JP2002090677A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像面湾曲、歪曲収差を良好に補正すると共に
光偏向器の偏心ジッターや、マルチビームジッター等を
低減させ、かつコンパクトで簡易な構成の光走査装置及
びそれを用いた画像形成装置を得ること。 【解決手段】 光源手段から出射した光束の状態を他の
状態に変換する第１の光学系と、該第１の光学系で変換
された光束を偏向素子に導く第２の光学系と、該偏向素
子で偏向された光束を被走査面上に結像させる第３の光
学系と、を具備した光走査装置において、該第３の光学
系を構成する単レンズの主走査面内での近軸曲率半径、
非球面量、そして被走査面までの距離等の値を適切に設
定すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置及びそれ
を用いた画像形成装置に関し、特に光源手段から光変調
され出射した光束を回転多面鏡等より成る光偏向器（偏
向素子）で偏向させた後、ｆθ特性を有する結像光学系
を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するよ
うにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービ
ームプリンタ（ＬＢＰ）やデジタル複写機等の装置に好
適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザービームプリンタやデジ
タル複写機等に用いられる光走査装置においては画像信
号に応じて光源手段から光変調され出射した光束を、例
えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器に
より周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する結像光学系に
よって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット
状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行なっ
ている。

【０００３】図１２はこの種の従来の光走査装置の主走
査方向の要部断面図（主走査断面図）である。

【０００４】同図において光源手段９１から出射した発
散光束はコリメーターレンズ９２により略平行光束とさ
れ、絞り９３によって該光束（光量）を制限して副走査
方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ
９４に入射している。シリンドリカルレンズ９４に入射
した平行光束のうち主走査面内においてはそのまま平行
光束の状態で射出する。又副走査面内においては集束し
て回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器９５
の偏向面（反射面）９５ａにほぼ線像として結像してい
る。

【０００５】そして光偏向器９５の偏向面９５ａで偏向
された光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレン
ズ）９６を介して被走査面としての感光ドラム面９７上
に導光し、該光偏向器９５を矢印Ａ方向に回転させるこ
とによって、該感光ドラム面９７上を矢印Ｂ方向に光走
査している。これにより記録媒体である感光ドラム面９
７上に画像記録を行なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の光走査装置にお
いて高精細な画像の記録を行うには、(1)被走査面全域
にわたって像面湾曲が良好に補正されていること、(2)
被走査面を等速で走査するための歪曲収差を有している
こと、(3)像面（被走査面）でのスポット径及びスポッ
ト形状が良好であること、等が必要である。

【０００７】これらの光学特性を満たす光走査装置は従
来より種々提案されている。

【０００８】またこれらの光学特性を備え、かつコンパ
クトでローコストな光走査装置も種々提案されている。
例えばfθレンズ系を１枚のレンズで構成したものとし
ては特開平8−76011号公報や特開平8−320446号公報等
がある。

【０００９】特開平8−76011号公報は１枚のfθレンズ
が光偏向器側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成さ
れており、コリメーターレンズからの収束光束を該光偏
向器を介して該fθレンズにより被走査面上に結像させ
ている。

【００１０】一般に光偏向器へ向かう光束が収束光束の
場合は、該光偏向器の偏心ジッター（ポリゴンジッタ
ー）が発生しやすい傾向にある。また光源が複数の発光
部を有するマルチビーム光源の場合はマルチビームジッ
ターが目立ち安い傾向にある。

【００１１】特開平8−320446号公報は１枚のfθレンズ
の両レンズ面が共に主走査面内で非円弧形状で構成さ
れ、その非円弧量が走査位置と結像点との２自由度を拘
束するように独立に定められている。

【００１２】しかしながらfθレンズの被走査面側のレ
ンズ面Ｒ２は光偏向器側に凹面を向けた形状であるの
で、該fθレンズの肉厚が厚くなりやすい。よってレン
ズ成形時の加工時間やコストダウンの観点から、決して
コストダウンがなされているとは考えられない。

【００１３】本発明は偏向素子で偏向された光束を被走
査面上に結像させるfθレンズを単一レンズより構成
し、該fθレンズの近軸曲率半径や非球面量等を適切に
設定することにより、像面湾曲や歪曲収差を補正し、か
つ光偏向器の偏心ジッター及びマルチビームで発生する
マルチビームジッターを防止し、コンパクトで簡易な構
成の光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光走査
装置は、光源手段から出射した光束の状態を他の状態に
変換する第１の光学系と、該第１の光学系で変換された
光束を偏向素子に導く第２の光学系と、該偏向素子で偏
向された光束を被走査面上に結像させる第３の光学系
と、を具備した光走査装置において、該第３の光学系は
単レンズより成り、該単レンズの両レンズ面は共に主走
査面内で非球面形状より成り、そのうち少なくとも１つ
のレンズ面はトーリック面であり、主走査面内での近軸
曲率半径を各々該偏向素子側から順にＲ１，Ｒ２、主走
査面内における最大有効径をＹmax、該最大有効径Ｙmax
における該偏向素子側のレンズ面の近軸レンズ面からの
非球面量をＳ１、該最大有効径Ｙmaxにおける該被走査
面側のレンズ面の近軸レンズ面からの非球面量をＳ２、
該単レンズの主走査面内における焦点距離をｆｔ、該単
レンズから該被走査面までの距離をＳｋとしたとき ０＜Ｒ１＜Ｒ２ Ｓ１＜０ Ｓ２＜（Ｒ２²−Ｙmax²）^1/2−Ｒ２ −０．２≦１−Ｓｋ／ｆｔ≦０．２ なる条件を満足することを特徴としている。

【００１５】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記光源手段は独自に光変調できる発光部を複数有
するマルチビーム光源から成ることを特徴としている。

【００１６】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記単レンズの主走査面内における形状は該単レン
ズの光軸に対して非対称であることを特徴としている。

【００１７】請求項４の発明は請求項１の発明におい
て、前記単レンズの主走査方向の対称軸は前記被走査面
の垂直二等分線に対してチルト又は／及びシフトしてい
ることを特徴としている。

【００１８】請求項５の発明は請求項１の発明におい
て、前記単レンズの両レンズ面は共に副走査面内での曲
率がレンズ有効部内において連続的に変化していること
を特徴としている。

【００１９】請求項６の発明は請求項１の発明におい
て、前記単レンズの副走査方向の横倍率はレンズ有効部
内で略一定であることを特徴としている。

【００２０】請求項７の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１の光学系は前記光源手段から出射した光束
を主走査面内において略平行光束もしくは弱収束光束も
しくは弱発散光束に変換していることを特徴としてい
る。

【００２１】請求項８の発明の画像形成装置は、請求項
１乃至７のいずれか１項記載の光走査装置と、前記被走
査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査され
た光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をト
ナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を
被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被
転写材に定着させる定着器とを有することを特徴として
いる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の光走査装置の実施
形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図
２は図１に示した第３の光学系としてのｆθレンズの拡
大説明図である。ここで主走査方向とは光偏向器の偏向
面で光束が偏向走査される方向を指す。また主走査面と
は光偏向器の偏向面で偏向された光束が経時的に形成す
る光束面を指す。

【００２３】図中、１は光源手段であり、例えば半導体
レーザより成っている。２は第１の光学系としての集光
レンズ（コリメーターレンズ）であり、光源手段１から
出射された発散光束（光ビーム）を主走査面内において
略平行光束に変換している。３は開口絞りであり、通過
光束径を整えている。

【００２４】４は第２の光学系としてのシリンドリカル
レンズであり、副走査方向（図１の紙面に垂直な方向）
にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り３を通過し
た光束を副走査面内で後述する光偏向器５の偏向面５ａ
にほぼ線像として結像させている。従って光偏向器５に
入射する光束は主走査方向に長手の線像となる。

【００２５】５は偏向素子としての例えばポリゴンミラ
ー（回転多面鏡）より成る光偏向器であり、モーター等
の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度
で回転している。

【００２６】６は第３の光学系としてのｆθ特性を有す
る単一のレンズより成るｆθレンズである。ｆθレンズ
６は、その光偏向器５側のレンズ面６ａと被走査面８側
のレンズ面６ｂが共に主走査面内で非球面形状であり、
そのうち少なくとも１つのレンズ面はトーリック面より
構成している。ｆθレンズ６は光偏向器５によって偏向
された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ド
ラム面８上にスポット状に結像させ、かつ該光偏向器５
の偏向面の面倒れを補正している。

【００２７】本実施形態におけるfθレンズ６の両レン
ズ面６ａ，６ｂのうち、少なくとも一方のレンズ面（本
実施形態では両レンズ面）の副走査面（fθレンズ６の
光軸を含み主走査面と直交する面）内の曲率を、該レン
ズ面の有効部内において軸上から軸外に向かい連続的に
変化させており、またfθレンズ６の主走査方向の形状
を被走査面８の垂直二等分線に対して非対称に構成して
いる。

【００２８】尚、本実施形態においてはｆθレンズ６を
プラスチック成型により製作しても良く、あるいはガラ
ス成型（ガラスモールド）により製作しても良い。

【００２９】８は被走査面としての感光ドラム面であ
る。

【００３０】本実施形態において半導体レーザ１より出
射した発散光束は集光レンズ２により主走査面内におい
て略平行光束に変換され、開口絞り３によって該光束
（光量）を制限してシリンドリカルレンズ４に入射して
いる。シリンドリカルレンズ４に入射した光束のうち主
走査面内においてはそのままの状態で射出する。また光
軸を含み主走査面内と直交する副走査面内においては収
束して光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向
に長手の線像）として結像している。そして光偏向器５
の偏向面５ａで偏向された光束はｆθレンズ６を介して
感光ドラム面８上に導光され、該光偏向器５を矢印Ａ方
向に回転させることによって該感光ドラム面８上を矢印
Ｂ方向に光走査している。これにより記録媒体である感
光ドラム面８上に画像記録を行なっている。

【００３１】次に本実施形態の歪曲収差及び像面湾曲を
補正する手段について説明する。

【００３２】本実施形態においてコリメーターレンズ２
から光偏向器５を介してfθレンズ６に入射する光束は
主走査面内において略平行光束であるため、fθ特性を
満足させるためには、該fθレンズ６の主走査面内にお
ける近軸曲率半径を各々光偏向器５側から順にＲ１，Ｒ
２としたとき、 ０＜Ｒ１＜Ｒ２ ‥‥‥（１） なる条件を満足するように設定する。

【００３３】即ち、fθレンズ６の形状を光軸近傍で光
偏向器５側に凸のメニスカス形状とし、両レンズ面６
ａ，６ｂを共に非球面形状にしている。その非球面形状
は像高による副走査方向のスポット径を揃えるため、主
走査面内における最大有効径をＹmax、最大有効径Ｙmax
における光偏向器５側のレンズ面の近軸レンズ面からの
非球面量をＳ１、最大有効径Ｙmaxにおける被走査面８
側のレンズ面の近軸レンズ面からの非球面量をＳ２とし
たとき Ｓ１＜０ ‥‥‥（２） Ｓ２＜（Ｒ２²−Ｙmax²）^1/2−Ｒ２ ‥‥‥（３） なる条件を満足するようにレンズ形状を決定している。

【００３４】尚、fθレンズ６の主走査面内の最大有効
径Ｙmaxとは光偏向器５により偏向され、被走査面８上
の走査開始位置（もしくは走査終了位置）に向かう光束
の主光線がfθレンズ６のレンズ面と交わる点の光軸か
らの距離である。

【００３５】一般にスポット径はＦＮｏに比例すること
から像高による副走査方向のスポット径を揃えるために
は像高による副走査方向のＦＮｏのバラツキを押さえ
る、つまり各像高においてfθレンズの副走査方向の横
倍率（副走査倍率）を略一定に押さえる必要がある。従
って本実施形態ではfθレンズ６の副走査方向の横倍率
をレンズ有効部内で略一定と成るように設定している。

【００３６】上記の条件式（１）は像面湾曲や歪曲収差
を良好に補正する為の条件であり、条件式（１）を外れ
ると像面湾曲や歪曲収差等を良好に補正するのが難しく
なってくるので良くない。

【００３７】条件式（２），（３）は各々像高による副
走査方向のスポット径を均一にする為の条件であり、こ
の各条件式（２），（３）のいずれか１つでも外れると
副走査方向のスポット径の均一性を図るのが難しくなっ
てくるので良くない。

【００３８】本実施形態においては各条件式（１），
（２），（３）の少なくとも１つを満足するようにfθ
レンズ６のレンズ形状を設定することにより、像面湾曲
や歪曲収差を良好に保ちつつ、副走査方向のスポット径
の均一性を向上させている。

【００３９】次に光偏向器により生じるジッターを緩和
させる手段について図３〜図５を用いて説明する。図３
〜図５は各々主走査面内での説明図である。

【００４０】一般に光偏向器の偏向面はモーター回転軸
との取り付け誤差、製造誤差等により回転中心から偏向
面までの距離にバラツキが生じる。例えば図３に示すよ
うに光束を同一の偏向角に偏向する場合でも使用する偏
向面によって、その偏向点が前後に変化する。これは図
４に示すようにジッターとなり画質を劣化させる。この
ときジッター量Ｊは異なる偏向面で偏向された後の２光
束のずれ量をｈ、主走査方向の横倍率（主走査横倍率）
をｍとしたとき、 Ｊ＝ｍｈ と表わせる。

【００４１】横倍率ｍは図５に示すようにfθレンズ６
の主走査面内における焦点距離をｆｔ、該fθレンズ６
から被走査面８までの距離をＳｋとしたとき、 ｍ＝１−Ｓｋ／ｆｔ となる。したがってジッター量Jは Ｊ＝（１−Ｓｋ／ｆｔ）ｈ と表わすことができる。

【００４２】ジッターは主走査横倍率ｍが−０．２＜ｍ
＜０．２であると視覚上問題ない。

【００４３】そこで本実施形態では、 −０．２≦１−Ｓｋ／ｆｔ≦０．２ ‥‥‥（４） なる条件を満たすようにfθレンズ６とコリメーターレ
ンズ２とのパワー配置を適切に設定することによって、
光偏向器５の取り付け誤差によるジッターを緩和させた
コンパクトな走査光学装置を得ている。

【００４４】上記条件式（４）は光偏向器５の取り付け
誤差によるジッターを緩和させる為のものであり、条件
式（４）の上限値を越えるとジッターが視覚的に目立つ
ようになってしまうので良くない。又条件式（４）の下
限値を越えるとfθレンズ６と被走査面８との間の距離
が長くなってしまい、装置全体をコンパクトに構成する
のが難しくなってしまうので良くない。

【００４５】本実施形態においてはfθレンズ６に入射
する光束が略平行光束、つまりfθレンズ６の主走査方
向の横倍率ｍはｍ＝１−Ｓｋ／ｆｔ≒０であり、光偏向
器５の偏心ジッター（ポリゴンジッター）は発生しな
い。

【００４６】本実施形態ではfθレンズ６のレンズ形状
を次式の関数を用いて表した。それぞれｆθレンズ６の
レンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をｘ軸、
主走査面内において光軸と直交する軸をｙ軸、副走査面
内において光軸と直交する軸をｚ軸としたとき、

【００４７】

【数１】

【００４８】（但し、Ｒは曲率半径、Ｋ、Ｂ₄ 、Ｂ₆ 、
Ｂ₈ 、Ｂ₁₀は非球面係数）と表される。

【００４９】また副走査方向は図１に示すように光軸に
対して走査開始側と走査終了側で、fθレンズ６の両レ
ンズ面６ａ，６ｂのうち、少なくとも一方のレンズ面の
副走査面（光軸を含み主走査面と直交する面）内の曲率
を、該レンズ面の有効部内において軸上から軸外に向か
い連続的に変化させており、またfθレンズ６の主走査
方向の対称軸を被走査面８の垂直二等分線（法線）に対
して非対称に構成しており、

【００５０】

【数２】

【００５１】と表される。

【００５２】尚、本実施形態では副走査方向のピント補
正とfθレンズ６の副走査方向の倍率の一様性を補正す
るために、上述の如く該fθレンズ６の副走査方向の両
レンズ面６ａ，６ｂを共に変化させているが、主走査方
向のレンズ形状によっては1面のみの変化で両収差を補
正することが可能であり、これによってレンズ形状が簡
略化され、製造上有効であるという特徴を有する。

【００５３】表−１に本実施形態における光学配置とf
θレンズ６の非球面係数を示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】表―1より Ｒ１＝67．5 Ｒ２＝1080 Ｓ１＝−4．8 Ｓ２＝−3．7 （Ｒ２²−Ｙmax²）^1/2−Ｒ２＝-0．41 であり、これらの値は上述した各条件式（１），
（２），（３）を満足させている。

【００５６】図６は本実施形態における像面湾曲と歪曲
収差等を示す収差図である。同図より各収差とも実用上
問題のないレベルまで補正されていることがわかる。

【００５７】［実施形態２］図７は本発明の実施形態２
の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同
図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付
している。

【００５８】本実施形態において前述の実施形態1と異
なる点はfθレンズ１６ヘ入射する光束が弱収束光束で
あることと、fθレンズ１６の主走査面内におけるレン
ズ形状が該fθレンズ１６の光軸に対して非対称に構成
されていることと、光源手段２１が独自に光変調できる
複数の発光点（発光部）を持つマルチビーム光源で構成
されていることである。その他の構成及び光学的作用は
実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得
ている。

【００５９】ここで弱収束光束とは 主走査方向の横倍
率ｍが0＜ｍ＝1-Sk/ft＜0.2で表される範囲で規定され
ていることである。

【００６０】即ち、同図において１６はfθレンズであ
り、主走査面内におけるレンズ形状を光軸に対して非対
称に構成している。これにより本実施形態では収差の非
対称成分を良好に補正している。２１は光源手段であ
り、独自に光変調できる複数の発光点（発光部）を持つ
マルチビーム光源より成っている。

【００６１】本実施形態ではfθレンズ１６の主走査面
内におけるレンズ形状を光軸に対して非対称に構成する
ことによって収差の非対称成分を補正しているが、同様
の効果は被走査面８の垂直二等分線（法線）に対して該
fθレンズ１６の主走査方向の対称軸をシフト又は／及
びチルトさせることによっても達成できる。シフト又は
／及びチルトによる補正はfθレンズ１６のレンズ形状
を光軸に対して対称に構成できるため、該レンズ形状が
簡略化され，製造上有効であるという特徴を有する。

【００６２】本実施形態ではfθレンズ１６のレンズ形
状を次式の関数を用いて表した。それぞれfθレンズ１
６のレンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をｘ
軸、主走査面内において光軸と直交する方向をｙ軸、副
走査面内で光軸と直交する方向をｚ軸とし、fθレンズ
１６の主走査面内におけるレンズ形状が光軸に対して非
対称に構成されていることから、光軸に対し走査開始側
の非球面係数をサフィックスs、走査終了側の非球面係
数をサフィックスeとしてそれぞれ

【００６３】

【数３】

【００６４】（但し、Ｒは曲率半径、Ｋ、Ｂ₄ 、Ｂ₆ 、
Ｂ₈ 、Ｂ₁₀は非球面係数）と表される。

【００６５】また副走査方向は

【００６６】

【数４】

【００６７】と表される。

【００６８】表−２に本実施形態における光学配置とf
θレンズ１６の非球面係数を示す。

【００６９】

【表２】

【００７０】表−２より Ｒ１＝59．4 Ｒ２＝212 Ｓ１＝-6．O Ｓ２＝-5．3 （Ｒ２²−Ｙmax²）^1/2−Ｒ２＝-2．0 であり、これらの値は上述した各条件式（１），
（２），（３）を満足させている。

【００７１】本実施形態においてはfθレンズ１６の主
走査方向の横倍率ｍがｍ＝１−Ｓｋ／ｆｔ＝０．１９な
ので、ポリゴンジッターおよびマルチビームジッターは
発生するが視覚上問題とならない。またfθレンズ１６
の副走査方向の横倍率もレンズ有効域内で略一定に補正
されているのでレンズ有効域内でスポット径が良好に補
正されており、またマルチビームのピッチ間隔誤差も良
好に補正されている。

【００７２】また本実施形態においてはfθレンズ１６
ヘ入射する光束を弱収束光束にしたことにより、被走査
面８までの距離を短縮でき、これにより装置全体をより
コンパクトにすることができる。さらにfθレンズ１６
の肉厚を薄くすることができるのでレンズをコストダウ
ンすることができる。

【００７３】図８は本実施形態における像面湾曲と歪曲
収差等を示す収差図である。同図より各収差とも実用上
問題のないレベルまで補正されていることがわかる。

【００７４】［実施形態３］図９は本発明の実施形態３
の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同
図において図７に示した要素と同一要素には同符番を付
している。

【００７５】本実施形態において前述の実施形態２と異
なる点はfθレンズ２６ヘ入射する光束が弱発散光束で
あることである。その他の構成及び光学的作用は実施形
態２と略同様であり、これにより同様な効果を得てい
る。

【００７６】ここで弱発散光束とは主走査方向の横倍率
ｍが-0.2＜ｍ＝1-Sk/ft＜0で表される範囲で規定されて
いることである。

【００７７】表−３に本実施形態における光学配置とf
θレンズ２６の非球面係数を示す。

【００７８】

【表３】

【００７９】表−３より Ｒ１＝62．3 Ｒ２＝1410 Ｓ１＝-4．7 Ｓ２＝-3．6 （Ｒ２²−Ｙmax²）^1/2−Ｒ２＝-0．3 であり、これらの値は上述した各条件式（１），
（２），（３）を満足させている。

【００８０】本実施形態においてはfθレンズ２６の主
走査方向の横倍率ｍがｍ＝１−Ｓｋ／ｆｔ＝―０．０８
なので、ポリゴンジッターおよびマルチビームジッター
は発生するが視覚上問題とならない。またfθレンズ２
６の副走査方向の横倍率もレンズ有効域内で略一定に補
正されているのでレンズ有効域内でスポット径が良好に
補正されており、またマルチビームのピッチ間隔誤差も
良好に補正されている。

【００８１】さらに本実施形態においてはfθレンズ２
６ヘ入射する光束を弱発散光束にしたことにより、fθ
レンズ２６をより光偏向器側へ近づけるとともに、fθ
レンズ径を小さくすることができ、コストダウンするこ
とができる。

【００８２】図１０は本実施形態における像面湾曲と歪
曲収差等を示す収差図である。同図より各収差とも実用
上問題のないレベルまで補正されていることがわかる。

【００８３】［画像形成装置］図１１は、本発明の実施
形態１から３のいずれかの光走査装置を用いた画像形成
装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副走査方向
の要部断面図である。図１１において、符号１０４は画
像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パー
ソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデー
タＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内の
プリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ド
ットデータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉ
は、実施形態１から３のいずれかの光走査ユニット（光
走査装置）１００に入力される。そして、この光走査ユ
ニット１００からは、画像データＤｉに応じて変調され
た光ビーム（光束）１０３が出射され、この光ビーム１
０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に
走査される。

【００８４】静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム
１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させら
れる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の
感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交す
る副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方に
は、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電
ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラ
ム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって
走査される光ビーム１０３が照射されるようになってい
る。

【００８５】先に説明したように、光ビーム１０３は、
画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビー
ム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表
面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光
ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１
の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するよう
に配設された現像器１０７によってトナー像として現像
される。ここで用いられるトナー粒子は、例えば帯電ロ
ーラ１０２によって帯電された電荷とは逆符号を持つも
のが用いられる。そして、感光ドラムの非露光部にトナ
ーが付着する部分（画線部）となる。つまり、本実施形
態においては、所謂正規現像が行われる。尚、本実施形
態において感光ドラムの露光部にトナーが付着する反転
現像を行うようにしても良い。

【００８６】現像器１０７によって現像されたトナー像
は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対
向するように配設された転写ローラ１０８によって被転
写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光
ドラム１０１の前方（図１１において右側）の用紙カセ
ット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可
能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１
１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１
１２を搬送路へ送り込む。

【００８７】以上のようにして、未定着トナー像を転写
された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１
１において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内
部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３
とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加
圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から撒送さ
れてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１
１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙
１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ロ
ーラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されてお
り、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せ
しめる。

【００８８】図１１においては図示していないが、プリ
ントコントローラ１１１は、先に説明データの変換だけ
でなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、
光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制御を
行う。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く偏向素子で偏
向された光束を被走査面上に結像させるfθレンズを単
一レンズより構成し、該fθレンズの近軸曲率半径や非
球面量等を適切に設定することにより、像面湾曲や歪曲
収差を良好に補正すると共に光偏向器の取り付け誤差等
による偏心ジッターや、複数の発光点を持つマルチビー
ムレーザーを光源として用いた場合に発生するマルチビ
ームジッター等を低減させることができ、かつコンパク
トで簡易な構成の光走査装置及びそれを用いた画像形成
装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の主走査断面図

【図２】 図１に示したfθレンズの拡大説明図

【図３】 図１に示した光偏向器の一部分の拡大説明図

【図４】 本発明の実施形態１における２光束ズレとジ
ッター量の相関を示す説明図

【図５】 本発明の実施形態１における光偏向器から被
走査面までの位置関係を示す説明図

【図６】 本発明の実施形態１における像面湾曲及び歪
曲収差を示す収差図

【図７】 本発明の実施形態２の主走査断面図

【図８】 本発明の実施形態２における像面湾曲及び歪
曲収差を示す収差図

【図９】 本発明の実施形態３の主走査断面図

【図１０】 本発明の実施形態３における像面湾曲及び
歪曲収差を示す収差図

【図１１】 本発明の走査光学装置を用いた画像形成装
置（電子写真プリンタ）の構成例を示す副走査方向の要
部断面図

【図１２】 従来の光走査装置の主走査断面図

【符号の説明】

１ 光源手段（半導体レーザー） ２ 第１の光学系（コリメーターレンズ） ３ 開口絞り ４ 第２の光学系（シリンドリカルレンズ） ５ 偏向手段（光偏向器） ６，１６，２６ 第３の光学系（fθレンズ） ８ 被走査面（感光ドラム面） ２１ 光源手段（マルチビーム半導体レーザー） １００ 光走査装置 １０１ 感光ドラム １０２ 帯電ローラ １０３ 光ビーム １０７ 現像装置 １０８ 転写ローラ １０９ 用紙カセット １１０ 給紙ローラ １１１ プリンタコントローラ １１２ 転写材（用紙） １１３ 定着ローラ １１４ 加圧ローラ １１５ モータ １１６ 排紙ローラ １１７ 外部機器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 13/00 Ｇ０２Ｂ 13/08 13/08 13/18 13/18 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ Ｆターム(参考） 2C362 AA09 BA58 BA84 BA86 BB14 2H045 AA01 BA02 BA23 BA32 CA04 CA34 CA55 CA68 2H087 KA19 LA22 PA01 PB01 QA02 QA06 QA12 QA32 RA06 RA08 RA12 UA01 5C072 AA03 BA01 BA15 BA17 DA02 HA02 HA06 HA09 HA13 XA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源手段から出射した光束の状態を他の
   状態に変換する第１の光学系と、該第１の光学系で変換
   された光束を偏向素子に導く第２の光学系と、該偏向素
   子で偏向された光束を被走査面上に結像させる第３の光
   学系と、を具備した光走査装置において、 該第３の光学系は単レンズより成り、該単レンズの両レ
   ンズ面は共に主走査面内で非球面形状より成り、そのう
   ち少なくとも１つのレンズ面はトーリック面であり、主
   走査面内での近軸曲率半径を各々該偏向素子側から順に
   Ｒ１，Ｒ２、主走査面内における最大有効径をＹmax、
   該最大有効径Ｙmaxにおける該偏向素子側のレンズ面の
   近軸レンズ面からの非球面量をＳ１、該最大有効径Ｙma
   xにおける該被走査面側のレンズ面の近軸レンズ面から
   の非球面量をＳ２、該単レンズの主走査面内における焦
   点距離をｆｔ、該単レンズから該被走査面までの距離を
   Ｓｋとしたとき ０＜Ｒ１＜Ｒ２ Ｓ１＜０ Ｓ２＜（Ｒ２²−Ｙmax²）^1/2−Ｒ２ −０．２≦１−Ｓｋ／ｆｔ≦０．２ なる条件を満足することを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 前記光源手段は独自に光変調できる発光
   部を複数有するマルチビーム光源から成ることを特徴と
   する請求項1記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 前記単レンズの主走査面内における形状
   は該単レンズの光軸に対して非対称であることを特徴と
   する請求項1記載の光走査装置。
4. 【請求項４】 前記単レンズの主走査方向の対称軸は前
   記被走査面の垂直二等分線に対してチルト又は／及びシ
   フトしていることを特徴とする請求項1記載の光走査装
   置。
5. 【請求項５】 前記単レンズの両レンズ面は共に副走査
   面内での曲率がレンズ有効部内において連続的に変化し
   ていることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
6. 【請求項６】 前記単レンズの副走査方向の横倍率はレ
   ンズ有効部内で略一定であることを特徴とする請求項1
   記載の光走査装置。
7. 【請求項７】 前記第１の光学系は前記光源手段から出
   射した光束を主走査面内において略平行光束もしくは弱
   収束光束もしくは弱発散光束に変換していることを特徴
   とする請求項1記載の光走査装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項記載の光
   走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記
   光走査装置で走査された光束によって前記感光体上に形
   成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、
   現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転
   写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有
   することを特徴とする画像形成装置。