JP2983535B1 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
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Abstract
【要約】
【課題】 第１，２走査レンズをプラスチックにより射
出成形した上、被走査面での像面湾曲が良好に補正さ
れ、温度変化による焦点移動及び偏心、チルト誤差によ
る光学性能の低下を最小化しつつ、レンズ形状が比較的
単純で金型加工及び射出成形が容易な光走査装置を提供
する。 【解決手段】 第１走査レンズ１６の第１面１６ａが回
転対称形非球面に構成されている。第１走査レンズ１６
の第２面１６ｂと第２走査レンズ１７の第３面１７ａ及
び第４面１７ｂとは主走査方向に回転軸を有する非球面
トーリック面に構成されている。また、前記走査レンズ
１６，１７の光軸近傍の形状は、主走査方向には第１面
１６ａから第４面１７ｂまでそれぞれ凹部、凸部、凸
部、凹部に構成され、副走査方向には第１面１６ａから
第４面１７ｂまでそれぞれ凹部、凸部、凹部、凸部に構
成されている。
出成形した上、被走査面での像面湾曲が良好に補正さ
れ、温度変化による焦点移動及び偏心、チルト誤差によ
る光学性能の低下を最小化しつつ、レンズ形状が比較的
単純で金型加工及び射出成形が容易な光走査装置を提供
する。 【解決手段】 第１走査レンズ１６の第１面１６ａが回
転対称形非球面に構成されている。第１走査レンズ１６
の第２面１６ｂと第２走査レンズ１７の第３面１７ａ及
び第４面１７ｂとは主走査方向に回転軸を有する非球面
トーリック面に構成されている。また、前記走査レンズ
１６，１７の光軸近傍の形状は、主走査方向には第１面
１６ａから第４面１７ｂまでそれぞれ凹部、凸部、凸
部、凹部に構成され、副走査方向には第１面１６ａから
第４面１７ｂまでそれぞれ凹部、凸部、凹部、凸部に構
成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置に関す
る。より詳しくは、２枚のプラスチックレンズにより構
成された走査光学系を有し、被走査面での像面湾曲が良
好に補正され、温度変化による焦点移動及び偏心、チル
ト誤差による光学性能の低下を最小化し、また、レンズ
形状が比較的単純で、金型加工及び射出成形が容易な光
走査装置に関するものである。
る。より詳しくは、２枚のプラスチックレンズにより構
成された走査光学系を有し、被走査面での像面湾曲が良
好に補正され、温度変化による焦点移動及び偏心、チル
ト誤差による光学性能の低下を最小化し、また、レンズ
形状が比較的単純で、金型加工及び射出成形が容易な光
走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の光走査装置は、図１に示すように、レーザーダイオー
ド１からの光変調された光束がコリメータレンズ２を経
ながら、平行光になった後、平面の主走査方向に長空形
のスリット３を通過する。スリット３を通過した平行光
束は、正面の副主査方向に屈折能を有するシリンダレン
ズ４に入射する。シリンダレンズ４を通過した後、主走
査方向の光束は平行光として回転多面鏡５の反射面に入
射したのち走査レンズ系６によって偏向される一方、副
走査方向の光束は回転多面鏡５の反射面上に結像された
後、走査レンズ系６によって偏向される。
の光走査装置は、図１に示すように、レーザーダイオー
ド１からの光変調された光束がコリメータレンズ２を経
ながら、平行光になった後、平面の主走査方向に長空形
のスリット３を通過する。スリット３を通過した平行光
束は、正面の副主査方向に屈折能を有するシリンダレン
ズ４に入射する。シリンダレンズ４を通過した後、主走
査方向の光束は平行光として回転多面鏡５の反射面に入
射したのち走査レンズ系６によって偏向される一方、副
走査方向の光束は回転多面鏡５の反射面上に結像された
後、走査レンズ系６によって偏向される。
【０００３】上記シリンダレンズ４の役割は、回転多面
鏡５の各反射面が回転軸に対して傾斜する角度のぶれが
ある場合、被走査面上で光束が結像されるときに副走査
方向にビーム径の位置偏差の発生量を最小にすることに
ある。そして、特開平４−１１０８１７号公報では、ぶ
れによる影響を最小にするため、走査レンズ系に主走査
及び副走査方向に互いに異なる曲率半径を有するトーリ
ック面を使用し、副走査方向には、回転多面鏡の反射面
と被走査面７とを光学的な共役関係が成り立つようにす
ることを提案している。
鏡５の各反射面が回転軸に対して傾斜する角度のぶれが
ある場合、被走査面上で光束が結像されるときに副走査
方向にビーム径の位置偏差の発生量を最小にすることに
ある。そして、特開平４−１１０８１７号公報では、ぶ
れによる影響を最小にするため、走査レンズ系に主走査
及び副走査方向に互いに異なる曲率半径を有するトーリ
ック面を使用し、副走査方向には、回転多面鏡の反射面
と被走査面７とを光学的な共役関係が成り立つようにす
ることを提案している。
【０００４】しかし、特開平４−１１０８１７号公報で
は、スポットサイズ、リニアリティ等の良好な性能を有
するものの、レンズ面全体がトーリック面に構成されて
いるため、走査レンズ面の偏心及びチルト誤差による光
学性能の低下が予想される。
は、スポットサイズ、リニアリティ等の良好な性能を有
するものの、レンズ面全体がトーリック面に構成されて
いるため、走査レンズ面の偏心及びチルト誤差による光
学性能の低下が予想される。
【０００５】また、米国特許４，６３９，０７２号は、
被走査面７の近傍にシリンダレンズを配置し、ぶれによ
る性能上の悪影響を防ごうとする技術を開示している。
走査レンズ系は、回転多面鏡によって偏向された光束を
被走査面上に副走査方向に長軸を有する楕円形スポット
を結像させるとともに、ｆ・θ特性、即ち、
被走査面７の近傍にシリンダレンズを配置し、ぶれによ
る性能上の悪影響を防ごうとする技術を開示している。
走査レンズ系は、回転多面鏡によって偏向された光束を
被走査面上に副走査方向に長軸を有する楕円形スポット
を結像させるとともに、ｆ・θ特性、即ち、
【数１】 を満たす。
【０００６】しかしながら、回転多面鏡が回転すると
き、偏向面の位置が変わり、上述した光学的な共役関係
が維持されず、副走査方向の結像点が被走査面上で左右
非対称的に示される、という現象が発生する。さらに、
米国特許５，４８８，５０２号では、被走査面の近傍に
ある走査レンズとして副走査方向の曲率半径が左右非対
称に形成された変形シリンダレンズを使用し、副走査方
向の被走査面の結像点における位置偏差を最小化する提
案をしている。また、同公報では、従来の光学系に比
べ、偏向面から被走査面までの距離は短いが、特性及び
像面湾曲を良好にするためにレンズ間の距離を大きくす
る結果、ユニットの小型化が困難となる。
き、偏向面の位置が変わり、上述した光学的な共役関係
が維持されず、副走査方向の結像点が被走査面上で左右
非対称的に示される、という現象が発生する。さらに、
米国特許５，４８８，５０２号では、被走査面の近傍に
ある走査レンズとして副走査方向の曲率半径が左右非対
称に形成された変形シリンダレンズを使用し、副走査方
向の被走査面の結像点における位置偏差を最小化する提
案をしている。また、同公報では、従来の光学系に比
べ、偏向面から被走査面までの距離は短いが、特性及び
像面湾曲を良好にするためにレンズ間の距離を大きくす
る結果、ユニットの小型化が困難となる。
【０００７】一般的に、高い光学性能、角度の広角化及
び良好なｆ・θ特性を維持しつつ、焦点距離（ｆ）と偏
向点から像面までの距離Ｌの比が、Ｌ／ｆ＜１．３３程
度である場合、ユニットの小型化は可能である。しか
し、被走査面で中心部分より両終端に行くほど、受差補
正が難しく、スポットサイズが大きく形成される問題が
発生し、環境悪化、レンズ製作時の製作誤差及びユニッ
ト配置誤差等によって被走査面の両終端での性能低下が
発生する。
び良好なｆ・θ特性を維持しつつ、焦点距離（ｆ）と偏
向点から像面までの距離Ｌの比が、Ｌ／ｆ＜１．３３程
度である場合、ユニットの小型化は可能である。しか
し、被走査面で中心部分より両終端に行くほど、受差補
正が難しく、スポットサイズが大きく形成される問題が
発生し、環境悪化、レンズ製作時の製作誤差及びユニッ
ト配置誤差等によって被走査面の両終端での性能低下が
発生する。
【０００８】本発明は、上記の問題点を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、第１，２走査レンズをプ
ラスチックにより射出成形した上、被走査面での像面湾
曲が良好に補正され、温度変化による焦点移動及び偏
心、チルト誤差による光学性能の低下を最小化しつつ、
レンズ形状が比較的単純で金型加工及び射出成形が容易
な光走査装置を提供することにある。
れたものであり、その目的は、第１，２走査レンズをプ
ラスチックにより射出成形した上、被走査面での像面湾
曲が良好に補正され、温度変化による焦点移動及び偏
心、チルト誤差による光学性能の低下を最小化しつつ、
レンズ形状が比較的単純で金型加工及び射出成形が容易
な光走査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、レーザーダイオードからの光変調された
光を走査する光源と、前記光源からの走査される光線を
平行光に変えるコリメータレンズと、前記コリメータレ
ンズを経た平行光のなかで走査時必要な一部分のみを通
過させるスリットと、前記スリットを通過した平行光を
副走査方向に収斂させるシリンダレンズと、前記シリン
ダレンズを介しつつ、主走査方向に平行であり、副走査
方向に収斂された光が入射されると、その光が一定の角
度を有する状態で偏向されるように高速に回転される回
転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された光線が
入射されると、その光線を主走査及び副走査方向に収斂
させ、被走査面に結像させる走査レンズ系とを備え、前
記走査レンズ系はプラスチック材質の第１走査レンズと
第２走査レンズとの２枚からなり、前記第１走査レンズ
の第１面が回転対称形非球面又は球面である一方、第１
走査レンズの第２面と第２走査レンズの第３面及び第４
面とは主走査方向に回転軸を有する非球面トーリック面
に構成されることをその要旨とする。
め、本発明は、レーザーダイオードからの光変調された
光を走査する光源と、前記光源からの走査される光線を
平行光に変えるコリメータレンズと、前記コリメータレ
ンズを経た平行光のなかで走査時必要な一部分のみを通
過させるスリットと、前記スリットを通過した平行光を
副走査方向に収斂させるシリンダレンズと、前記シリン
ダレンズを介しつつ、主走査方向に平行であり、副走査
方向に収斂された光が入射されると、その光が一定の角
度を有する状態で偏向されるように高速に回転される回
転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された光線が
入射されると、その光線を主走査及び副走査方向に収斂
させ、被走査面に結像させる走査レンズ系とを備え、前
記走査レンズ系はプラスチック材質の第１走査レンズと
第２走査レンズとの２枚からなり、前記第１走査レンズ
の第１面が回転対称形非球面又は球面である一方、第１
走査レンズの第２面と第２走査レンズの第３面及び第４
面とは主走査方向に回転軸を有する非球面トーリック面
に構成されることをその要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図２は、本発明の実施形態１にお
ける光走査装置の斜視図であり、図３は、本発明の実施
形態１の光走査装置の平面図及び正面図である。光源１
０からの走査された光線がコリメーティングレンズ１
１、スリット１２及びシリンドリカルレンズ１３を介し
て、主走査方向には平行に、そして副走査方向には収斂
された状態で回転多面鏡１４に入射される。かかる回転
多面鏡１４は、入射された光線を等角速度に偏向させ
る。偏向された光線は、走査レンズ系１５に走査されつ
つ、以後、収斂された後、被走査面１８に焦点を形成す
る。上述した回転多面鏡１４の偏向点と被走査面１８と
の間には、副走査方向に光学的な共役関係が設定されて
おり、回転多面鏡１４の反射面が回転多面鏡１４の回転
軸に対して副走査方向にぶれを有していても、被走査面
１８上で副走査方向の焦点移動が最小になる。
ける光走査装置の斜視図であり、図３は、本発明の実施
形態１の光走査装置の平面図及び正面図である。光源１
０からの走査された光線がコリメーティングレンズ１
１、スリット１２及びシリンドリカルレンズ１３を介し
て、主走査方向には平行に、そして副走査方向には収斂
された状態で回転多面鏡１４に入射される。かかる回転
多面鏡１４は、入射された光線を等角速度に偏向させ
る。偏向された光線は、走査レンズ系１５に走査されつ
つ、以後、収斂された後、被走査面１８に焦点を形成す
る。上述した回転多面鏡１４の偏向点と被走査面１８と
の間には、副走査方向に光学的な共役関係が設定されて
おり、回転多面鏡１４の反射面が回転多面鏡１４の回転
軸に対して副走査方向にぶれを有していても、被走査面
１８上で副走査方向の焦点移動が最小になる。
【００１１】一般的には走査レンズ系１５を構成する第
１走査レンズ１６と第２走査レンズ１７とがそれぞれプ
ラスチックレンズで構成されているが、プラスチックレ
ンズは、価格が低廉である反面、湿度に弱く、屈折能が
大きいほど、熱変形によって光学性能の低下が大きい、
という短所がある。本発明は、これを克服するため、熱
特性、湿度、複屈折、内部歪曲等が向上されたゼオニク
ス又はアトン材質のプラスチックを使用する。そして、
第１走査レンズ１６と第２走査レンズ１７との形状は、
次のように構成される。
１走査レンズ１６と第２走査レンズ１７とがそれぞれプ
ラスチックレンズで構成されているが、プラスチックレ
ンズは、価格が低廉である反面、湿度に弱く、屈折能が
大きいほど、熱変形によって光学性能の低下が大きい、
という短所がある。本発明は、これを克服するため、熱
特性、湿度、複屈折、内部歪曲等が向上されたゼオニク
ス又はアトン材質のプラスチックを使用する。そして、
第１走査レンズ１６と第２走査レンズ１７との形状は、
次のように構成される。
【００１２】走査レンズ系１５の面構成は次のとおりで
ある。第１走査レンズ１６の第１面１６ａ、即ち、回転
多面鏡１４側を指向する面が回転対称形非球面又は球面
で構成され、第２面１６ｂは、主走査方向に回転軸を有
する非球面トーリック面で構成されている。また、第２
走査レンズ１７の第３面１７ａ及び第４面１７ｂは、主
走査方向に回転軸を有する非球面トーリック面で構成さ
れている。また、走査レンズ系の光軸近傍の形状は、主
走査方向には第１面から第４面までそれぞれ凹部、凸
部、凸部、凹部に構成され、副走査方向には第１面から
第４面までそれぞれ凹部、凸部、凹部、凸部に構成され
たことを特徴とする。ここで、非球面トーリック面の形
状式は次のとおりである。
ある。第１走査レンズ１６の第１面１６ａ、即ち、回転
多面鏡１４側を指向する面が回転対称形非球面又は球面
で構成され、第２面１６ｂは、主走査方向に回転軸を有
する非球面トーリック面で構成されている。また、第２
走査レンズ１７の第３面１７ａ及び第４面１７ｂは、主
走査方向に回転軸を有する非球面トーリック面で構成さ
れている。また、走査レンズ系の光軸近傍の形状は、主
走査方向には第１面から第４面までそれぞれ凹部、凸
部、凸部、凹部に構成され、副走査方向には第１面から
第４面までそれぞれ凹部、凸部、凹部、凸部に構成され
たことを特徴とする。ここで、非球面トーリック面の形
状式は次のとおりである。
【数２】
【数３】
【数４】 式（１）は、走査レンズ系の第１面１６ａの形状式であ
り、式（２），（３）は、走査レンズ系の第２面１６
ｂ，第３面１７ａ，第４面１７ｂの形状式である。
り、式（２），（３）は、走査レンズ系の第２面１６
ｂ，第３面１７ａ，第４面１７ｂの形状式である。
【００１３】ただし、ｘ，ｙは、Ｘ，Ｙ軸上の任意の点
（図２参照）、式（１）のｚは、回転対称形非球面の任
意の点からＸＹ平面までの光軸方向の距離（ＳＡＧ量）
を示し、式（３）のｚは、非球面トーリックの任意の点
からＸＹ平面までの光軸方向の距離（ＳＡＧ量）を示
し、Ｚｙは、非球面トーリックの任意の点からＹ軸まで
の光軸方向の距離（図４参照）、Ｒは光軸近傍の主走査
の曲率半径、Ｒ´は副走査の曲率半径、ｋは円錐曲面係
数、Ａは４次の非球面係数、Ｂは６次の非球面係数、Ｃ
は８次の非球面係数を示す。ここで、Ｋ＝Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝
０である場合、数式１は球面をあらわす。
（図２参照）、式（１）のｚは、回転対称形非球面の任
意の点からＸＹ平面までの光軸方向の距離（ＳＡＧ量）
を示し、式（３）のｚは、非球面トーリックの任意の点
からＸＹ平面までの光軸方向の距離（ＳＡＧ量）を示
し、Ｚｙは、非球面トーリックの任意の点からＹ軸まで
の光軸方向の距離（図４参照）、Ｒは光軸近傍の主走査
の曲率半径、Ｒ´は副走査の曲率半径、ｋは円錐曲面係
数、Ａは４次の非球面係数、Ｂは６次の非球面係数、Ｃ
は８次の非球面係数を示す。ここで、Ｋ＝Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝
０である場合、数式１は球面をあらわす。
【００１４】本発明は、走査光学系にて第１走査レンズ
及び第２走査レンズの主走査方向の焦点距離をそれぞれ
ｆ１，ｆ２とするとき、 ０．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．５ の条件を満たす。
及び第２走査レンズの主走査方向の焦点距離をそれぞれ
ｆ１，ｆ２とするとき、 ０．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．５ の条件を満たす。
【００１５】また、走査光学系にて第１走査レンズ及び
第２走査レンズの副走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１
´，ｆ２´とするとき、 １．０＜｜ｆ１´／ｆ２´｜＜２．０ の条件を満たす。
第２走査レンズの副走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１
´，ｆ２´とするとき、 １．０＜｜ｆ１´／ｆ２´｜＜２．０ の条件を満たす。
【００１６】また、走査光学系にて第１走査レンズの主
走査方向の焦点距離をｆ１、副走査方向の焦点距離をｆ
１´とするとき、 １．８＜｜ｆ１／ｆ１´｜＜２．８ の条件を満たす。
走査方向の焦点距離をｆ１、副走査方向の焦点距離をｆ
１´とするとき、 １．８＜｜ｆ１／ｆ１´｜＜２．８ の条件を満たす。
【００１７】また、走査光学系にて第２走査レンズの主
走査方向の焦点距離をｆ２、副走査方向の焦点距離をｆ
２´とするとき、 ７．５＜｜ｆ２／ｆ２´｜＜１０．５ の条件を満たす。
走査方向の焦点距離をｆ２、副走査方向の焦点距離をｆ
２´とするとき、 ７．５＜｜ｆ２／ｆ２´｜＜１０．５ の条件を満たす。
【００１８】上記のように構成された走査レンズ系は、
広角でｆ・θ特性と被走査面の像面湾曲が良好に補正さ
れ、また、走査レンズ面又は走査レンズ間の偏心及びチ
ルト誤差による被走査面での光学性能の低下が最小にな
る。このとき、非球面のトーリック面は、すべて主走査
方向を回転軸とする面であることから、精密な形状の金
型加工が容易であり、比較的、面形状が単純であるた
め、射出成形が容易である。また、走査レンズ間の適切
な屈折能分配（焦点距離の逆数）によって温度変化によ
る焦点移動を最小にすることができる。
広角でｆ・θ特性と被走査面の像面湾曲が良好に補正さ
れ、また、走査レンズ面又は走査レンズ間の偏心及びチ
ルト誤差による被走査面での光学性能の低下が最小にな
る。このとき、非球面のトーリック面は、すべて主走査
方向を回転軸とする面であることから、精密な形状の金
型加工が容易であり、比較的、面形状が単純であるた
め、射出成形が容易である。また、走査レンズ間の適切
な屈折能分配（焦点距離の逆数）によって温度変化によ
る焦点移動を最小にすることができる。
【００１９】本発明の実施形態１の設計データは次のと
おりである。
おりである。
【表１】 また、本発明の実施形態１は、光源の使用波長が７８
６．５ｎｍであり、回転多面鏡の入射角が８０．０°
（図２参照）である。そして、回転多面鏡の最大走査角
（θ）は、±４５°であり、走査レンズの焦点距離
（ｆ）は、１３６ｍｍであり、回転多面鏡の偏向点
（ｐ）から被走査面までの距離は１８５．０ｍｍである
（図３ｂ参照）。また、回転多面鏡は６面であり、その
内接円の直径はφ３４．６４ｍｍであり、スリットの大
きさは２．６（主走査方向）×１．５（副走査方向）で
ある。
６．５ｎｍであり、回転多面鏡の入射角が８０．０°
（図２参照）である。そして、回転多面鏡の最大走査角
（θ）は、±４５°であり、走査レンズの焦点距離
（ｆ）は、１３６ｍｍであり、回転多面鏡の偏向点
（ｐ）から被走査面までの距離は１８５．０ｍｍである
（図３ｂ参照）。また、回転多面鏡は６面であり、その
内接円の直径はφ３４．６４ｍｍであり、スリットの大
きさは２．６（主走査方向）×１．５（副走査方向）で
ある。
【００２０】また、第１走査レンズ及び第２走査レンズ
の主走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ２とすると
き、ｆ１／ｆ２＝０．４４であり、第１走査レンズ及び
第２走査レンズの副走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１
´，ｆ２´とするとき、 ｆ１´／ｆ２´＝１．３９で
あり、 ｆ１／ｆ１´＝２．５２であり、 ｆ２／ｆ２´
＝７．９４である。
の主走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ２とすると
き、ｆ１／ｆ２＝０．４４であり、第１走査レンズ及び
第２走査レンズの副走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１
´，ｆ２´とするとき、 ｆ１´／ｆ２´＝１．３９で
あり、 ｆ１／ｆ１´＝２．５２であり、 ｆ２／ｆ２´
＝７．９４である。
【００２１】本発明の実施形態１によって示される像面
湾曲及びｆ・θ特性、即ち
湾曲及びｆ・θ特性、即ち
【数５】 は、図５及び図６のとおりである。
【００２２】図７ａ，ｂは、本発明の実施形態２の光走
査装置の平面図及び正面図であり、この設計データは次
のとおりである。
査装置の平面図及び正面図であり、この設計データは次
のとおりである。
【表２】 また、本発明の実施形態２は、光源の使用波長が７８
６．５ｎｍであり、回転多面鏡の入射角が８０．０°
（図２参照）である。そして、回転多面鏡の最大走査角
（θ）は、±４５°であり、走査レンズの焦点距離
（ｆ）は、１３６．０ｍｍであり、回転多面鏡の偏向点
（ｐ）から被走査面までの距離は１８５．０ｍｍである
（図３ｂ参照）。また、回転多面鏡は６面であり、その
内接円の直径はφ３４．６４ｍｍであり、スリットの大
きさは２．６（主走査方向）×１．５（副走査方向）で
ある。
６．５ｎｍであり、回転多面鏡の入射角が８０．０°
（図２参照）である。そして、回転多面鏡の最大走査角
（θ）は、±４５°であり、走査レンズの焦点距離
（ｆ）は、１３６．０ｍｍであり、回転多面鏡の偏向点
（ｐ）から被走査面までの距離は１８５．０ｍｍである
（図３ｂ参照）。また、回転多面鏡は６面であり、その
内接円の直径はφ３４．６４ｍｍであり、スリットの大
きさは２．６（主走査方向）×１．５（副走査方向）で
ある。
【００２３】また、第１走査レンズ及び第２走査レンズ
の主走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ２とすると
き、ｆ１／ｆ２＝０．３５であり、第１走査レンズ及び
第２走査レンズの副走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１
´，ｆ２´とするとき、 ｆ１´／ｆ２´＝１．７１で
あり、 ｆ１／ｆ１´＝２．０３であり、 ｆ２／ｆ２´
＝１０．０４である。
の主走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ２とすると
き、ｆ１／ｆ２＝０．３５であり、第１走査レンズ及び
第２走査レンズの副走査方向の焦点距離をそれぞれｆ１
´，ｆ２´とするとき、 ｆ１´／ｆ２´＝１．７１で
あり、 ｆ１／ｆ１´＝２．０３であり、 ｆ２／ｆ２´
＝１０．０４である。
【００２４】本発明の実施形態２によって示される像面
湾曲及びｆ・θ特性、即ち
湾曲及びｆ・θ特性、即ち
【数６】 は、図８及び図９のとおりである。
【００２５】本発明の実施形態１，２によれば、回転多
面鏡１４側を指向する第１走査レンズ１６の第１面１６
ａは、主走査及び副走査方向に凹んだ形状であり、第２
面１６ｂは主走査及び副走査方向に膨らんだ形状であ
る。そして、被走査面１８側を指向する第２走査レンズ
１７の第３面１７ａは、主走査方向に膨らんだ形状であ
り、副走査方向に凹んだ形状であって、第４面１７ｂは
主走査方向に凹んだ形状であり、副走査方向に膨らんだ
形状である。
面鏡１４側を指向する第１走査レンズ１６の第１面１６
ａは、主走査及び副走査方向に凹んだ形状であり、第２
面１６ｂは主走査及び副走査方向に膨らんだ形状であ
る。そして、被走査面１８側を指向する第２走査レンズ
１７の第３面１７ａは、主走査方向に膨らんだ形状であ
り、副走査方向に凹んだ形状であって、第４面１７ｂは
主走査方向に凹んだ形状であり、副走査方向に膨らんだ
形状である。
【００２６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明の
走査レンズ系をレーザービームプリンタのような画像形
成装置等に適用すると、環境変化、レンズ制作時の製作
誤差、ユニットでの組立誤差等による光学性能低下を最
小化することができ、金型及び射出成形も比較的に容易
で、低価格のレンズを大量生産することが可能である。
走査レンズ系をレーザービームプリンタのような画像形
成装置等に適用すると、環境変化、レンズ制作時の製作
誤差、ユニットでの組立誤差等による光学性能低下を最
小化することができ、金型及び射出成形も比較的に容易
で、低価格のレンズを大量生産することが可能である。
【図１】 ａ，ｂは従来の光走査装置を示す平面図であ
る。
る。
【図２】 本発明の実施形態１における光走査装置を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】 ａ，ｂは、実施形態１における光走査装置を
示す平面図及び正面図である。
示す平面図及び正面図である。
【図４】 走査レンズの光軸方向における距離及び焦点
距離をあらわす線図である。
距離をあらわす線図である。
【図５】 実施形態１における主走査及び副走査の像面
湾曲を示す図である。
湾曲を示す図である。
【図６】 実施形態１における走査レンズのｆ・θ特性
を示す図である。
を示す図である。
【図７】 ａ，ｂは、本発明の実施形態２における光走
査装置を示す平面図及び正面図である。
査装置を示す平面図及び正面図である。
【図８】 実施形態２における主走査及び副走査の像面
湾曲を示す図である。
湾曲を示す図である。
【図９】 実施形態２における走査レンズのｆ・θ特性
を示す図である。
を示す図である。
１０…光源、１１…コリメーティングレンズ、１２…ス
リット、１３…シリンドリカルレンズ、１４…回転多面
鏡、１５…走査レンズ系、１６…第１走査レンズ、１６
ａ…第１面、１６ｂ…第２面、１７…第２走査レンズ、
１７ａ…第３面、１７ｂ…第４面、１８…被走査面。
リット、１３…シリンドリカルレンズ、１４…回転多面
鏡、１５…走査レンズ系、１６…第１走査レンズ、１６
ａ…第１面、１６ｂ…第２面、１７…第２走査レンズ、
１７ａ…第３面、１７ｂ…第４面、１８…被走査面。
Claims (10)
- 【請求項１】 レーザーダイオードからの光変調された
光を走査する光源と、 前記光源からの走査される光線を平行光に変えるコリメ
ータレンズと、 前記コリメータレンズを経た平行光のなかで走査時必要
な一部分のみを通過させるスリットと、 前記スリットを通過した平行光を副走査方向に収斂させ
るシリンダレンズと、 前記シリンダレンズを介しつつ、主走査方向に平行であ
り、副走査方向に収斂された光が入射されると、その光
が一定の角度を有する状態で偏向されるように高速に回
転される回転多面鏡と、 前記回転多面鏡によって偏向された光線が入射される
と、その光線を主走査及び副走査方向に収斂させ、被走
査面に結像させる走査レンズ系とを備え、 前記走査レンズ系はプラスチック材質の第１走査レンズ
と第２走査レンズとの２枚からなり、前記第１走査レン
ズの第１面が回転対称形非球面である一方、第１走査レ
ンズの第２面と第２走査レンズの第３面及び第４面とは
主走査方向に回転軸を有する非球面トーリック面に構成
されたことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】 前記走査レンズの光軸近傍の形状は、主
走査方向に第１面から第４面までそれぞれ凹部、凸部、
凸部、凹部に構成されたことを特徴とする請求項１に記
載の光走査装置。 - 【請求項３】 前記走査レンズの光軸近傍の形状は、副
走査方向に第１面から第４面までそれぞれ凹部、凸部、
凹部、凸部に構成されたことを特徴とする請求項１に記
載の光走査装置。 - 【請求項４】 レーザーダイオードからの光変調された
光を走査する光源と、 前記光源からの走査される光線を平行光に変えるコリメ
ータレンズと、 前記コリメータレンズを経た平行光のなかで走査時必要
な一部分のみを通過させるスリットと、 前記スリットを通過した平行光を副走査方向に収斂させ
るシリンダレンズと、 前記シリンダレンズを介しつつ、主走査方向に平行であ
り、副走査方向に収斂された光が入射されると、その光
が一定の角度を有する状態で偏向されるように高速に回
転される回転多面鏡と、 前記回転多面鏡によって偏向された光線が入射される
と、その光線を主走査及び副走査方向に収斂させ、被走
査面に結像させる走査レンズ系とを備え、 前記走査レンズ系はプラスチック材質の第１走査レンズ
と第２走査レンズとの２枚からなり、前記第１走査レン
ズの第１面が球面である一方、第１走査レンズの第２面
と第２走査レンズの第３面及び第４面とは主走査方向に
回転軸を有する非球面トーリック面に構成されたことを
特徴とする光走査装置。 - 【請求項５】 前記走査レンズの光軸近傍の形状は、主
走査方向に第１面から第４面までそれぞれ凹部、凸部、
凸部、凹部に構成されたことを特徴とする請求項４に記
載の光走査装置。 - 【請求項６】 前記走査レンズの光軸近傍の形状は、副
走査方向に第１面から第４面までそれぞれ凹部、凸部、
凹部、凸部に構成されたことを特徴とする請求項４に記
載の光走査装置。 - 【請求項７】 前記走査レンズ系にて第１走査レンズ及
び第２走査レンズの主走査方向の焦点距離をそれぞれｆ
１，ｆ２とするとき、 ０．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．５ の条件を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項４
に記載の光走査装置。 - 【請求項８】 前記走査レンズ系にて第１走査レンズ及
び第２走査レンズの副走査方向の焦点距離をそれぞれｆ
１´，ｆ２´とするとき、 １．０＜｜ｆ１´／ｆ２´｜＜２．０ の条件を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項４
に記載の光走査装置。 - 【請求項９】 前記走査レンズ系にて第１走査レンズの
主走査方向の焦点距離をｆ１、副走査方向の焦点距離を
ｆ１´とするとき、 １．８＜｜ｆ１／ｆ１´｜＜２．８ の条件を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項４
に記載の光走査装置。 - 【請求項１０】 前記走査レンズ系にて第２走査レンズ
の主走査方向の焦点距離をｆ２、副走査方向の焦点距離
をｆ２´とするとき、 ７．５＜｜ｆ２／ｆ２´｜＜１０．５ の条件を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項４
に記載の光走査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980026360A KR100282264B1 (ko) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | 광주사장치 |
| KR1998-26360 | 1998-07-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2983535B1 true JP2983535B1 (ja) | 1999-11-29 |
| JP2000019448A JP2000019448A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=19542661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10325088A Expired - Fee Related JP2983535B1 (ja) | 1998-07-01 | 1998-11-16 | 光走査装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6134040A (ja) |
| JP (1) | JP2983535B1 (ja) |
| KR (1) | KR100282264B1 (ja) |
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| JP2001154133A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-06-08 | Hitachi Koki Co Ltd | 光走査装置 |
| JP3943820B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2007-07-11 | キヤノン株式会社 | 光走査装置及びマルチビーム光走査装置及び画像形成装置 |
| JP3397765B2 (ja) * | 1999-12-10 | 2003-04-21 | キヤノン株式会社 | マルチビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
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| KR100474433B1 (ko) * | 2002-09-05 | 2005-03-10 | 삼성전자주식회사 | 광주사장치 |
| KR100461592B1 (ko) * | 2002-10-24 | 2004-12-16 | 삼성전자주식회사 | 멀티빔 광주사장치 |
| KR100619037B1 (ko) * | 2004-07-02 | 2006-09-01 | 삼성전자주식회사 | 비대칭 곡률을 갖는 주사 광학 렌즈 및 상기 렌즈를채용한 광 주사 장치 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS58179814A (ja) * | 1982-03-21 | 1983-10-21 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 光ビ−ム走査装置 |
| JP2956169B2 (ja) * | 1990-08-30 | 1999-10-04 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置 |
| JPH07113950A (ja) * | 1993-10-14 | 1995-05-02 | Konica Corp | 光ビーム走査装置及び結像レンズ |
| JP3235306B2 (ja) * | 1993-12-16 | 2001-12-04 | ミノルタ株式会社 | 走査光学系 |
| US5541760A (en) * | 1993-12-22 | 1996-07-30 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Scanning optical system |
| JP3375196B2 (ja) * | 1994-03-24 | 2003-02-10 | 東芝テック株式会社 | 光走査装置およびこの光走査装置に適した画像形成装置 |
| US5659532A (en) * | 1994-08-15 | 1997-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical scanning apparatus with polygon mirrors reflecting light beam at a constant speed larger than dθ/dt |
-
1998
- 1998-07-01 KR KR1019980026360A patent/KR100282264B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-11-10 US US09/188,939 patent/US6134040A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-16 JP JP10325088A patent/JP2983535B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-11-29 US US09/450,057 patent/US6154303A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6134040A (en) | 2000-10-17 |
| KR100282264B1 (ko) | 2001-02-15 |
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