JPH01315718A - 走査光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザプリンタおよびファクシミリなどにお
ける印字装置、ならびにファクシミリ、イメージスキャ
ナおよびバーコードリーダなどにおける読取り装置にお
いて好適に実施される走査光学系に関する。

従来の技術 レーザプリンタにおいては、帯電された直円筒状の感光
体の表面を光ビームによって、感光体の軸線方向に平行
に走査しながら泗択的に照射して除電し、感光体表面に
静電潜像が形成される。該静ｉｔ潜像は現像装置によっ
て、トナー像に顕像化され、このトナー像が記録用紙に
転写されて、印刷が行なわれる。

感光体の表面を光ビームによって走査するための走査光
学系は、半導体レーザ装置などの光源、光源からの光ビ
ームを集光し、線状に結像するシリンドリカルレンズ、
前記線状に結像されてできる線像の近傍に偏向反射面を
有し、感光体の表面を走査するために光ビームの進行方
向を経時的に変化させる偏向器、前記線像を感光体の表
面にスポットとして結像し、かつ光ビームによる感光体
の表面の走査速度を一定に保つように設計されたｆθレ
ンズなどから構成される。前記偏向器はたとえば、軸直
角断面が正六角形であって軸線方向に一様である正六角
柱であって、その側面が反射鏡となっていて、その軸線
まわりに回転駆動される。該偏向器はその軸線が、シリ
ンドリカルレンズの光軸およびｆθレンズの光軸を含む
平面に垂直になるように配設される。

光源から発生した光ビームは、シリンドリカルレンズに
よって偏向器の偏向反射面近傍に線状に結像され、該偏
向器によってそのＩＨ向力方向経時的に変化される。前
記偏向反射面において反射した光ビームはｆθレンズを
介して感光体の表面にスポットとして結像し、該スポッ
トは光ビームの進行方向の変化に伴って、感光体の軸線
に平行な方向に移動する。これによって感光体の表面の
主走査が行なわれ、感光体が回転することによって副走
査が行なわれる。このようにして感光体の表面には静電
潜像が形成される。

ｆθレンズは、その形状の複雑さ、コスト、量産などの
要求から、近年、ガラスに代えてプラスチックがその材
料として用いられるようになってきている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、プラスチックは環境の変化、特に温度、
湿度の変化によって、その形状、屈折率などが変化しや
すいという性質を有している。したがって、ｆθレンズ
はプラスチック製のレンズを含んで構成するようにした
場合に、その形状、屈折率が環境の変化に伴って変化し
、これによって焦点距離が変化してしまう、ｆθレンズ
の焦点距離が変化すると、光ビームが感光体の表面にお
いてスポットとして結像せず、したがって像が不明瞭に
なってしまって、たとえばレーザプリンタにおいては印
刷品質が劣化する。

また、プラスチックはガラスに比べて屈折率が小さく、
レンズを形成した際には屈折力が小さく設計上、自由度
−が小さくなってしまう。

本発明の目的は、プラスチック製のレンズを用いて、し
かも環境の変化に無関係に所望の位置への光源光の良好
な結像を可能とする走査光学系を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、光源と、第１結像光学系と、　ＫＪ向器と、
第２結像光学系とを含み、第１結像光学系を介した光源
光が偏向器の近傍に線結像し、偏向器によって経時的に
、主走査方向にその進行方向を変えられて、第２結像光
学系を介して副走査方向に移動する被走査媒体上に点線
源することによって被走査媒体上を走査する走査光学系
において、第１結像光学系は、正の屈折力を有するガラ
ス製のシリンドリカルレンズと、副走査方向に負の屈折
力を有し、トーリック面を有するプラスチツり胃のレン
ズとを有し、この第１結像光学系は全体で正の屈折力を
有し、 第２結像光学系は、少なくとも１つ、正の屈折力を有す
るプラスチック製のレンズを有し、この第２結像光学系
は全体で正の屈折力を有し、第１結像光学系のプラスチ
ック製のレンズと第２結像光学系のプラスチック製のレ
ンズとによって、温度に依存して光源光の集光位置が変
動しないように補償するようにしたことを特徴とする走
査光学系である。

また本発明は、光源と、第１結像光学系と、偏向器と、
第２結像光学系とを含み、第１結像光学系を介した光源
光が偏向器の近傍に線結像し、偏向器によって経時的に
、主走査方向にその進行方向を変えられて、第２結像光
学系を介して副走査方向に移動する被走査媒体上に点結
像することによって被走査媒体上を走査する走査光学系
において、 第１結像光学系は、正の屈折力を有するガラス製のシリ
ンドリカルレンズと、主走査方向に正の屈折力を有し、
副走査方向に負の屈折力を有するプラスチック製のトー
リックレンズとを有し、この第１結像光学系は全体で正
の屈折力を有し、第２結像光学系は、正の屈折力を有す
る少なくとも１つのプラスチック製のレンズを有し、こ
の第２結像光学系は全体で正の屈折力を有し、第１結像
光学系のプラスチック製のレンズと第２結像光学系のプ
ラスチック製のレンズとによって、温度に依存して副走
査方向の光源光の集光位置が変動しないように補償する
ようにしたことを特徴とする走査光学系である。

作　　用 本発明においては、第１結像光学系は正の屈折力を有す
るガラス製のシリンドリカルレンズと、負の屈折力を有
し、トーリック面を有するプラスチック製のレンズとを
含み、第２結像光学系は少なくとも１つ、正の屈折力を
有するプラスチック製のレンズを含み、第１、第２結像
光学系がともに正の屈折力を有している。これによって
、第１結像光学系、第２結像光学系のいずれか一方の焦
点距離が長くなると、他方の焦点距離は短くなる。

しかも、第１結惟光学系は、トーリック面を有するプラ
スチック製のレンズを含んでいるため、偏向器で偏向さ
れる光ビームが作る偏向面内における光ビームの集光位
置、および前記偏向面に垂直な平面であって、光ビーム
の光経路を含む平面内における光ビームの集光位置のい
ずれの変動をも抑制することができる。すなわち感光体
面上における走査直線性の変動が抑制される。

また本発明においては、第１結像光学系は正の屈折力を
有するガラス製のシリンドリカルレンズと、主走査方向
には正の屈折力を有し、副走査方向には負の屈折力を有
するトーリック面を有するプラスチック製のレンズとを
含む。

実施例 プラスチックの屈折率はガラスに比べて温度依存性が大
きいことが知られている。たとえば、ポリメチルメタア
クリレート（ＰＭＭＡ）の場合、温度ｔ（’Ｃ）とナト
リウムＤ線における屈折率ｎ＋ｓとの間に、 ｎｏ＝１．４９３３　１．１ｘｌＯ−’ｔ　　２．ｌＸ
１０−’ｔ２　　　　　・・・（１）なる関係があるこ
とが発表されている（工業材料、３５、［５］、（３６
−４０）、”８７）。また、レンズの屈折力ψ、焦点距
離ｆ、屈折率ｎ、光の進行方向上流側の面の曲率半径ｒ
ｌ　、下流側の面の曲率半径ｒ２は、 なる関係を満たす、ただし、曲率半径は対応する面の曲
率中心がその面に対して光の進行方向下流側にあるとき
には正、上流側にあるときには負とされる。

上記第１式および第２式から、温度が上昇した場合にお
いて、屈折力ψが正のレンズにおいては焦点圧Ｍｆが増
加し、屈折力ψが負のレンズにおいては焦点距離ｆが減
少することがわかる。また、湿度の変化に対しても、屈
折力Ｔが正のレンズと、屈折力ψが負のレンズとは、い
ずれが一方のレンズの焦点圧ｉｆが増加すると、いずれ
が他方のレンズの焦点距離は減少することが知られてい
る。

したがって屈折力Ｔが正のレンズと負のレンズとを適当
に組合わせることによって、環境の変化に対して焦点距
離ｆの変動の少ないレンズ系を構成することができる。

第１図は、本発明の一実施例である走査光学系１の基本
的な構成を示す系統図である。半導体レーザ装置などに
よって実現される光源２には、処理回路３から、たとえ
ば感光体などの被走査媒体４に書込むべき情報に対応す
る信号が与えられ、これによって光源２は、与えられた
信号に対応して、光ビームを発生する。該光ビームは、
第１結像光学系５を介して、偏向器６の偏向反射面６ｂ
近傍に線状に集束する。前記偏向反射面６ｂによって偏
向された光ビームは、第２結像光学系を構成するｆθレ
ンズ７によって、その被走査媒体４上における断面がほ
ぼ円形となるように整形され、被走査媒体４の表面にス
ポットを形成するように集束する。

ｆθレンズ７は光ビームによる被走査媒体４の表面の走
査速度を一定に保ち、また、光ビームを整形して被走査
媒体４上に良好なスポットを形成するように設計される
。

被走査媒体４は、たとえば直円筒状であって、その軸線
とｆθレンズ７の光軸７ａとは直交する。

光ビームは、基本的には、第１結像光学系５の光軸５ａ
と、ｆθレンズ７の光軸７ａとを含む平面内においての
みその進行方向が変化する。偏向器６はたとえば、軸直
角断面が正六角形であって軸線６ａ方向に一様である正
六角柱であって、各側面は反射鏡とされ、（口内反射面
６ｂを構成している。

偏向器６は、被走査媒体４の軸線とｆθレンズ７の光軸
７ａとを含む平面に垂直な軸ｔ！ｉｔ　６　ａまわりに
、矢符１１方向に回転駆動される。

第１結像光学系５は、ガラス製のシリンドリカルレンズ
５１と、トーリック面を有するプラスチック製のトーリ
ックレンズ５２とから構成される。

ｆθレンズ７は第１ｆθレンズ部分７１と第２ｆθレン
ズ部分７２とから構成されている。

偏向器６がその軸線６ａまわりに回転すると、偏向反射
面６ｂの法線と、該偏向反射面６ｂに入射する光ビーム
とがなす角、すなわち偏向反射面６ｂへの光ビームの入
射角は、経時的に変化し、これによってその反射角も変
化するため、被走査媒体４上に光ビームが結像してでき
るスポットの位置は、被走査媒体４の軸線に平行に矢符
１２方向に移動する。このようにして光ビームによる被
走査媒体４の表面の主走査が行なわれ、また、被走査媒
体４がその軸線まわりに回転することによって副走査が
行なわれる。

第２図は、第１結１象光学系５の光軸５ａおよびｆθレ
ンズ７の光軸７ａを含む平面に垂直であって、前記２つ
の光軸を含むように、偏向器６の偏向反射面６ｂにおい
て折返された平面で切った断面図である。第１結像光学
系５は、第２図の切断面内で正の屈折力を有するガラス
製のシリンドリカルレンズ５１と、前記切断面内で負の
屈折力を有するプラスチック製のトーリックレンズ５２
とから構成される。前記シリンドリカルレンズ５１、ト
ーリックレンズ５２は、第１結像光学系５が正の屈折力
を有するように、それぞれの光ビームの進行方向上流側
、下流側の面Ｒ１，Ｒ２：Ｒ３゜Ｒ４の曲率が適当に選
ばれる。これによって、光ビームはＩＨ向器６の偏向反
射面６ｂの近傍に線状に結像される。ｆθレンズ７は、
前述の特性を満足するようにプラスチック製の第１、第
２ｆθレンズ部分７１．７２より構成され、全体で正の
屈折力を有するようにされる。本実施例においては、後
述するように第１ｆθレンズ部分７１の光ビームの進行
方向上流側の面Ｒ５は球面であり、下流側の面Ｒ６は非
球面であって、第２ｆθレンズ部分７２の光ビームの進
行方向上流側の面Ｒ７はトーリック面であり、下流側の
面Ｒ８は球面となっている。このようなｆθレンズ７に
入射した光ビームは、集束されて被走査媒体４上にスポ
ットを形成する。なお、ｆθレンズは該特性を満足する
ようであれば、２枚構成でなくてもよい。

第３図は、前記第１結像光学系５の詳しい形状を説明す
るための図である。第３図（１〉は、第１結像光学系５
の光軸５ａとｆθレンズ７の光軸７ａとを含む平面に垂
直であって、第１結像光学系５の光軸５ａを含む平面で
切った断面図であり、第３図（２）は、光軸５ａと光軸
７ａとを含む平面で切った断面図である。たとえばシリ
ンドリカルレンズ５１の而Ｒ２は平面とされ、したがっ
てその曲率半径ｒ１２はたとえば一■である６面Ｒ１は
シリンドリカルレンズ５１の長手方向に垂直な断面にお
いて、円弧部分を構成する面であって、前記円弧部分の
曲率中心は光ビームの進行方向下流側にあって、したが
って正の曲率半径ｒｌｌを有する面である。

トーリックレンズ５２の面Ｒ３，Ｒ４は、トーリック面
であって、第３図（１）の切断面内でそれぞれ負の曲率
半径ｒ１３ｖ、正の曲率半径ｒ１４ｖを有しており、第
３図（２）の切断面内でそれぞれ負の曲率半径ｒ１３ｇ
、負の曲率半径ｒ１４Ｍを有している。前記面Ｒ３，Ｒ
４の各曲率半径に対応する曲率中心は、いずれも光軸５
ａ上に存在する。またシリンドリカルレンズ５１は、そ
の光軸上の厚み（以下、軸上厚）ｄ１２を有し、また面
Ｒ２，Ｒ３間は光軸５ａ上において距ｆ／ｉ　ｄ　２３
だけ隔てて配設され、トーリックレンズ５２は軸上厚ｄ
３４を有している。

第４図は、第１結像光学系５の光軸５ａとｆθレンズ７
の光軸７ａとを含む平面におけるｆθレンズ７の断面図
である。第１ｆθレンズ部分７１は軸上厚ｄＳＳを有し
、第２ｆθレンズ部分７２は軸上厚ｄ２．を有しており
、第１ｆθレンズ部分７１の面Ｒ６と第２ｆθレンズ部
分７２の面Ｒ７とは光軸上で距ｍａｓｔを隔てて配設さ
れる。

第５図は、第１ｆθレンズ部分７１のさらに詳しい形状
を説明するための図であり、第４図の切断面における断
面図である１面Ｒ５は球面であって、その曲率中心は、
光ビームの進行方向下流側の光軸７ａ上にあり、したが
って正の曲率半径ｒ１５を有する１面Ｒ６は、被走査媒
体４上で良好なスポットが得られるように光ビームを整
形するために、非球面とされ、近軸曲率半径ｒ１６を有
し、その曲率中心は光軸７ａの上に存在する。該第１ｆ
θレンズ部分７１は、前述のように軸上厚ａＳＳを有し
ている。

第６図は第２ｆθレンズ部分７２の詳しい形状を説明す
るための図である。第６図（１）は第４図の切断面にお
ける断面図であり、第６図（２）は第６図（１）図示の
切断面線Ｖｌ−Ｖｌから見た断面図である。第６図（１
）を参照して、被走査媒体１１の軸線とｆθレンズ７の
光軸７ａとを含む平面内において、面Ｒ７は負の曲率半
径ｒ　１７　Ｎを有し、その曲率中心は光軸７ａ上に存
在する１面Ｒ８は、球面であって、負の曲率半径ｒ１８
を有しており、その曲率中心は光軸７ａ上に存在してい
る。また第２ｆθレンズ部分７２は前述のように軸上厚
ａｔｅを有している。

第６図（２）を参照して、ｆθレンズ７の光軸７ａを含
み、前記平面に垂直な平面内において、面Ｒ７は正の曲
率半径ｒ　１７　ｖを有し、その曲率中心は光軸７ａ上
に存在する。このようにして、面Ｒ７はトーリック面と
なっている。また、面Ｒ８は前述のように球面であるか
ら、該平面内においても曲率半径ｒ１８を有している。

上記のように構成されたｆθレンズ７は、偏向器６のＩ
Ｎ向反射而面ｂと被走査媒体４の走査位置との位置関係
を光学的に共役にするように配設され、また第１ｆθレ
ンズ部分７１および第２ｆθレンズ部分７２の各曲率半
径、屈折率が前述の条件を満たずように選ばれる。この
ようにすることによって、偏向器６の軸線６ａが、第１
結像光学系５の光軸５ａとｆθレンズ７の光軸７ａとを
含む平面の法線に対してわずかに傾いても、また偏向反
射面６ｂが前記軸線６ａに対して平行でなくとも、被走
査媒体４上でのスポットが形成される位置は該被走査媒
体４の軸線どｆθレンズ７の光軸７ａとを含む平面に垂
直な方向へは変化しなくなる。

ｆθレンズでは、その光軸と角度θ１をなす光ビームが
入射したとき、光軸に垂直な平面上に形成されるスポッ
トと、前記平面と光軸との交点との間の距離、すなわち
像高１１が、 ｈ　＝　ｆ・θ１　　　　　　　　　　　　・・・（３
）（ただしｆはｆθレンズの焦点距離） となることが理想的である。したがって、ｆθレンズの
特性（以下、ｆθ特性）は、実際の像高を角度θ１の関
数として１＋　（θ１）と表し、として評価することが
できる。

プラスチックレンズの場合、温度、湿度変化により、走
査直線性すなわちｆθ特性が変化してしまう６しかし、
本発明において第１結像光学系５のトーリックレンズ５
２とｆθレンズ７とに、被走査媒体４の主走査方向、副
走査方向のいずれに対しても補償機能があり、走査直線
性においても補償が行われる。

本件発明者は次のような条件下で実験を行っている。す
なわちプラスチックとしてポリメチルメタアクリレート
（屈折率ｒｌ＝　１　、４８　＞を用い、第１結像光学
系５は、 ｒｌｌ＝１４．０９４　　　　　　　　　　・・・（５
）ｒ１２＝−■　　　　　　　　　　　　　　・・・（
６）ｒ１３イー−８２０・・・（７） ｒ１３ｖ＝−１９，７０３・・・（８）ｒ１４．＝−８
２０・−＜９） ｒ１４ｖ＝１９．７０３　　　　　　　　　　　　　　
　＝１１０）ｃＬ□＝３．０　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　・・・（１１）ｄ２コ２１　、０　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　・・・　（１２）（１３４＝２．０　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１３）とする
、ただし、面Ｒ３，Ｒ４はトーリック面である。また、
ｆθレンズ７は、 ｒ１５＝４５９．７６３　　　　　　　　　・・・（１
４）ｒ１６＝−１０５，７４３８・・・（１５）ｒ１７
Ｉ＋＝−１５０，３５−（＋６＞ｒ１７Ｖ＝４７．８１
７　　　　　　　　　　−（１７）ｒ１８＝−１４４，
５２１・・・（１８）ｄｓ＆＝１７．２０　　　　　　
　　　　　　　・・・（１９）ｄｓ７＝０．５０　　　
　　　　　　　　　　　・・（２０）（１，、＝３．５
０　　　　　　　　　　　　　　・・・（２１）とする
。ただし、面Ｒ６は非球面、而Ｒ７はトーリック面であ
る。

また、偏向器６の偏向反射面６ｂと、第１ｆθレンズ部
分７１の而Ｒ５との間の距１ａｏ　　＜第１図参照）は
、 ｄ　ｎ＝　５７　、　８５　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　・・・（２２）とする６ただし、上記の
長さに関する数値の単位は、いずれもミリメートル（ｍ
ｍ＞である。

上述のようにして構成される走査光学系１においては、
被走査媒体４の表面において、温度、湿度の変化に依ら
ず、スポットの形状および走査直線性がほぼ均一に保た
れることが前述の実験によって確認されている。

以上のように本実施例においては、第１結像光学系５は
負の屈折力を有し、トーリック面を有するプラスチック
製のトーリックレンズを含んで構成され、ｆθレンズ７
は正の屈折力を有するプラスチック製のレンズによって
構成されるようにする。したがって、温度変化、湿度変
化に対応する光ビームの集光位置の変動および被走査媒
体上における走査直線性の変動に対する補償は、第１結
像光学系５の光軸５ａとｆθレンズ７の光軸７ａとを含
む平面内および前記平面に垂直な平面であって、光ビー
ムの光経路を含む平面内において行われることになる。

これによって、被走査媒体４の表面に結像されるスポッ
トの形状および位置は、温度、湿度の変化に対しても、
はぼ−様に保たれる。したがって、走査光学系１をたと
えばレーザプリンタに対して応用した場合において、高
品質の画像が得られるようになる。

また、上記実施例のほか、第１結像光学系５は、第２図
の切断面内で正の屈折力を有するガラス製のシリンドリ
カルレンズ５１と、主走査方向で正の屈折力を有し、副
走査方向で負の屈折力を有するプラスチック製のトーリ
ックレンズ５２とから構成される６前記シリンドリカル
レンズ５１、トーリックレンズ５２は、第１結像光学系
５が正の屈折力を有するように、それぞれの光ビームの
進行方向上流側、下流側の面Ｒ１，Ｒ２；Ｒ３，ｒ（４
の曲率が適当に選ばれる。これによって、光ビームは偏
向器６の偏向反射面６ｂの近傍に線状に結像される。ｆ
θレンズ７は、前述の特性を満足するようにプラスチッ
ク製の第１、第２ｆθレンズ部分７１．７２より構成さ
れ、全体で正の屈折力を有するようにされる０本実施例
においては、後述するように第１ｆθレンズ部分７１の
光ビームの進行方向上流側の面Ｒ５は球面であり、下流
側の面Ｒ６は非球面であって、第２ｆθレンズ部分７２
の光ビームの進行方向上流側の面Ｒ７はトーリック面で
あり、下流側の面Ｒ８は非球面となっている。このよう
なｆθレンズ７に入射した光ビームは、集束されて被走
査媒体４上にスポットを形成する。なお、ｆθレンズは
該特性を満足するようであれば、２枚構成でなくてもよ
い。

第７図は、前記第１結像光学系５の詳しい形状を説明す
るための図である。なお、第７図以下において、前実施
例と同一部分には同一符号を付す。

第７図（１）は、第１結像光学系５の光軸５ａとｆθレ
ンズ７の光軸７ａとを含む平面に垂直であって、第１結
像光学系５の光軸５ａを含む平面で切った断面図であり
、第７図（２）は、光軸５ａと光軸７ａとを含む平面で
切った断面図である。

たとえばシリンドリカルレンズ５１の面Ｒ２は平面とさ
れ、したがってその曲率半径ｒ１２はたとえば一■であ
る。而Ｒ１はシリンドリカルレンズ５１の長手方向に垂
直な断面において、円弧部分を構成する面であって、前
記円弧部分の曲率中心は光ビームの進行方向下流側にあ
って、したがって正の曲率半径ｒｌｌを有する面である
。

トーリックレンズ５２の面Ｒ３，Ｒ４は、トーリック面
であって、第７図（１）の切断面内でそれぞれ負の曲率
半径ｒ１３ｖ、正の曲率半径ｒ１４ｖを有しており、第
７図（２）の切断面内でそれぞれ正の曲率半径ｒ１５や
、負の曲率半径ｒ１４□を有している。前記面Ｒ３，Ｒ
４の各曲率半径に対応する曲率中心は、いずれも光軸５
ａ上に存在する。またシリンドリカルレンズ５１は、そ
の光軸上の厚み（以下、軸上厚）ｄ、２を有し、また面
Ｒ２，Ｒ３間は光軸５ａ上において距離ｄ２３だけ隔て
て配設され、トーリックレンズ５２は軸上厚ｄ、を有し
ている。

第８図は、第１結像光学系５の光軸５ａとｆθレンズ７
の光軸７ａとを含む平面におけるｆθレンズ７の断面図
である。第１ｆθレンズ部分７１は軸上厚ｄ５ｇを有し
、第２ｆθレンズ部分７２は軸上厚ｄ１．を有しており
、第１ｆθレンズ部分７１の面Ｒ６と第２ｆθレンズ部
分７２の面Ｒ７、とは光軸上で距離ｄａｔを隔てて配設
される。

第９図は、第１ｆθレンズ部分７１のさらに詳しい形状
を説明するための図であり、第８図の切断面における断
面図である０面Ｒ５は球面であって、その曲率中心は、
光ビームの進行方向下流側の光軸７ａ上にあり、したが
って正の曲率半径ｒ１５を有する。面Ｒ６は、被走査媒
体４上で良好なスポットが得られるように光ビームを整
形するために、非球面とされ、近軸曲率半径ｒ１６を有
し、その曲率中心は光軸７ａの上に存在する。該第１ｆ
θレンズ部分７１は、前述のように軸上厚ｄＳＳを有し
ている。

第１０図は第２ｆθレンズ部分７２の詳しい形状を説明
するための図である。第１０図（１）は第４図の切断面
における断面図であり、第１０図（２）は第１０図（１
）図示の切断面線ｘ−ｘから見た断面図である。第１０
図（１）を参照して、被走査媒体４の軸線とｆθレンズ
７の光軸７ａとを含む平面内において、面Ｒ７は負の曲
率半径ｒ１７、を有し、その曲率中心は光軸７ａ上に存
在する。面Ｒ８は、非球面であって、中心曲率としてｒ
１９を有しており、その曲率中心は光軸７ａ上に存在し
ている。また第２ｒθレンズ部分７２は前述のように軸
上厚ａｔｅを有している。

第１１２１（２＞を参照して、ｆθレンズ７の光軸７ａ
を含み、前記平面に垂直な平面内において、面Ｒ７は正
の曲率半径ｒ　１７　ｖを有し、その曲率中心は光軸７
ａ上に存在する。このようにして、面Ｒ７はトーリック
面となっている。

上記のように構成されたｆθレンズ７は、偏向器６の偏
向反射面６ｂと被走査媒体４の走査位置との位置関係を
光学的に共役にするように配設され、また第１ｆθレン
ズ部分７１および第２ｆθレンズ部分７２の各曲率半径
、屈折率が前述の条件を満たすように選ばれる。このよ
うにすることによって、偏向器６の軸線６ａが、第１結
像光学系５の光軸５ａとｆθレンズ７の光軸７ａとを含
む平面の法線に対してわずかに傾いても、また偏向反射
面６ｂが前記軸線６ａに対して平行でなくとも、被走査
媒体４上でのスポットが形成される位置は該被走査媒体
４の軸線とｆθレンズ７の光軸７ａとを含む平面に垂直
な方向へは変化しなくなる。

ｆθレンズでは、その光軸と角度θ１をなす光ビームが
入射したとき、光軸に垂直な平面上に形成されるスポッ
トと、前記平面と光軸との交点との間の距離、すなわち
ｆ気高１１が、 ｈ＝ｆ　　θ１　　　　　　　　　　　　　　・・値２
３）（ただしｆはｆθレンズの焦点圧ｉｌりとなること
が理想的である。したがって、ｆθレンズの特性（以下
、ｆθ特性）は、実際の像高を角度θ１の関数としてｈ
　（θ１）と表し、（ｆθ特性）（％）＝江（すＡニエ
１４１ｘ　１００　（％）・・・り２４）ｆ　・θ１ として評価することができる。

プラスチックレンズの場合、温度、湿度変化により、走
査直線性すなわちｆθ特性が変化してしまう。しかし、
本発明において第１結像光学系５のトーリックレンズ５
２とｆθレンズ７とに、被走査媒体４の副走査方向に対
して補償機能があり、走査直線性においても補償が行わ
れる。

本件発明者はこの実施例では、次のような条件下で実験
を行っている。すなわちプラスチックとしてポリメチル
メタアクリレート（屈折率ｎ＝１゜４８）を用い、第１
結像光学系５は、 ｒｌｌ＝２１．２００　　　　　　　　　　　　・・・
（２５）ｒ１２＝−ω　　　　　　　　　　　・・・（
２６）ｒ１３１Ｉ＝６４５．６４２　　’　　　　　　
　　、、、（２７）ｒ１３ｖ＝−３６，３１２・・・（
２８）ｒ１４□＝　６４５．６４２　　　　　　　　　
・・・（２９）ｒ１４ｖ＝３６．３１２　　　　　　　
　　・・・（３０）ａ、ｔ＝３．０　　　　　　　　　
　　　　・・・（３１）ｄｚｔ＝　］、、　　Ｏ・・・
　く３Ｚ）ｄ　３１　＝　２　、０　　　　　　　　　
　　　　・・・（３３）とする。ただし、而Ｒ３，Ｒ４
はトーリック面である。また、ｆθレンズ７は、 ｒ１５−３１６．２７８　　　　　　　　　　　・・・
（３４）ｒ　１７Ｍ＝−１７８．２７４　　　　　　　
　　　　　−（３５）ｒ１７ｖ＝３２．６１３　　　　
　　　　　　　　　　　・・・（３６）ｄ、ｓ＝　１３
　、　１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・
・・（３７）（ｌａｙ＝１４　、　２　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　・・・（３８）ｄ、、＝ｇ、
７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
（３９）とする、ただし、面Ｒ６と面Ｒ８は非球面、而
Ｒ７はトーリック面である。

面Ｒ６と面Ｒ８の非球面形状は次式による。

・・・（４０） 而Ｒ６の非球面データは、 ｆ１０＝　　１７０．４６０２２　　　　　　　　・・
・（４１）Ｋ＝−１３，９４７１６５１６・・・　く４
２）Ａ、＝１．６３６０６６ｘｌ（ｌ’　　　　　　　
・・・（４３）Ａ！＝−１，００３６５９Ｘ１０−”　
　　　　　・・・（４４）而Ｒ８の非球面データは、 Ｒ，＝−１６０，６１１１８・・・（４５）Ｋ＝３．　
４７０２０４２１　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　・・・　（４６）Ａ、＝−２，０４５４４１ｘ
　１．０−’　　　　　　・・・〈４７）Ａａ”３．３
２００８８Ｘ１０−”　　　　　　　　　　　・・・（
４８）また、偏向器６の１向反射面６ｂと、第１ｆθレ
ンズ部分７１の面Ｒ５との間の距Ｍｄｏ　　（第１図参
照）は、 ｄ、＝５６．１　　　　　　　　　　　　−（４９）と
する。ただし、上記の長さに関する数値の単位は、いず
れもミリメートル（ｒｏ　ｍ　）である。

このように本発明では、第１結像光学系５のプラスチッ
クレンズ５２の主走査方向の屈折力を正とすることによ
り第２結像光学系７の屈折力を補うことができる。すな
わち、第２結像光学系７の屈折力を補うことにより、偏
光器６から被走査媒体４までの距離を短くでき、走査光
学系全体をコンパクトにできる。

上述のようにして構成される走査光学系１においては、
被走査媒体４の表面において、温度、湿度の変化に依ら
ず、スポットの形状および走査直線性がほぼ均一に保た
れることが前述の実験によって確認されている。

本実施例においては、第１結（’Ａ光学系５は、副走査
方向に負の屈折力を有し、トーリック面を有するプラス
チック製のトーリックレンズを含んで構成され、ｆθレ
ンズ７は、副走査方向に正の屈折力を有するプラスチッ
ク製のレンズによって構成されるようにする。

発明の効果 以上のように本発明に従えば、プラスチック製のレンズ
を用いて、しかも、環境の変化に無関係に所望の位置へ
の光源光の良好な結像が可能となる。すなわち、被走査
媒体上に点結像される光源光の断面形状は、環境の変化
に依４らずに一様に保たれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である走査光学系１の基本的
な構成を示す系統図、第２図は前記走査光学系１の第１
結像光学系５の光軸５ａおよびｆθレンズ７の光軸を含
む平面に垂直であって、前記２つの光軸を含むように偏
向器６の偏向反射面６ｂにおいて折返された平面で切っ
た断面図、第３図は第１結像光学系５の詳しい形状を説
明するための図、第４図はｆθレンズ７の第１結像光学
系５の光軸５ａとｆθレンズ７の光軸７ａとを含む平面
における断面図、第５図は第１ｆθレンズ部分７１の形
状を説明するための図、第６図は第２ｆθレンズ部分７
２の形状を説明するための図、第７図は他の実施例にお
ける第１結像光学系５の形状説明図、第８図は光軸５ａ
と光軸７ａとを含む平面におけるｆθレンズ７の断面図
、第９図は第１ｆθレンズ部分７１の形状説明図、第１
０図は第２ｆθレンズ部分７２の形状説明図である。 】・・・走査光学系、２・・・光源、４・・・被走査媒
体、５・・・第１結像光学系、６・・・偏向器、７・・
・ｆθレンズ、５１・・・シリンドリカルレンズ、５２
・・・トーリックレンズ、７１・・・第１ｆθレンズ部
分、７２・・・第２ｆθレンズ部分 代理人　　弁理士　西教　圭一部 第４区　　　　　第５図 第６　図 Ｓご　７ ３８０　　　　　第９図 ／７ 第１０囚

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、第１結像光学系と、偏向器と、第２結像
   光学系とを含み、第１結像光学系を介した光源光が偏向
   器の近傍に線結像し、偏向器によつて経時的に、主走査
   方向にその進行方向を変えられて、第２結像光学系を介
   して副走査方向に移動する被走査媒体上に点結像するこ
   とによつて被走査媒体上を走査する走査光学系において
   、 第１結像光学系は、正の屈折力を有するガラス製のシリ
   ンドリカルレンズと、副走査方向に負の屈折力を有し、
   トーリツク面を有するプラスチック製のレンズとを有し
   、この第１結像光学系は全体で正の屈折力を有し、 第２結像光学系は、少なくとも１つ、正の屈折力を有す
   るプラスチック製のレンズを有し、この第２結像光学系
   は全体で正の屈折力を有し、第１結像光学系のプラスチ
   ック製のレンズと第２結像光学系のプラスチック製のレ
   ンズとによつて、温度に依存して光源光の集光位置が変
   動しないように補償するようにしたことを特徴とする走
   査光学系。
2. （２）光源と、第１結像光学系と、偏向器と、第２結像
   光学系とを含み、第１結像光学系を介した光源光が偏向
   器の近傍に線結像し、偏向器によつて経時的に、主走査
   方向にその進行方向を変えられて、第２結像光学系を介
   して副走査方向に移動する被走査媒体上に点結像するこ
   とによつて被走査媒体上を走査する走査光学系において
   、 第１結像光学系は、正の屈折力を有するガラス製のシリ
   ンドリカルレンズと、主走査方向に正の屈折力を有し、
   副走査方向に負の屈折力を有するプラスチック製のトー
   リツクレンズとを有し、この第１結像光学系は全体で正
   の屈折力を有し、第２結像光学系は、正の屈折力を有す
   る少なくとも１つのプラスチック製のレンズを有し、こ
   の第２結像光学系は全体で正の屈折力を有し、第１結像
   光学系のプラスチック製のレンズと第２結像光学系のプ
   ラスチック製のレンズとによつて、温度に依存して副走
   査方向の光源光の集光位置が変動しないように補償する
   ようにしたことを特徴とする走査光学系。