JPH02191911A - 走査用レンズ - Google Patents
走査用レンズInfo
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- JPH02191911A JPH02191911A JP23658889A JP23658889A JPH02191911A JP H02191911 A JPH02191911 A JP H02191911A JP 23658889 A JP23658889 A JP 23658889A JP 23658889 A JP23658889 A JP 23658889A JP H02191911 A JPH02191911 A JP H02191911A
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- scanning lens
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
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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、レーザビームプリンタ等の走査光学系で用い
られる走査用レンズに関する。
られる走査用レンズに関する。
従来の技術
第１図は、レーザビームプリンタの走査用光学系を示す
図である。この図において半導体レーザー発生装置（１
）で発生されたレーザービームは、回転多面鏡（２）で
反射され走査用レンズ（３）を通って感光ドラム（４）
に達する。そして、回転多面鏡（２）の回転により偏向
角度を変えられ感光ドラム（４）上で矢印ａ方向の走査
をおこない、これを繰返えす。ここで走査用レンズ（３
）は、回転多面鏡（２）の回転特性に応じた歪曲収差を
もたせたレンズであり、レーザービームの感光ドラム（
４）上での走査速度を等速にするものである。このよう
な走査用レンズは、偏向器が回転多面鏡の場合は理想像
高ｙをｆ・θとしたｆ・θレンズ、偏向器が正弦振動鏡
の場合は理想像高ｙをｆ−ａｒｃｓｉｎθとしたアーク
サインレンズである。これらレンズの歪曲収差Ｄｉｓは
実際の像高をｙ′として、 であられされる。
図である。この図において半導体レーザー発生装置（１
）で発生されたレーザービームは、回転多面鏡（２）で
反射され走査用レンズ（３）を通って感光ドラム（４）
に達する。そして、回転多面鏡（２）の回転により偏向
角度を変えられ感光ドラム（４）上で矢印ａ方向の走査
をおこない、これを繰返えす。ここで走査用レンズ（３
）は、回転多面鏡（２）の回転特性に応じた歪曲収差を
もたせたレンズであり、レーザービームの感光ドラム（
４）上での走査速度を等速にするものである。このよう
な走査用レンズは、偏向器が回転多面鏡の場合は理想像
高ｙをｆ・θとしたｆ・θレンズ、偏向器が正弦振動鏡
の場合は理想像高ｙをｆ−ａｒｃｓｉｎθとしたアーク
サインレンズである。これらレンズの歪曲収差Ｄｉｓは
実際の像高をｙ′として、 であられされる。
一方、第１図に示すように、従来の走査用レンズは、光
軸方向からみて円形のレンズで構成されており、全体と
して戴頭円錐形もしくは円筒形をしているものであった
。しかしながら、このような形状の走査用レンズを走査
光学系に使用した場合、走査用レンズのスペース占有率
が大きくなるという問題点があり、走査用レンズのコン
パクト化が望まれていた。
軸方向からみて円形のレンズで構成されており、全体と
して戴頭円錐形もしくは円筒形をしているものであった
。しかしながら、このような形状の走査用レンズを走査
光学系に使用した場合、走査用レンズのスペース占有率
が大きくなるという問題点があり、走査用レンズのコン
パクト化が望まれていた。
円形レンズによって構成された走査用レンズにおいて、
実際にビームが通過するのは、第２図Ａにハツチングで
示すように、ビームの走査方向と平行な矩形状部分だけ
であり、それ以外の部分はレンズとしては不要の部分で
ある。したがって、第３図に示すように、走査用レンズ
（３′）を光軸方向および走査方向と直交する方向に偏
平にしてコンパクト化を図ることが考えられる。すなわ
ち、走査用レンズを第２図ＡＩ：実線で示すビーム通過
領域（ハンチング部分）に沿った形状にする。
実際にビームが通過するのは、第２図Ａにハツチングで
示すように、ビームの走査方向と平行な矩形状部分だけ
であり、それ以外の部分はレンズとしては不要の部分で
ある。したがって、第３図に示すように、走査用レンズ
（３′）を光軸方向および走査方向と直交する方向に偏
平にしてコンパクト化を図ることが考えられる。すなわ
ち、走査用レンズを第２図ＡＩ：実線で示すビーム通過
領域（ハンチング部分）に沿った形状にする。
しかしながら、この走査用レンズの偏平化を単純に行う
と、次のような問題点を招来する。
と、次のような問題点を招来する。
すなわち、円形レンズによって構成された走査用レンズ
の保持は、第２図Ｂに示すように、レンズ外周と鏡筒内
面と線接触により行われていたが、走査用レンズを偏平
化した場合には、第２図Ｃに示すように、光軸方向から
みて円弧状の当り面Ｐをレンズ中心に対して正確な位置
・形状に加工しなければ精度良く保持することはできな
い。しかしながら、円弧状の当り面ＣＰ）をレンズ中心
に対して正確に加工することは、非常に難しくまた加工
工数が増大する。また、ある程度の精度で加工できたと
しても、当り面が少ないので組み立てた走査用レンズの
各構成レンズが偏心し十分な性能を得ることができなく
なる。更に、第２図りは鏡筒を７ライス加工した場合を
示すが、この場合は数点の点支持となり、前述の場合と
同様に十分な性能を得ることができない。
の保持は、第２図Ｂに示すように、レンズ外周と鏡筒内
面と線接触により行われていたが、走査用レンズを偏平
化した場合には、第２図Ｃに示すように、光軸方向から
みて円弧状の当り面Ｐをレンズ中心に対して正確な位置
・形状に加工しなければ精度良く保持することはできな
い。しかしながら、円弧状の当り面ＣＰ）をレンズ中心
に対して正確に加工することは、非常に難しくまた加工
工数が増大する。また、ある程度の精度で加工できたと
しても、当り面が少ないので組み立てた走査用レンズの
各構成レンズが偏心し十分な性能を得ることができなく
なる。更に、第２図りは鏡筒を７ライス加工した場合を
示すが、この場合は数点の点支持となり、前述の場合と
同様に十分な性能を得ることができない。
本発明は、以上の課題を解決するとともに、簡単な構成
で十分なレンズ性能を得られる走査用レンズの提供を目
的とする。
で十分なレンズ性能を得られる走査用レンズの提供を目
的とする。
課題を解決するための手段
本発明の走査用レンズは、前記目的を達成するため、偏
平な形状の複数のレンズから構成された走査用レンズで
あって、構成レンズが、入射側から順に、平凹レンズ、
平凸レンズであり、各構成レンズの平面側レンズ面とそ
れぞれ当接する複数の当り面を有する保持部材を備える
とともに、条件 −０．２５≦ ｄｒ／Ｌ ≦ −０．０７ｄ２：レン
ズ第２面と第３面の面間隔 ｆ１：第１レンズの焦点距離 を満足することを特徴とする。
平な形状の複数のレンズから構成された走査用レンズで
あって、構成レンズが、入射側から順に、平凹レンズ、
平凸レンズであり、各構成レンズの平面側レンズ面とそ
れぞれ当接する複数の当り面を有する保持部材を備える
とともに、条件 −０．２５≦ ｄｒ／Ｌ ≦ −０．０７ｄ２：レン
ズ第２面と第３面の面間隔 ｆ１：第１レンズの焦点距離 を満足することを特徴とする。
実施例
第４図は一面を平面とした偏平単レンズ（Ｌ）を示す。
このレンズ（Ｌ）の平面の両端部分（ハツチング部分Ｐ
）が位置決め用の当り面として用いられる。レンズ（Ｌ
）の他の面は点又は線接触で支持される。
）が位置決め用の当り面として用いられる。レンズ（Ｌ
）の他の面は点又は線接触で支持される。
第５図はさらに改良された偏平単レンズ（Ｌ′）を示す
。このレンズ（Ｌ′）は一方のレンズｍを平面とされる
他に走査方向両側（Ｑ）も平面とされ（第５図Ａ）、さ
らに他方のレンズ面の走査方向両端（ハツチング部分Ｒ
）を面取り加工されている（第５図Ｂ）。尚第５図Ｃは
同様に加工された平凹レンズを示す。両側端の平面化は
光軸のまわりのレンズの偏芯を規制することができ、ま
た、このようなレンズ（Ｌ′）を加工製作する際直方体
の一面をレンズ面に加工するだけでよいので製作が非常
に容易になる。
。このレンズ（Ｌ′）は一方のレンズｍを平面とされる
他に走査方向両側（Ｑ）も平面とされ（第５図Ａ）、さ
らに他方のレンズ面の走査方向両端（ハツチング部分Ｒ
）を面取り加工されている（第５図Ｂ）。尚第５図Ｃは
同様に加工された平凹レンズを示す。両側端の平面化は
光軸のまわりのレンズの偏芯を規制することができ、ま
た、このようなレンズ（Ｌ′）を加工製作する際直方体
の一面をレンズ面に加工するだけでよいので製作が非常
に容易になる。
曲面側レンズ面の走査方向両端部の面取り加工は、レン
ズの保持を２つの平面でおこなえるので保持位置決めを
より精度よく確実におこなうことができる利点をもつ。
ズの保持を２つの平面でおこなえるので保持位置決めを
より精度よく確実におこなうことができる利点をもつ。
尚、このようなレンズはプラスチック成型によっても製
作することもできる。
作することもできる。
第６図は上述のレンズ面の一方が平面とされた偏平単レ
ンズを３個組合せた走査用レンズの組立て例を示す。
ンズを３個組合せた走査用レンズの組立て例を示す。
第６図において、走査用レンズは入射側がら平凹レンズ
（Ｌ＋）、平凸レンズ（Ｌ、）、平凸レンズ（Ｌ、）か
ら構成され、これらのレンズは保持部材（１０） （
１１） 、バネ性の押え部材（１２ａ）（１２ｂ）
（１３ａ） （１３ｂ） （１４ａ） （１４ｂ
）及び図示しない上下の蓋部材で保持位置決めされる。
（Ｌ＋）、平凸レンズ（Ｌ、）、平凸レンズ（Ｌ、）か
ら構成され、これらのレンズは保持部材（１０） （
１１） 、バネ性の押え部材（１２ａ）（１２ｂ）
（１３ａ） （１３ｂ） （１４ａ） （１４ｂ
）及び図示しない上下の蓋部材で保持位置決めされる。
即ち、前記レンズ（Ｌｌ）（Ｌり（Ｌｌ）の平面側レン
ズ面は保持部材（１０） （１１）の当り面（１０−
１）−３）に夫々当接され、曲面側レンズ面は夫々押え
部材（１２ａ） （１２ｂ） （１３ａ） （１
３ｂ） （１４ａ）（１４ｂ）で押えられる。尚、押
え部材は図示の如く平面でもよいが凹形に形成してレン
ズの曲面に対し少なくとも２点で押えるようにしてもよ
い。
ズ面は保持部材（１０） （１１）の当り面（１０−
１）−３）に夫々当接され、曲面側レンズ面は夫々押え
部材（１２ａ） （１２ｂ） （１３ａ） （１
３ｂ） （１４ａ）（１４ｂ）で押えられる。尚、押
え部材は図示の如く平面でもよいが凹形に形成してレン
ズの曲面に対し少なくとも２点で押えるようにしてもよ
い。
さらに前記レンズをプラスチック成型する場合はレンズ
端部に貫通孔を設けて当り面にねじ止めしてもよい。
端部に貫通孔を設けて当り面にねじ止めしてもよい。
このように構成される走査用レンズの組立ては非常に簡
単であり、充分な精度を得られるものである。
単であり、充分な精度を得られるものである。
この走査用レンズはレンズ面の一方を平面とするので充
分なレンズ性能を得るためには２枚以上のレンズ構成と
することが望ましい。しかし、あまり多数枚にすると収
差補正上は有効であるが、透過ビーム強度の減少・コス
ト高等不利な点も出てくるので２枚又は３枚のレンズ構
成が実際的である。
分なレンズ性能を得るためには２枚以上のレンズ構成と
することが望ましい。しかし、あまり多数枚にすると収
差補正上は有効であるが、透過ビーム強度の減少・コス
ト高等不利な点も出てくるので２枚又は３枚のレンズ構
成が実際的である。
また、このような走査用レンズは平面を多く含むため収
差補正の自由度が減り、走査速度の等速性とレーザービ
ームのくずれの主な原因となる収差、即ち、歪曲収差と
非点収差をバランスよくコントロールするにはある条件
を満足しなければならない。
差補正の自由度が減り、走査速度の等速性とレーザービ
ームのくずれの主な原因となる収差、即ち、歪曲収差と
非点収差をバランスよくコントロールするにはある条件
を満足しなければならない。
物体側から平凹・平凸の３枚構成のｆ・θレンズの場合
次の条件が必要である。
次の条件が必要である。
−０．１４≦ｄ＊／Ｌ≦−０．０５・・・（１）０．０
２８ ≦ｄ、／ ｆ ≦ ０．１９ ・・・（２
）ｄ２：レンズ第２面と第３面との面間隔ｆ１：第１レ
ンズの焦点距離 ｆ：レンズ全体の焦点距離 ここで、ｄ、が小さすぎると歪曲・非点収差ともアンダ
ーになり、大きすぎると共にオーバーになる。
２８ ≦ｄ、／ ｆ ≦ ０．１９ ・・・（２
）ｄ２：レンズ第２面と第３面との面間隔ｆ１：第１レ
ンズの焦点距離 ｆ：レンズ全体の焦点距離 ここで、ｄ、が小さすぎると歪曲・非点収差ともアンダ
ーになり、大きすぎると共にオーバーになる。
またｆ、についても同じことが言える。従ってｄ２とｆ
、を条件（１）のように設定すると両面収差ともバラン
スよくコントロールすることができる。即ち、ｄ２、ｆ
、の組合せにより条件（１）の上限又は下限を越えると
歪曲収差又は非点収差の一方はコントロールできたとし
ても他方は大きな収差となる。
、を条件（１）のように設定すると両面収差ともバラン
スよくコントロールすることができる。即ち、ｄ２、ｆ
、の組合せにより条件（１）の上限又は下限を越えると
歪曲収差又は非点収差の一方はコントロールできたとし
ても他方は大きな収差となる。
条件（２）の下限は同様に収差補正上有利にするための
ものである。また上限はレンズの有効幅を規制するため
のものであり、レンズ加工上有利である。
ものである。また上限はレンズの有効幅を規制するため
のものであり、レンズ加工上有利である。
物体側から平凹・平凸の２枚構成のｆ・θレンズの場合
は次の条件（３）を満たす必要がある。
は次の条件（３）を満たす必要がある。
−０．２５≦ｄよ／ｒ＋≦ −０．０７・・・（３）こ
の条件（３）は３枚構成の条件（１）に相当するもので
ある。条件（２）のｄ、／ ｆについては特に限定する
必要はない。
の条件（３）は３枚構成の条件（１）に相当するもので
ある。条件（２）のｄ、／ ｆについては特に限定する
必要はない。
以下本発明を適用したｆ・θレンズの構成例を示す。各
構成例において、レンズ全体の焦点距離は１００ｍｍ、
ＦＮＯは８０であり、波長７８０ｍｍの半導体レーザー
を光源に用いたものである。
構成例において、レンズ全体の焦点距離は１００ｍｍ、
ＦＮＯは８０であり、波長７８０ｍｍの半導体レーザー
を光源に用いたものである。
構成例１（第７図）
曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ構成例２（
第８図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ 構成例３（第９図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ ｒ、−−４６，８９９ 構成例４（第１０図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ 構成例７（第１３図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ 構成例５（第１１図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ 構成例８（第１４図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ ｆｌ−−６３，２５０ 構成例６（第１２図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ ｆ、−−２８２，４４０ 屈折率ｎ 効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、走査
用レンズを偏平なレンズで構成しておりコンパクト化が
図れるとともに、各構成レンズを精度良く保持・位置決
めできる。また、簡単な構成でレンズ性能の良い走査用
レンズが得られる。
第８図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ 構成例３（第９図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ ｒ、−−４６，８９９ 構成例４（第１０図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ 構成例７（第１３図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ 構成例５（第１１図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ 構成例８（第１４図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ 屈折率ｎ ｆｌ−−６３，２５０ 構成例６（第１２図） 曲率半径ｒ 面間隔ｄ ｆ、−−２８２，４４０ 屈折率ｎ 効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、走査
用レンズを偏平なレンズで構成しておりコンパクト化が
図れるとともに、各構成レンズを精度良く保持・位置決
めできる。また、簡単な構成でレンズ性能の良い走査用
レンズが得られる。
第１図は従来のレーザプリンタの走査光学系を示す模式
図、第２図は走査用レンズの偏平化の説明図、第３図は
偏平走査用レンズを用いた走査光学系を示す模式図、第
４図及び第５図は実施例における偏平レンズの構成図、
第６図は実施例における走査用レンズの組立例を示す図
、第７図〜第１４図は構成例における走査用レンズのレ
ンズ構成および収差を示す図である。 尚、第２図、第４図、第５図Ａにおいて、左側は光軸方
向から見た正面図、右側は走査方向と並行な方向から見
た側面図である。 第 を 図 特許出願人 ミノルタカメラ株式会社 第 図 第 図８ 第 図 第 図Ａ 第 図８ 第 図Ａ 第 図８ 第 り 図 第 図Ｂ 第７０図Ａ 、ｌ ｉｏ図Ｂ ル゛面ＬＩｚＬ ４閣、酸基 玉φ収り 第１１ 図Ａ ′！ＰＩ１２ 図Ａ 第１１ 図８ 第 図Ｂ
図、第２図は走査用レンズの偏平化の説明図、第３図は
偏平走査用レンズを用いた走査光学系を示す模式図、第
４図及び第５図は実施例における偏平レンズの構成図、
第６図は実施例における走査用レンズの組立例を示す図
、第７図〜第１４図は構成例における走査用レンズのレ
ンズ構成および収差を示す図である。 尚、第２図、第４図、第５図Ａにおいて、左側は光軸方
向から見た正面図、右側は走査方向と並行な方向から見
た側面図である。 第 を 図 特許出願人 ミノルタカメラ株式会社 第 図 第 図８ 第 図 第 図Ａ 第 図８ 第 図Ａ 第 図８ 第 り 図 第 図Ｂ 第７０図Ａ 、ｌ ｉｏ図Ｂ ル゛面ＬＩｚＬ ４閣、酸基 玉φ収り 第１１ 図Ａ ′！ＰＩ１２ 図Ａ 第１１ 図８ 第 図Ｂ
Claims (1)
- （１）偏平な形状の複数のレンズから構成された走査用
レンズであって、 構成レンズが、入射側から順に、平凹レンズ、平凸レン
ズであり、各構成レンズの平面側レンズ面とそれぞれ当
接する複数の当り面を有する保持部材を備えるとともに
、条件 −０．２５≦ｄ＿２／ｆ＿１≦−０．０７ ｄ＿２：レンズ第２面と第３面の面間隔 ｆ＿１：第１レンズの焦点距離 を満足することを特徴とする走査用レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23658889A JPH07117646B2 (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 走査用レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23658889A JPH07117646B2 (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 走査用レンズ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3739182A Division JPS58153908A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | 走査用レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02191911A true JPH02191911A (ja) | 1990-07-27 |
| JPH07117646B2 JPH07117646B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=17002865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23658889A Expired - Lifetime JPH07117646B2 (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 走査用レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117646B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006511848A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-04-06 | グローバル イマジネーション | 三次元的な凸状表示面を有する投影型ディスプレイ装置 |
-
1989
- 1989-09-12 JP JP23658889A patent/JPH07117646B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006511848A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-04-06 | グローバル イマジネーション | 三次元的な凸状表示面を有する投影型ディスプレイ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07117646B2 (ja) | 1995-12-18 |
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