JPH0921944A - 走査レンズ - Google Patents

走査レンズ

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JPH0921944A
JPH0921944A JP7196000A JP19600095A JPH0921944A JP H0921944 A JPH0921944 A JP H0921944A JP 7196000 A JP7196000 A JP 7196000A JP 19600095 A JP19600095 A JP 19600095A JP H0921944 A JPH0921944 A JP H0921944A
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    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源の波長が変動すると、倍率色収差により
走査線の長さが変化し、描画精度が劣化するという問題
が生じる。 【解決手段】 ｆθレンズ５は、ポリゴンミラー２側か
ら描画面４側に向けて順に、少なくとも主走査方向に関
してそれぞれ負、正、正、負のパワーを有する第１、第
２、第３、第４レンズ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが配列し
て構成され、第４レンズ５ｄのアッベ数が４０より小さ
いことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザープリン
ター等の走査光学系に用いられる走査レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例としては、特開平３−６５９１７
号公報が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】走査光学系は、半導体
レーザー等の単色光源を光源として用いるため、一般に
色収差については考慮されていなかった。ところが、複
数の光源を用いるマルチビーム光学系では、光源の個体
差等により波長にバラツキが存在すると、倍率色収差に
より光源毎に走査線の長さが変化し、描画精度が劣化す
るという問題が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる走査レ
ンズは、被走査面より偏向器側に近接して配置された複
数のレンズにより構成され、最も被走査面側のレンズに
少なくとも主走査方向において負のパワーを持たせ、か
つ、最終レンズのアッベ数νLが以下の条件(１)を満た
すよう設定されていることを特徴とする。
【０００５】νL ＜ ４０ …(１)
【０００６】走査レンズは、偏向器側から順に、主走査
方向において負、正、正、負のパワーを有する第１、第
２、第３、第４レンズが配列して構成されることが望ま
しい。そして、この場合、第ｉレンズのアッベ数をνi
として、以下の条件(２)を満たすことが望ましい。
【０００７】 ((ν2＋ν3)／２)−ν4 ＞ ２０ …(２)
【０００８】条件(１)は、全系で正のパワーを有する最
終レンズを分散が大きい負レンズとすることで、これよ
り偏向器側に配置されたレンズにより発生する収差とは
逆方向の倍率色収差を発生させ、全体として倍率色収差
の発生を抑えるための条件である。
【０００９】条件(２)は、主走査方向に正のパワーを持
つ第２、第３レンズと負のパワーを持つ第４レンズとの
アッベ数のバランスをとるための条件である。正レンズ
に負レンズと比較して分散の小さい材料を用いることに
より、倍率色収差の発生を抑えることができる。
【００１０】倍率の色収差が存在すると、波長が長くな
るにつれて走査幅が大きくなる傾向があり、上記の条件
(１)(２)を満たさない場合には、波長の変動に起因する
走査幅の変動が過大となり、描画性能が劣化する。
【００１１】なお、非点収差の発生を抑えるためには、
第１レンズの被走査面側の面を副走査方向にのみ負のパ
ワーを有するシリンドリカル面とし、正のパワーを有す
る第２レンズ、あるいは第３レンズの被走査面側の面を
副走査方向において主走査方向におけるより強い正のパ
ワーを有するトーリック面とすることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる走査レン
ズの実施形態を説明する。この発明にかかる走査レンズ
は、例えば図１に示されるように、レーザープリンター
等の走査光学系の結像光学系として使用される。図１
(Ａ)は副走査断面、(Ｂ)は主走査断面を示す。
【００１３】半導体レーザー等の図示せぬ光源から発し
てコリメートレンズにより平行光束とされたレーザー光
は、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレン
ズ１を介してポリゴンミラー２に入射し、ポリゴンミラ
ー２で走査、偏向されて走査レンズである４枚構成のｆ
θレンズ５を介して被走査面である描画面４上に結像す
る。
【００１４】シリンドリカルレンズ１は、光源から発す
る光束をポリゴンミラー２のミラー面の近傍で線状に結
像させるために副走査方向の線像形成パワーを有する。
ｆθレンズ５は、副走査方向においてミラー面近傍で線
状に結像された光束を像面上に再結像させる。このよう
にミラー面と像面とをほぼ共役とすることにより、ポリ
ゴンミラー２の面倒れ誤差による走査線ズレを低減させ
ることができる。
【００１５】ｆθレンズ５は、ポリゴンミラー２側から
描画面４側に向けて順に、主走査方向、副走査方向の両
方向に関してそれぞれ負、正、正、負のパワーを有する
第１、第２、第３、第４レンズ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
が配列して構成される。
【００１６】第１レンズ５ａは、ポリゴンミラー２側が
負のパワーを持つ球面、描画面４側が副走査方向にのみ
負のパワーを持つシリンダー面である負レンズであり、
主走査方向に比較的弱い負のパワーを有すると共に、副
走査方向に比較的強い負のパワーを有する。
【００１７】第２レンズ５ｄ、第３レンズ５ｃは、共に
主走査、副走査両方向に正のパワーを有する。第２、第
３レンズのいずれかの描画面４側の面は、主走査方向に
比較的弱い正のパワーを有すると共に、副走査方向に比
較的強い正のパワーを有するトーリック面とされる。
【００１８】第４レンズ５ｄは、両面が回転対称な面、
この例では球面であり、偏向器側の面が強い負のパワー
を有し、描画面４側の面が弱い正のパワー持つ負メニス
カスレンズである。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の具体的な数値構成例を４例
説明する。
【００２０】
【実施例１】図１は、実施例１にかかるｆθレンズを適
用した走査光学系の要部であり、その具体的構成は表１
に示される。表中の記号Ｋは走査係数、Ｒｙは主走査方
向の曲率半径、Ｒｚは副走査方向の曲率半径、ｄは面間
の光軸上の距離、ｎはレンズの屈折率、νはアッベ数で
ある。
【００２１】表中、第１、第２面がシリンドリカルレン
ズ１、第３面がポリゴンミラー２のミラー面、第４、第
５面がｆθレンズ５の第１レンズ５ａ、第６、第７面が
第２レンズ５ｂ、第８，９面が第３レンズ５ｃ、第１
０，１１面が第４レンズ５ｄを示す。図２は、実施例１
の構成による走査光学系の(Ａ)直線性誤差、(Ｂ)倍率色
収差、(Ｃ)像面湾曲(Ｍ：メリディオナル、Ｓ：サジタ
ル)を示す。各グラフの縦軸は像高Ｙ、横軸は各収差の
発生量であり、単位はいずれもｍｍである。
【００２２】
【表１】 Ｋ = 300.00 面番号 Ry Rz d n ν 1 ∞ 43.410 4.000 1.51633 64.1 2 ∞ 84.910 3 ∞ 95.000 4 -578.370 15.335 1.62004 36.3 5 ∞ 71.395 4.000 6 1217.997 30.000 1.62041 60.3 7 -173.805 1.790 8 ∞ 20.175 1.72916 54.7 9 -269.029 -51.338 8.670 10 -212.560 10.000 1.76182 26.6 11 -758.178 275.419
【００２３】
【実施例２】図３は、実施例２にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査断面、
(Ｂ)が主走査断面を示す。面番号とレンズの対応等は実
施例１と同一である。実施例２の具体的な数値構成は、
表２に示される。図４は、実施例２の構成による走査光
学系の(Ａ)直線性誤差、(Ｂ)倍率色収差、(Ｃ)像面湾曲
を示す。
【００２４】
【表２】 Ｋ = 330.00 面番号 Ry Rz d n ν 1 ∞ 43.410 4.000 1.51633 64.1 2 ∞ 84.910 3 ∞ 86.092 4 -492.986 12.000 1.64769 33.8 5 ∞ 93.437 11.655 6 931.218 31.146 1.69680 55.5 7 -211.607 -49.255 27.789 8 -798.650 31.318 1.61800 63.4 9 -175.702 10.000 10 -163.479 10.000 1.84666 23.8 11 -336.553 282.372
【００２５】
【実施例３】図５は、実施例３にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査断面、
(Ｂ)が主走査断面を示す。面番号とレンズの対応等は実
施例１と同一である。実施例３の具体的な数値構成は、
表３に示される。図６は、実施例３の構成による走査光
学系の(Ａ)直線性誤差、(Ｂ)倍率色収差、(Ｃ)像面湾曲
を示す。
【００２６】
【表３】 Ｋ = 330.00 面番号 Ry Rz d n ν 1 ∞ 43.410 4.000 1.51633 64.1 2 ∞ 84.910 3 ∞ 80.788 4 -346.878 16.514 1.62004 36.3 5 ∞ 95.527 12.954 6 1245.753 25.133 1.78650 50.0 7 -205.744 -53.310 13.507 8 -1402.190 25.000 1.72000 50.2 9 -180.603 10.160 10 -165.376 10.000 1.84666 23.8 11 -539.141 300.214
【００２７】
【実施例４】図７は、実施例４にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査断面、
(Ｂ)が主走査断面を示す。面番号とレンズの対応等は実
施例１と同一である。実施例４の具体的な数値構成は、
表４に示される。図８は、実施例４の構成による走査光
学系の(Ａ)直線性誤差、(Ｂ)倍率色収差、(Ｃ)像面湾曲
を示す。
【００２８】
【表４】 Ｋ = 330.00 面番号 Ry Rz d n ν 1 ∞ 43.410 4.000 1.51633 64.1 2 ∞ 84.910 3 ∞ 82.648 4 -326.287 12.000 1.64769 33.8 5 ∞ 144.299 10.517 6 1023.841 23.715 1.61800 63.4 7 -178.418 -45.518 18.828 8 10776.166 27.694 1.61800 63.4 9 -180.501 10.000 10 -162.378 10.000 1.59551 39.2 11 -747.311 296.583
【００２９】各実施例における前記の条件(１)(２)の値
は、以下の表５のとおりである。
【００３０】
【表５】 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 条件(１) νL 26.6 23.8 23.8 39.2 条件(２) ((ν2＋ν3)/2)−ν4 30.9 35.7 26.3 24.2
【００３１】図２，４，６，８から理解できるように、
実施例のｆθレンズ５は、いずれも±１６０ｍｍという
Ａ３サイズの原稿をカバーできる広い走査幅に亙り、直
線性誤差を小さく抑えつつ、主走査、副走査両方向の像
面湾曲を小さく抑えることができる。
【００３２】また、スポット径を仮に３８μmとする
と、波長７８０ｎｍを中心として±１０ｎｍの波長変動
があった場合にも、この２０ｎｍ幅の波長の変化に対す
る走査範囲の端部における倍率色収差を実施例１，４で
はスポット径の約１／２、実施例２，３では約１／５程
度に抑えることができる。したがって、マルチビーム光
学系で個々の光源に波長のバラツキが存在する場合や、
環境の変化により光源の波長が変化した場合等にも走査
線の長さを一定に保ち、描画精度を維持することができ
る。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、倍率色収差広い走査幅にわたり小さく抑えた走査レ
ンズを提供することができる。したがって、この走査レ
ンズを用いることにより、光源の波長のバラツキや変動
による走査線の長さの変化を抑えることができ、描画精
度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)が
副走査断面の説明図、(Ｂ)が主走査断面の説明図であ
る。
【図２】 実施例１の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
が直線性誤差、(Ｂ)が倍率色収差、(Ｃ)が像面湾曲を示
す。
【図３】 この発明の実施例２にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)が
副走査断面の説明図、(Ｂ)が主走査断面の説明図であ
る。
【図４】 実施例２の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
が直線性誤差、(Ｂ)が倍率色収差、(Ｃ)が像面湾曲を示
す。
【図５】 この発明の実施例３にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)が
副走査断面の説明図、(Ｂ)が主走査断面の説明図であ
る。
【図６】 実施例３の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
が直線性誤差、(Ｂ)が倍率色収差、(Ｃ)が像面湾曲を示
す。
【図７】 この発明の実施例４にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)が
副走査断面の説明図、(Ｂ)が主走査断面の説明図であ
る。
【図８】 実施例４の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
が直線性誤差、(Ｂ)が倍率色収差、(Ｃ)が像面湾曲を示
す。
【符号の説明】
１ シリンドリカルレンズ ２ ポリゴンミラー ４ 描画面 ５ ｆθレンズ(走査レンズ) ５ａ 第１レンズ ５ｂ 第２レンズ ５ｃ 第３レンズ ５ｄ 第４レンズ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】偏向器により偏向された光束を被走査面上
    に結像させる走査レンズにおいて、前記被走査面より前
    記偏向器側に近接して配置された複数のレンズから構成
    され、最も前記被走査面側の最終レンズが少なくとも主
    走査方向において負のパワーを有し、かつ、前記最終レ
    ンズのアッベ数νLが以下の条件(１)を満たすことを特
    徴とする走査レンズ。 νL ＜ ４０ …(１)
  2. 【請求項２】前記偏向器と前記最終レンズとの間に、前
    記偏向器側から順に、主走査方向において負、正、正の
    パワーを有する第１、第２、第３レンズが配列して構成
    されることを特徴とする請求項１に記載の走査レンズ。
  3. 【請求項３】第ｉレンズのアッベ数をνiとして、以下
    の条件(２)を満たすことを特徴とする請求項２に記載の
    走査レンズ。 ((ν2＋ν3)／２)−νL ＞ ２０ …(２)
  4. 【請求項４】前記第１レンズの前記被走査面側の面が副
    走査方向にのみ負のパワーを有するシリンドリカル面で
    あり、前記第２レンズの前記被走査面側の面が副走査方
    向において主走査方向におけるより強い正のパワーを有
    するトーリック面であることを特徴とする請求項２に記
    載の走査レンズ。
  5. 【請求項５】前記第１レンズの前記被走査面側の面が、
    副走査方向にのみ負のパワーを有するシリンドリカル面
    であり、前記第３レンズの前記被走査面側の面が、副走
    査方向において主走査方向におけるより強い正のパワー
    を有するトーリック面であることを特徴とする請求項２
    に記載の走査レンズ。
  6. 【請求項６】偏向器により偏向された光束を被走査面上
    に結像させる走査レンズにおいて、前記被走査面から順
    に、主走査方向において負、正、正、負のパワーを有す
    る第１、第２、第３、第４レンズが配列して構成され、
    第ｉレンズのアッベ数をνiとして、以下の条件(２)を
    満たすことを特徴とする走査レンズ。 ((ν2＋ν3)／２)−ν4 ＞ ２０ …(２)
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