(57)【要約】【課題】走査レンズの小型化を図りつつ、レンズ形状が設計値からずれた場合にも性能の劣化が少ない走査光学系を提供すること。【解決手段】半導体レーザー１０からの光束をポリゴンミラー１４で反射、偏向させ、ｆθレンズ２０を介して走査対象面３０上にスポットを形成する。ｆθレンズ２０は、第１，第２レンズ２１，２２から構成され、第１レンズ２１は、設計上の光学性能と、レンズの製造誤差に対する光学性能の劣化の度合いである製造誤差感度とのバランスをとるように設計されている。具体的には、偏向面から第１走査レンズまでの距離をＬ[mm]、結像光学系の半画角をθ[rad.]、走査幅（半幅）をＷ[mm]、第１走査レンズの非球面の光軸上の曲率をＣ、主走査方向の有効走査領域内における曲率の最大値と最小値との差をΔＣとしたとき、θＬ＜０．１５Ｗ、−０．９＜ΔＣ／Ｃ＜−０．６を満たす。【選択図】  図１
2006337916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を発生する光源部と、
前記光源部から発する光束を偏向させる偏向器と、
前記偏向器により偏向された光束を被走査面上で主走査方向に走査するスポットとして収束させる結像光学系とを備え、
前記結像光学系は、単数または複数の単レンズから構成され、そのうち最も前記偏向器に近い位置にある第１走査レンズの少なくとも一面は非球面であり、前記偏向器の偏向面から前記第１走査レンズまでの距離をＬ[mm]、前記結像光学系の半画角をθ[rad.]、走査幅（半幅）をＷ[mm]、前記第１走査レンズの非球面の光軸上の曲率をＣ、主走査方向の有効走査領域内における曲率の最大値と最小値との差をΔＣとしたとき、以下の条件(１)、(２) を満たすことを特徴とする走査光学系。
θＬ＜０．１５Ｗ  …(１)
−０．９＜ΔＣ／Ｃ＜−０．６  …(２)
【請求項２】
前記結像光学系の主走査断面における屈折力をφa[dptr.]、前記第１走査レンズの第１面の屈折力をφ1[dptr.]としたとき、以下の条件(３)を満たすことを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
−０．７３＜φa／φ1＜−０．５６  …(３)
【請求項３】
光源部から発して偏向器により偏向された光束を結像光学系により被走査面上で主走査方向に走査するスポットとして収束させる走査光学系の設計方法において、
前記結像光学系のうち最も前記偏向器側に配置される第１走査レンズは、設計上の光学性能と、レンズの製造誤差に対する光学性能の劣化の度合いである製造誤差感度とのバランスをとるように設計されることを特徴とする走査光学系の設計方法。
【請求項４】
前記第１走査レンズの少なくとも一面は非球面であり、前記偏向器の偏向面から前記第１走査レンズまでの距離をＬ[mm]、前記結像光学系の半画角をθ[rad.]、走査幅（半幅）をＷ[mm] 、前記第１走査レンズの非球面の光軸上の曲率をＣ、主走査方向の有効走査領域内における曲率の最大値と最小値との差をΔＣとしたとき、以下の条件(１)、(２)を満たすよう設計することを特徴とする請求項３に記載の走査光学系の設計方法。
θＬ＜０．１５Ｗ  …(１)
−０．９＜ΔＣ／Ｃ＜−０．６  …(２)
【請求項５】
前記結像光学系の主走査断面における屈折力をφa[dptr.]、前記第１走査レンズの第１面の屈折力をφ1[dptr.]としたとき、以下の条件(３)を満たすよう設計することを特徴とする請求項４に記載の走査光学系の設計方法。
−０．７３＜φa／φ1＜−０．５６  …(３)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタ等に内蔵されるレーザースキャンニングユニット(ＬＳＵ)に用いられる走査光学系、及びその設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査光学系は、レーザー光源からの光束をポリゴンミラー等の偏向器により偏向、走査させ、ｆθレンズのような走査レンズを介して感光体ドラム等の走査対象面上にスポットとして結像させる。感光体ドラム上のスポットは、ポリゴンミラーの回転に伴って主走査方向に走査し、この際レーザー光をオンオフ変調することにより走査対象面上に静電潜像を形成する。
【０００３】
近年、レーザープリンタの小型化や低価格化の要求を受けて、コンパクトで低コストのＬＳＵが求められている。低コスト化のため、この種の走査レンズは、一般にプラスチックの射出成型により製造される。また、コンパクトで低コストのＬＳＵを提供するためには、走査レンズのサイズを小さくする必要がある。例えば特許文献１〜３には、走査レンズの主走査方向の幅を小さくするため、走査レンズをポリゴンミラーに近づけて配置した走査光学系が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３２３２２２号公報
【特許文献２】特開平７−１１３９５０号公報
【特許文献３】特開２００１−１７４７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の各文献の走査光学系は、走査レンズを小型化しつつ、良好な光学性能を維持するため、サグ量の非球面成分(軸上の曲率半径を持つ球面からの形状のずれ量)が大きく、かつ、高次の非球面係数による複雑な形状の非球面を使用している。このため、レンズの製造誤差に対する光学性能の劣化の度合い(製造誤差感度)が大きく、非球面形状がわずかに設計値からずれても光学性能が大きく劣化する。したがって、製造誤差の許容量が小さく製造が困難になるという問題がある。
【０００５】
具体的には、小型化により製造誤差感度が高くなると、成型時の型のズレにより走査レンズの第１面と第２面との偏心(中心軸のズレ)が生じた際の主走査方向の像面の傾きや、離型後のプラスチックの収縮による弓なりの変形(ベンディング)による主走査方向の像面湾曲が顕著になる。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、走査レンズの小型化を図りつつ、レンズ形状が設計値からずれた場合にも性能の劣化が少ない走査光学系、及びその設計方法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】
走査レンズの設計上の光学性能と製造難易度はトレードオフの関係にあり、設計上の光学性能を良くするとレンズの製造誤差感度が高くなって製造が困難になり、一方で製造を容易にするために製造誤差感度を低くしすぎると光学性能が低くなる。本発明にかかる走査光学系は、設計上の光学性能と製造誤差感度とのバランスをとるよう設計されている。
【０００８】
すなわち、本発明の走査光学系は、光束を発生する光源部と、光源部から発する光束を偏向させる偏向器と、偏向器により偏向された光束を被走査面上で主走査方向に走査するスポットとして収束させる結像光学系とを備え、結像光学系は、単数または複数の単レンズから構成され、最も偏向器に近い位置にある第１走査レンズの少なくとも一面は非球面であり、偏向器の偏向面から第１走査レンズまでの距離をＬ[mm]、結像光学系の半画角をθ[rad.]、走査幅（半幅）をＷ[mm]、第１走査レンズの非球面の光軸上の曲率をＣ、主走査方向の有効走査領域内における曲率の最大値と最小値との差をΔＣとしたとき、以下の条件(１)、(２) を満たすことを特徴とする。
θＬ＜０．１５Ｗ  …(１)
−０．９＜ΔＣ／Ｃ＜−０．６  …(２)
【０００９】
また、結像光学系の全系の主走査断面における屈折力をφa[dptr.]、第１走査レンズの第１面の屈折力をφ1[dptr.]としたとき、以下の条件(３)を満たすことが望ましい。
−０．７３＜φa／φ1＜−０．５６  …(３)
【００１０】
一方、本発明にかかる走査光学系の設計方法は、上記の第１走査レンズを設計するに当たり、設計上の光学性能と、レンズの製造誤差に対する光学性能の劣化の度合いである製造誤差感度とのバランスをとるように設計することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の走査光学系によれば、所定の条件を満たすことにより、小型化を達成しつつ、良好な光学性能を確保し、かつ、多少の製造誤差が生じても光学性能が著しく劣化することがなく、製造を容易にすることができる。
【００１２】
また、本発明の走査光学系の設計方法によれば、従来考慮されていなかった製造誤差感度を設計パラメータとして加えることにより、小型の走査レンズにおいても光学性能と製造難易度とのバランスのとれた設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明にかかる走査光学系の実施形態について説明する。始めに本発明の実施形態について説明し、曲率半径及び非球面量と光学性能及び製造誤差感度の関係について説明し、続いて実施形態に基づく具体的な実施例を３例示し、最後に２つの比較例を示し、これとの比較により実施例の効果を説明する。実施例及び比較例の走査光学系は、レーザープリンタのレーザー走査ユニットに使用され、入力される描画信号にしたがってON/OFF変調されたレーザー光を感光体ドラム等の走査対象面上で走査させ、静電潜像を形成する。この明細書では、走査対象面上でスポットが走査する方向を主走査方向、これに直交する方向を副走査方向と定義し、各光学素子の形状、パワーの方向性は、走査対象面上での方向を基準に説明する。主走査方向に対して平行で結像光学系の光軸を含む平面を主走査面という。
【００１４】
実施形態の走査光学系は、主走査面内の平面図である図１(後述の実施例１の構成を示す)に示されるように、光源である半導体レーザー１０から発した発散光をコリメートレンズ１１により略平行光束とし、副走査方向に正のパワーを有するシリンドリカルレンズ１２を介して偏向器であるポリゴンミラー１４に入射させる。ポリゴンミラー１４の反射面１４ａで反射、偏向されたレーザー光は、結像光学系を構成する走査レンズ(ｆθレンズ)２０を介して収束され、走査対象面３０上に主走査方向に走査するスポットを形成する。
【００１５】
半導体レーザー１０及びコリメートレンズ１１は光源部を構成する。シリンドリカルレンズ１２は、コリメートレンズ１１側のレンズ面が副走査方向にのみ正のパワーを持つシリンダー面、ポリゴンミラー１４側のレンズ面が平面として構成されている。シリンドリカルレンズ１２のパワーは、シリンドリカルレンズ１２により形成される線像がポリゴンミラー１４の反射面１４ａの近傍に位置するよう定められている。
【００１６】
ポリゴンミラー１４で反射された光束は、主走査方向には図１に示すようにほぼ平行光として、副走査方向には発散光としてｆθレンズ２０に入射する。ｆθレンズ２０は、ポリゴンミラー１４側から第１走査レンズ２１と第２走査レンズ２２とが配列して構成されている。第１走査レンズ２１の少なくとも１面は非球面であり、第１走査レンズ２１と第２走査レンズ２２とは、いずれもプラスチックレンズである。
【００１７】
実施形態の走査光学系では、ｆθレンズ２０の第１走査レンズ２１がポリゴンミラー１４に近接して配置されており、これにより、レンズの主走査方向の幅を小さくしている。また、第１走査レンズの設計に当たっては、小型化により製造誤差感度が大きくなり過ぎないように、光学性能と製造誤差感度とのバランスを考慮している。
【００１８】
製造誤差感度は、レンズ設計時にレンズの各面の曲率半径と非球面量をコントロールすることにより、製造上問題のないレベルまで下げることが可能である。ここで実施形態の第１走査レンズ２１に相当するレンズを例にして、面形状と光学性能及び製造誤差感度との関係を説明する。
【００１９】
以下の表１は、第１走査レンズの焦点距離を一定にして第１面と第２面との曲率半径を変更(ベンディング)した場合に、光学性能と製造誤差感度とがどのように変化するかを示す。表１の各レンズは、第１面が凹の球面、第２面が凸の回転対称非球面のメニスカスレンズである。回転対称非球面の形状は、光軸からの距離ｈにおける光軸と非球面との交点での接平面からのサグ量Ｘ(ｈ)で表すことができ、そのサグ量は、以下の式で表される。
X(h)＝h2／［r{1＋√(1−(κ＋1)h2／r2)}］＋A4h4＋A6h6＋A8h8＋A10h10＋A12h12
【００２０】
上式中、ｒは光軸上の曲率半径、κは円錐係数、A4,A6,A8,A10,A12はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。表１には、各レンズ面の曲率半径ｒ、円錐係数κ、非球面係数A4,A6,A8,A10,A12、面間の光軸上の距離ｄ、使用波長780nmでの屈折率ｎが表示されると共に、それぞれの構成における光学性能として主走査方向の像面湾曲(主像面湾曲)、製造誤差感度として偏心誤差感度及び屈折力誤差感度が示されている。像面湾曲は、焦点位置の近軸像面からの光軸方向のズレ、偏心誤差感度は、第１面と第２面とが主走査方向に０．１ｍｍ相対的に偏心した際の主走査像面の傾き、屈折力誤差感度は、第１面と第２面との屈折力がそれぞれ設計値から０．１dprt.変化した際に発生する像面湾曲の変化量である。なお、以下の表中の記号Ｅは、Ｅの右側の数値を指数とする１０の累乗を示し、例えば、左端列のレンズの第２面のＡ4の値「5.65743E-06」は「5.65743×10-06」を意味する。
【００２１】
【表１】
2006337916.tif 000003
【００２２】
また、図２は、表１の値をグラフ化したものであり、図２(Ａ)は、第１面の曲率半径と主走査方向の像面湾曲、偏心誤差感度との関係を示すグラフ、図２(Ｂ)は第１面の曲率半径と屈折力誤差感度との関係を示すグラフである。第１面の曲率半径を小さくすると(きついメニスカス形状にすると)、設計上の光学性能は向上するが、製造誤差感度は大きくなる。反対に、第１面の曲率半径を大きくすると(緩いメニスカス形状にすると)、製造誤差感度は小さくなるが、設計上の光学性能は悪化する。
【００２３】
以下の表２は、第１走査レンズの第１面の曲率半径を一定にして非球面量を変えた場合(ここでは簡単のために４次の非球面係数のみを変化させた)に、光学性能と製造誤差感度とがどのように変化するかを示す。表２の各レンズは、第１面が凹の回転対称非球面、第２面が凸の回転対称非球面のメニスカスレンズである。表２には、表１と同様に各レンズの設計値と、光学性能として主走査像面湾曲と、製造誤差感度として偏心誤差感度及び屈折力誤差感度が示されている。なお、第１面非球面量は、光軸から２０ｍｍ離れた位置における近軸球面からのサグ差である。
【００２４】
【表２】
2006337916.tif 000004
【００２５】
また、図３は、表２の値をグラフ化したものであり、図３(Ａ)は、第１面の非球面量と主走査像面湾曲、偏心誤差感度との関係を示すグラフ、図３(Ｂ)は第１面の非球面量と屈折力誤差感度との関係を示すグラフである。第１面の非球面量を大きくすると、設計上の光学性能は向上するが、製造誤差感度は大きくなる。反対に、第１面の非球面量を小さくすると、製造誤差感度は小さくなるが、設計上の光学性能は悪化する。
【００２６】
このように，同じ設計仕様のレンズであっても曲率半径と非球面量の選び方で設計上の光学性能と製造誤差感度が変化する。実施形態では、実用上問題ない光学性能を確保しつつ、できるだけ製造誤差感度を下げるため、光学性能と製造誤差感度とをパラメータとして、これらのバランスを取るよう設計している。
【００２７】
すなわち、実施形態の走査光学系は、ポリゴンミラー(偏向器)１４の偏向面から第１走査レンズ２１までの距離をＬ[mm]、ｆθレンズ(結像光学系)２０の半画角をθ[rad.]、走査幅（半幅）をＷ[mm]、第１走査レンズ２１の非球面の光軸上の曲率をＣ、主走査方向の有効走査領域内における曲率の最大値と最小値との差をΔＣとしたとき、以下の条件(１)、(２) を満たす。
θＬ＜０．１５Ｗ  …(１)
−０．９＜ΔＣ／Ｃ＜−０．６  …(２)
【００２８】
条件(１)は、ｆθレンズ２０が広角であり、かつ、第１走査レンズ２１がポリゴンミラー１４に近接して配置されていることを規定する。条件(１)を満たさない場合には、広角ではなく、小型化が達成できない。条件(１)を満たさないレンズは、光学性能のみを考慮して設計しても製造誤差感度が高くならず、本発明を適用する必要がない。
【００２９】
条件(２)は、第１走査レンズ２１の非球面による主走査断面での曲率変化量を規定する。条件(２)の下限を下回ると非球面量が大きくなりすぎて製造誤差感度が高くなり、上限を超えると非球面量が小さくなりすぎて設計上の光学性能が悪くなる。条件(２)を満たすことにより、第１走査レンズ２１の非球面量に関して、製造誤差感度と光学性能とのバランスをとることができる。
【００３０】
また、実施形態の走査光学系は、ｆθレンズ２０の全系の主走査断面における屈折力をφa[dptr.]、第１走査レンズ２１の第１面の屈折力をφ1[dptr.]としたとき、以下の条件(３)を満たす。
−０．７３＜φa／φ1＜−０．５６  …(３)
【００３１】
条件(３)は、第１走査レンズ２１の第１面の曲率半径を規定し、ｆθレンズ全体の主走査断面パワーに対して、第１面がどの程度のパワーを負担するのが適当かを規定する。第２面のパワーは第１面が決まると自動的に決まるため、条件式には含まれていない。条件(３)の下限を下回ると、第１面のパワーが小さくなりすぎて(緩いメニスカス形状になりすぎて)、設計上の光学性能が悪くなり、上限を超えると、第１面のパワーが大きくなりすぎて（きついメニスカス形状になりすぎて）、製造誤差感度が高くなる。
続いて、上記の条件を満たす実施例を３例説明する。
【実施例１】
【００３２】
実施例１の走査光学系の構成は、図１に示す通りである。実施例１においては、第１走査レンズ２１のポリゴンミラー１４側の第１面は凹の回転対称非球面、走査対象面３０側の第２面は凸の回転対称非球面、第２走査レンズ２２の第１面は凹の球面、第２面はアナモフィック非球面である。
【００３３】
アナモフィック非球面は、光軸から離れた位置での副走査方向の曲率半径が主走査方向の断面形状とは無関係に設定された回転軸を持たない非球面であり、主走査方向の断面形状X(y)、 副走査方向の曲率半径ｒz(y)は、光軸上での主走査方向の曲率半径をry0、円錐係数をκ、主走査方向のｎ次の非球面係数をＡＭn、主走査方向の各位置yにおける光軸上での副走査方向の曲率半径をrz0、副走査方向のｎ次の非球面係数をＡＳnとして、それぞれ以下の式により求められる。
【００３４】
【数１】
2006337916.tif 000005
【００３５】
実施例１にかかる走査光学系の具体的な数値構成を表３に示す。表３中の記号ｒyは各光学素子の主走査方向の曲率半径(単位：mm)、ｒzは副走査方向の曲率半径(回転対称面の場合には省略，単位：mm)、ｄは面間の光軸上の距離(単位：mm)、ｎλは設計波長での屈折率である。この例では、設計波長λは780nmである。
【００３６】
【表３】
2006337916.tif 000006
【００３７】
第４面、第５面の回転対称非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表４、表５、第７面のアナモフィック非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表６にそれぞれ示す。
【００３８】
【表４】
2006337916.tif 000007
【００３９】
【表５】
2006337916.tif 000008
【００４０】
【表６】
2006337916.tif 000009
【００４１】
図４は、実施例１にかかる走査光学系の像面湾曲を示す。図４(Ａ)は設計上の像面湾曲、(Ｂ)は第１走査レンズ２１の第１面と第２面とが主走査方向に０．１ｍｍ相対的に偏心した際の像面湾曲、(Ｃ)は第１走査レンズ２１の第１面と第２面との屈折力がそれぞれ設計値から０．１dptr.変化した際の像面湾曲をそれぞれ示す。各図中、破線Ｍが主走査方向、実線Ｓが副走査方向の像面湾曲を示す。グラフの横軸は収差量(単位:mm)、縦軸は像高ｙ(単位:mm)を示している。収差量は、(Ａ)では±４．００mmの範囲、(Ｂ)、(Ｃ)では±１０．０mmの範囲で示されている。また、像高ｙは、光軸上を０とし、半導体レーザー１０が設けられている側をマイナス、反対側をプラスとして符号を付している。
【００４２】
実施例１の構成では、第１走査レンズ有効径20.76mm、主走査像面湾曲(設計値)1.28mm、偏心誤差感度2.81mm、屈折力誤差感度3.11mmである。
【実施例２】
【００４３】
実施例２の走査光学系の構成は、図１とほぼ同様であるため、図示は省略する。実施例２においては、第１走査レンズ２１の第１面は凹の回転対称非球面、第２面は凸の回転対称非球面、第２走査レンズ２２の第１面は凹の球面、第２面はアナモフィック非球面である。実施例２にかかる走査光学系の具体的な数値構成を表７に示す。
【００４４】
【表７】
2006337916.tif 000010
【００４５】
第４面、第５面の回転対称非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表８、表９、第７面のアナモフィック非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表１０にそれぞれ示す。
【００４６】
【表８】
2006337916.tif 000011
【００４７】
【表９】
2006337916.tif 000012
【００４８】
【表１０】
2006337916.tif 000013
【００４９】
図５は、実施例２にかかる走査光学系の像面湾曲を示す。(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)の条件は図４の場合と同一である。実施例２の構成では、第１走査レンズ有効径20.60 mm、主走査像面湾曲(設計値)1.25mm、偏心誤差感度2.42mm、屈折力誤差感度2.75mmである。
【実施例３】
【００５０】
実施例３の走査光学系の構成は、図１とほぼ同様であるため、図示は省略する。実施例３においては、第１走査レンズ２１の第１面は凹の回転対称非球面、第２面は凸の回転対称非球面、第２走査レンズ２２の第１面は凹の球面、第２面はアナモフィック非球面である。実施例３にかかる走査光学系の具体的な数値構成を表１１に示す。
【００５１】
【表１１】
2006337916.tif 000014
【００５２】
第４面、第５面の回転対称非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表１２、表１３、第７面のアナモフィック非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表１４にそれぞれ示す。
【００５３】
【表１２】
2006337916.tif 000015
【００５４】
【表１３】
2006337916.tif 000016
【００５５】
【表１４】
2006337916.tif 000017
【００５６】
図６は、実施例３にかかる走査光学系の像面湾曲を示す。(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)の条件は図４の場合と同一である。実施例３の構成では、第１走査レンズ有効径20.84mm、主走査像面湾曲(設計値)1.32mm、偏心誤差感度2.65mm、屈折力誤差感度2.63mmである。
【００５７】
次に、上記の実施例との性能の比較のため、２つの比較例を説明する。比較例１は、実施例と同一の焦点距離、走査幅を持つが、第１走査レンズとポリゴンミラーとの距離が長く、ｆθレンズが実施例と比較して大型の例、比較例２は、製造誤差感度を考慮せずに設計上の光学性能を良好にするようにして比較例１を小型化した例である。
【００５８】
［比較例１］
図７は、比較例１の構成を示す主走査面内の説明図である。光学素子の並びは図１に示す実施形態と同一であるため、同一の符号を付して重複した説明は省略する。比較例１においては、第１走査レンズ２１の第１面は凹の球面、第２面は凸の回転対称非球面、第２走査レンズ２２の第１面は凹の球面、第２面はアナモフィック非球面である。比較例１の具体的な数値構成は、以下の表１５に示されている。
【００５９】
【表１５】
2006337916.tif 000018
【００６０】
第５面の回転対称非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表１６、第７面のアナモフィック非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表１７にそれぞれ示す。
【００６１】
【表１６】
2006337916.tif 000019
【００６２】
【表１７】
2006337916.tif 000020
【００６３】
図８は、比較例１にかかる走査光学系の像面湾曲を示す。(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)の条件は図４の場合と同一である。比較例１の構成では、第１走査レンズ有効径31.56mm、主走査像面湾曲(設計値)0.97mm、偏心誤差感度0.04mm、屈折力誤差感度0.86mmである。
【００６４】
［比較例２］
図９は、比較例２の構成を示す主走査面内の説明図である。光学素子の並びは図１に示す実施形態と同一であるため、同一の符号を付して重複した説明は省略する。比較例２においては、第１走査レンズ２１の第１面は凹の回転対称非球面、第２面は凸の回転対称非球面、第２走査レンズ２２の第１面は凹の球面、第２面はアナモフィック非球面である。比較例２の具体的な数値構成は、以下の表１８に示されている。
【００６５】
【表１８】
2006337916.tif 000021
【００６６】
第４面、第５面の回転対称非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表１９、表２０、第７面のアナモフィック非球面を定義する円錐係数、非球面係数の値を表２１にそれぞれ示す。
【００６７】
【表１９】
2006337916.tif 000022
【００６８】
【表２０】
2006337916.tif 000023
【００６９】
【表２１】
2006337916.tif 000024
【００７０】
図１０は、比較例２にかかる走査光学系の像面湾曲を示す。(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)の条件は図４の場合と同一である。比較例２の構成では、第１走査レンズ有効径20.91mm、主走査像面湾曲(設計値)1.26
mm、偏心誤差感度4.00mm、屈折力誤差感度4.51mmである。
【００７１】
次に、上記の実施例及び比較例と、本発明の条件(１)、(２)、(３)との関係について説明する。表２２は、条件(１)「θＬ＜０．１５Ｗ」に関する各実施例、比較例の数値を示す。条件(１)の欄は、○が条件を満たすこと、×は満たさないことを表す。小型化された実施例１〜３及び比較例２は条件(１)を満たすが、比較例１は満たさず、ｆθレンズが大型である。
【００７２】
【表２２】
2006337916.tif 000025
【００７３】
また、表２３は、条件(２)「−０．９＜ΔＣ／Ｃ＜−０．６」に関する各実施例、比較例の数値である。実施例１〜３は、小型化しつつ光学性能と製造誤差感度とを考慮して設計されているため、第１面、第２面共に条件(２)を満たしている。比較例１の第１面は球面であり、第２面は非球面量が小さく、共に条件(２)を満たさない。比較例１は小型化されていないため、非球面量が少なくとも良好な光学性能が得られる。比較例２は、小型化しつつ設計上の光学性能を良好に保つため、非球面量が大きく設計されており、第１面、第２面共に条件(２)を満たさない。
【００７４】
【表２３】
2006337916.tif 000026
【００７５】
さらに、表２４は、条件(３)「−０．７３＜φa／φ1＜−０．５６」に関する各実施例、比較例の数値である。小型化された実施例１〜３及び比較例２は条件(１)を満たすが、比較例１は満たしていない。
【００７６】
【表２４】
2006337916.tif 000027
【００７７】
上記のように、実施例１〜３は、いずれも条件(１)、(２)、(３)を満たすため、ｆθレンズの小型化を図りつつ、光学性能と製造誤差感度とのバランスをとり、必要な光学性能を確保しつつ、製造の容易な走査光学系を提供することができる。これに対して、比較例１はｆθレンズが大型であり、走査光学系全体のサイズをコンパクトにすることができない。一方、比較例２は、小型化は達成されているものの、製造誤差感度を考慮せずに設計されているため、設計上の光学性能は高いが、製造誤差感度が高く、製造が困難である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態(実施例１)にかかる走査光学系の光学素子の配置を示す主走査平面内の平面図である。
【図２】(Ａ)は、走査レンズの曲率半径と像面湾曲及び偏心誤差感度との関係を示すグラフ、(B)は、走査レンズの曲率半径と屈折力誤差感度との関係を示すグラフである。
【図３】(Ａ)は、走査レンズの非球面量と像面湾曲及び偏心誤差感度との関係を示すグラフ、(B)は、走査レンズの非球面量と屈折力誤差感度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例１にかかる走査光学系の像面湾曲を示すグラフであり、(Ａ)は設計上の値、(Ｂ)は偏心が生じた場合の値、(Ｃ)は屈折力誤差が生じた場合の値を示す。
【図５】本発明の実施例２にかかる走査光学系の像面湾曲を示すグラフであり、(Ａ)は設計上の値、(Ｂ)は偏心が生じた場合の値、(Ｃ)は屈折力誤差が生じた場合の値を示す。
【図６】本発明の実施例３にかかる走査光学系の像面湾曲を示すグラフであり、(Ａ)は設計上の値、(Ｂ)は偏心が生じた場合の値、(Ｃ)は屈折力誤差が生じた場合の値を示す。
【図７】比較例１にかかる走査光学系の光学素子の配置を示す主走査平面内の平面図である。
【図８】比較例１にかかる走査光学系の像面湾曲を示すグラフであり、(Ａ)は設計上の値、(Ｂ)は偏心が生じた場合の値、(Ｃ)は屈折力誤差が生じた場合の値を示す。
【図９】比較例２にかかる走査光学系の光学素子の配置を示す主走査平面内の平面図である。
【図１０】比較例２にかかる走査光学系の像面湾曲を示すグラフであり、(Ａ)は設計上の値、(Ｂ)は偏心が生じた場合の値、(Ｃ)は屈折力誤差が生じた場合の値を示す。
【符号の説明】
【００７９】
１０  半導体レーザー
１４  ポリゴンミラー
２０  ｆθレンズ
２１  第１レンズ
２２  第２レンズ
３０  走査対象面
【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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【図９】
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【図１０】
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