JPS63210815A

JPS63210815A - 記録装置

Info

Publication number: JPS63210815A
Application number: JP4292887A
Authority: JP
Inventors: Muneo Tokita; 宗雄時田; Jiro Nagata; 永田　二郎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1988-09-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えばレーザープリンタ等の記録装置に関す
る。

（従来の技術）例えばレーザープリンタにおいては、第２１図に示すよ
うに、レーザー発生器（図示しない。）により発生され
たレーザービームＬが回転多面鏡２により偏向走査され
、この偏向走査されたレーザービームＬが第１のｆθレ
ンズ４、第１のミラー６、第２のミラー８、第２のｆθ
レンズ１０を順次経て感光体ドラム１２」二に導かれる
。これにより予め帯電チャージャ１４により帯電された
感光体ドラム１２が露光され、静電潜像が形成される。

なお、図中、１６は現像装置、１８は転写チャージャ、
２０は定着装置、２２は排紙トレイ、２４はクリーニン
グ装置、２６は除電ランプ、２８は給紙カセット、３０
は手差し給紙ガイドである。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来の第１のｆθレンズ４は球面レンズ
であり、第２のｆθレンズ１０は光入射面と光射出面の
いずれか一方が円弧を回転させてできるトーリック而と
されたトーリックレンズであるため、ｆθレンズ特性を
満足することができる回転多面鏡２の走査角は最大±３
０度程度である。したがって、回転多面鏡２から感光体
ドラム１２までの光路が比較的長くなり、これにより装
置の大型化および高価格化を惹起するという問題があっ
た。

本発明は前記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、装置の小型化および低価格化が図れ
るようにした記録装置を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、前記問題点を解決するために、情報に応じて
変調された光を発生する光発生手段と、この光発生手段
により発生された光を偏向走査する偏向走査手段と、こ
の偏向走査手段により偏向走査された光を記録媒体上に
結像するｆθレンズ系とを具備し、このｆθレンズ系は
、上記偏向走査され上記記録媒体上に導かれる光の光路
上に上記偏向走査手段側から順に配置された第１および
第２のレンズを有し、これら第１および第２のレンズの
それぞれの光入射面および光射出面をそれぞれ非球面形
状としたことを特徴とするものである。

（作用） ±４５°程度の広い走査角に対してもｆθレンズ特性を
満足させ、偏向走査手段から記録媒体に至る光路を短く
する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第２図は本発明に係る記録装置としてのレーザープリン
タを示すものであり、この図中５２は筐体である。この
筺体５２内の中央部には矢印方向に回転される感光体ド
ラム（記録媒体）５４が設けられ、この感光体ドラム５
４の下方には露光装置５６が設けられている。この露光
装置５６は、画像情報に基づいて感光体ドラム５４上の
所定部位を露光するもので、この露光部位から感光体ド
ラム５４の回転方向に沿って順に、現像装置５８、転写
ローラ６０、除電ランプ６２、および帯電チャージャ６
４が配置されている。また、筺体５２の底部には着脱自
在な給紙カセット６６が、筐体５２内の上部には定着装
置６８が、それぞれ設けられている。給紙カセット６６
内の用紙ｐは、まず、給紙ローラ７０によって給出され
、その後アライニングローラ７２によりて整位される。

ついで、この整位された用紙ｐは、感光体ドラム５４と
転写ローラ６０との間の転写部および定着装置６８を順
次通過して一対の排紙ローラ７４へ送られ、この排紙ロ
ーラ７４によって筺体５２上部の排紙トレイ７６上に排
紙される。なお、７８は給紙カセット６６と排紙トレイ
７６との間に配置された制御装置である。

しかして、画像形成時には、先ず、感光体ドラム５４の
表面が帯電チャージャ６４によって一様に帯電される。

ついで、この帯電された感光体ドラム５４が露光装置５
６によって露光走査される。

これにより静電潜像が感光体ドラム５４上に形成される
。ついで、現像装置５８によってこの静電潜像に現像剤
が供給され、これにより静電潜像が顕像化され、現像剤
像が形成される。ついで、この現像剤像は転写部におい
て転写ローラ６０によっで用紙ｐ上に転写される。この
用紙ｐ上に転写された現像剤像は定着装置６８によって
用紙ｐ上に定着され、その後排紙ローラ７４によって排
紙トレイ７６上に排紙される。一方、現像剤像が用紙ｐ
上に転写された後の感光体ドラム５４の表面は除電ラン
プ６２によって除電され、次のサイクルのために準備さ
れる。

第３図および第４図に示すように、上記筺体５２の底部
には穴８０が設けられ、この穴８ｏを介して上記露光装
置５６の着脱が行われる。この露光装置５６のケース８
２の両側面にはそれぞれＬ字状の溝８４が設けられ、ま
た、これら以外の一画面に凹部８６が設けられている。

一方、筐体、５２には、上記溝８４と係合する一対のピ
ン８８および上記凹部８６に嵌合する凸部９ｏが設けら
れている。露光装置５６を筺体５２に取付ける際には、
上記ピン８８に溝８４を合せて筺体５２の下部から露光
装置５６を挿入し、その後水平方向にスライドさせ、ピ
ン８８が溝８４の端に位置したところで筺体５２の凸部
９０とケース８２の凹部８６とが嵌合する。これにより
露光装置５６は上下方向および回転方向に対しての移動
が規制され、感光体ドラム５４に対して位置決めされる
。

露光装置５６はこの位置決めされた状態でねじ９２によ
って筺体５２に固定される。これにより、露光装置５６
は独立的に着脱することができ、また、ねじ９２を外し
た状態でも定位置で保持されるので、組立性が良いとと
もに、位置出し調整が不要である。

第５図および第６図に示すように、露光装置５６のケー
ス８２の上面にはレーザーユニット９４が設けられてい
る。このレーザーユニット９４には半導体レーザー９６
およびコリメータレンズ９８が一体的にセットされてい
る。この半導体レーザー９６は画像情報に応じて変調さ
れたレーザービームＬを発生するもので、この発生され
たレーザービームＬはコリメータレンズ９８によって平
行化される。また、このレーザーユニット９４は半導体
レーザー９６から発せられたレーザービームＬの光軸（
すなわちコレメートレンズ９８により平行化されたレー
ザービームＬの光軸）を回転軸心として回転自在に取付
けられている。

さらに、レーザーユニット９４は、半導体レーザー９６
から発せられたレーザービームＬの光軸が後述する回転
多面鏡１００と第１のｆθレンズ１０２との間の光走査
面に略垂直になるように、ケース８２に取付けられてい
る。

第５図に示すように、ケース８２の内部にはプリズムユ
ニット１０４が設けられている。このプリズムユニット
１０４は２個の三角プリズム１０６を存しており、これ
ら三角プリズム１０６は、その頂角が同じ向きとなるよ
うに、その両端がそれぞれ１個の板ばね１０８によって
保持部材１１０に保持されている。そして、コリメータ
レンズ９８によって平行化されたレーザービームＬは、
この２個の三角プリズム１０６によって感光体ドラム５
４上で適当なスポットサイズになるように断面形状の一
方向のみ縮小され、同時に、略直角方向に偏向される。

また、この保持部材１１０はケースに設けられた穴１１
２に回転自在に嵌合されているとともにねじ１１４によ
って所望の位置で固定されている。したがって、このね
じ１１４によって保持部材１１０の回転位置を微調整す
ることで、三角プリズム１０６からの射出光を所望の方
向に微調整することができる。

第６図に示すように、ケース８２の内部には偏向走査装
置（偏向走査手段）１１６が設けられている。この偏向
走査装置Ｗ１１６は、モータ１１８を有し、このモータ
１１８はケース８２の上壁部に取付けられている。この
モータ１１８のシャフト１２０は下方へ傾斜して突出し
ており、このシャフト１２０には回転多面鏡１００が取
付けられている。この回転多面鏡１００は、三角プリズ
ム１０６．１０６により偏向されたレーザービームＬを
感光体ドラム５４上の記録領域に対応する幅だけ偏向走
査するものである。ここで、回転多面鏡１００は、±４
５＠程度の広角走査が行なえるように、側面に６個の反
射面１２２を存する六角柱状のものが用いられている。

すなわち、回転多面鏡１００から感光体ドラム５４まで
の距離は、第２１図に示す従来装置が２６１　ａｒｍで
あるのみ対し、２５８ａｖである。また、従来装置はＡ
４サイズ用であるので、２１０１１１の幅−の被走査部
を焦点距離ｆ−２１５＋ｕ＋のｆθレンズで走査すると
、θ−（１／２　）　Ｘ　（２１０／ｆ）（ｒａｄ　）
　＝　（１／２　）　Ｘ　（２１０／２１５　）　Ｘ　
（１８０／π）−±２８＠で済み、回転多面鏡としては
側面に８個の反射面を存する八角柱状のものが用いられ
ているが、本実施例の装置はＡ４サイズ用であるので有
効焦点距離ｆを略同−の２０９ｍ−とし、２９７ｍｍの
幅の被走査部を走査するとしてθ−（１／２　）　Ｘ　
（２９７／２０９　）　Ｘ　（１８０／π）−±４１″
の画角が必要となる。このため、六角柱状のものが用い
られている。

また、上記ケース８２内には第１と第２のｆθレンズ１
０２．１２４からなるｆθレンズ系１２６および第１と
第２のミラー１２８．１３０が設けられている。第２の
ｆθレンズ１２４は」二部に設けられ、第２のミラー１
３０はモータ１１８の近傍に配置されている。上記回転
多面鏡１００によって偏向走査されたレーザービームＬ
は、第１のｆθレンズ１０２を通過後、第１と第２のミ
ラー１２８．１３０で順次反射されされる。

第２のミラー１３０で反射されたレーザービームＬは、
回転多面鏡１００と第１のｆθレンズ１０２との間を通
過し、さらに第２のｆθレンズ１２４を通過した後、感
光体ドラム５４上で集光されかつ感光体ドラム５４の幅
方向（主走査方向）に走査される。ここで、第１のｆθ
レンズ１０２の幅は、有効走査角がたとえば±４０＠と
なるように設定されている。第１のｆθレンズ１０２が
正の屈折率を有することから、第２のｆθレンズ８４の
幅は、有効走査角がたとえば±３２°となるように設定
されている。第２のｆθレンズ１２４の一端側には第３
のミラー１３２が設けられ（第４図参照）、この第３の
ミラー１３２は、走査角＋３２＠以上のレーザービーム
Ｌがモータ１１８のシャフト１２０と直交する方向に反
射されその一部のレーザービームＬが光電変換素子１３
４で検出されるように、配置されている。光電変換素子
１３４は記録開始位置を制御するための信号を得るもの
である。

上記第１および第２のｆθレンズ　１０２゜１２４のそ
れぞれの光入射面１０２ａ、１２４ａおよび光射出面１
０２ｂ、１２４ｂはそれぞれ非球面形状に形成されてい
る。

すなわち、第１図に示すように、第１のｆθレンズ１０
２は、光入射面１０２ａが凹面、光射出面１０２ｂが凸
面であって、正の屈折力を有するレンズである。第２の
ｆθレンズ１２４は、光入射面１２４ａおよび光射出面
１２４ｂのいずれも光軸部分１２４ａｌが凹面、その両
側部分１２４ａ２が凸面であって、少なくとも光軸上で
は負の屈折力を有するレンズである。

ここで、第１および第２のｆθレンズ１０２゜１２４の
それぞれの光入射面１０２ａ、１２４ａおよび光射出面
１０２ｂ、１２４ｂはそれぞれ、三次元座標において、
偏向面をｙ−ｚ”Ｖ面、光軸を２軸とすると、ｙ−ｚ平
面上でのレンズ面の高さ２と距離ｙとの関係式％式％但し、ＲＤは曲率半径、ＡＤ、ＡＥ、ＡＦ。

ＡＣはそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数
で、１ＡＤｌ＋ｌ八Ｅｌ＋１ＡＰＩ＋・・・≠０である
。

そして、第１のｆθレンズ１０２は、光入射面１０２ａ
の曲率を１／　Ｉ　ＲＤｌ　１−光射出面１０２ｂの曲
率を１／ＩＲＤ２＋とすると、の関係が成立つようにな
っている。なお、レンズ面が物体側（半導体レーザー９
６側）に対して凹の時ＲＤは負である。

また、第２のｆθレンズ１２４は、光入射面１２４ａの
曲率を１／１ＲＤ３１、光射出面１２４ｂの曲率を１／
１ＲＤ４　ｌとすると、の関係が成立つようになってい
る。

さらに、第１のｆθレンズ１０２の光入射面１０２ａお
よび光射出面１０２ｂ、第２のｆθレンズ１２４の光入
射面１２４ａは、上記の関係式で表わされる曲線２を光
軸（２軸）のまわりに回転させた形状に形成されている
。

また、第２のｆθレンズ１２４の光射出面１２４ｂは、
上記の関係式で表わされる曲線２をｙ軸に平行でかつ光
軸（２軸）上のレンズ面がらｚ−ｃｖｘの距離にある直
線を回転軸として回転して得られるトーリック面に形成
されている。

ここで、ＡＤ、ＡＥ、ＡＦ、ＡＧの範囲は、レンズの最
大半径をＡＰとすると、ＩＡＤＩ　＜１００７（ＡＰ）　’　、　　ＩＡＥＩ　
＜ｔｏｏ／（ＡＰ）　６゜ＩＡＦＩ　＜１００／（ＡＰ
）　８．　　ＩＡＧＩ　＜１００／（ＡＰ）　ＩＯの範
囲にある。この範囲は、次数に対し係数が大きすぎない
ようにし、レンズがあまり不格好な形状にならない範囲
である。

なお、上記トーリック面を表わす方程式は、第７図にお
いて、曲線２と光軸（２軸）との交点をｚ−０、回転軸
の位置をｚ−１／ｃｖｘとすれば、上記の曲線２を表わ
す式と、ｘ２＋　（１／ｃｖｘ　−Ｚｌ　）　２＝　（１／ｃｖ
ｘ　−ｚ）とから、１／ｃｖｘ　−（１／ｃｖｘ−ｚｌ）　２＋ｘ２＋＾Ｄ
ｙ’　＋ＡＥｙ６＋ＡＰｙ８＋ＡＧｙ１０＋・・・とな
る。また、曲線２は、ｙ−ｚ平面内すなわちビーム偏向
面内にあるが、感光体ドラム５４からの迷光等を考慮す
る場合、ｙ−ｚ平面から少しずらしても良い。

また、第１のｆθレンズ１０２の光入射面１０２ａと、
回転多面鏡１００でのレーザービームＬの反射点との距
離ノは、第１および第２のｆθレンズ１０２，１２４を
組合せた焦点距離をｆとすると、ノーｆ／１５〜ｆ／３
の範囲に設定されている。例えばこの距離ノは３０ｆｌ
ｌＩＩｌであり、また、ｆ−２０９＋ｕ＋とすると、こ
の場合、！！／ｆ−３０／２０９−１／７である。

また、第１のｆθレンズ１０２は、そのｆθ特性の歪率
（ｙ−ｆθ）／ｙ　　［ｙは像面でのビーム位置］が１
０％以内となるように設定され゛ている。

また、第２のｆθレンズ１２４の光射出面１２４ｂから
像面（感光体ドラム５４）までの距離ｄは、第１および
第２のｆθレンズ１０２゜１２４を組合せた焦点距離を
ｆとすると、ｄｍｆ／２２〜ｆ／３の範囲に設定されて
いる。例えばこの距離ｄは３０■であり、また、ｆ■２
０９Ｉ■とすると、この場合、ｄ／　ｆ　−３０／２０
９−１／７となる。

また、第２のｆθレンズ１２４は、偏向面内の光束によ
って作られる像面湾曲の修正量が０〜３０＋ｕｉ程度と
なるように設定されている。

上記第１および第２のｆθレンズ　１０２゜１２４はた
とえばアクリル等のプラスチック材で類１１１Ｎ形状に
形成されている。また、第２のｆθし　。

ンズ１２４は、第８図〜第１１図に示すように、相対向
する２面の周縁部を除く部分（使用部）１４０を光軸に
沿う方向に凹ませた断面凹状に形成されている。そして
、この使用部１４０に光入射面１２４ａおよび光射出面
１２４ｂが形成され、その周縁部が補強部１４２となっ
ている。また、光入射面１２４ａおよび光射出面１２４
ｂが形成されていない面には断面凹状に肉取りした肉取
り部１４４が形成されている。

以上の構成によれば、以下の作用効果を得ることができ
る。

（１）　第１および第２のｆθレンズ１０２゜１２４の
それぞれの光入射面１０２ａ、１２４ａおよび光射出面
１０２ｂ、１２４ｂを非球面形状としたので、±４５″
程度の広い走査角に対してｆθ特性を満足することがで
きるとともに像面湾曲を補正することができる。これに
より、装置の小型化および低価格化が図れる。

すなわち、半導体レーザー９６の変調は通常時間に比例
して行われる。一方、回転多面鏡１００は一定の角速度
で回転する。この回転多面鏡１００に平行化されたレー
ザービームＬが入射した場合を無限遠の物点と考えると
、物点の高さは、回転多面鏡１００の入射角θに対して
ｔａｎθに比例する。しかしながら、反射されたレーザ
ービームＬは第１および第２のｆθレンズ　１０２゜１
２４によって歪曲され、入射角θに比例した像高ｙが得
られる。この像高ｙはｙ−ｆθ（ｒａｄ）で表わされる
。ここで、ｆが焦点距離としてでなく、比例係数として
一定となるような非球面に第１および第２のｆθレンズ
が形成され°ている。したがって、広い走査角に対して
も十分なｆθ特性を満足することができる。

この場合、第１のｆθレンズ１０２は、光入射面１０２
ａが凹面、光射出面１０２ｂが凸面であって、正の屈折
力を有する非球面レンズであり、第１２図に示すような
ｆθ特性を示し、また像面湾曲も生じる。しかしながら
、第２のｆθレンズ１２４は、光入射面１２４ａおよび
光射出面１２４ｂのいずれも光軸部分１２４ａｌが凹面
、その両側部分１２４ａ２が凸面であって、光軸上では
負の屈折力を有する非球面レンズであるため、光軸部分
では負の屈折力ををするが、光軸から離れるにしたがっ
て一旦正の屈折力を有することに４る。したがって、第
１のｆθレンズ１０２のｆθ特性とｙ−ｚ平面内の光束
によって作られる像面の湾曲を補正することができる。

す方わち、第１のｆθレンズ１０２の屈折力が正の時、
第２のｆθレンズ１２４の屈折力が負となるので、ペッ
ツバール曲率を可及的に０に近似することができ、これ
により±４５度程度の広い走査角に対してもｆθ特性を
満足することができるとともにｙ−、ｚ・平面内の光束
によって作られる像面の湾曲を防止することができる。

したがって、レーザービームＬを広い走査角で走査する
ことができるので、回転多面鏡１００から感光体ドラム
５４に至る光路を短くすることができ、これにより装置
の小型化が図れる。また、ｙ−ｚ平面上において平行レ
ーザービームＬを感光体ドラム５４上に集光させること
ができるので、解像力を向上させることができる。

また、第２の【θレンズ１２４の光射出面１２４ａをト
ーリック面としたので、ｙ−ｚ平面上における像面湾曲
補正とは別個に、ｘ−ｚ平面と直交する断面内の光束に
よって作られる像面の湾曲すなわちＸ軸方向（副走査方
向）への面倒れを補正することができる。すなわち、工
作精度等により回転多面鏡１００の反射面１２２が傾い
ていても、レーザービームＬをｙ−ｚ平面上で集光させ
ることができる。ザなわち、副走査方向における面倒れ
補正像面を、ｙ−ｚ平面上における平行レーザービーム
の焦点すなわち像面と一致させることができる。

なお、回転多面鏡１００の回転に伴って反射面１２２で
の反射点も、たとえば２ａ＋ｍ程度移動するが、この反
射点の移動は入射レーザービームＬの光軸に沿っている
ので、反射が入射に対して直角である場合は、瞳の移動
として取扱うことができ、像の位置には影響しないと考
えられる。しかしながら、入射レーザービームＬの径に
対応した焦点深度は面倒れ補正光学系として必要である
。ここで、焦点深度は、トーリック面であるところの第
２のｆθレンズ１２４の光射出面１２４ｂをできるだけ
像側すなわち感光体ドラム５４に近付けた方が縦倍率が
小さくなるので、深くなり、面倒れ補正に対して有利と
なる。焦点深度としては、例えばビーム径±２．５ｍｍ
程度が要求される。

（２）　第１のｆθレンズ１０２の光入射面１０２ａお
よび光射出面１０２ｂを非球面形状とし、第１のｆθレ
ンズ１０２の光入射面１０２ａと回転多面鏡１００の反
射面１２２でのレーザービームＬの反射点との距Ｒ１を
　、ｆｆ−ｆ／１５〜ｆ／３としたので、回転多面鏡１
００と第１のｆθレンズ１０２との間を、第２のミラー
１３０で反射したレーザービームＬが回転多面鏡１００
と第１のｆθレンズ１０２との間を通過できるような間
隔とすることができる。

すなわち、Ｉ！　−ｆ　／　＋５−１４　（ａｍ）とす
ると、回転多面鏡１００の外端と第１のｆθレンズ１０
２の光入射面１０２ａとの間が２ｍｍとなり、これ以下
（、ｉ’＜１／１５）では第２のミラー１３０で反射さ
れたレーザービームＬｔ−ｉｔ過させることができなく
なる。逆に、ノを大きくとると、第１のｆθレンズ１０
２が第１のミラー１２８に当たってしまい、しかも、第
１および第２のｆθレンズ１０２．１２４を長くかつ厚
くしなければならないため、レンズ素材が多く必要かつ
成形時間も多くかかり、コスト高となる。このような設
計上の理由から、ノは最大ｆ　／１５　（、ｌ’　＜　
ｆ　／１５）が望ましい。

また、第１のｆθレンズ１０２は、そのｆθ特性の歪率
（ｙ−ｆθ）／ｙ　　［ｙは像面でのビーム位置］が１
０％以内となるようにしたので、第２のｆθレンズ１２
４での歪みと偏向面内における光束によって作られる像
面の湾曲との両方を大きく補正することができる。

すなわち、第１のｆθレンズ１０２は第２のｆθレンズ
１２４と組合せて本来の性能を発揮するが、歪みに関し
ては第１のｆθレンズ１０２によってかなりのところま
で補正しておかなければ、第２のｆθレンズで歪みと像
面湾曲との両方を大きく補正できない。したがって、第
１のｆθレンズ１０２によって歪みをかなりのところま
で補正しておくことにより、第２のｆθレンズ１２４を
主に像面湾曲の補正に用いることができる。ここで用い
られる第１のｆθレンズ１０２の歪みは、たとえば第１
２図に示すように、最大で＜ｙ−ｆθ）　／　ｙ−８，
７／１８４−５．３％であった。

（３）　第２のｆθレンズ１２４の光入射面１２４ａお
よび光射出面１２４ｂを、ｙ−Ｚ　、ＱＺ圃面上おける
レンズ面が上記曲線２で表わされる形状となる非球面形
状とし、しかも、第２のｆθレンズ１２４の光射出面１
２４ｂから感光体ドラム５４までの距離ｄをｄ−ｆ／２
２〜ｆ／３としたので、十分な面倒れ補正（偏向面に直
交する断面内の光束によって作られる像面の湾曲の補正
）が行なえるとともに設計」二において支障を生じない
。

すなわち、第２のｆθレンズ１２４を感光体ドラム５４
から離し過ぎると、モータ１１８に当たる等の支障が生
じる。また、トーリック面形状の光射出面の屈折力が弱
くなり、副走査方向（ｘ　−２平面に沿う方向）のビー
ム径が大きくなってしまう。さらに、ｄ−ｆ／３以上と
すると、十分な面倒れ補正が得られなくなる。逆に、ｄ
を小さくするにつれてレンズの厚さを厚くする必要があ
り、製作上不利となる。たとえばｄ−ｆ／２２以下では
レンズの厚さが２５＋ｇｍ以上となる。従って、ｄ−ｆ
／２２〜ｆ／３とすることが設計上望ましい。

また、第２のｆθレンズ１２４は、偏向面内の光束によ
って作られる像面の湾曲の修正量がＯ〜３０＋ａｍ程度
となるようにしたので、さらに十分な面倒れ補正を行な
うことができる。

すなわち、前述したように、第１のｆθレンズ１０２で
はｆθ特性を主としているので、像面湾曲を小さくでき
ない。このため、第２のｆθレンズ１２４の像面湾曲修
正能力は比較的大きい必要がある。しかし、第２のｆθ
レンズ１２４でｆθ特性の補正を若干行ない、かつ、面
倒れ補正も行なっているので、かなり大きな修正量を持
たせることは困難であり、しかも、第１のｆθレンズ１
０２で像面湾曲を３０ＩｌｌＩ１以内にすることができ
る。したがって、第２のｆθレンズ１２４のみの像面湾
曲の修正量は０〜３０ｍｍ程度で良いことになる。ここ
で、第１３図は第１のｆθレンズ１０２のみの場合の像
面湾曲を示している。偏向面内の光束によって作られる
像面の湾曲は７Ｉｌａ１程度であるが、これは第２のｆ
θレンズ１２４で補正される。また、偏向面に直交する
断面内の光束によって作られる像面の湾曲（面倒れ）は
２５＋ｎａｍ程度であるが、これは主に第２のｆθレン
ズ１２４のトーリック面形状の光射出面１２４ｂで補正
される。

（４）　第１および第２のｆθレンズ１０２゜１２４は
、プラスチック材で非球面形状に成形したので、高精度
かつ安価に提供することができる。

すなわち、この第１および第のｆθレンズ１０２．１２
４における収差特性は、第１４図〜第１６図に示すよう
に、常温（２５℃）においては、非常に良く補正されて
いる。主に、プラスチック材の屈折率の変化による温度
による変化でも一応使用範囲にある。

また、第１および第２のｆθレンズ１０２゜１２４はと
もに短面形状に形成したので、専有体積が小さくなり、
これにより成形時間が短くなり、コストが下げられる。

また、第２のｆθレンズ１２４は、相対向する２面の周
縁部を除く部分（使用部）１４０を光軸に沿う方向に凹
ませた断面凹状に形成し、この使用部１４０に光入射面
１２４ａおよび光射出面１２４ｂを形成したので、光入
射面１２４ａおよび光射出面１２４ｂを個々に形成する
ことができ、精度を向上することができる。

さらに、光入射面１２４ａおよび光射出面１２４ｂが形
成されていない面には断面凹状に肉取りした肉取り部１
４４を形成したので、強度を低下させることなく成形時
間を短縮することができる。

すなわち、精密なプラスチックレンズの成形には通常１
＋ａｍ厚さ当たり１分かかる。したがって、レンズの厚
さはなるべく薄い方が精度、コストの点で有利である。

しかし、短にレンズを薄くするだけではレンズが反って
しまう。また、レンズの使用部１４０は中央部の僅か１
ａ＋ｍ幅位の部分である。そこで、肉取り部１４４を設
けることにより、（５）　第２のミラー１３０で反射さ
れたレーザービームＬが回転多面鏡１００と第１のｆθ
レンズ１０２との間を通過するように第１および第２の
ミラー１２８，１３０を配置したので、従来のように第
１のｆθレンズ１０２と第１のミラー１２８との間を通
過する場合（第２１図に示す。）に比べ、回転多面鏡１
００と第１のミラー１２８との距離が短くなり、光学系
全体をコンパクトにすることができる。

（６）　第２のミラー１２８を回転多面鏡１００の近傍
に配置したので、第１のミラー１２８と回転多面鏡１０
０との距離が短くなり、光学系全体の小型化が図れる。

しかも、モータ１１８をケース８２の上壁部に取付け、
このモータ１１８のシャフト１２０に回転多面鏡１００
を斜め下向きに取付けたので、第２のミラー１３０を回
転多面鏡１００の近くに配置した場合に、モータ１１８
が邪魔にならない。

第１７図は第２のｆθレンズの変形例を示している。こ
の変形例における第２のｆθレンズ１５２の光射出面１
５２ｂはｘ−ｚ平面に平行な面で切断した俣きに切断面
の曲率が一定、すなわち第１８図に示すように距離ｙに
拘らず曲率が一定のトーリック面に形成されている。こ
のトーリック面の方程式は、上記の曲線２を表わす式と、（ｚ２−ｚ）　２＋ｘ２＝１／　ｃｖｘ２とから、＋Ａ
Ｄｙ’　＋ＡＥｙ＆＋ＡＰｙ８＋ＡＧｙ１０＋・・・と
なる。なお、光入射面１５２ａは上記第２のｆθレンズ
１２４の光入射面１２４ａと同じ構成である。

このような構成によれば、プラスチック成形用の雌型を
作るとき、特に、磨きの際に加工し易い。

第１９図は第２のｆθレンズの他の変形例を示している
。この変形例における第２のｆθレンズ１６２は、光入
射面１６２ａが凹面、光射出面１６２ｂが光軸部分１６
２ｂｌで凹面、その両側部分１６２ｂ２で凸面であって
、光軸上では負の屈折力を有するレンズである。

ここで、第２のｆθレンズ１６２の先入射面１６２ａお
よび光射出面１６２ｂはそれぞれ、三次元座標において
、偏向面をｙ−ｚ平面、光軸を２軸とすると、ｙ−ｚ平
面上でのレンズ面の高さ２と距離ｙとの関係式％式％但し、ＲＤは曲率半径、ＡＤ、ＡＥ、ＡＦ。

ＡＧはそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数
で、ＩＡＤＩ　＋　ＩＡＨＩ　＋　ＩＡＰＩ＋・・・≠
０である。

また、光入射面１６２ａの曲率を１ノ１ＲＤ３１、光射
出面１６２ｂの曲率を１／１ＲＤａｌとすると、の関係が成立つようになっている。

さらに、第２のｆθレンズ１６２の光入射面１６２ａは
１、上記の式で表わされる曲線２をｙ軸に平行でかつ２
軸と交わる一定の回転軸を中心に回転させたときにでき
るトーリック面に形成されている。

ここで、第２０図に示すように、光射出面１６２ｂをト
ーリック面にした場合、副走査方向のビーム径は画角の
大きなところで小さくなる傾向があるが、光入射面１６
２ａをトーリック面にした場合、逆に、画角の大きなと
ころで大きくなる傾向がある。ビーム光量は画角が大き
い程減るので、感光体ドラム５４での像の大きさを均一
にするには光入射面１６２ａを１・−リック而にした方
が良い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、±４５″程度の広
い走査角に対してもｆθレンズ特性を満足させ、偏向走
査手段から記録媒体に至る光路を短縮でき、これにより
装置の小型化および低価格化が図れる等の優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は露光装
置の光学系の構成を概略的に示す図、第２図はレーザー
プリンタを概略的に示す断面図、第３図は露光装置を示
す側面図、第４図は露光装置の取付は状態を示す横断平
面図、第５図はレーザーユニットおよびプリズムユニッ
トを示す図、第６図は露光装置を示す縦断断面図、第７
図はレンズの形状を説明するための図、第８図は第２の
ｆθレンズを示す正面図、第９図は第８図に示すｆθレ
ンズのＡ−Ａ線に沿う断面図、第１０図は第８図に示す
ｆθレンズのＢ−Ｂ線に沿う断面図、第１１図は第８図
に示すｆθレンズのＣ−Ｃ線に沿う断面図、第１２図は
第１のｆθレンズのｆθ特性を示す図、第１３図は第１
のｆθレンズによる像面湾曲と走査角との関係を示す図
、第１４図は第１のｆθレンズのｆθ特性を示す図、第
１５図は偏向面内の光束によって作られる像面の湾曲と
走査角との関係を示す図、第１６図は偏向而に直交する
断面内の光束によって作られる像面の湾曲と走査角との
関係を示す図、第１７図は第２のｆθレンズの変形例を
示す図、第１８図は同変形例における第２のｆθレンズ
の形状を説明するための図、第１９図は第２のｆθレン
ズの他の変形例を示す図、第２０図は走査角とスポット
サイズとの関係を示す図、第２１図は従来例を示す図で
ある。９６・・・光発生手段（半導体レーザー）、１１６・・
・偏向走査手段（偏向走査装置）、５４・・・記録媒体
（感光体ドラム）、１０２・・・第１のｆθレンズ、１
２４．１５２．１６２・・・第２のｆθレンズ、１０２
ａ、１２４ａ、１５２ａ、１６２ａ・・・光入射面、１
０２ｂ、１２４ｂ、１５２ｂ、１６２ｂ・・・光射出面
、１２６・・・ｆθレンズ系。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１０第３図第４図第７図第１３図舊シ町面円の尤東１；よりマイ乍う４る１面へ湾曲（ｍ
ｍ）第１５図（人類光の傾き：２分）第１６図第１８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）情報に応じて変調された光を発生する光発生手段
と、この光発生手段により発生された光を偏向走査する
偏向走査手段と、この偏向走査手段により偏向走査され
た光を記録媒体上に結像するｆθレンズ系とを具備し、
このｆθレンズ系は、上記偏向走査され上記記録媒体上
に導かれる光の光路上に上記偏向走査手段側から順に配
置された第１および第２のレンズを有し、これら第１お
よび第２のレンズのそれぞれの光入射面および光射出面
をそれぞれ非球面形状としたことを特徴とする記録装置
。
（２）上記第１のレンズは、光入射面と光射出面のいず
れか一方が凹面、他方が凸面であって、正の屈折力を有
するレンズであり、第２のレンズは、光入射面および光
射出面のいずれも光軸部分が凹面、その両側部分が凸面
であって、少なくとも光軸上では負の屈折力を有するレ
ンズであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の記録装置。
（３）三次元座標におけるｙ−ｚ平面上でのレンズ面の
高さｚと距離ｙとの関係式ｚ＝［ｙ＾２／（ＲＤ）］／［１＋√｛１−ｙ＾２／（
ＲＤ）＾２｝］＋ＡＤｙ＾４＋ＡＥｙ＾６＋ＡＦｙ＾８
＋ＡＧｙ＾１＾０＋・・・ただし、ＲＤは曲率半径、Ａ
Ｄ、ＡＥ、ＡＦ、ＡＧはそれぞれ４次、６次、８次、１
０次の非球面係数で、｜ＡＤ｜＋｜ＡＥ｜＋｜ＡＦ｜＋
・・・≠０において、第１のレンズでは、光入射面の曲率を１／｜ＲＤ＿１｜、光射出面の曲率を１／｜ＲＤ＿２｜
とすると、０＜−［１］／ＲＤ＿１＜１／ＲＤ＿２の関係が成立ち、第２のレンズでは、光入射面の曲率を１／｜ＲＤ＿３｜、光射出面の曲率を１／｜ＲＤ＿４｜
とすると、０＜１／ＲＤ＿４＜−［１］／ＲＤ＿３の関係が成立つことを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の記録装置。
（４）上記第２のレンズの光射出面は、ｙ軸に平行でか
つｚ軸と交わる一定の回転軸を中心に上記関係式で表わ
される曲線ｚを回転させたときにできるトーリック面で
あることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の記録
装置。
（５）上記第１のレンズは、光入射面と光射出面のいず
れか一方が凹面、他方が凸面であって、正の屈折力を有
するレンズであり、第２のレンズは、光入射面および光
射出面のいずれか一方が凹面、他方が光軸部分で凹面、
その両側部分で凸面であって、少なくとも光軸上では負
の屈折力を有するレンズであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の記録装置。
（６）三次元座標におけるｙ−ｚ平面上でのレンズ面の
高さｚと距離ｙとの関係式ｚ＝［ｙ＾２／（ＲＤ）］／１＋√｛１−ｙ＾２／（Ｒ
Ｄ）＾２｝］−ＡＤｙ＾４＋ＡＥｙ＾６＋ＡＦｙ＾８＋
ＡＧｙ＾１＾０＋・・・ただし、ＲＤは曲率半径、ＡＤ
、ＡＥ、ＡＦ、ＡＧはそれぞれ４次、６次、８次、１０
次の非球面係数で、｜ＡＤ｜＋｜ＡＥ｜＋｜ＡＦ｜＋・
・・≠０において、第１のレンズでは、光入射面の曲率を１／｜ＲＤ＿１｜、光射出面の曲率を１／｜ＲＤ＿２｜
とすると、０、−［１］／ＲＤ＿２＜１／ＲＤ＿２の関係が成立ち、第２のレンズでは、光入射面の曲率を１／［｜ＲＤ＿３｜、光射出面の曲率を１／｜ＲＤ＿４
｜とすると、０＜−［１］／ＲＤ＿３＜１／ＲＤ＿４の関係が成立つことを特徴とする特許請求の範囲第５項
記載の記録装置。
（７）上記第２のレンズの光入射面は、ｙ軸に平行でか
つｚ軸と交わる一定の回転軸を中心に上記関係式で表わ
される曲線ｚを回転させたときにできるトーリック面で
あることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の記録
装置。
（８）第２のレンズの光入射面と光射出面の少なくとも
一方は、三次元座標におけるｙ−ｚ平面上でのレンズの
高さｚと距離ｙとの関係式ｚ＝［ｙ＾２／（ＲＤ）］／［１＋√｛１−ｙ＾２／（
ＲＤ）＾２｝］＋ＡＤｙ＾４＋ＡＥｙ＾６＋ＡＦｙ＾８
＋ＡＧｙ＾１＾０＋・・・ただし、ＲＤは曲率半径、Ａ
Ｄ、ＡＥ、ＡＦ、ＡＧはそれぞれ４次、６次、８次、１
０次の非球面係数で、｜ＡＤ｜＋｜ＡＥ｜＋｜ＡＦ｜＋
・・・≠０で表わされ、ｘ−ｚ平面に平行な断面での曲
率が距離ｙに拘らず一定であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の記録装置。
（９）上記非球面形状は、三次元座標におけるｙ−ｚ平
面上でのレンズの高さｚと距離ｙとの関係式ｚ＝［ｙ＾２／（ＲＤ）］／［１＋√｛１−ｙ＾２／（
ＲＤ）＾２｝］＋ＡＤｙ＾４＋ＡＥｙ＾６＋ＡＦｙ＾８
＋ＡＧｙ＾１＾０＋・・・ただし、ＲＤは曲率半径、Ａ
Ｄ、ＡＥ、ＡＦ、ＡＧはそれぞれ４次、６次、８次、１
０次の非球面係数で、｜ＡＤ｜＋｜ＡＥ｜＋｜ＡＦ｜＋
・・・≠０で表わされ、その非球面係数の範囲がレンズ
の最大半径をＡＰとすると、｜ＡＤ｜＜１００／（ＡＰ）＾４、｜ＡＥ｜＜１００／
（ＡＰ）＾６、｜ＡＦ｜＜１００／（ＡＰ）＾８、｜Ａ
Ｇ｜＜１００／（ＡＰ）＾１＾０、・・・であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の記録装置。