JPS6220526B2 - - Google Patents
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- JPS6220526B2 JPS6220526B2 JP53074021A JP7402178A JPS6220526B2 JP S6220526 B2 JPS6220526 B2 JP S6220526B2 JP 53074021 A JP53074021 A JP 53074021A JP 7402178 A JP7402178 A JP 7402178A JP S6220526 B2 JPS6220526 B2 JP S6220526B2
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/0031—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for scanning purposes
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- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
本発明は高速に回転又は回転振動する偏向器を
使用した走査装置、特にスリツト状に被走査面を
走査するのに適した走査装置に関するものであ
る。 従来、回転若しくは回転振動する偏向器を用い
て平坦な被走査面を走査する場合、偏向器の回転
に伴つて偏向器と被走査面の間の光路長が変化す
る難点がある。従つて斯様な走査系を組み込んだ
装置に於いては、上記光路長の変化を何等かの手
段で補正する必要がある。第１図は上記走査装置
を組み込んだ複写光学系の一例を示す概略図で、
被走査面１は回転反射鏡３の回転軸２を中心とし
た円筒面を形成している。従つて、被走査面１か
らの光束が、回転反射鏡３で偏向され、結像レン
ズ系４を介して記録ドラム５上に到達する際、回
転反射鏡３の回転角に拘わりなく、常に被走査面
と記録ドラム５の間の光路長は一定に保たれる。
しかし、この様に被走査面を円筒面とすること
は、大きな円筒面を製造する事が困難であるだけ
でなく平面状の被走査物を走査する事ができな
い。 本発明は、上記欠点の改良を目的とするもの
で、回転若しくは回転振動する偏向器で被走査面
を走査する際、被走査面が平坦な面であつても光
路長の補正が成された走査装置を提供するもので
ある。 本発明の更なる目的は、上記構成の走査装置に
於いて、被走査面上で等速の走査が得られる様な
走査装置を提供する事にある。 本発明に係る走査装置に於いては、回転若しく
は回転振動する偏向器と平坦な被走査面の間に回
転非対称な結像光学系を設ける事により上記目的
を達成したものである。 上記回転非対称結像光学系は、平坦な被走査面
の像を形成する際偏向器の偏向面の法線が偏向器
の回転に伴つて経時的に構成する平面内（以後本
明細書ではこの平面を偏向走査平面と呼ぶ）に於
いては、この像の位置が恰かも偏向器の偏向面か
ら見てほぼ等しい距離にあるかの如く像を形成す
るものである。換言すれば、上記偏向走査平面内
に於いて、非対称結像光学系により形成される被
走査面の像の各点で垂線を立てれば、被走査面の
像と偏向面の間の上記各々の垂線に沿つた距離は
ほぼ等しくなる。 本発明に係る走査装置に於いては、上記偏向走
査平面内で、上記回転非対称光学系は三次の収差
領域で、 ＝０，Ｐ＝１／ｇ′ を満たす。ここでは非点収差、Ｐはペツツヴア
ール和、g′は上記偏向走査平面内に於いて、上記
被走査平面の像の中心を通り且つ上記被走査平面
に垂直な線内で、偏向器の偏向面から上記被走査
平面の像までの距離を表わすもので、回転非対称
結像光学系による被走査平面の像が虚像であれば
g′は負の量を、又実像であればg′は正の量を表わ
す。 更に本発明の走査装置に於いては、偏向器の偏
向面を等角速度で回転させた時被走査平面を等速
度で走査する為に、回転非対称結像光学系の三次
の歪曲収差Ｖの値を、上記偏向走査平面内に於い
て−２／３としている。 本発明に係る走査装置は、上記被走査面上を上
記偏向走査平面に或る一定のスリツト巾でスリツ
ト走査する走査方法、又はスリツトの長手方向、
即ち被走査面上では偏向走査平面と直交する方向
に対してはビームを高速度で走査し、この状態で
偏向走査平面内に於いてもビームを走査する方法
による所謂被走査平面の二次元的な走査方法があ
る。又、被走査面の走査は、被走査面の情報の読
取り、又は被走査面に情報の書込み等の走査が可
能である。 従つて、本発明の走査装置では、平坦な被走査
面を高速で歪みなく走査することを可能とするも
のである。以下、図面を併用し、本発明を詳述す
る。 第２図は本発明に係る走査装置の原理を説明す
る為の走査装置の一例を使用した記録装置の一実
施例を示す図である。第２図に於いて、被走査平
面１１と回転軸１４を中心として回転する回転反
射ミラー１５の間に配された回転非対称結像光学
系１３により、被走査平面１１の虚像１２が形成
される。この回転非対称結像光学系１３は、回転
反射ミラー１５の面法線が回転に伴つて経時的に
形成する面（第２図では、この面は紙面に平行な
面で、上記偏向走査平面と同じ）内に於いて、被
走査平面の像１２は円筒面状に結像される。上記
偏向走査平面内に於いて、円筒状の被走査平面の
像１２の中心を通り、且つ被走査平面１１に垂直
な線１８は、この場合回転反射ミラー１５の回転
軸１４を通過する。この線１８が回転反射ミラー
の偏向面と交わる位置（第２図に於いては実質的
には回転軸１４と見做し得る）から見て、上記像
１２はほぼ等しい距離にある如く、円筒状に結像
される。故に被走査面１１の点P1から出た光束は
回転非対称光学系１３に入射し、恰かもその共役
像１２の点P2から光束が出射したかの様に回転反
射ミラー１５に入射する。 回転反射ミラー１５は前記像点P2の鏡像を常に
一定位置P3に形成する様に回転する。そして点P3
に形成される鏡像は結像レンズ系１６により記録
ドラム１７上の一定位置P4に結像される。以上の
様に回転反射ミラー１５の回転に伴つて被走査面
１１上の被走査点P1は、上記偏向走査平面内（紙
面内）に於いて、被走査面１１上を移動し、該P1
点は回転非対称結像光学系１３、回転反射ミラー
１５及び結像レンズ系１６を介して常に記録ドラ
ム１７上の点P4に結像される。従つて回転反射ミ
ラー１５の角速度と同期して記録ドラム１７を回
転すれば、被走査面１１上の情報は記録ドラム１
７上に記録される。 第２図に示す様に、本発明に於いては平坦な被
走査面１１を第１図で示した円筒状の被走査面１
と等価な面にする為に回転非対称結像光学系１３
で被走査面１１の像１２を形成しているもので、
平坦な被走査面の走査を可能としている。 上記回転非対称結像光学系は、偏向走査平面内
に於いて、被走査面１１の像を上述した如く円筒
状の像１２に形成する為、三次の収差領域内に於
いて、三次の非点収差係数及びベツツヴアール
和Ｐは ＝Ｏ，Ｐ＝１／ｇ′ ……(i) を満足する。但しg′は上述した線１８（実際は非
対称回転結像光学系の光軸と一致）が回転反射ミ
ラーと交わる点から上記線１８に沿つて像１２ま
での距離を示すもので、結像光学系１３による被
走査面１１の像１２が第２図に示す様に虚像の場
合はg′の物理量は負、これに対して結像光学系１
３による被走査面１１の像が実像の場合はg′の物
理量は正となる。 又、回転反射ミラー１５を等速度で回転させた
時、被走査面上を等速度で走査させる為に、上記
偏向走査平面内に於いて回転非対称結像光学系１
３の歪曲収差係数Ｖの値を Ｖ＝−２／３ ……(ii) とするものである。 但し上記収差係数を定める条件として、回転非
対称結像光学系１３の光軸１８を含む偏向走査平
面内に於いて、回転反射ミラー１５の中心位置
（即ち射出瞳位置）で光軸からの高さが1.0となる
様に正規化された射出瞳半径を用いることにす
る。 次に、回転非対称結像光学系が満たす、上記条
件(i)，(ii)について述べる。第３図はこの為の説明
図で、まず、等速性の条件について述べる。第２
図の回転反射ミラー１５は回転非対称結像光学系
１３の射出瞳の位置にあり等角速で回転してい
る。半径ｇ（第３図に於いては、座標系は右手系
とし、この場合ｇは定義より正量であるが、第２
図に示す負量である。）の円孤上にある像面の微
小部△ｌは、回転反射ミラーの微小回転角を△θ
とすると、 △ｌ＝g′・△θ ……(1) である。いま回転反射ミラーは等角速度で回動す
るので △θ＝ωdt ……(2) ω：ミラーの角速度（一定） △ｌ＝g′ωdt ……(3) である。 また被走査面上での微小部分を△Y1とすると、
被走査面上を等速で走査するためには △ｌ＝g′ωdt＝β△Y1 ……(4) （β：倍率） でなければならない。 (4)式から ωdt＝β／ｇ′△Y1 両辺を積分して ωｔ＝β／ｇ′Y1＋C1 ……(5) （C1：積分定数） を得る。 Y1＝０のとき ｔ＝０ であるので C1＝０ ωｔ＝β／ｇ′Y1 ……(6) である。 第３図からωｔ＝θで、湾曲した像面の理想像
高を光軸からの垂線と円弧の交点までとし、これ
をYc′とすると θ＝sin-1（Ｙ′ｃ／ｇ′） ……(7) となる。 (7)式を(6)式に代入して sin-1（Ｙｃ′／ｇ′）＝β／ｇ′Y1 Yc′＝g′sin（β／ｇ′Y1） ……(8) すなわち被走査面上の走査速度を一定にするた
めには理想像高Yc′は(8)式で定めなければならな
い。 (8)式を３次の項まで展開すると Yc′＝g′〔（βＹ１／ｇ′）−１／６（βＹ１／ｇ
′）３〕……(9) また、収差論（松居著：応用物理第28巻第12号５
次収差論の実用化）によると、 但し N′；像空間の屈折率 α；物体近軸光線の入射換算傾角 α′；物体近軸光線の出射換算傾角 ′；瞳近軸光線の出射換算傾角 であるから、(10)式を(9)式に代入して整理すると Yc′＝−１／２α′ 〔−２（αY1）＋１／３（α′／Ｎ′）２（αY1）3
〕……(11) (11)式の右辺第２項の（α1Y1）3はアパーチヤーに
関係なく画角の項であるから上記収差論より、像
面が湾曲している三次の歪曲収差係数Vcは Vc＝１／３（α′／Ｎ′）２ ……(12) になる。 Vcは像面が湾曲しているときの３次の歪曲収
差係数が必要とすべき条件であるが、これを光学
系固有の歪曲収差係数Ｖに変換する。 第５図から X′c〓１／２D3Y′c2＋１／８Ｄ３ ４Y′
c4……(13) （13）式におけるD3，D4は像面の湾曲係数であ
る。いま像面は半径g′の円弧上にあるから D3＝D4＝−１／ｇ′である収差論によると Vc＝Ｖ＋α′／α′ Ｄ３／Ｎ′ ……(14) であるから Ｖ＝Vc−α′／α′ Ｄ３／Ｎ′ これにD3＝−１／ｇ′と(12)式を代入すると Ｖ＝−２／３（α′／Ｎ′）２ ……(15) となる。′は射出瞳基準で正規化を考えている
から′＝−１、またN′は像空間の屈折率である
からN′＝１である。故に回転非対称結像光学系
の３次の歪曲収差Ｖが−２／３であれば等速走査が可 能である。 次に上記条件(i)に関して述べる。像面が湾曲し
ているときの非点収差係数ｃと球欠像面湾曲係
数IVcは、光学系固有の収差係数とIVで表わす
と、上記収差論から、それぞれ ｃ＝ IVc＝IV＋Ｄ３／Ｎ′ ……(16) である。したがつて像面が半径ｇの円弧上にある
ためには ｃ＝＝０ IVc＝０ ……(17) でなければならない。 （17）式の下の式から IVc＝IV＋Ｄ３／Ｎ′＝０ IV＋＋ＰとD3＝−１／ｇ′を代入すると ＋Ｐ−１／Ｎ′ｇ′＝０ （17）式から＝０であるからIVc＝０であるた
めには Ｐ＝１／Ｎ′ｇ′ ……(18) でなければならない。いまN′＝１であるから、
結局Ｐは Ｐ＝１／ｇ′になる。 第５図は第２図の回転非対称な光学系１３の実
施例である。回転非対称結像光学系２３は第５図
の紙面に垂直な母線をもつ３枚のシリンドリカル
レンズからなつている。回転非対称光学系２３
は、被走査平面（□170×□170）の共役像を円筒
面２２上につくる。そしてその円筒面の中心軸と
偏向ミラー２４の回転中心軸を一致させているの
で、被走査面２１上の点から出た光束は回転非対
称光学系２３に入射し、その共役像点すなわち円
筒面２２上の点から光束が出射したかのように偏
向ミラー２４に入射する。第７図はそのときの光
路図である。 次に回転非対称光学系２３の構成を以下に示
す。上記したように光学系２３は紙面に垂直な面
内はパワーをもたないシリンドリカルレンズから
なつているので紙面に平行な面内の曲率ｒと、
（19）式に示される非球面係数Ｂ，Ｃと面間隔Ｄ
と屈折率Ｎを示す。 但し、非球面の形状は第７図に示す如く、非球
面の頂点に於ける近軸曲率半径をｒ、光軸上に光
の進行方向に一致してＸ軸、それと垂直方向で非
球面の頂点を通るＹ軸を取つたときの、Ｙ座標が
ｈに於ける偏量がｘである。
使用した走査装置、特にスリツト状に被走査面を
走査するのに適した走査装置に関するものであ
る。 従来、回転若しくは回転振動する偏向器を用い
て平坦な被走査面を走査する場合、偏向器の回転
に伴つて偏向器と被走査面の間の光路長が変化す
る難点がある。従つて斯様な走査系を組み込んだ
装置に於いては、上記光路長の変化を何等かの手
段で補正する必要がある。第１図は上記走査装置
を組み込んだ複写光学系の一例を示す概略図で、
被走査面１は回転反射鏡３の回転軸２を中心とし
た円筒面を形成している。従つて、被走査面１か
らの光束が、回転反射鏡３で偏向され、結像レン
ズ系４を介して記録ドラム５上に到達する際、回
転反射鏡３の回転角に拘わりなく、常に被走査面
と記録ドラム５の間の光路長は一定に保たれる。
しかし、この様に被走査面を円筒面とすること
は、大きな円筒面を製造する事が困難であるだけ
でなく平面状の被走査物を走査する事ができな
い。 本発明は、上記欠点の改良を目的とするもの
で、回転若しくは回転振動する偏向器で被走査面
を走査する際、被走査面が平坦な面であつても光
路長の補正が成された走査装置を提供するもので
ある。 本発明の更なる目的は、上記構成の走査装置に
於いて、被走査面上で等速の走査が得られる様な
走査装置を提供する事にある。 本発明に係る走査装置に於いては、回転若しく
は回転振動する偏向器と平坦な被走査面の間に回
転非対称な結像光学系を設ける事により上記目的
を達成したものである。 上記回転非対称結像光学系は、平坦な被走査面
の像を形成する際偏向器の偏向面の法線が偏向器
の回転に伴つて経時的に構成する平面内（以後本
明細書ではこの平面を偏向走査平面と呼ぶ）に於
いては、この像の位置が恰かも偏向器の偏向面か
ら見てほぼ等しい距離にあるかの如く像を形成す
るものである。換言すれば、上記偏向走査平面内
に於いて、非対称結像光学系により形成される被
走査面の像の各点で垂線を立てれば、被走査面の
像と偏向面の間の上記各々の垂線に沿つた距離は
ほぼ等しくなる。 本発明に係る走査装置に於いては、上記偏向走
査平面内で、上記回転非対称光学系は三次の収差
領域で、 ＝０，Ｐ＝１／ｇ′ を満たす。ここでは非点収差、Ｐはペツツヴア
ール和、g′は上記偏向走査平面内に於いて、上記
被走査平面の像の中心を通り且つ上記被走査平面
に垂直な線内で、偏向器の偏向面から上記被走査
平面の像までの距離を表わすもので、回転非対称
結像光学系による被走査平面の像が虚像であれば
g′は負の量を、又実像であればg′は正の量を表わ
す。 更に本発明の走査装置に於いては、偏向器の偏
向面を等角速度で回転させた時被走査平面を等速
度で走査する為に、回転非対称結像光学系の三次
の歪曲収差Ｖの値を、上記偏向走査平面内に於い
て−２／３としている。 本発明に係る走査装置は、上記被走査面上を上
記偏向走査平面に或る一定のスリツト巾でスリツ
ト走査する走査方法、又はスリツトの長手方向、
即ち被走査面上では偏向走査平面と直交する方向
に対してはビームを高速度で走査し、この状態で
偏向走査平面内に於いてもビームを走査する方法
による所謂被走査平面の二次元的な走査方法があ
る。又、被走査面の走査は、被走査面の情報の読
取り、又は被走査面に情報の書込み等の走査が可
能である。 従つて、本発明の走査装置では、平坦な被走査
面を高速で歪みなく走査することを可能とするも
のである。以下、図面を併用し、本発明を詳述す
る。 第２図は本発明に係る走査装置の原理を説明す
る為の走査装置の一例を使用した記録装置の一実
施例を示す図である。第２図に於いて、被走査平
面１１と回転軸１４を中心として回転する回転反
射ミラー１５の間に配された回転非対称結像光学
系１３により、被走査平面１１の虚像１２が形成
される。この回転非対称結像光学系１３は、回転
反射ミラー１５の面法線が回転に伴つて経時的に
形成する面（第２図では、この面は紙面に平行な
面で、上記偏向走査平面と同じ）内に於いて、被
走査平面の像１２は円筒面状に結像される。上記
偏向走査平面内に於いて、円筒状の被走査平面の
像１２の中心を通り、且つ被走査平面１１に垂直
な線１８は、この場合回転反射ミラー１５の回転
軸１４を通過する。この線１８が回転反射ミラー
の偏向面と交わる位置（第２図に於いては実質的
には回転軸１４と見做し得る）から見て、上記像
１２はほぼ等しい距離にある如く、円筒状に結像
される。故に被走査面１１の点P1から出た光束は
回転非対称光学系１３に入射し、恰かもその共役
像１２の点P2から光束が出射したかの様に回転反
射ミラー１５に入射する。 回転反射ミラー１５は前記像点P2の鏡像を常に
一定位置P3に形成する様に回転する。そして点P3
に形成される鏡像は結像レンズ系１６により記録
ドラム１７上の一定位置P4に結像される。以上の
様に回転反射ミラー１５の回転に伴つて被走査面
１１上の被走査点P1は、上記偏向走査平面内（紙
面内）に於いて、被走査面１１上を移動し、該P1
点は回転非対称結像光学系１３、回転反射ミラー
１５及び結像レンズ系１６を介して常に記録ドラ
ム１７上の点P4に結像される。従つて回転反射ミ
ラー１５の角速度と同期して記録ドラム１７を回
転すれば、被走査面１１上の情報は記録ドラム１
７上に記録される。 第２図に示す様に、本発明に於いては平坦な被
走査面１１を第１図で示した円筒状の被走査面１
と等価な面にする為に回転非対称結像光学系１３
で被走査面１１の像１２を形成しているもので、
平坦な被走査面の走査を可能としている。 上記回転非対称結像光学系は、偏向走査平面内
に於いて、被走査面１１の像を上述した如く円筒
状の像１２に形成する為、三次の収差領域内に於
いて、三次の非点収差係数及びベツツヴアール
和Ｐは ＝Ｏ，Ｐ＝１／ｇ′ ……(i) を満足する。但しg′は上述した線１８（実際は非
対称回転結像光学系の光軸と一致）が回転反射ミ
ラーと交わる点から上記線１８に沿つて像１２ま
での距離を示すもので、結像光学系１３による被
走査面１１の像１２が第２図に示す様に虚像の場
合はg′の物理量は負、これに対して結像光学系１
３による被走査面１１の像が実像の場合はg′の物
理量は正となる。 又、回転反射ミラー１５を等速度で回転させた
時、被走査面上を等速度で走査させる為に、上記
偏向走査平面内に於いて回転非対称結像光学系１
３の歪曲収差係数Ｖの値を Ｖ＝−２／３ ……(ii) とするものである。 但し上記収差係数を定める条件として、回転非
対称結像光学系１３の光軸１８を含む偏向走査平
面内に於いて、回転反射ミラー１５の中心位置
（即ち射出瞳位置）で光軸からの高さが1.0となる
様に正規化された射出瞳半径を用いることにす
る。 次に、回転非対称結像光学系が満たす、上記条
件(i)，(ii)について述べる。第３図はこの為の説明
図で、まず、等速性の条件について述べる。第２
図の回転反射ミラー１５は回転非対称結像光学系
１３の射出瞳の位置にあり等角速で回転してい
る。半径ｇ（第３図に於いては、座標系は右手系
とし、この場合ｇは定義より正量であるが、第２
図に示す負量である。）の円孤上にある像面の微
小部△ｌは、回転反射ミラーの微小回転角を△θ
とすると、 △ｌ＝g′・△θ ……(1) である。いま回転反射ミラーは等角速度で回動す
るので △θ＝ωdt ……(2) ω：ミラーの角速度（一定） △ｌ＝g′ωdt ……(3) である。 また被走査面上での微小部分を△Y1とすると、
被走査面上を等速で走査するためには △ｌ＝g′ωdt＝β△Y1 ……(4) （β：倍率） でなければならない。 (4)式から ωdt＝β／ｇ′△Y1 両辺を積分して ωｔ＝β／ｇ′Y1＋C1 ……(5) （C1：積分定数） を得る。 Y1＝０のとき ｔ＝０ であるので C1＝０ ωｔ＝β／ｇ′Y1 ……(6) である。 第３図からωｔ＝θで、湾曲した像面の理想像
高を光軸からの垂線と円弧の交点までとし、これ
をYc′とすると θ＝sin-1（Ｙ′ｃ／ｇ′） ……(7) となる。 (7)式を(6)式に代入して sin-1（Ｙｃ′／ｇ′）＝β／ｇ′Y1 Yc′＝g′sin（β／ｇ′Y1） ……(8) すなわち被走査面上の走査速度を一定にするた
めには理想像高Yc′は(8)式で定めなければならな
い。 (8)式を３次の項まで展開すると Yc′＝g′〔（βＹ１／ｇ′）−１／６（βＹ１／ｇ
′）３〕……(9) また、収差論（松居著：応用物理第28巻第12号５
次収差論の実用化）によると、 但し N′；像空間の屈折率 α；物体近軸光線の入射換算傾角 α′；物体近軸光線の出射換算傾角 ′；瞳近軸光線の出射換算傾角 であるから、(10)式を(9)式に代入して整理すると Yc′＝−１／２α′ 〔−２（αY1）＋１／３（α′／Ｎ′）２（αY1）3
〕……(11) (11)式の右辺第２項の（α1Y1）3はアパーチヤーに
関係なく画角の項であるから上記収差論より、像
面が湾曲している三次の歪曲収差係数Vcは Vc＝１／３（α′／Ｎ′）２ ……(12) になる。 Vcは像面が湾曲しているときの３次の歪曲収
差係数が必要とすべき条件であるが、これを光学
系固有の歪曲収差係数Ｖに変換する。 第５図から X′c〓１／２D3Y′c2＋１／８Ｄ３ ４Y′
c4……(13) （13）式におけるD3，D4は像面の湾曲係数であ
る。いま像面は半径g′の円弧上にあるから D3＝D4＝−１／ｇ′である収差論によると Vc＝Ｖ＋α′／α′ Ｄ３／Ｎ′ ……(14) であるから Ｖ＝Vc−α′／α′ Ｄ３／Ｎ′ これにD3＝−１／ｇ′と(12)式を代入すると Ｖ＝−２／３（α′／Ｎ′）２ ……(15) となる。′は射出瞳基準で正規化を考えている
から′＝−１、またN′は像空間の屈折率である
からN′＝１である。故に回転非対称結像光学系
の３次の歪曲収差Ｖが−２／３であれば等速走査が可 能である。 次に上記条件(i)に関して述べる。像面が湾曲し
ているときの非点収差係数ｃと球欠像面湾曲係
数IVcは、光学系固有の収差係数とIVで表わす
と、上記収差論から、それぞれ ｃ＝ IVc＝IV＋Ｄ３／Ｎ′ ……(16) である。したがつて像面が半径ｇの円弧上にある
ためには ｃ＝＝０ IVc＝０ ……(17) でなければならない。 （17）式の下の式から IVc＝IV＋Ｄ３／Ｎ′＝０ IV＋＋ＰとD3＝−１／ｇ′を代入すると ＋Ｐ−１／Ｎ′ｇ′＝０ （17）式から＝０であるからIVc＝０であるた
めには Ｐ＝１／Ｎ′ｇ′ ……(18) でなければならない。いまN′＝１であるから、
結局Ｐは Ｐ＝１／ｇ′になる。 第５図は第２図の回転非対称な光学系１３の実
施例である。回転非対称結像光学系２３は第５図
の紙面に垂直な母線をもつ３枚のシリンドリカル
レンズからなつている。回転非対称光学系２３
は、被走査平面（□170×□170）の共役像を円筒
面２２上につくる。そしてその円筒面の中心軸と
偏向ミラー２４の回転中心軸を一致させているの
で、被走査面２１上の点から出た光束は回転非対
称光学系２３に入射し、その共役像点すなわち円
筒面２２上の点から光束が出射したかのように偏
向ミラー２４に入射する。第７図はそのときの光
路図である。 次に回転非対称光学系２３の構成を以下に示
す。上記したように光学系２３は紙面に垂直な面
内はパワーをもたないシリンドリカルレンズから
なつているので紙面に平行な面内の曲率ｒと、
（19）式に示される非球面係数Ｂ，Ｃと面間隔Ｄ
と屈折率Ｎを示す。 但し、非球面の形状は第７図に示す如く、非球
面の頂点に於ける近軸曲率半径をｒ、光軸上に光
の進行方向に一致してＸ軸、それと垂直方向で非
球面の頂点を通るＹ軸を取つたときの、Ｙ座標が
ｈに於ける偏量がｘである。
【表】
但し、S1はレンズ系２３のr1面から被走査平面
２１までの軸上間隔、 tkはレンズ系２３のr6面から偏向ミラー
２４までの軸上間隔、 次に上記光学系の紙面に平行な面内の収差係数を
示す。 ＝ 0.00000020451 ＝ 0.000006828 ＝−0.0000021 Ｐ＝−0.0019621 Ｖ＝−0.62445 ｆ＝ 39441.108 更に、第８図は第５図に示す回転非対称結像光
学系２３の紙面に平行な面内での収差を示す図、
第９図は第５図に示す回転非対称結像光学系２３
の紙面に垂直な面内での収差を示す図、第１０図
は第５図に示す回転非対称結像光学系２３の紙面
に平行な面から45゜回転した面内、即ち被走査面
の対角方向の収差を示す図である。 第１１図は本発明に係る走査装置を適用した複
写機の一実施例を示す図で、主として光学系周辺
を抜き出して示したものである。第１１図におい
て３１は原稿、３２は回転非対称レンズ３４によ
る原稿３１の共役像、３３は照明装置、３５は偏
向ミラー、３６は結像レンズ、３７はスリツト、
３８は円筒ドラムである。原稿３１から出た光束
は回転非対称レンズ３４に入射し、その共役像点
すなわち円筒面３２上の点から光束が出射したか
のように偏向ミラー３５に入射する。偏向ミラー
３５は前記共役像点を含み偏向ミラーの回転軸と
平行な線像の鏡像を常に結像レンズ３６の光軸を
含み、偏向ミラーの回転軸と平行な線上にあるよ
うに回転振動する。鏡像は結像レンズ３６によつ
て円筒ドラム３８の一定線上３９上に結像され
る。従つて偏向ミラー３５が回転すると、結像レ
ンズ３６及び回転非対称レンズ３４により形成さ
れるスリツト３７の像が被走査面の３１上を走査
方向に沿つて一端から他端にかけて走査する。即
ち被走査面３１はスリツト３７の像の巾でスリツ
ト走査されるものである。円筒ドラム上３８には
感光媒体が設けられていて、偏向ミラー３５と同
期して円筒ドラム３８が回転するので、原稿３１
は円筒ドラム３８上の感光媒体上に記録される。
この様に回転振動方式を用いた高速複写に適した
感光体としては、例えば、支持体上に光導電層を
有し、更にその上に絶縁層を有した３層構成を基
体としたものがよい。この支持体は導電性であつ
ても絶縁性であつても良い。 又、上記感光体に潜像を形成する一例としては
一次帯電、それに続く除電又は逆極性帯電、その
後の全面露光により潜像を形成し得るものであ
る。この光学系において偏向ミラー３５は高速に
回動することが可能である。したがつて本装置に
おいて高速でかつ原稿面がフラツトな複写装置が
達成できる。そしてこの際偏向ミラー３５の回動
だけで済むので回動入力構造は至極簡素化でき
る。 尚、上述した偏向器としては回転振動タイプの
ものを示したが、ポリゴンミラーの様なものを用
いることも可能である。 以上、本発明に係る走査装置に於いては、回転
若しくは回転振動する偏向器と被走査平面の間に
回転非対称な結像光学系を設ける事により、被走
査平面を歪みなく高速に走査出来るものであり、
優れた効果を有するものである。
２１までの軸上間隔、 tkはレンズ系２３のr6面から偏向ミラー
２４までの軸上間隔、 次に上記光学系の紙面に平行な面内の収差係数を
示す。 ＝ 0.00000020451 ＝ 0.000006828 ＝−0.0000021 Ｐ＝−0.0019621 Ｖ＝−0.62445 ｆ＝ 39441.108 更に、第８図は第５図に示す回転非対称結像光
学系２３の紙面に平行な面内での収差を示す図、
第９図は第５図に示す回転非対称結像光学系２３
の紙面に垂直な面内での収差を示す図、第１０図
は第５図に示す回転非対称結像光学系２３の紙面
に平行な面から45゜回転した面内、即ち被走査面
の対角方向の収差を示す図である。 第１１図は本発明に係る走査装置を適用した複
写機の一実施例を示す図で、主として光学系周辺
を抜き出して示したものである。第１１図におい
て３１は原稿、３２は回転非対称レンズ３４によ
る原稿３１の共役像、３３は照明装置、３５は偏
向ミラー、３６は結像レンズ、３７はスリツト、
３８は円筒ドラムである。原稿３１から出た光束
は回転非対称レンズ３４に入射し、その共役像点
すなわち円筒面３２上の点から光束が出射したか
のように偏向ミラー３５に入射する。偏向ミラー
３５は前記共役像点を含み偏向ミラーの回転軸と
平行な線像の鏡像を常に結像レンズ３６の光軸を
含み、偏向ミラーの回転軸と平行な線上にあるよ
うに回転振動する。鏡像は結像レンズ３６によつ
て円筒ドラム３８の一定線上３９上に結像され
る。従つて偏向ミラー３５が回転すると、結像レ
ンズ３６及び回転非対称レンズ３４により形成さ
れるスリツト３７の像が被走査面の３１上を走査
方向に沿つて一端から他端にかけて走査する。即
ち被走査面３１はスリツト３７の像の巾でスリツ
ト走査されるものである。円筒ドラム上３８には
感光媒体が設けられていて、偏向ミラー３５と同
期して円筒ドラム３８が回転するので、原稿３１
は円筒ドラム３８上の感光媒体上に記録される。
この様に回転振動方式を用いた高速複写に適した
感光体としては、例えば、支持体上に光導電層を
有し、更にその上に絶縁層を有した３層構成を基
体としたものがよい。この支持体は導電性であつ
ても絶縁性であつても良い。 又、上記感光体に潜像を形成する一例としては
一次帯電、それに続く除電又は逆極性帯電、その
後の全面露光により潜像を形成し得るものであ
る。この光学系において偏向ミラー３５は高速に
回動することが可能である。したがつて本装置に
おいて高速でかつ原稿面がフラツトな複写装置が
達成できる。そしてこの際偏向ミラー３５の回動
だけで済むので回動入力構造は至極簡素化でき
る。 尚、上述した偏向器としては回転振動タイプの
ものを示したが、ポリゴンミラーの様なものを用
いることも可能である。 以上、本発明に係る走査装置に於いては、回転
若しくは回転振動する偏向器と被走査平面の間に
回転非対称な結像光学系を設ける事により、被走
査平面を歪みなく高速に走査出来るものであり、
優れた効果を有するものである。
第１図は従来の走査装置を用いた複写光学系の
一例を示す図、第２図は本発明に係る走査装置の
原理を説明する為の図、第３図及び第４図は本発
明の装置に用いる回転非対称結像光学系を説明す
る為の図、第５図は本発明に係る装置に用いる回
転非対称結像レンズの一実施例を示す図、第６図
は第７図に示すレンズの光路を示す図、第７図は
非球面の定義を説明する為の図、第８図，第９図
及び第１０図は各々第６図に示すレンズの収差を
示す収差図、第１１図は本発明に係る走査装置を
複写機に適用した場合の一実施例を示す図。 １１…被走査面、１２…被走査面の像、１３…
回転非対称結像光学系、１５…回転反射ミラー。
一例を示す図、第２図は本発明に係る走査装置の
原理を説明する為の図、第３図及び第４図は本発
明の装置に用いる回転非対称結像光学系を説明す
る為の図、第５図は本発明に係る装置に用いる回
転非対称結像レンズの一実施例を示す図、第６図
は第７図に示すレンズの光路を示す図、第７図は
非球面の定義を説明する為の図、第８図，第９図
及び第１０図は各々第６図に示すレンズの収差を
示す収差図、第１１図は本発明に係る走査装置を
複写機に適用した場合の一実施例を示す図。 １１…被走査面、１２…被走査面の像、１３…
回転非対称結像光学系、１５…回転反射ミラー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転若しくは回転振動する偏向器により平坦
な被走査面をスリツト状に走査する装置に於い
て、前記被走査面と偏向器との間には前記被走査
面の像を円筒状に形成する回転非対称結像光学系
を設け、前記偏向器の偏向面の法線がその回転に
伴つて経時的に形成する偏向走査平面内に於いて
前記回転非対称結像光学系の三次の非点収差係数
及び、ペツツバール和Ｐが、 ＝０，Ｐ＝１／g′ 但しg′；前記偏向走査平面内に於いて、前記被
走査面の像の中心を通り且つ被走査面に垂直な線
に沿つて計つた偏向器から被走査面の像までの距
離 をほぼ満足する事を特徴とする走査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7402178A JPS552231A (en) | 1978-06-19 | 1978-06-19 | Scanner |
| DE19792924673 DE2924673A1 (de) | 1978-06-19 | 1979-06-19 | Abtastvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7402178A JPS552231A (en) | 1978-06-19 | 1978-06-19 | Scanner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS552231A JPS552231A (en) | 1980-01-09 |
| JPS6220526B2 true JPS6220526B2 (ja) | 1987-05-07 |
Family
ID=13535037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7402178A Granted JPS552231A (en) | 1978-06-19 | 1978-06-19 | Scanner |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS552231A (ja) |
| DE (1) | DE2924673A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5857483A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-05 | Sekisui Chem Co Ltd | 接着方法 |
| JPS61103118A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 走査型複写装置 |
| JP2563260B2 (ja) * | 1986-04-11 | 1996-12-11 | 松下電器産業株式会社 | 光ビ−ム走査装置 |
| JPH0746174B2 (ja) * | 1986-11-14 | 1995-05-17 | キヤノン株式会社 | 走査装置 |
| JPH0656307U (ja) * | 1992-12-28 | 1994-08-05 | 株式会社酒井機材製作所 | 二重床用床板 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3750189A (en) * | 1971-10-18 | 1973-07-31 | Ibm | Light scanning and printing system |
| US3881801A (en) * | 1973-09-19 | 1975-05-06 | Eltra Corp | Optical scanning system |
| GB1530791A (en) * | 1975-02-05 | 1978-11-01 | Barr & Stroud Ltd | Radiation scanning system |
| DE2728304C2 (de) * | 1976-06-23 | 1987-01-15 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Optisch-mechanisches Abtastsystem |
| US4070089A (en) * | 1976-07-01 | 1978-01-24 | Xerox Corporation | Two dimensional laser scanner with movable cylinder lens |
-
1978
- 1978-06-19 JP JP7402178A patent/JPS552231A/ja active Granted
-
1979
- 1979-06-19 DE DE19792924673 patent/DE2924673A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS552231A (en) | 1980-01-09 |
| DE2924673A1 (de) | 1980-01-03 |
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