JPH10197821A - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
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- JPH10197821A JPH10197821A JP8357747A JP35774796A JPH10197821A JP H10197821 A JPH10197821 A JP H10197821A JP 8357747 A JP8357747 A JP 8357747A JP 35774796 A JP35774796 A JP 35774796A JP H10197821 A JPH10197821 A JP H10197821A
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- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
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- B41J2/473—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror using multiple light beams, wavelengths or colours
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 斜入射光学系を利用したプラスチックレンズ
を有する走査光学装置において、環境温度の変化に対し
て走査線の曲がりを抑制し、かつ画像のピッチむらや濃
度むら等を低減させることができる走査光学装置を得る
こと。 【解決手段】 光源手段から射出された光ビームを光学
手段を介して光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で斜
入射させ、該光偏向器で偏向反射された光ビームを結像
光学系により被走査面上に結像させ、該被走査面上を該
光ビームで走査を行なう走査光学装置において、該結像
光学系の副走査方向の横倍率は主走査方向に軸上から軸
外に離れるに従って変化すること。
を有する走査光学装置において、環境温度の変化に対し
て走査線の曲がりを抑制し、かつ画像のピッチむらや濃
度むら等を低減させることができる走査光学装置を得る
こと。 【解決手段】 光源手段から射出された光ビームを光学
手段を介して光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で斜
入射させ、該光偏向器で偏向反射された光ビームを結像
光学系により被走査面上に結像させ、該被走査面上を該
光ビームで走査を行なう走査光学装置において、該結像
光学系の副走査方向の横倍率は主走査方向に軸上から軸
外に離れるに従って変化すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査光学装置の光学
系に適用されるプラスチックレンズの温度補償を適切に
行ない、特に斜入射光学系の走査線の曲がりを抑制し、
かつ画像のピッチむらや濃度むらを低減させることがで
きる走査光学装置に関するものである。
系に適用されるプラスチックレンズの温度補償を適切に
行ない、特に斜入射光学系の走査線の曲がりを抑制し、
かつ画像のピッチむらや濃度むらを低減させることがで
きる走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より共通の走査光学系に複数の光ビ
ームを入射させてマルチカラーを実現するマルチビーム
走査光学装置が種々と提案されている。この種のマルチ
ビーム走査光学装置において複数の光ビームを所定の被
走査面上にそれぞれ独立に照射するには、例えばポリゴ
ンミラーより成る光偏向器で偏向反射された後に該複数
の光ビームを分離する必要があるが、同一波長の光源に
対しては空間分離が必要となる。例えば光偏向器の偏向
面に対し副走査断面内で斜め方向から光ビームを入射さ
せると目的の空間分離が可能になる。
ームを入射させてマルチカラーを実現するマルチビーム
走査光学装置が種々と提案されている。この種のマルチ
ビーム走査光学装置において複数の光ビームを所定の被
走査面上にそれぞれ独立に照射するには、例えばポリゴ
ンミラーより成る光偏向器で偏向反射された後に該複数
の光ビームを分離する必要があるが、同一波長の光源に
対しては空間分離が必要となる。例えば光偏向器の偏向
面に対し副走査断面内で斜め方向から光ビームを入射さ
せると目的の空間分離が可能になる。
【０００３】しかしながら光学構成がコンパクトになる
拡大光学系においては空間分離の為の光路長が短い為に
偏向面に対する斜入射角が大きくなり、この為２つの大
きな問題点が発生する。第１の問題点は被走査面上の走
査線曲がりであり、第２の問題点は結像性能の劣化であ
る。
拡大光学系においては空間分離の為の光路長が短い為に
偏向面に対する斜入射角が大きくなり、この為２つの大
きな問題点が発生する。第１の問題点は被走査面上の走
査線曲がりであり、第２の問題点は結像性能の劣化であ
る。
【０００４】これらの問題点を解決する方法として、例
えば母線を３次元に湾曲させ、かつ軸上入射光線に垂直
な面内で光軸を偏心させたトーリックレンズを用いる方
法がある。
えば母線を３次元に湾曲させ、かつ軸上入射光線に垂直
な面内で光軸を偏心させたトーリックレンズを用いる方
法がある。
【０００５】ところでこのトーリックレンズは複雑な面
形状より成っており、例えばこのような複雑な面形状の
レンズを製作するにはプラスチック材料を用いて金型成
形で行うことになる。しかしながら一般にプラスチック
材料の光学性質はガラス材料に比べて環境変動が大き
く、例えば温度変化による屈折率変化はガラス材料の１
０倍以上と大きい。この為、複数の光源から射出された
複数の光ビームを光偏向器へ導く為の入射光学系にもプ
ラスチックレンズを導入し、積極的に像面の移動及び像
高のシフトをキャンセルさせる等の方法が採られてい
る。
形状より成っており、例えばこのような複雑な面形状の
レンズを製作するにはプラスチック材料を用いて金型成
形で行うことになる。しかしながら一般にプラスチック
材料の光学性質はガラス材料に比べて環境変動が大き
く、例えば温度変化による屈折率変化はガラス材料の１
０倍以上と大きい。この為、複数の光源から射出された
複数の光ビームを光偏向器へ導く為の入射光学系にもプ
ラスチックレンズを導入し、積極的に像面の移動及び像
高のシフトをキャンセルさせる等の方法が採られてい
る。
【０００６】図７（Ａ），（Ｂ）にその光学系の温度補
償の原理を示す。同図（Ａ）はマルチビーム走査光学装
置の光偏向器以降の副走査断面における軸上光線（主走
査断面においてレンズ光軸に平行な光線）の展開光路
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に示したポリゴンミラー近
傍の拡大説明図である。
償の原理を示す。同図（Ａ）はマルチビーム走査光学装
置の光偏向器以降の副走査断面における軸上光線（主走
査断面においてレンズ光軸に平行な光線）の展開光路
図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に示したポリゴンミラー近
傍の拡大説明図である。
【０００７】同図において７１は偏向手段としての光偏
向器であり、例えばポリゴンミラーの反射面である。７
５は結像光学系としてのｆθ特性を有する結像レンズ
（ｆθレンズ）であり、主走査方向にのみ所定の屈折力
を有するガラス材料より成る１枚のシリンドリカルレン
ズ７３と、主走査方向及び副走査方向に各々異なる屈折
力を有するプラスチック材料より成る２段トーリックレ
ンズ７４との２枚系より成っており、光偏向器７１で偏
向反射された複数の光ビームを被走査面としての感光ド
ラム面７０上の異なる露光位置に各々結像させている。
向器であり、例えばポリゴンミラーの反射面である。７
５は結像光学系としてのｆθ特性を有する結像レンズ
（ｆθレンズ）であり、主走査方向にのみ所定の屈折力
を有するガラス材料より成る１枚のシリンドリカルレン
ズ７３と、主走査方向及び副走査方向に各々異なる屈折
力を有するプラスチック材料より成る２段トーリックレ
ンズ７４との２枚系より成っており、光偏向器７１で偏
向反射された複数の光ビームを被走査面としての感光ド
ラム面７０上の異なる露光位置に各々結像させている。
【０００８】同図における２段トーリックレンズ７４は
副走査方向に上下２つのトーリックレンズ（同図では対
称軸Ｍに対して上段のトーリックレンズ７４ｂを不図
示）７４ａ，７４ｂに別れており、対称軸Ｍに対して鏡
面対称の光学系である。ここでは下段のトーリックレン
ズ７４ａを通る光線に着目して説明する。
副走査方向に上下２つのトーリックレンズ（同図では対
称軸Ｍに対して上段のトーリックレンズ７４ｂを不図
示）７４ａ，７４ｂに別れており、対称軸Ｍに対して鏡
面対称の光学系である。ここでは下段のトーリックレン
ズ７４ａを通る光線に着目して説明する。
【０００９】同図において実線は常温時の光路、破線は
昇温時の光路を示している。常温時において偏向面７１
ａと対称軸Ｍとの交点（反射面位置）Ｐに入射した光ビ
ームは副走査断面内において結像する。この交点Ｐと被
走査面７０上の集光点（結像点）Ｏとは副走査断面内に
おいて結像光学系７５により光学的に共役な関係にあ
る。昇温時はプラスチック材料の屈折率が小さくなり
（例えばｚｅｏｎ，ａｐｅｌ等の場合は−０．０００１
２／ｄｅｇ）、この為プラスチック材料より成るトーリ
ックレンズ（以下「プラトーリックレンズ」とも称
す。）７４ａの屈折力の低下によって交点Ｐとの共役点
は集光点ＯからＯ′に移動する。即ち像面７０は７０′
へとｄＸ（ズレ量）だけ移動し、副走査方向の高さもｄ
Ｚ（ズレ量）だけ移動することになる。このときのピン
ト位置のズレ量ｄＸ，ｄＺが許容範囲から大きくズレて
くると出力画像がボケてくるという問題点が生じてく
る。
昇温時の光路を示している。常温時において偏向面７１
ａと対称軸Ｍとの交点（反射面位置）Ｐに入射した光ビ
ームは副走査断面内において結像する。この交点Ｐと被
走査面７０上の集光点（結像点）Ｏとは副走査断面内に
おいて結像光学系７５により光学的に共役な関係にあ
る。昇温時はプラスチック材料の屈折率が小さくなり
（例えばｚｅｏｎ，ａｐｅｌ等の場合は−０．０００１
２／ｄｅｇ）、この為プラスチック材料より成るトーリ
ックレンズ（以下「プラトーリックレンズ」とも称
す。）７４ａの屈折力の低下によって交点Ｐとの共役点
は集光点ＯからＯ′に移動する。即ち像面７０は７０′
へとｄＸ（ズレ量）だけ移動し、副走査方向の高さもｄ
Ｚ（ズレ量）だけ移動することになる。このときのピン
ト位置のズレ量ｄＸ，ｄＺが許容範囲から大きくズレて
くると出力画像がボケてくるという問題点が生じてく
る。
【００１０】ここで上記の各ズレ量ｄＸ，ｄＺを補正す
る補正方法について説明する。この各ズレ量ｄＸ，ｄＺ
を補正するには、例えばプラトーリックレンズ７４ａの
副走査方向の横倍率をβとすると、交点Ｐと集光点Ｏ′
は光学的に共役なので、昇温時にポリゴンミラー７１に
入射する光ビームの結像位置を光軸方向にｄＸ／β2シ
フトさせ、更に副走査方向にｄｚ／βシフトさせて交点
Ｐの位置をＰ′の位置に移動させれば良い。このように
入射光学系（光源から射出された光ビームを光偏向器へ
導く系）を設計すれば軸上光線の温度補償を行うことが
できる。
る補正方法について説明する。この各ズレ量ｄＸ，ｄＺ
を補正するには、例えばプラトーリックレンズ７４ａの
副走査方向の横倍率をβとすると、交点Ｐと集光点Ｏ′
は光学的に共役なので、昇温時にポリゴンミラー７１に
入射する光ビームの結像位置を光軸方向にｄＸ／β2シ
フトさせ、更に副走査方向にｄｚ／βシフトさせて交点
Ｐの位置をＰ′の位置に移動させれば良い。このように
入射光学系（光源から射出された光ビームを光偏向器へ
導く系）を設計すれば軸上光線の温度補償を行うことが
できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらプラトー
リックレンズ７４ａを通る軸外光線は図８（Ａ）に示す
ように該プラトーリックレンズ７４ａにおいて軸上光線
とは異なる位置を通り、異なる屈折力を受けた結果、像
面７０上の集光点Ｏに一致して結像する。この為、図８
（Ｂ）に示すように昇温時はプラトーリックレンズ７４
ａの屈折力の低下によって軸上光線と軸外光線は集光点
Ｏ′で一致し、像面移動を補償するズレ量ｄＸは略等し
くなるが、像高を補償するズレ量はｄＺ′だけ異なって
しまう。
リックレンズ７４ａを通る軸外光線は図８（Ａ）に示す
ように該プラトーリックレンズ７４ａにおいて軸上光線
とは異なる位置を通り、異なる屈折力を受けた結果、像
面７０上の集光点Ｏに一致して結像する。この為、図８
（Ｂ）に示すように昇温時はプラトーリックレンズ７４
ａの屈折力の低下によって軸上光線と軸外光線は集光点
Ｏ′で一致し、像面移動を補償するズレ量ｄＸは略等し
くなるが、像高を補償するズレ量はｄＺ′だけ異なって
しまう。
【００１２】このことは上記温度補償の原理を適用して
も昇温時に軸外光線は軸上光線と像高が一致せず、像面
において走査線に湾曲が生じてしまう。その為、上記の
走査光学系を、例えばレーザービームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）やデジタル複写機等の記録光学系に適用した場合に
は、ピッチムラや濃度ムラ等の画像の劣化を引き起こし
問題となる。
も昇温時に軸外光線は軸上光線と像高が一致せず、像面
において走査線に湾曲が生じてしまう。その為、上記の
走査光学系を、例えばレーザービームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）やデジタル複写機等の記録光学系に適用した場合に
は、ピッチムラや濃度ムラ等の画像の劣化を引き起こし
問題となる。
【００１３】本発明は上記の問題点を解決する為に結像
光学系の一要素を構成するプラスチックレンズより成る
トーリックレンズの副走査方向の横倍率を主走査方向に
軸上から軸外に離れるに従って変化させることにより、
昇温時の軸外光線の像高変化を軸上光線の像高変化の補
償値と略同じ値で補償することができ、これにより環境
温度の変化に対して走査線の曲がりを抑制できると共に
画像のピッチむらや濃度むら等を低減させることができ
る走査光学装置の提供を目的とする。
光学系の一要素を構成するプラスチックレンズより成る
トーリックレンズの副走査方向の横倍率を主走査方向に
軸上から軸外に離れるに従って変化させることにより、
昇温時の軸外光線の像高変化を軸上光線の像高変化の補
償値と略同じ値で補償することができ、これにより環境
温度の変化に対して走査線の曲がりを抑制できると共に
画像のピッチむらや濃度むら等を低減させることができ
る走査光学装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の走査光学装置
は、 (1) 光源手段から射出された光ビームを光学手段を介し
て光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で斜入射させ、
該光偏向器で偏向反射された光ビームを結像光学系によ
り被走査面上に結像させ、該被走査面上を該光ビームで
走査を行なう走査光学装置において、該結像光学系の副
走査方向の横倍率は主走査方向に軸上から軸外に離れる
に従って変化することを特徴としている。
は、 (1) 光源手段から射出された光ビームを光学手段を介し
て光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で斜入射させ、
該光偏向器で偏向反射された光ビームを結像光学系によ
り被走査面上に結像させ、該被走査面上を該光ビームで
走査を行なう走査光学装置において、該結像光学系の副
走査方向の横倍率は主走査方向に軸上から軸外に離れる
に従って変化することを特徴としている。
【００１５】特に(1-1) 前記結像光学系の軸上における
副走査方向の横倍率をβ、軸外における副走査方向の横
倍率をβ′、環境温度の昇温前後の軸上光線の像高変位
をｄＺ、昇温前後の軸上光線と軸外光線との像高変位の
差分をｄＺ′、該差分ｄＺ′の補正残差をΔｄＺ′と
し、該補正残差ΔｄＺ′を ΔｄＺ′＝｜ｄＺ′−（β′／β−１）・ｄＺ｜ としたとき、 ΔｄＺ′≦２０（μｍ） なる条件を満足することや、 (1-2) 前記結像光学系は主走査断面内のレンズ形状がメ
ニスカス形状でプラスチックより成る正の屈折力のレン
ズを有していることや、 (1-3) 前記結像光学系はシリンドリカルレンズとトーリ
ックレンズとを有し、該トーリックレンズは前記光偏向
器側のレンズ面が主走査断面内において凹面より成るプ
ラスチックレンズより成ること、 等を特徴としている。
副走査方向の横倍率をβ、軸外における副走査方向の横
倍率をβ′、環境温度の昇温前後の軸上光線の像高変位
をｄＺ、昇温前後の軸上光線と軸外光線との像高変位の
差分をｄＺ′、該差分ｄＺ′の補正残差をΔｄＺ′と
し、該補正残差ΔｄＺ′を ΔｄＺ′＝｜ｄＺ′−（β′／β−１）・ｄＺ｜ としたとき、 ΔｄＺ′≦２０（μｍ） なる条件を満足することや、 (1-2) 前記結像光学系は主走査断面内のレンズ形状がメ
ニスカス形状でプラスチックより成る正の屈折力のレン
ズを有していることや、 (1-3) 前記結像光学系はシリンドリカルレンズとトーリ
ックレンズとを有し、該トーリックレンズは前記光偏向
器側のレンズ面が主走査断面内において凹面より成るプ
ラスチックレンズより成ること、 等を特徴としている。
【００１６】(2) 複数の光源から射出された複数の光ビ
ームのうち少なくとも１つの光ビームを光偏向器の偏向
面に対し副走査断面内で斜入射させ、該光偏向器で偏向
反射された複数の光ビームを対応する結像光学系により
被走査面上に各々結像させ、該被走査面上を該複数の光
ビームで同時に走査を行なう走査光学装置において、該
偏向面に対して斜入射する光ビームに対応する該結像光
学系の副走査方向の横倍率は主走査方向に軸上から軸外
に離れるに従って変化することを特徴としている。
ームのうち少なくとも１つの光ビームを光偏向器の偏向
面に対し副走査断面内で斜入射させ、該光偏向器で偏向
反射された複数の光ビームを対応する結像光学系により
被走査面上に各々結像させ、該被走査面上を該複数の光
ビームで同時に走査を行なう走査光学装置において、該
偏向面に対して斜入射する光ビームに対応する該結像光
学系の副走査方向の横倍率は主走査方向に軸上から軸外
に離れるに従って変化することを特徴としている。
【００１７】特に(2-1) 前記偏向面に対して斜入射する
光ビームに対応する結像光学系の軸上における副走査方
向の横倍率をβ、軸外における副走査方向の横倍率を
β′、環境温度の昇温前後の軸上光線の像高変位をｄ
Ｚ、昇温前後の軸上光線と軸外光線との像高変位の差分
をｄＺ′、該差分ｄＺ′の補正残差をΔｄＺ′とし、該
補正残差ΔｄＺ′を ΔｄＺ′＝｜ｄＺ′−（β′／β−１）・ｄＺ｜ としたとき、 ΔｄＺ′≦２０（μｍ） なる条件を満足することや、 (2-2) 前記偏向面に対して斜入射する光ビームに対応す
る結像光学系は主走査断面内のレンズ形状がメニスカス
形状でプラスチックより成る正の屈折力のレンズを有し
ていることや、 (2-3) 前記偏向面に対して斜入射する光ビームに対応す
る結像光学系はシリンドリカルレンズとトーリックレン
ズとを有し、該トーリックレンズは前記光偏向器側のレ
ンズ面が主走査断面内において凹面より成るプラスチッ
クレンズより成ること、 等を特徴としている。
光ビームに対応する結像光学系の軸上における副走査方
向の横倍率をβ、軸外における副走査方向の横倍率を
β′、環境温度の昇温前後の軸上光線の像高変位をｄ
Ｚ、昇温前後の軸上光線と軸外光線との像高変位の差分
をｄＺ′、該差分ｄＺ′の補正残差をΔｄＺ′とし、該
補正残差ΔｄＺ′を ΔｄＺ′＝｜ｄＺ′−（β′／β−１）・ｄＺ｜ としたとき、 ΔｄＺ′≦２０（μｍ） なる条件を満足することや、 (2-2) 前記偏向面に対して斜入射する光ビームに対応す
る結像光学系は主走査断面内のレンズ形状がメニスカス
形状でプラスチックより成る正の屈折力のレンズを有し
ていることや、 (2-3) 前記偏向面に対して斜入射する光ビームに対応す
る結像光学系はシリンドリカルレンズとトーリックレン
ズとを有し、該トーリックレンズは前記光偏向器側のレ
ンズ面が主走査断面内において凹面より成るプラスチッ
クレンズより成ること、 等を特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）は本発明の実施形態１
の要部斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示した２段ト
ーリックレンズの正面図である。図２（Ａ），（Ｂ）は
各々本発明の実施形態１の光偏向器以降の主走査方向及
び副走査方向の要部断面図であり、光偏向器の副走査方
向に対して略対称な６°の角度で斜入射した２本の光ビ
ーム（光線）が偏向面で偏向反射した後の様子を示して
いる。
の要部斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示した２段ト
ーリックレンズの正面図である。図２（Ａ），（Ｂ）は
各々本発明の実施形態１の光偏向器以降の主走査方向及
び副走査方向の要部断面図であり、光偏向器の副走査方
向に対して略対称な６°の角度で斜入射した２本の光ビ
ーム（光線）が偏向面で偏向反射した後の様子を示して
いる。
【００１９】図中、２１ａ，２１ｂは各々レーザコリメ
ータユニットであり、例えば半導体レーザより成る光源
と該光源から出射した光ビームを平行光ビームに変換す
るコリメーターレンズとを有し、被走査面に対して垂直
方向、即ち副走査方向に並置している。２２ａ，２２ｂ
は各々シリンダユニットであり、副走査方向にのみ所定
の屈折力を有するガラス材料より成る正のシリンドリカ
ルレンズ（ガラス凸レンズ）とプラスチック材料より成
る負のシリンドリカルレンズ（プラ凹レンズ）の２枚の
レンズを有し、複数のレーザコリメータユニット２１
ａ，２１ｂに対応して各々設けている。
ータユニットであり、例えば半導体レーザより成る光源
と該光源から出射した光ビームを平行光ビームに変換す
るコリメーターレンズとを有し、被走査面に対して垂直
方向、即ち副走査方向に並置している。２２ａ，２２ｂ
は各々シリンダユニットであり、副走査方向にのみ所定
の屈折力を有するガラス材料より成る正のシリンドリカ
ルレンズ（ガラス凸レンズ）とプラスチック材料より成
る負のシリンドリカルレンズ（プラ凹レンズ）の２枚の
レンズを有し、複数のレーザコリメータユニット２１
ａ，２１ｂに対応して各々設けている。
【００２０】尚、レーザコリメータユニット（２１ａ，
２１ｂ）とシリンダユニット（２２ａ，２２ｂ）は各々
温度補償系としての光学手段（斜入射光学系）の一要素
を構成している。
２１ｂ）とシリンダユニット（２２ａ，２２ｂ）は各々
温度補償系としての光学手段（斜入射光学系）の一要素
を構成している。
【００２１】１は偏向手段としての光偏向器であり、例
えばポリゴンミラーより成っており、駆動手段としての
モータ（不図示）により図中矢印Ａ方向に所定の速度で
回転している。２はポリゴンミラーで偏向反射された２
本の斜入射光線（光ビーム）であり、該ポリゴンミラー
１の偏向面（ポリゴンミラー面）１ａ上の副走査方向の
高さが略等しい偏向位置で偏向反射されている。
えばポリゴンミラーより成っており、駆動手段としての
モータ（不図示）により図中矢印Ａ方向に所定の速度で
回転している。２はポリゴンミラーで偏向反射された２
本の斜入射光線（光ビーム）であり、該ポリゴンミラー
１の偏向面（ポリゴンミラー面）１ａ上の副走査方向の
高さが略等しい偏向位置で偏向反射されている。
【００２２】１２は結像光学系としての倒れ補正及びｆ
θ特性を有する結像レンズ（ｆθレンズ）であり、主走
査方向にのみ所定の屈折力を有するガラス材料より成る
シリンドリカルレンズ３と後述するレンズ形状より成る
２段トーリックレンズ４との２枚系より成り、ポリゴン
ミラー１で偏向反射された複数の光ビームを後述する感
光ドラム面上の異なる露光位置に各々結像させている。
θ特性を有する結像レンズ（ｆθレンズ）であり、主走
査方向にのみ所定の屈折力を有するガラス材料より成る
シリンドリカルレンズ３と後述するレンズ形状より成る
２段トーリックレンズ４との２枚系より成り、ポリゴン
ミラー１で偏向反射された複数の光ビームを後述する感
光ドラム面上の異なる露光位置に各々結像させている。
【００２３】本実施形態における２段トーリックレンズ
４は図２（Ｂ）に示すように副走査方向にポリゴンミラ
ー１の回転軸に垂直な平面に対して対称に配置された上
下２つのトーリックレンズ４ａ，４ｂに別れており、そ
の性質は前記平面に対して鏡面対称の特性を備えてい
る。この２つのトーリックレンズ４ａ，４ｂは図２
（Ａ）に示すように各々主走査断面内のレンズ形状がメ
ニスカス形状より成る正の屈折力のプラスチックレンズ
より成り、ポリゴンミラー１側の第１レンズ面Ｒａを主
走査断面内において凹面より形成している。これにより
本実施例では副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上
（光軸）から軸外に離れるに従って変化（増加）させて
いる。
４は図２（Ｂ）に示すように副走査方向にポリゴンミラ
ー１の回転軸に垂直な平面に対して対称に配置された上
下２つのトーリックレンズ４ａ，４ｂに別れており、そ
の性質は前記平面に対して鏡面対称の特性を備えてい
る。この２つのトーリックレンズ４ａ，４ｂは図２
（Ａ）に示すように各々主走査断面内のレンズ形状がメ
ニスカス形状より成る正の屈折力のプラスチックレンズ
より成り、ポリゴンミラー１側の第１レンズ面Ｒａを主
走査断面内において凹面より形成している。これにより
本実施例では副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上
（光軸）から軸外に離れるに従って変化（増加）させて
いる。
【００２４】本実施形態では上記２本の斜入射光線２が
それぞれ独立に対応するトーリックレンズ４ａ，４ｂに
入射しており、出射面では光線間隔が１９．２ｍｍとな
るように該２つのトーリックレンズ４ａ，４ｂを配置し
ている。これにより本実施形態では後述する光路折り曲
げミラー（分離ミラー）６，８が副走査方向に干渉せず
に設置可能となるように構成している。又各々のトーリ
ックレンズ４ａ，４ｂの子線頂点を結ぶ母線形状は各々
副走査方向に湾曲した曲線より成っている。
それぞれ独立に対応するトーリックレンズ４ａ，４ｂに
入射しており、出射面では光線間隔が１９．２ｍｍとな
るように該２つのトーリックレンズ４ａ，４ｂを配置し
ている。これにより本実施形態では後述する光路折り曲
げミラー（分離ミラー）６，８が副走査方向に干渉せず
に設置可能となるように構成している。又各々のトーリ
ックレンズ４ａ，４ｂの子線頂点を結ぶ母線形状は各々
副走査方向に湾曲した曲線より成っている。
【００２５】シリンドリカルレンズ３は副走査方向には
屈折力をもたず、２段トーリックレンズ４のみがこの方
向の結像に関与している。
屈折力をもたず、２段トーリックレンズ４のみがこの方
向の結像に関与している。
【００２６】６，７，８，９は各々光路折り曲げミラー
であり、対応する光ビームを記録媒体としての感光ドラ
ム１０面（被走査面）上の異なる露光位置にそれぞれ導
いている。１１は感光ドラム面上における走査線であ
る。
であり、対応する光ビームを記録媒体としての感光ドラ
ム１０面（被走査面）上の異なる露光位置にそれぞれ導
いている。１１は感光ドラム面上における走査線であ
る。
【００２７】本実施例においては２本の斜入射光線２に
対応した複数のレーザコリメータユニット２１ａ，２１
ｂから放射した複数の平行光ビームがそれぞれ対応する
シリンダユニット２２ａ，２２ｂによりポリゴンミラー
１の偏向面１ａ近傍に線像として結像する。これはポリ
ゴンミラー１の偏向面の副走査方向の倒れを補正する為
に用いられる通常の手段であり、副走査断面内において
はポリゴンミラー１の偏向面と感光ドラム面とを共役に
している。即ち、副走査断面内においては倒れ補正光学
系を構成している。
対応した複数のレーザコリメータユニット２１ａ，２１
ｂから放射した複数の平行光ビームがそれぞれ対応する
シリンダユニット２２ａ，２２ｂによりポリゴンミラー
１の偏向面１ａ近傍に線像として結像する。これはポリ
ゴンミラー１の偏向面の副走査方向の倒れを補正する為
に用いられる通常の手段であり、副走査断面内において
はポリゴンミラー１の偏向面と感光ドラム面とを共役に
している。即ち、副走査断面内においては倒れ補正光学
系を構成している。
【００２８】そしてポリゴンミラー１で偏向反射された
複数の光ビームはｆθレンズ１２により各々対応する光
路折り曲げミラー（６・７，８・９）を介して感光ドラ
ム１０面上の露光位置に導かれ、該ポリゴンミラー１の
回転によって走査線１１が軸方向（主走査方向）に描画
され、該ポリゴンミラー１の回転に同期した感光ドラム
１０の回転よって、該走査線１１が副走査方向に等間隔
で形成される。このように１つの感光ドラム面上に２本
の走査線１１を独立に同時に照射することによって感光
ドラムの１回転で２色の現像が可能になり、これにより
カラー印刷の高速化を実現することができる。
複数の光ビームはｆθレンズ１２により各々対応する光
路折り曲げミラー（６・７，８・９）を介して感光ドラ
ム１０面上の露光位置に導かれ、該ポリゴンミラー１の
回転によって走査線１１が軸方向（主走査方向）に描画
され、該ポリゴンミラー１の回転に同期した感光ドラム
１０の回転よって、該走査線１１が副走査方向に等間隔
で形成される。このように１つの感光ドラム面上に２本
の走査線１１を独立に同時に照射することによって感光
ドラムの１回転で２色の現像が可能になり、これにより
カラー印刷の高速化を実現することができる。
【００２９】ここで２段トーリックレンズ４の図面上、
シリンドリカルレンズ３の光軸（対称軸）Ｍに対し、下
側のトーリックレンズ４ａのレンズ形状に着目すると、
該トーリックレンズ４ａのポリゴンミラー１側の第１レ
ンズ面（Ｒａ´面）と感光ドラム１０側の第２レンズ面
（Ｒｂ´面）との母線は共に図３（Ａ），（Ｂ）に示す
ように入射する斜入射光線の軌跡に略等しい母線曲がり
を有している。即ち、本実施形態ではトーリックレンズ
４ａの子線頂点を結ぶ母線形状が副走査方向に湾曲した
曲線より形成している。この母線曲がりによって本実施
形態では主走査方向に画角をもって入射する光ビームの
回転がなくなり、これにより良好なる結像性能を得てい
る。図４はこの原理を示した説明図である。同図におい
て、Principalは軸外主光線、Upper、Lowerは入射系で
定義される主走査方向のマージナル光線である。
シリンドリカルレンズ３の光軸（対称軸）Ｍに対し、下
側のトーリックレンズ４ａのレンズ形状に着目すると、
該トーリックレンズ４ａのポリゴンミラー１側の第１レ
ンズ面（Ｒａ´面）と感光ドラム１０側の第２レンズ面
（Ｒｂ´面）との母線は共に図３（Ａ），（Ｂ）に示す
ように入射する斜入射光線の軌跡に略等しい母線曲がり
を有している。即ち、本実施形態ではトーリックレンズ
４ａの子線頂点を結ぶ母線形状が副走査方向に湾曲した
曲線より形成している。この母線曲がりによって本実施
形態では主走査方向に画角をもって入射する光ビームの
回転がなくなり、これにより良好なる結像性能を得てい
る。図４はこの原理を示した説明図である。同図におい
て、Principalは軸外主光線、Upper、Lowerは入射系で
定義される主走査方向のマージナル光線である。
【００３０】同図に示すようにトーリックレンズ４ａの
母線を走査線に沿って湾曲させることにより主走査方向
に画角のついた主光線Ｐ回りの上側光線Ｕと下側光線Ｌ
はｙ−ｚ面内において、主光線Ｐ方向に向かう屈折力を
受ける。この結果、各光線Ｕ，Ｌは主光線Ｐ回りに回転
せず良好に結像する。
母線を走査線に沿って湾曲させることにより主走査方向
に画角のついた主光線Ｐ回りの上側光線Ｕと下側光線Ｌ
はｙ−ｚ面内において、主光線Ｐ方向に向かう屈折力を
受ける。この結果、各光線Ｕ，Ｌは主光線Ｐ回りに回転
せず良好に結像する。
【００３１】本実施形態において最大走査画角における
第１レンズ面の走査線湾曲量は約１．０９ｍｍ、第２レ
ンズ面は約１．８７ｍｍであり、それに対し母線湾曲量
はそれぞれ１．１６ｍｍ、１．６２ｍｍと走査線湾曲に
ほぼ沿った母線である。
第１レンズ面の走査線湾曲量は約１．０９ｍｍ、第２レ
ンズ面は約１．８７ｍｍであり、それに対し母線湾曲量
はそれぞれ１．１６ｍｍ、１．６２ｍｍと走査線湾曲に
ほぼ沿った母線である。
【００３２】更に本実施形態ではトーリックレンズ４ａ
の第１レンズ面と第２レンズ面の双方の母線をそれぞれ
副走査方向に光軸に対し図面上（図２(B) ）、下側に所
定量シフトさせている。図３（Ａ），（Ｂ）の左縦軸の
絶対値が斜入射光線の光軸からのシフト量を示してい
る。第１レンズ面は約５２．４ｍｍ、第２レンズ面は約
２．１ｍｍである。この母線のシフト効果により、本実
施形態では斜入射光線による感光ドラム面上での走査線
湾曲を良好に補正している。
の第１レンズ面と第２レンズ面の双方の母線をそれぞれ
副走査方向に光軸に対し図面上（図２(B) ）、下側に所
定量シフトさせている。図３（Ａ），（Ｂ）の左縦軸の
絶対値が斜入射光線の光軸からのシフト量を示してい
る。第１レンズ面は約５２．４ｍｍ、第２レンズ面は約
２．１ｍｍである。この母線のシフト効果により、本実
施形態では斜入射光線による感光ドラム面上での走査線
湾曲を良好に補正している。
【００３３】図５に湾曲した母線を持つトーリックレン
ズのレンズ面の要部概略図と、そのレンズ面の表現式を
示す。同図においてレンズ光軸はｘ軸であり、軸上光線
と一致している。主走査方向はｙ軸である。母線は子線
頂点を結んだ曲線であり、母線のｚ軸成分はｙ座標の多
項式として Ｚ＝ΣＡｉＹｉ（ｉ＝０，１，２，‥‥‥） で表わされる。本実施形態では８次までの多項式として
Ｚ軸成分を表現した。この多項式は３次元に曲がる母線
をｙ−ｚ面に射影した副走査方向の湾曲量（母線の曲が
り）を表わしており、上述した図３（Ａ），（Ｂ）に示
した量と対応している。
ズのレンズ面の要部概略図と、そのレンズ面の表現式を
示す。同図においてレンズ光軸はｘ軸であり、軸上光線
と一致している。主走査方向はｙ軸である。母線は子線
頂点を結んだ曲線であり、母線のｚ軸成分はｙ座標の多
項式として Ｚ＝ΣＡｉＹｉ（ｉ＝０，１，２，‥‥‥） で表わされる。本実施形態では８次までの多項式として
Ｚ軸成分を表現した。この多項式は３次元に曲がる母線
をｙ−ｚ面に射影した副走査方向の湾曲量（母線の曲が
り）を表わしており、上述した図３（Ａ），（Ｂ）に示
した量と対応している。
【００３４】図６に本実施形態の感光ドラム面上におけ
る走査線湾曲を示す。同図に示すように有効走査領域±
１５０ｍｍの範囲において走査線曲がりは１０μｍ以下
の抑えられており、６００ｄｐｉ（解像度４２．３μ
ｍ）の走査線密度に対しても１／４画素以下であり、十
分な光学性能を確保している。
る走査線湾曲を示す。同図に示すように有効走査領域±
１５０ｍｍの範囲において走査線曲がりは１０μｍ以下
の抑えられており、６００ｄｐｉ（解像度４２．３μ
ｍ）の走査線密度に対しても１／４画素以下であり、十
分な光学性能を確保している。
【００３５】本実施例におけるプラスチックレンズより
成るトーリックレンズ（プラトーリックレンズ）４ａ，
４ｂは前述の如く光偏向器１側の第１レンズ面Ｒａを主
走査断面内において凹面より形成している。この結果、
副走査断面内では軸外を通る光線に対してレンズ位置が
ポリゴンミラー１側に近付くことになり、軸外ほどレン
ズバックが長くなって横倍率が増大する。このように第
１レンズ面Ｒａを主走査断面において凹面より形成する
ことによって副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上か
ら軸外に向かって増大させ、昇温時の軸外光線の像高変
化を軸上光線の像高変化の補償値と略同じ値で補償して
いる。
成るトーリックレンズ（プラトーリックレンズ）４ａ，
４ｂは前述の如く光偏向器１側の第１レンズ面Ｒａを主
走査断面内において凹面より形成している。この結果、
副走査断面内では軸外を通る光線に対してレンズ位置が
ポリゴンミラー１側に近付くことになり、軸外ほどレン
ズバックが長くなって横倍率が増大する。このように第
１レンズ面Ｒａを主走査断面において凹面より形成する
ことによって副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上か
ら軸外に向かって増大させ、昇温時の軸外光線の像高変
化を軸上光線の像高変化の補償値と略同じ値で補償して
いる。
【００３６】ここで前記図８（Ｂ）を参照すると軸上光
線の像高の補償値はｄＺ／βで与えられる。軸外光線に
ついては副走査方向の横倍率がβ′であるから （ｄＺ＋ｄＺ′）β′＝ｄＺ／β ‥‥‥‥（ａ） を満たす軸外における副走査方向の横倍率β′を与えれ
ば、昇温時の軸外光線の走査線湾曲を抑制することがで
きる。尚（ａ）式においてβは結像光学系（プラトーリ
ックレンズ）の軸上における副走査方向の横倍率、β′
は軸外における副走査方向の横倍率、ｄＺは環境温度の
昇温前後の軸上光線の像高変位、ｄＺ′は環境温度の昇
温前後の軸上光線と軸外光線との像高変位の差分であ
る。
線の像高の補償値はｄＺ／βで与えられる。軸外光線に
ついては副走査方向の横倍率がβ′であるから （ｄＺ＋ｄＺ′）β′＝ｄＺ／β ‥‥‥‥（ａ） を満たす軸外における副走査方向の横倍率β′を与えれ
ば、昇温時の軸外光線の走査線湾曲を抑制することがで
きる。尚（ａ）式においてβは結像光学系（プラトーリ
ックレンズ）の軸上における副走査方向の横倍率、β′
は軸外における副走査方向の横倍率、ｄＺは環境温度の
昇温前後の軸上光線の像高変位、ｄＺ′は環境温度の昇
温前後の軸上光線と軸外光線との像高変位の差分であ
る。
【００３７】上記（ａ）式を軸外における横倍率β′に
ついて解くと、 β′＝β×（１＋ｄＺ′／ｄＺ） ‥‥‥‥（ｂ） となり、軸外における副走査方向の横倍率β′は軸上に
おける副走査方向の横倍率βの（１＋ｄＺ′／ｄＺ）倍
になればよいことが分かる。
ついて解くと、 β′＝β×（１＋ｄＺ′／ｄＺ） ‥‥‥‥（ｂ） となり、軸外における副走査方向の横倍率β′は軸上に
おける副走査方向の横倍率βの（１＋ｄＺ′／ｄＺ）倍
になればよいことが分かる。
【００３８】又、上記（ｂ）式を昇温前後の軸上光線と
軸外光線との像高変位の差分ｄＺ′について解くと、 ｄＺ′＝（β′／β−１）・ｄＺ ‥‥‥‥（ｃ） となる。本実施例においてはこの差分ｄＺ′の補正残差
をΔｄＺ′とし、該補正残差ΔｄＺ′を ΔｄＺ′＝｜ｄＺ′−（β′／β−１）・ｄＺ｜ としたとき、 ΔｄＺ′≦２０（μｍ） ‥‥‥‥（１） なる条件を満たすように各要素を設定している。
軸外光線との像高変位の差分ｄＺ′について解くと、 ｄＺ′＝（β′／β−１）・ｄＺ ‥‥‥‥（ｃ） となる。本実施例においてはこの差分ｄＺ′の補正残差
をΔｄＺ′とし、該補正残差ΔｄＺ′を ΔｄＺ′＝｜ｄＺ′−（β′／β−１）・ｄＺ｜ としたとき、 ΔｄＺ′≦２０（μｍ） ‥‥‥‥（１） なる条件を満たすように各要素を設定している。
【００３９】条件式（１）は環境変化が生じても良好な
る出力画像を得られる為の補正残差ΔｄＺ′の許容量に
関するものであり、条件式（１）を外れると出力画像が
ボケてくるので良くない。
る出力画像を得られる為の補正残差ΔｄＺ′の許容量に
関するものであり、条件式（１）を外れると出力画像が
ボケてくるので良くない。
【００４０】このように本実施例においては上述の如く
条件式（１）を満足させつつ、プラトーリックレンズ４
ａ，４ｂの副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上（光
軸）から軸外に離れるに従って変化させることにより、
昇温時の軸外光線の像高変化を軸上光線の像高変化の補
償値と略同じ値で補償することができ、これにより環境
温度の変化に対して走査線の曲がりを抑制することがで
きると共に画像のピッチむらや濃度むら等を低減させる
ことができる。
条件式（１）を満足させつつ、プラトーリックレンズ４
ａ，４ｂの副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上（光
軸）から軸外に離れるに従って変化させることにより、
昇温時の軸外光線の像高変化を軸上光線の像高変化の補
償値と略同じ値で補償することができ、これにより環境
温度の変化に対して走査線の曲がりを抑制することがで
きると共に画像のピッチむらや濃度むら等を低減させる
ことができる。
【００４１】本実施形態ではポリゴンミラー１の偏向面
に対し斜入射する複数の光ビーム（斜入射光線）の斜入
射角度を副走査方向に対し略対称な角度に設定したこと
により、２段トーリックレンズ４の母線湾曲量は上下２
つのトーリックレンズ４ａ，４ｂにおいて対称軸に対し
鏡面対称の形状を与えれば良いことになる。即ち、上下
２つのトーリックレンズうち、どちらか一方のレンズに
対してレンズ設計を行なえば、他方のレンズは鏡面対称
形状として自ずと求まり、これにより設計の工程を簡略
化することができ、かつトーリックレンズの機能を互い
に等しくすることができる。
に対し斜入射する複数の光ビーム（斜入射光線）の斜入
射角度を副走査方向に対し略対称な角度に設定したこと
により、２段トーリックレンズ４の母線湾曲量は上下２
つのトーリックレンズ４ａ，４ｂにおいて対称軸に対し
鏡面対称の形状を与えれば良いことになる。即ち、上下
２つのトーリックレンズうち、どちらか一方のレンズに
対してレンズ設計を行なえば、他方のレンズは鏡面対称
形状として自ずと求まり、これにより設計の工程を簡略
化することができ、かつトーリックレンズの機能を互い
に等しくすることができる。
【００４２】又、本実施形態においては副走査断面内に
おいて２つの光ビーム（入射光線）のうち一方の光ビー
ムを偏向面に対し斜入射光線とし、他方の光ビームを垂
直入射光線とすれば、後者は通常のトーリックレンズを
使えるので、斜入射光線に対応したトーリックレンズの
みを前述の如く形成し、かつ前述の条件式（１）を満足
させつつ、副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上から
軸外に離れるに従って変化させることにより、本発明は
前述の実施例１と同様の効果を得ることができる。
おいて２つの光ビーム（入射光線）のうち一方の光ビー
ムを偏向面に対し斜入射光線とし、他方の光ビームを垂
直入射光線とすれば、後者は通常のトーリックレンズを
使えるので、斜入射光線に対応したトーリックレンズの
みを前述の如く形成し、かつ前述の条件式（１）を満足
させつつ、副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上から
軸外に離れるに従って変化させることにより、本発明は
前述の実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４３】尚、本実施形態においては複数の光ビーム
を用いてマルチビーム走査を行なったが、例えば単一の
光ビームを光偏向器の偏向面に対し副走査方向に斜め方
向から入射させ、ｆθレンズの一要素を構成するトーリ
ックレンズのレンズ形状を前述の如く形成し、かつ前述
の条件式（１）を満足させつつ、副走査方向の横倍率を
主走査方向に軸上から軸外に離れるに従って変化させる
ことにより、本発明は前述の実施形態１と同様に適用す
ることができる。
を用いてマルチビーム走査を行なったが、例えば単一の
光ビームを光偏向器の偏向面に対し副走査方向に斜め方
向から入射させ、ｆθレンズの一要素を構成するトーリ
ックレンズのレンズ形状を前述の如く形成し、かつ前述
の条件式（１）を満足させつつ、副走査方向の横倍率を
主走査方向に軸上から軸外に離れるに従って変化させる
ことにより、本発明は前述の実施形態１と同様に適用す
ることができる。
【００４４】次に表１、表２に本発明の走査光学装置の
光学系の設計値、表３、表４に従来の走査光学装置の光
学系の設計値を示し、双方を比較して説明する。尚表
１，表３は各々光学系の構成及びレンズ配置を示し、表
２及び表４は各々光学系の副走査方向の横倍率及び走査
線湾曲を示している。
光学系の設計値、表３、表４に従来の走査光学装置の光
学系の設計値を示し、双方を比較して説明する。尚表
１，表３は各々光学系の構成及びレンズ配置を示し、表
２及び表４は各々光学系の副走査方向の横倍率及び走査
線湾曲を示している。
【００４５】本発明の実施形態では表１に示すようにプ
ラトーリックレンズの第１レンズ面を主走査断面におい
てｒ（近軸曲率半径）を−３０１．７３と設定している
ので、表２に示すようにレンズ軸上と最軸外の１０割の
像高において副走査方向の横倍率（副走査倍率）を８％
増大させることができる。この結果、昇温２５°におけ
る走査線湾曲は１０割の像高で−１３μｍに低減させる
ことができる。
ラトーリックレンズの第１レンズ面を主走査断面におい
てｒ（近軸曲率半径）を−３０１．７３と設定している
ので、表２に示すようにレンズ軸上と最軸外の１０割の
像高において副走査方向の横倍率（副走査倍率）を８％
増大させることができる。この結果、昇温２５°におけ
る走査線湾曲は１０割の像高で−１３μｍに低減させる
ことができる。
【００４６】表３に示すようにプラトーリックレンズの
第１レンズ面がｒ＝０の場合は表４に示すように副走査
方向の横倍率が１０割の走行で２％程度の変化しかな
い。この為、昇温２５°の走査線湾曲は−３０μｍと大
きい。入射光学系の温度補償を行わない場合の昇温２５
°による屈折率低下による走査線のオフセットは軸上で
０．１３０ｍｍ（図８のズレ量ｄＺに相当）、１０割で
−０．１６０ｍｍ（図８のズレ量ｄＺ′に相当）とな
る。
第１レンズ面がｒ＝０の場合は表４に示すように副走査
方向の横倍率が１０割の走行で２％程度の変化しかな
い。この為、昇温２５°の走査線湾曲は−３０μｍと大
きい。入射光学系の温度補償を行わない場合の昇温２５
°による屈折率低下による走査線のオフセットは軸上で
０．１３０ｍｍ（図８のズレ量ｄＺに相当）、１０割で
−０．１６０ｍｍ（図８のズレ量ｄＺ′に相当）とな
る。
【００４７】上述した（ｂ）式の計算式を用いるとβ′
＝β×（１＋ｄＺ′／ｄＺ）よりβ′＝１．２３βが理
想値であり、これは１０割の走査線湾曲が略０になる値
である。本実施形態ではβ′＝１．０８βなので効果は
約１／３、１３μｍの湾曲は理想の副走査方向の横倍率
からのズレとよく一致しており、計算式の正しさを証明
している。副走査方向の横倍率の変化が走査線湾曲の低
減に有効であることは云うまでもないことである。
＝β×（１＋ｄＺ′／ｄＺ）よりβ′＝１．２３βが理
想値であり、これは１０割の走査線湾曲が略０になる値
である。本実施形態ではβ′＝１．０８βなので効果は
約１／３、１３μｍの湾曲は理想の副走査方向の横倍率
からのズレとよく一致しており、計算式の正しさを証明
している。副走査方向の横倍率の変化が走査線湾曲の低
減に有効であることは云うまでもないことである。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】
【表４】
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く結像光学系の
一要素を構成するプラスチックレンズより成るトーリッ
クレンズの副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上から
軸外に離れるに従って変化させることにより、昇温時に
も走査線の湾曲を発生させることなく像面の温度補償を
入射光学系で行なうことができ、これにより環境温度の
変化に対して走査線の曲がりを抑制できると共に画像の
ピッチむらや濃度むら等を低減させることができる走査
光学装置を達成することができる。
一要素を構成するプラスチックレンズより成るトーリッ
クレンズの副走査方向の横倍率を主走査方向に軸上から
軸外に離れるに従って変化させることにより、昇温時に
も走査線の湾曲を発生させることなく像面の温度補償を
入射光学系で行なうことができ、これにより環境温度の
変化に対して走査線の曲がりを抑制できると共に画像の
ピッチむらや濃度むら等を低減させることができる走査
光学装置を達成することができる。
【図１】 本発明の実施形態１の要部斜視図
【図２】 本発明の実施形態１の主要部分の主走査断面
図と副走査断面図
図と副走査断面図
【図３】 トーリックレンズの母線をＹ−Ｚ断面に射影
した説明図
した説明図
【図４】 結像性能の劣化を解決する原理を示した説明
図
図
【図５】 湾曲した母線をもつトーリック面の定義を示
す説明図
す説明図
【図６】 本発明の実施例１で得られた走査線湾曲量を
示す説明図
示す説明図
【図７】 昇温前後の軸上光線の光路図及び軸上光線の
温度補償の原理を示す説明図
温度補償の原理を示す説明図
【図８】 昇温前後の軸上光線及び軸外光線の光路図
１ 光偏向器（ポリゴンミラー） ２ 斜入射光線 ３ シリンドリカルレンズ ４ ２段トーリックレンズ ４ａ，４ｂ トーリックレンズ ６，７，８，９ 光路折り曲げミラー １０ 被走査面（感光ドラム面） １１ 走査線 １２ 結像光学系 ２１ａ，２１ｂ レーザコリメータレンズ ２２ａ，２２ｂ シリンダユニット
Claims (8)
- 【請求項１】 光源手段から射出された光ビームを光学
手段を介して光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で斜
入射させ、該光偏向器で偏向反射された光ビームを結像
光学系により被走査面上に結像させ、該被走査面上を該
光ビームで走査を行なう走査光学装置において、 該結像光学系の副走査方向の横倍率は主走査方向に軸上
から軸外に離れるに従って変化することを特徴とする走
査光学装置。 - 【請求項２】 前記結像光学系の軸上における副走査方
向の横倍率をβ、軸外における副走査方向の横倍率を
β′、環境温度の昇温前後の軸上光線の像高変位をｄ
Ｚ、昇温前後の軸上光線と軸外光線との像高変位の差分
をｄＺ′、該差分ｄＺ′の補正残差をΔｄＺ′とし、該
補正残差ΔｄＺ′を ΔｄＺ′＝｜ｄＺ′−（β′／β−１）・ｄＺ｜ としたとき、 ΔｄＺ′≦２０（μｍ） なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の走
査光学装置。 - 【請求項３】 前記結像光学系は主走査断面内のレンズ
形状がメニスカス形状でプラスチックより成る正の屈折
力のレンズを有していることを特徴とする請求項１又は
２記載の走査光学装置。 - 【請求項４】 前記結像光学系はシリンドリカルレンズ
とトーリックレンズとを有し、該トーリックレンズは前
記光偏向器側のレンズ面が主走査断面内において凹面よ
り成るプラスチックレンズより成ることを特徴とする請
求項１又は２記載の走査光学装置。 - 【請求項５】 複数の光源から射出された複数の光ビー
ムのうち少なくとも１つの光ビームを光偏向器の偏向面
に対し副走査断面内で斜入射させ、該光偏向器で偏向反
射された複数の光ビームを対応する結像光学系により被
走査面上に各々結像させ、該被走査面上を該複数の光ビ
ームで同時に走査を行なう走査光学装置において、該偏
向面に対して斜入射する光ビームに対応する該結像光学
系の副走査方向の横倍率は主走査方向に軸上から軸外に
離れるに従って変化することを特徴とする走査光学装
置。 - 【請求項６】 前記偏向面に対して斜入射する光ビーム
に対応する結像光学系の軸上における副走査方向の横倍
率をβ、軸外における副走査方向の横倍率をβ′、環境
温度の昇温前後の軸上光線の像高変位をｄＺ、昇温前後
の軸上光線と軸外光線との像高変位の差分をｄＺ′、該
差分ｄＺ′の補正残差をΔｄＺ′とし、該補正残差Δｄ
Ｚ′を ΔｄＺ′＝｜ｄＺ′−（β′／β−１）・ｄＺ｜ としたとき、 ΔｄＺ′≦２０（μｍ） なる条件を満足することを特徴とする請求項５記載の走
査光学装置。 - 【請求項７】 前記偏向面に対して斜入射する光ビーム
に対応する結像光学系は主走査断面内のレンズ形状がメ
ニスカス形状でプラスチックより成る正の屈折力のレン
ズを有していることを特徴とする請求項５又は６記載の
走査光学装置。 - 【請求項８】 前記偏向面に対して斜入射する光ビーム
に対応する結像光学系はシリンドリカルレンズとトーリ
ックレンズとを有し、該トーリックレンズは前記光偏向
器側のレンズ面が主走査断面内において凹面より成るプ
ラスチックレンズより成ることを特徴とする請求項５又
は６記載の走査光学装置。
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- 1996-12-28 JP JP35774796A patent/JP3604852B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-12-24 DE DE69730106T patent/DE69730106T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-24 EP EP97122912A patent/EP0851262B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-29 US US08/999,130 patent/US6046835A/en not_active Expired - Fee Related
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