JPH02201312A - 走査光学装置 - 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、デジタル複写機、レーザプリンタ、−レーザ
プロッタ、レーザファクシミリ、レーザ製版機等に用い
られる走査光学装置に関し、特に、面倒れ補正機能を有
し、且つ像面湾曲を低減し得る走査光学装置に関する。

〔従来の技術〕

光源からの光を種々の偏向器によって偏向走査し、被走
査媒体を走査する走査光学装置が従来がら良く知られて
おり、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザプロッ
タ、レーザファクシミリ、レーザ製版機等の走査光学系
として利用されている。

ところで、上記走査光学装置において、光束を偏向させ
るのに反射面を用いると、偏向の際の反射面の面倒れの
ため主走査線のピッチにむらが生じることが良く知られ
ており、この面倒れの補正を行なうことが必要となる。

また、偏向走査時の偏向角を大きくとると、結像レンズ
系による像面湾曲が生じ、高密度なスポット径を得るに
は、結像レンズ系による像面湾曲を、主走査方向、副走
査方向ともに補正しなければならない。

一方、走査光学装置としては、走査の高速化から、光偏
向器に回転多面鏡を用いる走査光学系が主流となってい
るが、この回転多面鏡を用いた場合には、前述したよう
に各偏向反射面の面倒れがあり、被走査面の走査位置が
ばらつく現象が発生する。

そこで、偏向器として回転多面鏡を用いた場合の面倒れ
を補正するため、ｆθレンズ系等の補正光学系を用いた
走査光学装置が提案されている（特開昭６３−１０６６
１８号公報、特開昭６２−１４７４２１号公報等）。

また、走査光学装置における像面湾曲を補正するものと
しては、例えば、結像レンズ系（主として球面レンズを
使用）が偏向器の後に設置されたポストオブジェクティ
ブ型の走査光学装置においては、偏向走査に伴い、光源
を光軸方向に移動することにより、主・副走査方向の像
面湾曲を補正する技術が提案されており（特開昭５７−
１４８２０号公報等）、また、結像レンズ系（主として
球面レンズを使用）が偏向器の前後に設置されたポスト
及びプレオブジェクティブ両型の走査光学装置において
は、コリメートレンズ、集光レンズを偏向走査に伴って
光軸方向へ移動することにより主・副走査方向の像面湾
曲を同様に補正する技術が提案されている（特開昭５８
−５７１０８号、特開昭５８−５７１０９号公報等）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前述した像面湾曲を補正する機構を有する走
査光学系の結像レンズ系が球面レンズの場合、球面レン
ズには非点隔差があるため、一般的に主・副の走査方向
での像面湾曲が異なる。また、前述した面倒れ補正光学
系においては、主・副走査方向に異なるパワー（レンズ
の屈折力）を持つレンズが光路中にある為、主・副走査
方向の像面湾曲が異なる。従って、光路中の球面レンズ
、または、光源を単に移動しても主・副両走査方向の像
面湾曲の補正はしきれず、このような補正機構を前述し
た面倒れ補正光学系に適用したとしても、主・副面走査
の像面湾曲の補正はしきれないという問題が生じる。

また、従来技術により像面湾曲を補正する際の光源やレ
ンズの移動の制御については、″正弦振動を行なう”等
の動作は述べられているが、制御装置や制御方法につい
ては具体的に述べられていない。

ところが、回転多面鋼を用いた走査光学系においては、
像面湾曲の補正を行なうには、数１００〜数１０００Ｈ
ｚの振動移動制御を行なう必要があり、このため１通常
の開ループの制御では、制御に遅れが生じ像面湾曲に制
御が追従しきれないという問題が生じ、このため補正の
効果が得られないという問題が生じる。

また、像面湾曲の機械的な補正機構が設けられていない
一般の面倒れ補正光学系においては、光学系にｆθレン
ズ等を用い、複数のレンズを組合せたレンズ構成によっ
てのみ像面湾曲を補正しており、このため、主・副両走
査方向の像面湾曲。

ｆθ特性（倍率誤差、等速度走査性）、球面収差、正弦
条件等が光学系の設計条件として必要となるが、これら
は互いにトレードオフの関係になっており、全ての設計
条件を同時に良好にすることは困難である。従って、前
述した像面湾曲が補正できれば他の条件を良好にする設
計自由度が大きくなり、走査光学系の設計が容易となる
ことが予想される。このため、面倒れ補正光学系を有す
る走査光学装置においては、像面湾曲を補正する必要か
ら、走査光学系の高密度化が進み、さらに、使用される
ｆθレンズ等の要求精度も高くなっており、且つ、レン
ズの枚数も増加しているため１組立や調整が困難となっ
ており且つ部品点数の増大から走査光学装置のコストが
高くなるという問題が生じている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、従来
の而倒れ補正光学系に新たな像面湾曲補正機構系を組込
み、ｆθレンズ、コリメートレンズ、シリンドリカルレ
ンズ等のレンズ系の設計を容易とし、且つ、高性能な走
査光学装置を提供することを目的とし、特に、近年の走
査光学装置の光学系の高密度化に対して、複雑で枚数の
多いコスト高のレンズ系を使用しなくとも像面湾曲を補
正することができる、安価で高性能な走査光学装置を提
供することを目的とする。

また、本発明では、走査光学装置において、像面湾曲を
偏向走査に伴うシリンダレンズの移動や振動により補正
する場合に、レンズの移動や振動を正確に検知し、この
検知信号を制御系にフィードバックすることによって像
面湾曲の補正の高精度化を実現し、ｆθレンズ系の低コ
スト化、印字品質の高品質化を図ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明では、光源と、該光源
から出射された光束を略平行化するコリメート光学系と
、その略平行化された光束を線状に結像する第１の結像
光学系と、この第１の結像光学系より出射した光束を偏
向走査する偏向反射面と、該偏向反射面により偏向され
た光束によって走査される被走査媒体と、該被走査媒体
と上記偏向反射面との間に配置され上記偏向された光束
を被走査媒体上に結像すると共に上記偏向反射面で偏向
される光束の偏向走査面と垂直な面内（副走査方向）に
おいて上記偏向反射面と被走査媒体とを幾何光学的に共
役な関係に保つ第２の結像光学系とを有する走査光学装
置において、上記偏向反射面による光束の偏向走査に伴
い上記第１の結像光学系をその光軸方向に移動若しくは
振動するように設けると共に、上記第１の結像光学系を
上記偏向反射面の偏向走査面内（主走査方向）にアフォ
ーカル系となるように構成し、且つ第１の結像光学系中
に主・副走査方向とも平行でない光束の通る少なくとも
１つの中空部を設け、この中空部中の光束の結像状態を
検知する検知手段を設けたことを特徴とする。

また、上記光学装置において、第１の結像光学系中の検
知手段より光源側に位置する光学系を単レンズ１枚で構
成すると共に、上記単レンズの少なくとも一方の面を球
面で構成するか、若しくは一方の面を球面、他方の面を
シリンダ面で構成したことを特徴とする。

〔作　　　用〕

本発明による走査光学装置においては、光源から出射し
た光束はコリメート光学系で略平行光束となり、シリン
ドリカル光学系等からなる第１の結像光学系に入射され
る。第１の結像光学系を通った光束は線状に結像された
後、回転多面鏡の偏向反射面により反射され、偏向走査
される８回転多面鏡により偏向走査された光束はｆθレ
ンズ等からなる第２の結像光学系により、感光体等の被
走査媒体上に結像され、被走査媒体上を微小なスポット
を結びながら走査する。

ここで、被走査媒体と回転多面鏡の偏向反射面との間に
配置されたｆθレンズ等からなる第２の結像光学系は、
上記偏向された光束を被走査媒体上に結像すると共に上
記回転多面鏡で偏向される光束の偏向走査面と垂直な面
内において上記偏向反射面と被走査媒体とを幾何光学的
に共役な関係に保ち、偏向反射面の面倒れを補正するよ
うに作用し、また、上記第１の結像光学系による線状結
像位置は上記回転多面鏡の偏向走査に同期して光軸方向
に移動若しくは振動され、像面湾曲を補正するように作
用する。

また、上記第１の結像光学系は上記偏向反射面の偏向走
査面内（主走査方向）にアフォーカル系であって且つ第
１の結像光学系中に主・副走査方向とも平行でない光束
の通る少なくとも１つの中空部が設けられ、上記中空部
中の光束の結像状態を検知する検知手段が設けられたこ
とにより、第１の結像光学系の移動若しくは振動状態が
上記検知手段によって正確に検知され、この検知信号を
第１の結像光学系の移動若しくは振動を制御する制御系
にフィードバックすることにより偏向走査に正確に対応
した第１の結像光学系の移動若しくは振動の制御が可能
となる。

〔実　施　例〕

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

先ず、本発明が適用される走査光学装置の基本的な構成
例について説明する。

第７図は本発明が適用される走査光学装置の概略構成図
であって、この走査光学装置は、半導体レーザ（ＬＤ）
等からなるレーザ光源１と、この光源１から出射された
光束を略平行化するコリメートレンズ２と、このコリメ
ートレンズ２によって略平行化された光束の周辺不要部
分をカットするためのアパーチャ３と、このアパーチャ
３を通過した光束を線状に結像する第１シリンドリカル
レンズ４と、この第１シリンドリカルレンズ４より出射
した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回転多面鏡
（ポリゴンミラー）５と、該回転多面鏡５で偏向された
光束によって走査される被走査媒体たる感光体７と、該
感光体７と回転多面鏡５の偏向反射面との間に配置され
上記偏向された光束を感光体７上に結像すると共に上記
回転多面鏡５で偏向される光束の偏向走査面と垂直な面
内において上記偏向反射面と感光体７とを幾何光学的に
共役な関係に保つｆθレンズ系６とを有し、上記回転多
面鏡５の光束の走査に伴い上記第１シリンドリカルレン
ズ４を光軸方向に移動させるようにすると共に上記回転
多面鏡５の偏向反射面を上記第１シリンドリカルレンズ
４による線状結像位置近傍に配置したことを特徴とする
ものである。

尚、図中符号８は第２シリンドリカルレンズ、符号９は
回転多面１！５により偏向走査される光束の走査端部に
配置され光束の一部を反射するミラー符号１０はそのミ
ラー９によって反射された光束を検知する同期検知器で
ある。

さて、第７図に示す構成の走査光学装置においては、レ
ーザ光源１から出射された光束は、コリメートレンズ２
を通って略平行光束となり、アパーチャ３で周辺不要部
分をカットされた後、第１シリンドリカルレンズ４に入
射される。そして、第１シリンドリカルレンズ４を通っ
た光束は１回転多面鏡５によって偏向走査され、ｆθレ
ンズや第２シリンドリカルレンズ８を含むｆθレンズ系
を通って感光体７上に結像され、感光体７上を微小なス
ポットを結びながら走査する。

また、走査時の走査端部の光束は、ミラー９により同期
検知器ｌＯへと導かれ、この同期検知器１０からの信号
に基づいてデータの書き込みの同期をとっている。

また、この同期検知器１０からの信号を基にして、第１
シリンドリカルレンズ４を光軸方向に移動することによ
り、光学系の像面湾曲が補正される。

また、感光体７と回転多面鏡５の偏向反射面との間に配
置されたｆθレンズ系６は、上記偏向された光束を感光
体７上に結像すると共に上記回転多面鏡５で偏向される
光束の偏向走査面と垂直な面内において上記偏向反射面
と感光体７とを幾何光学的に共役な関係に保ち、偏向反
射面の面倒れを補正するように作用する。

次に、第８図は第７図に示す走査光学装置の光学系の概
念図を示し、第８図（ａ）が偏向走査面（主走査方向）
上における光学系の概念図であり、第８図（ｂ）が偏向
走査面に垂直で且つ光軸を含む面（副走査方向）上にお
ける光学系の概念図である。

ここで、この光学系においては、前述したように、面倒
れ補正は、ｆθレンズ系６がアナモフィックな光学系で
、副走査で回転多面鏡５の偏向反射面５ａと像面Ｚを幾
何光学的に共役な関係に配置することにより行なってい
る。

尚、図中符号１１は回転多面鏡５の外周を覆う防音ガラ
スを示している。

次に、第８図に示す光学系において第１シリンドリカル
レンズ４を光軸方向に移動した時の結像位置の移動を第
９図に示す。

ここで、第９図において、第１シリンドリカルレンズ４
の移動前のレンズ位置及び光束を実線で、移動後を破線
で表し、第１シリンドリカルレンズ４の移動量をΔｃｙ
とした時の結像位置の移動量をΔＩＳとする。

また５移動前の第１シリンドリカルレンズ４の結像位置
と、ｆθレンズ系６の主点位置の距離をＳ、ｆθレンズ
系６の結像位置をＳ’、ｆθレンズ系６の焦点距離をｆ
とすると、この時、Ｓ’−ｆ と表せ、同様に、 と表せる。したがって、 となる。

ここで、Δｌ５（Ｓ’−ｆとすると。

Δｌ５−ｆ”　　　　ΔＩＳ （ただし、ｍ　＝　Ｓ　’　／　Ｓ　）と表せる。

すなわち、像面湾曲がΔＩＳあった場合、第１シリンド
リカルレンズをΔｃｙ＝ΔＩＳ／ｍ”移動してその線状
結像位置を移動すると副走査像面湾曲の補正ができる。

また、この時、主走査に関しては第８図（ａ）に示すよ
うに第１シリンドリカルレンズ４はノンパワーなので像
面湾曲の変化はない。

第１０図（ａ）、（ｂ）は、上述の走査光学装置による
像面湾曲の補正前と補正後の収差図を夫々示し、第１０
図（ａ）に示す補正前の像面湾曲は、主走査ａは像面湾
曲が小さくなるように設定されているが、副走査すは像
面湾曲が小さくなるような考慮がなされていないため、
副走査側の像面湾曲すは円弧状又は放物線状のようにな
っている。また、その湾曲量は、走査半角で＋３０°　
（ポリゴンは±１５＠回転する）の位置で約１０關とな
っている。そして、この曲線は、正弦波又は余弦波の一
部で近似することができ、その補正量と像面湾曲量をプ
ロットすると第１１１！ｌの線図のようになる。

また、第１０図（ａ）の＋３０”の像面湾曲量をΔＩＳ
とすると、像面湾曲の補正量は、 ΔＩＳ（θ）＝Δｌ５（−ｃｏｓ（６θ）＋１）とする
と良い、ただし、上式において、θはポリゴン回転角で
、θ＝０で像高比は０となる。

さて、先の第７図に示す走査光学装置においては、回転
多面鏡５の反射鏡面数が６面のものを用いているため、
−面のポリゴン回転角θは＋３０′とおける。このため
、この＋３０＠の間に第１シリンドリカルレンズ４がｎ
（ｎは１以上の整数）周期移動すると１次の反射鏡面が
回ってきたときの第１シリンドリカルレンズ４の移動を
滑らかに行なうことができる。すなわち回転多面ＩＲ５
の鏡面数がＮ面の時は、±１８０°／Ｎでｎ周期第１シ
リンドリカルレンズ４が移動することになる。したがっ
て、この第１シリンドリカルレンズ４の移動により、第
１０図（ｂ）のように副走査像面湾曲が補正できる。ま
た、この時、主走査の像面湾曲は動かない、尚、先の第
９図は、ｎ’＝１の場合を示している。

尚、上述した第１シリンドリカルレンズの移動機構とし
では、光デイスク用光ピツクアップ光学系等に用いられ
ている対物レンズ移動用のアクチュエータを利用するこ
とができる。

さて、以上説明したように、本発明に係る走査光学装置
においては、第１シリンドリカルレンズによる線状結像
位置を光軸方向に移動可能に設け。

回転多面鏡の回転走査に同期して第１シリンドリカルレ
ンズを光軸方向に周期的に移動してその線状結像位置を
光軸方向に移動し、像面湾曲の補正を行なう補正機構を
有するため、像面湾曲の低減を高精度で行なうことが可
能となる。

ところで、複数の偏向反射面を有する回転多面鏡を用い
た走査光学系においては、像面湾曲を補正するために、
第１シリンドリカルレンズ等の第１の結像光学系による
線状結像位置を、回転多面鏡による偏向走査に同期して
数１００〜１０００Ｈｚで振動や移動する制御が必要で
ある。ところが、この制御を単に偏向走査に合わせて周
期的に移動するだけの開ループ制御で行なう場合、アク
チュエータの動作に遅れが生じ追従しきれないという問
題があり、像面湾曲補正の効果が上がらないという問題
が生じる。

そこで、本発明では、回転多面鏡の偏向反射面の偏向走
査に伴い、第１の結像光学系がその先軸方向に移動され
るように構成された走査光学系において、第１の結像光
学系を偏向反射面の偏向走査面内、すなわち主走査方向
にアフォーカル系とし、且つ、第１の結像光学系中に主
・副走査方向とも、平行でない光束の通る少なくとも１
つの中空部を設け、上記中空部中の光束の結像状態を検
知する検知手段を設ける。

すなわち、本発明による走査光学装置では、上記中空部
中の光束の結像状態を検知する検知手段を設け、この検
知手段によって第１の結像光学系の移動位置を正確に検
出し、その検出位置が偏向走査に正確に追従するように
フィードバック制御（閉ループ制御）を行ない、像面湾
曲補正の高精度化を図ろうというものである。

以下、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明による走査光学装置の一実施例を示す走
査光学系の概略的要部構成を示す斜視図であって、図中
符号５は複数の偏向反射面を有する回転多面鏡（ポリゴ
ンミラー）である。

また、符号２０は第１の結像光学系であり、この第１の
結像光学系２０は、第１副走査シリンドリカルレンズ２
３と、第１主走査シリンドリカルレンズ２２と、第２主
走査シリンドリカルレンズ２１とを備えており、上記第
１主走査シリンドリカルレンズ２２と第２主走査シリン
ドリカルレンズ２１の間の中空部には、光束を２方向に
分割するため、のビームスプリッタ２４が設けられてい
る。

また、図中符号２５は上記ビームスプリッタ２４によっ
て分割された一方側の光束を集束する第３主走査シリン
ドリカルレンズ、符号２６は上記第３主走査シリンドリ
カルレンズ２５からの集束光を受光するための４分割受
光素子である。

第１図において、レーザ光源（図示せず）から出射され
た光束は、コリメートレンズ（図示せず）によって略平
行光束Ｒにされた後、第１の結像光学系２０へ入射され
る。そして第１の結像光学系２０に入射された平行光束
Ｒは、初めに副走査方向にのみパワー（屈折力）を持つ
第１副走査シリンドリカルレンズ２３により副走査方向
にのみ集光され、次に、主走査方向のみにパワーを持つ
第１主走査シリンドリカルレンズ２２により主走査方向
にも集光される。

そして、第１副走査シリンドリカルレンズ２３及び第１
主走査シリンドリカルレンズ２２により主・副走査方向
に集光された光束は、ビームスプリッタ２４へ入射し、
このビームスプリッタ２４により一部の光束が光路分割
され、残った光束はそのままビームスプリッタ２４より
射出して主走査方向にのみパワーを持つ第２主走査シリ
ンドリカルレンズ２１により、主走査方向に平行光束で
、副走査方向に集束する光束となり、回転多面鏡５の偏
向反射面により偏向走査される。

二二で、上記第１副走査シリンドリカルレンズ２３、第
１．第２主走査シリンドリカルレンズ２２゜２１を一体
に保持し、第１の結像光学系として移動することにより
、先の第７図乃至第１１図を参照して説明した第１シリ
ンドリカルレンズ４の移動による像面湾曲の補正と同様
に、像面湾曲を補正する効果を得ることができる。

尚、この第１の結像光学系の主走査方向に関してはアフ
ォーカル系となっているため、第１の結像光学系の移動
により主走査方向の光束は変化しない。

さて、上記ビームスプリッタ２４によって分割された光
束は、第３主走査シリンドリカルレンズ２５を通り、４
分割受光素子へと導かれる。この４分割受光素子２６に
入射される光束は、主・副走査方向共に集光光束であり
、主・副走査方向で結像位置が異なるため、結像状態の
検知が容易となる。

また、この実施例では、検知手段に４分割受光素子２６
を用い、この受光素子２６を上記光束の主・副走査方向
が受光面に対して対角方向になるように配置し、上記結
像状態の検知を行なうゆ尚、４分割受光素子の出力の処
理に関しては、一般に公知事項であるので説明を省略す
る。

また、第１図中、第１主走査シリンドリカルレンズ２２
と第１副走査シリンドリカルレンズ２３の配置位置は入
れ替わっても良い。

次に、第２図（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）は、第１図に
示す構成の走査光学系を第１図中のＡ、Ｂ、Ｃの３方向
から夫々見たときの合焦状態を示す図であって、第２回
（Ａ）、（Ｃ）は主走査方向の光束を表し、第２図（Ｂ
）は副走査方向の光束を表しており、前述したように、
主・副走査方向の結像位置の違いが表されている。

また、第２図において、主走査方向と副走査方向での結
像位置のずれは１図中ａで表されており、上記４分割受
光素子２６は固結像位置の中間に配置されている。

ここで、第３図は、第１図の第１の結像光学系２０が図
中Ｘ方向のＩＩ　＋１１側若しくは”−′″側に移動し
た時と、合焦状態７ｊＯＪｌの時の、４分割受光素子２
６と、素子上のビーム２６ａ形状とをＡ方向から見たと
きの図であり、第１の結像光学系２０がＸ方向″′＋′
″側へ移動したときは、ビーム２６ａ形状が主走査方向
に長く副走査方向に短い楕円形状となるため、４分割受
光素子２０の第３図上で上下に配置された素子の出力が
、左右に配置された素子の出力より高くなる。また１合
焦状態では、ビーム形状は円となり、出力は各素子で等
しくなる。

また、第１の結像光学系２０がＸ方向ＩＩ　　ＩＩ側へ
移動したときは、ビーム２６ａ形状が副走査方向に長く
主走査方向に短い楕円形状となるため、４分割受光素子
２０の第３図上で左右に配置された素子の出力が、上下
に配置された素子の出力より高くなる。したがって、４
分割受光素子２０の各素子からの出力レベルの差を検知
することで、結像状態の検知を容易に行なうことができ
る。

さて、以上のように、本実施例による走査光学装置にお
いては、上記第１の結碌光学系２０がその光軸方向に移
動若しくは振動するように設けられ、且つ、上記第１の
結像光学系２０を回転多面鏡５の偏向反射面の偏向走査
面内すなわち主走査方向にアフォーカル系となるように
構成し、且つ第１の結像光学系２０の第１主走査シリン
ドリカルレンズ２２と第２主走査シリンドリカルレンズ
２１の間の主・副走査方向とも平行でない光束の６通る
中空部に、ビームスプリッタ２４と第３主走査シリンド
リカルレンズ２５及び４分割受光素子２６とからなる結
像状態検知手段を設け、該検知手段によって上記中空部
中の光束の結像状態、すなわち第１の結像光学系の移動
位置を容易に検知することができるため。

この検知信号を第１の結像光学系２０の移動制御系にフ
ィードバックして閉ループ制御を行なえば、回転多面鏡
５の偏向反射面による偏向走査に追従した第１の結像光
学系２０の移動制御が可能となり、像面湾曲の補正精度
を向上することができる。

次に、第４図は本発明の別の実施例を示し、先の第２図
の場合と同様な方向からみた走査光学系の合焦状態を示
す説明図であるが、この第４図に示す走査光学系では、
第１主走査シリンドリカルレンズ２２の焦点距離を長く
した例で、第１の結像光学系２０は、主走査方向にアフ
ォーカル系となっている。また、第４図に示す光学系で
は、第１図及び第２図に示した光学系と異なり、第１主
走査シリンドリカルレンズ２２の焦点距離を長くとった
ため、第１図、第２図に示した第３主走査シリンドリカ
ルレンズ２５は不用となっている。

次に、第５図は、第１図及び第２図の第１主・副シリン
ドリカルレンズ２２．２３を一枚の単レンズで構成し、
第ルンズ２８とした例を示し、このように第ルンズ２８
に単レンズを用いる場合、−枚のレンズの両面に夫々主
走査及び副走査方向のシリンダ面を形成しても、あるい
は、−面をトロイダル面としても良いが、第４図に示す
例では、単レンズ２８を球面レンズにより構成した例を
示した。

尚、この例においても、第２主走査シリンドリカルレン
ズ２１により主走査方向は平行な光束となり、第１の結
像光学系から射出される。また、上記単レンズ２８は球
面レンズであるため、主走査、副走査方向の結像位置を
異ならせるため、結像状態検知部には第３主走査シリン
ドリカルレンズ２５が配置されている。尚、この第３主
走査シリンドリカルレンズ２５は、第５図中ｂｅおいて
は主走査方向にパワーを持つように構成されているが、
主走査方向に限らず、他の方向にパワーを持つように配
置することも可能である。尚、このとき、第３主走査シ
リンドリカルレンズ２５のパワ一方向と、４分割受光素
子２６の主走査の方向を合わせると、第５図に示す光学
系においても、受光素子上のビーム形状は第３図に示し
た場合と同様となり、結像位置の検出を同様に行なうこ
とができる。

尚、上記第ルンズ２８がシリンダ面、トロイダル面を含
む場合、その設置角度（光軸回り回転方向）の精度が悪
いと被走査媒体上のスポット形状に悪影響を及ぼすこと
があるが、球面レンズの場合には、設置角度の問題が無
く、取付が容易である。また、加工性も球面レンズの方
が良く、加工コストがかからず安価である。

次に、第６図は、第５図に示した光学系と同様の光学系
の第ルンズ２９の第１面（光入射面）を球面、第２面（
光出射面）をシリンダ面としだ例である。ここで、第ル
ンズ２９のシリンダ面は、図示の例では主走査方向にパ
ワーを持つように描かれているが、副走方向にパワーを
持つようにしても良い、尚、第ルンズ２９を上述したよ
うに構成した場合には、第５図に示した光学系に対し、
第３主走査シリンドリカルレンズが不用となる。

また、上記第ルンズ２９の第１面と第２面の球面、シリ
ンダ面の順序を逆にしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明による走査光学装置におい
ては、第１の結像光学系による線状結像位置を偏向反射
面による偏向走査に対応して光軸方向に移動若しくは振
動して像面湾曲を補正する構成のため、複雑でコスト高
の特別なレンズ系を使用しなくとも、主・副走査の像面
湾曲を補正することができるため、比較的安価な走査光
学装置を提供することができる。

また１本発明では、第１の結像光学系を偏向反射面の偏
向走査面内すなわち主走査方向に７フオーカル系となる
ように構成し、且つ第１の結像光学系の主・副走査方向
とも平行でない光束の通る中空部に結像状態検知手段を
設け、該検知手段によって上記中空部中の光束の結像状
態、すなわち第１の結像光学系の移動位置を検知するよ
うにしたことにより、この結像状態検知手段からの検知
信号を第１の結像光学系の移動制御系にフィードバック
して閉ループ制御を行なうことができ、したがって、偏
向走査に追従した第１の結像光学系の移動制御が容易に
可能となり、像面湾曲の補正精度を向上することができ
る。また、本発明によれば、従来、線状結像位置の変化
の検知には用いることのできなかった高精度の位置検知
手段を用いることができるため、高精度の移動制御を行
なうことが可能となる。

また、本発明によれば、第１の結像光学系の、結像状態
検知手段より光源側のレンズを、単レンズで構成するこ
とができるため、第１の結像光学系のレンズ構成枚数を
低減することができ、移動部分の重量の低減及び低コス
ト化が可能となり。

また、上記単レンズの一面を球面とすることにより、加
工コストの低減、設置精度の軟化による組立コストの低
減を図ることができる。

したがって、本発明によれば、偏向反射面によって光束
を偏向走査する走査光学装置の第２の結像光学系の設計
やレンズ構成を複雑化するこよなく、偏向走査時におけ
る偏向反射面の面倒れ補正と、像面湾曲の補正とを同時
に実現することができるため、安価で且つ高密度な書き
込み走査の可能な走査光学装置を提供することができる
。

【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の概略的要
部構成図、第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第１図に
示す構成の走査光学系を第１図中のＡ。 Ｂ、Ｃの３方向から夫々見たときの合焦状態を夫々示す
図であって、第２図（Ａ）、（Ｃ）は主走査方向の光束
の状態を表す図、第２図（Ｂ）は副走査方向の光束の状
態を表す図である。第３図は第１図に示す走査光学系の
第１の結像光学系が移動したときの４分割受光素子上の
ビーム形状を示す図、第４図（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ
）は第２図（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）と同様の状態に
あるときの走査光学系の別の構成例を示す図、第５図（
Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び第６図（Ａ）、　（Ｂ）、　
（Ｃ）は第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と同様の状態に
あるときの走査光学系のさらに別の構成例を夫々示す図
、第７図は本発明が適用される走査光学装置の一例を示
す概略的要部構成図、第８図は第５図に示す走査光学装
置の走査光学系の概念図を示し、同図（ａ）が偏向走査
面上における光学系配置を示す概念図、同図（ｂ）が偏
向走査面に垂直で且つ光軸を含む面上における光学系配
置を示す概念図である。第９図は第８図に示す光学系に
おける像面湾曲の補正方法を説明するための説明図、第
１０図は収差図であって、同図（ａ）が第８図に示す光
学系による像面湾曲の補正前の収差図、同図（ｂ）が同
上補正後の収差図、第１１図は第８図に示す光学系にお
ける像面湾曲補正時の走査角に対する像面湾曲量と補正
量との関係を示す線図である。 １・・・・レーザ光源、２・・・・コリメートレンズ、
３・・・・アパーチャ、４・・・・第１シリンドリカル
レンズ、５・・・・回転多面鏡、５ａ・・・・偏向反射
面、６・・・・・ｆθレンズ系、７・・・・感光体、８
・・・・第２シリンドリカルレンズ、９・・・・反射ミ
ラー、１０・・・・同期検知器、２０・・・・第１の結
像光学系、２１・・・・第２主走査シリンドリカルレン
ズ、２２・・・・第１主走査シリンドリカルレンズ、２
３・・・・第１副走査シリンドリカルレンズ、２４・・
・・ビームスプリッタ、２５・・・・・第３主走査シリ
ンドリカルレンズ、２６・・・・４分割受光素子。 Ｙ５／回 形σ幻 ちＺ幻 う４図 （Ａ） ７！ｆ５．ｚ 口 １ｙＩＰ）Ｃ 図 ｖ＞ｑ口 ｖ）７０ 図 （（１”） ｔｆン 形７ｇ ち何閃

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源と、該光源から出射された光束を略平行化する
   コリメート光学系と、その略平行化された光束を線状に
   結像する第１の結像光学系と、この第１の結像光学系よ
   り出射した光束を偏向走査する偏向反射面と、該偏向反
   射面により偏向された光束によって走査される被走査媒
   体と、該被走査媒体と上記偏向反射面との間に配置され
   上記偏向された光束を被走査媒体上に結像すると共に上
   記偏向反射面で偏向される光束の偏向走査面と垂直な面
   内（副走査方向）において上記偏向反射面と被走査媒体
   とを幾何光学的に共役な関係に保つ第２の結像光学系と
   を有する走査光学装置において、上記偏向反射面による
   光束の偏向走査に伴い上記第１の結像光学系をその光軸
   方向に移動若しくは振動するように設けると共に、上記
   第１の結像光学系を上記偏向反射面の偏向走査面内（主
   走査方向）にアフオーカル系となるように構成し、且つ
   上記第１の結像光学系中に主・副走査方向とも平行でな
   い光束の通る少なくとも１つの中空部を設け、この中空
   部中の光束の結像状態を検知する検知手段を設けたこと
   を特徴とする走査光学装置。 ２、請求項１記載の走査光学装置において、第１の結像
   光学系中の検知手段より光源側に位置する光学系を単レ
   ンズ１枚で構成すると共に、上記単レンズの少なくとも
   一方の面を球面で構成するか、若しくは、一方の面を球
   面、他方の面をシリンダ面で構成したことを特徴とする
   走査光学装置。