JPH02271314A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH02271314A JPH02271314A JP9240089A JP9240089A JPH02271314A JP H02271314 A JPH02271314 A JP H02271314A JP 9240089 A JP9240089 A JP 9240089A JP 9240089 A JP9240089 A JP 9240089A JP H02271314 A JPH02271314 A JP H02271314A
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- JP
- Japan
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- lens
- variable focus
- scanning device
- light
- optical scanning
- Prior art date
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- Laser Beam Printer (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に使用され、光束を
用いて被照射体を光走査する装置に関する。
用いて被照射体を光走査する装置に関する。
［従来の技術］
従来、レーザビームプリンタ等で用いられる光走査装置
において、光変調されたレーザビームなどで被照射体上
に高密度な画像情報を形成する為には、微細なレーザビ
ームなどのスポットで被照射体上に光照射がなされなけ
ればならない。
において、光変調されたレーザビームなどで被照射体上
に高密度な画像情報を形成する為には、微細なレーザビ
ームなどのスポットで被照射体上に光照射がなされなけ
ればならない。
これを実現する為の方法としては、走査光束の波長を短
くして回折力を小さくしビームウェストを細（する方法
、レーザの放射角（ファーフィールドパターン）を小さ
（してガウシアン分布の光束強度分布の半値幅を狭くし
、それによりビーム光束の端の強度を高くして平面波に
近い分布を持つ様にされたビームを収束してビームウェ
ストを細くする方法、光束の収束角を大きくして即ち走
査光学系の有効Ｆナンバーを小さ（してビームウェスト
を細（する方法が上げられる。この内、前二者は、現在
製品化されているもののレーザ波長に限界があったり、
レーザの放射角に限界があったりする。
くして回折力を小さくしビームウェストを細（する方法
、レーザの放射角（ファーフィールドパターン）を小さ
（してガウシアン分布の光束強度分布の半値幅を狭くし
、それによりビーム光束の端の強度を高くして平面波に
近い分布を持つ様にされたビームを収束してビームウェ
ストを細くする方法、光束の収束角を大きくして即ち走
査光学系の有効Ｆナンバーを小さ（してビームウェスト
を細（する方法が上げられる。この内、前二者は、現在
製品化されているもののレーザ波長に限界があったり、
レーザの放射角に限界があったりする。
そこで、現段階においては最後の方法が有効と言いつる
が、この場合、ビームウェストを細（してい（と成るビ
ームスポット径以下におさまる光軸方向の深度が短（な
っていき、このことは次のような問題を生じさせる。
が、この場合、ビームウェストを細（してい（と成るビ
ームスポット径以下におさまる光軸方向の深度が短（な
っていき、このことは次のような問題を生じさせる。
即ち、光走査装置全体の加工精度、調整精度には限界が
あり、且つ装置を取り巻（環境の変動、特に温度の変動
により装置の各部品が伸縮する為、被照射体面上に走査
光束のビームウェストを合わせるのが極めて難しく、ま
た初期状態で調整したとしても時間経過と共に変動する
ことに対してまでは保障できないこの欠点に対し、レー
ザ発振器より発散されたレーザ光を偏向器側に伝帳する
レンズを全体として移動させ、偏向器への入射ビームを
発散ないし収束光にして、被照射体面近傍にあるビーム
ウェスト、を被照射体面上に一致させる方法が提案され
ている（特開昭６０−１００１１３舟参照）。
あり、且つ装置を取り巻（環境の変動、特に温度の変動
により装置の各部品が伸縮する為、被照射体面上に走査
光束のビームウェストを合わせるのが極めて難しく、ま
た初期状態で調整したとしても時間経過と共に変動する
ことに対してまでは保障できないこの欠点に対し、レー
ザ発振器より発散されたレーザ光を偏向器側に伝帳する
レンズを全体として移動させ、偏向器への入射ビームを
発散ないし収束光にして、被照射体面近傍にあるビーム
ウェスト、を被照射体面上に一致させる方法が提案され
ている（特開昭６０−１００１１３舟参照）。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、この従来例では、放射角が一般には１０°〜３
０°と大きいレーザダイオードからの放射光をコリメー
トする為に、焦点距離の短いレンズを用いなければなら
ず、この短焦点コリメータレンズを光軸方向に動かすこ
とになるので、その移動精度が数ミクロン程庫と厳しく
なる。つまり、ビームウェストを被照射体面上に一致さ
せるのに上記の精度で短焦点コリメータレンズを移動さ
せること自体が非常に困難であり、特殊なモータ等によ
る制御が必要となって、コスト高になってしまうという
欠点があった。
０°と大きいレーザダイオードからの放射光をコリメー
トする為に、焦点距離の短いレンズを用いなければなら
ず、この短焦点コリメータレンズを光軸方向に動かすこ
とになるので、その移動精度が数ミクロン程庫と厳しく
なる。つまり、ビームウェストを被照射体面上に一致さ
せるのに上記の精度で短焦点コリメータレンズを移動さ
せること自体が非常に困難であり、特殊なモータ等によ
る制御が必要となって、コスト高になってしまうという
欠点があった。
従って、本発明の目的は、上記問題点を解決すべく、従
来の単焦点コリメータレンズの代わりに焦点可変レンズ
を用いた光走査装置を提供することにある。
来の単焦点コリメータレンズの代わりに焦点可変レンズ
を用いた光走査装置を提供することにある。
［課題を解決する為の手段］
上記目的を達成する為の本発明においては、光偏向器に
入射する光束を、発散光ないし収束光に変化できる焦点
可変レンズが設けられ、この焦点可変レンズの比較的緩
やかな精度の制御で、被照射体面近傍のビームウェスト
の位置を短いステップで変化させることを可能にしてい
る。
入射する光束を、発散光ないし収束光に変化できる焦点
可変レンズが設けられ、この焦点可変レンズの比較的緩
やかな精度の制御で、被照射体面近傍のビームウェスト
の位置を短いステップで変化させることを可能にしてい
る。
［作用１
コリメータレンズ全体を動かすことなく上記の様な焦点
可変レンズの制御でビームウェストを変位させるので、
焦点可変レンズの制＠量が、これの光源側のバックフォ
ーカスの変化量を介して、被照射体面近傍のビームウェ
ストの光軸方向の変位量に、縮小されて、作用する。従
って、焦点可変レンズの動きがいわばバッファを介して
ビームウェストの変位に伝達されることになり、比較的
緩やかな精度で焦点可変レンズを制御してもビームウェ
ストを精度良（変位させることができる。
可変レンズの制御でビームウェストを変位させるので、
焦点可変レンズの制＠量が、これの光源側のバックフォ
ーカスの変化量を介して、被照射体面近傍のビームウェ
ストの光軸方向の変位量に、縮小されて、作用する。従
って、焦点可変レンズの動きがいわばバッファを介して
ビームウェストの変位に伝達されることになり、比較的
緩やかな精度で焦点可変レンズを制御してもビームウェ
ストを精度良（変位させることができる。
［実施例］
第１図乃至第３図に沿って本発明の第１実施例を説明す
る。
る。
第１実施例の主走査方向断面と副走査方向断面の様子を
示す第１図において、レーザダイオードなどのレーザ発
振器１からの、走査情報に応じて変調された発散光は、
焦点可変レンズ２ａ、２ｂにより平行光若しくは発散光
ないし収束光にされてシリンドリカルレンズ３に伝帳さ
れる。この光束は、シリンドリカルレンズ３により副走
査方向（走査光束が経時的に形成する主走査方向断面内
にあって光軸に直角な走査方向とこの光軸に直角な方向
）のみ光偏向器である回転多面鏡４の反射面上に集光さ
れ、主走査方向乃至走査方向にはそのままの略平行先に
てこの反射面上に照射される。
示す第１図において、レーザダイオードなどのレーザ発
振器１からの、走査情報に応じて変調された発散光は、
焦点可変レンズ２ａ、２ｂにより平行光若しくは発散光
ないし収束光にされてシリンドリカルレンズ３に伝帳さ
れる。この光束は、シリンドリカルレンズ３により副走
査方向（走査光束が経時的に形成する主走査方向断面内
にあって光軸に直角な走査方向とこの光軸に直角な方向
）のみ光偏向器である回転多面鏡４の反射面上に集光さ
れ、主走査方向乃至走査方向にはそのままの略平行先に
てこの反射面上に照射される。
多面１４により反射されたレーザ光束はアナモフィック
なで・θレンズ５により再び屈折され、被照射体面６上
近傍にビームウェストを形成する。この様子が第２図に
示されている。
なで・θレンズ５により再び屈折され、被照射体面６上
近傍にビームウェストを形成する。この様子が第２図に
示されている。
この走査光学系において１回転多面鏡４は第１図に矢印
で示す方向に等速回転し、更にｆ・θレンズ５ａ〜５Ｃ
は、多面鏡４で反射された光束をｆ・θ特性（入射角に
比例して被照射体面上の像高がリニアに変化する様な歪
曲収差を持つこと）に従って屈折させるので、被照射体
面６上にて光束は等速度で光走査される。
で示す方向に等速回転し、更にｆ・θレンズ５ａ〜５Ｃ
は、多面鏡４で反射された光束をｆ・θ特性（入射角に
比例して被照射体面上の像高がリニアに変化する様な歪
曲収差を持つこと）に従って屈折させるので、被照射体
面６上にて光束は等速度で光走査される。
更に、第１図において、７は反射ミラー８はレーザビー
ムスポット検出器、１１は絞りである。また、第３図は
焦点可変レンズ２ａａ、２ａｂ、２ａｃ％２ｂのより詳
しい構成を示す。
ムスポット検出器、１１は絞りである。また、第３図は
焦点可変レンズ２ａａ、２ａｂ、２ａｃ％２ｂのより詳
しい構成を示す。
上記の構成において、検出器８により検知されたレーザ
ビームスポットの情報に従って、焦点可変レンズ中の可
動レンズ２ｂが光軸方向に移動され、被照射体面６上で
のレーザビームウェストの位置が制御される。
ビームスポットの情報に従って、焦点可変レンズ中の可
動レンズ２ｂが光軸方向に移動され、被照射体面６上で
のレーザビームウェストの位置が制御される。
このビームウェストの位置制御について詳説する。可動
レンズ２ｂの光軸方向の移動で焦点距離が変化しレーザ
発振器ｌ側のバックフォーカスＣ（第３図）が変化させ
られる。
レンズ２ｂの光軸方向の移動で焦点距離が変化しレーザ
発振器ｌ側のバックフォーカスＣ（第３図）が変化させ
られる。
これにより、焦点可変レンズないしズームレンズ２ａａ
、２ａｂ、２ａｃ、２ｂよりシリンドリカルレンズ３に
伝帳される光束が発散光ないし収束光に変化させられ、
それに応じて。
、２ａｂ、２ａｃ、２ｂよりシリンドリカルレンズ３に
伝帳される光束が発散光ないし収束光に変化させられ、
それに応じて。
（横倍率）８＝縦倍率＝ （ｆ （ｆ・θレンズ）／ｆ
（ズームレンズ））２ ＝ （２８５，４６／１９．３６５ ４）”＋２１７ により表現される縦倍率によって、被照射体面６上にお
けるレーザビームウェストの光軸方向位置は、ズームレ
ンズのバックフォーカスの変化量１μｍに対して０．２
ｍｍの変化割合で、移動する。
（ズームレンズ））２ ＝ （２８５，４６／１９．３６５ ４）”＋２１７ により表現される縦倍率によって、被照射体面６上にお
けるレーザビームウェストの光軸方向位置は、ズームレ
ンズのバックフォーカスの変化量１μｍに対して０．２
ｍｍの変化割合で、移動する。
一方、第４図に示す様に、焦点可変レンズないしズーム
レンズの可動レンズ２ｂの移動量５０μｍに対してバッ
クフォーカスは０゜４６μｍの変化量の割合で変化する
。従って、結局、可動レンズ２ｂの５０μｍの移動量Ｂ
に対して、第５図に示す様に、被照射体面６近傍のビー
ムウェストの位置の移動量Ａは０．１ｍｍとなり、可動
レンズ２ｂを５０μｍ程度の精度で移動させることは左
程困難でないので、ビームウェストを０．１ｍｍ程の精
度で制御することができる。つまり、レーザビームスポ
ット検出器８により検知したレーザビームのスポットの
情報に従って焦点可変レンズａａ、２ａｂ、２ａｃ、２
ｂの焦点距離を変化させ（可動レンズ２ｂの移動量に対
する焦点距離の変化の割合は第４図に実線で示されてい
る）、被照射体面６上でレーザビームウェスト位置を０
．１ｍｍの精度で制御できる。
レンズの可動レンズ２ｂの移動量５０μｍに対してバッ
クフォーカスは０゜４６μｍの変化量の割合で変化する
。従って、結局、可動レンズ２ｂの５０μｍの移動量Ｂ
に対して、第５図に示す様に、被照射体面６近傍のビー
ムウェストの位置の移動量Ａは０．１ｍｍとなり、可動
レンズ２ｂを５０μｍ程度の精度で移動させることは左
程困難でないので、ビームウェストを０．１ｍｍ程の精
度で制御することができる。つまり、レーザビームスポ
ット検出器８により検知したレーザビームのスポットの
情報に従って焦点可変レンズａａ、２ａｂ、２ａｃ、２
ｂの焦点距離を変化させ（可動レンズ２ｂの移動量に対
する焦点距離の変化の割合は第４図に実線で示されてい
る）、被照射体面６上でレーザビームウェスト位置を０
．１ｍｍの精度で制御できる。
以下に第１実施例の光学設計値を示す、ここにおいて、
第１図と第３図に示す様に、Ｒ１は各レンズ面ないし反
射面の曲率半径、ｄｉはレンズ面間隔、レーザ発振器１
とレンズ２ａａのレンズ面の間隔、レンズ面と反射面の
間隔、またはレンズ５ｃのレンズ面と被照射体面６の間
隔、ｎＬは各レンズの媒質の屈折率である。また、この
光学設計値から分かる様に、第１実施例では、焦点可変
レンズは正と負の屈折力を有する２つのレンズ群ないし
レンズにより構成されている。
第１図と第３図に示す様に、Ｒ１は各レンズ面ないし反
射面の曲率半径、ｄｉはレンズ面間隔、レーザ発振器１
とレンズ２ａａのレンズ面の間隔、レンズ面と反射面の
間隔、またはレンズ５ｃのレンズ面と被照射体面６の間
隔、ｎＬは各レンズの媒質の屈折率である。また、この
光学設計値から分かる様に、第１実施例では、焦点可変
レンズは正と負の屈折力を有する２つのレンズ群ないし
レンズにより構成されている。
１− の゛ ・−
使用波長 ７８０ｎｍ
Ｒ＋−３８，０８ｍｍ ｃＬ ７．０１ｍｍＲ，−
１５，５２２ｄ、２．３９ Ｒ，Ｑ：ｌ ｄｅ７．２８Ｒ４３８
，８６１ｄ、１．５７ Ｒ，５６，３５ｄ６０．２０５ Ｒ，−３２，８３９ｄｌ１２．４３５ Ｒ，−１０２，９ｄ、３４．０１ Ｒ８■ ｄ、４ Ｒ９ａｌｌ＋（走査方向） ｃＬ２５５７．４８
１ （副走査方向） Ｒ１゜ω ｄｌ、１０Ｒ１１ω
ｄｌ、７５．４Ｒ，、−５１，８２３ｄ、
！４３．５２Ｒ，−８６０． ５３ ｄｔｓ
６− ５３Ｒ，、−１８１，２９ｄ１４３．２３ Ｒ，１１−７７、２９７ａ＋５１５− ３１Ｒ，、Ｃｏ
（走査方向） ｄ、、１．２−２７５．９９ （
副走査方向） Ｒ，、−１２１，９４ｄ、７１９．７１（走査方向） −４３，９３２（副走査方向・） ｄ１８３５７．３ ｄｔ、ｄｓは焦点可変移動、ｄｅ、ｄｚは調整 ｒｌｌ ｔ、８１９５１ ｎｉ １．７３８１４ ｎ、１．８１９５１ ｎ、１．５１０７２ ｎｓｌ、７１２３０ ｎａ １．５１０７２ ｎＴ １ 、５１０７２ ｎｓ １．７６５９１ Ｄ、 ４２． ４２ Ｄ、 ２２． ０８ 回転多面鏡 外接円φ１００８面体 θ：５５１ Ｒ＋からＲ６まで成る焦点可変レンズは基準状態にてｆ
（λ＝０．７８ｕｍ）＝１９．３５４ｍｍ ＲＩｆからＲ１７まで成るｆ・θレンズは走査方向にて
ｆ（λ＝０．７８ｕｍ）＝２８５．４ｍｍ 第１実施例では可動レンズ２ｂが凹レンズであったが、
第６図に示す様に可動レンズ５２ｂが凸レンズであって
もよい。これに応じて、焦点可変レンズの他のレンズ５
２ａａ、５２ａｂ、５２ａｃの光学設計値が以下に示す
様に変わっている。
１５，５２２ｄ、２．３９ Ｒ，Ｑ：ｌ ｄｅ７．２８Ｒ４３８
，８６１ｄ、１．５７ Ｒ，５６，３５ｄ６０．２０５ Ｒ，−３２，８３９ｄｌ１２．４３５ Ｒ，−１０２，９ｄ、３４．０１ Ｒ８■ ｄ、４ Ｒ９ａｌｌ＋（走査方向） ｃＬ２５５７．４８
１ （副走査方向） Ｒ１゜ω ｄｌ、１０Ｒ１１ω
ｄｌ、７５．４Ｒ，、−５１，８２３ｄ、
！４３．５２Ｒ，−８６０． ５３ ｄｔｓ
６− ５３Ｒ，、−１８１，２９ｄ１４３．２３ Ｒ，１１−７７、２９７ａ＋５１５− ３１Ｒ，、Ｃｏ
（走査方向） ｄ、、１．２−２７５．９９ （
副走査方向） Ｒ，、−１２１，９４ｄ、７１９．７１（走査方向） −４３，９３２（副走査方向・） ｄ１８３５７．３ ｄｔ、ｄｓは焦点可変移動、ｄｅ、ｄｚは調整 ｒｌｌ ｔ、８１９５１ ｎｉ １．７３８１４ ｎ、１．８１９５１ ｎ、１．５１０７２ ｎｓｌ、７１２３０ ｎａ １．５１０７２ ｎＴ １ 、５１０７２ ｎｓ １．７６５９１ Ｄ、 ４２． ４２ Ｄ、 ２２． ０８ 回転多面鏡 外接円φ１００８面体 θ：５５１ Ｒ＋からＲ６まで成る焦点可変レンズは基準状態にてｆ
（λ＝０．７８ｕｍ）＝１９．３５４ｍｍ ＲＩｆからＲ１７まで成るｆ・θレンズは走査方向にて
ｆ（λ＝０．７８ｕｍ）＝２８５．４ｍｍ 第１実施例では可動レンズ２ｂが凹レンズであったが、
第６図に示す様に可動レンズ５２ｂが凸レンズであって
もよい。これに応じて、焦点可変レンズの他のレンズ５
２ａａ、５２ａｂ、５２ａｃの光学設計値が以下に示す
様に変わっている。
尚、５１は絞りであり、以下にこの第２実施例の光学設
計値を示す。符号の約束は第１実施例の場合と同じであ
る。この光学設計値から分かる様に、第２実施例では、
焦点可変レンズは正と正の屈折力を有する２つのレンズ
群ないしレンズにより構成されている。
計値を示す。符号の約束は第１実施例の場合と同じであ
る。この光学設計値から分かる様に、第２実施例では、
焦点可変レンズは正と正の屈折力を有する２つのレンズ
群ないしレンズにより構成されている。
第２−８１ｉ″例の゛″−ミ
α用波長７８０ｎｍ
Ｒ＋ ８２．３３４ｍｍ ｄ＋ ｌ １．０２ｍｍ
Ｒ２−１９，３０６ｄ２２．３８ Ｒ３（１） ｔｉ３５．６Ｒ４２４，５
２８ｄ、２．０ Ｒ，７６，０７８ｄ５０．２８ Ｒ，−２４，５２８ｄ８３．０３ Ｒ，１０２，９ｄ、３２．４８ Ｒ８００ｄ、５ Ｒ，（Ｘｌ（走査方向） ｄ、２５５７．４８１
（副走査方向） Ｒ１ｏｃｏ ｄ １ｏ １０ＲＩＩ■
ｄ、、７５．４Ｒ＋ ５１．８２３
ｄｌ□４３．５２Ｒ，、−８６０，５３ｄ、、６
．５３ Ｒ−１８１，２９ｄ、、３．２３ Ｒ，、−７７，２９７ｄ、、１５．３１Ｒ１８ω（走査
方向） ｄ、、１．２−２７５．９９ （副走査方
向） Ｒ，、−１２１，９４ｄ１７１９．７１（走査方向） −４３，９３２（副走査方向） ｄ、、３５７． ３ ｄ、、ｄ＠は焦点可変移動、ｄ９．ｄ＋、は調整 ｎ ＋ １ 、８１９５１ ｎｉ １．７３８１４ ｎｓ １．８１９５１ ｎ、 １．５１０７２ ｎｓ １．７１２３０ ｎｓ １．５１０７２ ｎｙ １．５１０７２ ｎｅ ｔ、７６５９１ Ｄ ４２．４２ Ｄ、 ２２．０８ 回転多面鏡 外接円ψｔｏｏ ｓ面体θ：５５度 Ｒ１からＲ１１まで成る焦点可変レンズは基準状態にて
ｆ（え＝０．７８ｕｍ）＝１９．３４９ｍｍ ＲＩ２からＲ＋ｔまで成るｆ・θレンズは走査方向にて
ｆ（λ＝０．７８ｕｍ）＝２８５．４ｍｍ ところで、上記実施例では、２群構成の焦点可変レンズ
を用いているが、３８′￥以上の焦点可変レンズを用い
ても良い。この場合、多群構成の焦点可変レンズ内で最
も屈折力の絶対値が小さい群を可動レンズとし、またレ
ーザ発振器と反対側（最も遠い）の群を可動としてレー
ザ発振器ＩＩ＋の主平面が焦点変化しても極力移動しな
い様にすることが望ましい。
Ｒ２−１９，３０６ｄ２２．３８ Ｒ３（１） ｔｉ３５．６Ｒ４２４，５
２８ｄ、２．０ Ｒ，７６，０７８ｄ５０．２８ Ｒ，−２４，５２８ｄ８３．０３ Ｒ，１０２，９ｄ、３２．４８ Ｒ８００ｄ、５ Ｒ，（Ｘｌ（走査方向） ｄ、２５５７．４８１
（副走査方向） Ｒ１ｏｃｏ ｄ １ｏ １０ＲＩＩ■
ｄ、、７５．４Ｒ＋ ５１．８２３
ｄｌ□４３．５２Ｒ，、−８６０，５３ｄ、、６
．５３ Ｒ−１８１，２９ｄ、、３．２３ Ｒ，、−７７，２９７ｄ、、１５．３１Ｒ１８ω（走査
方向） ｄ、、１．２−２７５．９９ （副走査方
向） Ｒ，、−１２１，９４ｄ１７１９．７１（走査方向） −４３，９３２（副走査方向） ｄ、、３５７． ３ ｄ、、ｄ＠は焦点可変移動、ｄ９．ｄ＋、は調整 ｎ ＋ １ 、８１９５１ ｎｉ １．７３８１４ ｎｓ １．８１９５１ ｎ、 １．５１０７２ ｎｓ １．７１２３０ ｎｓ １．５１０７２ ｎｙ １．５１０７２ ｎｅ ｔ、７６５９１ Ｄ ４２．４２ Ｄ、 ２２．０８ 回転多面鏡 外接円ψｔｏｏ ｓ面体θ：５５度 Ｒ１からＲ１１まで成る焦点可変レンズは基準状態にて
ｆ（え＝０．７８ｕｍ）＝１９．３４９ｍｍ ＲＩ２からＲ＋ｔまで成るｆ・θレンズは走査方向にて
ｆ（λ＝０．７８ｕｍ）＝２８５．４ｍｍ ところで、上記実施例では、２群構成の焦点可変レンズ
を用いているが、３８′￥以上の焦点可変レンズを用い
ても良い。この場合、多群構成の焦点可変レンズ内で最
も屈折力の絶対値が小さい群を可動レンズとし、またレ
ーザ発振器と反対側（最も遠い）の群を可動としてレー
ザ発振器ＩＩ＋の主平面が焦点変化しても極力移動しな
い様にすることが望ましい。
これにより、焦点変化によるＦナンバーの変動、収差変
動が小さくて済み高性能な焦点可変レンズが実現できる
ことになる。更に、バックフォーカスＣの変化量に対す
る可動レンズ移動量Ｂの割合を大きくすることもでき、
より一層精度の良いビームウェスト制御が可能となる。
動が小さくて済み高性能な焦点可変レンズが実現できる
ことになる。更に、バックフォーカスＣの変化量に対す
る可動レンズ移動量Ｂの割合を大きくすることもでき、
より一層精度の良いビームウェスト制御が可能となる。
また、可動レンズは単レンズでなく複数のレンズを組合
わせたものでも良く、この場合、可動レンズ群は正、負
いずれの屈折力を持ったものでも良い。
わせたものでも良く、この場合、可動レンズ群は正、負
いずれの屈折力を持ったものでも良い。
次に、可動レンズをレーザ発振器１とシリンドリカ２レ
レンズ３の間に配することにより、更に光走査装置全体
の占める空間を少な（し収差性能の良い光学系を提供す
ることができる。つまり、もし焦点可変レンズの可動レ
ンズをシリンドリカルレンズ３と回転多面鏡４の間に配
すると、回転多面鏡４に入射するレーザビームの光軸と
ｆ・θレンズ中のレンズ５ａ間の空間的余裕が少ないた
めにレーザ発振器ｌ側に可動レンズを設けなければなら
なくなる。その為、多面鏡４とレーザ発振器１間の光学
系は全体として多面鏡４から離れる方向へ移動する。こ
うして、シリンドリカル１ンズ３が多面鏡４から遠ざか
ることになり、その収差の絶対値が増大してしまい、従
って被照射体面６近傍でのビームウェストを細くするこ
とに対して良くない方向に働（こととなる。これに対し
、焦点可変レンズ内の可動レンズないしレンズ群を、こ
れの他のレンズ群とシリンドリカルレンズ３との間に配
すれば、光学的集光性能が最も良好に発揮されることに
なる。
レンズ３の間に配することにより、更に光走査装置全体
の占める空間を少な（し収差性能の良い光学系を提供す
ることができる。つまり、もし焦点可変レンズの可動レ
ンズをシリンドリカルレンズ３と回転多面鏡４の間に配
すると、回転多面鏡４に入射するレーザビームの光軸と
ｆ・θレンズ中のレンズ５ａ間の空間的余裕が少ないた
めにレーザ発振器ｌ側に可動レンズを設けなければなら
なくなる。その為、多面鏡４とレーザ発振器１間の光学
系は全体として多面鏡４から離れる方向へ移動する。こ
うして、シリンドリカル１ンズ３が多面鏡４から遠ざか
ることになり、その収差の絶対値が増大してしまい、従
って被照射体面６近傍でのビームウェストを細くするこ
とに対して良くない方向に働（こととなる。これに対し
、焦点可変レンズ内の可動レンズないしレンズ群を、こ
れの他のレンズ群とシリンドリカルレンズ３との間に配
すれば、光学的集光性能が最も良好に発揮されることに
なる。
更に、焦点可変レンズの基準状態ないし初期状態におい
てコリメート調整する際、レーザダイオード１例の焦点
位置は走査方向のレーザ発光点に調整し、副走査方向の
発光点が前記走査方向の発光点からずれていることによ
る（非点隔差）コリメート光からのずれは、副走査方向
にパワーを有するシリンドリカルレンズ３の調整により
補正する。この為、初期状態において走査方向のレーザ
ビームがコリメートされる様に調整することで、光走査
装置の光学系の光学的集光性能が最大限生かされ、ビー
ムウェストを細くして高密度な画像情報を被照射体面６
上に走査できる様になる。
てコリメート調整する際、レーザダイオード１例の焦点
位置は走査方向のレーザ発光点に調整し、副走査方向の
発光点が前記走査方向の発光点からずれていることによ
る（非点隔差）コリメート光からのずれは、副走査方向
にパワーを有するシリンドリカルレンズ３の調整により
補正する。この為、初期状態において走査方向のレーザ
ビームがコリメートされる様に調整することで、光走査
装置の光学系の光学的集光性能が最大限生かされ、ビー
ムウェストを細くして高密度な画像情報を被照射体面６
上に走査できる様になる。
尚、走査方向にθ±偏光（接合面に垂直な方向に放射さ
れろ光）、副走査方向にθ／ｌ偏光（接合面に平行な方
向に放射される光）としたとき、上記コリメート光から
のずれは一般的には収束光となる。
れろ光）、副走査方向にθ／ｌ偏光（接合面に平行な方
向に放射される光）としたとき、上記コリメート光から
のずれは一般的には収束光となる。
［発明の効果］
以上説明した様に、従来はコリメータレンズとレーザ発
振器との間の距離を変えて被照射体面近傍のビームウェ
ストを変位させようとしていたが、本発明では焦点可変
レンズを設けることによってレーザ発振器側のバックフ
ォーカスの変動量を焦点可変レンズ内の可動レンズの移
動に変換し、この可動レンズの移動精度を緩くシている
。これにより、被照射体面近傍のビームウェストの移動
ステップを短くでき、容易に被照射体面上のビームスポ
ット径を制御できる様にしている。
振器との間の距離を変えて被照射体面近傍のビームウェ
ストを変位させようとしていたが、本発明では焦点可変
レンズを設けることによってレーザ発振器側のバックフ
ォーカスの変動量を焦点可変レンズ内の可動レンズの移
動に変換し、この可動レンズの移動精度を緩くシている
。これにより、被照射体面近傍のビームウェストの移動
ステップを短くでき、容易に被照射体面上のビームスポ
ット径を制御できる様にしている。
従って、特殊なモータ等による制御が不必要となって、
コスト的にも負担が小さくなる
コスト的にも負担が小さくなる
第１図は本発明の第１実施例の構成を示す図、第２図は
被照射体面近傍のビームウェストの様子を示す図、第３
図は第１実施例の焦点可変レンズの詳細図、第４図は可
動レンズの移動量と焦点距離、バックフォーカスの変動
量の関係を示す図、第５図は可動レンズの移動量と被照
射体面上のビームウェストの移動量の関係を示す図、第
６図は第２実施例の焦点可変レンズの詳細図である。
被照射体面近傍のビームウェストの様子を示す図、第３
図は第１実施例の焦点可変レンズの詳細図、第４図は可
動レンズの移動量と焦点距離、バックフォーカスの変動
量の関係を示す図、第５図は可動レンズの移動量と被照
射体面上のビームウェストの移動量の関係を示す図、第
６図は第２実施例の焦点可変レンズの詳細図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光源からの光束を光偏向器により偏向し、被照射体
面上に光走査する光走査装置において、光偏向器に入射
する光束を、発散光ないし収束光に変化できる焦点可変
レンズを設けたことを特徴とする光走査装置。 ２、前記焦点可変レンズが２群構成より成り、その相対
距離を変化させて焦点距離を変化させている請求項１記
載の光走査装置。 ３、２群構成の焦点可変レンズの内、屈折力の絶対値の
小さいレンズ群ないしレンズを可動としている請求項２
記載の光走査装置。 ４、２群構成の焦点可変レンズの内、光源から最も遠い
レンズ群ないしレンズを可動としている請求項２記載の
光走査装置。 ５、前記焦点可変レンズが正と負の屈折力を有する２つ
のレンズ群ないしレンズにより構成されている請求項２
記載の光走査装置。 ６、前記焦点可変レンズが正と正の屈折力を有する２つ
のレンズ群ないしレンズにより構成されている請求項２
記載の光走査装置。 ７、前記光源がレーザ発振器であり、焦点可変レンズの
入射側の焦点がレーザ発振器の走査方向の発光点に位置
決めされている請求項１記載の光走査装置。 ８、前記レーザ発振器の副走査方向の発光点が焦点可変
レンズの入射側の焦点からずれていることによる光束へ
の影響は副走査方向に屈折力を有するシリンドリカルレ
ンズの調整により補正されている請求項７記載の光走査
装置。 ９、光源と光偏向器の間の光学系が前記焦点可変レンズ
と副走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルレン
ズにより構成され、焦点可変レンズは光源とシリンドリ
カルレンズの間に配されている請求項１記載の光走査装
置１０、前記焦点可変レンズが２群構成より成り、２群
の内、光源側のレンズ群ないしレンズが固定され、この
固定のレンズ群ないしレンズとシリンドリカルレンズの
間の他方のレンズ群ないしレンズが可動とされている請
求項９記載の光走査装置。 １１、前記焦点可変レンズは２群以上の構成にて成る請
求項１記載の光走査装置。 １２、複数群から成る焦点可変レンズの内、屈折力の絶
対値が最も小さいレンズ群ないしレンズが可動とされて
いる請求項１１記載の光走査装置。 １３、複数群から成る焦点可変レンズの内、光源から最
も遠いレンズ群ないしレンズが可動とされている請求項
１１記載の光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9240089A JPH02271314A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9240089A JPH02271314A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271314A true JPH02271314A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=14053368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9240089A Pending JPH02271314A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02271314A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010185935A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| GB2469993A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-10 | Sec Dep For Innovation Univers | Measuring the propagation properties of a light beam using a variable focus lens |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5540459A (en) * | 1978-09-14 | 1980-03-21 | Fujitsu Ltd | Focus adjusting method of optical system |
| JPS6442625A (en) * | 1987-08-08 | 1989-02-14 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Scanning and imaging optical system |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP9240089A patent/JPH02271314A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5540459A (en) * | 1978-09-14 | 1980-03-21 | Fujitsu Ltd | Focus adjusting method of optical system |
| JPS6442625A (en) * | 1987-08-08 | 1989-02-14 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Scanning and imaging optical system |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010185935A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| GB2469993A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-10 | Sec Dep For Innovation Univers | Measuring the propagation properties of a light beam using a variable focus lens |
| US8736827B2 (en) | 2009-04-28 | 2014-05-27 | The Secretary of State for Business Innovation and Skills of Her Majesty's Brittannic Government | Method and system for measuring the propagation properties of a light beam |
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