JPH02163721A - 走査光学系とそれを用いたレーザービームプリンタ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、被走査面上での副走査方向のスポット径をほ
ぼ一定に保つ走査光学系とそれを用いたレーザービーム
プリンタに関する。

従来の技術 走査光学系は、レーザービームプリンタ等に用いられ、
感光ドラム等の被走査面上にレーザー光をスポット状に
結像し、且つ走査するものである。

レーザー光束を偏向させる手段として回転多面鏡が用い
られることが一般的である。しかしながら、複数の反射
面からなる回転多面鏡は、加工誤差、加工歪み等の原因
で、各反射面は所謂面倒れが発生し、主走査線の間隔す
なわち副走査方向にピッチむらが生じる。この面倒れの
補正を光学的に行う技術が知られている。高い補正能力
を存するものとして、上記反射面と被走査面が副走査方
向において光学的共役関係とする方法が良く知られてい
る、このような光学的パワー配置を実現するには、長尺
のシリンドリカルレンズを用いる方法（特開昭５０−９
３７２０号公報）、あるいはトーリックレンズを用いる
方法（特開昭６２−１７２３１７号公報）が既に知られ
ている。

発明が解決しようとする課題 長尺のシリンドリカルレンズあるいはトーリックレンズ
を用いた従来の走査光学系は偏向角を大きくとると、像
面湾曲量が大きな値となり、微小なスポットを得る際に
課題となる。特に、副走査方向のスポット径に寄与する
非点収差が十分に補正されなくなる課題がある。更に、
回転多面鏡の回転に伴って偏向点が移動し、且つ偏向の
両側で偏向点の移動が左右非対称であるので、上記収差
の補正を良好にすることは、光学系の構成レンズ枚数を
増やしても著しく困難である。従って、高密度な記録を
行う時には、偏向角の狭い範囲をつかわざるをえない為
、大きな走査幅が必要な時には、光路長を大きくしなけ
ればならず、装置の大型化を招くことになる。

本発明の目的は、光源部からの光束を偏向器の反射面の
近傍に線状に結像させる第１結像光学系を構成するシリ
ンドリカルレンズを可変屈折力シリンドリカルレンズか
ら構成し、屈折力を変化させることによって、副走査方
向のスポット径に寄与する要因すなわち副走査方向の像
面位置の変動を良好に補正することにある。

課題を解決するための手段 本発明の走査光学系は、光源部と、第１結像光学系と偏
向器と第２結像光学系とを有ｒる。光源部は、光源例え
ば半導体レーザーとコリメータレンズの如き、略平行光
束を出射する。第１結像光学系は、光源部からの光束を
線状に結像するために少な（とも１つの可変屈折力シリ
ンドリカルレンズからなる。偏向器は、回転多面鏡から
なり、その反射面は、上記第１結像光学系による線状の
結像の近傍に位置する。

第２結像光学系は、前記偏向器により偏向された光束を
、被走査面に結像し走査させる。

更に、上記第１結像光学系を構成する可変屈折力シリン
ドリカルレンズの屈折力を変化させる手段を有する。

作用 本発明において、被走査面上で特に副走査方向のスポッ
ト径をほぼ一定に制御するために、第１結像光学系の可
変屈折力シリンドリカルレンズの屈折力を変化させ、副
走査方向において第２結像光学系の物点である、第１結
像光学系の結像位置を変化させる。これによって、副走
査方向の像面位での変動を補正し、被走査面上に結像す
るスポット径を良好に保つ。

実施例 以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図および第２図は、本発明の一実施例を示し、第１
図は、走査光学系を、偏向面に平行な方向から見たもの
であり、第２図は、第１図の走査光学系を光路に沿って
展開し、副走査方向に平行な方向から見たものである。

従って、第２図の上下方向は、副走査方向に対応する。

第１図において、半導体レーザーとコリメータレンズか
らなる光源部１から出射した略平行光束は、副走査方向
にのみ屈折力を存する可変屈折力シリンドリカルレンズ
２からなる第１結像光学系を通過した後、偏向反射面４
を有し、矢印８の方向に回転する回転多面鏡３により偏
向される。偏向された光束は第２結像光学系５によって
被走査面６上に結像し、且つ矢印７の方向に走査される
。

一方、副走査方向においては、第２図に示す如く、光源
部１からの光束は、可変屈折力シリンドリカルレンズ２
からなる第１結像光学系によって、偏向反射面４の近傍
に線状に結像する。第２結像光学系５は、前記結像点を
物点として光学的共役関係にある被走査面６上に像点を
結像する。

ここで、偏向器である回転多面鏡が回転し、偏向作用が
行われると、偏向反射面の位置と、第１結像光学系によ
る線状の結像位置とのズレΔが生じる。このズレは、第
２結像光学系の副走査方向での縦積率をβとすると、被
走査面上での副走査方向の結像位置のズレδは、 δ冨Δ・　β２ なる関係によって表される。そこで、このズレδを補正
し、更に加えて、第２結像光学系の副走査方向の像面湾
曲を補正する際に、第１結像光学系を構成する可変屈折
力シリンドリカルレンズ２の屈折力を変化させる。これ
によって、従来高密度化に伴って特に問題となる副走査
方向の像面位置の移動によるスポット径の変動が抑制さ
れる。

尚、上記可変屈折力シリンドリカルレンズからなる第１
結像光学系の屈折力の変化は、主走査方向の偏向−周期
毎に繰り返されるものであるから、予めその変化量を時
間の関数として記憶装置に入れておき、順次読み出すこ
とによって、可変屈折力シリンドリカルレンズの屈折力
の制御を行えばよい。

更に、上記例では、第１結像光学系は、１枚の可変屈折
力シリンドリカルレンズで構成されているが、複数枚で
構成されていてもよいし、通常のシリンドリカルレンズ
と組み合わせて用いてもよい。

第３図は、液晶シリンドリカルレンズからなる可変屈折
力シリンドリカルレンズを第１結像光学系として用いる
ための構成例である。可変屈折力シリンドリカルレンズ
である液晶シリンドリカルレンズは、内面に透明電極１
１．１２が設けられた透明材料例えばガラス製のシリン
ドリカルレンズ状のセル９．１０と、絶縁性スペーサ１
３．１４によって構成されている。このシリンドリカル
レンズ状のセルの内部の空間には液晶１５が封入されて
いる。

前記透明電極に接続された端子１６に交流電圧が印加さ
れると、液晶１５の分子は電界方向に分子の長軸方向に
揃えるように回転する（液晶の誘電異方性が正の場合）
。液晶に対して異常光を入射させると前記セル内の液晶
分子が電界により回転していくにつれ、液晶１５の屈折
率が異常光の屈折率ｎ０から常光の屈折率ｎ０の間で変
化していく。従って端子１６に交流電圧を印加すること
によって液晶シリンドリカルレンズの屈折力を可変とす
ることができる。これによって回転多面鏡の回転によっ
て生ずる偏向点の移動がもたらす第１結像光学系の線状
の結像の結像位置の移動、すなわち第２結像光学系の物
点位置の移動を端子１６に印加する交流電圧を制御する
ことで液晶シリンドリカルレンズの屈折力を変化させ抑
制させることができる。

本発明になる可変屈折力シリンドリカルレンズを用いた
走査光学系は従来特に補正が困難で高解像度化に対して
障害となっていた副走査方向の像面移動を小さくできる
ので、これを用いたレーザービームプリンタは高画質化
が可能となる。第４図は可変屈折力シリンドリカルレン
ズを第１結像光学系に用いたレーザービームプリンタの
光学系に関する部分の主要な構成を示している。光源部
１からの略平行光束であるレーザービームは可変屈折力
シリンドリカルレンズ２によって回転多面鏡３上に線状
に結像し、更に偏向された後第２結像光学系５によって
感光ドラムエフ上に走査線１８を潜像として記録する。

記録された潜像は、通常の静電現像プロセスによって顕
像化され、紙に転写定着される。

発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、高度に副走査方向
における像面の移動を補正することが可能であり、特に
高密度なスポットによる走査を必要とするレーザービー
ムプリンタ用の走査光学系を、大きな偏向角の場合でも
実現することが可能となり、産業上の価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す走査光学系を偏向面に
平行な方向から見た概略構成図、第２図は本発明の一実
施例を示す副走査方向に平行な方向から見た図で、しか
も光路に沿った展開図、第３図は第１結像光学系を構成
する可変屈折力シリンドリカルレンズを液晶シリンドリ
カルレンズによって構成したときの斜視図、第４図は本
発明の走査光学系を用いたレーザービームプリンタの概
略構成図である。 １・・・・・・光源部、２・・・・・・可変屈折力シリ
ンドリカルレンズ、３・・・・・・回転多面鏡、５・・
・・・・第２結像光学系、６・・・・・・被走査面。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名！−・・光
源部 ２・−可変屈才η′、カシソンドリ力ルレンス３−・・
酊転多面多免

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源部と、前記光源部からの光束を線状に結像す
   る第１結像光学系と、前記第１結像光学系により線状に
   結像する近傍に反射面を有する偏向器と、前記偏向器に
   より偏向された光束を、被走査面上に結像する第２結像
   光学系とを有し、前記第１結像光学系は少なくとも１つ
   の可変屈折力シリンドリカルレンズからなり、前記可変
   屈折力シリンドリカルレンズの屈折力を変化させること
   によって、前記被走査面上に結像するスポット径を制御
   する走査光学系。
2. （２）透明材料でシリンドリカルレンズ状のセルを形成
   し、このセル内に一対の電極を配設し、且つ液晶を封入
   し、前記一対の電極に交流電圧を印加することによりな
   る可変屈折力シリンドリカルレンズを用いた請求項（１
   ）記載の走査光学系。
3. （３）請求項（１）記載の走査光学系を用いたレーザー
   ビームプリンタ。