JP5034722B2 - 走査光学系、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザービームプリンタ等の描画装置に用いられている、ポリゴンミラーを用いた走査光学系、光走査装置及び、該光走査装置を有する画像形成装置に関するものである。

従来より、レーザービームプリンタにおいては、半導体レーザから出射された光束を等速回転するポリゴンミラーで偏向させ、被走査面上へ光束を収束させつつ走査する走査光学系を有する光走査装置を用いて書き込みが行われている。

このような走査光学系として、波長λが７８０ｎｍの光源と、面数が６面のポリゴンミラーを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−３３７９１６号公報

近年、レーザービームプリンタにおいても、印字の高速化及び印字の高精細化の要望がある。

この高速化に対しては、ポリゴンミラーの反射面数を多くし、１回転当たりの書き込み回数を増加させて高速化することが考えられ、印字の高精細化に対しては、像面である被走査面上でのビーム径を小さくすることが考えられる。

一方、走査光学系においては、像面である被走査面上での主走査方向のビーム径をΦ、光源の波長をλ、ポリゴンミラーと被走査面の間に配置された結像レンズ群の主走査方向の焦点距離をｆ、結像レンズ群に入射する主走査方向の光束径をＧとすると、
Φ＝Ｃ×λ×ｆ／Ｇ （Ｃは比例定数） （６）
の関係がある。

また、ポリゴンミラーで反射された光束と結像レンズ群の光軸とのなす角をθ、被走査面と結像レンズ群の光軸との交点から被走査面のビームまでの距離をＹとすると、
Ｙ＝ｆ×θ （７）
の関係がある。

単純にポリゴンミラーの反射面数を多くすると、反射面１面当たりの走査の最大角は小さくなる。即ち、θの最大値が小さくなり、同じ走査幅を確保するには、（７）式より結像レンズ群の焦点距離ｆを大きく設定する必要がある。このため、走査光学系が大型化する問題がある。

更に、焦点距離ｆが大きくなると、（６）式よりビーム径Φが大きくなり印字の精細化が、より困難になる問題がある。ビーム径Φを小さくするために、結像レンズ群に入射する主走査方向の光束径Ｇを大きく設定すると、ポリゴンミラーを大型化、ポリゴンミラーのコスト増、ポリゴンミラーの質量増による負荷に耐えるモータの使用によるコスト増等の問題となる。

上記特許文献１の、使用波長が７８０ｎｍ、ポリゴンミラーの反射面数が６、結像レンズ群の焦点距離が１５０ｍｍで構成された走査光学系においても、Ａ４の紙面の短辺方向の走査幅を２３６ｍｍとしたとき、ポリゴンミラーの１つの反射面が振れる角度は４５．１°であり、ポリゴンミラーに形成できる反射面数は最大でも７面までである。また、結像レンズ群の焦点距離を１５０ｍｍより大きくしてポリゴンミラーの反射面数を多くすると、ポリゴンミラーの外接円の直径が大きくなってしまう問題がある。

即ち、反射面数を増加させたポリゴンミラーを用いて、低コストで、印字の高速化と高精細化を達成することは困難であった。

本発明は、上記問題に鑑み、小型、低コストでありながら、印字の高速化と高精細化のなされた走査光学系、光走査装置及び、小型、低コストでありながら、印字の高速化と高精細化のなされた画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明による走査光学系は、波長λの光束を出射する光源と、該光源からの光束を偏向させ走査させるポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーと被走査面の間に配置され、被走査面上に光スポットを形成する２枚構成であり樹脂で形成された結像レンズ群を有するアンダーフィルドタイプの走査光学系において、前記光源から出射される波長λは６００ｎｍ以下であり、且つ、
０．０６≦（１／Ｎ）×（Ｌ／ｆ）≦０．１１ （１）
８≦Ｎ≦１２ （２）
但し、Ｎ：ポリゴンミラーの反射面数
Ｌ：走査幅
ｆ：結像レンズ群の主走査方向の焦点距離
を満足し、
前記ポリゴンミラーの外接円の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、
２５≦Ｄ≦５０ （４）
を満足することが好ましい。

上記の（１）式は、印字の高速化と低コスト化のための条件式である。

上記（１）式の下限を下回るよう、走査画角（Ｌ／ｆ）を小さくすると、必要な走査幅の確保が困難となる。また、ポリゴンミラーの反射面数Ｎを多くすると、走査幅を確保するために１反射面当たりの幅が大きくなり、ポリゴンミラーの径が大型化し、走査光学系が大きくなると共にコスト増となる。

上記（１）式の上限を上回るよう、ポリゴンミラーの反射面数Ｎを少なくすると、ポリゴンミラー１回転当たりの走査回数が少なくなるため印字の高速化が困難となる。また、走査画角（Ｌ／ｆ）を大きくすると、結像性能を良好に保つために結像レンズ群の構成枚数が増え、走査光学系のコンパクト化が困難となると共に、コスト増となる。

上記の（２）式は、印字の高速化のための条件式である。

上記（２）式の下限を下回るＮにすると、ポリゴンミラー１回転当たりの走査回数が少なくなり印字の高速化が困難となる。上記（２）式の上限を上回るＮにすると、ポリゴンミラー１面当たりの走査画角が小さくなり、走査幅を確保するためには結像レンズの焦点距離が長くなり、走査光学系のコンパクト化が困難になる。

更に、
９≦Ｎ≦１１
であれば、より望ましい。
上記の（４）式は、ポリゴンミラーのサイズを最適化するための条件式である。
上記（４）式の下限を下回るＤにすると、ポリゴンミラー１面当たりの走査画角を確保するためには、ポリゴンミラーの反射面数を少なくしなければならず、ポリゴンミラー１回転当たりの走査回数が少なくなり印字の高速化が困難になる。上記（４）式の上限を上回るＤにすると、ポリゴンミラーサイズが大きくなり、走査光学系のコンパクト化が困難になる。
更に、
３０≦Ｄ≦４０
であれば、より望ましい。

また、前記光源から出射する光束と、前記結像レンズ群の光軸とのなす角をθ１（°）としたとき、
４０≦θ１≦７５ （３）
を満足することが好ましい。

上記の（３）式は、ポリゴンミラーのサイズをコンパクト化するための条件式である。

上記（３）式の下限を下回るθ１にすると、光源から出射される光束がポリゴンミラーに到達する前に、光束の一部が走査光学系により遮蔽されることになる。上記（３）式の上限を上回るθ１にすると、ポリゴンミラーサイズが大きくなり、走査光学系のコンパクト化が困難になる。

また、前記結像レンズ群の被走査面側の最終面と被走査面との光軸上の距離をｆｂとしたとき、
０．７０≦ｆｂ／ｆ≦０．９０ （５）
を満足することが好ましい。

上記の（５）式は、走査光学系のコンパクト化と印字の高精細化のための条件式である。

上記（５）式の下限を下回るようｆｂを短くすると、最終レンズが像面に近づき、最終レンズの走査方向の径が大きくなり、走査光学系のコンパクト化が困難になる。上記（５）式の上限を上回るようｆｂを長くすると、温度上昇等の環境変化に伴う副走査方向の焦点位置変化量が大きくなり、高精細な印字が困難になる。

また、前記結像レンズ群のうち少なくとも１枚のレンズは、飽和吸水率が０．４％以下の材料で形成されていることが好ましい。

結像レンズ群をコンパクト化するには、結像レンズ群を構成する２枚のレンズをポリゴンミラーに近づけた配置とする必要があり、ｆｂが長くなる傾向がある。一方、２枚のレンズは非球面やアナモフィックな面が形成されるため、樹脂で形成された樹脂レンズとなる。樹脂レンズは、温度変化に伴う吸水率の変化により焦点位置変化を生じるが、これはｆｂが長くなるほど大きくなる傾向がある。

このため、結像レンズ群を構成する少なくとも１枚のレンズを飽和吸水率が０．４％以下の材料で形成することにより、結像レンズ群のｆｂが長くても、温度変化に伴う吸水率の変化による焦点位置変化を抑制して高精細な印字を可能とすることができる。更に、飽和吸水率が０．０１％以下であると、より望ましい。

飽和吸水率が０．０１％以下の材料としては、例えば、日本ゼオン社製のゼオネックス４８０、４８０Ｒ、Ｅ４８Ｒ、３３０Ｒ、ＲＳ８２０等が適用できる。

更に、上記のいずれかの走査光学系を有する光走査装置及び、該光走査装置を有する画像形成装置とすることが好ましい。

本発明によれば、小型、低コストでありながら、印字の高速化と高精細化のなされた走査光学系、光走査装置及び、小型、低コストでありながら、印字の高速化と高精細化のなされた画像形成装置を提供することが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本実施の形態に係る走査光学系の構成を示す概略図である。同図（ａ）は走査光学系の平面図、同図（ｂ）は走査光学系の側面図である。同図は、レーザビームプリンタに使用される走査光学系を示している。

同図に示す走査光学系は、光源１、コリメータレンズ２とシリンドリカルレンズ３とからなる光学系４、ポリゴンミラー５及び２枚構成の結像レンズ群８とから構成されている。９は被走査面である。なお、本明細書中においては、同図（ａ）に示す矢印Ｍの方向を主走査方向、同図（ｂ）に示す矢印Ｓの方向を副走査方向と称して説明する。

光源１は、波長が６００ｎｍ以下の光束を出射する半導体レーザである。光源１から出射された光束は、コリメータレンズ２で平行光束とされ、シリンドリカルレンズ３により、ポリゴンミラー５の反射面近傍で回転軸に直交する方向の線となるよう集光され、ポリゴンミラー５の反射面に入射する。

ポリゴンミラー５で反射された光ビームは、結像レンズ群８を構成する第１レンズ６及び、第２レンズ７を経て、被走査面９上で光スポットとされる。また、ポリゴンミラー５の回転によって、被走査面９上の図示Ａで示す位置から図示Ｂで示す位置を走査するようになっている。第１レンズ６はポリゴンミラー５に凹面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズで、第２レンズ７は少なくとも一方の面がアナモフィックな面に形成されている。

以下、図示の如く、結像レンズ群８を構成する第１レンズ６のポリゴンミラー５側の面を第１面、第１レンズ６の第２レンズ７側の面を第２面とし、第２レンズ７の第１レンズ６側の面を第３面、第２レンズ７の被走査面９側の面を第４面と称して説明する。

図２は、第２レンズ７の形状を模式的に示す図である。同図は第２レンズ７の第３面にアナモフィックな面を適用した場合の図である。同図（ａ）は第２レンズ７の斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示すＸ軸、Ｙ軸を含む平面で切断した断面図である。

同図（ａ）、（ｂ）における基準軸として、結像レンズ群８が存在していない場合の、ポリゴンミラー５により反射された光束の主光線が、被走査面９と垂直となる線をＸ軸とする。

第２レンズ７の第３面の、Ｘ軸を含む主走査方向の断面形状は、Ｘ軸とアナモフィック面の交点を通過し主走査方向に平行な軸をＹ軸とすると、同図（ｂ）に示すように、Ｘ軸からＹだけ離れた軸外点ＰのＹ軸からのずれ量をΔＸとすると、以下の（数１）式で表される。

但し、Ｒ：曲率半径
Ｋ：円錐係数
Ａｊ：非球面係数
αｊ：非球面次数
である。

また、第２レンズ７の第３面の、副走査方向であるＹ軸に直交する断面の形状は、Ｙ軸と平行で、距離Ｒ₀だけ離れた軸線Ｋを中心とした円弧である。

図３は、第２レンズ７の、副走査方向であるＹ軸に直交する断面の形状を示す模式図である。同図（ａ）は図２（ｂ）に示すＣ−Ｃ線（Ｘ軸上）で切断した断面を示し、同図（ｂ）は図２（ｂ）に示すＤ−Ｄ線で切断した断面を示している。

同図（ａ）に示すように、第２レンズ７の第３面の、Ｘ軸上のＹ軸に直交する副走査方向断面は、軸線Ｋ上の点を中心とし、半径Ｒ₀の円弧形状である。

また、第２レンズ７の第３面の、Ｘ軸からＹだけ離れた軸外点ＰのＹ軸に直交する副走査方向断面は、軸線Ｋ上の点を中心とし、半径Ｒｓの円弧形状であり、
Ｒｓ＝Ｒ₀−ΔＸ
で表される曲率半径となっている。

このように、アナモフィックな面の主走査方向との交線を適切な曲線形状とすることにより、副走査方向の像面を、画面の中心から周辺部に至るまで良好に補正し、被走査面上で特に副走査方向で均一なビーム径を得ることができる。

また、上記のアナモフィックな面を有する第２レンズ７を、基準軸であるＸ軸に対し、シフトやティルト又はその両方をおこなった配置としてもよい。

なお、アナモフィック面形状は、上記の形状に限るものでなく、軸外にゆくに従い副走査方向の曲率半径を主走査方向と独立に変化できる面、例えば、特開２００４−２９４８８７号公報に記載されている数式で表されるような自由曲面でもよい。また、結像レンズ群８を構成する第１レンズ６に、アナモフィック面形状を適用してもよい。

図４は、本実施の形態に係る走査光学系を備えた光走査装置を有する画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成図である。

同図に示すプリンタは、カラー画像の形成が可能で、ブルー、グリーン、レッドおよびブラックごとに書き込み部、現像部等を別々に設けた方式で、書き込み部の４つの光走査装置は、本実施の形態に係る走査光学系を備えている。

本例のプリンタは、像担持体上に順次形成される各色トナー像を重ね合わせたのち、転写部で記録紙上に１回で転写してカラー画像を形成するものである。

像担持体である可撓性の無端ベルト状の感光体（以下、ベルト感光体と称す）６１の周囲に、スコロトロン帯電器（以下、帯電器と称す）６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ、光走査装置６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋ、現像装置６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋとから成る画像形成ユニットを複数組（図示の４組）縦列に配設したものである。光走査装置６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋの内部には、それぞれ図１に示した走査光学系が配置されている。

ベルト感光体６１は、駆動ローラ７１及び回動ローラ７２、７３に張架され、テンションローラ７４の作用により緊張状態にされ、内周面に設けられたバックアップ部材７５により局部的に当接しながら、図示の時計方向に回動する。バックアップ部材７５は、ベルト感光体６１の背面に当接して、現像剤担持体（以下、現像スリーブと称す）６４１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の現像領域及び光走査装置６３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の結像位置を規制している。

画像記録のスタートにより、駆動モータが回動して駆動ローラ７１を介してベルト感光体６１は図示の時計方向へと回動し、帯電器６２Ｙの帯電作用によりベルト感光体６１への電位の付与が開始される。ベルト感光体６１は電位を付与されたあと、光走査装置６３Ｙにおいて第１の色信号すなわちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による露光が開始され、ベルト感光体６１の回転（副走査）によってその表面の感光層に現像画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像を形成する。この潜像は現像装置６４Ｙにより現像剤担持体である現像スリーブ６４１Ｙ上に付着搬送された現像剤が非接触の状態で反転現像され、ベルト感光体１の回転に応じてイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

次いでベルト感光体６１はイエロー（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電器６２Ｍの帯電作用により電位が付与され、光走査装置６３Ｍの第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電気信号による露光が行われ、現像装置６４Ｍによる非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重ね合わせて形成される。

同様のプロセスにより帯電器６２Ｃ、光走査装置６３Ｃ及び現像装置６４Ｃによってさらに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が形成される。さらに帯電器６２Ｋ、光走査装置６３Ｋ及び現像装置６４Ｋによって第４の色信号に対応する黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、ベルト感光体６１の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成される。

現像装置６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ及び６４Ｋによる現像作用に際しては、それぞれ現像スリーブ６４１Ｙ、６４１Ｍ、６４１Ｃ及び６４１Ｋに対し、ベルト感光体１の帯電と同極性の直流バイアス、あるいは直流バイアスに交流を加えた現像バイアスが印加され、現像スリーブ６４１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上に付着した二成分現像剤による非接触反転現像が行われて、導電層を接地したベルト感光体６１上の露光部にトナーを付着させる。

かくして、ベルト感光体６１の周面上に形成されたカラーのトナー像は帯電器によって付着トナーの電位が揃えられたのち転写前露光器によって除電が行われ、転写部において、給紙装置である給紙カセット８０Ａ、８０Ｂ或いは手差し給紙部８０Ｃから、それぞれ給紙手段８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃにより送り出され、レジストローラ対８３へと搬送され、レジストローラ対８３の駆動によってベルト感光体６１上のトナー像領域と同期して給紙される転写紙上に、ベルト感光体６１の駆動用の駆動ローラ７１の下部に対向して配置された転写装置（転写ローラ）６７により転写される。

レジストローラ対８３と転写ローラ６７との中間で、駆動ローラ７１と回動ローラ７２間に張設されたベルト感光体６１に対向する所定位置には、フォトセンサ６６が設置されている。フォトセンサ６６はベルト感光体６１の継ぎ目と、ベルト感光体６１上に形成されたレジストマークとを検出するもので、１組の発光部と受光部とから成るセンサである。

トナー像の転写を受けた被転写材（転写紙）は、駆動ローラ７１の曲率に沿ったベルト感光体６１の周面より分離されたのち、定着装置８４へ搬送され、定着装置８４において加熱・圧着されてトナーが転写紙上に溶着・定着されて定着装置８４より排出され、排紙ローラ対８５Ａ、８５Ｂ及び８５Ｃにより搬送されて、上部に設けられた排紙トレイ８６に転写紙上のトナー像面を下面にして排出される。

なお、図４に示したプリンタは、像担持体は１つのベルト感光体６１であるが、各色に対応して４つの感光体ドラムを設けても良い。

次に、本発明に係る走査光学系の実施例を示す。

実施例に使用する非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の（数２）式で表す。

但し、Ｋ：円錐係数であり、Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀、Ａ₁₂は非球面係数である。

また、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０^-02）をＥ（例えば２．５Ｅ−０２）を用いて表すものとする。

以下に示す実施例は、副走査方向に関しては、ポリゴンミラー５の反射面と被走査面９とは幾何光学的に、ほぼ共役関係にあるものである。

（実施例１）
ポリゴンミラー面数： Ｎ＝１０
ポリゴンミラー外接円直径： Ｄ＝３７．５ｍｍ
使用波長： λ＝４０５ｎｍ
ポリゴン入射角： θ１＝５０°
結像レンズ群の主走査方向の焦点距離： ｆ＝３２０ｍｍ
結像レンズ群のバックフォーカス： ｆｂ＝２３８ｍｍ
なお、ポリゴン入射角θ１は、光源とポリゴンミラーの間に配置された光学系の光軸と、Ｘ軸とのなす角である。

実施例１に係る結像レンズ群８の面データを、以下に示す。

面番号 Ｒ（ｍｍ） ｄ（ｍｍ） ｎ₄₀₅
（基準偏向点） 40
1 -54.16449 10 1.52524
2 -42.34767 89
3（主） -253.53 6 1.52524
（3（副） 57.429）
4 -329.86227
第１面は回転対称球面であり、第２面及び第４面は回転対称非球面であり、第３面はアナモフィックな面である。また、３（主）は第３面の主走査方向を示している。なお、第３面の光軸部の副走査方向の曲率半径Ｒ₀（図２（ｂ）参照）の値、５７．４２９ｍｍを表内に併記した。

ｎ₄₀₅は、波長λ＝４０５ｎｍの時の屈折率である。また基準偏向点とは、ポリゴン入射角θ１のときの、ポリゴンミラーの反射面と主光線の交差する点である。

非球面データを以下に示す。
第２面
K=-2.35857E-01,A4=1.61647E-07,A6=9.41594E-11,A8=-1.30220E-13,
A10=1.62995E-16,A12=0
第３面（主走査方向）
K=0,A4=3.8707E-08,A6=-5.1302E-12,A8=3.1636E-15,A10=6.1516E-19,
A12=-4.5659E-22
第４面
K=2.4952323E+01,A4=-1.37010E-08,A6=9.46146E-12,A8=6.06087E-15,
A10=-4.55909E-19,A12=0
なお、実施例１は、上記の面データの結像レンズ群８の第２レンズ７を、図２（ｂ）に示す方向に、まず０．０６ｍｍだけシフトさせ、その後、副走査方向断面がＲ₀のＹ軸上の点を中心に０．３３°ティルトさせたものである。

（実施例２）
ポリゴンミラー面数： Ｎ＝９
ポリゴンミラー外接円直径： Ｄ＝３２．２ｍｍ
使用波長： λ＝４０５ｎｍ
ポリゴン入射角： θ１＝５０°
結像レンズ群の主走査方向の焦点距離： ｆ＝２８０ｍｍ
結像レンズ群のバックフォーカス： ｆｂ＝２０５ｍｍ
なお、ポリゴン入射角θ１は、光源とポリゴンミラーの間に配置された光学系の光軸と、Ｘ軸とのなす角である。

実施例２に係る結像レンズ群８の面データを、以下に示す。

面番号 Ｒ（ｍｍ） ｄ（ｍｍ） ｎ₄₀₅
（基準偏向点） 40
1 -61.69518 10 1.52524
2 -43.24896 74
3（主） -131.74 6 1.52524
（3（副） 58.090）
4 -174.89728
第１面は回転対称球面であり、第２面及び第４面は回転対称非球面であり、第３面はアナモフィックな面である。また、３（主）は第３面の主走査方向を示している。なお、第３面の光軸部の副走査方向の曲率半径Ｒ₀（図２（ｂ）参照）の値、５８．０９０ｍｍを表内に併記した。

ｎ₄₀₅は、波長λ＝４０５ｎｍの場合の屈折率である。また基準偏向点とは、ポリゴン入射角θ１のときの、ポリゴンミラーの反射面と主光線の交差する点である。

非球面データを以下に示す。
第２面
K=-4.17275E-01,A4=-8.33079E-08,A6=4.33600E-11,A8=-1.32606E-13,
A10=6.80507E-17,A12=0
第３面（主走査方向）
K=0,A4=-1.5126E-07,A6=-1.3405E-11,A8=-1.4768E-15,A10=-3.3985E-18,
A12=2.1401E-22
第４面
K=1.340005E+00,A4=-2.96845E-07,A6=-3.81517E-12,A8=-3.01010E-15,
A10=-1.63169E-18,A12=0
なお、実施例２は、上記の面データの結像レンズ群８の第２レンズ７を、図２（ｂ）に示す方向に、まず０．２３ｍｍだけシフトさせ、その後、副走査方向断面がＲ₀のＹ軸上の点を中心に０．６３°ティルトさせたものである。

上記の実施例１及び実施例２における結像レンズ群の、上記（１）式の（１／Ｎ）×（Ｌ／ｆ）の値を以下に示す。

実施例１においては、
Ｌ＝２３６ｍｍの場合、Ｎ＝１０、ｆ＝３２０ｍｍより、
（１／Ｎ）×（Ｌ／ｆ）＝０．０７３７５
Ｌ＝２２０ｍｍの場合、Ｎ＝１０、ｆ＝３２０ｍｍより、
（１／Ｎ）×（Ｌ／ｆ）＝０．０６８７５
となる。

実施例２においては、
Ｌ＝２３６ｍｍの場合、Ｎ＝９、ｆ＝２８０ｍｍより、
（１／Ｎ）×（Ｌ／ｆ）＝０．０９３６５
Ｌ＝２２０ｍｍの場合、Ｎ＝９、ｆ＝２８０ｍｍより、
（１／Ｎ）×（Ｌ／ｆ）＝０．０８７３０
となる。

以上説明したように、使用波長を６００ｎｍ以下の短い光源を用い、且つ（１）式を満足するようにすることで、結像レンズ群の焦点距離が長くなっても主走査方向の光束径を小さく、もしくは変化させることなく、像面上の主走査方向のビーム径を小さくできると共に、ポリゴンミラーサイズを大きくすることなく反射面数を増やすことができ、小型で低コストでありながら、印字の高速書き込みと高精細化を両立させた走査光学系を得ることができる。

また、この走査光学系を備えた光走査装置を有することで、小型で低コストでありながら、印字の高速書き込みと高精細化を両立させた画像形成装置を得ることが可能となる。

本実施の形態に係る走査光学系の構成を示す概略図である。 第２レンズの形状を模式的に示す図である。 第２レンズの、副走査方向であるＹ軸に直交する断面の形状を示す模式図である。 本実施の形態に係る走査光学系を備えた光走査装置を有する画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成図である。

符号の説明

１ 光源
２ コリメータレンズ
３ シリンドリカルレンズ
５ ポリゴンミラー
６ 第１レンズ（結像レンズ群）
７ 第２レンズ（結像レンズ群）
８ 結像レンズ群
９ 被走査面

Claims (7)

1. 波長λの光束を出射する光源と、該光源からの光束を偏向させ走査させるポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーと被走査面の間に配置され、被走査面上に光スポットを形成する２枚構成であり樹脂で形成された結像レンズ群を有するアンダーフィルドタイプの走査光学系において、
   前記光源から出射される波長λは６００ｎｍ以下であり、且つ、
   ０．０６≦（１／Ｎ）×（Ｌ／ｆ）≦０．１１ （１）
   ８≦Ｎ≦１２ （２）
   但し、Ｎ：ポリゴンミラーの反射面数
   Ｌ：走査幅
   ｆ：結像レンズ群の主走査方向の焦点距離
   を満足し、
   前記ポリゴンミラーの外接円の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、
   ２５≦Ｄ≦５０ （４）
   を満足することを特徴とする走査光学系。
2. 前記ポリゴンミラーの反射面数Ｎは、９以上であることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
3. 前記光源から出射する光束と、前記結像レンズ群の光軸とのなす角をθ１（°）としたとき、
   ４０≦θ１≦７ （３）
   を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学系。
4. 前記結像レンズ群の被走査面側の最終面と被走査面との光軸上の距離をｆｂとしたとき、
   ０．７０≦ｆｂ／ｆ≦０．９０ （５）
   を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の走査光学系。
5. 前記結像レンズ群のうち少なくとも１枚のレンズは、飽和吸水率が０．４％以下の材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の走査光学系。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の走査光学系を有することを特徴とする光走査装置。
7. 請求項６に記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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