JPH0511207A - 走査結像レンズ系および光走査装置 - Google Patents
走査結像レンズ系および光走査装置Info
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- JPH0511207A JPH0511207A JP3161718A JP16171891A JPH0511207A JP H0511207 A JPH0511207 A JP H0511207A JP 3161718 A JP3161718 A JP 3161718A JP 16171891 A JP16171891 A JP 16171891A JP H0511207 A JPH0511207 A JP H0511207A
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
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- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
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Abstract
を主・副走査対応方向とも良好に補正する。 【構成】走査結像レンズ系7を、回転多面鏡側3から被
走査面側6へ向かって第1レンズ4,第2レンズ5の順
に配備される2群2枚構成で構成し、レンズ面中にトー
リック面が有るようにする。また、副走査対応方向に関
して、偏向反射面6の位置と被走査面3aの位置とを幾
何光学的に略共役な関係とする機能を持たせるととも
に、主走査対応方向に関してはfθ機能を持たせる。第
1,第2レンズ4,5を基準光軸gから主走査対応方向
へ、それぞれΔ1,Δ2だけずれて配置し、主走査対応方
向に関する第1,第2レンズ4,5の焦点距離をそれぞ
れ、f1,f2とするとき、f1,f2,Δ1,Δ2が、 0.0001<|Δ1/f1|<0.005 (I) 0.0072<|Δ2/f2|<0.013 (II) なる条件を満足するようにする。
Description
び光走査装置に関する。
ジタル複写機等に関連して良く知られている。近来、光
走査の高性能化が求められ、被走査面上に形成される光
スポットの径の安定性が問題となっている。光スポット
の径が、光スポットの走査位置の変化とともに変動する
と、光走査装置のドット径が変動することとなり高性能
光走査の実現に対する大きな妨げとなるからである。
走査面上に光スポットを形成するための走査結像レンズ
系の像面湾曲があることは良く知られた事実であり、従
来から「像面湾曲を如何に少なくするか」が走査結像レ
ンズ系の開発目標の一つとなっている。
く用いられている回転多面鏡には所謂「面倒れ」の問題
があり、この面倒れの影響を除くため、回転多面鏡に入
射する光束を、回転多面鏡の偏向反射面近傍に、主走査
対応方向に長い線像として結像させ、走査結像レンズ系
により、偏向反射面位置と被走査面位置とを副走査対応
方向に関して幾何光学的な共役関係とすることが一般に
行なわれている。
い、上記線像の結像位置と偏向反射面位置とが、僅かな
がら2次元的にずれるため、走査結像レンズ系の像面湾
曲は、偏向光束の偏向角の+側と−側とが対照的になら
ず、このことが像面湾曲の補正を複雑にしている。
慮した像面湾曲補正方法として、走査結像レンズ系全体
を、主走査対応方向に基準光軸からずらした位置を基準
として設計する方法が知られている(特開平1−927
17号公報)。
れ」が像面湾曲を回転的に変化させる性質を持つことを
利用した補正方法であり、主・副走査対応方向の像面湾
曲の一方を補正するのに有効であるが、これら両方向の
像面湾曲を同時に、且つ独立して補正することができな
いという問題があった。
き問題を解決するべくなされたものであって、回転多面
鏡を光束偏向手段として用い、且つ面倒れの補正を行な
う光走査方式において、主・副走査対応方向の像面湾曲
を同時に且つ独立して補正し得る走査結像レンズ系と、
この走査結像レンズ系を用いた光走査装置との提供を目
的とする。
ズ系は、「光源装置からの光束を主走査対応方向に長い
線像に結像させ、この線像の結像位置近傍に偏向反射面
を有する回転多面鏡により等角速度的に偏向させ、偏向
光束を結像光学系により被走査面に向けて集光させて上
記被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットに
より上記被走査面を光走査する光走査装置」において用
いられる結像光学系であって、以下のように構成され
る。
って第1レンズ,第2レンズの順に配備される2群2枚
構成でトーリック面を有する。また、副走査対応方向に
関して、上記偏向反射面位置と被走査面位置とを幾何光
学的に略共役な関係とする機能を持つとともに、主走査
対応方向に関してfθ機能を有する。さらに、第1,第
2レンズは、基準光軸から主走査対応方向へ、それぞれ
Δ1,Δ2だけずれて配置され、主走査対応方向に関する
第1,第2レンズの焦点距離をそれぞれf1,f2とする
とき、これらf1,f2と上記Δ1,Δ2とが、条件 0.0001<|Δ1/f1|<0.005 (I) 0.0072<|Δ2/f2|<0.013 (II) を満足する。
は、光源から被走査面に到る光路を直線的に展開した仮
想的な状態において主走査方向に対応する方向であり、
上記仮想的状態において副走査方向に対応する方向を
「副走査対応方向」と呼ぶ。
の光軸(互いに平行である)に対し、回転多面鏡による
偏向光束の光軸が平行になった状態における、上記偏向
光束の光軸を意味する。
像結像光学系と、回転多面鏡と、結像光学系とを有す
る。 「光源装置」は、光束を放射する。 「線像結像光学系」は、光源装置からの光束を主走査対
応方向に長い線像として結像させる。上記光源装置から
放射される光束には特に制限はなく、線像結像光学系に
より線像を結像できれば良いが、上記放射光束を実質的
な平行光束とすると線像結像光学系の構成が簡単にな
る。
に偏向反射面を持ち、反射光束を等角速度的に偏向させ
る。 「結像光学系」は、回転多面鏡による偏向光束を被走査
面に向かって集光して走査面上に光スポットを形成させ
る光学系であり、上記請求項1の走査結像レンズ系が用
いられる。
・副走査対応方向に対称な形状を有し、これらを主走査
対応方向へ基準光軸からずらすと、偏向光束により掃引
される面(偏向走査面と呼ぶ)内に置ける偏向光束の各
レンズへの入射角は、各レンズの光軸に対して非対称と
なる。このため、上記のように基準光軸からずらした配
置を基準位置とすることは、副走査対応方向に平行な軸
の回りのレンズの回転と似た効果を及ぼし、これにより
像面湾曲も回転的な変化を生ずる。これを利用して像面
湾曲の補正を行う。
ズ系の像面湾曲を良好に保つための条件であり、これら
の条件の範囲外では、像面湾曲は主・副走査対応方向の
ものとも劣化する。
置の1例を示している。符号1で示す光源装置は、半導
体レーザーとコリメートレンズとにより構成され、平行
光束(勿論、実質的な平行光束を意味する)を放射す
る。この平行光束は、線像結像光学系としてのシリンダ
ーレンズ2により、副走査対応方向に集束させられ、回
転多面鏡3の偏向反射面3a上に、主走査対応方向に長
い線像LIとして結像する。
回転多面鏡3が軸3Aの回りに等速回転すると等角速度
的に偏向し、走査結像レンズ系を構成する第1レンズ4
と第2レンズ5の作用で被走査面6上に光スポットとし
て集光する。
行光束で、副走査対応方向に関しては線像LIから発散
する光束である。走査結像レンズ系はこのような偏向光
束を被走査面6上に結像させるのであるから、主・副走
査対応方向のパワーの異なるアナモフィックなレンズ
で、副走査対応方向に関しては「偏向反射面3aの位置
と被走査面6の位置とを幾何光学的に略共役な関係とし
て」おり、これにより回転多面鏡3における「面倒れ」
の補正を行っている。また、この走査結像レンズ系は主
走査対応方向に関してfθ機能を有する。従って、光走
査は実質的に等速的に行なわれる。
を副走査対応方向からみた状態を示している。第1レン
ズ4,第2レンズ5の光軸はそれぞれ、基準光軸gから
距離Δ1,Δ2だけ、主走査対応方向へずれて配備され
る。
施例において、回転多面鏡3の側から数えて第i番目の
レンズ面の曲率半径を主・副走査対応方向に関してそれ
ぞれ、rxi,ryi(i=1〜4)、偏向反射面を第0面
として、第i番目と第i+1番目の面の光軸上の面間隔
をdi(i=0〜3)、回転多面鏡側から数えて第j番
目のレンズの屈折率をnj(j=1,2)とする。ま
た、走査結像レンズ系としての合成焦点距離を、主・副
走査対応方向に就き、それぞれfM,fSとしfMを10
0に規格化する。さらに、副走査対応方向における結像
倍率をβ、偏向角をθ0、回転多面鏡3への入射光束の
光軸と基準光軸とのなす角をαとする。
70度,2θ0=65度 |Δ1/f1|=0.0006,|Δ2/f2|=0.01
08 i rxi ryi di j nj 0 20.098 1 −30.129 −30.129 7.395 1 1.51118 2 −30.182 −22.54 17.178 3 ∞ −75.496 5.688 2 1.82485 4 −100.918 −22.54 実施例2 fM=100,fS=25.461,β=−2.54,α=
70度,2θ0=65度 |Δ1/f1|=0.0001,|Δ2/f2|=0.00
72 i rxi ryi di j nj 0 9.107 1 −25.729 −25.729 4.743 1 1.57210 2 −27.199 ∞ 17.834 3 ∞ −44.091 7.589 2 1.57210 4 −62.076 −11.816 実施例3 fM=100,fS=21.519,β=−3.78,α=
70度,2θ0=64.9度,|Δ1/f1|=0.000
4,|Δ2/f2|=0.0085 i rxi ryi di j nj 0 3.809 1 ∞ −119.603 1.905 1 1.57210 2 163.234 163.234 18.169 3 ∞ −37.709 5.333 2 1.57210 4 −45.564 −9.846 実施例4 fM=100,fS=20.476,β=−3.99,α=
70度,2θ0=64.9度,|Δ1/f1|=0.002
2,|Δ2/f2|=0.0086 i rxi ryi di j nj 0 3.61 1 −113.466 −113.466 3.8 1 1.57210 2 ∞ 38.148 15.008 3 ∞ −38.148 5.699 2 1.57210 4 −42.07 −9.41 実施例5 fM=100,fS=22.155,β=−3.7,α=7
0度,2θ0=65度 |Δ1/f1|=0.0049,|Δ2/f2|=0.01
26 i rxi ryi di j nj 0 8.926 1 −109.254 −109.254 5.698 1 1.74405 2 ∞ 57.736 9.686 3 ∞ −57.736 6.837 2 1.71221 4 −47.257 −12.05 図2乃至図6に、上記実施例1〜5に関するfθ特性お
よびリニアリティの図を示す。像面湾曲の図に於いて、
破線は主走査方向の結像位置、実線が副走査方向の結像
位置を示す。
る理想像高をHi(θ)、実際の像高をHr(θ)とする
とき、 {Hr(θ)/Hi(θ)−1}×100% で定義される量であり、リニアリティは、周知のとおり {dHr(θ)/dHi(θ)−1}×100% で定義される量である。
1の走査結像レンズ系の第1レンズと第2レンズとを、
基準光軸から同一の距離Δだけずらして配備し、主走査
対応方向の像面湾曲補正を行なった」ときの、像面湾曲
を図7に示す。この比較例では、|Δ/f1|=0.0
006である。
結像レンズ系の第1レンズと第2レンズとを、基準光軸
から同一の距離Δだけずらして配備し、副走査対応方向
の像面湾曲補正を行なった」ときの、像面湾曲を図8に
示す。この比較例では、|Δ/f2|=0.0077で
ある。
示す実施例1の像面湾曲を比較して見れば直ちに明らか
なように、この発明のように、第1,第2レンズの光軸
の基準光軸からの距離:Δ1,Δ2を独立に設定すること
により、これらを同一に設定する場合よりも、像面湾曲
が、主・副走査対応方向とも良好に補正されることがわ
かる。
走査結像レンズ系と、これを用いる新規な光走査装置と
を提供できる。この発明は上述の如き構成となっている
ので、主・副走査対応方向の像面湾曲を同時に且つ独立
に、良好に補正することができる。
で(a)は斜視図、(b)は副走査対応方向からみた図
である。
アリティの図である。
アリティの図である。
アリティの図である。
アリティの図である。
アリティの図である。
Claims (2)
- 【請求項1】光源装置からの光束を主走査対応方向に長
い線像に結像させ、この線像の結像位置近傍に偏向反射
面を有する回転多面鏡により等角速度的に偏向させ、偏
向光束を結像光学系により被走査面に向けて集光させて
上記被走査面上に光スポットを形成し、この光スポット
により上記被走査面を光走査する光走査装置において用
いられる結像光学系であって、 回転多面鏡側から被走査面側へ向かって第1レンズ,第
2レンズの順に配備される2群2枚構成でトーリック面
を有し、副走査対応方向に関して、上記偏向反射面位置
と被走査面位置とを幾何光学的に略共役な関係とする機
能を持つとともに、主走査対応方向に関してfθ機能を
有し、 上記第1,第2レンズが、基準光軸から主走査対応方向
へ、それぞれΔ1,Δ2だけずれて配置され、 主走査対応方向に関する上記第1,第2レンズの焦点距
離をそれぞれf1,f2とするとき、これらf1,f2と上
記Δ1,Δ2とが、条件 0.0001<|Δ1/f1|<0.005 (I) 0.0072<|Δ2/f2|<0.013 (II) を満足することを特徴とする、走査結像レンズ系。 - 【請求項2】光源装置と、 光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像として
結像させる線像結像光学系と、 上記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持ち、反射光
束を等角速度的に偏向させる回転多面鏡と、 この回転多面鏡による偏向光束を被走査面に向かって集
光して走査面上に光スポットを形成させる結像光学系と
を有し、 上記結像光学系が請求項1の走査結像レンズ系であるこ
とを特徴とする光走査装置。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP3161718A JP2994799B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 走査結像レンズ系および光走査装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3161718A JP2994799B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 走査結像レンズ系および光走査装置 |
Publications (2)
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ID=15740564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP3161718A Expired - Lifetime JP2994799B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 走査結像レンズ系および光走査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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- 1991-07-02 JP JP3161718A patent/JP2994799B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1992
- 1992-05-29 US US07/890,008 patent/US5221986A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US5221986A (en) | 1993-06-22 |
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