(57)【要約】【課題】  製造が容易でかつ環境変動に依らず良好な光学特性を得ることができる光走査装置及びそれを備える画像形成装置を提供すること。【解決手段】  光束を偏向して被走査面８を主走査方向に光走査する偏向器６と、偏向器６により偏向された光束を被走査面８に導光する結像光学系７と、を有する光走査装置１０であって、結像光学系７は、プラスチック材料から成る１以上のレンズ（Ｌ１）と、ガラス材料から成る１以上のレンズと（Ｌ２、Ｌ３）、を含み、ガラス材料から成るレンズが備える凹面は球面であり、プラスチック材料から成るレンズの合成屈折力をφｐ、結像光学系７の全系の合成屈折力をφｓ、とするとき、副走査断面内において−１．０≦φｐ／φｓ≦０．３なる条件を満足する。【選択図】  図１
2016173507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、該偏向器により偏向された光束を前記被走査面に導光する結像光学系と、を有する光走査装置であって、
前記結像光学系は、プラスチック材料から成る１以上のレンズと、ガラス材料から成る１以上のレンズと、を含み、
前記ガラス材料から成るレンズが備える凹面は球面であり、
前記プラスチック材料から成るレンズの合成屈折力をφｐ、前記結像光学系の全系の合成屈折力をφｓ、とするとき、副走査断面内において
−１．０≦φｐ／φｓ≦０．３
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】
前記プラスチック材料から成るレンズは、非球面形状のレンズ面を備え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】
前記ガラス材料から成るレンズは、主走査断面内において、前記偏向器側から順に、負の屈折力の第１ガラスレンズ、正の屈折力の第２ガラスレンズ、正の屈折力の第３ガラスレンズ、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記ガラス材料から成るレンズは、副走査断面内において、前記偏向器側から順に、負の屈折力の第１ガラスレンズ、正の屈折力の第２ガラスレンズ、正の屈折力の第３ガラスレンズ、を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
主走査断面内において、前記ガラス材料から成るレンズのうち前記偏向器に最も近い第１ガラスレンズの入射面の曲率半径をＲ１１、前記第１ガラスレンズの出射面の曲率半径をＲ１２、とするとき、
３＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１）＜３０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
主走査断面内において、前記ガラス材料から成るレンズのうち前記偏向器に最も近い第１ガラスレンズに隣接する第２ガラスレンズの入射面の曲率半径をＲ２１、前記第２ガラスレンズの出射面の曲率半径をＲ２２、とするとき、
−２５＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１）＜−４
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記プラスチック材料から成るレンズは、凹トーリック形状のレンズ面を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記結像光学系は、前記プラスチック材料から成るレンズを１つのみ含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記ガラス材料から成るレンズは、副走査断面内においてのみ屈折力を有するガラスレンズを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光走査装置と、該光走査装置により前記被走査面上に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光走査装置と、外部機器から出力された色信号を画像信号に変換して前記光走査装置に入力するプリンタコントローラと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザービームプリンタ、デジタル複写機、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置及びそれが備える光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置が備える光走査装置として、特許文献１には、光源からの光を偏向する偏向器と、偏向器により偏向された光を被走査面に集光する複数のレンズから成る結像光学系と、を有する構成が記載されている。光走査装置においては、画像情報の記録を高精度に行うために、有効走査領域の全域に渡って良好な光学特性が求められる。具体的には、像面湾曲が良好に補正されていること、被走査面上でのスポット径が揃っていること、被走査面への光の入射角度と像高とが比例関係になる歪曲収差（ｆθ特性）を有していること、などが要求される。
【０００３】
また、従来、プラスチックモールド成型を採用することで、結像光学系が有するレンズを容易に形成する方法が知られている。しかし、プラスチック材料から成るレンズを採用した場合、環境変動（温度上昇など）に起因する屈折率や形状の変化により、光学特性の変動が生じてしまう。そこで、特許文献２及び３では、温度変化によるピントの変化を抑制することが可能な結像光学系が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２００３１４号公報
【特許文献２】特開２００１−２６４６６４号公報
【特許文献３】特開平８−２９２３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の光走査装置は、光源からの光を偏向器に導光する入射光学系と結像光学系とにおいてピント変化を相殺する構成であるため、各光学系の設計自由度に乏しい。さらに、特許文献３に記載の光走査装置においては、結像光学系の屈折力を十分に弱くする必要があるため、結像光学系の全系の小型化及び被走査面でのスポットの小径化（高精細化）が困難になる。
【０００６】
本発明の目的は、製造が容易でかつ環境変動に依らず良好な光学特性を得ることができる光走査装置及びそれを備える画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光走査装置は、光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、該偏向器により偏向された光束を前記被走査面に導光する結像光学系と、を有する光走査装置であって、前記結像光学系は、プラスチック材料から成る１以上のレンズと、ガラス材料から成る１以上のレンズと、を含み、前記ガラス材料から成るレンズが備える凹面は球面であり、前記プラスチック材料から成るレンズの合成屈折力をφｐ、前記結像光学系の全系の合成屈折力をφｓ、とするとき、副走査断面内において−１．０≦φｐ／φｓ≦０．３なる条件を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製造が容易でかつ環境変動に依らず良好な光学特性を得ることができる光走査装置及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置の要部概略図。
【図２】本発明の実施例１に係る結像光学系の要部概略図。
【図３】本発明の実施例１に係る結像光学系の収差特性を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る結像光学系の温度特性を示す図。
【図５】本発明の実施例１に係る結像光学系のデフォーカス特性を示す図。
【図６】本発明の実施例１に係る結像光学系の収差係数を示す図。
【図７】本発明の実施例２に係る結像光学系の要部概略図。
【図８】本発明の実施例２に係る結像光学系の収差特性を示す図。
【図９】本発明の実施例２に係る結像光学系の温度特性を示す図。
【図１０】本発明の実施例２に係る結像光学系のデフォーカス特性を示す図。
【図１１】本発明の実施例３に係る結像光学系の要部概略図。
【図１２】本発明の実施例３に係る結像光学系の収差特性を示す図。
【図１３】本発明の実施例３に係る結像光学系の温度特性を示す図。
【図１４】本発明の実施例３に係る結像光学系のデフォーカス特性を示す図。
【図１５】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）とは、偏向器の回転軸（又は揺動軸）と光軸方向（Ｘ方向）とに垂直な方向（偏向器により被走査面が走査される方向）であり、副走査方向（Ｚ方向）とは、偏向器の回転軸（又は揺動軸）に平行な方向である。また、主走査断面（ＸＹ断面）とは、副走査方向に垂直な断面（主走査方向と光軸とを含む断面）であり、副走査断面（ＺＸ断面）とは、主走査方向に垂直な断面（副走査方向と光軸とを含む断面）である。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る光走査装置１０の要部概略図（主走査断面図）である。光走査装置１０は、光源１と、入射光学系９と、偏向器６と、結像光学系（走査光学系）７と、を有する。入射光学系９は、コリメータレンズ２と、第１の開口絞り（副走査絞り）３と、シリンドリカルレンズ４と、第２の開口絞り（主走査絞り）５と、を含む。また、結像光学系７は、偏向器側から順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３を含む。
【００１３】
本実施形態においては、光源１として半導体レーザーを採用している。コリメータレンズ２は、光源１から出射した光束（発散光）を略平行光束に変換する。第１の開口絞り３は、コリメータレンズ２からの光束を副走査方向においてのみ規制し、その副走査方向の幅を規定する。シリンドリカルレンズ４は、副走査断面内においてのみ屈折力を有しており、第１の開口絞り３を通過した光束を副走査断面内においてのみ集光する。第２の開口絞り５はシリンドリカルレンズ４からの光束を主走査方向においてのみ規制し、その主走査方向の幅を規定する。この構成により、入射光学系９は、偏向器６の偏向面に光源１を結像して、略線状の像（線像）を形成する。
【００１４】
本実施形態に係る偏向器は、複数の偏向面を含むポリゴンミラー（回転多面鏡）から成り、不図示の駆動部（モータ等）が発生させる駆動力により、図１に示す矢印方向に一定速度で回転している。結像光学系７は、ｆθ特性を有しており、偏向器６により偏向された光束を被走査面８に導光（集光）している。また、結像光学系７は、副走査断面内において、偏向器６の偏向面と被走査面８とを光学的に共役関係にすることにより、面倒れ補正を行っている。光走査装置１０は、これらの構成により、被走査面８を主走査方向に等速に光走査することができる。
【００１５】
光走査装置１０において、被走査面８での光束のスポット径をより小さくして更なる高精細化を達成するためには、結像光学系７のＦナンバーをより小さく（大口径化）し、かつそれによって生じる波面収差をより低減することが必要になる。さらに、被走査面８での有効走査領域の全域において、光束のスポット径の均一性を保つためには、像面湾曲及びｆθ特性をより良好に補正することが必要になる。
【００１６】
ここで、主走査断面内及び副走査断面内の夫々において良好な光学性能を得るためには、結像光学系７を構成するレンズに、主走査断面内における屈折力よりも強い負の屈折力を副走査断面内において持たせる必要がある。すなわち、結像光学系７を構成するレンズに、主走査断面内と副走査断面内とで曲率半径が互いに異なるトーリック形状の凹面（凹トーリック面）を形成する必要がある。
【００１７】
しかし、結像光学系７を構成するレンズとしてガラス材料から成るレンズ（ガラスレンズ）を採用する場合、そのレンズ面を凹トーリック面とすることは困難である。一方、結像光学系７を構成するレンズとしてプラスチック材料から成るレンズ（プラスチックレンズ）を採用する場合、プラスチックモールド成型により容易にトーリック面を形成することができる。しかしながら、プラスチックレンズを採用した場合、ガラスレンズを採用した場合よりも、温度変化によるピントの変化量が大きくなってしまうため、良好な光学性能を維持することが困難になる。
【００１８】
そこで、本実施形態に係る結像光学系７は、１以上のプラスチックレンズと、１以上のガラスレンズと、を含み、かつガラスレンズが備える凹面が球面である構成を採っている。また、本実施形態に係る結像光学系７は、プラスチックレンズの合成屈折力をφｐ、結像光学系７の全系の合成屈折力をφｓ、とするとき、副走査断面内において以下の条件式（１）を満足している。
−１．０≦φｐ／φｓ≦０．３      （１）
【００１９】
条件式（１）は、副走査断面内におけるプラスチックレンズの合成屈折力と結像光学系７の全系の合成屈折力との比を規定するものである。条件式（１）の範囲から外れると、温度変化による光学性能の変化を良好に補正することが困難になる。なお、以下の条件式（１´）をさらに満足することがより好ましい。
−０．９５≦φｐ／φｓ≦０．２５      （１´）
【００２０】
本実施形態に係る光走査装置１０によれば、凹球面を有するガラスレンズを採用することで、加工を容易にしつつ温度変化によるピントの変化を抑制することができ、かつ、プラスチックレンズを採用することで、収差を良好に補正することができる。これにより、有効走査領域の全域において高精細な画像を形成することが可能になる。
【００２１】
［実施例１］
以下、本発明の実施例１に係る光走査装置について詳細に説明する。なお、本実施例に係る光走査装置の構成は、図１に示した光走査装置１０の構成と同様であるため、その説明を省略する。
【００２２】
図２は、本実施例に係る結像光学系７の要部概略図（主走査断面図）である。本実施例に係る結像光学系７は、主走査断面内において、偏向器側から順に、プラスチック材料から成る第１レンズＬ１、負の屈折力の第２レンズＬ２、正の屈折力の第３レンズＬ３、正の屈折力の第４レンズＬ４、屈折力を有さない第５レンズＬ５、から成る。
【００２３】
表１は、本実施例に係る光走査装置の諸設計値及び結像光学系７の数値実施例を示したものである。表１において、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数、を夫々示しており、回転中心座標は、偏向器６と像高０（軸上）の主光線との交点（軸上偏向点）を原点として示されている。また、各焦点距離については、光軸上での値を示している。
【００２４】
【表１】
2016173507.tif 000003
【００２５】
本実施例においては、結像光学系７を構成するレンズのうち、第１レンズＬ１のみがプラスチックレンズであり、他のレンズは全てガラスレンズである。ガラスレンズのうち、最も偏向器に近い第２レンズＬ２（第１ガラスレンズ）及びそれに隣接する第３レンズＬ３（第２ガラスレンズ）の夫々について、入射面（偏向器側のレンズ面）は凹球面であり、出射面（被走査面側のレンズ面）は凸トーリック面である。また、第４レンズＬ４（第３ガラスレンズ）の出射面も凸トーリック面である。
【００２６】
本実施例においては、第１レンズＬ１以外のレンズをガラス材料により形成しているため、温度変化によるピントの変化を抑制することができる。さらに、第１レンズＬ１が非球面を有しているため、他のガラスレンズが製造難易度の高い凹トーリック形状のレンズ面（凹トーリック面）を有していなくても、副走査断面内及び主走査断面内における収差補正を両立させることができる。
【００２７】
さらに、第５レンズＬ５（第４ガラスレンズ）を、主走査断面内においては屈折力を有さず、副走査断面内においてのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズとしている。これにより、副走査断面内での収差をより良好に補正し、スポット径を小さくすることが可能になる。また、第４レンズＬ４を構成するガラス材料として、屈折率の高い（ｎｄ＝２．００）材料を用いることにより、像面湾曲の補正効果を高めている。
【００２８】
なお、本実施例においては、第１レンズＬ１の入射面及び出射面を、表１に示すような非球面により構成している。光軸との交点を原点、光軸方向の軸をＸ軸、主走査断面内においてＸ軸と直交する軸をＹ軸、副走査面内においてＸ軸と直交する軸をＺ軸、とするとき、第１レンズＬ１の入射面及び出射面の母線形状（主走査断面内での形状）Ｘは以下の式で表される。
【００２９】
【数１】
2016173507.tif 000004
【００３０】
但し、Ｒは主走査断面内での曲率半径（母線曲率半径）であり、Ｋ、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８、Ｂ１０は非球面係数である。なお、非球面係数Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８、Ｂ１０は、光走査装置１０における光軸に対して光源側（Ｕｐｐｅｒ側：図１における＋Ｙ側）と光源とは反対側（Ｌｏｗｅｒ側：図２における−Ｙ側）とにおいて、互いに数値を異ならせてもよい。また、第１レンズＬ１の入射面及び出射面の子線形状（副走査断面内での形状）Ｓは、以下の式で表される。
【００３１】
【数２】
2016173507.tif 000005
【００３２】
なお、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０は非球面係数であり、ｒ´は、主走査方向において光軸からＹだけ離れた位置における副走査断面内での曲率半径（子線曲率半径）を示しており、以下の式で表される。
【００３３】
【数３】
2016173507.tif 000006
【００３４】
但し、ｒは光軸上での子線曲率半径であり、Ｅ４、Ｅ６、Ｅ８、Ｅ１０は子線変化係数である。なお、非球面係数Ｅ４、Ｅ６、Ｅ８、Ｅ１０を光軸に対して光源側とその反対側とで異ならせることで、子線形状の非球面量を主走査方向において非対称に設定してもよい。
【００３５】
そして、本実施例に係る光走査装置は、上述した条件式（１）を満足しているため、加工が容易な凹球面を有するガラスレンズを採用した上で、温度変化によるピントの変化を抑制しつつ高精細化を実現している。さらに、結像光学系７に係るガラスレンズが、主走査断面内において、偏向器側から順に、負の屈折力の第１ガラスレンズＬ２、正の屈折力の第２ガラスレンズＬ３、正の屈折力の第３ガラスレンズＬ４、を含む構成とすることが望ましい。このとき、主走査断面内において、第１ガラスレンズＬ２を偏向面側に凹面を向けた形状とし、第１ガラスレンズＬ２の入射面及び出射面の曲率半径の夫々をＲ１１及びＲ１２とするとき、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
３＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１）＜３０      （２）
【００３６】
条件式（２）は、結像光学系７を構成するガラスレンズのうち偏向器６に最も近い第１ガラスレンズＬ２のメニスカス形状を規定するものである。条件式（２）の上限を上回ると、第１ガラスレンズＬ２の屈折力が弱くなり過ぎてしまい、第２ガラスレンズＬ３とのバランスが崩れて波面収差を良好に補正することが難しくなる。また、条件式（２）の下限を下回ると、第１ガラスレンズＬ２の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第２ガラスレンズＬ３とのバランスが崩れて像面湾曲を良好に補正することが難しくなる。
【００３７】
さらに、主走査断面内において、第２ガラスレンズＬ３を偏向面側に凹面を向けた形状とし、第２ガラスレンズＬ３の入射面及び出射面の曲率半径の夫々をＲ２１及びＲ２２とするとき、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
−２５＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１）＜−４      （３）
【００３８】
条件式（３）は、結像光学系７を構成するガラスレンズのうち、偏向器６に最も近い第１ガラスレンズＬ２に隣接する第２ガラスレンズＬ３のメニスカス形状を規定するものである。条件式（３）の上限を上回ると、第２ガラスレンズＬ３の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第１ガラスレンズＬ２とのバランスが崩れて波面収差の補正の効果が弱まってしまう。また、条件式（３）の下限を下回ると、第２ガラスレンズＬ３の屈折力が弱くなり過ぎてしまい、第１ガラスレンズＬ２とのバランスが崩れて像面湾曲の補正の効果が弱まってしまう。
【００３９】
なお、副走査断面内においては、結像光学系７に係るガラスレンズが、偏向器側から順に、負の屈折力の第１ガラスレンズＬ２、正の屈折力の第２ガラスレンズＬ３、正の屈折力の第３ガラスレンズＬ４、を含む構成とすることが望ましい。これにより、被走査面８におけるスポットの小径化に伴って生じる波面収差をより良好に補正することが可能になる。
【００４０】
本実施例に係る光走査装置は、上述の構成により、温度変化によるピントの変化を抑制しつつ、波面収差の補正と像面湾曲及びｆθ特性の補正とを両立させることができる。なお、以下の条件式（２´）及び（３´）をさらに満足することがより好ましい。
９＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１）＜１５      （２´）
−２０＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１）＜−９      （３´）
【００４１】
図３は、本実施例に係る結像光学系７の収差特性を示す図である。図３（ａ）は主走査断面内における像面湾曲と像高との関係（主走査像面湾曲特性）を、図３（ｂ）は副走査断面内における像面湾曲と像高との関係（副走査像面湾曲特性）を、図３（ｃ）は像高ズレと像高との関係（ｆθ特性）を、夫々示している。図３（ａ）〜（ｃ）より、各収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４２】
図４は、本実施例に係る結像光学系７において、常温（設計温度）から２５℃昇温したときの、ピント変化量と像高との関係を示す図である。図４（ａ）は主走査断面内における特性（主走査温度特性）を、図４（ｂ）は副走査断面内における特性（副走査温度特性）を、夫々示している。図４（ａ）及び（ｂ）より、主走査断面内及び副走査断面内の何れにおいても、昇温時のピント変化量が小さく抑えられていることがわかる。
【００４３】
図５は、像高０ｍｍ、±１７０ｍｍにおけるスポット径とデフォーカス量との関係（デフォーカス特性）を示す図である。図５（ａ）は主走査断面内におけるデフォーカス特性（主走査デフォーカス特性）を、図５（ｂ）は副走査断面内におけるデフォーカス特性（副走査デフォーカス特性）を、夫々示している。図５（ａ）及び（ｂ）より、主走査断面内及び副走査断面内の何れにおいても、ピント変動に伴うスポット径の変化を抑制できていることがわかる。
【００４４】
図６は、本実施例に係る結像光学系７の主走査断面内における各収差係数を示す図である。図６（ａ）〜図６（ｄ）の夫々は、球面収差、コマ収差、像面湾曲、ｆθ特性の夫々の傾向を示す収差係数であるＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖの、各レンズの分担を示している。
【００４５】
図６（ｃ）及び図６（ｄ）より、像面湾曲の合計値及びｆθ特性の合計値の夫々の値が十分に小さくなっており、像面湾曲及びｆθ特性が良好に補正されていることがわかる。さらに、図６（ａ）及び図６（ｂ）を見てわかるように、球面収差及びコマ収差（波面収差）については、第１レンズＬ１での値と第２レンズＬ２での値とが相殺されることにより、合計値が小さくなっていることがわかる。これより、本実施例に係る結像光学系７によれば、各収差を補正して良好な光学特性を得ることができるということがわかる。
【００４６】
［実施例２］
以下、本発明の実施例２に係る光走査装置について詳細に説明する。なお、本実施例に係る光走査装置の構成は、結像光学系７を除いて実施例１に係る光走査装置の構成と同様である。
【００４７】
図７は、本実施例に係る結像光学系７の要部概略図（主走査断面図）である。本実施例に係る結像光学系７は、主走査断面内において、偏向器側から順に、プラスチック材料から成る第１レンズＬ１、負の屈折力の第２レンズＬ２、正の屈折力の第３レンズＬ３、正の屈折力の第４レンズＬ４、屈折力を有さない第５レンズＬ５、から成る。表２は、本実施例に係る光走査装置の諸設計値及び結像光学系７の数値実施例を示したものである。
【００４８】
【表２】
2016173507.tif 000007
【００４９】
本実施例においても、実施例１と同様に、結像光学系７を構成するレンズのうち、第１レンズＬ１のみがプラスチックレンズであり、他のレンズは全てガラスレンズである。ガラスレンズのうち、最も偏向器に近い第２レンズＬ２（第１ガラスレンズ）及びそれに隣接する第３レンズＬ３（第２ガラスレンズ）の夫々について、入射面は凹球面であり、出射面はトーリック面である。また、第４レンズＬ４（第３ガラスレンズ）の出射面も凸トーリック面である。この構成により、製造難易度の高い凹トーリック面を用いなくても、副走査断面内及び主走査断面内における収差補正を両立させることができる。
【００５０】
さらに、第５レンズＬ５（第４ガラスレンズ）を、主走査断面内においては屈折力を有さず、副走査断面内においてのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズとしている。これにより、副走査断面内での収差をより良好に補正し、スポット径を小さくすることが可能になる。また、第４レンズＬ４を構成するガラス材料として、屈折率の高い（ｎｄ＝２．００）材料を用いることにより、像面湾曲の補正効果を高めている。
【００５１】
そして、本実施例に係る光走査装置は、実施例１と同様に条件式（１）〜（３）を満足しているため、加工が容易な凹球面を有するガラスレンズを採用した上で、温度変化によるピントの変化を抑制しつつ高精細化を実現している。図８〜図１０は、実施例１と同様に、本実施例に係る結像光学系７の諸特性を示した図である。図８〜図１０より、各収差が良好に補正され、かつ昇温時のピント変動が低減されつつスポットの小径化が達成されていることがわかる。
【００５２】
［実施例３］
以下、本発明の実施例３に係る光走査装置について詳細に説明する。なお、本実施例に係る光走査装置の構成は、結像光学系７を除いて実施例１に係る光走査装置の構成と同様である。
【００５３】
図１１は、本実施例に係る結像光学系７の要部概略図（主走査断面図）である。本実施例に係る結像光学系７は、主走査断面内において、偏向器側から順に、負の屈折力の第１レンズＬ１、正の屈折力の第２レンズＬ２、プラスチック材料から成る第３レンズＬ３、正の屈折力の第４レンズＬ４、屈折力を有さない第５レンズＬ５、から成る。表３は、本実施例に係る光走査装置の諸設計値及び結像光学系７の数値実施例を示したものである。
【００５４】
【表３】
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【００５５】
本実施例においては、実施例１とは異なり、結像光学系７を構成するレンズのうち、第３レンズＬ３のみがプラスチックレンズであり、他のレンズは全てガラスレンズである。ガラスレンズのうち、最も偏向器に近い第１レンズＬ１（第１ガラスレンズ）及びそれに隣接する第２レンズＬ２（第２ガラスレンズ）の夫々について、入射面は凹球面であり、出射面はトーリック面である。また、第４レンズＬ４（第３ガラスレンズ）の出射面も凸トーリック面である。この構成により、製造難易度の高い凹トーリック面を用いなくても、副走査断面内及び主走査断面内における収差補正を両立させることができる。
【００５６】
さらに、第５レンズＬ５（第４ガラスレンズ）を、主走査断面内においては屈折力を有さず、副走査断面内においてのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズとしている。これにより、副走査断面内での収差をより良好に補正し、スポット径を小さくすることが可能になる。また、第４レンズＬ４を構成するガラス材料として、屈折率の高い（ｎｄ＝２．００）材料を用いることにより、像面湾曲の補正効果を高めている。
【００５７】
ここで、本実施例に係る結像光学系７においては、プラスチック材料から成る第３レンズＬ３が負の屈折力を有している。よって、温度が上昇した場合、第３レンズＬ３の負の屈折力は弱くなるため、波長変化に起因するピントの変化を相殺することができる。また、ガラスレンズの負の屈折力を第３レンズＬ３により補うことができるため、結像光学系７の全体の成型難易度を容易にしつつ、波面収差を良好に補正することが可能になる。
【００５８】
そして、本実施例に係る光走査装置は、実施例１と同様に条件式（１）〜（３）を満足しているため、加工が容易な凹球面を有するガラスレンズを採用した上で、温度変化によるピントの変化を抑制しつつ高精細化を実現している。図１２〜図１４は、実施例１と同様に、本実施例に係る結像光学系７の諸特性を示した図である。図１２〜図１４より、各収差が良好に補正され、かつ昇温時のピント変動が低減されつつスポットの小径化が達成されていることがわかる。
【００５９】
表４に、実施例１乃至３の夫々における、条件式（１）〜（３）の夫々の中辺の値を示す。表４から明らかなように、実施例１乃至３の何れにおいても、光走査装置が条件式（１）〜（３）及び条件式（１´）〜（３´）の夫々を満足している。
【００６０】
【表４】
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【００６１】
［画像形成装置］
図１５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置６０の要部概略図（ＺＸ断面図）である。画像形成装置６０は、上述した各実施例のいずれかに係る光走査装置を４個備え、夫々が並行して感光ドラム（感光体）の感光面上（被走査面上）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。
【００６２】
画像形成装置６０は、プリンタコントローラ５３と、光走査装置１１、１２、１３、１４と、像担持体としての感光ドラム２１、２２、２３、２４と、現像器３１、３２、３３、３４と、搬送ベルト５１と、定着器５４とを備えている。ここで、光走査装置１１〜１４の夫々は、副走査方向が感光ドラム２１〜２４の夫々の回転方向であるＺ方向に一致するように配置されている。
【００６３】
図１５に示すように、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からは、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が出力される。各色信号は、プリンタコントローラ５３によってＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各画像信号（ドットデータ）に変換され、対応する光走査装置１１〜１４に入力される。なお、プリンタコントローラ５３は、前述した信号の変換だけでなく、後述するモータなどの画像形成装置６０における各部の制御を行う。
【００６４】
光走査装置１１〜１４の夫々は、各画像信号に応じて変調された光束４１、４２、４３、４４の夫々によって、像担持体としての感光ドラム２１〜２４の感光面を主走査方向（Ｙ方向）に光走査する。感光ドラム２１〜２４の夫々は、不図示のモータによって時計回りに回転させられ、この回転に伴って各感光面が光束４１〜４４に対して副走査方向（Ｚ方向）に移動する。光束４１〜４４の夫々により、不図示の帯電ローラにより帯電させられた各感光面が露光されることで、各感光面上に静電潜像が形成される。
【００６５】
その後、感光ドラム２１〜２４の各感光面上に形成された各色の静電潜像は、現像器３１〜３４の夫々によって各色のトナー像として現像される。そして、各色のトナー像は、不図示の転写器によって、搬送ベルト５１により搬送されてきた被転写材に多重転写された後、定着器５４によって定着させられる。以上の工程により、１枚のフルカラー画像が形成される。
【００６６】
なお、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のラインセンサを備えたカラー画像読取装置を、外部機器５２として画像形成装置６０に接続することにより、カラーデジタル複写機を構成してもよい。ここで、プリントオンデマンド（ＰＯＤ）機と呼ばれる画像形成装置においては、結像スポットの小径化による印字性能の高精細化を実現した上で、画像形成を長時間行った際の形成画像の画質の変化を抑制することが要求される。画像形成を長時間行うと、環境温度が大きく変化してしまうため、本実施形態に係る光走査装置をＰＯＤ機適用することで、より顕著な効果を得ることができる。
【００６７】
［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【００６８】
例えば、上述した各実施例においては、偏向器として複数の偏向面を有するポリゴンミラーを採用しているが、これに限らず、揺動軸を中心に１つの偏向面を往復振動させることにより光束を偏向する共振型の偏向器を採用してもよい。この共振型の偏向器を用いることで、前述した面倒れに起因するピッチムラや面偏心に起因する主走査ジッターなどの発生を抑制することができる。また、各光源の夫々を、複数の発光点を有するモノリシックマルチビームレーザとしてもよい。
【００６９】
また、各実施例では、結像光学系を５枚のレンズにより構成しているが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、少なくとも結像光学系がプラスチック材料から成る１以上のレンズとガラス材料から成る１以上のレンズとを含み、かつガラス材料から成るレンズが備える凹面が球面であればよい。さらに、少なくとも条件式（１）を満足していれば、本発明の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７０】
６  偏向器
７  結像光学系
８  被走査面
１０  光走査装置
Ｌ１  第１レンズ（プラスチックレンズ）
Ｌ２  第２レンズ（第１ガラスレンズ）
Ｌ３  第３レンズ（第２ガラスレンズ）
【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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