JP3364558B2 - Single lens fθ lens and optical scanning device - Google Patents

Single lens fθ lens and optical scanning device

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JP3364558B2
JP3364558B2 JP24190695A JP24190695A JP3364558B2 JP 3364558 B2 JP3364558 B2 JP 3364558B2 JP 24190695 A JP24190695 A JP 24190695A JP 24190695 A JP24190695 A JP 24190695A JP 3364558 B2 JP3364558 B2 JP 3364558B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は単玉fθレンズお
よび光走査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single-lens fθ lens and an optical scanning device.

【0002】[0002]

【従来の技術】偏向反射面を有する光偏向器により光束
を等角速度的に偏向させ、fθレンズにより被走査面上
に光スポットとして集光させて光走査を行なう方式の光
走査装置は光プリンターやデジタル複写機等の各種画像
形成装置に関連して広く知られている。
2. Description of the Related Art An optical scanning device of a type in which an optical deflector having a deflecting / reflecting surface deflects a light beam at a constant angular velocity and a f.theta. It is widely known in connection with various image forming apparatuses such as a digital copying machine and the like.

【0003】かかる光走査装置に於いては、光偏向器に
おける「面倒れ」により、光走査ごとの光スポットの位
置が副走査方向において変動するのを防ぐため、fθレ
ンズにより副走査対応方向(光源から被走査面に到る光
路上の任意の位置で、副走査方向と平行的に対応する方
向)に関して、偏向反射面位置と被走査面位置とを幾何
光学的な共役関係とし、光偏向器に入射する光束が偏向
反射面近傍に主走査対応方向(光源から被走査面に到る
光路上の任意の位置で、主走査方向と平行的に対応する
方向)に長い「線像」に結像させることが行なわれてい
る。
In such an optical scanning device, in order to prevent the position of the light spot for each optical scanning from fluctuating in the sub-scanning direction due to "face tilt" in the optical deflector, the f.theta. At any position on the optical path from the light source to the surface to be scanned, which corresponds to the direction parallel to the sub-scanning direction), the position of the deflecting / reflecting surface and the position of the surface to be scanned are in a geometrical-optical conjugate relationship, and the optical deflection is performed. A long line image in the direction corresponding to the main scanning direction (a direction that corresponds to the main scanning direction at an arbitrary position on the optical path from the light source to the surface to be scanned) near the deflective reflection surface. Imaging is performed.

【0004】このような「面倒れ補正」を実効あらしむ
るためには、fθレンズにおける副走査方向の像面湾曲
が良好に補正されていなければならない。
In order to effectively perform such "surface tilt correction", the curvature of field in the sub-scanning direction of the fθ lens must be corrected well.

【0005】即ち、副走査方向における像面湾曲上の点
は上記線像の「副走査対応方向に関する像点」であり、
この像点は副走査対応方向には変動しないが、副走査方
向の像面湾曲が大きいと、上記像点から被走査面に到る
距離も増大し、面倒れにより偏向光束が副走査対応方向
に「ぶれ」た場合、被走査面上の光スポットの位置も副
走査方向に変動し、面倒れ補正の効果が半減してしまう
のである。
That is, the point on the field curvature in the sub-scanning direction is the "image point in the sub-scanning corresponding direction" of the line image,
Although this image point does not fluctuate in the sub-scanning corresponding direction, if the field curvature in the sub-scanning direction is large, the distance from the image point to the surface to be scanned also increases, and the deflected light beam is deflected by the surface tilt. When "blurred", the position of the light spot on the surface to be scanned also changes in the sub-scanning direction, and the effect of surface tilt correction is halved.

【0006】従って、副走査方向の像面湾曲の補正が十
分でないfθレンズを使用した場合は、光偏向器の偏向
反射面の面倒れに対する許容度が小さくなり、光偏向器
として偏向反射面の回転軸に対する平行度を高精度に実
現した高価なものを使用せざるを得なくなる。
Therefore, when an fθ lens in which the curvature of field in the sub-scanning direction is not sufficiently corrected is used, the tolerance for tilting of the deflective reflection surface of the optical deflector becomes small, and the deflective reflection surface of the optical deflector is reduced. There is no choice but to use an expensive one that realizes the parallelism with respect to the rotation axis with high accuracy.

【0007】fθレンズの副走査方向の像面湾曲はま
た、光スポットの副走査方向のスポット径が、主走査方
向の像高により変動する原因となり、光走査による記録
画像の像質劣化の原因となる。
The field curvature of the f.theta. Lens in the sub-scanning direction also causes the spot diameter of the light spot in the sub-scanning direction to fluctuate depending on the image height in the main scanning direction, which causes deterioration of the image quality of a recorded image due to optical scanning. Becomes

【0008】以上のような観点から、fθレンズはその
主・副走査方向の像面湾曲、特に副走査方向の像面湾曲
が良好の補正されたものであることが望ましい。fθレ
ンズはまた「fθ特性」が良好に補正されていることが
望ましい。
From the above viewpoints, it is desirable that the fθ lens has its field curvature in the main and sub-scanning directions corrected, and particularly the field curvature in the sub-scanning direction corrected. It is desirable that the “fθ characteristic” of the fθ lens is well corrected.

【0009】一方において、光走査装置の小型化・低コ
スト化や、光伝達効率の向上による高速化を意図して、
fθレンズを単玉化することが提案されている(例え
ば、特開平7−174998号公報)。
On the other hand, with the intention of reducing the size and cost of the optical scanning device and increasing the speed by improving the light transmission efficiency,
It has been proposed to use an fθ lens as a single lens (for example, JP-A-7-174998).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、光走査装置において、光偏向器に対する面倒
れの許容度を大ならしめることによりコストの低減化を
図ることを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned circumstances, it is an object of the present invention to reduce the cost in an optical scanning device by increasing the tolerance of surface tilt for the optical deflector.

【0011】この発明はまた、光走査装置においてコス
トの低減化・小型化・高速化を図るための単玉fθレン
ズにおいて、主・副走査方向の像面湾曲およびfθ特性
を良好に補正することを課題とする。
According to the present invention, in a single-lens fθ lens for cost reduction, miniaturization, and speedup in an optical scanning device, the field curvature in the main / sub scanning directions and the fθ characteristic can be corrected well. Is an issue.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明のfθレンズは
「主走査対応方向に長い線像に結像された光束を、上記
線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ光偏向器によ
り等角速度的に偏向させ、fθレンズにより被走査面上
に光スポットとして集光せしめて等速的な光走査を行な
う光走査装置」に用いられるfθレンズであって「単玉
構成」である。
The fθ lens of the present invention is an optical deflector having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of an image forming position of a line image of a light beam formed into a line image long in the main scanning corresponding direction. The fθ lens is a “single-lens configuration”, which is used in an “optical scanning device that deflects light at a constant angular velocity by using the fθ lens and collects it as a light spot on the surface to be scanned by the fθ lens to perform uniform optical scanning. .

【0013】この発明のfθレンズに関し、光偏向器側
の面を「第1面」、被走査面側の面を「第2面」とす
る。
In the fθ lens of the present invention, the surface on the optical deflector side is the "first surface" and the surface on the scanned surface side is the "second surface".

【0014】また、光偏向器により「理想的に偏向され
た偏向光束」、即ち、偏向反射面の面倒れの影響を受け
ずに偏向された偏向光束の主光線が掃引する仮想的な平
面を「偏向走査面」と称する。
Further, an "ideally deflected light beam deflected by the optical deflector", that is, a virtual plane on which the principal ray of the deflected light beam deflected without being affected by the surface tilt of the deflection reflection surface is swept is defined. It is called a "deflection scanning plane".

【0015】請求項1記載の単玉fθレンズは以下の如
き特徴を有する。
The single-lens fθ lens described in claim 1 has the following features.

【0016】即ち、第1面は「非円弧曲線を回転軸の回
りに回転して得られる面形状」を有する。
That is, the first surface has a "surface shape obtained by rotating a non-circular arc curve around the rotation axis".

【0017】非円弧曲線は偏向反射面内に設定されて
「光軸に関して対称」であり、光軸に合致させてZ座標
をとり、光軸に直交させてY座標をとるとき、光軸上の
曲率半径をRm、K,A,B,C,Dを定数として、 Z=Y2/[Rm+√{Rm 2−(1+K)2}] +A・Y4+B・Y6+C・Y8+D・Y10+...(1) で表される曲線である。(1)式の右辺は、必要に応
じ、さらにYの12乗以上の項を追加できる。
The non-circular arc curve is "symmetrical with respect to the optical axis" set in the deflecting reflection surface, and when the Z coordinate is taken in conformity with the optical axis and the Y coordinate is taken orthogonal to the optical axis, the non-circular curve is on the optical axis. Let R m be the radius of curvature of R, K, A, B, C and D be constants, and Z = Y 2 / [R m + √ {R m 2 − (1 + K) 2 }] + A · Y 4 + B · Y 6 + C · Y 8 + D · Y 10 +. . . It is a curve represented by (1). The right side of the equation (1) can further add a term of 12th power of Y or more, if necessary.

【0018】また「非円弧曲線」は近軸部が光偏向器側
に向いた「凸円弧」である。
The "non-arc curve" is a "convex arc" with the paraxial portion facing the optical deflector side.

【0019】この非円弧曲線は回転軸の回りに回転され
て第1面の形状を形成するが、上記「回転軸」は「偏向
反射面内で光軸に直交し、第1面から光偏向器側へ所定
距離離れ」ている。
This non-circular curve is rotated about the axis of rotation to form the shape of the first surface, but the "axis of rotation" is "the optical axis is orthogonal to the optical axis in the deflecting and reflecting surface, and the light is deflected from the first surface. It is a certain distance away from the container side. "

【0020】第2面は「偏向走査面内における形状が被
走査面側に凸となる円弧」である。
The second surface is "a circular arc whose shape in the deflection scanning surface is convex toward the surface to be scanned".

【0021】この円弧の中心(光軸上の点である)を通
り偏向反射面に直交する平面を「偏向直交面」と称す
る。
A plane which passes through the center of this arc (which is a point on the optical axis) and is orthogonal to the deflecting / reflecting surface is called a "deflection orthogonal surface".

【0022】偏向直交面と光軸とのなす角をξとすると
き、偏向直交面内における第2面の曲率半径は「副走査
方向の像面湾曲を良好に補正するように、角:ξの変化
に応じて変化」している。
When the angle between the orthogonal plane of deflection and the optical axis is ξ, the radius of curvature of the second surface in the orthogonal plane of deflection is “angle: ξ so as to satisfactorily correct the field curvature in the sub-scanning direction. Is changing with the changes in.

【0023】即ち、請求項1記載の単玉fθレンズは、
その第2面が「副走査方向の像面湾曲を補正する機能」
を持つ。
That is, the single-lens fθ lens according to the first aspect is
The second surface is "the function to correct the field curvature in the sub-scanning direction"
have.

【0024】請求項2記載の単玉fθレンズは、上記請
求項1記載の単玉fθレンズにおいて、偏向走査面内に
おける第1,第2面の近軸曲率半径をそれぞれRm1,R
m2とするとき、これらが条件: (I) −0.7<Rm2/Rm1<0 を満足することを特徴とする。
The single-lens fθ lens described in claim 2 is the single-lens fθ lens described in claim 1, wherein paraxial curvature radii of the first and second surfaces in the deflection scanning plane are R m1 and R, respectively.
When m2 , these are characterized by satisfying the condition: (I) −0.7 <R m2 / R m1 <0.

【0025】請求項3記載の単玉fθレンズは、上記請
求項1または2記載の単玉fθレンズにおいて、第2面
の「偏向直交面内における曲率半径」を角:ξ=0に対
してRs2とし、ξ=0から周辺部に到る角:ξの変域内
で偏向直交面内の曲率半径の最大値および最小値をそれ
ぞれRs2max,Rs2minとするとき、これらRs2およびR
s2max,Rs2minが、条件: (II) |(Rs2max−Rs2min)/Rs2|<0.1 を満足することを特徴とする。
A single-lens fθ lens described in claim 3 is the single-lens fθ lens described in claim 1 or 2, wherein the “curvature radius in the plane orthogonal to the deflection” of the second surface is at an angle ξ = 0. and R s2, angle ranging from xi] = 0 in the periphery: when the maximum value and the minimum value of the radius of curvature of the deflecting perpendicular plane respectively variable region of xi] and R s2 max, R s2 min, these R s2 and R
s2 max and R s2 min satisfy the condition: (II) | (R s2 max-R s2 min) / R s2 | <0.1.

【0026】上の説明から、「Rs2」は「光軸を含み偏
向走査面に直交する平面内における第2面の曲率半径」
であることが容易に理解されよう。
From the above description, "R s2 " is "the radius of curvature of the second surface in the plane including the optical axis and orthogonal to the deflection scanning surface".
It will be easily understood that

【0027】請求項4記載の単玉fθレンズは以下の如
き特徴を有する。
The single-lens fθ lens described in claim 4 has the following features.

【0028】即ち、第1面は「偏向走査面内における形
状が、近軸部が光偏向器側に向いた凸円弧である非円弧
曲線形状」である。非円弧形状は前記(1)式により表
される曲線である。
That is, the first surface has a "non-arcuate curved shape whose paraxial portion is a convex arc whose paraxial portion faces the optical deflector side". The non-circular arc shape is a curve represented by the above formula (1).

【0029】光軸に平行で偏向走査面に直交する面を
「直交偏向面」と称する。
A plane parallel to the optical axis and orthogonal to the deflection scanning plane is called an "orthogonal deflection plane".

【0030】この直交偏向面の光軸との距離をηとする
とき、各:ηの位置における「直交偏向面内の第1面の
曲率半径」は「副走査方向の像面湾曲を良好に補正する
ように距離:ηの変化に応じて変化」している。
Assuming that the distance from the optical axis of the orthogonal deflection surface is η, the "radius of curvature of the first surface in the orthogonal deflection surface" at each position of η is "to make the field curvature in the sub-scanning direction favorable. It changes according to the change of distance: η so as to correct it. "

【0031】第2面は「偏向走査面に直交する回転軸に
よるトロイダル面であって、被走査面側に凸となる面形
状」を有する。
The second surface has "a toroidal surface formed by a rotation axis orthogonal to the deflection scanning surface and having a convex surface shape on the surface to be scanned".

【0032】即ち、請求項4記載の単玉fθレンズは、
その第1面が「副走査方向の像面湾曲を補正する機能」
を持つ。
That is, the single-lens fθ lens described in claim 4 is
The first surface is "a function to correct field curvature in the sub-scanning direction"
have.

【0033】請求項5記載の単玉fθレンズは、上記請
求項4記載の単玉fθレンズにおいて、偏向走査面内に
おける第1,第2面の近軸曲率半径をそれぞれRm1,R
m2とするとき、これらが条件: (III) −0.7<Rm2/Rm1<0 を満足することを特徴とする。
The single-lens fθ lens described in claim 5 is the single-lens fθ lens described in claim 4, wherein paraxial radii of curvature of the first and second surfaces in the deflection scanning plane are R m1 and R, respectively.
When m2 , these are characterized by satisfying the condition: (III) −0.7 <R m2 / R m1 <0.

【0034】請求項6記載の単玉fθレンズは、上記請
求項4または5記載の単玉fθレンズにおいて、第1面
の「距離:η=0における直交偏向面内における曲率半
径」をRs1(光軸を含み偏向走査面に直交する平面内に
おける第1面の曲率半径)とし、η=0から周辺部に到
る距離:ηの変域内で偏向直交面内の曲率半径の最大値
および最小値をそれぞれRs1max,Rs1minとするとき、
s1およびRs1max,Rs1minが、条件: (IV) |(Rs1max−Rs1min)/Rs1|<0.1 を満足することを特徴とする。
A single-lens fθ lens according to a sixth aspect is the single-lens fθ lens according to the fourth or fifth aspect, wherein R s1 is the radius of curvature of the first surface in the orthogonal deflection plane at the distance η = 0. (Curvature radius of the first surface in a plane including the optical axis and orthogonal to the deflection scanning plane), the distance from η = 0 to the peripheral portion: the maximum value of the radius of curvature in the deflection orthogonal plane within the range of η and When the minimum values are R s1 max and R s1 min, respectively,
R s1 and R s1 max, R s1 min satisfy the condition: (IV) | (R s1 max-R s1 min) / R s1 | <0.1.

【0035】この発明の単玉fθレンズは、これをガラ
スで形成することもできるが、請求項1〜6記載の単玉
fθレンズは何れも「プラスチックによる成形品」とし
て製造することが出来る(請求項7)。
The single-lens fθ lens of the present invention can be made of glass, but any of the single-lens fθ lenses described in claims 1 to 6 can be manufactured as a “molded product made of plastic” ( Claim 7).

【0036】上記の条件(I),(III)は「主走査方向
の像面湾曲およびfθ特性」を良好に補正するための条
件であり、上限を超えるとfθ特性が補正不足気味とな
り、下限を超えると主走査方向の像面湾曲が補正過剰気
味となり、良好なfθ特性・主走査方向の像面湾曲の実
現が難しくなる。
The above conditions (I) and (III) are conditions for satisfactorily correcting the "field curvature and fθ characteristic in the main scanning direction". If the upper limit is exceeded, the fθ characteristic tends to be undercorrected, and the lower limit is exceeded. If it exceeds, the field curvature in the main scanning direction tends to be overcorrected, and it becomes difficult to realize good fθ characteristics and good field curvature in the main scanning direction.

【0037】上記の条件(II),(IV)は「単玉fθレンズ
の形状」に関するものである。条件(II)の範囲を外れ
ると請求項1記載の単玉fθレンズの第2面における
「副走査対応方向のパワーの変化」が大きく、条件(I
V)の範囲を外れると請求項2記載の単玉fθレンズの
第1面における「副走査対応方向のパワーの変化」が大
きく、単玉fθレンズを組付ける際に主走査方向の位置
誤差の影響を受けやすくなる。
The above conditions (II) and (IV) relate to the "shape of the single-lens fθ lens". If the condition (II) is out of the range, the “change in power in the sub-scanning corresponding direction” on the second surface of the single lens fθ lens according to claim 1 is large, and the condition (I
If it deviates from the range of V), the “change in power in the sub-scanning corresponding direction” on the first surface of the single-lens fθ lens according to claim 2 is large, and a positional error in the main-scanning direction occurs when the single-lens fθ lens is assembled. More susceptible.

【0038】また単玉fθレンズを「プラスチックによ
る成形品」として形成する場合(請求項7)、上記条件
(II),(IV)の範囲がでは射出成形の際にレンズに「ひ
け」や「うねり」等の形状誤差が発生し易く、これらの
形状誤差は、特に副走査方向の像面湾曲に悪影響を与え
る。
When the single-lens fθ lens is formed as a "molded product made of plastic" (claim 7), the above conditions are satisfied.
In the range of (II) and (IV), shape errors such as “sink” and “waviness” are likely to occur in the lens during injection molding, and these shape errors have an adverse effect on the curvature of field particularly in the sub-scanning direction. give.

【0039】上記請求項1〜6記載の単玉fθレンズは
何れも、副走査対応方向に関し、第1面が負のパワー、
第2面が正のパワーを持つので、単玉fθレンズをプラ
スチックで形成した場合、温度変化でレンズに変形が生
じるとき、第1面におけるパワーの変化が第2面におけ
るパワー変化で有効に相殺される。
In each of the single-lens fθ lenses described in claims 1 to 6, the first surface has negative power in the sub-scanning corresponding direction,
Since the second surface has a positive power, when the single-lens fθ lens is made of plastic, when the lens is deformed due to temperature change, the power change on the first surface is effectively offset by the power change on the second surface. To be done.

【0040】請求項8記載の光走査装置は「主走査対応
方向に長い線像に結像された光束を、上記線像の結像位
置の近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度的
に偏向させ、fθレンズにより被走査面上に光スポット
として集光せしめて等速的な光走査を行なう光走査装
置」であって、fθレンズとして請求項1〜7の任意の
1に記載の単玉fθレンズを用いることを特徴とする。
An optical scanning device according to an eighth aspect of the present invention is that "a light beam imaged in a long line image in the main scanning direction is made to have an equal angular velocity by an optical deflector having a deflection reflection surface near the image forming position of the line image. An optical scanning device for performing constant-speed optical scanning by deflecting the light beam and converging it as a light spot on the surface to be scanned by the fθ lens, wherein the fθ lens is any one of claims 1 to 7. The single-lens fθ lens is used.

【0041】この光走査装置は、光源(LDあるいはL
ED等)と、この光源からの光束をカップリングするカ
ップリングレンズと、カップリングされた光束を副走査
対応医方向に収束させ、主走査対応方向に長い線像とし
て結像させる線像結像光学系(凸のシリンダレンズや凹
のシリンダミラー)を持つ。
This optical scanning device includes a light source (LD or L
ED, etc.), a coupling lens for coupling the light flux from this light source, and a line image imaging in which the coupled light flux is converged in the sub-scanning corresponding medical direction to form a long line image in the main scanning corresponding direction. It has an optical system (convex cylinder lens and concave cylinder mirror).

【0042】光偏向器はポリゴンミラーや回転2面鏡、
回転単面鏡(回転軸の「ぶれ」により面倒れが生じる)
を用いることができる。
The optical deflector is a polygon mirror, a rotary dihedral mirror,
Rotating single-sided mirror (causing tilting of the rotating shaft to cause surface tilt)
Can be used.

【0043】上記請求項8記載の光走査装置において
「光偏向器に入射する光束」は「主走査対応方向に関し
て平行光束」でもよいし(請求項9)、「主走査対応方
向に関して、弱い収束性もしくは弱い発散性の光束」で
もよい(請求項10)。
In the optical scanning device of the eighth aspect, the "light beam incident on the optical deflector" may be a "parallel light beam in the main scanning corresponding direction" (claim 9) or "weak convergence in the main scanning corresponding direction". Or weakly divergent light flux "(claim 10).

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】図1は、請求項8記載の光走査装
置の実施の1形態を略示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 schematically shows an embodiment of an optical scanning device according to the present invention.

【0045】光源であるLD1からの発散性の光束はカ
ップリングレンズ2によりカップリングされて平行光束
または弱い発散性もしくは収束性の光束に変換され、線
像結像光学系であるシリンダレンズ3により副走査対応
方向(図面に直交する方向)に集光され、ミラー4によ
り光路を曲げられて光偏向器であるポリゴンミラー5の
偏向反射面6に向かって入射し、偏向反射面6の近傍に
「主走査対応方向に長い線像」として結像する。
The divergent light beam from the light source LD1 is coupled by the coupling lens 2 to be converted into a parallel light beam or a weak divergent or convergent light beam, and by the cylinder lens 3 which is a line image forming optical system. The light is condensed in the sub-scanning corresponding direction (direction orthogonal to the drawing), the optical path is bent by the mirror 4, enters the deflecting reflection surface 6 of the polygon mirror 5 which is an optical deflector, and is near the deflection reflection surface 6. The image is formed as a "long line image in the main scanning corresponding direction".

【0046】なお、ミラー4は光学系のレイアウトによ
っては省略可能である。
The mirror 4 can be omitted depending on the layout of the optical system.

【0047】偏向反射面6による反射光束は、ポリゴン
ミラー5の等速回転に伴い等角速度的に偏向され単玉f
θレンズ7により被走査面8上に光スポットとして集光
し、被走査面8を等速的に走査する。
The light flux reflected by the deflecting / reflecting surface 6 is deflected at a constant angular velocity as the polygon mirror 5 rotates at a constant velocity, and a single lens f
The θ lens 7 collects a light spot on the surface 8 to be scanned and scans the surface 8 to be scanned at a constant speed.

【0048】図2は、請求項1記載の単玉fθレンズに
おける「第1面の形状」を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the “shape of the first surface” in the single-lens fθ lens described in claim 1.

【0049】図に示した座標軸X,Y,Zにより決定さ
れる「Y−Z面」は「偏向走査面」であり、図の左側が
光偏向器側である。Z軸はレンズ光軸に合致している。
The "YZ plane" determined by the coordinate axes X, Y, Z shown in the figure is the "deflection scanning plane", and the left side of the figure is the optical deflector side. The Z axis coincides with the lens optical axis.

【0050】非円弧曲線:Z(Y)は偏向走査面内に設定
され、その具体的な形状は前記(1)式により特定される
が、近軸部分、即ちZ軸に近い部分は「光偏向器側(図
の左方)に向いた凸円弧(曲率半径:Rm1)」である。
Non-circular curve: Z (Y) is set in the deflection scanning plane, and its specific shape is specified by the above equation (1), but the paraxial portion, that is, the portion near the Z axis is "light". It is a convex arc (curvature radius: R m1 ) facing the deflector side (left side in the figure).

【0051】第1面は、上記非円弧曲線:Z(Y)を回転
軸RAXの回りに回転して得られる形状である。回転軸
RAXは「Y−Z面」内即ち、偏向反射面内で光軸(Z
軸)に直交し、第1面から光偏向器側へ所定距離:Rs1
だけ離れている。
The first surface has a shape obtained by rotating the non-circular curve: Z (Y) around the rotation axis RAX. The rotation axis RAX is the optical axis (Z
A predetermined distance from the first surface to the optical deflector side: R s1
Just away.

【0052】図3は、請求項1記載の単玉fθレンズに
おける「第2面の形状」を説明するための図である。図
2におけると同じく「Y−Z面」は偏向走査面であり、
図の右方が被走査面側である。Z軸はレンズ光軸と合致
している。
FIG. 3 is a diagram for explaining the “shape of the second surface” in the single-lens fθ lens described in claim 1. As in FIG. 2, the "YZ plane" is a deflection scanning plane,
The right side of the figure is the scanned surface side. The Z axis coincides with the lens optical axis.

【0053】第2面は、偏向走査面内における形状が
「被走査面側に凸となる円弧(曲率半径:Rm2)」であ
る。
The second surface has a shape of "an arc (curvature radius: R m2 ), which is convex on the surface to be scanned, in the deflection scanning surface".

【0054】この円弧の中心:Qを通り偏向反射面に直
交する平面である「偏向直交面」と光軸(Z軸)とのな
す角をξとするとき、偏向直交面内における第2面の曲
率半径:Rs2(ξ)が「副走査方向の像面湾曲を良好に補
正するよう」に角:ξの変化に応じて変化している。
When the angle formed by the optical axis (Z axis) and the "deflection orthogonal plane" which is a plane orthogonal to the center of this arc and passing through Q and orthogonal to the deflection reflection surface is ξ, the second plane in the plane orthogonal to the deflection. Radius of curvature: R s2 (ξ) changes in accordance with the change in angle: ξ so as to “correctly correct the field curvature in the sub-scanning direction”.

【0055】図4は、請求項4記載の単玉fθレンズの
「第1面」の形状を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the shape of the “first surface” of the single-lens fθ lens described in claim 4.

【0056】「Y−Z面」は「偏向走査面」であり、図
の左側が光偏向器側である。Z軸はレンズ光軸に合致し
ている。
The "YZ plane" is the "deflection scanning plane", and the left side of the drawing is the optical deflector side. The Z axis coincides with the lens optical axis.

【0057】第1面は、偏向走査面内における形状が
「近軸部が光偏向器側に向いた凸円弧である非円弧曲線
形状:Z(Y)」である。
The first surface has a shape in the deflection scanning plane which is "a non-arcuate curve shape in which a paraxial portion is a convex arc whose direction is toward the optical deflector: Z (Y)".

【0058】光軸(Z軸)に平行で偏向走査面に直交する
「直交偏向面」の光軸との距離をY(前記説明における
η)とするとき、第1面の直交偏向面内の曲率半径:R
s1(Y)は「副走査方向の像面湾曲を良好に補正するよう
に、距離:Yの変化に応じて変化」している。
When the distance from the optical axis of the "orthogonal deflection surface" which is parallel to the optical axis (Z axis) and is orthogonal to the deflection scanning plane is Y (η in the above description), it is within the orthogonal deflection surface of the first surface. Curvature radius: R
s1 (Y) "changes in accordance with the change in the distance: Y so as to satisfactorily correct the field curvature in the sub-scanning direction".

【0059】図5は、請求項4記載の単玉fθレンズの
第2面の形状を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of the second surface of the single-lens fθ lens described in claim 4.

【0060】「Y−Z面」は「偏向走査面」であり、図
の右側が被走査面側である。Z軸はレンズ光軸に合致し
ている。
The "YZ plane" is a "deflection scanning plane", and the right side of the drawing is the scanned surface side. The Z axis coincides with the lens optical axis.

【0061】第2面は、偏向走査面に直交する回転軸に
よる「トロイダル面」であって、被走査面側に凸となる
面形状を有する。即ち、偏向走査面(Y−Z面)内にお
ける形状は被走査面側に凸となる円弧形状(曲率半径:
m2)であり、「Z−X面」内において、曲率半径:R
s2を持つ円を、上記円弧形状の中心:Pを通りX方向に
平行な回転軸(偏向反射面に直交する回転軸)の回りに
半径「Rm2−Rs2」で回転して得られる面形状である。
The second surface is a "toroidal surface" formed by a rotation axis orthogonal to the deflection scanning surface, and has a surface shape which is convex toward the surface to be scanned. That is, the shape in the deflection scanning plane (YZ plane) is an arc shape (curvature radius:
R m2 ), and in the "ZX plane", the radius of curvature: R
A surface obtained by rotating a circle having s2 around a rotation axis (rotation axis orthogonal to the deflecting reflection surface) passing through the center of the arc shape: P and parallel to the X direction (radius “R m2 −R s2 ”). The shape.

【0062】[0062]

【実施例】以下、具体的な実施例を4例挙げる。[Examples] Four specific examples will be given below.

【0063】単玉fθレンズの形状を特定するにあた
り、図1に示すように第1面の光軸上の曲率半径を主走
査対応方向に就き「Rm1」、副走査対応方向に就き「R
s1」、第2面の光軸上の曲率半径を主走査対応方向に就
き「Rm2」、副走査対応方向に就き「Rs2」とする。
In specifying the shape of the single-lens fθ lens, as shown in FIG. 1, the radius of curvature on the optical axis of the first surface is set to "R m1 " in the main scanning corresponding direction and "R m1 " in the sub scanning corresponding direction.
s1 ", he occupied a radius of curvature on the optical axis of the second surface in the main scanning corresponding direction" R m @ 2 ", per sub-scanning direction is" R s2 ".

【0064】前記「非円弧形状」に就いては(1)式に
従い、(1)式における「Rm」の値として上記
「Rm1」または「Rm2」を与え、且つ、定数:K,A,
B,C,Dを与えて形状を特定する。
Regarding the "non-arc shape", the above "R m1 " or "R m2 " is given as the value of "R m " in the expression (1) according to the expression (1), and the constant: K, A,
The shape is specified by giving B, C, and D.

【0065】請求項1の単玉fθレンズにおける第2面
の形状に関しては、偏向走査面内における円弧の曲率半
径である上記「Rm2」を与えるとともに、図3に即して
説明した「Rs2(ξ)」を、変数:ξの代わりに画角:θ
に関して複数の値を「とびとび」に与える。
Regarding the shape of the second surface in the single-lens fθ lens of claim 1, the above-mentioned “R m2 ”, which is the radius of curvature of the arc in the deflection scanning plane, is given, and the “R” explained with reference to FIG. s2 (ξ) ”, the angle of view: θ instead of the variable: ξ
Multiple values are given to "repeatedly".

【0066】請求項4の単玉fθレンズにおける第1面
の形状に関しては、偏向走査面内における近軸部の円弧
の曲率半径である上記「Rm1」と定数:K,A,B,
C,Dを与え、(1)式に従う非円弧形状を特定すると
ともに、図4に即して説明した「Rs1(Y)」を、変数:
Yの代わりに画角:θに関して複数の値を「とびとび」
に与える。
[0066] With respect to the first surface shape of the single lens fθ lens according to claim 4, with the "R m1" is an arc of a radius of curvature of the paraxial portion of the deflection scanning plane constant: K, A, B,
C and D are given, the non-circular arc shape according to the equation (1) is specified, and “R s1 (Y)” described with reference to FIG.
Multiple values for angle of view: θ instead of Y
Give to.

【0067】単玉fθレンズの光軸上の肉厚をD1
し、偏向反射面による偏向の起点(線像の結像位置)か
ら第1面までの距離をD0、第2面から被走査面に到る
光軸上の距離をD2とする。また単玉fθレンズの材質
の屈折率(波長:780nmに対するもの)をNで表
す。
The thickness of the single-lens fθ lens on the optical axis is D 1 , the distance from the origin of deflection by the deflecting and reflecting surface (image forming position of the line image) to the first surface is D 0 , and the distance from the second surface is The distance on the optical axis to reach the scanning plane is D 2 . The refractive index (for wavelength: 780 nm) of the material of the single lens fθ lens is represented by N.

【0068】各実施例とも、光源であるLDの「発振波
長」は780nm、光走査の「最大半画角」は42度で
ある。
In each of the examples, the "oscillation wavelength" of the LD, which is the light source, is 780 nm, and the "maximum half angle of view" of optical scanning is 42 degrees.

【0069】実施例1 実施例1は請求項1,2,3,7記載の単玉fθレンズ
の実施例であり、その使用形態としての光走査装置は請
求項9記載の光走査装置の実施例にあたる。
Example 1 Example 1 is an example of the single-lens fθ lens described in claims 1, 2, 3 and 7, and an optical scanning device as a form of its use is the optical scanning device described in claim 9. An example.

【0070】即ちこの実施例では、光偏向器(ポリゴン
ミラー)の偏向反射面に入射する光束は主走査対応方向
において「平行光束」であり、副走査対応方向に関して
は、光スポットの像高が0となるときの偏向反射面位置
に、主走査対応方向に長い線像として結像する。
That is, in this embodiment, the light beam incident on the deflecting / reflecting surface of the optical deflector (polygon mirror) is a "parallel light beam" in the main scanning corresponding direction, and the image height of the light spot is small in the sub scanning corresponding direction. An image is formed as a long line image in the main scanning corresponding direction at the position of the deflecting reflection surface when it becomes zero.

【0071】 i Rmisi Di N 0 51.871 1 461.302 −73.845 21.754 1.53664 2 −97.244 Rs2(ξ) 149.070 。I R mi R si Di N 0 51.871 1 461.302 −73.845 21.754 1.53664 2 −97.244 R s2 (ξ) 149.0070.

【0072】 第1面:非円弧曲線 K=35.9369, A=−2.20457×10~7,B= 2.73241×10~11, C=−4.95866×10~15,D= 1.60481×10~19 第2面:Rs2(ξ) 半画角:θ(度) 0 8.4 16.8 25.2 33.6 42 Rs2(ξ) -20.645 -20.669 -20.723 -20.784 -20.776 -20.572 条件式のパラメータの値 Rm2/Rm1=0.211,|(Rs2max−Rs2min)/Rs2|=0.010 。First surface: non-circular curve K = 35.9369, A = −2.20457 × 10 to 7 , B = 2.73241 × 10 to 11 , C = −4.995866 × 10 to 15 , D = 1.60481 × 10 to 19 Second surface: R s2 (ξ) Half angle of view: θ (degree) 0 8.4 16.8 25.2 33.6 42 R s2 (ξ) -20.645 -20.669 -20.723- 20.784 -20.776 -20.572 The value of the parameter of the conditional expression R m2 / R m1 = 0.211, | (R s2 max-R s2 min) / R s2 | = 0.010.

【0073】実施例2 実施例2は請求項1,2,3,7記載の単玉fθレンズ
の実施例であり、その使用形態としての光走査装置は請
求項10記載の光走査装置の実施例にあたる。
Example 2 Example 2 is an example of the single-lens fθ lens described in claims 1, 2, 3 and 7, and an optical scanning device as a form of its use is the optical scanning device described in claim 10. An example.

【0074】即ちこの実施例では、光偏向器(ポリゴン
ミラー)の偏向反射面に入射する光束は主走査対応方向
において「収束光束」であり、副走査対応方向に関して
は、光スポットの像高が0となるときの偏向反射面位置
に、主走査対応方向に長い線像として結像する。
That is, in this embodiment, the light beam incident on the deflecting / reflecting surface of the optical deflector (polygon mirror) is a "converging light beam" in the main scanning corresponding direction, and the image height of the light spot is small in the sub scanning corresponding direction. An image is formed as a long line image in the main scanning corresponding direction at the position of the deflecting reflection surface when it becomes zero.

【0075】上記主走査対応方向に関する収束光束が、
主走査対応方向に於いて自然に集光する「自然集光点」
の、ポリゴンミラーによる偏向の起点からの距離は「2
530.9」である。
The convergent light flux in the main scanning corresponding direction is
"Natural condensing point" that naturally condenses in the main scanning direction
, The distance from the origin of deflection by the polygon mirror is "2
530.9 ".

【0076】 i Rmisi Di N 0 50.802 1 449.713 −66.236 30.0 1.53664 2 −100.929 Rs2(ξ) 143.465 。I R mi R si Di N 0 50.802 1 449.713 −66.236 30.0 1.536664 2 −100.929 R s2 (ξ) 143.465.

【0077】 第1面:非円弧曲線 K=33.7540, A=−2.20457×10~7,B= 2.73241×10~11, C=−4.95866×10~15,D= 1.60481×10~19 第2面:Rs2(ξ) 半画角:θ(度) 0 8.4 16.8 25.2 33.6 42 Rs2(ξ) -21.484 -21.508 -21.562 -21.624 -21.614 -21.408 条件式のパラメータの値 Rm2/Rm1=0.224,|(Rs2max−Rs2min)/Rs2|=0.010 。First surface: non-circular curve K = 33.7540, A = −2.20457 × 10 to 7 , B = 2.73241 × 10 to 11 , C = −4.995866 × 10 to 15 , D = 1.60481 × 10 to 19 Second surface: R s2 (ξ) Half angle of view: θ (degree) 0 8.4 16.8 25.2 33.6 42 R s2 (ξ) -21.484 -21.508 -21.562- 21.624 -21.614 -21.408 value of conditional equation parameters R m2 / R m1 = 0.224, | (R s2 max-R s2 min) / R s2 | = 0.010.

【0078】実施例1,2において、Rs2(ξ)は、上記
各半画角値の間では滑らかに連続している。
In the first and second embodiments, R s2 (ξ) is smoothly continuous between the respective half angle-of-view values.

【0079】実施例3 実施例3は請求項4,5,6,7記載の単玉fθレンズ
の実施例であり、その使用形態としての光走査装置は請
求項9記載の光走査装置の実施例にあたる。
Example 3 Example 3 is an example of the single-lens fθ lens described in claims 4, 5, 6 and 7, and an optical scanning device as a form of its use is the optical scanning device described in claim 9. An example.

【0080】即ちこの実施例では、光偏向器(ポリゴン
ミラー)の偏向反射面に入射する光束は主走査対応方向
において「平行光束」であり、副走査対応方向に関して
は、光スポットの像高が0となるときの偏向反射面位置
に、主走査対応方向に長い線像として結像する。
That is, in this embodiment, the light beam incident on the deflecting / reflecting surface of the optical deflector (polygon mirror) is a "parallel light beam" in the main scanning corresponding direction, and the image height of the light spot is small in the sub scanning corresponding direction. An image is formed as a long line image in the main scanning corresponding direction at the position of the deflecting reflection surface when it becomes zero.

【0081】 i Rmisi Di N 0 51.871 1 461.302 Rs1(Y) 21.754 1.53664 2 −97.244 −20.645 149.070 。I R mi R si Di N 0 51.871 1 461.302 R s1 (Y) 21.754 1.53664 2 -97.244 -20.645 149.070.

【0082】 第1面:非円弧曲線 K=35.9369, A=−2.20457×10~7,B= 2.73241×10~11, C=−4.95866×10~15,D= 1.60481×10~19 第1面:Rs1(Y) 半画角:θ(度) 0 8.4 16.8 25.2 33.6 42 Rs1(Y) -73.845 -73.446 -72.160 -72.160 -71.722 -74.811 条件式のパラメータの値 Rm2/Rm1=0.211,|(Rs2max−Rs2min)/Rs2|=0.036 。First surface: non-circular curve K = 35.9369, A = −2.20457 × 10 to 7 , B = 2.73241 × 10 to 11 , C = −4.995866 × 10 to 15 , D = 1.60481 × 10 to 19 First surface: R s1 (Y) Half angle of view: θ (degree) 0 8.4 16.8 25.2 33.6 42 R s1 (Y) -73.845 -73.446 -72.160- 72.160 -71.722 -74.811 Value of parameter of conditional expression R m2 / R m1 = 0.211, | (R s2 max-R s2 min) / R s2 | = 0.036.

【0083】実施例4 実施例4は請求項4,5,6,7記載の単玉fθレンズ
の実施例であり、その使用形態としての光走査装置は請
求項10記載の光走査装置の実施例にあたる。
Example 4 Example 4 is an example of the single-lens fθ lens described in claims 4, 5, 6 and 7, and an optical scanning device as a form of its use is the optical scanning device described in claim 10. An example.

【0084】即ちこの実施例では、光偏向器(ポリゴン
ミラー)の偏向反射面に入射する光束は主走査対応方向
において「収束光束」であり、副走査対応方向に関して
は、光スポットの像高が0となるときの偏向反射面位置
に、主走査対応方向に長い線像として結像する。
That is, in this embodiment, the light beam incident on the deflecting / reflecting surface of the optical deflector (polygon mirror) is a "converging light beam" in the main scanning corresponding direction, and the image height of the light spot is small in the sub scanning corresponding direction. An image is formed as a long line image in the main scanning corresponding direction at the position of the deflecting reflection surface when it becomes zero.

【0085】上記主走査対応方向に関する収束光束が、
主走査対応方向に於いて自然に集光する「自然集光点」
の、ポリゴンミラーによる偏向の起点からの距離は「2
530.9」である。
The convergent light flux in the main scanning corresponding direction is
"Natural condensing point" that naturally condenses in the main scanning direction
, The distance from the origin of deflection by the polygon mirror is "2
530.9 ".

【0086】 i Rmisi Di N 0 50.808 1 449.713 Rs1(Y) 30.0 1.53664 2 −100.929 −21.489 143.465 。I R mi R si Di N 0 50.808 1 449.713 R s1 (Y) 30.0 1.53662 −100.929 −21.489 143.465.

【0087】 第1面:非円弧曲線 K=33.7540, A=−2.20457×10~7,B= 2.73241×10~11, C=−4.95866×10~15,D= 1.60481×10~19 第1面:Rs1(Y) 半画角:θ(度) 0 8.4 6.8 25.2 33.6 42 Rs1(Y) -66.260 -65.886 -64.686 -63.773 64.285 -67.216 条件式のパラメータの値 Rm2/Rm1=0.224,|(Rs2max−Rs2min)/Rs2|=0.052 。First surface: non-circular curve K = 33.7540, A = -2.20457 × 10 to 7 , B = 2.73241 × 10 to 11 , C = −4.995866 × 10 to 15 , D = 1.60481 × 10 to 19 First surface: R s1 (Y) Half angle of view: θ (degree) 0 8.4 6.8 25.2 33.6 42 R s1 (Y) -66.260 -65.886 -64.686- 63.773 64.285 -67.216 value of conditional equation parameters R m2 / R m1 = 0.224, | (R s2 max-R s2 min) / R s2 | = 0.052.

【0088】実施例3,4において、Rs1(Y)は、上記
各半画角値の間では滑らかに連続している。
In the third and fourth embodiments, R s1 (Y) is smoothly continuous between the above half field angle values.

【0089】図6〜図9に順次、上記実施例1〜4の像
面湾曲とfθ特性の図を示す。像面湾曲の図における破
線は「主走査方向の像面湾曲」、実線は「副走査方向の
像面湾曲」を示す。
FIGS. 6 to 9 show, in order, the field curvature and f.theta. Characteristics of Examples 1 to 4 above. In the figure of field curvature, the broken line indicates "field curvature in the main scanning direction", and the solid line indicates "field curvature in the sub scanning direction".

【0090】実施例1〜4とも「fθ特性」は良好であ
り、主・副走査方向の像面湾曲も極めて良好に補正され
ている。
The "f.theta. Characteristics" are good in Examples 1 to 4, and the field curvature in the main and sub-scanning directions is also corrected very well.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、単玉fθレンズにおけるfθ特性と主・副走査方向
の像面湾曲を極めて良好に補正することができる。
As described above, according to the present invention, the fθ characteristic of the single-lens fθ lens and the field curvature in the main / sub scanning directions can be corrected very well.

【0092】このように良好な特性を有する単玉fθレ
ンズを用いることにより、面倒れに対する許容度が大き
くなるから、安価な光偏向器を用いることによる光走査
装置の低コスト化が可能になり、光走査装置の小型化、
光伝達効率の向上に伴う光走査の高速化が可能である。
By using the single-lens fθ lens having good characteristics as described above, the tolerance for surface tilt becomes large, so that the cost of the optical scanning device can be reduced by using an inexpensive optical deflector. , Miniaturization of optical scanning device,
It is possible to increase the speed of light scanning with the improvement of light transmission efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の光走査装置の実施の1形態を説明す
るための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of an optical scanning device of the present invention.

【図2】請求項1記載の単玉fθレンズの第1面の形状
を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the shape of the first surface of the single-lens fθ lens according to claim 1;

【図3】請求項1記載の単玉fθレンズの第2面の形状
を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the shape of the second surface of the single-lens fθ lens according to claim 1;

【図4】請求項4記載の単玉fθレンズの第1面の形状
を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the shape of the first surface of the single-lens fθ lens according to claim 4;

【図5】請求項4記載の単玉fθレンズの第2面の形状
を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of the second surface of the single-lens fθ lens according to claim 4;

【図6】実施例1に関する像面湾曲とfθ特性の図であ
る。
FIG. 6 is a diagram of field curvature and fθ characteristics for the first embodiment.

【図7】実施例2に関する像面湾曲とfθ特性の図であ
る。
FIG. 7 is a diagram of field curvature and fθ characteristics relating to Example 2;

【図8】実施例3に関する像面湾曲とfθ特性の図であ
る。
FIG. 8 is a diagram of field curvature and fθ characteristics for the third embodiment.

【図9】実施例4に関する像面湾曲とfθ特性の図であ
る。
FIG. 9 is a diagram of field curvature and fθ characteristic relating to Example 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源(LD) 2 カップリングレンズ 3 シリンダレンズ 4 ミラー 5 ポリゴンミラー 6 偏向反射面 7 単玉fθレンズ 8 被走査面 1 Light source (LD) 2 coupling lens 3 cylinder lens 4 mirror 5 polygon mirror 6 Deflection reflective surface 7 Single lens fθ lens 8 Scanned surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−174998(JP,A) 特開 平8−190062(JP,A) 特開 平8−248308(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 13/00 G02B 26/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-174998 (JP, A) JP-A-8-190062 (JP, A) JP-A-8-248308 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 13/00 G02B 26/10

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】主走査対応方向に長い線像に結像された光
束を、上記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ光
偏向器により等角速度的に偏向させ、fθレンズにより
被走査面上に光スポットとして集光せしめて等速的な光
走査を行なう光走査装置に用いられるfθレンズであっ
て、 単玉構成であり、 光偏向器側の面である第1面は、 偏向走査面内における、近軸部が光偏向器側に向いた凸
円弧である非円弧曲線を、偏向反射面内で光軸に直交
し、第1面から光偏向器側へ所定距離離れた回転軸の回
りに回転して得られる面形状を有し、 被走査面側の面である第2面は、 偏向走査面内における形状が被走査面側に凸となる円弧
であり、 この円弧の中心を通り偏向反射面に直交する平面である
偏向直交面と上記光軸とのなす角をξとするとき、上記
偏向直交面内における第2面の曲率半径が、副走査方向
の像面湾曲を良好に補正するように、上記角:ξの変化
に応じて変化していることを特徴とする単玉fθレン
ズ。
1. A light beam formed into a long line image in the main scanning direction is deflected at an equal angular velocity by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the image forming position of the line image. An fθ lens used in an optical scanning device that converges a light spot on a surface to be scanned and performs optical scanning at a constant speed, has a single-lens configuration, and the first surface on the optical deflector side is , In the deflection scanning plane, a non-circular curve whose paraxial portion is a convex arc facing the optical deflector side is orthogonal to the optical axis in the deflection reflecting surface, and is separated from the first surface by a predetermined distance to the optical deflector side. The second surface, which is a surface on the scanned surface side, is a circular arc whose shape in the deflection scanning surface is convex on the scanned surface side. Let ξ be the angle formed by the optical axis and the deflection orthogonal plane that is a plane that passes through the center of the arc and is orthogonal to the deflection reflection surface. The single lens fθ is characterized in that the radius of curvature of the second surface in the plane orthogonal to the deflection is changed according to the change of the angle ξ so as to favorably correct the field curvature in the sub-scanning direction. lens.
【請求項2】請求項1記載の単玉fθレンズにおいて、 偏向走査面内における、第1,第2面の近軸曲率半径
を、それぞれRm1,Rm2とするとき、これらが条件: (I) −0.7<Rm2/Rm1<0 を満足することを特徴とする単玉fθレンズ。
2. The single-lens fθ lens according to claim 1, wherein paraxial radiuses of curvature of the first and second surfaces in the deflection scanning plane are R m1 and R m2 , respectively. I) A single-lens fθ lens that satisfies −0.7 <R m2 / R m1 <0.
【請求項3】請求項1または2記載の単玉fθレンズに
おいて、 第2面の、角:ξ=0における偏向直交面内における曲
率半径をRs2とし、ξ=0から周辺部に到る角:ξの変
域内で偏向直交面内の曲率半径の最大値および最小値を
それぞれRs2max,Rs2minとするとき、Rs2およびRs2
max,Rs2minが条件: (II) |(Rs2max−Rs2min)/Rs2|<0.1 を満足することを特徴とする単玉fθレンズ。
3. The single-lens f.theta. Lens according to claim 1 or 2, wherein the radius of curvature of the second surface in the plane orthogonal to the deflection at the angle ξ = 0 is R s2, and ξ = 0 to the peripheral portion. square: R s2 maximum value of the radius of curvature of the deflecting perpendicular plane with the variable region of ξ and the minimum value respectively max, when the R s2 min, R s2 and R s2
A single-lens fθ lens characterized by satisfying the conditions of max and R s2 min: (II) | (R s2 max-R s2 min) / R s2 | <0.1.
【請求項4】主走査対応方向に長い線像に結像された光
束を、上記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ光
偏向器により等角速度的に偏向させ、fθレンズにより
被走査面上に光スポットとして集光せしめて等速的な光
走査を行なう光走査装置に用いられるfθレンズであっ
て、 単玉構成であり、 光偏向器側の面である第1面は、 偏向走査面内における形状が、近軸部が光偏向器側に向
いた凸円弧である非円弧曲線形状であり、 光軸に平行で偏向走査面に直交する直交偏向面と光軸と
の距離をηとするとき各:ηの位置における直交偏向面
内の曲率半径が、副走査方向の像面湾曲を良好に補正す
るように、上記距離:ηの変化に応じて変化しており、 被走査面側の面である第2面は、 偏向走査面に直交する回転軸によるトロイダル面であっ
て、被走査面側に凸となる面形状を有することを特徴と
する単玉fθレンズ。
4. A light beam formed into a line image long in the main scanning direction is deflected at an equal angular velocity by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the image forming position of the line image. An fθ lens used in an optical scanning device that converges a light spot on a surface to be scanned and performs uniform optical scanning, has a single-lens configuration, and the first surface on the optical deflector side is , The shape in the deflection scanning plane is a non-circular arc shape whose paraxial part is a convex arc facing the optical deflector side, and the shape of the orthogonal deflection plane parallel to the optical axis and orthogonal to the deflection scanning plane and the optical axis When the distance is η, the radius of curvature in the orthogonal deflection surface at each position of η is changed according to the change of the above distance: η so as to satisfactorily correct the field curvature in the sub-scanning direction. The second surface, which is the surface to be scanned, is a toroidal surface formed by a rotation axis orthogonal to the deflection scanning surface. Thus, the single-lens fθ lens has a surface shape that is convex on the surface to be scanned.
【請求項5】請求項4記載のfθレンズにおいて、 偏向走査面内における、第1,第2面の近軸曲率半径
を、それぞれRm1,Rm2とするとき、これらが条件: (III) −0.7<Rm2/Rm1<0 を満足することを特徴とする単玉fθレンズ。
5. The fθ lens according to claim 4, wherein when paraxial radiuses of curvature of the first and second surfaces in the deflection scanning plane are R m1 and R m2 , respectively, these conditions are: (III) A single-lens fθ lens characterized by satisfying −0.7 <R m2 / R m1 <0.
【請求項6】請求項4または5記載の単玉fθレンズに
おいて、 第1面の、距離:η=0における直交偏向面内における
曲率半径をRs1とし、η=0から周辺部に到る距離:η
の変域内で偏向直交面内の曲率半径の最大値および最小
値をそれぞれRs1max,Rs1minとするとき、Rs1および
s1max,Rs1minが、条件: (IV) |(Rs1max−Rs1min)/Rs1|<0.1 を満足することを特徴とする単玉fθレンズ。
6. The single-lens fθ lens according to claim 4 or 5, wherein the radius of curvature of the first surface in the orthogonal deflection plane at a distance η = 0 is R s1, and η = 0 extends to the peripheral portion. Distance: η
When R s1 max and R s1 min are the maximum and minimum values of the radius of curvature in the plane orthogonal to the deflection, respectively, R s1 and R s1 max, R s1 min satisfy the condition: (IV) | (R s1 max-R s1 min) / R s1 | <0.1, a single-lens fθ lens.
【請求項7】請求項1または2または3または4または
5または6記載の単玉fθレンズにおいて、 プラスチックによる成形品として製造される単玉fθレ
ンズ。
7. The single-lens fθ lens according to claim 1, 2 or 3 or 4 or 5 or 6, wherein the single-lens fθ lens is manufactured as a molded product of plastic.
【請求項8】主走査対応方向に長い線像に結像された光
束を、上記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ光
偏向器により等角速度的に偏向させ、fθレンズにより
被走査面上に光スポットとして集光せしめて等速的な光
走査を行なう光走査装置であって、 fθレンズとして、請求項1〜7の任意の1に記載の単
玉fθレンズを用いることを特徴とする光走査装置。
8. A light beam imaged in a long line image in the main scanning direction is deflected at an equal angular velocity by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the image forming position of the line image, and the fθ lens is used. An optical scanning device for converging a light spot on a surface to be scanned to perform optical scanning at a constant speed, wherein the single-lens fθ lens according to any one of claims 1 to 7 is used as an fθ lens. An optical scanning device.
【請求項9】請求項8記載の光走査装置において、 光偏向器に入射する光束が、主走査対応方向に関して平
行光束であることを特徴とする光走査装置。
9. The optical scanning device according to claim 8, wherein the light beam incident on the optical deflector is a parallel light beam in the main scanning corresponding direction.
【請求項10】請求項8記載の光走査装置において、 光偏向器に入射する光束が、主走査対応方向に関して、
弱い収束性もしくは弱い発散性の光束であることを特徴
とする光走査装置。
10. The optical scanning device according to claim 8, wherein the light beam incident on the optical deflector is in the main scanning corresponding direction.
An optical scanning device, which is a light beam having a weak convergence or a weak divergence.
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