JPS6378120A - 光ビ−ム走査装置 - Google Patents
光ビ−ム走査装置Info
- Publication number
- JPS6378120A JPS6378120A JP22445486A JP22445486A JPS6378120A JP S6378120 A JPS6378120 A JP S6378120A JP 22445486 A JP22445486 A JP 22445486A JP 22445486 A JP22445486 A JP 22445486A JP S6378120 A JPS6378120 A JP S6378120A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical system
- scanning direction
- imaging optical
- light beam
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- Granted
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 41
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 5
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
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
本発明は光源からの光ビームを偏向器によって偏向し被
走査面を走査する光ビーム走査装置に関するものである
。
走査面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、たとえば回転多面
鏡を用いた光ビーム走査装置において、その偏向反射面
の倒れにより偏向走査された光ビ−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られている。
鏡を用いた光ビーム走査装置において、その偏向反射面
の倒れにより偏向走査された光ビ−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られている。
たとえば、特開昭56−36622号公報、特開昭57
−144516号公報では、レーザー光源を適当な手段
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、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結像光学系とその線状の結像位置近傍に偏向
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面を有するレンズからなる第2結
像光学系から構成されている。その偏向反射面とその被
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、その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。
−144516号公報では、レーザー光源を適当な手段
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、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結像光学系とその線状の結像位置近傍に偏向
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面を有するレンズからなる第2結
像光学系から構成されている。その偏向反射面とその被
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、その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Fナンバーが60、走査方向と直角な方向のFナンバ
ーが100と太き(、光ビームの被走査面におけるスポ
ット径が約100μm程度となり、1鶴当り10ドツト
程度の解像度しか得られない、小さいスポット径を得る
にはFナンバーを小さくし、且つ充分な収差補正を必要
とするが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、Fナンバーを小さくすることが困難であ
った。
のFナンバーが60、走査方向と直角な方向のFナンバ
ーが100と太き(、光ビームの被走査面におけるスポ
ット径が約100μm程度となり、1鶴当り10ドツト
程度の解像度しか得られない、小さいスポット径を得る
にはFナンバーを小さくし、且つ充分な収差補正を必要
とするが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、Fナンバーを小さ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
上記問題を解決するために本発明の光ビーム走査装置は
、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、さらに補正過剰な球面収差が生じる
ように構成され、走査方向に対し直角な方向に関し、そ
の偏向反射面と被走査面とが幾何光学的共役関係をなし
、前記第2結像光学系は、偏向器側から順に、偏向器側
に凹面を向けた負のメニスカス球面レンズ、偏向器側に
凸面を向けた正の球面レンズとトーリック面を有するレ
ンズの3枚により構成され、次の条件を満足するように
構成するものである。
、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、さらに補正過剰な球面収差が生じる
ように構成され、走査方向に対し直角な方向に関し、そ
の偏向反射面と被走査面とが幾何光学的共役関係をなし
、前記第2結像光学系は、偏向器側から順に、偏向器側
に凹面を向けた負のメニスカス球面レンズ、偏向器側に
凸面を向けた正の球面レンズとトーリック面を有するレ
ンズの3枚により構成され、次の条件を満足するように
構成するものである。
0≧1/「。>−0,4/f ・・・・・・
fill f 、 l >4.0f
・、・+21但し、rは全系の走査方向における
焦点距離、rpは、前記トーリック面を有するレンズに
おいて偏向器側の面の走査方向の屈折に関する曲率半径
、f4は第2結像光学系の偏向器側から見た第2レンズ
の焦点距離。
fill f 、 l >4.0f
・、・+21但し、rは全系の走査方向における
焦点距離、rpは、前記トーリック面を有するレンズに
おいて偏向器側の面の走査方向の屈折に関する曲率半径
、f4は第2結像光学系の偏向器側から見た第2レンズ
の焦点距離。
作用
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。従って走査方向における球面収
差は補正不足となりFナンバーを小さくすることは残存
収差によって回折限界系の光学径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は第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う。以上のような
作用により全系の残存収差は著しく低減され、その結果
、本発明の光ビーム走査装置は、Fナンバーを小さくす
ることが可能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る高印字品質化に対応
した光ビーム走査装置が得られることとなる。
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。従って走査方向における球面収
差は補正不足となりFナンバーを小さくすることは残存
収差によって回折限界系の光学径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は第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う。以上のような
作用により全系の残存収差は著しく低減され、その結果
、本発明の光ビーム走査装置は、Fナンバーを小さくす
ることが可能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る高印字品質化に対応
した光ビーム走査装置が得られることとなる。
条件(1)は、走査の直線性に重要な条件である。
第2結像光学系は走査方向の屈折に関して、前記トーリ
ック面を有するレンズの偏向器側の面において適度の負
の歪曲特性を発生させ、全体として良好な走査の直線性
を得ている。そのため、この面の曲率半径rpが、この
条件の範囲を越えると良好に収差を補正することが困難
となる。
ック面を有するレンズの偏向器側の面において適度の負
の歪曲特性を発生させ、全体として良好な走査の直線性
を得ている。そのため、この面の曲率半径rpが、この
条件の範囲を越えると良好に収差を補正することが困難
となる。
条件(2)は、第2結像光学系において、偏向器側から
見た第2レンズのパワーを規定するものである0本発明
においては、前記の如く第1結像光学系を補正過剰な球
面収差を持つように構成し、第2結像光学系の走査方向
に直角な方向の補正不足な球面収差を打ち消しているが
、1f41が上限を越えると、第2結像光学系の走査方
向に直角な方向の補正不足な球面収差が過大となり、良
好に補正することが困難となる。
見た第2レンズのパワーを規定するものである0本発明
においては、前記の如く第1結像光学系を補正過剰な球
面収差を持つように構成し、第2結像光学系の走査方向
に直角な方向の補正不足な球面収差を打ち消しているが
、1f41が上限を越えると、第2結像光学系の走査方
向に直角な方向の補正不足な球面収差が過大となり、良
好に補正することが困難となる。
なお、トーリック面ををするレンズは、走査方向と直角
な面内において偏向a側に凹面を向けた全体で正のパワ
ーを有するメニスカス単レンズであることが望ましい。
な面内において偏向a側に凹面を向けた全体で正のパワ
ーを有するメニスカス単レンズであることが望ましい。
さらに、トーリック面を有するレンズは、走査面内にお
いて、偏向器側の面の曲率半径をrpとするとき、rp
=■とすれば加工上容易であり、コストを下、げろのに
有効である。
いて、偏向器側の面の曲率半径をrpとするとき、rp
=■とすれば加工上容易であり、コストを下、げろのに
有効である。
実施例
以下に本発明になる光ビーム走査装置の一実施例を示す
、ただし、各実施例中r1.r2・・・・・・は光源か
ら順に走査方向の屈折に関する各面の曲率半径、rlo
、r2′・・・・・・は光源から順に走査方向と直角な
方向の屈折に関する各面の曲率半径、d、、d2・・・
・・・は上記各面の面間隔、n 1. n 2・・・
・・・はそれぞれのレンズの波長790nmにおける屈
折率である。
、ただし、各実施例中r1.r2・・・・・・は光源か
ら順に走査方向の屈折に関する各面の曲率半径、rlo
、r2′・・・・・・は光源から順に走査方向と直角な
方向の屈折に関する各面の曲率半径、d、、d2・・・
・・・は上記各面の面間隔、n 1. n 2・・・
・・・はそれぞれのレンズの波長790nmにおける屈
折率である。
(以 下 余 白)
n II II II N巨
鋭
S II D II I
I II収 量 ’ + elao #
16−J ロ −1+l+l
+ kII II
11C! F
CII II II I
IIII If II II j
If 5I+1
+&+I+1+−−4J 派 −−一一一 −派 − II II
II IIe e
ζ
CII II II II
II II II
IIフ ’at ’e+ ’l:l
’a ’e+ ’a ’e+I
I II II II
II II II IIo
In &、 II
l+ 1−
1+ l+ 1+1+ 仁
輻II II
It’+p−a
−p= II II 11 −
84111+−一 −旬 ロ
m−−−坊1.r& 通
派 −II
II n IIII
II II II
II II II U II
e46em 111
et−scheII II II
II II II II
II II II −鉤 の
−tn as Φ
■ 9 =&+−&+ 烏! −届萩
−一1w&+l+1.+本発明になる光ビーム走
査装置の一実施例について図面を参照しながら説明する
。第1図は本発明に係る光ビーム走査装置の第1実施例
に基づく概略構成図を示す斜視図である。レーザー光源
からの出力光はコリメータレンズで適当なビーム径とな
る様コリメートされ(図示せず)に、光ビーム1は、2
枚のシリンドリカルレンズ2.3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
ター(図示せず)等によって回転駆動され、偏向をおこ
なう。
I II収 量 ’ + elao #
16−J ロ −1+l+l
+ kII II
11C! F
CII II II I
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II II II II
II II II −鉤 の
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■ 9 =&+−&+ 烏! −届萩
−一1w&+l+1.+本発明になる光ビーム走
査装置の一実施例について図面を参照しながら説明する
。第1図は本発明に係る光ビーム走査装置の第1実施例
に基づく概略構成図を示す斜視図である。レーザー光源
からの出力光はコリメータレンズで適当なビーム径とな
る様コリメートされ(図示せず)に、光ビーム1は、2
枚のシリンドリカルレンズ2.3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
ター(図示せず)等によって回転駆動され、偏向をおこ
なう。
その偏向反射面6によって、被走査面12に走査スポッ
トを形成する。ここで、その2枚の球面レンズ8.9と
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fat、 (blは、前記第1実施例の
各々走査面内におけるレンズ配置と光路を示す概略図と
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
概略図である。第2図Q)lに示す如(、第2結像光学
系11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り
、いわゆる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。
トを形成する。ここで、その2枚の球面レンズ8.9と
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fat、 (blは、前記第1実施例の
各々走査面内におけるレンズ配置と光路を示す概略図と
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
概略図である。第2図Q)lに示す如(、第2結像光学
系11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り
、いわゆる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がその第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
低減されている。
ズ群によって構成される第1結像光学系5がその第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
低減されている。
第3図、第4図および第5図はそれぞれは、第1実施例
、第2実施例、第3実施例における特性を示す。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、(b)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、fd+は非点収差を示し、実線がサジタル■方向
、破線がメリデイオナル(財)方向の収差を表している
。(e)は走査の直線性の特性を示している。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、Fナンバーの小さく広画角で、しかも面倒れ補正機
能を有する光ビーム走査装置が実現されている。
、第2実施例、第3実施例における特性を示す。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、(b)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、fd+は非点収差を示し、実線がサジタル■方向
、破線がメリデイオナル(財)方向の収差を表している
。(e)は走査の直線性の特性を示している。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、Fナンバーの小さく広画角で、しかも面倒れ補正機
能を有する光ビーム走査装置が実現されている。
第3実施例は第2結像光学系のトーリック面を有するレ
ンズにおいて偏向器側の面の走査方向の屈折に関する曲
率半径rpをrp−Oとしたものである。このことによ
って、加工が容易となりコストの低減ができる。
ンズにおいて偏向器側の面の走査方向の屈折に関する曲
率半径rpをrp−Oとしたものである。このことによ
って、加工が容易となりコストの低減ができる。
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
持つように構成され、さらに第2結像光学系が、偏向器
側から順に、偏向器側に凹面を向けた負のメニスカス球
面レンズ、偏向器側に凸面を向けた正の球面レンズとト
ーリック面を有するレンズの3枚により構成され、前記
の条件を満足することによって全系の残存収差が良好に
補正されたFナンバーの小さく広画角でしかも面倒れ補
正機能を有する光ビーム走査装置を提供するものである
。
傍に結像する第1結像光学系が、補正過剰な球面収差を
持つように構成され、さらに第2結像光学系が、偏向器
側から順に、偏向器側に凹面を向けた負のメニスカス球
面レンズ、偏向器側に凸面を向けた正の球面レンズとト
ーリック面を有するレンズの3枚により構成され、前記
の条件を満足することによって全系の残存収差が良好に
補正されたFナンバーの小さく広画角でしかも面倒れ補
正機能を有する光ビーム走査装置を提供するものである
。
第1図は本発明の第1実施例に基づ(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
の装置の構成図、第3図は第1実施例における特性図、
第4図、第5図はそれぞれ第2実施例、第3実施例の特
性図である。 1・・・・・・光ビーム、5・・・・・・第1結像光学
系、6・・・・・・偏向反射面、11・・・・・・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 ほか1名へJ \ 〜 区 ″″ −城 第 5 図 璋面収−球面り芝 (α)(b)
の概略構成を示す斜視図、第2図は本発明の第1実施例
の装置の構成図、第3図は第1実施例における特性図、
第4図、第5図はそれぞれ第2実施例、第3実施例の特
性図である。 1・・・・・・光ビーム、5・・・・・・第1結像光学
系、6・・・・・・偏向反射面、11・・・・・・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 ほか1名へJ \ 〜 区 ″″ −城 第 5 図 璋面収−球面り芝 (α)(b)
Claims (2)
- (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、その第1結像光学系による線状の結像の位置近傍
にその偏向反射面を有する偏向器、その偏向器で偏向さ
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、さら
に補正過剰な球面収差が生じるように構成され、走査方
向に対し直角な方向に関し、その偏向反射面と被走査面
とが幾何光学的共役関係をなし、前記第2結像光学系は
、偏向器側から順に、偏向器側に凹面を向けた負のメニ
スカス球面レンズ、偏向器側に凸面を向けた正の球面レ
ンズとトーリック面を有するレンズの3枚により構成さ
れ、次の条件を満足することを特徴とする光ビーム走査
装置。 0≧1/r_p>−0.4/f・・・・・・(1)|f
_4|>4.0f・・・・・・(2) 但し、fは全系の走査方向における焦点距離、r_pは
、前記トーリック面を有するレンズにおいて偏向器側の
面の走査方向の屈折に関する曲率半径、f_4は第2結
像光学系の偏向器側から見た第2レンズの焦点距離。 - (2)トーリツク面を有するレンズは、その偏向器側の
面の走査方向の屈折に関する曲率半径をr_pとすると
き、r_p=∽である特許請求の範囲第(1)項記載の
光ビーム走査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61224454A JP2511904B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 光ビ−ム走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61224454A JP2511904B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 光ビ−ム走査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6378120A true JPS6378120A (ja) | 1988-04-08 |
JP2511904B2 JP2511904B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=16814028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61224454A Expired - Fee Related JP2511904B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 光ビ−ム走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2511904B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63189822A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-05 | Seiko Epson Corp | 光走査装置 |
JPH03191316A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-21 | Canon Inc | fθレンズ及びそれを用いたレーザー走査光学系 |
JPH08278464A (ja) * | 1988-07-15 | 1996-10-22 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置における走査光学系および補正光学系 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58153908A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-13 | Minolta Camera Co Ltd | 走査用レンズ |
JPS60233616A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-20 | Canon Inc | 光学走査装置 |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP61224454A patent/JP2511904B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2511904B2 (ja) | 1996-07-03 |
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