JPH01116518A - ポストオブジエクテイブ型光偏向器 - Google Patents
ポストオブジエクテイブ型光偏向器Info
- Publication number
- JPH01116518A JPH01116518A JP62274440A JP27444087A JPH01116518A JP H01116518 A JPH01116518 A JP H01116518A JP 62274440 A JP62274440 A JP 62274440A JP 27444087 A JP27444087 A JP 27444087A JP H01116518 A JPH01116518 A JP H01116518A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical deflector
- scanning
- order
- curvature
- post
- 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
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- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Fax Reproducing Arrangements (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ポリゴンミラーを用いたポストオブジェクテ
ィブ型光偏向器に関するものである。
ィブ型光偏向器に関するものである。
従来の技術
レーザープリンタ等に用いられる光走査装置には、ビー
ムが収束レンズにより収束光束とされた後に光偏向器に
入射されるポストオブジェクティブ型の光走査装置と、
偏向器により偏向された後に収束レンズを通るプレオブ
ジェクト型の光走査装置とが知られている。
ムが収束レンズにより収束光束とされた後に光偏向器に
入射されるポストオブジェクティブ型の光走査装置と、
偏向器により偏向された後に収束レンズを通るプレオブ
ジェクト型の光走査装置とが知られている。
これらのうち、プレオブジェクト型の光走査装置は収束
レンズにより像面湾曲やｆθ特性を補正し易く、収束位
置を平面とすることも容易であるために現在多く用いら
れている。しかしながら、収束レンズは偏向角をカバー
した広角レンズとして構成しなければならないため、そ
の構成が複雑となり、高価になる傾向がある。このよう
なことから簡単な構造の収束レンズを用いる必要がある
場合には、ポストオブジェクティブ型が選択される。
レンズにより像面湾曲やｆθ特性を補正し易く、収束位
置を平面とすることも容易であるために現在多く用いら
れている。しかしながら、収束レンズは偏向角をカバー
した広角レンズとして構成しなければならないため、そ
の構成が複雑となり、高価になる傾向がある。このよう
なことから簡単な構造の収束レンズを用いる必要がある
場合には、ポストオブジェクティブ型が選択される。
発明が解決しようとする問題点
ポストオブジェクティブ型の光走査装置は、収束レンズ
の構成は簡単になるが、収束点が一般に湾曲した面上に
ある。そのため、像面湾曲を補正しなければならない。
の構成は簡単になるが、収束点が一般に湾曲した面上に
ある。そのため、像面湾曲を補正しなければならない。
そこで、特開昭６１−１５６０２０号公報に記載されて
いるように、ポリゴンミラーの反射面を球面又は円筒面
とすることにより像面湾曲を小さくすることが行われて
いる。これにより、像面湾曲の補正は実用上問題のない
ところまで行われているが、走査非直線性の補正まで行
うことはできず、電気的手段によりその走査非直線性の
補正を行っているものである。例えば、レーザープリン
タ等では信号のクロックを連続的又は段階的に変化させ
る等の手段により補正を行なっている。
いるように、ポリゴンミラーの反射面を球面又は円筒面
とすることにより像面湾曲を小さくすることが行われて
いる。これにより、像面湾曲の補正は実用上問題のない
ところまで行われているが、走査非直線性の補正まで行
うことはできず、電気的手段によりその走査非直線性の
補正を行っているものである。例えば、レーザープリン
タ等では信号のクロックを連続的又は段階的に変化させ
る等の手段により補正を行なっている。
問題点を解決するための手段
光源からの光を反射する反射面が凸の４次以上の偶数次
の高次多項式で与えられる高次曲面に形成されたポリゴ
ン光偏向器と、このポリゴン光偏向器と走査面との間に
配設され副走査方向にパワーを持つシリンドリカル面と
主走査方向にパワーを持つ偶数次の曲面とを持った擬似
シリンドリカルレンズとを用いてポストオブジェクティ
ブ型光偏向器を構成する。
の高次多項式で与えられる高次曲面に形成されたポリゴ
ン光偏向器と、このポリゴン光偏向器と走査面との間に
配設され副走査方向にパワーを持つシリンドリカル面と
主走査方向にパワーを持つ偶数次の曲面とを持った擬似
シリンドリカルレンズとを用いてポストオブジェクティ
ブ型光偏向器を構成する。
作用
ポリゴン光偏向器の反射面は４次以上の偶数次の高次多
項式で与えられる高次曲面であるため、球面や円筒面の
ものと比較すると自由度が増えるため、設計の自由度が
広がる。また、一般のシリンドリカルレンズの平面部分
を偶数次の曲面とし、これにより、ポリゴン光偏向器の
面倒れの補正を行うことができ、このようなポリゴン光
偏向器と擬似シリンドリカルレンズとの組合せにより像
面湾曲とｆθ特性との補正が高水準で行われるものであ
る。実施例 まず、光偏向器はポリゴン光偏向器１と走査面２に近接
して設けられた擬似シリンドリカルレンズ３とにより形
成されている。
項式で与えられる高次曲面であるため、球面や円筒面の
ものと比較すると自由度が増えるため、設計の自由度が
広がる。また、一般のシリンドリカルレンズの平面部分
を偶数次の曲面とし、これにより、ポリゴン光偏向器の
面倒れの補正を行うことができ、このようなポリゴン光
偏向器と擬似シリンドリカルレンズとの組合せにより像
面湾曲とｆθ特性との補正が高水準で行われるものであ
る。実施例 まず、光偏向器はポリゴン光偏向器１と走査面２に近接
して設けられた擬似シリンドリカルレンズ３とにより形
成されている。
前記ポリゴン光偏向器１は、第２図に示すように０点を
中心とするＺ軸を中心として回転するものである。そし
て、４次以上の偶数次の高次多項式で与えられる高次曲
面による６面の反射面４が形成されている。
中心とするＺ軸を中心として回転するものである。そし
て、４次以上の偶数次の高次多項式で与えられる高次曲
面による６面の反射面４が形成されている。
また、前記擬似シリンドリカルレンズ３は、通常のシリ
ンドリカルレンズのシリンドリカル面５とａ、ｘ”＋ａ
４ｘ’（但し、ａｍ＋ ａ、はそれぞれ２次係数、４
次係数であり、具体的数値は後述する）の高次曲面６と
により形成されている。すなわち、高次曲面６は偶数次
の曲面である。
ンドリカルレンズのシリンドリカル面５とａ、ｘ”＋ａ
４ｘ’（但し、ａｍ＋ ａ、はそれぞれ２次係数、４
次係数であり、具体的数値は後述する）の高次曲面６と
により形成されている。すなわち、高次曲面６は偶数次
の曲面である。
しかして、軸光線７と微分光線８とは、ポリゴン光偏向
器１の中心ＯからＱの位置にあるＳ、に収束するように
入射され、ポリゴン光偏向器１の反射面４で反射されて
擬似シリンドリカルレンズ３を通り、８点に結像する。
器１の中心ＯからＱの位置にあるＳ、に収束するように
入射され、ポリゴン光偏向器１の反射面４で反射されて
擬似シリンドリカルレンズ３を通り、８点に結像する。
ここで、第１図におけるパラメータを説明する。
４次以上の偶数次の高次多項式で与えられる高次曲面を
示す高次多項式の２次の項をＲ２，４次の項をＲ４，６
次の項をＲ６、・・・・・・とじ、ポリゴン光偏向器１
の内接円半径をＲｍ、回転軸から走査面２までの距離を
Ｒ１有効走査長（図示はされていない）をり１、入射光
線の方向余弦はＸ成分を持たないがポリゴン光偏向器１
からの反射光線の方向余弦のＸ成分がＯとなるポリゴン
光偏向器１の回転角をθ＝Ｏ１このときの走査点の走査
面２上の位置をｙ＝Ｑとし、θの値がｙ＝Ｌ。／２の時
をθ、とおく。そして、反射面４の回転角は６０°で一
走査に対応するので、４０°で結像スポット位置が２２
０ｍｍ幅とれて走査直線性誤差がＯとなるような条件で
、高次曲面ポリゴンの２次係数Ｒ２，４次係数Ｒ４，６
次係数ａ１、ポリゴン光偏向器１の回転中心０からスポ
ット位置までの距離Ｒ，擬似シリンドリカルレンズ３の
高次曲面６の４乗の項と２乗の項との係数、擬似シリン
ドリカルレンズ３の厚み、配置位置を変数とし、主走査
・副走査双方の像面湾曲、ｆθ特性、走査線湾曲の補正
を光学シミュレーションにより実用上、問題のないとこ
ろまで最適化する。
示す高次多項式の２次の項をＲ２，４次の項をＲ４，６
次の項をＲ６、・・・・・・とじ、ポリゴン光偏向器１
の内接円半径をＲｍ、回転軸から走査面２までの距離を
Ｒ１有効走査長（図示はされていない）をり１、入射光
線の方向余弦はＸ成分を持たないがポリゴン光偏向器１
からの反射光線の方向余弦のＸ成分がＯとなるポリゴン
光偏向器１の回転角をθ＝Ｏ１このときの走査点の走査
面２上の位置をｙ＝Ｑとし、θの値がｙ＝Ｌ。／２の時
をθ、とおく。そして、反射面４の回転角は６０°で一
走査に対応するので、４０°で結像スポット位置が２２
０ｍｍ幅とれて走査直線性誤差がＯとなるような条件で
、高次曲面ポリゴンの２次係数Ｒ２，４次係数Ｒ４，６
次係数ａ１、ポリゴン光偏向器１の回転中心０からスポ
ット位置までの距離Ｒ，擬似シリンドリカルレンズ３の
高次曲面６の４乗の項と２乗の項との係数、擬似シリン
ドリカルレンズ３の厚み、配置位置を変数とし、主走査
・副走査双方の像面湾曲、ｆθ特性、走査線湾曲の補正
を光学シミュレーションにより実用上、問題のないとこ
ろまで最適化する。
以下に各種の条件の基に実測した実例を説明する。
［実例１コ
ポリゴン光偏向器
ポリゴン内接円半径 Ｒｍ（ｍｍ） ： １６．０２次
係数 ａ、 ： ３．６５６４Ｘ１０−’４
次係数 ａ ４： −１，２１１６Ｘ １０
−”６次係数 ａ 、 ： −３，４９９７
Ｘ １０−’ ＠出射点（ｘ＋ｙｐｚ）（ｍｍｌ
： （０，１００，−５）入射光線収束点
Ｖ （ｍｍ） ＝ −３４，０２６６擬似シリンド
リカルレンズ 屈折率 ：１．５ 半径［＋ｎｌ］ ： １４．７７１６中心部
の厚さ［ｍｍｌ： １０゜ ２次係数 ： １．９６２７Ｘ１０−’４次
係数 ： −１，６１０１Ｘ １０−’頂点
ＣＯ，，１６７，４３５７，１１，３９５１）
走査面 ［０，、２０７，４３７３，１１，３９５１
］有効走査長［ｍ１ｌｌ］ ： ２２０゜反射面
利用角（ｄｅｇｌ ： ４０゜しかして、このよう
な条件において、Ｚ軸方向から見た光線図は第５図に示
すものであり、Ｘ軸方向から見た光線図は第６図に示す
ものである。
係数 ａ、 ： ３．６５６４Ｘ１０−’４
次係数 ａ ４： −１，２１１６Ｘ １０
−”６次係数 ａ 、 ： −３，４９９７
Ｘ １０−’ ＠出射点（ｘ＋ｙｐｚ）（ｍｍｌ
： （０，１００，−５）入射光線収束点
Ｖ （ｍｍ） ＝ −３４，０２６６擬似シリンド
リカルレンズ 屈折率 ：１．５ 半径［＋ｎｌ］ ： １４．７７１６中心部
の厚さ［ｍｍｌ： １０゜ ２次係数 ： １．９６２７Ｘ１０−’４次
係数 ： −１，６１０１Ｘ １０−’頂点
ＣＯ，，１６７，４３５７，１１，３９５１）
走査面 ［０，、２０７，４３７３，１１，３９５１
］有効走査長［ｍ１ｌｌ］ ： ２２０゜反射面
利用角（ｄｅｇｌ ： ４０゜しかして、このよう
な条件において、Ｚ軸方向から見た光線図は第５図に示
すものであり、Ｘ軸方向から見た光線図は第６図に示す
ものである。
そして、第７図（、ａ）は走査線湾曲、第７図（ｂ）は
副走査方向の像面湾曲、第７図（Ｃ）は主走査方向の像
面湾曲、第７図（ｄ）はｆθ誤差を示す。その結果は走
査線湾曲が最大で６．２１６１Ｘ１０−”ｍｍ、副走査
方向の像面湾曲が最大で−６，５３９４ｍｍ、主走査の
像面湾曲が最大で−２，６１５１ｍｍ、 ｆθ誤差が
最大で−５，７６７６Ｘ１０−”ｍｍとすることができ
たものである。
副走査方向の像面湾曲、第７図（Ｃ）は主走査方向の像
面湾曲、第７図（ｄ）はｆθ誤差を示す。その結果は走
査線湾曲が最大で６．２１６１Ｘ１０−”ｍｍ、副走査
方向の像面湾曲が最大で−６，５３９４ｍｍ、主走査の
像面湾曲が最大で−２，６１５１ｍｍ、 ｆθ誤差が
最大で−５，７６７６Ｘ１０−”ｍｍとすることができ
たものである。
［実例２］
ポリゴン光偏向器
ポリゴン内接円半径 Ｒｍ（ｍｍｌ ： ２４゜２次係
数 ａ 、 ： ３．６２３２Ｘ １０−
”４次係数 ａ ４： −５，３９４０Ｘ
１０−”６次係数 ａ ＠ ： −９，９９
９４Ｘ １０− ’。
数 ａ 、 ： ３．６２３２Ｘ １０−
”４次係数 ａ ４： −５，３９４０Ｘ
１０−”６次係数 ａ ＠ ： −９，９９
９４Ｘ １０− ’。
出射点（ｘ＋ｙ＋ｚ）（ｍｍ） ： 〔０
，１００，−５］入入射光線束点 Ｖ ［ｍｍｌ
＝−２９，８８７３擬似シリンドリカルレンズ 屈折率 ：１．５ 半径（Ｉｌｌ ： １５．６４２０中心部の
厚さ（ｍｍ） ： １ｏ。
，１００，−５］入入射光線束点 Ｖ ［ｍｍｌ
＝−２９，８８７３擬似シリンドリカルレンズ 屈折率 ：１．５ 半径（Ｉｌｌ ： １５．６４２０中心部の
厚さ（ｍｍ） ： １ｏ。
２次係数 ： １．０９４５ Ｘ １０−”
４次係数 ： −９，５３０７Ｘ １０−”頂
点 （０，、２３４，２７２１，１１，２１０
７）走査面 （０，、２７４，３２０８，１６，４６
８５）有効走査長（ｍ＋ａｌ ： ２２０゜反射
面利用角（ｄｅｇ） ： ４０゜しかして、Ｚ軸方
向から見た光線図とＸ軸方向から見た光線図とは前述の
第５図と第６図とを準用し、その図示を省略する。
４次係数 ： −９，５３０７Ｘ １０−”頂
点 （０，、２３４，２７２１，１１，２１０
７）走査面 （０，、２７４，３２０８，１６，４６
８５）有効走査長（ｍ＋ａｌ ： ２２０゜反射
面利用角（ｄｅｇ） ： ４０゜しかして、Ｚ軸方
向から見た光線図とＸ軸方向から見た光線図とは前述の
第５図と第６図とを準用し、その図示を省略する。
そして、第８図（ａ）は走査線湾曲、第８図（ｂ）は副
走査方向の像面湾曲、第８図（Ｃ）は主走査方向の像面
湾曲、第８図（ｄ）はｆθ誤差を示す。この結果は、走
査線湾曲が最大で４．２９６２ＸＩＯ””ｍｍ、副走査
方向の像面湾曲が最大で−４，４５７８ｍｍ、主走査の
像面湾曲が最大で０．７１５２ｍｍ、 ｆθ誤差が最大
で−７，０９９８Ｘ １０−’ ｍｍとすることができ
たものである。
走査方向の像面湾曲、第８図（Ｃ）は主走査方向の像面
湾曲、第８図（ｄ）はｆθ誤差を示す。この結果は、走
査線湾曲が最大で４．２９６２ＸＩＯ””ｍｍ、副走査
方向の像面湾曲が最大で−４，４５７８ｍｍ、主走査の
像面湾曲が最大で０．７１５２ｍｍ、 ｆθ誤差が最大
で−７，０９９８Ｘ １０−’ ｍｍとすることができ
たものである。
発明の効果
本発明は上述のように、光源からの光を反射する反射面
が凸の４次以上の偶数次の高次多項式で与えられる高次
曲面に形成されたポリゴン光偏向器と、このポリゴン光
偏向器と走査面との間に配設され副走査側にパワーを持
つシリンドリカル面と主走査側にパワーを持つ偶数次の
曲面とを持った擬似シリンドリカルレンズとを用いてボ
ストオブジエクテイブ型光偏向器を構成するようにした
ので、球面や円筒面のものと比較すると自由度が増える
ため、設計の自由度を広げることができ、また、一般の
シリンドリカルレンズの平面部分を偶数次の曲面とした
ので、ポリゴン光偏向器の面倒れの補正を行うことがで
き、このようなポリゴン光偏向器と擬似シリンドリカル
レンズとの組合せにより像面湾曲とｆθ特性との補正を
高水準で行なうことができるものである。
が凸の４次以上の偶数次の高次多項式で与えられる高次
曲面に形成されたポリゴン光偏向器と、このポリゴン光
偏向器と走査面との間に配設され副走査側にパワーを持
つシリンドリカル面と主走査側にパワーを持つ偶数次の
曲面とを持った擬似シリンドリカルレンズとを用いてボ
ストオブジエクテイブ型光偏向器を構成するようにした
ので、球面や円筒面のものと比較すると自由度が増える
ため、設計の自由度を広げることができ、また、一般の
シリンドリカルレンズの平面部分を偶数次の曲面とした
ので、ポリゴン光偏向器の面倒れの補正を行うことがで
き、このようなポリゴン光偏向器と擬似シリンドリカル
レンズとの組合せにより像面湾曲とｆθ特性との補正を
高水準で行なうことができるものである。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はポリゴ
ン光偏向器と擬似シリンドリカルレンズと走査面との位
置関係を示す平面図、第２図はポリゴン光偏向器の平面
図、第３図は擬似シリンドリカルレンズの平面図、第４
図はその側面図、第５図は実例１の２軸方向から見た光
線図、第６図はＸ軸方向から見た光線図、第７図は実例
１における走査線湾曲と副走査方向の像面位置すれと主
走査方向の像面位置ずれとｆθ誤差とのデータを示すグ
ラフ、第８図は実例２の走査線湾曲と副走査方向の像面
位置すれと主走査方向の像面位置ずれとｆθ誤差とのデ
ータを示すグラフである。 ｌ・・・ポリゴン光偏向器、２・・・走査面、３・・・
擬似シリンドリカルレンズ、４・・・反射面、５・・・
シリンドリカル面、６・・・高次曲面 出 願 人 東京電気株式会社 −馬 ７図 ３０ 図
ン光偏向器と擬似シリンドリカルレンズと走査面との位
置関係を示す平面図、第２図はポリゴン光偏向器の平面
図、第３図は擬似シリンドリカルレンズの平面図、第４
図はその側面図、第５図は実例１の２軸方向から見た光
線図、第６図はＸ軸方向から見た光線図、第７図は実例
１における走査線湾曲と副走査方向の像面位置すれと主
走査方向の像面位置ずれとｆθ誤差とのデータを示すグ
ラフ、第８図は実例２の走査線湾曲と副走査方向の像面
位置すれと主走査方向の像面位置ずれとｆθ誤差とのデ
ータを示すグラフである。 ｌ・・・ポリゴン光偏向器、２・・・走査面、３・・・
擬似シリンドリカルレンズ、４・・・反射面、５・・・
シリンドリカル面、６・・・高次曲面 出 願 人 東京電気株式会社 −馬 ７図 ３０ 図
Claims (1)
- 光源からの光を反射する反射面が凸の４次以上の偶数次
の高次多項式で与えられる高次曲面に形成されたポリゴ
ン光偏向器と、このポリゴン光偏向器と走査面との間に
配設され副走査方向にパワーを持つシリンドリカル面と
主走査方向にパワーを持つ偶数次の曲面とを持つた擬似
シリンドリカルレンズとを配設したことを特徴とするポ
ストオブジエクテイブ型光偏向器。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62274440A JPH01116518A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | ポストオブジエクテイブ型光偏向器 |
| DE3887610T DE3887610T2 (de) | 1987-09-22 | 1988-09-20 | Hinter einem Objektiv angeordneter optischer Ablenker. |
| EP88308717A EP0309205B1 (en) | 1987-09-22 | 1988-09-20 | Postobjective optical deflector |
| US07/247,656 US5064262A (en) | 1987-09-22 | 1988-09-22 | Postobjective optical deflector |
| KR1019880012267A KR920005033B1 (ko) | 1987-09-22 | 1988-09-22 | 포스트오브젝티브형광편향기 |
| US07/772,651 US5153766A (en) | 1987-09-22 | 1991-10-07 | Postobjective optical scanner |
| US07/904,011 US5204769A (en) | 1987-09-22 | 1992-06-25 | Postobjective optical deflector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62274440A JPH01116518A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | ポストオブジエクテイブ型光偏向器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01116518A true JPH01116518A (ja) | 1989-05-09 |
Family
ID=17541709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62274440A Pending JPH01116518A (ja) | 1987-09-22 | 1987-10-29 | ポストオブジエクテイブ型光偏向器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01116518A (ja) |
-
1987
- 1987-10-29 JP JP62274440A patent/JPH01116518A/ja active Pending
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