JPH0365918A

JPH0365918A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH0365918A
Application number: JP20139489A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Oikawa; 及川　智博
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1991-03-20

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、光走査装置に関し、特に像面湾曲の補正機能
を有する光走査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、原稿画像や画像信号に基づいて主走査と副走査
を行うことによって画像を再現させるための光走査装置
は、ディジタル複写機、レーザプリンク、レーザプロッ
タ、レーザファックス、レーザ製版機等々に広く用いら
れている。

このような光走査装置の一例として、第１８図に示すも
のがある。

即ち、レーザダイオード等の光源１から射出された光束
は、コリメート光学系を形成するコリメータレンズ２に
よって平行光束化され、アパーチャー３で周辺光のカッ
トがなされ、このアパーチャー３を射出する光束は結像
光学系を形成するレンズ４で主走査線上に結像すべく集
束される。

このように形成された光束は、複数の偏向反射面を有す
る回転多面鏡５で偏向され、被走査媒体の一例である感
光体ドラム６において線状（主走査方向）に走査される
のであるが、ａ状結像レンズ４による結像面（主走査線
）が各種光学特性の有する残留誤差によって像面湾曲が
生じ第１８図に破線で示すように円弧状に振れることに
なる。

従って、感光体ドラム６に沿って完全な直線走査とはな
らず感光体ドラム６上の光スポツト軌跡が歪みそのスポ
ット径が大きくなってしまうという問題があり、これの
解決を機械的手段と光学的手段によって行うことが提案
されている。

上記機械的手段の一例としては、特開昭５７−１４８２
０号公報や特開昭５９−１１６６０３号公報に示されて
いるように回転多面鏡の移動角度に同期して、換言すれ
ば回転多面鏡の反射面による結像点の移動に同期して光
源の位置を光軸方向に移動（振動）させることによって
、主・副走査像面の湾曲を補正するようにしているもの
がある。

また、上記光学的な手段の一例としては、特開昭５８−
５７１０８号公報に示されるように、光源は固定で、コ
リメータレンズ、集光レンズを偏向走査に伴って光軸方
向に移動（振動）させることにより、主・副走査面湾曲
を同様に補正するようにしているものがある。

一方、主走査の高速化を図るために回転多面鏡が用いら
れる場合が多く、この場合には、複数の反射面の各々の
相対位置精度に誤差が生じるのが一般的であり、このた
めに最終的な結像面に面倒れ誤差に基づくばらつきが生
じてしまう。これを補正するために、特開昭６３−１０
６６１８号公報に示されるような面倒れ補正光学系が用
いられている。

即ち、この面倒れ補正光学系は、回転多面鏡で偏向され
た光束を被走査媒体（例えば感光体ドラム）上に結像す
る結像光学系を、偏向反射面と被走査媒体とを幾何光学
的に共役な関係になるようにすべく複数レンズを球面と
トーリック面の組合せで形成することによって面倒れ補
正を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように光源またはレンズを光軸方向に移動させた
場合、主走査方向の像面湾曲は補正することができるも
のの、光源の移動に伴って新たに副走査方向の像面湾曲
が生じ、この像面湾曲の補正も同時に行わなければなら
ない。ところが、光学系中のレンズには球面レンズが用
いられているので非点隔差があり、このために光源もし
くはレンズを光軸方向に移動することによって主・副両
走査方向の湾曲を無視できる程度まで少なくすることは
極めて困難である・また、光源等を移動せずに面倒れ補正光学系を用いた場
合には、Ｘ座標軸方向とＹ座標軸方向、換言すれば主・
副走査方向のそれぞれで異なるパワーを有するレンズ、
例えばシリンドリカルレンズが光路中に存在するので、
これに伴って主・副走査方向の像面湾曲が異なりこれら
の補正はしきれないのが現状である。

さて、一般に像面湾曲を機械的に補正する機構のない面
倒れ補正光学系においては、主・副走査の像面湾曲、ｆ
θ特性（倍率誤差、リニアリティ）、球面収差、正弦条
件がｆθレンズの設計条件としであるが、これらの各種
条件は互いに影響を及ぼし合う関係を有しているので、
すべての条件を良好にすることはきわめて困難である。

従って、これらの各種条件のうち像面湾曲を良好に補正
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、設計が容易となる。また、近年、走査光学系の高密
度化が進むにっれｆθレンズ等の各種要求精度が高くな
り、レンズの構成枚数も増加しその調整は一層困難を極
め、コスト上昇を余儀なくされている。

そこで１本発明の目的は、面倒れ補正光学系を用いた光
走査装置に適用可能であると共に、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光学系の
設計が容易となり、かつ走査光学系の高密度化に対して
も複雑で枚数の多いレンズ系を使用しなくても充分に対
応でき高性能で安価な光走査装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光走査装置は、上述の目的を達成するため
に、光源から射出した光束を平行光束化するコリメート
光学系と、このコリート光学系から射出する光束を線状
に結像する第１結像光学系と、この第１結像光学系から
射出した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回転多
面鏡と、この回転多面鏡で偏向された光束によって走査
される被走査媒体と、この被走査媒体と上記回転多面鏡
との間に配置され、上記回転多面鏡の偏向反射面で偏向
される光束の偏向面と垂直な面内において上記偏向反射
面と上記被走査媒体とを幾何光学的に共役な関係を保つ
第２結像光学系と、上記回転多面鏡の光束の走査に伴な
い上記第１結像光学系を光軸方向に移動させる面倒れ補
正光学系とを有する光走査装置であって、上記回転多面
鏡における走査に同期して上記第１結像光学系のうちの
少なくとも線状結像レンズを光軸方向に移動させる駆動
源を、積層型圧電アクチュエータと、この積層型圧電ア
クチュエータの振幅を拡大する変位拡大機構とで構成し
たことを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明に係る光走査装置は、主走査線上に結像′する第
１結像光学系のうちの少なくとも線状結像レンズを、積
層型圧電アクチュエータと、この積層型圧電アクチュエ
ータの振幅を拡大する変位拡大機構とからなる駆動源を
用いて１回転多面鏡による光束走査に同期して像面湾曲
を打消す方向に移動させることによって最終的に得られ
る再生画像を良好にできるようにしたものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は１本発明が適用できる光走査装置における光学
系の一例を模式的に示す光路図であり、画像形成用の光
源であるレーザダイオード１■から送出された光束は、
コリメート光学系を形成するコリメータレンズ１２で平
行光束化され、その後方に配置されたアパーチャ１３で
周辺不要部分がカットされ線状光束とされる。この線状
光束は。

第１結像光学系を形成する線状結像レンズの一例である
第１のシリンドリカルレンズ１４で、後述する感光体ド
ラム２１の局面に結像されるようになっている。

尚、この第１のシリンドリカルレンズ１４は、詳しくは
後述するが、積層型圧電アクチュエータへの通電によっ
て、光軸方向に駆動され得るようになっている。

この第１のシリンドリカルレンズ１４を通った光束は、
偏向反射面を有する回転多面鏡の一例であるポリゴンミ
ラー１８によって偏向走査される。

そして、偏向走査された光束は、ｆθレンズ１９と第３
のシリンドリカルレンズ２０を順次に介し、被走査媒体
である感光体ドラム２１の局面に線状（主走査成線状）
に結像（走査）される。

このようなｆθレンズ１９は、ポリゴンミラー１８のミ
ラー面で偏向される光束の偏向面と垂直な面内において
このミラー面と感光体ドラム２１とを幾何光学的に共役
な関係に保つものである。

また、走査の端部の光束は、ミラー２２ａによって光検
出器２２ｂに導かれ、この光検出器２２ｂでデータ書込
みの同期の基準とされる。

そして、光検出器２２ｂで得られる同期信号によって上
記積層型圧電アクチュエータを駆動せしめ、第１のシリ
ンドリカルレンズ１４を光軸方向に移動し、光学系の像
面湾曲を打消すようしこ構成している。

第２図（Ａ）は、第１図に示す光走査装置の光学系の偏
向走査面（主走査面）側の面で展開して概念的に示す光
路図で、第２図（Ｂ）は、偏向走査面に垂直、即ち副走
査面で展開して概念的に示す光路図である。

この光学系は、ｆθレンズ１９がアナモフィックな光学
系であり、面倒れ補正は、副走査方向においてポリゴン
ミラー１８のミラー面と像面を幾何光学的に共役な関係
に配置することによって行っている。

面倒れ補正光学系のうちの第１のシリンドリカルレンズ
１４を第３図に示すように光軸方向に移動することによ
って像面湾曲を補正するものであるが、この第１のシリ
ンドリカルレンズ１４の移動状態の詳細を第３図を用い
て説明する。

同図において、第１のシリンドリカルレンズ１４の移動
前の状態を実線で示し、移動後の状態を破線で表わしで
ある。

従って、第１のシリンドリカルレンズ１４の移動量をΔ
ｃｙとしたときの、結像位置の移動量をΔ工Ｓとし、移
動前の第１のシリンドリカルレンズ１４の結像位置とｆ
θレンズ１９の前側主点Ｈとの距離をＳとし、ｆθレン
ズ１９の像距離をＳ′とし、ｆθレンズ１９の焦点距離
をｆとすると、ｓ＝ｓ’　　・ｆ／　（Ｓ’　−ｆ）Ｓ＋Δｃｙ＝（Ｓ’　　−ΔＩＳ）・ｆ／（Ｓ′　　−
Δ１ｓ−ｆ）となり、従って Δｃｙ＝Δ１ｓ−ｆ”／（Ｓ’　−Δｌ５−ｆ）（Ｓ’
　−ｆ）となる。

ここで、Δｘｓ（（Ｓ’−ｆ）とすると、Δｃｙ４Δｘ
ｓ・ｆ”／（Ｓ’　−ｆ）”＝Δｘｓ／ｒｒｒ　　（た
だし、ｍ＝ｓ’／Ｓ）となる。

今までの説明より像面湾曲量がΔｌｓであった場合、第
１のシリンドリカルレンズ１４をΔｃｙ＝Δｌｓ／ｒｒ
ｒだけ移動すると副走査像面湾曲の補正ができることに
なる。

このとき、主走査に関しては、第２図（Ａ）に示すよう
に、第１のシリンドリカルレンズ１４のパワーがないの
で像面湾曲の変化はない。

また、補正前の像面湾曲の発生の具体例としては例えば
、第４図（Ａ）に示すようになっていて、実線が副走査
方向の像面湾曲で、破線が主走査方向の像面湾曲を表し
ている。補正前の像面湾曲は主走査方向が小さくなる様
に設計されており、副走査方向の像面湾曲が小さくなる
様な考慮がなされていないため、像面湾曲は円弧状また
は放物線状になっている。この実施例における像面湾曲
量Δ□Ｓは、ポリゴンミラー１８の走査半角で±３０°
　（ポリゴンミラー１８の回転角にすれば±１５°）の
位置で約１０ｒｒｔａとなっている。

このような像面湾曲の曲線は、正弦波または余弦波の一
部分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５図に示すようになる。

即ち、第４図（Ａ）における±３０’の像面湾曲量をΔ
工Ｓとすれば、このときの補正量Δ工ｓは、Δｚｓ（０
）＝Δｌｓ　（−ｃｏｓ（６Ｂ　）＋　１　）とすれば
良い、ただし、θはポリゴンミラー１８の回転角で、θ
＝Ｏで像高比が０となる。

本例では、ポリゴンミラー１８のミラー面数が６である
ためにｌっのミラー面におけるポリゴンミラー回転角θ
は、±３０’　となる。

従って、この±３０６の間に第１のシリンドリカルレン
ズ１４がｎ　（ｎは１以上の整数）周期だけ移動すれば
ポリゴンミラー１９のミラー面との同期がとれることに
なる。つまり、ポリゴンミラー１８のミラー面数がＮ面
の時には、ポリゴンミラー回転角θが±１８０”／Ｎで
ｎ周期だけ第１のシリンドリカルレンズ１４が移動する
ことになる。このようにすれば第４図（Ｂ）に示すよう
に副走査方向の像面湾曲が補正できることになる。

次に１本発明の第２の実施例の構成を第６図（Ａ）と第
６図（Ｂ）を参照して説明する。この実施例においては
、第２のシリンドリカルレンズ２３を追加して設け、こ
の第２のシリンドリカルレンズ２３を光軸方向に移動す
ることによって主走査方向の像面湾曲を補正するもので
あり、第６図（Ａ）に偏向走査面（主走査面）側の面を
示す光路図と、第６図（Ｂ）に偏向走査面に垂直、即ち
副走査面を示す光路図とに示されるように、コリメータ
レンズ上２とポリゴンミラー１８との間に主走査方向に
パワーを有する第２のシリンドリカルレンズ２３を配置
し、前述の第１のシリンドリカルレンズ１４と同様に光
軸方向移動を行い主走査方向の像面湾曲を補正するもの
である。

主走査平面において、第２のシリンドリカルレンズ２３
の後側主点とｆθレンズ１９の前側主点との距離をｄと
し、第２のシリンドリカルレンズ２３、ｆθレンズ１９
の焦点距離をそれぞれｆｃｙ′、ｆｆθとすると、ｆθ
レンズ１９の後側主点と、第２のシリンドリカルレンズ
２３およびｆθレンズ１９の総合焦点位置の距離Ｓ′は
、Ｓ’　＝ｆｆθ（ｆａｙ’　−ｄ）／（ｆＣｙ’　＋
ｆｆθ−ｄ）と表わすことができる。

また、コリメータレンズ１２からの平行光束が第１のシ
リンドリカルレンズ１４を介して第２のシリンドリカル
レンズ２３に入射するから、このときの像面湾曲量をΔ
ＩＭとして第２のシリンドリカルレンズ２３の対応する
補正移動量をΔＣｙ′　とすると前述のΔＣｙの場合と
同様にして、Δｃｙ′＝Δｘｙ・ｆ”ｔｅ／　（Ｓ“−
ΔＩＮ　−ｆ　ｆｅ）（Ｓ′−ｆｆθ）と表わすことができる。

従って、前述の第１のシリンドリカルレンズ１４とは独
立に第２のシリンドリカルレンズ２３を移動させると、
主走査方向と副査方向の両方の像面湾曲をそれぞれ同時
に補正することができる。

このようにしてなされる補正を行った具体的例としては
、例えば特開昭６２−１７２３１７号公報に示されるよ
うに、第７図の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）の
それぞれに示す球面収差・正弦条件、主走査方向の像面
湾曲、副走査方向の像面湾曲およびｆθ特性を有する光
学系において、第１のシリンドリカルレンズ１４の移動
を、Δｘｓ（θ）＝−Δ工５ａｃｏｓ（１８θ）＋Δ工
Ｓ′とし、第２のシリンドリカルレンズ２３をΔ工Ｍ（
θ）＝Δ工に・ｇｉｎ（６θ）で移動するように補正を
行っている。

ここで、上述のＮ、ｎの値は、Ｎ＝６で副走査方向にお
いてはｎ＝３、主走査方向においてはｎ＝１としである
。

一方、主走査方向の面を示す第９図（Ａ）と副走査方向
の面を示す第９図（Ｂ）のように、ｆθレンズ１９が主
走査方向に配置された長尺状の第３のシリンドリカルレ
ンズ２４を含んで面倒れ補正光学系を形成した光走査装
置においても、第１のシリンドリカルレンズ１４を上述
同様にして光軸方向に移動させることによって像面湾曲
の補正を行うことができることは勿論である。

また、本発明は、第１０図（Ａ）に示す光学系にも適用
できる。

即ち、レーザ光源２５からの射出光束は、コリメータレ
ンズ２６で平行光束化され、ミラー２７で折返された後
にポリゴンミラー２８の反射面に射出される。このミラ
ー２７は、全体光路を直線状に配置すると光学系の全体
寸法が長尺化して機器のコンパクト化の要求に逆行する
ために、同ミラー２７による折返しによって光学系の長
手方向寸法を短縮化するために設けられているものであ
る。

そして、ポリゴンミラー２８によって偏向された光束は
、線状結像レンズ２９によってその射出光束が主走査に
対応する線状にされ、同レンズ２９の後方に配置された
ｆθレンズ３０によって、ポリゴンミラー２８で偏向さ
れる光束の偏向面と垂直な面内において同ポリゴンミラ
ー２８のミラー面と被走査媒体（感光体ドラム３１）と
を幾何光学的に共役となるような関係が保たれている。

また、第１０図（Ａ）に示す光学系は、そのウェスト位
置が第１Ｏ図ＣＢ）に示すように主走査方向の位置を実
線で示され、副走査方向の位置が破線で示されている。

さらに、像面湾曲は、第１０図（Ｃ）に示すように主走
査方向の湾曲が実線で示され副走査方向の湾曲が破線で
示されている。

この場合、副走査方向の像面湾曲は実用上において無視
できる値となっていて、主走査方向の像面湾曲を補正す
るためには、線状結像レンズ２９をポリゴンミラー２８
の偏向角度に同期して光軸方向に振動（移動）させるの
であり、この振動は周波数Ｆ、振幅Δで行われている。

そして、この像面湾曲の様子を表わす曲線と線状結像レ
ンズ２９の振動を表わす曲線を重ね合せた特性を第１上
図に示す。

即ち、像面湾曲が一点鎖線で示され、振動が実線で示さ
れていて、同図の縦軸と横軸は兼用して用いられ、この
うち、横軸は像面湾曲の場合には感光体ドラム３１の主
走査方向の位置座標であり、振動の場合には時間軸であ
る。また、縦軸は、像面湾曲の場合には像面湾曲量で、
振動の場合には振動量（振幅）となっている。

従って像面湾曲の変化周期に同期して振動を与えること
によって像面湾曲を実用上無視できる程度まで低減させ
ることができる。この例における振動の周波数Ｆは、例
えば４．２５　ＫＨｚであり。

振幅Δは２３５μｍである。

次に、上述の各側における線状結像レンズを振動させる
ための駆動源の詳細について説明する。

本発明における駆動源は、圧電型の振動素子を積層形成
した積層型圧電アクチュエータ（以下。

「積層振動子」と略称する）と、一端がこの積層振動子
に連結され、他端が上記線状結像レンズに連結された変
位拡大機構としての振幅拡大部材とで構成したものであ
り、この場合の積層振動子は厚膜積層技術を用い、多数
の内部電極層を有する固体素子で、圧電セラミックスに
電圧を印加すると電界方向に伸びる圧電縦効果を利用し
たものである。

この特徴としては、小型、軽量であると共に数１０μｓ
ｅｃの高速応答が得られ、低電圧で駆動でき、エネルギ
ー変換効率が大であり、発生力が大きく電磁ノイズが無
く周辺電子回路への影響が小さく、しかも固体素子であ
るので機械的強度が大きい等が挙げられる。

積層振動子の一例として、第１２図に印加電圧と変位の
相関（変位特性）を示す、同図より明らかなように印加
電圧が約１５０（Ｖ）でその変位が約１９　（μｍ）も
得られる。

しかし、この変位１９（μｍ）をそのまま用いて上述の
ような最大変位量４７０（μｍ）を必要とする像面湾曲
補正を行うことができない。つまり、上記像面湾曲の補
正をするためには、アクチュエータの変位を約２５倍に
拡大しなければならない、このための振幅拡大部材の一
例を第１３図に示す。

同図において、光走査光学系を構成する各種光学部品が
取付けられたベース３３の一部に２段に亘って２つの段
差３３ａ　、３３ｂが形成され、外方寄りの段差３３ｂ
の面に積層振動子３４の下面が当接または固定されてい
る。この積層振動子３４の取付けは、自身の駆動方向が
ベース３３の盤面に対して直交する方向に配置されてい
る。

この積層振動子３４が固定された段差３３ｂに隣接する
段差３３ａの面に振幅拡大部材３５の不動部３５ａが固
定されている。この振幅拡大部材３５は、テコの原理を
利用したものであり、この例の場合一体形成されている
。即ち、不動部３５ａに連続して細くくびれたヒンジ部
３５ｃが形成され、このヒンジ部３５ｃがいわゆるテコ
の支点となっていてヒンジ部３５ｃを境にして駆動部３
５ｂと被駆動部３５ｄが連続して形成されている。そし
て駆動部３５ｂの先端が積層振動子３４の上面に当接し
、被駆動部３５ｄに被駆動物体、即ち第１のシリンドリ
カルレンズ１４が取付けられる。

従って、積層振動子３４に所定の振動電圧を印加すると
圧電縦効果が生じ多数の圧電素子が同時に振動し、圧電
素子の枚数分だけ振幅が倍加されて駆動部３５ｂが押圧
される。

すると、不動部３５ａによって支持されているヒンジ部
３５ｃが撓み（曲がり）、これに伴って被駆動部３５ｄ
が変位（振動）する、この変位は、駆動部３５ｂにおけ
る変位を、ヒンジ部３５ｃから被駆動部３５ｄまでの腕
長さをヒンジ部３５ｃから駆動部３５ｂまでの腕長さで
割った拡大率だけ増倍されることになり、積層振動子３
４の変位が振幅拡大部材３５によって大幅に拡大された
状態で第１のシリンドリカルレンズ１４が駆動される。

よって、以上のような振幅拡大部材３５と積層振動子３
４を組合せることによって小さな変位量を有する積層振
動子３４であっても像面湾曲補正に必要とされる、例え
ば４７０μｍの変位量を充分に得られることになる。

また、積層振動子３４における応答特性は、印加電圧を
例えば１００Ｖ与えたときに８．７　μｍの変位をする
場合には第１４図に示すように非常に良好な特性となっ
ており、その応答周波数は通常、１００ＫＨｚ程度であ
り、上述のように４゜２５ＫＨｚで振動させる場合に充
分に対応できることになる。

また、積層振動子３４の基端と不動部３５ａの端面との
それぞれをベース固定する態様は、第１５図に示すよう
に、ベース３３上にＬ字状の厚肉材でなる固定部材３３
′を介在させることによって行うようにしても良い。

さて、第１のシリンドリカルレンズ１４等の線状結像レ
ンズを振動させる際には、この振動が走査光学装置全体
に伝達され他の光学素子も振動させる虞れがある。線状
結像レンズ以外の光学素子の振動は、走査ビームの形状
に悪影響を与え、最終的には被走査媒体の面上で所定の
ビーム径とならないことになる。

また、線状結像レンズの振動によって走査光学系を含め
た機器の全体と共振し、機器の全体が振動すると作像プ
ロセスにも悪影響を与え、最終的に得られる画像の品位
が著るしく低下する。

そのため、線状結像レンズとその振動源は、少なくとも
走査光学系に対して機械的な絶縁を図る必要がある。

その具体例の１つとしては、第１６図に示すように積層
振動子３４と振幅拡大部材３５が固定されている固定部
材３３′を光走査光学系の各部材が取付けられているベ
ース４０に直接に取付けずに機械的絶縁部材を介してベ
ース４１、即ちプリンタ等の部品が取付けられたベース
４１に固定すれば良い。

このようにすることによって、積層振動子３４が像面湾
曲補正のために振動されたときに生じるエネルギーがベ
ース４０に直接に伝達されて画像品位を低下させたり、
逆に、ベース４０に設けられている画像形成部材に生じ
る振動のエネルギーが第１のシリンドリカルレンズ１４
に直接に伝達されて正規の像面湾曲補正を悪化せしめら
れるのを防止できるのである。

また、第１７図に示すように積層振動子３４と振幅拡大
部材３５が固定された固定部材３３′を防振ゴム４２を
介して光走査光学系の各部材が取付けられたベース４０
に支持することによって、積層振動子３４が像面湾曲補
正のために振動しても、その振動はベース４０に伝達さ
れず、従って。

振動エネルギーが光走査光学系を形成する各部材に伝達
されたり、微振動したり、共振を起こしたりして、画像
劣化を生じさせる虞れがなくなる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、線状線
像レンズを像面湾曲を打消すように光走査の周期に同期
させて振動させるように構成したから、光学系全体の像
面湾曲が機械的に補正でき、他の光学部品、例えばｆθ
レンズ、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ等の
レンズ設計が容易となり、また近年の走査光学系の高密
度化に対しても複雑で枚数の多いレンズ系を使用しなく
ても高精度が得られ、画像品位が良好でしかも安価な光
走査装置を提供することができる。

しかも、線状結像レンズを像面湾曲補正に伴って振動さ
せる駆動源として積層型圧電アクチュエータを用いてい
るために、低電圧で駆動でき、小型軽量であると共に応
答が速く、さらに、エネルギー変換効率が大きい、電磁
ノイズが無い、機械的強度が高いという利点がある。更
に、このような利点がある積層型圧電アクチュエータに
おける振幅を簡単な構成である変位拡大機構で増倍して
いるので上述の利点がより顕著となる。

また、変位拡大機構をテコ式の構成にし、その支点部を
ヒンジ形式とした場合には、支点部の機械的遊びを著し
く改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用できる光走査装置の光学系の一
例を模式的に示す光路図、第２図（Ａ）は、上記第１図
に示される光学系を主走査方向に展開して概念的に示す
光路図、第２図（Ｂ）は、同じく副走査方向に展開して
概念的に示す光路図、第３図は、線状結像レンズの移動
に伴う結像位置の変化を説明するための光路図、第４図
（Ａ）は。光走査光学系における像面湾曲の一例を示す特性図、第
４図（Ｂ）は、上記第４図（Ａ）に示す像面湾曲に補正
を施した場合の特性図、第５図は、像面湾曲の補正の一
例を示す線図、第６図（Ａ）は、本発明が適用できる光
走査装置の光学系の他の例を主走査方向に展開して示す
光路図、第６図ＣＢ）は同じく副走査方向に展開して示
す光路図。第７図（Ａ）ないし第７図（Ｅ）は、各種収差特性の補
正前と後の状態を示す図で、このうち、第７図（Ａ）は
、球面収差・正弦条件の特性図、第７図（Ｂ）は、主走
査方向の像面湾曲の特性図、第７図（Ｃ）は副走査方向
の像面湾曲の特性図、第７図（Ｄ）は、ｆθ特性、第７
図（Ｅ）は、補正後の像面湾曲の特性図、第８図は、線
状結像レンズの移動に伴なう変化を説明するための線図
、第９図（Ａ）は１本発明が適用できる光走査装置の光
学系のさらに他の例を主走査方向に展開して示す光路図
、第９図（Ｂ）は、同じく副走査方向に展開して示す光
路図、第１０図（Ａ）は１本発明が適用できる光走査装
置の光学系のさらに他の例を主走査方向に展開して示す
光路図、第１０図（Ｂ）は、第１０図（Ａ）に示す光路
図における主・副走査方向のウェスト位置を重ね合せて
示す特性図、第１０図（Ｃ）は、同じく主・副走査方向
の像面湾曲を重ね合せて示す特性図、第１１図は、同じ
く線状結像レンズの移動に伴なう変化を説明するための
線図、第１２図は、本発明に用いられる積層型圧電アク
チュエータの印加電圧／変位の相関の一例を示す特性図
、第１３図は、本発明に係る変位拡大機構の原理説明用
の正面図、第１４図は、本発明に用いられる積層型圧電
アクチュエータの応答特性の一例を示す線図、第１５図
は１本発明の一実施例を示す一部破断斜視図、第１６図
は、本発明に係る駆動源の振動を遮断（絶縁）した部分
の一例を示す斜視図、第１７図は。同じく他側を示す斜視図、第１８図は、従来の光走査装
置の光学系の一例を示す光路図である。１１．２５・・・・・・レーザダイオード（光源）、１
２．２６・・・・・・コリメータレンズ、１４．２０，
２３，２４．２９・・・・・・シリンドリカルレンズ、
（，１ｌｉＬ状結像レンズ）、１８．２８・・・・・・
ポリゴンミラー（回転多面１ｆｔ）。２１．３１・・・・・・感光体ドラム（被走査媒体）。１９．３０・・・・・・ｆθレンズ（第２結像光学系）
、３３．４０．４１・・・・・・ベース、３３′・・・
・・・固定部材、３３ａ、３３ｂ・・・・・・段差、３４・・・・・・積層振動子（積層型圧電アクチュエータ）、３５・・・・・・振幅拡大部材、３５ａ・・・・・・不動部、３５ｂ・・・・・・駆動部、　　　３５ｃ・・・・・・
ヒンジ部、３５ｄ・・・・・・被駆動部、４２・・・・・・防振ゴム。」Ｌ撃第　　１図 ″′−２１第２図（Ａ）（Ｂ）１へ第６図（Ａ）（８）第図（Ａ）ＣＢ）（Ｃ）球面収差・正弧条件像面湾曲像面湾曲（Ｃｌ）（Ｅ）ｆθ狩快（％）補止Ｒｖ３１Ｍ］ＰＳｎ第図（８）第１２図第３図第４図纂５図纂１６図３第７図第Ｓ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源から射出した光束を平行光束化するコリメー
ト光学系と、このコリート光学系から射出する光束を線
状に結像する第１結像光学系と、この第１結像光学系か
ら射出した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回転
多面鏡と、この回転多面鏡で偏向された光束によって走
査される被走査媒体と、この被走査媒体と上記回転多面
鏡との間に配置され、上記回転多面鏡の偏向反射面で偏
向される光束の偏向面と垂直な面内において上記偏向反
射面と上記被走査媒体とを幾何光学的に共役な関係を保
つ第２結像光学系と、上記回転多面鏡の光束の走査に伴
ない上記第１結像光学系を光軸方向に移動させる面倒れ
補正光学系とを有する光走査装置であって、上記回転多
面鏡による線状走査に同期して上記第１結像光学系のう
ちの少なくとも線状結像レンズを光軸方向に移動させる
駆動源を、積層型圧電アクチュエータと、この積層型圧
電アクチュエータの振幅を拡大する変位拡大機構とで構
成したことを特徴とする光走査装置。
（２）第１結像光学系のうちの少なくとも線状結像レン
ズを駆動する積層型圧電アクチュエータを、機械的絶縁
部材を介して不動部材に固定せしめたことを特徴とする
請求項１記載の光走査装置。
（３）第１結像光学系のうち少なくとも線状結像レンズ
を駆動する積層型圧電アクチュエータを、走査光学系が
固定された部材とは機械的に絶縁された他の部材に固定
せしめたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。