JPH05341215A - Temperature compensated scanning optical system - Google Patents

Temperature compensated scanning optical system

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Publication number
JPH05341215A
JPH05341215A JP15179492A JP15179492A JPH05341215A JP H05341215 A JPH05341215 A JP H05341215A JP 15179492 A JP15179492 A JP 15179492A JP 15179492 A JP15179492 A JP 15179492A JP H05341215 A JPH05341215 A JP H05341215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
scanning
scanning direction
sub
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP15179492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Iizuka
隆之 飯塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP15179492A priority Critical patent/JPH05341215A/en
Publication of JPH05341215A publication Critical patent/JPH05341215A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a scanning optical system which can reduce the influence caused by a temperature variation without increasing the number of component pieces of a scanning lens. CONSTITUTION:In the scanning optical system in which a luminous flux emitted from a light source 1 forms an image once only in the sub-scanning direction, and also, is deflected by a deflector P provided in the vicinity of the image formed position, and the deflected luminous flux is subjected to image formation on the image face by an anamorphic scanning lens 30 made of plastic, a positive lens 10, and a cylindrical lens 20 consisting of a single plastic lens having negative power against the sub-scanning direction without having roughly power against the main scanning direction are provided between the light source 1 and the reflector P, and the power of the cylindrical lens 20 is set so as to cancel the influence caused by a temperature variation generated by the scanning lens 30 in the sub-scanning face.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばレーザープリ
ンター等に使用される走査光学系に関し、特に、温度変
化による焦点移動を抑えた走査光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning optical system used in, for example, a laser printer, and more particularly to a scanning optical system in which focus movement due to temperature change is suppressed.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザープリンターの走査レンズには、
コストや重量の低減のためプラスチックレンズが多く用
いられている。しかし、プラスチックはガラスと比較す
ると温度変化に対する線膨張、屈折率変化の度合が大き
く、焦点ズレによる描画品質の劣化が生じ易い。
2. Description of the Related Art Laser scanning lenses include
Plastic lenses are often used to reduce cost and weight. However, compared with glass, plastic has a greater degree of linear expansion and refractive index change with respect to temperature change, and thus drawing quality is more likely to deteriorate due to defocus.

【0003】また、レーザープリンター等の走査光学系
は、ポリゴンミラーの面倒れ誤差による影響を低減する
ため、一般に光束をポリゴンミラーの近傍で副走査方向
についてのみ一旦結像させる構成を採用しており、副走
査方向のパワーが主走査方向のパワーより強いアナモフ
ィック光学系として構成される場合が多い。したがっ
て、温度変化による焦点ズレも主として副走査方向にお
いてのみ問題となる。
Further, a scanning optical system such as a laser printer generally employs a configuration in which a light beam is once focused in the sub-scanning direction in the vicinity of the polygon mirror in order to reduce the influence of the surface tilt error of the polygon mirror. In many cases, the anamorphic optical system has a power in the sub-scanning direction stronger than that in the main-scanning direction. Therefore, defocus due to temperature change is also a problem mainly only in the sub-scanning direction.

【0004】従来、このような温度変化による影響を低
減するため、走査レンズ内で複数のプラスチックレンズ
を組み合せ、発生する焦点移動を互いに打ち消し合うよ
うに配置する方法が知られている。
In order to reduce the influence of such temperature change, a method of combining a plurality of plastic lenses in a scanning lens and arranging them so as to cancel out the focal movements generated is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、温度補償のために走査レンズの構成
枚数を増やさなければならず、小型化、コストダウンの
流れに反することとなる。
However, in the above-mentioned conventional method, the number of scanning lenses must be increased for temperature compensation, which is against the trend of downsizing and cost reduction.

【0006】[0006]

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、走査レンズの構成枚数を増
やさずに温度変化による影響を低減することができる走
査光学系を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a scanning optical system capable of reducing the influence of temperature change without increasing the number of scanning lenses. With the goal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる温度補
償された走査光学系は、上記の目的を達成させるため、
光源から発した光束を副走査方向においてのみ一旦結像
させると共に、この結像位置の近傍に設けられた偏向器
により偏向させ、偏向された光束をプラスチック製のア
ナモフィックな走査レンズにより像面に結像させる走査
光学系において、光源と偏向器との間に、正レンズと、
主走査方向に対してはほぼパワーを持たず、副走査方向
に対して負のパワーを有する単一のプラスチックレンズ
から成るシリンドリカルレンズとを設け、シリンドリカ
ルレンズのパワーを、副走査面内において走査レンズで
発生する温度変化による影響を打ち消すよう設定したこ
とを特徴とする。
The temperature-compensated scanning optical system according to the present invention achieves the above object.
The light beam emitted from the light source is formed into an image only in the sub-scanning direction, and is deflected by a deflector provided in the vicinity of this image formation position, and the deflected light beam is formed on the image plane by a plastic anamorphic scanning lens. In the scanning optical system for imaging, a positive lens is provided between the light source and the deflector,
A cylindrical lens made of a single plastic lens that has almost no power in the main scanning direction and has negative power in the sub scanning direction is provided, and the power of the cylindrical lens is set in the sub scanning plane. It is characterized in that it is set so as to cancel out the influence of the temperature change that occurs at.

【0008】[0008]

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。図1
は、この発明の一実施例にかかる走査光学系のレンズ図
であり、(a)が主走査方向、(b)が副走査方向の断面を示
している。
Embodiments of the present invention will be described below. Figure 1
FIG. 3 is a lens diagram of a scanning optical system according to an embodiment of the present invention, in which (a) shows a cross section in the main scanning direction and (b) shows a cross section in the sub scanning direction.

【0009】この光学系は、光源である半導体レーザー
1から発した発散光を主走査方向においては平行光束と
し、副走査方向においては収束光とするアナモフィック
な正レンズ10と、副走査方向においてのみ負のパワー
を有するシリンドリカルレンズ20と、シリンドリカル
レンズを射出した光束を偏向する偏向器Pと、偏向され
た光束を像面に結像させるアナモフィックな走査レンズ
30とを備える。
This optical system uses only an anamorphic positive lens 10 for converting the divergent light emitted from the semiconductor laser 1 as a light source into a parallel light beam in the main scanning direction and a convergent light in the sub scanning direction, and only in the sub scanning direction. A cylindrical lens 20 having a negative power, a deflector P for deflecting a light beam emitted from the cylindrical lens, and an anamorphic scanning lens 30 for forming the deflected light beam on an image plane are provided.

【0010】光源から発した光束は、正レンズ10、シ
リンドリカルレンズ20を介して偏向器Pの近傍で副走
査方向においてのみ一旦結像する。
The light beam emitted from the light source is temporarily imaged only in the sub-scanning direction near the deflector P via the positive lens 10 and the cylindrical lens 20.

【0011】なお、図1は光路展開図であるため、偏向
器Pを直線で示しているが、具体的にはポリゴンミラー
等が用いられることは周知である。また、光路を短縮し
て示すため、波線で示した部分で光路の一部を省略して
いる。
Since FIG. 1 is an exploded view of the optical path, the deflector P is shown by a straight line, but it is well known that a polygon mirror or the like is specifically used. In addition, in order to shorten the optical path, a part of the optical path is omitted in the part shown by the broken line.

【0012】正レンズ10は、主、副走査方向について
共に正のパワーを有し、副走査方向におけるパワーが主
走査方向より大きい回転非対称なガラスレンズである。
このようなレンズは、例えばガラスモールドにより成形
することができる。
The positive lens 10 is a rotationally asymmetric glass lens having positive power in both the main and sub-scanning directions and a power in the sub-scanning direction larger than that in the main-scanning direction.
Such a lens can be molded by, for example, a glass mold.

【0013】シリンドリカルレンズ20は、副走査方向
に負のパワーを有するプラスチックレンズであり、主走
査方向についてはほぼパワーを持たない。
The cylindrical lens 20 is a plastic lens having a negative power in the sub scanning direction, and has almost no power in the main scanning direction.

【0014】走査レンズ30は、1枚構成のfθレンズ
であり、主走査方向と比較して副走査方向に強い正のパ
ワーを有するプラスチックレンズである。プラスチック
レンズは非球面加工等が容易であるため、1枚構成でも
レーザープリンター等の性能を満たすfθレンズを作成
することができる。ただし、1枚では温度変化による影
響を走査レンズ内で打ち消し合わせることができないた
め、プラスチックのシリンドリカルレンズ20を設けて
温度補償するよう構成している。
The scanning lens 30 is a single-lens fθ lens, and is a plastic lens having a strong positive power in the sub-scanning direction as compared with the main scanning direction. Since the aspherical surface processing of the plastic lens is easy, it is possible to create an fθ lens that satisfies the performance of a laser printer or the like even with a single lens structure. However, since the influence of the temperature change cannot be canceled out in the scanning lens with one lens, the temperature is compensated by providing the plastic cylindrical lens 20.

【0015】一般的なレーザープリンター等の走査光学
系は、正レンズ10の位置に回転対称なコリメートレン
ズを配置すると共に、負のシリンドリカルレンズ20の
位置には副走査方向についてのみ正のパワーを有するシ
リンドリカルレンズを設けている。
In a scanning optical system such as a general laser printer, a rotationally symmetric collimating lens is arranged at the position of the positive lens 10, and the position of the negative cylindrical lens 20 has a positive power only in the sub-scanning direction. It has a cylindrical lens.

【0016】しかしながら、副走査方向に強い正のパワ
ーを有する走査レンズの温度変化による影響を相殺する
ためには、副走査方向に負のパワーを有するプラスチッ
クレンズを設ける必要がある。そこで、この発明の走査
光学系は、プラスチック製の負のシリンドリカルレンズ
20を設けると共に、従来正のシリンドリカルレンズで
発生させていた副走査方向の正のパワーと、負のシリン
ドリカルレンズ20により打ち消される正のパワーとを
合わせて正レンズ10に分担させている。主走査方向に
ついては、従来の構成と同一である。
However, in order to cancel the influence of the temperature change of the scanning lens having a strong positive power in the sub scanning direction, it is necessary to provide a plastic lens having a negative power in the sub scanning direction. Therefore, in the scanning optical system of the present invention, a negative cylindrical lens 20 made of plastic is provided, and the positive power in the sub-scanning direction generated by the conventional positive cylindrical lens and the positive cylindrical lens 20 cancels the positive power. The positive lens 10 shares the power of the above. The main scanning direction is the same as the conventional configuration.

【0017】上記の構成によると、温度変化による焦点
変動は、主走査方向については殆ど発生しない。一方、
副走査方向についての焦点変動は、シリンドリカルレン
ズ20と走査レンズ30とにより発生するため、これら
のレンズにより発生する温度変化による影響が相殺され
るようにパワーが定められている。
With the above arrangement, focus fluctuation due to temperature change hardly occurs in the main scanning direction. on the other hand,
Since the focus variation in the sub-scanning direction is generated by the cylindrical lens 20 and the scanning lens 30, the power is set so as to cancel the influence of the temperature change generated by these lenses.

【0018】ここで、シリンドリカルレンズ20から正
レンズ10の副走査方向の焦点までの距離をA、シリン
ドリカルレンズ20から副走査方向の結像位置までの距
離をB、温度変化によるシリンドリカルレンズ20の副
走査方向の焦点距離変化をΔf20Z、走査レンズ30の
副走査方向の焦点距離変化をΔf30Zとし、走査レンズ
30の副走査方向の倍率をmとすると、温度変化による
副走査像面の移動量ΔPIMは、以下の数式1で表され
る。
Here, the distance from the cylindrical lens 20 to the focal point of the positive lens 10 in the sub scanning direction is A, the distance from the cylindrical lens 20 to the image forming position in the sub scanning direction is B, and the sub of the cylindrical lens 20 due to temperature change is sub. When the change in focal length in the scanning direction is Δf 20Z , the change in focal length of the scanning lens 30 in the sub-scanning direction is Δf 30Z, and the magnification of the scanning lens 30 in the sub-scanning direction is m, the amount of movement of the sub-scanning image plane due to temperature change ΔP IM is expressed by Equation 1 below.

【0019】[0019]

【数1】 ΔPIM=(1−(B/A))2×f20Z 2×m2+(1−m)2×Δf30Z ## EQU1 ## ΔP IM = (1- (B / A)) 2 × f 20Z 2 × m 2 + (1-m) 2 × Δf 30Z

【0020】シリンドリカルレンズ20と走査レンズ3
0とに同一のプラスチックを用いると、以下の数式2が
成立するときに走査レンズの温度変化による焦点移動が
補正される。
Cylindrical lens 20 and scanning lens 3
When the same plastic is used for 0, the focus movement due to the temperature change of the scanning lens is corrected when the following expression 2 is established.

【0021】[0021]

【数2】 (1−(B/A))2×f20Z 2×m2=(1−m)2×Δf30Z (2) (1- (B / A)) 2 × f 20Z 2 × m 2 = (1-m) 2 × Δf 30Z

【0022】正レンズ10とシリンドリカルレンズ20
との具体的な数値構成は、表1に示される。表中、面番
号は図中左側となる物体側から数えた面の番号、ryは主
走査方向の曲率半径、rzは副走査方向の曲率半径(記載
がない面は回転対称)、dはレンズ厚若しくは空気間隔、
nは波長780nmでの屈折率である。
Positive lens 10 and cylindrical lens 20
Table 1 shows the specific numerical configuration of and. In the table, the surface number is the surface number counted from the object side on the left side in the figure, ry is the radius of curvature in the main scanning direction, rz is the radius of curvature in the sub-scanning direction (the surface not described is rotationally symmetric), d is the lens Thickness or air spacing,
n is the refractive index at a wavelength of 780 nm.

【0023】正レンズ10の第1面は、シリンドリカル
な非球面、第2面は回転対称な非球面である。非球面
は、光軸からの高さがYとなる非球面上の座標点の非球
面頂点の接平面からの距離をX、非球面頂点の曲率(1/r)
をC、円錐係数をK、4次の非球面係数をA4として、以下
の式で表される。なお、表1における非球面の曲率半径
は、非球面頂点の曲率半径であり、これらの面の円錐係
数、非球面係数は表2に示される。
The first surface of the positive lens 10 is a cylindrical aspherical surface, and the second surface is a rotationally symmetric aspherical surface. For an aspherical surface, the distance from the tangent plane of the aspherical vertex of the coordinate point on the aspherical surface whose height from the optical axis is Y is X, and the curvature of the aspherical vertex (1 / r)
Is C, the conic coefficient is K, and the fourth-order aspherical coefficient is A 4 , which is expressed by the following equation. The radius of curvature of the aspherical surface in Table 1 is the radius of curvature of the aspherical vertex, and the conical coefficient and the aspherical surface coefficient of these surfaces are shown in Table 2.

【0024】[0024]

【数3】X= CY2/(1+√(1-(1+K)C2Y2)) + A4Y4 [Formula 3] X = CY 2 / (1 + √ (1- (1 + K) C 2 Y 2 )) + A 4 Y 4

【0025】[0025]

【表1】 f30Z=70mm m=−2.5 面番号 ry rz d n 1 ∞ 26.280 3.00 1.76622 2 -6.896 31.20 3 ∞ -25.604 2.00 1.48617 4 ∞ 25.604[Table 1] f 30Z = 70 mm m = -2.5 Surface number ry rz dn 1 ∞ 26.280 3.00 1.76622 2 -6.896 31.20 3 ∞ -25.604 2.00 1.48617 4 ∞ 25.604

【0026】[0026]

【表2】 第1面 第2面 K = 0 K = -0.650 A4 = -4.50000×10-4 A4 = 0[Table 2] First surface Second surface K = 0 K = -0.650 A4 = -4.50000 × 10 -4 A4 = 0

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、比較的径の小さい偏向器より光源側のレンズに温度
補償機能を持たせることにより、比較的径の大きい走査
レンズの枚数を増やすことなく、温度変化による影響を
低減することができ、装置の小型化、コストダウンを図
ることができる。
As described above, according to the present invention, the number of scanning lenses having a relatively large diameter is increased by allowing the lens on the light source side of the deflector having a relatively small diameter to have a temperature compensation function. In this way, the influence of temperature change can be reduced, and the device can be downsized and the cost can be reduced.

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

【図1】 実施例の構成を示す光学系の展開図であり、
(a)は主走査方向、(b)は副走査方向を示している。
FIG. 1 is a development view of an optical system showing the configuration of an embodiment,
(a) shows the main scanning direction and (b) shows the sub scanning direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…正レンズ 20…シリンドリカルレンズ 30…走査レンズ 10 ... Positive lens 20 ... Cylindrical lens 30 ... Scanning lens

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源から発した光束を副走査方向において
のみ一旦結像させると共に、この結像位置の近傍に設け
られた偏向器により偏向させ、偏向された光束をプラス
チック製のアナモフィックな走査レンズにより像面に結
像させる走査光学系において、 前記光源と前記偏向器との間に、正レンズと、主走査方
向に対してはほぼパワーを持たず、副走査方向に対して
負のパワーを有する単一のプラスチックレンズから成る
シリンドリカルレンズとが設けられ、該シリンドリカル
レンズのパワーは、副走査面内において前記走査レンズ
で発生する温度変化による影響を打ち消すよう設定され
ていることを特徴とする温度補償された走査光学系。
1. A anamorphic scanning lens made of plastic, in which a light beam emitted from a light source is once imaged only in a sub-scanning direction and is deflected by a deflector provided in the vicinity of the image formation position. In the scanning optical system for forming an image on the image plane by means of a positive lens, there is almost no power in the main scanning direction and a negative power in the sub scanning direction between the light source and the deflector. And a cylindrical lens made of a single plastic lens having the power of the cylindrical lens is set so as to cancel the influence of the temperature change generated in the scanning lens in the sub-scanning plane. Compensated scanning optics.
【請求項2】前記正レンズは、主走査方向、副走査方向
に正のパワーを有し、副走査方向のパワーが主走査方向
のパワーより大きいことを特徴とする請求項1に記載の
温度補償された走査光学系。
2. The temperature according to claim 1, wherein the positive lens has positive power in the main scanning direction and the sub scanning direction, and the power in the sub scanning direction is larger than the power in the main scanning direction. Compensated scanning optics.
JP15179492A 1992-06-11 1992-06-11 Temperature compensated scanning optical system Pending JPH05341215A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009211064A (en) * 2008-02-07 2009-09-17 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus equipped with the same

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