JPH08327898A

JPH08327898A - 走査光学系

Info

Publication number: JPH08327898A
Application number: JP13518095A
Authority: JP
Inventors: Masaya Kobayashi; 雅也小林
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】コンパクトで、広画角で、しかも加工が容易
で、さらに像面湾曲、リニアリティー（歪曲収差）の性
能のよい走査光学系を提供する。【構成】光源と入射光学系と偏向器と走査光学系と被
走査媒体からなり、前記入射光学系は光源より発する光
束を前記偏向器による走査方向である主走査方向におい
ては収束光とし、走査方向に垂直の副走査方向において
は偏向器近傍で結像する作用を有する査光学装置の走査
光学系において、前記偏向器の偏向面で略等角速度で偏
向された光束を被走査面上に略等速に走査し結像させな
がら作用する走査光学系であって、前記走査光学系はそ
れぞれ樹脂製の２枚のレンズにより構成される走査レン
ズで構成し、前記２枚のレンズで構成される走査レンズ
のそれぞれについて各々少なくとも１つの面は主走査方
向の主曲線は非円弧であることを特徴とする走査光学系
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザープリンタ等に用
いられる走査光学系に係わり、特に小型で広画角に適し
た走査光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザープリンタ、レーザー
ファックス、デジタル複写機等に用いる偏向器を含む走
査光学系について多くの技術が開示されている。これら
走査光学系の低コスト化、小型化が強く要求されるよう
になり、この要求に対応するため走査レンズの樹脂化の
技術開示がなされている。例えば、走査レンズに主走査
方向において平行光が入射するタイプの２枚構成の樹脂
製の走査レンズは多数の提案がなされており、広画角対
応のものにあっては、像面湾曲、ｆθ特性においてもか
なりの性能を維持できる。しかしながら２枚走査レンズ
構成ということ、しかもそのうち少なくとも１枚はパワ
ーが大きくなることによりレンズの偏肉差の増大による
樹脂成形サイクルタイムが増大することによりコスト低
減に限界があった。

【０００３】このため、樹脂レンズ１枚で構成される走
査光学系が提案されていている。しかしながら、樹脂レ
ンズ１枚の１枚玉であると、２枚玉に比べてさらに偏肉
差も大きくなり、光学素材としても高価な耐吸湿性のも
のを用いなければならず、２枚玉に比べてもコスト高に
なる場合もあり、しかも十分な光学性能が得られなかっ
た。

【０００４】これらの課題を解決するために、１枚のレ
ンズからなる走査レンズに主走査方向において、平行光
束ではなく収束光束を入射させ１枚の走査レンズのパワ
ー負担を軽減することにより、歪曲収差、像面湾曲の補
正を維持できる走査光学系が開示されている。このよう
に収束光束を入射させ、簡素化、コスト低減をはかって
走査レンズの１枚玉化したものが知られている。一例と
して、特開平２−１２６２１７号、特開平３−２１３８
１２号、特開平４−５０９０８号、特開平７−６４００
５号などがある。

【０００５】特開平２−１２６２１７号は最大印字画角
が広画角で主走査方向について収束光線が入射する単レ
ンズである。また、特開平３−２１３８１２号は偏向器
側の面が凸面である正単レンズを用いている。また、特
開平４−５０９０８号は主走査方向主曲線を両面とも非
円弧として、広画角に対しても等速性、像面湾曲の補正
を行い、軸上の厚みも小さい。さらに、特開平７−６４
００５号の場合、主走査方向において両凸レンズを用
い、等速性、像面湾曲の補正を十分に行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−１２６２１７号や特開平３−２１３８１２号の例の
場合、広画角対応であるが軸上厚が大きく偏肉差が大き
く、安価な通常のアクリル系の素材を用いると吸水特性
において性能の劣化をおこすため高価な耐吸水性樹脂を
用いなければならず、また使用する素材の量も大きくな
り、また成形サイクルタイムも長くなりコスト高とな
り、また、歪曲収差の補正も十分維持できない。

【０００７】また、特開平４−５０９０８号の場合、広
画角に対応できしかもある程度、像面湾曲、及び歪曲収
差において性能を維持しているが、両面共に非球面を用
いており、その非球面の影響で像面湾曲及び歪曲収差の
局部的変動は激しく、光学的手法での高解像度化に対し
ては満足のいくものではなく、さらに片側の面は複雑な
アナモフィック面であるため金型面の加工が困難であ
り、これに対応できる加工機が高価なものとなる。

【０００８】さらに、特開平７−６４００５号の場合、
簡単な面を用い、しかも像面湾曲、及び歪曲収差の性能
を維持しているが、広画角には対応できず、これにより
偏向点から被走査媒体までの間隔が長くなってしまい、
コンパクト化には対応できないものである。

【０００９】本発明は、上記の課題に鑑みなされたもの
で、コンパクトで、広画角で、加工が容易で、さらに像
面湾曲及び、リニアリティー（歪曲収差）の性能のよい
走査光学系を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的は下記のよう
な手段により達成される。即ち、（１）光源と入射光学系と偏向器と走査光学系と被走査
媒体からなり、前記入射光学系は光源より発する光束を
前記偏向器による走査方向である主走査方向においては
収束光とし、走査方向に垂直の副走査方向においては偏
向器近傍で結像する作用を有する走査光学装置の走査光
学系において、前記偏向器の偏向面で略等角速度で偏向
された光束を被走査面上に略等速で走査し結像させなが
ら作用する走査光学系であって、前記走査光学系はそれ
ぞれ樹脂製の２枚のレンズにより構成される走査レンズ
で構成し、前記２枚のレンズで構成される走査レンズの
それぞれについて各々少なくとも１つの面は主走査方向
の主曲線は非円弧であることを特徴とする走査光学系。

【００１１】（２） −０．１５≦ＳＤ／σ≦０．１（１式）但し、ＳＤ＝Ｄ＋ＨＨ１＋ＯＨ’（σ）（２式）ＯＨ’（σ）＝−ｆｍ・Ｄ／（ｆｍ＋Ｐ−Ｄ）（３式）であり、Ｄ；偏向器の偏向点から２枚のレンズで構成される走査
レンズの主走査方向における前側（物体側）主点までの
光軸方向の距離で、符号は偏向点から被走査媒体方向を
正ＨＨ１；２枚のレンズで構成される走査レンズの主走査
方向における前側主点から後側主点までの距離で、符号
は偏向点から被走査媒体方向を正ｆｍ；２枚のレンズで構成される走査レンズの主走査
方向における焦点距離Ｐ；主走査方向に於ける偏向器に入射する偏向器の
偏向点から２枚のレンズから構成される走査レンズが存
在しない時の光軸上の収束点までの距離 σ ；主走査方向の近軸周辺において、偏向器の偏向
面で反射された光束と光軸のなす角の微小変位をｄθ
（ｒａｄ）とし、その光束が像面に於ける光軸からの像
高の微小変化をｄＹ（ｍｍ）とした時、σ＝ｄＹ／ｄθ
｜θ＝０で表す係数なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（１）記載の走査光学系。

【００１２】（３）−０．１５≦ＳＤ／σ≦０．０６（１’式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（２）記載の走査光学系。

【００１３】（４）走査光学系の印字範囲に対応する片
側最大画角θｍａｘが０．４５ｒａｄ以上、０．８５
ｒａｄ以下であることを特徴とする（１）から（３）の
いずれか１項記載の走査光学系。

【００１４】（５）主走査方向の近軸周辺において、偏
向器の偏向面により反射された光束と光軸のなす角の微
小変位をｄθ（ｒａｄ）とし、その光束が像面における
光軸からの像高さの微小変化をｄＹ（ｍｍ）としたと
き、σ＝ｄＹ／ｄθ｜θ＝０で表す係数をσとし、主走
査方向に於ける収束光の偏向器の偏向点から２枚のレン
ズで構成される走査レンズが存在しない時の光軸上の収
束点まで間の距離をＰとして、０．７≦｜Ｐ／σ｜≦２．０（４式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（１）から（４）のいずれか１項記載の走査光学系。

【００１５】（６）１．０≦｜Ｐ／σ｜≦２．０（５式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（５）記載の走査光学系。

【００１６】（７）１．２≦｜Ｐ／σ｜≦２．０（６式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（５）記載の走査光学系。

【００１７】（８）０．７≦｜Ｐ／σ｜≦１．２（７式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（５）記載の走査光学系。

【００１８】（９）０．７≦｜Ｐ／σ｜≦１．０（８式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（５）記載の走査光学系。

【００１９】（１０）０＜（Δ２−Δ１）／（θｍａｘ²・σ）＜０．１（９式）但し、 Δ１：２枚のレンズで構成される走査レンズのうち偏向
器側レンズの偏向器側の面の主走査方向に於いての印字
範囲に相当する最大有効径（最周辺）に於ける実際の主
走査方向主曲線での位置と光軸周辺での主走査方向の近
軸曲率半径Ｒ１を有する基準円弧との光軸方向の差（単
位ｍｍ）で、光軸から遠ざかるほど面が基準円弧に対し
て被走査媒体側に変位している場合を正、面が円弧の場
合はΔ１＝０である。また、主走査方向主曲線とは光軸
を含んだ主走査方向の断面と各レンズ面が交差する曲線
を意味する Δ２：２枚のレンズから構成される走査レンズのうち偏
向器側レンズの被走査媒体側の面の主走査方向に於いて
の印字範囲に相当する最大有効径（最周辺）に於ける実
際の主走査方向主曲線での位置と光軸周辺での主走査方
向近軸曲率半径Ｒ２を有する基準円弧との光軸方向の差
（単位ｍｍ）で、光軸から遠ざかるほど面が基準円弧に
対して、被走査媒体側に変位している場合を正とし、面
が円弧の場合はΔ２＝０である。また、主走査方向主曲
線とは光軸を含んだ主走査方向の断面と各レンズ面が交
差する曲線を意味する θｍａｘ；走査光学系の印字範囲に相当する片側最大
画角（ｒａｄ） σ ；主走査方向の近軸周辺において、偏向器の
偏向面で反射された光束と光軸のなす角の微小変位をｄ
θ（ｒａｄ）とし、その光束が像面に於ける光軸からの
像高の微小変化をｄＹ（ｍｍ）とした時、σ＝ｄＹ／ｄ
θ｜θ＝０で表す係数なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（１）から（９）のいずれか１項記載の走査光学系。

【００２０】（１１）０．００１＜（Δ２−Δ１）／（θｍａｘ²・σ）＜０．００８（１０式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（１０）記載の走査光学系。

【００２１】（１２）偏向点側のレンズのうち、光軸を
含んだ主走査方向の断面と各レンズ面が交差する曲線の
主走査方向主曲線において、被走査媒体側の面が非円弧
で偏向点側の面が円弧であり、０．００１＜（Δ２−Δ１）／（θｍａｘ²・σ）＜０．００６（１１式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（１０）記載の走査光学系。

【００２２】さらに、（１３）走査光学系のうち、少な
くとも被走査媒体側のレンズの被走査媒体側の面が主走
査方向主曲線は非円弧で、該面の近軸に於ける曲率半径
の基準円弧よりも印字幅に相当する最大有効径で光軸方
向において偏向点側にあることを特徴とする（１）から
（１２）のいずれか１項記載の走査光学系。

【００２３】さらに、 −０．２５≦Δ４／（σ・θｍａｘ²）≦−０．０５（１２式）の範囲が好ましい。

【００２４】但し、Δ４；２枚のレンズで構成される走
査レンズのうち被走査媒体側レンズの被走査媒体側の面
の主走査方向に於いての印字範囲に相当する最大有効系
に於ける実際の主走査方向主曲線での位置と光軸周辺で
の主走査方向の近軸曲率半径Ｒ４を有する基準円弧との
光軸方向の差（単位ｍｍ）で、光軸から遠ざかるほど面
が被走査媒体側に変位している場合を正とする。

【００２５】（１４）走査光学系のうち被走査媒体側の
レンズの主走査側焦点距離ｆ２とすると、 −１．０＜σ／ｆ２＜０．０２（１３式）但し、σ；主走査方向の近軸周辺において、偏向器の偏
向面で反射された光束と光軸のなす角の微小変位をｄθ
（ｒａｄ）とし、その光束が像面に於ける光軸からの像
高の微小変化をｄＹ（ｍｍ）とした時、σ＝ｄＹ／ｄθ
｜θ＝０で表す係数なる条件を満足するように構成した
ことを特徴とする（１）から（１３）のいずれか１項記
載の走査光学系。

【００２６】（１５）−０．７＜σ／ｆ２＜０．００（１４式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（１４）記載の走査光学系。

【００２７】（１６）−０．７＜σ／ｆ２＜−０．２（１５式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（１４）記載の走査光学系。

【００２８】（１７）−０．５＜σ／ｆ２＜−０．２（１６式）なる条件を満足するように構成したことを特徴とする
（１４）記載の走査光学系。

【００２９】（１８）被走査媒体側のレンズの被走査媒
体側の面が主走査方向の光軸周辺において凹面であるこ
とを特徴とする（１４）または（１５）記載の走査光学
系。

【００３０】（１９）被走査媒体側のレンズの被走査媒
体側の面が主走査方向の光軸周辺において凹面であるこ
とを特徴とする（１６）または（１７）のいずれか１項
記載の走査光学系。

【００３１】（２０）被走査媒体側のレンズの偏向点側
の面が主走査方向主曲線の光軸周辺において凹面である
ことを特徴とする（１８）または（１９）記載の走査光
学系。

【００３２】（２１）被走査媒体側のレンズの偏向点側
の面が主走査方向主曲線の光軸周辺において凸面である
ことを特徴とする（１８）記載の走査光学系。

【００３３】（２２）２枚のレンズから構成される走査
レンズのうち、少なくとも１つは主走査方向に光軸から
離れるに従い副走査方向のパワーが変化するアナモフィ
ックス面を含むアナモフィックレンズであることを特徴
とする（１）から（２１）のいずれか１項記載の走査光
学系。

【００３４】（２３）２枚のレンズから構成される走査
レンズのうち、少なくとも１つは主走査方向に光軸から
離れるに従い副走査方向のパワーが変化するアナモフィ
ック面を含むアナモフィックレンズであり、前記アナモ
フィック面の副走査側の曲率半径は主走査方向に光軸か
らはなれるに従い増加することを特徴とする（２２）記
載の走査光学系。

【００３５】（２４）前記アナモフィックレンズが被走
査媒体側のレンズであることを特徴とする（２２）記載
の走査光学系。

【００３６】

【作用】以上のように構成した作用について図１０、図
１１を参照して説明する。

【００３７】請求項１の発明の走査光学系の主走査方向
について、条件式の説明を含め、主に図１１を参照して
説明すると、図１１（Ａ）に示すように収束光について
は平行光を仮想結像点に結像させる偏向点ｐに配置され
る仮想の薄肉レンズＬｐと仮定することができる。この
薄肉レンズＬｐの焦点距離はＰとなる。この仮想の薄肉
レンズＬｐと仮想結像点の間に走査レンズＬｓを置いた
とき、図１１（Ｂ）に示すように、主走査方向に於ける
走査光学系Ｌσは仮想の薄肉レンズＬｐと走査レンズＬ
ｓの合成レンズ系と考えることができる。ここで、Ｈ１
は走査レンズＬｓの前側（物体側）主点、Ｈ１’は走査
レンズＬｓの後側（像面）主点を表す。また、ＨＨ１は
走査レンズＬｓの前側主点Ｈ１から後側主点Ｈ１’まで
の距離、Ｄは偏向点ｐ（薄肉レンズＬｐ）から走査レン
ズＬｓの前側主点Ｈ１までの距離を表し、符号は光軸方
向において偏向点から像面に向かう方向を正としてい
る。なお、図１０の光学系の場合、Ｈ１は偏向点ｐより
像面と反対側にあるため符号は負となりＤ（−）と表示
している。

【００３８】等速回転する偏向器により反射される光束
の走査角速度に対する被走査媒体上でのビームを略等速
に走査するときの走査速度の係数σ（主走査方向の近軸
周辺において、偏向器の偏光面で反射された光束と光軸
のなす角の微小変位をｄθ（ｒａｄ）とした時、σ＝ｄ
Ｙ／ｄθ｜θ＝０で表す、また走査係数ともいう）は近
軸において合成レンズ系Ｌσの焦点距離となる。よって
走査係数σはＬｓの焦点距離ｆｍと偏向点に配置される
仮想の薄肉レンズＬｐの焦点距離Ｐの合成焦点距離とお
くことができる。即ち、（１／σ）＝（１／ｆｍ）＋（１／Ｐ）−（Ｄ／（ｆｍ・Ｐ））（１７式）と表すことができる（図１１（Ｂ）参照）。

【００３９】主走査方向が従来の無限光学系の場合、Ｐ
＝∞であるので（１７式）の１／Ｐは０となり１／σ＝
１／ｆｍとなる。このため係数σはそのまま走査光学系
の焦点距離となる。従って、無限光学系の場合、よりコ
ンパクト化を考えると走査光学系の焦点距離を短くしな
ければならず、走査レンズのパワーが大きくなる。この
ためレンズの偏肉差が大きくなり、軸上厚も大きくしな
ければならず樹脂レンズの場合、成形サイクルタイムが
長くなりコスト高となってしまう。またパワーが大きく
なることにより樹脂レンズ特有の温度変化による主走査
方向バックフォーカス変化も大きくなる。

【００４０】主走査方向に収束光束を入射させる場合、
（１７式）の１／Ｐが正であるため走査レンズのパワー
を無限光学系に対して小さくすることができ、これによ
り、レンズの偏肉差を小さくでき、また軸上厚も小さく
することができるので、成形サイクルタイムを短くする
ことができコストダウンをはかることができる。さら
に、主走査方向の温度変化によるバックフォーカス変動
もおさえることができる。

【００４１】また、請求項１の発明の走査光学系では、
２枚のレンズで構成される走査レンズのうち偏向点側の
レンズ（ＬＳ１）の少なくとも１面に主走査方向主曲線
が非円弧の面を用い、さらに被走査媒体側のレンズ（Ｌ
Ｓ２）の少なくとも１面も主走査方向主曲線において非
円弧の面とする。その結果として両レンズの非円弧の面
は像面湾曲補正、歪曲補正を行い、各々比較的うすい軸
上厚の構成される走査レンズで広画角な走査光学系にお
いて性能を維持できる。逆に、例えば偏向点側のレンズ
の両面ともに主走査曲線が円弧の場合には、性能を維持
するためには単玉レンズと同様に被走査媒体側のレンズ
の軸上厚をかなり大きくしなければならず、樹脂レンズ
とした場合、成形サイクルタイムが長くなり、また素材
としても耐湿素材を用いなければならずコスト高とな
る。

【００４２】次に、請求項２の走査光学系について説明
する。図１１（Ｂ）の走査レンズＬｓを概念的に薄肉レ
ンズＬｓ’におきかえると図１１（Ｃ）の様になる。こ
の時図１１（Ｃ）において仮想の薄肉レンズＬｐは図１
１（Ｂ）における走査レンズＬｓの主点間隔ＨＨ１分像
面（結像点）に近付き、そのときの仮想の薄肉レンズＬ
ｐの位置を仮想偏向点ｐ’とする。また図１１（Ｄ）は
図１１（Ｃ）の図に仮想レンズＬｐと薄内レンズＬｓ’
からなる合成レンズ系（走査光学系）Ｌσの前側主点Ｈ
（σ）と後側主点Ｈ’（σ）を表記したものである。Ｏ
Ｈ’（σ）は薄肉レンズＬｓ’からＨ’（σ）までの距
離（図１１（Ｄ）の場合は符号は負）である。また合成
レンズ系の後側主点から結像点までの距離は合成レンズ
系（走査光学系全体）の焦点距離（走査係数）σであ
る。

【００４３】実際の偏向点ｐから２枚の走査レンズを含
めた走査光学系の結像点までの距離ＴＤは図１１（Ｂ）
の偏向点ｐから結像点までの距離である。このためＴＤ
は走査係数σとＳＤとの和である。ここでＳＤは図１１
（Ｄ）の様になる（符号が負の場合も含む）。

【００４４】ＴＤ＝ＳＤ＋σ （１８式）なお、ＳＤ＝Ｄ＋ＨＨ１＋ＯＨ’（σ）ＯＨ’（σ）＝−ｆｍ・Ｄ／（ｆｍ＋Ｐ−Ｄ）（１９式）ここでσは仕様として決まっているとすると実際の偏向
点ｐから結像点までの距離（走査光学系の長さ）ＴＤは
上記ＳＤで決まる。このため短焦点距離化（短走査係数
化）とは別に偏向点から被走査媒体（像面）までの距離
を短くすることを考えるには、（１８式）より図１１
（Ｄ）における仮想偏向点ｐ’から走査光学系全体Ｌσ
の後側主点位置Ｈ’（σ）までの距離に図１１（Ｂ）に
おける走査レンズＬｓの主点間隔ＨＨ１を加えた距離Ｓ
Ｄを短くするように設定すれば可能である。

【００４５】しかしながら、各主点位置はレンズの各面
の近軸曲率半径と軸上厚、屈折率で決まってしまうた
め、走査レンズが単玉の場合は自由度が少なく、設計に
おける拘束条件の関係からＳＤを短くすることは限度が
ある。２枚レンズ構成であると自由度も増え、同じ走査
係数のなかでさらにコンパクトにすることも可能であ
る。また、特に走査レンズが２枚のレンズで構成されて
いると、設計における拘束条件を維持しながら、偏向点
ｐから走査光学系全体の後側主点位置Ｈ’（σ）までの
距離を走査係数σでノーマライズしたものが、０．１以
下にすることが可能であり、よリコンパクトにできる。
また設計における自由度も大きい。ＳＤ／σが−０．１
５より小さくなると、歪曲収差と像面湾曲を同時に良好
に維持するのは困難である。

【００４６】請求項３の発明の走査光学系では、ＳＤ／
σを０．０６以下であると２枚構成の走査レンズでより
コンパクトになる。

【００４７】また請求項４の発明の走査光学系では、走
査光学系の印字幅に対応する片側最大画角θｍａｘを
０．４５ｒａｄ、以上０．８５ｒａｄ以下にする。もし
画角が０．４５ｒａｄより小さい場合、走査レンズ１枚
で対応でき、走査レンズを２枚構成にする必要がなくな
るが、０．４５ｒａｄ以上であると走査レンズ１枚では
歪曲収差、像面湾曲を同時に良好に維持できなくなり、
走査レンズを加工しやすい面からなるという前提では走
査レンズを２枚構成にする必要がある。θｍａｘが０．
８５ｒａｄより大きくなると走査レンズが２枚構成であ
っても、像面湾曲、及び歪曲収差を同時に良好に維持で
きなくなる。

【００４８】また請求項５の発明の走査光学系では
（４）式において｜Ｐ／σ｜が０．７より小さいと像面
湾曲及び歪曲収差を同時に良好に維持できなくなり、｜
Ｐ／σ｜が２よりも大きいと２枚の走査レンズのうち偏
向器側のレンズのパワーが大きくなり、軸上厚も大きく
する必要がでてくる。このため成形サイクルも大きくな
り、コスト高となる。

【００４９】また請求項６の発明の走査光学系では、
（５）式のように｜Ｐ／σ｜が１．０以上、２以下であ
ると被走査媒体側のレンズの非球面量が１．０未満に比
べて少なくなる。これにより該レンズの偏内差は小さく
なり、該レンズ加工性がよく、しかも成形サイクルタイ
ムも短くなりコストダウンとなる。

【００５０】また請求項７の発明の走査光学系では、
（６）式のように｜Ｐ／σ｜が１．２以上、２．０以下
にしている。この場合、偏向器側の走査レンズのパワー
は｜Ｐ／σ｜が１．２未満に比べて大きくなり、成形サ
イクルタイムは大きくなる方向であるが、偏向器側のレ
ンズの樹脂成形においてある程度パワーを持っている方
が精度がだしやすく、｜Ｐ／σ｜が１．２以上の方か樹
脂成形において加工しやすい形状となる。

【００５１】また請求項８の発明の走査光学系では、
（７）式のように｜Ｐ／σ｜が０．７以上、１．２以下
であれば、偏向器側のレンズのパワーはほとんどなくな
り、平面に近いレンズとなる。このためさらに偏向器側
のレンズを薄くすることができ、樹脂成形サイクルタイ
ムを短くでき、さらにコスト低減できる。

【００５２】また請求項９の発明の走査光学系では、
（８）式のように、｜Ｐ／σ｜が０．７以上、１．０以
下であれば、偏向点ｐから像画までの距離ＴＤは走査係
数σより小さくすることもでき、歪曲収差、像面湾曲を
同時に良好に維持しながらコンパクト化が可能である。

【００５３】また請求項１０の発明では、２枚のレンズ
で構成される走査レンズの偏向器側のレンズの少なくと
も１面は主走査方向主曲線が円弧でない面である。
（９）式の範囲において下限を満たすと該レンズは主に
被走査媒体側のレンズの像面湾曲補正、歪曲収差補正を
補助し、各々比較的うすい軸上厚のレンズとすることが
できる。逆に（９）式が正でない場合、例えば両面とも
に主走査方向主曲面が円弧の場合であると、性能を維持
するためには単玉レンズと同様に被走査媒体側のレンズ
の軸上厚をかなり大きくしなければならず、成形サイク
ルが長くなり、また素材としても耐湿素材を用いなけれ
ばならずコストアップとなる。また（９）式が上限をこ
え、０．１より大きくなると、歪曲収差、像面湾曲を同
時に良好に維持することは難しくなる。

【００５４】また請求項１１の発明の走査光学系では、
（１０）式の範囲において、下限である０．００１より
大きければ、（９）式の下限値周辺と比較して被走査媒
体側のレンズの軸上厚を小さくした状態で、さらに良好
な歪曲収差、及び像面湾曲とすることができる。また
（１０）式の上限値０．００８よりも大きければ、面の
ききが大きくなり加工上あるいは設置上の誤差に対して
の誤差感度が大きくなる。

【００５５】また請求項１２の発明の走査光学系では、
偏向器側のレンズのうち被走査媒体側の面が主走査方向
主曲線で非円弧で偏向器側の面が主走査方向主曲線にお
いて円弧であると、作りやすい形状となる。またこの場
合（１１）式の上限値である０．００６以内で十分像面
湾曲、及び歪曲収差について性能を維持することができ
る。（１１）式の上限値をこえると性能を維持する以上
に、加工、配置に対する誤差感度が大きくなる。

【００５６】また、請求項１３の発明の走査光学系で
は、２枚のレンズから構成される走査レンズのうち、被
走査媒体側のレンズの被走査媒体側の面が主走査方向主
曲線において、該面の近軸における主走査方向の曲率半
径Ｒ４の基準円弧よりも印字幅に相当する最大有効径で
光軸方向において偏向器側にある非円弧とする。その結
果として、歪曲収差、像面湾曲を十分補正することがで
きる。

【００５７】Δ４／（σ・θｍａｘ²）が−０．０５よ
り小さいとさらに歪曲収差、像面湾曲を補正できさらに
被走査媒体側のレンズを薄くすることができコストダウ
ンとなる。またΔ４／（σ・θｍａｘ²）が−０．２５
より小さいと面形状が複雑となり、加工性が悪くなりし
かも偏肉差が大きくなる。このため −０．２５≦Δ４／（σ・θｍａｘ²）≦−０．０５（１２式）の範囲であれば望ましい。

【００５８】但し、Δ４：２枚の走査レンズのうち被走
査媒体側レンズの被走査媒体側の面の主走査方向におい
ての印字範囲に相当する最大有効径（最周辺）における
実際の主走査方向主曲線での位置と光軸周辺での主走査
方向の近軸曲率半径Ｒ４を有する基準円弧との光軸方向
の差で、光軸から遠ざかるほど面が被走査媒体側に変位
している場合を正とする（単位：ｍｍ）。

【００５９】また請求項１４の発明の走査光学系では、
被走査媒体側のレンズの主走査方向の焦点距離ｆ２とし
て、（１３式）のようにｆ２／σが０．０２以上である
と、被走査媒体側の縁厚を維持するために、軸上厚がよ
り大きくなってしまい、樹脂成形のサイクルタイムが増
加し、コスト高となる。またｆ２／σが−１以下である
と歪曲収差、像面湾曲を同時に良好に維持するのは難し
くなる。

【００６０】また請求項１５の発明での走査光学系で
は、（１４式）の上限の様にｆ２／σが負となれば、よ
り被走査媒体側の軸上厚をさらに小さくできる。さらに
ｆ２／σが−０．７より小さくなると非円弧形状は大き
くなり、軸上厚に対して周辺が膨らみ偏肉差が大きくな
り、この偏肉差の影響で成形サイクルタイムが大きくな
りコスト高となる。

【００６１】また請求項１６の発明での走査光学系で
は、ｆ２／σが−０．２より小さくなれば、さらに軸上
厚を小さくできコストダウンに適している。とくにこの
条件を満たすためには被走査媒体側のレンズの偏向器側
の面を凹面とすると良い。ｆ２／σが−０．７より小さ
くなると非円弧形状は大きくなり、軸上厚に対して周辺
が膨らみ偏肉差が大きくなりこの偏肉差の影響で成形サ
イクルタイムが大きくなりコストアップの原因となる。

【００６２】請求項１７の発明の走査光学系では、（１
６）式の下限である−０．５以上であると、被走査媒体
側のレンズの非円弧形状のうねりはある程度小さく、し
かも（１６）式の上限である−０．２以下であると軸上
厚も小さくでき、偏肉差は一番小さくできる範囲であ
る。この結果、成形サイクルタイムも略−番小さくでき
る範囲である。

【００６３】また請求項１８、１９の発明の走査光学系
では、被走査媒体側のレンズの被走査媒体側の面が主走
査主曲面において光軸周辺で凹面にする。その結果、よ
り収束光を入射する走査光字系において歪曲収差、像面
湾曲を同時に良好に維持しやすい。

【００６４】また、請求項２０の発明の光学系におい
て、被走査媒体側レンズの偏向器側の面が凹面である。
その結果、より軸上厚を減らすことができ、コスト低減
となる。

【００６５】また請求項２１の走査光学系では、被走査
媒体側のレンズの偏向器側の面が凸面でさらに、被走査
媒体側の面の主走査方向主曲線が非円弧の場台、その非
円弧の形状は変曲点をもたない。このため面の加工にお
いては比較的加工しやすい形状であり、精度をだしやす
い形状となる。

【００６６】また、請求項２２の発明の走査光学系で
は、偏向点の面倒れ補正を成立させかつ副走査方向の像
面湾曲を維持するためには、２つの走査レンズのうち少
なくとも１つは主走査方向に光軸からはなれるに従い副
走査方向のパワーが変化する主走査方向と副走査方向の
パワーが異なり副走査方向に正のパワーを持つアナモフ
ィックレンズ面を持つアナモフィックレンズを用いれば
よい。

【００６７】また、請求項２３の発明の走査光学系で
は、このアナモフィックレンズ面は副走査倍率の絶対値
が比較的小さい場合、主走査方向に光軸から離れるに従
い副走査方向の曲率半径が増加する場合が多い。但し、
副走査倍率の絶対値が大きくなる場合、主走査方向に光
軸からはなれるに従い副走査方向の曲率半径が減少する
場合もある。このアナモフィック面が主走査側の面形状
が主走査方向主曲線において非円弧で変曲点を持つ場合
は副走査方向の曲率半径の主走査方向において光軸から
離れていくときの変化は単調に増加減少しない場合も可
能であるが面の加工が難しい。

【００６８】さらに、請求項２４の発明の走査光学系で
は、このアナモフィックレンズは被走査媒体側のレンズ
とすることより、被走査媒体側のレンズのほうが像面に
近く、面の変化がなだらかである場合が多いため、性能
を維持し易く、また加工し易い。

【００６９】

【実施例】以下に、本発明の走査光学系の実施例につい
て説明する。表１から表９は各実施例のレンズの設計
値、図１から図９は各実施例の走査光学系の断面図、図
１３から図２１は各実施例の走査光学系の性能を示す。

【００７０】〔表１〕から〔表９〕は各実施例のレンズ
の設計値を示す。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【表２】

【００７３】

【表３】

【００７４】

【表４】

【００７５】

【表５】

【００７６】

【表６】

【００７７】

【表７】

【００７８】

【表８】

【００７９】

【表９】

【００８０】表の中の記号で、Ｄｐは偏向器が光束を略
光軸方向に偏光する時の偏向器の偏向点ｐから走査レン
ズの第１面までの距離、σは走査係数、Ｐは走査光学系
に於ける２枚のレンズで構成される走査レンズがない時
の収束光の偏向点ｐから結像点までの距離、ｆｍは２枚
の走査レンズの主走査側焦点距離、ｍｓは２枚のレンズ
で構成される走査レンズの副走査横倍率、ＦＢは走査レ
ンズの最終面から像面までのバックフォーカス量であ
る。また、ｉは面番号、Ｒｉは偏向点側からの第ｉ番目
の主走査方向の近軸曲率半径、Ｄｉは偏向点側からの第
ｉ番目のレンズ面間隔、Ｎｉは偏向点側からの第ｉ番目
の屈折率（但し、空欄の場合はＮｉ＝１）である。な
お、面番号ｉの横の付したＡＳＰマークは光学的に光軸
対称の非球面、ＡＭマークは主走査と副走査のパワーの
異なるアナモフィック面であることを示す。

【００８１】ここで、実施例で用いている面は、球面と
軸対称非球面、及びアナモフィック面しか用いていない
が、例えば、主走査方向にのみパワーを有するシリンド
リカル面を用いても可能である。このため、実施例で非
円弧はすべて非球面に対応し、主走査方向の非円弧量Δ
１、Δ２、Δ４は非球面量に相当する。

【００８２】また、光学的に軸対称な非球面形状は〔数
１〕で表示している。

【００８３】

【数１】

【００８４】但し、光軸方向をＸ、主走査方向をｙ、副
走査方向をｚとして、面の頂点（光軸）を原点として、
頂点の曲率をＣ，円錐係数をＫ，非球面係数をＡｊ，非
球面のべき数をＰｊ（但しＰｊ＞２）で表している。

【００８５】次に、ここで用いているアナモフィック面
は〔数２〕で表示している。

【００８６】

【数２】

【００８７】但し、光軸を原点として主走査方向の主曲
線における頂点の曲率をＣｍ，また主走査方向主曲線が
非円弧の場合、円錐係数をＫｍ，非円弧の係数をＡｍ
ｊ，非円弧のべき数をＰｍｊとして、さらに副走査主曲
線の曲率半径をＲｓ，曲率変形係数をＦで表している。

【００８８】ここで、実施例はすべてアナモフィック面
の主走査方向主曲線は円弧であるため、Ａｍｊ＝０，Ｋ
ｍｊ＝０であり、表１から表９の中には記載しない。な
お、偏向器の面の出入りの影響を補正するため主走査方
向において光軸に対して＋側と−側のＦの値を変えると
いう手法もあるがここでは述べない。実施例において、
すべて上記アナモフィック面を走査レンズの第３面（被
走査媒体側でレンズ偏向器側の面）に設定している。こ
の位置に設定することにより、面の加工が特にし易い。

【００８９】実施例１から４、及び実施例６、実施例７
は主走査方向主曲率が凹面でＦ＝１としている。この場
合の面は特公平３−４９４０８号の記載に基づいた面で
この形状は図１２の走査光学系のアナモフィックレンズ
の説明図の（ａ）に示すように回転軸Ｌは光軸に垂直な
直線であり、しかも副走査の曲率半径は主走査方向に光
軸から離れるに従い大きくなっている。実施例５は主走
査主曲面が凹面でＦ＞１の値の場合で、副走査方向の曲
率半径は主走査方向に光軸から離れるに従い増加し、し
かも該副走査曲率半径の増加のしかたはＦ＝１の場合に
比べて大きい（図１２（ｂ））。また、実施例８、実施
例９は主走査主曲面が凸面である場合でＦ＜−１の場合
であるがこの場合も副走査方向の曲率半径は主走査方向
において光軸からはなれるに従い増加する形状となって
いる（図１２（ｃ））。以上のように実施例においては
全て単調増加であるが、特開平７−１１３９５０で述べ
られているように、図１２（ｄ），（ｅ）に示すような
それ以外のものも副走査倍率の絶対値を大きくしていく
と可能である。

【００９０】次に、各実施例に対応するデータを〔表１
０〕に示す。

【００９１】

【表１０】

【００９２】ここで、表１０について図１０を参照して
説明すると、ｆ１は２枚のレンズで構成される走査レン
ズのうち偏向点側のレンズ（ＬＳ１）の焦点距離、ｆ２
は被走査媒体側のレンズ（ＬＳ２）の焦点距離である。
また、Δｉ（ｉ＝１，２，４）は２枚の走査レンズのｉ
番目の面の、主走査方向においての印字範囲に相当する
最大有効系（最周辺）に於ける実際の主走査主曲面での
位置と光軸周辺での主走査方向の近軸曲率半径Ｒｉを有
する基準円弧との光軸方向の差（単位ｍｍ）である。そ
して光軸から遠ざかるほど面が被走査媒体側に変位して
いる場合を正としている。ここでは実施例において主走
査方向主曲面が非円弧面である面はすべて光学的に軸対
称面であるため、通常Δｉは非球面量と呼ばれているも
のである。また、Ｄは偏向点ｐから２枚の走査レンズの
主走査方向における前側（物体側）主点までの光軸方向
の距離、ＨＨ１は２枚の走査レンズの主走査方向におけ
る前側主点から後側主点までの距離を表す。ＯＨ’
（σ）は２枚の走査レンズの後側主点から収束光も含め
た走査光学系の後側主点までの距離でＯＨ’（σ）＝−ｆｍ・Ｄ／（ｆｍ＋Ｐ−Ｄ）（１９’式）で表すことができる。ＳＤはＤ＋ＨＨ１＋ＯＨ’（σ）
で偏向点から被走査媒体までの距離ＴＤから走査係数σ
を引いたものである。このとき符号は全ての変数におい
て偏向点から被走査媒体の方向を正としている。

【００９３】また、「作用」の項目で説明したＳＤ／
σ、θｍａｘ、｜Ｐ／σ｜、（Δ２−Δ１）／（σ・θ
ｍａｘ²）、（Δ４）／（σ・θｍａｘ²）及びσ／ｆ２
をそれぞれ示している。

【００９４】ここでは各実施例１から実施例９まではす
べてＡ４サイズ用とし、印字幅は２１０ｍｍ，片側最大
像高は光軸を０としてＹｍａｘ＝１０５ｍｍとしてい
る。このため片側最大画角θｍａｘは理想としてはθｍ
ａｘ（ｒａｄ）＝Ｙｍａｘ／σで成立する光学系である
ため、略走査係数σで決定される。

【００９５】次に、図１から図９の各実施例の断面図に
ついて説明すると、図１は本発明の実施例１の主走査断
面図と副走査断面図で、図２から図９は本発明の実施例
２から実施例９の主走査断面図を示している。

【００９６】次に、各実施例に対応する性能について図
１３から図２１の説明をすると、図１３（Ａ）から図２
１（Ａ）は各実施例に対応するリニアリティー図で、さ
らに詳しくは図中の画角変位量Δθに対する像高変位量
ΔＹのΔＹ＝σ’Δθに対する歪曲収差ローカルリニア
リティーを示す。ここで歪曲収差ローカルリニアリティ
ーの算出法は画角θｉ＝（ｉ−１）・Δθとしてこれに
対応する主光線が像面を通る実像高をＹｉとしたときリ
ニアリティーＬｉはＬｉ＝１００・〔（Ｙ_i−Ｙ_i-1）／（Ｙ₂−Ｙ₁）−１〕（％）で表す。またσ’はこのリニアリティーから算出された
走査係数である。Δθ、σ’は各実施例の表中に記載さ
れている。

【００９７】また、図１３（Ｂ）から図２１（Ｂ）は各
実施例に対応する像面湾曲である。ここで点線は主走
査、点線は副走査を示す。いずれも良好な性能となって
いる。

【００９８】〈実施例１、実施例２〉実施例１、実施例
２はσ＝１５０ｍｍと広画角対応の実施例である。Ｐ＝
２５０ｍｍで｜Ｐ／σ｜＝１．６６６７となっている。
また、被走査媒体側のレンズ（ＬＳ２）の偏向点側の面
はアナモフィック面であり、主走査側主曲面は凹形状と
しており、被走査媒体側の面は近軸において凹面であ
る。またσ／ｆ２は−０．５以上−０．２以下である。
また偏向点側のレンズ（ＬＳ１）は偏向点側の面が球
面、被走査媒体側の面が非球面で０．００１＜（Δ２−
Δ１）／（σ・θｍａｘ²）＜０．００６を満足してい
る。

【００９９】実施例１と実施例２の違いは偏向点側のレ
ンズ（ＬＳ１）、及び被走査媒体側のレンズ（ＬＳ２）
の配置を変えており、若干副走査倍率も変えている。実
施例２の偏向点側のレンズ（ＬＳ１）は実施例１に比べ
て偏向点に近づけているため、該レンズは小さく設計で
きる反面、実施例１に比べて要求加工精度が厳しくなっ
ている。

【０１００】ここで、従来の無限系の２枚の走査レンズ
（Ｐ＝∞、σ＝ｆｍ＝１５０ｍｍ）と比較して説明す
る。無限系の２枚の走査レンズの諸元値を〔表１１〕に
示す。

【０１０１】

【表１１】

【０１０２】このレンズと比べると、従来、偏向点側の
レンズが軸上厚１２ｍｍであったのに対して実施例１の
場合は６ｍｍ，実施例２の場合は４．５ｍｍとなってい
る。これらのレンズを樹脂成形を行う時、一般にその成
形時のサイクルタイムは、主走査断面以外の形状が主走
査断面における軸上厚より長い場合、主走査断面におけ
るレンズの最大厚により決まり、その最大厚の２乗に比
例するといわれているので、実施例１、実施例２の偏向
点側のレンズ（ＬＳ１）はいずれも最大厚は軸上厚であ
り、従来例（軸上厚１２ｍｍ）に比べて、成形サイクル
タイムが実施例１の場合は約１／４、実施例２の場合は
約１／７となる。このため１つの成形金型から従来の４
倍、もしくは７倍の部品を生産することが予想され、コ
スト低減がはかれる。

【０１０３】これに対し、被走査媒体側のレンズは従来
例、実施例１、実施例２における該レンズの最大厚は軸
上厚ではなく、主走査方向に光軸からはなれていくに従
ってレンズの厚みは徐々に太くなり、ある場所から小さ
くなっていくため、その最も大きくなる厚みが該レンズ
の最大厚なる。このため従来例と実施例１と実施例２の
軸上厚は同じであるが、実施例１、実施例２の方が｜Δ
４／（σ・θｍａｘ²）｜が大きくなり、最大厚は従来
例に比較して若干大きい。しかし、この被走査媒体側の
レンズの成形サイクルタイムの増加に対して偏向点側の
レンズのサイクルタイムの減少の効果の方がきわめて大
きいので、総合的にみるとコスト低減がはかれる。さら
に、図１３（Ａ）から図１４（Ａ）の歪曲収差リニアリ
ティーと十分に性能を維持でき高解像度の対応にも対応
可能で、金型面の加工も従来の加工法で十分に対応が可
能である。図１３（Ｂ）から図１４（Ｂ）の主走査像面
湾曲を示す。

【０１０４】また、従来例におけるＳＤ／σ＝０．２５
８有るのに対し、実施例１の場合はＳＤ／σ＝０．０５
０９、実施例２の場合ＳＤ／σ＝０．００９４となり、
同じ走査係数で偏向点から被走査媒体までの距離を短く
することが可能で、本発明の実施例ではコンパクト化も
可能である。従来例の場合に比較してＳＤの差から偏向
点から被走査媒体までの距離を実施例１では約３１ｍ
ｍ、実施例２では約３７ｍｍ短くすることができる。

【０１０５】〈実施例３、４、５、６、７〉実施例３か
ら５及び実施例６、実施例７は走査係数σ＝１７５ｍｍ
について、収束光の偏向点から仮想結像点までの距離Ｐ
を変化させた場合の例である。この場合、被走査媒体側
のレンズ（ＬＳ２）の偏向点側の面の主走査側主曲面は
凹面の円弧としており、該レンズの被走査媒体側の面は
近軸において凹面としている。また被走査媒体側のレン
ズ（ＬＳ２）の焦点距離ｆ２に対して実施例３、実施例
４、実施例６、実施例７はσ／ｆ２＝−０．５以上、−
０．２以下で、実施例５ではσ／ｆ２＝−０．７以上、
−０．２以下である。

【０１０６】実施例３、実施例６ではＰ＝２５０ｍｍ、
実施例４、実施例７ではＰ＝２００ｍｍ、実施例５では
Ｐ＝１５０ｍｍである。

【０１０７】これにより偏向点側のレンズ（ＬＳ１）の
軸上厚は実施例３の場合は４．５ｍｍ、実施例４、実施
例５の場合は殆どパワーは小さくなり２．５ｍｍとな
る。なお、実施例５の場合には、縁厚に余裕があり、軸
上厚を小さくすることも可能である。

【０１０８】｜Ｐ／σ｜を小さくすると偏向点側のレン
ズ（ＬＳ１）の軸上厚を小さくすることが可能である。
しかし｜Ｐ／σ｜＜１とすると、実施例５の場合は非球
面形状の関係も含めて、偏向点側のレンズ（ＬＳ１）は
全体的に凹メニス、あるいは両凹レンズに近い形とな
り、軸上厚が最大厚とならなくなる。このため偏向点側
のレンズ（ＬＳ１）は｜Ｐ／σ｜＝１周辺で２枚のレン
ズで構成される走査レンズの偏向点側のレンズ（ＬＳ
１）において最大厚を減らすという意味でのコスト低減
は限界となる。

【０１０９】また、実施例３から５、実施例６、実施例
７のように被走査媒体側のレンズ（ＬＳ２）の偏向点側
の面の主走査主曲面が凹形状とするような同一条件の場
合、｜Ｐ／σ｜が小さくなければ｜Δ４／（σ・θｍａ
ｘ²）｜は大きくなり、非球面量（あるいは主走査主曲
面における非円弧量）は大きくなる。このため被走査媒
体側の最大厚は同じ軸上厚みでも｜Ｐ／σ｜が小さくな
ると大きくなり、成形サイクルタイムが増加する方向と
なり、コスト高となる。

【０１１０】しかしながら、｜Ｐ／σ｜が小さくなるこ
とにより、その他は略同じ条件であればＳＤ／σは小さ
くなる。実施例４、実施例５、実施例７の場合は走査レ
ンズの主走査側の焦点距離側ｆｍは負あるいは、きわめ
て∞に近い正であり、この場合ＳＤ／σは負となってい
る。このため｜Ｐ／σ｜を小さくすることにより、より
コンパクト化が可能となる。

【０１１１】実施例３、実施例４、実施例５では偏向点
側のレンズ（ＬＳ１）について偏向点側の面を球面、被
走査媒体側の面を非球面として、０．００１＜（Δ２−
Δ１）／（σ・θｍａｘ²）＜０．００６を満足してい
る。

【０１１２】これに対して、実施例６は実施例３と同じ
σで同じＰであるが、偏向点側のレンズ（ＬＳ１）の両
面ともに主走査方向主曲線を非円弧化（非球面化）した
もので、同様に実施例７は実施例４と同じσ、Ｐである
が偏向点側レンズ（ＬＳ１）の偏向点側の面を非球面
化、被走査媒体側の面を球面としたものである。

【０１１３】そして実施例６、実施例７は０．００１＜
（Δ２−Δ１）／（σ・θｍａｘ²）＜０．００８を満
たすものとなっている。

【０１１４】〈実施例８〉実施例８は、σ＝２００ｍｍ
と上記の実施例に比べて比較的走査係数の長い実施例で
あり、θｍａｘ＝０．５２５ｒａｄである。実施例４、
７と同じく｜Ｐ／σ｜＝１．１４２９である。被走査媒
体側のレンズ（ＬＳ２）の被走査媒体側の面は近軸にお
いては凹面で、実施例１から５、実施例６、実施例７と
同様であるが、偏向点側の面における主走査主曲面は凸
面となっている。このためσ／ｆ２＝−０．００５９と
負でありながら実施例１から５、実施例６、実施例７よ
り大きい値となり、−０．７＜σ／ｆ２＜０．０となっ
ている。

【０１１５】これにより、実施例８の被走査媒体側のレ
ンズ（ＬＳ２）に軸上厚Ｄｉは７．５ｍｍと実施例１か
ら５、実施例６、実施例７よりも大きくなる。しかしな
がら、｜Δ４／（σ・θｍａｘ²）｜は実施例４、実施
例７に比べて小さい。また、成形を含めて加工をし易い
面にできる。また、最大厚は軸上厚となるため被走査媒
体側のレンズの成形サイクルタイムとしては実施例５の
ような軸上厚は小さいが最大厚の大きいレンズに比べて
大きな増加はない。

【０１１６】〈実施例９〉実施例９は、実施例７と同様
にσ＝１７５ｍｍであり、Ｐ＝２００ｍｍである。ま
た、偏向点側のレンズ（ＬＳ１）において偏向点側の面
は光学的に軸対称非球面、被走査媒体側の面は球面であ
る。被走査媒体側のレンズ（ＬＳ２）は被走査媒体側の
面は近軸においては凹面、偏向点側の面における主走査
方向主曲線は凸面となっている。他の実施例と異なりσ
／ｆ２は正の値であり大きい。このため、軸上厚は１１
ｍｍと大きくなり、被走査媒体側のレンズ（ＬＳ２）の
成形サイクルは他の実施例に比べて大きくなってくる。
しかし、実施例８と同様に最大厚は軸上厚となり、厚み
は光軸から離れるに従い単調減少となり、成形を含めた
加工はし易いものとなっている。

【０１１７】なお、実施例１から９において、偏向点側
のレンズ（ＬＳ１）の焦点距離ｆ１はすべて正の値であ
る。

【０１１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、走
査光学系の２枚の樹脂製走査レンズのそれぞれについ
て、各々少なくとも１つの面は主走査方向の主曲線は非
円弧にすることで、コンパクトで、広画角で、しかも加
工が容易で、さらに像面湾曲、リニアリティーが良く補
正された性能のよい走査光学系となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の主走査及び副走査断面図で
ある。

【図２】本発明の実施例２の主走査断面図である。

【図３】本発明の実施例３の主走査断面図である。

【図４】本発明の実施例４の主走査断面図である。

【図５】本発明の実施例５の主走査断面図である。

【図６】本発明の実施例６の主走査断面図である。

【図７】本発明の実施例７の主走査断面図である。

【図８】本発明の実施例８の主走査断面図である。

【図９】本発明の実施例９の主走査断面図である。

【図１０】本発明の走査光学系の説明するための図であ
る。

【図１１】本発明の走査光学系の説明するための図であ
る。

【図１２】本発明の走査光学系のアナモフィックレンズ
を説明するための図である。

【図１３】本発明のレンズの実施例１のリニアリティー
と像面湾曲収差図を示す図である。

【図１４】本発明のレンズの実施例２のリニアリティー
と像面湾曲収差図を示す図である。

【図１５】本発明のレンズの実施例３のリニアリティー
と像面湾曲収差図を示す図である。

【図１６】本発明のレンズの実施例４のリニアリティー
と像面湾曲収差図を示す図である。

【図１７】本発明のレンズの実施例５のリニアリティー
と像面湾曲収差図を示す図である。

【図１８】本発明のレンズの実施例６のリニアリティー
と像面湾曲収差図を示す図である。

【図１９】本発明のレンズの実施例７のリニアリティー
と像面湾曲収差図を示す図である。

【図２０】本発明のレンズの実施例８のリニアリティー
と像面湾曲収差図を示す図である。

【図２１】本発明のレンズの実施例９のリニアリティー
と像面湾曲収差図を示す図である。

【符号の説明】

１第１面２第２面３第３面４第４面５像面ＬＳ１レンズＬＳ２レンズｐ偏向点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と入射光学系と偏向器と走査光学系
と被走査媒体からなり、前記入射光学系は光源より発す
る光束を前記偏向器による走査方向である主走査方向に
おいては収束光とし、走査方向に垂直の副走査方向にお
いては偏向器近傍で結像する作用を有する走査光学装置
の走査光学系において、前記偏向器の偏向面で略等角速
度で偏向された光束を被走査面上に略等速で走査し結像
させながら作用する走査光学系であって、前記走査光学
系はそれぞれ樹脂製の２枚のレンズにより構成される走
査レンズで構成し、前記２枚のレンズで構成される走査
レンズのそれぞれについて各々少なくとも１つの面は主
走査方向の主曲線は非円弧であることを特徴とする走査
光学系。
【請求項２】 −０．１５≦ＳＤ／σ≦０．１但し、ＳＤ＝Ｄ＋ＨＨ１＋ＯＨ’（σ）ＯＨ’（σ）＝−ｆｍ・Ｄ／（ｆｍ＋Ｐ−Ｄ）であり、Ｄ；偏向器の偏向点から２枚のレンズで構成される走査
レンズの主走査方向における前側（物体側）主点までの
光軸方向の距離で、符号は偏向点から被走査媒体方向を
正ＨＨ１；２枚のレンズで構成される走査レンズの主走査
方向における前側主点から後側主点までの距離で、符号
は偏向点から被走査媒体方向を正ｆｍ；２枚のレンズで構成される走査レンズの主走査方
向における焦点距離Ｐ；主走査方向に於ける偏向器に入射する偏向器の偏向
点から２枚のレンズから構成される走査レンズが存在し
ない時の光軸上の収束点までの距離 σ；主走査方向の近軸周辺において、偏向器の偏向面で
反射された光束と光軸のなす角の微小変位をｄθ（ｒａ
ｄ）とし、その光束が像面に於ける光軸からの像高の微
小変化をｄＹ（ｍｍ）とした時、σ＝ｄＹ／ｄθ｜θ＝
０で表す係数なる条件を満足するように構成したことを
特徴とする請求項１記載の走査光学系。
【請求項３】 −０．１５≦ＳＤ／σ≦０．０６なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項２記載の走査光学系。
【請求項４】走査光学系の印字範囲に対応する片側最
大画角θｍａｘが０．４５ｒａｄ以上、０．８５ｒａ
ｄ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれ
か１項記載の走査光学系。
【請求項５】主走査方向の近軸周辺において、偏向器
の偏向面により反射された光束と光軸のなす角の微小変
位をｄθ（ｒａｄ）とし、その光束が像面における光軸
からの像高さの微小変化をｄＹ（ｍｍ）としたとき、σ
＝ｄＹ／ｄθ｜θ＝０で表す係数をσとし、主走査方向
に於ける収束光の偏向器の偏向点から２枚のレンズで構
成された走査レンズが存在しない時の光軸上の収束点ま
で間の距離をＰとして、０．７≦｜Ｐ／σ｜≦２．０なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項１から４のいずれか１項記載の走査光学系。
【請求項６】１．０≦｜Ｐ／σ｜≦２．０なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項５記載の走査光学系。
【請求項７】１．２≦｜Ｐ／σ｜≦２．０なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項５記載の走査光学系。
【請求項８】０．７≦｜Ｐ／σ｜≦１．２なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項５記載の走査光学系。
【請求項９】０．７≦｜Ｐ／σ｜≦１．０なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項５記載の走査光学系。
【請求項１０】０＜（Δ２−Δ１）／（θｍａｘ²・
σ）＜０．０１但し、Δ１：２枚のレンズで構成される走査レンズのう
ち偏向器側レンズの偏向器側の面の主走査方向に於いて
の印字範囲に相当する最大有効径（最周辺）に於ける実
際の主走査方向主曲線での位置と光軸周辺での主走査方
向近軸曲率半径Ｒ１を有する基準円弧との光軸方向の差
（単位ｍｍ）で、光軸から遠ざかるほど面が基準円弧に
対して被走査媒体側に変位している場合を正、面が円弧
の場合はΔ１＝０である。また、主走査方向主曲線とは
光軸を含んだ主走査方向の断面と各レンズ面が交差する
曲線を意味する Δ２：２枚のレンズから構成される走査レンズのうち偏
向器側レンズの被走査媒体側の面の主走査方向に於いて
の印字範囲に相当する最大有効径（最周辺）に於ける実
際の主走査方向主曲線での位置と光軸周辺での主走査方
向近軸曲率半径Ｒ２を有する基準円弧との光軸方向の差
（単位ｍｍ）で、光軸から遠ざかるほど面が基準円弧に
対して、被走査媒体側に変位している場合を正とし、面
が円弧の場合はΔ２＝０である。また、主走査方向主曲
線とは光軸を含んだ主走査方向の断面と各レンズ面が交
差する曲線を意味する θｍａｘ；走査光学系の印字範囲に相当する片側最大
画角（ｒａｄ） σ；主走査方向の近軸周辺において、偏向器の偏向面で
反射された光束と光軸のなす角の微小変位をｄθ（ｒａ
ｄ）とし、その光束が像面に於ける光軸からの像高の微
小変化をｄＹ（ｍｍ）とした時、σ＝ｄＹ／ｄθ｜θ＝
０で表す係数なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項１から９のいずれか１項記載の走査光学系。
【請求項１１】０．００１＜（Δ２−Δ１）／（θｍ
ａｘ²・σ）＜０．００８なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項１０記載の走査光学系。
【請求項１２】偏向点側のレンズのうち、光軸を含ん
だ主走査方向の断面と各レンズ面が交差する曲線の主走
査方向主曲線において、被走査媒体側の面が非円弧で偏
向点側の面が円弧であり、０．００１＜（Δ２−Δ１）／（θｍａｘ²・σ）＜
０．００６なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項１０記載の走査光学系。
【請求項１３】走査光学系のうち、少なくとも被走査
媒体側のレンズの被走査媒体側の面が主走査方向主曲線
は非円弧で、該面の近軸に於ける曲率半径の基準円弧よ
りも印字幅に相当する最大有効径で光軸方向において偏
向点側にあることを特徴とする請求項１から１２のいず
れか１項記載の走査光学系。
【請求項１４】走査光学系のうち被走査媒体側のレン
ズの主走査側焦点距離ｆ２とすると、 −１．０＜σ／ｆ２＜０．０２但し、σ；主走査方向の近軸周辺において、偏向器の偏
向面で反射された光束と光軸のなす角の微小変位をｄθ
（ｒａｄ）とし、その光束が像面に於ける光軸からの像
高の微小変化をｄＹ（ｍｍ）とした時、σ＝ｄＹ／ｄθ
｜θ＝０で表す係数なる条件を満足するように構成した
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載
の走査光学系。
【請求項１５】 −０．７＜σ／ｆ２＜０．００なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項１４記載の走査光学系。
【請求項１６】 −０．７＜σ／ｆ２＜−０．２なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項１４記載の走査光学系。
【請求項１７】 −０．５＜σ／ｆ２＜−０．２なる条件を満足するように構成したことを特徴とする請
求項１４記載の走査光学系。
【請求項１８】被走査媒体側のレンズの被走査媒体側
の面が主走査方向の光軸周辺において凹面であることを
特徴とする請求項１４または請求項１５記載の走査光学
系。
【請求項１９】被走査媒体側のレンズの被走査媒体側
の面が主走査方向の光軸周辺において凹面であることを
特徴とする請求項１６または請求項１７のいずれか１項
記載の走査光学系。
【請求項２０】被走査媒体側のレンズの偏向点側の面
が主走査方向主曲線の光軸周辺において凹面であること
を特徴とする請求項１８または請求項１９記載の走査光
学系。
【請求項２１】被走査媒体側のレンズの偏向点側の面
が主走査方向主曲線の光軸周辺において凸面であること
を特徴とする請求項１８記載の走査光学系。
【請求項２２】２枚のレンズから構成される走査レン
ズのうち、少なくとも１つは主走査方向に光軸から離れ
るに従い副走査方向のパワーが変化するアナモフィック
ス面を含むアナモフィックレンズであることを特徴とす
る請求項１から２１のいずれか１項記載の走査光学系。
【請求項２３】２枚のレンズから構成される走査レン
ズのうち、少なくとも１つは主走査方向に光軸から離れ
るに従い副走査方向のパワーが変化するアナモフィック
面を含むアナモフィックレンズであり、前記アナモフィ
ック面の副走査側の曲率半径は主走査方向に光軸からは
なれるに従い増加することを特徴とする請求項２２記載
の走査光学系。
【請求項２４】前記アナモフィックレンズが被走査媒
体側のレンズであることを特徴とする請求項２２記載の
走査光学系。