JP2001133707A

JP2001133707A - 走査光学装置

Info

Publication number: JP2001133707A
Application number: JP31053399A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hama; 善博浜; Yasushi Suzuki; 康史鈴木; Taminori Odano; 民則小田野; Susumu Mikajiri; 晋三ヶ尻
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2001-05-18
Also published as: US6392772B1

Abstract

(57)【要約】【課題】ｆθレンズが占有するスペースを減らすこと
によって、光路設計の自由度を確保するとともに、コス
ト削減を実現することができる走査光学装置を提供す
る。【解決手段】成形レンズ部４００は、互いに異なる材
料からなる第１レンズ４１０と第２レンズの一方のレン
ズが他方のレンズに対して金型を用いて一体的に成形さ
れた接合レンズとして構成されており、第１、第２レン
ズの順番で各光ビームＬＡ乃至ＬＤが通過するように構
成されている。第１レンズ４１０は、各光ビームＬＡ乃
至ＬＤを主に主走査方向に収束するパワーを有し、第２
レンズ４２０は、各光ビームＬＡ乃至ＬＤを主に副走査
方向に収束するパワーを有している。成形レンズ部４０
０は、第１、第２レンズの作用によって各光ビームＬＡ
乃至ＬＤを主走査方向と副走査方向の双方に収束するよ
うに構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ビームを感光ドラ
ムなどの被照射対象物に走査する走査光学装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】モノクロのレーザプリンタなどに適用さ
れる走査光学装置は、画素信号により発光される半導体
レーザを備え、この半導体レーザから出力されるレーザ
ビーム（以下光ビームという）はコリメートレンズによ
り平行光に変換された後、ポリゴンミラーにより水平方
向に走査偏向され、この光ビームをｆθレンズで屈折、
集光させて感光ドラムの表面に入射し、感光ドラム表面
を画素信号の強度に応じて露光する。そして、この露光
像をトナーで現像した後、このトナー像を記録紙に転写
し定着処理を施すことにより、画像情報を記録紙に印画
定着するようになっている。

【０００３】また、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックの各色に対応したトナー像を記録紙に転写すること
でカラー画像を印画するカラープリンタやカラー複写機
などに適用される走査光学装置として、各色毎に独立し
た光源を備えた走査光学系を用いたものがある。このよ
うな走査光学装置の走査光学系は、各色毎に独立した光
源と、単一のポリゴンミラーと、複数のレンズからなる
ｆθレンズとを備え、各色毎に独立した感光ドラムに各
光ビームを照射して露光するように構成されており、そ
れぞれ露光、現像、転写の各プロセスが行なわれ、最後
に定着装置により４色同時に定着して、カラー画像が記
録紙に印画定着されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した各色毎に対応
する光源、単一のポリゴンミラー、複数のレンズからな
るｆθレンズを備える走査光学装置では次のような問題
がある。上述した各プロセスを行う露光部、現像部、転
写部などを配置するためのスペースを各感光ドラムの周
囲に確保するためには、ｆθレンズを含む光学系の光路
設計の自由度が必要である。しかしながら、ｆθレンズ
が複数のレンズから構成され、これら複数のレンズが装
置内でスペースを占有してしまうと、光学系の光路設計
の自由度を確保することが難しい。また、ｆθレンズを
構成するレンズの点数が多いため、製造コストがかかる
という問題もある。本発明は前記事情に鑑み案出された
ものであって、本発明の目的は、ｆθレンズが占有する
スペースを減らすことによって、光路設計の自由度を確
保するとともに、コスト削減を実現することができる走
査光学装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ビームを出
射する複数の光源と、前記各光源から出射された前記各
光ビームを偏向走査する単一のポリゴンミラーと、前記
ポリゴンミラーによって偏向走査された前記各光ビーム
をそれぞれ複数の被照射対象物に収束させるｆθレンズ
とを有する走査光学装置において、前記ｆθレンズは、
主に前記各光ビームの主走査方向の収束を行うように構
成された単一の第１レンズと、主に前記各光ビームの主
走査方向と直交する副走査方向の収束を行うように構成
された単一の第２レンズとを有し、前記第１、第２レン
ズは互いに異なる材料からなり、第１、第２レンズの一
方のレンズは他方のレンズに対して金型を用いて一体的
に成形され、第１、第２レンズは接合レンズとして構成
されていることを特徴とする。また、本発明は、光ビー
ムを出射する複数の光源と、前記各光源から出射された
前記各光ビームを偏向走査する単一のポリゴンミラー
と、前記ポリゴンミラーによって偏向走査された前記各
光ビームをそれぞれ複数の被照射対象物に収束させるｆ
θレンズとを有する走査光学装置において、前記ｆθレ
ンズは、主に前記各光ビームの主走査方向と直交する副
走査方向の収束を行うように構成された単一の第１レン
ズと、主に前記各光ビームの主走査方向の収束を行うよ
うに構成された単一の第２レンズとを有し、前記第１、
第２レンズは互いに異なる材料からなり、第１、第２レ
ンズの一方のレンズは他方のレンズに対して金型を用い
て一体的に成形され、第１、第２レンズは接合レンズと
して構成されていることを特徴とする。

【０００６】そのため、本発明によれば、第１、第２レ
ンズが独立して設けられる場合と違って、ｆθレンズが
占有するスペースを減らすことができるので、光路設計
の自由度を確保することができる。また、部品点数を減
らすことができるので、コストを削減することができ
る。

【０００７】また、本発明は、前記第１レンズの入射面
や第２レンズの出射面に回折レンズ構造を設けることが
できる。また、本発明は、前記回折レンズ構造が前記接
合レンズの形成時に同時に成形されるように構成するこ
とができる。また、本発明は、前記第１レンズと第２レ
ンズの一方はガラス材料から構成され、前記第１レンズ
と第２レンズの他方はプラスチック材料から構成するこ
とができる。また、本発明は、前記ｆθレンズは第３レ
ンズをさらに有し、前記第１、第２、第３レンズはこの
順番で前記光ビームが通過するように構成することがで
きる。また、本発明は、前記第３レンズは、主に前記各
光ビームの前記主走査方向と直交する副走査方向の収束
を行うように構成することができる。また、本発明は、
前記被照射対象物を前記イエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックに対応して設けられた感光ドラムとし、前記光
ビームの主走査方向が前記各感光ドラムの長さ方向とす
ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、
走査光学装置がカラープリンタに適用された場合につい
て説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の走査光
学装置の平面図、図２は図１をＡＡ線断面から見た状態
を示す側面図、図３は第１、第２レンズから構成された
接合レンズ部を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図
３（Ｂ）は図３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た状態を示す
正面図、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）を矢印Ｃ方向から見た
状態を示す側面図である。

【０００９】走査光学装置１０００は、筐体１の底壁１
０と、この底壁１０の上面１０Ａに配設された各部、す
なわち光源部１００、シリンダレンズ部２００、ポリゴ
ンミラー部３００、第１レンズ４１０および第２レンズ
４２０を含んで構成される接合レンズ部４００、第３レ
ンズ５００、ミラー部６００、水平同期用検知部７００
などから構成されている。

【００１０】図２に示されているように、底壁１０は、
水平方向に延在し、その下方には底壁１０の下面１０Ｂ
と間隔をおいて、４個の感光ドラム２０Ａ、２０Ｂ、２
０Ｃ、２０Ｄ（特許請求の範囲の請求項１、３の被照射
対象物に相当）が互いに間隔をおいて軸線が平行をなし
た状態で回転可能に設けられている。各感光ドラム２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄは、カラー画像を形成する
ために必要な互いに異なる色（イエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラック）に対応して設けられており、これらイ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを記録紙
に転写するように構成されている。

【００１１】走査光学装置１０００の概略動作は以下の
通りである。すなわち、光源部１００から出射されシリ
ンダレンズ２３０を通過した４本の光ビームＬＡ乃至Ｌ
Ｄは、ポリゴンミラー部３００によって主走査方向に偏
向走査される。偏向走査された各光ビームＬＡ乃至ＬＤ
は、接合レンズ部４００、ミラー部６００、第３レンズ
５００を介して各感光ドラム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、
２０Ｄ上に収束されて主走査方向に走査されるように構
成されている。ポリゴンミラー部３００によって走査さ
れた各光ビームＬＡ乃至ＬＤは、水平同期用検知部７０
０の受光センサ７２０に導かれ、この受光センサ７２０
の受光信号に基いて主走査方向の書き込みタイミングの
同期が取られる。なお、各光ビームＬＡ乃至ＬＤの主走
査方向は、各感光ドラム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０
Ｄの長さ方向に沿っており、この主走査方向と直交する
走査方向が副走査方向となる。

【００１２】次に各部の構成について詳細に説明する。
光源部１００は、光ビームを出力する４個の半導体レー
ザ１２０Ａ乃至１２０Ｄと、各半導体レーザ１２０Ａ乃
至１２０Ｄから出射される各光ビームＬＡ乃至ＬＤを平
行光にするための４個のコリメータレンズと、各半導体
レーザを駆動するための半導体レーザ駆動回路とを備え
て構成されている。そして、光源部１００は、各半導体
レーザ１２０Ａ乃至１２０Ｄから各コリメータレンズを
通過して出射される平行光となった各光ビームＬＡ乃至
ＬＤが、それぞれの光路が平面からみて一致し、鉛直方
向に同一の間隔をおいて平行をなすように構成されてい
る。また、図２に示されているように、各光ビームＬＡ
乃至ＬＤは、光ビームＬＡが鉛直方向の最も下方に位置
し、光ビームＬＡの上方に光ビームＬＢが位置し、光ビ
ームＬＢの上方に光ビームＬＣが位置し、光ビームＬＣ
の上方に光ビームＬＤが位置するように構成されてい
る。

【００１３】シリンダレンズ部２００は、壁部１０の上
面１０Ａに取着されたベース２１０と、このベース部２
１０から立設されたレンズ保持部２２０と、レンズ保持
部２２０によって保持されたシリンダレンズ２３０とを
有している。シリンダレンズ２３０は、光源部１００か
ら出射された各光ビームＬＡ乃至ＬＤを入射する入射面
２３０Ａと、入射した各光ビームＬＡ乃至ＬＤを出射す
る出射面２３０Ｂとを有している。そして、シリンダレ
ンズ２３０は、光源部１００から出射された平行光とな
った各光ビームＬＡ乃至ＬＤを入射してこれら各光ビー
ムＬＡ乃至ＬＤを水平方向（主走査方向）は収束せず、
鉛直方向（副走査方向）にのみ収束してポリゴンミラー
部３００へ出射するように構成されている。そして、シ
リンダレンズ２３０の焦点位置、すなわち各光ビームＬ
Ａ乃至ＬＤが最も収束されて水平方向に延在する線像と
なる位置は、後述するポリゴンミラー３２０の反射面３
２２の位置となるように設定されている。

【００１４】ポリゴンミラー部３００は、底部１０の上
面１０Ａに取着されたモータ部３１０と、モータ部３１
０の鉛直方向に向けられた回転軸３１２に取着された単
一のポリゴンミラー３２０とを有している。ポリゴンミ
ラー３２０は、平面から見て６個の反射面３２２が正６
角形をなすように設けられており、各反射面３２２は水
平面に対して直交している。そして、各反射面３２２は
それぞれ単一の面を形成しており、この単一の面にシリ
ンダレンズ２３０から出射された各光ビームＬＡ乃至Ｌ
Ｄが入射するようになっている。図１において、モータ
部３１０は、図略のモータ制御回路から入力される駆動
信号によって等速で反時計回転の方向に高速回転される
ようになっており、これにより、各光ビームＬＡ乃至Ｌ
Ｄは主走査方向に偏向走査される。

【００１５】接合レンズ部４００は、それぞれ単一の第
１、第２レンズ４１０、４２０を含んで構成されてお
り、後述する第３レンズ５００と共にｆθレンズを構成
する。上記ｆθレンズは、ポリゴンミラー３２０によっ
て主走査方向に走査される光ビームＬＡ乃至ＬＤをそれ
ぞれ感光ドラム２０Ａ乃至２０Ｄ上に収束させる作用を
果たす。

【００１６】接合レンズ部４００は、ポリゴンミラー３
２０によって偏向走査された各光ビームＬＡ乃至ＬＤを
入射するように構成されており、底壁１０の上面１０Ａ
に図略の保持部材を介して取着されている。図３に示さ
れているように、接合レンズ部４００は、第１レンズ４
１０（特許請求の範囲の請求項１記載の第１レンズに相
当）と第２レンズ４２０（特許請求の範囲の請求項１記
載の第２レンズに相当）が一体的に成形されることで構
成されており、この順番で各光ビームＬＡ乃至ＬＤが通
過するように構成されている。第１レンズ４１０は、各
光ビームＬＡ乃至ＬＤを主に主走査方向に収束するパワ
ーを有し、第２レンズ４２０は、各光ビームＬＡ乃至Ｌ
Ｄを主に副走査方向に収束するパワーを有している。し
たがって、接合レンズ部４００は、第１、第２レンズ４
１０、４２０の作用によって各光ビームＬＡ乃至ＬＤを
主走査方向と副走査方向の双方に収束するように構成さ
れている。

【００１７】接合レンズ部４００の構成について更に説
明する。第１レンズ４１０は、入射面４１２と出射面４
１４を有して構成され、第２レンズ４２０は、入射面４
２２と出射面４２４を有して構成されている。そして、
第１レンズ４１０の入射面４１２は、接合レンズ部４０
０の入射面をなし、ポリゴンミラー３２０の反射面３２
２に臨んでいる。また、第１レンズ４１０の出射面４１
４と第２レンズ４２０の入射面４２２は互いに接合され
る接合面をなしている。また、第２レンズ４２０の出射
面４２４は接合レンズ部４００の出射面をなし、後述す
るミラー部６００に臨んでいる。

【００１８】そして、第１レンズ４１０は、各光ビーム
ＬＡ乃至ＬＤが入射面４１２、出射面４１４をこの順番
で通過することで屈折され、各光ビームＬＡ乃至ＬＤが
主走査方向へ収束されるように構成されている。

【００１９】一方、第２レンズ４２０には、出射面４２
４に各光ビームＬＡ乃至ＬＤを副走査方向に収束するた
めの凸状の曲面４２４Ａ乃至４２４Ｄが各光ビームＬＡ
乃至ＬＤ毎に対応して設けられている。各凸状の曲面４
２４Ａ乃至４２４Ｄの光軸は各光ビームＬＡ乃至ＬＤと
一致するように構成されている。そして、第１レンズ４
１０の出射面４１４から出射された各光ビームＬＡ乃至
ＬＤは、第２レンズ４２０の入射面４２２、出射面４２
４をこの順番で通過することで屈折され、各光ビームＬ
Ａ乃至ＬＤが副走査方向に収束されるように構成されて
いる。

【００２０】したがって、各光ビームＬＡ乃至ＬＤは、
鉛直方向に等間隔で並んで第１レンズ４１０の入射面４
１２に入射され第２レンズ４２０の出射面４２４からそ
れぞれ鉛直方向に等間隔をおいた状態で出射される。そ
して、各光ビームＬＡ乃至ＬＤは第１、第２レンズ４１
０、４２０から構成される接合レンズ部４００を通過す
ることで主走査方向と副走査方向の双方の方向に収束さ
れる。

【００２１】上述した接合レンズ部４００は、例えば、
互いに異なる材料からなる第１、第２レンズ４１０、４
２０の一方のレンズを他方のレンズに対して金型を用い
て一体的に成形した接合レンズとして構成されている。
この場合、例えば第１レンズ４１０を構成する材料とし
て合成樹脂を用いるとともに、第２レンズ４２０を構成
する材料としてガラスを用いることで、第１レンズ４０
０をハイブリッド構造の接合レンズとして製造すること
が可能となる。また、第１、第２レンズ４１０、４２０
を一体に形成することでｆθレンズの部品点数を削減す
ることができる。

【００２２】ミラー部６００は、第２レンズ４２０から
出射された各光ビームＬを次述する第３レンズ５００を
構成するレンズ５００Ａ乃至５００Ｄに導くように構成
されている。ミラー部６００は、第１乃至第４ミラー群
６１０、６２０、６３０、６４０から構成されている。
第１ミラー群６１０は、半導体レーザ１２０Ａの光ビー
ムＬＡをレンズ５００Ａに導く１個のミラー６１２から
構成されている。第２ミラー群６２０は、半導体レーザ
１２０Ｂの光ビームＬＢをレンズ５００Ｂに導く２個の
ミラー６２２、６２４から構成されている。第３ミラー
群６３０は、半導体レーザ１２０Ｃの光ビームＬＣをレ
ンズ５００Ｃに導く３個のミラー６３２、６３４、６３
６から構成されている。第４ミラー群６４０は、半導体
レーザ１２０Ｄの光ビームＬＤをレンズ５００Ｄに導く
３個のミラー６４２、６４４、６４６から構成されてい
る。これら各ミラー６１２、６２２、６２４、６３２、
６３４、６３６、６４２、６４４、６４６はそれぞれ光
ビームＬの主走査方向にわたって延在して設けられてお
り、図略の保持部材を介して底壁１０の上面１０Ａに取
着されている。

【００２３】第３レンズ５００は、各光ビームＬＡ乃至
ＬＤにそれぞれに対応して個別に設けられたレンズ５０
０Ａ乃至５００Ｄと、これらレンズ５００Ａ乃至５００
Ｄをそれぞれ底壁１０の上面１０Ａに取着する保持部材
５１０Ａ乃至５１０Ｄ（図１のみに示す）とを有してい
る。第３レンズ５００のレンズ５００Ａ乃至５００Ｄ
は、各光ビームＬＡ乃至ＬＤを主に副走査方向に収束さ
せるパワーを有し、水平方向（主走査方向）に収束させ
るパワーも有している。ここで、各レンズ５００Ａ乃至
５００Ｄによる光ビームＬＡ乃至ＬＤを収束させるパワ
ーは、鉛直方向に各光ビームＬＡ乃至ＬＤを収束させる
パワーよりも弱くなるように構成されている。

【００２４】一方、底壁１０には、各感光ドラム２０Ａ
乃至２０Ｄの上部に臨む箇所に、各感光ドラム２０Ａ乃
至２０Ｄの軸線と平行に、すなわち光ビームＬＡ乃至Ｌ
Ｄの主走査方向にわたって延在する開口１２Ａ乃至１２
Ｄが貫通して設けられている。この開口１２Ａ乃至１２
Ｄの上面１０Ａ側の周縁部には保持部材６１０Ａ乃至６
１０Ｄが取着され、これら保持部材６１０Ａ乃至６１０
Ｄによってレンズ５００Ａ乃至５００Ｄが保持されてい
る。すなわち、レンズ５００Ａ乃至５００Ｄは各光ビー
ムＬＡ乃至ＬＤのそれぞれに対応した個別の箇所で光ビ
ームＬＡ乃至ＬＤの主走査方向にわたって延在してい
る。そして、レンズ５００Ａ乃至５００Ｄは、それぞれ
光ビームＬＡ乃至ＬＤが入射される入射面５００Ａ１乃
至５００Ｄ１と、これら入射面５００Ａ１乃至５００Ｄ
１に入射された各光ビームＬＡ乃至ＬＤが出射される出
射面５００Ａ２乃至５００Ｄ２とを有している。

【００２５】ここで、第１乃至第４ミラー群６１０、６
２０、６３０、６４０と各レンズ５００Ａ乃至５００Ｄ
との配置関係について説明する。第１ミラー群６１０の
ミラー６１２は、第２レンズ４２０から水平方向に出射
された光ビームＬＡを９０度下方に反射させて、レンズ
５００Ａの入射面５００Ａ１に対して直交して入射させ
るように構成されている。第２ミラー群６２０のミラー
６２２は、第２レンズ４２０から水平方向に出射された
光ビームＬＢを４５度上方に反射させてミラー６２４に
導き、このミラー６２４はそれに入射された光ビームＬ
を４５度下方に反射させて、レンズ５００Ｂの入射面５
００Ｂ１に対して直交して入射させるように構成されて
いる。第３ミラー群６３０のミラー６３２は、第２レン
ズ４２０から水平方向に出射された光ビームＬＣを下方
に反射させてミラー６３４に導き、このミラー６３４は
それに入射された光ビームＬＣを上方に反射させてミラ
ー６３６に導き、このミラー６３６はそれに入射された
光ビームＬを下方に反射させてレンズ５００Ｃの入射面
５００Ｃ１に直交して入射させるように構成されてい
る。第４ミラー群６４０のミラー６４２は、第２レンズ
４２０から水平方向に出射された光ビームＬＤを９０度
上方に反射させてミラー６４４に導き、このミラー６３
４はそれに入射された光ビームＬを９０度に反射させて
ミラー６３６に導き、このミラー６３６はそれに入射さ
れた光ビームＬＤを９０度下方に反射させてレンズ５０
０Ｄの入射面５００Ｄ１に対して直交して入射させるよ
うに構成されている。

【００２６】上述したｆθレンズを構成する第１レンズ
４１０の作用により各光ビームＬＡ乃至ＬＤを主走査方
向に収束させ、第２、第３レンズ４２０、５００の作用
により各光ビームＬＡ乃至ＬＤを副走査方向に収束させ
ている。この結果、ポリゴンミラー３２０の反射面３２
２の位置で水平方向に延在する線像となった各光ビーム
ＬＡ乃至ＬＤは、この反射面３２２によって反射された
後、上記第１乃至第３レンズ４１０、４２０、５００の
作用によって各感光ドラム２０Ａ乃至２０Ｄの面の位置
で主走査方向および副走査方向の両方向に収束され点像
となるようになっている。

【００２７】水平同期検知部７００は、ミラー７１０
と、受光センサ７２０とを有して構成されている。ミラ
ー７１０は、感光ドラムのビーム主走査方向において、
画像形成に寄与する走査範囲から外れた手前の所定位置
に配設され、この所定位置に到達した光ビームＬを受光
センサ７２０へ反射させるように底壁１０の上面１０Ａ
に取付部材７１２によって取着されている。受光センサ
７２０は、第２レンズ４２０を通過する光ビームＬＡ乃
至ＬＤのうちミラー７１０によって導かれた画像形成に
寄与しない走査範囲の光ビームＬＡ乃至ＬＤを入射する
ように底壁１０の上面１０Ａに取付部材７２２によって
取着されている。受光センサ７２０から出力される受光
信号に基いて各半導体レーザ１２０Ａ乃至１２０Ｄの駆
動信号を制御することで感光ドラム２０Ａ乃至２０Ｄに
対する主走査方向への書き込み動作の同期が取られるよ
うになっている。そして、図略の制御回路は、受光セン
サ７２０から出力される受光信号に基いて各半導体レー
ザ１２０Ａ乃至１２０Ｄの駆動信号を制御することで感
光ドラム２０Ａ乃至２０Ｄに対する主走査方向への書き
込み開始位置の同期が取られるようになっている。上記
制御回路による各半導体レーザ１２０Ａ乃至１２０Ｄの
駆動信号の制御は、この制御回路によって光源部１００
の半導体レーザ駆動回路を制御することによって行なわ
れる。

【００２８】上述の構成によれば、ポリゴンミラー３２
０によって偏向走査された各光ビームＬＡ乃至ＬＤを主
走査方向に収束する第１レンズ４１０と、副走査方向に
収束する第２レンズ４２０とを一体的に形成して接合レ
ンズ部４００を構成した。したがって、第１、第２レン
ズが独立して設けられる場合と違って、ｆθレンズが占
有するスペースを減らすことで光路設計の自由度を確保
するとともに、部品点数を減らすことでコスト削減を実
現することができる。

【００２９】また、上述した第１の実施の形態では、接
合レンズ部４００は、各光ビームを主走査方向に収束す
る第１レンズ４１０と、各光ビームを副走査方向に収束
する第２レンズ４２０とから構成され、第１、第２レン
ズ部４１０、４２０はこの順番で各光ビームが通過する
ように構成した。しかしながら、接合レンズ部４００
が、各光ビームを副走査方向に収束する第１レンズ（特
許請求の範囲の請求項３記載の第１レンズに相当）と、
各光ビームを主走査方向に収束する第２レンズ（特許請
求の範囲の請求項３記載の第２レンズに相当）とから構
成され、第１、第２レンズはこの順番で各光ビームが通
過するように構成してもよい。すなわち、この場合に
は、第１レンズに設けられた各凸状の曲面がポリゴンミ
ラー３２０の反射面３２２に臨むように配置すればよ
い。

【００３０】ところで、上述した第１の実施の形態で説
明した走査光学装置には、以下に説明するように各半導
体レーザ１２０Ａ乃至１２０Ｄから出射される光ビーム
間で波長がずれることで各感光ドラム２０Ａ乃至２０Ｄ
上における光ビームの主走査方向の位置ずれがおきる問
題がある。すなわち、光源部１００を構成する各半導体
レーザ１２０Ａ乃至１２０Ｄは、駆動されることで光ビ
ームを出射する発光体を備えている。この発光体は駆動
されて光ビームを出射すると同時に発熱するが、発光体
はそれ自身の温度が上昇すると出射する光ビームの波長
が大きくなり、下降すると出射する光ビームの波長が小
さくなる特性を有している。

【００３１】したがって、各半導体レーザ１２０Ａ乃至
１２０Ｄが異なるタイミングで異なる時間駆動される
と、各半導体レーザの発光体は互いに温度差が生じるた
め、各半導体レーザから出射される光ビームの波長は互
いに異なってくる。一方、ｆθレンズ（すなわち第１乃
至第３レンズ４１０、４２０、５００）は、同一波長の
光ビームに対しては同一の光学的特性を有するように構
成されているが、光ビームの波長が変化すれば、その光
学的特性、すなわち主走査方向における走査倍率が変化
する。

【００３２】したがって、走査光学系において波長が異
なる光ビームがｆθレンズに入射されると、走査光学系
においてｆθレンズから出射され感光ドラムを走査する
光ビームの間で走査方向の位置ずれが生じることによっ
て記録紙に印画される画像に色ずれが発生する。このよ
うな各光源の光ビームの波長変動に起因する各光ビーム
の主走査方向の位置ずれを防止するようにした第２の実
施の形態について次に説明する。第２の実施の形態は、
接合レンズ部に回折レンズ構造を設けることにより、ｆ
θレンズによる主走査方向の倍率色収差を補正する点が
第１の実施の形態と異なっており、その他の構成につい
ては第１の実施の形態と同様であるため、以下では主に
接合レンズの構成について説明する。

【００３３】図４は第２の実施の形態の走査光学装置に
おける第１、第２レンズから構成された接合レンズ部を
示す図であり、図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は図４
（Ａ）を矢印Ｄ方向から見た状態を示す平面図、図４
（Ｃ）は図４（Ａ）を矢印Ｃ方向から見た状態を示す側
面図である。

【００３４】接合レンズ部１４００は、第１、第２レン
ズ１４１０、１４２０を含んで構成されており、第１の
実施の形態で説明した第３レンズ５００と共にｆθレン
ズを構成する。上記ｆθレンズがポリゴンミラー３２０
によって主走査方向に走査される光ビームＬＡ乃至ＬＤ
をそれぞれ感光ドラム２０Ａ乃至２０Ｄ上に収束させる
作用を果たす点は第１の実施の形態と同様である。

【００３５】図４に示されているように、接合レンズ部
１４００は、第１レンズ４１０（特許請求の範囲の請求
項３記載の第１レンズに相当）と第２レンズ４２０（特
許請求の範囲の請求項３記載の第２レンズに相当）が一
体的に成形されることで構成されており、この順番で各
光ビームＬＡ乃至ＬＤが通過するように構成されてい
る。第１レンズ１４１０は、各光ビームＬＡ乃至ＬＤを
主に副走査方向に収束するパワーを有し、第２レンズ１
４２０は、各光ビームＬＡ乃至ＬＤを主に副走査方向に
収束するパワーを有している。したがって、接合レンズ
部４００は、第１、第２レンズ１４１０、１４２０の作
用によって各光ビームＬＡ乃至ＬＤを主走査方向と副走
査方向の双方に収束するように構成されている。

【００３６】接合レンズ部１４００の構成について更に
説明する。第１レンズ１４１０は、入射面１４１２と出
射面１４１４を有して構成され、第２レンズ１４２０
は、入射面１４２２と出射面１４２４を有して構成され
ている。そして、第１レンズ１４１０の入射面１４１２
は、接合レンズ部１４００の入射面をなし、ポリゴンミ
ラー３２０の反射面３２２に臨んでいる。また、第１レ
ンズ１４１０の出射面１４１４と第２レンズ１４２０の
入射面１４２２は互いに接合される接合面をなしてい
る。また、第２レンズ１４２０の出射面１４２４は接合
レンズ部１４００の出射面をなし、ミラー部７００に臨
んでいる。

【００３７】第１レンズ１４１０には、入射面１４１２
に各光ビームＬＡ乃至ＬＤを副走査方向に収束するため
の凸状の曲面１４１２Ａ乃至１４１２Ｄが各光ビームＬ
Ａ乃至ＬＤ毎に対応して設けられている。各凸状の曲面
１４１２Ａ乃至１４１２Ｄの光軸は各光ビームＬＡ乃至
ＬＤと一致するように構成されている。そして、ポリゴ
ンミラー３２０の反射面３２２によって反射された各光
ビームＬＡ乃至ＬＤは、第１レンズ１４１２の各凸状の
曲面１４１２Ａ乃至１４１２Ｄを通過することで屈折さ
れ、各光ビームＬＡ乃至ＬＤが副走査方向に収束される
ように構成されている。

【００３８】一方、第２レンズ１４２０は、各光ビーム
ＬＡ乃至ＬＤが入射面１４２２、出射面１４２４をこの
順番で通過することで屈折され、各光ビームＬＡ乃至Ｌ
Ｄが主走査方向へ収束されるように構成されている。

【００３９】さらに、図４（Ａ）に示されているよう
に、第１レンズ１４１０の各凸状の曲面１４１２Ａ乃至
１４１２Ｄには、回折レンズ面であり、ベースカーブと
なる回転対称な非球面上に屈折レンズ部分での倍率色収
差を補正する作用を有するフレネルレンズ状の回折レン
ズ構造１４１６Ａ乃至１４１６Ｄが構成されている。す
なわち、各回折レンズ構造１４１６Ａ乃至１４１６Ｄ
は、第１レンズ１４１０、第２レンズ１４２０、第３レ
ンズ５００によって構成されるｆθレンズによる主走査
方向の倍率色収差の補正を行う作用を有している。

【００４０】上述した接合レンズ部１４００は、例え
ば、互いに異なる材料からなる第１、第２レンズ１４１
０、１４２０の一方のレンズを他方のレンズに対して金
型を用いて一体的に成形した接合レンズとして構成され
ている。そして、接合レンズの成形の際に接合レンズと
回折レンズ構造１４１６Ａ乃至１４１６Ｄとを一体に形
成することができる。この場合、例えば第１レンズ１４
１０と回折レンズ構造１４１６Ａ乃至１４１６Ｄを構成
する材料として合成樹脂を用いるとともに、第２レンズ
１４２０を構成する材料としてガラスを用いることで、
接合レンズ部１４００をハイブリッド構造の接合レンズ
として製造することが可能となり、部品点数を削減する
ことができ、前述した第１の実施の形態と同様の効果を
奏することができる。

【００４１】上述の構成によれば、ポリゴンミラー３２
０によって偏向走査された各光ビームＬＡ乃至ＬＤは、
第１レンズ１４００の入射面１４１２に設けられた回折
レンズ構造１４１６Ａ乃至１４１６Ｄによってｆθレン
ズによる主走査方向の倍率色収差が補正される。したが
って、光源部１００の各半導体レーザ１２０Ａ乃至１２
０Ｄの間で波長変動が生じ、波長が異なる値となったと
しても、ｆθレンズによる主走査方向の倍率色収差が補
正されるため、主走査方向への走査倍率の変化が抑制さ
れ、各感光ドラム２０Ａ乃至２０Ｄにおいて主走査方向
の位置ずれが生じることが防止される。したがって、各
感光ドラム上を走査する光ビームＬＡ乃至ＬＤ間で主走
査方向の位置ずれが発生しないから、各感光ドラムによ
って記録紙に印画される画像に色ずれが発生することが
防止されるという効果を奏することができる。

【００４２】上述した第２の実施の形態では、接合レン
ズ部１４００は、各光ビームを副走査方向に収束する第
１レンズ１４１０と、各光ビームを主走査方向に収束す
る第２レンズ１４２０とから構成され、第１、第２レン
ズ１４１０、４２０はこの順番で各光ビームが通過する
ように構成した。しかしながら、接合レンズ部１４００
が、各光ビームを主走査方向に収束する第１レンズ（特
許請求の範囲の請求項１記載の第１レンズに相当）と、
各光ビームを副走査方向に収束する第２レンズ（特許請
求の範囲の請求項１記載の第２レンズに相当）とから構
成され、第１、第２レンズはこの順番で各光ビームが通
過するように構成してもよい。すなわち、この場合に
は、第２レンズに設けられた各凸状の曲面がミラー部６
００に臨むように配置され、第２レンズに設けられた各
凸状の曲面で回折レンズ構造を構成すればよい。

【００４３】上述した第２の実施の形態では、第１レン
ズ（または第２レンズ）に設けられた各光ビームＬＡ乃
至ＬＤを副走査方向に収束するための各凸状の曲面で回
折レンズ構造を構成した例について説明したが、以下に
示す第３の実施の形態のように、回折レンズ構造は各光
ビームＬＡ乃至ＬＤを主走査方向に収束する第２レンズ
（または第１レンズ）に設けてもよい。図５は第３の実
施の形態の走査光学装置における第１、第２レンズから
構成された接合レンズ部を示す図であり、図５（Ａ）は
正面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を矢印Ｆ方向から見た
状態を示す平面図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）を矢印Ｇ方
向から見た状態を示す側面図である。

【００４４】接合レンズ部２４００は、第１、第２レン
ズ２４１０、２４２０を含んで構成されており、第１の
実施の形態で説明した第３レンズ５００と共にｆθレン
ズを構成する。上記ｆθレンズは、ポリゴンミラー３２
０によって主走査方向に走査される光ビームＬＡ乃至Ｌ
Ｄをそれぞれ感光ドラム２０Ａ乃至２０Ｄ上に収束させ
る作用を果たす点は第１、第２の実施の形態と同様であ
る。

【００４５】図５に示されているように、接合レンズ部
２４００は、第１レンズ２４１０（特許請求の範囲の請
求項３記載の第１レンズに相当）と第２レンズ２４２０
（特許請求の範囲の請求項３記載の第２レンズに相当）
が一体的に成形されることで構成されており、この順番
で各光ビームＬＡ乃至ＬＤが通過するように構成されて
いる。第１レンズ２４１０は、各光ビームＬＡ乃至ＬＤ
を主に副走査方向に収束するパワーを有し、第２レンズ
２４２０は、各光ビームＬＡ乃至ＬＤを主に主走査方向
に収束するパワーを有している。したがって、接合レン
ズ部２４００は、第１、第２レンズ２４１０、２４２０
の作用によって各光ビームＬＡ乃至ＬＤを主走査方向と
副走査方向の双方に収束するように構成されている。

【００４６】接合レンズ部２４００の構成について更に
説明する。第１レンズ２４１０は、入射面２４１２と出
射面２４１４を有して構成され、第２レンズ２４２０
は、入射面２４２２と出射面２４２４を有して構成され
ている。そして、第１レンズ２４１０の入射面２４１２
は、接合レンズ部２４００の入射面をなし、ポリゴンミ
ラー３２０の反射面３２２に臨んでいる。また、第１レ
ンズ２４１０の出射面２４１４と第２レンズ２４２０の
入射面２４２２は互いに接合される接合面をなしてい
る。また、第２レンズ２４２０の出射面２４２４は接合
レンズ部２４００の出射面をなし、ミラー部６００に臨
んでいる。

【００４７】第１レンズ２４１０には、入射面２４１２
に各光ビームＬＡ乃至ＬＤを副走査方向に収束するため
の凸状の曲面２４１２Ａ乃至２４１２Ｄが各光ビームＬ
Ａ乃至ＬＤ毎に対応して設けられている。各凸状の曲面
２４１２Ａ乃至２４１２Ｄの光軸は各光ビームＬＡ乃至
ＬＤと一致するように構成されている。そして、ポリゴ
ンミラー３２０の反射面３２２によって反射された各光
ビームＬＡ乃至ＬＤは、第１レンズ２４１２の各凸状の
曲面２４１２Ａ乃至２４１２Ｄを通過することで屈折さ
れ、各光ビームＬＡ乃至ＬＤが副走査方向に収束される
ように構成されている。

【００４８】一方、第２レンズ２４２０は、各光ビーム
ＬＡ乃至ＬＤが入射面２４２２、出射面２４２４をこの
順番で通過することで屈折され、各光ビームＬＡ乃至Ｌ
Ｄが主走査方向へ収束されるように構成されている。

【００４９】さらに、図５（Ｃ）に示されているよう
に、第２レンズ２４２０の出射面２４２４には、回折レ
ンズ面であり、ベースカーブとなる回転対称な非球面上
に屈折レンズ部分での倍率色収差を補正する作用を有す
るフレネルレンズ状の回折レンズ構造２４３０Ａ乃至２
４３０Ｄを構成する回折型色補正フィルム２４３０が貼
り付けられている。すなわち、各回折レンズ構造２４３
０Ａ乃至２４３０Ｄは、第１レンズ２４１０、第２レン
ズ２４２０、第３レンズ５００によって構成されるｆθ
レンズによる主走査方向の倍率色収差の補正を行う作用
を有している。

【００５０】上述した接合レンズ部２４００は、例え
ば、互いに異なる材料からなる第１、第２レンズ２４１
０、２４２０の一方のレンズを他方のレンズに対して金
型を用いて一体的に成形した接合レンズとして構成する
ことができることは第１の実施の形態と同様である。こ
の場合、例えば第１レンズ２４１０を構成する材料とし
て合成樹脂を用いるとともに、第２レンズ２４２０を構
成する材料としてガラスを用いることで、接合レンズ部
２４００をハイブリッド構造の接合レンズとして製造す
ることが可能となり、部品点数を削減することができ、
前述した第１の実施の形態と同様の効果を奏することが
できる。

【００５１】上述の構成によれば、ポリゴンミラー３２
０によって偏向走査された各光ビームＬＡ乃至ＬＤは、
第２レンズ２４２０の出射面２４２４に設けられた回折
レンズ構造２４３０Ａ乃至２４３０Ｄによってｆθレン
ズによる主走査方向の倍率色収差が補正される。したが
って、第２の実施の形態と同様の効果を奏することがで
きる。

【００５２】上述した第３の実施の形態では、接合レン
ズ部２４００は、各光ビームを副走査方向に収束する第
１レンズ２４１０と、各光ビームを主走査方向に収束す
る第２レンズ２４２０とから構成され、第１、第２レン
ズ２４１０、２４２０はこの順番で各光ビームが通過す
るように構成した。しかしながら、接合レンズ部２４０
０が、各光ビームを主走査方向に収束する第１レンズ
（特許請求の範囲の請求項１記載の第１レンズに相当）
と、各光ビームを副走査方向に収束する第２レンズ（特
許請求の範囲の請求項１記載の第２レンズに相当）とか
ら構成され、第１、第２レンズはこの順番で各光ビーム
が通過するように構成してもよい。すなわち、この場合
には、ポリゴンミラー３２０の反射面３２２に臨むよう
に配置された第１レンズの入射面に回折型色補正フィル
ムを貼り付け、第２レンズに設けられた各凸状の曲面が
ミラー部６００に臨むように配置すればよい。

【００５３】なお、上述した第１乃至第３の実施の形態
では、４つの走査光学系１０００Ａ乃至１０００Ｄの光
源部１００の半導体レーザ１１０を４色（イエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラック）に対応させ、それぞれの半
導体レーザ１１０から出射される光ビームＬを上記４色
に対応して設けた感光ドラム２０Ａ乃至２０Ｄに照射さ
せる構成としたが、走査光学系が４つである構成に限定
されるものではなく、例えば走査光学系が３つある構成
であっても適用可能であることはもちろんである。ま
た、本発明のｆθレンズの構成は上述した各実施の形態
に限定されない。例えば、第１、第２、第３レンズによ
る光ビーム収束方向は上記実施の形態で例示された組み
合わせに限定されない。例えば第３レンズが主走査方向
および副走査方向の両方向の収束を行うように構成され
ていてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明は、
複数の光源と、単一のポリゴンミラーと、ポリゴンミラ
ーによって偏向走査された各光ビームをそれぞれ複数の
被照射対象物に収束させるｆθレンズとを有する走査光
学装置において、ｆθレンズは、主に前記各光ビームの
主走査方向の収束を行うように構成された単一の第１レ
ンズと、主に前記各光ビームの主走査方向と直交する副
走査方向の収束を行うように構成された単一の第２レン
ズとを有し、前記第１、第２レンズは互いに異なる材料
からなり、第１、第２レンズの一方のレンズは他方のレ
ンズに対して金型を用いて一体的に成形され、第１、第
２レンズは接合レンズとして構成されている。また、本
発明は、複数の光源と、単一のポリゴンミラーと、ポリ
ゴンミラーによって偏向走査された各光ビームをそれぞ
れ複数の被照射対象物に収束させるｆθレンズとを有す
る走査光学装置において、前記ｆθレンズは、主に前記
各光ビームの主走査方向と直交する副走査方向の収束を
行うように構成された単一の第１レンズと、主に前記各
光ビームの主走査方向の収束を行うように構成された単
一の第２レンズとを有し、前記第１、第２レンズは互い
に異なる材料からなり、第１、第２レンズの一方のレン
ズは他方のレンズに対して金型を用いて一体的に成形さ
れ、第１、第２レンズは接合レンズとして構成されてい
ることを特徴とする。

【００５５】そのため、本発明によれば、第１、第２レ
ンズが独立して設けられる場合と違って、ｆθレンズが
占有するスペースを減らすことができるので、光路設計
の自由度を確保することができる。また、部品点数を減
らすことができるので、コストを削減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の走査光学装置の平
面図である。

【図２】図１をＡＡ線断面から見た状態を示す側面図で
ある。

【図３】第１、第２レンズから構成された接合レンズ部
を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は図
３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た状態を示す正面図、図３
（Ｃ）は図３（Ｂ）を矢印Ｃ方向から見た状態を示す側
面図である。

【図４】第２の実施の形態の走査光学装置における第
１、第２レンズから構成された接合レンズ部を示す図で
あり、図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）を
矢印Ｄ方向から見た状態を示す平面図、図４（Ｃ）は図
４（Ａ）を矢印Ｃ方向から見た状態を示す側面図であ
る。

【図５】第３の実施の形態の走査光学装置における第
１、第２レンズから構成された接合レンズ部を示す図で
あり、図５（Ａ）は正面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を
矢印Ｆ方向から見た状態を示す平面図、図５（Ｃ）は図
５（Ａ）を矢印Ｇ方向から見た状態を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１０００走査光学装置１００光源部１２０Ａ乃至１２０Ｄ半導体レーザ３２０ポリゴンミラー４００接合レンズ部４１０第１レンズ４２０第２レンズ４１６Ａ乃至４１６Ｄ回折レンズ構造１４１６Ａ乃至１４１６Ｄ回折レンズ構造２４３０回折型色補正フィルム２４３０Ａ乃至２４３０Ｄ回折レンズ構造５００第３レンズ

フロントページの続き (72)発明者小田野民則東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者三ヶ尻晋東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 2C362 BA86 BB14 BB22 DA03 DA09 2H045 AA01 BA22 BA34 CA03 CA33 CA54 CA67 CB22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを出射する複数の光源と、前記各光源から出射された前記各光ビームを偏向走査す
る単一のポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーによって偏向走査された前記各光ビ
ームをそれぞれ複数の被照射対象物に収束させるｆθレ
ンズとを有する走査光学装置において、前記ｆθレンズは、主に前記各光ビームの主走査方向の
収束を行うように構成された単一の第１レンズと、主に
前記各光ビームの主走査方向と直交する副走査方向の収
束を行うように構成された単一の第２レンズとを有し、前記第１、第２レンズは互いに異なる材料からなり、第
１、第２レンズの一方のレンズは他方のレンズに対して
金型を用いて一体的に成形され、第１、第２レンズは接
合レンズとして構成されている、ことを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】前記第１レンズおよび第２レンズはこの
順番で前記各光ビームが通過するように構成され、前記
第２レンズの出射面に前記各光ビームを副走査方向に収
束するための凸状の曲面が前記各光ビーム毎に対応して
設けられていることを特徴とする請求項１記載の走査光
学装置。
【請求項３】光ビームを出射する複数の光源と、前記各光源から出射された前記各光ビームを偏向走査す
る単一のポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーによって偏向走査された前記各光ビ
ームをそれぞれ複数の被照射対象物に収束させるｆθレ
ンズとを有する走査光学装置において、前記ｆθレンズは、主に前記各光ビームの主走査方向と
直交する副走査方向の収束を行うように構成された単一
の第１レンズと、主に前記各光ビームの主走査方向の収
束を行うように構成された単一の第２レンズとを有し、前記第１、第２レンズは互いに異なる材料からなり、第
１、第２レンズの一方のレンズは他方のレンズに対して
金型を用いて一体的に成形され、第１、第２レンズは接
合レンズとして構成されている、ことを特徴とする走査光学装置。
【請求項４】前記第１レンズおよび第２レンズはこの
順番で前記各光ビームが通過するように構成され、前記
第１レンズの入射面に前記各光ビームを副走査方向に収
束するための凸状の曲面が前記各光ビーム毎に対応して
設けられていることを特徴とする請求項３記載の走査光
学装置。
【請求項５】前記第１レンズの入射面には、前記各光
ビームが通過する箇所にそれぞれ回折レンズ構造が設け
られていることを特徴とする請求項２または４記載の走
査光学装置。
【請求項６】前記第２レンズの出射面には、前記各光
ビームが通過する箇所にそれぞれ回折レンズ構造が設け
られていることを特徴とする請求項２または４記載の走
査光学装置。
【請求項７】前記第１レンズの入射面には、前記各光
ビームが通過する箇所にそれぞれ回折レンズ構造が設け
られ、前記回折レンズ構造は、前記第１レンズの入射面
に貼り付けられた回折型色補正フィルムによって構成さ
れていることを特徴とする請求項２記載の走査光学装
置。
【請求項８】前記第２レンズの出射面には、前記各光
ビームが通過する箇所にそれぞれ回折レンズ構造が設け
られ、前記回折レンズ構造は前記凸状の曲面で構成され
ていることを特徴とする請求項２記載の走査光学装置。
【請求項９】前記第１レンズの入射面には、前記各光
ビームが通過する箇所にそれぞれ回折レンズ構造が設け
られ、前記回折レンズ構造は前記凸状の曲面で構成され
ていることを特徴とする請求項４記載の走査光学装置。
【請求項１０】前記第２レンズの出射面には、前記各
光ビームが通過する箇所にそれぞれ回折レンズ構造が設
けられ、前記回折レンズ構造は、前記第２レンズの出射
面に貼り付けられた回折型色補正フィルムによって構成
されていることを特徴とする請求項４記載の走査光学装
置。