JPH0369909A - 走査光学系 - 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、半導体レーザを光源としたレーザプリンタ等
の走査光学系に関するものである。

（従来の技術） 従来、半導体レーザを光源とした走査光学系は電子写真
プロセス技術を応用した数多くのプリンタ、複写機、Ｆ
ＡＸ等として実用化され、目ざましい発展を遂げた。

一般に、走査光学系は、半導体レーザの発光する光束を
コリメータレンズによって平行光束にした後、回転多面
体鏡で偏向させ、ｆθレンズによって回転多面体鏡の回
転速度に対して等速かつ所定のビーム径の光束として感
光体上に結像させる。

なお、回転多面体鏡の面倒れによるピッチムラを補ＩＥ
する機能をイｆしている。例えば、特開昭５７−１４４
５１５号公報には、ガラスの球面レンズとトーリツク面
を有する単レンズからなるｆθレンズで構成された光学
系が示されている。また、近年、プラスチック材質の進
歩によりガラスに近い光学特性や耐環境性を持つプラス
チックが開発されており、ガラスレンズに比べ耐衝撃性
、量産性に優れ、安価で軽量のプラスチックレンズを用
いた走査光学系もある。その例として特開昭６２−１８
２７０９号公報の発明があり、非球面ｆθレンズで構成
された走査光学系である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来の走査光学系は、特開昭５７−１４４
５１５号公報の発明のようなガラスを用いた光学設計が
主流であり、材料コストが高く、加工性が悪く量産性に
欠けるばかりでなく、位置決め作業の工数が多く、従っ
て高価となり、軽量化が困難という問題があった。また
、低屈折率のレンズのみを用いた走査光学系では、曲率
半径が小さく、屈折率に自由度がないため、高性能な光
学特性が得られないという問題があった。

一方、特開昭６２−１８２７０９号公報の発明のような
プラスチックレンズの走査光学系では、非球面レンズを
用いるため、レンズの成形金型の成形面の形状が複雑と
なるばかりでなく、成形条件を厳しく管理する必要があ
り、また、レンズの精度ａ（ｑ定が複雑で、その評価方
法に問題が残るという問題があった。

本発明は上記の問題を解決するもので、加工あるいは成
形１位置決めの容易な高性能で安価な走査光学系を提偶
するものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するため１本発明は１円弧を母線とす
る回転面をレンズ面とし、低屈折率の同じ神類の２枚を
貼り合わせ、その一部に位置決め用の平面部を設けた複
数のレンズで走査部を構成するものである。

（作　用） 上記の構成により、レンズの材質が、ガラス又はプラス
チックのいずれを用いても、優れた量産性と、低いコス
トが得られ、プラスチックを選定すれば、さらに耐′ｆ
１ｔＩ撃性と軽量化が達成できる６また。レンズ面の形
状が単純なため、精度の測定およびその評価が容易とな
る。さらに、低屈折率の材料を用い高性能の走査光学系
が得られる。

（実施例） 本発明による実施態様３例を第１図ないし第６図により
説明する。第１図、第２図および第３図は１本発明によ
る走査光学系の構成を示す斜視図、主走査断面から見た
平面図および副走査断面から見た側面図である。

第１図において、走査光学系は、半導体レーザ１と、半
導体レーザ１の出射光を平行光にするコリメータレンズ
２と、コリメータレンズ２からの光束を線状に結像させ
る柱状レンズ３と、柱状レンズ３の結晶面近傍に反射面
をもち光束を偏向させる回転多面体鏡４と、入射側が上
記の回転多面体４ＪＩｔ４の回転軸４ａと平行な中心軸
を有する負の円筒面、出射側が凸の球面でそれぞれ構成
された湾曲棒状の第１ｆθレンズ５と、入射側が上記の
回転軸４ａと同角の中心軸をイｆする負の円筒面、出射
側が凸の円弧状の母線を、上記の回転軸４ａと平行な、
入射側にある中心軸を中心として回転した回転面でそれ
ぞれ構成された弓状の第２ｆθレンズ６と、上記の第１
および第２ｆθレンズ５および６で集束された光束が走
査される。上記の回転軸４ａと直交する回転軸を有する
感光体７とから構成されている。

このように構成された走査光学系の動作について説明す
る。半導体レーザｔからの光束は、コリメータレンズ２
で略平行光線にされたのち、柱状レンズ３で回転多面体
鏡４の反射点近傍に集光された後１回転多面体鏡面によ
り偏向され、第１゜第２ｆＯレンズ５および６により感
光体７上を等速に走査して結像し１画像データに対応し
た潜像を作る。

なお、柱状レンズ３は、第１、第２ｆθレンズ５および
６と感光体７の像面とは光学的共役関係を保ち、而倒れ
を補正する。

次に、第ｔおよび第２ｆＯレンズ５および６のレンズ面
を入射方向から順にＮα１ないしＮα４とし。

上記の回転軸４ａに平行な中心軸を中心とする曲小半径
をｒ、直角の中心軸を中心とする曲率半ａをＰ′１回転
多面体鏡４の反射面から第１ｆθレンズ５までの距離を
ｄ０、第１および第２ｆＯレンズ５および６のレンズ面
間隔をｄ４ないしｄ２、また、第１および第２ｆＯレン
ズ５および６の屈折率をｎｌおよびｎ２とし、３つの実
施態様を第１表ないし第３表に、またその光学性能を第
４図ないし第６図に示す。

実施態様↓ 第１表　ｒ、ｒ’、ｄの単位ｍｌ 実施態様２ 第２表 ｒ　、ｒ ｄ　、＝６０．４１＋ｍ ｆ　＝１８０ｎｎ ｄ　、　＞：ｌＯｍ　＝　ｆ　／　６ 実施態様３ 第３表 ｒ　、　ｒ 、ｄの単位間 ｎ、＝ｎ、≦１．６ 、ｄの単位ｎｍ ｄ、＝５９．５７ｎｍ　　　ｆ　＝１８０ｎｏ　　　ｎ
、＝　ｎ２≦１．６ｄ　ｏ）３０ｎａ　＝　ｆ　／　６ ｄ　、＝４７．０２ｍｍ ｆ＝１８０ｏｎ ｄ、）３０ｎ皿＝ｆ／６ ｎ工＝ｎ２≦１．に こでｆθ特性は次式で表わされる。

以上のように各実施態様は、共に良好な光学系を得た。

なお、このよう松形状の光学系では、ｄｏがｆ／６以下
になるとｆθ特姓が著しく劣化し良好な光学系を得るこ
とが困難となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ガラスのみでな
くプラスチックも使用できるので、材質の選択に幅がで
き、従来ガラスで問題となった量産性、軽量化、精度、
コスト、レンズの位置決めの困難性が解消するばかりで
なく、レンズ形状が単純であるため、プラスチックの成
形金型も安価となり、また、レンズの評価方法が簡１１
１となるため、精度等の向上が容易に図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、本走査光学系の構成を
示す斜視図、主走査断面か「ら見た平面図および副走査
断面から見た側面図、第４図ないし第６図は、各実施態
様の光学特性、すなわち（ａ）図は球面収差、（ｂ）図
は非点収差、（ｃ）図はｆＯ特性をそれぞれ表わす特性
図である。 １・・・半導体レーザ、　　２・・・コリメータレンズ
、　３・・・柱状レンズ、　４・・・回転多面体鏡、　
５・・・第１ｆ１７レンズ、　　６・・・第２ｆθレン
ズ、　７・・・感光体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体レーザ、上記の半導体レーザの出射光束を平行光
   線にする第１光学部、上記の第１光学部からの平行光束
   を水平線状に結像させる柱状レンズからなる第２光学部
   、上記第２光学部による結像面を近傍に反射面を有し主
   走査方向に光束を偏向させる偏向器および上記偏向器に
   より偏向された光束を感光体上に結像させる第３光学部
   から構成される走査光学系において、上記第３光学部が
   、２枚構成ｆθレンズで入射側が主走査面に直角の負の
   円筒面、出射側が凸の球面とからなる第１ｆθレンズと
   、入射側が主走査面に平行な負の円筒面、出射側が走査
   断面に垂直な凸の円弧を母線とする凸の回転面からなる
   第２ｆθレンズとから構成され、上記偏向器反射面と上
   記第１ｆθレンズとの面間隔距離をｄ＿０、前記第１ｆ
   θレンズの屈折率をｎ＿１、前記第２ｆθレンズの屈折
   率をｎ＿２、主走査断面での焦点距離をｆとするとき ｎ＿１＝ｎ＿２≦１．６、ｄ＿０≧ｆ／６ の条件を満足することを特徴とする走査光学系。