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JPH06265807A - 光ビーム走査光学系 - Google Patents

光ビーム走査光学系

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Publication number
JPH06265807A
JPH06265807A JP5034493A JP5034493A JPH06265807A JP H06265807 A JPH06265807 A JP H06265807A JP 5034493 A JP5034493 A JP 5034493A JP 5034493 A JP5034493 A JP 5034493A JP H06265807 A JPH06265807 A JP H06265807A
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JP
Japan
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optical system
scanning direction
light beam
main scanning
deflecting means
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Granted
Application number
JP5034493A
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English (en)
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JP2773593B2 (ja
Inventor
Hironori Nakajima
宏憲 中島
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US08/207,690 priority patent/US5652611A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ビーム走査光学系の第2の結像光学系の省
部品化を図るとともに、高解像度の画像露光を実現す
る。 【構成】 光源1からの光ビーム23を反射させて偏向
し走査を行う偏向手段4と、この偏向手段4の前後に配
設され、かつ偏向手段以前に収束されている光ビーム2
3を前記偏向手段4を介し被走査面上6に結像させる第
1、第2の結像光学系2、5とを備え、前記第2の結像
光学系5が、偏向手段側にトーリック面、被走査面側に
4次以上の高次展開項を有するトーリック非球面または
非円柱面からなる補正レンズ5を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真方式に
て画像を形成する複写機やファクシミリ、レーザ・ビー
ム・プリンタ等の画像形成装置に利用される光ビーム走
査装置に関し詳しくは光源からの光ビームを反射させて
偏向し走査を行う偏向手段と、この偏向手段の前後に配
設され、かつ偏向手段以前に収束されている光ビームを
前記偏向手段を介し被走査面上に結像させる第1、第2
の結像光学系とを備えた光ビーム走査光学系であって、
前記第2の結像光学系が、副走査方向の焦点距離が主走
査方向における中心部と周辺部で変化し、偏向手段側の
面が光軸上の点を中心とし主走査方向に平行で光軸を含
む面内に存在する曲線を、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
たトーリック面で、被走査面側の面が主走査方向に対し
て4次以上の高次展開項を有するトーリック非球面また
は非円柱面である補正レンズを備えた光ビーム走査光学
系とそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、この種の光ビーム走査光学系は、
画像信号に応じた変調を受けて光源から発せられる光ビ
ームを、回転ないし揺動する偏向手段により反射させて
偏向し感光体上を主走査する。これにより感光体は画像
露光を受け、この画像露光中主走査方向と直角な方向に
副走査移動される。
【0003】これら主走査と副走査とによって、前記画
像信号に対応した静電潜像が感光体上に形成される。
【0004】ところで前記静電潜像は高精細であり、十
分な解像度の画像露光を達成するには結像光学系中に多
数の屈折力が必要である。しかしこれには限度がある。
そこで従来、結像光学系中に主走査方向と副走査方向と
で異なった屈折力を用いることにより、前記屈折力不足
を補っている。
【0005】これを達成するのに、結像光学系中に異形
レンズを用いた光ビーム走査光学系が実用されている。
【0006】以下に従来の光ビーム走査光学系について
説明する。図7は面倒れ補正機能付きの一般的な光ビー
ム走査光学系を示し、第1の結像光学系aと第2の結像
光学系bとが偏向手段としてのポリゴンミラーcの両側
に配され、半導体レーザdからの横断面が楕円形の光ビ
ームeを、主走査方向と副走査方向とで異なった屈折力
を用いた第1の結像光学系aと第2の結像光学系bとに
よる2段階の結像機能により感光体f上に所定の大きさ
で結像させている。
【0007】そして第1、第2の各結像光学系による結
像光路上の一部に面倒れ補正のためのレンズも設けられ
ている。これによってポリゴンミラーcの回転軸の振れ
や組立精度の微少誤差が原因して、ポリゴンミラーcの
各反射面間に生じるいわゆる面倒れの影響を防止する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで最近は、画像
形成を高密度な印字により高精細にすることが望まれて
いる。これを達成するには、前記第2の結像光学系の形
状を主走査方向断面と副走査方向断面とで異なったもの
にすることが好適である。
【0009】例えばシリンドリカル形状を用いたもの
(特開昭58−93021号公報)は形状の創成は容易
であるが、主走査方向及び副走査方向の像面湾曲が補正
困難であり、高精細度化に制限がある。
【0010】シリンドリカル形状を湾曲させたトロイダ
ル面を用いたもの(特開昭58−179813号公報、
特開昭58−179814号公報)は、製作においてシ
リンドリカル形状を無理に湾曲させなければならず形状
の創成が難しいという難点があり、高精細度化に制限が
ある。
【0011】また、前記3例ともfθ特性を持たないた
め回路によって補正を行う必要があった。図8は従来例
における像面湾曲を示した図、図9は従来例におけるf
θ特性を示した図である。
【0012】そこで本発明は、従来知られる光ビーム走
査光学系のうち、図1に示すように光源1からの光ビー
ム23を反射させ偏向する偏向手段4の前後に配設され
る第1、第2の結像光学系2、5が前記光ビーム23を
偏向手段4を介して被走査面6上に結像させるようにし
た、いわゆるポストオブジェクティブ型の光ビーム走査
光学系の場合、第2の結像光学系5の光路中に主走査方
向断面と副走査方向断面とに異なった形状を選択し、特
に光軸上の各面の主走査方向及び副走査方向の曲率半径
を関数化すること、または、第2の結像光学系の光軸方
向の位置を選択することにより、像面湾曲を補正し、簡
易的に、低価格でかつ面精度を高精度に形状創成するこ
とができ、被走査面6上に高精細度に結像させることが
できる点に着目し、この種の光学系を改良することによ
り前記のような問題を解消すると同時に、低価格で小型
かつ高解像度の光ビーム走査光学系を提供することを目
的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、本願第1の発明は、光源からの光ビームを反
射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏向手段の
前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束されている光
ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像させる第
1、第2の結像光学系とを備えた光ビーム走査光学系で
あって、前記第2の結像光学系が、副走査方向の焦点距
離が主走査方向における中心部と周辺部で変化し、偏向
手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向に平行で
光軸を含む面内に存在する曲線を、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
回転させたトーリック面で、被走査面側の面が主走査方
向に対して4次以上の高次展開項を有するトーリック非
球面または非円柱面である補正レンズを有し、前記補正
レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手段側からR1、
R4の曲率半径をもち、副走査方向に偏向手段側からR
3、R5の曲率半径を有し、 |R4|<|R1| なる関係を有することを特徴とするものである。
【0014】本願第2の発明は、光源からの光ビームを
反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏向手段
の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束されている
光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像させる
第1、第2の結像光学系とを備えた光ビーム走査光学系
であって、前記第2の結像光学系が、副走査方向の焦点
距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化し、偏
向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向に平行
で光軸を含む面内に存在する曲線を、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
て回転させたトーリック面で、被走査面側の面が主走査
方向に対して4次以上の高次展開項を有するトーリック
非球面または非円柱面である補正レンズを有し、前記補
正レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手段側からR
1、R4の曲率半径をもち、副走査方向に偏向手段側か
らR3、R5の曲率半径を有し、 |R3|<|R5| なる関係を有することを特徴とするものである。
【0015】本願第3の発明は、第1の発明においてさ
らに、補正レンズが、 |R3|<|R5| なる関係を有することを特徴とするものである。
【0016】本願第4の発明は、第3の発明においてさ
らに、補正レンズが、 |R3|<|R4|<|R1| なる関係を有することを特徴とするものである。
【0017】本願第5の発明は、第1の発明においてさ
らに、補正レンズが、 |R3|<|R4|<|R1|<|R5| なる関係を有することを特徴とするものである。
【0018】本願第6の発明は、第5の発明においてさ
らに、補正レンズが、 |R5|= ∞ なる関係を有することを特徴とするものである。
【0019】本願第7の発明は、光源からの光ビームを
反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏向手段
の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束されている
光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像させる
第1、第2の結像光学系とを備えた光ビーム走査光学系
であって、前記第2の結像光学系が、副走査方向の焦点
距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化し、偏
向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向に平行
で光軸を含む面内に存在する曲線を、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
て回転させたトーリック面で、被走査面側の面が主走査
方向に対して4次以上の高次展開項を有するトーリック
非球面または非円柱面である補正レンズを有し、前記補
正レンズが光軸上で、前記偏向手段の反射面から前記被
走査面までの距離をL、前記偏向手段の反射面から前記
補正レンズの偏向手段側の面までの距離をM、としたと
き 0.60<M/L<0.85 なる関係を有することを特徴とするものである。
【0020】本願第8の発明は、第1〜7のいずれかの
発明においてさらに、第2の結像光学系が単レンズであ
ることを特徴とするものである。
【0021】本願第9の発明は、第1〜8のいずれかの
発明においてさらに、偏向手段の反射面の形状が円筒
面、球面のいずれかであることを特徴とするものであ
る。
【0022】本願第10の発明は、第1〜9のいずれか
の発明においてさらに、被走査面上への結像方法がポス
トオブジェクティブ型であることを特徴とするものであ
る。
【0023】本願第11の発明は、第1〜10のいずれ
かの発明においてさらに、第1の結像光学系が単レンズ
であることを特徴とするものである。
【0024】本願第12の発明は、第1〜11のいずれ
かの発明においてさらに、面倒れを補正する面倒れ補正
手段を備えることを特徴とするものである。
【0025】本願第13の発明は、第1〜12のいずれ
かの発明の光ビーム走査光学系を用いたことを特徴とす
る画像形成装置である。
【0026】
【作用】本願第1の発明の上記構成によれば、光源から
の光ビームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、
この偏向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収
束されている光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上
に結像させる第1、第2の結像光学系とを備えた光ビー
ム走査光学系であって、前記第2の結像光学系が、副走
査方向の焦点距離が主走査方向における中心部と周辺部
で変化し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走
査方向に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、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トーリック面で、被走査面側
の面が主走査方向に対して4次以上の高次展開項を有す
るトーリック非球面または非円柱面である補正レンズを
有し、前記補正レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手
段側からR1、R4の曲率半径をもち、副走査方向に偏
向手段側からR3、R5の曲率半径を有し、 |R4|<|R1| なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、主走査方向のコマ収差を補
正することができる。
【0027】本願第2の発明の上記構成によれば、光源
からの光ビームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段
と、この偏向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前
に収束されている光ビームを前記偏向手段を介し被走査
面上に結像させる第1、第2の結像光学系とを備えた光
ビーム走査光学系であって、前記第2の結像光学系が、
副走査方向の焦点距離が主走査方向における中心部と周
辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし
主走査方向に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、
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トーリック面で、被走査
面側の面が主走査方向に対して4次以上の高次展開項を
有するトーリック非球面または非円柱面である補正レン
ズを有し、前記補正レンズが光軸上で、主走査方向に偏
向手段側からR1、R4の曲率半径をもち、副走査方向
に偏向手段側からR3、R5の曲率半径を有し、 |R3|<|R5| なる関係を有することによって、副走査方向の像面湾曲
十分にを補正すると同時に、副走査方向の球面収差を補
正することができる。
【0028】本願第3の発明の上記構成によれば、第1
の発明においてさらに、補正レンズが、 |R3|<|R5| なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正することができ
る。
【0029】本願第4の発明の上記構成によれば、第3
の発明においてさらに、補正レンズが、 |R3|<|R4|<|R1| なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、走査湾曲を十分に補正する
ことができる。
【0030】本願第5の発明の上記構成によれば、第1
の発明においてさらに、補正レンズが、 |R3|<|R4|<|R1|<|R5| なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正するとともに、走
査湾曲を十分に補正することができる。
【0031】本願第6の発明の上記構成によれば、第5
の発明においてさらに、補正レンズが、 |R5|= ∞ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正するとともに、走
査湾曲を十分に補正することができ、またレンズ面形状
を簡易化することができる。
【0032】本願第7の発明の上記構成によれば、光源
からの光ビームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段
と、この偏向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前
に収束されている光ビームを前記偏向手段を介し被走査
面上に結像させる第1、第2の結像光学系とを備えた光
ビーム走査光学系であって、前記第2の結像光学系が、
副走査方向の焦点距離が主走査方向における中心部と周
辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし
主走査方向に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、
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トーリック面で、被走査
面側の面が主走査方向に対して4次以上の高次展開項を
有するトーリック非球面または非円柱面である補正レン
ズを有し、前記補正レンズが光軸上で、前記偏向手段の
反射面から前記被走査面までの距離をL、前記偏向手段
の反射面から前記補正レンズの偏向手段側の面までの距
離をM、としたとき、 0.60<M/L<0.85 なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、ピッチムラ及び走査湾曲を
補正することができる。
【0033】本願第8の発明の上記構成によれば、第1
〜7のいずれかの発明においてさらに、第2の結像光学
系が単レンズであることによって、部品点数を削減し、
装置を簡素化することができる。
【0034】本願第9の発明の上記構成によれば、第1
〜8のいずれかの発明においてさらに、偏向手段の反射
面の形状が円筒面、球面のいずれかであることによっ
て、走査画角を広くすることができ、また他のレンズの
作用を偏向手段が兼ね備えるため、部品点数を削減し、
装置を簡素化すると同時に、主走査方向の像面湾曲を十
分に補正することができる。
【0035】本願第10の発明の上記構成によれば、第
1〜9のいずれかの発明においてさらに、被走査面上へ
の結像方法がポストオブジェクティブ型であることによ
って、第2結像光学系の構成が簡素になり、部品点数を
削減し、装置を簡素化することができる。
【0036】本願第11の発明の上記構成によれば、第
1〜10のいずれかの発明においてさらに、第1の結像
光学系が単レンズであることによって、部品点数を削減
し、装置を簡素化することができる。
【0037】本願第12の発明の上記構成によれば、第
1〜11のいずれかの発明においてさらに、面倒れを補
正する面倒れ補正手段を備えることによって、偏向手段
の回転軸の振れや各反射面の傾き、組立精度等に起因し
た面倒れに影響なく適正位置に十分精度よく結像するこ
とができる。
【0038】本願第13の発明の上記構成によれば、第
1〜12のいずれかの発明の光ビーム走査光学系を用い
たことにより、低価格でかつ小型かつ高解像度の画像形
成装置を容易に実現することができる。
【0039】
【実施例】以下本発明の一実施例のポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系について、図面を参照しながら説明す
る。図1は本発明の一実施例におけるポストオブジェク
ティブ型走査光学系の構成を示すものである。本発明に
おいては、偏向手段としてのポリゴンミラーの反射面近
傍で副走査方向についてビームが集束されているため、
反射面の形状が円筒面、球面いずれの場合も副走査方向
の屈折力には変化が少ないので動作原理の差異はない。
本実施例は反射面が円筒面の場合である。
【0040】図1において、1は半導体レーザ、2は集
束レンズ、3は被走査面上に集束されるビーム形状を制
御するスリット、4は円筒面ポリゴン、5は図3
(a)、(b)に示した形状の補正レンズ、6は感光ド
ラム、7はポリゴンの回転中心軸である。図3(a)は
補正レンズ5の水平方向の形状を示した上面図、図3
(b)は補正レンズ5の垂直方向の形状を示した側面図
を示すものである。図3(a)において、8は主走査方
向に平行で光軸を含む面内にあり主走査方向に平行な回
転対称軸、9は光軸上の点、10は光軸上の点9を中心
とする前記主走査方向に平行な面内に存在する半径R1
の円弧を回転対称軸8を中心に回転した形状のトーリッ
ク面、11は図3において示されたX−Y−Z座標系に
おいて面の頂点からのサグ量で示すと、数1の式
【0041】
【数1】
【0042】で示される非円柱面である。また、図3
(b)において、R3はトーリック面10の光軸上にお
ける回転対称軸8までの距離、THはレンズの中心肉厚
である。
【0043】具体的数値例を表1、表2、表3に示す。
ただし、Y0は有効走査幅、Lは円筒反射面から感光ド
ラム6までの距離、Rは反射面の曲率、rはポリゴンの
回転中心から円筒反射面の頂点までの距離、Mは円筒反
射面から補正レンズ5の入射面までの距離、R1、R
3、R4、R5、THは図3(a)、(b)にそれぞれ
示したものである。K、A、B、C、Dは数1の式で示
した非球面係数である。
【0044】
【表1】
【0045】
【表2】
【0046】
【表3】
【0047】以上のように構成されたポストオブジェク
ティブ型走査光学系について、以下、図4の(a)、
(b)を用いてその動作を説明する。図4(a)は主走
査方向面内における光路図、図4(b)は副走査方向面
内における光路図を示したものであって、半導体レーザ
1からの光束は集束レンズ2によって主走査方向・副走
査方向それぞれ異なった焦点位置をもつ集束光になり、
副走査方向については円筒面ポリゴン4の反射面近傍に
集束する。円筒面ポリゴン4は回転中心軸7を中心とし
て回転し、入射したレーザ光束を偏向し、補正レンズ5
によって感光ドラム6上に集束し走査される。その際、
補正レンズ5は偏向点と感光ドラム6上の被走査面と
を、副走査方向で幾何光学的に共役になるように配置さ
れ、円筒面ポリゴン4の面倒れを補正するとともに、副
走査方向の屈折力が主走査方向において中心部から周辺
部に行くに従って小さくなることで副走査方向の像面湾
曲を補正している。さらに、出射面を4次以上の高次展
開項を有する非円柱面にすることで、被走査面上におけ
る主走査方向の結像位置にfθの特性を持たせている。
【0048】本実施例における像面湾曲を図5に、fθ
の特性を図6に示した。以上のように本実施例によれ
ば、偏向手段として円筒面ポリゴン4を用いることによ
り、主走査方向の像面湾曲を補正することができ、補正
レンズ5を用いることにより、さらに主走査方向の像面
湾曲を補正することができ、同時に副走査方向の像面湾
曲を補正することができるとともにfθ特性を持たせる
ことができる。なお、図2は上記実施例の走査光学系を
画像形成装置に用いた場合の構成を示すものである。図
2において、31は感光ドラム、32は上記実施例の走
査光学系、33は一次帯電器、34は現像器、35は転
写帯電器、36はクリーナー、37は前露光ランプ、3
8は定着装置、39は給紙カセットである。
【0049】また本発明はポストオブジェクティブ型走
査光学系のみならずプレオブジェクティブ型走査光学系
にも用いることができ、一方その効果は副走査方向に限
らず主走査方向にも十分適用することができる。
【0050】なお、図1の実施例では、第1、第2の結
像光学系2、5が各々単レンズであるが、少なくとも一
方が複数のレンズから構成されていてもよく、さらに偏
向手段4の反射面形状が円筒面であるが球面でも差し支
えない。
【0051】
【発明の効果】本発明は上記実施例から明らかなように
以下に示す効果を有する。
【0052】本願第1の発明によれば、光源からの光ビ
ームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏
向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束され
ている光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像
させる第1、第2の結像光学系とを備えた光ビーム走査
光学系であって、前記第2の結像光学系が、副走査方向
の焦点距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化
し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向
に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、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トーリック面で、被走査面側の面が
主走査方向に対して4次以上の高次展開項を有するトー
リック非球面または非円柱面である補正レンズを有し、
前記補正レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手段側か
らR1、R4の曲率半径をもち、副走査方向に偏向手段
側からR3、R5の曲率半径を有し、 |R4|<|R1| なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、主走査方向のコマ収差を補
正することができるので、主走査方向の集束ビームを十
分に均一化した高解像度化を容易に実現することができ
る。
【0053】本願第2の発明によれば、光源からの光ビ
ームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏
向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束され
ている光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像
させる第1、第2の結像光学系とを備えた光ビーム走査
光学系であって、前記第2の結像光学系が、副走査方向
の焦点距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化
し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向
に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、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トーリック面で、被走査面側の面が
主走査方向に対して4次以上の高次展開項を有するトー
リック非球面または非円柱面である補正レンズを有し、
前記補正レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手段側か
らR1、R4の曲率半径をもち、副走査方向に偏向手段
側からR3、R5の曲率半径を有し、 |R3|<|R5| なる関係を有することによって、副走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、副走査方向の球面収差を補
正することができるので、副走査方向の集束ビームを十
分に均一化した高解像度化を容易に実現することができ
る。
【0054】本願第3の発明によれば、第1の発明にお
いてさらに、補正レンズが、 |R3|<|R5| なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正することができる
ので、主走査方向及び副走査方向のそれぞれの集束ビー
ムを十分に均一化したより高解像度化を容易に実現する
ことができる。
【0055】本願第4の発明によれば、第3の発明にお
いてさらに、補正レンズが、 |R3|<|R4|<|R1| なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、走査湾曲を十分に補正する
ことができるので、主走査方向の集束ビームを十分に均
一化した高解像度化と走査特性の高精細度化を容易に実
現することができる。
【0056】本願第5の発明によれば、第1の発明にお
いてさらに、補正レンズが、 |R3|<|R4|<|R1|<|R5| なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正するとともに、走
査湾曲を十分に補正することができるので、主走査方向
及び副走査方向のそれぞれの集束ビームを十分に均一化
したより高解像度化と走査特性の高精細度化を容易に実
現することができる。
【0057】本願第6の発明によれば、第5の発明にお
いてさらに、補正レンズが、 |R5|= ∞ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正するとともに、走
査湾曲を十分に補正することができ、またレンズ面形状
を簡易化することができるので、主走査方向及び副走査
方向のそれぞれの集束ビームを十分に均一化したより高
解像度化、走査特性の高精細度化、形状創成の簡易化と
低価格化とを容易に実現することができる。
【0058】本願第7の発明によれば、光源からの光ビ
ームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏
向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束され
ている光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像
させる第1、第2の結像光学系とを備えた光ビーム走査
光学系であって、前記第2の結像光学系が、副走査方向
の焦点距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化
し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向
に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、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トーリック面で、被走査面側の面が
主走査方向に対して4次以上の高次展開項を有するトー
リック非球面または非円柱面である補正レンズを有し、
前記補正レンズが光軸上で、前記偏向手段の反射面から
前記被走査面までの距離をL、前記偏向手段の反射面か
ら前記補正レンズの偏向手段側の面までの距離をM、と
したとき、 0.60<M/L<0.85 なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、ピッチムラ及び走査湾曲を
補正することができるので、主走査方向の集束ビームを
十分に均一化した高解像度化と走査特性の高精細度化を
容易に実現することができる。
【0059】本願第8の発明によれば、第1〜7のいず
れかの発明においてさらに、第2の結像光学系が単レン
ズであることによって、部品点数を削減し、装置を簡素
化することができるので、装置の組立・調整の簡素化、
高信頼性の確保、小型化、低価格化を容易に実現するこ
とができる。
【0060】本願第9の発明によれば、第1〜8のいず
れかの発明においてさらに、偏向手段の反射面の形状が
円筒面、球面のいずれかであることによって、走査画角
を広くすることができ、また他のレンズの作用を偏向手
段が兼ね備えるため、部品点数を削減し、装置を簡素化
すると同時に、主走査方向の像面湾曲を十分に補正する
ことができるので、主走査方向の集束ビームを十分に均
一化した高解像度化と装置の組立・調整の簡素化、高信
頼性の確保、小型化、低価格化を容易に実現することが
できる。
【0061】本願第10の発明によれば、第1〜9のい
ずれかの発明においてさらに、被走査面上への結像方法
がポストオブジェクティブ型であることによって、第2
結像光学系の構成が簡素になり、部品点数を削減し、装
置を簡素化することができるので、装置の組立・調整の
簡素化、高信頼性の確保、小型化、低価格化を容易に実
現することができる。
【0062】本願第11の発明によれば、第1〜10の
いずれかの発明においてさらに、第1の結像光学系が単
レンズであることによって、部品点数を削減し、装置を
簡素化することができるので、装置の組立・調整の簡素
化、高信頼性の確保、小型化、低価格化を容易に実現す
ることができる。
【0063】本願第12の発明によれば、第1〜11の
いずれかの発明においてさらに、面倒れを補正する面倒
れ補正手段を備えることによって、偏向手段の回転軸の
振れや各反射面の傾き、組立精度等に起因した面倒れに
影響なく適正位置に十分精度よく結像することができる
ので、高解像度化、走査特性の高精細度化と同時に、装
置の組立・調整の簡素化、高信頼性の確保を容易に実現
することができる。
【0064】本願第13の発明によれば、第1〜12の
いずれかの発明の光ビーム走査光学系を用いたことによ
り、低価格でかつ小型かつ高解像度の画像形成装置を容
易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系の構成図
【図2】本発明の一実施例の走査光学系を用いた画像形
成装置の構成図
【図3】本発明の一実施例における補正レンズの形状を
示す構成図
【図4】本発明の一実施例における光束の様子を示す模
式図
【図5】本発明の一実施例の走査光学系における像面湾
曲量を示す説明図
【図6】本発明の一実施例の走査光学系におけるfθ特
性を示す説明図
【図7】従来のポストオブジェクティブ型走査光学系の
構成図
【図8】図7に示す従来例の走査光学系における像面湾
曲量を示す説明図
【図9】図7に示す従来例の走査光学系におけるfθ特
性を示す説明図
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 集束レンズ 3 スリット 4 円筒面ポリゴン 5 補正レンズ 6 感光ドラム 7 回転中心軸 32 走査光学系 33 一次帯電器 34 現像器 35 転写帯電器 36 クリーナー 37 前露光ランプ 38 定着装置 39 給紙カセット

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源からの光ビームを反射させて偏向し走
    査を行う偏向手段と、この偏向手段の前後に配設され、
    かつ偏向手段以前に収束されている光ビームを前記偏向
    手段を介し被走査面上に結像させる第1、第2の結像光
    学系とを備えた光ビーム走査光学系であって、前記第2
    の結像光学系が、副走査方向の焦点距離が主走査方向に
    おける中心部と周辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸
    上の点を中心とし主走査方向に平行で光軸を含む面内に
    存在する曲線を、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トーリ
    ック面で、被走査面側の面が主走査方向に対して4次以
    上の高次展開項を有するトーリック非球面または非円柱
    面である補正レンズを有し、前記補正レンズが光軸上
    で、主走査方向に偏向手段側からR1、R4の曲率半径
    をもち、副走査方向に偏向手段側からR3、R5の曲率
    半径を有し、 |R4|<|R1| なる関係を有することを特徴とする光ビーム走査光学
    系。
  2. 【請求項2】光源からの光ビームを反射させて偏向し走
    査を行う偏向手段と、この偏向手段の前後に配設され、
    かつ偏向手段以前に収束されている光ビームを前記偏向
    手段を介し被走査面上に結像させる第1、第2の結像光
    学系とを備えた光ビーム走査光学系であって、前記第2
    の結像光学系が、副走査方向の焦点距離が主走査方向に
    おける中心部と周辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸
    上の点を中心とし主走査方向に平行で光軸を含む面内に
    存在する曲線を、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トーリ
    ック面で、被走査面側の面が主走査方向に対して4次以
    上の高次展開項を有するトーリック非球面または非円柱
    面である補正レンズを有し、前記補正レンズが光軸上
    で、主走査方向に偏向手段側からR1、R4の曲率半径
    をもち、副走査方向に偏向手段側からR3、R5の曲率
    半径を有し、 |R3|<|R5| なる関係を有することを特徴とする光ビーム走査光学
    系。
  3. 【請求項3】上記補正レンズが、 |R3|<|R5| なる関係を有することを特徴とする請求項1記載の光ビ
    ーム走査光学系。
  4. 【請求項4】上記補正レンズが、 |R3|<|R4|<|R1| なる関係を有することを特徴とする請求項3記載の光ビ
    ーム走査光学系。
  5. 【請求項5】上記補正レンズが、 |R3|<|R4|<|R1|<|R5| なる関係を有することを特徴とする請求項1記載の光ビ
    ーム走査光学系。
  6. 【請求項6】上記補正レンズが、 |R5|= ∞ なる関係を有することを特徴とする請求項5記載の光ビ
    ーム走査光学系。
  7. 【請求項7】光源からの光ビームを反射させて偏向し走
    査を行う偏向手段と、この偏向手段の前後に配設され、
    かつ偏向手段以前に収束されている光ビームを前記偏向
    手段を介し被走査面上に結像させる第1、第2の結像光
    学系とを備えた光ビーム走査光学系であって、前記第2
    の結像光学系が、副走査方向の焦点距離が主走査方向に
    おける中心部と周辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸
    上の点を中心とし主走査方向に平行で光軸を含む面内に
    存在する曲線を、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トーリ
    ック面で、被走査面側の面が主走査方向に対して4次以
    上の高次展開項を有するトーリック非球面または非円柱
    面である補正レンズを有し、前記補正レンズが光軸上
    で、前記偏向手段の反射面から前記被走査面までの距離
    をL、前記偏向手段の反射面から前記補正レンズの偏向
    手段側の面までの距離をM、としたとき、 0.60<M/L<0.85 なる関係を有することを特徴とする光ビーム走査光学
    系。
  8. 【請求項8】上記第2の結像光学系が単レンズである請
    求項1〜7のいずれかに記載の光ビーム走査光学系。
  9. 【請求項9】上記偏向手段の反射面の形状が円筒面、球
    面のいずれかである請求項1〜8のいずれかに記載の光
    ビーム走査光学系。
  10. 【請求項10】被走査面上への結像方法がポストオブジ
    ェクティブ型である請求項1〜9のいずれかに記載の光
    ビーム走査光学系。
  11. 【請求項11】上記第1の結像光学系が単レンズである
    請求項1〜10のいずれかに記載の光ビーム走査光学
    系。
  12. 【請求項12】面倒れを補正する面倒れ補正手段を備え
    る請求項1〜11のいずれかに記載の光ビーム走査光学
    系。
  13. 【請求項13】請求項1〜12のいずれかに記載の光ビ
    ーム走査光学系を用いた画像形成装置。
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