JPS62262016A - 光走査装置 - 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、レーザービームプリンタ等を用かうれる光走
査装置に関する。さらに詳しくは走査レンズ系に関する
。

〔従来の技術〕

従来のレーザービームプリンタの光走査装置は、駆８図
に示す工うな溝底が必要であつ友。

図において、半導体レーザー１から出射し次レーザー光
はコＩ７メーターレンズ２によって平行光とされ、エキ
スパンダーレンズ８によってレーザービームのスポット
形状は楕円から真円に近いスポット形状にされ、偏向器
の偏向面に入射する。

偏向器は一般には回転多面ｑ５が用いられ、該回転多面
簡５で反射され偏向され几レーザービームは、ｆθレレ
ン１０に入射し９、このｆθレレン１０によって、感光
性の記録媒体の記録体の面上に集束され、偏向に応じて
記録面上を光走査する。

ｒθレレンは、等角速蜜的て行なわれるレーザービーム
の偏光を補正して、その集束ヌボットが記録面上で等速
的に移動するようする機能を有する。

平行光だったレーザービームはｆθレレンニヨリ記録面
上で結像されて所定のスポット径を持つ友レーザービー
ムスポットが得られる。さらに、回転多面ｇｐ５０反射
面の倒れ負補正として、回転多面鏡５により反射さｆ″
ＬｆｃＬｆｃレーザービーム面嘗５とｆθレレン１０と
の間に、回転多面鏡５の反射面と記録面が共役の関係と
なるように位置したシリンドリカルレンズ９に入射させ
て、回転多面鏡５の各反射面によって反射され之各レー
ザービーム間の肥＠面上における、回転多面鏡の偏向面
と垂直方向のピッチが常に同一となるようＫして、回転
多面祷５の各反射面の面倒れ補正を行なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述し交よりな特殊な機能を有するｆθレレンとしては
一般には複数枚のレンズによって溝底したものが用いら
れている。しかし、ｆθレレンを複数枚のレンズで構成
すると、レンズ全長が大きくなってｆθレレンが大型化
するという問題があり、さらに、レンズ構成における各
レンズの組合せのｎ度が厳し贋という問題がある。この
几めｆθレレンを単玉化する試みがなされてきたが、ｆ
θレレンに必要な強い歪曲収差を一枚のレンズによって
作り出す為レンズが特殊なものとなり、単玉化してもｆ
θレレンは高価なものとなるという問題点を有する。さ
らに回転多面鏡の面倒れ補正を行なう為のシリンドリカ
ルレンズは特殊なレンズで高価なものとなるという問題
点を有する。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、ｆθレレンを省き、さらに回転
多面鏡の面倒れ補正用のシリンドリカルレンズの偏向器
と対向する面を平面とし文平凸シリンドリカルレンズと
することにより光学系をＷ５素化し低価格の光走査装置
を提、供することにある。

〔問題点を解決する几ぬの手段〕

本発明の光走査装置り半導体レーザーの光源と、該光束
を被走査面上に結像するレンズ系と、該光束を所？の方
向に偏向走査する偏向器とを備え、＠配しンズ系が光源
と偏向器との間に位置され、核光束を被走査面上（結像
する結像レンズと、口じ＜−ｆ源と偏向器との間に位ｍ
京れ、偏向面と垂ｒ！ｊな方向のみ偏向面上に線状結像
する一方向集光レンズと、偏向器と被走査面との間に位
置され、イＩＡ向面と垂直な方向に曲率をもち偏向器と
対向する面が平面である平凸シリンドリカルレンズとか
らなることを特徴とする。

ざらに望ましくは、＠配子凸シリンドリカルレンズが ｌ：偏向面から被走査面１での距離 ｍ：偏向面から平凸シリンドリカルレンズまでの距離 とするとき ｍ　／　ｌ　）　ｌ　６２ の関ｇ−を満足する位置に配置され、偏向面と被走査面
とが共役関係となることを特徴とする。

〔実施例〕

以下図面に従って本発明による光走査装置を詳細に説明
する。

第１図は本発明による光走１ｆ装置の一実施例の構成を
示す図である。図中半導体レーザー１から出射シたレー
サービームはフ１１メーターレンス２により平行光とさ
れ、記録体７よて像を結ぶ為の結像レンズ３により集光
され、回転多面鏡５の偏向面と垂直の方向のみ結像能力
全もっ一カ向集光レンズ４にエリ回転多面鏡５の偏向面
上に線状結像される。ここでレーザービームは矢印方向
に等速回転する回転多面鏡５の偏向面で反射偏向きれ、
被走査面である記録体７上のＡ点からＢ点に各偏同面毎
に走査される。走査される前記レーザービームは、ｍ　
／　ｌ　）　０．６２なる関係を満足する位置に配置さ
れ、偏向器と対向する面が平面である平凸シリンドリカ
ルレン７！′６に入射され記録体７上に達する。

第２図は第１図を垂直方向から見た図であって平凸シリ
ンドリカルレンズ６により、回転多面鏡５の偏向面と被
走査面である記録体７が共役関係となっている為回Ｎｉ
ｓ多面晴５の偏向面が５ａから５ｂに傾いてもレーザー
ビームは破線の光路ｔ−たどり記録体７上の０点に富に
結像し、回転多面鏡５の偏向面の面倒れを補正している
。本発明ではｆθレレンのない為平凸シリンド°２ノカ
ルレンズを出射し几レーザービームは記録体７上では等
速では走査しないが半導体レーザーの発光周期を可変制
御することによってｆθ補正を行なっている。

ζらに未発明の＊成では、結像レンズ３が半導体レーザ
ー１と回転多面鏡５の間にある為その結像面８Ｇは第３
図の如く円弧状となり、被走査面である記９体面ａＸと
の間に焦点はずれδが存在する。しかしδが全走査幅に
おいて焦点深度Δ内に収まるように光学系を構成するこ
とにより、記録体面上でのレーザービーム径の変動を許
容値内に収めている。

第４図において縦軸は像面湾曲量Ｆを横軸は回転多面鏡
の血倒れ補正用シリンドリカルレンズの偏向器と対向す
る１ｔＩＫおける、偏向面に垂直方向の曲率の逆数Σを
表わし、偏向面からシリンドリカルレンズ箇での路離れ
に対する偏向面に画厘な方向の最大像面湾曲ｔをプロッ
トしである。ここで偏向面から被走ＩＦ面１での距離ｌ
＝４００ｙｍ、全走査幅は２１０ｍｓであって、この時
偏向面と水平方向の最大ｇＩ１面Ｓｅｔは１五５であり
、各々のｍに対してのイー同面に垂直方向の最大像面湾
曲量が１五５以下となるＥを選べばよいことになる。

ところで両面に曲率があるシリンドリカルレンズは特殊
なレンズで高価な為、その低価格の為には片面を平面と
して用いることが考えられる。しかも第４図により両面
が種々の曲率を有するシリンドリカルレンズのうち、ｍ
≧２５０６＠であれは、Ｋ　＝　Ｇつまり片面が平面の
シリンドリカルレンズが良好な収差補正効果を有してい
ることがわかる。

以上より本発明においては偏向器と対向する面が平面で
ある平凸シリンドリカルレンズを用いる。

第５図において縦軸は像面湾曲！？を横軸は偏向面から
平凸シリンドリカルレンズ１での距離ｍを表わし、偏向
面から被走査面１ての距１ｍｌに対する偏向面に重置な
方向の最大＠面ｆ！＃曲量をプロットしである。ここで
曲ＱＤは被走査面の全走査幅が２１０ｇＩＱにおける各
々のｌに対する偏向面に平行な方向の像面湾曲量のｆ大
値を結んだものである。偏向面に水平な方向の９面湾曲
量の最大値は被走査面での全走査幅をｌによって決まる
値であって平凸シリンドリカルレンズはこの値以下に偏
向面と垂直方向の最大像面湾曲量が収まる位置に配置さ
れるべきである。この領域は各々のｌにおいて曲線りの
下側の領域となる。

第１表に全走査幅が２１０１時の各々のｌにおける偏向
面と水平力向の最大像面湾曲量Ｆ　ｍａｗとその時第５
図から求められるｍの値及びｍ　／　ｌの値を示す。１
．を大きくすれはＦ　ｍａｗの値は小ざ〈−なるが装置
の大型化や、反射ミラ一枚数の増加によるコストアップ
を招く為現実的でなく、本発明ではｌ　＝＝４００６１
を上限とした。以上により第５図におＡて、曲線り工り
下の領域となる為にはｍ　／　ｌ　）　ｌ　６２であれ
ば良いことがわかる。

ここで本発明の一実施例としてｌ　＝　３９４　ｍにお
ける像面湾曲′！ｆを第６寵に、スポット径の変動を第
７（２）に示す。図中曲線０が偏向面と水平な方向、曲
線Ｈが偏光面と垂直な方向の値を表わす。

光学的特性は以下の通り、 （１１ｙｙ＋＝３２２１ （２１平凸シリンドリカルレンズ曲率ニー３１．０１ｍ （３）平凸シリンドリカルレンズ屈折率：１、　５　１
　６　８ （４）平凸シ１１ンドリカルレンズ肉厚：３゜Ｃ５１偏
向面上での偏向面に水平方向のレーザービーム直径：４
囁 （６）偏向面上マ゛の偏光面に垂直方向の１７−ザービ
ームτσ径：（１５６ｍ （７）全走査幅：　２１０ｍ＋＋ （８）半導体レーザーの波長ニア８０！ＩＩＩ図より曲
線Ｈの像面湾曲量は曲線Ｇ以下に抑えられ、スポット径
の変動も十分許容できる範囲内となっていることがわか
る。

〔発明の効果〕

以上述べ文ように本発明によれ（げ、半導体レーザーの
光源と、該光束を被走査面上に結像するレンズ系と、該
光束を所定の方向に偏向走査する偏向器とを備えた光走
査装を疋ふ−いて、レンズ系を光源と偏向器との間に位
置され、該光束を被走査面上に結像する結像レンズと、
同じく光源と偏向器との間に位置され、偏向面と垂直な
方向のみ偏向面上に線状結像する一刀向集光レンズと、
偏向器と被走査面との間に位置され、偏向面と垂直の方
向に曲率を持ち偏向器と対向する面が平面である平凸シ
リンドリカルレンズとで構成し、ざらにｕｌＬ、＜ｌ’
ｊ平凸シリンドリカルレンズをｍ　／　ｌ　）１６２の
関係を滴定する位置に配置することにより、像面湾曲量
とビームスポット径の変動を許容値内に抑え、ｆθレレ
ンを省略し、さらに回転多面鏡の面倒れ補正用のシリン
ド１１カルレンズを偏向器と対向する面を平面とした平
凸シリンドリカルレンズとすることにエリ良好な収差補
正効果を有し光学系を簡単化して低価格の光走査り１全
提供することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

＄１図は本発明による光走査装置の一実施例を示す図。 第２図は第１図を垂直方向から見友図。 早３図は結像面と被走査面との関優を表わす図。 第４図は各々のｍに対する像ｉ￥ｉ］湾曲量Ｆとシリン
ド１カルレンズの偏向器に対する面の偏光面に垂直方向
の曲率の逆数の関係を表わすｍ０第５図は各々の１に対
する作直湾曲ｔ１Ｐとｍの関併を表わす囮。 軍６１女＋　ｔ’を被走査部上の走査位置と像面湾曲量
の関乎を表わす図。 胆７図（グ抜走査Ｍ上の走査位置とレーザービームのス
ポット径の関併を表わす図。 胆８図は従来の光走査装置を示す図。 １・・・半導体レーザー ２・・コリメーターレンズ ５・・・結像レンズ ４・・・−刀向集向レンズ ５・・・回転多面鏡 ５ａ　、５ｂ・・・回転多面鏡の偏向面６・・・平凸シ
リンドリカルレンズ ７・・・記録体 ８・・・エキスパンダーレンズ ９・・・シリンド１１カルレンズ １０・・・ｆθレレン 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 第１図 （ｍ　７ＴＬ） 第４図 （７ｎ７ｒＬ） 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザーの光源と、該光束を被走査面上に
   結像するレンズ系と、該光走を所定の方向に偏向走査す
   る偏向器とを備えた光走査装置において、レンズ系が光
   源と偏向器との間に位置され、該光束を被走査面上に結
   像する結像レンズと、同じく光源と偏向器との間に位置
   され偏向面と垂直な方向のみ偏向面上に線状結像する一
   方向集光レンズと、偏向器と被走査面との間に位置され
   、偏向面と垂直な方向に球面率をもち偏向器と対向する
   面が平面である平凸シリンドリカルレンズとからなるこ
   とを特徴とする光走査装置。
2. （２）前記平凸シリンドリカルレンズが、 ｌ：偏向面から被走査面までの距離 ｍ：偏向面から平凸シリンドリカルレンズまでの距離 とするとき、 ｍ／ｌ＞０．６２ の関係を満足する位置に配置され、偏向面と被走査面と
   が共役関係となることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光走査装置。