JP3452294B2 - 光走査用レンズおよび走査結像レンズおよび光走査装置 - Google Patents
光走査用レンズおよび走査結像レンズおよび光走査装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光走査用レンズお
よび走査結像レンズおよび光走査装置に関する。
よび走査結像レンズおよび光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】主走査対応方向に長い線像に結像された
光束を上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により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せしめ
て被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置は光プ
リンタやデジタル複写機に関連して広く知られている。
光束を上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により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せしめ
て被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置は光プ
リンタやデジタル複写機に関連して広く知られている。
【０００３】上記「主走査対応方向」は、光源から被走
査面に到る光路を光学系の光軸に沿って直線的に展開し
た仮想的な光路上で主走査方向に平行的に対応する方向
を言い、上記仮想的な光路上において、副走査方向と平
行的に対応する方向を「副走査対応方向」と言う。
査面に到る光路を光学系の光軸に沿って直線的に展開し
た仮想的な光路上で主走査方向に平行的に対応する方向
を言い、上記仮想的な光路上において、副走査方向と平
行的に対応する方向を「副走査対応方向」と言う。
【０００４】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、偏向に伴い掃引する面をこの明細書中に
おいて「偏向面」と呼ぶ。また、偏向面に直交する平面
で、走査結像レンズの光軸に平行なものを「偏向直交
面」と呼ぶ。
束の主光線が、偏向に伴い掃引する面をこの明細書中に
おいて「偏向面」と呼ぶ。また、偏向面に直交する平面
で、走査結像レンズの光軸に平行なものを「偏向直交
面」と呼ぶ。
【０００５】上記走査結像レンズは、上記線像の結像位
置と被走査面とを副走査対応方向に関して「幾何光学的
に共役な関係」とする「共役化機能」と、光走査を等速
化する「等速化機能」とを有する。上記共役化機能は光
偏向器における偏向反射面の「面倒れ」を補正するため
の機能である。
置と被走査面とを副走査対応方向に関して「幾何光学的
に共役な関係」とする「共役化機能」と、光走査を等速
化する「等速化機能」とを有する。上記共役化機能は光
偏向器における偏向反射面の「面倒れ」を補正するため
の機能である。
【０００６】良好な光走査を実現するには、走査結像レ
ンズが上記共役化機能や等速化機能が良好であることに
加え、副走査方向における像面湾曲を良好に補正されて
いることが必要である。副走査方向の像面湾曲の補正が
十分でないと、副走査方向の光スポット径が光スポット
の像高と共に変動し、書き込まれる画像の解像度を著し
く低下させ、像質の低下を招くからである。
ンズが上記共役化機能や等速化機能が良好であることに
加え、副走査方向における像面湾曲を良好に補正されて
いることが必要である。副走査方向の像面湾曲の補正が
十分でないと、副走査方向の光スポット径が光スポット
の像高と共に変動し、書き込まれる画像の解像度を著し
く低下させ、像質の低下を招くからである。
【０００７】副走査方向の像面湾曲を良好に補正するた
めに、走査結像レンズにおける１以上のレンズ面におい
て、偏向直交面内における曲率半径を主走査対応方向に
おける位置に応じて変化させた走査結像レンズが知られ
ている（例えば、特開平６−２３０３０８号公報）。
めに、走査結像レンズにおける１以上のレンズ面におい
て、偏向直交面内における曲率半径を主走査対応方向に
おける位置に応じて変化させた走査結像レンズが知られ
ている（例えば、特開平６−２３０３０８号公報）。
【０００８】上記公報記載の走査結像レンズは副走査方
向の像面湾曲が良好に補正されているが、偏向直交面内
における曲率半径が「主走査対応方向において光軸を離
れるに従い単調に増加している」ため、偏向角：０と最
大偏向角（有効主走査領域の端部に対応する）とで上記
曲率半径が大きく異なる。このような面形状を持つレン
ズに偏心やシフト等の組付け誤差があると、この組付け
誤差により副走査方向の像面湾曲が著しく劣化すること
になる。
向の像面湾曲が良好に補正されているが、偏向直交面内
における曲率半径が「主走査対応方向において光軸を離
れるに従い単調に増加している」ため、偏向角：０と最
大偏向角（有効主走査領域の端部に対応する）とで上記
曲率半径が大きく異なる。このような面形状を持つレン
ズに偏心やシフト等の組付け誤差があると、この組付け
誤差により副走査方向の像面湾曲が著しく劣化すること
になる。
【０００９】このため上記公報記載の走査結像レンズは
組付けの公差が厳しく、そのため光走査装置の組立ての
作業性が悪いという問題がある。
組付けの公差が厳しく、そのため光走査装置の組立ての
作業性が悪いという問題がある。
【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、光走査装置および走査結像レンズにおいて、
共役化機能と等速化機能を良好に保ちつつ、光走査装置
への組付けの公差に対する許容度を有効に緩和させ得る
ような走査結像レンズの実現を課題とする。
情に鑑み、光走査装置および走査結像レンズにおいて、
共役化機能と等速化機能を良好に保ちつつ、光走査装置
への組付けの公差に対する許容度を有効に緩和させ得る
ような走査結像レンズの実現を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の「光走査用レ
ンズ」は、主走査対応方向に長い線像に結像された光束
を、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向
器により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せしめて
被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置において
「複数枚のレンズにより構成される走査結像レンズの一
部を構成するレンズ」である。
ンズ」は、主走査対応方向に長い線像に結像された光束
を、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向
器により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せしめて
被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置において
「複数枚のレンズにより構成される走査結像レンズの一
部を構成するレンズ」である。
【００１２】即ち、光走査用レンズは１枚のレンズであ
って、他の１枚以上のレンズとともに走査結像レンズを
構成する。
って、他の１枚以上のレンズとともに走査結像レンズを
構成する。
【００１３】光走査用レンズは以下の如き特徴を有する
（請求項１）。
（請求項１）。
【００１４】即ち、光走査用レンズは「光偏向器側に凹
面を向けたメニスカスレンズ」であり、光偏向器側の面
は「主走査対応方向に平行な回転軸を持つ凹の樽型トロ
イダル面」であり、被走査面側の面は「偏向直交面内に
おける曲率半径の絶対値が、主走査対応方向において光
軸を離れるに従い極大値に向かって滑らか且つ単調に増
加し、極大位置を超えたのち、光軸を離れるに従い滑ら
か且つ単調に減少するように定められ、且つ、被走査面
側の面の偏向直交面内における曲率中心を連ねた線が偏
向面内において主走査対応方向に沿う曲線となる」よう
に定められている。
面を向けたメニスカスレンズ」であり、光偏向器側の面
は「主走査対応方向に平行な回転軸を持つ凹の樽型トロ
イダル面」であり、被走査面側の面は「偏向直交面内に
おける曲率半径の絶対値が、主走査対応方向において光
軸を離れるに従い極大値に向かって滑らか且つ単調に増
加し、極大位置を超えたのち、光軸を離れるに従い滑ら
か且つ単調に減少するように定められ、且つ、被走査面
側の面の偏向直交面内における曲率中心を連ねた線が偏
向面内において主走査対応方向に沿う曲線となる」よう
に定められている。
【００１５】上記「光走査用レンズ」はメニスカスレン
ズであるので、中央と周辺部、特に主走査対応方向にお
ける中央部と周辺部との肉厚差を有効に軽減する「均肉
化」が可能であり、プラスチック等の樹脂で成形加工に
より作製する際の「ヒケやウネリ」といった変形を有効
に防止できる。
ズであるので、中央と周辺部、特に主走査対応方向にお
ける中央部と周辺部との肉厚差を有効に軽減する「均肉
化」が可能であり、プラスチック等の樹脂で成形加工に
より作製する際の「ヒケやウネリ」といった変形を有効
に防止できる。
【００１６】光走査用レンズは、凹面を光偏向器側に向
けて配備されるので、主走査対応方向の中央部と周辺部
での「副走査対応方向の横倍率の差」を少なくできる。
けて配備されるので、主走査対応方向の中央部と周辺部
での「副走査対応方向の横倍率の差」を少なくできる。
【００１７】請求項１記載の光走査用レンズは、他の１
枚以上のレンズとともに「走査結像レンズ」を構成す
る。この場合、光走査用レンズは、基本的には走査結像
レンズのどの部位に配備されても良いが、「走査結像レ
ンズを構成する複数のレンズのうちでが最も被走査面
側」に配備されることが出来る（請求項２）。
枚以上のレンズとともに「走査結像レンズ」を構成す
る。この場合、光走査用レンズは、基本的には走査結像
レンズのどの部位に配備されても良いが、「走査結像レ
ンズを構成する複数のレンズのうちでが最も被走査面
側」に配備されることが出来る（請求項２）。
【００１８】走査結像レンズには偏向光束が入射される
ので、２枚以上のレンズで構成される走査結像レンズの
場合、被走査面に近いレンズほど、主走査方向の有効径
が大きくなる。そこで、プラスチック等で容易に成形で
きる光走査用レンズを最も被走査面に近い位置に配備す
ることにより、走査結像レンズの製作を容易ならしむる
ことが可能になる。
ので、２枚以上のレンズで構成される走査結像レンズの
場合、被走査面に近いレンズほど、主走査方向の有効径
が大きくなる。そこで、プラスチック等で容易に成形で
きる光走査用レンズを最も被走査面に近い位置に配備す
ることにより、走査結像レンズの製作を容易ならしむる
ことが可能になる。
【００１９】上記請求項２記載の光走査用レンズにおい
て、光偏向器側の面を「偏向面内の形状が非円弧形状で
ある樽型トロイダル面」とし、被走査面側の面を「偏向
面内の形状が円弧形状」とすることが出来る（請求項
３）。
て、光偏向器側の面を「偏向面内の形状が非円弧形状で
ある樽型トロイダル面」とし、被走査面側の面を「偏向
面内の形状が円弧形状」とすることが出来る（請求項
３）。
【００２０】「非円弧形状」は、光軸方向に座標：Ｘを
とり、光軸直交方向に座標：Ｙをとるとき、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）/［１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ/Ｒ)2}] ＋Ａ・Ｙ4＋Ｂ・Ｙ6＋Ｃ・Ｙ8＋Ｄ・Ｙ10．．．（１） なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．を与えて
特定される曲線形状であり、この発明においては「光偏
向器の側に向かって凹」である。
とり、光軸直交方向に座標：Ｙをとるとき、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）/［１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ/Ｒ)2}] ＋Ａ・Ｙ4＋Ｂ・Ｙ6＋Ｃ・Ｙ8＋Ｄ・Ｙ10．．．（１） なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．を与えて
特定される曲線形状であり、この発明においては「光偏
向器の側に向かって凹」である。
【００２１】このような「非円弧形状もしくは円弧形
状」を、偏向面内で主走査対応方向に平行な回転軸の回
りに回転させるとにより「凹の樽型トロイダル面」が形
成される。
状」を、偏向面内で主走査対応方向に平行な回転軸の回
りに回転させるとにより「凹の樽型トロイダル面」が形
成される。
【００２２】請求項４記載の走査結像レンズは「主走査
対応方向に長い線像に結像された光束を、上記線像の結
像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度
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せしめて被走査面の等速的
な光走査を行なう光走査装置」における走査結像レンズ
であって２枚のレンズにより構成される。
対応方向に長い線像に結像された光束を、上記線像の結
像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度
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せしめて被走査面の等速的
な光走査を行なう光走査装置」における走査結像レンズ
であって２枚のレンズにより構成される。
【００２３】２枚のレンズの内の１枚は請求項３記載の
光走査用レンズである。光偏向器側のレンズは、光偏向
器側の面が「共軸非球面（上記式（１）で特定される非
円弧形状を光軸の回りに回転して得られる形状）」であ
り、被走査面側の面が「球面」である。
光走査用レンズである。光偏向器側のレンズは、光偏向
器側の面が「共軸非球面（上記式（１）で特定される非
円弧形状を光軸の回りに回転して得られる形状）」であ
り、被走査面側の面が「球面」である。
【００２４】請求項５記載の走査結像レンズは「主走査
対応方向に長い線像に結像された光束を、上記線像の結
像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度
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せしめて被走査面の等速的
な光走査を行なう光走査装置」における走査結像レンズ
であって２枚のレンズにより構成される。
対応方向に長い線像に結像された光束を、上記線像の結
像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度
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せしめて被走査面の等速的
な光走査を行なう光走査装置」における走査結像レンズ
であって２枚のレンズにより構成される。
【００２５】２枚のレンズの内の１枚が請求項３記載の
光走査用レンズである。光偏向器側のレンズは、光偏向
器側の面が「偏向面内の形状を非円弧形状とし、主走査
対応方向に平行な回転軸を持つ樽型トロイダル面」であ
り、被走査面側の面が「ノーマルトロイダル面」であ
る。
光走査用レンズである。光偏向器側のレンズは、光偏向
器側の面が「偏向面内の形状を非円弧形状とし、主走査
対応方向に平行な回転軸を持つ樽型トロイダル面」であ
り、被走査面側の面が「ノーマルトロイダル面」であ
る。
【００２６】請求項６記載の光走査装置は「主走査対応
方向に長い線像に結像された光束を、上記線像の結像位
置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度的に
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せしめて上記被走査面の等速的
な光走査を行なう光走査装置」において、複数枚のレン
ズにより構成される走査結像レンズが請求項１または２
または３記載の光走査用レンズを含むことを特徴とす
る。
方向に長い線像に結像された光束を、上記線像の結像位
置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度的に
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せしめて上記被走査面の等速的
な光走査を行なう光走査装置」において、複数枚のレン
ズにより構成される走査結像レンズが請求項１または２
または３記載の光走査用レンズを含むことを特徴とす
る。
【００２７】請求項７記載の光走査装置は「主走査対応
方向に長い線像に結像された光束を、上記線像の結像位
置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度的に
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せしめて上記被走査面の等速的
な光走査を行なう光走査装置」において、走査結像レン
ズが請求項４または５記載の走査結像レンズであること
を特徴とする。
方向に長い線像に結像された光束を、上記線像の結像位
置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度的に
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せしめて上記被走査面の等速的
な光走査を行なう光走査装置」において、走査結像レン
ズが請求項４または５記載の走査結像レンズであること
を特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１は、請求項６，７記載の光走
査装置の実施の１形態を略示している。
査装置の実施の１形態を略示している。
【００２９】光源であるＬＤ１から放射されたレーザ光
束はカップリングレンズ２によりカップリングされ、シ
リンダレンズ３により副走査対応方向（図面に直交する
方向）にのみ集光されつつミラー４により反射され、光
偏向器の偏向反射面５の位置に主走査対応方向（図面に
平行な方向）に長い線像に結像する。
束はカップリングレンズ２によりカップリングされ、シ
リンダレンズ３により副走査対応方向（図面に直交する
方向）にのみ集光されつつミラー４により反射され、光
偏向器の偏向反射面５の位置に主走査対応方向（図面に
平行な方向）に長い線像に結像する。
【００３０】ミラー４は、ＬＤ１から偏向反射面５に到
る光学系のレイアウト次第では省略してもよく、シリン
ダレンズ３は「凹シリンダミラー」で代替してもよい。
る光学系のレイアウト次第では省略してもよく、シリン
ダレンズ３は「凹シリンダミラー」で代替してもよい。
【００３１】この実施の形態において、光偏向器は「ホ
ゾ型ミラー」等の回転単面鏡で、その回転軸５Ａを偏向
反射面５内に含んでおり、光源側からの光束の主光線は
回転軸５Ａの位置に入射する。従って、この形態におい
ては偏向反射面５の回転に伴う偏向反射面５と線像の結
像位置のずれ、所謂「サグ」の発生がない。
ゾ型ミラー」等の回転単面鏡で、その回転軸５Ａを偏向
反射面５内に含んでおり、光源側からの光束の主光線は
回転軸５Ａの位置に入射する。従って、この形態におい
ては偏向反射面５の回転に伴う偏向反射面５と線像の結
像位置のずれ、所謂「サグ」の発生がない。
【００３２】偏向反射面５による反射光束は偏向反射面
５の等速的な回転に従い等角速度的に偏向し、偏向光束
となってレンズ６，７を透過する。レンズ６，７は「走
査結像レンズ」を構成する。
５の等速的な回転に従い等角速度的に偏向し、偏向光束
となってレンズ６，７を透過する。レンズ６，７は「走
査結像レンズ」を構成する。
【００３３】走査結像レンズを透過した偏向光束は被走
査面８に向かって集光し、被走査面８上に形成される光
スポットにより被走査面８が等速的に走査される。被走
査面８の位置には通常、光導電性の感光体等が配備され
るので、光スポットは実体的には感光体を光走査する。
査面８に向かって集光し、被走査面８上に形成される光
スポットにより被走査面８が等速的に走査される。被走
査面８の位置には通常、光導電性の感光体等が配備され
るので、光スポットは実体的には感光体を光走査する。
【００３４】この実施の形態では、レンズ６，７のう
ち、被走査面８に最も近いレンズ７が光走査用レンズで
ある。光走査用レンズ７は「光偏向器の側に凹面を向け
たメニスカスレンズ」であり、光偏向器側の面は「主走
査対応方向に平行な回転軸を持つ凹の樽型トロイダル
面」である。
ち、被走査面８に最も近いレンズ７が光走査用レンズで
ある。光走査用レンズ７は「光偏向器の側に凹面を向け
たメニスカスレンズ」であり、光偏向器側の面は「主走
査対応方向に平行な回転軸を持つ凹の樽型トロイダル
面」である。
【００３５】この樽型トロイダル面を図２にを参照して
説明する。図２においてＸ軸は走査結像レンズの光軸に
合致してとられ、Ｙ軸は主走査対応方向に平行にとられ
ている。従ってＸＹ平面は「偏向面」である。
説明する。図２においてＸ軸は走査結像レンズの光軸に
合致してとられ、Ｙ軸は主走査対応方向に平行にとられ
ている。従ってＸＹ平面は「偏向面」である。
【００３６】図２に示す曲線：Ｘ(Ｙ)は偏向面内におけ
る曲線であり、座標原点を通り、光偏向器の側、即ち図
２の左方に向かって「凹」である。曲線：Ｘ(Ｙ)は「円
弧形状」もしくは前述の式（１）で特定される「非円弧
形状」である。
る曲線であり、座標原点を通り、光偏向器の側、即ち図
２の左方に向かって「凹」である。曲線：Ｘ(Ｙ)は「円
弧形状」もしくは前述の式（１）で特定される「非円弧
形状」である。
【００３７】樽型トロイダル面は「曲線：Ｘ(Ｙ)を回転
軸ＡＸの回りに回転して得られる樽型の曲面」である。
回転軸ＡＸは曲線：Ｘ(Ｙ)の左側、即ち光偏向器側にあ
るので、形成される樽型トロイダル面は凹面である。
軸ＡＸの回りに回転して得られる樽型の曲面」である。
回転軸ＡＸは曲線：Ｘ(Ｙ)の左側、即ち光偏向器側にあ
るので、形成される樽型トロイダル面は凹面である。
【００３８】曲線：Ｘ(Ｙ)上の任意の点のＹ座標をＹ＝
ηとすると、この位置における樽型トロイダル面の偏向
直交面（図面に直交する面のうちでＸ軸に平行な面）内
における曲率半径：ｒ(η)の絶対値は|ｒ(η)|＝|ｒ
(０)|−|Ｘ(Ｙ)|で与えられる。
ηとすると、この位置における樽型トロイダル面の偏向
直交面（図面に直交する面のうちでＸ軸に平行な面）内
における曲率半径：ｒ(η)の絶対値は|ｒ(η)|＝|ｒ
(０)|−|Ｘ(Ｙ)|で与えられる。
【００３９】従って、樽型トロイダル面を特定するに
は、曲線：Ｘ(Ｙ)とｒ(０)（光軸を含む偏向直交面内の
曲率半径）を与えればよい。
は、曲線：Ｘ(Ｙ)とｒ(０)（光軸を含む偏向直交面内の
曲率半径）を与えればよい。
【００４０】光走査用レンズ７の被走査面側の面形状を
図３を参照して説明する。図３（ａ）でＸ軸は走査結像
レンズの光軸に合致してとられ、Ｙ軸は主走査対応方向
に平行にとられている。従ってＸＹ平面は「偏向面」で
ある。
図３を参照して説明する。図３（ａ）でＸ軸は走査結像
レンズの光軸に合致してとられ、Ｙ軸は主走査対応方向
に平行にとられている。従ってＸＹ平面は「偏向面」で
ある。
【００４１】図３（ａ）に示す曲線：Ｘ(Ｙ)は、偏向反
射面内における曲線であり座標原点を通り、光偏向器の
側、即ち図３（ａ）の左方に向かって「凹」である。
射面内における曲線であり座標原点を通り、光偏向器の
側、即ち図３（ａ）の左方に向かって「凹」である。
【００４２】曲線：Ｘ(Ｙ)は、「円弧形状」もしくは前
述の式（１）で特定される「非円弧形状」である。
述の式（１）で特定される「非円弧形状」である。
【００４３】Ｙ軸方向にＸ軸から距離：Ｙ＝ηだけ離れ
た偏向直交面（図面に直交する面のうちでＸ軸に平行な
面）内における曲率半径をｒ(η)とすると、被走査面側
の面は、偏向直交面内における曲率半径：ｒ(η)の絶対
値が、主走査対応方向（Ｙ方向に平行）において光軸
（Ｘ軸と合致）を離れるに従い、極大値に向かって単調
且つ滑らかに増加し、極大位置を超えたのち、光軸を離
れるに従い単調且つ滑らかに減少するように定められ、
且つ、被走査面側の面の偏向直交面内における曲率中心
を連ねた線（図３（ａ）に鎖線で示す）が偏向面（ＸＹ
面）内において主走査対応方向（Ｙ軸方向）に沿う曲線
Ｌとなるように定められている。
た偏向直交面（図面に直交する面のうちでＸ軸に平行な
面）内における曲率半径をｒ(η)とすると、被走査面側
の面は、偏向直交面内における曲率半径：ｒ(η)の絶対
値が、主走査対応方向（Ｙ方向に平行）において光軸
（Ｘ軸と合致）を離れるに従い、極大値に向かって単調
且つ滑らかに増加し、極大位置を超えたのち、光軸を離
れるに従い単調且つ滑らかに減少するように定められ、
且つ、被走査面側の面の偏向直交面内における曲率中心
を連ねた線（図３（ａ）に鎖線で示す）が偏向面（ＸＹ
面）内において主走査対応方向（Ｙ軸方向）に沿う曲線
Ｌとなるように定められている。
【００４４】偏向直交面内における曲率半径：ｒ(η)の
絶対値が「主走査対応方向において光軸を離れるに従
い、極大値に向かって単調に且つ滑らかに増加し、極大
位置を超えたのち、光軸を離れるに従い単調且つ滑らか
に減少する」ので、図３（ａ）の曲率半径：ｒ(０)，ｒ
(η)絶対値の「差」は図３（ｂ）に示すように、Ｙ方向
においてＸ軸を離れるに従い、極大に向かって単調且つ
滑らかに増加し、極大位置を超えたのち、Ｘ軸を離れる
に従い単調且つ滑らかに減少する。
絶対値が「主走査対応方向において光軸を離れるに従
い、極大値に向かって単調に且つ滑らかに増加し、極大
位置を超えたのち、光軸を離れるに従い単調且つ滑らか
に減少する」ので、図３（ａ）の曲率半径：ｒ(０)，ｒ
(η)絶対値の「差」は図３（ｂ）に示すように、Ｙ方向
においてＸ軸を離れるに従い、極大に向かって単調且つ
滑らかに増加し、極大位置を超えたのち、Ｘ軸を離れる
に従い単調且つ滑らかに減少する。
【００４５】図４は請求項６，７記載の光走査装置の実
施の別形態を略示している。
施の別形態を略示している。
【００４６】ＬＤ１から放射されたレーザ光束はカップ
リングレンズ２によりカップリングされ、シリンダレン
ズ３により副走査対応方向にのみ集光されつつ、ミラー
４により反射され、光偏向器５０の偏向反射面５１の近
傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。図１の
実施の形態と同じく、ミラー４はＬＤ１から偏向反射面
５１に到る光学系のレイアウト次第で省略が可能であ
り、シリンダレンズ３は「凹シリンダミラー」で代替で
きる。
リングレンズ２によりカップリングされ、シリンダレン
ズ３により副走査対応方向にのみ集光されつつ、ミラー
４により反射され、光偏向器５０の偏向反射面５１の近
傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。図１の
実施の形態と同じく、ミラー４はＬＤ１から偏向反射面
５１に到る光学系のレイアウト次第で省略が可能であ
り、シリンダレンズ３は「凹シリンダミラー」で代替で
きる。
【００４７】この実施の形態において光偏向器５０は
「ポリゴンミラー」で、その回転軸５３は偏向反射面５
１からそれており、偏向反射面５１の回転に伴い偏向反
射面５１と線像の結像位置のずれである「サグ」が発生
する。
「ポリゴンミラー」で、その回転軸５３は偏向反射面５
１からそれており、偏向反射面５１の回転に伴い偏向反
射面５１と線像の結像位置のずれである「サグ」が発生
する。
【００４８】偏向反射面５１による反射光束はポリゴン
ミラー５０の等速的な回転に従い等角速度的に偏向し、
偏向光束となってレンズ６０，７０を透過する。これら
レンズ６０，７０は「走査結像レンズ」を構成する。
ミラー５０の等速的な回転に従い等角速度的に偏向し、
偏向光束となってレンズ６０，７０を透過する。これら
レンズ６０，７０は「走査結像レンズ」を構成する。
【００４９】走査結像レンズを透過した偏向光束は、被
走査面８に向かって集光し被走査面８上に光スポットを
形成し、被走査面８（通常、光導電性の感光体等が配備
される）を等速的に走査する。
走査面８に向かって集光し被走査面８上に光スポットを
形成し、被走査面８（通常、光導電性の感光体等が配備
される）を等速的に走査する。
【００５０】この実施の形態でも、レンズ６０，７０の
うち、被走査面８に最も近いレンズ７０が光走査用レン
ズである。
うち、被走査面８に最も近いレンズ７０が光走査用レン
ズである。
【００５１】
【実施例】以下、図１および図４に示した実施の形態に
対する具体的な実施例を１例づつ挙げる。これまで説明
しなかったが、カップリングレンズ２によりカップリン
グされた光束は「平行光束」であることも、「弱い収束
性の光束」となることもでき、「弱い発散性の光束」と
なることもできる。走査結像レンズは上記３種の光束形
態に応じて設計される。
対する具体的な実施例を１例づつ挙げる。これまで説明
しなかったが、カップリングレンズ２によりカップリン
グされた光束は「平行光束」であることも、「弱い収束
性の光束」となることもでき、「弱い発散性の光束」と
なることもできる。走査結像レンズは上記３種の光束形
態に応じて設計される。
【００５２】以下に説明する実施例１，２では、カップ
リングレンズ２によりカップリングされた光束は「弱い
収束性の光束」である。
リングレンズ２によりカップリングされた光束は「弱い
収束性の光束」である。
【００５３】図１に代表的に示すように、走査結像レン
ズを構成する２枚のレンズの各レンズ面を光偏向器の側
から第１〜第４面とする。
ズを構成する２枚のレンズの各レンズ面を光偏向器の側
から第１〜第４面とする。
【００５４】光偏向器による偏向の起点から偏向光束の
自然集光点（「弱い収束性の偏向光束」が光学素子の作
用を受けること無く、自然に集光する光軸上の位置）ま
での距離をＳ、上記偏向の起点から第１面までの光軸上
の距離をＳ0、第２面と第３面との間の光軸上の距離を
ｌ1、第４面と被走査面との間の光軸上の距離をｌ2とす
る。また、第１，第２面の間の光軸上の距離（光偏向器
側のレンズの肉厚）をｄ1、被走査面側のレンズ（光走
査用レンズ）の肉厚をｄ2とする。
自然集光点（「弱い収束性の偏向光束」が光学素子の作
用を受けること無く、自然に集光する光軸上の位置）ま
での距離をＳ、上記偏向の起点から第１面までの光軸上
の距離をＳ0、第２面と第３面との間の光軸上の距離を
ｌ1、第４面と被走査面との間の光軸上の距離をｌ2とす
る。また、第１，第２面の間の光軸上の距離（光偏向器
側のレンズの肉厚）をｄ1、被走査面側のレンズ（光走
査用レンズ）の肉厚をｄ2とする。
【００５５】光偏向器側および被走査面側のレンズの材
質の使用波長（ＬＤ１の発振波長）に対する屈折率をそ
れぞれ「Ｎ1，Ｎ2」とする。図４の実施の形態において
も、これに倣う。なお、長さの次元を持つ量に対する単
位は「ｍｍ」である。
質の使用波長（ＬＤ１の発振波長）に対する屈折率をそ
れぞれ「Ｎ1，Ｎ2」とする。図４の実施の形態において
も、これに倣う。なお、長さの次元を持つ量に対する単
位は「ｍｍ」である。
【００５６】実施例１
図１に示す実施の形態の具体例である。
【００５７】Ｓ＝３００．２，Ｓ0＝４０，ｄ1＝１９．
１，ｌ1＝３５．０，ｄ2＝８，ｌ2＝７０．９，Ｎ1＝
１．５３７，Ｎ2＝１．５３７ 。
１，ｌ1＝３５．０，ｄ2＝８，ｌ2＝７０．９，Ｎ1＝
１．５３７，Ｎ2＝１．５３７ 。
【００５８】第１面
面形状：共軸非球面（前記式（１）で特定される非円弧
形状を光軸の回りに回転して得られる形状） Ｒ＝−３３５，Ｋ＝８．４，Ａ＝−５．９３５２１Ｅ−
７，Ｂ＝ ２．４２３７０Ｅ−１０，Ｃ＝−４．３Ｅ−
１４，Ｄ＝ １．３Ｅ−１８ 上記の値において、Ｅとそれに続く数字は「べき乗」を
表す。即ち、例えば「Ｅ−７］は「１０~7」を意味し、
このべき乗がその直前の数値にかかるのである。以下に
おいても同様である。
形状を光軸の回りに回転して得られる形状） Ｒ＝−３３５，Ｋ＝８．４，Ａ＝−５．９３５２１Ｅ−
７，Ｂ＝ ２．４２３７０Ｅ−１０，Ｃ＝−４．３Ｅ−
１４，Ｄ＝ １．３Ｅ−１８ 上記の値において、Ｅとそれに続く数字は「べき乗」を
表す。即ち、例えば「Ｅ−７］は「１０~7」を意味し、
このべき乗がその直前の数値にかかるのである。以下に
おいても同様である。
【００５９】第２面
面形状：球面
曲率半径：Ｒ＝−７８
。
。
【００６０】
第３面：光走査用レンズの光偏向器側の面
面形状：偏向面内の形状が非円弧形状である凹樽型トロ
イダル面（図２参照） 偏向面内の形状：Ｘ（Ｙ） Ｒ＝−３８３，Ｋ＝ ９．９，Ａ＝ ３．４２４４Ｅ−
７，Ｂ＝−２．４９８５Ｅ−１１，Ｃ＝ ８．９Ｅ−１
６，Ｄ＝ ２．２Ｅ−２０ 光軸上のおける偏向直交面内の曲率半径：ｒ(０)（図２
の曲線：Ｘ(０)と回転軸ＡＸとの距離） ｒ(０)＝−３０
。
イダル面（図２参照） 偏向面内の形状：Ｘ（Ｙ） Ｒ＝−３８３，Ｋ＝ ９．９，Ａ＝ ３．４２４４Ｅ−
７，Ｂ＝−２．４９８５Ｅ−１１，Ｃ＝ ８．９Ｅ−１
６，Ｄ＝ ２．２Ｅ−２０ 光軸上のおける偏向直交面内の曲率半径：ｒ(０)（図２
の曲線：Ｘ(０)と回転軸ＡＸとの距離） ｒ(０)＝−３０
。
【００６１】
第４面：光走査用レンズの被走査面側の面
面形状：図３に即して説明した面形状
偏向面内における形状：Ｘ(Ｙ)（円弧形状）
曲率半径：Ｒ＝−５００
偏向直交面内における曲率半径：ｒ(Ｙ)
主走査対応方向（Ｙ方向）における第４面への偏向光束
の主光線の入射位置：Ｙに対する偏向直交面内での曲率
半径：ｒ(Ｙ)を、代表的な入射位置：Ｙ＝０，２０．
２，３５．３，６２．３，７５．３（ｍｍ）の各位値に
対応させて、像高：Ｈ及び各像高に副走査方向の像面湾
曲値（単位：ｍｍ）けると対応させて一覧にして示す。
の主光線の入射位置：Ｙに対する偏向直交面内での曲率
半径：ｒ(Ｙ)を、代表的な入射位置：Ｙ＝０，２０．
２，３５．３，６２．３，７５．３（ｍｍ）の各位値に
対応させて、像高：Ｈ及び各像高に副走査方向の像面湾
曲値（単位：ｍｍ）けると対応させて一覧にして示す。
【００６２】
入射位置：Ｙ ０ ２０．２ ３５．３ ６２．３ ７５．３
曲率半径：ｒ(Ｙ) -14.26 -14.39 −１４．５４ −１
４．４５ −１４．１４ 像高：Ｈ ０．０ 32.5 55.9 93.4 108.
9 像面湾曲： 0.01 0.05 -0.08 -0.04 0.05 。
４．４５ −１４．１４ 像高：Ｈ ０．０ 32.5 55.9 93.4 108.
9 像面湾曲： 0.01 0.05 -0.08 -0.04 0.05 。
【００６３】図１の実施の形態では光偏向器によるサグ
の発生がなく、曲率半径：ｒ(０)はＹ方向に関し「光軸
対称」である。
の発生がなく、曲率半径：ｒ(０)はＹ方向に関し「光軸
対称」である。
【００６４】この一覧から分かるように、偏向直交面内
における第４面の曲率半径は、光軸を主走査対応方向へ
離れるに従い、単調且つ滑らかに増大しつつ極大値に達
し、その後単調且つ滑らかに減少する。このため、各入
射位置における偏向直交面内の曲率半径の「ばらつき」
が有効に小さくなり、光走査用レンズの主走査対応方向
における配置の公差に対する許容度が大きくなる。
における第４面の曲率半径は、光軸を主走査対応方向へ
離れるに従い、単調且つ滑らかに増大しつつ極大値に達
し、その後単調且つ滑らかに減少する。このため、各入
射位置における偏向直交面内の曲率半径の「ばらつき」
が有効に小さくなり、光走査用レンズの主走査対応方向
における配置の公差に対する許容度が大きくなる。
【００６５】曲率半径：ｒ(Ｙ)において主走査方向の位
置誤差：ΔＹがあると、位置：Ｙにおける曲率半径の誤
差は{ｄｒ(Ｙ)/ｄＹ}ΔＹであり、ｒ(Ｙ)がＹの増加に
伴い単調増加する場合だと{ｄｒ（Ｙ)/ｄＹ}が常に一定
の符号になるので{ｄｒ(Ｙ)/ｄＹ}ΔＹが著しく大きく
なる可能性があるが、この発明におけるようにr(Ｙ)が
極大を持てば、{ｄｒ(Ｙ)/ｄＹ}の符号が極大の前後で
変化するので{ｄｒ(Ｙ)/ｄＹ}ΔＹは有効に小さくな
る。
置誤差：ΔＹがあると、位置：Ｙにおける曲率半径の誤
差は{ｄｒ(Ｙ)/ｄＹ}ΔＹであり、ｒ(Ｙ)がＹの増加に
伴い単調増加する場合だと{ｄｒ（Ｙ)/ｄＹ}が常に一定
の符号になるので{ｄｒ(Ｙ)/ｄＹ}ΔＹが著しく大きく
なる可能性があるが、この発明におけるようにr(Ｙ)が
極大を持てば、{ｄｒ(Ｙ)/ｄＹ}の符号が極大の前後で
変化するので{ｄｒ(Ｙ)/ｄＹ}ΔＹは有効に小さくな
る。
【００６６】図５（ａ）に実施例１における主走査方向
の像面湾曲を、等速特性としてのｆθ特性とリニアリテ
ィを（ｂ）に示す。
の像面湾曲を、等速特性としてのｆθ特性とリニアリテ
ィを（ｂ）に示す。
【００６７】図５（ａ）に示されているように、実施例
１では「主走査方向の像面湾曲」が良好に補正されてい
る。これは主として第１〜第４面の「偏向面内の面形
状」を適切に定めたことによる。また「副走査方向の像
面湾曲」は上記一覧から分かるように、有効主走査領域
に渡って「０．１ｍｍ以下」と極めて良好である。
１では「主走査方向の像面湾曲」が良好に補正されてい
る。これは主として第１〜第４面の「偏向面内の面形
状」を適切に定めたことによる。また「副走査方向の像
面湾曲」は上記一覧から分かるように、有効主走査領域
に渡って「０．１ｍｍ以下」と極めて良好である。
【００６８】第４面の面形状による効果を見るために、
第４面の面形状を、偏向面内における曲率半径：Ｒ＝−
５００の円弧を光軸上でｒ(０)＝−１４．３６離れた回
転軸の回りに回転して得られる「ノーマルトロイダル
面」としてみると、このときの主・副走査方向の像面湾
曲は図５（ｃ）に示すようになる。この状態でも、副走
査方向の像面湾曲はかなり良好に補正されている。
第４面の面形状を、偏向面内における曲率半径：Ｒ＝−
５００の円弧を光軸上でｒ(０)＝−１４．３６離れた回
転軸の回りに回転して得られる「ノーマルトロイダル
面」としてみると、このときの主・副走査方向の像面湾
曲は図５（ｃ）に示すようになる。この状態でも、副走
査方向の像面湾曲はかなり良好に補正されている。
【００６９】実施例１におけるように、第４面の偏向直
交面内における曲率半径：Ｒ(Ｙ)がＹの増加途上で極大
を持つようにすると、第４面における副走査対応方向の
正のパワーが、光軸上から像高の増大とともに次第に減
少して極小に到り、その後次第に増大するので、上記極
大の部分で副走査方向の結像位置を像面湾曲の正の側に
変位させる作用があり、これにより図５（ｃ）に示され
た副走査方向の像面湾曲が良好に補正されるのである。
交面内における曲率半径：Ｒ(Ｙ)がＹの増加途上で極大
を持つようにすると、第４面における副走査対応方向の
正のパワーが、光軸上から像高の増大とともに次第に減
少して極小に到り、その後次第に増大するので、上記極
大の部分で副走査方向の結像位置を像面湾曲の正の側に
変位させる作用があり、これにより図５（ｃ）に示され
た副走査方向の像面湾曲が良好に補正されるのである。
【００７０】実施例２
図４に示す実施の形態の具体例である。
【００７１】Ｓ＝２３４．７，Ｓ0＝４０，ｄ1＝１３．
８２，ｌ1＝８．５８，ｄ2＝１１．５，ｌ2＝１００．
１，Ｎ1＝１．５３７，Ｎ2＝１．５３７ 。
８２，ｌ1＝８．５８，ｄ2＝１１．５，ｌ2＝１００．
１，Ｎ1＝１．５３７，Ｎ2＝１．５３７ 。
【００７２】第１面
面形状：偏向面内の形状を非円弧形状（前記式（１）で
特定される形状）を主走査対応方向に平行な回転軸の回
りに回転して得られる凹の樽型トロイダル形状（図２参
照） 偏向面内の形状：Ｘ(Ｙ) Ｒ＝−３１０，Ｋ＝２７．６５，Ａ＝−１．２４８４９
Ｅ−６，Ｂ＝ ５．４８７２９Ｅ−１０，Ｃ＝−７．０
２４４４Ｅ−１３，Ｄ＝ ３．７６８８Ｅ−１６ Ｆ＝ ７．８５３８Ｅ−２０，Ｇ＝−４．３６９４Ｅ−
２３，Ｉ＝−２．７５５Ｅ−２６，Ｊ＝ ７．４７Ｅ−
３０ Ｆ，Ｇ，Ｉ，Ｊはそれぞれ、Ｙの１２，１４，１６，１
８乗の項の高次の係数である。 光軸上のおける偏向直交面内の曲率半径：ｒ(０)（図２
の曲線：Ｘ(０)と回転軸ＡＸとの距離） ｒ(０)＝−１９．５
。
特定される形状）を主走査対応方向に平行な回転軸の回
りに回転して得られる凹の樽型トロイダル形状（図２参
照） 偏向面内の形状：Ｘ(Ｙ) Ｒ＝−３１０，Ｋ＝２７．６５，Ａ＝−１．２４８４９
Ｅ−６，Ｂ＝ ５．４８７２９Ｅ−１０，Ｃ＝−７．０
２４４４Ｅ−１３，Ｄ＝ ３．７６８８Ｅ−１６ Ｆ＝ ７．８５３８Ｅ−２０，Ｇ＝−４．３６９４Ｅ−
２３，Ｉ＝−２．７５５Ｅ−２６，Ｊ＝ ７．４７Ｅ−
３０ Ｆ，Ｇ，Ｉ，Ｊはそれぞれ、Ｙの１２，１４，１６，１
８乗の項の高次の係数である。 光軸上のおける偏向直交面内の曲率半径：ｒ(０)（図２
の曲線：Ｘ(０)と回転軸ＡＸとの距離） ｒ(０)＝−１９．５
。
【００７３】第２面
面形状：ノーマルトロイダル面
偏向面内の曲率半径：Ｒ＝−８７．５
光軸上における偏向直交面内の曲率半径：r(０)（図２
参照） ｒ(０)＝−３１．０
。
参照） ｒ(０)＝−３１．０
。
【００７４】
第３面：光走査用レンズの光偏向器側の面
面形状：偏向面内の形状が非円弧形状である凹樽型トロ
イダル面（図２参照） 偏向面内の形状：Ｘ（Ｙ） Ｒ＝−２４６，Ｋ＝−１５．４４，Ａ＝ ７．６３６６
Ｅ−７，Ｂ＝−６．７１８５２Ｅ−１１，Ｃ＝−５．３
１１６８Ｅ−１５，Ｄ＝−９．７４１３３Ｅ−１９，Ｆ
＝−１．２７６Ｅ−２３，Ｇ＝−３．５１９Ｅ−２５，
Ｉ＝ ２．３２２Ｅ−２８，Ｊ＝−３．１６７Ｅ−３２ Ｆ，Ｇ，Ｉ，Ｊはそれぞれ、Ｙの１２，１４，１６，１
８乗の項の高次の係数である。 光軸上のおける偏向直交面内の曲率半径：ｒ(０)（図２
の曲線：Ｘ(０)と回転軸ＡＸとの距離） ｒ(０)＝−１２１．２５
。
イダル面（図２参照） 偏向面内の形状：Ｘ（Ｙ） Ｒ＝−２４６，Ｋ＝−１５．４４，Ａ＝ ７．６３６６
Ｅ−７，Ｂ＝−６．７１８５２Ｅ−１１，Ｃ＝−５．３
１１６８Ｅ−１５，Ｄ＝−９．７４１３３Ｅ−１９，Ｆ
＝−１．２７６Ｅ−２３，Ｇ＝−３．５１９Ｅ−２５，
Ｉ＝ ２．３２２Ｅ−２８，Ｊ＝−３．１６７Ｅ−３２ Ｆ，Ｇ，Ｉ，Ｊはそれぞれ、Ｙの１２，１４，１６，１
８乗の項の高次の係数である。 光軸上のおける偏向直交面内の曲率半径：ｒ(０)（図２
の曲線：Ｘ(０)と回転軸ＡＸとの距離） ｒ(０)＝−１２１．２５
。
【００７５】第４面：光走査用レンズの被走査面側の面
面形状：図３に即して説明した面形状
偏向面内における形状：Ｘ(Ｙ)（円弧形状）
曲率半径：Ｒ＝−２４８．３
偏向直交面内における曲率半径：ｒ(Ｙ）
主走査対応方向（Ｙ方向）における第４面への、偏向光
束の主光線の入射位置：Ｙに対する偏向直交面内での曲
率半径：ｒ（Ｙ)を、代表的な入射位置：Ｙ＝−５５．
４，−４７．８，−３５．３，−２０．２，−０．１，
２０．２，３５．３，４７．８，５５．４（ｍｍ）の各
位値に対応させて、像高：Ｈ及び各像高に副走査方向の
像面湾曲値（単位：ｍｍ）けると対応させて一覧にして
示す。
束の主光線の入射位置：Ｙに対する偏向直交面内での曲
率半径：ｒ（Ｙ)を、代表的な入射位置：Ｙ＝−５５．
４，−４７．８，−３５．３，−２０．２，−０．１，
２０．２，３５．３，４７．８，５５．４（ｍｍ）の各
位値に対応させて、像高：Ｈ及び各像高に副走査方向の
像面湾曲値（単位：ｍｍ）けると対応させて一覧にして
示す。
【００７６】
入射位置：Ｙ -55.4２ -47.8 -35.3 -20.2 -0.1
曲率半径：ｒ(Ｙ) -19.11 -19.36 -19.63 -19.54 -19.45
像高：Ｈ -109.1 -97.0 -74.5 -43.5 0.0
像面湾曲： 1.23 0.19 0.77 0.19 1.23 。
【００７７】
入射位置：Ｙ 20.2 35.3 47.8 55.4
曲率半径：ｒ(Ｙ) -19.54 -19.63 -19.36 -19.11
像高：Ｈ 43.5 73.1 94.2 105.6
像面湾曲： -0.76 0.33 -0.28 0.16 。
【００７８】偏向直交面内における第４面の曲率半径
は、光軸を主走査対応方向へ離れるに従い、単調且つ滑
らかに増大しつつ極大値に達し、その後単調且つ滑らか
に減少する。このため各入射位置における偏向直交面内
の曲率半径の「ばらつき」が有効に小さくなり、光走査
用レンズの主走査対応方向における配置の公差に対する
許容度が大きくなる。
は、光軸を主走査対応方向へ離れるに従い、単調且つ滑
らかに増大しつつ極大値に達し、その後単調且つ滑らか
に減少する。このため各入射位置における偏向直交面内
の曲率半径の「ばらつき」が有効に小さくなり、光走査
用レンズの主走査対応方向における配置の公差に対する
許容度が大きくなる。
【００７９】図６（ａ）に実施例１における主走査方向
の像面湾曲を、等速特性としてのｆθ特性とリニアリテ
ィを（ｂ）に示す。主走査方向の像面湾曲は良好に補正
され、副走査方向の像面湾曲も上記一覧に示すように極
めて良好（１．３ｍｍ以下）である。
の像面湾曲を、等速特性としてのｆθ特性とリニアリテ
ィを（ｂ）に示す。主走査方向の像面湾曲は良好に補正
され、副走査方向の像面湾曲も上記一覧に示すように極
めて良好（１．３ｍｍ以下）である。
【００８０】図４の実施の形態では光偏向器によるサグ
が発生し、副走査方向の像面湾曲は光軸に対して非対称
となる。光偏向器であるポリゴンミラーは偏向反射面を
６面有し、内接円半径は１８ｍｍである。
が発生し、副走査方向の像面湾曲は光軸に対して非対称
となる。光偏向器であるポリゴンミラーは偏向反射面を
６面有し、内接円半径は１８ｍｍである。
【００８１】上記実施例２では、サグの影響を除去する
ため、光走査用レンズを主走査対応方向であるＹ方向の
負の方向へ「０．１ｍｍ」だけシフトさせている。この
シフトにより、サグの影響による副走査方向の像面湾曲
の非対称性が、上記一覧にみるように有効に改善されて
いる。上記サグの影響の改善には、光走査用レンズに偏
向面内で「ティルト」を与えることも有効である。
ため、光走査用レンズを主走査対応方向であるＹ方向の
負の方向へ「０．１ｍｍ」だけシフトさせている。この
シフトにより、サグの影響による副走査方向の像面湾曲
の非対称性が、上記一覧にみるように有効に改善されて
いる。上記サグの影響の改善には、光走査用レンズに偏
向面内で「ティルト」を与えることも有効である。
【００８２】実施例１，２とも上記のように等速特性
（ｆθ特性）が良好であり、主・副走査方向の像面湾曲
が良好に補正されているので光スポット径の像高による
変動が小さく、良好な光走査が可能である。
（ｆθ特性）が良好であり、主・副走査方向の像面湾曲
が良好に補正されているので光スポット径の像高による
変動が小さく、良好な光走査が可能である。
【００８３】なお実施例１，２において、走査結像レン
ズに入射する光束は主走査対応方向において平行光束で
ないので等速特性としてのｆθ特性は厳密には正確でな
いが、収束性が弱いのでｆθ特性で等速特性を十分に精
度良く表すことができる。
ズに入射する光束は主走査対応方向において平行光束で
ないので等速特性としてのｆθ特性は厳密には正確でな
いが、収束性が弱いのでｆθ特性で等速特性を十分に精
度良く表すことができる。
【００８４】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば光走査用レンズ・走査結像レンズおよび光走査装置を
提供できる。
ば光走査用レンズ・走査結像レンズおよび光走査装置を
提供できる。
【００８５】この発明は、光走査装置および走査結像レ
ンズにおいて、共役化機能と等速化機能を良好に保ちつ
つ、光走査装置への組付けの公差に対する許容度を有効
に緩和させることを可能にする。
ンズにおいて、共役化機能と等速化機能を良好に保ちつ
つ、光走査装置への組付けの公差に対する許容度を有効
に緩和させることを可能にする。
【００８６】なお、上にも述べたように、光走査用レン
ズはプラスチック等の樹脂の成形加工により容易に作製
できる。
ズはプラスチック等の樹脂の成形加工により容易に作製
できる。
【図１】この発明の光走査装置の実施の１形態を説明す
るための図である。
るための図である。
【図２】樽型トロイダル面を説明するための図である。
【図３】光走査用レンズの被走査面側の面形状を説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】この発明の光走査装置の実施の別形態を説明す
るための図である。
るための図である。
【図５】実施例１に関連した像面湾曲の図および等速特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図６】実施例２に関する像面湾曲の図および等速特性
を示す図である。
を示す図である。
１ ＬＤ
２ カップリングレンズ
３ シリンダレンズ
５ 偏向反射面
６ レンズ
７ 光走査用レンズ
８ 被走査面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 26/10
Claims (7)
- 【請求項１】主走査対応方向に長い線像に結像された光
束を、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により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せしめ
て上記被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置に
おいて、複数枚のレンズにより構成される走査結像レン
ズの一部を構成するレンズであって、 光偏向器側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、 光偏向器側の面が、主走査対応方向に平行な回転軸を持
つ凹の樽型トロイダル面であり、 被走査面側の面は、偏向直交面内における曲率半径の絶
対値が、主走査対応方向において光軸を離れるに従い極
大値に向かって滑らか且つ単調に増加し、極大位置を超
えたのち、光軸を離れるに従い滑らか且つ単調に減少す
るように定められ、且つ、上記被走査面側の面の偏向直
交面内における曲率中心を連ねた線が偏向面内において
主走査対応方向に沿う曲線となるように定められたこと
を特徴とする光走査用レンズ。 - 【請求項２】請求項１記載の光走査用レンズにおいて、 走査結像レンズを構成する複数のレンズのうちで最も被
走査面側に配備されるものであることを特徴とする光走
査用レンズ。 - 【請求項３】請求項２記載の光走査用レンズにおいて、 光偏向器側の面は、偏向面内の形状が非円弧形状である
樽型トロイダル面であり、 被走査面側の面は、偏向面内の形状が円弧形状であるこ
とを特徴とする光走査用レンズ。 - 【請求項４】主走査対応方向に長い線像に結像された光
束を、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により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せしめ
て上記被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置に
おいて、複数枚のレンズにより構成される走査結像レン
ズであって、 ２枚のレンズにより構成され、 ２枚のレンズの内の１枚が請求項３記載の光走査用レン
ズであり、 光偏向器側のレンズは、 光偏向器側の面が共軸非球面であり、 被走査面側の面が球面であることを特徴とする走査結像
レンズ。 - 【請求項５】主走査対応方向に長い線像に結像された光
束を、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により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せしめ
て上記被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置に
おいて、複数枚のレンズにより構成される走査結像レン
ズであって、 ２枚のレンズにより構成され、 ２枚のレンズの内の１枚が請求項３記載の光走査用レン
ズであり、 光偏向器側のレンズは、 光偏向器側の面が、偏向面内の形状を非円弧形状とし、
主走査対応方向に平行な回転軸を持つ樽型トロイダル面
であり、 被走査面側の面がノーマルトロイダル面であることを特
徴とする走査結像レンズ。 - 【請求項６】主走査対応方向に長い線像に結像された光
束を、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により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せしめ
て上記被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置に
おいて、 複数枚のレンズにより構成される走査結像レンズが、請
求項１または２または３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。 - 【請求項７】主走査対応方向に長い線像に結像された光
束を、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により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せしめ
て上記被走査面の等速的な光走査を行なう光走査装置に
おいて、 走査結像レンズが、請求項４または５記載の走査結像レ
ンズであることを特徴とする光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29523795A JP3452294B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 光走査用レンズおよび走査結像レンズおよび光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29523795A JP3452294B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 光走査用レンズおよび走査結像レンズおよび光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138365A JPH09138365A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3452294B2 true JP3452294B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=17817997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29523795A Expired - Fee Related JP3452294B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 光走査用レンズおよび走査結像レンズおよび光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3452294B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277788A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Ricoh Co Ltd | 走査結像光学系 |
| JP4495890B2 (ja) * | 2001-09-20 | 2010-07-07 | 株式会社リコー | 光走査の走査補正方法および走査結像光学系および光走査装置および画像形成装置 |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP29523795A patent/JP3452294B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09138365A (ja) | 1997-05-27 |
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