(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査用の光を発する光源と、
前記光源からの発散光を略平行光に変換して出射するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズから出射された光を偏向させる偏向手段と、
前記偏向手段によって偏向された光を被走査面上に結像させる結像光学系とを備えた光走査装置であって、
前記コリメータレンズは、ガラスによって構成された球面レンズと、
光学樹脂によって構成され、前記球面レンズの光源側とは反対側である平行光束側の面に接合された非球面レンズとを有し、
以下の条件式（１）、（２Ａ）を満足するように構成されていることを特徴とする光走査装置。
φ≧２０mm ……（１）
３．２４ ＜ １．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa ＜ ３．３６ ……（２Ａ）
ただし、
φ：球面レンズの外径
Ｎa：球面レンズの屈折率
ｆ：コリメータレンズの全系の焦点距離
Ｒa：球面レンズの平行光束側の面の曲率半径
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発散光束を略平行光束に変換するためのコリメータレンズおよびこのコリメータレンズを利用した複写機やレーザプリンタなどの光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばレーザビームによって被走査面を走査することにより画像の記録や表示を行うようにした種々の光走査装置が知られている。レーザビームを利用した光走査装置としては、例えば、複写機やレーザプリンタなどがある。
【０００３】
光走査装置は、例えば、半導体レーザなどからなる光源と、半導体レーザなどからの発散光を略平行光に変換して出射するコリメータレンズと、このコリメータレンズからの光束を偏向させる偏向手段と、この偏向手段によって偏向された光束を被走査面上に結像させる走査結像光学系とを備えて構成される。被走査面は、例えば光導電性の感光ドラムなどの感光体の表面に形成されている。偏向手段は、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）を含んで構成されている。走査結像光学系は、例えばｆθレンズを含んで構成されている。
【０００４】
このような構成の光走査装置では、例えば半導体レーザから射出されたレーザビームが、コリメータレンズによって平行光束に変換されたのち、偏向手段によって被走査面に向けて偏向させられる。偏向手段によって偏向された光は、走査結像光学系によって被走査面上に結像され、微小なビームスポットを形成する。偏向手段は、例えば回転多面鏡を高速に回転させることにより、被走査面上のビームスポットが例えば線状の軌跡を描くように、入射光を偏向させる。これにより、被走査面が、ビームスポットによって走査される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、上述の光走査装置に使用されるコリメータレンズは、光源からの光の利用効率を高め、被走査面上での照度を大きくするために、明るいレンズ系にする必要がある。そのため、コリメータレンズは、一般的に、ｆθレンズなどに比べて開口数が大きくなり、それに伴い発生する収差が大きくなりやすいという問題がある。そこで、従来から、光走査装置に使用されるコリメータレンズでは、波面収差をはじめとした種々の収差を良好に補正することが必要とされている。従来、このコリメータレンズの収差を補正する手段としては、例えば特開平５−２７３４６３号公報および特開平６−５１１９８号公報などに記載されているように、レンズ面に非球面を使用するものが知られている。これらの公報記載のコリメータレンズは、ガラスを加工した単レンズの構成となっており、これによりレンズの軽量化、小型化および低コスト化が図られている。
【０００６】
ところで、コリメータレンズに入射する光束径は、開口数をＮＡ、焦点距離をｆとすると、２ＮＡｆとなる。このため、コリメータレンズの開口数が大きい場合や焦点距離が長い場合には、入射光束径が大きくなるために、コリメータレンズの外径を大きくする必要がある。一方で、非球面レンズの加工には、一般に金型による成型方法が採用されている。しかしながら、ガラスで構成された大きな径のコリメータレンズを、金型による成型（ガラスモールド）で精度良く加工することは難しい。そのため、上述の公報記載の技術によって外径の大きいコリメータレンズを製造しようとすると、その加工精度の点から、所望の性能を満足するレンズを得ることが難しいという問題があった。またこのとき、性能を満足するようにレンズの加工精度を上げようとすると、コストが高くなってしまうという問題が生じる。
【０００７】
ここで、上述の加工精度の問題を解決するために、例えば、ガラスを用いずに、光学樹脂を用いたプラスチックレンズのみでコリメータレンズを構成することが考えられる。プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて、金型による成型でも精度良く、かつ低コストで加工することができる利点がある。しかしながら、プラスチックレンズは温度による影響を受けやすく、温度変化に伴ってその形状や屈折率などがガラスレンズに比べて大きく変化する。このような形状や屈折率などの変化は、主として焦点距離の変化を招き、コリメータレンズとしての光学性能を悪化させるという問題がある。従って、コリメータレンズをプラスチックレンズのみで構成すると、例えば光走査装置に組み込んで使用した場合において、装置内の温度が上昇したときにその光学性能が悪化し、高精細な画像が得られなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、外径が大きな場合でも、所望の光学性能が得られるように精度良く加工することを可能にし、かつ低コストで実施することができるようなコリメータレンズおよびこれを用いた光走査装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による光走査装置は、走査用の光を発する光源と、光源からの発散光を略平行光に変換して出射するコリメータレンズと、コリメータレンズから出射された光を偏向させる偏向手段と、偏向手段によって偏向された光を被走査面上に結像させる結像光学系とを備えた光走査装置であって、コリメータレンズは、ガラスによって構成された球面レンズと、光学樹脂によって構成され、球面レンズの光源側とは反対側である平行光束側の面に接合された非球面レンズとを有し、以下の条件式（１）、（２Ａ）を満足するように構成されているものである。
φ≧２０mm ……（１）
３．２４ ＜ １．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa ＜ ３．３６ ……（２Ａ）
ただし、
φ：球面レンズの外径
Ｎa：球面レンズの屈折率
ｆ：コリメータレンズの全系の焦点距離
Ｒa：球面レンズの平行光束側の面の曲率半径
【００１３】
本発明によるコリメータレンズでは、非球面レンズを使用しているので、諸収差が良好に補正されるように構成することが容易である。本発明によるコリメータレンズでは、非球面レンズが光学樹脂によって構成されていると共に、非球面レンズが球面レンズの光源側とは反対側である平行光束側の面に接合された構成となっているので、コリメータレンズの外径が２０ｍｍを超えてしまう場合でも、ガラスによって非球面レンズを構成する場合に比べて、所望の光学性能を確保しつつ、非球面加工を精度良くかつ低コストで実施することが容易である。また、本発明によるコリメータレンズでは、ガラスによって構成された球面レンズを備えているので、すべてのレンズが光学樹脂によって構成されているコリメータレンズに比べて、温度変化に伴う光学性能の劣化が防止される。
【００１４】
本発明による光走査装置では、上述のようなコリメータレンズを備えているので、装置に最適な光学性能を得ることが可能とされる。例えば、コリメータレンズを装置に組み込んで使用した場合において、装置内の温度が上昇したとしても、光学性能の悪化が防止され、高精細な画像を得ることが可能とされる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
まず、図２を参照して、本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズが適用される光走査装置の一例について説明する。本実施の形態に係るコリメータレンズ１は、例えば、複写機やレーザプリンタなど、レーザビームによって被走査面を走査することによって画像の記録を行うようにした光走査装置２の光学系に用いられる。光走査装置２は、例えば半導体レーザによって構成された光源３を備えている。光走査装置２は、また、光軸Ｘに沿って、コリメータレンズ１と、補助光学系４と、ポリゴンミラー５とを備えている。コリメータレンズ１は、光源３から発せられた走査用のレーザビームなどによる発散光を、略平行光に変換して出射する機能を有している。補助光学系４は、スリットやシリンドリカルレンズなどの光学要素を有して構成され、ポリゴンミラー５の面倒れ補正などを行う機能を有している。ポリゴンミラー５は、紙面に垂直方向の回転軸５Ｃを回転中心として等角速度で高速回転し、コリメータレンズ１および補助光学系４を介して入射した光束を、被走査面７Ａに向けて偏向させる機能を有している。
【００１７】
この光走査装置２は、さらに、ポリゴンミラー５によって偏向された光束を被走査面７Ａ上に結像させるためのｆθレンズ６と、表面に被走査面７Ａが形成された光導電性の感光ドラム７とを備えている。感光ドラム７は、円柱形状に構成されていると共に、長手方向の回転軸７Ｃを回転中心として回転可能に構成されている。ｆθレンズ６は、本発明における「結像光学系」の一具体例に対応する。
【００１８】
このような構成の光走査装置２では、光源３から射出されたレーザビームが、コリメータレンズ１によって平行光束に変換されたのち、補助光学系４において面倒れ補正などが行われる。その後、レーザビームは、ポリゴンミラー５によって被走査面７Ａに向けて偏向させられる。ポリゴンミラー５によって偏向されたレーザビームは、ｆθレンズ６によって被走査面７Ａ上に結像され、微小なビームスポットを形成する。このとき、ｆθレンズ６は、レーザビームのスポットが、ポリゴンミラー５の回転に伴い、被走査面７Ａにおいて常に一定の線速度で移動するようにレーザビームを結像する。また、ポリゴンミラー５は、回転軸５Ｃを回転中心として等角速度で高速回転することにより、被走査面７Ａ上のビームスポットが主走査方向７Ｂに線状の軌跡を描くように、レーザビームを偏向させる。一方、感光ドラム７は、回転軸７Ｃを回転中心として回転する。これにより、被走査面７Ａ側から見て、ビームスポットの軌跡が主走査方向７Ｂに直交する方向（副走査方向）に描かれる。
【００１９】
以上のようにして、被走査面７Ａが、ビームスポットによって主走査方向および副走査方向に走査される。レーザプリンタなどでは、ビームスポットの走査によって、感光ドラム７の表面が露光され、その表面に走査に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像部分に、静電潜像部分とは反対の電荷を持ったトナーを付着させて、トナー現像が行われる。この感光ドラムに付着したトナーは、記録紙などの記録媒体に転写され、記録媒体上に画像を形成する。
【００２０】
図１は、光軸Ｘを含む単一の平面内におけるコリメータレンズ１の各レンズ要素の断面を示している。なお、図１において符号Ｘ１で示す方向が平行光束側である。また、図１に示した位置３Ｃは、光源３から発せられる光束の中心位置を示す。図１において、符号Ｒｉは、最も平行光束側のレンズ面を第１番目として、光源側に行くに従い順次増加する第ｉ番目のレンズ面の曲率半径を示し、符号Ｄｉは、第ｉ番目のレンズ面と第ｉ＋１番目のレンズ面との光軸上の面間隔を示す。
【００２１】
図１に示したように、本実施の形態に係るコリメータレンズ１は、球面レンズ１０と非球面レンズ１１とで構成されている。球面レンズ１０は、ガラスによって構成されている。一方、非球面レンズ１１は、光学樹脂（プラスチック）によって構成されている。非球面レンズ１１は、球面レンズ１０の平行光束側の面に接合されている。ただし、非球面レンズ１１は、球面レンズ１０の少なくとも一方の面に接合されていれば良い。例えば、図４に示したコリメータレンズ１Ｂのように、球面レンズ１０の平行光束側の反対側（光源側）の面に非球面レンズ１１Ｃが接合された構成であっても良い。また例えば、図３に示したコリメータレンズ１Ａのように、球面レンズ１０の両面に非球面レンズ１１Ａ，１１Ｂが接合された構成であっても良い。非球面レンズ１１，１１Ａ〜１１Ｃは、接合面以外の面が非球面形状となっている。
【００２２】
次に、本実施の形態に係るコリメータレンズ１が満たす光学的な条件と、その作用・効果について説明する。
【００２３】
まず、コリメータレンズ１が、コリメータレンズ１Ａ，１Ｂと共通して満たす条件について説明する。コリメータレンズ１（およびコリメータレンズ１Ａ，１Ｂ）は、以下の条件式（１）を満足するように構成されている。すなわち、球面レンズ１０の外径φが２０ｍｍ以上となっている。
φ≧２０mm  ……（１）
【００２４】
コリメータレンズ１では、上記条件式（１）を満足する球面レンズ１０に、光学樹脂によって構成された非球面レンズ１１が接合されていることにより、例えばガラス材料の非球面単レンズによって構成されたコリメータと比較して、レンズの加工を精度良く、しかも低コストで行うことが可能とされる。なお、一般的な光走査装置であれば、コリメータレンズの外径は、最大で５０ｍｍ程度あれば十分だと思われる。ただし、本実施の形態のコリメータレンズ１は、５０ｍｍを越える外径を持つものにも当然適用される。
【００２５】
コリメータレンズ１は、また、以下の条件式（２）を満足していることが望ましい。条件式（２）を満足することにより、主として球面収差が良好に補正される。
【００２６】
３．１ ＜ １．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa ＜ ３．６  ……（２）
ただし、
Ｎa：球面レンズ１０の屈折率
ｆ：全系の焦点距離
Ｒa：球面レンズ１０の平行光束側の面の曲率半径
【００２７】
なお好ましくは、コリメータレンズ１は、以下の条件式（２Ａ）を満足することが望ましい。
３．２４ ＜ １．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa ＜ ３．３６  ……（２Ａ）
【００２８】
さらに、コリメータレンズ１は、以下の条件式（４）を満足していることが望ましい。より望ましくは「ｆg／ｆ」の値がほぼ「１」となっていると良い。条件式（４）を満足することにより、コリメータレンズ１のパワーのほとんどを球面レンズ１０が受け持つことになり、光学樹脂で構成された非球面レンズ１１のパワーが小さくなる。これにより、温度変化に伴い非球面レンズ１１の形状や屈折率などが変化したとしても、焦点距離の変化などを小さくすることができる。従って、コリメータレンズ１を光走査装置２に組み込んで使用した場合において、装置内の温度が上昇したときにも、その光学性能の悪化の度合いを小さくすることができる。
【００２９】
０．９ ＜ ｆg／ｆ ＜ １．１  ……（４）
ただし、
ｆg：球面レンズ１０の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
【００３０】
以上の条件が、コリメータレンズ１が、コリメータレンズ１Ａ，１Ｂと共通して満たすべき条件である。ところで、本実施の形態においては、非球面レンズが球面レンズ１０の少なくとも一方の面に接合されていれば良い。このとき、コリメータレンズ１のように、非球面レンズ１１を球面レンズ１０の平行光束側の面に接合した場合には、光源側の面にのみ非球面レンズ１１Ｃを接合したコリメータレンズ１Ｂ（図４）と比較して、特に、コマ収差が良好に補正される。非球面レンズ１１を球面レンズ１０の平行光束側の面に接合した場合には、特に、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。これにより、コリメータレンズ１において、主として球面収差が良好に補正される。
【００３１】
３．１ ＜ １．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa ＜ ３．４  ……（３）
【００３２】
なお好ましくは、コリメータレンズ１は、さらに以下の条件式（３Ａ）を満足することが望ましい。
３．２４ ＜ １．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa ＜ ３．３２  ……（３Ａ）
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態のコリメータレンズ１によれば、非球面レンズ１１が光学樹脂によって構成されていると共に、非球面レンズが球面レンズの少なくとも一方の面に接合された構成となっているので、コリメータレンズ１の外径が２０ｍｍを超えてしまう場合でも、ガラスによって非球面レンズ１１を構成する場合に比べて、諸収差が良好に補正され、所望の光学性能が得られるように非球面加工を精度良く行うことができ、かつ低コストで実施することが可能となる。また、本実施の形態のコリメータレンズ１では、ガラスによって構成された球面レンズ１０を備えているので、すべてのレンズが光学樹脂によって構成されているコリメータレンズに比べて、温度変化に伴う光学性能の劣化が防止される。
【００３４】
また、本実施の形態の光走査装置２によれば、上述のようなコリメータレンズ１を備えているので、装置に最適な光学性能を得ることが可能となる。例えば、コリメータレンズ１を装置に組み込んで使用した場合において、装置内の温度が上昇したとしても、光学性能の悪化が防止され、高精細な画像を得ることが可能となる。
【００３５】
［実施例］
次に、本実施の形態のコリメータレンズの具体的な数値実施例について説明する。
【００３６】
＜実施例１＞
本実施例のコリメータレンズ1-1は、は、図１に示したコリメータレンズ１のように、ガラスで構成された球面レンズ１０の平行光束側の面に、光学樹脂からなる非球面レンズ１１を接合した構成となっている。
【００３７】
図５（Ａ），（Ｂ）は、本実施例に係るコリメータレンズ1-1の具体的な数値実施例を示している。図５（Ａ）における面番号Ｓｉは、最も平行光束側のレンズ面を第１番目として、光源側に行くに従い順次増加するレンズ面の番号を示している。曲率半径Ｒｉは、図１に示した符号Ｒｉと同様に、最も平行光束側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径を示している。面間隔Ｄｉについても、図１に示した符号Ｄｉと同様であり、最も平行光束側から第ｉ番目のレンズ面Ｓｉと第ｉ＋１番目のレンズ面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（空気間隔）を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はｍｍ（ミリメートル）である。屈折率Ｎｉは、最も平行光束側から第ｉ番目のレンズ要素の波長７８０nmに対する屈折率の値を示している。
【００３８】
図５（Ａ）において、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面であることを示す。本実施例では、非球面レンズ１１の平行光束側のレンズ面、すなわち、コリメータレンズ全体における第１番目のレンズ面Ｓ１が非球面形状となっている。図５（Ａ）では、非球面からなるレンズ面Ｓ１の曲率半径Ｒ１として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。
【００３９】
図５（Ｂ）は、レンズ面Ｓ１の非球面形状を表すための非球面係数ｋ，ａ4，ａ6，ａ8，ａ10の値を示している。これらの非球面係数は、以下の式（Ａ）によって表される非球面多項式における係数である。式（Ａ）の非球面多項式において、ρは、光軸Ｘからレンズ面までの距離（高さ）（単位：ｍｍ）を表す。ｆ（ρ）は、高さρにおけるレンズ面のサグ（ｓａｇ）量を表している。より詳しくは、ｆ（ρ）は、光軸Ｘから高さρの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（単位：ｍｍ）を示す。Ｒは、非球面の頂点近傍における曲率半径（近軸曲率半径）である。また、ｋは、離心率を表し、ａ4，ａ6，ａ8，ａ10は、それぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数を表す。
【００４０】
【数１】
0004689805.tif 000002
【００４１】
図５（Ｃ）は、本実施例に係るコリメータレンズ1-1の光学性能を示す各種の値を示している。より具体的には、光学性能を表す値として、開口数ＮＡ、全系の焦点距離ｆ、入射光束径２ＮＡｆの値を示す。また、図５（Ｃ）では、光学性能を表す値として、条件式（２），（３）などにおける「１．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa」の値についても示す。なお、図５（Ｃ）に示した各光学性能を示す値は、波長７８０ｎｍに対する値となっている。図５（Ｃ）に示したように、本実施例に係るコリメータレンズ1-1では、入射光束径２ＮＡｆの値が「３０ｍｍ」となっているので、上述の条件式（１）の条件を満たす。また、「１．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa」の値が「３．２６」となっており、上述の条件式（２），（２Ａ），（３），（３Ａ）の条件を満たしている。
【００４２】
図６〜図８は、本実施例に係るコリメータレンズ1-1の諸収差を示している。より詳しくは、図６（Ａ）は、球面収差を示し、図６（Ｂ）は、非点収差を示している。図６（Ｂ）において、実線はサジタル像面に対する収差を示し、点線はタンジェンシャル（メリジオナル）像面に対する収差を示している。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対するコマ収差を示し、図７（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対するコマ収差を示している。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対する波面収差を示し、図８（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対する波面収差を示している。図８（Ａ）〜（Ｅ）の波面収差図において、「１λ」は、１波長を示す。なお、図６〜図８に示した各収差図は、いずれも光源側に厚さ０．２５ｍｍのガラス板（屈折率：１．５１）を含んだ状態で算出されたものである。また、各収差図において、ωは半画角を示す。各収差図は、波長７８０ｎｍに対する収差を示している。
【００４３】
＜実施例２＞
本実施例は、実施例１と同様に、図１に示したコリメータレンズ１と同様のレンズ構成となっている。すなわち、本実施例のコリメータレンズ1-2は、ガラスで構成された球面レンズ１０の平行光束側の面に、光学樹脂からなる非球面レンズ１１を接合した構成となっている。
【００４４】
図９（Ａ），（Ｂ）は、本実施例に係るコリメータレンズ1-2の具体的な数値実施例を示している。図９（Ａ），（Ｂ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図５（Ａ），（Ｂ））の場合と同様である。本実施例においても、非球面レンズ１１の平行光束側のレンズ面、すなわち、コリメータレンズ全体における第１番目のレンズ面Ｓ１（Ｒ１）が非球面形状となっている。
【００４５】
図９（Ｃ）は、本実施例に係るコリメータレンズ1-2の光学性能を示す各種の値を示している。図９（Ｃ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図９（Ｃ））の場合と同様である。図９（Ｃ）に示したように、本実施例に係るコリメータレンズ1-2では、入射光束径２ＮＡｆの値が「３０ｍｍ」となっているので、上述の条件式（１）の条件を満たす。また、「１．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa」の値が「３．２９」となっており、上述の条件式（２），（２Ａ），（３），（３Ａ）の条件を満たしている。
【００４６】
図１０〜図１２は、本実施例に係るコリメータレンズ1-2の諸収差を示している。より詳しくは、図１０（Ａ）は、球面収差を示し、図１０（Ｂ）は、非点収差を示している。図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対するコマ収差を示し、図１１（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対するコマ収差を示している。図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対する波面収差を示し、図１２（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対する波面収差を示している。図１０〜図１２に示した各収差は、実施例１（図６〜図８）の場合と同様の条件によって算出されたものである。
【００４７】
＜実施例３＞
本実施例は、図３に示したコリメータレンズ１Ａと同様のレンズ構成となっている。すなわち、本実施例のコリメータレンズ1A-1は、ガラスで構成された球面レンズ１０の両面に非球面レンズ１１Ａ，１１Ｂが接合された構成となっている。
【００４８】
図１３（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係るコリメータレンズ1A-1の具体的な数値実施例を示している。図１３（Ａ），（Ｂ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図５（Ａ），（Ｂ））の場合と同様である。本実施例においては、非球面レンズ１１Ａの平行光束側のレンズ面と、非球面レンズ１１Ｂの光源側のレンズ面とが非球面形状となっている。すなわち、コリメータレンズ全体における第１番目のレンズ面Ｓ１（Ｒ１）と第４番目のレンズ面Ｓ４（Ｒ４）とが非球面形状となっている。
【００４９】
図１４（Ｃ）は、本実施例に係るコリメータレンズ1A-1の光学性能を示す各種の値を示している。図１３（Ｃ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図９（Ｃ））の場合と同様である。図１３（Ｃ）に示したように、本実施例に係るコリメータレンズ1A-1では、入射光束径２ＮＡｆの値が「３０ｍｍ」となっているので、上述の条件式（１）の条件を満たす。また、「１．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa」の値が「３．３１」となっており、上述の条件式（２），（２Ａ），（３），（３Ａ）の条件を満たしている。
【００５０】
図１４〜図１６は、本実施例に係るコリメータレンズ1A-1の諸収差を示している。より詳しくは、図１４（Ａ）は、球面収差を示し、図１４（Ｂ）は、非点収差を示している。図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対するコマ収差を示し、図１５（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対するコマ収差を示している。図１６（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対する波面収差を示し、図１６（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対する波面収差を示している。図１４〜図１６に示した各収差は、実施例１（図６〜図８）の場合と同様の条件によって算出されたものである。
【００５１】
＜実施例４＞
本実施例は、図４に示したコリメータレンズ１Ｂと同様のレンズ構成となっている。すなわち、本実施例のコリメータレンズ1B-1は、ガラスで構成された球面レンズ１０の光源側の面に非球面レンズ１１Ｃが接合された構成となっている。
【００５２】
図１７（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係るコリメータレンズ1B-1の具体的な数値実施例を示している。図１７（Ａ），（Ｂ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図５（Ａ），（Ｂ））の場合と同様である。本実施例においては、非球面レンズ１１Ｃの光源側のレンズ面が非球面形状となっている。すなわち、コリメータレンズ全体における第３番目のレンズ面Ｓ３（Ｒ３）が非球面形状となっている。
【００５３】
図１７（Ｃ）は、本実施例に係るコリメータレンズ1B-1の光学性能を示す各種の値を示している。図１７（Ｃ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図９（Ｃ））の場合と同様である。図１７（Ｃ）に示したように、本実施例に係るコリメータレンズ1B-1では、入射光束径２ＮＡｆの値が「３０ｍｍ」となっているので、上述の条件式（１）の条件を満たす。また、「１．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa」の値が「３．３３」となっており、少なくとも上述の条件式（２），（２Ａ）の条件を満たしている。
【００５４】
図１８〜図２０は、本実施例に係るコリメータレンズ1B-1の諸収差を示している。より詳しくは、図１８（Ａ）は、球面収差を示し、図１８（Ｂ）は、非点収差を示している。図１９（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対するコマ収差を示し、図１９（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対するコマ収差を示している。図２０（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対する波面収差を示し、図２０（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対する波面収差を示している。図１８〜図２０に示した各収差は、実施例１（図６〜図８）の場合と同様の条件によって算出されたものである。
【００５５】
＜実施例５＞
本実施例は、実施例４と同様に、図４に示したコリメータレンズ１Ｂと同様のレンズ構成となっている。すなわち、本実施例のコリメータレンズ1B-2は、ガラスで構成された球面レンズ１０の光源側の面に非球面レンズ１１Ｃが接合された構成となっている。
【００５６】
図２１（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係るコリメータレンズ1B-2の具体的な数値実施例を示している。図２１（Ａ），（Ｂ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図５（Ａ），（Ｂ））の場合と同様である。本実施例においては、非球面レンズ１１Ｃの光源側のレンズ面が非球面形状となっている。すなわち、コリメータレンズ全体における第３番目のレンズ面Ｓ３（Ｒ３）が非球面形状となっている。
【００５７】
図２１（Ｃ）は、本実施例に係るコリメータレンズ1B-2の光学性能を示す各種の値を示している。図２１（Ｃ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図９（Ｃ））の場合と同様である。図２１（Ｃ）に示したように、本実施例に係るコリメータレンズ1B-2では、入射光束径２ＮＡｆの値が「３０ｍｍ」となっているので、上述の条件式（１）の条件を満たす。また、「１．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa」の値が「３．３２」となっており、少なくとも上述の条件式（２），（２Ａ）の条件を満たしている。
【００５８】
図２２〜図２４は、本実施例に係るコリメータレンズ1B-2の諸収差を示している。より詳しくは、図２２（Ａ）は、球面収差を示し、図２２（Ｂ）は、非点収差を示している。図２３（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対するコマ収差を示し、図２３（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対するコマ収差を示している。図２４（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対する波面収差を示し、図２４（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対する波面収差を示している。図２２〜図２４に示した各収差は、実施例１（図６〜図８）の場合と同様の条件によって算出されたものである。
【００５９】
＜実施例６＞
本実施例についても、実施例４と同様に、図４に示したコリメータレンズ１Ｂと同様のレンズ構成となっている。すなわち、本実施例のコリメータレンズ1B-3は、ガラスで構成された球面レンズ１０の光源側の面に非球面レンズ１１Ｃが接合された構成となっている。
【００６０】
図２５（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係るコリメータレンズ1B-3の具体的な数値実施例を示している。図２５（Ａ），（Ｂ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図５（Ａ），（Ｂ））の場合と同様である。本実施例においては、非球面レンズ１１Ｃの光源側のレンズ面が非球面形状となっている。すなわち、コリメータレンズ全体における第３番目のレンズ面Ｓ３（Ｒ３）が非球面形状となっている。
【００６１】
図２５（Ｃ）は、本実施例に係るコリメータレンズ1B-3の光学性能を示す各種の値を示している。図２５（Ｃ）に示した各数値の示す意味は、実施例１（図９（Ｃ））の場合と同様である。図２５（Ｃ）に示したように、本実施例に係るコリメータレンズ1B-3では、入射光束径２ＮＡｆの値が「３０ｍｍ」となっているので、上述の条件式（１）の条件を満たす。また、「１．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa」の値が「３．３５」となっており、少なくとも上述の条件式（２），（２Ａ）の条件を満たしている。
【００６２】
図２６〜図２８は、本実施例に係るコリメータレンズ1B-3の諸収差を示している。より詳しくは、図２６（Ａ）は、球面収差を示し、図２６（Ｂ）は、非点収差を示している。図２７（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対するコマ収差を示し、図２７（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対するコマ収差を示している。図２８（Ａ）〜（Ｃ）は、タンジェンシャル像面に対する波面収差を示し、図２８（Ｄ），（Ｅ）は、サジタル像面に対する波面収差を示している。図２６〜図２８に示した各収差は、実施例１（図６〜図８）の場合と同様の条件によって算出されたものである。
【００６３】
最後に、図２９において、以上で説明した６つの実施例のそれぞれについて、条件式（２），（３）における「１．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa」の値と、条件式（４）における「ｆg／ｆ」の値とをまとめて示す。図２９から分かるように、すべての実施例について、少なくとも条件式（２），（３）および（４）が満たされている。
【００６４】
以上で説明したように、すべての実施例のコリメータレンズについて、上述の各条件式を満足した状態で諸収差が良好に補正され、光走査装置２に適用して最適な光学性能が得られている。
【００６５】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよび屈折率Ｎの値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【００６６】
以上説明したように、請求項１に記載の光走査装置によれば、ガラスによって構成された球面レンズと、光学樹脂によって構成され、球面レンズの光源側とは反対側である平行光束側の面に接合された非球面レンズとを備え、球面レンズの外径φについて２０mm以上の条件を満足するようにコリメータレンズを構成したので、コリメータレンズについて、外径が大きな場合でも、所望の光学性能が得られるように精度良く加工することが可能となり、かつ低コストで実施することができるという効果を奏する。
【００６７】
特に、請求項１記載の光走査装置において、さらに、「３．２４ ＜ １．０４Ｎa＋ｆ／Ｒa ＜ ３．３６」の条件式を満足するようにコリメータレンズを構成したので、特に、コリメータレンズの球面収差を良好に補正することができるという効果を奏する。
【００６８】
また、請求項１記載の光走査装置において、非球面レンズを、球面レンズの光源側とは反対側である平行光束側の面に接合してコリメータレンズを構成したので、特に、コリメータレンズのコマ収差を良好に補正することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズが利用される光走査装置の概略を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズの他の構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズのさらに他の構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズの第１の具体的な数値実施例（実施例１）を示す説明図である。
【図６】図５に示した実施例１のコリメータレンズの球面収差および非点収差を示す収差図である。
【図７】図５に示した実施例１のコリメータレンズのコマ収差を示す収差図である。
【図８】図５に示した実施例１のコリメータレンズの波面収差を示す収差図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズの第２の具体的な数値実施例（実施例２）を示す説明図である。
【図１０】図９に示した実施例２のコリメータレンズの球面収差および非点収差を示す収差図である。
【図１１】図９に示した実施例２のコリメータレンズのコマ収差を示す収差図である。
【図１２】図９に示した実施例２のコリメータレンズの波面収差を示す収差図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズの第３の具体的な数値実施例（実施例３）を示す説明図である。
【図１４】図１３に示した実施例３のコリメータレンズの球面収差および非点収差を示す収差図である。
【図１５】図１３に示した実施例３のコリメータレンズのコマ収差を示す収差図である。
【図１６】図１３に示した実施例３のコリメータレンズの波面収差を示す収差図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズの第４の具体的な数値実施例（実施例４）を示す説明図である。
【図１８】図１７に示した実施例４のコリメータレンズの球面収差および非点収差を示す収差図である。
【図１９】図１７に示した実施例４のコリメータレンズのコマ収差を示す収差図である。
【図２０】図１７に示した実施例４のコリメータレンズの波面収差を示す収差図である。
【図２１】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズの第５の具体的な数値実施例（実施例５）を示す説明図である。
【図２２】図２１に示した実施例５のコリメータレンズの球面収差および非点収差を示す収差図である。
【図２３】図２１に示した実施例５のコリメータレンズのコマ収差を示す収差図である。
【図２４】図２１に示した実施例５のコリメータレンズの波面収差を示す収差図である。
【図２５】本発明の一実施の形態に係るコリメータレンズの第６の具体的な数値実施例（実施例６）を示す説明図である。
【図２６】図２５に示した実施例６のコリメータレンズの球面収差および非点収差を示す収差図である。
【図２７】図２５に示した実施例６のコリメータレンズのコマ収差を示す収差図である。
【図２８】図２５に示した実施例６のコリメータレンズの波面収差を示す収差図である。
【図２９】各実施例のコリメータレンズが満たす条件値について示す説明図である。
【符号の説明】
Ｘ…光軸、１，１Ａ，１Ｂ…コリメータレンズ、２…光走査装置、３…光源、４…補助光学系、５…ポリゴンミラー、６…ｆθレンズ、７…感光ドラム、７Ａ…被走査面、１０…球面レンズ、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…非球面レンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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