JPS585706A - 単玉▲ｆ▼θレンズ - 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】 この発明は、単玉ｆθ　レンズに関する１、近時、記録
すべき画像パターンに応じた画信号により強度変調され
たレーザービームにより、記録媒体を光走査して画像記
録を行なう記録方式が。

プリンターや、ファクシミリクン受信装置等として実用
化されるようになった。

画信号により強度変調されたレーザービームは実質的な
平行ブＣ束とされて１回転多面鋭等の偏向手段に入射し
、この偏向手段によって実質的に等角速度的に偏向され
る。

偏向されたレーザービームは１．ｆθ　レンズに入射し
、このｆθ　レンズによって、感光性Ｑ）記録媒体の記
録面上に集束され、偏向に応じて記録面上を光走査する
。ｆθ　レンズは、等角速度的に行なわれるレーザービ
ームの偏向を補正して、その集束スポットが記録面上で
等速的に移動するようにする機能を有する。すなわち、
焦点距離ｆなるｆθレンズの光軸に対し、θの角度をも
って、入射瞳に入射するレーザービームは、記録面上で
上記光軸からｆθ　の距離の位置に集束する。このため
にｆθ　レンズという名称が冠せられているのである。

このような特殊な機能を有するｆθ　レンズとしては、
従来、複数枚のレンズによって構成したものが用いられ
ている。

しかし、ｆθ　レンズを複数枚のレンズで構成スると、
レンズ全長が大きくなってｆθ　レンズか大型化すると
いう問題があり、さらに、レンズ構成における各レンズ
の組合せの検反が厳しい１、また、ｆＯレンズでは、こ
れに入射するのが、比較的小径のビームであり、しかも
、一定面内においてのみビームが偏向されるから、レン
ズ全体を短冊状にすることによってｆＯレンズを小型化
することができる訳であるが、複数枚構成の場合では、
各レンズの組合せ精度がきびしいため、このような短冊
化が極めて困難である。

このため、ｆＯレンズを単玉化するこころみかなされて
おり、現に、従来、単玉型のｆＯレンズとして、特開昭
５４−７９６４４号、同５５−７７２７号に提案された
ものが知られている。

しかるに、特開昭５４−７９６４４号に提案されたもの
では、その使用態様上、入射するレーザービームの偏向
面が、ｆＯレンズの光軸に対して傾斜しているため、レ
ーザービームの集束スポットの。

記録面上における軌跡が曲線的となるという不都合があ
る。塘た。特開昭５５−７７２７号に提案されたもので
は、レンズが平凸レンズであるため、像面彎曲に問題が
ある。

本発明の目的は、記録面をｆＯ特性良く直線的に走査で
き、なおかつ、像面彎曲も良好な単玉ｆθレンズを提供
することである。

以下１本発明を説明する。

本発明による単玉ｆθ　レンズは、第１図に示すごとく
、単玉のメニスカスレンズであって、その凹面を物体側
、すなわち１図面上、に方へ向けて配備される。図示の
如く、矛１面の曲率半径なＲ１゜第２面の曲率半径をＲ
２、光軸上におけるレンズ面間距離をｄとする。

さて１本発明による単玉ｆθ　レンズは、その焦点距離
なｆ、屈折率をｎとして。

（＋ｌ　　１．６≦ｎ≦２．０ Ｉｔ）　　−５≦Ｒ１／ｆ≦−１，７ なる条件を満足しなければならない。

条件（１）は、レンズ材料の方面からの規制であり。

下限を越えると、像面彎曲と後述するｆＯ特性を同時に
満足することが困難となり、上限を越えると、使用可能
な硝材が殆どない。

以下１条件（１１）の意味するところにつき説明する。

ｆＯレンズの特性をあられ丁量として、ｆθ特性カする
１、このｆＯ特性は、ｆＯレンズへのビームの入射角な
θ、これに対応する像高をＨ（θ）とするとき。

として定義される。すなわち、理想のｆＯ条件に対する
ずれを、パーセント表示したものである。

理想のｆＯレンズでは、全ての入射角に対してＨ（０）
＝ｆ・θであり、ｆθ特性はＯとなる。すなわち、ｆＯ
レンズのｆＯ特性がＯに近い程、そのｆＯレンズは理想
に近い。

ｆθ特性の許容値、すなわち、ｆＯレンズとして用いう
る為のｆＯ特性の許容値は、原稿の種類。

大きさ、得らする記録画像の一使用目的等により異なる
。以下では、具体的な′例にＲ１」シて説明を行う。

例えば、Ａ４の記録シートに記録を行なう場合を考えて
みると、このような記録は、最も一般的な場合に該当し
ている。

この場合、主走査の長さが、Ａ４サイズの短辺である２
１０Ｉｎであるとすると、主走肴方向で±０．７　ｉ１
１程度、像位置のずれが生じても、得られる記録画像上
で画像歪みを認めることは、はとんどできない。すると
、この場合、ｆＯ特性の許容値σ）目安として。

を考えることができる。

そこで、走査の適切な位置における像位置のずれをＯと
し、像位置のずれを正負に振分けるようにすれば、必要
な全偏向角に対応するｆＯ特性の許容値幅は１．３４％
程度となる。

そこで、牙１図の如きメニスカスレンズにおい１ て、焦点距離ｆと１曲率半径Ｒ１との比、／。

を変数とし、屈折率ｎをパラメーターとして、ｆθ特性
を図示してみると、１７２図の如きものとなる。

図中、符号２−１．２−２．２−３で示子各曲線に応じ
て、パラメーターｎの値は、ｎ＝１．６゜ｎ　＝　１．
８　、　　ｎ　＝　２．０である。なお、偏向角の最大
値は２１度に設定され、ており、上記ｆθ　特性は、こ
の最大偏向角に対するものである。

上記の、ｆθ特性の許容値幅１．３４％　を鎖線でかき
込んでみると１曲線？−１との交点は　１／ｆ＝　−１
，７である。ｆθ　特性は、これより小さい値でなけれ
ばならないから５条件（１）を満足するｆθレンズにお
いて。

でなければならない。かくして１条件（１１）における
上限の意味が定まる。

次に、ｆθ　レンズとして正しく機能するためには、そ
の像面が平坦でなければならない。−この像面の平坦性
に対する特性として、像面彎曲を考えることができる。

この像面彎曲は、サジタル像面彎曲およびメリディオナ
ル像面彎曲に分けて別個に表示することができる。

ところで、像面彎曲の許容値は、これを、スポット径の
変化の許容値でおきかえて考えることができる。

レーザービームにあっては、周知の如く、その横断面上
の光強度分布ゆガウス型分布となっており、これを集束
レンズにより集束させた場合、その最小径部はビームウ
ェストと呼ばれ、その半径を通常Ｗｏ　　で示す。

このビームウェストから距離２だけ離れた位置における
ビーム半径は、これをＷ（Ｚ）とすると。

次の式によって与えられる。

ただし、ここにλはレーザー光の波長である。

今、　Ｗｏ　　に対しαチの径が増加する２の値を算か
ら。

る。

線密度３００ドツト／インチのとき、スポット直径は通
常１００μｍ程度である。従って、光源としてλ＝　６
３２．８　ｎｍ　のＨｅ　−Ｎｅレーザー光源を考える
と、α＝　１０　％　程度が許容されるので２＝±５．
７　ｍとなる。

正のパワーをもつ単玉レンズの場合、像面彎曲は常に負
の値であるから、上記２に対応する幅１１、条■が、像
面彎曲の目安となる。

として、最大偏向角２１度における最大像面彎曲を図示
すると、第３図の如きものとなる。図中の実線の曲線は
サジタル像面における彎曲量、破線の曲線はメリディオ
ナル儂面における彎曲量を示している。曲線３−１．３
−１１に対して、パラメーターｎの値はｎ＝１，５．曲
線３−２．３−１２に対してはｎ＝１．８．曲線３−３
．３−１３に対してｎ；２．０である。ｎ　＝　１．６
に対し、サジタル像面彎曲が１１．４ｍ１ｌＫ以下とな
るためには　Ｉｈ／〉−。

− であることが必要となる。かくして１条件（１１）にお
ける下限の意味が定まる。

以下に、具体的な実施例を６例示す。いずれも、ｆ　＝
　３００画角土２１０．Ｆ／／１ｏｏである。

実施例１） ｔｈ　＝　−５１０，Ｒ２＝　−１３４，０２２，ｎ　
＝　１．６００゜Ｚ　＝　−８１，０，ｄ　＝　１０．
０’この場合の収差図を矛４図に示す。″ 実施例２） Ｒ１＝　−５１０，Ｒ２＝　−１６４，６２２，ｎ　＝
　１．８００゜２＝　−９４，０，ｄ＝　１０．０ この場合の収差図を第５図に示す。

実施例３） Ｒ１＝　−１０００，Ｒ２＝　−１５３，１１４，ｎ　
＝　１．６００゜Ｚ　＝　−９１，０，ｄ　＝　１０．
０この場合の収差図を第６図に示す。

実施例４） Ｒ＋　＝　−１０００，Ｒ２＝　−１９４−４０９，ｎ
　＝　１．８００゜２　＝　−１０６，０、ｄ　＝　１
０．０この場合の収差図を矛７図に示す。

実施例５） Ｒ１＝　　−１５００，Ｒ２＝　−１６１，１１６，ｎ
　＝　１．６００゜２　＝　−９４，０，ｄ　＝　１０
．０この場合の収差図を１６図に示す。

実施例６） Ｒ１＝　−１５００，Ｒ２＝　−２０７，５１０，ｎ　
＝　１．８００゜ｚ　＝　−１１１，０、ｄ　＝　１０
．０この場合の収差図を矛９図に示す。

以上１本発明によれば、良好な機能を有する。

単玉ｆθ　レンズを提供できる。このように、ｆθレン
ズを単玉化すれば、ｆθ　レンズを小型化でき。

また短冊状とすることも容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

才１図は１本発明による単玉ｆθ　レンズめ形状を示す
図、矛２図および矛３図は本発明の詳細な説明するため
の図１才÷図乃至オ９図は収差図である。 Ｒ１・・・才１面の曲率半径、　Ｒ２・・・第２面の曲
率半径亮２因 （特許庁審査官　　　　　　　殿） １　事件の表示 昭和５６年　　特　許　　願第１０３６６５号２　ｚ盟
？声ｒ称四廻 単玉ｆθレンズ ３　補正をする者 事件との関係　　　　　　　　　　　特許出顆ノ、住　
　　所　　東京都大田区中馬込１丁目３番６号名　　　
　称　　　（６７４）　　株式会社　リ　　コ　−４代
理人〒１５６ 住　　　所　東京都世田谷区桜丘２丁目６番２８号５　
補正の対象　明細号の「発明の詳細な説明」の欄６　補
正の内容 （１１明細８第１０自第３行末尾の「ある。」の次に・
次の文章へＸ章を加入する。［また、ｔは、第１面から
入射瞳までの距離である。−１（２）同第１０頁５に６
行中（Ｄ　ｒＺ　Ｊ　ｋ　ｒ　ｔｊ　トＷａ正する。 ６１　同第１０頁あ１０行中の「ｚ」を［ｔＪと補正す
る。 （４）同第１０頁第１４行中のｒＺＪｋｒｔｊと補正す
る。 Ｑ５）同第１０頁果１８行中のｒＪ　ｋ　ｒｔ」と”４
ｍ正する。 （６）同第１１頁第２行中の「ｚ」をｌ”ｔＪと補正す
る。 （７１同第１１貞ｘ６ｈ甲）ｒ　Ｚ　ｊ　ｋ　ｒ　ｔＪ
　（！−？ｌＩ正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 物体側に凹面を向け、正のパワーを有するメニスカスレ
   ンズであって。 ２′１面の曲率半径Ｒ４、焦点距離をｆ、屈折率をｎと
   するとき、 （１）　　１．６≦ｎ；２．０ なる条件を満足することを特徴とする。単玉、ｆＯレン
   ズ。