JP2002323665A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被走査面上でのゴースト光（フレア光）の光
量を低減させると共に像面湾曲、fθ特性、スポット径
の均一性を良好に補正することができる高画質な光走査
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】 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、光束を主走査断面内で結像
させる第２の光学系と、光束を反射偏向させる偏向手段
と、光束を被走査面上に形成する第３の光学系とを有
し、第３の光学系の最も偏向手段側のレンズは、少なく
とも１面が主走査断面内で非円弧で、かつ主走査断面内
において偏向手段側へ凹面を向けた正のメニスカスレン
ズであり、第３の光学系の最も偏向手段側のレンズ面は
偏向手段からの光束がレンズ面で反射したとき、副走査
断面内において平行光束もしくは発散光束となる形状を
していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置及びそれ
を用いた画像形成装置に関し、特にレンズの表面反射
（内部反射）やレンズ面間の反射によって発生する反射
光が被走査面に入射し、ゴースト光（フレア光）となっ
たときのその光量を低減させ、また像面湾曲、fθ特
性、スポット径の均一性等の光学性能を良好に補正する
ことのできる、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機器に好適なも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来からレーザービームプリンタ等の光
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
調され射出した光束を、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っている。

【０００３】図９は従来の光走査装置の光学系の主走査
断面図、図１０は図９の副走査断面図である。図９、図
１０において光源手段９１から射出した発散光束はコリ
メーターレンズ９２によって収束光束とされ、開口絞り
９３によって該光束を整形して副走査断面内におけるみ
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９４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射出し、副走
査断面内においては収束して回転多面鏡から成る光偏向
器９５の偏向面９５ａ近傍にほぼ線像として結像してい
る。

【０００４】そして光偏向器９５の偏向面９５ａで反射
偏向された光束をｆθ特性を有する走査光学手段である
走査レンズ系（ｆθレンズ系）９６を介して被走査面９
７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９
７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。

【０００５】この種の光走査装置において高精細な画像
の記録を行うには、(ア-1)被走査面全域にわたって像面
湾曲が良好に補正されていること、(ア-2)被走査面を等
速で走査するための歪曲収差を有していること、(ア-3)
被走査面でのスポット径及びスポット形状が良好である
こと、(ア-4)光偏向器の偏向面が回転軸に対して倒れた
場合でも走査線の位置ズレが生じないように補正する倒
れ補正機能を有していること、等が挙げられる。

【０００６】更にこの種の光走査装置においては製作が
容易と成るために走査レンズ系を反射コートなしの樹脂
レンズで構成しており、そのため該樹脂レンズの表面反
射（内部反射）やレンズ面間の反射によって発生する反
射光が被走査面に入射し、ゴースト光（フレア光）とな
るのを防止またはその光量を低減させることが必要と成
っている。

【０００７】これらの光学性能を良好に満たす光走査装
置は従来から種々と提案されている。例えば上記のゴー
スト光（フレア光）を防止またはその光量を低減した光
走査装置が、特開平7-287180号公報や特開平7-230051号
公報等で種々と提案されている。

【０００８】上記特開平7-287180号公報や特開平7-2300
51号公報等の光走査装置は上記のゴースト光（フレア
光）を防止またはその光量を低減するための手段とし
て、例えばレンズをシフトまたはチルトさせたり、ある
いは装置内部に遮光部材を設けたりしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】走査レンズ系を反射コ
ートなしの樹脂レンズで構成した場合、該樹脂レンズの
レンズ面で反射した反射光が光偏向器の偏向面に戻り、
再び光偏向器で反射偏向され、被走査面上を走査し、ゴ
ースト光となるという問題点が生じる。特に近年、感光
ドラムの感度が高くなっているため、被走査面上でのこ
のようなゴースト光の存在が無視できなくなっている。

【００１０】上記特開平7-287180号公報や特開平7-2300
51号公報等の光走査装置ではゴースト光（フレア光）を
防止またはその光量を低減させるためにレンズをシフト
もしくはチルトさせたり、あるいは装置内に遮光部材を
設けていることから走査線が湾曲し、画質が劣化すると
いう問題点がある。また装置全体が複雑化し、コストア
ップの要因にもなる。

【００１１】また上記の特開平7-287180号公報や特開平
7-230051号公報等の光走査装置はレンズの表面反射（内
部反射）やレンズ面間の反射によって発生する反射光が
光偏向器に戻り、再び被走査面へ向かい、ゴースト光
（フレア光）となることについては全く考慮されていな
かった。

【００１２】本発明はレンズの表面反射（内部反射）や
レンズ面間の反射によって発生する反射光が被走査面上
に入射し、ゴースト光（フレア光）となったときのその
光量を低減させ、また簡易な構成で高画質な画像を得る
ことができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光走査
装置は、光源手段と、該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、該第１の光学系を
通過した光束を主走査断面内で長い線像として結像させ
る第２の光学系と、該第２の光学系からの光束を反射偏
向させる偏向手段と、該偏向手段からの光束を被走査面
上にスポットとして形成する第３の光学系と、を有する
光走査装置において、該第３の光学系の最も偏向手段側
のレンズは、少なくとも１面が主走査断面内で非円弧
で、かつ主走査断面内において該偏向手段側へ凹面を向
けた正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、該第
３の光学系の最も偏向手段側のレンズ面は、該偏向手段
からの光束が該レンズ面で反射したとき、副走査断面内
において平行光束もしくは発散光束となる形状をしてい
ることを特徴としている。

【００１４】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記第３の光学系の最も偏向手段側のレンズの一面
の副走査断面内の近軸曲率半径をＲｓ、主走査断面内の
近軸曲率半径をＲｍとしたとき、 ｜Ｒｍ｜／｜Ｒｓ｜＜１ なる条件を満足することを特徴としている。

【００１５】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記偏向手段の偏向面の副走査方向の高さをｈ
ｐ、前記第３の光学系の最も偏向手段側の面の副走査断
面内の曲率半径をＲｓ、該偏向面の中心から該第３の光
学系の最も偏向手段側の面までの距離をＬ、前記第２の
光学系のＦナンバーをＦ _Noとしたとき、

【００１６】

【数３】

【００１７】なる条件を満足することを特徴としてい
る。

【００１８】請求項４の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記偏向手段の偏向面の副走査方向の高さをｈ
ｐ、前記第３の光学系の最も偏向手段側の面の副走査断
面内の曲率半径をＲｓ、該偏向面の中心から該第３の光
学系の最も偏向手段側の面までの距離をＬ、前記第２の
光学系のＦナンバーをＦ _Noとしたとき、

【００１９】

【数４】

【００２０】なる条件を満足することを特徴としてい
る。

【００２１】請求項５の発明は請求項１の発明におい
て、前記第３の光学系の少なくとも一面の副走査断面内
の形状は光軸に対して非対称に変化していることを特徴
としている。

【００２２】請求項６の発明は請求項１の発明におい
て、前記第３の光学系はプラスチックより成る樹脂レン
ズを含み、該樹脂レンズの面には反射防止膜がコートさ
れていないことを特徴としている。

【００２３】請求項７の発明の画像形成装置は、請求項
１乃至６の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走
査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査され
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。

【００２４】請求項８の発明の画像形成装置は、請求項
１乃至６の何れか１項に記載の光走査装置と、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光
走査装置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。

【００２５】

【発明の実施の形態】［実施形態１］図１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２は本発明の実施形態１の副走査断方向の要部断面図
（副走査断面図）である。

【００２６】尚、本明細書においては走査光学手段の光
軸と光偏向器により偏向された光束とが形成する面を主
走査断面、走査光学手段の光軸を含み主走査断面と直交
する面を副走査断面と定義する。

【００２７】同図において１は光源手段であり、例えば
半導体レーザーより成っている。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から出射さ
れた発散光束を略平行光束に変換している。３は開口絞
りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形してい
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、開
口絞り３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、コリメーターレンズ２、開口絞り３、そ
してシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学手段
１１の一要素を構成している。

【００２８】５は偏向手段としての光偏向器であり、例
えば４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。

【００２９】６は集光機能とｆθ特性とを有する第３の
光学系としてのｆθレンズ系（走査レンズ系）であり、
光偏向器５側より順にプラスチック材より成る第１、第
２の２枚のｆθレンズ６ａ，６ｂを有し、該第１、第２
のｆθレンズ６ａ，６ｂの全てのレンズ面Ｒ１〜Ｒ４に
は反射防止膜がコートされていない。第１、第２のｆθ
レンズ６ａ，６ｂは共に主走査断面内で非球面形状のト
ーリック面で形成され、光偏向器５によって反射偏向さ
れた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７上にスポット状に結像させ、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７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。第１のｆθレンズ６ａは少なくとも１面が主走査断
面内で非円弧（非球面係数が０でないこと、また平面で
もないこと）で、かつ主走査断面内で光偏向器５側へ凹
面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズより成
っている。第１のｆθレンズ６ａの光偏向器５側のレン
ズ面Ｒ１は、該光偏向器５側からの光束が該レンズ面Ｒ
１で反射したとき、副走査断面内において平行光束もし
くは発散光束となる形状をしている。本実施形態ではこ
のレンズ面Ｒ１の副走査断面内における形状を平面形状
より形成しているが、曲面を有していても良い。

【００３０】７は被走査面としての感光ドラム面であ
る。

【００３１】本実施形態において半導体レーザー１から
射出した発散光束はコリメーターレンズ２により略平行
光束に変換され、開口絞り３によって該光束（光量）が
制限され、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で反射偏向された光
束は第１、第２のｆθレンズ６ａ，６ｂを介して感光ド
ラム面７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７
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７上に画
像記録を行なっている。

【００３２】本実施形態におけるfθレンズ系６を構成
する第１、第２のｆθレンズ６ａ，６ｂの形状は次式の
関数で表わされる。

【００３３】例えば第１、第２のｆθレンズと光軸との
交点を原点とし、図１に示すように光軸に対して走査開
始側７ａと走査終了側７ｂでの主走査断面内の面形状
は、光軸をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する
方向をＹ軸、副走査断面内で光軸と直交する方向をＺ軸
としたとき、走査開始側７ａの面形状は

【００３４】

【数５】

【００３５】走査終了側７ｂの面形状は

【００３６】

【数６】

【００３７】で表される。

【００３８】但し，Ｒは曲率半径、Ｋ，Ｂ₄、Ｂ₆、
Ｂ₈、Ｂ₁₀は非球面係数である。係数のサフィックスsは
走査開始側、サフィックスeは走査終了側を表してい
る。

【００３９】また副走査方向は図２に示すように光軸に
対して走査開始側と走査終了側で第１、第２のｆθレン
ズ６ａ，６ｂの各レンズ面のうち、少なくとも一面の副
走査断面内における曲率を、該レンズの有効部内におい
て連続的に変化させており、またｆθレンズ系６の主走
査断面内における対称軸を被走査面の垂直二等分線に対
して非対称な構成とし、副走査断面内において走査開始
側７ａの面形状は

【００４０】

【数７】

【００４１】走査終了側７ｂの面形状は

【００４２】

【数８】

【００４３】で表される。

【００４４】但し、ｒは曲率半径、Ｄ₂、Ｄ₄、Ｄ₆、
Ｄ₈、Ｄ₁₀は係数である 本実施形態では副走査断面内におけるピント補正（像面
湾曲補正）とfθレンズ系６の副走査断面内における倍
率の一様性（スポット径の像高による変動）を補正する
ために第１のｆθレンズ６ａの射出側のレンズ面Ｒ２、
第２のｆθレンズ６ｂの両レンズ面Ｒ３、Ｒ４の副走査
断面内における形状を後述する表−１に示すように光軸
に対し連続的で、かつ非対称に変化させているが、主走
査断面内におけるレンズ形状によっては１面のみの変化
で両収差を補正することが可能であり、これによってレ
ンズ形状が簡略化され、製造上有効であるという特徴を
有する。

【００４５】次に本発明の目的を達成するための手段と
効果について説明する。

【００４６】第１、第２のｆθレンズ６ａ，６ｂは上記
の如く共にコーティングのないプラスチックレンズ（樹
脂レンズ）であり、表面反射率はその材質の屈折率が約
１．５であるから、およそ４％である。このプラスチッ
クレンズ(第１、第２のｆθレンズ)６ａ，６ｂの最も光
偏向器５側のレンズ面Ｒ１で反射される反射光が偏向面
５ａに戻り、再びfθレンズ系６を通過し、被走査面７
上に入射し、ゴースト光（フレア光）となるとき、該被
走査面７上でのその光量および集光状態によって画像が
劣化する。特にゴースト光の光量が被走査面７上におい
て３％以上の場合は肉眼でも判別できる程度まで画質が
劣化するので、３％以下に抑えることが望ましい。

【００４７】図１１に示すように第１のfθレンズ９６
ａのレンズ面Ｒ１で反射して再び光偏向器９５で偏向さ
れ、被走査面９７上に入射するゴースト光の光量を低減
するために、本実施形態では図２に示すようにfθレン
ズ系６の最も光偏向器５側のレンズ面Ｒ１の副走査断面
内における曲率半径を無限大、つまり平面で構成し、該
レンズ面Ｒ１で反射して偏向面５ａに戻った反射光の副
走査方向の広がりを、該偏向面５ａの副走査方向の高さ
ｈｐより広がるように各光学要素を設定している。

【００４８】即ち、レンズ面Ｒ１からの反射光が偏向面
５ａに戻ったとき、該偏向面５ａ上での副走査方向の広
がりは、光偏向器５の偏向点Ｐから第１のfθレンズ６
ａのレンズ面Ｒ１までの距離をＬ、レンズ面Ｒ１の副走
査断面内における曲率半径をＲｓ、シリンドリカルレン
ズ４の副走査断面内における有効Ｆ値をＦ_NOとしたと
き、

【００４９】

【数９】

【００５０】で表される。

【００５１】シリンドリカルレンズ４の副走査断面内に
おける有効Ｆ値は、該シリンドリカルレンズ４の焦点距
離ｆと副走査断面内におけるビーム幅Ｄの比で与えられ
る。例えば光偏向器５の偏向面５ａの反射率が９５％の
とき、該偏向面５ａに戻った反射光の副走査方向の広が
りは、該偏向面５ａの副走査方向の高さｈｐより後述す
るように約８％以上広がって入射すれば、被走査面７上
でのゴースト光の光量は３％以下に抑えられる。

【００５２】本実施形態における第１，第２のfθレン
ズ６ａ，６ｂは前述の如く各々反射コート無しのプラス
チックレンズで構成されており、該第１のfθレンズ６
ａの少なくとも一面の副走査断面内における近軸曲率半
径をＲｓ、主走査断面内における近軸曲率半径をＲｍと
したとき、 ｜Ｒｍ｜／｜Ｒｓ｜＜１ ‥‥（１） なる条件を満足するように設定している。

【００５３】即ち、本実施形態では第１のfθレンズ６
ａの光偏向器５側のレンズ面Ｒ１の主走査断面内におけ
る近軸曲率半径Ｒｍを副走査断面内における近軸曲率半
径Ｒｓより小さく成るように設定することにより、偏向
面５ａにレンズ面Ｒ１からの反射光が戻りやすくしてい
る。このような場合は反射光の副走査方向の広がりを偏
向面５ａの副走査方向の高さｈｐより広くすると、さら
に有効となる。

【００５４】そこで本実施形態では上記条件式（１）を
満たすと共に、偏向面５ａの副走査方向の高さｈｐを

【００５５】

【数１０】

【００５６】なる条件を満足するように設定している。
これにより本実施形態では被走査面７上でのゴースト光
の光量を低減させている。

【００５７】更に本実施形態ではレンズ面Ｒ１で反射し
た反射光が光偏向器５の偏向面５ａで反射し、fθレン
ズ系６に戻る光束の割合をＸ（％）としたとき、該割合
Ｘ（％）は、上述した値を用いて、 ０．０４×０．９５×Ｘ×（０．９６）⁴ ＝０．０３ Ｘ＝９２．９５（％） となり、上記の如く反射光が偏向面５ａの副走査方向の
高さｈｐより約８％以上広がって入射すれば、被走査面
７上でのゴースト光の光量は３％以下に抑えられること
から、

【００５８】

【数１１】

【００５９】なる条件を満足するように設定している。

【００６０】次に上記の条件式（１），（２），（３）
の技術的意味について説明する。

【００６１】条件式（１）は主走査断面内における近軸
曲率半径Ｒｍと副走査断面内における近軸曲率半径Ｒｓ
との比に関するものであり、条件式（１）を外れると偏
向面にレンズ面Ｒ１からの反射光が戻りにくくなるので
良くない。

【００６２】条件式（２）はレンズ面Ｒ１からの反射光
の副走査方向の広がりを偏向面の副走査方向の高さｈｐ
より広くするための条件であり、条件式（２）を外れる
と被走査面上でのゴースト光の光量を低減させることが
難しくなってくるので良くない。

【００６３】条件式（３）は条件式（２）において、光
偏向器の偏向面で反射し，第３の光学系に戻る光束の割
合Ｘも含めて考慮したものであり，条件式（３）を外れ
ると条件式（２）と同様に被走査面上でのゴースト光の
光量を低減させることが難しくなってくるので良くな
い。

【００６４】表−１に本実施形態の光学パラメータを示
す。

【００６５】

【表１】

【００６６】本実施形態において第１のfθレンズ６ａ
は主走査断面内において光偏向器５側へ凹面を向けた正
のメニスカスレンズであり、第１、第２のｆθレンズ６
a、６bのうち、少なくとも１面の副走査断面内における
曲率を、該レンズの有効部内において連続的で、かつ光
軸に対して非対称に変化させており、またfθレンズ系
６の主走査断面内における対称軸を被走査面８の垂直二
等分線に対して非対称な構成としている。尚、光軸は主
走査断面内における被走査面の垂直二等分線と一致させ
ている。

【００６７】表−１から本実施形態の第１のfθレンズ
６ａのレンズ面Ｒ１の形状は、Ｒｍ＝−３４．３、Ｒｓ
＝∞より ｜Ｒｍ｜／｜Ｒｓ｜＝０ であり、これは条件式（１）を満たしている。また ｛２Ｌ（Ｌ＋Ｒ_s）｝／（Ｒ_s・Ｆ_NO）＝３．１、 ｈｐ＝２．０ であり、これは条件式（２）を満たしている。また Ｘ×｛２Ｌ（Ｌ＋Ｒ_s）｝／（Ｒ_s・Ｆ_NO）＝２．８ ｈｐ＝２．０ であり、これは条件式（３）を満たしている。

【００６８】更に図３に示すように本実施形態では像面
湾曲、fθ特性、スポットの均一性等の光学性能も良好
に補正されている。

【００６９】このように本実施形態では上述の如く第１
のfθレンズ６ａの光偏向器５側のレンズ面Ｒ１を副走
査断面内において平面形状より形成すると共に、上記条
件式（１），（２），（３）のうち１つ以上を満たすこ
とにより、被走査面上でのゴースト光の光量を低減する
ことができ、また第１、第２のｆθレンズ６a、６bのレ
ンズ形状を適切に設定することにより，像面湾曲、fθ
特性、スポットの均一性等の光学性能も良好に補正する
ことができる。

【００７０】尚、本実施形態ではfθレンズ系６を２枚
のレンズで構成したが、これに限らず、例えば１枚や３
枚以上のレンズであっても、実施形態１と全く同様の効
果を得ることができる。また第１のｆθレンズ６aのレ
ンズ面Ｒ１以外のレンズ面で反射し、光偏向器へ戻り、
被走査面上に入射するゴースト光も、該第１のｆθレン
ズ６aの副走査断面内における形状により光偏向器に戻
る際、発散光束にすることも可能である。

【００７１】［実施形態２］図４は本発明の実施形態２
の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同
図において図２に示した要素と同一要素には同符番を付
している。

【００７２】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点はfθレンズ系６を構成する第１、第２のｆθレ
ンズ１６ａ，１６ｂの副走査断面内における曲率半径を
異ならせて形成したことである。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。

【００７３】即ち、同図において１６は集光機能とｆθ
特性とを有する第３の光学系としてのｆθレンズ系（走
査レンズ系）であり、光偏向器５側より順にプラスチッ
ク材より成る第１、第２の２枚のｆθレンズ１６ａ，１
６ｂを有し、該第１、第２のｆθレンズ１６ａ，１６ｂ
の全てのレンズ面Ｒ１〜Ｒ４には反射防止膜がコートさ
れていない。第１、第２のｆθレンズ１６ａ，１６ｂは
共に主走査断面内で非球面形状のトーリック面で形成さ
れ、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づ
く光束を被走査面としての感光ドラム面７上にスポット
状に結像させ、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７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。第１のｆθレン
ズ１６ａは少なくとも１面が主走査断面内で非円弧（非
球面係数が０でないこと、また平面でもないこと）であ
り、かつ主走査断面内で光偏向器５側へ凹面を向けた正
の屈折力を有するメニスカスレンズより成っている。第
１のｆθレンズ１６ａの光偏向器５側のレンズ面Ｒ１
は、該光偏向器５側からの光束が該レンズ面Ｒ１で反射
したとき、副走査断面内において平行光束もしくは発散
光束となる形状をしている。本実施形態ではこのレンズ
面Ｒ１の副走査断面内における形状を光偏向器５側に凸
面を向けた形状より形成している。

【００７４】表−２に本実施形態の光学パラメータを示
す。

【００７５】

【表２】

【００７６】本実施形態においては第１のｆθレンズ１
６ａの光偏向器５側のレンズ面Ｒ１の副走査断面内にお
ける形状を、該光偏向器５側に凸面を向けた形状にした
ことにより、該レンズ面Ｒ１で反射した反射光が、実施
形態１よりもさらに副走査方向に広がった発散光束とし
て偏向面に戻る。よって被走査面７上でのゴースト光の
光量は実施形態１よりさらに低減させることができる。

【００７７】表−２から本実施形態の第１のｆθレンズ
１６ａのレンズ面Ｒ１の形状は、Ｒｍ＝−３４．３、Ｒ
ｓ＝５０．０より ｜Ｒｍ｜／｜Ｒｓ｜＝０．６８６ であり、これは条件式（１）を満たしている。また ｛２Ｌ（Ｌ＋Ｒ_s）｝／（Ｒ_s・Ｆ_NO）＝４．６、 ｈｐ＝２．０ であり、これは条件式（２）を満たしている。また Ｘ×｛２Ｌ（Ｌ＋Ｒ_s）｝／（Ｒ_s・Ｆ_NO）＝４．２ ｈｐ＝２．０ であり、これは条件式（３）を満たしている。

【００７８】更に図５に示すように本実施形態では像面
湾曲、fθ特性、スポットの均一性等の光学性能も良好
に補正されている。

【００７９】このように本実施形態では上述の如く第１
のfθレンズ１６ａの光偏向器５側のレンズ面Ｒ１を副
走査断面内において該光偏向器５側に凸を向けた形状よ
り形成すると共に、上記条件式（１），（２），（３）
のうち１つ以上を満たすことにより、被走査面上でのゴ
ースト光の光量を低減することができ、また第１、第２
のｆθレンズ１６a、１６bのレンズ形状を適切に設定す
ることにより，像面湾曲、fθ特性、スポットの均一性
等の光学性能も良好に補正することができる。

【００８０】［実施形態３］図６は本発明の実施形態３
の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同
図において図２に示した要素と同一要素には同符番を付
している。

【００８１】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点はfθレンズ系２６を構成する第１、第２のｆθ
レンズ２６ａ，２６ｂの副走査断面内における曲率半径
を異ならせて形成したことである。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。

【００８２】即ち，同図において２６は集光機能とｆθ
特性とを有する第３の光学系としてのｆθレンズ系（走
査レンズ系）であり、光偏向器５側より順にプラスチッ
ク材より成る第１、第２の２枚のｆθレンズ２６ａ，２
６ｂを有し、該第１、第２のｆθレンズ２６ａ，２６ｂ
の全てのレンズ面Ｒ１〜Ｒ４には反射防止膜がコートさ
れていない。第１、第２のｆθレンズ２６ａ，２６ｂは
共に主走査断面内で非球面形状のトーリック面で形成さ
れ、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づ
く光束を被走査面としての感光ドラム面７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７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。第１のｆθレンズ２６ａは
少なくとも１面が主走査断面内で非円弧（非球面係数が
０でないこと、また平面でもないこと）であり、かつ主
走査断面内で光偏向器５側へ凹面を向けた正の屈折力を
有するメニスカスレンズより成っている。第１のｆθレ
ンズ２６ａの光偏向器５側のレンズ面Ｒ１は、該光偏向
器５側からの光束が該レンズ面Ｒ１で反射したとき、副
走査断面内において平行光束もしくは発散光束となる形
状をしている。本実施形態ではこのレンズ面Ｒ１の副走
査断面内における形状を光偏向器５側に弱い凹を向けた
形状より形成している。

【００８３】表−３に本実施形態の光学パラメータを示
す。

【００８４】

【表３】

【００８５】本実施形態においては第１のｆθレンズ２
６ａの光偏向器５側のレンズ面Ｒ１の副走査断面内にお
ける形状を、該光偏向器５側に弱い凹を向けた形状にし
たことにより、該レンズ面Ｒ１で反射した反射光は、実
施形態１よりもさらに副走査方向に広がった弱発散光と
して偏向面に戻る。よって被走査面７上でのゴースト光
の光量は実施形態１よりさらに低減させることができ
る。

【００８６】表−３から本実施形態の第１のｆθレンズ
２６ａのレンズ面Ｒ１の形状は、Ｒｍ＝−３４．３、Ｒ
ｓ＝−３５０より ｜Ｒｍ｜／｜Ｒｓ｜＝０．０９８ であり、これは条件式（１）を満たしている。また ｛２Ｌ（Ｌ＋Ｒ_s）｝／（Ｒ_s・Ｆ_NO）＝２．８、 ｈｐ＝２．０ であり、これは条件式（２）を満たしている。また Ｘ×｛２Ｌ（Ｌ＋Ｒ_s）｝／（Ｒ_s・Ｆ_NO）＝２．６ ｈｐ＝２．０ であり、これは条件式（３）を満たしている。

【００８７】更に図７に示すように本実施形態では像面
湾曲、fθ特性、スポットの均一性等の光学性能も良好
に補正されている。

【００８８】このように本実施形態では上述の如く第１
のfθレンズ２６の光偏向器５側のレンズ面Ｒ１を副走
査断面内において光偏向器５側に凹を向けた形状より形
成すると共に、上記条件式（１），（２），（３）のう
ち１つ以上を満たすことにより、被走査面上でのゴース
ト光の光量を低減することができ、また第１、第２のｆ
θレンズ２６a、２６bのレンズ形状を適切に設定するこ
とにより、像面湾曲、fθ特性、スポットの均一性等の
光学性能を良好に補正することができ、更に本実施形態
では副走査方向の横倍率を低減させ、ピッチムラによる
画像劣化を低減させている。

【００８９】［画像形成装置］図８は、前述した実施形
態１、２又は３の光走査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断面内におけ
る要部断面図である。図８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、
各実施形態１、２、３で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
（光走査装置）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が射出され、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。

【００９０】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。

【００９１】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
の回転断面内における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。

【００９２】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７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。

【００９３】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１１
４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１
１２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。

【００９４】図８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。

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く第３の光学系
の最も偏向手段側のレンズの副走査断面内における形状
を平面、もしくは光偏向器側に凸、もしくは光偏向器側
に弱い凹の形状より形成することにより、被走査面上で
のゴースト光（フレア光）の光量を低減させることがで
き、また第３の光学系を構成するレンズの形状を適切に
設定することにより、像面湾曲、fθ特性、スポット径
の均一性も良好に補正することができる高画質な光走査
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の主走査断面図

【図２】 本発明の実施形態１の副走査断面図

【図３】 本発明の実施形態１の光学性能を示した図

【図４】 本発明の実施形態２の副走査断面図

【図５】 本発明の実施形態２の光学性能を示した図

【図６】 本発明の実施形態３の副走査断面図

【図７】 本発明の実施形態３の光学性能を示した図

【図８】 本発明の光走査装置を用いた画像形成装置
（電子写真プリンタ）の構成例を示す副走査断面図

【図９】 従来の光走査装置の主走査断面図

【図１０】 従来の光走査装置の副走査断面図

【図１１】 光走査装置において被走査面に向かうゴー
スト光を表す主走査断面図

【符号の説明】

１ 光源手段（半導体レーザ） ２ 第１の光学系（コリメータ−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（光偏向器） ５ａ 偏向面 ６，１６，２６ 第３の光学系（ｆθレンズ系） ６ａ，１６ａ，２６ａ 第１のｆθレンズ ６ｂ，１６ｂ，２６ｂ 第２のｆθレンズ ７ 被走査面（感光ドラム面） １１ 入射光学手段 １００ 光走査装置 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA03 BA04 BA86 BB03 BB14 2H045 BA02 CA68 CB63 2H087 KA19 LA22 PA02 PA17 PB02 QA01 QA02 QA03 QA06 QA07 QA12 QA13 QA17 QA21 QA22 QA32 QA34 QA37 QA41 QA42 RA07 RA08 UA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源手段と、該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、該第１の光
   学系を通過した光束を主走査断面内で長い線像として結
   像させる第２の光学系と、該第２の光学系からの光束を
   反射偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの光束を被
   走査面上にスポットとして形成する第３の光学系と、を
   有する光走査装置において、 該第３の光学系の最も偏向手段側のレンズは、少なくと
   も１面が主走査断面内で非円弧で、かつ主走査断面内に
   おいて該偏向手段側へ凹面を向けた正の屈折力を有する
   メニスカスレンズであり、該第３の光学系の最も偏向手
   段側のレンズ面は、該偏向手段からの光束が該レンズ面
   で反射したとき、副走査断面内において平行光束もしく
   は発散光束となる形状をしていることを特徴とする光走
   査装置。
2. 【請求項２】 前記第３の光学系の最も偏向手段側のレ
   ンズの一面の副走査断面内の近軸曲率半径をＲｓ、主走
   査断面内の近軸曲率半径をＲｍとしたとき、 ｜Ｒｍ｜／｜Ｒｓ｜＜１ なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の光
   走査装置。
3. 【請求項３】 前記偏向手段の偏向面の副走査方向の高
   さをｈｐ、前記第３の光学系の最も偏向手段側の面の副
   走査断面内の曲率半径をＲｓ、該偏向面の中心から該第
   ３の光学系の最も偏向手段側の面までの距離をＬ、前記
   第２の光学系のＦナンバーをＦ_No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１又は２記
   載の光走査装置。
4. 【請求項４】 前記偏向手段の偏向面の副走査方向の高
   さをｈｐ、前記第３の光学系の最も偏向手段側の面の副
   走査断面内の曲率半径をＲｓ、該偏向面の中心から該第
   ３の光学系の最も偏向手段側の面までの距離をＬ、前記
   第２の光学系のＦナンバーをＦ_No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１又は２記
   載の光走査装置。
5. 【請求項５】 前記第３の光学系の少なくとも一面の副
   走査断面内の形状は光軸に対して非対称に変化している
   ことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
6. 【請求項６】 前記第３の光学系はプラスチックより成
   る樹脂レンズを含み、該樹脂レンズの面には反射防止膜
   がコートされていないことを特徴とする請求項１記載の
   光走査装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６の何れか１項に記載の光
   走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記
   光走査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。
8. 【請求項８】 請求項１乃至６の何れか１項に記載の光
   走査装置と、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光走査装置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。