JPH1114932A - 走査結像光学系および光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光走査装置の設計に起因する固有の走査線曲が
りを有効に補正する。 【解決手段】光源側からの光束を光偏向器３０の偏向反
射面３１に、この偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘに斜
めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向させ、
偏向光束を被走査面５０上に光スポットとして集光さ
せ、光源１０側からの光束の偏向反射面３１への入射方
向と回転軸３０Ａｘとを含む面ＰＬに対して対称的に光
走査を行う光走査装置において、光源１０側からの光束
を被走査面５０上に光スポットとして集光する走査結像
光学系４１であって、１以上のレンズを有して構成さ
れ、レンズ４１における１以上の面として、走査線の曲
がりを補正する補正屈折面４１Ｂを有し、補正屈折面４
１Ｂは、補正屈折面４１Ｂへの偏向光束の入射位置にお
ける副走査断面内の固有傾き：β₄₁が、光走査装置固有
の走査線曲がりを補正するように入射位置に応じて定め
られている。

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、走査結像光学系
および光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光源側からの光束を光偏向器により等角
速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポット
として集光させて光走査を行う光走査装置は各種プリン
タ等に関連して広く知られている。従来このような光走
査装置は一般的に、光源側からの光束と、偏向光束が偏
向掃引する面とが同一平面上にあるように光学配置が設
定されており、このような光学配置のために以下の如き
問題がある。

【０００３】即ち、第１に「光走査装置の床面積」が大
きくなる。第２に、光偏向器としては回転多面鏡が最も
一般的であるが、回転多面鏡の回転軸は偏向反射面から
離れているため、光源側からの光束の偏向反射面への入
射位置が、偏向反射面の回転に伴い偏向反射面に対して
変位し、偏向光束の偏向の起点が変動する所謂「サグ」
が発生するが、光走査の基準になる「光スポットの像
高：０を実現する偏向光束の方向」と「光源側から偏向
反射面への入射光束の方向」とが例えば６０度程度の角
をなすので、光走査領域の上記像高：０の両側に上記サ
グが非対称に発生し、良好な光走査のためには、像面湾
曲や「ｆθ特性等の等速特性」を上記非対称に応じて補
正する必要が生じ、走査結像光学系の設計が難しくな
る。

【０００４】このような問題を一挙に解決できる光学配
置として、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面
に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入
射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上
に光スポットとして集光させ、光源側から偏向反射面へ
の入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して対称的に
光走査を行わせるような光学配置が考えられる。

【０００５】このようにすると、光源から光偏向器に至
る光学系部分と、光偏向器以後の光学系部分とを上下に
重ねるようにレイアウトできるので、光走査装置の床面
積を小さくして光走査装置のコンパクト化を図ることが
できる。また、光源側から偏向反射面への入射方向と上
記回転軸とを含む平面に対して対称的に光走査が行われ
るので、サグは発生するにしても像高：０に対称的に発
生するので、等速特性や像面湾曲の補正が容易である。

【０００６】しかしながら反面、このような光学配置に
は以下の如き問題がある。即ち、光源側からの光束を光
偏向器の偏向反射面に、偏向反射面の回転軸に斜めに交
わるように入射させるため、偏向光束は円錐面を掃引す
るように偏向し、このため、偏向光束が「以後の光学系
に入射する位置」が、偏向に伴い副走査対応方向（光源
から被走査面に至る光路上で副走査方向と対応する方
向）において少なからず変動する。このため、被走査面
上における光スポットの軌跡が直線にならず所謂「走査
線曲がり」が発生してしまうのである。

【０００７】光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面
近傍に、主走査対応方向（光源から被走査面に至る光路
上で主走査方向に対応する方向）に長い線像とし、偏向
光束に対する結像光学系を「主・副走査対応方向のパワ
ーの異なるアナモフィックな光学系」とし、偏向反射面
位置と被走査面位置とを「副走査対応方向において略共
役な関係にする」ことは、光偏向器における「偏向反射
面の面倒れ」を補正する方法として広く行われており、
上記共役関係が完全であれば、上記の走査線曲がりも自
動的に補正されることになるが、面倒れ補正の場合の
「偏向光束の副走査対応方向への変動」は微少であるこ
とが前提であり、上記のように「偏向光束が円錐面を掃
引するように偏向することに起因する大きな走査線曲が
り」を上記「共役関係」で補正することは難しく、無理
にそのような補正を行おうとすれば像面湾曲等、走査結
像光学系に求められる他の光学性能が犠牲になりかねな
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、光源側か
らの光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の
回転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に
偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集
光させ、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転
軸とを含む平面に対して対称的に光走査を行わせるよう
な光走査装置において、上記の走査線曲がりを有効に補
正することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の走査結像光学
系は「光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面に、こ
の偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入射させ
て等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光ス
ポットとして集光させ、上記光源側からの光束の偏向反
射面への入射方向と上記回転軸とを含む面に対して対称
的に光走査を行う光走査装置において、光源側からの光
束を被走査面上に光スポットとして集光する走査結像光
学系」である。

【００１０】請求項１記載の発明の走査結像光学系は
「１以上のレンズを有して構成され、上記レンズにおけ
る１以上の面として、走査線の曲がりを補正する補正屈
折面を有し、補正屈折面は、この補正屈折面への偏向光
束の入射位置における副走査断面内の固有傾きが、光走
査装置固有の走査線曲がりを補正するように、上記入射
位置に応じて定められている」ことを特徴とする。

【００１１】上記「光源側からの光束を光偏向器の偏向
反射面に、偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から
入射させる」とは、光源側からの入射する光束の主光線
と、偏向反射面の回転軸が「同一面」に含まれ、上記主
光線が回転軸と「直角でない角」をなすことを意味す
る。上記主光線と回転軸とが成す角は、光走査装置の光
学配置に応じて定まるが「７０〜８９度程度」が適当で
ある。

【００１２】「光偏向器」としては、回転多面鏡を初
め、回転単面鏡や回転２面鏡を用いることができる。光
偏向器が回転多面鏡であるときは、偏向反射面の回転軸
は偏向反射面と分離するが、光偏向器として回転単面鏡
を用いれば、偏向反射面の回転軸が偏向反射面にあるよ
うにすることができる。

【００１３】「走査結像光学系が、光源側からの光束を
被走査面上に光スポットとして集光する」とは、走査結
像光学系の機能が、光偏向器への直前の入射光束および
偏向光束に対して作用する場合、および偏向光束にのみ
作用する場合を含む。

【００１４】特開平６−７５１６２号公報には、偏向反
射面に一体化され、偏向反射面への入射面と、反射光束
が射出する射出面とを屈折面とした「回転レンズ鏡」が
開示されており、このような回転レンズ鏡は、その機能
が「光偏向器への直前の入射光束および偏向光束に対し
て作用する」ものである。この発明における「走査結像
光学系」は、このような回転レンズ鏡により構成するこ
とも、あるいは上記回転レンズ鏡を含んで構成すること
もでき、そのような場合上記「入射面および／または射
出面」は「補正屈折面」であることができる。

【００１５】補正屈折面は、走査結像光学系に含まれる
レンズの一つの面として形成しても良いし、２以上の面
として形成し、２以上の面のそれぞれによる補正効果を
合わせて所望の走査線曲がり補正を実現するようにして
も良い。

【００１６】「副走査断面」は、光偏向器よりも被走査
面側に位置するレンズに関しては、主走査対応方向に直
交する平断面を意味する。また、走査結像光学系が前記
回転レンズ鏡である場合や、回転レンズ鏡が走査結像光
学系に含まれる場合、回転レンズ鏡の入射面に関して
は、光源側からの入射光束の主光線と副走査対応方向と
に平行な平断面を副走査断面とし、射出側面に関して
は、射出光束における主光線と副走査対応方向とに平行
な平断面を副走査断面とする。

【００１７】「光走査装置固有の走査線曲がり」は、走
査結像光学系に「補正屈折面による走査線曲がり補正機
能」を持たせずに光走査装置を設計した場合に、設計上
で生じる走査線曲がりを言う。即ち、光走査装置固有の
走査線曲がりは、光走査装置の設計により決定されるも
のであり、それゆえに、このような走査線曲がりを補正
するような補正屈折面を設計的に決定できるのである。

【００１８】請求項１記載の走査結像光学系は、これを
「単一のレンズ」により構成し、光偏向器と被走査面と
の間に配備することができる（請求項２）。この場合に
おいて、補正屈折面は、走査結像光学系をなす単玉のレ
ンズの一方の面および／または他方の面であることがで
きる。

【００１９】上記請求項１または２記載の走査結像光学
系において、補正屈折面を「走査結像光学系のレンズ面
のうち、最も被走査面側にあるもの」として形成できる
（請求項３）。このようにすると、補正屈折面よりも被
走査面側の光路上に屈折面が無いので、補正屈折面の設
計が容易となる。

【００２０】光走査装置では、光書込みによる各ドット
が主走査方向に可及的に等間隔となるようにする必要が
あり、これを実現するのに、偏向光束を変調するタイミ
ングを電気的に調整する方法と、光走査が等速的になさ
れるように走査結像光学系自体の光学的な特性（ｆθ特
性等）を設定する方法、あるいは上記電気的な補正と光
学的な補正を共用する方法がある。電気的な調整では高
度の等速性補正は難しく、記録画像に高品質が要求され
るような場合には、走査結像光学系が「等角速度的に偏
向する偏向光束による光走査を等速化する機能」を有す
ることが好ましい（請求項４）。

【００２１】前述したように、光偏向器としては回転単
面鏡を用いることもでき、このような光偏向器には「回
転多面鏡におけるような偏向反射面の面倒れ」が無く、
従って面倒れ補正機能を持たせる必要は無いが、光偏向
器として回転多面鏡のように複数の偏向反射面を持つも
のが用いられる場合には、面倒れを補正する機能が必要
となる。この発明の走査結像光学系は「光偏向器による
偏向の起点近傍と被走査面位置とを、副走査対応方向に
おいて幾何光学的に略共役関係とする機能」を有するこ
とができ（請求項５）、このようにすることにより光偏
向器における偏向反射面の「面倒れ」を補正することが
できる。この機能は、これを徹底させれば、前述のよう
に「走査線の曲がり」は発生しなくなるのであるが、実
際には、前記等速特性や像面湾曲等を良好に補正すると
の前提のもとでは、共役関係の完全な実現は困難であ
り、ここでは走査結像光学系に必要とされる光学特性と
の兼ね合いにおいて実現され、面倒れを補正できるよう
な共役関係をいう。

【００２２】請求項６記載の光走査装置は「光源側から
の光束を光偏向器の偏向反射面に、この偏向反射面の回
転軸に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏
向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光
させ、光源側からの光束の偏向反射面への入射方向と上
記回転軸とを含む面に対して対称的に光走査を行う光走
査装置」であって、請求項１〜４の任意の１に記載の走
査結像光学系を用いることを特徴とする。

【００２３】請求項７記載の光走査装置は「光源からの
光束を、光偏向器である回転多面鏡の偏向反射面に、こ
の回転多面鏡の回転軸に斜めに交わる方向から入射させ
て、偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として
結像させるとともに、回転多面鏡により等角速度的に偏
向させ、偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光
させ、光源側からの光束の入射方向と上記回転軸とを含
む面に対して対称的に光走査を行う光走査装置」であっ
て、請求項５記載の走査結像光学系を用いることを特徴
とする。勿論、走査結像光学系に等速化機能を持たせ
て、等速的な光走査を実現できることは言うまでもな
い。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の走査結像光学
系および光走査装置の実施の１形態を説明するための図
である。図１（ａ）は「光源から被走査面に至る光学配
置を主走査対応方向から見た状態」を示している。半導
体レーザである光源１０からの発散性の光束はカップリ
ングレンズ１５により以後の光学系にカップリングされ
る。カップリング後の光束は、平行光束となることもで
きるし、弱い発散性もしくは弱い集束性の光束となって
もよい。カップリングされた光束は、次いでアパーチュ
ア２０を通過することにより光束周辺部部を遮光により
除去され、所謂「ビーム整形」される。ビーム整形され
た光束は、副走査対応方向（図１（ａ）の面内で、光源
１０からの光束の主光線に直交する方向）にのみ正のパ
ワーを持つシリンダレンズ２５を透過し、同レンズ２５
の作用により副走査対応方向に集光しつつ「光源側から
の光束」として、回転多面鏡である光偏向器３０の偏向
反射面３１に入射し、偏向反射面３１の近傍に主走査対
応方向（図面に直交する方向）に長い線像として結像す
る。偏向反射面３１により反射された光束は走査結像光
学系４１に入射し、走査結像光学系４１の作用により被
走査面５０上に光スポットとして集光する。反射光束
は、光偏向器３０の等速回転に伴い等角速度的に偏向
し、光スポットは被走査面５０（実体的には、この位置
に配備される光導電性の感光体の感光面）を光走査す
る。

【００２５】図１（ａ）において、光源１０からの光束
の主光線と、光偏向器３０の偏向反射面３１の回転軸３
０Ａｘ（回転多面鏡３０自体の回転軸）とは同一平面内
にある。図１（ｂ）は図１（ａ）の、光偏向器３０から
被走査面に至る光学配置を、光偏向器３０における偏向
反射面３１の回転軸３０Ａｘの方向から見た図である。
前述のように、光源１０からの光束の主光線と、光偏向
器３０の偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘ（回転多面鏡
３０自体の回転軸）とは同一平面内にあるが、図１
（ｂ）では、この同一平面を平面ＰＬで示す。このよう
に「回転軸３０Ａｘと、光源側からの偏向反射面３１へ
の入射光束の主光線が平面ＰＬ内にある」ため光走査は
平面ＰＬに対称的に行われることになる。

【００２６】走査結像光学系４１は「単一のレンズ」と
して構成され、光スポットによる光走査を等速化する機
能と、偏向反射面３１の位置と被走査面５０の位置とを
副走査対応方向において幾何光学的に略共役な関係とす
る機能とを有し、補正屈折面４１Ｂを有する。

【００２７】以上を要約すると、図１に示す実施の形態
は「光走査装置」の形態としては、光源１０側からの光
束を光偏向器３０の偏向反射面３１に、偏向反射面３１
の回転軸３０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて等
角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面５０上に光ス
ポットとして集光させ、光源１０側からの光束の偏向反
射面３１への入射方向と回転軸３０Ａｘとを含む面ＰＬ
に対して対称的に光走査を行う光走査装置であり（請求
項６）、なお且つ、光偏向器３０は「回転多面鏡」であ
って、偏向反射面３１へは、回転多面鏡３０の回転軸３
０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて、偏向反射面
３０近傍に主走査対応方向に長い線像として結像させる
とともに、回転多面鏡３０により等角速度的に偏向さ
せ、偏向光束を光スポットとして集光させ、光源１０側
からの光束の入射方向と回転軸３０Ａｘとを含む面ＰＬ
に対して対称的且つ等速的に光走査を行う光走査装置で
ある（請求項７）。

【００２８】そして、走査結像光学系は「偏向反射面の
回転軸３０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて等角
速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上に光スポット
として集光させ、光源１０側からの光束の偏向反射面３
１への入射方向と回転軸３０Ａｘとを含む面に対して対
称的に光走査を行う光走査装置」において、光源１０側
からの光束を被走査面５０上に光スポットとして集光す
る走査結像光学系であって、単一のレンズ４１で構成さ
れ（請求項１，２）、走査線の曲がりを補正する補正屈
折面４１Ｂを有し（請求項１，２）、この補正屈折面４
１Ｂは「最も被走査面５０側に位置するレンズ面」であ
る（請求項３）。そして、走査結像光学系４１は前述の
ように、等角速度的に偏向する偏向光束による光走査を
等速化する機能を有する（請求項４）とともに、光偏向
器３０の偏向の起点近傍と被走査面５０の位置とを、副
走査対応方向において幾何光学的に略共役関係とする機
能を有する（請求項５）。

【００２９】補正屈折面４１Ｂは、補正屈折面４１Ｂへ
の偏向光束の入射位置における副走査断面内の固有傾
き：β₄₁が「光走査装置固有の走査線曲がりを補正す
る」ように、上記入射位置に応じて定められている。

【００３０】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げる。光源１０と
しては、発光波長７８０ｎｍの半導体レーザを用いた。
光源から被走査面に至る光路上において、光源から数え
て第ｉ番目の面（各レンズのレンズ面の他、半導体レー
ザユニットのカバーガラスおよび偏向反射面を含む）
の、主・副走査対応方向の曲率半径（非円弧形状にあっ
ては近軸曲率半径）をそれぞれ、Ｒmi，Ｒsi、第ｉ番目
の面と第ｉ＋１番目の面との面間隔をＤi、屈折面を有
する光学部材の材質の屈折率をＮで表す。

【００３１】 i Ｒmi Ｒsi Ｄi Ｚ Ｎ 光学部材 ０ 4.45 -3.40 1.511 半導体レーザ １ ∞ ∞ 0.30 カバーガラス ２ ∞ ∞ 2.00 ３ ∞ ∞ 2.50 1.675 カップリングレンズ ４ -5.3856 -5.3856 14.00 ５ ∞ 45.995 3.0 1.519 シリンダレンズ ６ ∞ ∞ ７ ∞ ∞ 38.21 偏向反射面 ８ 199.5 -40.03 18.00 1.519 走査結像光学系 ９ -212 -15.85 17.00 。

【００３２】光源側からの光束の主光線は、図１（ａ）
に示すように、光偏向器３０の回転軸３０Ａｘに直交す
る平面ＳＦに対して「３度の角」をなすように入射す
る。従って、上記入射主光線と回転軸３０Ａｘとの成す
角は８７度である。

【００３３】カップリングレンズの作用は「コリメート
作用」であり、カップリングされた光束は「平行光束」
となる。また、上記Ｚは、図１（ａ）で、偏向反射面３
１による偏向光束の偏向角が０のとき、即ち、偏向光束
の主光線が図１（ｂ）の面ＰＬ内に成る状態において、
回転軸３０Ａｘに直交する面ＳＦから下方への「光源発
光部」のシフト量（ｍｍ）を表す。走査結像光学系４１
の入射側面４１Ａは以下のように特定される。即ち、入
射側面の「対称軸を含み主走査対応方向に平行な平面内
の形状」は、上記対称軸方向にＸ軸、主走査対応方向に
Ｙ軸を取るとき、非球面に関連して広く知られた式、即
ち、Ｒm を近軸曲率半径、Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．
を定数として、 Ｘ(Ｙ)＝Ｙ²／［Ｒm＋Ｒm√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒ
m)²}］＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ
¹⁰＋．．． で表され、近軸曲率半径：Ｒm及び定数：Ｋ，Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，．.により特定される「非円弧形状」である。

【００３４】入射側面４１Ａに就き、上記Ｒm，Ｋ，
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の通りである。 Ｒm＝−１９９．５，Ｋ＝−３５．１３８，Ａ＝−１．
９８Ｅ−７，Ｂ＝２．１７Ｅ−７，Ｃ＝ １．９Ｅ−１
５，Ｄ＝−１．８８Ｅ−１９ 。

【００３５】走査結像光学系４１の入射側面４１Ａの
「副走査断面」内の曲率:Ｃs は、主走査対応方向の座
標：Ｙに応じて、 Ｃs（Ｙ）＝｛１／Ｒs（０）｝＋Σａ_j・Ｙ＊＊２ｊ で表される式に応じて変化している。ｊは自然数：１，
２，３，．．．である。「Ｙ＊＊２ｊ」は「Ｙの２ｊ
乗」を表す。

【００３６】入射側面４１Ａに就いて、上記Ｒs(０)，
ａ_jは以下のとおりである。

【００３７】Ｒs（０）＝−４０．０３，ａ₁＝７．３１
Ｅ−６，ａ₂＝−１．１５Ｅ−８，ａ₃＝ １．３Ｅ−１
１，ａ₄＝−８．２８Ｅ−１５，ａ₅＝ ２．９Ｅ−１
８，ａ₆＝−５．０７Ｅ−２２，ａ₇＝ ３．３６Ｅ−２
６ 以上のようにして、入射側面４１Ａの形状が特定され
る。

【００３８】走査結像光学系４１の射出側面４１Ｂの形
状は以下のように特定する。射出側面４１Ｂは前述の通
り「補正屈折面」であり、副走査断面内の固有傾き：β
₄₁が「光走査装置固有の走査線曲がりを補正する」よう
に、入射位置に応じて定められている。換言すれば、固
有傾き：β₄₁は、主走査対応方向の座標：Ｙの関数：β
₄₁(Ｙ)である。

【００３９】射出側面４１Ｂの形状を特定するのに、先
ず、固有傾き：β₄₁(Ｙ)≡０の場合を「設計基準」とし
て考え、この設計基準において、射出側面４１Ｂの対称
軸を含み主走査対応方向に平行な面内の形状と副走査断
面内の形状とを、入射側面４１Ａの場合と同様、上記
式：Ｘ(Ｙ)，曲率：Ｃｓ(Ｙ)を用いて与え、しかるのち
上記固有傾き：β₄₁を与えて形状を特定する。

【００４０】射出側面４１Ｂに就き、設計基準における
上記Ｒm，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の通りである。 Ｒm＝−２１２，Ｋ＝ ２．１０６，Ａ＝−３．７１Ｅ
−７，Ｂ＝１．７１Ｅ−１１，Ｃ＝−５．９３Ｅ−１
５，Ｄ＝１．４９Ｅ−１８ 。

【００４１】射出側面４１Ｂに就いて、設計基準におけ
る上記Ｒs(０)，ａ_jは以下のとおりである。 Ｒs（０）＝−１５．８５，ａ₁＝３．１９Ｅ−６，ａ₂
＝−９．１３Ｅ−１０，ａ₃＝−５．３７Ｅ−１２，ａ₄
＝６．４９Ｅ−１５，ａ₅＝−３．４２Ｅ−１８，ａ₆＝
８．４９Ｅ−２２，ａ₇＝−８．０７Ｅ−２６ 以上のようにして、入射側面４１Ａの「設計基準」の形
状が特定される。

【００４２】「固有傾き」の特定を行う前に若干説明を
補足する。上記のデータにおいて「Ｅとそれにつづく数
値」は「１０のべき乗」を表す。例えば「Ｅ−９」は
「１０~⁹」を意味し、この数値が直前の数値にかかるの
である。図１に示す光学配置を前記データに従って実現
すると、走査結像光学系４１が設計基準の状態（固有傾
き：β₄₁(Ｙ)≡０の状態）であるときは「走査線の曲が
り」が発生する。このように発生する走査線曲がりは、
光学配置によるものであり、光学設計の結果として生じ
るものである。従って、この状態において存在する「走
査線曲がり」が「光走査装置固有の走査線曲がり」であ
り、これを図２に曲線２−２で示す。

【００４３】固有傾き：β₄₁(Ｙ)は、座標：Ｙの関数と
して「関数形を解析表現として与える」こともできる
が、ここでは、いくつかの代表的なＹ座標値に対すると
びとびの値を一覧として与える。

【００４４】 固有傾き：β₄₁(Ｙ)； Ｙ（ｍｍ） β₄₁(Ｙ)（度） -60 0.25505 -45 0.15855 -30 0.11746 -15 0.04090 0 0.00000 15 0.04090 30 0.11746 45 0.15855 60 0.25505 。

【００４５】Ｙ座標全域にわたる固有傾き：β₄₁(Ｙ)は
上記の「とびとびの値」を滑らかに補完することにより
得ることができる。

【００４６】上記の如く固有傾き：β₄₁(Ｙ)を与える
と、射出側面４１Ｂ、即ち「補正屈折面」の副走査断面
内の曲率中心を主走査方向に連ねた「曲率中心線（設計
基準状態では前記対称軸を含み主走査対応方向に平行な
面内にある）」は、１平面内に無く、３次元的な曲線に
なる。

【００４７】上記固有傾きを入れた補正屈折面を入れる
ことにより、走査線曲がりは、図２の曲線２−１のよう
に補正され、走査線の曲がりは実質的に完全に補正さ
れ、極めて直線性の良い光走査を実現することができ
る。図２の「表」は、上記走査線曲がりの数値である。

【００４８】なお、実施例のような走査結像レンズは、
３次元面形状形成装置により各レンズ面に対応する型を
作製し、この型を用いたプラスチック成形により容易且
つ大量に、従って安価に作製可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な走査結像光学系および光走査装置を実現でき
る。この発明の走査結像光学系は、偏向光束の偏向掃引
する面が非平面であることに起因する「光走査装置固有
の走査線曲がり」を、補正屈折面により良好に補正で
き、主走査を直線化して極めて良好な光走査を実現する
ことができる。請求項２記載の発明では、走査結像レン
ズが単玉のレンズであるので、製造コストが安価で、光
走査装置のコンパクト化を容易に実現できる。さらに、
請求項３記載の発明の走査結像光学系は設計が容易であ
り、請求項４記載の発明の走査結像光学系は光走査の等
速性を容易に実現でき、請求項５記載の発明の走査結像
系は、これを用いることにより回転多面鏡の偏向反射面
の面倒れを有効に補正できる。

【００５０】この発明の光走査装置は上記走査結像光学
系を用いるので、光源から光偏向器に至る光学系部分
と、光偏向器以後の光学系とを上下に重ねるように配備
できるので、床面積を小さくしてコンパクトに構成でき
る。また、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回
転軸とを含む平面に対して対称的に光走査が行われるの
で、サグは発生するにしても像高：０に対称的に発生す
るので、走査結像光学系における等速特性や像面湾曲の
補正が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の１形態を説明するための図で
ある。

【図２】実施例における走査線曲がり補正効果を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１０ 光源 ３０ 光偏向器 ３１ 偏向反射面 ３０Ａｘ 偏向反射面の回転軸 ４１ 走査結像光学系 ４１Ａ 入射側面 ４１Ｂ 射出側面（補正屈折面） ５０ 被走査面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面
   に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入
   射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記光源側からの光束の
   偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む面に対し
   て対称的に光走査を行う光走査装置において、 光源側からの光束を被走査面上に光スポットとして集光
   する走査結像光学系であって、 １以上のレンズを有して構成され、上記レンズにおける
   １以上の面として、走査線の曲がりを補正する補正屈折
   面を有し、 上記補正屈折面は、この補正屈折面への偏向光束の入射
   位置における副走査断面内の固有傾きが、光走査装置固
   有の走査線曲がりを補正するように、上記入射位置に応
   じて定められていることを特徴とする走査結像光学系。
2. 【請求項２】請求項１記載の走査結像光学系において、 単一のレンズにより構成され、光偏向器と被走査面との
   間の光路上に配備されることを特徴とする走査結像光学
   系。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の走査結像光学系に
   おいて、 最も被走査面側に位置するレンズ面が補正屈折面である
   ことを特徴とする走査結像光学系。
4. 【請求項４】請求項１または２または３記載の走査結像
   光学系において、 等角速度的に偏向する偏向光束による光走査を等速化す
   る機能を有することを特徴とする走査結像光学系。
5. 【請求項５】請求項１または２または３または４記載の
   走査結像光学系において、 光偏向器による偏向の起点近傍と被走査面位置とを、副
   走査対応方向において幾何光学的に略共役関係とする機
   能を有することを特徴とする走査結像光学系。
6. 【請求項６】光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面
   に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入
   射させて等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査面上
   に光スポットとして集光させ、上記光源側からの光束の
   偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む面に対し
   て対称的に光走査を行う光走査装置であって、 請求項１〜４の任意の１に記載の走査結像光学系を用い
   ることを特徴とする光走査装置。
7. 【請求項７】光源からの光束を、光偏向器である回転多
   面鏡の偏向反射面に、この回転多面鏡の回転軸に斜めに
   交わる方向から入射させて、偏向反射面近傍に主走査対
   応方向に長い線像として結像させるとともに、上記回転
   多面鏡により等角速度的に偏向させ、偏向光束を被走査
   面上に光スポットとして集光させ、上記光源側からの光
   束の入射方向と上記回転軸とを含む面に対して対称的に
   光走査を行う光走査装置であって、 請求項５記載の走査結像光学系を用いることを特徴とす
   る光走査装置。