JPH10221616A - 走査光学系及びマルチビーム走査光学系 - Google Patents
走査光学系及びマルチビーム走査光学系Info
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Abstract
い、ピントズレや走査位置ズレを低減させることができ
る走査光学系及びマルチビーム走査光学系を得ること。 【解決手段】 光源から出射したレーザー光を光偏向器
を介して被照射体面上を走査する際、レーザー光を平行
光に変換する第1光学素子と変換された平行光を光偏向
器に集光し入射させる第2光学素子と光偏向器で偏向さ
れたレーザー光を被照射体面上に集光する第3光学素子
とを有し副走査断面内において第1,第2光学素子の光
軸は各々互いに平行偏心し第2,第3光学素子は走査光
学系の中心軸に対して偏心し第2光学素子の光軸は光偏
向器近傍で走査光学系の中心軸と交差し第1光学素子の
光軸は第2光学素子近傍で走査光学系の中心軸と交差し
第3光学素子の中心点は第2光学素子の光軸の延長上に
位置し、第2光学素子の光軸と光偏向器の偏向面の法線
とが互いに非平行となるようにしたこと。
Description
チビーム走査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、特に斜入射方式を用いた走査
光学系及びマルチビーム走査光学系においてもピントズ
レや走査位置ズレを低減させることができるものであ
る。
走査光学系の副走査方向の要部概略図、図8は複数のレ
ーザー光を用いたマルチビーム走査光学系の副走査方向
の要部概略図である。
図示)から射出された平行光(コリメート光)を入射光
学系としての入射レンズ60で、例えばポリゴンミラー
より成る光偏向器65の偏向面近傍の偏向点Pに集光
し、該偏向面で偏向反射したレーザー光を集光機能とf
θ特性を有する結像光学系としてのfθレンズ63によ
り被照射体面66上に集光し、該被照射体面66上を該
レーザー光で走査している。同図における偏向点Pと被
照射体面66上の集光点Qは副走査断面内でfθレンズ
63に関して光学的に共役関係にある。
ーザービームプリンタ(LBP)やデジタル複写機等に
利用され、この場合は被照射体は感光体であり、該感光
体に形成された潜像は一般に知られる電子写真プロセス
により、紙等に具現化される。
ユニット(不図示)から射出された2本の平行光(コリ
メート光)A,Bを対応する各々の入射光学系としての
入射レンズ70A,70Bによりポリゴンミラーより成
る光偏向器75の偏向面近傍の偏向点Pに各々集光し、
対応する結像光学系としての各々のfθレンズ71A,
71Bにより被照射体76面上の2つの集光点(露光位
置)QA ,QB に集光し、該被照射体面76上を2つの
レーザー光A,Bで同時に走査している。
偏向面上の極めて接近した所に集光することによりポリ
ゴンミラーを薄くすることが可能になり、その結果、ポ
リゴンモータの負荷を軽減でき、又高速化が図れる等の
メリットがある。
Bはレーザー光を光偏向器75の偏向面に対して副走査
断面内で斜入射させるので斜入射光学系と呼ばれてい
る。
ることから発生する収差補正する為にfθレンズ71
A,71Bは偏向面からのレーザー光A,Bの主光線に
対して副走査断面内で偏心させて配置することが求めら
れている。さらに被照射体面76上での各集光点QA ,
QB の間隔は製品のスペックによって定まり、例えば6
00dpiの場合、42.3μmの奇数倍に設定するこ
とが知られている。
くとり、その間に別の電子写真プロセスユニットを組込
むことにより、2色のコピー画像を得ることができる。
示した結像光学系としてのfθレンズ63,71A,7
1Bは近年プラスチックレンズにて構成されることが増
えてきた。これは、 ガラスレンズに比べて1枚のレンズで結像光学系を構
成できるので装置全体のコンパクト化及び軽量化が図れ
る、 型成形にて製作できるので大幅なコストダウン及び大
量生産が図れる、 等のメリットがあるからである。
ごとく環境変動(特に温度変化)によってその材質の屈
折率変化や、形状変化がガラスレンズに比べて1ケタ以
上大きく、この結果、被照射体面上でレーザー光のピン
ト位置がずれてしまうという問題点があった。その為、
従来ではレーザースポットの焦点深度を十分深くとるこ
とにより対応してきたが、近年では事務機器等の高解像
度化に伴ない絞り径を大きくしてレーザースポットを絞
り込む必要が生じ、その為十分深い焦点深度の確保が難
しくなってきた。
7に示すように入射光学系60をガラス材より成る凸平
シリンドリカルレンズ(ガラス凸平レンズ)61とプラ
スチック材より成る凹平シリンドリカルレンズ(プラス
チック凹平レンズ)62とより構成し、プラスチック材
より成るfθレンズ63の温度補正系として機能を持た
せる方法がある。
ズ63の材質の屈折率が低下し、レンズ形状が膨張し
て曲率Rが緩くなる場合に、該fθレンズ63のパワー
は,いずれも小さくなるので被照射体面66上の集
光点QはQ′へとデフォーカスする。
レンズ62のパワーの絶対値が小さくなるので(ガラス
凸平レンズ61の屈折率の変動はプラスチック凹平レン
ズ62に比べて非常に小さい)、該入射光学系60全体
の正のパワーは大きくなり、コリメート光の集光点Pは
P′へとデフォーカスする。
射体面66上の集光点Qとが昇温後のfθレンズ63に
よる結像共役関係になるように各要素を最適化に構成す
ることにより、ピントずれに関する温度補償を達成する
ことができる。
より順にガラス凸平レンズ61、そしてプラスチック凹
平レンズ62と配置するのは球面収差を補正する上で収
差補正し易いことと、ガラス凸平レンズ61の製作がし
易いからである。
いたマルチビーム走査光学系の場合には次に示す問題点
がある。尚、同図における各々のfθレンズ(71A,
71B)は対称軸Mに対して対称な光学系なので、ここ
ではfθレンズ71Bを通過するレーザー光(光線)に
着目して説明する。
スチック材より成るfθレンズ71Bのパワーが低下す
るので、常温での被照射体面76上での集光点QB は
Q′Bに移動する、即ちピントズレが生じることにな
る。このピントズレを補正するために斜入射光学系70
Bを前記図7に示したようにガラス凸平レンズとプラス
チック凹平レンズとで構成し、これによる常温での偏向
面上の集光点Pを昇温後の集光点P′に変更すること
で、集光点Q′B もデフォーカスされ、Q″B に移動す
ることによりピント補正が可能となる。即ち、このとき
偏向点Pが光軸にそってP′に移動するため、集光点
Q′B も光軸にそってQ″B に移動するのである。
Q″B に移動することになり、ピント補償は達成される
が、しかしながら集光点QB と集光点Q″との間の距離
だけスポット位置がずれるという問題点が発生する。こ
のスポットの位置ずれは特に図8に示すマルチビーム走
査光学系においては2本のレーザー光A,Bの被照射体
面76上での集光点QA .QB の間隔が昇温前後で変化
することになり、これは画像形成上、大きな問題点とな
る。
光学系及びマルチビーム走査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、特に斜入射方
式を用いた走査光学系及びマルチビーム走査光学系の各
要素を適切に構成することにより、ピントズレや走査位
置ズレを低減させることができ、これにより装置の品質
安定性を向上させることのできる走査光学系及びマルチ
ビーム走査光学系の提供を目的とする。
して被照射体面上を走査する走査光学系において、該走
査光学系は、該光源手段から出射したレーザー光を平行
光に変換する第1光学素子と、該第1光学素子で変換さ
れた平行光を該光偏向器に集光し入射させる第2光学素
子と、該光偏向器の偏向面で偏向されたレーザー光を該
被照射体面上に集光する第3光学素子と、を有し、該走
査光学系の副走査断面内において、該第1光学素子の光
軸と該第2光学素子の光軸は各々互いに平行偏心し、該
第2光学素子と該第3光学素子は該走査光学系の中心軸
に対して偏心し、該第2光学素子の光軸は該光偏向器近
傍で該走査光学系の中心軸と交差し、該第1光学素子の
光軸は該第2光学素子近傍で該走査光学系の中心軸と交
差し、該第3光学素子の中心点は該第2光学素子の光軸
の延長上に位置し、該第2光学素子の光軸と該光偏向器
の偏向面の法線とが互いに非平行となるようにしたこと
を特徴としている。
光偏向器を介して被照射体面上を走査する走査光学系に
おいて、該走査光学系は、該光源手段から出射したレー
ザー光を平行光に変換する第1光学素子と、該第1光学
素子で変換された平行光を該光偏向器の偏向面に対し副
走査断面内で斜入射させ、かつ該光偏向器近傍に集光さ
せる第2光学素子と、該光偏向器の偏向面で偏向された
レーザー光を該被照射体面上に集光する第3光学素子
と、を有し、該走査光学系の副走査断面内において、該
第3光学素子は該レーザー光の主光線に対して偏心し、
該第1光学素子の光軸と該第2光学素子の光軸は互いに
平行偏心し、該第3光学素子の中心点は該第2光学素子
の光軸の延長上に位置し、ていることを特徴としてい
る。
前記第2光学素子は、前記光源手段側から順に断面が入
射側に凸面を向けたプラスチック材より成るメニスカス
状の凹シリンドリカルレンズ、そして断面が入射側に凸
面、出射側に平面を向けたガラス材より成る凸平シリン
ドリカルレンズと、を有していることや、(1-1-2) 上記
(1-3) において前記凹シリンドリカルレンズと前記凸平
シリンドリカルレンズは共にレンズの一部が切除され光
軸に対して非対称となることや、(1-1-3) 上記(1-1) ,
(1-2) において前記第3光学素子はプラスチックレンズ
を有していることや、(1-1-4) 上記(1-1) ,(1-2) にお
いて前記第2光学素子の光軸と前記光偏向器に入射する
レーザー光の主光線とが成す角度をθとしたとき
て前記第2光学素子の環境変動による副走査方向の焦点
距離の変動量をΔf2 としたとき
第1光学素子で平行光に変換し、正の屈折力を有する第
2光学素子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、該光偏向器の偏向面で偏向されたレー
ザー光を第3光学素子により被照射体面上に導光し、該
被照射体面上を該レーザー光で走査を行なう走査光学系
において、該光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で斜
入射するレーザー光の主光線と、該第2光学素子の光軸
と、該光偏向器の偏向面の法線と、が互いに非平行とな
るようにし、該第2光学素子の中心点と該光偏向器の偏
向点と該第3光学素子の中心点とが同一直線A上に位置
し、該同一直線Aと該第2光学素子に入射するレーザー
光の主光線とが略平行となるように各要素を構成したこ
とを特徴としている。
第1光学素子で平行光に変換し、正の屈折力を有する第
2光学素子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、該光偏向器の偏向面で偏向されたレー
ザー光を第3光学素子により被照射体面上に導光し、該
被照射体面上を該レーザー光で走査を行なう走査光学系
において、該第2光学素子と該光偏向器との間の光路中
にプリズムを配し、該第2光学素子の光軸と該第1光学
素子の光軸を互いに平行偏心させたことを特徴としてい
る。
光学素子の光軸の延長上に前記第3光学素子の中心点が
位置していることや、(1-3-2) 上記(1-3) ,(1-4) にお
いて前記第2光学素子は、前記光源手段側から順に断面
が入射側に凸面を向けたプラスチック材より成るメニス
カス状の凹シリンドリカルレンズ、そして断面が入射側
に凸面、出射側に平面を向けたガラス材より成る凸平シ
リンドリカルレンズと、を有していることや、(1-3-3)
上記(1-3) ,(1-4) において前記凹シリンドリカルレン
ズと前記凸平シリンドリカルレンズは共にレンズの一部
が切除されていることや、(1-3-4) 上記(1-3) ,(1-4)
において前記第3光学素子はプラスチックレンズを有し
ていること、等を特徴としている。
上記(1-1),(1-2),(1-1-1),(1-1-2),(1-1-3),(1-1-4),(1
-1-5),(1-3),(1-4),(1-3-1),(1-3-2),(1-3-3),(1-3-4)
のいずれか1記載の走査光学系を複数のレーザー光で被
照射体面上を同時に走査するマルチビーム走査光学系に
用いたことを特徴としている。
形態1の屈折力配置を示す副走査方向の要部概略図、図
2は図1に示した第2光学素子周辺の要部概略図であ
る。
レーザーであり、後述する第1光学素子の光軸上に位置
している。1は第1光学素子としてのコリメーターレン
ズであり、光源手段4から出射されたレーザー光を平行
光(コリメート光)に変換している。
射光学系)であり、図2に示すように断面が入射側に凸
面を向けたプラスチック材より成るメニスカス状の凹シ
リンドリカルレンズ24と、断面が入射側に凸面、出射
側に平面を向けたガラス材より成る凸平シリンドリカル
レンズ25とを有し、ハイブリッドに構成しており、コ
リメーターレンズ1で変換された平行光を後述する光偏
向器5に集光し入射させている。この2つのシリンドリ
カルレンズ24,25は共に副走査方向にのみ所定の屈
折力を有しており、又2つのシリンドリカルレンズ2
4,25はレーザー光の主光線に対して上下に振り分け
て配置することができるので、図2に示すように該2つ
のシリンドリカルレンズ24,25の一部を共にカット
(破線部)して装置全体の省スペース化を図っている。
えばポリゴンミラーより成っており、モーター等の駆動
手段(不図示)により所定の速度で回転している。3は
第3光学素子としての集光機能とfθ特性を有するプラ
スチック材より成るfθレンズであり、光偏向器5によ
って偏向された画像情報に基づくレーザー光を被照射体
面としての感光ドラム面6上に結像させている。このf
θレンズ3は光偏向器5の偏向面と感光ドラム面6とを
共役な関係にしている。O1 ,O2 ,O3 は各々順にコ
リメータレンズ1、入射レンズ2、そしてfθレンズ3
の中心点(光軸)である。
での偏向点Pを含む偏向面の法線を走査光学系の中心軸
Lとしている。
において、コリメーターレンズ1の光軸と入射レンズ2
の光軸はそれぞれ互いに平行偏心(光軸が平行)し、入
射レンズ2とfθレンズ3は走査光学系の中心軸Lに対
して偏心し、入射レンズ2の光軸はポリゴンミラー5近
傍で走査光学系の中心軸Lと交差し、コリメーターレン
ズ1の光軸は入射レンズ2近傍で走査光学系の中心軸L
と交差し、fθレンズ3の中心点O3 は入射レンズ2の
光軸の延長上に位置し、入射レンズ2の光軸とポリゴン
ミラー5の偏向面の法線とが互いに非平行となるように
している。
手段4より出射されたレーザー光はコリメーターレンズ
1により略平行光(コリメータ光)に変換され、入射レ
ンズ2に入射する。入射レンズ2は入射した平行光のう
ち主走査断面においては平行光の状態で射出させ、副走
査断面においては収束して光偏向器5の偏向面にほぼ線
像として結像させている。そして光偏向器5の偏向面で
偏向されたレーザー光はfθレンズ3を通過することに
よって、その走査直線性が補正され、被照射体面として
の感光ドラム面6上に結像されて略等速度直線運動で、
該感光ドラム面6上を光走査している。これにより画像
記録を行なっている。
より、fθレンズ3の材質の屈折率が低下し、レン
ズ形状が膨張して曲率Rが緩くなる場合に、該fθレン
ズ3のパワーは,いずれも小さくなるので被照射体
面6上の集光点QはQ′へとデフォーカスする。
成る凹シリンドリカルレンズ24のパワーの絶対値が小
さくなるので(ガラス材より成る凸平シリンドリカルレ
ンズ25の屈折率の変動はプラスチック材より成る凹シ
リンドリカルレンズ24に比べて非常に小さいので無視
できる)、該入射レンズ2全体の正のパワーは大きくな
り、コリメート光の集光点PはP′へとデフォーカスす
る。
射体面6上の集光点Qとが昇温後のfθレンズ3による
結像共役関係になるように各要素を最適化に構成するこ
とにより、ピントずれに関する温度補償を達成すること
ができる。
結像点Q,Q′は入射レンズ2の光軸上及びその延長線
上に位置するように設定している。
(O2 −P)と光偏向器5に入射するレーザー光の主光
線Sとが成す角度をθとしたとき、該角度θは
点距離f2 は環境変動(特に温度変化)によって昇温後
にf2 +Δf2 となり、 f2 ≒O2 P f2 +Δf2 =O2 P′ つまり、 |Δf2 |=|PP′| となる。
きさは、
ンズ2の焦点距離の変動量Δf2 を生じさせる為に、前
述の如く該入射レンズ2を図2に示すように断面が入射
側に凸面を向けたプラスチック材より成るメニスカス状
の凹シリンドリカルレンズ24と、断面が入射側に凸
面、出射側に平面を向けたガラス材より成る凸平シリン
ドリカルレンズ25とよりハイブリッドに構成してい
る。前記図8に示した従来の入射レンズ60は光源手段
側から順にガラス材より成る凸平シリンドリカルレンズ
61、そしてプラスチック材より成る凹平シリンドリカ
ルレンズ62であったが、本実施形態では上述の如く入
射レンズ2を光源手段4側から順にプラスチック材より
成る凹シリンドリカルレンズ24、そしてガラス材より
成る凸平シリンドリカルレンズ25より構成している。
これは以下の理由による。
てレーザー光をシリンドリカルレンズのマージナル部分
に通すので球面収差が発生しやすい。又昇温時、所望の
変動量Δf2 を生じさせる為に凹シリンドリカルレンズ
24と凸平シリンドリカルレンズ25は一定のパワー比
にする必要がある。これに対してガラス材より成る凸平
シリンドリカルレンズは両面に曲率をもたせると生産
上、両面のシリンダー母線の位置関係が出ず大幅なコス
トアップにつながる。よって球面収差を良好に補正し、
凸凹のパワー比を保って作り易い形状にするには上述の
如くプラスチック材より成るメニスカス状の凹シリンド
リカルレンズ24とガラス材より成る凸平シリンドリカ
ルレンズ25との構成が良い。
を凹シリンドリカルレンズ24に向けるのは軸外しの入
射ビームに対して、ここでハローを発生させて結像面の
球面収差を低減させることによる。更に凹シリンドリカ
ルレンズ24の凸平シリンドリカルレンズ25側の曲率
をRa、凸平シリンドリカルレンズ25の凹シリンドリ
カルレンズ24側の曲率をRbとしたとき、 1.0≦|Ra/Rb|≦1.2 ‥‥‥‥(5) なる条件を満足させると、より収差補正がし易くなるの
で良い。
に配するのは凸平シリンドリカルレンズ25を入射側に
配すると平面側を入射面とせざるをえず、この結果、凸
平シリンドリカルレンズ25の平面側でレーザー光が反
射され戻り光となってレーザー発光部へ入射してしまう
からである。その為、本実施形態では上述の如く入射側
に凹シリンドリカルレンズ24を配することにより戻り
光の発生を効果的に防止している。
く走査光学系を構成する各要素を適切に設定すると共に
前記の(1)式及び(2)式を満足するように各要素を
設定することにより、走査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うことができ、これ
によりピントズレや走査位置ズレを低減させることがで
き、装置の品質安定性を向上させている。
屈折力配置を示す副走査方向の要部概略図である。同図
において図1に示した要素と同一要素には同符番を付し
ている。
なる点は光源手段から出射されたレーザー光を光偏向器
の偏向面に対し副走査断面内で斜入射させたことであ
る。その他の構成及び光学的作用は前述の実施形態1と
略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
したレーザー光を光偏向器5を介して被照射体面6上を
走査する際、該光源手段4から出射したレーザー光を平
行光に変換する第1光学素子としてのコリメーターレン
ズ1と、該コリメーターレンズ1で変換された平行光を
該光偏向器5の偏向面に対し副走査断面内で斜入射さ
せ、かつ該光偏向器5近傍に集光させる第2光学素子と
しての入射レンズ2と、該光偏向器5の偏向面で偏向さ
れたレーザー光を該被照射体面6上に集光する第3光学
素子としてのfθレンズ3とを有し、走査光学系の副走
査断面内において、fθレンズ3はレーザー光の主光線
Sに対して偏心し、コリメーターレンズ1の光軸と入射
レンズ2の光軸は互いに平行偏心し、該fθレンズ3の
中心点O3 は入射レンズ2の光軸の延長上に位置してい
る。
1と同様に昇温前後の各集光点P,P′,及び各結像点
Q,Q′が入射レンズ2の光軸(O2 −P)上及びその
延長線上に位置するように設定している。
く走査光学系を構成する各要素を適切に設定することに
より、レーザー光の光偏向器5への入射角に依存せずに
前述の実施形態1と同様な効果を得ることができる。
屈折力配置を示す副走査方向の要部概略図である。同図
において図1に示した要素と同一要素には同符番を付し
ている。
射したレーザー光を第1光学素子1としてのコリメータ
ーレンズで平行光に変換し、第2光学素子としての正の
屈折力を有する入射レンズ2を介して光偏向器5の偏向
面に対し副走査断面内で斜入射させ、該光偏向器5の偏
向面で偏向されたレーザー光を第3光学素子としてのプ
ラスチック材より成るfθレンズ3により被照射体面6
上に導光し、該被照射体面6上を該レーザー光で走査を
行なう際、該光偏向器5の偏向面に対し副走査断面内で
斜入射するレーザー光の主光線と、該入射レンズ2の光
軸と、該光偏向器5の偏向面の法線と、が互いに非平行
となるようにし、該入射レンズ2の中心点O2 と該光偏
向器5の偏向点Pと該fθレンズ3の中心点O3 とが同
一直線A上に位置し、該同一直線Aと該入射レンズ2に
入射するレーザー光の主光線とが略平行となるように各
要素を構成している。
1,2と同様に光源手段4側から順に断面が入射側に凸
面を向けたプラスチック材より成るメニスカス状の凹シ
リンドリカルレンズ、そして断面が入射側に凸面、出射
側に平面を向けたガラス材より成る凸平シリンドリカル
レンズとを有している。
レンズ3について常温で集光点Pと結像点Qは共役であ
る。又昇温後は集光点Pと結像点Q′もしくは集光点
P′と結像点Qが共役となるように各要素を構成してい
る。
成する各要素を適切に設定することにより、レーザー光
の光偏向器への入射角に依存せずに前述の各実施形態
1、2と同様な効果を得ることができる。
屈折力配置を示す副走査方向の要部概略図である。同図
において図1に示した要素と同一要素には同符番を付し
ている。
なる点は第2光学素子としての正の屈折力を有する入射
レンズの後方近傍の光路中にプリズムを配したことであ
る。その他の構成及び光学的作用は前述の実施形態1、
2と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
即ち同図において7はプリズムであり、光路の折り曲げ
に作用している。
射したレーザー光を第1光学素子としてのコリメーター
レンズ1で平行光に変換し、第2光学素子としての正の
屈折力を有する入射レンズ2を介して光偏向器5の偏向
面に対し副走査断面内で斜入射させ、該光偏向器5の偏
向面で偏向されたレーザー光を第3光学素子としてのプ
ラスチック材より成るfθレンズ3により被照射体面6
上に結像させ、該被照射体面6上を該レーザー光で走査
を行なう際、該入射レンズ2と光偏向器5との間の光路
中にプリズム7を配し、該入射レンズ2の光軸とコリメ
ーターレンズ1の光軸を互いに平行偏心させ、該入射レ
ンズ2の光軸の延長上にfθレンズ3の中心点O3 が位
置するように構成している。
る光路折り曲げと、コリメーターレンズ1及び入射レン
ズ2の光軸平行シフトにより、副走査断面内で光偏向器
5の偏向面に入射するレーザー光の入射角度θを満たし
ている。この入射角度θは前述した実施形態1と同様に
レーザー光の主光線(71−P−31)と入射レンズ2
の光軸(O2 −O7 −P)(プリズム7により入射レン
ズ2の光軸は曲げられている)とのなす角度である。
光学系を構成する各要素を適切に設定することにより、
コリメータレンズ1の光軸及び入射レンズ2の光軸その
ものが光偏向器5の偏向面に対して垂直方向に配置する
ことができ、これによりコリメーターレンズ1及び入射
レンズ2の配置に自由度を与えることができる。
実施形態1の屈折力配置を示す副走査方向の要部概略図
である。同図において前記図3に示した要素と同一要素
には同符番を付している。
を用いた種々の走査光学系のうち、少なくとも1つの走
査光学系をマルチビーム走査光学系に適用した場合の一
例を示したものである。
手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。1
A,1Bは各々第1光学素子としてのコリメーターレン
ズであり、光源手段4A,4Bに対応して配している。
2A,2Bは各々第2光学素子としての正の屈折力を有
する入射レンズであり、前述した各実施形態と同様なレ
ンズ構成より成り、光源手段4A,4Bに対応して配し
ている。5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、モーター等の駆動手段
(不図示)により所定の速度で回転している。3A,3
Bは各々第3光学素子としてのプラスチック材より成る
fθレンズであり、光源手段4A,4Bに対応して配し
ている。6は被照射体面としての感光ドラム面である。
O2A,O2B,O3A,O3Bは各々対称軸Mに対して上下対
称に配置される入射レンズ(2A,2B)とfθレンズ
(3A,3B)の中心点(光軸)である。本実施形態に
おける入射レンズ(2A,2B)とfθレンズ(3A,
3B)は共に前記図2に示したようにレンズの一部をカ
ットし(カットされた部分は破線で表示)相互の干渉を
避けている。
4Bから出射した2つのレーザー光A,Bは各々該2つ
のレーザー光A,Bに対応するコリメーターレンズ1
A,1Bにより略平行光(コリメート光)となり、対応
する入射レンズ2A,2Bに入射している。各々の入射
レンズ2A,2Bに入射した平行光のうち主走査断面に
おいては、そのまま平行光の状態で射出する。又副走査
断面においては収束して光偏向器5の偏向面に対して斜
方向から入射し、該偏向面近傍にほぼ線像として結像し
ている。そして偏向面で偏向反射された2つのレーザー
光A,Bは各々該2つのレーザー光A,Bに対応するf
θレンズ3A,3Bを介して被照射体面6上の異なる位
置QA ,QB に同時に結像している。そして光偏向器5
を回転させることにより被照射体面6上を主走査方向に
走査して画像情報の記録を行なっている。尚、被照射体
面6上の各結像点QA ,QB の間隔は所望の間隔に設定
している。
施形態と同様に入射レンズ(2A,2B)の光軸の延長
上に各々対応するfθレンズ(3A,3B)の中心点
(O3A,O3B)が位置するように構成している。即ち、
同図に示すように各点O2A−P−O3A−QA を結ぶ線及
び各点O2B−P−O3B−QB を結ぶ線は各々一直線上に
成るように構成している。
の常温時には複数のレーザー光A,Bを偏向面上の偏向
点Pに各々集光させ、昇温時には複数のレーザー光に対
応する集光点を各々P′2A,P′2Bに移動させ、昇温後
の各fθレンズ3A,3Bにより、各々集光点P′2Aと
集光点QA ,及び集光点P′2Bと集光点QB とが各々共
役関係となるように設定している。これにより斜入射方
式を用いたマルチビーム走査光学系においてもピントズ
レや走査位置ズレを低減させることができる。
A,2Bを介した2つのレーザー光A,Bによる偏向面
上での偏向点Pが一致するように構成しているが、必ず
しも2つのレーザー光の偏向点Pは合致させる必要はな
く、例えばポリゴンミラー5の大きさや、fθレンズ3
A,3Bの公差等の許容の範囲内であれば良い。
びマルチビーム走査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、特に斜入射方式を用い
た走査光学系及びマルチビーム走査光学系の各要素を適
切に構成することにより、ピントズレや走査位置ズレを
低減させることができ、これにより装置の品質安定性を
向上させることのできる走査光学系及びマルチビーム走
査光学系を達成することができる。
ム走査光学系においては薄型のポリゴンミラーを利用す
ることができ、これによりモーターの負荷を低減させる
ことができるマルチビーム走査光学系を達成することが
できる。
置を示す副走査方向の要部概略図
置を示す副走査方向の要部概略図
置を示す副走査方向の要部概略図
置を示す副走査方向の要部概略図
1の屈折力配置を示す副走査方向の要部概略図
Claims (14)
- 【請求項1】 光源手段から出射したレーザー光を光偏
向器を介して被照射体面上を走査する走査光学系におい
て、 該走査光学系は、該光源手段から出射したレーザー光を
平行光に変換する第1光学素子と、 該第1光学素子で変換された平行光を該光偏向器に集光
し入射させる第2光学素子と、 該光偏向器の偏向面で偏向されたレーザー光を該被照射
体面上に集光する第3光学素子と、を有し、 該走査光学系の副走査断面内において、 該第1光学素子の光軸と該第2光学素子の光軸は各々互
いに平行偏心し、 該第2光学素子と該第3光学素子は該走査光学系の中心
軸に対して偏心し、 該第2光学素子の光軸は該光偏向器近傍で該走査光学系
の中心軸と交差し、 該第1光学素子の光軸は該第2光学素子近傍で該走査光
学系の中心軸と交差し、 該第3光学素子の中心点は該第2光学素子の光軸の延長
上に位置し、 該第2光学素子の光軸と該光偏向器の偏向面の法線とが
互いに非平行となるようにしたことを特徴とする走査光
学系。 - 【請求項2】 光源手段から出射したレーザー光を光偏
向器を介して被照射体面上を走査する走査光学系におい
て、 該走査光学系は、該光源手段から出射したレーザー光を
平行光に変換する第1光学素子と、 該第1光学素子で変換された平行光を該光偏向器の偏向
面に対し副走査断面内で斜入射させ、かつ該光偏向器近
傍に集光させる第2光学素子と、 該光偏向器の偏向面で偏向されたレーザー光を該被照射
体面上に集光する第3光学素子と、を有し、 該走査光学系の副走査断面内において、 該第3光学素子は該レーザー光の主光線に対して偏心
し、 該第1光学素子の光軸と該第2光学素子の光軸は互いに
平行偏心し、 該第3光学素子の中心点は該第2光学素子の光軸の延長
上に位置し、ていることを特徴とする走査光学系。 - 【請求項3】 前記第2光学素子は、前記光源手段側か
ら順に断面が入射側に凸面を向けたプラスチック材より
成るメニスカス状の凹シリンドリカルレンズ、そして断
面が入射側に凸面、出射側に平面を向けたガラス材より
成る凸平シリンドリカルレンズと、を有していることを
特徴とする請求項1又は2の走査光学系。 - 【請求項4】 前記凹シリンドリカルレンズと前記凸平
シリンドリカルレンズは共にレンズの一部が切除され光
軸に対して非対称となることを特徴とする請求項3の走
査光学系。 - 【請求項5】 前記第3光学素子はプラスチックレンズ
を有していることを特徴とする請求項1又は2の走査光
学系。 - 【請求項6】 前記第2光学素子の光軸と前記光偏向器
に入射するレーザー光の主光線とが成す角度をθとした
とき 【数1】 を満足することを特徴とする請求項1又は2の走査光学
系。 - 【請求項7】 前記第2光学素子の環境変動による副走
査方向の焦点距離の変動量をΔf2 としたとき 【数2】 を満足することを特徴とする請求項1又は2の走査光学
系。 - 【請求項8】 光源手段から出射したレーザー光を第1
光学素子で平行光に変換し、正の屈折力を有する第2光
学素子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、該光偏向器の偏向面で偏向されたレーザー
光を第3光学素子により被照射体面上に導光し、該被照
射体面上を該レーザー光で走査を行なう走査光学系にお
いて、 該光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で斜入射するレ
ーザー光の主光線と、 該第2光学素子の光軸と、 該光偏向器の偏向面の法線と、 が互いに非平行となるようにし、 該第2光学素子の中心点と該光偏向器の偏向点と該第3
光学素子の中心点とが同一直線A上に位置し、 該同一直線Aと該第2光学素子に入射するレーザー光の
主光線とが略平行となるように各要素を構成したことを
特徴とする走査光学系。 - 【請求項9】 光源手段から出射したレーザー光を第1
光学素子で平行光に変換し、正の屈折力を有する第2光
学素子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、該光偏向器の偏向面で偏向されたレーザー
光を第3光学素子により被照射体面上に導光し、該被照
射体面上を該レーザー光で走査を行なう走査光学系にお
いて、 該第2光学素子と該光偏向器との間の光路中にプリズム
を配し、 該第2光学素子の光軸と該第1光学素子の光軸を互いに
平行偏心させたことを特徴とする走査光学系。 - 【請求項10】 前記第2光学素子の光軸の延長上に前
記第3光学素子の中心点が位置していることを特徴とす
る請求項9の走査光学系。 - 【請求項11】 前記第2光学素子は、前記光源手段側
から順に断面が入射側に凸面を向けたプラスチック材よ
り成るメニスカス状の凹シリンドリカルレンズ、そして
断面が入射側に凸面、出射側に平面を向けたガラス材よ
り成る凸平シリンドリカルレンズと、を有していること
を特徴とする請求項8又は9の走査光学系。 - 【請求項12】 前記凹シリンドリカルレンズと前記凸
平シリンドリカルレンズは共にレンズの一部が切除され
ていることを特徴とする請求項11の走査光学系。 - 【請求項13】 前記第3光学素子はプラスチックレン
ズを有していることを特徴とする請求項8又は9の走査
光学系。 - 【請求項14】 前記請求項1乃至13のいずれか1項
記載の走査光学系を複数のレーザー光で被照射体面上を
同時に走査するマルチビーム走査光学系に用いたことを
特徴とするマルチビーム走査光学系。
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