JP3467193B2 - 屈折／反射型ｆθ光学素子、および走査光学系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査光学系、特に
レーザビームプリンタ、データシンボルリーダ（例えば
バーコードリーダ）、ファクシミリ等の装置に使用され
る走査光学系、および該走査光学系に使用される単一の
光学素子として構成される屈折／反射型ｆθ光学素子に
関する。また、本発明はさらに、収差補正特性に優れた
反射面を有するｆθ光学素子に関する。

【０００２】本発明はさらに、対象面上（被走査面上）
の情報を読み取る読取り光学系を含むレーザ走査光学系
あるいは感光面上に像を形成する画像形成光学系を含む
レーザ走査光学系に関する。

【０００３】本発明はまた、二次元多項式非球面などの
回転軸を持たない非球面を少なくとも１つ有する屈折／
反射型ｆθ光学素子に関する。

【０００４】

【従来の技術】従来のレーザ走査光学系は、半導体レー
ザなどの光源、ポリゴンミラーなどの偏向器、およびｆ
θレンズなどからなる走査光学系を有する。光源から射
出されたレーザ光束は偏向器によって偏向される。偏向
されたレーザ光束はｆθレンズを透過し、対象面の所定
の走査範囲を走査する。偏向されたレーザ光束による対
象面でのこのような走査を主走査方向の走査（主走査）
と呼ぶこととする。主走査方向の走査が実施されている
間に、対象面を、副走査方向、すなわち主走査方向と直
交する方向に移動することにより（副走査を行うことに
より）、対象面を二次元的に（すなわち互いに垂直な２
方向において）走査することができる。

【０００５】走査光学系は一般に、複雑な形状を有する
レンズ、例えば、アナモフィックレンズからなるｆθレ
ンズを備えている。一般に、ｆθレンズ系のコストを低
減させる目的で、ガラス製のｆθレンズの代わりに樹脂
製のｆθレンズが近年使用されている。

【０００６】また、ｆθレンズの代わりに反射型のｆθ
光学系を利用した走査光学系も提案されている。反射型
ｆθ光学系は、例えば、米国特許第５５７２３５３号、
第５６０４６２２号、および第５４０８０９５号などに
開示されている。

【０００７】一般に、走査光学系、例えばレーザ走査ユ
ニット向けの光学系の設計においては、十分な光学性能
が得られるように、さまざまな種類の収差、すなわちｆ
θ特性の誤差、像面湾曲、走査線湾曲など、を考慮する
必要がある。

【０００８】ｆθ特性（直線性誤差）は、走査面（感光
像形成面）に対する光束の速度の変化に関する特性であ
る。像面湾曲は、感光面に対する光束のデフォーカスに
関する。すなわち、光束の収束点が正確に感光層上にな
い（デフォーカス状態）場合には光束の直径が増大し、
ぼやけた画像が形成されることになる。

【０００９】走査線湾曲は、例えば、ｆθミラー面が傾
斜している場合に、ｆθミラー面により反射された光束
が、光源から射出された光束と偏向器によって偏向され
た光束を含む平面から外れる場合に生じる。すなわち、
ｆθミラー面が傾斜していると、ｆθミラーによって反
射された光束が副走査方向に湾曲した走査線を形成す
る。

【００１０】これらの収差を十分に排除するためには通
常、ｆθミラーに加えて、さらにいくつかの収差補正用
のレンズを走査光学系に設ける必要がある。

【００１１】前述の特許に開示されている反射型ｆθ光
学系においても、諸収差を補正し、許容できる光学性能
を得るために、補正用の光学素子が設けられている。し
かし、補正用の光学素子を追加すると、走査光学系の構
造が複雑になると共に、走査光学系のサイズ、製造コス
トが増大するという問題がある。

【００１２】上記特許では補正用の光学素子として、比
較的サイズが大きくコストも高いトーリックレンズが追
加されている。少なくともコストの面から、そのような
レンズは用いない方が好ましい。しかし、トーリックレ
ンズを用いないでｆθ機能を達成しつつ、像面湾曲を補
正するのは非常に困難である。

【００１３】例えば特開平９−６８６６４に開示されて
いるように、ｆθ光学素子として、対向する２つの面を
それぞれ非球面とし、前面（光束が入射する面）を屈折
面、後面をミラー面として構成した光学素子を利用する
走査光学系も知られている。しかしそのような光学系に
おいては、偏向器（ポリゴンミラー）および被走査面
（感光ドラム面）が光軸の延長線に沿って配置されるこ
とになる。すなわち、ｆθ光学素子で反射され被走査面
に向かって射出された光はポリゴンミラーのそばを通る
ことになるため、走査光学系のレイアウト（設計）に制
限が加わる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ｆθ単レン
ズ（単一の光学素子からなるｆθレンズ）を用いた走査
光学系を有することを目的としている。また、本発明
は、構造が単純であり安価で、しかも十分な光学性能を
有する走査光学系を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の事情に鑑み、本発
明の単一素子からなるｆθ光学素子は、偏向器に面し、
屈折面を与える前面、およびこれとは反対側にあって反
射面（鏡面）を有する後面（偏向器から遠いほうの面）
を有する。本発明の走査光学系は、単一の素子であるｆ
θ光学素子を利用するが、このｆθ光学素子は、実質的
に３つの面を有するので、直線性、像面湾曲および走査
線の湾曲を同時に十分に補正することができる。

【００１６】本発明は、単一の光学素子であるｆθ光学
素子の少なくとも後面が、回転軸を持たない形状の反射
面を有していることを重要な特徴としている。すなわ
ち、本発明の後面の非球面（すなわちｆθレンズの反射
面）は、回転軸まわりの回転によっては生成されず、光
学素子の光軸に関して回転対称ではない。

【００１７】また、ｆθ光学素子の後面の光軸は、偏向
器（ポリゴンミラー）の回転軸と垂直とならないように
配置される。言い換えるとｆθ光学素子は傾斜してい
る。従って、前記偏向器に入射する光束と前記偏向器に
よって反射される光束との間の角度は０にはならない。
さらに、ｆθ光学素子の前面および／または後面を偏心
させる、すなわち、ｆθ光学素子の光軸を走査系の光軸
からずらすことができる。また、走査線のピッチの変動
および湾曲を排除するために、後面が、より複雑な面
（すなわち回転軸を持たない面）を有するように形成さ
れる。ｆθ光学素子の両面（屈折面および反射面）を、
共に複雑な形状に形成してもよい。

【００１８】ｆθ光学素子の面が傾斜しているため、比
較的大きな角度（後に説明する実施例によれば約６゜）
で副走査方向に偏向されるので、光が、偏向器から離れ
た所を通る。このため、走査光学系のレイアウトおよび
設計が容易になる。さらに、走査線湾曲および波面収差
をｆθ光学素子の偏心によって補正することができる。

【００１９】前述の本発明の特徴は、主走査方向と交差
する回転軸の周りを回転する偏向器、および主走査方向
に沿って走査面を走査する光束を発する光源を含む走査
光学系を提供することによって達成される。光源によっ
て発せられた光束は、偏向器に入射する。偏向器によっ
て偏向された光束を屈折させ、反射する光学素子が設け
られる。この光学素子は、偏向器からの光束が入射する
第１の面、および反射面としての第２の面を有する。反
射面は、光束が光学素子を透過した後に光束を反射す
る。光束は、反射面によって反射された後に光学素子を
再び透過し、光学素子の第１の面から放射される。少な
くとも光学素子の第２の面は、回転軸を持たず、光軸ま
わりに回転非対称である。また、その光軸は偏向器の回
転軸に対して非垂直である。

【００２０】この走査光学系はさらに、光源と偏向器の
間の光路に沿って配置されたコリメートレンズ、および
コリメートレンズからの光を副走査方向において偏向器
上に収束させるレンズ部品をさらに有する。偏向器はポ
リゴンミラーとすることができる。偏向器に入射する光
束は主走査方向における平行光束あるいは発散光束のい
ずれとする事もできる。

【００２１】また、光学素子の第２の面を、アナモフィ
ック非球面、または二次元多項式非球面とすることがで
き、光学素子の第１の面を、回転対称非球面、トーリッ
ク非球面、アナモフィック非球面、または二次元多項式
非球面のいずれかとすることができる。

【００２２】さらに、光学素子は、偏向器によって偏向
された非収束光束を主走査方向に収束させる機能を有す
る構成とすることができる。また、光学素子の後面の光
軸を走査光学系の光軸から副走査方向にずらしてもよ
い。さらに、光学素子の少なくとも１つの面を、光学素
子に入射する光束に垂直な軸に対して傾斜させることが
できる。偏向器に入射する光束と偏向器によって反射さ
れる光束との間の角度をα１、光学素子に入射する光束
とｆθ光学素子によって放射される光束との間の角度を
α２で表したときに、本発明の走査光学系は、以下の関
係、 α２／α１＞０．５０ を満たすよう構成される。

【００２３】また、本発明の光学素子は、光束が入射
し、光束が放射される第１の面、および光束の方向に沿
って第１の面の反対側にある第２の面を含む。第２の面
は、反射面を含み、回転軸がなく、光束を主走査方向に
走査面上に収束させる。この結果、第１の面に入射した
光は、光学素子を透過して第２の面に達し、第２の面に
よって反射され、光学素子を再び透過して、第１の面か
ら放射される。

【００２４】光学素子の第２の面は、アナモフィック非
球面、または二次元多項式非球面とすることができ、光
学素子の第１の面は、回転対称非球面、トーリック非球
面、アナモフィック非球面、または二次元多項式非球面
とすることができる。

【００２５】光学素子の少なくとも１つの面が、光学素
子に入射する光束に垂直な軸に対して傾斜している。

【００２６】さらに、本発明の走査光学系は、光束を発
する光源、および回転軸の周りを回転し、光源から発せ
られた光束を偏向する偏向器を有し、光学素子は、光源
から発せられ、偏向器によって偏向された光束を受け取
るように配置される。光は、光学素子の第１の面に入射
し、光学素子を透過し、光学素子の第２の面によって反
射され、光学素子を再び透過して、光学素子の第１の面
によって放射される。この走査光学系は、偏向器に入射
する光束と偏向器によって反射される光束との間の角度
をα１、ｆθ光学素子に入射する光束とｆθ光学素子に
よって放射される光束との間の角度をα２で表したとき
に、関係式、 α２／α１＞０．５０ を満たすよう構成される。

【００２７】光学素子の第２の面は、アナモフィック非
球面、または二次元多項式非球面とすることができ、光
学素子の第１の面は、回転対称非球面、トーリック非球
面、アナモフィック非球面、または二次元多項式非球面
とすることができる。

【００２８】この走査光学系はさらに、光源と偏向器の
間の光路に沿って配置されたコリメートレンズ、および
コリメートレンズからの光を偏向器の副走査断面に収束
させるレンズ部品を含む。レンズ部品はシリンドリカル
レンズとすることができる（ただしこれである必要はな
い）。偏向器に入射する光束を平行光束とするか、また
は偏向器に入射する光束を発散光束とすることができ
る。さらに、偏向器から光学素子の第１の面（前面）ま
での距離をｄ３、光学素子の第１の面（前面）から走査
面までの距離をｄ６で表したときに、本発明の走査光学
系は、次の関係 ０．２５＜ｄ３／ｄ６＜０．４０ を満たす構成とすることができる。

【００２９】さらに、この光学素子は、偏向器によって
偏向された非収束光束を収束させることができる。ま
た、前記光学素子の第２の面の光軸を、走査光学系の光
軸から副走査方向にずらすことができる。さらに、光学
素子の少なくとも１つの面を、光学素子に入射する光束
に垂直な軸に対して傾斜させることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。なお、図面には１０の実
施例が示されているが、共通の素子・部材には同じ参照
符号が付してある。走査光学系では、半導体レーザなど
の光源から射出された光束が、所定の走査方向に沿って
被走査面を走査すると同時に、半導体レーザからの光束
が走査している位置に対して、被走査面を走査方向と垂
直な方向に移動させることにより、走査面を二次元的に
走査している。

【００３１】以下の説明では、上記所定の走査方向を主
走査方向または主走査断面と呼び、上記走査面の走査位
置に対する相対的な運動方向を、副走査方向または副走
査断面と呼ぶ。

【００３２】図１は本発明に係る走査光学系の概略斜視
図である。

【００３３】図１において光源１０は、例えば半導体レ
ーザであり、光束（レーザビーム）を射出する。

【００３４】光源１０から射出された光束は、コリメー
ト光学素子２０、次いで光学素子３０を透過する。光源
１０からは発散光束が射出される。コリメート光学素子
２０は、光源１０によって発せられた発散光束を平行光
束にする。

【００３５】後述する実施例のいくつかでは、光学素子
３０は、回転する偏向器上に、副走査方向において光束
を収束させる働きをするシリンドリカルレンズとして構
成され、他の実施例では、光学素子３０はシリンドリカ
ルレンズではなく、別の形状として構成されている。

【００３６】本発明に係る走査光学系においては、偏向
器に入射する光束は、主走査方向において、発散光束ま
たは平行光束であり、収束光ではない。すなわち、図１
の光学素子３０は、主走査方向においては、光束を収束
させない。被走査面上での主走査方向における光束の収
束は、ｆθレンズ４０のミラー面によって達成される。

【００３７】もしも光学素子３０の面ｒ１およびｒ２が
主走査方向において凹面となっている場合、光学素子３
０を透過した光束は発散光束となる。面ｒ１およびｒ２
が主走査方向に曲率を有しない場合（すなわち光学素子
３０がシリンドリカルレンズである場合）、これを透過
した光束は、主走査方向において平行光束となる。

【００３８】光学素子３０から射出された光は、ミラー
３１を介して偏向器５０に入射する。偏向器５０は、モ
ータなどの適当な駆動機構（図示せず）によって軸ＡＸ
の周りを回転するポリゴンミラーの形態とすることがで
きる。光学素子３０からの光束は、偏向器に直接入射す
るようにしてもよいし、例えば１つまたは複数の反射器
を介して間接的に偏向器に入射するようにすることもで
きる（図１はミラー１個を介して入射する場合を示して
いる）。なお、他の図面ではミラー３１の図示は省略さ
れている。

【００３９】なお、本明細書では、走査光学系の光軸
を、偏向器による偏向角度が０のとき（すなわち、主走
査面上で入射光束の主光線が偏向器の反射面に対し垂直
に入射する場合）の走査光束の主光線と定義する。

【００４０】図１では、偏向器５０はポリゴンミラーと
して説明されているが、本発明の偏向器はこの形態に限
られるものではなく、例えば、ホログラムディスクな
ど、同様の機能を有する他の偏向機構を使用することも
できる。

【００４１】偏向器５０により反射された光は、本発明
の重要な特徴である反射／屈折型ｆθ光学素子４０に入
射する。ｆθ光学素子４０は、前面４２および後面４１
の２つの面を有する。

【００４２】偏向器５０（ポリゴンミラー）によって反
射され、反射／屈折型ｆθ光学素子４０に入射した光束
は、まず、屈折面である前面４２に入射し、ｆθ光学素
子４０内を進み、反射面である後面４１によって反射さ
れる。反射面（後面）４１で反射された光束は、反射／
屈折型ｆθ光学素子内を後面４１から前面４２へと進
み、前面（屈折面）４２から射出される。従って、反射
／屈折型ｆθ光学素子４０は、表面４２で入射光束を２
回屈折させ、表面４１で１回反射させるため、３つの面
の機能を有することになる。

【００４３】反射／屈折型ｆθ光学素子４０の前面４２
から射出された光束は被走査面である感光面に入射され
る。感光面は図１の例では感光ドラム６０の感光面であ
る。

【００４４】前述の通り、本発明に係る走査光学系にお
いては、半導体レーザなどの光源から射出された光束
が、走査面を二次元的に走査する。すなわち、図１にお
いて、偏向器５０を回転させることにより主走査が行わ
れ、図示しない回転機構により感光ドラム６０を回転さ
せることにより、副走査が行われる。

【００４５】次に、本発明の特徴的構成である、反射／
屈折型ｆθ光学素子４０について詳細に説明する。

【００４６】後に様々な実施例において詳細に説明する
が、ｆθ光学素子４０の前面４２および後面４１は所定
の非球面形状を有する。そして、後面４１には反射コー
ティングが施されて反射面が形成されている。従って、
光は、反射／屈折型ｆθ光学素子４０の前面４２に入射
し、前面（第１の面）４２から射出される。

【００４７】なお、後面（第２の面）４１は、例えば蒸
着などの従来の製造法によって、アルミニウムあるいは
銀等の反射コーティングを施すことにより形成すること
ができる。

【００４８】図４から図７に、反射／屈折型ｆθ光学素
子４０の前面４２および後面４１を形成する際に組合せ
て利用することができる様々な種類の非球面を示す（こ
れらについては各実施例において説明する）。図４は回
転対称非球面４３、図５はトーリック非球面４４、図６
はアナモフィック非球面４５、図７は二次元多項式非球
面４６を示している。

【００４９】図４から図７においては、実線で面を表
し、面の生成に利用する線を破線で示した。また、図４
から図７には、主走査方向がＹ軸、副走査方向がＺ軸で
示されている。

【００５０】図４は回転対称非球面４３を示す。本明細
書においては、回転対称非球面とは、主走査方向（Ｙ方
向）に延びる非円弧曲線を、走査光学系の光軸に沿った
軸の周りに回転させる時の軌跡によって規定される面を
指す。回転対称非球面は、旋盤などによって容易に製作
することができる。回転対称非球面４３の光軸は回転軸
と一致する。

【００５１】これに対し、後述する、より複雑な面は、
回転軸を持たず、旋盤で形成することはできない。

【００５２】図４のタイプの非球面（即ち、回転対称非
球面）は以下の式によって定義される。

【数１】

【数２】 ただし、ｘは、非球面の頂点の接平面からの距離を、ｈ
は、非球面の光軸からの距離を、Ｃは、非球面の光軸上
での曲率（１／ｒ）を表し、Ｋは、円錐定数、Ａ４、Ａ
６、Ａ８、．．．は各次数の非球面係数（例えばＡ４は
４次の非球面係数）である。

【００５３】図５に、トーリック非球面４４を示す。ト
ーリック非球面は、主走査方向（Ｙ方向）に延びる非円
弧曲線を、主走査方向と平行な軸の周りに回転させた時
の軌跡によって定義される面である。

【００５４】主走査方向において、図５のタイプの非球
面（トーリック非球面）は、以下の式によって定義され
る。

【数３】 ただし、ｙは、非球面の光軸からの主走査方向の距離を
表す。Ｃ、Ｋ、Ａ４、Ａ６、．．．は、光軸上での曲
率、円錐定数および各次数の非球面係数を表す。これら
の定義は、図４の回転対称非球面の場合と同じである。
図５に示した形状に対する副走査方向（Ｚ方向）の曲率
半径はＲＺで定義される。

【００５５】上述の通り、図４および図５に示した非球
面は回転軸を有する。次に説明する、図６および図７に
示す非球面は、回転軸を持たず、光軸Ｏについて回転対
称ではない。これらの面形状は回転軸を持たないので、
面上の各点をマッピングするプロセスによって生成しな
ければならず、回転に基づくプロセス、すなわち旋盤等
の使用によっては製作することができない。

【００５６】図６に、アナモフィック非球面４５を示
す。本明細書で使用するアナモフィック非球面は、副走
査方向（Ｚ方向）の曲率が主走査方向（Ｙ方向）の形状
とは独立して変化する円弧を主走査方向（Ｙ方向）に延
びる非円弧曲線に沿って移動させた時の軌跡によって形
成される面と定義することができる。光軸は、上記非円
弧曲線を規定する数式の原点位置におけるアナモフィッ
ク非球面に立てた法線として定義される。

【００５７】主走査方向において、図６のタイプのアナ
モフィック非球面は以下の式によって定義される。

【数４】 ただし、ｙは、非球面の光軸からの主走査方向の距離、
Ｃは非球面の光軸上の曲率（１／ｒ）、ｋは円錐定数、
ＡＭ２、ＡＭ４、ＡＭ６、．．．は主走査方向の曲率を
定義する各次数の非球面係数である。

【００５８】副走査方向において、図６のアナモフィッ
ク非球面の曲率は以下の式によって定義される。

【数５】 ただし、Ｃｚ（Ｙ）は、光軸からの主走査方向の距離が
Ｙである点における副走査方向の曲率である。Ｃｚ０
は、１／ｒｚに等しい。ＡＳ２、ＡＳ４、ＡＳ
６、．．．は副走査方向の曲率を定義する各次数の非球
面係数である。

【００５９】図７に、二次元多項式非球面４６を示す。
本明細書における二次元多項式非球面とは、二次元多項
式によって定義される（すなわち二次元多項式の関数と
して表現される）面である。このような面は以下の関係
によって定義される。

【数６】 ただし、ｙおよびｚはそれぞれ、主走査方向（Ｙ方向）
および副走査方向（Ｚ方向）の光軸からの距離である。
言い換えれば、数６により規定される非球面においてｙ
＝ｚ＝０の点での非球面に立てた法線が二次元多項式非
球面４６の光軸である。なお、Ｃは非球面の光軸上の曲
率（１／ｒ）、Ｋは円錐定数である。Ｂm,nは、各次数
の非球面係数である。ここで、ｍおよびｎはそれぞれ、
ｙおよびｚ方向（すなわち主走査および副走査方向）に
関する次数を示す。表１２から表１８では、ｎの値は０
から６、ｍの値は０から１２の範囲にあり、Ｋ＝０であ
る。

【００６０】なお、反射／屈折型ｆθ光学素子４０の前
面４２は、図４から図７に示した非球面のいずれの面で
もよい。一方、後面４１は、副走査方向の像面湾曲を補
正するために、非球面であり、かつ回転軸を持たない面
（従って光軸に関しても回転軸を持たない面）でなけれ
ばならない。従って、後面４１としては、図６または図
７に示した面を採用することができる。

【００６１】また、本実施の形態においては、屈折／反
射型ｆθ光学素子４０（の後面４１光軸）は偏向器の回
転軸と垂直でないことを特徴としている。すなわち、ｆ
θ光学素子４０は偏向器の回転軸に垂直な軸に対して傾
斜して配置されている。

【００６２】さらに、本実施の形態においては、ｆθ光
学素子の前面４２および後面４１の一方または双方を走
査光学系の光軸に対して偏心させた配置とすることがで
きる。

【００６３】ｆθ光学素子４０の面が偏向器の回転軸に
対し傾斜しているため、光が偏向器５０から離れた所を
通る。従って、走査光学系のレイアウトおよび設計が容
易になる。さらに、ｆθ光学素子の一方の面または両面
を走査光学系の光軸に対し偏心させることによって、走
査線湾曲および波面収差の補正が可能となる。

【００６４】本発明のｆθ光学素子の偏心および傾斜の
様子を図１から図３に示す。角α１（副走査方向の偏向
角度）は、偏向器５０に入射する光と偏向器５０により
反射される光の間の角度を表す。同様に、図１に示す通
り、α２（副走査方向の分離角度）は、ｆθ光学素子に
入射する光とｆθ光学素子から射出される光の間の角度
を表す。

【００６５】ｆθ光学素子が傾斜していること（すなわ
ち、第２面の光軸が偏向器の回転軸に対し垂直でないこ
と）を利用して、大きな偏向角度を実現することができ
るため、偏向器の配置の自由度が増す。光軸に対する面
（多くの場合ｆθ光学素子の前面）の偏心（変位）を利
用して、湾曲および波面収差を補正することができる。
偏心は、図８から分かるように、ｆθ光学素子の前面に
入射する光束の主光線に垂直な面における、主光線入射
位置と第１の面の光軸との間の距離によって定義され
る。偏心の結果、ｆθ光学素子の一方の面がｆθ光学素
子の他方の面に対してずれる。なお、当然のことながら
偏心の量は、ｆθ光学素子の製造前（設計段階で）に決
定される。

【００６６】以下の各実施例で用いられる参照記号につ
いて説明する。α１は副走査方向の偏向角度、α２は分
離角度、β１は傾斜角度、β２は光軸相互の傾斜角度、
δｚ１は第１の面の偏心、δｚ２は第１の面に対する第
２の面の偏心をそれぞれ表す。δｚ２は、第１の面の光
軸と第２の面の光軸との間の距離によって定義される。

【００６７】前述のとおり、本実施の形態においては、
ｆθ光学素子の第２の面の光軸は偏向器の回転軸と垂直
ではない。この傾斜の関係は、以下の式により表され
る。 α２／α１＞０．５０ （７） なお、前述の通り、α２は副走査方向の分離角度、α１
は副走査方向の偏向角度である。

【００６８】既に述べたように、本発明によれば、走査
光学系のレイアウトおよび設計が単純化される。また、
以下の関係も満たされる。 ０．２５＜ｄ３／ｄ６＜０．４０ （８） ここで、図２に示すように、ｄ３は、偏向器５０からｆ
θ光学素子４０の屈折面４１までの距離であり、ｄ６
は、ｆθ光学素子の屈折面４２から被走査面６０までの
距離である。

【００６９】数式（８）は、偏向器５０に入射する光束
が、主走査方向において、発散した光であるかまたは平
行光であることを示している。表１に示したように、本
発明の各実施例は、上記の２つの関係（７）および
（８）をそれぞれ満たしている。

【表１】

【００７０】従来の走査光学系では、ｆθ光学素子とは
別の独立した対物レンズ（収束レンズ）が偏向器の手前
（入射側）に設けられるが、本実施の形態のｆθ光学素
子４０は対物レンズとしての機能をも有しており、別個
の対物レンズを設ける必要がない。本実施の形態におい
て、主走査方向では、偏向器５０に入射する光は発散光
または平行光であり、ｆθ光学素子４０、特にそのミラ
ー面４１によって、光束が被走査面上の１点に収束され
る。すなわち、ｆθ光学素子４０の湾曲したミラー面が
対物レンズの機能を果たしている。

【００７１】前述のように、偏向器５０に入射する光
は、主走査方向においては、平行光または発散光であ
る。もしも偏向器５０に入射する光が主走査方向に収束
する光である場合には、ｆθ光学素子４０から被走査面
６０までの距離を非常に短くしなければならず、収差を
十分に補正することができない。しかし、本実施の形態
においては偏向器５０への入射光として収束光束を利用
しないため、被走査面６０とｆθ光学素子４０との間の
間隔を十分に大きくすることができ、ｆθ光学素子４０
の面をより複雑なものにする（すなわち回転軸を持たな
い面とする）ことによって、収差の補正が可能となって
いる。

【００７２】一方、副走査方向においては、偏向器５０
に入射する光は収束する。もしも偏向器５０に入射する
光が副走査方向において平行であれば、偏向器５０の反
射面の傾斜誤差（製造または組立ての誤差に起因する）
があると、被走査面上６０での光の収束位置が副走査方
向にシフトする。しかし、本実施の形態のように、偏向
器５０に入射する光が副走査方向に収束している場合に
は、偏向器の反射ミラー面と走査面が互いに共役関係と
なるよう光学系が設定されていれば、被走査面上での光
の位置は偏向器反射面の傾斜誤差の影響を受けない。

【００７３】従って、感光面（走査面）の回転に伴う、
偏向器の回転（すなわち次の面）毎に形成される複数の
走査線間のピッチを一定にすることができる。

【００７４】本実施形態のｆθ光学素子４０は樹脂製で
ある。通常、樹脂製の光学素子の屈折率は、温度および
湿度の変化に非常に敏感である。しかし、本実施例のｆ
θ光学素子は、厚さが比較的薄く、また屈折面４２のパ
ワーは小さく設定されており、大部分のパワーを反射面
４１によって得ているため、温度や湿度による屈折率の
変化の影響をほとんど受けない。

【００７５】

【実施例】図８から図１７を参照して、本発明の具体的
な実施例を１０例示す。各図は、副走査方向から見た図
である。また、図８から図１７に対応させて、図１８か
ら図２７に各実施例の収差図を示す。図１８から図２７
の各図において、（Ａ）はｆθ特性（直線性誤差）を、
（Ｂ）に像面湾曲を、（Ｃ）は走査線湾曲を示す。な
お、（Ｂ）には、メリディオナル断面Ｍ（主走査方向）
およびサジタル断面Ｓ（副走査方向）における走査光学
系の像面湾曲の測定結果を示した。

【００７６】図１８から２７では、縦軸が、主走査方向
における位置Ｙを示す。（Ａ）および（Ｃ）では、横軸
が、理想的な像高に対する像高の変位（ｍｍ）を示す。
（Ｂ）では、横軸が、理想的な像平面に対する焦点の変
位（ｍｍ）を示す。

【００７７】実施例１から実施例１０のさまざまなパラ
メータの具体的な数値について以下に説明する。表２、
５、８、１１、１４、１７、２０、２３、２６、２９に
おいて、ｒｙは、レンズ面の主走査方向ｙに沿った曲率
半径、ｒｚは副走査方向ｚに沿った曲率半径を指す。レ
ンズの厚さ、あるいは光学素子の面間の距離がｄで表さ
れ、ｎは、７８０ｍｍの波長に対する光学素子の屈折率
を表す。距離ｄ３およびｄ６については図２に示した。
距離ｄ１はレンズ３０の厚さを表し、ｄ２は、偏向器５
０からレンズ３０までの距離を表す。

【００７８】表２、５、８、１１、１４、１７、２０、
２３、２６、２９において、面１および２はレンズ３０
を指す。レンズ３０は、実施例によりシリンドリカルレ
ンズの場合とそうでない場合がある。面３は、偏向器
（回転ミラー５０）の面を指す。面４はｆθ光学素子４
０の前面４２を、面５はｆθ光学素子４０の後面４１を
指す。面６は、ｆθ光学素子４０の前面４２を透過して
屈折され、後面４１によって反射された後、再び光束が
前面４２を透過する際の前面４２を指す。面６を透過し
てして屈折された光束は、感光ドラム６０に向かう。前
述のとおり、これらの面は、ｒ１からｒ６として図１に
は示してあるが、具体的な実施例に関する図８ないし図
１７では、図面が煩雑になるのを避けるため、示してい
ない。

【００７９】表２、５、８、１１、１４、１７、２０、
２３、２６、２９にはさらに、各実施例における偏向角
度および分離角度の値、ｆθ光学素子４０の面の傾斜角
度、および偏心の値も示されている。図１、図８から図
１７に示すように、角度α１は、偏向器５０に入射する
光束と偏向器５０により反射される光束との間の偏向角
度である。角度α２は、ｆθ光学素子４０に入射する光
束とｆθ光学素子４０から感光ドラム６０に向かって射
出される光束との間の分離角度を表す。角度β１は、ｆ
θ光学素子４０の前面４２の傾斜角度を表し、角度β２
は、ｆθ光学素子の前面４２の光軸と後面４１の光軸と
の間の角度を表す。δｚ１は、ｆθ光学素子の第１の
面、すなわち前面４２の偏心を表し、δｚ２は、ｆθ光
学素子の第１の面（前面）４２の光軸に対する第２の面
（後面）４１の光軸の偏心を表す。

【００８０】

【実施例１】本発明の実施例１を図８に、実施例1の収
差図を、図１８（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。実
施例１の特徴は、ｆθ光学素子の前面４２が、図４に示
したような回転対称非球面で、後面４１が、図７に示し
たような二次元多項式非球面であることにある。実施例
１では、レンズ３０はシリンドリカルレンズではない。

【００８１】実施例１ではｆθ光学素子が、β１に示す
値だけ傾斜している。また第１の面は、δｚ１に示す値
だけ偏心している。しかし、第２の面は第１の面と同軸
であり、したがってこの明細書で使用するこの用語の定
義に従い、δｚ２はゼロとなる。

【表２】 前述の通り、前面４２は、図４に示したような回転対称
の非球面である。関係式（１）に対する実施例１の非球
面データは表３の通りである。

【表３】 前述の通り、後面４１は、二次元多項式非球面であり、
関係（６）における実施例１の係数（Ｂｍ，ｎ）は表４
に示すように規定される。

【表４】

【００８２】

【実施例２】本発明の実施例２を図９に、実施例２のｆ
θ光学素子の収差図を図１９（Ａ）、（Ｂ）および
（Ｃ）に示す。実施例２では、ｆθ光学素子４０の前面
４２は、図６に示すようなアナモフィック非球面で、ｆ
θ光学素子の後面４１は、図７に示すような二次元多項
式非球面となっている。したがって実施例２では、ｆθ
光学素子は前面４２、後面４１両面ともに回転軸を持た
ない面である。

【００８３】実施例１と同様に実施例２のレンズ３０は
シリンドリカルレンズではなく、ｆθ光学素子４０の傾
斜角度は実施例１と同じである。一方、実施例１では第
１の面（前面）４２が偏心していたが、実施例２では、
ｆθ光学素子の第２の面（後面）４１がδｚ２に示す値
だけ偏心している。第２の面の偏心は、ｆθレンズの第
１の面４２の光軸と第２の面４１の光軸との間の距離に
よって定義される。

【表５】 アナモフィック非球面である前面４２の、関係式（４）
および（５）における各係数の値は表６になる。

【表６】 実施例２のｆθ光学素子４０の後面４１は二次元多項式
非球面であり、その係数は表７に示すようになる。

【表７】

【００８４】

【実施例３】本発明の実施例３を図１０に、収差図を、
図２０（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。実施例３で
は、前面４２が図５に示すようなトーリック非球面で、
後面４１が図７に示すような二次元多項式非球面である
ｆθ光学素子４０を利用する。

【００８５】実施例３では、レンズ３０はシリンドリカ
ルレンズではない。実施例３のｆθ光学素子４０の傾斜
角度は実施例１の傾斜角度と同じであり、第１の面４２
の偏心も、実施例１のものと実質的に同じである。さら
に、実施例１と同様に第２の面４１は第１の面４２と同
軸であり、そのため、第２の面４１は第１の面４２に対
して偏心しているとはみなされない。

【表８】 実施例３では前面４２が、図５に示すようなトーリック
非球面であり、関係式（３）における各係数は表９のよ
うになる。

【表９】 実施例３のｆθ光学素子４０の後面４１は二次元多項式
非球面であり、その係数は表１０に示すようになる。

【表１０】

【００８６】

【実施例４】本発明の実施例４を図１１に、その収差図
を、図２１（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。実施例
４のｆθ光学素子４０は、前面４２および後面４１が共
に、図６に示すようなアナモフィック非球面として形成
されている。従ってｆθ光学素子４０は両面ともに回転
軸を持たない面である。

【００８７】実施例４では、面１および面２のｒｙ値か
ら明らかなように、レンズ３０はシリンドリカルレンズ
である。実施例４のｆθ光学素子４０の傾斜角度は実施
例３の場合と同じであり、第２の面４１の第１の面４２
に対する偏心はδｚ２に示す通りである。

【表１１】 実施例４では前面４２が、図６に示すようなアナモフィ
ック面である。この前面４２の形状を規定する関係式
（４）および（５）の各係数は、表１２のようになる。

【表１２】 実施例４のｆθ光学素子４０の後面４１も、アナモフィ
ック非球面であり、面を規定する関係式（４）および
（５）の非球面係数は表１３のようになる。

【表１３】

【００８８】

【実施例５】本発明の実施例５を図１２に、収差図を、
図２２（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。実施例５で
は、前面４２が、図７に示すような二次元多項式非球面
で、後面４１が、図６に示すようなアナモフィック非球
面であるｆθ光学素子４０を利用する。

【００８９】実施例５では、レンズ３０はシリンドリカ
ルレンズではない。また、実施例５のｆθ光学素子４０
の傾斜角度は、実施例１から４と同じであり、第２の面
の偏心はδｚ２の値で示されている。

【表１４】 実施例５のｆθ光学素子の前面４２は二次元多項式非球
面であり、その係数は表１５に示すようになる。

【表１５】 また、後面４１は、図６に示すようなアナモフィック非
球面であり、関係式（４）および（５）の各係数の値は
表１６のようになる。

【表１６】

【００９０】

【実施例６】本発明の実施例６を図１３に、収差図を、
図２３（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。実施例６で
は、前面４２が、図５に示すようなトーリック非球面
で、後面４１が、図６に示すようなアナモフィック非球
面であるｆθ光学素子を利用する。

【００９１】実施例６では、レンズ３０はシリンドリカ
ルレンズではない。実施例６のｆθ光学素子４０の傾斜
角度は、実施例１から５と同じであり、第１の面４２お
よび第２の面４１は、δｚ１およびδｚ２に示す値だけ
偏心している。

【表１７】 前述の通り、実施例６では前面４２が、図５に示すよう
なトーリック非球面である。関係式（３）における非球
面データは次のようになる。

【表１８】 実施例６のｆθ光学素子の後面４１は、アナモフィック
非球面であり、関係式（４）および（５）の係数は次の
ようになる。

【表１９】

【００９２】

【実施例７】本発明の実施例７を図１４に、収差図を、
図２４（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。実施例７で
は、前面４２が、図４に示すような回転対称非球面で、
後面４１が、図６に示すようなアナモフィック非球面で
あるｆθ光学素子を利用する。

【００９３】実施例７では、レンズ３０はシリンドリカ
ルレンズではない。さらに実施例７では、ｆθ光学素子
４０の両面がそれぞれβ１およびβ２に示す値だけ傾斜
する。第１の面の偏心はδｚ１で示される。

【表２０】 実施例７では、前面４２が、図４に示すような回転対称
非球面である。この面の、関係式（１）における非球面
データは表２１のようになる。

【表２１】 前述の通り、実施例７のｆθ光学素子の後面４１は、図
６に示すようなアナモフィック非球面であり、関係式
（４）および（５）における非球面データは表２２のよ
うになる。

【表２２】

【００９４】

【実施例８】本発明の実施例８を図１５に、その収差図
を、図２５（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。本発明
の実施例８では、前面４２が、図４に示すような回転対
称非球面で、後面４１が、図７に示すような二次元多項
式非球面であるｆθ光学素子を利用する。

【００９５】実施例８では、レンズ３０はシリンドリカ
ルレンズである。実施例８のｆθ光学素子の傾斜角度
は、実施例１と同じであり、第１の面４２の偏心はδｚ
１で示される。第２の面４１は第１の面と同軸であり、
従って第２の面４１は第１の面４１に対して偏心してい
ない。

【表２３】 前述の通り実施例８では、前面４２が、図４に示すよう
な回転対称非球面である。関係式（１）における非球面
データは次のようになる。

【表２４】 実施例８のｆθ光学素子の後面４１は二次元多項式非球
面であり、その係数は表２５に示すようになる。

【表２５】

【００９６】

【実施例９】本発明の実施例９を図１６に、その収差図
を、図２６（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。実施例
９では、前面４２が、図６に示すようなアナモフィック
非球面で、後面４１が、図７に示すような二次元多項式
非球面であるｆθ光学素子を利用する。

【００９７】実施例９では、レンズ３０がシリンドリカ
ルレンズである。実施例９のｆθ光学素子の傾斜角度
は、実施例１と同じでありる。第２の面は、第１の面に
対してδｚ２に示す値だけ偏心している。

【表２６】 実施例９では、前面４２が、図６に示すようなアナモフ
ィック非球面である。このような面の、関係式（４）お
よび（５）における非球面データは次のようになる。

【表２７】 前述の通り、実施例９のｆθ光学素子の後面４１は二次
元多項式非球面であり、その係数は表１７に示すように
なる。

【表２８】

【００９８】

【実施例１０】本発明の実施例１０を図１７に、その収
差図を、図２７（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示す。実
施例１０では、前面４２が、図６に示すようなアナモフ
ィック非球面で、後面４１が、図７に示すような二次元
多項式非球面であるｆθ光学素子を利用する。

【００９９】実施例１０では、レンズ３０はシリンドリ
カルレンズではない。実施例１０のｆθ光学素子の傾斜
角度はβ１で示される。

【表２９】 前述の通り、実施例１０では、前面４２が、図６に示す
ようなアナモフィック非球面である。関係式（４）およ
び（５）における非球面データは次のようになる。

【表３０】 前述の通り、実施例１０のｆθ光学素子の後面４１は二
次元多項式非球面であり、その係数は表１８に示すよう
になる。

【表３１】

【０１００】以上、本発明を、具体的な手段、構造、特
徴、実施例および構成要素に関して説明してきたが、本
発明は、この明細書に開示した詳細に限定されるもので
はなく、本発明の技術思想から逸脱しない範囲において
種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ走査ユニットの概略斜視図
である。

【図２】本発明の走査光学系の構成要素の主走査面上の
配置を示す図である。

【図３】本発明の走査光学系の構成要素の副走査面上の
配置を示す図である。

【図４】本発明の実施例で利用される非球面を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施例で利用されるトーリック非球面
を示す図である。

【図６】本発明の実施例で利用されるアナモフィック非
球面を示す図である。

【図７】本発明の実施例で利用される二次元多項式非球
面を示す図である。

【図８】実施例１に基づく走査光学系の構成要素の副走
査方向の配置を示す図である。

【図９】実施例２に基づく走査光学系の構成要素の副走
査方向の配置を示す図である。

【図１０】実施例３に基づく走査光学系の構成要素の副
走査方向の配置を示す図である。

【図１１】実施例４に基づく走査光学系の構成要素の副
走査方向の配置を示す図である。

【図１２】実施例５に基づく走査光学系の構成要素の副
走査方向の配置を示す図である。

【図１３】実施例６に基づく走査光学系の構成要素の副
走査方向の配置を示す図である。

【図１４】実施例７に基づく走査光学系の構成要素の副
走査方向の配置を示す図である。

【図１５】実施例８に基づく走査光学系の構成要素の副
走査方向の配置を示す図である。

【図１６】実施例９に基づく走査光学系の構成要素の副
走査方向の配置を示す図である。

【図１７】実施例１０に基づく走査光学系の構成要素の
副走査方向の配置を示す図である。

【図１８】実施例１の収差図であり、（Ａ）が直線性誤
差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグラ
フである。

【図１９】実施例２の収差図であり、（Ａ）が直線性誤
差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグラ
フである。

【図２０】実施例３の収差図であり、（Ａ）が直線性誤
差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグラ
フである。

【図２１】実施例４の収差図であり、（Ａ）が直線性誤
差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグラ
フである。

【図２２】実施例５の収差図であり、（Ａ）が直線性誤
差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグラ
フである。

【図２３】実施例６の収差図であり、（Ａ）が直線性誤
差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグラ
フである。

【図２４】実施例７の収差図であり、（Ａ）が直線性誤
差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグラ
フである。

【図２５】実施例８の収差図であり、（Ａ）が直線性誤
差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグラ
フである。

【図２６】実施例９の収差図であり、（Ａ）が直線性誤
差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグラ
フである。

【図２７】実施例１０の収差図であり、（Ａ）が直線性
誤差、（Ｂ）が像面湾曲、（Ｃ）が走査線湾曲を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１０ 光源 ２０ コリメートレンズ ３０ レンズ ４０ ｆθ光学素子 ４３ 回転対称非球面 ４４ トーリック非球面 ４５ アナモフィック非球面 ４６ 二次元多項式非球面 ５０ 偏向器（ポリゴンミラー） ６０ 被走査面（感光ドラム）

Claims (37)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主走査方向と交差する回転軸の周りを回
   転する偏向器と、 前記偏向器に入射し、前記主走査方向に沿って被走査面
   を走査する光束を射出する光源と、 前記偏向器によって偏向された光束を屈折させかつ反射
   する単一の光学素子とを有し、 前記光学素子は、前記偏向器からの光束が入射する屈折
   面として形成された第１の面と、反射面が形成された第
   ２の面とを有し、 前記光学素子の前記第１の面を透過した光束が前記第２
   の面により反射された後に再び前記第１の面を透過し
   て、前記光学素子から前記被走査面に向けて射出され、 少なくとも前記第２の面は回転軸を持たない面であり、 前記第２の面の光軸が前記偏向器の回転軸に対して垂直
   でなく、 前記偏向器に入射する光束と前記偏向器によって反射さ
   れる光束との間の角度が０ではないことを特徴とする走
   査光学系。
2. 【請求項２】 前記光源と前記偏向器の間の光路に沿っ
   て配置されたコリメートレンズ、および前記コリメート
   レンズからの光を、副走査方向において、前記偏向器上
   に収束させるレンズ素子をさらに有することを特徴とす
   る請求項１に記載の走査光学系。
3. 【請求項３】 前記偏向器がポリゴンミラーを有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
4. 【請求項４】 前記偏向器に入射する光束が走査方向に
   おいて平行光束であることを特徴とする請求項１に記載
   の走査光学系。
5. 【請求項５】 前記偏向器に入射する光束が走査方向に
   おいて発散光束であることを特徴とする請求項１に記載
   の走査光学系。
6. 【請求項６】 前記光学素子の前記第１の面が、アナモ
   フィック非球面であることを特徴とする請求項１に記載
   の走査光学系。
7. 【請求項７】 前記光学素子の前記第２の面が、アナモ
   フィック非球面であることを特徴とする請求項１に記載
   の走査光学系。
8. 【請求項８】 前記光学素子の前記第２の面が、二次元
   多項式非球面であることを特徴とする請求項１に記載の
   走査光学系。
9. 【請求項９】 前記光学素子の前記第１の面が、回転対
   称非球面であることを特徴とする請求項１に記載の走査
   光学系。
10. 【請求項１０】 前記光学素子の前記第１の面がトーリ
    ック非球面であることを特徴とする請求項１に記載の走
    査光学系。
11. 【請求項１１】 前記光学素子の前記第１の面が二次元
    多項式非球面であることを特徴とする請求項１に記載の
    走査光学系。
12. 【請求項１２】 前記光学素子が、前記偏向器によって
    偏向された前記光束を収束させることを特徴とする請求
    項１に記載の走査光学系。
13. 【請求項１３】 前記光学素子の前記第２の面の光軸
    が、走査光学系の光軸に対し、副走査方向にずれている
    ことを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
14. 【請求項１４】 前記光学素子の少なくとも１つの面
    が、前記光学素子に入射する光束に垂直な軸に対して傾
    斜していることを特徴とする請求項１に記載の走査光学
    系。
15. 【請求項１５】 前記偏向器に入射する光束と前記偏向
    器によって反射される光束との間の角度をα１、前記光
    学素子に入射する光束と前記光学素子から射出される光
    束との間の角度をα２で表したとき、 α２／α１＞０．５０ が満たされていることを特徴とする請求項１に記載の走
    査光学系。
16. 【請求項１６】 光束が主走査方向に偏向される走査光
    学系に使用される光学素子において、 光束が入射し、射出される第１の面と、 光束の入射方向に沿って前記第１の面の反対側にある第
    ２の面と、を有し、 前記第２の面は、回転軸を持たない二次元多項式非球面
    として形成された反射面であって、 前記第１の面に入射した光は、前記光学素子を透過して
    前記第２の面に達し、前記第２の面によって反射されて
    再び前記第１の面から射出され、被走査面上で収束し、 前記偏向器に入射する光束と前記偏向器によって反射さ
    れる光束との間の角度が０ではないことを特徴とする屈
    折／反射型ｆθ光学素子。
17. 【請求項１７】 光束が主走査方向に偏向される走査光
    学系とともに使用する光学素子において、 光束が入射し、光束が射出される、二次元多項式非球面
    として形成された第１の面と、 光束の入射方向に沿って前記第１の面の反対側にあっ
    て、反射面として形成された回転軸を持たない面であっ
    て、光束を走査面上に収束させる第２の面とを有し、 前記第１の面に入射した光は、前記光学素子を透過して
    前記第２の面に達し、前記第２の面によって反射されて
    再び前記第１の面から射出され、 前記偏向器に入射する光束と前記偏向器によって反射さ
    れる光束との間の角度が０ではないことを特徴とする屈
    折／反射型ｆθ光学素子。
18. 【請求項１８】 前記光学素子の前記第１の面がアナモ
    フィック非球面であることを特徴とする請求項１６に記
    載の屈折／反射型ｆθ光学素子。
19. 【請求項１９】 前記光学素子の前記第２の面が、アナ
    モフィック非球面であることを特徴とする請求項１６に
    記載の屈折／反射型ｆθ光学素子。
20. 【請求項２０】 前記光学素子の前記第１の面が、回転
    対称非球面であることを特徴とする請求項１７に記載の
    屈折／反射型ｆθ光学素子。
21. 【請求項２１】 前記光学素子の前記第１の面がトーリ
    ック非球面であることを特徴とする請求項１６に記載の
    屈折／反射型ｆθ光学素子。
22. 【請求項２２】 前記光学素子の少なくとも１つの面
    が、前記光学素子に入射する光束に垂直な軸に対して傾
    斜していることを特徴とする請求項１６に記載の屈折／
    反射型ｆθ光学素子。
23. 【請求項２３】 光束を射出する光源と、 回転軸の周りを回転し、前記光源から射出された光束を
    偏向する偏向器と、 前記光源から射出され、前記偏向器によって偏向された
    光束を受光するように配置された単一の光学素子とを有
    し、 前記光束が、前記光学素子の第１の面に入射し、前記光
    学素子を透過し、前記光学素子の第２の面によって反射
    され、前記光学素子を再び透過し、前記光学素子の前記
    第１の面から射出され、 前記偏向器に入射する光束と前記偏向器によって反射さ
    れる光束との間の角度をα１、前記光学素子に入射する
    光束と前記光学素子から射出される光束との間の角度を
    α２で表したとき、 α１≠０ α２／α１＞０．５０ がともに満たされていることを特徴とする走査光学系。
24. 【請求項２４】 前記光学素子の前記第１の面が、アナ
    モフィック非球面であることを特徴とする請求項２３に
    記載の走査光学系。
25. 【請求項２５】 前記光学素子の前記第２の面が、アナ
    モフィック非球面であることを特徴とする請求項２３に
    記載の走査光学系。
26. 【請求項２６】 前記光学素子の前記第２の面が、二次
    元多項式非球面であることを特徴とする請求項２３に記
    載の走査光学系。
27. 【請求項２７】 前記光学素子の前記第１の面が、回転
    対称非球面であることを特徴とする請求項２３に記載の
    走査光学系。
28. 【請求項２８】 前記光学素子の前記第１の面が、トー
    リック非球面であることを特徴とする請求項２３に記載
    の走査光学系。
29. 【請求項２９】 前記光学素子の前記第１の面が、二次
    元多項式非球面であることを特徴とする請求項２３に記
    載の走査光学系。
30. 【請求項３０】 前記光源と前記偏向器との間の光路に
    沿って配置されたコリメートレンズ、および前記コリメ
    ートレンズからの光を、副走査方向において、前記偏向
    器上に収束させるレンズ素子をさらに有することを特徴
    とする請求項２３に記載の走査光学系。
31. 【請求項３１】 前記偏向器に入射する光束が主走査方
    向において非収束光束であって、前記光学素子が、前記
    偏向器によって偏向された前記非収束光束を収束させる
    ことを特徴とする請求項２３に記載の走査光学系。
32. 【請求項３２】 前記偏向器に入射する前記非収束光束
    が主走査方向において平行光束であることを特徴とする
    請求項３１に記載の走査光学系。
33. 【請求項３３】 前記偏向器に入射する前記非収束光束
    が主走査方向において発散光束であることを特徴とする
    請求項３１に記載の走査光学系。
34. 【請求項３４】 前記偏向器から前記光学素子の第１の
    面までの距離をｄ３、 前記光学素子の第１の面から被走査面までの距離をｄ６
    で表したとき、 ０．２５＜ｄ３／ｄ６＜０．４０ が満たされることを特徴とする請求項３１に記載の走査
    光学系。
35. 【請求項３５】 前記光学素子の第２の面の光軸が、走
    査光学系の光軸に対し副走査方向にずれていることを特
    徴とする請求項２３に記載の走査光学系。
36. 【請求項３６】 前記光学素子の少なくとも１つの面
    が、前記光学素子に入射する光束に垂直な軸に対して傾
    斜していることを特徴とする請求項２３に記載の走査光
    学系。
37. 【請求項３７】 上記光学素子はｆθ光学素子であるこ
    とを特徴とする、請求項１から１６、２３から３６の何
    れかに記載の走査光学系。