JP3712017B2

JP3712017B2 - 光走査装置

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Publication number: JP3712017B2
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Authority: JP
Inventors: 球高田; 望井上; 高志 ▲浜▼; 雄二郎野村
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタ等に用いられる光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光走査装置に用いる結像レンズに要求される収差特性は以下の２点である。一つは、等速走査性を得るために、特定の負の歪曲収差を持たせることであり、もう一つは、ビームスポット径を回折限界に近くするために、像面湾曲を小さくして像面の平坦性を得ることである。
【０００３】
従来の光走査装置に用いられている結像レンズの構成枚数は、１枚から複数枚まで様々である。収差特性を重要視する場合には構成枚数を多くし、コストを重要視する場合には単レンズが用いられている。特に最近では、収差特性をさらに向上させるために、特開平４−５０９０８号公報に代表されるように、結像レンズに非球面を用いることが行われている。特開平４−５０９０８号公報の結像レンズは、入射面と射出面において、副走査方向の曲率が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に変化している。ただし、入射面は光軸まわりに回転対称な面なので、主走査方向の曲率と副走査方向の曲率は、互いに依存している。
【０００４】
また、高速走査を実現するために、特開昭５１−１００７４２号公報に開示されているように、独立に変調可能な複数の発光部を有する半導体レーザアレイを光源として用い、１回の走査で複数の走査線を同時に走査することも行われている。
【０００５】
しかしながら、半導体レーザアレイを用いた光走査装置では、複数のビームにより形成される複数の走査線の間隔が不均一であるという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するために、特開昭５４−１５８２５１号公報のように、半導体レーザアレイの複数の発光部を斜めに配列させれば、走査線の間隔の変動を小さくすることができる。
【０００７】
また、特開昭５６−１６１５６６号公報のように、シリンドリカルレンズを被走査面からほぼその焦点距離だけ離れた位置に配置すれば、走査線の間隔は一定となる。
【０００８】
あるいは、特開昭６０−２１０３１号公報のように、光源と回転多面鏡の間に超音波光偏向器を設ければ、ブラグ回折角を調整することにより走査線の湾曲を補正し、走査線の間隔を一定にすることができる。
【０００９】
さらに、特開平２−５４２１１号公報のように、発光部から被走査面までの間の光学系の横倍率の絶対値を２以下とすることにより、一度に走査する走査線の間隔を小さくし、走査線の間隔の変動を抑えることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平４−５０９０８号公報の結像レンズは、副走査方向の光学倍率が有効走査領域で変化しているために、被走査面に結像するビームスポットの副走査方向の径が有効走査領域で不均一になるという問題点を有していた。そのような光走査装置をレーザビームプリンタに用いれば、印字濃度にむらを生じ、良好な印字品質が得られない。
【００１１】
また、光源として半導体レーザアレイを用い、１回の走査で複数の走査線を走査する光走査装置については、特開昭５４−１５８２５１号公報では、走査線の間隔の変動を完全に補正することはできないという問題点を有する。しかも、ビーム数を多くすると、走査線の間隔の変動量が大きくなるため、ビーム数をあまり多くすることができず、複数のビームで高速走査するという利点を十分に発揮することができない。
【００１２】
特開昭５６−１６１５６６号公報では、複数の半導体レーザと、ビーム数に相当するだけの鏡やシリンドリカルレンズが必要であるため、非常に高価になり、光学系が複雑になり大型化するため実用的ではないという問題点を有する。
【００１３】
特開昭６０−２１０３１号公報の超音波光偏向器は、高価、複雑かつ大型であり、駆動回路も複雑であるという問題点を有する。
【００１４】
特開平２−５４２１１号公報によると、横倍率が２倍以下と極めて低いため、半導体レーザの光出力の大部分は、「けられ」により失われ、被走査面まで到達するのはごく一部となり、光出力に関する光学系の効率が非常に低い。そのため、半導体レーザの光出力では不十分となり、実用的ではないという問題点を有する。また、横倍率の縮小に比例して、走査線の間隔の変動を少なくするだけであり、走査線の間隔の変動を完全に補正することはできず、根本的に解決するものではない。
【００１５】
そこで本発明は、このような問題点を解決するもので、像面湾曲特性と等速走査性の収差特性が良好に補正された上に、結像レンズの副走査方向の光学倍率が、有効走査領域において一定で、しかもビームスポット径が一定な光走査装置を提供することを目的とする。また、複数の発光部を有する光源を用いた場合に、走査線の間隔が一定で、光出力の利用効率が高い実用的な光走査装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光走査装置は、光ビームを発生する光源と、前記光ビームを偏向する偏向器と、前記偏向器により偏向された光ビームを結像し、被走査面上にビームスポットを形成させるための単レンズで構成された結像レンズを有する光走査装置において、
前記結像レンズの両面の副走査方向の曲率が、前記結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に、かつ主走査方向の曲率とは独立に変化しており、さらに、射出面の副走査方向の曲率が走査中心で凸、走査端で凹であって、前記結像レンズの副走査方向の光学倍率が、有効走査領域において一定であることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の光走査装置は、上記の構成に加え、以下のいずれかの構成をとることを特徴とする。
【００１８】
１）結像レンズは、単レンズである。
２）結像レンズは、以下のａ）、ｂ）のうちのいずれかを満足する。
ａ）結像レンズの入射面の副走査方向断面は、走査中心で凹、走査端で凸である
ｂ）結像レンズの射出面の副走査方向断面は、走査中心で凸、走査端で凹である
３）結像レンズは、上記ａ）、ｂ）の両方を満足する。
４）結像レンズは主走査方向で非球面となるレンズ面を有する。さらに、結像レンズは主走査方向で変曲点のあるレンズ面を有する。
５）光源は複数の発光部を有する。
６）結像レンズのうち、副走査方向の曲率が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に変化している面を有するレンズは、樹脂で形成されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明を実施する形態である光走査装置を示したものである。まず、偏向器の回転軸に平行な方向を副走査方向と定義し、副走査方向と光軸に垂直な方向を主走査方向と定義する。
【００２１】
複数の発光部を有する光源である半導体レーザアレイ１より射出した複数のビームは、コリメータレンズ２によってわずかに集束するビームに変換され、アパーチャ３により絞り込まれ、シリンドリカルレンズ４により、副走査方向にのみ集束作用を受ける。さらに、ビームは、副走査方向で、偏向器としての回転多面鏡５の反射面の近傍に結像し、反射面で反射される。ビームは回転多面鏡５の回転に伴って偏向される。偏向されたビームは結像レンズ６で集束作用を受け、被走査面７上に複数のビームスポットを形成する。
【００２２】
結像レンズ６の主走査方向断面を図２に示す。図２に示されるように、結像レンズ６の主走査方向断面形状は、入射面Ｓ_a、射出面Ｓ_bともに非球面形状をしており、球面レンズと比べて収差補正は良好で、１枚の結像レンズ６で像面湾曲特性と等速走査性の収差特性が良好に補正されている。特に入射面Ｓ_a、射出面Ｓ_bともに、主走査方向断面形状には変曲点があり、入射面Ｓ_aは回転多面鏡に向かって走査中心で凸、走査端で凹となっており、射出面Ｓ_bは被走査面７に向かって走査中心で凹、走査端で凸となっている。このような形状にすると、主走査方向の収差は極めて良好に補正される。
【００２３】
副走査方向の像面湾曲収差を補正するためには、結像レンズの入射面と射出面のうち、いずれか１面のみが副走査方向に屈折力を持っていればよい。すなわち、副走査方向断面が平凸であればよい。副走査方向に屈折力を持つ方のレンズ面の副走査方向の曲率を、結像レンズ有効部で主走査方向に沿って連続的に変化させ、、有効走査領域全域で常に副走査方向の結像点が被走査面上に位置するようにすれば、副走査方向の像面湾曲収差を完全に補正することができる。しかしながら、副走査方向の収差補正の自由度が１つしかなく、結像レンズの副走査方向の光学倍率を有効走査領域で一定にすることはできない。
【００２４】
そこで、本形態では、結像レンズの入射面と射出面の両面において、副走査方向の曲率が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に、かつ主走査方向とは独立に変化するようにしている。そのため、副走査方向の収差補正の自由度がさらに１つ大きくなり、副走査方向の光学倍率を一定にすることができる。
【００２５】
このことを図３を用いて説明する。一般的な結像レンズ２０６の副走査方向で、屈折力を変えずに両面の曲率を任意に設定できれば、図３（ａ）〜（ｅ）のようにベンディングにより主点Ｈの位置も任意に設定することができる。そこで、副走査方向の光学倍率が有効走査領域で一定となるように、両面の副走査方向の曲率を設定すればよい。本形態では、結像レンズの副走査方向断面は、走査中心で入射面が凹、射出面が凸となっており、図４に示すように副走査方向の主点Ｈ₁は結像レンズ６よりも被走査面７側に位置する。逆に走査端では、入射面、射出面がそれぞれ凸、凹となっているため、主点Ｈ₂は結像レンズよりも回転多面鏡側に位置する。そのため、走査中心と走査端でのそれぞれの副走査方向の光学倍率ｂ₁／ａ₁とｂ₂／ａ₂は一致する。本発明では、この原理に基づき、走査中心と走査端に限らず、有効走査領域全域で副走査方向の光学倍率が一定となるような、結像レンズの曲率を導き出している。
【００２６】
なお、副走査方向の曲率が連続的に変化する面であっても、光軸まわりに回転対称な非球面であれば、主走査方向の曲率と副走査方向の曲率が互いに依存するため、主走査方向と副走査方向の収差を同時に補正するだけの自由度がなく、副走査方向の光学倍率を一定にすることはできない。従って、副走査方向の光学倍率を一定にするためには、副走査方向の曲率が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に、かつ主走査方向の曲率とは独立に変化していることが必要である。ただし、光軸上での主走査方向の曲率と副走査方向の曲率は、同じであっても構わない。
【００２７】
上述したような本形態の光走査装置では、結像レンズの副走査方向の光学倍率が有効走査領域の全域で一定なので、被走査面上に形成されるビームスポットの副走査方向の径も一定になり、解像度むらがなく光学特性の良好な高解像度化に適した光走査装置が得られる。なお、本形態では、光源は複数の発光部を有する半導体レーザアレイであるが、単一の発光部を有する半導体レーザを光源に用いても、やはりビームスポットの副走査方向の径が一定になるという効果が得られる。
【００２８】
また、副走査方向の光学倍率が一定であるため、複数の走査線の間隔は一定となる。従って、複数のビームを用いて走査することにより、印字速度の高速化、高解像度化が可能で、しかも走査線の間隔が一定な、良好な光学特性を有する光走査装置が得られる。
【００２９】
なお、本形態の結像レンズは単レンズであるが、結像レンズを複数枚のレンズで構成した場合も、結像レンズのレンズ面のうち、少なくとも２つの面において、副走査方向の曲率を、前記結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に変化させれば、やはり副走査方向の光学倍率を一定にすることができる。
【００３０】
本形態の結像レンズ６の光軸方向の厚さは薄く、光軸から離れても厚さはあまり変化しない。このような、薄いレンズは、レンズを形成している材料の量を少なくすることができるだけでなく、成形により製造する際には、成形時間を短くすることができ、内部歪みのないレンズが得られるという利点を有する。さらに、厚さの変化が小さいレンズは、射出成形で製造する際に、材料の流動状態が均一になり、やはり内部歪みのないレンズが得られる。
【００３１】
このように、結像レンズ６の厚さは薄く、結像レンズ６の主走査方向の集束作用は小さいので、被走査面７にビームスポットを結像させるために、主走査方向において集束しているビームを結像レンズ６に入射させている。
【００３２】
次に、比較的厚さの薄い結像レンズ６の副走査方向の面構成について説明する。図５は、結像レンズ６の副走査方向の断面形状と副走査方向の光学倍率の関係を示す図である。横軸は被走査面７における走査位置であり、縦軸は、各走査位置における、結像レンズ６の副走査方向の光学倍率である。同図は、副走査方向の像面湾曲を完全に補正した状態での、結像レンズ６の副走査方向の断面形状と、それに対応する副走査方向の光学倍率を表すものである。実線で示す曲線は、入射面が副走査方向に屈折力を持たない場合、すなわち副走査方向の断面形状が、入射面側が直線の平凸形状である。破線で示す曲線は、射出面が副走査方向に屈折力を持たない場合、すなわち副走査方向の断面形状が、射出面側が直線の平凸形状である。
【００３３】
領域Ａは、結像レンズ６の副走査方向断面が、入射面で走査中心から走査端へ向かって凹から凸へと変化し、射出面では凸から凹へと変化する領域である。領域Ｂは、結像レンズの副走査方向断面が、入射面で走査中心から走査端へ向かって凹から凸へと変化するが、射出面では常に凸となっている領域である。領域Ｃは、結像レンズの副走査方向断面が、入射面で常に凸となっており、射出面では走査中心から走査端へ向かって凸から凹へと変化する領域である。後述する実施例１、実施例２、実施例３はそれぞれ領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃに属する。
【００３４】
図５において、領域Ｂよりも下側では、射出面の走査中心での副走査方向の曲率が大きくなり、球面収差が大きくなる。また、領域Ｃよりも上側では、入射面の走査端での副走査方向の曲率が大きくなり、やはり球面収差が大きくなる。従って、結像レンズ６の面形状が、これらの領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのいずれかに属していることが望ましく、そうすれば、球面収差が小さく、副走査方向の像面湾曲が完全に補正され、副走査方向の光学倍率が一定な良好な光学特性を有する光走査装置が得られる。領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのいずれかに属するということは、言い換えれば、以下の２項、
ａ）結像レンズの入射面の副走査方向断面が、走査中心で凹、走査端で凸である
ｂ）結像レンズの射出面の副走査方向断面が、走査中心で凸、走査端で凹である
のいずれかを満足させるということである。
【００３５】
また、特に領域Ａに属していれば、入射面、射出面ともに副走査方向の曲率を比較的小さくすることができ、球面収差の発生がほとんどなく、ビームスポットの形状が極めて良好となる。領域Ａに属するということは、言い換えれば、上記２項ａ）ｂ）の両方を満足させるということである。
【００３６】
本形態において、結像レンズは樹脂で形成されている。非球面を有するレンズをガラスで製造すると、コストが高くつくため実用的ではないが、樹脂で成形すると容易に大量生産をすることができ、コストも低くすることができる。
【００３７】
なお、本形態では、偏向器が回転多面鏡である場合について説明を行なってきたが、その他に、回転単面鏡、回転２面鏡、あるいは、回転軸を中心に正弦振動を行なうガルバノミラー等についても容易に実現可能であり、同様の効果が得られる。
【００３８】
また、本形態では、コリメータレンズから射出されるビームは、わずかに集束するビームであるが、平行ビームや、やや発散するビームであっても、副走査方向の光学倍率を一定にすることはでき、本発明の同様の効果は得られる。
【００３９】
以上述べたように、本発明はレーザビームプリンタに用いると特に有効であるが、デジタル複写機、ファクシミリ、レーザ走査ディスプレイ等の画像形成装置やスキャナ等の画像入力装置、あるいは光学マーク読み取り用レーザ走査装置、表面検査用レーザ走査装置等にも適用することができる。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）
本形態の代表的な実施例の光学諸元を表１に示す。ただし、１走査の走査開始から走査終了までの回転多面鏡の回転角を２ωとする。半導体レーザアレイの発光点をＳ₁、コリメータレンズの入射面、射出面をそれぞれＳ₂、Ｓ₃、シリンドリカルレンズの入射面、射出面をそれぞれＳ₄、Ｓ₅、回転多面鏡の反射面をＳ₆、結像レンズの入射面、射出面をそれぞれＳ₇、Ｓ₈とする。各光学諸元の記号については、第ｉ面Ｓ_iの曲率半径をｒ_i、第ｉ面から次の面までの軸上間隔をｄ_iとし、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ、結像レンズの屈折率をそれぞれｎ₂、ｎ₄、ｎ₇とする。また、アナモフィックなレンズ面では、副走査方向、主走査方向の曲率半径をそれぞれｒ_ix、ｒ_iyとし、非球面の曲率半径については、光軸上の値を示す。結像レンズの副走査方向だけは、曲率半径ではなく、曲率ｕ_iを示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
結像レンズの主走査方向断面形状は非球面形状であり、
【００４３】
【数１】

【００４４】
で表す。ただし、座標は、レンズ面が光軸と交わる点を原点とし、光軸方向にｚ軸、光軸に垂直で主走査方向にｙ軸をとっている。Ｋ_i、Ａ_i、Ｂ_i、Ｃ_i、Ｄ_iは非球面係数である。結像レンズの副走査方向の曲率は、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に変化しており、曲率Ｕ_iを、
【００４５】
【数２】

【００４６】
で表す。ｕ_ixは光軸上での曲率、Ａ_ix、Ｂ_ix、Ｃ_ix、Ｄ_ix、Ｅ_ixは係数である。これらの係数の値を表２に示す。
【００４７】
【表２】

【００４８】
走査中心および走査端における、結像レンズの副走査方向の曲率を表３に示す。なお、入射面あるいは射出面において、曲率中心が当該面に対してビームの進行方向側にある場合の曲率を正とし、曲率中心が当該面に対してビームの進行方向とは逆側にある場合の曲率を負とする。また、表３には断面の凹凸の区別も示す。
【００４９】
【表３】

【００５０】
表３に示すとおり、入射面の副走査方向断面は、走査中心で凹、走査端で凸となっており、射出面の副走査方向断面は、走査中心で凸、走査端で凹となっている。
【００５１】
図６は本実施例についての主走査方向断面図、図７は本実施例の収差図である。なお、収差図については、像面湾曲は破線が主走査方向、実線が副走査方向の収差を示している。等速走査性は、理想像高ｙ＝ｆθからの像高のずれを％で表す。ただし、ωはビームスポットが被走査面上で走査中心から走査端まで走査する間の、回転多面鏡の回転角である。
【００５２】
本実施例では、結像レンズに非球面を用いているため、わずか１枚の結像レンズで、図７に示すように主走査方向の像面湾曲は±２ｍｍ以内と、良好に補正されている。１〜２ｍｍ程度の振幅で振動している像面湾曲は、結像レンズの主走査方向断面形状の非球面係数の次数を、１０次までしか用いていないことにより生じるものである。従って、より高次の非球面係数を用いれば、像面湾曲をさらに小さくすることができる。
【００５３】
また、結像レンズの入射面、射出面は、副走査方向の曲率が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に変化しているため、図７に示すように副走査方向の像面湾曲も±２ｍｍ以内と良好に補正されている。副走査方向の曲率は、１２次までの係数を用いて近似しているが、やはり、より高次の非球面係数を用いれば、像面湾曲をさらに小さくすることができる。
【００５４】
結像レンズの副走査方向の光学倍率を図８に、ビームスポットの副走査方向直径を図９に、ビームスポットの副走査方向位置を図１０に示す。図８〜１０のいずれの図においても、横軸は被走査面における走査位置であり、データ曲線については、本実施例の場合を実線で示し、比較のために従来技術である、特開平４−５０９０８号公報の場合の一例を破線で示す。従来例に対して、本実施例の光学倍率、ビームスポット径、ビームスポット位置は、有効走査領域全域に渡って極めて一定である。なお、図９のビームスポット直径とは、ビームの中心強度に対して、１／ｅ²の強度となる点を連ねた形状の直径のことである。また、図１０のビームスポット位置は、光源において光軸から副走査方向に５０μｍ離れた位置に配置された発光部から射出されたビームが、被走査面上に形成するビームスポットの位置を示す。
【００５５】
（実施例２）
本発明の光走査装置の第２の実施例は、第１の実施例に対し、結像レンズの副走査方向の曲率のみが異なる。結像レンズの副走査方向断面が、入射面の走査中心で凹、走査端で凸、射出面では常に凸となっている。
【００５６】
本実施例の結像レンズの副走査方向の曲率と係数を表４に示す。曲率の表記については、実施例１と同じである。結像レンズの主走査方向に関する光学諸元と、結像レンズ以外の要素の光学諸元は実施例１と同じである。
【００５７】
【表４】

【００５８】
走査中心および走査端における、結像レンズの副走査方向の曲率を表５に示す。
【００５９】
【表５】

【００６０】
表５に示すとおり、入射面の副走査方向断面は、走査中心で凹、走査端で凸となっている。
【００６１】
図１１は本実施例の収差図である。主走査方向の像面湾曲、等速走査性は実施例１と同じなので、副走査方向の像面湾曲のみを示す。結像レンズの入射面、射出面は、副走査方向の曲率が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に変化しているため、副走査方向の像面湾曲は良好に補正されている。
【００６２】
結像レンズの副走査方向の光学倍率を図１２に、ビームスポットの副走査方向直径を図１３に、ビームスポットの副走査方向位置を図１４に示す。光学倍率、ビームスポット径、ビームスポット位置は、有効走査領域全域に渡って極めて一定である。
【００６３】
（実施例３）
本発明の光走査装置の第３の実施例は、第１の実施例に対し、結像レンズの副走査方向の曲率のみが異なる。結像レンズの副走査方向断面が、入射面では常に凸、射出面の走査中心で凸、走査端で凹となっている。
【００６４】
本実施例の結像レンズの副走査方向の曲率と係数を表６に示す。曲率の表記については、実施例１と同じである。結像レンズの主走査方向に関する光学諸元と、結像レンズ以外の要素の光学諸元は実施例１と同じである。
【００６５】
【表６】

【００６６】
走査中心および走査端における、結像レンズの副走査方向の曲率を表７に示す。
【００６７】
【表７】

【００６８】
表７に示すとおり、射出面の副走査方向断面は、走査中心で凸、走査端で凹となっている。
【００６９】
図１５は本実施例の収差図である。主走査方向の像面湾曲、等速走査性は実施例１と同じなので、副走査方向の像面湾曲のみを示す。結像レンズの入射面、射出面は、副走査方向の曲率が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に変化しているため、副走査方向の像面湾曲は良好に補正されている。
【００７０】
結像レンズの副走査方向の光学倍率を図１６に、ビームスポットの副走査方向直径を図１７に、ビームスポットの副走査方向位置を図１８に示す。光学倍率、ビームスポット径、ビームスポット位置は、有効走査領域全域に渡って極めて一定である。
【００７１】
（実施例４）
本発明の光走査装置の第４の実施例は、第１の実施例と構成要素は同じであるが、光学諸元が異なる。本実施例では、コリメータレンズから射出されるビームは平行ビームである。また、結像レンズの形状も実施例１とは異なる。
【００７２】
図１９は本実施例の主走査方向断面図である。結像レンズ６の主走査方向断面形状は、入射面Ｓ₇、射出面Ｓ₈ともに非球面形状をしている。また、結像レンズ６の入射面Ｓ₇、射出面Ｓ₈の両面で、副走査方向の曲率が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に変化している。
【００７３】
本実施例の光学諸元を表８に示す。表記については、実施例１と同じである。
【００７４】
【表８】

【００７５】
本実施例の結像レンズの副走査方向の曲率と係数を表９に示す。曲率の表記についても、実施例１と同じである。
【００７６】
【表９】

【００７７】
走査中心および走査端における、結像レンズの副走査方向の曲率を表１０に示す。
【００７８】
【表１０】

【００７９】
図２０は本実施例の収差図である。像面湾曲、等速走査性共に良好に補正されている。
【００８０】
結像レンズの副走査方向の光学倍率を図２１に、ビームスポットの副走査方向直径を図２２に、ビームスポットの副走査方向位置を図２３に示す。光学倍率、ビームスポット径、ビームスポット位置は、有効走査領域全域に渡って極めて一定である。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下のような効果を有する。
【００８２】
まず、請求項１記載の発明によれば、副走査方向の像面湾曲を完全に補正した上で、ビームスポットの副走査方向の径が一定となる。また、ビームスポットの副走査方向の径がさらに一定となる。
【００８４】
また、光走査装置の構成が簡素になる。
【００８５】
また、結像レンズの厚さが薄くなる。
【００８６】
請求項２記載の発明によれば、球面収差が小さくなり、ビームスポット形状が良好となる。
【００８７】
請求項３記載の発明によれば、主走査方向の像面湾曲特性と等速走査性が良好に補正される。
【００８８】
請求項４記載の発明によれば、主走査方向の像面湾曲特性と等速走査性がさらに良好に補正される。
【００８９】
請求項５記載の発明によれば、走査速度の高速化や高解像度化が可能になり、複数の発光部から射出されるビームにより被走査面上に形成される、複数の走査線の間隔が一定となる。
【００９０】
請求項６記載の発明によれば、容易に結像レンズを大量生産することが可能であり、コストが低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光走査装置の斜視図。
【図２】本発明の結像レンズの主走査断面図。
【図３】一般的な結像レンズのベンディングを示す図。
【図４】本発明の結像レンズの主走査断面図。
【図５】本発明の結像レンズの副走査断面の面形状と副走査方向の光学倍率の関係を示す図。
【図６】本発明の実施例１の光学系の主走査断面図。
【図７】本発明の実施例１の光学系の収差図。
【図８】本発明の実施例１の副走査方向の光学倍率を示す図。
【図９】本発明の実施例１のビームスポットの副走査方向直径を示す図。
【図１０】本発明の実施例１のビームスポットの副走査方向位置を示す図。
【図１１】本発明の実施例２の光学系の収差図。
【図１２】本発明の実施例２の副走査方向の光学倍率を示す図。
【図１３】本発明の実施例２のビームスポットの副走査方向直径を示す図。
【図１４】本発明の実施例２のビームスポットの副走査方向位置を示す図。
【図１５】本発明の実施例３の光学系の収差図。
【図１６】本発明の実施例３の副走査方向の光学倍率を示す図。
【図１７】本発明の実施例３のビームスポットの副走査方向直径を示す図。
【図１８】本発明の実施例３のビームスポットの副走査方向位置を示す図。
【図１９】本発明の実施例４の光学系の主走査断面図。
【図２０】本発明の実施例４の光学系の収差図。
【図２１】本発明の実施例４の副走査方向の光学倍率を示す図。
【図２２】本発明の実施例４のビームスポットの副走査方向直径を示す図。
【図２３】本発明の実施例４のビームスポットの副走査方向位置を示す図。
【符号の説明】
１半導体レーザアレイ
２コリメータレンズ
３アパーチャ
４シリンドリカルレンズ
５回転多面鏡
６結像レンズ
７被走査面

Claims

光ビームを発生する光源と、前記光ビームを偏向する偏向器と、前記偏向器により偏向された光ビームを結像し、被走査面上にビームスポットを形成させるための単レンズで構成された結像レンズを有する光走査装置において、
前記結像レンズの両面の副走査方向の曲率が、前記結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に、かつ主走査方向の曲率とは独立に変化しており、さらに、射出面の副走査方向の曲率が走査中心で凸、走査端で凹であって、前記結像レンズの副走査方向の光学倍率が、有効走査領域において一定であることを特徴とする光走査装置。
前記結像レンズは、入射面の副走査方向の曲率が走査中心で凹、走査端で凸であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
前記結像レンズは主走査方向で非球面となるレンズ面を有することを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載の光走査装置。
前記結像レンズは主走査方向で変曲点のあるレンズ面を有することを特徴とする請求項３記載の光走査装置。
前記光源は複数の発光部を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光走査装置。
前記結像レンズのうち、副走査方向の曲率が、前記結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的に変化している面を有するレンズは、樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光走査装置。