JP2001147393A - 走査光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主走査方向の像高の変化に伴う副走査方向の
Ｆナンバーの変化と、マルチビーム方式を適用した場合
のディファレンシャルボウの発生量を小さく抑えるこ
と。 【解決手段】 平行光束を発するレーザー光源１、ポリ
ゴンミラー４、ｆθレンズ２０を備えている。ｆθレン
ズ２０は、ポリゴンミラー４側から順に、第１レンズ２
１、第２レンズ２２、第３レンズ２３、第４レンズ２
４、第５レンズ２５から構成される。このうち、最もポ
リゴンミラー４に近い位置にある第１レンズ２１のいず
れか一方の面は、主走査方向のパワーφy[mm^-1]と副走
査方向のパワーφz[mm^-1]とがφy＞φzとなる第１のア
ナモフィック面として形成され、最も描画面に近い位置
に配置された第５レンズ２５のいずれか一方の面は、φ
y＜φzとなる第２のアナモフィック面として形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザーフォト
プロッター等の描画装置に利用される走査光学系に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】走査光学系は、レーザー光を発する光
源、このレーザービームを偏向するポリゴンミラー等の
偏向器、そして、偏向されたレーザー光を描画面上に収
束させてビームスポットを形成するｆθレンズ等の結像
光学系を備えている。ここで、描画面上でスポットが走
査する方向を主走査方向、これに直交する方向を副走査
方向と定義し、各光学素子の形状、パワーの方向性は、
描画面上での方向を基準に説明することとする。

【０００３】ｆθレンズは、偏向器の回転によって等角
速度で偏向されるレーザー光により描画面上で等速移動
するビームスポットを形成するため、少なくとも主走査
方向においては、像高ｙと偏向角θとの関係が焦点距離
をｆとして、ｙ＝ｆθとなるような負の歪曲収差を有し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、走査光
学系が回転対称なレンズ面のみにより構成される場合に
は、主走査方向の歪曲収差が副走査方向にも直接影響
し、副走査方向のＦナンバーが像高の変化に応じて変化
する。描画面上のビームスポットの径はＦナンバーに比
例するため、副走査方向のＦナンバーが変化すると、副
走査方向のスポット径が主走査方向の像高に応じて変化
する。副走査方向のスポット径が変化すると、描画品質
が一定せず、高精細の描画が不可能となる。

【０００５】また、回転対称なレンズ面のみにより構成
される走査光学系を、複数のレーザービームを同時に走
査させて一回の走査で複数の走査線を形成するマルチビ
ーム方式の走査光学系に適用すると、光軸を通る(副走
査方向の像高が０の)レーザー光の軌跡は主走査方向の
直線となるのに対し、光軸を通らない(副走査方向に像
高を持つ)レーザー光の軌跡は副走査方向に湾曲する。
この湾曲による走査線間の間隔の変化量は、「ディファ
レンシャルボウ」と呼ばれる。ディフレンシャルボウが
大きくなると描画精度が低下するため、ディファレンシ
ャルボウが大きい走査光学系はマルチビーム方式への適
用が困難である。

【０００６】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、主走査方向の像高の変化に
伴う副走査方向のＦナンバーの変化と、マルチビーム方
式を適用した場合のディファレンシャルボウの発生量を
小さく抑えることができる走査光学系を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の形態
(請求項１に対応)にかかる走査光学系は、上記の目的を
達成させるため、光源と、光源から発して主走査方向及
び副走査方向において共にほぼ平行光として入射する光
束を動的に偏向する偏向器と、偏向器により偏向された
光束を描画面上に結像させて主走査方向に走査するスポ
ットを形成する結像光学系とを備え、結像光学系は、比
較的偏向器に近い位置に、主走査方向のパワーφy[m
m^-1]と副走査方向のパワーφz[mm^-1]とがφy＞φzとな
る第１のアナモフィック面を含むと共に、比較的描画面
に近い位置に、φy＜φzとなる第２のアナモフィック面
を含み、主走査方向の像高の変化に伴う副走査方向のＦ
ナンバーの変化が小さくなるよう設定されていることを
特徴とする。

【０００８】上記のように、結像光学系の偏向器側に第
１のアナモフィック面、描画面側に第２のアナモフィッ
ク面を設けることにより、結像光学系へ入射した平行光
束は、第１のアナモフィック面により主走査方向におい
て、副走査方向におけるより収束度が高い、あるいは発
散度が低い光束となり、第２のアナモフィック面により
主走査、副走査の両方向においてほぼ同一の収束度とな
って描画面に向かう。これらのアナモフィック面のパワ
ーバランスを適宜設定することにより、主走査方向の像
高の変化による副走査方向のＦナンバーの変化を小さく
すると共に、ディファレンシャルボウを小さく抑えるこ
とができる。

【０００９】また、第１のアナモフィック面と第２のア
ナモフィック面との間隔をｄa[mm]、第１のアナモフィ
ック面の主走査方向のパワーをφy₁[mm^-1]、副走査方向
のパワーをφz₁[mm^-1]、全系の主走査方向の焦点距離を
ｆ[mm]、有効走査幅をＷ[mm]としたとき、以下の条件
(1)、 ０＜ｄa・(φy₁−φz₁)・Ｗ／ｆ＜１．５ …(1) を満たすことが望ましい。

【００１０】第１のアナモフィック面としては、副走査
方向にのみ負のパワーを有するシリンドリカル面を用い
ることができる。この場合、第２のアナモフィック面と
しては、以下の３つのパターンが選択可能である。 (a) 副走査方向にのみ正のパワーを持つシリンドリカル
面。 (b) 主走査方向、副走査方向において共に正のパワーを
持ち、副走査方向と平行で光軸を含む平面内にある曲線
を、副走査方向と平行な軸を中心に回転させてできるト
ーリック面。 (c) 主走方向、副走査方向において共に正のパワーを持
ち、主走査方向と平行で光軸を含む平面内にある曲線
を、主走査方向と平行な軸を中心に回転させてできるト
ーリック面。

【００１１】この発明の第２の形態(請求項７に対応)に
かかる走査光学系は、第１の形態と同様に光源、偏向
器、および結像光学系を含み、結像光学系の比較的偏向
器に近い位置に配置された第１のアナモフィック面と、
比較的描画面に近い位置に配置された第２のアナモフィ
ック面とを、共に光軸から離れた位置での副走査方向の
曲率半径が主走査方向の断面形状とは無関係に設定され
た回転軸を持たない非球面としたことを特徴とする。こ
の場合には、第１のアナモフィック面は、主走査方向の
パワーφyと副走査方向のパワーφzとのパワー差Δφ＝
φz−φyが、光軸上では０であり、光軸から主走査方向
に離れるに従って漸減する(マイナスの値で絶対値が徐
々に大きくなる)よう設定され、第２のアナモフィック
面は、パワー差Δφが、光軸上では０であり、光軸から
主走査方向に離れるに従って漸増する(プラスの値で絶
対値が徐々に大きくなる)よう設定される。主走査方向
のパワーφy＝０とし、主走査方向に沿う断面形状を直
線にすることもできる。

【００１２】さらに、全系の光軸上における主走査方向
のＦナンバーをＦy、副走査方向のＦナンバーをＦzとし
たとき、以下の条件(2)、 (ｄa・Ｆy・Ｆz)／Ｗ＞500 …(2) を満たすことが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる走査光学
系の実施形態を説明する。図１は、実施形態として後述
する実施例１の走査光学系を示す主走査方向の説明図、
図２はその副走査方向の説明図である。

【００１４】この走査光学系は、レーザーフォトプロッ
ターの走査ユニットに適用されるもので、レーザー光源
１、ミラー２、レーザー光源１から発する光束を動的に
偏向する偏向器としてのポリゴンミラー４、ポリゴンミ
ラー４により偏向された光束を描画面５上に結像させる
結像光学系としてのｆθレンズ２０を備えている。図
１、図２中、ｙ，ｚはそれぞれ描画面５上での主走査方
向、副走査方向を示す。

【００１５】レーザー光源１から発してミラー２により
反射された平行光束のレーザー光は、回転軸４ａ回りに
回転駆動されるポリゴンミラー４により主走査方向に動
的に偏向される。偏向された光束は、ｆθレンズ２０を
介して描画面５上に達し、主走査方向ｙに走査するスポ
ットを形成する。

【００１６】ｆθレンズ２０は、ポリゴンミラー４側か
ら順に、第１レンズ２１、第２レンズ２２、第３レンズ
２３、第４レンズ２４、そして第５レンズ２５から構成
される。このうち、最もポリゴンミラー４に近い位置に
配置された第１レンズ２１のいずれか一方の面が第１の
アナモフィック面、最も描画面５に近い位置に配置され
た第５レンズ２５のいずれか一方の面が第２のアナモフ
ィック面として形成されている。なお、後述の実施例３
と実施例５では、ｆθレンズ２０が４枚のレンズから構
成される。この場合には、第２のアナモフィック面は最
も描画面５側に位置する第４レンズ２４に設けられる。

【００１７】第１のアナモフィック面は、以下の(A),
(B)いずれかの面形状を有する。 (A) 主走査方向のパワーφy[mm^-1]と副走査方向のパワ
ーφz[mm^-1]とがφy＞φzとなる面。 (B) 光軸から離れた位置での副走査方向の曲率半径が主
走査方向の断面形状とは無関係に設定された回転軸を持
たない非球面(以下、「累進トーリック面」という)であ
り、主走査方向のパワーφyと副走査方向のパワーφzと
のパワー差Δφ＝φz−φyが、光軸上では０であり、光
軸から主走査方向に離れるに従って漸減する面。

【００１８】第１のアナモフィック面の(A)の面形状の
具体例としては、以下の形状がある。 (A1) 副走査方向にのみ負のパワーを持つシリンドリカ
ル面。

【００１９】第２のアナモフィック面は、第１のアナモ
フィック面の形状が(A)であるときには以下の(a)、第１
のアナモフィック面の形状が(B)であるときには以下の
(b)の面形状を有する。 (a) 主走査方向のパワーφy[mm^-1]と副走査方向のパワ
ーφz[mm^-1]とがφy＜φzとなる面。 (b) 累進トーリック面であり、パワー差Δφ＝φz−φy
が、光軸上では０であり、光軸から主走査方向に離れる
に従って漸増する面。

【００２０】第２のアナモフィック面の(a)の面形状の
具体例としては、以下の３つのパターンが選択可能であ
る。 (a1) 副走査方向にのみ正のパワーを持つシリンドリカ
ル面。 (a2) 主走査方向、副走査方向において共に正のパワー
を持ち、副走査方向と平行で光軸を含む平面内にある曲
線を、副走査方向と平行な軸を中心に回転させてできる
トーリック面(以下、「ｚトーリック面」という)。 (a3) 主走方向、副走査方向において共に正のパワーを
持ち、主走査方向と平行で光軸を含む平面内にある曲線
を、主走査方向と平行な軸を中心に回転させてできるト
ーリック面(以下、「ｙトーリック面」という)。

【００２１】第１レンズ２１、第５レンズ２５のアナモ
フィック面でない側の面、及び第２レンズ２２、第３レ
ンズ２３、第４レンズ２４の両面は、いずれも回転対称
面(平面又は球面)である。なお、(B),(b)の累進トーリ
ック面は、主走査方向のパワーφy＝０として、副走査
方向のパワーのみが光軸からの主走査方向の距離によっ
て変化する累進シリンドリカル面とすることもできる。

【００２２】シリンドリカル面はアナモフィック面の中
では最も加工が容易である。また、第１、第２のアナモ
フィック面を(A1),(a1)のようにシリンドリカル面とし
た場合には、球面のみで構成される走査光学系と比較す
ると副走査方向のＦナンバーの変化やディファレンシャ
ルボウを小さく抑えることができる。

【００２３】ｚトーリック面は、主走査方向の曲率半径
を持つ回転皿に円弧に沿ってレンズ面を配置し、副走査
方向の曲率を持つ砥石を当てることにより、比較的容易
に加工可能である。第１のアナモフィック面を(A1)シリ
ンドリカル面とし、第２のアナモフィック面を(a2)ｚト
ーリック面とした場合には、両者をシリンドリカル面と
した場合と比較すると、ｆθ誤差や像面湾曲をより小さ
く抑えることができる。

【００２４】ｙトーリック面は、加工が比較的難しい
が、第１のアナモフィック面を(A1)シリンドリカル面と
し、第２のアナモフィック面を(a3)ｙトーリック面とし
た場合には、副走査方向のＦナンバーの変化やディファ
レンシャルボウをシリンドリカル面やｚトーリック面の
場合より更に小さくすることができる。

【００２５】第１，第２のアナモフィック面を(B),(b)
のように共に累進トーリック面とした場合には、各収差
を極めて小さく抑えることができる。ただし、累進シリ
ンドリカル面とした場合には、ｚトーリック面と同程度
の性能となる。

【００２６】実施形態の走査光学系は、第１のアナモフ
ィック面と第２のアナモフィック面との間隔をｄa[m
m]、第１のアナモフィック面の主走査方向のパワーをφ
y₁[mm^-1]、副走査方向のパワーをφz₁[mm^-1]、全系の主
走査方向の焦点距離をｆ[mm]、有効走査幅をＷ[mm]とし
たとき、以下の条件(1)、 ０＜ｄa・(φy₁−φz₁)・Ｗ／ｆ＜１．５ …(1) を満たす。また、全系の光軸上における主走査方向のＦ
ナンバーをＦy、副走査方向のＦナンバーをＦzとしたと
き、以下の条件(2)、 (ｄa・Ｆy・Ｆz)／Ｗ＞500 …(2) を満たす。

【００２７】(1)式は、全系の仕様に対する第１のアナ
モフィック面の主走査方向と副走査方向とのパワーバラ
ンスを規定する。(1)式の下限を下回ると、主走査方向
の像高の変化に伴う副走査方向のＦナンバーの変化を抑
えることができず、ビーム径の変化やディファレンシャ
ルボウが大きくなる。上限を上回ると、波面収差の悪化
が著しくなり高精細な描画が困難になる。

【００２８】(2)式は、全系の仕様に対する光軸上での
主走査、副走査方向のＦナンバーの比率を規定する。
(2)式の下限を下回ると、主走査方向の像高の変化に伴
う副走査方向のＦナンバーの変化を抑えつつ、波面収差
を良好に補正することが困難になる。

【００２９】次に、上述した実施形態にかかる走査光学
系の具体的な実施例を５例説明する。ｆθレンズ２０の
第１，第２のアナモフィック面は、実施例１では(A1),
(a1)の組み合わせで共にシリンドリカル面、実施例２で
は(A1),(a2)の組み合わせでシリンドリカル面とｚトー
リック面、実施例３及び実施例４では(A1),(a3)の組み
合わせでシリンドリカル面とｙトーリック面、実施例５
では(B),(b)の組み合わせで共に累進シリンドリカル面
である。

【００３０】累進シリンドリカル面における光軸からの
主走査方向の距離ｙにおける座標点での副走査方向の曲
率Ｃz(y)は、光軸上での副走査方向の曲率(1/rz)をＣz
(0)、１次〜６次の非球面係数をAS1〜AS6として、以下
の式で表される。 Ｃz(y)＝Ｃz(0)＋AS1・ｙ＋AS2・ｙ²＋AS3・ｙ³＋AD4・
ｙ⁴＋AS5・ｙ⁵＋AS6・ｙ⁶

【００３１】

【実施例１】図１は、実施例１の走査光学系の主走査方
向の説明図、図２はその副走査方向の説明図である。以
下の表１は、実施例１の走査光学系におけるポリゴンミ
ラー４より描画面５側の具体的な数値構成を示す。表中
の記号ｒyは主走査方向の曲率半径(単位:mm)、ｒzは副
走査方向の曲率半径(回転対称面の場合には省略、単位:
mm)、ｄは面間の光軸上の距離(単位:mm)、ｎは各レンズ
の屈折率である。

【００３２】表中、第１面がポリゴンミラー４のミラー
面、第２面及び第３面がｆθレンズ２０の第１レンズ２
１、第４面及び第５面が第２レンズ２２、第６面及び第
７面が第３レンズ２３、第８面及び第９面が第４レンズ
２４、そして、第１０面及び第１１面が第５レンズ２５
を示す。

【００３３】実施例１では、第２面が第１のアナモフィ
ック面であるシリンドリカル面、第３面が平面、第４面
〜第１０面が球面、そして、第１１面が第２のアナモフ
ィック面であるシリンドリカル面である。第２面のシリ
ンドリカル面は、主走査方向にはパワーを持たず、副走
査方向には負のパワーを有しており、φy＞φzの条件を
満たしている。また、第１１面のシリンドリカル面は、
主走査方向にはパワーを持たず、副走査方向には正のパ
ワーを有しており、φy＜φzの条件を満たしている。

【００３４】

【表１】

【００３５】図３及び図４は、実施例１の走査光学系の
性能を示すグラフである。図３(A)は、fθ誤差(スポッ
ト位置の理想位置からのズレ)を示す。図３(B)は、像面
湾曲(焦点位置の近軸像面からの光軸方向のズレ)を示
し、破線が主走査方向、実線が副走査方向の像面湾曲を
示す。また、図４(A)は、有効ＦナンバーFy(破線で示さ
れる)、Fz(実線で示される)の変化を示し、図４(B)は、
描画面上で光軸から副走査方向に0.05mm離れた位置を走
査するビームスポットのディファレンシャルボウを示
す。いずれのグラフも、縦軸は像高、すなわち光軸と交
差する位置を基準にした主走査方向の距離を示し、単位
はmmである。また、横軸は各収差の発生量を示し、単位
は図３(A),(B)、図４(B)ではmm、図４(A)では％であ
る。

【００３６】ｆθレンズ２０の第１レンズ２１に副走査
方向に負のパワーを持つシリンドリカル面を設け、第５
レンズ２５に副走査方向に正のパワーを持つシリンドリ
カル面を設けることにより、図４(A)に示すように有効
Ｆナンバーの変化を抑えると共に、図４(B)に示すよう
に、ディファレンシャルボウをも小さく抑えることがで
きる。

【００３７】

【実施例２】図５及び図６は、実施例２の走査光学系を
示し、図５が主走査方向、図６が副走査方向の説明図で
ある。実施例２の走査光学系の数値構成は表２に示され
る。実施例２では、第２面が第１のアナモフィック面と
しての負のシリンドリカル面、第３面が平面、第４面〜
第１０面が球面、そして、第１１面が第２のアナモフィ
ック面としてのｚトーリック面である。第２面のシリン
ドリカル面は、主走査方向にはパワーを持たず、副走査
方向には負のパワーを有しており、φy＞φzの条件を満
たしている。また、第１１面のｚトーリック面は、主走
査方向には弱い正パワーを持ち、副走査方向には比較的
強い正のパワーを有しており、φy＜φzの条件を満たし
ている。実施例２の走査光学系の性能は、図７及び図８
のグラフに示されている。

【００３８】

【表２】

【００３９】

【実施例３】図９及び図１０は、実施例３の走査光学系
を示し、図９が主走査方向、図１０が副走査方向の説明
図である。実施例３の走査光学系の数値構成は表３に示
される。実施例３では、ｆθレンズ２０が４枚のレンズ
から構成され、第２面が第１のアナモフィック面として
の負のシリンドリカル面、第３面が平面、第４面〜第８
面が球面、そして、第９面が第２のアナモフィック面と
してのｙトーリック面である。第２面のシリンドリカル
面は、主走査方向にはパワーを持たず、副走査方向には
負のパワーを有しており、φy＞φzの条件を満たしてい
る。また、第１１面のｙトーリック面は、主走査方向に
は弱い正のパワーを持ち、副走査方向には比較的強い正
のパワーを有しており、φy＜φzの条件を満たしてい
る。実施例３の走査光学系の性能は、図１１及び図１２
のグラフに示されている。

【００４０】

【表３】

【００４１】

【実施例４】図１３及び図１４は、実施例４の走査光学
系を示し、図１３が主走査方向、図１４が副走査方向の
説明図である。実施例４の走査光学系の数値構成は表４
に示される。実施例４では、第２面が第１のアナモフィ
ック面としての負のシリンドリカル面、第３面が平面、
第４面〜第９面が球面、第１０面が第２のアナモフィッ
ク面としてのｙトーリック面、そして、第１１面が平面
である。第２面のシリンドリカル面は、主走査方向には
パワーを持たず、副走査方向には負のパワーを有してお
り、φy＞φzの条件を満たしている。また、第１０面の
ｙトーリック面は、主走査方向には弱い正のパワーを持
ち、副走査方向には比較的強い正のパワーを有してお
り、φy＜φzの条件を満たしている。実施例４の走査光
学系の性能は、図１５及び図１６のグラフに示されてい
る。

【００４２】

【表４】

【００４３】

【実施例５】図１７及び図１８は、実施例５の走査光学
系を示し、図１７が主走査方向、図１８が副走査方向の
説明図である。実施例５では、ｆθレンズ２０が４枚の
レンズから構成されている。実施例５の走査光学系の数
値構成は表５に示される。実施例５では、第２面が球
面、第３面が第１のアナモフィック面としての累進シリ
ンドリカル面、第４面〜第８面が球面、そして、第９面
が第２のアナモフィック面としての累進シリンドリカル
面である。累進シリンドリカル面を定義する非球面係数
は、表６に示されている。第２面の累進シリンドリカル
面は、主走査方向のパワーφyと副走査方向のパワーφz
とのパワー差Δφ＝φz−φyが、光軸上では０であり、
光軸から主走査方向に離れるに従って漸減する面であ
る。また、第９面の累進シリンドリカル面は、パワー差
Δφ＝φz−φyが、光軸上では０であり、光軸から主走
査方向に離れるに従って漸増する面である。実施例５の
走査光学系の性能は、図１９及び図２０のグラフに示さ
れている。

【００４４】

【表５】

【００４５】

【表６】 第２面 非球面係数 AS1 = AS2 = AS3 = AS5 = 0.000 AS4＝ 8.923×10^-12 AS6＝−2.080×10^-15 第９面 非球面係数 AS1 = AS2 = AS3 = AS5 = 0.000 AS4＝−1.292×10^-12 AS6＝ 9.302×10^-18

【００４６】以下の表７は、前述の条件(1),(2)と各実
施例との関係を示す。実施例１〜４が条件(1)を満た
し、全ての実施例が条件(2)を満たしており、これによ
り波面収差を良好に保ちつつ、主走査方向の像高の変化
に伴う副走査方向のＦナンバーの変化を抑え、ビーム径
の変化やディファレンシャルボウを小さく抑えることが
できる。

【００４７】

【表７】 条件(1)da・(φy-φz)・W/f 条件(2)(da・Fy・Fz)/W 実施例１ 0.266 977.3 実施例２ 1.418 778.4 実施例３ 0.334 579.2 実施例４ 0.096 983.0 実施例５ − 1122.0

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、結像光学系の比較的偏向器側に第１のアナモフィッ
ク面を含ませると共に、比較的描画面側に第２のアナモ
フィック面を含ませることにより、主走査方向の像高の
変化による副走査方向のＦナンバーの変化幅を小さくす
ると共に、ディファレンシャルボウを小さく抑えること
ができる。したがって、副走査方向のビーム径の変化が
抑えられて高精細の描画が可能になると共に、マルチビ
ーム方式の走査光学系への適用も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の走査光学系を示す主走査方向の説
明図。

【図２】 実施例１の走査光学系を示す副走査方向の説
明図。

【図３】 (A)は実施例１の走査光学系のｆθ誤差、(B)
は像面湾曲を示すグラフ。

【図４】 (A)は実施例１の走査光学系の有効Ｆナンバ
ーの変化、(B)はディファレンシャルボウを示すグラ
フ。

【図５】 実施例２の走査光学系を示す主走査方向の説
明図。

【図６】 実施例２の走査光学系を示す副走査方向の説
明図。

【図７】 (A)は実施例２の走査光学系のｆθ誤差、(B)
は像面湾曲を示すグラフ。

【図８】 (A)は実施例２の走査光学系の有効Ｆナンバ
ーの変化、(B)はディファレンシャルボウを示すグラ
フ。

【図９】 実施例３の走査光学系を示す主走査方向の説
明図。

【図１０】 実施例３の走査光学系を示す副走査方向の
説明図。

【図１１】 (A)は実施例３の走査光学系のｆθ誤差、
(B)は像面湾曲を示すグラフ。

【図１２】 (A)は実施例３の走査光学系の有効Ｆナン
バーの変化、(B)はディファレンシャルボウを示すグラ
フ。

【図１３】 実施例４の走査光学系を示す主走査方向の
説明図。

【図１４】 実施例４の走査光学系を示す副走査方向の
説明図。

【図１５】 (A)は実施例４の走査光学系のｆθ誤差、
(B)は像面湾曲を示すグラフ。

【図１６】 (A)は実施例４の走査光学系の有効Ｆナン
バーの変化、(B)はディファレンシャルボウを示すグラ
フ。

【図１７】 実施例５の走査光学系を示す主走査方向の
説明図。

【図１８】 実施例５の走査光学系を示す副走査方向の
説明図。

【図１９】 (A)は実施例５の走査光学系のｆθ誤差、
(B)は像面湾曲を示すグラフ。

【図２０】 (A)は実施例５の走査光学系の有効Ｆナン
バーの変化、(B)はディファレンシャルボウを示すグラ
フ。

【符号の説明】

１ レーザー光源 ４ ポリゴンミラー ５ 描画面 ２０ ｆθレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H045 AA01 BA02 CA04 CA34 CA55 CA68 CB15 2H087 KA19 LA22 PA03 PA04 PA05 PA17 PB03 PB04 PB05 QA03 QA05 QA07 QA17 QA18 QA21 QA22 QA25 QA32 QA33 QA34 QA41 QA45 QA46 RA05 RA07 RA08 RA11 RA13

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 前記光源から発して主走査方向及び副走査方向において
   共にほぼ平行光として入射する光束を動的に偏向する偏
   向器と、 前記偏向器により偏向された光束を描画面上に結像させ
   て主走査方向に走査するスポットを形成する結像光学系
   とを備え、 前記結像光学系は、比較的前記偏向器に近い位置に、主
   走査方向のパワーφy[mm^-1]と副走査方向のパワーφz[m
   m^-1]とがφy＞φzとなる第１のアナモフィック面を含む
   と共に、比較的前記描画面に近い位置に、φy＜φzとな
   る第２のアナモフィック面を含み、主走査方向の像高の
   変化に伴う副走査方向のＦナンバーの変化が小さくなる
   よう設定されていることを特徴とする走査光学系。
2. 【請求項２】 前記第１のアナモフィック面と前記第２
   のアナモフィック面との間隔をｄa[mm]、前記第１のア
   ナモフィック面の主走査方向のパワーをφy₁[mm^-1]、副
   走査方向のパワーをφz₁[mm^-1]、全系の主走査方向の焦
   点距離をｆ[mm]、有効走査幅をＷ[mm]としたとき、以下
   の条件(1)、 ０＜ｄa・(φy₁−φz₁)・Ｗ／ｆ＜１．５ …(1) を満たすことを特徴とする請求項１に記載の走査光学
   系。
3. 【請求項３】 前記第１のアナモフィック面は、副走査
   方向にのみ負のパワーを持つシリンドリカル面であるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の走査光学系。
4. 【請求項４】 前記第２のアナモフィック面は、副走査
   方向にのみ正のパワーを持つシリンドリカル面であるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の走査光
   学系。
5. 【請求項５】 前記第２のアナモフィック面は、主走査
   方向、副走査方向において共に正のパワーを持ち、副走
   査方向と平行で光軸を含む平面内にある曲線を、副走査
   方向と平行な軸を中心に回転させてできるトーリック面
   であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の走査光学系。
6. 【請求項６】 前記アナモフィック面は、主走方向、副
   走査方向において共に正のパワーを持ち、主走査方向と
   平行で光軸を含む平面内にある曲線を、主走査方向と平
   行な軸を中心に回転させてできるトーリック面であるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の走査光
   学系。
7. 【請求項７】 光源と、 前記光源から発して主走査方向及び副走査方向において
   共にほぼ平行光として入射する光束を動的に偏向する偏
   向器と、 前記偏向器により偏向された光束を描画面上に結像させ
   て主走査方向に走査するスポットを形成する結像光学系
   とを備え、 前記結像光学系は、比較的前記偏向器に近い位置に第１
   のアナモフィック面を含むと共に、比較的前記描画面に
   近い位置に第２のアナモフィック面を含み、 前記第１、第２のアナモフィック面は、光軸から離れた
   位置での副走査方向の曲率半径が主走査方向の断面形状
   とは無関係に設定された回転軸を持たない非球面であ
   り、 前記第１のアナモフィック面は、主走査方向のパワーφ
   yと副走査方向のパワーφzとのパワー差Δφ＝φz−φy
   が、光軸上では０であり、光軸から主走査方向に離れる
   に従って漸減するよう設定され、 前記第２のアナモフィック面は、前記パワー差Δφが、
   光軸上では０であり、光軸から主走査方向に離れるに従
   って漸増するよう設定されていることを特徴とする走査
   光学系。
8. 【請求項８】 前記第１，第２のアナモフィック面の主
   走査方向のパワーφy＝０であることを特徴とする請求
   項７に記載の走査光学系。
9. 【請求項９】 全系の光軸上における主走査方向のＦナ
   ンバーをＦy、副走査方向のＦナンバーをＦzとしたと
   き、以下の条件(2)、 (ｄa・Ｆy・Ｆz)／Ｗ＞500 …(2) を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記
   載の走査光学系。