(57)【要約】【課題】像面湾曲を小さくして良好な画像を露光する。【解決手段】ポリゴンミラー５で偏向された光束を被走査面５１Ａ上にスポット状に結像させる単一のｆθレンズ６を備える走査光学装置１０であって、ｆθレンズ６は、入射側のレンズ面Ｌ１の第１光軸Ａ１が基準出射線ＤＬに対して主走査面内でなす角をβ１［ｄｅｇ］、第１光軸Ａ１と出射側のレンズ面Ｌ２の第２光軸Ａ２が主走査面内でなす角をβ２［ｄｅｇ］、第１光軸Ａ１と入射側のレンズ面Ｌ１の交点Ｏ１が基準出射線ＤＬに対して主走査面内でシフトするシフト量をＤ１［ｍｍ］、第２光軸Ａ２と出射側のレンズ面Ｌ２の交点Ｏ２が第１光軸Ａ１に対して主走査面内でシフトするシフト量をＤ２［ｍｍ］として、−０．５９＜β１≦０、−０．４６＜β２≦０．２、−０．６≦Ｄ１＜０．４３、−０．１７≦Ｄ２≦０．１６のすべてを満足するように構成される。【選択図】図１
2014052572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射した光を光束に変換する第１の光学素子と、前記第１の光学素子を通過した光束を主走査方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、前記第２の光学素子を通過した光束を主走査方向に偏向するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーで偏向された光束を被走査面上にスポット状に結像させる第３の光学素子とを備える走査光学装置であって、
前記第３の光学素子は対向する一対のレンズ面を有する単レンズよりなり、各レンズ面は、主走査方向に非球面形状で、副走査方向の曲率が、光軸の軸上から主走査方向の外側に向かって連続的かつ対称に変化し、主走査方向について光軸を含む副走査面に関し対称であり、
前記第３の光学素子を基準として前記光源と同じ側に走査開始位置の同期を取るための検出素子に光束を導くための同期検出光路を有し、
前記ポリゴンミラーの内接円の半径をＲ、前記ポリゴンミラーのミラー面数をＮ、前記ポリゴンミラーにより偏向された光束が前記被走査面と直交するときに前記ポリゴンミラーから出射する方向である基準出射線と前記ポリゴンミラーへ入射する光束とがなす角をα［ｒａｄ］、光束が前記ポリゴンミラーにより偏向されて前記同期検出光路へ向かう方向と前記基準出射線とがなす角をθbd［ｒａｄ］、走査終了端における前記ポリゴンミラーで偏向された光束と前記基準出射線とがなす角をθeos［ｒａｄ］、前記ポリゴンミラーの回転中心と前記ポリゴンミラーに入射する光束の中心との距離をｈ、前記ポリゴンミラーのミラー面上での主走査方向の光束幅を走査終了端と同期検出光路へ向かうときとでそれぞれｂeos，ｂbdとするとき、ｈは、
R(sin((α+θeos)/2)-cos((α+θeos)/2)×tan(π/N))+(beos/2)×cos((α+θeos)/2)＜ｈ
および
ｈ＜R(sin((α+θbd)/2）+cos((α+θbd)/2）×tan(π/N))-(bbd/2)×cos((α+θbd)/2）
を満足し、
前記第３の光学素子は、入射側のレンズ面の第１光軸が前記基準出射線に対して主走査面内でなす角をβ１［ｄｅｇ］、前記第１光軸と出射側のレンズ面の第２光軸が主走査面内でなす角をβ２［ｄｅｇ］、前記第１光軸と前記入射側のレンズ面の交点が前記基準出射線に対して主走査面内でシフトするシフト量をＤ１［ｍｍ］、前記第２光軸と前記出射側のレンズ面の交点が前記第１光軸に対して主走査面内でシフトするシフト量をＤ２［ｍｍ］として、
−０．５９＜β１≦０
−０．４６＜β２≦０．２
−０．６≦Ｄ１＜０．４３
−０．１７≦Ｄ２≦０．１６
のすべてを満足することを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記第３の光学素子の前記レンズ面の主走査面内の近軸曲率半径を、前記ポリゴンミラーの側から順にＲ１，Ｒ２としたとき、Ｒ１およびＲ２が、
０＜Ｒ１，０＜Ｒ２  を満足することを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項３】
光束が前記基準出射線を通るときの前記ポリゴンミラーのミラー面から前記第３の光学素子の出射側のレンズ面の距離をＣ１、前記被走査面上における最大走査幅をＣ２
として、
Ｃ１／Ｃ２＜０．２５
を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の走査光学装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の走査光学装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置などに用いられる走査光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から出射された光束をポリゴンミラーにより偏向して被走査面上に走査する走査光学装置においては、光束がポリゴンミラーの反射面に当たる位置が偏向方向によって異なる、いわゆるサグが発生し、このサグが被走査面上における像面湾曲などの画像の劣化の原因となることが知られている。
【０００３】
特許文献１においては、このサグによる影響を小さくするため、光源からの光束がポリゴンミラーに入射する位置（ポリゴンミラーの回転中心と第１光学系との光軸との距離ｈ）を所定値以内にすることで、サグを、基準偏向主光線に対して対称に近い状態にしている（００１６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０７２０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本願の発明者等の検討によれば、サグを基準偏向主光線に対して対称に近い状態にせず、一方に偏らせても、像面湾曲などの光学的特性を良好にしうることが見出された。
【０００６】
そこで、本発明は、像面湾曲を小さくして良好な画像を露光することが可能な走査光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するため、本発明は、光源と、光源から出射した光を光束に変換する第１の光学素子と、第１の光学素子を通過した光束を主走査方向に長手の線状に結像させる第２の光学素子と、第２の光学素子を通過した光束を主走査方向に偏向するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーで偏向された光束を被走査面上にスポット状に結像させる第３の光学素子とを備える走査光学装置を提供する。
この走査光学装置において、第３の光学素子は対向する一対のレンズ面を有する単レンズよりなり、各レンズ面は、主走査方向に非球面形状で、副走査方向の曲率が、光軸の軸上から主走査方向の外側に向かって連続的かつ対称に変化し、主走査方向について光軸を含む副走査面に関し対称である。
そして、走査光学装置は、第３の光学素子の光軸を基準として光源と同じ側に走査開始位置の同期を取るための検出素子に光束を導くための同期検出光路を有する。
また、走査光学装置は、ポリゴンミラーの内接円の半径をＲ、ポリゴンミラーのミラー面数をＮ、ポリゴンミラーにより偏向された光束が被走査面と直交するときにポリゴンミラーから出射する方向である基準出射線とポリゴンミラーへ入射する光束とがなす角をα［ｒａｄ］、光束がポリゴンミラーにより偏向されて同期検出光路へ向かう方向と基準出射線とがなす角をθbd［ｒａｄ］、走査終了端におけるポリゴンミラーで偏向された光束と基準出射線とがなす角をθeos［ｒａｄ］、ポリゴンミラーの回転中心とポリゴンミラーに入射する光束の中心との距離をｈ、ポリゴンミラーのミラー面上での主走査方向の光束幅を走査終了端と同期検出光路へ向かうときとでそれぞれｂeos，ｂbdとするとき、ｈが、次の（１）式、
R(sin((α+θeos)/2)-cos((α+θeos)/2)×tan(π/N))+(beos/2)×cos((α+θeos)/2)＜ｈ
および
ｈ＜R(sin((α+θbd)/2）+cos((α+θbd)/2）×tan(π/N))-(bbd/2)×cos((α+θbd)/2）
・・・（１）
を満足する。
さらに、第３の光学素子は、入射側のレンズ面の第１光軸が基準出射線に対して主走査面内でなす角をβ１［ｄｅｇ］、第１光軸と出射側のレンズ面の第２光軸が主走査面内でなす角をβ２［ｄｅｇ］、第１光軸と入射側のレンズ面の交点が基準出射線に対して主走査面内でシフトするシフト量をＤ１［ｍｍ］、第２光軸と出射側のレンズ面の交点が第１光軸に対して主走査面内でシフトするシフト量をＤ２［ｍｍ］として、
−０．５９＜β１≦０  ・・・（２）
−０．４６＜β２≦０．２  ・・・（３）
−０．６≦Ｄ１＜０．４３  ・・・（４）
−０．１７≦Ｄ２≦０．１６  ・・・（５）
のすべてを満足する。
【０００８】
このように、本発明の走査光学装置によれば、第１光軸が基準出射線に対して主走査面内でなす角（レンズチルト量）β１が上記（２）式を満たし、第１光軸と出射側のレンズ面の第２光軸とが主走査面内でなす角（チルト量）β２が上記（３）式を満たし、第１光軸と入射側のレンズ面の交点が基準出射線に対して主走査面内でシフトするシフト量Ｄ１が上記（４）式を満たし、第２光軸と出射側のレンズ面の交点が第１光軸に対して主走査面内でシフトするシフト量Ｄ２（５）式を満たすことで、ポリゴンミラーのサグが基準出射線に対して対称に近くなく、一方に偏っていたとしても、（２）〜（５）の範囲で入射側のレンズ面と出射側のレンズ面に主走査方向の偏りを持たせることで、サグによる偏りを補正し、良好な光学的特性を実現することができる。また、（１）式を満足することで、第３の光学素子を基準として光源と同じ側に同期検出光路を設けても、主走査方向の全走査範囲でケラレが生じることなく、走査を行うことが可能である。
【０００９】
前記した装置においては、第３の光学素子の前記レンズ面の主走査面内の近軸曲率半径を、前記ポリゴンミラーの側から順にＲ１，Ｒ２としたとき、Ｒ１およびＲ２が、０＜Ｒ１，０＜Ｒ２  を満足することが望ましい。
【００１０】
これによれば、第３の光学素子の主走査方向の端部の厚みを大きくすることができ、第３の光学素子の製造が容易になる。
【００１１】
前記した装置においては、光束が基準出射線を通るときのポリゴンミラーのミラー面から第３の光学素子の出射側のレンズ面の距離をＣ１、被走査面上における最大走査幅をＣ２として、
Ｃ１／Ｃ２＜０．２５
を満足することが望ましい。
【００１２】
本発明の走査光学装置においては、このように、ポリゴンミラーのミラー面から第３の光学素子の出射側のレンズ面の距離Ｃ１を相対的に小さくすることができ、光学系全体のコンパクト化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明は、上記の各走査光学装置を搭載した画像形成装置として実現することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の走査光学装置または画像形成装置によれば、像面湾曲を小さくして良好な画像を露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】走査光学装置の主走査断面図である。
【図３】レンズ面に対する主走査方向と副走査方向を説明する斜視図である。
【図４】ポリゴンミラーの拡大図である。
【図５】実施例１に係る光学系の諸特性およびレンズの定数を示す表である。
【図６】実施例１についての像面湾曲のグラフである。
【図７】実施例１についてのリニアリティ特性およびｆθ特性のグラフである。
【図８】各実施例および比較例のシフト量およびチルト量と主像面湾曲の大きさなどの各特性を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明においては、まず、本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１００の概略構成について図１を参照して説明した後、走査光学装置の詳細構成を説明する。
【００１７】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１００は、用紙Ｓを給紙するためのフィーダ部２０や、用紙Ｓに画像を形成するための画像形成部８０などを本体ケーシング３０内に備えている。ここで、画像形成部８０は、走査光学装置１０、現像部および転写部を構成するプロセスカートリッジ５０、定着部６０などで構成されている。なお、以下の説明においては、図１の紙面の左方向を「後」、右方向を「前」、上下方向を「上下」、手前方向を「左」、奥方向を「右」とする。
【００１８】
フィーダ部２０は、本体ケーシング３０内の底部に着脱自在に装着される給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１内の前部に配置された用紙押圧板２２とを備えている。また、フィーダ部２０は、給紙トレイ２１の前端部の上方に配置された給紙ローラ２３および給紙パット２４と、給紙ローラ２３に対し用紙Ｓの搬送方向の下流側に配置された紙粉取りローラ２５，２６を備えている。さらに、フィーダ部２０は、紙粉取りローラ２５，２６に対して用紙Ｓの搬送方向の下流側に配置されたレジストローラ２７を備えている。
【００１９】
このフィーダ部２０では、給紙トレイ２１内に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板２２によって給紙ローラ２３側に寄せられる。そして、給紙ローラ２３と給紙パット２４との間に挟まれた用紙Ｓは、給紙ローラ２３の回転により、紙粉取りローラ２５，２６およびレジストローラ２７を経由して画像形成部８０に搬送される。
【００２０】
走査光学装置１０は、本体ケーシング３０内の上部に配置されており、図１に図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー５、ｆθレンズ６、反射鏡１１，１２，１３を備えている。走査光学装置１０では、レーザビームが一点鎖線で示す経路を通って、プロセスカートリッジ５０内にある感光体ドラム５１の表面（周面）上に高速走査にて照射される。
【００２１】
プロセスカートリッジ５０は、本体ケーシング３０に対して着脱自在に装着されることで、走査光学装置１０の下方に配設される。このプロセスカートリッジ５０は、感光体ドラム５１、スコロトロン型帯電器５２、転写ローラ５３、現像ローラ５４、層厚規制ブレード５５、供給ローラ５６およびトナーホッパ５７を備えている。
【００２２】
このプロセスカートリッジ５０では、スコロトロン型帯電器５２で帯電された感光体ドラム５１の表面が走査光学装置１０からのレーザビームで露光されることにより、感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に、トナーホッパ５７内の現像剤であるトナーが供給ローラ５６および現像ローラ５４を介して供給されることで、感光体ドラム５１の表面にトナー像（現像剤像）が形成される。その後、感光体ドラム５１と転写ローラ５３との間で用紙Ｓが搬送される際に、転写ローラ５３に転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム５１の表面に担持されたトナー像が転写ローラ５３によって用紙Ｓの表面に転写され、こうして用紙Ｓの表面に画像が形成される。
【００２３】
定着部６０は、用紙Ｓに転写されたトナー像を熱定着させるための加熱ローラ６１と、この加熱ローラ６１との間に用紙Ｓを挟んで押圧する加圧ローラ６２とを備えている。この定着部６０は、プロセスカートリッジ５０から搬送される用紙Ｓの搬送方向下流側に配置されている。定着部６０で熱定着された用紙Ｓは、用紙Ｓの搬送方向に回転する一対の排出ローラ７１によって本体ケーシング３０外の排紙トレイ７２上に排出される。
【００２４】
＜走査光学装置の詳細構成＞
図２に示すように、走査光学装置１０は、入射光学系１４、ポリゴンミラー５、第３の光学素子の一例としてのｆθレンズ６を有し、これらにより、入射光学系１４から出射されたレーザ光を感光体ドラム５１の被走査面５１Ａにスポット状に集光し、走査するように構成されている。
【００２５】
入射光学系１４は、半導体レーザ１、第１の光学素子の一例としてのコリメートレンズ２、開口絞り３、第２の光学素子の一例としてのシリンドリカルレンズ４を備えて構成されている。
【００２６】
半導体レーザ１は、一または複数の光源を有し、複数の光源を有する場合には、副走査方向（主走査方向に直交する方向。図２では紙面奥行き方向。図３も参照。）に複数の発光素子が並んで配置されている（図示せず）。なお、副走査方向にずれて配置される複数の発光素子は、必要に応じ、主走査方向にも多少ずらして配置することができる。
【００２７】
コリメートレンズ２は、半導体レーザ１から出射したレーザ光を光束に変換するレンズである。この光束は、平行光、収束光および僅かに広がる光のいずれでもよい。
【００２８】
開口絞り３は、コリメートレンズ２で作られた光束の径を規定する開口を有する部材である。
【００２９】
シリンドリカルレンズ４は、コリメートレンズ２および開口絞り３を通過した光束をポリゴンミラー５のミラー面５Ａ上またはその近傍において、主走査方向に長手の線状に結像させるレンズである。
【００３０】
ポリゴンミラー５は、複数のミラー面５Ａが、回転軸５Ｂから等距離に配置された部材であり、図１では、４つのミラー面５Ａを有するものを例示している。ポリゴンミラー５は、回転軸５Ｂを中心に一定速度で回転され、シリンドリカルレンズ４を通過した光束を主走査方向に偏向する。なお、この光束が偏向される方向が主走査方向である。
【００３１】
ｆθレンズ６は、走査光学装置１０に１つのみ設けられている。ｆθレンズ６は、ポリゴンミラー５で反射されることで偏向された光束を被走査面５１Ａ上にスポット状に結像させ、かつ、ポリゴンミラー５のミラー面５Ａの面倒れを補正している。ｆθレンズ６は、ポリゴンミラー５により等角速度で偏向された光束を、被走査面５１Ａ上に等速で走査させるようなｆθ特性を有している。ｆθレンズ６は、対向する一対の入射側（ポリゴンミラー５側）のレンズ面Ｌ１と出射側（被走査面５１Ａ側）のレンズ面Ｌ２を有している。これらのレンズ面Ｌ１，Ｌ２は、主走査面内において非球面形状で、共にトーリック面である。そして、レンズ面Ｌ１，Ｌ２の副走査面（主走査方向に直交する断面）内の曲率は、有効部内において第１光軸Ａ１、第２光軸Ａ２の軸上から主走査方向の外側に向って連続的かつ対称に変化している。
【００３２】
本実施形態において、レンズ面Ｌ１，Ｌ２の表現形式は特に問わない。例えば、レンズ面Ｌ１，Ｌ２は、主走査方向（ｙ）および副走査方向（ｘ）について２変数多項式で表し、
【数１】
2014052572.tif 000003
ａm,n：係数
により表すことができる。
【００３３】
レンズ面Ｌ１は、光軸（第１光軸Ａ１）を含む副走査面ＰＬ１（図３参照）に関し、対称な形状をしている。また、レンズ面Ｌ２は、光軸（第２光軸Ａ２）を含む副走査面ＰＬ２（図３参照）に関し、対称な形状をしている。これにより、レンズ面Ｌ１，Ｌ２を、容易に製造することができる。レンズ面Ｌ１，Ｌ２は、例えば、これらの表面形状を反転させた金型を用い、プラスチック射出成形やガラスモールドにより製造できるが、レンズ面Ｌ１，Ｌ２が第１光軸Ａ１、第２光軸Ａ２を含む副走査面ＰＬ１，ＰＬ２に関し対称であることで、この金型製作の際に行う補正や、金型および製品の形状検査が容易になる。
【００３４】
ｆθレンズ６の光軸（第１光軸Ａ１、第２光軸Ａ２）を基準に半導体レーザ１と同じ側には、走査開始位置の同期を取るための検出素子８が配置されている。一実施形態に係る走査光学装置１０において、ポリゴンミラー５は、図２における反時計回りに回転し、図２の下から上に向けて光束を走査する。ポリゴンミラー５で偏向される光束の主走査方向の走査端のうち、開始端（図において、θｓｏｓで示した方向）のさらに外側には、ポリゴンミラー５で反射された光束が検出素子８へ向かう同期検出光路Ｐbdが設けられている。検出素子８は、同期検出光路Ｐbdを通った光束が入射できるように配置されている。
【００３５】
そして、ポリゴンミラー５のミラー面５Ａに主走査方向に長手の線状に入射した光束はポリゴンミラー５で偏向された後、ｆθレンズ６により集光されて、被走査面５１Ａ上で、スポット状の像を形成する。
【００３６】
ポリゴンミラー５で光束を偏向する光学系のレイアウトを決定する際には、偏向光の主走査方向における開始端、終了端（図２にθｅｏｓで示した方向）および同期検出光路Ｐbdの方向のいずれにも入射光学系１４からの光をポリゴンミラー５で反射できる条件を満たさなければならない。
【００３７】
本実施形態のように、同期検出光路Ｐbdがｆθレンズ６の光軸を基準として半導体レーザ１と同じ側にある場合、入射光学系１４からの光束がポリゴンミラー５の回転軸５Ｂとあまり近い位置で入射する関係にあると、同期検出光路Ｐbdの方向に光束を反射できず、光束がミラー面５Ａから外れてしまうおそれがある。そのため、ポリゴンミラー５の回転軸（回転中心）５Ｂとポリゴンミラー５に入射する光束の中心との距離ｈは、適切な範囲に設定する必要がある。そこで、図２および図４に示すように、本実施形態では、ポリゴンミラー５の内接円の半径をＲ、ポリゴンミラー５のミラー面数をＮ、ポリゴンミラー５により偏向された光束が被走査面５１Ａと直交するときにポリゴンミラー５から出射する方向である基準出射線ＤＬとポリゴンミラー５へ入射する光束とがなす角をα［ｒａｄ］、光束がポリゴンミラー５により偏向されて同期検出光路Ｐbdへ向かう方向と基準出射線ＤＬとがなす角をθbd［ｒａｄ］、走査終了端におけるポリゴンミラー５で偏向された光束と基準出射線ＤＬとがなす角をθeos［ｒａｄ］、ポリゴンミラー５のミラー面５Ａ上での主走査方向の光束幅を走査終了端と同期検出光路Ｐbdへ向かうときとでそれぞれｂeos，ｂbdとするとき、ｈは、
R(sin((α+θeos)/2)-cos((α+θeos)/2)×tan(π/N))+(beos/2)×cos((α+θeos)/2)＜ｈ
および
ｈ＜R(sin((α+θbd)/2）+cos((α+θbd)/2）×tan(π/N))-(bbd/2)×cos((α+θbd)/2）
・・・（１）
を満足するように設定されている。なお、ｈがこの（１）式を満たす場合、ポリゴンミラー５の反射位置のサグの基準出射線ＤＬに関する対称性が、比較的低くなる。
【００３８】
ところで、図１に示すように、ミラー面５Ａでの反射点からレンズ面Ｌ１までの距離や、レンズ面Ｌ２から被走査面５１Ａまでの距離は、被走査面５１Ａ上の像高ｙによって変化する。また、入射光学系１４からの光束がポリゴンミラー５のミラー面５Ａに当たる位置は偏向方向によって異なるため、被走査面５１Ａ上では、像面湾曲などの画像の歪みが発生する。
【００３９】
この画像の歪みを良好に補正するため、本実施形態の走査光学装置１０においては、ｆθレンズ６が、入射側のレンズ面Ｌ１の第１光軸Ａ１が基準出射線ＤＬに対して主走査面内でなす角をβ１［ｄｅｇ］、第１光軸Ａ１と出射側のレンズ面Ｌ２の第２光軸Ａ２が主走査面内でなす角をβ２［ｄｅｇ］、第１光軸Ａ１と入射側のレンズ面Ｌ１の交点Ｏ１が基準出射線ＤＬに対して主走査面内でシフトするシフト量をＤ１［ｍｍ］、第２光軸Ａ２と出射側のレンズ面Ｌ２の交点Ｏ２が第１光軸Ａ１に対して主走査面内でシフトするシフト量をＤ２［ｍｍ］として、
−０．５９＜β１≦０  ・・・（２）
−０．４６＜β２≦０．２  ・・・（３）
−０．６≦Ｄ１＜０．４３  ・・・（４）
−０．１７≦Ｄ２≦０．１６  ・・・（５）
のすべてを満足している。なお、β１、β２のプラスの方向は、図２における時計回りの方向（基準出射線ＤＬから半導体レーザ１に向かって回る方向）であり、Ｄ１，Ｄ２のプラスの方向は、図２における上方向（基準出射線ＤＬに直交し、半導体レーザ１がある側とは反対の方向）である。
【００４０】
また、ｆθレンズ６のレンズ面Ｌ１，Ｌ２の主走査面内の近軸曲率半径を、ポリゴンミラー５の側から順にＲ１，Ｒ２としたとき、Ｒ１およびＲ２が、０＜Ｒ１，０＜Ｒ２を満足している。言い換えると、レンズ面Ｌ１が交点Ｏ１で主走査面内においてポリゴンミラー５側に凸であり、レンズ面Ｌ２が交点Ｏ２でポリゴンミラー５側に主走査面内において凸（レンズ表面の形状としては凹）となっている。
このような条件を満たすことによって、ｆθレンズ６の主走査方向の端部の厚み（レンズ面Ｌ１とレンズ面Ｌ２の距離）を大きくすることができ、ｆθレンズ６の製造が容易になる。
【００４１】
そして、ｆθレンズ６は、上記のような条件を満たすことにより、光束が基準出射線ＤＬを通るときのポリゴンミラー５のミラー面５Ａからｆθレンズ６の出射側のレンズ面Ｌ２の距離Ｃ１を小さくすることができ、走査光学装置１０をコンパクト化することができる。この距離Ｃ１は、例えば、下記の実施例においては、被走査面５１Ａ上における最大走査幅（画像を形成する幅）Ｃ２との比でいうと、Ｃ１／Ｃ２＝０．２１とすることができた。走査光学装置１０をコンパクトにするには、Ｃ１／Ｃ２は、０．２５より小さいのが好ましい。
【００４２】
次に、本発明において、像面湾曲が小さく良好な画像を露光するためのシフト量Ｄ１，Ｄ２、チルト量β１，β２の範囲を確認した実施例について説明する。
【実施例】
【００４３】
実施例においては、ｆθレンズ６の一対のレンズ面Ｌ１，Ｌ２を共にトーリック面とした。実施例に係る走査光学装置１０のｆθレンズ６の主走査方向のレンズ面形状を表す多項式は、ｆθレンズ６のレンズ面Ｌ１，Ｌ２と光軸Ａ１，Ａ２との交点を原点とし、光軸方向をｚ軸、主走査面内において光軸と直交する軸をｙ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、
【数２】
2014052572.tif 000004
なる式で表わされる。ここで、ｃy，ｃｃ，Ａ4、・・・、Ａ12は定数である。
【００４４】
また、ｆθレンズ６のレンズ面Ｌ１（入射面）およびレンズ面Ｌ２（出射面）は、副走査方向と対応する子線方向が、
【数３】
2014052572.tif 000005
なる式で表わされるものである。
【００４５】
ここで、レンズ面Ｌ１，Ｌ２の座標ｙにおける副走査方向の曲率半径ｒ′は、光軸上の副走査方向の曲率半径の逆数をｃｘとして
ｒ′＝１／ｃｘ（１＋Ｂ2ｙ2＋Ｂ4ｙ4＋Ｂ6ｙ6＋Ｂ8ｙ8＋Ｂ10ｙ10＋Ｂ12ｙ12）
・・・（９）
なる式で表わされる。ここで、ｃｘ，Ｂ2、・・・、Ｂ12は定数である。
【００４６】
上記の（７）〜（９）式で表されるレンズにおいて、実施例１の光学系の諸特性およびレンズの各定数は、図５に示す通りである。
実施例２〜４、６〜９（図８参照）は、レンズシフト量Ｄ１、レンズチルト量β１、レンズ面Ｌ２のシフト量Ｄ２、レンズ面Ｌ２のチルト量β２の一部の値を０に拘束するか否かを設定した上で、ＯＲＡ社ＣＯＤＥ  ＶやＺＥＭＡＸ社ＺＥＭＡＸにより、主方向、副方向の像面湾曲、ｆθ特性、リニアリティ特性が良好となるように設計したものである。また、実施例１においては、レンズシフト量Ｄ１、レンズチルト量β１、レンズ面Ｌ２のシフト量Ｄ２、レンズ面Ｌ２のチルト量β２のすべてを自由にして、設計をした。
また、実施例５においては、レンズ面Ｌ２のチルト量β２を−０．０８１に拘束し、実施例１０においては、レンズ面Ｌ１のチルト量β１を−０．５８８に拘束し、レンズ面Ｌ２のチルト量β２を０．２００に拘束した上で同様の設計を行った。
さらに、比較例１においては、レンズ面Ｌ１のシフト量Ｄ１を−０．７００、チルト量β１を０、レンズ面Ｌ２のチルト量β２を−０．５１５に拘束し、比較例２においては、レンズ面Ｌ１のチルト量β１を−０．６４５、レンズ面Ｌ２のシフト量Ｄ２を−０．２０１、チルト量β２を０．３００に拘束した上で同様の設計を行った。
【００４７】
なお、何れの実施例、比較例においても、ポリゴンミラー５の内接円の半径Ｒ＝７．００ｍｍ、ミラーの面数Ｎ＝４とした。また、ｈ＝５．６ｍｍ、θbd＝−６０．９６ｄｅｇ、θeos＝４７．７５ｄｅｇとした。
このとき、ｂbd＝１．８７０ｍｍ、ｂeos＝５．００６ｍｍであり、（１）式は
R(sin((α+θeos)/2)-cos((α+θeos)/2)×tan(π/N))+(beos/2)×cos((α+θeos)/2)
＝4.909＜h
R(sin((α+θbd)/2）+cos((α+θbd)/2）×tan(π/N))-(bbd/2)×cos((α+θbd)/2）
＝7.626＞h
となり、ｈは（１）式を満たす。
【００４８】
上記の設計の結果、得られた光学系の像面湾曲、ｆθ特性およびリニアリティ特性を実施例１について図示したグラフが、図６であり、これらの特性のＰＶ値（Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ｖａｌｌｅｙ：山と谷の値の差）と、各実施例および比較例のレンズシフト量Ｄ１、レンズチルト量β１、レンズ面Ｌ２のシフト量Ｄ２、レンズ面Ｌ２のチルト量β２の値をまとめたのが図８である。
【００４９】
図８に示すように、実施例１〜１０においては、前記した（１）式を満たすｈにより、サグが基準出射線ＤＬに対して比較的非対称になるが、Ｄ１，Ｄ２，β１，β２を適切に与えることにより、この非対称性によって発生する像面湾曲、ｆθ特性、リニアリティ特性の光学特性を補正することができ、主像面湾曲および副像面湾曲のＰＶ値がいずれも３ｍｍ以内に収めることができた。ちなみに、特許文献１における実施例１〜４（同文献の図２〜図７を参照）では、いずれも像面湾曲のＰＶ値が３ｍｍを大きく超えていることからも、本実施例の光学性能が優れていることが理解されるはずである。
【００５０】
比較例１のように、Ｄ１およびβ２がそれぞれ式（４）、（３）を満たさない場合や、比較例２のようにβ１、Ｄ２およびβ２がそれぞれ式（２）、（３）、（５）を満たさない場合には、最適な設計を行っても主像面湾曲ＰＶが３ｍｍを超えてしまうことが分かった。
【００５１】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本発明の趣旨に反しない限り前記した実施形態には限定されないことは当然である。例えば、ポリゴンミラーの面数は４面である場合に限られず、６面であっても構わない。
【符号の説明】
【００５２】
１      半導体レーザ
２      コリメートレンズ
４      シリンドリカルレンズ
５      ポリゴンミラー
５Ａ    ミラー面
５Ｂ    回転軸
６      ｆθレンズ
８      検出素子
１０    走査光学装置
５１Ａ  被走査面
１００  レーザプリンタ
Ａ１    第１光軸
Ａ２    第２光軸
ＤＬ    基準出射線
Ｌ１    レンズ面
Ｌ２    レンズ面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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