JPH08201717A

JPH08201717A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH08201717A
Application number: JP7033038A
Authority: JP
Inventors: Kiyuu Takada; 球高田; Yujiro Nomura; 雄二郎野村; Nozomi Inoue; 望井上; 高志 ▲はま▼; Takashi Hama
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1996-08-09
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: FR2730068B1; DE19519753A1; DE19519753C2; ITTO950440A0; US5781323A; GB2297390A; ITTO950440A1; GB2297390B; JP3546898B2; FR2730068A1; GB9510880D0; IT1279570B1; US5600476A

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザビームプリンタ等に用いられる光走査
装置において、特に結像特性が良好な走査装置光を提供
すること。【構成】半導体レーザー１から出射したビームは、コ
リメータレンズ２、開口絞り７、シリンドリカルレンズ
３を通り、回転レンズ鏡４により偏向され、結像レンズ
により集束作用を受けて、被走査面６上にビームスポッ
トとして結像され、なおかつ被走査面６上を偏向走査さ
れる。この構成において、結像レンズ５として、主走査
断面が非球面を有し、曲率変化率を含む諸元の関係式が
所定の数値範囲内にあるレンズを用いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、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】従来、レーザビームプリンタ等に用いら
れる光走査装置は、半導体レーザ等の光源から射出しコ
リメータレンズによって平行化されたビームを回転多面
鏡で偏向走査し、結像レンズによって被走査面上にビー
ムスポットを形成している。

【０００３】ところで、結像レンズに要求される収差特
性は次の二点である。即ち、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にあり、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。

【０００４】結像レンズを構成するレンズ枚数は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、また、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
の発明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。なお、特開平６−７５１６２号
公報の発明の光走査装置のように偏向手段として回転レ
ンズ鏡を用いる場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】レンズ面が球面であれ
ば、レンズ面上のどの位置でも曲率は一定である。それ
に対して、非球面は局所的な曲率がレンズ面上の位置に
より異なっている。従って、特開平４−５０９０８号公
報の発明のような非球面の結像レンズでは、結像レンズ
を透過するビーム径がある程度以上大きいと、非球面上
のビーム断面内でも位置によって局所的な曲率が異なっ
てしまい、非球面により変換を受けたビームの波面が乱
されて結像特性が悪化し、ビームスポット形状が崩れて
しまうという問題点を有している。非球面と言っても球
面からの変位量がごく僅かであるものから、変曲点を有
し光軸中心と端部とで凹凸が逆転するようなものまであ
るが、ビームスポット形状の崩れは特に後者のような場
合に顕著となる。

【０００６】また、近年では、レーザビームプリンタの
高解像度化が進展しており、光走査装置には益々微小な
ビームスポットを形成することが要求されてきている。
ところで、ガウスビームの性質として、同じ焦点距離の
レンズより小さいビームスポットを得るためには広がり
角が大きいビームを絞り込む必要があるので、逆に径の
大きなビームをレンズに入射させる必要がある。従っ
て、レーザプリンタの高解像度化に伴い、上記問題点は
益々重要なものとなり、高解像度化が困難であるという
問題点をも有している。

【０００７】また、従来の光走査装置の結像レンズでは
以下のような様々な問題点を有している。即ち、 1)結像レンズの副走査方向の光学倍率が結像レンズ中心
と結像レンズ端部とで異なるため、副走査方向のビーム
スポット径が不均一である。また、副走査方向の光学倍
率を均一にするためには、結像レンズの構成枚数を多く
しなければならない。 2)結像レンズの光軸方向の厚さが副走査方向の高さに対
して大きく、プラスチックで成形する際に内部歪みを生
じ、焦点位置がずれたり結像特性が悪化する。 3)結像レンズの主走査断面の厚さが結像レンズ中心で厚
く結像レンズ端部で薄くなっており、その差が大きいた
めプラスチックで成形する際に溶融樹脂の流動状態が不
均一で内部歪を生じる。 4)結像レンズへの入射ビームが平行ビームであるため、
結像レンズは正の大きな屈折力を有し、主走査断面の厚
さが端部に対して中心で非常に大きく、厚さが非常に不
均一である。 5)結像レンズが軸対称面だけで構成されており、収差補
正の自由度が小さいため主走査方向，副走査方向の両方
で像面湾曲や等速走査性を十分に補正することができな
い。また、十分な収差補正をなすためには結像レンズの
構成枚数を多くしなければならない。 6)偏向手段の反射面の面倒れにより走査線の位置ずれを
生じる。 7)結像レンズの副走査方向の曲率が一定しているので、
副走査方向の像面湾曲を十分に小さくすることができな
い。また、副走査方向の像面湾曲を十分に小さくするた
めには結像レンズの構成枚数を多くしなければならな
い。 8)結像レンズの両面ともが曲面で構成されていると製造
コストが高くつき、また、両面の光軸を一致させること
に高度の精度が要求される。 9)一方、結像レンズの片面の副走査断面が直線である
と、副走査方向における光学設計上の自由度を像面湾曲
補正に使ってしまい、ビームスポット径を均一にするこ
とができない。

【０００８】そこでこの発明は、結像レンズの非球面に
関する諸元を所定の関係にすることにより、結像特性が
良好でビームスポット形状に崩れがなく、しかも高解像
度化に適した光走査装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の光走査装置
は、光ビームを発生する光源と、前記光ビームを偏向し
等角速度で回転する偏向手段と、前記偏向手段により偏
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結像レンズとを有し、前記結像レン
ズが主走査断面で非球面を有する光走査装置において、
前記非球面に関する諸元ｅ，ｎ，ｗ，ρが次の条件式を
満足することを特徴とする光走査装置である。

【数４】ただし、各諸元は以下の通りである。

【数５】ｃ_i （ｖ_i ）：レンズ面Ｓ_i における光軸からの高さｖ
_i での曲率ｅ_i ：レンズ面Ｓ_i と被走査面との間隔ｇ：像高０におけるビームスポットの主走査
半径ｎ_i ：レンズ面Ｓ_i を形成する結像レンズの屈
折率Ｓ_i ：第ｉレンズ面ｕ_i ：レンズ面Ｓ_i の入射面、射出面の区別を
示す係数ｕ_i ＝１（入射面）ｕ_i ＝−１（射出面）ｖ_i （ｙ_s ）：像高ｙ_s の主光線がレンズ面Ｓ_i を透過
する点の光軸からの高さｗ_i ：レンズ面Ｓ_i における、レンズ面Ｓ_i の
光軸に沿って透過する光ビームの主走査断面半径ｙ：主走査方向への光軸からの高さを示す座
標ｙ_s ：被走査面における像高 ρ_i （ｙ_s ）：像高ｙ_s の主光線がレンズ面Ｓ_i を透過
する点における曲率変化率であり、曲率ｃ_i のｙによる
微分値

【００１０】また、この発明の光走査装置は上記構成に
加え、次のいずれかの構成を有することを特徴とする。 1)結像レンズのレンズ面Ｓ_i において、前記主走査断面
の有効部で、光軸からの高さｙでのレンズ面Ｓ_i の光軸
方向の偏位量をΔｚ_i （ｙ），前記偏向手段の偏向点か
ら前記レンズ面Ｓ_i までの距離をｂ_i ，前記偏向点から
前記被走査面までの距離をａとすると

【数６】の条件式を満足すること。 2)結像レンズの副走査断面において、光軸方向の厚さ
ｔ，副走査方向の高さをｈとするとｈ／ｔ＞２の条件式を満足すること。 3)結像レンズの主走査断面の有効部において、光軸方向
の厚さの最大値ｔ_max ，最小値をｔ_min とするとｔ_max ／ｔ_min ＜２の条件式を満足すること。 4)結像レンズの主走査断面の有効部において、光軸方向
の厚さの最大値ｔ_max ，最小値をｔ_min とするとｔ_max ／ｔ_min ＜２の条件式を満足すること。 4)結像レンズに入射する光ビームが主走査断面において
集束光であること。 5)結像レンズは、主走査方向と副走査方向とで屈折力が
異なること。さらに、副走査断面において偏向点と被走
査面とが光学的に共役関係にあることや、結像レンズの
少なくとも１面において副走査断面に平行な断面の曲率
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
化していることを特徴としている。また、結像レンズの
少なくとも１面の副走査断面が直線であることや、結像
レンズの両面において、副走査断面に平行な断面の曲率
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
化していることを特徴としている。

【００１１】

【作用】この発明の上記のような構成は、次に記載する
ような優れた作用・効果を奏するものである。まず、請
求項１記載の発明においては、結像レンズの非球面に関
する諸元を所定の関係にすることにより、ビームスポッ
トの主走査断面形状の崩れを実用上問題のない程度に設
定したものである。請求項２記載の発明においては、所
定のレンズ形状にすることにより、偏向手段の反射面近
傍の結像点と被走査面上の結像点との間の、副走査方向
の光学倍率を均一にし、その結果、ビームスポット径が
均一になり、解像度も均一になる。請求項３記載の発明
においては、結像レンズの断面を所定の形状とすること
によりビーム進行方向と垂直な方向の屈折率分布を抑制
することができる。これにより、焦点位置がずれたり、
結像特性が悪化したりすることを防ぐことができる。請
求項４記載の発明においては、結像レンズの厚さｔの主
走査断面の有効部の形状を特定することにより成形時の
合成樹脂の流動状態の不均一性を防止し、内部歪を生じ
ないように構成することができる。請求項５記載の発明
においては、結像レンズに入射するビームが主走査断面
において集束光であるので、結像レンズの屈折力が小さ
くて済むようになる。この結果、レンズの厚さを均一に
近くすることが可能である。請求項６記載の発明におい
ては、主走査方向と副走査方向とで屈折率が異なるの
で、諸収差の補正を主走査方向と副走査方向とで独立に
行うことができ、光学設計上の自由度が大きくなる。請
求項７記載の発明においては、副走査断面において偏向
点と被走査面とが光学的に共役関係にあるため、回転多
面鏡あるいは回転レンズ鏡の反射面に面倒れがあっても
被走査面上におけるビームスポットの副走査方向の位置
は変化せず、走査線の位置ずれは発生しない。請求項８
記載の発明においては、結像レンズの射出面は副走査断
面に平行な断面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ので、結像レンズの有
効部のいかなる位置でも副走査断面に平行な断面の曲率
を任意に設定することができる。このため、副走査方向
の像面湾曲を完全に補正することができる。請求項９記
載の発明においては、結像レンズの二つの面のうち片方
の面を副走査断面で直線となるようにすれば、結像レン
ズの製造が容易になりコストを低減することができる。
さらに、一つのレンズに光学曲面が２面存在すると、そ
れらの面の光軸の相対的な位置精度が問題となり、２本
の光軸を一致させることが厳しく要求されるが、副走査
断面で平凸レンズとなるようにすれば、副走査断面では
そのような要求は生じない。請求項１０記載の発明にお
いては、結像レンズの両面ともを曲率が連続的に変化し
ている面にすれば、光学設計の自由度が副走査方向でさ
らに１自由度大きくすることができる。この結果、副走
査方向のビームスポット径を完全に一定にすることがで
きる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づきこの発明の実施例を説明
する。実施例１図１は、この発明の実施例１の光走査装置の構成を示す
斜視図である。光源として半導体レーザ１より射出した
ビームが開口絞り７により絞り込まれ、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、シリ
ンドリカルレンズ３により副走査方向にのみ集束作用を
受ける。ここで、副走査方向とは、回転レンズ鏡４など
の偏向手段の回転軸に平行のことであり、また、副走査
方向と光軸とに垂直な方向を主走査方向という。さら
に、ビームは偏向手段としての回転レンズ鏡４の入射面
に入射した後、反射面の近傍で副走査方向でのみ結像
し、反射面で反射され射出面から射出する。入射面、射
出面はいずれも主走査方向にのみ屈折力を有し、それぞ
れ凹シリンドリカル面、凸シリンドリカル面である。反
射面は平面である。ビームは回転レンズ鏡４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５で集
束作用を受け、被走査面６上にビームスポットを形成す
る。

【００１３】図２に回転レンズ鏡４の回転に伴ってビー
ムが偏向される様子を示す。入射面Ｓ_a ，射出面Ｓ_c
は、走査中心を走査するビームがそれらの面を垂直に通
過するように設定され、また、反射面Ｓ_b は走査中心を
走査するビームが４５°の角度で反射面Ｓ_b に入射する
ように設定されている。回転レンズ鏡４の回転軸Ｏは、
反射面Ｓ_b に内包され、走査中心を走査するビームの反
射点を通る。入射面Ｓ_aの光軸および射出面Ｓ_c の光軸
は、走査中心を走査するビームの光路に一致する。回転
レンズ鏡４は回転軸Ｏを中心に回転し、Iの破線，IIの
実線，IIIの一点鎖線で示すように変位することにな
る。入射ビームＬはこのような回転レンズ鏡４の回転に
伴い、入射面Ｓ_a のそれぞれ異なる位置に異なる角度で
入射するため、ここで屈折により偏向される。ビームは
反射面Ｓ_b で反射されて、さらに偏向角を大きくし、射
出面Ｓ_c で屈折して射出ビームＭ₁ ，Ｍ₂ ，Ｍ₃ で示す
ように偏向して射出される。

【００１４】次に、本実施例における結像レンズ５の構
成を図９の断面図に示し、詳細に説明する。本実施例に
おける結像レンズ５の入射面Ｒ₁ ，射出面Ｒ₂ の主走査
断面（光軸を含み主走査方向に平行な面）の形状は非球
面である。この非球面は曲率が局所的に変化している面
であるが、その変化が大きくてビーム直径の範囲内でも
局所的に曲率が大きく変化するような場合には、非球面
により変換を受けたビームの波面は乱されて球面ではな
くなり、結像特性が悪化してしまう。そこで、本実施例
における結像レンズ５では、非球面に関する諸元ｅ，
ｎ，ｗ，ρが、

【数７】の条件式をを満足している。ただし、各諸元は次のとお
りである。

【数８】ｃ_i （ｖ_i ）：レンズ面Ｓ_i における光軸からの高さｖ
_i での曲率ｅ_i ：レンズ面Ｓ_i と被走査面との間隔ｇ：像高０におけるビームスポットの曲率半
径ｎ_i ：レンズ面Ｓ_i を形成する結像レンズの屈
折率Ｓ_i ：第ｉレンズ面ｕ_i ：レンズ面Ｓ_i の入射面、射出面の区別を
示す係数ｕ_i ＝１（入射面）ｕ_i ＝−１（射出面）ｖ_i （ｙ_s ）：像高ｙ_s の主光線がレンズ面Ｓ_i を透過
する点の光軸からの高さｗ_i ：レンズ面Ｓ_i における、レンズ面Ｓ_i の
光軸に沿って透過する光ビームの主走査断面半径ｙ_i ：主走査方向への光軸からの高さを示す座
標ｙ_s ：被走査面における像高 ρ_i （ｙ_s ）：像高ｙ_s の主光線が透過する光ビームＳ
_i を透過する点における曲率変化率であり、曲率ｃ_i の
ｙによる微分値

【００１５】このようにすれば、ビームスポット形状の
崩れは小さく、実用上の問題がない。このことについ
て、一例を上げて具体的に計算を行う。図３（ａ）に示
すように、簡単のために結像レンズ５の入射面Ｓ_d は平
面とし、射出面Ｓ_e は近軸的には平面であるが、それに
非球面変位が付加されているものとする。平行ビームが
結像レンズ５を光軸に沿って透過する。射出面Ｓ_e にお
けるビームの主走査断面半径をｗとする。ここで、ビー
ムの断面半径ｗとは、ビーム断面においてビームの中心
強度に対して、１／ｅ² の強度となる点を連ねた形状の
半径のことである。射出面Ｓ_e と光軸とが交わる点を原
点とし、光軸方向にｚ軸、光軸に垂直な方向にｙ軸をと
る。曲率が変化するような面は３次曲線で代表される。
そこで、射出面Ｓ_e を係数ｋを用いて、ｚ＝ｋｙ³ と与えると、曲率変化ρは近軸的にはｙによるｚの３次
微分、即ち、 ρ＝６ｋとなる。次に、ビームが半径ｗの太さを持っていること
を考慮し、ビームを光線束であると考え、光軸から距離
ｗだけ離れた位置を通る光線Ｎを追跡する。光軸からの
高さｗにおける射出面Ｓ_e の傾きは３ｋｗ² であり、結
像レンズ５の屈折率をｎとすれと、射出面Ｓ_e から射出
された光線が光軸となす角αは近似的に、 α＝３ｋｗ² （ｎ−１）となる。従って、曲率変化率ρと角αとの関係は、 α＝ρｗ² （ｎ−１）／２となる。光線Ｎが射出面Ｓ_e から距離ｑだけ離れた面９
と交わる位置Ｕと、射出面Ｓ_e に非球面変位がない場合
に交わる位置Ｔとのずれｍは、ｍ＝ρｑｗ² （ｎ−１）／２となる。なお、中心光線は光軸上をｙ方向に変位するこ
となく直進する。以上の計算により、半径ｗのビームを
光線束と考えると、光線は曲率変化率ρを有する面によ
り、面９において最大でｍのずれを生じる。

【００１６】上記の説明は、平行ビームが結像しないま
ま面９に到達する場合である。実際には、ビームは被走
査面６上で一点に集束するのが理想的であり、被走査面
６で一点に集束するビームが非球面変位のある結像レン
ズを透過した場合の様子を図３（ｂ）に示す。図３
（ａ）と同様に、結像レンズ５の射出面Ｓ_e が非球面で
あり、射出面Ｓ_e と被走査面６との間隔をｅとすると、
光線Ｎが被走査面６と交わる位置Ｕと、射出面Ｓ_e に非
球面変位がない場合に交わる位置Ｔとのずれｍは、ｍ＝ρｅｗ² （ｎ−１）／２となる。ずれｍが大きいと、焦点を被走査面６上に設定
してもビーム内の各々の光線は一点に集束せずビームス
ポット形状が崩れ、結像特性を悪化させることになる。

【００１７】次に、被走査面６での光線のずれｍとビー
ムスポット形状の崩れとの関係を、シュミレーション結
果を用いて説明する。被走査面６でのビームスポット半
径をｇとする。ここで、ビームスポット半径とはビーム
の中心強度に対して１／ｅ²の強度となる位置を連ねた
形状の半径のことである。ビームスポットの断面強度分
布形状は、光線のずれｍとビームスポット半径ｇとの比
ｍ／ｇのみでほぼ決まり、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）
に示すようにｍ／ｇが大きくなると、ビームの側部の２
次ピークＦが大きくなる。中心強度に対する２次ピーク
Ｆの強度を、ｍ／ｇに対してプロットしたグラフを図５
に示す。２次ピークの強度が大きくなると、隣接するド
ットにもビームが照射されることとなり、光走査装置と
しての解像度が悪化し、さらに、レーザプリンタによる
印字でもぼやけが生じたり、特に細かい網点のような印
字パターンではコントラストが低下して印字品質が悪化
する。本件発明者らの実験によれば、光走査装置として
良好な結像特性を得るために、また、レーザビームプリ
ンタで良質な印字品質を得るためには、中心強度に対す
る２次ピークの強度は、１／ｅ² より小さいことが望ま
しい。従って、図５より｜ｍ｜／ｇ＜２．５であることが要求される。即ち、｜ρ｜ｅｗ² （ｎ−１）／２ｇ＜２．５である。カラープリンタなどさらに高度な諧調表現が要
求されるプリンタに用いられる光走査装置では、｜ｍ｜
／ｇはさらに小さいことが望ましい。

【００１８】非球面が複数ある場合には、被走査面上で
の光線のずれは各非球面の曲率変化によって生じるずれ
が累積した量となる。ただし、入射面と射出面とでは、
光線に作用する屈折の方向が異なるため、入射面，射出
面の区別を示す係数ｕを用いて

【数９】であることが要求される。ただし、係数ｕは次のとおり
である。ｕ＝１（入射面）ｕ＝−１（射出面）

【００１９】結像レンズの厚さが均一で、入射面と射出
面の面形状が同じであれば、曲率変化の影響は入射面と
射出面とで相殺し合い、光線のずれは生じないこととな
る。

【００２０】以上の結論は、光軸上のビームに対してで
あるが、光軸外の斜めのビームに対しても同様のことと
なる。従って、上記の理論を光軸外のビームに適用する
と、以下のようになる。即ち、被走査面における像高を
ｙ_s とし、像高ｙ_s の主光線がレンズ面Ｓ_i を透過する
点の光軸からの高さをｖ_i （ｙ_s ）とし、レンズ面Ｓ_i
における光軸からの高さｖ_i での曲率をｃ_i （ｖ_i ）と
すると

【数１０】であることが要求される。ただし、

【数１１】である。

【００２１】ところで、本発明の光走査装置に用いられ
る非球面の結像レンズは、プラスチック成形により製造
することが望ましい。なぜなら、容易に低コストで非球
面を形成できるからである。ただし、プラスチックでレ
ンズを成形する場合、冷却速度の不均一によりレンズ内
部に歪が生じ、屈折率が不均一となることがある。そこ
で、屈折率の分布が問題とならないような条件について
調べた。図６に示すように、単純化するために結像レン
ズ５の副走査断面（光軸を含み副走査方向に平行な面）
を矩形とし、光軸方向の厚さをｔ，副走査方向の高さを
ｈとする。座標はレンズ断面の中心を原点とし、光軸方
向にｚ軸を，副走査方向にｘ軸をとる。

【００２２】断面形状が長方形の場合、冷却時の等温度
曲線は長手方向に沿ってほぼ平行となるため屈折率は長
手方向にはほぼ均一となるが、それと垂直な方向に分布
を生じることになる。また、ビームの進行方向に沿った
屈折率分布は結像特性に影響を及ぼさないが、それと垂
直な方向に屈折率分布があると焦点位置がずれたり結像
特性が悪化したりする。従って、厚さｔは小さい程、ま
た、高さｈは大きい程屈折率分布の影響は小さくなる。

【００２３】ここで、高さｈと厚さｔとの比によって、
レンズ内部の冷却速度がどのように変化するのかを数値
計算により調べた。一様に初期温度Ｔ₁ となっているレ
ンズを温度Ｔ₂ の環境で冷却する場合について考える。
ｘ軸上の各点の温度Ｔ₃ がＴ₁ とＴ₂ との中間温度、即
ち、Ｔ₃ ＝（Ｔ₁ ＋Ｔ₂ ）／２に達するまでの冷却時間を図７に示す。横軸はレンズ高
さの半値ｈ／２で規格化したｘ座標であり、２ｘ／ｈ＝
０はレンズの中心，２ｘ／ｈ＝１はレンズ厚さ方向の端
部である。縦軸はレンズ断面の中心点（原点）の冷却時
間で規格化してある。同図はビームの進行方向に垂直な
方向での冷却時間の分布を示すものである。ｈ／ｔが大
きくなる程レンズ中心付近で冷却時間が一定値１に漸近
し、冷却速度分布が均一になる傾向を示している。

【００２４】さらに、射出成形により製造したプラスチ
ックレンズについて実測した屈折率分布を図８に示す。
ｈ／ｔとしては０．５３と１．８８の２種類のものを用
いた。横軸はｈ／２で規格化したｘ座標であり、縦軸は
光軸での屈折率を基準とした屈折率の変動量である。ｈ
／ｔ＝０．５３の場合には、光軸付近で屈折率が変動し
ており、実際にビームを通してみると屈折率分布型レン
ズのように屈折率分布が凹レンズとして作用し、焦点位
置がずれ、結像特性も悪化した。一方、ｈ／ｔ＝１．８
８の場合には、光軸付近では屈折率がほぼ一定であり、
ビームを通しても結像特性の悪化や焦点位置のずれは見
られなかった。以上のことから、(1) ｈ／ｔが大きくな
る程レンズ中心付近の分布が均一になること、(2) ｈ／
ｔ＝１．８８の場合には良好な結果が得られたこと、を
考慮すると、ｈ／ｔ≧１．８８であることが望ましい。
さらに、測定誤差や特性のばらつきなどを考慮すると、
図６に示す結像レンズ５の副走査断面において、副走査
方向の高さｈと光軸方向の高さｔとの比をｈ／ｔ＞２となるように設定することが望ましい。このようにすれ
ば結像特性の悪化や焦点位置のずれを実用的に問題のな
い程度に抑えることが可能である。

【００２５】一方、ｈ／ｔの上限値であるが、これは製
作上の能力・製造性・コストなどによって決まる。一般
的には、ｈ／ｔ＜５０程度の範囲内に設定することが好
ましい。

【００２６】ところで、プラスチックレンズでは、レン
ズの強度や成形性を高めるためにレンズ有効部の周囲に
リブを設けることが一般的である。そこで、図９のよう
にリブを含めた高さｈを用いて上式を満足させても、同
様の効果が得られる。

【００２７】また、プラスチックレンズでは厚さの不均
一も内部歪を生じる原因となるためなるべく厚さを均一
にする必要がある。結像レンズをプラスチックで成形す
るときには、レンズの厚さｔが主走査断面の有効部にお
いて大きく変化していると、成形時の流動状態が不均一
になり内部歪を生じてしまう。そこで、本実施例におい
ては、結像レンズの有効部において、光軸方向の厚さの
最大値ｔ_max と最小値ｔ_min との比をｔ_max ／ｔ_min ＜２となるようにしている。このようにすれば、内部歪を実
用的に問題のない程度に抑えることができる。なお、理
想的にはｔ_max ／ｔ_min ＝１なので、１≦ｔ_max／ｔ_min
＜２の範囲内に収まるようにするのが望ましい。

【００２８】しかも、本実施例においては、結像レンズ
に入射するビームは、主走査断面において集束光であ
る。結像レンズへの入射ビームが主走査断面で平行光や
発散光となっていると、ビームを非走査面に結像させる
ために結像レンズは屈折力の大きな正レンズとしなけれ
ばならず、結像レンズの主走査断面の厚さが極めて不均
一となってしまう。そこで、結像レンズへの入射ビーム
を主走査断面で集束光として結像レンズの屈折力が小さ
くて済むようにし、レンズの厚さを極力均一になるよう
にしている。

【００２９】本実施例における結像レンズは光軸上での
屈折力が、主走査方向と副走査方向とで異なるアナモフ
ィックレンズである。そのため、諸収差の補正を主走査
方向と副走査方向とで独立に行え、光学設計上の自由度
が大きく、主走査方向，副走査方向ともに像面湾曲を小
さく抑えることができ、等速走査性も良好にすることが
できる。本実施例の結像レンズでは、先述したように主
走査方向のビームスポット形状の崩れが小さく結像特性
が良好である。そのため、結像レンズを軸対象面により
構成しても、良好な光学特性を有する光走査装置を実現
することができる。しかしながら、特に結像レンズをア
ナモフィックレンズとすれば、主走査方向と副走査方向
とで収差補正を独立に行うことができ、それぞれの方向
で像面湾曲が一段と良好になる。像面湾曲が小さいと、
回折限界近くまでビームを絞り込めるため、ビームスポ
ット形状の崩れや結像特性の差は顕著に現れる。従っ
て、アナモフィックレンズを用いて像面湾曲を小さくす
ることにより、良好な結像特性を得るという本発明の効
果がさらに有効なものとなる。

【００３０】本発明では、先述したように副走査断面に
おいてはビームは回転レンズ鏡の反射面に結像する。そ
して、副走査断面において偏向点と被走査面とが光学的
共役関係にあるため、回転レンズ鏡の反射面に面倒れが
あっても被走査面上におけるビームスポットの副走査方
向の位置は変化せず、走査線の位置ずれは発生しない。

【００３１】さらに、本実施例における結像レンズの射
出面は、副走査断面に平行な断面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。こ
のようにすれば、結像レンズの有効部のいかなる位置で
も、副走査断面に平行な断面の曲率を任意に設定できる
ため、副走査方向の像面湾曲を完全に補正することがで
きる。像面湾曲が小さいと、先述したように、良好な結
像特性が得られるという本発明の効果がさらに有効なも
のとなる。

【００３２】ところで、副走査方向の曲率が変化する面
を射出面に限る必要はなく、入射面の副走査方向の曲率
を変化させてもよい。つまり、副走査方向の像面湾曲を
補正するためには一つの自由度さえ持っていればよく、
入射面，射出面の少なくとも一方の面を副走査方向の曲
率が変化するようにすればよい。そうすれば、他方の面
の副走査方向の曲率は任意に設定できる。そこで本実施
例においては、結像レンズの入射面の副走査断面を直線
とし、副走査断面で見ると平凸レンズとしている。この
ように、結像レンズの２つの面のうち、片方の面を副走
査断面で直線となるようにすれば、結像レンズの製造が
容易になりコストも低減する。さらに、一つのレンズに
光学曲面が２面存在すると、それらの面の光軸の相対的
な位置精度が問題となり、２本の光軸を一致させること
が厳しく要求されるが、副走査断面で平凸レンズとなる
ようにすれば、副走査断面ではそのような要求は生じな
い。

【００３３】先述したように、光走査装置の光学系に要
求される主な特性は、等速走査性と像面の平坦性とであ
るが、さらに付け加えるならば、ビームスポット径の均
一性が要求される。最近では走査密度が高く、解像度も
高い光走査装置が求められているため、有効走査領域に
おいてビームスポット径が一定であることが強く要求さ
れるようになってきた。ビームスポット径を一定にする
ためには、光学系の光学倍率を一定にすればよい。

【００３４】ここで、特に副走査方向の光学倍率を一定
にすることを考える。本実施例では、副走査断面で回転
レンズ鏡の反射面近傍にビームが結像するため、反射面
近傍の結像点と被走査面上の結像点との間の光学倍率を
一定にすればよい。

【００３５】単純化して考えるため、図１０に示すよう
に、結像レンズ５を薄肉レンズとし、回転レンズ鏡は副
走査方向に屈折力を持たないので省略する。ビームの偏
向点Ｐから被走査面６までの距離をａ，偏向点Ｐから結
像レンズ５までの距離をｂ，結像レンズ５の主走査断面
の有効部で光軸からの高さをｙとする。結像レンズ５と
光軸とが交わる点を基準とした、ｙの高さでの結像レン
ズ５の光軸方向のずれをΔｚ（ｙ）とする。回転レンズ
鏡の反射面とビームの偏向点Ｐとはほぼ一致するため偏
向点Ｐを結像点と考える。光軸からの高さｙの位置を透
過するビームの副走査方向の光学倍率β（ｙ）は

【数１２】である。ところで、本件発明者の実験によれば、ビーム
径が±２０％以上変動すると光走査装置としての解像度
が不均一となり、レーザービームプリンタでの印字で
も、特に細かい網点のようなパターンでは濃度むらを生
じて印字品質が悪化する。そこで、任意の光軸高さｙで
の光学倍率β（ｙ）を、光軸上の光学倍率β（０）を基
準として、次式で規定する。

【数１３】この式を計算し、近似を施すと、次式のようになる。

【数１４】従って、結像レンズのレンズ面Ｓ_i において、主走査断
面の有効部でｙの高さでのレンズ面の光軸方向の変位量
をΔｚ_i （ｙ）とし、偏向点からレンズ面Ｓ_i までの距
離をｂ_i とすると

【数１５】となるようにすれば、副走査方向の光学倍率が均一で解
像度が均一な光走査装置が実現できる。また、このよう
な光走査装置をレーザープリンタに利用すると、濃度む
らがなく良好な印字品質が得られることになる。

【００３６】本実施例の代表的な設計例の光学諸元を表
１、表２に示す。ただし、１走査の走査開始から走査終
了までの回転レンズ鏡４の回転角を２ωとする。開口絞
り７の絞り穴形状は長円形状であり、主走査方向，副走
査方向の大きさをそれぞれｐ_x ，ｐ_y とする。半導体レ
ーザ１の発光点をＳ₁ ，コリメータレンズ２の入射面，
射出面をそれぞれＳ₂ ，Ｓ₃ 、シリンドリカルレンズ３
の入射面，反射面をそれぞれＳ₄ ，Ｓ₅ 、回転レンズ鏡
４の入射面，反射面，射出面をそれぞれＳ₆ ，Ｓ₇ ，Ｓ
₈ 、結像レンズ５の入射面，射出面をそれぞれＳ₉ ，Ｓ
₁₀とする。開口絞り７はコリメータレンズ２の入射面Ｓ
₂ に一致する。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２，シリンドリカルレン
ズ３，結像レンズ５の屈折率をそれぞれｎ₂ ，ｎ₄ ，ｎ
₉ とする。ｎ₆ ，ｎ₇ はいずれも回転レンズ鏡４の屈折
率である。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
像レンズの主走査断面形状は非球面状であり、

【数１６】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，Ｅ_i
は非球面係数である。また、結像レンズの射出面は、副
走査断面に平行な断面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おり、曲率半径Ｒ_i
をＲ_i ＝ｒ_ix＋Ａ_ixｙ² ＋Ｂ_ixｙ⁴ ＋Ｃ_ixｙ⁶ ＋Ｄ_ixｙ⁸
＋Ｅ_ixｙ¹⁰ で表す。ここでＡ_ix，Ｂ_ix，Ｃ_ix，Ｄ_ix，Ｅ_ixは係数で
ある。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】図１１はこの実施例の光走査装置の主走査
断面図、図１２はこの実施例の光走査装置の収差図であ
る。なお、この収差図においては、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。走査
直線性は結像レンズの通例では理想像高ｙ＝ｆθからの
像高のずれを％で表すが、本実施例においては回転レン
ズ鏡４が回転するために理想像高がｆθとならない。従
って、等価な表示方法として光軸近傍の光線について回
転レンズ鏡４の回転角に対する像高の変化率ζとして、
理想像高Ｙ＝ζθからのずれを％で表示している。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
走査する間の回転レンズ鏡４の回転角である。

【００４０】結像レンズ５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１２に示すように主走査方
向の像面湾曲は±２．０ｍｍ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５の主走査断面形状の非球面係数を１２次ま
での非球面係数しか用いていないことにより生じるもの
である。より高次の非球面係数を用いれば像面湾曲はさ
らに小さくなる。

【００４１】結像レンズ５の射出面は、副走査断面に平
行な断面の曲率が結像レンズ５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１２に示すように
副走査方向の像面湾曲が±０．２ｍｍ以内と極めて良好
に補正されている。

【００４２】結像レンズ５の主走査断面における曲率変
化率ρ等に関する関係式

【数１７】は、図１３のグラフに示すように被走査面での像高に対
応して変動し、その絶対値は最大で１．１である。ただ
し、上記関係式は非球面Ｓ₉ ，Ｓ₁₀についての総和であ
り、各諸元の値は表３の通りである。

【表３】

【００４３】結像レンズ５の副走査断面は図９に示すよ
うに上下にリブを有する形状であり、厚さｔは５．５ｍ
ｍ，高さｈは１４ｍｍである。従って、ｈ／ｔ＝２．８となっており、焦点位置のずれはなく良好な結像特性が
得られる。

【００４４】結像レンズ５の有効部における光軸方向の
厚さの最大値ｔ_max は５．５ｍｍ，最小値ｔ_min は３．
９０ｍｍであり、それらの比はｔ_max ／ｔ_min ＝１．４１となり、厚さが均一となっているため、結像レンズ５を
プラスチックで成形するときにスムーズで均一な流動が
なされ、内部歪の発生は殆どない。

【００４５】結像レンズ５への入射ビームは集束光であ
り、その焦点は結像レンズ５の入射面から被走査面側へ
２１３．８６ｍｍの距離に位置する。従って、結像レン
ズ５の主走査方向の屈折力は小さくて済み、そのために
結像レンズ５の厚さを均一にすることが可能となってい
る。

【００４６】結像レンズ５のレンズ面の光軸方向への変
位量

【数１８】は、図１４のグラフに示すようにレンズ有効部内で変動
し、その絶対値は最大で０．１８であり、副走査方向の
ビームスポット直径は、図１５のグラフに示すように±
１０％以内に抑えられ、解像度は均一となっている。

【００４７】次に、解像度の均一性をさらに良好にする
ことを考える。本実施例の結像レンズ５では、副走査断
面に平行な断面の曲率が主走査方向に沿って連続的に変
化している面は射出面のみである。ところが、結像レン
ズ５の両面ともをそのように曲率が変化する面とすれ
ば、光学設計の自由度が副走査方向でさらに１自由度大
きくなり、副走査方向のビームスポット径を完全に一定
にすることができる。このことを図を参照して説明す
る。上記した設計例では、結像レンズ５は図１１に示す
ように屈曲しており、副走査断面に平行な断面の主点も
その形状にほぼ沿って屈曲しているため実用上には問題
のない範囲ではあるが、結像レンズ５の副走査方向の倍
率は多少変化している。しかしながら、副走査断面に平
行な任意の断面で両面の曲率半径を任意に設定できれ
ば、図１６（ａ）〜（ｅ）のようにペンディングにより
主点Ｈの位置も任意に設定することができる。そこで、
副走査断面に平行な任意の断面の主点を連ねた線が光軸
に対して垂直な直線となるように副走査方向の曲率半径
を設定すれば、結像レンズ５の副走査方向の光学倍率を
有効走査領域に亘って完全に一定にすることができ、ビ
ームスポット径も一定となる。

【００４８】実施例２図１７は本発明の第２の実施例の光走査装置の構成を示
す斜視図である。半導体レーザ１より射出したビームが
開口絞り７により絞り込まれ、コリメータレンズ２によ
って平行ビームに変換され、シリンドリカルレンズ３に
より副走査方向にのみ集束作用を受ける。さらに、ビー
ムは偏向手段としての回転多面鏡８の反射面の近傍で副
走査方向でのみ結像し、反射面で反射される。ビームは
回転多面鏡８の回転に伴って偏向される。この偏向され
たビームは結像レンズ５で集束作用を受け、被走査面６
上にビームスポットを形成する。

【００４９】本実施例の代表的な設計例の光学諸元を表
４，表５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８の回転角を２ωとする。開口絞り
７の絞り穴の形状は長円形状であり、走査方向，副走査
方向の大きさをそれぞれｐ_x，ｐ_y とする。半導体レー
ザ１の発光点をＳ₁ ，コリメータレンズ２の入射面，射
出面をそれぞれＳ₂ ，Ｓ₃ ，シリンドリカルレンズ３の
入射面，射出面をそれぞれＳ₄ ，Ｓ₅ ，回転多面鏡８の
反射面をＳ₆ 結像レンズ５の入射面，射出面をそれぞれ
Ｓ₇ ，Ｓ₈ とする。

【００５０】開口絞り７はコリメータレンズ２の入射面
Ｓ₂ に一致する。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２，シリンドリカルレン
ズ３，結像レンズ５の屈折率をそれぞれｎ₂ ，ｎ₄ ，ｎ
₇ 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５の主走査断面の形状は、入射面，射出面と
もに非球面形状であり、また、射出面では副走査断面に
平行な断面の曲率が結像レンズ５の有効部で主走査方向
に沿って連続的に変化している。なお、結像レンズ５の
面形状の標記については前記実施例１と同様である。

【００５１】

【表４】

【００５２】

【表５】

【００５３】図１８はこの実施例の光走査装置の主走査
断面図、図１９はこの収差曲線図である。結像レンズ５
に非球面を用いているため、わずか１枚の結像レンズ５
で図１９に示すように主走査方向の像面湾曲は±２．１
ｍｍ以内と良好に補正されている。結像レンズ５の射出
面は副走査断面に平行な断面の曲率が結像レンズ５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１９に示すように副走査方向の像面湾曲が±０．１ｍ
ｍ以内と極めて良好に補正されている。

【００５４】結像レンズ５の主走査断面における曲率変
化率ρ等に関する関係式

【数１９】は、図２０のグラフに示すように被走査面での像高に対
応して変動し、その絶対値は最大０．１２である。ただ
し、上記関係式は非球面Ｓ₇ ，Ｓ₈ についての総和であ
り、各諸元の値は表６の通りである。

【００５５】

【表６】

【００５６】結像レンズ５のレンズ面の光軸方向への変
位量

【数２０】は、図２１のグラフに示すようにレンズ有効部内で変動
し、その絶対値は最大でも０．２を越えず、副走査方向
のビームスポット直径の変動は図２２のグラフに示すよ
うに±２％以内に抑えられ、解像度は均一となってい
る。

【００５７】この発明の光走査装置は、レーザプリンタ
のみならずデジタル複写機，フアクシミリ，レーザ走査
ディスプレイ等の画像形成装置等の画像入力装置あるい
は光学マーク読取装置，表面検査用レーザ装置等にも適
用することができ、上述したような優れた効果が得られ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の光走査
装置によれば次のような種々の優れた効果を有する。請
求項１記載の発明によれば、ビームスポット形状の崩れ
を実用上問題のない範囲内に抑えることができる。請求
項２記載の発明によれば、ビームスポット径を一定にす
ることができる。この結果、光走査装置としての解像度
を均一にすることができる。請求項３記載の発明によれ
ば、ビームの進行方向と垂直な方向の屈折率分布を抑制
することができる。これにより、焦点位置がずれたり結
像特性が悪化したりすることを防ぐことができる。請求
項４記載の発明によれば、レンズ成形時の流動状態の不
均一性を防止し、内部歪を生じないような特性の優れた
レンズを製造することができる。請求項５記載の発明に
よれば、結像レンズの屈折力が小さくて済むようにする
ことができる。この結果、レンズの厚さを均一に近づけ
ることができ、製造性・コストの点で極めて有効であ
る。請求項６記載の発明によれば、諸収差の補正を主走
査方向と副走査方向とで独立に行うことができ、光学設
計上の自由度が大きくなる。このことにより、主走査方
向，副走査方向ともに像面湾曲を小さく抑えることがで
き、等速走査性も良好にすることができる。請求項７記
載の発明によれば、回転多面鏡あるいは回転レンズ鏡の
反射面に面倒れがあっても、被走査面上におけるビーム
スポットの副走査方向の位置は変化せず、走査線の位置
ずれを防止することができる。請求項８記載の発明によ
れば、結像レンズの有効部のいかなる位置でも副走査断
面に平行な断面曲率を任意に設定することができる。こ
のため、副走査方向の像面湾曲を完全に補正することが
できる。請求項９記載の発明によれば、結像レンズの製
造が容易になりコストを低減することができる。さら
に、レンズ両面の光軸の相対的な位置精度や２本の光軸
を一致させることが要求されないので、組立性，レンズ
精度の点で非常に有効である。請求項１０記載の発明に
よれば、光学設計の自由度が副走査方向でさらに自由度
を大きくすることができる。この結果、副走査方向のビ
ームスポット径を完全に一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の光走査装置の斜視図、

【図２】実施例１において、回転レンズ鏡の回転に伴い
ビームが偏向される状態を示す説明図、

【図３】（ａ），（ｂ）は、非球面レンズを透過するビ
ームの光路図、

【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ビームスポットの
断面強度分布を示す波形図、

【図５】２次ピークの強度変化を示すグラフ、

【図６】結像レンズの副走査断面図、

【図７】結像レンズの冷却速度を示すグラフ、

【図８】プラスチックレンズの屈折率の分布図、

【図９】リブ付きの結像レンズの副走査断面図、

【図１０】実施例１の光学系の概念図、

【図１１】実施例１の光学系の構成を示す断面図、

【図１２】実施例１の収差曲線図、

【図１３】実施例１の結像レンズの曲率変化等の関係式
の値を示すグラフ、

【図１４】実施例１の結像レンズのレンズ面の光軸方向
への変位量を示すグラフ、

【図１５】実施例１のビームスポット直径を示すグラ
フ、

【図１６】（ａ）〜（ｅ）は、結像レンズのベンディン
グ状態を示す説明図、

【図１７】実施例２の光走査装置の構成を示す斜視図、

【図１８】実施例２の光学系の構成を示す断面図、

【図１９】実施例２の光学系の収差曲線図、

【図２０】実施例２の結像レンズの曲率変化率等の関係
式の値を示すグラフ、

【図２１】実施例２の結像レンズのレンズ面の光軸方向
への変位量を示すグラフ、

【図２２】実施例２のビームスポット直径を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２コリメータレンズ３シリンドリカルレンズ４回転レンズ鏡５結像レンズ６被走査面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲はま▼ 高志長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを発生する光源と、前記光ビー
ムを偏向し等角速度で回転する偏向手段と、前記偏向手
段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結像レンズとを有し、
前記結像レンズが主走査断面で非球面を有する光走査装
置において、前記非球面に関する諸元ｅ，ｎ，ｗ，ρが次の条件式を
満足することを特徴とする光走査装置。【数１】ただし、各諸元は以下の通りである。【数２】ｃ_i （ｖ_i ）：レンズ面Ｓ_i における光軸からの高さｖ
_i での曲率ｅ_i ：レンズ面Ｓ_i と被走査面との間隔ｇ：像高０におけるビームスポットの主走査
半径ｎ_i ：レンズ面Ｓ_i を形成する結像レンズの屈
折率Ｓ_i ：第ｉレンズ面ｕ_i ：レンズ面Ｓ_i の入射面、射出面の区別を
示す係数ｕ_i ＝１（入射面）ｕ_i ＝−１（射出面）ｖ_i （ｙ_s ）：像高ｙ_s の主光線がレンズ面Ｓ_i を透過
する点の光軸からの高さｗ_i ：レンズ面Ｓ_i における、レンズ面Ｓ_i の
光軸に沿って透過する光ビームの主走査断面半径ｙ：主走査方向への光軸からの高さを示す座
標ｙ_s ：被走査面における像高 ρ_i （ｙ_s ）：像高ｙ_s の主光線がレンズ面Ｓ_i を透過
する点における曲率変化率であり、曲率ｃ_i のｙによる
微分値
【請求項２】前記結像レンズのレンズ面Ｓ_i におい
て、主走査断面の有効部で、光軸からの高さｙでのレン
ズ面Ｓ_i の光軸方向の変位量をΔｚ_i （ｙ），前記偏向
手段の偏向点から前記レンズ面Ｓ_i までの距離をｂ_i ，
前記偏向点から前記被走査面までの距離をａとすると、【数３】の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の光
走査装置。
【請求項３】前記結像レンズの副走査断面において、
光軸方向の厚さｔ，副走査方向の高さをｈとすると、ｈ／ｔ＞２の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の光
走査装置。
【請求項４】前記結像レンズの主走査断面の有効部に
おいて、光軸方向の厚さの最大値ｔ_max ，最小値をｔ
_min とすると、ｔ_max ／ｔ_min ＜２の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の光
走査装置。
【請求項５】前記結像レンズに入射する光ビームが、
主走査断面において集束光であることを特徴とする請求
項１記載の光走査装置。
【請求項６】前記結像レンズは、主走査方向と副走査
方向とで屈折力が異なることを特徴とする請求項１記載
の光走査装置。
【請求項７】副走査断面において、前記偏向点と前記
被走査面とが光学的に共役関係にあることを特徴とする
請求項６記載の光走査装置。
【請求項８】前記結像レンズの少なくとも１面におい
て、副走査断面に平行な断面の曲率が、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こ
とを特徴とする請求項６記載の光走査装置。
【請求項９】前記結像レンズの少なくとも１面におい
て、副走査断面が直線であることを特徴とする請求項８
記載の光走査装置。
【請求項１０】前記結像レンズの両面において、副走
査断面に平行な断面の曲率が、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ことを特徴
とする請求項８記載の光走査装置。