JP3423696B2

JP3423696B2 - 光学素子及びそれを用いた走査光学装置

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Publication number: JP3423696B2
Application number: JP2001029617A
Authority: JP
Inventors: 加藤　　学
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2003-07-07
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JP2001290094A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学素子及びそれを
用いた走査光学装置に関し、特に光源手段から光変調さ
れ出射した光束を回転多面鏡等より成る光偏向器で偏向
反射させた後、ｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレン
ズ）を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録す
るようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザ
ビームプリンター（ＬＢＰ）やデジタル複写機等の装置
に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザビームプリンター等の走
査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から光
変調され出射した光束を、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、ｆ
θ特性を有する結像光学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集束させ、その面上
を光走査して画像記録を行っている。

【０００３】図５は従来の走査光学装置の要部概略図で
ある。

【０００４】同図において光源手段１１から出射した発
散光束はコリメーターレンズ１２により略平行光とさ
れ、絞り１３によって該光束（光量）を制限して副走査
方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ
１４に入射している。シリンドリカルレンズ１４に入射
した平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま平
行光束の状態で射出する。また副走査断面内においては
集束して回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向
器１５の偏向面（反射面）１５ａにほぼ線像として結像
している。

【０００５】そして光偏向器１５の偏向面１５ａで偏向
反射された光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレ
ンズ）１６を介して被走査面としての感光ドラム１８面
上に導光し、該光偏向器１５を矢印Ａ方向に回転させる
ことによって該感光ドラム１８面上を主走査方向に光走
査して画像情報の記録を行なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６は従来の走査光学
装置の光偏向器から被走査面までの副走査方向（ｆθレ
ンズの光軸を含み主走査方向と垂直な方向）の要部断面
図である。

【０００７】同図において光偏向器１５の偏向面１５ａ
と被走査面としての感光ドラム面１８とはｆθレンズ１
６に関してそれぞれ光学的に略共役関係になっており、
これにより偏向面が副走査断面において傾いても、所謂
面倒れがあっても光ビームが感光ドラム面上の同一走査
線上に結像するようにして、光偏向器の面倒れの補正を
行なっている。

【０００８】従来、このような走査光学装置の設計にあ
たっては、例えば特開昭 61-190312号公報で提案されて
いるように、副走査方向のガウス像面（近軸像面）は光
学系の球面収差を考慮し、前記ガウス像面を被走査面の
後方（被走査面より光偏向器と反対側）に置くように
し、これによりベスト像面（波面収差が最小となる面）
が被走査面上になるよう設計を行っていた。つまり光学
系の配置、面の曲率、材質の屈折率の厚み等から算出さ
れる焦点距離が実測の焦点距離より長くなるように設計
を行なっていた。

【０００９】ここで図６において実線ａはベスト像面８
１に向かう光束、破線ｂはガウス像面８２に向かう光束
を示している。尚、本明細書中においてガウス像面と
は、物体面位置（光源手段の位置）、レンズ面の曲率、
レンズの屈折率、レンズの厚み、レンズ面の位置等によ
り算出される像面をいう。

【００１０】しかしながら近年のｆθレンズはプラスチ
ック成型によるものが多く、光学収差だけでなく成型時
に生じるレンズの内部歪も考慮した設計が求められてい
る。

【００１１】ところで上述した内部歪が発生しないよう
にレンズを成型する為には、型の中のレンズ材料を長時
間かけてゆっくり冷却することも考えられる。しかしな
がら、この場合にはタクトタイムが長くなり、レンズの
生産性が悪くなるという問題点がある。

【００１２】本発明の第１の目的は光学素子のレンズ面
の曲率、材質の屈折率、光軸方向の厚みから算出される
焦点距離が実測の焦点距離より短くなるよう構成するこ
とにより、該光学素子のプラスチック成型時に生じる内
部歪（特に屈折率勾配）による像面移動を良好に補正す
ることのできる光学素子の提供にある。

【００１３】本発明の第２の目的はｆθレンズの副走査
方向のレンズ面形状を適切に設定し、レンズ面の曲率、
材質の屈折率、光軸方向の厚みによって算出される副走
査方向のガウス像面を被走査面より光偏向器側におくこ
とにより、該ｆθレンズのプラスチック成型時に生じる
内部歪（特に屈折率勾配）による副走査方向の像面移動
を補正し、波面収差の最小となるベスト像面を被走査面
上に配することができる走査光学装置（レーザビームプ
リンタ装置）の提供にある。

【００１４】又、この様な方法でｆθレンズに内部歪の
生じ易い、例えばレンズ高さを中心肉厚より短くしタク
トタイムを短縮したプラスチック成型等においても、像
面移動や湾曲等の少ない高精細に適した走査光学装置の
提供にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の走査光
学装置は、光源手段から出射した光束を偏向手段に導く
第１の光学素子と、該偏向手段で偏向された光束を被走
査面上にスポット状に結像させる第２の光学素子と、を
具備した走査光学装置において、該走査光学装置の副走
査方向のガウス像面は、該被走査面より該偏向手段側に
あり、該副走査方向のガウス像面と該被走査面との差
は、該第２の光学素子の中心部で最も大きく周辺部に向
かうに従い小さいことを特徴としている。

【００１６】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記副走査方向のガウス像面は前記光源手段の位
置、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子の面の位
置、面の曲率、材質の屈折率、光軸方向の厚みから算出
されることを特徴としている。

【００１７】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記第２の光学素子はその面の曲率、材質の屈折
率、光軸方向の厚みから算出される前記副走査方向の焦
点距離が実測の前記副走査方向の焦点距離より短くなる
ように内部の屈折率分布が形成されていることを特徴と
している。

【００１８】請求項４の発明は請求項１の発明におい
て、前記第２の光学素子は前記主走査方向と前記副走査
方向とで異なる曲率を持ち、該主走査方向に長尺である
ことを特徴としている。

【００１９】請求項５の発明は請求項１の発明におい
て、前記第２の光学素子はプラスチック成型により製作
されていることを特徴としている。

【００２０】請求項６の発明は請求項１の発明におい
て、前記第２の光学素子は単レンズにより構成されてい
ることを特徴としている。

【００２１】請求項７の発明は請求項１の発明におい
て、前記第２の光学素子の中心肉厚をｄ、前記副走査方
向の高さをｈとしたとき、ｄ＞ｈなる条件を満足するこ
とを特徴としている。

【００２２】請求項８の発明は請求項１から７のいずれ
か１項の発明において、前記第２の光学素子は算出され
る焦点距離が実測の焦点距離よりも０．３％以上短いこ
とを特徴としている。

【００２３】請求項９の発明のレーザビームプリンタ装
置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の走査光学装
置を具備したことを特徴としている。

【００２４】請求項１０の発明の走査光学装置は、光源
手段から出射した光束を偏向手段に導く第１の光学素子
と、該偏向手段で偏向された光束を被走査面上にスポッ
ト状に結像させる第２の光学素子と、を具備した走査光
学装置において、該走査光学装置の副走査方向のガウス
像面は、波面収差が最小となる像面より該偏向手段側に
あり、該副走査方向のガウス像面と該波面収差が最小と
なる像面との差は、該第２の光学素子の中心部に比べ周
辺部で小さいことを特徴としている。

【００２５】請求項１１の発明は請求項１０の発明にお
いて、該走査光学装置の副走査方向のガウス像面は、波
面収差が最小となる像面より１ｍｍより大きく該偏向手
段側にあることを特徴としている。

【００２６】請求項１２の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記副走査方向のガウス像面は前記光源手段の位
置、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子の面の位
置、面の曲率、材質の屈折率、光軸方向の厚みから算出
されることを特徴としている。

【００２７】請求項１３の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記第２の光学素子はその面の曲率、材質の屈折
率、光軸方向の厚みから算出される前記副走査方向の焦
点距離が実測の前記副走査方向の焦点距離より短くなる
ように内部の屈折率分布が形成されていることを特徴と
している。

【００２８】請求項１４の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記第２の光学素子は前記主走査方向と前記副走
査方向とで異なる曲率を持ち、該主走査方向に長尺であ
ることを特徴としている。

【００２９】請求項１５の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記第２の光学素子はプラスチック成型により製
作されていることを特徴としている。

【００３０】請求項１６の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記第２の光学素子は単レンズにより構成されて
いることを特徴としている。

【００３１】請求項１７の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記第２の光学素子の中心肉厚をｄ、前記副走査
方向の高さをｈとしたとき、ｄ＞ｈなる条件を満足することを特徴としている。

【００３２】請求項１８の発明は請求項１０から１７の
いずれか１項の発明において、前記第２の光学素子は算
出される焦点距離が実測の焦点距離よりも０．３％以上
短いことを特徴としている。

【００３３】請求項１９の発明のレーザビームプリンタ
装置は、請求項１０〜１８のいずれか１項に記載の走査
光学装置を具備したことを特徴としている。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１のレー
ザビームプリンタ装置に用いられる走査光学装置の主走
査方向の要部断面図である。

【００３５】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１−１の光学素
子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（光ビーム）を収束光束に変換して
いる。３は開口絞りであり、通過光束（光量）を制限し
ている。

【００３６】４は第１−２の光学素子としてのシリンド
リカルレンズであり、図１の紙面に垂直な副走査方向に
のみ所定の屈折力を有しており、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の偏向面にほぼ線
像として結像させている。ここでコリメーターレンズ２
とシリンドリカルレンズ４とより第１の光学素子を構成
している。

【００３７】５は偏向素子としての、例えばポリゴンミ
ラー（回転多面鏡）より成る光偏向器であり、モーター
等の駆動手段（不図示）により矢印Ａ方向に一定速度で
回転している。

【００３８】６は第２の光学素子としてのｆθ特性を有
する１枚のレンズより成るｆθレンズ（結像光学系）で
あり、後述するレンズ形状より成り、光偏向器５によっ
て偏向反射された画像情報に基づく光束を被走査面とし
ての記録媒体である感光ドラム面８上に結像させ、かつ
該光偏向器５の偏向面の面倒れを補正している。又後述
するようにｆθレンズ６は内部に屈折率勾配が生じてい
る。

【００３９】本実施形態におけるｆθレンズ６は成型タ
クトタイムを短縮する為、レンズの中心肉厚（ｄ）１１
ｍｍ、レンズ高さ（ｈ）９．６ｍｍから成るプラスチッ
ク成型により製作しており、該ｆθレンズ６のレンズ面
の曲率、材質の屈折率、光軸方向の厚みから算出される
副走査方向（子線方向）の焦点距離を後述する方法によ
り実測の焦点距離より短くし、副走査方向のガウス像面
が感光ドラム面８より光偏向器５側にくるように構成し
ている。

【００４０】このようにｆθレンズ６はレンズの中心肉
厚をｄ、光軸を含み主走査断面に垂直な副走査断面内に
おけるレンズの高さをｈとしたとき、ｄ＞ｈなる条件を満足させている。

【００４１】本実施形態において半導体レーザー１より
出射した発散光束はコリメーターレンズ２により収束光
束に変換され、開口絞り３によって該光束（光量）を制
限して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。又副走査断面におい
ては集束して光偏向器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で偏向反射された光束は主走査方向
と副走査方向とで異なる屈折力を有するｆθレンズ６を
介して感光ドラム面８上に導光され、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８上
を矢印Ｂ方向に光走査している。これにより画像記録を
行なっている。

【００４２】本実施形態ではｆθレンズ６のレンズ形状
を主走査方向は１０次までの関数で表わせる非球面形状
とし、副走査方向は像高方向に連続的に変化する球面よ
り構成している。そのレンズ形状は例えばｆθレンズ６
と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断
面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内に
おいて光軸と直交する軸をＺ軸としたとき、主走査方向
と対応する母線方向が、

【００４３】

【数１】

【００４４】但し、Ｒは曲率半径、Ｋ、Ｂ₄、Ｂ₆、
Ｂ₈、Ｂ₁₀は非球面係数なる式で表わされるものであ
り、又副走査方向（光軸を含む主走査方向に対して直交
する方向）と対応する子線方向が、

【００４５】

【数２】

【００４６】但し、ｒは光軸上の子線曲率半径、Ｄ₂、
Ｄ₄、Ｄ₆、Ｄ₈，Ｄ₁₀は非球面係数なる式で表わせるも
のである。

【００４７】図２は本発明の実施形態１の走査光学装置
のポリゴンミラー５から感光ドラム面８までの副走査方
向の要部断面図である。同図において図１に示した要素
と同一要素には同符番を付している。

【００４８】本実施形態におけるｆθレンズ６は前述の
如く成型タクトタイムを短縮する為、中心肉厚（ｄ）１
１ｍｍに対してレンズ高さ（ｈ）を９．６ｍｍと短くし
て形成している為、後述する図３に示すように副走査断
面においてｆθレンズ６内部に屈折率勾配が生じてい
る。この屈折率勾配によりレンズ中の光束は屈折率の高
いレンズ外周部方向に引っ張られる。尚、主走査断面内
においてはｆθレンズ６は長尺である為、該ｆθレンズ
６内部に歪はほとんど生じない。

【００４９】又、副走査断面内において光偏向器の偏向
面と被走査面とを共役関係とする倒れ補正光学系におい
ては、ｆθレンズ６の副走査方向のパワー（屈折力）が
大きい為、上述した像面移動がより大きくなる。

【００５０】ｆθレンズを安価で大量生産する為にはプ
ラスチック成型が望ましく、光学収差だけでなく成型時
に生じるレンズの内部歪も考慮した設計が求められてい
る。特にプラスチックレンズの高さ方向の長さｈを中心
肉厚ｄより短くすることによってタクトタイムの短縮を
ねらった短タクトタイム成型では、副走査断面内におい
てレンズ内に歪が生じ易い。

【００５１】図３は短タクトタイム成型におけるｆθレ
ンズ内部に生じた屈折率勾配を示した模式図である。一
般に成型では型に密着しているレンズ外周部が先に冷却
され固化する為、レンズ外周部の密度がレンズ内部に比
べて高くなり、これに応じてレンズの屈折率もレンズ内
部に比べてレンズ外周部が高くなる。同図に示すレンズ
中の実線は屈折率の等光線であり、レンズ外周部に向か
うほど屈折率が高いことを示している。

【００５２】そこで本実施形態ではｆθレンズ６の感光
ドラム面８側のレンズ面Ｒ２の曲率をきつくすることに
よって、この屈折率勾配による像面移動をキャンセルさ
せている。即ちｆθレンズ６の感光ドラム面８側のレン
ズ面Ｒ２の屈折力を増し、ガウス像面８２を感光ドラム
面８側より光偏向器５側におくことにより、該ｆθレン
ズ６のプラスチック成型時に生じる内部歪による副走査
方向の像面移動を補正し、波面収差の最小となるベスト
像面８１を感光ドラム面８上に配している。これにより
高精度な光走査を行なっている。尚、図２において実線
ａはベスト像面（最良像面）８１へ向かう光束、破線ｂ
はガウス像面８２へ向かう光束である。

【００５３】表−１はｆθレンズ６の内部歪を考慮した
場合（実施形態１）の光学配置及びｆθレンズ６の非球
面係数を示した数値例である。

【００５４】ここで算出されるｆθレンズ６の焦点距離
は、その面の曲率、材質の屈折率、光軸方向の厚みより
算出した。又実測のｆθレンズ６の焦点距離はノーダル
スライド法により測定した。ノーダルスライド法は朝倉
書店発行の光学測定ハンドブックに記載されているよう
に光学部品の焦点距離測定によく用いられる。

【００５５】

【表１】

【００５６】図４はｆθレンズに内部歪を考慮して設計
した場合（実施形態１）の副走査方向のガウス像面とベ
スト像面との位置関係を示した説明図である。同図にお
いて実線はベスト像面８１であり、破線はガウス像面８
２である。

【００５７】同図に示すように内部歪による屈折率勾配
を考慮し、ガウス像面８２が被走査面８より光偏向器側
にくるよう設計した本実施形態では、ベスト像面８１が
ほぼ被走査面８上にくることが分かる（図２参照）。尚
ｆθレンズ６の内部歪の量は成型条件によって異なり、
それに伴なって図４に示すように像面移動量（ガウス像
面８２とベスト像面８１との差）も像高によって変わっ
てくる為、本発明を実施するにあたっては成型を安定さ
せて行なわなくてはならないことは言うまでもない。こ
のときの像面移動量は図４に示すようにレンズ厚の厚い
レンズ中心部が最も大きく、周辺に向かうに従い小さく
なる。

【００５８】このように本実施形態においては上述の如
くｆθレンズ６の被走査面８側のレンズ面Ｒ２の屈折力
を増し、ガウス像面８２を被走査面８側より光偏向器５
側におくことによって、該ｆθレンズ６のプラスチック
成型時に生じる内部歪による副走査方向の像面移動を補
正することができ、これにより波面収差の最小となるベ
スト像面８１を被走査面８上に配することができる。又
この様な方法でｆθレンズ６の内部歪による像面移動を
キャンセルさせることによって、例えばｆθレンズの高
さ方向の長さを中心肉厚より短くしタクトタイムの短縮
をねらったプラスチック成型等において、該ｆθレンズ
内に歪みが生じても、像面移動や湾曲等の少ない高精細
に適した走査光学装置を安価に得ることができる。

【００５９】表−２は本発明の実施形態２における光学
配置及びｆθレンズの非球面係数を示した数値例であ
る。

【００６０】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は、ｆθレンズの内部歪による像面移動を該ｆθ
レンズの光偏向器側のレンズ面Ｒ１を使用して補正した
ことであり、その他の構成及び光学的作用は前述の実施
形態１と略同様である。

【００６１】即ち、本実施形態においてはｆθレンズの
両レンズ面Ｒ１，Ｒ２共、子線方向の曲率が像高方向に
連続的に変化する球面より形成している。このように本
実施形態においては前述の実施形態１と同様にｆθレン
ズの高さ方向の長さを中心肉厚より短くしタクトタイム
の短縮を行なったプラスチック成型等において、該ｆθ
レンズ内に歪を生じても、像面移動や湾曲の少ない高精
細に適した走査光学装置を得ることができる。

【００６２】

【表２】

【００６３】本実施形態においては前述の如くタクトタ
イムが短い為、ｆθレンズに内部歪が発生している。そ
の為、本実施形態においてはｆθレンズの実測の焦点距
離が３２．４７５ｍｍとなり、被走査面と一致するよう
に算出される焦点距離を前記実測の焦点距離より３１．
４９９ｍｍと約１ｍｍ短く構成している。

【００６４】ところでタクトタイムを長くしてｆθレン
ズに内部歪が発生しない場合には、算出される焦点距離
は実測の焦点距離とほぼ等しくなる。例えば実測の焦点
距離が３２．４７５ｍｍ、算出される焦点距離が３２．
３７５ｍｍ〜３２．５７５ｍｍの範囲であれば、内部歪
が発生していないものと考えられる。

【００６５】３２．３７５ｍｍ／３２．４７５ｍｍ＝
０．９９６９≒０．９９７つまり実測の焦点距離の０．
３％より大きく算出される焦点距離が、その実測の焦点
距離に比べて短くなっていれば、内部歪が発生している
ことになる。その為、算出される焦点距離が、実測の焦
点距離の９９．７％より短くなっていれば、内部歪を考
慮して本発明のような光学素子の設計を実施しているこ
とになる。

【００６６】又、本実施形態においては上述の如くｆθ
レンズの算出される焦点距離（３１．４９９ｍｍ）を実
測の焦点距離（３２．４７５ｍｍ）より、約１ｍｍ短く
構成している。この１ｍｍの焦点距離の違いにより、図
４に示されるようにガウス像面８２がベスト像面８１に
比べて１０ｍｍ光偏向器側にきている。

【００６７】又、上述したように算出される焦点距離と
実測の焦点距離との差が０．１ｍｍの範囲であれば、内
部歪は発生していないものと考えられる。

【００６８】これら焦点距離と像面との関係から、ガウ
ス像面の位置とベスト像面の位置との違いが１ｍｍ以内
であれば、内部歪は発生していないものと考えられる。

【００６９】つまり、ベスト像面よりガウス像面が１ｍ
ｍより大きく光偏向器側にきていれば、内部歪が発生し
ていることになる。その為、ガウス像面がベスト像面よ
り１ｍｍより大きく光偏向器側にきていれば、内部歪を
考慮して本発明のような走査光学装置の設計を実施して
いることになる。

【００７０】又、本実施形態においては光学素子として
母線方向（主走査方向）と子線方向（副走査方向）とで
異なる曲率を持ち、該母線方向に長尺であるｆθレンズ
を用いて説明したが、本発明は母線方向と子線方向とが
同じ曲率を持つ光学素子にも適応可能である。

【００７１】つまり、本発明はプラスチック成型により
製作する全ての光学素子に適応可能である。

【００７２】更に本実施形態においては走査光学装置と
して倒れ補正機能を有する走査光学装置を用いて説明し
たが、本発明は倒れ補正機能を有さない走査光学装置に
も適応可能である。

【００７３】つまり、本発明はプラスチック成型により
製作した光学素子を用いた全ての走査光学装置に適応可
能である。

【００７４】

【発明の効果】本発明の光学素子は、該光学素子の面の
曲率、材質の屈折率、光軸方向の厚みから算出される焦
点距離が実測の焦点距離より短くなるよう構成すること
により、該光学素子のプラスチック成型時に生じる内部
歪（特に屈折率勾配）による像面移動を良好に補正する
ことのできる光学素子を達成することができる。

【００７５】本発明の走査光学装置によれば前述の如く
プラスチック成型より成るｆθレンズの副走査方向のレ
ンズ面形状を適切に設定し、面の曲率、材質の屈折率、
光軸方向の厚みによって算出される副走査方向のガウス
像面を被走査面より光偏向器側におくことにより、該ｆ
θレンズ６のプラスチック成型時に生じる内部歪による
副走査方向の像面移動を補正することができ、これによ
り波面収差の最小となるベスト像面を被走査面上に配す
ることができる高精度な光走査を可能とした走査光学装
置を達成することができる。

【００７６】又、このような方法でｆθレンズの内部歪
による像面移動をキャンセルさせることによって、レン
ズ高さを中心肉厚より短くしタクトタイムの短縮を行な
ったプラスチック成型法等において、該レンズ内に歪み
が生じても、像面移動や湾曲等の少ない高精細に適した
走査光学装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査光学装置の実施形態１の主走査
方向の要部断面図

【図２】本発明の走査光学装置の実施形態１の副走査
方向の要部断面図

【図３】ｆθレンズ内部の屈折率勾配を示す模式図

【図４】本発明の実施形態１においてｆθレンズの内
部歪を考慮した場合のガウス像面とベスト像面を示す説
明図

【図５】従来の走査光学装置の要部概略図

【図６】従来の走査光学装置の副走査方向の要部断面
図

【符号の説明】

１光源手段（半導体レーザー）２第１−１の光学素子（コリメーターレンズ）３絞り４第１−２の光学素子（シリンドリカルレンズ）５偏向素子（光偏向器）６第２の光学素子（ｆθレンズ）８被走査面（感光体面）８１ベスト像面８２ガウス像面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 1/036 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ｚ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源手段から出射した光束を偏向手段に導
く第１の光学素子と、該偏向手段で偏向された光束を被
走査面上にスポット状に結像させる第２の光学素子と、
を具備した走査光学装置において、該走査光学装置の副走査方向のガウス像面は、該被走査
面より該偏向手段側にあり、該副走査方向のガウス像面
と該被走査面との差は、該第２の光学素子の中心部で最
も大きく周辺部に向かうに従い小さいことを特徴とする
走査光学装置。
【請求項２】前記副走査方向のガウス像面は前記光源手
段の位置、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子の
面の位置、面の曲率、材質の屈折率、光軸方向の厚みか
ら算出されることを特徴とする請求項１の走査光学装
置。
【請求項３】前記第２の光学素子はその面の曲率、材質
の屈折率、光軸方向の厚みから算出される前記副走査方
向の焦点距離が実測の前記副走査方向の焦点距離より短
くなるように内部の屈折率分布が形成されていることを
特徴とする請求項１の走査光学装置。
【請求項４】前記第２の光学素子は前記主走査方向と前
記副走査方向とで異なる曲率を持ち、該主走査方向に長
尺であることを特徴とする請求項１の走査光学装置。
【請求項５】前記第２の光学素子はプラスチック成型に
より製作されていることを特徴とする請求項１の走査光
学装置。
【請求項６】前記第２の光学素子は単レンズにより構成
されていることを特徴とする請求項１の走査光学装置。
【請求項７】前記第２の光学素子の中心肉厚をｄ、前記
副走査方向の高さをｈとしたとき、ｄ＞ｈなる条件を満足することを特徴とする請求項１の走査光
学装置。
【請求項８】前記第２の光学素子は算出される焦点距離
が実測の焦点距離よりも０．３％以上短いことを特徴と
する請求項１から７のいずれか１項の走査光学装置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載の走査
光学装置を具備したことを特徴とするレーザビームプリ
ンタ装置。
【請求項１０】光源手段から出射した光束を偏向手段に
導く第１の光学素子と、該偏向手段で偏向された光束を
被走査面上にスポット状に結像させる第２の光学素子
と、を具備した走査光学装置において、該走査光学装置の副走査方向のガウス像面は、波面収差
が最小となる像面より該偏向手段側にあり、該副走査方
向のガウス像面と該波面収差が最小となる像面との差
は、該第２の光学素子の中心部に比べ周辺部で小さいこ
とを特徴とする走査光学装置。
【請求項１１】該走査光学装置の副走査方向のガウス像
面は、波面収差が最小となる像面より１ｍｍより大きく
該偏向手段側にあることを特徴とする請求項１０記載の
走査光学装置。
【請求項１２】前記副走査方向のガウス像面は前記光源
手段の位置、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子
の面の位置、面の曲率、材質の屈折率、光軸方向の厚み
から算出されることを特徴とする請求項１０の走査光学
装置。
【請求項１３】前記第２の光学素子はその面の曲率、材
質の屈折率、光軸方向の厚みから算出される前記副走査
方向の焦点距離が実測の前記副走査方向の焦点距離より
短くなるように内部の屈折率分布が形成されていること
を特徴とする請求項１０の走査光学装置。
【請求項１４】前記第２の光学素子は前記主走査方向と
前記副走査方向とで異なる曲率を持ち、該主走査方向に
長尺であることを特徴とする請求項１０の走査光学装
置。
【請求項１５】前記第２の光学素子はプラスチック成型
により製作されていることを特徴とする請求項１０の走
査光学装置。
【請求項１６】前記第２の光学素子は単レンズにより構
成されていることを特徴とする請求項１０の走査光学装
置。
【請求項１７】前記第２の光学素子の中心肉厚をｄ、前
記副走査方向の高さをｈとしたとき、ｄ＞ｈなる条件を満足することを特徴とする請求項１０の走査
光学装置。
【請求項１８】前記第２の光学素子は算出される焦点距
離が実測の焦点距離よりも０．３％以上短いことを特徴
とする請求項１０から１７のいずれか１項の走査光学装
置。
【請求項１９】請求項１０〜１８のいずれか１項に記載
の走査光学装置を具備したことを特徴とするレーザビー
ムプリンタ装置。