(57)【要約】【課題】  描画性能の劣化が無く、かつ装置全体の小型化及び簡素化を図ることのできる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を得ること。【解決手段】  光源手段１と、該光源手段から出射した光束を偏向手段に導く入射光学系２と、該偏向手段で偏向された光束を被走査面６上に集光する結像光学系５と、を有する光走査装置において、該入射光学系は、主走査断面内の屈折力と、主走査断面内に直交する副走査断面内の屈折力とが互いに異なるアナモフィック集光レンズを有し、該結像光学系は、副走査断面内において該偏向手段の偏向面又はその近傍と該被走査面とを共役な関係とする屈折力を有し、かつ条件式を満足させること。【選択図】  図１
2006154748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段と、該光源手段から出射した光束を偏向手段に導く入射光学系と、該偏向手段で反射された光束を被走査面上に導く結像光学系と、を有し、副走査断面内において該偏向手段の偏向面又はその偏向面の近傍と該被走査面とが共役な関係を満たす光走査装置において、
前記入射光学系は、主走査方向のパワー及び副走査方向のパワーを備え且つ主走査方向のパワーと副走査方向のパワーとが互いに異なるアナモフィック集光レンズを有し、
前記結像光学系の副走査方向の横倍率をβ、該結像光学系によって集光された結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径をｗ０、該光源手段から出射される光束の波長をλ０（ｍｍ）とするとき、
１≦β２
β２≦２３．５６×ｗ０２／λ０なる条件を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記アナモフィック集光レンズを該アナモフィック集光レンズの光軸方向に沿って移動させることにより、該被走査面上における結像スポットの主走査方向のビーム径を調整する第１の調整手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第１の調整手段は、前記被走査面上における結像スポットの主走査方向のビーム径を直接観察することによって調整を行なう手段であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第１の調整手段は、前記被走査面上における結像スポットの主走査方向のビーム径が最小となるように調整を行なう手段であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記被走査面上における結像スポットの集光位置を調整する為に前記光源手段を前記アナモフィック集光レンズの光軸と直交する平面内に沿って移動させる第２の調整手段を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記アナモフィック集光レンズの材料は、プラスチック材料であり、かつ、該アナモフィック集光レンズは、少なくとも一方の面にパワーを有する回折部を有していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記アナモフィック集光レンズの屈折部の主走査方向のパワー及び副走査方向のパワー共に正のパワーを有しており、前記アナモフィック集光レンズの回折部の主走査方向のパワー及び副走査方向のパワー共に正のパワーを有しており、
前記屈折部の主走査方向のパワーをφｒｅｆｒＭ、前記回折部の主走査方向のパワーをφｄｉｆｆＭ、
前記屈折部の副走査方向のパワーをφｒｅｆｒＳ、前記回折部の副走査方向のパワーをφｄｉｆｆＳとするとき、
１．４３７≦φｒｅｆｒＭ／φｄｉｆｆＭ≦２．６６９
１．４３７≦φｒｅｆｒＳ／φｄｉｆｆＳ≦２．６６９
なる条件を満足することを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
光源手段と、該光源手段から出射した光束を偏向手段に導く入射光学系と、該偏向手段で反射された光束を被走査面上に導く結像光学系と、を有し、副走査断面内において該偏向手段の偏向面又はその偏向面の近傍と該被走査面とが共役な関係を満たす光走査装置において、
前記入射光学系は、主走査方向のパワー及び副走査方向のパワーを備え且つ主走査方向のパワーと副走査方向のパワーとが互いに異なるアナモフィック集光レンズを有し、
且つ、前記光源手段を該アナモフィック集光レンズの光軸方向に沿って移動させることにより、前記被走査面上における結像スポットの主走査方向のビーム径を調整する手段を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
光源手段と、該光源手段から出射した光束を偏向手段に導く入射光学系と、該偏向手段で反射された光束を被走査面上に導く結像光学系と、を有し、副走査断面内において該偏向手段の偏向面又はその偏向面の近傍と該被走査面とが共役な関係を満たす光走査装置の調整方法において、
前記入射光学系は、主走査方向のパワー及び副走査方向のパワーを備え且つ主走査方向のパワーと副走査方向のパワーとが互いに異なるアナモフィック集光レンズを有し、
前記光源手段を該アナモフィック集光レンズの光軸方向に沿って移動させることにより、前記被走査面上における結像スポットの副走査方向のビーム径を調整することを特徴とする光走査装置の調整方法。
【請求項１２】
前記被走査面上における結像スポットの主走査方向のビーム径を直接観察しながら、前記光源手段を該アナモフィック集光レンズの光軸方向に沿って移動させていることを特徴とする請求項１１に記載の光走査装置の調整方法。
【請求項１３】
前記被走査面上における結像スポットの主走査方向のビーム径が最小となるように、前記光源手段を該アナモフィック集光レンズの光軸方向に沿って移動させていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光走査装置の調整方法。
【請求項１４】
前記アナモフィック集光レンズの材料は、プラスチック材料であり、かつ、該アナモフィック集光レンズは、少なくとも一方の面にパワーを有する回折部を有しており、
該アナモフィック集光レンズの屈折部の主走査方向のパワー及び副走査方向のパワー共に正のパワーを有しており、該アナモフィック集光レンズの回折部の主走査方向のパワー及び副走査方向のパワー共に正のパワーを有しており、
該屈折部の主走査方向のパワーをφｒｅｆｒＭ、該回折部の主走査方向のパワーをφｄｉｆｆＭ、該屈折部の副走査方向のパワーをφｒｅｆｒＳ、該回折部の副走査方向のパワーをφｄｉｆｆＳとするとき、
１．４３７≦φｒｅｆｒＭ／φｄｉｆｆＭ≦２．６６９
１．４３７≦φｒｅｆｒＳ／φｄｉｆｆＳ≦２．６６９
なる条件を満足することを特徴とする請求項１１〜１３のいづれか一項記載の光走査装置の調整方法。
【請求項１５】
光源手段と、該光源手段から出射した光束を偏向手段に導く入射光学系と、該偏向手段で反射された光束を被走査面上に導く結像光学系と、を有し、副走査断面内において該偏向手段の偏向面又はその偏向面の近傍と該被走査面とが共役な関係を満たす光走査装置の調整方法において、
前記入射光学系は、主走査方向のパワー及び副走査方向のパワーを備え且つ主走査方向のパワーと副走査方向のパワーとが互いに異なるアナモフィック集光レンズを有し、
前記結像光学系の副走査方向の横倍率をβ、該結像光学系によって集光された結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径をｗ０、前記光源手段から出射される光束の波長をλ０（ｍｍ）とするとき、
１≦β２
β２≦２３．５６×ｗ０２／λ０なる条件を満足し、
該アナモフィック集光レンズを該アナモフィック集光レンズの光軸方向に沿って移動させることにより、前記被走査面上における結像スポットの主走査方向のビーム径を調整することを特徴とする光走査装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。
特に光源手段として半導体レーザーを使用し、光源手段と光偏向器との間のコリメータレンズとシリンドリカルレンズを一体的に構成し、装置全体の小型化及び簡素化を図るようにした。
【０００２】
例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等に好適な光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来より光走査装置においては、画像信号に応じて光源手段から光変調され放射した光束を、例えばポリゴンミラー等から成る光偏向器により周期的に偏向させている。
【０００４】
そして、ｆθレンズ等から成る結像光学系によって感光性の記録媒体面上にスポット状に集光させ、その面上を光走査することによって画像記録を行なっている。
【０００５】
図７はこの種の従来の光走査装置の要部概略図である。
【０００６】
図７において、光源手段９１から出射した発散光束はコリメーターレンズ９２によって略平行光束もしくは収束光束としてい。
【０００７】
そして、開口絞り９３によって該光束（光量）を整形して副走査断面内のみに屈折力を有するシリンドリカルレンズ９４に入射している。
【０００８】
シリンドリカルレンズ９４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出射させている。
副走査断面内においては収束して回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器９５の偏向面９５ａ近傍に線像を含む略線像として結像している。
【０００９】
そして、光偏向器９５の偏向面９５ａで反射偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ系）９６を介して被走査面としての感光ドラム面９７上へ導光する。
【００１０】
光偏向器９５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９７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の記録を行っている。
【００１１】
尚、コリメータレンズ９２とシリンドリカルレンズ９４等の各要素は入射光学系ＬＡの一要素を構成している。
【００１２】
このような光走査装置及び画像形成装置においては、近年、装置全体の小型化及び簡素化（低コスト化）の要求が高まってきている。
【００１３】
例えば前記コリメータレンズ９２とシリンドリカルレンズ９４等を有する入射光学系を単一のアナモフィック集光レンズ（異方屈折力単レンズ）より構成したものが提案されている（特許文献１参照）。
【００１４】
特許文献１においては、コリメータレンズとシリンドリカルレンズとから構成されていた従来の入射光学系を、単一のアナモフィック集光レンズより構成することにより装置の簡素化及び小型化を実現している。
【００１５】
また、コリメータレンズ、プリズム２枚、そしてシリンドリカルレンズ等の機能を１枚で果たし得るアナモフィック集光レンズ（異方屈折力単レンズ）を用いたポストオブジェクティブ型結像光学系が提案されている（特許文献２参照）。
【００１６】
特許文献２は、光学系全系において主走査断面内の焦点距離が副走査断面内の焦点距離に比べて約１０倍以上大きくなるポストオブジェクティブ型結像光学系である。
【００１７】
特許文献２は、光の利用効率を落とさない為のコリメータレンズ、プリズム２枚、そしてシリンドリカルレンズ等から成る複雑な入射光学系を、単一のアナモフィック集光レンズから構成している。そして、その単一のアナモフィック集光レンズの形状を工夫することによって光の利用効率を維持可能としている。
【特許文献１】特開昭６３−２４９８０１号公報
【特許文献２】特許第２７８６０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、特許文献１に開示されているアナモフィック集光レンズは、ガラスレンズから成るガラス成形レンズで構成されている。  そのため、短い成形タクトで成形が可能なプラスチック成型レンズに比較すると、製造が難しい（コスト高）という問題点を有していた。
【００１９】
特許文献２に開示されているアナモフィック集光レンズは、特許文献１と同様光学ガラスから構成されており、製造が難しいという問題点を有していた。
【００２０】
さらに上記の特許文献１、２においては、アナモフィック集光レンズから出射する光束の収束度合い（平行度合い）の調整（コリメータ調整）に関しては開示されていない。
【００２１】
従来のコリメータレンズとシリンドリカルレンズから構成される入射光学系の説明を以下に行う。
【００２２】
入射光学系から出射される光束の収束度合い（平行度合い）を、主走査断面内に関してはコリメータレンズ、副走査断面内に関してはシリンドリカルレンズをそれぞれ光軸方向に移動させる構成としている。
【００２３】
つまり、従来の光走査装置は、主走査断面内と副走査断面内とを各々独立に調整が可能であった。
【００２４】
コリメータレンズとシリンドリカルレンズを一体にした場合には、従来のように主走査断面内と副走査断面内とを各々独立に調整することが出来なくなってしまうという問題点をも有していた。
【００２５】
本発明は描画性能の劣化が無く、かつ装置全体の小型化及び簡素化を図ることのできる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段と、該光源手段から出射した光束を偏向手段に導く入射光学系と、該偏向手段で反射された光束を被走査面上に導く結像光学系と、を有し、副走査断面内において該偏向手段の偏向面又はその偏向面の近傍と該被走査面とが共役な関係を満たす光走査装置において、
前記入射光学系は、主走査方向のパワー及び副走査方向のパワーを備え且つ主走査方向のパワーと副走査方向のパワーとが互いに異なるアナモフィック集光レンズを有し、
該結像光学系の副走査方向の横倍率をβ、該結像光学系によって集光された結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径をｗ０、該光源手段から出射される光束の波長をλ０（ｍｍ）とするとき、
１≦β２
β２≦２３．５６×ｗ０２／λ０なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば集光光学系を単一のアナモフィック集光レンズより構成し、かつ各要素を適切に設定している。よって、描画性能の劣化が無く、かつ装置全体の小型化及び簡素化が可能な光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は本発明の実施例１の主走査方向の要部断面（主走査断面）、図２は本発明の実施例１の副走査方向の要部断面（副走査断面）である。
【００３０】
ここで、主走査方向とは偏向手段の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向を示す。
【００３１】
また、主走査断面とは主走査方向に平行で結像光学系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。
【００３２】
図１、図２において、１は発光部を１つ備えた光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。
【００３３】
２は入射光学系であり、光源手段１から出射した１つの光束を集光している。
【００３４】
本実施例における入射光学系２は、主走査断面内の屈折力（パワー）と、副走査断面内の屈折力とが互いに異なるアナモフィック集光レンズ（異方屈折力単レンズ）を有している。
【００３５】
３は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。
【００３６】
４は入射光学系２から出射した光束を主走査方向に偏向する偏向手段としての光偏向器である。
【００３７】
例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、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。
【００３８】
５は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系（ｆθレンズ系）であり、プラスチック材料より成る単一の走査レンズ（ｆθレンズ）５ａより成っている。
【００３９】
結像光学系（ｆθレンズ系）５は、光偏向器４によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面６上に結像させている。
【００４０】
かつ、結像光学系（ｆθレンズ系）５は、副走査断面内において光偏向器４の偏向面４ａまたは偏向面４ａの近傍と感光ドラム面６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。
【００４１】
６は被走査面としての感光ドラム面である。
【００４２】
７はアナモフィック集光レンズ調整手段である。
【００４３】
アナモフィック集光レンズ２を光束の進行方向に沿って移動させることにより、被走査面６上における光束の主走査方向及び副走査方向の集光状態を調整している。
【００４４】
即ち、本実施例におけるアナモフィック集光レンズ調整手段７は、被走査面６上における光束の集光状態を直接観察し、その光束の主走査方向の結像スポットのビーム径が最小となるように調整を行っている。
【００４５】
８は第１の調整手段であり、被走査面６上における光束の集光位置を調整する為に光源手段１をアナモフィック集光レンズ２の光軸と直交する平面内に沿って移動させている。
【００４６】
本実施例において、画像情報に応じて光源手段１から光変調され出射した光束はアナモフィック集光レンズ２により主走査断面内においては平行光束を含む略平行光束（もしくは収束光束を含む略収束光束）に変換され、開口絞り３を通過する（一部遮光される）。
【００４７】
また、副走査断面内においては収束して開口絞り３を通過し（一部遮光される）光偏向器４の偏向面４ａに線像を含む略線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。
【００４８】
そして、光偏向器４の偏向面４ａで反射偏向された光束は走査レンズ５ａにより感光ドラム面６上にスポット状に結像される。
【００４９】
また、該光偏向器４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６上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。
【００５０】
これにより記録媒体である感光ドラム面６上に画像記録を行っている。
【００５１】
本実施例におけるアナモフィック集光レンズ２は、主走査断面内に比べて副走査断面内の屈折力が大きいアナモフィックレンズである。
【００５２】
また、本実施例におけるアナモフィック集光レンズ２は、主走査方向のパワー及び副走査方向にパワーを備えている。
【００５３】
このアナモフィック集光レンズ２は、図６に示す従来の光走査装置におけるコリメータレンズ９２とシリンドリカルレンズ９４とを一体的に構成したものである。
【００５４】
これにより部品点数の削減、装置全体の小型化及び簡素化（低コスト化）を可能としている。
【００５５】
一方、このようなアナモフィック集光レンズ２を使用した場合には、上記の様な効果が存在する。
【００５６】
しかしながら、アナモフィック集光レンズ２から出射する光束の収束度合い（平行度合い）の調整（コリメータ調整）方法によっては、被走査面６上におけるスポットが充分に集光されない場合がある。
【００５７】
以下、この現象について図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を用いて説明する。
【００５８】
図３（Ａ）は本発明の実施例１の光学系の主走査断面図である。
【００５９】
半導体レーザ等の光源手段１とアナモフィック集光レンズ２との間の光束の進行方向（入射光学系の光軸方向）の距離が正確に設計値通りに設定されている。
【００６０】
よって、光源手段１から出射した光束は走査レンズ５ａによって感光ドラム等から成る被走査面６上にスポット状に集光される。
【００６１】
しかしながら、一般的に半導体レーザ等の光源手段１の発光点位置は当然位置誤差が存在し、また光源手段１を光走査装置に組み込む場合にも当然組み込み誤差が存在する。
【００６２】
よって、光源手段１の発光点位置とアナモフィック集光レンズ２との間の光束進行方向の距離を正確に調整する必要がある。以下この調整をコリメータ調整と称す。
【００６３】
図３（Ｂ）は光源手段１の発光点位置が図中矢印Ｅ方向（光束の進行方向）に所定量δｘだけずれて光走査装置に組み込まれた場合を示した主走査断面図である。
【００６４】
この場合、主走査断面内において、被走査面６上に正常に光束（結像スポット）を集光させる為には、アナモフィック集光レンズ２も図中矢印Ｌ方向に同じ所定量δｘだけ移動させる（コリメータ調整）必要があることは明白である。
【００６５】
図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）の副走査断面図である。
【００６６】
図３（Ｃ）においてはアナモフィック集光レンズ２が図中矢印Ｌ方向にδｘだけ移動させられたために、副走査断面内においてポリゴンミラー４の偏向面４ａに収束されるべき光束の集光点が図中矢印Ｓ方向にδｘだけずれてしまうこととなる。
【００６７】
副走査断面内のズレ量δｘだけずれた集光点は、被走査面６上に正常に光束を集光させることができない。
【００６８】
よって、図中矢印Ｔ方向にδｘ×β２（βは走査レンズ５ａの副走査断面内の横倍率）だけずれて集光してしまうこととなる。
【００６９】
つまり、主走査断面内の被走査面６上での集光状態を良好に調整すると副走査断面内の被走査面６上での集光状態が劣化してしまう。主走査断面内と副走査断面内の被走査面６上での集光状態を共に良好に調整することが難しいことが理解出来る。
【００７０】
つまり、主走査断面内において、アナモフィック集光レンズ２も図中矢印Ｌ方向に同じ所定量δｘだけ移動させ、被走査面６上にビームウエストがくるように調整すると、
副走査断面内における被走査面６上での結像スポットのビーム径が肥大してしまう問題発生する。
【００７１】
一般にレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置における被走査面上のスポットは副走査方向に比べて主走査方向の径を小さく設定している。
【００７２】
よって、上記コリメータ調整においては、主走査方向のスポット径が小さくなるように調整するのが好ましい。
【００７３】
ここで、上記の如き調整を行った場合の副走査方向のスポットの集光状態を考えてみる。
【００７４】
被走査面６上に集光された該結像光学系によって集光された結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径をｗ０とする。被走査面６上に集光された結像スポット位置から光束の進行方向に距離ｘだけ離れた位置におけるビーム半径をｗとする。
【００７５】
光源手段から出射される光束の波長をλ０（ｍｍ）とする。
【００７６】
良く知られたガウシアンビームの伝播の式、
ｗ２＝ｗ０２｛１＋（λ０×ｘ／π×ｗ０２）２｝・・（１）式
が成立する。
【００７７】
ここで「ビーム半径」とは、ビーム断面の強度分布がガウス分布として、ピーク強度に対して１／ｅ２の強度となる半径と定義される。
【００７８】
【数１】
2006154748.tif 000003
【００７９】
ここで、被走査面６上に集光された該結像光学系によって集光された結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径の許容値は、被走査面６上に集光された該結像光学系によって集光された結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径が２５％増大する程度であれば良好な印字品質が得られるため、ビーム半径が２５％増大するまで許容することが出来る。
【００８０】
【数２】
2006154748.tif 000004
【００８１】
また、一般的に半導体レーザ等の光源手段１の入射光学系２、３の光軸方向の発光点の位置精度は０．１（ｍｍ）程度は存在している。
さらに光源手段１を光走査装置に組み込む場合の誤差等を考慮する必要があるので、発光点の位置誤差δｘとしては最低限０．１（ｍｍ）以上存在すると考える必要がある。
【００８２】
従って、（４）式から、
β２≦２３．５６×ｗ０２／λ０      −（５）式が導かれる。
【００８３】
また、結像光学系５の副走査断面内の横倍率βを１倍以下に設定してしまう。
【００８４】
そうすると、結像光学系５が被走査面６に近づき、結像光学系５が大きくなってしまい、装置全体の小型化及び簡素化（低コスト化）を図るのが難しくなってしまう。
【００８５】
そのため、本実施例においては結像光学系５の副走査断面内の横倍率βを１倍以上に設定する。
【００８６】
従って、
１≦β２
β２≦２３．５６×ｗ０２／λ０    −（６）式
なる条件を満足させるように各値を設定することが望ましい。
【００８７】
すなわち、アナモフィック集光レンズ２を使用した場合には、結像光学系５の副走査断面内の横倍率をβとする。被走査面６上における結像光学系５によって集光された結像スポットの副走査方向のビーム半径ｗ０とする。光源手段１から出射された光束の波長をλ０（ｍｍ）とする。
【００８８】
その場合、上記（６）式を満足させるように各値を設定する必要がある。
【００８９】
よって、被走査面６上にスポット状に集光された光束の劣化を効果的に抑制することが可能となり、これにより描画性能の劣化の無い、かつ装置全体の小型化及び簡素化が可能な光走査装置の提供が可能となる。
【００９０】
第１表に本発明の実施例１における光走査装置の光学系の諸特性を示す。
【００９１】
【表１】
2006154748.tif 000005
【００９２】
【表２】
2006154748.tif 000006
【００９３】
ｆθレンズ５ａの主走査断面の非球面形状は、各レンズ面と光軸との交点を原点とする。そして、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸とする。その場合、
【００９４】
【数３】
2006154748.tif 000007
【００９５】
なる式で表わされる。
【００９６】
なお、Ｒは曲率半径、ｋ、Ｂ２〜Ｂ１６は非球面係数である。
【００９７】
また、副走査断面の形状は主走査方向のレンズ面座標がＹであるところの曲率半径ｒ′が、
【００９８】
【数４】
2006154748.tif 000008
なる式で表わされる形状をしている。
【００９９】
なお、ｒは光軸上における曲率半径、Ｄ２〜Ｄ１６は各係数である。
【０１００】
図４に、本発明の実施例１における光走査装置の光学系の主走査方向および副走査方向の像面湾曲を表わす収差図を示す。
【０１０１】
第２表に本発明の実施例１の光走査装置における結像光学系の副走査断面内の横倍率βとする。被走査面６上に集光された該結像光学系によって集光された結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径をｗ０（ピーク強度に対して１／ｅ２の強度となるビーム半径）とする。光源手段１から出射された光束の波長λ０（ｍｍ）、及び（６）式のβ２、２３．５６×ｗ０２／λ０の各値を示す。
【０１０２】
【表３】
2006154748.tif 000009
【０１０３】
第２表から解るように、本実施例の結像光学系５の副走査断面内の横倍率βとする。被走査面上６における結像光学系５によって集光された結像スポットの副走査方向のビーム半径ｗ０とする。光源手段１から出射された光束の波長λ０は、条件式（６）を満足するように設定されている。
【０１０４】
これにより被走査面６上にスポット状に集光された光束の劣化を効果的に抑制することが可能となり、描画性能の劣化の無い、かつ装置全体の小型化及び簡素化が可能な光走査装置の提供が可能となった。
【０１０５】
尚、上記のコリメータ調整においては、アナモフィック集光レンズ調整手段７が実際の被走査面６相当位置において直接結像スポットを観測している。その結像スポットの主走査方向のビーム径が最小となるようにアナモフィック集光レンズ２を光軸方向に移動させて行っている。
【０１０６】
このようなコリメータ調整を行うことによれば、走査レンズ５ａの製造誤差によるスポット径の劣化をも調整出来るため、より一層被走査面６上での結像スポットの状態を良好に調整することが可能となる。
【０１０７】
また、一般的に半導体レーザ等の光源手段１の発光点位置の誤差は、アナモフィック集光レンズ２の光軸方向のみならず光軸と直交する面内の方向にも当然位置誤差が存在する。よって、被走査面６上におけるスポットの光軸直交方向の結像位置誤差となる。
【０１０８】
上記位置誤差が存在すると画像の位置ずれとなるため、この誤差も調整する必要がある。以下この調整を照射位置調整と称す。
【０１０９】
本実施例において光源手段１は、光走査装置のハウジングに直接もしくは固定部材を介して間接的に取り付けられている。そして、アナモフィック集光レンズ２の光軸と直交する平面内に沿って自由に移動できるように構成されている。
【０１１０】
本実施例では被走査面６相当位置において結像スポットが正規の位置にくるように、第１の調整手段８の調整により光源手段１をアナモフィック集光レンズ２の光軸と直交する平面内に沿って移動させることによって、被走査面６上での結像スポットの照射位置調整を行っている。
【０１１１】
被走査面６上での結像スポットの照射位置調整とは、主走査方向の結像位置、副走査方向の結像位置を意味する。
【０１１２】
尚、上記照射位置調整は、アナモフィック集光レンズ２を入射光学系２、３の光軸と直交する平面内で移動させることによっても可能である。このような調整を行うためにはアナモフィック集光レンズ２を空中に保持して３次元的に移動させる必要がある。
【０１１３】
しかしながら、この様な調整においては、アナモフィック集光レンズ２に光軸廻りに回転するような誤差が発生しやすい。
【０１１４】
アナモフィック集光レンズ２は主走査断面内と副走査断面内とで屈折力が異なる。
【０１１５】
よって、アナモフィック集光レンズ２に入射光学系２、３の光軸廻りに回転するような誤差が発生する。
【０１１６】
よって、被走査面６上における結像スポットが回転したりバッテン形状になってしまい、所望のスポット径が得られず画像劣化を生じ易くなってしまう。
【０１１７】
従って、本実施例においては、上記の如くアナモフィック集光レンズ２を単純に入射光学系２、３の光軸方向のみ移動させることによってコリメータ調整を行っている。
【０１１８】
また、照射位置調整は光源手段１を光軸と直交する平面内に沿って移動させることによって行っている。
【０１１９】
これにより画像劣化の生じ難い安定した調整を行うことを可能としている。
【０１２０】
尚、条件式（６）は、被走査面６上に集光された該結像光学系によって集光された結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径の許容値を、被走査面６上に集光された該結像光学系によって集光された結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径が２５％増大する程度までとしている。
【０１２１】
また、出力画像が細かい網点やＰＷＭ（パルス幅変調）等の中間調の場合等においては、上記結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径の許容値を、被走査面６上での結像スポットの副走査方向のビームウエスト位置におけるビーム半径が２０％増大する程度までとした方が良い。
【０１２２】
その場合、上記条件式（６）にかえて、
１≦β２
β２≦１９．８７×ｗ０２／λ０      −（７）式
なる条件を満足するように各値を設定すればよい。
【０１２３】
このように本実施例は、上記の如く光走査装置の小型化及び簡素化の要求に応える為に成されたものである。
【０１２４】
本実施例は、従来の光走査装置におけるコリメータレンズ、シリンドリカルレンズを単一のアナモフィック集光レンズで構成することにより構成を簡素化し小型化を図っている。
【０１２５】
本実施例１に示したアナモフィック集光レンズは光学ガラスで構成されているが、光学プラスチック材で構成することも可能である。そうすれば短い成形タクトで成形可能であり、製造も容易となる。
【０１２６】
本実施例は、アナモフィック集光レンズから出射する光束の収束度合い（平行度合い）の新規な調整（コリメータ調整）方法及び光学特性の誤差による被走査面上にスポット状に集光された光束の劣化を効果的に抑制可能とする新規な構成をとっている。
【０１２７】
よって、描画性能の劣化の無い、かつ装置全体の小型化及び簡素化が可能な新規な光走査装置を得ている。
【実施例２】
【０１２８】
次に本発明の実施例２について説明する。
【０１２９】
本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、アナモフィック集光レンズ２を光走査装置のハウジングに所望の設計値の位置に位置決め固定される構成とした点である。
【０１３０】
また、前述の実施例１と異なる点は、光源手段１を光走査装置のハウジングに直接もしくは固定部材を介して間接的に取り付け、該光源手段１をアナモフィック集光レンズ２の光軸方向に沿って移動させることにより、コリメータ調整を行うようにしたことである。
【０１３１】
実施例１の図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で説明したとおり、半導体レーザー等の光源手段１の発光点位置は、入射光学系の光軸方向に０．１ｍｍ程度の誤差δｘが存在する。
【０１３２】
よって、主走査断面内において被走査面６上に正常に光束を集光させてしまうと、副走査断面内においては正常に光束を集光することが出来なくなってしまいδｘ×β２だけ集光位置がずれてしまう。
【０１３３】
実施例１では、そのような場合においてもスポット状に集光された光束の劣化を防止することを目的としている。結像光学系５の副走査断面内の横倍率βとする。被走査面上６における結像光学系５によって集光された結像スポットの副走査方向のビーム半径ｗ０とする。光源手段１から出射された光束の波長λ０としてる。
【０１３４】
そして、各パラメータを条件式（６）を満足するように設定している。
【０１３５】
一方、アナモフィック集光レンズ２を光走査装置のハウジングに所望の設計値の位置に位置決め固定する場合、その固定位置の位置精度は通常０．０５ｍｍ以下としている。
【０１３６】
よって、先の光源手段１の発光点位置の精度よりも高精度に固定することが出来る。
【０１３７】
したがって、アナモフィック集光レンズ２を光走査装置のハウジングに所望の設計値の位置に位置決め固定している。
【０１３８】
そのアナモフィック集光レンズ２の固定された位置に合わせて該光源手段１をアナモフィック集光レンズ２の光軸方向に沿って移動させる方が、前記副走査断面内の集光位置ずれδｘ×β２は小さく抑えることが可能となる。
【０１３９】
尚、上記のコリメータ調整においては、実際の被走査面６相当位置において直接結像スポットを観測し、その主走査方向のビーム径が最小となるように光源手段１を光軸方向に移動させている。
【０１４０】
但し、本実施例のコリメータ調整においては、実際の被走査面６相当位置において直接結像スポットを観測し、その副走査方向のビーム径が最小となるように光源手段１を光軸方向に移動させても良い。
【０１４１】
その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１４２】
即ち、前述の実施例１においては、アナモフィック集光レンズ２を光軸方向に移動させることによってコリメータ調整を行っている。
【０１４３】
その場合に、結像光学系５によって集光された結像スポットのビームウエスト位置における副走査方向のビーム半径をｗ０とする。光源手段１から出射される光束の波長をλ０としている。
【０１４４】
前記条件式（６）を満足させるように各値を適宜設定している。
【０１４５】
よって、被走査面６上にスポット状に集光された光束の劣化を効果的に抑制可能としている。
【０１４６】
また、本実施例ではアナモフィック集光レンズ２を光走査装置のハウジングに所望の設計値の位置に位置決め固定される構成としている。
【０１４７】
つまり、光源手段１を光走査装置のハウジングに直接もしくは固定部材を介して間接的に取り付けている。
【０１４８】
第２の調整手段により光源手段１をアナモフィック集光レンズ２の光軸方向に沿って移動させることにより、コリメータ調整を行う構成としている。
【０１４９】
このように本実施例では上記の如く光源手段１自身をアナモフィック集光レンズ２の光軸方向に移動させる構成としている。
【０１５０】
前述の実施例１にて説明した如き、主走査断面内と副走査断面内の集光状態を共に良好に調整することが出来ないという現象が生じないことは容易に理解できるであろう。
【０１５１】
何故ならアナモフィック集光レンズ２をアナモフィック集光レンズ２の光軸方向に移動させないので、アナモフィック集光レンズ２が正確に設計値とおりの位置に固定されればポリゴンミラー４の偏向面４ａに収束されるべき光束の集光点のずれδｘが生じないからである。
【０１５２】
また、アナモフィック集光レンズ２の固定位置の誤差が生じても、その位置精度は光源手段１の発光点位置精度よりも高精度である。
よって、ポリゴンミラー４の偏向面４ａに収束されるべき光束の集光点のずれδｘの量も実施例１の場合よりも小さくなるからである。
【０１５３】
尚、本実施例においては、入射光学系２、３の光軸方向と直交する平面内の光源手段１の位置を第１の調整手段８により調整することによって照射位置調整を行うことが好ましい。
【０１５４】
何故なら入射光学系２、３の光軸方向と、入射光学系２、３の光軸方向と直交する平面内の位置調整を同時に行っている。よって、調整時間の短縮及び調整工程の簡素化を図ることが可能となるからである。
【０１５５】
被走査面６上での結像スポットの照射位置調整とは、主走査方向の結像位置、副走査方向の結像位置を意味する。
【０１５６】
また、光源手段１として発光点（発光部）を複数有するマルチビーム半導体レーザを使用する場合においては、被走査面６上における複数ビームの副走査断面内のピッチ調整を、光源手段１を光軸廻りに回転することによって行っても良い。
【０１５７】
このような構成にすれば、コリメータ調整、照射位置調整、マルチビームのピッチ間隔調整の全てを光源手段１のみで調整することが可能となる。よって、調整時間の短縮及び調整工程の簡素化を図ることが可能となるという格段の効果を有する。
【０１５８】
尚、コリメータ調整を行う際には、上記に示した実施例１もしくは実施例２の調整に限らず、アナモフィック集光レンズ２と光源手段１とをアナモフィック集光レンズ２の光軸方向に沿って相対的に移動させて行っても良い。
【実施例３】
【０１５９】
次に本発明の実施例３について説明する。
【０１６０】
本実施例において前述の実施例１、２と異なる点は、アナモフィック集光レンズ２の材料をプラスチック材料より形成している点である。
【０１６１】
また、前述の実施例１、２と異なる点は、少なくとも一方のレンズ面に回折格子構造の回折部（回折光学素子）を設けた点である。
【０１６２】
その他の構成及び光学的作用は実施例１、２と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１６３】
従来よりコリメータレンズは環境安定性に優れた光学ガラスが使用されていた。
【０１６４】
それは比較的コリメータレンズの焦点距離が短いためにコリメータレンズと光源手段との間の距離に誤差が生じると被走査面上におけるスポットの光軸方向の集光位置ずれが大きいという理由からである。
【０１６５】
そのため環境温度によって屈折率の変化が大きいプラスチック材は実用化されていない。
【０１６６】
本実施例においては、コリメータレンズとシリンドリカルレンズとを一体的に構成したアナモフィック集光レンズ２という構成を採用している。
【０１６７】
よって、その形状は光軸に対して回転対称な形状とはならず、光軸に対して回転非対称なアナモフィックな形状となる。
【０１６８】
このような形状のアナモフィック集光レンズ２を光学ガラスで作成すると製造が難しく（コスト高）なってしまう。
【０１６９】
本実施例においてはアナモフィック集光レンズ２をプラスチック材料で形成し、簡易なプラスチック成形により製造する。
【０１７０】
但し、プラスチック材料は環境温度によって屈折率の変化が大きいため、それに伴ってアナモフィック集光レンズ２の焦点距離も変化してしまう。
【０１７１】
そこで、本実施例においては、アナモフィック集光レンズ２の少なくとも一方のレンズ面に回折格子構造の回折部を形成している。
【０１７２】
よって、環境温度が変化しても焦点距離の変化が生じない構成としている。
【０１７３】
以下、その詳細を説明する。
【０１７４】
【数５】
2006154748.tif 000010
【０１７５】
と書き表される。
【０１７６】
ここで、同様に回折光学素子の波長λ２におけるパワー
【０１７７】
【数６】
2006154748.tif 000011
【０１７８】
は、
【０１７９】
【数７】
2006154748.tif 000012
【０１８０】
と書くことが可能である。
【０１８１】
但し、ここで
【０１８２】
【数８】
2006154748.tif 000013
【０１８３】
は、回折光学素子の波長λＺにおける見かけの屈折率である。
【０１８４】
見かけの屈折率とは、回折光学素子が波長λＺのときに有するパワー
【０１８５】
【数９】
2006154748.tif 000014
【０１８６】
を、仮に屈折系として扱って表現した場合の屈折率のことである。
【０１８７】
（５）式は、
【０１８８】
【数１０】
2006154748.tif 000015
【０１８９】
と書き表され、
また、回折光学素子のパワーは使用波長に比例する為、例えばｄ線の波長λｄにおけるパワー
【０１９０】
【数１１】
2006154748.tif 000016
【０１９１】
は、上記
【０１９２】
【数１２】
2006154748.tif 000017
【０１９３】
を用いて、
【０１９４】
【数１３】
2006154748.tif 000018
【０１９５】
と書き表される。
【０１９６】
同様に、Ｆ線、Ｃ線の波長λＦ、λＣにおける回折素子のパワー
【０１９７】
【数１４】
2006154748.tif 000019
【０１９８】
、
【０１９９】
【数１５】
2006154748.tif 000020
【０２００】
は、
【０２０１】
【数１６】
2006154748.tif 000021
【０２０２】
と書き表される。
【０２０３】
よって回折光学素子の波長λｄ、λＦ、λＣにおける見かけの屈折率
【０２０４】
【数１７】
2006154748.tif 000022
【０２０５】
は、
【０２０６】
【数１８】
2006154748.tif 000023
【０２０７】
で表される。
【０２０８】
ここで、屈折系における分散値νｄの定義と同様に、回折系の見かけの分散値
【０２０９】
【数１９】
2006154748.tif 000024
【０２１０】
が定義でき、
【０２１１】
【数２０】
2006154748.tif 000025
【０２１２】
で表すことができる。
【０２１３】
よって、本実施例の光走査装置におけるアナモフィック集光レンズ２のように、通常の屈折系のレンズに回折光学素子を付加した場合の色消しの条件は、屈折部の分散値
【０２１４】
【数２１】
2006154748.tif 000026
【０２１５】
と屈折部パワー
【０２１６】
【数２２】
2006154748.tif 000027
【０２１７】
、上記回折部の分散値
【０２１８】
【数２３】
2006154748.tif 000028
【０２１９】
と回折部のパワー
【０２２０】
【数２４】
2006154748.tif 000029
【０２２１】
を用いて、
【０２２２】
【数２５】
2006154748.tif 000030
【０２２３】
を満足することである。
【０２２４】
上記（１１）式を満足させることによって、アナモフィック集光レンズ２の材料の屈折率の波長依存性に起因するパワー変化を回折光学素子のパワー変化で相殺させることができる。
【０２２５】
一方、アナモフィック集光レンズ２のプラスチック材料は、環境温度が変化することによってもその屈折率が変化する。
【０２２６】
具体的には、本実施例において使用しているプラスチック材料の標準の環境温度２５℃における光源手段１の半導体レーザの中心発振波長λ０＝７９０ｎｍでの屈折率はｎλ０＝１．５２３９７２である。
【０２２７】
これに対して、装置内部の昇温等で環境温度が２５℃昇温し５０℃になった場合のλ０＝７９０ｎｍにおける屈折率
【０２２８】
【数２６】
2006154748.tif 000031
【０２２９】
は、
【０２３０】
【数２７】
2006154748.tif 000032
【０２３１】
＝１．５２１８５２となり、屈折率が０．００２１２だけ低くなる。
【０２３２】
また、寒冷地における朝一番の装置立ち上げ直後等においては環境温度５℃程度を想定する必要がある。環境温度５℃におけるλ０＝７９０ｎｍにおける屈折率
【０２３３】
【数２８】
2006154748.tif 000033
【０２３４】
は、
【０２３５】
【数２９】
2006154748.tif 000034
【０２３６】
＝１．５２５６６８となり、屈折率が０．００１６９６だけ高くなる。
【０２３７】
ここで、本実施例の光走査装置に使用される光源手段１である半導体レーザは、一般に温度が上昇すると、バンドギャップが小さくなる為にその発振波長が長波長側にシフトするという特性を有している。
【０２３８】
具体的には、本実施例の光走査装置に使用される半導体レーザは、０．２５５ｎｍ／℃の割合で波長が長波長側にシフトする特性のものを使用している。
【０２３９】
即ち、環境温度２５℃においてはλ０＝７９０ｎｍで発振しているが、環境温度５０℃においては
【０２４０】
【数３０】
2006154748.tif 000035
【０２４１】
＝７９６．３７５ｎｍ、環境温度５℃においては
【０２４２】
【数３１】
2006154748.tif 000036
【０２４３】
＝７８４．９ｎｍで発振していることになる。よって、環境温度が５０℃の時のプラスチック材料の正確な屈折率は、発振波長
【０２４４】
【数３２】
2006154748.tif 000037
【０２４５】
＝７９６．３７５ｎｍにおける本材料の屈折率１．５２３８３０に対して０．００２１２だけ低い値となり、
【０２４６】
【数３３】
2006154748.tif 000038
【０２４７】
＝１．５２１７１０となる。同様、環境温度が５０℃の時のプラスチック材料の正確な屈折率は、発振波長
【０２４８】
【数３４】
2006154748.tif 000039
【０２４９】
＝７８４．９ｎｍにおける本材料の屈折率１．５２４０８７に対して０．００１６９６だけ高い値となり、
【０２５０】
【数３５】
2006154748.tif 000040
【０２５１】
＝１．５２５７８３となる。
【０２５２】
この、環境温度変化によるプラスチック材料の屈折率変化を「環境温度依存性の分散値」と考えると、環境温度依存性の分散値
【０２５３】
【数３６】
2006154748.tif 000041
【０２５４】
は、
【０２５５】
【数３７】
2006154748.tif 000042
【０２５６】
となる。
【０２５７】
また、アナモフィック集光レンズ２の回折光学素子部の上記５℃〜５０℃の環境温度に対応する波長域における分散値
【０２５８】
【数３８】
2006154748.tif 000043
【０２５９】
は、
【０２６０】
【数３９】
2006154748.tif 000044
【０２６１】
となる。
【０２６２】
ここで、上記アナモフィック集光レンズ２の中心発振波長λ０＝７９０ｎｍにおける環境温度２５℃での屈折部のパワーを
【０２６３】
【数４０】
2006154748.tif 000045
【０２６４】
、回折部のパワーを
【０２６５】
【数４１】
2006154748.tif 000046
【０２６６】
とすれば、上記環境温度域における色消しの条件は、
【０２６７】
【数４２】
2006154748.tif 000047
【０２６８】
となり、屈折部のパワー
【０２６９】
【数４３】
2006154748.tif 000048
【０２７０】
を回折部のパワー
【０２７１】
【数４４】
2006154748.tif 000049
【０２７２】
の略１．８７倍に設定してやれば良い。
【０２７３】
（１２）式は、プラスチック材料の屈折率の温度依存特性によって発生する屈折部のパワー変化を半導体レーザの発振波長の温度依存特性によって発生する回折光学素子のパワー変化で相殺する為の条件である。
【０２７４】
本実施例においては、アナモフィック集光レンズ２の少なくとも一方に、主走査断面内及び副走査断面内において上記（１２）式を満足するような回折格子構造の回折部を付加している。
【０２７５】
よって、従来使用されることがなかったプラスチック材料を使用することを可能とし、簡易なプラスチック成形により製造することを可能とすることができた。
【０２７６】
なお、上記（１２）式は、本実施例において使用したプラスチック材料の屈折率温度依存特性、及び本実施例において使用した半導体レーザの発振波長の温度依存特性の場合においては、厳密に成立する。
【０２７７】
その場合は、環境温度が変化してもアナモフィック集光レンズ２の焦点距離（パワー）は主走査断面内、副走査断面内ともに一切変化することはない。
【０２７８】
しかしながら現実的には上記条件（１２）式を厳密に満足させて焦点距離変化（パワー変化）を完璧に相殺する必要はなく、ある程度補正されるように構成しさえすれば本実施例の効果は充分に発揮することが出来る。
【０２７９】
そこで現実的な光学用途として使用可能なプラスチック材料の温度特性および半導体レーザの温度特性を考慮している。
【０２８０】
更に、プラスチック材料の屈折率の温度依存特性によって発生する屈折部のパワー変化を回折部にパワー変化で約半分程度補正すれば本実施例の効果が得られるとした場合、前記屈折部の主走査方向のパワーを
【０２８１】
【数４５】
2006154748.tif 000050
【０２８２】
、前記回折部の主走査方向のパワーを
【０２８３】
【数４６】
2006154748.tif 000051
【０２８４】
、前記屈折部の副走査方向のパワーを
【０２８５】
【数４７】
2006154748.tif 000052
【０２８６】
、前記回折部の副走査方向のパワーを
【０２８７】
【数４８】
2006154748.tif 000053
【０２８８】
とするとき、
【０２８９】
【数４９】
2006154748.tif 000054
【０２９０】
なる条件を満足する。
【０２９１】
更に好ましくは上記条件式（１３）、（１４）を次の如く設定するのが良い。
【０２９２】
【数５０】
2006154748.tif 000055
【０２９３】
なお、上記条件式（１３）、（１４）からも解るように、アナモフィック集光レンズ２の主走査断面内の屈折によるパワー、主走査断面内の回折によるパワー、副走査断面内の屈折によるパワー、副走査断面内の回折によるパワーは全て正である。
【０２９４】
本実施例の光走査装置においては、上記条件式（１３）及び条件式（１４）を満足させている。
【０２９５】
これにより環境温度変化に起因するアナモフィック集光レンズ２の屈折部のパワー変化を回折部のパワー変化で補正することが出来る。
【０２９６】
よって、被走査面６上でのスポットのスポット径の変化を効果的に抑えることができる。
【０２９７】
第３表に本発明の実施例３の光走査装置におけるアナモフィック集光レンズ２のデータを示す。
【０２９８】
【表４】
2006154748.tif 000056
【０２９９】
尚、第３表において、面番号０が光源手段１の発光点であり、面番号の左の＊印が回折光学素子が付加された面である。
【０３００】
本実施例の光走査装置においては、アナモフィック集光レンズ２の光源側（入射側）の面（面番号１）に回折光学素子が付加されている。
【０３０１】
回折光学素子の位相関数φはアナモフィック集光レンズ２の光軸に関して回転非対称であり、光軸方向をｘ軸とする直交座標系において、以下に示す多項式
【０３０２】
【数５１】
2006154748.tif 000057
【０３０３】
で表され、（１５）式は主走査断面内の位相関数を、（１６）式は副走査断面内の位相関数を表している。
【０３０４】
λ０は基準波長であり、本実施例においては７９０（ｎｍ）、ｍは回折次数であり、本実施例においては１次を使用している。
【０３０５】
本実施例の光走査装置におけるアナモフィック集光レンズ２の回折光学素子の位相関数φ（ｙ）、φ（ｚ）は、上記多項式の２次の係数のみを使用しており、その係数ｃ２、ｄ２は、
ｃ２＝−９．５６６１８２×１０−３
ｄ２＝−１．５４８５０３×１０−２
である。
【０３０６】
第４表に本発明の光走査装置におけるアナモフィック集光レンズ２の屈折部の主走査方向のパワーをφｒｅｆｒＭ、アナモフィック集光レンズ２の回折部の主走査方向のパワーをφｄｉｆｆＭ、アナモフィック集光レンズ２の屈折部の副走査方向のパワーをφｒｅｆｒＳ、アナモフィック集光レンズ２の回折部の副走査方向のパワーをφｄｉｆｆＳおよび条件式（１３）、（１４）の各値を示す。
【０３０７】
【表５】
2006154748.tif 000058
【０３０８】
第４表から解るように、本実施例においては前記条件式（１３）及び条件式（１４）を共に満足している。
【０３０９】
これにより環境温度変化に起因するアナモフィック集光レンズ２の屈折部のパワー変化を回折部のパワー変化で補正することが出来る。
よって、被走査面６上での結像スポットの副走査方向のビーム径の変化を効果的に抑えることが可能となり、描画性能の劣化の無い。
【０３１０】
かつ装置全体の小型化及び簡素化が可能な新規な光走査装置を達成することが可能となった。
【０３１１】
本実施例の光走査装置においては、アナモフィック集光レンズ２の光源側（入射側）の面（面番号１）に回折光学素子が付加されている。
【０３１２】
よって、アナモフィック集光レンズ２のポリゴンミラー側（出射側）の面（面番号２）に回折光学素子が付加されていても環境温度変化に起因する被走査面６上での結像スポットの副走査方向のビーム径の変化を効果的に抑えることが可能となる。
【０３１３】
尚、各実施例では、結像光学系を１枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば２枚以上のレンズより構成しても良い。
【０３１４】
また、結像光学系５は、レンズに限らず、曲面ミラーを含んでいても良い。
【０３１５】
本発明の課題は、解像度が大きい１２００ｄｐｉ以上でより顕著に問題となるので、本発明の構成を１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置に適用すると、より顕著な効果が得られる。
【０３１６】
本発明の光源手段１の発光部は１つに限定されない。２つ以上の発光部を有するマルチビーム光源手段でも良い。
【０３１７】
［画像形成装置］
図５は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面内の要部断面図である。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。
【０３１８】
この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。
【０３１９】
このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。
【０３２０】
この画像データＤｉは、実施例１〜３のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。
【０３２１】
そして、この光走査ユニット１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査断面内に走査される。
【０３２２】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。
【０３２３】
そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査断面内と直交する副走査断面内に移動する。
【０３２４】
感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。
【０３２５】
そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０３２６】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。
【０３２７】
この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０３２８】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。
【０３２９】
用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図５において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。
【０３３０】
用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０３３１】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図５において左側）の定着器へと搬送される。
【０３３２】
定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されている。
【０３３３】
転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。
【０３３４】
更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０３３５】
図５では不図示だが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０３３６】
［カラー画像形成装置］
図６は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、光走査装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
【０３３７】
図６において、６０はカラー画像形成装置、１１、１２、１３、１４は各々実施例１〜３に示したいずれかの構成を有する光走査装置である。
【０３３８】
２１、２２、２３、２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１、３２、３３、３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【０３３９】
図６において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。
【０３４０】
これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。
【０３４１】
これらの画像データは、それぞれ光走査装置１１、１２、１３、１４に入力される。
【０３４２】
そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１、４２、４３、４４が出射される。これらの光ビームによって感光ドラム２１、２２、２３、２４の感光面が主走査断面内に走査される。
【０３４３】
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置（１１、１２、１３、１４）を４個並べている。
【０３４４】
各々がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２１、２２、２３、２４面上に画像情報を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０３４５】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置１１、１２、１３、１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１、２２、２３、２４面上に形成している。
【０３４６】
その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【０３４７】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。
【０３４８】
この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【図面の簡単な説明】
【０３４９】
【図１】本発明の実施例１の主走査断面図
【図２】本発明の実施例１の副走査断面図
【図３】本発明の実施例１の光学系の主走査断面図及び副走査断面図
【図４】本発明の実施例１の主走査方向及び副走査方向の像面湾曲図
【図５】本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図６】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図７】従来の光走査装置の要部概略図
【符号の説明】
【０３５０】
１  光源手段（半導体レーザー）
２  入射光学系（アナモフィック集光レンズ）
３  開口絞り
４  偏向手段（回転多面鏡）
５  結像光学系
５ａ  走査レンズ
６  被走査面（感光体ドラム）
７  アナモフィック集光レンズ調整手段
８  光源第１調整手段
１１、１２、１３、１４  光走査装置
２１、２２、２３、２４  像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４  現像器
４１、４２、４３、４４  光束
５１  搬送ベルト
５２  外部機器
５３  プリンタコントローラ
６０  カラー画像形成装置
１００  光走査装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
１０４  画像形成装置
１０７  現像装置
１０８  転写ローラ
１０９  用紙カセット
１１０  給紙ローラ
１１１  プリンタコントローラ
１１２  転写材（用紙）
１１３  定着ローラ
１１４  加圧ローラ
１１５  モータ
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
【図１】
2006154748.tif 000059
【図２】
2006154748.tif 000060
【図３】
2006154748.tif 000061
【図４】
2006154748.tif 000062
【図５】
2006154748.tif 000063
【図６】
2006154748.tif 000064
【図７】
2006154748.tif 000065