JPS63204214A - 光ビ−ム走査装置用ｆθレンズ - Google Patents
光ビ−ム走査装置用ｆθレンズInfo
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- JPS63204214A JPS63204214A JP62037042A JP3704287A JPS63204214A JP S63204214 A JPS63204214 A JP S63204214A JP 62037042 A JP62037042 A JP 62037042A JP 3704287 A JP3704287 A JP 3704287A JP S63204214 A JPS63204214 A JP S63204214A
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- lens
- power
- deflection
- light beam
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- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/0005—Optical objectives specially designed for the purposes specified below having F-Theta characteristic
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (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、レーザプリンタ等に用いる光ビーム走査装置
用ｆθレンズに関するものである。
用ｆθレンズに関するものである。
［従来の技術］
従来、レーザプリンタ等ではレーザ発振器より発生され
たレーザビームを記録すべき情報信号によって変調し、
さらにこの変調されたレーザビームを回転多面反射鏡等
の偏向手段で等角速度で偏向し、結像レンズ系で感光体
上に集光させるように構成している。この場合、結像レ
ンズ系としてｆθレンズが広く用いられている。このｆ
θレンズは、等角速度でのレーザビームの偏向を補正し
てその集光スポットが走査面上で等速に移動するように
するためのもので、光軸からθの角度で偏向点より入射
したレーザビームは焦点距離ｆの結像レンズの光軸から
ｆθの像高位置に集光することを意味してこの名称で呼
ばれている。
たレーザビームを記録すべき情報信号によって変調し、
さらにこの変調されたレーザビームを回転多面反射鏡等
の偏向手段で等角速度で偏向し、結像レンズ系で感光体
上に集光させるように構成している。この場合、結像レ
ンズ系としてｆθレンズが広く用いられている。このｆ
θレンズは、等角速度でのレーザビームの偏向を補正し
てその集光スポットが走査面上で等速に移動するように
するためのもので、光軸からθの角度で偏向点より入射
したレーザビームは焦点距離ｆの結像レンズの光軸から
ｆθの像高位置に集光することを意味してこの名称で呼
ばれている。
従来、このようなｆθレンズとして、例えば特開昭５３
−１３７６３１号に開示されているように負と正のパワ
ーを持つレンズを組合せたもの、また特開昭６１−１７
２１０９、特開昭６１−１７５’６０７号に示されてい
るように、正と正のパワーを持つレンズを組合せ、かつ
偏向点側のレンズに比較的強いパワーをもたせたうえ、
双方のレンズを偏向点から遠ざけたところに配置するも
の、あるいは特公昭６１−４８６８４号で示されるよう
に１枚のレンズでｆθレンズを構成したものが知られて
いる。
−１３７６３１号に開示されているように負と正のパワ
ーを持つレンズを組合せたもの、また特開昭６１−１７
２１０９、特開昭６１−１７５’６０７号に示されてい
るように、正と正のパワーを持つレンズを組合せ、かつ
偏向点側のレンズに比較的強いパワーをもたせたうえ、
双方のレンズを偏向点から遠ざけたところに配置するも
の、あるいは特公昭６１−４８６８４号で示されるよう
に１枚のレンズでｆθレンズを構成したものが知られて
いる。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、特開昭５３−１３７６３１号に示されるｆθ
レンズは、負のパワーが強くてバックフォーカスが長く
なり、光ビーム走査装置のコンパクト化が困難になると
いう問題がある。また、特開昭６１−１７２１０９号に
示されるｆθレンズは、２枚のレンズが大形化し、これ
も光ビーム走査装置のコンパクト化が困難になるという
問題がある。さらに、特公昭６１−４８６８４号のｆθ
レンズは、自由度が少なく広画角化が困難であり、沫た
コンパクト化も困難であるという問題がある。
レンズは、負のパワーが強くてバックフォーカスが長く
なり、光ビーム走査装置のコンパクト化が困難になると
いう問題がある。また、特開昭６１−１７２１０９号に
示されるｆθレンズは、２枚のレンズが大形化し、これ
も光ビーム走査装置のコンパクト化が困難になるという
問題がある。さらに、特公昭６１−４８６８４号のｆθ
レンズは、自由度が少なく広画角化が困難であり、沫た
コンパクト化も困難であるという問題がある。
本発明の目的は、偏向角を大きくとることが可能で、か
つコンパクト化が容易な光ビーム走査装置用ｆθレンズ
を提供することにある。
つコンパクト化が容易な光ビーム走査装置用ｆθレンズ
を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、パワーの弱いメニスカスレンズ１と被走査面
側に凸面を向けたパワーの強い平凸レンズにより構成し
、かつ各レンズの焦点距離を偏向点側から順にｆ１、ｆ
２とし、レンズ系全体の合成焦点距離をｆとした時、以
下の条件を満足するように構成したものである。
側に凸面を向けたパワーの強い平凸レンズにより構成し
、かつ各レンズの焦点距離を偏向点側から順にｆ１、ｆ
２とし、レンズ系全体の合成焦点距離をｆとした時、以
下の条件を満足するように構成したものである。
（ａ）−０，３≦ｆ／ｆ１≧０．２
（ｂ ） −０，６／ｆ＋０．８５ ／ｆ≦１
／ｆ２゜１／ｆ２、１／ｆ２≦−０，６／ ｆ１＋０
．９５ ／ｆ［作用］ ｆθレンズの性能については、主として像面わん曲とｆ
θ特性とに注目すれば良いことが一般的に知られている
。上記条件はこれらを良好にするためのものであり、条
件（ａ）の上限を越えると発生する負の歪曲収差が少な
くなって好ましくない。また、下限を越えると主走査方
向の像面わん曲がレンズ側に寄ってしまい好ましくない
。さらに、条件（ｂ）の上限を越えると、主走査方向の
像面わん曲がレンズ側に寄ってしまい、また下限を越え
ると負の歪曲収差が少なくなり、いずれも好ましくない
。
／ｆ２゜１／ｆ２、１／ｆ２≦−０，６／ ｆ１＋０
．９５ ／ｆ［作用］ ｆθレンズの性能については、主として像面わん曲とｆ
θ特性とに注目すれば良いことが一般的に知られている
。上記条件はこれらを良好にするためのものであり、条
件（ａ）の上限を越えると発生する負の歪曲収差が少な
くなって好ましくない。また、下限を越えると主走査方
向の像面わん曲がレンズ側に寄ってしまい好ましくない
。さらに、条件（ｂ）の上限を越えると、主走査方向の
像面わん曲がレンズ側に寄ってしまい、また下限を越え
ると負の歪曲収差が少なくなり、いずれも好ましくない
。
なお、サジタル面内での像面わん曲は従来から知られて
いるように面倒れ補正光学針糸を用いて除去し得るので
さほど問題とする必要はない。
いるように面倒れ補正光学針糸を用いて除去し得るので
さほど問題とする必要はない。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例を示すｆθレンズの構成図で
あり、偏向点Ｐ側に配置したパワーの弱いメニスカスレ
ンズ１と、被走査面３の側に凸面を向けたパワーの強い
平凸レンズ２とから構成されている。
あり、偏向点Ｐ側に配置したパワーの弱いメニスカスレ
ンズ１と、被走査面３の側に凸面を向けたパワーの強い
平凸レンズ２とから構成されている。
このような構成において、ｄ１、Ｒ２、Ｒ３をレンズ面
間距離、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を偏向点Ｐの側から順
に各レンズ面の曲率半径、Ｎ１、Ｎ２を各レンズの硝材
の屈折率、ｆ１、ｆ２を各レンズの焦点距離とし、かつ
レンズ系全体の合焦点距離ｆをｆ＝１００として規格化
した場合に、レンズ面間距離等の具体例とその像面わん
曲およびｆθ特性について説明する。
間距離、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を偏向点Ｐの側から順
に各レンズ面の曲率半径、Ｎ１、Ｎ２を各レンズの硝材
の屈折率、ｆ１、ｆ２を各レンズの焦点距離とし、かつ
レンズ系全体の合焦点距離ｆをｆ＝１００として規格化
した場合に、レンズ面間距離等の具体例とその像面わん
曲およびｆθ特性について説明する。
具体例１
ｆ＝ １００．１／ｆｌ−−０，００３，１／ｆ２
＝ ０．０１０８ｄｏ ＝ ８．５７ Ｒ１＝−１７，０７１ｄ１＝８．５７ Ｎ１＝１．５
１Ｒ２−’−２２，１９４６２＝４．２９Ｒ３＝ｏ、
ｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．５１Ｒ４＝−
４７，２２２ 第２図（ａ）、（ｂ）は本具体例１の像面わん曲とｆθ
特性を示す図であり、同図（ａ＞においては破線が主走
査方向、実線がサジタル面内の像面わん曲を示しており
、また同図（ｂ）においてはｈ−像高として（ｈ−ｆθ
）／ｆθ×１００％の計篩結果でｆθ特性を示している
。なお、本具体例以下すべての具体例においてレーザビ
ームの波長は７８０ｎｍ、画角θは４４°である。
＝ ０．０１０８ｄｏ ＝ ８．５７ Ｒ１＝−１７，０７１ｄ１＝８．５７ Ｎ１＝１．５
１Ｒ２−’−２２，１９４６２＝４．２９Ｒ３＝ｏ、
ｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．５１Ｒ４＝−
４７，２２２ 第２図（ａ）、（ｂ）は本具体例１の像面わん曲とｆθ
特性を示す図であり、同図（ａ＞においては破線が主走
査方向、実線がサジタル面内の像面わん曲を示しており
、また同図（ｂ）においてはｈ−像高として（ｈ−ｆθ
）／ｆθ×１００％の計篩結果でｆθ特性を示している
。なお、本具体例以下すべての具体例においてレーザビ
ームの波長は７８０ｎｍ、画角θは４４°である。
具体例２
ｆ＝１００ １／ｆｌ＝−０，００２１／ｆ２＝０
．０１０２ｄＯ＝８．５７ Ｒ１−１８，７２４ｄｌ＝８．５７ Ｎ１＝１．５
１Ｒ２＝−２３，３３２ｄ２＝４．２９ Ｒ３−ｏｏ ｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１
．６１Ｒ４−−５９，８０４ 第３図にこの具体例２の像面わん曲とｆθ特性を示す。
．０１０２ｄＯ＝８．５７ Ｒ１−１８，７２４ｄｌ＝８．５７ Ｎ１＝１．５
１Ｒ２＝−２３，３３２ｄ２＝４．２９ Ｒ３−ｏｏ ｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１
．６１Ｒ４−−５９，８０４ 第３図にこの具体例２の像面わん曲とｆθ特性を示す。
具体例３
ｆ＝１００ １／ｆ１＝−０，００１１／ｆ２＝ｏ
、ｏ０９６ｄｏ＝８．５７ Ｒ１＝−２１，３９６ｄｌ＝８．５７ Ｎ１＝１．
５１Ｒ２＝−２５，３５５６２＝４．２９ Ｒ３＝ｏｏｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．７１Ｒ４
＝−７３，９５８ 第４図にこの具体例３の像面わん曲とｆθ特性を示す。
、ｏ０９６ｄｏ＝８．５７ Ｒ１＝−２１，３９６ｄｌ＝８．５７ Ｎ１＝１．
５１Ｒ２＝−２５，３５５６２＝４．２９ Ｒ３＝ｏｏｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．７１Ｒ４
＝−７３，９５８ 第４図にこの具体例３の像面わん曲とｆθ特性を示す。
具体例４
ｆ＝１００ １／ｆ１＝ｏ、ｏｏｏｏｏｌ １／
ｆ２＝０．００９ｄｏ＝８．５７ Ｒ１＝−２６，０５１ｄｌ＝８．５７ ８１＝１．５
１Ｒ２＝−２８，９４５ｄ２冨４，２９ Ｒ３＝ｏｏｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．７１Ｒ４
＝−７８，８８９ 第５図にこの具体例４の像面わん曲とｆθ特性を示す。
ｆ２＝０．００９ｄｏ＝８．５７ Ｒ１＝−２６，０５１ｄｌ＝８．５７ ８１＝１．５
１Ｒ２＝−２８，９４５ｄ２冨４，２９ Ｒ３＝ｏｏｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．７１Ｒ４
＝−７８，８８９ 第５図にこの具体例４の像面わん曲とｆθ特性を示す。
具体例５
ｆ＝１００ １／ｆｌ＝０．０００００１ １＃２
＝０．００９ｄｏ＝１２．８６ Ｒ１＝−３２，５８５ｄｌ＝１０．７１ Ｎ１＝１
．５１Ｒ２＝−３６，２００ｄ２＝５ Ｒ３＝ ｏＯｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．６１Ｒ
４＝−６７、７７８ 第６図にこの具体例５の像面わん曲とｆθ特性を示す。
＝０．００９ｄｏ＝１２．８６ Ｒ１＝−３２，５８５ｄｌ＝１０．７１ Ｎ１＝１
．５１Ｒ２＝−３６，２００ｄ２＝５ Ｒ３＝ ｏＯｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．６１Ｒ
４＝−６７、７７８ 第６図にこの具体例５の像面わん曲とｆθ特性を示す。
具体例６
ｆ＝１００ １／ｆ１＝ｏ、ｏｏｌ １／ｆ２
＝０．００８４ｄｏ＝８．５７ Ｒ１＝−３５，９０７ｄｌ＝８．５７ Ｎ１＝１．
５１Ｒ２＝−３５，７２８６２＝４．２９ Ｒ３＝ ｏｏｄ３＝１０．７１ １１２＝１．７１Ｒ
４−８４，５２４ 第７図にこの具体例６の像面わん曲とｆθ特性を示す。
＝０．００８４ｄｏ＝８．５７ Ｒ１＝−３５，９０７ｄｌ＝８．５７ Ｎ１＝１．
５１Ｒ２＝−３５，７２８６２＝４．２９ Ｒ３＝ ｏｏｄ３＝１０．７１ １１２＝１．７１Ｒ
４−８４，５２４ 第７図にこの具体例６の像面わん曲とｆθ特性を示す。
具体例７
ｆ＝１００ １／ｆ１＝ｏ、ｏｏｌ １／ｆ２
＝０．ｏ０８４ｄｏ＝１２．８６ Ｒ１＝−４３，５３９ｄｌ＝１０．７１ ８１＝１．
５１Ｒ２＝−４３，４４８ｄ２＝５ Ｒ３＝ｏｏ ｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．
６１Ｒ４＝−７２，６１９ 第８図にこの具体例７の像面わん曲とｆθ特性を示す。
＝０．ｏ０８４ｄｏ＝１２．８６ Ｒ１＝−４３，５３９ｄｌ＝１０．７１ ８１＝１．
５１Ｒ２＝−４３，４４８ｄ２＝５ Ｒ３＝ｏｏ ｄ３＝１０．７１ Ｎ２＝１．
６１Ｒ４＝−７２，６１９ 第８図にこの具体例７の像面わん曲とｆθ特性を示す。
具体例８
ｆ＝１００ １／ｆ１＝０．００２ １／ｆ２＝
０．００７８ｄｏ＝１２．８６ Ｒ１＝−７３，９０５ｄｌ＝１０．７１ Ｎ１＝１
．５１Ｒ２＝−６０，１０３ｄ２＝５ Ｒ３＝ω ｄ３＝１０．７１ ８２＝１．６１Ｒ
４＝−７８，２０５ 第９図にこの具体例８の像面わん曲とｆθ特性を示す。
０．００７８ｄｏ＝１２．８６ Ｒ１＝−７３，９０５ｄｌ＝１０．７１ Ｎ１＝１
．５１Ｒ２＝−６０，１０３ｄ２＝５ Ｒ３＝ω ｄ３＝１０．７１ ８２＝１．６１Ｒ
４＝−７８，２０５ 第９図にこの具体例８の像面わん曲とｆθ特性を示す。
以上の具体例から明らかなように、前述した ｑ−
一 ８ −
（ａ）、（ｂ）の条件を満足する範囲では偏向角を大き
くとることができ、しかもレンズ系全体のコンパクト化
が可能になる。特に、ｆθレンズの１面が平面であるた
め、サジタル面内にパワーをもつ円筒面の導入が容易で
ある。そのため、倒れ補正光学系の性能改善が容易であ
る。
くとることができ、しかもレンズ系全体のコンパクト化
が可能になる。特に、ｆθレンズの１面が平面であるた
め、サジタル面内にパワーをもつ円筒面の導入が容易で
ある。そのため、倒れ補正光学系の性能改善が容易であ
る。
すなわち、第１図のレンズ系の後に第１０図に示すよう
にサジタル方向に正のパワーを持つ円筒鏡４を付加する
ことにより、倒れ補正光学系を形成することができる。
にサジタル方向に正のパワーを持つ円筒鏡４を付加する
ことにより、倒れ補正光学系を形成することができる。
このときレンズ２の平面をサジタル方向にパワーをもつ
凹円筒面５とすることにより、走査方向の像面わん曲及
びｆθ特性に影響を与えることなくサジタル像面わん曲
の著しい改善が可能である。
凹円筒面５とすることにより、走査方向の像面わん曲及
びｆθ特性に影響を与えることなくサジタル像面わん曲
の著しい改善が可能である。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、偏向角を大きくと
ることができ、しかもレンズ系全体のコンパクト化が可
能になったうえ、倒れ補正光学系も容易に構成できると
いう効果がある。
ることができ、しかもレンズ系全体のコンパクト化が可
能になったうえ、倒れ補正光学系も容易に構成できると
いう効果がある。
第１図は本発明によるｆθレンズの一実施例を示す構成
図、第２図ないし第９図はレンズ面間距離などを変化さ
せた場合の像面わん曲とｆθ特性とを示す図、第１０図
は本発明の応用例としての倒れ補正光学系を示す図であ
る。 １・・・メニスカスレンズ、２・・・平凸レンズ、３・
・・被走査面、Ｐ・・・偏向点、４・・・円筒鏡、５・
・・凹円筒面。 第１０図
図、第２図ないし第９図はレンズ面間距離などを変化さ
せた場合の像面わん曲とｆθ特性とを示す図、第１０図
は本発明の応用例としての倒れ補正光学系を示す図であ
る。 １・・・メニスカスレンズ、２・・・平凸レンズ、３・
・・被走査面、Ｐ・・・偏向点、４・・・円筒鏡、５・
・・凹円筒面。 第１０図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 偏向手段によって偏向された光ビームを被走査面に集光
させるレンズ系を備えた光ビーム走査装置に用いられる
ｆθレンズであって、偏向点側に配置したパワーの弱い
メニスカスレンズと、像側に凸面を向けたパワーの強い
平凸レンズとを有し、全系の合成焦点距離をｆ、各レン
ズの焦点距離を偏向点側から順にｆ１、ｆ２としたとき
、 （ａ）−０．３≦ｆ／ｆ１≦０．２ （ｂ）−０．６／ｆ１＋０．８５／ｆ≦１／ｆ２、１／
ｆ２≦−０．６／ｆ１＋０．９５／ｆなる条件を満足す
るように構成したことを特徴とする光ビーム走査装置用
ｆθレンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62037042A JPH0746169B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 光ビ−ム走査装置用ｆθレンズ |
| US07/157,296 US4789230A (en) | 1987-02-20 | 1988-02-17 | f-θ Lens for use in a light beam scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62037042A JPH0746169B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 光ビ−ム走査装置用ｆθレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63204214A true JPS63204214A (ja) | 1988-08-23 |
| JPH0746169B2 JPH0746169B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=12486543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62037042A Expired - Fee Related JPH0746169B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 光ビ−ム走査装置用ｆθレンズ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4789230A (ja) |
| JP (1) | JPH0746169B2 (ja) |
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| US5247383A (en) * | 1990-03-20 | 1993-09-21 | Olive Tree Technology, Inc. | Scanner with a post facet lens system |
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Also Published As
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