JP2003241127A - 走査光学系 - Google Patents
走査光学系Info
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- JP2003241127A JP2003241127A JP2002324796A JP2002324796A JP2003241127A JP 2003241127 A JP2003241127 A JP 2003241127A JP 2002324796 A JP2002324796 A JP 2002324796A JP 2002324796 A JP2002324796 A JP 2002324796A JP 2003241127 A JP2003241127 A JP 2003241127A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 型からの転写性の高い回折輪帯構造を有する
接合素子を含む走査光学系を、提供する。 【解決手段】 ハイブリッド構造のレンズ6は、予め熱
可塑性樹脂から射出成形されたベース6−1の接合面6
b上に回折輪帯構造形状の型を当て、それによって形成
された空間内に光硬化性樹脂を注入し、硬化させること
によって形成されている。
接合素子を含む走査光学系を、提供する。 【解決手段】 ハイブリッド構造のレンズ6は、予め熱
可塑性樹脂から射出成形されたベース6−1の接合面6
b上に回折輪帯構造形状の型を当て、それによって形成
された空間内に光硬化性樹脂を注入し、硬化させること
によって形成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリンタ
ー等の走査光学装置の光学系として利用される走査光学
系に関し、特に、屈折レンズの特性によって発生する色
収差を回折輪帯構造を用いて補正可能な走査光学系に関
する。
ー等の走査光学装置の光学系として利用される走査光学
系に関し、特に、屈折レンズの特性によって発生する色
収差を回折輪帯構造を用いて補正可能な走査光学系に関
する。
【0002】
【従来の技術】この種の走査光学系は、例えば特開平1
0−197820号公報、あるいは特開平10−689
03号公報に記載されている。これらの公報に開示され
た走査光学系は、レーザー光源、このレーザー光源から
発したレーザー光を偏向するポリゴンミラー、偏向され
た光束を感光体ドラム等の描画面上にスポットとして収
束させるfθレンズを備えている。そして、fθレンズ
の一面に、回折輪帯構造が形成されている。
0−197820号公報、あるいは特開平10−689
03号公報に記載されている。これらの公報に開示され
た走査光学系は、レーザー光源、このレーザー光源から
発したレーザー光を偏向するポリゴンミラー、偏向され
た光束を感光体ドラム等の描画面上にスポットとして収
束させるfθレンズを備えている。そして、fθレンズ
の一面に、回折輪帯構造が形成されている。
【0003】特開平10−197820号公報記載の光
学系は、fθレンズ材料の波長分散に起因する主走査方
向の倍率色収差を補正するため、回転対称な輪帯状のパ
ターンの一部として形成された回折輪帯構造を備えてい
る。また、特開平10−68903号記載の公報の光学
系は、プラスチックレンズの温度変化による倍率変化や
ピント位置の変化を補正するため、同様の回折輪帯構造
を備えている。従来、このような回折輪帯構造が形成さ
れた光学素子は、一般的に、ガラスの熱成形や、樹脂の
射出成形といった製造方法によって成型されていた。
学系は、fθレンズ材料の波長分散に起因する主走査方
向の倍率色収差を補正するため、回転対称な輪帯状のパ
ターンの一部として形成された回折輪帯構造を備えてい
る。また、特開平10−68903号記載の公報の光学
系は、プラスチックレンズの温度変化による倍率変化や
ピント位置の変化を補正するため、同様の回折輪帯構造
を備えている。従来、このような回折輪帯構造が形成さ
れた光学素子は、一般的に、ガラスの熱成形や、樹脂の
射出成形といった製造方法によって成型されていた。
【0004】なお、以下の説明において、「主走査方
向」は、ポリゴンミラーの回転に伴う描画面上でのスポ
ットの移動方向に相当する方向、「副走査方向」は描画
面上でのスポットの移動方向に直交する方向に相当する
方向をいう。
向」は、ポリゴンミラーの回転に伴う描画面上でのスポ
ットの移動方向に相当する方向、「副走査方向」は描画
面上でのスポットの移動方向に直交する方向に相当する
方向をいう。
【0005】
【特許文献1】特開平10−197820号公報
【0006】
【特許文献2】特開平10−68903号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなガラスの熱成形や樹脂の射出成形では、回折輪
帯構造の良好な形成は、容易ではない。即ち、ガラス
や、射出成形用の熱可塑性樹脂は、成形温度下での流動
性が低いので、金型に形成された回折輪帯構造形状の段
差の隅にまではうまく廻らないために、成形によって得
られる回折輪帯構造のエッジは、なまりがちである。こ
れが、従来における第1の問題点である。
たようなガラスの熱成形や樹脂の射出成形では、回折輪
帯構造の良好な形成は、容易ではない。即ち、ガラス
や、射出成形用の熱可塑性樹脂は、成形温度下での流動
性が低いので、金型に形成された回折輪帯構造形状の段
差の隅にまではうまく廻らないために、成形によって得
られる回折輪帯構造のエッジは、なまりがちである。こ
れが、従来における第1の問題点である。
【0008】さらに、成形温度から常温までの冷却中に
起こるレンズの熱収縮によって、形成によって得られる
回折輪帯構造に、ダレや割れが生じてしまうこともあ
る。このような熱収縮に因る不良は、形成される光学素
子の径が数mm程度であれば、熱収縮量はそれほど大きく
ならないので致命的な欠陥とはならないが、形成される
光学素子が数十mm以上の幅を有する走査光学系用の光学
素子である場合には、熱収縮量が大きくなってしまうの
で、その性能に大きく影響してしまう。これが、従来に
おける第2の問題点である。
起こるレンズの熱収縮によって、形成によって得られる
回折輪帯構造に、ダレや割れが生じてしまうこともあ
る。このような熱収縮に因る不良は、形成される光学素
子の径が数mm程度であれば、熱収縮量はそれほど大きく
ならないので致命的な欠陥とはならないが、形成される
光学素子が数十mm以上の幅を有する走査光学系用の光学
素子である場合には、熱収縮量が大きくなってしまうの
で、その性能に大きく影響してしまう。これが、従来に
おける第2の問題点である。
【0009】本発明の課題は、上述した問題点を解決
し、型からの転写性の高い回折輪帯構造を有する接合素
子を含む走査光学系を、提供することである。
し、型からの転写性の高い回折輪帯構造を有する接合素
子を含む走査光学系を、提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために案出された本発明の第1の態様による走査光学系
は、レーザー光源と、前記レーザー光源から発したレー
ザー光を偏向する偏向器と、少なくとも一つの光学素子
から構成され、前記偏向器によって偏向された光束を走
査対象面である描画面上にスポットとして収束させる結
像光学系とを有する走査光学系において、前記結像光学
系を構成する少なくとも一つの光学素子は、回折構造が
形成されている外表面を有する光硬化性樹脂製の層を基
材上に形成することによって構成された接合素子である
ことを、特徴とする。
ために案出された本発明の第1の態様による走査光学系
は、レーザー光源と、前記レーザー光源から発したレー
ザー光を偏向する偏向器と、少なくとも一つの光学素子
から構成され、前記偏向器によって偏向された光束を走
査対象面である描画面上にスポットとして収束させる結
像光学系とを有する走査光学系において、前記結像光学
系を構成する少なくとも一つの光学素子は、回折構造が
形成されている外表面を有する光硬化性樹脂製の層を基
材上に形成することによって構成された接合素子である
ことを、特徴とする。
【0011】また、本発明の第2の態様による走査光学
系は、レーザー光源と、前記レーザー光源から発したレ
ーザー光を偏向する偏向器と、少なくとも一つの光学素
子から構成され、前記偏向器によって偏向された光束を
走査対象面である描画面上にスポットとして収束させる
結像光学系とを有する走査光学系において、前記結像光
学系を構成する少なくとも一つの光学素子は、回折構造
が形成されている外表面を有する熱硬化性樹脂製の層を
基材上に形成することによって構成された接合素子であ
ることを、特徴とする。
系は、レーザー光源と、前記レーザー光源から発したレ
ーザー光を偏向する偏向器と、少なくとも一つの光学素
子から構成され、前記偏向器によって偏向された光束を
走査対象面である描画面上にスポットとして収束させる
結像光学系とを有する走査光学系において、前記結像光
学系を構成する少なくとも一つの光学素子は、回折構造
が形成されている外表面を有する熱硬化性樹脂製の層を
基材上に形成することによって構成された接合素子であ
ることを、特徴とする。
【0012】本発明による走査光学系に含まれる少なく
とも一つの光学素子は、ガラスの熱成形や樹脂の射出成
形等によって予め成形しておいた基材を、型内にセット
するとともに、基材の表面と回折輪帯構造形状が形成さ
れた型の内面との間に形成された空間に、熱硬化性樹脂
又は光硬化性樹脂を入れて硬化させることによって、製
造される。これら熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂は、常
温で高い流動性を有するので、光又は熱を加える硬化前
においては、型の内面における回折輪帯構造形状に良く
馴染む。即ち、回折輪帯構造形状における段差の隅にま
で、良く浸透する。従って、本発明による走査光学系に
含まれる光学素子は、型からの転写性の高い良好な輪帯
回折構造が形成されているので、設計性能を良好に発揮
することができる。
とも一つの光学素子は、ガラスの熱成形や樹脂の射出成
形等によって予め成形しておいた基材を、型内にセット
するとともに、基材の表面と回折輪帯構造形状が形成さ
れた型の内面との間に形成された空間に、熱硬化性樹脂
又は光硬化性樹脂を入れて硬化させることによって、製
造される。これら熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂は、常
温で高い流動性を有するので、光又は熱を加える硬化前
においては、型の内面における回折輪帯構造形状に良く
馴染む。即ち、回折輪帯構造形状における段差の隅にま
で、良く浸透する。従って、本発明による走査光学系に
含まれる光学素子は、型からの転写性の高い良好な輪帯
回折構造が形成されているので、設計性能を良好に発揮
することができる。
【0013】さらに、本発明の第1の態様によれば、常
温中で硬化する光硬化性樹脂に回折輪帯構造が形成され
るので、熱収縮が全く生じない。従って、上述した従来
における第1の問題点の他、第2の問題点も同時に解決
され、ダレや割れの全く生じていない良好な回折輪帯構
造を得ることができる。
温中で硬化する光硬化性樹脂に回折輪帯構造が形成され
るので、熱収縮が全く生じない。従って、上述した従来
における第1の問題点の他、第2の問題点も同時に解決
され、ダレや割れの全く生じていない良好な回折輪帯構
造を得ることができる。
【0014】本発明によって回折輪帯構造が形成される
光学素子は、走査光学系において光が通過するいかなる
光学素子であっても良い。従って、屈折レンズとしての
特性も併せ持つ回折レンズであって良いのはもちろんの
こと、平行平面板を基材とする回折板であっても良い
し、回折ミラーであっても良い。従って、基材の表面の
形状,即ち、接合面の形状は、球面であっても良いし、
非球面であっても良いし、平面であっても良い。また、
前記光学素子は、一個の素子からなるものであっても良
いし、複数個の素子からなるものであっても良い。
光学素子は、走査光学系において光が通過するいかなる
光学素子であっても良い。従って、屈折レンズとしての
特性も併せ持つ回折レンズであって良いのはもちろんの
こと、平行平面板を基材とする回折板であっても良い
し、回折ミラーであっても良い。従って、基材の表面の
形状,即ち、接合面の形状は、球面であっても良いし、
非球面であっても良いし、平面であっても良い。また、
前記光学素子は、一個の素子からなるものであっても良
いし、複数個の素子からなるものであっても良い。
【0015】本発明による走査光学系は、単独で用いら
れても良いし、カラープリンタやカラーコピーにおいて
各トナーの色毎に設置されても良い。
れても良いし、カラープリンタやカラーコピーにおいて
各トナーの色毎に設置されても良い。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明による走査光学系の
実施の形態を、図面に基づいて説明する。
実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【0017】
【実施形態1】図1は、第1の実施形態による走査光学
系の主走査方向における光学構成の説明図である。図1
において、半導体レーザー等の光源1から発してコリメ
ートレンズ2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3を
介して、回転軸4a回りに回転駆動されるポリゴンミラ
ー(偏向器)4に入射し、ポリゴンミラー4によって走査
・偏向されて、走査レンズである2枚構成のfθレンズ
5を介して描画面8上に収束されて、主走査方向に走査
するスポットを形成する。
系の主走査方向における光学構成の説明図である。図1
において、半導体レーザー等の光源1から発してコリメ
ートレンズ2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3を
介して、回転軸4a回りに回転駆動されるポリゴンミラ
ー(偏向器)4に入射し、ポリゴンミラー4によって走査
・偏向されて、走査レンズである2枚構成のfθレンズ
5を介して描画面8上に収束されて、主走査方向に走査
するスポットを形成する。
【0018】シリンドリカルレンズ3は、光源1から発
する光束をポリゴンミラー4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に正のパワーを有する。
する光束をポリゴンミラー4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に正のパワーを有する。
【0019】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、その入射角如何に
関わらず、その光軸に対して垂直な描画面8上に、ほぼ
円形のスポットとして再結像させる。このようにミラー
面と像面とを副走査方向においてほぼ共役とすることに
より、ポリゴンミラー4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。
ー面近傍で線状に結像された光束を、その入射角如何に
関わらず、その光軸に対して垂直な描画面8上に、ほぼ
円形のスポットとして再結像させる。このようにミラー
面と像面とを副走査方向においてほぼ共役とすることに
より、ポリゴンミラー4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。
【0020】このfθレンズ5は、ポリゴンミラー4側
から描画面8側に向けて順に、ポリゴンミラー4側に凹
面を向けた正メニスカスレンズである第1レンズ6と、
ほぼ副走査方向のみに正のパワーを有する長尺の第2レ
ンズ7とから、構成される。そして、第1レンズ6は、
比較的ポリゴンミラー4の近くに配置され、第2レンズ
7は、比較的描画面8の近くに配置されている。
から描画面8側に向けて順に、ポリゴンミラー4側に凹
面を向けた正メニスカスレンズである第1レンズ6と、
ほぼ副走査方向のみに正のパワーを有する長尺の第2レ
ンズ7とから、構成される。そして、第1レンズ6は、
比較的ポリゴンミラー4の近くに配置され、第2レンズ
7は、比較的描画面8の近くに配置されている。
【0021】この第1レンズ6のポリゴンミラー4側の
レンズ面6aは球面である。また、第1レンズ6の描画
面8側のレンズ面6cのベースカーブは、回転対称な非
球面であり、描画面8側から見た背面図である図2に示
されるように、光軸を中心とした回折輪帯構造が形成さ
れている。この回折輪帯構造は、fθレンズ5の屈折レ
ンズとしての特性により発生する主走査方向の収差、こ
の例では倍率色収差を補正する作用を有する。
レンズ面6aは球面である。また、第1レンズ6の描画
面8側のレンズ面6cのベースカーブは、回転対称な非
球面であり、描画面8側から見た背面図である図2に示
されるように、光軸を中心とした回折輪帯構造が形成さ
れている。この回折輪帯構造は、fθレンズ5の屈折レ
ンズとしての特性により発生する主走査方向の収差、こ
の例では倍率色収差を補正する作用を有する。
【0022】なお、この第1レンズ6は、図3に示す概
略拡大図に示されるように、その内部に存在するポリゴ
ンミラー4側に凹面を向けた回転対称な非球面である接
合面6bを境に、接合面6bとレンズ面6aとの間を占
める熱可塑性樹脂からなるベース(基材)6−1と、接
合面6bとレンズ面6cとの間を占める光硬化性樹脂か
らなるハイブリッド層6−2とから、構成されている。
略拡大図に示されるように、その内部に存在するポリゴ
ンミラー4側に凹面を向けた回転対称な非球面である接
合面6bを境に、接合面6bとレンズ面6aとの間を占
める熱可塑性樹脂からなるベース(基材)6−1と、接
合面6bとレンズ面6cとの間を占める光硬化性樹脂か
らなるハイブリッド層6−2とから、構成されている。
【0023】このようなハイブリッド構造を有する第1
レンズ6は、図4に示された成形装置によって、製造さ
れる。図4に示されるように、先ず、予め射出成形によ
って成形されたベース6−1が、自己の外形よりも僅か
に大きい外枠10内に、収容される。
レンズ6は、図4に示された成形装置によって、製造さ
れる。図4に示されるように、先ず、予め射出成形によ
って成形されたベース6−1が、自己の外形よりも僅か
に大きい外枠10内に、収容される。
【0024】この外枠10内において、ベース6−1の
レンズ面6a(図4における下側の面)には、ベース6
−1と同形のガラス型11が接触している。このガラス
型11の上面は、面形成のための型として使用される訳
ではないので、必ずしてもベース6−1のレンズ面6a
と同形状である必要はないが、精密なレンズ形成のため
には、ベース6−1のレンズ面6aと密着していること
が望ましい。
レンズ面6a(図4における下側の面)には、ベース6
−1と同形のガラス型11が接触している。このガラス
型11の上面は、面形成のための型として使用される訳
ではないので、必ずしてもベース6−1のレンズ面6a
と同形状である必要はないが、精密なレンズ形成のため
には、ベース6−1のレンズ面6aと密着していること
が望ましい。
【0025】外枠10の上端からは、ベース6−1の反
対側面(即ち、上述した接合面6b)に対して所定の間
隔を空けて対向するように、金型12が挿入される。こ
の金型12の端面には、上述したレンズ面6cを形成す
るための回折輪帯構造の形状が、彫り込まれている。そ
して、この金型12とベース6−1の接合面6bとの間
に形成された空間に、光硬化性樹脂が充填される。この
状態においては、光硬化性樹脂は、硬化前であるために
高い流動性を示す。従って、金型12の端面に形成され
た回折輪帯構造形状における各段差の隅にまで、光硬化
性樹脂が、隙間無く行きわたるのである。
対側面(即ち、上述した接合面6b)に対して所定の間
隔を空けて対向するように、金型12が挿入される。こ
の金型12の端面には、上述したレンズ面6cを形成す
るための回折輪帯構造の形状が、彫り込まれている。そ
して、この金型12とベース6−1の接合面6bとの間
に形成された空間に、光硬化性樹脂が充填される。この
状態においては、光硬化性樹脂は、硬化前であるために
高い流動性を示す。従って、金型12の端面に形成され
た回折輪帯構造形状における各段差の隅にまで、光硬化
性樹脂が、隙間無く行きわたるのである。
【0026】以上のように、成形装置の各部品がセット
された状態において、金型12とベース6−1との間に
充填された光硬化性樹脂に対して、ガラス型11及びベ
ース6−1を通して、紫外光が照射される。すると、光
硬化性樹脂は、この紫外光に反応して、それが充填され
ていた空間の形状通りの形状に、硬化する。これによ
り、ベース6−1上に、接合面6bを介してこれと接す
るとともに回折輪帯構造が形成されたレンズ面6cを有
するハイブリッド層6−2が、形成される。なお、この
硬化の過程中に、光硬化性樹脂の温度はほとんど変化し
ないために、ハイブリッド層6−2に熱収縮は生じない
ので、回折輪帯構造のダレも割れも生じない。
された状態において、金型12とベース6−1との間に
充填された光硬化性樹脂に対して、ガラス型11及びベ
ース6−1を通して、紫外光が照射される。すると、光
硬化性樹脂は、この紫外光に反応して、それが充填され
ていた空間の形状通りの形状に、硬化する。これによ
り、ベース6−1上に、接合面6bを介してこれと接す
るとともに回折輪帯構造が形成されたレンズ面6cを有
するハイブリッド層6−2が、形成される。なお、この
硬化の過程中に、光硬化性樹脂の温度はほとんど変化し
ないために、ハイブリッド層6−2に熱収縮は生じない
ので、回折輪帯構造のダレも割れも生じない。
【0027】なお、ハイブリッド層6−2の媒質として
熱硬化性樹脂が用いられる場合には、ガラス型11の代
わりに、金属又はセラミック等の耐熱性のある材料から
なる型が用いられ、紫外光の代わりに、熱が熱硬化性樹
脂に加えられる。
熱硬化性樹脂が用いられる場合には、ガラス型11の代
わりに、金属又はセラミック等の耐熱性のある材料から
なる型が用いられ、紫外光の代わりに、熱が熱硬化性樹
脂に加えられる。
【0028】図1の説明に戻り、第2レンズ7のポリゴ
ンミラー4側のレンズ面7aは、アナモフィック非球面
(即ち、主走査断面が光軸からの主走査方向の距離の関
数として、副走査断面が光軸からの主走査方向の距離の
関数として、夫々独立に定義される非球面)である。ま
た、第2レンズ7の描画面8側のレンズ面7bは、回転
対称な非球面である。
ンミラー4側のレンズ面7aは、アナモフィック非球面
(即ち、主走査断面が光軸からの主走査方向の距離の関
数として、副走査断面が光軸からの主走査方向の距離の
関数として、夫々独立に定義される非球面)である。ま
た、第2レンズ7の描画面8側のレンズ面7bは、回転
対称な非球面である。
【0029】以下の表1は、第1実施形態の走査光学系
のポリゴンミラー4の反射面より描画面8側の構成を示
す。表中の記号Fはfθレンズ5全体の焦点距離,FB
はfθレンズの最終面から描画面8までの距離,ryは
各面の主走査方向における曲率半径、rzは各面の副走
査方向における曲率半径(回転対称面の場合には省略),
dは次の面までの光軸上の距離,nは次の面までの媒質
の屈折率(空気の場合には省略),νdは次の面までの
媒質のアッベ数(空気の場合には省略)である。また、
表中、面番号0がポリゴンミラーの反射面,面番号1が
第1レンズ6のポリゴンミラー側面6a(第1面)、面
番号2が第1レンズ6中の接合面6b(第2面),面番
号3が第1レンズ6の描画面側面6c(第3面)のベー
スカーブ,面番号4が第2レンズ7のポリゴンミラー側
面7a(第4面),面番号5が第2レンズ7の描画面側
面7b(第5面)を、夫々示している。
のポリゴンミラー4の反射面より描画面8側の構成を示
す。表中の記号Fはfθレンズ5全体の焦点距離,FB
はfθレンズの最終面から描画面8までの距離,ryは
各面の主走査方向における曲率半径、rzは各面の副走
査方向における曲率半径(回転対称面の場合には省略),
dは次の面までの光軸上の距離,nは次の面までの媒質
の屈折率(空気の場合には省略),νdは次の面までの
媒質のアッベ数(空気の場合には省略)である。また、
表中、面番号0がポリゴンミラーの反射面,面番号1が
第1レンズ6のポリゴンミラー側面6a(第1面)、面
番号2が第1レンズ6中の接合面6b(第2面),面番
号3が第1レンズ6の描画面側面6c(第3面)のベー
スカーブ,面番号4が第2レンズ7のポリゴンミラー側
面7a(第4面),面番号5が第2レンズ7の描画面側
面7b(第5面)を、夫々示している。
【0030】
【表1】
光軸回りに回転対称な非球面の形状は、光軸からの高さ
がhとなる対象面上の座標点の当該対象面に対する光軸
上での接平面からの距離(サグ量)をX(h)として、下記式
(1)によって表される。
がhとなる対象面上の座標点の当該対象面に対する光軸
上での接平面からの距離(サグ量)をX(h)として、下記式
(1)によって表される。
【0031】
X(h)=Ch2/(1+√(1-(1+κ)C2h2))+A4h4+A6h6+A8h8 ……(1)
但し、Cは、対象面の近軸曲率(=1/ry)であり、
κは円錐係数であり、A4,A6,A8は夫々4次,6
次,8次の非球面係数である。本実施形態において回転
対称非球面である第2面,第3面のベースカーブ及び第
5面に適用される各係数は、表2に列挙されている。
κは円錐係数であり、A4,A6,A8は夫々4次,6
次,8次の非球面係数である。本実施形態において回転
対称非球面である第2面,第3面のベースカーブ及び第
5面に適用される各係数は、表2に列挙されている。
【0032】
【表2】
面番号 κ A4 A6 A8
2 0.000 3.200×10-7 0.000×10+0 0.000×10+0
3 0.000 3.200×10-7 0.000×10+0 0.000×10+0
5 0.000 −7.840×10-8 0.000×10+0 0.000×10+0
また、上述したように定義されるアナモフィック非球面
の主走査方向における断面形状は、主走査方向における
光軸からの距離をy、光軸からの距離がyとなる対象面
上の座標点の当該対象面に対する光軸上での接平面から
の距離(サグ量)をX(y)として、下記式(2)によって表
される。
の主走査方向における断面形状は、主走査方向における
光軸からの距離をy、光軸からの距離がyとなる対象面
上の座標点の当該対象面に対する光軸上での接平面から
の距離(サグ量)をX(y)として、下記式(2)によって表
される。
【0033】
X(y)=Cy2/(1+√(1-(κ+1)C2y2))+AM4y4+AM6y6+AM8y8 ……(2)
但し、Cは対象面の主走査方向における近軸曲率(=1
/ry)であり、κは円錐係数であり、AM4,AM6,AM8は
夫々4次,6次,8次の非球面係数である。また、主走
査方向の各位置yにおける副走査方向における曲率半径
rz(y)は、下記式(3)によって表される。
/ry)であり、κは円錐係数であり、AM4,AM6,AM8は
夫々4次,6次,8次の非球面係数である。また、主走
査方向の各位置yにおける副走査方向における曲率半径
rz(y)は、下記式(3)によって表される。
【0034】
1/rz(y)=1/rz+AS1y+AS2y2+AS3y3+AS4y4+AS5y5+AS6y6 ……(3)
但し、AS1,AS2,AS3,AS4,AS5,AS6は夫々1次,2
次,3次,4次,5次,6次の非球面係数である。本実
施形態においてアナモフィックレンズである第4面に適
用される各係数は、表3に列挙されている。但し、値が
0である係数については省略してある。
次,3次,4次,5次,6次の非球面係数である。本実
施形態においてアナモフィックレンズである第4面に適
用される各係数は、表3に列挙されている。但し、値が
0である係数については省略してある。
【0035】
【表3】
κ AM4 AM6 AM8
0.000 5.000×10-8 −5.500×10-12 1.900×10-16
AS1 AS2 AS4
−6.000×10-7 −1.330×10-6 4.000×10-11
ベースカーブに付加される回折輪帯構造による光路長の
付加量(光軸からの高さhにおける付加量)は、n次
(偶数次)の光路差関数係数をPn,設計波長をλ,2
次,4次,6次の光路差関数係数を夫々P2,P4,P6
として、下記式(4)に示される光路差関数φ(h)よっ
て、表される。
付加量(光軸からの高さhにおける付加量)は、n次
(偶数次)の光路差関数係数をPn,設計波長をλ,2
次,4次,6次の光路差関数係数を夫々P2,P4,P6
として、下記式(4)に示される光路差関数φ(h)よっ
て、表される。
【0036】
φ(h)=(P2h2+P4h4+P6h6)×λ ……(4)
本実施形態において第3面のベースカーブ上に付加され
る回折輪帯構造の各光路差関数係数は、表4に列挙され
ている。
る回折輪帯構造の各光路差関数係数は、表4に列挙され
ている。
【0037】
【表4】
面番号 P2 P4 P6
3 −9.000×10-2 −3.500×10-5 0.000×10+0
図5は、本実施形態による走査光学系の倍率色収差図
(780nmの光線による主走査方向の走査位置を基準
とした790nmの光線による主走査方向の走査位置の
ズレ)である。この図5においては、縦軸は、描画面8
での像高を示し、横軸は、収差発生量を示す。この図5
から明らかなように、回折輪帯構造によって倍率色収差
が良好に補正されている。本実施形態によると、正確な
回折輪帯構造が第3面に形成されるので、設計通りの性
能を実現することができる。従って、使用される光源の
発光波長にバラツキがある場合でも描画性能の変化を抑
えることができる。特に、本実施形態による走査光学系
が、複数のビームを同時に走査するマルチビーム走査光
学系において、走査線長さのズレの発生を防止すること
ができる。
(780nmの光線による主走査方向の走査位置を基準
とした790nmの光線による主走査方向の走査位置の
ズレ)である。この図5においては、縦軸は、描画面8
での像高を示し、横軸は、収差発生量を示す。この図5
から明らかなように、回折輪帯構造によって倍率色収差
が良好に補正されている。本実施形態によると、正確な
回折輪帯構造が第3面に形成されるので、設計通りの性
能を実現することができる。従って、使用される光源の
発光波長にバラツキがある場合でも描画性能の変化を抑
えることができる。特に、本実施形態による走査光学系
が、複数のビームを同時に走査するマルチビーム走査光
学系において、走査線長さのズレの発生を防止すること
ができる。
【0038】
【実施形態2】本発明の第2実施形態による走査光学系
は、上記第1実施形態と比較して、ポリゴンミラー4を
収容する防塵または防音用のケースに設けられたレーザ
ー光透過用のカバーガラス9に、光硬化性樹脂又は熱硬
化性樹脂によって回折輪帯構造を成形したことを特徴と
する。
は、上記第1実施形態と比較して、ポリゴンミラー4を
収容する防塵または防音用のケースに設けられたレーザ
ー光透過用のカバーガラス9に、光硬化性樹脂又は熱硬
化性樹脂によって回折輪帯構造を成形したことを特徴と
する。
【0039】図6は、第2実施形態による走査光学系の
主走査方向における光学構成の説明図である。図6にお
いて、第1実施形態中の構成と同じ構成については、第
1実施形態のものと同じ参照番号を付すことにより、そ
の説明を省略する。図6に示された構成から明らかなよ
うに、第2実施形態による走査光学系も、第1実施形態
のものと同様に、半導体レーザー等の光源1から発して
コリメートレンズ2により平行光束とされたレーザー光
を、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレン
ズ3を介して、回転軸4a回りに回転駆動されるポリゴ
ンミラー4によって走査・偏向し、走査レンズである2
枚構成のfθレンズ51を介して描画面8上に収束する
ことによって、主走査方向に走査するスポットを形成す
る。
主走査方向における光学構成の説明図である。図6にお
いて、第1実施形態中の構成と同じ構成については、第
1実施形態のものと同じ参照番号を付すことにより、そ
の説明を省略する。図6に示された構成から明らかなよ
うに、第2実施形態による走査光学系も、第1実施形態
のものと同様に、半導体レーザー等の光源1から発して
コリメートレンズ2により平行光束とされたレーザー光
を、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレン
ズ3を介して、回転軸4a回りに回転駆動されるポリゴ
ンミラー4によって走査・偏向し、走査レンズである2
枚構成のfθレンズ51を介して描画面8上に収束する
ことによって、主走査方向に走査するスポットを形成す
る。
【0040】但し、本実施形態2においては、ポリゴン
ミラー4は、図示せぬ防塵用の密閉ケース内に収容され
ている。この図示せぬ密閉ケースには、シリンドリカル
レンズ3からポリゴンミラー4の各反射面へ向かうレー
ザー光が透過するカバーガラス(図示略),及び、ポリ
ゴンミラー4の各反射面によって反射・偏向されたレー
ザー光が透過するカバーガラス9が、夫々嵌め込まれて
いる。図6に示すように、後者のカバーガラス9は、略
平行平面板であり、fθレンズ51の光軸に対して垂直
に設置されている。
ミラー4は、図示せぬ防塵用の密閉ケース内に収容され
ている。この図示せぬ密閉ケースには、シリンドリカル
レンズ3からポリゴンミラー4の各反射面へ向かうレー
ザー光が透過するカバーガラス(図示略),及び、ポリ
ゴンミラー4の各反射面によって反射・偏向されたレー
ザー光が透過するカバーガラス9が、夫々嵌め込まれて
いる。図6に示すように、後者のカバーガラス9は、略
平行平面板であり、fθレンズ51の光軸に対して垂直
に設置されている。
【0041】具体的には、カバーガラス9のポリゴンミ
ラー側面9aは平面であり、カバーガラス9の描画面側
面9cには、曲率半径が非常に大きい凸の回転対称非球
面をベースカーブとする回折輪帯構造が、fθレンズ5
1の光軸を中心として形成されている。この回折輪帯構
造は、fθレンズ51の屈折レンズとしての特性により
発生する主走査方向の収差、この例では倍率色収差を補
正する作用を有する。また、この回折輪帯構造は、完全
な平行平面ガラスであるベース9−1の平面(ポリゴン
ミラー側面9aとは反対側の面,即ち、接合面9b)上
に、回折輪帯構造の形状が彫り込まれている金型を当
て、接合面9bと金型内面との間に形成される空間に光
硬化性樹脂を充填して紫外線を照射することによって硬
化されたハイブリッド層9−2として、形成されてい
る。第1実施例において説明した通り、光硬化性樹脂
は、硬化前には高い流動性を示すので、金型12の端面
に形成された回折輪帯構造形状における各段差の隅にま
で、光硬化性樹脂が、隙間無く行きわたる。しかも、硬
化の過程中に熱収縮は生じない。従って、設計された回
折輪帯構造が正確に転写されるのである。
ラー側面9aは平面であり、カバーガラス9の描画面側
面9cには、曲率半径が非常に大きい凸の回転対称非球
面をベースカーブとする回折輪帯構造が、fθレンズ5
1の光軸を中心として形成されている。この回折輪帯構
造は、fθレンズ51の屈折レンズとしての特性により
発生する主走査方向の収差、この例では倍率色収差を補
正する作用を有する。また、この回折輪帯構造は、完全
な平行平面ガラスであるベース9−1の平面(ポリゴン
ミラー側面9aとは反対側の面,即ち、接合面9b)上
に、回折輪帯構造の形状が彫り込まれている金型を当
て、接合面9bと金型内面との間に形成される空間に光
硬化性樹脂を充填して紫外線を照射することによって硬
化されたハイブリッド層9−2として、形成されてい
る。第1実施例において説明した通り、光硬化性樹脂
は、硬化前には高い流動性を示すので、金型12の端面
に形成された回折輪帯構造形状における各段差の隅にま
で、光硬化性樹脂が、隙間無く行きわたる。しかも、硬
化の過程中に熱収縮は生じない。従って、設計された回
折輪帯構造が正確に転写されるのである。
【0042】fθレンズ51は、ポリゴンミラー4側か
ら描画面8側に向けて順に、ポリゴンミラー4側に凹面
を向けた正メニスカスレンズである第1レンズ61と、
ほぼ副走査方向のみに正のパワーを有する長尺の第2レ
ンズ71とから、構成される。そして、第1レンズ61
は、比較的ポリゴンミラー4の近くに配置され、第2レ
ンズ71は、比較的描画面8の近くに配置されている。
ら描画面8側に向けて順に、ポリゴンミラー4側に凹面
を向けた正メニスカスレンズである第1レンズ61と、
ほぼ副走査方向のみに正のパワーを有する長尺の第2レ
ンズ71とから、構成される。そして、第1レンズ61
は、比較的ポリゴンミラー4の近くに配置され、第2レ
ンズ71は、比較的描画面8の近くに配置されている。
【0043】この第1レンズ61のポリゴンミラー4側
のレンズ面61aは球面であり、第1レンズ61の描画
面8側のレンズ面61bは、回転対称な非球面である。
また、第2レンズ71のポリゴンミラー4側のレンズ面
71aは、アナモルフィック非球面であり、第2レンズ
71の描画面8側のレンズ面71bは、回転対称な非球
面である。
のレンズ面61aは球面であり、第1レンズ61の描画
面8側のレンズ面61bは、回転対称な非球面である。
また、第2レンズ71のポリゴンミラー4側のレンズ面
71aは、アナモルフィック非球面であり、第2レンズ
71の描画面8側のレンズ面71bは、回転対称な非球
面である。
【0044】以下の表5は、第2実施形態の走査光学系
のポリゴンミラー4の反射面より描画面8側の構成を示
す。表中の各記号の意味は、上述した第1実施例のもの
と同じである。但し、面番号0がポリゴンミラーの反射
面,面番号1がカバーガラス9のポリゴンミラー側面9
a(第1面),面番号2がカバーガラス9中の接合面9
b(第2面),面番号3がカバーガラス9の描画面側面
9cのベースカーブ(第3面),面番号4が第1レンズ
61のポリゴンミラー側面61a(第4面),面番号5
が第1レンズ61の描画面側面61b(第5面),面番
号6が第2レンズ71のポリゴンミラー側面71a(第
6面),面番号7が第2レンズ71の描画面側面71b
(第7面)を、夫々示している。
のポリゴンミラー4の反射面より描画面8側の構成を示
す。表中の各記号の意味は、上述した第1実施例のもの
と同じである。但し、面番号0がポリゴンミラーの反射
面,面番号1がカバーガラス9のポリゴンミラー側面9
a(第1面),面番号2がカバーガラス9中の接合面9
b(第2面),面番号3がカバーガラス9の描画面側面
9cのベースカーブ(第3面),面番号4が第1レンズ
61のポリゴンミラー側面61a(第4面),面番号5
が第1レンズ61の描画面側面61b(第5面),面番
号6が第2レンズ71のポリゴンミラー側面71a(第
6面),面番号7が第2レンズ71の描画面側面71b
(第7面)を、夫々示している。
【0045】
【表5】
本実施形態において回転対称非球面である第3面のベー
スカーブ,第5面及び第7面に関して上述した式(1)
に適用される各係数は、表6に列挙されている。
スカーブ,第5面及び第7面に関して上述した式(1)
に適用される各係数は、表6に列挙されている。
【0046】
【表6】
面番号 κ A4 A6 A8
3 -1.000 3.032×10-7 0.000×10+0 0.000×10+0
5 0.000 2.770×10-7 0.000×10+0 0.000×10+0
7 0.000 −7.840×10-8 0.000×10+0 0.000×10+0
本実施形態においてアナモフィック非球面である第6面
に関して上述した式(2)及び式(3)に適用される各
係数は、表7に列挙されている。但し、値が0である係
数については省略してある。
に関して上述した式(2)及び式(3)に適用される各
係数は、表7に列挙されている。但し、値が0である係
数については省略してある。
【0047】
【表7】
κ AM4 AM6 AM8
0.000 5.000×10-8 −5.500×10-12 1.900×10-16
AS1 AS2 AS4
−6.000×10-7 −1.330×10-6 4.000×10-11
本実施形態において第3面のベースカーブ上に付加され
る回折輪帯構造に関して上述した式(4)に適用される
各計数は、表8に列挙されている。
る回折輪帯構造に関して上述した式(4)に適用される
各計数は、表8に列挙されている。
【0048】
【表8】
面番号 P2 P4 P6
3 −2.200×10-1 −2.600×10-4 0.000×10+0
図7は、本実施形態による走査光学系の倍率色収差図で
ある。図7における縦横各軸の意味は、図5のそれと同
じである。この図7から明らかなように、回折輪帯構造
によって倍率色収差が良好に補正されている。本実施形
態によると、正確な回折輪帯構造が第3面に形成される
ので、設計通りの性能を実現することができる。従っ
て、使用される光源の発光波長にバラツキがある場合で
も描画性能の変化を抑えることができる。
ある。図7における縦横各軸の意味は、図5のそれと同
じである。この図7から明らかなように、回折輪帯構造
によって倍率色収差が良好に補正されている。本実施形
態によると、正確な回折輪帯構造が第3面に形成される
ので、設計通りの性能を実現することができる。従っ
て、使用される光源の発光波長にバラツキがある場合で
も描画性能の変化を抑えることができる。
【0049】
【実施形態3】本発明の第3実施形態による走査光学系
は、上記第1実施形態と比較して、fθレンズ52を3
枚構成として、その第1レンズ52のポリゴンミラー側
面に回折輪帯構造を形成したことを特徴とする。
は、上記第1実施形態と比較して、fθレンズ52を3
枚構成として、その第1レンズ52のポリゴンミラー側
面に回折輪帯構造を形成したことを特徴とする。
【0050】図8は、第3実施形態による走査光学系の
主走査方向における光学構成の説明図である。図8にお
いて、第1実施形態中の構成と同じ構成については、第
1実施形態のものと同じ参照番号を付すことにより、そ
の説明を省略する。図8に示された構成から明らかなよ
うに、第3実施形態による走査光学系も、第1実施形態
のものと同様に、半導体レーザー等の光源1から発して
コリメートレンズ2により平行光束とされたレーザー光
を、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレン
ズ3を介して、回転軸4a回りに回転駆動されるポリゴ
ンミラー4によって走査・偏向し、走査レンズである2
枚構成のfθレンズ52を介して描画面8上に収束する
ことによって、主走査方向に走査するスポットを形成す
る。
主走査方向における光学構成の説明図である。図8にお
いて、第1実施形態中の構成と同じ構成については、第
1実施形態のものと同じ参照番号を付すことにより、そ
の説明を省略する。図8に示された構成から明らかなよ
うに、第3実施形態による走査光学系も、第1実施形態
のものと同様に、半導体レーザー等の光源1から発して
コリメートレンズ2により平行光束とされたレーザー光
を、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレン
ズ3を介して、回転軸4a回りに回転駆動されるポリゴ
ンミラー4によって走査・偏向し、走査レンズである2
枚構成のfθレンズ52を介して描画面8上に収束する
ことによって、主走査方向に走査するスポットを形成す
る。
【0051】このfθレンズ52は、ポリゴンミラー4
側から描画面8側に向けて順に、ポリゴンミラー4側に
凹面を向けた正メニスカスレンズである第1レンズ62
と、ポリゴンミラー4側に平面を向けた平凸レンズであ
る第2レンズ63と、ほぼ副走査方向のみに正のパワー
を有する長尺の第3レンズ72とから、構成される。そ
して、第1レンズ62及び第2レンズ63は、比較的ポ
リゴンミラー4の近くに配置され、第3レンズ72は、
比較的描画面8の近くに配置されている。
側から描画面8側に向けて順に、ポリゴンミラー4側に
凹面を向けた正メニスカスレンズである第1レンズ62
と、ポリゴンミラー4側に平面を向けた平凸レンズであ
る第2レンズ63と、ほぼ副走査方向のみに正のパワー
を有する長尺の第3レンズ72とから、構成される。そ
して、第1レンズ62及び第2レンズ63は、比較的ポ
リゴンミラー4の近くに配置され、第3レンズ72は、
比較的描画面8の近くに配置されている。
【0052】この第1レンズ62のポリゴンミラー4側
のレンズ面62aのベースカーブは回転対称な非球面で
あり、光軸を中心とした回折輪帯構造が形成されてい
る。まこの回折輪帯構造は、fθレンズ5の屈折レンズ
としての特性により発生する主走査方向の収差、この例
では倍率色収差を補正する作用を有する。
のレンズ面62aのベースカーブは回転対称な非球面で
あり、光軸を中心とした回折輪帯構造が形成されてい
る。まこの回折輪帯構造は、fθレンズ5の屈折レンズ
としての特性により発生する主走査方向の収差、この例
では倍率色収差を補正する作用を有する。
【0053】なお、この第1レンズ62は、第1実施形
態における第1レンズ6と同様に、その内部に存在する
ポリゴンミラー4側に凹面を向けた回転対称な非球面で
ある接合面62bを境に、接合面62bとレンズ面62
cとの間を占める熱可塑性樹脂からなるベース62−2
と、接合面62bとレンズ面62aとの間を占める光硬
化性樹脂からなるハイブリッド層62−1とから、構成
されている。このようなハイブリッド構成を有する第1
レンズ62は、図4に示された成形装置によって、第1
実施形態において説明したように、製造される。
態における第1レンズ6と同様に、その内部に存在する
ポリゴンミラー4側に凹面を向けた回転対称な非球面で
ある接合面62bを境に、接合面62bとレンズ面62
cとの間を占める熱可塑性樹脂からなるベース62−2
と、接合面62bとレンズ面62aとの間を占める光硬
化性樹脂からなるハイブリッド層62−1とから、構成
されている。このようなハイブリッド構成を有する第1
レンズ62は、図4に示された成形装置によって、第1
実施形態において説明したように、製造される。
【0054】第2レンズ63のポリゴンミラー4側のレ
ンズ面63aは平面であり、第2レンズ63の描画面側
のレンズ面63bは回転対称な非球面である。また、第
3レンズ72のポリゴンミラー4側のレンズ面72aは
アナモフィック非球面であり、第3レンズ72の描画面
8側のレンズ面72bは球面である。
ンズ面63aは平面であり、第2レンズ63の描画面側
のレンズ面63bは回転対称な非球面である。また、第
3レンズ72のポリゴンミラー4側のレンズ面72aは
アナモフィック非球面であり、第3レンズ72の描画面
8側のレンズ面72bは球面である。
【0055】以下の表9は、第3実施形態の走査光学系
のポリゴンミラー4の反射面より描画面8側の構成を示
す。表中の各記号の意味は、上述した第1実施例のもの
と同じである。但し、面番号0がポリゴンミラーの反射
面,面番号1が第1レンズ62のポリゴンミラー側面6
2a(第1面)、面番号2が第1レンズ62中の接合面
62b(第2面),面番号3が第1レンズ62の描画面
側面62c(第3面)のベースカーブ,面番号4が第2
レンズ63のポリゴンミラー側面63a(第4面),面
番号5が第2レンズ63の描画面側面63b(第5
面),面番号6が第2レンズ72のポリゴンミラー側面
72a(第6面),面番号7が第2レンズ72の描画面
側面72b(第7面)を、夫々示している。
のポリゴンミラー4の反射面より描画面8側の構成を示
す。表中の各記号の意味は、上述した第1実施例のもの
と同じである。但し、面番号0がポリゴンミラーの反射
面,面番号1が第1レンズ62のポリゴンミラー側面6
2a(第1面)、面番号2が第1レンズ62中の接合面
62b(第2面),面番号3が第1レンズ62の描画面
側面62c(第3面)のベースカーブ,面番号4が第2
レンズ63のポリゴンミラー側面63a(第4面),面
番号5が第2レンズ63の描画面側面63b(第5
面),面番号6が第2レンズ72のポリゴンミラー側面
72a(第6面),面番号7が第2レンズ72の描画面
側面72b(第7面)を、夫々示している。
【0056】
【表9】
本実施形態において回転対称非球面である第1面のベー
スカーブ,第2面,第3面及び第5面に関して上述した
式(1)に適用される各係数は、表10に列挙されてい
る。
スカーブ,第2面,第3面及び第5面に関して上述した
式(1)に適用される各係数は、表10に列挙されてい
る。
【0057】
【表10】
面番号 κ A4 A6 A8
1 0.000 2.800×10-6 −7.100×10-10 0.000×10+0
2 0.000 2.800×10-6 −7.100×10-10 0.000×10+0
3 0.000 3.420×10-7 0.000×10+0 0.000×10+0
5 0.000 1.700×10-6 −2.900×10-10 0.000×10+0
本実施形態においてアナモフィック非球面である第6面
に関して上述した式(2)及び式(3)に適用される各
係数は、表11に列挙されている。但し、値が0である
係数については省略してある。
に関して上述した式(2)及び式(3)に適用される各
係数は、表11に列挙されている。但し、値が0である
係数については省略してある。
【0058】
【表11】
κ AM4 AM6 AM8
0.000 1.270×10-7 −5.800×10-12 1.200×10-16
AS1 AS2 AS4 AS6
−4.000×10-7 −9.000×10-7 −3.600×10-12 2.360×10-15
本実施形態において第1面のベースカーブ上に付加され
る回折輪帯構造に関して上述した式(4)に適用される
各計数は、表12に列挙されている。
る回折輪帯構造に関して上述した式(4)に適用される
各計数は、表12に列挙されている。
【0059】
【表12】
面番号 P2 P4 P6
1 −1.200×10-1 −2.500×10-5 0.000×10+0
図9は、本実施形態による走査光学系の倍率色収差図で
ある。図9における縦横各軸の意味は、図5のそれと同
じである。この図9から明らかなように、回折輪帯構造
によって倍率色収差が良好に補正されている。本実施形
態によると、正確な回折輪帯構造が第1面に形成される
ので、設計通りの性能を実現することができる。従っ
て、使用される光源の発光波長にバラツキがある場合で
も描画性能の変化を抑えることができる。
ある。図9における縦横各軸の意味は、図5のそれと同
じである。この図9から明らかなように、回折輪帯構造
によって倍率色収差が良好に補正されている。本実施形
態によると、正確な回折輪帯構造が第1面に形成される
ので、設計通りの性能を実現することができる。従っ
て、使用される光源の発光波長にバラツキがある場合で
も描画性能の変化を抑えることができる。
【0060】
【実施形態4】本発明の第4実施形態による走査光学系
は、上記第1実施形態と比較して、fθレンズ53を1
枚のレンズで構成して、そのfθレンズ53のポリゴン
ミラー側面に回折輪帯構造を形成したことを特徴とす
る。
は、上記第1実施形態と比較して、fθレンズ53を1
枚のレンズで構成して、そのfθレンズ53のポリゴン
ミラー側面に回折輪帯構造を形成したことを特徴とす
る。
【0061】図10は、第4実施形態による走査光学系
の主走査方向における光学構成の説明図である。図10
において、第1実施形態中の構成と同じ構成について
は、第1実施形態のものと同じ参照番号を付すことによ
り、その説明を省略する。図10に示された構成から明
らかなように、第4実施形態による走査光学系も、第1
実施形態のものと同様に、半導体レーザー等の光源1か
ら発してコリメートレンズ2により平行光束とされたレ
ーザー光を、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリ
カルレンズ3を介して、回転軸4a回りに回転駆動され
るポリゴンミラー4によって走査・偏向し、走査レンズ
である一枚のfθレンズ53を介して描画面8上に収束
することによって、主走査方向に走査するスポットを形
成する。
の主走査方向における光学構成の説明図である。図10
において、第1実施形態中の構成と同じ構成について
は、第1実施形態のものと同じ参照番号を付すことによ
り、その説明を省略する。図10に示された構成から明
らかなように、第4実施形態による走査光学系も、第1
実施形態のものと同様に、半導体レーザー等の光源1か
ら発してコリメートレンズ2により平行光束とされたレ
ーザー光を、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリ
カルレンズ3を介して、回転軸4a回りに回転駆動され
るポリゴンミラー4によって走査・偏向し、走査レンズ
である一枚のfθレンズ53を介して描画面8上に収束
することによって、主走査方向に走査するスポットを形
成する。
【0062】このfθレンズ53は、両凸レンズであ
り、比較的ポリゴンミラー4の近くに配置されている。
り、比較的ポリゴンミラー4の近くに配置されている。
【0063】このfθレンズ53のポリゴンミラー4側
のレンズ面53aのベースカーブは、回転対称な非球面
である。また、fθレンズ53の走査対象面8側のレン
ズ面53cは、アナモルフィックな非球面であり、光軸
を中心とした回折輪帯構造が形成されている。この回折
輪帯構造は、fθレンズ53の屈折レンズとしての特性
により発生する主走査方向の収差、この例では倍率色収
差を補正する作用を有する。
のレンズ面53aのベースカーブは、回転対称な非球面
である。また、fθレンズ53の走査対象面8側のレン
ズ面53cは、アナモルフィックな非球面であり、光軸
を中心とした回折輪帯構造が形成されている。この回折
輪帯構造は、fθレンズ53の屈折レンズとしての特性
により発生する主走査方向の収差、この例では倍率色収
差を補正する作用を有する。
【0064】このfθレンズ53は、その内部に存在す
るポリゴンミラー4側に凸面を向けた回転対称な非球面
である接合面53bを境に、接合面53bとレンズ面5
3cとの間を占める熱可塑性樹脂からなるベース53−
2と、接合面53bとレンズ面53aとの間を占める光
硬化性樹脂からなるハイブリッド層53−1とから、構
成されている。このようなハイブリッド構成を有するf
θレンズ53は、図4に示された成形装置によって、第
1実施形態において説明したように、製造される。
るポリゴンミラー4側に凸面を向けた回転対称な非球面
である接合面53bを境に、接合面53bとレンズ面5
3cとの間を占める熱可塑性樹脂からなるベース53−
2と、接合面53bとレンズ面53aとの間を占める光
硬化性樹脂からなるハイブリッド層53−1とから、構
成されている。このようなハイブリッド構成を有するf
θレンズ53は、図4に示された成形装置によって、第
1実施形態において説明したように、製造される。
【0065】以下の表13は、第4実施形態の走査光学
系のポリゴンミラー4の反射面より描画面8側の構成を
示す。表中の各記号の意味は、上述した第1実施例のも
のと同じである。但し、面番号0がポリゴンミラーの反
射面,面番号1がfθレンズ53のポリゴンミラー側面
53a(第1面)のベースカーブ、面番号2がfθレン
ズ53中の接合面53b(第2面),面番号3がfθレ
ンズ53の描画面側面53c(第3面)を、夫々示して
いる。
系のポリゴンミラー4の反射面より描画面8側の構成を
示す。表中の各記号の意味は、上述した第1実施例のも
のと同じである。但し、面番号0がポリゴンミラーの反
射面,面番号1がfθレンズ53のポリゴンミラー側面
53a(第1面)のベースカーブ、面番号2がfθレン
ズ53中の接合面53b(第2面),面番号3がfθレ
ンズ53の描画面側面53c(第3面)を、夫々示して
いる。
【0066】
【表13】
本実施形態において回転対称非球面である第1面のベー
スカーブ,第2面に関して上述した式(1)に適用され
る各係数は、表14に列挙されている。
スカーブ,第2面に関して上述した式(1)に適用され
る各係数は、表14に列挙されている。
【0067】
【表14】
面番号 κ A4 A6 A8
1 0.000 −1.060×10-6 2.700×10-10 −3.340×10-14
2 0.000 −1.060×10-6 2.700×10-10 −3.340×10-14
本実施形態においてアナモフィック非球面である第3面
に関して上述した式(2)及び(3)に適用される各係
数は、表15に列挙されている。但し、値が0である係
数については省略してある。
に関して上述した式(2)及び(3)に適用される各係
数は、表15に列挙されている。但し、値が0である係
数については省略してある。
【0068】
【表15】
κ AM4 AM6 AM8
0.000 −2.230×10-7 −1.330×10-10 8.540×10-15
AS1 AS2 AS3 AS4 AS6
1.700×10-5 1.700×10-6 4.800×10-9 −2.230×10-9 −3.400×10-14
本実施形態において第1面のベースカーブ上に付加され
る回折輪帯構造に関して上述した式(4)に適用される
各計数は、表16に列挙されている。
る回折輪帯構造に関して上述した式(4)に適用される
各計数は、表16に列挙されている。
【0069】
【表16】
面番号 P2 P4 P6
1 −1.550×10-1 0.000×10+0 0.000×10+0
図11は、本実施形態による走査光学系の倍率色収差図
である。図11における縦横各軸の意味は、図5のそれ
と同じである。この図11から明らかなように、回折輪
帯構造によって倍率色収差が良好に補正されていること
がわかる。本実施形態によると、正確な回折輪帯構造が
第1面に形成されるので、設計通りの性能を実現するこ
とができる。従って、使用される光源の発光波長にバラ
ツキがある場合でも描画性能の変化を抑えることができ
る。
である。図11における縦横各軸の意味は、図5のそれ
と同じである。この図11から明らかなように、回折輪
帯構造によって倍率色収差が良好に補正されていること
がわかる。本実施形態によると、正確な回折輪帯構造が
第1面に形成されるので、設計通りの性能を実現するこ
とができる。従って、使用される光源の発光波長にバラ
ツキがある場合でも描画性能の変化を抑えることができ
る。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
型からの転写性の高い回折輪帯構造を有する接合素子
を、容易に製造することができる。
型からの転写性の高い回折輪帯構造を有する接合素子
を、容易に製造することができる。
【図1】 本発明の第1実施形態による走査光学系の光
学構成図
学構成図
【図2】 第1レンズの概略拡大図
【図3】 第1レンズを描写面から見た背面図
【図4】 第1レンズの製造方法の説明図
【図5】 第1実施形態による走査光学系の倍率色収差
図
図
【図6】 本発明の第2実施形態による走査光学系の光
学構成図
学構成図
【図7】 第2実施形態による走査光学系の倍率色収差
図
図
【図8】 本発明の第3実施形態による走査光学系の光
学構成図
学構成図
【図9】 第3実施形態による走査光学系の倍率色収差
図
図
【図10】本発明の第4実施形態による走査光学系の光
学構成図
学構成図
【図11】第4実施形態による走査光学系の倍率色収差
図
図
4 ポリゴンミラー
5 fθレンズ
6 描画面
9 カバーガラス
51 fθレンズ
52 fθレンズ
53 fθレンズ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 2C362 BA85 BA86
2H045 CA62 DA02
2H049 AA04 AA18 AA40 AA43 AA51
AA55 AA64
2H087 KA19 LA22 LA28 NA14 PA01
PA02 PA03 PA17 PA18 PB02
PB03 PB04 QA01 QA02 QA03
QA07 QA12 QA13 QA21 QA22
QA25 QA26 QA34 QA37 QA41
QA45 QA46 RA05 RA08 RA12
RA13 RA46 UA01
Claims (5)
- 【請求項1】レーザー光源と、前記レーザー光源から発
したレーザー光を偏向する偏向器と、少なくとも一つの
光学素子から構成され、前記偏向器によって偏向された
光束を走査対象面である描画面上にスポットとして収束
させる結像光学系とを、有する走査光学系において、 前記結像光学系を構成する少なくとも一つの光学素子
は、回折構造が形成されている外表面を有する光硬化性
樹脂製の層を基材上に形成することによって構成された
接合素子であることを特徴とする走査光学系。 - 【請求項2】レーザー光源と、前記レーザー光源から発
したレーザー光を偏向する偏向器と、少なくとも一つの
光学素子から構成され、前記偏向器によって偏向された
光束を走査対象面である描画面上にスポットとして収束
させる結像光学系とを、有する走査光学系において、 前記結像光学系を構成する少なくとも一つの光学素子
は、回折構造が形成されている外表面を有する熱硬化性
樹脂製の層を基材上に形成することによって構成された
接合素子であることを特徴とする走査光学系。 - 【請求項3】前記接合素子を構成する前記基材は、射出
成形された熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項
1又は2記載の走査光学系。 - 【請求項4】前記接合素子は全体としてレンズとして機
能することを特徴とする請求項3記載の走査光学系。 - 【請求項5】前記接合素子を構成する前記基材の媒質
は、ガラスであることを特徴とする請求項1又は2記載
の走査光学系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002324796A JP2003241127A (ja) | 2001-12-11 | 2002-11-08 | 走査光学系 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001376823 | 2001-12-11 | ||
JP2001-376823 | 2001-12-11 | ||
JP2002324796A JP2003241127A (ja) | 2001-12-11 | 2002-11-08 | 走査光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003241127A true JP2003241127A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27790686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002324796A Pending JP2003241127A (ja) | 2001-12-11 | 2002-11-08 | 走査光学系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003241127A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006171117A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Pentax Corp | 走査光学系 |
JP2012002847A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Ricoh Co Ltd | プラスチック光学素子、光走査装置並びに画像形成装置 |
US8223417B2 (en) | 2008-04-03 | 2012-07-17 | Ricoh Company, Limited | Optical scanning device and image forming apparatus |
KR20190072701A (ko) * | 2017-12-15 | 2019-06-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 회절 광학 소자를 포함한 에프세타 렌즈 및 이를 구비한 광학 시스템 |
-
2002
- 2002-11-08 JP JP2002324796A patent/JP2003241127A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006171117A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Pentax Corp | 走査光学系 |
JP4654350B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2011-03-16 | Hoya株式会社 | 走査光学系 |
US8223417B2 (en) | 2008-04-03 | 2012-07-17 | Ricoh Company, Limited | Optical scanning device and image forming apparatus |
JP2012002847A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Ricoh Co Ltd | プラスチック光学素子、光走査装置並びに画像形成装置 |
KR20190072701A (ko) * | 2017-12-15 | 2019-06-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 회절 광학 소자를 포함한 에프세타 렌즈 및 이를 구비한 광학 시스템 |
KR102554342B1 (ko) * | 2017-12-15 | 2023-07-13 | 삼성디스플레이 주식회사 | 회절 광학 소자를 포함한 에프세타 렌즈 및 이를 구비한 광학 시스템 |
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