JPH0915520A - 光走査光学装置 - Google Patents
光走査光学装置Info
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- JPH0915520A JPH0915520A JP18501895A JP18501895A JPH0915520A JP H0915520 A JPH0915520 A JP H0915520A JP 18501895 A JP18501895 A JP 18501895A JP 18501895 A JP18501895 A JP 18501895A JP H0915520 A JPH0915520 A JP H0915520A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価な構成で光学的に高性能な光走査を行
う。 【構成】 光源１とアナモフィック単レンズ２を一体化
して光源ユニットを形成し、光源１からの光束はアナモ
フィック単レンズ２で平行光とされ、開口絞り３により
ビーム径が調整され、回転多面鏡４の偏向点Ｐ位置に照
射される。この光束は回転多面鏡４により反射偏向走査
されて、プラスチックｆθレンズ５により偏向点Ｐと共
役関係にある被走査面６上に結像し、光走査を行う。
う。 【構成】 光源１とアナモフィック単レンズ２を一体化
して光源ユニットを形成し、光源１からの光束はアナモ
フィック単レンズ２で平行光とされ、開口絞り３により
ビーム径が調整され、回転多面鏡４の偏向点Ｐ位置に照
射される。この光束は回転多面鏡４により反射偏向走査
されて、プラスチックｆθレンズ５により偏向点Ｐと共
役関係にある被走査面６上に結像し、光走査を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックｆθレン
ズを使用してレーザー光の光走査を行う光走査光学装置
に関するものである。
ズを使用してレーザー光の光走査を行う光走査光学装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の光走査光学装置は、特公
昭６２−３６２１０号公報、特公平２−２１５６５号公
報、特開平４−５０９０８号公報等に開示されているよ
うに、回転多面鏡により等角速度で偏向走査された光ビ
ームを被走査面上で等速に移動する光スポットに変換す
るものであり、一般的には回転多面鏡の反射面の倒れ補
正機能を有するｆθレンズが使用されている。
昭６２−３６２１０号公報、特公平２−２１５６５号公
報、特開平４−５０９０８号公報等に開示されているよ
うに、回転多面鏡により等角速度で偏向走査された光ビ
ームを被走査面上で等速に移動する光スポットに変換す
るものであり、一般的には回転多面鏡の反射面の倒れ補
正機能を有するｆθレンズが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例の例えば特公昭６２−３６２１０号公報では、２
枚の回転非対称のガラスレンズから成るトーリックレン
ズを使用しているので、装置が非常に高価であるという
問題点がある。また、特開平４−５０９０８号公報では
ｆθレンズがプラスチックで作成されているために、周
囲の温度が変化すると、プラスチックの屈折率が変化し
てピントがずれてしまうという問題点がある。
従来例の例えば特公昭６２−３６２１０号公報では、２
枚の回転非対称のガラスレンズから成るトーリックレン
ズを使用しているので、装置が非常に高価であるという
問題点がある。また、特開平４−５０９０８号公報では
ｆθレンズがプラスチックで作成されているために、周
囲の温度が変化すると、プラスチックの屈折率が変化し
てピントがずれてしまうという問題点がある。
【０００４】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
光学的に高性能でかつ安価な光走査光学装置を提供する
ことにある。
光学的に高性能でかつ安価な光走査光学装置を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る光走査光学装置は、光源と光学部材を一
体化した光源ユニットと、該光源ユニットからの光束を
反射偏向する偏向手段と、該偏向手段に反射された光束
を被走査面上に結像するプラスチックレンズから成る結
像手段とを有し、前記偏向手段の走査断面に垂直な副走
査方向において、前記偏向手段の偏向点と被走査面がほ
ぼ光学的共役関係にあることを特徴とする。
の本発明に係る光走査光学装置は、光源と光学部材を一
体化した光源ユニットと、該光源ユニットからの光束を
反射偏向する偏向手段と、該偏向手段に反射された光束
を被走査面上に結像するプラスチックレンズから成る結
像手段とを有し、前記偏向手段の走査断面に垂直な副走
査方向において、前記偏向手段の偏向点と被走査面がほ
ぼ光学的共役関係にあることを特徴とする。
【０００６】
【作用】上述の構成を有する光走査光学装置は、光源と
光学部材を一体化して光源ユニットを形成し、光源ユニ
ットからの光束を偏向手段の偏向点に導光し、偏向手段
により反射偏向した光束を、偏向手段の走査断面に垂直
な副走査方向において、プラスチックレンズから成る結
像手段により、偏向点とほぼ光学的共役関係を有する被
走査面上に結像して光走査を行う。
光学部材を一体化して光源ユニットを形成し、光源ユニ
ットからの光束を偏向手段の偏向点に導光し、偏向手段
により反射偏向した光束を、偏向手段の走査断面に垂直
な副走査方向において、プラスチックレンズから成る結
像手段により、偏向点とほぼ光学的共役関係を有する被
走査面上に結像して光走査を行う。
【０００７】
【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は第１の実施例の平面図で、主走査面である
偏向走査面内の光学要素の配置を示している。半導体レ
ーザー光源１の前面には、レーザー光を平行光とするア
ナモフィック単レンズ２、レーザー光のビーム径を調整
する開口絞り３が配列されており、開口絞り３の前方に
は、矢印方向に高速回転する回転多面鏡４が配置され、
回転多面鏡４の反射方向にはプラスチック製のｆθレン
ズ５が配置され、ｆθレンズ５の結像位置には被走査面
６が配置されている。ここで、光源１からの光軸と回転
多面鏡４の反射面との交叉する偏向点Ｐは、被走査面６
とほぼ光学的共役関係にあり、またアナモフィック単レ
ンズ２とｆθレンズ５は、主走査方向の走査断面と主走
査面に垂直な副走査方向の走査断面とで、光学的に異な
ったパワーを有している。
する。図１は第１の実施例の平面図で、主走査面である
偏向走査面内の光学要素の配置を示している。半導体レ
ーザー光源１の前面には、レーザー光を平行光とするア
ナモフィック単レンズ２、レーザー光のビーム径を調整
する開口絞り３が配列されており、開口絞り３の前方に
は、矢印方向に高速回転する回転多面鏡４が配置され、
回転多面鏡４の反射方向にはプラスチック製のｆθレン
ズ５が配置され、ｆθレンズ５の結像位置には被走査面
６が配置されている。ここで、光源１からの光軸と回転
多面鏡４の反射面との交叉する偏向点Ｐは、被走査面６
とほぼ光学的共役関係にあり、またアナモフィック単レ
ンズ２とｆθレンズ５は、主走査方向の走査断面と主走
査面に垂直な副走査方向の走査断面とで、光学的に異な
ったパワーを有している。
【０００８】図２は光源１とアナモフィック単レンズ２
を一体化した光源ユニットの断面図を示し、光源１はプ
ラスチックホルダ７に圧入され、アナモフィック単レン
ズ２は鏡筒８に固定されている。そして、光源１とアナ
モフィック単レンズ２は三次元的に位置関係が調整さ
れ、その後に部位９に接着剤を流し込んで、ホルダ７と
鏡筒８が固定されている。
を一体化した光源ユニットの断面図を示し、光源１はプ
ラスチックホルダ７に圧入され、アナモフィック単レン
ズ２は鏡筒８に固定されている。そして、光源１とアナ
モフィック単レンズ２は三次元的に位置関係が調整さ
れ、その後に部位９に接着剤を流し込んで、ホルダ７と
鏡筒８が固定されている。
【０００９】光源１から射出された光ビームは、アナモ
フィック単レンズ２を通過することにより、主走査面に
関してはその発散性がほぼ平行光に変換される。この平
行光は開口絞り３を通過してそのビーム径が調整され、
回転多面鏡４の偏向点Ｐで反射される。回転多面鏡４は
高速で回転しており、反射された光ビームは破線のよう
に偏向走査され、ｆθレンズ５を通過することにより、
その光ビームの被走査面６上での走査速度を一定とする
ための補正と、ビームスポットとなるための集光作用と
を受けながら、被走査面６上を光走査される。
フィック単レンズ２を通過することにより、主走査面に
関してはその発散性がほぼ平行光に変換される。この平
行光は開口絞り３を通過してそのビーム径が調整され、
回転多面鏡４の偏向点Ｐで反射される。回転多面鏡４は
高速で回転しており、反射された光ビームは破線のよう
に偏向走査され、ｆθレンズ５を通過することにより、
その光ビームの被走査面６上での走査速度を一定とする
ための補正と、ビームスポットとなるための集光作用と
を受けながら、被走査面６上を光走査される。
【００１０】図３は主走査方向の光束の収束状態、図４
は副走査方向の光束の収束状態を示している。図３にお
いて、光源１から出射された光ビームはアナモフィック
単レンズ２により平行光とされ、平行光のまま回転多面
鏡４の偏向点Ｐで反射され、ｆθレンズ５を通過して被
走査面６上にビームスポットとして結像する。
は副走査方向の光束の収束状態を示している。図３にお
いて、光源１から出射された光ビームはアナモフィック
単レンズ２により平行光とされ、平行光のまま回転多面
鏡４の偏向点Ｐで反射され、ｆθレンズ５を通過して被
走査面６上にビームスポットとして結像する。
【００１１】一方、副走査方向に関しては、図４に示す
ように光源１から出射された光ビームは、アナモフィッ
ク単レンズ２を通過してその発散性が集束性に変換さ
れ、開口絞り３を通過してその光束幅が調整されて回転
多面鏡４の偏向点Ｐに結像する。偏向点Ｐで反射された
光ビームは、発散しながらｆθレンズ５を通過すること
により、再度発散性が集束性に変換されて被走査面６上
に結像する。
ように光源１から出射された光ビームは、アナモフィッ
ク単レンズ２を通過してその発散性が集束性に変換さ
れ、開口絞り３を通過してその光束幅が調整されて回転
多面鏡４の偏向点Ｐに結像する。偏向点Ｐで反射された
光ビームは、発散しながらｆθレンズ５を通過すること
により、再度発散性が集束性に変換されて被走査面６上
に結像する。
【００１２】ここで、図４の偏向点Ｐと被走査面６の結
像位置は前述したように光学的に共役関係となってお
り、回転多面鏡４の反射面の面倒れの悪影響を補正する
ための所謂面倒れ補正光学系が形成されている。なお、
副走査方向におけるｆθレンズ５のピント位置の初期調
整は、光源ユニット全体を光軸上に前後させる構成にし
て行う。
像位置は前述したように光学的に共役関係となってお
り、回転多面鏡４の反射面の面倒れの悪影響を補正する
ための所謂面倒れ補正光学系が形成されている。なお、
副走査方向におけるｆθレンズ５のピント位置の初期調
整は、光源ユニット全体を光軸上に前後させる構成にし
て行う。
【００１３】ｆθレンズ５を形成するプラスチック材料
は、ガラス材料に比べると周囲の温度による屈折率の変
化が大きく、温度変化によりレンズのパワーが変化して
ピント位置がずれるという問題が生ずる。また、プラス
チック材料は線膨張係数もガラス材料に比べて大きいの
で、レンズの曲率や厚みが変化することによってレンズ
のパワーに影響を与える。屈折率の変化に関しては、プ
ラスチック材料によって多少異なるが、温度上昇により
０．０００１〜０．０００１２／℃程度の屈折率の低下
があり、温度が下がるとレンズのパワーは弱まる方向に
シフトする。
は、ガラス材料に比べると周囲の温度による屈折率の変
化が大きく、温度変化によりレンズのパワーが変化して
ピント位置がずれるという問題が生ずる。また、プラス
チック材料は線膨張係数もガラス材料に比べて大きいの
で、レンズの曲率や厚みが変化することによってレンズ
のパワーに影響を与える。屈折率の変化に関しては、プ
ラスチック材料によって多少異なるが、温度上昇により
０．０００１〜０．０００１２／℃程度の屈折率の低下
があり、温度が下がるとレンズのパワーは弱まる方向に
シフトする。
【００１４】本実施例では、副走査方向の偏向点Ｐと被
走査面６の光学的共役な横倍率は−３に設定してあり、
拡大光学系であることから、ｆθレンズ５の単独の影響
を考慮すると、主走査方向の温度上昇によるピントずれ
量に比べて副走査方向のピントずれ量の方が大きくな
る。即ち、温度が２５℃上昇すると、主走査方向で約１
ｍｍ、副走査方向で約３ｍｍ程度ｆθレンズ５よりも遠
くにピント位置が移動することになる。
走査面６の光学的共役な横倍率は−３に設定してあり、
拡大光学系であることから、ｆθレンズ５の単独の影響
を考慮すると、主走査方向の温度上昇によるピントずれ
量に比べて副走査方向のピントずれ量の方が大きくな
る。即ち、温度が２５℃上昇すると、主走査方向で約１
ｍｍ、副走査方向で約３ｍｍ程度ｆθレンズ５よりも遠
くにピント位置が移動することになる。
【００１５】また、図２の光源ユニット部分だけで考え
ると、ホルダ７と鏡筒８は周囲の温度が上昇すると伸び
る方向に変化しピントずれが生ずる。しかし、このピン
トのずれ量は、ホルダ７と鏡筒８の温度による伸びが或
る程度大きければ、プラスチックの屈折率の変化による
ピントずれを相殺する方向となる。
ると、ホルダ７と鏡筒８は周囲の温度が上昇すると伸び
る方向に変化しピントずれが生ずる。しかし、このピン
トのずれ量は、ホルダ７と鏡筒８の温度による伸びが或
る程度大きければ、プラスチックの屈折率の変化による
ピントずれを相殺する方向となる。
【００１６】本実施例では、ｆθレンズ５の主走査方向
の焦点距離を１６０ｍｍ、アナモフィック単レンズ２の
主走査方向の焦点距離を２０ｍｍと設定してあるので、
光源１と被走査面６との主走査方向に関しての横倍率、
縦倍率は、それぞれ−８倍、６４倍となる。また、ホル
ダ７と鏡筒８の材質を選定して、温度が２５℃上昇した
時の光源ユニットのピントのずれ効果量が１５．６μｍ
になるように設定してある。従って、ｆθレンズ５の主
走査方向の２５℃の温度上昇時のピントのずれ量１ｍｍ
は、光源ユニット部のピントのずれを像面側に換算した
量１５．６μｍ×６４倍≒１ｍｍとほぼ一致し、ピント
のずれは相殺されることになる。
の焦点距離を１６０ｍｍ、アナモフィック単レンズ２の
主走査方向の焦点距離を２０ｍｍと設定してあるので、
光源１と被走査面６との主走査方向に関しての横倍率、
縦倍率は、それぞれ−８倍、６４倍となる。また、ホル
ダ７と鏡筒８の材質を選定して、温度が２５℃上昇した
時の光源ユニットのピントのずれ効果量が１５．６μｍ
になるように設定してある。従って、ｆθレンズ５の主
走査方向の２５℃の温度上昇時のピントのずれ量１ｍｍ
は、光源ユニット部のピントのずれを像面側に換算した
量１５．６μｍ×６４倍≒１ｍｍとほぼ一致し、ピント
のずれは相殺されることになる。
【００１７】また、副走査方向に関してもピントのずれ
を相殺するように、光源１と被走査面６の横倍率及び縦
倍率をそれぞれ１３．９倍及び１９２．３倍になるよう
に設定されている。ここで、偏向点Ｐと被走査面６の副
走査方向の共役横倍率は−３倍に設定されているので、
光源１と偏向点Ｐの共役横倍率は−４．６倍となる。こ
こで、光源１とアナモフィック単レンズ２の距離はその
主走査断面の焦点距離２０ｍｍであることから、アナモ
フィック単レンズ２と偏向点Ｐとの距離は９０ｍｍ程度
となり、光源１から偏向点Ｐまでの距離は、アナモフィ
ック単レンズ２は殆ど長さ方向の影響を与えないので、
１１０ｍｍと短く設定することができ、装置をコンパク
トに構成することができる。
を相殺するように、光源１と被走査面６の横倍率及び縦
倍率をそれぞれ１３．９倍及び１９２．３倍になるよう
に設定されている。ここで、偏向点Ｐと被走査面６の副
走査方向の共役横倍率は−３倍に設定されているので、
光源１と偏向点Ｐの共役横倍率は−４．６倍となる。こ
こで、光源１とアナモフィック単レンズ２の距離はその
主走査断面の焦点距離２０ｍｍであることから、アナモ
フィック単レンズ２と偏向点Ｐとの距離は９０ｍｍ程度
となり、光源１から偏向点Ｐまでの距離は、アナモフィ
ック単レンズ２は殆ど長さ方向の影響を与えないので、
１１０ｍｍと短く設定することができ、装置をコンパク
トに構成することができる。
【００１８】プラスチックｆθレンズ５はその形状を小
型化しようとすると、偏向点Ｐ側にｆθレンズ５を近付
ける必要がある。この場合に、偏向点Ｐと被走査面６の
副走査方向の倍率が大きくなり、プラスチックの温度変
化による屈折力の変化の影響が大きく現れる。従って、
特に共役横倍率の絶対値が１．５倍以上のときに本実施
例を適用すれば大きな効果を得ることができる。また、
光源１と偏向点Ｐの横倍率が大きくなるにつれて、光源
１と偏向点Ｐの距離は長くなるので、その横倍率の絶対
値が２倍以上のものに本実施例を適用すれば更に効果が
大きくなる。
型化しようとすると、偏向点Ｐ側にｆθレンズ５を近付
ける必要がある。この場合に、偏向点Ｐと被走査面６の
副走査方向の倍率が大きくなり、プラスチックの温度変
化による屈折力の変化の影響が大きく現れる。従って、
特に共役横倍率の絶対値が１．５倍以上のときに本実施
例を適用すれば大きな効果を得ることができる。また、
光源１と偏向点Ｐの横倍率が大きくなるにつれて、光源
１と偏向点Ｐの距離は長くなるので、その横倍率の絶対
値が２倍以上のものに本実施例を適用すれば更に効果が
大きくなる。
【００１９】図５は第２の実施例の光源ユニットの断面
図を示し、球面レンズ１０とシリンドリカルレンズ１１
を一体化し、鏡筒８内にコンパクトに収納して光源ユニ
ットを形成することにより、第１の実施例と同様の効果
を得ることができる。
図を示し、球面レンズ１０とシリンドリカルレンズ１１
を一体化し、鏡筒８内にコンパクトに収納して光源ユニ
ットを形成することにより、第１の実施例と同様の効果
を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光走査
光学装置は、結像レンズにプラスチックレンズを使用す
ることにより、コンパクトでかつ低価格な構成とするこ
とができ、光源と光学部材を一体的にユニット化するこ
とにより、周囲の温度変化によりレンズに熱膨張が発生
しても、その光学性能を安定させて高性能な光走査を行
うことができる。
光学装置は、結像レンズにプラスチックレンズを使用す
ることにより、コンパクトでかつ低価格な構成とするこ
とができ、光源と光学部材を一体的にユニット化するこ
とにより、周囲の温度変化によりレンズに熱膨張が発生
しても、その光学性能を安定させて高性能な光走査を行
うことができる。
【図１】第１の実施例の平面図である。
【図２】光源ユニットの断面図である。
【図３】主走査断面の光束の説明図である。
【図４】副走査断面の光束の説明図である。
【図５】第２の実施例の光源ユニットの断面図である。
１ 半導体レーザー光源 ２ アナモフィック単レンズ ３ 開口絞り ４ 回転多面鏡 ５ プラスチックｆθレンズ ６ 被走査面 １０ 球面レンズ １１ シリンドリカルレンズ
Claims (4)
- 【請求項１】 光源と光学部材を一体化した光源ユニッ
トと、該光源ユニットからの光束を反射偏向する偏向手
段と、該偏向手段に反射された光束を被走査面上に結像
するプラスチックレンズから成る結像手段とを有し、前
記偏向手段の走査断面に垂直な副走査方向において、前
記偏向手段の偏向点と被走査面がほぼ光学的共役関係に
あることを特徴とする光走査光学装置。 - 【請求項２】 前記結像手段の副走査方向の共役横倍率
の絶対値を１．５以上とした請求項１に記載の光走査光
学装置。 - 【請求項３】 前記光源と前記偏向点の副走査方向の共
役横倍率の絶対値を２以上とした請求項１に記載の光走
査光学装置。 - 【請求項４】 前記光源ユニットにはアナモフィック単
レンズを使用する請求項１に記載の光走査光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18501895A JPH0915520A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 光走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18501895A JPH0915520A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 光走査光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915520A true JPH0915520A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=16163337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18501895A Pending JPH0915520A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 光走査光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0915520A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001142017A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Canon Inc | 走査光学装置 |
| KR20010107131A (ko) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | 윤종용 | 광스캔 장치 |
| JP2011013345A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Kyocera Mita Corp | 画像形成装置における走査光学系 |
| JP2017067987A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 光走査装置及び画像形成装置 |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP18501895A patent/JPH0915520A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001142017A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Canon Inc | 走査光学装置 |
| KR20010107131A (ko) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | 윤종용 | 광스캔 장치 |
| JP2011013345A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Kyocera Mita Corp | 画像形成装置における走査光学系 |
| JP2017067987A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 光走査装置及び画像形成装置 |
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