(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束入射側から順に、一方の面が平面である負のレンズからなる第１レンズと、像側に強い曲率の面を向けた正のレンズからなる第２レンズと、負のメニスカスレンズからなる第３レンズとが配列され、かつ該第２レンズと該第３レンズは接合されてなり、
下記条件式（１）〜（３）を満足するように構成されてなることを特徴とするｆ・θレンズ。
−２．２＜ｆ１／ｆ＜−１．７      (1)
０．３５＜ｆ２／ｆ                (2)
２．２１ ＜  Ｎ３＋０．０１７６ν３ ＜ ２．２７      (3)
ただし、
ｆ ：レンズ全系の合成焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｎ３：第３レンズのｄ線における屈折率
ν３：第３レンズのｄ線におけるアッベ数
【請求項２】
前記第１レンズがシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１記載のｆ・θレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズが光束入射側に平面を向けるように構成されてなることを特徴とする請求項１または２記載のｆ・θレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザープリンタなどにおいてレーザ光等の光ビームを、光走査面上において一定速度で走査するために使用するｆ・θレンズに関し、特に波長の異なる３つのレーザ光を使用する走査光学系用のｆ・θレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、銀塩フィルム上に、波長の異なる３つのレーザ光、例えば銀塩フィルムに対してそれぞれＲ，Ｇ，Ｂに相当する波長のレーザ光を用いて、カラー画像を記録する光ビーム走査装置が知られている。
【０００３】
このような光ビーム走査装置においては、レーザ光がフィルム面上を一定速度で走査され得るように、光走査面の前段にｆ・θレンズが配設されており、特に、カラー画像記録用のものにおいては、３色のレーザ光に関し色収差が良好に補正されることが求められる。
【０００４】
色収差のうち、軸上色収差は、例えば図９に示すような光ビーム走査光学系において、光源１ａ、１ｂ、１ｃの各々と偏向器４との間に配置されている、コリメーティングレンズ２ａ、２ｂ、２ｃとシリンドリカルレンズ３ａ、３ｂ、３ｃのペアの少なくとも１つを調整することによって補正できるため、所定値以下であれば、大きな問題とはならない。
【０００５】
一方、倍率色収差に関しては、各色のレーザ光の発光タイミングを互いにずらすことで補正する手法が知られているが、その他にｆ・θレンズ自体で補正する手法も知られている。
このようにｆ・θレンズ自体で補正する手法としては、例えば、特開平７−１９１２６１号に記載された２群３枚構成のものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した公報記載の技術においては、倍率色収差は良好に補正されているものの、他の諸収差については特段の配慮がなされておらず、その他の収差は必ずしも良好なものとはされていない。例えば、使用波長λが６８０ｎｍとすると、ｆ・θレンズのＦＮＯ．を５０とした場合には、スポット径が約１２０μｍとなるが、このときのコマ収差は４０μｍであるからこのスポット系の１/３に達してしまう。
【０００７】
なお、上述した各色レーザ光の発光タイミングをずらす手法を採用して倍率色収差を補正する場合には、基準となるレーザ光の任意の走査位置に対する、他のレーザ光の走査位置を、発光周期を変化させることによって略一致させることが可能であるが、その一方で複雑な制御が必要となりコスト的な問題がある。
【０００８】
したがって、まずは、ｆ・θレンズによって倍率色収差を実用上充分な程度まで良好なものとしておき、さらに高精細な画像が要求される場合には、上記電気的な補正手法を用いることが望ましい。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、倍率色収差を良好なものとし、さらにコマ収差等の諸収差を小さく抑えることができる、コンパクトなｆ・θレンズを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のｆ・θレンズは、光束入射側から順に、一方の面が平面である負のレンズからなる第１レンズと、像側に強い曲率の面を向けた正のレンズからなる第２レンズと、負のメニスカスレンズからなる第３レンズとが配列され、かつ該第２レンズと該第３レンズは接合されてなり、
下記条件式（１）〜（３）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
−２．２＜ｆ１／ｆ＜−１．７      (1)
０．３５＜ｆ２／ｆ                (2)
２．２１ ＜  Ｎ３＋０．０１７６ν３ ＜ ２．２７      (3)
ただし、
ｆ ：レンズ全系の合成焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｎ３：第３レンズのｄ線における屈折率
ν３：第３レンズのｄ線におけるアッベ数
【００１１】
また、前記第１レンズはシリンドリカルレンズであることが好ましい。
また、前記第１レンズは光束入射側に平面を向けるように構成されていることが好ましい。
【００１２】
【作用】
上述した如く構成したことにより、比較的簡単な構成のレンズで、倍率色収差、コマ収差の改善を図ることができる。
以下、上記各条件式(1)，(2)，(3)を満足することにより得られる作用効果について説明する。
【００１３】
すなわち、上記条件式(1)は第１レンズの焦点距離ｆ１を規定するものであり、このｆ１がこの条件式(1)の上限を超えるとコマ収差が大きくなり、下限を超えるとｆ・θレンズが大型化する。
【００１４】
また、上記条件式(2)は第２レンズの焦点距離ｆ２を規定するものであり、このｆ２がこの条件式(2)の下限を超えるとコマ収差が大きくなる。
【００１５】
さらに、上記条件式(3)は第３レンズのｄ線における屈折率Ｎ３と第３レンズのｄ線におけるアッベ数ν３を規定するものであり、この条件式(3)の上限を超えると倍率色収差が大きくなり、下限を超えると像面湾曲が大きくなる。
【００１６】
したがって本発明のｆ・θレンズによれば、上記条件式(1)，(2)，(3)をいずれも満足する構成とされているので、倍率色収差、コマ収差、像面湾曲が共に良好となり、かつレンズ系の小型化を図ることが可能となる。
【００１７】
また、第１レンズの一方の面を平面にすることにより、ｆ・θレンズの低コスト化を図ることができる。
【００１８】
また、第１レンズをシリンドリカルレンズとし、主走査方向のみにパワーを有するように構成することもでき、さらにｆ・θレンズの低コスト化を図ることができる。
【００１９】
この場合において、第１レンズの光束入射側の面を平面とすれば、第１レンズの光束入射側の面による反射光がポリゴンミラーに戻り、再び反射してｆ・θレンズを通過し像面上にゴースト像を形成するという不都合を低減することができ、好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
ここで図１は実施例１〜６のレンズの基本構成を示すものである。図１に示すように、これらの実施例にかかるｆ・θレンズは、３枚のレンズＬ１〜Ｌ３により構成され、例えば図９に示す如き回転多面鏡４の反射面Ａから光軸Ｘに沿ってレンズＬ１に入射した光束は、レンズＬ３から射出され、長尺のシリンドリカルレンズ６およびシリンドリカルミラー７を介して光走査面８上に結像され、回転多面鏡４の回転に応じて光走査面８上で走査される。
【００２１】
なお、図１において（ａ）は主走査方向の断面を示すものであり、（ｂ）は副走査方向の断面を示すものである。
以下、実施例１〜６の各々について詳細に説明する。
【００２２】
＜実施例１＞
第１レンズＬ１は一方の面が平面である平凹レンズ、第２レンズＬ２は像側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、第３レンズＬ３は第２レンズＬ２と接合された、像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである。
【００２３】
また、これらのレンズは以下の条件式を満足する。
(1)  −２．２＜ｆ１／ｆ＜−１．７
(2)  ０．３５＜ｆ２／ｆ
(3)  ２．２１ ＜  Ｎ３＋０．０１７６ν３ ＜ ２．２７
ただし、
ｆ ：レンズ全系の合成焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｎ３：第３レンズのｄ線における屈折率
ν３：第３レンズのｄ線におけるアッベ数
【００２４】
この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、アッベ数νを下記表１に示す。
ただし、この表１および後述する表２〜６において、各記号Ｒ、Ｄ、Ｎ、νに対応させた数字は光束入射側から順次増加するようになっている。
【００２５】
【表１】
0004488263.tif 000002
【００２６】
なお、反射ミラー面Ａから第１レンズＬ１の光束入射側の面までの距離ｄ０は10.149とされている。
【００２７】
図３はこのｆ・θレンズに波長４７５，５３２，６９０ｎｍのレーザ光を入射したときの像面湾曲，ｆ・θ特性，倍率色収差、およびコマ収差を示すグラフである。副走査方向（図９の（Ｂ）において光軸と垂直な方向）の像面湾曲は、ｆ・θレンズと像面の間に、副走査方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ６およびシリンドリカルミラー７を配置し、面倒れ補正系を構成した場合の収差図である。
図３から明らかなように、本実施例によれば、レンズ系の倍率色収差を含めた各収差を良好なものとすることができる。
【００２８】
また図２に示されるように、第１レンズを主走査方向のみにパワーを持つシリンドリカルレンズとしてもよく、そうすることによって、長尺の棒状レンズ体から所定間隔で各製品レンズを切り出す量産手法を採用でき、ｆ・θレンズの低コスト化を図ることが可能となる。このことは以下の各実施例においても同様である。なお、図２において（ａ）は主走査方向の断面を示すものであり、（ｂ）は副走査方向の断面を示すものである。
【００２９】
＜実施例２＞
実施例２のレンズ系は実施例１のレンズ系と略同様な構成となっている。
この実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、アッベ数νを下記表２に示す。
【００３０】
【表２】
0004488263.tif 000003
【００３１】
なお、反射ミラー面Ａから第１レンズＬ１の光束入射側の面までの距離ｄ０は10.149とされている。
【００３２】
図４はこのｆ・θレンズに波長４７５，５３２，６９０ｎｍのレーザ光を入射したときの像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差、およびコマ収差を示すグラフである。副走査方向の像面湾曲は、ｆ・θレンズと像面の間に、副走査方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ６およびシリンドリカルミラー７を配置し、面倒れ補正系を構成した場合の収差図である。
図４から明らかなように、本実施例によれば、レンズ系の倍率色収差を含めた各収差を良好なものとすることができる。
【００３３】
＜実施例３＞
実施例３のレンズ系は実施例１のレンズ系と略同様な構成となっている。
この実施例３における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、アッベ数νを下記表３に示す。
【００３４】
【表３】
0004488263.tif 000004
【００３５】
なお、反射ミラー面Ａから第１レンズＬ１の光束入射側の面までの距離ｄ０は10.149とされている。
【００３６】
図５はこのｆ・θレンズに波長４７５，５３２，６９０ｎｍのレーザ光を入射したときの像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差、およびコマ収差を示すグラフである。副走査方向の像面湾曲は、ｆ・θレンズと像面の間に、副走査方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ６およびシリンドリカルミラー７を配置し、面倒れ補正系を構成した場合の収差図である。
図５から明らかなように、本実施例によれば、レンズ系の倍率色収差を含めた各収差を良好なものとすることができる。
【００３７】
＜実施例４＞
実施例４のレンズ系は実施例１のレンズ系と略同様な構成となっている。
この実施例４における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、アッベ数νを下記表４に示す。
【００３８】
【表４】
0004488263.tif 000005
【００３９】
なお、反射ミラー面Ａから第１レンズＬ１の光束入射側の面までの距離ｄ０は10.149とされている。
【００４０】
図６はこのｆ・θレンズに波長４７５，５３２，６９０ｎｍのレーザ光を入射したときの像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差、およびコマ収差を示すグラフである。副走査方向の像面湾曲は、ｆ・θレンズと像面の間に、副走査方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ６およびシリンドリカルミラー７を配置し、面倒れ補正系を構成した場合の収差図である。
図６から明らかなように、本実施例によれば、レンズ系の倍率色収差を含めた各収差を良好なものとすることができる。
【００４１】
＜実施例５＞
実施例５のレンズ系は実施例１のレンズ系と略同様な構成となっている。
この実施例５における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、アッベ数νを下記表５に示す。
【００４２】
【表５】
0004488263.tif 000006
【００４３】
なお、反射ミラー面Ａから第１レンズＬ１の光束入射側の面までの距離ｄ０は10.149とされている。
【００４４】
図７はこのｆ・θレンズに波長４７５，５３２，６９０ｎｍのレーザ光を入射したときの像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差、およびコマ収差を示すグラフである。副走査方向の像面湾曲は、ｆ・θレンズと像面の間に、副走査方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ６およびシリンドリカルミラー７を配置し、面倒れ補正系を構成した場合の収差図である。
図７から明らかなように、本実施例によれば、レンズ系の倍率色収差を含めた各収差を良好なものとすることができる。
【００４５】
＜実施例６＞
実施例６のレンズ系は実施例１のレンズ系と略同様な構成となっている。
この実施例６における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎ、アッベ数νを下記表６に示す。
【００４６】
【表６】
0004488263.tif 000007
【００４７】
なお、反射ミラー面Ａから第１レンズＬ１の光束入射側の面までの距離ｄ０は10.149とされている。
【００４８】
図８はこのｆ・θレンズに波長４７５，５３２，６９０ｎｍのレーザ光を入射したときの像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差、およびコマ収差を示すグラフである。副走査方向の像面湾曲は、ｆ・θレンズと像面の間に、副走査方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ６およびシリンドリカルミラー７を配置し、面倒れ補正系を構成した場合の収差図である。
【００４９】
図８から明らかなように、本実施例によれば、レンズ系の倍率色収差を含めた各収差を良好なものとすることができる。
【００５０】
なお、上記各実施例における、条件式に対応する値（ｆ１／ｆ、ｆ２／ｆ、Ｎ３＋０．０１７６ν３）を下記表７に示す。
【００５１】
【表７】
0004488263.tif 000008
【００５２】
なお、上述した各実施例の倍率色収差の収差図から明らかなように、Ｇ線に対するＢ線およびＲ線の収差曲線は一致している。したがって、この後、倍率色収差について電気的な補正を行う場合でも、その処理を容易なものとすることができる。
【００５３】
なお、本発明のｆ・θレンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径Ｒやレンズ間隔（もしくはレンズ厚）Ｄを適宜変更することが可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のｆ・θレンズによれば、所定の条件式を満足することで広い波長域にわたって倍率色収差を始めとする諸収差の補正を良好なものとすることができ、波長の異なる３つのレーザ光を用いて、カラー画像を記録するレーザ走査装置においても、形成画像を高画質なものとすることができる。また、このｆ・θレンズは比較的簡単なレンズ系で構成されているので、低コスト化を図ることができる。さらに、第１レンズをシリンドリカルレンズで構成することにより、さらなる低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図２】図１の実施形態の変更例に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図３】実施例１に係るレンズの各収差図（像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差およびコマ収差）
【図４】実施例２に係るレンズの各収差図（像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差およびコマ収差）
【図５】実施例３に係るレンズの各収差図（像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差およびコマ収差）
【図６】実施例４に係るレンズの各収差図（像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差およびコマ収差）
【図７】実施例５に係るレンズの各収差図（像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差およびコマ収差）
【図８】実施例６に係るレンズの各収差図（像面湾曲、ｆ・θ特性、倍率色収差およびコマ収差）
【図９】本実施形態に係るｆ・θレンズを搭載した光走査装置を示す概略図
【符号の説明】
Ｌ１〜Ｌ３        レンズ
Ｒ１〜Ｒ５        レンズ面の曲率半径
Ｄ１〜Ｄ４        レンズ面間隔（レンズ厚）
Ａ              反射面
Ｘ              光軸
１ａ、１ｂ、１ｃ    レーザ光源
２ａ、２ｂ、２ｃ    コリメータレンズ
３ａ、３ｂ、３ｃ    シリンドリカルレンズ
４              回転多面鏡
５              ｆ・θレンズ
６              シリンドリカルレンズ
７              シリンドリカルミラー
８              光走査面（像面）
【図１】
0004488263.tif 000009
【図２】
0004488263.tif 000010
【図３】
0004488263.tif 000011
【図４】
0004488263.tif 000012
【図５】
0004488263.tif 000013
【図６】
0004488263.tif 000014
【図７】
0004488263.tif 000015
【図８】
0004488263.tif 000016
【図９】
0004488263.tif 000017