JP3149995U - Two-piece fθ lens for microelectromechanical system laser beam scanner - Google Patents

Two-piece fθ lens for microelectromechanical system laser beam scanner Download PDF

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Abstract

【課題】ＭＥＭＳ反射ミラーの単振動を修正し、時間と正弦関係の角度変化量を形成して、レーザースキャンニング装置が要求する線型性走査効果を実現する二片式ｆθレンズを提供する。【解決手段】第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を有し、第一レンズは双凸型レンズから構成し、第二レンズは双凹型またはメニスカスあるいは双凸レンズから構成する。第一レンズは第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂを有し、ＭＥＭＳ反射ミラーの反射角度と時間が非線型性関係の走査光線を距離と時間が線型性関係を有する走査光線光点に置き換える。第二レンズは第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂを有し、第一レンズの走査光線を修正した上目標物に集光する。かつ、第一レンズと第二レンズとも特定の光学条件を満足し、第一レンズと第二レンズを設けることにより、線型性走査効果と高解析度を実現できるように構成する。【選択図】図１Provided is a two-piece fθ lens that corrects a single vibration of a MEMS reflecting mirror and forms an angle change amount in a sine relation with time to realize a linearity scanning effect required by a laser scanning device. A first lens includes a biconvex lens, and the second lens includes a biconcave, meniscus, or biconvex lens. The first lens has a first optical surface 131a and a second optical surface 131b, and the reflection angle and time of the MEMS reflecting mirror are changed to a scanning light beam spot having a distance and time having a linearity relationship. replace. The second lens has a third optical surface 132a and a fourth optical surface 132b, and condenses the scanned light of the first lens on the target after correction. In addition, both the first lens and the second lens satisfy specific optical conditions, and the first lens and the second lens are provided so that a linear scanning effect and a high resolution can be realized. [Selection] Figure 1

Description

本考案は一種の微小電子機械システムレーザービーム走査装置（以下、MEMS LSUと略する）の二片式ｆθレンズに係わり、特に一種のMEMS反射ミラーの単振動を修正し、時間と正弦関係の角度変化量を形成して、レーザースキャンニング装置（以下、LSUと略する）が要求する線型性走査効果を実現する二片式ｆθレンズに係わる。 The present invention relates to a two-piece fθ lens of a kind of microelectromechanical system laser beam scanning device (hereinafter abbreviated as MEMS LSU), and in particular, corrects a single vibration of a kind of MEMS reflecting mirror, and an angle between time and sine. The present invention relates to a two-piece fθ lens that forms a change amount and realizes a linear scanning effect required by a laser scanning device (hereinafter abbreviated as LSU).

レーザービームプリンター（Ｌａｓｅｒ Ｂｅａｍ Ｐｒｉｎｔｅｒ， ＬＢＰ）に使用されているレーザースキャンニング装置（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｕｎｉｔ）は高速回転するポリゴンミラー（ｐｏｌｙｇｏｎ ｍｉｒｒｏｒ）によってレーザービーム走査（ｌａｓｅｒ ｂｅａｍ ｓｃａｎｎｉｎｇ）を行っている。その原理は、半導体レーザーよりレーザービーム（ｌａｓｅｒ ｂｅａｍ）を出射し、コリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）を経て、絞り装置（ａｐｅｔｕｒｅ）を通り抜けて平行ビームを形成する。この平行ビームはさらに、円筒レンズ（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｌｅｎｓ）を通り抜け、副走査方向の（ｓｕｂ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）Ｙ軸の幅は主走査方向（ｍａｉｎ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）のＸ軸の平行方向に沿って、線画像（ｌｉｎｅ ｉｍａｇｅ）に集光した後に、高速に回転するポリゴンミラーに投射させる。このポリゴンミラー上に複数の多面反射ミラーを前記線画像（ｌｉｎｅ ｉｍａｇｅ）の焦点位置またはその近接場所に連続して取り付ける。ポリゴンミラーよりレーザービームの投射方向を制御することにより、連続して設けられた複数の反射ミラーが高速回転しながら、反射ミラーに投射されたレーザービームを主走査方向（Ｘ軸）の平行方向に沿って、同じ角運動速度（ａｎｇｕｌａｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）にて、斜めにｆθ線型性走査レンズ上に反射する。ｆθ線型性走査レンズはポリゴンミラーのそばに設けられた単片式走査レンズ構造（ｓｉｎｇｌｅ−ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｌｅｎｓ）あるいは二片式レンズ構造である。このｆθ線型性走査レンズの機能は、ポリゴンミラーに備える反射ミラー上の反射によって、ｆθレンズに入射するレーザービームを楕円形光点に収束した上、感光ドラム（ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ ｄｒｕｍ、すなわち、結像面）に投射し、線型性走査（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｌｉｎｅａｒｉｔｙ）の要求に達成する。
米国特許ＵＳ６，８４４，９５１号 米国特許ＵＳ６，９５６，５９７号 米国特許ＵＳ７，０６４，８７６号 米国特許ＵＳ７，１８４，１８７号 米国特許ＵＳ７，１９０，４９９号 米国特許ＵＳ２００６／０１１３３９３号 中華民国特許ＴＷ Ｍ２５３１３３号 日本国特許ＪＰ ２００６−２０１３５０号 A laser scanning unit used in a laser beam printer (Laser Beam Printer, LBP) performs laser beam scanning with a polygon mirror that rotates at high speed. The principle is that a laser beam is emitted from a semiconductor laser, passes through a collimator, passes through an aperture device, and forms a parallel beam. The parallel beam further passes through a cylindrical lens, and the width of the sub-scanning direction (sub-scanning direction) Y-axis extends along the X-axis parallel direction of the main-scanning direction (line scanning direction). line image) and then projected onto a polygon mirror that rotates at high speed. A plurality of multi-surface reflecting mirrors are continuously attached on the polygon mirror at the focal position of the line image or in the vicinity thereof. By controlling the projection direction of the laser beam from the polygon mirror, the laser beam projected on the reflection mirror is parallel to the main scanning direction (X axis) while a plurality of reflection mirrors provided continuously rotate at high speed. Along the same angular velocity, the light is reflected obliquely onto the fθ linear scanning lens. The fθ linear scanning lens has a single-element scanning lens structure or a two-piece lens structure provided near a polygon mirror. The function of the fθ linear scanning lens is that a laser beam incident on the fθ lens is converged to an elliptical light spot by reflection on a reflection mirror provided in a polygon mirror, and then a photosensitive drum (photoreceptor drum, that is, an imaging surface). To meet the demands of scanning linearity.
US Patent US 6,844,951 US Patent US 6,956,597 US Patent No. 7,064,876 US Patent US 7,184,187 US Patent US 7,190,499 US Patent US2006 / 0113393 Taiwan patent TW M253133 Japanese Patent JP 2006-201350

しかしながら、公知技術のLSUは使用のときに、以下の課題が残っている。
イ 回転式ポリゴンミラーの製造が難しく、コストも高いため、LSU生産費用がかかってしまう問題がある。
ロ ポリゴンミラーは高速回転（例えば、４００００回転毎分）機能と、高い精密度が要求されている。このため、一般のポリゴンミラーは、反射面のレンズのＹ軸の幅がきわめて薄く作られていることによって、先行技術によるLSUは、すべて円柱レンズ（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｌｅｎｓ）を追加して設けなければならない。この円柱レンズの作用は通過するレーザービームを線画像（Ｙ軸上の一点）に収束して、ポリゴンミラーの反射ミラーにふたたび投射していること。上記の経緯で構成素子の増量や組立作業の増加という問題がある。
ハ 先行技術のポリゴンミラーは高速回転（４００００回転毎分）が要求されているため、回転騒音が高いほか、ポリゴンミラーは起動から稼働回転速度に安定するまでに時間が掛かり、始動後の待ち時間が長いという問題がある。
ニ 先行技術のLSUの組立構造中には、ポリゴンミラーに投射するレーザービームの中心軸はポリゴンミラーの中心軸に照準されていないため、組み合わせるｆθレンズの設計にあたり、ポリゴンミラーのオフ軸偏差（ｏｆｆ ａｘｉｓ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）の配慮設計が必要になってくる、ｆθレンズの設計と製造の手間がかかってしまう問題がある。 However, the following problems remain when the known LSU is used.
(B) There is a problem that LSU production costs are incurred because it is difficult and expensive to manufacture a rotating polygon mirror.
(2) The polygon mirror is required to have a high-speed rotation (for example, 40000 rotations per minute) function and high precision. For this reason, since the general polygon mirror is made such that the Y-axis width of the lens on the reflecting surface is extremely thin, all the LSUs according to the prior art must be additionally provided with a cylindrical lens. The action of this cylindrical lens is to converge the passing laser beam into a line image (one point on the Y axis) and project it again on the reflection mirror of the polygon mirror. Due to the above circumstances, there is a problem of increasing the number of components and increasing assembly work.
C) Since the polygon mirror of the prior art requires high speed rotation (40000 rotations per minute), the rotation noise is high, and it takes time for the polygon mirror to stabilize from the start to the operation rotation speed. There is a problem that is long.
In the assembly structure of the prior art LSU, the center axis of the laser beam projected onto the polygon mirror is not aimed at the center axis of the polygon mirror. Therefore, when designing the combined fθ lens, the off-axis deviation (off There is a problem that it takes time and effort to design and manufacture the fθ lens, which requires a careful design of the axis deviation).

近年には、LSU組立構造の問題点の改善を図るため、市場で一種の振動式（ｓｏｃｉｌｌａｔｏｒｙ）MEMS反射ミラー（MEMS ｍｉｒｒｏｒ）が公開され、先行技術のポリゴンミラーによるレーザービーム走査制御に代わる。MEMS反射ミラーはねじり発振器（ｔｏｒｓｉｏｎ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）より構成し、その表面層に光反射層を有し、発振により光反射層が振動し、光線を反射しながら走査を行う。将来は結像システム（ｉｍａｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）、スキャナー（ｓｃａｎｎｅｒ）またはレーザープリンター（ｌａｓｅｒ ｐｒｉｎｔｅｒ）のLSUに応用でき、その走査効率（ｓｃａｎｎｅｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）は従来の回転式ポリゴンミラーより優れる。米国特許ＵＳ６，８４４，９５１号、ＵＳ６，９５６，５９７号によると、少なくとも一つの駆動信号を生成し、その駆動周波数は複数のMEMS反射ミラーの共振周波数に近づけさせ、駆動信号によりMEMS反射ミラーを駆動して、走査パスを生成する。さらに、米国特許ＵＳ７，０６４，８７６号、ＵＳ７，１８４，１８７号、ＵＳ７，１９０，４９９号、ＵＳ２００６／０１１３３９３号、または中華民国特許ＴＷ Ｍ２５３１３３号によると、LSUモジュール構造のコリメータとｆθレンズとの間に、MEMS反射ミラーを公知技術の回転式ポリゴンミラーに代えて、レーザービームの投射方向を制御する。そのほかに日本特許ＪＰ ２００６−２０１３５０などがある。この種のMEMS反射ミラーは、素子が小さく、高回転速度、低生産コストの長所を有する。しかしながら、MEMS反射ミラーは電圧駆動により、単振動が開始される。この単振動（ｈａｒｍｏｎｉｃ ｍｏｔｉｏｎ）は時間と角速度が正弦関係を形成し、MEMS反射ミラーに投射し反射後の反射角度θと時間ｔとの関係は数式（１）に示す通りである。
In recent years, in order to improve the problems of the LSU assembly structure, a kind of oscillating MEMS reflective mirror (MEMS mirror) has been released on the market, replacing the laser beam scanning control by the prior art polygon mirror. The MEMS reflection mirror is composed of torsion oscillators, and has a light reflection layer on its surface layer. The light reflection layer vibrates due to oscillation, and scanning is performed while reflecting light rays. In the future, it can be applied to LSUs of imaging systems, scanners or laser printers, and its scanning efficiency is superior to conventional rotating polygon mirrors. According to US Pat. Nos. 6,844,951 and 6,956,597, at least one drive signal is generated, the drive frequency is made to approach the resonance frequency of a plurality of MEMS reflection mirrors, and the MEMS reflection mirror is driven by the drive signals. Drive to generate a scan path. Further, according to US Pat. Nos. 7,064,876, 7,184,187, US 7,190,499, US 2006/0113393, or TW M253133, a collimator with an LSU module structure and an fθ lens In the meantime, the projection direction of the laser beam is controlled by replacing the MEMS reflection mirror with a known rotary polygon mirror. In addition, there is Japanese Patent JP 2006-201350. This type of MEMS reflecting mirror has the advantages of small elements, high rotational speed, and low production cost. However, the MEMS reflection mirror starts simple vibration by voltage driving. The simple vibration (harmonic motion) forms a sinusoidal relationship between time and angular velocity, and the relationship between the reflection angle θ after reflection on the MEMS reflection mirror and time t is as shown in Equation (1).

数式（１）で、ｆは、MEMS反射ミラーの走査周波数を、θsは、レーザービームがMEMS反射ミラーを通過した後、片側最大の走査角度をそれぞれ示す。 In Equation (1), f indicates the scanning frequency of the MEMS reflecting mirror, and θ s indicates the maximum scanning angle on one side after the laser beam passes through the MEMS reflecting mirror.

よって、同じ時間間隔Δtに対応する反射角度と時間が正弦関数（Ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ）の変化を形成する。すなわち、同じ時間間隔Δtにおける反射角度変化は、Δθ(t)=θs・(sin(2π・f・t1)-sin(2π・f・t2))で時間とは非線型性関係を示す。すなわち、この反射光線は様々な角度で目標物に投射されたとき、同じ時間間隔で形成される光点距離間隔は、同じ時間間隔で形成される光点距離の間隔が異なり、時間に従い累増または累減することになっている。 Thus, the reflection angle and time corresponding to the same time interval Δt form a sinusoidal change. That is, the change in the reflection angle at the same time interval Δt has a nonlinear relationship with time at Δθ (t) = θ s · (sin (2π · f · t 1 ) -sin (2π · f · t 2 )). Show. That is, when this reflected light beam is projected onto the target at various angles, the light spot distance interval formed at the same time interval is different from that of the light spot distance formed at the same time interval. It is supposed to decrease gradually.

一例として、MEMS反射ミラーの振動角度が正弦波の波峰と波谷のとき、角度変化量は時間に従い累増または累減することから、先行技術のポリゴンミラーの等角度回転の運動方式とは異なる。そして、先行技術のｆθレンズはMEMS反射ミラーを装備したLSUにとっては、MEMS反射ミラーより形成された角度変化を修正できなく、結像面に投射されたレーザービームが非等速度走査となり、結像面の結像偏差が発生する。よって、MEMS反射ミラーより構成したLSU（以下、MEMS LSUと略する）、その特性は、レーザービームはMEMS反射ミラーの走査によって、同じ時間間隔で角度の異なる走査光線が形成される。それに伴い、MEMS LSUのｆθレンズに応用し、走査光線を修正した上、目標物にて正確な結像ができる。その一例として、米国特許第ＵＳ７，１８４１８７号は、多項式曲面（ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）による主走査方向の角度変化量が開示されている。しかしながら、レーザービーム断面は理想な微小円形ではなく、その断面は扁平状の楕円形であるため、主走査方向修正にとどまり、精度要求にはなお達成できない。よって、主走査方向と副走査方向とも走査光線の修正が可能なｆθレンズを開発するのは急務である。 As an example, when the vibration angle of the MEMS reflecting mirror is a sine wave peak and wave valley, the angle variation increases or decreases with time, which is different from the motion method of equiangular rotation of the prior art polygon mirror. The prior art fθ lens cannot correct the change in angle formed by the MEMS reflecting mirror for the LSU equipped with the MEMS reflecting mirror, and the laser beam projected on the imaging surface becomes non-uniform scanning. An imaging deviation of the surface occurs. Therefore, LSU (hereinafter abbreviated as MEMS LSU) composed of MEMS reflecting mirrors, and the characteristics of the laser beam are that scanning beams with different angles are formed at the same time interval by scanning the MEMS reflecting mirror. Along with this, it can be applied to MEMS LSU fθ lens to correct the scanning beam and to form an accurate image on the target. As an example, US Pat. No. 7,184,187 discloses an amount of change in angle in the main scanning direction by a polynomial surface. However, the cross section of the laser beam is not an ideal micro circle, and the cross section is a flat ellipse, so that only the main scanning direction is corrected and the accuracy requirement cannot be achieved yet. Therefore, there is an urgent need to develop an fθ lens that can correct the scanning light beam in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.

MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズはＭＥＭＳ反射ミラーから、双凸型の第１レンズと、双凹またはメニスカスあるいは双凸型の第２レンズを順番に取り付けて構成し、メニスカスの第２レンズの凹面をＭＥＭＳ反射ミラー側に取り付けるか、またはその凸面をＭＥＭＳ反射ミラー側に設けて構成する。この二片式ｆθレンズは、ＭＥＭＳ反射ミラーによって、反射された走査光線を目標物にて正確に結像させ、ＬＳＵの要求する線型性走査効果を実現できる、一種のＭＥＭＳ ＬＳＵに適する二片式ｆθレンズを提供することを本考案の第一目的とする。 A two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU is composed of a MEMS reflecting mirror, a biconvex first lens, and a biconcave or meniscus or biconvex second lens attached in order. The concave surface is attached to the MEMS reflection mirror side, or the convex surface is provided on the MEMS reflection mirror side. This two-piece fθ lens is a two-piece type suitable for a kind of MEMS LSU that can accurately form a reflected scanning beam on a target by a MEMS reflecting mirror and realize a linear scanning effect required by LSU. It is a first object of the present invention to provide an fθ lens.

目標物に投射される光点（ｓｐｏｔ）の面積を縮小することにより、高解像度効果を実現する、一種のMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズを提供することを本考案の第二目的とする。 A second object of the present invention is to provide a two-piece fθ lens suitable for a kind of MEMS LSU, which realizes a high resolution effect by reducing the area of a light spot (spot) projected onto a target. .

走査光線が光軸から外れたことにより、主走査方向と副走査方向のずれ幅が増加したため、感光ドラムに結像する光点が類楕円形に化ける問題のひずみ補正を処理した上、それぞれの結像光点サイズを均一化させ、解像度品質の向上効果の実現を図る、一種のMEMS LSU装置の二片式ｆθレンズを提供することを本考案の第三目的とする。 Since the deviation width between the main scanning direction and the sub-scanning direction is increased due to the scanning light beam deviating from the optical axis, the distortion correction for the problem that the light spot imaged on the photosensitive drum becomes an elliptical shape is processed, and each of them is processed. A third object of the present invention is to provide a two-piece fθ lens of a kind of MEMS LSU device that makes the imaging light spot size uniform and realizes the effect of improving the resolution quality.

よって、本考案のMEMS LSU二片式ｆθレンズは、少なくともレーザービームを出射する光源と、共振により左右に振れながら、光源より出射するレーザービームを走査光線に反射するMEMS反射ミラーによって、目標物に結像させる。レーザービームプリンターに実施するとき、この目標物は通常感光ドラム（ｄｒｕｍ）であり、すなわち、結像されるまでの光点は光源よりレーザービームを出射し、MEMS反射ミラーによって左右に走査し、MEMS反射ミラーによってレーザービームを反射して、走査光線を形成し、この走査光線は本考案のMEMS LSU に適する二片式ｆθレンズによって、角度と位置を修正した上、感光ドラム上に光点（ｓｐｏｔ）を形成する。一方、感光ドラムに感光剤が塗布されているため、トーナを紙の上に寄せ集めて、データがプリントアウトする。 Therefore, the MEMS LSU two-piece fθ lens of the present invention can be used as a target by at least a light source that emits a laser beam and a MEMS reflection mirror that reflects the laser beam emitted from the light source to a scanning beam while swinging left and right due to resonance. Make an image. When implemented in a laser beam printer, this target is usually a photosensitive drum (drum), that is, the light spot until it is imaged emits a laser beam from a light source, and is scanned left and right by a MEMS reflecting mirror. The laser beam is reflected by a reflection mirror to form a scanning beam. The scanning beam is corrected in angle and position by a two-piece fθ lens suitable for the MEMS LSU of the present invention, and a spot (spot) on the photosensitive drum. ). On the other hand, since the photosensitive agent is applied to the photosensitive drum, the toner is gathered on the paper and the data is printed out.

本考案による二片式ｆθレンズは、第一レンズと第二レンズを含める。そのうち、第一レンズは第一光学面と第二光学面を有し、単振動のMEMS反射ミラーが結像面における光点の間隔を時間により累減または累増する非等速度走査を定速度走査に修正して、レーザービームは結像面上の投射を等速度走査に置き換える。第二レンズは第三光学面と第四光学面を有し、走査光線は主走査方向と副走査方向において、光軸から外れたことにより感光ドラム上に結像偏差を形成し、第一レンズの走査光線を修正して目標物に集光させる。 The two-piece fθ lens according to the present invention includes a first lens and a second lens. Of these, the first lens has a first optical surface and a second optical surface, and a single-vibration MEMS reflection mirror performs constant-speed scanning for non-constant-speed scanning in which the interval between light spots on the imaging surface is gradually reduced or increased. With this modification, the laser beam replaces the projection on the imaging surface with a constant velocity scan. The second lens has a third optical surface and a fourth optical surface, and the scanning ray forms an image deviation on the photosensitive drum due to deviation from the optical axis in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Are corrected and focused on the target.

本考案によるMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズは、MEMS反射ミラーによって反射された走査光線を目標物にて正確に結像させ、LSUの要求する線型性走査効果を実現できる。 The two-piece fθ lens suitable for the MEMS LSU according to the present invention can accurately form a scanning light beam reflected by the MEMS reflecting mirror on the target and realize the linear scanning effect required by the LSU.

図１には、本考案によるMEMS LSUの二片式ｆθレンズの光路の概略図を示す。本考案のMEMS LSUの二片式ｆθレンズは、第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂを備えた第一レンズ１３１と、第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂを備えた第二レンズ１３２とを含め、MEMS LSUに適する。図示の通り、MEMS LSUは主にレーザー光源１１、MEMS反射ミラー１０、円柱レンズ１６、二つの光電センサー１４ａ、１４ｂと、感光体とする目標物とを含める。この図において、目標物は感光ドラム（ｄｒｕｍ）１５によって実施する。レーザー光源１１より生成するレーザービーム１１１は円柱レンズ１６を通り抜けた後、MEMS反射ミラー１０に投射される。MEMS反射ミラー１０は共振により左右に振れながら、レーザービーム１１１を反射して走査光線１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂとなる。そのうち、走査光線１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂのＸ方向における投影は副走査方向（Ｓｕｂ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）と、Ｙ方向における投影は主走査方向（ｍａｉｎ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）とそれぞれ称する。さらに、MEMS反射ミラー１０の走査角度をθｃと示す。 FIG. 1 shows a schematic diagram of the optical path of a MEMS LSU two-piece fθ lens according to the present invention. The MEMS LSU two-piece fθ lens of the present invention includes a first lens 131 having a first optical surface 131a and a second optical surface 131b, and a second lens having a third optical surface 132a and a fourth optical surface 132b. 132 and suitable for MEMS LSU. As shown in the figure, the MEMS LSU mainly includes a laser light source 11, a MEMS reflecting mirror 10, a cylindrical lens 16, two photoelectric sensors 14a and 14b, and a target to be a photoreceptor. In this figure, the target is implemented by a photosensitive drum (drum) 15. The laser beam 111 generated from the laser light source 11 passes through the cylindrical lens 16 and is then projected onto the MEMS reflection mirror 10. The MEMS reflection mirror 10 reflects the laser beam 111 while swinging left and right due to resonance, and becomes scanning light beams 113a, 113b, 113c, 114a, 114b, 115a, and 115b. Among them, the projection of the scanning rays 113a, 113b, 113c, 114a, 114b, 115a, and 115b in the X direction is referred to as a sub scanning direction, and the projection in the Y direction is referred to as a main scanning direction. Further, the scanning angle of the MEMS reflecting mirror 10 is denoted by θc.

MEMS反射ミラー１０は単振動のため、図２に示す通り、その運動角度は時間に対して正弦関係変化であり、走査光線の出射角度と時間が非線型性関係である。図示された波峰ａ−ａ’と波谷ｂ−ｂ’、それぞれの振れ角はバンドａ−ｂとａ’−ｂ’に比べて小さいことは明らかである。また、この角速度の不均衡現象は走査光線が感光ドラム１５上の結像偏差の発生原因となっている。よって、光電センサー１４ａ、１４ｂをMEMS反射ミラー１０最大走査角度±θｃ範囲に取付け、そのはさみ角を±θｐと示す。レーザービーム１１１はMEMS反射ミラー１０によって、図２の波峰位置から反射される。このときは、図１の走査光線１１５ａに相当する。続いて、光電センサー１４ａが走査ビームを検出すると、MEMS反射ミラー１０は＋θｐ角度に振れていたことを表す。このときは、図１の走査光線１１４ａに相当する。そして、MEMS反射ミラー１０の走査角度変化が図２のａ点のとき、走査光線１１３ａの位置に相当する。このとき、レーザー光源１１は制御によりレーザービーム１１１を出射する。さらに、走査光線が図２のｂ点に来たときは、走査光線１１３ｂの位置までに相当する（±θｎ角度範囲において、レーザー光源１１よりレーザービーム１１１出射に相当する）。引き続き、MEMS反射ミラー１０が逆振動すると上記ような仕組みを経て、バンドａ’−ｂ’も、レーザー光源１１は制御されて、レーザービーム１１１を出射する。これで、１サイクルを完了する。 Since the MEMS reflection mirror 10 has a single vibration, as shown in FIG. 2, the movement angle has a sinusoidal change with respect to time, and the emission angle of scanning light and time have a non-linear relationship. It is apparent that the wave angle a-a 'and wave valley b-b' shown in the figure are smaller than the bands a-b and a'-b '. In addition, this angular velocity imbalance phenomenon is a cause of the occurrence of an imaging deviation on the photosensitive drum 15 by the scanning light beam. Therefore, the photoelectric sensors 14a and 14b are mounted in the MEMS scanning mirror 10 maximum scanning angle ± θc range, and the scissor angle is indicated as ± θp. The laser beam 111 is reflected from the wave peak position in FIG. 2 by the MEMS reflecting mirror 10. This corresponds to the scanning light beam 115a in FIG. Subsequently, when the photoelectric sensor 14a detects the scanning beam, it indicates that the MEMS reflecting mirror 10 has been swung to the + θp angle. This corresponds to the scanning light beam 114a in FIG. When the change in the scanning angle of the MEMS reflecting mirror 10 is point a in FIG. 2, this corresponds to the position of the scanning light beam 113a. At this time, the laser light source 11 emits a laser beam 111 under control. Further, when the scanning light beam reaches the point b in FIG. 2, it corresponds to the position of the scanning light beam 113b (corresponding to emission of the laser beam 111 from the laser light source 11 in the ± θn angle range). Subsequently, when the MEMS reflection mirror 10 vibrates in reverse, the laser light source 11 is controlled and the laser beam 111 is emitted from the band a′-b ′ through the above-described mechanism. This completes one cycle.

図３Ａ〜図３Ｄには、第一レンズと第二レンズを通り抜ける走査光線の光路図を示す。そのうち、±θｎは有効走査角度で、MEMS反射ミラー１０の回転角度が±θｎに入いると、レーザー光源１１は走査待ちのレーザービーム１１１を出射し、MEMS反射ミラー１０に反射されて走査光線となる。走査光線は第一レンズ１３１を通り抜けるときは、第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａ及び第二光学面１３１ｂの回折により、MEMS反射ミラー１０より反射された角度と時間が非線型性関係の走査光線を距離と時間が線型性関係の走査光線に置き換える。引き続き、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を通り抜けた後は、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２の第一光学面１３１ａ、第二光学面１３１ｂ、第三光学面１３２ａ、第四光学面１３２ｂおよび各光学面の間隔からなる集光効果によって、走査光線を感光ドラム１５に集光した上、感光ドラム１５上に１列の光点（Ｓｐｏｔ）２を形成し、感光ドラム１５に投射する。なお、最遠距離にある２つの光点の間隔は、有効走査ウィンドウ３という。そのうち、ｄ１は、MEMS反射ミラー１０から第一光学面１３１ａまでの距離を、ｄ２は、第一光学面１３１ａから第二光学面１３１ｂまでの距離を、ｄ３は、第二光学面１３１ｂから第三光学面１３２ａまでの距離を、ｄ４は、第三光学面１３２ａから第四光学面１３２ｂまでの距離を、ｄ５は、第四光学面１３２ｂから感光ドラム１５までの距離を、Ｒ１は、第一光学面１３１ａの曲率半径（Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を、Ｒ２は、第二光学面１３１ｂの曲率半径を、Ｒ３は、第三光学面１３２ａの曲率半径を、Ｒ４は、第四光学面１３２ｂの曲率半径をそれぞれ示す。 3A to 3D show optical paths of scanning light beams that pass through the first lens and the second lens. Of these, ± θn is an effective scanning angle, and when the rotation angle of the MEMS reflecting mirror 10 is within ± θn, the laser light source 11 emits a laser beam 111 waiting for scanning, and is reflected by the MEMS reflecting mirror 10 to be a scanning beam. Become. When the scanning light beam passes through the first lens 131, the angle and time reflected by the MEMS reflecting mirror 10 due to the diffraction of the first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 have a non-linear relationship. Replace the ray with a scanning ray with distance and time linearity relationship. Subsequently, after passing through the first lens 131 and the second lens 132, the first optical surface 131a, the second optical surface 131b, the third optical surface 132a, and the fourth optical surface 132b of the first lens 131 and the second lens 132. The scanning light beam is condensed on the photosensitive drum 15 by the light condensing effect formed by the interval between the optical surfaces, and a row of light spots (Spot) 2 is formed on the photosensitive drum 15 and projected onto the photosensitive drum 15. The interval between two light spots at the farthest distance is referred to as an effective scanning window 3. D1 is the distance from the MEMS reflecting mirror 10 to the first optical surface 131a, d2 is the distance from the first optical surface 131a to the second optical surface 131b, and d3 is the third optical surface from the second optical surface 131b to the third optical surface 131b. The distance from the optical surface 132a, d4 is the distance from the third optical surface 132a to the fourth optical surface 132b, d5 is the distance from the fourth optical surface 132b to the photosensitive drum 15, and R1 is the first optical surface. The curvature radius (Curvature) of the surface 131a, R2 represents the curvature radius of the second optical surface 131b, R3 represents the curvature radius of the third optical surface 132a, and R4 represents the curvature radius of the fourth optical surface 132b. .

図４には、走査光線を感光ドラムに投射された後、光点面積（ｓｐｏｔ ａｒｅａ）が投射位置によって変化する態様図を示す。走査光線１１３ｃは光軸方向に沿って、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を通り抜け、感光ドラム１５に投射したとき、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２への入射角度はゼロのため、主走査方向に形成するシフト率もゼロである。よって、感光ドラム１５上に結像される光点２ａは類円形である。走査光線１１３ａと１１３ｂは第一レンズ１３１及び第二レンズ１３２を通り抜けた後、感光ドラム１５に投射されたとき、第一レンズ１３１及び第二レンズ１３２に入射されるビームは光軸と形成するはさみ角はゼロではなく、主走査方向におけるシフト率もゼロでないため、主走査方向における投影長さが走査光線１１３ｃから形成する光点より大きい。このような現象は、副走査方向においても同様である。走査光線１１３ｃからはずれた走査光線より形成する光点もより大きい。よって、感光ドラム１５上に結像する光点２ｂ、２ｃは類楕円形であり、かつ、光点２ｂ、２ｃの面積は光点２ａより大きい。図４に示すようにＳａ０とＳｂ０は、MEMS反射ミラー１０の反射面上の走査光線の光点が主走査方向（Ｙ方向）と副走査方向（Ｘ方向）における長さを、また、図５に示すように、ＧａとＧｂは、走査光線のガウスビーム（Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｂｅａｍｓ）が光強度１３.５％におけるＹ方向及びＸ方向のビーム半径をそれぞれ示す。ただし、図５はＹ方向のレーザービーム半径のみを説明している。 FIG. 4 shows an aspect diagram in which the spot area is changed depending on the projection position after the scanning light beam is projected onto the photosensitive drum. When the scanning light beam 113c passes through the first lens 131 and the second lens 132 along the optical axis direction and is projected onto the photosensitive drum 15, the incident angle to the first lens 131 and the second lens 132 is zero. The shift rate formed in the scanning direction is also zero. Therefore, the light spot 2a imaged on the photosensitive drum 15 is circular. The scanning rays 113a and 113b pass through the first lens 131 and the second lens 132, and when projected onto the photosensitive drum 15, the beams incident on the first lens 131 and the second lens 132 form an optical axis. Since the angle is not zero and the shift rate in the main scanning direction is not zero, the projection length in the main scanning direction is larger than the light spot formed from the scanning light beam 113c. Such a phenomenon is the same in the sub-scanning direction. The light spot formed from the scanning light beam deviated from the scanning light beam 113c is larger. Therefore, the light spots 2b and 2c imaged on the photosensitive drum 15 are elliptical, and the areas of the light spots 2b and 2c are larger than the light spot 2a. As shown in FIG. 4, S a0 and S b0 indicate the length of the light spot of the scanning light beam on the reflecting surface of the MEMS reflecting mirror 10 in the main scanning direction (Y direction) and the sub scanning direction (X direction), and As shown in FIG. 5, G a and G b indicate the beam radii in the Y direction and the X direction, respectively, when the Gaussian beam of the scanning light beam has a light intensity of 13.5%. However, FIG. 5 illustrates only the laser beam radius in the Y direction.

前述の通り、本考案の二片式ｆθレンズは、MEMS反射ミラー１０より反射された走査光線はガウスビームの走査光線を変形（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）修正すると共に、時間−角速度関係を時間−距離関係に置き換える。主走査方向と副走査方向において、走査光線がＸ方向とＹ方向におけるレーザービーム半径はｆθレンズそれぞれの角度に従い、所定の拡大率を経て、結像面に光点を形成し、要求に相応しい解像度を提供する。 As described above, in the two-piece fθ lens of the present invention, the scanning light beam reflected from the MEMS reflecting mirror 10 deforms the Gaussian beam scanning beam, and replaces the time-angular velocity relationship with the time-distance relationship. . In the main scanning direction and the sub-scanning direction, the laser beam radii in the X direction and the Y direction follow the angles of the fθ lenses, form a light spot on the imaging surface through a predetermined enlargement ratio, and have a resolution that meets the requirements. I will provide a.

前記の効果を達成するため、本考案の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａ又は第二光学面１３１ｂ、及び第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａ又は第四光学面１３２ｂそれぞれの主走査方向又は副走査方向において、球面体曲面又は非球面体曲面構造設計することができる。ただし、非球面体曲面設計のとき、その非球面体曲面は、数式（２）又は数式（３）の曲面方程式による。
１: アナモフィック方程式（Ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ ｑｅｕａｔｉｏｎ）
In order to achieve the above effect, the two-piece fθ lens of the present invention includes a first optical surface 131a or a second optical surface 131b of the first lens 131, and a third optical surface 132a or a fourth optical surface of the second lens 132. It is possible to design a spherical curved surface or an aspheric curved surface structure in each main scanning direction or sub scanning direction of 132b. However, when designing an aspherical curved surface, the aspherical curved surface is based on a curved surface equation of Formula (2) or Formula (3).
1: Anamorphic equation (Anamorphic equation)

数式（２）で、Ｚは、レンズ上いずれの点の光軸方向から原点までの切平面距離（ＳＡＧ）を、ＣxとＣvは、それぞれＸ方向とＹ方向の曲率（ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を、ＫxとＫvは、それぞれＸ方向とＹ方向の円錐係数（Ｃｏｎｉｃ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を、ＡR、ＢR、ＣRとＤRはそれぞれ回転対称部（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌｌｙ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｐｏｒｔｉｏｎ）の４、６、８と１０冪乗の円錐変形係数（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｎｉｃ）を、ＡP、ＢP、ＣPとＤPはそれぞれ回転非対称部（ｎｏｎ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌｌｙ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）の４、６、８と１０冪乗の円錐変形係数（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｎｉｃ）をそれぞれ示す。とＣx＝Ｃv、Ｋx＝Ｋv、かつ、ＡP＝ＢP＝ＣP＝ＤP＝０のときは、単一の非球面体に簡略化する。
２: トーリック方程式（Ｔｏｒｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎ）
In Equation (2), Z is the cut plane distance (SAG) from the optical axis direction to the origin at any point on the lens, and C x and C v are the curvatures in the X and Y directions, respectively. K x and K v are the conic coefficients in the X direction and Y direction, respectively, A R , B R , C R and D R are the rotationally symmetrical portions 4, 6, 8 and 8 respectively. Deformation coefficients of the power of 10 to 10 degrees, A P , B P , C P and D P are 4, 6, 8 and 10 to the 10th power of conical deformation of rotationally asymmetric parts, respectively. A coefficient (deformation from the conic) is shown. And C x = C v , K x = K v , and A P = B P = C P = D P = 0, it is simplified to a single aspherical body.
2: Toric equation

数式（３）で、Ｚは、レンズ上いずれの点の光軸方向から原点切平面までの距離（ＳＡＧ）を、ＣvとＣxは、それぞれＹ方向とＸ方向の曲率（ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を、Ｋvは、Ｙ方向の円錐係数（Ｃｏｎｉｃ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を、Ｂ4、Ｂ6、Ｂ8とＢ10は４、６、８と１０冪乗（４ｔｈ〜１０ｔｈ ｏｒｄｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ）の円錐変形係数（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｎｉｃ）をそれぞれ示す。Ｃx＝Ｃv、かつ、Ｋv＝ＡP＝ＢP＝ＣP＝ＤP＝０のときは、単一の球面体に簡略化する In Equation (3), Z is the distance from the optical axis of either the lens point to the origin switching plane (SAG), C v and C x are respectively Y and X directions of the curvature (curvature), K v is the conic coefficient in the Y direction, and B 4 , B 6 , B 8 and B 10 are 4, 6, 8 and 10th power (4th to 10th order coefficients). the conic). When C x = C v and K v = A P = B P = C P = D P = 0, simplify to a single sphere.

走査光線が目標物上の結像面に等速度走査を維持するため、例えば、２つの同じ時間間隔において、二つの光点間隔を同じに維持することが考えられる。本考案による二片式ｆθレンズは走査光線１１３ａから走査光線１１３ｂの間に、第一レンズ１３１及び第二レンズ１３２によって走査光線の出射角度の修正を行い、同じ時間間隔を持つ二つの走査光線が出射角度修正により、結像の感光ドラム１５上に二つの光点間隔が等間隔に形成できる。このため、本考案による二片式ｆθレンズはMEMS反射ミラー１０によって、反射された走査光線１１３ａと走査光線１１３ｂの間に、ＧａとＧｂはより小さいガウスビームを形成し集光させ、感光ドラム１５に小さい光点を形成することができる。その上、本考案による二片式ｆθレンズは、感光ドラム１５上に結像する光点のサイズを均一化（ただし、解像度で要求された範囲に限る）させ、最適な解像度効果が得られる。 In order for the scanning beam to maintain a constant velocity scan on the imaging plane on the target, it is conceivable, for example, to keep the two light spot intervals the same in two identical time intervals. The two-piece fθ lens according to the present invention corrects the emission angle of the scanning beam by the first lens 131 and the second lens 132 between the scanning beam 113a and the scanning beam 113b, and two scanning beams having the same time interval are obtained. By correcting the emission angle, two light spot intervals can be formed at equal intervals on the image forming photosensitive drum 15. For this reason, the two-piece fθ lens according to the present invention forms and condenses a smaller Gaussian beam between G a and G b between the reflected scanning light beam 113a and the scanning light beam 113b by the MEMS reflection mirror 10, and is sensitive. A small light spot can be formed on the drum 15. In addition, the two-piece fθ lens according to the present invention makes the size of the light spot imaged on the photosensitive drum 15 uniform (however, limited to the range required for the resolution), and an optimal resolution effect is obtained.

図３Ａ〜図３Ｄに示す通り、本考案の二片式ｆθレンズは、MEMS反射ミラー１０から順番に、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを設け、第一レンズ１３１はメニスカスの凹面をMEMS反射ミラー側に設けるレンズより構成し、この第一レンズ１３１は第一光学面と第二光学面を有し、MEMS反射ミラー１０の反射角度と時間が非線型性関係の走査光線光点を距離と時間が線型性関係を有する走査光線光点に置き換える。一方、第二レンズ１３２は第三光学面と第四光学面を有し、第一レンズ１３１の走査光線を修正して感光ドラム１５に集光させる。この第二レンズ１３２は図３Ａに示すような双凹型レンズ、または図３Ｂに示すようなメニスカスの凸面をMEMS反射ミラー側に設けるレンズ、あるいは図３Ｃに示すような双凸型レンズ、もしくは図３Ｄに示すようなメニスカスの凹面をMEMS反射ミラー側に設けて構成する。これらの第二レンズによってMEMS反射ミラー１０が反射された走査光線を感光ドラム１５に結像する。そのうち、第一光学面１３１ａ、第二光学面１３１ｂ、第三光学面１３２ａと、第四光学面１３２ｂは主走査方向において、少なくとも一つの非球面体から構成する光学面を有し、第一光学面１３１ａ、第二光学面１３１ｂ、第三光学面１３２ａと、第四光学面１３２ｂは副走査方向において、少なくとも一つの非球面体から構成する光学面を有する、あるいは副走査方向において、すべては球面体から構成する光学面を取り付ける。 As shown in FIGS. 3A to 3D, the two-piece fθ lens of the present invention is provided with a first lens 131 and a second lens 132 in order from the MEMS reflecting mirror 10, and the first lens 131 has a concave surface of the meniscus as a MEMS. The first lens 131 has a first optical surface and a second optical surface, and the reflection angle and time of the MEMS reflection mirror 10 are distanced from a scanning light beam spot having a nonlinear relationship. And a scanning light spot having a linear relationship with time. On the other hand, the second lens 132 has a third optical surface and a fourth optical surface, and corrects the scanning light beam of the first lens 131 and focuses it on the photosensitive drum 15. This second lens 132 is a biconcave lens as shown in FIG. 3A, a lens having a convex surface of a meniscus as shown in FIG. 3B on the MEMS reflecting mirror side, a biconvex lens as shown in FIG. 3C, or FIG. 3D. The concave surface of the meniscus as shown in FIG. 5 is provided on the MEMS reflecting mirror side. The scanning light beam reflected by the MEMS reflecting mirror 10 by these second lenses forms an image on the photosensitive drum 15. Among them, the first optical surface 131a, the second optical surface 131b, the third optical surface 132a, and the fourth optical surface 132b have an optical surface composed of at least one aspherical body in the main scanning direction, and the first optical surface The surface 131a, the second optical surface 131b, the third optical surface 132a, and the fourth optical surface 132b have an optical surface composed of at least one aspherical body in the sub-scanning direction, or are all spherical in the sub-scanning direction. Attach an optical surface consisting of the body.

図３Ａに示す二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２から構成する。光学効果上、本考案による二片式ｆθレンズの主走査方向において、さらに数式（４），（５）の条件をそれぞれ満足する。


もしくは、主走査方向において、数式（６）の条件を満足する。
かつ、副走査方向において、数式（７）の条件を満足する。
The two-piece fθ lens shown in FIG. 3A includes a first lens 131 and a second lens 132. In terms of optical effects, the conditions of equations (4) and (5) are further satisfied in the main scanning direction of the two-piece fθ lens according to the present invention.


Alternatively, the condition of Formula (6) is satisfied in the main scanning direction.
In addition, the condition of Expression (7) is satisfied in the sub-scanning direction.

数式（４），（５）で、ｆ（１）Ｙは、第一レンズ１３１の主走査方向における焦点距離を、数式（５），（６）で、ｆ（２）Ｙは、第二レンズ１３２の主走査方向における焦点距離を、数式（４）で、ｄ３は、θ＝０°における第一レンズ１３１の目標物側の光学面から第二レンズ１３２のMEMS反射ミラー１０側の光学面までの距離を、ｄ４は、θ＝０°における第二レンズ１３２の厚みを、数式（４），（５）で、ｄ５は、θ＝０°における第二レンズ１３２が目標物側の光学面から目標物までの距離を、数式（７）で、ｆｓｘは、二片式ｆθレンズが副走査方向の複合焦点距離（ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ）を、数式（６）で、ｆｓＹは、二片式ｆθレンズが主走査方向の複合焦点距離を、数式（７）で、Ｒｉｘは、第ｉ光学面の副走査方向の曲率半径を、数式（６）で、ｎｄ１とｎｄ２は第一レンズ１３１と第二レンズ１３２それぞれの屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ）をそれぞれ示す。なお、後述するＲiyは、第ｉ光学面の主走査方向の曲率半径を示す。 In equations (4) and (5), f (1) Y is the focal length of the first lens 131 in the main scanning direction, and in equations (5) and (6), f (2) Y is the second lens. The focal length of 132 in the main scanning direction is expressed by Equation (4), and d 3 is the optical surface of the second lens 132 on the MEMS reflecting mirror 10 side from the optical surface on the target side of the first lens 131 at θ = 0 °. the distance to, d 4 is the thickness of the second lens 132 in the theta = 0 °, in equation (4), (5), d 5 , the second lens 132 in the theta = 0 ° is the target side The distance from the optical surface to the target is expressed by Equation (7), f sx is a compound focal length in the sub-scanning direction of the two-piece fθ lens, and Equation (6) is expressed by f sY : two pieces formula fθ lens composite focal length of the main scanning direction, in the formula (7), R ix The sub-scanning direction of the radius of curvature of the i-th optical surface, shown in Equation (6), n d1 and n d2 from the first lens 131 second lens 132 each refractive index (refraction index), respectively. Note that R iy described later indicates a radius of curvature of the i-th optical surface in the main scanning direction.

さらに、本考案図３Ａによる二片式ｆθレンズから形成する光点の均一性は、走査光線が感光ドラム１５上のレーザービームサイズの最大値と最小値の比例値をδで表すことができる。すなわち、数式（８）を満足する。
Furthermore, the uniformity of the light spot formed from the two-piece fθ lens according to FIG. 3A of the present invention can be expressed as δ, which is the proportional value between the maximum value and the minimum value of the laser beam size of the scanning beam on the photosensitive drum 15. That is, Formula (8) is satisfied.

さらに、本考案図３Ａによる二片式ｆθレンズが形成する解像度は、下記、数式（９），（１０）をそれぞれ満足する。

Further, the resolution formed by the two-piece fθ lens according to FIG. 3A of the present invention satisfies the following equations (9) and (10).

数式（９）で、ηｍａｘは、MEMS反射ミラー１０の反射面上の走査光線の光点を感光ドラム１５上に走査された最大比例値を、数式（１０）で、ηｍｉｎは、MEMS反射ミラー１０の反射面上の走査光線の光点を感光ドラム１５上に走査された最小比例値をそれぞれ表す。
また、数式（８），（９），（１０）で、ＳａとＳｂは、感光ドラム１５上の走査光線より形成される光点のＹ方向とＸ方向の長さを（図４参照）、数式（８）で、δは、感光ドラム１５上の最小の光点と最大の光点との比例値を、数式（９），（１０）で、ηは、MEMS反射ミラー１０の反射面上の走査光線の光点と感光ドラム１５上の光点との比例値を、Ｓａ０は、MEMS反射ミラー１０の反射面上の走査光線の光点の主走査方向における長さを、Ｓｂ０は、MEMS反射ミラー１０の反射面上の走査光線の光点の副走査方向における長さをそれぞれ示す。 In Equation (9), η max is the maximum proportional value obtained by scanning the light spot of the scanning light beam on the reflecting surface of the MEMS reflecting mirror 10 on the photosensitive drum 15, and in Equation (10), η min is the MEMS reflection. Respectively proportional values obtained by scanning the light spot of the scanning light beam on the reflecting surface of the mirror 10 onto the photosensitive drum 15 are shown.
In equations (8), (9), and (10), S a and S b are the lengths in the Y direction and X direction of the light spot formed from the scanning beam on the photosensitive drum 15 (see FIG. 4). In Equation (8), δ is a proportional value between the minimum light point and the maximum light point on the photosensitive drum 15, and in Equations (9) and (10), η is the reflection of the MEMS reflection mirror 10. S a0 is the proportional value between the light spot of the scanning light beam on the surface and the light spot on the photosensitive drum 15, and S a0 is the length of the light spot of the scanning light beam on the reflection surface of the MEMS reflecting mirror 10 in the main scanning direction. b0 indicates the length of the light spot of the scanning light beam on the reflecting surface of the MEMS reflecting mirror 10 in the sub-scanning direction.

図３Ｂに示す二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２から構成する。光学効果上、本考案による二片式ｆθレンズの主走査方向において、さらに数式（１１），（１２）の条件を満足する。

もしくは、主走査方向において、数式（１３）の条件を満足し、
かつ、副走査方向において、数式（１４）の条件を満足する。
The two-piece fθ lens shown in FIG. 3B includes a first lens 131 and a second lens 132. In terms of optical effect, the conditions of the equations (11) and (12) are further satisfied in the main scanning direction of the two-piece fθ lens according to the present invention.

Or, in the main scanning direction, the condition of Expression (13) is satisfied,
In addition, the condition of Expression (14) is satisfied in the sub-scanning direction.

さらに、本考案は図３Ｂによる二片式ｆθレンズから形成する光点の均一性は、走査光線が感光ドラム１５上のレーザービームサイズの最大値と最小値の比例値をδで表し、数式（１５）の条件を満足する。
この二片式ｆθレンズによって形成される解像度は、数式（１６）と（１７）の条件を満足できる。

Further, in the present invention, the uniformity of the light spot formed from the two-piece fθ lens shown in FIG. 3B is expressed by a proportional value between the maximum value and the minimum value of the laser beam size on the photosensitive drum 15 by δ. The condition of 15) is satisfied.
The resolution formed by this two-piece fθ lens can satisfy the conditions of equations (16) and (17).

図３Ｃに示す二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２から構成する。光学効果上、本考案による二片式ｆθレンズの主走査方向において、さらに、数式（１８），（１９）の条件を満足する。

もしくは、主走査方向において、数式（２０）の条件を満足し、
かつ、副走査方向において、数式（２１）の条件を満足する。
The two-piece fθ lens shown in FIG. 3C includes a first lens 131 and a second lens 132. In terms of optical effects, the conditions of the equations (18) and (19) are further satisfied in the main scanning direction of the two-piece fθ lens according to the present invention.

Or, in the main scanning direction, the condition of Expression (20) is satisfied,
In addition, the condition of Expression (21) is satisfied in the sub-scanning direction.

さらに、この二片式ｆθレンズより形成される光点の均一化から、走査光線が感光ドラム１５上のレーザービームサイズの最大値と最小値の比例値をδで表し、数式（２２）の条件を満足する。
この二片式ｆθレンズによって形成される解像度は、数式（２３），（２４）の条件を満足できる。

Further, since the light spot formed by the two-piece fθ lens is made uniform, the proportional value between the maximum value and the minimum value of the laser beam size on the photosensitive drum 15 is represented by δ, and the condition of Expression (22) Satisfied.
The resolution formed by this two-piece fθ lens can satisfy the conditions of equations (23) and (24).

図３Ｄに示す二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２から構成する。光学効果上、本考案による二片式ｆθレンズの主走査方向において、数式（２５），（２６）の条件を満足する。

もしくは、主走査方向において、数式（２７）の条件を満足する。
かつ、副走査方向において、数式（２８）の条件を満足する。
The two-piece fθ lens shown in FIG. 3D includes a first lens 131 and a second lens 132. In terms of optical effect, the conditions of Expressions (25) and (26) are satisfied in the main scanning direction of the two-piece fθ lens according to the present invention.

Alternatively, the condition of Expression (27) is satisfied in the main scanning direction.
In addition, the condition of Expression (28) is satisfied in the sub-scanning direction.

さらに、この二片式ｆθレンズより形成される光点の均一化から、走査光線が感光ドラム１５上のレーザービームサイズの最大値と最小値の比例値をδで表し、数式（２９）の条件を満足する。
この二片式ｆθレンズによって形成される解像度は、数式（３０），（３１）の条件を満足できる。

Further, since the light spot formed by the two-piece fθ lens is made uniform, the proportional value between the maximum value and the minimum value of the laser beam size on the photosensitive drum 15 is expressed by δ, and the condition of the formula (29) Satisfied.
The resolution formed by this two-piece fθ lens can satisfy the conditions of equations (30) and (31).

本考案による構造と技術特徴をより確実にするため、好ましい実施例を以下の図式と合わせて詳細説明する。 In order to ensure the structure and technical features of the present invention, a preferred embodiment will be described in detail with reference to the following diagrams.

本考案以下に開示される実施例は、本考案によるMEMS LSUの二片式ｆθレンズの主な構成素子の説明を目的とする。よって、本考案以下に開示される実施例は通常のMEMS LSUにも応用できるが、一般のMEMS LSUにおいて、本考案で開示される二片式ｆθレンズ以外の構造は、公知技術であるため、この分野に詳しい者は、本考案によるMEMS LSUの二片式ｆθレンズの構成素子は、以下に開示される実施例の構造に限られない。つまり、このMEMS LSUの二片式ｆθレンズの各構成素子は様々な改変、修正、ないし等効果変化ができる。一例として、第一レンズと第二レンズの曲率半径又は面形の設計、材質選択、間隔調整などは制限されないものとする。 The embodiments disclosed below are intended to explain the main components of the MEMS LSU two-piece fθ lens according to the present invention. Therefore, the embodiments disclosed below of the present invention can also be applied to ordinary MEMS LSUs. However, in general MEMS LSUs, structures other than the two-piece fθ lens disclosed in the present invention are known techniques. Those skilled in the art are not limited to the MEMS LSU two-piece f.theta. Lens components according to the present invention in the structures of the embodiments disclosed below. That is, each of the constituent elements of the MEMS LSU two-piece fθ lens can be variously modified, modified, or changed in effect. As an example, it is assumed that the radius of curvature or surface shape design, material selection, and spacing adjustment of the first lens and the second lens are not limited.

図３Ａと図６Ａに示す本考案の二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズから構成し、第二レンズ１３２は双凹型レンズから構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂと、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表１と表２に示すとおりである。

The two-piece fθ lens of the present invention shown in FIGS. 3A and 6A includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a biconcave lens. Consists of lenses. The first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are also aspherical bodies, and the aspherical surface formula of Formula (2). Design based on. The optical characteristics and aspherical parameters are as shown in Tables 1 and 2.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝６７.０５（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−９３.７６（ｍｍ）、ｆｓＸ＝３２.２５７（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１４７（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１９.４３４（μｍ）、Ｓｂ０＝３９７２.２４（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光するおよび小さい光点を形成して、表３に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ Ｓｐｏｔ）の最大直径（μｍ）は表４に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図７に示すように単位円直径は０.０５ｍｍである。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 67.05 (mm), f (2) Y = −93.76 (mm), f sX = 32.257 (mm ), F sY = 147 (mm) is obtained by replacing the scanning light beam with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 on the MEMS reflecting mirror 10 = 19.434 (μm), S b0 = 3972.24 (μm) undergoes scanning to form a scanning beam, which is condensed on the photosensitive drum 15 and forms a small light spot, and the mathematical expressions (4) to (10) shown in Table 3 Satisfy the conditions. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of a geometrical light spot (Geometric Spot) composed of a Gaussian beam of a light spot up to a distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction is shown in Table 4. . Further, in the light spot distribution diagram according to this embodiment, the unit circle diameter is 0.05 mm as shown in FIG.

図３Ａと図６Ａに示すように本考案の二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズから構成し、第二レンズ１３２は双凹型レンズから構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂと、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第二レンズ１３２の第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表５と表６に示すとおりである。

As shown in FIGS. 3A and 6A, the two-piece fθ lens of the present invention includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is Consists of a biconcave lens. The first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131, the third optical surface 132a of the second lens 132, and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are aspherical bodies. Design based on the aspherical formula of The optical characteristics and the parameters of the aspherical body are as shown in Tables 5 and 6.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝６０.２９９（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−８０.１６９（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２７.３９９（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１４５.７２５（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１９.４３４（μｍ）、Ｓｂ０＝３９７２.２４（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表７に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表８に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図８に示すように単位円直径は０.０５ｍｍとする。

The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 60.299 (mm), f (2) Y = −80.169 (mm), f sX = 27.399 (mm) ), F sY = 145.725 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 19.434 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10. ), S b0 = 3972.24 (μm) forms a scanning beam through scanning, forms a condensed light spot and a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 7 ) Is satisfied. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometric light spot composed of the Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction is shown in Table 8. Further, in the light spot distribution diagram according to this embodiment, the unit circle diameter is 0.05 mm as shown in FIG.

図３Ａと図６Ａに示すように本考案の二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズから構成し、第二レンズ１３２は双凹型レンズから構成する。
第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａ、第二レンズ１３２の第四光学面１３２ｂの副走査方向を球面体とし、第一レンズ１３１の第二光学面１３１ｂと第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａを非球面体とし、数式（２）の非球面体公式によって設計する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二レンズ１３２の第四光学面１３２ｂの主走査方向を非球面体とし、数式（３）の非球面体公式によって設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表９と表１０に示すとおりである。

As shown in FIGS. 3A and 6A, the two-piece fθ lens of the present invention includes a first lens 131 and a second lens 132, includes a first lens 131 and a second lens 132, and the first lens 131 A biconvex lens is used, and the second lens 132 is a biconcave lens.
The sub-scanning direction of the first optical surface 131a of the first lens 131 and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 is a spherical body, the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface of the second lens 132. 132a is an aspherical body and is designed by the aspherical surface formula of Formula (2). The main scanning direction of the first optical surface 131a of the first lens 131 and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 is an aspherical body, and is designed by the aspherical surface formula of Formula (3). The optical characteristics and aspherical parameters are as shown in Tables 9 and 10.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝６６.８２８（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−９３.０２９（ｍｍ）、ｆｓＸ＝３１.６３４（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１４６.２９６（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１９.４３４（μｍ）、Ｓｂ０＝３９７２.２４（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表１１に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表１２に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図９に示すように単位円直径は０.０５ｍｍとする。

The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 66.828 (mm), f (2) Y = -93.029 (mm), f sX = 31.634 (mm ), F sY = 146.296 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 19.434 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10. ), S b0 = 3972.24 (μm) forms a scanning beam through scanning, forms a condensed light spot and a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 11 ) Is satisfied. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of a Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction is shown in Table 12. Further, in the light spot distribution diagram according to this embodiment, the unit circle diameter is set to 0.05 mm as shown in FIG.

図３Ａと６Ａに示すように本考案の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズから構成し、第二レンズ１３２は双凹型レンズから構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂと、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計し、第二レンズ１３２の第四光学面１３２ｂは、数式（３）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータを、表１３と表１４に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3A and 6A, the two-piece fθ lens of the present invention includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a biconcave lens. Consists of lenses. The first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a of the second lens 132 are also aspherical, and are designed based on the aspherical formula of Equation (2). The fourth optical surface 132b of the second lens 132 is designed based on the aspherical formula of Formula (3). Tables 13 and 14 show the optical characteristics and parameters of the aspherical body.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝６７.７４３（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−９４.８５４（ｍｍ）、ｆｓＸ＝３２.８６４（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１４７.９１（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１９.４３４（μｍ）、Ｓｂ０＝３９７２.２４（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表１５に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表１６に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図１０に示すように単位円直径は０.０５ｍｍとする。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 67.743 (mm), f (2) Y = -94.854 (mm), f sX = 32.864 (mm ), F sY = 147.91 (mm) is obtained by replacing the scanning light beam with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between the distance and time, and the light spot S a0 = 19.434 (μm on the MEMS reflecting mirror 10). ), S b0 = 3972.24 (μm) forms a scanning beam through scanning, forms a condensed light spot and a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 15 ) Is satisfied. Table 16 shows the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of a Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction in the photosensitive drum 15. Further, in the light spot distribution diagram according to this embodiment, the unit circle diameter is 0.05 mm as shown in FIG.

図３Ｂと図６Ｂを参照する。そのうち、図６Ｂには本考案の実施例において、走査光線が第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を通り抜ける走査光線の実施例の光路図である。本実施例において、二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズであり、第二レンズ１３２はメニスカスの凸面をMEMS反射ミラー１０側に設けて構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａは球面体であり、第二光学面１３１ｂ、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体である。数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表１７と表１８に示すとおりである。
Please refer to FIG. 3B and FIG. 6B. 6B is an optical path diagram of an embodiment of the scanning beam through which the scanning beam passes through the first lens 131 and the second lens 132 in the embodiment of the present invention. In this embodiment, the two-piece fθ lens includes a first lens 131 and a second lens 132, the first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 has a meniscus convex surface facing the MEMS reflecting mirror 10 side. Provide and configure. The first optical surface 131a of the first lens 131 is a spherical body, and the second optical surface 131b and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are also aspherical bodies. The design is based on the aspherical surface formula of Equation (2). Table 17 and Table 18 show the optical characteristics and parameters of the aspherical body.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝９７.０（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−３０１.４５（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２７.３４７（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１２８.７６６（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０２（μｍ）、Ｓｂ０＝４６１８.８４８（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表１９に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表２０に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図１１に示すように単位円直径は０.０５ｍｍとする。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 97.0 (mm), f (2) Y = −301.45 (mm), f sX = 27.347 (mm ), F sY = 128.766 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light beam light point that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 12.902 (μm on the MEMS reflection mirror 10). ), S b0 = 461.848 (μm) is scanned to form a scanning beam, and a condensed light spot and a small light spot are formed on the photosensitive drum 15, and equations (4) to (10) shown in Table 19 are formed. ) Is satisfied. Table 20 shows the maximum diameter (μm) of a geometrical light spot composed of a Gaussian beam of the light spot up to a distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction in the photosensitive drum 15. Further, in the light spot distribution diagram according to this embodiment, the unit circle diameter is 0.05 mm as shown in FIG.

図３Ｂと６Ｂに示す本実施例の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズで、第二レンズ１３２はメニスカスの凸面をMEMS反射ミラー１０側に設けて構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａは非球面体であり、３の数式の非球面体公式に基づいて設計する。第一レンズ１３１の第二光学面１３１ｂ、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、２の数式の非球面体の公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータを、表２１と表２２に示すとおりである。
The two-piece fθ lens of this embodiment shown in FIGS. 3B and 6B includes a first lens 131 and a second lens 132, the first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 reflects the convex surface of the meniscus to the MEMS. It is provided on the mirror 10 side. The first optical surface 131a of the first lens 131 is an aspherical body, and is designed based on the aspherical surface formula of Equation 3. The second optical surface 131b of the first lens 131, the third optical surface 132a of the second lens 132, and the fourth optical surface 132b are both aspherical bodies, and are designed based on the aspherical surface formula of Formula 2. The optical characteristics and aspherical parameters are shown in Table 21 and Table 22.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝９３.２５７（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−２５７.１１７（ｍｍ）、ｆｓＸ＝３１.０、ｆｓＹ＝１２８.８９（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０２（μｍ）、Ｓｂ０＝４６１８.８４８（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表２３に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸とのＹ距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表２４に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図１２に示すように単位の円直径は０.０５ｍｍとする。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 93.257 (mm), f (2) Y = -257.117 (mm), f sX = 31.0, f sY = 128.89 (mm) is obtained by replacing the scanning light beam with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between the distance and the time, and the light spot S a0 = 12.902 (μm), S on the MEMS reflecting mirror 10. b0 = 461.848 (μm) is scanned to form a scanning beam, and a condensed light and a small light spot are formed on the photosensitive drum 15, and the conditions of the equations (4) to (10) shown in Table 23 are satisfied. Satisfied. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of the Gaussian beam of the light spot up to the Y distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis in the Y direction is shown in Table 24. Further, in the light spot distribution diagram according to this embodiment, the unit circle diameter is set to 0.05 mm as shown in FIG.

図３Ｂと６Ｂに示すように本実施例の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズより構成し、第二レンズ１３２はメニスカスの凸面をMEMS反射ミラー１０側に設けて構成する。第一レンズ１３１の第二光学面１３１ｂと、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａは非球面体であり、数式（３）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表２５と表２６に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3B and 6B, the two-piece fθ lens of this embodiment includes a first lens 131 and a second lens 132, the first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a meniscus lens. A convex surface is provided on the MEMS reflection mirror 10 side. The second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are aspherical bodies, and are designed based on the aspherical body formula of Formula (2). The first optical surface 131a of the first lens 131 is an aspherical body, and is designed based on the aspherical surface formula of Formula (3). The optical characteristics and aspherical parameters are as shown in Table 25 and Table 26.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝９８.５８５（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−３０１.２４９（ｍｍ）、ｆｓＸ＝３２.３４８（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１２９.０９（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０（μｍ）、Ｓｂ０＝４６１８.８５（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表２７に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表２８に示すように本実施例による光点分布図は図１３に示すように単位円直径は０.０５ｍｍとする。
Optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 98.585 (mm), f (2) Y = −301.249 (mm), f sX = 32.348 (mm ), F sY = 129.09 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 12.90 (μm on the MEMS reflection mirror 10). ), S b0 = 461.85 (μm) is scanned to form a scanning beam, and a condensed light beam and a small light spot are formed on the photosensitive drum 15, and equations (4) to (10) shown in Table 27 are obtained. ) Is satisfied. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of a Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction is as shown in Table 28. In the light spot distribution diagram according to the example, the unit circle diameter is set to 0.05 mm as shown in FIG.

図３Ｂと６Ｂに示すように本実施例の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズであり、第二レンズ１３２はメニスカスの凸面をMEMS反射ミラー１０側に設けるレンズより構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂ、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表２９と表３０に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3B and 6B, the two-piece fθ lens of this embodiment includes a first lens 131 and a second lens 132, the first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a convex surface of a meniscus. Is formed of a lens provided on the MEMS reflecting mirror 10 side. Both the first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are aspherical bodies. Design based on. The optical characteristics and aspherical parameters are as shown in Table 29 and Table 30.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１４５.５１２、ｆ（２）Ｙ＝１２６４.９２６、ｆｓＸ＝２３.０３、ｆｓＹ＝１２７.６７４（ｍｍ）は走査光線を距離と時間と線型性関係を形成する走査光点に置き換えた上、MEMSミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０２（μｍ）Ｓｂ０＝４６１８.８４８（μｍ）を走査光線に置き換えて、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表３１に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向から中心軸Ｙ距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表３２に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図１４に示す。図において、単位の円直径は０.０５ｍｍとする。
Optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 145.512, f (2) Y = 126.926, f sX = 23.03, f sY = 127.674 (mm) ) Scans the light spot S a0 = 12.902 (μm) S b0 = 461.848 (μm) on the MEMS mirror 10 while replacing the scanning light beam with a scanning light spot that forms a linearity relationship between distance and time. In place of the light beam, a condensed light and a small light spot are formed on the photosensitive drum 15, and the conditions of Expressions (4) to (10) shown in Table 31 are satisfied. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of a Gaussian beam with the central axis Z-axis from the Y direction to the central axis Y distance (mm) is shown in Table 32. Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG. In the figure, the unit circle diameter is 0.05 mm.

図３Ｂと６Ｂに示すように本実施例の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズであり、第二レンズ１３２はメニスカスの凸面をMEMS反射ミラー１０側に設けるレンズより構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂ、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表３３と表３４に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3B and 6B, the two-piece fθ lens of this embodiment includes a first lens 131 and a second lens 132, the first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a convex surface of a meniscus. Is formed of a lens provided on the MEMS reflecting mirror 10 side. Both the first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are aspherical bodies. Design based on. The optical characteristics and parameters of the aspherical body are as shown in Table 33 and Table 34.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１４２.４２８（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝１９９５.８２（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２４.３１２（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１２９.４４（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０２（μｍ）、Ｓｂ０＝４６１８.８４８（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表３５に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表３６に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図１５に示すように単位円直径は０.０５ｍｍとする。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 142.428 (mm), f (2) Y = 1995.82 (mm), f sX = 24.312 (mm) , F sY = 129.44 (mm) is obtained by replacing the scanning light beam with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between the distance and time, and the light spot S a0 = 12.902 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10. , S b0 = 46181848 (μm) undergoes scanning to form scanning light rays, and collects light and forms a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 35 are obtained. Satisfy the conditions. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of the Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction is shown in Table 36. Further, in the light spot distribution diagram according to this embodiment, the unit circle diameter is set to 0.05 mm as shown in FIG.

図３Ｃと６Ｃに示すように本考案の二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズから構成し、第二レンズ１３２は双凸型レンズから構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａの副走査方向は球面体であり、主走査方向は非球面体である。数式（３）の非球面体公式によって設計する。第二光学面１３１ｂ、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表３７と表３８に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3C and 6C, the two-piece fθ lens of the present invention includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a bi-convex lens. Consists of a convex lens. The sub-scanning direction of the first optical surface 131a of the first lens 131 is a spherical body, and the main scanning direction is an aspherical body. It is designed by the aspherical body formula of Equation (3). The second optical surface 131b and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are both aspherical bodies, and are designed based on the aspherical surface formula of Formula (2). The optical characteristics and aspherical parameters are as shown in Tables 37 and 38.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１８０.１４７（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝３９０.６３４（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２７.２１０（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１２８.４３３（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０（μｍ）、Ｓｂ０＝４６１８.８５（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表３９に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表４０に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図１６に示す。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 180.147 (mm), f (2) Y = 390.634 (mm), f sX = 27.210 (mm) , F sY = 128.433 (mm) is obtained by replacing the scanning light beam with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between the distance and time, and the light spot S a0 = 12.90 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10. , S b0 = 4618.85 (μm) undergoes scanning to form a scanning beam, and collects light and forms a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 39 are obtained. Satisfy the conditions. Table 40 shows the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of a Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction in the photosensitive drum 15. Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG.

図３Ｃと６Ｃに示すように本考案の二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズから構成し、第二レンズ１３２は双凸型レンズから構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂと、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表４１と表４２に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3C and 6C, the two-piece fθ lens of the present invention includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a bi-convex lens. Consists of a convex lens. The first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are also aspherical bodies, and the aspherical surface formula of Formula (2). Design based on. The optical characteristics and parameters of the aspherical body are as shown in Table 41 and Table 42.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１９６.７９６（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝３３０.６４９（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２２.６７４（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１２８.９０８（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０（μｍ）、Ｓｂ０＝４６１８.８５（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表４３に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表４４に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図１７に示す。
Optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 196.696 (mm), f (2) Y = 330.649 (mm), f sX = 22.674 (mm) , F sY = 128.908 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 12.90 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10. , S b0 = 4618.85 (μm) undergoes scanning to form a scanning light beam to form a condensed light and a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 43 Satisfy the conditions. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of the Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction is shown in Table 44. Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG.

図３Ｃと６Ｃに示すように本考案の二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズから構成し、第二レンズ１３２は双凸型レンズから構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂと、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表４５と表４６に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3C and 6C, the two-piece fθ lens of the present invention includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a bi-convex lens. Consists of a convex lens. The first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are also aspherical bodies, and the aspherical surface formula of Formula (2). Design based on. The optical characteristics and aspherical parameters are as shown in Table 45 and Table 46.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１９２.７４１（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝３４０.８１５（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２２.４１４（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１２８.５８６（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０（μｍ）、Ｓｂ０＝４６１８.８５（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表４７に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表４８に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図１８に示す。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 192.741 (mm), f (2) Y = 340.815 (mm), f sX = 22.414 (mm) , F sY = 128.586 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light beam light point that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 12.90 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10. , S b0 = 4618.85 (μm) undergoes scanning to form a scanning beam, which collects light and forms a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 47 Satisfy the conditions. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of the Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction is shown in Table 48. Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG.

図３Ｃと６Ｃに示すように本考案の二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズから構成し、第二レンズ１３２は双凸型レンズから構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂと、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表４９と表５０に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3C and 6C, the two-piece fθ lens of the present invention includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a bi-convex lens. Consists of a convex lens. The first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are also aspherical bodies, and the aspherical surface formula of Formula (2). Design based on. The optical characteristics and parameters of the aspherical body are as shown in Table 49 and Table 50.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１７８.９５７（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝３９６.２４９（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２７.２６４（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１２８.３６０（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０（μｍ）、Ｓｂ０＝４６１８.８５（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表５１に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向から中心軸Ｙ距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表５２に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図１９に示す。図において、単位の円直径は０.０５ｍｍとする。
Optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 178.957 (mm), f (2) Y = 396.249 (mm), f sX = 27.264 (mm) , F sY = 128.360 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light beam spot that forms a linear relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 12.90 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10. , S b0 = 4618.85 (μm) undergoes scanning to form a scanning light beam to form a condensed light spot and a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 51 Satisfy the conditions. Table 52 shows the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of a Gaussian beam of the light spot whose center axis Z-axis is from the Y direction to the center axis Y distance (mm). Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG. In the figure, the unit circle diameter is 0.05 mm.

図３Ｃと６Ｃに示すように本考案の二片式ｆθレンズは、第一レンズ１３１と第二レンズ１３２とを含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズから構成し、第二レンズ１３２は双凸型レンズから構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂと、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表５３と表５４に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3C and 6C, the two-piece fθ lens of the present invention includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a bi-convex lens. Consists of a convex lens. The first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are also aspherical bodies, and the aspherical surface formula of Formula (2). Design based on. The optical characteristics and parameters of the aspherical body are as shown in Table 53 and Table 54.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１７９.０８１（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝３９０.９４６（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２７.０９４（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１２７.９５０（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１２.９０（μｍ）、Ｓｂ０＝４６１８.８５（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表５５に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表５６に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図２０に示すように単位円直径は０.０５ｍｍとする。
Optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 179.081 (mm), f (2) Y = 390.946 (mm), f sX = 27.094 (mm) , F sY = 127.950 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light spot that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 12.90 (μm) on the MEMS reflection mirror 10. S b0 = 4618-185 (μm) is scanned to form a scanning beam, and a condensed light and a small light spot are formed on the photosensitive drum 15, and Equations (4) to (10) shown in Table 55 are used. Satisfy the conditions. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of the Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction is shown in Table 56. Further, in the light spot distribution diagram according to this embodiment, the unit circle diameter is 0.05 mm as shown in FIG.

図３Ｄと６Ｄに示すように本実施例の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズより構成し、第二レンズ１３２はメニスカスの凹面をMEMS反射ミラー１０側に設けるレンズより構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂ、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表５７と表５８に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3D and 6D, the two-piece fθ lens of this embodiment includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a meniscus lens. The concave surface is constituted by a lens provided on the MEMS reflecting mirror 10 side. Both the first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are aspherical bodies. Design based on. The optical characteristics and aspherical parameters are as shown in Tables 57 and 58.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝２４８.７４７（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−２５６.１５１（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２８.３０１（ｍｍ）、ｆｓＹ＝３３４９.６５２（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１４.１９（μｍ）、Ｓｂ０＝３１０９.９９（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表５９に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表６０に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図２１に示す。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured as described above, f (1) Y = 248.747 (mm), f (2) Y = -256.151 (mm), f sX = 28.301 (mm) ), F sY = 3349.652 (mm) is obtained by replacing the scanning light beam with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between the distance and time, and the light spot S a0 = 14.19 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10. ), S b0 = 3109.999 (μm) forms a scanning beam through scanning to form a condensed light and a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 59 ) Is satisfied. Table 60 shows the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of the Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction in the photosensitive drum 15. Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG.

図３Ｄと６Ｄに示すように本実施例の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズより構成し、第二レンズ１３２はメニスカスの凹面をMEMS反射ミラー１０側に設けるレンズより構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂ、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表６１と表６２に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3D and 6D, the two-piece fθ lens of this embodiment includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a meniscus lens. The concave surface is constituted by a lens provided on the MEMS reflecting mirror 10 side. Both the first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are aspherical bodies. Design based on. The optical characteristics and parameters of the aspherical body are as shown in Table 61 and Table 62.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１９９.２５０（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−２０７.２３１（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２９.５５６（ｍｍ）、ｆｓＹ＝１４８２.７６１（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査弧線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１４.１９（μｍ）、Ｓｂ０＝３１０９.９９（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表６３に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表６４に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図２２に示す。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 199.250 (mm), f (2) Y = -207.231 (mm), f sX = 29.556 (mm ), F sY = 1482.761 (mm) is obtained by replacing the scanning light beam with a scanning arc light spot that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 14.19 (μm on the MEMS reflecting mirror 10). ), S b0 = 3109.999 (μm) forms a scanning beam through scanning to form a condensed light and a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 63 ) Is satisfied. Table 64 shows the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of a Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction in the photosensitive drum 15. Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG.

図３Ｄと６Ｄに示すように本実施例の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズより構成し、第二レンズ１３２はメニスカスの凹面をMEMS反射ミラー１０側に設けるレンズより構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと、第二レンズ１３２の第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（３）の非球面体公式に基づいて設計する。第一レンズ１３１の第二光学面１３１ｂと、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータを、表６５と表６６に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3D and 6D, the two-piece fθ lens of this embodiment includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a meniscus lens. The concave surface is constituted by a lens provided on the MEMS reflecting mirror 10 side. The first optical surface 131a of the first lens 131 and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are aspherical bodies, and are designed based on the aspherical surface formula of Equation (3). Both the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a of the second lens 132 are aspherical bodies, and are designed based on the aspherical surface formula of Expression (2). The optical characteristics and aspherical parameters are shown in Table 65 and Table 66.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝２９.４７７（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−１９７.４２５（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２７.６３４（ｍｍ）、ｆｓＹ＝−２７９５.４７２（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１４.１９（μｍ）、Ｓｂ０＝３１０９.９９（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表６７に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表６８に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図２３に示す。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 29.477 (mm), f (2) Y = -197.425 (mm), f sX = 27.634 (mm) ), F sY = −27995.472 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between distance and time, and a light spot S a0 = 14.19 (14.19 ( μm) and S b0 = 3109.99 (μm) form a scanning beam through scanning to form a condensed light spot and a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (4) shown in Table 67 The condition of 10) is satisfied. Table 68 shows the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of a Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction in the photosensitive drum 15. Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG.

図３Ｄと６Ｄに示すように本実施例の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズより構成し、第二レンズ１３２はメニスカスの凹面をMEMS反射ミラー１０側に設けるレンズより構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂ、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表６９と表７０に示すとおりである。
As shown in FIGS. 3D and 6D, the two-piece fθ lens of this embodiment includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 is a meniscus lens. The concave surface is constituted by a lens provided on the MEMS reflecting mirror 10 side. Both the first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are aspherical bodies. Design based on. The optical characteristics and parameters of the aspherical body are as shown in Table 69 and Table 70.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１９０.７９０（ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−２３１.５６８（ｍｍ）、ｆｓＸ＝２８.３３（ｍｍ）、ｆｓＹ＝８３４.１３（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１４.１９（μｍ）、Ｓｂ０＝３１０９.９９（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表７１に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表７２に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図２４に示す。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 190.790 (mm), f (2) Y = -231.568 (mm), f sX = 28.33 (mm ), F sY = 834.13 (mm), the scanning light beam is replaced with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship with distance, and the light spot S a0 = 14.19 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10. ), S b0 = 3109.999 (μm) forms a scanning beam through scanning, forms a condensing light and a small light spot on the photosensitive drum 15, and formulas (4) to (10) shown in Table 71 ) Is satisfied. In the photosensitive drum 15, the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of the Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction is shown in Table 72. Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG.

図３Ｄと６Ｄに示す本実施例の二片式ｆθレンズは第一レンズ１３１と第二レンズ１３２を含め、第一レンズ１３１は双凸型レンズより構成し、第二レンズ１３２はメニスカスの凹面をMEMS反射ミラー１０側に設けるレンズより構成する。第一レンズ１３１の第一光学面１３１ａと第二光学面１３１ｂ、第二レンズ１３２の第三光学面１３２ａと第四光学面１３２ｂとも非球面体であり、数式（２）の非球面体公式に基づいて設計する。その光学特性と非球面体のパラメータは、表７３と表７４に示すとおりである。
The two-piece fθ lens of this embodiment shown in FIGS. 3D and 6D includes a first lens 131 and a second lens 132. The first lens 131 is a biconvex lens, and the second lens 132 has a concave surface of the meniscus. The lens is provided on the MEMS reflecting mirror 10 side. Both the first optical surface 131a and the second optical surface 131b of the first lens 131 and the third optical surface 132a and the fourth optical surface 132b of the second lens 132 are aspherical bodies. Design based on. The optical characteristics and parameters of the aspherical body are as shown in Table 73 and Table 74.

このように構成された二片式ｆθレンズの光学面、ｆ（１）Ｙ＝１１５.５７ｍｍ）、ｆ（２）Ｙ＝−１０９９.０４７ｍｍ）、ｆｓＸ＝２１.２６５ｍｍ）、ｆｓＹ＝１２８.６６３（ｍｍ）は走査光線を距離と時間が線型性関係を形成する走査光線光点に置き換えた上、MEMS反射ミラー１０上の光点Ｓａ０＝１４.１９（μｍ）、Ｓｂ０＝３１０９.９９（μｍ）は走査を経て、走査光線を形成して、感光ドラム１５上に集光および小さい光点を形成して、表７５に示す数式（４）〜（１０）の条件を満足する。感光ドラム１５において、中心軸Ｚ軸がＹ方向での中心軸Ｙとの距離（ｍｍ）までの光点のガウスビームからなる幾何光点の最大直径（μｍ）は表７６に示す。さらに、本実施例による光点分布図は図２５に示す。
The optical surface of the two-piece fθ lens configured in this way, f (1) Y = 115.57 mm), f (2) Y = −1099.047 mm), f sX = 21.265 mm), f sY = 128 .663 (mm) is obtained by replacing the scanning light beam with a scanning light beam spot that forms a linearity relationship between the distance and the time, and the light spot S a0 = 14.19 (μm) on the MEMS reflecting mirror 10 and S b0 = 3109. .99 (μm) undergoes scanning to form a scanning beam, which collects light and forms a small light spot on the photosensitive drum 15 to satisfy the conditions of the equations (4) to (10) shown in Table 75. . Table 76 shows the maximum diameter (μm) of the geometrical light spot composed of a Gaussian beam of the light spot up to the distance (mm) from the central axis Z axis to the central axis Y in the Y direction in the photosensitive drum 15. Further, a light spot distribution diagram according to this embodiment is shown in FIG.

前記の実施例の説明から、本考案は少なくとも以下の効果を実現できる。
イ 本考案による二片式ｆθレンズを設けることにより、単振動のMEMS反射ミラーが結像面上の光点間隔を時間による累増又は累減する非等速度走査を等速度走査に修正し、レーザービームを結像面に投射し、等速度走査を行うことによって、目標物上で結像する二つの光点間隔を一致させることができる。
ロ 本考案による二片式ｆθレンズの設置は、主走査方向と副走査方向の走査光線のひずみ補正処理により、目標物に結像する光点を小さくすることができる。
ハ 本考案による二片式ｆθレンズの設置は、主走査方向と副走査方向の走査光線のひずみ補正処理により、目標物に結像する光点サイズを均一化させることができる。
以上は本考案の好ましい実施例の説明である。これらは本考案を説明するものであり、なんらの制限を加わるものではない。当該技術を熟知する者は、本考案の請求範囲による改変、修正、ないし等効果変更も、なお本考案の請求範囲に含まれるものとする。 From the description of the above embodiments, the present invention can realize at least the following effects.
B) By providing a two-piece fθ lens according to the present invention, a single-vibration MEMS reflecting mirror corrects non-constant speed scanning in which the interval between light spots on the imaging surface increases or decreases over time to constant speed scanning. By projecting the beam onto the imaging surface and performing constant velocity scanning, the distance between the two light spots formed on the target can be matched.
(B) The installation of the two-piece fθ lens according to the present invention can reduce the light spot that forms an image on the target object by the distortion correction process of the scanning light beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
The installation of the two-piece fθ lens according to the present invention makes it possible to uniformize the size of the light spot that forms an image on the target by correcting the distortion of the scanning light beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
The above is a description of the preferred embodiment of the present invention. These illustrate the invention and do not impose any restrictions. Those skilled in the art shall also include alterations, modifications, and equivalent changes according to the claims of the present invention within the scope of the claims of the present invention.

本考案二片式ｆθレンズの光路概略図である。It is a schematic diagram of the optical path of the two-piece fθ lens of the present invention. 本考案によるMEMS反射ミラーの走査角度θと時間tとの関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between a scanning angle θ of a MEMS reflecting mirror according to the present invention and time t. 本考案による双凸型の第一レンズと双凹型の第二レンズを通り抜ける走査光線の光路図と符号説明図である。It is an optical path figure of a scanning ray which passes through a biconvex type 1st lens and a biconcave type 2nd lens by this invention, and numerals explanatory drawing. 双凸型の第一レンズとメニスカスの凸面をMEMS反射ミラー側に設ける第二レンズの走査光線の光路図と符号説明図である。FIG. 6 is an optical path diagram and a code explanatory diagram of a scanning light beam of a second lens in which a biconvex first lens and a meniscus convex surface are provided on the MEMS reflecting mirror side. 本考案による双凸型の第一レンズと双凸型の第二レンズを通り抜ける走査光線の光路図と符号説明図である。It is an optical path figure of a scanning ray which passes through the biconvex type 1st lens and biconvex type 2nd lens by this invention, and numerals explanatory drawing. 本考案による双凸型の第一レンズとメニスカスの凹面をMEMS反射ミラー側に設ける第二レンズの走査光線の光路図と符号説明図である。It is the optical path figure and code | symbol explanatory drawing of the scanning light beam of the 2nd lens which provides the concave surface of the biconvex type 1st lens and meniscus by this invention in the MEMS reflective mirror side. 本考案による走査光線を感光体ドラムに投射された後、光点面積が投射位置によって変化する態様図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a light spot area changes depending on a projection position after a scanning beam according to the present invention is projected onto a photosensitive drum. 本考案によるレーザービームのガウス分布図と光強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the Gaussian distribution map of the laser beam by this invention, and light intensity. 本考案による双凸型の第一レンズと双凹型の第二レンズを通り抜ける走査光線の実施例の光路図と符号説明図である。It is an optical-path figure and code | symbol explanatory drawing of the Example of the scanning light beam which passes the biconvex 1st lens and biconcave second lens by this invention. 本考案による双凸型の第一レンズと、メニスカスの凸面をMEMS反射ミラー側に設ける第二レンズの走査光線の光路図と符号説明図である。It is the optical path figure and code | symbol explanatory drawing of the scanning light of the biconvex type 1st lens by this invention, and the 2nd lens which provides the convex surface of a meniscus in the MEMS reflective mirror side. 本考案による双凸型の第一レンズと双凸型の第二レンズを通り抜ける走査光線の光路図と符号説明図である。It is an optical path figure of a scanning ray which passes through the biconvex type 1st lens and biconvex type 2nd lens by this invention, and numerals explanatory drawing. 本考案による双凸型の第一レンズと、メニスカスの凹面をMEMS反射ミラー側に設ける第二レンズの走査光線の実施例の光路図と符号説明図である。It is the optical path figure and code | symbol explanatory drawing of the Example of the scanning light beam of the 2nd lens which provides the biconvex type 1st lens by this invention, and the concave surface of a meniscus in the MEMS reflective mirror side. 本考案の実施例１による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 1 of this invention. 本考案の実施例２による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 2 of this invention. 本考案の実施例３による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 3 of this invention. 本考案の実施例４による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 4 of this invention. 本考案の実施例５による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 5 of this invention. 本考案の実施例６による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 6 of this invention. 本考案の実施例７による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 7 of this invention. 本考案の実施例８による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 8 of this invention. 本考案の実施例９による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 9 of this invention. 本考案の実施例１０による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 10 of this invention. 本考案の実施例１１による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 11 of this invention. 本考案の実施例１２による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 12 of this invention. 本考案の実施例１３による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 13 of this invention. 本考案の実施例１４による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 14 of this invention. 本考案の実施例１５による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 15 of this invention. 本考案の実施例１６による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 16 of this invention. 本考案の実施例１７による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 17 of this invention. 本考案の実施例１８による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 18 of this invention. 本考案の実施例１９による光点概略図である。It is the light spot schematic by Example 19 of this invention.

１０ MEMS反射ミラー
１１ レーザー光源
１１１ レーザービーム
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂ 走査光線
１３１ 第一レンズ
１３１ａ 第一光学面
１３１ｂ 第二光学面
１３２ 第二レンズ
１３２ａ 第三光学面
１３２ｂ 第四光学面
１４ａ、１４ｂ 光電センサー
１５ 感光ドラム
１６ 円筒レンズ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 光点
３ 有効走査ウィンドウ 10 MEMS reflection mirror 11 Laser light source 111 Laser beam 113a, 113b, 113c, 114a, 114b, 115a, 115b Scanning beam 131 First lens 131a First optical surface 131b Second optical surface 132 Second lens 132a Third optical surface 132b First Four optical surfaces 14a, 14b Photoelectric sensor 15 Photosensitive drum 16 Cylindrical lens 2, 2a, 2b, 2c Light spot 3 Effective scanning window

Claims (20)

微小電子機械システム・レーザー走査装置（以下、MEMS LSUと略する）に適する二片式ｆθレンズにおいて、
前記MEMS LSUは、レーザービームを出射する光源と、共振により左右にふれながら光源より出射するレーザービームを反射して走査光線となる微小電子機械システム反射ミラー（以下、MEMS反射ミラーと略する）と、感光される目標物より構成し、
前記二片式ｆθレンズは、双凸型の第一レンズと双凹型の第二レンズより構成し、前記第一レンズは第一光学面と第二光学面を有し、前記第一光学面と前記第二光学面は主走査方向において、少なくとも一つの光学面は非球面体より構成し、前記MEMS反射ミラーより反射する角度と時間が非線型性関係の走査光線を距離と時間が線型性関係の走査光線光点に置き換え、
前記第二レンズは第三光学面と第四光学面を有し、前記第三光学面と前記第四光学面は主走査方向において、少なくとも一つの光学面は非球面体より構成し、前記第一レンズの走査光線を修正して、前記目標物に集光させ、
前記二片式ｆθレンズにより、MEMS反射ミラーより反射された走査光線を前記目標物に結像することを特徴とする前記MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 In a two-piece fθ lens suitable for a microelectromechanical system laser scanning device (hereinafter abbreviated as MEMS LSU),
The MEMS LSU includes a light source that emits a laser beam, a microelectromechanical system reflection mirror (hereinafter abbreviated as a MEMS reflection mirror) that reflects the laser beam emitted from the light source while swung left and right due to resonance, and becomes a scanning beam. Consists of a target that is exposed,
The two-piece fθ lens includes a biconvex first lens and a biconcave second lens, and the first lens has a first optical surface and a second optical surface, The second optical surface is composed of an aspherical body in the main scanning direction, and the angle and time reflected by the MEMS reflecting mirror are reflected in the distance and time in the linearity relationship. Replaced with a scanning light spot of
The second lens has a third optical surface and a fourth optical surface, the third optical surface and the fourth optical surface are in the main scanning direction, and at least one optical surface is formed of an aspherical body, Correct the scanning beam of one lens and focus it on the target,
A two-piece fθ lens suitable for the MEMS LSU, wherein the two-piece fθ lens forms an image of a scanning beam reflected from a MEMS reflecting mirror on the target. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズは主走査方向において、数式（１），（２）の条件をそれぞれ満足し、

前記ｆ（１）Ｙは、前記第一レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆ（２）Ｙは、前記第二レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｄ３は、θ＝０°における前記第一レンズ目標物側の光学面から前記第二レンズのMEMS反射ミラー側の光学面までの距離であり、前記ｄ４は、θ＝０°における前記第二レンズの厚みであり、前記ｄ５は、θ＝０°における前記第二レンズ目標物側の光学面から前記目標物までの距離であることを特徴とする請求項１記載のMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 A two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU satisfies the conditions of equations (1) and (2) in the main scanning direction,

The f (1) Y is a focal length in the main scanning direction of the first lens, the f (2) Y is a focal length in the main scanning direction of the second lens, and the d 3 is θ = 0 is the distance from the optical surface of the first lens target side in ° to the optical surface of the MEMS reflecting mirror side of said second lens, said d 4 is the thickness of the second lens at theta = 0 ° 2. The two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU according to claim 1, wherein d 5 is a distance from the optical surface on the second lens target side to the target at θ = 0 °. . MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズはさらに数式（３），（４）の条件をそれぞれ満足し、
主走査方向において、

副走査方向において、

前記ｆ（１）Ｙは、前記第一レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆ（２）Ｙは、前記第二レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆｓＸは、二片式ｆθレンズの副走査方向における複合焦点距離であり、前記ｆｓＹは、二片式ｆθレンズの主走査方向における複合焦点距離であり、前記Ｒｉｘは、第ｉ光学面の副走査方向の曲率半径であり、前記ｎｄ１と前記ｎｄ２は、それぞれ前記第一レンズと前記第二レンズの屈折率であることを特徴とする請求項１記載のMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 The two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU further satisfies the expressions (3) and (4),
In the main scanning direction,

In the sub-scanning direction,

The f (1) Y is a focal length in the main scanning direction of the first lens, the f (2) Y is a focal length in the main scanning direction of the second lens, and the f sX is 2 The compound focal length in the sub-scanning direction of the one-piece fθ lens, the f sY is the compound focal length in the main scanning direction of the two-piece fθ lens, and the R ix is the one in the sub-scanning direction of the i-th optical surface. 2. The two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU according to claim 1, wherein the n d1 and the n d2 are radii of curvature, respectively, and are refractive indexes of the first lens and the second lens, respectively. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズの最大光点と最小光点の比例値は数式（５）の条件を満足し、

前記Ｓａは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の主走査方向の長さであり、前記Ｓｂは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の副走査方向の長さであり、前記δは、前記目標物上の最小光点と最大光点との比例値であることを特徴とする請求項１記載のMEMS LSUの二片式ｆθレンズ。 The proportional value of the maximum light spot and the minimum light spot of the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU satisfies the condition of Formula (5),

Wherein S a is the length of the main scanning direction of the light spot formed from the scanning beam on the target object, wherein S b is the sub-scanning direction of the light spot formed from the scanning beam on the target 2. The MEMS LSU two-piece fθ lens according to claim 1, wherein the δ is a proportional value between a minimum light spot and a maximum light spot on the target. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記目標物上の最大光点の比例値と、前記目標物上の最小光点の比例値は、数式（６），（７）の条件をそれぞれ満足し、


前記Ｓａ０は、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光点の主走査方向における長さであり、前記Ｓｂ０は、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光点の副走査方向における長さであり、前記Ｓａは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の主走査方向における長さであり、前記Ｓｂは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の副走査方向における長さであり、前記ηｍａｘは、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点が前記目標物上に走査された最大光点の比例値であり、ηｍｉｎは、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点が前記目標物上に走査された最小光点の比例値であることを特徴とする請求項１記載のMEMS LSUの二片式ｆθレンズ。 In a two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, the proportional value of the maximum light spot on the target and the proportional value of the minimum light spot on the target satisfy the conditions of equations (6) and (7), respectively. And


S a0 is the length of the scanning light spot on the MEMS reflecting mirror reflecting surface in the main scanning direction, and S b0 is the length of the scanning light spot on the MEMS reflecting mirror reflecting surface in the sub-scanning direction. And S a is a length in the main scanning direction of a light spot formed from the scanning light beam on the target, and S b is a sub-point of the light spot formed from the scanning light beam on the target. The length in the scanning direction, ηmax is a proportional value of the maximum light spot scanned on the target by the light spot of the scanning light beam on the reflection surface of the MEMS reflection mirror, and ηmin is the MEMS reflection mirror 2. The MEMS LSU two-piece fθ lens according to claim 1, wherein the light spot of the scanning light beam on the reflecting surface is a proportional value of the minimum light spot scanned on the target. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、
前記MEMS LSUは少なくともレーザービームを出射する光源と、共振により左右に振れながら、光源より出射するレーザービームを走査光線に置き換えるMEMS反射ミラーと、感光対象の目標物より構成し、
前記二片式ｆθレンズは、前記MEMS反射ミラーから順を追って、双凸型の第一レンズとメニスカスの凸面を前記MEMS反射ミラー側に設ける第二レンズより構成し、前記第一レンズは第一光学面と第二光学面を有し、前記第一光学面と前記第二光学面は主走査方向において、少なくとも一つの光学面は非球面体より構成し、前記MEMS反射ミラー側より反射する角度と時間が非線型性関係の走査光線を距離と時間が線型性関係の走査光線光点に置き換え、
前記第二レンズは第三光学面と第四光学面を有し、前記第三光学面と前記第四光学面の主走査方向において、少なくとも一つの光学面は非球面体より構成し、
前記第一レンズの走査光線を修正して目標物に集光させ、
前記二片式ｆθレンズによって、MEMS反射ミラーより反射された走査光線を前記目標物に結像することを特徴とするMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU,
The MEMS LSU is composed of at least a light source that emits a laser beam, a MEMS reflection mirror that replaces the laser beam emitted from the light source with a scanning beam while swinging left and right due to resonance, and a target to be exposed,
The two-piece fθ lens is composed of a biconvex first lens and a second lens in which a convex surface of a meniscus is provided on the side of the MEMS reflecting mirror in order from the MEMS reflecting mirror. An optical surface and a second optical surface, wherein the first optical surface and the second optical surface are in the main scanning direction, and at least one optical surface is formed of an aspherical body and is reflected from the MEMS reflection mirror side. Replace the scanning beam of non-linearity and time with the scanning light spot of distance and time linearity,
The second lens has a third optical surface and a fourth optical surface, and in the main scanning direction of the third optical surface and the fourth optical surface, at least one optical surface is composed of an aspherical body,
Correct the scanning beam of the first lens and focus it on the target,
A two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, wherein the scanning light beam reflected from the MEMS reflecting mirror is imaged on the target by the two-piece fθ lens. MEMS LSUに適合する二片式ｆθレンズの主走査方向において、数式（８），（９）の条件をそれぞれ満足し、


前記ｆ（１）Ｙは、前記第一レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆ（２）Ｙは、前記第二レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｄ３は、θ＝０°における前記第一レンズ目標物側の光学面から前記第二レンズのMEMS反射ミラー側の光学面までの距離であり、前記ｄ４は、θ＝０°における前記第二レンズの厚みであり、前記ｄ５は、θ＝０°における前記第二レンズ目標物側の光学面から前記目標物までの距離であることを特徴とする請求項６記載のMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 In the main scanning direction of the two-piece fθ lens conforming to MEMS LSU, the conditions of the equations (8) and (9) are satisfied,


The f (1) Y is a focal length in the main scanning direction of the first lens, the f (2) Y is a focal length in the main scanning direction of the second lens, and the d 3 is θ = 0 is the distance from the optical surface of the first lens target side in ° to the optical surface of the MEMS reflecting mirror side of said second lens, said d 4 is the thickness of the second lens at theta = 0 ° There, wherein d 5 is two pieces type fθ lens suitable to claim 6, wherein the MEMS LSU, characterized in that the optical surface of the second lens target side of theta = 0 ° is the distance to the target . MEMS LSUに適合する二片式ｆθレンズはさらに数式（１０），（１１）の条件を満足し、
主走査方向において、

副走査方向において、

前記ｆ（１）Ｙは、前記第一レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆ（２）Ｙは、前記第二レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆｓＸは、二片式ｆθレンズの副走査方向における複合焦点距離であり、前記ｆｓＹは、二片式ｆθレンズの主走査方向における複合焦点距離であり、前記Ｒｉｘは、第ｉ光学面の副走査方向の曲率半径であり、前記ｎｄ１と前記ｎｄ２は、それぞれ前記第一レンズと前記第二レンズの屈折率であることを特徴とする請求項６記載のMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 The two-piece fθ lens conforming to MEMS LSU further satisfies the conditions of equations (10) and (11),
In the main scanning direction,

In the sub-scanning direction,

The f (1) Y is a focal length in the main scanning direction of the first lens, the f (2) Y is a focal length in the main scanning direction of the second lens, and the f sX is 2 The compound focal length in the sub-scanning direction of the one-piece fθ lens, the f sY is the compound focal length in the main scanning direction of the two-piece fθ lens, and the R ix is the one in the sub-scanning direction of the i-th optical surface. The two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU according to claim 6, wherein the n d1 and the n d2 are the radii of curvature, and the refractive indices of the first lens and the second lens, respectively. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズの最大光点と最小光点の比例値は数式（１２）の条件を満足し、

前記Ｓａは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の主走査方向長さであり、
前記Ｓｂは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の副走査方向の長さであり、前記δは、前記目標物上の最小光点と最大光点との比例値であることを特徴とする請求項６記載のMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 The proportional value of the maximum light spot and the minimum light spot of the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU satisfies the condition of formula (12),

Wherein S a is the length in the main scanning direction of the light spot formed from the scanning beam on the target,
The S b is the length in the sub-scanning direction of the light spot formed from the scanning light beam on the target, and the δ is a proportional value between the minimum light spot and the maximum light spot on the target. A two-piece fθ lens suitable for the MEMS LSU according to claim 6. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記目標物上の最大光点の比例値と、前記目標物上の最小光点の比例値は、数式（１３），（１４）の条件をそれぞれ満足し、


前記Ｓａ０は、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点の主走査方向における長さであり、前記Ｓｂ０は、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点の副走査方向における長さであり、前記Ｓａは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の主走査方向における長さであり、前記Ｓｂは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の副走査方向における長さであり、前記ηｍａｘは、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点が前記目標物上に走査された前記最大光点の比例値であり、前記ηｍｉｎは、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点が前記目標物上に走査された前記最小光点の比例値であることを特徴とする請求項６記載のMEMS LSUの二片式ｆθレンズ。 In a two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, the proportional value of the maximum light spot on the target and the proportional value of the minimum light spot on the target satisfy the conditions of equations (13) and (14), respectively. And


The S a0 is the length in the main scanning direction of the light spot of the scanning light beam on the MEMS reflecting mirror reflecting surface, and the S b0 is the sub-scanning direction of the light spot of the scanning light beam on the MEMS reflecting mirror reflecting surface. The S a is the length in the main scanning direction of the light spot formed from the scanning light beam on the target, and the S b is formed from the scanning light beam on the target. A length of a light spot in the sub-scanning direction, and ηmax is a proportional value of the maximum light spot at which the light spot of the scanning light beam on the MEMS reflecting mirror reflecting surface is scanned on the target, and the ηmin 7. The MEMS LSU two-piece fθ according to claim 6, wherein the light spot of the scanning light beam on the reflecting surface of the MEMS reflecting mirror is a proportional value of the minimum light spot scanned on the target. lens. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、
前記MEMS LSUは、レーザービームを出射する光源と、共振により左右にふれながら光源より出射するレーザービームを反射して走査光線となるMEMS反射ミラーと、感光される目標物より構成し、
前記二片式ｆθレンズは、前記MEMS反射ミラーから順を追って、双凸型の第一レンズと双凸型の第二レンズより構成し、前記第一レンズは第一光学面と第二光学面を有し、前記第一光学面と前記第二光学面は主走査方向において、少なくとも一つの光学面は非球面体より構成し、前記MEMS反射ミラーより反射する角度と時間が非線型性関係の走査光線を距離と時間が線型性関係の走査光線光点に置き換え、
前記第二レンズは第三光学面と第四光学面を有し、前記第三光学面と前記第四光学面は主走査方向において、少なくとも一つの光学面は非球面体より構成し、前記第一レンズの走査光線を修正して前記目標物に集光させ、
前記二片式ｆθレンズにより、MEMS反射ミラーより反射された走査光線を前記目標物に結像することを特徴とするMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU,
The MEMS LSU is composed of a light source that emits a laser beam, a MEMS reflecting mirror that reflects the laser beam emitted from the light source while moving left and right due to resonance, and becomes a scanning beam, and a target to be exposed,
The two-piece fθ lens is composed of a biconvex first lens and a biconvex second lens in order from the MEMS reflecting mirror, and the first lens includes a first optical surface and a second optical surface. Wherein the first optical surface and the second optical surface are composed of an aspherical body in the main scanning direction, and the angle and time reflected from the MEMS reflecting mirror have a non-linear relationship. Replace the scanning beam with a scanning beam spot of distance and time linearity relationship,
The second lens has a third optical surface and a fourth optical surface, the third optical surface and the fourth optical surface are in the main scanning direction, and at least one optical surface is formed of an aspherical body, Correct the scanning beam of one lens and focus it on the target,
A two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, wherein the two-piece fθ lens forms an image of the scanning beam reflected from the MEMS reflecting mirror on the target. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記二片式ｆθレンズの主走査方向はさらに数式（１５），（１６）の条件をそれぞれ満足し、


前記ｆ（１）Ｙは、前記第一レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆ（２）Ｙは、前記第二レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｄ３は、θ＝０°における前記第一レンズ目標物側の光学面から前記第二レンズのMEMS反射ミラー側の光学面までの距離であり、前記ｄ４は、θ＝０°における前記第二レンズの厚みであり、前記ｄ５は、θ＝０°における前記第二レンズ目標物側の光学面から前記目標物までの距離であることを特徴とする請求項１１記載の二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, the main scanning direction of the two-piece fθ lens further satisfies the conditions of equations (15) and (16),


The f (1) Y is a focal length in the main scanning direction of the first lens, the f (2) Y is a focal length in the main scanning direction of the second lens, and the d 3 is θ = 0 is the distance from the optical surface of the first lens target side in ° to the optical surface of the MEMS reflecting mirror side of said second lens, said d 4 is the thickness of the second lens at theta = 0 ° The two-piece fθ lens according to claim 11, wherein the d 5 is a distance from the optical surface on the second lens target side to the target at θ = 0 °. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記二片式ｆθレンズは数式（１７），（１８）の条件を満足し、
主走査方向において、

副走査方向において、

前記ｆ（１）Ｙは、前記第一レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆ（２）Ｙは、前記第二レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆｓＸは、二片式ｆθレンズの副走査方向における複合焦点距離であり、前記ｆｓＹは、二片式ｆθレンズの主走査方向における複合焦点距離であり、前記Ｒｉｘは、第ｉ光学面の副走査方向の曲率半径であり、前記ｎｄ１と前記ｎｄ２は、それぞれ前記第一レンズと前記第二レンズの屈折率であることを特徴とする請求項１１記載の二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, the two-piece fθ lens satisfies the conditions of the equations (17) and (18),
In the main scanning direction,

In the sub-scanning direction,

The f (1) Y is a focal length in the main scanning direction of the first lens, the f (2) Y is a focal length in the main scanning direction of the second lens, and the f sX is 2 The compound focal length in the sub-scanning direction of the one-piece fθ lens, the f sY is the compound focal length in the main scanning direction of the two-piece fθ lens, and the R ix is the one in the sub-scanning direction of the i-th optical surface. The two-piece fθ lens according to claim 11, wherein the two-piece fθ lens is a radius of curvature, and the n d1 and the n d2 are refractive indexes of the first lens and the second lens, respectively. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記二片式ｆθレンズの最大光点と最小光点との比例値は数式（１９）満足し、

前記Ｓａは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の主走査方向の長さであり、前記Ｓｂは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の副走査方向の長さであり、前記δは、前記目標物上の前記最小光点と前記最大光点との比例値であることを特徴とする請求項１１記載の二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, the proportional value between the maximum light point and the minimum light point of the two-piece fθ lens satisfies the formula (19),

Wherein S a is the length of the main scanning direction of the light spot formed from the scanning beam on the target object, wherein S b is the sub-scanning direction of the light spot formed from the scanning beam on the target 12. The two-piece fθ lens according to claim 11, wherein the δ is a proportional value between the minimum light spot and the maximum light spot on the target. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記目標物上の最大光点の比例値と、前記目標物上の最小光点の比例値は、数式（２０），（２１）をそれぞれ満足し、


前記Ｓａ０は、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点の主走査方向における長さであり、前記Ｓｂ０は、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点の副走査方向における長さであり、前記Ｓａは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の主走査方向における長さであり、前記Ｓｂは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の副走査方向における長さであり、前記ηｍａｘは、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光点が目標物上に走査された前記最大光点の比例値であり、前記ηｍｉｎは、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点が前記目標物上に走査された前記最小光点の比例値であることを特徴とする請求項１１記載のMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, the proportional value of the maximum light spot on the target and the proportional value of the minimum light spot on the target satisfy the equations (20) and (21), respectively.


The S a0 is the length in the main scanning direction of the light spot of the scanning light beam on the MEMS reflecting mirror reflecting surface, and the S b0 is the sub-scanning direction of the light spot of the scanning light beam on the MEMS reflecting mirror reflecting surface. The S a is the length in the main scanning direction of the light spot formed from the scanning light beam on the target, and the S b is formed from the scanning light beam on the target. The length of the light spot in the sub-scanning direction, ηmax is a proportional value of the maximum light spot scanned on the target by the scanning light spot on the reflection surface of the MEMS reflection mirror, The two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU according to claim 11, wherein the light spot of the scanning light beam on the reflecting surface of the MEMS reflecting mirror is a proportional value of the minimum light spot scanned on the target. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、
前記MEMS LSUは少なくともレーザービームを出射する光源と、共振により左右に振れながら、光源より出射するレーザービームを走査光線に置き換えるMEMS反射ミラーと、感光対象の目標物より構成し、
前記二片式ｆθレンズは、前記MEMS反射ミラーから順に追って、双凸型の第一レンズとメニスカスの凹面をMEMS反射ミラー側に設ける第二レンズより構成し、前記第一レンズは第一光学面と第二光学面を有し、前記第一光学面と前記第二光学面は、主走査方向において、少なくとも一つの光学面は非球面体より構成し、前記MEMS反射ミラーの反射角度と時間が非線型性関係の走査光線光点を距離と時間が線型性関係を有する走査光線光点に置き換え、
前記第二レンズは第三光学面と第四光学面を有し、前記第三光学面と前記第四光学面の主走査方向において、少なくとも一つの光学面は非球面体より構成し、前記第一レンズの走査光線を修正して目標物に集光させ、
前記二片式ｆθレンズにより、MEMS反射ミラーより反射された走査光線を前記目標物に結像することを特徴とするMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU,
The MEMS LSU is composed of at least a light source that emits a laser beam, a MEMS reflection mirror that replaces the laser beam emitted from the light source with a scanning beam while swinging left and right due to resonance, and a target to be exposed,
The two-piece type fθ lens is configured by a biconvex first lens and a second lens in which a concave surface of a meniscus is provided on the MEMS reflecting mirror side in order from the MEMS reflecting mirror, and the first lens is a first optical surface. And the first optical surface and the second optical surface in the main scanning direction, at least one optical surface is composed of an aspherical body, and the reflection angle and time of the MEMS reflecting mirror are Replace the non-linearity-related scanning light spot with a scanning light spot with distance and time having a linear relationship,
The second lens has a third optical surface and a fourth optical surface, and in the main scanning direction of the third optical surface and the fourth optical surface, at least one optical surface is composed of an aspherical body, Correct the scanning beam of one lens and focus it on the target,
A two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, wherein the two-piece fθ lens forms an image of the scanning beam reflected from the MEMS reflecting mirror on the target. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記二片式ｆθレンズの主走査方向はさらに数式（２２），（２３）の条件を満足し、


前記ｆ（１）Ｙは、前記第一レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆ（２）Ｙは、前記第二レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｄ３は、θ＝０°における前記第一レンズ目標物側の光学面から前記第二レンズのMEMS反射ミラー側の光学面までの距離であり、前記ｄ４はθ＝０°における前記第二レンズの厚みであり、前記ｄ５は、θ＝０°における前記第二レンズ目標物側の光学面から前記目標物までの距離であることを特徴とする請求項１６記載のMEMS LSUに適する二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, the main scanning direction of the two-piece fθ lens further satisfies the conditions of the equations (22) and (23),


The f (1) Y is a focal length in the main scanning direction of the first lens, the f (2) Y is a focal length in the main scanning direction of the second lens, and the d 3 is θ = 0 is the distance from the optical surface of the first lens target side in ° to the optical surface of the MEMS reflecting mirror side of said second lens, said d 4 is a thickness of the second lens at theta = 0 ° 17. The two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU according to claim 16, wherein d 5 is a distance from the optical surface on the second lens target side to the target at θ = 0 °. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記二片式ｆθレンズは下記の数式（２４），（２５）をそれぞれ満足し、
主走査方向において、

副走査方向において、

前記ｆ（１）Ｙは、前記第一レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆ（２）Ｙは、前記第二レンズの主走査方向における焦点距離であり、前記ｆｓＸは、前記二片式ｆθレンズの副走査方向における複合焦点距離であり、前記ｆｓＹは、前記二片式ｆθレンズの主走査方向における複合焦点距離であり、前記Ｒｉｘは、第ｉ光学面の副走査方向の曲率半径であり、前記ｎｄ１と前記ｎｄ２は、それぞれ第一レンズと第二レンズの屈折率であることを特徴とする請求項１６記載の二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, the two-piece fθ lens satisfies the following formulas (24) and (25), respectively.
In the main scanning direction,

In the sub-scanning direction,

The f (1) Y is a focal length in the main scanning direction of the first lens, the f (2) Y is a focal length in the main scanning direction of the second lens, and the f sX is the The compound focal length in the sub-scanning direction of the two-piece fθ lens, the f sY is the compound focal length in the main scanning direction of the two-piece fθ lens, and the R ix is the sub-scan of the i-th optical surface. The two-piece fθ lens according to claim 16, wherein the n d1 and the n d2 are refractive indexes of a first lens and a second lens, respectively. MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記二片式ｆθレンズの最大光点と最小光点との比例値は下記の数式の条件を満足することを特徴とする請求項１6記載の二片式ｆθレンズ。

（式中で、ＳａとＳｂは、前記目標物上の走査光線より形成されるいずれの光点が主走査方向及び副走査方向の長さを、δは、前記目標物上の前記最小光点と前記最大光点との比例値をそれぞれ示す。） The two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, wherein the proportional value between the maximum light point and the minimum light point of the two-piece fθ lens satisfies the condition of the following equation: Formula fθ lens.

(In the formula, S a and S b are the lengths in the main scanning direction and the sub-scanning direction of any light spot formed from the scanning light beam on the target, and δ is the minimum on the target. (The proportional values of the light spot and the maximum light spot are shown respectively.) MEMS LSUに適する二片式ｆθレンズにおいて、前記目標物上に形成される最大光点の比例値と、前記目標物上に形成される最小光点の比例値は、数式（２７），（２８）の条件をそれぞれ満足し、


前記Ｓａ０は、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点の主走査方向における長さであり、前記Ｓｂ０は、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点の副走査方向における長さであり、前記Ｓａは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の主走査方向における長さであり、前記Ｓｂは、前記目標物上の走査光線より形成される光点の副走査方向における長さであり、前記ηｍａｘは、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点が前記目標物上に走査された前記最大光点の比例値であり、前記ηｍｉｎは、前記MEMS反射ミラー反射面上の走査光線の光点が前記目標物上に走査された前記最小光点の比例値であることを特徴とする請求項１6記載のMEMS LSU二片式ｆθレンズ。 In the two-piece fθ lens suitable for MEMS LSU, the proportional value of the maximum light spot formed on the target and the proportional value of the minimum light spot formed on the target are expressed by equations (27) and (28 )


The S a0 is the length in the main scanning direction of the light spot of the scanning light beam on the MEMS reflecting mirror reflecting surface, and the S b0 is the sub-scanning direction of the light spot of the scanning light beam on the MEMS reflecting mirror reflecting surface. The S a is the length in the main scanning direction of the light spot formed from the scanning light beam on the target, and the S b is formed from the scanning light beam on the target. A length of a light spot in the sub-scanning direction, and ηmax is a proportional value of the maximum light spot at which the light spot of the scanning light beam on the MEMS reflecting mirror reflecting surface is scanned on the target, and the ηmin 17. The MEMS LSU two-piece fθ lens according to claim 16, wherein the light spot of the scanning light beam on the reflecting surface of the MEMS reflecting mirror is a proportional value of the minimum light spot scanned on the target. .
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