JP2776465B2 - 光走査装置におけるｆθレンズ系 - Google Patents
光走査装置におけるｆθレンズ系Info
- Publication number
- JP2776465B2 JP2776465B2 JP62125067A JP12506787A JP2776465B2 JP 2776465 B2 JP2776465 B2 JP 2776465B2 JP 62125067 A JP62125067 A JP 62125067A JP 12506787 A JP12506787 A JP 12506787A JP 2776465 B2 JP2776465 B2 JP 2776465B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- polygon mirror
- scanning
- lens system
- light beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/0005—Optical objectives specially designed for the purposes specified below having F-Theta characteristic
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、光走査装置におけるｆθレンズ系に関す
る。 （従来技術） 光走査装置は、光束の走査により情報の書き込みや、
読み取りを行う装置として知られている。このような光
走査装置のうちに、光源からの光束を線状に結像させ、
その線状の結像位置の近傍に反射面を有する回転多面鏡
により、上記光束を等角速度的に偏向し、この偏向光束
を結像レンズ系により走査面上にスポット状に結像させ
て走査面を光走査する方式の装置がある。 回転多面鏡を用いる光走査装置には、面倒れの問題が
あり、また、偏向される光束は角速度が一定となるの
で、走査面の走査が定速的に行われる様に工夫する必要
がある。ｆθレンズ系は、この、走査面の定速的な走査
を光学的に実現する様にしたレンズ系である。 また、面倒れの問題を解決する方法としては、回転多
面鏡と走査面との間に設けられるレンズ系をアナモフィ
ックとし、副走査方向に関して、回転多面鏡の反射位置
と走査面とを共役関係に結び付ける方法が知られてい
る。 ｆθレンズ系自体をアナモフィックとし、定速的な走
査と面倒れの問題の解決とを図った物としては、特開昭
59−147316号公報開示のものが知られている。しかし、
このレンズ系は主走査、副走査方向とも、像面湾曲が十
分に補正されていないため、高密度のスポット径を得る
のが難しい。 （目的） 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、面倒れの良好な補正ができ、主、副走査方向とも、
像面湾曲が良好に補正され、ビーム結像幅が極めて小さ
く従って、高密度のスポット径を実現できる、新規なｆ
θレンズ系の提供を目的とする。 （構成） 以下、本発明を説明する。 本発明のｆθレンズ系は、光源からの光束を線状に結
像させ、その線状の結像位置の近傍に反射面を有する回
転多面鏡により、上記光束を等角速度的に偏向し、この
偏向光束を結像レンズ系により走査面上にスポット状に
結像させて走査面を光走査する光走査装置において、回
転多面鏡により偏向された光束を走査面上に結像させる
レンズ系である。 このｆθレンズ系は以下の如き特徴を有する。即ち、
副走査方向に関して、回転多面鏡の反射位置ち走査面と
を共役関係に結び付ける機能を有し、主走査方向に関し
てｆθ機能とを有し、回転多面鏡の側から、走査面側へ
向かって第１、第２の順に配備される、第１および第２
のレンズにより構成される。 上記第１のレンズは、第１面が凹の球面、第２面が凹
のシリンダー面で、負の屈折力を持つアナモフィックな
単レンズであり、第２のレンズは第１面がシリンダー
面、第２面がトーリック面で正の屈折力を持つアナモフ
ィックな単レンズである。回転多面鏡から走査面に向か
ってレンズ面を順次、第１ないし第４レンズ面とし第ｉ
レンズ面（ｉ＝１〜４）の曲率半径を偏向面内でRix、
副走査対応方向でRiyとし、主走査方向の焦点距離fMを1
00に規格化するとき、 （Ｉ） 0.35＜R4x/R1x＜0.85 （II） −0.120＜（1/R3y）＋（1/R4y）＜−0.095 なる条件を満足する。 なお、レンズ面の曲率に関して、Rixは偏向面平行な
断面の曲率半径の成分であり、Riyは光軸を含み偏向面
に直交する断面の、曲率半径成分である。 また、偏向面とは回転多面鏡による、理想的な偏向光
束の主光線の掃引により形成される平面である。また、
レンズ光軸を含み偏向面に直交する平面を以下、偏向直
交面と称する。 さて、第１レンズはさらに詳しく言うと、偏向面での
断面形状は平凹レンズで、偏向直交面での断面形状は両
凹レンズである。第２レンズは偏向面内で平凸レンズ、
偏向直交面でメニスカスレンズである。 さて、上記条件（Ｉ），（II）は以下の如き意味を有
する。即ち、条件（Ｉ）は、主走査方向の像面湾曲量と
リニアリティ即ちｆθ特性とを良好に保つための条件で
あり、条件の範囲を越えると、像面湾曲、ｆθ特性とも
十分な補正がなされない。 条件（III）は副走査方向の像面湾曲を良好に補正す
る為の条件である。条件（II）の範囲を逸脱すると、副
走査方向の像面湾曲の十分な補正がなされない。 これらの条件の範囲は、ｆθレンズを用いる光走査装
置の偏向角θによりその適域が異なる。 即ち、２θが64〜65゜のときは、上記R4x/R1x、（1/R
3y）＋（1/R4y）が、 （III） 0.35＜R4x/R1x＜0.7 （IV） −0.115＜（1/R3y）＋（1/R4y）＜−0.095 であるとき、特に良好なレンズを実現できる。 また、２θが54゜程度のとき、R4x/R1x、（1/R3y）＋
（1/R4y）は、 （Ｖ） 0.40＜R4x/R1x＜0.85 （VI） −0.120＜（1/R3y）＋（1/R4y）＜−0.100 の範囲が好適である。 以下、図面を参照しながら説明する。 第１図は、本発明のｆθレンズ系を用いた光走査装置
の１例を説明図的に略示している。また、第２図は、第
１図の光学配置を副走査方向から見た状態、即ち偏向面
内での様子を示している。 光源もしくは光源と集光装置とからなる光源装置１か
らの平行光束は、線像結像光学系たるシリンダーレンズ
２により、回転多面鏡３の反射面４の近傍に線像として
結像する。 回転多面鏡３により反射された光束は、本発明のｆθ
レンズ系により、走査面７上にスポット状に結像され、
回転多面鏡３の矢印方向への等速回転に従い、走査面７
を等速的に主走査する。 ｆθレンズ系は第１レンズ５（以下、単にレンズ５と
いう）と第２レンズ６（以下、単にレンズ６という）と
により構成され、レンズ５は回転多面鏡３の側に、レン
ズ６は走査面７の側に配設される。偏向面内で見ると第
２図に示すように、レンズ5,6によるｆθレンズ系は光
源側の無限遠と走査面７の位置とを共役関係に結び付け
ている。これに対し、偏向直交面内で見るとｆθレンズ
系は回転多面鏡３の反射位置と走査面７とを略共役関係
に結び付けている。従って、第３図に示すように反射面
４が符号４′で示すように面倒れを生じてもｆθレンズ
系による、走査面７上の結像位置は、副走査方向には殆
ど移動しない。従って面倒れは補正される。 さて、回転多面鏡３が回転すると、反射面４は軸3Aを
中心として回転するため、第４図に示すように、反射面
の回転に伴い、線像の結像位置Ｐと反射面４との間の位
置ずれΔＸが生じ、ｆθレンズ系による線像の共役像の
位置Ｐ′は走査面７からΔＸ′だけずれる。 このずれ量ΔＸ′はｆθレンズ系の副走査方向の横倍
率をβとして、周知の如くΔＸ′＝β２ΔＸで与えられ
る。 偏向面内でレンズ光軸と偏向光束の主光線とのなす角
をθとする時、θと上記ΔＸとの関係を示したのが第５
図及び第６図である。 第５図は入射角αを90度とし、回転多面鏡３の内接円
半径Ｒをパラメーターとして描いている。また、第６図
では、上記内接円半径Ｒを40mmとし、入射角αをパラメ
ーターとして描いている。 第5,6図から分かるように、ΔＸは、内接円半径Ｒが
大きいほど、また、入射角αが小さいほど大きくなる。 また、反射面の回転に伴う線像の位置と反射面との相
対的な位置ずれは、偏向面内で２次元的に生じ、且つレ
ンズ光軸に対しても非対象に移動する。 従って、第１図の如き光走査装置ではｆθレンズ系の
主、副走査方向の像面湾曲を良好に補正する必要があ
る。また、主走査方向に関してはｆθ特性が良好に補正
されねばならないことは言うまでもない。 ここで、前述の入射角αにつき説明すると、第７図に
おいて、符号ａは回転多面鏡に入射する光束の主光線を
示し、符号ｂは回転多面鏡３による反射光束がｆθレン
ズ系の光軸と平行に成ったときの主光線を示している。
主光線a,bの交点を原点として図のごとくX,Y軸を定め、
回転多面鏡３の回転軸位置座標をXp,Ypとする。 入射角αは、図の如く主光線a,bの交角として定義さ
れる。 前述した、線像位置と反射面との位置ずれ量のΔＸの
変動をなるべく少なくする為には周知のごとく、 ０＜Xp＜Rcos（α/2） および、 ０＜Yp＜Rsin（α/2） なる条件をXp,Ypに課せばよい。 （実施例） 以下、具体的な実施例を挙げる。 実施例は全部で13例である。 各実施例において、fMはｆθレンズ系の主走査方向に
関する合成焦点距離を表し、この値は、100に規格化さ
れる。また、fSは偏向直交面内での合成焦点距離即ち副
走査方向に関する合成焦点距離を表す。また、θは偏向
角、αは入射角、Ｒは回転多面鏡の内接円半径を示す。 Rixは回転多面鏡の側から数えてｉ番目のレンズ面
の、偏向面内の曲率半径、Riyはｉ番目のレンズ面の偏
向直交面内の曲率半径、diはｉ番目のレンズ面間距離
を、また、niはｉ番目のレンズの屈折率を示す。 さらに、K1＝R4x/R1x、K2＝（1/R3y）＋（1/R4y）を
表している。 実施例 １ fM＝100,fS＝22.135,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
51,K1＝0.423,K2＝−0.101 ｉ Rix Riy di ni １ −107.774 −107.774 5.672 1.71221 ２ ∞ 61.412 10.966 1.675 ３ ∞ −61.412 6.807 ４ −45.569 −11.855 実施例 ２ fM＝100,fS＝21.350,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
13,K1＝0.423,K2＝−0.111 ｉ Rix Riy di ni １ −107.774 −107.774 5.672 1.71221 ２ ∞ 6.705 10.966 1.675 ３ ∞ −68.068 6.807 ４ −45.569 −10.399 実施例 ３ fM＝100,fS＝22.241,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
32,K1＝0.455,K2＝−0.109 ｉ Rix Riy di ni １ −89.623 −89.623 5.181 1.60909 ２ ∞ 16.261 10.966 1.60909 ３ ∞ −75.631 6.429 ４ −40.744 −10.395 実施例 ４ fM＝100,fS＝21.791,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
32,K1＝0.455,K2＝−0.108 ｉ Rix Riy di ni １ −89.623 −89.623 5.181 1.60909 ２ ∞ 63.53 10.966 1.76605 ３ ∞ −63.53 6.429 ４ −40.744 −10.83 実施例 ５ fM＝100,fS＝21.271,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
32,K1＝0.654,K2＝−0.102 ｉ Rix Riy di ni １ −71.849 −71.849 7.185 1.60909 ２ ∞ 16.45 7.185 1.76605 ３ ∞ −68.068 7.185 ４ −46.983 −11.405 実施例 ６ fM＝100,fS＝20.576,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
32,K1＝0.654,K2＝−0.101 ｉ Rix Riy di ni １ −71.849 −71.849 7.185 1.60909 ２ ∞ 55.4 7.185 1.76605 ３ ∞ −55.4 7.185 ４ −46.983 −11.995 実施例 ７ fM＝100,fS＝21.774,2θ＝64゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
12,K1＝0.481,K2＝−0.108 ｉ Rix Riy di ni １ −95.169 −95.169 4.319 1.71221 ２ ∞ 18.792 10.016 1.71221 ３ ∞ −55.851 6.59 ４ −45.732 −11.114 実施例 ８ fM＝100,fS＝19.674,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.802,K2＝−0.106 ｉ Rix Riy di ni １ −54.035 −54.035 7.320 1.56195 ２ ∞ 8.796 6.597 1.76605 ３ ∞ −94.248 6.283 ４ −43.348 −10.505 実施例 ９ fM＝100,fS＝20.906,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.802,K2＝−0.105 ｉ Rix Riy di ni １ −54.035 −54.035 7.320 1.56195 ２ ∞ 13.195 6.597 1.76605 ３ ∞ −78.540 6.283 ４ −43.348 −10.879 実施例 10 fM＝100,fS＝21.367,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.468,K2＝−0.115 ｉ Rix Riy di ni １ −86.394 −86.394 4.084 1.60909 ２ ∞ 6.563 12.723 1.60909 ３ ∞ −72.257 5.655 ４ −40.452 −9.927 実施例 11 fM＝100,fS＝20.271,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.468,K2＝−0.117 ｉ Rix Riy di ni １ −86.394 −86.394 4.084 1.60909 ２ ∞ 4.750 12.723 1.60909 ３ ∞ −73.827 5.655 ４ −40.452 −9.676 実施例 12 fM＝100,fS＝21.605,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.412,K2＝−0.115 ｉ Rix Riy di ni １ −100.531 −100.531 4.084 1.6594 ２ ∞ 9.205 13.352 1.60909 ３ ∞ −62.832 5.341 ４ −41.397 −10.053 第８図ないし第19図に収差図を示す。第８図は実施例
１に関する収差図であり、以下、第９図ないし第19図が
順次、実施例２ないし実施例12に関する収差図である。 但し、第８図ないし第13図は、fM＝264.442のときの
収差図で、第14図はfM＝268.547のときの収差図であ
り、第15図ないし第19図はfM＝318.31のときの収差図で
ある。 また、ｆθ特性は、周知の如く理想像高をｆ・θ、実
際の像高をｈ′とする時 ｛（ｈ′−ｆ・θ）／（ｆ・θ）｝x100％ で定義される量である。 収差図における、球面収差は実線で表され、正弦条件
は破線で表されており、これらは主走査方向に関するも
のである。また、像面湾曲は回転多面鏡による反射位置
の変動により、非対称性を示すので、偏向領域全域にわ
たって示してある。実線は副走査方向に関する結像位
置、破線は主走査方向に関する結像位置を示す。 （効果） 以上、本発明によれば、光走査装置における新規なｆ
θレンズ系を提供できる。このｆθレンズ系は、上記の
如き構成となっているので、像面湾曲が主、副走査方向
とも小さく、従って高密度のスポットを実現できる。ま
た、良好なｆθ特性とともに、面倒れを良好に補正で
き、しかもレンズ構成が２枚で、長尺のシリンダーレン
ズを使用しないのでコンパクトであり、低コストで実現
できる。
る。 （従来技術） 光走査装置は、光束の走査により情報の書き込みや、
読み取りを行う装置として知られている。このような光
走査装置のうちに、光源からの光束を線状に結像させ、
その線状の結像位置の近傍に反射面を有する回転多面鏡
により、上記光束を等角速度的に偏向し、この偏向光束
を結像レンズ系により走査面上にスポット状に結像させ
て走査面を光走査する方式の装置がある。 回転多面鏡を用いる光走査装置には、面倒れの問題が
あり、また、偏向される光束は角速度が一定となるの
で、走査面の走査が定速的に行われる様に工夫する必要
がある。ｆθレンズ系は、この、走査面の定速的な走査
を光学的に実現する様にしたレンズ系である。 また、面倒れの問題を解決する方法としては、回転多
面鏡と走査面との間に設けられるレンズ系をアナモフィ
ックとし、副走査方向に関して、回転多面鏡の反射位置
と走査面とを共役関係に結び付ける方法が知られてい
る。 ｆθレンズ系自体をアナモフィックとし、定速的な走
査と面倒れの問題の解決とを図った物としては、特開昭
59−147316号公報開示のものが知られている。しかし、
このレンズ系は主走査、副走査方向とも、像面湾曲が十
分に補正されていないため、高密度のスポット径を得る
のが難しい。 （目的） 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、面倒れの良好な補正ができ、主、副走査方向とも、
像面湾曲が良好に補正され、ビーム結像幅が極めて小さ
く従って、高密度のスポット径を実現できる、新規なｆ
θレンズ系の提供を目的とする。 （構成） 以下、本発明を説明する。 本発明のｆθレンズ系は、光源からの光束を線状に結
像させ、その線状の結像位置の近傍に反射面を有する回
転多面鏡により、上記光束を等角速度的に偏向し、この
偏向光束を結像レンズ系により走査面上にスポット状に
結像させて走査面を光走査する光走査装置において、回
転多面鏡により偏向された光束を走査面上に結像させる
レンズ系である。 このｆθレンズ系は以下の如き特徴を有する。即ち、
副走査方向に関して、回転多面鏡の反射位置ち走査面と
を共役関係に結び付ける機能を有し、主走査方向に関し
てｆθ機能とを有し、回転多面鏡の側から、走査面側へ
向かって第１、第２の順に配備される、第１および第２
のレンズにより構成される。 上記第１のレンズは、第１面が凹の球面、第２面が凹
のシリンダー面で、負の屈折力を持つアナモフィックな
単レンズであり、第２のレンズは第１面がシリンダー
面、第２面がトーリック面で正の屈折力を持つアナモフ
ィックな単レンズである。回転多面鏡から走査面に向か
ってレンズ面を順次、第１ないし第４レンズ面とし第ｉ
レンズ面（ｉ＝１〜４）の曲率半径を偏向面内でRix、
副走査対応方向でRiyとし、主走査方向の焦点距離fMを1
00に規格化するとき、 （Ｉ） 0.35＜R4x/R1x＜0.85 （II） −0.120＜（1/R3y）＋（1/R4y）＜−0.095 なる条件を満足する。 なお、レンズ面の曲率に関して、Rixは偏向面平行な
断面の曲率半径の成分であり、Riyは光軸を含み偏向面
に直交する断面の、曲率半径成分である。 また、偏向面とは回転多面鏡による、理想的な偏向光
束の主光線の掃引により形成される平面である。また、
レンズ光軸を含み偏向面に直交する平面を以下、偏向直
交面と称する。 さて、第１レンズはさらに詳しく言うと、偏向面での
断面形状は平凹レンズで、偏向直交面での断面形状は両
凹レンズである。第２レンズは偏向面内で平凸レンズ、
偏向直交面でメニスカスレンズである。 さて、上記条件（Ｉ），（II）は以下の如き意味を有
する。即ち、条件（Ｉ）は、主走査方向の像面湾曲量と
リニアリティ即ちｆθ特性とを良好に保つための条件で
あり、条件の範囲を越えると、像面湾曲、ｆθ特性とも
十分な補正がなされない。 条件（III）は副走査方向の像面湾曲を良好に補正す
る為の条件である。条件（II）の範囲を逸脱すると、副
走査方向の像面湾曲の十分な補正がなされない。 これらの条件の範囲は、ｆθレンズを用いる光走査装
置の偏向角θによりその適域が異なる。 即ち、２θが64〜65゜のときは、上記R4x/R1x、（1/R
3y）＋（1/R4y）が、 （III） 0.35＜R4x/R1x＜0.7 （IV） −0.115＜（1/R3y）＋（1/R4y）＜−0.095 であるとき、特に良好なレンズを実現できる。 また、２θが54゜程度のとき、R4x/R1x、（1/R3y）＋
（1/R4y）は、 （Ｖ） 0.40＜R4x/R1x＜0.85 （VI） −0.120＜（1/R3y）＋（1/R4y）＜−0.100 の範囲が好適である。 以下、図面を参照しながら説明する。 第１図は、本発明のｆθレンズ系を用いた光走査装置
の１例を説明図的に略示している。また、第２図は、第
１図の光学配置を副走査方向から見た状態、即ち偏向面
内での様子を示している。 光源もしくは光源と集光装置とからなる光源装置１か
らの平行光束は、線像結像光学系たるシリンダーレンズ
２により、回転多面鏡３の反射面４の近傍に線像として
結像する。 回転多面鏡３により反射された光束は、本発明のｆθ
レンズ系により、走査面７上にスポット状に結像され、
回転多面鏡３の矢印方向への等速回転に従い、走査面７
を等速的に主走査する。 ｆθレンズ系は第１レンズ５（以下、単にレンズ５と
いう）と第２レンズ６（以下、単にレンズ６という）と
により構成され、レンズ５は回転多面鏡３の側に、レン
ズ６は走査面７の側に配設される。偏向面内で見ると第
２図に示すように、レンズ5,6によるｆθレンズ系は光
源側の無限遠と走査面７の位置とを共役関係に結び付け
ている。これに対し、偏向直交面内で見るとｆθレンズ
系は回転多面鏡３の反射位置と走査面７とを略共役関係
に結び付けている。従って、第３図に示すように反射面
４が符号４′で示すように面倒れを生じてもｆθレンズ
系による、走査面７上の結像位置は、副走査方向には殆
ど移動しない。従って面倒れは補正される。 さて、回転多面鏡３が回転すると、反射面４は軸3Aを
中心として回転するため、第４図に示すように、反射面
の回転に伴い、線像の結像位置Ｐと反射面４との間の位
置ずれΔＸが生じ、ｆθレンズ系による線像の共役像の
位置Ｐ′は走査面７からΔＸ′だけずれる。 このずれ量ΔＸ′はｆθレンズ系の副走査方向の横倍
率をβとして、周知の如くΔＸ′＝β２ΔＸで与えられ
る。 偏向面内でレンズ光軸と偏向光束の主光線とのなす角
をθとする時、θと上記ΔＸとの関係を示したのが第５
図及び第６図である。 第５図は入射角αを90度とし、回転多面鏡３の内接円
半径Ｒをパラメーターとして描いている。また、第６図
では、上記内接円半径Ｒを40mmとし、入射角αをパラメ
ーターとして描いている。 第5,6図から分かるように、ΔＸは、内接円半径Ｒが
大きいほど、また、入射角αが小さいほど大きくなる。 また、反射面の回転に伴う線像の位置と反射面との相
対的な位置ずれは、偏向面内で２次元的に生じ、且つレ
ンズ光軸に対しても非対象に移動する。 従って、第１図の如き光走査装置ではｆθレンズ系の
主、副走査方向の像面湾曲を良好に補正する必要があ
る。また、主走査方向に関してはｆθ特性が良好に補正
されねばならないことは言うまでもない。 ここで、前述の入射角αにつき説明すると、第７図に
おいて、符号ａは回転多面鏡に入射する光束の主光線を
示し、符号ｂは回転多面鏡３による反射光束がｆθレン
ズ系の光軸と平行に成ったときの主光線を示している。
主光線a,bの交点を原点として図のごとくX,Y軸を定め、
回転多面鏡３の回転軸位置座標をXp,Ypとする。 入射角αは、図の如く主光線a,bの交角として定義さ
れる。 前述した、線像位置と反射面との位置ずれ量のΔＸの
変動をなるべく少なくする為には周知のごとく、 ０＜Xp＜Rcos（α/2） および、 ０＜Yp＜Rsin（α/2） なる条件をXp,Ypに課せばよい。 （実施例） 以下、具体的な実施例を挙げる。 実施例は全部で13例である。 各実施例において、fMはｆθレンズ系の主走査方向に
関する合成焦点距離を表し、この値は、100に規格化さ
れる。また、fSは偏向直交面内での合成焦点距離即ち副
走査方向に関する合成焦点距離を表す。また、θは偏向
角、αは入射角、Ｒは回転多面鏡の内接円半径を示す。 Rixは回転多面鏡の側から数えてｉ番目のレンズ面
の、偏向面内の曲率半径、Riyはｉ番目のレンズ面の偏
向直交面内の曲率半径、diはｉ番目のレンズ面間距離
を、また、niはｉ番目のレンズの屈折率を示す。 さらに、K1＝R4x/R1x、K2＝（1/R3y）＋（1/R4y）を
表している。 実施例 １ fM＝100,fS＝22.135,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
51,K1＝0.423,K2＝−0.101 ｉ Rix Riy di ni １ −107.774 −107.774 5.672 1.71221 ２ ∞ 61.412 10.966 1.675 ３ ∞ −61.412 6.807 ４ −45.569 −11.855 実施例 ２ fM＝100,fS＝21.350,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
13,K1＝0.423,K2＝−0.111 ｉ Rix Riy di ni １ −107.774 −107.774 5.672 1.71221 ２ ∞ 6.705 10.966 1.675 ３ ∞ −68.068 6.807 ４ −45.569 −10.399 実施例 ３ fM＝100,fS＝22.241,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
32,K1＝0.455,K2＝−0.109 ｉ Rix Riy di ni １ −89.623 −89.623 5.181 1.60909 ２ ∞ 16.261 10.966 1.60909 ３ ∞ −75.631 6.429 ４ −40.744 −10.395 実施例 ４ fM＝100,fS＝21.791,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
32,K1＝0.455,K2＝−0.108 ｉ Rix Riy di ni １ −89.623 −89.623 5.181 1.60909 ２ ∞ 63.53 10.966 1.76605 ３ ∞ −63.53 6.429 ４ −40.744 −10.83 実施例 ５ fM＝100,fS＝21.271,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
32,K1＝0.654,K2＝−0.102 ｉ Rix Riy di ni １ −71.849 −71.849 7.185 1.60909 ２ ∞ 16.45 7.185 1.76605 ３ ∞ −68.068 7.185 ４ −46.983 −11.405 実施例 ６ fM＝100,fS＝20.576,2θ＝65゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
32,K1＝0.654,K2＝−0.101 ｉ Rix Riy di ni １ −71.849 −71.849 7.185 1.60909 ２ ∞ 55.4 7.185 1.76605 ３ ∞ −55.4 7.185 ４ −46.983 −11.995 実施例 ７ fM＝100,fS＝21.774,2θ＝64゜，α＝60゜,R/fM＝0.1
12,K1＝0.481,K2＝−0.108 ｉ Rix Riy di ni １ −95.169 −95.169 4.319 1.71221 ２ ∞ 18.792 10.016 1.71221 ３ ∞ −55.851 6.59 ４ −45.732 −11.114 実施例 ８ fM＝100,fS＝19.674,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.802,K2＝−0.106 ｉ Rix Riy di ni １ −54.035 −54.035 7.320 1.56195 ２ ∞ 8.796 6.597 1.76605 ３ ∞ −94.248 6.283 ４ −43.348 −10.505 実施例 ９ fM＝100,fS＝20.906,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.802,K2＝−0.105 ｉ Rix Riy di ni １ −54.035 −54.035 7.320 1.56195 ２ ∞ 13.195 6.597 1.76605 ３ ∞ −78.540 6.283 ４ −43.348 −10.879 実施例 10 fM＝100,fS＝21.367,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.468,K2＝−0.115 ｉ Rix Riy di ni １ −86.394 −86.394 4.084 1.60909 ２ ∞ 6.563 12.723 1.60909 ３ ∞ −72.257 5.655 ４ −40.452 −9.927 実施例 11 fM＝100,fS＝20.271,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.468,K2＝−0.117 ｉ Rix Riy di ni １ −86.394 −86.394 4.084 1.60909 ２ ∞ 4.750 12.723 1.60909 ３ ∞ −73.827 5.655 ４ −40.452 −9.676 実施例 12 fM＝100,fS＝21.605,2θ＝54゜，α＝60゜,R/fM＝0.0
94,K1＝0.412,K2＝−0.115 ｉ Rix Riy di ni １ −100.531 −100.531 4.084 1.6594 ２ ∞ 9.205 13.352 1.60909 ３ ∞ −62.832 5.341 ４ −41.397 −10.053 第８図ないし第19図に収差図を示す。第８図は実施例
１に関する収差図であり、以下、第９図ないし第19図が
順次、実施例２ないし実施例12に関する収差図である。 但し、第８図ないし第13図は、fM＝264.442のときの
収差図で、第14図はfM＝268.547のときの収差図であ
り、第15図ないし第19図はfM＝318.31のときの収差図で
ある。 また、ｆθ特性は、周知の如く理想像高をｆ・θ、実
際の像高をｈ′とする時 ｛（ｈ′−ｆ・θ）／（ｆ・θ）｝x100％ で定義される量である。 収差図における、球面収差は実線で表され、正弦条件
は破線で表されており、これらは主走査方向に関するも
のである。また、像面湾曲は回転多面鏡による反射位置
の変動により、非対称性を示すので、偏向領域全域にわ
たって示してある。実線は副走査方向に関する結像位
置、破線は主走査方向に関する結像位置を示す。 （効果） 以上、本発明によれば、光走査装置における新規なｆ
θレンズ系を提供できる。このｆθレンズ系は、上記の
如き構成となっているので、像面湾曲が主、副走査方向
とも小さく、従って高密度のスポットを実現できる。ま
た、良好なｆθ特性とともに、面倒れを良好に補正で
き、しかもレンズ構成が２枚で、長尺のシリンダーレン
ズを使用しないのでコンパクトであり、低コストで実現
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のｆθレンズ系を用いた光走査装置の
１例を要部のみ略示する斜視図、第２図は、第１図の光
学配置の、偏向面上の様子を示す図、第３図は、面倒れ
の補正を説明するための図、第４図ないし第７図は像面
湾曲補正の必要性を説明する為の図、第８図ないし第19
図は収差図である。 １……光源装置、３……回転多面鏡、５……第１レン
ズ、６……第２レンズ
１例を要部のみ略示する斜視図、第２図は、第１図の光
学配置の、偏向面上の様子を示す図、第３図は、面倒れ
の補正を説明するための図、第４図ないし第７図は像面
湾曲補正の必要性を説明する為の図、第８図ないし第19
図は収差図である。 １……光源装置、３……回転多面鏡、５……第１レン
ズ、６……第２レンズ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高梨 健一
東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株
式会社リコー内
(56)参考文献 特開 昭57−144515（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．光源からの光束を線状に結像させ、その線状の結像
位置の近傍に反射面を有する回転多面鏡により、上記光
束を等角速度的に偏向し、この偏向光束を結像レンズ系
により走査面上にスポット状に結像させて走査面を光走
査する光走査装置において、回転多面鏡により偏向され
た光束を走査面上に結像させるレンズ系であって、 副走査方向に関して、回転多面鏡の反射位置と走査面と
を共役関係に結び付ける機能を有し、主走査方向に関し
てｆθ機能を有し、 回転多面鏡の側から、走査面側へ向かって第１、第２の
順に配備される、第１および第２のレンズにより構成さ
れ、 上記第１のレンズは第１面が凹の球面、第２面が凹のシ
リンダー面で、負の屈折力を持つアナモフィックな単レ
ンズであり、第２のレンズは第１面が凹のシリンダー
面、第２面が凸のトーリック面で、正の屈折力を持つア
ナモフィックな単レンズであって、 回転多面鏡から走査面に向かってレンズ面を順次、第１
ないし第４レンズ面とし第ｉレンズ面（ｉ＝１〜４）の
曲率半径を偏向面内でRix,副走査対応方向でRiyとし、
主走査方向の焦点距離fMを100に規格化するとき、 （Ｉ） 0.35＜R4x/R1x＜0.85 （II） −0.120＜（1/R3y）＋（1/R4y）＜−0.095 なる条件を満足することを特徴とする、ｆθレンズ系。 ２．特許請求の範囲第１項において、R4x/R1x、（1/R3
y）＋（1/R4y）が、 （III） 0.35＜R4x/R1x＜0.7 （IV） −0.115＜（1/R3y）＋（1/R4y）＜−0.095 なる条件を満足することを特徴とする、ｆθレンズ系。 ３．特許請求の範囲第１項において、R4x/R1x、（1/R3
y）＋（1/R4y）が、 （Ｖ） 0.40＜R4x/R1x＜0.85 （VI） −0.120＜（1/R3y）＋（1/R4y）＜−0.100 なる条件を満足することを特徴とする、ｆθレンズ系。 ４．特許請求の範囲第２項において、 光束を等角速度的に偏向させる回転多面鏡は、 その内接円半径をＲ、光源側から回転多面鏡に入射する
光束の主光線:aと、回転多面鏡による反射光束がｆθレ
ンズ系の光軸と平行に成ったときの主光線:bとがなす角
をαとし、上記主光線:a,bの交点を原点とし、主光線:b
に合致させてＸ軸を、このＸ軸に直交させてＹ軸を取
り、上記主光線:bの進行方向逆向きをＸ軸の正方向と
し、光源から遠ざかる方向をＹ軸の正方向として、回転
多面鏡の回転中心軸の座標をXp,Ypとするとき、Xp,Yp、
上記角：α、上記内接円半径:Rが、 （VII−１） ０＜Xp＜Rcos（α/2） （VII−２） ０＜Xp＜Rsin（α/2） （VII−３） α＝60度 なる条件を満足し、 ｆθレンズ系の主走査方向の焦点距離:fMと上記内接円
半径:Rが、 （VIII） R/fM＝0.132 を満足することを特徴とする、ｆθレンズ系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62125067A JP2776465B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-22 | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| US07/192,617 US4846539A (en) | 1987-05-12 | 1988-05-11 | Fθ lens system for use in light scanning device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11494087 | 1987-05-12 | ||
| JP62-114940 | 1987-05-12 | ||
| JP62125067A JP2776465B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-22 | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6456412A JPS6456412A (en) | 1989-03-03 |
| JP2776465B2 true JP2776465B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=26453579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62125067A Expired - Lifetime JP2776465B2 (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-22 | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4846539A (ja) |
| JP (1) | JP2776465B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2702992B2 (ja) * | 1987-12-14 | 1998-01-26 | 株式会社日立製作所 | 高解像度光ビーム走査装置 |
| JPH01224721A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-07 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置 |
| US5015050A (en) * | 1988-12-22 | 1991-05-14 | Ricoh Company, Ltd. | Fθ lens system in optical scanner |
| JP2718735B2 (ja) * | 1989-01-13 | 1998-02-25 | 株式会社リコー | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| JP2804512B2 (ja) * | 1989-05-31 | 1998-09-30 | 株式会社リコー | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| JPH0792543B2 (ja) * | 1990-03-01 | 1995-10-09 | キヤノン株式会社 | レーザ走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| US5781325A (en) * | 1994-12-19 | 1998-07-14 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical scanning apparatus |
| US6445483B2 (en) * | 1996-07-01 | 2002-09-03 | Seiko Epson Corporation | Optical scanning apparatus |
| JP3466863B2 (ja) * | 1996-12-19 | 2003-11-17 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及びそれを用いた画像記録装置 |
| JP2000187172A (ja) | 1998-12-24 | 2000-07-04 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置 |
| KR101101616B1 (ko) * | 2009-11-26 | 2012-01-02 | 현대하이스코 주식회사 | 소음을 저감한 파이프 이송 장치 |
| JP2015014717A (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 富士フイルム株式会社 | 走査光学系、光走査装置および放射線画像読取装置 |
| CN111059488B (zh) * | 2018-10-15 | 2022-03-15 | 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 | 照明装置及照明系统 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS554019A (en) * | 1978-06-22 | 1980-01-12 | Canon Inc | Light deflector |
| JPS57144515A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-07 | Canon Inc | Scan optical system having fall compensating function |
| JPS6068317A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-18 | Canon Inc | レ−ザビ−ムプリンタの光学走査装置 |
| JPS60156033A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 走査光学系 |
| JPH0743467B2 (ja) * | 1985-04-22 | 1995-05-15 | 旭光学工業株式会社 | 走査光学系 |
| JPS61194415A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-28 | Ricoh Co Ltd | 光学装置 |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP62125067A patent/JP2776465B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-05-11 US US07/192,617 patent/US4846539A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4846539A (en) | 1989-07-11 |
| JPS6456412A (en) | 1989-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2776465B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JPH0782157B2 (ja) | 面倒れ補正機能をもつ走査光学系 | |
| JPH0338572B2 (ja) | ||
| JPH0535406B2 (ja) | ||
| JP2563260B2 (ja) | 光ビ−ム走査装置 | |
| JP2584640B2 (ja) | レーザービームプリンタ等の走査光学系 | |
| JPH0727123B2 (ja) | 面倒れ補正走査光学系 | |
| JP2718735B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JP2550153B2 (ja) | 光走査装置 | |
| JP2804512B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JP2994799B2 (ja) | 走査結像レンズ系および光走査装置 | |
| JPH07119897B2 (ja) | 光走査装置 | |
| JP2945097B2 (ja) | テレセントリックなｆθレンズ | |
| JP3034565B2 (ja) | テレセントリックなｆθレンズ | |
| JP2738857B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JP2834793B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JP2986949B2 (ja) | 光走査装置における結像レンズ系 | |
| JP2718743B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JP2774546B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JP2856491B2 (ja) | 光走査装置のｆθレンズ | |
| JPS6321619A (ja) | 面倒れ補正走査光学系 | |
| JP2635604B2 (ja) | 光走査装置 | |
| JP2877390B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JP2774586B2 (ja) | 光走査装置におけるｆθレンズ系 | |
| JP3364525B2 (ja) | 走査結像レンズおよび光走査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080501 Year of fee payment: 10 |