JPH03231218A - 光ビーム走査用光学系 - Google Patents
光ビーム走査用光学系Info
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- JPH03231218A JPH03231218A JP2027381A JP2738190A JPH03231218A JP H03231218 A JPH03231218 A JP H03231218A JP 2027381 A JP2027381 A JP 2027381A JP 2738190 A JP2738190 A JP 2738190A JP H03231218 A JPH03231218 A JP H03231218A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
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- 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
-
- 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
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- G—PHYSICS
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- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
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- 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
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
Landscapes
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- 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］
本発明はレーザビームプリンタやデジタル複写機等に用
いられる光ビーム走査装置の光字系に関する。
いられる光ビーム走査装置の光字系に関する。
［従来の技術］
従来、この種の光ビーム走査装置においては、特公昭６
２−３６２１０号等に記載されている様に、回転多面鏡
を用いて光ビームを偏向走査するのが一般的である。そ
して、同特公昭に記載されている如く、回転多面鏡が、
回転軸に対して、各反射面の倒れ方向の角度誤差（所謂
面倒れ）を持つと、走査される光ビームの走査位置の変
位をもたらし最終的な画像出力に悪影響を与えることに
鑑み、この面倒れによる影響を除去する為に、トーリッ
クレンズを用いて回転多面鏡と被走査面（ｙｉ照射体面
）とを光学的な共役関係にＥ（ことも既に提案されてい
る。また、米国特許第４６３９０７２号に記述されてい
る如く、走査ビームの被走査面近傍にシリンドリカルレ
ンズを配置することで面倒れの影響を緩和することも提
案されている。
２−３６２１０号等に記載されている様に、回転多面鏡
を用いて光ビームを偏向走査するのが一般的である。そ
して、同特公昭に記載されている如く、回転多面鏡が、
回転軸に対して、各反射面の倒れ方向の角度誤差（所謂
面倒れ）を持つと、走査される光ビームの走査位置の変
位をもたらし最終的な画像出力に悪影響を与えることに
鑑み、この面倒れによる影響を除去する為に、トーリッ
クレンズを用いて回転多面鏡と被走査面（ｙｉ照射体面
）とを光学的な共役関係にＥ（ことも既に提案されてい
る。また、米国特許第４６３９０７２号に記述されてい
る如く、走査ビームの被走査面近傍にシリンドリカルレ
ンズを配置することで面倒れの影響を緩和することも提
案されている。
〔発明が解決しようとする課題］
しかし乍ら、トーリックレンズを用いた上記従来例では
、光字性能を維持する上での収差補正の為に、トーリッ
クレンズの走査断面における形状が平凸レンズに近いも
のとなり、更にはトーリックレンズと回転多面鏡との間
に配置される球面凹レンズの形状が平凹又は両凹に近い
ものとなり、従って広画角化には自ずと限界がある。こ
のことは、逆に言えば、光学性能を維持しつつ広画角化
を達成しようとすると、必然的にレンズが厚（なり”Ａ
Ｍが大型化すると言うことを意味する。
、光字性能を維持する上での収差補正の為に、トーリッ
クレンズの走査断面における形状が平凸レンズに近いも
のとなり、更にはトーリックレンズと回転多面鏡との間
に配置される球面凹レンズの形状が平凹又は両凹に近い
ものとなり、従って広画角化には自ずと限界がある。こ
のことは、逆に言えば、光学性能を維持しつつ広画角化
を達成しようとすると、必然的にレンズが厚（なり”Ａ
Ｍが大型化すると言うことを意味する。
また、トーリックレンズは加工が困難であり、コストア
ップの要因とも成っている。
ップの要因とも成っている。
この様な問題点を解決するために、トーリックレンズの
プラスチック化等が考えられるが、上記従来例の様に回
転多面ｍ側より順に凹、凸のレンズを配置する構成にお
いては、全系のパワーに対するトーリックレンズのパワ
ーが強（なる為、環境変動によるプラスチックのレンズ
のパワー変化の影響が無視できず被走査面上でのピント
ずれ等の問題が生ずる。
プラスチック化等が考えられるが、上記従来例の様に回
転多面ｍ側より順に凹、凸のレンズを配置する構成にお
いては、全系のパワーに対するトーリックレンズのパワ
ーが強（なる為、環境変動によるプラスチックのレンズ
のパワー変化の影響が無視できず被走査面上でのピント
ずれ等の問題が生ずる。
他方、被走査面近傍にシリンドリカルレンズを配置する
従来例においては、前述の環境変動の影響による問題は
少ないものの、例えば電子写真方式を用いるレーザービ
ームプリンタ等では、現像器、クリーナ等のプロセス的
装置が感光体ドラムに密着して配置されている為に、こ
うした感光体ドラム近傍にシリンドリカルレンズなどの
光学素子を配置するのは好ましくない。また、感光体ド
ラム近傍にこうしたシリンドリカルレンズを配置すれば
、トナーによる汚れ、熱、オゾン等による悪影響を受け
やすい。
従来例においては、前述の環境変動の影響による問題は
少ないものの、例えば電子写真方式を用いるレーザービ
ームプリンタ等では、現像器、クリーナ等のプロセス的
装置が感光体ドラムに密着して配置されている為に、こ
うした感光体ドラム近傍にシリンドリカルレンズなどの
光学素子を配置するのは好ましくない。また、感光体ド
ラム近傍にこうしたシリンドリカルレンズを配置すれば
、トナーによる汚れ、熱、オゾン等による悪影響を受け
やすい。
従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、高性能化、
広画角化、小型化、耐環境変動特性、価格の点などで優
れた構成をとり得る光ビーム走査用光学系を提供するこ
とにある。
広画角化、小型化、耐環境変動特性、価格の点などで優
れた構成をとり得る光ビーム走査用光学系を提供するこ
とにある。
［発明の概要］
上記目的を達成する為の本発明では、光ビームを偏向す
る偏向手段（回転多面鏡なと）により偏向させて被走査
面（感光ドラムなど）を走査する光ビーム走査装置の偏
向手段と被走査面間に配置される走査用光学系において
、正のパワーを有する球面レンズ及び、球面レンズの被
走査面側近傍に配置された主、副走査断面とも正のパワ
ーを有するトーリックレンズの２枚より構成され、この
トーリックレンズの主走査断面における少なくとも１面
が非球面化されている。
る偏向手段（回転多面鏡なと）により偏向させて被走査
面（感光ドラムなど）を走査する光ビーム走査装置の偏
向手段と被走査面間に配置される走査用光学系において
、正のパワーを有する球面レンズ及び、球面レンズの被
走査面側近傍に配置された主、副走査断面とも正のパワ
ーを有するトーリックレンズの２枚より構成され、この
トーリックレンズの主走査断面における少なくとも１面
が非球面化されている。
より具体的には、球面レンズは、偏向手段例の面が平面
に近い形状であり、被走査面側の面が被走査面側に凸面
を向けた形状となっている。またトーリックレンズは、
偏向手段側に曲率半径中心が存在するコンセントリック
な形状を有する。
に近い形状であり、被走査面側の面が被走査面側に凸面
を向けた形状となっている。またトーリックレンズは、
偏向手段側に曲率半径中心が存在するコンセントリック
な形状を有する。
更に、トーリックレンズの主走査断面における焦点距離
なｆａ、、その副走査断面における焦点距離なｆ２ｂｎ
球面及びトーリックレンズの主走査断面の合成焦点距離
をｆａ、トーリックレンズと被走査面との距離を２、ト
ーリックレンズの光軸方向の最大肉厚なｄ２ｂ、３とし
たとき、 ０．１＜ｆ、／ｆ、、＜０．３． ０．２５＜ｆ２Ｉ、／ｆ、＜０．５． ０．６＜４２７ｆ、＜１、 ｄ、、。／ ｆ ｘｂ＜ ０ 、 １５のりちの少なく
とも１つの条件を満たす構成となっている。
なｆａ、、その副走査断面における焦点距離なｆ２ｂｎ
球面及びトーリックレンズの主走査断面の合成焦点距離
をｆａ、トーリックレンズと被走査面との距離を２、ト
ーリックレンズの光軸方向の最大肉厚なｄ２ｂ、３とし
たとき、 ０．１＜ｆ、／ｆ、、＜０．３． ０．２５＜ｆ２Ｉ、／ｆ、＜０．５． ０．６＜４２７ｆ、＜１、 ｄ、、。／ ｆ ｘｂ＜ ０ 、 １５のりちの少なく
とも１つの条件を満たす構成となっている。
トーリックレンズはプラスチック材料などから成り、特
に上記４つの条件式のうちの後の２つの条件式はプラス
チック材料でトーリックレンズを形成するときに重要で
ある。
に上記４つの条件式のうちの後の２つの条件式はプラス
チック材料でトーリックレンズを形成するときに重要で
ある。
上記具体的な構成の意義などについては、以下の実施例
の説明のところに記載されている。
の説明のところに記載されている。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。第１図
と第２図は本発明の第１の実施例を示し、第１図は主走
査断面における様子を図示し、第２図は主走査面と垂直
で光軸を含む副走査断面における様子を図示する。
と第２図は本発明の第１の実施例を示し、第１図は主走
査断面における様子を図示し、第２図は主走査面と垂直
で光軸を含む副走査断面における様子を図示する。
第１図において、■は光源である半導体レーザであり、
半導体レーザ１から射出された光ビームはコリメータレ
ンズ２により略平行光とされ、開口絞り３によってその
断面、の大きさが整えられてシリンドリカルレンズ４に
人Ｉ＝ｆする。シリンドリカルレンズ４は、副走査断面
に関してはパワーを持つが、主走査断面に関してはパワ
ーを持たないので、光ビームは主走査断面では平行光で
副走査断面ではほぼ線状に結像されて回転多面鏡５に入
射する。回転多面鏡５は矢印の方向に等速で高速回転し
ており、ここに入射した光ビームはここで反射されて高
速度で主走査面において偏向走査される。
半導体レーザ１から射出された光ビームはコリメータレ
ンズ２により略平行光とされ、開口絞り３によってその
断面、の大きさが整えられてシリンドリカルレンズ４に
人Ｉ＝ｆする。シリンドリカルレンズ４は、副走査断面
に関してはパワーを持つが、主走査断面に関してはパワ
ーを持たないので、光ビームは主走査断面では平行光で
副走査断面ではほぼ線状に結像されて回転多面鏡５に入
射する。回転多面鏡５は矢印の方向に等速で高速回転し
ており、ここに入射した光ビームはここで反射されて高
速度で主走査面において偏向走査される。
こうして等角速度運動で偏向走査された光ビームは、正
のパワーを有する球面レンズ６、及び主、副走査断面と
もにおいて正のパワーを有するトーリックレンズ７を通
過して、感光ドラム８上に結ｒｔされて略等速度直線運
動で走査される。
のパワーを有する球面レンズ６、及び主、副走査断面と
もにおいて正のパワーを有するトーリックレンズ７を通
過して、感光ドラム８上に結ｒｔされて略等速度直線運
動で走査される。
第２図において、Ｐは回転多面鏡５の反射面位貢を示し
ており、副走査断面では上述した様にほぼこの位ＩＰに
光ビームが集光される。ここで、反ｑ１面Ｐと感光ドラ
ム８は光字的にほぼ共役な関係に設定されているので、
たとえ反射面Ｐが副走査断面において倒れても（すなわ
ち面倒れがあっても）、光ビームは感光ドラム８上の同
一走査線上に結（象される。こうして、いわゆる回転多
面鏡５の而倒れ補正系が構成されている。
ており、副走査断面では上述した様にほぼこの位ＩＰに
光ビームが集光される。ここで、反ｑ１面Ｐと感光ドラ
ム８は光字的にほぼ共役な関係に設定されているので、
たとえ反射面Ｐが副走査断面において倒れても（すなわ
ち面倒れがあっても）、光ビームは感光ドラム８上の同
一走査線上に結（象される。こうして、いわゆる回転多
面鏡５の而倒れ補正系が構成されている。
ここにおいて、走査用レンズ６．７は、主走査面内の広
い画角に亙り良好な像面湾曲とｆθ特性を得る様に以下
の如き構成となっている。
い画角に亙り良好な像面湾曲とｆθ特性を得る様に以下
の如き構成となっている。
先ず、正のパワーを有する球面レンズ６は、回転多面鏡
５例の面が、良好なｆθ特性を得る為に負の歪曲を生じ
させる効果を持つ様に平面に近い形状になっている。そ
して、感光ドラム８例の面が、像面湾曲を良好に補正す
る様に感光ドラム８側に凸面を向けた形状となっている
。
５例の面が、良好なｆθ特性を得る為に負の歪曲を生じ
させる効果を持つ様に平面に近い形状になっている。そ
して、感光ドラム８例の面が、像面湾曲を良好に補正す
る様に感光ドラム８側に凸面を向けた形状となっている
。
次に、トーリックレンズ７は球面レンズ６の後方近傍に
配置され、広い画角に亙って像面湾曲を補正する様にコ
ンセントリックな形状である（トーリックレンズ７の両
面の曲率半径の中心が回転多面鏡側にあって近（にある
）とともに、少なくとも１面が非球面となっている。更
に、トーリックレンズ７の主走査断面に関するパワーを
強（しすぎると、ｆθ特性と走査方向すなわちメリディ
オナル方向の像面湾曲をバランスさせながら補正できな
（なるので、トーリックレンズ７の主走査断面における
焦点距離をｆ２ｍ、球面レンズ６及び！・−リックレン
ズ７の主走査断面における合成焦点距離をｆａとすると
き、０．１＜ｆ、／ｆｔ−＜０．３の関係を満たす様に
主走査断面におけるトーリックレンズ７のパワーを弱く
するのがよい。
配置され、広い画角に亙って像面湾曲を補正する様にコ
ンセントリックな形状である（トーリックレンズ７の両
面の曲率半径の中心が回転多面鏡側にあって近（にある
）とともに、少なくとも１面が非球面となっている。更
に、トーリックレンズ７の主走査断面に関するパワーを
強（しすぎると、ｆθ特性と走査方向すなわちメリディ
オナル方向の像面湾曲をバランスさせながら補正できな
（なるので、トーリックレンズ７の主走査断面における
焦点距離をｆ２ｍ、球面レンズ６及び！・−リックレン
ズ７の主走査断面における合成焦点距離をｆａとすると
き、０．１＜ｆ、／ｆｔ−＜０．３の関係を満たす様に
主走査断面におけるトーリックレンズ７のパワーを弱く
するのがよい。
つまり、下限を越えると（すなわちｔ、、＞１０ｆ、ど
なる）ｆよ、が大きくなって収差補正上有利となるが、
トーリックレンズ７が被走査面（感光ドラム８面）側に
近付き大型化してしまう、また、上限を越えると（すな
わちｆ２．＜３．３・・・ｆ、となる）ｆｘ−が小さく
なって、逆に装置のコンパクト化には有利であるが、ｆ
θ特性と像面湾曲をバランス良（補正するのが困難とな
る。
なる）ｆよ、が大きくなって収差補正上有利となるが、
トーリックレンズ７が被走査面（感光ドラム８面）側に
近付き大型化してしまう、また、上限を越えると（すな
わちｆ２．＜３．３・・・ｆ、となる）ｆｘ−が小さく
なって、逆に装置のコンパクト化には有利であるが、ｆ
θ特性と像面湾曲をバランス良（補正するのが困難とな
る。
一方、トーリックレンズ７の副走査断面における焦点路
＋１ｉｔｆ２．はサジタル方向（副走査断面内にあって
光軸に直角な方向）の像面湾曲が十分に補正される様に
、０．２５＜ｆ’、Ｉｌ／ｆ、＜０．５の関係を満たす
様にするのが良い。
＋１ｉｔｆ２．はサジタル方向（副走査断面内にあって
光軸に直角な方向）の像面湾曲が十分に補正される様に
、０．２５＜ｆ’、Ｉｌ／ｆ、＜０．５の関係を満たす
様にするのが良い。
つまり、上限を越えると（すなわちｆ ｔ−＞ ０−５
ｆ、どなる）ｒ、、が大きくなって収差補正上は有利で
あるが、トーリックレンズ７が被走査面（感光ドラム８
面）側に近付き前述の従来例の如（好ましくない、また
、下限を越えると（すなわちｆ、、＜０．２５ｆ、とな
る）ｆａｂが小さ（なって、メリディオナル方向とサジ
タル方向の像面湾曲をバランス良（補正するのが困難と
なる。
ｆ、どなる）ｒ、、が大きくなって収差補正上は有利で
あるが、トーリックレンズ７が被走査面（感光ドラム８
面）側に近付き前述の従来例の如（好ましくない、また
、下限を越えると（すなわちｆ、、＜０．２５ｆ、とな
る）ｆａｂが小さ（なって、メリディオナル方向とサジ
タル方向の像面湾曲をバランス良（補正するのが困難と
なる。
更に、トーリックレンズ７は、トーリックレンズ７と被
走査面との距離を２としたときに、０゜６＜１２／ｆ、
＜１の関係を満たす位置に配置するのが好ましい、つま
り、下限を越えると（すなわちＱ＜０．６ｆ、どなる）
装置が大型化すると共に面倒れ補正効果が少なくなる。
走査面との距離を２としたときに、０゜６＜１２／ｆ、
＜１の関係を満たす位置に配置するのが好ましい、つま
り、下限を越えると（すなわちＱ＜０．６ｆ、どなる）
装置が大型化すると共に面倒れ補正効果が少なくなる。
また、上限を越えると（すなわちＲ＞ｆ、となる）トー
リックレンズ７のパワーが強くなり、特に、トーリック
レンズ７をコスト面の利点を生かして、プラスチック材
料で形成した場合、環境変動等の影響による被走査面で
のピントズレなどが許容できな（なるまた、トーリック
レンズ７の光軸方向の最大肉厚をｄ、□／ｒｉｂ＜ｏ、
１５の関係を満たす様にトーリックレンズ７を薄くする
のが好ましい、これにより、環境変動、特にトーリック
レンズ７の吸湿による被走査面上でのピントズレを少な
（することが出来、且つプラスチックによるトーリック
レンズ７の成形が容易になる。
リックレンズ７のパワーが強くなり、特に、トーリック
レンズ７をコスト面の利点を生かして、プラスチック材
料で形成した場合、環境変動等の影響による被走査面で
のピントズレなどが許容できな（なるまた、トーリック
レンズ７の光軸方向の最大肉厚をｄ、□／ｒｉｂ＜ｏ、
１５の関係を満たす様にトーリックレンズ７を薄くする
のが好ましい、これにより、環境変動、特にトーリック
レンズ７の吸湿による被走査面上でのピントズレを少な
（することが出来、且つプラスチックによるトーリック
レンズ７の成形が容易になる。
以上の如く、比較的パワーの弱い薄形の非球面トーリッ
クレンズを用いる構成にすれば、広い画ｐ口こ亙って高
性能で、しかもトーリックレンズをプラスチック等で形
成しても環境変動によるＩＩＪ響の少ない安価な光ビー
ム走査用光学系が実現できる。
クレンズを用いる構成にすれば、広い画ｐ口こ亙って高
性能で、しかもトーリックレンズをプラスチック等で形
成しても環境変動によるＩＩＪ響の少ない安価な光ビー
ム走査用光学系が実現できる。
第１実施例における像面湾曲を表わす収差図が第３図に
示され、ｆθ特性を表わす図が第４図に示されている。
示され、ｆθ特性を表わす図が第４図に示されている。
第１実施例の具体的な数値例を次に示す。
全系の焦点路＆ｉｌ １ｇ４ｍｍ最大走査角
８０゜ 偏向点〜Ｒ、面 ５４．６ｍｍＲ＋ ＝ａｏ
Ｄｌ＝ １６．７Ｎ、＝１．７８５６９ Ｒ，＝−１８１，２９０，＝１２．１ Ｒ，＝−５７５，７８０，＝６．８ Ｎ、＝１．５１９２０ Ｂ＝−４，０６６９１ｘ ｌ Ｏ−’ Ｃ＝４．５４８２１ ｘ １０−” Ｄ＝−９，５２７７６ｘｌＯ−” Ｒ，’ ＝−２２，２６ Ｒ，＝−２４７，２８Ｄ、＝１７０．８Ｂ＝−３，４５
９５５ｘｌＯ Ｃ＝３． ００７６６Ｘ Ｉ Ｏ−” Ｄ＝５． ６３７７１ｘｌＯ−” Ｒ，’ ＝−１５，１０ ここで、上記数値例において、第１図と第２図に示す様
に、各面の主走査面における曲率半径は回転多面鏡５側
より、Ｒ１−Ｒ４、副走査面における曲率半径はＲ，’
、Ｒ，″、各面間の距離はり、〜Ｄ４で示される。ま
た、各レンズの波長７８０ｎｍでの屈折率は多面鏡５側
よりＮ２ｂ、Ｎｔで表わされている。また、Ｂ−Ｄは、
以下に示すｘ−ｙ平面上でのレンズ面の高さｙと距離Ｘ
との関係式、 ｘ＝ｙ” ／Ｒ［１＋ （１−（ｙ／Ｒ）” ）””
１＋Ｂｙ’ ＋Ｃｙ’ ＋Ｄｙ” ＋−・−の各次数の
非球面係数を示す。
８０゜ 偏向点〜Ｒ、面 ５４．６ｍｍＲ＋ ＝ａｏ
Ｄｌ＝ １６．７Ｎ、＝１．７８５６９ Ｒ，＝−１８１，２９０，＝１２．１ Ｒ，＝−５７５，７８０，＝６．８ Ｎ、＝１．５１９２０ Ｂ＝−４，０６６９１ｘ ｌ Ｏ−’ Ｃ＝４．５４８２１ ｘ １０−” Ｄ＝−９，５２７７６ｘｌＯ−” Ｒ，’ ＝−２２，２６ Ｒ，＝−２４７，２８Ｄ、＝１７０．８Ｂ＝−３，４５
９５５ｘｌＯ Ｃ＝３． ００７６６Ｘ Ｉ Ｏ−” Ｄ＝５． ６３７７１ｘｌＯ−” Ｒ，’ ＝−１５，１０ ここで、上記数値例において、第１図と第２図に示す様
に、各面の主走査面における曲率半径は回転多面鏡５側
より、Ｒ１−Ｒ４、副走査面における曲率半径はＲ，’
、Ｒ，″、各面間の距離はり、〜Ｄ４で示される。ま
た、各レンズの波長７８０ｎｍでの屈折率は多面鏡５側
よりＮ２ｂ、Ｎｔで表わされている。また、Ｂ−Ｄは、
以下に示すｘ−ｙ平面上でのレンズ面の高さｙと距離Ｘ
との関係式、 ｘ＝ｙ” ／Ｒ［１＋ （１−（ｙ／Ｒ）” ）””
１＋Ｂｙ’ ＋Ｃｙ’ ＋Ｄｙ” ＋−・−の各次数の
非球面係数を示す。
次に第５図に示す第２実施例の数値例を示す。
第２実施例ではトーリックレンズ１７の球面レンズ１６
側の非球面が、光軸近（において特に平に近い形状とな
っている。符号の約束は上記数値例と同じである。
側の非球面が、光軸近（において特に平に近い形状とな
っている。符号の約束は上記数値例と同じである。
全系の焦点距離 １８４ｍｍ
最大走査角 ８０゜
偏向、占−Ｒ，面 ５１ｍｍＲ，＝■
Ｄ、＝１７．７Ｎ、＝１．７８５６９ Ｒ，＝−１９３，９５Ｄ２＝８．０ Ｒ，＝−１４７９，７５０，＝（３，９Ｎ、＝１．５１
９２０ Ｆｌ＝−４，３５５１３Ｘ １０ Ｃ＝２．８８８３４ｘｌＯ− Ｄ＝−１，５１６４３Ｘ１０ Ｒ３＝−２３，００ Ｒ，＝−２８６，２９Ｄ、＝１７４．４Ｂ＝−３，５９
６８４Ｘ１０ Ｃ＝１．２５６１１ Ｘ １０−’ Ｄ＝−６．５２０３７ｘｌＯ−” Ｒ，’ ＝−１４，９５ 次に、第６図の第３実施例の数値例を示す、第３実施例
ではトーリックレンズ２７の一方の面のみ（図示例では
球面レンズ２６側の面）が非球面となっている。
Ｄ、＝１７．７Ｎ、＝１．７８５６９ Ｒ，＝−１９３，９５Ｄ２＝８．０ Ｒ，＝−１４７９，７５０，＝（３，９Ｎ、＝１．５１
９２０ Ｆｌ＝−４，３５５１３Ｘ １０ Ｃ＝２．８８８３４ｘｌＯ− Ｄ＝−１，５１６４３Ｘ１０ Ｒ３＝−２３，００ Ｒ，＝−２８６，２９Ｄ、＝１７４．４Ｂ＝−３，５９
６８４Ｘ１０ Ｃ＝１．２５６１１ Ｘ １０−’ Ｄ＝−６．５２０３７ｘｌＯ−” Ｒ，’ ＝−１４，９５ 次に、第６図の第３実施例の数値例を示す、第３実施例
ではトーリックレンズ２７の一方の面のみ（図示例では
球面レンズ２６側の面）が非球面となっている。
全系の焦点距離 １８４ｍｍ
最大走査角 ８０゜
偏向？５〜Ｒ＋面 ６０．１ｍｍＲ，＝■
Ｄ、＝２０．ＩＮ、＝１．７８５６９ Ｒ，＝−１６０，７ｏ ｒ）、＝３５．ＩＲ３＝３
５７６．６４ Ｄ、＝７．８Ｎ、＝１．４８５９５ Ｂ＝−１４８６５７ｘｌＯ Ｃ＝３．１０１１８Ｘ１０ Ｄ＝０ Ｒ，＝−１８，９６ Ｒ，＝−９００，０３ Ｂ＝Ｏ Ｃ＝Ｏ Ｄ＝０ ４ １４６゜ Ｒ，′ ＝−１４，１１ ［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、光ビームを偏向手
段により偏向させて被走査面を走査する光ビーム走査装
置の偏向手段と被走査面間に配置される走査用光学系に
おいて、正のパワーを有する球面レンズ及び１球面レン
ズの被走査面側近傍に配置された主、副走査断面とも正
のパワーを有するトーリックレンズの２枚より構成し、
このトーリックレンズの少なくとも１面を非球面化した
ことにより、面倒れを補正しつつ高性能な走査用光学系
が達成可能である。また、トーリックレンズをプラスチ
ック材料で形成することにより、走査用光学系が安価に
なり得る。
Ｄ、＝２０．ＩＮ、＝１．７８５６９ Ｒ，＝−１６０，７ｏ ｒ）、＝３５．ＩＲ３＝３
５７６．６４ Ｄ、＝７．８Ｎ、＝１．４８５９５ Ｂ＝−１４８６５７ｘｌＯ Ｃ＝３．１０１１８Ｘ１０ Ｄ＝０ Ｒ，＝−１８，９６ Ｒ，＝−９００，０３ Ｂ＝Ｏ Ｃ＝Ｏ Ｄ＝０ ４ １４６゜ Ｒ，′ ＝−１４，１１ ［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、光ビームを偏向手
段により偏向させて被走査面を走査する光ビーム走査装
置の偏向手段と被走査面間に配置される走査用光学系に
おいて、正のパワーを有する球面レンズ及び１球面レン
ズの被走査面側近傍に配置された主、副走査断面とも正
のパワーを有するトーリックレンズの２枚より構成し、
このトーリックレンズの少なくとも１面を非球面化した
ことにより、面倒れを補正しつつ高性能な走査用光学系
が達成可能である。また、トーリックレンズをプラスチ
ック材料で形成することにより、走査用光学系が安価に
なり得る。
第１図は本発明の第１実施例の走査面における様子を示
す図、第２図は第１実施例の副走査面における様子を示
す図、第３図は第１実施例の像画湾曲を説明する収差図
、第４図は第１実施例のｆθ特性を説明する収差図、第
５図は第２実施例を説明する為の図、第６図は第３実施
例を説明する為の図である。 １・・・・・半導体レーザ、２・・・・・コリメタレン
ズ、３・・・・・開口絞り、４・・・・・シリンドリカ
ルレンズ、５・・・・・回転多面境、６．１６．２６・
・・・・球面レンズ、７．１７．２７・・・・・トーリ
ックレンズ、８・・・・・感光ドラム
す図、第２図は第１実施例の副走査面における様子を示
す図、第３図は第１実施例の像画湾曲を説明する収差図
、第４図は第１実施例のｆθ特性を説明する収差図、第
５図は第２実施例を説明する為の図、第６図は第３実施
例を説明する為の図である。 １・・・・・半導体レーザ、２・・・・・コリメタレン
ズ、３・・・・・開口絞り、４・・・・・シリンドリカ
ルレンズ、５・・・・・回転多面境、６．１６．２６・
・・・・球面レンズ、７．１７．２７・・・・・トーリ
ックレンズ、８・・・・・感光ドラム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光ビームを偏向手段により偏向させて被走査面を走
査する光ビーム走査装置の該偏向手段と被走査面の間に
配置される走査用光学系において、正のパワーを有する
球面レンズ及び、該球面レンズの被走査面側近傍に配置
され主、副走査断面とも正のパワーを有するトーリック
レンズの２枚より構成され、該トーリックレンズの主走
査断面の少なくとも１面が非球面化されていることを特
徴とする光ビーム走査用光学系。 ２、前記球面レンズは、偏向手段側の面が平面に近い形
状であり、被走査面側の面が被走査面側に凸面を向けた
形状となっている請求項１記載の光ビーム走査用光学系
。 ３、前記トーリックレンズは、偏向手段側に曲率半径中
心が存在するコンセントリックな形状を有する請求項１
記載の光ビーム走査用光学系。 ４、前記トーリックレンズの主走査断面における焦点距
離をｆ＿２＿ａ、前記球面及びトーリックレンズの主走
査断面の合成焦点距離をｆ＿ａとしたとき、 ０．１＜ｆ＿ａ／ｆ＿２＿ａ＜０．３ を満たす請求項１記載の光ビーム走査用光学系。 ５、前記トーリックレンズの副走査断面における焦点距
離をｆ＿２＿ｂ、前記球面及びトーリックレンズの主走
査断面の合成焦点距離をｆ＿ａとしたとき ０．２５＜ｆ＿２＿ｂ／ｆ＿ａ＜０．５ を満たす請求項１記載の光ビーム走査用光学系。 ６、前記球面及びトーリックレンズの主走査断面の合成
焦点距離をｆ＿ａ、前記トーリックレンズと被走査面と
の距離をｌとしたとき、 ０．６＜ｌ／ｆ＿ａ＜１ を満たす請求項１記載の光ビーム走査用光学系。 ７、前記トーリックレンズの副走査断面の焦点距離をｆ
＿２＿ｂ、トーリックレンズの光軸方向の最大肉厚をｄ
＿ｍ＿ａ＿ｘとしたとき、 ｄ＿ｍ＿ａ＿ｘ／ｆ＿２＿ｂ＜０．１５ を満たす請求項１記載の光ビーム走査用光学系。 ８、前記トーリックレンズはプラスチックから成る請求
項１記載の光ビーム走査用光学系。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2027381A JP2623147B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 光ビーム走査用光学系 |
| DE69111842T DE69111842T2 (de) | 1990-02-07 | 1991-02-06 | Optisches System zur Abtastung mit Lichtstrahlen. |
| EP91101617A EP0441350B1 (en) | 1990-02-07 | 1991-02-06 | Optical system for light beam scanning |
| KR1019910002074A KR950000087B1 (ko) | 1990-02-07 | 1991-02-07 | 광선비임 스캐닝용 광학시스템 |
| US07/913,982 US5179465A (en) | 1990-02-07 | 1992-07-16 | Optical system for light beam scanning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2027381A JP2623147B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 光ビーム走査用光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03231218A true JPH03231218A (ja) | 1991-10-15 |
| JP2623147B2 JP2623147B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=12219472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2027381A Expired - Fee Related JP2623147B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 光ビーム走査用光学系 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0441350B1 (ja) |
| JP (1) | JP2623147B2 (ja) |
| KR (1) | KR950000087B1 (ja) |
| DE (1) | DE69111842T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5745277A (en) * | 1994-05-23 | 1998-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Scanner optics and image formation apparatus using the same |
| US6104520A (en) * | 1997-10-17 | 2000-08-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser scanning optical system and image forming apparatus using the same |
| JP2002277788A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Ricoh Co Ltd | 走査結像光学系 |
| US6643043B2 (en) | 2000-01-28 | 2003-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical device and image forming apparatus |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8213068B1 (en) | 1994-09-06 | 2012-07-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical apparatus |
| JP3445050B2 (ja) * | 1995-02-28 | 2003-09-08 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及びマルチビーム走査光学装置 |
| JP3804886B2 (ja) * | 1997-08-15 | 2006-08-02 | 富士写真フイルム株式会社 | 光走査装置用結像光学系 |
| JP2000098288A (ja) * | 1998-09-18 | 2000-04-07 | Canon Inc | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5636622A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-09 | Canon Inc | Scanning optical system having inclination correcting function |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57144516A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-07 | Canon Inc | Scan optical system having fall compensating function |
| JPS5868014A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | Canon Inc | ゴ−スト像を除去する走査光学系 |
| US4538895A (en) * | 1983-03-07 | 1985-09-03 | International Business Machines Corporation | Scanning optical system for use with a semiconductor laser generator |
| US4866459A (en) * | 1987-02-27 | 1989-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image scanner with a non-spherical fθ lens system |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2027381A patent/JP2623147B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-02-06 DE DE69111842T patent/DE69111842T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-06 EP EP91101617A patent/EP0441350B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-07 KR KR1019910002074A patent/KR950000087B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5636622A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-09 | Canon Inc | Scanning optical system having inclination correcting function |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5745277A (en) * | 1994-05-23 | 1998-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Scanner optics and image formation apparatus using the same |
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| US6643043B2 (en) | 2000-01-28 | 2003-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical device and image forming apparatus |
| US6816293B2 (en) | 2000-01-28 | 2004-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical device and image forming apparatus |
| JP2002277788A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Ricoh Co Ltd | 走査結像光学系 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950000087B1 (ko) | 1995-01-09 |
| DE69111842T2 (de) | 1996-01-11 |
| EP0441350A2 (en) | 1991-08-14 |
| EP0441350B1 (en) | 1995-08-09 |
| KR910015894A (ko) | 1991-09-30 |
| EP0441350A3 (en) | 1992-03-11 |
| JP2623147B2 (ja) | 1997-06-25 |
| DE69111842D1 (de) | 1995-09-14 |
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