JP3392984B2 - 走査レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザープリンター
等の走査光学系に用いられる走査レンズに関し、特に、
高精細な描画が可能な走査レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種の走査光学系に用いら
れる走査レンズとしては、特開平５−５３０７６号公報
に開示されるような３群構成のｆθレンズが知られてい
る。図２３は、この走査光学系の要部を示し、(Ａ)は副
走査方向、(Ｂ)は主走査方向の説明図である。

【０００３】図示せぬ半導体レーザーから発した光束は
コリメートレンズを介して平行光束とされ、シリンドリ
カルレンズ１で副走査方向にのみ収束されてポリゴンミ
ラー２で反射、偏向され、ｆθレンズ３を介して描画面
４上にスポットを形成するよう構成されている。ｆθレ
ンズ３は、負の第１レンズ３ａ、正の第２、第３レンズ
３ｂ，３ｃから構成されている。

【０００４】以下の表１は、上記の公報の実施例２に開
示される走査光学系の具体的構成である。表中、第１、
第２面がシリンドリカルレンズ１、第３面がポリゴンミ
ラー２のミラー面、第４、第５面がｆθレンズの第１レ
ンズ３ａ、第６、第７面が第２レンズ３ｂ、第８，９面
が第３レンズ３ｃを示す。

【０００５】表中の記号ｆはｆθレンズの主走査方向の
焦点距離、Ｋは走査係数、Ｒyは主走査方向の曲率半
径、Ｒzは副走査方向の曲率半径(空欄は回転対称面でＲ
z＝Ｒy)、ｄは面間の光軸上の距離、ｎはレンズの屈折
率である。

【０００６】図２４および図２５は、上記従来例の構成
による走査光学系の諸収差を示し、各図の縦軸Ｙは主走
査方向における像高(単位ｍｍ)を示す。図２４(Ａ)は直
線性(ｆθ特性)誤差を示し、横軸は主走査方向の像点位
置のずれ量(単位ｍｍ)を示す。図２４(Ｂ)は像面湾曲を
示し、破線が主走査方向、実線が副走査方向の焦点位置
を示す。図２４(Ｂ)の横軸は、光軸方向の焦点位置のず
れ量(単位ｍｍ)を示す。

【０００７】図２５(Ａ)は、Ｆナンバーの変化率を示
し、破線が主走査方向、実線が副走査方向の値を示す。
図２５(Ａ)の横軸は光軸上のＦナンバーに対する変化率
(％)を示す。従来例の光軸上でのＦナンバーは、主走査
方向が１：２５．０、副走査方向が１：３５．１であ
る。

【０００８】

【表１】ｆ = 299.66 Ｋ = 300.00 面番号 Ｒy Ｒz ｄ ｎ 1 ∞ 43.410 4.000 1.51072 2 ∞ 96.700 3 ∞ 83.686 4 -236.059 10.000 1.71230 5 ∞ 117.014 3.470 6 -6478.776 17.000 1.51072 7 -192.929 0.600 8 ∞ 20.500 1.76591 9 -225.524 -57.205

【０００９】図２５(Ｂ)は光軸から副走査方向に０．１
２ｍｍ離れた位置を走査する走査線の副走査方向の湾曲
を示す。図２５(Ｂ)の横軸は、湾曲がない理想的な走査
直線からの副走査方向のズレ量(単位ｍｍ)を示す。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の３枚構成の走査レンズでは、図２４(Ｂ)から理解でき
るように、副走査方向の像面湾曲が比較的大きくなるた
め、描画密度を向上させることができないという問題が
ある。

【００１１】走査光学系の描画密度を向上させるために
は、スポット径を小さくする必要があり、そのためには
走査レンズの開口数ＮＡを大きくしてスポットを絞ると
共に、開口数ＮＡを大きくすることにより焦点深度が浅
くなった場合にもスポットが深度内から外れないよう像
面湾曲を小さく抑える必要がある。ところが、従来例で
は、非点収差を完全に補正できないため、副走査方向の
像面湾曲と主走査方向の像面湾曲とを同時に補正するこ
とが困難であった。

【００１２】

【発明の目的】この発明は、上記の課題に鑑みてなされ
たものであり、非点収差を小さく抑えることにより、
主、副走査方向の像面湾曲を小さく抑え、描画密度を向
上させることができる走査レンズの提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の走査レンズは、偏向器により偏向
された光束を被走査面上に結像させる走査レンズにおい
て、偏向器側から順に、少なくとも主走査方向に関して
それぞれ負、正、正、負のパワーを有し、副走査方向に
関してそれぞれ負、正、正、負のパワーを有する第１、
第２、第３、第４レンズが配列して構成され、第１レン
ズの被走査面側の面が、副走査方向に負のパワーを持つ
シリンダー面であり、第３レンズの被走査面側の面が、
副走査方向に回転軸を有して副走査方向に強い正のパワ
ーを有する正のトーリック面であり、第４レンズの主走
査方向の焦点距離をｆ4、走査レンズ全系の主走査方向
の焦点距離をｆとして、以下の条件(１)、 −４．０ ＜ ｆ4／ｆ ＜ −０．８ …(１) を満たすことを特徴とする。より具体的には、第２レン
ズは、両面が球面である両凸レンズであり、第３レンズ
は、偏向器側面が平面の平凸トーリックレンズであり、
第４レンズは、偏向器側の面が負のパワーを負担する回
転対称レンズである（請求項２）。

【００１４】

【実施例】以下、この発明にかかる走査レンズの実施例
を説明する。この発明にかかる走査レンズは、例えば図
１に示されるように、レーザープリンター等の走査光学
系の結像光学系として使用される。図１(Ａ)は副走査断
面、(Ｂ)は主走査断面を示す。

【００１５】半導体レーザー等の図示せぬ光源から発し
てコリメートレンズにより平行光束とされたレーザー光
は、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレン
ズ１を介してポリゴンミラー２に入射し、ポリゴンミラ
ー２で走査、偏向されて走査レンズである４枚構成のｆ
θレンズ５を介して被走査面である描画面４上に結像す
る。

【００１６】シリンドリカルレンズ１は、光源から発す
る光束をポリゴンミラー２のミラー面の近傍で線状に結
像させるために副走査方向の線像形成パワーを有する。
ｆθレンズ５は、副走査方向においてミラー面近傍で線
状に結像された光束を像面上に再結像させる。このよう
にミラー面と像面とをほぼ共役とすることにより、ポリ
ゴンミラー２の面倒れ誤差による走査線ズレを低減させ
ることができる。

【００１７】ｆθレンズ５は、ポリゴンミラー２側から
描画面４側に向けて順に、主走査方向、副走査方向の両
方向に関してそれぞれ負、正、正、負のパワーを有する
第１、第２、第３、第４レンズ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
が配列して構成される。

【００１８】従来の３枚構成に第４レンズ５ｄを付加す
ることにより、負の第１レンズ５ａのシリンドリカル面
と、正の第３レンズ５ｃのトーリック面とのみでは完全
に補正できずに残存する非点収差を、第４レンズ５ｄの
負のパワーによって補正することができる。

【００１９】非点収差が補正されれば、主走査方向と副
走査方向との像面湾曲が小さく抑えられ、従来補正でき
なかった副走査方向の像面湾曲を主走査方向の像面湾曲
と同様に補正することが可能となる。

【００２０】

【実施例１】図１は、実施例１にかかるｆθレンズを適
用した走査光学系の要部である。実施例１，２では、走
査レンズ５の各レンズの構成は以下の通りである。

【００２１】第１レンズ５ａは、ポリゴンミラー２側が
負のパワーを持つ球面、描画面４側が副走査方向にのみ
負のパワーを持つシリンダー面である負レンズであり、
主走査方向に比較的弱い負のパワーを有すると共に、副
走査方向に比較的強い負のパワーを有する。

【００２２】第２レンズ５ｂは、両面が球面である両凸
レンズであり、主走査、副走査両方向に等しい正のパワ
ーを有する。

【００２３】第３レンズ５ｃは、ポリゴンミラー２側が
平面、描画面４側が副走査方向に回転軸を有して副走査
方向に強い正のパワーを有する正のトーリック面である
平凸トーリックレンズであり、主走査方向に比較的弱い
正のパワーを有すると共に、副走査方向に比較的強い正
のパワーを有する。

【００２４】第４レンズ５ｄは、両面が球面であり、偏
向器側の面が強い負のパワーを有し、描画面４側の面が
弱い正のパワー持つ負メニスカスレンズである。第４レ
ンズ５ｄは、第１レンズ５ａの負シリンドリカル面と、
第３レンズ５ｃの正トーリック面とのみでは完全に補正
できずに残存する非点収差を補正する作用を持つ。

【００２５】また、実施例１，２のｆθレンズ５は、第
４レンズ５ｄの主走査方向の焦点距離をｆ4、走査レン
ズ全系の主走査方向の焦点距離をｆとして、以下の条件
を満たす。 −４．０ ＜ ｆ4／ｆ ＜ −０．８ …(１)

【００２６】この条件式(１)を満たすことにより、副走
査方向の像面湾曲を小さく抑えつつ、直線性(ｆθ特性)
誤差を良好に補正することができる。条件式の下限を下
回る場合には、副走査方向の像面湾曲が補正不足とな
り、中心部と周辺部との像面湾曲がオーバーとなる。上
限を越える場合には、直線性(ｆθ特性)誤差が大きくな
り、描画面上のスポットの走査速度が像高によって大き
く変化する。

【００２７】実施例１の走査レンズの具体的構成は表２
に示される。表中、第１、第２面がシリンドリカルレン
ズ１、第３面がポリゴンミラー２のミラー面、第４、第
５面がｆθレンズ５の第１レンズ５ａ、第６、第７面が
第２レンズ５ｂ、第８，９面が第３レンズ５ｃ、第１
０，１１面が第４レンズ５ｄを示す。図２は、実施例１
の構成による走査光学系の(Ａ)直線性誤差と(Ｂ)像面湾
曲とを示す。図中の座標軸の定義は、図２４と同一であ
る。

【００２８】

【表２】ｆ = 299.426 Ｋ = 300.00 面番号 Ry Rz d n 1 ∞ 43.410 4.000 1.51072 2 ∞ 84.910 3 ∞ 88.691 4 -315.701 10.000 1.51072 5 ∞ 49.756 11.512 6 1457.787 30.000 1.78569 7 -173.553 4.170 8 ∞ 16.456 1.71230 9 -368.726 -53.605 14.348 10 -188.363 10.000 1.51072 11 -2070.923 268.128

【００２９】

【実施例２】図３は、実施例２にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査断面、
(Ｂ)が主走査断面を示す。面番号とレンズの対応等は実
施例１と同一である。実施例２の具体的な数値構成は、
表３に示される。図４は、実施例２の構成による走査光
学系の(Ａ)直線性誤差と(Ｂ)像面湾曲とを示す。

【００３０】

【表３】ｆ = 299.659 Ｋ = 300.00 面番号 Ry Rz d n 1 ∞ 43.410 4.000 1.51072 2 ∞ 84.910 3 ∞ 95.000 4 -321.842 10.354 1.54024 5 ∞ 59.465 6.215 6 2240.506 30.000 1.74411 7 -192.939 3.903 8 ∞ 20.738 1.71230 9 -266.583 -52.260 8.900 10 -210.712 10.000 1.51072 11 -1686.786 279.789

【００３１】

【実施例３】前述した従来の走査レンズは、図２５(Ｂ)
に示されるように、光軸上を通らない軸外の走査線の副
走査方向湾曲が大きい。したがって、副走査方向に離間
する複数のビームを走査させて１走査で複数の走査線を
形成する、いわゆるマルチビームの走査光学系に用いた
場合、軸外を走査する走査線が湾曲し、精密な描画がで
きない。

【００３２】実施例３〜８は、マルチビームの走査光学
系に用いた場合にも軸外の走査線の副走査方向の湾曲が
小さい走査レンズを提供することをも目的として設計さ
れている。

【００３３】図５は、実施例３にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査断面、
(Ｂ)が主走査断面を示す。実施例３〜８では、走査レン
ズ５の構成は以下の通りである。

【００３４】第１レンズ５ａは、ポリゴンミラー２側が
負のパワーを持つ球面、描画面４側が副走査方向にのみ
負のパワーを持つシリンダー面である負レンズであり、
主走査方向に比較的弱い負のパワーを有すると共に、副
走査方向に比較的強い負のパワーを有する。

【００３５】第２レンズ５ｂは、ポリゴンミラー２側が
凸の球面、描画面４側が副走査方向に回転軸を有して副
走査方向に強い正のパワーを有する正のトーリック面で
あるレンズであり、主走査方向に比較的弱い正のパワー
を有すると共に、副走査両方向に比較的強い正のパワー
を有する。

【００３６】第３レンズ５ｃは、描画側が凸の球面であ
り、主走査、副走査方向に等しい正のパワーを有するレ
ンズである。第３レンズ５ｃは、実施例３および４にお
いては、ポリゴンミラー２側が平面の平凸レンズ、実施
例５、７および８においては、ポリゴンミラー２側が負
のパワーを持つ正メニスカスレンズ、実施例６において
は、ポリゴンミラー２側が正のパワーを持つ正レンズで
ある。

【００３７】第４レンズ５ｄは、両面が球面であり、偏
向器側の面が強い負のパワーを有し、実施例３〜５、７
および８においては描画面４側の面が弱い正のパワーを
持つ負のメニスカスレンズ、実施例６においては描画面
４側が負のパワーを持つ両凹レンズである。第４レンズ
５ｄは、第１レンズ５ａの負シリンドリカル面と、第２
レンズ５ｂの正トーリック面とのみでは完全に補正でき
ず残存する非点収差を補正する。

【００３８】なお、マルチビームの走査光学系として用
いる場合には、多点発光半導体レーザーを用い、あるい
は複数の半導体レーザーからの光束をプリズム、ミラー
等を用いて合成することにより、副走査方向に離間する
複数のレーザー光をシリンドリカルレンズ１に入射させ
る。

【００３９】実施例３〜８のｆθレンズ５は、第４レン
ズ５ｄの主走査方向の焦点距離をｆ4、ｆθレンズ５全
系の主走査方向の焦点距離をｆ、第１レンズおよび第２
レンズの副走査方向の焦点距離をそれぞれｆ1z，ｆ2zと
して、以下の条件(２)，(３)を満たす。

【００４０】

【数１】 −２．０ ＜ ｆ4／ｆ ＜ −０．８ …(２) −３．０ ＜ ｆ1z／ｆ2z ＜ −１．５ …(３)

【００４１】条件(２)は、条件(１)の範囲の下限を引き
上げて限定したものである。この条件は、マルチビーム
での使用を可能とするため、副走査方向の像面湾曲と、
直線性(ｆθ特性)誤差とを実施例１，２よりさらに良好
に補正するための条件である。条件(２)の下限を下回る
場合には、像高が高い位置での副走査方向の像面湾曲が
補正不足となる。上限を越える場合には、像面湾曲が補
正過剰になると共に、直線性(ｆθ特性)誤差が大きくな
り、描画面上のスポットの走査速度が像高によって大き
く変化する。

【００４２】条件(３)は、光軸に対して副走査方向に離
れた位置を走査する走査線の副走査方向の湾曲を抑え、
マルチビームでの使用に適した性能を得るための条件で
ある。条件(３)の下限を下回る場合には、光軸から副走
査方向に離れた位置を走査する軸外の走査線が、光軸上
を通る主走査方向の直線に対して像高が高くなるにした
がって離れる方向に湾曲する。上限を越える場合には、
光軸から副走査方向に離れた位置を走査する走査線が、
光軸上を通る主走査方向の直線に対して像高が高くなる
にしたがって近付く方向に湾曲する。

【００４３】実施例３の具体的構成は表４に示される。
表中の面番号とレンズとの関係は実施例１と同一であ
る。

【００４４】図６および図７は、実施例３の構成による
走査光学系の諸収差を示し、図６(Ａ)は直線性誤差、図
６(Ｂ)は像面湾曲、図７(Ａ)はＦナンバーの変化率、図
７(Ｂ)は光軸から副走査方向に０．１２ｍｍ離れた位置
を走査する走査線の湾曲をそれぞれ示す。図中の座標
軸、記号の定義は図２４、図２５と同一である。

【００４５】

【表４】ｆ = 299.359 Ｋ = 300.00 面番号 Ry Rz d n 1 ∞ 43.410 4.000 1.51072 2 ∞ 84.910 3 ∞ 79.758 4 -327.885 10.000 1.60910 5 ∞ 105.195 12.543 6 1570.697 30.000 1.78569 7 -182.065 -53.548 7.623 8 ∞ 25.000 1.71230 9 -246.756 10.048 10 -192.362 10.000 1.60910 11 -2753.858 270.993

【００４６】

【実施例４】図８は、実施例４にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査方向、
(Ｂ)が主走査方向の説明図である。実施例４の具体的な
数値構成は、表５に示される。

【００４７】図９および図１０は、実施例４の構成によ
る走査光学系の諸収差を示し、図９(Ａ)は直線性誤差、
図９(Ｂ)は像面湾曲、図１０(Ａ)はＦナンバーの変化
率、図１０(Ｂ)は光軸から副走査方向に０．１２ｍｍ離
れた位置を走査する走査線の湾曲をそれぞれ示す。

【００４８】

【表５】ｆ = 349.743 Ｋ = 350.00 面番号 Ry Rz d n 1 ∞ 43.410 4.000 1.51072 2 ∞ 84.910 3 ∞ 98.930 4 -390.375 12.000 1.60910 5 ∞ 122.800 16.728 6 1914.833 30.000 1.78569 7 -215.086 -63.380 6.416 8 ∞ 23.423 1.71230 9 -294.136 10.000 10 -228.682 10.000 1.60910 11 -2386.269 326.732

【００４９】

【実施例５】図１１は、実施例５にかかる走査レンズを
適用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査方向、
(Ｂ)が主走査方向の説明図である。実施例５の具体的な
数値構成は、表６に示される。

【００５０】図１２および図１３は、実施例５の構成に
よる走査光学系の諸収差を示し、図１２(Ａ)は直線性誤
差、図１２(Ｂ)は像面湾曲、図１３(Ａ)はＦナンバーの
変化率、図１３(Ｂ)は光軸から副走査方向に０．１２ｍ
ｍ離れた位置を走査する走査線の湾曲をそれぞれ示す。

【００５１】

【表６】ｆ = 299.359 Ｋ = 300.00 面番号 Ry Rz d n 1 ∞ 43.410 4.000 1.51072 2 ∞ 84.910 3 ∞ 86.355 4 -347.664 10.000 1.60910 5 ∞ 102.337 9.247 6 1209.936 19.344 1.78569 7 -207.001 -51.202 76.312 8 -1619.302 21.858 1.71230 9 -246.758 11.674 10 -197.334 10.000 1.60910 11 -527.029 214.799

【００５２】

【実施例６】図１４は、実施例６にかかる走査レンズを
適用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査方向、
(Ｂ)が主走査方向の説明図である。実施例２の具体的な
数値構成は、表７に示される。

【００５３】図１５および図１６は、実施例６の構成に
よる走査光学系の諸収差を示し、図１５(Ａ)は直線性誤
差、図１５(Ｂ)は像面湾曲、図１６(Ａ)はＦナンバーの
変化率、図１６(Ｂ)は光軸から副走査方向に０．１２ｍ
ｍ離れた位置を走査する走査線の湾曲をそれぞれ示す。

【００５４】

【表７】ｆ = 299.143 Ｋ = 300.00 面番号 Ry Rz d n 1 ∞ 43.410 4.000 1.51072 2 ∞ 84.910 3 ∞ 63.746 4 -252.413 25.146 1.60910 5 ∞ 105.423 13.288 6 1695.298 20.000 1.78569 7 -167.625 -50.191 1.000 8 3580.931 20.000 1.71230 9 -213.870 9.957 10 -172.458 10.000 1.60910 11 5670.706 286.582

【００５５】

【実施例７】図１７は、実施例７にかかる走査レンズを
適用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査方向、
(Ｂ)が主走査方向の説明図である。実施例７の具体的な
数値構成は、表８に示される。

【００５６】図１８および図１９は、実施例７の構成に
よる走査光学系の諸収差を示し、図１８(Ａ)は直線性誤
差、図１８(Ｂ)は像面湾曲、図１９(Ａ)はＦナンバーの
変化率、図１９(Ｂ)は光軸から副走査方向に０．１２ｍ
ｍ離れた位置を走査する走査線の湾曲をそれぞれ示す。

【００５７】

【表８】ｆ = 299.448 Ｋ = 300.00 面番号 Ry Rz d n 1 ∞ 43.410 4.000 1.51072 2 ∞ 84.910 3 ∞ 102.408 4 -498.274 10.000 1.60910 5 ∞ 183.500 4.000 6 1665.304 30.000 1.78569 7 -198.999 -59.250 1.000 8 -1047.253 25.000 1.71230 9 -256.165 10.607 10 -197.994 10.000 1.60910 11 -654.104 274.942

【００５８】

【実施例８】図２０は、実施例８にかかる走査レンズを
適用した走査光学系の要部を示し、(Ａ)が副走査方向、
(Ｂ)が主走査方向の説明図である。実施例８の具体的な
数値構成は、表９に示される。

【００５９】図２１および図２２は、実施例８の構成に
よる走査光学系の諸収差を示し、図２１(Ａ)は直線性誤
差、図２１(Ｂ)は像面湾曲、図２２(Ａ)はＦナンバーの
変化率、図２２(Ｂ)は光軸から副走査方向に０．１２ｍ
ｍ離れた位置を走査する走査線の湾曲をそれぞれ示す。

【００６０】

【表９】ｆ = 299.364 Ｋ = 300.00 面番号 Ry Rz d n 1 ∞ 43.410 4.000 1.51072 2 ∞ 84.910 3 ∞ 73.530 4 -368.531 10.000 1.60910 5 ∞ 69.000 16.966 6 1485.554 30.000 1.78569 7 -182.549 -50.460 10.457 8 -3109.313 25.000 1.71230 9 -248.193 11.105 10 -188.935 10.000 1.60910 11 -2089.608 265.863

【００６１】実施例１〜８における前記の条件(１)(２)
(３)の値は、以下の表１０に示す通りである。

【００６２】

【表１０】

【００６３】図２、図４。図６、図９、図１２、図１
５、図１８、図２１から理解できるように、いずれの実
施例においても±１６０ｍｍというＡ３サイズの原稿を
カバーできる広い走査幅に亙り、直線性誤差を小さく抑
えつつ、主走査、副走査両方向の像面湾曲を小さく抑え
ることができる。特に、副走査方向の像面湾曲は、図２
４(Ｂ)に示した従来例と比較すると理解できるように、
従来よりきわめて小さく抑えることが可能となる。

【００６４】実施例のｆθレンズ５は、像面湾曲が小さ
いため、開口数ＮＡを大きくして焦点深度が浅くなった
としてもスポットを深度内に収めることができる。した
がって、開口数ＮＡを大きくしてスポットを小さく絞る
ことができ、描画密度を向上させることにより従来に比
べ高精細な描画が可能となり、具体的には、Ａ３版の描
画面に対し、１２００ｄｐｉ程度の解像度を得ることが
可能となる。

【００６５】また、図７(Ａ)、図１０(Ａ)、図１３
(Ａ)、図１６(Ａ)、図１９(Ａ)、図２２(Ａ)に示される
ように、実施例３〜８ではＦナンバーの変化率を比較的
小さく抑えることができるため、描画面４上でのビーム
径を像高によらず一定に保つことができる。

【００６６】さらに、図７(Ｂ)、図１０(Ｂ)、図１３
(Ｂ)、図１６(Ｂ)、図１９(Ｂ)、図２２(Ｂ)に示される
ように、実施例３〜８では光軸から副走査方向に離れた
位置を走査する軸外の走査線の副走査方向の湾曲を抑え
ることができるため、マルチビームの装置に用いた場合
にも、軸上、軸外の走査線間の平行度を保つことがで
き、正確な描画が可能となる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、広い走査幅にわたり直線性誤差を小さく抑えつつ、
主走査方向と副走査方向との像面湾曲を小さく抑えた走
査レンズを提供することができる。したがって、この発
明の走査レンズを用いることにより、走査光学系の描画
密度を向上させ、より高精細の描画を可能とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)が
副走査断面の説明図、(Ｂ)が主走査断面の説明図であ
る。

【図２】 実施例１の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
は直線性誤差、(Ｂ)は像面湾曲を示す。

【図３】 この発明の実施例２にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)が
副走査断面の説明図、(Ｂ)が主走査断面の説明図であ
る。

【図４】 実施例２の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
は直線性誤差、(Ｂ)は像面湾曲を示す。

【図５】 この発明の実施例３にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)が
副走査方向の説明図、(Ｂ)が主走査方向の説明図であ
る。

【図６】 実施例３の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
は直線性誤差、(Ｂ)は像面湾曲を示す。

【図７】 実施例３の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
はＦナンバーの変化率、(Ｂ)は軸外の走査線の副走査方
向の湾曲を示す。

【図８】 この発明の実施例４にかかる走査レンズを適
用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)が
副走査方向の説明図、(Ｂ)が主走査方向の説明図であ
る。

【図９】 実施例４の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
は直線性誤差、(Ｂ)は像面湾曲を示す。

【図１０】 実施例４の走査光学系の収差図であり、
(Ａ)はＦナンバーの変化率、(Ｂ)は軸外の走査線の副走
査方向の湾曲を示す。

【図１１】 この発明の実施例５にかかる走査レンズを
適用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)
が副走査方向の説明図、(Ｂ)が主走査方向の説明図であ
る。

【図１２】 実施例５の走査光学系の収差図であり、
(Ａ)は直線性誤差、(Ｂ)は像面湾曲を示す。

【図１３】 実施例５の走査光学系の収差図であり、
(Ａ)はＦナンバーの変化率、(Ｂ)は軸外の走査線の副走
査方向の湾曲を示す。

【図１４】 この発明の実施例６にかかる走査レンズを
適用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)
が副走査方向の説明図、(Ｂ)が主走査方向の説明図であ
る。

【図１５】 実施例６の走査光学系の収差図であり、
(Ａ)は直線性誤差、(Ｂ)は像面湾曲を示す。

【図１６】 実施例６の走査光学系の収差図であり、
(Ａ)はＦナンバーの変化率、(Ｂ)は軸外の走査線の副走
査方向の湾曲を示す。

【図１７】 この発明の実施例７にかかる走査レンズを
適用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)
が副走査方向の説明図、(Ｂ)が主走査方向の説明図であ
る。

【図１８】 実施例７の走査光学系の収差図であり、
(Ａ)は直線性誤差、(Ｂ)は像面湾曲を示す。

【図１９】 実施例７の走査光学系の収差図であり、
(Ａ)はＦナンバーの変化率、(Ｂ)は軸外の走査線の副走
査方向の湾曲を示す。

【図２０】 この発明の実施例８にかかる走査レンズを
適用した走査光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)
が副走査方向の説明図、(Ｂ)が主走査方向の説明図であ
る。

【図２１】 実施例８の走査光学系の収差図であり、
(Ａ)は直線性誤差、(Ｂ)は像面湾曲を示す。

【図２２】 実施例８の走査光学系の収差図であり、
(Ａ)はＦナンバーの変化率、(Ｂ)は軸外の走査線の副走
査方向の湾曲を示す。

【図２３】 従来例にかかる走査レンズを適用した走査
光学系の要部を示すレンズ図であり、(Ａ)が副走査方向
の説明図、(Ｂ)が主走査方向の説明図である。

【図２４】 従来例の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
は直線性誤差、(Ｂ)は像面湾曲を示す。

【図２５】 従来例の走査光学系の収差図であり、(Ａ)
はＦナンバーの変化率、(Ｂ)は軸外の走査線の副走査方
向の湾曲を示す。

【符号の説明】

１ シリンドリカルレンズ ２ ポリゴンミラー ４ 描画面 ５ ｆθレンズ(走査レンズ) ５ａ 第１レンズ ５ｂ 第２レンズ ５ｃ 第３レンズ ５ｄ 第４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 G02B 26/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏向器により偏向された光束を被走査面
   上に結像させる走査レンズにおいて、 前記偏向器側から順に、少なくとも主走査方向に関して
   それぞれ負、正、正、負のパワーを有し、副走査方向に
   関してそれぞれ負、正、正、負のパワーを有する第１、
   第２、第３、第４レンズが配列して構成され、 前記第１レンズの前記被走査面側の面が、副走査方向に
   負のパワーを持つシリンダー面であり、 前記第３レンズの被走査面側の面が、副走査方向に回転
   軸を有して副走査方向に強い正のパワーを有する正のト
   ーリック面であり、 前記第４レンズの主走査方向の焦点距離をｆ4、走査レ
   ンズ全系の主走査方向の焦点距離をｆとして、以下の条
   件(１)、 −４．０ ＜ ｆ4／ｆ ＜ −０．８ …(１) を満たすことを特徴とする走査レンズ。
2. 【請求項２】 前記第２レンズは、両面が球面である両
   凸レンズであり、 前記第３レンズは、前記偏向器側面が平面の平凸トーリ
   ックレンズであり、 前記第４レンズは、前記偏向器側の面が負のパワーを負
   担する回転対称レンズであることを特徴とする請求項１
   に記載の走査レンズ。
3. 【請求項３】 偏向器により偏向された光束を被走査面
   上に結像させる走査レンズにおいて、 前記偏向器側から順に、少なくとも主走査方向に関して
   それぞれ負、正、正、負のパワーを有し、副走査方向に
   関してそれぞれ負、正、正、負のパワーを有する第１、
   第２、第３、第４レンズが配列して構成され、 前記第１レンズの前記被走査面側の面が、副走査方向に
   負のパワーを持つシリンダー面であり、 前記第２レンズの被走査面側の面が、副走査方向に回転
   軸を有して副走査方向に強い正のパワーを有する正のト
   ーリック面であり、 前記第４レンズの主走査方向の焦点距離をｆ4、走査レ
   ンズ全系の主走査方向の焦点距離をｆとして、以下の条
   件(２)、 −２．０ ＜ ｆ4／ｆ ＜ −０．８ …(２) を満たすことを特徴とする走査レンズ。
4. 【請求項４】 前記第３レンズは、前記偏向器側面が平
   面、前記被走査面側の面が球面である平凸レンズであ
   り、 前記第４レンズは、前記偏向器側の面が負のパワーを負
   担する回転対称レンズであることを特徴とする請求項３
   に記載の走査レンズ。
5. 【請求項５】 前記第１レンズおよび前記第２レンズの
   副走査方向の焦点距離をそれぞれｆ1z，ｆ2zとして、以
   下の条件(３)、 −３．０ ＜ ｆ1z／ｆ2z ＜ −１．５ …(３) を満たすことを特徴とする請求項３または４に記載の走
   査レンズ。
6. 【請求項６】 前記第２レンズは、前記偏向器側面が該
   偏向器側に凸となる球面であることを特徴とする請求項
   ３から請求項５のいずれかに記載の走査レンズ。