JPS6187123A - 走査光学系 - Google Patents

走査光学系

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JPS6187123A
JPS6187123A JP59208345A JP20834584A JPS6187123A JP S6187123 A JPS6187123 A JP S6187123A JP 59208345 A JP59208345 A JP 59208345A JP 20834584 A JP20834584 A JP 20834584A JP S6187123 A JPS6187123 A JP S6187123A
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JP
Japan
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lens
polygon
ftheta
distortion
optical system
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JP59208345A
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JPH0349407B2 (ja
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Hisao Fujita
藤田 久雄
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0031Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for scanning purposes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems

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】 輸1上O利用分野) この発明は定食光学系、特に歪曲収差の少ない走査光学
系に関する。
(従来技術) レーザープリンタ等、レーザービームを回転多1110
鏡等によって偏向し、ffjレンズによって定食面上に
結隊走食する走査光学系は公知である0列えば、へ1昭
58−5706号公報及び特開昭58−93021号公
報に示されるもOは嗅玉fθレンズを用いた藺導な走査
光学系を提供している。この走査光学系は文字出力に用
いる場合にはよいが、図面出力のようなもOK用いた場
合には、歪曲収差による歪が問題となる。そして、この
歪曲収差を補正しようとすれば像面湾曲を犠牲にせざる
を得ないのは上記公報に詳述されている通シである。
(発明の目的) この発明は、光学系の構成を複雑にすることなく、元軸
回転対称面によって構成されるレンズによって生ずるf
θ特性からのずれを効果的に補正し、縁面湾曲も良好な
上に走査面上で歪Oない走査ができる走査光学系を得よ
うとするものである。
(発明の構成) 以下図面を1照して詳細に説明する。
第1図は定食光学系υ光学配置を示し、(a)は走t、
mにに直な面による断面−1Φ)は走査線を含む面によ
る断面図である◎ レーザーLから出射したビームはビームエキスパンダー
として動く正Oパワーを持つレンズBEI、BI3を経
てポリゴンP等の光偏向器に入射する。BEt%BE2
の間には、光Qオン、オフを制御するAOM素子と、(
a)図面内でビームをポリゴンP上に集束させるための
シリンドリカルレンズCYIが配置されている。こ■シ
リンドリカルレンズcyliこ■位置に配置することに
よってレンズBE2とポリゴンP等の光偏向器との間隔
を小さくすることができるO 光偏向器によって光路を曲けられた光は、あるfI41
(で光軸回転対称面によって構成される結縁素子fθに
入射し、シリンドリカルレンズCY2を柱て感光ドラム
D上にスポットを結ぶ。
f8レンズの後方に配置されるシリンドリカルレンズC
Y2は、(a)図断面内においてfθレレンとttIb
mしてポリゴン面とドラム面をIl&M家関係が成立す
る屈折力を有している◎これは、ポリゴンの触れ角補正
の目的tもつことはよく知られている。
ポリボッP面からの光はfθレレンを経てシリンドリカ
ルレンズCY2に入射する。このとき、fθレレンで発
生するサジタル縁曲の湾曲収羨蓋をΔSとし、シリンド
リカルレンズCY2の慣結識培率をMとすると、ドラム
上■サジタルは面υ湾曲収差量ΔsFi近似的に次のよ
うに表わされる。
ΔS = M2ΔS+ΔSθ ここでΔSθ はCT4に入射する角度にもつはら依存
する址でらυ、入射角が大になるとΔSθも大となる。
上記0式の右辺第1rJ4を小にするにはM2を小にす
ればよいが、これはシリンドリカルレンズCY2をドラ
ム面りに近づけることを意味する〇しかし、向えば画歇
形成法として亀子複写式の方法を用いた場合は粉体等に
よるシリンドリカルレンズCY2の汚れ防止を考慮する
8狡がある等、光学設訂以外Oi!!因が入ってくる。
また、石辺第2項を小にするには、ポリゴンPとfθレ
レンυ間隔をあけ、fθレレンをテレセントリックな形
で使用すればよいが、fθレレンが大きくなってしまう
という欠点を生じる。
これらのことを勘案してポリゴン−fθレレン、シリン
ドリカルレンズCY2および感光体thlDの間隔が足
ゆられる。
また、メリジオナル面の掌面湾曲は、シリンドリカルレ
ンズCY2がトロイダル面を含むものであっても、サジ
タル面程の影響はない。従ってメリジオナル面Fifθ
レンズによって基本的に支配されるが、サジタル面は、
fθレレン*nとしてはメリジオナル面よシ思くとも、
シリンドリカルレンズCY2と■組合ぜによって補正す
ることが可能である◎ 球面収差、コマ収差は、レーザービーム定食光学系では
Fナンバーは50以上と暗いために−紋にはそれ一問題
にはならない@ 光学性能として見た場合、残るの框歪曲収差である。f
Uレレンが1枚玉Q場合、メリジオナル潅面と全曲収差
を共に少なくするQが困難なことはよく知られている口 この発明においては、fθレレンはメリジオナル派面0
鮪曲が岐小となるように設計し、そυときに残る歪曲収
差はシリンドリカルレンズCY2の少なくとも1面を非
球面化することで補正したものである。こ■非球面は、
加工法の点からシリンドリカル面あるいはトロイダル面
ではなく、光−回転対称面を非球面化するととKよって
尋人することが望ましい。
更に 0、05 (t/fθ<0.5 fe:fθレレンの焦点距離 t:非球面レンズと走立面との距離 を満足することが望ましい。
下限Fi歪曲曲状を補正するため■非球面O球面からυ
ズレが大きくなシすざると、加工も困難となシ、1象面
湾曲にも影響が出てくるために設けられた。上限は前述
υM’がサジタル鍔面湾曲を小さくするために動らぐ限
界を示すとともに、この非球面の加工糾とがあまシきび
しく散水されない限界を示している口 上記の非球面はl11tllIC限られるものではない
。シリンドリカルレンズCY2の両面を非球面とする場
合たけでなく、CY2全2會枚とし、或はシリンドリカ
ルレンズCY2とは別に非球面レンズを押入する@会も
めシうる0第21!!!Jはその列?示す0 ftjレンズはその特性上、止の歪曲収差を持つことが
多くこれt補止するため、また、広画絢における正から
負へD尚医位曲収差の補正のためにも非球面形状は以下
Q東洋を満足することが直ましい。
ΣΔAi  (φi)−↓ΔXJ (φJ)〉0たたし 涼1:物体側面S1  の非球面変位黛涼コニ潅側曲S
J′り非球面変位に φl・φコニ岐大画角元弥か非球面と叉点する点の元軸
からυ尚さ く夷抛列) 以下、実施しiによってこの発明υ幼果をに体的に示す
ロ ア    a3(ポリゴン−70,0 8−290,407185n=1.749679−12
2.5165  217.0 *10   2f55       5.On=1.5
206511     ω       53mm*印
はシリンドリカル面 レーザー菅出射ビーム匝(J、 7 mmλ=6328
A 11曲を次のように非球面化する。
非球面係数 A、=−0,48X I O−’ A6=+〇、66  X l O−” A、 =−0,584X 10−15 A、。=  0.398810−” A、2=  0.113 X 10−231(冨0 ポリゴン回転角とドラムスポット位置 実Nil的2 7     oo(ポリゴンnu770.08−380
.Oao  11=IJ90129−100.46  
  217i) *10  252      5.0 11=1.49
01211    ω       53D 91T!]非球arrhh  h=−o、1l11DI
+非球面係数 A、=−o、4sX1o−7P4=  4.0A6= 
 U、66XlO−1’  P4=  6.0A8=−
〇、70XlO”’  P、=  8.0AI、=  
0.65810−20p、o= 10.t)A、2− 
0.165X10−25)’、2=12.0(発明の効
果) この発明O定食光学系は、上dピの構成を有するので、
特別の補正部材を!2ぜず、極めて簡略な構成によって
振曲状座を補正することが可能となった口則れ補正Qた
め、シリンドリカルレンズCY2を挿入する光学系では
、CYZ自体による歪曲収陛の発生もあるが、この発明
ではそれも含めて1面に非球面を導入することで補正が
可能となった。
上記実施列では、結像レンズとしてfU特性に!するも
のとしたが、sinθ特性r有するレンズによる歪m収
にも全<lWJ徐に補正することが可能である。
また、fdレレンとして尋レンズを用いた実施列をあけ
たが、v1数枚レンズ系を用い、広画角とすると、歪曲
収差は高次収差によって正から負へと画角が大となるに
従って変化することが知られている。しかし、このよう
な高次歪曲収差も適当な非球面形状を選ぶことによって
補正可能である。
梃に、fθレレンは回転対称形としたが、一部アナモフ
インク表面を用いたものでも同様に歪曲収差の補正が可
能である。
なお、実施列としてシリンドリカルレンズを含む光学系
について説明したが、シリンドリカルレンズやトロイダ
ルレンズを有しない光学系にもこ■発明を実施すること
が出来る◎
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明り足食光学系の1実施的の光学配置図
、第2図は池の実施列の光学配置υ部分図であるO L:レーザー BE:ビームエキスパンダC−Yニジリ
ントリカルレンズ P:ボリコ゛ンL):恣元ドラム

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光源であるレーザー、該レーザーの出射光を偏向走査す
    る偏向装置、該偏向装置の出射光を走査面上に集束させ
    る結像素子を有する走査光学系において、前記結像素子
    の後方に走査方向断面で非球面をなす光学素子を配置し
    たことを特徴とする走査光学系
JP59208345A 1984-10-05 1984-10-05 走査光学系 Granted JPS6187123A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59208345A JPS6187123A (ja) 1984-10-05 1984-10-05 走査光学系
US07/097,297 US4802721A (en) 1984-10-05 1987-09-14 Scanning optical system

Applications Claiming Priority (1)

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JP59208345A JPS6187123A (ja) 1984-10-05 1984-10-05 走査光学系

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Publication Number Publication Date
JPS6187123A true JPS6187123A (ja) 1986-05-02
JPH0349407B2 JPH0349407B2 (ja) 1991-07-29

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ID=16554735

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