JPH0447286B2 - - Google Patents
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- JPH0447286B2 JPH0447286B2 JP57037391A JP3739182A JPH0447286B2 JP H0447286 B2 JPH0447286 B2 JP H0447286B2 JP 57037391 A JP57037391 A JP 57037391A JP 3739182 A JP3739182 A JP 3739182A JP H0447286 B2 JPH0447286 B2 JP H0447286B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- scanning
- plano
- flat
- lenses
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
技術分野
本発明はレーザービームプリンタ等の走査光学
系に用いられる走査用レンズに関するものであ
る。 従来技術 第１図はレーザービームプリンタの走査光学系
の一従来例を示すものである。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
を通つて感光ドラム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、 Dis＝y′−ｙ／ｙ×100（％） であらわされる。 第１図に示すように従来の走査用レンズは、光
軸方向から見て円形のレンズで構成されており、
全体として載頭円錐形若しくは円筒形をしている
ものであつた。しかしながら、半導体レーザーの
使用等走査光学系の他の要素がコンパクト化され
るにつれ、このような形状の走査用レンズのスペ
ース占有率が大きくなり、走査用レンズのコンパ
クト化が望まれていた。 円形レンズで構成される走査用レンズにおいて
実際に光ビームが通過するのは、第２図Ａにハツ
チングで示された光ビームの走査方向と平行な矩
形状部分のみであり、他の部分はレンズとしては
不要の部分である。それ故第３図に示すように、
走査用レンズ３′を光軸方向及び走査方向と直交
する方向に偏平化することが考えられる。即ち、
走査用レンズを第２図Ａに実線で示すようなビー
ム通過領域（ハツチング部分）に沿つた形状とす
るのである。しかしながら、この偏平化を単純に
おこなうと次のような問題点を招来することにな
る。 即ち、従来の走査用レンズの位置決め固定は第
２図Ｂで示すように鏡胴内面との円周状の線接触
でおこなわれていたが、これを単純に偏平化して
従来通りの位置決め固定をおこなおうとすると、
第２図Ｃに示すように光軸方向から見て円弧状の
当り面Ｐをレンズ中心に対し正確な位置・形状に
加工しなければならず、このような加工は非常に
難しくまた工程が増加する。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立
てた走査用レンズの各レンズが偏芯し充分な性能
を得ることができない。第２図Ｄは鏡胴をフライ
ス加工した場合を示すが、この場合は数点の点支
持となり前記と同様に充分な性能を得ることがで
きない。 目的・要旨 本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、
製作が容易で精度良く組み立てることができ、十
分なレンズ性能を得られる偏平状の走査用レンズ
の提供を目的とする。 上記目的は、光ビーム通過領域に沿つた偏平な
形状の複数のレンズから構成され、偏向器によつ
て偏向された光ビームを結像面上で等速走査させ
る走査用レンズにおいて、各構成レンズが、入射
側から順に、平凹レンズ、平凸レンズ、平凸レン
ズであり、各構成レンズの平面側レンズ面がそれ
ぞれ当接する複数の当り面を有するレンズ保持部
材を備え、条件 −0.14≦d2／f1≦−0.05 0.028≦d2／ｆ≦0.19 d2：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 ｆ：レンズ全系の焦点距離 を満足する走査用レンズによつて達成される。 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。 第５図はさらに改良された本発明の偏平単レン
ズL′を示す。このレンズL′は一方のレンズ面を平
面とされる他に走査方向側端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
レンズの偏心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。 尚、このようなレンズはプラスチツク成型によ
つても製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。 第６図において、走査用レンズは入射側から平
凹レンズL1、平凸レンズL2、平凸レンズL3から
構成され、これらのレンズは保持部材１０，１
１、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
L1，L2，L3の平面側レンズ面は保持部材１０，
１１の当り面１０−１，１１−１，１０−２，１
１−２，１０−３，１１−３に夫々当接され、曲
面側レンズ面は夫々押え部材１２ａ，１２ｂ，１
３ａ，１３ｂ，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
スチツ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。 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。 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。 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。 物体側から平凹・平凸・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。 −0.14≦d2／f1≦−0.05 ……(1) 0.028≦d2／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、d2が小さすぎると歪曲・非点収差が共
にアンダーになり、大きすぎると共にオーバーに
なり、f1についても同じことが言える。しかしな
がら、d2とf1は互いに関係するため、これらを全
く別々に規定すると広範な条件となつてしまう。
そこで、互いに関係するd2とf1の比を条件(1)のよ
うに規定することによつて、歪曲・非点収差をバ
ランスよく補正することができる。この条件(1)の
上限又は下限を越えると、歪曲収差又は非点収差
の一方は補正できたとしても他方を補正しきれな
くなる。 一方、条件(2)の下限を越えると、d2が小さすぎ
ることになるので前述したように歪曲・非点収差
が共にアンダーになる。また、条件(2)の上限は、
収差補正上の許容値よりも狭い範囲を規定するも
のであり、これはレンズ加工上の問題を考慮して
設定されている。つまり、この上限を越えると、
d2が大きすぎるので、第２・第３レンズを大きく
しなければならずレンズ加工上不利になる。 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。
系に用いられる走査用レンズに関するものであ
る。 従来技術 第１図はレーザービームプリンタの走査光学系
の一従来例を示すものである。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
を通つて感光ドラム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、 Dis＝y′−ｙ／ｙ×100（％） であらわされる。 第１図に示すように従来の走査用レンズは、光
軸方向から見て円形のレンズで構成されており、
全体として載頭円錐形若しくは円筒形をしている
ものであつた。しかしながら、半導体レーザーの
使用等走査光学系の他の要素がコンパクト化され
るにつれ、このような形状の走査用レンズのスペ
ース占有率が大きくなり、走査用レンズのコンパ
クト化が望まれていた。 円形レンズで構成される走査用レンズにおいて
実際に光ビームが通過するのは、第２図Ａにハツ
チングで示された光ビームの走査方向と平行な矩
形状部分のみであり、他の部分はレンズとしては
不要の部分である。それ故第３図に示すように、
走査用レンズ３′を光軸方向及び走査方向と直交
する方向に偏平化することが考えられる。即ち、
走査用レンズを第２図Ａに実線で示すようなビー
ム通過領域（ハツチング部分）に沿つた形状とす
るのである。しかしながら、この偏平化を単純に
おこなうと次のような問題点を招来することにな
る。 即ち、従来の走査用レンズの位置決め固定は第
２図Ｂで示すように鏡胴内面との円周状の線接触
でおこなわれていたが、これを単純に偏平化して
従来通りの位置決め固定をおこなおうとすると、
第２図Ｃに示すように光軸方向から見て円弧状の
当り面Ｐをレンズ中心に対し正確な位置・形状に
加工しなければならず、このような加工は非常に
難しくまた工程が増加する。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立
てた走査用レンズの各レンズが偏芯し充分な性能
を得ることができない。第２図Ｄは鏡胴をフライ
ス加工した場合を示すが、この場合は数点の点支
持となり前記と同様に充分な性能を得ることがで
きない。 目的・要旨 本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、
製作が容易で精度良く組み立てることができ、十
分なレンズ性能を得られる偏平状の走査用レンズ
の提供を目的とする。 上記目的は、光ビーム通過領域に沿つた偏平な
形状の複数のレンズから構成され、偏向器によつ
て偏向された光ビームを結像面上で等速走査させ
る走査用レンズにおいて、各構成レンズが、入射
側から順に、平凹レンズ、平凸レンズ、平凸レン
ズであり、各構成レンズの平面側レンズ面がそれ
ぞれ当接する複数の当り面を有するレンズ保持部
材を備え、条件 −0.14≦d2／f1≦−0.05 0.028≦d2／ｆ≦0.19 d2：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 ｆ：レンズ全系の焦点距離 を満足する走査用レンズによつて達成される。 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。 第５図はさらに改良された本発明の偏平単レン
ズL′を示す。このレンズL′は一方のレンズ面を平
面とされる他に走査方向側端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
レンズの偏心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。 尚、このようなレンズはプラスチツク成型によ
つても製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。 第６図において、走査用レンズは入射側から平
凹レンズL1、平凸レンズL2、平凸レンズL3から
構成され、これらのレンズは保持部材１０，１
１、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
L1，L2，L3の平面側レンズ面は保持部材１０，
１１の当り面１０−１，１１−１，１０−２，１
１−２，１０−３，１１−３に夫々当接され、曲
面側レンズ面は夫々押え部材１２ａ，１２ｂ，１
３ａ，１３ｂ，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
スチツ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。 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。 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。 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。 物体側から平凹・平凸・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。 −0.14≦d2／f1≦−0.05 ……(1) 0.028≦d2／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、d2が小さすぎると歪曲・非点収差が共
にアンダーになり、大きすぎると共にオーバーに
なり、f1についても同じことが言える。しかしな
がら、d2とf1は互いに関係するため、これらを全
く別々に規定すると広範な条件となつてしまう。
そこで、互いに関係するd2とf1の比を条件(1)のよ
うに規定することによつて、歪曲・非点収差をバ
ランスよく補正することができる。この条件(1)の
上限又は下限を越えると、歪曲収差又は非点収差
の一方は補正できたとしても他方を補正しきれな
くなる。 一方、条件(2)の下限を越えると、d2が小さすぎ
ることになるので前述したように歪曲・非点収差
が共にアンダーになる。また、条件(2)の上限は、
収差補正上の許容値よりも狭い範囲を規定するも
のであり、これはレンズ加工上の問題を考慮して
設定されている。つまり、この上限を越えると、
d2が大きすぎるので、第２・第３レンズを大きく
しなければならずレンズ加工上不利になる。 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。
【表】
【表】
【表】
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、各構成レンズそ
精度良く保持・位置決めできる。また、本発明の
走査用レンズは、簡単な構成で歪曲収差と非点収
差がバランスよく補正されたものである。
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、各構成レンズそ
精度良く保持・位置決めできる。また、本発明の
走査用レンズは、簡単な構成で歪曲収差と非点収
差がバランスよく補正されたものである。
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
１２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、右側は走査方向と平行な方向から見た側
面図である。
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
１２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、右側は走査方向と平行な方向から見た側
面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光ビーム通過領域に沿つた偏平な形状の複数
のレンズから構成され、偏向器によつて偏向され
た光ビームを結像面上で等速走査させる走査用レ
ンズにおいて、 上記各構成レンズが、入射側から順に、平凹レ
ンズ、平凸レンズ、平凸レンズであり、各構成レ
ンズの平面側レンズ面がそれぞれ当接する複数の
当り面を有するレンズ保持部材を備え、条件 −0.14≦d2／f1≦−0.05 0.028≦d2／ｆ≦0.19 d2：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 ｆ：レンズ全系の焦点距離 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 |
|---|---|---|---|
| JP3739182A JPS58153908A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | 走査用レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3739182A JPS58153908A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | 走査用レンズ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23658889A Division JPH07117646B2 (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 走査用レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58153908A JPS58153908A (ja) | 1983-09-13 |
| JPH0447286B2 true JPH0447286B2 (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=12496224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3739182A Granted JPS58153908A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | 走査用レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58153908A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS597918A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | Asahi Optical Co Ltd | ｆ・θレンズ系 |
| JP2511904B2 (ja) * | 1986-09-22 | 1996-07-03 | 松下電器産業株式会社 | 光ビ−ム走査装置 |
| JP2840839B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1998-12-24 | 富士写真フイルム株式会社 | ｆθレンズ |
| JP2660536B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1997-10-08 | 富士写真フイルム株式会社 | ｆθレンズ |
| JP3109358B2 (ja) * | 1993-12-16 | 2000-11-13 | 富士ゼロックス株式会社 | 走査光学系の取付構造 |
| EP2636955B1 (en) | 2012-03-08 | 2016-11-16 | Electrolux Home Products Corporation N.V. | A cooking oven provided for heat transfer by convection |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6049296B2 (ja) * | 1977-08-05 | 1985-11-01 | キヤノン株式会社 | 走査光学系 |
| JPS5543531A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-27 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Plastic lens |
| JPS56151902A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-25 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Plastic lens |
-
1982
- 1982-03-09 JP JP3739182A patent/JPS58153908A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58153908A (ja) | 1983-09-13 |
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