(57)【要約】【課題】レンズ面の光学面基準軸のシフト量やチルト量を大きく設定しなくてもゴースト光を十分に除去することができる走査光学系を、提供する。【解決手段】ポリゴンミラー３により動的に偏向されたレーザービームを走査対象面Ｓに結像するための走査レンズ４が、第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂからなるように、走査光学系を構成する。また、副走査方向において、第１プラスチックレンズ４ａの一方のレンズ面の原点Ａが、他方のレンズ面の原点Ｂに対し、主軸Ａｘを挟んで反対側に位置するように、走査光学系を構成する。また、第２プラスチックレンズ４ｂの両面の原点Ｃ，Ｄが、副走査方向において主軸Ａｘを挟む両側のうち、第１プラスチックレンズ４ａの後面の原点Ｂがある側に位置するように、走査光学系を構成する。【選択図】図２
2004272230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられたレーザービームを偏向器によって動的に偏向するとともに、動的に偏向されたレーザービームを結像光学系によって走査対象面上にスポット光として収束させることにより、前記スポット光を前記走査対象面上で主走査方向に沿って走査させる走査光学系であって、
前記偏向器に偏向された後であって前記結像光学系に入射する前のレーザービームのビーム中心軸の延長線を主軸としたとき、
前記結像光学系が、前記偏向器側から順に、
前記走査対象面上で前記主走査方向に直交する副走査方向において、一方のレンズ面の原点が他方のレンズ面の原点とは前記主軸を挟んで反対側に位置しているとともに、前後のレンズ面の原点の前記主軸に対するシフト量が何れも鏡面領域の副走査方向の幅の半分よりも小さい長さであるとともに、前後のレンズ面の原点での曲率半径についての曲率中心が前記光源側にある第１プラスチックレンズと、
前後のレンズ面のうちの少なくとも一つのレンズ面がアナモフィック面であり、前記第１プラスチックレンズの後面の原点が前記主軸に対してシフトしている方向へ、前後のレンズ面の原点のうちの少なくとも一方が前記主軸に対してシフトしているとともに、前後のレンズ面の原点の前記主軸に対するシフト量が鏡面領域の副走査方向の幅の半分よりも小さい長さである第２プラスチックレンズと
を備えることを特徴とする走査光学系。
【請求項２】
前記主走査方向に視線を向けて見た場合において、前記第１プラスチックレンズの後面の原点が、その後面におけるレーザービームのビーム中心軸の入射位置と前記主軸との距離よりも大きな距離だけ、前記主軸から離れている
ことを特徴とする請求項１記載の走査光学系。
【請求項３】
前記アナモフィック面として形成されているレンズ面の原点での曲率についての曲率中心と前記主軸との副走査方向における距離をZa[mm]とし、レーザービームのビーム中心軸が前記アナモフィック面を貫く点と前記主軸との副走査方向における距離をHa[mm]としたとき、
前記結像光学系の前記第２プラスチックレンズが、以下の条件式(1)、
Ha-1<Za<Ha+1  ---(1)
を満足する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の走査光学系。
【請求項４】
前記主走査方向に視線を向けて見た場合において、前記結像光学系の前記第１プラスチックレンズを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が前記主軸に対してなす角度をu[°]とし、前記第２プラスチックレンズを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が前記主軸に対してなす角度をu'[°]としたとき、
前記結像光学系が、以下の条件式(2)、
u'/u<1  ---(2)
を満足する
ことを特徴とする請求項３記載の走査光学系。
【請求項５】
前記第２プラスチックレンズの前面の原点の前記主軸からのシフト量と、その後面の原点の前記主軸からのシフト量とが、互いに異なる
ことを特徴とする請求項４記載の走査光学系。
【請求項６】
前記結像光学系の前記副走査方向の横倍率をmとしたとき、
前記結像光学系が、以下の条件式(3)、
-1.3<m<-0.6  ---(3)
を満足する
ことを特徴とする請求項５記載の走査光学系。
【請求項７】
前記結像光学系の前記第１プラスチックレンズと前記第２プラスチックレンズとの間に、反射防止コートが施されたガラスレンズを一枚以上有し、
前記第１プラスチックレンズと前記第２プラスチックレンズとの間隔をd0[mm]とし、前記第１プラスチックレンズと前記ガラスレンズのうちの最も像面側のガラスレンズとの間隔をd1[mm]としたとき、
前記結像光学系が、以下の条件式(4)、
d1≦d0×0.1  ---(4)
を満足する
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の走査光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンターやフォトプロッター等に組み込まれる走査光学系に、関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、走査光学系は、画像情報に従ってオンオフ変調されたレーザービームを回転多面鏡によって動的に偏向するとともに、動的に偏向されたレーザービームを結像光学系によって走査対象面上にスポット光として収束させる。これにより、走査光学系は、スポット光を走査対象面上で主走査方向に沿って等速度で走査させ、複数のドットからなる二次元状の画像を静電潜像として走査対象面上に形成する。
【０００３】
近年、走査光学系の製造コストを下げるため、結像光学系には、プラスチックレンズが用いられることが多い。また、プラスチックレンズへの反射防止コートの施工費用が、ガラスレンズのそれよりも高いため、近年のプラスチックレンズには、反射防止コートが施されないことが多い。
【０００４】
このように、反射防止コートが省略されたプラスチックレンズを結像光学系に用いていると、当然、レンズ面に入射する光のうち、無視できない量の光が、このレンズ面にて反射され、反射された光のうちの一部が、何れかの経路を経て、ゴースト光として走査対象面に到達する。
【０００５】
このため、従来、走査性能を低下させること無くゴースト光を走査対象面に到達させない走査光学系が、多数提案されている。但し、提案されている何れの走査光学系とも、結像光学系の少なくとも１つのレンズの光軸を他のレンズの光軸に対してチルトさせるか、他のレンズの光軸からシフトさせるかのどちらかでしかない（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０５−３４６５５３号公報
【特許文献２】特開平０７−２８７１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、結像光学系のレンズ間隔を狭めることによって走査光学系を小型化する場合、ゴースト光を十分に除去するためには、レンズのチルト量やシフト量を大きく設定せねばならない。また、このようなレンズを筐体に簡単に組み付けられるようにするためには、円柱状又は角柱状のコバの中心軸に対して両レンズ面の光学面基準軸（光軸に相当するものであって、回転非対称面にあってはその面を数式で表現するときの基準軸、回転対称面にあっては回転対称軸）がチルト又はシフトされているように、レンズを形成しておく必要がある。
【０００７】
なお、プラスチックレンズの成型用金型を製造する場合、開発者は、一旦製造された金型により成型されたレンズのレンズ面の原点（光学面基準軸とレンズ面との交点）を探し当て、実際に製造されたレンズ面と設計上のレンズ面とを比較することによって、レンズ面の精度を評価し、その評価に基づいて、レンズ面の精度を向上させるように、金型を修正するために付加的に切削加工する。このような評価と付加的な切削加工とを繰り返すことによって、開発者は、最終的に精度の高いレンズを量産するための金型を作り上げている。
【０００８】
しかしながら、コバの中心軸に対して両レンズ面の光学面基準軸が大きくチルトされているレンズの成型用金型を製造する場合、上述した付加的な切削加工によりレンズ面の原点が副走査方向にどんどんずれてしまう。このため、その金型の製造には並々ならぬ技術力が必要となるので、結果的に製造コストが上昇するという問題があった。
【０００９】
また、コバの中心軸に対する両レンズ面の光学面基準軸のシフト量が鏡面領域の副走査方向の幅の半分よりも大きなレンズの成型用金型を製造する場合、上述した評価の際にレンズ面の原点が探せなくなる。このため、レンズ面の評価をする際には非常に特殊な技術が必要となるので、やはり結果的に製造コストが上昇するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述したような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、レンズ面の光学面基準軸のシフト量やチルト量を大きく設定しなくてもゴースト光を十分に除去することができる走査光学系を、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために発明された走査光学系は、光源から発せられたレーザービームを偏向器によって動的に偏向するとともに、動的に偏向されたレーザービームを結像光学系によって走査対象面上にスポット光として収束させることにより、前記スポット光を前記走査対象面上で主走査方向に沿って走査させる走査光学系であって、前記偏向器に偏向された後であって前記結像光学系に入射する前のレーザービームのビーム中心軸の延長線を主軸としたとき、前記結像光学系が、前記偏向器側から順に、前記走査対象面上で前記主走査方向に直交する副走査方向において、一方のレンズ面の原点が他方のレンズ面の原点とは前記主軸を挟んで反対側に位置しているとともに、前後のレンズ面の原点の前記主軸に対するシフト量が何れも鏡面領域の副走査方向の幅の半分よりも小さい長さであるとともに、前後のレンズ面の原点での曲率半径についての曲率中心が前記光源側にある第１プラスチックレンズと、前後のレンズ面のうちの少なくとも一つのレンズ面がアナモフィック面であり、前記第１プラスチックレンズの後面の原点が前記主軸に対してシフトしている方向へ、前後のレンズ面の原点のうちの少なくとも一方が前記主軸に対してシフトしているとともに、前後のレンズ面の原点の前記主軸に対するシフト量が鏡面領域の副走査方向の幅の半分よりも小さい長さである第２プラスチックレンズとを備えることを、特徴としている。
【００１２】
このように、第１プラスチックレンズの両面の原点を、互いに離れるようにして主軸からシフトさせることにより、両面の原点を鏡面領域内に納めた状態で、レーザービームを副走査方向において大きく屈折させることができる。このため、第１プラスチックレンズを成型するための金型により一旦製造された第１プラスチックレンズの両面の評価をする際に、その第１プラスチックレンズにおける両面の原点が探しにくくなることがない。その結果、製造コストを増大させずに済む。
【００１３】
さらに、第１プラスチックレンズによりレーザービームが副走査方向において大きく屈折されるので、第２プラスチックレンズのアナモフィック面を大きくチルトさせる必要がなくなる。このため、この第２プラスチックレンズを成型するための金型を付加的に切削加工しても、その金型上のアナモフィック面の原点が、副走査方向にずれて行くことが殆どない。従って、光学面基準軸を他のレンズの光学面基準軸や主軸に対して大きくチルトさせるためのレンズの金型を製造することに比べると、本発明の第２プラスチックレンズを量産するための金型を製造するほうが容易である。その結果、製造コストを増大させずに済む。
【００１４】
そして、以上の二つの効果を得られる結果、結像光学系の第１プラスチックレンズ及び第２プラスチックレンズを、反射防止コートを省略したプラスチックレンズとした際に、結像光学系のレンズ間隔を狭めた場合でも、レンズ面での反射によるゴースト光を正規光の光路から十分に除去することができる。
【００１５】
なお、本発明による走査光学系においては、第１プラスチックレンズにおいて発生する収差を打ち消すように、第２プラスチックレンズにおいて収差を発生させることにより、走査対象面上に描画される走査線の湾曲を防止するとともに、コマ収差などの収差量の増加を抑制することができる。その結果、走査対象面上に描画された描画像（潜像）の端部の解像度の低下が抑制される。
【００１６】
但し、打ち消し合う条件としては、第１プラスチックレンズの後面の原点が、その後面におけるレーザービームのビーム中心軸の入射位置と主軸との距離よりも大きな距離だけ、主軸から離れているように、第１プラスチックレンズを構成し、且つ、以下で説明する条件式(2)を満足するように、結像光学系を構成することである。
【００１７】
また、本発明による走査光学系において、第１プラスチックレンズにおいて発生する収差と第２プラスチックレンズにおいて発生する収差とを共に大きくし過ぎると、逆に、十分な走査性能が得られなくなる。このため、各レンズ面の原点のシフト量を適量に設定する必要がある。具体的には、第１プラスチックレンズの前面の原点のシフト量を抑えることにより、走査線湾曲をより良好に抑制することができ、また、第２プラスチックレンズのアナモフィック面の原点の採り得る位置を、以下で説明する条件式(1)を満足する範囲内に制限することにより、コマ収差をより良好に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上に説明したように、本発明によれば、レンズ面の光学面基準軸のシフト量やチルト量を大きく設定しなくてもゴースト光を十分に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態を説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態の走査光学系の光学構成図である。この図１に示されるように、本実施形態の走査光学系は、光源ユニット１，シリンドリカルレンズ２，ポリゴンミラー３，及び走査レンズ４を、備えている。
【００２１】
光源ユニット１は、レーザービームを発散光として発振する半導体や、半導体から発せられたレーザービームを平行光束に変換するコリメートレンズ等を、備える。シリンドリカルレンズ２は、光源ユニット１から発せられるレーザービームを、図１の紙面に直交する方向にのみ収束させるレンズである。このシリンドリカルレンズ２により収束されたレーザービームは、その収束位置において線状像を形成する。ポリゴンミラー３は、扁平な正多角柱状に形成されており、その各側面は、反射面として構成されている。このポリゴンミラー３は、その中心軸３ａ回りに等角速度で回転駆動されるようになっており、偏向器として機能する。このポリゴンミラー３の中心軸３ａは、図１の紙面に直交する方向に向けられており、ポリゴンミラー３は、その一つの反射面又はその近傍に上記線状像が位置するように、配置されている。走査レンズ４は、走査速度補正機能（ｆθ機能）を有するとともに上記線状像を走査対象面Ｓ上にスポット光として再結像させる機能を有するアナモフィックな結像光学系であり、第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂから構成されている。
【００２２】
光源ユニット１から発せられるレーザービームは、シリンドリカルレンズ２を透過した後、等角速度で回転するポリゴンミラー３の反射面へ入射することにより、動的に偏向される。動的に偏向されたレーザービームは、走査レンズ４を透過することによって走査対象面Ｓ上を露光するスポット光として収束されるとともに、ポリゴンミラー３の回転に伴って走査対象面Ｓ上を主走査方向（図１の矢印Ｈ）に沿って等速度に走査する。スポット光は、走査対象面Ｓ上に線状の軌跡（走査線）を描くが、走査対象面Ｓ自体が、主走査方向に直交する副走査方向（図１の紙面に直交する方向）へ等速度で移動されるので、走査対象面Ｓ上には、複数の走査線が等間隔に形成される。また、このように走査対象面Ｓ上で繰り返し走査されるレーザービームは、図示せぬ変調器（又は光源ユニット１そのもの）により、画像情報に従ってオンオフ変調されているので、走査対象面Ｓ上には、画像情報に基づく二次元状の画像が描画される。
【００２３】
ところで、シリンドリカルレンズ２を透過したレーザービームは、主走査方向においては、平行光束のままポリゴンミラー３によって反射され、走査レンズ４の収束パワーによって走査対象面Ｓ上に収束されるが、副走査方向においては、上述したように、シリンドリカルレンズ２の収束パワーによってポリゴンミラー３の反射面近傍で一旦収束され、発散光束として走査レンズ４に入射し、走査レンズ４の収束パワーによって再び走査対象面Ｓ上に収束される。このとき、ポリゴンミラー３の反射面近傍と走査対象面Ｓとが走査レンズ４によって副走査方向において光学的に共役となっているために、ポリゴンミラー３の各反射面の僅かな傾き（いわゆる「面倒れ」）による走査対象面Ｓ上の走査位置の副走査方向へのずれが、補正される。
【００２４】
図２は、主走査方向に視線を向けてポリゴンミラー３，走査レンズ４，及び走査対象面Ｓを見たときの概略的な光学構成図である。以下では、本発明において必要な定義について説明した後に、本発明の主要な部分である走査レンズ４の第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂの構成について、詳しく説明する。
【００２５】
まず、本実施形態の走査レンズ４においては、第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂが有する四つのレンズ面のうち、幾つかのレンズ面は、回転非対称な形状であるので、回転対称な光学面での対称軸に相当する軸を持たない。そこで、光学面の形状を数式によって表現するときに設定される軸を「光学面基準軸」と記述することにし、この光学面基準軸を、回転対称な光学面での対称軸、すなわち、光軸に相当するものとして取り扱うことにする。
【００２６】
次に、走査対象面Ｓ上に設定される所定の走査幅（走査線の長さ）の中心を貫くレーザービームのうち、ポリゴンミラー３における面倒れのない反射面によって反射された後であって第１プラスチックレンズ４ａに入射する前の部分のビーム中心軸に、注目する。ここで、このビーム中心軸を走査対象面Ｓまで仮想的に延長してできる直線を「主軸」Ａｘと定義する。この主軸Ａｘは、図２では一点鎖線にて示されている。また、第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂの各面において、そのレンズ面とその光学面基準軸との交点を、そのレンズ面の「原点」と定義する。この原点は、図２では、黒点にて示されている。
【００２７】
以上に説明した定義の下、本実施形態の第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂは、以下のように構成されている。まず、第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂは、主軸Ａｘと同じ方向に視線を向けて見た場合には、主走査方向（図２の紙面に直交する方向）に沿って長尺な長方形状に、形成されており、その長方形の中心点を通る軸が、上記主軸Ａｘと同軸となるように、配置されている。次に、副走査方向に視線を向けて見た場合には、第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂの各々の両面の原点Ａ〜Ｄとも、主軸Ａｘと重なる直線上に配置されている。
【００２８】
さらに、主走査方向に視線を向けて見た場合には、図２に示されるように、第１プラスチックレンズ４ａは、その前面の原点Ａが主軸Ａｘから図２の下方へ離れ、且つ、その後面の原点Ｂが主軸Ａｘから図２の上方へ離れているように、形成されている。つまり、副走査方向において、第１プラスチックレンズ４ａの一方のレンズ面の原点は、他方のレンズ面の原点に対し、主軸Ａｘを挟んで反対側に位置している。但し、第１プラスチックレンズ４ａは、何れのレンズ面の原点Ａ，Ｂとも鏡面領域内に存在するように、形成されている。
【００２９】
一方、第２プラスチックレンズ４ｂは、主走査方向に視線を向けて見た場合に、その前面及び後面の原点Ｃ，Ｄのうちの一方又は両方が主軸Ａｘから図２の上方へ離れているように、形成されている。つまり、第２プラスチックレンズ４ｂの両面の原点Ｃ，Ｄのうちの少なくとも一方は、副走査方向において主軸Ａｘを挟む両側のうち、第１プラスチックレンズ４ａの後面の原点がある側に、位置している。但し、第２プラスチックレンズ４ｂは、何れのレンズ面の原点Ｃ，Ｄとも鏡面領域内に存在するように、形成されている。
【００３０】
さらに、第１プラスチックレンズ４ａの前面は、凹のレンズ面として形成されており、その後面は、凸のレンズ面として形成されている。そして、第１プラスチックレンズ４ａの両面の光学面基準軸は、何れも主軸Ａｘに対して平行である。また、第２プラスチックレンズ４ｂの両面のうち、少なくとも一面は、後述するアナモフィック非球面として形成されている。アナモフィック非球面の光学面基準軸は、主軸Ａｘと平行な方向を向いているか、主軸Ａｘと平行な方向から副走査方向へほんの僅かな量だけチルトしている。また、この第２プラスチックレンズ４ｂにアナモフィック非球面でないレンズ面が存在する場合には、そのレンズ面の光学面基準軸は、主軸Ａｘに対して平行である。
【００３１】
本実施形態の走査レンズ４は、以上に説明したように構成されているため、以下に述べるような効果を奏する。
【００３２】
第一に、第１プラスチックレンズ４ａの両面の光学面基準軸を互いに離れる方向にシフトさせることにより、両面の原点Ａ，Ｂを鏡面領域内に納めた状態で、レーザービームを副走査方向（図２の紙面内における上下方向）において大きく屈折させることができる。このため、この第１プラスチックレンズ４ａを成型するための金型により一旦製造された第１プラスチックレンズ４ａの両面の評価をする際に、その第１プラスチックレンズ４ａの両面の原点Ａ，Ｂが探しにくくなることがない。その結果、製造コストを増大させずに済む。
【００３３】
第二に、第１プラスチックレンズ４ａによりレーザービームが副走査方向において大きく屈折されるので、第２プラスチックレンズ４ｂのアナモフィック非球面を大きくチルトさせる必要がなくなる。このため、第２プラスチックレンズ４ｂを成型するための金型を付加的に切削加工しても、その金型上のアナモフィック非球面の原点が、副走査方向にずれて行くことが殆どない。従って、光学面基準軸を他のレンズの光学面基準軸や主軸Ａｘに対して大きくチルトさせるためのレンズの金型を製造することに比べると、本実施形態の第２プラスチックレンズ４ｂを量産するための金型を製造するほうが容易である。その結果、製造コストを増大させずに済む。
【００３４】
そして、以上の二つの効果を得られる結果、第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂを、反射防止コートを省略したプラスチックレンズとした際に、走査レンズ４のレンズ間隔を狭めた場合でも、各レンズ面での反射により発生するゴースト光を正規光の光路から十分に除去することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、走査レンズ４が、以下の二つの条件式(1)及び条件式(2)を満足することにより、より良好な走査性能を保持することができる。
【００３６】
すなわち、第２プラスチックレンズ４ａにおいてアナモフィック非球面として形成されているレンズ面の原点（図２では第２プラスチックレンズ４ａの後面の原点Ｄ）での曲率についての曲率中心（図２では白丸にて表現された点Ｅ）と主軸Ａｘとの副走査方向における距離をZa[mm]とし、ビーム中心軸がそのアナモフィック非球面を貫く点（図２では点Ｆ）と主軸Ａｘとの副走査方向における距離をHa[mm]としたとき、走査レンズ４の第２プラスチックレンズ４ｂが、以下の条件式(1)、
Ha-1<Za<Ha+1  ---(1)
を満足し、それと同時に、主走査方向に視線を向けて見た場合において、第１プラスチックレンズ４ａを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度をu[°]とし、第２プラスチックレンズ４ｂを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度をu'[°]としたとき、走査レンズ４が、以下の条件式(2)、
u'/u<1  ---(2)
を満足すると良い。
【００３７】
条件式(1)において、上限を上回るか、下限を下回ると、アナモフィック非球面で生じる収差が大きくなり、収差の補正が困難になる。また、アナモフィック非球面の光学面基準軸の主軸Ａｘに対するチルト量が増大する。このため、第２プラスチックレンズ４ｂの金型を製造する際に、切削加工によりアナモフィック非球面の原点が大きくずれる場合がある。
【００３８】
また、条件式(2)において、u'/uが１以上であると、第２プラスチックレンズ４ｂを透過した後のレーザービームが主軸Ａｘから離れる方向へ進行するので、第１プラスチックレンズ４ａにおいて発生した走査線湾曲やコマ収差を補正することがし難くなる。
【００３９】
そして、本実施形態では、走査レンズ４が、上記二つの条件式(1)及び条件式(2)に加えて、以下の条件式(3)を満足することにより、レンズをチルトさせなくてもゴースト光を効果的に除去することが可能になり、加工や組立が容易になる。
【００４０】
すなわち、副走査方向の横倍率をmとしたとき、走査レンズ４が、以下の条件式(3)、
-1.3<m<-0.6  ---(3)
を満足すると良い。
【００４１】
条件式(3)において、上限を上回るか、下限を下回ると、レンズのシフトのみでゴースト光を除去するのが難しくなる。
【００４２】
ところで、本実施形態においては、第１プラスチックレンズ４ａにおいて発生する収差を打ち消すように、第２プラスチックレンズ４ｂにおいて収差を発生させることにより、走査対象面上に描画される走査線の湾曲を防止するとともに、コマ収差などの収差量の増加を抑制することができる。その結果、走査対象面上に描画された描画像（潜像）の端部の解像度の低下が抑制される。
【００４３】
但し、打ち消し合う条件としては、第１プラスチックレンズ４ａの後面の原点Ｂが、その後面におけるレーザービームのビーム中心軸の入射位置（図２では点Ｇ）と主軸Ａｘとの距離よりも大きな距離だけ、主軸Ａｘから離れているように、第１プラスチックレンズ４ａを構成し、且つ、上記の条件式(2)を満足するように、走査レンズ４を構成することである。
【００４４】
また、本実施形態において、第１プラスチックレンズ４ａにおいて発生する収差と第２プラスチックレンズ４ｂにおいて発生する収差とを共に大きくし過ぎると、逆に、十分な走査性能が得られなくなる。このため、各レンズ面の原点のシフト量を適量に設定する必要がある。具体的には、第１プラスチックレンズ４ａの前面の原点Ａの主軸Ａｘからのシフト量を抑えることにより、走査対象面Ｓ上での走査線湾曲をより良好に抑制することができ、また、第２プラスチックレンズ４ｂのアナモフィック非球面の原点（図２では点Ｄ）の採り得る位置を、条件式(1)を満足する範囲内に制限することにより、コマ収差をより良好に抑えることができる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、走査レンズ４が、第１プラスチックレンズ４ａと第２プラスチックレンズ４ｂとの間に、反射防止コートが施されたガラスレンズを一枚以上有するように、構成されていても良い。この場合、ガラスレンズを第１プラスチックレンズ４ａの近傍に配置することによって、透過光の屈折に関してガラスレンズを無視し得るようにすることができる。但し、走査レンズ４は、第１プラスチックレンズ４ａと第２プラスチックレンズ４ｂとの間隔をd0[mm]とし、第１プラスチックレンズ４ａとガラスレンズのうちの最も像面側のガラスレンズとの間隔をd1[mm]としたとき、以下の条件式(4)、
d1≦d0×0.1  ---(4)
を満足することが必要である。
【００４６】
条件式(4)の上限を上回る程に、ガラスレンズが第１プラスチックレンズ４ａから離れてしまうと、第１プラスチックレンズ４ａから離れるほどレーザービームが光軸から分離されるという作用があるため、ガラスレンズへの入射高が大きくなってしまう。その結果、ガラスレンズ上での屈折の影響（収差の発生，及び、分離した光線を光軸に引き戻す作用）を考慮する必要が出てきてしまう。
【００４７】
以下、本実施形態の実施例を、四例示す。
【実施例１】
【００４８】
図３は、第１の実施例の走査光学系を副走査方向から見たときの光学構成図である。また、図４は、第１の実施例の走査光学系におけるポリゴンミラー３から走査対象面Ｓまでを主走査方向からみたときの光学構成図である。そして、以下に示す表１は、第１の実施例の走査光学系におけるシリンドリカルレンズ２から走査対象面Ｓに至るまでの具体的な数値構成を示す。
【００４９】
【表１】
2004272230.tif 000003
【００５０】
この表１において、記号NOは、シリンドリカルレンズ２の入射側の光学面を１番としてこの光学面より射出側に向かって昇順に各光学面に付された面番号を示す。具体的には、第１面及び第２面はシリンドリカルレンズ２を、第３面はポリゴンミラー３の反射面を、第４面及び第５面は第１プラスチックレンズ４ａを、第６面及び第７面は第２プラスチックレンズ４ｂを、それぞれ示す。また、記号Ryは、光学面基準軸上での光学面の主走査方向の曲率半径（単位は[mm]）を示し、記号Rzは、光学面基準軸上での光学面の副走査方向の曲率半径（単位は[mm]）を示し、記号ｄは、次の光学面までの光学面基準軸上での距離（単位は[mm]）を示し、記号ｎは、設計波長780nmでの各レンズの屈折率を示し、記号ｚは、副走査方向での鏡面領域の幅を示す。但し、この表１では、チルトされるレンズ面については、チルト前の数値が表示されている。
【００５１】
なお、第１の実施例では、第１プラスチックレンズ４ａの入射側のレンズ面（第４面）は、凹の球面として形成されており、その射出側のレンズ面（第５面）は、凸の回転対称非球面として形成されている。また、第２プラスチックレンズ４ｂの入射側のレンズ面（
第６面）は、アナモフィック非球面として形成されており、その射出側のレンズ面（第７面）は、凸の回転対称非球面として形成されている。
【００５２】
回転対称非球面は、光学面基準軸と平行な方向をｘ方向とし、光学面基準軸に垂直な方向への光学面基準軸からの距離を高さh(=√(y2+z2))とすると、高さhの点での光学面基準軸上の接平面からのｘ方向のサグ量X(h)、
X(h)=Ch2/[1+√[1-(1+κ)C2h2]]+A2h2+A4h4+A6h6+…  ---(5)
によって、表現される。なお、上式(5)中、Cは曲率（近軸の曲率半径の逆数）であり、κは円錐係数であり、A2，A4，A6，…は、それぞれ、２次，４次，６次，…の非球面係数である。
【００５３】
第１プラスチックレンズ４ａの射出側と第２プラスチックレンズ４ｂの射出側のレンズ面である第５面及び第７面を式(5)によって表現したときの具体的な数値構成として、非球面係数を表２に示す。なお、円錐係数κはゼロであり、表示のない非球面係数もゼロである。
【００５４】
【表２】
2004272230.tif 000004
【００５５】
また、アナモフィック非球面は、上記ｘ方向にその光学面基準軸を含むとともに主走査方向（ｙ方向）と平行である平面に沿って切断された際にできる曲線においては、主走査方向の高さyの点での光学面基準軸上の接線からのサグ量X(y)、
X(y)=Cy2/[1+√[1-(1+κ)C2y2]]+AM2y2+AM4y4+AM6y6+…  ---(6)
によって表現される。なお、上式(6)中、Cは、光学面基準軸上での主走査方向（ｙ方向）の曲率半径（表１のRy）の逆数（すなわち曲率）であり、κは円錐係数であり、AM2，AM4，AM6，…は、それぞれ、２次，４次，６次，…の非球面係数である。
【００５６】
また、このアナモフィック非球面は、高さyの点において主走査方向に対して垂直な平面に沿って切断されてできる円弧においては、この円弧の曲率半径Rz(y)の逆数（すなわち曲率）、
1/[Rz(y)]=(1/Rz0)+AS1y1+AS2y2+AS3y3+…  ---(7)
によって、式(6)とは無関係に表現される。なお、上式(7)中、Rz0は、光学面基準軸上での副走査方向（ｚ方向）の曲率半径（表１のRz）であり、AS1，AS2，AS3，…は、高さyでの副走査方向の曲率を決定する１次，２次，３次，…の非球面係数である。
【００５７】
第２プラスチックレンズ４ｂの入射側のレンズ面である第６面を式(6)及び式(7)によって表現したときの具体的な数値構成として、その非球面係数を表３に示す。なお、式(6)によって表現された第７面の円錐係数κはゼロである。また、表示のない非球面係数もゼロである。
【００５８】
【表３】
2004272230.tif 000005
【００５９】
そして、第１の実施例の第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂの各々の両面の原点Ａ〜Ｄの主軸Ａｘに対するシフト量を、表４に示す。
【００６０】
【表４】
2004272230.tif 000006
【００６１】
なお、この表４に示されたシフト量において、正は、図３の紙面内における上方へのシフトを示し、負は、その逆を示す。
【００６２】
さらに、第１の実施例のアナモフィック非球面である第６面の曲率中心とその面をレーザービームのビーム中心軸が通過する位置との関係を示す数値については、以下の通りである。すなわち、副走査方向において曲率中心Ｅの主軸Ａｘに対する距離Zaは、0.60mmである。また、副走査方向において、ビーム中心軸がそのアナモフィック非球面を貫く点Ｆと主軸Ａｘとの距離Haは、1.20mmである。従って、0.20mm<0.60mm<2.20mmであるので、第１の実施例は、上記条件式(1)を満足している。
【００６３】
さらに、レーザービームの副走査方向における屈折量を示す数値については、以下の通りである。すなわち、副走査方向において、第１プラスチックレンズ４ａを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度uは、0.87°である。また、第２プラスチックレンズ４ｂを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度u'は、0.43°である。従って、u'/u=0.494であるので、第１の実施例は、上記条件式(2)を満足している。
【００６４】
さらに、図３に示されるように、ポリゴンミラー３は扁平な正八角柱状に形成され、その底面の外接円の直径は40mmであり、その副走査方向の厚さは4mmである。また、走査レンズ４の焦点距離は200mmであり、走査対象面Ｓ上における走査幅は216mmである。そして、走査レンズ４の副走査方向の横倍率mは-1.2534である。従って、 -1.3<-1.2534<-0.6であるので、第１の実施例は、上記条件式(3)を満足している。
【００６５】
以上に示した構成を有する第１の実施例の走査光学系の光学性能を、図５に示す。この図５は、レーザービームが走査対象面Ｓを走査したときの軌跡である走査線の湾曲を示すグラフである。この図５のグラフにおいて、縦軸は、主走査方向（ｙ方向）の位置を示し、横軸は、収差量を示す。何れの軸についても、単位は[mm]である。この図５に示されるように、第１の実施例の走査光学系は、走査線の湾曲が良好に補正されている。
【実施例２】
【００６６】
図６は、第２の実施例の走査光学系を副走査方向から見たときの光学構成図である。また、図７は、第２の実施例の走査光学系におけるポリゴンミラー３から走査対象面Ｓまでを主走査方向からみたときの光学構成図である。そして、以下に示す表５は、第２の実施例の走査光学系におけるシリンドリカルレンズ２から走査対象面Ｓに至るまでの具体的な数値構成を示す。この表５において、各記号の意味は、表１のものと同じである。
【００６７】
【表５】
2004272230.tif 000007
【００６８】
なお、第２の実施例では、第１プラスチックレンズ４ａの入射側のレンズ面（第４面）は、凹の球面として形成されており、その射出側のレンズ面（第５面）は、凸の回転対称非球面として形成されている。また、第２プラスチックレンズ４ｂの入射側のレンズ面（第６面）は、凹の回転対称非球面として形成されており、その射出側のレンズ面（第７面）は、アナモフィック非球面として形成されている。
【００６９】
第１プラスチックレンズ４ａの射出側と第２プラスチックレンズ４ｂの入射側のレンズ面である第５面及び第６面を式(5)によって表現したときの具体的な数値構成として、非球面係数を表６に示す。なお、円錐係数κはゼロであり、表示のない非球面係数もゼロである。
【００７０】
【表６】
2004272230.tif 000008
【００７１】
また、第２プラスチックレンズ４ｂの射出側のレンズ面である第７面を式(6)及び式(7)によって表現したときの具体的な数値構成として、その非球面係数を表７に示す。なお、式(6)によって表現された第７面の円錐係数κはゼロである。また、表示のない非球面係数もゼロである。
【００７２】
【表７】
2004272230.tif 000009
【００７３】
そして、第２の実施例の第１プラスチックレンズ４ａ及び第２プラスチックレンズ４ｂの各々の両面の原点Ａ〜Ｄの主軸Ａｘに対するシフト量を、表８に示す。
【００７４】
【表８】
2004272230.tif 000010
【００７５】
なお、この表８に示されたシフト量において、正は、図７の紙面内における上方へのシフトを示し、負は、その逆を示す。
【００７６】
さらに、第２の実施例のアナモフィック非球面である第７面の曲率中心とその面をレーザービームのビーム中心軸が通過する位置との関係を示す数値については、以下の通りである。すなわち、副走査方向において曲率中心Ｅの主軸Ａｘに対する距離Zaは、0.20mmである。また、副走査方向において、ビーム中心軸がそのアナモフィック非球面を貫く点Ｆと主軸Ａｘとの距離Haは、1.07mmである。従って、0.07mm<0.20mm<2.07mmであるので、第２の実施例は、上記条件式(1)を満足している。
【００７７】
さらに、レーザービームの副走査方向における屈折量を示す数値については、以下の通りである。すなわち、副走査方向において、第１プラスチックレンズ４ａを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度uは、1.15°である。また、第２プラスチックレンズ４ｂを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度u'は、0.10°である。従って、u'/u=0.087であるので、第２の実施例は、上記条件式(2)を満足している。
【００７８】
さらに、図６に示されるように、ポリゴンミラー３は扁平な正六角柱状に形成され、その底面の外接円の直径は30mmであり、その副走査方向の厚さは4mmである。また、走査レンズ４の焦点距離は145mmであり、走査対象面Ｓ上における走査幅は216mmである。そして、走査レンズ４の副走査方向の横倍率mは-1.1997である。従って、 -1.3<-1.1997<-0.6であるので、第２の実施例は、上記条件式(3)を満足している。
【００７９】
以上に示した構成を有する第２の実施例の走査光学系の光学性能として、走査線湾曲のグラフを、図８に示す。この図８のグラフにおいて、各軸の意味及び単位は、図５のグラフと同じである。この図８に示されるように、第２の実施例の走査光学系は、走査線の湾曲が良好に補正されている。
【実施例３】
【００８０】
図９は、第３の実施例の走査光学系を副走査方向から見たときの光学構成図である。また、図１０は、第３の実施例の走査光学系におけるポリゴンミラー３から走査対象面Ｓまでを主走査方向からみたときの光学構成図である。そして、以下に示す表９は、第３の実施例の走査光学系におけるシリンドリカルレンズ２から走査対象面Ｓに至るまでの具体的な数値構成を示す。この表９において、各記号の意味は、表１のものと同じである。
【００８１】
【表９】
2004272230.tif 000011
【００８２】
なお、第３の実施例では、第１プラスチックレンズ４ａの入射側のレンズ面（第４面）は、凹の球面として形成されており、その射出側のレンズ面（第５面）は、凸の回転対称非球面として形成されている。また、第２プラスチックレンズ４ｂの入射側のレンズ面（第６面）は、アナモフィック非球面として形成されており、その射出側のレンズ面（第７面）は、凸の回転対称非球面として形成されている。
【００８３】
第１プラスチックレンズ４ａの射出側と第２プラスチックレンズ４ｂの射出側のレンズ面である第５面及び第７面を式(5)によって表現したときの具体的な数値構成として、非球面係数を表１０に示す。なお、円錐係数κはゼロであり、表示のない非球面係数もゼロである。
【００８４】
【表１０】
2004272230.tif 000012
【００８５】
また、第２プラスチックレンズ４ｂの入射側のレンズ面である第６面を式(6)及び式(7)によって表現したときの具体的な数値構成として、その非球面係数を表１１に示す。なお、式(6)によって表現された第６面の円錐係数κはゼロである。また、表示のない非球面係数もゼロである。
【００８６】
【表１１】
2004272230.tif 000013
【００８７】
そして、第３の実施例の第１プラスチックレンズ４ａの両面の原点Ａ，Ｂの主軸Ａｘに対するシフト量を、表１２に示す。
【００８８】
【表１２】
2004272230.tif 000014
【００８９】
なお、この表１２に示されたシフト量において、正は、図１０の紙面内における上方へのシフトを示し、負は、その逆を示す。
【００９０】
また、第３の実施例の第２プラスチックレンズ４ｂの両面は、光学面基準軸が互いに同軸となるように配置されており、主軸Ａｘから+0.2mmだけ副走査方向にシフトされている。然も、この第２プラスチックレンズ４ｂの両面は、前面の原点Ｃを中心として、図１０の紙面内における反時計回りに、1.4°チルトされている。
【００９１】
さらに、第３の実施例のアナモフィック非球面である第６面の曲率中心とその面をレーザービームのビーム中心軸が通過する位置との関係を示す数値については、以下の通りである。すなわち、副走査方向において曲率中心Ｅの主軸Ａｘに対する距離Zaは、1.09mmである。また、副走査方向において、ビーム中心軸がそのアナモフィック非球面を貫く点Ｆと主軸Ａｘとの距離Haは、1.06mmである。従って、0.06mm<1.09mm<2.06mmであるので、第３の実施例は、上記条件式(1)を満足している。
【００９２】
さらに、レーザービームの副走査方向における屈折量を示す数値については、以下の通りである。すなわち、副走査方向において、第１プラスチックレンズ４ａを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度uは、1.11°である。また、第２プラスチックレンズ４ｂを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度u'は、0.41°である。従って、u'/u=0.369であるので、第３の実施例は、上記条件式(2)を満足している。
【００９３】
さらに、図９に示されるように、ポリゴンミラー３は扁平な正六角柱状に形成され、その底面の外接円の直径は40mmであり、その副走査方向の厚さは4mmである。また、走査レンズ４の焦点距離は200mmであり、走査対象面Ｓ上における走査幅は216mmである。そして、走査レンズ４の副走査方向の横倍率mは-2.1878である。従って、-2.1878<-1.3<-0.6であるので、第３の実施例は、上記条件式(3)を満足していない。
【００９４】
以上に示した構成を有する第３の実施例の走査光学系の光学性能として、走査線湾曲のグラフを、図１１に示す。この図１１のグラフにおいて、各軸の意味及び単位は、図５のグラフと同じである。この図１１に示されるように、第３の実施例の走査光学系は、走査線の湾曲が良好に補正されている。
【実施例４】
【００９５】
図１２は、第４の実施例の走査光学系を副走査方向から見たときの光学構成図である。また、図１３は、第４の実施例の走査光学系におけるポリゴンミラー３から走査対象面Ｓまでを主走査方向からみたときの光学構成図である。そして、以下に示す表１３は、第４の実施例の走査光学系におけるシリンドリカルレンズ２から走査対象面Ｓに至るまでの具体的な数値構成を示す。この表１３において、各記号の意味は、表１のものと同じである。
【００９６】
【表１３】
2004272230.tif 000015
【００９７】
なお、第４の実施例の走査レンズ４は、第１乃至第３の実施例のそれとは異なり、第１プラスチックレンズ４ａと第２プラスチックレンズ４ｂとの間に、ガラスレンズ４ｃを備えている。そして、第１プラスチックレンズ４ａの入射側のレンズ面（第４面）は、凹の回転対称非球面として形成されており、その射出側のレンズ面（第５面）は、凸の回転対称非球面として形成されている。また、ガラスレンズ４ｃの入射側のレンズ面（第６面）は、平面として形成されており、その射出側のレンズ面（第７面）は、球面として形成されている。さらに、第２プラスチックレンズ４ｂの入射側のレンズ面（第８面）は、アナモフィック非球面として形成されており、その射出側のレンズ面（第９面）は、凸の回転対称非球面として形成されている。
【００９８】
第１プラスチックレンズ４ａの両側のレンズ面である第４面及び第５面と、第２プラスチックレンズ４ｂの射出側のレンズ面である第９面を式(5)によって表現したときの具体的な数値構成として、非球面係数を表１４に示す。なお、円錐係数κはゼロであり、表示のない非球面係数もゼロである。
【００９９】
【表１４】
2004272230.tif 000016
【０１００】
また、第２プラスチックレンズ４ｂの入射側のレンズ面である第８面を式(6)及び式(7)によって表現したときの具体的な数値構成として、その非球面係数を表１５に示す。なお、式(7)によって表現された第８面の円錐係数κはゼロである。また、表示のない非球面係数もゼロである。
【０１０１】
【表１５】
2004272230.tif 000017
【０１０２】
そして、第４の実施例の第１プラスチックレンズ４ａの両面の原点Ａ，Ｂの主軸Ａｘに対するシフト量と、第２プラスチックレンズ４ｂの射出側のレンズ面の原点Ｄの主軸Ａｘに対するシフト量とを、表１６に示す。
【０１０３】
【表１６】
2004272230.tif 000018
【０１０４】
なお、この表１６に示されたシフト量において、正は、図１３の紙面内における上方へのシフトを示し、負は、その逆を示す。
【０１０５】
また、第４の実施例の第１プラスチックレンズ４ａの両面は、表１６に示されたような原点Ａ，Ｂの偏心状態から、更に、前面のと主軸Ａｘとの交点を中心として、図１３の紙面内における時計回りに2.0°チルトされている。
【０１０６】
また、第４の実施例の第２プラスチックレンズ４ｂの両面は、表１６に示されたような原点Ｄの偏心状態から、更に、前面の原点Ｃを中心として、図１３の紙面内における反時計回りに、0.4°チルトされている。
【０１０７】
さらに、第４の実施例のアナモフィック非球面である第８面の曲率中心とその面をレーザービームのビーム中心軸が通過する位置との関係を示す数値については、以下の通りである。すなわち、副走査方向において曲率中心Ｅの主軸Ａｘに対する距離Zaは、0.30mmである。また、副走査方向において、ビーム中心軸がそのアナモフィック非球面を貫く点Ｆと主軸Ａｘとの距離Haは、0.89mmである。従って、-0.11mm<0.30mm<1.89mmであるので、第４の実施例は、上記条件式(1)を満足している。
【０１０８】
さらに、レーザービームの副走査方向における屈折量を示す数値については、以下の通りである。すなわち、副走査方向において、第１プラスチックレンズ４ａを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度uは、0.13°である。また、第２プラスチックレンズ４ｂを透過した後のレーザービームのビーム中心軸が主軸Ａｘに対してなす角度u'は、-0.06°である。従って、u'/u=0.462であるので、第４の実施例は、上記条件式(2)を満足している。
【０１０９】
さらに、図１２に示されるように、ポリゴンミラー３は扁平な正六角柱状に形成され、その底面の外接円の直径は46mmであり、その副走査方向の厚さは4mmである。また、走査レンズ４の焦点距離は250mmであり、走査対象面Ｓ上における走査幅は350mmである。そして、走査レンズ４の副走査方向の横倍率mは-1.1380である。従って、-1.3<-1.1380<-0.6であるので、第４の実施例は、上記条件式(3)を満足している。
【０１１０】
以上に示した構成を有する第４の実施例の走査光学系の光学性能として、走査線湾曲のグラフを、図１４に示す。この図１４のグラフにおいて、各軸の意味及び単位は、図５のグラフと同じである。この図１４に示されるように、第４の実施例の走査光学系は、走査線の湾曲が良好に補正されている。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施形態である走査光学系の光学構成図
【図２】走査光学系の一部を主走査方向から見たときの光学構成図
【図３】第１の実施例を副走査方向から見たときの光学構成図
【図４】第１の実施例の一部を主走査方向から見たときの光学構成図
【図５】第１の実施例の走査線湾曲を示すグラフ
【図６】第２の実施例を副走査方向から見たときの光学構成図
【図７】第２の実施例の一部を主走査方向から見たときの光学構成図
【図８】第２の実施例の走査線湾曲を示すグラフ
【図９】第３の実施例を副走査方向から見たときの光学構成図
【図１０】第３の実施例の一部を主走査方向から見たときの光学構成図
【図１１】第３の実施例の走査線湾曲を示すグラフ
【図１２】第４の実施例を副走査方向から見たときの光学構成図
【図１３】第４の実施例の一部を主走査方向から見たときの光学構成図
【図１４】第４の実施例の走査線湾曲を示すグラフ
【符号の説明】
【０１１２】
１    光源ユニット
２    シリンドリカルレンズ
３    ポリゴンミラー
３ａ  中心軸
４    走査レンズ
４ａ  第１プラスチックレンズ
４ｂ  第２プラスチックレンズ
Ａｘ  主軸
Ｓ    走査対象面
【図１】
2004272230.tif 000019
【図２】
2004272230.tif 000020
【図３】
2004272230.tif 000021
【図４】
2004272230.tif 000022
【図５】
2004272230.tif 000023
【図６】
2004272230.tif 000024
【図７】
2004272230.tif 000025
【図８】
2004272230.tif 000026
【図９】
2004272230.tif 000027
【図１０】
2004272230.tif 000028
【図１１】
2004272230.tif 000029
【図１２】
2004272230.tif 000030
【図１３】
2004272230.tif 000031
【図１４】
2004272230.tif 000032