JPH0815606A

JPH0815606A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH0815606A
Application number: JP15097794A
Authority: JP
Inventors: Korekazu Kataoka; 是和片岡
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 1996-01-19
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: JP3024906B2

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な画像品質で描画することができる小型
で、しかも安価な光走査装置を提供する。【構成】光走査装置を構成するｆθレンズ４０が、負
のパワーを有する第１レンズ４１と、正のパワーを有す
る第２および第３レンズ４２，４３とで構成され、これ
らのレンズ４１，４２，４３はポリゴンミラー側より順
に配列される。このように３群３枚レンズ構成のｆθレ
ンズは、０．１００ ≦ Ｌ／ｆ ≦ ０．１０８、０．２０７ ≦ ｒ₁／ｒ₃ ≦ ０．３９５、ただし、Ｌはｆθレンズ４０の全長、ｆはｆθレンズ１
０の焦点距離、ｒ₁は第１レンズ４１のポリゴンミラー
側を向いた面の曲率半径、ｒ₃は第２レンズ４２のポリ
ゴンミラー側を向いた面の曲率半径、を満足している。
このため、優れた特性を有するｆθレンズを少ない構成
枚数で、しかもコンパクトに形成することができ、良好
な画像品質で描画することができる小型で、しかも安価
な光走査装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光源からの光ビームを
副走査方向にのみ集光させてポリゴンミラーのミラー面
上で結像させ、そのポリゴンミラーによって反射偏向さ
れた光ビームによりｆθレンズおよびアナモルフィック
レンズを介して被走査面を主走査方向に走査する光走査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ポリゴンミラーを偏向手段と
して用いた光走査装置、例えばレーザプリンタでは、光
源から出射された光ビームを所定の副走査方向に平行な
回転軸回りに回転するポリゴンミラーに入射して当該光
ビームを偏向し、さらにｆθレンズを介してフィルム
（被走査面）を主走査方向に走査して、所望の画像を記
録可能となっている。

【０００３】上記のように、偏向手段としてポリゴンミ
ラーを用いた場合には、面倒れを考慮する必要がある。
すなわち、ポリゴンミラーのミラー面は、本来、その回
転軸と完全に平行となるように製造される必要がある
が、製作精度には一定の限界があり、各ミラー面がそれ
ぞれポリゴンミラーの回転軸に対してわずかながら傾斜
し、その傾斜角度にばらつきがあるため、フィルム上に
形成される光スポットが走査面に対して垂直な方向にミ
ラー面の傾き角度に相当する量だけずれて、その結果、
当該垂直方向にピッチむらが生じて、画像品質が低下す
る。

【０００４】このような問題を解消すべく、例えば特開
昭５８−１７９８１３号公報では光源とポリゴンミラー
との間にシリンドリカルレンズを配置するとともに、ｆ
θレンズとフィルム（被走査面）との間に走査端部で走
査面に近づくように湾曲させたシリンドリカルレンズを
配置する構成が開示されている。これにより、面倒れを
補正することができ、良好な画像品質で描画することが
できる。なお、この従来例のように湾曲シリンドリカル
レンズを用いた場合には、面倒れ補正と同時に、像面湾
曲の影響を除去することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記光走査
装置を構成するｆθレンズとして適用可能なものとして
は、例えば特開昭５５−５３３０８号公報に記載された
ｆθレンズがある。このｆθレンズは５群５枚構成であ
り、その全長は焦点距離との比（＝Ｌ／ｆ）で表現する
と０．２程度にもなり、光走査装置を構成するにあたっ
て、このような大型で多枚数構成のｆθレンズを使用し
なければならず、コスト低減が困難で、しかも光走査装
置全体の大型化を招くといった問題がある。なお、従来
より周知の他のｆθレンズを採用したとしても、同様で
ある。

【０００６】また、近年、高出力で、しかも比較的短波
長の半導体レーザが商品化されてきている点や半導体レ
ーザでは高速で直接変調可能である点などに鑑み、光走
査装置の光源として半導体レーザを採用するケースが増
えている。しかしながら、半導体レーザを光源として用
いた場合には、外気温変化によるモードホップや出力パ
ワーの変化による発振波長の多モード化などが生じるこ
とがあり、良好な画像品質を維持するためには、ｆθレ
ンズにおいて、±１０ｎｍ程度の色収差の補正が必要と
なる。しかしながら、従来のｆθレンズでは、この点ま
で考慮されていない。

【０００７】そこで、この発明は、上記課題を解決する
ためになされたもので、良好な画像品質で描画すること
ができる小型で、しかも安価な光走査装置を提供するこ
とを第１の目的とする。

【０００８】また、この発明は、上記第１の目的に加
え、さらに色収差を抑えて、画像品質をさらに向上させ
ることができる光走査装置を提供することを第２の目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光源
からの光ビームを副走査方向にのみ集光させてポリゴン
ミラーのミラー面上で結像させ、そのポリゴンミラーに
よって反射偏向された光ビームによりｆθレンズおよび
アナモルフィックレンズを介して被走査面を主走査方向
に走査する光走査装置であって、上記第１の目的を達成
するため、前記ｆθレンズが、前記ポリゴンミラー側よ
り順に、負のパワーを有する第１レンズと、正のパワー
を有する第２および第３レンズとを配列してなる３群３
枚構成であり、以下の不等式

【００１０】

【数１】

【００１１】

【数２】

【００１２】ただし、Ｌは前記ｆθレンズの全長、ｆは
前記ｆθレンズの焦点距離、ｒ₁は前記第１レンズの前
記ポリゴンミラー側を向いた面の曲率半径、ｒ₃は前記
第２レンズの前記ポリゴンミラー側を向いた面の曲率半
径、を満足している。

【００１３】請求項２の発明は、次の不等式

【００１４】

【数３】

【００１５】を満足している。

【００１６】請求項３の発明は、上記第２の目的を達成
するため、前記第１レンズを波長６３２．８ｎｍに対す
る屈折率ｎ_NGで、しかもｄ線（＝５８７．５６ｎｍ）と
Ｃ線（＝６５６．２７ｎｍ）との部分分散比θ_NGの硝材
で形成する一方、前記第２および第３レンズを波長６３
２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_PSで、しかもｄ線とＣ線と
の部分分散比θ_PSの硝材で形成するとともに、次の不等
式

【００１７】

【数４】

【００１８】

【数５】

【００１９】を満足している。

【００２０】請求項４の発明は、次の不等式

【００２１】

【数６】

【００２２】ただし、｜ｆ₁｜は前記第１レンズの焦点
距離の絶対値、を満足している。

【００２３】請求項５の発明は、次の不等式

【００２４】

【数７】

【００２５】ただし、ｆ₃は前記第３レンズの焦点距
離、を満足している。

【００２６】請求項６の発明は、次の不等式

【００２７】

【数８】

【００２８】

【数９】

【００２９】ただし、ｒ₂は前記第１レンズの前記アナ
モルフィックレンズ側を向いた面の曲率半径、｜ｆ₁｜
は前記第１レンズの焦点距離の絶対値、ｆ₂は前記第２
レンズの焦点距離、を満足している。

【００３０】

【作用】請求項１の発明では、負のパワーを有する第１
レンズと、正のパワーを有する第２および第３レンズと
からなる３群３枚構成のｆθレンズがポリゴンミラーと
被走査面との間に設けられる。このｆθレンズのレンズ
構成は、いわゆる凹凸タイプの光学系であり、第１レン
ズで生じた収差、特に非点収差、歪曲収差を第２レンズ
および第３レンズで打ち消すことにより、良好な性能を
発揮する。

【００３１】ただし、数１に示す条件（以下「条件１」
という）を満足しない場合には、次のような不都合が生
じる。すなわち、条件１の下限より小さくなった場合
は、歪曲収差の補正が不足となり、コマ収差が発生して
スポット径が大きくなる。逆に、上限を越えた場合は、
ｆθレンズの全長が大きくなり、レンズ口径も大きくな
ることから、コストアップに直結することになる。

【００３２】また、数２に示す条件（以下「条件２」と
いう）は歪曲収差を適正に保つと同時に、第１レンズの
ポリゴンミラー側を向いた面で発生する非点収差を第２
レンズのポリゴンミラー側を向いた面で補正し、平坦な
メリディオナル像面を保つための条件である。したがっ
て、比（ｒ₁／ｒ₃）が上限を越えると、メリディオナル
像面はプラス側にオーバーとなり、下限を越えると、マ
イナス側にアンダーとなる。

【００３３】請求項２の発明では、前記比（ｒ₁／ｒ₃）
の範囲が数３で示す範囲に限定されており、球面収差の
状態が良好となっている。なお、この数３に示す条件
（以下「条件３」という）の上限を越えると、球面収差
は後述する第３実施例のように若干オーバー気味とな
り、スポット径が増大するが、走査光学系の性能として
は、若干低下する程度であり、条件２を満足する限りに
おいては実使用に十分耐えうるものである。

【００３４】請求項３の発明では、数４および数５が満
足されており、±１０ｎｍ程度の色収差の補正が行われ
ている。ここで、通常の正レンズと負レンズとを組み合
わせたレンズ系を考えると、例えばＢＫ７、Ｆ２の組み
合わせのように、屈折率が小さく、分散が小さい正レン
ズと、屈折率が大きく、分散が大きい負レンズを組み合
わせることが多い。しかし、この発明では、正レンズ
（第２および第３レンズ）と負レンズ（第１レンズ）の
屈折率を近いものにして、かつ双方の部分分散比θ_PS，
θ_NGを近いものにすることで、波長幅±１０ｎｍ程度の
色収差を良好に補正している。なお、以下の説明の便宜
から、数４および数５に示す条件をそれぞれ「条件
４」、「条件５」と称する。

【００３５】また、この発明にかかる光走査装置を構成
するｆθレンズは、３群３枚のレンズ構成を有してお
り、通常のレンズ系のように多種の硝材の組み合わせで
色収差の補正を行なってはおらず、しかも２種類の硝材
の組み合わせで色収差を補正し、レンズの曲率で歪曲収
差や、他の諸収差の補正を行なっている。

【００３６】請求項４の発明では、数６に示す条件（以
下「条件６」という）が満足されている。この条件６
は、球面収差、コマ収差を補正し、像面の平坦性を良好
にするための適度なPetzval和（ペッツヴァル和）を保
つため、第１レンズの負のパワーを規定する条件であ
る。仮に、値（｜ｆ₁｜／ｆ）が条件６の上限を越える
と、Petzval和が大きくなりすぎて、像面が大きくふく
らんでしまう。逆に、下限を越えると、高次収差によっ
て画角周辺部の像面が大きく変化してしまう。

【００３７】請求項５の発明では、数７に示す条件（以
下「条件７」という）、つまり第３レンズのパワーに関
する条件が満足されている。すなわち、この条件７は、
負のパワーを有する第１レンズで発生する諸収差を補正
するために必要な正のパワー第２および第３レンズに適
切に分配し、無理なく収差補正するための条件である。

【００３８】ここで、比（ｆ₃／ｆ）が上限、下限を越
えると、第２および第３レンズのどちらか一方のレンズ
に負担がかかり、歪曲収差と他の諸収差とのバランスが
とれなくなる。

【００３９】請求項６の発明では、数８に示す条件（以
下「条件８」という）が満足されている。この条件８
は、歪曲収差、他の諸収差に大きな影響を与える条件で
ある。すなわち、第１レンズの被走査面側を向いた面で
正の歪曲収差が発生し、第２レンズのポリゴンミラー側
を向いた面でそれを補正することにより、最終的に良好
な歪曲収差が与えられる。すなわち、比（ｒ₃／ｒ₂）が
上限、下限を越えると、歪曲収差と他の諸収差のバラン
スがとれなくなり、良好な補正が困難になる。

【００４０】なお、この請求項６の発明では、条件８の
みならず、数９に示す条件（以下「条件９」という）が
満足されているが、この条件９は第１レンズの被走査面
側を向いた面が平面あるいは平面に近い大きな曲率半径
を有する場合を考慮したものである。というのも、この
ような場合、曲率半径ｒ₂は無限大、あるいは無限大と
みなすことができ、比（ｒ₃／ｒ₂）＝０となり、条件８
では曲率半径ｒ₃の条件を規定できなくなるためであ
る。そこで、条件９により、第１レンズと第２レンズの
曲率半径をバランス良く制限している。

【００４１】

【実施例】

Ａ．光走査装置図１および図２はこの発明にかかる光走査装置の一実施
例を示す図であり、前者は主走査方向Ｙに切った断面に
おける構成を、また後者は副走査方向Ｘに切った断面に
おける構成をそれぞれ示している。

【００４２】光走査装置は、半導体レーザ１１とコリメ
ータレンズ１２とからなる光源１０を有している。この
半導体レーザ１１は装置全体を制御する制御部（図示省
略）からの信号に基づき直接変調駆動され、被走査面Ｓ
上において、記録を行うべき画素では半導体レーザ１１
から光ビームを出力し、被照射面Ｓ上に照射して露光す
る一方、記録を行わない画素では半導体レーザ１１から
の光ビームの出力を停止させる。こうして半導体レーザ
１１から出力された光ビームはコリメータレンズ１２で
ビーム整形された後、シリンドリカルレンズ２０に向け
て出力される。なお、光源１０は、例えばヘリウムネオ
ンレーザ，アルゴンレーザなどの直接変調できない光源
と、その光源からの光ビームを変調する変調器とで構成
してもよい。また、半導体レーザ１１の代わりに、ＬＥ
Ｄ（Light Emitting Diode）を用いてもよい。

【００４３】シリンドリカルレンズ２０は副走査方向Ｘ
にのみパワーを有しており、図１および図２に示すよう
に、それを通過した光ビームをＹＺ平面で平行光のまま
とし、ＸＺ平面でポリゴンミラー３０のミラー面３１に
集光させてＹ方向に伸びる線像を形成する。

【００４４】ポリゴンミラー３０は副走査方向Ｘとほぼ
平行に伸びる回転軸３２回りに回転し、ミラー面３１で
入射光ビームを、被走査面Ｓ側に反射偏向する。

【００４５】このポリゴンミラー３０と被走査面Ｓとの
間には、後述するように３群３枚のレンズ構成を有する
ｆθレンズ４０およびアナモルフィックレンズ５０が配
置されており、ポリゴンミラー３０からの光ビームを被
走査面Ｓに導光する。ここで、アナモルフィックレンズ
５０とは、円筒表面を有し、主走査方向Ｙにおける屈折
率と副走査方向Ｘにおけるそれとが異なるレンズの意で
あり、図１および図２に示す湾曲シリンドリカルレン
ズ、本願出願人が特開平３−２４９７２２号公報に開示
したレンズ、さらには従来より周知のシリンドリカルレ
ンズなどを含むものである。

【００４６】以上のように構成された光走査装置では、
通常の光走査装置と同様に、主走査方向Ｙで切った断
面、つまりＹＺ平面（図１）の光ビーム（メリディオナ
ル光束）の走査範囲におけるビームウエスト位置の平坦
性、つまりメリディオナル像面の像面湾曲を良好に補正
することが重要である。

【００４７】一方、上記のように構成された光走査装置
では、アナモルフィックレンズ５０を、光軸方向Ｚに前
後移動させることで、サジッタル像面の像面湾曲を補正
し、また像面全体を移動してメリディオナル像面と合致
させることが可能であるため、副走査方向Ｘで切った断
面、つまりＸＺ平面（図２）の光ビーム（サジッタル光
束）の集光位置、走査範囲におけるビームウエスト位置
の平坦性（つまり、サジッタル像面の像面湾曲）および
メリディオナル像面との合致性などについては、メリデ
ィオナル像面に関する補正に比べてその重要度は低い。
したがって、ｆθレンズ４０については、まず第１に、
メリディオナル像面で補正を重要視する必要がある。そ
れに加えて、半導体レーザ１１を用いることを考慮して
波長±１０ｎｍ程度の範囲で色収差を補正することが必
要である。

【００４８】Ｂ．ｆθレンズ次に、上記のように構成された光走査装置のｆθレンズ
の第１ないし第１０実施例について詳説する。

【００４９】(1)第１実施例図３は、ｆθレンズの第１実施例を示す図である。この
ｆθレンズ４０は、同図に示すように、ポリゴンミラー
３０側（同図の左手側）から被走査面Ｓ側（同図の右手
側）に配列された第１ないし第３レンズ４１，４２，４
３で構成されており、第１レンズ４１は負のパワーを有
している。また、第２および第３レンズ４２，４３は同
一硝材で形成され、ともに正のパワーを有している。な
お、後述する第２ないし第１０実施例についても、第１
実施例と同一の基本的構成を有している。

【００５０】表１は、第１実施例にかかるｆθレンズ４
０のレンズデータを示すものである。

【００５１】

【表１】

【００５２】同表（および後述する表２ないし表１０）
において、欄「ｒ」は上から順に第１面ないし第６面の
曲率半径を示し、欄「ｄ」は第ｉ面と第（ｉ＋１）面と
の光軸ＯＡ上の面間距離を示し、欄「ｎ_d」はｄ線に対
する各レンズの屈折率を示すものであり、上から順にレ
ンズ４１，４２，４３の屈折率をそれぞれ示し、さらに
欄「ν_d」はｄ線に対する各レンズのアッベ数を示すも
のであり、上から順にレンズ４１，４２，４３のアッベ
数をそれぞれ示している。

【００５３】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは３０であり、焦点距離ｆは１００であり、
画角は２４゜である。また、第１レンズ４１を構成する
硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよびｄ
線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎ
ｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【００５４】

【数１０】

【００５５】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【００５６】

【数１１】

【００５７】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【００５８】

【数１２】

【００５９】である。したがって、

【００６０】

【数１３】

【００６１】が成立し、この第１実施例では数１ないし
数９がすべて満足され、条件１ないし９をすべて満たす
ことがわかる。

【００６２】図４は第１実施例にかかるｆθレンズの球
面収差および非点収差を示す図である。なお、同図(a)
において、１点鎖線は波長６２３．０ｎｍに対する球面
収差を、また実線は波長６３３．０ｎｍに対する球面収
差を、さらに点線は波長６４３．０ｎｍに対する球面収
差を、それぞれ示している。そして、同図(b)におい
て、実線はサジッタル像面での非点収差を、また点線は
メリディオナル像面での非点収差をそれぞれ示してい
る。なお、これらの点に関しては、後述する実施例の球
面収差図および非点収差図においても同様である。

【００６３】この図からわかるように、主走査方向Ｙで
切った断面の光ビーム（メリディオナル光束）の走査範
囲におけるビームウエストの位置が良好に平坦化されて
おり、優れた光学特性が得られ、しかも±１０ｎｍ程度
の波長範囲で十分に収差補正されている。

【００６４】(2)第２実施例図５はｆθレンズの第２実施例を示す図である。また、
表２は第２実施例にかかるｆθレンズ４０のレンズデー
タを示すものである。

【００６５】

【表２】

【００６６】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは２５であり、焦点距離ｆは１００であり、
画角は２６゜である。また、第１レンズ４１を構成する
硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよびｄ
線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎ
ｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【００６７】

【数１４】

【００６８】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【００６９】

【数１５】

【００７０】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【００７１】

【数１６】

【００７２】である。したがって、

【００７３】

【数１７】

【００７４】が成立し、この第２実施例では数１ないし
数９がすべて満足され、条件１ないし９をすべて満たす
ことがわかる。

【００７５】図６は第２実施例にかかるｆθレンズの球
面収差および非点収差を示す図である。この図からわか
るように、主走査方向Ｙで切った断面の光ビーム（メリ
ディオナル光束）の走査範囲におけるビームウエストの
位置が良好に平坦化されており、優れた光学特性が得ら
れ、しかも±１０ｎｍ程度の波長範囲で十分に収差補正
されている。

【００７６】(3)第３実施例図７はｆθレンズの第３実施例を示す図である。また、
表３は第３実施例にかかるｆθレンズ４０のレンズデー
タを示すものである。

【００７７】

【表３】

【００７８】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは３０であり、焦点距離ｆは１００であり、
画角は２５゜である。また、第１レンズ４１を構成する
硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよびｄ
線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎ
ｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【００７９】

【数１８】

【００８０】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【００８１】

【数１９】

【００８２】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【００８３】

【数２０】

【００８４】である。したがって、

【００８５】

【数２１】

【００８６】が成立し、この第３実施例では数１，数
２，数４ないし数９が満足され、条件３を除く条件、つ
まり条件１，２，４〜９を満たすことがわかる。

【００８７】図８は第３実施例にかかるｆθレンズの球
面収差および非点収差を示す図である。この図からわか
るように、主走査方向Ｙで切った断面の光ビーム（メリ
ディオナル光束）の走査範囲におけるビームウエストの
位置が良好に平坦化されており、優れた光学特性が得ら
れ、しかも±１０ｎｍ程度の波長範囲で十分に収差補正
されている。

【００８８】(4)第４実施例図９はｆθレンズの第４実施例を示す図である。また、
表４は第４実施例にかかるｆθレンズ４０のレンズデー
タを示すものである。

【００８９】

【表４】

【００９０】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは３０であり、焦点距離ｆは１００であり、
画角は２５゜である。また、第１レンズ４１を構成する
硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよびｄ
線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎ
ｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【００９１】

【数２２】

【００９２】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【００９３】

【数２３】

【００９４】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【００９５】

【数２４】

【００９６】である。したがって、

【００９７】

【数２５】

【００９８】が成立し、この第４実施例では数１ないし
数９がすべて満足され、条件１ないし９をすべて満たす
ことがわかる。

【００９９】図１０は第４実施例にかかるｆθレンズの
球面収差および非点収差を示す図である。この図からわ
かるように、主走査方向Ｙで切った断面の光ビーム（メ
リディオナル光束）の走査範囲におけるビームウエスト
の位置が良好に平坦化されており、優れた光学特性が得
られ、しかも±１０ｎｍ程度の波長範囲で十分に収差補
正されている。

【０１００】(5)第５実施例図１１はｆθレンズの第５実施例を示す図である。ま
た、表５は第５実施例にかかるｆθレンズ４０のレンズ
データを示すものである。

【０１０１】

【表５】

【０１０２】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは３１．５であり、焦点距離ｆは１００であ
り、画角は２４゜である。また、第１レンズ４１を構成
する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよ
びｄ線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７
ｎｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【０１０３】

【数２６】

【０１０４】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【０１０５】

【数２７】

【０１０６】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【０１０７】

【数２８】

【０１０８】である。したがって、

【０１０９】

【数２９】

【０１１０】が成立し、この第５実施例では数１ないし
数９がすべて満足され、条件１ないし９をすべて満たす
ことがわかる。

【０１１１】図１２は第５実施例にかかるｆθレンズの
球面収差および非点収差を示す図である。この図からわ
かるように、主走査方向Ｙで切った断面の光ビーム（メ
リディオナル光束）の走査範囲におけるビームウエスト
の位置が良好に平坦化されており、優れた光学特性が得
られ、しかも±１０ｎｍ程度の波長範囲で十分に収差補
正されている。

【０１１２】(6)第６実施例図１３はｆθレンズの第６実施例を示す図である。ま
た、表６は第６実施例にかかるｆθレンズ４０のレンズ
データを示すものである。

【０１１３】

【表６】

【０１１４】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは２０であり、焦点距離ｆは１００であり、
画角は２５゜である。また、第１レンズ４１を構成する
硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよびｄ
線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎ
ｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【０１１５】

【数３０】

【０１１６】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【０１１７】

【数３１】

【０１１８】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【０１１９】

【数３２】

【０１２０】である。したがって、

【０１２１】

【数３３】

【０１２２】が成立し、この第６実施例では数１ないし
数９がすべて満足され、条件１ないし９をすべて満たす
ことがわかる。

【０１２３】図１４は第６実施例にかかるｆθレンズの
球面収差および非点収差を示す図である。この図からわ
かるように、主走査方向Ｙで切った断面の光ビーム（メ
リディオナル光束）の走査範囲におけるビームウエスト
の位置が良好に平坦化されており、優れた光学特性が得
られ、しかも±１０ｎｍ程度の波長範囲で十分に収差補
正されている。

【０１２４】(7)第７実施例図１５はｆθレンズの第７実施例を示す図である。ま
た、表７は第７実施例にかかるｆθレンズ４０のレンズ
データを示すものである。

【０１２５】

【表７】

【０１２６】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは３０であり、焦点距離ｆは１００であり、
画角は２４゜である。また、第１レンズ４１を構成する
硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよびｄ
線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎ
ｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【０１２７】

【数３４】

【０１２８】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【０１２９】

【数３５】

【０１３０】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【０１３１】

【数３６】

【０１３２】である。したがって、

【０１３３】

【数３７】

【０１３４】が成立し、この第７実施例では数１ないし
数９がすべて満足され、条件１ないし９をすべて満たす
ことがわかる。

【０１３５】図１６は第７実施例にかかるｆθレンズの
球面収差および非点収差を示す図である。この図からわ
かるように、主走査方向Ｙで切った断面の光ビーム（メ
リディオナル光束）の走査範囲におけるビームウエスト
の位置が良好に平坦化されており、優れた光学特性が得
られ、しかも±１０ｎｍ程度の波長範囲で十分に収差補
正されている。

【０１３６】(8)第８実施例図１７はｆθレンズの第８実施例を示す図である。ま
た、表８は第８実施例にかかるｆθレンズ４０のレンズ
データを示すものである。

【０１３７】

【表８】

【０１３８】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは２５であり、焦点距離ｆは１００であり、
画角は２６゜である。また、第１レンズ４１を構成する
硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよびｄ
線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎ
ｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【０１３９】

【数３８】

【０１４０】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【０１４１】

【数３９】

【０１４２】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【０１４３】

【数４０】

【０１４４】である。したがって、

【０１４５】

【数４１】

【０１４６】が成立し、この第８実施例では数１ないし
数９がすべて満足され、条件１ないし９をすべて満たす
ことがわかる。

【０１４７】図１８は第８実施例にかかるｆθレンズの
球面収差および非点収差を示す図である。この図からわ
かるように、主走査方向Ｙで切った断面の光ビーム（メ
リディオナル光束）の走査範囲におけるビームウエスト
の位置が良好に平坦化されており、優れた光学特性が得
られ、しかも±１０ｎｍ程度の波長範囲で十分に収差補
正されている。

【０１４８】(9)第９実施例図１９はｆθレンズの第９実施例を示す図である。ま
た、表９は第９実施例にかかるｆθレンズ４０のレンズ
データを示すものである。

【０１４９】

【表９】

【０１５０】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは３５であり、焦点距離ｆは１００であり、
画角は２８゜である。また、第１レンズ４１を構成する
硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよびｄ
線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎ
ｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【０１５１】

【数４２】

【０１５２】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【０１５３】

【数４３】

【０１５４】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【０１５５】

【数４４】

【０１５６】である。したがって、

【０１５７】

【数４５】

【０１５８】が成立し、この第９実施例では数１ないし
数９がすべて満足され、条件１ないし９をすべて満たす
ことがわかる。

【０１５９】図２０は第９実施例にかかるｆθレンズの
球面収差および非点収差を示す図である。この図からわ
かるように、主走査方向Ｙで切った断面の光ビーム（メ
リディオナル光束）の走査範囲におけるビームウエスト
の位置が良好に平坦化されており、優れた光学特性が得
られ、しかも±１０ｎｍ程度の波長範囲で十分に収差補
正されている。

【０１６０】(10)第１０実施例図２１はｆθレンズの第１０実施例を示す図である。ま
た、表１０は第１０実施例にかかるｆθレンズ４０のレ
ンズデータを示すものである。

【０１６１】

【表１０】

【０１６２】上記のように構成されたｆθレンズ４０の
Ｆナンバーは２８であり、焦点距離ｆは１００であり、
画角は２５゜である。また、第１レンズ４１を構成する
硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_NGおよびｄ
線（＝５８７．５６ｎｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎ
ｍ）との部分分散比θ_NGは、それぞれ

【０１６３】

【数４６】

【０１６４】である一方、第２および第３レンズ４２，
４３を構成する硝材の波長６３２．８ｎｍに対する屈折
率ｎ_PSおよびｄ線とＣ線との部分分散比θ_PSは、それぞ
れ

【０１６５】

【数４７】

【０１６６】である。さらに、第１ないし第３レンズ４
１，４２，４３の焦点距離ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃は、それぞれ

【０１６７】

【数４８】

【０１６８】である。したがって、

【０１６９】

【数４９】

【０１７０】が成立し、この第１０実施例では数１ない
し数９がすべて満足され、条件１ないし９をすべて満た
すことがわかる。

【０１７１】図２２は第１０実施例にかかるｆθレンズ
の球面収差および非点収差を示す図である。この図から
わかるように、主走査方向Ｙで切った断面の光ビーム
（メリディオナル光束）の走査範囲におけるビームウエ
ストの位置が良好に平坦化されており、優れた光学特性
が得られ、しかも±１０ｎｍ程度の波長範囲で十分に収
差補正されている。

【０１７２】以上のように、上記において説明したｆθ
レンズ４０によれば、少ない構成枚数で、しかも全長を
抑えながら優れた特性を有するｆθレンズ４０が得ら
れ、このｆθレンズ４０を光走査装置に用いることで、
装置の小型化および低コスト化を図ることができる。

【０１７３】

【発明の効果】以上のように、請求項１ないし６の発明
によれば、光走査装置を構成するｆθレンズを、ポリゴ
ンミラー側より順に、負のパワーを有する第１レンズ
と、正のパワーを有する第２および第３レンズとを配列
してなる３群３枚構成とし、所定の不等式を満足するよ
うにしているため、優れた特性を有するｆθレンズを少
ない構成枚数で、しかもコンパクトに形成することがで
き、良好な画像品質で描画することができる小型で、し
かも安価な光走査装置を提供することができる。

【０１７４】特に、請求項３の発明によれば、数４およ
び数５を満足するように構成することで、±１０ｎｍ程
度の色収差の補正を行うことができ、画像品質をさらに
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる光走査装置の一実施例を示す
図である。

【図２】この発明にかかる光走査装置の一実施例を示す
図である。

【図３】ｆθレンズの第１実施例を示す図である。

【図４】第１実施例にかかるｆθレンズの球面収差およ
び非点収差を示す図である。

【図５】ｆθレンズの第２実施例を示す図である。

【図６】第２実施例にかかるｆθレンズの球面収差およ
び非点収差を示す図である。

【図７】ｆθレンズの第３実施例を示す図である。

【図８】第３実施例にかかるｆθレンズの球面収差およ
び非点収差を示す図である。

【図９】ｆθレンズの第４実施例を示す図である。

【図１０】第４実施例にかかるｆθレンズの球面収差お
よび非点収差を示す図である。

【図１１】ｆθレンズの第５実施例を示す図である。

【図１２】第５実施例にかかるｆθレンズの球面収差お
よび非点収差を示す図である。

【図１３】ｆθレンズの第６実施例を示す図である。

【図１４】第６実施例にかかるｆθレンズの球面収差お
よび非点収差を示す図である。

【図１５】ｆθレンズの第７実施例を示す図である。

【図１６】第７実施例にかかるｆθレンズの球面収差お
よび非点収差を示す図である。

【図１７】ｆθレンズの第８実施例を示す図である。

【図１８】第８実施例にかかるｆθレンズの球面収差お
よび非点収差を示す図である。

【図１９】ｆθレンズの第９実施例を示す図である。

【図２０】第９実施例にかかるｆθレンズの球面収差お
よび非点収差を示す図である。

【図２１】ｆθレンズの第１０実施例を示す図である。

【図２２】第１０実施例にかかるｆθレンズの球面収差
および非点収差を示す図である。

【符号の説明】

１０光源１１半導体レーザ１２コリメータレンズ２０シリンドリカルレンズ３０ポリゴンミラー３１ミラー面３２回転軸４０ｆθレンズ４１第１レンズ４２第２レンズ４３第３レンズ５０アナモルフィックレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光ビームを副走査方向にのみ
集光させてポリゴンミラーのミラー面上で結像させ、そ
のポリゴンミラーによって反射偏向された光ビームによ
りｆθレンズおよびアナモルフィックレンズを介して被
走査面を主走査方向に走査する光走査装置において、前記ｆθレンズが、前記ポリゴンミラー側より順に、負
のパワーを有する第１レンズと、正のパワーを有する第
２および第３レンズとを配列してなる３群３枚構成であ
り、以下の不等式０．１００ ≦ Ｌ／ｆ ≦ ０．１０８０．２０７ ≦ ｒ₁／ｒ₃ ≦ ０．３９５ただし、Ｌは前記ｆθレンズの全長、ｆは前記ｆθレンズの焦点距離、ｒ₁は前記第１レンズの前記ポリゴンミラー側を向いた
面の曲率半径、ｒ₃は前記第２レンズの前記ポリゴンミラー側を向いた
面の曲率半径、を満足することを特徴とする光走査装
置。
【請求項２】前記ｆθレンズが、次の不等式０．２０７ ≦ ｒ₁／ｒ₃ ≦ ０．３００を満足する請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】前記第１レンズが波長６３２．８ｎｍに
対する屈折率ｎ_NGで、しかもｄ線（＝５８７．５６ｎ
ｍ）とＣ線（＝６５６．２７ｎｍ）との部分分散比θ_NG
の硝材で形成される一方、前記第２および第３レンズが
波長６３２．８ｎｍに対する屈折率ｎ_PSで、しかもｄ線
とＣ線との部分分散比θ_PSの硝材で形成されるととも
に、前記ｆθレンズが、次の不等式１．０２７ ≦ θ_PS／θ_NG ≦ １．０４３０．００９３０ ≦ ｎ_PS−ｎ_NG ≦ ０．０５０３６を満足する請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項４】前記ｆθレンズが、次の不等式０．２９２ ≦ ｜ｆ₁｜／ｆ ≦ ０．３４５ただし、｜ｆ₁｜は前記第１レンズの焦点距離の絶対
値、を満足する請求項１ないし３のいずれか記載の光走
査装置。
【請求項５】前記ｆθレンズが、次の不等式０．４４６ ≦ ｆ₃／ｆ ≦ ０．４９１ただし、ｆ₃は前記第３レンズの焦点距離、を満足する
請求項１ないし４のいずれか記載の光走査装置。
【請求項６】前記ｆθレンズが、次の不等式 −０．０１０ ≦ ｒ₃／ｒ₂ ≦ ０．１８５２．２２１ ≦ ｆ₂／｜ｆ₁｜ ≦ ２．４７０ただし、ｒ₂は前記第１レンズの前記アナモルフィック
レンズ側を向いた面の曲率半径、｜ｆ₁｜は前記第１レンズの焦点距離の絶対値、ｆ₂は前記第２レンズの焦点距離、を満足する請求項１ないし５のいずれか記載の光走査装
置。