(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から射出された光束の状態を変換光学素子により他の状態に変換して偏向手段に導光し、該偏向手段により偏向された光束を走査光学手段により被走査面上にスポット状に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、
前記走査光学手段は、プラスチック材料からなる屈折系を有する第１の光学素子と、回折系よりなる第２の光学素子とを有し、
前記走査光学手段は、前記走査光学装置の環境変動に伴なうプラスチック材料の屈折率変化で生じる主走査方向と副走査方向とのピント移動を、前記光源手段の波長変動に起因する第２の光学素子の回折パワーの変化によって補正しており、
且つ、前記走査光学手段は、該走査光学手段の副走査方向の横倍率をβとしたとき、１＜｜β｜＜５なる条件を満足することを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
第１の光学素子は副走査方向において少なくとも１面の曲率半径が光軸から離れるに従い連続的に変化することを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項３】
第２の光学素子は回折系によるパワーが主走査方向、副走査方向ともに異なる正になるように、少なくとも１面に回折格子が形成されていることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項４】
第２の光学素子はプラスチック材で成形されていることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項５】
第１の光学素子、第２の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子は前記偏向手段の偏向面内において、その中心軸を光軸に対し垂直な方向にシフトしていることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項６】
第１の光学素子、第２の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子は前記偏向手段の偏向面内において、その中心軸が光軸に対して傾いていることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項７】
光源手段から射出された光束の状態を変換光学素子により他の状態に変換して偏向手段に導光し、該偏向手段により偏向された光束を走査光学手段により被走査面上にスポット状に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、
前記走査光学手段は、プラスチック材料からなる屈折系を有する第１の光学素子と、屈折系と回折系の両方を有する第２の光学素子とを有し、
前記走査光学手段は、前記走査光学装置の環境変動に伴なうプラスチック材料の屈折率変化で生じる主走査方向と副走査方向とのピント移動を、前記光源手段の波長変動に起因する第２の光学素子の回折パワーの変化によって補正しており、
且つ、前記走査光学手段は、該走査光学手段の副走査方向の横倍率をβとしたとき、１＜｜β｜＜５なる条件を満足することを特徴とする走査光学装置。
【請求項８】
第２の光学素子は回折系によるパワーが主走査方向、副走査方向ともに異なる正になるように、少なくとも１面に回折格子が形成されていることを特徴とする請求項７記載の走査光学装置。
【請求項９】
第２の光学素子はプラスチック材で成形されていることを特徴とする請求項７記載の走査光学装置。
【請求項１０】
第１の光学素子、第２の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子は前記偏向手段の偏向面内において、その中心軸を光軸に対し垂直な方向にシフトしていることを特徴とする請求項７記載の走査光学装置。
【請求項１１】
第１の光学素子、第２の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子は前記偏向手段の偏向面内において、その中心軸が光軸に対して傾いていることを特徴とする請求項７記載の走査光学装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１記載のいずれか一項記載の走査光学装置と、前記被走査面が感光ドラム面であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走査光学装置に関し、特に光源手段から射出される光束（光ビーム）を回転多面鏡等の光偏向器を介して記録媒体面である被走査面上に導光し、該被走査面上を該光束で走査することにより、文字や情報等を記録するようにした、例えばレーザービームプリンタやデジタル複写機等の装置に好適な走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりレーザービームプリンタやデジタル複写機等に用いられている走査光学装置は、光源手段から射出された光束を偏向手段で偏向し、該偏向された光ビーム（光束）を走査光学手段により被走査面である感光ドラム面上にスポット状に結像させ、該被走査面上を走査している。
【０００３】
図１３は従来の走査光学装置の要部概略図である。同図において半導体レーザー等より成る光源手段１１から射出した光束はコリメーターレンズ１２によって略平行光束に変換され、該変換された略平行光束は開口絞り１３によって最適なビーム形状に整形され、シリンドリカルレンズ１４に入射する。該シリンドリカルレンズ１４は副走査方向にパワーを有し、回転多面鏡等より成る光偏向器１５の偏向面１５ａ近傍に主走査方向に長手の線状光束として結像する。ここで主走査方向とは偏向走査方向に平行な方向、副走査方向とは偏向走査方向に垂直な方向であり、以後同様とする。そして線状光束は光偏向器１５により等角速度で反射偏向され、ｆθ特性を有する走査光学手段としてのｆθレンズ系１６により、被走査面である感光ドラム面（記録媒体面）１８上にスポット状に結像され、該感光ドラム面１８上を等速度で光走査している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、走査光学手段であるｆθレンズには低コスト化のためプラスチック材料で成形されたものが多く用いられている。プラスチック材料によるモールド成形が可能になったことにより、特に製造コストの高いトーリックレンズの低コスト化が実現する。かつ非球面形状で成形することが容易なため、収差補正において大きな利点を有する。
【０００５】
しかしながらプラスチックレンズはレンズの厚みが成形時間に大きく影響する。例えばレンズ厚が厚い場合、成形にかかる時間は長くなるため、コスト高の要因になる。ところがプラスチックの屈折率が小さいために、またその条件下で良好なる収差補正を実現するために非球面形状を用いたとしてもレンズ厚は厚くなってしまう傾向にある。また光偏向器よりも被走査面に近い位置にレンズを配置すると、該レンズの主走査方向の外形が大きくなり、成型バラツキの要因となる。プラスチックレンズはガラスレンズに比べて成形によるバラツキが大きいため、それを抑えるためにはレンズ厚を薄くし、外形を小さくすることが望ましい。
【０００６】
また別の問題点としてプラスチック材料は温度変化等における環境変動によって屈折率が変化し、光学性能が大きく劣化することが挙げられる。例えばプラスチック材料の屈折率が変化することによりピント位置が変動し、感光ドラム面上におけるスポットが肥大しピーク強度が減少し、画像形成に影響を及ぼす。特に走査光学手段においてパワーの大きい副走査方向での影響は顕著であり、更にはより高精度な画像を得ようとする場合、主走査方向におけるピント移動も無視できなくなる。
【０００７】
上記問題点を解決するため、例えば特開平７−１２８６０４号公報で提案されている走査光学装置では光束を光偏向器近傍の主走査方向に線状に結像させる為のシリンドリカルレンズを正のパワーを有するガラスレンズと負のパワーを有するプラスチックレンズの２枚で構成している。例えば環境温度が昇温した場合、プラスチック材料の屈折率は小さくなる。走査光学手段であるｆθレンズのパワーは該走査光学手段全系において主走査方向、副走査方向ともに正であるため、レンズの材質の屈折率が小さくなるとパワーが弱くなり、ピント位置が光偏向器より遠ざかる方向に移動する。このピント移動を補正する為に上記負のパワーを有するシリンドリカルレンズを配置している。プラスチック材料の屈折率が小さくなると負のパワーが弱くなるため、ピント位置は光偏向器の方向に移動する。したがってシリンドリカルレンズにおけるピント移動と走査光学手段におけるピント移動の方向が逆になることにより、それぞれのパワーを適切に設定することにより、走査光学装置全系としてピント移動が補正される構成になっている。
【０００８】
しかしながらシリンドリカルレンズを２枚系にすることにより高コスト化になるのみならず、レンズ精度及び取り付け公差が厳しくなり、複雑、かつコスト高の要因となる傾向にある。
【０００９】
本発明は走査光学手段を屈折系よりなる第１の光学素子と、回折系もしくは屈折系と回折系との両方よりなる第２の光学素子とより構成し、かつ該走査光学手段の副走査方向の横倍率を適切に設定することにより、環境変動（温度変化）によるピント変化に強く、かつ簡易な構成で、高精細な印字が得られる小型の走査光学装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の走査光学装置は、光源手段から射出された光束の状態を変換光学素子により他の状態に変換して偏向手段に導光し、該偏向手段により偏向された光束を走査光学手段により被走査面上にスポット状に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、前記走査光学手段は、プラスチック材料からなる屈折系を有する第１の光学素子と、回折系よりなる第２の光学素子とを有し、前記走査光学手段は、前記走査光学装置の環境変動に伴なうプラスチック材料の屈折率変化で生じる主走査方向と副走査方向とのピント移動を、前記光源手段の波長変動に起因する第２の光学素子の回折パワーの変化によって補正しており、且つ、前記走査光学手段は、該走査光学手段の副走査方向の横倍率をβとしたとき、１＜｜β｜＜５なる条件を満足することを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明は請求項１の発明において、第１の光学素子は副走査方向において少なくとも１面の曲率半径が光軸から離れるに従い連続的に変化することを特徴としている。
請求項３の発明は請求項１の発明において、第２の光学素子は回折系によるパワーが主走査方向、副走査方向ともに異なる正になるように、少なくとも１面に回折格子が形成されていることを特徴としている。
請求項４の発明は請求項１の発明において、第２の光学素子はプラスチック材で成形されていることを特徴としている。
請求項５の発明は請求項１の発明において、第１の光学素子、第２の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子は前記偏向手段の偏向面内において、その中心軸を光軸に対し垂直な方向にシフトしていることを特徴としている。
請求項６の発明は請求項１の発明において、第１の光学素子、第２の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子は前記偏向手段の偏向面内において、その中心軸が光軸に対して傾いていることを特徴としている。
【００１２】
請求項７の発明の走査光学装置は、光源手段から射出された光束の状態を変換光学素子により他の状態に変換して偏向手段に導光し、該偏向手段により偏向された光束を走査光学手段により被走査面上にスポット状に結像させ、該被走査面上を光走査する走査光学装置において、前記走査光学手段は、プラスチック材料からなる屈折系を有する第１の光学素子と、屈折系と回折系の両方を有する第２の光学素子とを有し、前記走査光学手段は、前記走査光学装置の環境変動に伴なうプラスチック材料の屈折率変化で生じる主走査方向と副走査方向とのピント移動を、前記光源手段の波長変動に起因する第２の光学素子の回折パワーの変化によって補正しており、且つ、前記走査光学手段は、該走査光学手段の副走査方向の横倍率をβとしたとき、１＜｜β｜＜５なる条件を満足することを特徴としている。
【００１３】
請求項８の発明は請求項７の発明において、第２の光学素子は回折系によるパワーが主走査方向、副走査方向ともに異なる正になるように、少なくとも１面に回折格子が形成されていることを特徴としている。
請求項９の発明は請求項７の発明において、第２の光学素子はプラスチック材で成形されていることを特徴としている。
請求項１０の発明は請求項７の発明において、第１の光学素子、第２の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子は前記偏向手段の偏向面内において、その中心軸を光軸に対し垂直な方向にシフトしていることを特徴としている。
請求項１１の発明は請求項７の発明において、第１の光学素子、第２の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子は前記偏向手段の偏向面内において、その中心軸が光軸に対して傾いていることを特徴としている。
請求項１２の発明の画像形成装置は、請求項１乃至請求項１１記載のいずれか一項記載の走査光学装置と、前記被走査面が感光ドラム面であることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００１５】
同図において１は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。２はコリメーターレンズであり、光源手段１から射出した発散光束を略平行光束に変換している。３は開口絞りであり、コリメーターレンズ２から射出した光束（光ビーム）を所望の最適なビーム形状に形成している。４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向に所定のパワーを有し、開口絞り３から射出した光束を後述する偏向手段５の偏向面５ａ近傍に副走査断面内において結像（主走査断面においては長手の線像）させている。５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば回転多面鏡より成り、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００１６】
６はｆθ特性を有する走査光学手段であり、屈折系よりなる第１の光学素子（ｆθレンズ系）と、回折系よりなる第２の光学素子（ｆθレンズ系）とを有している。屈折系より成る第１の光学素子６ａは主走査方向、副走査方向ともに異なる正（凸）のパワーを有するアナモフィックレンズより成り、第１面（光線入射面）６ａ１は球面、第２面（光線射出面）６ａ２はトーリック面で構成されている。さらに第２面６ａ２に関し主走査方向は非球面形状であり、副走査方向は曲率半径が光軸から離れるに従い連続的に変化している。回折系より成る第２の光学素子６ｂは主走査方向、副走査方向ともに平面である透明平板で形成され、回折系によるパワーが主走査方向、副走査方向ともに異なる正（凸）になるように第２面（光線射出面）６ｂ２に回折格子８が形成されている。第１、第２の光学素子６ａ，６ｂは共にプラスチック材料で成形されている。さらに走査光学手段６は副走査断面内において偏向面５ａと被走査面７との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。７は被走査面としての感光ドラム面である。
【００１７】
本実施形態において半導体レーザー１より射出した発散光束はコリメーターレンズ２により略平行光束に変換され、開口絞り３によって所望のビーム形状に整形してシリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器５の偏向面５ａ近傍にほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は走査光学手段６により被走査面７（感光ドラム面）上にスポット形状に結像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面７上に画像記録を行なっている。
【００１８】
本実施形態における走査光学手段６を構成する第１の光学素子６ａの屈折系及び第２の光学素子６ｂの回折系の形状は各光学素子面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸に垂直な方向をＹ軸、副走査断面内において光軸に垂直な方向をＺ軸とすると、各々次のように表わせる。
【００１９】
▲１▼屈折系  主走査方向…下式の１０次までの関数で表される非球面形状
【００２０】
【数１】
0003576817.tif 000002
0003576817.tif 000003
（但し、Ｒは曲率半径、Ｂ４  ，Ｂ６  ，Ｂ８  ，Ｂ１０は非球面係数）
副走査方向…曲率半径がＹ軸方向に連続的に変化する球面形状
ｒ’＝ｒ（１＋Ｄ２  Ｙ２  ＋Ｄ４  Ｙ４  ＋Ｄ６  Ｙ６  ＋Ｄ８  Ｙ８  ＋Ｄ１０Ｙ１０）
（但し、ｒは曲率半径、Ｄ２  ，Ｄ４  ，Ｄ６  ，Ｄ８  ，Ｄ１０は非球面係数）
▲２▼回折系  Ｙ、Ｚの１０次までの巾多項式の位相関数で表される回折面
Ｗ＝Ｃ１  Ｙ２  ＋Ｃ２  Ｙ４  ＋Ｃ３  Ｙ６  ＋Ｃ４  Ｙ８  ＋Ｃ５  Ｙ１０＋Ｅ１  Ｚ２  ＋Ｅ２  Ｙ２  Ｚ２  ＋Ｅ３  Ｙ４  Ｚ２  ＋Ｅ４  Ｙ６  Ｚ２  ＋Ｅ５  Ｙ８  Ｚ２
（Ｃ１  〜Ｃ５  、Ｅ１  〜Ｅ５  は位相係数）
本実施形態では走査光学手段６の副走査方向の横倍率をβとしたとき、
１＜｜β｜＜５      ……（１）
なる条件を満足するように第１の光学素子６ａ及び第２の光学素子６ｂを配置している。
【００２１】
条件式（１）は走査光学手段６の副走査方向の横倍率に関するものであり、条件式（１）の下限値を越えると光学素子が被走査面８に近くなるため、主走査方向における該光学素子の外形の大型化、さらには走査光学装置全体の大型化の要因となり良くない。また条件式（１）の上限値を越えると光学素子が光偏向器５に近くなりすぎるため、走査幅全域に渡ってｆθ特性及び像面湾曲を良好に補正することが困難になり良くない。
【００２２】
表−１に本実施形態における光学配置を示し、表−２に屈折系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す。
【００２３】
ここでθ１は偏向手段前後の光学系の、各々の光軸の成す角、θｍａｘは最軸外を走査したときの光束と走査光学手段の光軸との成す角、ｆは像高をＹ、走査角をθとしたときにＹ＝ｆθで与えられる定数である。
【００２４】
【表１】
0003576817.tif 000004
本実施形態では走査光学手段６の副走査方向の横倍率βは、
｜β｜＝３．５６２
であり、条件式（１）を満足している。
【００２５】
さらに走査光学手段６は装置の環境変動によるレンズ材質の屈折率変化で生じる主走査方向と副走査方向とのピント移動を半導体レーザー１の波長変動に起因する第２の光学素子６ｂの回折パワーの変化によって補正している。
【００２６】
図２は本実施形態における昇温前後の主走査方向の像面湾曲を示した図、図３は本実施形態における昇温前後の副走査方向の像面湾曲を示した図、図４は本実施形態における歪曲収差（ｆθ特性）及び像高ずれ等を示した図である。図２、図３に示した像面湾曲において点線は常温２５℃での像面湾曲、実線は２５℃昇温した５０℃ときの像面湾曲を示している。ここで２５℃昇温したときの第１の光学素子６ａ及び第２の光学素子６ｂの屈折率ｎ＊、及び光源手段１の波長λ＊は各々、
ｎ＊＝１．５２１２
λ＊＝７８６．４ｎｍ
である。同図より主走査方向、副走査方向ともにピント移動が良好に補正されていることが解る。
【００２７】
さらに本実施形態においては第１、第２の光学素子６ａ，６ｂの両方を偏向面内において、その中心軸を光軸に対し光源手段１から遠ざかる垂直な方向に０．４５ｍｍだけシフトさせている。これにより像面湾曲の傾きを良好に補正してる。
【００２８】
このように本実施形態では上述の如く走査光学手段６を屈折系よりなる第１の光学素子６ａと、回折系よりなる第２の光学素子６ｂとより構成し、かつ該走査光学手段６の副走査方向の横倍率を適切に設定することにより、環境変動（温度変化）によるピント変化に強く、かつ簡易な構成で、高精細な印字が得られる小型の走査光学装置を得ている。
【００２９】
［実施形態２］
図５は本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００３０】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は回折系より成る第２の光学素子の形状を異ならせて形成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００３１】
即ち、同図において２６はｆθ特性を有する走査光学手段であり、屈折系より成る第１の光学素子（ｆθレンズ系）２６ａと、回折系より成る第２の光学素子（ｆθレンズ系）２６ｂとを有している。屈折系より成る第１の光学素子２６ａは主走査方向、副走査方向ともに異なる正（凸）のパワーを有するアナモフィックレンズより成り、第１面（光線入射面）２６ａ１は球面、第２面（光線射出面）２６ａ２はトーリック面で構成されている。さらに第２面２６ａ２に関し主走査方向は非球面形状であり、副走査方向は曲率半径が光軸から離れるに従い連続的に変化している。回折系より成る第２の光学素子２６ｂは主走査方向において両面２６ａ１，２６ａ２ともに同じ曲率半径を有し、副走査方向においては両面２６ａ１，２６ａ２ともに曲率半径は無限（∞）である。即ち前述の実施形態１における第２の光学素子６ｂを主走査方向においてペンディングさせた形状になっている。ペンディングさせることにより主走査方向の外形の短縮化が可能になる。さらに副走査方向において像高による倍率のバラツキを抑えることに寄与される。ここで回折系によるパワーは主走査方向、副走査方向ともに異なる正（凸）になるように、第２面（光線射出面）２６ｂ２に回折格子２８が形成されている。これらの第１、第２の光学素子２６ａ，２６ｂは共にプラスチック材料で成形されている。さらに走査光学手段２６は副走査断面内において偏向面５ａと被走査面７との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００３２】
表−３に本実施形態における光学配置を有し、表−４に屈折系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す。
【００３３】
【表２】
0003576817.tif 000005
本実施形態では走査光学手段２６の副走査方向の横倍率βは、
｜β｜＝３．５１１
であり、条件式（１）を満足している。
【００３４】
さらに走査光学手段２６は装置の環境変動によるレンズ材質の屈折率変化で生じる主走査方向と副走査方向のピント移動を半導体レーザー１の波長変動に起因する第２の光学素子２６ｂの回折パワーの変化によって補正している。
【００３５】
図６は本実施形態における昇温前後の主走査方向の像面湾曲を示した図、図７は本実施形態における昇温前後の副走査方向の像面湾曲を示した図、図８は本実施形態における歪曲収差（ｆθ特性）及び像高ずれ等を示した図である。図６、図７に示した像面湾曲において点線は常温２５℃での像面湾曲、実線は２５℃昇温した５０℃ときの像面湾曲を示している。ここで２５℃昇温したときの第１の光学素子２６ａ及び第２の光学素子２６ｂの屈折率ｎ＊、及び光源手段１の波長λ＊は各々、
ｎ＊＝１．５２１２
λ＊＝７８６．４ｎｍ
である。同図より主走査方向、副走査方向ともにピント移動が良好に補正されていることが解る。
【００３６】
さらに本実施形態においては第１、第２の光学素子２６ａ，２６ｂの両方を偏向面内において、その中心軸を光軸に対し光源手段１から遠ざかる垂直な方向に０．４５ｍｍだけシフトさせている。これにより像面湾曲の傾きを良好に補正してる。
【００３７】
このように本実施形態では上述の如く走査光学手段２６を屈折系よりなる第１の光学素子２６ａと、回折系よりなる第２の光学素子２６ｂとより構成し、かつ該走査光学手段２６の副走査方向の横倍率を適切に設定することにより、環境変動（温度変化）によるピント変化に強く、かつ簡易な構成で、高精細な印字が得られる小型の走査光学装置を得ている。
【００３８】
［実施形態３］
図９は本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００３９】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は走査光学手段を屈折系よりなる第１の光学素子と、屈折系と回折系の両方を有する第２の光学素子とより構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００４０】
即ち、同図において３６はｆθ特性を有する走査光学手段であり、屈折系よりなる第１の光学素子（ｆθレンズ系）３６ａと、屈折系と回折系の両方を有する第２の光学素子（ｆθレンズ系）３６ｂとを有している。屈折系よりなる第１の光学素子３６ａは正（凸）のパワーを有する回転対称レンズより成り、第１面（光線入射面）３６ａ１は球面、第２面（光線射出面）３６ａ２は非球面で構成されている。ここで第１の光学素子３６ａの屈折系の形状は該光学素子面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸に垂直な方向をＹ軸、副走査断面内において光軸に垂直な方向をＺ軸とすると、次のように表わせる。
【００４１】
【数２】
0003576817.tif 000006
0003576817.tif 000007
（ここで、ｈ＝（Ｙ２  ＋Ｚ２  ）１／２  ）
屈折系と回折系の両方を有する第２の光学素子３６ｂは第１面（光線入射面）３６ｂ１が副走査方向にシリンドリカル面を有し、第２面（光線射出面）３６ｂ２が平面のシリンドリカルレンズであり、副走査方向に正（凸）のパワーを有する。また回折系によるパワーは主走査方向、副走査方向ともに異なる正（凸）になるように第２面３６ｂ２に回折格子３８が形成されている。即ち第２の光学素子３６ｂは副走査方向において屈折系による正のパワーと回折系による正のパワーの両方を有している。これらの第１、第２の光学素子３６ａ，３６ｂは共にプラスチック材料で成形されている。さらに走査光学手段３６は副走査断面内において偏向面５ａと被走査面７との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００４２】
表−５に本実施形態における光学配置を示し、表−６に屈折系の非球面係数及び回折系の位相係数を示す。
【００４３】
【表３】
0003576817.tif 000008
本実施形態では走査光学手段３６の副走査方向の横倍率βは、
｜β｜＝２．９３８
であり、条件式（１）を満足している。
【００４４】
さらに走査光学手段３６は装置の環境変動によるレンズ材質の屈折率変化で生じる主走査方向と副走査方向のピント移動を、半導体レーザー１の波長変動に起因する第２の光学素子３６ｂの回折パワーの変化によって補正している。
【００４５】
図１０は本実施形態における昇温前後の主走査方向の像面湾曲を示した図、図１１は本実施形態における昇温前後の副走査方向の像面湾曲を示した図、図１２は本実施形態における歪曲収差（ｆθ特性）及び像高ずれ等を示した図である。図１０、図１１に示した像面湾曲において点線は常温２５℃での像面湾曲、実線は２５℃昇温した５０℃ときの像面湾曲を示している。ここで２５℃昇温したときの第１の光学素子３６ａ及び第２の光学素子３６ｂの屈折率ｎ＊、及び光源手段１の波長λ＊は各々、
ｎ＊＝１．５２１２
λ＊＝７８６．４ｎｍ
である。同図より主走査方向、副走査方向ともにピント移動が良好に補正されていることが解る。
【００４６】
さらに本実施形態においては第１、第２の光学素子３６ａ，３６ｂの両方を偏向面内において、その中心軸を光軸に対し光源手段１から遠ざかる垂直な方向に０．４５ｍｍだけシフトさせている。これにより像面湾曲の傾きを良好に補正してる。
【００４７】
このように本実施形態では上述のごとく走査光学手段３６を屈折系よりなる第１の光学素子３６ａと、屈折系と回折系との両方よりなる第２の光学素子３６ｂとより構成し、かつ該走査光学手段３６の副走査方向の横倍率を適切に設定することにより、環境変動（温度変化）によるピント変化に強く、かつ簡易な構成で、高精細な印字が得られる小型の走査光学装置を得ている。
【００４８】
尚、各実施形態では変換光学素子２により光源手段１から射出された光束を略平行光束に変換したが、光偏向器５の偏向面５ａと被走査面８との間の距離を短縮するために収束光束に変換してもよい。
【００４９】
また各実施形態では像面湾曲の傾きを補正するために第１、第２の光学素子を偏向面内において、その中心軸を光軸に対して垂直な方向にシフトさせたが、像面湾曲及びｆθ特性の補正のために第１、第２の光学素子を偏向面内において、その中心軸を光軸に対して傾けてもよい。
【００５０】
また各実施形態では回折系によるパワーが主走査方向、副走査方向ともに異なる正になるように構成したが、該回折系によるパワーはどちらか一方向のみであっても良い。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く走査光学手段を屈折系よりなる第１の光学素子と、回折系もしくは屈折系と回折系との両方よりなる第２の光学素子とより構成し、かつ該走査光学手段の副走査方向の横倍率を適切に設定することにより、環境変動（温度変化）によるピント変化に強く、かつ簡易な構成で、高精細な印字が得られる小型の走査光学装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）
【図２】本発明の実施形態１の昇温前後の主走査方向の像面湾曲を示す図
【図３】本発明の実施形態１の昇温前後の副走査方向の像面湾曲を示す図
【図４】本発明の実施形態１の歪曲収差（ｆθ特性）及び像高ずれを示す図
【図５】本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）
【図６】本発明の実施形態２の昇温前後の主走査方向の像面湾曲を示す図
【図７】本発明の実施形態２の昇温前後の副走査方向の像面湾曲を示す図
【図８】本発明の実施形態２の歪曲収差（ｆθ特性）及び像高ずれを示す図
【図９】本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）
【図１０】本発明の実施形態３の昇温前後の主走査方向の像面湾曲を示す図
【図１１】本発明の実施形態３の昇温前後の副走査方向の像面湾曲を示す図
【図１２】本発明の実施形態３の歪曲収差（ｆθ特性）及び像高ずれを示す図
【図１３】従来の走査光学装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）
【符号の説明】
１        光源手段（半導体レーザー）
２        変換光学素子
３        開口絞り
４        シリンドリカルレンズ
５        偏向手段（光偏向器）
６，２６，３６    走査光学手段
６ａ，２６ａ，３６ａ    第１の光学素子
６ｂ，２６ｂ，３６ｂ    第２の光学素子
７        被走査面（感光ドラム面）
８，２８，３８          回折格子
【図１】
0003576817.tif 000009
【図２】
0003576817.tif 000010
【図３】
0003576817.tif 000011
【図４】
0003576817.tif 000012
【図５】
0003576817.tif 000013
【図６】
0003576817.tif 000014
【図７】
0003576817.tif 000015
【図８】
0003576817.tif 000016
【図９】
0003576817.tif 000017
【図１０】
0003576817.tif 000018
【図１１】
0003576817.tif 000019
【図１２】
0003576817.tif 000020
【図１３】
0003576817.tif 000021