JPS62240921A - 光ビ−ム走査装置 - Google Patents

光ビ−ム走査装置

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JPS62240921A JP61084535A JP8453586A JPS62240921A JP S62240921 A JPS62240921 A JP S62240921A JP 61084535 A JP61084535 A JP 61084535A JP 8453586 A JP8453586 A JP 8453586A JP S62240921 A JPS62240921 A JP S62240921A
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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】 産業上の利用分野 本発明は光源からの光ビームを偏向器によって偏向し、
被走走査を走査する光ビーム走査装置に関するものであ
る。
従来の技術 従来より偏向反射面を有する偏向器、例えば回転多面鏡
を用いた光ビーム走査装置において、該偏向反射面の倒
れにより偏向走査された光ビームが、走査面に直角な面
内で変化しても、被走査面上での走査線にピッチむらが
生じない様な光ビーム走査装置は種々知4れている。例
えばJ特開昭56−36622号公報、特開昭57−1
44516号公報では、レーザ光源を適当な手段で適当
なビーム径にコリメートされた光ビームを得る光源と線
状に結像する単一の平凸シリンドリカルレンズからなる
第1結像光学系と、該線状の結像位置近傍に偏向反射面
を有する偏向器、偏向された光ビームを被走査面上に結
像する単一の球面レンズと単一のトーリックレンズから
なる第2結像光学系から構成されている。該偏向反射面
と該被走査面は走査方向と直角な面内において、幾何光
学的共役関係にあり、該偏向反射面の倒れを光学的に補
正し、走査線のピッチむらを補正している。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の光ビーム走査装置では、走査方向
の口径比が1:60、走査方向と直角な方向の口径比が
1:100と小さく、光ビームの被走査面におけるスポ
ット径は約100μm程度となる。
これは1龍当り10ドツト程度の解像力しかない。
口径比を大きくして、該スポット径を小さくするには、
充分な収差補正が必要である。従来の光ビーム走査装置
では、第2結像光学系の走査方向と直角な面内のパワー
が、前記幾何光学的共役関係を満足するために必然的に
強くなり、収差が大きく発生し易く、口径比を大きくす
ることが困難であった。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する本発明の技術的手段は、光源から
の光ビームを線状に偏向反射面の近傍に結像する第1結
像光学系が、補正過剰な球面収差を持つよう構成されて
いることである。
作用 この技術的手段による作用は次のようになる。
第2結像光学系は、走査方向に対し直角な方向に関し、
偏向反射面と被走査面とが幾何光学的共役関係にあるの
で、走査方向と直角な面内のパワーが、走査方向のパワ
ーに比べて強くなっている。
従って、走査方向に直角な方向における球面収差は補正
不足となり、口径比を大きくすることは残存収差によっ
て回折限界系の光学系とする上で大きな制約を受けてい
た。しかしながら本発明においては、光源からの光ビー
ムを線状に偏向反射面の近傍に結像する第1結像光学系
が補正過剰な球面収差を持つよう構成されているので、
前記第2結像光学系の走査方向に直角な方向における補
正不足な球面収差と相互に打・ち消し合い、その結果全
系の残存収差は著しく低減される。故に、口径比を大き
くすることが可能1となり、光ビームの被走査面におけ
るスポット径を小さく絞り込むことができ、高印字品質
化に対応した光ビーム走査装置が得られるようになる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。
第1図は、本発明に係る光ビーム走査装置の第1実施例
に基づく概略構成を示”1斜視図である。
レーザ光源からの出力光はユリメータレンズで適当なビ
ーム径となる様ユリメートされ(図示せず)た、光ビー
ム1は光源側から順に、正の平凸シリンドリカルレンズ
2、負の平凹シリンドリカルレンズ3、正の平凸シリン
ドリカルレンズ4から構成された第1結像光学系5によ
って、偏向反射面6の近傍に走査方向に線状に結像され
る。偏向反射面6は回転多面鏡7の周囲に設けられた複
数の偏向反射面の1つである。これはモータ(図示せず
)等によって回転駆動され、偏向を行なう。該偏向反射
面6によって偏向された光ビームは、2枚の球面レンズ
8.9とトーリックレンズ10により構成される第2結
像光学系1)によって、被走査面12に走査スポットを
形成する。ここで、該2枚の球面レンズ8,9及びトー
リックレンズ10は、第1図に示す如く光ビーム走査装
置の小型化が可能なように、光ビームが通過する範囲を
少なくとも確保できるような外形形状とするのが望まし
い。
第2図(a)、 (b)は、前記第1実施例の夫々、走
査面内におけるレンズ配置と光路を示す図と、走査方向
と直角な面内におけるレンズ配置と光路を示す図である
。第2図(blに示す如く、第2結像光学系1)に対し
て、走査方向と直角な面内においては、偏向反射面6と
被走査面12は幾何光学的共役関係にある。従って、所
謂偏向反射面の面倒れの補正機能を有している。この様
な作用を有する第2結像光学系は、走査方向に直角な方
向におけるパワーが、偏向方向のパワーに比べて大であ
り、走査方向に直角な方向で補正不足の球面収差が発生
する。本実施例においては、前記の如く、シリンドリカ
ルレンズ群によって構成される第1結像光学系5が、該
第2結像光学系で発生する補正不足の球面収差を相殺す
るように補正過剰の球面収差を、走査方向に直角な方向
に発生させている。これによって、全系での球面収差は
著しく低減され、口径比を大とすることが可能となって
いる。 第3図(a)、 (b)は本発明の第2実施例
に基づく光ビーム走査装置の夫々、走査面内におけるレ
ンズ配置と光路を示す図と、走査方向と直角な面内にお
けるレンズ配置と光路を示す図である。第1結像光学系
5は、光源側から順に、光源側に凸面を向けた負のメニ
スカスレンズ13と正の平凸シリンドリカルレンズ14
から構成されており、偏向反射面6の近傍に、綿状の結
像を行なうと同時に、補正過剰の球面収差を発生してい
る。第2結像光学系1)は2枚の球面レンズ8,9及び
1枚のトーリックレンズ10から構成され、被走査面1
2に走査スポットを形成する。該第2結像光学系1)は
走査方向と直角な方向で補正不足の球面収差を生じるが
、該第1結像光学系5の補正過剰な球面収差と相殺され
ている。
以下に、各実施例の具体的レンズデータを示す。
但し、r、、r2・・・ は各面の走査方向の屈折に関
する曲率半径、’IZ  rZ  ′・・・ は各面の
走査方向と直角な方向の屈折に関する曲率半径、dl、
d2・・・ は各レンズの面間隔r  nI +  n
Z・・・は波長790nmにおける屈折率である。
第1実施例  ′ 走査方向の口径比        1:49走査方向と
直角な方向の口径比  1:49偏向角  ±33゜ rマ= oorマ’  □”     dt =20.
48   偏向反射面第2実施例 走査方向の口径比        1:49走査方向と
直角な方向の口径比  1:49偏向角  ±33゜ rs = ”     rs ’ =”     ds
 □、4B   偏向反射面第4図、第5図に各第1実
施例、第2実施例の特性を示す。尚、各図中(alは、
第1結像光学系の走査方向と直角な方向の球面収差、(
1))は、第2結像光学系の走査方向と直角な方向の球
面収差、(C1は全系の走査方向と直角な方向の球面収
差、(diは非点収差、(e)は直線性の各特性を示す
各図から明らかな様に、全系の各残存収差は良好に補正
されており、口径比が大きく広画角で、しかも倒れ補正
機能を有する光ビーム走査装置が実現されている。
発明の効果 本発明は、光源からの光ビームを線状に偏向反射面の近
傍に結像する第1結像光学系が、補正過剰な球面収差を
持つように構成することで、全系の構成が簡単であるに
もかかわらず、高結像性能を可能とした光ビーム走査装
置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に基づく光ビーム走査装置
の概略構成を示す斜視図、第2図は本発明の第1実施例
の夫々、走査面内におけるレンズ配置と光路を示す模式
図と走査方向と直角な面内におけるレンズ配置と光路を
示す模式図、第3図は本発明の第2実施例の夫々、走査
面内におけるレンズ配置と光路を示す模式図と走査方向
と直角な面内におけるレンズ配置と光路を示す模式図、
第4図、第5図は夫々、本発明の第1実施例と第2実施
例における各特性の説明図である。 1・・・・・・光ビーム、5・・・・・・第1結像光学
系、6・・・・・・偏向反射面、1)・・・・・・第2
結像光学系、12・・・・・・被走査面。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名−+−+≠
−1−ノ ラーーー率′絶4宮i茅示 ;:’2 +−−;支た金力    □。 第5図 (θ)                (b)5Yヱ
i円ス!ぎ       4ト勺訓又%       
  i部位性(C)(d、 )tご2

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源からの光ビームを線状に結像する第1結像光
    学系、前記第1結像光学系による線状の結像位置の近傍
    にその偏向反射面を有する偏向器、前記偏向器で偏向さ
    れた光束を第2結像光学系を介して被走査面を走査する
    光ビーム走査装置において、前記第1結像光学系は走査
    方向に対し直角な方向にのみ光の収束効果を有し、更に
    補正過剰な球面収差が生じるように構成したことを特徴
    とする光ビーム走査装置。
  2. (2)走査方向に対し直角な方向に関し、前記偏向反射
    面を被走査面とが幾何光学的共役関係にあることを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項記載の光ビーム走査装
    置。
  3. (3)第1結像光学系は光源側から順に、正の平凸シリ
    ンドリカルレンズ、負の平凹シリンドリカルレンズ、正
    の平凸シリンドリカルレンズから構成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の光ビーム走
    査装置。
  4. (4)第1結像光学系は光源側から順に、光源側に凸面
    を向けた負のメニスカスシリンドリカルレンズ、正の平
    凸シリンドリカルレンズから構成されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項記載の光ビーム走査装
    置。
  5. (5)第2結像光学系は偏向反射面側から順に、2枚の
    球面レンズと、1枚のトーリックレンズから構成されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
    光ビーム走査装置。
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