JPS63253916A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPS63253916A JPS63253916A JP62086886A JP8688687A JPS63253916A JP S63253916 A JPS63253916 A JP S63253916A JP 62086886 A JP62086886 A JP 62086886A JP 8688687 A JP8688687 A JP 8688687A JP S63253916 A JPS63253916 A JP S63253916A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/47—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light
- B41J2/471—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
-
- G—PHYSICS
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- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/0031—Optical 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
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〕
本発明は光走査装置に係り、特に情報印刷装置として注
目されているレーザプリンタ装置に好適な光走査装置に
関する。
目されているレーザプリンタ装置に好適な光走査装置に
関する。
レーザプリンタ装置では、従来からＦθレンズ及び回転
多面鏡の組み合せにより、レーザ光を感光ドラム上に偏
向走査することが行われている。
多面鏡の組み合せにより、レーザ光を感光ドラム上に偏
向走査することが行われている。
レーザ光を走査する上での問題点の一つは、回転多面鏡
の反射面の傾きによる。走査ピッチむらが生じることで
ある。それを解決する方法としてはシリンダレンズとト
ーリックＦθレンズの組み合わせ（特開昭４８−９８８
４４号）、プリズムとＦθレンズの組み合わせ（特公昭
５９−９８８３号）、トーリックレンズとＦθレンズの
組み合わせ（特開昭４８−４９３１５号）、光軸からの
高さによって面倒れ方向の曲率半径を変化させた変形シ
リンドリカル面、非球面のいずれか、または双方を含む
シリンダレンズとＦＯレンズの組み合わせ（特開昭６１
−１２０１１２号、特開昭６１−１７５６０７号）等に
よって、回転多面鏡の傾き誤差による影響を低減しよう
とするものが知られている。これらには、前途のように
非対称光学素子とＦθレンズの２種類の光学部品が使わ
れており１部品点数が多いという難点があった。この点
を改善するために、Ｆθレンズの中に面倒れ補正機能を
持たせようとする提案もある。普通の球面（平面）の他
に、シリンドリカル面を含んだもの（特開昭５４−１２
６０５１）、 トーリック面を含んだもの（特開昭５
７−１４４５１５号）がある。トーリック面とは、ある
平面とそれに直交するもう一つの平面を考えた時、各々
の平面内における面の曲率半径が異なる面を意味する。
の反射面の傾きによる。走査ピッチむらが生じることで
ある。それを解決する方法としてはシリンダレンズとト
ーリックＦθレンズの組み合わせ（特開昭４８−９８８
４４号）、プリズムとＦθレンズの組み合わせ（特公昭
５９−９８８３号）、トーリックレンズとＦθレンズの
組み合わせ（特開昭４８−４９３１５号）、光軸からの
高さによって面倒れ方向の曲率半径を変化させた変形シ
リンドリカル面、非球面のいずれか、または双方を含む
シリンダレンズとＦＯレンズの組み合わせ（特開昭６１
−１２０１１２号、特開昭６１−１７５６０７号）等に
よって、回転多面鏡の傾き誤差による影響を低減しよう
とするものが知られている。これらには、前途のように
非対称光学素子とＦθレンズの２種類の光学部品が使わ
れており１部品点数が多いという難点があった。この点
を改善するために、Ｆθレンズの中に面倒れ補正機能を
持たせようとする提案もある。普通の球面（平面）の他
に、シリンドリカル面を含んだもの（特開昭５４−１２
６０５１）、 トーリック面を含んだもの（特開昭５
７−１４４５１５号）がある。トーリック面とは、ある
平面とそれに直交するもう一つの平面を考えた時、各々
の平面内における面の曲率半径が異なる面を意味する。
すなわち、光軸方向をＺ、光軸を含む互いに直交した平
面をｘｚ面＋ＹＺ面とした２次の展開式で表わすと、 ｚ ＝Ａｘ ” ＋Ｂ ｙ ” （１）
（Ａ、Ｂは係数で、Ａ”ＦＢかつ画角θとは独立）のよ
うな面を意味する。この提案では、光を走査する面（ｘ
ｚ面）内の焦点距離（ｆｘ）に比べて面倒れに影響ある
面（ｙｚ面）内の焦点距離（ｆ ｙ）が短かいため、面
倒れ方向の結像特性を走査全域で良好に保つのは困難で
あった。この点を改善するために、Ｆθレンズの回転多
面鏡から最も遠い面の面倒れ方向の焦点距離を偏向方向
に応じて変化させようとする提案もある（特願昭６１−
１０８４４０号）。
面をｘｚ面＋ＹＺ面とした２次の展開式で表わすと、 ｚ ＝Ａｘ ” ＋Ｂ ｙ ” （１）
（Ａ、Ｂは係数で、Ａ”ＦＢかつ画角θとは独立）のよ
うな面を意味する。この提案では、光を走査する面（ｘ
ｚ面）内の焦点距離（ｆｘ）に比べて面倒れに影響ある
面（ｙｚ面）内の焦点距離（ｆ ｙ）が短かいため、面
倒れ方向の結像特性を走査全域で良好に保つのは困難で
あった。この点を改善するために、Ｆθレンズの回転多
面鏡から最も遠い面の面倒れ方向の焦点距離を偏向方向
に応じて変化させようとする提案もある（特願昭６１−
１０８４４０号）。
このように焦点距離を偏向方向に応じて変化させるには
、屈折率を変化させる方法と曲率を変化させる方法とが
ある。前者は屈折率分布型レンズ（Ａｐｐｌ、○ｐｔ、
、 ２３ （ｌ １） １７３５（１９８４）に述べら
れている。）の例があるものの、走査レンズに用いられ
た実績がなく一般的ではないため、後者の方法を用いる
のがよい。この曲率を偏向方向に応じて変化させるよう
な形状のレンズを製作するには研削、研磨では技術的に
も生産性の上でも困雛であり、プレス成形が有望である
。プレス成形を行なう場合、レンズ外径が大きくなるほ
ど金型製作にコストがかかり、また非球面精度をレンズ
面全域にわたって高くするのにも不利である。
、屈折率を変化させる方法と曲率を変化させる方法とが
ある。前者は屈折率分布型レンズ（Ａｐｐｌ、○ｐｔ、
、 ２３ （ｌ １） １７３５（１９８４）に述べら
れている。）の例があるものの、走査レンズに用いられ
た実績がなく一般的ではないため、後者の方法を用いる
のがよい。この曲率を偏向方向に応じて変化させるよう
な形状のレンズを製作するには研削、研磨では技術的に
も生産性の上でも困雛であり、プレス成形が有望である
。プレス成形を行なう場合、レンズ外径が大きくなるほ
ど金型製作にコストがかかり、また非球面精度をレンズ
面全域にわたって高くするのにも不利である。
走査レンズを３枚のレンズで構成する場合、最も回転多
面鏡に近いレンズが外径も最も小さくできプレス形成に
有利となるのだが、偏向方向に応じて曲率を変化させる
面を用いる面が回転多面鏡に近いほど厳しくなる問題も
ある。
面鏡に近いレンズが外径も最も小さくできプレス形成に
有利となるのだが、偏向方向に応じて曲率を変化させる
面を用いる面が回転多面鏡に近いほど厳しくなる問題も
ある。
ここで、偏向方向に応じて曲率を変化させる面の回転多
面鏡からの距離と、走査レンズの面倒れ方向の焦点距離
の関係を示す、走査レンズの走査方向の主点から回転多
面鏡の偏向点および走査面までの距離をＬｌおよびＬ２
とする。走査レンズへの入射光束の走査方向は平行光で
あれば、Ｌ２は走査レンズの走査方向の焦点距離ｆｘに
一致する。
面鏡からの距離と、走査レンズの面倒れ方向の焦点距離
の関係を示す、走査レンズの走査方向の主点から回転多
面鏡の偏向点および走査面までの距離をＬｌおよびＬ２
とする。走査レンズへの入射光束の走査方向は平行光で
あれば、Ｌ２は走査レンズの走査方向の焦点距離ｆｘに
一致する。
Ｌ ２ ＝ ｆ ｘ （１）今
１回転多面鏡の偏向点と走査面が画角０において共役関
係になるように、偏向点から０の距離にある面の面倒れ
方向の曲率を走査方向の曲率より大きくし、その面のパ
ワーを１ ／ ｆ ａだけ増して走査レンズの面倒れ方
向の焦点距離がｆｙ（ｆｙ＜ｆｘ）になったとする。そ
の時の偏向点から走査レンズの面倒れ方向の主点までの
距離をＱ′とすると、物側および像側の主点間距離は無
視して、次の関係が成りたつ。
１回転多面鏡の偏向点と走査面が画角０において共役関
係になるように、偏向点から０の距離にある面の面倒れ
方向の曲率を走査方向の曲率より大きくし、その面のパ
ワーを１ ／ ｆ ａだけ増して走査レンズの面倒れ方
向の焦点距離がｆｙ（ｆｙ＜ｆｘ）になったとする。そ
の時の偏向点から走査レンズの面倒れ方向の主点までの
距離をＱ′とすると、物側および像側の主点間距離は無
視して、次の関係が成りたつ。
Ｑとｆｙの関係を求めたものを第３図に示す、これより
、偏向方向に応じて曲率を変化させる面の偏向点からの
距離ｎが小さくなるほど走査レンズの面倒れ方向の焦点
距離が小さくなることがわかる。従って、走査方向の像
面弯曲が補正されていれば、面倒れ方向の像面の画角の
増大に伴なう曲がりは焦点距離が短いほど大きくなるた
め、偏向方向に応じて曲率を変化させることにより補正
すべき像面弯曲量は大きくなる。
、偏向方向に応じて曲率を変化させる面の偏向点からの
距離ｎが小さくなるほど走査レンズの面倒れ方向の焦点
距離が小さくなることがわかる。従って、走査方向の像
面弯曲が補正されていれば、面倒れ方向の像面の画角の
増大に伴なう曲がりは焦点距離が短いほど大きくなるた
め、偏向方向に応じて曲率を変化させることにより補正
すべき像面弯曲量は大きくなる。
なお、偏向方向に応じて曲率を変化させる事により像面
弯曲が補正される作用については、後述する。
弯曲が補正される作用については、後述する。
次に、偏向方向に応じて曲率を変化させる面上において
隣り合う光束間における、補正すべき像面弯曲量の差に
ついて示す。第４図に示すように、１０は回転多面鏡、
１７は走査面、１２は走査レンズを構成するレンズのう
ちの回転多面鏡に最も近いレンズの走査面側の面、１４
は１２に隣接するレンズの走査面側の面、１２および１
４の偏向点からの距離をそれぞれＱ□ｅＱ２．１２およ
び１４上の光束の走査方向の直径をそれぞれδ□。
隣り合う光束間における、補正すべき像面弯曲量の差に
ついて示す。第４図に示すように、１０は回転多面鏡、
１７は走査面、１２は走査レンズを構成するレンズのう
ちの回転多面鏡に最も近いレンズの走査面側の面、１４
は１２に隣接するレンズの走査面側の面、１２および１
４の偏向点からの距離をそれぞれＱ□ｅＱ２．１２およ
び１４上の光束の走査方向の直径をそれぞれδ□。
δ２、光束の走査する領域をそれぞれＥｌ、Ｅ２、隣り
合う光束間における画角の差をそれぞれθ、。
合う光束間における画角の差をそれぞれθ、。
θ２、全画角をθとする。また、偏向方向に応じて曲率
を変化させる面を１２および１４とした場合の面倒れ方
向の像面をＳエ （θ）、δ２（θ）とする、ここで、
走査レンズへの入射光束の走査方向は平行光であるため
、δ１→δ２であり、また画角に応じたδ１およびδ２
の変化は無視するとして、 δ＝６１＝６２（４） とする。これより、θ１およびθ２は次のように表わさ
れる。
を変化させる面を１２および１４とした場合の面倒れ方
向の像面をＳエ （θ）、δ２（θ）とする、ここで、
走査レンズへの入射光束の走査方向は平行光であるため
、δ１→δ２であり、また画角に応じたδ１およびδ２
の変化は無視するとして、 δ＝６１＝６２（４） とする。これより、θ１およびθ２は次のように表わさ
れる。
０１＝δｅ／（Ｅｌ−δ）（５）
θ２＝δθ／（Ｅ２−δ）（６）
ここで、明らかにδ＜Ｅｌ＜Ｅ２であるため、θ１〉θ
２（７） である。また、先に述べたように、Ω１くＱ２であれば
、 ｌ５１（θ）Ｉ ＞ ｌ５２（θ） １ （
８）１ΔＳ１・θ、１〉１ΔＳ２・θ２＋ （１
０）が成り立つ０以上より、偏向方向に応じて曲率を変
化させる面の偏向点からの距離が小さいほど。
２（７） である。また、先に述べたように、Ω１くＱ２であれば
、 ｌ５１（θ）Ｉ ＞ ｌ５２（θ） １ （
８）１ΔＳ１・θ、１〉１ΔＳ２・θ２＋ （１
０）が成り立つ０以上より、偏向方向に応じて曲率を変
化させる面の偏向点からの距離が小さいほど。
その面上で隣り合う光束間における補正すべき像面弯曲
量の差は大きくなる。従って、たとえば、隣り合う光束
の接する位置のレンズ面形状は、双方の光束に対して像
面弯曲を補正すべき理想的な形状からのずれは大きくな
り、双方を平均的に満足させる形状を取らざるを得なく
、全体として結像特性は低下する傾向にある。
量の差は大きくなる。従って、たとえば、隣り合う光束
の接する位置のレンズ面形状は、双方の光束に対して像
面弯曲を補正すべき理想的な形状からのずれは大きくな
り、双方を平均的に満足させる形状を取らざるを得なく
、全体として結像特性は低下する傾向にある。
回転多面鏡に最も近いレンズにトーリックレンズを用い
た場合の走査方向および面倒れ方向の最良像点の位置を
画角３２°の範囲内で調べたものが第５図中のそれぞれ
５１．５２であり、ＲＭＳスポット径が第７図中の７１
である。また、トーリックレンズではなく、偏向方向に
応じて曲率を変化させた面を用いた場合の面倒れ方向の
最良像点の位置が第５図中の５３、ＲＭＳスポット径が
第７図中の７２である。これらによると、トーリック面
を用いた場合に生じる面倒れ方向の像点移動は、偏向方
向に応じて面倒れ方向の曲率を変化させる事により、か
なり補正されるが、ＲＭＳスポット径は０＝３２″で１
４５μに達し、高分解能な走査レンズには適さないこと
がわかる。
た場合の走査方向および面倒れ方向の最良像点の位置を
画角３２°の範囲内で調べたものが第５図中のそれぞれ
５１．５２であり、ＲＭＳスポット径が第７図中の７１
である。また、トーリックレンズではなく、偏向方向に
応じて曲率を変化させた面を用いた場合の面倒れ方向の
最良像点の位置が第５図中の５３、ＲＭＳスポット径が
第７図中の７２である。これらによると、トーリック面
を用いた場合に生じる面倒れ方向の像点移動は、偏向方
向に応じて面倒れ方向の曲率を変化させる事により、か
なり補正されるが、ＲＭＳスポット径は０＝３２″で１
４５μに達し、高分解能な走査レンズには適さないこと
がわかる。
結局、プレス成形の製造上の間層と結像特性を考慮する
と、偏向方向に応じて曲率を変化させる面を用いるレン
ズの必要最小限の外径は大き過ぎても小さ過ぎても不適
当である。
と、偏向方向に応じて曲率を変化させる面を用いるレン
ズの必要最小限の外径は大き過ぎても小さ過ぎても不適
当である。
この対策として考えられる方法は、回転多面鏡に最も近
いレンズの回転多面鏡からの距離を大きくして、必要最
小限な外径を大きくする事であるがこの方法では他の２
枚のレンズの外径を必要以上に大きくしてしまうため、
適当な方法とは言えない。
いレンズの回転多面鏡からの距離を大きくして、必要最
小限な外径を大きくする事であるがこの方法では他の２
枚のレンズの外径を必要以上に大きくしてしまうため、
適当な方法とは言えない。
そこで、中央のレンズの曲率を偏拘方向に応じて変化さ
せ、必要な結像特性が得られれば、その方が適当であり
、またレンズ外径を極力小さくするには、（１１）式の
ように、中央のレンズは走査面側のレンズより回転多面
鏡側のレンズに近接させる構成が好ましい。
せ、必要な結像特性が得られれば、その方が適当であり
、またレンズ外径を極力小さくするには、（１１）式の
ように、中央のレンズは走査面側のレンズより回転多面
鏡側のレンズに近接させる構成が好ましい。
１．０＞ｄ エ／ｄｔ＞Ｏ（１１）
〔問題点を解決するための手段〕
以上の点から考え１本発明では、３枚組走査レンズの中
央のレンズ面の形状を、 ｚ＝Ａｘ２＋Ｂ’ （θ）・ｙｚ （１２
）（Ｂ’≧Ｂ） として、係数Ｂ′をθの関数の形にして、走査レンズの
面倒れ方向の曲率半径を、偏向方向に応じて変化させる
ことを特徴とする。本発明によればｆｙがＯの関数にな
っており、θが変化するごとにｆｙも変化させることを
意味する。
央のレンズ面の形状を、 ｚ＝Ａｘ２＋Ｂ’ （θ）・ｙｚ （１２
）（Ｂ’≧Ｂ） として、係数Ｂ′をθの関数の形にして、走査レンズの
面倒れ方向の曲率半径を、偏向方向に応じて変化させる
ことを特徴とする。本発明によればｆｙがＯの関数にな
っており、θが変化するごとにｆｙも変化させることを
意味する。
第２図を用いて、面の形状を変化させるとどのような作
用が起きるかを説明する。
用が起きるかを説明する。
第２図でＺ軸は光軸方向、ｙｚ面は特定の画角θの時の
面倒れに影響する平面である。図中１００１の実線は、
従来のトーリック面ｚ ＝Ｂ ｙ ２＋Ｍ
（１３）を示す。
面倒れに影響する平面である。図中１００１の実線は、
従来のトーリック面ｚ ＝Ｂ ｙ ２＋Ｍ
（１３）を示す。
面１００１により屈折された光線２００１は、ドラム面
１７上の点３０００の手前３００１の位置で結像する。
１７上の点３０００の手前３００１の位置で結像する。
しかし、実際は３０００の位置に結像したい。そこで、
１００２の点線のように曲率半径を変化させ、パワーを
小さくしてやれば、２０ｏ２の光束のように３０００の
位置に結像させることが可能となる。従って、光軸上（
θ＝０）における面倒れ方向のパワーよりも、軸外（ｏ
４０）におけるパワーを小さくなるように曲率半径を変
化させて非球面へ移行することで結像位置をドラム面上
に持っていくことができる。しがもパワーは画角と共に
単調に減少させればよい。
１００２の点線のように曲率半径を変化させ、パワーを
小さくしてやれば、２０ｏ２の光束のように３０００の
位置に結像させることが可能となる。従って、光軸上（
θ＝０）における面倒れ方向のパワーよりも、軸外（ｏ
４０）におけるパワーを小さくなるように曲率半径を変
化させて非球面へ移行することで結像位置をドラム面上
に持っていくことができる。しがもパワーは画角と共に
単調に減少させればよい。
以下、実施例によって本発明を説明する。
第１図は本発明の基本構成図である。図において、１は
光走査レンズ、２はレーザ、９はコリメータレンズ、１
０は回転多面鏡、１７はドラム面である。
光走査レンズ、２はレーザ、９はコリメータレンズ、１
０は回転多面鏡、１７はドラム面である。
３枚のレンズで構成される光走査レンズ１の各面を１回
転多面鏡側から第１〜第６面と名付ける。
転多面鏡側から第１〜第６面と名付ける。
本発明の実施例では、第４面１４は第８図のように画角
の絶対値の増大と共に、面倒れ方向の曲率半径が変化し
、パワーが単調に減少する面形状と合の結像特性を調べ
る。
の絶対値の増大と共に、面倒れ方向の曲率半径が変化し
、パワーが単調に減少する面形状と合の結像特性を調べ
る。
レンズ譜元を表１に示す。ｒ１〜ｒ６は走査方向（Ｘ軸
方向）の曲率半径、ｒ１′〜ｒ８′は面倒れ方向（ｙ軸
方向）の曲率半径、ｄ、〜ｄ５は面間隔−ｎ１ｔｎ３．
ｎ５は屈折率である。ｆｘ。
方向）の曲率半径、ｒ１′〜ｒ８′は面倒れ方向（ｙ軸
方向）の曲率半径、ｄ、〜ｄ５は面間隔−ｎ１ｔｎ３．
ｎ５は屈折率である。ｆｘ。
ｆｙは各々、走査方向及び面倒れ方向の焦点距離、ｂ−
ｆはバックフォーカス、Ｓｌは入射光源の位１１、ｓｋ
’は最終面から近軸上の結像位置を示す。
ｆはバックフォーカス、Ｓｌは入射光源の位１１、ｓｋ
’は最終面から近軸上の結像位置を示す。
走査方向及び面倒れ方向の最良像点の位置を画角３２°
の範囲内で調べたものが第６図中のそれぞれ６１．６２
である。これによると、走査方向の像点位置６１の結像
特性は良いが、焦点距離の小さい面倒れ方向の像点位置
６２はレンズ側に著しく曲がる。この程度は１２０＋ａ
ｍにも達する。中間位置をドラム面にするとしても±６
０ｍ＋＋の焦点位置の変化が生じ、高分解能な光走査装
置ができない。本発明はこの像点の曲がりを走査レンズ
の面倒れ方向の曲率半径を変化させ、偏向方向に応じて
パワーを変化させることで補正するものである。すなわ
ち、画角が大きい時に像点位置がレンズ側に曲がるのを
、第４面１４の面倒れ方向の曲率を像の曲がりに従って
変えることにより、像面を平面上に持ってこようとする
ものである。
の範囲内で調べたものが第６図中のそれぞれ６１．６２
である。これによると、走査方向の像点位置６１の結像
特性は良いが、焦点距離の小さい面倒れ方向の像点位置
６２はレンズ側に著しく曲がる。この程度は１２０＋ａ
ｍにも達する。中間位置をドラム面にするとしても±６
０ｍ＋＋の焦点位置の変化が生じ、高分解能な光走査装
置ができない。本発明はこの像点の曲がりを走査レンズ
の面倒れ方向の曲率半径を変化させ、偏向方向に応じて
パワーを変化させることで補正するものである。すなわ
ち、画角が大きい時に像点位置がレンズ側に曲がるのを
、第４面１４の面倒れ方向の曲率を像の曲がりに従って
変えることにより、像面を平面上に持ってこようとする
ものである。
表 １
第８図に第４図１４の面倒れ方向の曲率が変化するよう
すを示す。この面形状の変化量はＤで表わし、これは面
倒れ方向が変化しない基準の面上の点（ｘｔ ｙ）が２
方向に点線のようにずれた量のことである。特定の（ｘ
＋ｙ）に対するＤの値を表２に示す。この表に示されな
い任意の位置の面形状はスプライン関数を用いて滑らか
に接続する。（スプライン関数については、「最近の内
挿法のアルゴリズムと計算プログラム」情報処理室Ｖｏ
１．１７． Ｎｏ、５ （１９７６） ｐｐ、４１７〜
４２５に述べられている。）走査方向の結像特性は良好
で、あるからｙ＝Ｑでの面の変化はない、この結果は、
Ｄの値はいずれも０以上で（Ｚ軸の子方向にずらす場合
、Ｄは正となる。）、等しいＩｙｌに関してＩＸＩが増
加するに従ってＩＤＩも単調増加しており、パワーが単
調減少していることを意味する。即ち、ｘ ｈａ Ｏで
の像点位置を必要なだけ遠くに延ばして焦点距離を変化
させていることになる。なお、表中に示したＸの値は、
画角０の時の光束が、第４面を通る時の主光線のＸ座標
を示す。
すを示す。この面形状の変化量はＤで表わし、これは面
倒れ方向が変化しない基準の面上の点（ｘｔ ｙ）が２
方向に点線のようにずれた量のことである。特定の（ｘ
＋ｙ）に対するＤの値を表２に示す。この表に示されな
い任意の位置の面形状はスプライン関数を用いて滑らか
に接続する。（スプライン関数については、「最近の内
挿法のアルゴリズムと計算プログラム」情報処理室Ｖｏ
１．１７． Ｎｏ、５ （１９７６） ｐｐ、４１７〜
４２５に述べられている。）走査方向の結像特性は良好
で、あるからｙ＝Ｑでの面の変化はない、この結果は、
Ｄの値はいずれも０以上で（Ｚ軸の子方向にずらす場合
、Ｄは正となる。）、等しいＩｙｌに関してＩＸＩが増
加するに従ってＩＤＩも単調増加しており、パワーが単
調減少していることを意味する。即ち、ｘ ｈａ Ｏで
の像点位置を必要なだけ遠くに延ばして焦点距離を変化
させていることになる。なお、表中に示したＸの値は、
画角０の時の光束が、第４面を通る時の主光線のＸ座標
を示す。
このようにして得られた走査レンズｌの結像特性を第６
図中の６３で示す。６２の結像特性が６３のようになり
、しかも走査方向の結像特性は不変であるので、画角３
２°以内での結像特性は著しく改善される。さらに、光
束の結像面におけるＲＭＳスポット径を第７図に示す。
図中の６３で示す。６２の結像特性が６３のようになり
、しかも走査方向の結像特性は不変であるので、画角３
２°以内での結像特性は著しく改善される。さらに、光
束の結像面におけるＲＭＳスポット径を第７図に示す。
従来技術の場合は７３で、本発明の場合は７４である。
これからも結像特性が著しく改善されていることが明ら
かである。
かである。
なお、走査方向の結像特性が画角大にした時低下する場
合には、ｙ＝Ｑでも面を移動させることにより改善され
る。
合には、ｙ＝Ｑでも面を移動させることにより改善され
る。
表 ２
Ｄ：面の変化量（２方向）μ
Ｘ＝−１６，５０５順 ＣＤ＝−３２″′）ｙ
Ｄ ｙ Ｄ−２，０４，６−
１，０１，１５ ０，００，０１，０１，１５ ２，０，４，６ ｘ” １２．３４９５ｍｍ （θ＝−２４’）ｙ
Ｄ ｙ Ｄ−２，
０２，４６−１，００，６１５ ０，００，０１，００，６１５ ２，０２，４６ Ｘ” ８．２３０９＋Ｉｌ＋ｓ （θ＝−１６°）
ｙ Ｄ ｙ Ｄ−２
，０１，０８−１，００，２７ ０，００，０１，００，２７ ２，０１，０８ ｘ＝−４，１１６２ｍｍ ＣｆＪ＝−８＠）Ｙ
Ｄ ｙ Ｄ−２，００，２４
−１，００，０６ ０，００，０１，００，０６ ２，００，２４ ｘ＝ｏ、０ｍ＋ｍ （θ＝ｏ’） ｙ Ｄ ｙ Ｄ−２
，００，０−１，００，０ ０，００，０１，００，０ ２，００，０ ｘ＝４．１１６２ｍｍ （θ＝８″）ｙ Ｄ
ｙ Ｄ−２，００，２４−１，０
０，０６ ０，００，０１，００，０６ ２，００，２４ ｘ＝８．２３０９ｍｍ （θ＝１６″′）ｙ
Ｄ ｙ Ｄ−２，０１，０８−１
，００，２７ ０，００，０１，００，２７ ２，０１，０８ ｘ＝１２．３４９５ｍｍ （θ＝２４＠）、 ・
Ｄ ｙ Ｄ−２，０２，４６−
１，００，６１５ ０，００，０１，００，６１５ ２，０２，４６ ｘ＝１６．５０５ｍ＋ｍ （θ＝３２”）ｙ
Ｄ ｙ Ｄ−２，０４，６−１，
０１，１５ ０，００，０１，０１，１５ ２，０４，６ 〔発明の効果ゴ 以上１本発明によれば、３枚のレンズで構成される光走
査レンズにおいて、中央に位置するレンズの面倒れ補正
機能を有する方向のパワーを走査画角に応じて変化させ
ることにより、像面弯曲が補正され、かつＲＭＳスポッ
ト径も小さくできるため１画角を大きくしても結像特性
が高分解能に保てる。同じ走査中を走査する時１画角が
大きくできれば焦点距離を短かくできるため、光学系Ｃ
小型化が図れる。また、曲率半径を変化させる＋１を外
径のさほど大きくない中央のレンズに用い；ため、プレ
ス成形の際のコスト低減、弁球面精ｊの向上が図れる６
Ｄ ｙ Ｄ−２，０４，６−
１，０１，１５ ０，００，０１，０１，１５ ２，０，４，６ ｘ” １２．３４９５ｍｍ （θ＝−２４’）ｙ
Ｄ ｙ Ｄ−２，
０２，４６−１，００，６１５ ０，００，０１，００，６１５ ２，０２，４６ Ｘ” ８．２３０９＋Ｉｌ＋ｓ （θ＝−１６°）
ｙ Ｄ ｙ Ｄ−２
，０１，０８−１，００，２７ ０，００，０１，００，２７ ２，０１，０８ ｘ＝−４，１１６２ｍｍ ＣｆＪ＝−８＠）Ｙ
Ｄ ｙ Ｄ−２，００，２４
−１，００，０６ ０，００，０１，００，０６ ２，００，２４ ｘ＝ｏ、０ｍ＋ｍ （θ＝ｏ’） ｙ Ｄ ｙ Ｄ−２
，００，０−１，００，０ ０，００，０１，００，０ ２，００，０ ｘ＝４．１１６２ｍｍ （θ＝８″）ｙ Ｄ
ｙ Ｄ−２，００，２４−１，０
０，０６ ０，００，０１，００，０６ ２，００，２４ ｘ＝８．２３０９ｍｍ （θ＝１６″′）ｙ
Ｄ ｙ Ｄ−２，０１，０８−１
，００，２７ ０，００，０１，００，２７ ２，０１，０８ ｘ＝１２．３４９５ｍｍ （θ＝２４＠）、 ・
Ｄ ｙ Ｄ−２，０２，４６−
１，００，６１５ ０，００，０１，００，６１５ ２，０２，４６ ｘ＝１６．５０５ｍ＋ｍ （θ＝３２”）ｙ
Ｄ ｙ Ｄ−２，０４，６−１，
０１，１５ ０，００，０１，０１，１５ ２，０４，６ 〔発明の効果ゴ 以上１本発明によれば、３枚のレンズで構成される光走
査レンズにおいて、中央に位置するレンズの面倒れ補正
機能を有する方向のパワーを走査画角に応じて変化させ
ることにより、像面弯曲が補正され、かつＲＭＳスポッ
ト径も小さくできるため１画角を大きくしても結像特性
が高分解能に保てる。同じ走査中を走査する時１画角が
大きくできれば焦点距離を短かくできるため、光学系Ｃ
小型化が図れる。また、曲率半径を変化させる＋１を外
径のさほど大きくない中央のレンズに用い；ため、プレ
ス成形の際のコスト低減、弁球面精ｊの向上が図れる６
第１図は本発明の一実施例を示す説明図、菜園は本発明
の詳細な説明するための図、第３図面倒れ方向の焦点距
離の変化を示す図、第４図隣接する光束間での像面弯曲
量の差を示す図、５図から第７図は、それぞれ従来例お
よび未発による結像特性を示す図、第８図は本発明で用
る走査レンズの非球面（第４面）を示す図であ１１〜１
６・・・走査レンズの第１〜第６面。 １０・・・回転多面鏡、２・・・レーザ、６１・・・従
来例の走査方向の結像位置、６２・・・従来例の面倒れ
方向の結像位置、６３・・・本発明による面倒れ方向の
結像位置、７３・・・従来例のＲＭＳスポット程。 ７４・・・本発明によるＲＭＳスポット径。 第７１ Ｚ 第２圀 ￥ 第３目 １（Ｘ”、８） 一 第４囚 ７ρ 第５目 檀虚物動（おり 第７剖 ！Ｉ／１ｌ１１θ１゜ 第２囚 橡止助ヤ（周り 第ｇ図 り
の詳細な説明するための図、第３図面倒れ方向の焦点距
離の変化を示す図、第４図隣接する光束間での像面弯曲
量の差を示す図、５図から第７図は、それぞれ従来例お
よび未発による結像特性を示す図、第８図は本発明で用
る走査レンズの非球面（第４面）を示す図であ１１〜１
６・・・走査レンズの第１〜第６面。 １０・・・回転多面鏡、２・・・レーザ、６１・・・従
来例の走査方向の結像位置、６２・・・従来例の面倒れ
方向の結像位置、６３・・・本発明による面倒れ方向の
結像位置、７３・・・従来例のＲＭＳスポット程。 ７４・・・本発明によるＲＭＳスポット径。 第７１ Ｚ 第２圀 ￥ 第３目 １（Ｘ”、８） 一 第４囚 ７ρ 第５目 檀虚物動（おり 第７剖 ！Ｉ／１ｌ１１θ１゜ 第２囚 橡止助ヤ（周り 第ｇ図 り
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光源からの光束を偏向走査する回転多面鏡と、該回
転多面鏡の面の倒れによる走査線間隔のむらを補正ある
いは減少させる機能を有し、上記偏向された光束の偏向
角に比例した走査面上の位置に上記光束を結像させる走
査レンズとを備えてなる光走査装置において、 上記走査レンズは３枚のレンズより構成されており、そ
の内の中央に位置するレンズの面倒れ補正機能を有する
方向のパワー（パワーとは焦点距離の逆数のことを言う
。）が、走査画角に応じて変化してなるレンズであるこ
とを特徴とする光走査装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光走査装置において、
上記走査レンズの中央に位置するレンズの面倒れ補正機
能を有する方向の曲率半径を変化させて、走査画角の絶
対値の増大につれてパワーを単調減少させてなることを
特徴とする光走査装置。 ３、回転多面鏡に最も近いレンズと中央に位置するレン
ズの主点間距離をｄ＿ I 、中央に位置するレンズと回
転多面鏡から最も遠いレンズの主点間距離をｄ＿IIとし
た時、 １．０＞ｄ＿ I ／ｄ＿II＞０ なる関係を満足することを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項記載の光走査装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086886A JPS63253916A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 光走査装置 |
| DE3851250T DE3851250T2 (de) | 1987-04-10 | 1988-04-06 | Optische Abtastvorrichtung. |
| EP88105474A EP0286066B1 (en) | 1987-04-10 | 1988-04-06 | Optical scanning apparatus |
| US07/179,407 US4882483A (en) | 1987-04-10 | 1988-04-08 | Optical scanning apparatus with optical correction for scan mirror surface tilt |
| KR1019880004010A KR910003412B1 (ko) | 1987-04-10 | 1988-04-09 | 광주사 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086886A JPS63253916A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63253916A true JPS63253916A (ja) | 1988-10-20 |
Family
ID=13899315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62086886A Pending JPS63253916A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 光走査装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4882483A (ja) |
| EP (1) | EP0286066B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63253916A (ja) |
| KR (1) | KR910003412B1 (ja) |
| DE (1) | DE3851250T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600475A (en) * | 1993-07-23 | 1997-02-04 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Laser scanner |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0769521B2 (ja) * | 1988-07-13 | 1995-07-31 | 株式会社日立製作所 | 光走査装置及び走査レンズ |
| JPH07113706B2 (ja) * | 1988-12-16 | 1995-12-06 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 光ビーム走査用レンズ |
| JP3122452B2 (ja) * | 1990-09-10 | 2001-01-09 | 日立工機株式会社 | 光走査装置 |
| JP3269159B2 (ja) * | 1993-02-05 | 2002-03-25 | 日立工機株式会社 | レーザ走査装置及び走査レンズ |
| WO1999040470A1 (de) * | 1998-02-06 | 1999-08-12 | Rodenstock Präzisionsoptik Gmbh | Einblick- bzw. einspiegelungseinrichtung |
| CN104166235B (zh) * | 2014-08-27 | 2017-05-17 | 南京牧镭激光科技有限公司 | 多普勒激光雷达单镜光学扫描器 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57144514A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-07 | Canon Inc | Scan optical system having fall compensating function |
| JPS58200214A (ja) * | 1982-05-19 | 1983-11-21 | Hitachi Ltd | 走査光学系 |
| JPH0617948B2 (ja) * | 1985-02-13 | 1994-03-09 | 富士写真フイルム株式会社 | 光ビ−ム走査装置 |
| JPH0782157B2 (ja) * | 1986-01-24 | 1995-09-06 | 株式会社リコー | 面倒れ補正機能をもつ走査光学系 |
| JPH0627904B2 (ja) * | 1986-02-06 | 1994-04-13 | 旭光学工業株式会社 | レーザービームの走査光学系 |
| JPS62265615A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-18 | Hitachi Ltd | 光走査装置 |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP62086886A patent/JPS63253916A/ja active Pending
-
1988
- 1988-04-06 DE DE3851250T patent/DE3851250T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-06 EP EP88105474A patent/EP0286066B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-08 US US07/179,407 patent/US4882483A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-09 KR KR1019880004010A patent/KR910003412B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600475A (en) * | 1993-07-23 | 1997-02-04 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Laser scanner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR890016489A (ko) | 1989-11-29 |
| DE3851250T2 (de) | 1994-12-15 |
| EP0286066A3 (en) | 1990-12-05 |
| EP0286066A2 (en) | 1988-10-12 |
| EP0286066B1 (en) | 1994-08-31 |
| KR910003412B1 (ko) | 1991-05-30 |
| US4882483A (en) | 1989-11-21 |
| DE3851250D1 (de) | 1994-10-06 |
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