JPH0349408B2 - - Google Patents
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- JPH0349408B2 JPH0349408B2 JP59240461A JP24046184A JPH0349408B2 JP H0349408 B2 JPH0349408 B2 JP H0349408B2 JP 59240461 A JP59240461 A JP 59240461A JP 24046184 A JP24046184 A JP 24046184A JP H0349408 B2 JPH0349408 B2 JP H0349408B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- cylindrical lens
- optical system
- scanning direction
- sub
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 10
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
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- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Description
（産業上の利用分野）
この発明はレーザービーム等の走査光学系、特
に光偏向面の倒れ角補正用の光学素子を有する走
査光学系 （従来技術） レーザービーム走査光学系において、ポリゴン
等の光偏向面の倒れ角を補正するための光学系と
して、回転対称面からなる結像レンズと像面との
間に、副走査方向面内でのみ屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズ或いは同効のトロイダル面を有
するレンズを配設し、副走査方向面内において、
光偏向面と像面とを幾何光学的に共役関係におい
たものが広く用いられている。 しかし、走査装置を小型化するために、偏向角
を広角化し、これに伴ない光学系を広画角化しよ
うとすれば、像面湾曲、特にサジタル方向の像面
湾曲の補正不足が問題となる。 例えば、結像素子として単玉fΘレンズとシリ
ンドリカルレンズを用いたもの（特開昭58−
93021号）は、これを広角化するため単玉fΘレン
ズを複数枚にしても、副走査方向（サジタル方
向）の像面湾曲は補正困難であり、広画角化に制
限がある。 結像素子を凸レンズで構成すれば、一般に像面
湾曲は補正不足となる。このとき、副走査方向の
ビームウエスト径は光軸外では小さくなる。一
方、像面湾曲によつてビームウエスト位置と被走
査面ははなれているため、デフオーカスによつて
被走査面でのスポツト径はビームウエスト径より
大きくなる。この現象を利用して光軸中心部と軸
外部でのビーム径を一定範囲におさめることが出
来るが、この方法を用いることが出来るのは画角
が小さい場合である。 シリンドリカルレンズに代えてトーリツクレン
ズを用いることも提案されているが（例えば特開
昭59−147316号）広画角を実現してはいるものの
トーリツク面の精度が必要であり、製作が難しい
という難点がある。 シリンドリカルレンズを湾曲させてトロイダル
面とし、ビーム径を均一にする提案もあるが、
（特開昭58−179813号、同昭58−179814号）広画
角迄この方法で対応することは難しい。 （発明の目的） この発明は、偏向角Ｗが極めて大きく、sin
ｗ／２が0.7程度に及ぶ走査光学系で、サジタル
像面湾曲が良く補正され、しかも使用する光学素
子は容易に低コストで製作出来るものを得ようと
するものである。 （発明の構成） この発明の光学系は、第１図にその主走査方向
の断面図をａに、副走査方向の断面図を示すよう
に、ポリゴン等の光偏向面と被走査面２との間に
結像レンズ３及び変形シリンドリカルレンズ４を
配置したものである。 変形シリンドリカルレンズ４はその斜視図を第
２図ａに、その主走査方向断面を同図ｂに示す。 変形シリンドリカルレンズ４の屈折面４′は、
第２図ｂで軸線ｌを中心とした曲線４″の回転曲
面である。曲線４″は適宜の関数Ｘ＝ｆ（ｙ）であ
り、光軸上での曲線４″への接線をｙ軸とすれば、
軸外点Ｐでのｙ＝０からのずれを△Ｘとすると、
サジタル方向の曲率CSは R0は光軸における副走査方向面内の曲率半径
となり、軸外の行くに従つてCSは小さくなる。 一般に、サジタル像面は補正不足となるので、
R0＞０のときはＸ＝ｆ（ｙ）の関数は軸外で偏向
器側に変位し、R0＜０のときは像側に変位する
形状がサジタル像面の補正不足が改良される方向
である。そして、サジタル像面が補正されると同
時にビームウエストもほぼ均一となり、像面上で
ほぼ均一な副走査方向のビーム径が得られる。 このような変形シリンドリカル面は、第３図に
示すように、被加工材を、ｙ軸に平行な軸ｌを中
心として回軸させ、バイト５をｙ方向に移動させ
ると共にＸ＝ｆ（ｙ）の関係となるようにＸ方向
に前後させればよい。或いは、バイト５のｙ方向
の移動に伴い回転軸ｌをＸ方向に前後させればよ
い。このようにして形成される屈折面４′は、CS
＝１／R0で一定であるシリンドリカル面及びト
ロイダル面とは相違している。 このような変形シリンドリカルレンズは、像面
近くに配設すればその許容誤差を比較的大きくし
ても、これによる影響が比較的小さく、製造が容
易となり、合成樹脂で成型する場合に有利であ
る。 このため、ｆを主走査方向面内の走査光学系
（結像レンズと変形シリンドリカルレンズとから
なる光学系）の焦点距離、ｄを光軸上の変形シリ
ンドリカル面位置と結像位置と間隔としたとき、 ｄ／ｆ＜0.6 を満足する位置に配置することが望ましい。この
上限を越えると変形シリンドリカルレンズの許容
誤差が厳しくなつて好ましくない。 また、実施例１においては結像レンズ３は２枚
の凸レンズから構成されている。よくfΘレンズ
として使用される凹凸の構成であるとバツクフオ
ーカスが長くなり、コンパクト化が離しくなる。
逆に凹凸の構成では、歪曲収差の補正が困難とな
る。 なお、この結像系の一部にシリンドリカル面、
トーリツク面を含ませてもよく、変形シリンドリ
カル面を複数使用してもよい。更に、fΘレンズ
と変形シリンドリカルレンズを別体として設ける
のでなく、同一レンズ中に含ませることも出来
る。 （実施例とその効果） 実施例１は、第１図に示す光学系を示す。変形
シリンドリカルレンズの走査面側面は非球面であ
り、主として歪曲収差の補正に用いらるれる。 実施例２は結像レンズ３を単レンズとした例で
ある。 第１実施例において入射ビーム径は、 主走査方向： 入射瞳位置にビームウエストがあ
りビームウエスト径WM＝1.86mm 副走査方向： 入射瞳位置から52mmレンズ側にビ
ームウエストがあり ビームウエスト径WS＝0.32mm 出射ビームウエスト径は 主走査方向： ビームウエスト径WM＝0.08mm 副走査方向： ビームウエスト径WS＝0.120mmで
ある。
に光偏向面の倒れ角補正用の光学素子を有する走
査光学系 （従来技術） レーザービーム走査光学系において、ポリゴン
等の光偏向面の倒れ角を補正するための光学系と
して、回転対称面からなる結像レンズと像面との
間に、副走査方向面内でのみ屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズ或いは同効のトロイダル面を有
するレンズを配設し、副走査方向面内において、
光偏向面と像面とを幾何光学的に共役関係におい
たものが広く用いられている。 しかし、走査装置を小型化するために、偏向角
を広角化し、これに伴ない光学系を広画角化しよ
うとすれば、像面湾曲、特にサジタル方向の像面
湾曲の補正不足が問題となる。 例えば、結像素子として単玉fΘレンズとシリ
ンドリカルレンズを用いたもの（特開昭58−
93021号）は、これを広角化するため単玉fΘレン
ズを複数枚にしても、副走査方向（サジタル方
向）の像面湾曲は補正困難であり、広画角化に制
限がある。 結像素子を凸レンズで構成すれば、一般に像面
湾曲は補正不足となる。このとき、副走査方向の
ビームウエスト径は光軸外では小さくなる。一
方、像面湾曲によつてビームウエスト位置と被走
査面ははなれているため、デフオーカスによつて
被走査面でのスポツト径はビームウエスト径より
大きくなる。この現象を利用して光軸中心部と軸
外部でのビーム径を一定範囲におさめることが出
来るが、この方法を用いることが出来るのは画角
が小さい場合である。 シリンドリカルレンズに代えてトーリツクレン
ズを用いることも提案されているが（例えば特開
昭59−147316号）広画角を実現してはいるものの
トーリツク面の精度が必要であり、製作が難しい
という難点がある。 シリンドリカルレンズを湾曲させてトロイダル
面とし、ビーム径を均一にする提案もあるが、
（特開昭58−179813号、同昭58−179814号）広画
角迄この方法で対応することは難しい。 （発明の目的） この発明は、偏向角Ｗが極めて大きく、sin
ｗ／２が0.7程度に及ぶ走査光学系で、サジタル
像面湾曲が良く補正され、しかも使用する光学素
子は容易に低コストで製作出来るものを得ようと
するものである。 （発明の構成） この発明の光学系は、第１図にその主走査方向
の断面図をａに、副走査方向の断面図を示すよう
に、ポリゴン等の光偏向面と被走査面２との間に
結像レンズ３及び変形シリンドリカルレンズ４を
配置したものである。 変形シリンドリカルレンズ４はその斜視図を第
２図ａに、その主走査方向断面を同図ｂに示す。 変形シリンドリカルレンズ４の屈折面４′は、
第２図ｂで軸線ｌを中心とした曲線４″の回転曲
面である。曲線４″は適宜の関数Ｘ＝ｆ（ｙ）であ
り、光軸上での曲線４″への接線をｙ軸とすれば、
軸外点Ｐでのｙ＝０からのずれを△Ｘとすると、
サジタル方向の曲率CSは R0は光軸における副走査方向面内の曲率半径
となり、軸外の行くに従つてCSは小さくなる。 一般に、サジタル像面は補正不足となるので、
R0＞０のときはＸ＝ｆ（ｙ）の関数は軸外で偏向
器側に変位し、R0＜０のときは像側に変位する
形状がサジタル像面の補正不足が改良される方向
である。そして、サジタル像面が補正されると同
時にビームウエストもほぼ均一となり、像面上で
ほぼ均一な副走査方向のビーム径が得られる。 このような変形シリンドリカル面は、第３図に
示すように、被加工材を、ｙ軸に平行な軸ｌを中
心として回軸させ、バイト５をｙ方向に移動させ
ると共にＸ＝ｆ（ｙ）の関係となるようにＸ方向
に前後させればよい。或いは、バイト５のｙ方向
の移動に伴い回転軸ｌをＸ方向に前後させればよ
い。このようにして形成される屈折面４′は、CS
＝１／R0で一定であるシリンドリカル面及びト
ロイダル面とは相違している。 このような変形シリンドリカルレンズは、像面
近くに配設すればその許容誤差を比較的大きくし
ても、これによる影響が比較的小さく、製造が容
易となり、合成樹脂で成型する場合に有利であ
る。 このため、ｆを主走査方向面内の走査光学系
（結像レンズと変形シリンドリカルレンズとから
なる光学系）の焦点距離、ｄを光軸上の変形シリ
ンドリカル面位置と結像位置と間隔としたとき、 ｄ／ｆ＜0.6 を満足する位置に配置することが望ましい。この
上限を越えると変形シリンドリカルレンズの許容
誤差が厳しくなつて好ましくない。 また、実施例１においては結像レンズ３は２枚
の凸レンズから構成されている。よくfΘレンズ
として使用される凹凸の構成であるとバツクフオ
ーカスが長くなり、コンパクト化が離しくなる。
逆に凹凸の構成では、歪曲収差の補正が困難とな
る。 なお、この結像系の一部にシリンドリカル面、
トーリツク面を含ませてもよく、変形シリンドリ
カル面を複数使用してもよい。更に、fΘレンズ
と変形シリンドリカルレンズを別体として設ける
のでなく、同一レンズ中に含ませることも出来
る。 （実施例とその効果） 実施例１は、第１図に示す光学系を示す。変形
シリンドリカルレンズの走査面側面は非球面であ
り、主として歪曲収差の補正に用いらるれる。 実施例２は結像レンズ３を単レンズとした例で
ある。 第１実施例において入射ビーム径は、 主走査方向： 入射瞳位置にビームウエストがあ
りビームウエスト径WM＝1.86mm 副走査方向： 入射瞳位置から52mmレンズ側にビ
ームウエストがあり ビームウエスト径WS＝0.32mm 出射ビームウエスト径は 主走査方向： ビームウエスト径WM＝0.08mm 副走査方向： ビームウエスト径WS＝0.120mmで
ある。
【表】
このように理想結像との差はMA×0.07mm以下
であり、広画にもかかわらず非常にすぐれてい
る。 又像面湾曲は第４図Ａに示す。 もし５面を変形シリンドリカルにしなかつたと
きは同図Ｂとなり、これと比較すると非常な改良
が得られる。
であり、広画にもかかわらず非常にすぐれてい
る。 又像面湾曲は第４図Ａに示す。 もし５面を変形シリンドリカルにしなかつたと
きは同図Ｂとなり、これと比較すると非常な改良
が得られる。
【表】
第１図はこの発明の走査光学系の１実施例の構
成断面図、第２図は変形シリンドリカルレンズの
概念図、第３図はその製造法の説明図、第４図、
第５図はその収差曲線図である。 １：光偏向面、２：被走査面、３：結像レン
ズ、４：変形シリンドリカルレンズ、５：バイ
ト。
成断面図、第２図は変形シリンドリカルレンズの
概念図、第３図はその製造法の説明図、第４図、
第５図はその収差曲線図である。 １：光偏向面、２：被走査面、３：結像レン
ズ、４：変形シリンドリカルレンズ、５：バイ
ト。
Claims (1)
- １ 光ビームを偏向走査する光偏向装置と、被走
査面との間に配置され、偏向光を上記被走査面上
に結像させると共に、副走査方向面内において上
記偏向面と被走査面とを幾何光学的にほぼ共役関
係に置くシリンドリカルレンズを有する走査光学
系において、上記シリンドリカルレンズが、副走
査方向（サジタル方向）面内における形状がほぼ
光軸に直交する直線を回転中心とし、曲率が光軸
から離れるに従い小となる変形シリンドリカル面
を含むことを特徴とする走査光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59240461A JPS61120112A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 走査光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59240461A JPS61120112A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 走査光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61120112A JPS61120112A (ja) | 1986-06-07 |
| JPH0349408B2 true JPH0349408B2 (ja) | 1991-07-29 |
Family
ID=17059845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59240461A Granted JPS61120112A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 走査光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61120112A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0746175B2 (ja) * | 1986-11-14 | 1995-05-17 | キヤノン株式会社 | 走査装置 |
| US4866459A (en) * | 1987-02-27 | 1989-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image scanner with a non-spherical fθ lens system |
| JPH0786595B2 (ja) * | 1987-12-25 | 1995-09-20 | 株式会社テック | ポストオブジエクテイブ型光走査装置 |
| US5005928A (en) * | 1988-07-15 | 1991-04-09 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning system |
| JP2598473B2 (ja) * | 1988-08-01 | 1997-04-09 | 株式会社リコー | 走査光学系 |
| JP2682675B2 (ja) * | 1988-11-07 | 1997-11-26 | 株式会社リコー | 走査光学系 |
| JPH02158711A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-19 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| US5015050A (en) * | 1988-12-22 | 1991-05-14 | Ricoh Company, Ltd. | Fθ lens system in optical scanner |
| JP2718735B2 (ja) * | 1989-01-13 | 1998-02-25 | 株式会社リコー | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| JP2804512B2 (ja) * | 1989-05-31 | 1998-09-30 | 株式会社リコー | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| JP2610352B2 (ja) * | 1990-02-28 | 1997-05-14 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 光ビーム走査装置 |
| US5453870A (en) * | 1993-02-04 | 1995-09-26 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning system |
| JP3192552B2 (ja) * | 1994-05-23 | 2001-07-30 | 松下電器産業株式会社 | 走査光学系およびそれを用いた画像形成装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58179813A (ja) * | 1982-03-21 | 1983-10-21 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 光ビ−ム走査装置 |
| JPS60133416A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-16 | Ricoh Co Ltd | 面倒れ補正走査光学系用シリンドリカルレンズ |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP59240461A patent/JPS61120112A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58179813A (ja) * | 1982-03-21 | 1983-10-21 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 光ビ−ム走査装置 |
| JPS60133416A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-16 | Ricoh Co Ltd | 面倒れ補正走査光学系用シリンドリカルレンズ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61120112A (ja) | 1986-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |