JPH08248308A - 走査レンズ及び光走査装置 - Google Patents
走査レンズ及び光走査装置Info
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- JPH08248308A JPH08248308A JP5253195A JP5253195A JPH08248308A JP H08248308 A JPH08248308 A JP H08248308A JP 5253195 A JP5253195 A JP 5253195A JP 5253195 A JP5253195 A JP 5253195A JP H08248308 A JPH08248308 A JP H08248308A
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- lens
- deflection
- optical axis
- lens surface
- intersecting
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高性能、小型化かつ低コスト化を可能にす
る。 【構成】 ポリゴンミラー１８側に配置され、ポリゴン
ミラー１８によって偏向された光束の主光線によって形
成される偏向面と交わって形成される曲線がポリゴンミ
ラー１８側に凸状で、かつ偏向面と直交し光軸と平行な
偏向直交面と交わって形成される円弧がポリゴンミラー
１８側に凹状かつ光軸に対して非対称である非球面の第
１のレンズ面２２Ａと、感光ドラム２５側に配置され、
偏向面と交わって形成される曲線が感光ドラム２６に凸
状で、かつ偏向直交面と交わって形成される円弧が感光
ドラム２６側に凸状かつ光軸に対して非対称である非球
面の第２のレンズ面２２Ｂと、を含む。
る。 【構成】 ポリゴンミラー１８側に配置され、ポリゴン
ミラー１８によって偏向された光束の主光線によって形
成される偏向面と交わって形成される曲線がポリゴンミ
ラー１８側に凸状で、かつ偏向面と直交し光軸と平行な
偏向直交面と交わって形成される円弧がポリゴンミラー
１８側に凹状かつ光軸に対して非対称である非球面の第
１のレンズ面２２Ａと、感光ドラム２５側に配置され、
偏向面と交わって形成される曲線が感光ドラム２６に凸
状で、かつ偏向直交面と交わって形成される円弧が感光
ドラム２６側に凸状かつ光軸に対して非対称である非球
面の第２のレンズ面２２Ｂと、を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査レンズ及び光走査
装置に係り、特に、レーザ走査光学系にｆθレンズとし
て使用される１枚構成の走査レンズ及びこの走査レンズ
を備えた光走査装置に関する。
装置に係り、特に、レーザ走査光学系にｆθレンズとし
て使用される１枚構成の走査レンズ及びこの走査レンズ
を備えた光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光走査装置は、光プリンタやデジタル式
の複写機等に広く使用されている。このような光走査装
置には、入射された光束を主走査方向と対応する方向に
等角速度で偏向させるポリゴンミラー等の偏向器と、走
査レンズとしてのｆθレンズとが使用されている。ｆθ
レンズは、偏向器で偏向された、主として半導体レーザ
等を光源とするレーザビームを、感光体ドラムや感光体
ベルト等の被走査面上に光スポットとして集光させると
共に、この光スポットを被走査面上で等速度で移動させ
る、という２つの機能を持っている。
の複写機等に広く使用されている。このような光走査装
置には、入射された光束を主走査方向と対応する方向に
等角速度で偏向させるポリゴンミラー等の偏向器と、走
査レンズとしてのｆθレンズとが使用されている。ｆθ
レンズは、偏向器で偏向された、主として半導体レーザ
等を光源とするレーザビームを、感光体ドラムや感光体
ベルト等の被走査面上に光スポットとして集光させると
共に、この光スポットを被走査面上で等速度で移動させ
る、という２つの機能を持っている。
【０００３】さらに、ｆθレンズは、偏向されたレーザ
ビームによって形成される面と直交する面内において偏
向器上の偏向点の位置と被走査面上の光スポットの位置
とを共役関係にする機能を持たせることが多く、偏向器
のレーザビーム入射側に配置されかつ副走査方向と対応
する方向にレンズパワーを有するシリンドリカルレンズ
等と共に、偏向器の反射面の傾きを光学的に補正しかつ
光スポットを略円形にするための面倒れ補正光学系を構
成している。
ビームによって形成される面と直交する面内において偏
向器上の偏向点の位置と被走査面上の光スポットの位置
とを共役関係にする機能を持たせることが多く、偏向器
のレーザビーム入射側に配置されかつ副走査方向と対応
する方向にレンズパワーを有するシリンドリカルレンズ
等と共に、偏向器の反射面の傾きを光学的に補正しかつ
光スポットを略円形にするための面倒れ補正光学系を構
成している。
【０００４】ところで、光偏向器の反射面は回転中心か
らの距離が一定な球面形状とはなっておらず、かつ光偏
向器に一定方向からレーザビームを入射させているた
め、光偏向器の回転に伴って反射面で反射される光ビー
ムの反射位置が連続的かつ走査中心に対し非対称に変化
する。この反射位置の非対称性は特に副走査方向の結像
位置に影響を与え平坦な像面湾曲を得ることを困難にす
る。
らの距離が一定な球面形状とはなっておらず、かつ光偏
向器に一定方向からレーザビームを入射させているた
め、光偏向器の回転に伴って反射面で反射される光ビー
ムの反射位置が連続的かつ走査中心に対し非対称に変化
する。この反射位置の非対称性は特に副走査方向の結像
位置に影響を与え平坦な像面湾曲を得ることを困難にす
る。
【０００５】この反射位置の非対称的変化による像面湾
曲の非対称性は、図２に示すポリゴンミラーの回転中心
Ｇのオフセット量Ｅの値を適宜変化させることにより低
減される。しかし、ポリゴンミラーの反射面のサイズに
は、このポリゴンミラーが装備される光走査装置の大き
さ等による上限があり、入射ビームがポリゴンミラーの
反射面の有効範囲からはみ出さないようにポリゴンミラ
ーの回転中心Ｇのオフセット量Ｅが決定されることが多
く、このポリゴンミラーの回転中心Ｇのオフセット量Ｅ
のみでは、反射位置の非対称的変化が像面湾曲に与える
非対称性をなくすことはできない。
曲の非対称性は、図２に示すポリゴンミラーの回転中心
Ｇのオフセット量Ｅの値を適宜変化させることにより低
減される。しかし、ポリゴンミラーの反射面のサイズに
は、このポリゴンミラーが装備される光走査装置の大き
さ等による上限があり、入射ビームがポリゴンミラーの
反射面の有効範囲からはみ出さないようにポリゴンミラ
ーの回転中心Ｇのオフセット量Ｅが決定されることが多
く、このポリゴンミラーの回転中心Ｇのオフセット量Ｅ
のみでは、反射位置の非対称的変化が像面湾曲に与える
非対称性をなくすことはできない。
【０００６】また、図２のように、ポリゴンミラーから
の反射光、換言すればｆθレンズへの入射光がｆθレン
ズの光軸Ｈと平行になるときの画角を０°とすると、画
角０°のときの入射光の主光線に対するｆθレンズの光
軸のオフセット量Ｆの値を変化させることによって、反
射位置の非対称的変化が像面湾曲に与える影響を低減す
ることができるが、これらのオフセット量Ｅ及びＦとを
合わせても、反射位置の非対称的変化が像面湾曲の非対
称性に与える影響を完全になくすことはできない。
の反射光、換言すればｆθレンズへの入射光がｆθレン
ズの光軸Ｈと平行になるときの画角を０°とすると、画
角０°のときの入射光の主光線に対するｆθレンズの光
軸のオフセット量Ｆの値を変化させることによって、反
射位置の非対称的変化が像面湾曲に与える影響を低減す
ることができるが、これらのオフセット量Ｅ及びＦとを
合わせても、反射位置の非対称的変化が像面湾曲の非対
称性に与える影響を完全になくすことはできない。
【０００７】そこで、レンズ面に非対称性が導入された
ｆθレンズが考えられており、特開平２−２３３１３号
公報及び特開平５−１１２１２号公報は、偏向器側の面
の副走査方向の曲率半径を光軸に対し左右非対称に単調
増加させることにより副走査方向の像面湾曲の非対称性
を補正しかつ像面湾曲を平坦にする走査レンズを開示す
る。また、特開平４−６０６０８号公報は主走査方向に
関して非対称な形状をもたせることにより収差を補正す
る走査レンズを開示する。
ｆθレンズが考えられており、特開平２−２３３１３号
公報及び特開平５−１１２１２号公報は、偏向器側の面
の副走査方向の曲率半径を光軸に対し左右非対称に単調
増加させることにより副走査方向の像面湾曲の非対称性
を補正しかつ像面湾曲を平坦にする走査レンズを開示す
る。また、特開平４−６０６０８号公報は主走査方向に
関して非対称な形状をもたせることにより収差を補正す
る走査レンズを開示する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公報に開示されている走査レンズはいずれも２枚のレン
ズによって構成されており、小型化、低コスト化には不
向きである。また、走査画角は特開平２−２３３１３号
公報、特開平５−１１２１２号公報では±２９°、特開
平４−６０６０８号公報では±２０°であり、いずれも
走査画角が狭いため小型化には適さない。
公報に開示されている走査レンズはいずれも２枚のレン
ズによって構成されており、小型化、低コスト化には不
向きである。また、走査画角は特開平２−２３３１３号
公報、特開平５−１１２１２号公報では±２９°、特開
平４−６０６０８号公報では±２０°であり、いずれも
走査画角が狭いため小型化には適さない。
【０００９】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、高性能でかつ小型化、低コスト化が可能な
１枚構成の走査レンズ及びこの走査レンズを備えた光走
査装置を提供することを目的とする。
れたもので、高性能でかつ小型化、低コスト化が可能な
１枚構成の走査レンズ及びこの走査レンズを備えた光走
査装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
入射された光束を所定方向に等角速度で偏向させる偏向
手段と被走査面との間に配置され、光スポットが等速度
で走査されるように入射された光束を被走査面上に収束
させる１枚の走査レンズであって、前記偏向手段側に配
置され、前記偏向手段によって偏向された光束の主光線
によって形成される偏向面と交わって形成される曲線が
前記偏向手段側に凸状で、かつ前記偏向面と直交し光軸
と平行な偏向直交面と交わって形成される円弧が前記偏
向手段側に凹状かつ光軸に対して非対称である非球面の
第１のレンズ面と、前記被走査面側に配置され、前記偏
向面と交わって形成される曲線が前記被走査面側に凸状
で、かつ前記偏向直交面と交わって形成される円弧が前
記被走査面側に凸状かつ光軸に対して非対称である非球
面の第２のレンズ面と、を含むことを特徴とする。
入射された光束を所定方向に等角速度で偏向させる偏向
手段と被走査面との間に配置され、光スポットが等速度
で走査されるように入射された光束を被走査面上に収束
させる１枚の走査レンズであって、前記偏向手段側に配
置され、前記偏向手段によって偏向された光束の主光線
によって形成される偏向面と交わって形成される曲線が
前記偏向手段側に凸状で、かつ前記偏向面と直交し光軸
と平行な偏向直交面と交わって形成される円弧が前記偏
向手段側に凹状かつ光軸に対して非対称である非球面の
第１のレンズ面と、前記被走査面側に配置され、前記偏
向面と交わって形成される曲線が前記被走査面側に凸状
で、かつ前記偏向直交面と交わって形成される円弧が前
記被走査面側に凸状かつ光軸に対して非対称である非球
面の第２のレンズ面と、を含むことを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記第２のレンズ面の前記円弧の曲率半径
の絶対値が光軸から端部に向けて連続的に増加すると共
に端部近傍では連続的に減少することを特徴とする。
明において、前記第２のレンズ面の前記円弧の曲率半径
の絶対値が光軸から端部に向けて連続的に増加すると共
に端部近傍では連続的に減少することを特徴とする。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、副走査方向、主走査方向、光軸方向をそれ
ぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とするｙｚ平面を偏向面内に想定
したとき、前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面
が前記偏向面と交わって形成される曲線は式Ｉで表さ
れ、かつ前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面が
前記偏向直交面と交わって形成される円弧は式ＩＩで表
されることを特徴とする。 ｚ＝（１／Ｒｍ）ｙ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒｍ）2 ｙ2 ｝］ ＋Ａｙ4 ＋Ｂｙ6 ＋Ｃｙ8 ＋Ｄｙ10 ・・式Ｉ Ｒｓ＝Ｒｓ０＋ａａｙ2 ＋ｂｂｙ4 ＋ｃｃｙ6 ＋ｄｄｙ8 ・・式ＩＩ ［式中、ｙは光軸からｙ方向への変位、ｚは第１のレン
ズ面又は第２のレンズ面と光軸との交点からｚ方向への
変位、Ｒｍは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向面と交わって形成される曲線の光軸近傍における曲
率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは高次の非球面
係数、Ｒｓは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、Ｒｓ
０は第１のレンズ面又は第２のレンズ面が光軸を含む偏
向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、ａａ、
ｂｂ、ｃｃ、ｄｄは高次の係数である］
明において、副走査方向、主走査方向、光軸方向をそれ
ぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とするｙｚ平面を偏向面内に想定
したとき、前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面
が前記偏向面と交わって形成される曲線は式Ｉで表さ
れ、かつ前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面が
前記偏向直交面と交わって形成される円弧は式ＩＩで表
されることを特徴とする。 ｚ＝（１／Ｒｍ）ｙ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒｍ）2 ｙ2 ｝］ ＋Ａｙ4 ＋Ｂｙ6 ＋Ｃｙ8 ＋Ｄｙ10 ・・式Ｉ Ｒｓ＝Ｒｓ０＋ａａｙ2 ＋ｂｂｙ4 ＋ｃｃｙ6 ＋ｄｄｙ8 ・・式ＩＩ ［式中、ｙは光軸からｙ方向への変位、ｚは第１のレン
ズ面又は第２のレンズ面と光軸との交点からｚ方向への
変位、Ｒｍは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向面と交わって形成される曲線の光軸近傍における曲
率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは高次の非球面
係数、Ｒｓは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、Ｒｓ
０は第１のレンズ面又は第２のレンズ面が光軸を含む偏
向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、ａａ、
ｂｂ、ｃｃ、ｄｄは高次の係数である］
【００１３】請求項４記載の発明に係る光走査装置は、
光源からの光束を略平行光束にするためのコリメート手
段と、前記平行光束を主走査方向と対応する方向に長い
線像として結像させる結像手段と、前記線像の結像位置
又はその近傍に反射面を持ち入射された光束を主走査方
向と対応する方向に等角速度で偏向させる偏向手段と、
前記偏向手段と被走査面との間に配置され、前記偏向手
段側の第１のレンズ面が、前記偏向手段によって偏向さ
れた光束の主光線によって形成される偏向面と交わって
形成される曲線が前記偏向手段側に凸状で、かつ前記偏
向面と直交し光軸と平行な偏向直交面と交わって形成さ
れる円弧が前記偏向手段側に凹状かつ光軸に対して非対
称である非球面で形成されると共に、前記被走査面側の
第２のレンズ面が、前記偏向面と交わって形成される曲
線が前記被走査面側に凸状で、かつ前記偏向直交面と交
わって形成される円弧が前記被走査面側に凸状かつ光軸
に対して非対称である非球面で形成される１枚の走査レ
ンズと、を含むことを特徴とする。
光源からの光束を略平行光束にするためのコリメート手
段と、前記平行光束を主走査方向と対応する方向に長い
線像として結像させる結像手段と、前記線像の結像位置
又はその近傍に反射面を持ち入射された光束を主走査方
向と対応する方向に等角速度で偏向させる偏向手段と、
前記偏向手段と被走査面との間に配置され、前記偏向手
段側の第１のレンズ面が、前記偏向手段によって偏向さ
れた光束の主光線によって形成される偏向面と交わって
形成される曲線が前記偏向手段側に凸状で、かつ前記偏
向面と直交し光軸と平行な偏向直交面と交わって形成さ
れる円弧が前記偏向手段側に凹状かつ光軸に対して非対
称である非球面で形成されると共に、前記被走査面側の
第２のレンズ面が、前記偏向面と交わって形成される曲
線が前記被走査面側に凸状で、かつ前記偏向直交面と交
わって形成される円弧が前記被走査面側に凸状かつ光軸
に対して非対称である非球面で形成される１枚の走査レ
ンズと、を含むことを特徴とする。
【００１４】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、前記第２のレンズ面の前記円弧の曲率半径
の絶対値が光軸から端部に向けて連続的に増加すると共
に端部近傍では連続的に減少することを特徴とする。
明において、前記第２のレンズ面の前記円弧の曲率半径
の絶対値が光軸から端部に向けて連続的に増加すると共
に端部近傍では連続的に減少することを特徴とする。
【００１５】請求項６記載の発明は、請求項４記載の発
明において、副走査方向、主走査方向、光軸方向をそれ
ぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とするｙｚ平面を偏向面内に想定
したとき、前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面
が前記偏向面と交わって形成される曲線は式Ｉで表さ
れ、かつ前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面が
前記偏向直交面と交わって形成される円弧は式ＩＩで表
されることを特徴とする。 ｚ＝（１／Ｒｍ）ｙ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒｍ）2 ｙ2 ｝］ ＋Ａｙ4 ＋Ｂｙ6 ＋Ｃｙ8 ＋Ｄｙ10 ・・式Ｉ Ｒｓ＝Ｒｓ０＋ａａｙ2 ＋ｂｂｙ4 ＋ｃｃｙ6 ＋ｄｄｙ8 ・・式ＩＩ ［式中、ｙは光軸からｙ方向への変位、ｚは第１のレン
ズ面又は第２のレンズ面と光軸との交点からｚ方向への
変位、Ｒｍは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向面と交わって形成される曲線の光軸近傍における曲
率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは高次の非球面
係数、Ｒｓは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、Ｒｓ
０は第１のレンズ面又は第２のレンズ面が光軸を含む偏
向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、ａａ、
ｂｂ、ｃｃ、ｄｄは高次の係数である］
明において、副走査方向、主走査方向、光軸方向をそれ
ぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とするｙｚ平面を偏向面内に想定
したとき、前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面
が前記偏向面と交わって形成される曲線は式Ｉで表さ
れ、かつ前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面が
前記偏向直交面と交わって形成される円弧は式ＩＩで表
されることを特徴とする。 ｚ＝（１／Ｒｍ）ｙ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒｍ）2 ｙ2 ｝］ ＋Ａｙ4 ＋Ｂｙ6 ＋Ｃｙ8 ＋Ｄｙ10 ・・式Ｉ Ｒｓ＝Ｒｓ０＋ａａｙ2 ＋ｂｂｙ4 ＋ｃｃｙ6 ＋ｄｄｙ8 ・・式ＩＩ ［式中、ｙは光軸からｙ方向への変位、ｚは第１のレン
ズ面又は第２のレンズ面と光軸との交点からｚ方向への
変位、Ｒｍは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向面と交わって形成される曲線の光軸近傍における曲
率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは高次の非球面
係数、Ｒｓは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、Ｒｓ
０は第１のレンズ面又は第２のレンズ面が光軸を含む偏
向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、ａａ、
ｂｂ、ｃｃ、ｄｄは高次の係数である］
【００１６】
【作用】上記請求項１〜請求項６の発明の作用について
説明する。本発明の走査レンズは、１枚のレンズで構成
され、かつ光軸に対し非対称な２つのレンズ面を備えて
いる。本発明によれば、この２つのレンズ面は非球面と
され、各レンズ面が偏向面と交わって形成される曲線、
即ち２つのレンズ面の偏向面内の曲線は円弧以外の曲線
であるため、走査レンズを球面のみから構成したときの
設計の自由度の制限による結像性能の不足をこの２つの
曲線の形状により改善し、ｆθ特性及び主走査方向の像
面湾曲を良好に補正することができる。
説明する。本発明の走査レンズは、１枚のレンズで構成
され、かつ光軸に対し非対称な２つのレンズ面を備えて
いる。本発明によれば、この２つのレンズ面は非球面と
され、各レンズ面が偏向面と交わって形成される曲線、
即ち２つのレンズ面の偏向面内の曲線は円弧以外の曲線
であるため、走査レンズを球面のみから構成したときの
設計の自由度の制限による結像性能の不足をこの２つの
曲線の形状により改善し、ｆθ特性及び主走査方向の像
面湾曲を良好に補正することができる。
【００１７】また、レンズ形状をメニスカス形状とした
場合、レンズの焦点距離を確保するためにより小さな曲
率半径を用いるか、入射光束を収束光としてレンズが負
担するパワーを低減しなければならない。しかし、これ
によりレンズの製作が困難になったり、また、ジッター
を抑えるために偏向手段の精度が厳しく要求されること
になるので好ましくない。ところが、偏向手段側の第１
のレンズ面の偏向面内の曲線は偏向手段側に凸状とさ
れ、被走査面側の第２のレンズ面の偏向面内の曲線は被
走査面側に凸状とされているため、各レンズ面のパワー
を分散し曲率半径を緩やかにすることが可能となり、レ
ンズ中心厚を低減させかつレンズの小型化が可能となっ
ている。
場合、レンズの焦点距離を確保するためにより小さな曲
率半径を用いるか、入射光束を収束光としてレンズが負
担するパワーを低減しなければならない。しかし、これ
によりレンズの製作が困難になったり、また、ジッター
を抑えるために偏向手段の精度が厳しく要求されること
になるので好ましくない。ところが、偏向手段側の第１
のレンズ面の偏向面内の曲線は偏向手段側に凸状とさ
れ、被走査面側の第２のレンズ面の偏向面内の曲線は被
走査面側に凸状とされているため、各レンズ面のパワー
を分散し曲率半径を緩やかにすることが可能となり、レ
ンズ中心厚を低減させかつレンズの小型化が可能となっ
ている。
【００１８】さらに、第２のレンズ面のみでなく、第１
のレンズ面も光軸に対して非対称となっているため、第
２のレンズ面のみを光軸に対して非対称とした場合より
も良好に像面湾曲を補正することができる。
のレンズ面も光軸に対して非対称となっているため、第
２のレンズ面のみを光軸に対して非対称とした場合より
も良好に像面湾曲を補正することができる。
【００１９】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
【００２０】本実施例の光走査装置１１は、図３に示す
ように、光源としての半導体レーザ１０を備えており、
この半導体レーザ１０のレーザビーム射出側には、アパ
チャ１２及び半導体レーザ１０から射出されたレーザビ
ームを略平行レーザビームに整形するためのコリメータ
１４が順に配置されている。コリメータ１４のレーザビ
ーム射出側には、副走査方向と対応する方向にレンズパ
ワーを有し、略平行レーザビームを主走査方向（矢印Ａ
方向）と対応する方向に長い線像として結像させるプレ
ポリゴン光学系であるシリンドリカルレンズ１６が配置
されている。この線像の結像位置又は結像位置の近傍に
反射面２０が位置するように、入射されたレーザビーム
を反射して主走査方向と対応する方向に等角速度で偏向
させるポリゴンミラー１８が配置されている。ポリゴン
ミラー１８のレーザビーム反射側には、被走査面である
感光ドラム２６表面に略円形の光スポットが等速度で走
査されるように収束させる、プラスチック又はガラス等
で形成された１枚の走査レンズであるｆθレンズ２２が
配置されている。
ように、光源としての半導体レーザ１０を備えており、
この半導体レーザ１０のレーザビーム射出側には、アパ
チャ１２及び半導体レーザ１０から射出されたレーザビ
ームを略平行レーザビームに整形するためのコリメータ
１４が順に配置されている。コリメータ１４のレーザビ
ーム射出側には、副走査方向と対応する方向にレンズパ
ワーを有し、略平行レーザビームを主走査方向（矢印Ａ
方向）と対応する方向に長い線像として結像させるプレ
ポリゴン光学系であるシリンドリカルレンズ１６が配置
されている。この線像の結像位置又は結像位置の近傍に
反射面２０が位置するように、入射されたレーザビーム
を反射して主走査方向と対応する方向に等角速度で偏向
させるポリゴンミラー１８が配置されている。ポリゴン
ミラー１８のレーザビーム反射側には、被走査面である
感光ドラム２６表面に略円形の光スポットが等速度で走
査されるように収束させる、プラスチック又はガラス等
で形成された１枚の走査レンズであるｆθレンズ２２が
配置されている。
【００２１】このｆθレンズ２２と感光ドラム２６との
間には、ｆθレンズ２２から射出されたレーザビームを
感光ドラム２６方向に反射するための反射鏡２４が配置
されている。
間には、ｆθレンズ２２から射出されたレーザビームを
感光ドラム２６方向に反射するための反射鏡２４が配置
されている。
【００２２】本実施例によれば、半導体レーザ１０から
射出されたレーザビームは、アパチャ２を通過し、コリ
メータ１４によって略平行レーザビームとされる。この
略平行レーザビームは、図１に示すように、シリンドリ
カルレンズ１６により主走査方向と略平行かつ副走査方
向については反射面２０上又はその近傍に収束する長い
線像として結像される。このレーザビームは、ポリゴン
ミラー１８により主走査方向と対応する方向に等角速度
で偏向され、ｆθレンズ２２により感光ドラム２６上に
主走査方向に等速度で走査される。また、ｆθレンズ２
２の作用で面倒れ補正が行われて副走査方向のピッチむ
らが補正され、またシリンドリカルレンズ１６の作用で
感光ドラム２６上のビームスポットは略円形になる。
射出されたレーザビームは、アパチャ２を通過し、コリ
メータ１４によって略平行レーザビームとされる。この
略平行レーザビームは、図１に示すように、シリンドリ
カルレンズ１６により主走査方向と略平行かつ副走査方
向については反射面２０上又はその近傍に収束する長い
線像として結像される。このレーザビームは、ポリゴン
ミラー１８により主走査方向と対応する方向に等角速度
で偏向され、ｆθレンズ２２により感光ドラム２６上に
主走査方向に等速度で走査される。また、ｆθレンズ２
２の作用で面倒れ補正が行われて副走査方向のピッチむ
らが補正され、またシリンドリカルレンズ１６の作用で
感光ドラム２６上のビームスポットは略円形になる。
【００２３】図１（ａ）は、図３の光走査装置１１の偏
向面（ポリゴンミラー１８により偏向されたレーザビー
ムの主光線が形成する平面）内における展開図を示して
おり、ポリゴンミラー１８に入射するレーザビームとｆ
θレンズ２２の光軸とがなす角度はαとなっている。ｆ
θレンズ２２のポリゴンミラー１８側の面、感光ドラム
２６側の面をそれぞれ第１のレンズ面２２Ａ、第２のレ
ンズ面２２Ｂとし、副走査方向、主走査方向、光軸方向
をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とするｙｚ平面を偏向面内
に想定したとき、偏向面内におけるｆθレンズ２２の第
１のレンズ面２２Ａ、第２のレンズ面２２Ｂの形状は円
弧以外の形状であり、以下の式Ｉで表される。 ｚ＝（１／Ｒｍ）ｙ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒｍ）2 ｙ2 ｝］ ＋Ａｙ4 ＋Ｂｙ6 ＋Ｃｙ8 ＋Ｄｙ10 ・・式Ｉ 式中、ｙは光軸からｙ方向への変位、ｚは第１のレンズ
面２２Ａ又は第２のレンズ面２２Ｂと光軸との交点から
ｚ方向への変位、Ｒｍは第１のレンズ面２２Ａ又は第２
のレンズ面２２Ｂが偏向面と交わって形成される曲線の
光軸近傍における曲率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄは高次の非球面係数である。以下、第１のレンズ
面２２Ａに関する諸元に１、第２のレンズ面２２Ｂに関
する諸元に２をつける。
向面（ポリゴンミラー１８により偏向されたレーザビー
ムの主光線が形成する平面）内における展開図を示して
おり、ポリゴンミラー１８に入射するレーザビームとｆ
θレンズ２２の光軸とがなす角度はαとなっている。ｆ
θレンズ２２のポリゴンミラー１８側の面、感光ドラム
２６側の面をそれぞれ第１のレンズ面２２Ａ、第２のレ
ンズ面２２Ｂとし、副走査方向、主走査方向、光軸方向
をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とするｙｚ平面を偏向面内
に想定したとき、偏向面内におけるｆθレンズ２２の第
１のレンズ面２２Ａ、第２のレンズ面２２Ｂの形状は円
弧以外の形状であり、以下の式Ｉで表される。 ｚ＝（１／Ｒｍ）ｙ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒｍ）2 ｙ2 ｝］ ＋Ａｙ4 ＋Ｂｙ6 ＋Ｃｙ8 ＋Ｄｙ10 ・・式Ｉ 式中、ｙは光軸からｙ方向への変位、ｚは第１のレンズ
面２２Ａ又は第２のレンズ面２２Ｂと光軸との交点から
ｚ方向への変位、Ｒｍは第１のレンズ面２２Ａ又は第２
のレンズ面２２Ｂが偏向面と交わって形成される曲線の
光軸近傍における曲率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄは高次の非球面係数である。以下、第１のレンズ
面２２Ａに関する諸元に１、第２のレンズ面２２Ｂに関
する諸元に２をつける。
【００２４】レーザビームの進行方向に凸状のときを負
とすると、第１のレンズ面２２Ａが偏向面と交わって形
成される曲線の光軸近傍における曲率半径Ｒｍ１は正で
あり、第２のレンズ面２２Ｂが偏向面と交わって形成さ
れる曲線の光軸近傍における曲率半径Ｒｍ２は負であ
る。
とすると、第１のレンズ面２２Ａが偏向面と交わって形
成される曲線の光軸近傍における曲率半径Ｒｍ１は正で
あり、第２のレンズ面２２Ｂが偏向面と交わって形成さ
れる曲線の光軸近傍における曲率半径Ｒｍ２は負であ
る。
【００２５】即ち、第１のレンズ面２２Ａと偏向面とが
交わって形成される曲線はポリゴンミラー１８側に凸状
となっており、また第２のレンズ面２２Ｂと偏向面とが
交わって形成される曲線は感光ドラム２６側に凸状とな
っている。
交わって形成される曲線はポリゴンミラー１８側に凸状
となっており、また第２のレンズ面２２Ｂと偏向面とが
交わって形成される曲線は感光ドラム２６側に凸状とな
っている。
【００２６】図１（ｂ）は、偏向直交面（偏向面と直交
しｆθレンズ２２の光軸と平行な平面）のうち、ｆθレ
ンズ２２の光軸を含む偏向直交面内におけるｆθレンズ
２２のレンズ形状を示しており、偏向直交面内における
第１のレンズ面２２Ａ又は第２のレンズ面２２Ｂの形状
は円弧であり、以下の式ＩＩで表される。Ｒｓ＝Ｒｓ０
＋ａａｙ2 ＋ｂｂｙ4 ＋ｃｃｙ6 ＋ｄｄｙ8 ・・式Ｉ
Ｉ式中、Ｒｓは第１のレンズ面２２Ａ又は第２のレンズ
面２２Ｂが偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率
半径、Ｒｓ０は第１のレンズ面２２Ａ又は第２のレンズ
面２２Ｂが光軸を含む偏向直交面と交わって形成される
円弧の曲率半径、ａａ、ｂｂ、ｃｃ、ｄｄは高次の係数
である。以下、式Ｉと同様に、第１のレンズ面２２Ａに
関する諸元に１、第２のレンズ面２２Ｂに関する諸元に
２、光軸から主走査方向（図１の矢印Ａ方向）側に関す
る諸元にＵ、光軸から反主走査方向（図１の反矢印Ａ方
向）側に関する諸元にＬをつける。
しｆθレンズ２２の光軸と平行な平面）のうち、ｆθレ
ンズ２２の光軸を含む偏向直交面内におけるｆθレンズ
２２のレンズ形状を示しており、偏向直交面内における
第１のレンズ面２２Ａ又は第２のレンズ面２２Ｂの形状
は円弧であり、以下の式ＩＩで表される。Ｒｓ＝Ｒｓ０
＋ａａｙ2 ＋ｂｂｙ4 ＋ｃｃｙ6 ＋ｄｄｙ8 ・・式Ｉ
Ｉ式中、Ｒｓは第１のレンズ面２２Ａ又は第２のレンズ
面２２Ｂが偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率
半径、Ｒｓ０は第１のレンズ面２２Ａ又は第２のレンズ
面２２Ｂが光軸を含む偏向直交面と交わって形成される
円弧の曲率半径、ａａ、ｂｂ、ｃｃ、ｄｄは高次の係数
である。以下、式Ｉと同様に、第１のレンズ面２２Ａに
関する諸元に１、第２のレンズ面２２Ｂに関する諸元に
２、光軸から主走査方向（図１の矢印Ａ方向）側に関す
る諸元にＵ、光軸から反主走査方向（図１の反矢印Ａ方
向）側に関する諸元にＬをつける。
【００２７】レーザビームの進行方向に凸状のときを負
とすると、Ｒｓ＜０、Ｒｓ０１（第１のレンズ面２２Ａ
が光軸を含む偏向直交面と交わって形成される円弧の曲
率半径）＜０、Ｒｓ０２（第２のレンズ面２２Ｂが光軸
を含む偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率半
径）＜０である。即ち、第１のレンズ面２２Ａと偏向直
交面とが交わって形成される円弧、第２のレンズ面２２
Ｂと偏向直交面とが交わって形成される円弧は、それぞ
れ感光ドラム２６側に凸状、換言すればポリゴンミラー
１８側に凹状となっている。また、｜Ｒｓ０１｜＞｜Ｒ
ｓ０２｜であり、かつＲｓ２については、光軸から端部
に向けて、換言すればｙが大きくなるにつれてその絶対
値が連続的に増加し、端部近傍ではｙが大きくなるにつ
れてその絶対値が連続的に減少する。
とすると、Ｒｓ＜０、Ｒｓ０１（第１のレンズ面２２Ａ
が光軸を含む偏向直交面と交わって形成される円弧の曲
率半径）＜０、Ｒｓ０２（第２のレンズ面２２Ｂが光軸
を含む偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率半
径）＜０である。即ち、第１のレンズ面２２Ａと偏向直
交面とが交わって形成される円弧、第２のレンズ面２２
Ｂと偏向直交面とが交わって形成される円弧は、それぞ
れ感光ドラム２６側に凸状、換言すればポリゴンミラー
１８側に凹状となっている。また、｜Ｒｓ０１｜＞｜Ｒ
ｓ０２｜であり、かつＲｓ２については、光軸から端部
に向けて、換言すればｙが大きくなるにつれてその絶対
値が連続的に増加し、端部近傍ではｙが大きくなるにつ
れてその絶対値が連続的に減少する。
【００２８】また、ａａ、ｂｂ、ｃｃ、ｄｄは、光軸を
境にＵ側とＬ側でその値が異なっている。即ち、第１の
レンズ面２２Ａと偏向直交面とが交わって形成される円
弧、第２のレンズ面２２Ｂと偏向直交面とが交わって形
成される円弧は、それぞれ光軸に対して非対称になって
いる。
境にＵ側とＬ側でその値が異なっている。即ち、第１の
レンズ面２２Ａと偏向直交面とが交わって形成される円
弧、第２のレンズ面２２Ｂと偏向直交面とが交わって形
成される円弧は、それぞれ光軸に対して非対称になって
いる。
【００２９】表１は、非晶質ポリオレフィンを使用して
作成した本発明の第１実施例のｆθレンズ２２の各部の
寸法、Ｒｍ、Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｒｓ０、ａａ、ｂ
ｂ、ｃｃ、ｄｄを示す。
作成した本発明の第１実施例のｆθレンズ２２の各部の
寸法、Ｒｍ、Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｒｓ０、ａａ、ｂ
ｂ、ｃｃ、ｄｄを示す。
【００３０】表１において、ｎはｆθレンズ２２の屈折
率、ｄ０、ｄ１、ｄ２は、図１（ｂ）に示すように、そ
れぞれポリゴンミラー１８の反射面２０からｆθレンズ
２２の第１のレンズ面２２Ａまでの光軸上の距離、第１
のレンズ面２２Ａと第２のレンズ面２２Ｂとの間の光軸
上の間隔、ｆθレンズ２２の第２のレンズ面２２Ｂから
感光ドラム２６の表面までの光軸上の距離であり、ｆは
偏向面内におけるｆθレンズ２２の焦点距離、θは画
角、λはレーザビームの波長である。表１における単位
は、円錐定数Ｋ、非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、屈折率
ｎ、最大画角θ、波長λを除きｍｍである。
率、ｄ０、ｄ１、ｄ２は、図１（ｂ）に示すように、そ
れぞれポリゴンミラー１８の反射面２０からｆθレンズ
２２の第１のレンズ面２２Ａまでの光軸上の距離、第１
のレンズ面２２Ａと第２のレンズ面２２Ｂとの間の光軸
上の間隔、ｆθレンズ２２の第２のレンズ面２２Ｂから
感光ドラム２６の表面までの光軸上の距離であり、ｆは
偏向面内におけるｆθレンズ２２の焦点距離、θは画
角、λはレーザビームの波長である。表１における単位
は、円錐定数Ｋ、非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、屈折率
ｎ、最大画角θ、波長λを除きｍｍである。
【００３１】この第１実施例では、図２に示すポリゴン
ミラー１８の回転中心Ｇから反射面２０までの距離Ｒｐ
は１７ｍｍ、画角０°のときのポリゴンミラー１８から
の反射光の主光線とポリゴンミラー１８への入射光の主
光線との間の角度αは６５°、ポリゴンミラー１８の回
転中心Ｇのオフセット量Ｅは０．７５ｍｍ、ｆθレンズ
２２のオフセット量Ｆは０．３８２ｍｍである。図４
は、上記条件におけるポリゴンミラー１８の反射位置の
移動及びｆθレンズ２２の光軸に対する反射光の非対称
性を示している。
ミラー１８の回転中心Ｇから反射面２０までの距離Ｒｐ
は１７ｍｍ、画角０°のときのポリゴンミラー１８から
の反射光の主光線とポリゴンミラー１８への入射光の主
光線との間の角度αは６５°、ポリゴンミラー１８の回
転中心Ｇのオフセット量Ｅは０．７５ｍｍ、ｆθレンズ
２２のオフセット量Ｆは０．３８２ｍｍである。図４
は、上記条件におけるポリゴンミラー１８の反射位置の
移動及びｆθレンズ２２の光軸に対する反射光の非対称
性を示している。
【００３２】また、表１に示したｆθレンズ２２の像面
湾曲を図５（ａ）に示し、ｆθ特性を理想からの位置ず
れ量で表して図５（ｂ）に示す。ｆθ特性の基準となる
理想焦点距離は１４３．２３９４４８８ｍｍである。図
５（ａ）の破線は主走査方向の像面湾曲であり、実線は
副走査方向の像面湾曲である。
湾曲を図５（ａ）に示し、ｆθ特性を理想からの位置ず
れ量で表して図５（ｂ）に示す。ｆθ特性の基準となる
理想焦点距離は１４３．２３９４４８８ｍｍである。図
５（ａ）の破線は主走査方向の像面湾曲であり、実線は
副走査方向の像面湾曲である。
【００３３】図６（ａ）は、表１に示したｆθレンズ２
２の偏向直交面内における第１のレンズ面２２Ａの曲率
半径の変化を表しており、また、図６（ｂ）は表１に示
したｆθレンズ２２の偏向直交面内における第２のレン
ズ面２２Ｂの曲率半径の変化を表している。図６から、
偏向直交面内における第１のレンズ面２２Ａ及び第２の
レンズ面２２Ｂの円弧はいずれも光軸（図６の光線通過
位置０ｍｍのところ）に対して非対称であることがわか
る。また、図６（ｂ）から、偏向直交面内における第２
のレンズ面２２Ｂの円弧の曲率半径の絶対値は光軸から
端部に向けて連続的に増加すると共に端部近傍、具体的
には最大画角のときに反射光が第２のレンズ面２２Ｂを
通過する通過点近傍では連続的に減少していることがわ
かる。
２の偏向直交面内における第１のレンズ面２２Ａの曲率
半径の変化を表しており、また、図６（ｂ）は表１に示
したｆθレンズ２２の偏向直交面内における第２のレン
ズ面２２Ｂの曲率半径の変化を表している。図６から、
偏向直交面内における第１のレンズ面２２Ａ及び第２の
レンズ面２２Ｂの円弧はいずれも光軸（図６の光線通過
位置０ｍｍのところ）に対して非対称であることがわか
る。また、図６（ｂ）から、偏向直交面内における第２
のレンズ面２２Ｂの円弧の曲率半径の絶対値は光軸から
端部に向けて連続的に増加すると共に端部近傍、具体的
には最大画角のときに反射光が第２のレンズ面２２Ｂを
通過する通過点近傍では連続的に減少していることがわ
かる。
【００３４】なお、図７は第１実施例に係るｆθレンズ
２２の比較例の像面湾曲を示しており、図７（ａ）は、
表１に示したｆθレンズ２２の光軸から主走査方向側の
形状（図１のＵ側）を基に、光軸に対して対称に形成さ
れたｆθレンズの像面湾曲を示し、図７（ｂ）は、表１
に示したｆθレンズ２２の光軸から反主走査方向側の形
状（図１のＬ側）を基に、光軸に対して対称に形成され
たｆθレンズの像面湾曲を示す。
２２の比較例の像面湾曲を示しており、図７（ａ）は、
表１に示したｆθレンズ２２の光軸から主走査方向側の
形状（図１のＵ側）を基に、光軸に対して対称に形成さ
れたｆθレンズの像面湾曲を示し、図７（ｂ）は、表１
に示したｆθレンズ２２の光軸から反主走査方向側の形
状（図１のＬ側）を基に、光軸に対して対称に形成され
たｆθレンズの像面湾曲を示す。
【００３５】表２には、本発明の第２実施例に係るｆθ
レンズ２２の各部の寸法等を示す。各記号の意味は第１
実施例の場合と同じである。
レンズ２２の各部の寸法等を示す。各記号の意味は第１
実施例の場合と同じである。
【００３６】また、第２実施例では、図２に示すポリゴ
ンミラー１８の回転中心Ｇから反射面２０までの距離Ｒ
ｐは１７ｍｍ、画角０°のときのポリゴンミラー１８か
らの反射光の主光線とポリゴンミラー１８への入射光の
主光線との間の角度αは９０°、ポリゴンミラー１８の
回転中心Ｇのオフセット量Ｅは１．５ｍｍ、ｆθレンズ
２２のオフセット量Ｆは０．４３３ｍｍである。図８
は、上記条件におけるポリゴンミラー１８の反射位置の
移動及びｆθレンズ２２の光軸に対する反射光の非対称
性を示している。
ンミラー１８の回転中心Ｇから反射面２０までの距離Ｒ
ｐは１７ｍｍ、画角０°のときのポリゴンミラー１８か
らの反射光の主光線とポリゴンミラー１８への入射光の
主光線との間の角度αは９０°、ポリゴンミラー１８の
回転中心Ｇのオフセット量Ｅは１．５ｍｍ、ｆθレンズ
２２のオフセット量Ｆは０．４３３ｍｍである。図８
は、上記条件におけるポリゴンミラー１８の反射位置の
移動及びｆθレンズ２２の光軸に対する反射光の非対称
性を示している。
【００３７】また、表２に示したｆθレンズ２２の像面
湾曲を図９（ａ）に示し、ｆθ特性を理想からの位置ず
れ量で表して図９（ｂ）に示す。ｆθ特性の基準となる
理想焦点距離は１４３．２３９４４８８ｍｍである。図
９（ａ）の破線は主走査方向の像面湾曲であり、実線は
副走査方向の像面湾曲である。
湾曲を図９（ａ）に示し、ｆθ特性を理想からの位置ず
れ量で表して図９（ｂ）に示す。ｆθ特性の基準となる
理想焦点距離は１４３．２３９４４８８ｍｍである。図
９（ａ）の破線は主走査方向の像面湾曲であり、実線は
副走査方向の像面湾曲である。
【００３８】図１０（ａ）は、表２に示したｆθレンズ
２２の偏向直交面内における第１のレンズ面２２Ａの曲
率半径の変化を表しており、また、図１０（ｂ）は表２
に示したｆθレンズ２２の偏向直交面内における第２の
レンズ面２２Ｂの曲率半径の変化を表している。図１０
から、偏向直交面内における第１のレンズ面２２Ａ及び
第２のレンズ面２２Ｂの円弧はいずれも光軸（図１０の
光線通過位置０ｍｍのところ）に対して非対称であるこ
とがわかる。また、図１０（ｂ）から、偏向直交面内に
おける第２のレンズ面２２Ｂの円弧の曲率半径の絶対値
は光軸から端部に向けて連続的に増加すると共に端部近
傍、具体的には最大画角のときに反射光が第２のレンズ
面２２Ｂを通過する通過点近傍では連続的に減少してい
ることがわかる。
２２の偏向直交面内における第１のレンズ面２２Ａの曲
率半径の変化を表しており、また、図１０（ｂ）は表２
に示したｆθレンズ２２の偏向直交面内における第２の
レンズ面２２Ｂの曲率半径の変化を表している。図１０
から、偏向直交面内における第１のレンズ面２２Ａ及び
第２のレンズ面２２Ｂの円弧はいずれも光軸（図１０の
光線通過位置０ｍｍのところ）に対して非対称であるこ
とがわかる。また、図１０（ｂ）から、偏向直交面内に
おける第２のレンズ面２２Ｂの円弧の曲率半径の絶対値
は光軸から端部に向けて連続的に増加すると共に端部近
傍、具体的には最大画角のときに反射光が第２のレンズ
面２２Ｂを通過する通過点近傍では連続的に減少してい
ることがわかる。
【００３９】なお、図１１は第２実施例に係るｆθレン
ズ２２の比較例の像面湾曲を示しており、図１１（ａ）
は、表２に示したｆθレンズ２２の光軸から主走査方向
側の形状（図１のＵ側）を基に、光軸に対して対称に形
成されたｆθレンズの像面湾曲を示し、図１１（ｂ）
は、表２に示したｆθレンズ２２の光軸から反主走査方
向側の形状（図１のＬ側）を基に、光軸に対して対称に
形成されたｆθレンズの像面湾曲を示す。
ズ２２の比較例の像面湾曲を示しており、図１１（ａ）
は、表２に示したｆθレンズ２２の光軸から主走査方向
側の形状（図１のＵ側）を基に、光軸に対して対称に形
成されたｆθレンズの像面湾曲を示し、図１１（ｂ）
は、表２に示したｆθレンズ２２の光軸から反主走査方
向側の形状（図１のＬ側）を基に、光軸に対して対称に
形成されたｆθレンズの像面湾曲を示す。
【００４０】図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す比較例で
は、レンズ面が光軸に対して非対称になっていないた
め、図７（ａ）の左側（Ｌ側）及び図７（ｂ）の右側
（Ｕ側）の像面湾曲が大きいことがわかる。これに対
し、第１実施例に係るｆθレンズ２２では、図５（ａ）
に示すように、Ｕ側もＬ側も像面湾曲が良好に補正され
ていることがわかる。この第１実施例に係るｆθレンズ
２２では、表１に示すように、Ｒｓ０１（第１のレンズ
面２２Ａのレンズ面が光軸を含む偏向直交面と交わって
形成される円弧の曲率半径）の絶対値の方が、Ｒｓ０２
（第２のレンズ面２２Ｂが光軸を含む偏向直交面と交わ
って形成される円弧の曲率半径）の絶対値よりも大きい
ため、反射位置と感光ドラム２６の表面との共益関係を
保ちながら像面湾曲を小さくすることが可能となってい
る。また、第１実施例に係るｆθレンズ２２では、前述
のとおり偏向直交面内における第２のレンズ面２２Ｂの
円弧の曲率半径の絶対値を光軸から端部に向けて連続的
に増加するだけでなく、端部近傍で連続的に減少させて
いるため、θ＝＋４２°、−４２°という画角の大きい
ときでも副走査方向の像面湾曲が良好に補正されている
ことがわかる。さらに、図５（ｂ）に示すように、ｆθ
特性を示す理想からの位置ずれは、いずれも０．２ｍｍ
程度以内であり、良好な結果が得られている。
は、レンズ面が光軸に対して非対称になっていないた
め、図７（ａ）の左側（Ｌ側）及び図７（ｂ）の右側
（Ｕ側）の像面湾曲が大きいことがわかる。これに対
し、第１実施例に係るｆθレンズ２２では、図５（ａ）
に示すように、Ｕ側もＬ側も像面湾曲が良好に補正され
ていることがわかる。この第１実施例に係るｆθレンズ
２２では、表１に示すように、Ｒｓ０１（第１のレンズ
面２２Ａのレンズ面が光軸を含む偏向直交面と交わって
形成される円弧の曲率半径）の絶対値の方が、Ｒｓ０２
（第２のレンズ面２２Ｂが光軸を含む偏向直交面と交わ
って形成される円弧の曲率半径）の絶対値よりも大きい
ため、反射位置と感光ドラム２６の表面との共益関係を
保ちながら像面湾曲を小さくすることが可能となってい
る。また、第１実施例に係るｆθレンズ２２では、前述
のとおり偏向直交面内における第２のレンズ面２２Ｂの
円弧の曲率半径の絶対値を光軸から端部に向けて連続的
に増加するだけでなく、端部近傍で連続的に減少させて
いるため、θ＝＋４２°、−４２°という画角の大きい
ときでも副走査方向の像面湾曲が良好に補正されている
ことがわかる。さらに、図５（ｂ）に示すように、ｆθ
特性を示す理想からの位置ずれは、いずれも０．２ｍｍ
程度以内であり、良好な結果が得られている。
【００４１】同様に、図９（ａ）に示すように、図１１
（ａ）及び図１１（ｂ）に示す比較例と比べて、第２実
施例に係るｆθレンズ２２では、Ｕ側Ｌ側共に像面湾曲
が良好に補正されており、また、θ＝＋４２°、−４２
°という画角の大きいときでも副走査方向の像面湾曲が
良好に補正されていることがわかる。また、図９（ｂ）
に示すように、ｆθ特性を示す理想からの位置ずれは、
いずれも０．２ｍｍ程度以内であり、良好な結果が得ら
れている。
（ａ）及び図１１（ｂ）に示す比較例と比べて、第２実
施例に係るｆθレンズ２２では、Ｕ側Ｌ側共に像面湾曲
が良好に補正されており、また、θ＝＋４２°、−４２
°という画角の大きいときでも副走査方向の像面湾曲が
良好に補正されていることがわかる。また、図９（ｂ）
に示すように、ｆθ特性を示す理想からの位置ずれは、
いずれも０．２ｍｍ程度以内であり、良好な結果が得ら
れている。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】なお、上記第１及び第２実施例は、偏向直
交面内における円弧の曲率半径のみが光軸に対して非対
称に変化するｆθレンズを使用しているが、偏向直交面
内における円弧の曲率半径のみならず偏向面内における
曲線の各点近傍における曲率半径も光軸に対して非対称
に変化するｆθレンズに本発明を適用してもよく、その
場合主走査方向の像面湾曲に対してもより良い補正が可
能となる。
交面内における円弧の曲率半径のみが光軸に対して非対
称に変化するｆθレンズを使用しているが、偏向直交面
内における円弧の曲率半径のみならず偏向面内における
曲線の各点近傍における曲率半径も光軸に対して非対称
に変化するｆθレンズに本発明を適用してもよく、その
場合主走査方向の像面湾曲に対してもより良い補正が可
能となる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高性能でかつ小型、低コストな１枚構成の走査レンズを
提供することができる、という効果が得られる。
高性能でかつ小型、低コストな１枚構成の走査レンズを
提供することができる、という効果が得られる。
【図１】（ａ）は本発明の実施例に係るｆθレンズの偏
向面内における形状を示す断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のｆθレンズの偏向直交面のうち光軸を含む偏向
直交面内における形状を示す断面図である。
向面内における形状を示す断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のｆθレンズの偏向直交面のうち光軸を含む偏向
直交面内における形状を示す断面図である。
【図２】ポリゴンミラーの回転中心のオフセット量及び
ｆθレンズのオフセット量を説明するための説明図であ
る。
ｆθレンズのオフセット量を説明するための説明図であ
る。
【図３】本発明の実施例に係るｆθレンズが使用されて
いる光走査装置を示す概略図である。
いる光走査装置を示す概略図である。
【図４】本発明の第１実施例におけるポリゴンミラーの
反射位置の移動及び反射光の非対称性を表した説明図で
ある。
反射位置の移動及び反射光の非対称性を表した説明図で
ある。
【図５】（ａ）は本発明の第１実施例に係るｆθレンズ
の像面湾曲を示す収差図であり、（ｂ）は本発明の第１
実施例に係るｆθレンズのｆθ特性を示す収差図であ
る。
の像面湾曲を示す収差図であり、（ｂ）は本発明の第１
実施例に係るｆθレンズのｆθ特性を示す収差図であ
る。
【図６】（ａ）は本発明の第１実施例に係るｆθレンズ
の偏向直交面内における第１のレンズ面の曲率半径と光
線通過位置との関係を示す図であり、（ｂ）は本発明の
第１実施例に係るｆθレンズの偏向直交面内における第
２のレンズ面の曲率半径と光線通過位置との関係を示す
図である。
の偏向直交面内における第１のレンズ面の曲率半径と光
線通過位置との関係を示す図であり、（ｂ）は本発明の
第１実施例に係るｆθレンズの偏向直交面内における第
２のレンズ面の曲率半径と光線通過位置との関係を示す
図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１実施例に対す
る比較例に係るｆθレンズの像面湾曲を示す収差図であ
る。
る比較例に係るｆθレンズの像面湾曲を示す収差図であ
る。
【図８】本発明の第２実施例におけるポリゴンミラーの
反射位置の移動及び反射光の非対称性を表した説明図で
ある。
反射位置の移動及び反射光の非対称性を表した説明図で
ある。
【図９】（ａ）は本発明の第２実施例に係るｆθレンズ
の像面湾曲を示す収差図であり、（ｂ）は本発明の第２
実施例に係るｆθレンズのｆθ特性を示す収差図であ
る。
の像面湾曲を示す収差図であり、（ｂ）は本発明の第２
実施例に係るｆθレンズのｆθ特性を示す収差図であ
る。
【図１０】（ａ）は本発明の第２実施例に係るｆθレン
ズの偏向直交面内における第１のレンズ面の曲率半径と
光線通過位置との関係を示す図であり、（ｂ）は本発明
の第２実施例に係るｆθレンズの偏向直交面内における
第２のレンズ面の曲率半径と光線通過位置との関係を示
す図である。
ズの偏向直交面内における第１のレンズ面の曲率半径と
光線通過位置との関係を示す図であり、（ｂ）は本発明
の第２実施例に係るｆθレンズの偏向直交面内における
第２のレンズ面の曲率半径と光線通過位置との関係を示
す図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施例に対
する比較例に係るｆθレンズの像面湾曲を示す収差図で
ある。
する比較例に係るｆθレンズの像面湾曲を示す収差図で
ある。
１０ 半導体レーザ １１ 光走査装置 １４ コリメータ １６ シリンドリカルレンズ １８ ポリゴンミラー ２２ ｆθレンズ ２６ 感光ドラム
Claims (6)
- 【請求項１】 入射された光束を所定方向に等角速度で
偏向させる偏向手段と被走査面との間に配置され、光ス
ポットが等速度で走査されるように入射された光束を被
走査面上に収束させる１枚の走査レンズであって、 前記偏向手段側に配置され、前記偏向手段によって偏向
された光束の主光線によって形成される偏向面と交わっ
て形成される曲線が前記偏向手段側に凸状で、かつ前記
偏向面と直交し光軸と平行な偏向直交面と交わって形成
される円弧が前記偏向手段側に凹状かつ光軸に対して非
対称である非球面の第１のレンズ面と、 前記被走査面側に配置され、前記偏向面と交わって形成
される曲線が前記被走査面側に凸状で、かつ前記偏向直
交面と交わって形成される円弧が前記被走査面側に凸状
かつ光軸に対して非対称である非球面の第２のレンズ面
と、 を含む走査レンズ。 - 【請求項２】 前記第２のレンズ面の前記円弧の曲率半
径の絶対値が光軸から端部に向けて連続的に増加すると
共に端部近傍では連続的に減少する請求項１記載の走査
レンズ。 - 【請求項３】 副走査方向、主走査方向、光軸方向をそ
れぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とするｙｚ平面を偏向面内に想
定したとき、前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ
面が前記偏向面と交わって形成される曲線は式Ｉで表さ
れ、かつ前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面が
前記偏向直交面と交わって形成される円弧は式ＩＩで表
される請求項１記載の走査レンズ。 ｚ＝（１／Ｒｍ）ｙ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒｍ）2 ｙ2 ｝］ ＋Ａｙ4 ＋Ｂｙ6 ＋Ｃｙ8 ＋Ｄｙ10 ・・式Ｉ Ｒｓ＝Ｒｓ０＋ａａｙ2 ＋ｂｂｙ4 ＋ｃｃｙ6 ＋ｄｄｙ8 ・・式ＩＩ ［式中、ｙは光軸からｙ方向への変位、ｚは第１のレン
ズ面又は第２のレンズ面と光軸との交点からｚ方向への
変位、Ｒｍは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向面と交わって形成される曲線の光軸近傍における曲
率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは高次の非球面
係数、Ｒｓは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、Ｒｓ
０は第１のレンズ面又は第２のレンズ面が光軸を含む偏
向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、ａａ、
ｂｂ、ｃｃ、ｄｄは高次の係数である］ - 【請求項４】 光源からの光束を略平行光束にするため
のコリメート手段と、 前記平行光束を主走査方向と対応する方向に長い線像と
して結像させる結像手段と、 前記線像の結像位置又はその近傍に反射面を持ち入射さ
れた光束を主走査方向と対応する方向に等角速度で偏向
させる偏向手段と、 前記偏向手段と被走査面との間に配置され、前記偏向手
段側の第１のレンズ面が、前記偏向手段によって偏向さ
れた光束の主光線によって形成される偏向面と交わって
形成される曲線が前記偏向手段側に凸状で、かつ前記偏
向面と直交し光軸と平行な偏向直交面と交わって形成さ
れる円弧が前記偏向手段側に凹状かつ光軸に対して非対
称である非球面で形成されると共に、前記被走査面側の
第２のレンズ面が、前記偏向面と交わって形成される曲
線が前記被走査面側に凸状で、かつ前記偏向直交面と交
わって形成される円弧が前記被走査面側に凸状かつ光軸
に対して非対称である非球面で形成される１枚の走査レ
ンズと、 を含む光走査装置。 - 【請求項５】 前記第２のレンズ面の前記円弧の曲率半
径の絶対値が光軸から端部に向けて連続的に増加すると
共に端部近傍では連続的に減少する請求項４記載の光走
査装置。 - 【請求項６】 副走査方向、主走査方向、光軸方向をそ
れぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とするｙｚ平面を偏向面内に想
定したとき、前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ
面が前記偏向面と交わって形成される曲線は式Ｉで表さ
れ、かつ前記第１のレンズ面又は前記第２のレンズ面が
前記偏向直交面と交わって形成される円弧は式ＩＩで表
される請求項４記載の走査レンズ。 ｚ＝（１／Ｒｍ）ｙ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（１／Ｒｍ）2 ｙ2 ｝］ ＋Ａｙ4 ＋Ｂｙ6 ＋Ｃｙ8 ＋Ｄｙ10 ・・式Ｉ Ｒｓ＝Ｒｓ０＋ａａｙ2 ＋ｂｂｙ4 ＋ｃｃｙ6 ＋ｄｄｙ8 ・・式ＩＩ ［式中、ｙは光軸からｙ方向への変位、ｚは第１のレン
ズ面又は第２のレンズ面と光軸との交点からｚ方向への
変位、Ｒｍは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向面と交わって形成される曲線の光軸近傍における曲
率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは高次の非球面
係数、Ｒｓは第１のレンズ面又は第２のレンズ面が前記
偏向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、Ｒｓ
０は第１のレンズ面又は第２のレンズ面が光軸を含む偏
向直交面と交わって形成される円弧の曲率半径、ａａ、
ｂｂ、ｃｃ、ｄｄは高次の係数である］
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5253195A JPH08248308A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 走査レンズ及び光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5253195A JPH08248308A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 走査レンズ及び光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248308A true JPH08248308A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12917351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5253195A Pending JPH08248308A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 走査レンズ及び光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08248308A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6069724A (en) * | 1997-02-17 | 2000-05-30 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning lens and optical scanning apparatus |
| US6137617A (en) * | 1998-12-18 | 2000-10-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical scanner, and image reading apparatus and image forming apparatus using the same |
| US6208450B1 (en) | 1998-06-23 | 2001-03-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical device |
| US6437897B1 (en) | 1999-06-24 | 2002-08-20 | Minolta Co., Ltd. | Laser scanning apparatus |
| JP2006184914A (ja) * | 1998-07-03 | 2006-07-13 | Ricoh Co Ltd | 走査結像レンズ・光走査装置および画像形成装置 |
| US7522324B2 (en) | 2006-12-26 | 2009-04-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
| US20150035930A1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Light scanning apparatus and image forming apparatus using the same |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP5253195A patent/JPH08248308A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6069724A (en) * | 1997-02-17 | 2000-05-30 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning lens and optical scanning apparatus |
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| JP4584827B2 (ja) * | 1998-07-03 | 2010-11-24 | 株式会社リコー | 走査結像レンズ・光走査装置および画像形成装置 |
| JP2006184914A (ja) * | 1998-07-03 | 2006-07-13 | Ricoh Co Ltd | 走査結像レンズ・光走査装置および画像形成装置 |
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| US20150035930A1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Light scanning apparatus and image forming apparatus using the same |
| KR20150016138A (ko) * | 2013-08-02 | 2015-02-11 | 캐논 가부시끼가이샤 | 광주사 장치 및 이를 사용한 화상 형성 장치 |
| CN104345451A (zh) * | 2013-08-02 | 2015-02-11 | 佳能株式会社 | 光扫描设备及使用该光扫描设备的图像形成设备 |
| US9158112B2 (en) * | 2013-08-02 | 2015-10-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Light scanning apparatus with single optical imaging element and image forming apparatus using the same |
| US9669637B2 (en) | 2013-08-02 | 2017-06-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Light scanning apparatus and image forming apparatus using the same |
| CN106886091A (zh) * | 2013-08-02 | 2017-06-23 | 佳能株式会社 | 光扫描设备及使用该光扫描设备的图像形成设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041005 |