JP2002365574A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
光走査装置及びそれを用いた画像形成装置Info
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- JP2002365574A JP2002365574A JP2001174433A JP2001174433A JP2002365574A JP 2002365574 A JP2002365574 A JP 2002365574A JP 2001174433 A JP2001174433 A JP 2001174433A JP 2001174433 A JP2001174433 A JP 2001174433A JP 2002365574 A JP2002365574 A JP 2002365574A
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- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明では、結像光学系である単レンズの配
置誤差により発生する走査線湾曲を微小に抑えることが
できる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。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明で
は、結像光学系を単レンズとし、主走査方向断面形状は
出射面は円弧であり、主走査方向断面形状が円弧である
出射面に副走査方向のパワーが略集中しており、主走査
方向の円弧は、副走査方向の倍率が一定となるように形
状（曲率）が決定されている。
置誤差により発生する走査線湾曲を微小に抑えることが
できる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。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明で
は、結像光学系を単レンズとし、主走査方向断面形状は
出射面は円弧であり、主走査方向断面形状が円弧である
出射面に副走査方向のパワーが略集中しており、主走査
方向の円弧は、副走査方向の倍率が一定となるように形
状（曲率）が決定されている。
Description
【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偏向素子で反
射偏向（偏向走査）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
ービームプリンターやデジタル複写機等に好適なもので
ある。
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偏向素子で反
射偏向（偏向走査）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
ービームプリンターやデジタル複写機等に好適なもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来よりレーザービームプリンター（Ｌ
ＢＰ）等の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っている。
ＢＰ）等の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っている。
【０００３】図１７は従来の光走査装置の要部概略図で
ある。
ある。
【０００４】同図において光源手段１から出射した発散
光束はコリメーターレンズ２により略平行光束とされ、
絞り３によって該光束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４に入射してい
る。シリンドリカルレンズ４に入射した略平行光束のう
ち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。
また副走査断面内においては集束してポリゴンミラーか
ら成る光偏向器５の偏向面（反射面）５ａにほぼ線像と
して結像している。
光束はコリメーターレンズ２により略平行光束とされ、
絞り３によって該光束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４に入射してい
る。シリンドリカルレンズ４に入射した略平行光束のう
ち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。
また副走査断面内においては集束してポリゴンミラーか
ら成る光偏向器５の偏向面（反射面）５ａにほぼ線像と
して結像している。
【０００５】そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向
された光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ
系）６を介して被走査面としての感光ドラム面８上に導
光し、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上を光走査して画像情報の記録を
行なっている。
された光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ
系）６を介して被走査面としての感光ドラム面８上に導
光し、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上を光走査して画像情報の記録を
行なっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この様な光走査装置に
おいて、高精度な画像情報の記録を行なうためには、被
走査面全域に渡って像面湾曲が良好に補正されているこ
と。走査角θと像高Ｙとの間に等速性をともなう歪曲特
性（ｆθ特性）を有していること。像面上でのスポット
径が各像高において均一であること等が必要である。こ
の様な光学特性を満足する光走査装置、もしくはその補
正光学系（ｆθレンズ）は従来より種々提案されてい
る。
おいて、高精度な画像情報の記録を行なうためには、被
走査面全域に渡って像面湾曲が良好に補正されているこ
と。走査角θと像高Ｙとの間に等速性をともなう歪曲特
性（ｆθ特性）を有していること。像面上でのスポット
径が各像高において均一であること等が必要である。こ
の様な光学特性を満足する光走査装置、もしくはその補
正光学系（ｆθレンズ）は従来より種々提案されてい
る。
【０００７】一方、レーザービームプリンターやデジタ
ル複写機の装置のコンパクト化や低下価格化に伴い、光
走査装置に対しても、同様の要求がなされている。
ル複写機の装置のコンパクト化や低下価格化に伴い、光
走査装置に対しても、同様の要求がなされている。
【０００８】この様な要望を満足する構成として、ｆθ
レンズを１枚から構成した光走査装置が、例えば特開平
４−５０９０８号公報や特開平９−３３８５０号公報等
で提案されている。
レンズを１枚から構成した光走査装置が、例えば特開平
４−５０９０８号公報や特開平９−３３８５０号公報等
で提案されている。
【０００９】特開平４−５０９０８号公報では、ｆθレ
ンズの主走査方向に高次の非球面を用い、収差特性を比
較的良好に補正しているが、光偏向器と被走査面間の副
走査方向の倍率が一定となっていないために、副走査方
向のスポット径が、像高によって変化してしまう傾向が
あった。
ンズの主走査方向に高次の非球面を用い、収差特性を比
較的良好に補正しているが、光偏向器と被走査面間の副
走査方向の倍率が一定となっていないために、副走査方
向のスポット径が、像高によって変化してしまう傾向が
あった。
【００１０】一方、特開平９−３３８５０号公報におい
ては、光走査装置において、ｆθレンズのレンズ面のう
ち、少なくとも２つの面において、副走査方向の曲率
が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的
に、かつ主走査方向の曲率と独立に変化する事によっ
て、副走査方向の主平面の位置を２つの面のベンディン
グによって制御し、各像高における副走査倍率を一定と
することにより、スポット径を一定にする方法が提案さ
れている。
ては、光走査装置において、ｆθレンズのレンズ面のう
ち、少なくとも２つの面において、副走査方向の曲率
が、結像レンズの有効部で主走査方向に沿って連続的
に、かつ主走査方向の曲率と独立に変化する事によっ
て、副走査方向の主平面の位置を２つの面のベンディン
グによって制御し、各像高における副走査倍率を一定と
することにより、スポット径を一定にする方法が提案さ
れている。
【００１１】しかしながら、上記提案においては、副走
査倍率を一定とするために、少なくとも２つの面のベン
ディングさせ、主平面の位置を倍率が一定となる様に制
御しているため、主走査と副走査の形状を完全に独立に
設定することが可能であるが、レンズの肉厚を小さく押
さえる等の要望により、主走査方向のレンズ形状が比較
的大きな非球面量を有する場合が多かった。
査倍率を一定とするために、少なくとも２つの面のベン
ディングさせ、主平面の位置を倍率が一定となる様に制
御しているため、主走査と副走査の形状を完全に独立に
設定することが可能であるが、レンズの肉厚を小さく押
さえる等の要望により、主走査方向のレンズ形状が比較
的大きな非球面量を有する場合が多かった。
【００１２】上記の様な主走査方向の非球面量の大きな
レンズでは、各レンズ面、およびレンズの配置誤差によ
り、光学的な性能の劣化が大きく発生する。光学的な性
能の劣化の中で特に副走査方向の走査線湾曲は走査線高
さのずれや走査線の傾き等と異なり、装置本体で配置す
るミラー等の調整により補正することができないため大
きな問題点となる。このため走査線湾曲を微小に抑える
為には各レンズ面、及びレンズの配置を設計値通りに精
度良く配置するか、もしくはレンズに調整機構を設けて
設計上の配置になるように調整する必要が生じる。
レンズでは、各レンズ面、およびレンズの配置誤差によ
り、光学的な性能の劣化が大きく発生する。光学的な性
能の劣化の中で特に副走査方向の走査線湾曲は走査線高
さのずれや走査線の傾き等と異なり、装置本体で配置す
るミラー等の調整により補正することができないため大
きな問題点となる。このため走査線湾曲を微小に抑える
為には各レンズ面、及びレンズの配置を設計値通りに精
度良く配置するか、もしくはレンズに調整機構を設けて
設計上の配置になるように調整する必要が生じる。
【００１３】更に４本の感光体（感光ドラム）を用いて
各々に光走査装置を配置してレーザー光により潜像を形
成し、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シア
ン），Ｂｋ（ブラック）の各色の原稿の画像を各々対応
する感光体面上に形成するカラー画像形成装置の場合、
各感光体面上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色の画
像を紙等の転写体上に重ね合わせるため、各感光体に対
応した光走査装置の走査線に湾曲が発生していると４色
間での走査線の形状に誤差を生じ、転写体上での画像に
おいて色ずれが生じるため著しい画像性能の劣化を招く
という問題点がある。
各々に光走査装置を配置してレーザー光により潜像を形
成し、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シア
ン），Ｂｋ（ブラック）の各色の原稿の画像を各々対応
する感光体面上に形成するカラー画像形成装置の場合、
各感光体面上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色の画
像を紙等の転写体上に重ね合わせるため、各感光体に対
応した光走査装置の走査線に湾曲が発生していると４色
間での走査線の形状に誤差を生じ、転写体上での画像に
おいて色ずれが生じるため著しい画像性能の劣化を招く
という問題点がある。
【００１４】図１８は、特開平９−３３８５０号公報の
実施例における、走査光学素子、および各光学素子面が
主走査方向と垂直な方向（副走査方向）へ偏心（５０μ
ｍ）したときの被走査面上における走査線移動量を示
す。同図より光学面の偏心時に走査線湾曲が大きく発生
し、高品位な画像を得るためには配置精度の向上や、偏
心調整を必要とすることが分かる。
実施例における、走査光学素子、および各光学素子面が
主走査方向と垂直な方向（副走査方向）へ偏心（５０μ
ｍ）したときの被走査面上における走査線移動量を示
す。同図より光学面の偏心時に走査線湾曲が大きく発生
し、高品位な画像を得るためには配置精度の向上や、偏
心調整を必要とすることが分かる。
【００１５】図１８において、Ｒ１曲線は、ｆθレンズ
６の入射面のみが副走査方向へ偏心した場合の走査線湾
曲量を示し、Ｒ２曲線は、ｆθレンズ６の出射面のみが
偏心した場合の走査線湾曲量を示し、ｂｌｏｃｋ曲線
は、ｆθレンズ６の入射面及び出射面の両面が偏心した
場合の走査線湾曲量を示している。
６の入射面のみが副走査方向へ偏心した場合の走査線湾
曲量を示し、Ｒ２曲線は、ｆθレンズ６の出射面のみが
偏心した場合の走査線湾曲量を示し、ｂｌｏｃｋ曲線
は、ｆθレンズ６の入射面及び出射面の両面が偏心した
場合の走査線湾曲量を示している。
【００１６】本発明は、この様な問題点を解決するもの
であり、ｆθレンズを１枚のレンズにより構成し、ｆθ
レンズを適切な形状にすることにより、レンズの配置誤
差により発生する走査線湾曲を微小に抑えることができ
る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。
であり、ｆθレンズを１枚のレンズにより構成し、ｆθ
レンズを適切な形状にすることにより、レンズの配置誤
差により発生する走査線湾曲を微小に抑えることができ
る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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
には、請求項１の発明は、光源手段から射出した光束を
偏向素子に導光し、該偏向素子により偏向された光束を
被走査面上に結像させる結像光学系を有する光走査装置
において、該結像光学系は単レンズからなり、該単レン
ズの出射面の主走査方向断面形状は円弧であり、該結像
光学系の全系の副走査方向のパワーをφs、該出射面の
副走査方向のパワーをφs2としたとき、該出射面の副走
査方向のパワーは、０．９≦φs2／φs≦１．１を満足
しており、光軸上における該偏向手段から該単レンズの
出射面までの空気換算距離をＬａｏ、該単レンズの出射
面から前記被走査面までの距離をＬｂｏとし、軸外にお
ける該偏向手段から該単レンズの出射面までの空気換算
距離をＬａθ、該単レンズの出射面から該被走査面まで
の距離をＬｂ θとしたとき、主走査方向の円弧は、
には、請求項１の発明は、光源手段から射出した光束を
偏向素子に導光し、該偏向素子により偏向された光束を
被走査面上に結像させる結像光学系を有する光走査装置
において、該結像光学系は単レンズからなり、該単レン
ズの出射面の主走査方向断面形状は円弧であり、該結像
光学系の全系の副走査方向のパワーをφs、該出射面の
副走査方向のパワーをφs2としたとき、該出射面の副走
査方向のパワーは、０．９≦φs2／φs≦１．１を満足
しており、光軸上における該偏向手段から該単レンズの
出射面までの空気換算距離をＬａｏ、該単レンズの出射
面から前記被走査面までの距離をＬｂｏとし、軸外にお
ける該偏向手段から該単レンズの出射面までの空気換算
距離をＬａθ、該単レンズの出射面から該被走査面まで
の距離をＬｂ θとしたとき、主走査方向の円弧は、
【外５】
【００１８】を満足していることを特徴としている。
【００１９】請求項２の発明は、請求項１において、前
記出射面の副走査方向のパワー又は／及び前記入射面の
副走査方向のパワーが主走査方向の形状に相関無く変化
していることを特徴としている。
記出射面の副走査方向のパワー又は／及び前記入射面の
副走査方向のパワーが主走査方向の形状に相関無く変化
していることを特徴としている。
【００２０】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
において、前記出射面の副走査方向の曲率半径が軸上か
ら軸外に向って変化していることを特徴としている。
において、前記出射面の副走査方向の曲率半径が軸上か
ら軸外に向って変化していることを特徴としている。
【００２１】請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れ
か１項において、前記入射面及び前記出射面がアナモフ
ィック面であることを特徴としている。
か１項において、前記入射面及び前記出射面がアナモフ
ィック面であることを特徴としている。
【００２２】請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れ
か１項において、前記入射面の主走査方向の形状が非球
面形状であることを特徴としている。
か１項において、前記入射面の主走査方向の形状が非球
面形状であることを特徴としている。
【００２３】請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れ
か１項において、前記結像光学系の光路長をＬ、焦点距
離をｆとしたとき、以下の関係式を満足することを特徴
としている。
か１項において、前記結像光学系の光路長をＬ、焦点距
離をｆとしたとき、以下の関係式を満足することを特徴
としている。
【００２４】１．３５ｆ≦Ｌ≦１．５５ｆ 請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか１項におい
て、前記結像光学系の主走査方向のレンズ形状のうち、
非球面を使用する面において、曲率変化に変曲点を持た
ないことを特徴としている。
て、前記結像光学系の主走査方向のレンズ形状のうち、
非球面を使用する面において、曲率変化に変曲点を持た
ないことを特徴としている。
【００２５】請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れ
か１項において、前記結像光学系は、プラスチック成型
により作製されていることを特徴としている。
か１項において、前記結像光学系は、プラスチック成型
により作製されていることを特徴としている。
【００２６】請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れ
か１項において、前記結像光学系の光源としてマルチビ
ームレーザを用いたことを特徴としている。
か１項において、前記結像光学系の光源としてマルチビ
ームレーザを用いたことを特徴としている。
【００２７】請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何
れか１項において、前記結像光学系の全系の副走査方向
のパワーをφs、前記出射面の副走査方向のパワーをφs
2としたとき、該出射面の副走査方向のパワーは、０．
９５≦φs2／φs≦１．０５を満足していることを特徴
としている。
れか１項において、前記結像光学系の全系の副走査方向
のパワーをφs、前記出射面の副走査方向のパワーをφs
2としたとき、該出射面の副走査方向のパワーは、０．
９５≦φs2／φs≦１．０５を満足していることを特徴
としている。
【００２８】請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の
何れか１項において、光軸上における前記偏向手段から
前記単レンズの出射面までの空気換算距離をＬａｏ、前
記単レンズの出射面から前記被走査面までの距離をＬ
ｂｏとし、軸外における前記偏向手段から該単レンズの
出射面までの空気換算距離をＬａθ、前記単レンズの出
射面から前記被走査面までの距離をＬｂθとしたとき、
主走査方向の円弧は、
何れか１項において、光軸上における前記偏向手段から
前記単レンズの出射面までの空気換算距離をＬａｏ、前
記単レンズの出射面から前記被走査面までの距離をＬ
ｂｏとし、軸外における前記偏向手段から該単レンズの
出射面までの空気換算距離をＬａθ、前記単レンズの出
射面から前記被走査面までの距離をＬｂθとしたとき、
主走査方向の円弧は、
【外６】
【００２９】を満足していることを特徴としている。
【００３０】請求項１２の発明は、請求項１乃至１１の
何れか１項において、前記単レンズの出射面の副走査面
内の形状は円弧であることを特徴としている。
何れか１項において、前記単レンズの出射面の副走査面
内の形状は円弧であることを特徴としている。
【００３１】請求項１３の発明は、請求項１乃至１２の
何れか１項において、前記単レンズの入射面の副走査面
内の形状は平面であることを特徴としている。
何れか１項において、前記単レンズの入射面の副走査面
内の形状は平面であることを特徴としている。
【００３２】請求項１４の発明は、請求項１乃至１３の
何れか１項において、走査光学装置と前記被走査面に配
置された感光体と、前記走査光学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、前記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備えた画像形成装置である
ことを特徴としている。
何れか１項において、走査光学装置と前記被走査面に配
置された感光体と、前記走査光学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、前記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備えた画像形成装置である
ことを特徴としている。
【００３３】請求項１５の発明は、請求項１乃至１４の
何れか１項において、走査光学装置と外部機器から入力
したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装
置に入力せしめるプリンタコントローラとを備えた画像
形成装置であることを特徴としている。
何れか１項において、走査光学装置と外部機器から入力
したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装
置に入力せしめるプリンタコントローラとを備えた画像
形成装置であることを特徴としている。
【００３４】請求項１６の発明は、請求項１乃至１５の
何れか１項に記載の結像光学系を複数備え、各結像光学
系は、各色又は複数色に対応した感光体に対して画像情
報を記録することを特徴としている。
何れか１項に記載の結像光学系を複数備え、各結像光学
系は、各色又は複数色に対応した感光体に対して画像情
報を記録することを特徴としている。
【００３５】請求項１７の発明は、光源手段から射出し
た光束を偏向素子に導光し、該偏向素子により偏向され
た光束を被走査面上に結像させる結像光学系を有する光
走査装置において、該結像光学系は単レンズからなり、
該単レンズの出射面の主走査方向断面形状は円弧であ
り、該結像光学系の全系の副走査方向のパワーをφs、
該出射面の副走査方向のパワーをφs2としたとき、該出
射面の副走査方向のパワーは、０．９≦φs2／φs≦
１．１を満足しており、光軸上における該偏向手段から
該単レンズの出射面までの空気換算距離をＬａｏ、該単
レンズの出射面から前記被走査面までの距離をＬｂｏと
し、軸外における該偏向手段から該単レンズの出射面ま
での空気換算距離をＬａθ、該単レンズの出射面から該
被走査面までの距離をＬｂ θとしたとき、主走査方向の
円弧は、
た光束を偏向素子に導光し、該偏向素子により偏向され
た光束を被走査面上に結像させる結像光学系を有する光
走査装置において、該結像光学系は単レンズからなり、
該単レンズの出射面の主走査方向断面形状は円弧であ
り、該結像光学系の全系の副走査方向のパワーをφs、
該出射面の副走査方向のパワーをφs2としたとき、該出
射面の副走査方向のパワーは、０．９≦φs2／φs≦
１．１を満足しており、光軸上における該偏向手段から
該単レンズの出射面までの空気換算距離をＬａｏ、該単
レンズの出射面から前記被走査面までの距離をＬｂｏと
し、軸外における該偏向手段から該単レンズの出射面ま
での空気換算距離をＬａθ、該単レンズの出射面から該
被走査面までの距離をＬｂ θとしたとき、主走査方向の
円弧は、
【外７】
【００３６】を満足していることを特徴としている。
【００３７】請求項１８の発明は、請求項１７におい
て、前記出射面の副走査方向のパワー又は／及び前記入
射面の副走査方向のパワーが主走査方向の形状に相関無
く変化していることを特徴としている。
て、前記出射面の副走査方向のパワー又は／及び前記入
射面の副走査方向のパワーが主走査方向の形状に相関無
く変化していることを特徴としている。
【００３８】請求項１９の発明は、請求項１７又は請求
項１８において、前記出射面の副走査方向の曲率半径が
軸上から軸外に向って変化していることを特徴としてい
る。
項１８において、前記出射面の副走査方向の曲率半径が
軸上から軸外に向って変化していることを特徴としてい
る。
【００３９】請求項２０の発明は、請求項１７乃至１９
の何れか１項において、前記入射面及び前記出射面がア
ナモフィック面であることを特徴としている。
の何れか１項において、前記入射面及び前記出射面がア
ナモフィック面であることを特徴としている。
【００４０】請求項２１の発明は、請求項１７乃至２０
の何れか１項において、前記入射面の主走査方向の形状
が非球面形状であることを特徴としている。
の何れか１項において、前記入射面の主走査方向の形状
が非球面形状であることを特徴としている。
【００４１】請求項２２の発明は、請求項１７乃至２１
の何れか１項において、前記結像光学系の光路長をＬ、
焦点距離をｆとしたとき、以下の関係式を満足すること
を特徴としている。
の何れか１項において、前記結像光学系の光路長をＬ、
焦点距離をｆとしたとき、以下の関係式を満足すること
を特徴としている。
【００４２】１．３５ｆ≦Ｌ≦１．５５ｆ 請求項２３の発明は、請求項１７乃至２２の何れか１項
において、前記結像光学系の主走査方向のレンズ形状の
うち、非球面を使用する面において、曲率変化に変曲点
を持たないことを特徴としている。
において、前記結像光学系の主走査方向のレンズ形状の
うち、非球面を使用する面において、曲率変化に変曲点
を持たないことを特徴としている。
【００４３】請求項２４の発明は、請求項１７乃至２３
の何れか１項において、前記結像光学系は、プラスチッ
ク成型により作製されていることを特徴としている。
の何れか１項において、前記結像光学系は、プラスチッ
ク成型により作製されていることを特徴としている。
【００４４】請求項２５の発明は、請求項１７乃至２４
の何れか１項において、前記結像光学系の光源としてマ
ルチビームレーザを用いたことを特徴としている。
の何れか１項において、前記結像光学系の光源としてマ
ルチビームレーザを用いたことを特徴としている。
【００４５】請求項２６の発明は、請求項１７乃至２５
の何れか１項において、前記結像光学系の全系の副走査
方向のパワーをφs、前記出射面の副走査方向のパワー
をφs2としたとき、該出射面の副走査方向のパワーは、
０．９５≦φs2／φs≦１．０５を満足していることを
特徴としている。
の何れか１項において、前記結像光学系の全系の副走査
方向のパワーをφs、前記出射面の副走査方向のパワー
をφs2としたとき、該出射面の副走査方向のパワーは、
０．９５≦φs2／φs≦１．０５を満足していることを
特徴としている。
【００４６】請求項２７の発明は、請求項１７乃至２６
の何れか１項において、光軸上における前記偏向手段か
ら前記単レンズの出射面までの空気換算距離をＬａｏ、
前記単レンズの出射面から前記被走査面までの距離をＬ
ｂｏとし、軸外における前記偏向手段から該単レンズの
出射面までの空気換算距離をＬａθ、前記単レンズの出
射面から前記被走査面までの距離をＬｂθとしたとき、
主走査方向の円弧は、
の何れか１項において、光軸上における前記偏向手段か
ら前記単レンズの出射面までの空気換算距離をＬａｏ、
前記単レンズの出射面から前記被走査面までの距離をＬ
ｂｏとし、軸外における前記偏向手段から該単レンズの
出射面までの空気換算距離をＬａθ、前記単レンズの出
射面から前記被走査面までの距離をＬｂθとしたとき、
主走査方向の円弧は、
【外８】
【００４７】を満足していることを特徴としている。
【００４８】請求項２８の発明は、請求項１７乃至２７
の何れか１項において、前記単レンズの出射面の副走査
面内の形状は円弧であることを特徴としている。
の何れか１項において、前記単レンズの出射面の副走査
面内の形状は円弧であることを特徴としている。
【００４９】請求項２９の発明は、請求項１７乃至２８
の何れか１項において、前記単レンズの入射面の副走査
面内の形状は平面であることを特徴としている。
の何れか１項において、前記単レンズの入射面の副走査
面内の形状は平面であることを特徴としている。
【００５０】請求項３０の発明は、請求項１７乃至２９
の何れか１項において、走査光学装置と前記被走査面に
配置された感光体と、前記走査光学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、前記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備えた画像形成装置であ
ることを特徴としている。
の何れか１項において、走査光学装置と前記被走査面に
配置された感光体と、前記走査光学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、前記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備えた画像形成装置であ
ることを特徴としている。
【００５１】請求項３１の発明は、請求項１７乃至３０
の何れか１項において、走査光学装置と外部機器から入
力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学
装置に入力せしめるプリンタコントローラとを備えた画
像形成装置であることを特徴としている。
の何れか１項において、走査光学装置と外部機器から入
力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学
装置に入力せしめるプリンタコントローラとを備えた画
像形成装置であることを特徴としている。
【００５２】請求項３２の発明は、請求項１７乃至３１
の何れか１項に記載の結像光学系を複数備え、各結像光
学系は、各色又は複数色に対応した感光体に対して画像
情報を記録することを特徴としている。
の何れか１項に記載の結像光学系を複数備え、各結像光
学系は、各色又は複数色に対応した感光体に対して画像
情報を記録することを特徴としている。
【００５３】
【発明の実施の形態】（作用）本発明の課題を解決する
ためには、 ・ 画像有効域内における走査レンズの副走査倍率を略
一定とすること、 ・ 走査レンズの入射面、及び出射面の各像高における
副走査倍率を略一定とすること、 が重要となる。
ためには、 ・ 画像有効域内における走査レンズの副走査倍率を略
一定とすること、 ・ 走査レンズの入射面、及び出射面の各像高における
副走査倍率を略一定とすること、 が重要となる。
【００５４】光学箱（筐体）へのレンズ組み付け誤差、
レンズ自体の製造誤差により走査レンズ全体が走査面と
垂直な方向（Ｚ方向）へ偏心した場合、走査レンズの副
走査倍率を略一定とすることで被走査面上における走査
線は一律シフトし偏心による走査線曲がりを無くすこと
が可能となる。
レンズ自体の製造誤差により走査レンズ全体が走査面と
垂直な方向（Ｚ方向）へ偏心した場合、走査レンズの副
走査倍率を略一定とすることで被走査面上における走査
線は一律シフトし偏心による走査線曲がりを無くすこと
が可能となる。
【００５５】また特にモールドレンズにおいて型内の組
み付け精度不足により入射面に対する出射面のＺ方向偏
心が生じた場合、走査レンズの各面における副走査倍率
を略一定とすることで、同様に被走査面における偏心に
よる走査線曲がりを無くすことが可能となる。
み付け精度不足により入射面に対する出射面のＺ方向偏
心が生じた場合、走査レンズの各面における副走査倍率
を略一定とすることで、同様に被走査面における偏心に
よる走査線曲がりを無くすことが可能となる。
【００５６】これらを達成するための具体的な手法とし
て本発明では走査レンズを単レンズから構成し、 ・ 走査レンズの出射面に副走査方向のほぼ全てのパワ
ーを配すること、 ・ 走査レンズの出射面の主走査方向の形状を画像有効
域内で副走査倍率が略一定となるよう決定すること、 を特徴とする。
て本発明では走査レンズを単レンズから構成し、 ・ 走査レンズの出射面に副走査方向のほぼ全てのパワ
ーを配すること、 ・ 走査レンズの出射面の主走査方向の形状を画像有効
域内で副走査倍率が略一定となるよう決定すること、 を特徴とする。
【００５７】副走査倍率が一定となるような主走査形状
とは図３で示すように、ポリゴン偏向面から走査レンズ
出射面までの空気換算距離（レンズ内部は実距離／屈折
率で換算）と出射面から被走査面までの距離との比が画
像有効域内で略一定となるような面形状であり、偏向器
側に曲率中心を有する略円形状の光学面となる。そして
同面に副走査方向のほぼ全てのパワーを配することによ
って走査レンズの副走査倍率を画像有効域内で略一定と
するとともに、入射面、出射面における副走査倍率も略
一定となる。
とは図３で示すように、ポリゴン偏向面から走査レンズ
出射面までの空気換算距離（レンズ内部は実距離／屈折
率で換算）と出射面から被走査面までの距離との比が画
像有効域内で略一定となるような面形状であり、偏向器
側に曲率中心を有する略円形状の光学面となる。そして
同面に副走査方向のほぼ全てのパワーを配することによ
って走査レンズの副走査倍率を画像有効域内で略一定と
するとともに、入射面、出射面における副走査倍率も略
一定となる。
【００５８】これにより走査レンズ全体、及び各光学面
の偏心が生じても走査線曲がりを生じない走査光学系を
単玉レンズを使用し安価に実現することが可能となる。
また本走査光学装置は特にこれを複数用いたカラー画像
形成装置における走査光学系に好適であり、同装置に適
用した場合、走査線の曲がり調整をすることなく走査線
の曲がりによる色ずれの少ない画像を得ることができ
る。
の偏心が生じても走査線曲がりを生じない走査光学系を
単玉レンズを使用し安価に実現することが可能となる。
また本走査光学装置は特にこれを複数用いたカラー画像
形成装置における走査光学系に好適であり、同装置に適
用した場合、走査線の曲がり調整をすることなく走査線
の曲がりによる色ずれの少ない画像を得ることができ
る。
【００５９】［実施形態１］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の副走査方向の要部断面図（副走査断
面図）である。
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の副走査方向の要部断面図（副走査断
面図）である。
【００６０】尚、本明細書においては走査光学手段の光
軸と光偏向器により偏向された光束とが形成する面を主
走査断面、走査光学手段の光軸を含み主走査断面と直交
する面を副走査断面と定義する。
軸と光偏向器により偏向された光束とが形成する面を主
走査断面、走査光学手段の光軸を含み主走査断面と直交
する面を副走査断面と定義する。
【００６１】図中、１は光源手段であり、例えば半導体
レーザーより成っている。２はコリメーターレンズであ
り、光源手段１から出射された光束を略平行光束に変換
している。３は開口絞りであり、通過光束（光量）を制
限している。４はシリンドリカルレンズであり、副走査
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断面内で後述する光偏向器（偏向素
子）５の偏向面５ａにほぼ線像として結像させている。
レーザーより成っている。２はコリメーターレンズであ
り、光源手段１から出射された光束を略平行光束に変換
している。３は開口絞りであり、通過光束（光量）を制
限している。４はシリンドリカルレンズであり、副走査
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断面内で後述する光偏向器（偏向素
子）５の偏向面５ａにほぼ線像として結像させている。
【００６２】尚、コリメーターレンズ２、開口絞り３、
そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学系
の一要素を構成している。
そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学系
の一要素を構成している。
【００６３】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、モータ等の
駆動手段（不図示）により所定方向に一定速度で回転し
ている。
ー（回転多面鏡）より成る光偏向器であり、モータ等の
駆動手段（不図示）により所定方向に一定速度で回転し
ている。
【００６４】６１はｆθ特性を有する走査光学素子（ｆ
θレンズ）であり、両面にアナモフィック面を有する単
レンズにより構成され、光偏向器５と非走査面としての
感光ドラム面８との中間より該偏向器側に配置してい
る。
θレンズ）であり、両面にアナモフィック面を有する単
レンズにより構成され、光偏向器５と非走査面としての
感光ドラム面８との中間より該偏向器側に配置してい
る。
【００６５】本実施形態の単レンズは、モールドプロセ
スで成形されたプラスディックレンズである。
スで成形されたプラスディックレンズである。
【００６６】本実施形態における走査光学素子６1は、
主走査面内において第１面が偏向器側に凸面を向けた１
０次までの関数で表せる非球面、第２面は被走査面側に
凸面を向けた円弧よりなり、副走査面内においては、第
１面は平面、第２面は被走査面側に凸面を向けた円弧
で、その曲率はレンズ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いる。
主走査面内において第１面が偏向器側に凸面を向けた１
０次までの関数で表せる非球面、第２面は被走査面側に
凸面を向けた円弧よりなり、副走査面内においては、第
１面は平面、第２面は被走査面側に凸面を向けた円弧
で、その曲率はレンズ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いる。
【００６７】走査光学素子６１は、光偏向器５によって
反射偏向（偏向走査）された画像情報に基づく光束を被
走査面８上に結像させている。
反射偏向（偏向走査）された画像情報に基づく光束を被
走査面８上に結像させている。
【００６８】８は被走査面としての感光ドラム面であ
る。光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は走
査光学素子６１を介して感光ドラム面８上に導光され、
該光偏向器５を所定方向に回転させることによって、該
感光ドラム面８上を所定方向（主走査方向）に光走査し
ている。これにより記録媒体としての感光ドラム面８上
に画像記録を行なっている。
る。光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は走
査光学素子６１を介して感光ドラム面８上に導光され、
該光偏向器５を所定方向に回転させることによって、該
感光ドラム面８上を所定方向（主走査方向）に光走査し
ている。これにより記録媒体としての感光ドラム面８上
に画像記録を行なっている。
【００６９】本発明の走査光学素子は、前記課題を解決
するために副走査方向に以下の機能を有している。 ・副走査方向の像面湾曲補正および面倒れ補正 ・副走査倍率の一定化 ・走査線湾曲の配置敏感度の低減化 上記３つの機能は、走査光学素子が画像有効域内で良好
な画像を記録を行うために必要となる条件であり、特に
副走査倍率を一定にすることにより、被走査面に入射す
る光束の副走査方向のFnoを均一化し、画像有効域内で
の副走査スポット径を一定とし、マルチビーム走査光学
装置においては、隣接した走査線の間隔を一定とするた
めに必要である。画像有効域内における副走査方向の結
像倍率の差（副走査Fnoの比）は走査光学装置として実
用上１０％以下、望ましくは５％以下に押さえることが
必要である。
するために副走査方向に以下の機能を有している。 ・副走査方向の像面湾曲補正および面倒れ補正 ・副走査倍率の一定化 ・走査線湾曲の配置敏感度の低減化 上記３つの機能は、走査光学素子が画像有効域内で良好
な画像を記録を行うために必要となる条件であり、特に
副走査倍率を一定にすることにより、被走査面に入射す
る光束の副走査方向のFnoを均一化し、画像有効域内で
の副走査スポット径を一定とし、マルチビーム走査光学
装置においては、隣接した走査線の間隔を一定とするた
めに必要である。画像有効域内における副走査方向の結
像倍率の差（副走査Fnoの比）は走査光学装置として実
用上１０％以下、望ましくは５％以下に押さえることが
必要である。
【００７０】また、走査線湾曲の配置敏感度を低減する
ことにより、光学箱（筐体）への取りつけ精度やレンズ
自身の製造精度を低減することが可能である。
ことにより、光学箱（筐体）への取りつけ精度やレンズ
自身の製造精度を低減することが可能である。
【００７１】本発明では、これらの機能を実現するため
に、走査光学素子をアナモフィック単レンズより構成
し、 ・走査光学素子の出射面の主走査方向の形状を副走査倍
率が一定となるように定めること ・走査光学素子の出射面に副走査方向のパワーを略集中
すること ・走査光学素子の出射面の副走査方向の曲率を軸上から
軸外にむけて連続的に変化させること により、上記の項目を可能にしている。
に、走査光学素子をアナモフィック単レンズより構成
し、 ・走査光学素子の出射面の主走査方向の形状を副走査倍
率が一定となるように定めること ・走査光学素子の出射面に副走査方向のパワーを略集中
すること ・走査光学素子の出射面の副走査方向の曲率を軸上から
軸外にむけて連続的に変化させること により、上記の項目を可能にしている。
【００７２】副走査倍率が一定となるような主走査形状
とは図３で示すように、ポリゴンミラー面（偏向面）か
ら走査光学素子出射面までの空気換算距離Ｐ１又はＭ１
（レンズ内部は実距離／屈折率で換算）と出射面から被
走査面までの距離Ｐ２又はＭ２との比が画像有効域内で
略一定となるような面形状であり、偏向器側に曲率中心
を有する略円形状の光学面となる。そして同面に副走査
方向のほぼ全てのパワーを配することによって走査光学
素子の副走査倍率を画像有効域内で略一定とするととも
に、出射面における副走査倍率も略一定となる。ポリゴ
ンミラー面（偏向面）から走査光学素子出射面までの空
気換算距離と出射面から被走査面までの距離との比の変
動量は走査光学装置として実用上１０％以下、望ましく
は５％以下に押さえることが必要である。
とは図３で示すように、ポリゴンミラー面（偏向面）か
ら走査光学素子出射面までの空気換算距離Ｐ１又はＭ１
（レンズ内部は実距離／屈折率で換算）と出射面から被
走査面までの距離Ｐ２又はＭ２との比が画像有効域内で
略一定となるような面形状であり、偏向器側に曲率中心
を有する略円形状の光学面となる。そして同面に副走査
方向のほぼ全てのパワーを配することによって走査光学
素子の副走査倍率を画像有効域内で略一定とするととも
に、出射面における副走査倍率も略一定となる。ポリゴ
ンミラー面（偏向面）から走査光学素子出射面までの空
気換算距離と出射面から被走査面までの距離との比の変
動量は走査光学装置として実用上１０％以下、望ましく
は５％以下に押さえることが必要である。
【００７３】これにより、走査光学素子６１の副走査方
向のパワーを出射面６１ｂに集中させ、且つ主走査方向
に光軸から離れるに従って子線曲率半径を連続的に変化
させる構成をとるだけで、副走査方向の像面湾曲ならび
に副走査倍率を被走査面８上の走査有効全域における均
一性（副走査倍率一定）の両方を同時に且つ良好に補正
することができる。
向のパワーを出射面６１ｂに集中させ、且つ主走査方向
に光軸から離れるに従って子線曲率半径を連続的に変化
させる構成をとるだけで、副走査方向の像面湾曲ならび
に副走査倍率を被走査面８上の走査有効全域における均
一性（副走査倍率一定）の両方を同時に且つ良好に補正
することができる。
【００７４】ここでポリゴンミラー面上に回転中心が無
いことによる走査中の偏向面の出入りは量が小さいため
無視して考えても差し支えない。
いことによる走査中の偏向面の出入りは量が小さいため
無視して考えても差し支えない。
【００７５】走査線の湾曲の敏感度を低減させるために
は、結像光学系の副走査方向のパワーが、単レンズの１
面に略集中していることが望ましい。副走査方向のパワ
ーが複数の光学素子または複数の面で分担されている場
合には、それぞれの光学素子の配置誤差により発生する
走査線湾曲が積算されるばかりか、光偏向器側に配置さ
れる光学素子により発生する走査線湾曲が被走査面側に
配置される光学素子の配置誤差により増幅する場合があ
るからである。したがって結像光学系が単レンズにより
構成され、かつ単レンズの１面に副走査方向のパワーが
略集中していることが、走査線湾曲の敏感度を低減させ
る最適な方法である。副走査方向のパワーの集中の度合
いは、単レンズの全副走査パワーに対して、走査光学装
置として実用上９０％以上、望ましくは９５％以上であ
ることが必要である。
は、結像光学系の副走査方向のパワーが、単レンズの１
面に略集中していることが望ましい。副走査方向のパワ
ーが複数の光学素子または複数の面で分担されている場
合には、それぞれの光学素子の配置誤差により発生する
走査線湾曲が積算されるばかりか、光偏向器側に配置さ
れる光学素子により発生する走査線湾曲が被走査面側に
配置される光学素子の配置誤差により増幅する場合があ
るからである。したがって結像光学系が単レンズにより
構成され、かつ単レンズの１面に副走査方向のパワーが
略集中していることが、走査線湾曲の敏感度を低減させ
る最適な方法である。副走査方向のパワーの集中の度合
いは、単レンズの全副走査パワーに対して、走査光学装
置として実用上９０％以上、望ましくは９５％以上であ
ることが必要である。
【００７６】また単レンズの副走査方向に強い正のパワ
ーを有する面は主走査断面内における形状が円弧に近い
ことが望ましい。これは、主走査断面内における形状が
大きな非球面量を有するような場合には、レンズに対し
て主走査方向を軸とする回転を与えた場合に副走査方向
に強い正のパワーを持つ面に入射する光線の高さが主走
査方向の場所によって変化し、すなわち副走査方向の屈
折力が場所によって変化してしまうために走査線湾曲が
２次的な曲線とならず、走査線にうねりが発生してしま
うからである。
ーを有する面は主走査断面内における形状が円弧に近い
ことが望ましい。これは、主走査断面内における形状が
大きな非球面量を有するような場合には、レンズに対し
て主走査方向を軸とする回転を与えた場合に副走査方向
に強い正のパワーを持つ面に入射する光線の高さが主走
査方向の場所によって変化し、すなわち副走査方向の屈
折力が場所によって変化してしまうために走査線湾曲が
２次的な曲線とならず、走査線にうねりが発生してしま
うからである。
【００７７】また単レンズの副走査方向に強い正のパワ
ーを有する面は被走査面側に近い側に配置されることが
望ましい。これは副走査方向に強い正のパワーにより屈
折された光束が被走査面までの距離が近ければ曲がりに
対する敏感度が低くなるためである。
ーを有する面は被走査面側に近い側に配置されることが
望ましい。これは副走査方向に強い正のパワーにより屈
折された光束が被走査面までの距離が近ければ曲がりに
対する敏感度が低くなるためである。
【００７８】上記の条件を満足しつつ、主走査方向の像
面湾曲及び等速走査を行なうためのｆθ特性を良好に補
正するためには、前記結像光学系の光路長をＬ、焦点距
離をｆとしたとき、薄肉系の設計に於いて、 １．２８ｆ≦Ｌ≦１．４８ｆ を満足する必要があり、この条件を厚肉系に適用した場
合には、主平面間隔を考慮して、以下の条件の範囲に入
ることが望ましい。
面湾曲及び等速走査を行なうためのｆθ特性を良好に補
正するためには、前記結像光学系の光路長をＬ、焦点距
離をｆとしたとき、薄肉系の設計に於いて、 １．２８ｆ≦Ｌ≦１．４８ｆ を満足する必要があり、この条件を厚肉系に適用した場
合には、主平面間隔を考慮して、以下の条件の範囲に入
ることが望ましい。
【００７９】１.３５ｆ≦Ｌ≦１．５５ｆ さらに、走査光学素子の出射面６１ｂの副走査方向の曲
率を軸上から軸外にむけて連続的に変化させることによ
って、副走査方向の像面湾曲を補正すると共に、ポリゴ
ンミラーの偏向面５ａに結像された焦線を被走査面８上
に再結像し、倒れ補正光学系を構成している。ここで、
出射面６１ｂの主走査方向の形状は、副走査倍率が一定
となる様に決定されているため、副走査方向の曲率変化
は、ほとんどが上記目的のために用いられることとなる
ため、従来の様に、副走査方向の曲率の変化を使用して
副走査方向の結像倍率の一定化を行なう必要が無い。
率を軸上から軸外にむけて連続的に変化させることによ
って、副走査方向の像面湾曲を補正すると共に、ポリゴ
ンミラーの偏向面５ａに結像された焦線を被走査面８上
に再結像し、倒れ補正光学系を構成している。ここで、
出射面６１ｂの主走査方向の形状は、副走査倍率が一定
となる様に決定されているため、副走査方向の曲率変化
は、ほとんどが上記目的のために用いられることとなる
ため、従来の様に、副走査方向の曲率の変化を使用して
副走査方向の結像倍率の一定化を行なう必要が無い。
【００８０】本実施形態では走査光学素子の屈折面の面
形状は以下の形状表現式により定義されている。光学面
と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断
面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内に
おいて光軸と直交する軸をＺ軸としたとき、主走査方向
と対応する母線方向が、
形状は以下の形状表現式により定義されている。光学面
と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断
面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内に
おいて光軸と直交する軸をＺ軸としたとき、主走査方向
と対応する母線方向が、
【外９】
【００８１】但し、Ｒは母線曲率半径，Ｋ，Ｂ4，Ｂ6，
Ｂ8，Ｂ10は非球面係数副走査方向（光軸を含む主走査
方向に直交する方向）と対応する子線方向が、
Ｂ8，Ｂ10は非球面係数副走査方向（光軸を含む主走査
方向に直交する方向）と対応する子線方向が、
【外１０】
【００８２】ここで １／ｒ'＝１／ｒ＋Ｄ2Ｙ2＋Ｄ4Ｙ4＋Ｄ6Ｙ6＋Ｄ8Ｙ8＋
Ｄ10Ｙ10 但し、ｒは子線曲率半径、Ｄ2，Ｄ4，Ｄ6，Ｄ8，Ｄ10は
子線変化係数なる式で表わされるものである。
Ｄ10Ｙ10 但し、ｒは子線曲率半径、Ｄ2，Ｄ4，Ｄ6，Ｄ8，Ｄ10は
子線変化係数なる式で表わされるものである。
【００８３】なお光軸外の子線曲率半径ｒ'は各々の位
置における母線の法線を含み主走査面と垂直ね面内に定
義されている。また形状表現式における多項式は１０次
までの関数で表現しているが、次数はこれ以上でも以下
でも差し支えない。
置における母線の法線を含み主走査面と垂直ね面内に定
義されている。また形状表現式における多項式は１０次
までの関数で表現しているが、次数はこれ以上でも以下
でも差し支えない。
【００８４】図４に本実施形態における走査光学素子６
１の非球面係数を表す各係数及びその他の諸特性を示
す。
１の非球面係数を表す各係数及びその他の諸特性を示
す。
【００８５】本実施形態における走査光学素子６１は、
両面にアナモフィック面を有する単レンズにより構成さ
れ、主走査面内において第１面が偏向器側に凸面を向け
た非球面、第２面は被走査面側に凸面を向けた円弧より
なり、副走査面内においては、第１面は平面、第２面は
被走査面側に凸面を向けた円弧で、その曲率はレンズの
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
せている。
両面にアナモフィック面を有する単レンズにより構成さ
れ、主走査面内において第１面が偏向器側に凸面を向け
た非球面、第２面は被走査面側に凸面を向けた円弧より
なり、副走査面内においては、第１面は平面、第２面は
被走査面側に凸面を向けた円弧で、その曲率はレンズの
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
せている。
【００８６】図５に本実施形態における走査光学素子６
１の各面を通過する主光線の座標と偏向面５ａから各面
までの光線距離を示している。最軸外を走査する時の入
射光線の主光線と偏向面５ａとの交点をＸ、Ｙ座標の原
点とし算出している。本実施形態における走査光学装置
では、光軸上におけるポリゴンミラーの偏向面５ａから
走査光学素子６１の出射面６１ｂまでの空気換算距離
（レンズ中は 実距離／屈折率）はＬａｏ＝６３．１９
３ｍｍ、前記走査光学素子６１の出射面６１ｂから前記
被走査面８までの距離はＬｂｏ＝１４７．２８３ｍｍで
あり、軸外におけるポリゴンミラーの偏向面５ａから走
査光学素子６１の出射面６１ｂまでの空気換算距離はＬ
ａθ＝７２．８４３ｍｍ、走査光学素子６１の出射面６
１ｂから前記被走査面８までの距離はＬｂθ＝１７０．
７４２ｍｍであって、
１の各面を通過する主光線の座標と偏向面５ａから各面
までの光線距離を示している。最軸外を走査する時の入
射光線の主光線と偏向面５ａとの交点をＸ、Ｙ座標の原
点とし算出している。本実施形態における走査光学装置
では、光軸上におけるポリゴンミラーの偏向面５ａから
走査光学素子６１の出射面６１ｂまでの空気換算距離
（レンズ中は 実距離／屈折率）はＬａｏ＝６３．１９
３ｍｍ、前記走査光学素子６１の出射面６１ｂから前記
被走査面８までの距離はＬｂｏ＝１４７．２８３ｍｍで
あり、軸外におけるポリゴンミラーの偏向面５ａから走
査光学素子６１の出射面６１ｂまでの空気換算距離はＬ
ａθ＝７２．８４３ｍｍ、走査光学素子６１の出射面６
１ｂから前記被走査面８までの距離はＬｂθ＝１７０．
７４２ｍｍであって、
【外１１】
【００８７】となり、
【外１２】
【００８８】なる条件を満足するように両面６１ａ・６
１ｂ（特に出射面６１ｂ）の主走査方向形状（母線形
状）を決定している。
１ｂ（特に出射面６１ｂ）の主走査方向形状（母線形
状）を決定している。
【００８９】図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は各々本実施
形態における光走査装置の近軸収差（像面湾曲、歪曲収
差、副走査倍率差）を示す諸収差図であり、像面湾曲に
おける実線は副走査方向、点線は主走査方向を示してい
る。この諸収差図から分かるように本実施形態では近軸
収差が良好に補正されており、高精細印字に適した良好
なる光走査装置を実現させている。
形態における光走査装置の近軸収差（像面湾曲、歪曲収
差、副走査倍率差）を示す諸収差図であり、像面湾曲に
おける実線は副走査方向、点線は主走査方向を示してい
る。この諸収差図から分かるように本実施形態では近軸
収差が良好に補正されており、高精細印字に適した良好
なる光走査装置を実現させている。
【００９０】副走査方向のFnoの比は、 Ｆｍｉｎ／Ｆｍａｘ＝０．９８２≧０．９ となり、副走査倍率の一定の条件を満足することを示し
ている。
ている。
【００９１】前記結像光学系の光路長をＬ、焦点距離を
ｆとしたとき、 １．３５ｆ≦Ｌ＝１．４５≦１．５５ｆ であり、出射面の主走査方向の形状を副走査倍率を一定
とするように決定し、かつ主走査方向の像面湾曲及びｆ
θ特性も良好に補正する、光路長と焦点距離の関係を満
足している。
ｆとしたとき、 １．３５ｆ≦Ｌ＝１．４５≦１．５５ｆ であり、出射面の主走査方向の形状を副走査倍率を一定
とするように決定し、かつ主走査方向の像面湾曲及びｆ
θ特性も良好に補正する、光路長と焦点距離の関係を満
足している。
【００９２】前記結像光学系の全系の副走査方向のパワ
ーをφs、出射面（第２面）の副走査方向のパワーをφs
2としたとき ０．９≦φs2／φs≦１．１ であり、副走査方向のパワーが出射面に集中しているこ
とによって、走査線湾曲の配置敏感度の低い系が実現さ
れている。
ーをφs、出射面（第２面）の副走査方向のパワーをφs
2としたとき ０．９≦φs2／φs≦１．１ であり、副走査方向のパワーが出射面に集中しているこ
とによって、走査線湾曲の配置敏感度の低い系が実現さ
れている。
【００９３】図７は走査光学素子６１を副走査断面内に
おいて光軸と直交するＺ軸方向に移動した場合の走査線
湾曲量（Ｚ方向のオフセット量は除く）を示しており、
移動量は０．１ｍｍである。どちらも光走査装置上に走
査光学素子を配置する上で適当な誤差と考えられるが、
この配置誤差を与えても走査線湾曲はほとんど発生せ
ず、装置上問題となるレベルには達することはない。
おいて光軸と直交するＺ軸方向に移動した場合の走査線
湾曲量（Ｚ方向のオフセット量は除く）を示しており、
移動量は０．１ｍｍである。どちらも光走査装置上に走
査光学素子を配置する上で適当な誤差と考えられるが、
この配置誤差を与えても走査線湾曲はほとんど発生せ
ず、装置上問題となるレベルには達することはない。
【００９４】図７において、Ｒ１曲線は、ｆθレンズ６
１の入射面のみが偏心した場合の走査線湾曲量を示し、
Ｒ２曲線は、ｆθレンズ６１の出射面のみが偏心した場
合の走査線湾曲量を示し、ｂｌｏｃｋ曲線は、ｆθレン
ズ６１の入射面及び出射面の両面が偏心した場合の走査
線湾曲量を示している。
１の入射面のみが偏心した場合の走査線湾曲量を示し、
Ｒ２曲線は、ｆθレンズ６１の出射面のみが偏心した場
合の走査線湾曲量を示し、ｂｌｏｃｋ曲線は、ｆθレン
ズ６１の入射面及び出射面の両面が偏心した場合の走査
線湾曲量を示している。
【００９５】つまり、図７の結果から、光学箱（筐体）
へのレンズ組み付け誤差、レンズ自体の製造誤差により
走査レンズ全体が走査面と垂直な方向（Ｚ方向）へ偏心
した場合でも、走査レンズの副走査倍率を略一定とする
ことで被走査面上における走査線は一律シフトし偏心に
よる走査線曲がりを無くすことが可能であることが判
る。
へのレンズ組み付け誤差、レンズ自体の製造誤差により
走査レンズ全体が走査面と垂直な方向（Ｚ方向）へ偏心
した場合でも、走査レンズの副走査倍率を略一定とする
ことで被走査面上における走査線は一律シフトし偏心に
よる走査線曲がりを無くすことが可能であることが判
る。
【００９６】また、図７の結果から、特にモールドレン
ズにおいて型内の組み付け精度不足により入射面に対す
る出射面のＺ方向偏心が生じた場合でも、走査レンズの
各面における副走査倍率を略一定とすることで、同様に
被走査面における副走査方向への偏心による走査線曲が
りを無くすことが可能であることが判る。
ズにおいて型内の組み付け精度不足により入射面に対す
る出射面のＺ方向偏心が生じた場合でも、走査レンズの
各面における副走査倍率を略一定とすることで、同様に
被走査面における副走査方向への偏心による走査線曲が
りを無くすことが可能であることが判る。
【００９７】また、本実施形態においては特にプラスチ
ックレンズで顕著な環境変動時のピント移動を補償する
為に第１、第２の光学素子のうち少なくとも一方の面に
回折格子面を設けて形成しても良い。また本実施形態に
おいては光源手段をマルチビームレーザーより構成して
も前述の実施形態１と同様に適用することができる。
ックレンズで顕著な環境変動時のピント移動を補償する
為に第１、第２の光学素子のうち少なくとも一方の面に
回折格子面を設けて形成しても良い。また本実施形態に
おいては光源手段をマルチビームレーザーより構成して
も前述の実施形態１と同様に適用することができる。
【００９８】マルチビームのビーム本数は、２本でも３
本以上でも良い。
本以上でも良い。
【００９９】本実施形態における走査光学素子である単
レンズ６１はモールドプロセスで成形されたガラスレン
ズでも良い。
レンズ６１はモールドプロセスで成形されたガラスレン
ズでも良い。
【０１００】但し、本発明は、モールドレンズに限定さ
れる発明ではなく、研磨により成形したレンズにも適用
できる。
れる発明ではなく、研磨により成形したレンズにも適用
できる。
【０１０１】［実施形態２］図８は本発明の光走査装置
の実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面
図）、図９は図８の副走査方向の要部断面図（副走査断
面図）である。
の実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面
図）、図９は図８の副走査方向の要部断面図（副走査断
面図）である。
【０１０２】実施形態２が実施形態１と異なる点は、走
査結像素子６２の第１面の副走査方向に弱い凸のパワー
が付いている点である。副走査パワーの分担比は、実施
形態１と異なるが、良好な収差特性を示しており、十分
な結像特性を示している。
査結像素子６２の第１面の副走査方向に弱い凸のパワー
が付いている点である。副走査パワーの分担比は、実施
形態１と異なるが、良好な収差特性を示しており、十分
な結像特性を示している。
【０１０３】図１０に本実施形態における走査光学素子
６１の非球面係数を表す各係数及びその他の諸特性を示
す。
６１の非球面係数を表す各係数及びその他の諸特性を示
す。
【０１０４】図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は各々本実
施形態における光走査装置の近軸収差（像面湾曲、歪曲
収差、副走査倍率差）を示す諸収差図であり、像面湾曲
における実線は副走査方向、点線は主走査方向を示して
いる。この諸収差図から分かるように本実施形態では近
軸収差が良好に補正されており、高精細印字に適した良
好なる光走査装置を実現させている。
施形態における光走査装置の近軸収差（像面湾曲、歪曲
収差、副走査倍率差）を示す諸収差図であり、像面湾曲
における実線は副走査方向、点線は主走査方向を示して
いる。この諸収差図から分かるように本実施形態では近
軸収差が良好に補正されており、高精細印字に適した良
好なる光走査装置を実現させている。
【０１０５】本実施形態における走査光学装置では、主
走査形状は実施形態１と同じであり主光線の座標及び各
面までの光線距離は図５と同様である。光軸上における
ポリゴンミラーの偏向面５ａから走査光学素子６２の出
射面６２ｂまでの空気換算距離（レンズ中は 実距離／
屈折率）はＬａｏ＝６３．１９３ｍｍ、前記走査光学素
子６２の出射面６２ｂから前記被走査面８までの距離は
Ｌｂｏ＝１４７．２８３ｍｍであり、軸外におけるポリ
ゴンミラーの偏向面５ａから走査光学素子６２の出射面
６２ｂまでの空気換算距離はＬａθ＝７２．８４３ｍ
ｍ、走査光学素子６２の出射面６２ｂから前記被走査面
８までの距離はＬｂθ＝１７０．７４２ｍｍであって、
走査形状は実施形態１と同じであり主光線の座標及び各
面までの光線距離は図５と同様である。光軸上における
ポリゴンミラーの偏向面５ａから走査光学素子６２の出
射面６２ｂまでの空気換算距離（レンズ中は 実距離／
屈折率）はＬａｏ＝６３．１９３ｍｍ、前記走査光学素
子６２の出射面６２ｂから前記被走査面８までの距離は
Ｌｂｏ＝１４７．２８３ｍｍであり、軸外におけるポリ
ゴンミラーの偏向面５ａから走査光学素子６２の出射面
６２ｂまでの空気換算距離はＬａθ＝７２．８４３ｍ
ｍ、走査光学素子６２の出射面６２ｂから前記被走査面
８までの距離はＬｂθ＝１７０．７４２ｍｍであって、
【外１３】
【０１０６】となり、
【外１４】
【０１０７】なる条件を満足するように両面６２ａ・６
２ｂ（特に出射面６２ｂ）の主走査方向形状（母線形
状）を決定している。
２ｂ（特に出射面６２ｂ）の主走査方向形状（母線形
状）を決定している。
【０１０８】副走査方向のFnoの比は、 Ｆｍｉｎ／Ｆｍａｘ＝０．９８４≧０．９ となり、副走査倍率の一定の条件を満足することを示し
ている。
ている。
【０１０９】前記結像光学系の光路長をＬ、焦点距離を
ｆとしたとき、 １．３５ｆ≦Ｌ＝１．４５≦１．５５ｆ であり、出射面の主走査方向の形状を副走査倍率を一定
とするように決定し、かつ主走査方向の像面湾曲及びｆ
θ特性も良好に補正する、光路長と焦点距離の関係を満
足している。
ｆとしたとき、 １．３５ｆ≦Ｌ＝１．４５≦１．５５ｆ であり、出射面の主走査方向の形状を副走査倍率を一定
とするように決定し、かつ主走査方向の像面湾曲及びｆ
θ特性も良好に補正する、光路長と焦点距離の関係を満
足している。
【０１１０】前記結像光学系の全系の副走査方向のパワ
ーをφs、出射面（第２面）の副走査方向のパワーをφs
2としたとき ０．９≦φs2／φs＝０．９２９≦１．１ であり、副走査方向のパワーが出射面に集中しているこ
とによって、走査線湾曲の配置敏感度の低い系が実現さ
れている。
ーをφs、出射面（第２面）の副走査方向のパワーをφs
2としたとき ０．９≦φs2／φs＝０．９２９≦１．１ であり、副走査方向のパワーが出射面に集中しているこ
とによって、走査線湾曲の配置敏感度の低い系が実現さ
れている。
【０１１１】図１２は走査光学素子６２を副走査断面内
において光軸と直交するＺ軸方向に移動した場合の走査
線湾曲量（Ｚ方向のオフセット量は除く）を示してお
り、移動量は０．１ｍｍである。どちらも光走査装置上
に走査光学素子を配置する上で適当な誤差と考えられる
が、この配置誤差を与えても走査線湾曲はほとんど発生
せず、装置上問題となるレベルには達することはない。
において光軸と直交するＺ軸方向に移動した場合の走査
線湾曲量（Ｚ方向のオフセット量は除く）を示してお
り、移動量は０．１ｍｍである。どちらも光走査装置上
に走査光学素子を配置する上で適当な誤差と考えられる
が、この配置誤差を与えても走査線湾曲はほとんど発生
せず、装置上問題となるレベルには達することはない。
【０１１２】［実施形態３］図１３は本発明の光走査装
置の実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面
図）、図１４は図１２の副走査方向の要部断面図（副走
査断面図）である。
置の実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面
図）、図１４は図１２の副走査方向の要部断面図（副走
査断面図）である。
【０１１３】実施形態３が実施形態１と異なる点は、走
査結像素子６３の第１面の副走査方向に弱い凹のパワー
が付いている点である。副走査パワーの分担比は、実施
形態１と異なるが、良好な収差特性を示しており、十分
な結像特性を示している。
査結像素子６３の第１面の副走査方向に弱い凹のパワー
が付いている点である。副走査パワーの分担比は、実施
形態１と異なるが、良好な収差特性を示しており、十分
な結像特性を示している。
【０１１４】図１５に本実施形態における走査光学素子
６３の非球面係数を表す各係数及びその他の諸特性を示
す。
６３の非球面係数を表す各係数及びその他の諸特性を示
す。
【０１１５】図１６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は各々本実
施形態における光走査装置の近軸収差（像面湾曲、歪曲
収差、副走査倍率差）を示す諸収差図であり、像面湾曲
における実線は副走査方向、点線は主走査方向を示して
いる。この諸収差図から分かるように本実施形態では近
軸収差が良好に補正されており、高精細印字に適した良
好なる光走査装置を実現させている。
施形態における光走査装置の近軸収差（像面湾曲、歪曲
収差、副走査倍率差）を示す諸収差図であり、像面湾曲
における実線は副走査方向、点線は主走査方向を示して
いる。この諸収差図から分かるように本実施形態では近
軸収差が良好に補正されており、高精細印字に適した良
好なる光走査装置を実現させている。
【０１１６】本実施形態における走査光学装置では、主
走査形状は実施形態１と同じであり主光線の座標及び各
面までの光線距離は図５と同様である。光軸上における
ポリゴンミラーの偏向面５ａから走査光学素子６３の出
射面６３ｂまでの空気換算距離（レンズ中は 実距離／
屈折率）はＬａｏ＝６３．１９３ｍｍ、前記走査光学素
子６３の出射面６３ｂから前記被走査面８までの距離は
Ｌｂｏ＝１４７．２８３ｍｍであり、軸外におけるポリ
ゴンミラーの偏向面５ａから走査光学素子６３の出射面
６３ｂまでの空気換算距離はＬａθ＝７２．８４３ｍ
ｍ、走査光学素子６３の出射面６３ｂから前記被走査面
８までの距離はＬｂθ＝１７０．７４２ｍｍであって、
走査形状は実施形態１と同じであり主光線の座標及び各
面までの光線距離は図５と同様である。光軸上における
ポリゴンミラーの偏向面５ａから走査光学素子６３の出
射面６３ｂまでの空気換算距離（レンズ中は 実距離／
屈折率）はＬａｏ＝６３．１９３ｍｍ、前記走査光学素
子６３の出射面６３ｂから前記被走査面８までの距離は
Ｌｂｏ＝１４７．２８３ｍｍであり、軸外におけるポリ
ゴンミラーの偏向面５ａから走査光学素子６３の出射面
６３ｂまでの空気換算距離はＬａθ＝７２．８４３ｍ
ｍ、走査光学素子６３の出射面６３ｂから前記被走査面
８までの距離はＬｂθ＝１７０．７４２ｍｍであって、
【外１５】
【０１１７】となり、
【外１６】
【０１１８】なる条件を満足するように両面６３ａ・６
３ｂ（特に出射面６３ｂ）の主走査方向形状（母線形
状）を決定している。
３ｂ（特に出射面６３ｂ）の主走査方向形状（母線形
状）を決定している。
【０１１９】副走査方向のFnoの比は、 Ｆｍｉｎ／Ｆｍａｘ＝０．９６５≧０．９ となり、副走査倍率の一定の条件を満足することを示し
ている。
ている。
【０１２０】前記結像光学系の光路長をＬ、焦点距離を
ｆとしたとき、 １．３５ｆ≦Ｌ＝１．４５≦１．５５ｆ であり、出射面の主走査方向の形状を副走査倍率を一定
とするように決定し、かつ主走査方向の像面湾曲及びｆ
θ特性も良好に補正する、光路長と焦点距離の関係を満
足している。
ｆとしたとき、 １．３５ｆ≦Ｌ＝１．４５≦１．５５ｆ であり、出射面の主走査方向の形状を副走査倍率を一定
とするように決定し、かつ主走査方向の像面湾曲及びｆ
θ特性も良好に補正する、光路長と焦点距離の関係を満
足している。
【０１２１】前記結像光学系の全系の副走査方向のパワ
ーをφs、出射面（第２面）の副走査方向のパワーをφs
2としたとき ０．９≦φs2／φs＝１．０８５≦１．１ であり、副走査方向のパワーが出射面に集中しているこ
とによって、走査線湾曲の配置敏感度の低い系が実現さ
れている。
ーをφs、出射面（第２面）の副走査方向のパワーをφs
2としたとき ０．９≦φs2／φs＝１．０８５≦１．１ であり、副走査方向のパワーが出射面に集中しているこ
とによって、走査線湾曲の配置敏感度の低い系が実現さ
れている。
【０１２２】走査光学素子６３を副走査断面内において
光軸と直交するＺ軸方向に移動した場合の走査線湾曲量
の図は省略したが、図７、１２と同様に走査線湾曲はほ
とんど発生せず、装置上問題となるレベルには達するこ
とはない。
光軸と直交するＺ軸方向に移動した場合の走査線湾曲量
の図は省略したが、図７、１２と同様に走査線湾曲はほ
とんど発生せず、装置上問題となるレベルには達するこ
とはない。
【０１２３】［画像形成装置］図１９は、前述した実施
形態１〜３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１９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、光走査ユニ
ット１００に入力される。そして、この光走査ユニット
（光走査装置）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１０３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。
形態１〜３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１９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、光走査ユニ
ット１００に入力される。そして、この光走査ユニット
（光走査装置）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１０３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。
【０１２４】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。
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。
【０１２５】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。
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。
【０１２６】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１９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。
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１９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。
【０１２７】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
９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。
された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１
９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。
【０１２８】図１９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。
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。
【０１２９】［カラー画像形成装置］図２０は前述した
実施形態１〜３の光走査装置を複数個同時に使用し、そ
れぞれ異なる感光ドラム面上に各色毎の画像情報を記録
し、カラー画像を形成したタンデムタイプのカラー画像
形成装置の要部概略図である。
実施形態１〜３の光走査装置を複数個同時に使用し、そ
れぞれ異なる感光ドラム面上に各色毎の画像情報を記録
し、カラー画像を形成したタンデムタイプのカラー画像
形成装置の要部概略図である。
【０１３０】同図において４１，４２，４３，４４は各
々前述した実施形態１〜３の光走査装置、２１，２２，
２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，
３２，３３，３４は各々現像器、４５は搬送ベルトであ
る。
々前述した実施形態１〜３の光走査装置、２１，２２，
２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，
３２，３３，３４は各々現像器、４５は搬送ベルトであ
る。
【０１３１】同図におけるカラー画像形成装置は実施形
態１〜３の光走査装置（４１，４２，４３，４４）を４
個並べ、各々がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イ
エロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々並行し
て感光ドラム（２１，２２，２３，２４）面上に画像信
号を記録し、その後記録材に多重転写して１枚のフルカ
ラー画像を高速に印字するものである。
態１〜３の光走査装置（４１，４２，４３，４４）を４
個並べ、各々がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イ
エロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々並行し
て感光ドラム（２１，２２，２３，２４）面上に画像信
号を記録し、その後記録材に多重転写して１枚のフルカ
ラー画像を高速に印字するものである。
【０１３２】本発明では、１つの偏向手段に２つの結像
光学系が対応し、各結像光学系に感光体が対応するユニ
ットが２つあるような形態にも適用できる。
光学系が対応し、各結像光学系に感光体が対応するユニ
ットが２つあるような形態にも適用できる。
【０１３３】また、１つの偏向手段に２つの結像光学系
が対応し、各結像光学系に２つの感光体が対応する形態
にも適用できる。
が対応し、各結像光学系に２つの感光体が対応する形態
にも適用できる。
【０１３４】このように本発明の光走査装置を複数用い
てカラー画像形成装置を構成することにより、高速化を
図ることができると同時に各色間のレジストレーション
ずれ（色ずれ）の少ない高画質なカラー画像を得ること
ができる。
てカラー画像形成装置を構成することにより、高速化を
図ることができると同時に各色間のレジストレーション
ずれ（色ずれ）の少ない高画質なカラー画像を得ること
ができる。
【０１３５】
【発明の効果】本発明によれば本発明では、光学素子を
単レンズより構成し、・走査光学素子の出射面の主走査
方向の形状を副走査倍率が一定となるように定めること
・走査光学素子の出射面に副走査方向のパワーを略集中
することにより、光学素子の配置誤差により発生する走
査線湾曲を微小に抑えることができる光走査装置及びそ
れを用いた画像形成装置を達成することができる。
単レンズより構成し、・走査光学素子の出射面の主走査
方向の形状を副走査倍率が一定となるように定めること
・走査光学素子の出射面に副走査方向のパワーを略集中
することにより、光学素子の配置誤差により発生する走
査線湾曲を微小に抑えることができる光走査装置及びそ
れを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図１】本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図
【図２】本発明の実施形態１の副走査方向の要部断面図
【図３】副走査倍率が一定となる主走査形状の説明図。
【図４】実施形態１における設計データ。
【図５】実施形態１における、光線の座標及び光線距離
【図６】本発明の実施形態１の近軸収差（像面湾曲、歪
曲収差、副走査倍率）を示す諸収差図
曲収差、副走査倍率）を示す諸収差図
【図７】本発明の実施形態１の走査光学素子の配置敏感
度を示す図
度を示す図
【図８】本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図
【図９】本発明の実施形態２の副走査方向の要部断面図
【図１０】実施形態２における設計データ。
【図１１】本発明の実施形態２の近軸収差（像面湾曲、
歪曲収差、副走査倍率）を示す諸収差図
歪曲収差、副走査倍率）を示す諸収差図
【図１２】本発明の実施形態２の走査光学素子の配置敏
感度を示す図
感度を示す図
【図１３】本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面
図
図
【図１４】本発明の実施形態３の副走査方向の要部断面
図
図
【図１５】実施形態３における設計データ。
【図１６】本発明の実施形態３の近軸収差（像面湾曲、
歪曲収差、副走査倍率）を示す諸収差図
歪曲収差、副走査倍率）を示す諸収差図
【図１７】従来の光走査装置の要部概略図
【図１８】従来の光走査装置の配置敏感度を示す図
【図１９】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
（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２０】本発明のカラー画像形成装置の要部構成図
１ 光源手段（半導体レーザー） ２ コリメーターレンズ ３ 開口絞り ４ シリンドリカルレンズ ５ 偏向素子（光偏向器） ６ 走査光学素子（ｆθレンズ） ８ 被走査面（感光体ドラム） １１ 結像光学系 ４１，４２，４３，４４ 光走査装置 ２１，２２，２３，２４ 像担持体（感光ドラム） ３１，３２，３３，３４ 現像器 ４５ 搬送ベルト １００ 光走査装置 １０１ 感光ドラム １０２ 帯電ローラ １０３ 光ビーム １０４ 画像形成装置 １０７ 現像装置 １０８ 転写ローラ １０９ 用紙カセット １１０ 給紙ローラ １１２ 転写材（用紙） １１３ 定着ローラ １１４ 加圧ローラ １１６ 排紙ローラ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ (72)発明者 下村 秀和 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 石原 圭一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C362 BA04 BA50 BA51 BA86 BB14 BB22 2H045 CA04 CA34 CA55 CA68 2H087 KA19 LA22 PA01 PA17 PB01 QA02 QA07 QA14 QA34 RA05 RA08 RA12 RA13 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB22 DC02 DC04 DC07 EA01 FA01 5C072 AA03 BA17 HA02 HA06 HA09 HA13 QA14 XA01 XA05
Claims (32)
- 【請求項１】 光源手段から射出した光束を偏向素子に
導光し、該偏向素子により偏向された光束を被走査面上
に結像させる結像光学系を有する光走査装置において、 該結像光学系は単レンズからなり、該単レンズ出射面の
主走査方向断面形状は円弧であり、該結像光学系の全系
の副走査方向のパワーをφs、該出射面の副走査方向の
パワーをφs2としたとき、該出射面の副走査方向のパワ
ーは、０．９≦φs2／φs≦１．１を満足しており、光
軸上における該偏向手段から該単レンズの出射面までの
空気換算距離をＬａｏ、該単レンズの出射面から前記被
走査面までの距離をＬｂｏとし、軸外における該偏向手
段から該単レンズの出射面までの空気換算距離を
Ｌａθ、該単レンズの出射面から該被走査面までの距離
をＬｂθとしたとき、主走査方向の円弧は、 【外１】 を満足していることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】 前記出射面の副走査方向のパワー又は／
及び前記入射面の副走査方向のパワーが主走査方向の形
状に相関無く変化していることを特徴とする請求項１に
記載の光走査装置。 - 【請求項３】 前記出射面の副走査方向の曲率半径が軸
上から軸外に向って変化していることを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載の光走査装置。 - 【請求項４】 前記入射面及び前記出射面がアナモフィ
ック面であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか
１項に記載の光走査装置。 - 【請求項５】 前記入射面の主走査方向の形状が非球面
形状であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１
項に記載の光走査装置。 - 【請求項６】 前記結像光学系の光路長をＬ、焦点距離
をｆとしたとき、以下の関係式を満足することを特徴と
する請求項１乃至５の何れか１項に記載の光走査装置。 １．３５ｆ≦Ｌ≦１．５５ｆ - 【請求項７】 前記結像光学系の主走査方向のレンズ形
状のうち、非球面を使用する面において、曲率変化に変
曲点を持たないことを特徴とする請求項１から６の何れ
か１項に記載の光走査装置。 - 【請求項８】 前記結像光学系は、プラスチック成型に
より作製されていることを特徴とする請求項１から７の
何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項９】 前記結像光学系の光源としてマルチビー
ムレーザを用いたことを特徴とする請求項１から８の何
れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項１０】 前記結像光学系の全系の副走査方向の
パワーをφs、前記出射面の副走査方向のパワーをφs2
としたとき、該出射面の副走査方向のパワーは、０．９
５≦φs2／φs≦１．０５を満足していることを特徴と
する請求項１から９の何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項１１】 光軸上における前記偏向手段から前記
単レンズの出射面までの空気換算距離をＬａｏ、前記単
レンズの出射面から前記被走査面までの距離をＬｂｏと
し、軸外における前記偏向手段から該単レンズの出射面
までの空気換算距離をＬａθ、前記単レンズの出射面か
ら前記被走査面までの距離をＬｂθとしたとき、主走査
方向の円弧は、 【外２】 を満足していることを特徴とする請求項１から１０の何
れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項１２】 前記単レンズの出射面の副走査面内の
形状は円弧であることを特徴とする請求項１から１１の
何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項１３】 前記単レンズの入射面の副走査面内の
形状は平面であることを特徴とする請求項１から１２の
何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項１４】 請求項１から１３の何れか１項に記載
の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体
と、前記走査光学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、前記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
る定着器とを備えた画像形成装置。 - 【請求項１５】 請求項１から１４の何れか１項に記載
の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータ
を画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめる
プリンタコントローラとを備えた画像形成装置。 - 【請求項１６】 請求項１から１５の何れか１項に記載
の結像光学系を複数備え、各結像光学系は、各色又は複
数色に対応した感光体に対して画像情報を記録すること
を特徴とする画像形成装置。 - 【請求項１７】 光源手段から射出した光束を偏向素子
に導光し、該偏向素子により偏向された光束を被走査面
上に結像させる結像光学系を有する光走査装置におい
て、 該結像光学系はモールドプロセスで成形された単レンズ
からなり、該単レンズの出射面の主走査方向断面形状は
円弧であり、該結像光学系の全系の副走査方向のパワー
をφs、該出射面の副走査方向のパワーをφs2としたと
き、該出射面の副走査方向のパワーは、０．９≦φs2／
φs≦１．１を満足しており、光軸上における該偏向手
段から該単レンズの出射面までの空気換算距離を
Ｌａｏ、該単レンズの出射面から前記被走査面までの距
離をＬｂｏとし、軸外における該偏向手段から該単レン
ズの出射面までの空気換算距離をＬａθ、該単レンズの
出射面から該被走査面までの距離をＬｂθとしたとき、
主走査方向の円弧は、 【外３】 を満足していることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項１８】 前記出射面の副走査方向のパワー又は
／及び前記入射面の副走査方向のパワーが主走査方向の
形状に相関無く変化していることを特徴とする請求項１
７に記載の光走査装置。 - 【請求項１９】 前記出射面の副走査方向の曲率半径が
軸上から軸外に向って変化していることを特徴とする請
求項１７又は請求項１８に記載の光走査装置。 - 【請求項２０】 前記入射面及び前記出射面がアナモフ
ィック面であることを特徴とする請求項１７乃至１９の
何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項２１】 前記入射面の主走査方向の形状が非球
面形状であることを特徴とする請求項１７乃至２０の何
れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項２２】 前記結像光学系の光路長をＬ、焦点距
離をｆとしたとき、以下の関係式を満足することを特徴
とする請求項１７乃至２１の何れか１項に記載の光走査
装置。 １．３５ｆ≦Ｌ≦１．５５ｆ - 【請求項２３】 前記結像光学系の主走査方向のレンズ
形状のうち、非球面を使用する面において、曲率変化に
変曲点を持たないことを特徴とする請求項１７から２２
の何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項２４】 前記結像光学系は、プラスチック成型
により作製されていることを特徴とする請求項１７から
２３の何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項２５】 前記結像光学系の光源としてマルチビ
ームレーザを用いたことを特徴とする請求項１７から２
４の何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項２６】 前記結像光学系の全系の副走査方向の
パワーをφs、前記出射面の副走査方向のパワーをφs2
としたとき、該出射面の副走査方向のパワーは、０．９
５≦φs2／φs≦１．０５を満足していることを特徴と
する請求項１７から２５の何れか１項に記載の光走査装
置。 - 【請求項２７】 光軸上における前記偏向手段から前記
単レンズの出射面までの空気換算距離をＬａｏ、前記単
レンズの出射面から前記被走査面までの距離をＬｂｏと
し、軸外における前記偏向手段から該単レンズの出射面
までの空気換算距離をＬａθ、前記単レンズの出射面か
ら前記被走査面までの距離をＬｂθとしたとき、主走査
方向の円弧は、 【外４】 を満足していることを特徴とする請求項１７から２６の
何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項２８】 前記単レンズの出射面の副走査面内の
形状は円弧であることを特徴とする請求項１７から２７
の何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項２９】 前記単レンズの入射面の副走査面内の
形状は平面であることを特徴とする請求項１７から２８
の何れか１項に記載の光走査装置。 - 【請求項３０】 請求項１から２９の何れか１項に記載
の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体
と、前記走査光学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、前記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
る定着器とを備えた画像形成装置。 - 【請求項３１】 請求項１７から３０の何れか１項に記
載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデー
タを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめ
るプリンタコントローラとを備えた画像形成装置。 - 【請求項３２】 請求項１７から３１の何れか１項に記
載の結像光学系を複数備え、各結像光学系は、各色又は
複数色に対応した感光体に対して画像情報を記録するこ
とを特徴とする画像形成装置。
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| CNB021262861A CN100347585C (zh) | 2001-06-08 | 2002-06-07 | 光扫描装置和利用该装置的图象形成设备 |
| EP02253968A EP1265093A3 (en) | 2001-06-08 | 2002-06-07 | Light scanning device and image forming apparatus using the same |
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