JP3081535B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光走査装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光源からの光束を光偏向器で等角速度的
に偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面
上に光スポットとして集光させ、被走査面を等速的に光
走査する光走査装置は光プリンタやデジタル複写機等に
関連して広く知られている。

【０００３】このような光走査装置において「光源から
被走査面に到る光路を光軸に沿って直線的に展開した仮
想的な光路」上の任意の位置で、主走査方向に平行に対
応する方向を「主走査対応方向」と呼び、上記光路上の
任意の位置で副走査方向に平行に対応する方向を「副走
査対応方向」と呼ぶ。

【０００４】走査結像レンズは、偏向光束を主・副走査
対応方向に関して被走査面上に集光させる機能を持つ
が、主走査対応方向に関しては光走査を等速化する「等
速化機能」が必要であり、また主走査方向の光スポット
径が像高とともに大きく変動しないように「主走査方向
の像面湾曲」が良好に補正されている必要がある。

【０００５】走査結像レンズにおける「少なくとも主走
査対応方向の機能」を１枚のレンズに荷なわせることに
より、走査結像レンズの構成枚数の低減によるコンパク
ト化と低コスト化を図ることが意図されている。このよ
うに走査結像レンズ内にあって、主走査対応方向に必要
な機能を荷なう単玉のレンズを、この明細書において
「光走査用レンズ」と称する。

【０００６】光走査用レンズ１枚により、主走査対応方
向に必要な機能である等速化機能を良好に達成し、且
つ、像面湾曲を良好に補正するには、光走査用レンズの
少なくとも１面の主走査対応方向の形状として「円弧と
は異なる形状」が必要になる。また、光走査用レンズは
主走査対応方向に関し、偏向光束を被走査面上に集光さ
せる機能を持つから、一般には凸レンズである。

【０００７】光走査用レンズは上記の如く、少なくとも
１面に円弧とは異なる複雑な形状が必要になるので、そ
の作製はプラスチック材料による成形加工が適している
が、光走査用レンズを両凸レンズとして構成する場合、
近軸部でレンズ肉厚が大きくなったり、近軸部と周辺部
とで肉厚差が大きくなり易い。

【０００８】このためプラスチック成形で光走査用レン
ズを製造する際、「ヒケやウネリ」といった形状誤差が
発生しやすい問題がある。かかる形状誤差が発生する
と、設計上の性能が如何に優秀であろうとも、現実の性
能は著しく劣化したものとなってしまう。この問題は、
光走査装置のコンパクト化や光走査領域の拡張のために
走査結像レンズを広角化する場合、走査結像レンズの大
型化を防止するため光走査用レンズを光偏向器の近傍に
配備するような場合に特に顕著になりやすい。

【０００９】さらに、光走査用レンズを単玉構成とする
場合、光偏向器側のレンズ面を凸面とすることが、特に
等速化機能の向上に有効である。しかし、光偏向器側の
レンズ面を凸面とする場合、その曲率半径が小さくなる
ほどレンズの「コバ厚」が小さくなり、近軸部と周辺部
との肉厚差も大きくなりやすく、上記問題が発生しやす
い。また、光偏向器側のレンズ面の曲率半径が小さけれ
ば、主走査対応方向においてレンズ周辺部に行くに従
い、偏向光束の該レンズ面への入射角（該レンズ面の外
向き法線と入射偏向光束の主光線とのなす角）が大きく
なりやすく、該レンズ面の形状誤差による像面湾曲や等
速性の劣化が生じやすい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、光走査装置において、光走査用レンズにおけ
る等速化機能と主走査方向の像面湾曲を良好にし、光走
査用レンズの成形加工における形状誤差の発生を有効に
防止することを課題とする。

【００１１】この発明はまた、上記光走査用レンズの使
用により、光走査装置のコンパクト化、低コスト化を可
能ならしめることを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この明細書における「光
走査用レンズ」は、光偏向器により等角速度的に偏向さ
れる偏向光束を主走査対応方向に関して被走査面上に集
光させ、被走査面の主走査を等速化する機能を持つ単玉
のレンズである。光走査用レンズが用いられる光走査装
置は「光源からの光束を光偏向器で等角速度的に偏向さ
せ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上に光ス
ポットとして集光させ、上記被走査面を等速的に光走査
し、上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上記光偏
向器による偏向の起点（偏向角が０のときの偏向光束の
反射位置）から被走査面までの光軸上の距離をＬとする
とき、これらＷ，Ｌが条件：（１） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足する」ような装置である。

【００１３】請求項１記載の発明の光走査装置に用いら
れる光走査用レンズは、以下の如き特徴を有する。

【００１４】即ち、光走査用レンズは「両凸の単玉構
成」であって「プラスチックで成形加工」される。光偏
向器側から数えて第１番目および第２番目のレンズ面と
も「偏向面内の形状」が、光軸方向の座標をＸ、光軸直
交方向の座標をＹ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数をＫ、
高次の係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．として、 Ｘ＝Ｙ²/［Ｒ＋Ｒ・√{１−(１＋Ｋ)Ｙ²／Ｒ²}] ＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰．．． なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．を与え
て特定される「非円弧形状」を有する。

【００１５】上記「偏向面」は、光偏向器により理想的
に偏向された偏向光束の主光線が掃引する平面である。

【００１６】光軸上の肉厚をｄ₁とすると、前述の有効
主走査幅：Ｗ、光偏向器による偏向の起点から被走査面
までの光軸上の距離：Ｌは、ｄ₁とともに、条件： （２） １０＜（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＜３０ を満足する。

【００１７】「有効主走査幅：Ｗ」は、光スポットによ
り主走査される走査領域において、光書込みが良好に行
なわれる領域として設定された領域の幅を意味し、一般
に光走査装置の設計条件として定まる。

【００１８】条件（１）において、（Ｗ／Ｌ）は「像
高：０のときの光偏向器から被走査面に到る光路長：Ｌ
に対する有効主走査幅：Ｗの比」を表し、この比が大き
くなるほど光走査装置はコンパクト且つ広画角となる。
従って、条件（１）の下限値：０．９を超えると、光走
査装置のコンパクト化や広い有効主走査領域を実現する
ことが困難になる。

【００１９】光走査装置をコンパクトにし、且つ、肉厚
差の少ない光走査用レンズを用いてコンパクトな光走査
装置を実現するには、上記光路長：Ｌと肉厚：ｄ₁との
比：（Ｌ/ｄ₁）と、条件（１）のパラメータ：（Ｗ／
Ｌ）の２乗との積が、ある一定の範囲に設定されること
が望ましい。

【００２０】条件（２）におけるパラメータ：(Ｗ/Ｌ)²
・(Ｌ/ｄ₁)が小さくなるほどレンズ肉厚：ｄ₁が大きく
なると共に「近軸部と周辺部の肉厚差」が大きくなり、
プラスチック成形に不利な形状となっていく。条件
（２）の下限値：１０を下回ると上記「不利」が顕著に
なり、成形加工時に「ヒケやウネリ」等の形状誤差の発
生を防止するのが難しくなる。

【００２１】条件（２）における上記パラメータが大き
くなるほど、レンズ肉厚は小さくなり、光走査用レンズ
は薄肉になって成形加工上は有利であるが、レンズが薄
肉になるため像面湾曲の良好な補正や良好な等速化機能
の実現には不利になる。

【００２２】条件（２）の上限値：３０を超えると、主
走査方向の像面湾曲の良好な補正や良好な等速化機能を
実現するのが困難になる。請求項１記載の光走査装置で
は偏向光束は「主走査方向に平行光束」である。なる。

【００２３】光走査用レンズに入射する光束を「主走査
対応方向に関して平行光束」とする場合、即ち光走査用
レンズをｆθレンズとして使用する場合、条件（２）
が、設計上の自由度に対する強い制限になる。

【００２４】即ち、光走査用レンズへの入射光が「平行
光束」である場合に上記条件（２）を満足させるには、
上記偏向の起点から第１番目のレンズ面までの光軸上の
距離をｄ₀、第２番目のレンズ面から被走査面に到る光
軸上の距離をｄ₂として、これらの比：ｄ₀／ｄ₂が
「０．２の近傍」に限られ、光走査用レンズの配備位置
が強い制限を受けることになる。

【００２５】条件（２）の充足に対するこのような設計
上の制限を回避するには、光走査用レンズへの入射光束
が「主走査対応方向に関して発散性もしくは収束性の光
束」となるようにすればよい。請求項２記載の発明の光
走査装置に用いられる光走査用レンズは、主走査対応方
向において「発散性の偏向光束」を用いる場合に用いら
れ、上記条件（２）とともに、条件： （３） ｄ₀／ｄ₂＜０．２ を満足させる。このようにすることにより、条件（２）
を容易に満足させることができる。なお、主走査対応方
向において「収束性の光束」を光走査用レンズに入射さ
せる場合には、が条件： （４） ｄ₀／ｄ₂＞０．２ を満足させることにより、条件（２）を容易に満足させ
ることができる。

【００２６】請求項３、４記載の発明の「光走査装置」
は、光源からの光束を光偏向器で等角速度的に偏向さ
せ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上に光ス
ポットとして集光させ、被走査面を等速的に光走査し、
上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上記光偏向器
による偏向の起点から被走査面までの光軸上の距離をＬ
とするとき、これらＷ，Ｌが条件： （１） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足する」ような装置である。

【００２７】請求項３記載の発明の「光走査装置」は、
偏向光束が光走査用レンズに「主走査対応方向に平行光
束」として入射し、走査結像レンズが請求項１記載の光
走査用レンズを含むことを特徴とする。

【００２８】請求項４記載の発明の「光走査装置」は、
偏向光束が光走査用レンズに「主走査対応方向に発散性
の光束」として入射し、走査結像レンズが請求項２記載
の光走査用レンズを含むことを特徴とする。

【００２９】請求項５記載の発明の「光走査装置」は、
上記請求項３または４記載の光走査装置において、光源
からの光束を光偏向器の偏向反射面近傍に主走査対応方
向に長い線像として結像せしめる「線像結像光学系」を
有し、走査結像レンズが、請求項１または２記載の光走
査用レンズを含み、且つ、副走査対応方向に関して「線
像の結像位置と被走査面とを幾何光学的に共役な関係と
する機能」を持つことを特徴とする。

【００３０】請求項３〜５に記載された各光走査装置に
おいて「走査結像レンズが光走査用レンズを含む」と
は、走査結像レンズが、光走査用レンズと他の１以上の
レンズにより「２枚以上のレンズ構成」として構成され
る場合、および、光走査用レンズが「走査結像レンズそ
のもの」である場合、即ち、走査結像レンズ自体が単玉
構成である場合とを含む。

【００３１】走査結像レンズは「副走査対応方向」に関
しては、副走査方向の光スポット径が像高により大きく
変動しないよう、副走査方向の像面湾曲が良好に補正さ
れることが必要であり、また請求項５記載の発明の光走
査装置の場合には、光偏向器における所謂「面倒れ」の
補正のため、線像の結像位置と被走査面位置とを幾何光
学的な共役関係とする「共役化機能」が必要である。

【００３２】上記副走査方向の像面湾曲の良好な補正
や、共役化機能を満足させるには、光走査用レンズとこ
れに付加する１以上のレンズにより実現することもでき
るし、光走査用レンズが走査結像レンズ自体である場合
には、光走査用レンズの１以上のレンズ面の副走査対応
方向のレンズ面形状を上記像面湾曲補正や共役化機能に
応じて最適化することができる。

【００３３】請求項６記載の発明の光走査装置に用いら
れる光走査用レンズは、以下の如き特徴を有する。即ち
「少なくとも光偏向器側のレンズ面が、偏向面内におい
て近軸領域に凸形状を有する単玉構成」であって「プラ
スチックで成形加工」される。光偏向器側から数えて、
第１番目および第２番目のレンズ面とも偏向面内の形状
は、光軸方向の座標をＸ、光軸直交方向の座標をＹ、近
軸曲率半径をＲ、円錐定数をＫ、高次の係数をＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，．．．として、 Ｘ＝Ｙ²/［Ｒ＋Ｒ・√{１−(１＋Ｋ)Ｙ²／Ｒ²}] ＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰．．． なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．を与え
て特定される「非円弧形状」を有する。

【００３４】請求項６記載の光走査装置では、勿論、前
述の条件（１）と同様の条件： （１Ａ） Ｗ／Ｌ＞０．９ が満足され、光走査用レンズの光軸上の肉厚：ｄ₁は、
上記Ｗ，Ｌとともに、前記条件（２）と同様の条件： （２Ａ） １０＜（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＜３０ を満足する。また、偏向面内における焦点距離をｆm、
光偏向器側から数えて第１番目のレンズ面の上記偏向面
内における近軸曲率半径をＲ₁とするとき、これらが条
件： （５） １．０＜Ｒ₁／ｆm＜３．０ を満足する。

【００３５】従って、請求項６記載の光走査装置に用い
られる光走査用レンズは、請求項１に記載の光走査用レ
ンズに対して、以下の如き差異を有する。即ち、第１
に、請求項１記載の光走査用レンズは「両凸レンズ」で
あるのに対し、請求項６記載の光走査用レンズは、光偏
向器側から数えて第２番目のレンズ面形状は、偏向面内
において凸以外の形状も許容される。第２に、請求項６
記載の光走査用レンズは、上記条件（５）を満足する。
偏向面内において凸形状とは、偏向面内のレンズ面形状
がレンズの外側へ向かって凸となる形状を言う。

【００３６】従って、副走査対応方向に関する形状は、
光偏向器側から数えて第１目のレンズ面も、凹形状（レ
ンズ内側に向かって凹となる形状）と成り得る。

【００３７】条件（１Ａ），（２Ａ）は、それぞれ、実
施例１記載の光走査用レンズにおける条件（１），
（２）と同じものであり、その意味するところも同じで
ある。

【００３８】条件（５）におけるパラメータ：Ｒ₁／ｆm
が上限の３．０を越えると、歪曲収差の調整が難しくな
り、光走査の等速化を実現する「等速化機能」を良好に
することが困難になる。また条件（５）における上記パ
ラメータが下限の１．０を越えると、光走査用レンズの
肉厚が厚くなったり、近軸部と周辺部との肉厚差が大き
くなりやすく、前記「ヒケやウネリ」を発生しやすい。
また、光偏向器側レンズ面への偏向光束の入射角が、主
走査対応方向の周辺部で大きくなり、計状誤差や、環境
変動による形状変化（プラスチックレンズは温・湿度の
影響で変形しやすい）による性能劣化が生じやすい。

【００３９】肉厚の増大や肉厚差の増大は、上記パラメ
ータ：Ｒ₁／ｆmが小さくなるほど顕著になる。請求項６
に記載の光走査用レンズのように、光偏向器側から数え
て第２番目のレンズ面の形状に「凸以外の形状」も許容
されるものでは、下限値は上記の如く１．０であるが、
請求項１に記載の光走査用レンズのように、レンズ形状
が「両凸形状」の場合には、パラメータ：Ｒ₁／ｆmの下
限値は０．５程度まで許容される。請求項６に記載の光
走査用レンズにおいても、「偏向面内における光軸近傍
の部分を両凸形状」とすることができる。このように偏
向面内における形状を両凸形状とすると、光走査用レン
ズの主走査対応方向の正のパワーを、両面に分配できる
ので、光偏向器側のレンズ面の偏向面内の曲率半径を大
きく設定できる。

【００４０】請求項６の光走査装置では、偏向光束は
「主走査方向に平行光束」である。偏向の起点から第１
番目のレンズ面に到る光軸上の距離をｄ₀、第２番目の
レンズ面から被走査面に到る光軸上の距離をｄ₂とする
とき、ｄ₀とｄ₂とが条件： （６） ０．１＜ｄ₀／ｄ₂＜０．３ を満足するようにすることにより、主走査対応方向に略
平行な光束を入射させても、主走査方向の像面湾曲と等
速化機能を良好にすることができる。

【００４１】なお、偏向光束が主走査対応方向に集束性
の光束として光走査用レンズに入射するような場合に
は、上記ｄ₀とｄ₂とが前記条件（４）と等価な条件： （４Ａ） ｄ₀／ｄ₂＞０．２ を満足するようにすることにより、主走査対応方向に略
平行な光束を入射させる場合に、主走査方向の像面湾曲
と等速化機能を良好にすることができる。請求項７記載
の光走査装置は、偏向光束が主走査方向に発散光束であ
り、用いられる光走査用レンズは、上記条件（２）、
（５）とともに、上記ｄ₀とｄ₂とが条件： （７） ｄ₀／ｄ₂＜０．３ を満足するようにすることにより、主走査方向の像面湾
曲と等速化機能を良好にする。

【００４２】請求項８記載の「光走査装置」は、光源か
らの光束を光偏向器で等角速度的に偏向させ、偏向光束
を走査結像レンズにより被走査面上に光スポットとして
集光させ、上記被走査面を等速的に光走査し、上記光ス
ポットによる有効主走査幅をＷ、上記光偏向器による偏
向の起点から被走査面までの光軸上の距離をＬとすると
き、これらＷ，Ｌが条件： （１Ａ） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に平行
光束である光走査装置であって、走査結像レンズが請求
項６に記載の光走査用レンズを含むことを特徴とする。

【００４３】請求項９記載の「光走査装置」は、光源か
らの光束を光偏向器で等角速度的に偏向させ、偏向光束
を走査結像レンズにより被走査面上に光スポットとして
集光させ、上記被走査面を等速的に光走査し、上記光ス
ポットによる有効主走査幅をＷ、上記光偏向器による偏
向の起点から被走査面までの光軸上の距離をＬとすると
き、これらＷ，Ｌが条件： （１Ａ） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に平行
光束である光走査装置であって、走査結像レンズが請求
項７に記載の光走査用レンズを含むことを特徴とする。

【００４４】なお、上記光走査装置において、偏向光束
が光走査用レンズに「主走査対応方向に集束性の光束」
として入射するような場合、前記条件（２）、（３）、
（５）とともに前記条件（４Ａ）を満足するようなレン
ズを使用するのが良い。

【００４５】請求項８，９記載の光走査装置は、前記請
求項５記載の光走査装置と同様、面倒れ補正の機能を持
たせることもできる。

【００４６】即ち、請求項１０記載の「光走査装置」の
ように、請求項８または９記載の光走査装置において、
光源からの光束を光偏向器の偏向反射面近傍に主走査対
応方向に長い線像として結像せしめる線像結像光学系を
有し、走査結像レンズが、請求項６または７記載の光走
査用レンズを含み、且つ、副走査対応方向に関して、上
記線像の結像位置と被走査面とを幾何光学的に共役な関
係とする機能を持つようにすることができる。

【００４７】請求項８〜１０に記載の各光走査装置にお
いても「走査結像レンズが光走査用レンズを含む」と
は、走査結像レンズが光走査用レンズと他の１以上のレ
ンズにより「２枚以上のレンズ構成」として構成される
場合および、光走査用レンズが「走査結像レンズそのも
の」である場合、即ち、走査結像レンズ自体が単玉構成
である場合とを含む。

【００４８】走査結像レンズは「副走査対応方向」に関
しては、副走査方向の光スポット径が像高により大きく
変動しないよう、副走査方向の像面湾曲が良好に補正さ
れることが必要であり、また請求項１０記載の発明の光
走査装置の場合には、光偏向器における所謂「面倒れ」
の補正のため、線像の結像位置と被走査面位置とを幾何
光学的な共役関係とする「共役化機能」が必要である。

【００４９】請求項８〜１０に記載の各光走査装置にお
いても、副走査方向の像面湾曲の良好な補正や、共役化
機能を満足させることは、光走査用レンズとこれに付加
する１以上のレンズにより実現することもできるし、光
走査用レンズが走査結像レンズ自体である場合には「光
走査用レンズの１以上のレンズ面の副走査対応方向のレ
ンズ面形状を上記像面湾曲補正や共役化機能に応じて最
適化する」ことで達成することもできる。このような目
的のためには、請求項６，７に記載の各光走査用レンズ
においても、少なくとも一方のレンズ面を「副走査対応
方向のパワーが、光軸を主走査対応方向に離れるに従い
弱くなるような面」とし、光走査用レンズをアナモフィ
ックなレンズとすることが有効である。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、具体的な実施の形態を説明
する。光走査装置のあらましを、図１に即して説明す
る。図１（ａ）において、発光源であるＬＤ１０から放
射された発散性の光束は、ＬＤ１０と共に「光源」を構
成するカップリングレンズ１２によりカップリングされ
る。光源からの光束は「線像結像光学系」である凸のシ
リンダレンズ１４により副走査対応方向（図面に直交す
る方向）に収束され、「光偏向器」であるポリゴンミラ
ー１６の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像と
して結像し、ポリゴンミラー１６の回転により等角速度
的に偏向する。

【００５１】偏向光束は「走査結像レンズ自体」をなす
光走査用レンズ１８に入射し、光走査用レンズ１８の作
用により被走査面２０（その位置に、光導電性の感光体
が配備される）上に光スポットとして集光され、被走査
面２０を主走査方向（図の上下方向）に光走査する。距
離：Ｗは「有効主走査幅」である。上記線像結像光学系
であるシリンダレンズは「凹のシリンダミラー」により
代替することができる。

【００５２】図１（ａ）に示す例では、カップリングレ
ンズ１２はＬＤ１０からの光束を「弱い集光光束」とす
る機能を持ち、このため主走査対応方向に就いてみる
と、偏向角：０の偏向光束は、光走査用レンズ１８がな
ければ自然集光点Ｑに集光する。「自然集光点」は、カ
ップリングレンズによりカップリングされた光束が、前
述の「光源から被走査面に到る光路を光軸に沿って直線
的に展開した仮想的な光路」において、この光路上に線
像結像光学系や走査結像レンズが無いとした場合に自然
に集光する位置である。

【００５３】偏向反射面から自然集光点Ｑに到る距離
を、図のように距離：Ｓで表す。自然集光点Ｑが、光偏
向器よりも被走査面側にあるとき「Ｓ＞０」であり、こ
のときはカップリングされた光束は弱い収束光束であ
る。また、自然集光点Ｑが光偏向器よりも光源側にある
とき「Ｓ＜０」で、このときカップリングされた光束は
弱い発散性である。カップリングされた光束が平行光束
であるときは「Ｓ＝∞」である。

【００５４】図１（ａ）において、Ｘ₁(Ｙ)は「光偏向
器側から数えて第１番目の面」の偏向面内の形状（即
ち、図１（ａ）の図面に表れている形状）を表す。ま
た、Ｘ₂(Ｙ)は「光偏向器側から数えて第２番目の面」
の偏向面内の形状を表す。

【００５５】これらは何れも、光軸方向の座標をＸ、光
軸直交方向の座標をＹ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数を
Ｋ、高次の係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．として、 Ｘ＝Ｙ²/［Ｒ＋Ｒ・√{１−(１＋Ｋ)Ｙ²／Ｒ²}] ＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰．．． なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．を与え
て特定される「非円弧形状」である。

【００５６】さらに、図１（ａ）に示す例では、光走査
用レンズ１８は「走査結像レンズ自体」をなしているか
ら、副走査対応方向に関しては「副走査対応方向に関し
て、線像の結像位置と被走査面１８とを幾何光学的に共
役な関係」とする機能を持ち、且つ、副走査方向の像面
湾曲を良好に補正するような形状となっている。このた
め、光偏向器側から数えて第１番目および／または第２
番目のレンズ面は、図１（ｂ）もしくは（ｃ）で示すよ
うな「特殊なトーリック面」となっている。なお、光走
査用レンズ１の各面の副走査対応方向(図１（ａ）で図
面に直交する方向）に関する形状を、図１（ａ）のよう
に記号的にｘ₁(Ｙ)，ｘ₂(Ｙ)で表す。

【００５７】即ち図１（ｂ），（ｃ）において、曲線：
Ｘ(Ｙ)は前記の「非円弧形状（Ｒは上式における近軸曲
率半径）」を表わす。特殊なトーリック面は、図１
（ｂ），（ｃ）に示すように「非円弧形状の各Ｙ座標位
置に応じて、副走査対応方向の曲率円の曲率半径：ｒ
(Ｙ)が、上記共役化機能と副走査方向の像面湾曲の補正
を良好にするように変化させられた面」である。このと
き、曲率半径ｒ(Ｙ)における曲率中心を連ねたものは、
図に鎖線で示すように一般には曲線である。

【００５８】請求項１，２記載の各光走査用レンズで
は、偏向面内における上記非円弧形状は、光偏向器側か
ら数えて第１番目のレンズ面では、近軸領域で光偏向器
側に凸であり、第２番目のレンズ面では、近軸領域で被
走査面側に凸である。請求項６，７記載の各光走査用レ
ンズでは、光偏向器側から数えて第１番目のレンズ面で
は、近軸領域で光偏向器側に凸であり、第２番目のレン
ズ面では、近軸領域での形状は被走査面側に凸以外にも
可能である。

【００５９】

【実施例】以下、具体的な実施例を１５例挙げる。

【００６０】各実施例において、図１（ａ）に示すよう
に、光偏向器による偏向の起点から光走査用レンズ１８
の入射側面までの距離を「ｄ₀」、光走査用レンズ１８
の光軸上の肉厚を「ｄ₁」、被走査面２０側のレンズ面
と被走査面２０との間の距離を「ｄ₂」とする。従って
「Ｌ＝ｄ₀＋ｄ₁＋ｄ₂」である。

【００６１】偏向面内において、光偏向器側および被走
査面側のレンズ面の近軸曲率半径を「Ｒ₁」，「Ｒ₂」と
し、レンズ材質の屈折率（波長：７８０ｎｍに関するも
の）を「Ｎ」で表す。また偏向面内における焦点距離を
「ｆm」とする。

【００６２】光偏向器側から数えて第１番目のレンズ面
における非円弧形状：Ｘ₁(Ｙ)に就いては、Ｒ₁，Ｋ₁，
Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁を与えて形状を特定し、光偏向器側
から数えて第２番目のレンズ面における非円弧形状：Ｘ
₂(Ｙ)に就いては、Ｒ₂，Ｋ₂，Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂，Ｄ₂を与
えて形状を特定する。

【００６３】上記の第１番目および／または第２番目の
レンズ面が前記「特殊なトーリック面」である場合は、
ｘ₁(Ｙ)＝ｒ₁(Ｙ)および／またはｘ₂(Ｙ)＝ｒ₂(Ｙ)に対
し、偏向角：θ＝０，１０，２０，３０，３６，４０，
４５度（実施例６においてはθ＝１０，２０，３０，３
４度）のそれぞれにつき、曲率半径：ｒ₁(θ)および／
またはｒ₂(θ)を与えて形状を特定する。なお、Ｙとθ
とは関係：Ｙ＝ｄ₀・θで結ばれている。

【００６４】実施例１〜３は、請求項１，２に記載の光
走査用レンズに関するものである。実施例１〜５におい
て、有効主走査幅：Ｗ＝２１６ｍｍ、有効半画角：θｍ
ａｘ＝４５度、実施例６において、有効主走査幅：Ｗ＝
２１６ｍｍ、有効半画角：θｍａｘ＝３４度である。

【００６５】実施例１ 実施例１では、カップリングレンズによりカップリング
された光束は「平行光束」である（請求項１）。

【００６６】 Ｓ＝∞，ｆm＝１３７．５０３ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ２９．８８７ １ １３７．５０３ １２．３６４ １．５３６６４ ２ −１５４．２４８ １３２．６４９ 光偏向器側のレンズ面は「共軸非球面」で、光軸の回り
に回転対称であり、このことを記号的に「Ｘ₁(Ｙ)＝ｘ₁
(Ｙ)」と書く。被走査面側のレンズ面は「特殊なトーリ
ック面」である。

【００６７】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ １３７．５０３，Ｋ₁＝−９２．４３８， Ａ₁＝−１．１１８２２×１０^-6，Ｂ₁＝ ７．２８７４５×１０^-10， Ｃ₁＝−３．２０３１１×１０^-13，Ｄ₁＝ ９．５５２０４×１０^-17

【００６８】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１５４．２４８，Ｋ₂＝ ５．３６８７３， Ａ₂＝−２．５１３００×１０^-6，Ｂ₂＝ １．９５６２５×１０^-9， Ｃ₂＝−１．１８４９０×１０^-12，Ｄ₂＝ ３．３８３７２×１０^-16

【００６９】 ｒ₂（θ）： θ（度） ０ １０ ２０ ３０ ３６ ４０ ４５ ｒ₂ -17.083 -17.243 -17.658 -18.116 -18.463 -18.607 -18.803

【００７０】 ｆm＝１３７．５０３ （Ｗ／Ｌ）＝１．２３，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝２１．６， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．２３

【００７１】以下に挙げる実施例２，３においては、カ
ップリングされた光束は弱い発散性であり、従って「Ｓ
＜０」である（請求項２）。また、実施例１と同じく光
偏向器側は「共軸非球面」で、被走査面側は「特殊なト
ーリック面」である。

【００７２】実施例２ Ｓ＝−３９１．９２５，ｆm＝１０８．１９３ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ２２．３８１ １ １０８．１９３ １０．０００ １．５３６６４ ２ −１２１．２５９ １４２．５１９

【００７３】 Ｘ₁(Ｙ)（＝ｘ₁(Ｙ)）： Ｒ₁＝ １０８．５０３，Ｋ₁＝−５６．３２５４１， Ａ₁＝−３．４６６１０×１０^-6，Ｂ₁＝ １．９８１９５×１０^-9， Ｃ₁＝−１．３２１９４×１０^-13，Ｄ₁＝ ５．００５２８×１０^-17 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１２１．２５９，Ｋ₂＝ ４．９１３１２， Ａ₂＝−３．２４９２４×１０^-6，Ｂ₂＝ １．４４３０８×１０^-9， Ｃ₂＝−１．８９３５７×１０^-12，Ｄ₂＝ １．４３６１３×１０^-15 ｒ₂（θ）： θ（度） ０ １０ ２０ ３０ ３６ ４０ ４５ ｒ₂ -13.913 -14.070 -14.487 -14.979 -15.160 -15.181 -15.136

【００７４】 （Ｗ／Ｌ）＝１．２３，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝２６．７， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．１６

【００７５】実施例３ Ｓ＝−７９６．５３５，ｆm＝１２５．２２３ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ２５．５０５ １ １２５．２２３ １２．７００ １．４８５７８ ２ −１１４．３７４ １３６．６９５

【００７６】 Ｘ₁(Ｙ)（＝ｘ₁(Ｙ)）： Ｒ₁＝ １２５．２２３，Ｋ₁＝−１２．１６３７７， Ａ₁＝−３．４１０９４×１０^-6，Ｂ₁＝ １．７９５８６×１０^-9， Ｃ₁＝−２．１３３０９×１０^-13，Ｄ₁＝ １．２２９２６×１０^-16 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１１４．３７４，Ｋ₂＝ ４．９４３４２， Ａ₂＝−１．４２３１２×１０^-6，Ｂ₂＝ １．０７５７６×１０^-9， Ｃ₂＝−１．８８９２５×１０^-12，Ｄ₂＝ １．２０６０１×１０^-15 ｒ₂（θ）： θ（度） ０ １０ ２０ ３０ ３６ ４０ ４５ ｒ₂ -13.246 -13.396 -13.815 -14.395 -14.717 -14.871 -15.096

【００７７】 （Ｗ／Ｌ）＝１．２３，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝２１．０， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．１９

【００７８】以下に挙げる実施例４〜６においては、カ
ップリングされた光束は弱い収束性であり、従って「Ｓ
＞０」である。実施例４と５においては、光偏向器側・
被走査面側共に特殊なトーリック面である。

【００７９】実施例４ Ｓ＝ ５５１．９３５，ｆm＝１６８．１９１ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ３８．９１６ １ １６８．１９１ １５．０００ １．５３７０ ２ −１８８．９９４ １２０．９８４

【００８０】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ １６８．１９１，Ｋ₁＝−３９．９２５， Ａ₁＝−３．４２２３５×１０^-7，Ｂ₁＝ ２．２７２８８×１０^-13， Ｃ₁＝ ８．０２０８９×１０^-15，Ｄ₁＝−８．７０５９１×１０^-19 ｒ₁（θ）： θ（度） ０ １０ ２０ ３０ ３６ ４０ ４５ ｒ₁ -31.000 -33.138 -45.561 -70.282 -81.839 -102.128 -126.958

【００８１】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１８８．９９４，Ｋ₂＝ ４．８３７９２， Ａ₂＝−４．９８１７２×１０^-7，Ｂ₂＝ ７．７２３６５×１０^-12， Ｃ₂＝−１．６３８６３×１０^-14，Ｄ₂＝ １．７８２７１×１０^-18 ｒ₂（θ）： θ（度） ０ １０ ２０ ３０ ３６ ４０ ４５ ｒ₂ -13.910 -14.163 -15.245 -16.629 -16.990 -17.441 -17.540

【００８２】 （Ｗ／Ｌ）＝１．２３，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝１７．８， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．４６

【００８３】実施例５ Ｓ＝ ３１６．７４５，ｆm＝２００．２４３ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ４８．６１８ １ ２００．２４４ ２０．０００ １．５３７６６４ ２ −２２４．１４２ １０６．３８２

【００８４】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ ２００．２４４，Ｋ₁＝−３０．２８３， Ａ₁＝−１．５９２６３×１０^-7，Ｂ₁＝−４．０４５３２×１０^-12， Ｃ₁＝ ６．０２１７０×１０^-15，Ｄ₁＝−３．９８５７１×１０^-19 ｒ₁（θ）： θ（度） ０ １０ ２０ ３０ ３６ ４０ ４５ ｒ₁ -30.000 -29.182 -28.764 -27.743 -26.556 -24.175 -17.022

【００８５】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−２２４．１４２，Ｋ₂＝ １．１９９０ ， Ａ₂＝−３．２０１２６×１０^-7，Ｂ₂＝ ７．０６３４４×１０^-12， Ｃ₂＝−９．２４１７７×１０^-15，Ｄ₂＝ １．９５８２９×１０^-18 ｒ₂（θ）： θ（度） ０ １０ ２０ ３０ ３６ ４０ ４５ ｒ₂ -15.316 -15.232 -15.119 -14.531 -13.641 -12.436 -9.338

【００８６】 （Ｗ／Ｌ）＝１．２３，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝１３．３， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．３７

【００８７】次に挙げる実施例６では、光偏向器側の面
は「共軸非球面」即ち、Ｘ₁(Ｙ)＝ｘ₁(Ｙ)であり、被走
査面側の面は「特殊なトーリック面」である。

【００８８】実施例６ Ｓ＝＋７２８．５２８，ｆm＝２２５．７００ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ５１．６６９ １ １４８．８４６ １０．３９０ １．５２４１ ２ −５６２．３７２ １６２．８８０

【００８９】 Ｘ₁(Ｙ)（＝ｘ₁(Ｙ)）： Ｒ₁＝ １４８．８４６，Ｋ₁＝ ５．４５３４， Ａ₁＝−７．０９２６７×１０^-7，Ｂ₁＝−２．２１９７５×１０^-10， Ｃ₁＝ ６．０７１３９×１０^-14，Ｄ₁＝−８．３３９７９×１０^-18

【００９０】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−５６２．３７２，Ｋ₂＝−４６２．３０３５， Ａ₂＝−４．６０３９８×１０^-7，Ｂ₂＝−２．８９７２０×１０^-11， Ｃ₂＝−５．９３６５６×１０^-14，Ｄ₂＝ １．７３９２６×１０^-17 ｒ₂（θ）： θ（度） ０ １０ ２０ ３０ ３４ ｒ₂ -25.651 -26.163 -27.558 -28.895 -28.836

【００９１】 （Ｗ／Ｌ）＝０．９６，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝１９．９， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．３２

【００９２】なお、上記特殊なトーリック面：ｒ（Ｙ）
の「解析表現」は、ｒ(Ｙ)＝ａ＋ｂ・Ｙ²＋ｃ・Ｙ⁴＋ｄ
・Ｙ⁶＋ｅ・Ｙ⁸＋ｆ・Ｙ¹⁰＋ｇ・Ｙ¹²において、上記各
θに応じたＹ（＝ｄ₀×θ）の値を代入して、係数：ａ
〜ｇを連立方程式で解けば得られる。

【００９３】図２〜図７に順次、実施例１〜６に関する
「像面湾曲」および「歪曲収差」の図を示す。像面湾曲
の図における実線は主走査方向に関するものであり、破
線は副走査方向に関するものである。主走査方向の像面
湾曲と歪曲収差とは、光走査用レンズの偏向面内に於け
る形状を定める前記非円弧形状：Ｘ₁(Ｙ)，Ｘ₂(Ｙ)によ
り良好に補正され、特に実施例４，５では主走査方向の
像面湾曲および歪曲収差ともに極めて良好である。

【００９４】歪曲収差は「光走査の等速化機能」に関連
する。等角速度的に偏向する偏向光束により光スポット
の走査速度は、像高の増大に伴い増大する傾向があるの
で、図示のように、像高の増大する部分で正の歪曲収差
を大きくする傾向にすることにより、等速性が良好に実
現されている。また、副走査方向の像面湾曲は、採用さ
れた「特殊なトーリック面」により極めて良好に補正さ
れている。

【００９５】以下に挙げる実施例７〜１５において、実
施例７〜９は請求項６，実施例１３〜１５は請求項７に
記載の光走査用レンズの実施例である。実施例７〜１５
に関しては、光偏向器側から数えて、第１，第２番目の
レンズ面とも、偏向面内における形状は凸形状であり、
各面とも、特殊なトーリック面である。即ち、光偏向器
側から数えて第１番目のレンズ面は、図１（ｂ）に示す
ごとき面であり、第２番目のレンズ面は図１（ｃ）に示
すような面形状である。

【００９６】以下の実施例７〜１５においては、主走査
対応方向に付いての性能（像面湾曲・等速化機能）に関
するデータ、即ち偏向面内の形状データのみを与える。
副走査対応方向のデータ、即ち、主走査対応方向に関す
る座標：Ｙにおける副走査対応方向の曲率半径：ｒ(Ｙ)
に就いては、実施例毎に最適化するものとする。

【００９７】実施例７ Ｓ＝∞，ｆm＝１３９．２５６ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ３３．０４７ １ １５３．１８１ １１．２２３ １．５７２１０ ２ −１６１．５８１ １３４．８９８

【００９８】 Ｘ₁Ｙ)： Ｒ₁＝ １５３．１８１，Ｋ₁＝−１５．５２２， Ａ₁＝−４．９００２５×１０^-7，Ｂ₁＝−３．６２００７×１０^-11， Ｃ₁＝ １．５７７７８×１０^-14，Ｄ₁＝ ４．５２３４７×１０^-18

【００９９】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１６１．５８１，Ｋ₂＝ ４．９０８３９， Ａ₂＝ ２．３０５２２×１０^-9，Ｂ₂＝−１．６０４８４×１０^-10， Ｃ₂＝−５．１０１２３×１０^-14，Ｄ₂＝ １．５９０１０×１０^-17 （Ｗ／Ｌ）＝１．１７，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝２１．９， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．２４，Ｒ₁／ｆm＝１．１

【０１００】実施例８ Ｓ＝∞，ｆm＝１３７．０４７ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ３４．５１１ １ ２７４．０９４ １２．０４５ １．５７２１０ ２ −１０８．０６２ １３３．４４３

【０１０１】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ ２７４．０９４，Ｋ₁＝−０．４８８１５３， Ａ₁＝−３．９００４７×１０^-7，Ｂ₁＝−３．６４７３６×１０^-11， Ｃ₁＝ １．５２６４４×１０^-14，Ｄ₁＝−４．４６１８７×１０^-19

【０１０２】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１０８．０６２，Ｋ₂＝ ２．９８５５２， Ａ₂＝ ３．１１７４９×１０^-7，Ｂ₂＝ ２．０４６８６×１０^-11， Ｃ₂＝−４．６５１３５×１０^-14，Ｄ₂＝ １．１６５０７×１０^-17 （Ｗ／Ｌ）＝１．１７，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝２０．３， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．２６，Ｒ₁／ｆm＝２．０

【０１０３】実施例９ Ｓ＝∞，ｆm＝１３７．０４１ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ３４．３０５ １ ２０５．５６１ １１．９４５ １．５７２１０ ２ −１２４．０６０ １３３．７５０

【０１０４】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ ２０５．５６１，Ｋ₁＝−４．４２９７７， Ａ₁＝−４．５８５８３×１０^-7，Ｂ₁＝−３．９２８９０×１０^-11， Ｃ₁＝ １．４７８９８×１０^-14，Ｄ₁＝−８．６４０９０×１０^-19

【０１０５】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１２４．０６０，Ｋ₂＝ ３．５２００４， Ａ₂＝ ３．２４８０４×１０^-7，Ｂ₂＝−９．０５８０１×１０^-11， Ｃ₂＝−４．８０８２３×１０^-14，Ｄ₂＝ １．４５３２２×１０^-17 （Ｗ／Ｌ）＝１．１７，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝２０．５， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．２６，Ｒ₁／ｆm＝１．５

【０１０６】実施例１０ Ｓ＝４１３．２８２，ｆm＝１７９．９７９ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ４２．７２５ １ １９７．９７６ １７．８９７ １．５１９３３ ２ −１７１．５９２ １１４．３０４

【０１０７】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ １９７．９７６，Ｋ₁＝ ５．０３４２２， Ａ₁＝−４．９１７４５×１０^-7，Ｂ₁＝−１．８３８０６×１０^-11， Ｃ₁＝ １．６３１０１×１０^-14，Ｄ₁＝−８．３８５９５×１０^-19

【０１０８】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１７１．５９２，Ｋ₂＝ ４．６０８６１， Ａ₂＝−３．３８１９７×１０^-8，Ｂ₂＝ ３．６５８７３×１０^-11， Ｃ₂＝−５．１４５３１×１０^-14，Ｄ₂＝ １．２８２５１×１０^-17 （Ｗ／Ｌ）＝１．２０，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝１４．１， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．３７，Ｒ₁／ｆm＝１．１

【０１０９】実施例１１ Ｓ＝４９２．８４５，ｆm＝１６８．２７１ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ４５．４３０ １ ２５２．４０７ １７．３００ １．５１９３３ ２ −１３０．５３５ １１７．２７０

【０１１０】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ ２５２．４０７，Ｋ₁＝ ５．４３２５７， Ａ₁＝−３．９０４２８×１０^-7，Ｂ₁＝−６．８４１９５×１０^-12， Ｃ₁＝ １．８８０３７×１０^-14，Ｄ₁＝−２．１３８９１×１０^-18

【０１１１】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１３０．５３５，Ｋ₂＝−０．０３９８４， Ａ₂＝ ２．８５５１２×１０^-8，Ｂ₂＝ ２．１２０５９×１０^-11， Ｃ₂＝−２．７６７４９×１０^-14，Ｄ₂＝ １．０１０１９×１０^-17 （Ｗ／Ｌ）＝１．１７，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝１４．２， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．３９，Ｒ₁／ｆm＝１．５

【０１１２】実施例１２ Ｓ＝７４６．８０３，ｆm＝１５６．９３９ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ４１．４５７ １ ３１３．８７９ １４．３２７ １．５７２１０ ２ −１２３．６６９ １２４．２１６

【０１１３】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ ３１３．８７９，Ｋ₁＝ １１．６３４９９， Ａ₁＝−２．７１２６１×１０^-7，Ｂ₁＝−２．５４８０８×１０^-11， Ｃ₁＝ １．９６３２１×１０^-14，Ｄ₁＝−２．７３７８０×１０^-18

【０１１４】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１２３．６６９，Ｋ₂＝−０．０３９８４， Ａ₂＝ １．３０１１０×１０^-7，Ｂ₂＝ ５．５８４１０×１０^-11， Ｃ₂＝−３．３１３７４×１０^-14，Ｄ₂＝ １．１３５２２×１０^-17 （Ｗ／Ｌ）＝１．１７，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝１７．１， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．３３，Ｒ₁／ｆm＝２．０

【０１１５】実施例１３ Ｓ＝−１０６６．５９５，ｆm＝１２４．２３１ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ２７．９８９ １ １３６．６５４ １０．１１０ １．５７２１０ ２ −１４４．１０９ １３６．６６０

【０１１６】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ １３６．６５４，Ｋ₁＝−８９．８６４９， Ａ₁＝−３．５８２４９×１０^-6，Ｂ₁＝ １．８２１５１×１０^-9， Ｃ₁＝−１．８４０３３×１０^-13，Ｄ₁＝ ５．２２８６８×１０^-17

【０１１７】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１４４．１０９，Ｋ₂＝ ７．５３２７４， Ａ₂＝−４．１０８４９×１０^-6，Ｂ₂＝ ２．３０００６×１０^-9， Ｃ₂＝−１．９２５３０×１０^-16，Ｄ₂＝ ９．９５８９８×１０^-16 （Ｗ／Ｌ）＝１．２０，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝２５．０， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．２０，Ｒ₁／ｆm＝１．１

【０１１８】実施例１４ Ｓ＝−６４６．９７９，ｆm＝１１８．２５５ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ２８．８ １ １７７．３８２ １０．７２５ １．５７２１０ ２ −１０６．９５９ １４０．３７５

【０１１９】 Ｘ₁(Ｙ)： Ｒ₁＝ １７７．３８２，Ｋ₁＝−１８７．６０５， Ａ₁＝−３．２９５９１×１０^-6，Ｂ₁＝ １．９００１０×１０^-9， Ｃ₁＝−１．８９６００×１０^-13，Ｄ₁＝−２．０５７８４×１０^-17

【０１２０】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−１０６．９５９，Ｋ₂＝ ５．９９４３５， Ａ₂＝−３．４４９４４×１０^-6，Ｂ₂＝ ２．４９３７３×１０^-9， Ｃ₂＝−１．８３２５５×１０^-12，Ｄ₂＝ １．０３６９５×１０^-15 （Ｗ／Ｌ）＝１．１７，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝２４．５， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．２１，Ｒ₁／ｆm＝１．５

【０１２１】実施例１５ Ｓ＝−６０７．３４４，ｆm＝１１７．８４０ ｉ Ｒｉ ｄｉ Ｎ ０ ２６．１０８ １ ２３５．６８１ １３．２９２ １．５７２１０ ２ −９２．４８９ １４０．５００

【０１２２】 Ｘ₁(Ｙ)（＝ｘ₁(Ｙ)）： Ｒ₁＝ ２３５．６８１，Ｋ₁＝−４２６．３５４， Ａ₁＝−３．０７９６４×１０^-6，Ｂ₁＝ ２．０２８００×１０^-9， Ｃ₁＝−１．７０５４６×１０^-13，Ｄ₁＝−９．４７５２３×１０^-17

【０１２３】 Ｘ₂(Ｙ)： Ｒ₂＝−９２．４８９，Ｋ₂＝ ４．４２１１９， Ａ₂＝−２．７４４８５×１０^-6，Ｂ₂＝ ２．５００２５×１０^-9， Ｃ₂＝−１．８３６６１×１０^-12，Ｄ₂＝ １．０５１６０×１０^-15 （Ｗ／Ｌ）＝１．１７，（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＝１８．４４， （ｄ₀／ｄ₂）＝０．１９，Ｒ₁／ｆm＝２．０

【０１２４】図８〜図１６に順次、実施例７〜１５に関
する「像面湾曲」と「歪曲収差」の図を示す。像面湾曲
・歪曲収差ともに主走査方向に関するものであり、光走
査用レンズの偏向面内に於ける形状を定める非円弧形
状：Ｘ₁(Ｙ)，Ｘ₂(Ｙ)により良好に補正されている。前
述の如く、歪曲収差は「等速化機能」に関連するので、
光走査の等速性が良好となるように調整するのである。

【０１２５】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光走査装置を提供できる。この発明の光走査装
置では、用いる光走査用レンズが、前述の如く単玉構成
でありながら走査結像レンズの主走査対応方向の機能と
して必要な、等速化機能と主走査方向の像面湾曲補正の
機能を備えており、しかもプラスチック材による成形加
工の際の形状誤差の発生が有効に防止される。

【０１２６】また、この発明の光走査装置は、上記光走
査用レンズを走査結像レンズに含むことにより、コンパ
クトで広い有効主走査領域を実現出来、低コスト化が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】光走査装置を説明するための図である。

【図２】実施例１に関する像面湾曲と歪曲収差の図であ
る。

【図３】実施例２に関する像面湾曲と歪曲収差の図であ
る。

【図４】実施例３に関する像面湾曲と歪曲収差の図であ
る。

【図５】実施例４に関する像面湾曲と歪曲収差の図であ
る。

【図６】実施例５に関する像面湾曲と歪曲収差の図であ
る。

【図７】実施例６に関する像面湾曲と歪曲収差の図であ
る。

【図８】実施例７に関する像面湾曲と歪曲収差の図であ
る。

【図９】実施例８に関する像面湾曲と歪曲収差の図であ
る。

【図１０】実施例９に関する像面湾曲と歪曲収差の図で
ある。

【図１１】実施例１０に関する像面湾曲と歪曲収差の図
である。

【図１２】実施例１１に関する像面湾曲と歪曲収差の図
である。

【図１３】実施例１２に関する像面湾曲と歪曲収差の図
である。

【図１４】実施例１３に関する像面湾曲と歪曲収差の図
である。

【図１５】実施例１４に関する像面湾曲と歪曲収差の図
である。

【図１６】実施例１５に関する像面湾曲と歪曲収差の図
である。

【符号の説明】

１０ ＬＤ １２ カップリングレンズ １４ シリンダレンズ １６ ポリゴンミラー １８ 光走査用レンズ ２０ 被走査面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−213812（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−302217（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−224721（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10 G02B 13/00 G02B 13/18

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光束を光偏向器で等角速度的に
   偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記被走査面を等速的に
   光走査し、上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上
   記光偏向器による偏向の起点から被走査面までの光軸上
   の距離をＬとするとき、これらＷ，Ｌが条件： （１） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に平行
   光束である光走査装置において、 上記光偏向器により等角速度的に偏向される偏向光束
   を、主走査対応方向に関して被走査面上に集光させ、被
   走査面の主走査を等速化する機能を持つ光走査用レンズ
   が、 両凸の単玉構成であって、プラスチックで成形加工さ
   れ、 光偏向器側から数えて、第１番目および第２番目のレン
   ズ面とも偏向面内の形状が、光軸方向の座標をＸ、光軸
   直交方向の座標をＹ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数を
   Ｋ、高次の係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．として、 Ｘ＝Ｙ²/［Ｒ＋Ｒ・√{１−(１＋Ｋ)Ｙ²／Ｒ²}] ＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰．．． なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．を与えて
   特定される非円弧形状を有し、 光軸上の肉厚をｄ₁とするとき、ｄ₁と、上記Ｗ，Ｌが条
   件： （２） １０＜（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＜３０ を満足することを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】光源からの光束を光偏向器で等角速度的に
   偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記被走査面を等速的に
   光走査し、上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上
   記光偏向器による偏向の起点から被走査面までの光軸上
   の距離をＬとするとき、これらＷ，Ｌが条件： （１） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に発散
   光束である光走査装置において、 上記光偏向器により等角速度的に偏向される偏向光束
   を、主走査対応方向に関して被走査面上に集光させ、被
   走査面の主走査を等速化する機能を持つ光走査用レンズ
   が両凸の単玉構成であって、プラスチックで成形加工さ
   れ、 光偏向器側から数えて、第１番目および第２番目のレン
   ズ面とも偏向面内の形状が、光軸方向の座標をＸ、光軸
   直交方向の座標をＹ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数を
   Ｋ、高次の係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．として、 Ｘ＝Ｙ²/［Ｒ＋Ｒ・√{１−(１＋Ｋ)Ｙ²／Ｒ²}] ＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰．．． なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．を与えて
   特定される非円弧形状を有し、 光軸上の肉厚をｄ₁とするとき、ｄ₁と、上記Ｗ，Ｌが条
   件： （２） １０＜（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＜３０ を満足し、 偏向の起点から第１番目のレンズ面に到る光軸上の距離
   をｄ₀、第２番目のレンズ面から被走査面に到る光軸上
   の距離をｄ₂とするとき、 ｄ₀とｄ₂とが条件： （３） ｄ₀／ｄ₂＜０．２ を満足することを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】光源からの光束を光偏向器で等角速度的に
   偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記被走査面を等速的に
   光走査し、上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上
   記光偏向器による偏向の起点から被走査面までの光軸上
   の距離をＬとするとき、これらＷ，Ｌが条件： （１） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に平行
   光束である光走査装置であって、 走査結像レンズが請求項１記載の光走査用レンズを含む
   ことを特徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】光源からの光束を光偏向器で等角速度的に
   偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記被走査面を等速的に
   光走査し、上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上
   記光偏向器による偏向の起点から被走査面までの光軸上
   の距離をＬとするとき、これらＷ，Ｌが条件： （１） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に発散
   光束である光走査装置偏向光束が光走査用レンズに、主
   走査対応方向に発散性の光束として入射し、 走査結像レンズが請求項２記載の光走査用レンズを含む
   ことを特徴とする光走査装置。
5. 【請求項５】請求項３または４記載の光走査装置におい
   て、 光源からの光束を光偏向器の偏向反射面近傍に主走査対
   応方向に長い線像として結像せしめる線像結像光学系を
   有し、 走査結像レンズが、請求項１または２記載の光走査用レ
   ンズを含み、 且つ、副走査対応方向に関して、上記線像の結像位置と
   被走査面とを幾何光学的に共役な関係とする機能を持つ
   ことを特徴とする光走査装置。
6. 【請求項６】光源からの光束を光偏向器で等角速度的に
   偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記被走査面を等速的に
   光走査し、上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上
   記光偏向器による偏向の起点から被走査面までの光軸上
   の距離をＬとするとき、これらＷ，Ｌが条件： （１Ａ） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に平行
   光束である光走査装置において、 光偏向器により等角速度的に偏向される偏向光束を、主
   走査対応方向に関して被走査面上に集光させ、被走査面
   の主走査を等速化する機能を持つ光走査用レン ズが、 少なくとも光偏向器側のレンズ面が偏向面内において、
   近軸領域に凸形状を有する単玉構成であって、プラスチ
   ックで成形加工され、 光偏向器側から数えて、第１番目および第２番目のレン
   ズ面とも上記偏向面内の形状が、光軸方向の座標をＸ、
   光軸直交方向の座標をＹ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数
   をＫ、高次の係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．として、 Ｘ＝Ｙ²/［Ｒ＋Ｒ・√{１−(１＋Ｋ)Ｙ²／Ｒ²}] ＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰．．． なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．を与えて
   特定される非円弧形状を有し、 光軸上の肉厚をｄ₁とするとき、ｄ₁と、上記Ｗ，Ｌが条
   件： （２Ａ） １０＜（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＜３０ を満足し、 上記偏向面内における焦点距離をｆm、光偏向器側から
   数えて第１番目のレンズ面の上記偏向面内における近軸
   曲率半径をＲ₁とするとき、これらが条件： （５） １．０＜Ｒ₁／ｆm＜３．０ を満足し、 さらに、偏向の起点から第１番目のレンズ面に到る光軸
   上の距離をｄ₀、第２番目のレンズ面から被走査面に到
   る光軸上の距離をｄ₂とするとき、 ｄ₀とｄ₂とが条件： （６） ０．１＜ｄ₀／ｄ₂＜０．３ を満足することを特徴とする光走査装置。
7. 【請求項７】光源からの光束を光偏向器で等角速度的に
   偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記被走査面を等速的に
   光走査し、上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上
   記光偏向器による偏向の起点から被走査面までの光軸上
   の距離をＬとするとき、これらＷ，Ｌが条件： （１Ａ） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に発散
   光束である光走査装置において、 光偏向器により等角速度的に偏向される偏向光束を、主
   走査対応方向に関して被走査面上に集光させ、被走査面
   の主走査を等速化する機能を持つ光走査用レンズが、 少なくとも光偏向器側のレンズ面が偏向面内において、
   近軸領域に凸形状を有する単玉構成であって、プラスチ
   ックで成形加工され、 光偏向器側から数えて、第１番目および第２番目のレン
   ズ面とも上記偏向面内の形状が、光軸方向の座標をＸ、
   光軸直交方向の座標をＹ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数
   をＫ、高次の係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．として、 Ｘ＝Ｙ²/［Ｒ＋Ｒ・√{１−(１＋Ｋ)Ｙ²／Ｒ²}] ＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰．．． なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．を与えて
   特定される非円弧形状を有し、 光軸上の肉厚をｄ₁とするとき、ｄ₁と、上記Ｗ，Ｌが条
   件： （２Ａ） １０＜（Ｗ／Ｌ）²・（Ｌ／ｄ₁）＜３０ を満足し、 上記偏向面内における焦点距離をｆm、光偏向器側から
   数えて第１番目のレンズ面の上記偏向面内における近軸
   曲率半径をＲ₁とするとき、これらが条件： （５） １．０＜Ｒ₁／ｆm＜３．０ を満足し、 さらに、偏向の起点から第１番目のレンズ面に到る光軸
   上の距離をｄ₀、第２番目のレンズ面から被走査面に到
   る光軸上の距離をｄ₂とするとき、 ｄ₀とｄ₂とが条件： （７） ｄ₀／ｄ₂＜０．３ を満足することを特徴とする光走査装置。
8. 【請求項８】光源からの光束を光偏向器で等角速度的に
   偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記被走査面を等速的に
   光走査し、上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上
   記光偏向器による偏向の起点から被走査面までの光軸上
   の距離をＬとするとき、これらＷ，Ｌが条件： （１Ａ） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に平行
   光束である光走査装置であって、 走査結像レンズが請求項６記載の光走査用レンズを含む
   ことを特徴とする光走査装置。
9. 【請求項９】光源からの光束を光偏向器で等角速度的に
   偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記被走査面を等速的に
   光走査し、上記光スポットによる有効主走査幅をＷ、上
   記光偏向器による偏向の起点から被走査面までの光軸上
   の距離をＬとするとき、これらＷ，Ｌが条件： （１Ａ） Ｗ／Ｌ＞０．９ を満足し、且つ、上記偏向光束が主走査対応方向に平行
   光束である光走査装置であって、 走査結像レンズが請求項７記載の光走査用レンズを含む
   ことを特徴とする光走査装置。
10. 【請求項１０】請求項８または９記載の光走査装置にお
    いて、 光源からの光束を光偏向器の偏向反射面近傍に主走査対
    応方向に長い線像として結像せしめる線像結像光学系を
    有し、 走査結像レンズが、請求項６または７記載の光走査用レ
    ンズを含み、且つ、副走査対応方向に関して、上記線像
    の結像位置と被走査面とを幾何光学的に共役な関係とす
    る機能を持つことを特徴とする光走査装置。