JP3367247B2 - ｆθレンズ系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ｆθレンズ系に係り、
特に、レーザプリンタやデジタル複写機等の光走査装置
に用いられるｆθレンズ系に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のレーザプリンタやデジタル複写機
に適用される光走査装置について図１９を参照して説明
する。 【０００３】図１９に示すように、この種の光走査装置
は、画像信号に応じて変調されたレーザビームを放出す
る半導体レーザ２２と、図示しない防塵構造の筐体内に
格納されレーザビームを感光する円筒形の感光ドラム４
０と、を有している。半導体レーザ２２から放出された
レーザビームは、コリメータレンズ２４で略平行化さ
れ、スリット２６により感光ドラム４０の円筒外周上に
集束状態が規定される。このスリット２６を通過したレ
ーザビームは、シリンドリカルレンズ２８により、反射
ミラー３０を介して、回転多面鏡３２の側面近傍に線状
に結像する。この回転多面鏡３２は高速回転する図示し
ないモータの動力で回転され、結像した線状のレーザビ
ームを反射し偏向走査する。 【０００４】また、この光走査装置は、回転多面鏡３２
で偏向走査されたレーザビームの走査速度を補正し感光
ドラム４０の円筒外周上の所定面（以下、被走査面とい
う）Ｈ上に結像させるためのｆθレンズ系２０を有しい
る。このｆθレンズ系２０を通過したレーザビームは、
反射ミラー３４、一面が円筒状で回転多面鏡３２の面倒
れによる、レーザビームの走査方向（以下、主走査方向
という。）に垂直な方向（以下、副走査方向という。）
に対する振れを補正する円筒反射鏡３６及び感光ドラム
４０を囲む防塵用の筐体に装着されたウインドウ３８を
介して被走査面Ｈ上に結像する。なお、反射ミラー３４
前の走査開始側端の記録に用いられない領域には、レー
ザビームを所定方向に反射するビーム位置検出用反射ミ
ラー４２が配置され、ビーム位置検出用反射ミラー４２
の対向する位置に配置されたビーム位置検出センサ４４
により光電変換されて画像信号に対する同期信号として
用いられる。 【０００５】上記半導体レーザ２２から放出されるレー
ザビームの単色性（時間的コヒーレンス）は極めて優れ
ているので、ｆθレンズ系は特定の波長において像高
（Ｙ）＝ｆθレンズ系の焦点距離（ｆ）×走査画角
（θ）を満足すればよく、色収差についての補正を考慮
する必要はなかった。 【０００６】しかしながら、従来のｆθレンズ系では、
温度変化（例えば、気温の変化や回転多面鏡を回転する
ことによる発熱）等によって生ずる、半導体レーザ２２
から放出されるレーザビームの波長変化に対する色収差
を補正することができなかった。 【０００７】また、走査の高速化を図るためには、単一
のレーザビームでは限界を生ずる。この問題を解決する
ために、複数のレーザビームで被走査面上を同時に走査
する技術が開示されている（特開昭５１−１００７４２
号、特開昭６０−１６６９１６号公報参照）が、これら
の技術では、複数のレーザビームに波長差があると、各
レーザビーム毎に焦点距離（ｆ）すなわち像高（Ｙ）が
変わってしまう。このため、図２０に示すように、被走
査面上でのレーザビーム照射点が主走査方向にずれてし
まうので、従来の単一のレーザビームで走査するものよ
りも画質が悪化する、という問題があった。 【０００８】これらの問題を解決するため、色収差を補
正したｆθレンズ（以下、色消しｆθレンズという。）
が提案されている（特開昭５６−１２３５０９号公報、
特開昭５９−７９１８号公報、特開昭５９−１７０８１
０号公報、特開昭６２−２５４１１０号公報、特開昭６
２−２６２８１２号公報、特開昭６２−２９９９２７号
公報、特開昭６３−２４９１１９号公報、特開平２−１
６５２０号公報、特開平３−６５９１７号公報、特開平
３−８４５０９号公報、特開平３−１７７８０８号公
報、特開平４−９０５０５号公報、特開平４−１７４４
１３号公報、特開平４−３４０５１９号公報参照）。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案されたｆθレンズ系のほとんどの最大走査画角は±３
０°以下であった。走査画角が小さいと同じプリント幅
を得るためにはｆθレンズ系の焦点距離ｆを長くしなけ
ればならないので、光走査装置が大型化する、という問
題点がある。この問題点を解決するために走査画角を±
４５°としたｆθレンズ系が開示されているが（特開平
３−８４５０９号公報参照）、ｆθ特性は２％程度であ
り上記提案された従来技術のｆθ特性０．１〜１％より
劣っている。 【００１０】また、従来のほとんどの色消しｆθレンズ
の色収差補正能力は、レーザビームの波長変化１ｎｍに
対して被走査面に入射する位置のずれが２〜４μｍ程度
である。このため、レーザビームの波長差が５ｎｍとす
ると、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの位置ずれを生じ、高解
像度の光走査装置にとっては無視できない位置ずれを生
じ画質の劣化を招く、という問題点がある。 【００１１】更に、ｆθレンズ系を構成するレンズ枚数
が多く、高屈折率や高分散のガラスを使用したレンズを
必要とするので、光走査装置のコストが高くなる、とい
う問題点があった。 【００１２】また、近年デジタル複写機等に望まれる画
質は従来より高まってきているので、被走査面上のビー
ム径を小さくするために像面湾曲について性能の良いｆ
θレンズ系が望まれている。例えば中間調を用いたフル
カラーデジタル複写機では、被走査面上のレーザビーム
の最も細くなる位置（以下、ビームウエストという。）
でのビーム径は４０μｍ程度の非常に小さいものが要求
されている。通常、プリント幅全体で要求されるビーム
径のバラツキは２０％以下である。ビーム径が４０μｍ
のときに、ビームウエストから１ｍｍ離れるとビーム径
は４８μｍと２０％大きくなる。従って、ビーム径４０
μｍを保証するためには像面湾曲は±１ｍｍ以下である
必要がある。ビーム径が５０μｍのときに、ビーム径の
一様性２０％を保証するためには像面湾曲は少なくとも
±１．５ｍｍ（３ｍｍ_P-P ）以下である必要がある。な
お、副走査方向での像面湾曲は上述した円筒反射鏡３６
により補正することができるので、ｆθレンズ系で補正
すべき像面湾曲は主に主走査方向のものである（以下、
像面湾曲は主走査方向についてのみ示す。）。 【００１３】本発明は、上記事実に鑑み、少ないレンズ
枚数で高屈折率や高分散のガラスを必要とすることな
く、走査画角が大きく、像面湾曲が±１．５ｍｍ以下、
ｆθ特性が０．２％（±１５０ｍｍのプリント幅で０．
３ｍｍのずれ）以下、色収差補正能力が１μｍ／ｎｍ以
下の性能を満足するｆθレンズ系を得ることを目的とす
る。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光入射側から順に、正のパワーを有する
第１レンズ、負のパワーを有する第２レンズ、平凸で正
のパワーを有するの第３レンズの３枚のレンズからな
り、前記第１レンズと前記第２レンズとは貼り合わさ
れ、更に、以下の関係を満足するｆθレンズ系である。 【００１５】 （１） −４．７≦ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）／ｆ（Ｌ₃ ）≦−２．３ （２） ｒ₃ ／ｒ₁ ≦０ 又は ｒ₃ ／ｒ₁ ≧７ （３） ( ν₁ ＋ν₃ ）／２−ν₂ ＞７ ただし、 ν_i ：第ｉレンズのアッベ数 r_i ：光入射側から順に第ｉ番目の面の曲率半径 ｆ（Ｌ₃ ）：３番目のレンズの焦点距離 ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）：第１レンズと第２レンズとの合成焦
点距離 【００１６】 【作用】本発明のｆθレンズ系で式（１）は像面湾曲を
±１．５ｍｍ以下にするためのレンズのパワーの条件で
ある。この上限値を越え又は下限値未満となると像面湾
曲が悪化する。 【００１７】式（２）はｆθ特性を±１５０ｍｍのプリ
ント幅で±０．３ｍｍ以下にするためのレンズの曲率半
径の条件である。この上限値を越え又は下限値以下とな
るとｆθ特性が悪化する。 【００１８】式（３）は色収差補正能力を１μｍ／ｎｍ
以下とするためのレンズのアッベ数の条件である。この
下限値以下となると、走査開始側付近及び走査終了側付
近の双方で色収差が１μｍ／ｎｍを越えてしまい、色収
差補正能力が悪化する。 【００１９】 【実施例】以下、本発明に係るｆθレンズ系を適用した
光走査装置の実施例について、図面を参照して説明す
る。 【００２０】まず、第１実施例の構成について説明す
る。図１８に示すように、本光走査装置のｆθレンズ系
１０は、光入射順に、正のパワーを有する第１レンズ１
２、負のパワーを有する第２レンズ１４及び平凸で正の
パワーを有する第３レンズ１６の３枚のレンズで構成さ
れている。これら３枚のレンズには、以下に示すよう
に、高屈折率・高分散ガラスは使用されていない。ま
た、回転多面鏡３２は正六角形であり、向かい合った面
の距離は４６ｍｍである。この回転多面鏡３２に入射す
るレーザビームとｆθレンズ系１０の光軸とがなす角度
は７２°である。 【００２１】波長７８５ｎｍにおけるｆθレンズ系１０
の焦点距離ｆは１８３．２ｍｍであり、回転多面鏡３２
が反射するレーザビームとｆθレンズ系１０の光軸とが
なす最大走査画角は±４６．４°である。 【００２２】ｒ_i を光入射順のｆθレンズ系１０の第ｉ
面の曲率半径とし、ｄ_i を第ｉ面と第（ｉ＋１）面との
距離とする。また、ｄ₀ を回転多面鏡の側面１８Ａと第
１面との距離とし、ｄ₅ をｆθレンズ系の第５面から被
走査面４０Ａまでの距離とすると、第１実施例のｆθレ
ンズ系１０は次の通りである。 【００２３】 d₀ 22.2 r₁ -232.5 d₁ 33.5 n _d1 1.670129 ν_d1 52.1339 r₂ -29.4 d₂ 3.0 n _d2 1.679960 ν_d2 31.4322 r₃ 20676.9 d₃ 4.6 r₄ ∞ d₄ 24.0 n_d3 1.748931 ν_d3 34.9225 r₅ -96.4 d₅ 204.2 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -2.5 r₃/r₁ = -88.9 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 12.1 なお、本実施例の光走査装置の構成は、ｆθレンズ系１
０及び複数のレーザビームを放出する半導体レーザ２３
を除き、図１９に示した従来技術と同じである。 【００２４】次に、第１実施例の作用を説明する。半導
体レーザ２３から放出された複数のレーザビームは、コ
リメータレンズ２４、スリット２６、シリンドリカルレ
ンズ２８、反射ミラー３０を介して回転多面鏡３２で偏
向走査される。偏向走査された複数のレーザビームはｆ
θレンズ系１０、反射ミラー３４、円筒反射鏡３６及び
ウインドウ３８を介して被走査面上で結像する。 【００２５】この第１実施例の像面湾曲を図１（Ａ）に
示す。図１（Ａ）は横軸に理想的被走査面（いわゆるペ
ッツバール面、単位ｍｍ）をとり、縦軸にペッツバール
面からの収差（単位ｍｍ）をとったものである。第１実
施例のｆθ特性を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）は、横
軸に主走査方向（単位ｍｍ）をとり、縦軸に焦点距離ｆ
×走査角度θで表される理想的像高と第１実施例のｆθ
レンズ系１０の実際の像高との差（単位ｍｍ）をとった
ものである。なお、像面湾曲、ｆθ特性は波長７８５ｎ
ｍに対するものである。第１実施例の色収差を図１
（Ｃ）に示す。図１（Ｃ）は、主走査方向を横軸（単位
ｍｍ）にとり、波長７８５ｎｍと７９５ｎｍとのｆθ特
性の差を縦軸（単位μｍ）にとったものである。なお、
上記図１（Ａ）〜（Ｃ）の横軸では、ｆθレンズ系１０
の光軸を原点０とし、走査開始側から光軸までを−にと
っている（以下、第２〜第１７実施例において像面湾
曲、ｆθ特性及び色収差を示す各図は、この第１実施例
の場合と同じである）。 【００２６】第１実施例のｆθレンズ系の像面湾曲は
１．３ｍｍ_P-P （図１（Ａ）参照）、ｆθ特性は±０．
２ｍｍ（図１（Ｂ）参照）、色収差補正は８μｍ／１０
ｎｍ（図１（Ｂ）参照）と良好である。 【００２７】次に、第２実施例を示す。なお、第２実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。 【００２８】 d₀ 24.5 r₁ -239.5 d₁ 33.2 n_d1 1.647984 ν_d1 55.2993 r₂ -31.9 d₂ 3.0 n_d2 1.667882 ν_d2 32.2469 r₃ 2768.2 d₃ 5.1 r₄ ∞ d₄ 28.6 n_d3 1.744986 ν_d3 42.3191 r₅ -93.6 d₅ 206.7 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -2.3 r₃/r₁ = -11.6 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 16.6 この第２実施例の像面湾曲は１．８ｍｍ_p-p と要求性能
を満たしている（図２（Ａ）参照）。一方、ｆθ特性は
±０．２ｍｍ、色収差補正は８μｍ／１０ｎｍと要求性
能を満たしている（図２（Ｂ）、（Ｃ）参照）。 【００２９】次に、第３実施例を示す。なお、第３実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。 【００３０】 d₀ 27.8 r₁ -481.2 d₁ 31.2 n_d1 1.613760 ν_d1 60.6238 r₂ -37.5 d₂ 3.0 n_d2 1.688607 ν_d2 30.8904 r₃ 1143.9 d₃ 4.9 r₄ ∞ d₄ 34.6 n_d3 1.744000 ν_d3 44.7000 r₅ -89.6 d₅ 204.5 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -2.2 r₃/r₁ = -2.38 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 21.8 この第３実施例の像面湾曲は７ｍｍ_p-p と要求性能であ
る３ｍｍ_p-p を達成することができない（図３（Ａ）参
照）。一方、ｆθ特性は±０．２ｍｍ、色収差補正は８
μｍ／１０ｎｍと要求性能を満たしている（図３
（Ｂ）、（Ｃ）参照）。 【００３１】次に、第４実施例を示す。なお、第４実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。 【００３２】 d₀ 22.7 r₁ -1165.1 d₁ 27.2 n_d1 1.655825 ν_d1 54.1106 r₂ -31.9 d₂ 2.1 n_d2 1.663517 ν_d2 32.5594 r₃ 801.8 d₃ 13.1 r₄ ∞ d₄ 23.7 n_d3 1.744165 ν_d3 44.2829 r₅ -111.0 d₅ 191.0 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -4.5 r₃/r₁ = -0.69 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 16.6 この第４実施例の像面湾曲は２．９ｍｍ_p-p 、ｆθ特性
は±０．１８ｍｍ、色収差補正は７．８μｍ／１０ｎｍ
と要求性能を満たしている（図４参照）。 【００３３】次に、第５実施例を示す。なお、第５実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。 【００３４】 d₀ 22.3 r₁ -1582.5 d₁ 26.5 n_d1 1.656981 ν_d1 53.9421 r₂ -31.6 d₂ 2.8 n_d2 1.664006 ν_d2 32.5239 r₃ 718.8 d₃ 14.0 r₄ ∞ d₄ 23.8 n_d3 1.744000 ν_d3 44.7000 r₅ -111.9 d₅ 190.4 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -4.7 r₃/r₁ = -0.45 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 16.8 この第５実施例の像面湾曲は±３．０ｍｍと要求性能ぎ
りぎりである（図５（Ａ）参照）。一方、ｆθ特性は±
０．１７ｍｍ、色収差補正は８．０μｍ／１０ｎｍと要
求性能を満たしている（図５（Ｂ）、（Ｃ）参照）。 【００３５】次に、第６実施例を示す。なお、第６実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。 【００３６】 d₀ 21.8 r₁ -2783.4 d₁ 26.9 n_d1 1.655773 ν_d1 54.1182 r₂ -31.1 d₂ 2.0 n_d2 1.662037 ν_d2 32.6677 r₃ 642.2 d₃ 15.1 r₄ ∞ d₄ 23.9 n_d3 1.744000 ν_d3 44.7000 r₅ -113.0 d₅ 189.5 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -5.0 r₃/r₁ = -0.23 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 16.7 この第６実施例の像面湾曲は３．２ｍｍ_p-p 以上であり
要求性能を達成することはできない（図６（Ａ）参
照）。一方、ｆθ特性は±０．１８ｍｍ、色収差補正は
８μｍ／１０ｎｍと要求性能を満たしている（図５
（Ｂ）、（Ｃ）参照）。 【００３７】次に、第７実施例を示す。なお、第７実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。 【００３８】 d₀ 20.0 r₁ -2256.9 d₁ 20.6 n_d1 1.723502 ν_d1 45.5647 r₂ -31.8 d₂ 2.0 n_d2 1.748591 ν_d2 29.8450 r₃ 677.1 d₃ 14.6 r₄ ∞ d₄ 24.9 n_d3 1.672143 ν_d3 51.8735 r₅ -94.1 d₅ 193.7 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.48 r₃/r₁ = -0.3 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 18.9 この第７実施例の像面湾曲は１．８ｍｍ_p-p 、ｆθ特性
は±０．２５ｍｍ、色収差補正は７．３μｍ／１０ｎｍ
と良好である（図７参照）。 【００３９】次に、第８実施例を示す。なお、第８実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。 【００４０】 d₀ 20.0 r₁ ∞ d₁ 20.6 n_d1 1.730871 ν_d1 40.1809 r₂ -31.8 d₂ 2.0 n_d2 1.755000 ν_d2 27.6000 r₃ 558.4 d₃ 16.3 r₄ ∞ d₄ 25.8 n_d3 1.675338 ν_d3 51.4689 r₅ -95.8 d₅ 193.3 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.64 r₃/r₁ = 0 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 18.2 この第８実施例のｆθ特性は±０．３ｍｍと要求性能ぎ
りぎりである（図８（Ｂ）参照）。一方、像面湾曲１．
８ｍｍ_p-p 、色収差補正は７．３μｍ／１０ｎｍと良好
である（図８（Ａ）、（Ｃ）参照）。 【００４１】次に、第９実施例を示す。なお、第９実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。 【００４２】 d₀ 20.0 r₁ 1427.0 d₁ 20.2 n_d1 1.708004 ν_d1 47.4641 r₂ -32.5 d₂ 2.0 n_d2 1.732630 ν_d2 28.7284 r₃ 428.1 d₃ 19.0 r₄ ∞ d₄ 27.2 n_d3 1.691805 ν_d3 49.5342 r₅ -100.1 d₅ 192.7 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.92 r₃/r₁ = 0.3 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 19.8 この第９実施例のｆθ特性は±０．４ｍｍであり要求性
能を満たしていない（図９（Ｂ）参照）。一方、像面湾
曲は２．０ｍｍ、色収差補正は７．５μｍ／１０ｎｍと
良好である（図９（Ａ）、（Ｃ）参照）。 【００４３】次に、第１０実施例を示す。なお、第１０
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。 【００４４】 d₀ 20.5 r₁ -230.5 d₁ 31.2 n_d1 1.727983 ν_d1 45.2882 r₂ -27.4 d₂ 3.0 n_d2 1.736058 ν_d2 31.5172 r₃ -2304.7 d₃ 3.8 r₄ ∞ d₄ 20.2 n_d3 1.747156 ν_d3 37.8934 r₅ -96.8 d₅ 201.7 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -2.59 r₃/r₁ = 10.0 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 10.1 この第１０実施例の像面湾曲は２ｍｍ_p-p 以下、ｆθ特
性は±０．２ｍｍ以下、色収差補正は５．７μｍ／１０
ｎｍと良好である（図１０参照）。 【００４５】次に、第１１実施例を示す。なお、第１１
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。 【００４６】 d₀ 20.0 r₁ -222.5 d₁ 26.1 n_d1 1.737265 ν_d1 45.2345 r₂ -26.7 d₂ 3.0 n_d2 1.750216 ν_d2 32.2644 r₃ -1557.8 d₃ 4.5 r₄ ∞ d₄ 19.5 n_d3 1.718872 ν_d3 46.8168 r₅ -91.0 d₅ 200.9 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -2.5 r₃/r₁ = 7.0 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 13.8 この第１１実施例のｆθ特性は±０．３ｍｍと要求性能
ぎりぎりである（図１１（Ｂ）参照）。一方、像面湾曲
は１．７ｍｍ_p-p 、色収差補正は３．４μｍ／１０ｎｍ
と良好である（図１１（Ａ）、（Ｃ）参照）。 【００４７】次に、第１２実施例を示す。なお、第１２
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。 【００４８】 d₀ 20.0 r₁ -218.7 d₁ 25.3 n_d1 1.738166 ν_d1 34.8257 r₂ -26.7 d₂ 3.0 n_d2 1.754358 ν_d2 28.2216 r₃ -1093.6 d₃ 3.3 r₄ ∞ d₄ 20.0 n_d3 1.652561 ν_d3 54.5957 r₅ -82.6 d₅ 200.0 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -2.51 r₃/r₁ = 5 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 16.5 この第１２実施例のｆθ特性は±０．５ｍｍと要求性能
から大幅に外れている（図１２（Ｂ）参照）。一方、像
面湾曲は１．８ｍｍ_p-p 、色収差補正は２．９μｍ／１
０ｎｍと良好である（図１２（Ａ）、（Ｃ）参照）。 【００４９】次に、第１３実施例を示す。なお、第１３
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。 【００５０】 d₀ 20.4 r₁ -321.1 d₁ 29.9 n_d1 1.745251 ν_d1 41.7225 r₂ -26.9 d₂ 3.0 n_d2 1.752228 ν_d2 27.7128 r₃ 8629.4 d₃ 7.1 r₄ ∞ d₄ 20.2 n_d3 1.754699 ν_d3 27.8875 r₅ -101.6 d₅ 198.4 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.0 r₃/r₁ = -26.9 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 7.1 この第１３実施例の像面湾曲は１．５ｍｍ_p-p 以下、ｆ
θ特性は±０．２ｍｍ以下、色収差補正は８．６μｍ／
１０ｎｍと良好である（図１３参照）。 【００５１】次に、第１４実施例を示す。なお、第１４
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。 【００５２】 d₀ 20.0 r₁ -306.2 d₁ 31.4 n_d1 1.746144 ν_d1 39.8325 r₂ -26.5 d₂ 2.0 n_d2 1.752145 ν_d2 27.7162 r₃ 12768.9 d₃ 6.9 r₄ ∞ d₄ 20.1 n_d3 1.755000 ν_d3 27.6000 r₅ -101.0 d₅ 199.0 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -2.9 r₃/r₁ = -41.7 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 6.0 この第１４実施例の色収差補正は１０．６μｍ／１０ｎ
ｍと要求性能から若干外れている（図１４（Ｃ）参
照）。一方、像面湾曲は１．５ｍｍ_p-p 以下、ｆθ特性
は±０．２ｍｍと良好である（図１４（Ａ）、（Ｂ）参
照）。 【００５３】次に、第１５実施例を示す。なお、第１５
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。 【００５４】 d₀ 20.0 r₁ -314.6 d₁ 33.5 n_d1 1.747190 ν_d1 37.8316 r₂ -26.5 d₂ 2.0 n_d2 1.752155 ν_d2 27.7158 r₃ 8524.8 d₃ 6.5 r₄ ∞ d₄ 20.2 n_d3 1.755000 ν_d3 27.6000 r₅ -101.7 d₅ 198.9 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.0 r₃/r₁ = -27.1 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 5.0 この第１５実施例の色収差補正は１３．４μｍ／１０ｎ
ｍと要求性能から大幅に外れている（図１５（Ｃ）参
照）。一方、像面湾曲は１．５ｍｍ_p-p 以下、ｆθ特性
は±０．２ｍｍと良好である（図１５（Ａ）、（Ｂ）参
照）。 【００５５】上記第１実施例〜第１５実施例により、像
面湾曲±１．５ｍｍ以下を満足するf(L₁＋L₂)/ f(L₃)の
範囲、ｆθ特性０．３ｍｍ以下を満足するr₃/r₁ の範囲
及び色収差１μｍ／ｎｍを満足する (ν_d1＋ν_d3)/2-ν
_d2の範囲が以下のようにして決定される。 【００５６】像面湾曲±１．５ｍｍ以下を満足するため
には、第１実施例１〜第３実施例から明らかなように、
f(L₁＋L₂)/ f(L₃)の上限値は−２．３以下でなければな
らない。また、第４実施例４〜第６実施例から明らかな
ように、f(L₁＋L₂)/ f(L₃)の下限値は−４．７以上でな
ければならない。従って、像面湾曲±１．５ｍｍ以内を
満足する範囲は次式（１）で与えられ、この範囲外にな
ると像面湾曲が悪化する。 【００５７】 −４．７≦f(L₁＋L₂)/ f(L₃)≦−２．３・・・・・（１） また、ｆθ特性±０．３ｍｍ以下を満足するためには、
第７実施例〜第１２実施例から明らかなように、ｒ₃/ｒ
₁ は次式（２）の範囲になければならず、この範囲外に
なると、ｆθ特性が悪化する。 【００５８】 ｒ₃/ｒ₁ ≦０ または ｒ₃/ｒ₁ ≧７・・・・・・（２） 更に、色収差１μｍ／ｎｍを満足するためには、第１３
実施例〜第１５実施例から明らかなように、次式（３）
の範囲外になると、色収差補正能力を満足することがで
きない。 【００５９】 (ν_d1＋ν_d3)/2 - ν_d2＞７・・・・・・・・・・（３） このように上記式（１）〜（３）の範囲内にあるｆθレ
ンズ系によれば、走査画角が大きく、かつ、所定の性能
を有する光走査装置を得ることができる。これにより、
光走査装置の小型化を図ることができる。 【００６０】また、上記実施例のｆθレンズ系を構成す
るレンズ枚数は３枚であり、高屈折率・高分散のガラス
は使用していないので、光走査装置のコストの低減を図
ることができる。 【００６１】更に、この発明においては第４面が平面で
あるだけでなく、第１面も平面にすることができるの
で、レンズの加工が容易になるという長所がある。な
お、第１面が平面である例は実施例８で既に示した。次
に、第１６実施例に第３面が平面の例を示す。なお、第
１６実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構
成と同じである。 【００６２】 d₀ 22.0 r₁ -306.4 d₁ 29.0 n_d1 1.740210 ν_d1 44.9980 r₂ -29.8 d₂ 3.0 n_d2 1.752603 ν_d2 27.6974 r₃ ∞ d₃ 6.1 r₄ ∞ d₄ 21.7 n_d3 1.752701 ν_d3 29.9688 r₅ -99.7 d₅ 199.1 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -2.9 r₃/r₁ = -∞ ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 9.8 この第１６実施例の像面湾曲は１．０ｍｍ_p-p 、ｆθ特
性は０．２ｍｍ、色収差補正は８．０μｍ／１０ｎｍと
良好である（図１６参照）。 【００６３】次に、第１７実施例に色収差補正の最適実
施例を示す。なお、第１７実施例の構成は、以下の点を
除き、第１実施例の構成と同じである。 【００６４】 d₀ 23.2 r₁ -320.8 d₁ 27.6 n_d1 1.740685 ν_d1 38.1617 r₂ -30.3 d₂ 3.0 n_d2 1.753360 ν_d2 27.6665 r₃ 177388.4 d₃ 6.5 r₄ ∞ d₄ 21.6 n_d3 1.744234 ν_d3 44.1111 r₅ -99.4 d₅ 198.4 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -2.9 r₃/r₁ = -553.0 ( ν_d1＋ν_d3)/2-ν_d2 = 13.5 この第１７実施例の像面湾曲は１．０ｍｍ_p-p 、ｆθ特
性は±０．２ｍｍと良好であり、特に、色収差補正は２
μｍ／１０ｎｍと非常に良い性能を示している（図１７
参照）。この第１７実施例のｆθレンズ系はビームウエ
ストのビーム径が４０μｍのものにも十分対応すること
が可能である。 【００６５】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、走
査画角を大きくとることができるので、光走査装置を小
型化することができる、という効果を得ることができ
る。 【００６６】また、複数レーザビームの波長の差による
各ビームの被走査面での照射位置のずれを防ぐことがで
きると共に、像面湾曲やｆθ性能も良好にすることがで
きるので、画質を良好なものにすることができる、とい
う効果を得ることができる。 【００６７】更に、高屈折率や高分散のガラスを必要と
しないｆθレンズ系を構成することができるので、光走
査装置のコストの低減を図ることができる、という効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】第１実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。 【図２】第２実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。 【図３】第３実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。 【図４】第４実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。 【図５】第５実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。 【図６】第６実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。 【図７】第７実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。 【図８】第８実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。 【図９】第９実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。 【図１０】第１０実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。 【図１１】第１１実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。 【図１２】第１２実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。 【図１３】第１３実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。 【図１４】第１４実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。 【図１５】第１５実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。 【図１６】第１６実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。 【図１７】第１７実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。 【図１８】第１実施例〜第１７実施例のｆθレンズ系の
断面を示す断面図である。 【図１９】従来の走査光学装置の概略を示す概略斜視図
である。 【図２０】複数のレーザビームの波長に差があった場合
に画質に及ぼす悪影響を説明する概念図である。 【符号の説明】 １０ ｆθレンズ系 １２ 第１レンズ １４ 第２レンズ １６ 第３レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 光入射側から順に、正のパワーを有する
   第１レンズ、負のパワーを有する第２レンズ、平凸で正
   のパワーを有するの第３レンズの３枚のレンズからな
   り、前記第１レンズと前記第２レンズとは貼り合わさ
   れ、更に、以下の関係を満足するｆθレンズ系。 （１） −４．７≦ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）／ｆ（Ｌ₃ ）≦−２．３ （２） ｒ₃ ／ｒ₁ ≦０ 又は ｒ₃ ／ｒ₁ ≧７ （３） ( ν₁ ＋ν₃ ）／２−ν₂ ＞７ ただし、 ν_i ：第ｉレンズのアッベ数 r_i ：光入射側から順に第ｉ番目の面の曲率半径 ｆ（Ｌ₃ ）：第３レンズの焦点距離 ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）：第１レンズと第２レンズとの合成焦
   点距離