JPH06265807A - 光ビーム走査光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ビーム走査光学系の第２の結像光学系の省
部品化を図るとともに、高解像度の画像露光を実現す
る。 【構成】 光源１からの光ビーム２３を反射させて偏向
し走査を行う偏向手段４と、この偏向手段４の前後に配
設され、かつ偏向手段以前に収束されている光ビーム２
３を前記偏向手段４を介し被走査面上６に結像させる第
１、第２の結像光学系２、５とを備え、前記第２の結像
光学系５が、偏向手段側にトーリック面、被走査面側に
４次以上の高次展開項を有するトーリック非球面または
非円柱面からなる補正レンズ５を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真方式に
て画像を形成する複写機やファクシミリ、レーザ・ビー
ム・プリンタ等の画像形成装置に利用される光ビーム走
査装置に関し詳しくは光源からの光ビームを反射させて
偏向し走査を行う偏向手段と、この偏向手段の前後に配
設され、かつ偏向手段以前に収束されている光ビームを
前記偏向手段を介し被走査面上に結像させる第１、第２
の結像光学系とを備えた光ビーム走査光学系であって、
前記第２の結像光学系が、副走査方向の焦点距離が主走
査方向における中心部と周辺部で変化し、偏向手段側の
面が光軸上の点を中心とし主走査方向に平行で光軸を含
む面内に存在する曲線を、前記光軸を含む面内に存在す
る主走査方向に平行な回転対称軸を中心として回転させ
たトーリック面で、被走査面側の面が主走査方向に対し
て４次以上の高次展開項を有するトーリック非球面また
は非円柱面である補正レンズを備えた光ビーム走査光学
系とそれを用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の光ビーム走査光学系は、
画像信号に応じた変調を受けて光源から発せられる光ビ
ームを、回転ないし揺動する偏向手段により反射させて
偏向し感光体上を主走査する。これにより感光体は画像
露光を受け、この画像露光中主走査方向と直角な方向に
副走査移動される。

【０００３】これら主走査と副走査とによって、前記画
像信号に対応した静電潜像が感光体上に形成される。

【０００４】ところで前記静電潜像は高精細であり、十
分な解像度の画像露光を達成するには結像光学系中に多
数の屈折力が必要である。しかしこれには限度がある。
そこで従来、結像光学系中に主走査方向と副走査方向と
で異なった屈折力を用いることにより、前記屈折力不足
を補っている。

【０００５】これを達成するのに、結像光学系中に異形
レンズを用いた光ビーム走査光学系が実用されている。

【０００６】以下に従来の光ビーム走査光学系について
説明する。図７は面倒れ補正機能付きの一般的な光ビー
ム走査光学系を示し、第１の結像光学系ａと第２の結像
光学系ｂとが偏向手段としてのポリゴンミラーｃの両側
に配され、半導体レーザｄからの横断面が楕円形の光ビ
ームｅを、主走査方向と副走査方向とで異なった屈折力
を用いた第１の結像光学系ａと第２の結像光学系ｂとに
よる２段階の結像機能により感光体ｆ上に所定の大きさ
で結像させている。

【０００７】そして第１、第２の各結像光学系による結
像光路上の一部に面倒れ補正のためのレンズも設けられ
ている。これによってポリゴンミラーｃの回転軸の振れ
や組立精度の微少誤差が原因して、ポリゴンミラーｃの
各反射面間に生じるいわゆる面倒れの影響を防止する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで最近は、画像
形成を高密度な印字により高精細にすることが望まれて
いる。これを達成するには、前記第２の結像光学系の形
状を主走査方向断面と副走査方向断面とで異なったもの
にすることが好適である。

【０００９】例えばシリンドリカル形状を用いたもの
（特開昭５８−９３０２１号公報）は形状の創成は容易
であるが、主走査方向及び副走査方向の像面湾曲が補正
困難であり、高精細度化に制限がある。

【００１０】シリンドリカル形状を湾曲させたトロイダ
ル面を用いたもの（特開昭５８−１７９８１３号公報、
特開昭５８−１７９８１４号公報）は、製作においてシ
リンドリカル形状を無理に湾曲させなければならず形状
の創成が難しいという難点があり、高精細度化に制限が
ある。

【００１１】また、前記３例ともｆθ特性を持たないた
め回路によって補正を行う必要があった。図８は従来例
における像面湾曲を示した図、図９は従来例におけるｆ
θ特性を示した図である。

【００１２】そこで本発明は、従来知られる光ビーム走
査光学系のうち、図１に示すように光源１からの光ビー
ム２３を反射させ偏向する偏向手段４の前後に配設され
る第１、第２の結像光学系２、５が前記光ビーム２３を
偏向手段４を介して被走査面６上に結像させるようにし
た、いわゆるポストオブジェクティブ型の光ビーム走査
光学系の場合、第２の結像光学系５の光路中に主走査方
向断面と副走査方向断面とに異なった形状を選択し、特
に光軸上の各面の主走査方向及び副走査方向の曲率半径
を関数化すること、または、第２の結像光学系の光軸方
向の位置を選択することにより、像面湾曲を補正し、簡
易的に、低価格でかつ面精度を高精度に形状創成するこ
とができ、被走査面６上に高精細度に結像させることが
できる点に着目し、この種の光学系を改良することによ
り前記のような問題を解消すると同時に、低価格で小型
かつ高解像度の光ビーム走査光学系を提供することを目
的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、本願第１の発明は、光源からの光ビームを反
射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏向手段の
前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束されている光
ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像させる第
１、第２の結像光学系とを備えた光ビーム走査光学系で
あって、前記第２の結像光学系が、副走査方向の焦点距
離が主走査方向における中心部と周辺部で変化し、偏向
手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向に平行で
光軸を含む面内に存在する曲線を、前記光軸を含む面内
に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中心として
回転させたトーリック面で、被走査面側の面が主走査方
向に対して４次以上の高次展開項を有するトーリック非
球面または非円柱面である補正レンズを有し、前記補正
レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手段側からＲ１、
Ｒ４の曲率半径をもち、副走査方向に偏向手段側からＲ
３、Ｒ５の曲率半径を有し、 ｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜ なる関係を有することを特徴とするものである。

【００１４】本願第２の発明は、光源からの光ビームを
反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏向手段
の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束されている
光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像させる
第１、第２の結像光学系とを備えた光ビーム走査光学系
であって、前記第２の結像光学系が、副走査方向の焦点
距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化し、偏
向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向に平行
で光軸を含む面内に存在する曲線を、前記光軸を含む面
内に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中心とし
て回転させたトーリック面で、被走査面側の面が主走査
方向に対して４次以上の高次展開項を有するトーリック
非球面または非円柱面である補正レンズを有し、前記補
正レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手段側からＲ
１、Ｒ４の曲率半径をもち、副走査方向に偏向手段側か
らＲ３、Ｒ５の曲率半径を有し、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することを特徴とするものである。

【００１５】本願第３の発明は、第１の発明においてさ
らに、補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することを特徴とするものである。

【００１６】本願第４の発明は、第３の発明においてさ
らに、補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜ なる関係を有することを特徴とするものである。

【００１７】本願第５の発明は、第１の発明においてさ
らに、補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することを特徴とするものである。

【００１８】本願第６の発明は、第５の発明においてさ
らに、補正レンズが、 ｜Ｒ５｜＝ ∞ なる関係を有することを特徴とするものである。

【００１９】本願第７の発明は、光源からの光ビームを
反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏向手段
の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束されている
光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像させる
第１、第２の結像光学系とを備えた光ビーム走査光学系
であって、前記第２の結像光学系が、副走査方向の焦点
距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化し、偏
向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向に平行
で光軸を含む面内に存在する曲線を、前記光軸を含む面
内に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中心とし
て回転させたトーリック面で、被走査面側の面が主走査
方向に対して４次以上の高次展開項を有するトーリック
非球面または非円柱面である補正レンズを有し、前記補
正レンズが光軸上で、前記偏向手段の反射面から前記被
走査面までの距離をＬ、前記偏向手段の反射面から前記
補正レンズの偏向手段側の面までの距離をＭ、としたと
き ０．６０＜Ｍ／Ｌ＜０．８５ なる関係を有することを特徴とするものである。

【００２０】本願第８の発明は、第１〜７のいずれかの
発明においてさらに、第２の結像光学系が単レンズであ
ることを特徴とするものである。

【００２１】本願第９の発明は、第１〜８のいずれかの
発明においてさらに、偏向手段の反射面の形状が円筒
面、球面のいずれかであることを特徴とするものであ
る。

【００２２】本願第１０の発明は、第１〜９のいずれか
の発明においてさらに、被走査面上への結像方法がポス
トオブジェクティブ型であることを特徴とするものであ
る。

【００２３】本願第１１の発明は、第１〜１０のいずれ
かの発明においてさらに、第１の結像光学系が単レンズ
であることを特徴とするものである。

【００２４】本願第１２の発明は、第１〜１１のいずれ
かの発明においてさらに、面倒れを補正する面倒れ補正
手段を備えることを特徴とするものである。

【００２５】本願第１３の発明は、第１〜１２のいずれ
かの発明の光ビーム走査光学系を用いたことを特徴とす
る画像形成装置である。

【００２６】

【作用】本願第１の発明の上記構成によれば、光源から
の光ビームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、
この偏向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収
束されている光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上
に結像させる第１、第２の結像光学系とを備えた光ビー
ム走査光学系であって、前記第２の結像光学系が、副走
査方向の焦点距離が主走査方向における中心部と周辺部
で変化し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走
査方向に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、前記
光軸を含む面内に存在する主走査方向に平行な回転対称
軸を中心として回転させたトーリック面で、被走査面側
の面が主走査方向に対して４次以上の高次展開項を有す
るトーリック非球面または非円柱面である補正レンズを
有し、前記補正レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手
段側からＲ１、Ｒ４の曲率半径をもち、副走査方向に偏
向手段側からＲ３、Ｒ５の曲率半径を有し、 ｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、主走査方向のコマ収差を補
正することができる。

【００２７】本願第２の発明の上記構成によれば、光源
からの光ビームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段
と、この偏向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前
に収束されている光ビームを前記偏向手段を介し被走査
面上に結像させる第１、第２の結像光学系とを備えた光
ビーム走査光学系であって、前記第２の結像光学系が、
副走査方向の焦点距離が主走査方向における中心部と周
辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし
主走査方向に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、
前記光軸を含む面内に存在する主走査方向に平行な回転
対称軸を中心として回転させたトーリック面で、被走査
面側の面が主走査方向に対して４次以上の高次展開項を
有するトーリック非球面または非円柱面である補正レン
ズを有し、前記補正レンズが光軸上で、主走査方向に偏
向手段側からＲ１、Ｒ４の曲率半径をもち、副走査方向
に偏向手段側からＲ３、Ｒ５の曲率半径を有し、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することによって、副走査方向の像面湾曲
十分にを補正すると同時に、副走査方向の球面収差を補
正することができる。

【００２８】本願第３の発明の上記構成によれば、第１
の発明においてさらに、補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正することができ
る。

【００２９】本願第４の発明の上記構成によれば、第３
の発明においてさらに、補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、走査湾曲を十分に補正する
ことができる。

【００３０】本願第５の発明の上記構成によれば、第１
の発明においてさらに、補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正するとともに、走
査湾曲を十分に補正することができる。

【００３１】本願第６の発明の上記構成によれば、第５
の発明においてさらに、補正レンズが、 ｜Ｒ５｜＝ ∞ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正するとともに、走
査湾曲を十分に補正することができ、またレンズ面形状
を簡易化することができる。

【００３２】本願第７の発明の上記構成によれば、光源
からの光ビームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段
と、この偏向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前
に収束されている光ビームを前記偏向手段を介し被走査
面上に結像させる第１、第２の結像光学系とを備えた光
ビーム走査光学系であって、前記第２の結像光学系が、
副走査方向の焦点距離が主走査方向における中心部と周
辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし
主走査方向に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、
前記光軸を含む面内に存在する主走査方向に平行な回転
対称軸を中心として回転させたトーリック面で、被走査
面側の面が主走査方向に対して４次以上の高次展開項を
有するトーリック非球面または非円柱面である補正レン
ズを有し、前記補正レンズが光軸上で、前記偏向手段の
反射面から前記被走査面までの距離をＬ、前記偏向手段
の反射面から前記補正レンズの偏向手段側の面までの距
離をＭ、としたとき、 ０．６０＜Ｍ／Ｌ＜０．８５ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、ピッチムラ及び走査湾曲を
補正することができる。

【００３３】本願第８の発明の上記構成によれば、第１
〜７のいずれかの発明においてさらに、第２の結像光学
系が単レンズであることによって、部品点数を削減し、
装置を簡素化することができる。

【００３４】本願第９の発明の上記構成によれば、第１
〜８のいずれかの発明においてさらに、偏向手段の反射
面の形状が円筒面、球面のいずれかであることによっ
て、走査画角を広くすることができ、また他のレンズの
作用を偏向手段が兼ね備えるため、部品点数を削減し、
装置を簡素化すると同時に、主走査方向の像面湾曲を十
分に補正することができる。

【００３５】本願第１０の発明の上記構成によれば、第
１〜９のいずれかの発明においてさらに、被走査面上へ
の結像方法がポストオブジェクティブ型であることによ
って、第２結像光学系の構成が簡素になり、部品点数を
削減し、装置を簡素化することができる。

【００３６】本願第１１の発明の上記構成によれば、第
１〜１０のいずれかの発明においてさらに、第１の結像
光学系が単レンズであることによって、部品点数を削減
し、装置を簡素化することができる。

【００３７】本願第１２の発明の上記構成によれば、第
１〜１１のいずれかの発明においてさらに、面倒れを補
正する面倒れ補正手段を備えることによって、偏向手段
の回転軸の振れや各反射面の傾き、組立精度等に起因し
た面倒れに影響なく適正位置に十分精度よく結像するこ
とができる。

【００３８】本願第１３の発明の上記構成によれば、第
１〜１２のいずれかの発明の光ビーム走査光学系を用い
たことにより、低価格でかつ小型かつ高解像度の画像形
成装置を容易に実現することができる。

【００３９】

【実施例】以下本発明の一実施例のポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系について、図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明の一実施例におけるポストオブジェク
ティブ型走査光学系の構成を示すものである。本発明に
おいては、偏向手段としてのポリゴンミラーの反射面近
傍で副走査方向についてビームが集束されているため、
反射面の形状が円筒面、球面いずれの場合も副走査方向
の屈折力には変化が少ないので動作原理の差異はない。
本実施例は反射面が円筒面の場合である。

【００４０】図１において、１は半導体レーザ、２は集
束レンズ、３は被走査面上に集束されるビーム形状を制
御するスリット、４は円筒面ポリゴン、５は図３
（ａ）、（ｂ）に示した形状の補正レンズ、６は感光ド
ラム、７はポリゴンの回転中心軸である。図３（ａ）は
補正レンズ５の水平方向の形状を示した上面図、図３
（ｂ）は補正レンズ５の垂直方向の形状を示した側面図
を示すものである。図３（ａ）において、８は主走査方
向に平行で光軸を含む面内にあり主走査方向に平行な回
転対称軸、９は光軸上の点、１０は光軸上の点９を中心
とする前記主走査方向に平行な面内に存在する半径Ｒ１
の円弧を回転対称軸８を中心に回転した形状のトーリッ
ク面、１１は図３において示されたＸ−Ｙ−Ｚ座標系に
おいて面の頂点からのサグ量で示すと、数１の式

【００４１】

【数１】

【００４２】で示される非円柱面である。また、図３
（ｂ）において、Ｒ３はトーリック面１０の光軸上にお
ける回転対称軸８までの距離、ＴＨはレンズの中心肉厚
である。

【００４３】具体的数値例を表１、表２、表３に示す。
ただし、Ｙ０は有効走査幅、Ｌは円筒反射面から感光ド
ラム６までの距離、Ｒは反射面の曲率、ｒはポリゴンの
回転中心から円筒反射面の頂点までの距離、Ｍは円筒反
射面から補正レンズ５の入射面までの距離、Ｒ１、Ｒ
３、Ｒ４、Ｒ５、ＴＨは図３（ａ）、（ｂ）にそれぞれ
示したものである。Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは数１の式で示
した非球面係数である。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】以上のように構成されたポストオブジェク
ティブ型走査光学系について、以下、図４の（ａ）、
（ｂ）を用いてその動作を説明する。図４（ａ）は主走
査方向面内における光路図、図４（ｂ）は副走査方向面
内における光路図を示したものであって、半導体レーザ
１からの光束は集束レンズ２によって主走査方向・副走
査方向それぞれ異なった焦点位置をもつ集束光になり、
副走査方向については円筒面ポリゴン４の反射面近傍に
集束する。円筒面ポリゴン４は回転中心軸７を中心とし
て回転し、入射したレーザ光束を偏向し、補正レンズ５
によって感光ドラム６上に集束し走査される。その際、
補正レンズ５は偏向点と感光ドラム６上の被走査面と
を、副走査方向で幾何光学的に共役になるように配置さ
れ、円筒面ポリゴン４の面倒れを補正するとともに、副
走査方向の屈折力が主走査方向において中心部から周辺
部に行くに従って小さくなることで副走査方向の像面湾
曲を補正している。さらに、出射面を４次以上の高次展
開項を有する非円柱面にすることで、被走査面上におけ
る主走査方向の結像位置にｆθの特性を持たせている。

【００４８】本実施例における像面湾曲を図５に、ｆθ
の特性を図６に示した。以上のように本実施例によれ
ば、偏向手段として円筒面ポリゴン４を用いることによ
り、主走査方向の像面湾曲を補正することができ、補正
レンズ５を用いることにより、さらに主走査方向の像面
湾曲を補正することができ、同時に副走査方向の像面湾
曲を補正することができるとともにｆθ特性を持たせる
ことができる。なお、図２は上記実施例の走査光学系を
画像形成装置に用いた場合の構成を示すものである。図
２において、３１は感光ドラム、３２は上記実施例の走
査光学系、３３は一次帯電器、３４は現像器、３５は転
写帯電器、３６はクリーナー、３７は前露光ランプ、３
８は定着装置、３９は給紙カセットである。

【００４９】また本発明はポストオブジェクティブ型走
査光学系のみならずプレオブジェクティブ型走査光学系
にも用いることができ、一方その効果は副走査方向に限
らず主走査方向にも十分適用することができる。

【００５０】なお、図１の実施例では、第１、第２の結
像光学系２、５が各々単レンズであるが、少なくとも一
方が複数のレンズから構成されていてもよく、さらに偏
向手段４の反射面形状が円筒面であるが球面でも差し支
えない。

【００５１】

【発明の効果】本発明は上記実施例から明らかなように
以下に示す効果を有する。

【００５２】本願第１の発明によれば、光源からの光ビ
ームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏
向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束され
ている光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像
させる第１、第２の結像光学系とを備えた光ビーム走査
光学系であって、前記第２の結像光学系が、副走査方向
の焦点距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化
し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向
に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、前記光軸を
含む面内に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中
心として回転させたトーリック面で、被走査面側の面が
主走査方向に対して４次以上の高次展開項を有するトー
リック非球面または非円柱面である補正レンズを有し、
前記補正レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手段側か
らＲ１、Ｒ４の曲率半径をもち、副走査方向に偏向手段
側からＲ３、Ｒ５の曲率半径を有し、 ｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、主走査方向のコマ収差を補
正することができるので、主走査方向の集束ビームを十
分に均一化した高解像度化を容易に実現することができ
る。

【００５３】本願第２の発明によれば、光源からの光ビ
ームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏
向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束され
ている光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像
させる第１、第２の結像光学系とを備えた光ビーム走査
光学系であって、前記第２の結像光学系が、副走査方向
の焦点距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化
し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向
に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、前記光軸を
含む面内に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中
心として回転させたトーリック面で、被走査面側の面が
主走査方向に対して４次以上の高次展開項を有するトー
リック非球面または非円柱面である補正レンズを有し、
前記補正レンズが光軸上で、主走査方向に偏向手段側か
らＲ１、Ｒ４の曲率半径をもち、副走査方向に偏向手段
側からＲ３、Ｒ５の曲率半径を有し、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することによって、副走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、副走査方向の球面収差を補
正することができるので、副走査方向の集束ビームを十
分に均一化した高解像度化を容易に実現することができ
る。

【００５４】本願第３の発明によれば、第１の発明にお
いてさらに、補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正することができる
ので、主走査方向及び副走査方向のそれぞれの集束ビー
ムを十分に均一化したより高解像度化を容易に実現する
ことができる。

【００５５】本願第４の発明によれば、第３の発明にお
いてさらに、補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、走査湾曲を十分に補正する
ことができるので、主走査方向の集束ビームを十分に均
一化した高解像度化と走査特性の高精細度化を容易に実
現することができる。

【００５６】本願第５の発明によれば、第１の発明にお
いてさらに、補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正するとともに、走
査湾曲を十分に補正することができるので、主走査方向
及び副走査方向のそれぞれの集束ビームを十分に均一化
したより高解像度化と走査特性の高精細度化を容易に実
現することができる。

【００５７】本願第６の発明によれば、第５の発明にお
いてさらに、補正レンズが、 ｜Ｒ５｜＝ ∞ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
と副走査方向の像面湾曲を同時に補正するとともに、走
査湾曲を十分に補正することができ、またレンズ面形状
を簡易化することができるので、主走査方向及び副走査
方向のそれぞれの集束ビームを十分に均一化したより高
解像度化、走査特性の高精細度化、形状創成の簡易化と
低価格化とを容易に実現することができる。

【００５８】本願第７の発明によれば、光源からの光ビ
ームを反射させて偏向し走査を行う偏向手段と、この偏
向手段の前後に配設され、かつ偏向手段以前に収束され
ている光ビームを前記偏向手段を介し被走査面上に結像
させる第１、第２の結像光学系とを備えた光ビーム走査
光学系であって、前記第２の結像光学系が、副走査方向
の焦点距離が主走査方向における中心部と周辺部で変化
し、偏向手段側の面が光軸上の点を中心とし主走査方向
に平行で光軸を含む面内に存在する曲線を、前記光軸を
含む面内に存在する主走査方向に平行な回転対称軸を中
心として回転させたトーリック面で、被走査面側の面が
主走査方向に対して４次以上の高次展開項を有するトー
リック非球面または非円柱面である補正レンズを有し、
前記補正レンズが光軸上で、前記偏向手段の反射面から
前記被走査面までの距離をＬ、前記偏向手段の反射面か
ら前記補正レンズの偏向手段側の面までの距離をＭ、と
したとき、 ０．６０＜Ｍ／Ｌ＜０．８５ なる関係を有することによって、主走査方向の像面湾曲
を十分に補正すると同時に、ピッチムラ及び走査湾曲を
補正することができるので、主走査方向の集束ビームを
十分に均一化した高解像度化と走査特性の高精細度化を
容易に実現することができる。

【００５９】本願第８の発明によれば、第１〜７のいず
れかの発明においてさらに、第２の結像光学系が単レン
ズであることによって、部品点数を削減し、装置を簡素
化することができるので、装置の組立・調整の簡素化、
高信頼性の確保、小型化、低価格化を容易に実現するこ
とができる。

【００６０】本願第９の発明によれば、第１〜８のいず
れかの発明においてさらに、偏向手段の反射面の形状が
円筒面、球面のいずれかであることによって、走査画角
を広くすることができ、また他のレンズの作用を偏向手
段が兼ね備えるため、部品点数を削減し、装置を簡素化
すると同時に、主走査方向の像面湾曲を十分に補正する
ことができるので、主走査方向の集束ビームを十分に均
一化した高解像度化と装置の組立・調整の簡素化、高信
頼性の確保、小型化、低価格化を容易に実現することが
できる。

【００６１】本願第１０の発明によれば、第１〜９のい
ずれかの発明においてさらに、被走査面上への結像方法
がポストオブジェクティブ型であることによって、第２
結像光学系の構成が簡素になり、部品点数を削減し、装
置を簡素化することができるので、装置の組立・調整の
簡素化、高信頼性の確保、小型化、低価格化を容易に実
現することができる。

【００６２】本願第１１の発明によれば、第１〜１０の
いずれかの発明においてさらに、第１の結像光学系が単
レンズであることによって、部品点数を削減し、装置を
簡素化することができるので、装置の組立・調整の簡素
化、高信頼性の確保、小型化、低価格化を容易に実現す
ることができる。

【００６３】本願第１２の発明によれば、第１〜１１の
いずれかの発明においてさらに、面倒れを補正する面倒
れ補正手段を備えることによって、偏向手段の回転軸の
振れや各反射面の傾き、組立精度等に起因した面倒れに
影響なく適正位置に十分精度よく結像することができる
ので、高解像度化、走査特性の高精細度化と同時に、装
置の組立・調整の簡素化、高信頼性の確保を容易に実現
することができる。

【００６４】本願第１３の発明によれば、第１〜１２の
いずれかの発明の光ビーム走査光学系を用いたことによ
り、低価格でかつ小型かつ高解像度の画像形成装置を容
易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるポストオブジェクテ
ィブ型走査光学系の構成図

【図２】本発明の一実施例の走査光学系を用いた画像形
成装置の構成図

【図３】本発明の一実施例における補正レンズの形状を
示す構成図

【図４】本発明の一実施例における光束の様子を示す模
式図

【図５】本発明の一実施例の走査光学系における像面湾
曲量を示す説明図

【図６】本発明の一実施例の走査光学系におけるｆθ特
性を示す説明図

【図７】従来のポストオブジェクティブ型走査光学系の
構成図

【図８】図７に示す従来例の走査光学系における像面湾
曲量を示す説明図

【図９】図７に示す従来例の走査光学系におけるｆθ特
性を示す説明図

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ 集束レンズ ３ スリット ４ 円筒面ポリゴン ５ 補正レンズ ６ 感光ドラム ７ 回転中心軸 ３２ 走査光学系 ３３ 一次帯電器 ３４ 現像器 ３５ 転写帯電器 ３６ クリーナー ３７ 前露光ランプ ３８ 定着装置 ３９ 給紙カセット

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光ビームを反射させて偏向し走
   査を行う偏向手段と、この偏向手段の前後に配設され、
   かつ偏向手段以前に収束されている光ビームを前記偏向
   手段を介し被走査面上に結像させる第１、第２の結像光
   学系とを備えた光ビーム走査光学系であって、前記第２
   の結像光学系が、副走査方向の焦点距離が主走査方向に
   おける中心部と周辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸
   上の点を中心とし主走査方向に平行で光軸を含む面内に
   存在する曲線を、前記光軸を含む面内に存在する主走査
   方向に平行な回転対称軸を中心として回転させたトーリ
   ック面で、被走査面側の面が主走査方向に対して４次以
   上の高次展開項を有するトーリック非球面または非円柱
   面である補正レンズを有し、前記補正レンズが光軸上
   で、主走査方向に偏向手段側からＲ１、Ｒ４の曲率半径
   をもち、副走査方向に偏向手段側からＲ３、Ｒ５の曲率
   半径を有し、 ｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜ なる関係を有することを特徴とする光ビーム走査光学
   系。
2. 【請求項２】光源からの光ビームを反射させて偏向し走
   査を行う偏向手段と、この偏向手段の前後に配設され、
   かつ偏向手段以前に収束されている光ビームを前記偏向
   手段を介し被走査面上に結像させる第１、第２の結像光
   学系とを備えた光ビーム走査光学系であって、前記第２
   の結像光学系が、副走査方向の焦点距離が主走査方向に
   おける中心部と周辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸
   上の点を中心とし主走査方向に平行で光軸を含む面内に
   存在する曲線を、前記光軸を含む面内に存在する主走査
   方向に平行な回転対称軸を中心として回転させたトーリ
   ック面で、被走査面側の面が主走査方向に対して４次以
   上の高次展開項を有するトーリック非球面または非円柱
   面である補正レンズを有し、前記補正レンズが光軸上
   で、主走査方向に偏向手段側からＲ１、Ｒ４の曲率半径
   をもち、副走査方向に偏向手段側からＲ３、Ｒ５の曲率
   半径を有し、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することを特徴とする光ビーム走査光学
   系。
3. 【請求項３】上記補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することを特徴とする請求項１記載の光ビ
   ーム走査光学系。
4. 【請求項４】上記補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜ なる関係を有することを特徴とする請求項３記載の光ビ
   ーム走査光学系。
5. 【請求項５】上記補正レンズが、 ｜Ｒ３｜＜｜Ｒ４｜＜｜Ｒ１｜＜｜Ｒ５｜ なる関係を有することを特徴とする請求項１記載の光ビ
   ーム走査光学系。
6. 【請求項６】上記補正レンズが、 ｜Ｒ５｜＝ ∞ なる関係を有することを特徴とする請求項５記載の光ビ
   ーム走査光学系。
7. 【請求項７】光源からの光ビームを反射させて偏向し走
   査を行う偏向手段と、この偏向手段の前後に配設され、
   かつ偏向手段以前に収束されている光ビームを前記偏向
   手段を介し被走査面上に結像させる第１、第２の結像光
   学系とを備えた光ビーム走査光学系であって、前記第２
   の結像光学系が、副走査方向の焦点距離が主走査方向に
   おける中心部と周辺部で変化し、偏向手段側の面が光軸
   上の点を中心とし主走査方向に平行で光軸を含む面内に
   存在する曲線を、前記光軸を含む面内に存在する主走査
   方向に平行な回転対称軸を中心として回転させたトーリ
   ック面で、被走査面側の面が主走査方向に対して４次以
   上の高次展開項を有するトーリック非球面または非円柱
   面である補正レンズを有し、前記補正レンズが光軸上
   で、前記偏向手段の反射面から前記被走査面までの距離
   をＬ、前記偏向手段の反射面から前記補正レンズの偏向
   手段側の面までの距離をＭ、としたとき、 ０．６０＜Ｍ／Ｌ＜０．８５ なる関係を有することを特徴とする光ビーム走査光学
   系。
8. 【請求項８】上記第２の結像光学系が単レンズである請
   求項１〜７のいずれかに記載の光ビーム走査光学系。
9. 【請求項９】上記偏向手段の反射面の形状が円筒面、球
   面のいずれかである請求項１〜８のいずれかに記載の光
   ビーム走査光学系。
10. 【請求項１０】被走査面上への結像方法がポストオブジ
    ェクティブ型である請求項１〜９のいずれかに記載の光
    ビーム走査光学系。
11. 【請求項１１】上記第１の結像光学系が単レンズである
    請求項１〜１０のいずれかに記載の光ビーム走査光学
    系。
12. 【請求項１２】面倒れを補正する面倒れ補正手段を備え
    る請求項１〜１１のいずれかに記載の光ビーム走査光学
    系。
13. 【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかに記載の光ビ
    ーム走査光学系を用いた画像形成装置。