番号iとi+1の間の媒体の波長780nmの屈折率である。
【0029】第2整形レンズ2及び第3走査レンズ16
の非球面を表す式は、 zi =(y2 /ri )/[1+{1−(Ki +1)(y
/ri 2 1/2 ]+Ai 4 +Bi 6 +Ci 8 であり、その非球面係数を次の表−2に示す。
【0030】 注)S4 :面番号4の非球面係数、 S26y :面番号26の主走査方向の非球面係数である。
【0031】この具体例において、第3走査レンズ16
の入射面S25は、r25y =−1475.39378の円
弧をr25x =37.95675で回転させて形成される
トーリック面である。なお、第2走査レンズ15、第3
走査レンズ16を通過するときのように、光路が屈折さ
れるときは、光軸は主光線と同じように屈折されるもの
とし、表−1、表−2のパラメータの基準となる光軸
は、常に走査中心を走査するビームの主光線に一致する
ものとする。
【0032】また、回転多面鏡4の面数は12、その内
接円直径は38.64mmであり、回転多面鏡4の第1
反射面5、第2反射面6への光ビームの副走査方向の入
射角は何れも6°であり、第1伝達ミラー10、第2伝
達ミラー13への光ビームの副走査方向の入射角は何れ
も3°である。また、第2走査レンズ15の射出面S24
は副走査断面において13°傾いており、第3走査レン
ズ16の入射面S25は副走査断面において8.7503
87°傾いており、第3走査レンズ16の射出面S26
副走査断面において2.875374°傾いている。こ
れらの傾き角の向きについては、図2、図4参照。
【0033】また、第1整形レンズ入射面S3 に一致し
て、主走査方向0.7154mm、副走査方向1.05
26mmの矩形のアパーチャが配置されている。そし
て、副走査方向において、発光点1と回転多面鏡4の第
1反射面5は幾何光学的共役関係から外れている。ただ
し、回転多面鏡4の第1反射面5、第2反射面6、被走
査面17の3面は、何れも互いに共役関係にあるため、
回転多面鏡4の面倒れ補正が行われている。したがっ
て、発光点1と被走査面17は共役関係から外れている
ともいえる。しかしながら、回折の影響により、光ビー
ムが最小となる位置は幾何光学的結像点からずれた位置
にあり、光ビームが略最小となる位置に被走査面17が
配置されている。
【0034】さて、以上の実施例においては、第2走査
レンズ15は、前記したように、副走査方向にのみ屈折
作用を有するプリズムである。このプリズムの作用につ
いて説明する。図17を用いて説明したように、回転多
面鏡4の反射面6で反射され偏向された光ビームは円錐
状の軌跡を描き、第2走査レンズ15のプリズムを配置
しない場合、第3走査レンズ16の長尺レンズ上で湾曲
したビーム軌跡となってしまう。このプリズム15は、
図9に模式的に示すように、円錐状の光ビームaの軌跡
を第3走査レンズ16の入射面上で直線状のビーム軌跡
Aに変換する作用を有している。このような屈折プリズ
ムの作用自体は特開昭53−31147号において知ら
れている(ただし、被走査面上でビーム軌跡を直線状に
変換している。)。
【0035】図10は、上記の具体例の第3走査レンズ
16の入射面におけるビーム軌跡を示した図であり、そ
のビーム軌跡を実線で示す。なお、図のY方向が主走査
方向、X方向が副走査方向を示す。比較のために、上記
具体例の光学系の回転多面鏡4の第2反射面6から第3
走査レンズ16までの距離は変えずに、第2走査レンズ
15のみを取り除いた場合の、第3走査レンズ16の入
射面におけるビームの軌跡を破線で示す。図10より、
第2走査レンズ15のプリズム作用によりビームの軌跡
を直線状に補正する作用があることが分かる。
【0036】図11は、図18に対応する図であり、第
3走査レンズ16の副走査断面を主走査方向の数か所
(5か所)の位置で示したもので、断面形状の設計値に
対する測定値の誤差を示したものである。図中、X、
Y、Zはそれぞれ副走査方向、主走査方向、光軸方向と
する。図11のように、第3走査レンズ16のような鞍
型トーリック面を持つレンズの形状誤差は、主走査方向
の位置によらず略同じ様子を示すが、副走査方向に周期
的に変化する特徴がある。上記のように、第2走査レン
ズ15のプリズム作用により、第3走査レンズ16上の
ビーム軌跡は直線Aとなり、ビームは主走査方向の位置
に係わらず点B1 〜B5 の常に形状誤差が凸の部分に入
射する。主走査方向の何れの位置においても、第3走査
レンズ16の形状誤差が凸の部分に光ビームが入射する
と、副走査方向の結像位置は設計された位置より手前に
ずれるが、走査領域全体にわたって常に同一量だけ手前
にずれるため、第3走査レンズ16の位置を調整する
等、光学系の調整をすれば補正することが可能であり、
このような調整により像面湾曲は生じない。
【0037】ところで、一般に、走査光学系に第3走査
レンズ16のような長尺レンズを用いる場合、走査光学
系の副走査方向の光学倍率が1より小さい縮小光学系と
なり、入射側のNA(開口数)が非常に小さくなる(図
7(b)参照)。そのため、光源から射出された光パワ
ーの利用効率が小さいという課題がある。このような課
題に対して、上記のような副走査方向にのみ屈折作用を
有するプリズム15を第2走査レンズ15として用い、
円錐状の光ビームaの軌跡を第3走査レンズ16の入射
面上で直線状のビーム軌跡Aに変換させる場合に、図1
2に示すように、光ビームのプリズム15の入射側の面
151 への入射角α1 に対する、プリズム15の射出側
の面152 から出る射出角α2 をより大きくすることに
より、光源1から射出される光パワーの利用効率を高め
ることができる。
【0038】この点について説明する。第2走査レンズ
を構成するプリズム15に平行ビームが入射する場合に
ついて考える。図12はこの場合のプリズム15の副走
査方向の光路図であり、プリズム15の入射側の面15
1 に入射する光ビームの入射角をα1 、副走査方向の直
径をd1 、プリズム15の射出側の面152 から射出さ
れる光ビームの射出角をα2 、副走査方向の直径をd2
とする。図12のように、α1 <α2 となるようにプリ
ズム15を配置すると、d1 >d2 となる。すなわち、
プリズム15から射出された光ビームの副走査方向の直
径d2 を同じになるようにすると、α1 <α2 の条件を
満たせば、プリズム15へ入射する光ビームの副走査方
向の直径d1 がより大きくなり、光源1から射出される
光パワーの利用効率を高めることができる。
【0039】実際の光学系では、副走査方向においてプ
リズム15に入射する光ビームは平行ではなく発散する
ビームであるが、(主光線の入射角α1 )<(主光線の
射出角α2 )とすることにより、プリズム15による光
ビームの直径を変換しない場合に比べて入射側の光ビー
ムの径を大きくすることができる。
【0040】前記表−1、表−2に示した具体例におい
ては、α1 =0°、α2 =19.87°であり、d1
2 =1.036となり、3.6%ビーム径を大きくす
ることができ、光パワーの利用効率も3.6%高めるこ
とができる。
【0041】さて、以上は、斜め入射の場合に、屈折プ
リズムを用いて、長尺レンズの入射面上での光ビームの
軌跡が曲線になるのを直線状に補正する例であったが、
補正手段としてレンズを用いても、レンズの副走査断面
において入射面と射出面とが相互に傾きをなしてプリズ
ムと同様に光路を屈折させる機能を有していれば、同様
の作用を持たせることができる。
【0042】補正手段がレンズである場合の具体例を示
す。図1〜図6の半導体レーザ1から回転多面鏡4の第
2反射面6までの構成は、表−1、表−2の例と同じと
し、走査光学系23が、図13に主走査方向の光路図、
図14に副走査方向の光路図を示すように、第1走査レ
ンズ14と第3走査レンズ16からなるものとする。こ
の場合、上記の補正手段は第1走査レンズ14である。
前記表−1と表−2に対応する表を以下の表−3と表−
4に示す。
【0043】 注)S4 :面番号4の非球面係数、 S24y :面番号24の主走査方向の非球面係数である。
【0044】この具体例において、第3走査レンズ16
の入射面S23は、r23y =−1536.34318の円
弧をr23x =37.27639で回転させて形成される
トーリック面である。また、第1走査レンズ14の射出
面S22は副走査断面において22.173802°傾い
ており、第3走査レンズ16の入射面S23は副走査断面
において4.797155°傾いており、第3走査レン
ズ16の射出面S24は副走査断面において1.5715
18°傾いている。これらの傾き角の向きについては、
図14参照。
【0045】この具体例では、図15に示すように、第
3走査レンズ16の入射面におけるビームの軌跡(実
線)は直線となっており、比較のために示した第1走査
レンズ14の射出面を副走査断面において傾けない(破
線)場合に比べて、ビームの軌跡が直線状に補正されて
いることが分かる。図15より、第1走査レンズ15の
プリズム作用によりビームの軌跡を直線状に補正できる
ことが分かる。
【0046】このように、円錐状の光ビームの軌跡を第
1走査レンズ15のプリズム作用により直線状に補正す
る場合も、先の屈折プリズム15を用いる場合と同様
に、レンズ14の入射側の面に入射する主光線の入射角
に対して、レンズ14の射出側の面からの主光線の射出
角をより大きくなる配置とすることにより、光源1から
射出される光パワーの利用効率を高めることができる。
【0047】以上のように、斜め入射の場合に、長尺レ
ンズの入射面上での光ビームの軌跡が曲線になるのを直
線状に補正する手段としては、プリズムであってもレン
ズであっても、副走査断面が入射面と射出面で互いに傾
きをなしており、光路を屈折させる機能を有していれ
ば、同様の本発明の効果が得られる。また、別の補正手
段として、非球面ミラー、回折格子、ホログラム等を用
いても、ビームの軌跡を直線化する作用を有していれ
ば、本発明の効果を達成することができる。例えば、図
16(a)は、非球面ミラー18を用いて円錐状の光ビ
ームaの軌跡を第3走査レンズ16の入射面上で直線状
のビーム軌跡Aに変換する例を示しており、図16
(b)は、ホログラム19を用いて円錐状の光ビームa
の軌跡を第3走査レンズ16の入射面上で直線状のビー
ム軌跡Aに変換する例を示している。なお、このように
軌跡が曲線になるのを直線状に補正する手段としてのホ
ログラム19は、光ビームaの発射点(第2反射面6の
反射点又はその像の点)から発散する光束と、直線Aに
集光する光束とをホログラム感材の同じ側から入射させ
て干渉記録することにより作製することができる。
【0048】また、上記実施例では、偏向器として回転
多面鏡を使用するものについて説明したが、偏向器とし
て回転多面鏡の他に、回動軸を中心に正弦振動を行うガ
ルバノミラー、回転2面鏡の場合にも同様の効果を達成
することができる。また、回転多面鏡の反射面で2度反
射されるものだけでなく、1度だけ入射して反射偏向さ
れる光走査装置にも適用できる。以上、本発明の光走査
装置を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれ
らに限定されず、種々の変形が可能である。
【0049】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光走査装置によれば、斜め入射の光走査装置におい
て、偏向器の反射面により反射偏向された円錐状の軌跡
を描く光ビームを長尺レンズの入射面上で直線状の軌跡
を描く光ビームに変換する補正手段を備えているので、
長尺レンズに加工等に基づく副走査方向に周期的に変化
する形状誤差があっても、副走査方向の結像位置が主走
査方向の位置によって前後に変化する像面湾曲が防止で
きるため、走査の分解能を高くすることができ、正確で
良好な画像を再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光走査装置の1実施例の構成を示す平
面図である。
【図2】図1の光走査装置の側面図である。
【図3】図1の光走査装置の主要部の斜視図である。
【図4】図1の光走査装置の主要部の側面図である。
【図5】図1の光走査装置の整形光学系の主走査方向と
副走査方向の光路図である。
【図6】図1の光走査装置の伝達光学系の主走査方向と
副走査方向の光路図である。
【図7】図1の光走査装置の走査光学系の主走査方向と
副走査方向の光路図である。
【図8】伝達光学系の作用を説明するための主走査面の
断面展開図である。
【図9】屈折プリズムの補正作用を説明するための図で
ある。
【図10】本発明の1つの具体例の第3走査レンズの入
射面におけるビーム軌跡を示した図である。
【図11】本発明において像面湾曲が発生しない理由を
説明するための図である。
【図12】本発明において光パワーの利用効率を高める
配置を説明するための図である。
【図13】本発明の別の具体例における走査光学系の主
走査方向の光路図である。
【図14】本発明の別の具体例における走査光学系の副
走査方向の光路図である。
【図15】本発明の別の具体例の第3走査レンズの入射
面におけるビーム軌跡を示した図である。
【図16】他の補正手段を説明するための図である。
【図17】斜め入射により偏向する場合に偏向光ビーム
が円錐状の軌跡を描くことを説明するための図である。
【図18】図17の場合の問題点を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
1…半導体レーザ(光源) 2…第1整形レンズ 3…第2整形レンズ 4…回転多面鏡 5…回転多面鏡の第1反射面 6…回転多面鏡の第2反射面 7…第1伝達レンズ 8…第2伝達レンズ 9…第3伝達レンズ 10…第1伝達ミラー 11…第4伝達レンズ 12…第5伝達レンズ 13…第2伝達ミラー 14…第1走査レンズ 15…第2走査レンズ(プリズム) 151 …プリズムの入射側の面 152 …プリズムの射出側の面 16…第3走査レンズ(長尺レンズ) 17…被走査面 18…非球面ミラー 19…ホログラム 21…整形光学系 22…伝達光学系 23…走査光学系 24…主走査方向正屈折力伝達レンズ群 41…回転多面鏡の回転軸

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビームを発生する光源と、前記光源か
    ら副走査方向に角度を持って入射する光ビームを反射偏
    向させる反射面を有する偏向器と、前記偏向器の反射面
    により反射偏向された光ビームを被走査面上にビームス
    ポットを形成させて走査させる走査光学系とを備えた光
    走査装置において、 前記走査光学系は、前記被走査面の前に配置され少なく
    とも副走査方向に屈折力を有する長尺レンズと、前記偏
    向器の反射面により反射偏向された円錐状の軌跡を描く
    光ビームを前記長尺レンズの入射面上で直線状の軌跡を
    描く光ビームに変換する補正手段とを備えていることを
    特徴とする光走査装置。
  2. 【請求項2】 前記補正手段は、少なくとも副走査方向
    に屈折作用を有する光学素子であることを特徴とする請
    求項1記載の光走査装置。
  3. 【請求項3】 前記補正手段は、屈折プリズムであるこ
    とを特徴とする請求項2記載の光走査装置。
  4. 【請求項4】 前記補正手段は、レンズであることを特
    徴とする請求項2記載の光走査装置。
  5. 【請求項5】 前記光学素子の射出側の面からの主光線
    の射出角が入射側の面への主光線の入射角よりも大きく
    なるように、前記光学素子が配置されていることを特徴
    とする請求項2から4の何れか1項記載の光走査装置。
  6. 【請求項6】 前記補正手段は、非球面ミラーであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
  7. 【請求項7】 前記補正手段は、ホログラムであること
    を特徴とする請求項1記載の光走査装置。
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