JPH08248341A - 光走査光学系 - Google Patents
光走査光学系Info
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- JPH08248341A JPH08248341A JP34645795A JP34645795A JPH08248341A JP H08248341 A JPH08248341 A JP H08248341A JP 34645795 A JP34645795 A JP 34645795A JP 34645795 A JP34645795 A JP 34645795A JP H08248341 A JPH08248341 A JP H08248341A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 127
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 主走査方向の像面及びｆθ特性と副走査方向
の像面湾曲の補正とを、１枚の凸レンズにより得ること
を可能とする。 【解決手段】 被走査面側の面が主走査方向及び副走査
方向の両方向に正のパワーを有しかつ中心光軸に平行で
主走査方向に直交する平面による断面形状が長手方向に
略一定であるアナモフィック面を有する１枚の凸レンズ
２１によって、主走査方向の像面及びｆθ特性を得ると
同時に、副走査方向における像面湾曲の補正を良好に行
うように構成したもの。
の像面湾曲の補正とを、１枚の凸レンズにより得ること
を可能とする。 【解決手段】 被走査面側の面が主走査方向及び副走査
方向の両方向に正のパワーを有しかつ中心光軸に平行で
主走査方向に直交する平面による断面形状が長手方向に
略一定であるアナモフィック面を有する１枚の凸レンズ
２１によって、主走査方向の像面及びｆθ特性を得ると
同時に、副走査方向における像面湾曲の補正を良好に行
うように構成したもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光源からの
光束を偏向反射面を有する光偏向器により偏向させ、該
偏向光束を光走査光学系により被走査面上に光スポット
として集光させて光走査を行なう光走査光学系に関す
る。
光束を偏向反射面を有する光偏向器により偏向させ、該
偏向光束を光走査光学系により被走査面上に光スポット
として集光させて光走査を行なう光走査光学系に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光源からの光束を回転多面鏡や回
転単面鏡、回転２面鏡等の「偏向反射面を有する光偏向
器」により等角速度的に偏向させ、偏向光束を光走査光
学系により被走査面上に光スポットとして集光させて光
走査を行なう光走査装置が、光プリンターやデジタル複
写機等において広く知られている。
転単面鏡、回転２面鏡等の「偏向反射面を有する光偏向
器」により等角速度的に偏向させ、偏向光束を光走査光
学系により被走査面上に光スポットとして集光させて光
走査を行なう光走査装置が、光プリンターやデジタル複
写機等において広く知られている。
【０００３】この光走査装置において、回転多面鏡では
複数の偏向反射面の回転軸に対する平行度の「ばらつ
き」によって、また回転単面鏡や回転２面鏡においても
回転軸の「ぶれ」によって、光スポットの走査線位置が
副走査方向へ変動する所謂「面倒れ」の問題がある。
複数の偏向反射面の回転軸に対する平行度の「ばらつ
き」によって、また回転単面鏡や回転２面鏡においても
回転軸の「ぶれ」によって、光スポットの走査線位置が
副走査方向へ変動する所謂「面倒れ」の問題がある。
【０００４】この面倒れを補正する有効な方法とし、従
来より光源からの光束を副走査方向に関して、偏向反射
面近傍の位置に主走査方向に線像として結像させ、光走
査光学系には副走査方向に関して偏向反射面位置と被走
査位置とを幾何光学的な共役関係とする機能を付与する
ことが行なわれている。このような光走査装置の光走査
光学系は、主走査方向のパワーと副走査方向のパワーと
が異なる「アナモフィック」な結像光学系となる。
来より光源からの光束を副走査方向に関して、偏向反射
面近傍の位置に主走査方向に線像として結像させ、光走
査光学系には副走査方向に関して偏向反射面位置と被走
査位置とを幾何光学的な共役関係とする機能を付与する
ことが行なわれている。このような光走査装置の光走査
光学系は、主走査方向のパワーと副走査方向のパワーと
が異なる「アナモフィック」な結像光学系となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで光走査装置に
より良好な光走査を実現するには、「光スポット径が像
高により大きく変動しない」こと、及び「光スポットの
移動速度が等速度である」ことが必要である。このうち
「光スポット径の像高による変動」は、光走査光学系の
像面湾曲により発生するが、光スポット径に像高による
変動があると、光走査により書き込まれる画像の解像力
が均一にならない。主走査方向に関しては、光スポット
径に多少の変動があっても偏向光束に乗せる信号を電気
的に制御することにより補正が可能であるが、副走査方
向の光スポット径変動はこのような補正ができない。ま
た「光スポットの移動速さの等速性」は、光走査光学系
のｆθ特性と副走査方向の像面湾曲とが良好に補正され
ていなければならない。しかしアナモフィックなレンズ
においては、ｆθ特性と副走査方向の像面湾曲とを同時
に良好に補正することは容易ではなく、複数枚のレンズ
を組み合わせて光走査光学系を構成している。
より良好な光走査を実現するには、「光スポット径が像
高により大きく変動しない」こと、及び「光スポットの
移動速度が等速度である」ことが必要である。このうち
「光スポット径の像高による変動」は、光走査光学系の
像面湾曲により発生するが、光スポット径に像高による
変動があると、光走査により書き込まれる画像の解像力
が均一にならない。主走査方向に関しては、光スポット
径に多少の変動があっても偏向光束に乗せる信号を電気
的に制御することにより補正が可能であるが、副走査方
向の光スポット径変動はこのような補正ができない。ま
た「光スポットの移動速さの等速性」は、光走査光学系
のｆθ特性と副走査方向の像面湾曲とが良好に補正され
ていなければならない。しかしアナモフィックなレンズ
においては、ｆθ特性と副走査方向の像面湾曲とを同時
に良好に補正することは容易ではなく、複数枚のレンズ
を組み合わせて光走査光学系を構成している。
【０００６】例えば、凸レンズによってｆθ特性を補正
しようとした場合に、主走査方向の収差（主走査方向像
面とｆθ特性）を満足させると、凸レンズの被走査面側
の面（後面）が偏向反射面側の面（前面）より曲率が大
きくなるが、このとき走査光学系を単レンズで満足させ
ようとすると、被走査面側の面（後面）をトーリック面
として偏向反射面と被走査面を共役にする必要があり、
副走査像面が補正不足になる傾向がある。このトーリッ
ク面による像面湾曲特性及びｆθ特性の一例を、図５
（ａ）及び（ｂ）に示す。図５（ａ）中の破線は主走査
方向の像面を表し、図中実線は副走査方向の像面を表し
ている。
しようとした場合に、主走査方向の収差（主走査方向像
面とｆθ特性）を満足させると、凸レンズの被走査面側
の面（後面）が偏向反射面側の面（前面）より曲率が大
きくなるが、このとき走査光学系を単レンズで満足させ
ようとすると、被走査面側の面（後面）をトーリック面
として偏向反射面と被走査面を共役にする必要があり、
副走査像面が補正不足になる傾向がある。このトーリッ
ク面による像面湾曲特性及びｆθ特性の一例を、図５
（ａ）及び（ｂ）に示す。図５（ａ）中の破線は主走査
方向の像面を表し、図中実線は副走査方向の像面を表し
ている。
【０００７】このように従来では、１枚の凸レンズで
は、主走査方向の像面及びｆθ特性と副走査方向の像面
湾曲補正とを同時に良好に得ることは困難であり、例え
ば特開昭６３ー２１０８１５号のように、凸レンズから
なるｆθレンズに、像面を補正する補正レンズを別個に
組み合せて構成しており、そのため全体の構成が複雑化
し生産性の低下を招来している。
は、主走査方向の像面及びｆθ特性と副走査方向の像面
湾曲補正とを同時に良好に得ることは困難であり、例え
ば特開昭６３ー２１０８１５号のように、凸レンズから
なるｆθレンズに、像面を補正する補正レンズを別個に
組み合せて構成しており、そのため全体の構成が複雑化
し生産性の低下を招来している。
【０００８】そこで本発明は、主走査方向の像面及びｆ
θ特性と副走査方向の像面湾曲の補正とを、１枚の凸レ
ンズにより良好に得ることができるようにした光走査光
学系を提供することを目的とする。
θ特性と副走査方向の像面湾曲の補正とを、１枚の凸レ
ンズにより良好に得ることができるようにした光走査光
学系を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、主走査方向においてｆθ機能を有するととも
に、副走査方向において偏向反射面位置と被走査面位置
とを幾何光学的に略共役な関係とすることによって、副
走査方向の面倒れを補正する補正機能を有する光走査光
学系において、上記被走査面側の面が主走査方向及び副
走査方向の両方向に凸をなす１枚の凸レンズにより構成
され、上記凸レンズの被走査面側面が、中心光軸に平行
で主走査方向に直交する平面による断面形状が長手方向
に略一定である面構成になされている。
本発明は、主走査方向においてｆθ機能を有するととも
に、副走査方向において偏向反射面位置と被走査面位置
とを幾何光学的に略共役な関係とすることによって、副
走査方向の面倒れを補正する補正機能を有する光走査光
学系において、上記被走査面側の面が主走査方向及び副
走査方向の両方向に凸をなす１枚の凸レンズにより構成
され、上記凸レンズの被走査面側面が、中心光軸に平行
で主走査方向に直交する平面による断面形状が長手方向
に略一定である面構成になされている。
【００１０】本発明においては、例えば図１（ａ）に示
されているように、光偏向器を構成する回転多面鏡１の
偏向反射面１ａで反射された光束が、本発明にかかる光
走査光学系を形成する凸レンズ２を通して、感光体ドラ
ム３の被走査面３ａ上に結像・走査されるように構成さ
れており、上記光走査光学系を形成する凸レンズ２の被
走査面側の面すなわち光出射面は、上述したようなアナ
モフィック面に形成されている。このアナモフィック面
は、図１（ｂ）に示されているように、中心光軸２ａに
平行で主走査方向に直交する平面Ｄ1 による断面形状Ｄ
2 が長手方向に略一定又は同一の曲率半径である面構成
になされており、この面構成によって主査方向における
像面及びｆθ特性と、副走査方向における像面湾曲の補
正とを同時に得るようになっている。なお上記凸レンズ
２の偏向面側すなわち回転多面鏡１側には、副走査方向
倍率調整用のレンズ４が配置されている。この副走査方
向倍率調整用のレンズ４は、上記凸レンズ２の主走査方
向の倍率を変えたときに副走査方向の倍率を調整するた
めのレンズであるので必ずしも設ける必要はない。
されているように、光偏向器を構成する回転多面鏡１の
偏向反射面１ａで反射された光束が、本発明にかかる光
走査光学系を形成する凸レンズ２を通して、感光体ドラ
ム３の被走査面３ａ上に結像・走査されるように構成さ
れており、上記光走査光学系を形成する凸レンズ２の被
走査面側の面すなわち光出射面は、上述したようなアナ
モフィック面に形成されている。このアナモフィック面
は、図１（ｂ）に示されているように、中心光軸２ａに
平行で主走査方向に直交する平面Ｄ1 による断面形状Ｄ
2 が長手方向に略一定又は同一の曲率半径である面構成
になされており、この面構成によって主査方向における
像面及びｆθ特性と、副走査方向における像面湾曲の補
正とを同時に得るようになっている。なお上記凸レンズ
２の偏向面側すなわち回転多面鏡１側には、副走査方向
倍率調整用のレンズ４が配置されている。この副走査方
向倍率調整用のレンズ４は、上記凸レンズ２の主走査方
向の倍率を変えたときに副走査方向の倍率を調整するた
めのレンズであるので必ずしも設ける必要はない。
【００１１】このように本発明によれば、主走査方向及
び副走査方向の両方向に正のパワーを有しかつ中心光軸
に平行で主走査方向に直交する平面による断面形状が長
手方向に略一定であるアナモフィック面を被走査面側に
有する１枚の凸レンズ２によって、主走査方向の像面及
びｆθ特性が良好に得られると同時に、副走査方向にお
ける像面湾曲の補正が良好に行なわれる。
び副走査方向の両方向に正のパワーを有しかつ中心光軸
に平行で主走査方向に直交する平面による断面形状が長
手方向に略一定であるアナモフィック面を被走査面側に
有する１枚の凸レンズ２によって、主走査方向の像面及
びｆθ特性が良好に得られると同時に、副走査方向にお
ける像面湾曲の補正が良好に行なわれる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する。以下述べる各実施形態は、その前提として、
レーザ光源からの光束が平行光束化された後、副走査方
向へのみ収束させられ、光偏向器の偏向反射面の近傍に
「主走査方向に長い線像」として結像される。そして光
偏向器によって等角速度的に偏向され、光走査光学系を
通して被走査面上に光スポットとして集光させられるよ
うに構成されている。
説明する。以下述べる各実施形態は、その前提として、
レーザ光源からの光束が平行光束化された後、副走査方
向へのみ収束させられ、光偏向器の偏向反射面の近傍に
「主走査方向に長い線像」として結像される。そして光
偏向器によって等角速度的に偏向され、光走査光学系を
通して被走査面上に光スポットとして集光させられるよ
うに構成されている。
【００１３】従って本発明にかかる光走査光学系におい
ては、主走査方向に関して「光源側の無限遠と被走査面
の位置」とがピントの合う位置関係、すなわち共役関係
になされ、副走査方向に関して「偏向反射面の位置と被
走査面の位置」とが共役関係になされている。
ては、主走査方向に関して「光源側の無限遠と被走査面
の位置」とがピントの合う位置関係、すなわち共役関係
になされ、副走査方向に関して「偏向反射面の位置と被
走査面の位置」とが共役関係になされている。
【００１４】図３に示されている本発明の第１実施形態
における光走査光学系は、上述したアナモフィック面を
有する１枚の凸レンズ２１から構成されている。そして
図示を省略した光偏向器の偏向反射面を符号「１」で表
し、本発明にかかる凸レンズ２１の偏向反射面側の面
（前面）を符号「２」で表し、当該凸レンズ２１の被走
査面側の面（後面）を符号「３」で表している。このと
きレンズ面の主走査方向における曲率半径ｒi （以下、
沿字ｉは上記各面の符号に対応する）、副走査方向にお
ける曲率半径ｒ’i、ｉ番目の面から（ｉ＋１）番目の
光軸上の間隔ｄi、レーザ光源の波長７８０ｎｍに対す
る屈折率ｎi は、それぞれ以下のような値にて構成され
ている。
における光走査光学系は、上述したアナモフィック面を
有する１枚の凸レンズ２１から構成されている。そして
図示を省略した光偏向器の偏向反射面を符号「１」で表
し、本発明にかかる凸レンズ２１の偏向反射面側の面
（前面）を符号「２」で表し、当該凸レンズ２１の被走
査面側の面（後面）を符号「３」で表している。このと
きレンズ面の主走査方向における曲率半径ｒi （以下、
沿字ｉは上記各面の符号に対応する）、副走査方向にお
ける曲率半径ｒ’i、ｉ番目の面から（ｉ＋１）番目の
光軸上の間隔ｄi、レーザ光源の波長７８０ｎｍに対す
る屈折率ｎi は、それぞれ以下のような値にて構成され
ている。
【００１５】 ｉ ｒi ｒ’i ｄi ｎi １ 0.0000 0.0000 32.6000 1.00000 ２ 183.4000 183.4000 16.9500 1.48601 ３ -64.1300 -15.4000 97.0000 1.00000
【００１６】ここで第１面は光偏向器の偏向反射面であ
り平面であるが、便宜上ｒ1＝0.0000と表してある。次
に、第２面は、 ｘ＝（１／ｒ）ｙ2 ／｛１＋√［１−（１＋ｋ）ｙ2 ／
ｒ2 ］ ｝＋ａｙ4 ＋ｂｙ6 ＋ｃｙ8 ＋ｄｙ10 で表される回転非球面ｘとして構成されており、上式に
おける非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝-0.89700E-06 ｂ＝ 0.27800E-09 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝-0.24600E-16 但し、ｒ＝ｒ2＝ｒ’2 ａ＝-0.89700E-06 は -0.89700×10-6 を表す（以下
同じ）。である（尚、光軸点での曲率半径はｒ2＝ｒ’2
＝183.4000で等しくなる）。
り平面であるが、便宜上ｒ1＝0.0000と表してある。次
に、第２面は、 ｘ＝（１／ｒ）ｙ2 ／｛１＋√［１−（１＋ｋ）ｙ2 ／
ｒ2 ］ ｝＋ａｙ4 ＋ｂｙ6 ＋ｃｙ8 ＋ｄｙ10 で表される回転非球面ｘとして構成されており、上式に
おける非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝-0.89700E-06 ｂ＝ 0.27800E-09 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝-0.24600E-16 但し、ｒ＝ｒ2＝ｒ’2 ａ＝-0.89700E-06 は -0.89700×10-6 を表す（以下
同じ）。である（尚、光軸点での曲率半径はｒ2＝ｒ’2
＝183.4000で等しくなる）。
【００１７】また焦点距離ＦＬは、ＦＬ＝100.003 であ
る。次に、第３面は凸レンズ２１の被走査面側の面（後
面）であり、ｒ3＝-64.1300，ｒ’3＝-15.4000で表され
るように、主走査方向及び副走査方向の両方向に正のパ
ワー（集束性）を有しており、かつ中心光軸に平行で主
走査方向に直交する平面による断面を見たとき、その断
面形状が長手方向、即ち、主走査方向のどの点で見ても
同一の曲率半径である一定の面形状になっている。
る。次に、第３面は凸レンズ２１の被走査面側の面（後
面）であり、ｒ3＝-64.1300，ｒ’3＝-15.4000で表され
るように、主走査方向及び副走査方向の両方向に正のパ
ワー（集束性）を有しており、かつ中心光軸に平行で主
走査方向に直交する平面による断面を見たとき、その断
面形状が長手方向、即ち、主走査方向のどの点で見ても
同一の曲率半径である一定の面形状になっている。
【００１８】また図２に示されているように、光偏向器
１の回転中心をＯ、光偏向器１の内接円半径をＰr 、光
偏向器１の偏向反射面１ａと光走査光学系の凸レンズ２
の光軸２ａとの交差点すなわち光偏向器１の偏向反射面
１ａに対する入射光軸２ｂの入射点をＡ、その入射点Ａ
において入射光軸２ｂが光軸２ａとなす角度をθ、上記
入射点Ａから光偏向器１の回転中心Ｏに至る光軸方向及
び光軸直交方向の各距離をＰx 及びＰy としたとき、上
記第１実施形態においては、 Ｐr ＝１３．２ θ ＝８０° Ｐx ＝１０．１７ Ｐy ＝ ８．８２ である。
１の回転中心をＯ、光偏向器１の内接円半径をＰr 、光
偏向器１の偏向反射面１ａと光走査光学系の凸レンズ２
の光軸２ａとの交差点すなわち光偏向器１の偏向反射面
１ａに対する入射光軸２ｂの入射点をＡ、その入射点Ａ
において入射光軸２ｂが光軸２ａとなす角度をθ、上記
入射点Ａから光偏向器１の回転中心Ｏに至る光軸方向及
び光軸直交方向の各距離をＰx 及びＰy としたとき、上
記第１実施形態においては、 Ｐr ＝１３．２ θ ＝８０° Ｐx ＝１０．１７ Ｐy ＝ ８．８２ である。
【００１９】このような第１実施形態にかかる像面湾曲
特性及びｆθ特性を、図４（ａ）及び（ｂ）に示す。こ
のうち図４（ａ）中の破線は主走査方向の像面を表し、
図中実線は副走査方向の像面を表している。
特性及びｆθ特性を、図４（ａ）及び（ｂ）に示す。こ
のうち図４（ａ）中の破線は主走査方向の像面を表し、
図中実線は副走査方向の像面を表している。
【００２０】次に図６に示されている本発明の第２実施
形態における光走査光学系も、上述したアナモフィック
面を有する１枚の凸レンズ２２から構成されているが、
上記凸レンズ２２の偏向面側すなわち回転多面鏡側に
は、副走査方向倍率を下げたときに副走査方向の像面を
主走査方向の像面に一致させるための倍率調整レンズ２
３が配置されている。
形態における光走査光学系も、上述したアナモフィック
面を有する１枚の凸レンズ２２から構成されているが、
上記凸レンズ２２の偏向面側すなわち回転多面鏡側に
は、副走査方向倍率を下げたときに副走査方向の像面を
主走査方向の像面に一致させるための倍率調整レンズ２
３が配置されている。
【００２１】そして図示を省略した光偏向器の偏向反射
面を符号「１」で表し、倍率調整レンズ２３の偏向反射
面側の面（前面）及び被走査面側の面（後面）を符号
「２」及び「３」でそれぞれ表し、本発明にかかる凸レ
ンズ２２の偏向反射面側の面（前面）及び被走査面側の
面（後面）を符号「４」及び「５」でそれぞれ表してお
り、レンズ面の主副各方向における曲率半径ｒi ，ｒ’
i、ｉ番目の面から（ｉ＋１）番目の光軸上の間隔ｄi
、波長７８０ｎｍに対する屈折率ｎi は、以下のよう
な値にて構成されている。
面を符号「１」で表し、倍率調整レンズ２３の偏向反射
面側の面（前面）及び被走査面側の面（後面）を符号
「２」及び「３」でそれぞれ表し、本発明にかかる凸レ
ンズ２２の偏向反射面側の面（前面）及び被走査面側の
面（後面）を符号「４」及び「５」でそれぞれ表してお
り、レンズ面の主副各方向における曲率半径ｒi ，ｒ’
i、ｉ番目の面から（ｉ＋１）番目の光軸上の間隔ｄi
、波長７８０ｎｍに対する屈折率ｎi は、以下のよう
な値にて構成されている。
【００２２】 ｉ ｒi ｒ’i ｄi ｎi １ 0.0000 0.0000 16.9000 1.00000 ２ 0.0000 0.0000 2.0000 1.48601 ３ 0.0000 6.8000 13.5000 1.00000 ４ 127.4000 127.4000 16.9000 1.48601 ５ -75.1700 -12.3800 95.7000 1.00000
【００２３】第４面は、上記第１実施形態と同様な非球
面ｘからなり、非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝-0.10728E-05 ｂ＝ 0.35661E-09 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝-0.44641E-16 である。
面ｘからなり、非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝-0.10728E-05 ｂ＝ 0.35661E-09 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝-0.44641E-16 である。
【００２４】また焦点距離ＦＬは、 ＦＬ＝100.002 であり、 Ｐr ＝１３．１ θ ＝８０° Ｐx ＝１０．１２ Ｐy ＝ ８．８９ である。
【００２５】尚、第５面は凸レンズ２２の被走査面側の
面（後面）であり、ｒ5＝-75.1700，ｒ’5＝-12.3800で
表されるように、主走査方向及び副走査方向の両方向に
正のパワーを有し、かつ中心光軸に平行で主走査方向に
直交する平面による断面が主走査方向に一定である面形
状を備えている。このような第２実施形態にかかる像面
湾曲特性及びｆθ特性を、図７（ａ）及び（ｂ）にそれ
ぞれ示す。このうち図７（ａ）中の破線は主走査方向の
像面を表し、図中実線は副走査方向の像面を表してい
る。
面（後面）であり、ｒ5＝-75.1700，ｒ’5＝-12.3800で
表されるように、主走査方向及び副走査方向の両方向に
正のパワーを有し、かつ中心光軸に平行で主走査方向に
直交する平面による断面が主走査方向に一定である面形
状を備えている。このような第２実施形態にかかる像面
湾曲特性及びｆθ特性を、図７（ａ）及び（ｂ）にそれ
ぞれ示す。このうち図７（ａ）中の破線は主走査方向の
像面を表し、図中実線は副走査方向の像面を表してい
る。
【００２６】なおこの第２実施形態における倍率調整レ
ンズ２３は、ｒ2＝ｒ’2＝0.0000，ｒ3＝0.0000，ｒ’3
＝6.8000で表されるシリンドリカル凹レンズからなり、
副走査方向の焦点距離を短くすることによって副走査方
向の変動を小さく抑えようとするときに主走査方向と副
走査方向の像面を一致させる機能を有している。
ンズ２３は、ｒ2＝ｒ’2＝0.0000，ｒ3＝0.0000，ｒ’3
＝6.8000で表されるシリンドリカル凹レンズからなり、
副走査方向の焦点距離を短くすることによって副走査方
向の変動を小さく抑えようとするときに主走査方向と副
走査方向の像面を一致させる機能を有している。
【００２７】次に図８に示されている本発明の第３実施
形態における光走査光学系は、上述したアナモフィック
面を有する１枚の凸レンズ２４から構成されているが、
上記凸レンズ２４の偏向面側すなわち回転多面鏡側に、
副走査方向倍率を下げるための倍率調整レンズ２５が配
置されている。
形態における光走査光学系は、上述したアナモフィック
面を有する１枚の凸レンズ２４から構成されているが、
上記凸レンズ２４の偏向面側すなわち回転多面鏡側に、
副走査方向倍率を下げるための倍率調整レンズ２５が配
置されている。
【００２８】そして図示を省略した光偏向器の偏向反射
面を符号「１」で表し、倍率調整レンズ２５の偏向反射
面側の面（前面）及び被走査面側の面（後面）を符号
「２」及び「３」でそれぞれ表し、本発明にかかる凸レ
ンズ２４の偏向反射面側の面（前面）及び被走査面側の
面（後面）を符号「４」及び「５」でそれぞれ表したと
き、レンズ面の主副各方向における曲率半径ｒi ，ｒ’
i、ｉ番目の面から（ｉ＋１）番目の光軸上の間隔ｄi
、波長７８０ｎｍに対する屈折率ｎi は、以下のよう
な値にて構成されている。
面を符号「１」で表し、倍率調整レンズ２５の偏向反射
面側の面（前面）及び被走査面側の面（後面）を符号
「２」及び「３」でそれぞれ表し、本発明にかかる凸レ
ンズ２４の偏向反射面側の面（前面）及び被走査面側の
面（後面）を符号「４」及び「５」でそれぞれ表したと
き、レンズ面の主副各方向における曲率半径ｒi ，ｒ’
i、ｉ番目の面から（ｉ＋１）番目の光軸上の間隔ｄi
、波長７８０ｎｍに対する屈折率ｎi は、以下のよう
な値にて構成されている。
【００２９】 ｉ ｒi ｒ’i ｄi ｎi １ 0.0000 0.0000 14.6000 1.00000 ２ -36.4600 -36.4600 2.2000 1.48601 ３ -36.4600 7.3000 10.9000 1.00000 ４ 256.0000 256.0000 16.0000 1.48601 ５ -61.8500 -11.0800 99.2000 1.00000
【００３０】第１面は、光偏向器の偏向反射面であり、
第３面はｒ3＝-36.4600，ｒ’3＝7.3000であるアナモフ
ィック面である。また第２面及び第４面は、以下の式で
表される回転非球面ｘからなり、 ｘ＝（１／ｒ）ｙ2 ／｛１＋√［１−（１＋ｋ）ｙ2 ／
ｒ2 ］ ｝＋ａｙ4 ＋ｂｙ6 ＋ｃｙ8 ＋ｄｙ10＋ｅｙ12 但し、ｒ＝ｒ2 ＝ｒ’2 又は ｒ＝ｒ4 ＝ｒ’4 第２面における非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝ 0.00000E+00 ｂ＝ 0.12132E-08 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝ 0.00000E+00 ｅ＝-0.00000E+00 第４面における非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝-0.77407E-06 ｂ＝ 0.24264E-09 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝-0.22321E-16 ｅ＝ 0.00000E+00 である。
第３面はｒ3＝-36.4600，ｒ’3＝7.3000であるアナモフ
ィック面である。また第２面及び第４面は、以下の式で
表される回転非球面ｘからなり、 ｘ＝（１／ｒ）ｙ2 ／｛１＋√［１−（１＋ｋ）ｙ2 ／
ｒ2 ］ ｝＋ａｙ4 ＋ｂｙ6 ＋ｃｙ8 ＋ｄｙ10＋ｅｙ12 但し、ｒ＝ｒ2 ＝ｒ’2 又は ｒ＝ｒ4 ＝ｒ’4 第２面における非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝ 0.00000E+00 ｂ＝ 0.12132E-08 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝ 0.00000E+00 ｅ＝-0.00000E+00 第４面における非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝-0.77407E-06 ｂ＝ 0.24264E-09 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝-0.22321E-16 ｅ＝ 0.00000E+00 である。
【００３１】また焦点距離ＦＬは、 ＦＬ＝99.99 であり、 Ｐr ＝１６．０６ θ ＝８０° Ｐx ＝１２．４９ Ｐy ＝１１．４２ である。
【００３２】また、第５面は凸レンズ２４の被走査面側
の面（後面）であり、ｒ5＝-61.8500，ｒ’5＝-11.0800
で表される、主走査方向及び副走査方向の両方向に正の
パワーを有し、かつ中心光軸に平行で主走査方向に直交
する平面による断面が長手方向に一定である面形状とな
っている。このような第３実施形態にかかる像面湾曲特
性及びｆθ特性を、図９（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示
す。このうち図９（ａ）中の破線は、主走査方向の像面
を表し、図中実線は副走査方向の像面を表している。
の面（後面）であり、ｒ5＝-61.8500，ｒ’5＝-11.0800
で表される、主走査方向及び副走査方向の両方向に正の
パワーを有し、かつ中心光軸に平行で主走査方向に直交
する平面による断面が長手方向に一定である面形状とな
っている。このような第３実施形態にかかる像面湾曲特
性及びｆθ特性を、図９（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示
す。このうち図９（ａ）中の破線は、主走査方向の像面
を表し、図中実線は副走査方向の像面を表している。
【００３３】なおこの第３実施形態における倍率調整レ
ンズ２５は、符号３で示す面が副走査方向に負のパワー
（発散性）を持つトーリックレンズからなり、副走査方
向の焦点距離を短くすることによって副走査方向の変動
を小さく抑えるときに主走査方向と副走査方向の像面を
一致させる機能を有している。
ンズ２５は、符号３で示す面が副走査方向に負のパワー
（発散性）を持つトーリックレンズからなり、副走査方
向の焦点距離を短くすることによって副走査方向の変動
を小さく抑えるときに主走査方向と副走査方向の像面を
一致させる機能を有している。
【００３４】さらに図１０に示されている本発明の第４
実施形態における光走査光学系も、上述したアナモフィ
ック面を有する１枚の凸レンズ２６から構成されている
が、上記凸レンズ２６の偏向面側すなわち回転多面鏡側
に、副走査方向倍率を下げるための倍率調整レンズ２７
が配置されている。
実施形態における光走査光学系も、上述したアナモフィ
ック面を有する１枚の凸レンズ２６から構成されている
が、上記凸レンズ２６の偏向面側すなわち回転多面鏡側
に、副走査方向倍率を下げるための倍率調整レンズ２７
が配置されている。
【００３５】そして図示を省略した光偏向器の偏向反射
面を符号「１」で表し、倍率調整レンズ２５の偏向反射
面側の面（前面）及び被走査面側の面（後面）を符号
「２」及び「３」でそれぞれ表し、本発明にかかる凸レ
ンズ２６の偏向反射面側の面（前面）及び被走査面側の
面（後面）を符号「４」及び「５」でそれぞれ表したと
き、レンズ面の主副各方向における曲率半径ｒi ，ｒ’
i、ｉ番目の面から（ｉ＋１）番目の光軸上の間隔ｄi
、波長７８０ｎｍに対する屈折率ｎi は、以下のよう
な値にて構成されている。
面を符号「１」で表し、倍率調整レンズ２５の偏向反射
面側の面（前面）及び被走査面側の面（後面）を符号
「２」及び「３」でそれぞれ表し、本発明にかかる凸レ
ンズ２６の偏向反射面側の面（前面）及び被走査面側の
面（後面）を符号「４」及び「５」でそれぞれ表したと
き、レンズ面の主副各方向における曲率半径ｒi ，ｒ’
i、ｉ番目の面から（ｉ＋１）番目の光軸上の間隔ｄi
、波長７８０ｎｍに対する屈折率ｎi は、以下のよう
な値にて構成されている。
【００３６】 ｉ ｒi ｒ’i ｄi ｎi １ 0.0000 0.0000 19.0000 1.00000 ２ -50.6400 -50.6400 2.2000 1.48601 ３ -51.3200 15.8000 3.3000 1.00000 ４ 280.0000 280.0000 16.0200 1.48601 ５ -58.8000 -10.0000 99.5819 1.00000
【００３７】このとき上記第２面における非球面及び第
３面におけるアナモフィック面の主走査平面内の形状ｘ
は、 ｘ＝（１／ｒ）ｙ2 ／｛１＋√［１−（１＋ｋ）ｙ2 ／
ｒ2 ］ ｝＋ａｙ4 ＋ｂｙ6 ＋ｃｙ8 ＋ｄｙ10＋ｅｙ12 で表され、第２面における非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝-0.16800E-05 ｂ＝ 0.60300E-09 ｃ＝-0.16600E-10 ｄ＝0.987000E-13 ｅ＝-0.12800E-17 第３面における非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝ 0.00000E+00 ｂ＝ 0.00000E+00 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝ 0.38000E-13 ｅ＝ 0.00000E+00 である。
３面におけるアナモフィック面の主走査平面内の形状ｘ
は、 ｘ＝（１／ｒ）ｙ2 ／｛１＋√［１−（１＋ｋ）ｙ2 ／
ｒ2 ］ ｝＋ａｙ4 ＋ｂｙ6 ＋ｃｙ8 ＋ｄｙ10＋ｅｙ12 で表され、第２面における非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝-0.16800E-05 ｂ＝ 0.60300E-09 ｃ＝-0.16600E-10 ｄ＝0.987000E-13 ｅ＝-0.12800E-17 第３面における非球面係数は、 ｋ＝ 0.00000E+00 ａ＝ 0.00000E+00 ｂ＝ 0.00000E+00 ｃ＝ 0.00000E+00 ｄ＝ 0.38000E-13 ｅ＝ 0.00000E+00 である。
【００３８】また焦点距離ＦＬは、 ＦＬ＝100.07 であり、 Ｐr ＝１１．６ θ ＝８０° Ｐx ＝８．９７ Ｐy ＝７．９６ である。
【００３９】このような第４実施形態にかかる像面湾曲
特性及びｆθ特性を、図１１（ａ）及び（ｂ）にそれぞ
れ示す。このうち図１１（ａ）中の破線は主走査方向の
像面を表し、図中実線は副走査方向の像面を表してい
る。
特性及びｆθ特性を、図１１（ａ）及び（ｂ）にそれぞ
れ示す。このうち図１１（ａ）中の破線は主走査方向の
像面を表し、図中実線は副走査方向の像面を表してい
る。
【００４０】なおこの第４実施形態における倍率調整レ
ンズ２７の符号３で示す面は、中心光軸に平行で主走査
方向に直交する平面による断面が長手方向に一定である
面形状を持ち副走査方向に負のパワーを持つアナモフィ
ックレンズからなり、副走査方向の焦点距離を短くする
ことによって副走査方向の変動を小さく抑えるときに主
走査方向と副走査方向の像面を一致させる機能を有して
いる。
ンズ２７の符号３で示す面は、中心光軸に平行で主走査
方向に直交する平面による断面が長手方向に一定である
面形状を持ち副走査方向に負のパワーを持つアナモフィ
ックレンズからなり、副走査方向の焦点距離を短くする
ことによって副走査方向の変動を小さく抑えるときに主
走査方向と副走査方向の像面を一致させる機能を有して
いる。
【００４１】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。例
えば、光偏向器としては、上記各実施形態のようなポリ
ゴンミラー等の回転多面鏡に限定されることはなく、回
転単面鏡や回転２面鏡等のように等角速度的に偏向させ
るものであれば同様に適用することが可能である。
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。例
えば、光偏向器としては、上記各実施形態のようなポリ
ゴンミラー等の回転多面鏡に限定されることはなく、回
転単面鏡や回転２面鏡等のように等角速度的に偏向させ
るものであれば同様に適用することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように本発明にかかる光走査
光学系は、被走査面側面が主走査方向及び副走査方向の
両方向に正のパワー（発散性）を有し、かつ中心光軸に
平行で主走査方向に直交する平面による断面形状が長手
方向に略一定であるアナモフィック面を有する１枚の凸
レンズによって構成したものであるから、主走査方向の
像面及びｆθ特性と副走査方向の像面湾曲の補正とを、
１枚の凸レンズにより得ることができ、光走査光学系の
構成を簡素化し、生産性を向上させることができる。
光学系は、被走査面側面が主走査方向及び副走査方向の
両方向に正のパワー（発散性）を有し、かつ中心光軸に
平行で主走査方向に直交する平面による断面形状が長手
方向に略一定であるアナモフィック面を有する１枚の凸
レンズによって構成したものであるから、主走査方向の
像面及びｆθ特性と副走査方向の像面湾曲の補正とを、
１枚の凸レンズにより得ることができ、光走査光学系の
構成を簡素化し、生産性を向上させることができる。
【図１】本発明を適用した光走査光学系の原理的構成を
表した平面説明図である。
表した平面説明図である。
【図２】本発明の定義部位を表した原理的構成説明図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第１実施形態における光走査光学系を
表した平面説明図である。
表した平面説明図である。
【図４】図３に表した第１実施形態による像面湾曲特性
（ａ）及びｆθ特性（ｂ）を表した線図である。
（ａ）及びｆθ特性（ｂ）を表した線図である。
【図５】トーリック単レンズによる像面湾曲特性（ａ）
及びｆθ特性（ｂ）の一例を表した線図である。
及びｆθ特性（ｂ）の一例を表した線図である。
【図６】本発明の第２実施形態における光走査光学系を
表した平面説明図である。
表した平面説明図である。
【図７】図６に表した第２実施形態による像面湾曲特性
（ａ）及びｆθ特性（ｂ）を表した線図である。
（ａ）及びｆθ特性（ｂ）を表した線図である。
【図８】本発明の第３実施形態における光走査光学系を
表した平面説明図である。
表した平面説明図である。
【図９】図８に表した第３実施形態による像面湾曲特性
（ａ）及びｆθ特性（ｂ）を表した線図である。
（ａ）及びｆθ特性（ｂ）を表した線図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における光走査光学系
を表した平面説明図である。
を表した平面説明図である。
【図１１】図１０に表した第３実施形態による像面湾曲
特性（ａ）及びｆθ特性（ｂ）を表した線図である。
特性（ａ）及びｆθ特性（ｂ）を表した線図である。
１ 回転偏向器 １ａ 偏向反射面 ２ アナモフィック凸レンズ ３ 感光体ドラム ３ａ 被走査面
Claims (5)
- 【請求項１】 主走査方向においてｆθ機能を有すると
ともに、副走査方向において偏向反射面位置と被走査面
位置とを幾何光学的に略共役な関係とすることによっ
て、副走査方向の面倒れを補正する機能を備えた光走査
光学系において、 上記被走査面側の面が主走査方向及び副走査方向の両方
向に凸をなす１枚の凸レンズを有し、 上記凸レンズの被走査面側の面が、中心光軸に平行でか
つ主走査方向に直交する平面による断面形状が主走査方
向に略一定の面形状を備えていることを特徴とする光走
査光学系。 - 【請求項２】 請求項１記載の光走査光学系において、 請求項１記載の凸レンズの偏向面側に、副走査方向に負
のパワーを有する副走査方向の倍率調整用のレンズを配
置してなることを特徴とする光走査光学系。 - 【請求項３】 レーザ光源からの光束を偏向反射面を有
する光偏向器により等角速度的に偏向させ、上記光偏向
器により偏向された偏向光束を光走査光学系により被走
査面上に光スポットとして集光させて光走査を行なう光
走査光学系において、 上記光走査光学系は、上記被走査面側の面が主走査方向
及び副走査方向の両方向に凸をなす１枚の凸レンズを有
し、上記凸レンズの被走査面側の面は、主走査方向及び
副走査方向の両方向に正のパワーを有し、かつ上記凸レ
ンズの中心光軸に平行で主走査方向に直交する平面によ
る断面形状が上記主走査方向に略一定の面形状を備えて
いることを特徴とする光走査光学系。 - 【請求項４】 請求項３記載の光走査光学系において、
前記凸レンズの偏向面側に、副走査方向の倍率調整用の
レンズを配置してなることを特徴とする光走査光学系。 - 【請求項５】 請求項１又は３記載の光走査光学系にお
いて、前記凸レンズの被走査面側の面は、走査光の中心
光軸に平行で主走査方向に直交する平面による断面形状
が上記主走査方向に関して同一の曲率半径であることを
特徴とする光走査光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34645795A JP3069281B2 (ja) | 1994-12-26 | 1995-12-12 | 光走査光学系 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33732794 | 1994-12-26 | ||
| JP6-337327 | 1994-12-26 | ||
| JP34645795A JP3069281B2 (ja) | 1994-12-26 | 1995-12-12 | 光走査光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248341A true JPH08248341A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3069281B2 JP3069281B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=26575744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34645795A Expired - Fee Related JP3069281B2 (ja) | 1994-12-26 | 1995-12-12 | 光走査光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069281B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002365574A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
-
1995
- 1995-12-12 JP JP34645795A patent/JP3069281B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002365574A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3069281B2 (ja) | 2000-07-24 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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