JPH0734065B2 - 光走査装置に用いる集束レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は光走査装置に用いる集束レンズに係り、特に変
調されたビームを走査する偏向器と記録媒体間に介在さ
せるｆθレンズ、面倒れ補正レンズその他の各種集束レ
ンズに関する。

「従来の技術」 従来より例えば第２図に示す如く、ビーム発振器１より
発振された、入力情報に応じて変調されたレーザビーム
をコリメートレンズ２等を通して主走査方向に平行な線
状集束光として回転多面鏡その他の偏向器３に入射さ
せ、該偏向器３の回転により所定角度偏向反射されなが
らｆθレンズ４で等速運動に変換させた後、面倒れ補正
レンズ６により前記偏向器３の偏向面3aの副走査方向の
面倒れを補正して被記録媒体５の母線上に入力情報に対
応した光ドットパターンを結像走査させる光走査装置は
既に公知である。

「発明が解決しようとする問題点」 そして前記面倒れ補正レンズ６には一般に主走査方向に
直線状に延設するシリンドリカルレンズを用いている
が、このようなシリンドリカルレンズを用いるレンズ長
手方向両端側の、該レンズに斜めに入射するビームに対
しては、該レンズの実効的曲率半径が小さくなり、焦点
距離の短いレンズとして作用する為に、第３図（Ａ）の
一点鎖線で示すように主走査方向に直交する方向（以下
副走査方向という）の像面が湾曲するという問題が発生
する。

かかる欠点を解消する為に、前記シリンドリカルレンズ
を長手方向（主走査方向）に沿ってｆθレンズ４側の入
射面が凸になるように僅かに曲げを与えたトーリックレ
ンズを用いる事により、第３図（Ｂ）上側グラフ図の一
点鎖線に示すように、前記副走査方向の像面湾曲が矯正
され、僅かに波形状になるも被記録面とほぼ合致させる
事が出来る。

一方、近年前記偏向器３の画角を拡げ、偏向面3aから被
記録媒体５母線までの焦点距離を短くし、装置全体の小
型化を図る試みがなされているが、このように焦点距離
が小さくなるに連れ、第３図（Ｂ）下側グラフ図の一点
鎖線に示すように、前記波形形状が増幅され、像面湾曲
が再度発生するという問題を有す。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、面倒れ補正レン
ズとして適用した場合は、前記偏向器３の画角を拡げ、
焦点距離を短かくしつつも前記像面湾曲が発生する事が
なく、又ｆθレンズとして適用した場合は収差補正が可
能な、光走査装置に用いる集束レンズを提供する事にあ
る。

「発明の概要」 本発明はかかる技術的課題を達成する為に、偏向器３と
被記録媒体５間に介在させた面倒れ補正レンズ６やｆθ
レンズ４のビーム入射側切断形状が、主走査方向におけ
る中央位置とその両側位置で夫々曲率半径を異ならせた
事を必須構成要件とする技術手段を提案する。

このようなレンズは一般にはプラスチックレンズで形成
された、ビーム入射側を主走査方向に沿って凸に湾曲さ
せたシリンドリカルレンズ、トロイダルレンズ等のトー
リックレンズに適用される。

又、前記切断形状の切断方向は主走査方向又は副走査方
向のいずれでもよく、第1A図に示すように、前記切断形
状が副走査方向に沿って切断された切断形状の場合は、
その曲率半径Ｒが主走査方向の中央位置Rcよりその両側
に進むに連れ徐々に大になり、そしてその途中に変移点
Rhで逆に徐々に小になるように設定するのがよく、 又第1B図に示すように、前記切断形状が主走査方向に沿
って切断された切断形状の場合は、その曲率半径Ｒが主
走査方向の中央位置Rc′よりその両側Rt′に進むに連れ
徐々に小になるように設定するのがよいが、 後者の場合はプラスチック成型型を用いて成型出来ず、
熱変形により成型しなければならない為に、量産には不
向きであり、一方前者の方は成型型で成型可能である為
に、量産に適し実用的である。

そしてこのようなレンズの断面構成を、前述したトーリ
ックレンズに適用する事により、該トーリックレンズ自
体にも像面湾曲矯正及び収差補正の機能を有する為、よ
り一層後記する効果を円滑に達成し得る。

「実施例」 以下、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明す
る。ただしこの実施例に記載されている構成部品の寸
法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載
がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣
旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

先ず面倒れ補正レンズ６に本発明を適用した光走査装置
の具体的構成を第２的に基づいて説明するに、偏向器３
には外接円の直径が40mmで、その偏向面3aが六面体であ
るポリゴンミラーを用い、その反射幅を適宜選択してｆ
θレンズに入射される画角が略80°になるように設定し
ている。

ｆθレンズ４は凹レンズと凸レンズの組み合わせからな
る２枚構成のレンズ系を用いている。

面倒れ補正レンズ６にはビーム入射側を主走査方向に沿
って僅かに凸（例えば曲率半径Ｒを約770mm）に湾曲さ
せ、その肉厚を約6mm,主走査方向の延設長さを約210mm
に設定したトーリックレンズ60を用い、副走査方向の切
断断面のビーム入射側の曲率半径Ｒを、第1A図に示すよ
うに、その曲率半径Ｒが主走査方向の中央位置Rcよりそ
の両側に進むに連れ徐々に大になり、そしてその途中に
変移点Rhで逆に徐々に小になるように設定している。例
えば中央位置Rcにおける曲率半径Ｒを15.9mm、該中央位
置Rcより略70mm隔てた変移点Rh位置における曲率半径Ｒ
を16.2mmに夫々設定している。

そして偏向面3aから被記録媒体５母線までの距離を約22
0mm,及び該母線上での光軸上におけるビーム直径が約10
0μｍ程度になるよう設定している。

かかる実施例において曲率半径Ｒを同一に設定した前記
と同様なトーリックレンズ61を比較例として用い、被記
録媒体５母線上における副走査方向における像湾曲度合
を調べた所、本実施例においては第３図（Ｃ）に一点鎖
線で示すように、僅かに波形状になるもその誤差は最大
略５μｍ以内に収まり、被記録面とほぼ合致させる事が
出来る。

一方比較例においては第３図（Ｂ）下側グラフ図の一点
鎖線に示すように、大きな波形形状となり、約20〜30％
程度ビーム直径が変化する。

尚、本実施例においては、前記のようなトーリックレン
ズ60を面倒れ補正レンズ６に適用したが、ｆθレンズに
も適用する事が出来る。

即ち現状ではｆθレンズの収差誤差を極力少なくする為
に、複数のレンズの組み合わせから構成しているが、前
記トーリックレンズ60は副走査方向の収差誤差にも効果
を有する為に、これをｆθレンズとして適用する事によ
り、単一又は少枚数のレンズでｆθレンズが構成出来、
部品点数の削減と製造の容易化が図れる。

「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、本発明に係るレンズ
構成を面倒れ補正レンズとして適用した場合は、前記偏
向器の画角を拡げ、焦点距離を短かくしつつも前記像面
湾曲が発生する事がない光走査装置を提供出来、 又ｆθレンズとして適用した場合は単一又は少枚数のレ
ンズでｆθレンズを構成しつつも収差補正を行う事が出
来、これにより部品点数の削減と製造の容易化が達成さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第1A図及び第1B図は、本発明の実施例に係るトーリクレ
ンズの断面形状を示す説明図、第２図は本発明が適用さ
れる光走査装置を示す概略図、第３図（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）は夫々従来例と本発明の実施例におけるビーム径
の像面湾曲度合いを示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変調されたビームを走査する偏向器と被記
   録媒体間に介在させる各種集束レンズにおいて、 前記集束レンズを、ビーム入射側を主走査方向に沿って
   凸に湾曲させたトーリックレンズで形成するとともに、
   該集束レンズの副走査方向に沿って切断されたビーム入
   射側の切断形状が、その曲率半径が主走査方向の中央位
   置よりその両側に進むに連れ徐々に大になり、そしてそ
   の途中に変移点で逆に徐々に小になるように設定した事
   を特徴とする集束レンズ
2. 【請求項２】変調されたビームを走査する偏向器と被記
   録媒体間に介在させる各種集束レンズにおいて、 前記集束レンズを、ビーム入射側を主走査方向に沿って
   凸に湾曲させたトーリックレンズで形成するとともに、
   該集束レンズの主走査方向に沿って切断されたビーム入
   射側の切断形状の曲率半径が、主走査方向の中央位置と
   その両側位置で夫々曲率半径を異ならせた事を特徴とす
   る集束レンズ
3. 【請求項３】請求項２記載の集束レンズにおいて、 主走査方向に沿って切断された切断形状の曲率半径が主
   走査方向の中央位置よりその両側に進むに連れ徐々に小
   になるように設定した事を特徴とする集束レンズ