JP3466863B2 - 走査光学装置及びそれを用いた画像記録装置 - Google Patents
走査光学装置及びそれを用いた画像記録装置Info
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- 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
- 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
-
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- G02—OPTICS
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- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査光学装置に関
し、特に光源手段から光変調され出射した光束を回転多
面鏡等より成る光偏向器で偏向反射させた後、ｆθ特性
を有する結像光学系（ｆθレンズ）を介して被走査面上
を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電
子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）やデジタル複写機等の装置に好適な走査光学装置に
関するものである。
し、特に光源手段から光変調され出射した光束を回転多
面鏡等より成る光偏向器で偏向反射させた後、ｆθ特性
を有する結像光学系（ｆθレンズ）を介して被走査面上
を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電
子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）やデジタル複写機等の装置に好適な走査光学装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりレーザービームプリンタ等の走
査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から光
変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡（ポリゴン
ミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆ
θ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体
（感光体ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面
上を光走査して画像記録を行なっている。
査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から光
変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡（ポリゴン
ミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆ
θ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体
（感光体ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面
上を光走査して画像記録を行なっている。
【０００３】図１１は従来の走査光学装置の要部概略図
である。同図において光源手段１１から出射した発散光
束はコリメーターレンズ１２により略平行光束とされ、
絞り１３によって該光束（光量）を制限して副走査方向
にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ１４
に入射している。シリンドリカルレンズ１４に入射した
平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま平行光
束の状態で射出する。又副走査断面内においては集束し
て回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器１５
の偏向面（反射面）１５ａにほぼ線像として結像してい
る。
である。同図において光源手段１１から出射した発散光
束はコリメーターレンズ１２により略平行光束とされ、
絞り１３によって該光束（光量）を制限して副走査方向
にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ１４
に入射している。シリンドリカルレンズ１４に入射した
平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま平行光
束の状態で射出する。又副走査断面内においては集束し
て回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器１５
の偏向面（反射面）１５ａにほぼ線像として結像してい
る。
【０００４】そして光偏向器１５の偏向面１５ａで偏向
反射された光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレ
ンズ）１６を介して被走査面としての感光体ドラム１８
面上に導光し、該光偏向器１５を矢印Ａ方向に回転させ
ることによって該感光体ドラム１８面上を光走査して画
像情報の記録を行なっている。
反射された光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレ
ンズ）１６を介して被走査面としての感光体ドラム１８
面上に導光し、該光偏向器１５を矢印Ａ方向に回転させ
ることによって該感光体ドラム１８面上を光走査して画
像情報の記録を行なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この種の走査光学装置
において高精度な画像情報の記録を行なうには被走査面
全域にわたって像面弯曲が良好に補正されスポット径が
揃っていること、そして入射光の角度と像高とが比例関
係となる歪曲収差（ｆθ特性）を有していることが必要
である。このような光学特性を満たす走査光学装置、若
しくはその補正光学系（ｆθレンズ）は従来より種々と
提案されている。
において高精度な画像情報の記録を行なうには被走査面
全域にわたって像面弯曲が良好に補正されスポット径が
揃っていること、そして入射光の角度と像高とが比例関
係となる歪曲収差（ｆθ特性）を有していることが必要
である。このような光学特性を満たす走査光学装置、若
しくはその補正光学系（ｆθレンズ）は従来より種々と
提案されている。
【０００６】又一方、レーザービームプリンタやデジタ
ル複写機等のコンパクト化及び低コスト化に伴ない、走
査光学装置にも同様のことが求められている。
ル複写機等のコンパクト化及び低コスト化に伴ない、走
査光学装置にも同様のことが求められている。
【０００７】これらの要望を両立させるものとしてｆθ
レンズを１枚から構成した走査光学装置が、例えば特公
昭６１−４８６８４号公報や特開昭６３−１５７１２２
号公報や特開平４−１０４２１３号公報や特開平４−５
０９０８号公報等で種々と提案されている。
レンズを１枚から構成した走査光学装置が、例えば特公
昭６１−４８６８４号公報や特開昭６３−１５７１２２
号公報や特開平４−１０４２１３号公報や特開平４−５
０９０８号公報等で種々と提案されている。
【０００８】これらの公報のうち特公昭６１−４８６８
４号公報や特開昭６３−１５７１２２号公報等ではｆθ
レンズとして光偏向器側に凹面の単レンズを用いてコリ
メーターレンズからの平行光束を記録媒体面上に集束さ
せている。又特開平４−１０４２１３号公報ではｆθレ
ンズとして光偏向器側に凹面、像面側にトロイダル面の
単レンズを用いてコリメーターレンズにより収束光に変
換された光束を該ｆθレンズに入射させている。又特開
平４−５０９０８号公報ではｆθレンズとしてレンズ面
に高次非球面を導入した単レンズを用いてコリメーター
レンズにより収束光に変換された光束を該ｆθレンズに
入射させている。
４号公報や特開昭６３−１５７１２２号公報等ではｆθ
レンズとして光偏向器側に凹面の単レンズを用いてコリ
メーターレンズからの平行光束を記録媒体面上に集束さ
せている。又特開平４−１０４２１３号公報ではｆθレ
ンズとして光偏向器側に凹面、像面側にトロイダル面の
単レンズを用いてコリメーターレンズにより収束光に変
換された光束を該ｆθレンズに入射させている。又特開
平４−５０９０８号公報ではｆθレンズとしてレンズ面
に高次非球面を導入した単レンズを用いてコリメーター
レンズにより収束光に変換された光束を該ｆθレンズに
入射させている。
【０００９】しかしながら上記に示した従来の走査光学
装置において特公昭６１−４８６８４号公報では副走査
方向の像面弯曲が残存しており、かつ平行光束を被走査
面に結像させている為、ｆθレンズから被走査面までの
距離が焦点距離ｆとなり長く、コンパクトな走査光学装
置を構成することが難しいという問題点があった。
装置において特公昭６１−４８６８４号公報では副走査
方向の像面弯曲が残存しており、かつ平行光束を被走査
面に結像させている為、ｆθレンズから被走査面までの
距離が焦点距離ｆとなり長く、コンパクトな走査光学装
置を構成することが難しいという問題点があった。
【００１０】特開昭６３−１５７１２２号公報ではｆθ
レンズの肉厚が厚い為、モールド成型による製作が困難
でありコストアップの要因となるという問題点があっ
た。
レンズの肉厚が厚い為、モールド成型による製作が困難
でありコストアップの要因となるという問題点があっ
た。
【００１１】特開平４−１０４２１３号公報では歪曲収
差が残存しており、かつ光偏向器であるポリゴンミラー
の取付誤差によりポリゴン面数周期のジッターが発生す
るという問題点があった。
差が残存しており、かつ光偏向器であるポリゴンミラー
の取付誤差によりポリゴン面数周期のジッターが発生す
るという問題点があった。
【００１２】特開平４−５０９０８号公報では高次非球
面のｆθレンズを用い収差は良好に補正されているもの
の光偏向器と被走査面間における副走査方向の倍率の不
均一性により像高により副走査方向のスポット径が変化
するという傾向があった。
面のｆθレンズを用い収差は良好に補正されているもの
の光偏向器と被走査面間における副走査方向の倍率の不
均一性により像高により副走査方向のスポット径が変化
するという傾向があった。
【００１３】この他ｆθレンズを２つのレンズより構成
した走査光学装置が、例えば特開昭５６−３６６２２号
公報や特開昭６１−１７５６０７号公報等で提案されて
いる。これらで提案されているｆθレンズは断面形状が
球面又は弱い非球面より構成されており、コンパクト
化、ローコスト化、そして高精細化等を図るのが難しい
傾向があった。
した走査光学装置が、例えば特開昭５６−３６６２２号
公報や特開昭６１−１７５６０７号公報等で提案されて
いる。これらで提案されているｆθレンズは断面形状が
球面又は弱い非球面より構成されており、コンパクト
化、ローコスト化、そして高精細化等を図るのが難しい
傾向があった。
【００１４】本発明はコリメーターレンズからの収束光
を光偏向器を介して２枚のレンズを有するｆθレンズに
より被走査面上に結像させる際、該ｆθレンズを構成す
る２つのレンズのレンズ形状を適切に構成することによ
り、像面弯曲や歪曲収差を補正し、像高によるスポット
径の変化等を防止すると共にコンパクトでしかも高精細
な印字に適した走査光学装置の提供を目的とする。
を光偏向器を介して２枚のレンズを有するｆθレンズに
より被走査面上に結像させる際、該ｆθレンズを構成す
る２つのレンズのレンズ形状を適切に構成することによ
り、像面弯曲や歪曲収差を補正し、像高によるスポット
径の変化等を防止すると共にコンパクトでしかも高精細
な印字に適した走査光学装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の走査光学装置
は、 （１−１） 光源手段から出射した光束を収束光に変換する第１の光
学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上において主走査
方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、該偏
向素子で偏向された光束を被走査面上にスポット状に結
像させる第３の光学素子と、を具備する走査光学装置に
おいて、該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面
レンズとトーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏
向素子側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状よ
り成り、該トーリックレンズは主走査断面内において両
レンズ面が非球面形状で、かつ走査中心近傍で該偏向素
子側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成
り、該球面レンズと前記トーリックレンズの主走査断面
内の焦点距離を各々ｆ６，ｆ７としたとき、 １．６＜ｆ６／ｆ７＜２．４ なる条件を満足する ことを特徴としている。
は、 （１−１） 光源手段から出射した光束を収束光に変換する第１の光
学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上において主走査
方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、該偏
向素子で偏向された光束を被走査面上にスポット状に結
像させる第３の光学素子と、を具備する走査光学装置に
おいて、該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面
レンズとトーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏
向素子側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状よ
り成り、該トーリックレンズは主走査断面内において両
レンズ面が非球面形状で、かつ走査中心近傍で該偏向素
子側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成
り、該球面レンズと前記トーリックレンズの主走査断面
内の焦点距離を各々ｆ６，ｆ７としたとき、 １．６＜ｆ６／ｆ７＜２．４ なる条件を満足する ことを特徴としている。
【００１６】特に、
（１−１−１）
前記トーリックレンズは主走査断面内において前記被走
査面側のレンズ面の曲率がレンズ中心からレンズ周辺部
にいくに従って連続的に変化し、中間部において符号が
反転すること、 （１−１−２） 前記トーリックレンズはプラスチック成型により製作さ
れていること、 （１−１−３） 前記トーリックレンズは副走査断面内の前記偏向素子側
又は被走査面側のレンズ面のうち少なくとも一方のレン
ズ面の曲率がレンズ中心から主走査方向にかけて連続的
に変化していること、 （１−１−４） 前記少なくとも１つのレンズ面の曲率がレンズ中心から
主走査方向にかけて左右対称に連続的に変化しているこ
と、 （１−１−５） 前記トーリックレンズは、その主走査方向の対称軸が前
記被走査面の法線に対して主走査面内で傾いているこ
と、 （１−１−６） 前記トーリックレンズは主走査断面内において光源手段
方向に平行偏心していること、等を特徴としている。
査面側のレンズ面の曲率がレンズ中心からレンズ周辺部
にいくに従って連続的に変化し、中間部において符号が
反転すること、 （１−１−２） 前記トーリックレンズはプラスチック成型により製作さ
れていること、 （１−１−３） 前記トーリックレンズは副走査断面内の前記偏向素子側
又は被走査面側のレンズ面のうち少なくとも一方のレン
ズ面の曲率がレンズ中心から主走査方向にかけて連続的
に変化していること、 （１−１−４） 前記少なくとも１つのレンズ面の曲率がレンズ中心から
主走査方向にかけて左右対称に連続的に変化しているこ
と、 （１−１−５） 前記トーリックレンズは、その主走査方向の対称軸が前
記被走査面の法線に対して主走査面内で傾いているこ
と、 （１−１−６） 前記トーリックレンズは主走査断面内において光源手段
方向に平行偏心していること、等を特徴としている。
【００１７】（１−２）
光源手段から出射した光束を収束光に変換する第１の光
学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上において主走査
方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、該偏
向素子で偏向された光束を被走査面上にスポット状に結
像させる第３の光学素子と、を具備する走査光学装置に
おいて、該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面
レンズとトーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏
向素子側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状で
プラスチック成型により製作されており、該トーリック
レンズは主走査断面内において両レンズ面が非球面形状
で、かつ走査中心近傍で該偏向素子側に凸面を向けた正
の屈折力のメニスカス形状でプラスチック成型により製
作されており、該第３の光学素子は該偏向素子と該被走
査面との間における副走査断面内の該被走査面上の有効
画像中心部の角倍率をｒＳＣとしたとき ０．２５＜ｒＳＣ＜０．６７ なる条件を満足することを特徴としている。 （１−３） 光源手段から出射した光束を収束光に変換する第１の光
学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上において主走査
方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、該偏
向素子で偏向された光束を被走査面上にスポット状に結
像させる第３の光学素子と、を具備する走査光学装置に
おいて、該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面
レンズとトーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏
向素子側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状よ
り成り、該トーリックレンズは主走査断面内において両
レンズ面が非球面形状で、かつ走査中心近傍で該偏向素
子側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成
っており、該トーリックレンズの副走査断面内の屈折力
はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従い連続的に弱
くなり、かつ該第３の光学素子は該偏向素子と該被走査
面との間における副走査断面内の該被走査面上の有効像
中心部の角倍率をｒＳＣ、画像全域における任意の位置
の角倍率をｒＳＯとしたとき、 ０．９＜ｒＳＯ／ｒＳＣ＜１．２５ なる条件を満足することを特徴としている。
学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上において主走査
方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、該偏
向素子で偏向された光束を被走査面上にスポット状に結
像させる第３の光学素子と、を具備する走査光学装置に
おいて、該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面
レンズとトーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏
向素子側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状で
プラスチック成型により製作されており、該トーリック
レンズは主走査断面内において両レンズ面が非球面形状
で、かつ走査中心近傍で該偏向素子側に凸面を向けた正
の屈折力のメニスカス形状でプラスチック成型により製
作されており、該第３の光学素子は該偏向素子と該被走
査面との間における副走査断面内の該被走査面上の有効
画像中心部の角倍率をｒＳＣとしたとき ０．２５＜ｒＳＣ＜０．６７ なる条件を満足することを特徴としている。 （１−３） 光源手段から出射した光束を収束光に変換する第１の光
学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上において主走査
方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、該偏
向素子で偏向された光束を被走査面上にスポット状に結
像させる第３の光学素子と、を具備する走査光学装置に
おいて、該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面
レンズとトーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏
向素子側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状よ
り成り、該トーリックレンズは主走査断面内において両
レンズ面が非球面形状で、かつ走査中心近傍で該偏向素
子側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成
っており、該トーリックレンズの副走査断面内の屈折力
はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従い連続的に弱
くなり、かつ該第３の光学素子は該偏向素子と該被走査
面との間における副走査断面内の該被走査面上の有効像
中心部の角倍率をｒＳＣ、画像全域における任意の位置
の角倍率をｒＳＯとしたとき、 ０．９＜ｒＳＯ／ｒＳＣ＜１．２５ なる条件を満足することを特徴としている。
【００１８】（１−４）
光源手段から出射した光束を収束光に変換する第１の光
学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上において主走査
方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、該偏
向素子で偏向された光束を被走査面上にスポット状に結
像させる第３の光学素子と、を具備する走査光学装置に
おいて、該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面
レンズとトーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏
向素子側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状よ
り成り、該トーリックレンズは主走査断面内において両
レンズ面が非球面形状で、かつ走査中心近傍で該偏向素
子側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成
り、該球面レンズと該トーリックレンズの主走査断面内
の焦点距離を各々ｆ６，ｆ７としたとき、 １ ＜ｆ６／ｆ７＜ １０ なる条件を満足することを特徴としている。 （１−４−１） 前記トーリックレンズは主走査断面内において前記被走
査面側のレンズ面の曲率がレンズ中心からレンズ周辺部
にいくに従って連続的に変化し、中間部において符号が
反転すること、 （１−４−２） 前記トーリックレンズはプラスチック成型により製作さ
れていること、 （１−４−３） 前記トーリックレンズは副走査断面内の前記偏向素子側
又は被走査面側のレンズ面のうち少なくとも一方のレン
ズ面の曲率がレンズ中心から主走査方向にかけて連続的
に変化していること、 （１−４−４） 前記少なくとも１つのレンズ面の曲率がレンズ中心から
主走査方向にかけて左右対称に連続的に変化しているこ
と、 （１−４−５） 前記トーリックレンズは、その主走査方向の対称軸が前
記被走査面の法線に対して主走査面内で傾いているこ
と、 （１−４−６） 前記トーリックレンズは主走査断面内において光源手段
方向に平行偏心していること、 （１−４−７） 前記第３の光学素子を構成する球面レンズとトーリック
レンズはプラスチック成型より製作されており、該第３
の光学素子は前記偏向素子と前記被走査面との間におけ
る副走査断面内の該被走査面上の有効画像中心部の角倍
率をｒＳＣとしたとき、 ０．２５＜ｒＳＣ＜０．６７ なる条件を満足すること、 （１−４−８） 前記トーリックレンズの副走査断面内の屈折力はレンズ
中心からレンズ周辺部にいくに従い連続的に弱くなり、
かつ前記第３の光学素子は前記偏向素子と前記被走査面
との間における副走査断面内の該被走査面上の有効画像
中心部の角倍率をｒＳＣ、画像全域における任意の位置
の角倍率をｒＳＯとしたとき、 ０．９＜ｒＳＯ／ｒＳＣ＜１．２５ なる条件を満足すること、等を特徴としている。本発明
の画像記録装置は、 （２−１） 請求項１から１８のいずれか１項に記載の走査光学装置
を備えたことを特徴としている。
学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上において主走査
方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、該偏
向素子で偏向された光束を被走査面上にスポット状に結
像させる第３の光学素子と、を具備する走査光学装置に
おいて、該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面
レンズとトーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏
向素子側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状よ
り成り、該トーリックレンズは主走査断面内において両
レンズ面が非球面形状で、かつ走査中心近傍で該偏向素
子側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成
り、該球面レンズと該トーリックレンズの主走査断面内
の焦点距離を各々ｆ６，ｆ７としたとき、 １ ＜ｆ６／ｆ７＜ １０ なる条件を満足することを特徴としている。 （１−４−１） 前記トーリックレンズは主走査断面内において前記被走
査面側のレンズ面の曲率がレンズ中心からレンズ周辺部
にいくに従って連続的に変化し、中間部において符号が
反転すること、 （１−４−２） 前記トーリックレンズはプラスチック成型により製作さ
れていること、 （１−４−３） 前記トーリックレンズは副走査断面内の前記偏向素子側
又は被走査面側のレンズ面のうち少なくとも一方のレン
ズ面の曲率がレンズ中心から主走査方向にかけて連続的
に変化していること、 （１−４−４） 前記少なくとも１つのレンズ面の曲率がレンズ中心から
主走査方向にかけて左右対称に連続的に変化しているこ
と、 （１−４−５） 前記トーリックレンズは、その主走査方向の対称軸が前
記被走査面の法線に対して主走査面内で傾いているこ
と、 （１−４−６） 前記トーリックレンズは主走査断面内において光源手段
方向に平行偏心していること、 （１−４−７） 前記第３の光学素子を構成する球面レンズとトーリック
レンズはプラスチック成型より製作されており、該第３
の光学素子は前記偏向素子と前記被走査面との間におけ
る副走査断面内の該被走査面上の有効画像中心部の角倍
率をｒＳＣとしたとき、 ０．２５＜ｒＳＣ＜０．６７ なる条件を満足すること、 （１−４−８） 前記トーリックレンズの副走査断面内の屈折力はレンズ
中心からレンズ周辺部にいくに従い連続的に弱くなり、
かつ前記第３の光学素子は前記偏向素子と前記被走査面
との間における副走査断面内の該被走査面上の有効画像
中心部の角倍率をｒＳＣ、画像全域における任意の位置
の角倍率をｒＳＯとしたとき、 ０．９＜ｒＳＯ／ｒＳＣ＜１．２５ なる条件を満足すること、等を特徴としている。本発明
の画像記録装置は、 （２−１） 請求項１から１８のいずれか１項に記載の走査光学装置
を備えたことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の主走
査方向（主走査断面内）の要部断面図である。
査方向（主走査断面内）の要部断面図である。
【００２０】図中、１は光源手段であり、例えば半導体
レーザより成っている。２は第１の光学素子としてのコ
リメーターレンズであり、光源手段１から出射された光
束（光ビーム）を収束光に変換している。３は開口絞り
であり、通過光束径を整えている。
レーザより成っている。２は第１の光学素子としてのコ
リメーターレンズであり、光源手段１から出射された光
束（光ビーム）を収束光に変換している。３は開口絞り
であり、通過光束径を整えている。
【００２１】４は第２の光学素子としてのシリンドリカ
ルレンズであり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有し
ており、絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述す
る光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像として結像させて
いる。
ルレンズであり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有し
ており、絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述す
る光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像として結像させて
いる。
【００２２】５は偏向素子としての例えば４面構成のポ
リゴンミラー（回転多面鏡）より成る光偏向器であり、
モータ等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に
一定速度で回転している。
リゴンミラー（回転多面鏡）より成る光偏向器であり、
モータ等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に
一定速度で回転している。
【００２３】９は第３の光学素子としてのｆθ特性を有
するｆθレンズ（結像光学系）である。第３の光学素子
９は球面レンズ６とトーリックレンズ７を有している。
第３の光学素子９は光偏向器５によって偏向反射された
画像情報に基づく光束を被走査面としての感光体ドラム
８面上に結像させ、かつ該光偏向器５の偏向面の面倒れ
を補正している。
するｆθレンズ（結像光学系）である。第３の光学素子
９は球面レンズ６とトーリックレンズ７を有している。
第３の光学素子９は光偏向器５によって偏向反射された
画像情報に基づく光束を被走査面としての感光体ドラム
８面上に結像させ、かつ該光偏向器５の偏向面の面倒れ
を補正している。
【００２４】本実施形態において半導体レーザ１より出
射した光束はコリメータレンズ２により収束光に変換さ
れ開口絞り３によって該光束（光量）を制限してシリン
ドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレン
ズ４に入射した光束のうち主走査断面においてはそのま
まの状態で射出する。又副走査断面においては集束して
光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手
の線像）として結像している。そして光偏向器５の偏向
面５ａで偏向反射された光束はｆθレンズ９を介して感
光体ドラム８面上に導光され、光偏向器５を矢印Ａ方向
に回転させることによって該感光体ドラム８面上を矢印
Ｂ方向に光走査している。これにより画像記録を行なっ
ている。
射した光束はコリメータレンズ２により収束光に変換さ
れ開口絞り３によって該光束（光量）を制限してシリン
ドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレン
ズ４に入射した光束のうち主走査断面においてはそのま
まの状態で射出する。又副走査断面においては集束して
光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手
の線像）として結像している。そして光偏向器５の偏向
面５ａで偏向反射された光束はｆθレンズ９を介して感
光体ドラム８面上に導光され、光偏向器５を矢印Ａ方向
に回転させることによって該感光体ドラム８面上を矢印
Ｂ方向に光走査している。これにより画像記録を行なっ
ている。
【００２５】次に本実施形態における第３の光学素子
（ｆθレンズ）９を構成する球面レンズ６とトーリック
レンズ７の特徴について説明する。
（ｆθレンズ）９を構成する球面レンズ６とトーリック
レンズ７の特徴について説明する。
【００２６】第３の光学素子９を共に正の屈折力の球面
レンズ６とトーリックレンズ７の２つのレンズより構成
し、このとき双方のレンズの屈折力配分を適切に行って
良好なる像面弯曲特性を得ている。
レンズ６とトーリックレンズ７の２つのレンズより構成
し、このとき双方のレンズの屈折力配分を適切に行って
良好なる像面弯曲特性を得ている。
【００２７】このとき主走査断面内における球面レンズ
６とトーリックレンズ７の焦点距離を各々ｆ６，ｆ７と
したとき １ ＜ｆ６／ｆ７＜ １０ ‥‥‥‥（１） なる条件を満足するようにしている。
６とトーリックレンズ７の焦点距離を各々ｆ６，ｆ７と
したとき １ ＜ｆ６／ｆ７＜ １０ ‥‥‥‥（１） なる条件を満足するようにしている。
【００２８】この条件式（１）を満足させることによっ
て像面弯曲や歪曲収差を良好に補正している。又これに
よって球面レンズ６とトーリックレンズ７の双方を薄肉
化し、プラスチック成形又はガラス成形（ガラスモール
ド）より製造したときのサイクル時間を短縮化し、冷却
したときの面形状の変形を軽減している。
て像面弯曲や歪曲収差を良好に補正している。又これに
よって球面レンズ６とトーリックレンズ７の双方を薄肉
化し、プラスチック成形又はガラス成形（ガラスモール
ド）より製造したときのサイクル時間を短縮化し、冷却
したときの面形状の変形を軽減している。
【００２９】尚、本実施形態において更に好ましくは条
件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３０】
１．１ ＜ｆ６／ｆ７＜ ８．５ ‥‥‥‥（１ａ）
特に
１．６ ＜ｆ６／ｆ７＜ ２．４ ‥‥‥‥（１ｂ）
とすれば、より良好なる光学性能が得られる。
【００３１】ｆθレンズ９として１つのトーリックレン
ズで構成した場合には、トーリックレンズ７の２つのレ
ンズ面のみでは被走査面上の全領域でスポット径を良好
に維持し、像面弯曲変動を良好に維持するのが難しい。
ズで構成した場合には、トーリックレンズ７の２つのレ
ンズ面のみでは被走査面上の全領域でスポット径を良好
に維持し、像面弯曲変動を良好に維持するのが難しい。
【００３２】そこで本実施形態では球面レンズ６を偏向
素子５側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状よ
り構成してこのときの像面弯曲を良好に補正している。
素子５側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状よ
り構成してこのときの像面弯曲を良好に補正している。
【００３３】トーリックレンズ７は主にｆθ特性と像面
弯曲特性の双方を良好に維持する為に主走査断面内（図
１の紙面内）において、 ◎両レンズ面７ａ，７ｂを非球面形成より構成してい
る。
弯曲特性の双方を良好に維持する為に主走査断面内（図
１の紙面内）において、 ◎両レンズ面７ａ，７ｂを非球面形成より構成してい
る。
【００３４】◎走査中心（レンズ中心）近傍では偏向素
子５側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より
構成している。
子５側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より
構成している。
【００３５】◎被走査面８側のレンズ面７ｂの主走査断
面内の曲率がレンズ中心（主走査範囲の中心）からレン
ズ周辺部にいくに従って連続的に変化し、中間部におい
て符号（正，負の符号）が反転する形状より構成してい
る。
面内の曲率がレンズ中心（主走査範囲の中心）からレン
ズ周辺部にいくに従って連続的に変化し、中間部におい
て符号（正，負の符号）が反転する形状より構成してい
る。
【００３６】このようなトーリックレンズ７はこのよう
な形状で構成することによって全走査範囲内において像
面弯曲と歪曲収差を良好に補正している。
な形状で構成することによって全走査範囲内において像
面弯曲と歪曲収差を良好に補正している。
【００３７】又、トーリックレンズ７の副走査断面（主
走査断面と直交する断面）内の両レンズ面７ａ，７ｂの
曲率をレンズ中心から主走査方向に離れるに従って左右
対称に連続的に変化させている。これによって副走査方
向の画像特性を良好に維持している。
走査断面と直交する断面）内の両レンズ面７ａ，７ｂの
曲率をレンズ中心から主走査方向に離れるに従って左右
対称に連続的に変化させている。これによって副走査方
向の画像特性を良好に維持している。
【００３８】ｆθレンズ９は光偏向器５と被走査面８と
の間における副走査断面内の該被走査面８上の有効画像
中心部の角倍率をｒSCとしたとき ０．２５＜ｒSC＜０．６７ ‥‥‥‥（２） なる条件を満足するようにしている。
の間における副走査断面内の該被走査面８上の有効画像
中心部の角倍率をｒSCとしたとき ０．２５＜ｒSC＜０．６７ ‥‥‥‥（２） なる条件を満足するようにしている。
【００３９】この条件式（２）はｆθレンズ９の主走査
方向のレンズ長さを抑えながら副走査断面内の画像特性
を良好に維持するための条件であり、条件式（２）の下
限値を越えると球面レンズ６とトーリックレンズ７の有
効光束が拡がり、レンズの肉厚も厚くなってコンパクト
さが失われるので良くない。又条件式（２）の上限値を
越えるとプラスチックレンズから構成されるｆθレンズ
９は温度などの環境変化により画像性能が不安定になる
ので良くない。
方向のレンズ長さを抑えながら副走査断面内の画像特性
を良好に維持するための条件であり、条件式（２）の下
限値を越えると球面レンズ６とトーリックレンズ７の有
効光束が拡がり、レンズの肉厚も厚くなってコンパクト
さが失われるので良くない。又条件式（２）の上限値を
越えるとプラスチックレンズから構成されるｆθレンズ
９は温度などの環境変化により画像性能が不安定になる
ので良くない。
【００４０】更に本実施形態におけるトーリックレンズ
７の副走査断面内の屈折力はレンズ中心からレンズ周辺
部にいくに従い連続的に弱くなり、かつｆθレンズ９は
光偏向器５と被走査面８との間における副走査断面内の
該被走査面８上の有効画像中心部の角倍率をｒSC、画像
全域における任意の位置の角倍率をｒSOとしたとき ０．９＜ｒSO／ｒSC＜１．２５ ‥‥‥‥（３） なる条件を満足するようにしている。
７の副走査断面内の屈折力はレンズ中心からレンズ周辺
部にいくに従い連続的に弱くなり、かつｆθレンズ９は
光偏向器５と被走査面８との間における副走査断面内の
該被走査面８上の有効画像中心部の角倍率をｒSC、画像
全域における任意の位置の角倍率をｒSOとしたとき ０．９＜ｒSO／ｒSC＜１．２５ ‥‥‥‥（３） なる条件を満足するようにしている。
【００４１】この条件式（３）は被走査面８において、
該被走査面８の中心部から周辺部にかけて副走査断面内
のスポット径を均一化にするための条件であり、条件式
（３）の上限値を越えると該被走査面８の周辺部（主走
査方向の画像端）のスポット径が中心部に対し小さくな
るので良くない。又条件式（３）の下限値を越えると被
走査面８の周辺部のスポット径が中心部に対し大きくな
り副走査断面内のスポット径の均一性が失われるので良
くない。更にスポット径が大きくなるとスポットのピー
ク強度が低下するので現像のバラツキによるスポット径
のバラツキが生じるので良くない。
該被走査面８の中心部から周辺部にかけて副走査断面内
のスポット径を均一化にするための条件であり、条件式
（３）の上限値を越えると該被走査面８の周辺部（主走
査方向の画像端）のスポット径が中心部に対し小さくな
るので良くない。又条件式（３）の下限値を越えると被
走査面８の周辺部のスポット径が中心部に対し大きくな
り副走査断面内のスポット径の均一性が失われるので良
くない。更にスポット径が大きくなるとスポットのピー
ク強度が低下するので現像のバラツキによるスポット径
のバラツキが生じるので良くない。
【００４２】尚、本実施形態において更に好ましくは条
件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４３】
０．９５＜ｒSO／ｒSC＜１．２１ ‥‥‥‥（３ａ）
本実施形態ではトーリックレンズ７のレンズ形状を主走
査方向は１０次までの関数で表わせる非球面形状とし、
副走査方向は像高方向に連続的に変化する球面より構成
している。そのレンズ形状は例えばトーリックレンズ７
と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査面
内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査面内におい
て光軸と直交する軸をＺ軸としたとき、主走査方向と対
応する母線方向が
査方向は１０次までの関数で表わせる非球面形状とし、
副走査方向は像高方向に連続的に変化する球面より構成
している。そのレンズ形状は例えばトーリックレンズ７
と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査面
内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査面内におい
て光軸と直交する軸をＺ軸としたとき、主走査方向と対
応する母線方向が
【００４４】
【数１】
なる式で表わせるものであり、副走査断面形状は、その
曲率半径が主走査方向のレンズ面座標の変化に伴って連
続的に変化しており、主走査面上の座標がＹであるとこ
ろの曲率半径ｒ′が ｒ′＝ｒ（１＋Ｄ2 Ｙ2 ＋Ｄ4 Ｙ4 ＋Ｄ6 Ｙ6 ＋Ｄ8 Ｙ
8 ＋Ｄ10Ｙ10 なる式で表されるものであり、ｒは光軸上における曲率
半径、Ｄ2 ，Ｄ4 ，Ｄ6，Ｄ8 ，Ｄ10は各係数である。
曲率半径が主走査方向のレンズ面座標の変化に伴って連
続的に変化しており、主走査面上の座標がＹであるとこ
ろの曲率半径ｒ′が ｒ′＝ｒ（１＋Ｄ2 Ｙ2 ＋Ｄ4 Ｙ4 ＋Ｄ6 Ｙ6 ＋Ｄ8 Ｙ
8 ＋Ｄ10Ｙ10 なる式で表されるものであり、ｒは光軸上における曲率
半径、Ｄ2 ，Ｄ4 ，Ｄ6，Ｄ8 ，Ｄ10は各係数である。
【００４５】次に表−１に実施形態１におけるレンズ面
形状を表わす各係数及びその他の諸特性を示す。図２に
実施形態１における像面弯曲と歪曲収差の収差図及び中
心基準の角倍率変化の説明図を示す。同図より各収差と
も実用上問題のないレベルまで補正されていることが分
かる。
形状を表わす各係数及びその他の諸特性を示す。図２に
実施形態１における像面弯曲と歪曲収差の収差図及び中
心基準の角倍率変化の説明図を示す。同図より各収差と
も実用上問題のないレベルまで補正されていることが分
かる。
【００４６】
【表１】
本実施形態においてトーリックレンズ７は被走査面８の
法線に対して光源手段方向に０．５ｍｍ平行シフトして
いる。又トーリックレンズ７は主走査方向の対称軸が被
走査面８の法線に対して主走査面内で光偏向器５側のレ
ンズ面頂点を回転軸として時計回り方向に２５分傾いて
いる。なお平行シフトの基準は、光偏向器５で反射され
る主光線のうちの被走査面の法線に平行な主光線であ
る。
法線に対して光源手段方向に０．５ｍｍ平行シフトして
いる。又トーリックレンズ７は主走査方向の対称軸が被
走査面８の法線に対して主走査面内で光偏向器５側のレ
ンズ面頂点を回転軸として時計回り方向に２５分傾いて
いる。なお平行シフトの基準は、光偏向器５で反射され
る主光線のうちの被走査面の法線に平行な主光線であ
る。
【００４７】トーリックレンズ７は主走査断面内のトー
リックレンズ自身の光軸に対して母線方向と子線方向の
双方において面形状は対称となっている。
リックレンズ自身の光軸に対して母線方向と子線方向の
双方において面形状は対称となっている。
【００４８】図３は本発明の実施形態２の主走査方向
（主走査断面図）の要部断面図である。同図において図
１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
（主走査断面図）の要部断面図である。同図において図
１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００４９】本実施形態は図１の実施形態１に比べて第
３の光学素子２９を構成する球面レンズ２６とトーリッ
クレンズ２７を後述する表−２に示すように４面構成の
ポリゴンミラーに最適なレンズ形状としたことである。
その他の構成及び光学的作用は前述の実施形態１と略同
様であり、これにより同様な効果を得ている。
３の光学素子２９を構成する球面レンズ２６とトーリッ
クレンズ２７を後述する表−２に示すように４面構成の
ポリゴンミラーに最適なレンズ形状としたことである。
その他の構成及び光学的作用は前述の実施形態１と略同
様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００５０】次に表−２に実施形態２におけるレンズ面
形状を表わす各係数及びその他の諸特性を示す。図４に
実施形態２における像面弯曲と歪曲収差の収差図及び中
心基準の角倍率変化の説明図を示す。同図より各収差と
も実用上問題のないレベルまで補正されていることが分
かる。
形状を表わす各係数及びその他の諸特性を示す。図４に
実施形態２における像面弯曲と歪曲収差の収差図及び中
心基準の角倍率変化の説明図を示す。同図より各収差と
も実用上問題のないレベルまで補正されていることが分
かる。
【００５１】
【表２】
本実施形態においてトーリックレンズ２７は被走査面８
の法線に対して光源手段方向に０．２ｍｍ平行シフトし
ている。又トーリックレンズ２７は主走査方向の対称軸
が被走査面８の法線に対して主走査面内で偏向素子５側
のレンズ面頂点を回転軸として時計回り方向に２５分傾
いている。
の法線に対して光源手段方向に０．２ｍｍ平行シフトし
ている。又トーリックレンズ２７は主走査方向の対称軸
が被走査面８の法線に対して主走査面内で偏向素子５側
のレンズ面頂点を回転軸として時計回り方向に２５分傾
いている。
【００５２】図５は本発明の実施形態３の主走査方向
（主走査断面図）の要部断面図である。同図において図
１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
（主走査断面図）の要部断面図である。同図において図
１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００５３】本実施形態は図１の実施形態１に比べて第
３の光学素子３９を構成する球面レンズ３６とトーリッ
クレンズ３７を後述する表−３に示すように４面構成の
ポリゴンミラーに最適なレンズ形状としたことである。
その他の構成及び光学的作用は前述の実施形態１と略同
様であり、これにより同様な効果を得ている。
３の光学素子３９を構成する球面レンズ３６とトーリッ
クレンズ３７を後述する表−３に示すように４面構成の
ポリゴンミラーに最適なレンズ形状としたことである。
その他の構成及び光学的作用は前述の実施形態１と略同
様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００５４】次に表−３に本実施形態３におけるレンズ
面形状を表わす各係数及びその他の諸特性を示す。図６
に実施形態３における像面弯曲と歪曲収差の収差図及び
中心基準の角倍率変化の説明図を示す。同図より各収差
とも実用上問題のないレベルまで補正されていることが
分かる。
面形状を表わす各係数及びその他の諸特性を示す。図６
に実施形態３における像面弯曲と歪曲収差の収差図及び
中心基準の角倍率変化の説明図を示す。同図より各収差
とも実用上問題のないレベルまで補正されていることが
分かる。
【００５５】
【表３】
本実施形態においてトーリックレンズ３７は被走査面８
の法線に対して光源手段方向に０．４ｍｍ平行シフトし
ている。又トーリックレンズ３７は主走査方向の対称軸
が被走査面８の法線に対して主走査面内で偏向素子５側
のレンズ面頂点を回転軸として時計回り方向に２５分傾
いている。
の法線に対して光源手段方向に０．４ｍｍ平行シフトし
ている。又トーリックレンズ３７は主走査方向の対称軸
が被走査面８の法線に対して主走査面内で偏向素子５側
のレンズ面頂点を回転軸として時計回り方向に２５分傾
いている。
【００５６】次に本発明の実施形態４，５，６について
説明する。尚、実施形態４，５，６において主走査断面
内における各々のレンズ形状は共通であり、図７はこの
各実施形態４，５，６に共通の主走査方向（主走査断面
図）の要部断面図を示している。同図において図１に示
した要素と同一要素には同符番を付している。
説明する。尚、実施形態４，５，６において主走査断面
内における各々のレンズ形状は共通であり、図７はこの
各実施形態４，５，６に共通の主走査方向（主走査断面
図）の要部断面図を示している。同図において図１に示
した要素と同一要素には同符番を付している。
【００５７】各実施形態４，５，６は前述の図１の実施
形態１に比べて ・偏向素子としてのポリゴンミラーを高速プリンターを
目的として６面構成としたこと、 ・第３の光学素子を構成する球面レンズとトーリックレ
ンズを後述する表−４，５，６に示すように６面構成の
ポリゴンミラーに最適なレンズ形状としたこと、 が異なっているだけであり、その他の構成及び光学的作
用は前述の実施形態１と略同様であり、これにより同様
な効果を得ている。
形態１に比べて ・偏向素子としてのポリゴンミラーを高速プリンターを
目的として６面構成としたこと、 ・第３の光学素子を構成する球面レンズとトーリックレ
ンズを後述する表−４，５，６に示すように６面構成の
ポリゴンミラーに最適なレンズ形状としたこと、 が異なっているだけであり、その他の構成及び光学的作
用は前述の実施形態１と略同様であり、これにより同様
な効果を得ている。
【００５８】次に表−４，５，６に各実施形態４，５，
６におけるレンズ面形状を表わす各係数及びその他の諸
特性を示す。図８，９，１０に各実施形態４，５，６に
おける像面弯曲と歪曲収差の収差図及び中心基準の角倍
率変化の説明図を示す。各図より各収差とも実用上問題
のないレベルまで補正されていることが分かる。
６におけるレンズ面形状を表わす各係数及びその他の諸
特性を示す。図８，９，１０に各実施形態４，５，６に
おける像面弯曲と歪曲収差の収差図及び中心基準の角倍
率変化の説明図を示す。各図より各収差とも実用上問題
のないレベルまで補正されていることが分かる。
【００５９】
【表４】
【００６０】
【表５】
【００６１】
【表６】
各実施形態４，５，６において球面レンズとトーリック
レンズは共に被走査面８の法線に対して光源手段方向に
０．２ｍｍ平行シフトしている。又、各実施形態４，
５，６においてトーリックレンズは主走査方向の対称軸
が被走査面の法線に対して主走査面内で偏向素子５側の
レンズ面頂点を回転軸として時計回り方向に３６分傾い
ている。
レンズは共に被走査面８の法線に対して光源手段方向に
０．２ｍｍ平行シフトしている。又、各実施形態４，
５，６においてトーリックレンズは主走査方向の対称軸
が被走査面の法線に対して主走査面内で偏向素子５側の
レンズ面頂点を回転軸として時計回り方向に３６分傾い
ている。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば前述の如くコリメーター
レンズからの収束光を光偏向器を介して２枚のレンズよ
り成るｆθレンズにより被走査面上に結像させる際、該
ｆθレンズの２つのレンズのレンズ形状を適切に設定す
ることにより、像面弯曲や歪曲収差等を良好に補正する
と共に像高によるスポット径の変化等の影響を小さく抑
えることができ、これによりコンパクトで高精細な印字
に適した走査光学装置を達成することができる。
レンズからの収束光を光偏向器を介して２枚のレンズよ
り成るｆθレンズにより被走査面上に結像させる際、該
ｆθレンズの２つのレンズのレンズ形状を適切に設定す
ることにより、像面弯曲や歪曲収差等を良好に補正する
と共に像高によるスポット径の変化等の影響を小さく抑
えることができ、これによりコンパクトで高精細な印字
に適した走査光学装置を達成することができる。
【００６３】またｆθレンズを２枚のレンズで構成する
ことによりｆθレンズの各レンズの光軸方向の中心肉厚
を薄くできるので、２つのレンズをプラスチック成形し
た場合、成形タクトタイムを短縮することができ、より
低コストの走査光学装置が実現できる。
ことによりｆθレンズの各レンズの光軸方向の中心肉厚
を薄くできるので、２つのレンズをプラスチック成形し
た場合、成形タクトタイムを短縮することができ、より
低コストの走査光学装置が実現できる。
【図１】 本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面
図
図
【図２】 本発明の実施形態１における像面弯曲、歪曲
収差、角倍率変化を示す図
収差、角倍率変化を示す図
【図３】 本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面
図
図
【図４】 本発明の実施形態２における像面弯曲、歪曲
収差、角倍率変化を示す図
収差、角倍率変化を示す図
【図５】 本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面
図
図
【図６】 本発明の実施形態３における像面弯曲、歪曲
収差、角倍率変化を示す図
収差、角倍率変化を示す図
【図７】 本発明の実施形態４，５，６の主走査方向の
要部断面図
要部断面図
【図８】 本発明の実施形態４における像面弯曲、歪曲
収差、角倍率変化を示す図
収差、角倍率変化を示す図
【図９】 本発明の実施形態５における像面弯曲、歪曲
収差、角倍率変化を示す図
収差、角倍率変化を示す図
【図１０】 本発明の実施形態６における像面弯曲、歪
曲収差、角倍率変化を示す図
曲収差、角倍率変化を示す図
【図１１】 従来の走査光学装置の光学系の要部概略図
１ 光源手段
２ 第１の光学素子（コリメーターレンズ）
３ 絞り
４ 第２の光学素子（シリンドリカルレンズ）
５ 偏向素子（光偏向器）
６，２６，３６ 球面レンズ
７，２７，３７ トーリックレンズ
８ 被走査面（感光ドラム面）
９，２９，３９ 第３の光学素子（ｆθレンズ）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 石部 芳浩
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−76011（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−297256（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−36622（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 9/00 - 17/08
G02B 21/02 - 21/04
G02B 25/00 - 25/04
G02B 26/10
Claims (19)
- 【請求項１】 光源手段から出射した光束を収束光に変
換する第１の光学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上
において主走査方向に長手の線状に結像させる第２の光
学素子と、該偏向素子で偏向された光束を被走査面上に
スポット状に結像させる第３の光学素子と、を具備する
走査光学装置において、 該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面レンズと
トーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏向素子側
に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成り、
該トーリックレンズは主走査断面内において両レンズ面
が非球面形状で、かつ走査中心近傍で該偏向素子側に凸
面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成り、該球
面レンズと前記トーリックレンズの主走査断面内の焦点
距離を各々ｆ６，ｆ７としたとき、 １．６＜ｆ６／ｆ７＜２．４ なる条件を満足することを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項２】 前記トーリックレンズは主走査断面内に
おいて前記被走査面側のレンズ面の曲率がレンズ中心か
らレンズ周辺部にいくに従って連続的に変化し、中間部
において符号が反転することを特徴とする請求項１の走
査光学装置。 - 【請求項３】 前記トーリックレンズはプラスチック成
型により製作されていることを特徴とする請求項１の走
査光学装置。 - 【請求項４】 前記トーリックレンズは副走査断面内の
前記偏向素子側又は被走査面側のレンズ面のうち少なく
とも一方のレンズ面の曲率がレンズ中心から主走査方向
にかけて連続的に変化していることを特徴とする請求項
１，２又は３の走査光学装置。 - 【請求項５】 前記少なくとも１つのレンズ面の曲率が
レンズ中心から主走査方向にかけて左右対称に連続的に
変化していることを特徴とする請求項４の走査光学装
置。 - 【請求項６】 前記トーリックレンズは、その主走査方
向の対称軸が前記被走査面の法線に対して主走査面内で
傾いていることを特徴とする請求項１の走査光学装置。 - 【請求項７】 前記トーリックレンズは主走査断面内に
おいて光源手段方向に平行偏心していることを特徴とす
る請求項１〜７のいずれか１項記載の走査光学装置。 - 【請求項８】光源手段から出射した光束を収束光に変換
する第１の光学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上に
おいて主走査方向に長手の線状に結像させる第２の光学
素子と、該偏向素子で偏向された光束を被走査面上にス
ポット状に結像させる第３の光学素子と、を具備する走
査光学装置において、 該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面レンズと
トーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏向素子側
に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状でプラスチ
ック成型により製作されており、該トーリックレンズは
主走査断面内において両レンズ面が非球面形状で、かつ
走査中心近傍で該偏向素子側に凸面を向けた正の屈折力
のメニスカス形状でプラスチック成型により製作されて
おり、 該第３の光学素子は該偏向素子と該被走査面との間にお
ける副走査断面内の該被走査面上の有効画像中心部の角
倍率をｒＳＣとしたとき ０．２５＜ｒＳＣ＜０．６７ なる条件を満足することを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項９】光源手段から出射した光束を収束光に変換
する第１の光学素子と、該光束を偏向素子の偏向面上に
おいて主走査方向に長手の線状に結像させる第２の光学
素子と、該偏向素子で偏向された光束を被走査面上にス
ポット状に結像させる第３の光学素子と、を具備する走
査光学装置において、 該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面レンズと
トーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏向素子側
に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成り、
該トーリックレンズは主走査断面内において両レンズ面
が非球面形状で、かつ走査中心近傍で該偏向素子側に凸
面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成ってお
り、該トーリックレンズの副走査断面内の屈折力はレン
ズ中心からレンズ周辺部にいくに従い連続的に弱くな
り、かつ該第３の光学素子は該偏向素子と該被走査面と
の間における副走査断面内の該被走査面上の有効像中心
部の角倍率をｒＳＣ、画像全域における任意の位置の角
倍率をｒＳＯとしたとき、 ０．９＜ｒＳＯ／ｒＳＣ＜１．２５ なる条件を満足することを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項１０】 光源手段から出射した光束を収束光に
変換する第１の光学素子と、該光束を偏向素子の偏向面
上において主走査方向に長手の線状に結像させる第２の
光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を被走査面上
にスポット状に結像させる第３の光学素子と、を具備す
る走査光学装置において、 該第３の光学素子は該偏向素子側から順に球面レンズと
トーリックレンズを有し、該球面レンズは該偏向素子側
に凹面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成り、
該トーリックレンズは主走査断面内において両レンズ面
が非球面形状で、かつ走査中心近傍で該偏向素子側に凸
面を向けた正の屈折力のメニスカス形状より成り、 該球面レンズと該トーリックレンズの主走査断面内の焦
点距離を各々ｆ６，ｆ７としたとき、 １ ＜ｆ６／ｆ７＜ １０ なる条件を満足することを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項１１】 前記トーリックレンズは主走査断面内
において前記被走査面側のレンズ面の曲率がレンズ中心
からレンズ周辺部にいくに従って連続的に変化し、中間
部において符号が反転することを特徴とする請求項１０
の走査光学装置。 - 【請求項１２】 前記トーリックレンズはプラスチック
成型により製作されていることを特徴とする請求項１０
の走査光学装置。 - 【請求項１３】 前記トーリックレンズは副走査断面内
の前記偏向素子側又は被走査面側のレンズ面のうち少な
くとも一方のレンズ面の曲率がレンズ中心から主走査方
向にかけて連続的に変化していることを特徴とする請求
項１０，１１又は１２の走査光学装置。 - 【請求項１４】 前記少なくとも１つのレンズ面の曲率
がレンズ中心から主走査方向にかけて左右対称に連続的
に変化していることを特徴とする請求項１３の走査光学
装置。 - 【請求項１５】 前記トーリックレンズは、その主走査
方向の対称軸が前記被走査面の法線に対して主走査面内
で傾いていることを特徴とする請求項１０の走査光学装
置。 - 【請求項１６】 前記トーリックレンズは主走査断面内
において光源手段方向に平行偏心していることを特徴と
する請求項１０〜１５のいずれか１項記載の走査光学装
置。 - 【請求項１７】 前記第３の光学素子を構成する球面レ
ンズとトーリックレンズはプラスチック成型より製作さ
れており、該第３の光学素子は前記偏向素子と前記被走
査面との間における副走査断面内の該被走査面上の有効
画像中心部の角倍率をｒＳＣとしたとき、 ０．２５＜ｒＳＣ＜０．６７ なる条件を満足することを特徴とする請求項１０の走査
光学装置。 - 【請求項１８】 前記トーリックレンズの副走査断面内
の屈折力はレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従い連
続的に弱くなり、かつ前記第３の光学素子は前記偏向素
子と前記被走査面との間における副走査断面内の該被走
査面上の有効画像中心部の角倍率をｒＳＣ、画像全域に
おける任意の位置の角倍率をｒＳＯとしたとき、 ０．９＜ｒＳＯ／ｒＳＣ＜１．２５ なる条件を満足することを特徴とする請求項１０の走査
光学装置。 - 【請求項１９】 請求項１から１８のいずれか１項に記
載の走査光学装置を備えたことを特徴とする画像記録装
置。
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