JPH0670689B2 - 画像走査記録装置の走査光学系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は例えば製版用のレーザスキャナ、レーザプロ
ッタ、レーザプリンタなど、画像走査記録装置に用いら
れるフライングスポット式の走査光学系に関するもので
ある。

《従来の技術》 この種の走査光学系は従来より多種多様のものが提案さ
れており、例えば特開昭49−84518号公報には次のよう
な走査光学系が開示されている。

即ち、レーザ光源と、レーザ光源からのビームを所要の
画像信号に基づいて変調する変調器と、変調されたレー
ザ光ビームを主走査方向へ偏向する回転多面鏡と、この
回転多面鏡と投影面との間に設けられ、この回転多面鏡
によって偏向されたレーザ光ビームを投影面に集光させ
るｆθレンズとを備えて成り、投影面にあつて副走査方
向へ相対移動する記録媒体に所要の画像を露光記録する
ように構成されている。

また、例えば刊行物「光学」第６巻第２号（1977年４月
発行）第67〜74頁の「放物面鏡による光ビーム走査偏差
補正法」には、次のような走査光学系が開示されてい
る。

その68頁には、いわゆるポストオブジェクト型走査光学
系としてガルバノミラーの手前に結像用レンズが配置さ
れたものが示されており、この場合投影面上での走査速
度は一定であるが図からも明らかな如く像面湾曲を生じ
る。また、その73頁には、レーザ光源と、レーザ光源か
らのビームを拡大した平行ビームによるビームエキスパ
ンダと、平行ビームを主走査方向へ偏向するガルバノミ
ラーと、投影面の手前に配置され主走査方向へ偏向され
た平行ビームを投影面へ向けて反射集光する放物凹面鏡
とを具備して成り、前記従来例のｆθレーザに代えて放
物凹面鏡を用いることにより、簡便な方法で投影面上で
の走査速度偏差、光ビーム径偏差等の諸偏差を補正する
ように構成されている。なお、ガルバノミラーは放物凹
面鏡の焦点距離の0.6〜0.7倍に相当する位置に、投影面
は当該焦点距離上に設定されている。

また、かかる走査光学系において、前記放物凹面鏡に代
えて球面鏡を使用すること自体も既に公知である。

《発明が解決しようとする課題》 製版用のレーザスキャナ、レーザプロッタあるいはレー
ザプリンタなど、画像走査記録装置では従来より、フラ
イングスポット式の走査光学系が用いられているが、近
年ではさらに記録サイズの大きいもの（有効走査長500
〜1000mm程度）、しかも高い解像力を有するもの（結像
スポット径５μｍ程度）が要求されるようになつてき
た。

しかしながら、前記従来例のものではこのような要求に
応えることができなかつた。それは主として以下のよう
な理由による。

記録サイズが大きいものになると、それにつれて光学系
の収差も大きくなる。つまりｆθレンズでは結像スポッ
ト径を５μｍ程度にすることが困難であり、放物凹面鏡
でもコマ収差や非点収差が生ずるため、結像スポット径
を５μｍ程度まで集光させることはできない。

また、仮りに結像スポット径５μｍが得られる光学系が
あるとしても、この結像スポット系５μｍを実現するに
は、それに相応する偏向器の大きさが必要になるが、こ
の偏向器を回転多面体で構成した場合には、その直径が
500mm程度の大きなものとなり、走査速度を考慮すれば
実施困難であり、しかもコストが高くつく。

《課題を解決するための手段》 本発明は有効走査長を大きくしても、充分小さな収差し
か残存せず、しかも高解像力が得られ、実施容易な走査
光学系を提供するもので、次のように構成される。

請求項１の発明は、光ビームを出射する光源と、前記光
源からの光ビームを投影面に結像する結像用レンズと、
前記結像用レンズと前記投影面との間に設けられ、前記
結像用レンズによって結像される光ビームを主走査方向
へ偏向するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーと前
記投影面との間に配置され、主走査方向へ偏向された光
ビームを前記投影面へ向けて反射する凹面鏡と、を具備
する画像走査記録装置の走査光学系において、 前記凹面鏡を裏面鏡とし、かつ、 0.8×ａ＜f_M＜1.1×ａ （１） 0.7×ａ＜ｂ＜ａ （２） 但し、ａは結像用レンズの最終面とそのレンズによる結
像点との距離から結像用レンズの最終面とガルバノミラ
ーとの距離を差し引いた値、 ｂはガルバノミラーから凹面鏡までの距離、 f_Mは凹面鏡の焦点距離、 を満足することを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、光ビームを出射する光
源と、前記光源からの光ビームを投影面に結像する結像
用レンズと、前記結像用レンズと前記投影面との間に設
けられ、前記結像用レンズによって結像される光ビーム
を主走査方向へ偏向するガルバノミラーと、前記ガルバ
ノミラーと前記投影面との間に配置され、主走査方向へ
偏向された光ビームを前記投影面へ向けて反射する凹面
鏡と、を具備する画像走査記録装置の走査光学系におい
て、 前記ガルバノミラーと前記凹面鏡との間に前記ガルバノ
ミラーに凹面を向けたヌルレンズを配置し、かつ、 0.8×ａ＜f_M＜1.1×ａ （３） 0.7×ａ＜ｂ＜ａ （４） 0.5×ａ＜ｃ＜ａ （５） 但し、ａは結像用レンズの最終面とそのレンズによる結
像点との距離から結像用レンズの最終面とガルバノミラ
ーとの距離を差し引いた値、 ｂはガルバノミラーから凹面鏡までの距離、 ｃはガルバノミラーからヌルレンズまでの距離、 f_Mは凹面鏡の焦点距離、 を満足し、前記ヌルレンズの焦点距離が前記ａに比べて
長いことを特徴とするものである。

なお、ここで云う凹面鏡は球面、放物面にはとらわれ
ず、凹面鏡を裏面鏡で構成したもの、および凹面鏡を表
面鏡で構成し該凹面鏡の手前にヌルレンズを配置した場
合も、ヌルレンズを裏面鏡の一部と考えれば前記した構
成に含まれる。

《作用》 本発明では、光源からの光ビームを結像用レンズ、ガル
バノミラー及び凹面鏡を介して投影面に結像させるよう
になつており、以下のような作用を奏する。

偏向器としてガルバノミラーが用いられており、５μｍ
程度の結像スポット径を実現するのに必要とされる偏向
面の大きさは、比較的小さいガルバノミラーでも十分確
保でき、従つて質量の小さいガルバノミラーを回転又は
往復揺動回転させればよいので、その走査速度を十分速
くすることが可能となる。しかも、ガルバノミラーの回
転軸上に光ビームの主光線が合致されており、この主光
線の偏向点はミラーの回転に伴つて移動することもな
い。従つて回転多面鏡のように主光線の偏向点が移動す
ることによつて生ずる像面の歪みは生ずる余地がない。

また、前記（１）及び（３）式は、ガルバノミラーが凹
面鏡の焦点位置近傍に配置されることを示しており、こ
の条件が満足されると、像面湾曲が極めて小さくなる。
なお、ａは、ガルバノミラー以降に光学系がない場合
の、ガルバノミラーから結像点までの距離を意味してい
る。

前記（２）及び（４）式はガルバノミラーから凹面鏡ま
での距離を規定したものであり、この条件を満足しない
と、投影面上における光ビームの結像性能が維持されな
くなる。

さらに、請求項１に記載の発明では、凹面鏡を裏面鏡と
した構成であり、凹面鏡の曲率中心とガルバノミラーの
偏向点とが一致していないことから生ずるコマ収差及び
非点収差を像面の平坦性を損なわずに補正する。

また、請求項２に記載の発明では、ガルバノミラーと凹
面鏡との間に凹面をガルバノミラーに向けたヌルレンズ
を配置し、かつ、前記（５）式の条件を満足する構成で
あり、凹面鏡の曲率中心とガルバノミラーの偏向点とが
一致していないことから生ずるコマ収差及び非点収差を
像面の平坦性を損なわずに補正する。

前記（５）式はガルバノミラーからヌルレンズまでの距
離を規定したものであり、この条件を満足しないとコマ
収差及び非点収差の補正が不充分になる。なお、ヌルレ
ンズとは焦点距離の極めて長いメニスカスレンズという
意味で用いており、具体的にはヌルレンズの焦点距離は
ａに比べて充分長い。

なお、結像用レンズはガルバノミラーの手前、光源側に
配置されており、このレンズの焦点距離は走査長に対応
して必然的に大きくなるが、上記ガルバノミラー、凹面
鏡の配置によつて、球面収差のみを考慮すればよく、２
〜３枚のレンズエレメントの構成により、その球面収差
を無視し得る程度まで解消する。

これにより、結像スポット径を５μｍ程度の微細なビー
ムに結像させることが可能となる。

《実施例》 以下、図面に基づいて本発明に係る走査光学系の実施例
をレーザ光源からの光ビームを複数本の平行光ビームに
分割し、該複数本の光ビームを所要の画像信号によりそ
れぞれ独立に変調して複製画像を記録する場合について
説明する。

第１の実施例 第１図は本発明による第１の実施例を模式的に示す走査
光学系の斜視図、第２図はその要部平面図、第３図は同
じく要部側面図である。

この走査光学系は、レーザ光源１と、レーザ光源１から
のビームB₁を絞り込んで光束密度を高める収束レンズ２
と、その収束ビームB₂を複数のビームB₃に分割するとと
もに、分割された複数本のビームをそれぞれ独立に変調
する例えば、光分波変調器３と、フィールドレンズ４
と、光路変換ミラー５と、コリメータレンズ６と、結像
用レンズ７と、ガルバノミラー８と、ビームスプリッタ
11と、裏面鏡で形成された凹面鏡15とから成り、投影面
Ｓ上を副走査方向（矢印Ａ）に移動する記録媒体18に所
要の複製画像を露光記録するように構成されている。

この実施例では、ガルバノミラー８による有効走査長が
約1000mm、投影面Ｓ上での結像スポット径が半値全幅で
5.5μｍとなるように設定されている。以下主要な構成
要素について説明する。

レーザ光源１としては、例えばアルゴンレーザ光源が用
いられ、その波長は488nmである。

光分波変調器３は光集積回路技術を用いた光導波路内で
収束ビームB₂を分割し、分割した各ビームを所要の画像
信号に基づいてそれぞれ独立に変調するように構成され
ている。なおこれに限らず、例えばビーム分割器と多チ
ャンネル型音響光学光変調器とを別々に配置構成するも
のを用いてもよい。

本実施例では、例えば21本のレーザ光ビームに分割され
中心の光ビームは端から11番目に相当する。

コリメータレンズ６は光分波変調器３から当該レンズ６
の焦点距離だけ離間して配置され、互いにオーバラップ
して殆んどレンズ７いつぱいに入射する21本の太い平行
光ビームB₆にすべく、一定の拡がりをもつ各光ビームB₃
をそれぞれ拡がりのない平行光ビームB₆にする。

結像用レンズ７は、いわゆる対物レンズ（入射する平行
光ビームを微小光点に結像する結像レンズ）であつて、
第２図に示すように、例えば２枚のレンズから成り、各
平行光ビームB₆を投影面Ｓ上で5.5μｍの結像ビーム径
となるようにその焦点距離等が設定されている。ちなみ
に、このレンズ７の設定データ例は次の通りである。

なお、レンズ等の光学面は光ビームの進行方向に向け
て、手前側より順次第１面、第２面……と規定する。ま
た、曲率半径の符号は光ビーム入射方向に対して凸にな
つている時に正、凹になつている時に負になつている。
このレンズ７は有効径φ182mm、焦点距離2125.091mm、
バックフォーカス2109.704mmに設定されている。このレ
ンズ７に入射する光ビームB₆はその断面強度分布がガウ
ス分布に従つており、このレンズ７を介して出射する光
ビームB₇径はレンズ７の有効径によつてφ182mmに規定
され、この周辺の光強度は中心のe^-2（13％）になつて
いる。

フィールドレンズ４は、調変器３から出射する１番〜21
番までの平行光ビームB₃の各主光線をガルバノミラー８
の回転軸心Ｚ上で一点に整合させるために設けられてお
り、これによつてガルバノミラー８の高さを最小限にす
ることができる。なお、隣り合う光ビームの主光線がな
す角γはB₆の部分でほぼ同じ値（γ＝0.63″）であり、
この時、後方のレンズ７、凹面鏡15によつて投影面Ｓ上
副走査（矢印Ａ）方向に5.5μｍのピッチで21個の結像
光スポットが並ぶことになる。なお、結像用レンズ７か
らガルバノミラー８の距離は227.782mmである。

ガルバノミラー８は回転軸心Ｚが、凹面鏡15の焦点位置
近傍に配置されており、このガルバノミラー８はガルバ
ノメータ10によつて振れ角θ_１で往復揺動され、結像用
レンズ７からの光ビームB₇を凹面鏡15へ向けて主走査方
向に偏向する。ガルバノミラー８の回転軸にはパルスエ
ンコーダ９が付設され、このパルスエンコーダ９からの
パルス信号は画像信号をメモリ装置から読み出す際の読
み出しクロックを作るのに用いられる。

本実施例ではガルバノミラー８の偏向面の大きさは幅22
0mm、高さ180mmであり、有効振れ角θ_１は±９度、従つ
てガルバノミラー８によつて主走査方向へ偏向される偏
向ビームB₈の娠れ角θ_２は±18度になる。

凹面鏡15はガルバノミラー８側へその凹面を向けて配置
され、下記の曲率半径を有する球帯状の裏面鏡で構成さ
れている。

ここで云う球帯状とは、球面の一部を帯状に切り取つた
ものを云う。

第１面（M₁）の曲率半径 −3626.372mm 第２面（M₀）の 〃 〃 −3807.674mm 中央部の面間隔 40mm 屈折率 1.52224 焦点距離 f_M:1936.057mm ガルバノミラー８はこの裏面鏡15の手前1512.336mmの位
置に配置される。結像用レンズ７のバックフォーカスか
ら、結像用レンズと７とガルバノミラー８との距離を差
引いた値ａは1881.922mmであるため、f_M≒1.03aとな
る。このようにａ≒f_Mのときには、結像面はほぼ平坦と
なる。

また、この裏面鏡15は第２面（反射面）の手前にヌルレ
ンズを配置したのと同等の機能を有し、第２面M₂の曲率
中心とガルバノミラー８の偏向点Ｚとが一致しないこと
から生ずるコマ収差及び非点収差を補正する機能を有す
る。ちなみに第２面M₂の曲率中心はその面から3807.674
mm離れており、ガルバノミラー８の回転軸心（偏向点）
Ｚは第２面M₂から（40＋1512.336）mm離れているので、
両者は全く異なる位置である。

ビームスプリッタ11は、ガルバノミラー８と裏面鏡15と
の間に配置され、ガルバノミラー８で偏向されたビーム
B₈を透過させるとともに、裏面鏡15で反射されたビーム
B₉を投影面Ｓへ向けて折り曲げるように構成されてい
る。本実施例ではその厚さは45mm、屈折率1.52224であ
り、裏面鏡15の手前47.953mmの位置に配置され、このビ
ームスプリッタ11の下面から投影面Ｓまでの距離は199.
042mmに設定されている。

上記走査光学系では、ガルバノミラー８の振れ角θ＝±
９度に対応して、投影面Ｓ上での走査長が±500mm、す
なわち有効走査長1000mmになり、その結像ビームのスポ
ット径が半値全幅で5.5μｍになる。

第４図は上記走査光学系による21番ビーム（最も端のビ
ーム）のスポットダイヤグラムを示し、同図A,B及びＣ
はそれぞれ像高が0mm、350mm、500mmの位置のものを示
す。これらの図のフレームサイズは縦横とも10μｍであ
り、結像スポットの横収差が最大でも±４μｍ程度であ
ることが判る。

また、この場合のストレール比はいずれのビームについ
ても、0.90を上回り、また、副走査方向に21個並んだ結
像スポットのピッチ変動は像高500mmの位置で2.2％（5.
5μｍ×0.022＝0.12μｍ）にすぎず、極めて優れた走査
光学系であることが判る。

第２の実施例 この実施例は、第１の実施例と同様の基本構成を有しな
がらも、有効走査長が420mm、結像スポット径が半値全
幅で３μｍとなるように、各光学素子が以下に示すよう
な値に設定されている。

結像用レンズ７は第５図に示すように３枚のレンズから
成り、このレンズ７の設定データは次の通りである。

ガルバノミラー８は、結像用レンズ７の後方167mmで、
裏面鏡15の手前811.723mmの位置に配置され、結像用レ
ンズ７のバックフォーカスから結像用レンズ７とガルバ
ノミラー８との距離を差引いた値ａが1008.812mmとなる
ように設定されている。ガルバノミラー８の振れ角θは
±７度である。

裏面鏡15の設定データは次の通りである。

第１面（M₁）の曲率半径 −1995.230mm 第２面（M₂）の曲率半径 −2019.7780mm 中央部の面間隔 30mm 屈折率 1.52224 焦点距離 f_M:1003.275mm ちなみに本実施例ではf_M＝0.995aになている。

なお、この実施例では第１の実施例のビームスプリッタ
11に代えて同様の機能を有する薄膜製ハーフミラーが裏
面鏡より50mm手前で投影面より81.188mm離間させて配置
されている。

この第２の実施例では、ガルバノミラー８の振れ角θ＝
±７度に対応して投影面Ｓ上での有効走査長が420mmと
なり、その結像スポット径が半値全幅で３μｍになる。

第６図は第２の実施例による21番ビームのスポットダイ
ヤグラムを示し、同図A,B,Cはそれぞれ像高が0mm、147m
m、210mmのものを示す。これらの図のフレームサイズは
縦横とも10μｍであり、結像スポットの横収差が最大で
も±２μｍ以内であることが判る。またストレール比は
0.96を上回り、副走査方向に21個並んだ結像スポットの
ピッチ変動は像高210mmで1.4％にすぎず、優れた走査光
学系であることが判る。

第３の実施例 この実施例は、第１の実施例と同様の基本構成を有しな
がらも、第７図及び第８図に示すようにガルバノミラー
８で偏向した光ビームB₈を直接裏面鏡15へ入射させ、ビ
ームスプリッタ（ハーフミラー）による光量の損失を無
くした点が上記第１及び第２の実施例と異なる。そのた
めに、第８図示のように、光ビームB₈を裏面鏡15へ傾斜
させて入射させている。

この実施例は有効走査長が560mm、結像スポット径が半
値全幅で5.6μｍとなるように、各光学素子が以下に示
すような値に設定されている。

結像用レンズ７は、第７図に示すように２枚のレンズか
ら成り、このレンズ７の設定データは次の通りである。

ガルバノミラー８は結像用レンズ７の後方225mmで裏面
鏡15の手前990.845mmの位置に配置され、結像用レンズ
７のバックフォーカスからガルバノミラー８と結像用レ
ンズ７との距離を差引いた値ａは1166.645mmとなるよう
に設定されている。ガルバノミラー８の回転軸は鉛直線
と８度傾斜しており、その振れ角θは±８度である。

裏面鏡15の設定データは次の通りである。

第１面（M₁）の曲率半径 −2291.604mm 第２面（M₂）の曲率半径 −2311.511mm 中央部の面間隔 20mm 屈折率 1.52224 焦点距離 f_M:1152.281mm ちなみに本実施例ではf_M＝0.988aになつている。反射面
（M₂）の法線は水平面より上方へ7.373度傾斜してい
る。

なお、第３の実施例においては、第１の実施例のビーム
スプリッタ11に代えて全反射ミラー11bが、裏面鏡15の8
0mm前方で投影面Ｓより50mm離間させて配置されてお
り、このミラー11bの法線は投影面に対して45.18度の角
度をなして設けられている。

この第３の実施例ではガルバノミラー８の振れ角θ＝±
８度に対応して投影面Ｓ上での有効走査長が560mmとな
り、その結像スポット径が半値全幅で5.6μｍになる。

第９図は上記第３の実施例による21番ビームのスポット
ダイヤグラムを示し、同図A,B,Cはそれぞれ像高が0mm、
200mm、280mmのものを示す。これらの図のフレームサイ
ズは縦横とも10μｍであり、結像スポットの横収差が最
大でも±3.5μｍ以内であることが判る。この実施例で
はストレール比は0.90を上回り、結像スポットのピッチ
の変動は像高280mmで1.9％にすぎない。

第４の実施例 この実施例は、第１の実施例と同様の基本構成を有しな
がらも、第10図及び第11図に示すように、裏面鏡に代え
て、ヌルレンズ15a及び放物面鏡15bを配置した点が上記
第１の実施例と異なる。この実施例は有効走査長が550m
m、結像スポット径が半値全幅で8.4μｍとなるように、
各光学素子が以下に示すような値に設定されている。

結像用レンズ７は第10図に示すように２枚のレンズから
成り、このレンズ７の設定データは次の通りである。

ガルバノミラー８は結像用レンズ７の後方144.083mmで
ヌルレンズ15aの手前663.320mmの位置に配置され、結像
用レンズ７のバックフォーカスから結像用レンズ７とガ
ルバノミラー８との距離を差引いた値ａは1100mmとなる
ように設定されており、その振れ角θは±８度である。

ヌルレンズ15aは放物面鏡15bの手前274.396mmの位置
に、その凹面をガルバノミラー８へ向けて配置され、こ
のヌルレンズ15aは第１図の裏面鏡15と同様の球帯状に
形成され、設定データは次の通りである。

放物面鏡15bはその焦点距離f_Mが1096.694mmに設定され
ており、f_M＝0.997aになつている。また、ガルバノミラ
ー８からこの放物面鏡15bまでの距離は957.424mmであ
る。

薄膜製ハーフミラー11aは放物面鏡15bの50mm手前で、投
影面Ｓの上方89.225mmの位置に設定されている。

この第４の実施例ではヌルレンズ15aを用いることによ
り放物面鏡15bによつて生ずるコマ収差及び非点収差を
補正するよう構成されている。

第12図は上記第４の実施例による21番ビームのスポット
ダイヤグラムを示し、同図A,B,Cはそれぞれ像高が0mm、
200mm、275mmのものを示す。これらの図のフレームサイ
ズは縦横とも20μｍであり、結像スポット径の横収差は
最大でも±５μｍ以内であることが判る。この実施例で
はストレール比は0.92を上回り、結像スポットのピッチ
変動は像高275mmで2.0％にすぎない。

第５の実施例 この実施例は第４の実施例と同様の構成を有しながら
も、ヌルレンズ15a及び放物面鏡15bが、球帯状のもでは
なく、第14図にその断面図を示す如く、円筒の一部を筒
帯状に形成している点が異なる。この実施例は有効走査
長が560mm、結像スポット径が半値全幅で9.2μｍとなる
ように、各光学素子が以下に示すような値に設定されて
いる。

結像用レンズ及びガルバノミラーは第４の実施例と同一
のものが同じ位置に配置され、結像用レンズのバックフ
ォーカスから、結像用レンズとガルバノミラーとの距離
を差引いた値ａは1100mmである。

ヌルレンズ15aは上記筒帯状のものがガルバノミラー８
の後方654.305mm、放物面鏡15bの手前335.742mmの位置
に、をの凹面をガルバノミラー８へ向けて配置され、そ
の設定データは次の通りである。

放物面鏡15bは前記した如く、筒帯状のものでその焦点
距離f_Mが1000mmに設定されており、f_M＝0.91aになつて
いる。

薄膜ハーフミラー11aは放物面鏡15bの50mm手前で、投影
面Ｓの上方50mmの位置に設定されている。

第13図は上記第５の実施例による21番ビームのスポット
ダイヤグラムを示し、同図A,B,Cはそれぞれ像高0mm、20
0mm、280mmのものを示す。これらの図のフレームサイズ
は縦横とも30μｍであり、結像スポット径の横収差は最
大でも±７μｍ程度であることが判る。この実施例では
ストレール比は0.90を上回り、結像スポットのピッチ変
動は像高275mmで0.026％に過ぎない。その理由は筒帯状
の放物面鏡15bを用いることにより、ガルバノミラーか
ら投影面Ｓまでの光路長を偏向角にかかわらずほぼ一定
としたためである。

上記した実施例は、結像用レンズ７に入射するビームが
コリメータレンズ６によつて平面波になつているため、
結像用レンズ７の最終面とそのレンズによるビームウエ
ストまでの距離は、結像用レンズ７のバックフォーカス
に等しい。そこで結像用レンズのバックフォーカスから
結像用レンズとガルバノミラーとの距離を差引いた値を
ａ、凹面鏡の焦点距離をf_M、ガラバノミラーから凹面鏡
までの距離をｂ、凹面鏡を裏面鏡で構成した際の、第１
面の曲率半径をr₁、第２面（反射面）の曲率半径をr₂、
ヌルレンズの焦点距離をf_Nとすれば、各実施例における
値は以下の表の如くなる。

ただし、第４実施例におけるヌルレンズの焦点距離f_Nは f_N＝1.05×10⁵mm、 第５実施例におけるヌルレンズの焦点距f_Nはf_N＝1.17×
10⁵mmである。また、ガルバノミラーからヌルレンズま
での距離をｃとすれば、第４実施例においてはc/a＝0.6
0、第５実施例においてはc/a＝0.59である。

第６の実施例 この実施例は、前記した第１の実施例（第１図）の走査
光学系と実質的に同様であり、前記した実施例との相違
点はフィールドレンズ４およびコリメータレンズ６を使
用しない点にある。

本実施例に使用される結像用レンズ７′は、第15図に示
すように３枚のレンズから成り、このレンズ７の設定デ
ータは次の通りである。

この結像用レンズ７′は変調器３の出射面から2103.302
mmの距離に配置されている。

変調器３で変調された各レーザ光ビームが変調器３の出
射面でビームウェストを形成し、そのビームウェストの
径が半値全幅で5.5μｍと仮定すると、結像レンズ７′
により、該レンズ７′の最終面から2109.704mmの位置に
半値全幅5.5μｍのビームウェストが形成される。

このことは、結像用レンズ７′によつて形成されるビー
ムウェストの位置が第１の実施例に使用された結像用レ
ンズ７のバックフォーカスに相当することを示してい
る。したがつて、結像用レンズ７′から227.782mmの位
置にガルバノミラー８を配置することにより、複製画像
は第１の実施例と実質的に同一の方法で記録することが
できる。

上記した実施例は、いずれも複数本の光ビームで所望の
複製画像を記録する場合について記載したが、単一の光
ビームで記録する場合も、上記実施例の複数本の光ビー
ムのうち中心の光ビームを単一の光ビームと想定すれば
全く同様であり、当然のことながら光分波変調器は不要
で、これに換えて例えば単一チャンネルの音響光学光変
調器を使用すれば良いことは勿論である。

《発明の効果》 以上の説明から明らかなように、本発明に係る走査光学
系は前記のような構成され作用することから、次のよう
に優れた効果を奏する。

イ．凹面鏡として裏面鏡を用いること、又は凹面鏡の手
前にヌルレンズを付設することにより、反射凹面で生ず
るコマ収差及び非点収差を補正するようにしたから、有
効走査長を十分大きくしながらも、投影面上での結像ス
ポット径を３〜10μｍ程度の微細なものにすることがで
きる。

これにより、記録サイズの大きい、しかも高解像力を有
する画像走査記録装置を実現することができる。

ロ．また、偏向器としてガルバノミラーを用い、結像用
レンズの最終面とそのレンズによる結像点との距離か
ら、結像用レンズの最終面とガルバノミラーの距離を差
引いた値と、凹面鏡の焦点距離とがほぼ等しく配設する
ことにより、像面湾曲を極めて小さくすることができ、
ｆθレンズを用いるものでは実施困難なものを本発明で
は容易に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を模式的に示す走査光学
系の斜視図、第２図はその要部平面図、第３図は同じく
要部側面図、第４図は第１の実施例によるスポットダイ
ヤグラム、第５図は第２の実施例による走査光学系の要
部平面図、第６図は第２の実施例によるスポットダイヤ
グラム、第７図は第３の実施例による走査光学系の要部
平面図、第８図はその側面図、第９図は第３の実施例に
よるスポットダイヤグラム、第10図は第４の実施例によ
る走査光学系の要部平面図、第11図はその側面図、第12
図及び第13図はそれぞれ第４の実施例及び第５の実施例
によるスポットダイヤグラム、第14図はヌルレンズの断
面図、第15図は第６の実施例による走査光学系の要部断
面図である。 １…レーザ光源、３…ビーム分割式多チャンネル型変調
器、７…結像用レンズ（対物レンズ）、８…ガルバノミ
ラー、15…凹面鏡（裏面鏡）、15a…ヌルレンズ、15b…
放物面鏡。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝山 幹三 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁 目天神北町１番地の１ 大日本スクリーン 製造株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを出射する光源と、前記光源から
   の光ビームを投影面に結像する結像用レンズと、前記結
   像用レンズと前記投影面との間に設けられ、前記結像用
   レンズによって結像される光ビームを主走査方向へ偏向
   するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーと前記投影
   面との間に配置され、主走査方向へ偏向された光ビーム
   を前記投影面へ向けて反射する凹面鏡と、を具備する画
   像走査記録装置の走査光学系において、 前記凹面鏡を裏面鏡とし、かつ、 0.8×ａ＜f_M＜1.1×ａ （１） 0.7×ａ＜ｂ＜ａ （２） 但し、ａは結像用レンズの最終面とそのレンズによる結
   像点との距離から結像用レンズの最終面とガルバノミラ
   ーとの距離を差し引いた値、 ｂはガルバノミラーから凹面鏡までの距離、 f_Mは凹面鏡の焦点距離、 を満足することを特徴とする画像走査記録装置の走査光
   学系。
2. 【請求項２】光ビームを出射する光源と、前記光源から
   の光ビームを投影面に結像する結像用レンズと、前記結
   像用レンズと前記投影面との間に設けられ、前記結像用
   レンズによって結像される光ビームを主走査方向へ偏向
   するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーと前記投影
   面との間に配置され、主走査方向へ偏向された光ビーム
   を前記投影面へ向けて反射する凹面鏡と、を具備する画
   像走査記録装置の走査光学系において、 前記ガルバノミラーと前記凹面鏡との間に前記ガルバノ
   ミラーに凹面を向けたヌルレンズを配置し、かつ、 0.8×ａ＜f_M＜1.1×ａ （３） 0.7×ａ＜ｂ＜ａ （４） 0.5×ａ＜ｃ＜ａ （５） 但し、ａは結像用レンズの最終面とそのレンズによる結
   像点との距離から結像用レンズの最終面とガルバノミラ
   ーとの距離を差し引いた値、 ｂはガルバノミラーから凹面鏡までの距離、 ｃはガルバノミラーからヌルレンズまでの距離、 f_Mは凹面鏡の焦点距離、 を満足し、前記ヌルレンズの焦点距離が前記ａに比べて
   充分長いことを特徴とする画像走査記録装置の走査光学
   系。