JPH116954A - 線像結像レンズおよび光走査装置 - Google Patents
線像結像レンズおよび光走査装置Info
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- JPH116954A JPH116954A JP15870397A JP15870397A JPH116954A JP H116954 A JPH116954 A JP H116954A JP 15870397 A JP15870397 A JP 15870397A JP 15870397 A JP15870397 A JP 15870397A JP H116954 A JPH116954 A JP H116954A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光走査装置の結像光学系全系の、副走査対応方
向における球面収差を極めて良好に補正する。 【解決手段】光源１からの光束をカップリングレンズ２
によりカップリングし、カップリングされた光束を副走
査対応方向に集束させて、光偏向器４の偏向反射面近傍
に主走査対応方向に長い線像として結像させ、光偏向器
４により偏向された光束を走査結像光学系により被走査
面上に光スポットとして集光し、被走査面を光走査する
光走査装置において、カップリングされた光束を線像と
して結像させるレンズ３であって、主走査対応方向に殆
どパワーを持たず、副走査対応方向に正のパワーを有す
るレンズを１以上有し、レンズ３の、副走査対応方向に
正のパワーを有する面のうちの少なくとも一つは、副走
査断面内の形状が非円弧形状を有し、非円弧形状が、走
査結像光学系との副走査対応方向における合成の球面収
差を補正する形状に定められる。
向における球面収差を極めて良好に補正する。 【解決手段】光源１からの光束をカップリングレンズ２
によりカップリングし、カップリングされた光束を副走
査対応方向に集束させて、光偏向器４の偏向反射面近傍
に主走査対応方向に長い線像として結像させ、光偏向器
４により偏向された光束を走査結像光学系により被走査
面上に光スポットとして集光し、被走査面を光走査する
光走査装置において、カップリングされた光束を線像と
して結像させるレンズ３であって、主走査対応方向に殆
どパワーを持たず、副走査対応方向に正のパワーを有す
るレンズを１以上有し、レンズ３の、副走査対応方向に
正のパワーを有する面のうちの少なくとも一つは、副走
査断面内の形状が非円弧形状を有し、非円弧形状が、走
査結像光学系との副走査対応方向における合成の球面収
差を補正する形状に定められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は線像結像レンズお
よび光走査装置に関する。
よび光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光源からの光束をカップリングレンズに
よりカップリングし、カップリングされた光束を副走査
対応方向（光源から被走査面に至る光路上で副走査方向
に対応する方向）に集束させて、光偏向器の偏向反射面
近傍に主走査対応方向（光源から被走査面に至る光路上
で主走査方向に対応する方向）に長い線像として結像さ
せ、上記光偏向器により偏向された光束を走査結像光学
系により被走査面上に光スポットとして集光し、被走査
面を光走査する光走査装置は光プリンタ等に関連して広
く知られている。上記のような光走査装置を用いて、高
記録密度・高記録画像品質を実現するには、被走査面上
に集光させる光スポットの小径化が不可欠であり、光ス
ポットを結像させる結像光学系の結像限界に近い、小径
の光スポットが必要とされるようになってきている。
よりカップリングし、カップリングされた光束を副走査
対応方向（光源から被走査面に至る光路上で副走査方向
に対応する方向）に集束させて、光偏向器の偏向反射面
近傍に主走査対応方向（光源から被走査面に至る光路上
で主走査方向に対応する方向）に長い線像として結像さ
せ、上記光偏向器により偏向された光束を走査結像光学
系により被走査面上に光スポットとして集光し、被走査
面を光走査する光走査装置は光プリンタ等に関連して広
く知られている。上記のような光走査装置を用いて、高
記録密度・高記録画像品質を実現するには、被走査面上
に集光させる光スポットの小径化が不可欠であり、光ス
ポットを結像させる結像光学系の結像限界に近い、小径
の光スポットが必要とされるようになってきている。
【０００３】光スポットを「光走査による書込み領域で
小径化」するためには、像面湾曲を良好に補正する必要
があることは勿論であるが、それのみでは足らず、結像
光学系の球面収差が十分に除去されていることが必要で
ある。
小径化」するためには、像面湾曲を良好に補正する必要
があることは勿論であるが、それのみでは足らず、結像
光学系の球面収差が十分に除去されていることが必要で
ある。
【０００４】結像光学系の球面収差を有効に除去した光
走査装置として、特開昭６３−１４３５２３号公報記載
のものが知られている。この光走査装置では、偏向光束
を被走査面上に光スポットとして結像させる走査結像光
学系が負の球面収差を持つ点に着目し「光源からの光束
を光偏向器の偏向反射面近傍に、主走査対応方向に長い
線像として結像させる線像結像光学系内」に負のパワー
を持つ屈折面を含ませることにより、結像光学系全系の
球面収差の補正を行っている。この発明における球面収
差の補正は有効に行われているが、それでも、近来求め
られている小径の光スポットを実現するために十分であ
るとは言えない。
走査装置として、特開昭６３−１４３５２３号公報記載
のものが知られている。この光走査装置では、偏向光束
を被走査面上に光スポットとして結像させる走査結像光
学系が負の球面収差を持つ点に着目し「光源からの光束
を光偏向器の偏向反射面近傍に、主走査対応方向に長い
線像として結像させる線像結像光学系内」に負のパワー
を持つ屈折面を含ませることにより、結像光学系全系の
球面収差の補正を行っている。この発明における球面収
差の補正は有効に行われているが、それでも、近来求め
られている小径の光スポットを実現するために十分であ
るとは言えない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、光走査装
置の結像光学系全系の副走査対応方向における球面収差
を極めて良好に補正することを課題とする。
置の結像光学系全系の副走査対応方向における球面収差
を極めて良好に補正することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の線像結像レン
ズは「光源からの光束をカップリングレンズによりカッ
プリングし、カップリングされた光束を副走査対応方向
に集束させて、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査対応
方向に長い線像として結像させ、光偏向器により偏向さ
れた光束を、走査結像光学系により被走査面上に光スポ
ットとして集光し、被走査面を光走査する光走査装置に
おいて、カップリングされた光束を上記線像として結像
させるレンズ」であって、以下の如き特徴を有する。即
ち、線像結像レンズは「主走査対応方向に殆どパワーを
持たず、副走査対応方向に正のパワーを有するレンズ」
を１以上有し、副走査対応方向にパワーを有する面のう
ちの少なくとも一つは、「副走査断面内の形状が非円弧
形状」を有する。そして、この非円弧形状は「線像結像
レンズと走査結像光学系との、副走査対応方向における
合成の球面収差を補正する形状」に定められる。上記
「副走査断面」は、線像結像レンズの仮想的な断面であ
って、線像結像レンズの光軸と副走査対応方向とに平行
な平面を言う。従って、副走査断面は主走査対応方向に
直交する。「走査結像光学系」は、ｆθレンズ等のレン
ズ系で構成できることは勿論、結像機能を持つミラー光
学素子で構成することもでき、上記ミラー光学素子を含
んだ構成とすることもできる。
ズは「光源からの光束をカップリングレンズによりカッ
プリングし、カップリングされた光束を副走査対応方向
に集束させて、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査対応
方向に長い線像として結像させ、光偏向器により偏向さ
れた光束を、走査結像光学系により被走査面上に光スポ
ットとして集光し、被走査面を光走査する光走査装置に
おいて、カップリングされた光束を上記線像として結像
させるレンズ」であって、以下の如き特徴を有する。即
ち、線像結像レンズは「主走査対応方向に殆どパワーを
持たず、副走査対応方向に正のパワーを有するレンズ」
を１以上有し、副走査対応方向にパワーを有する面のう
ちの少なくとも一つは、「副走査断面内の形状が非円弧
形状」を有する。そして、この非円弧形状は「線像結像
レンズと走査結像光学系との、副走査対応方向における
合成の球面収差を補正する形状」に定められる。上記
「副走査断面」は、線像結像レンズの仮想的な断面であ
って、線像結像レンズの光軸と副走査対応方向とに平行
な平面を言う。従って、副走査断面は主走査対応方向に
直交する。「走査結像光学系」は、ｆθレンズ等のレン
ズ系で構成できることは勿論、結像機能を持つミラー光
学素子で構成することもでき、上記ミラー光学素子を含
んだ構成とすることもできる。
【０００７】線像結像レンズは、主走査対応方向に殆ど
パワーを持たず、副走査対応方向に正のパワーを有する
レンズを２以上組み合わせて構成することもできるが、
これを「単一のレンズで構成する」こともできる（請求
項２）。
パワーを持たず、副走査対応方向に正のパワーを有する
レンズを２以上組み合わせて構成することもできるが、
これを「単一のレンズで構成する」こともできる（請求
項２）。
【０００８】線像結像レンズを構成するレンズは、副走
査対応方向には正のパワーを有し、主走査対応方向には
殆どパワーを持たないので、上記レンズの形状は一般に
「シリンダレンズ」であるが、場合により、副走査対応
方向の性能に影響しない範囲で、主走査対応方向に弱い
パワーを付加してもよく、上記「主走査対応方向に殆ど
パワーを持たない」とはこのことを意味する。
査対応方向には正のパワーを有し、主走査対応方向には
殆どパワーを持たないので、上記レンズの形状は一般に
「シリンダレンズ」であるが、場合により、副走査対応
方向の性能に影響しない範囲で、主走査対応方向に弱い
パワーを付加してもよく、上記「主走査対応方向に殆ど
パワーを持たない」とはこのことを意味する。
【０００９】請求項２記載の線像結像レンズのように、
単一のレンズで構成される場合、副走査断面内の形状
を、少なくとも１面はパワーを有する非円弧形状とし、
有効径最周辺での、光源側面の非球面変位量：Δ1、光
偏向器側面の非球面変位量：Δ2は、条件： （１） Δ1−Δ2＜０ を満足することができる（請求項３）。非球面変位量：
Δ1，Δ2は、各レンズ面における「（副走査対応方向
の）有効径最周辺」での近軸曲率球面と現実のレンズ面
の（光軸に平行な方向の）ずれ量であり、光源側からの
光束が透過する向きを「正」とする。なお、副走査断面
内の「非円弧形状」は「直線」を含み、非円弧形状が直
線である場合の「非球面変位量」は０とする。
単一のレンズで構成される場合、副走査断面内の形状
を、少なくとも１面はパワーを有する非円弧形状とし、
有効径最周辺での、光源側面の非球面変位量：Δ1、光
偏向器側面の非球面変位量：Δ2は、条件： （１） Δ1−Δ2＜０ を満足することができる（請求項３）。非球面変位量：
Δ1，Δ2は、各レンズ面における「（副走査対応方向
の）有効径最周辺」での近軸曲率球面と現実のレンズ面
の（光軸に平行な方向の）ずれ量であり、光源側からの
光束が透過する向きを「正」とする。なお、副走査断面
内の「非円弧形状」は「直線」を含み、非円弧形状が直
線である場合の「非球面変位量」は０とする。
【００１０】走査結像光学系は、副走査対応方向におい
て、光偏向器の偏向反射面近傍の位置と被走査面位置と
を共役な関係にする必要上、副走査対応方向に強い正の
パワーを要求され、走査結像光学系で発生する副走査方
向の球面収差はアンダぎみになる。このような「アンダ
ぎみの球面収差」は、走査結像光学系内に「副走査対応
方向に負のパワーを持つ構成部分」を含ませても、全て
を補正することは困難である。条件（１）を満足するこ
とにより、光偏向器以後の光学系である走査結像光学系
の副走査方向の球面収差をオーバ側に持っていくことが
可能となり、全系の球面収差の補正が容易になる。
て、光偏向器の偏向反射面近傍の位置と被走査面位置と
を共役な関係にする必要上、副走査対応方向に強い正の
パワーを要求され、走査結像光学系で発生する副走査方
向の球面収差はアンダぎみになる。このような「アンダ
ぎみの球面収差」は、走査結像光学系内に「副走査対応
方向に負のパワーを持つ構成部分」を含ませても、全て
を補正することは困難である。条件（１）を満足するこ
とにより、光偏向器以後の光学系である走査結像光学系
の副走査方向の球面収差をオーバ側に持っていくことが
可能となり、全系の球面収差の補正が容易になる。
【００１１】請求項２記載の、単一のレンズによる線像
結像レンズはまた「プラスチックにより成形加工され、
両面とも非平面であり、副走査断面内のレンズの形状
が、少なくとも１面は非円弧形状であり、有効径最周辺
での、光源側面の非球面変位量：Δ1 、光偏向器側面の
非球面変位量：Δ2 が、前記条件（１）を満足する」よ
うに構成することができる（請求項４）。
結像レンズはまた「プラスチックにより成形加工され、
両面とも非平面であり、副走査断面内のレンズの形状
が、少なくとも１面は非円弧形状であり、有効径最周辺
での、光源側面の非球面変位量：Δ1 、光偏向器側面の
非球面変位量：Δ2 が、前記条件（１）を満足する」よ
うに構成することができる（請求項４）。
【００１２】線像結像レンズを、プラスチックレンズと
してプラスチック成形で作製する場合、一方のレンズ面
が平面であると、成形の際の所謂「ヒケや収縮」によ
り、成形された平面形状は「正確な平面形状からずれた
面」に成りやすい。請求項４記載の発明のように、レン
ズ面を両面とも「非平面」とすると、金型等の補正も容
易になり高精度な面形状を実現しやすい。この場合に
も、条件（１）を満足することによって、全系の球面収
差の補正が容易になる。
してプラスチック成形で作製する場合、一方のレンズ面
が平面であると、成形の際の所謂「ヒケや収縮」によ
り、成形された平面形状は「正確な平面形状からずれた
面」に成りやすい。請求項４記載の発明のように、レン
ズ面を両面とも「非平面」とすると、金型等の補正も容
易になり高精度な面形状を実現しやすい。この場合に
も、条件（１）を満足することによって、全系の球面収
差の補正が容易になる。
【００１３】この発明の光走査装置は「光源からの光束
をカップリングレンズによりカップリングし、カップリ
ングされた光束を副走査対応方向に集束させて、光偏向
器の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として
結像させ、光偏向器により偏向された光束を走査結像光
学系により被走査面上に光スポットとして集光し、被走
査面を光走査する光走査装置」であって、カップリング
された光束を上記線像として結像させる線像結像レンズ
として、請求項１または２または３または４に記載の線
像結像レンズを用いることを特徴とする（請求項５）。
光偏向器としては「回転多面鏡」の他、回転２面鏡や回
転単面鏡を用いることができる。カップリングレンズ
は、光源からの光束を平行光束としてもよいし、弱い発
散性もしくは弱い集束性の光束としてもよい。「走査結
像光学系」は、ｆθレンズ等のレンズ系で構成できるこ
とは勿論、結像機能を持つ「ミラー光学素子」で構成す
ることもできるし「上記ミラー光学素子を含んだ構成」
とすることもできる。
をカップリングレンズによりカップリングし、カップリ
ングされた光束を副走査対応方向に集束させて、光偏向
器の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として
結像させ、光偏向器により偏向された光束を走査結像光
学系により被走査面上に光スポットとして集光し、被走
査面を光走査する光走査装置」であって、カップリング
された光束を上記線像として結像させる線像結像レンズ
として、請求項１または２または３または４に記載の線
像結像レンズを用いることを特徴とする（請求項５）。
光偏向器としては「回転多面鏡」の他、回転２面鏡や回
転単面鏡を用いることができる。カップリングレンズ
は、光源からの光束を平行光束としてもよいし、弱い発
散性もしくは弱い集束性の光束としてもよい。「走査結
像光学系」は、ｆθレンズ等のレンズ系で構成できるこ
とは勿論、結像機能を持つ「ミラー光学素子」で構成す
ることもできるし「上記ミラー光学素子を含んだ構成」
とすることもできる。
【００１４】請求項５記載の光走査装置において、走査
結像光学系は「副走査対応方向のパワーが負となる光学
素子を含まず、副走査断面内の面形状が円弧形状もしく
は直線である光学素子で構成される」ことができる（請
求項６）。この場合の「副走査断面」は、走査結像光学
系において、その光軸と副走査対応方向とに平行な平断
面を言う。
結像光学系は「副走査対応方向のパワーが負となる光学
素子を含まず、副走査断面内の面形状が円弧形状もしく
は直線である光学素子で構成される」ことができる（請
求項６）。この場合の「副走査断面」は、走査結像光学
系において、その光軸と副走査対応方向とに平行な平断
面を言う。
【００１５】上記請求項６記載の光走査装置において、
走査結像光学系は「単一のレンズ」で構成することがで
きる（請求項７）。
走査結像光学系は「単一のレンズ」で構成することがで
きる（請求項７）。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の光走査装置の
実施の１形態を説明するための図である。図１（ａ）に
おいて、「光源」である半導体レーザ１から放射された
放射光束はカップリングレンズ２により以後の光学系に
カップリングされ、平行光束あるいは弱い集束性もしく
は弱い発散性の光束となり、線像結像レンズ３により副
走査対応方向（図１（ａ）で図面に直交する方向）に集
束され、「光偏向器」である回転多面鏡４の偏向反射面
近傍に「主走査対応方向に長い線像」として結像する。
回転多面鏡４により等角速度的に偏向された偏向光束は
「走査結像光学系」をなす走査結像レンズ５により被走
査面６（実体的には光導電性の感光体）上に光スポット
として集光・結像され、被走査面６を等速的に光走査す
る。
実施の１形態を説明するための図である。図１（ａ）に
おいて、「光源」である半導体レーザ１から放射された
放射光束はカップリングレンズ２により以後の光学系に
カップリングされ、平行光束あるいは弱い集束性もしく
は弱い発散性の光束となり、線像結像レンズ３により副
走査対応方向（図１（ａ）で図面に直交する方向）に集
束され、「光偏向器」である回転多面鏡４の偏向反射面
近傍に「主走査対応方向に長い線像」として結像する。
回転多面鏡４により等角速度的に偏向された偏向光束は
「走査結像光学系」をなす走査結像レンズ５により被走
査面６（実体的には光導電性の感光体）上に光スポット
として集光・結像され、被走査面６を等速的に光走査す
る。
【００１７】図１（ｂ）は、図１（ａ）の光学配置を仮
想的に直線的に展開し、主走査対応方向から見た状態を
示し、図の上下方向が副走査対応方向で、図面は副走査
断面に平行である。副走査対応方向において、半導体レ
ーザ１側からの光束は偏向反射面４Ａ近傍で線像に集束
し、走査結像レンズ５は、この線像を物点とする像を光
スポットとして被走査面６上に結像する。
想的に直線的に展開し、主走査対応方向から見た状態を
示し、図の上下方向が副走査対応方向で、図面は副走査
断面に平行である。副走査対応方向において、半導体レ
ーザ１側からの光束は偏向反射面４Ａ近傍で線像に集束
し、走査結像レンズ５は、この線像を物点とする像を光
スポットとして被走査面６上に結像する。
【００１８】即ち、図１の実施の形態は、光源１からの
光束をカップリングレンズ２によりカップリングし、カ
ップリングされた光束を副走査対応方向に集束させて、
光偏向器４の偏向反射面４Ａ近傍に主走査対応方向に長
い線像として結像させ、光偏向器４により偏向された光
束を走査結像光学系５により被走査面６上に光スポット
として集光し、被走査面を光走査する光走査装置であっ
て、カップリングされた光束を上記線像として結像させ
る線像結像レンズ３を有する（請求項５）。
光束をカップリングレンズ２によりカップリングし、カ
ップリングされた光束を副走査対応方向に集束させて、
光偏向器４の偏向反射面４Ａ近傍に主走査対応方向に長
い線像として結像させ、光偏向器４により偏向された光
束を走査結像光学系５により被走査面６上に光スポット
として集光し、被走査面を光走査する光走査装置であっ
て、カップリングされた光束を上記線像として結像させ
る線像結像レンズ３を有する（請求項５）。
【００１９】「走査結像光学系」である走査結像レンズ
５は「単一のレンズ」で構成されており（請求項７）、
副走査対応方向のパワーが負となる光学素子を含まず、
副走査断面内の面形状は両面とも円弧形状である（請求
項６）。また、線像結像レンズ３は「単一のレンズ」で
構成され（請求項２）、後述するように、副走査断面内
のレンズの形状が両面とも非円弧形状で、条件（１）を
満足する（請求項３，４）。なお、カップリングレンズ
２と光偏向器４との間には「ビーム整形用のレンズやア
パーチュア等」を追加することができる。
５は「単一のレンズ」で構成されており（請求項７）、
副走査対応方向のパワーが負となる光学素子を含まず、
副走査断面内の面形状は両面とも円弧形状である（請求
項６）。また、線像結像レンズ３は「単一のレンズ」で
構成され（請求項２）、後述するように、副走査断面内
のレンズの形状が両面とも非円弧形状で、条件（１）を
満足する（請求項３，４）。なお、カップリングレンズ
２と光偏向器４との間には「ビーム整形用のレンズやア
パーチュア等」を追加することができる。
【００２０】
【実施例】図１の実施の形態において、カップリングレ
ンズ２によるカップリング作用を「コリメート作用」と
し、カップリングされた光束は「平行光束」になるもの
とする。副走査断面内の曲率半径（レンズ面形状が非円
弧形状であるものについては近軸曲率半径）と面間隔、
材質の屈折率（使用波長における値）のデータを挙げ
る。なお、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」であ
る。
ンズ２によるカップリング作用を「コリメート作用」と
し、カップリングされた光束は「平行光束」になるもの
とする。副走査断面内の曲率半径（レンズ面形状が非円
弧形状であるものについては近軸曲率半径）と面間隔、
材質の屈折率（使用波長における値）のデータを挙げ
る。なお、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」であ
る。
【００２１】 実施例１ 曲率半径 面間隔 屈折率 線像結像レンズ 第１面 ５２．１ ３．０ １．５１１１８ 第２面 ∞ １２９．９ 走査結像レンズ 第１面 −６０．０ １２．３６ １．５３６６４ 第２面 −１３．７２ １４５．２５ 最後の面間隔「１４５．２５」は、走査結像レンズ第２
面と被走査面との間の面間隔である。なお、線像結像レ
ンズ第２面と走査結像レンズ第１面との間に光偏向器の
偏向反射面４Ａがあるが、反射面であるので球面収差に
影響しない。なお、走査結像レンズの第１，第２面は副
走査断面内で共に円弧形状である。
面と被走査面との間の面間隔である。なお、線像結像レ
ンズ第２面と走査結像レンズ第１面との間に光偏向器の
偏向反射面４Ａがあるが、反射面であるので球面収差に
影響しない。なお、走査結像レンズの第１，第２面は副
走査断面内で共に円弧形状である。
【００２２】線像結像レンズの第１面は、副走査断面内
の形状は非円弧形状である。この非円弧形状は、例えば
周知の式： Ｘ＝Ｚ2／［Ｒ＋Ｒ√｛１−（１＋Ｋ）（Ｚ／Ｒ）2｝］ ＋ＡＺ4＋ＢＺ6＋ＣＺ8＋．．． （２） により、Ｘを光軸に合致した座標、Ｚを副走査断面内で
光軸に直交する方向（副走査対応方向）の座標として表
すことができる。
の形状は非円弧形状である。この非円弧形状は、例えば
周知の式： Ｘ＝Ｚ2／［Ｒ＋Ｒ√｛１−（１＋Ｋ）（Ｚ／Ｒ）2｝］ ＋ＡＺ4＋ＢＺ6＋ＣＺ8＋．．． （２） により、Ｘを光軸に合致した座標、Ｚを副走査断面内で
光軸に直交する方向（副走査対応方向）の座標として表
すことができる。
【００２３】実施例１における上記線像結像レンズ第１
面の非円弧形状は、（２）式において、Ｒ＝５２．１，
Ｋ＝−１．４７，Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝．．＝０とした形状であ
る。線像結像レンズにおける副走査対応方向の有効径は
６ｍｍであり、有効径最周辺（光軸から±３ｍｍ）、第
１面の非球面変位量：Δ1＝−０．０００１１ 、第２面
の非球面変位量：Δ2 ＝０であって、Δ1−Δ2＝−０．
０００１１＜０であるから、条件（１）を満足してい
る。このとき「線像結像レンズと走査結像レンズとの全
系に関する副走査方向の合成の球面収差」は図２に示す
ように極めて良好に補正されている。
面の非円弧形状は、（２）式において、Ｒ＝５２．１，
Ｋ＝−１．４７，Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝．．＝０とした形状であ
る。線像結像レンズにおける副走査対応方向の有効径は
６ｍｍであり、有効径最周辺（光軸から±３ｍｍ）、第
１面の非球面変位量：Δ1＝−０．０００１１ 、第２面
の非球面変位量：Δ2 ＝０であって、Δ1−Δ2＝−０．
０００１１＜０であるから、条件（１）を満足してい
る。このとき「線像結像レンズと走査結像レンズとの全
系に関する副走査方向の合成の球面収差」は図２に示す
ように極めて良好に補正されている。
【００２４】比較例 実施例１に対する比較例として、線像結像レンズの第１
面においてＫ＝０とした場合（曲率半径：Ｒ＝５２．１
の円弧形状）の全系の球面収差を図４（ａ）に示す。こ
のような大きな球面収差があると、光スポット径を副走
査方向において小径化することは極めて困難である。図
２との比較により、実施例１で線像結像レンズの第１面
を非円弧形状としたことにより全系の球面収差が改良さ
れる効果が良く理解されるであろう。図４（ｂ）は、比
較例における線像結像レンズ単独の副走査対応方向の球
面収差を示している。線像結像レンズ単独で、このよう
なアンダ側の球面収差があると、走査結像レンズのアン
ダぎみの球面収差が、さらにアンダ側に大きくなってし
まう。
面においてＫ＝０とした場合（曲率半径：Ｒ＝５２．１
の円弧形状）の全系の球面収差を図４（ａ）に示す。こ
のような大きな球面収差があると、光スポット径を副走
査方向において小径化することは極めて困難である。図
２との比較により、実施例１で線像結像レンズの第１面
を非円弧形状としたことにより全系の球面収差が改良さ
れる効果が良く理解されるであろう。図４（ｂ）は、比
較例における線像結像レンズ単独の副走査対応方向の球
面収差を示している。線像結像レンズ単独で、このよう
なアンダ側の球面収差があると、走査結像レンズのアン
ダぎみの球面収差が、さらにアンダ側に大きくなってし
まう。
【００２５】 実施例２ 実施例１における線像結像レンズのみを以下のように変えた。 曲率半径 面間隔 屈折率 線像結像レンズ 第１面 ∞ ３．０ １．５１１１８ 第２面 −５１．０８５ 実施例２における線像結像レンズ第２面は非円弧形状
で、（２）式において、Ｒ＝−５１．０８５，Ｋ＝−
２．５，Ａ＝６．５×１０~7,Ｂ＝Ｃ＝．．＝０とした
形状である。線像結像レンズにおける副走査対応方向の
有効径は６ｍｍであり、有効径最周辺（光軸から±３ｍ
ｍ）での、第１面の非球面変位量：Δ1＝０ 、第２面の
非球面変位量：Δ2＝０．０００１９であって、Δ1−Δ
2＝−０．０００１９＜０であるから、条件（１）を満
足している。実施例２に関する「線像結像レンズと走査
結像レンズの全系に関する副走査方向の球面収差」は図
３に示すように極めて良好に補正されている。
で、（２）式において、Ｒ＝−５１．０８５，Ｋ＝−
２．５，Ａ＝６．５×１０~7,Ｂ＝Ｃ＝．．＝０とした
形状である。線像結像レンズにおける副走査対応方向の
有効径は６ｍｍであり、有効径最周辺（光軸から±３ｍ
ｍ）での、第１面の非球面変位量：Δ1＝０ 、第２面の
非球面変位量：Δ2＝０．０００１９であって、Δ1−Δ
2＝−０．０００１９＜０であるから、条件（１）を満
足している。実施例２に関する「線像結像レンズと走査
結像レンズの全系に関する副走査方向の球面収差」は図
３に示すように極めて良好に補正されている。
【００２６】 実施例３ 実施例１における線像結像レンズのみを以下のように変えた。 曲率半径 面間隔 屈折率 線像結像レンズ 第１面 ４７．３６ ３．０ １．５３６６４ 第２面 ３３９．６ 実施例３における線像結像レンズ第１面は非円弧形状
で、（２）式において、Ｒ＝４７．３６，Ｋ＝−１．１
１，Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝．．＝０とした形状である。線像結像
レンズにおける副走査対応方向の有効径は６ｍｍであ
り、有効径最周辺（光軸から±３ｍｍ）での、第１面の
非球面変位量：Δ1＝−０．０００１１、第２面の非球
面変位量：Δ2＝０であって、Δ1−Δ2＝−０．０００
１１＜０であるから、条件（１）を満足している。
で、（２）式において、Ｒ＝４７．３６，Ｋ＝−１．１
１，Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝．．＝０とした形状である。線像結像
レンズにおける副走査対応方向の有効径は６ｍｍであ
り、有効径最周辺（光軸から±３ｍｍ）での、第１面の
非球面変位量：Δ1＝−０．０００１１、第２面の非球
面変位量：Δ2＝０であって、Δ1−Δ2＝−０．０００
１１＜０であるから、条件（１）を満足している。
【００２７】実施例３に関する「線像結像レンズと走査
結像レンズの全系に関する副走査方向の球面収差」は図
５に示すように極めて良好に補正されている。実施例３
の線像結像レンズは、両面とも副走査対応方向にパワー
を有するので、金型等の補正も容易になり、高精度な面
形状を実現し易い。
結像レンズの全系に関する副走査方向の球面収差」は図
５に示すように極めて良好に補正されている。実施例３
の線像結像レンズは、両面とも副走査対応方向にパワー
を有するので、金型等の補正も容易になり、高精度な面
形状を実現し易い。
【００２８】なお、上記の如き「線像結像レンズ」は、
プラスチック成形あるいはガラスモールド等により安価
に且つ容易に製造可能である。
プラスチック成形あるいはガラスモールド等により安価
に且つ容易に製造可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な線像結像レンズおよび光走査装置を実現でき
る。この発明の線像結像レンズは、上記の如く副走査断
面内に非円弧形状を持ち、この非円弧形状により「走査
結像光学系との副走査対応方向における合成の球面収
差」を補正するので、副走査方向の球面収差を極めて良
好に補正でき、副走査方向の光スポット径の小径化が容
易に可能である。また、この発明の光走査装置は、この
ような線像結像レンズを用いるので高密度記録が可能に
なる。
ば新規な線像結像レンズおよび光走査装置を実現でき
る。この発明の線像結像レンズは、上記の如く副走査断
面内に非円弧形状を持ち、この非円弧形状により「走査
結像光学系との副走査対応方向における合成の球面収
差」を補正するので、副走査方向の球面収差を極めて良
好に補正でき、副走査方向の光スポット径の小径化が容
易に可能である。また、この発明の光走査装置は、この
ような線像結像レンズを用いるので高密度記録が可能に
なる。
【００３０】また、この発明の線像結像レンズは、既存
の線像結像レンズにおけるレンズ面を副走査断面内で非
円弧形状化すればよく、特開昭６３−１４３５２３号公
報記載の発明のように「凹シリンダ面を持つレンズを付
加する方法」に比して部品点数の増大がない。
の線像結像レンズにおけるレンズ面を副走査断面内で非
円弧形状化すればよく、特開昭６３−１４３５２３号公
報記載の発明のように「凹シリンダ面を持つレンズを付
加する方法」に比して部品点数の増大がない。
【００３１】さらに、線像結像レンズは主走査対応方向
に弱いパワーを付加することができ、このパワー付加を
「主走査方向の合成の球面収差の補正に寄与させる」こ
ともできる。
に弱いパワーを付加することができ、このパワー付加を
「主走査方向の合成の球面収差の補正に寄与させる」こ
ともできる。
【図１】この発明の光走査装置の実施の１形態を説明す
るための図である。
るための図である。
【図２】実施例１に関する線像結像レンズと走査結像レ
ンズの副走査方向の合成の球面収差を示す図である。
ンズの副走査方向の合成の球面収差を示す図である。
【図３】実施例２に関する線像結像レンズと走査結像レ
ンズの副走査方向の合成の球面収差を示す図である。
ンズの副走査方向の合成の球面収差を示す図である。
【図４】比較例に関する線像結像レンズと走査結像レン
ズの副走査方向の合成の球面収差図（ａ）と線像結像レ
ンズ単独の副走査対応方向の球面収差図（ｂ）である。
ズの副走査方向の合成の球面収差図（ａ）と線像結像レ
ンズ単独の副走査対応方向の球面収差図（ｂ）である。
【図５】実施例３に関する線像結像レンズと走査結像レ
ンズの副走査方向の合成の球面収差を示す図である。
ンズの副走査方向の合成の球面収差を示す図である。
１ 光源である半導体レーザ ２ カップリングレンズ ３ 線像結像レンズ ４ 光偏向器である回転多面鏡 ５ 走査結像光学系である走査結像レンズ
Claims (7)
- 【請求項１】光源からの光束をカップリングレンズによ
りカップリングし、カップリングされた光束を副走査対
応方向に集束させて、光偏向器の偏向反射面近傍に主走
査対応方向に長い線像として結像させ、上記光偏向器に
より偏向された光束を走査結像光学系により被走査面上
に光スポットとして集光し、被走査面を光走査する光走
査装置において、カップリングされた光束を上記線像と
して結像させるレンズであって、 主走査対応方向に殆どパワーを持たず、副走査対応方向
に正のパワーを有するレンズを１以上有し、 上記レンズの、副走査対応方向に正のパワーを有する面
のうちの少なくとも一つは、副走査断面内の形状が非円
弧形状を有し、 上記非円弧形状が、上記走査結像光学系との副走査対応
方向における合成の球面収差を補正する形状に定められ
たことを特徴とする線像結像レンズ。 - 【請求項２】請求項１記載の線像結像レンズにおいて、 線像結像レンズは、単一のレンズで構成されることを特
徴とする線像結像レンズ。 - 【請求項３】請求項２記載の線像結像レンズにおいて、 副走査断面内のレンズの形状が、少なくとも１面はパワ
ーを有する非円弧形状であり、 有効径最周辺での、光源側面の非球面変位量：Δ1 、光
偏向器側面の非球面変位量：Δ2 が、条件： （１） Δ1−Δ2＜０ を満足することを特徴とする線像結像レンズ。 - 【請求項４】請求項２記載の線像結像レンズにおいて、 プラスチックにより成形加工され、両面とも非平面であ
り、 副走査断面内のレンズの形状が、少なくとも１面は非円
弧形状であり、 有効径最周辺での、光源側面の非球面変位量：Δ1 、光
偏向器側面の非球面変位量：Δ2 が、条件： （１） Δ1−Δ2＜０ を満足することを特徴とする線像結像レンズ。 - 【請求項５】光源からの光束をカップリングレンズによ
りカップリングし、カップリングされた光束を副走査対
応方向に集束させて、光偏向器の偏向反射面近傍に主走
査対応方向に長い線像として結像させ、上記光偏向器に
より偏向された光束を走査結像光学系により被走査面上
に光スポットとして集光し、被走査面を光走査する光走
査装置であって、 カップリングされた光束を上記線像として結像させる線
像結像レンズとして、請求項１または２または３または
４に記載の線像結像レンズを用いることを特徴とする光
走査装置。 - 【請求項６】請求項５記載の光走査装置において、 走査結像光学系は、副走査対応方向に負のパワーを持つ
光学素子を含まず、副走査断面内の面形状が円弧形状も
しくは直線である光学素子で構成されていることを特徴
とする光走査装置。 - 【請求項７】請求項６記載の光走査装置において、 走査結像光学系が、単一のレンズで構成されていること
を特徴とする光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15870397A JPH116954A (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 線像結像レンズおよび光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15870397A JPH116954A (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 線像結像レンズおよび光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116954A true JPH116954A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15677521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15870397A Pending JPH116954A (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 線像結像レンズおよび光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH116954A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1318883C (zh) * | 2004-07-23 | 2007-05-30 | 浙江大学 | 一种半导体激光均匀光束线产生器 |
| US7550712B2 (en) | 2005-10-20 | 2009-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning system with reduced spherical aberration and image forming apparatus using the same |
-
1997
- 1997-06-16 JP JP15870397A patent/JPH116954A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1318883C (zh) * | 2004-07-23 | 2007-05-30 | 浙江大学 | 一种半导体激光均匀光束线产生器 |
| US7550712B2 (en) | 2005-10-20 | 2009-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning system with reduced spherical aberration and image forming apparatus using the same |
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