JP2002107647A - ｆθレンズ及びこれを用いる走査光学装置、カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ｆθ性が良好で、安価に作製できるｆθレン
ズを提供する。 【解決手段】 ｆθレンズ３０は、偏向点側から順に、
負，正，正の屈折力を有する第１レンズ３１，第２レン
ズ３２，第３レンズ３３により構成され、これらレンズ
３１〜３３の少なくとも１つのレンズ面が、光ビームの
偏向方向にのみ曲率を有するシリンドリカルレンズ面に
なっている。第１レンズ３１〜第３レンズ３３の各屈折
率をｎ１，ｎ２，ｎ３、アッベ数をν１，ν２，ν３と
したときに「ｎ１＞ｎ２＝ｎ３」，「ν１＜ν２＝ν
３」なる各条件を満たす。また、第１レンズ３１の焦点
距離をｆ１、第２レンズ３２と第３レンズ３３との合成
焦点距離をｆ２３、偏向点から第１レンズ３１の偏向点
側のレンズ面３１ａまでの距離をｄとしたときに、「４
≦｜ｆ２３／ｆ１×ｄ｜≦１６」なる条件を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ビームを被走査
面上で集束させてほぼ等速で走査させるｆθレンズと、
これを用いる走査光学装置、カラー画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】走査光学装置は、光ビームを発生する光
源を備えており、光ビームをポリゴンミラー等の光偏向
器により一定方向に偏向，走査し、ｆθレンズを通過さ
せて被走査面上を光走査する。

【０００３】ｆθレンズは、光ビームの走査面上での移
動量を偏向角θに比例させる特性を有するレンズで、光
偏向器の偏向速度（偏向角速度）と、偏向方向について
平坦な感光材料上での光ビームの走査速度とを比例させ
るために設けられる。

【０００４】ｆθレンズは、通常２〜３枚の球面レンズ
や、１〜２枚の非球面レンズにより構成される。球面レ
ンズを使用する場合には、光ビームが透過する部分はわ
ずかであり、通常、光ビームの透過部分のみ短冊状に切
り出して使用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、球面レンズを
短冊状に切り出すことは、切断位置を厳密に管理する必
要があり、レンズの作製に手間がかかる。しかも、切り
取られたレンズの周縁部分は廃棄されるので、レンズの
材料費が無駄に多くなっている。また、切り出さない場
合であっても、材料費が無駄であることには変わりな
く、切り出す手間はかからなくても、装置が大型化して
しまう問題が生じる。

【０００６】また、カラー画像形成装置では、波長が異
なる複数の光ビームを同時に走査させるので、ｆθレン
ズの色収差により、光ビーム毎に感光材料上での走査長
が異なって色ずれを生じる。色収差は、光の波長によっ
てガラス（レンズ）での屈折率が異なるために生じるも
のである。

【０００７】色ずれを解消するために、ｆθレンズの色
収差を光学的に補正するのが一般的で、ｆθレンズを構
成するレンズの硝材選択が重要となる。一般に、色収差
補正は、クラウンガラスとフリントガラスのレンズの組
によって行うが、よい補正を行うためには、硝材が限定
されて高価なものを使わざるを得なくなったり、レンズ
枚数を増やして補正することになる。したがって、ｆθ
レンズが高価なレンズになってしまう。

【０００８】なお、特開平６−１８８０３号公報には、
ｆθレンズの一部にシリンドリカルレンズを用いる構成
が示されているものの、他方のレンズとして球面レンズ
を用いているため、製造コストが上昇してしまうという
問題がある。また、特開平３−１３０７１７号公報に
は、シリンドリカルレンズのみでｆθレンズを構成する
ことが示されているものの、シリンドリカルレンズのみ
で構成すると、製造ばらつきにより十分な性能が得られ
なくなったりする問題がある。これを回避するために、
一部に球面レンズを用いると製造コストが上昇してしま
うという新たな問題も発生する。

【０００９】本発明は上記の事情を考慮してなされたも
ので、ｆθ性が良好で、安価に作製することができるｆ
θレンズと、これを用いた走査光学装置、カラー画像形
成装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のｆθレンズは、光偏向器側より順に、負の
屈折力の第１レンズ、正の屈折力の第２レンズ、正の屈
折力の第３レンズの３枚のレンズから構成するととも
に、３枚のレンズのうちの少なくとも１つのレンズ面
を、光ビームの偏向方向にのみパワーを有するシリンド
リカルレンズ面にするものである。

【００１１】請求項２に記載のｆθレンズは、光偏向器
側より順に、負の屈折力の第１レンズ、正の屈折力の第
２レンズ、正の屈折力の第３レンズの３枚のレンズから
構成するとともに、３枚のレンズのうちの少なくとも１
枚のレンズを、一方のレンズ面が光ビームの偏向方向に
のみパワーを有するシリンドリカルレンズ面で、他方の
レンズ面が平面となるように構成するものである。

【００１２】請求項３に記載のｆθレンズは、光偏向器
側より順に、負の屈折力の第１レンズ、正の屈折力の第
２レンズ、正の屈折力の第３レンズの３枚のレンズから
構成するとともに、３枚のレンズを、それぞれ少なくと
も一方のレンズ面が光ビームの偏向方向にのみパワーを
有するシリンドリカルレンズ面となるように構成するも
のである。

【００１３】請求項４に記載のｆθレンズは、光偏向器
側より順に、負の屈折力の第１レンズ、正の屈折力の第
２レンズ、正の屈折力の第３レンズの３枚のレンズから
構成するとともに、３枚のレンズを、それぞれ一方のレ
ンズ面が光ビームの偏向方向にのみパワーを有するシリ
ンドリカルレンズ面で、他方のレンズ面が平面となるよ
うに構成するものである。

【００１４】請求項５に記載のｆθレンズは、第１レン
ズとして凹面を光偏向器側に向けた凹平レンズを、第２
レンズとして凸面を被走査面側に向けた平凸レンズを、
第３レンズとして凸面を被走査面側に向けた平凸レンズ
をそれぞれ用いるものである。

【００１５】請求項６に記載のｆθレンズは、第１レン
ズ，第２レンズ，第３レンズの屈折率をそれぞれｎ１，
ｎ２，ｎ３、アッベ数をそれぞれν１，ν２，ν３とし
たときに、 ｎ１＞ｎ２＝ｎ３ ν１＜ν２＝ν３ なる各条件を満たすように構成する。

【００１６】請求項７に記載のｆθレンズは、第１レン
ズの焦点距離をｆ１、第２レンズと第３レンズとの合成
焦点距離をｆ２３、光ビームの偏向点から第１レンズの
偏向点側のレンズ面までの距離をｄとしたときに、 ４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜≦１６ なる条件を満たすように構成する。

【００１７】請求項８に記載のｆθレンズは、第１レン
ズと第２レンズとを貼り合わせておくものである。

【００１８】請求項９に記載のｆθレンズは、３枚のレ
ンズのうちの少なくとも１枚を、光ビームの偏向方向と
平行な向きに延びた軸を中心に傾けて配置するものであ
る。

【００１９】請求項１０に記載のｆθレンズは、傾ける
レンズのうちの１枚を第１レンズにするものである。

【００２０】請求項１１に記載のｆθレンズは、第１レ
ンズ，第２レンズ，第３レンズの、光ビームの偏向方向
及びｆθレンズの光軸方向と直交する向きにおけるレン
ズの高さをそれぞれｙ１，ｙ２，ｙ３としたときに、 ｙ１≦ｙ２≦ｙ３ なる条件を満たすように構成するものである。

【００２１】また、請求項１２に記載の走査光学装置
は、請求項１ないし１１のいずれかに記載のｆθレンズ
を用いて、一定方向に繰り返し偏向された光ビームを被
走査面上で集束させてほぼ等速で走行させるものであ
る。

【００２２】請求項１３に記載の走査光学装置は、光ビ
ームをほぼ等角速度で繰り返し偏向する光偏向手段を設
けるものである。

【００２３】請求項１４に記載の走査光学装置は、画像
情報に応じて変調された光ビームを射出する光源を設け
るものである。

【００２４】請求項１５に記載のカラー画像形成装置
は、波長の異なる光源を含む複数の光源と、前記光源か
ら射出された複数の光ビームをほぼ等角速度で繰り返し
偏向する光偏向手段と、光偏向手段により偏向された複
数の光ビームを被走査面上で集束させてほぼ等速で走査
させるｆθレンズを備え、前記ｆθレンズを構成するレ
ンズのうち少なくとも１つのレンズ面が光ビームの偏向
方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ面であ
る走査光学系と、複数の光ビームの各射出タイミングを
表し、それぞれの光ビームの被走査面における走査長が
ほぼ同一になるように決められた周波数のクロック信号
を発生する複数の信号生成手段と、画像データと前記ク
ロック信号とに基づいて前記複数の光ビームを変調する
変調手段とを備えたものである。

【００２５】請求項１６に記載のカラー画像形成装置で
は、少なくとも波長の異なる３種以上を有し、合計で３
個以上の光源と、前記少なくとも３種類の光ビームの各
射出タイミングを表し、それぞれの光ビームの被走査面
における走査長がほぼ同一になるように決められた周波
数のクロック信号を発生する前記波長の異なる光源と同
数の信号生成手段とを備えている。なお、前記信号生成
手段は、前記少なくとも３種類の光ビームのうち１つの
光ビームの射出タイミングを表すクロック信号を発生す
る基準の信号生成手段と、残りの複数の光ビームの射出
タイミングを表し、前記１つの光ビームの被走査面にお
ける走査長と同一になるように決められた周波数のクロ
ック信号をそれぞれ発生する複数の信号生成手段とを有
することが好ましい。

【００２６】前記ｆθレンズを構成する複数のレンズの
全てにおいて、少なくとも一方のレンズ面が光ビームの
偏向方向にのみパワーを有するシリンドリカル面にする
ことが好ましい。また、前記シリンドリカルレンズ面を
有するレンズの他方のレンズ面を平面にすることが好ま
しい。

【００２７】請求項２０に記載のカラー画像形成装置の
ように、３枚のレンズによってｆθレンズを構成するこ
とが好ましい。また、請求項２１に記載のカラー画像形
成装置のように、光偏向器側より順に、負の屈折力の第
１レンズ、正の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３
レンズを備えていることが好ましい。また、請求項２２
に記載のｆθレンズのように、前記第１レンズは凹面を
前記光偏向器側に向けた凹平レンズ、前記第２レンズは
凸面を前記被走査面側に向けた平凸レンズ、前記第３レ
ンズは凸面を被走査面側に向けた平凸レンズであること
が好ましい。

【００２８】

【作用】本発明のｆθレンズは、各構成レンズとして、
光ビームの偏向方向にのみ曲率を有するシリンドリカル
レンズを用いることで、ｆθ性を維持しながらも、製造
コストの低減を実現するものである。一定方向にのみ曲
率を有するシリンドリカルレンズを作製する場合、まず
曲率方向と直交する方向に長く延びた原シリンドリカル
レンズを作製し、これを一定幅で切断することで、１つ
の原シリンドリカルレンズから多数のシリンドリカルレ
ンズを得ることができる。原シリンドリカルレンズから
は廃棄される部分が生じないので、円形レンズの中央部
分のみを残して短冊状に加工する従来のレンズに比較し
て安価に作製することができる。なお、原シリンドリカ
ルレンズの切断は、レンズ作製工程の最終段階で行うこ
ととは限られず、初期や中間で切断してもよい。切断し
た後に仮止めして作業をすることで、原シリンドリカル
レンズと同様の作業が可能となる。

【００２９】また、シリンドリカルレンズの片面を平面
にすることで、レンズの加工がより簡単になる。さらに
は、第１レンズと第２レンズとを貼り合わせることによ
り、各レンズの位置ずれによる性能低下を小さくするこ
とができる。

【００３０】なお、 ｎ１＞ｎ２＝ｎ３ ν１＜ν２＝ν３ ４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜≦１６ の各条件は、像面湾曲の悪化を抑え、速度ｆθ性を良好
な状態に維持するために規定するものである。

【００３１】ｆθレンズを構成する例えば３枚のレンズ
のうちの１枚を、光ビームの偏向方向と平行な向きに延
びた軸を中心に傾けて配置することで、レンズ面間で多
重反射した光による干渉を防止し、良好な像を結像させ
ることができる。特に、最も偏向点側に位置する第１レ
ンズを傾けることで、この第１レンズと光偏向器との間
で多重反射した光が走査光として再び投光されることが
なくなり、ゴーストの発生を防止することができる。い
ずれの場合においても、傾き角度が数度であれば、光ビ
ームのビーム径や被走査面への照射位置に影響を及ぼす
ことがない。また、傾けて配置することを予め考慮して
レンズ設計することも可能であり、この場合は、より大
きく傾けることができ、ゴーストの発生防止効果がより
大きくなる。

【００３２】また、光ビームの投光高さの変動量を考慮
して、ｆθレンズを構成する各レンズの高さを必要最小
限の高さにし、前記複数のレンズを前記光偏向器側から
数えて特定したとき、前記光ビームの偏向方向及びｆθ
レンズの光軸方向と直交する向きにおける第ｉ番のレン
ズの高さｙ_i 、次の第ｉ＋１番のレンズの高さをｙ_{i+ 1}
としたときに、 ｙ_i ≦ｙ_i+1 なる条件を満たすことにより、小型のｆθレンズを構成
することができる。

【００３３】また、本発明の走査光学装置では、上記の
ｆθレンズを用いるので、良好な画像を得ることができ
るとともに、装置の低コスト化を図ることができる。

【００３４】また、本発明のカラー画像形成装置では、
複数の光ビームの各射出タイミングを表し、それぞれの
光ビームの被走査面における走査長がほぼ同一になるよ
うに決められた周波数のクロック信号を発生する信号生
成手段を光源ごとに対応させて設けることで、被走査面
上での色ずれの発生を抑えようとするものである。これ
によれば、走査光学系として用いるｆθレンズの色収差
を光学的に補正する量が小さくなるので、作製が容易で
安価なレンズだけを用いてｆθレンズを構成することが
できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施したカラー
画像形成装置の露光部を示す概略図である。露光部１０
は、マゼンタ発色用の光源としての半導体レーザ１１
Ｍ、シアン発色用の光源としての半導体レーザ１１Ｃ、
イエロー発色用の光源としての半導体レーザ１１Ｙを備
えている。半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙは、温
度調整を行うための放熱板９Ｍ，９Ｃ，９Ｙに圧入され
て、保持されている。半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１
１Ｙは、それぞれ波長６８０ｎｍ，７５０ｎｍ，８１０
ｎｍの光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を射出する。

【００３６】半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙの射
出側近傍には、各半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ
から射出された光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を平行光線と
するコリメータレンズ１２がそれぞれ設けられている。
コリメータレンズ１２で平行光線となった光ビームＬ
１，Ｌ２，Ｌ３は、シリンドリカルレンズ１３と、反射
ミラー１４，１５とを介し、光偏向器としてのポリゴン
ミラー２０に入射する。この際、光ビームＬ１，Ｌ２，
Ｌ３は、ポリゴンミラー２０の反射面上のほぼ同一の位
置に照射される。

【００３７】ポリゴンミラー２０は６面の反射面を有し
ており、軸２０ａを中心に図示しないモータによって高
速回転されている。光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、ポリ
ゴンミラー２０によって一定方向に偏向，走査され、走
査レンズとしてのｆθレンズ３０，シリンドリカルレン
ズ１６，反射ミラー１７，及びシリンドリカルミラー１
８を介して被走査面である感光材料１９上に結像され
る。なお、シリンドリカルレンズ１３，１６は、ポリゴ
ンミラー２０による光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の偏向方
向に対して垂直な副走査方向にのみ曲率をもっている。

【００３８】感光材料１９は、光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ
３が走査される主走査方向に対して垂直な方向に搬送さ
れており、光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の主走査と感光材
料１９の搬送とを繰り返すことで、１画像分の記録がな
されるようになっている。

【００３９】反射ミラー１７の側方には、反射手段とし
てのＳＯＳ（Start of Scan ）ミラー２１が設けられ、
ポリゴンミラー２０で反射された光ビームＬ１，Ｌ２，
Ｌ３が最初に照射されるようになっている。ＳＯＳミラ
ー２１は、光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を反射して、信号
出力手段としての始点検出センサ２２に入射させる。始
点検出センサ２２は、ＳＯＳミラー２１から光ビームＬ
１，Ｌ２，Ｌ３を入射したときに所定の信号を出力す
る。始点検出センサ２２から出力された信号は、１主走
査の画像信号のスタート信号として適用され、各主走査
開始時期の同期をとっている。

【００４０】ｆθレンズ３０は、偏向点であるポリゴン
ミラー２０側から順に、負の屈折力の第１レンズ３１、
正の屈折力の第２レンズ３２、正の屈折力の第３レンズ
３３の３枚のレンズにより構成されている。ｆθレンズ
３０は、３枚のレンズ３１，３２，３３の少なくとも１
つのレンズ面が、光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の偏向方向
にのみ曲率を有するシリンドリカルレンズ面になってい
る。

【００４１】本実施形態では、図２に示すように、第１
レンズ３１として凹面をポリゴンミラー２０側に向けた
凹平レンズを、第２レンズ３２として凸面を感光材料１
９側に向けた平凸レンズを、第３レンズ３３として凸面
を感光材料１９側に向けた平凸レンズをそれぞれ用い、
各レンズ３１，３２，３３の凹面３１ａ及び凸面３２
ｂ，３３ｂをシリンドリカルレンズ面とした。なお、図
２中（Ａ）は光ビームの偏向方向と平行な主走査方向で
の断面図、（Ｂ）は偏向方向と垂直な副走査方向での断
面図である。

【００４２】また、ｆθレンズ３０は、第１レンズ３
１，第２レンズ３２，第３レンズ３３の屈折率をそれぞ
れｎ１，ｎ２，ｎ３、アッベ数をそれぞれν１，ν２，
ν３とし、第１レンズ３１の焦点距離をｆ１、第２レン
ズ３２と第３レンズ３３との合成焦点距離をｆ２３、偏
向点であるポリゴンミラー２０から第１レンズ３１の偏
向点側のレンズ面３１ａまでの距離をｄとしたときに、 ｎ１＞ｎ２＝ｎ３ ν１＜ν２＝ν３ ４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜≦１６ なる各条件を満たすように構成されている。

【００４３】また、第１レンズ３１，第２レンズ３２，
第３レンズ３３は、ポリゴンミラー２０からの光ビーム
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の投光高さの変動量を考慮して、それ
ぞれの副走査方向におけるレンズ高さが必要最小限の高
さに構成されている（図２（Ｂ）参照）。そして、各レ
ンズ３１，３２，３３のレンズ高さをそれぞれｙ１，ｙ
２，ｙ３としたときに、 ｙ１≦ｙ２≦ｙ３ なる関係を満たす。

【００４４】なお、本実施形態では、一方のレンズ面が
平面のシリンドリカルレンズだけを用いてｆθレンズを
構成したが、本発明は、レンズ面形状をシリンドリカル
レンズ面にすることで、このレンズの生産性を向上させ
ようとするものなので、必ずしも上記構成に限定される
ものではなく、良好なｆθ性を得ることができるのであ
れば、構成レンズの一部のレンズ面のみをシリンドリカ
ルレンズ面にするだけでも十分に目的を達成することが
できる。

【００４５】図３は、半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１
１Ｙの駆動を制御する制御装置のブロック図である。制
御装置１００は、マイクロコンピュータやメモリ等で構
成されたメイン制御部１０１を有している。メイン制御
部１０１を機能的に分けると、入力される例えば８ビッ
トの画像データを記録用の１２ビットの画像データに変
換するルックアップテーブルメモリ（ＬＵＴ）１０２
と、ＡＰＣ（automaticpower control ）制御を行うＡ
ＰＣ制御部１０３と、これらの動作を制御する制御部１
０４とから構成されている。制御部１０４は、感光材料
１９上の走査露光のタイミングを示すクロック信号を生
成するための画素クロック生成部５０を備えている。

【００４６】メイン制御部１０１には、パルス幅変調回
路１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｙが接続されている。パ
ルス幅変調回路１０５Ｍは、レーザ駆動回路１０６Ｍを
介して半導体レーザ１１Ｍに接続されている。また、パ
ルス幅変調回路１０５Ｃは、レーザ駆動回路１０６Ｃを
介して半導体レーザ１１Ｃに、パルス幅変調回路１０５
Ｙは、レーザ駆動回路１０６Ｙを介して半導体レーザ１
１Ｙにそれぞれ接続されている。

【００４７】パルス幅変調回路１０５Ｍは、積分回路１
１０及びＤ／Ａ変換器１１１を備えている。積分回路１
１０には、制御部１０４内の画素クロック生成部５０で
生成された画素ごとのクロック信号が入力され、Ｄ／Ａ
変換器１１１にはルックアップテーブルメモリ１０２か
ら出力された１２ビットの画像データが入力される。積
分回路１１０の出力端は、コンパレータ（比較器）１１
２の２個の入力端の一方に接続されており、積分回路１
１０からコンパレータ１１２には、画素クロックが積分
されてなる三角波形の信号が入力される。またＤ／Ａ変
換器１１１の出力端は、コンパレータ１１２の他方の入
力端に接続されており、Ｄ／Ａ変換器１１１からコンパ
レータ１１２には、画像データに対応するアナログ信号
が入力される。

【００４８】コンパレータ１１２は、入力された２個の
信号のレベルを比較し、積分回路１１０からの信号のレ
ベルがＤ／Ａ変換器１１１からの信号のレベルを超えた
ときにハイレベルとなる信号を出力する。このコンパレ
ータ１１２の出力端はゲート回路１１３に接続されてお
り、ゲート回路１１３の出力端はレーザ駆動回路１０６
Ｍに接続されている。したがって、画像データの各画素
ごとの値、つまり画像濃度に応じてパルス幅が変調され
た信号が、ゲート回路１１３を介してレーザ駆動回路１
０６Ｍに入力されることになる。

【００４９】パルス幅変調回路１０５Ｍには白検出回路
１１４が設けられており、この白検出回路１１４にもル
ックアップテーブルメモリ１０２からの画像データが入
力される。白検出回路１１４は、入力された画像データ
のうち白色に対応する画像データを検出し、この画像デ
ータに対応する信号がコンパレータ１１２から出力され
る期間、ゲート回路１１３のゲートを閉じさせる信号を
出力する。これにより、上記の期間はゲート回路１１３
から出力されるパルス信号がローレベルとなり、白色画
素に対応するパルスが除去される。

【００５０】パルス幅変調回路１０５Ｃ，１０５Ｙも、
上記パルス幅変調回路１０５Ｍと同じ構成であるので、
これらについての説明は省略する。

【００５１】なお、制御部１０４内の画素クロック生成
部５０からパルス幅変調回路１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０
５Ｙに入力される画素ごとのクロック信号は、光ビーム
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の感光材料１９上での主走査速度をそ
れぞれ算出し、算出された速度と主走査方向における解
像度（画素密度）とから決定されるもので、対応する半
導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙごとに異なるもので
ある。

【００５２】レーザ駆動回路１０６Ｍは、Ｄ／Ａ変換器
１２０を備えている。このＤ／Ａ変換器１２０は、メイ
ン制御部１０１のＡＰＣ制御部１０３に接続されてお
り、このＡＰＣ制御部１０３からＤ／Ａ変換器１２０に
半導体レーザ１１Ｍの駆動電流のレベルを示すデジタル
駆動電流制御データが入力される。Ｄ／Ａ変換器１２０
は、入力された駆動電流制御データをアナログ信号に変
換して定電流回路１２１に入力する。定電流回路１２１
は、入力されたアナログ信号のレベルに応じた一定レベ
ルの駆動電流を出力する。

【００５３】定電流回路１２１から出力された駆動電流
は、変調回路１２２に入力される。この変調回路１２２
は、パルス幅変調回路１０５Ｍに接続されるとともに、
半導体レーザ１１Ｍに接続されている。変調回路１２２
は、パルス幅変調回路１０５Ｍから入力される信号のパ
ルス幅に応じて駆動電流の値を上下させ、このように変
調された駆動電流を半導体レーザ１１Ｍに供給する。

【００５４】なお、半導体レーザ１１Ｍと一体的あるい
は別体にして、半導体レーザ１１Ｍから射出される光ビ
ームＬ１の強度を検出するフォトダイオード等の光検出
器４０Ｍが設けられている。この光検出器４０Ｍの出力
電流は、レーザ駆動回路１０６Ｍに設けられた電流−電
圧変換回路１２３に入力される。電流−電圧変換回路１
２３は、入力された電流信号を電圧信号に変換してＡ／
Ｄ変換器１２４に入力する。Ａ／Ｄ変換器１２４は、こ
のアナログ電圧信号をデジタル信号に変換して、ＡＰＣ
制御部１０３に入力する。

【００５５】他の２つのレーザ駆動回路１０６Ｃ，１０
６Ｙも、上記レーザ駆動回路１０６Ｍと同じ構成である
ので、これらについての説明は省略する。また、半導体
レーザ１１Ｃ，１１Ｙのそれぞれに対しても、上記光検
出器４０Ｍと同様の光検出器４０Ｃ，４０Ｙが設けられ
ており、それらの出力電流は各々レーザ駆動回路１０６
Ｃ，１０６Ｙに入力される。

【００５６】光検出器４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｙが光ビー
ムＬ１，Ｌ２，Ｌ３を検出し、その出力信号がＡＰＣ制
御部１０３に入力されると、ＡＰＣ制御がなされる。こ
のＡＰＣ制御は、ある一定の画像データに対して一定の
光出力が得られるように、半導体レーザ１１Ｍ，１１
Ｃ，１１Ｙの駆動電流を制御するものであり、具体的に
は以下のようになされる。ＡＰＣ制御部１０３は、画像
出力領域外において半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１１
Ｙを、光出力の目標値を示す駆動電流制御データに基づ
いて短い所定時間（例えば１００μｓｅｃ）点灯させ、
そのときの光検出器４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｙの出力を取
り込んで、これらの各出力が示す光出力が上記目標値に
一致するように上記駆動電流制御データの値を変更す
る。

【００５７】このＡＰＣ制御は、始点検出センサ２２が
光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を検出するごとになされ、そ
してこの検出の周期内に、１主走査ライン分の露光がな
される。すなわち、ルックアップテーブルメモリ１０２
から記録用画像データがパルス幅変調回路１０５Ｍ，１
０５Ｃ，１０５Ｙに供給され、これらのパルス幅変調回
路１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｙが画素ごとの画像デー
タに応じてパルス幅変調した信号を生成し、それらの信
号を各々レーザ駆動回路１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｙ
に入力する。レーザ駆動回路１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０
６Ｙは、それぞれ入力された上記信号に基づいてレーザ
駆動電流を変調して、半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１
１Ｙに供給する。

【００５８】以上のようにして、光ビームＬ１，Ｌ２，
Ｌ３の光強度が画素ごとの画像データに応じて変調さ
れ、これらの光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３がポリゴンミラ
ー２０により偏向されて、感光材料１９の表面を主走査
する。同時に、この主走査と同期をとった上で感光材料
１９が搬送されるので、感光材料１９は光ビームＬ１，
Ｌ２，Ｌ３によって２次元的に露光を受けることにな
る。

【００５９】図１において、画像が露光された感光材料
１９は、周知のように、水塗布部２３に送られて感光乳
剤面に水が塗布される。次に、熱現像転写部２４に送ら
れ、感光材料１９が受像材料２５に重ね合わされた後に
加熱されて、熱現像転写される。熱現像転写後の感光材
料１９は廃棄され、受像材料２５は乾燥されて、プリン
ト２６としてトレイ２７に排出される。なお、水塗布部
２３や熱現像転写部２４などは、特開平７−５５９１号
公報などに詳しく説明されている。

【００６０】半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙから
射出される光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、各々の光路が
異なるので、これらを同時に点灯させると、光ビームＬ
１，Ｌ２，Ｌ３の感光材料１９上の照射位置が主走査方
向にずれてしまう。そこで、画像の記録に先立って色ず
れ補正がなされる。色ずれ補正は、光ビームＬ１，Ｌ
２，Ｌ３の感光材料１９上でのずれをなくすために、半
導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙを互いに所定時間ず
つずらして点灯させるための補正処理であり、始点検出
センサ２２から出力される光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の
各検出信号の時間的ずれに基づいて、パルス幅変調回路
１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｙのそれぞれに入力する画
素クロック信号の位相を互いにずらすことによってなさ
れる。

【００６１】図４に示すように、制御部１０４内の画素
クロック生成部５０は、半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，
１１Ｙのそれぞれに応じた画素クロックを生成するため
に、３つの発振器５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙを備えてい
る。発振器５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙのそれぞれのクロッ
ク信号の出力端は、カウンタ５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙに
接続されている。

【００６２】発振器５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙにより生成
される各クロック信号の周波数は、光ビームＬ１，Ｌ
２，Ｌ３を同一偏向角度で１走査させたときの各走査長
が、ほぼ等しくなるように予め決められている。また、
発振器５１Ｍにより生成されるクロック信号の周波数を
ｆm 、発振器５１Ｃにより生成されるクロック信号の周
波数をｆc 、発振器５１Ｙにより生成されるクロック信
号の周波数をｆy 、光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の感光材
料１９上における走行速度をそれぞれＶm ，Ｖc，Ｖy
、光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３による１走査の露光時間
をそれぞれＴm ，Ｔc ，Ｔy としたときに、 ｆm ：ｆc ：ｆy ＝ Ｖm ：Ｖc ：Ｖy １／Ｔm ：１／Ｔc ：１／Ｔy ＝ ｆm ：ｆc ：ｆy となるように定められる。したがって、色収差の補正を
光学的にあまり行わず、画素クロック信号を変えること
で行うため、片面が平面でもう片面がシリンドリカル面
であり、安価な硝材を用いたｆθレンズ３０を利用する
ことが可能になる。

【００６３】本実施形態では、半導体レーザ１１Ｍ，１
１Ｙ用の発振器５１Ｍ，５１Ｙにより生成されるクロッ
ク信号の周波数は、半導体レーザ１１Ｃ用の発振器５１
Ｃにより生成されるクロック信号の周波数を基準にして
決められる。

【００６４】カウンタ５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙには、そ
れぞれ始点検出センサ２２からの信号が入力されるよう
になっている。カウンタ５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙは、イ
エロー発色用の半導体レーザ１１Ｙから射出された光ビ
ームＬ３が始点検出センサ２２に検出された時点から、
予め決められた一定時間をカウントし、この一定時間が
経過した時に、発振器５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙで生成さ
れたクロック信号を画素クロックとして出力する。な
お、各カウンタ５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙが始点検出セン
サ２２からの信号を入力してから画素クロックの出力を
開始するまでの上記一定時間は、同時に射出された光ビ
ームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の始点検出センサ２２による検出
時間のずれ量に応じて、カウンタ５２Ｍ，５２Ｃ，５２
Ｙごとに異なる長さの時間が定められている。

【００６５】図５は、半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１
１Ｙのそれぞれに対応した画素クロックの発生タイミン
グを示すタイミングチャートである。図中（Ａ）は半導
体レーザ１１Ｙ用、（Ｂ）は半導体レーザ１１Ｃ用、
（Ｃ）は半導体レーザ１１Ｍ用の画素クロックの発生タ
イミングである。同図（Ａ）に示すように、始点検出セ
ンサ２２によって光ビームＬ３が検出され、光ビームＬ
３に対応した出力信号（ＳＯＳ信号）がカウンタ５２Ｙ
に入力されると、カウンタ５２Ｙでは、予め決められた
時間ｔ0 の間カウントする。そして、カウントが満了し
た時点を半導体レーザ１１Ｙの走査開始時間として、発
振器５１Ｙで生成されたクロック信号を画素クロックと
して出力する。そして、光ビームＬ３による１ライン分
の走査時間に相当する時間Ｔ0 が経過した時に、画素ク
ロックの出力を停止する。なお、時間ｔ0 は、光ビーム
Ｌ３が始点検出センサ２２の光ビーム検出位置から感光
材料１９の走査露光開始位置に達するまでの時間であ
る。

【００６６】同図（Ｂ）に示すように、光ビームＬ３に
対応したＳＯＳ信号が出力されてから時間ｔ1 が経過す
ると、始点検出センサ２２によって光ビームＬ２が検出
され、光ビームＬ２に対応したＳＯＳ信号がカウンタ５
２Ｃに入力される。カウンタ５２Ｃは、時間ｔ2 の間カ
ウントして、カウントが満了した時点を半導体レーザ１
１Ｃの走査開始時間とし、発振器５１Ｃで生成されたク
ロック信号を画素クロックとして出力する。そして、光
ビームＬ２による１ライン分の走査時間に相当する時間
Ｔ1 が経過した時に、画素クロックの出力を停止する。
なお、時間ｔ1は、光ビームＬ２と光ビームＬ３との、
始点検出センサ２２による検出時間のずれ量である。ま
た時間ｔ2 は、光ビームＬ２が始点検出センサ２２の光
ビーム検出位置から感光材料１９の走査露光開始位置に
達するまでの時間である。

【００６７】また同図（Ｃ）に示すように、光ビームＬ
３に対応したＳＯＳ信号が出力されてから時間ｔ3 が経
過すると、始点検出センサ２２によって光ビームＬ１が
検出され、光ビームＬ１に対応したＳＯＳ信号がカウン
タ５２Ｍに入力される。カウンタ５２Ｍは、時間ｔ4 の
間カウントして、カウントが満了した時点を半導体レー
ザ１１Ｍの走査開始時間とし、発振器５１Ｍで生成され
たクロック信号を画素クロックとして出力する。そし
て、光ビームＬ１による１ライン分の走査時間に相当す
る時間Ｔ2 が経過した時に、画素クロックの出力を停止
する。なお、時間ｔ3 は、光ビームＬ１と光ビームＬ３
との、始点検出センサ２２による検出時間のずれ量であ
る。また時間ｔ4 は、光ビームＬ１が始点検出センサ２
２の光ビーム検出位置から感光材料１９の走査露光開始
位置に達するまでの時間である。

【００６８】このように、各カウンタ５２Ｍ，５２Ｃ，
５２Ｙからの画素クロックの出力開始時間をずらすこと
で、半導体レーザ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙの走査開始時
間がずらされ、各光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の感光材料
１９上での走査露光開始位置が一致するようになってい
る。また、各光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３に応じて画素ク
ロックが変えられるため、ｆθレンズ３０の色収差が補
正される。

【００６９】なお、上記実施形態では、ｆθレンズを構
成する３枚のレンズを平行に配置しているが、これに代
えて、図２（Ｃ）に示すように、光ビームの偏向方向と
平行な向きに伸びた例えば３枚のレンズのうちの１枚
を、光ビームの偏向方向と平行な向きに延びた軸を中心
に傾けて配置してもよい。これにより、レンズ面間で多
重反射した光による干渉を防止し、良好な像を結像させ
ることができる。特に、最も偏向点側に位置する第１レ
ンズ３１を傾けることで、この第１レンズ３１とポリゴ
ンミラー２０との間で多重反射した光が走査光として再
び投光されることがなくなる。これにより、ゴーストの
発生を防止することができる。いずれの場合において
も、傾き角度αが数度であれば、光ビームのビーム径や
被走査面への照射位置に影響を及ぼすことがない。ま
た、傾けて配置することを予め考慮してレンズ設計する
ことも可能であり、この場合は、より大きく傾けること
ができ、ゴーストの発生防止効果がより大きくなる。

【００７０】「第１実施例」本発明のカラー画像形成装
置において、発振器５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙのそれぞれ
により生成されるクロック信号の周波数ｆm ，ｆc ，ｆ
y を、 ｆm ：ｆc ：ｆy ＝ １／1.000459 ：１： １／0.99
9620 となるように定めた。

【００７１】第１実施例のカラー画像形成装置では、ｆ
θレンズ３０は、図２（Ａ）に示した第１レンズ３１，
第２レンズ３２，第３レンズ３３のそれぞれと同じ形状
の３枚のレンズにより構成され、図２（Ｄ）に示すよう
に、第１レンズ３１と第２レンズ３２とが貼り合わせら
れている。

【００７２】第１実施例におけるｆθレンズの仕様は次
のとおりである。 ｜ｆ｜＝ ３７３．３２４ｍｍ ｜ｆ１｜＝ １５３．９５５ｍｍ ｜ｆ２３｜＝ ９８．１７０ｍｍ θ＝ ５０°

【００７３】上記データ中、ｆはｆθレンズ３０全系で
の焦点距離を、ｆ１は第１レンズ３１の焦点距離を、ｆ
２３は第２レンズ３２と第３レンズ３３との合成焦点距
離を、θはポリゴンミラー２０による光ビームの偏向角
度をそれぞれ表している。

【００７４】第１実施例におけるｆθレンズのレンズデ
ータを次の表１に示す。なお、面番号ｉは偏向点側から
順に各レンズの面に付した番号で、面間隔Ｄは次の面と
の間のレンズ厚みあるいは空気空間を表している（単位
はｍｍ）。

【００７５】

【表１】

【００７６】表１より、第１レンズ３１，第２レンズ３
２，第３レンズ３３の各屈折率ｎ１，ｎ２，ｎ３は、そ
れぞれ（１．７２８２５），（１．５１６８０），
（１．５１６８０）であり、条件「ｎ１＞ｎ２＝ｎ３」
を満たしている。

【００７７】第１レンズ３１，第２レンズ３２，第３レ
ンズ３３の各アッベ数ν１，ν２，ν３は、それぞれ
（２８．３２），（６４．２０），（６４．２０）であ
り、条件「ν１＜ν２＝ν３」を満たしている。

【００７８】また、偏向点から第１レンズ３１の偏向点
側のレンズ面３１ａまでの距離ｄは１７．０ｍｍであ
る。したがって、本発明の特徴値である「｜（ｆ２３／
ｆ１）×ｄ｜」の値は、 ｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜＝（９８．１７０／１５３．
９５５）×１７．０≒ １０．８４ となり、条件式「４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ≦１６
｜」を満たしている。

【００７９】第１実施例におけるｆθレンズの速度ｆθ
性の特性グラフを図６に、また像面湾曲の特性グラフを
図７に示す。図６及び図７において、走査角度は、ポリ
ゴンミラーにより反射された光の走査中央の光となす角
度である。なお、各特性グラフは、実際には−２５°〜
＋２５°の範囲で示されるものであるが、これらの特性
は走査角度中央に対してほぼ対称であるので、ここでは
−２５°〜０°の範囲を省略し、０°〜＋２５°の範囲
のグラフを示した。

【００８０】「第２実施例」本発明のカラー画像形成装
置において、発振器５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙのそれぞれ
により生成されるクロック信号の周波数ｆm ，ｆc ，ｆ
y を、 ｆm ：ｆc ：ｆy ＝ １／1.000582 ：１： １／0.99
9532 となるように定めた。

【００８１】第２実施例のカラー画像形成装置では、ｆ
θレンズは、図２（Ａ）に示したｆθレンズ３０と同じ
レンズ構成であり、図２（Ｂ）に示すように、３枚のレ
ンズ３１，３２，３３を別体として設けてある。

【００８２】第２実施例におけるｆθレンズの仕様を次
に示す。 ｜ｆ｜＝ ２７６．５４１ｍｍ ｜ｆ１｜＝ １１２．９０１ｍｍ ｜ｆ２３｜＝ ９３．５９７ｍｍ θ＝ ６７°

【００８３】第２実施例におけるｆθレンズのレンズデ
ータを次の表２に示す。

【００８４】

【表２】

【００８５】表２より、３枚のレンズ３１，３２，３３
の各屈折率ｎ１，ｎ２，ｎ３は、それぞれ（１．７２８
２５），（１．５１６８０），（１．５１６８０）であ
り、条件「ｎ１＞ｎ２＝ｎ３」を満たしている。

【００８６】３枚のレンズ３１，３２，３３の各アッベ
数ν１，ν２，ν３は、それぞれ（２８．３２），（６
４．２０），（６４．２０）であり、条件「ν１＜ν２
＝ν３」を満たしている。

【００８７】また、偏向点から第１レンズ３１の偏向点
側のレンズ面３１ａまでの距離ｄは１６．０ｍｍであ
る。したがって、特徴値「｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜」
の値は、 ｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜＝（９３．５９７／１１２．
９０１）×１６．０≒ １３．２６ となり、条件式「４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜≦１
６」を満たしている。

【００８８】第２実施例におけるｆθレンズの速度ｆθ
性の特性グラフを図８に、また像面湾曲の特性グラフを
図９に示す。図８及び図９の各特性グラフは、第１実施
例と同じ理由から、０°〜＋３３．５°の範囲において
示してある。また、第２実施例のカラー画像形成装置の
色収差図を図１０に示す。図１０における画角は、走査
角度を最大走査角度で規格化した値である。また、ここ
での色収差は、ｆθレンズ単体での性能ではなく、光ビ
ームＬ１〜Ｌ３を異なるクロック信号により位相をずら
して放射した場合の性能である。なお、図１０の色収差
図中における符号Ｍ−Ｃは、マゼンタ発色用の光ビーム
Ｌ１とシアン発色用の光ビームＬ２との間の色収差を、
また符号Ｙ−Ｃは、イエロー発色用の光ビームＬ３とシ
アン発色用の光ビームＬ２との間の色収差をそれぞれ表
している。

【００８９】「第３実施例」本発明のカラー画像形成装
置において、発振器５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙのそれぞれ
により生成されるクロック信号の周波数ｆm ，ｆc ，ｆ
y を、 ｆm ：ｆc ：ｆy ＝ １／1.000800 ：１： １／0.99
9371 となるように定めた。

【００９０】第３実施例のカラー画像形成装置では、ｆ
θレンズを第１実施例と同じレンズ構成とし、図２
（Ｄ）に示すように、第１レンズ３１と第２レンズ３２
とを貼り合わせている。

【００９１】第３実施例におけるｆθレンズの仕様は次
のとおりである。 ｜ｆ｜＝ ２３２．６４２ｍｍ ｜ｆ１｜＝ ３６７．３９６ｍｍ ｜ｆ２３｜＝ １３２．８０３ｍｍ θ＝ ８０°

【００９２】第３実施例におけるｆθレンズのレンズデ
ータを次の表３に示す。

【００９３】

【表３】

【００９４】表３より、３枚のレンズ３１，３２，３３
の各屈折率ｎ１，ｎ２，ｎ３は、それぞれ（１．８０５
１８），（１．５１６８０），（１．５１６８０）であ
り、条件「ｎ１＞ｎ２＝ｎ３」を満たしている。

【００９５】３枚のレンズ３１，３２，３３の各アッベ
数ν１，ν２，ν３は、それぞれ（２５．４６），（６
４．２０），（６４．２０）であり、条件「ν１＜ν２
＝ν３」を満たしている。

【００９６】また、偏向点から第１レンズ３１の偏向点
側のレンズ面３１ａまでの距離ｄは３０．０ｍｍであ
る。したがって、特徴値「｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜」
の値は、 ｜( ｆ２３／ｆ１) ×ｄ｜＝( １３２．８０３／３６
７．３９６) ×３０．０≒ １０．８４ となり、条件式「４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜≦１
６」を満たしている。

【００９７】第３実施例におけるｆθレンズの速度ｆθ
性の特性グラフを図１１に、また像面湾曲の特性グラフ
を図１２に示す。また、第３実施例のカラー画像形成装
置の色収差図を図１３に示す。図１１及び図１２の各特
性グラフは、第１実施例と同じ理由から、０°〜＋４０
°の範囲において示してある。また、図１３における画
角は、走査角度を最大走査角度で規格化した値であり、
色収差は、光ビームＬ１〜Ｌ３を異なるクロック信号に
より位相をずらして放射した場合の性能である。

【００９８】「第１比較例」次に、本発明のｆθレンズ
の比較例として、条件式「４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ
｜≦１６」を満たしていないｆθレンズを構成し、速度
ｆθ性、及び像面湾曲の良否を確認した。この第１比較
例のｆθレンズは、第２実施例のｆθレンズと同じレン
ズ構成とし、３枚のレンズ３１，３２，３３は、それぞ
れ第２実施例と同じ材料を用いて成形した。

【００９９】第１比較例におけるｆθレンズの仕様は次
のとおりである。 ｜ｆ１｜＝ ７０．０３７ｍｍ ｜ｆ２３｜＝ ７２．３５３ｍｍ ｜ｄ｜＝ １６．０ｍｍ θ＝ ６７°

【０１００】この第１比較例における、特徴値「｜（ｆ
２３／ｆ１）×ｄ｜」の値は、 ｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜＝（７２．３５３／７０．０
３７）×１６．０≒ １６．５３ であり、条件式「４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜≦１
６」の上限を超えている。

【０１０１】第１比較例におけるｆθレンズのレンズデ
ータを次の表４に示す。

【０１０２】

【表４】

【０１０３】表４より、第１比較例のｆθレンズは、
「ｎ１＞ｎ２＝ｎ３」、及び「ν１＜ν２＝ν３」の各
条件を満たしている。

【０１０４】第１比較例のｆθレンズにおいて、速度ｆ
θ性の誤差量、及び像面湾曲を測定したところ、速度ｆ
θ性の誤差量が１０％、像面湾曲量が８０ｍｍであり、
画像形成用のｆθレンズとしては、十分な性能を得るこ
とができなかった。

【０１０５】「第２比較例」本発明のｆθレンズの第２
比較例として、条件式「４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜
≦１６」を満たしていないｆθレンズを構成し、速度ｆ
θ性、及び像面湾曲量を確認した。この第２比較例のｆ
θレンズは、第３実施例のｆθレンズと同じレンズ構成
とし、３枚のレンズ３１，３２，３３は、それぞれ第３
実施例と同じ材料を用いて成形した。

【０１０６】第２比較例におけるｆθレンズの仕様は次
のとおりである。 ｜ｆ１｜＝ １４３９．４５０ｍｍ ｜ｆ２３｜＝ １９１．３７３ｍｍ ｜ｄ｜＝ ３０．０ｍｍ θ＝ ８０°

【０１０７】この第２比較例における、特徴値「｜（ｆ
２３／ｆ１）×ｄ｜」の値は、 ｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜＝（１９１．３７３／１４３
９．４５０）×３０．０≒ ３．９９ であり、条件式「４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜≦１
６」の下限を超えている。

【０１０８】第２比較例におけるｆθレンズのレンズデ
ータを次の表５に示す。

【０１０９】

【表５】

【０１１０】表５より、第２比較例のｆθレンズは、
「ｎ１＞ｎ２＝ｎ３」、及び「ν１＜ν２＝ν３」の各
条件を満たしている。

【０１１１】第２比較例のｆθレンズにおいて、速度ｆ
θ性の誤差量、及び像面湾曲を測定したところ、速度ｆ
θ性の誤差量が２．７％、像面湾曲量が２６ｍｍであ
り、速度ｆθ性は良好であったが、像面湾曲が大きく、
十分な性能を得ることができなかった。

【０１１２】なお、上記実施形態では、クロック信号を
生成するための発振器と、クロック信号の出力開始時間
を制御するカウンタとを、３つの半導体レーザのそれぞ
れに１つずつ対応させて設けたが、各光ビームに対応さ
せて画素クロックを変更できるものであればよく、各種
回路を用いて構成してもよい。

【０１１３】また、上記実施形態では、シリンドリカル
ミラー１８に対して主走査面に直交する方向に配置した
感光材料１９に露光したが、この他に、主走査面に平行
に配置した感光材料に向けて露光してもよい。この場合
には、反射ミラー１７，シリンドリカルミラー１８のレ
イアウトや取付け角度を変更する。

【０１１４】また、画素クロックを発生させる際に、始
点検出センサ２２によって３種類の光ビームＬ１，Ｌ
２，Ｌ３を全て検出するようにしているが、基準とする
１種類の光ビームを検出するだけでも、画素クロックの
発生タイミングをずらすことができる。この場合、３種
類の光ビームの始点検出センサによる検出時間のずれ量
を予め記憶しておき、基準の光ビームを始点検出センサ
が検出した時点から、記憶されている時間ずつずらして
画素クロックを発生させればよい。

【０１１５】また、光学系のレイアウトを調整すること
で、複数の光ビームの各光路を、ポリゴンミラーに入射
する以前に同一光軸上に補正することも可能である。こ
の場合、ｆθレンズの倍率の色収差が極めて小さけれ
ば、上記のように１種類の光ビームの検出時点を基準に
して、画素クロックの発生タイミングをずらせばよい。
一方、ｆθレンズの倍率の色収差が大きい場合には、複
数の光ビームを全て検出し、各光ビームの検出時間のず
れ量に応じて画素クロックの発生タイミングをずらす必
要がある。

【０１１６】また、上記実施形態では、熱現像転写方式
の感光材料１９を用いたが、この他に、レーザ露光後に
各種処理槽を通過させて現像処理するタイプの感光材料
を用いてもよい。この場合には、例えば、特開平１１−
８８６１９号公報に示されるような画像露光装置を用い
て露光を行う。レーザ光源としては、Ｒの波長（例え
ば、６８５ｎｍ）、Ｇの波長（例えば、５３２ｎｍ）、
Ｂの波長（例えば、４７３ｎｍ）の各レーザ光を射出す
る半導体レーザや、固体レーザなどを用いる。

【０１１７】また、上記実施形態では、ｆθレンズを用
いたカラー画像形成装置について説明したが、このよう
なカラー画像形成装置の他に、ｆθレンズやこれを用い
た露光光学装置として、本発明を実施してよい。例え
ば、大規模現像所などで用いている既存の写真プリント
システムにおける画像出力装置のｆθレンズや露光光学
装置として実施してよい。この場合には、既存のｆθレ
ンズや、これを含むユニットを取り外して、本発明のｆ
θレンズやこれを用いたユニットを取り付ける。また、
本発明は、感光材料を露光する装置に限られず、光ビー
ムを被走査面上にほぼ等速で走査させるあらゆる装置、
例えば表示装置などに適用することができる。

【０１１８】上記実施形態では、ｆθレンズを３枚のレ
ンズから構成したが、この構成レンズ枚数は３枚に限定
されることなく、適宜変更してよい。例えば、凹平レン
ズ、平凸レンズの２枚等で構成してもよい。

【０１１９】

【発明の効果】以上のように、本発明のｆθレンズは、
各構成レンズとして、光ビームの偏向方向にのみ曲率を
有するシリンドリカルレンズを用いるので、このシリン
ドリカルレンズを作製する場合には、まず曲率方向と直
交する方向に長く延びた原シリンドリカルレンズを作製
し、これを一定幅で切断することで作製できるようにな
る。１つの原シリンドリカルレンズから多数のシリンド
リカルレンズを得ることができ、しかも、原シリンドリ
カルレンズからは廃棄される部分が生じないので、円形
レンズの中央部分のみを残して短冊状に加工する従来の
レンズに比較して安価に作製することができる。

【０１２０】また、ｆθレンズを、偏向点側から順に、
負，正，正の屈折力を有する３枚のレンズにより構成す
るとともに、各レンズの屈折率及びアッベ数と、各焦点
距離を規定することで、像面湾曲の悪化を抑え、速度ｆ
θ性を良好な状態に維持することができる。

【０１２１】また、本発明の走査光学装置は、上記のｆ
θレンズを用いるので、良好な画像を得ることができる
とともに、装置の低コスト化を図ることができる。

【０１２２】また、本発明のカラー画像形成装置は、波
長が異なる複数の光ビームによる走査露光開始位置が一
致するように、各光ビームの発生開始時間をそれぞれず
らすので、ｆθレンズの色収差を光学的に補正する量が
小さくなる。これにより、作製が容易で安価なレンズだ
けでｆθレンズを構成することが可能となるとともに、
レンズ性能の確保が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したカラー画像形成装置を示す概
略図である。

【図２】図１に示したｆθレンズのレンズ構成図であ
る。

【図３】図１に示した半導体レーザの駆動を制御する制
御装置のブロック図である。

【図４】図３に示した画素クロック生成部の構成を示す
ブロック図である。

【図５】画素クロックの出力タイミングを示すタイミン
グチャートであり、（Ａ）はイエロー発色用の半導体レ
ーザ用、（Ｂ）はシアン発色用の半導体レーザ用、
（Ｃ）はマゼンタ発色用の半導体レーザ用の画素クロッ
クをそれぞれ示している。

【図６】第１実施例のｆθレンズの速度ｆθ性を示す特
性グラフである。

【図７】第１実施例のｆθレンズの像面湾曲を示す特性
グラフである。

【図８】第２実施例のｆθレンズの速度ｆθ性を示す特
性グラフである。

【図９】第２実施例のｆθレンズの像面湾曲を示す特性
グラフである。

【図１０】第２実施例のカラー画像形成装置における色
収差図である。

【図１１】第３実施例のｆθレンズの速度ｆθ性を示す
特性グラフである。

【図１２】第３実施例のｆθレンズの像面湾曲を示す特
性グラフである。

【図１３】第３実施例のカラー画像形成装置における色
収差図である。

【符号の説明】

１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ 半導体レーザ １９ 感光材料 ２０ ポリゴンミラー ３０ ｆθレンズ ３１ 第１レンズ ３２ 第２レンズ ３３ 第３レンズ ５０ 画素クロック生成部 ５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙ 発振器 ５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙ カウンタ Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 光ビーム

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 13/18 Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３Ｃ Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｄ 1/23 １０３ １０４Ａ Ｆターム(参考） 2C362 AA07 AA10 BA04 BA86 BB03 CA40 2H045 AA01 BA24 BA32 CA68 2H087 KA19 LA22 PA03 PA17 PB03 RA07 RA13 RA45 5C072 AA03 BA19 CA06 DA02 HA02 HA09 HA13 HB02 HB04 XA05 5C074 AA11 BB03 CC22 DD24 EE02 FF15 GG03

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームをほぼ等角速度で偏向する光偏
   向器と、前記光ビームの偏向方向において表面が平坦な
   被走査面との間に設けられ、光ビームを前記被走査面上
   で集束させてほぼ等速で走査させるｆθレンズにおい
   て、 前記光偏向器側より順に、負の屈折力の第１レンズ、正
   の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズの３枚
   のレンズからなり、前記３枚のレンズのうちの少なくと
   も１つのレンズ面が、光ビームの偏向方向にのみパワー
   を有するシリンドリカルレンズ面であることを特徴とす
   るｆθレンズ。
2. 【請求項２】 光ビームをほぼ等角速度で偏向する光偏
   向器と、前記光ビームの偏向方向において表面が平坦な
   被走査面との間に設けられ、光ビームを前記被走査面上
   で集束させてほぼ等速で走査させるｆθレンズにおい
   て、 前記光偏向器側より順に、負の屈折力の第１レンズ、正
   の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズの３枚
   のレンズからなり、前記３枚のレンズのうちの少なくと
   も１枚のレンズは、一方のレンズ面が、光ビームの偏向
   方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ面で、
   他方のレンズ面が平面であることを特徴とするｆθレン
   ズ。
3. 【請求項３】 光ビームをほぼ等角速度で偏向する光偏
   向器と、前記光ビームの偏向方向において表面が平坦な
   被走査面との間に設けられ、光ビームを前記被走査面上
   で集束させてほぼ等速で走査させるｆθレンズにおい
   て、 前記光偏向器側より順に、負の屈折力の第１レンズ、正
   の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズの３枚
   のレンズからなり、前記３枚のレンズは、それぞれ少な
   くとも一方のレンズ面が、光ビームの偏向方向にのみパ
   ワーを有するシリンドリカルレンズ面であることを特徴
   とするｆθレンズ。
4. 【請求項４】 光ビームをほぼ等角速度で偏向する光偏
   向器と、前記光ビームの偏向方向において表面が平坦な
   被走査面との間に設けられ、光ビームを前記被走査面上
   で集束させてほぼ等速で走査させるｆθレンズにおい
   て、 前記光偏向器側より順に、負の屈折力の第１レンズ、正
   の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズの３枚
   のレンズからなり、前記３枚のレンズは、それぞれ一方
   のレンズ面が、光ビームの偏向方向にのみパワーを有す
   るシリンドリカルレンズ面で、他方のレンズ面が平面で
   あることを特徴とするｆθレンズ。
5. 【請求項５】 前記第１レンズは凹面を前記光偏向器側
   に向けた凹平レンズ、前記第２レンズは凸面を前記被走
   査面側に向けた平凸レンズ、前記第３レンズは凸面を被
   走査面側に向けた平凸レンズであることを特徴とする請
   求項４記載のｆθレンズ。
6. 【請求項６】 前記第１レンズ，第２レンズ，第３レン
   ズの屈折率をそれぞれｎ１，ｎ２，ｎ３、アッベ数をそ
   れぞれν１，ν２，ν３としたときに、 ｎ１＞ｎ２＝ｎ３ ν１＜ν２＝ν３ なる各条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれかに記載のｆθレンズ。
7. 【請求項７】 前記第１レンズの焦点距離をｆ１、第２
   レンズと第３レンズとの合成焦点距離をｆ２３、前記光
   ビームの偏向点から第１レンズの偏向点側のレンズ面ま
   での距離をｄとしたときに、 ４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜≦１６ なる条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし６の
   いずれかに記載のｆθレンズ。
8. 【請求項８】 前記第１レンズと第２レンズとが貼り合
   わせられていることを特徴とする請求項１ないし７のい
   ずれかに記載のｆθレンズ。
9. 【請求項９】 前記３枚のレンズのうちの少なくとも１
   枚が、前記光ビームの偏向方向と平行な向きに延びた軸
   を中心に傾けられていることを特徴とする請求項１ない
   し８のいずれかに記載のｆθレンズ。
10. 【請求項１０】 前記傾けられたレンズのうちの１枚は
    第１レンズであることを特徴とする請求項９記載のｆθ
    レンズ。
11. 【請求項１１】 前記第１レンズ，第２レンズ，第３レ
    ンズの、前記光ビームの偏向方向及びｆθレンズの光軸
    方向と直交する向きにおけるレンズの高さをそれぞれｙ
    １，ｙ２，ｙ３としたときに、 ｙ１≦ｙ２≦ｙ３ なる条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし１０
    のいずれかに記載のｆθレンズ。
12. 【請求項１２】 前記請求項１ないし１１のいずれかに
    記載のｆθレンズを用いて、一定方向に繰り返し偏向さ
    れた光ビームを被走査面上で集束させてほぼ等速で走査
    させることを特徴とする走査光学装置。
13. 【請求項１３】 前記光ビームをほぼ等角速度で繰り返
    し偏向する光偏向手段を備えることを特徴とする請求項
    １２記載の走査光学装置。
14. 【請求項１４】 画像情報に応じて変調された光ビーム
    を射出する光源を備えることを特徴とする請求項１３記
    載の走査光学装置。
15. 【請求項１５】 波長の異なる光源を含む複数の光源
    と、 前記光源から射出された複数の光ビームをほぼ等角速度
    で繰り返し偏向する光偏向手段と、 光偏向手段により偏向された複数の光ビームを被走査面
    上で集束させてほぼ等速で走査させるｆθレンズを備
    え、前記ｆθレンズを構成するレンズのうち少なくとも
    １つのレンズ面が光ビームの偏向方向にのみパワーを有
    するシリンドリカルレンズ面である走査光学系と、 複数の光ビームの各射出タイミングを表し、それぞれの
    光ビームの被走査面における走査長がほぼ同一になるよ
    うに決められた周波数のクロック信号を発生する複数の
    信号生成手段と、 画像データと前記クロック信号とに基づいて前記複数の
    光ビームを変調する変調手段とを備えたことを特徴とす
    るカラー画像形成装置。
16. 【請求項１６】 少なくとも波長の異なる３種以上を有
    し、合計で３個以上の光源と、 前記光源から射出された少なくとも３種類の光ビームを
    ほぼ等角速度で繰り返し偏向する光偏向手段と、 光偏向手段により偏向された少なくとも３種類の光ビー
    ムを被走査面上で集束させてほぼ等速で走査させるｆθ
    レンズを備え、前記ｆθレンズを構成するレンズのうち
    少なくとも１つのレンズ面が光ビームの偏向方向にのみ
    パワーを有するシリンドリカルレンズ面である走査光学
    系と、 前記少なくとも３種類の光ビームの各射出タイミングを
    表し、それぞれの光ビームの被走査面における走査長が
    ほぼ同一になるように決められた周波数のクロック信号
    を発生する前記波長の異なる光源と同数の信号生成手段
    と、 画像データと前記クロック信号とに基づいて前記少なく
    とも３種類の光ビームを変調する変調手段とを備えたこ
    とを特徴とするカラー画像形成装置。
17. 【請求項１７】 前記信号生成手段は、前記少なくとも
    ３種類の光ビームのうち１つの光ビームの射出タイミン
    グを表すクロック信号を発生する基準の信号生成手段
    と、残りの複数の光ビームの射出タイミングを表し、前
    記１つの光ビームの被走査面における走査長と同一にな
    るように決められた周波数のクロック信号をそれぞれ発
    生する複数の信号生成手段とを有することを特徴とする
    請求項１６記載のカラー画像形成装置。
18. 【請求項１８】 前記ｆθレンズを構成する複数のレン
    ズの全てが、少なくとも一方のレンズ面が光ビームの偏
    向方向にのみパワーを有するシリンドリカル面であるこ
    とを特徴とする請求項１５ないし１７いずれか１つ記載
    のカラー画像形成装置。
19. 【請求項１９】 前記シリンドリカルレンズ面を有する
    レンズの他方のレンズ面が平面であることを特徴とする
    請求項１５ないし１８いずれか１つ記載のカラー画像形
    成装置。
20. 【請求項２０】 前記ｆθレンズは３枚のレンズによっ
    て構成されていることを特徴とする請求項１５ないし１
    ９いずれか１つ記載のカラー画像形成装置。
21. 【請求項２１】 前記光偏向器側より順に、負の屈折力
    の第１レンズ、正の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の
    第３レンズを備えていることを特徴とする請求項２０記
    載のカラー画像形成装置。
22. 【請求項２２】 前記第１レンズは凹面を前記光偏向器
    側に向けた凹平レンズ、前記第２レンズは凸面を前記被
    走査面側に向けた平凸レンズ、前記第３レンズは凸面を
    被走査面側に向けた平凸レンズであることを特徴とする
    請求項２１記載のカラー画像形成装置。
23. 【請求項２３】 前記第１レンズ，第２レンズ，第３レ
    ンズの屈折率をそれぞれｎ１，ｎ２，ｎ３、アッベ数を
    それぞれν１，ν２，ν３としたときに、 ｎ１＞ｎ２＝ｎ３ ν１＜ν２＝ν３ なる各条件を満たすことを特徴とする請求項２０ないし
    ２２のいずれか１つ記載のカラー画像形成装置。
24. 【請求項２４】 前記第１レンズの焦点距離をｆ１、第
    ２レンズと第３レンズとの合成焦点距離をｆ２３、前記
    光ビームの偏向点から第１レンズの偏向点側のレンズ面
    までの距離をｄとしたときに、 ４≦｜（ｆ２３／ｆ１）×ｄ｜≦１６ なる条件を満たすことを特徴とする請求項２０ないし２
    ３いずれか１つ記載のカラー画像形成装置。
25. 【請求項２５】 前記第１レンズと第２レンズとが貼り
    合わせられていることを特徴とする請求項２０ないし２
    ４いずれか１つ記載のカラー画像形成装置。
26. 【請求項２６】 前記３枚のレンズのうちの少なくとも
    １枚が、前記光ビームの偏向方向と平行な向きに延びた
    軸を中心に傾けられていることを特徴とする請求項１５
    ないし２５のいずれか１つ記載のカラー画像形成装置。
27. 【請求項２７】 前記傾けられたレンズのうちの１枚は
    第１レンズであることを特徴とする請求項２６記載のカ
    ラー画像形成装置。
28. 【請求項２８】 前記複数のレンズを前記光偏向器側か
    ら数えて特定したとき、前記光ビームの偏向方向及びｆ
    θレンズの光軸方向と直交する向きにおける第ｉ番のレ
    ンズの高さｙ_i 、次の第ｉ＋１番のレンズの高さをｙ
    _i+1 としたときに、 ｙ_i ≦ｙ_i+1 なる条件を満たすことを特徴とする請求項１５ないし２
    ７のいずれか１つ記載のカラー画像形成装置。