JPH08194156A - ｆθレンズ系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザビームの波長変化、複数のレーザビー
ムの波長差に起因する被走査面上での位置ずれを防止す
る。 【構成】 両凹の第１レンズ（１２）と両凸の第２レン
ズ（１４）とは張り合わされ、更に平凸で正のパワーの
第３レンズ（１６）で構成されるｆθレンズ系（１０）
で、ν_i は第ｉレンズのアッベ数、ｎ_diは第ｉレンズの
ｄ線に対する屈折率、ｆ（Ｌ₃ ）は第３レンズの焦点距
離、ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）は第１・第２レンズの合成焦点距
離としたとき、−４．０≦ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）／ｆ
（Ｌ₃ ）≦−１．０、−０．０２＜（ｎ_d1＋ｎ_d3）／２
−ｎ_d2≦０．２３５及び( ν₂ ＋ν₃ ）／２−ν₁ ＞１
４とする。これにより、像面湾曲±１．５ｍｍ以下、ｆ
θ特性±０．１ｍｍ以下、色収差１μｍ／ｎｍ以下の性
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ｆθレンズ系に係り、
特に、レーザプリンタやデジタル複写機等の光走査装置
に用いられるｆθレンズ系に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザプリンタやデジタル複写機
に適用される光走査装置について図２１を参照して説明
する。

【０００３】図２１に示すように、この種の光走査装置
は、画像信号に応じて変調されたレーザビームを放出す
る半導体レーザ２２と、図示しない防塵構造の筐体内に
格納されレーザビームを感光する円筒形の感光ドラム４
０と、を有している。半導体レーザ２２から放出された
レーザビームは、コリメータレンズ２４で略平行化さ
れ、スリット２６により感光ドラム４０の円筒外周上に
集束状態が規定される。このスリット２６を通過したレ
ーザビームは、シリンドリカルレンズ２８により、反射
ミラー３０を介して、回転多面鏡３２の側面近傍に線状
に結像する。この回転多面鏡３２は高速回転する図示し
ないモータの動力で回転され、結像した線状のレーザビ
ームを反射し偏向走査する。

【０００４】また、この光走査装置は、回転多面鏡３２
で偏向走査されたレーザビームの走査速度を補正し感光
ドラム４０の円筒外周上の所定面（以下、被走査面とい
う。）Ｈ上に結像させるためのｆθレンズ系２０を有し
いる。このｆθレンズ系２０を通過したレーザビーム
は、反射ミラー３４、一面が円筒状で回転多面鏡３２の
面倒れによる、レーザビームの走査方向（以下、主走査
方向という。）に垂直な方向（以下、副走査方向とい
う。）に対する振れを補正する円筒反射鏡３６及び感光
ドラム４０を囲む筐体に装着されたウインドウ３８を介
して被走査面Ｈ上に結像する。なお、反射ミラー３４前
の走査開始側端の記録に用いられない領域には、レーザ
ビームを所定方向に反射する反射ミラー４２が配置さ
れ、反射ミラー４２の対向する位置に配置されたビーム
位置検出センサ４４により光電変換されて画像信号に対
する同期信号として用いられる。

【０００５】上記半導体レーザ２２から放出されるレー
ザビームの単色性（時間的コヒーレンス）は極めて優れ
ているので、ｆθレンズ系は特定の波長において像高
（Ｙ）＝ｆθレンズ系の焦点距離（ｆ）×走査画角
（θ）を満足すればよく、色収差についての補正を考慮
する必要はなかった。

【０００６】しかしながら、従来のｆθレンズ系では、
温度変化（例えば、気温の変化や回転多面鏡を回転する
ことによる発熱）等によって生ずる、半導体レーザ２２
から放出されるレーザビームの波長変化に対する色収差
を補正することができなかったので、高解像度化を図る
ことは困難であった。

【０００７】また、従来の光走査装置では単一のレーザ
ビームを使用していたので、走査の高速化を図ることは
困難であった。この問題を解決するために、複数のレー
ザビームで被走査面上を同時に走査する技術が開示され
ているが（特開昭５１−１００７４２号、特開昭６０−
１６６９１６号公報参照）、これらの開示技術では、複
数のレーザビームに波長差があると、各レーザビーム毎
に焦点距離（ｆ）すなわち像高（Ｙ）が変わってしま
う。このため、図２２に示すように、被走査面上でのレ
ーザビーム照射点が主走査方向にずれを生じ、従来の単
一のレーザビームで走査するものよりも画質が悪化す
る、という問題があった。

【０００８】これらの問題を解決するため、色収差を補
正したｆθレンズ（以下、色消しｆθレンズという。）
が提案されている（特開昭５６−１２３５０９号公報、
特開昭５９−７９１８号公報、特開昭５９−１７０８１
０号公報、特開昭６２−２５４１１０号公報、特開昭６
２−２６２８１２号公報、特開昭６２−２９９９２７号
公報、特開昭６３−２４９１１９号公報、特開平２−１
６５２０号公報、特開平３−６５９１７号公報、特開平
３−８４５０９号公報、特開平３−１７７８０８号公
報、特開平４−９０５０５号公報、特開平４−１７４４
１３号公報、特開平４−３４０５１９号公報参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案されたほとんどの色消しｆθレンズの色収差補正能力
は、レーザビームの波長変化１ｎｍに対して被走査面に
入射する位置のずれが２〜４μｍ程度である。このた
め、レーザビームの波長差が５ｎｍとすると、０．１ｍ
ｍ〜０．２ｍｍの位置ずれを生じ、高解像度の光走査装
置にとっては無視できない位置ずれを生じ画質の劣化を
招く、という問題点があった。

【００１０】また、ｆθレンズ系を構成するレンズ枚数
が多く、高屈折率や高分散のガラスを使用したレンズを
必要とするので、光走査装置のコストが高くなる、とい
う問題点があった。

【００１１】更に、近年デジタル複写機等に望まれる画
質は従来より高まってきているので、像面湾曲及びｆθ
特性について性能の良いｆθレンズ系が望まれている。
例えば中間調を用いたフルカラーデジタル複写機では、
被走査面上のレーザビームの最も細くなる位置（以下、
ビームウエストという。）でのビーム径は４０μｍ程度
の非常に小さいものが要求されている。通常、プリント
幅全体で要求されるビーム径のバラツキは２０％以下で
ある。ビーム径が４０μｍのときに、ビームウエストか
ら１ｍｍ離れるとビーム径は４８μｍと２０％大きくな
る。従って、ビーム径４０μｍを保証するためには像面
湾曲は±１ｍｍ以下である必要がある。また、ビーム径
が５０μｍときに、ビーム径のバラツキ２０％以下にす
るためには像面湾曲は少なくとも±１．５ｍｍ以下であ
る必要がある。なお、副走査方向での像面湾曲は上述し
た円筒反射鏡３６により補正することができるので、ｆ
θレンズ系で補正すべき像面湾曲は主に主走査方向のも
のである（以下、像面湾曲は主走査方向についてのみ示
す。）。一方、ｆθ特性、すなわち像高の理想値Ｙから
の現実の像高Ｙ’のずれ（歪曲収差）についてもプリン
ト幅全体にわたって０．１ｍｍ以下という非常に小さい
値が要求されている。

【００１２】本発明は、上記事実に鑑み、少ないレンズ
枚数で高屈折率や高分散のガラスを必要とすることな
く、像面湾曲が±１．５ｍｍ以下、ｆθ特性が±０．１
ｍｍ以下、色収差補正能力が１μｍ／ｎｍ以下の性能を
満足するｆθレンズ系を得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光入射側から順に、両凹の第１レンズ、
両凸の第２レンズ及び平凸で正のパワーを有するの第３
レンズの３枚のレンズからなり、前記第１レンズと前記
第２レンズとは貼り合わされ、更に、以下の関係を満足
するｆθレンズ系である。

【００１４】 （１） −４．０≦ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）／ｆ（Ｌ₃ ）≦−１．０ （２） −０．０２＜（ｎ_d1＋ｎ_d3）／２−ｎ_d2≦０．２３５ （３） ( ν₂ ＋ν₃ ）／２−ν₁ ＞14 ただし、 ν_i ：第ｉレンズのアッベ数 ｎ_di：第ｉレンズのｄ線に対する屈折率 ｆ（Ｌ₃ ）：第３レンズの焦点距離 ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）：第１レンズと第２レンズとの合成焦
点距離

【００１５】

【作用】本発明のｆθレンズ系で式（１）は像面湾曲を
±１．５ｍｍ以下にするためのレンズのパワーの条件で
ある。この上限値を越え又は下限値未満となると像面湾
曲が悪化する。

【００１６】式（２）はｆθ特性を±０．１ｍｍ以下に
するためのレンズの屈折率の条件である。この上限値を
越え又は下限値以下となるとｆθ特性が悪化する。

【００１７】式（３）は色収差補正能力を１μｍ／ｎｍ
以下とするためのレンズのアッベ数の条件である。この
下限値以下となると、走査開始側付近及び走査終了側付
近の双方で色収差が１μｍ／ｎｍを越えてしまい、色収
差補正能力が悪化する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明に係るｆθレンズ系を適用した
光走査装置の実施例について、図面を参照して説明す
る。

【００１９】まず、第１実施例の構成について説明す
る。図２０に示すように、本光走査装置のｆθレンズ系
１０は、光入射順に、両凹の第１レンズ１２、両凸の第
２レンズ１４及び平凸で正のパワーを有する第３レンズ
１６の３枚のレンズで構成されている。これら３枚のレ
ンズには、以下に示すように、高屈折率・高分散ガラス
は使用されていない。また、回転多面鏡３２は正８角形
であり、向かい合った面の距離は５５ｍｍである。この
回転多面鏡３２に入射するレーザビームとｆθレンズ系
１０の光軸とがなす角度は６０°である。

【００２０】波長７８５ｎｍにおけるｆθレンズ系１０
の焦点距離ｆは２９０ｍｍであり、回転多面鏡３２が反
射するレーザビームとｆθレンズ系１０の光軸とがなす
最大走査画角は±２９．５°である。

【００２１】ｒ_i を光入射順のｆθレンズ系１０の第ｉ
面の曲率半径とし、ｄ_i を第ｉ面と第（ｉ＋１）面との
距離とする。また、ｄ₀ を回転多面鏡の側面１８Ａと第
１面との距離とし、ｄ₅ をｆθレンズ系の第５面から被
走査面までの距離とすると、第１実施例のｆθレンズ系
１０は次の通りである。

【００２２】 d₀ 32.4 r₁ -29.5 d₁ 4.0 n_d1 1.75000 ν_d1 27.6000 r₂ 439.1 d₂ 17.4 n_d2 1.597347 ν_d2 61.5257 r₃ -40.3 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 19.1 n_d3 1.583400 ν_d3 62.3550 r₅ -95.0 d₅ 440.8 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.05 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.07 (ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 34.3 なお、本実施例の光走査装置の構成は、ｆθレンズ系１
０及び複数のレーザビームを放出する半導体レーザ２３
を除き、図２１に示した従来技術と同じである。

【００２３】次に、第１実施例の作用を説明する。半導
体レーザ２３から放出された複数のレーザビームは、コ
リメータレンズ２４、スリット２６、シリンドリカルレ
ンズ２８、反射ミラー３０を介して回転多面鏡３２で偏
向走査される。偏向走査された複数のレーザビームはｆ
θレンズ系１０、反射ミラー３４、円筒反射鏡３６及び
ウインドウ３８を介して被走査面上で結像する。

【００２４】この第１実施例の像面湾曲を図１（Ａ）に
示す。図１（Ａ）は横軸に理想的被走査面（いわゆるペ
ッツバール面、単位ｍｍ）をとり、縦軸にペッツバール
面からの収差（単位ｍｍ）をとったものである。第１実
施例のｆθ特性を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）は、横
軸に主走査方向（単位ｍｍ）をとり、縦軸に焦点距離ｆ
×走査角度θで表される理想的像高と第１実施例のｆθ
レンズ系１０の実際の像高との差（単位ｍｍ）をとった
ものである。なお、像面湾曲、ｆθ特性は波長７８５ｎ
ｍに対するものである。第１実施例の色収差を図１
（Ｃ）に示す。図１（Ｃ）は、主走査方向を横軸（単位
ｍｍ）にとり、波長７８５ｎｍと７９５ｎｍとのｆθ特
性の差を縦軸（単位μｍ）にとったものである。なお、
上記図１（Ａ）〜（Ｃ）の横軸では、ｆθレンズ系１０
の光軸を原点０とし、走査開始側から光軸までを−にと
っている（以下、第２〜第１９実施例において像面湾
曲、ｆθ特性及び色収差を示す各図は、この第１実施例
の場合と同じである）。

【００２５】第１実施例のｆθレンズ系１０の像面湾曲
は±１．２ｍｍ（図１（Ａ）参照）、ｆθ特性は±０．
１ｍｍ（図１（Ｂ）参照）、色収差２．８μｍ／１０ｎ
ｍ（図１（Ｃ）参照）と良好である。

【００２６】次に、第２実施例を示す。なお、第２実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。

【００２７】 d₀ 31.0 r₁ -28.2 d₁ 4.2 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 412.9 d₂ 17.4 n_d2 1.591326 ν_d2 61.8762 r₃ -38.9 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 19.3 n_d3 1.576062 ν_d3 62.8176 r₅ -91.8 d₅ 450.9 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.0 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.07 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 34.7 この第２実施例の像面湾曲は、±１．５ｍｍと要求性能
ぎりぎりとなっている（図２（Ａ）参照）。一方、ｆθ
特性は±０．１ｍｍ、色収差は４．０μｍ／１０ｎｍと
良好である（図２（Ｂ）、（Ｃ）参照）。

【００２８】次に、第３実施例を示す。なお、第３実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。

【００２９】 d₀ 29.7 r₁ -26.9 d₁ 4.2 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 349.0 d₂ 17.5 n_d2 1.584218 ν_d2 62.3046 r₃ -37.5 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 19.9 n_d3 1.561974 ν_d3 63.7584 r₅ -87.3 d₅ 461.9 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -0.95 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.07 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 35.4 この第３実施例の像面湾曲は±２ｍｍ以上と要求性能で
ある±１．５ｍｍを達成することができない（図３
（Ａ）参照）。一方、ｆθ特性は±０．１ｍｍ、色収差
は５．０μｍ／１０ｎｍと良好である（図３（Ｂ）、
（Ｃ）参照）。

【００３０】次に、第４実施例を示す。なお、第４実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。

【００３１】 d₀ 61.2 r₁ -61.1 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 464.8 d₂ 21.4 n_d2 1.687999 ν_d2 49.9603 r₃ -72.9 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 17.2 n_d3 1.698278 ν_d3 48.8364 r₅ -174.6 d₅ 349.2 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.0 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.04 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 21.8 この第４実施例の像面湾曲は±１．１ｍｍ、ｆθ特性は
±０．１ｍｍ、色収差は４．１μｍ／１０ｎｍと良好で
ある（図４参照）。

【００３２】次に、第５実施例を示す。なお、第５実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。

【００３３】 d₀ 65.4 r₁ -66.7 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 322.0 d₂ 23.0 n_d2 1.710403 ν_d2 47.6127 r₃ -79.5 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 16.8 n_d3 1.722533 ν_d3 46.4866 r₅ -194.3 d₅ 344.0 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -4.0 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.03 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 19.4 この第５実施例の像面湾曲は、±１．５ｍｍと要求性能
ぎりぎりとなっている（図５（Ａ）参照）。一方、ｆθ
特性は±０．１ｍｍ、色収差は４．６μｍ／１０ｎｍと
良好である（図５（Ｂ）、（Ｃ）参照）。

【００３４】次に、第６実施例を示す。なお、第６実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。

【００３５】 d₀ 68.1 r₁ -70.5 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 273.6 d₂ 24.2 n_d2 1.720185 ν_d2 46.6975 r₃ -83.6 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 16.5 n_d3 1.744000 ν_d3 44.7000 r₅ -208.8 d₅ 341.5 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -5.0 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.03 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 18.1 この第６実施例の像面湾曲は±１．６ｍｍと要求性能で
ある±１．５ｍｍを達成することができない（図６
（Ａ）参照）。一方、ｆθ特性は±０．１ｍｍ、色収差
は５．０μｍ／１０ｎｍと良好である（図６（Ｂ）、
（Ｃ）参照）。

【００３６】次に、第７実施例を示す。なお、第７実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。

【００３７】 d₀ 42.1 r₁ -40.5 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 460.3 d₂ 17.2 n_d2 1.666542 ν_d2 48.3128 r₃ -51.2 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 16.3 n_d3 1.604085 ν_d3 61.1463 r₅ -123.1 d₅ 375.3 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.72 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.013 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 27.1 この第７実施例の像面湾曲は±０．９ｍｍ、ｆθ特性は
±０．１ｍｍ、色収差２．０μｍ／１０ｎｍと良好であ
る（図７参照）。

【００３８】次に、第８実施例を示す。なお、第８実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。

【００３９】 d₀ 39.7 r₁ -39.0 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 281.1 d₂ 16.9 n_d2 1.685748 ν_d2 48.8450 r₃ -50.4 d₃ 20.2 r₄ ∞ d₄ 15.9 n_d3 1.581650 ν_d3 62.4635 r₅ -118.9 d₅ 375.9 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.7 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = -0.017 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 28.1 この第８実施例のｆθ特性は下限値近くなっており、像
面湾曲を±１．５ｍｍと要求性能の限界まで落とさない
と（悪くしないと）、ｆθ特性の要求性能±０．１ｍｍ
以下を達成することができない（図８（Ａ）、（Ｂ）参
照）。一方、色収差は３．０μｍ／１０ｎｍと良好であ
る（図８（Ｃ）参照）。

【００４０】次に、第９実施例を示す。なお、第９実施
例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じ
である。

【００４１】 d₀ 40.2 r₁ -39.3 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 311.0 d₂ 16.8 n_d2 1.685929 ν_d2 46.6942 r₃ -50.7 d₃ 15.5 r₄ ∞ d₄ 15.3 n_d3 1.560900 ν_d3 63.8332 r₅ -113.4 d₅ 370.3 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.74 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = -0.028 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 27.7 この第９実施例では、像面湾曲を±１．４ｍｍと要求性
能近くまで落としてもｆθ特性は±０．２２ｍｍにしか
ならず、要求性能を満足することができない（図９
（Ａ）、（Ｂ）参照）。一方、色収差は２．８μｍ／１
０ｎｍと良好である（図９（Ｃ）参照）。

【００４２】次に、第１０実施例を示す。なお、第１０
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。

【００４３】 d₀ 64.1 r₁ -63.0 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 546.1 d₂ 22.2 n_d2 1.519500 ν_d2 67.1213 r₃ -75.6 d₃ 0.1 r₄ ∞ d₄ 20.5 n_d3 1.744000 ν_d3 44.7000 r₅ -121.4 d₅ 358.6 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.50 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.23 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 28.3 この第１０実施例の像面湾曲は±１．３ｍｍ以下、ｆθ
特性は０．１ｍｍ以下、色収差は５．０μｍ／１０ｎｍ
と良好である（図１０参照）。

【００４４】次に、第１１実施例を示す。なお、第１１
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。

【００４５】 d₀ 62.6 r₁ -62.4 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 586.5 d₂ 21.5 n_d2 1.514500 ν_d2 67.5797 r₃ -74.2 d₃ 0.1 r₄ ∞ d₄ 19.9 n_d3 1.744000 ν_d3 44.7000 r₅ -120.2 d₅ 357.4 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.50 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.235 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 28.5 この第１１実施例では、像面湾曲を±１．４ｍｍと要求
性能の限度近くまで落とさないとｆθ特性の要求性能±
０．１ｍｍを達成することができない（図１１（Ａ）、
（Ｂ）参照）。一方、色収差は５．０μｍ／１０ｎｍと
良好である（図１１（Ｃ）参照）。

【００４６】次に、第１２実施例を示す。なお、第１２
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。

【００４７】 d₀ 58.7 r₁ -60.2 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ -2802.8 d₂ 19.4 n_d2 1.509500 ν_d2 68.0535 r₃ -66.0 d₃ 0.1 r₄ ∞ d₄ 16.2 n_d3 1.744000 ν_d3 44.7000 r₅ -131.3 d₅ 346.5 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.73 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.240 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 28.8 この第１２実施例では、像面湾曲を±１．４ｍｍに落と
しても、ｆθ特性は０．２５ｍｍ以上となる（図１２
（Ａ）、（Ｂ）参照）と共に、第２面の曲率半径も負と
なる。一方、色収差は４．８μｍ／１０ｎｍと良好であ
る。

【００４８】次に、第１３実施例を示す。なお、第１３
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。

【００４９】 d₀ 72.8 r₁ -73.7 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 361.7 d₂ 24.2 n_d2 1.702838 ν_d2 47.9388 r₃ -88.8 d₃ 3.4 r₄ ∞ d₄ 15.8 n_d3 1.747500 ν_d3 37.2784 r₅ -188.7 d₅ 337.9 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.52 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.048 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 15.0 この第１３実施例の像面湾曲は±１．５ｍｍ、ｆθ特性
は０．１ｍｍ以下、色収差は８．１μｍ／１０ｎｍと良
好である（図１０参照）。

【００５０】次に、第１４実施例を示す。なお、第１４
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。

【００５１】 d₀ 71.7 r₁ -72.6 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 374.6 d₂ 23.8 n_d2 1.701205 ν_d2 48.5313 r₃ -87.3 d₃ 4.0 r₄ ∞ d₄ 15.7 n_d3 1.749097 ν_d3 34.6687 r₅ -187.8 d₅ 338.3 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.45 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.05 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 14.0 この第１４実施例の像面湾曲は±１．４ｍｍ以下、ｆθ
特性は０．１ｍｍ以下である（図１４（Ａ）、（Ｂ）参
照）。一方、色収差は１０．８μｍ／１０ｎｍと要求性
能の限度を若干越えている（図１４（Ｃ）参照）。

【００５２】次に、第１５実施例を示す。なお、第１５
実施例の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と
同じである。

【００５３】 d₀ 71.2 r₁ -71.9 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 401.9 d₂ 23.5 n_d2 1.697949 ν_d2 48.8710 r₃ -86.3 d₃ 4.7 r₄ ∞ d₄ 15.7 n_d3 1.750447 ν_d3 32.7395 r₅ -187.1 d₅ 338.5 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.39 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.05 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 13.2 この第１５実施例では、像面湾曲は±１．４ｍｍ以下、
ｆθ特性は０．１ｍｍ以下と要求性能を満たしているが
（図１５（Ａ）、（Ｂ）参照）、色収差は１４．０μｍ
／１０ｎｍと要求性能の限度を大幅に越えている（図１
５（Ｃ）参照）。

【００５４】上記第１実施例〜第１５実施例により、像
面湾曲±１．５ｍｍ以下を満足するf(L₁＋L₂)/ f(L₃)の
範囲、ｆθ特性０．１ｍｍ以下を満足する(n_d1＋ n_d3)/
2- n _d2の範囲及び色収差１μｍ／ｎｍを満足する( ν_d2
＋ν_d3)/2-ν_d1の範囲が以下のようにして決定される。

【００５５】像面湾曲±１．５ｍｍ以下を満足するため
には、第１実施例１〜第３実施例から明らかなように、
f(L₁＋L₂)/ f(L₃)の上限値は−１．０以下でなければな
らない。また、第４実施例４〜第６実施例から明らかな
ように、f(L₁＋L₂)/ f(L₃)の下限値は−４．０以上でな
ければならない。従って、像面湾曲±１．５ｍｍ以内を
満足する範囲は次式（１）で与えられ、この範囲外にな
ると像面湾曲が悪化する。

【００５６】 −４．０≦f(L₁＋L₂)/ f(L₃)≦−１．０・・・・・・・（１） また、ｆθ特性０．１ｍｍ以下を満足するためには、第
７実施例〜第９実施例から明らかなように、(n_d1＋
n_d3)/2- n_d2の下限値は−０．０２より大きくなければ
ならない。また、第１０実施例〜第１２実施例から明ら
かなように、(n_d1＋n_d3)/2- n_d2の上限値は０．２３５
以下でなければならない。従って、次式（２）の範囲外
になると、ｆθ特性が悪化する。

【００５７】 −０．０２＜(n_d1＋ n_d3)/2- n_d2≦０．２３５・・・・（２） 更に、色収差１μｍ／ｎｍを満足するためには、第１３
実施例〜第１５実施例から明らかなように、次式（３）
の範囲外になると、色収差補正能力を満足することがで
きない。

【００５８】 (ν_d2＋ν_d3)/2 - ν_d1＞１４・・・・・・・・・・・（３） このように上記式（１）〜（３）の範囲内にあるｆθレ
ンズ系によれば、レーザビームの波長の変化や複数のレ
ーザビームの波長の違いに起因する、被走査面上でのレ
ーザビーム照射点の主走査方向の位置ずれを小さくする
ことができる。これにより、高速・高解像度の光走査装
置に適したｆθレンズ系を提供することができる。

【００５９】また、上記実施例のｆθレンズ系を構成す
るレンズ枚数は３枚であり、高屈折率・高分散のガラス
は使用していないので、光走査装置のコストの低減を図
ることができる。

【００６０】次に、像面湾曲、ｆθ特性及び色収差補正
をさらに好適にすることができる、f(L₁ ＋L₂)/ f
(L₃)、(n_d1＋ n_d3)/2- n_d2及び (ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1の
より好ましい範囲について説明する。

【００６１】次の第１６実施例の構成は、以下の点を除
き、第１実施例の構成と同じである。

【００６２】 d₀ 39.1 r₁ -35.3 d₁ 3.8 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 470.0 d₂ 18.7 n_d2 1.601828 ν_d2 61.2719 r₃ -46.6 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 19.8 n_d3 1.606952 ν_d3 60.9887 r₅ -106.3 d₅ 419.9 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.2 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.08 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 33.5 この第１６実施例では、像面湾曲は±１ｍｍ以下、ｆθ
特性は±０．１ｍｍ以下、色収差１．２μｍ／１０ｎｍ
である（図１６参照）。一方、前述の第４実施例では、
像面湾曲は±１．１ｍｍ、ｆθ特性は±０．１ｍｍ、色
収差は４．１μｍ／１０ｎｍであり、各式の値は以下の
通りである。

【００６３】 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -3.0 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.04 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 21.8 このように、上記式（１）の範囲が次式（４）の範囲で
あると、像面湾曲が±１ｍｍ以下となり好ましい態様と
なる。

【００６４】 −３．０＜f(L₁＋L₂)/ f(L₃)≦−１．２・・・・・・・・（４） 次に、第１７実施例を示す。第１７実施例の構成は、以
下の点を除き、第１実施例の構成と同じである。

【００６５】 d₀ 48.9 r₁ -46.3 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 603.4 d₂ 18.6 n_d2 1.652181 ν_d2 54.1357 r₃ -57.2 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 17.3 n_d3 1.649362 ν_d3 55.0844 r₅ -136.1 d₅ 369.8 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.8 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.05 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 27.0 この実施例１７では、像面湾曲は±０．７ｍｍ以下、ｆ
θ特性は±０．０６ｍｍ以下、色収差１．５μｍ／１０
ｎｍである（図１７参照）。

【００６６】次に、第１８実施例を示す。第１８実施例
の構成は、以下の点を除き、第１実施例の構成と同じで
ある。

【００６７】 d₀ 68.8 r₁ -62.5 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 350.7 d₂ 26.5 n_d2 1.573633 ν_d2 62.9740 r₃ -73.9 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 28.2 n_d3 1.672266 ν_d3 51.8577 r₅ -138.5 d₅ 384.1 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.6 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.14 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 29.8 この実施例１８では、像面湾曲は±１．５ｍｍ以下、ｆ
θ特性は±０．０６ｍｍ以下、色収差５μｍ／１０ｎｍ
である（図１８参照）。

【００６８】第１７実施例と第１８実施例とから、上記
式（２）の範囲が次式（５）の範囲であると、ｆθ特性
は±０．０６ｍｍとさらに良好になる。

【００６９】 ＋０．０５≦(n_d1＋ n_d3)/2- n_d2＜０．１５・・・・・・（５） 第１実施例乃至第１８実施例から式（３）の値と色収差
補正能力を比較してみると、上記式（３）の範囲が次式
（６）の範囲であると、色収差補正能力が５μｍ／１０
ｎｍ以下とさらに良好になる。

【００７０】 (ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1＞１８・・・・・・・・・・・・・（６） なお、上記式（４）は式（１）の範囲内にあり、式
（５）は式（２）の範囲内にあり、式（６）は式（３）
の範囲内にある。

【００７１】次に、最も好ましい実施例を第１９実施例
に示す。第１８実施例の構成は、以下の点を除き、第１
実施例の構成と同じである。

【００７２】 d₀ 52.7 r₁ -49.3 d₁ 2.0 n_d1 1.755000 ν_d1 27.6000 r₂ 669.9 d₂ 19.6 n_d2 1.630354 ν_d2 58.2949 r₃ -60.0 d₃ 20.0 r₄ ∞ d₄ 18.8 n_d3 1.664333 ν_d3 52.9070 r₅ -137.4 d₅ 371.7 f(L₁ ＋L₂)/ f(L₃) = -1.78 (n_d1＋ n_d3)/2- n_d2 = 0.08 ( ν_d2＋ν_d3)/2-ν_d1 = 28.0 この第１９実施例によれば、像面湾曲は±０．４ｍｍ以
下、ｆθ特性は±０．５ｍｍ以下、色収差は１．４μｍ
／１０ｎｍと非常に高い性能を示しており、各式の範囲
は前述のより好ましい範囲に含まれている。この第１９
実施例のｆθレンズ系はビームウエストのビーム径が４
０μｍのものにも十分対応することが可能である。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザビームの波長の変化や複数レーザビームの波長の差
による各ビームの被走査面での照射位置のずれを防ぐこ
とができ、また、像面湾曲やｆθ性能も良好にすること
ができるので、光走査装置の画質を良好にすることがで
きる、という効果を得ることができる。

【００７４】また、高屈折率や高分散のガラスを必要と
しないｆθレンズ系を構成することができるので、光走
査装置のコストの低減を図ることができる、という効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。

【図２】第２実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。

【図３】第３実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。

【図４】第４実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。

【図５】第５実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。

【図６】第６実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。

【図７】第７実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。

【図８】第８実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。

【図９】第９実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差を示
す図である。

【図１０】第１０実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図１１】第１１実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図１２】第１２実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図１３】第１３実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図１４】第１４実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図１５】第１５実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図１６】第１６実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図１７】第１７実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図１８】第１８実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図１９】第１９実施例の像面湾曲、ｆθ特性、色収差
を示す図である。

【図２０】第１実施例〜第１９実施例のｆθレンズ系の
断面を示す断面図である。

【図２１】従来の走査光学装置の概略を示す概略斜視図
である。

【図２２】複数のレーザビームの波長に差があった場合
に画質に及ぼす悪影響を説明する概念図である。

【符号の説明】

１０ ｆθレンズ系 １２ 第１レンズ １４ 第２レンズ １６ 第３レンズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光入射側から順に、両凹の第１レンズ、
   両凸の第２レンズ及び平凸で正のパワーを有するの第３
   レンズの３枚のレンズからなり、前記第１レンズと前記
   第２レンズとは貼り合わされ、更に、以下の関係を満足
   するｆθレンズ系。 （１） −４．０≦ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）／ｆ（Ｌ₃ ）≦−１．０ （２） −０．０２＜（ｎ_d1＋ｎ_d3）／２−ｎ_d2≦０．２３５ （３） ( ν₂ ＋ν₃ ）／２−ν₁ ＞１４ ただし、 ν_i ：第ｉレンズのアッベ数 ｎ_di：第ｉレンズのｄ線に対する屈折率 ｆ（Ｌ₃ ）：第３レンズの焦点距離 ｆ（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）：第１レンズと第２レンズとの合成焦
   点距離