JPH0239120A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光走査装置に関する。

（従来の技術） 光源と、この光源からの光束を主走査対応方向に長い線
像に結像させる第１レンズ群と、複数の偏向面を有し第
１レンズ群による上記線像の近傍を偏向の起点として光
束を偏向させる偏向装置と。

この偏向装置と走査面との間に配備され偏向光束を走査
面上にスポット状に結像させる第２レンズ群とを有する
光走査装置は良く知られている。

このような光走査装置では偏向装置の機械的な誤差に起
因する。偏向光束の副走査対応方向への［ぶれ」による
主走査位置の副走査方向への変動を防止するために、第
２レンズ群を、１０機能を持つ結像レンズと、この結像
レンズと偏向装置の間に配されるシリンドリカルレンズ
とにより構成し。

主走査方向に関しては偏向光束を走査面上に結像させ、
副走査方向に関しては第１レンズ群による線像の結像位
置と走査面とを略共役の関係にすることが行われている
（例えば、特公昭５２−２８６６６号公報）。

（発明が解決しようとする課題） このような光走査装置には、以下の如き問題があった。

第６図で、符号１は偏向装置としての回転多面鏡を示し
ている。図示されない光源および第１レンズ群からの光
束は、周知の如く、回転多面鏡１の偏向面の近傍に主走
査対応方向に長い線像として結像する。第６図（１）は
、偏向装置と走査面４との間の光学系部分を副走査方向
から見た状態を示している。また、第６図（ＩＩ）は第
６図（Ｉ）と同じ部分を主走査方向から見た状態を示し
ている。

従って、主走査方向は第６図（１）で上下方向、同図（
ＩＩ）で図面に直交する方向であり、副走査方向は第６
図（Ｉ）で図面に直交する方向、同図（１■）で上下方
向である。

第６図で、符号２はシリンドリカルレンズ、符号３は結
像レンズである。これらシリンドリカルレンズ２、結像
レンズ３は、第２レンズ群を構成する０回転多面鏡ｌに
より偏向される偏向光束は第６図（Ｉ）に示すように、
副走査方向から見ると平行光束であり、結像レンズ３に
より走査面４上に結像する。

また、第２レンズ群は、副走査方向に関しては第６図（
ＩＩ）に示すように、上記線像の結像位置と走査面とを
略共役の関係としている。従って副走査方向に関しては
上記線像の像が、第２レンズ群により走査面４上に結像
する。このようなアナモフィックな性格を持つためには
第２レンズ群は、主走査方向に比して副走査方向のパワ
ーが大きくなければならない、このためシリンドリカル
レンズ２は主走査方向にパワーを持たず、副走査方向に
正のパワーをもっている。

なお、結像レンズ３は所謂ｆθレンズであって１０機能
を有する。

このような第２レンズ群を用いると、副走査方向での非
点収差の補正が困難となり、第６図（ｒ）に示すように
、副走査方向での光束結像点Ｐの軌跡５は円弧状に第２
レンズ群側へ湾曲してしまう。

すると、上記Ｐ点より走査面４側へ向かうにつれて偏向
光束は副走査方向に於いて発散性となるから、第６図（
ＩＩＩ）に多少誇張して示すように、走査面４上のスポ
ットＳＰは、主走査方向へ第２レンズ群の光軸を雛れる
に従って副走査方向のスポット径が次第に大きくなって
しまい、スポット径が主走査方向に於いて均一にならな
い。このため４゜０ｄｐｉ以上のような高分解能の光走
査を行うことができない。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
その目的とする所は、上記スポットの不均一を有効に軽
減ないし防止しうる新規な光走査装置の提供にある。

（課題を解決するための手段） 以下９本発明を説明する。

本発明の光走査装置は、光源と、第１．第２レンズ群と
、偏向装置とを有する。

第１レンズ群は、光源からの光束を主走査対応方向に長
い線像に結像させるためのレンズ群である。

偏向装置は、複数の偏向面を有し第１レンズ群による線
像の結像位置の近傍を偏向の起点として光束を偏向させ
る装置である。

第２レンズ群は、この偏向装置と走査面との間に配偏さ
れ偏向光束を走査面上にスポット状に結像させるレンズ
群である。

第２レンズ群は、ｆＤ特性を備えた結像レンズと、この
結像レンズと偏向装置との間に配信されるアナモフィッ
クなレンズとを有し、主走査方向に関して、偏向光束を
走査面上に結像させるとともに副走査方向に関しては第
１レンズ群による線像の結像位置と走査面とを略共役な
関係とする機能を有し、少なくとも１面が像面湾曲補正
面として形成される。

上記像面湾曲補正面は、主走査対応方向に於いて光軸か
ら離れるに従って、副走査方向のパワーが次第に減少す
るように形成される。

ｆＯ機能を持つ結像レンズは、単レンズであっても良く
、あるいは２枚以上の複合レンズであっても良く、更に
これらのうちのいずれかの面を非球面で形成しても良い
。

（作　　用） 本発明では、上述の如く第２レンズ群のレンズ面の内の
１面以上が像面湾曲補正面として形成されている。この
像面湾曲補正面は、主走査対応方向に於いて光軸からは
れるに従って、副走査方向のパワーが次第に減少するよ
うに形成されるので、第６図に示す、偏向光束の副走査
方向の結像点Ｐの軌跡５を走査面４に近接ないしは合致
させることができる。

（実施例） 以下、具体的な実施例に即して説明する。

第１図は、本発明の１実施例を説明するための図である
。この図の上半分は斜視図であり、下半分は、第２レン
ズ群を副走査方向から見た図を示している。

図中、符号ＬＩは図示されない光源から放射された平行
光束が、図示されない茅ルンズ群により線状に結像され
た線像を示す。

光源及び第１レンズ群としては、平行光束を放射する公
知の光源装置と正のパワーを持つシリンドリカルレンズ
とを組合せたもの、例えば前述の特公昭５２−２８６６
号公報記載のもの等を用いることができる。

この実施例では、第２レンズ群は、正のパワー−を持つ
シリンドリカルレンズ１０と、単レンズとして形成され
ｆθ機能をもつ結像レンズ２０とにより構成されている
。符号１０Ａ、ＩＯＢ、２０Ａ、２０Ｂは各レンズ面を
示す。

この実施例に於いて像面湾曲補正面は、結像レンズ２０
の入射側レンズ面２０Ａとして形成されている。このレ
ンズ面２０Ａに付き説明すると、第１図に於いて、符号
ＣＡＸ、ＣＡＹはレンズ面２ＯＡにおける、互いに直交
する方向の曲率円を示している。これら曲率円（ＪＸ、
ＣＡＹは、何れも結像レンズ２０の光軸を通り、その曲
率中心は何れも光軸上にある。

曲率円ＣＡＸは、上記光軸を通り副走査方向に平行な平
面内にあり、曲率円ＣＡＹは、上記光軸を通り主走査方
向に平行な平面内にある。以下、光軸を通り副走査方向
に平行な平面に対し平行な平面で像面湾曲補正面を切断
した場合の切り口の円弧に係る曲率円を副走査か向の曲
率円という。

第１図で符号ＣＡＸＩは、光軸から主走査対応方向へ離
れた位置におけるレンズ面２０Ａの副走査方向の曲率円
を示している。

これら曲率円ＣＡＸ、ＣＡＹ、ＣＡＸＩの曲率半径を図
の如く、Ｒｘｏ＋ＲｙｏｙＲｘ＋とすると、レンズ面２
０Ａは、Ｒｘｏ”Ｒｙｏ、−−−−０（１） Ｒｘ＋＞Ｒｘｏ、−−−８，（２） を満足するようにして形成されている。

第２図は、レンズ面２０Ａの形状を説明するための図で
ある。図中、符号２０Ａ１はレンズ面２０Ａの形状を曲
率円ＣＡＸの曲率中心Ｃの位置へ平行移動した曲線を示
している。また１曲線２０Ｃはレンズ面２０Ａの副走査
方向の曲率円が光軸を主走査対応方向（第２図上下方向
）に離れるに従って、曲率円の中心が描く軌跡を表して
いる。

曲ＮｌＡ２０Ａ１と曲線２０Ｃとの距離を図示の如くΔ
Ｃとすると、ΔＣは光軸を主走査対応方向に離れるに従
い大きくなる。そして、ＲＸｌ”ＲＸＯ÷ΔＣである。

従って像面湾曲補正面の副走査方向におけるレンズ面曲
率は、光軸を主走査対応方向へ離れるに従って小さくな
る。

第１図に戻ると、像面湾曲補正面であるレンズ面２０Ａ
は、上記の如く光軸位置に於いては主・副走査方向の曲
率円の曲率半径が等しく、主走査対応方向へ光軸を離れ
るに従い、副走査方向の曲率円の半径が大きくなってい
る。

このため、レンズ面２０Ａにおける副走査方向の正のパ
ワーは光軸部分で強く、光軸を主走査対応方向へ離れる
に従い次第に弱くなる。このため第２レンズ群全体とし
ての副走査方向のパワーも光軸部分で強く、光軸を主走
査対応方向へ離れるに従い次第に弱くなるので、第２レ
ンズ群全体としての副走査方向の像面湾曲が良好に補正
される。

第１図で、ΔＳＭは、メリディオナル光線の結像点と、
サジタル光線の結像点との差を表す、メリディオナル光
線の結像点の軌跡は、主走査線と略−Ｈしており、サジ
タル光線の結像点の軌跡は像面湾曲補正面による補正効
果でメリデイオナル光線の結像点の軌跡に十分に近くな
フている。

像面湾曲補正面の設計次第で、上記ΔＳにの大きさは適
宜に設定できる。

第１図の実施例ではレンズ面２０Ａを像面湾曲補正面と
したが、レンズ面２０Ｂを像面湾曲補正面としても良い
。像面湾曲補正面をレンズ面２０Ｂとすると、この補正
面は偏向の起点側から見て凹面であり、レンズ面法線に
対して偏向光束のなす角が小さいので、副走査方向の像
面湾曲をより容易に補正することが可能となる。

第３図は、別の実施例を説明するための図である。この
図も、第１図と同様の要領で描かれており、符号Ｌｌは
第１図に於けると同様、図示されない光源からの平行光
束を図示されない第１レンズ群で結像させた線像を示し
ている。

符号１２は変形シリンドリカルレンズ、符号２２は１０
機能を持つ結像レンズ、符号１２Ａ、１２Ｂ、２２Ａ、
２２Ｂは、各レンズ面を示す。この実施例では、変形シ
リン、トリカルレンズ１２のレンズ面１２Ａが像面湾曲
補正面として形成されている。

即ち、第４図に示すように、正のパワーを有する変形シ
リンドリカルレンズ１２のレンズ面１２＾は光軸上では
、同図（ＩＩＩ）に示すように主走査方向、副走査方向
とも無限大の曲率半径を有するが、副走査方向の曲率半
径は、主走査対応方向に於いて光軸を離れるに従い次第
に小さくなり、第４図（ＩＩ）に示すように、長手方向
端部に向かうにつれて凹面形状となる。その結果、この
レンズ面１２Ａは第４図（１）に示すように、光軸を通
る長平方向のレンズ面部分は直線状であるが、長手方向
両端部へ近づくにつれて副走査方向の曲率半径は負の値
を持って次第に小さくなり、その結果、第２レンズ群の
副走査方向のパワーは、主走査対応方向に光軸を離れる
につれて次第に小さくなり、副走査方向に於ける像面湾
曲補正の効果が得られる。

第３図に於いても、符号ＣＡＸ、ＣＡＹは結像レンズ２
２のレンズ面２２Ａに於ける副走査方向、主走査方向の
曲率円（ともに光軸を通る）を示している。

この例では、これら曲率円ＣＡＸ、ＣＡＹの曲率半径＋
１ｘ。

＋ＲＶＯは互いに等しい。

この実施例においても、６５Ｍは、メリディオナル光線
の結像点と、サジタル光線の結像点との差を表す、メリ
ディオナル光線の結像点の軌跡は、主走査線と略一致し
ており、サジタル光線の結像点の軌跡は像面湾曲補正面
による補正効果で、メリディオナル光線の結像点の軌跡
に十分に近くなっている。

第１図及び第３図の実施例では、像面湾曲補正面の光軸
部分で、その曲率半径が主・副走査方向で互いに等しく
なっている。これは、走査面上で略円形のスポットを得
るためであり１例えば５副走査方向に長いスポット形状
を必要とする場合は。

光軸部においても副走査方向の曲率半径を大きくすれば
良い。

第５図は、像面湾曲補正面を形成され、結像レンズと組
合せられる変形シリンドリカルレンズの別の例を示して
いる。

この変形シリンドリカルレンズ１４は、片側の面が平面
であり、他方の面が像面湾曲補正面として特殊な形状と
なっている。即ちこの特殊な面は、光軸を通る母線は直
線であるが、その横断面形状、即ち副走査方向の曲率円
の半径は、光軸部（符号Ａで示す）に於いて小さく（第
５図（ＩＩＩ）参照）、長手力向即ち主走査対応方向へ
光軸を離れるに従って大きくなっていく。第５図（ＩＩ
）は、同図（Ｉ）に符号Ａで示す部分、即ち変形シリン
ドリカルレンズ１２の長手方向端部の断面形状を示して
いる。

この像面湾曲補正面も、光軸を主走査対応方向へ離れる
に従って副走査方向のパワーが次第に小さくなること、
従って第２レンズ群における副走査方向の像面湾曲を良
好に補正できることが容易に理解されるであろう。

（発明の効果） 以上１本発明によれば新規な光走査装置を提供できる。

この光走査装置では、第２レンズ群が像面湾曲補正面を
有し、この像面湾曲補正面で副走査方向の像面湾曲を補
正するので、走査面上のスポット形状の変動を有効に軽
減ないし防止でき、従って４００〜８００ｄｐｉという
高分解能の光走査にも対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を説明するための図、第２
図は、上記実施例の特徴部分を説明するための図、第３
図は、別実施例を説明するための図、第４図は、第３図
の実施例に用いる変形シリンドリカルレンズを説明する
ための図、第５図は、変形シリンドリカルレンズの他の
例を説明するための図、第６図は１発明が解決すべき課
題を説明するための図である。 Ｌｌ、、、線像、１０．、、シＩＪ　ンドリカルレンズ
、　２０．。 、結像レンズ、２０Ａ、、、像面湾曲補正面として形成
されたレンズ面 出願人　（２２３）株式会社三協精機製作所汽４ ■ （Ｉ） 篤 処 ■ 汀） （Ｉ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源と、この光源からの光束を主走査対応方向に長い線
   像に結像させる第１レンズ群と、複数の偏向面を有し上
   記第１レンズ群による上記線像の近傍を偏向の起点とし
   て光束を偏向させる偏向装置と、この偏向装置と走査面
   との間に配備され偏向光束を走査面上にスポット状に結
   像させる第２レンズ群とを有し、 上記第２レンズ群は、ｆθ特性を備えた結像レンズと、
   この結像レンズと上記偏向装置との間に配備されるアナ
   モフィックなレンズとを有し、主走査方向に関して、偏
   向光束を走査面上に結像させるとともに副走査方向に関
   しては上記第１レンズ群による線像の結像位置と走査面
   とを略共役な関係とする機能を有し、少なくとも１面が
   像面湾曲補正面として形成され、 上記像面湾曲補正面は、主走査対応方向に於いて光軸か
   ら離れるに従って、副走査方向のパワーが次第に減少す
   るように形成されていることを特徴とする、光走査装置
   。