JPH11352431A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】偏向光束を被走査面上に結像させる光学系に樹
脂製レンズを用いる場合に、温度変化による主・副走査
方向の像面湾曲変化を有効に補正し、温度変化に拘らず
被走査面上に小径の光スポットを形成する。 【解決手段】光源１０と、光源からの光束を以後の光学
系にカップリングする第１光学系１２と、第１光学系か
らの光束を主走査対応方向に長く略線状に集光する第２
光学系１４と、略線状の集光部の近傍に偏向反射面１６
Ａを有し、偏向反射面による反射光束を偏向させる光偏
向器１６と、光偏向器による偏向光束を被走査面２０上
に光スポットとして集光する第３光学系１８とを有し、
第３光学系は、少なくとも１枚の樹脂製レンズ１８を有
し、第２光学系１４は、樹脂製レンズ１４１とガラスレ
ンズ１４２とを有し、第２光学系における樹脂製レンズ
１４１は、第３光学系における樹脂製レンズ１８の温度
変化による主・副走査方向の像面湾曲変化を有効に補正
するようにレンズ面形状を定められている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光走査装置および
光走査装置を用いる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光走査装置は、従来からレーザビームプ
リンタやデジタル複写機、ＰＰＦ等に関連して広く知ら
れている。このような光走査装置において、レンズコス
トを低下させる目的や、特殊なレンズ面形状を実現する
目的で、樹脂製レンズの使用が意図されている。殊に、
偏向光束を被走査面上に結像させる走査結像レンズは、
像面湾曲やリニアリティ等の等速特性の良好な補正を目
的として特殊なレンズ面形状が種々提案されているが、
このような特殊なレンズ面形状を実現するためには樹脂
製レンズが適している。一方、周知の如く、樹脂製レン
ズには、温度変化に伴う体積変化により、レンズ面の曲
率や屈折率が変化し、レンズ性能、特に像面湾曲が変化
するという問題がある。像面湾曲の変化は、被走査面上
における光スポットのスポット径を増大させて「ビーム
太り」を生じ、光走査の解像度を低下させる原因とな
る。樹脂製レンズの温度変化に伴う像面湾曲の変化は、
正レンズと負レンズとで互い逆に発生するので、上記像
面湾曲の変化を補正するために、光源から光偏向器に至
る光路上に、樹脂製の走査結像レンズと逆のパワーを持
つ樹脂製レンズを配備して、走査結像レンズの温度変化
による像面湾曲変化を相殺することが知られている（特
開平８−１６０３３０号公報、同８−２９２３８８号公
報）。これら公報に記載された光走査装置では、光源と
光偏向器との間に配備される樹脂製レンズが、主走査対
応方向（光源から被走査面に至る光路上で主走査方向に
対応する方向をいう。また上記光路上で副走査方向に対
応する方向を副走査対応方向と言う）に関してはパワー
を持たないので、走査結像レンズの温度変化に伴う主走
査方向の像面湾曲の変化に関しては補正機能がなく、従
って、主走査方向のビーム径増大を防止することができ
ない。また、副走査方向の光スポット形状を良好ならし
めるためには、近軸光線による像面湾曲のみならず、結
像光束全体の波面収差を考慮する必要があるが、上記公
報記載の「光源と光偏向器との間に配備される樹脂製レ
ンズ」は、副走査対応方向のレンズ断面が円弧形状であ
るため、波面収差を考慮して光スポットを小径化するこ
とが困難であるという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、光走査装
置や、光走査装置を用いる画像形成装置において、偏向
光束を被走査面上に結像させる光学系中に樹脂製レンズ
を用いる場合に、温度変化による像面湾曲変化の有効な
補正を可能ならしめ、温度変化に拘らず被走査面上に小
径の光スポットの形成を可能ならしめることを課題とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光走査装
置は、光源と、第１光学系と、第２光学系と、光偏向器
と、第３光学系とを有する。「光源」としては、半導体
レーザやＬＥＤを利用することができる。「第１光学
系」は、光源から放射される発散性の光束を、以下の光
学系（第２光学系）にカップリングする光学系である。
第１光学系のカップリング作用は、第１光学系から射出
する光束を「平行光束」にする作用でも良いし、第１光
学系から射出する光束を「弱い集束性もしくは弱い発散
性の光束」にする作用でもよい。「第２光学系」は、第
１光学系から射出した光束を、主走査対応方向に長く略
線状に集光する機能を持つ。「光偏向器」は、上記略線
状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、偏向反射面によ
る反射光束を偏向させる。光偏向器としては、回転多面
鏡や回転単面鏡、回転２面鏡等を好適に利用できる。
「第３光学系」は、光偏向器による偏向光束を被走査面
上に光スポットとして集光する光学系であり、上の説明
における「走査結像レンズ」に相当する。この第３光学
系は、少なくとも１枚の樹脂製レンズを有する。第３光
学系は、２枚以上のレンズで構成することもでき、ある
いは１枚以上のレンズと、結像作用を持つ凹面鏡との組
合せで構成することもできる。光偏向器と被走査面との
間には、上記第３光学系の他に、光走査装置のレイアウ
トに応じて、偏向光束の光路を屈曲させる光路折り曲げ
用の平面鏡を適宜に配備することができる。上記第２光
学系は、少なくとも１枚の樹脂製レンズと、少なくとも
１枚のガラスレンズとを有する。請求項１記載の発明
は、上記第２光学系における少なくとも１枚の樹脂製レ
ンズが、第３光学系における樹脂製レンズの温度変化に
よる主・副走査方向の像面湾曲変化を有効に補正するよ
うに、レンズ面形状を定められていることを特徴とす
る。

【０００５】請求項１記載の光走査装置において「第３
光学系の、樹脂製レンズが有する合成パワーを主・副走
査対応方向とも正のパワーとし、第２光学系における、
少なくとも１枚の樹脂製レンズを主・副走査対応方向と
も負のパワーを持つアナモフィックなレンズとし、少な
くとも１枚のガラスレンズを、少なくとも副走査方向に
正のパワーを持つレンズとする」ことができる（請求項
２）。この場合、「第２光学系における、主・副走査対
応方向とも負のパワーを持つアナモフィックなレンズ
を、副走査断面内の形状が非円弧形状となるレンズ面を
少なくとも１面有するレンズ」とすることができる（請
求項３）。「副走査断面」は、当該レンズ面の近傍にお
いて主走査対応方向に直交する平断面である。上記請求
項２または３記載の光走査装置において、第２光学系に
おける少なくとも１枚の樹脂製レンズを「少なくとも１
面が光軸に回転対称で負のパワーを持つレンズ面を有す
る」ものとすることができる（請求項４）。請求項５記
載の光走査装置は、上記請求項１記載の光走査装置と同
様、光源、第１光学系、第２光学系、光偏向器、第３光
学系を有する。これらのうち、光源と、光偏向器とは請
求項１記載の光走査装置におけるのと同様のものであ
る。「第３光学系」は、光偏向器による偏向光束を被走
査面上に光スポットとして集光する光学系であり、少な
くとも１枚の樹脂製レンズを有するが、樹脂製レンズの
有する合成パワーは、少なくとも副走査対応方向に正で
ある。「第２光学系」は、第１光学系からの光束を、主
走査対応方向に長く略線状に集光する機能を持ち、少な
くとも１枚の樹脂製レンズと、少なくとも１枚のガラス
レンズとを有する。第２光学系において「上記少なくと
も１枚の樹脂製レンズは、少なくとも副走査対応方向に
負のパワーを有し、副走査断面内の形状が非円弧形状と
なるレンズ面を少なくとも１面有し、上記少なくとも１
枚のガラスレンズは、少なくとも副走査方向に正のパワ
ーを持つレンズ」である。上記請求項１〜５の任意の１
に記載の光走査装置において、第３光学系を、主・副走
査対応方向に互いに異なる正のパワーを持つアナモフィ
ックな１枚の樹脂製レンズで構成し、第２光学系を、１
枚の樹脂製レンズと１枚のガラスレンズとにより構成す
ることができる（請求項６）。上記のように、この発明
の光走査装置では、第３光学系に含まれる樹脂製レンズ
における温度変化による像面湾曲の変化の影響を、第２
光学系に含まれる樹脂製レンズの温度変化による像面湾
曲の変化で補正するが、第２光学系をガラスレンズと樹
脂製レンズとの合成系として構成するので、第２光学系
に必要な特性をガラスレンズと樹脂製レンズとに分担さ
せることができ、「温度変化による第３光学系での像面
湾曲変化の影響を除去する機能」を第２光学系の樹脂製
レンズに分担させることで、第２光学系としての機能の
実現が容易となり、第２光学系の設計が容易になる。ま
た、請求項３，５記載の発明のように、第２光学系にお
ける樹脂製レンズのレンズ面に、副走査断面内の形状が
非円弧となるものを採用することにより、光スポットに
おける「副走査方向の波面収差」を良好に補正できる。

【０００６】請求項７記載の光走査装置は、光源と、第
１光学系と、第２光学系と、光偏向器と、第３光学系と
を有する。「光源」としては、半導体レーザやＬＥＤを
利用することができる。「第１光学系」は、光源から放
射される発散性の光束を、以後の光学系（第２光学系）
に適合させるようにカップリングする光学系である。第
１光学系のカップリング作用は、第１光学系から射出す
る光束を「平行光束」にする作用でも良いし、第１光学
系から射出する光束を「弱い集束性もしくは弱い発散性
の光束」にする作用でもよい。第１光学系は、温度等の
環境変化に影響されにくいガラスレンズで構成すること
が好ましく、球面収差を除くために所謂「非球面形状」
とするのがよい。この点は、前述の請求項１〜６記載の
光走査装置においても、また、後述する請求項１３以下
の発明に於いても同様である。「第２光学系」は、第１
光学系から射出した光束を、主走査対応方向に長く略線
状に集光する機能を持つ。「光偏向器」は、上記略線状
の集光部の近傍に位置する偏向反射面を有し、偏向反射
面による反射光束を偏向走査する。光偏向器としては、
回転多面鏡や回転単面鏡、回転２面鏡等を好適に利用で
きる。「第３光学系」は、光偏向器による偏向光束を被
走査面上にスポット状に集光させる光学系であり、上の
説明における「走査結像レンズ」に相当し、少なくとも
１つの樹脂製光学素子を有する。第３光学系は、２枚以
上のレンズで構成することもでき、あるいは１枚以上の
レンズと、結像作用を持つ凹面鏡（上記樹脂製光学素子
とすることもできる）との組合せで構成することもでき
る。光偏向器と被走査面との間には、第３光学系の他
に、光走査装置のレイアウトに応じて、偏向光束の光路
を屈曲させる光路折り曲げ用の平面鏡を適宜に配備する
ことができる。上記第２光学系は、少なくとも２枚のレ
ンズを有する。これら２枚のレンズの内の一方は「樹脂
製レンズ」であり他方は「ガラス製レンズ」である。上
記「樹脂製レンズ」は副走査対応方向に負のパワーを有
し、「主走査断面内の形状が非円弧形状となる面」と
「副走査断面内の形状が非円弧形状となる面」をそれぞ
れ少なくとも１面有する。このように、該樹脂製レンズ
は「主走査断面内の形状が非円弧形状となる面」を有す
るため、主走査対応方向にもパワーを有することにな
る。なお、本明細書中において「非円弧形状」は直線を
含まない。上記「ガラス製レンズ」は、少なくとも副走
査対応方向に正のパワーを有するものである。ガラス製
レンズは、主走査対応方向にもパワーを有して良い。

【０００７】上記樹脂製レンズにおける主走査対応方向
のパワーは、第３光学系における樹脂製光学素子の主走
査対応方向のパワーと逆のパワーに設定される。即ち、
第２光学系の上記樹脂製レンズは、主走査対応方向にも
負のパワーを有することができ（請求項８）、この場
合、第３光学系における樹脂製光学素子の主走査対応方
向のパワーは「正」になる。上記請求項８記載の光走査
装置において、第２光学系の上記樹脂製レンズは、「副
走査対応方向にのみ負のパワーを有し、副走査断面内の
形状が非円弧形状となる面」と「主走査対応方向にのみ
負のパワーを有し、主走査断面内の形状が非円弧形状と
なる面」とにより構成することができる（請求項９）、
あるいは上記樹脂製レンズを「副走査対応方向にのみ負
のパワーを有し、副走査断面内の形状が非円弧形状とな
る面」と「共軸非球面」により構成することもできる
（請求項１０）。「主走査断面」は、当該レンズ面の近
傍において、光軸を含み、主走査対応方向に平行な平断
面である。「副走査断面」は、当該レンズ面の近傍にお
いて主走査対応方向に直交する平断面である。「共軸非
球面」は光軸に関して回転対称な非球面である。

【０００８】上記請求項７〜１０の任意の１に記載され
た光走査装置において、第２光学系を「樹脂製レンズと
ガラス製レンズの２枚」で構成することができ（請求項
１１）、請求項７〜１１の任意の１に記載の光走査装置
において、第３光学系は「樹脂製の単一のレンズ」によ
り構成することができる（請求項１２）。上記のよう
に、この発明の光走査装置では、第３光学系に含まれる
樹脂製レンズにおける温度変化による主・副走査方向の
像面湾曲の変化の影響を、第２光学系に含まれる樹脂製
レンズの温度変化による像面湾曲の変化で補正するが、
第２光学系をガラスレンズと樹脂製レンズとの合成系と
して構成するので、第２光学系に必要な特性をガラスレ
ンズと樹脂製レンズとに分担させることができ、「温度
変化による第３光学系での像面湾曲変化の影響を除去す
る機能」を第２光学系の樹脂製レンズに分担させること
で、第２光学系としての機能の実現が容易となり、第２
光学系の設計が容易になる。また、請求項９，１０記載
の発明のように、第２光学系における樹脂製レンズのレ
ンズ面に、主・副走査断面内の形状が非円弧となるもの
を採用することにより、光スポットにおける副走査方向
の波面収差を良好に補正して光スポットの主・副走査方
向の径を小径化できる。請求項１０記載の発明のよう
に、第２光学系の樹脂製レンズの１面を共軸非球面とす
ると、該樹脂製レンズの加工・測定が容易となり、偏心
に対する公差許容度が大きい。

【０００９】請求項１３記載の光走査装置は、被走査面
を等速的に光走査する光走査装置であって、光源と、第
１光学系と、第２光学系と、光偏向器と、第３光学系と
を有する。「光源」は、光束を放射する。「第１光学
系」は、光源からの光束を以後の光学系にカップリング
する。「第２光学系」は、第１光学系からの光束を、主
走査対応方向に長く略線状に集光する。「光偏向器」
は、上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該
偏向反射面による反射光束を偏向させる。「第３光学
系」は、光偏向器による偏向光束を、被走査面上に光ス
ポットとして集光する。請求項１３記載の光走査装置
は、第２光学系が、少なくとも１枚の樹脂製レンズと、
１枚のガラスレンズとを有し、上記少なくとも１枚の樹
脂製レンズが、非円弧形状を有することを特徴とする。
この請求項１３記載の光走査装置において、第２光学系
の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズの有する非円弧形
状は「副走査対応方向の非円弧形状」であることもでき
るし（請求項１４）、「副走査対応方向および主走査対
応方向の非円弧形状」であることもできる（請求項１
５）。上記および以下において、「主・副走査対応方向
の非円弧形状」は前述の「主・副走査断面内の非円弧形
状」を意味する。請求項１３記載の光走査装置におい
て、第２光学系のガラスレンズとしては、非円弧形状を
持たないものを用いることができる（請求項１６）。ま
た、請求項１３記載の光走査装置において、第２光学系
の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズは「主走査対応方
向に負のパワーを有する」ことも（請求項１７）、「副
走査対応方向に負のパワーを有する」こともできる（請
求項１８）。請求項１３記載の光走査装置において、第
２光学系のガラスレンズは「副走査対応方向に正のパワ
ーを有する」ことができ（請求項１９）、「主走査対応
方向にパワーを持たない」こともできる（請求項２
０）。請求項１３記載の光走査装置において、第２光学
系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズは、第１面と第
２面とを有し、非円弧形状を、第１面に有することも
（請求項２１）、第２面に有することもできる（請求項
２２）。請求項１３記載の光走査装置において、第２光
学系は「主走査対応方向に負のパワーを持つ」ことがで
き（請求項２３）、また「副走査対応方向に正のパワー
を持つ」ことができる（請求項２４）。請求項１３記載
の光走査装置において、第３光学系は樹脂製レンズを含
むことができ、この場合、第２光学系の少なくとも１枚
の上記樹脂製レンズの１面は、第３光学系の樹脂製レン
ズの温度変化に起因する主走査方向および副走査方向の
像面湾曲の変化を、主・副走査方向のそれぞれにおいて
補償するように形成されることができる（請求項２
５）。

【００１０】請求項２６記載の光走査装置は、被走査面
を等速的に光走査する光走査装置であって、光源と、第
１光学系と、第２光学系と、光偏向器と、第３光学系と
を有する。「光源」は、光束を放射する。「第１光学
系」は、光源からの光束を以後の光学系にカップリング
する。「第２光学系」は、第１光学系からの光束を、主
走査対応方向に長く略線状に集光する。「光偏向器」
は、上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該
偏向反射面による反射光束を偏向させる。「第３光学
系」は、光偏向器による偏向光束を、被走査面上に光ス
ポットとして集光する。第２光学系は、副走査対応方向
に正のパワーを有する１枚のガラスレンズと、少なくと
も１枚の樹脂製レンズとを有し、上記少なくとも１枚の
樹脂製レンズは、非円弧形状を有し、副走査対応方向に
負のパワーを有する。請求項２６記載の光走査装置にお
いて、第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズ
の非円弧形状は、「副走査対応方向の非円弧形状」であ
ることができ（請求項２７）、あるいは「副走査対応方
向及び主走査対応方向の非円弧形状」であることができ
る（請求項２８）。請求項２６記載の光走査装置におい
て、第２光学系のガラスレンズは「主走査対応方向にパ
ワーを持たない」ものを用いることができ（請求項２
９）、またガラスレンズとして「非円弧形状を持たな
い」ものを用いることができる（請求項３０）。請求項
２６記載の光走査装置において、第２光学系の少なくと
も１枚の上記樹脂製レンズは、第１面と第２面とを有
し、非円弧形状を「第１面に有する」こともできるし
（請求項３１）、「第２面に有する」こともできる（請
求項３２）。請求項２６記載の光走査装置において、第
２光学系は「主走査対応方向に負のパワー」を有するこ
ともできるし（請求項３３）、「副走査対応方向に正の
パワーを有する」こともできる（請求項３４）。請求項
２６記載の光走査装置において、第３光学系が樹脂製レ
ンズを含み、かつ、第２光学系の少なくとも１枚の上記
樹脂製レンズの１面は「第３光学系の樹脂製レンズの温
度変化に起因する主走査方向および副走査方向の像面湾
曲の変化を、主・副走査方向のそれぞれにおいて補償す
る」ように形成されていることができる（請求項３
５）。

【００１１】この発明の画像形成装置は、被走査面を等
速的に光走査して画像形成を行う画像形成装置であっ
て、光源と、第１光学系と、第２光学系と、光偏向器
と、第３光学系とを有する。「光源」は、光束を放射す
る。「第１光学系」は、光源からの光束を以後の光学系
にカップリングする。「第２光学系」は、第１光学系か
らの光束を、主走査対応方向に長く略線状に集光する。
「光偏向器」は、上記略線状の集光部の近傍に偏向反射
面を有し、該偏向反射面による反射光束を偏向させる。
「第３光学系」は、光偏向器による偏向光束を、被走査
面上に光スポットとして集光する。請求項３６記載の画
像形成装置は、上記第２光学系が、１枚のガラスレンズ
と、少なくとも１枚の樹脂製レンズとを有し、上記少な
くとも１枚の樹脂製レンズが、非円弧形状を有すること
を特徴とする。また、請求項３７記載の画像形成装置
は、上記第２光学系が、副走査対応方向に正のパワーを
有する１枚のガラスレンズと、少なくとも１枚の樹脂製
レンズとを有し、上記少なくとも１枚の樹脂製レンズ
が、非円弧形状を有し、副走査対応方向に負のパワーを
有することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の光走査装置の
実施の１形態を説明図的に示している。光源１０は「半
導体レーザ」であり、２０度Ｃにおいて波長７８０ｎｍ
のレーザ光束を放射する。第１光学系１２は「カップリ
ングレンズ」であって、光源１からの発散性のレーザ光
束を以下の光学系にカップリングする。第２光学系１４
は、樹脂製レンズ１４１とガラスレンズ１４２とで構成
され、第１光学系１２側から入射する光束を「主走査対
応方向に長く略線状に集光」させる。樹脂製レンズ１４
１は、主・副走査対応方向とも負のパワーを有し、ガラ
スレンズ１４２は少なくとも副走査対応方向に正のパワ
ーを有する。即ち、ガラスレンズ１４２は、樹脂製レン
ズ１４１の「副走査対応方向の負のパワー」を陵駕する
正のパワーを有し、第２光学系１４全体として上記「主
走査対応方向に長く略線状に集光させる」のに必要な正
のパワーを確保している。光偏向器１６は「回転多面
鏡」であり、上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面１
６Ａを有し、等速回転し、偏向反射面１６Ａによる反射
光束を等角速度的に偏向させる。第３光学系１８は「単
一の樹脂製レンズ」で構成された「走査結像レンズ」で
あり、偏向光束を被走査面２０上に光スポットとして集
光する。第３光学系１８は光スポットによる被走査面２
０の走査を等速化する「等速化機能」を有する。第３光
学系１８は、副走査対応方向（図１で図面に直交する方
向）に関しては、前記略線状の集光部を物点として、集
光部の像を被走査面位置に結像させるものであり、主走
査対応方向に比して副走査対応方向の正のパワーが大き
い「アナモフィックなレンズ」である。第３光学系１８
が「単一の樹脂製レンズ」であるため、温度変動がある
と、第３光学系１８による結像位置が、主・副走査対応
方向とも大きく変化する。例えば、温度が上昇すると、
第３光学系１８による結像位置は、主・副走査対応方向
とも「＋方向（図１の右方向）」に変化する。これを相
殺するために、第２光学系に「主・副走査対応方向とも
負のパワーを有する樹脂製レンズ１４１を用いている。
樹脂製レンズ１４１では、温度が上昇すると主・副走査
対応方向とも、第２光学系１４による結像位置を「−方
向」に変化させるので、第３光学系１８による「＋方向
への結像位置変位が」有効に相殺される。このため、温
度変動が発生しても被走査面上で「小ビーム径」を確保
できる。

【００１３】すなわち、図１に実施の形態を示す光走査
装置は、光源１０と、該光源からの光束を以後の光学系
にカップリングする第１光学系１２と、第１光学系から
の光束を、主走査対応方向に長く略線状に集光する第２
光学系１４と、略線状の集光部の近傍に偏向反射面１６
Ａを有し、偏向反射面による反射光束を偏向させる光偏
向器１６と、光偏向器による偏向光束を被走査面２０上
に光スポットとして集光する第３光学系１８とを有し、
第３光学系１８は少なくとも１枚の樹脂製レンズを有
し、第２光学系１４は、少なくとも１枚の樹脂製レンズ
１４１と、少なくとも１枚のガラスレンズ１４２とを有
し、第２光学系１４における樹脂製レンズ１４１は、第
３光学系における樹脂製レンズ１８の温度変化による主
・副走査方向の像面湾曲変化を有効に補正するようにレ
ンズ面形状を定められている（請求項１）。また、第３
光学系は、主・副走査対応方向に互いに異なる正のパワ
ーを持つアナモフィックな１枚の樹脂製レンズ１８で構
成され、第２光学系１４は、１枚の樹脂製レンズ１４１
と１枚のガラスレンズ１４２とにより構成されている
（請求項６）。

【００１４】図２は、この発明の光走査装置の実施の別
形態を説明図的に示している。繁雑を避けるため、混同
の虞れがないと思われるものについては、図１における
と同一の符号を用いる。光源１０は「半導体レーザ」で
あり、２０度Ｃにおいて波長７８０ｎｍのレーザ光束を
放射する。第１光学系１２は「カップリングレンズ」
で、光源１０からの発散性のレーザ光束を以後の光学系
にカップリングするべく適当な光束に変換する。第２光
学系１４Ａは、樹脂製レンズ１４１’とガラス製レンズ
１４２’とで構成され、第１光学系１２側から入射する
光束を「主走査対応方向に長く略線状に集光」させる。
樹脂製レンズ１４１’は、「副走査対応方向に負のパワ
ー」を有し、「主走査断面内の形状が非円弧形状となる
面と副走査断面内の形状が非円弧形状となる面」をそれ
ぞれ少なくとも１面有する。ガラス製レンズ１４２’
は、少なくとも副走査対応方向に正のパワーを有する。
第２光学系１４Ａは、光源側から光束を「主走査対応方
向に長く略線状にの集光させる」のであるから、副走査
対応方向における合成パワーは正であり、樹脂製レンズ
１４１’が副走査対応方向に有する「負のパワー」は、
ガラス製レンズ１４２’が同方向に有する正のパワーよ
りも弱い。光偏向器１６は「回転多面鏡」であり、上記
略線状の集光部の近傍に位置する偏向反射面１６Ａを有
し、等速回転し、偏向反射面１６Ａによる反射光束を等
角速度的に偏向させる。第３光学系１８Ａは「単一の樹
脂製レンズ」で構成され、偏向光束を被走査面２０上に
スポット状に集光させる。第３光学系１８Ａは、上記集
光した光スポットによる被走査面２０の走査を等速化す
る「等速化機能」を有する。第３光学系１８Ａは、副走
査対応方向（図１で図面に直交する方向）に関しては、
前記略線状の集光部を物点として集光部の像を被走査面
位置に結像させるもので、主走査対応方向に比して副走
査対応方向の正のパワーが大きい「アナモフィックなレ
ンズ」である。第３光学系１８Ａが「単一の樹脂製レン
ズ」であるため、温度変動があると、第３光学系１８Ａ
による結像位置は主・副走査対応方向とも変化する。例
えば、温度が上昇すると、第３光学系１８Ａによる結像
位置は主・副走査対応方向とも「＋方向（図１の右方
向）」に変化するが、特に副走査対応方向は正のパワー
が大きいので結像位置の変動が大きい。この副走査対応
方向の結像位置ずれを相殺するため、第２光学系１４の
樹脂製レンズ１４１’の「副走査対応方向の負のパワ
ー」を用いる。樹脂製レンズ１４１’では温度が上昇す
ると、第２光学系の副走査対応方向の結像位置を「−方
向」に変化させるので、第３光学系１８Ａによる「＋方
向への結像位置変位が」有効に相殺される。このため、
温度変動が発生しても被走査面上で副走査方向に「小ビ
ーム径」を確保できる。

【００１５】すなわち、図２に実施の形態を示す光走査
装置は、光源１０と、該光源からの光束を以後の光学系
にカップリングする第１光学系１２と、第１光学系から
の光束を、主走査対応方向に長く略線状に集光する第２
光学系１４Ａと、略線状の集光部の近傍に偏向反射面１
６Ａを有し、光束を偏向走査する偏向器１６と、偏向器
１６による偏向光束を被走査面２０上にスポット状に集
光させる第３光学系１８Ａとを有し、第３光学系１８Ａ
は少なくとも１枚の樹脂製光学素子を有し、該樹脂製光
学素子は少なくとも副走査対応方向に正のパワーを有
し、第２光学系１４Ａは、少なくとも２枚のレンズ１４
１’，１４２’を有し、２枚のレンズの内の１枚は、副
走査対応方向に負のパワーを有し、主走査断面内の形状
が非円弧形状となる面と、副走査断面内の形状が非円弧
形状となる面をそれぞれ少なくとも１面有する樹脂製レ
ンズ１４１’であり、他の１枚は、少なくとも副走査対
応方向に正のパワーを有するガラス製レンズ１４２’で
ある（請求項７）。また、走査結像光学系は、主・副走
査対応方向に互いに異なる正のパワーを持つアナモフィ
ックな１枚の樹脂製レンズ１８Ａで構成され（請求項１
２）、第２光学系１４Ａは、１枚の樹脂製レンズ１４
１’と１枚のガラス製レンズ１４２’とにより構成され
ている（請求項１１）。

【００１６】また、図１、図２に実施の各形態を示す光
走査装置は、被走査面２０を等速的に光走査する光走査
装置であって、光束を放射する光源１０と、光源からの
光束を以後の光学系にカップリングする第１光学系１２
と、第１光学系からの光束を、主走査対応方向に長く略
線状に集光する第２光学系１４，１４Ａと、略線状の集
光部の近傍に偏向反射面１６Ａを有し、偏向反射面によ
る反射光束を偏向させる光偏向器１６と、光偏向器によ
る偏向光束を、被走査面２０上に光スポットとして集光
する第３光学系１８，１８Ａとを有し、第２光学系１
４，１４Ａは、少なくとも１枚の樹脂製レンズ１４１，
１４１’と、１枚のガラスレンズ１４２，１４２’とを
有し、後述のように、少なくとも１枚の樹脂製レンズ１
４１，１４１’は、非円弧形状を有することが可能であ
る（請求項１３）。また、第２光学系のガラスレンズ１
４２，１４２’は、副走査対応方向に正のパワーを有し
（請求項１９）、第２光学系１４，１４Ａは、副走査対
応方向に正のパワーを持つ（請求項２４）。第３光学系
は樹脂製レンズ１８を含み、第２光学系の少なくとも１
枚の樹脂製レンズ１４１の１面は、第３光学系の樹脂製
レンズ１８の温度変化に起因する主走査方向および副走
査方向の像面湾曲の変化を、主・副走査方向のそれぞれ
において補償するように形成される（請求項２５）。

【００１７】また、図１，図２に実施の形態を示した光
走査装置は、被走査面２０を等速的に光走査する光走査
装置であって、光束を放射する光源１０と、光源からの
光束を以後の光学系にカップリングする第１光学系１２
と、第１光学系からの光束を、主走査対応方向に長く略
線状に集光する第２光学系１４，１４Ａと、略線状の集
光部の近傍に偏向反射面１６Ａを有し、偏向反射面によ
る反射光束を偏向させる光偏向器１６と、光偏向器によ
る偏向光束を、被走査面上に光スポットとして集光する
第３光学系１８，１８Ａとを有し、第２光学系１４，１
４Ａは、副走査対応方向に正のパワーを有する１枚のガ
ラスレンズ１４２，１４２’と、少なくとも１枚の樹脂
製レンズ１４１，１４１’とを有し、上記少なくとも１
枚の樹脂製レンズ１４１，１４１’は、後述のように、
非円弧形状を有することが可能であり、副走査対応方向
に負のパワーを有する（請求項２６）。第２光学系１
４，１４Ａは「主走査対応方向に負のパワー」を有し
（請求項３３）、「副走査対応方向に正のパワー」を有
する（請求項３４）。そして、第３光学系は樹脂製レン
ズ１８Ａを含み、第２光学系１４Ａの少なくとも１枚の
樹脂製レンズの１面は、第３光学系の樹脂製レンズ１８
Ａの温度変化に起因する主走査方向および副走査方向の
像面湾曲の変化を、主・副走査方向のそれぞれにおいて
補償するように形成されている（請求項３５）。

【００１８】図１、図２において、符号２０で示す被走
査面は、実体的には「光導電性の感光体の感光層表面」
である。感光体は円筒状やベルト状に形成されて、その
感光面を走行させ、均一に帯電されたのち、図１、図２
に示す光走査装置により等速的に走査され、ネガの静電
潜像を書き込まれる。書き込まれた静電潜像は、反転現
像されてトナー画像となり、直接もしくは中間転写ベル
ト等の中間転写媒体を介して記録シート（転写紙やオー
バヘッドプロジェクト用のプラスチックシート等）に転
写され、その後同シート上に定着される。従って、図
１，図２に示した光走査装置を静電潜像の書込みに用い
る画像形成装置は、被走査面２０を等速的に光走査して
画像形成を行う画像形成装置であって、光束を放射する
光源１０と、光源からの光束を以後の光学系にカップリ
ングする第１光学系１２と、第１光学系からの光束を、
主走査対応方向に長く略線状に集光する第２光学系１
４，１４Ａと、上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面
１６Ａを有し、偏向反射面による反射光束を偏向させる
光偏向器１６と、光偏向器による偏向光束を、被走査面
２０上に光スポットとして集光する第３光学系１８，１
８Ａとを有し、第２光学系１４，１４Ａは、１枚のガラ
スレンズ１４２，１４２’と、少なくとも１枚の樹脂製
レンズ１４１，１４１’とを有し、少なくとも１枚の樹
脂製レンズ１４１，１４１’は、後述のように、非円弧
形状を有することができ（請求項３６）、第２光学系１
４，１４Ａは、副走査対応方向に正のパワーを有する１
枚のガラスレンズ１４２，１４２’と、少なくとも１枚
の樹脂製レンズ１４１，１４１’とを有し、少なくとも
１枚の樹脂製レンズ１４１，１４１’は、後述のよう
に、非円弧形状を有することができ、副走査対応方向に
負のパワーを有する（請求項３７）。

【００１９】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げる。

【００２０】実施例１〜３の光学的な配置は、図１に示
すごときものである。

【００２１】実施例１ 使用温度：２０度Ｃ、５０度℃における、各光学素子の
曲率半径：Ｒ（各光学素子ごとに、入射側の面を添字：
１で表し、射出側の面を添字：２で表す。また、主・副
走査対応方向で曲率半径の異なるものに就いては、主走
査対応方向に関するものを添字：ｍで表し、副走査対応
方向に関するものを添字：ｓで表す）、中心肉厚：Ｄ、
使用波長に対する屈折率：Ｎ、および非球面係数を下記
に示す。

【００２２】 使用温度(度Ｃ) ２０ ５０ 光源：半導体レーザ 使用波長(ｎｍ) 780.0 787.8 第１光学系 物点位置 0 -0.01001 (カップリングレンズ) Ｒ₁ ∞ ∞ Ｒ₂ -9.761 -9.763 Ｄ 2.800 2.801 Ｎ 1.675 1.6748 第２光学系 Ｒ_1m ∞ ∞ (樹脂製レンズ) Ｒ_1s -14.80 -14.831 Ｒ₂(球面) 90.00 90.189 Ｄ 3.000 3.006 Ｎ 1.5244 1.52165 第２光学系 Ｒ_1m ∞ ∞ (ガラスレンズ) Ｒ_2m ∞ ∞ Ｒ_1s 9.520 9.5221 Ｒ_2s ∞ ∞ Ｄ 3.000 3.001 Ｎ 1.511249 1.511160 第３光学系 Ｒ_1m 155.000 155.326 (走査結像レンズ) Ｒ_1A4 -9.46500E-07 -9.40562E-07 Ｒ_1A6 3.85000E-10 3.80983E-10 Ｒ_1A8 -8.11300E-14 -7.99473E-14 Ｒ_1A10 1.00000E-17 9.81297E-18 Ｒ_1s -88.850 -89.037 Ｄ 13.500 13.528 Ｎ 1.524400 1.521650 Ｒ_2m -141.000 -141.296 Ｒ_2A4 -1.00300E-06 -9.96708E-07 Ｒ_2A6 2.44000E-10 2.41454E-10 Ｒ_2A8 -7.85600E-14 -7.74148E-14 Ｒ_2A10 2.80000E-17 2.74763E-17 Ｒ_2s -15.220 -15.252 。

【００２３】説明を補足すると、上のデータにおいてｉ
＝１（入射側面）〜２（射出側面）として、 Ｒ_im：主走査対応方向の曲率半径もしくは近軸曲率半径 Ｒ_is：副走査対応方向の曲率半径もしくは近軸曲率半径 Ｒ_i ：共軸形状の曲率半径 Ｒ_iA4〜Ｒ_iA10：非球面係数（下記参照） Ｄ：中心肉厚 Ｎ：使用波長での屈折率 である。また、上のデータにおいて「Ｅとそれに続く数
値」は１０のべき乗を表している。例えば「E-17」は
「１０~¹⁷」を意味し、この値がその前の数値にかかる
のである。

【００２４】第３光学系である走査結像レンズは、入射
側面・射出側面共に「光軸を含み、主走査対応方向に平
行な平断面（以下主走査断面という）」内の形状が非円
弧形状をなしている。この非円弧形状は以下のように表
される。即ち、光軸方向の座標をＸ、主走査方向の座標
をＹ、近軸曲率半径をＲ_im、円錐定数をＫ_i 、高次の係
数を、Ｒ_iA4，Ｒ_iA6，Ｒ_iA8，Ｒ_iA10とすると、非円弧
形状は周知の如く、 X=Y²/[R_im+R_im・√｛1-(1+K_i)Y²/R_im ²}] ＋R_iA4・Y⁴＋R_iA6・Y⁶＋R_iA8・Y⁸＋R_iA10・Y¹⁰ （１） で表される。「第３光学系」である走査結像レンズの第
１，第２面の円錐定数：K₁,K₂は、 K₁=-59.97 , K₂=4.69 である。また、第３光学系（走査結像レンズ）の、主走
査対応方向における座標：Ｙの位置における副走査断面
内における曲率半径：ｒ_is(Ｙ)は、多項式： r_is(Y)=R_iS+a_i・Y²＋b_i・Y⁴＋c_i・Y⁶＋d_i・Y⁸＋e_i・Y¹⁰＋f_i・Y¹² （２） (Ｒ_iSはＹ=０における曲率半径で、使用温度２０度Ｃに
おいては、Ｒ_1s＝−８８．８５０，Ｒ_2s＝−１５．２２
０）で表すことができる。第３光学系における入射側の
レンズ面（ｉ＝１）については、a₁=b₁=c₁=・・・=0
（副走査断面内の曲率半径は副走査断面の位置に依って
は変化しない）であり、射出側のレンズ面（ｉ＝２）に
ついては、 a₂=-2.20767E-03 ,b₂=2.43846E-06 , c₂=-2.72962E-10
, d₂=-1.13767E-12 e₂=1.0764E-15 ,f₂=-3.11961E-19 である。

【００２５】以下に、第２光学系から被走査面に至る光
路上の光学配置を示す。第１光学系（カップリングレン
ズ）から射出する光束は「弱い集束性の光束」である。
即ち、実施例１において第１光学系のカップリング作用
は「光源からの発散性の光束を弱い集束性の光束とする
作用」である。この集束性の光束を、そのまま自然に
（他の光学系を介することなく）集束させたとき、光束
が集光する位置を「自然集光点」と呼ぶ。上記光学配置
の特定のために以下の量を用いる。 Ｓ：第２光学系の入射面から上記自然集光点までの距離 L1：第２光学系の第１レンズ（樹脂製レンズ）の射出面
から第２レンズ（ガラスレンズ）の入射面までの距離 L2：第２光学系の第２レンズの射出面から偏向反射面ま
での距離 L3：偏向反射面から第３光学系（走査結像レンズ）の入
射面までの距離 L4：第３光学系から被走査面までの距離 これらは以下の如き数値（ｍｍ単位）である。 Ｓ 174.3 L1 4 L2 40 L3 33.2 L4 139.3
。

【００２６】光源である半導体レーザと第１光学系であ
るカップリングレンズは「共通のアルミ鏡筒」に装着さ
れている。アルミの線膨張係数は、2.3E-05(/℃)である
のでカップリングレンズの焦点距離を14.5mmとすると、
温度が３０度Ｃ上昇したときの物点位置は「2.3E-05×3
0×14.5=0.01001ｍｍ」だけカップリングレンズから遠
ざかるように移動する。他の光学素子の線膨張係数はそ
れぞれ以下のとおりである。 カップリングレンズ：8.6E-06 第２光学系第１レンズ（樹脂製レンズ）：7.0E-05 第２光学系第２レンズ（ガラスレンズ）：7.5E-06 第３光学系（走査結像レンズ）：7.0E-05 実施例１の光走査装置を使用温度２０度Ｃで使用したと
きの「像面湾曲」及び「等速特性（ｆθ特性の式で計算
したもの）」を、図３に示す。像面湾曲・等速特性とも
に良好に補正されている。

【００２７】この実施例１における使用温度が２０度Ｃ
から５０度Ｃに変化したときの、主・副走査方向の像面
湾曲の変化（ｍｍ単位）は以下の如くである。

【００２８】 像高：0ｍｍ 像高：108ｍｍ 主 副 主 副 第１光学系による像面湾曲変化 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 第２光学系第１レンズによる像面湾曲変化 -0.9 -3.7 -0.6 -3.1 第２光学系第２レンズによる像面湾曲変化 0.0 0.5 0.0 0.4 第３光学系による像面湾曲変化 1.1 4.1 1.0 3.5 全系（合計） 0.1 0.8 0.3 0.7 このように、温度変動に伴う第３光学系（走査結像レン
ズ）の特性変化により主・副走査方向とも、像面湾曲が
「＋方向」に変化するが、温度変動に伴う第２光学系第
１レンズ（樹脂製レンズ）の特性変化により、主走査、
副走査方向とも像面湾曲が「−方向」に変化し、全系と
しては温度変動に対して主走査、副走査方向とも像面湾
曲変化が小さい。また、実施例１では第２光学系第１レ
ンズ（樹脂製レンズ）が主・副走査対応方向とも負のパ
ワーを持つアナモフィックレンズであるが（請求項
２）、その射出面（第２面）の形状は光軸に対して回転
対称な共軸凹球面となっている（請求項４）。これによ
り、加工・測定が容易になり、各面の相対的な偏心公差
（特に光軸まわりの）の許容度を拡大できる。

【００２９】次に挙げる実施例２は、請求項５，６記載
の光走査装置の実施例である。先に述べたように、第２
光学系に、副走査方向に負のパワーを有する樹脂製レン
ズを用いると温度上昇に伴い、第２光学系による副走査
対応方向の結像位置が「−方向」に変化し、第３光学系
の「＋方向」の副走査結像位置変化と相殺し、副走査方
向の光スポット径のビーム太りを有効に軽減できるが、
更なる小スポット径を確保するためには近軸の結像性能
だけでなく被走査面上の球面収差（波面収差）を補正す
る必要がある。請求項５，６記載の光走査装置では、第
３光学系の樹脂製レンズの合成パワーは、少なくとも副
走査対応方向に正のパワーであり、第２光学系の樹脂製
レンズは、少なくとも副走査対応方向に負のパワーを有
し、副走査断面内の形状が非円弧形状となるレンズ面を
少なくとも１面有し、ガラスレンズは、少なくとも副走
査方向に正のパワーを持つレンズである。すなわち、被
走査面上の球面収差（波面収差）を補正するために、樹
脂製レンズの少なくとも１面が「副走査断面内で非円弧
形状」となるようにしている（請求項１３，１４，２
６，２７）。

【００３０】実施例２ 使用温度：２０度Ｃ、５０度Ｃにおける、各光学素子の
曲率半径：Ｒ、中心肉厚：Ｄ、使用波長に対する屈折
率：Ｎ、および非球面係数を、実施例１に倣って以下に
示す。 使用温度(度Ｃ) ２０ ５０ 光源（半導体レーザ）使用波長(λ) 780.0 ７８７．８ 第１光学系 物点位置 0 -0.01001 (カップリングレンズ) Ｒ₁ ∞ ∞ Ｒ₂ -9.761 -9.763 Ｄ 2.800 2.801 Ｎ 1.675 1.6748 第２光学系 Ｒ_1s -15.00 -15.032 (第１レンズ) Ｒ_2s ∞ ∞ Ｄ 3.000 3.006 Ｎ 1.5244 1.52165 第２光学系 Ｒ_1m ∞ ∞ (第２レンズ) Ｒ_2m ∞ ∞ Ｒ_1s 9.685 9.6872 Ｒ_2s ∞ ∞ Ｄ 3.000 3.001 Ｎ 1.511249 1.511160 第３光学系 Ｒ_1m 155.000 155.326 (走査結像レンズ) Ｒ_1A4 -9.46500E-07 -9.40562E-07 Ｒ_1A6 3.85000E-10 3.80983E-10 Ｒ_1A8 -8.11300E-14 -7.99473E-14 Ｒ_1A10 1.00000E-17 9.81297E-18 Ｒ_1s -88.850 -89.037 Ｄ 13.500 13.528 Ｎ 1.524400 1.521650 Ｒ_2m -141.000 -141.296 Ｒ_2A4 -1.00300E-06 -9.96708E-07 Ｒ_2A6 2.44000E-10 2.41454E-10 Ｒ_2A8 -7.85600E-14 -7.74148E-14 Ｒ_2A10 2.80000E-17 2.74763E-17 Ｒ_2s -15.220 -15.252 。

【００３１】第２光学系第１レンズ（樹脂製レンズ）の
第１面（入射面）の副走査断面内の形状は非円弧形状
で、光軸方向の座標：Ｘ、副走査対応方向の座標：Ｚ、
近軸曲率半径：Ｒ_s、円錐定数：K、高次の係数：a₄、
a₆、a₈、a₁₀、…を用いて、以下のように表現できる。 X=Z²/[R_s+R_s・√｛1-(1+K)Z²/R_s ²}］ ＋a₄・Z⁴＋a₆・Z⁶＋ａ₈・Z⁸ ＋ a₁₀・Z¹⁰ （３） K=9.0,a₄=a₈=0.0,a₆=-2.0E-04,a₁₀=4.0E-04 である。第３光学系である走査結像レンズは「主走査断
面内」内で非円弧形状を有し、前記（１）式を用いて表
され、高次の係数は上掲の通りであり、第１，第２面の
円錐定数：K₁,K₂は、 K₁=-59.97 , K₂=4.69 である。また、第３光学系の各面の、主走査対応方向の
座標：Ｙにおける副走査断面内の曲率半径は、前記
（２）式で表され、各係数は、入射側について「a₁=a₂=
a₃=・・・=0」であり、射出面については、 a₂=-2.20767E-03 ,b₂=2.43846E-06 , c₂=-2.72962E-10
, d₂=-1.13767E-12 e₂=1.0764E-15 ,f₂=-3.11961E-19 である。第２光学系から被走査面に至る光路上の光学配
置を実施例１に倣って示すと、以下のようになる。 Ｓ ∞ L1 4 L2 40 L3 33.2 L4 139.3 第２光学系第１レンズ入射面から自然集光点までの距
離：Ｓは∞であるので、この実施例２では第１光学系の
カップリング作用により、光源からの光束は平行光束に
される。

【００３２】半導体レーザと第１光学系であるカップリ
ングレンズは共通のアルミ鏡筒に装着されている。アル
ミの線膨張係数は「2.3E-05(/度Ｃ)であるので、焦点距
離を14.5ｍｍとすると、３０度Ｃの温度上昇に対し、物
点位置は「2.3E-05・30・14.5=0.01001ｍｍ」だけカッ
プリングレンズから遠ざかる方向に移動する。他の光学
素子の線膨張係数はそれぞれ以下のとおりである。 カップリングレンズ：8.6E-06 第2光学系第1レンズ：7.0E-05 第2光学系第2レンズ：7.5E-06 走査結像レンズ ：7.0E-05 使用温度が、２０度Ｃから５０度Ｃに変化したときの副
走査方向の像面湾曲変化（ｍｍ単位）を以下に示す。 像高：0ｍｍ 像高：10ｍｍ 第１光学系による像面湾曲変化 -0.2 -0.1 第２光学系第１レンズによる像面湾曲変化 -3.1 -2.6 第２光学系第２レンズによる像面湾曲変化 0.5 0.4 第３光学系による像面湾曲変化 4.1 3.5 全系（合計） 1.3 1.2 このように、温度変動に伴う第３光学系（走査結像レン
ズ）の特性変化により副走査方向の像面湾曲が「＋方
向」に変化するが、温度変動に伴う第２光学系第１レン
ズ（樹脂製レンズ）の特性変化により副走査方向の像面
湾曲が「−方向」に変化し、全系としては温度変動に対
して副走査方向の像面湾曲変化は小さく、副走査方向の
小径のスポット径を実現できる。図４に、実施例２にお
ける副走査方向（像高：0mm)の球面収差を示す。第２光
学系第１レンズの１面（入射面）の副走査断面内での形
状を非円弧形状としたことにより良好に補正されてい
る。比較のために、第２光学系第１レンズの入射面の副
走査断面内の形状を円弧形状とした場合の球面収差を図
５に示す。また、第２光学系第１レンズの入射面の副走
査断面内の形状を非円弧形状とした場合と、これを円弧
形状とした場合のスポット径（最大強度の1/e²で定義す
る）を以下に示す。 第２光学系第１レンズの第１面：非円弧形状 円弧形状 像高： 0ｍｍ 108ｍｍ 0ｍｍ 108ｍｍ 主走査方向スポット径（μm） 60.6 60.9 60.6 60.9 副走査方向スポット径（μm） 69.3 68.2 82.0 85.0 この結果から、樹脂製レンズに「副走査断面内で非円弧
形状のレンズ面」を採用とすることにより、副走査方向
のスポット径の小径化が可能になることがわかる。

【００３３】以下に挙げる実施例３は、請求項３，１
３，１４，２６，２７記載の光走査装置の実施例であ
る。 実施例３ 実施例３は、前記実施例１において、第２光学系第１レ
ンズ（樹脂製レンズ）の第１面（実施例１では凹シリン
ダ面）を、副走査断面内において非円弧形状とし、前記
（３）式における円錐定数および高次の係数を K=9.0 , a₄=a₈=0.0 , a₆=-2.0E-04 , a₁₀=5.5E-04 とした。このとき、温度変動による主・副走査像面湾曲
変化は実施例１と全く同じであり（近軸光線は実施例１
と同じであるから）変化量が小さい。第２光学系第１レ
ンズの第１面の、副走査断面内の形状を非円弧形状とし
たことにより、副走査方向に関する球面収差（波面収
差）の補正が可能になり、安定した小スポット径の確保
が可能になる。図６に、実施例３の、副走査方向（像
高：0ｍｍ)の球面収差（波面収差）を示す。第２光学系
第１レンズの第１面に、副走査断面内での非円弧形状を
採用したことによる効果で良好に補正されている。比較
のために、第２光学系第１レンズの第１面副走査断面を
円弧形状とした場合の球面収差を図７に示す。また、第
２光学系第１レンズの入射面の副走査断面内の形状を非
円弧形状とした場合（実施例３）と、これを円弧形状と
した場合（実施例１）のスポット径を、実施例２に倣っ
て以下に示す。 第２光学系第1レンズの第１面： 非円弧形状 円弧形状 像高： 0ｍｍ 108ｍｍ 0ｍｍ 108ｍｍ 主走査方向スポット径（μm） 59.8 60.2 59.9 60.2 副走査方向スポット径（μm） 74.8 73.3 81.9 84.7 この結果から、樹脂製レンズに「副走査断面内で非円弧
形状のレンズ面」を採用とすることにより、副走査方向
のスポット径の小径化が可能になることがわかる。実施
例３では、第２光学系の樹脂製レンズに、副走査断面内
にしか非円弧形状を用いていないが、主走査断面内に非
円弧形状を用いても差し支えない。

【００３４】以下に挙げる。実施例４，５の光学的な配
置は図２に示す如きものである。 実施例４ 使用温度：２０度Ｃ及び５０度Ｃにおける、各光学素子
の曲率半径：Ｒ（各光学素子ごとに、入射側の面を添
字：１で表し、射出側の面を添字：２で表す。主・副走
査対応方向で曲率半径の異なるものに就いては、主走査
対応方向に関するものを添字：ｍで表し、副走査対応方
向に関するものを添字：ｓで表す）、中心肉厚：Ｄ、使
用波長に対する屈折率：Ｎ、および非球面係数を下記に
示す。 使用温度(度Ｃ) ２０ ５０ 光源：半導体レーザ 使用波長(ｎｍ) 780.0 787.8 第１光学系 物点位置 0 -0.01001 (カップリングレンズ) Ｒ₁ ∞ ∞ Ｒ₂ -9.761 -9.763 Ｄ 2.800 2.801 Ｎ 1.675 1.6748 第２光学系 Ｒ_1m ∞ ∞ (第１レンズ) Ｒ_1s -15.00 -15.032 (樹脂製レンズ) Ｒ_2m 90.00 90.189 Ｒ_2s ∞ ∞ Ｄ 3.000 3.006 Ｎ １．５２４４
１．５２１６５ 第２光学系 Ｒ_1m ∞ ∞ (第２レンズ) Ｒ_2m ∞ ∞ (ガラス製レン) Ｒ_1s 10.4900 10.4924 Ｒ_2s ∞ ∞ Ｄ 3.000 3.001 Ｎ 1.511249 1.511160 走査結像光学系 Ｒ_1m 155.000 155.326 Ｒ_1A4 -9.46500E-07 -9.40562E-07 Ｒ_1A6 3.85000E-10 3.80983E-10 Ｒ_1A8 -8.11300E-14 -7.99473E-14 Ｒ_1A10 1.00000E-17 9.81297E-18 Ｒ_1s -88.850 -89.037 Ｄ 13.500 13.528 Ｎ 1.524400 1.521650 Ｒ_2m -141.000 -141.296 Ｒ_2A4 -1.00300E-06 -9.96708E-07 Ｒ_2A6 2.44000E-10 2.41454E-10 Ｒ_2A8 -7.85600E-14 -7.74148E-14 Ｒ_2A10 2.80000E-17 2.74763E-17 Ｒ_2s -15.220 -15.252 説明を補足すると、上のデータでｉ＝１(入射側面)〜２
(射出側面)として、 Ｒ_im：主走査対応方向の曲率半径もしくは近軸曲率半径 Ｒ_is：副走査対応方向の曲率半径もしくは近軸曲率半径 Ｒ_i ：共軸形状（光軸に対する回転対称な形状）の曲率
半径 Ｒ_iA4〜Ｒ_iA10：非球面係数（下記参照） Ｄ：中心肉厚 Ｎ：使用波長での屈折率 である。

【００３５】第１光学系であるカップリングレンズの第
２面は「非球面形状（共軸）」となっている。非球面形
状は、周知の如く、光軸方向の座標をＸ、光軸からの距
離をr近軸曲率半径をＲ，円錐定数をＫ、高次の係数を
ａ₄、ａ₆、ａ₈、ａ₁₀、…として、 X=r²/[R+R・√｛1-(1+K)r²/R²}]+a₄r⁴+a₆・r⁶+a₈・r⁸+a₁₀・r¹⁰+..（４） と表すことができ、上記カップリングレンズの第２面の
形状は、（４）式において、 R(=R₂)=-9.761 ,K=0.27 ,a₄=1.2E-4 ,a₆=9.0E-7 ,a₈=6.
5E-9 ,a₁₀0=1.8E-10 として特定される。第２光学系の第１レンズ（樹脂製レ
ンズ）の第１面は「副走査断面内の形状」が非円弧形状
となっており（請求項１３，１４，２６，２７）、主走
査断面内の形状は直線となっている。光軸を含む副走査
断面内のこの非円弧形状は、光軸方向の座標をＸ、副走
査対応方向の座標をＺ、近軸曲率半径をＲ_s、円錐定数
をＫ、高次の係数をａ₄、ａ₆、ａ₈、ａ₁₀、…として、 X=Z²/[R_s+R_s・√｛1-(1+K)Z²/R_s ²}]+a₄・Z⁴+a₆・Z⁶+a₈・Z⁸+a₁₀・Z¹⁰..(５） と表すことができ、上記樹脂製レンズの第１面の形状
は、（５）式において、 R_s(=R_1s)=-15.00 , K=7.6, a₄=a₆=a₈=0.0 , a₁₀=4.0E-7 として特定される。

【００３６】第２光学系の第１レンズ（樹脂製レンズ）
の第２面は「主走査断面内の形状」が非円弧形状となっ
ており（請求項１５，２８）、副走査断面内の形状は直
線となっている。光軸を含む副走査断面内のこの非円弧
形状は、光軸方向の座標をＸ、主走査対応方向の座標を
Ｙ、近軸曲率半径をＲ_m、円錐定数をＫ、高次の係数を
ａ₄、ａ₆、ａ₈、ａ₁₀…として、 X=Y²/[R_m+R_m・√｛1-(1+K)Y²/R_m ²}]+a₄・Y⁴+a₆・Y⁶+a₈・Y⁸+a₁₀・Y¹⁰..（６） と表すことができ、上記樹脂製レンズの第２面の形状
は、（６）式において、 R_m(=Ｒ_2m)＝90.00 ,K=-15 ,a₄=6.5E-6 ,a₆=1.0E-6 ,a₁₀
=-3.0E-9 として特定される。また、第３光学系（走査結像レン
ズ）の第１面、第２面は、入射側面・射出側面共に「主
走査断面」内の形状が非円弧形状をなしている。この非
円弧形状は以下のように表される。即ち、光軸方向の座
標をＸ、主走査方向の座標をＹ、近軸曲率半径をＲ_im、
円錐定数をＫ_i、高次の係数を、Ｒ_iA4，Ｒ_iA6，Ｒ_iA8，
Ｒ_iA10とすると、非円弧形状は、上記（６）式と同様
に、 X=Y²/[R_im+R_im・√｛1-(1+K_i)Y²/R_im ²}] ＋R_iA4・Y⁴＋R_iA6・Y⁶＋R_iA8・Y⁸＋R_iA10・Y¹⁰ （７） で表される。「走査結像光学系」である走査結像レンズ
の第１，第２面の円錐定数：K₁,K₂は、 K₁=-59.97 , K₂=4.69 である。また、走査結像光学系の、主走査対応方向にお
ける座標：Ｙの位置における副走査断面内における曲率
半径：ｒ_is(Ｙ)は、多項式： r_is(Y)=R_iS+a_i・Y²＋b_i・Y⁴＋c_i・Y⁶＋d_i・Y⁸＋e_i・Y¹⁰＋f_i・Y¹² （８） (R_iSはＹ=０における曲率半径で、使用温度２０度Ｃに
おいては、R_1s＝-88.50，R_2s＝-15.220）で表すことが
できる。走査結像光学系における入射側のレンズ面（ｉ
＝１）については、a₁=b₁=c₁=・・・=0（副走査断面内
の曲率半径は副走査断面の位置に依っては変化しない）
であり、射出側のレンズ面（ｉ＝２）については、 a₂=-2.20767E-03 ,b₂=2.43846E-06 , c₂=-2.72962E-10
, d₂=-1.13767E-12 ,e₂=1.0764E-15 ,f₂=-3.11961E-
19 である。

【００３７】各光学素子の配置は、 Ｓ：第２光学系の第１レンズ第１面から入射する光束の
自然集光点までの距離 Ｌ１：第２光学系の第１レンズ第２面から同第２レンズ
第１面までの距離 Ｌ２：第２光学系の第２レンズ第２面から偏向反射面ま
での距離 Ｌ３：偏向反射面から走査結像光学系第１面までの距離 Ｌ４：走査結像光学系第２面から被走査面までの距離 （何れも単位：ｍｍ）として、 Ｓ＝１７４．３（カップリングされた光束は弱い集束性
である） Ｌ１＝４ Ｌ２＝４０ Ｌ３＝３３．２ Ｌ４＝１３９．３ である。

【００３８】光源である半導体レーザとカップリングレ
ンズ（第１光学系）とは共通のアルミ鏡筒に装着されて
おり、アルミの線膨張係数は「2.3E-05(/度Ｃ)」である
ので、カップリングレンズの焦点距離が「１４．５ｍ
ｍ」であるとき、温度が３０度上昇すると、カップリン
グレンズに対する物点位置は、2.3E-05・30・14.5=0.0100
1ｍｍだけ、カップリングレンズから遠ざかる方向に移
動する。他の光学部品の線膨張係数はそれぞれ以下のと
おりである。 カップリングレンズ：8.6E-06 第２光学系の第１レンズ（樹脂製レンズ）：7.0E-05 第２光学系の第２レンズ（ガラス製レンズ）：7.5E-06 走査結像光学系（樹脂製）：7.0E-05 実施例４に関する、２０度Ｃにおける像面湾曲及び等速
特性（ｆθ特性の計算式で計算されたもの）を図８に示
す。像面湾曲・等速特性ともに良好に補正されている。
使用温度が、２０度Ｃから５０度Ｃに変化したときの主
・副走査方向の像面湾曲変化（単位：ｍｍ）を以下に示
す。 像高：0mm 像高：108mm 主 副 主 副 第１光学系による像面湾曲変化 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 第２光学系の第１レンズによる像面湾曲変化 -0.9 -3.3 -0.6 -2.7 第２光学系の第２レンズによる像面湾曲変化 0.0 0.4 0.0 0.4 走査結像光学系による像面湾曲変化 １．１
４．１ １．０ ３．５ 全系（合計）
０．１ １．１ ０．３ １．１ このように、温度変動に伴う走査結像光学系の特性変化
により、主・副走査方向とも像面湾曲が＋方向に変化す
るが、温度変動に伴う第２光学系の第１レンズ（樹脂製
レンズ）の特性変化により、主・副走査方向とも像面湾
曲が−方向に変化し、全系として、温度変動に対して主
・副走査方向とも像面湾曲変化が小さい光走査装置とな
っている。第２光学系の第１レンズの主走査方向に負の
パワーを有しない場合にも副走査方向の像面湾曲変化低
減には効果がある（請求項７）。また、第２光学系の第
１レンズ（樹脂製レンズ）は主走査断面内、副走査断面
内に非円弧形状となる面を有する（請求項９，１５，２
８）ため、主・副走査方向とも全系の球面収差が補正さ
れ、光スポット径を小径化できる。

【００３９】図９に、実施例４の全系の副走査方向の球
面収差を示し、図１０には、比較例１（実施例４におい
て第２光学系の第１レンズの主・副走査断面内の形状を
円弧形状としたもの）の全系の副走査方向の球面収差を
示す。また、図１１に、実施例１の全系の主走査方向の
球面収差を示し、図１２には、上記比較例１の全系の主
走査方向の球面収差を示す。実施例４と上記比較例１及
び比較例２（実施例４において第２光学系の第１レンズ
の主走査断面内の形状を円弧形状としたもの）の中心像
高(像高：０ｍｍ)における光スポット径（最大強度の1/
e²で定義する）を以下に示す。 実施例１ 比較例１ 比較例２ 主走査光スポット径（μｍ） 35 37 37 副走査光スポット径（μｍ） 67 70 67 この結果から、第２光学系の第１レンズ（樹脂製レン
ズ）の主・副走査断面内の形状を非円弧形状とすること
で小径の光スポットを実現できることがわかる。

【００４０】実施例５ ０度Ｃ、５０度Ｃにおける各光学素子の曲率半径：Ｒ、
中心肉厚：Ｄ、屈折率：Ｎ、非球面係数を実施例１に倣
って以下に示す。 使用温度（度Ｃ） 20 ５０ 光源（半導体レーザ） 使用波長(λ) 780.0 787.8 第１光学系 物点位置 0 -0.01001 (カップリングレンズ) Ｒ₁ ∞ ∞ Ｒ₂ -9.761 -9.763 Ｄ 2.800 2.801 Ｎ 1.675 1.6748 第２光学系 Ｒ_1s -14.80 -14.831 (第１レンズ) Ｒ₂ 90 90.189 (樹脂製レンズ) Ｄ 3.000 3.006 Ｎ 1.5244 1.52165 第２光学系 Ｒ_1m ∞ ∞ (第２レンズ) Ｒ_2m ∞ ∞ (ガラス製レンズ) Ｒ_1s 9.520 9.5221 Ｒ_2s ∞ ∞ Ｄ 3.000 3.001 Ｎ 1.511249 1.511160 走査結像光学系 Ｒ_1m 155.000 155.326 Ｒ_1A4 -9.46500E-07 -9.40562E-07 Ｒ_1A6 3.85000E-10 3.80983E-10 Ｒ_1A8 -8.11300E-14 -7.99473E-14 Ｒ_1A10 1.00000E-17 9.81297E-18 Ｒ_1s -88.850 -89.037 Ｄ 13.500 13.528 Ｎ 1.524400 1.521650 Ｒ_2m -141.000 -141.296 Ｒ_2A4 -1.00300E-06 -9.96708E-07 Ｒ_2A6 2.44000E-10 2.41454E-10 Ｒ_2A8 -7.85600E-14 -7.74148E-14 Ｒ_2A10 2.80000E-17 2.74763E-17 Ｒ_2s -15.220 -15.252 。

【００４１】第１光学系のカップリングレンズの第２面
は共軸非球面形状となっており、前記（４）式におい
て、 R(=R₂)=90 ,K=0.27 , a₄=1.2E-4 ,a₆=9.0E-7 , a₈=6.5E
-9 , a₁₀=1.8E-10 として形状を特定される。第２光学系の第１レンズ（樹
脂製レンズ）の第１面は副走査断面内の形状が非円弧形
状となっており（請求項１３，１４，２６，２７）、主
走査断面内の形状は直線であり、上記非円弧形状は、前
記（５）式において、 R_s(=R_1s)=-14.80 ,K=10.1 , a₄=a₆=a₈=a₁₀=0.0 として形状を特定される。第２光学系の第１レンズの第
２面は共軸非球面形状であり（請求項１０）、前記
（４）式において、 R(=R₂)=90 , K=-15 ,a₄=6.5E-6 , a₆=1.0E-6 , a₁₀=-3.
0E-9 として形状を特定される。走査結像走査系を構成する単
一の樹脂製レンズは、実施例４におけるものと同一のも
ので、第１面（入射側面）、第２面（射出側面）の主走
査断面内における形状は、前記（７）式において、K₁=-
59.97,K₂= 4.69とした（高次の係数は０である）もので
あり、副走査断面内における曲率半径は、主走査方向の
座標：Ｙの関数である式（８）において、a₁=b₁=c₁=・
・・=０（副走査断面内の曲率半径は副走査断面の位置
に依っては変化しない）であり、射出側のレンズ面（ｉ
＝２）については、 a₂=-2.20767E-03 ,b₂=2.43846E-06 , c₂=-2.72962E-10
, d₂=-1.13767E-12 ,e₂=1.0764E-15 ,f₂=-3.11961E-
19 としたものである。各光学素子の配置は、 Ｓ：第２光学系の第１レンズ第１面から入射する光束の
自然集光点までの距離 Ｌ１：第２光学系の第１レンズ第２面から同第２レンズ
第１面までの距離 Ｌ２：第２光学系の第２レンズ第２面から偏向反射面ま
での距離 Ｌ３：偏向反射面から走査結像光学系第１面までの距離 Ｌ４：走査結像光学系第２面から被走査面までの距離 （何れも単位：ｍｍ）として、 Ｓ＝ ∞（カップリングされた光束は平行光束である） Ｌ１＝４ Ｌ２＝４０ Ｌ３＝３３．２ Ｌ４＝１３９．３ である。光源である半導体レーザと、カップリングレン
ズ（第１光学系）とは共通のアルミ鏡筒に装着されてお
り、アルミの線膨張係数は2.3E-05(/度Ｃ)であるので、
カップリングレンズの焦点距離が１４．５ｍｍであると
き、温度が３０度上昇すると、カップリングレンズに対
する物点位置は、2.3E-05・30・14.5=0.01001ｍｍだけ、
カップリングレンズから遠ざかる方向に移動する。他の
光学部品の線膨張係数はそれぞれ以下のとおりである。 カップリングレンズ：8.6E-06 第２光学系の第１レンズ（樹脂製レンズ）：7.0E-05 第２光学系の第２レンズ（ガラス製レンズ）：7.5E-06 走査結像光学系（樹脂製）：7.0E-05 実施例５に関する、２０度Ｃにおける像面湾曲及び等速
特性（ｆθ特性の計算式で計算されたもの）を図８に示
す。像面湾曲・等速特性ともに良好に補正されている。
使用温度が、２０度Ｃから５０度Ｃに変化したときの主
・副走査方向の像面湾曲変化（単位：ｍｍ）を以下に示
す。 像高：0mm 像高：108mm 主 副 主 副 第１光学系による像面湾曲変化 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 第２光学系の第１レンズによる像面湾曲変化 -0.9 -3.7 -0.6 -3.1 第２光学系の第２レンズによる像面湾曲変化 0.0 0.5 0.0 0.4 走査結像光学系による像面湾曲変化 １．１
４．１ １．０ ３．５ 全系（合計）
０．１ ０．８ ０．３ ０．７ このように、温度変動に伴う走査結像光学系の特性変化
により、主・副走査方向とも像面湾曲が＋方向に変化す
るが、温度変動に伴う第２光学系の第１レンズ（樹脂製
レンズ）の特性変化により、主・副走査方向とも像面湾
曲が−方向に変化し、全系として、温度変動に対して主
・副走査方向とも像面湾曲変化が小さい光走査装置とな
っている。図１３に、実施例５の全系の副走査方向の球
面収差を示し、図１４には、比較例３（実施例５におい
て第２光学系の第１レンズの主・副走査断面内の形状を
全て円弧形状としたもの）の全系の副走査断面の球面収
差を示す。なお、実施例５の主走査方向の球面収差は図
１２と同じである）。実施例５、比較例３の中心像高
(像高：０ｍｍ)における光スポット径（最大強度の1/e²
で定義する）を以下に示す。 第２光学系の第１レンズ（樹脂製レンズ）の、第１面の
副走査断面内の形状を非円弧形状（請求項２３）、第２
面を共軸非球面形状とすることで、小径の光スポットを
実現できることがわかる。また、樹脂製レンズの第２面
を光軸に対して回転対称とすることにより、偏心に対す
る公差許容度の大きい光走査装置が得られる。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光走査装置および画像形成装置を実現できる。
請求項１〜４，６記載の光走査装置は、第２光学系に、
第３光学系における樹脂製レンズの温度変化による主・
副走査方向の像面湾曲変化を有効に補正するように、レ
ンズ面形状を定められた樹脂製レンズを有することによ
り、温度変動による主・副走査方向の像面湾曲変化を小
さくでき、安定した小スポット径を確保できる。また、
請求項３記載の光走査装置は、第２光学系の樹脂製レン
ズが、副走査断面内に非円弧形状となるレンズ面を持つ
ことにより、温度変動による主・副走査方向の像面湾曲
変化を小さくでき、さらに、副走査方向の球面収差（波
面収差）を低減できるので、更に安定した小スポット径
を確保できる。請求項４記載の光走査装置は、第２光学
系の樹脂製レンズが、光軸に対して回転対称で負のパワ
ーを有する面を有するので、該樹脂製レンズの加工、測
定に有利であり、偏心の公差許容度を大きくできる。請
求項５記載の光走査装置は、第３光学系が、少なくとも
１枚の樹脂製レンズを有し、樹脂製レンズの合成パワー
が、少なくとも副走査対応方向に正のパワーであり、第
２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズは、少な
くとも副走査対応方向に負のパワーを有し、副走査断面
内の形状が非円弧形状となるレンズ面を少なくとも１面
有するので、温度変動による副走査方向のの像面湾曲変
化を小さくでき、副走査方向の球面収差を低減でき、安
定した小スポット径を確保できる。請求項６記載の光走
査装置では、第３光学系が１枚のレンズで構成され、第
２光学系が樹脂製とガラス製のレンズ各１枚で構成され
るので、全体のレンズ枚数が少なく、低コストでコンパ
クトに構成でき、また組立てが容易である。また、この
発明の光走査装置に用いられる樹脂製レンズは、一体成
形で加工でき、複雑な面形状の加工に適しているため、
樹脂製レンズに非円弧形状等の特殊形状の面を持たせる
ことは加工の面からも有利である。請求項７〜１２記載
の発明の光走査装置は、走査結像光学系に含まれる樹脂
製光学素子の温度変化による結像作用への影響を、第２
光学系に含まれる樹脂製レンズの温度変化による特性変
化で有効に相殺できるので、主・副走査方向の像面湾曲
の温度変化による変動を小さくできる。また、第２光学
系に「主走査断面内の形状が非円弧形状となる面及び副
走査断面ないの形状が非円弧形状となる面をそれぞれ少
なくとも１面持つ樹脂製レンズ」を有することにより光
スポット径を小さくでき、温度変化に対してスポット径
の安定した光スポットを実現できる。また、樹脂製レン
ズは一体成形で加工でき、複雑な面形状の加工に適して
いるため、樹脂製レンズに非円弧形状となる面を持たせ
ることは加工の面からも有利である。請求項８記載の発
明では、第２光学系の樹脂製レンズが主走査対応方向に
も負のパワーを有するので、温度変動による主・副走査
方向の像面湾曲変化を小さくできる。また、請求項９記
載の光走査装置は、第２光学系に「副走査方向にのみ負
のパワーを有し、副走査断面内の形状が非円弧形状とな
る面」と「主走査方向にのみ負のパワーを有し、主走査
断面内の形状が非円弧形状となる面」によって構成され
る樹脂製レンズを有することにより、温度変動による主
・副走査方向の像面湾曲変化を小さくでき、ビーム径を
小さくでき、且つ、安定した小ビーム径を確保できる。
請求項１０記載の光走査装置は、第２光学系に「副走査
方向にのみ負のパワーを有し、副走査断面ないの形状が
非円弧形状となる面」と「共軸非球面」によって構成さ
れる樹脂製レンズを有することにより、安定した小ビー
ム径を確保できる。また、第２光学系の樹脂製レンズの
少なくとも１面は光軸に対して回転対称となるため、樹
脂製レンズの加工、測定に有利で、なおかつ偏心に対す
る公差許容度を大きくできる。また請求項１１記載の光
走査装置では、第２光学系が２枚のレンズで構成される
ので、第２光学系をコンパクトにでき、請求項１２記載
の発明では走査結像光学系が１枚のレンズで構成される
ので、光走査装置のコンパクト化、低コスト化が可能で
ある。請求項１３〜３５記載の光走査装置は、温度変動
による主・副走査方向の像面湾曲変化を小さくすること
が可能であるとともに、波面収差の良好な補正が可能で
ある。請求項３６，３７記載の画像形成装置は、上記の
光走査装置を使用することにより、温度変化の影響を有
効に軽減して良好な画像形成を実行することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光走査装置の実施の１形態を説明す
るための図である。

【図２】この発明の光走査装置の実施の別形態を説明す
るための図である。

【図３】実施例１に関する等速特性と像面湾曲の図であ
る。

【図４】実施例２に関する光スポットの像高：０におけ
る球面収差を示す図である。

【図５】実施例２に対する比較例の光スポットの像高：
０における球面収差を示す図である。

【図６】実施例３に関する光スポットの像高：０におけ
る球面収差を示す図である。

【図７】実施例３に対する比較例の光スポットの像高：
０における球面収差を示す図である。

【図８】実施例３に関する、２０度Ｃにおける像面湾曲
及び等速特性の図である。

【図９】実施例３の全系の副走査方向の球面収差を示す
図である。

【図１０】比較例１の全系の副走査方向の球面収差を示
す図である。

【図１１】実施例１の全系の主走査方向の球面収差を示
す図である。

【図１２】比較例１の全系の主走査方向の球面収差を示
す図である。

【図１３】実施例４の全系の副走査方向の球面収差を示
す図である。

【図１４】比較例３の全系の副走査断面の球面収差を示
す図である。

【符号の説明】

１０ 光源 １２ 第１光学系（カップリングレンズ） １４ 第２光学系 １４１ 第１光学系第１レンズ（樹脂製レンズ） １４２ 第２光学系第２レンズ（ガラス製レンズ） １６ 光偏向器 １８ 第３光学系（走査結像レンズ） ２０ 被走査面

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、 該光源からの光束を以後の光学系にカップリングする第
   １光学系と、 第１光学系からの光束を、主走査対応方向に長く略線状
   に集光する第２光学系と、 上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該偏向
   反射面による反射光束を偏向させる光偏向器と、 該光偏向器による偏向光束を、被走査面上に光スポット
   として集光する第３光学系とを有し、 上記第３光学系は、少なくとも１枚の樹脂製レンズを有
   し、 上記第２光学系は、少なくとも１枚の樹脂製レンズと、
   少なくとも１枚のガラスレンズとを有し、 上記第２光学系における少なくとも１枚の樹脂製レンズ
   は、上記第３光学系における樹脂製レンズの温度変化に
   よる主・副走査方向の像面湾曲変化を有効に補正するよ
   うに、レンズ面形状を定められていることを特徴とする
   光走査装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光走査装置において、 第３光学系の、樹脂製レンズが有する合成パワーが、主
   ・副走査対応方向とも正のパワーであり、 第２光学系における、 少なくとも１枚の樹脂製レンズは、主・副走査対応方向
   とも負のパワーを持つアナモフィックなレンズであり、 少なくとも１枚のガラスレンズは、少なくとも副走査方
   向に正のパワーを持つレンズであることを特徴とする光
   走査装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の光走査装置において、 第２光学系における、主・副走査対応方向とも負のパワ
   ーを持つアナモフィックなレンズが、副走査断面内の形
   状が非円弧形状となるレンズ面を少なくとも１面有する
   ことを特徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の光走査装置におい
   て、 第２光学系における少なくとも１枚の樹脂製レンズは、
   少なくとも１面が光軸に回転対称で負のパワーを持つレ
   ンズ面を有することを特徴とする光走査装置。
5. 【請求項５】光源と、 該光源からの光束を以後の光学系にカップリングする第
   １光学系と、 第１光学系からの光束を、主走査対応方向に長く略線状
   に集光する第２光学系と、 上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該偏向
   反射面による反射光束を偏向させる光偏向器と、 該光偏向器による偏向光束を、被走査面上に光スポット
   として集光する第３光学系とを有し、 上記第３光学系は少なくとも１枚の樹脂製レンズを有
   し、樹脂製レンズの有する合成パワーが、少なくとも副
   走査対応方向に正であり、 第２光学系は、少なくとも１枚の樹脂製レンズと、少な
   くとも１枚のガラスレンズとを有し、少なくとも１枚の
   上記樹脂製レンズは、少なくとも副走査対応方向に負の
   パワーを有し、副走査断面内の形状が非円弧形状となる
   レンズ面を少なくとも１面有し、少なくとも１枚の上記
   ガラスレンズは、少なくとも副走査方向に正のパワーを
   持つレンズであることを特徴とする光走査装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５の任意の１に記載の光走査装
   置において、 第３光学系は、主・副走査対応方向に互いに異なる正の
   パワーを持つアナモフィックな１枚の樹脂製レンズで構
   成され、 第２光学系は、１枚の樹脂製レンズと１枚のガラスレン
   ズとにより構成されていることを特徴とする光走査装
   置。
7. 【請求項７】光源と、 光源から出射された光束を以後の光学系にカップリング
   する第１光学系と、 該第１光学系からの光束を、主走査対応方向に長く略線
   状に集光する機能を有する第２光学系と、 上記略線状の集光部の近傍に位置する偏向反射面を有
   し、光束を偏向走査する光偏向器と、 該光偏向器からの光束を被走査面上にスポット状に集光
   させる第３光学系とを有する光走査装置において、 上記第３光学系は少なくとも１つの樹脂製光学素子を有
   し、該樹脂製光学素子は、少なくとも副走査対応方向に
   正のパワーを有し、 上記第２光学系は、少なくとも２枚のレンズを有し、 上記２枚のレンズの内の１枚は、副走査対応方向に負の
   パワーを有し、主走査断面内の形状が非円弧形状となる
   面と、副走査断面内の形状が非円弧形状となる面をそれ
   ぞれ少なくとも１面有する樹脂製レンズであり、 上記２枚のレンズの内の他の１枚は、少なくとも副走査
   対応方向に正のパワーを有するガラス製レンズであるこ
   とを特徴とする光走査装置。
8. 【請求項８】請求項７記載の光走査装置において、 第２光学系の上記樹脂製レンズは、主走査対応方向にも
   負のパワーを有することを特徴とする光走査装置
9. 【請求項９】請求項８記載の光走査装置において、 第２光学系の上記樹脂製レンズは、 副走査対応方向にのみ負のパワーを有し、副走査断面内
   の形状が非円弧形状となる面と、 主走査対応方向にのみ負のパワーを有し、主走査断面内
   の形状が非円弧形状となる面とにより構成されることを
   特徴とする光走査装置。
10. 【請求項１０】請求項８記載の光走査装置において第２
    光学系の上記樹脂製レンズは、 副走査対応方向にのみ負のパワーを有し、副走査断面内
    の形状が非円弧形状となる面と、 共軸非球面により構成されることを特徴とする光走査装
    置。
11. 【請求項１１】請求項７または８または９または１０記
    載の光走査装置において、 第２光学系は、樹脂製レンズとガラス製レンズの２枚で
    構成されることを特徴とする光走査装置。
12. 【請求項１２】請求項７〜１１の任意の１に記載の光走
    査装置において、 第３光学系が、樹脂製の単一のレンズにより構成されて
    いることを特徴とする光走査装置。
13. 【請求項１３】被走査面を等速的に光走査する光走査装
    置であって、 光束を放射する光源と、 該光源からの光束を以後の光学系にカップリングする第
    １光学系と、 該第１光学系からの光束を、主走査対応方向に長く略線
    状に集光する第２光学系と、 上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該偏向
    反射面による反射光束を偏向させる光偏向器と、 該光偏向器による偏向光束を、被走査面上に光スポット
    として集光する第３光学系とを有し、 上記第２光学系は、少なくとも１枚の樹脂製レンズと、
    １枚のガラスレンズとを有し、上記少なくとも１枚の樹
    脂製レンズは、非円弧形状を有することを特徴とする光
    走査装置。
14. 【請求項１４】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズの有す
    る非円弧形状が、副走査対応方向の非円弧形状であるこ
    とを特徴とする光走査装置。
15. 【請求項１５】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズの有す
    る非円弧形状が、副走査対応方向および主走査対応方向
    の非円弧形状であることを特徴とする光走査装置。
16. 【請求項１６】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系のガラスレンズは、非円弧形状を持たないこ
    とを特徴とする光走査装置。
17. 【請求項１７】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズは、主
    走査対応方向に負のパワーを有することを特徴とする光
    走査装置。
18. 【請求項１８】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズは、副
    走査対応方向に負のパワーを有することを特徴とする光
    走査装置。
19. 【請求項１９】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系のガラスレンズは、副走査対応方向に正のパ
    ワーを有することを特徴とする光走査装置。
20. 【請求項２０】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系のガラスレンズは、主走査対応方向にパワー
    を持たないことを特徴とする光走査装置。
21. 【請求項２１】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズは、第
    １面と第２面とを有し、第１面に非円弧形状を有するこ
    とを特徴とする光走査装置。
22. 【請求項２２】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズは、第
    １面と第２面とを有し、第２面に非円弧形状を有するこ
    とを特徴とする光走査装置。
23. 【請求項２３】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系は、主走査対応方向に負のパワーを持つこと
    を特徴とする光走査装置。
24. 【請求項２４】請求項１３記載の光走査装置において、 第２光学系は、副走査対応方向に正のパワーを持つこと
    を特徴とする光走査装置。
25. 【請求項２５】請求項１３記載の光走査装置において、 第３光学系は樹脂製レンズを含み、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズの１面
    は、第３光学系の樹脂製レンズの温度変化に起因する主
    走査方向および副走査方向の像面湾曲の変化を、主・副
    走査方向のそれぞれにおいて補償するように形成されて
    いることを特徴とする光走査装置。
26. 【請求項２６】被走査面を等速的に光走査する光走査装
    置であって、 光束を放射する光源と、 該光源からの光束を以後の光学系にカップリングする第
    １光学系と、 該第１光学系からの光束を、主走査対応方向に長く略線
    状に集光する第２光学系と、 上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該偏向
    反射面による反射光束を偏向させる光偏向器と、 該光偏向器による偏向光束を、被走査面上に光スポット
    として集光する第３光学系とを有し、 上記第２光学系は、副走査対応方向に正のパワーを有す
    る１枚のガラスレンズと、少なくとも１枚の樹脂製レン
    ズとを有し、上記少なくとも１枚の樹脂製レンズは、非
    円弧形状を有し、副走査対応方向に負のパワーを有する
    ことを特徴とする光走査装置。
27. 【請求項２７】請求項２６記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズの非円
    弧形状が、副走査対応方向の非円弧形状であることを特
    徴とする光走査装置。
28. 【請求項２８】請求項２６記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズの有す
    る非円弧形状が、副走査対応方向および主走査対応方向
    の非円弧形状であることを特徴とする光走査装置。
29. 【請求項２９】請求項２６記載の光走査装置において、 第２光学系のガラスレンズは、主走査対応方向にパワー
    を持たないことを特徴とする光走査装置。
30. 【請求項３０】請求項２６記載の光走査装置において、 第２光学系のガラスレンズは、非円弧形状を持たないこ
    とを特徴とする光走査装置。
31. 【請求項３１】請求項２６記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズは、第
    １面と第２面とを有し、第１面に非円弧形状を有するこ
    とを特徴とする光走査装置。
32. 【請求項３２】請求項２６記載の光走査装置において、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズは、第
    １面と第２面とを有し、第２面に非円弧形状を有するこ
    とを特徴とする光走査装置。
33. 【請求項３３】請求項２６記載の光走査装置において、 第２光学系が主走査対応方向に負のパワーを有すること
    を特徴とする光走査装置。
34. 【請求項３４】請求項２６記載の光走査装置において、 第２光学系が副走査対応方向に正のパワーを有すること
    を特徴とする光走査装置。
35. 【請求項３５】請求項２６記載の光走査装置において、 第３光学系は樹脂製レンズを含み、 第２光学系の少なくとも１枚の上記樹脂製レンズの１面
    は、第３光学系の樹脂製レンズの温度変化に起因する主
    走査方向および副走査方向の像面湾曲の変化を、主・副
    走査方向のそれぞれにおいて補償するように形成されて
    いることを特徴とする光走査装置。
36. 【請求項３６】被走査面を等速的に光走査して画像形成
    を行う画像形成装置であって、 光束を放射する光源と、 該光源からの光束を以後の光学系にカップリングする第
    １光学系と、 該第１光学系からの光束を、主走査対応方向に長く略線
    状に集光する第２光学系と、 上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該偏向
    反射面による反射光束を偏向させる光偏向器と、 該光偏向器による偏向光束を、被走査面上に光スポット
    として集光する第３光学系とを有し、 上記第２光学系は、１枚のガラスレンズと、少なくとも
    １枚の樹脂製レンズとを有し、上記少なくとも１枚の樹
    脂製レンズは、非円弧形状を有することを特徴とする画
    像形成装置。
37. 【請求項３７】被走査面を等速的に光走査して画像形成
    を行う画像形成装置であって、 光束を放射する光源と、 該光源からの光束を以後の光学系にカップリングする第
    １光学系と、 該第１光学系からの光束を、主走査対応方向に長く略線
    状に集光する第２光学系と、 上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該偏向
    反射面による反射光束を偏向させる光偏向器と、 該光偏向器による偏向光束を、被走査面上に光スポット
    として集光する第３光学系とを有し、 上記第２光学系は、副走査対応方向に正のパワーを有す
    る１枚のガラスレンズと、少なくとも１枚の樹脂製レン
    ズとを有し、上記少なくとも１枚の樹脂製レンズは、非
    円弧形状を有し、副走査対応方向に負のパワーを有する
    ことを特徴とする画像形成装置。