JPH04172314A - ｆθレンズ - Google Patents
ｆθレンズInfo
- Publication number
- JPH04172314A JPH04172314A JP29928390A JP29928390A JPH04172314A JP H04172314 A JPH04172314 A JP H04172314A JP 29928390 A JP29928390 A JP 29928390A JP 29928390 A JP29928390 A JP 29928390A JP H04172314 A JPH04172314 A JP H04172314A
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- Japan
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- lens
- light
- incident
- scanning
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Links
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- 238000005323 electroforming Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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。
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〕
この発明は、レーザビームプリンタ等に用いられる光ビ
ーム走査装置の走査用レンズに関し、特に回転多面鏡等
の等角速度走査器からの走査ビームを平面上に収束しか
つ等速走査に変換する、いわゆるｆθレンズに間するも
のである。
ーム走査装置の走査用レンズに関し、特に回転多面鏡等
の等角速度走査器からの走査ビームを平面上に収束しか
つ等速走査に変換する、いわゆるｆθレンズに間するも
のである。
、現在光ビーム走査装置が最も多く用いられているのは
、レーザビームプリンタである。走査装置としては、回
転多面鏡とｆθレンズから成る構成が一般的である。回
転多面鏡の走査ビームは等角速度であり、また走査ビー
ムは像面湾曲を生じるので、回転多面鏡からの反射走査
ビームを平面走査面上に収束しかつ等速走査に変換する
ｆθレンズと組み合わせて用いられる。ｆθレンズの設
計については、広く研究されており例えば、１９８１年
発行の「光学」誌第１０巻第３４８〜３５５頁掲載の箕
浦−雄他著の論文「レーザー走査用レンズの設計」をあ
げることが出来る。同論文にあるように、ｆθレンズは
通常、２枚以上の球面レンズの組合せで構成されている
。しかし、このような球面レンズの組合せでは、コスト
高になり、また体積も大きくなることから、最近ホログ
ラム素子を用いたｆθレンズが提案されている。−例と
して、１９９０年発行の「第３７回応用物理学関係連合
講演会講演予稿集」第３分冊第７８２ページ掲載の高野
芳伸著の論文「計算機ホログラムによるｆ・θレンズ」
をあげることが出来る。
、レーザビームプリンタである。走査装置としては、回
転多面鏡とｆθレンズから成る構成が一般的である。回
転多面鏡の走査ビームは等角速度であり、また走査ビー
ムは像面湾曲を生じるので、回転多面鏡からの反射走査
ビームを平面走査面上に収束しかつ等速走査に変換する
ｆθレンズと組み合わせて用いられる。ｆθレンズの設
計については、広く研究されており例えば、１９８１年
発行の「光学」誌第１０巻第３４８〜３５５頁掲載の箕
浦−雄他著の論文「レーザー走査用レンズの設計」をあ
げることが出来る。同論文にあるように、ｆθレンズは
通常、２枚以上の球面レンズの組合せで構成されている
。しかし、このような球面レンズの組合せでは、コスト
高になり、また体積も大きくなることから、最近ホログ
ラム素子を用いたｆθレンズが提案されている。−例と
して、１９９０年発行の「第３７回応用物理学関係連合
講演会講演予稿集」第３分冊第７８２ページ掲載の高野
芳伸著の論文「計算機ホログラムによるｆ・θレンズ」
をあげることが出来る。
上述したホログラム素子を用いたｆθレンズでは、光源
である半導体レーザの波長変動のためにホログラム素子
の回折角が変化し、主走査方向の走査位置ずれが波長変
化１ｎｍにつき５０〜８０μｍある。従って、半導体レ
ーザの発振波長はモードホッピングにより数ｎｍ変化す
るので、走査線に１００μｍ以上すなわち１ドツト以上
のプリント抜けが生し、レーザビームプリンタに使うと
印字品質の劣化となるという問題があった。
である半導体レーザの波長変動のためにホログラム素子
の回折角が変化し、主走査方向の走査位置ずれが波長変
化１ｎｍにつき５０〜８０μｍある。従って、半導体レ
ーザの発振波長はモードホッピングにより数ｎｍ変化す
るので、走査線に１００μｍ以上すなわち１ドツト以上
のプリント抜けが生し、レーザビームプリンタに使うと
印字品質の劣化となるという問題があった。
本発明の目的は、上記問題を解消して、主走査方向の走
査位置ずれが実用上十分に小さく、しかも小型低価格の
ｆθレンズを、提供することにある。
査位置ずれが実用上十分に小さく、しかも小型低価格の
ｆθレンズを、提供することにある。
本発明のｆθレンズは、平面屈折面が軸外しホログラム
素子から成る平凸レンズであって、レンズ光軸を含み前
記軸外し方向に直交する平面内において入射瞳から入射
角θで入射する光を像高ｆ・θに収束することを特徴と
する構成である。
素子から成る平凸レンズであって、レンズ光軸を含み前
記軸外し方向に直交する平面内において入射瞳から入射
角θで入射する光を像高ｆ・θに収束することを特徴と
する構成である。
本発明では、光源である半導体レーザの波長変化による
主走査方向の走査位置すれを低減するために、ホログラ
ム素子の主走査方向の回折角を小さくとる構成をとって
いる。すなわち、従来のホログラム素子を用いたｆθレ
ンズかホログラムの回折のみてｆθ特性を付与していた
のに対して、本発明では平凸レンズの球面及び平面ての
屈折を加えているので、ホログラム素子での主走査方向
の回折角を十分小さくてきるのである。
主走査方向の走査位置すれを低減するために、ホログラ
ム素子の主走査方向の回折角を小さくとる構成をとって
いる。すなわち、従来のホログラム素子を用いたｆθレ
ンズかホログラムの回折のみてｆθ特性を付与していた
のに対して、本発明では平凸レンズの球面及び平面ての
屈折を加えているので、ホログラム素子での主走査方向
の回折角を十分小さくてきるのである。
図１〈ａ〉及び（ｂ）に本発明のｆθレンズの第一の実
施例の平面図及び断面図を示す。図１（ａ）に示すよう
に、回転多面鏡２への入射光ビーム１は回転多面鏡で反
射走査され、反射光ビーム３となって入射角θでｆθレ
ンズらに入射する。ｆθレンズ５では、入射平面で屈折
すると共にホログラム素子４で回折を受け、さらに出射
球面でも屈折を受ける。この結果、出射ビーム６は走査
面７上の像高ｙ＝ｆ・θの点に収束する。ここにｆはｆ
θレンズの実効焦点距離である。回−転多面鏡２が矢印
８で示す方向に回転すると、走査ビーム６は矢印９の方
向に走査する。図１（ｂ）の断面図を参照すると、ホロ
グラム素子４が軸外しに設定されているので、走査面上
で走査方向に直交する方向に距離、Ｘずれた位置に収束
している。参照数字１０で示す光ビームはホログラム素
子の非回折光で、この光ビームはストッパ１１で遮蔽し
走査面７を照射しないようにしである。距離Ｘは、スト
ッパを入れるに十分でかつ、光源の半導体レーザの波長
変化に対して距離Ｘの変化が実用上十分小さい範囲に設
定しである。
施例の平面図及び断面図を示す。図１（ａ）に示すよう
に、回転多面鏡２への入射光ビーム１は回転多面鏡で反
射走査され、反射光ビーム３となって入射角θでｆθレ
ンズらに入射する。ｆθレンズ５では、入射平面で屈折
すると共にホログラム素子４で回折を受け、さらに出射
球面でも屈折を受ける。この結果、出射ビーム６は走査
面７上の像高ｙ＝ｆ・θの点に収束する。ここにｆはｆ
θレンズの実効焦点距離である。回−転多面鏡２が矢印
８で示す方向に回転すると、走査ビーム６は矢印９の方
向に走査する。図１（ｂ）の断面図を参照すると、ホロ
グラム素子４が軸外しに設定されているので、走査面上
で走査方向に直交する方向に距離、Ｘずれた位置に収束
している。参照数字１０で示す光ビームはホログラム素
子の非回折光で、この光ビームはストッパ１１で遮蔽し
走査面７を照射しないようにしである。距離Ｘは、スト
ッパを入れるに十分でかつ、光源の半導体レーザの波長
変化に対して距離Ｘの変化が実用上十分小さい範囲に設
定しである。
図２（ａ）及び（ｂ）に本発明のｆθレンズの第二の実
施例の平面図及び断面図を示す。第二の実施例では、ｆ
θレンズの入射面が球面であって出射面が平面でホログ
ラム素子となっている以外は第一の実施例と同じである
。すなわちレンズの構成を前後逆転した構成である。
施例の平面図及び断面図を示す。第二の実施例では、ｆ
θレンズの入射面が球面であって出射面が平面でホログ
ラム素子となっている以外は第一の実施例と同じである
。すなわちレンズの構成を前後逆転した構成である。
本発明のｆθレンズは光源の半導体レーザの波長変動に
よる走査ビーム位置ずれを低減するために、ホログラム
素子自体の回折角を小さく設定している。すなわち、空
間周波数の小さいホロクラム素子である。このような低
空間周波数のホログラム素子では、体積位相ホログラム
のように高空間周波数でのみ回折効率の高いホログラム
は使用できない。本発明の実施例においては、ブレーズ
ドホログラムを用いている。特に、本ホログラム素子は
計算機合成ホログラムとして作製しているので、フォト
リソグラフィーの手法で複数のフォトマスクを用いてブ
レーズドホログラムの鋸歯状断面を階段状にエツチング
して作製することで８０％以上の回折効率を得ている。
よる走査ビーム位置ずれを低減するために、ホログラム
素子自体の回折角を小さく設定している。すなわち、空
間周波数の小さいホロクラム素子である。このような低
空間周波数のホログラム素子では、体積位相ホログラム
のように高空間周波数でのみ回折効率の高いホログラム
は使用できない。本発明の実施例においては、ブレーズ
ドホログラムを用いている。特に、本ホログラム素子は
計算機合成ホログラムとして作製しているので、フォト
リソグラフィーの手法で複数のフォトマスクを用いてブ
レーズドホログラムの鋸歯状断面を階段状にエツチング
して作製することで８０％以上の回折効率を得ている。
本ｆθレンズは表面レリーフ形のホログラムであるブレ
ーズドホログラムを用いているので、完成したホログラ
ムからニッケル電鋳により金型を作り、また、球面につ
いても金型をＣＮＣ旋盤で作ることでプラスチック成形
によりｆθレンズが容易に量産できる。
ーズドホログラムを用いているので、完成したホログラ
ムからニッケル電鋳により金型を作り、また、球面につ
いても金型をＣＮＣ旋盤で作ることでプラスチック成形
によりｆθレンズが容易に量産できる。
本発明により、走査方向及びこれに直交する方向の両方
向について、光源である半導体レーザの波長変動による
走査位置ずれが実用上十分に小さく、しかも−枚レンズ
構成で安価に量産できるｆθレンズが得られる。
向について、光源である半導体レーザの波長変動による
走査位置ずれが実用上十分に小さく、しかも−枚レンズ
構成で安価に量産できるｆθレンズが得られる。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明のｆθレンズの第一の実
施例を示す平面図及び断面図、図２（ａ＞及び（ｂ）は
本発明のｆθレンズの第二の実施例を示す平面図及び断
面図。 １・・・入射光ビーム、２・・・回転多面鏡、３・・・
反射光ビーム、４・・・ホログラム素子、５・・・ｆθ
レンズ、６・・・出射ビーム、７・・・走査面、８・・
・回転方向を示す矢印、９・・・走査方向を示す矢印、
１０・・・非回折光、１１・・・ストッパ。
施例を示す平面図及び断面図、図２（ａ＞及び（ｂ）は
本発明のｆθレンズの第二の実施例を示す平面図及び断
面図。 １・・・入射光ビーム、２・・・回転多面鏡、３・・・
反射光ビーム、４・・・ホログラム素子、５・・・ｆθ
レンズ、６・・・出射ビーム、７・・・走査面、８・・
・回転方向を示す矢印、９・・・走査方向を示す矢印、
１０・・・非回折光、１１・・・ストッパ。
Claims (1)
- 平面屈折面が軸外しホログラム素子から成る平凸レン
ズであって、レンズ光軸を含み前記軸外し方向に直交す
る平面内において入射瞳から入射角θで入射する光を像
高ｆ・θに収束することを特徴とするｆθレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29928390A JPH04172314A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | ｆθレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29928390A JPH04172314A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | ｆθレンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04172314A true JPH04172314A (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=17870536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29928390A Pending JPH04172314A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | ｆθレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04172314A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001142017A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Canon Inc | 走査光学装置 |
-
1990
- 1990-11-05 JP JP29928390A patent/JPH04172314A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001142017A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Canon Inc | 走査光学装置 |
| JP4652506B2 (ja) * | 1999-11-16 | 2011-03-16 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置 |
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