JP3414948B2 - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザービーム
プリンターや製版用出力スキャナ等の２次元画像を形成
する光ビーム走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、走査装置においては、被走査面上
で等速走査を行うことを目的として、偏向器に複数の反
射面を有する回転多面鏡を用い、主走査方向にｆθ特性
を有する走査レンズを配しているものが多く見られる。
そのような走査装置では走査レンズに対しては、主走査
面内において平行であるような光束を入射するのが一般
的である。

【０００３】図１１は、従来の光ビーム走査装置を示す
平面図である。同図においては、水平面をＸ−Ｙ面と
し、鉛直方向をＺ軸方向とする３次元座標系Ｘ−Ｙ−Ｚ
が定義されている。

【０００４】半導体レーザ１１０から出射された光ビー
ムＬＢは、コリメートレンズ１２０に入射して、主走査
面（Ｘ−Ｙ面）内において平行であるような光束に整形
され、偏向器１３０に向けて出射される。そして、この
偏向器と被走査面１５０の間に配置された走査レンズＳ
Ｌ1を介して、被走査面１５０上に結像する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にレン
ズ面を球面に加工する際、クセと称する加工誤差が生じ
ることがある。クセとはレンズ面において局部的に理想
曲率からズレている誤差のことを言い、ニュートン原器
あるいは干渉計で、干渉縞のゆがみとして発見される。
レンズ面は、レンズ中心軸を中心に回転運動にて加工す
るので、一般的にクセも中心軸に対し軸対称に現れる。
原因は加工時に「皿」と呼ばれる加工工具が局部的に強
く当たることがあるためである。

【０００６】このようにして生じるレンズ面のクセには
図１２に示すようにいくつかの種類がある。「皿」がレ
ンズ面の中央部に比べ周辺部にきつく当たっていた場合
には、中央部の加工が少し残った様な形状になり、「縁
ダレ」あるいは「芯立ち」と呼ばれるクセを生じる。ま
た、その逆に、中央部の方が端に比べきつく当たってい
た場合には、レンズ面の中央部付近が少し落ち込んだ様
な形状になり、「芯落ち」と呼ばれるクセを生じる。以
上の３種類のクセのうち、現在レンズ加工においてよく
見られるクセは「芯立ち」である。

【０００７】この「芯立ち」がレンズ面に生じると、見
かけ上、凸面は中央部分の曲率が大きく（曲率半径の絶
対値が小さく）、逆に、凹面の曲率は小さく（曲率半径
の絶対値が大きく）なる。

【０００８】走査レンズは、その性格からレンズの有効
内の一部分を使用して走査していくので、「縁ダレ」お
よび「芯立ち」といったクセの存在する走査レンズを用
いた場合、画角中央付近では、焦点距離が周辺部に比べ
て短くなり、全体として結像面がＸ軸の負側に凸の状態
で湾曲する。以下においてこのような像面湾曲を「像面
がオーバー側に曲がった像面湾曲」と表現する。逆に
「芯落ち」が生じた走査レンズでは結像面がＸ軸の正側
に凸の状態の湾曲が生じるが、そのような湾曲を「像面
がアンダー側に曲がった像面湾曲」と表現する。

【０００９】このような像面がオーバー側に曲がった像
面湾曲を引き起こす、レンズ面の「芯立ち」をなくすに
は、レンズ面全域に渡って波長オーダー以下の加工精度
が必要となり、コストの上昇を招く結果となる。

【００１０】また、従来においては、光ビーム走査装置
に要求されるスポットサイズは比較的大きく、それによ
り、図１１に示すように焦点深度ｄのように比較的深い
焦点深度を持っていた。従って、上記のような原因によ
る像面湾曲が多少大きくても、走査幅全域に渡って被走
査面１５０を焦点深度内に位置させ、良好に描画するこ
とが可能であった。

【００１１】しかしながら最近、高精度な描画の要求が
高まるにつれ、被走査面１５０上におけるスポットサイ
ズを小さくする必要が生じている。そのためには、走査
レンズのＦナンバーを小さくしなければならず、それに
応じて焦点深度も図１１の焦点深度ｄｔのように浅くな
る。このとき、前述の原因による像面湾曲が大きいと被
走査面５０を走査幅全域にわたり焦点深度ｄｔ内に配置
することが困難となり、部分的な描画品質の低下を招い
ていた。

【００１２】この発明は、従来技術における上述の問題
の克服を意図しており、レンズ面の加工精度を上げるこ
となく像面湾曲を補正し、良好な描画品質が得られる光
ビーム走査装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の請求項１の装置は、光源から発せられた
光束を被走査媒体面に結像させ且つ主走査面内において
走査させる光ビーム走査装置であって、前記光源から入
射した前記光束を屈折させる光学系と、前記光学系を出
射した光束を反射偏向させる偏向器と、前記偏向器で反
射偏向された光束を前記被走査媒体面に結像させる走査
レンズと、を備え、前記走査レンズのレンズ面は、結像
面をオーバー側に湾曲させる加工精度を有し、前記光学
系は、前記光源から入射した前記光束を前記加工精度を
補正するように前記主走査面内において発散させる特性
を備えることを特徴とする。また、この発明の請求項２
の装置は、請求項１記載の光ビーム走査装置において、
前記光学系が、前記偏向器の反射面に入射する光束が前
記主走査面内において当該反射面から逆にさかのぼって
一点に収束する位置までの距離で規定される発散度を当
該光束に与えるという前記特性を備えることを特徴とす
る。 また、この発明の請求項３の装置は、請求項２記載
の光ビーム走査装置において、前記発散度を規定する前
記距離が、３０００ミリメートル、４０００ミリメート
ルまたは１００００ミリメートルの何れかの程度である
ことを特徴とする。

【００１４】また、この発明の請求項４の装置は、請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の光ビーム走査装
置において、前記偏向器が複数の反射面を有する回転多
面鏡であることを特徴とする。

【００１５】また、この発明の請求項５の装置は、請求
項４記載の光ビーム走査装置において、前記光源からの
光束を副走査方向にのみ集光するとともに前記回転多面
鏡の前記反射面近傍に線像を形成する結像光学系と、前
記走査レンズと協働することにより、前記回転多面鏡と
前記被走査媒体面とを光学的にほぼ共役とする面倒れ補
正手段と、をさらに備える。

【００１６】さらに、この発明の請求項６の装置は、請
求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光ビーム走査
装置であって、前記走査レンズが主走査面内においてｆ
θ特性を有することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】

【００１８】

【１．第１の実施の形態】 ＜１−１．第１の実施の形態の構成および特徴＞図１は
第１の実施の形態の光ビーム走査装置の構成を示す図で
ある。図３、図６、図９以外の各図においては、水平面
をＸ−Ｙ面とし、鉛直方向をＺ軸方向とする３次元座標
系Ｘ−Ｙ−Ｚが定義されている。以下、図１を用いてこ
の発明の第１の実施の形態の光ビーム走査装置の構成お
よび機能を説明していく。

【００１９】この発明の第１の実施の形態の光ビーム走
査装置は図示のように半導体レーザ１０、コリメートレ
ンズ２０、ガルバノメータ３０、走査レンズ群４０、被
走査面５０等の構成部材から構成されている。

【００２０】とくに、走査レンズ群４０は３群３枚の走
査レンズＳＬ1、ＳＬ2、ＳＬ3からなっており、それら
が一体となって光ビームＬＢを被走査面５０に集光す
る。

【００２１】この装置による描画時の上記の各部の機能
は以下のようになっている。まず、光源である半導体レ
ーザ１０は図示しない制御部からの制御信号で直接変調
駆動され、その制御信号に基づいて光ビームＬＢを発す
る。その発せられた光ビームＬＢはコリメートレンズ２
０に入射した後、平行光ではなく発散光となって出射す
る。そしてコリメートレンズ２０を出射した光ビームＬ
Ｂは、ガルバノメータ３０のミラー面に入射する。そし
てそのミラー面によって反射された光ビームＬＢはガル
バノメータ３０のミラー面のＺ軸方向を中心軸とした振
動によりＸ−Ｙ面内で振られながら走査レンズＳＬ1の
所定の画角範囲内に入射する。その後走査レンズＳＬ
1、ＳＬ2、ＳＬ3を通過する際に集光され、その光ビー
ムＬＢは被走査面５０において結像する。このようにし
て被走査面５０に結像する光ビームＬＢの結像点はガル
バノメータ３０のミラー面の振動によって主走査を行う
とともに、被走査面５０の副走査方向（Ｚ軸方向）の移
動によって副走査を行っていく。

【００２２】つぎに、要部についてさらに詳細に説明し
ていく。

【００２３】第１の実施の形態の光ビーム走査装置にお
いて、走査レンズ群４０の走査レンズＳＬ1〜ＳＬ3は前
述のようにその加工精度があまり高くなく、芯立ちの状
態のクセを生じやすい。図１にも芯立ちの生じた走査レ
ンズＳＬ1〜ＳＬ3を示している。

【００２４】そして、そのような走査レンズを備えた光
ビーム走査装置によって描画を行う場合には結像面ＩＳ
に湾曲が生じる。そのため、第１の実施の形態の光ビー
ム走査装置では各走査レンズに芯立ちが生じていること
を前提として、走査レンズ群４０に主走査面（Ｘ−Ｙ
面）内において発散光である光ビームＬＢを入射させる
構成となっている。

【００２５】図２は走査レンズが芯立ちの場合に平行光
および発散光を入射した場合の像面湾曲の状況を示した
図である。そして、図２（ａ）は主走査面内における発
散光を走査レンズに入射し、像面湾曲がほぼフラットに
なる所まで調整した状態を示した図であり、これに対し
て、図２（ｂ）は第１の実施の形態の装置に対比すべき
技術として、平行光を走査レンズ群４０に入射している
ため像面湾曲を生じている状態を表した図である。図２
（ｂ）に示すように走査レンズ群４０の第１面Ｒ１、第
３面Ｒ３、第４面Ｒ４、第６面Ｒ６にそれぞれ芯立ちｒ
１，ｒ３，ｒ４，ｒ６が生じている。そのため、走査レ
ンズ群４０の画角中央の焦点距離はクセが無い時に比べ
て短くなり、また、走査レンズ群４０の画角両端はクセ
が無く、設計値通り結像するため、全体として湾曲幅ｗ
だけ結像面ＩＳがオーバー側に曲がった像面湾曲を示す
ことになる。

【００２６】これに対して図２（ａ）では走査レンズ群
４０に主走査面内において発散光である光ビームＬＢが
入射している。これにより平行光が入射する場合に比べ
て結像位置がプラス側（Ｘ軸の正側）にずれるが、画角
中央の芯立ち部分と画角両端における設計値通りの部分
とでは、結像位置のプラス側への移動量が画角中央の方
が大きいため、像面湾曲はアンダー側へ曲がる傾向を示
すことになる。したがって走査レンズへの主走査面内に
おいて発散光である光ビームＬＢの入射は像面湾曲を補
正する効果がある。なお、平行光を入射させた場合と発
散光を入射させた場合とでは、Ｘ軸方向に関する結像位
置はδだけ異っている。図２（ａ）、図２（ｂ）に示す
各例ではこのことを考慮して被走査面５０を設定してい
る。

【００２７】＜１−２．第１実施例＞つぎに、第１の実
施の形態の装置の構成で、以下の表１に示すような諸元
の数値特性を備える第１実施例を示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１中の各記号はＲ：各面の曲率半径、
ｒ：芯立ち部分の曲率半径、ｄ：面間隔、ｎｄ：ｄ線に
対する各レンズの屈折率、νｄ：ｄ線に対する各レンズ
のアッベ数を表わしている。なお、走査レンズ群４０全
体の特性はＦナンバー：３１．５、焦点距離：１００ｍ
ｍ、最大画角：２４゜である。また、光ビームＬＢの波
長は６３３ｎｍである。

【００３０】このような特性の走査レンズ群４０に対し
て実際に入射させるのに適した光ビームＬＢの主走査面
内における発散度は、ガルバノメータ３０の反射面から
逆にさかのぼって一点に収束する位置までの距離が４０
００ｍｍとなる程度である。以下、このような発散度を
「Ｒ４０００」のように表わす。

【００３１】図３は走査レンズに芯立ちがある場合とな
い場合における平行光および主走査面内における発散光
を入射した場合の０〜２４゜の画角位置での焦点位置の
ズレを表わした図である。そのうち、図３（ａ）は走査
レンズにクセがない場合、図３（ｂ）は走査レンズに芯
立ちのある場合に対するものである。

【００３２】走査レンズにクセがない場合には図３
（ａ）に示すように平行光に比べて主走査面内における
発散光を入射すると像面湾曲はアンダー側に倒れる効果
が得られる。走査レンズに芯立ちがある場合には図３
（ｂ）から明らかなように、Ｒ４０００の発散光を入射
することによって像面が同様に０．５０ｍｍアンダー側
へ倒れ、０〜２４゜に渡って焦点位置が画角中央のそれ
に近く、フラットに近い結像面ＩＳを得ている。

【００３３】＜１−３．第１の実施の形態の効果＞以
上、説明したように、第１の実施の形態の光ビーム走査
装置では走査レンズに入射する光束が主走査面内におい
て発散光であるため、芯立ちのある走査レンズに対して
レンズ面の加工精度を上げることなく容易に像面湾曲の
補正を行うことができ、良好な描画品質が得られる。

【００３４】

【２．第２の実施の形態】 ＜２−１．第２の実施の形態の構成および特徴＞図４は
第２の実施の形態の光ビーム走査装置の構成を示す図で
ある。

【００３５】以下、図４を用いてこの発明の第２の実施
の形態の光ビーム走査装置の構成および機能を説明して
いく。

【００３６】この発明の第２の実施の形態の光ビーム走
査装置は走査レンズ群４０以外は第１の実施の形態の装
置と同様の構成であり、走査レンズ群４０が走査レンズ
ＳＬ1、ＳＬ2、ＳＬ3、ＳＬ4の３群４枚のレンズからな
っていることのみ異なっている。そして、走査レンズＳ
Ｌ2とＳＬ3は第４面Ｒ４で接しており、それ以外の各走
査レンズは互いの間に空気間隙を保って設けられてい
る。

【００３７】また、第２の実施の形態の装置でも各部の
機能は第１の実施の形態の装置とほぼ同様であり、各走
査レンズに芯立ちを生じていることを前提として、走査
レンズ群４０に主走査面内において発散光である光ビー
ムＬＢを入射していることも同様である。なお、図４お
よび以下に示す図５においては、走査レンズ群４０の第
１面Ｒ１、第２面Ｒ２、第３面Ｒ３、第５面Ｒ５、第７
面Ｒ７にそれぞれ芯立ちｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ５，ｒ７
を生じている。

【００３８】図５は走査レンズが芯立ちの場合に平行光
および主走査面内において発散光である光ビームＬＢを
入射した場合の像面湾曲の状況を示した図である。そし
て、図５（ａ）は主走査面内において発散光である光ビ
ームＬＢを走査レンズに入射し、像面湾曲がほぼフラッ
トになる所まで調整した状態を示した図であり、これに
対して、図５（ｂ）は第２の実施の形態の装置に対比す
べき技術として、平行光を走査レンズ群４０に入射して
いるため像面湾曲を生じている状態を表した図である。
図５（ｂ）に示すように走査レンズ群４０の上述の各面
に芯立ちが生じていることにより、湾曲幅ｗだけ結像面
ＩＳがオーバー側に曲がった像面湾曲を示している。

【００３９】これに対して図５（ａ）では走査レンズ群
４０に主走査面内において発散光である光ビームＬＢが
入射しており、これにより第１の実施の形態と同様に平
行光が入射する場合に比べて像面湾曲を補正してフラッ
トな結像面ＩＳを得ている。

【００４０】なお、平行光を入射させた場合と発散光を
入射させた場合とでは結像位置はＸ軸方向にδだけ異っ
ている。図５（ａ）、図５（ｂ）に示す各例ではこのこ
とを考慮して被走査面５０を設定している。

【００４１】＜２−２．第２実施例＞つぎに、第２の実
施の形態の装置の構成で、以下の表２に示すような諸元
の数値特性を備える第２実施例を示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】なお、走査レンズ群４０全体の特性はＦナ
ンバー：２０、焦点距離：１００ｍｍ、最大画角：２５
゜である。また、光ビームＬＢの波長は７８０ｎｍであ
り、表２中の各記号は表１と同様である。

【００４４】このような特性の走査レンズ群４０に対し
て実際に入射させるのに適した主走査面内における発散
光の発散度は第１実施例と同様の方法で表わすとき、Ｒ
１００００である。

【００４５】図６は走査レンズにクセがある場合とない
場合の主走査面内における平行光および発散光（Ｒ１０
０００）を入射した場合の０〜２４゜の画角位置での焦
点位置のズレを表わした図である。そのうち、図６
（ａ）は走査レンズにクセがない場合、図６（ｂ）は走
査レンズに芯立ちのある場合に対するものである。

【００４６】走査レンズにクセがない場合には図６
（ａ）に示すように平行光に比べて主走査面内における
発散光を入射すると像面湾曲はアンダー側に倒れる効果
が得られる。走査レンズに芯立ちがある場合には図６
（ｂ）から明らかなように、Ｒ１００００の発散光を入
射することによって像面が同様に０．１８ｍｍマイナス
側へ倒れ、０〜２４゜に渡って焦点位置が画角中央の焦
点位置に近く、フラットに近い像面を得ている。

【００４７】以上のような構成であるので、第２の実施
の形態の光ビーム走査装置でも第１の実施の形態と同様
の効果を有している。

【００４８】

【３．第３の実施の形態】 ＜３−１．第３の実施の形態の構成および特徴＞図７は
第３の実施の形態の光ビーム走査装置の構成を示す図で
ある。

【００４９】以下、図７を用いてこの発明の第３の実施
の形態の光ビーム走査装置の構成および機能を説明して
いく。

【００５０】この発明の第３の実施の形態の光ビーム走
査装置は走査レンズ群４０以外は第１の実施の形態の装
置と同様の構成であり、走査レンズ群４０が４群４枚の
走査レンズＳＬ1、ＳＬ2、ＳＬ3、ＳＬ4からなっている
ことのみ異なっている。また、各走査レンズは互いの間
に空気間隙を保って設けられている。

【００５１】また、第３の実施の形態の装置でも各部の
機能は第１の実施の形態の装置とほぼ同様であり、各走
査レンズに芯立ちを生じていることを前提として、走査
レンズ群４０に主走査面内において発散光である光ビー
ムＬＢを入射していることも同様である。なお、図７お
よび以下に示す図８においては、走査レンズ群４０の第
１面Ｒ１、第２面Ｒ２、第３面Ｒ３、第４面Ｒ４、第６
面Ｒ６、第８面Ｒ８にそれぞれ芯立ちｒ１，ｒ２，ｒ
３，ｒ４，ｒ６，ｒ８を生じている。

【００５２】図８は走査レンズが芯立ちの場合に平行光
および主走査面内において発散光である光ビームＬＢを
入射した場合の像面湾曲の状況を示した図である。そし
て、図８（ａ）は主走査面内において発散光である光ビ
ームＬＢを走査レンズに入射し、像面湾曲がほぼフラッ
トになる所まで調整した状態を示した図であり、これに
対して、図８（ｂ）は第３の実施の形態の装置に対比す
べき技術として、平行光を走査レンズ群４０に入射して
いるため像面湾曲を生じている状態を表した図である。
図８（ｂ）に示すように走査レンズ群４０の上述の各面
に芯立ちが生じていることにより、湾曲幅ｗだけ結像面
ＩＳがオーバー側に曲がった像面湾曲を示している。

【００５３】これに対して図８（ａ）では走査レンズ群
４０に主走査面内において発散光である光ビームＬＢが
入射しており、これにより第１の実施の形態と同様に平
行光が入射する場合に比べて像面湾曲を補正してフラッ
トな結像面ＩＳを得ている。

【００５４】なお、平行光を入射させた場合と発散光を
入射させた場合とでは結像位置はＸ軸方向にδだけ異っ
ている。図８（ａ）、図８（ｂ）に示す各例ではこのこ
とを考慮して被走査面を設定している。

【００５５】＜３−２．第３実施例＞つぎに、第３の実
施の形態の装置の構成で、以下の表３に示すような諸元
の数値特性を備える第３実施例を示す。

【００５６】

【表３】

【００５７】なお、走査レンズ群４０全体の特性はＦナ
ンバー：２５、焦点距離：１００ｍｍ、最大画角：２１
゜である。また、光ビームＬＢの波長は７８０ｎｍであ
り、表３中の各記号は表１と同様である。

【００５８】このような特性の走査レンズ群４０に対し
て実際に入射させるのに適した主走査面内における発散
光の発散度は第１実施例と同様の方法で表わすとき、Ｒ
３０００である。

【００５９】図９（ａ）は走査レンズにクセがない場合
の主走査面内における平行光および主走査面内における
発散光を入射した場合のそれぞれの０〜２４゜の画角に
対する焦点位置のズレを表わした図である。また、図９
（ｂ）は走査レンズに芯立ちのある場合の平行光および
主走査面内における発散光（Ｒ３０００）を入射した場
合のそれぞれの０〜２４゜の画角に対する焦点位置のズ
レを表わした図である。

【００６０】走査レンズにクセがない場合には図９
（ａ）に示すように平行光に比べて主走査面内における
発散光を入射すると像面湾曲はアンダー側に倒れる効果
は得られる。走査レンズに芯立ちがある場合には図９
（ｂ）から明らかなように、Ｒ３０００の発散光を入射
することによって像面が同様に０．５０ｍｍアンダー側
へ倒れ、０〜２４゜に渡って焦点位置が画角中央の焦点
位置に近く、フラットに近い像面を得ている。

【００６１】以上のような構成であるので、第３の実施
の形態の光ビーム走査装置でも第１の実施の形態と同様
の効果を有している。

【００６２】

【４．第４の実施の形態】 ＜４−１．第４の実施の形態の構成および特徴＞図１０
は第４の実施の形態の光ビーム走査装置の構成を示す図
であり、図１０（ａ）、図１０（ｂ）は光ビームＬＢの
側面図であり、図１０（ｃ）は光ビーム走査装置の平面
図である。以下、図１０を用いてこの発明の第４の実施
の形態の光ビーム走査装置の構成および機能を説明して
いく。

【００６３】第４の実施の形態の光ビーム走査装置は、
図示するように、半導体レーザ１０、コリメートレンズ
２０、シリンドリカルレンズ６０、ポリゴンミラー３
１、走査レンズ群ＳＬ１、シリンドリカルレンズ７０、
被走査面５０等から構成されている。

【００６４】コリメートレンズ２０およびシリンドリカ
ルレンズ６０からなる第１結像光学系ではコリメートレ
ンズ２０によって発散度を調整された光ビームＬＢをシ
リンドリカルレンズ６０によって副走査方向（Ｚ軸方
向）にのみ集光させて、ポリゴンミラー３１のミラー面
近傍に主走査面（Ｘ−Ｙ面）内でのみ発散するとともに
副走査面（Ｘ−Ｚ面）内では半導体レーザ１０と共役に
なるように入射する。

【００６５】そしてポリゴンミラー３１は回転しなが
ら、各ミラー面で反射して光ビームＬＢを主走査方向
（Ｙ軸方向）に振る。

【００６６】ところで、ポリゴンミラーは加工精度が低
い場合に各ミラー面が鉛直に対してわずかに倒れている
状態である「面倒れ」を生じていることがある。このよ
うな面倒れが生じたミラー面に光ビームＬＢが入射し、
それを反射するとポリゴンミラーのミラー面およびその
ミラー面と被走査面５０が副走査面内において共役でな
くなる場合がある。これに対して第４の実施の形態の光
ビーム走査装置では、走査レンズと被走査面５０との間
にシリンドリカルレンズ７０を副走査方向（Ｚ軸方向）
にのみパワーを持つ状態で備えている。これらによって
ポリゴンミラー３１のミラー面の面倒れによるポリゴン
ミラー３１のミラー面と被走査面５０とを共役関係にし
て、各面の走査線のズレを補正している。

【００６７】なお、第４の実施の形態では、第１〜３の
実施の形態と異なり、ポリゴンミラー３１を用いること
によって発生する面倒れを防止するためのシリンドリカ
ルレンズ６０が用いられている。しかし、第４の実施の
形態の走査レンズ群ＳＬ１として、第１〜第３の実施の
形態で用いた走査レンズ群のいずれを用いても第１〜第
３の各実施の形態で得られたのと同じ効果が得られる。

【００６８】すなわち、上記効果を得るために重要な光
ビームＬＢの発散度は主走査方向に関するものである
が、第４の実施の形態で用いているシリンドリカルレン
ズは副走査方向に関してのみパワーを有し主走査方向に
関してはパワーを有していないので、走査レンズ群ＳＬ
１に対しては第１〜第３の各実施の形態と同じ程度に発
散した光ビームＬＢが入射するからである。

【００６９】主走査方向はシリンドリカルレンズはパワ
ー（屈折力）がないので、結局は主走査面のみを考える
と第１〜第３の実施の形態と同じように像面湾曲を補正
ができるとともに、ポリゴンミラー３１のミラー面の面
倒れによる走査線のピッチムラがミラー面と被走査面と
の副走査面内における光学的に共役な関係をシリンドリ
カルレンズ７０によって保つことにより補正する構成と
したので、ポリゴンミラー３１のミラー面の面倒れの影
響を抑えることによって、さらに良好な描画品質が得ら
れる。

【００７０】

【５．変形例】上記の各実施の形態では走査レンズに主
走査面内において発散光である光ビームＬＢを入力して
芯立ちに対する補正を行う構成としたが、「縁ダレ」に
対しても同様の構成で補正を行うこともでき、さらに、
走査レンズに収束光を入射することによって「芯落ち」
に対する補正を行う構成とすることもできる。

【００７１】また、上記の各実施の形態においては走査
レンズ群４０をそれぞれ３群３枚、３群４枚、４群４枚
からなる構成としたが、その他の枚数、例えば走査レン
ズ群４０が５枚のレンズからなる構成としてもよい。

【００７２】また、第１〜第３の実施の形態では偏向器
がガルバノメータ３０であり、第４の実施の形態では偏
向器がポリゴンミラー３１である構成としたが、偏向器
はこれらに限定されるものではなく、レゾナントスキャ
ナ（共振型ガルバノメータ）、ペンタプリズム、モノゴ
ンミラー等でもよい。

【００７３】また、上記の各実施の形態においては光源
として半導体レーザ１０を用いたが、これに限られるも
のではなく、ヘリウムネオンレーザ、アルゴンレーザな
どの直接変調できない光源を用いて、その場合にその光
源からの光ビームＬＢを変調する変調器を備える構成と
してもよく、さらに、光源としてＬＥＤ（Light Emitti
ng Diode）等を用いる構成としてもよい。

【００７４】また、上記の各実施の形態では光ビームＬ
Ｂの発散度を調節するレンズとしてコリメートレンズ２
０を用いたが、その他のメニスカスレンズ等を用いても
よい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
６の発明では走査レンズに入射する光束が主走査面内に
おいて発散光であるため、「芯立ち」のレンズに対して
レンズ面の加工精度を上げることなく像面湾曲の補正を
行うことができ、良好な描画品質が得られる光ビーム走
査装置を提供することができる。

【００７６】とくに、請求項５の発明では結像光学系に
よって光源からの光束を副走査方向にのみ集光するとと
もに、面倒れ補正レンズでは、その結像光学系が走査レ
ンズと協働することにより回転多面鏡の反射面の面倒れ
を補償して、前記回転多面鏡と前記被走査媒体面とを光
学的にほぼ共役とする構成としたので、回転多面鏡の面
倒れの影響を抑えることによって、さらに良好な描画品
質が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の光ビーム走査装置の構成を
示す図である。

【図２】第１の実施の形態の光ビーム走査装置の像面湾
曲の補正の状況を示した図である。

【図３】第１実施例の走査レンズに芯立ちがある場合と
ない場合の焦点位置のズレを表わした図である。

【図４】第２の実施の形態の光ビーム走査装置の構成を
示す図である。

【図５】第２の実施の形態の光ビーム走査装置の像面湾
曲の補正の状況を示した図である。

【図６】第２の実施例の走査レンズに芯立ちがある場合
とない場合の焦点位置のズレを表わした図である。

【図７】第３の実施の形態の光ビーム走査装置の構成を
示す図である。

【図８】第３の実施の形態の光ビーム走査装置の像面湾
曲の補正の状況を示した図である。

【図９】第３の実施例の走査レンズに芯立ちがある場合
とない場合の焦点位置のズレを表わした図である。

【図１０】第４の実施の形態の光ビーム走査装置の構成
を示す図である。

【図１１】従来の光ビーム走査装置を示す平面図であ
る。

【図１２】各種のクセの生じたレンズの断面図である。

【符号の説明】

１０ 半導体レーザ ２０ コリメートレンズ ３０ ガルバノメータ ３１ ポリゴンミラー ４０ 走査レンズ群 ５０ 被走査面 ６０ シリンドリカルレンズ ７０ シリンドリカルレンズ ＩＳ 結像面 ＬＢ 光ビーム ＳＬ1〜ＳＬ4 走査レンズ ｒ１〜ｒ８ 芯立ち

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 淳一 京都市南区東九条南石田町５番地 大日 本スクリーン製造株式会社 十条事業所 内 (72)発明者 城田 浩行 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天 神北町１番地の１ 大日本スクリーン製 造株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−84206（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−265041（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−142543（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から発せられた光束を被走査媒体面
   に結像させ且つ主走査面内において走査させる光ビーム
   走査装置であって、 前記光源から入射した前記光束を屈折させる光学系と、 前記光学系を出射した光束を反射偏向させる偏向器と、 前記偏向器で反射偏向された光束を前記被走査媒体面に
   結像させる走査レンズと、 を備え、 前記走査レンズのレンズ面は、結像面をオーバー側に湾
   曲させる加工精度を有し、 前記光学系は、前記光源から入射した前記光束を前記加
   工精度を補正するように前記主走査面内において発散さ
   せる特性を備える、 ことを特徴とする光ビーム走査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ビーム走査装置におい
   て、 前記光学系は、前記偏向器の反射面に入射する光束が前
   記主走査面内において当該反射面から逆にさかのぼって
   一点に収束する位置までの距離で規定される発散度を当
   該光束に与えるという前記特性を備えることを特徴とす
   る光ビーム走査装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光ビーム走査装置におい
   て、 前記発散度を規定する前記距離が、３０００ミリメート
   ル、４０００ミリメートルまたは１００００ミリメート
   ルの何れかの程度であることを特徴とする光ビーム走査
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の光ビーム走査装置において、 前記偏向器が複数の反射面を有する回転多面鏡であるこ
   とを特徴とする光ビーム走査装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光ビーム走査装置におい
   て、 前記光源からの光束を副走査方向にのみ集光するととも
   に前記回転多面鏡の前記反射面近傍に線像を形成する結
   像光学系と、 前記走査レンズと協働することにより、前記回転多面鏡
   と前記被走査媒体面とを光学的にほぼ共役とする面倒れ
   補正手段と、 をさらに備えることを特徴とする光ビーム走査装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかに記
   載の光ビーム走査装置であって、 前記走査レンズが主走査面内においてｆθ特性を有する
   ことを特徴とする光ビーム走査装置。