JPH11231215A

JPH11231215A - 結像レンズ

Info

Publication number: JPH11231215A
Application number: JP3747198A
Authority: JP
Inventors: Hideki Fukunaga; 秀樹福永
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】色収差が少なく、装置を大型化せずに高解像
が得られる結像レンズ系および記録光学装置を提供す
る。【解決手段】この結像レンズ１は、縮小側Ｂに配置さ
れ、互いに接合された１組のレンズを含み、正のパワー
を有する前側レンズ群２と、前側レンズ群２の拡大側合
成焦点位置４ａに一致するように配置された絞り４と、
絞り４の拡大側Ａに配置され、複数のレンズからなり、
負のパワーを有する後側レンズ群３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、独立に制御可能な
１次元もしくは２次元に配列された複数の発光部を有す
る光源を用いた複写機やプリンター等の記録光学装置に
用いられる投影型の結像レンズ系およびそれを用いた記
録光学装置に関し、特に、色収差が少なく、装置を大型
化せずに高解像が得られる結像レンズ系および記録光学
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の投影型の結像レンズとして、例え
ば特開昭６２−５２５１６号公報および特開平３−７２
３１０号公報に示されるものがある。

【０００３】特開昭６２−５２５１６号公報に示された
従来の結像レンズ系は、工学図面をマイクロ像サイズに
縮小するマイクログラフィックスに用いられるものであ
り、互いに間隔を有して配置された少なくとも４群から
なる１０個のレンズ素子で構成されており、一対のメニ
スカスレンズからなる第１レンズ群と、互いに接合され
た２重レンズおよび両凸レンズからなる第２レンズ群
と、平凸レンズおよび互いに接合された２重レンズから
なる第３レンズ群と、互いに接合された２重レンズから
なる第４レンズ群と、第２レンズ群と第３レンズ群の間
に配置された開口絞りとから構成されている。この結像
レンズ系によれば、色収差が少なく、半画角が３３°の
超広角レンズを提供することができる。

【０００４】特開平３−７２３１０号公報に示された従
来の結像レンズ系は、プリント基板の製造における露光
装置に用いられるものであり、像側テレセントリック系
のレンズ系により構成されている。すなわち、この結像
レンズ系は、物体側に凸面を向けた正のパワーを有する
第１レンズと、この第１レンズの像側に配置され、物体
側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズと、こ
の第２レンズの像側に配置され、凹面を像側に向けた負
のパワーを有する第３レンズとからなる前側レンズ群
と、この前側レンズ群の像側に配置され、物体側に凹面
を向けた負のパワーを有する第４レンズと、この第４レ
ンズの像側に配置され、凹面を像側に向けた正のパワー
を有する第５レンズと、この第５レンズの像側に配置さ
れ、凸面を像側に向けた正のパワーを有する第６レンズ
と、この第６レンズの像側に配置され、凸面を物体側に
向けた正のパワーを有する第７レンズとからなる後側レ
ンズ群と、後側レンズ群の前側合成焦点位置に一致する
ように前側レンズ群と後側レンズ群との間に配置された
絞りとにより構成されている。この結像レンズ系によれ
ば、テレセントリック系を採用することにより、像の寸
法精度が高くなり、画面サイズに比べ物像間距離が大き
くなるとともに、口径比が大きくなって解像度を向上さ
せることができる。

【０００５】一方、電子写真方式による光プリンターや
デジタル複写機等の記録光学装置においては、近年画像
品質の向上が要求され、印字画像の高精度化、すなわち
解像度の向上が進んでいる。このような従来の記録光学
装置としては、例えば、特開平１−１５２６８３号公報
に示されているものがある。この記録光学装置は、半導
体レーザを１次元的に配列させた半導体レーザアレイを
光源に用いたレーザビームスキャナーである。ここでは
半導体レーザアレイを光源としているために十分な光量
が得られ、また発光パターンを光学系によって記録面上
に投影させるため、可動部が必要ない。また、光源に単
色光である半導体レーザを用いているために、単一波長
に対応した光学系でよいことから、色収差補正が必要な
いという利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６２−
５２５１６号公報に示された従来の結像レンズ系による
と、マイクログラフィック用のレンズ系は十分な画面サ
イズを備えているものの、拡大側の倍率は１０倍以上と
大きく、ＦナンバーもＦ／５以上と大きいために必要な
解像度が得られないという問題がある。また、縮小側は
テレセントリック系となっていないため、ここで用いて
いるレンズ系を、各レーザ素子から出射されるレーザ光
の主光線が平行になっている半導体レーザアレイにその
まま適用させることはできない。

【０００７】特開平３−７２３１０号公報に示された従
来の結像レンズ系によると、縮小側テレセントリック系
の構成となっており、拡大側が２〜５倍の低い拡大倍率
でＦナンバーも２〜４程度と比較的明るく高い解像度を
持っていると思われる。しかしながら、この露光装置に
用いられるレンズ系は焦点距離が短くかつ拡大側の画角
が狭いため、ここでのレンズ系をそのまま適用して記録
光学装置に必要な画面サイズ（１２０ｍｍ以上）を満足
しようとすると、巨大なレンズ群が必要となることか
ら、装置を大型化せずに高解像化するには限界があると
いう問題がある。

【０００８】特開平１−１５２６８３号公報に示された
従来の記録光学装置によると、半導体レーザアレイを光
源としているために十分な光量が得られるが、半導体レ
ーザを１次元的に配列しているため、熱的な干渉と作製
上の点から集積化に限界があることから、像面上での高
解像に対応した高密度化に制限が有り、また倍率を小さ
くした場合でも、半導体レーザアレイの大きさの制限か
ら、大きな画面サイズを有し、高解像が得られないとい
う問題がある。また、単色光の半導体レーザを用いて
も、環境温度の変化や同一アレイ内でのばらつきにより
波長差が生じ、色収差が生ずるという問題がある。

【０００９】従って、本発明の目的は、色収差が少な
く、装置を大型化せずに高解像が得られる結像レンズ系
および記録光学装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、縮小側あるいは拡大側からの入射光を拡大
あるいは縮小して結像面に結像させる結像レンズにおい
て、前記縮小側に配置され、互いに接合された１組のレ
ンズを含み、正のパワーを有する前側レンズ群と、前記
前側レンズ群の拡大側合成焦点位置に一致するように配
置された絞りと、前記絞りの拡大側に配置され、複数の
レンズからなり、負のパワーを有する後側レンズ群とを
備えたことを特徴とする結像レンズ系を提供する。本発
明は、上記目的を達成するため、複数のレーザ素子を有
し、画像信号に基づいて前記複数のレーザ素子から複数
のレーザビームを出射する半導体レーザアレイと、縮小
側あるいは拡大側に配置された前記半導体レーザアレイ
の前記複数のレーザ素子からの前記複数のレーザビーム
を拡大あるいは縮小して結像面上に結像させる結像レン
ズ系と、前記複数のレーザ素子から出射され、前記結像
レンズを介して照射される前記複数のレーザビームによ
って前記結像面上で露光され、前記画像信号に応じた静
電潜像が形成される感光体とを備えた記録光学装置にお
いて、前記結像レンズ系は、前記縮小側に配置され、互
いに接合された１組のレンズを含み、正のパワーを有す
る前側レンズ群と、前記前側レンズ群の拡大側合成焦点
位置に一致するように配置された絞りと、前記絞りの拡
大側に配置され、複数のレンズからなり、負のパワーを
有する後側レンズ群とを備えたことを特徴とする記録光
学装置を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る結像レンズ系を示す。なお、同図において、右
側が拡大側（物体）Ａを示し、左側が縮小側（像）Ｂを
示す（他の図でも同じ。）。この結像レンズ系１は、縮
小側Ｂあるいは拡大側Ａ（本実施の形態では、縮小側Ｂ
とする。）からの入射光を拡大して結像面上に結像させ
るものであり、縮小側Ｂに配置され、互いに接合された
１組のレンズを含み、正のパワーを有する前側レンズ群
２と、前側レンズ群２の拡大側Ａ合成焦点位置に一致す
るよう配置された絞り４と、絞り４の拡大側Ａに配置さ
れ、複数のレンズからなり、負のパワーを有する後側レ
ンズ群３とを備えている。なお、ｒ_iはレンズの曲率半
径を示し、ｄ_iは各レンズの面の隣り合った面間隔、お
よびレンズ面と絞り４の間隔を示している（以下に示す
図において同じ。）。

【００１２】第１の実施の形態の前側レンズ群２は、縮
小側Ｂに配置され、拡大側Ａに凸面を向けた正のパワー
を有する第１レンズ１１と、第１レンズ１１の拡大側Ａ
に配置され、縮小側Ｂに凸面を向けた正のパワーを有す
る第２レンズ１２と、第２レンズ１２の拡大側Ａに配置
され縮小側Ｂに凸面を向けた第３レンズ１３と、第３レ
ンズ１３の拡大側Ａの面に接合され、拡大側Ａに凹面を
向けた第４レンズ１４とからなる。

【００１３】第１の実施の形態の後側レンズ群３は、絞
りの拡大側Ａに配置され、拡大側Ａに凹面を向けた負の
パワーを有する第５レンズ１５と、第５レンズ１５の拡
大側Ａに配置され、縮小側Ｂに凸面を向けた正のパワー
を有する第６レンズ１６と、第６レンズ１６の拡大側Ａ
に配置され、縮小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有す
る第７レンズ１７と、第７レンズ１７の拡大側Ａに配置
され、縮小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有する第８
レンズ１８と、第８レンズ１８の拡大側Ａに配置され、
拡大側Ａに凸面を向けた正のパワーを有する第９レンズ
１９と、第９レンズ１９の拡大側Ａに配置され、拡大側
Ａに凸面を向けた正のパワーを有する第１０レンズ２０
とからなる。

【００１４】上記構成の結像レンズ系１の作用を説明す
る。

【００１５】後側レンズ群３は、全体として負のパワー
を有するので、拡大側Ａで広い画角となり、大きな画面
サイズが得られる。その一方、それによって発生する収
差も増大する。そこで、後側レンズ群３を複数の負のパ
ワーを有するレンズで構成することにより、パワーを分
散させて発生する収差を減らすことができる。さらに、
後側レンズ群３内に正のパワーを有するレンズを導入
し、負のパワーを有するレンズと正のパワーを有するレ
ンズの構成を適正化することにより、負レンズで発生し
た収差を正レンズによって打ち消し、結像レンズ系１全
体の収差を抑制することができる。

【００１６】また、光源に半導体レーザアレイを用いた
場合、一般に、各レーザ素子からの出射光は互いに平行
であるため、縮小側Ｂをテレセントリック系の構成とし
なければならない。そのため、縮小側Ｂに設けた前側レ
ンズ群２は、少なくとも２枚の正のパワーを有するレン
ズを含んでいる。この群が例えば１枚の場合、テレセン
トリック系となるよう半導体レーザアレイから出射され
たレーザビームの軸外の光軸に平行な主光線を絞りの中
心に向かうように曲げかつ収差を抑えた明るいレンズと
することは困難である。

【００１７】また、半導体レーザアレイ内の各レーザ素
子の波長のばらつきや、環境あるいは経時的な変化によ
ってレーザの波長に変動がある場合、単一波長もしくは
狭い波長領域で設計されたレンズ系では波長が異なるこ
とによって波長ごとに焦点位置が大きくずれるという色
収差の問題が発生する。ここでは、第３レンズ１３と第
４レンズ１４を分散の大きく異なるレンズを用い、か
つ、互いにに接合させることにより、波長変動に対する
焦点位置ずれの抑制が可能である。

【００１８】上記構成の第１の実施の形態によれば、後
側レンズ群３は、負のパワーを有するので、拡大側Ａで
半画角１０°以上の広角となり、レンズの径に比べて大
きな画面サイズが得られる。従って、拡大倍率が５〜１
０倍、焦点距離が５０ｍｍ〜１００ｍｍと長く、像高６
０ｍｍ以上にわたって書き込みが可能となる。また、前
側レンズ群２および後側レンズ群３を絞り４に向かう凹
面を有する複数のレンズから構成したので、Ｆナンバー
が３以下と明るく、高解像が得られる。また、前側レン
ズ群２は、正のパワーを有するので、テレセントリック
系の構成が容易になり、装置を大型化せずに高解像度が
得られる半導体レーザアレイを光源に用いることができ
る。また、レンズの使用枚数を減らすことができるの
で、レンズ全長が５０ｍｍ〜１５０ｍｍと小型化が図れ
る。また、第３レンズ１３と第４レンズ１４とを互いに
接合しているので、半導体レーザの波長の変動幅と考え
られる７７０ｎｍから７９０ｎｍの波長領域で波長変動
に対するデフォーカスが０．０１ｍｍ／ｎｍ以下と小さ
くなる。

【００１９】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る
結像レンズ系を示す。この結像レンズ系１は、第１の実
施の形態と同様に構成された前側レンズ群２および絞り
４と、第１の実施の形態とは異なる構成の後側レンズ群
３とを備えている。

【００２０】後側レンズ群３は、絞り４の拡大側Ａに配
置され、縮小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有する第
５レンズ１５と、第５レンズ１５の拡大側Ａに配置さ
れ、拡大側Ａに凸面を向けた正のパワーを有する第６レ
ンズ１６と、第６レンズ１６の拡大側Ａに配置され、縮
小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有する第７レンズ１
７と、第７レンズ１７の拡大側Ａに配置され、拡大側Ａ
に凸面を向けた正のパワーを有する第８レンズ１８と、
第８レンズ１８の拡大側Ａに配置され、拡大側Ａに凸面
を向けた正のパワーを有する第９レンズ１９と、第９レ
ンズ１９の拡大側Ａに配置され、縮小側Ｂに凹面を向け
た負のパワーを有する第１０レンズ２０とからなる。

【００２１】図３は、本発明の第３の実施の形態に係る
結像レンズ系を示す。この結像レンズ系１は、第１の実
施の形態と同様に構成された前側レンズ群２および絞り
４と、第１の実施の形態とは異なる構成の後側レンズ群
３とを備えている。

【００２２】後側レンズ群３は、絞り４の拡大側Ａに配
置され、縮小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有する第
５レンズ１５と、第５レンズ１５の拡大側Ａに配置さ
れ、拡大側Ａに凸面を向けた正のパワーを有する第６レ
ンズ１６と、第６レンズ１６の拡大側Ａに配置され、縮
小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有する第７レンズ１
７と、第７レンズ１７の拡大側Ａに配置され、縮小側Ｂ
に凹面を向けた負のパワーを有する第８レンズ１８と、
第８レンズ１８の拡大側Ａに配置され、拡大側Ａに凸面
を向けた正のパワーを有する第９レンズ１９と、第９レ
ンズ１９の拡大側Ａに配置され、縮小側Ｂに凹面を向け
た負のパワーを有する第１０レンズ２０とからなる。

【００２３】図４は、本発明の第４の実施の形態に係る
結像レンズ系を示す。この結像レンズ系１は、第１の実
施の形態と同様に構成された前側レンズ群２および絞り
４と、第１の実施の形態とは異なる構成の後側レンズ群
３とを備えている。

【００２４】後側レンズ群３は、絞り４の拡大側Ａに配
置され、縮小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有する第
５レンズ１５と、第５レンズ１５の拡大側Ａに配置さ
れ、拡大側Ａに凸面を向けた正のパワーを有する第６レ
ンズ１６と、第６レンズ１６の拡大側Ａに配置され、縮
小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有する第７レンズ１
７と、第７レンズ１７の拡大側Ａに配置され、拡大側Ａ
に凹面を向けた負のパワーを有する第８レンズ１８と、
第８レンズ１８の拡大側Ａに配置され、拡大側Ａに凸面
を向けた正のパワーを有する第９レンズ１９と、第９レ
ンズ１９の拡大側Ａに配置され、縮小側Ｂに凹面を向け
た負のパワーを有する第１０レンズ２０とからなる。

【００２５】図５は、本発明の第５の実施の形態に係る
結像レンズ系を示す。この結像レンズ系１は、第１の実
施の形態と同様に構成された絞り４と、第１の実施の形
態とは異なる構成の前側レンズ群２および後側レンズ群
３とを備えている。

【００２６】前側レンズ群２は、縮小側Ｂに配置され、
拡大側Ａに凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズ
１１と、第１レンズ１１の拡大側Ａに配置され、縮小側
Ｂに凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ１２
と、第２レンズ１２の拡大側Ａに配置され、縮小側Ｂに
凹面を向けた第３レンズ１３と、第３レンズ１３の拡大
側Ａの面に接合され、拡大側Ａに凹面を向けた第４レン
ズ１４とからなる。

【００２７】後側レンズ群３は、絞り４の拡大側Ａに配
置され、縮小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有する第
５レンズ１５と、第５レンズ１５の拡大側Ａに配置さ
れ、拡大側Ａに凸面を向けた正のパワーを有する第６レ
ンズ１６と、第６レンズ１６の拡大側Ａに配置され、縮
小側Ｂに凹面を向けた負のパワーを有する第７レンズ１
７と、第７レンズ１７の拡大側Ａに配置され、縮小側Ｂ
に凹面を向けた負のパワーを有する第８レンズ１８と、
第８レンズ１８の拡大側Ａに配置され、拡大側Ａに凸面
を向けた正のパワーを有する第９レンズ１９と、第９レ
ンズ１９の拡大側Ａに配置され、縮小側Ｂに凹面を向け
た負のパワーを有する第１０レンズ２０とからなる。

【００２８】図６は、本発明の実施の形態に係る記録光
学装置を示す。この記録光学装置１００は、ｎ×ｍ個の
レーザ素子をアレイ状に配置し、各レーザ素子からレー
ザビームを平行に同時に独立して出射可能な半導体レー
ザアレイ１０１と、半導体レーザアレイ１０１の各レー
ザ素子から平行に出射された複数のレーザビームを合成
焦点位置６ａに集光させた後、所定の画角で拡大して図
示しない駆動装置によって回転する感光体ドラム１０２
上に結像させる上記構成の結像レンズ系１と、画像信号
を記憶した画像メモリ１０３と、画像メモリ１０３から
画像信号を読み出し、その画像信号を処理して記録パタ
ーンに応じた記録信号を入力して出力する信号処理回路
１０４と、信号処理回路１０４からの記録信号を入力し
て半導体レーザアレイ１０１を駆動するレーザ駆動回路
１０５と、レーザ駆動回路１０５に制御信号を出力して
レーザ駆動回路１０５による駆動を制御する制御回路１
０６とを具備している。また、この記録光学装置１００
は、図示は省略するが、感光体ドラム１０２の周囲に帯
電器，現像器，転写器等の画像形成手段を設け、転写器
の前段には、転写器に記録用紙を供給する給紙部を設
け、転写器の後段には、記録用紙に転写されたトナー像
を定着する定着器、およびトナー像が定着された記録用
紙を排紙する排紙部等を設けている。

【００２９】上記構成の記録光学装置１００によれば、
環境温度の変化によるレーザビームの波長変化や、同一
アレイ内での波長ばらつきによる波長変動があっても、
画質劣化のないように焦点深度に対して十分小さいデフ
ォーカスに抑えることができる。また、結像レンズ系１
は、感光体ドラム１０２のある拡大側Ａで５倍から１０
倍の倍率を有しているので、光源を小型化できる。ま
た、結像レンズ系１は、Ｆナンバーが３より小さく明る
いため、感光体ドラム１０２上に結像されるレーザビー
ムのスポット径を小さくでき、高い解像度の画像を形成
することができる。また、結像レンズ系１は、焦点距離
が５０〜１００ｍｍで半画角１０°以上の広角であるた
め、半導体レーザアレイ１０１から感光体ドラム１０２
までの全長を５００ｍｍ以下に短くでき、かつ６０ｍｍ
以上の像高が得られるので、装置の小型化が図れる。ま
た、結像レンズ系１は、縮小側Ｂをテレセントリック系
に構成しているので、縮小側Ｂにレーザビームの主光線
が光軸に平行な半導体レーザアレイ１０１を用いること
ができるので、高解像度が得られる。

【００３０】

【実施例】＜実施例１＞表１は、図１に示す第１の実施
の形態に対応する実施例１の結像レンズ系のレンズデー
タを示す。

【表１】

【００３１】表１において、ｒｉはレンズの曲率半径を
示し、ｄｉは各レンズの面の隣り合った面間隔、および
レンズ面と絞りとの間隔を示している。また、ｎｊはｄ
線における各レンズの屈折率で、νj は分散値を示して
いる。上記レンズデータを有する結像レンズ系の有効焦
点距離ｆ、倍率Ｍ、像高ＩＭＨ、物体側開口数ＮＡ、物
像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬは以下の通りに
それぞれ設定されている。ｆ＝５９．９７９８ｍｍ，Ｍ＝６，ＩＭＨ＝６０ｍｍ，
ＮＡ＝０．１６９ＴＴ＝４４６．２１５５ｍｍ，ＯＡＬ＝１００ｍｍ

【００３２】図７(a) ，(b) ，(c) および図８(a) ，
(b) ，(c) は、上記のように構成された結像レンズ系の
球面収差、非点収差、歪曲収差、および像高６０ｍｍ，
４０ｍｍ，０ｍｍの横収差をそれぞれ示す。それぞれの
図においては、縮小側Ｂの光源として用いる半導体レー
ザの波長である７８０ｎｍについてのものである。図７
の非点収差図および図８において、Ｓはサジタル像面を
表わし、Ｔはタンジェンシャル像面を表している。本実
施例では、第３レンズ１３と第４レンズ１４の接合面が
縮小側Ｂに凸面をなしており、拡散レンズとなる第８レ
ンズ１８の拡大側Ａに２枚の凸レンズ（１９，２０）を
配置している。なお、後で述べる実施例においては、上
記と同一符号を用いてその説明を省略する。

【００３３】＜実施例２＞表２は、図２に示す第２の実
施の形態に対応する実施例２の結像レンズ系のレンズデ
ータを示す。

【表２】

【００３４】上記レンズデータを有する結像レンズ系の
有効焦点距離ｆ、倍率Ｍ、像高ＩＭＨ、物体側開口数Ｎ
Ａ、物像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬは以下の
通りにそれぞれ設定されている。ｆ＝６０．０００３ｍｍ，Ｍ＝６，ＩＭＨ＝６０ｍｍ，
ＮＡ＝０．１６９ＴＴ＝４５１．３４７ｍｍ，ＯＡＬ＝１００ｍｍ

【００３５】図９(a) ，(b) ，(c) および図１０(a) ，
(b) ，(c) は、上記のように構成された結像レンズ系の
球面収差、非点収差、歪曲収差、および像高６０ｍｍ，
４０ｍｍ，０ｍｍの横収差をそれぞれ示す。本実施例で
は、第３レンズ１３と第４レンズ１４の接合面が縮小側
Ｂに凹面をなしており、拡散レンズとなる第７レンズ１
７と第１０レンズ２０の間に２枚の凸レンズ（１８，１
９）を配置している。

【００３６】＜実施例３＞表３は、図３に示す第３の実
施の形態に対応する実施例３の結像レンズ系のレンズデ
ータを示す。

【表３】

【００３７】上記レンズデータを有する結像レンズ系の
有効焦点距離ｆ、倍率Ｍ、像高ＩＭＨ、物体側開口数Ｎ
Ａ、物像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬは以下の
通りにそれぞれ設定されている。ｆ＝５９．９９７ｍｍ，Ｍ＝６，ＩＭＨ＝６０ｍｍ，Ｎ
Ａ＝０．１６９ＴＴ＝４５５．９４１９ｍｍ，ＯＡＬ＝１００ｍｍ

【００３８】図１１(a) ，(b) ，(c) および図１２(a)
，(b) ，(c) は、上記のように構成された結像レンズ
系の球面収差、非点収差、歪曲収差、および像高６０ｍ
ｍ，４０ｍｍ，０ｍｍの横収差をそれぞれ示す。本実施
例では、第３レンズ１３と第４レンズ１４の接合面が縮
小側Ｂに凹面をなしており、拡散レンズとなる第８レン
ズ１８と第１０レンズ２０の間に１枚の凸レンズ（１
９）を配置している。

【００３９】＜実施例４＞表４は、図４に示す第４の実
施の形態に対応する実施例４の結像レンズ系のレンズデ
ータを示す。

【表４】

【００４０】上記レンズデータを有する結像レンズ系の
有効焦点距離ｆ、倍率Ｍ、像高ＩＭＨ、物体側開口数Ｎ
Ａ、物像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬは以下の
通りにそれぞれ設定されている。ｆ＝５９．９９９９ｍｍ，Ｍ＝６，ＩＭＨ＝６０ｍｍ，
ＮＡ＝０．１６９ＴＴ＝４５７．７７２９ｍｍ，ＯＡＬ＝１００ｍｍ

【００４１】図１３(a) ，(b) ，(c) および図１４(a)
，(b) ，(c) は、上記のように構成された結像レンズ
系の球面収差、非点収差、歪曲収差、および像高６０ｍ
ｍ，４０ｍｍ，０ｍｍの横収差をそれぞれ示す。本実施
例では、第３レンズ１３と第４レンズ１４の接合面が縮
小側Ｂに凹面をなしており、拡散レンズとなる第７レン
ズ１７と第１０レンズ２０の間に１枚の凸レンズ（１
９）と１枚の凹レンズ（１８）を配置している。

【００４２】＜実施例５＞表５は、図５に示す第５の実
施の形態に対応する実施例５の結像レンズ系のレンズデ
ータを示す。

【表５】

【００４３】上記レンズデータを有する結像レンズ系の
有効焦点距離ｆ、倍率Ｍ、像高ＩＭＨ、物体側開口数Ｎ
Ａ、物像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬは以下の
通りにそれぞれ設定されている。ｆ＝５９．９８８４ｍｍ，Ｍ＝６，ＩＭＨ＝６０ｍｍ，
ＮＡ＝０．１６９ＴＴ＝４３１．９３７２ｍｍ，ＯＡＬ＝１００ｍｍ

【００４４】図１５(a) ，(b) ，(c) および図１６(a)
，(b) ，(c) は、上記のように構成された結像レンズ
系の球面収差、非点収差、歪曲収差、および像高６０ｍ
ｍ，４０ｍｍ，０ｍｍの横収差をそれぞれ示す。本実施
例では、第３レンズ１３と第４レンズ１４の接合面が縮
小側Ｂに凸面をなしており、拡散レンズとなる第８レン
ズ１８と第１０レンズ２０の間に１枚の凸レンズ（１
９）を配置し、歪曲を０．１％以下に低減している。

【００４５】＜実施例６＞表６は、図１に示す第１の実
施の形態に対応する実施例６の結像レンズ系のレンズデ
ータを示す。

【表６】

【００４６】上記レンズデータを有する結像レンズ系の
有効焦点距離ｆ、倍率Ｍ、像高ＩＭＨ、物体側開口数Ｎ
Ａ、物像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬは以下の
通りにそれぞれ設定されている。ｆ＝５９．９８７５ｍｍ，Ｍ＝６，ＩＭＨ＝６０ｍｍ，
ＮＡ＝０．１６９ＴＴ＝４５５．８９８４ｍｍ，ＯＡＬ＝１００ｍｍ

【００４７】図１８(a) ，(b) ，(c) および図１９(a)
，(b) ，(c) は、上記のように構成された結像レンズ
系の球面収差、非点収差、歪曲収差、および像高６０ｍ
ｍ，４０ｍｍ，０ｍｍの横収差をそれぞれ示す。本実施
例では、第３レンズ１３と第４レンズ１４の接合面が縮
小側Ｂに凸面をなしており、拡散レンズとなる第７レン
ズ１７の拡大側Ａに２枚の凸レンズ（１９，２０）を配
置している。

【００４８】＜実施例７＞図２０は、図３に示す第３の
実施の形態に対応する実施例７の結像レンズ系を示す。
表７は、実施例７の結像レンズ系のレンズデータを示
す。

【表７】

【００４９】上記レンズデータを有する結像レンズ系の
有効焦点距離ｆ、倍率Ｍ、像高ＩＭＨ、物体側開口数Ｎ
Ａ、物像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬは以下の
通りにそれぞれ設定されている。ｆ＝５９．９８６８ｍｍ，Ｍ＝６，ＩＭＨ＝６０ｍｍ，
ＮＡ＝０．１６９ＴＴ＝４４４．４３６１ｍｍ，ＯＡＬ＝１００ｍｍ

【００５０】図２１(a) ，(b) ，(c) および図２２(a)
，(b) ，(c) は、上記のように構成された結像レンズ
系の球面収差、非点収差、歪曲収差、および像高６０ｍ
ｍ，４０ｍｍ，０ｍｍの横収差をそれぞれ示す。本実施
例では、第３レンズ１３と第４レンズ１４の接合面が縮
小側Ｂに凹面をなしており、拡散レンズとなる第８レン
ズ１８と第１０レンズ２０の間に１枚の凸レンズ（１
９）を配置し、歪曲を０．１％以下に低減している。

【００５１】＜実施例８＞図２３は、図２に示す第２の
実施の形態に対応する実施例８の結像レンズ系を示す。
表８は、実施例８の結像レンズ系のレンズデータを示
す。

【表８】

【００５２】上記レンズデータを有する結像レンズ系の
有効焦点距離ｆ、倍率Ｍ、像高ＩＭＨ、物体側開口数Ｎ
Ａ、物像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬは以下の
通りにそれぞれ設定されている。ｆ＝５９．９８４７ｍｍ，Ｍ＝６，ＩＭＨ＝６０ｍｍ，
ＮＡ＝０．１６９ＴＴ＝４４７．２２５２ｍｍ，ＯＡＬ＝１００ｍｍ

【００５３】図２４(a) ，(b) ，(c) および図２５(a)
，(b) ，(c) は、上記のように構成された結像レンズ
系の球面収差、非点収差、歪曲収差、および像高６０ｍ
ｍ，４０ｍｍ，０ｍｍの横収差をそれぞれ示す。本実施
例では、第３レンズ１３と第４レンズ１４の接合面が縮
小側Ｂに凹面をなしており、拡散レンズとなる第７レン
ズ１７と第１０レンズ２０の間に２枚の凸レンズ（１
８，１９）を配置し、歪曲を０．１％以下に低減してい
る。

【００５４】＜実施例９＞図２６は、図３に示す第３の
実施の形態に対応する実施例９の結像レンズ系を示す。
表９は、実施例９の結像レンズ系のレンズデータを示
す。

【表９】

【００５５】上記レンズデータを有する結像レンズ系の
有効焦点距離ｆ、倍率Ｍ、像高ＩＭＨ、物体側開口数Ｎ
Ａ、物像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬは以下の
通りにそれぞれ設定されている。ｆ＝５９．９８６３ｍｍ，Ｍ＝６，ＩＭＨ＝６０ｍｍ，
ＮＡ＝０．１６９ＴＴ＝４４９．８９２ｍｍ，ＯＡＬ＝１００ｍｍ

【００５６】図２７(a) ，(b) ，(c) および図２８(a)
，(b) ，(c) は、上記のように構成された結像レンズ
系の球面収差、非点収差、歪曲収差、および像高６０ｍ
ｍ，４０ｍｍ，０ｍｍの横収差をそれぞれ示す。本実施
例では、第３レンズ１３と第４レンズ１４の接合面が縮
小側Ｂに凹面をなしており、拡散レンズとなる第８レン
ズ１８と第１０レンズ２０の間に１枚の凸レンズ（１
９）を配置し、歪曲を０．１％以下に低減している。

【００５７】なお、本実施の形態では、半導体レーザア
レイが平板状で、各レーザ素子からは面に垂直方向に互
いに平行にレーザ光の主光線が出射されるものを用い、
半導体レーザアレイの大きさがレンズ系の径に対して無
視できない大きさであるため、縮小側Ｂはテレセントリ
ック系としたが、半導体レーザアレイが球面上かもしく
は曲面上に配置されている場合や、半導体レーザアレイ
が平板状であっても各レーザ光のレーザ光の主光線がレ
ンズの絞りに向かうよう構成されている場合は、テレセ
ントリック系に比べて設計が容易となるため、本実施の
形態を補正して用いることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
縮小側に配置される前側レンズ群は、互いに接合された
１組のレンズを含んで構成されているので、色収差を低
減することができる。また、縮小側に配置される前側レ
ンズ群は、正のパワーを有するように複数のレンズから
構成されているので、テレセントリック系の構成が容易
になり、装置を大型化せずに高解像が得られる半導体レ
ーザアレイを光源に用いることができる。また、拡大側
に配置される後側レンズ群は、負のパワーを有するよう
に複数のレンズから構成されているので、広角化が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る結像レンズ系
の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る結像レンズ系
の構成を示す断面図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る結像レンズ系
の構成を示す断面図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係る結像レンズ系
の構成を示す断面図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態に係る結像レンズ系
の構成を示す断面図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る記録光学装置の概略
構成を示す斜視図である。

【図７】本発明の実施例１における諸収差図であり、
(a) は球面収差図、(b) は非点収差図、(c) は歪曲収差
図である。

【図８】本発明の実施例１における横収差図であり、
(a) は像高６０ｍｍの横収差図、(b) は像高４０ｍｍの
横収差図、(c) は像高０ｍｍの横収差図である。

【図９】本発明の実施例２における諸収差図であり、
(a) は球面収差図、(b) は非点収差図、(c) は歪曲収差
図である。

【図１０】本発明の実施例２における横収差図であり、
(a) は像高６０ｍｍの横収差図、(b) は像高４０ｍｍの
横収差図、(c) は像高０ｍｍの横収差図である。

【図１１】本発明の実施例３における諸収差図であり、
(a) は球面収差図、(b) は非点収差図、(c) は歪曲収差
図である。

【図１２】本発明の実施例３における横収差図であり、
(a) は像高６０ｍｍの横収差図、(b) は像高４０ｍｍの
横収差図、(c) は像高０ｍｍの横収差図である。

【図１３】本発明の実施例４における諸収差図であり、
(a) は球面収差図、(b) は非点収差図、(c) は歪曲収差
図である。

【図１４】本発明の実施例４における横収差図であり、
(a) は像高６０ｍｍの横収差図、(b) は像高４０ｍｍの
横収差図、(c) は像高０ｍｍの横収差図である。

【図１５】本発明の実施例５における諸収差図であり、
(a) は球面収差図、(b) は非点収差図、(c) は歪曲収差
図である。

【図１６】本発明の実施例５における横収差図であり、
(a) は像高６０ｍｍの横収差図、(b) は像高４０ｍｍの
横収差図、(c) は像高０ｍｍの横収差図である。

【図１７】本発明の実施例６に係る結像レンズ系の構成
を示す断面図である。

【図１８】本発明の実施例６における諸収差図であり、
(a) は球面収差図、(b) は非点収差図、(c) は歪曲収差
図である。

【図１９】本発明の実施例６における横収差図であり、
(a) は像高６０ｍｍの横収差図、(b) は像高４０ｍｍの
横収差図、(c) は像高０ｍｍの横収差図である。

【図２０】本発明の実施例７に係る結像レンズ系の構成
を示す断面図である。

【図２１】本発明の実施例７における諸収差図であり、
(a) は球面収差図、(b) は非点収差図、(c) は歪曲収差
図である。

【図２２】本発明の実施例７における横収差図であり、
(a) は像高６０ｍｍの横収差図、(b) は像高４０ｍｍの
横収差図、(c) は像高０ｍｍの横収差図である。

【図２３】本発明の実施例８に係る結像レンズ系の構成
を示す断面図である。

【図２４】本発明の実施例８における諸収差図であり、
(a) は球面収差図、(b) は非点収差図、(c) は歪曲収差
図である。

【図２５】本発明の実施例８における横収差図であり、
(a) は像高６０ｍｍの横収差図、(b) は像高４０ｍｍの
横収差図、(c) は像高０ｍｍの横収差図である。

【図２６】本発明の実施例９に係る結像レンズ系の構成
を示す断面図である。

【図２７】本発明の実施例９における諸収差図であり、
(a) は球面収差図、(b) は非点収差図、(c) は歪曲収差
図である。

【図２８】本発明の実施例９における横収差図であり、
(a) は像高６０ｍｍの横収差図、(b) は像高４０ｍｍの
横収差図、(c) は像高０ｍｍの横収差図である。

【符号の説明】

１結像レンズ系２前側レンズ群３後側レンズ群４絞り４ａ合成焦点位置１１第１レンズ１２第２レンズ１３第３レンズ１４第４レンズ１５第５レンズ１６第６レンズ１７第７レンズ１８第８レンズ１９第９レンズ２０第１０レンズ１００記録光学装置１０１半導体レーザアレイ１０２感光体ドラム１０３画像メモリ１０４信号処理回路１０５レーザ駆動回路１０６制御回路Ａ拡大側Ｂ縮小側

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縮小側あるいは拡大側からの入射光を拡大
あるいは縮小して結像面に結像させる結像レンズにおい
て、前記縮小側に配置され、互いに接合された１組のレンズ
を含み、正のパワーを有する前側レンズ群と、前記前側レンズ群の拡大側合成焦点位置に一致するよう
に配置された絞りと、前記絞りの拡大側に配置され、複数のレンズからなり、
負のパワーを有する後側レンズ群とを備えたことを特徴
とする結像レンズ系。
【請求項２】前記前側レンズ群は、前記縮小側に配置さ
れ、前記拡大側に凸面を向けた正のパワーを有する第１
レンズと、前記第１レンズの前記拡大側に配置され、前
記縮小側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ
と、前記第２レンズの前記拡大側に配置され前記縮小側
に凸面を向けた第３レンズと、前記第３レンズの前記拡
大側の面に接合され、前記拡大側に凹面を向けた第４レ
ンズとを含み、前記後側レンズ群は、前記絞りの前記拡大側に配置さ
れ、前記拡大側に凹面を向けた負のパワーを有する第５
レンズと、前記第５レンズの前記拡大側に配置され、前
記縮小側に凸面を向けた正のパワーを有する第６レンズ
と、前記第６レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小
側に凹面を向けた負のパワーを有する第７レンズと、前
記第７レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小側に凹
面を向けた負のパワーを有する第８レンズと、前記第８
レンズの前記拡大側に配置され、前記拡大側に凸面を向
けた正のパワーを有する第９レンズと、前記第９レンズ
の前記拡大側に配置され、前記拡大側に凸面を向けた正
のパワーを有する第１０レンズとを含む構成の請求項１
記載の結像レンズ系。
【請求項３】前記前側レンズ群は、前記縮小側に配置さ
れ、前記拡大側に凸面を向けた正のパワーを有する第１
レンズと、前記第１レンズの前記拡大側に配置され、前
記縮小側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ
と、前記第２レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小
側に凸面を向けた第３レンズと、前記第３レンズの前記
拡大側の面に接合され、前記拡大側に凹面を向けた第４
レンズとを含み、前記後側レンズ群は、前記絞りの前記拡大側に配置さ
れ、前記縮小側に凹面を向けた負のパワーを有する第５
レンズと、前記第５レンズの前記拡大側に配置され、前
記拡大側に凸面を向けた正のパワーを有する第６レンズ
と、前記第６レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小
側に凹面を向けた負のパワーを有する第７レンズと、前
記第７レンズの前記拡大側に配置され、前記拡大側に凸
面を向けた正のパワーを有する第８レンズと、前記第８
レンズの前記拡大側に配置され、前記拡大側に凸面を向
けた正のパワーを有する第９レンズと、前記第９レンズ
の前記拡大側に配置され、前記縮小側に凹面を向けた負
のパワーを有する第１０レンズとを含む構成の請求項１
記載の結像レンズ系。
【請求項４】前記前側レンズ群は、前記縮小側に配置さ
れ、前記拡大側に凸面を向けた正のパワーを有する第１
レンズと、前記第１レンズの前記拡大側に配置され、前
記縮小側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ
と、前記第２レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小
側に凸面を向けた第３レンズと、前記第３レンズの前記
拡大側の面に接合され、前記拡大側に凹面を向けた第４
レンズとを含み、前記後側レンズ群は、前記絞りの前記拡大側に配置さ
れ、前記縮小側に凹面を向けた負のパワーを有する第５
レンズと、前記第５レンズの前記拡大側に配置され、前
記拡大側に凸面を向けた正のパワーを有する第６レンズ
と、前記第６レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小
側に凹面を向けた負のパワーを有する第７レンズと、前
記第７レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小側に凹
面を向けた負のパワーを有する第８レンズと、前記第８
レンズの前記拡大側に配置され、前記拡大側に凸面を向
けた正のパワーを有する第９レンズと、前記第９レンズ
の前記拡大側に配置され、前記縮小側に凹面を向けた負
のパワーを有する第１０レンズとを含む構成の請求項１
記載の結像レンズ系。
【請求項５】前記前側レンズ群は、前記縮小側に配置さ
れ、前記拡大側に凸面を向けた正のパワーを有する第１
レンズと、前記第１レンズの前記拡大側に配置され、前
記縮小側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ
と、前記第２レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小
側に凸面を向けた第３レンズと、前記第３レンズの前記
拡大側の面に接合され、前記拡大側に凹面を向けた第４
レンズとを含み、前記後側レンズ群は、前記絞りの前記拡大側に配置さ
れ、前記縮小側に凹面を向けた負のパワーを有する第５
レンズと、前記第５レンズの前記拡大側に配置され、前
記拡大側に凸面を向けた正のパワーを有する第６レンズ
と、前記第６レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小
側に凹面を向けた負のパワーを有する第７レンズと、前
記第７レンズの前記拡大側に配置され、前記拡大側に凹
面を向けた負のパワーを有する第８レンズと、前記第８
レンズの前記拡大側に配置され、前記拡大側に凸面を向
けた正のパワーを有する第９レンズと、前記第９レンズ
の前記拡大側に配置され、前記縮小側に凹面を向けた負
のパワーを有する第１０レンズとを含む構成の請求項１
記載の結像レンズ系。
【請求項６】前記前側レンズ群は、前記縮小側に配置さ
れ、前記拡大側に凸面を向けた正のパワーを有する第１
レンズと、前記第１レンズの前記拡大側に配置され、前
記縮小側に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ
と、前記第２レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小
側に凹面を向けた第３レンズと、前記第３レンズの前記
拡大側の面に接合され、前記拡大側に凹面を向けた第４
レンズとを含み、前記後側レンズ群は、前記絞りの前記拡大側に配置さ
れ、前記縮小側に凹面を向けた負のパワーを有する第５
レンズと、前記第５レンズの前記拡大側に配置され、前
記拡大側に凸面を向けた正のパワーを有する第６レンズ
と、前記第６レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小
側に凹面を向けた負のパワーを有する第７レンズと、前
記第７レンズの前記拡大側に配置され、前記縮小側に凹
面を向けた負のパワーを有する第８レンズと、前記第８
レンズの前記拡大側に配置され、前記拡大側に凸面を向
けた正のパワーを有する第９レンズと、前記第９レンズ
の前記拡大側に配置され、前記縮小側に凹面を向けた負
のパワーを有する第１０レンズとを含む構成の請求項１
記載の結像レンズ系。
【請求項７】複数のレーザ素子を有し、画像信号に基づ
いて前記複数のレーザ素子から複数のレーザビームを出
射する半導体レーザアレイと、縮小側あるいは拡大側に配置された前記半導体レーザア
レイの前記複数のレーザ素子からの前記複数のレーザビ
ームを拡大あるいは縮小して結像面上に結像させる結像
レンズ系と、前記複数のレーザ素子から出射され、前記結像レンズを
介して照射される前記複数のレーザビームによって前記
結像面上で露光され、前記画像信号に応じた静電潜像が
形成される感光体とを備えた記録光学装置において、前記結像レンズ系は、前記縮小側に配置され、互いに接
合された１組のレンズを含み、正のパワーを有する前側
レンズ群と、前記前側レンズ群の拡大側合成焦点位置に
一致するように配置された絞りと、前記絞りの拡大側に
配置され、複数のレンズからなり、負のパワーを有する
後側レンズ群とを備えたことを特徴とする記録光学装
置。