(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用される走査光学系の主走査方向に細長形状を有し、プラスチックからなる走査レンズの製造方法であって、
前記走査光学系の副走査方向の横倍率を求めるステップと、
前記副走査方向の横倍率にしたがって、前記走査レンズの吸湿による最大焦点位置移動量が所定の値以下となるように係数を定めるステップと、
前記走査レンズの光軸方向の厚さの最大値を求めるステップと、
前記光軸方向の厚さの最大値と前記係数との積として片側のマージンｂ及び前記走査レンズにおける副走査方向のビーム径ａを求めるステップと、
前記走査レンズの副走査方向の幅ｈを
ｈ＝ａ＋２ｂ
によって求めるステップと、を含む走査レンズの製造方法。
【請求項２】
シミュレーションによって前記係数を定める請求項１に記載の走査レンズの製造方法。
【請求項３】
実験によって前記係数を定める請求項１に記載の走査レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンターやスキャナーなどの走査光学系に使用される走査レンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンターやスキャナーなどの走査光学系において、プラスチックから形成される走査レンズの吸湿により、副走査方向（垂直方向）の焦点位置が、焦点距離が長くなる方向に移動する現象が知られている（たとえば、特許文献１）。このような吸湿による焦点位置の変動は、吸湿により走査レンズの内部に屈折率の変化が生じるために生じるので、走査レンズの内部に生じる屈折率の変化を小さくするように走査レンズの副走査方向の幅に適切なマージンを設けることが提案されている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、従来において、走査レンズの副走査方向の幅のマージンは走査レンズの形状のみに基づいて定められ、マージンを定める際に走査光学系の特性は考慮されていなかった。換言すれば、使用される走査光学系の特性を考慮して走査レンズの副走査方向の幅のマージンを定める、走査レンズの製造方法は開発されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許文献１  特開平５−３０３０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、使用される走査光学系の特性を考慮して走査レンズの副走査方向の幅のマージンを定める、走査レンズの製造方法に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による走査レンズの製造方法は、使用される走査光学系の主走査方向に細長形状を有し、プラスチックからなる走査レンズの製造方法であって、前記走査光学系の副走査方向の横倍率を求めるステップと、前記副走査方向の横倍率にしたがって、前記走査レンズの吸湿による最大焦点位置移動量が所定の値以下となるように係数を定めるステップと、前記走査レンズの光軸方向の厚さの最大値を求めるステップと、前記光軸方向の厚さの最大値と前記係数との積として片側のマージンｂ及び前記走査レンズにおける副走査方向のビーム径ａを求めるステップと、前記走査レンズの副走査方向の幅ｈを
ｈ＝ａ＋２ｂ
によって求めるステップと、を含む。
【０００７】
本願発明者の新たな知見によれば、走査光学系の副倍率が大きくなると、吸湿による走査レンズの焦点位置移動量が大きくなる。そこで、走査レンズの副走査方向の幅のマージンが走査光学系の副倍率にしたがって増加するように定めることにより、副倍率にしたがって増加する焦点位置移動量を減少させることができる。
【０００８】
本発明による走査レンズの製造方法においては、前記走査レンズの吸湿による焦点位置移動量が、前記走査光学系の副倍率の影響を受けないように前記マージンを定めている。
【０００９】
本発明によれば、走査光学系の副倍率を考慮して効率的に走査レンズの副走査方向の幅のマージンを定めることができる。
【００１０】
本発明による走査レンズの製造方法においては、前記マージンが、副走査方向の倍率にしたがって増加する係数と、前記走査レンズの光軸方向の厚さの最大値と、に比例するように定めている。
【００１１】
本発明によれば、走査光学系の副倍率及び走査レンズの光軸方向の厚さの最大値を考慮して効率的に走査レンズの副走査方向の幅のマージンを定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第２走査レンズの主走査方向に垂直な断面を示す図である。
【図２】第２走査レンズの吸湿による屈折率の変化により、主走査方向に垂直な断面において焦点位置が変化することを説明する図である。
【図３】ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）のレンズを６０度の水に浸漬させた場合の経過時間と吸湿率との関係を示す図である。
【図４】ＰＭＭＡの吸湿率と屈折率との関係を示す図である。
【図５】シミュレーションにより求めた、吸湿によるレンズ内部の屈折率の経時的な変化を示す図である。
【図６】、吸湿による第２走査レンズ内部の屈折率の経時的な変化による第２走査レンズの焦点位置の経時的な変化を示す図である。
【図７】表１に示した１６ケースについて、マージンｂと光軸方向の厚さｔとの比の値と最大焦点位置移動量との関係を示す図である。
【図８】走査光学系の光軸を含む、副走査方向の断面図である。
【図９Ａ】走査レンズの製造方法を示す流れ図である。
【図９Ｂ】走査レンズの吸湿を考慮して走査レンズの副走査方向の幅を定める方法を示す流れ図である。
【図１０】副倍率にしたがってマージンｂを定めるための係数を求める方法を示す流れ図である。
【図１１】副走査方向の倍率、すなわち副倍率ｍと式（３）による係数α（ｍ）との関係を示す図である。
【図１２】α（ｍ）・（ｂ０／ｔ）と最大焦点位置移動量との関係を示す図である。
【図１３】実施例１の走査光学系を説明するための図である。
【図１４】実施例２の走査光学系を説明するための図である。
【図１５】実施例３の走査光学系を説明するための図である。
【図１６】実施例４の走査光学系を説明するための図である。
【図１７】実施例５の走査光学系を説明するための図である。
【図１８】実施例６の走査光学系を説明するための図である。
【図１９】実施例７の走査光学系を説明するための図である。
【図２０】実施例８の走査光学系を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１３（ａ）は、走査光学系の光軸を含む、主走査方向の断面図である。半導体レーザ光源１０１から放出された光は、コリメータレンズ１０３によってコリメートされ、絞り１０５及びシリンドリカルレンズ１０７を通過し、ポリゴンミラー１０９で反射された後、第１走査レンズ１１１ａ及び第２走査レンズ１１１ｂを経て、走査面１１３上に集光される。
【００１４】
図１は、第２走査レンズ１１１ｂの主走査方向に垂直な断面を示す図である。図１の断面において、光軸方向の厚さをｔ、副走査方向の幅をｈとする。光軸方向の厚さｔは、該断面における最大厚さとする。ビーム径をａ、ビーム径に対する副走査方向の幅の片側のマージンをｂとすると、副走査方向の幅ｈは、以下の式で表せる。
ｈ＝ａ＋２ｂ
第２走査レンズ１１１ｂは、低コストのポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）で製造されることが多い。ＰＭＭＡは吸湿性が高く、吸湿による焦点位置の変動を生じやすい。
【００１５】
図２は、第２走査レンズ１１１ｂの吸湿による屈折率の変化により、主走査方向に垂直な断面において焦点位置が変化することを説明する図である。第２走査レンズ１１１ｂの周囲の湿度が増加した場合にレンズの外周部より徐々に吸湿が進行する。プラスチック材料は、吸湿すると屈折率が大きくなる。このため、第２走査レンズ１１１ｂの光軸方向に屈折率が変化し、その結果焦点位置が変化する。
【００１６】
図３は、ＰＭＭＡのレンズを６０℃の温度の水に浸漬させた場合の経過時間と吸湿率との関係を示す図である。図３の横軸は経過時間を示し、図３の縦軸は吸湿率を示す。ここで、吸湿率は、以下の式で定義される。
吸湿率＝（吸湿後のレンズ重量−初期レンズ重量）・１００／初期レンズ重量（％）
図３によれば、ＰＭＭＡの飽和吸湿率は約２％である。
【００１７】
図４は、ＰＭＭＡの吸湿率と屈折率との関係を示す図である。図４の横軸は吸湿率を示し、図４の縦軸は屈折率を示す。吸湿率が０から約２％まで変化する場合に、屈折率は１．４９０４から１．４９２０まで変化する。
【００１８】
図５は、シミュレーションにより求めた、吸湿によるレンズ内部の屈折率の経時的な変化を示す図である。図５の横軸はレンズの光軸方向の位置を示し、図５の縦軸は屈折率を示す。初期においては周縁部のみにおいて屈折率が高い。時間が経過するにつれて内部の屈折率が高くなるが、周縁部の屈折率は変化しない。最終的に内部の屈折率は周縁部の屈折率と同じ値に達し、光軸方向に屈折率は一様となる。吸湿が進行し光軸方向に屈折率が一様となるまでの間に、光軸方向の屈折率の変化が生じる。
【００１９】
図６は、吸湿による第２走査レンズ内部の屈折率の経時的な変化による第２走査レンズの焦点位置の経時的な変化を示す図である。図６の横軸は時間を示し、図６の縦軸は焦点位置の移動量を示す。図６の焦点位置の経時的な変化は、図５に示した吸湿による第２走査レンズ内部の屈折率の経時的な変化に対応するものであり、光学シミュレーションによって求めたものである。光学シミュレーションは、光学設計ソフトウェアZEMAXを使用して行った。走査レンズの、図１に示した断面形状は以下のとおりである。
【００２０】
光軸方向の厚さｔ        ５ｍｍ
副走査方向の幅ｈ        ８ｍｍ
ビーム径ａ              ２ｍｍ
焦点位置の変化量は、副走査方向の倍率（以下、副倍率と呼称する）ｍによって変化する。副倍率については、後で説明する。
【００２１】
焦点位置は、時間が経過するにしたがって焦点距離が長くなる方向に移動し、ある時間で焦点距離がピークとなる。ピークの焦点距離に対応する焦点位置移動量の値を最大焦点位置移動量と呼称する。その後、焦点距離は徐々に減少し、焦点位置は、ほぼ初期の焦点距離に対応する位置に戻る。このような焦点位置の変化は、図５に示した屈折率の光軸方向の分布の経時的な変化によって生じる。
【００２２】
図１に示した断面形状について、ビーム径ａを一定として、光軸方向の厚さのｔ、副走査方向の幅ｈ、及び副倍率の種々の値に対して、最大焦点位置移動量を求める。
【００２３】
表１は、１６のケースについて、副倍率、ビーム径ａ、光軸方向の厚さｔ、副走査方向の幅ｈ、マージンｂ及びマージンｂと光軸方向の厚さｔとの比の値を示す表である。ここで、光軸方向の厚さｔは、主走査方向の種々の位置における主走査方向に垂直な断面における光軸方向の厚さのうち、最大の厚さとする。
【表１】
0005212850.tif 000002
【００２４】
図７は、表１に示した１６ケースについて、マージンｂと光軸方向の厚さｔとの比の値と最大焦点位置移動量との関係を示す図である。図７の横軸は、マージンｂと光軸方向の厚さｔとの比の値を示し、図７の縦軸は、最大焦点位置移動量を示す。図７によれば、最大焦点位置移動量は、マージンｂと光軸方向の厚さｔとの比及び副倍率の関数として表せることがわかる。マージンｂと光軸方向の厚さｔとの比が大きくなるにしたがって最大焦点位置移動量は小さくなる。また、副倍率が大きくなるにしたがって最大焦点位置移動量は大きくなる。
【００２５】
ここで、副倍率について説明する。
図８は、走査光学系の光軸を含む、副走査方向の断面図である。半導体レーザ光源１から放出された光は、コリメータレンズ３によってコリメートされ、図示しない絞り及びシリンドリカルレンズ７を通過し、ポリゴンミラー９で反射された後、走査レンズ１１を経て、走査面１３上に集光される。図８では、走査レンズを１個のレンズで表しているが、走査レンズは複数のレンズであってよい。走査光学系の光軸を含む、副走査方向の断面において、ポリゴンミラー９の面倒れの影響を小さくするため、ポリゴンミラー９上の反射点と走査面１３上の点とは共役関係としている。ポリゴンミラー９上の反射点から走査レンズ１１の有効径を望む半角をθｏ、走査面１３上の点から走査レンズ１１の有効径を望む半角をθｉとして、副倍率ｒは以下の式で表せる。
ｒ＝ｓｉｎθｏ／ｓｉｎθｉ
すなわち、副倍率は、物点側の開口数（ＮＡ）と像点側の開口数（ＮＡ）との比である。
【００２６】
図９Ａは、走査レンズの製造方法を示す流れ図である。
【００２７】
図９ＡのステップＳ０１０において、走査光学系を設計し、走査レンズの形状を定める。走査光学系の仕様及び走査レンズの形状については、後で実施例を示す。
【００２８】
図９ＡのステップＳ０２０において、走査レンズの吸湿を考慮して走査レンズの副走査方向の幅を定める。
【００２９】
図９Ｂは、走査レンズの吸湿を考慮して走査レンズの副走査方向の幅を定める方法を示す流れ図である。
【００３０】
図９ＢのステップＳ１０１０において、走査光学系の副倍率を求める。
【００３１】
図９ＢのステップＳ１０２０において、副倍率にしたがってマージンｂを定めるための係数を求める。係数を求める方法については後で説明する。
【００３２】
図９ＢのステップＳ１０３０において、走査レンズの光軸方向の厚さの最大値を求める。光軸方向の厚さの最大値は、主走査方向の種々の位置における主走査方向に垂直な断面における光軸方向の厚さのうち、最大の厚さとする。
【００３３】
図９ＢのステップＳ１０４０において、光軸方向の厚さの最大値と係数との積として片側のマージンｂを求める。
【００３４】
図９ＢのステップＳ１０５０において、走査レンズにおける副走査方向のビーム径ａを求める。
【００３５】
図９ＢのステップＳ１０６０において、走査レンズの副走査方向の幅ｈを以下の式によって求める。
ｈ＝ａ＋２ｂ                                                        （１）
ここで、図１に示すように、ａは副走査方向のビーム径を表し、ｂは片側のマージンを表す。
【００３６】
図９ＡのステップＳ０３０において、走査レンズを成形する。走査レンズの成形は、たとえば、射出成形による。
【００３７】
図１０は、副倍率にしたがってマージンｂを定めるための係数を求める方法を示す流れ図である。すなわち、図１０は図９ＢのステップＳ１０２０の詳細を示す流れ図である。
【００３８】
図１０のステップＳ２０１０において、種々の条件の下で最大焦点位置移動量を求める。具体的に、表１に示した条件の下で図７に示した最大焦点位置移動量を求める。最大焦点位置移動量はシミュレーションによって求めてもよいし、あるいは実験によって求めてもよい。
【００３９】
図１０のステップＳ２０２０において、走査レンズの光軸方向の厚さの最大値ｔが所定の値の場合に、副倍率ｍにかかわらず最大焦点位置移動量が一定となるように以下の式のマージンｂを定めることを考える。
ｈ＝ａ＋２ｂ                           （２）
ここで、ｈは走査レンズの副走査方向の幅ｈを、ａは副走査方向のビーム径を、ｂはマージンを表す。
【００４０】
具体的に副倍率ｍの関数であるα（ｍ）を、たとえば、以下の式によって定める。
α（ｍ）＝３０・ｍ１／１００−２９                                    （３）
図１１は、副走査方向の倍率、すなわち副倍率ｍと式（３）による係数α（ｍ）との関係を示す図である。
【００４１】
係数α（ｍ）は、式（３）のように副倍率ｍを含む式の形で定めてもよい。式は、式（３）に限定されず、、副倍率ｍにかかわらず焦点位置移動量が一定となるようにマージンｂを定めるどのような式であってもよい。あるいは、係数α（ｍ）は、副倍率ｍごとの数値の表の形で定めてもよい。
【００４２】
図１２は［１／α（ｍ）］・（ｂ／ｔ）と最大焦点位置移動量との関係を示す図である。ここで、α（ｍ）は、段落［００４０］の式（３）によるものである。また、ｔは走査レンズの光軸方向の厚さの最大値を表す。図１２によれば、最大焦点位置移動量は、［１／α（ｍ）］・（ｂ／ｔ）の関数であり、［１／α（ｍ）］・（ｂ／ｔ）の値によって変化するが、副倍率ｍの値が０．５と２．０の間で変化してもほぼ一定である。すなわち、副倍率ｍにかかわらず最大焦点位置移動量が一定となる。
【００４３】
したがって、式(２)におけるマージンｂを以下のように定めれば、図１２に示すように副倍率ｍにかかわらず最大焦点位置移動量を一定とすることができる。最大焦点位置移動量は、吸湿率の０と最大値との間の最大変動量に対応する値である。一般的には、最大焦点位置移動量が用途に応じて２乃至４ｍｍ以下であれば光学性能上の問題は生じない。ここで、図１１によれば、ｍ＝１のときα（ｍ）＝１である。そこで、図１２から、一例として、ｍ＝１の場合に［１／α（ｍ）］・（ｂ／ｔ）＝（ｂ／ｔ）の値を０．７以上とすれば最大焦点位置移動量は４ｍｍ以下となる。
【００４４】
また、より一般的にα（ｍ）が副倍率ｍにしたがって適切に増加するように定めることにより、副倍率の増加による焦点位置移動量の増加を減少させることができる。
【００４５】
走査光学系の実施例について説明する。
【００４６】
実施例１
図１３（ａ）は、実施例１の走査光学系の光軸を含む、主走査方向の断面図である。半導体レーザ光源１０１から放出された光は、コリメータレンズ１０３によってコリメートされ、絞り１０５及びシリンドリカルレンズ１０７を通過し、ポリゴンミラー１０９で反射された後、第１走査レンズ１１１ａ及び第２走査レンズ１１１ｂを経て、走査面１１３上に集光される。第１走査レンズ１１１ａはポリオレフィン樹脂、第２走査レンズ１１１ｂはポリメチルメタクリレート樹脂から形成される。
【００４７】
第１走査レンズ１１１ａのポリゴンミラー側の面を第１面、第１走査レンズ１１１ａの走査面側の面を第２面、第２走査レンズ１１１ｂのポリゴンミラー側の面を第３面、第２走査レンズ１１１ｂの走査面側の面を第４面とする。
【００４８】
符号を以下のように定義する。符号の定義は以下の実施例において同様である。
t1：第１走査レンズの中心厚 [mm]
t2：第２走査レンズの中心厚 [mm]
n1：第１走査レンズの屈折率
n2：第２走査レンズの屈折率
d1：ポリゴン反射点から第１面までの距離 [mm]
d2：ポリゴン反射点から第３面までの距離 [mm]
Ｌ：全長（ポリゴン反射点から走査面までの距離） [mm]
ｆ：全系の焦点距離  [mm]
【００４９】
符号の値は以下のとおりである。
t1：12.5mm
t2：4.5mm
n1：1.504
n2：1.486
d1：29.2mm
d2：158.9mm
Ｌ：240mm
ｆ：200mm
【００５０】
第１乃至第４面は、以下の式によって定義される。第１乃至第４面の定義は、以下の実施例において同様である。
【数１】
0005212850.tif 000003
ここで
【数２】
0005212850.tif 000004
である。ここで、
y：主走査方向座標
x：副走査方向座標
z：サグ
k：コーニック係数
Ry：主走査断面曲率半径
rx(y)：副走査方向断面の主走査方向座標yにおける曲率半径
rx(0)：副走査方向断面の光軸上の曲率半径
Ai：主走査方向断面の非球面係数（i = １、２、３、４・・・）
Bi：副走査断面曲率半径を決定する係数（i = １、２、３、４・・・）
である。
【００５１】
表２は、第１乃至第４面の係数の値を示す表である。
【表２】
0005212850.tif 000005
【００５２】
図１３（ｂ）は像高と像高ズレ量との関係を示す図である。図１３（ｂ）の横軸は像高を示し、縦軸は像高ズレ量を示す。走査面上の理論像高をＹ［ｍｍ］、偏向角をθ［ｄｅｇ］、離をｆ［ｍｍ］として、以下の式が成立する。
Ｙ＝ｆθ
像高ズレ量は、実際の像高の理論像高からの偏差である。
【００５３】
図１３（ｃ）は像高と像面湾曲との関係を示す図である。図１３（ｃ）の横軸は像高を示し、縦軸は像面湾曲を示す。図において「主」及び［副］はそれぞれ主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を示す。
【００５４】
第２走査レンズ１１１ｂの光軸方向の厚さの最大値ｔは、７．０９ｍｍである。副倍率ｍは０．５であるので、図１１からα（ｍ）は０．７９である。副走査方向のビーム径ａは１．８ｍｍであるので、（ｂ０／ｔ）＝０．７とすると、式（２）から
ｈ＝ａ＋２α（ｍ）・（ｂ０／ｔ）・ｔ
＝ａ＋２・０．７９・０．７・７．０９
＝ａ＋７．８４
＝９．６４（ｍｍ）
となる。
【００５５】
実施例２
図１４（ａ）は、実施例２の走査光学系の光軸を含む、主走査方向の断面図である。半導体レーザ光源２０１から放出された光は、コリメータレンズ２０３によってコリメートされ、絞り２０５及びシリンドリカルレンズ２０７を通過し、ポリゴンミラー２０９で反射された後、第１走査レンズ２１１ａ及び第２走査レンズ２１１ｂを経て、走査面２１３上に集光される。第１走査レンズ２１１ａはポリオレフィン樹脂、第２走査レンズ２１１ｂはポリメチルメタクリレート樹脂から形成される。
【００５６】
第１走査レンズ２１１ａのポリゴンミラー側の面を第１面、第１走査レンズ２１１ａの走査面側の面を第２面、第２走査レンズ２１１ｂのポリゴンミラー側の面を第３面、第２走査レンズ２１１ｂの走査面側の面を第４面とする。
【００５７】
符号の値は以下のとおりである。
t1：12mm
t2：4.8mm
n1：1.504
n2：1.486
d1：29mm
d2：119mm
Ｌ：240mm
ｆ：200mm
【００５８】
表３は、第１乃至第４面の係数の値を示す表である。
【表３】
0005212850.tif 000006
【００５９】
図１４（ｂ）は像高と像高ズレ量との関係を示す図である。図１４（ｂ）の横軸は像高を示し、縦軸は像高ズレ量を示す。走査面上の理論像高をＹ［ｍｍ］、偏向角をθ［ｄｅｇ］、離をｆ［ｍｍ］として、以下の式が成立する。
Ｙ＝ｆθ
像高ズレ量は、実際の像高の理論像高からの偏差である。
【００６０】
図１４（ｃ）は像高と像面湾曲との関係を示す図である。図１４（ｃ）の横軸は像高を示し、縦軸は像面湾曲を示す。図において「主」及び［副］はそれぞれ主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を示す。
【００６１】
第２走査レンズ２１１ｂの光軸方向の厚さの最大値ｔは、６．３４ｍｍである。副倍率ｍは１．０であるので、図１１からα（ｍ）は１である。副走査方向のビーム径ａは２．７ｍｍであるので、（ｂ０／ｔ）＝０．７とすると、式（２）から
ｈ＝ａ＋２α（ｍ）・（ｂ０／ｔ）・ｔ
＝ａ＋２・１・０．７・６．３４
＝ａ＋８．８８
＝１１．５８（ｍｍ）
となる。
【００６２】
実施例３
図１５（ａ）は、実施例３の走査光学系の光軸を含む、主走査方向の断面図である。半導体レーザ光源３０１から放出された光は、コリメータレンズ３０３によってコリメートされ、絞り２０５及びシリンドリカルレンズ３０７を通過し、ポリゴンミラー３０９で反射された後、第１走査レンズ３１１ａ及び第２走査レンズ３１１ｂを経て、走査面３１３上に集光される。第１走査レンズ３１１ａはポリオレフィン樹脂、第２走査レンズ３１１ｂはポリメチルメタクリレート樹脂から形成される。
【００６３】
第１走査レンズ３１１ａのポリゴンミラー側の面を第１面、第１走査レンズ３１１ａの走査面側の面を第２面、第２走査レンズ３１１ｂのポリゴンミラー側の面を第３面、第２走査レンズ３１１ｂの走査面側の面を第４面とする。
【００６４】
符号の値は以下のとおりである。
t1：12mm
t2：5mm
n1：1.504
n2：1.486
d1：27.288mm
d2：95.64mm
Ｌ：240mm
ｆ：200mm
【００６５】
表４は、第１乃至第４面の係数の値を示す表である。
【表４】
0005212850.tif 000007
【００６６】
図１５（ｂ）は像高と像高ズレ量との関係を示す図である。図１５（ｂ）の横軸は像高を示し、縦軸は像高ズレ量を示す。走査面上の理論像高をＹ［ｍｍ］、偏向角をθ［ｄｅｇ］、離をｆ［ｍｍ］として、以下の式が成立する。
Ｙ＝ｆθ
像高ズレ量は、実際の像高の理論像高からの偏差である。
【００６７】
図１５（ｃ）は像高と像面湾曲との関係を示す図である。図１５（ｃ）の横軸は像高を示し、縦軸は像面湾曲を示す。図において「主」及び［副］はそれぞれ主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を示す。
【００６８】
第２走査レンズ３１１ｂの光軸方向の厚さの最大値ｔは、６．２８ｍｍである。副倍率ｍは１．５であるので、図１１からα（ｍ）は１．１２である。副走査方向のビーム径ａは３ｍｍであるので、（ｂ０／ｔ）＝０．７とすると、式（２）から
ｈ＝ａ＋２α（ｍ）・（ｂ０／ｔ）・ｔ
＝ａ＋２・１．１２・０．７・６．２８
＝ａ＋９．８５
＝１２．８５（ｍｍ）
となる。
【００６９】
実施例４
図１６（ａ）は、実施例４の走査光学系の光軸を含む、主走査方向の断面図である。半導体レーザ光源４０１から放出された光は、コリメータレンズ４０３によってコリメートされ、絞り４０５及びシリンドリカルレンズ４０７を通過し、ポリゴンミラー４０９で反射された後、第１走査レンズ４１１ａ及び第２走査レンズ４１１ｂを経て、走査面４１３上に集光される。第１走査レンズ４１１ａはポリオレフィン樹脂、第２走査レンズ４１１ｂはポリメチルメタクリレート樹脂から形成される。
【００７０】
第１走査レンズ４１１ａのポリゴンミラー側の面を第１面、第１走査レンズ４１１ａの走査面側の面を第２面、第２走査レンズ４１１ｂのポリゴンミラー側の面を第３面、第２走査レンズ４１１ｂの走査面側の面を第４面とする。
【００７１】
符号の値は以下のとおりである。
t1：10mm
t2：4mm
n1：1.504
n2：1.486
d1：31.085mm
d2：78.767mm
Ｌ：240mm
ｆ：200mm
【００７２】
表５は、第１乃至第４面の係数の値を示す表である。
【表５】
0005212850.tif 000008
【００７３】
図１６（ｂ）は像高と像高ズレ量との関係を示す図である。図１６（ｂ）の横軸は像高を示し、縦軸は像高ズレ量を示す。走査面上の理論像高をＹ［ｍｍ］、偏向角をθ［ｄｅｇ］、離をｆ［ｍｍ］として、以下の式が成立する。
Ｙ＝ｆθ
像高ズレ量は、実際の像高の理論像高からの偏差である。
【００７４】
図１６（ｃ）は像高と像面湾曲との関係を示す図である。図１６（ｃ）の横軸は像高を示し、縦軸は像面湾曲を示す。図において「主」及び［副］はそれぞれ主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を示す。
【００７５】
第２走査レンズ４１１ｂの光軸方向の厚さの最大値ｔは、５．７１ｍｍである。副倍率ｍは１２．０であるので、式（３）からα（ｍ）は１．７５である。副走査方向のビーム径ａは３．６ｍｍであるので、（ｂ０／ｔ）＝０．７とすると、式（２）から
ｈ＝ａ＋２α（ｍ）・（ｂ０／ｔ）・ｔ
＝ａ＋２・１．７５・０．７・５．７１
＝ａ＋１３．９９
＝１７．５９（ｍｍ）
となる。
【００７６】
実施例５
図１７（ａ）は、実施例５の走査光学系の光軸を含む、主走査方向の断面図である。半導体レーザ光源５０１から放出された光は、コリメータレンズ５０３によってコリメートされ、絞り５０５及びシリンドリカルレンズ５０７を通過し、ポリゴンミラー５０９で反射された後、第１走査レンズ５１１ａ及び第２走査レンズ５１１ｂを経て、走査面５１３上に集光される。第１走査レンズ５１１ａはポリオレフィン樹脂、第２走査レンズ５１１ｂはポリメチルメタクリレート樹脂から形成される。
【００７７】
第１走査レンズ５１１ａのポリゴンミラー側の面を第１面、第１走査レンズ５１１ａの走査面側の面を第２面、第２走査レンズ５１１ｂのポリゴンミラー側の面を第３面、第２走査レンズ５１１ｂの走査面側の面を第４面とする。
【００７８】
符号の値は以下のとおりである。
t1：12mm
t2：3.2mm
n1：1.504
n2：1.486
d1：30.35mm
d2：159.5mm
Ｌ：240mm
ｆ：200mm
【００７９】
表６は、第１乃至第４面の係数の値を示す表である。
【表６】
0005212850.tif 000009
【００８０】
図１７（ｂ）は像高と像高ズレ量との関係を示す図である。図１７（ｂ）の横軸は像高を示し、縦軸は像高ズレ量を示す。走査面上の理論像高をＹ［ｍｍ］、偏向角をθ［ｄｅｇ］、離をｆ［ｍｍ］として、以下の式が成立する。
Ｙ＝ｆθ
像高ズレ量は、実際の像高の理論像高からの偏差である。
【００８１】
図１７（ｃ）は像高と像面湾曲との関係を示す図である。図１７（ｃ）の横軸は像高を示し、縦軸は像面湾曲を示す。図において「主」及び［副］はそれぞれ主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を示す。
【００８２】
第２走査レンズ５１１ｂの光軸方向の厚さの最大値ｔは、５．７６ｍｍである。副倍率ｍは０．５であるので、式（３）及び図１１からα（ｍ）は０．７９である。副走査方向のビーム径ａは１．７ｍｍであるので、（ｂ０／ｔ）＝０．７とすると、式（２）から
ｈ＝ａ＋２α（ｍ）・（ｂ０／ｔ）・ｔ
＝ａ＋２・０．７９・０．７・５．７６
＝ａ＋６．３７
＝８．０７（ｍｍ）
となる。
【００８３】
実施例６
図１８（ａ）は、実施例６の走査光学系の光軸を含む、主走査方向の断面図である。半導体レーザ光源６０１から放出された光は、コリメータレンズ６０３によってコリメートされ、絞り６０５及びシリンドリカルレンズ６０７を通過し、ポリゴンミラー６０９で反射された後、第１走査レンズ６１１ａ及び第２走査レンズ６１１ｂを経て、走査面６１３上に集光される。第１走査レンズ６１１ａはポリオレフィン樹脂、第２走査レンズ６１１ｂはポリメチルメタクリレート樹脂から形成される。
【００８４】
第１走査レンズ６１１ａのポリゴンミラー側の面を第１面、第１走査レンズ６１１ａの走査面側の面を第２面、第２走査レンズ６１１ｂのポリゴンミラー側の面を第３面、第２走査レンズ６１１ｂの走査面側の面を第４面とする。
【００８５】
符号の値は以下のとおりである。
t1：12mm
t2：3.4mm
n1：1.504
n2：1.486
d1：29.6mm
d2：140.9mm
Ｌ：240mm
ｆ：200mm
【００８６】
表７は、第１乃至第４面の係数の値を示す表である。
【表７】
0005212850.tif 000010
【００８７】
図１８（ｂ）は像高と像高ズレ量との関係を示す図である。図１８（ｂ）の横軸は像高を示し、縦軸は像高ズレ量を示す。走査面上の理論像高をＹ［ｍｍ］、偏向角をθ［ｄｅｇ］、離をｆ［ｍｍ］として、以下の式が成立する。
Ｙ＝ｆθ
像高ズレ量は、実際の像高の理論像高からの偏差である。
【００８８】
図１８（ｃ）は像高と像面湾曲との関係を示す図である。図１８（ｃ）の横軸は像高を示し、縦軸は像面湾曲を示す。図において「主」及び［副］はそれぞれ主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を示す。
【００８９】
第２走査レンズ６１１ｂの光軸方向の厚さの最大値ｔは、５．２２ｍｍである。副倍率ｍは０．７であるので、式（３）及び図１１からα（ｍ）は０．８９である。副走査方向のビーム径ａは２．１ｍｍであるので、（ｂ０／ｔ）＝０．７とすると、式（２）から
ｈ＝ａ＋２α（ｍ）・（ｂ０／ｔ）・ｔ
＝ａ＋２・０．８９・０．７・５．２２
＝ａ＋６．５０
＝８．６０（ｍｍ）
となる。
【００９０】
実施例７
図１９（ａ）は、実施例７の走査光学系の光軸を含む、主走査方向の断面図である。半導体レーザ光源７０１から放出された光は、コリメータレンズ７０３によってコリメートされ、絞り７０５及びシリンドリカルレンズ７０７を通過し、ポリゴンミラー７０９で反射された後、第１走査レンズ７１１ａ及び第２走査レンズ７１１ｂを経て、走査面７１３上に集光される。第１走査レンズ７１１ａはポリオレフィン樹脂、第２走査レンズ７１１ｂはポリメチルメタクリレート樹脂から形成される。
【００９１】
第１走査レンズ７１１ａのポリゴンミラー側の面を第１面、第１走査レンズ７１１ａの走査面側の面を第２面、第２走査レンズ７１１ｂのポリゴンミラー側の面を第３面、第２走査レンズ７１１ｂの走査面側の面を第４面とする。
【００９２】
符号の値は以下のとおりである。
t1：12mm
t2：4mm
n1：1.504
n2：1.486
d1：27.7mm
d2：126.4mm
Ｌ：240mm
ｆ：200mm
【００９３】
表８は、第１乃至第４面の係数の値を示す表である。
【表８】
0005212850.tif 000011
【００９４】
図１９（ｂ）は像高と像高ズレ量との関係を示す図である。図１９（ｂ）の横軸は像高を示し、縦軸は像高ズレ量を示す。走査面上の理論像高をＹ［ｍｍ］、偏向角をθ［ｄｅｇ］、離をｆ［ｍｍ］として、以下の式が成立する。
Ｙ＝ｆθ
像高ズレ量は、実際の像高の理論像高からの偏差である。
【００９５】
図１９（ｃ）は像高と像面湾曲との関係を示す図である。図１９（ｃ）の横軸は像高を示し、縦軸は像面湾曲を示す。図において「主」及び［副］はそれぞれ主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を示す。
【００９６】
第２走査レンズ７１１ｂの光軸方向の厚さの最大値ｔは、５．０８ｍｍである。副倍率ｍは０．９であるので、式（３）及び図１１からα（ｍ）は０．９７である。副走査方向のビーム径ａは２．６ｍｍであるので、（ｂ０／ｔ）＝０．７とすると、式（２）から
ｈ＝ａ＋２α（ｍ）・（ｂ０／ｔ）・ｔ
＝ａ＋２・０．９７・０．７・５．０８
＝ａ＋６．９０
＝９．５０（ｍｍ）
となる。
【００９７】
実施例８
図２０（ａ）は、実施例８の走査光学系の光軸を含む、主走査方向の断面図である。半導体レーザ光源８０１から放出された光は、コリメータレンズ８０３によってコリメートされ、絞り８０５及びシリンドリカルレンズ８０７を通過し、ポリゴンミラー８０９で反射された後、第１走査レンズ８１１ａ及び第２走査レンズ８１１ｂを経て、走査面８１３上に集光される。第１走査レンズ８１１ａはポリオレフィン樹脂、第２走査レンズ８１１ｂはポリメチルメタクリレート樹脂から形成される。
【００９８】
第１走査レンズ８１１ａのポリゴンミラー側の面を第１面、第１走査レンズ８１１ａの走査面側の面８１１ｂの走査面側の面を第４面とする。
【００９９】
符号の値は以下のとおりである。
t1：9mm
t2：4.8mm
n1：1.504
n2：1.486
d1：40.6mm
d2：198mm
L：300mm
ｆ：248mm
【０１００】
表９は、第１乃至第４面の係数の値を示す表である。
【表９】
0005212850.tif 000012
【０１０１】
図２０（ｂ）は像高と像高ズレ量との関係を示す図である。図２０（ｂ）の横軸は像高を示し、縦軸は像高ズレ量を示す。走査面上の理論像高をＹ［ｍｍ］、偏向角をθ［ｄｅｇ］、離をｆ［ｍｍ］として、以下の式が成立する。
Ｙ＝ｆθ
像高ズレ量は、実際の像高の理論像高からの偏差である。
【０１０２】
図２０（ｃ）は像高と像面湾曲との関係を示す図である。図２０（ｃ）の横軸は像高を示し、縦軸は像面湾曲を示す。図において「主」及び［副］はそれぞれ主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を示す。
【０１０３】
第２走査レンズ８１１ｂの光軸方向の厚さの最大値ｔは、５．５３ｍｍである。副倍率ｍは０．５であるので、式（３）及び図１１からα（ｍ）は０．７９である。副走査方向のビーム径ａは２ｍｍであるので、（ｂ０／ｔ）＝０．７とすると、式（２）から
ｈ＝ａ＋２α（ｍ）・（ｂ０／ｔ）・ｔ
＝ａ＋２・０．７９・０．７・５．５３
＝ａ＋６．１２
＝８．１２（ｍｍ）
となる。
【要約】
【課題】使用される走査光学系の特性を考慮して走査レンズの副走査方向の幅のマージンを定める、走査レンズの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による走査レンズの製造方法は、使用される走査光学系の主走査方向に細長形状を有し、プラスチックからなる走査レンズの製造方法であって、前記走査レンズの副走査方向の幅（ｈ）を、副走査方向のビーム径（ａ）とマージンと（２ｂ）の和とし、前記マージンが前記走査光学系の副倍率にしたがって増加するように定めている。
【選択図】図１【図１】
0005212850.tif 000013
【図２】
0005212850.tif 000014
【図３】
0005212850.tif 000015
【図４】
0005212850.tif 000016
【図５】
0005212850.tif 000017
【図６】
0005212850.tif 000018
【図７】
0005212850.tif 000019
【図８】
0005212850.tif 000020
【図９Ａ】
0005212850.tif 000021
【図９Ｂ】
0005212850.tif 000022
【図１０】
0005212850.tif 000023
【図１１】
0005212850.tif 000024
【図１２】
0005212850.tif 000025
【図１３】
0005212850.tif 000026
【図１４】
0005212850.tif 000027
【図１５】
0005212850.tif 000028
【図１６】
0005212850.tif 000029
【図１７】
0005212850.tif 000030
【図１８】
0005212850.tif 000031
【図１９】
0005212850.tif 000032
【図２０】
0005212850.tif 000033