JP2002090676A - 走査光学装置及びそれを用いたカラー画像形成装置 - Google Patents
走査光学装置及びそれを用いたカラー画像形成装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 第３の光学素子の副走査方向の偏心による照
射位置移動やスポット劣化といった問題点を低コストで
かつ容易な構成で低減し、ピッチムラ、色ずれ等の少な
い高品位記録に好適な走査光学装置及びそれを用いたカ
ラー画像形成装置を得ること。 【解決手段】 光源手投から出射した光束を略平行光束
に変換する第１の光学素子と、該第１の光学素子で変換
された光束を偏向素子に導く第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結像させる第３の
光学素子と、を具備した走査光学装置において、該第３
の光学素子は複数の光学素子を有し、該複数の光学素子
のうち光軸上における副走査方向のパワーが最も大きい
光学素子は、該偏向素子と該被走査面との中点よりも該
偏向素子側に位置し、少なくとも１面の主走査方向にお
ける形状が非球面形状あり、かつ少なくとも1面の光軸
上における副走査方向のパワーが０、もしくは略０ある
こと。
射位置移動やスポット劣化といった問題点を低コストで
かつ容易な構成で低減し、ピッチムラ、色ずれ等の少な
い高品位記録に好適な走査光学装置及びそれを用いたカ
ラー画像形成装置を得ること。 【解決手段】 光源手投から出射した光束を略平行光束
に変換する第１の光学素子と、該第１の光学素子で変換
された光束を偏向素子に導く第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結像させる第３の
光学素子と、を具備した走査光学装置において、該第３
の光学素子は複数の光学素子を有し、該複数の光学素子
のうち光軸上における副走査方向のパワーが最も大きい
光学素子は、該偏向素子と該被走査面との中点よりも該
偏向素子側に位置し、少なくとも１面の主走査方向にお
ける形状が非球面形状あり、かつ少なくとも1面の光軸
上における副走査方向のパワーが０、もしくは略０ある
こと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査光学装置及びそ
れを用いたカラー画像形成装置に関し、特に光源手投か
ら出射した光束を回転多面鏡よりなる偏向素子で偏向さ
せた後、fθ特性を有する走査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ー
やデジタル複写機等の装置に好適なものである。
れを用いたカラー画像形成装置に関し、特に光源手投か
ら出射した光束を回転多面鏡よりなる偏向素子で偏向さ
せた後、fθ特性を有する走査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ー
やデジタル複写機等の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ー（LB
P）やデジタル複写機等に用いられる走査光学装置にお
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）より光
偏向器により周期的に偏向させ、fθ特性を有する走査
レンズ系によって感光性の記録媒体（感光ドラム）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
録を行っている。
P）やデジタル複写機等に用いられる走査光学装置にお
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）より光
偏向器により周期的に偏向させ、fθ特性を有する走査
レンズ系によって感光性の記録媒体（感光ドラム）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
録を行っている。
【０００３】図１２は例えば特開平10−232347号公報で
提案されている従来の走査光学装置に要部概略図であ
る。
提案されている従来の走査光学装置に要部概略図であ
る。
【０００４】同図において光源手投９１から放射した発
散光束はコリメーターレンズ９２により略平行光束とさ
れ、絞り９３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ダーレンズ（シ
リンドリカルレンズ）９４に入射している。シリンダー
レンズ９４に入射した略平行光束のうち主走査断面内に
おいてはそのまま略平行光束の状態で射出する。また副
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９５の偏向面９５ａにほぼ線像
として結像している。
散光束はコリメーターレンズ９２により略平行光束とさ
れ、絞り９３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ダーレンズ（シ
リンドリカルレンズ）９４に入射している。シリンダー
レンズ９４に入射した略平行光束のうち主走査断面内に
おいてはそのまま略平行光束の状態で射出する。また副
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９５の偏向面９５ａにほぼ線像
として結像している。
【０００５】そして光偏向器９５の偏向面９５ａで偏向
反射された光束はfθ特性を有する走査レンズ系１０６
を介して被走査面としての感光ドラム面９８上に導光
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９８上を矢印Ｂ方向に光走査して
いる。これにより記録媒体である感光ドラム面９８上に
画像記録を行なっている。
反射された光束はfθ特性を有する走査レンズ系１０６
を介して被走査面としての感光ドラム面９８上に導光
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９８上を矢印Ｂ方向に光走査して
いる。これにより記録媒体である感光ドラム面９８上に
画像記録を行なっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の走査光学装置に
おける走査レンズ系１０６は２枚のトーリックレンズ９
６，９７から構成されている．同例では２枚のレンズ９
６，９７の全ての面（４面）にトーリック面を使用して
おり、これにより諸収差を良好に補正している。
おける走査レンズ系１０６は２枚のトーリックレンズ９
６，９７から構成されている．同例では２枚のレンズ９
６，９７の全ての面（４面）にトーリック面を使用して
おり、これにより諸収差を良好に補正している。
【０００７】一般に副走査方向のパワーが大きいレンズ
や光偏向器の近傍に配置される光学素子は製造時の光学
偏心による敏感度が高い。
や光偏向器の近傍に配置される光学素子は製造時の光学
偏心による敏感度が高い。
【０００８】図１３は例えばト−リックレンズの光学面
の副走査方向の偏心（偏心量0．05mm）による被走査面
上の照射位置移動を示した図である。尚、本明細書にお
いて副走査方向の偏心とは被走査面に垂直な方向への偏
心を意味する。
の副走査方向の偏心（偏心量0．05mm）による被走査面
上の照射位置移動を示した図である。尚、本明細書にお
いて副走査方向の偏心とは被走査面に垂直な方向への偏
心を意味する。
【０００９】同図より最も副走査方向のパワーが大きい
トーリックレンズの副走査方向の偏心による照射位置の
移動は大きく、高精細な画像記録を行う上で問題となる
ことが分かる。この偏心は照射位置のみならず結像性能
にも影響を及ぼし、このような光学系で偏心量が大きい
と被走査面上のスポット形状の劣化が大きい。
トーリックレンズの副走査方向の偏心による照射位置の
移動は大きく、高精細な画像記録を行う上で問題となる
ことが分かる。この偏心は照射位置のみならず結像性能
にも影響を及ぼし、このような光学系で偏心量が大きい
と被走査面上のスポット形状の劣化が大きい。
【００１０】この間題は特に光源にマルチビーム光源を
用い複数の光束で同時走査するマルチビーム走査光学装
置や、複数の走査光学装置から出射した光束を各色に対
応した像担持体面上に導光しカラー画像を記録するカラ
ー画像形成装置等においては、偏心による照射位置移動
がジッターやピッチムラ、色ずれになり画像劣化の原因
となる。
用い複数の光束で同時走査するマルチビーム走査光学装
置や、複数の走査光学装置から出射した光束を各色に対
応した像担持体面上に導光しカラー画像を記録するカラ
ー画像形成装置等においては、偏心による照射位置移動
がジッターやピッチムラ、色ずれになり画像劣化の原因
となる。
【００１１】更にプラスチックモールドやガラスモール
ドにより製作された光学素子においては、光学面の全体
的な偏心もさることながら、型の鏡面加工精度により部
分的（局所的）に光学偏心を生じさせる可能性がある。
これらより偏心敏感度が高い走査光学系は走査光学装置
の高画質化や生産性向上に対して問題があり、そのため
良好なる収差補正が可能で、かつ偏心敏感度を低減した
走査光学系が望まれる。
ドにより製作された光学素子においては、光学面の全体
的な偏心もさることながら、型の鏡面加工精度により部
分的（局所的）に光学偏心を生じさせる可能性がある。
これらより偏心敏感度が高い走査光学系は走査光学装置
の高画質化や生産性向上に対して問題があり、そのため
良好なる収差補正が可能で、かつ偏心敏感度を低減した
走査光学系が望まれる。
【００１２】持開昭61−87123号公報で提案されている
走査光学装置では副走査方向のパワーを被走査面近傍に
配置した光学素子に集中させることにより、走査レンズ
系の副走査方向のパワーを低下させ、偏心敏感度の低減
を図っている。
走査光学装置では副走査方向のパワーを被走査面近傍に
配置した光学素子に集中させることにより、走査レンズ
系の副走査方向のパワーを低下させ、偏心敏感度の低減
を図っている。
【００１３】しかしながらこのような副走査方向に縮小
系の走査光学装置では、その倍率設定から一般的に絞り
が偏平形状となり、コリメーターレンズのカップリング
効率が低下し、光量が減少すること、また絞り形状が矩
形に近くスポット形状が悪いこと等から高精細な画像記
録には不向きである。
系の走査光学装置では、その倍率設定から一般的に絞り
が偏平形状となり、コリメーターレンズのカップリング
効率が低下し、光量が減少すること、また絞り形状が矩
形に近くスポット形状が悪いこと等から高精細な画像記
録には不向きである。
【００１４】本発明は偏向素子で偏向された光束を被走
査面上に結像させる第３の光学素子を構成する複数の光
学素子の形状やパワー等を適切に設定することにより、
該第３の光学素子の副走査方向の偏心による照射位置移
動やスポット劣化といった問題を低コストで、かつ容易
な構成で低減し、ピッチムラ、色ずれ等の少ない高品位
な画像形成に好適な走査光学装置及びそれを用いたカラ
ー画像形成装置の提供を目的とする。
査面上に結像させる第３の光学素子を構成する複数の光
学素子の形状やパワー等を適切に設定することにより、
該第３の光学素子の副走査方向の偏心による照射位置移
動やスポット劣化といった問題を低コストで、かつ容易
な構成で低減し、ピッチムラ、色ずれ等の少ない高品位
な画像形成に好適な走査光学装置及びそれを用いたカラ
ー画像形成装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の走査光
学装置は、光源手投から出射した光束を略平行光束に変
換する第１の光学素子と、該第１の光学素子で変換され
た光束を偏向素子に導く第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結像させる第３の光学
素子と、を具備した走査光学装置において、該第３の光
学素子は複数の光学素子を有し、該複数の光学素子のう
ち光軸上における副走査方向のパワーが最も大きい光学
素子は、該偏向素子と該被走査面との中点よりも該偏向
素子側に位置し、少なくとも１面の主走査方向における
形状が非球面形状あり、かつ少なくとも1面の光軸上に
おける副走査方向のパワーが０、もしくは略０あること
を特徴としている。
学装置は、光源手投から出射した光束を略平行光束に変
換する第１の光学素子と、該第１の光学素子で変換され
た光束を偏向素子に導く第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結像させる第３の光学
素子と、を具備した走査光学装置において、該第３の光
学素子は複数の光学素子を有し、該複数の光学素子のう
ち光軸上における副走査方向のパワーが最も大きい光学
素子は、該偏向素子と該被走査面との中点よりも該偏向
素子側に位置し、少なくとも１面の主走査方向における
形状が非球面形状あり、かつ少なくとも1面の光軸上に
おける副走査方向のパワーが０、もしくは略０あること
を特徴としている。
【００１６】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記副走査方向のパワーが最も大きい光学素子の副
走査方向のパワーをφS1、該光学素子の光学面のうち副
走査方向のパワーが小さい方の光学面のパワーをφS1X
としたとき、 φS1X＜０．２×φS1 なる条件を満足することを特徴としている。
て、前記副走査方向のパワーが最も大きい光学素子の副
走査方向のパワーをφS1、該光学素子の光学面のうち副
走査方向のパワーが小さい方の光学面のパワーをφS1X
としたとき、 φS1X＜０．２×φS1 なる条件を満足することを特徴としている。
【００１７】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記副走査方向のパワーが最も大きい光学素子
はモールドレンズであることを特徴としている。
おいて、前記副走査方向のパワーが最も大きい光学素子
はモールドレンズであることを特徴としている。
【００１８】請求項４の発明は請求項１の発明におい
て、前記第３の光学素子は前記副走査方向のパワーが最
も大きい光学素子以外にも、光軸上における副走査方向
のパワーが略０の光学面を有する光学素子を含むことを
特徴としている。
て、前記第３の光学素子は前記副走査方向のパワーが最
も大きい光学素子以外にも、光軸上における副走査方向
のパワーが略０の光学面を有する光学素子を含むことを
特徴としている。
【００１９】請求項５の発明は請求項１又は４の発明に
おいて、前記第３の光学素子は回折光学素子を有するこ
とを特徴としている請求項６の発明は請求項１の発明に
おいて、前記光源手段は独自に光変調できる発光部を複
数有するマルチビーム光源であることを特徴としてい
る。
おいて、前記第３の光学素子は回折光学素子を有するこ
とを特徴としている請求項６の発明は請求項１の発明に
おいて、前記光源手段は独自に光変調できる発光部を複
数有するマルチビーム光源であることを特徴としてい
る。
【００２０】請求項７の発明の画像形成装置は、請求項
１乃至６のいずれか１項に記載の走査光学装置と、前記
被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走
査された光束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。
１乃至６のいずれか１項に記載の走査光学装置と、前記
被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走
査された光束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。
【００２１】請求項８の発明のカラー画像形成装置は、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の走査光学装置を複
数設け、各走査光学装置から出射された複数の光束を各
々対応する複数の像担持体面上に導光し、該複数の光束
で該複数の像担持体面上を各々走査してカラー画像を形
成することを特徴としている。
請求項１乃至６の何れか１項に記載の走査光学装置を複
数設け、各走査光学装置から出射された複数の光束を各
々対応する複数の像担持体面上に導光し、該複数の光束
で該複数の像担持体面上を各々走査してカラー画像を形
成することを特徴としている。
【００２２】請求項９の発明の走査光学装置は、光源手
投から出射した光束を略平行光束に変換する第１の光学
素子と、該第１の光学素子で変換された光束を偏向素子
に導く第２の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束
を被走査面上に結像させる第３の光学素子と、を具備し
た走査光学装置において、該第３の光学素子は複数の光
学素子を有し、該複数の光学素子のうち最も偏向素子側
に位置する光学素子は副走査方向にパワーを有し、少な
くとも1面の主走査方向における形状が非球面形状であ
り、かつ少なくとも1面の光軸上における副走査方向の
パワーが０、もしくは略０であることを特徴としてい
る。
投から出射した光束を略平行光束に変換する第１の光学
素子と、該第１の光学素子で変換された光束を偏向素子
に導く第２の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束
を被走査面上に結像させる第３の光学素子と、を具備し
た走査光学装置において、該第３の光学素子は複数の光
学素子を有し、該複数の光学素子のうち最も偏向素子側
に位置する光学素子は副走査方向にパワーを有し、少な
くとも1面の主走査方向における形状が非球面形状であ
り、かつ少なくとも1面の光軸上における副走査方向の
パワーが０、もしくは略０であることを特徴としてい
る。
【００２３】請求項１０の発明は請求項９の発明におい
て、前記最も偏向素子側に位置する光学素子の副走査方
向のパワーをφS1、該光学素子の光学面のうち副走査方
向のパワーが小さい方の光学面のパワーをφS1Xとした
とき、 φS1X＜０．２×φS1 なる条件を満足することを特徴としている。
て、前記最も偏向素子側に位置する光学素子の副走査方
向のパワーをφS1、該光学素子の光学面のうち副走査方
向のパワーが小さい方の光学面のパワーをφS1Xとした
とき、 φS1X＜０．２×φS1 なる条件を満足することを特徴としている。
【００２４】請求項１１の発明は請求項９又は１０の発
明において、前記最も偏向素子側に位置する光学素子は
モールドレンズであることを特徴としている。
明において、前記最も偏向素子側に位置する光学素子は
モールドレンズであることを特徴としている。
【００２５】請求項１２の発明は請求項９の発明におい
て、前記第３の光学素子は最も偏向素子側に位置する光
学素子以外にも、光軸上における副走査方向のパワーが
略０の光学面を有する光学素子を含むことを特徴として
いる。
て、前記第３の光学素子は最も偏向素子側に位置する光
学素子以外にも、光軸上における副走査方向のパワーが
略０の光学面を有する光学素子を含むことを特徴として
いる。
【００２６】請求項１３の発明は請求項９又は１２の発
明において、前記第３の光学素子は回折光学素子を有す
ることを特徴としている。
明において、前記第３の光学素子は回折光学素子を有す
ることを特徴としている。
【００２７】請求項１４の発明は請求項９の発明におい
て、前記光源手段は独自に光変調できる発光部を複数有
するマルチビーム光源であることを特徴としている。
て、前記光源手段は独自に光変調できる発光部を複数有
するマルチビーム光源であることを特徴としている。
【００２８】請求項１５の発明の画像形成装置は、請求
項９乃至１４のいずれか１項に記載の走査光学装置と、
前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置
で走査された光束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９乃至１４のいずれか１項に記載の走査光学装置と、
前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置
で走査された光束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。
【００２９】請求項１６の発明のカラー画像形成装置
は、請求項９乃至１４の何れか１項に記載の走査光学装
置を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光
束を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、該複数
の光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカラー画
像を形成することを特徴としている。
は、請求項９乃至１４の何れか１項に記載の走査光学装
置を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光
束を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、該複数
の光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカラー画
像を形成することを特徴としている。
【００３０】
【発明の実施の形態】［実施形態１］図１は本発明の走
査光学装置の実施形態１の要部概略図、図２は本発明の
実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面
図）、図３は本発明の実施形態１の副走査方向の要部断
面図（副走査断面図）である。ここで主走査方向とは光
偏向器の偏向面で光束が偏向走査される方向を指す。ま
た主走査断面とは光偏向器の偏向面で偏向された光束が
経時的に形成する光束面を指す。
査光学装置の実施形態１の要部概略図、図２は本発明の
実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面
図）、図３は本発明の実施形態１の副走査方向の要部断
面図（副走査断面図）である。ここで主走査方向とは光
偏向器の偏向面で光束が偏向走査される方向を指す。ま
た主走査断面とは光偏向器の偏向面で偏向された光束が
経時的に形成する光束面を指す。
【００３１】図中、１は光源手投であり、独自に光変調
できる発光部を複数有するマルチビーム光源（マルチビ
ーム半導体レーザー）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、光源手投１か
ら出射された複数の光束（光ビーム）を略平行光束に変
換している。３は開口絞りであり、通過光束（光量）を
制限している。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、開口絞り３を通過した複数の光束を副走査断
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。
できる発光部を複数有するマルチビーム光源（マルチビ
ーム半導体レーザー）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、光源手投１か
ら出射された複数の光束（光ビーム）を略平行光束に変
換している。３は開口絞りであり、通過光束（光量）を
制限している。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、開口絞り３を通過した複数の光束を副走査断
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。
【００３２】５は偏向素子としての、例えばポリゴンミ
ラー（回転多面鏡）より成る光偏向器であり、モータ等
の駆動手投（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。
ラー（回転多面鏡）より成る光偏向器であり、モータ等
の駆動手投（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。
【００３３】６はfθ特性を有する第３の光学素子とし
ての走査レンズ系（走査光学素子）であり、屈折光学素
子６１と回折光学素子６２とを有している。
ての走査レンズ系（走査光学素子）であり、屈折光学素
子６１と回折光学素子６２とを有している。
【００３４】屈折光学素子６１は主走査方向と副走査方
向とで互いに異なるパワーを有する単一のプラスチック
製のトーリックレンズより成り、該トーリックレンズ６
１の主走査方向における両レンズ面６１，６１ｂが共に
非球面形状より成り、かつ少なくとも1面（本実施形態
では入射面６１ａ）の光軸上における副走査方向のパワ
ーが０と成るように構成されている。またトーリックレ
ンズ６１はモールドレンズより構成されている。
向とで互いに異なるパワーを有する単一のプラスチック
製のトーリックレンズより成り、該トーリックレンズ６
１の主走査方向における両レンズ面６１，６１ｂが共に
非球面形状より成り、かつ少なくとも1面（本実施形態
では入射面６１ａ）の光軸上における副走査方向のパワ
ーが０と成るように構成されている。またトーリックレ
ンズ６１はモールドレンズより構成されている。
【００３５】回折光学素子６２は主走査方向と副走査方
向とで互いに異なるパワーを有するプラスチック製の長
尺の複合光学素子（長尺回折素子）より成り、該複合光
学素子６２は入射側の面６２ａが主走査方向にのみ所定
のパワーを有する非球面（副走査方向は平面）、出射側
の面６２ｂが平面上に回折格子６３を付加した回折面か
ら成っている。
向とで互いに異なるパワーを有するプラスチック製の長
尺の複合光学素子（長尺回折素子）より成り、該複合光
学素子６２は入射側の面６２ａが主走査方向にのみ所定
のパワーを有する非球面（副走査方向は平面）、出射側
の面６２ｂが平面上に回折格子６３を付加した回折面か
ら成っている。
【００３６】ここで回折格子６３の形状は例えば表面切
除による鍼歯状の回折格子からなるフレネル状格子面形
状や、フォトエッチングによる階段状の回折格子形状等
が適している。また本実施形における複合光学素子６２
は射出成形により製作されたプラスチック製であるが、
これに限らず、例えばガラス基盤の上にレプリカで回折
格子を製作しても同等の効果が得られる。
除による鍼歯状の回折格子からなるフレネル状格子面形
状や、フォトエッチングによる階段状の回折格子形状等
が適している。また本実施形における複合光学素子６２
は射出成形により製作されたプラスチック製であるが、
これに限らず、例えばガラス基盤の上にレプリカで回折
格子を製作しても同等の効果が得られる。
【００３７】本実施形態では光偏向器５の回転軸Ｏと感
光ドラム面８との中点より該光偏向器５側に光軸上にお
ける副走査方向のパワーが走査レンズ系６の中で最も大
きいトーリックレンズ６１を配し、該感光ドラム面８側
に複合光学素子６２を配している。走査レンズ系６は光
偏向器５によって偏向された画像情報に基づく光束を感
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の面倒れを補正している。
光ドラム面８との中点より該光偏向器５側に光軸上にお
ける副走査方向のパワーが走査レンズ系６の中で最も大
きいトーリックレンズ６１を配し、該感光ドラム面８側
に複合光学素子６２を配している。走査レンズ系６は光
偏向器５によって偏向された画像情報に基づく光束を感
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の面倒れを補正している。
【００３８】本実施形態においてはマルチビーム光源１
から出射した複数の発散光束（以下図中では１本のみ図
示）はコリメーターレンズ２により平行光束又は略平行
光束（以下，略平行光束と称する。）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
入射した略平行光束のうち主走査断面内においてはその
ままの状態で射出する。また光軸を含み主走査断面内と
直交する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で偏向
されだ複数の光束は走査レンズ系６を介して感光ドラム
面８上に導光され、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方向に
光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム
面８上に画像記録を行なっている。
から出射した複数の発散光束（以下図中では１本のみ図
示）はコリメーターレンズ２により平行光束又は略平行
光束（以下，略平行光束と称する。）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
入射した略平行光束のうち主走査断面内においてはその
ままの状態で射出する。また光軸を含み主走査断面内と
直交する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で偏向
されだ複数の光束は走査レンズ系６を介して感光ドラム
面８上に導光され、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方向に
光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム
面８上に画像記録を行なっている。
【００３９】本実施形態における走査レンズ系６を構成
するトーリックレンズ６１と複合光学素子６２との形状
はそれぞれ、 （１）屈折面．．主走査方向が１０次までの関数で表せ
る非球面形状、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、
するトーリックレンズ６１と複合光学素子６２との形状
はそれぞれ、 （１）屈折面．．主走査方向が１０次までの関数で表せ
る非球面形状、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、
【００４０】
【数１】
【００４１】（但し、Ｒは曲率半径、Ｋ、Ｂ4、Ｂ6、Ｂ
8、Ｂ10は非球面係数） 副走査方向（光軸を含み主走査方向に対して直交する方
向）と対応する子線方向が、
8、Ｂ10は非球面係数） 副走査方向（光軸を含み主走査方向に対して直交する方
向）と対応する子線方向が、
【００４２】
【数２】
【００４３】ここで r ’＝r0（1+D2Y2+ D4Y4+ D6Y6+
D8Y8+ D10Y10） （但し、ｒ0は光軸上の子線曲率半径、Ｄ2、Ｄ4、Ｄ6、
Ｄ8、Ｄ10は非球面係数） 本式における副走査断面内における形状Ｓは主走査方向
の対応位置における主走査方向の形状の法線を含み偏向
走査面と垂直な断面内に定義されている。
D8Y8+ D10Y10） （但し、ｒ0は光軸上の子線曲率半径、Ｄ2、Ｄ4、Ｄ6、
Ｄ8、Ｄ10は非球面係数） 本式における副走査断面内における形状Ｓは主走査方向
の対応位置における主走査方向の形状の法線を含み偏向
走査面と垂直な断面内に定義されている。
【００４４】（２）回折面．．主走査方向が６次まで、
副走査方向が主走査方向の位置により異なる２次の位相
関数で表わされる回折面、 φ＝ｍλ＝ｂ2Ｙ2 ＋ｂ4Ｙ4 ＋ｂ6Ｙ6＋（ｄ0＋ｄ1Ｙ＋
ｄ2Ｙ2 ＋ｄ3Ｙ3＋ｄ4Ｙ4 ）Ｚ2 （但し、φは位相関数、ｍは回折次数、λは使用波長、
Ｙはレンズ光軸からの高さ、ｂ2，ｂ4，ｂ6，ｄ0，
ｄ1，ｄ2，ｄ3，ｄ4は位相係数、実施形態１〜３では＋
１次回折光を使用）なる式で表わされる。
副走査方向が主走査方向の位置により異なる２次の位相
関数で表わされる回折面、 φ＝ｍλ＝ｂ2Ｙ2 ＋ｂ4Ｙ4 ＋ｂ6Ｙ6＋（ｄ0＋ｄ1Ｙ＋
ｄ2Ｙ2 ＋ｄ3Ｙ3＋ｄ4Ｙ4 ）Ｚ2 （但し、φは位相関数、ｍは回折次数、λは使用波長、
Ｙはレンズ光軸からの高さ、ｂ2，ｂ4，ｂ6，ｄ0，
ｄ1，ｄ2，ｄ3，ｄ4は位相係数、実施形態１〜３では＋
１次回折光を使用）なる式で表わされる。
【００４５】尚、上記表現式では屈折面、回折面とが共
にべき級数の次数を制限して記載してあるが、この次数
を増減しても本発明の効果を有するものである。
にべき級数の次数を制限して記載してあるが、この次数
を増減しても本発明の効果を有するものである。
【００４６】表−1に本実施形態における光学配置とト
ーリックレンズ６１の非球面係数及び複合光学素子６２
の非球面係数と位相項を示す。
ーリックレンズ６１の非球面係数及び複合光学素子６２
の非球面係数と位相項を示す。
【００４７】
【表1】
【００４８】本実施形態におけるトーリックレンズ６１
の人射面６１ａは主走査方向が非球面、副走査方向が平
面の変形シリンドリカル面、出射面６１ｂは主走査方向
が非球面、副走査方向が曲面でその曲率が主走査方向に
対応して変化するトーリック面である。また複合光学素
子６２は入射面６２ａが主走査方向にのみパワーをもつ
非球面（副走査方向は平面）、出射面６２ｂが平面上に
回折格子６３を付加した回折面から成っている。
の人射面６１ａは主走査方向が非球面、副走査方向が平
面の変形シリンドリカル面、出射面６１ｂは主走査方向
が非球面、副走査方向が曲面でその曲率が主走査方向に
対応して変化するトーリック面である。また複合光学素
子６２は入射面６２ａが主走査方向にのみパワーをもつ
非球面（副走査方向は平面）、出射面６２ｂが平面上に
回折格子６３を付加した回折面から成っている。
【００４９】本実施形態において走査レンズ系６に回折
格子（回折光学素子）６３を導入しているのは色収差補
償、温度補償という従来の効果の他に、比較的精度の出
しやすい格子位置によりパワー、結像位置が決定される
という回折格子の特徴を生かし、光学素子の生産安定性
を向上させるためである。
格子（回折光学素子）６３を導入しているのは色収差補
償、温度補償という従来の効果の他に、比較的精度の出
しやすい格子位置によりパワー、結像位置が決定される
という回折格子の特徴を生かし、光学素子の生産安定性
を向上させるためである。
【００５０】本実施形態では上述の如く走査レンズ系６
の主走査方向の３つの面を非球面とし、さらに１つの面
を回折面とし、その回折面の非球面効果により主走査方
向の像面湾曲及びfθ特性を良好に補正している。また
走査レンズ系６の中で副走査方向のパワーが最も大きい
トーリックレンズ６１を光偏向器５と被走査面８との中
点より該光偏向器５側に配置することにより、走査レン
ズ系６の副走査方向を拡大結像系とし、コリメーターレ
ンズ２のカップリング効率やスポット形状を良好として
いる．ここでトーリックレンズ６１における副走査方向
のパワー分担は以下のように配分されている。
の主走査方向の３つの面を非球面とし、さらに１つの面
を回折面とし、その回折面の非球面効果により主走査方
向の像面湾曲及びfθ特性を良好に補正している。また
走査レンズ系６の中で副走査方向のパワーが最も大きい
トーリックレンズ６１を光偏向器５と被走査面８との中
点より該光偏向器５側に配置することにより、走査レン
ズ系６の副走査方向を拡大結像系とし、コリメーターレ
ンズ２のカップリング効率やスポット形状を良好として
いる．ここでトーリックレンズ６１における副走査方向
のパワー分担は以下のように配分されている。
【００５１】 トーリックレンズ 副走査方向パワー φS1 ＝2.51×10-2 入射面 副走査方向パワー φS11＝0 出射面 副走査方向パワー φS12＝2.51×10-2 このようなパワー配分で下記の条件式、 φS1X＜０．２×φS1 ‥（1） ０＜５．０２×１０-3 （φS1 ：副走査方向のパワーが最も大きい光学素子の
副走査方向のパワー φS1X：同光学素子の複数の光学面のうち副走査方向パ
ワーが小さい方の光学面のパワー） を満足させること、つまりトーリックレンズ６１のどち
らか一方の光学面の副走査方向のパワーを０にすること
により、副走査方向への偏心による被走査面８上での照
射位置変動及びスポット形状の劣化の低減が可能とな
る。
副走査方向のパワー φS1X：同光学素子の複数の光学面のうち副走査方向パ
ワーが小さい方の光学面のパワー） を満足させること、つまりトーリックレンズ６１のどち
らか一方の光学面の副走査方向のパワーを０にすること
により、副走査方向への偏心による被走査面８上での照
射位置変動及びスポット形状の劣化の低減が可能とな
る。
【００５２】尚、一般的に走査レンズ系の中で副走査方
向に最もパワーの大きい光学素子や、最も偏向素子側に
位置する光学素子等は偏心敏感度が高いため、これらの
光学素子において上記の対策を行うことが望ましい。
向に最もパワーの大きい光学素子や、最も偏向素子側に
位置する光学素子等は偏心敏感度が高いため、これらの
光学素子において上記の対策を行うことが望ましい。
【００５３】図４は本実施形態のトーリックレンズ６１
を副走査方向に偏心させたときの被走査面８上での照射
位置変動を示した図であり、実線は入射面の偏心（偏心
量0．05mm）、破線は出射面の偏心（偏心量0．05mm）に
よる変動を示している。
を副走査方向に偏心させたときの被走査面８上での照射
位置変動を示した図であり、実線は入射面の偏心（偏心
量0．05mm）、破線は出射面の偏心（偏心量0．05mm）に
よる変動を示している。
【００５４】図５はトーリックレンズ６１の出射面６１
ｂの偏心（偏心量0．05mm）によるスポット形状を示し
た図であり、外側から順にピーク値の2％，5％，10％，
13．5％，36．8％の等高線を示している。図５，図６よ
り副走査方向の偏心による照射位置変動の低減効果及び
同偏心によりスポット形状が劣化しないことが確認され
る。
ｂの偏心（偏心量0．05mm）によるスポット形状を示し
た図であり、外側から順にピーク値の2％，5％，10％，
13．5％，36．8％の等高線を示している。図５，図６よ
り副走査方向の偏心による照射位置変動の低減効果及び
同偏心によりスポット形状が劣化しないことが確認され
る。
【００５５】このように本実施形態では上述の如く走査
レンズ系６をトーリックレンズ６１と複合光学素子６２
とから構成し、そのうち光軸上における副走査方向のパ
ワーが最も大きいトーリックレンズ６１の入射面６１ａ
の副走査方向における形状を平面（光軸上における副走
査方向のパワーが０）とすることにより、走査レンズ系
６の副走査方向の偏心やモールドレンズの製造工程にお
ける局所的な偏心による照射位置移動やスポットの劣化
といった問題点を、低コストでかつ容易な構成で低減
し、これにより照射位置変動及びピッチムラの少ない高
品位記録に好適なマルチビーム走査光学装置を得ること
ができる。
レンズ系６をトーリックレンズ６１と複合光学素子６２
とから構成し、そのうち光軸上における副走査方向のパ
ワーが最も大きいトーリックレンズ６１の入射面６１ａ
の副走査方向における形状を平面（光軸上における副走
査方向のパワーが０）とすることにより、走査レンズ系
６の副走査方向の偏心やモールドレンズの製造工程にお
ける局所的な偏心による照射位置移動やスポットの劣化
といった問題点を、低コストでかつ容易な構成で低減
し、これにより照射位置変動及びピッチムラの少ない高
品位記録に好適なマルチビーム走査光学装置を得ること
ができる。
【００５６】尚、本実施形態ではトーリックレンズ６１
の入射面６１ａの光軸上における副走査方向のパワーを
０としたが、出射面もしくは両面の光軸上における副走
査方向のパワーを０として構成しても良い。 ［実施形態２］図６は本発明の実施形態２の走査光学装
置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
尚、主走査方向の要部断面図は前記図２と同様（トーリ
ックレンズの符番は異なる。）。
の入射面６１ａの光軸上における副走査方向のパワーを
０としたが、出射面もしくは両面の光軸上における副走
査方向のパワーを０として構成しても良い。 ［実施形態２］図６は本発明の実施形態２の走査光学装
置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
尚、主走査方向の要部断面図は前記図２と同様（トーリ
ックレンズの符番は異なる。）。
【００５７】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点はトーリックレンズ７１の入射面７１ａの副走査
方向に微小な曲率を付加した点（光軸上における副走査
方向のパワーが略０）、光源手段をングルピームレーザ
に変更した点である。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。尚、ここで光軸上における副走査方向のパワーが
略０とはその面のもつパワーが限りなく０に近いことで
あり、具体的には条件式（１）に示すとおり、光学素子
のパワーの２割未満と規定している。
なる点はトーリックレンズ７１の入射面７１ａの副走査
方向に微小な曲率を付加した点（光軸上における副走査
方向のパワーが略０）、光源手段をングルピームレーザ
に変更した点である。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。尚、ここで光軸上における副走査方向のパワーが
略０とはその面のもつパワーが限りなく０に近いことで
あり、具体的には条件式（１）に示すとおり、光学素子
のパワーの２割未満と規定している。
【００５８】表−２に本実施形態における光学配置とト
ーリックレンズ７１の非球面係数及び複合光学素子７２
の非球面係数と位相項を示す。
ーリックレンズ７１の非球面係数及び複合光学素子７２
の非球面係数と位相項を示す。
【００５９】
【表２】
【００６０】本実施形態におけるトーリックレンズ７１
の人射面７１ａは主走査方向が非球面、副走査方向が微
小なパワーを有する球面のト−リック面、出射面７１ｂ
は主走査方向が非球面、副走査方向が曲面でその曲率が
主走査方向に対応して変化するト−リック面である。ま
た複合光学素子７２は入射面７２ａが主走査方向のみパ
ワーをもつ非球面（副走査方向は平面）、出射面７２ｂ
が平面上に回折格子７３を付加した回折面から成ってい
る。
の人射面７１ａは主走査方向が非球面、副走査方向が微
小なパワーを有する球面のト−リック面、出射面７１ｂ
は主走査方向が非球面、副走査方向が曲面でその曲率が
主走査方向に対応して変化するト−リック面である。ま
た複合光学素子７２は入射面７２ａが主走査方向のみパ
ワーをもつ非球面（副走査方向は平面）、出射面７２ｂ
が平面上に回折格子７３を付加した回折面から成ってい
る。
【００６１】本実施形態ではトーリックレンズ７１の入
射面７１ａの副走査方向に微小な曲率を付加することに
より、副走査方向の収差補正の自由度を向上させ、前述
の実施形態1と比較し、特にその波面収差を良好に補正
している。また他の収差が良好に補正されていることは
実施形態1と同様である。
射面７１ａの副走査方向に微小な曲率を付加することに
より、副走査方向の収差補正の自由度を向上させ、前述
の実施形態1と比較し、特にその波面収差を良好に補正
している。また他の収差が良好に補正されていることは
実施形態1と同様である。
【００６２】ここでトーリックレンズ７１における副走
査方向のパワー分担は以下のように配分されている。
査方向のパワー分担は以下のように配分されている。
【００６３】 トーリックレンズ 副走査方向パワー φS1 ＝ 2.57×10-2 入射面 副走査方向パワー φS11＝ 2.62×10-3 出射面 副走査方向パワー φS12＝ 2.35×10-2 この結果、本実施形態においてもトーリックレンズ７１
の入射面７１ａの副走査方向のパワーを微小にすること
により前述の条件式（1）を満足させることができ、こ
れにより副走査方向への偏心による被走査面上での照位
置変動及びスポット形状の劣化の低減が可能となる。
の入射面７１ａの副走査方向のパワーを微小にすること
により前述の条件式（1）を満足させることができ、こ
れにより副走査方向への偏心による被走査面上での照位
置変動及びスポット形状の劣化の低減が可能となる。
【００６４】図７は本実施形態のトーリックレンズ７１
を副走査方向に偏心させたときの被走査面上での照射位
置変動を示した図であり、実線は入射面の偏心（偏心量
0．05mm）、破線は出射面の偏心（偏心量0．05mm）によ
る変動を示している。同図より副走査方向の偏心による
照射位置変動の低減効果が確認される。
を副走査方向に偏心させたときの被走査面上での照射位
置変動を示した図であり、実線は入射面の偏心（偏心量
0．05mm）、破線は出射面の偏心（偏心量0．05mm）によ
る変動を示している。同図より副走査方向の偏心による
照射位置変動の低減効果が確認される。
【００６５】このように本実施形態では上述の如く走査
レンズ系１６をトーリックレンズ７１と複合光学素子７
２とから構成し、そのうち光軸上における副走査方向の
パワーが最も大きいト−リックレンズ７１の入射面７１
ａの副走査方向における形状をパワーを微小に有する球
面形状とすることにより、走査レンズ系１６の副走査方
向の偏心やモールドレンズの製造工程における局所的な
偏心による照射位置移動やスポットの劣化といった問題
点を、低コストでかつ容易な構成で低減し、これにより
照射位置変動及びスポット劣化の少ない高品位記録に好
適な走査光学装置を得ることができる。
レンズ系１６をトーリックレンズ７１と複合光学素子７
２とから構成し、そのうち光軸上における副走査方向の
パワーが最も大きいト−リックレンズ７１の入射面７１
ａの副走査方向における形状をパワーを微小に有する球
面形状とすることにより、走査レンズ系１６の副走査方
向の偏心やモールドレンズの製造工程における局所的な
偏心による照射位置移動やスポットの劣化といった問題
点を、低コストでかつ容易な構成で低減し、これにより
照射位置変動及びスポット劣化の少ない高品位記録に好
適な走査光学装置を得ることができる。
【００６６】また本実施形態の固有の効果として副走査
方向の自由度を１つ増やしたことにより、波面収差を良
好に補正することができ、これにより微小スポットの結
像が可能な走査光学装置の実現が可能となる。
方向の自由度を１つ増やしたことにより、波面収差を良
好に補正することができ、これにより微小スポットの結
像が可能な走査光学装置の実現が可能となる。
【００６７】尚、本実施例では光源手段をングルピーム
レーザより構成したが、マルチビームレーザより構成し
ても良い。
レーザより構成したが、マルチビームレーザより構成し
ても良い。
【００６８】［実施形態３］図８は本発明の実施形態３
の走査光学装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面
図）である。尚、主走査方向の要部断面図は前記図２と
同様（トーリックレンズの符番は異なる。）である。
の走査光学装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面
図）である。尚、主走査方向の要部断面図は前記図２と
同様（トーリックレンズの符番は異なる。）である。
【００６９】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は複合光学素子８２の入射面８２ａの副走査方向
に微小な曲率を付加した点（光軸上における副走査方向
のパワーが略０）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。
なる点は複合光学素子８２の入射面８２ａの副走査方向
に微小な曲率を付加した点（光軸上における副走査方向
のパワーが略０）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。
【００７０】表−３に本実施形態における光学配置とト
ーリックレンズ８１の非球面係数及び複合光学素子８２
の非球面係数と位相項を示す。
ーリックレンズ８１の非球面係数及び複合光学素子８２
の非球面係数と位相項を示す。
【００７１】
【表３】
【００７２】本実施形態におけるトーリックレンズ８１
の入射面８１ａは主走査方向が非球面、副走査方向が平
面の変形シリンドリカル面、出射面８１ｂは主走査方向
が非球面、副走査方向が曲面でその曲率が主走査方向に
対応して変化するトーリック面である。また複合光学素
子８２の入射面８２ａは主走査方向が非球面、副走査方
向が微小なパワーを有する球面のトーリック面、出射面
８２ｂが平面上に回折格子８３を付加した回折面から成
っている。
の入射面８１ａは主走査方向が非球面、副走査方向が平
面の変形シリンドリカル面、出射面８１ｂは主走査方向
が非球面、副走査方向が曲面でその曲率が主走査方向に
対応して変化するトーリック面である。また複合光学素
子８２の入射面８２ａは主走査方向が非球面、副走査方
向が微小なパワーを有する球面のトーリック面、出射面
８２ｂが平面上に回折格子８３を付加した回折面から成
っている。
【００７３】本実施形態では複合光学素子８２の人射面
８２ａの副走査方向に微小な曲率を付加することによ
り、副走査方向の収差補正の自由度を向上させるととも
に、前述の実施形態１と比較し、走査レンズ系２６の副
走査方向の結像倍率を低く設定することを可能にしてい
る。
８２ａの副走査方向に微小な曲率を付加することによ
り、副走査方向の収差補正の自由度を向上させるととも
に、前述の実施形態１と比較し、走査レンズ系２６の副
走査方向の結像倍率を低く設定することを可能にしてい
る。
【００７４】ここでトーリックレンズ８１における副走
査方向のパワー分担は以下のように配分されている。
査方向のパワー分担は以下のように配分されている。
【００７５】 トーリックレンズ 副走査方向パワー φS1 ＝2.09×10-2 入射面 副走査方向パワー φS11＝0 出射面 副走査方向パワー φS12＝2.09×10-2 この結果、本実施形態においてもトーリックレンズ８１
の入射面８１ａの副走査方向のパワーを０にすることに
より前述の条件式（1）を満足させることができ、これ
により副走査方向への偏心による被走査面上での照射位
置変動及びスポット形状の劣化の低減が可能となる。
の入射面８１ａの副走査方向のパワーを０にすることに
より前述の条件式（1）を満足させることができ、これ
により副走査方向への偏心による被走査面上での照射位
置変動及びスポット形状の劣化の低減が可能となる。
【００７６】図９は本実施形態のトーリックレンズ８１
を副走査方向に偏心させたときの被走査面上での照射位
置変動を示した図であり、実線は入射面の偏心（偏心量
0．05mm）、破線は出射面の偏心（偏心量0．05mm）によ
る変動を示している。同図と前記図１３の従来例との対
比からも照射位置変動の低減効果が確認される。
を副走査方向に偏心させたときの被走査面上での照射位
置変動を示した図であり、実線は入射面の偏心（偏心量
0．05mm）、破線は出射面の偏心（偏心量0．05mm）によ
る変動を示している。同図と前記図１３の従来例との対
比からも照射位置変動の低減効果が確認される。
【００７７】このように本実施形態では上述の如く走査
レンズ系２６をトーリックレンズ８１と複合光学素子８
２とから構成し、そのうち光軸上における副走査方向の
パワーが最も大きいトーリックレンズ８１の入射面８１
ａの副走査方向における形状を平面とし、かつ複合光学
素子８２の入射面８２ａの副走査方向における形状をパ
ワーを微小に有する球面形状とすることにより、走査レ
ンズ系２６の副走査方向の偏心やモールドレンズの製造
工程における局所的な偏心による照射位置移動やスポッ
トの劣化といった問題点を、低コストでかつ容易な構成
で低減し、これにより照射位置変動及びスポット劣化の
少ない高品位記録に好適な走査光学装置を得ることがで
きる。
レンズ系２６をトーリックレンズ８１と複合光学素子８
２とから構成し、そのうち光軸上における副走査方向の
パワーが最も大きいトーリックレンズ８１の入射面８１
ａの副走査方向における形状を平面とし、かつ複合光学
素子８２の入射面８２ａの副走査方向における形状をパ
ワーを微小に有する球面形状とすることにより、走査レ
ンズ系２６の副走査方向の偏心やモールドレンズの製造
工程における局所的な偏心による照射位置移動やスポッ
トの劣化といった問題点を、低コストでかつ容易な構成
で低減し、これにより照射位置変動及びスポット劣化の
少ない高品位記録に好適な走査光学装置を得ることがで
きる。
【００７８】［画像形成装置］図１０は、本発明の実施
形態１から３のいずれかの走査光学装置を用いた画像形
成装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副走査方
向の要部断面図である。図１０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）Diに変換される。この画像データDiは、光走査ユニ
ット（走査光学装置）100に入力される。そして、この
光走査ユニット100からは、画像データDiに応じて変調
された光ビーム（光束）103が出射され、この光ビーム1
03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。
形態１から３のいずれかの走査光学装置を用いた画像形
成装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副走査方
向の要部断面図である。図１０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）Diに変換される。この画像データDiは、光走査ユニ
ット（走査光学装置）100に入力される。そして、この
光走査ユニット100からは、画像データDiに応じて変調
された光ビーム（光束）103が出射され、この光ビーム1
03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。
【００７９】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1
01の表面を一一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1
01の表面を一一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。
【００８０】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10
3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。ここで用い
られるトナー粒子は、例えば帯電ローラ102によって帯
電された電荷とは逆符号を持ち、そして、感光ドラムの
非露光部にトナーが付着する部分（画線部）となる、所
謂正規現像や感光ドラムの露光部にトナーが付着する反
転現像を行うようにしても良い。
像データDiに基づいて変調されており、この光ビーム10
3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。ここで用い
られるトナー粒子は、例えば帯電ローラ102によって帯
電された電荷とは逆符号を持ち、そして、感光ドラムの
非露光部にトナーが付着する部分（画線部）となる、所
謂正規現像や感光ドラムの露光部にトナーが付着する反
転現像を行うようにしても良い。
【００８１】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108によって被転写材たる
用紙112上に転写される。用紙112は感光ドラム101の前
方（図10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0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108によって被転写材たる
用紙112上に転写される。用紙112は感光ドラム101の前
方（図10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0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。
【００８２】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10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114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10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114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。
【００８３】図１０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。
【００８４】［カラー画像形成装置］図１１は前述した
実施形態１から３のいずれかの走査光学装置を複数個同
時に使用し、それぞれ異なる感光ドラム面上に各色毎の
画像情報を記録し、カラー画像を形成したタンデムタイ
プのカラー画像形成装置の要部概略図である。
実施形態１から３のいずれかの走査光学装置を複数個同
時に使用し、それぞれ異なる感光ドラム面上に各色毎の
画像情報を記録し、カラー画像を形成したタンデムタイ
プのカラー画像形成装置の要部概略図である。
【００８５】同図において141，142，143，144は各々前
述した実施形態１から３のいずれかの走査光学装置、12
1，122，123，124は各々像担持体としての感光ドラム、
131，132，133，134は各々現像器、151は搬送ベルトで
ある。
述した実施形態１から３のいずれかの走査光学装置、12
1，122，123，124は各々像担持体としての感光ドラム、
131，132，133，134は各々現像器、151は搬送ベルトで
ある。
【００８６】同図において走査光学装置141〜144はそれ
ぞれ対応した感光ドラム121〜124面上に各色（C（シア
ン）、M（マゼンタ）、Y（イエロー）、B（ブラッ
ク））毎の画像情報を記録しカラー画像を形成してい
る。このようなカラー画像記録装置では複数の走査線を
重ね合わせ画像記録を行うため、各色毎の印字位置ずれ
が色ずれとなり画像品位の低下につながる。
ぞれ対応した感光ドラム121〜124面上に各色（C（シア
ン）、M（マゼンタ）、Y（イエロー）、B（ブラッ
ク））毎の画像情報を記録しカラー画像を形成してい
る。このようなカラー画像記録装置では複数の走査線を
重ね合わせ画像記録を行うため、各色毎の印字位置ずれ
が色ずれとなり画像品位の低下につながる。
【００８７】そこで本実施形態では副走査方向の照射位
置変動の敏感度が低減された本発明の実施形態１から３
のいずれかの走査光学装置を用いることで、色ずれによ
るカラー画像形成装置の画像品位の劣化を低減してい
る。
置変動の敏感度が低減された本発明の実施形態１から３
のいずれかの走査光学装置を用いることで、色ずれによ
るカラー画像形成装置の画像品位の劣化を低減してい
る。
【００８８】尚、同図においては要求精度の最も厳しい
タンデムタイプのカラー画像形成装置に関して説明をし
たが、カラー／白黒、シングル光源／マルチ光源等の走
査光学装置の種類を問わず本発明の効果を有することは
明らかである。
タンデムタイプのカラー画像形成装置に関して説明をし
たが、カラー／白黒、シングル光源／マルチ光源等の走
査光学装置の種類を問わず本発明の効果を有することは
明らかである。
【００８９】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く偏向素子で偏
向された光束を被走査面上に結像させる第３の光学素子
を複数の光学素子より構成し、そのうち光軸上の副走査
方向のパワーが最も大きい光学素子を偏向素子と被走査
面との中点よりも偏向素子側に配し、少なくとも1面の
主走査方向の形状を非球面形状とし、かつ少なくとも１
面の光軸上の副走査方向のパワーを０、もしくは略０と
することにより、該光学素子の副走査方向への偏心敏感
度を低減することができ、これにより第３の光学素子の
副走査方向の偏心による照射位置移動やスポット劣化と
いった問題点を低コストで、かつ容易な構成で低減し、
ピッチムラ、色ずれ等の少ない高品位記録に好適な走査
光学装置及びそれを用いたカラー画像形成装置を達成す
ることができる。
向された光束を被走査面上に結像させる第３の光学素子
を複数の光学素子より構成し、そのうち光軸上の副走査
方向のパワーが最も大きい光学素子を偏向素子と被走査
面との中点よりも偏向素子側に配し、少なくとも1面の
主走査方向の形状を非球面形状とし、かつ少なくとも１
面の光軸上の副走査方向のパワーを０、もしくは略０と
することにより、該光学素子の副走査方向への偏心敏感
度を低減することができ、これにより第３の光学素子の
副走査方向の偏心による照射位置移動やスポット劣化と
いった問題点を低コストで、かつ容易な構成で低減し、
ピッチムラ、色ずれ等の少ない高品位記録に好適な走査
光学装置及びそれを用いたカラー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の走査光学装置の安部概
略図
略図
【図２】 本発明の実施形態１の走査光学装置の主走査
断面図
断面図
【図３】 本発明の実施形態１の走査光学装置の副走査
断面図
断面図
【図４】 本発明の実施形態１におけるトーリックレン
ズを副走査方向に偏心させたときの照射位置変動を示す
図
ズを副走査方向に偏心させたときの照射位置変動を示す
図
【図５】 本発明の実施形態１におけるトーリックレン
ズの出射面を副走査方向に偏心させたときのスポット形
状を示す図
ズの出射面を副走査方向に偏心させたときのスポット形
状を示す図
【図６】 本発明の実施形態２の走査光学装置の副走査
断面図
断面図
【図７】 本発明の実施形態２におけるトーリックレン
ズを副走査方向に偏心させたときの照射位置変動を示す
図
ズを副走査方向に偏心させたときの照射位置変動を示す
図
【図８】 本発明の実施形態３の走査光学装置の副走査
断面図
断面図
【図９】 本発明の実施形態３におけるトーリックレン
ズを副走査方向に偏心させたときの照射位置変動を示す
図
ズを副走査方向に偏心させたときの照射位置変動を示す
図
【図１０】 本発明の走査光学装置を柑いた画像形成装
置（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
置（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
【図１１】 本発明のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１２】 従来の走査光学装置の主走査断面図
【図１３】 従来例におけるトーリックレンズを副走査
方向に偏心させたときの照射位置変動を示す図
方向に偏心させたときの照射位置変動を示す図
１ 光源手段（マルチ半導体レーザー） 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（ポリゴンミラー） ６ 第３の光学素子（走査光学素子） ６１，７１．８１ ト−リックレンズ ６２，７２，８２ 複合光学素子 ６３，７３，８３ 回折格子 ８ 被走査面（感光ドラム面） １００ 光走査装置 １０１ 感光ドラム １０２ 帯電ローラ １０３ 光ビーム 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−夕 １１６ 排紙ローラ １１７ 外部機器 141，142，143，144 走査光学装置 121，122，123，124 像担持体（感光ドラム） 131，132，133，134 現像器 151 搬送ベルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 13/00 Ｇ０２Ｂ 13/06 13/06 13/18 13/18 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ Ｆターム(参考） 2C362 BA51 BA52 BA86 CA22 CA39 2H045 AA01 BA02 BA22 BA34 CA04 CA34 CA55 CA68 CB24 2H049 AA04 AA14 AA37 AA39 AA43 AA45 AA55 2H087 KA19 LA22 NA08 NA14 PA02 PB02 QA03 QA12 QA22 QA38 QA41 RA08 RA13 RA46 UA01 5C072 AA03 BA02 BA19 HA02 HA06 HA08 HA13 HB20 QA14 QA17 XA01 XA05
Claims (16)
- 【請求項１】 光源手投から出射した光束を略平行光束
に変換する第１の光学素子と、該第１の光学素子で変換
された光束を偏向素子に導く第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結像させる第３の
光学素子と、を具備した走査光学装置において、 該第３の光学素子は複数の光学素子を有し、該複数の光
学素子のうち光軸上における副走査方向のパワーが最も
大きい光学素子は、該偏向素子と該被走査面との中点よ
りも該偏向素子側に位置し、少なくとも１面の主走査方
向における形状が非球面形状あり、かつ少なくとも1面
の光軸上における副走査方向のパワーが０、もしくは略
０あることを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項２】 前記副走査方向のパワーが最も大きい光
学素子の副走査方向のパワーをφS1、該光学素子の光学
面のうち副走査方向のパワーが小さい方の光学面のパワ
ーをφS1Xとしたとき、 φS1X＜０．２×φS1 なる条件を満足することを特徴とする講戎項１記載の走
査光学装置。 - 【請求項３】 前記副走査方向のパワーが最も大きい光
学素子はモールドレンズであることを特徴とする請求項
１又は２記載の走査光学装置。 - 【請求項４】 前記第３の光学素子は前記副走査方向の
パワーが最も大きい光学素子以外にも、光軸上における
副走査方向のパワーが略０の光学面を有する光学素子を
含むことを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。 - 【請求項５】 前記第３の光学素子は回折光学素子を有
することを特徴とする請求項１又は４記載の走査光学装
置。 - 【請求項６】 前記光源手段は独自に光変調できる発光
部を複数有するマルチビーム光源であることを特徴とす
る請求項１記載の走査光学装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、
前記走査光学装置で走査された光束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８】 請求項１乃至６の何れか１項に記載の走
査光学装置を複数設け、各走査光学装置から出射された
複数の光束を各々対応する複数の像担持体面上に導光
し、該複数の光束で該複数の像担持体面上を各々走査し
てカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形
成装置。 - 【請求項９】 光源手投から出射した光束を略平行光束
に変換する第１の光学素子と、該第１の光学素子で変換
された光束を偏向素子に導く第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結像させる第３の
光学素子と、を具備した走査光学装置において、 該第３の光学素子は複数の光学素子を有し、該複数の光
学素子のうち最も偏向素子側に位置する光学素子は副走
査方向にパワーを有し、少なくとも1面の主走査方向に
おける形状が非球面形状であり、かつ少なくとも1面の
光軸上における副走査方向のパワーが０、もしくは略０
であることを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項１０】 前記最も偏向素子側に位置する光学素
子の副走査方向のパワーをφS1、該光学素子の光学面の
うち副走査方向のパワーが小さい方の光学面のパワーを
φS1Xとしたとき、 φS1X＜０．２×φS1 なる条件を満足することを特徴とする講戎項９記載の走
査光学装置。 - 【請求項１１】 前記最も偏向素子側に位置する光学素
子はモールドレンズであることを特徴とする請求項９又
は１０記載の走査光学装置。 - 【請求項１２】 前記第３の光学素子は最も偏向素子側
に位置する光学素子以外にも、光軸上における副走査方
向のパワーが略０の光学面を有する光学素子を含むこと
を特徴とする請求項９記載の走査光学装置。 - 【請求項１３】 前記第３の光学素子は回折光学素子を
有することを特徴とする請求項９又は１２記載の走査光
学装置。 - 【請求項１４】 前記光源手段は独自に光変調できる発
光部を複数有するマルチビーム光源であることを特徴と
する請求項９記載の走査光学装置。 - 【請求項１５】 請求項９乃至１４のいずれか１項に記
載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体
と、前記走査光学装置で走査された光束によって前記感
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１６】 請求項９乃至１４の何れか１項に記載
の走査光学装置を複数設け、各走査光学装置から出射さ
れた複数の光束を各々対応する複数の像担持体面上に導
光し、該複数の光束で該複数の像担持体面上を各々走査
してカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像
形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000277865A JP4850331B2 (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 走査光学装置及びそれを用いたカラー画像形成装置 |
| US09/945,730 US6603500B2 (en) | 2000-09-13 | 2001-09-05 | Scanning optical apparatus with aspherically-shaped surface in main scanning direction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000277865A JP4850331B2 (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | 走査光学装置及びそれを用いたカラー画像形成装置 |
Publications (3)
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