JPH0968664A - 光ビーム走査用光学系 - Google Patents
光ビーム走査用光学系Info
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- JPH0968664A JPH0968664A JP7243899A JP24389995A JPH0968664A JP H0968664 A JPH0968664 A JP H0968664A JP 7243899 A JP7243899 A JP 7243899A JP 24389995 A JP24389995 A JP 24389995A JP H0968664 A JPH0968664 A JP H0968664A
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- light beam
- mirror
- scanning
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １枚のｆθレンズを用いて、装置を小型化、
薄型化する。 【構成】 レーザー光源１の出射方向にはコリメータレ
ンズ２、絞り３、シリンドリカルレンズ４、ポリゴンミ
ラーから成る回転多面鏡５が配置されている。また、回
転多面鏡５により偏向走査された光ビームは、ｆθイン
ミラーレンズ６を介して被走査面である感光ドラム７上
を走査するようになっている。回転多面鏡５は矢印の方
向に等速で高速回転しており、入射した光ビームはこの
回転多面鏡５で反射されて高速度で主走査断面において
偏向走査され、ｆθインミラーレンズ６に入射する。光
ビームはｆθインミラーレンズ６において透過面ａで透
過し、反射面ｂで反射して、感光ドラム７上に結像され
て略等速度直線運動で感光ドラム７上を走査する。
薄型化する。 【構成】 レーザー光源１の出射方向にはコリメータレ
ンズ２、絞り３、シリンドリカルレンズ４、ポリゴンミ
ラーから成る回転多面鏡５が配置されている。また、回
転多面鏡５により偏向走査された光ビームは、ｆθイン
ミラーレンズ６を介して被走査面である感光ドラム７上
を走査するようになっている。回転多面鏡５は矢印の方
向に等速で高速回転しており、入射した光ビームはこの
回転多面鏡５で反射されて高速度で主走査断面において
偏向走査され、ｆθインミラーレンズ６に入射する。光
ビームはｆθインミラーレンズ６において透過面ａで透
過し、反射面ｂで反射して、感光ドラム７上に結像され
て略等速度直線運動で感光ドラム７上を走査する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンタやデジタル複写機等に用いられる光ビーム走査用
光学系に関するものである。
リンタやデジタル複写機等に用いられる光ビーム走査用
光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の走査光学系では、主として光源に
半導体レーザー光源などの光源を用い、この光源からの
光を光学系を介して被走査面上に結像させてレーザース
ポットを形成し、そのスポットを光路中に配置したポリ
ゴンミラーなどの偏向器によって、被走査面上で走査し
ながらレーザー光源に画像情報に応じた変調を施すこと
により、被走査面上に目的とする画像の形成を行ってい
る。
半導体レーザー光源などの光源を用い、この光源からの
光を光学系を介して被走査面上に結像させてレーザース
ポットを形成し、そのスポットを光路中に配置したポリ
ゴンミラーなどの偏向器によって、被走査面上で走査し
ながらレーザー光源に画像情報に応じた変調を施すこと
により、被走査面上に目的とする画像の形成を行ってい
る。
【０００３】このようなレーザー走査光学系として、特
にポリゴンミラーのように偏向器の回転によってレーザ
ー光を走査する光学系の場合には、被走査面の全面でレ
ーザースポットが均一に形成されレンズ系の像面湾曲が
補正されると共に、偏向器の回転角と被走査面上に形成
されるスポットの位置が比例関係を持つ、つまり被走査
面上で走査されるスポットの速度が被走査面全面で一定
となる等速度性を持つことが望ましい。
にポリゴンミラーのように偏向器の回転によってレーザ
ー光を走査する光学系の場合には、被走査面の全面でレ
ーザースポットが均一に形成されレンズ系の像面湾曲が
補正されると共に、偏向器の回転角と被走査面上に形成
されるスポットの位置が比例関係を持つ、つまり被走査
面上で走査されるスポットの速度が被走査面全面で一定
となる等速度性を持つことが望ましい。
【０００４】この目的のため、偏向器と被走査面の間
に、通常では補正光学系が用いられている。レーザー走
査系に用いられるこの補正用のレンズは、等速度性を持
つように所謂ｆθレンズと呼ぶ入射光の角度と像高が比
例関係となるｆθ特性を持つレンズが用いられている。
に、通常では補正光学系が用いられている。レーザー走
査系に用いられるこの補正用のレンズは、等速度性を持
つように所謂ｆθレンズと呼ぶ入射光の角度と像高が比
例関係となるｆθ特性を持つレンズが用いられている。
【０００５】更に、偏向器の偏向面であるミラー面が倒
れを持った場合でも、走査線の位置がずれないように、
光学的な倒れ補正機能を持つことが、偏向器の製作上、
画像の品質上から見ても望ましいとされている。この倒
れ補正機能を有するｆθレンズについては、数多くの提
案がなされている。特に、レンズの構成枚数が２枚以上
のタイプについては、幾つもの考案がなされ実用化され
ている。
れを持った場合でも、走査線の位置がずれないように、
光学的な倒れ補正機能を持つことが、偏向器の製作上、
画像の品質上から見ても望ましいとされている。この倒
れ補正機能を有するｆθレンズについては、数多くの提
案がなされている。特に、レンズの構成枚数が２枚以上
のタイプについては、幾つもの考案がなされ実用化され
ている。
【０００６】これに対して、より簡素な光学系として、
レンズ系を１枚構成としたｆθレンズも幾つか提案され
ている。例えば、特開昭５５−７７２７号公報、特開昭
５８−５７０６号公報に見られるように、１枚の球面レ
ンズでｆθレンズを構成した例が知られている。また、
特開昭６３−５０８１２号公報、特開平１−２２４７２
１号公報のように、レンズ面にトーリック面を用いなが
らｆθレンズを構成した例もある。
レンズ系を１枚構成としたｆθレンズも幾つか提案され
ている。例えば、特開昭５５−７７２７号公報、特開昭
５８−５７０６号公報に見られるように、１枚の球面レ
ンズでｆθレンズを構成した例が知られている。また、
特開昭６３−５０８１２号公報、特開平１−２２４７２
１号公報のように、レンズ面にトーリック面を用いなが
らｆθレンズを構成した例もある。
【０００７】更に、特開昭５４−８７５４０号公報、特
開昭５４−９８６２７号公報では、単レンズに非球面項
を導入した例が記載され、特開昭６２−１３８８２３号
公報の他に特開昭６３−１５７１２２号公報、特開平２
−８７１０９号公報では、レンズ面に高次非球面を導入
してｆθレンズを構成した例が知られている。
開昭５４−９８６２７号公報では、単レンズに非球面項
を導入した例が記載され、特開昭６２−１３８８２３号
公報の他に特開昭６３−１５７１２２号公報、特開平２
−８７１０９号公報では、レンズ面に高次非球面を導入
してｆθレンズを構成した例が知られている。
【０００８】しかしながら上述の従来例で、特開昭５５
−７７２７号公報に見られる平凸ｆθレンズでは、等速
度性は補正されているが像面湾曲は残像しており、スポ
ットの均一性を保つことは難しい。この場合に、このレ
ンズによる有効走査幅の大きさが被走査面に対して充分
大きくなるように構成すれば、像面湾曲を小さくするこ
とができるが、装置全体を大きくしてしまうため、実用
的とは云い難い。
−７７２７号公報に見られる平凸ｆθレンズでは、等速
度性は補正されているが像面湾曲は残像しており、スポ
ットの均一性を保つことは難しい。この場合に、このレ
ンズによる有効走査幅の大きさが被走査面に対して充分
大きくなるように構成すれば、像面湾曲を小さくするこ
とができるが、装置全体を大きくしてしまうため、実用
的とは云い難い。
【０００９】特開昭５８−５７０６号公報では、１枚の
球面レンズから成るｆθレンズを偏向面側に凹面を向け
たメニスカスレンズとすることで収差補正を行っている
が、特開昭５５−７７２７号公報と同様に、像面湾曲と
等速性とを同時に充分補正しようとすると、このレンズ
と被走査面との距離を大きくする必要が生ずる。
球面レンズから成るｆθレンズを偏向面側に凹面を向け
たメニスカスレンズとすることで収差補正を行っている
が、特開昭５５−７７２７号公報と同様に、像面湾曲と
等速性とを同時に充分補正しようとすると、このレンズ
と被走査面との距離を大きくする必要が生ずる。
【００１０】特開昭６３−５０８１２号公報では、トー
リックレンズを用いて像面湾曲、等速度性を補正するレ
ンズとなっている。特に、主走査面内の収差つまり像面
湾曲及び等速度性と主走査面に垂直な副走査面内の収差
補正が独立して行えるため、先の２例よりも良好な補正
が行われている。更に、偏向面と被走査面を副走査断面
で共役の関係にすることで、偏向器のミラー面の倒れ補
正も行っており、偏向面から被走査面までの距離を比較
的小さく抑えられている。しかしながら、トーリックレ
ンズは主走査面内で限ってみれば、球面単レンズと等価
であり、像面湾曲と等速度性を同時に補正するのは困難
である。
リックレンズを用いて像面湾曲、等速度性を補正するレ
ンズとなっている。特に、主走査面内の収差つまり像面
湾曲及び等速度性と主走査面に垂直な副走査面内の収差
補正が独立して行えるため、先の２例よりも良好な補正
が行われている。更に、偏向面と被走査面を副走査断面
で共役の関係にすることで、偏向器のミラー面の倒れ補
正も行っており、偏向面から被走査面までの距離を比較
的小さく抑えられている。しかしながら、トーリックレ
ンズは主走査面内で限ってみれば、球面単レンズと等価
であり、像面湾曲と等速度性を同時に補正するのは困難
である。
【００１１】このため、収差が良好となるレンズ形状と
しては、焦点距離に対して、レンズの厚さをかなり大き
な量にすることが必要な条件となる。このため、実際の
レンズとしては製作することが困難であり、１枚レンズ
にすることによる利点は得られない。
しては、焦点距離に対して、レンズの厚さをかなり大き
な量にすることが必要な条件となる。このため、実際の
レンズとしては製作することが困難であり、１枚レンズ
にすることによる利点は得られない。
【００１２】特開平１−２２４７２１号公報では同様に
トーリックレンズを用い、更にそのトーリックレンズに
集中光を入射させるように構成して収差補正を行ってい
るが、特開昭６３−５０８２１号公報と同様に主走査平
面内に限っても、像面湾曲と等速度性を両立させること
は難しい。この例では、その明細書中に記されているよ
うに、等速度性を電気的に補正できる程度までの補正に
留めることで、像面湾曲の補正を重点的に行っている。
トーリックレンズを用い、更にそのトーリックレンズに
集中光を入射させるように構成して収差補正を行ってい
るが、特開昭６３−５０８２１号公報と同様に主走査平
面内に限っても、像面湾曲と等速度性を両立させること
は難しい。この例では、その明細書中に記されているよ
うに、等速度性を電気的に補正できる程度までの補正に
留めることで、像面湾曲の補正を重点的に行っている。
【００１３】そのため、画像書き込み時に画像情報のタ
イミングを変化させることで、書き込みが像が歪むこと
を補正している。しかし、この場合に等速度性について
は補正不足のため、被走査面上でのスポットの速度は常
に変化することになり、被走査面が受け取る単位時間当
りの光量が変化してしまう。これを更に、光源から発生
するレーザー光源を変化させて補正することは可能であ
るが、補正回路が多くなり過ぎて、単レンズとした利点
が得られない。これらの例のように、レンズ形状が主走
査面内で球面形状の単レンズの場合では、充分な特性を
持つｆθレンズを実現することが難しい。
イミングを変化させることで、書き込みが像が歪むこと
を補正している。しかし、この場合に等速度性について
は補正不足のため、被走査面上でのスポットの速度は常
に変化することになり、被走査面が受け取る単位時間当
りの光量が変化してしまう。これを更に、光源から発生
するレーザー光源を変化させて補正することは可能であ
るが、補正回路が多くなり過ぎて、単レンズとした利点
が得られない。これらの例のように、レンズ形状が主走
査面内で球面形状の単レンズの場合では、充分な特性を
持つｆθレンズを実現することが難しい。
【００１４】これに対して、特開昭５４−８７５４０号
公報、特開昭５４−９８６２７号公報のように、非球面
項を導入してｆθレンズを構成した例が知られている
が、特開昭６２−１３８８２３号公報、特開昭６３−１
５７１２２号公報、特開平１−９９０１３号公報に見ら
れる非球面レンズは、レンズの光軸近辺での形状が、偏
向面側が凹面のメニスカスレンズか両凸レンズであり、
何れもレンズの厚さｔが被走査面の幅に対して厚くなっ
ている。
公報、特開昭５４−９８６２７号公報のように、非球面
項を導入してｆθレンズを構成した例が知られている
が、特開昭６２−１３８８２３号公報、特開昭６３−１
５７１２２号公報、特開平１−９９０１３号公報に見ら
れる非球面レンズは、レンズの光軸近辺での形状が、偏
向面側が凹面のメニスカスレンズか両凸レンズであり、
何れもレンズの厚さｔが被走査面の幅に対して厚くなっ
ている。
【００１５】特開昭６２−１３８８２３号公報の例は偏
向両側が凹面のメニスカスレンズが両凸レンズである
が、有効走査幅２００ｍｍに対して、レンズ厚みは最も
薄いもので２０ｍｍもあり、特開昭６３−１５７１２２
号公報は光軸近辺では偏向面側に凹面のメニスカスレン
ズであるが、最大走査幅が２５４ｍｍ程になるのに対し
て、レンズ厚は最も薄くて３０ｍｍある。
向両側が凹面のメニスカスレンズが両凸レンズである
が、有効走査幅２００ｍｍに対して、レンズ厚みは最も
薄いもので２０ｍｍもあり、特開昭６３−１５７１２２
号公報は光軸近辺では偏向面側に凹面のメニスカスレン
ズであるが、最大走査幅が２５４ｍｍ程になるのに対し
て、レンズ厚は最も薄くて３０ｍｍある。
【００１６】特開平２−８７１０９号公報の例では、光
軸近辺での両凸レンズの形状となるため、同様にレンズ
厚の厚いものとなる。
軸近辺での両凸レンズの形状となるため、同様にレンズ
厚の厚いものとなる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】このような非球面レン
ズは、通常の球面レンズのような加工を行って製作する
ことは難しい。そのため、プラスチックなどの加工性に
富んだ材料を用いて、加工を行って製作することにより
製作上の問題を解決している。しかし、プラスチックな
どは一般に環境変動の影響を受け易く、特に湿度や温度
によって、屈折力の変化を生じ易い。
ズは、通常の球面レンズのような加工を行って製作する
ことは難しい。そのため、プラスチックなどの加工性に
富んだ材料を用いて、加工を行って製作することにより
製作上の問題を解決している。しかし、プラスチックな
どは一般に環境変動の影響を受け易く、特に湿度や温度
によって、屈折力の変化を生じ易い。
【００１８】更に、レンズの厚さが厚い場合に、通過す
る光束は屈折率の変化を大きく受けることになるため、
環境変動によって結像位置が変化してしまうことにな
る。
る光束は屈折率の変化を大きく受けることになるため、
環境変動によって結像位置が変化してしまうことにな
る。
【００１９】更に、レンズ厚が厚いことは、加工成型を
行う上では内部の均一性や、歪み、成型終了時間などを
大きくする要因となる。このことから、上記の３例の従
来知られている非球面レンズは、レンズの厚さが厚いた
め実用的とは云えない。特に、これらの例では偏向点側
のレンズ面の主走査面内の形状が適切ではないため、ｆ
θレンズに必要な性能を満たすには、レンズを実用的な
範囲よりも厚くすることが必要であり、結果として実現
性が乏しい。
行う上では内部の均一性や、歪み、成型終了時間などを
大きくする要因となる。このことから、上記の３例の従
来知られている非球面レンズは、レンズの厚さが厚いた
め実用的とは云えない。特に、これらの例では偏向点側
のレンズ面の主走査面内の形状が適切ではないため、ｆ
θレンズに必要な性能を満たすには、レンズを実用的な
範囲よりも厚くすることが必要であり、結果として実現
性が乏しい。
【００２０】本発明の目的は、上記の事情に基づいてな
され、ｆθレンズとして要求される性能を満たしなが
ら、厚みを小さく抑えてプラスチック化に適しレンズ構
成が１枚であるｆθレンズを用いることにより小型化、
薄型化が可能な光ビーム走査用光学系を提供することに
ある。
され、ｆθレンズとして要求される性能を満たしなが
ら、厚みを小さく抑えてプラスチック化に適しレンズ構
成が１枚であるｆθレンズを用いることにより小型化、
薄型化が可能な光ビーム走査用光学系を提供することに
ある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る光ビーム走査用光学系は、レーザー光源
からの光を平行光束とし、副走査方向に屈折力を持つシ
リンドリカルレンズにより偏向手段の偏向面上に副走査
方向の光ビームのみを集光し、光ビームを前記偏向手段
により偏向させて被走査面を走査する走査用光学系内に
片面を透過面とし他面を反射面とした１枚のｆθレンズ
を配置し、前記偏向手段からの光ビームが前記ｆθレン
ズの透過面を通り反射面で反射し再び同じ透過面を通る
ようにし、前記レーザー光源、前記コリメータレンズ、
前記シリンドリカルレンズ、前記ｆθレンズの各光軸を
同じ副走査断面内に存在させたことを特徴とする。
の本発明に係る光ビーム走査用光学系は、レーザー光源
からの光を平行光束とし、副走査方向に屈折力を持つシ
リンドリカルレンズにより偏向手段の偏向面上に副走査
方向の光ビームのみを集光し、光ビームを前記偏向手段
により偏向させて被走査面を走査する走査用光学系内に
片面を透過面とし他面を反射面とした１枚のｆθレンズ
を配置し、前記偏向手段からの光ビームが前記ｆθレン
ズの透過面を通り反射面で反射し再び同じ透過面を通る
ようにし、前記レーザー光源、前記コリメータレンズ、
前記シリンドリカルレンズ、前記ｆθレンズの各光軸を
同じ副走査断面内に存在させたことを特徴とする。
【００２２】上述の構成を有する光ビーム走査用光学系
は、偏向手段からの光ビームがｆθレンズの透過面を通
り反射面で反射し、再び同じ透過面を通るように配置
し、レーザー光源、コリメータレンズ、シリンドリカル
レンズ、ｆθレンズの各光軸が同じ副走査断面内にある
ようにして、小型化、薄型化を実現する。
は、偏向手段からの光ビームがｆθレンズの透過面を通
り反射面で反射し、再び同じ透過面を通るように配置
し、レーザー光源、コリメータレンズ、シリンドリカル
レンズ、ｆθレンズの各光軸が同じ副走査断面内にある
ようにして、小型化、薄型化を実現する。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は主走査断面における断面図を示
し、主走査面と垂直で光軸を含む副走査断面における断
面図を示している。１は半導体レーザー光源であり、レ
ーザー光源１の出射方向にはコリメータレンズ２、絞り
３、シリンドリカルレンズ４、ポリゴンミラーから成る
回転多面鏡５が配置されている。また、回転多面鏡５に
より偏向走査された光ビームは、ｆθインミラーレンズ
６を介して被走査面である感光ドラム７上を走査するよ
うになっている。
詳細に説明する。図１は主走査断面における断面図を示
し、主走査面と垂直で光軸を含む副走査断面における断
面図を示している。１は半導体レーザー光源であり、レ
ーザー光源１の出射方向にはコリメータレンズ２、絞り
３、シリンドリカルレンズ４、ポリゴンミラーから成る
回転多面鏡５が配置されている。また、回転多面鏡５に
より偏向走査された光ビームは、ｆθインミラーレンズ
６を介して被走査面である感光ドラム７上を走査するよ
うになっている。
【００２４】ｆθインミラーレンズ６の光軸をＸ軸、主
走査面内で光軸と直交する軸をＹ軸、副走査面内で光軸
と直交する軸をＺ軸とした場合に半導体レーザー光源
１、コリメータレンズ２、シリンドリカルレンズ４、ｆ
θインミラーレンズ６の光軸は同じＸＺ平面内に配置さ
れ、ＸＺ平面内において、半導体レーザー光源１、コリ
メータレンズ２、シリンドリカルレンズ４は回転多面鏡
５の反射面Ｐの法線に対し一定の角度θ1 で入射するよ
う配置され、ｆθインミラーレンズ６の光軸は回転多面
鏡５の回転軸に対し垂直になるように配置されている。
そして、ｆθインミラーレンズ６はその光軸よりも上の
部分はカットされている。
走査面内で光軸と直交する軸をＹ軸、副走査面内で光軸
と直交する軸をＺ軸とした場合に半導体レーザー光源
１、コリメータレンズ２、シリンドリカルレンズ４、ｆ
θインミラーレンズ６の光軸は同じＸＺ平面内に配置さ
れ、ＸＺ平面内において、半導体レーザー光源１、コリ
メータレンズ２、シリンドリカルレンズ４は回転多面鏡
５の反射面Ｐの法線に対し一定の角度θ1 で入射するよ
う配置され、ｆθインミラーレンズ６の光軸は回転多面
鏡５の回転軸に対し垂直になるように配置されている。
そして、ｆθインミラーレンズ６はその光軸よりも上の
部分はカットされている。
【００２５】ｆθインミラーレンズ６は広い画角に渡っ
て像面湾曲を補正するようにコンセントリックな形状と
され、トーリックレンズの両面の曲率半径の中心が回転
多面鏡５側の近くに位置すると共に、少なくとも１面が
非球面となっている。
て像面湾曲を補正するようにコンセントリックな形状と
され、トーリックレンズの両面の曲率半径の中心が回転
多面鏡５側の近くに位置すると共に、少なくとも１面が
非球面となっている。
【００２６】半導体レーザー光源１から射出された光ビ
ームはコリメータレンズ２により略平行光とされ、開口
絞り３によってその断面の大きさが整えられてシンドリ
カルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４は副
走査断面に関しては屈折力を持つが、主走査断面に関し
ては屈折力を持たないので、光ビームは主走査断面では
平行光で、副走査断面ではほぼ線状に結像されて入射す
る。
ームはコリメータレンズ２により略平行光とされ、開口
絞り３によってその断面の大きさが整えられてシンドリ
カルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４は副
走査断面に関しては屈折力を持つが、主走査断面に関し
ては屈折力を持たないので、光ビームは主走査断面では
平行光で、副走査断面ではほぼ線状に結像されて入射す
る。
【００２７】回転多面鏡５は矢印の方向に等速で高速回
転しており、入射した光ビームはこの回転多面鏡５で反
射されて高速度で主走査断面において偏向走査され、ｆ
θインミラーレンズ６に入射する。光ビームはｆθイン
ミラーレンズ６において透過面ａで透過し、反射面ｂで
反射して、感光ドラム７上に結像されて略等速度直線運
動で感光ドラム７上を走査する。
転しており、入射した光ビームはこの回転多面鏡５で反
射されて高速度で主走査断面において偏向走査され、ｆ
θインミラーレンズ６に入射する。光ビームはｆθイン
ミラーレンズ６において透過面ａで透過し、反射面ｂで
反射して、感光ドラム７上に結像されて略等速度直線運
動で感光ドラム７上を走査する。
【００２８】Ｐは回転多面鏡５の反射面位置を示してお
り、副走査断面では略この位置Ｐに光ビームが集中され
る。ここで、反射面Ｐと感光ドラム７は光学的にほぼ共
役な関係に設定されているので、たとえ反射面Ｐが副走
査断面において面倒れがあっても、光ビームは感光ドラ
ム７上の同一走査線上に結像される。このようにして、
回転多面鏡５の所謂面倒れ補正系が構成されている。
り、副走査断面では略この位置Ｐに光ビームが集中され
る。ここで、反射面Ｐと感光ドラム７は光学的にほぼ共
役な関係に設定されているので、たとえ反射面Ｐが副走
査断面において面倒れがあっても、光ビームは感光ドラ
ム７上の同一走査線上に結像される。このようにして、
回転多面鏡５の所謂面倒れ補正系が構成されている。
【００２９】実施例のように、ｆθレンズとして非球面
ｆθインミラーレンズ６を用いる構成にすれば、走査光
学系の長さを短くでき、広い画角に渡って高性能で、し
かもｆθインミラーレンズ６をプラスチック等で形成し
ても、環境変動による影響の少ない安価な光ビーム走査
用光学系が実現できる。
ｆθインミラーレンズ６を用いる構成にすれば、走査光
学系の長さを短くでき、広い画角に渡って高性能で、し
かもｆθインミラーレンズ６をプラスチック等で形成し
ても、環境変動による影響の少ない安価な光ビーム走査
用光学系が実現できる。
【００３０】図３は実施例における像面湾曲を表す収差
図を示し、図４はｆθ特性を表している。なお、図３に
おける点線はメリディオナル焦線、実線はサジタル焦線
を示している。
図を示し、図４はｆθ特性を表している。なお、図３に
おける点線はメリディオナル焦線、実線はサジタル焦線
を示している。
【００３１】実施例の具体的な数値例を次に示す。 全系の焦点距離＝２１２．７ｍｍ 最大走査角＝８０° 反射面Ｐ〜透過面ａまでの距離＝６８．０８ｍｍ 中心厚Ｄ＝７．５ 波長７８０ｎｍでの屈折率Ｎ＝１．５１９ 透過面ａの主走査方向の曲率半径Ra＝２９１．６５４２
１ B4a ＝−２．１５９５７×１０-7 B6a ＝８．００００１×１０-7 副走査方向の曲率半径ra＝−１．２６４２５×１０-2 D2a ＝−１．９６４３６×１０-5 D4a ＝１．４２３４８×１０-6 反射面ｂの主走査方向の曲率半径Rb＝２５５４．９４ B6b ＝０． 副走査方向の曲率半径rb＝−１．１９４８１×１０-2 Kb＝５．７６６５２×１０-1 D4b ＝３．０２０００×１０-8 透過面ａ〜被走査面までの距離＝２０８．１７
１ B4a ＝−２．１５９５７×１０-7 B6a ＝８．００００１×１０-7 副走査方向の曲率半径ra＝−１．２６４２５×１０-2 D2a ＝−１．９６４３６×１０-5 D4a ＝１．４２３４８×１０-6 反射面ｂの主走査方向の曲率半径Rb＝２５５４．９４ B6b ＝０． 副走査方向の曲率半径rb＝−１．１９４８１×１０-2 Kb＝５．７６６５２×１０-1 D4b ＝３．０２０００×１０-8 透過面ａ〜被走査面までの距離＝２０８．１７
【００３２】また、主走査断面形状において非球面係数
B4、B6は、示す主走査面であるＸＹ平面上でのレンズ面
の高さＹと距離Ｘとの関係式、 Ｘ＝Ｙ2 ／Ｒ・［１＋｛１−（Ｙ／Ｒ)2}1/2］＋B4ｙ4
＋B6ｙ6 ・・・ の各次数の非球面係数を示している。
B4、B6は、示す主走査面であるＸＹ平面上でのレンズ面
の高さＹと距離Ｘとの関係式、 Ｘ＝Ｙ2 ／Ｒ・［１＋｛１−（Ｙ／Ｒ)2}1/2］＋B4ｙ4
＋B6ｙ6 ・・・ の各次数の非球面係数を示している。
【００３３】また、透過面ａの副走査断面形状は、図５
に示すように主走査断面内に立てた法線Ｃを含み、主走
査面と直交する断面内で測定し曲率半径ｒ’を持つ円弧
である。
に示すように主走査断面内に立てた法線Ｃを含み、主走
査面と直交する断面内で測定し曲率半径ｒ’を持つ円弧
である。
【００３４】副走査面に面内での面形状Ｓは次の式で表
される。 Ｓ＝（Ｚ2 ／ｒ')／［１＋｛１−（Ｚ／ｒ')2}1/2]
される。 Ｓ＝（Ｚ2 ／ｒ')／［１＋｛１−（Ｚ／ｒ')2}1/2]
【００３５】また、ｒ’は次の式で表される。 ｒ’＝ｒ・（１＋D2ｙ2 ＋D4ｙ4 ＋・・・）
【００３６】また、反射面ｂの副走査断面形状において
非球面係数Ｋ、D4は、図５に示すように主走査断面内に
立てた法線Ｃを含み、主走査面と直交する断面上でＳと
Ｚとの関係式は次式となる。 Ｓ＝（Ｚ2 ／ｒ')／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｚ／
ｒ')2}1/2]＋D4Ｚ4 ・・・・
非球面係数Ｋ、D4は、図５に示すように主走査断面内に
立てた法線Ｃを含み、主走査面と直交する断面上でＳと
Ｚとの関係式は次式となる。 Ｓ＝（Ｚ2 ／ｒ')／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｚ／
ｒ')2}1/2]＋D4Ｚ4 ・・・・
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光ビー
ム走査用光学系は、光学系の長さを短くでき、しかも走
査線の湾曲を発生させず、面倒れを補正しながら高性能
な走査ができ、レンズをプラスチック材料で形成するこ
とにより安価となる。
ム走査用光学系は、光学系の長さを短くでき、しかも走
査線の湾曲を発生させず、面倒れを補正しながら高性能
な走査ができ、レンズをプラスチック材料で形成するこ
とにより安価となる。
【図１】実施例の主走査面における断面図である。
【図２】副走査面における断面図である。
【図３】像面湾曲を説明する収差図である。
【図４】ｆθ特性を説明する収差図である。
【図５】説明図である。
１ 半導体レーザー光源 ２ コリメータレンズ ３ 開口絞り ４ シンドリカルレンズ ５ 回転多面鏡 ６ ｆθインミラーレンズ ７ 感光ドラム
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザー光源からの光を平行光束とし、
副走査方向に屈折力を持つシリンドリカルレンズにより
偏向手段の偏向面上に副走査方向の光ビームのみを集光
し、光ビームを前記偏向手段により偏向させて被走査面
を走査する走査用光学系内に片面を透過面とし他面を反
射面とした１枚のｆθレンズを配置し、前記偏向手段か
らの光ビームが前記ｆθレンズの透過面を通り反射面で
反射し再び同じ透過面を通るようにし、前記レーザー光
源、前記コリメータレンズ、前記シリンドリカルレン
ズ、前記ｆθレンズの各光軸を同じ副走査断面内に存在
させたことを特徴とする光ビーム走査光学系。 - 【請求項２】 前記ｆθレンズの主走査断面の少なくと
も１面を非球面とした請求項１に記載の光ビーム走査光
学系。 - 【請求項３】 前記偏向手段の回転軸と前記ｆθレンズ
の光軸が垂直になるように配置した請求項１に記載の光
ビーム走査光学系。 - 【請求項４】 前記ｆθレンズの前記副走査断面の透過
面は平面に近い曲線を持ち、前記反射面は球面又は楕円
面とした請求項１に記載の光ビーム走査光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243899A JPH0968664A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 光ビーム走査用光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243899A JPH0968664A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 光ビーム走査用光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0968664A true JPH0968664A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=17110660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7243899A Pending JPH0968664A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 光ビーム走査用光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0968664A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5963355A (en) * | 1997-11-17 | 1999-10-05 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning system with single element refractive/reflective Fθlθ lens |
| US6624837B2 (en) | 2000-07-10 | 2003-09-23 | Pentax Corporation | Scanning optical element and scanning optical system |
| US6999216B2 (en) | 2003-08-28 | 2006-02-14 | Pentax Corporation | Reflective scanning optical system |
| JP2008299051A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| US7522324B2 (en) | 2006-12-26 | 2009-04-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
-
1995
- 1995-08-30 JP JP7243899A patent/JPH0968664A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5963355A (en) * | 1997-11-17 | 1999-10-05 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning system with single element refractive/reflective Fθlθ lens |
| US6166843A (en) * | 1997-11-17 | 2000-12-26 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning system with single element refractive/reflective fθ lens and single element refractive/reflective fθ lens |
| US6624837B2 (en) | 2000-07-10 | 2003-09-23 | Pentax Corporation | Scanning optical element and scanning optical system |
| US6999216B2 (en) | 2003-08-28 | 2006-02-14 | Pentax Corporation | Reflective scanning optical system |
| US7522324B2 (en) | 2006-12-26 | 2009-04-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
| JP2008299051A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090706 |