JP3397638B2 - 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置Info
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- JP3397638B2 JP3397638B2 JP15446197A JP15446197A JP3397638B2 JP 3397638 B2 JP3397638 B2 JP 3397638B2 JP 15446197 A JP15446197 A JP 15446197A JP 15446197 A JP15446197 A JP 15446197A JP 3397638 B2 JP3397638 B2 JP 3397638B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光走査光学系及びそ
れを用いた画像形成装置に関し、特に光偏向器に対して
光源手段側に配置した第１の光学系と被走査面側に配置
した第２の光学系のうち少なくとも一方の光学系に回折
光学素子を設けることにより、装置に環境変動（特に温
度変化）が生じても収差変動（ピント変化）が生じない
高精細印字に適した、例えばレーザービームプリンタ
（ＬＢＰ）やデジタル複写機等の画像形成装置に好適な
ものである。
れを用いた画像形成装置に関し、特に光偏向器に対して
光源手段側に配置した第１の光学系と被走査面側に配置
した第２の光学系のうち少なくとも一方の光学系に回折
光学素子を設けることにより、装置に環境変動（特に温
度変化）が生じても収差変動（ピント変化）が生じない
高精細印字に適した、例えばレーザービームプリンタ
（ＬＢＰ）やデジタル複写機等の画像形成装置に好適な
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走査光学系においては画像信
号に応じて光源手段から光変調され射出した光束を、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特性を有する走査光学素子
（結像素子）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収束させ、その面上を光走査して画
像記録を行なっている。
タル複写機等に用いられる走査光学系においては画像信
号に応じて光源手段から光変調され射出した光束を、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特性を有する走査光学素子
（結像素子）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収束させ、その面上を光走査して画
像記録を行なっている。
【０００３】この種の光走査光学系において、その光学
系に回折光学素子を応用したものが、例えば特開平３−
１２５１１１号公報で提案されている。同公報では主走
査方向にのみパワーを有するホログラフィックｆθレン
ズと、副走査方向にパワーを有する円柱レンズとから光
学系を構成して、ｆθ特性と面倒れ補正及び１次回折光
とその他の次数の回折光の分離等を行なっている。
系に回折光学素子を応用したものが、例えば特開平３−
１２５１１１号公報で提案されている。同公報では主走
査方向にのみパワーを有するホログラフィックｆθレン
ズと、副走査方向にパワーを有する円柱レンズとから光
学系を構成して、ｆθ特性と面倒れ補正及び１次回折光
とその他の次数の回折光の分離等を行なっている。
【０００４】又、米国特許５，４８６，６９４号ではト
ーリックレンズに回折面を設けた面倒れ補正効果を有し
た光走査光学系が開示されている。
ーリックレンズに回折面を設けた面倒れ補正効果を有し
た光走査光学系が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平３
−１２５１１１号公報における円柱レンズは、例えば該
円柱レンズの材質をガラス材で形成した場合、従来の複
数のレンズを組み合わせたｆθレンズよりはコスト的に
有利ではあるが、やはりガラス材の円柱レンズはプラス
チックレンズに比べると高価である。一方、コストを低
く抑える為に円柱レンズをプラスチック材で形成する
と、環境変動、特に温度変化によって副走査方向のピン
トズレが発生してしまう。これを防止する為には円柱レ
ンズを被走査面に近づけてやれば良いが、そうすると該
円柱レンズが大きくなってしまい、その結果、装置全体
が大型化になり、かつコストが高くなるという問題点が
生じてくる。
−１２５１１１号公報における円柱レンズは、例えば該
円柱レンズの材質をガラス材で形成した場合、従来の複
数のレンズを組み合わせたｆθレンズよりはコスト的に
有利ではあるが、やはりガラス材の円柱レンズはプラス
チックレンズに比べると高価である。一方、コストを低
く抑える為に円柱レンズをプラスチック材で形成する
と、環境変動、特に温度変化によって副走査方向のピン
トズレが発生してしまう。これを防止する為には円柱レ
ンズを被走査面に近づけてやれば良いが、そうすると該
円柱レンズが大きくなってしまい、その結果、装置全体
が大型化になり、かつコストが高くなるという問題点が
生じてくる。
【０００６】米国特許５，４８６，６９４号ではレーザ
ー光の波長変動による回折角の変化によって生じる収差
の劣化に対して考慮されていないという問題点がある。
ー光の波長変動による回折角の変化によって生じる収差
の劣化に対して考慮されていないという問題点がある。
【０００７】一方、走査光学系における走査光学素子
（ｆθレンズ）は低コスト化及びコンパクト化の要求か
らプラスチックレンズを使用したものが主流となってい
る。
（ｆθレンズ）は低コスト化及びコンパクト化の要求か
らプラスチックレンズを使用したものが主流となってい
る。
【０００８】図８はこの種の従来の光走査光学系の要部
概略図である。同図において光源手段８１から射出した
発散光束はコリメーターレンズ８２により略平行光束と
され、絞り８３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８４に入射している。シリンドリカルレンズ８４に入
射した平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま
光平行光束の状態で射出する。又副走査断面においては
収束して回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向
器８５の偏向面（反射面）８５ａにほぼ線像として結像
している。
概略図である。同図において光源手段８１から射出した
発散光束はコリメーターレンズ８２により略平行光束と
され、絞り８３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８４に入射している。シリンドリカルレンズ８４に入
射した平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま
光平行光束の状態で射出する。又副走査断面においては
収束して回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向
器８５の偏向面（反射面）８５ａにほぼ線像として結像
している。
【０００９】そして光偏向器８５の偏向面で偏向された
光束をｆθ特性を有する走査光学素子（ｆθレンズ）８
６を介して被走査面としての感光ドラム面８７上に導光
し、該光偏向器８５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８７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８７上に
画像記録を行なっている。尚、コリメータレンズ８２、
絞り８３、そしてシリンドリカルレンズ８４の各要素は
第１の光学系Ｌ81の一要素を構成しており、ｆθレンズ
８６は第２の光学系Ｌ82の一要素を構成している。
光束をｆθ特性を有する走査光学素子（ｆθレンズ）８
６を介して被走査面としての感光ドラム面８７上に導光
し、該光偏向器８５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８７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８７上に
画像記録を行なっている。尚、コリメータレンズ８２、
絞り８３、そしてシリンドリカルレンズ８４の各要素は
第１の光学系Ｌ81の一要素を構成しており、ｆθレンズ
８６は第２の光学系Ｌ82の一要素を構成している。
【００１０】この種の光走査光学系においては前述した
如くｆθレンズの低コスト化及びコンパクト化の要求に
より、該ｆθレンズを非球面形状より成るプラスチック
レンズ１枚だけで構成することが多くなっている。しか
しながらプラスチック材料は使用環境の変化（特に温度
変化）に伴い屈折率が変化するという性質を持つため、
これらの走査光学系では環境変動によってピント変化が
生じてしまう。現状のピント変動量は実際の画像に影響
を与えない程度に設定している為に問題は生じないが、
更に高精細印字を目的として被走査面上での集光ビーム
のスポット径を絞りたい場合や、更に低コスト化及びコ
ンパクト化を目的にｆθレンズを小型化しようとして該
ｆθレンズを光偏向器に近づけようとする場合には、上
述したピント変動、特に副走査方向のピント変動が許容
できなくなってきてしまうという問題点がある。
如くｆθレンズの低コスト化及びコンパクト化の要求に
より、該ｆθレンズを非球面形状より成るプラスチック
レンズ１枚だけで構成することが多くなっている。しか
しながらプラスチック材料は使用環境の変化（特に温度
変化）に伴い屈折率が変化するという性質を持つため、
これらの走査光学系では環境変動によってピント変化が
生じてしまう。現状のピント変動量は実際の画像に影響
を与えない程度に設定している為に問題は生じないが、
更に高精細印字を目的として被走査面上での集光ビーム
のスポット径を絞りたい場合や、更に低コスト化及びコ
ンパクト化を目的にｆθレンズを小型化しようとして該
ｆθレンズを光偏向器に近づけようとする場合には、上
述したピント変動、特に副走査方向のピント変動が許容
できなくなってきてしまうという問題点がある。
【００１１】本発明は上記の問題点を解決する為に光偏
向器に対して光源手段側に配置した第１の光学系と被走
査面側に配置した第２の光学系のうち少なくとも一方の
光学系に回折光学素子を設けることにより、装置に環境
変動（特に温度変化）が生じても収差変動（ピント変
化）が生じない高精細印字に適したコンパクトな走査光
学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とす
る。
向器に対して光源手段側に配置した第１の光学系と被走
査面側に配置した第２の光学系のうち少なくとも一方の
光学系に回折光学素子を設けることにより、装置に環境
変動（特に温度変化）が生じても収差変動（ピント変
化）が生じない高精細印字に適したコンパクトな走査光
学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とす
る。
【００１２】請求項１の発明の光走査光学系は光源手段
から射出した光束を第１の光学系を介して偏向手段に導
光し、該偏向手段で偏向された光束を屈折部と回折部を
有する第２の光学系を介して被走査面上に結像させて、
該被走査面上を光走査する光走査光学系において、第２
の光学系は、環境変動による屈折部の副走査方向のパワ
ー変化および環境変動による回折部の副走査方向のパワ
ー変化が生じており、第２の光学系の屈折部の副走査方
向のパワーと回折部の副走査方向のパワーを各々φＬ及
びφＢとしたとき、 １．０≦ φＬ／φＢ ≦２．６ なる条件を満足することを特徴としている。 請求項２の
発明の光走査光学系は光源手段から射出した光束を第１
の光学系を介して偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向
された光束を第２の光学系を介して被走査面上に結像さ
せて、該被走査面上を光走査する光走査光学系におい
て、第２の光学系は屈折部と回折部を有し、温度変動で
起こる屈折率の変化による第２の光学系の屈折部の副走
査方向のパワー変化及び温度変動で起こる光源手段の波
長変動による第２の光学系の屈折部の副走査方向のパワ
ー変化が、温度変動で起こる光源手段の波長変動による
第２の光学系の回折部の副走査方向のパワー変化により
補正されていることを特徴としている。請求項３の発明
は請求項１又は２の発明において第２の光学系の屈折部
は、プラスチックレンズを有することを特徴としてい
る。請求項４の発明の光走査光学系は光源手段から放射
した光束を回折部を有する第１の光学系を介して偏向手
段に導光し、該偏向手段で偏向された光束を屈折部と回
折部とを有する第２の光学系を介し被走査面上に結像さ
せて、該被走査面上を走査する光走査光学系であって、
第２の光学系の屈折部は、プラスチックレンズを有し、
前記プラスチックレンズの温度変動に伴う副走査方向の
収差変動が該温度変動による光源手段の波長変動による
第１の光学系の回折部のパワー変化及び第２の光学系の
回折部のパワー変化で補正されるようにしていることを
特徴としている。請求項５の発明の光走査光学系は光源
手段から放射した光束を第１の光学系を介して偏向手段
に導光し、該偏向手段で偏向された光束を屈折部と回折
部とを有する第２の光学系を介し被走査面上に結像させ
て、該被走査面上を走査する光走査光学系であって、第
２の光学系の屈折部は、プラスチックレンズを有し、前
記プラスチックレンズの温度変動に伴う副走査方向の収
差変動が該温度変動による光源手段の波長変動による回
折部のパワー変化で補正されるようにしていることを特
徴としている。請求項６の発明は請求項５の発明におい
て前記プラスチックレンズの温度変動に伴う副走査方向
の収差変動は、温度変動で起こる前記プラスチックレン
ズの屈折率の変化及び温度変動で起こる光源手段の波長
変動によるプラスチックレンズの屈折率の変化による副
走査方向のパワー変化により生じることを特徴としてい
る。請求項７の発明は請求項２、４、５又は６の発明に
おいて第２の光学系における回折部のパワーをφＢ、屈
折部のパワーをφＬとしたとき、 １．０≦φＬ／φＢ≦２．６ なる条件を満足することを特徴としている。
から射出した光束を第１の光学系を介して偏向手段に導
光し、該偏向手段で偏向された光束を屈折部と回折部を
有する第２の光学系を介して被走査面上に結像させて、
該被走査面上を光走査する光走査光学系において、第２
の光学系は、環境変動による屈折部の副走査方向のパワ
ー変化および環境変動による回折部の副走査方向のパワ
ー変化が生じており、第２の光学系の屈折部の副走査方
向のパワーと回折部の副走査方向のパワーを各々φＬ及
びφＢとしたとき、 １．０≦ φＬ／φＢ ≦２．６ なる条件を満足することを特徴としている。 請求項２の
発明の光走査光学系は光源手段から射出した光束を第１
の光学系を介して偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向
された光束を第２の光学系を介して被走査面上に結像さ
せて、該被走査面上を光走査する光走査光学系におい
て、第２の光学系は屈折部と回折部を有し、温度変動で
起こる屈折率の変化による第２の光学系の屈折部の副走
査方向のパワー変化及び温度変動で起こる光源手段の波
長変動による第２の光学系の屈折部の副走査方向のパワ
ー変化が、温度変動で起こる光源手段の波長変動による
第２の光学系の回折部の副走査方向のパワー変化により
補正されていることを特徴としている。請求項３の発明
は請求項１又は２の発明において第２の光学系の屈折部
は、プラスチックレンズを有することを特徴としてい
る。請求項４の発明の光走査光学系は光源手段から放射
した光束を回折部を有する第１の光学系を介して偏向手
段に導光し、該偏向手段で偏向された光束を屈折部と回
折部とを有する第２の光学系を介し被走査面上に結像さ
せて、該被走査面上を走査する光走査光学系であって、
第２の光学系の屈折部は、プラスチックレンズを有し、
前記プラスチックレンズの温度変動に伴う副走査方向の
収差変動が該温度変動による光源手段の波長変動による
第１の光学系の回折部のパワー変化及び第２の光学系の
回折部のパワー変化で補正されるようにしていることを
特徴としている。請求項５の発明の光走査光学系は光源
手段から放射した光束を第１の光学系を介して偏向手段
に導光し、該偏向手段で偏向された光束を屈折部と回折
部とを有する第２の光学系を介し被走査面上に結像させ
て、該被走査面上を走査する光走査光学系であって、第
２の光学系の屈折部は、プラスチックレンズを有し、前
記プラスチックレンズの温度変動に伴う副走査方向の収
差変動が該温度変動による光源手段の波長変動による回
折部のパワー変化で補正されるようにしていることを特
徴としている。請求項６の発明は請求項５の発明におい
て前記プラスチックレンズの温度変動に伴う副走査方向
の収差変動は、温度変動で起こる前記プラスチックレン
ズの屈折率の変化及び温度変動で起こる光源手段の波長
変動によるプラスチックレンズの屈折率の変化による副
走査方向のパワー変化により生じることを特徴としてい
る。請求項７の発明は請求項２、４、５又は６の発明に
おいて第２の光学系における回折部のパワーをφＢ、屈
折部のパワーをφＬとしたとき、 １．０≦φＬ／φＢ≦２．６ なる条件を満足することを特徴としている。
【００１３】請求項８の発明は請求項１〜７のいずれか
１項の発明において前記収差変動は、ピント変動である
ことを特徴としている。請求項９の発明は請求項１〜８
のいずれか１項の発明において前記回折部は、格子構造
が階段状の光学素子より成ることを特徴としている。請
求項１０の発明は請求項１〜８のいずれか１項の発明に
おいて前記回折部は、格子構造が連続なフレネル状の光
学素子より成ることを特徴としている。請求項１１の発
明は請求項１〜１０のいずれか１項の発明において第１
の光学系は、前記偏向手段の偏向面に光束を主走査方向
に長手の線像として結像させる機能を有することを特徴
としている。請求項１２の発明は請求項１〜１１のいず
れか１項の発明において第１の光学系は、シリンドリカ
ルレンズを有し、該シリンドリカルレンズ面上に回折部
を備えたことを特徴としている。請求項１３の発明は請
求項１〜１２のいずれか１項の発明において第１の光学
系は、コリメータレンズを有し、該コリメータレンズ面
上に回折部を備えたことを特徴としている。請求項１４
の発明は請求項１〜１３のいずれか１項の発明において
前記光走査光学系の屈折部の温度変動に伴う主走査方向
のヒント変化が該温度変動による光源手段の波長変動に
よる回折部のパワー変化で補正されるようにしているこ
とを特徴としている。請求項１５の発明は請求項１〜１
４のいずれか１項の発明において前記光走査光学系は、
光源手段を備え、前記光源手段は、半導体レーザである
ことを特徴としている。
１項の発明において前記収差変動は、ピント変動である
ことを特徴としている。請求項９の発明は請求項１〜８
のいずれか１項の発明において前記回折部は、格子構造
が階段状の光学素子より成ることを特徴としている。請
求項１０の発明は請求項１〜８のいずれか１項の発明に
おいて前記回折部は、格子構造が連続なフレネル状の光
学素子より成ることを特徴としている。請求項１１の発
明は請求項１〜１０のいずれか１項の発明において第１
の光学系は、前記偏向手段の偏向面に光束を主走査方向
に長手の線像として結像させる機能を有することを特徴
としている。請求項１２の発明は請求項１〜１１のいず
れか１項の発明において第１の光学系は、シリンドリカ
ルレンズを有し、該シリンドリカルレンズ面上に回折部
を備えたことを特徴としている。請求項１３の発明は請
求項１〜１２のいずれか１項の発明において第１の光学
系は、コリメータレンズを有し、該コリメータレンズ面
上に回折部を備えたことを特徴としている。請求項１４
の発明は請求項１〜１３のいずれか１項の発明において
前記光走査光学系の屈折部の温度変動に伴う主走査方向
のヒント変化が該温度変動による光源手段の波長変動に
よる回折部のパワー変化で補正されるようにしているこ
とを特徴としている。請求項１５の発明は請求項１〜１
４のいずれか１項の発明において前記光走査光学系は、
光源手段を備え、前記光源手段は、半導体レーザである
ことを特徴としている。
【００１４】請求項１６の発明の画像形成装置は請求項
１〜１５のいずれか１項に記載の光走査光学系と、前記
被走査面として感光ドラム面を使用したことを特徴とし
ている。
１〜１５のいずれか１項に記載の光走査光学系と、前記
被走査面として感光ドラム面を使用したことを特徴とし
ている。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の走査
光学系をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の
画像形成装置に適用したときの主走査方向の要部断面図
（主走査断面図）である。
光学系をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の
画像形成装置に適用したときの主走査方向の要部断面図
（主走査断面図）である。
【００１６】同図において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から放射された発散光束（光ビー
ム）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）を制限してビーム形状を整形して
いる。
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から放射された発散光束（光ビー
ム）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）を制限してビーム形状を整形して
いる。
【００１７】４は回折面を有する回折光学素子であり、
例えばガラス材もしくはプラスチック材で形成された平
板の後述する光偏向器５側の平面に付加している。回折
光学素子４は副走査方向にパワー（回折パワー）を有
し、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で光偏向
器５の偏向面５ａにほぼ線像として結像させている。
例えばガラス材もしくはプラスチック材で形成された平
板の後述する光偏向器５側の平面に付加している。回折
光学素子４は副走査方向にパワー（回折パワー）を有
し、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で光偏向
器５の偏向面５ａにほぼ線像として結像させている。
【００１８】本実施形態における回折光学素子４は、例
えば格子構造が例えばフォトエッチングによる階段状の
回折格子からなるバイナリー回折光学素子や、表面切削
による鋸歯状の回折格子からなるフレネル状の回折光学
素子等より成っている。尚、コリメータレンズ２、絞り
３、そして回折光学素子４の各要素は第１の光学系Ｌ1
の一要素を構成している。
えば格子構造が例えばフォトエッチングによる階段状の
回折格子からなるバイナリー回折光学素子や、表面切削
による鋸歯状の回折格子からなるフレネル状の回折光学
素子等より成っている。尚、コリメータレンズ２、絞り
３、そして回折光学素子４の各要素は第１の光学系Ｌ1
の一要素を構成している。
【００１９】５は偏向手段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。
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。
【００２０】６はｆθ特性を有するｆθレンズ（走査光
学素子）であり、プラスチック材料で形成された単レン
ズより成り、該単レンズの主走査方向の両レンズ面を非
球面形状より構成しており、主走査方向と副走査方向と
で異なる屈折力を有している。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
である感光ドラム面７上に結像させ、かつ光偏向器５の
偏向面の面倒れを補正している。尚、ｆθレンズ６は第
２の光学系Ｌ2 の一要素を構成している。
学素子）であり、プラスチック材料で形成された単レン
ズより成り、該単レンズの主走査方向の両レンズ面を非
球面形状より構成しており、主走査方向と副走査方向と
で異なる屈折力を有している。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
である感光ドラム面７上に結像させ、かつ光偏向器５の
偏向面の面倒れを補正している。尚、ｆθレンズ６は第
２の光学系Ｌ2 の一要素を構成している。
【００２１】本実施形態において半導体レーザー１から
射出した発散光束はコリメータレンズ２により略平行光
束に変換され、開口絞り３によって該光束（光量）を制
限して回折光学素子４に入射している。回折光学素子４
に入射した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。又副走査断面においては収束し
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７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７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７上に画像記録を行なっている。
射出した発散光束はコリメータレンズ２により略平行光
束に変換され、開口絞り３によって該光束（光量）を制
限して回折光学素子４に入射している。回折光学素子４
に入射した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。又副走査断面においては収束し
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７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７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７上に画像記録を行なっている。
【００２２】ここで本実施形態における副走査方向のピ
ント変動の補正の原理を図２を用いて説明する。図２は
本実施形態の光学系の副走査方向の要部断面図である。
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。
ント変動の補正の原理を図２を用いて説明する。図２は
本実施形態の光学系の副走査方向の要部断面図である。
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。
【００２３】ここで例えば走査光学系が環境変動の影響
で温度が上昇したと仮定する。ｆθレンズ６をプラスチ
ック材料で形成すると、一般にプラスチック材料は温度
が上昇すると屈折率が低下する特性を持っている為、副
走査方向のピント位置は図中のＰ点からＱ点へと変動し
てピントずれを起こしてしまう。
で温度が上昇したと仮定する。ｆθレンズ６をプラスチ
ック材料で形成すると、一般にプラスチック材料は温度
が上昇すると屈折率が低下する特性を持っている為、副
走査方向のピント位置は図中のＰ点からＱ点へと変動し
てピントずれを起こしてしまう。
【００２４】ところが光源である半導体レーザー１は通
常温度が上昇すると、その発振波長が長くなるという特
性を持っている。発振波長が長くなると回折光学素子４
で回折される回折角が大きくなる為に、本来光偏向器５
の偏向面近傍のＲ点に線状に結像されていた光束が、同
図に示すようにＲ点より半導体レーザー１側のＳ点に線
状に結像されることになる。そうするとｆθレンズ６の
屈折率の低下によってＱ点に変動していたピント位置が
再度Ｐ点に戻されることになる。
常温度が上昇すると、その発振波長が長くなるという特
性を持っている。発振波長が長くなると回折光学素子４
で回折される回折角が大きくなる為に、本来光偏向器５
の偏向面近傍のＲ点に線状に結像されていた光束が、同
図に示すようにＲ点より半導体レーザー１側のＳ点に線
状に結像されることになる。そうするとｆθレンズ６の
屈折率の低下によってＱ点に変動していたピント位置が
再度Ｐ点に戻されることになる。
【００２５】以上のような原理に基づき、本実施形態に
おいては回折光学素子４とｆθレンズ６との副走査方向
のパワーを最適に設定することによって、装置の環境変
動（特に温度変化）による副走査方向のピント変動（収
差変動）を半導体レーザー１の波長変動を利用してほぼ
完全に補正できるようにしている。
おいては回折光学素子４とｆθレンズ６との副走査方向
のパワーを最適に設定することによって、装置の環境変
動（特に温度変化）による副走査方向のピント変動（収
差変動）を半導体レーザー１の波長変動を利用してほぼ
完全に補正できるようにしている。
【００２６】表−１、表−２に本実施形態における光学
配置とｆθレンズ６の非球面係数及び回折光学素子４の
位相項を示す。
配置とｆθレンズ６の非球面係数及び回折光学素子４の
位相項を示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
本実施形態における回折光学素子４の回折面４ａは光偏
向器５側に構成されており、位相関数をφ（ｙ，ｚ）と
して、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、
向器５側に構成されており、位相関数をφ（ｙ，ｚ）と
して、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、
【００２９】
【数１】
なる式で表わされる。
【００３０】又、ｆθレンズ６のレンズ形状は、各レン
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、主走査断面
形状は、
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、主走査断面
形状は、
【００３１】
【数２】
なる式で表わされる。尚、Ｒは曲率半径、Ｋ，Ｂ4 〜Ｂ
10は非球面係数である。ここでｙの値が正のときは非球
面係数として添字ｕのついたｋｕ，Ｂ4 ｕ〜Ｂ10ｕを用
いて計算されたレンズ形状となっており、ｙの値が負の
ときは非球面係数として添字ｌのついたｋｌ，Ｂ4 ｌー
Ｂ10ｌを用いて計算されたレンズ形状となっている。
10は非球面係数である。ここでｙの値が正のときは非球
面係数として添字ｕのついたｋｕ，Ｂ4 ｕ〜Ｂ10ｕを用
いて計算されたレンズ形状となっており、ｙの値が負の
ときは非球面係数として添字ｌのついたｋｌ，Ｂ4 ｌー
Ｂ10ｌを用いて計算されたレンズ形状となっている。
【００３２】又、副走査断面においては、その曲率半径
が連続的に変化しており、主走査面上におけるレンズ座
標はｙであるところの曲率半径ｒ’がｒ’＝ｒ（１＋Ｄ
2 ｙ2 ＋Ｄ4 ｙ4 ＋Ｄ6 ｙ6 ＋Ｄ8 ｙ8 ＋Ｄ10ｙ10）な
る式で表わされるものである。尚、ｒは光軸上における
曲率半径、Ｄ2 〜Ｄ10は各係数である。ここでｙの値が
正のときは係数として添字ｕのついたＤ2 ｕ〜Ｄ10ｕを
用いて計算された曲率半径ｒ’となっており、ｙの値が
負のときは係数として添字ｌのついたＤ2 ｌ〜Ｄ10ｌを
用いて計算された曲率半径ｒ’となっている。
が連続的に変化しており、主走査面上におけるレンズ座
標はｙであるところの曲率半径ｒ’がｒ’＝ｒ（１＋Ｄ
2 ｙ2 ＋Ｄ4 ｙ4 ＋Ｄ6 ｙ6 ＋Ｄ8 ｙ8 ＋Ｄ10ｙ10）な
る式で表わされるものである。尚、ｒは光軸上における
曲率半径、Ｄ2 〜Ｄ10は各係数である。ここでｙの値が
正のときは係数として添字ｕのついたＤ2 ｕ〜Ｄ10ｕを
用いて計算された曲率半径ｒ’となっており、ｙの値が
負のときは係数として添字ｌのついたＤ2 ｌ〜Ｄ10ｌを
用いて計算された曲率半径ｒ’となっている。
【００３３】図３は本実施形態の昇温前後の副走査方向
の像面湾曲を示す収差図であり、実線は常温での特性、
点線は２５℃昇温が生じたときの特性を示している。こ
の図から昇温前後の副走査方向のピント変化が殆ど無い
ことがわかる。
の像面湾曲を示す収差図であり、実線は常温での特性、
点線は２５℃昇温が生じたときの特性を示している。こ
の図から昇温前後の副走査方向のピント変化が殆ど無い
ことがわかる。
【００３４】このように本実施形態では、従来第１の光
学系の一要素として使用されていたシリンドリカルレン
ズ（図８参照）の代わりに回折光学素子４を用いて構成
し、該回折光学素子４の副走査方向のパワー（回折パワ
ー）とｆθレンズ６の副走査方向のパワー（屈折パワ
ー）とを各々適切に設定することにより、装置の温度変
動に伴なう副走査方向のピント変化を半導体レーザー１
の波長変動を利用して効果的に補正している。これによ
り環境変動に強く、しかも高精細印字に適した走査光学
系をコンパクトで、かつ安価に得ることができる。
学系の一要素として使用されていたシリンドリカルレン
ズ（図８参照）の代わりに回折光学素子４を用いて構成
し、該回折光学素子４の副走査方向のパワー（回折パワ
ー）とｆθレンズ６の副走査方向のパワー（屈折パワ
ー）とを各々適切に設定することにより、装置の温度変
動に伴なう副走査方向のピント変化を半導体レーザー１
の波長変動を利用して効果的に補正している。これによ
り環境変動に強く、しかも高精細印字に適した走査光学
系をコンパクトで、かつ安価に得ることができる。
【００３５】図４は本発明の実施形態２の走査光学系を
画像形成装置に適用したときの主走査方向の要部断面図
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。
画像形成装置に適用したときの主走査方向の要部断面図
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。
【００３６】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は第２の光学系を構成するｆθレンズの光偏向器
側のレンズ面に回折光学素子を付加し、第１の光学系を
構成する各要素を従来の構成（図８参照）と同様にコリ
メータレンズ、絞り、そしてシリンドリカルレンズとの
各要素で構成したことである。その他の構成及び光学的
作用は前述の実施形態１と略同様であり、これにより同
様な効果を得ている。
なる点は第２の光学系を構成するｆθレンズの光偏向器
側のレンズ面に回折光学素子を付加し、第１の光学系を
構成する各要素を従来の構成（図８参照）と同様にコリ
メータレンズ、絞り、そしてシリンドリカルレンズとの
各要素で構成したことである。その他の構成及び光学的
作用は前述の実施形態１と略同様であり、これにより同
様な効果を得ている。
【００３７】即ち、同図において４６は第２光学系Ｌ42
としてのｆθレンズであり、プラスチック材料で成形さ
れた非球面形状の単レンズより成り、その単レンズの光
偏向器５側のレンズ面（第１面）Ｒａに副走査方向にパ
ワー（回折パワー）を有する回折光学素子４８を付加し
て構成しており、その回折光学素子４８の回折面４８ａ
は前述した実施形態１と同一の式によって表わされる。
としてのｆθレンズであり、プラスチック材料で成形さ
れた非球面形状の単レンズより成り、その単レンズの光
偏向器５側のレンズ面（第１面）Ｒａに副走査方向にパ
ワー（回折パワー）を有する回折光学素子４８を付加し
て構成しており、その回折光学素子４８の回折面４８ａ
は前述した実施形態１と同一の式によって表わされる。
【００３８】即ち、ｆθレンズ４６の第１面Ｒａに付加
されている回折光学素子４８の回折面４８ａは位相関数
をφ（ｙ，ｚ）として、該第１面Ｒａ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
されている回折光学素子４８の回折面４８ａは位相関数
をφ（ｙ，ｚ）として、該第１面Ｒａ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
【００３９】
【数３】
なる式で表わされる。
【００４０】４４は第１の光学系Ｌ41の一要素を構成す
るシリンドリカルレンズであり、副走査方向に所定の屈
折力を有している。
るシリンドリカルレンズであり、副走査方向に所定の屈
折力を有している。
【００４１】ここで本実施形態における副走査方向のピ
ント変動の補正の原理について説明する。
ント変動の補正の原理について説明する。
【００４２】今、本実施形態における走査光学装置が環
境温度ｔ℃にあったとき、ｆθレンズ４６の屈折率を
ｎ、半導体レーザー１の発振波長をλとする。
境温度ｔ℃にあったとき、ｆθレンズ４６の屈折率を
ｎ、半導体レーザー１の発振波長をλとする。
【００４３】
ｆθレンズ４６の屈折率の温度依存係数を ｄｎ／ｄｔ
半導体レーザー１の波長の温度依存係数を ｄλ／ｄｔ
ｆθレンズ４６の屈折率の波長依存係数を ｄｎ／ｄλ
とすると、環境温度がΔｔだけ変化したときのｆθレン
ズ４６の屈折率ｎ′及び半導体レーザー１の波長λ′
は、それぞれ
ズ４６の屈折率ｎ′及び半導体レーザー１の波長λ′
は、それぞれ
【００４４】
【数４】
と表わされる。
【００４５】一方、ｆθレンズ４６の第１面Ｒａに形成
された回折光学素子４８のパワーφB は、回折面４８ａ
上の光線通過点における格子空間周波数をＨとすると、
された回折光学素子４８のパワーφB は、回折面４８ａ
上の光線通過点における格子空間周波数をＨとすると、
【００４６】
【数５】
で表わされる。
【００４７】よって、ｆθレンズ４６の第１面Ｒａの副
走査断面の光軸上における曲率半径をｒ1 、第２面Ｒｂ
の副走査断面の光軸上における曲率半径をｒ2 とし、簡
単の為に薄肉系を仮定して、回折光学素子４８のパワー
と屈折によるパワーが同じ所に存在すると仮定すると、
環境温度ｔ℃のときのｆθレンズ４６の副走査方向のパ
ワーφt は、以下の式で表わされる。
走査断面の光軸上における曲率半径をｒ1 、第２面Ｒｂ
の副走査断面の光軸上における曲率半径をｒ2 とし、簡
単の為に薄肉系を仮定して、回折光学素子４８のパワー
と屈折によるパワーが同じ所に存在すると仮定すると、
環境温度ｔ℃のときのｆθレンズ４６の副走査方向のパ
ワーφt は、以下の式で表わされる。
【００４８】
【数６】
一方、環境温度がΔｔだけ変化したときのｆθレンズ４
６の副走査方向のパワーφt ′は、以下の式で表わされ
る。
６の副走査方向のパワーφt ′は、以下の式で表わされ
る。
【００４９】
【数７】
ここで環境温度によらずｆθレンズ４６の副走査方向の
パワーが常に一定に保たれていれば副走査方向のピント
変動は原理的に発生しない。
パワーが常に一定に保たれていれば副走査方向のピント
変動は原理的に発生しない。
【００５０】よって、（１）式と（２）式が等しいとす
ると、最終的に
ると、最終的に
【００５１】
【数８】
回折次数を１次としてｆθレンズ４６の回折光学素子
（回折部）４８のパワーφB は
（回折部）４８のパワーφB は
【００５２】
【数９】
ｆθレンズ４６の回折光学素子以外（屈折部）のパワー
φL は
φL は
【００５３】
【数１０】
（３）式は
【００５４】
【数１１】
となり、この式を満足するようにｆθレンズ４６の回折
部のパワーφB 及び屈折部のパワーφL を確定すれば、
環境温度の変化によるピント変動をほぼ完全に補正する
ことができる。
部のパワーφB 及び屈折部のパワーφL を確定すれば、
環境温度の変化によるピント変動をほぼ完全に補正する
ことができる。
【００５５】ここで、ｄλ／ｄｔ，ｄｎ／ｄｔ，ｄｎ／
ｄλの実際のとり得る値を考慮すると、最終的にｆθレ
ンズ４６の回折部の副走査方向のパワーをφB 、屈折部
の副走査方向のパワーをφL としたとき、 １．０≦ φL ／φB ≦２．６ ・・・・・・（５） なる条件を満足するように各パワーを設定することが望
ましい。
ｄλの実際のとり得る値を考慮すると、最終的にｆθレ
ンズ４６の回折部の副走査方向のパワーをφB 、屈折部
の副走査方向のパワーをφL としたとき、 １．０≦ φL ／φB ≦２．６ ・・・・・・（５） なる条件を満足するように各パワーを設定することが望
ましい。
【００５６】条件式（５）はｆθレンズ４６を構成する
屈折部のパワーと回折部のパワーとの比に関するもので
あり、条件式（５）を外れると装置の環境変動に伴なう
副走査方向のピント変化を補正することが難しくなって
くるので良くない。
屈折部のパワーと回折部のパワーとの比に関するもので
あり、条件式（５）を外れると装置の環境変動に伴なう
副走査方向のピント変化を補正することが難しくなって
くるので良くない。
【００５７】本実施形態においては、
φL ／φB ＝１．１７１
とし、条件式（５）を満足させている。
【００５８】表−３，表−４に本実施形態における光学
配置とｆθレンズ４６の非球面係数及び回折光学素子４
８の位相項を示す。
配置とｆθレンズ４６の非球面係数及び回折光学素子４
８の位相項を示す。
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
図５は本実施形態の昇温前後の副走査方向の像面湾曲を
示す収差図であり、実線は常温での特性、点線は２５℃
昇温が生じたときの特性を示している。この図から昇温
前後の副走査方向のピント変化が殆ど無いことがわか
る。
示す収差図であり、実線は常温での特性、点線は２５℃
昇温が生じたときの特性を示している。この図から昇温
前後の副走査方向のピント変化が殆ど無いことがわか
る。
【００６１】このように本実施形態では、上述の如く第
２の光学系Ｌ42であるｆθレンズ４６の光偏向器５側の
レンズ面Ｒａに回折光学素子４８を付加し、該ｆθレン
ズ４６の回折部の副走査方向のパワー（回折パワー）と
屈折部の副走査方向のパワー（回折パワー）を各々適切
に設定することにより、装置の温度変動に伴なう副走査
方向のピント変化を半導体レーザー１の波長変動を利用
して良好に補正している。これにより環境変動に強く、
しかも高精細印字に適した走査光学系をコンパクトで、
かつ安価に得ることができる。
２の光学系Ｌ42であるｆθレンズ４６の光偏向器５側の
レンズ面Ｒａに回折光学素子４８を付加し、該ｆθレン
ズ４６の回折部の副走査方向のパワー（回折パワー）と
屈折部の副走査方向のパワー（回折パワー）を各々適切
に設定することにより、装置の温度変動に伴なう副走査
方向のピント変化を半導体レーザー１の波長変動を利用
して良好に補正している。これにより環境変動に強く、
しかも高精細印字に適した走査光学系をコンパクトで、
かつ安価に得ることができる。
【００６２】図６は本発明の実施形態３の走査光学系を
画像形成装置に適用したときの主走査方向の要部断面図
である。同図において図４に示した要素と同一要素には
同符番を付している。
画像形成装置に適用したときの主走査方向の要部断面図
である。同図において図４に示した要素と同一要素には
同符番を付している。
【００６３】本実施形態において前述の実施形態２と異
なる点は第１の光学系の一要素を構成するシリンドリカ
ルレンズの１面にも回折光学素子を付加して構成したこ
とである。その他の構成及び光学的作用は前述の実施形
態１と略同様であり、これにより同様な効果を得てい
る。
なる点は第１の光学系の一要素を構成するシリンドリカ
ルレンズの１面にも回折光学素子を付加して構成したこ
とである。その他の構成及び光学的作用は前述の実施形
態１と略同様であり、これにより同様な効果を得てい
る。
【００６４】即ち、同図において６４は第１の光学系Ｌ
61の一要素を構成するシリンドリカルレンズであり、該
シリンドリカルレンズ６４の光源手段１側のレンズ面を
副走査方向に所定のパワーを有するシリンドリカル面よ
り構成し、光偏向器５側のレンズ面（平面）に副走査方
向にパワー（回折パワー）を有する回折光学素子６８を
付加して構成している。４６は前述の実施形態２と同様
のｆθレンズである。
61の一要素を構成するシリンドリカルレンズであり、該
シリンドリカルレンズ６４の光源手段１側のレンズ面を
副走査方向に所定のパワーを有するシリンドリカル面よ
り構成し、光偏向器５側のレンズ面（平面）に副走査方
向にパワー（回折パワー）を有する回折光学素子６８を
付加して構成している。４６は前述の実施形態２と同様
のｆθレンズである。
【００６５】本実施形態においては前述した実施形態１
において説明した副走査方向のピント変化の補正原理
と、実施形態２において説明した副走査方向のピント変
化の補正原理の双方を利用して装置の温度変動に伴なう
副走査方向のピント変化を良好に補正している。これに
よって本実施形態ではシリンドリカルレンズ６４及びｆ
θレンズ４６の各回折部（回折光学素子）の副走査方向
のパワーを小さく設定することができ、この結果、各回
折光学素子６８，４８の格子ピッチを大きくすることが
できるので製造上非常に有利となる。
において説明した副走査方向のピント変化の補正原理
と、実施形態２において説明した副走査方向のピント変
化の補正原理の双方を利用して装置の温度変動に伴なう
副走査方向のピント変化を良好に補正している。これに
よって本実施形態ではシリンドリカルレンズ６４及びｆ
θレンズ４６の各回折部（回折光学素子）の副走査方向
のパワーを小さく設定することができ、この結果、各回
折光学素子６８，４８の格子ピッチを大きくすることが
できるので製造上非常に有利となる。
【００６６】表−５、表−６に本実施形態における光学
配置、ｆθレンズ４６の非球面係数、シリンドリカルレ
ンズ６４の形状、そして各回折光学素子６８，４８の位
相項を示す。
配置、ｆθレンズ４６の非球面係数、シリンドリカルレ
ンズ６４の形状、そして各回折光学素子６８，４８の位
相項を示す。
【００６７】
【表５】
【００６８】
【表６】
図７は本実施形態の昇温前後の副走査方向の湾面湾曲を
示す収差図であり、実線は常温での特性、点線は２５℃
昇温が生じたときの特性を示している。この図から昇温
前後の副走査方向のピント変化が殆どないことがわか
る。
示す収差図であり、実線は常温での特性、点線は２５℃
昇温が生じたときの特性を示している。この図から昇温
前後の副走査方向のピント変化が殆どないことがわか
る。
【００６９】このように本実施形態では上述の如く第１
の光学系Ｌ61と第２の光学系Ｌ42の両方に各々回折光学
素子を設けることにより、該各回折光学素子の格子ピッ
チを大きく設定することができ、これにより非常に製造
しやすい走査光学系を構成することができる。尚、本実
施形態においてはシリンドリカルレンズ６４の１面に回
折光学素子を付加したが、これに限定されることはな
く、コリメーターレンズ２の１面に回折光学素子を付加
して構成しても良い。
の光学系Ｌ61と第２の光学系Ｌ42の両方に各々回折光学
素子を設けることにより、該各回折光学素子の格子ピッ
チを大きく設定することができ、これにより非常に製造
しやすい走査光学系を構成することができる。尚、本実
施形態においてはシリンドリカルレンズ６４の１面に回
折光学素子を付加したが、これに限定されることはな
く、コリメーターレンズ２の１面に回折光学素子を付加
して構成しても良い。
【００７０】上記に示した実施形態２，３においては回
折光学素子を各光学系を構成する光学素子の少なくとも
１面に付加したが、これに限定されることはなく、光路
内に独立させて構成しても良い。
折光学素子を各光学系を構成する光学素子の少なくとも
１面に付加したが、これに限定されることはなく、光路
内に独立させて構成しても良い。
【００７１】又、各実施形態においては装置の温度変動
に伴なう副走査方向のピント変化についての補正方法を
述べてきたが、もちろん主走査方向のピント変化につい
ても主走査方向に回折作用を有する回折光学素子を用い
ることにより容易に補正することができる。
に伴なう副走査方向のピント変化についての補正方法を
述べてきたが、もちろん主走査方向のピント変化につい
ても主走査方向に回折作用を有する回折光学素子を用い
ることにより容易に補正することができる。
【００７２】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く光偏向器に対
して光源手段側に配置した第１の光学系と被走査面側に
配置した第２の光学系のうち少なくとも一方の光学系に
回折光学素子を設け、装置の環境変動（特に温度変化）
に伴なう副走査方向の収差変動（ピント変化）を回折光
学素子のパワー変化と、半導体レーザーの波長変動によ
り補正することにより、環境変動の影響を受けない高精
細印字に適したコンパクトな走査光学系及びそれを用い
た画像形成装置を達成することができる。
して光源手段側に配置した第１の光学系と被走査面側に
配置した第２の光学系のうち少なくとも一方の光学系に
回折光学素子を設け、装置の環境変動（特に温度変化）
に伴なう副走査方向の収差変動（ピント変化）を回折光
学素子のパワー変化と、半導体レーザーの波長変動によ
り補正することにより、環境変動の影響を受けない高精
細印字に適したコンパクトな走査光学系及びそれを用い
た画像形成装置を達成することができる。
【００７３】特に回折光学素子を第２の光学系に設ける
場合には前述の条件式（５）を満足させるように各要素
のパワーを適切に設定することにより、環境変動の影響
を受けない高精細印字に適したコンパクトな走査光学系
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。
場合には前述の条件式（５）を満足させるように各要素
のパワーを適切に設定することにより、環境変動の影響
を受けない高精細印字に適したコンパクトな走査光学系
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
【図２】 本発明の実施形態１における副走査方向のピ
ント変動の補正原理を説明する説明図
ント変動の補正原理を説明する説明図
【図３】 本発明の実施形態１の副走査方向の像面湾曲
を示す図
を示す図
【図４】 本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面
図
図
【図５】 本発明の実施形態２の副走査方向の像面湾曲
を示す図
を示す図
【図６】 本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面
図
図
【図７】 本発明の実施形態３の副走査方向の像面湾曲
を示す図
を示す図
【図８】 従来の走査光学系の要部概略図
１ 光源手段（半導体レーザー）
２ コリメータレンズ
３ 開口絞り
４，４８，６８ 回折光学素子
５ 偏向手段（ポリゴンミラー）
６，４６ 結像手段（ｆθレンズ）
７ 被走査面（感光ドラム面）
４４，６４ シリンドリカルレンズ
Ｌ1 ，Ｌ41，Ｌ61 第１の光学系
Ｌ2 ，Ｌ42 第２の光学系
Claims (16)
- 【請求項１】 光源手段から射出した光束を第１の光学
系を介して偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された
光束を屈折部と回折部を有する第２の光学系を介して被
走査面上に結像させて、該被走査面上を光走査する光走
査光学系において、 第２の光学系は、環境変動による屈折部の副走査方向の
パワー変化および環境変動による回折部の副走査方向の
パワー変化が生じており、 第２の光学系の屈折部の副走査方向のパワーと回折部の
副走査方向のパワーを各々φＬ及びφＢとしたとき、 １．０≦ φＬ／φＢ ≦２．６ なる条件を満足することを特徴とする光走査光学系。 - 【請求項２】 光源手段から射出した光束を第１の光学
系を介して偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された
光束を第２の光学系を介して被走査面上に結像させて、
該被走査面上を光走査する光走査光学系において、 第２の光学系は屈折部と回折部を有し、 温度変動で起こる屈折率の変化による第２の光学系の屈
折部の副走査方向のパワー変化及び温度変動で起こる光
源手段の波長変動による第２の光学系の屈折部の副走査
方向のパワー変化が、温度変動で起こる光源手段の波長
変動による第２の光学系の回折部の副走査方向のパワー
変化により補正されていることを特徴とする光走査光学
系。 - 【請求項３】 第２の光学系の屈折部は、プラスチック
レンズを有することを特徴とする請求項１又は請求項２
に記載の光走査光学系。 - 【請求項４】 光源手段から放射した光束を回折部を有
する第１の光学系を介して偏向手段に導光し、該偏向手
段で偏向された光束を屈折部と回折部とを有する第２の
光学系を介し被走査面上に結像させて、該被走査面上を
走査する光走査光学系であって、 第２の光学系の屈折部は、プラスチックレンズを有し、 前記プラスチックレンズの温度変動に伴う副走査方向の
収差変動が該温度変動による光源手段の波長変動による
第１の光学系の回折部のパワー変化及び第２の 光学系の
回折部のパワー変化で補正されるようにしていることを
特徴とする光走査光学系。 - 【請求項５】 光源手段から放射した光束を第１の光学
系を介して偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された
光束を屈折部と回折部とを有する第２の光学系を介し被
走査面上に結像させて、該被走査面上を走査する光走査
光学系であって、 第２の光学系の屈折部は、プラスチックレンズを有し、 前記プラスチックレンズの温度変動に伴う副走査方向の
収差変動が該温度変動による光源手段の波長変動による
回折部のパワー変化で補正されるようにしていることを
特徴とする光走査光学系。 - 【請求項６】 前記プラスチックレンズの温度変動に伴
う副走査方向の収差変動は、温度変動で起こる前記プラ
スチックレンズの屈折率の変化及び温度変動で起こる光
源手段の波長変動によるプラスチックレンズの屈折率の
変化による副走査方向のパワー変化により生じることを
特徴とする請求項５記載の光走査光学系。 - 【請求項７】 第２の光学系における回折部のパワーを
φＢ、屈折部のパワーをφＬとしたとき、 １．０≦φＬ／φＢ≦２．６ なる条件を満足することを特徴とする請求項２又は請求
項４又は請求項５又は請求項６記載の光走査光学系。 - 【請求項８】 前記収差変動は、ピント変動であること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光走
査光学系。 - 【請求項９】 前記回折部は、格子構造が階段状の光学
素子より成ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか
１項に記載の光走査光学系。 - 【請求項１０】 前記回折部は、格子構造が連続なフレ
ネル状の光学素子より成ることを特徴とする請求項１〜
８のいずれか１項に記載の光走査光学系。 - 【請求項１１】 第１の光学系は、前記偏向手段の偏向
面に光束を主走査方向に長手の線像として結像させる機
能を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか
１項に記載の光走査光学系。 - 【請求項１２】 第１の光学系は、シリンドリカルレン
ズを有し、該シリンドリカルレンズ面上に回折部を備え
たことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記
載の光走査光学系。 - 【請求項１３】 第１の光学系は、コリメータレンズを
有し、該コリメータレンズ面上に回折部を備えたことを
特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光走
査光学系。 - 【請求項１４】 前記光走査光学系の屈折部の温度変動
に伴う主走査方向のヒント変化が該温度変動による光源
手段の波長変動による回折部のパワー変化で補正される
ようにしていることを特徴とする請求項１〜１３のいず
れか１項に記載の光走査光学系。 - 【請求項１５】 前記光走査光学系は、光源手段を備
え、前記光源手段は、半導体レーザであることを特徴と
する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光走査光学
系。 - 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれか１項に記載
の光走査光学系と、前記被走査面として感光ドラム面を
使用したことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP15446197A JP3397638B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
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| DE69830684T DE69830684T2 (de) | 1997-04-16 | 1998-04-15 | Optisches Abtastgerät mit diffraktiver Linse zur Kompensierung von Temperatur abhängigen Fokusverschiebungen |
| DE69831363T DE69831363T2 (de) | 1997-04-16 | 1998-04-15 | Optische Abtastvorrichtung |
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|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-05-28 JP JP15446197A patent/JP3397638B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7586661B2 (en) | 2006-07-03 | 2009-09-08 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
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