JP2001343602A - 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被走査面全面に亙りスポット径が均一に補正
され、走査線曲がりの無い、高速で高画質な画像を得る
ことができる光走査学系と光走査装置及びそれを用いた
画像形成装置を得ること。 【解決手段】 第１、第２、第３の光学系２，４，９を
有し、第１の光学系と第２の光学系を含む入射光学系の
光軸は少なくとも主走査断面内で被走査面８の法線に対
して傾けた光走査光学系において、第３の光学系は少な
くとも１枚の光学素子を有し、少なくとも１枚の光学素
子は主走査断面内において、光学素子の主走査方向の対
称軸が被走査面の法線に対して、光源手段１側の光学素
子の端部が偏向手段５から遠ざかるように傾いて配置さ
れていること。
され、走査線曲がりの無い、高速で高画質な画像を得る
ことができる光走査学系と光走査装置及びそれを用いた
画像形成装置を得ること。 【解決手段】 第１、第２、第３の光学系２，４，９を
有し、第１の光学系と第２の光学系を含む入射光学系の
光軸は少なくとも主走査断面内で被走査面８の法線に対
して傾けた光走査光学系において、第３の光学系は少な
くとも１枚の光学素子を有し、少なくとも１枚の光学素
子は主走査断面内において、光学素子の主走査方向の対
称軸が被走査面の法線に対して、光源手段１側の光学素
子の端部が偏向手段５から遠ざかるように傾いて配置さ
れていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光走査光学系及びそ
れを用いた画像形成装置に関し、特に光源手段（単一光
源もしくは複数光源）から出射した光束を光偏向器とし
てのポリゴンミラーにより反射偏向させ、ｆθ特性を有
するｆθレンズ系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やデジタル複写機等の画
像形成装置に好適なものである。
れを用いた画像形成装置に関し、特に光源手段（単一光
源もしくは複数光源）から出射した光束を光偏向器とし
てのポリゴンミラーにより反射偏向させ、ｆθ特性を有
するｆθレンズ系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やデジタル複写機等の画
像形成装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりレーザービームプリンタ等の光
走査光学系（光走査装置）においては光源手段から画像
信号に応じて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、ｆθ特性を有するｆθレンズ系によって感
光性の記録媒体（感光体ドラム）面上にスポット状に収
束させ、該記録媒体面上を光走査して画像記録を行なっ
ている。図１９は従来の光走査光学系の要部概要図であ
る。同図において光源手段９１から出射した発散光束は
コリメーターレンズ９２によって略平行光束もしくは収
束光束とされ、開口絞り９３によって該光束（光量）を
整形して副走査方向のみに屈折力を有するシリンドリカ
ルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９
４に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのま
まの状態で出射し、副走査断面内においては収束して回
転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器９５の偏
向面９５ａ近傍にほぼ線像として結像している。そして
光偏向器９５の偏向面９５ａで反射偏向された光束をｆ
θ特性を有するｆθレンズ系９６を介して被走査面９７
としての感光ドラム面上へ導光し、該光偏向器９５を矢
印Ａ方向に回転させることによって該感光ドラム面９７
上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の
記録を行っている。
走査光学系（光走査装置）においては光源手段から画像
信号に応じて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、ｆθ特性を有するｆθレンズ系によって感
光性の記録媒体（感光体ドラム）面上にスポット状に収
束させ、該記録媒体面上を光走査して画像記録を行なっ
ている。図１９は従来の光走査光学系の要部概要図であ
る。同図において光源手段９１から出射した発散光束は
コリメーターレンズ９２によって略平行光束もしくは収
束光束とされ、開口絞り９３によって該光束（光量）を
整形して副走査方向のみに屈折力を有するシリンドリカ
ルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９
４に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのま
まの状態で出射し、副走査断面内においては収束して回
転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器９５の偏
向面９５ａ近傍にほぼ線像として結像している。そして
光偏向器９５の偏向面９５ａで反射偏向された光束をｆ
θ特性を有するｆθレンズ系９６を介して被走査面９７
としての感光ドラム面上へ導光し、該光偏向器９５を矢
印Ａ方向に回転させることによって該感光ドラム面９７
上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の
記録を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の光走査光学系
を用いた画像形成装置において高精度な画像情報の記録
を行うには、被走査面全面にわたって像面湾曲が良好に
補正されてスポット径が揃っていること、そして光偏向
器によって反射偏向された光束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。
を用いた画像形成装置において高精度な画像情報の記録
を行うには、被走査面全面にわたって像面湾曲が良好に
補正されてスポット径が揃っていること、そして光偏向
器によって反射偏向された光束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。
【０００４】一方、レーザービームプリンタやデジタル
複写機等は高速・高精細化によってより高速走査の可能
な光学系が求められており、走査手段であるモーターの
回転数や偏向手段であるポリゴンミラーの面数などの限
界から、特に複数の発光部（光源）から出射された複数
の光束を同時に走査できるマルチビーム走査光学系の要
求が高まってきている。
複写機等は高速・高精細化によってより高速走査の可能
な光学系が求められており、走査手段であるモーターの
回転数や偏向手段であるポリゴンミラーの面数などの限
界から、特に複数の発光部（光源）から出射された複数
の光束を同時に走査できるマルチビーム走査光学系の要
求が高まってきている。
【０００５】このマルチビーム走査光学系において被走
査面全面にわたってスポット径を揃える為には像面湾曲
が良好に補正されている必要があるのと同時に、全像高
にわたって副走査方向の横倍率が揃っている必要があ
る。なぜなら像高ごとに副走査方向の横倍率が違ってい
る場合、像高によって副走査方向のスポット径が変化し
てしまうからである。
査面全面にわたってスポット径を揃える為には像面湾曲
が良好に補正されている必要があるのと同時に、全像高
にわたって副走査方向の横倍率が揃っている必要があ
る。なぜなら像高ごとに副走査方向の横倍率が違ってい
る場合、像高によって副走査方向のスポット径が変化し
てしまうからである。
【０００６】さらに全像高にわたって副走査方向の横倍
率が揃っていないとマルチビーム走査光学系のように発
光部の位置が光軸から副走査方向に外れている場合に走
査線の曲がりを生じさせる為、副走査方向のライン間隔
が像高ごとに変化してしまい画像品位の劣化を招いてし
まうという問題点がある。
率が揃っていないとマルチビーム走査光学系のように発
光部の位置が光軸から副走査方向に外れている場合に走
査線の曲がりを生じさせる為、副走査方向のライン間隔
が像高ごとに変化してしまい画像品位の劣化を招いてし
まうという問題点がある。
【０００７】このような問題点を解決する為の光走査光
学系が、例えば特開平８−２９７２５６号公報や特開平
１０−２３２３４７号公報等で種々と提案されている。
学系が、例えば特開平８−２９７２５６号公報や特開平
１０−２３２３４７号公報等で種々と提案されている。
【０００８】特開平８−２９７２５６号公報における光
走査光学系はｆθレンズ系を構成するレンズの少なくと
も２面のレンズ面の副走査断面内の曲率を該レンズの有
効部内において軸上から軸外に向かい連続的に変化させ
ることによって、被走査面に入射する光束の像高による
副走査方向のＦナンバーの変化を押さえるような構成と
している。同公報においてはｆθレンズ系に入射する光
束を収束光束とした例であり、副走査方向のＦナンバー
の変化が良く押さえられている。
走査光学系はｆθレンズ系を構成するレンズの少なくと
も２面のレンズ面の副走査断面内の曲率を該レンズの有
効部内において軸上から軸外に向かい連続的に変化させ
ることによって、被走査面に入射する光束の像高による
副走査方向のＦナンバーの変化を押さえるような構成と
している。同公報においてはｆθレンズ系に入射する光
束を収束光束とした例であり、副走査方向のＦナンバー
の変化が良く押さえられている。
【０００９】特開平１０−２３２３４７号公報における
走査光学系はｆθレンズ系を構成する２枚のレンズのそ
れぞれの副走査断面内の屈折力を最適に組み合わせる構
成としている。同公報においてはｆθレンズ系に入射す
る光束を収束光束とした例であり、被走査面上における
副走査方向のスポット径を均一に補正している。
走査光学系はｆθレンズ系を構成する２枚のレンズのそ
れぞれの副走査断面内の屈折力を最適に組み合わせる構
成としている。同公報においてはｆθレンズ系に入射す
る光束を収束光束とした例であり、被走査面上における
副走査方向のスポット径を均一に補正している。
【００１０】本発明はｆθレンズ系に入射する光束を略
平行光束とした光走査光学系（マルチビーム光走査光学
系）もしくは光走査装置（マルチビーム光走査装置）に
おいて、ジッターの発生を無くし、かつ比較的大きなポ
リゴン径を使用したときに発生する走査線曲がりの非対
称成分及び走査域全域に亙る副走査方向の倍率の全体的
な傾き成分を効果的に補正することによって、被走査面
全面に亙りスポット径が均一に補正され走査線曲がりの
無い、高速で高画質な画像を得ることができる光走査光
学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とす
る。
平行光束とした光走査光学系（マルチビーム光走査光学
系）もしくは光走査装置（マルチビーム光走査装置）に
おいて、ジッターの発生を無くし、かつ比較的大きなポ
リゴン径を使用したときに発生する走査線曲がりの非対
称成分及び走査域全域に亙る副走査方向の倍率の全体的
な傾き成分を効果的に補正することによって、被走査面
全面に亙りスポット径が均一に補正され走査線曲がりの
無い、高速で高画質な画像を得ることができる光走査光
学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光走査
光学系は、光源手段から出射した光束を略平行光束に変
換する第１の光学系と、該変換された光束を偏向手段の
偏向面上において主走査方向に長手の線状の光束として
結像させる第２の光学系と、該偏向手段で偏向された主
走査断面内で略平行な光束を被走査面上に結像させる第
３の光学系と、を有し、該第１の光学系と該第２の光学
系を含む入射光学系の光軸は少なくとも主走査断面内で
該被走査面の法線に対して傾けた光走査光学系におい
て、該第３の光学系は少なくとも１枚の光学素子を有
し、該少なくとも１枚の光学素子は主走査断面内におい
て、該光学素子の主走査方向の対称軸が該被走査面の法
線に対して、該光源手段側の光学素子の端部が該偏向手
段から遠ざかるように傾いて配置されていることを特徴
としている。
光学系は、光源手段から出射した光束を略平行光束に変
換する第１の光学系と、該変換された光束を偏向手段の
偏向面上において主走査方向に長手の線状の光束として
結像させる第２の光学系と、該偏向手段で偏向された主
走査断面内で略平行な光束を被走査面上に結像させる第
３の光学系と、を有し、該第１の光学系と該第２の光学
系を含む入射光学系の光軸は少なくとも主走査断面内で
該被走査面の法線に対して傾けた光走査光学系におい
て、該第３の光学系は少なくとも１枚の光学素子を有
し、該少なくとも１枚の光学素子は主走査断面内におい
て、該光学素子の主走査方向の対称軸が該被走査面の法
線に対して、該光源手段側の光学素子の端部が該偏向手
段から遠ざかるように傾いて配置されていることを特徴
としている。
【００１２】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記傾いて配置されている光学素子がレンズである
ことを特徴としている。
て、前記傾いて配置されている光学素子がレンズである
ことを特徴としている。
【００１３】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記傾いて配置されている光学素子が反射ミラーで
あることを特徴としている。
て、前記傾いて配置されている光学素子が反射ミラーで
あることを特徴としている。
【００１４】請求項４の発明は請求項１の発明におい
て、前記傾いて配置されている光学素子が回折光学素子
を含むことを特徴としている。
て、前記傾いて配置されている光学素子が回折光学素子
を含むことを特徴としている。
【００１５】請求項５の発明は請求項２の発明におい
て、前記第３の光学系は２枚のレンズを有していること
を特徴としている。
て、前記第３の光学系は２枚のレンズを有していること
を特徴としている。
【００１６】請求項６の発明は請求項５の発明におい
て、前記第３の光学系の２枚のレンズのうち、被走査面
側に配置されるレンズは偏向手段側に配置されるレンズ
よりも副走査断面内における屈折力が大きいことを特徴
としている。
て、前記第３の光学系の２枚のレンズのうち、被走査面
側に配置されるレンズは偏向手段側に配置されるレンズ
よりも副走査断面内における屈折力が大きいことを特徴
としている。
【００１７】請求項７の発明は請求項５又は６の発明に
おいて、前記傾いて配置されたレンズは前記第３の光学
系の２枚のレンズのうち、被走査面側に配置されるレン
ズであることを特徴としている。
おいて、前記傾いて配置されたレンズは前記第３の光学
系の２枚のレンズのうち、被走査面側に配置されるレン
ズであることを特徴としている。
【００１８】請求項８の発明は請求項５，６又は７の発
明において、前記第３の光学系の２枚のレンズのうち、
一方のレンズの光軸は他方のレンズの光軸に対して主走
査方向に所定量ずれて配置されていることを特徴として
いる。
明において、前記第３の光学系の２枚のレンズのうち、
一方のレンズの光軸は他方のレンズの光軸に対して主走
査方向に所定量ずれて配置されていることを特徴として
いる。
【００１９】請求項９の発明は請求項５乃至８のいずれ
か１項の発明において、前記第３の光学系の２枚のレン
ズは前記偏向手段側から順に配置された第１、第２のト
ーリックレンズであり、該第１のトーリックレンズは主
走査断面内において少なくとも１つのレンズ面が非球面
形状で形成され、そのレンズの主走査方向の対称軸近傍
において、該偏向手段側に凹面を向けた正の屈折力のメ
ニスカス状より成り、該第２の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形成され、
そのレンズの主走査方向の対称軸近傍において、該偏向
手段側に凸面を向けた弱い正の屈折力を有する、もしく
は殆ど屈折力を有さないメニスカス状より成ることを特
徴としている。
か１項の発明において、前記第３の光学系の２枚のレン
ズは前記偏向手段側から順に配置された第１、第２のト
ーリックレンズであり、該第１のトーリックレンズは主
走査断面内において少なくとも１つのレンズ面が非球面
形状で形成され、そのレンズの主走査方向の対称軸近傍
において、該偏向手段側に凹面を向けた正の屈折力のメ
ニスカス状より成り、該第２の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形成され、
そのレンズの主走査方向の対称軸近傍において、該偏向
手段側に凸面を向けた弱い正の屈折力を有する、もしく
は殆ど屈折力を有さないメニスカス状より成ることを特
徴としている。
【００２０】請求項１０の発明は請求項９の発明におい
て、前記第１、第２のトーリックレンズは共に副走査断
面内の形状が、前記偏向手段に凹面を向けたメニスカス
状より成ることを特徴としている。
て、前記第１、第２のトーリックレンズは共に副走査断
面内の形状が、前記偏向手段に凹面を向けたメニスカス
状より成ることを特徴としている。
【００２１】請求項１１の発明は請求項９又は１０の発
明において、前記第２のトーリックレンズは主走査断面
内において両レンズ面の曲率が、そのレンズの主走査方
向の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的
に変化し、中間部においてその曲率の符号が反転するこ
とを特徴としている。
明において、前記第２のトーリックレンズは主走査断面
内において両レンズ面の曲率が、そのレンズの主走査方
向の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的
に変化し、中間部においてその曲率の符号が反転するこ
とを特徴としている。
【００２２】請求項１２の発明は請求項９乃至１１のい
ずれか１項の発明において、前記第２のトーリックレン
ズの副走査断面内の屈折力は、そのレンズの主走査方向
の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に
対称に変化していることを特徴としている。
ずれか１項の発明において、前記第２のトーリックレン
ズの副走査断面内の屈折力は、そのレンズの主走査方向
の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に
対称に変化していることを特徴としている。
【００２３】請求項１３の発明は請求項９乃至１２のい
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズの副走査断面内の屈折力は、そのレンズの主走査方向
の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に
非対称に変化していることを特徴としている。
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズの副走査断面内の屈折力は、そのレンズの主走査方向
の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に
非対称に変化していることを特徴としている。
【００２４】請求項１４の発明は請求項９乃至１３のい
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズの副走査断面内の屈折力は、そのレンズの主走査方向
の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に
強くなり、前記第２のトーリックレンズの副走査断面内
の屈折力は、そのレンズの主走査方向の対称軸近傍から
レンズ周辺部にいくに従って連続的に弱くなっているこ
とを特徴としている。
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズの副走査断面内の屈折力は、そのレンズの主走査方向
の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に
強くなり、前記第２のトーリックレンズの副走査断面内
の屈折力は、そのレンズの主走査方向の対称軸近傍から
レンズ周辺部にいくに従って連続的に弱くなっているこ
とを特徴としている。
【００２５】請求項１５の発明は請求項９乃至１４のい
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズの主走査方向の対称軸近傍における副走査断面内の屈
折力をφ１ｓ、前記第２のトーリックレンズの主走査方
向の対称軸近傍における副走査断面内の屈折力をφ２s
としたとき、
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズの主走査方向の対称軸近傍における副走査断面内の屈
折力をφ１ｓ、前記第２のトーリックレンズの主走査方
向の対称軸近傍における副走査断面内の屈折力をφ２s
としたとき、
【００２６】
【数４】
【００２７】なる条件を満足することを特徴としてい
る。
る。
【００２８】請求項１６の発明は請求項９乃至１５のい
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズの主走査方向の対称軸近傍における主走査断面内の屈
折力をφ１m、前記第２のトーリックレンズの主走査方
向の対称軸近傍における主走査断面内の屈折力をφ２m
としたとき、
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズの主走査方向の対称軸近傍における主走査断面内の屈
折力をφ１m、前記第２のトーリックレンズの主走査方
向の対称軸近傍における主走査断面内の屈折力をφ２m
としたとき、
【００２９】
【数５】
【００３０】なる条件を満足することを特徴としてい
る。
る。
【００３１】請求項１７の発明は請求項１６の発明にお
いて、前記第３の光学系は、副走査断面内において該偏
向手段と該被走査面を共役な関係としており、その主走
査方向の対称軸近傍における副走査断面の結像倍率をβ
cとしたとき、 １．５≦βc≦４．０ なる条件を満足することを特徴としている。
いて、前記第３の光学系は、副走査断面内において該偏
向手段と該被走査面を共役な関係としており、その主走
査方向の対称軸近傍における副走査断面の結像倍率をβ
cとしたとき、 １．５≦βc≦４．０ なる条件を満足することを特徴としている。
【００３２】請求項１８の発明は請求項１６又は１７の
発明において、前記第３の光学系は、副走査断面内にお
いて該偏向手段と該被走査面を共役な関係としており、
その主走査方向の対称軸近傍における副走査断面の結像
倍率をβc、主走査方向の軸外の任意の位置における副
走査断面の結像倍率をβとしたとき、
発明において、前記第３の光学系は、副走査断面内にお
いて該偏向手段と該被走査面を共役な関係としており、
その主走査方向の対称軸近傍における副走査断面の結像
倍率をβc、主走査方向の軸外の任意の位置における副
走査断面の結像倍率をβとしたとき、
【００３３】
【数６】
【００３４】なる条件を満足することを特徴としてい
る。
る。
【００３５】請求項１９の発明は請求項９乃至１８のい
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズと前記第２のトーリックレンズはプラスチック材料か
ら成ることを特徴としている。
ずれか１項の発明において、前記第１のトーリックレン
ズと前記第２のトーリックレンズはプラスチック材料か
ら成ることを特徴としている。
【００３６】請求項２０の発明は請求項１乃至１９のい
ずれか１項の発明において、前記光源手段は複数の発光
点を有することを特徴としている。
ずれか１項の発明において、前記光源手段は複数の発光
点を有することを特徴としている。
【００３７】請求項２１の発明の画像形成装置は、請求
項１乃至２０のいずれか１項に記載の光走査光学系と、
前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査光学系
で走査されたレーザ光によって前記感光体上に形成され
た静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像さ
れたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写され
たトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有するこ
とを特徴としている。
項１乃至２０のいずれか１項に記載の光走査光学系と、
前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査光学系
で走査されたレーザ光によって前記感光体上に形成され
た静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像さ
れたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写され
たトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有するこ
とを特徴としている。
【００３８】請求項２２の発明の画像形成装置は、請求
項１乃至２０のいずれか１項に記載の走査光学系と、外
部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して
前記走査光学系に入力せしめるプリンタコントローラと
を有していることを特徴としている。
項１乃至２０のいずれか１項に記載の走査光学系と、外
部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して
前記走査光学系に入力せしめるプリンタコントローラと
を有していることを特徴としている。
【００３９】
【発明の実施の形態】［実施形態１］図１（Ａ）は本発
明の光走査光学系（光走査装置）の実施形態１の主走査
方向の要部断面図（主走査断面図）であり、図１（Ｂ）
は図１（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面
図）である。
明の光走査光学系（光走査装置）の実施形態１の主走査
方向の要部断面図（主走査断面図）であり、図１（Ｂ）
は図１（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面
図）である。
【００４０】尚、本明細書において偏向手段によって光
束が反射偏向（偏向走査）される方向を主走査方向、走
査光学手段の光軸及び主走査方向と直交する方向を副走
査方向と定義する。
束が反射偏向（偏向走査）される方向を主走査方向、走
査光学手段の光軸及び主走査方向と直交する方向を副走
査方向と定義する。
【００４１】同図において１は光源手段であり、例えば
半導体レーザー等より成っている。３は開口絞りであ
り、通過光束を制限してビーム形状を整形している。２
は第１の光学系としてのコリメーターレンズであり、光
源手段１から放射された発散光束を略平行光束に変換し
ている。４は第２の光学系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パワーを有してお
り、コリメーターレンズ２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（反射面）５ａにほぼ
線像として結像させている。尚、開口絞り３、コリメー
ターレンズ（第１の光学系）２、そしてシリンドリカル
レンズ（第２の光学系）４等の各要素は入射光学系１１
の一要素を構成している。
半導体レーザー等より成っている。３は開口絞りであ
り、通過光束を制限してビーム形状を整形している。２
は第１の光学系としてのコリメーターレンズであり、光
源手段１から放射された発散光束を略平行光束に変換し
ている。４は第２の光学系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パワーを有してお
り、コリメーターレンズ２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（反射面）５ａにほぼ
線像として結像させている。尚、開口絞り３、コリメー
ターレンズ（第１の光学系）２、そしてシリンドリカル
レンズ（第２の光学系）４等の各要素は入射光学系１１
の一要素を構成している。
【００４２】ここでコリメーターレンズ２とシリンドリ
カルレンズ４を含む入射光学系１１の光軸は少なくとも
主走査断面内で被走査面８の法線に対して傾いている。
カルレンズ４を含む入射光学系１１の光軸は少なくとも
主走査断面内で被走査面８の法線に対して傾いている。
【００４３】５は偏向手段としての光偏向器であり、例
えば６面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っ
ており、モーター等の駆動手段（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。
えば６面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っ
ており、モーター等の駆動手段（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。
【００４４】９は集光機能とｆθ特性を有する第３の光
学系としてのｆθレンズ系であり、プラスチック材料よ
り成る第１、第２の２枚のトーリックレンズ６，７より
成り、光偏向器５によって反射偏向された主走査断面内
で略平行な画像情報に基づく光束を被走査面としての感
光ドラム面８上に結像させ、かつ副走査断面内において
光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面８との間を共役
関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
学系としてのｆθレンズ系であり、プラスチック材料よ
り成る第１、第２の２枚のトーリックレンズ６，７より
成り、光偏向器５によって反射偏向された主走査断面内
で略平行な画像情報に基づく光束を被走査面としての感
光ドラム面８上に結像させ、かつ副走査断面内において
光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面８との間を共役
関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００４５】８は被走査面としての感光ドラム面（像担
持体面）である。
持体面）である。
【００４６】本実施形態において半導体レーザー１から
出射した発散光束は開口絞り３によって該光束（光量）
が制限され、コリメーターレンズ２により略平行光束に
変換され、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に入射した略平行光束のうち主走
査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走
査断面内においては収束して光偏向器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で反射偏向された主
走査断面内で略平行な光束は第１、第２のトーリックレ
ンズ６，７を介して感光ドラム面８上にスポット状に結
像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることに
よって、該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方
向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体と
しての感光ドラム面８上に画像記録を行なっている。
出射した発散光束は開口絞り３によって該光束（光量）
が制限され、コリメーターレンズ２により略平行光束に
変換され、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に入射した略平行光束のうち主走
査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走
査断面内においては収束して光偏向器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で反射偏向された主
走査断面内で略平行な光束は第１、第２のトーリックレ
ンズ６，７を介して感光ドラム面８上にスポット状に結
像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることに
よって、該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方
向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体と
しての感光ドラム面８上に画像記録を行なっている。
【００４７】次に本実施形態における第３の光学系９を
構成する第１、第２のトーリックレンズ６，７の特徴に
ついて詳述する。
構成する第１、第２のトーリックレンズ６，７の特徴に
ついて詳述する。
【００４８】第１のトーリックレンズ６は主走査断面内
において両レンズ面が非球面形状より形成され、そのレ
ンズの主走査方向の対称軸Ｑ近傍において光偏向器５側
に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス状より成
っている。
において両レンズ面が非球面形状より形成され、そのレ
ンズの主走査方向の対称軸Ｑ近傍において光偏向器５側
に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカス状より成
っている。
【００４９】第２のトーリックレンズ７は主走査断面内
において両レンズ面が非球面形状より形成され、そのレ
ンズの主走査方向の対称軸Ｑ近傍において光偏向器５側
に凸面を向けた弱い正の屈折力を有するメニスカス状よ
り成っている。
において両レンズ面が非球面形状より形成され、そのレ
ンズの主走査方向の対称軸Ｑ近傍において光偏向器５側
に凸面を向けた弱い正の屈折力を有するメニスカス状よ
り成っている。
【００５０】また第１、第２のトーリックレンズ６，７
は共にその主走査断面と直交する副走査断面内の形状が
光偏向器５側に凹面を向けたメニスカス形状より成って
いる。
は共にその主走査断面と直交する副走査断面内の形状が
光偏向器５側に凹面を向けたメニスカス形状より成って
いる。
【００５１】ここにおいて第２のトーリックレンズ７は
主走査断面内において、該レンズ７の主走査方向の対称
軸Ｑが被走査面８の法線に対して、光源手段１側のレン
ズ７の端部が光偏向器５から遠ざかるように傾いて配置
されている。即ち第２のトーリックレンズ７は、該レン
ズ７の光軸上のＣ点を中心にして被走査面８側に図中矢
印Ｄ方向に２０'（２０分）傾いて配置されている。
主走査断面内において、該レンズ７の主走査方向の対称
軸Ｑが被走査面８の法線に対して、光源手段１側のレン
ズ７の端部が光偏向器５から遠ざかるように傾いて配置
されている。即ち第２のトーリックレンズ７は、該レン
ズ７の光軸上のＣ点を中心にして被走査面８側に図中矢
印Ｄ方向に２０'（２０分）傾いて配置されている。
【００５２】次に上記の如く第２のトーリックレンズ７
を主走査断面内において傾けて配置することの理由につ
いて述べる。
を主走査断面内において傾けて配置することの理由につ
いて述べる。
【００５３】図２は一般的な走査光学系における光偏向
器５に入射する光束の主光線Ｌと、該光偏向器５の位置
関係及びｆθレンズ系９の位置関係を示す主走査方向の
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。
器５に入射する光束の主光線Ｌと、該光偏向器５の位置
関係及びｆθレンズ系９の位置関係を示す主走査方向の
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。
【００５４】同図において光偏向器５に入射する光束Ｌ
は、該光偏向器５の偏向面５ａが図中Ｅ、Ｆ、Ｇの状態
に連続的に偏向することにより、光束Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ
となって反射偏向され、ｆθレンズ系９に入射して被走
査面８上の各結像点８ａ、８ｂ、８ｃに結像する。
は、該光偏向器５の偏向面５ａが図中Ｅ、Ｆ、Ｇの状態
に連続的に偏向することにより、光束Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ
となって反射偏向され、ｆθレンズ系９に入射して被走
査面８上の各結像点８ａ、８ｂ、８ｃに結像する。
【００５５】光偏向器５の偏向面５ａがＥの状態のとき
が走査開始側（＋側と定義する）の有効走査領域の端部
に対応し、偏向面５ａがＦの状態のときが走査中心に対
応し、偏向面５ａがＧの状態のときが走査終了側（−側
と定義する）の有効走査領域の端部に対応している。
が走査開始側（＋側と定義する）の有効走査領域の端部
に対応し、偏向面５ａがＦの状態のときが走査中心に対
応し、偏向面５ａがＧの状態のときが走査終了側（−側
と定義する）の有効走査領域の端部に対応している。
【００５６】通常、偏向面５ａに入射する光束の主光線
Ｌは面倒れ補正の対称性を考慮して、偏向面５ａがＥの
状態のときとＧの状態のときとの交点（図中Ｐ点）をめ
がけて入射させる配置をとるのが一般的である。
Ｌは面倒れ補正の対称性を考慮して、偏向面５ａがＥの
状態のときとＧの状態のときとの交点（図中Ｐ点）をめ
がけて入射させる配置をとるのが一般的である。
【００５７】一方、ｆθレンズ系９の主走査断面内にお
ける光軸Ｑは副走査方向の像面湾曲補正の対称性を考慮
して、偏向面５ａがＦの状態のときに反射偏向された光
束Ｌｂ近傍に配置することが一般的に行われている。
ける光軸Ｑは副走査方向の像面湾曲補正の対称性を考慮
して、偏向面５ａがＦの状態のときに反射偏向された光
束Ｌｂ近傍に配置することが一般的に行われている。
【００５８】ここでシリンドリカルレンズ４によって図
中Ｐ点に線像を結像させた場合を考えてみる。Ｐ点はｆ
θレンズ系９の主走査断面内における光軸Ｑよりも＋側
に存在する。ここで理解を簡単にする為にｆθレンズ系
９の副走査断面内でのパワーは該ｆθレンズ系９の第２
面９ｂに存在すると仮定する。副走査断面内においては
面倒れを補正する為にｆθレンズ系９により、図中Ｐ点
と各結像点８ａ、８ｂ、８ｃをそれぞれ共役な関係とし
ている。各結像点８ａ、８ｂ、８ｃそれぞれに対応する
副走査断面内の横倍率βａ、βｂ、βcは光束Ｌａ、Ｌ
ｂ、Ｌｃ、Ｌａ'、Ｌｂ'、Ｌｃ'の距離を各々ｍａ、ｍ
ｂ、ｍｃ、ｍａ'、ｍｂ'、ｍｃ'としたとき、
中Ｐ点に線像を結像させた場合を考えてみる。Ｐ点はｆ
θレンズ系９の主走査断面内における光軸Ｑよりも＋側
に存在する。ここで理解を簡単にする為にｆθレンズ系
９の副走査断面内でのパワーは該ｆθレンズ系９の第２
面９ｂに存在すると仮定する。副走査断面内においては
面倒れを補正する為にｆθレンズ系９により、図中Ｐ点
と各結像点８ａ、８ｂ、８ｃをそれぞれ共役な関係とし
ている。各結像点８ａ、８ｂ、８ｃそれぞれに対応する
副走査断面内の横倍率βａ、βｂ、βcは光束Ｌａ、Ｌ
ｂ、Ｌｃ、Ｌａ'、Ｌｂ'、Ｌｃ'の距離を各々ｍａ、ｍ
ｂ、ｍｃ、ｍａ'、ｍｂ'、ｍｃ'としたとき、
【００５９】
【数７】
【００６０】但し、ｍａ、ｍｂ、ｍｃは各々偏向面から
ｆθレンズ系の出射面までの距離、ｍａ'、ｍｂ'、ｍ
ｃ'は各々ｆθレンズ系の出射面から被走査面までの距
離で表わされる。
ｆθレンズ系の出射面までの距離、ｍａ'、ｍｂ'、ｍ
ｃ'は各々ｆθレンズ系の出射面から被走査面までの距
離で表わされる。
【００６１】ここでＰ点はｆθレンズ系９の主走査断面
内における光軸Ｑよりも＋側に存在する為、
内における光軸Ｑよりも＋側に存在する為、
【００６２】
【数８】
【００６３】なる関係式が成り立つ。
【００６４】即ち、βa＞βcとなり、前述した如く一般
的な配置構成をとった場合には、図中＋側の像高におけ
る副走査断面内の横倍率の方が図中−側の像高よりも大
きくなってしまい、走査開始側と走査終了側とで倍率差
が発生してしまう。
的な配置構成をとった場合には、図中＋側の像高におけ
る副走査断面内の横倍率の方が図中−側の像高よりも大
きくなってしまい、走査開始側と走査終了側とで倍率差
が発生してしまう。
【００６５】上記副走査断面内における倍率差により、
被走査面８上での副走査方向の結像スポットサイズが走
査開始側と走査終了側とで変化してしまうことになり画
質を劣化させる原因となる。
被走査面８上での副走査方向の結像スポットサイズが走
査開始側と走査終了側とで変化してしまうことになり画
質を劣化させる原因となる。
【００６６】一方、光源として複数の発光点を有するマ
ルチビームレーザー等を用いたマルチビーム光走査光学
系の場合は、被走査面８上での副走査方向の結像スポッ
ト間隔が走査開始側と走査終了側とで変化してしまうこ
とになり、やはり画質を劣化させる原因となる。
ルチビームレーザー等を用いたマルチビーム光走査光学
系の場合は、被走査面８上での副走査方向の結像スポッ
ト間隔が走査開始側と走査終了側とで変化してしまうこ
とになり、やはり画質を劣化させる原因となる。
【００６７】そこで本実施形態においては上述の如く第
２のトーリックレンズ７を主走査断面内において、該レ
ンズ７の光軸上のＣ点を中心にして被走査面８側に図中
矢印Ｄ方向に２０'（２０分）傾けて配置することによ
って、上記
２のトーリックレンズ７を主走査断面内において、該レ
ンズ７の光軸上のＣ点を中心にして被走査面８側に図中
矢印Ｄ方向に２０'（２０分）傾けて配置することによ
って、上記
【００６８】
【数９】
【００６９】を等しくすることができ、即ち、βa＝βc
とすることができ、これにより走査開始側と走査終了側
との副走査断面内における倍率の差を完全に補正してい
る。
とすることができ、これにより走査開始側と走査終了側
との副走査断面内における倍率の差を完全に補正してい
る。
【００７０】従来からｆθレンズ系９に入射する光束を
収束光束としている光走査光学系においては、本実施形
態のようにｆθレンズ系を構成する少なくとも１枚のレ
ンズを傾けることが行なわれている（特開平１０‐２３
２３４７号公報）。ｆθレンズ系に入射する光束を収束
光束とした場合はｆθ特性に非対称な残存収差が発生す
る為、それを補正する為にレンズを傾けて配置するので
ある。
収束光束としている光走査光学系においては、本実施形
態のようにｆθレンズ系を構成する少なくとも１枚のレ
ンズを傾けることが行なわれている（特開平１０‐２３
２３４７号公報）。ｆθレンズ系に入射する光束を収束
光束とした場合はｆθ特性に非対称な残存収差が発生す
る為、それを補正する為にレンズを傾けて配置するので
ある。
【００７１】本実施形態のようなｆθレンズ系９に入射
する光束を略平行光束としている光走査光学系において
は、上記ｆθ特性の非対称な残存収差は通常発生し得な
い為、レンズを傾けて配置することは通常行なわない。
する光束を略平行光束としている光走査光学系において
は、上記ｆθ特性の非対称な残存収差は通常発生し得な
い為、レンズを傾けて配置することは通常行なわない。
【００７２】ところが本実施形態においては走査開始側
と走査終了側との副走査断面内における倍率の差を補正
する為にｆθレンズ系９に入射する光束を略平行光束と
しているにも拘わらず第２のトーリックレンズ７を傾け
て配置している。
と走査終了側との副走査断面内における倍率の差を補正
する為にｆθレンズ系９に入射する光束を略平行光束と
しているにも拘わらず第２のトーリックレンズ７を傾け
て配置している。
【００７３】このように第２のトーリックレンズ７を傾
けて配置した場合、ｆθ特性と主走査方向の像面湾曲が
劣化してしまうという問題点が発生してくる。
けて配置した場合、ｆθ特性と主走査方向の像面湾曲が
劣化してしまうという問題点が発生してくる。
【００７４】そこで本実施形態においては第１のトーリ
ックレンズ６の光軸を第２のトーリックレンズ７の光軸
に対して主走査方向にずらして配置している。具体的に
は第１のトーリックレンズ６の光軸に対して、第２のト
ーリックレンズ７の光軸を図２中＋側（光源側）方向へ
０．３ｍｍずらして配置している。このように配置する
ことによりｆθ特性と主走査方向の像面湾曲とを共に良
好に補正することができる。
ックレンズ６の光軸を第２のトーリックレンズ７の光軸
に対して主走査方向にずらして配置している。具体的に
は第１のトーリックレンズ６の光軸に対して、第２のト
ーリックレンズ７の光軸を図２中＋側（光源側）方向へ
０．３ｍｍずらして配置している。このように配置する
ことによりｆθ特性と主走査方向の像面湾曲とを共に良
好に補正することができる。
【００７５】また第２のトーリックレンズ７を上記の如
く傾けて配置して走査開始側と走査終了側との副走査断
面内における倍率の差を補正する場合は，第１のトーリ
ックレンズ６の副走査断面内の屈折力よりも第２のトー
リックレンズ７の副走査断面内の屈折力を大きく設定す
ることが好ましい。このようなパワー配置に設定するこ
とにより第２のトーリックレンズ７を傾ける量を少なく
することができ、これによりｆθ特性と主走査方向の像
面湾曲に与える影響を小さくすることができる。
く傾けて配置して走査開始側と走査終了側との副走査断
面内における倍率の差を補正する場合は，第１のトーリ
ックレンズ６の副走査断面内の屈折力よりも第２のトー
リックレンズ７の副走査断面内の屈折力を大きく設定す
ることが好ましい。このようなパワー配置に設定するこ
とにより第２のトーリックレンズ７を傾ける量を少なく
することができ、これによりｆθ特性と主走査方向の像
面湾曲に与える影響を小さくすることができる。
【００７６】好ましくは第１のトーリックレンズ６の主
走査方向の対称軸近傍における副走査断面内の屈折力を
φ１s、第２のトーリックレンズ７の主走査方向の対称
軸近傍における副走査断面内の屈折力をφ２sとしたと
き、
走査方向の対称軸近傍における副走査断面内の屈折力を
φ１s、第２のトーリックレンズ７の主走査方向の対称
軸近傍における副走査断面内の屈折力をφ２sとしたと
き、
【００７７】
【数１０】
【００７８】なる条件を満足するように各レンズの副走
査断面内の屈折力を設定することが望ましい。
査断面内の屈折力を設定することが望ましい。
【００７９】条件式（１）は第１、第２のトーリックレ
ンズ６，７の副走査断面内のパワー比に関するものであ
り、条件式（１）を逸脱して第１、第２のトーリックレ
ンズ６，７の副走査断面内の屈折力を設定してしまう
と、第２のトーリックレンズ７を傾けて副走査断面内に
おける倍率の差を補正しようとした場合、傾ける量が大
きくなり過ぎてしまい、ｆθ特性と主走査方向の像面湾
曲に与える影響が大きくなってしまうので良くない。
ンズ６，７の副走査断面内のパワー比に関するものであ
り、条件式（１）を逸脱して第１、第２のトーリックレ
ンズ６，７の副走査断面内の屈折力を設定してしまう
と、第２のトーリックレンズ７を傾けて副走査断面内に
おける倍率の差を補正しようとした場合、傾ける量が大
きくなり過ぎてしまい、ｆθ特性と主走査方向の像面湾
曲に与える影響が大きくなってしまうので良くない。
【００８０】第２のトーリックレンズ７の主走査断面内
の屈折力は弱い正の屈折力を有するか、もしくは殆ど屈
折力を有さないことが望ましい。
の屈折力は弱い正の屈折力を有するか、もしくは殆ど屈
折力を有さないことが望ましい。
【００８１】即ち、第２のトーリックレンズ７を上記の
如く傾けて配置して走査開始側と走査終了側との副走査
断面内における倍率の差を補正する場合に、該第２のト
ーリックレンズ７の主走査断面内の屈折力が弱い、もし
くは殆ど屈折力を有さないように設定することによっ
て、第２のトーリックレンズ７を傾けて配置した場合の
ｆθ特性と主走査方向の像面湾曲に与える影響を小さく
することができるからである。
如く傾けて配置して走査開始側と走査終了側との副走査
断面内における倍率の差を補正する場合に、該第２のト
ーリックレンズ７の主走査断面内の屈折力が弱い、もし
くは殆ど屈折力を有さないように設定することによっ
て、第２のトーリックレンズ７を傾けて配置した場合の
ｆθ特性と主走査方向の像面湾曲に与える影響を小さく
することができるからである。
【００８２】好ましくは第１のトーリックレンズ６の主
走査方向の対称軸近傍における主走査断面内の屈折力を
φ１m、第２のトーリックレンズ７の主走査方向の対称
軸近傍における主走査断面内の屈折力をφ２mとしたと
き、
走査方向の対称軸近傍における主走査断面内の屈折力を
φ１m、第２のトーリックレンズ７の主走査方向の対称
軸近傍における主走査断面内の屈折力をφ２mとしたと
き、
【００８３】
【数１１】
【００８４】なる条件を満足するように設定することが
望ましい。
望ましい。
【００８５】条件式（２）は第１、第２のトーリックレ
ンズ６，７の主走査断面内のパワー比に関するものであ
り、条件式（２）を逸脱して各レンズの主走査断面内の
屈折力を設定してしまうと、トーリックレンズを傾けて
副走査断面内における倍率の差を補正しようとした場
合、ｆθ特性と主走査方向の像面湾曲に与える影響が大
きくなってしまうので良くない。
ンズ６，７の主走査断面内のパワー比に関するものであ
り、条件式（２）を逸脱して各レンズの主走査断面内の
屈折力を設定してしまうと、トーリックレンズを傾けて
副走査断面内における倍率の差を補正しようとした場
合、ｆθ特性と主走査方向の像面湾曲に与える影響が大
きくなってしまうので良くない。
【００８６】尚、第２のトーリックレンズ７の主走査断
面内の屈折力が弱いということは、
面内の屈折力が弱いということは、
【００８７】
【数１２】
【００８８】のことである。
【００８９】また第２のトーリックレンズ７の主走査断
面内の屈折力が殆ど有さないということは、
面内の屈折力が殆ど有さないということは、
【００９０】
【数１３】
【００９１】のことである。
【００９２】第２のトーリックレンズ７は主走査断面内
において両レンズ面の曲率が、そのレンズ７の主走査方
向の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的
に変化し、中間部においてその曲率の符号が反転するよ
うな形状より成っている。このような形状とすることに
よって被走査面８までの距離を小さく保ったまま、特に
ｆθ特性を走査域全域に亙って良好に補正することを可
能としている。
において両レンズ面の曲率が、そのレンズ７の主走査方
向の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的
に変化し、中間部においてその曲率の符号が反転するよ
うな形状より成っている。このような形状とすることに
よって被走査面８までの距離を小さく保ったまま、特に
ｆθ特性を走査域全域に亙って良好に補正することを可
能としている。
【００９３】さらに第１のトーリックレンズ６の副走査
断面内の屈折力を、そのレンズ６の主走査方向の対称軸
近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に強くなる
ように設定し、逆に第２のトーリックレンズ７の副走査
断面内の屈折力を、そのレンズ７の主走査方向の対称軸
近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に弱くなる
ように設定している。
断面内の屈折力を、そのレンズ６の主走査方向の対称軸
近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に強くなる
ように設定し、逆に第２のトーリックレンズ７の副走査
断面内の屈折力を、そのレンズ７の主走査方向の対称軸
近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に弱くなる
ように設定している。
【００９４】このように各レンズ６，７の副走査断面内
の屈折力を設定することによって副走査断面内の横倍率
を走査域全域に亙って一定になるように補正している。
の屈折力を設定することによって副走査断面内の横倍率
を走査域全域に亙って一定になるように補正している。
【００９５】またｆθレンズ系９は、前述の如くその主
走査方向の対称軸近傍における副走査断面内の結像倍率
をβcとしたとき、 １．５≦βc≦４．０ ‥‥‥‥（３） なる条件を満足するように設定している。
走査方向の対称軸近傍における副走査断面内の結像倍率
をβcとしたとき、 １．５≦βc≦４．０ ‥‥‥‥（３） なる条件を満足するように設定している。
【００９６】条件式（３）はｆθレンズ系９の副走査断
面内の結像倍率を規定したものであり、条件式（３）の
下限値を超えた場合は、副走査断面内の横倍率を走査域
全域に亙って一定に補正することは容易になるが、ｆθ
レンズ系９、特に本実施形態の場合は第２のトーリック
レンズ７が被走査面８に近づいてしまいレンズ自身の大
きさが大きくなり、コンパクト性に欠けるとともにコス
トアップにもなってしまうので良くない。条件式（３）
の上限値を超えた場合は、ｆθレンズ系９は小さくする
ことが可能となるが、走査開始側と走査終了側との副走
査断面内における倍率の差を良好に補正することが困難
となってしまうので良くない。
面内の結像倍率を規定したものであり、条件式（３）の
下限値を超えた場合は、副走査断面内の横倍率を走査域
全域に亙って一定に補正することは容易になるが、ｆθ
レンズ系９、特に本実施形態の場合は第２のトーリック
レンズ７が被走査面８に近づいてしまいレンズ自身の大
きさが大きくなり、コンパクト性に欠けるとともにコス
トアップにもなってしまうので良くない。条件式（３）
の上限値を超えた場合は、ｆθレンズ系９は小さくする
ことが可能となるが、走査開始側と走査終了側との副走
査断面内における倍率の差を良好に補正することが困難
となってしまうので良くない。
【００９７】また上記のように第１のトーリックレンズ
６の副走査断面内の屈折力はレンズ６の主走査方向の対
称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に強く
なるように設定し、逆に第２のトーリックレンズ７の副
走査断面内の屈折力はレンズ７の主走査方向の対称軸近
傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に弱くなるよ
うに設定することにより、その主走査方向の対称軸近傍
における副走査断面の結像倍率をβc、主走査方向の軸
外の任意の位置における副走査断面の結像倍率をβとし
たとき、
６の副走査断面内の屈折力はレンズ６の主走査方向の対
称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に強く
なるように設定し、逆に第２のトーリックレンズ７の副
走査断面内の屈折力はレンズ７の主走査方向の対称軸近
傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に弱くなるよ
うに設定することにより、その主走査方向の対称軸近傍
における副走査断面の結像倍率をβc、主走査方向の軸
外の任意の位置における副走査断面の結像倍率をβとし
たとき、
【００９８】
【数１４】
【００９９】なる条件を満足するように副走査断面内の
横倍率を走査域全域に亙って一定になるように補正して
いる。
横倍率を走査域全域に亙って一定になるように補正して
いる。
【０１００】対称軸とは被走査面８に垂直に入射すると
きの光束の主光線がレンズ中を通過するときの光路であ
る。
きの光束の主光線がレンズ中を通過するときの光路であ
る。
【０１０１】条件式（４）は主走査方向の対称軸近傍以
外の任意の位置と対称軸近傍との副走査断面内の結像倍
率の比に関するものであり、条件式（４）の下限値及び
上限値を超えてしまうと、被走査面８上での副走査方向
の結像スポットサイズが走査開始側と走査終了側とで変
化してしまうことになり画質を劣化させる原因となって
しまうので良くない。
外の任意の位置と対称軸近傍との副走査断面内の結像倍
率の比に関するものであり、条件式（４）の下限値及び
上限値を超えてしまうと、被走査面８上での副走査方向
の結像スポットサイズが走査開始側と走査終了側とで変
化してしまうことになり画質を劣化させる原因となって
しまうので良くない。
【０１０２】また光源として複数の発光点を有するマル
チビームレーザー等を用いたマルチビーム光走査光学系
の場合は、被走査面８上での副走査方向の結像スポット
間隔が走査開始側と走査終了側とで変化してしまうこと
になり、やはり画質を劣化させる原因となってしまう。
チビームレーザー等を用いたマルチビーム光走査光学系
の場合は、被走査面８上での副走査方向の結像スポット
間隔が走査開始側と走査終了側とで変化してしまうこと
になり、やはり画質を劣化させる原因となってしまう。
【０１０３】第１のトーリックレンズ６の副走査断面内
の屈折力は、そのレンズ６の主走査方向の対称軸近傍か
らレンズ周辺部にいくに従って連続的に非対称に変化さ
せている。このように副走査断面内の屈折力を設定する
ことによって、副走査方向の像面湾曲の非対称成分を良
好に補正している。
の屈折力は、そのレンズ６の主走査方向の対称軸近傍か
らレンズ周辺部にいくに従って連続的に非対称に変化さ
せている。このように副走査断面内の屈折力を設定する
ことによって、副走査方向の像面湾曲の非対称成分を良
好に補正している。
【０１０４】また第２のトーリックレンズ７の副走査断
面内の屈折力を、そのレンズ７の主走査方向の対称軸近
傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に対称に変化
させている。
面内の屈折力を、そのレンズ７の主走査方向の対称軸近
傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に対称に変化
させている。
【０１０５】なお本実施形態における第１、第２のトー
リックレンズ６，７はプラスチック材料を射出成形する
ことによって製作することによりコストダウンを図って
いる。
リックレンズ６，７はプラスチック材料を射出成形する
ことによって製作することによりコストダウンを図って
いる。
【０１０６】表−１に本実施形態におけるシングルビー
ムの光走査光学系の諸特性を示す。
ムの光走査光学系の諸特性を示す。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】第１、第２のトーリックレンズ６，７の主
走査断面の非球面形状は、各レンズ面と光軸との交点を
原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸
と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交
する軸をＺ軸としたときに、
走査断面の非球面形状は、各レンズ面と光軸との交点を
原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸
と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交
する軸をＺ軸としたときに、
【０１０９】
【数１５】
【０１１０】なる式で表わされる。
【０１１１】なお、Rは曲率半径、k、B4〜B10は非球面
係数である。
係数である。
【０１１２】また第１、第２のトーリックレンズ６，７
の副走査断面の形状は主走査方向のレンズ面座標がＹで
あるところの曲率半径r'が、 r'=r(1+D2y2+D4y4+D6y6+D8y8+D10y10) なる式で表わされる形状をしている。
の副走査断面の形状は主走査方向のレンズ面座標がＹで
あるところの曲率半径r'が、 r'=r(1+D2y2+D4y4+D6y6+D8y8+D10y10) なる式で表わされる形状をしている。
【０１１３】なお、rは光軸上における曲率半径、D2〜D
10は各係数である。
10は各係数である。
【０１１４】また図２中、＋側と−側で係数が異なる場
合は、＋側の係数には添字uを付し、−側の係数には添
字lを付している。
合は、＋側の係数には添字uを付し、−側の係数には添
字lを付している。
【０１１５】図３は本実施形態の主走査方向及び副走査
方向の像面湾曲を示す収差図、図４は本実施形態のｆθ
特性を示す収差図、図５は走査域全域における副走査断
面内の横倍率を示す説明図、図６はβ／βcの関係を示
す説明図である。各図より各収差とも実用上問題の無い
レベルまで補正されていることが分かる。
方向の像面湾曲を示す収差図、図４は本実施形態のｆθ
特性を示す収差図、図５は走査域全域における副走査断
面内の横倍率を示す説明図、図６はβ／βcの関係を示
す説明図である。各図より各収差とも実用上問題の無い
レベルまで補正されていることが分かる。
【０１１６】［実施形態２］図７（Ａ）は本発明の光走
査光学系（光走査装置）の実施形態１の主走査方向の要
部断面図（主走査断面図）であり、図７（Ｂ）は図７
（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）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
号を付している。
査光学系（光走査装置）の実施形態１の主走査方向の要
部断面図（主走査断面図）であり、図７（Ｂ）は図７
（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）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
号を付している。
【０１１７】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は、第２のトーリックレンズ７の主走査断面内の
屈折力が殆ど有さない（実質的に屈折力を有さない）
点、第１のトーリックレンズ６の主走査方向の対称軸近
傍における副走査断面内の屈折力が負である点である。
その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であ
り、これにより同様な効果を得ている。
なる点は、第２のトーリックレンズ７の主走査断面内の
屈折力が殆ど有さない（実質的に屈折力を有さない）
点、第１のトーリックレンズ６の主走査方向の対称軸近
傍における副走査断面内の屈折力が負である点である。
その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であ
り、これにより同様な効果を得ている。
【０１１８】即ち、第２のトーリックレンズ７の主走査
断面内の屈折力を実質的の屈折力を有さないように設定
することにより、第２のトーリックレンズ７を傾けて配
置した場合のｆθ特性と主走査方向の像面湾曲に与える
影響を小さくすることによって良好なる収差補正を行な
うことを可能としている。
断面内の屈折力を実質的の屈折力を有さないように設定
することにより、第２のトーリックレンズ７を傾けて配
置した場合のｆθ特性と主走査方向の像面湾曲に与える
影響を小さくすることによって良好なる収差補正を行な
うことを可能としている。
【０１１９】尚、第２のトーリックレンズ７の主走査断
面内の屈折力が殆ど有さないということは前述した如
く、
面内の屈折力が殆ど有さないということは前述した如
く、
【０１２０】
【数１６】
【０１２１】のことである。
【０１２２】また第１のトーリックレンズ６の主走査方
向の対称軸近傍における副走査断面内の屈折力を負に設
定することによって、全系の副走査方向の倍率を低く設
定し、これにより副走査断面内における倍率の差を効果
的に補正している。但し、あまり負の屈折力を大きく設
定してしまうと第２のトーリックレンズ７の副走査断面
内の屈折力を強くするか、或いは第２のトーリックレン
ズ７を被走査面８に近づける必要がある。即ち第２のト
ーリックレンズ７の副走査断面内の屈折力をあまり強く
設定すると、レンズの偏心公差等に対して敏感になり易
く好ましくない。また第２のトーリックレンズ７を被走
査面８に近づけてしまうと、レンズが大きくなりコンパ
クト性に欠けるとともにコストアップにもなってしま
う。
向の対称軸近傍における副走査断面内の屈折力を負に設
定することによって、全系の副走査方向の倍率を低く設
定し、これにより副走査断面内における倍率の差を効果
的に補正している。但し、あまり負の屈折力を大きく設
定してしまうと第２のトーリックレンズ７の副走査断面
内の屈折力を強くするか、或いは第２のトーリックレン
ズ７を被走査面８に近づける必要がある。即ち第２のト
ーリックレンズ７の副走査断面内の屈折力をあまり強く
設定すると、レンズの偏心公差等に対して敏感になり易
く好ましくない。また第２のトーリックレンズ７を被走
査面８に近づけてしまうと、レンズが大きくなりコンパ
クト性に欠けるとともにコストアップにもなってしま
う。
【０１２３】本実施形態においては前記各条件式
（１），（３）を満足するように各レンズの副走査断面
内の屈折力を設定している。更に前記各条件式（２），
（４）も満足するように設定している。
（１），（３）を満足するように各レンズの副走査断面
内の屈折力を設定している。更に前記各条件式（２），
（４）も満足するように設定している。
【０１２４】表−２に本実施形態２におけるシングルビ
ームの光走査光学系の諸特性を示す。
ームの光走査光学系の諸特性を示す。
【０１２５】
【表２】
【０１２６】表−２におけるR、k、B4〜B10、r、D2〜D
10は実施形態１で説明した諸係数と同様な意味を持つ。
10は実施形態１で説明した諸係数と同様な意味を持つ。
【０１２７】図８は本実施形態の主走査方向及び副走査
方向の像面湾曲を示す収差図、図９は本実施形態のｆθ
特性を示す収差図、図１０は走査域全域における副走査
断面内の横倍率を示す説明図、図１１はβ／βcの関係
を示す説明図である。各図より各収差とも実用上問題の
無いレベルまで補正されていることが分かる。
方向の像面湾曲を示す収差図、図９は本実施形態のｆθ
特性を示す収差図、図１０は走査域全域における副走査
断面内の横倍率を示す説明図、図１１はβ／βcの関係
を示す説明図である。各図より各収差とも実用上問題の
無いレベルまで補正されていることが分かる。
【０１２８】［実施形態３］図１２（Ａ）は本発明の光
走査光学系（光走査装置）の実施形態１の主走査方向の
要部断面図（主走査断面図）であり、図１２（Ｂ）は図
１２（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）
である。同図において図１に示した要素と同一要素には
同符号を付している。
走査光学系（光走査装置）の実施形態１の主走査方向の
要部断面図（主走査断面図）であり、図１２（Ｂ）は図
１２（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）
である。同図において図１に示した要素と同一要素には
同符号を付している。
【０１２９】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は光源手段として複数の発光点を有するマルチビ
ームレーザーを用いたマルチビーム光走査光学系として
構成した点である。
なる点は光源手段として複数の発光点を有するマルチビ
ームレーザーを用いたマルチビーム光走査光学系として
構成した点である。
【０１３０】本実施形態におけるマルチビーム光源は、
発光点の数が２つであり、お互いの発光点間隔が９０μ
ｍであるモノリシックマルチビームレーザーを図１２
（Ｃ）のように主走査平面に対して６．１９７°傾けて
配置している。
発光点の数が２つであり、お互いの発光点間隔が９０μ
ｍであるモノリシックマルチビームレーザーを図１２
（Ｃ）のように主走査平面に対して６．１９７°傾けて
配置している。
【０１３１】尚、本実施形態においては、発光点の数を
２つとしているが、本発明はそれに限定されることな
く、発光点の数が３つ以上のときにも同様の効果が得ら
れる。本発明では、走査線曲りを問題としていることを
考慮すると、発光点の数が３本、４本、・・と多くなっ
ても本発明の効果を得られる。
２つとしているが、本発明はそれに限定されることな
く、発光点の数が３つ以上のときにも同様の効果が得ら
れる。本発明では、走査線曲りを問題としていることを
考慮すると、発光点の数が３本、４本、・・と多くなっ
ても本発明の効果を得られる。
【０１３２】本実施形態のマルチビーム光源はモノリシ
ックマルチビームレーザーを使用したが、それに限定さ
れることなく、ハイブリッドマルチビームレーザーのと
きも同様の効果を得られる。
ックマルチビームレーザーを使用したが、それに限定さ
れることなく、ハイブリッドマルチビームレーザーのと
きも同様の効果を得られる。
【０１３３】その他の構成及び光学的作用は実施形態１
と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１３４】即ち、本実施形態においてはマルチビーム
レーザーを用いたマルチビーム光走査光学系において、
前述の実施形態１と同様に第２のトーリックレンズ７を
主走査断面内において、該レンズ７の主走査方向の対称
軸Ｑが被走査面８の法線に対して、光源手段１側のレン
ズ７の端部が光偏向器５から遠ざかるように傾けて配置
している。即ち第２のトーリックレンズ７を、該レンズ
７の光軸上のＣ点を中心にして被走査面８側に図中矢印
Ｄ方向に２０'（２０分）傾けて配置することによって
走査開始側と走査終了側との副走査断面内における倍率
の差を完全に補正している。
レーザーを用いたマルチビーム光走査光学系において、
前述の実施形態１と同様に第２のトーリックレンズ７を
主走査断面内において、該レンズ７の主走査方向の対称
軸Ｑが被走査面８の法線に対して、光源手段１側のレン
ズ７の端部が光偏向器５から遠ざかるように傾けて配置
している。即ち第２のトーリックレンズ７を、該レンズ
７の光軸上のＣ点を中心にして被走査面８側に図中矢印
Ｄ方向に２０'（２０分）傾けて配置することによって
走査開始側と走査終了側との副走査断面内における倍率
の差を完全に補正している。
【０１３５】これにより複数ビームの被走査面８上にお
ける副走査方向にピッチ間隔が走査域全域において等し
くすることができるので高画質な画像出力に対応したマ
ルチビーム光走査光学系を得ることができる。
ける副走査方向にピッチ間隔が走査域全域において等し
くすることができるので高画質な画像出力に対応したマ
ルチビーム光走査光学系を得ることができる。
【０１３６】表―３に本実施形態３における光走査光学
系の諸特性を示す。
系の諸特性を示す。
【０１３７】表―３におけるR、k、B4〜B10、r、D2〜D
10は実施形態１で説明した諸係数と同様な意味を持つ。
10は実施形態１で説明した諸係数と同様な意味を持つ。
【０１３８】
【表３】
【０１３９】図１３は本実施形態の主走査方向及び副走
査方向の像面湾曲を示す収差図、図１４は本実施形態の
ｆθ特性を示す収差図、図１５は走査域全域における副
走査断面内の横倍率を示す説明図、図１６はβ／βcの
関係を示す説明図である。図１７は本実施形態のマルチ
ビーム光走査光学系を解像度６００DPI（走査線間隔４
２．３μｍ）で使用した場合のマルチビームの各走査線
のピッチのズレ量を示す説明図である。各図より各収差
とも実用上問題の無いレベルまで補正されていることが
分かる。
査方向の像面湾曲を示す収差図、図１４は本実施形態の
ｆθ特性を示す収差図、図１５は走査域全域における副
走査断面内の横倍率を示す説明図、図１６はβ／βcの
関係を示す説明図である。図１７は本実施形態のマルチ
ビーム光走査光学系を解像度６００DPI（走査線間隔４
２．３μｍ）で使用した場合のマルチビームの各走査線
のピッチのズレ量を示す説明図である。各図より各収差
とも実用上問題の無いレベルまで補正されていることが
分かる。
【０１４０】尚、各実施形態においては第３の光学系を
２枚のレンズより構成したが、前述の要件を満足するよ
うにレンズを設定すれば１枚もしくは３枚以上のレンズ
でも本発明は前述の各実施形態と同様に適用することが
できる。
２枚のレンズより構成したが、前述の要件を満足するよ
うにレンズを設定すれば１枚もしくは３枚以上のレンズ
でも本発明は前述の各実施形態と同様に適用することが
できる。
【０１４１】本発明の第３の光学系を構成する光学素子
とは、実施形態１〜３のｆθレンズ系９（第１のトーリ
ックレンズ６、第２のトーリックレンズ７）に限定され
ることなく、反射ミラーでも良い。また、回折光学素子
を含んでいても良い。
とは、実施形態１〜３のｆθレンズ系９（第１のトーリ
ックレンズ６、第２のトーリックレンズ７）に限定され
ることなく、反射ミラーでも良い。また、回折光学素子
を含んでいても良い。
【０１４２】本発明の実施形態１〜３では、第２のトー
リックレンズ７のみを該レンズ７の光軸上のＣ点を中心
にして被走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾いて配置して
いるが、本発明はその構成に限定されることはなく、第
１のトーリックレンズ６のみを該レンズ６の光軸上のＣ
点を中心にして被走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾いて
配置しても実施形態１〜３と同様の効果を得られる。
リックレンズ７のみを該レンズ７の光軸上のＣ点を中心
にして被走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾いて配置して
いるが、本発明はその構成に限定されることはなく、第
１のトーリックレンズ６のみを該レンズ６の光軸上のＣ
点を中心にして被走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾いて
配置しても実施形態１〜３と同様の効果を得られる。
【０１４３】また、第２のトーリックレンズ７を反射ミ
ラーに置換して、反射ミラーを該反射ミラーの光軸上の
点を中心にして被走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾いて
配置しても実施形態１〜３と同様の効果を得られる。
ラーに置換して、反射ミラーを該反射ミラーの光軸上の
点を中心にして被走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾いて
配置しても実施形態１〜３と同様の効果を得られる。
【０１４４】その場合、傾ける反射ミラーの副走査断面
内の屈折力が大きく、傾ける反射ミラーの主走査断面内
の屈折力が小さいことが好ましい。
内の屈折力が大きく、傾ける反射ミラーの主走査断面内
の屈折力が小さいことが好ましい。
【０１４５】また、第２のトーリックレンズ７を回折光
学素子を含む光学素子に置換して、回折光学素子を含む
光学素子を回折光学素子を含む光学素子の光軸上の点を
中心にして被走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾いて配置
しても実施形態１〜３と同様の効果を得られる。
学素子を含む光学素子に置換して、回折光学素子を含む
光学素子を回折光学素子を含む光学素子の光軸上の点を
中心にして被走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾いて配置
しても実施形態１〜３と同様の効果を得られる。
【０１４６】その場合、傾ける回折光学素子を含む光学
素子の副走査断面内のパワーが大きく、傾ける回折光学
素子を含む光学素子の主走査断面内のパワーが小さいこ
とが好ましい。
素子の副走査断面内のパワーが大きく、傾ける回折光学
素子を含む光学素子の主走査断面内のパワーが小さいこ
とが好ましい。
【０１４７】更に、第１のトーリックレンズ６及び第２
のトーリックレンズ７を共に光軸上の点を中心にして被
走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾けて配置しても実施形
態１〜３と同様の効果を得られる。つまり、被走査面８
側に図中矢印Ｄ方向に傾ける第３のレンズ系を構成する
レンズは２枚以上の複数枚でも実施形態１〜３と同様の
効果を得られる。
のトーリックレンズ７を共に光軸上の点を中心にして被
走査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾けて配置しても実施形
態１〜３と同様の効果を得られる。つまり、被走査面８
側に図中矢印Ｄ方向に傾ける第３のレンズ系を構成する
レンズは２枚以上の複数枚でも実施形態１〜３と同様の
効果を得られる。
【０１４８】前述のとおり、本発明では、第３のレンズ
系が１枚のレンズからなる場合は、１枚のレンズを被走
査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾けて配置する必要があ
る。第３のレンズ系が３枚以上のレンズからなる場合
は、３枚以上のレンズのうち少なくとも１枚以上のレン
ズを図中矢印Ｄ方向に傾けて配置すれば実施形態１〜３
と同様の効果を得られる。
系が１枚のレンズからなる場合は、１枚のレンズを被走
査面８側に図中矢印Ｄ方向に傾けて配置する必要があ
る。第３のレンズ系が３枚以上のレンズからなる場合
は、３枚以上のレンズのうち少なくとも１枚以上のレン
ズを図中矢印Ｄ方向に傾けて配置すれば実施形態１〜３
と同様の効果を得られる。
【０１４９】［画像形成装置］図１８は、本発明の画像
形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図であ
る。図１８において、符号１０４は画像形成装置を示
す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュ
ータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力す
る。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコント
ローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄ
ｉに変換される。この画像データＤｉは、実施形態１〜
３に示した構成を有する光走査ユニット１００に入力さ
れる。そして、この光走査ユニット（走査光学系）１０
０からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム
（レーザ光）１０３が出射され、この光ビーム１０３に
よって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査さ
れる。
形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図であ
る。図１８において、符号１０４は画像形成装置を示
す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュ
ータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力す
る。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコント
ローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄ
ｉに変換される。この画像データＤｉは、実施形態１〜
３に示した構成を有する光走査ユニット１００に入力さ
れる。そして、この光走査ユニット（走査光学系）１０
０からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム
（レーザ光）１０３が出射され、この光ビーム１０３に
よって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査さ
れる。
【０１５０】静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム
１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させら
れる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の
感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交す
る副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方に
は、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電
ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラ
ム１０１の−表面に、前記光走査ユニット１００によっ
て走査される光ビーム１０３が照射されるようになって
いる。
１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させら
れる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の
感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交す
る副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方に
は、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電
ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラ
ム１０１の−表面に、前記光走査ユニット１００によっ
て走査される光ビーム１０３が照射されるようになって
いる。
【０１５１】先に説明したように、光ビーム１０３は、
画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビー
ム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表
面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光
ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１
の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するよう
に配設された現像器１０７によってトナー像として現像
される。
画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビー
ム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表
面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光
ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１
の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するよう
に配設された現像器１０７によってトナー像として現像
される。
【０１５２】現像器１０７によって現像されたトナー像
は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対
向するように配設された転写ローラ（転写器）１０８に
よって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１
１２は感光ドラム１０１の前方（図１８において右側）
の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しで
も給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給
紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９
内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対
向するように配設された転写ローラ（転写器）１０８に
よって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１
１２は感光ドラム１０１の前方（図１８において右側）
の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しで
も給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給
紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９
内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１５３】以上のようにして、未定着トナー像を転写
された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１
８において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内
部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３
とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加
圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から撒送さ
れてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１
１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙
１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ロ
ーラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されてお
り、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せ
しめる。
された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１
８において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内
部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３
とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加
圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から撒送さ
れてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１
１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙
１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ロ
ーラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されてお
り、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せ
しめる。
【０１５４】図１８においては図示していないが、プリ
ントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換
だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部
や、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制
御を行う。
ントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換
だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部
や、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制
御を行う。
【０１５５】
【発明の効果】本発明によれば前述の如くｆθレンズ系
に入射する光束を略平行光束とした光走査光学系（マル
チビーム光走査光学系）もしくは光走査装置（マルチビ
ーム光走査装置）において、該ｆθレンズ系を構成する
少なくとも１枚のレンズを主走査面内において、該レン
ズの主走査方向の対称軸が該被走査面の法線に対して、
該光源手段側のレンズの端部が該偏向手段から遠ざかる
ように傾けて配置することにより、走査域全域において
副走査断面内における倍率の差を完全に補正することが
でき、これにより被走査面全面に亙りスポット径が均一
に補正され、走査線曲がりの無い、高速で高画質な画像
を得ることができる光走査学系と光走査装置及びそれを
用いた画像形成装置を達成することができる。
に入射する光束を略平行光束とした光走査光学系（マル
チビーム光走査光学系）もしくは光走査装置（マルチビ
ーム光走査装置）において、該ｆθレンズ系を構成する
少なくとも１枚のレンズを主走査面内において、該レン
ズの主走査方向の対称軸が該被走査面の法線に対して、
該光源手段側のレンズの端部が該偏向手段から遠ざかる
ように傾けて配置することにより、走査域全域において
副走査断面内における倍率の差を完全に補正することが
でき、これにより被走査面全面に亙りスポット径が均一
に補正され、走査線曲がりの無い、高速で高画質な画像
を得ることができる光走査学系と光走査装置及びそれを
用いた画像形成装置を達成することができる。
【図１】本発明の実施形態１の主走査方向及び副走査方
向の要部断面図
向の要部断面図
【図２】光偏向器に入射する光束と光偏向器・ｆθレン
ズ系の位置関係を示す図
ズ系の位置関係を示す図
【図３】本発明の実施形態１の主走査・副走査の像面湾
曲を示す収差図
曲を示す収差図
【図４】本発明の実施形態１のｆθ特性を示す収差図
【図５】本発明の実施形態１の副走査倍率を示す図
【図６】本発明の実施形態１のβ／βcを示す図
【図７】本発明の実施形態２の主走査方向及び副走査方
向の要部断面図
向の要部断面図
【図８】本発明の実施形態２の主走査・副走査の像面湾
曲を示す収差図
曲を示す収差図
【図９】本発明の実施形態２のｆθ特性を示す収差図
【図１０】本発明の実施形態２の副走査倍率を示す図
【図１１】本発明の実施形態２のβ／βcを示す図。
【図１２】本発明の実施形態３の主走査方向及び副走査
方向の要部断面図
方向の要部断面図
【図１３】本発明の実施形態３の主走査・副走査の像面
湾曲を示す収差図
湾曲を示す収差図
【図１４】本発明の実施形態３のｆθ特性を示す収差図
【図１５】本発明の実施形態３の副走査倍率を示す図
【図１６】本発明の実施形態３のβ／βcを示す図
【図１７】本発明の実施形態３の走査線曲がりを示す図
【図１８】本発明の光走査光学系を用いた電子写真プリ
ンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図
ンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図
【図１９】従来の光走査光学系の要部概略図
１ 光源手段 ２ 第１の光学系（コリメーターレンズ） ３ 開口絞り ４ 第２の光学系（シリンドリカルレンズ） ５ 偏向手段（ポリゴンミラー） ６ 第１のトーリックレンズ ７ 第２のトーリックレンズ ８ 被走査面（感光ドラム面） ９ 第３の光学系（ｆθレンズ系） １００ 光走査光学系 １０１ 感光ドラム １０２ 帯電ローラ １０３ 光ビーム １０４ 画像形成装置 １０７ 現像装置 １０８ 転写ローラ １０９ 用紙カセット １１０ 給紙ローラ １１１ プリンタコントローラ １１２ 転写材（用紙） １１３ 定着ローラ １１４ 加圧ローラ １１５ モータ １１６ 排紙ローラ １１７ 外部機器
Claims (22)
- 【請求項１】 光源手段から出射した光束を略平行光束
に変換する第１の光学系と、該変換された光束を偏向手
段の偏向面上において主走査方向に長手の線状の光束と
して結像させる第２の光学系と、該偏向手段で偏向され
た主走査断面内で略平行な光束を被走査面上に結像させ
る第３の光学系と、を有し、 該第１の光学系と該第２の光学系を含む入射光学系の光
軸は少なくとも主走査断面内で該被走査面の法線に対し
て傾けた光走査光学系において、 該第３の光学系は少なくとも１枚の光学素子を有し、該
少なくとも１枚の光学素子は主走査断面内において、該
光学素子の主走査方向の対称軸が該被走査面の法線に対
して、該光源手段側の光学素子の端部が該偏向手段から
遠ざかるように傾いて配置されていることを特徴とする
光走査光学系。 - 【請求項２】 前記傾いて配置されている光学素子がレ
ンズであることを特徴とする請求項１記載の光走査光学
系。 - 【請求項３】 前記傾いて配置されている光学素子が反
射ミラーであることを特徴とする請求項１記載の光走査
光学系。 - 【請求項４】 前記傾いて配置されている光学素子が回
折光学素子を含むことを特徴とする請求項１記載の光走
査光学系。 - 【請求項５】 前記第３の光学系は２枚のレンズを有し
ていることを特徴とする請求項２記載の光走査光学系。 - 【請求項６】 前記第３の光学系の２枚のレンズのう
ち、被走査面側に配置されるレンズは偏向手段側に配置
されるレンズよりも副走査断面内における屈折力が大き
いことを特徴とする請求項５記載の光走査光学系。 - 【請求項７】 前記傾いて配置されたレンズは前記第３
の光学系の２枚のレンズのうち、被走査面側に配置され
るレンズであることを特徴とする請求項５又は６記載の
光走査光学系。 - 【請求項８】 前記第３の光学系の２枚のレンズのう
ち、一方のレンズの光軸は他方のレンズの光軸に対して
主走査方向に所定量ずれて配置されていることを特徴と
する請求項５、６又は７記載の光走査光学系。 - 【請求項９】 前記第３の光学系の２枚のレンズは前記
偏向手段側から順に配置された第１、第２のトーリック
レンズであり、該第１のトーリックレンズは主走査断面
内において少なくとも１つのレンズ面が非球面形状で形
成され、そのレンズの主走査方向の対称軸近傍におい
て、該偏向手段側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカ
ス状より成り、該第２の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形成され、そのレ
ンズの主走査方向の対称軸近傍において、該偏向手段側
に凸面を向けた弱い正の屈折力を有する、もしくは殆ど
屈折力を有さないメニスカス状より成ることを特徴とす
る請求項５乃至８のいずれか１項記載の光走査光学系。 - 【請求項１０】 前記第１、第２のトーリックレンズは
共に副走査断面内の形状が、前記偏向手段に凹面を向け
たメニスカス状より成ることを特徴とする請求項９記載
の光走査光学系。 - 【請求項１１】 前記第２のトーリックレンズは主走査
断面内において両レンズ面の曲率が、そのレンズの主走
査方向の対称軸近傍からレンズ周辺部にいくに従って連
続的に変化し、中間部においてその曲率の符号が反転す
ることを特徴とする請求項９又は１０記載の光走査光学
系。 - 【請求項１２】 前記第２のトーリックレンズの副走査
断面内の屈折力は、そのレンズの主走査方向の対称軸近
傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に対称に変化
していることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか
１項記載の光走査光学系。 - 【請求項１３】 前記第１のトーリックレンズの副走査
断面内の屈折力は、そのレンズの主走査方向の対称軸近
傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に非対称に変
化していることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれ
か１項記載の光走査光学系。 - 【請求項１４】 前記第１のトーリックレンズの副走査
断面内の屈折力は、そのレンズの主走査方向の対称軸近
傍からレンズ周辺部にいくに従って連続的に強くなり、
前記第２のトーリックレンズの副走査断面内の屈折力
は、そのレンズの主走査方向の対称軸近傍からレンズ周
辺部にいくに従って連続的に弱くなっていることを特徴
とする請求項９乃至１３のいずれか１項記載の光走査光
学系。 - 【請求項１５】 前記第１のトーリックレンズの主走査
方向の対称軸近傍における副走査断面内の屈折力をφ１
ｓ、前記第２のトーリックレンズの主走査方向の対称軸
近傍における副走査断面内の屈折力をφ２sとしたと
き、 【数１】 なる条件を満足することを特徴とする請求項９乃至１４
のいずれか１項記載の光走査光学系。 - 【請求項１６】 前記第１のトーリックレンズの主走査
方向の対称軸近傍における主走査断面内の屈折力をφ１
m、前記第２のトーリックレンズの主走査方向の対称軸
近傍における主走査断面内の屈折力をφ２mとしたと
き、 【数２】 なる条件を満足することを特徴とする請求項９乃至１５
のいずれか１項記載の光走査光学系。 - 【請求項１７】 前記第３の光学系は、副走査断面内に
おいて該偏向手段と該被走査面を共役な関係としてお
り、その主走査方向の対称軸近傍における副走査断面の
結像倍率をβcとしたとき、１．５≦βc≦４．０なる条
件を満足することを特徴とする請求項１６記載の光走査
光学系。 - 【請求項１８】 前記第３の光学系は、副走査断面内に
おいて該偏向手段と該被走査面を共役な関係としてお
り、その主走査方向の対称軸近傍における副走査断面の
結像倍率をβc、主走査方向の軸外の任意の位置におけ
る副走査断面の結像倍率をβとしたとき、 【数３】 なる条件を満足することを特徴とする請求項１６又は１
７記載の光走査光学系。 - 【請求項１９】 前記第１のトーリックレンズと前記第
２のトーリックレンズはプラスチック材料から成ること
を特徴とする請求項９乃至１８のいずれか１項記載の光
走査光学系。 - 【請求項２０】 前記光源手段は複数の発光点を有する
ことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項記載
の光走査光学系。 - 【請求項２１】 請求項１乃至２０のいずれか１項に記
載の光走査光学系と、前記被走査面に配置された感光体
と、前記光走査光学系で走査されたレーザ光によって前
記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像
する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写す
る転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させ
る定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２２】 請求項１乃至２０のいずれか１項に記
載の走査光学系と、外部機器から入力したコードデータ
を画像信号に変換して前記走査光学系に入力せしめるプ
リンタコントローラとを有していることを特徴とする画
像形成装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001072023A JP2001343602A (ja) | 2000-03-29 | 2001-03-14 | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
| US09/817,125 US6535317B2 (en) | 2000-03-29 | 2001-03-27 | Light-scanning optical system and image-forming apparatus using it |
| DE60120538T DE60120538T2 (de) | 2000-03-29 | 2001-03-29 | Optisches System zum Lichtabtasten und Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung desselben |
| EP01108031A EP1139142B1 (en) | 2000-03-29 | 2001-03-29 | Light-scanning optical system and image-forming apparatus using it |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-91074 | 2000-03-29 | ||
| JP2000091074 | 2000-03-29 | ||
| JP2001072023A JP2001343602A (ja) | 2000-03-29 | 2001-03-14 | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001343602A true JP2001343602A (ja) | 2001-12-14 |
| JP2001343602A5 JP2001343602A5 (ja) | 2008-04-24 |
Family
ID=26588704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001072023A Withdrawn JP2001343602A (ja) | 2000-03-29 | 2001-03-14 | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
Country Status (4)
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| EP (1) | EP1139142B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001343602A (ja) |
| DE (1) | DE60120538T2 (ja) |
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| JP2008116965A (ja) * | 2007-11-07 | 2008-05-22 | Canon Inc | 走査光学系及びそれを有する画像形成装置 |
| WO2022044317A1 (ja) * | 2020-08-31 | 2022-03-03 | 三菱電機株式会社 | 測距装置 |
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| JP4659277B2 (ja) * | 2001-06-12 | 2011-03-30 | キヤノン株式会社 | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP4434547B2 (ja) * | 2002-02-15 | 2010-03-17 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 |
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| JP4761918B2 (ja) * | 2005-10-12 | 2011-08-31 | 京セラミタ株式会社 | 走査光学装置 |
| KR101442616B1 (ko) * | 2008-09-16 | 2014-09-23 | 삼성전자주식회사 | 광 주사 장치 및 화상 형성 장치 |
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-
2001
- 2001-03-14 JP JP2001072023A patent/JP2001343602A/ja not_active Withdrawn
- 2001-03-27 US US09/817,125 patent/US6535317B2/en not_active Expired - Fee Related
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- 2001-03-29 DE DE60120538T patent/DE60120538T2/de not_active Expired - Lifetime
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