(57)【要約】【課題】偏向手段より光源側に「回折面を用いた樹脂製レンズ」を用い、従来にない要因を考慮し、温度変動や波長変動によるビームスポット結像位置変動をより軽減させる。【解決手段】光源からの光束を第１光学系、偏向手段、第２光学系により被走査面に導光して光走査を行う光走査装置において、第１光学系は回折面を有する樹脂製レンズを有し、第２光学系は樹脂製光学素子を有し、第１光学系の温度が１℃上昇したときの主走査ビームウエスト位置変化を、屈折部のパワー変化に起因してΔｍ1、回折部のパワー変化に起因してΔｍ2、第２光学系において温度が１℃上昇したときの主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ3、第１光学系において温度が１℃上昇したときの第１光学系の主走査方向前側主点と光源との間の距離の変化：Δｄ1、第１、第２光学系の主走査方向焦点距離：ｆ1、ｆ2、被走査面上における主走査ビーム径の深度：Ｗｍが条件：（１）Δｍ1＋Δｍ2＋Δｍ3−Δｄ1×（ｆ2／ｆ1）2＜Ｗｍ／４０  （２）Δｄ1＞０  かつ  Δｍ2＜０  を満足する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を第１光学系を介して偏向手段に導き、上記偏向手段による偏向光束を第２光学系により被走査面に向かって集光し、上記被走査面の光走査を行う光走査装置において、
第１光学系は、回折面を有する樹脂製レンズを少なくとも１つ有し、
第２光学系は、樹脂製光学素子を少なくとも１つ有し、
第１光学系において温度が１℃上昇したときの屈折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ1
第１光学系において温度が１℃上昇したときの回折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ2
第２光学系において温度が１℃上昇したときの主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ3
第１光学系において温度が１℃上昇したときの第１光学系の主走査方向前側主点と光源との間の距離の変化：Δｄ1
第１光学系の主走査方向焦点距離：ｆ1
第２光学系の主走査方向焦点距離：ｆ2
最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における主走査ビーム径の深度：Ｗｍが、
条件：
（１）    Δｍ1＋Δｍ2＋Δｍ3−Δｄ1×（ｆ2／ｆ1）2＜Ｗｍ／４０  
（２）    Δｄ1＞０  かつ  Δｍ2＜０  
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
光源が半導体レーザであり、
光源の発光波長が１ｎｍ増加したときにおける、
第１光学系の屈折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'1  
第１光学系の回折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'2  
第２光学系における主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'3
最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における主走査ビーム径の深度：Ｗｍが、
条件：
（３）    −Ｗｍ＜Δｍ'1＋Δｍ'2＋Δｍ'3＜ ０  
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
光源からの光束を第１光学系を介して偏向手段に導き、上記偏向手段による偏向光束を第２光学系により被走査面に向かって集光し、上記被走査面の光走査を行う光走査装置において、
第１光学系は、回折面を有する樹脂製レンズを少なくとも１つ有し、
第２光学系は、樹脂製光学素子を少なくとも１つ有し、
第１光学系において温度が１℃上昇したときの屈折部のパワー変化による副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ1
第１光学系において温度が１℃上昇したときの回折部のパワー変化による副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ2
第２光学系において温度が１℃上昇したときの副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ3
第１光学系において温度が１℃上昇したときの第１光学系の主走査方向前側主点と光源との間の距離の変化：Δｄ1
第１光学系の副走査方向横倍率：β1  
第２光学系の副走査方向横倍率：β2
最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における副走査ビーム径の深度：Ｗｓが、
条件：
（４）  Δｓ1＋Δｓ2＋Δｓ3−Δｄ1×（β1×β2）2＜Ｗｓ／４０
（５）  Δｄ1＞０、かつ、Δｓ1＋Δｓ2＜０  
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項３記載の光走査装置において、
光源が半導体レーザであり、
光源の発光波長が１ｎｍ増加したときにおける、
第１光学系の屈折部のパワー変化による副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ'1  
第１光学系の回折部のパワー変化による副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ'2  
第２光学系における副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ'3
最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における副走査ビーム径の深度：Ｗｓが、
条件：
（６）    −Ｗｓ＜Δｓ'1＋Δｓ'2＋Δｓ'3＜ ０  
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の光走査装置において、
第１光学系において温度が１℃上昇したときの屈折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ1
第１光学系において温度が１℃上昇したときの回折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ2
第２光学系において温度が１℃上昇したときの主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ3
第１光学系において温度が１℃上昇したときの第１光学系の主走査方向前側主点と光源との間の距離の変化：Δｄ1
第１光学系の主走査方向焦点距離：ｆ1
第２光学系の主走査方向焦点距離：ｆ2
最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における主走査ビーム径の深度：Ｗｍが、
条件：
（１）    Δｍ1＋Δｍ2＋Δｍ3−Δｄ1×（ｆ2／ｆ1）2 ＜Ｗｍ／４０  
（２）    Δｄ1＞０  かつ  Δｍ2＜０  
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項３または４または５記載の光走査装置において、
光源が半導体レーザであり、
光源の発光波長が１ｎｍ増加したときにおける、
第１光学系の屈折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'1  
第１光学系の回折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'2  
第２光学系における主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'3
最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における主走査ビーム径の深度：Ｗｍが、
条件：
（３）    −Ｗｍ＜Δｍ'1＋Δｍ'2＋Δｍ'3＜ ０  
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置において、
第１光学系は、少なくとも1つのガラス製レンズと、少なくとも1つの回折面を用いた樹脂製レンズを有し、上記ガラス製レンズの主走査方向のパワーが、上記回折面を用いた樹脂製レンズの主走査方向のパワーよりも大きいことを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置において、
第１光学系及び第２光学系に用いられるレンズが、全て樹脂製であることを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載の光走査装置において、
第１光学系と第２光学系が共通のハウジングに配設され、かつ、第１光学系と第２光学系の間を気流が行き来できる構成としたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項1〜９の任意の１に記載の光走査装置を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光走査装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置において、光走査による画像形成の高密度化が進みつつあり、感光体上でのビームスポットのさらなる小径化が求められ、また、光走査装置のコスト低減の面からレンズの樹脂化が押し進められている。
【０００３】
一方、環境温度が変化するとレンズの曲率、厚さ、屈折率に変化を生じ、使用波長の変化もまた分散により屈折率の変化をもたらす。このような温度変動や波長変化に起因するレンズ特性の変化は、ビームスポットの結像位置（ピント位置）を変動させ、スポット径の増大をもたらし、光走査により形成される画像の画質を劣化させる原因となる。
【０００４】
温度変化や波長変化によるレンズ特性の変動はガラスレンズにおいても発生するが、樹脂製レンズでは特性変化が顕著であり、画質劣化への影響も大きい。  
このような樹脂製レンズにおける「環境変動に起因する光学特性変化」による光走査の劣化の問題をレンズ構成により対処するものとして特許文献１に記載のものがある。  
また、偏向手段より光源側に「回折面」を用い、温度変動や波長変動に起因する光学特性の変化に対処する技術思想が提案されている（特許文献２〜４）。  
特許文献２〜４に記載の技術思想は、回折格子を巧妙に利用しているが、それでも、温度変動や波長変動に起因する「ピント位置の変動に対する要因の全て」が考慮されている訳ではなく、ピント位置変動の低減にはなお改良の余地がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１４５５６
【特許文献２】特開２００４−１２６１９２
【特許文献３】特開２００３−３３７２９５
【特許文献４】特開平１１−２２３７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、光走査装置における偏向手段より光源側に「回折面を用いた樹脂製レンズ」を用い、温度変動や波長変動に起因する光学特性の変化に対し、従来にない要因を考慮することにより、温度変動や波長変動によるビームスポットの結像位置の変動をより有効に軽減させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の光走査装置は「光源からの光束を第１光学系を介して偏向手段に導き、偏向手段による偏向光束を第２光学系により被走査面に向かって集光し、被走査面の光走査を行う光走査装置」であり、第１光学系は「回折面を有する樹脂製レンズ」を少なくとも１つ有し、第２光学系は樹脂製光学素子を少なくとも１つ有する。  
請求項１記載の光走査装置は以下のごとき特徴を有する。
【０００８】
即ち、第１光学系において温度が１℃上昇したときの屈折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ1、第１光学系において温度が１℃上昇したときの回折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ2、第２光学系において温度が１℃上昇したときの主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ3、第１光学系において温度が１℃上昇したときの「第１光学系の主走査方向前側主点と光源との間の距離」の変化：Δｄ1、第１光学系の主走査方向焦点距離：ｆ1、第２光学系の主走査方向焦点距離：ｆ2、最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における主走査ビーム径の深度：Ｗｍが、
条件：
（１）    Δｍ1＋Δｍ2＋Δｍ3−Δｄ1×（ｆ2／ｆ1）2＜Ｗｍ／４０  
（２）    Δｄ1＞０  かつ  Δｍ2＜０  
を満足する。  
第１光学系は、これに含まれる樹脂レンズが回折面を持つが、この回折面（１面以上である。）はパワー（屈折力）を持つ。「樹脂レンズの温度変動によるパワー変化」のうち、回折面でのパワー変化分（回折面が２面以上ある場合には合成的なパワー変化をいう。）を「回折部のパワー変化」と呼び、樹脂レンズが「屈折により有するパワー」の変化分を「屈折部のパワー変化」と呼んでいる。
【０００９】
上記において「主走査ビームウエスト位置変化」は、被走査面を走査する光束の「主走査方向におけるビームウエスト位置」の変化を言う。以下の説明に於いても同様である。また、「主走査ビーム径（主走査方向のスポット径）」は上記の如く被走査面上におけるビームスポットの主走査方向の光強度が、最大強度の1/ｅ2となる部分の径として定義され、その深度：Ｗｍは「主走査方向のビームウエスト径の＋１０％以下となる深度」で定義される。
【００１０】
請求項１記載の光走査装置は、光源を半導体レーザとすることができるが、その場合、光源の発光波長が１ｎｍ増加したときにおける、第１光学系の「屈折部のパワー変化」による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'1、第１光学系の「回折部のパワー変化」による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'2、第２光学系における主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'3、最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における主走査ビーム径の深度：Ｗｍが、条件：
（３）    −Ｗｍ＜Δｍ'1＋Δｍ'2＋Δｍ'3＜ ０  
を満足することが好ましい（請求項２）。
【００１１】
請求項３記載の光走査装置は以下のごとき特徴と有する。  
即ち、第１光学系において温度が１℃上昇したときの「屈折部のパワー変化」による副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ1、第１光学系において温度が１℃上昇したときの「回折部のパワー変化」による副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ2、第２光学系において温度が１℃上昇したときの副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ3、第１光学系において温度が１℃上昇したときの「第１光学系の主走査方向前側主点と光源との間の距離」の変化：Δｄ1、第１光学系の副走査横倍率：β1、第２光学系の副走査横倍率：β2、最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における副走査ビーム径の深度：Ｗｓが条件：
（４）  Δｓ1＋Δｓ2＋Δｓ3−Δｄ1×（β1×β2）2＜Ｗｓ／４０
（５）  Δｄ1＞０、かつ、Δｓ1＋Δｓ2＜０  
を満足する。  
上記において「副走査ビームウエスト位置変化」は、被走査面を走査する光束の「副走査方向におけるビームウエスト位置」の変化を言う。以下の説明に於いても同様である。また、「副走査ビーム径」は、上記の如く被走査面上におけるビームスポットの副走査方向の光強度が、最大強度の1/ｅ2となる部分の径で定義され、その深度：Ｗｍは「副走査方向のビームウエスト径の＋１０％以下となる深度」で定義する。
【００１２】
請求項３記載の光走査装置は、光源を半導体レーザとすることができる。その場合、光源の発光波長が１ｎｍ増加したときにおける、第１光学系の屈折部のパワー変化による副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ'1、第１光学系の回折部のパワー変化による副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ'2、第２光学系における副走査ビームウエスト位置変化：Δｓ'3、最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における副走査ビーム径の深度：Ｗｓが、
条件：
（６）    −Ｗｓ＜Δｓ'1＋Δｓ'2＋Δｓ'3＜０  
を満足することが好ましい（請求項４）。
【００１３】
請求項３または４記載の光走査装置はまた、第１光学系において温度が１℃上昇したときの「屈折部のパワー変化」による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ1、第１光学系において温度が１℃上昇したときの「回折部のパワー変化」による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ2、第２光学系において温度が１℃上昇したときの主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ3、第１光学系において温度が１℃上昇したときの「第１光学系の主走査方向前側主点と光源との間の距離」の変化：Δｄ1、第１光学系の主走査方向焦点距離：ｆ1、第２光学系の主走査方向焦点距離：ｆ2、最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における主走査ビーム径の深度：Ｗｍが、条件：
（１）    Δｍ1＋Δｍ2＋Δｍ3−Δｄ1×（ｆ2／ｆ1）2 ＜Ｗｍ／４０  
（２）    Δｄ1＞０  かつ  Δｍ2＜０  
を満足することが好ましい（請求項５）。
【００１４】
請求項３または４または５記載の光走査装置はまた、光源を半導体レーザとすることができる。その場合、光源の発光波長が１ｎｍ増加したときにおける、第１光学系の屈折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'1、第１光学系の回折部のパワー変化による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'2、第２光学系における主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ'3、最大強度の1/ｅ2で定義される被走査面上における主走査ビーム径の深度：Ｗｍが、条件：
（３）    −Ｗｍ＜Δｍ'1＋Δｍ'2＋Δｍ'3＜０  
を満足することが好ましい（請求項６）。
【００１５】
請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置における第１光学系は、少なくとも１つのガラス製レンズと、「少なくとも１つの回折面を用いた樹脂製レンズ」を有し、ガラス製レンズの主走査方向のパワーが、回折面を用いた樹脂製レンズの主走査方向のパワーよりも大きいことが好ましい（請求項７）。  
請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置は、第１光学系及び第２光学系に用いられるレンズを全て樹脂製とすることができる（請求項８）。
【００１６】
請求項９記載の光走査装置は、請求項１〜８の任意の１に記載の光走査装置において、第１光学系と第２光学系が共通のハウジングに配設され、かつ、第１光学系と第２光学系の間を気流が行き来できる構成としたことを特徴とする。  
この発明の画像形成装置は、請求項1〜９の任意の１に記載の光走査装置を用いた画像形成装置であることを特徴とする（請求項１０）。
【００１７】
説明を補足すると、この発明の光走査装置では、第１光学系に樹脂製レンズ、第２光学系に樹脂製光学素子が用いられている。このように樹脂製レンズ・樹脂製光学系を用いることにより、光走査装置を低コスト化できるとともに、光学面形状の自由度が大きくなり初期の光学特性向上を確保できる。
【００１８】
第２光学系（主走査方向の正のパワーを持つ。）には樹脂製光学素子が用いられているので、この樹脂製光学素子の「温度上昇による膨張や光源の発光波長変化、屈折率変化による主走査方向のビームウエスト位置の変化：Δｍ3」は、偏向手段から遠ざかる方向（「プラス方向」とする）に変化する。
【００１９】
第１光学系（主走査方向に正のパワーを持つ。）に用いられた樹脂製レンズの屈折部についても「温度上昇による形状膨張、光源波長変化、屈折率変化」により、主走査方向のビームウエスト位置の変化：Δｍ1は偏向手段から遠ざかる方向（プラス方向）に変化する。
【００２０】
請求項１記載の発明では、第１光学系の回折部のパワーを正とすることにより、温度上昇による主走査ビームウエスト位置変化：Δｍ2をマイナスにするとともに、光源と「第１光学系の主走査前側主点」との間の距離の変化量：Δｄ1をプラスとし（条件（２））、この距離の変化に起因する主走査ビームウエスト位置変化：-Δｄ1×(f2／f1)2をマイナスとして、単位温度上昇当たりの光走査装置トータルでの主走査ビームウエスト位置変動（１）式の左辺（光走査装置トータルでのビームウエスト位置変化）を低減する。
【００２１】
また、通常、光走査装置内の温度は「常温に対し２０℃程度の温度上昇」を見込む必要があるので、条件（１）の上限をＷｍ／（２０×２）とした。条件（１）の左辺が右辺の値を超えると、主走査方向のスポット径（前述の「主走査ビーム径」）の増大（所謂ビーム径太り）が許容レベルを超え、画像劣化（階調性・鮮鋭性の劣化）を生じる。
【００２２】
請求項１記載の発明では、上述の如く、第１、第２光学系に用いられる樹脂製レンズの屈折部の温度変動による屈折率変化、形状変化、「光源と第１光学系の配置変化」まで考慮し、全系の主走査ビームスポット位置変化を補正するものであるが、光源に「発光波長変化を伴う半導体レーザ」を用いる場合には、光源における発光波長変化（一般に、温度上昇とともに発光波長が長波長側へずれる。）も考慮する必要があり、そのためには「波長変化のみによる全系の主走査ビームスポット位置変化」をマイナスにする必要がある。
【００２３】
「波長変化のみによる全系の主走査ビームウエスト位置変化」がプラスであると、条件（１）が満足されても、波長変化による主走査ビームウエスト位置変化が加算されて「主走査ビーム径の増大が許容レベルを超える」場合があるからである。
【００２４】
即ち、条件（３）の右辺を「０未満」とする必要がある。しかし、条件（３）における「和の値」がマイナスで非常に大きくなると、やはり主走査方向のビーム径太りが許容値を超える虞がある。従って、条件（３）の下限を−Ｗｍとしている。なお、半導体レーザには「波長とび」と呼ばれる波長変動が知られており、波長とびによる主走査ビームウエスト位置変化が考えられるが、「波長とび」による波長変動は通常０．５ｎｍ程度であるから、条件（３）の和の値が−Ｗｍより大きければ、波長とびによる主走査ビームウエスト位置変化は実際上問題とならない。
【００２５】
上に説明したように、第２光学系（副走査方向に正のパワーを持つ。）には樹脂製光学素子が用いられているので、その「温度上昇による形状膨張や光源の発光波長変化、屈折率変化」により、副走査方向のビームウエスト位置の変化：Δｓ3もまた「偏向手段から遠ざかる方向（プラス方向）」に変化する。
【００２６】
第１光学系（副走査方向に正のパワーを持つ。）の屈折部についても、温度上昇による形状膨張や光源の発光波長変化、屈折率変化による副走査ビームウエスト位置の変化：Δｓ1は偏向手段から遠ざかるプラス方向の変化となる。
【００２７】
請求項３記載の発明では、第１光学系に回折部を設け、単位温度変化あたりにおける回折部のパワー変化による副走査ビームウエスト位置の変化：Δｓ2をマイナスにして、Δｓ1＋Δｓ2＜０とし、光源と「第１光学系の主走査前側主点」との間の距離の変化量：Δｄ1をプラスとし、この距離の変化による副走査ビームウエスト位置変化：-Δｄ1×(β1×β2)2）をマイナスとして、単位温度上昇あたりの光走査装置トータルでの副走査ビームウエスト位置変動である条件（４）の「和の値」を低減している。
【００２８】
また、上記の如く、光走査装置内の温度上昇が常温に対し２０℃程度を見込む必要があることに鑑み、条件（４）の上限値をＷｓ／（２０×２）とした。条件（４）の左辺の「和の値」が右辺の値を超えると、副走査ビーム径（副走査方向のスポット径）のビーム径太りが許容レベルを超え、画像劣化（階調性・鮮鋭性の劣化）が生じる。
【００２９】
また、光源として半導体レーザを用いる場合には、主走査方向と同様、副走査方向に於いても波長変化に伴う副走査ビームウエスト位置の変化を考慮する必要がある。  
請求項４記載の発明では、主走査方向に関する条件（３）と同様の条件（５）を満足させることにより、光源の発光波長変化が生じても副走査方向のビーム径太りが許容値を超えないようにした。また、波長とびが生じても、波長とびによる波長変化は通常０．５ｎｍ程度なので、条件（５）における「和の値」が−Ｗｓより大きければ波長とびの影響は実際上の問題とならない。
【００３０】
また、請求項５、６記載の発明のように条件（４）や（５）とともに条件（１）、（２）や条件（３）を満足させることにより、主走査方向・副走査方向ともにビーム径太りを許容レベル内に収めることができる。
【００３１】
前述の説明から、温度変動に対するビームウエスト位置変動を最適化すると、波長とびによるビームウエスト位置変化が若干発生することがわかる。非常に小さいビームスポット径を実現するためには、このような「波長とびによるビームウエスト位置変化」が問題となる可能性があり、なおかつ、副走査方向よりも主走査方向のビームウエスト位置変化が大きい。従って「ビームスポット径のさらなる小径化」のためには、第１光学系は「少なくとも１つのガラス製レンズと少なくとも１つの回折面を用いた樹脂製レンズ」を有し、ガラス製レンズの主走査方向のパワーを、回折面を用いた樹脂製レンズの主走査方向のパワーよりも大きくするのがよい（請求項７）。
【００３２】
また、請求項８記載の発明のように「第２光学系に用いられる全てのレンズを樹脂製とする」ことにより、材料の再利用のリサイクル性が向上し、環境保全を実現できる。
【００３３】
請求項１〜８に記載した構成要件は「光走査装置内の温度分布が均一」なときに、その効果を最も発揮する。そこで、請求項９記載の光走査装置のように、第１光学系と第２光学系を共通のハウジングに配設するとともに、これら第１光学系と第２光学系の間を気流が行き来できるようにして、光走査装置内に均一な温度分布を形成しやすくすることにより、安定したビームスポット径を実現できる。
【発明の効果】
【００３４】
上記の如く、この発明の光走査装置においては、温度変動に起因するビームスポットの結像位置の変動として「第１光学系の主走査方向前側主点と光源との間の距離の変化」が考慮され（請求項１〜８）、また、請求項２、４等においては、光源として用いられる半導体レーザの発光波長変化が考慮されている。従って、この発明の光走査装置では、ビーム径の変動が有効に軽減され、この光走査装置を画像形成装置に用いることにより安定した高品質の画像を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、実施の形態を説明する。  
図１はこの発明を適用可能な光走査装置の光学的な構成を説明するための図である。  
図１上図は副走査方向から見た状態、下図は主走査方向から見た状態を示している。
【００３６】
図１において、符号１は「光源」、符号２はカップリングレンズ、符号３はアパーチュア、符号４はアナモルフィックな第１レンズ、符号５は「偏向手段」であるポリゴンミラー（図はその偏向反射面の一つを示す。）、符号６、７は走査レンズ、符号８は防塵ガラス、符号９は被走査面、符号１０は防音ガラスをそれぞれ示している。なお、第１レンズ４とポリゴンミラー５との間に於いて、光路をミラーＭにより屈曲させているが、光学系のレイアウトによってはミラーＭを省略することができる。また、図示の都合により、図１下図で「光源１と偏向反射面との間の位置関係」を、図１上図と異ならせて描いてある。
【００３７】
光源１は「厚さ：０．３ｍｍのカバーガラスを設けた半導体レーザ」である。  
光源１から射出した発散性の光束はカップリングレンズ２により弱い発散光もしくは平行光束または弱い集束光束に変換され、アパーチュア３を通過して「ビーム整形」され、アナモルフィックな第１レンズ４により「主走査方向には平行で、副走査方向にははポリゴンミラー５の偏向反射面近傍に集束する光束」となり、偏向反射面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像する。
【００３８】
ポリゴンミラー５により偏向された偏向光束は、ポリゴンミラー５側の走査レンズ６と被走査面側の走査レンズ７、防塵ガラス８を透過し、走査レンズ６、７の作用により被走査面９上にビームスポットとして結像する。ポリゴンミラー５と走査レンズ６との間に設けられた防音ガラス１０は、ポリゴンミラー５を納める「防音用のハウジング」に設けられた窓を塞ぐものであり、光源１側からの光束は防音ガラス１０を介してポリゴンミラー６に入射し、偏向光束は防音ガラス１０を介して走査レンズ６に入射する。
【００３９】
カップリングレンズ２と第１レンズ４とは「第１光学系」を構成し、走査レンズ６、７は「第２光学系」を構成する。図１に示されていないが、光源１とカップリングレンズ２とは後述するように「材質がアルミである同一の部材」に固定されている。
【００４０】
「比較例」
この発明の具体的な実施例を説明するのに先立って、図１の如き光学構成で「回折面を用いない場合」の具体的な例を「比較例」として挙げる。この比較例では、カップリングレンズ２、第１レンズ４、走査レンズ６、７の全てが樹脂製レンズである。
【００４１】
以下に「比較例」の光学系のデータを挙げる。  
光源１の発光波長は２５℃で７８０．１ｎｍ、４５℃で７８６．５ｎｍである。なお、長さの次元を持つものの単位は明記されたものを除きｍｍとする。  
カップリングレンズ２の光源側面の面形状は、次式(７)で表される「共軸非球面」である。  
X=(h2/R)/[1+√{1-(1+K)(h/R)2}]+A4・h4+A6・h6+A8・h8+A10・h10 ・・(７)
ここに、ｈ：光軸からの距離、Ｒ：近軸曲率半径、Ｋ：円錐定数、A4，A6，A8，A10・・：高次の係数であり、光軸方向のデプスをＸとする。
【００４２】
Ｒ、Ｋ、A4，A6，A8，A10の値は以下の通りである。  
R= 86.09118
K= 361.987634
A4=-0.827025E-04
A6=-0.413360E-05
A8= 0.942600E-06
A10=-0.936986E-07  
これらの表記に於いて例えば「0.942600E-06」は「0.942600×10-6」を意味する。以下においても同様である。
【００４３】
カップリングレンズ２の射出側面の面形状も、式(７)で表される共軸非球面であり、Ｒ、Ｋ、A4，A6，A8，A10の値は以下の通りである。  
R=-8.71000
K=-0.310240
A4= 0.592273E-04
A6= 0.250465E-06
A8= 0.119847E-06
A10=-0.563217E-08                                                  。
【００４４】
第１レンズ４の入射側面の面形状は、次式(８)で表されるアナモルフィック面である。
【００４５】
Ｘ={(1/Rm)・y2+(1/Rs)・z2}/[1+√{1-(y/Rm)2-(z/Rs)2}] ・・・(８)
ここに、ｙ：光軸からの主走査方向距離、ｚ：光軸からの副走査方向距離、Ｒｍ：主走査方向曲率半径、Ｒｓ：副走査方向曲率半径であり、光軸方向のデプスをＸとする。これらの値は以下の通りである。  
Rm= 500、Rs= 35.83  第１レンズ４の射出側面は平面である。
【００４６】
走査レンズ６の入射側面は上記式（７）により表される共軸非球面であり、Ｒ、Ｋ、A4，A6，A8，A10の値は以下の通りである。  
R= -312.6  
K= 2.667
A4= 1.79E-07
A6=-1.08E-12
A8=-3.18E-14
A10= 3.74E-18                                        。
【００４７】
走査レンズ６の射出側面も式（７）により表される共軸非球面であり、Ｒ、Ｋ、A4，A6，A8，A10の値は以下の通りである。  
R= -83.0
K= 0.02
A4= 2.50E-07
A6= 9.61E-12
A8= 4.54E-15
A10=-3.03E-18
走査レンズ６の「両面の頂点」は、図１の上図の主光線に対して、図の上方へ１．１６ｍｍずれている。
【００４８】
走査レンズ７の入射側面の面形状は、主走査方向に関しては式(９)で表される「非円弧形状」で、副走査方向に関しては式(１０)で表される「副走査方向の曲率半径が主走査方向に連続的に変化する形状」である。
【００４９】
X=(y2/Rm)/[1+√{1-(1+K)(y/Rm)2}]+A4・y4+A6・y6+A8・y8+A10・y10 ・・(９)
ここに、ｙ：光軸からの主走査方向距離、Ｒｍ：主走査近軸曲率半径、Ｋ：円錐定数、A4，A6，A8，A10・・：高次の係数であり、光軸方向のデプスをＸとする。
【００５０】
Ｒs(y)＝Ｒs＋Σｂj・ｙj      （ｊ＝1，2，3，…） ・・・(１０)
ここに、ｙ：光軸からの主走査方向距離、Ｒs(y)：光軸から主走査方向にｙの位置における副走査方向の曲率半径、Ｒｓ：光軸上での副走査方向の曲率半径、ｂj（ｊ＝1，2，3，…）：高次の係数である。これらの値は以下の通りである。
【００５１】
Rm=-500
K=-71.73
A4= 4.33E-08
A6=-5.97E-13
A8=-1.28E-16
A10= 5.73E-21
Rs=-47.7
b2= 1.60E-03
b4=-2.32E-07
b6= 1.60E-11
b8=-5.61E-16
b10= 2.18E-20
b12=-1.25E-24                                            。
【００５２】
走査レンズ７の射出側面の面形状は「トロイダル面」であり、副走査方向の形状は次式(１１)で表される円弧形状で、この円弧の頂点から光軸方向に距離：Ｒｍだけ離れ副走査方向に平行な軸を中心に回転させた形状である。
【００５３】
X=(z2/Rs)/[1+√{1-(z/Rs)2}] ・・・(１１)
ここに、ｙ：光軸からの主走査方向距離、Ｒｓ：副走査方向の近軸曲率半径であり、光軸方向のデプスをＸとする。Ｒｍ、Ｒｓの値は以下の通りである。  
Rm=-1000、Rs=-23.38
また、走査レンズ７の両面の頂点は、主光線に対して、主走査方向（図１の上方）へ１．２１ｍｍずれている。
【００５４】
図１に示すように、面間隔：ｄ１〜ｄ１０を定める。  
即ち、ｄ１：光源１の発光部からカップリングレンズ２の入射側面までの光軸上の距離、ｄ２：カップリングレンズ２の肉厚、ｄ３：カップリングレンズ２の射出側面から第１レンズ４の入射側面までの光軸上の間隔、ｄ４：第１レンズ４の肉厚、ｄ５：第１レンズ４の射出側面からミラーＭを介してポリゴンミラー５の偏向反射面までの距離、ｄ６：ポリゴンミラー５の偏向反射面から走査レンズ６の入射側面までの距離、ｄ７：走査レンズ６の肉厚、ｄ８：走査レンズ６の射出側面から走査レンズ７の入射側面までの距離、ｄ９：走査レンズ７の肉厚、ｄ１０：走査レンズ７の射出側面から被走査面９までの距離とする。これらの距離は、偏向光束が被走査面９上の像高：０に入射するときの状態で定義される。
【００５５】
比較例の光学系において、これら面間隔は以下の通りである。  
d1=12.843
d2=3.8
d3=102.8
d4=3.0
d5=69.3
d6=51.7
d7=31.4
d8=78.0
d9=3.5
d10=143.62
なお、厚さ：１．９ｍｍ（２５℃）の防塵ガラス８が挿入されている。防塵ガラス８の屈折率は、波長：７８０．１ｎｍ、温度：２５℃において１．５１１１６１、波長：７８６．５ｎｍ、温度４５℃において１．５１１１６１、線膨張係数は７．５Ｅ−０６Ｋ−１である。
【００５６】
レンズは「全て同一の樹脂材料」から成り、この樹脂材料の屈折率は、波長：７８０．１ｎｍ、温度：２５℃において１．５２３９４６、波長：７８６．５ｎｍ、温度：４５℃で１．５２２１０５であり、線膨張係数は７．０Ｅ−０５Ｋ−１である。
【００５７】
以上のデータにより、温度による「発光波長、屈折率、面形状、肉厚の変化」を考慮に入れて、被走査面に対する「主・副走査方向のピント位置（ビームウエスト位置）」を算出すると以下の表１に示す結果が得られる。
【００５８】
【表１】
2006098737.tif 000003
【００５９】
表１から明らかなように、環境温度が２５℃から４５℃に変化すると主走査方向・副走査方向ともピント位置が大幅に変化し、ビーム径太りの許容範囲を超えてしまう。
【００６０】
以下、この発明の光走査装置における光学系の具体的な実施例を３例挙げる。  
光学配置は図１に示したものと同様であり、図１の符号を用いて説明する。  
これら実施例１〜３ではポリゴンミラー５よりも光源側の樹脂レンズに「回折面」が用いられている。  
既に説明したように、図１において、光源１は厚さ：０．３ｍｍのカバーガラスの付いた半導体レーザであり、光源１から射出した光束はカップリングレンズ２により略平行光束となり、アパーチュア３を経て、アナモルフィックな第１レンズ４により「副走査方向のみポリゴンミラー５の偏向反射面近傍に集束する光束」となる。即ち、第１レンズ４は「副走査方向にのみ正のパワー」を持つ。第１レンズ４を透過した光束はポリゴンミラー５の偏向反射面位置に「主走査方向に長い線像」として結像し、ポリゴンミラー５により偏向され、偏向器側の走査レンズ６と被走査面側の走査レンズ７により、防塵ガラス８を経て、像面に結像する。また、光源１とカップリングレンズ２は「後述する同一部材」に固定されている。
【００６１】
カップリングレンズ２、第１レンズ４、走査レンズ６、走査レンズ７は全て樹脂製である。回折面を持つレンズを樹脂製にすることにより、予め金型に「回折面の格子の陰画」を刻み、射出成形や熱転写により格子形状を転写出来、大量生産が可能になる。
【００６２】
カップリングレンズ２は、光源側の面に「主走査方向と副走査方向に同じ正のパワーを持つ回折面」が形成され、像側の面には「非球面と同様の効果を持つ正のパワーを持つ屈折面」が形成された樹脂レンズである。回折面は「通常の屈折面とは波長変化による屈折角の変化方向が逆」となるように設定されている。従って、「光学系全系の正のパワー」の一部を回折面に割り当てることにより、カップリングレンズ２自体が樹脂であるために発生する「温度変化によるピント位置ずれ」は勿論、別の樹脂レンズによる「温度変化によるピント位置ずれ」も補正出来る。
【００６３】
しかし、カップリングレンズ２の正のパワーを回折面だけに担わせると、波長変化に対するパワー変化に敏感になりすぎるので、正のパワーを持つ屈折面も有することが望ましい。また、光源側の面の回折面は「主走査方向と副走査方向が同じパワー」であるので、カップリングレンズ２を固定する際に「光軸に対する回転」が起こっても性能劣化が起こりにくい。
【００６４】
第１レンズ４は、光源側の面が「副走査方向にのみ負のパワーを持つ屈折面」で、像側の面が「副走査方向のみに正のパワーを持つ回折面」が設けられた樹脂レンズである。主走査方向の温度変化によるピント位置ずれに関しては、カップリングレンズ２に設けられた回折面で補正可能であるが、副走査方向は「光学系全系の正のパワー」が主走査方向より強いため、副走査方向に対しても温度変化によるピント位置ずれを補正するために、副走査方向に「さらなる正のパワー」を与えるため、第１レンズ４に「副走査方向のみに正のパワーを持つ回折面」を形成している。
【００６５】
第１レンズ４全体のパワーは「副走査方向のビームスポット径（副走査ビーム径）の目標値」に応じて定められ、その値は「温度変化による副走査方向のピント位置ずれを補正するために必要な、回折面の正のパワー」より小さい。そこで、第１レンズ４の屈折面には負のパワーを持たせ、回折面により正のパワーを確保しつつ、第１レンズ４全体のパワーを適切な値に設定する。また、温度上昇により全系の焦点距離が正の方向に伸びるのに対し、凹面は熱膨張で焦点距離が負の方向に伸びるため、これによる温度変化によるピントずれ低減効果もある。
【００６６】
図５を参照して、光源１、カップリングレンズ２、第１レンズ４の相対的な位置決めを説明する。  
まず、光源１をアルミ製の第１保持部材１１に圧入等により固定する。次に、カップリングレンズ２を光軸方向に調整して第１保持部材１１に接着により固定する。カップリングレンズ２を光軸方向に位置調整するので、半導体レーザの発光点位置が半導体レーザのケースに対してばらついていても、出射光を略平行光束に調整できる。
【００６７】
第１保持部材１１はアルミニウムによる一体構造である。図５は、第１保持部材１１にカップリングレンズ２を接着で固定する場合を示しているが、第１保持部材１１を複数の部材で構成しても良く、カップリングレンズ２の固定方法は接着以外であっても良い。
【００６８】
光源１とカップリングレンズ２とが固定された第１保持部材１１は、アルミ製の第２保持部材１２に固定される。そして副走査方向のピント位置（副走査ビームウエスト位置）が所望の位置になるように、第１レンズ４が少なくとも光軸方向に調整され、第２保持部材１２に固定される。第１レンズ４は「副走査方向にのみ」パワーを持っているので、第１レンズ４の光軸方向の調整をしても主走査方向のピント位置は変化しない。従って、主走査方向・副走査方向独立に調整可能である。
【実施例１】
【００６９】
光源の発光波長は２５℃で６５５ｎｍ、４５℃で６５９ｎｍである。
【００７０】
「カップリングレンズ２のデータ」
入射側面：同心円格子の回折面  
回折面の位相関数：φ(h)は、次式(１２)で表される。
【００７１】
φ(h)=C1・h2 ・・(１２)  
ここに、ｈ：光軸からの距離、Ｃｌ：位相係数である。位相係数の値は、
C1=-1.127E-02
である。
【００７２】
射出側面の面形状は、前述の式(７)で表される非球面であり、Ｒ、Ｋ、A4，A6，A8，A10の値は以下の通りである。  
R=-34.32865  
K=-71.517137
A4=-0.208422E-03
A6= 0.651475E-05
A8=-0.238199E-06
A10= 0.770435E-08                                          。
【００７３】
「第１レンズ４のデータ」
光源側面の面形状：主走査方向は平面であり、副走査方向は次式(1３)で表される非円弧形状である。
【００７４】
X=(z2/Rs)/[1+√{1-(1+K)(z/Rs)2}]+B4・z4+B6・z6+B8・z8+B10・z10 ・・(１３)
ここに、ｚ：光軸からの副走査方向距離、Ｒｓ：副走査方向近軸曲率半径、Ｋ：円錐定数、B4，B6，B8,B10、・・高次の係数であり、光軸方向のデプスをＸとしている。
【００７５】
Ｒｓ、Ｋ、B4，B6，B8,B10・・の値は以下の通りである。
【００７６】
Rs=-54.46507
K=-0.072542
B4= 0.577350E-07
B6= 0.474038E-07
B8=-0.190253E-07
B10= 0.247352E-08                                  。
【００７７】
射出側面の面形状：副走査方向に格子を持つ回折面である。
【００７８】
回折光学面の位相関数：φ(z)は、次式(１４)で表される。  
φ(z)=C2・z2 ・・・(１４)
ここに、ｚ：光軸からの副走査方向距離、Ｃ２：位相係数であり、位相係数の値は以下の通りである。
【００７９】
C2=-8.8148E-03                          。
【００８０】
「走査レンズ６のデータ」  
入射側面の面形状：主走査方向の面形状は前述の式(９)で表される非円弧形状をなしている。また、光軸から主走査方向に距離：ｙだけ離れた位置における副走査方向の曲率：Ｃｓ(Y)は、次式（１５）で表されるように変化している。  
Cs(Y)=1/Rs(0)+B1・Y+ B2・Y2+ B3・Y3+ B4・Y4+ B5・Y5+・・(１５)
Ｒｍ、Ｋ、A4，A6，A8，A10・・、Ｒｓ(＝Ｒｓ(０))、B1，B2，B3，B4，B5,・・の値は以下の通りである。
【００８１】
Rm＝-279.9、Rs= -61.
K=-2.900000E+01
A4= 1.755765E-07
A6=-5.491789E-11
A8= 1.087700E-14
A10=-3.183245E-19
A12=-2.635276E-24
B1=-2.066347E-06
B2= 5.727737E-06
B3= 3.152201E-08
B4= 2.280241E-09
B5=-3.729852E-11
B6=-3.283274E-12
B7= 1.765590E-14
B8= 1.372995E-15
B9=-2.889722E-18
B10=-1.984531E-19                                      。
【００８２】
射出側面の面形状：前述の式(７)で表される非球面である。
【００８３】
Ｒ、Ｋ、A4，A6，A8，A10・・の値は以下の通りである。  
R＝-83. 6   
K=-0.549157 
A4= 2.748446E-07 
A6=-4.502346E-12 
A8=-7.366455E-15 
A10= 1.803003E-18 
A12= 2.727900E-23                                    。
【００８４】
「走査レンズ７のデータ」
入射側面の面形状：主走査方向の形状は式(９)で表される非円弧形状であり、副走査方向の曲率：Ｃｓ(Y)は、前記式（１５）で表されるように変化している。  
Ｒｍ、Ｋ、A4，A6，A8，A10・・、Ｒｓ(＝Ｒｓ(０))、B1，B2，B3，B4，B5,・・の値は以下の通りである。
【００８５】
Rm＝6950  、Rs= 110.9 
K= 0.000000E+00 
A4= 1.549648E-08 
A6= 1.292741E-14 
A8=-8.811446E-18 
A10=-9.182312E-22 
B1=-9.593510E-07 
B2=-2.135322E-07 
B3=-8.079549E-12  
B4= 2.390609E-12 
B5= 2.881396E-14 
B6= 3.693775E-15 
B7=-3.258754E-18 
B8= 1.814487E-20 
B9= 8.722085E-23 
B10=-1.340807E-23                                            。
【００８６】
射出側面の面形状：主走査方向の形状は式(９)で表される非円弧形状であり、副走査方向の曲率は前記式（１５）で表されるように変化している。  
Ｒｍ、Ｋ、A4，A6，A8，A10・・、Ｒｓ(＝Ｒｓ(０))、B1，B2，B3，B4，B5,・・の値は以下の通りである。
【００８７】
Rm＝766  、Rs=-68.22  
K= 0.000000E+00
A4=-1.150396E-07
A6= 1.096926E-11
A8=-6.542135E-16
A10= 1.984381E-20
A12=-2.411512E-25
B2= 3.644079E-07
B4=-4.847051E-13
B6=-1.666159E-16
B8= 4.534859E-19
B10=-2.819319E-23                                           。
【００８８】
面間隔は以下の通りである。
【００８９】
d1=26.07144
d2=3.8
d3=102.8
d4=3.0
d5=121.7448
d6=64.007  
d7=22.6
d8=75.85
d9=4.9
d10=158.71                                                  。
【００９０】
半導体レーザの温度２５℃と４５℃における波長は、それぞれ６５５ｎｎと６５９ｎｍである。また、厚さ１．９ｍｍ（２５℃）の防音ガラス１０と防塵ガラス８が挿入されている。これらガラスの屈折率は、波長：６５５ｎｍ、温度２５℃で１．５１４３７１、波長：６５９ｎｍ、温度４５℃に対して１．５１４３２７、波長：６５６ｎｍ、温度：２５℃に対して１．５１４２９１、線膨張係数は７．５Ｅ−０６Ｋ−１である。
【００９１】
レンズは全て同一の樹脂材料から成り、その屈折率は、波長：６５５ｎｍかつ温度：２５℃で１．５２７２５７、波長：６５９ｎｍかつ温度：４５℃で１．５２５３６８、波長：６５６ｎｍかつ温度：２５℃で１．５２７２２２であり、線膨張係数は７．０Ｅ−０５Ｋ−１である。また、第１保持部材１１の線膨張係数は４．０Ｅ−０５Ｋ−１である。
【実施例２】
【００９２】
光源の発光波長は２５℃で６５５ｎｍ、４５℃で６５９ｎｍである。
【００９３】
カップリングレンズ２はガラス製で、入射側面は平面、射出側面は前記式（７）で表される非球面形状であり、その形状は「波面収差を補正するように最適化」されている。近軸曲率半径：Ｒの値は、
R=-18.49
である。カップリングレンズ２から射出する光束は実質的な平行光束である。  
「第１レンズ４のデータ」
入射側面は、主走査方向の曲率半径：−２４６．５、副走査方向の曲率半径：−５２．２のトロイダル面である。
【００９４】
射出側面：平面に楕円状の回折面を形成した形状である。
【００９５】
回折面の位相関数：φ(y,z)は、次式(１６)で表される。
【００９６】
φ(y,z)=C3・y2＋C4・z2 ・・・(１６)
ここに、ｙ：光軸からの主走査方向の距離、ｚ：光軸からの副走査方向の距離、Ｃ３，Ｃ４：位相係数である。位相係数の値は以下の通りである。  
C3=-0.009027 ,C4=-0.001065                                            。
【００９７】
面間隔は以下の通りである。
【００９８】
d1=24.25
d2=4.5
d3=61.71
d4=3.0
d5=121.7
d6=64.00685
d7=22.6
d8=75.85
d9=4.9
d10=158.71
ポリゴンミラー５以降のレンズデータは全て実施例1と同じである。
【００９９】
実施例１と同様、厚さ１．９ｍｍ（２５℃）の防音ガラス１０と防塵ガラス８が挿入されている。これらのガラスの屈折率は、光線波長６５５ｎｍ、温度２５℃で１．５１４３７１、光線波長６５９ｎｍ、温度４５℃で１．５１４２９１、光線波長６５６ｎｍかつ温度２５℃で１．５１４３２７であり、線膨張係数は７．５Ｅ−０６Ｋ−１である。
【０１００】
カップリングレンズ以外のレンズは全て同一の樹脂材料から成り、その屈折率は、波長：６５５ｎｍかつ温度：２５℃で１．５２７２５７、波長：６５９ｎｍかつ温度：４５℃で１．５２５３６８、波長：６５６ｎｍかつ温度：２５℃で１．５２７２２２、線膨張係数は７．０Ｅ−０５Ｋ−１である。
【０１０１】
カップリングレンズを構成するガラスの屈折率は、波長：６５５ｎｍ、温度：２５℃で１．６８９６３１、波長：６５９ｎｍ、温度：４５℃で１．６８９５２８、波長：６５６ｎｍ、温度：２５℃で１．６８９５８１で、線膨張係数は７．５Ｅ−０６Ｋ−１である。  
第１保持部材１１の線膨張係数は２．３Ｅ−０５Ｋ−１である。
【実施例３】
【０１０２】
光源の発光波長は２５℃で６５５ｎｍ、４５℃で６５９ｎｍである。
【０１０３】
カップリングレンズ２はガラス製で、入射側面は平面、射出側面の面形状は前記式（７）で表される非球面形状であり、その形状は「波面収差を補正するように最適化」されている。近軸曲率半径：Ｒの値は、実施例２と同じく、
R=-18.49
である。カップリングレンズ２から射出する光束は実質的な平行光束である。  
「第１レンズ４のデータ」
第１レンズ４の入射側面は、曲率半径：−２４６．５の回転対称な球面に「同心円状の回折格子」を格子面として形成した形状であり、回折面は、光軸からの距離：ｈ、位相係数：Ｃ１として前述の式（１２）で表され、位相係数：Ｃ１の値は以下の通りである。  
C1=-0.00107                                            。
【０１０４】
射出側面は、副走査方向にのみ曲率半径：６９．１６を持つシリンンドリカル面に、副走査方向に格子を持つ回折面を形成した面である。
【０１０５】
回折面の位相関数：φ(z)は、光軸からの副走査方向の距離：ｚ、位相係数：Ｃ２により次式(１７)で表され、
φ(z)=C2・z2 ・・・(１７)
位相係数：Ｃ２の値は、
C2= -0.001069
である。
【０１０６】
面間隔は以下の通りであり、実施例２のものと同じである。
【０１０７】
d1=24.25
d2=4.5
d3=61.71
d4=3.0
d5=121.7
d6=64.00685
d7=22.6
d8=75.85
d9=4.9
d10=158.71
ポリゴンミラー５以降のレンズデータは全て実施例１のものと同じである。
【０１０８】
実施例１、２と同様、厚さ：１．９ｍｍ（２５℃）の防音ガラス１０と防塵ガラス８が挿入されている。これらのガラスの屈折率は、波長：６５５ｎｍ、温度：２５℃で１．５１４３７１、波長：６５９ｎｍ、温度：４５℃で１．５１４２９１、波長：６５６ｎｍかつ温度：２５℃で１．５１４３２７であり、線膨張係数は７．５Ｅ−０６Ｋ−１である。カップリングレンズ２以外のレンズは全て同一の樹脂材料から成る。この樹脂材料の屈折率は、波長：６５５ｎｍかつ温度：２５℃で１．５２７２５７、波長：６５９ｎｍかつ温度：４５℃で１．５２５３６８、波長：６５６ｎｍかつ温度：２５℃で１．５２７２２２であり、線膨張係数は７．０Ｅ−０５Ｋ−１である。
【０１０９】
カップリングレンズを構成するガラスの屈折率は、波長：６５５ｎｍ、温度：２５℃で１．６８９６３１、波長：６５９ｎｍ、温度：４５℃で１．６８９５２８、波長：６５６ｎｍ、温度：２５℃で１．６８９５８１であり、線膨張係数は７．５Ｅ−０６Ｋ−１である。第１保持部材１１の線膨張係数は２．３Ｅ−０５Ｋ−１である。
【０１１０】
実施例１〜３における「深度特性」を図２〜図４に順次示す。
【０１１１】
これら深度特性の図において「縦軸はビームスポット径」を表し、横軸は「被走査面からのデフォーカス量（被走査面とビームウエスト位置とのずれ量）」を示している。従って、各図における線図は、ビームウエスト位置が被走査面に対して「横軸のデフォーカス量だけずれたときの被走査面上におけるビームスポット径を表す。図２では、上図が主走査方向、下図が副走査方向に関するもので、図３、図４では（ａ）が主走査方向、（ｂ）が副走査方向に関するものである。
【０１１２】
実施例１〜３に関する条件（１）〜（６）のパラメータ、式の値を以下の表２に示す。
【０１１３】
【表２】
2006098737.tif 000004
【０１１４】
表２から明らかなように、実施例１〜３とも条件（１）〜（６）を満たし、温度変動・波長変動まで含めて良好な光学特性を実現している。なお、上に説明した実施の形態・実施例の光走査装置はシングルビーム方式であるが、光源として複数の半導体レーザからの光束をプリズム等で合成する方式や半導体レーザアレイを用いることにより、光走査をマルチビーム方式で行うことも出来る。
【０１１５】
図６に画像形成装置の実施の１形態を示す。  
符号１１１で示す「光導電性の感光体」はドラム状に形成されて時計回りに等速回転する。感光体１１１の周面は「帯電手段」である帯電ローラ１１２により均一に帯電され、図１に示す如き光学配置の光走査装置１１７により光走査され、静電潜像を書込まれる。
【０１１６】
この静電潜像（ネガ潜像）は、現像装置１１３により反転現像されてトナー画像として可視化され、得られるトナー画像はシート状記録媒体Ｓ上に転写手段１１４により転写され、定着装置１１６により定着されて装置外へ排出される。  
トナー画像転写後の感光体１１１はクリーニング装置１１５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉を除去される。
【０１１７】
光走査装置１１７として上に説明した各実施例の如きものを用いることにより、良好な光走査により良好な画像形成を行うことができる。
【０１１８】
なお、画像形成装置はこれに限らず、タンデム式のカラー画像形成装置として構成することもできることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】光走査装置の光学配置の１例を説明するための図である。
【図２】実施例１に関する深度特性の図である。
【図３】実施例２に関する深度特性の図である。
【図４】実施例３に関する深度特性の図である。
【図５】光源と第１光学系との位置合わせを説明するための図である。
【図６】画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１      光源
２      カップリングレンズ
４      第１レンズ
６      走査レンズ
７      走査レンズ
９      被走査面
【図１】
2006098737.tif 000005
【図２】
2006098737.tif 000006
【図３】
2006098737.tif 000007
【図４】
2006098737.tif 000008
【図５】
2006098737.tif 000009
【図６】
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