(57)【要約】 【課題】安価で大量生産が可能であるにもかかわらず、良好な収差特性を有するレーザ走査装置の光学系及びレーザ走査装置を提供する。【解決手段】第２の光学系と前記走査光学系における少なくとも１つのレンズを、粒子含有レンズとして、粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形したので、かかるプラスチックレンズ素材を用いたレンズにおける温度変化時の屈折率変化に起因する像点位置の変動を抑えることができ、高価なガラスレンズを用いることなく、高画質な画像の形成が可能となる。【選択図】図１
2009300493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射した光束を偏向手段の偏向反射面上に導光する入射光学系と、前記偏向反射面からの光束を被走査面上に導光する走査光学系と、を有するレーザ走査装置用の光学系において、
前記入射光学系、または走査光学系における少なくとも１つのレンズを、粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形した粒子含有レンズとしたことを特徴とするレーザ走査装置用の光学系。
【請求項２】
前記粒子含有レンズは最大長が３０ｎｍ以下の粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項３】
前記入射光学系は光源から出射した発散光束の発散角を変換する第１の光学系と、前記第１の光学系を通過した光束を偏向手段の偏向反射面上に導光する第２の光学系と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項４】
前記第１の光学系と前記第２の光学系におけるレンズのうち少なくとも一枚のレンズを、前記粒子含有レンズとしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項５】
前記走査光学系におけるレンズのうち、最も前記偏向手段に近い位置に配置されたレンズを、前記粒子含有レンズとしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ走査装置用の光学系。  
【請求項６】
光源から出射した光束を偏向手段の偏向反射面上に導光する入射光学系と、前記偏向反射面からの光束を被走査面上に導光する走査光学系と、を有するレーザ走査装置用の光学系において、
前記走査光学系は、粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形した粒子含有レンズを含み、かつ前記粒子含有レンズが以下の条件式（１）を満足することを特徴とするレーザ走査装置用の光学系。
０．０８≦｜ｈMeff／ｆparM｜≦０．２１      （１）
但し、
ｈMeff：前記粒子含有レンズの主走査方向における最大有効半径
ｆparM：前記粒子含有レンズの主走査方向における焦点距離
【請求項７】
前記粒子含有レンズは最大長が３０ｎｍ以下の粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形されていることを特徴とする請求項６に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項８】
前記走査光学系は２枚レンズ構成であることを特徴とする請求項６又は７に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項９】
前記走査光学系の粒子含有レンズが、以下の条件式（２）もしくは（３）を満足することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のレーザ走査装置用の光学系。
０．８０≦φparM／φMall≦１．５０      （２）
０．８０≦φparS／φSall≦１．５０      （３）
但し、
φparM：前記粒子含有レンズの主走査方向における屈折力
φMall：レーザ走査装置用の光学系全系の主走査方向における屈折力
φparS：前記粒子含有レンズの副走査方向における屈折力
φSall：レーザ走査装置用の光学系全系の副走査方向における屈折力
【請求項１０】
前記走査光学系の全てのレンズは、プラスチックから形成されていることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項１１】
光源から出射した光束を偏向手段の偏向反射面上に導光する入射光学系と、前記偏向反射面からの光束を被走査面上に導光する走査光学系と、を有し、前記入射光学系は偏向手段の偏向反射面上に主走査方向へ長い線像として結像させるレーザ走査装置用の光学系において、
前記走査光学系の副走査方向の倍率βが、以下の条件式（４）を満足することを特徴とするレーザ走査装置用の光学系。
１．１≦｜β｜≦３．０      （４）
【請求項１２】
前記粒子含有レンズは最大長が３０ｎｍ以下の粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形されていることを特徴とする請求項１１に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項１３】
前記粒子含有レンズは、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレーザ走査装置用の光学系。
｜Ａ｜＜８×１０-5
ただし、Ａは次式で示される値である。
【数１】
2009300493.tif 000011
【請求項１４】
前記粒子含有レンズは、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１３に記載のレーザ走査装置用の光学系。
｜Ａ｜＜６×１０-5
【請求項１５】
前記粒子含有レンズに含まれる粒子が、無機材料であることを特徴とするレンズ請求項１〜１４のいずれか１項に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項１６】
前記無機材料が酸化物であることを特徴とする請求項１５に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項１７】
前記酸化物が飽和酸化状態であることを特徴とする請求項１６に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項１８】
前記粒子含有レンズに用いたプラスチック素材と、前記プラスチック素材に分散させた前記粒子との体積比が、９：１ないし３：２であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のレーザ走査装置用の光学系。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに１項に記載のレーザ走査装置用の光学系を有することを特徴とするレーザ走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査装置用の光学系及びレーザ走査装置に関し、特にレーザビームプリンタや走査型レーザプロジェクタ等のレーザ走査装置用の光学系及びレーザ走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を形成するためにレーザ光を１次元又は２次元的に走査するレーザ走査装置は、デジタル複写装置や光プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置における画像書き込み装置として、またスクリーンなどに画像を投射するレーザ投射装置として広く使用されている。近年は、レーザ走査装置を用いる各種画像形成装置も、カラー化等の高性能化が進み、それに伴い光走査装置も高性能化が求められる一方で、コンパクト化も求められているという実情がある。
【０００３】
レーザ走査装置に要求される特性としては、レーザ光走査の等速性や光スポットのスポット径、スポット径の安定性、走査線の直線性やレーザ光走査速度等があり、高画質な画像を形成するためには、これらの特性を良好にすることが求められる。このため、レーザ走査装置に搭載されるレンズには、「非球面に代表される特殊面」の採用が不可欠であり、特殊面を持つレンズの材料としては、研磨加工により製造されるガラス材料よりも、金型を用いて安価且つ容易に高精度な特殊面を形成できるプラスチック材料の方が好ましい。ところが、ガラスに対してプラスチックは温度変化時の屈折率変化に起因する像点位置の変動が大きいという問題がある。このため、レーザ走査装置の光学系にプラスチック材料を使用することには制限があった。
【特許文献１】特開２００５−５５８５２号公報
【特許文献２】特開２００５−１２８１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに対し、特許文献１，２において、無機粒子を分散させたプラスチック素材を用いてレンズを形成することで、温度変化時の屈折率変化に起因する像点位置の変動を抑える技術が開示されている。そこで、このような特殊なプラスチック素材を用いて、レーザ走査装置の光学系のレンズを形成しようとする試みがある。ところが、プラスチック素材に無機粒子を分散させると、レンズの成形が難しくなるという問題があることが判明した。特に、レーザ走査装置の光学系のレンズは、通常の光学機器のレンズに比べて有効径の大きなものがあり、更には中心と周辺で肉厚の大きく異なる形状のレンズもある。しかるに、このようなレンズを無機粒子を分散させたプラスチック材料で作る場合、成形性が悪くなり面精度の劣化を招くため、光スポット径やその安定性などを良好に維持することが困難になるという恐れが生じる。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、安価で大量生産が可能であるにもかかわらず、良好な収差特性を有するレーザ走査装置の光学系及びレーザ走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のレーザ走査装置用の光学系は、光源から出射した光束を偏向手段の偏向反射面上に導光する入射光学系と、前記偏向反射面からの光束を被走査面上に導光する走査光学系と、を有するレーザ走査装置用の光学系において、
前記第２の光学系と前記走査光学系における少なくとも１つのレンズを、粒子含有レンズとして、粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形したことを特徴とする。
【０００７】
一般に、透明な樹脂材料に微粉末を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粉末の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が事実上発生しないようにできることがわかってきた。また、プラスチック材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、無機粒子には温度が上昇すると屈折率が上昇するものがある。そこで、これらの性質をあわせて打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化が生じないようにすることも知られている。
【０００８】
請求項２に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１に記載の発明において、前記粒子含有レンズは最大長が３０ｎｍ以下の粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、母材となる上記プラスチック材料に３０ナノメートル以下、好ましくは２０ナノメートル以下、さらに好ましくは１０〜１５ナノメートルの無機粒子を分散させることにより、温度依存性の極めて低い材料を提供できる。たとえば、アクリル樹脂に酸化ニオブ（Ｎｂ2０5）の微粒子を分散させることにより、このような温度に対する屈折率変化の依存性を解消することができる。
【００１０】
本発明によれば、前記入射光学系と前記走査光学系における少なくとも１つのレンズを、粒子含有レンズとして、粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形したので、かかるプラスチックレンズ素材を用いたレンズにおける温度変化時の屈折率変化に起因する像点位置の変動を抑えることができ、高価なガラスレンズを用いることなく、高画質な画像の形成が可能となる。尚、本明細書中、「主走査方向」とは、導光される光束によって被走査面上に画像が形成される画面の水平走査方向をいい、「副走査方向」とは、その画面の垂直走査方向をいうものとする。
【００１１】
請求項３に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１又は２に記載の発明において、前記入射光学系が光源から出射した発散光束の発散角を変換する第１の光学系と、前記第１の光学系を通過した光束を偏向手段の偏向反射面上に導光する第２の光学系と、を有することを特徴とする。これにより、入射光学系を２枚レンズ構成としたことで個々の光学系が小さくでき、粒子を分散させたプラスチック素材を用いたレンズの成形を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項４に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第１の光学系と前記第２の光学系におけるレンズのうち少なくとも１枚のレンズを、前記粒子含有レンズとしたことを特徴とする。これにより、粒子を分散させたプラスチック素材を用いたレンズの成形を容易に行うことができ、像面上の像点位置の変動を抑えることができ、高価なガラスレンズを用いることなく、高画質な画像の形成が可能となる。
【００１３】
請求項５に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記走査光学系におけるレンズのうち、最も前記偏向手段に近い位置に配置されたレンズを、前記粒子含有レンズとしたことを特徴とする。最も前記偏向手段に近い位置に配置されたレンズは通常、サイズが小さいので、粒子を分散させたプラスチック素材を用いて容易に成形することができる。
【００１４】
請求項６に記載のレーザ走査装置用の光学系は、光源から出射した光束を偏向手段の偏向反射面上に導光する入射光学系と、前記偏向反射面からの光束を被走査面上に導光する走査光学系と、を有するレーザ走査装置用の光学系において、
前記走査光学系は、粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形した粒子含有レンズを含み、かつ前記粒子含有レンズが以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
０．０８≦｜ｈMeff／ｆparM｜≦０．２１      （１）
但し、
ｈMeff：前記粒子含有レンズの主走査方向における最大有効半径
ｆparM：前記粒子含有レンズの主走査方向における焦点距離
【００１５】
条件式（１）は、成形性の良いレンズの条件を定めるものである。即ち、条件式（１）の上限を上回るほどｈMeffを大きくすると、レンズ端部で厚みの薄い、偏肉の大きいレンズとなり、成形性が悪くなってしまう。また、条件式（１）の上限を上回るほどｆparMを小さくすると、屈折力の強いレンズとなるため、同様にレンズ端部で厚みが薄くなり、偏肉の大きいレンズとなり、成形性が悪くなってしまう。
【００１６】
一方、条件式（１）の下限を下回るほどｈMeffを小さくすると、レンズが小さくなりすぎ、走査幅全域で収差補正をすることが困難になる。また、条件式（１）の下限を下回るほどｆparMを大きくすると、レンズが持つ屈折力が小さくなるため、温度変化時の屈折率変化にともなうピントズレを効果的に低減することが出来なくなる。従って、成形性を確保しつつ、十分な収差補正を行うためには、条件式（１）を満たすのがよいといえる。
【００１７】
請求項７に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項６に記載の発明において、前記粒子含有レンズは最大長が３０ｎｍ以下の粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項６又は７に記載の発明において、前記走査光学系は２枚レンズ構成であることを特徴とする。前記走査光学系を２枚レンズ構成とすることで、コンパクトな光学系を実現し、かつ全走査領域で劣化を抑えた画像形成が可能となる。
【００１９】
請求項９に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項６〜８のいずれかに記載の発明において、前記走査光学系の粒子含有レンズが、以下の条件式（２）もしくは（３）を満足することを特徴とする。
０．８０≦φparM／φMall≦１．５０      （２）
０．８０≦φparS／φSall≦１．５０      （３）
但し、
φparM：前記粒子含有レンズの主走査方向における屈折力
φMall：レーザ走査装置用の光学系全系の主走査方向における屈折力
φparS：前記粒子含有レンズの副走査方向における屈折力
φSall：レーザ走査装置用の光学系全系の副走査方向における屈折力
【００２０】
本発明によれば、条件式（２）もしくは（３）を満足することで、温度変化時の屈折率変化にともなうピントズレを効果的に低減することができる。
【００２１】
請求項１０に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項６〜９のいずれかに記載の発明において、前記走査光学系の全てのレンズは、プラスチックから形成されていることを特徴とする。これにより、安価で大量生産が可能な光学系を得ることができる。
【００２２】
請求項１１に記載のレーザ走査装置用の光学系は、光源から出射した光束を偏向手段の偏向反射面上に導光する入射光学系と、前記偏向反射面からの光束を被走査面上に導光する走査光学系と、を有し、前記入射光学系は偏向手段の偏向反射面上に主走査方向へ長い線像として結像させるレーザ走査装置用の光学系において、
前記走査光学系の副走査方向の倍率βが、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
１．１≦｜β｜≦３．０      （４）
【００２３】
前記偏向反射面と前記被走査面とは、前記走査光学系の副走査方向に関して共役関係となっており、前記走査光学系の横倍率をβとする時、その縦倍率はβ2と表される。ここで、温度変化による屈折率変化により、前記第２の光学系により主走査方向へ長い線像として偏向反射面上にあった結像位置が光軸方向にΔｚだけ移動したとすると、前記被走査面上での副走査方向における結像位置変化量は、ΔＺ＝β2＊Δｚで表せる。しかるに、前記第２の光学系が前記粒子含有レンズを含む場合、温度変化による屈折率変化に伴うΔｚを小さく抑えることができるため、前記被走査面上の副走査方向における結像位置変化量であるΔＺを低減することができる。特に条件式（４）式を満たしていると、以下の理由により効果的にΔＺを低減できる。即ち、条件式（４）の上限を超えてβが大きくなると、面形状誤差による結像位置ずれが大きくなる傾向があるため、加工が困難となる。また、前記第２の光学系は前記偏向手段より光源側にある光学系であり、前記偏向手段より被走査面側にある前記走査光学系と比較すると有効径の小さいレンズであるから、一般的に成形し易い形状であるといえる。
【００２４】
請求項１２に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１１に記載の発明において、前記粒子含有レンズは最大長が３０ｎｍ以下の粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１３に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１〜１２のいずれかに記載の発明において、前記粒子含有レンズは、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜Ａ｜＜８×１０-5
ただし、Ａは次式で示される値である。
【００２６】
【数１】
2009300493.tif 000003
【００２７】
屈折率の温度変化は、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、上記式のＡで表される。プラスチック素材の揚合は、一般に第１項に比べ第２項の寄与が小さく、ほぼ無視できる。たとえば、ＰＭＭＡ樹脂の場合、線膨張係数αは７×１０-5であり、上記式に代入すると、−１．２×１０-4となり、実測値とおおむね一致する。ここで、本発明では、微粒子、好ましくは無機微粒子をプラスチック材料中に分散させることにより、実質的に上記式の第２項の寄与を大きくし、第１項の線膨張による変化と打ち消しあうようにさせている。具体的には、従来は−１．２×１０-4程度であった変化を、絶対値で８×１０-5未満に抑えることが好ましい。そして、好ましくは絶対値で６×１０-5未満にすることが好ましい。また、第２項の寄与をさらに大きくして、母材のプラスチック材料とは逆の温度特性を持たせることも可能である。つまり、温度が上昇することによって屈折率が低下するのではなく、逆に屈折率が上昇するような素材を得ることもできる。
【００２８】
混合させる割合は、体積比で、母材となるプラスチック材料は８０、酸化ニオブは２０程度の割合であり、これらを均一に混合する。微粒子は凝集しやすいという問題があるが、粒子表面に電荷を与えて分散させる技術も知られており、必要な分散状態を生じさせることができる。なお、この体積比率は、屈折率の温度に対する変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類のナノサイズ無機粒子をブレンドして分散させることも可能である。一般的なプラスチック材料の屈折率の温度変化Ａ（＝ｄｎ／ｄｔ）を［表１］に示す。また、本発明で適用可能な無機材料の屈折率の温度変化Ａ（ｄｎ／ｄｔ）は、プラスチック材料と符号の向きが変わる。その一例を［表２］に示す。
【００２９】
【表１】
2009300493.tif 000004
【００３０】
【表２】
2009300493.tif 000005
【００３１】
請求項１４に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１３に記載の発明において、前記粒子含有レンズは、以下の条件を満たすことを特徴とする。
｜Ａ｜＜６×１０-5
【００３２】
請求項１５に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明において、前記粒子含有レンズに含まれる粒子が、無機材料であることを特徴とする。
【００３３】
請求項１６に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１５に記載の発明において、前記無機材料が酸化物であることを特徴とする。
【００３４】
請求項１７に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１６に記載の発明において、前記酸化物が飽和酸化状態であることを特徴とする。
【００３５】
前記粒子は無機物であることが好ましく、さらに酸化物であることが好ましい。そして、酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることが好ましい。無機物であることは、高分子有機化合物であるプラスチック材料との反応を低く抑えられるために好ましく、また酸化物であることによって、使用に伴う劣化を防ぐことができる。更に、酸化防止剤を添加することでプラスチック材料の酸化を防ぐことも、もちろん可能である。
【００３６】
請求項１８に記載のレーザ走査装置用の光学系は、請求項１〜１７のいずれかに記載の発明において、前記粒子含有レンズに用いたプラスチック素材と、前記プラスチック素材に分散させた前記粒子との体積比が、９：１ないし３：２であることを特徴とする。
【００３７】
前記体積比が９：１よりも少ないと温度変化抑制の効果が小さくなり、逆に３：２を越えると成形性に問題が生じるために好ましくない。光学系全系の温度変化による影響を加味して、プラスチック材料中に微粒子を分散させた素材の、屈折率変化の度合いを調整するとより好ましい。
【００３８】
請求項１９に記載のレーザ走査装置は、請求項１〜１８のいずれかに１項に記載のレーザ走査装置用の光学系を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、安価で大量生産が可能であるにもかかわらず、良好な収差特性を有するレーザ走査装置の光学系及びレーザ走査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本実施の形態に係るレーザ走査装置の光学系の構成を示す概略図であり、（ａ）は走査光学系の平面図、（ｂ）は走査光学系の側面図である。図１は、レーザ走査装置としてのレーザビームプリンタに使用される光学系を示しているが、レーザ走査装置はこれに限らず、例えば走査型レーザプロジェクタ等であっても良い。
【００４１】
図１に示す光学系は、光源１と、コリメータレンズ２からなる第１の光学系、シリンドリカルレンズ３からなる第２の光学系、外周に８個の偏向反射面４ａを有する回転する偏向手段（ポリゴンミラー）４、及びレンズ５，６の２枚で構成された走査光学系とからなる。７は被走査面である。なお、本明細書中においては、同図（ａ）に示す矢印Ｍの方向を主走査方向、同図（ｂ）に示す矢印Ｓの方向を副走査方向と称して説明する。
【００４２】
光源１から出射された光束は、コリメータレンズ２で平行光束とされ、シリンドリカルレンズ３により、偏向手段４の偏向反射面４ａ近傍で、その回転軸に直交する方向の線となるよう集光され、偏向手段４の偏向反射面４ａに入射する。
【００４３】
偏向手段４の偏向反射面４ａで反射された光ビームは、走査光学系を構成する第１レンズ５及び第２レンズ６を経て、被走査面７上で光スポットとされる。また、偏向手段４の回転によって、被走査面７上の図示Ａで示す位置から図示Ｂで示す位置の間を走査するようになっている。第１レンズ５は、偏向手段４に凹面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズで、第２レンズ６は少なくとも一方の面がアナモフィックな面に形成されている。
【００４４】
以下、図示の如く、走査光学系を構成する第１レンズ５における偏向手段４側の面を第５面、第１レンズ５における第２レンズ６側の面を第６面とし、第２レンズ６における第１レンズ５側の面を第７面、第２レンズ６における被走査面７側の面を第８面と称して説明する。
【００４５】
図２は、第２レンズ６の形状を模式的に示す図であり、（ａ）は第２レンズ７の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＸ軸、Ｙ軸を含む平面で切断した断面図である。ここでは、第２レンズ６の第７面にアナモフィックな面を適用している。
【００４６】
図２（ａ）、（ｂ）における基準軸として、走査光学系が存在していない場合の、偏向手段４により反射された光束の主光線が、被走査面７と垂直となる線をＸ軸とする。第２レンズ６の第７面におけるＸ軸を含む主走査方向の断面形状は、Ｘ軸とアナモフィック面（第７面）の交点を通過し主走査方向に平行な軸をＹ軸とすると、図２（ｂ）に示すように、Ｘ軸からＹだけ離れた軸外点ＰのＹ軸からのずれ量をΔＸとして、以下の（数２）式で表される。
【００４７】
【数２】
2009300493.tif 000006
但し、Ｒ：曲率半径、Ｋ：円錐係数、Ａｊ：非球面係数である。
【００４８】
また、第２レンズ６の第７面における副走査方向であるＹ軸に直交する断面の形状は、Ｙ軸と平行で、距離Ｒｏだけ離れた軸線Ｋを中心とした円弧である。図３は、第２レンズ６における副走査方向であるＹ軸に直交する断面の形状を示す模式図であり、（ａ）は、図２（ｂ）に示すＣ−Ｃ線（Ｘ軸上）で切断した断面を示し、（ｂ）は図２（ｂ）に示すＤ−Ｄ線で切断した断面を示している。
【００４９】
図３（ａ）に示すように、第２レンズ６の第７面におけるＸ軸上のＹ軸に直交する副走査方向断面は、軸線Ｋ上の点を中心とし、半径Ｒｏの円弧形状である。また、第２レンズ６の第７面におけるＸ軸からＹだけ離れた軸外点ＰのＹ軸に直交する副走査方向断面は、軸線Ｋ上の点を中心とし、半径Ｒｓの円弧形状であり、
Ｒｓ＝Ｒｏ−ΔＸ
で表される曲率半径となっている。
【００５０】
このように、アナモフィックな面の主走査方向との交線を適切な曲線形状とすることにより、副走査方向の像面を、画面の中心から周辺部に至るまで良好に補正し、被走査面上で特に副走査方向で均一なビーム径を得ることができる。また、上記のアナモフィックな面を有する第２レンズ６を、基準軸であるＸ軸に対し、シフトやティルト又はその両方をおこなった配置としてもよい。なお、アナモフィック面形状は、上記の形状に限るものでなく、軸外にゆくに従い副走査方向の曲率半径を主走査方向と独立に変化できる面、例えば、特開２００４−２９４８８７号公報に記載されている数式で表されるような自由曲面でもよい。また、走査光学系を構成する第１レンズ５にアナモフィック面形状を適用してもよい。
【００５１】
本実施の形態においては、偏向手段４に近い位置に配置されたシリンドリカルレンズ３と第１レンズ５が、粒子を分散させたプラスチック素材を用いて成形した粒子含有レンズである。第１レンズ５は、条件式（１）〜（３）を満足する
０．０８≦｜ｈMeff／ｆparM｜≦０．２１      （１）
０．８０≦φparM／φMall≦１．５０      （２）
０．８０≦φparS／φSall≦１．５０      （３）
但し、
ｈMeff：第１レンズ５の主走査方向における最大有効半径
ｆparM：第１レンズ５の主走査方向における焦点距離
φparM：第１レンズ５の主走査方向における屈折力
φMall：光学系全系の主走査方向における屈折力
φparS：第１レンズ５の副走査方向における屈折力
φSall：光学系全系の副走査方向における屈折力
【００５２】
更に、走査光学系の副走査方向の倍率βが、以下の条件式（４）を満足する。
１．１≦｜β｜≦３．０      （４）
【実施例】
【００５３】
以下に示す実施例は、上述した実施の形態に用いることができるものであり、副走査方向に関しては、偏向手段４の偏向反射面４ａと被走査面７とは幾何光学的に、ほぼ共役開係にあるものである。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０-3）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ−３）を用いて表す場合がある。また、レンズの光学面は、それぞれ数２式に表に示す係数を代入した数式で規定されるものとする。
【００５４】
（実施例１）
主走査方向に関しては、偏向手段４の反射面４ａに平行に光線が入射するものとする。以下に走査光学系の仕様を示す。
使用波長：λ＝５８７．６ｎｍ
結像レンズ群（レンズ５，６）の主走査方向の焦点距離：ｆ＝２３０ｍｍ
結像レンズ群（レンズ５，６）のバックフォーカス：ｆｂ＝２００ｍｍ
全走査幅２Ｙ＝２３６ｍｍ
なお、ポリゴン入射角θ１は、光源１と偏向手段４の間に配置された第２の光学系の光軸と、Ｘ軸とのなす角である。
【００５５】
実施例１に係る非球面データを表３に示す。ここで、第１面は第１の光学系であるレンズ２の光源側光学面であり、第２面はレンズ２の被走査面側光学面であり，第３面は第２の光学系であるレンズ３の光源側光学面であり、第４面はレンズ３の被走査面側光学面であり、第５面はレンズ５の光源側光学面であり、第６面はレンズ５の被走査面側光学面であり、第７面はレンズ６の光源側光学面であり、第８面はレンズ６の被走査面側光学面であり、レンズ５，６が走査光学系を構成する。
【００５６】
【表３】
2009300493.tif 000007
【００５７】
第７面はアナモフィックな面である。第２レンズ６の第７面は、図２（ｂ）で軸線Ｋを中心とした曲線３’の回転曲面であり、曲線３’と光軸との交点からＫ軸におろした垂線の長さが第７面の副走査方向曲率半径とする（矢印の方向をプラスとする）。ここで、ｎ５８８は、波長λ＝５８７．６ｎｍの時の屈折率、ｈｅｆｆはレンズ面の有効半径である。また基準偏向点とは、ポリゴン入射角θ１のときの、ポリゴンミラーの反射面と主光線の交差する点である。
【００５８】
なお、実施例１は、上記の面データの走査光学系の第２レンズ６を、図２（ｂ）に示す方向に、まず０．１ｍｍだけシフトさせ、その後、副走査方向断面がＲｏのＹ軸上の点を中心に０．３２°ティルトさせたものである。
【００５９】
本実施例では、第２の光学系のレンズ３、及び走査光学系の第１レンズ５が、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリオレフィン系のプラスチックレンズであり、第２レンズ６は、前記粒子を含まないポリカーボネイト系のプラスチックレンズである。
【００６０】
温度による屈折率ｎｄの変化を表４に示す。これより、常温（２５［℃］）に対し＋３０［℃］上昇時の主走査方向バックフォーカス変化量（ΔｆＢ）は、第１レンズがＡ＝−８×ｌ０-5のとき＋１．７７［ｍｍ］、第１レンズがＡ＝−６×１０-5のとき＋１．３９［ｍｍ］、−３０［℃］下降時の主走査方向バックフォーカス変化量（ΔｆＢ）は、第１レンズがＡ＝−８×１０-5のとき−１．７３［ｍｍ］、第１レンズがＡ＝−６×１０-5のとき−１．３５［ｍｍ］となる。
また、常温（２５［℃］）に対し＋３０［℃］上昇時の副走査方向バックフォーカス変化量（ΔｆＢ）は、第１レンズ５がＡ＝−８×１０-5のとき＋２．１３［ｍｍ］、第１レンズ５がＡ＝−６×１０-5のとき＋１．９１［ｍｍ］、−３０［℃］下降時の副走査方向バックフォーカス変化量（ΔｆＢ）は、第１レンズ５がＡ＝−８×１０-5のとき−２．００［ｍｍ］、第１レンズ５がＡ＝−６×１０-5のとき−１．７８［ｍｍ］となる。
【００６１】
【表４】
2009300493.tif 000008
【００６２】
実施例１における走査光学系の横倍率βは−２．０９である。
【００６３】
実施例１の結像レンズ群における上記式の値を以下に示す。実施例１においては、第２の光学系のレンズ３、及び走査光学系の第１レンズ５がプラスチック材料中に粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズ（粒子含有レンズ）であり、また、レンズ５について、ｈMeff＝25.8ｍｍ、ｆ＝287.62ｍｍ、｜ｈMeff／ｆparM｜＝0.089となる。また、φparM＝3.47686×１０-3、φMall＝4.34607×１０-3、φparM／φMall＝0.8である。
【００６４】
（実施例２）
第１の光学系を通過した光束は、第２の光学系の光軸に平行に入射するものとする。以下に走査光学系の仕様を示す。
使用波長：λ＝５８７．６ｎｍ
結像レンズ群（レンズ５，６）の主走査方向の焦点距離＝ｆ＝１５０ｍｍ
結像レンズ群（レンズ５，６）のバックフォーカス：ｆｂ＝１２７ｍｍ
全走査幅：２Ｙ；２３６ｍｍ
なお、ポリゴン入射角θ１は、光源１と偏向手段４の間に配置された第２の光学系の光軸と、Ｘ軸とのなす角である。
【００６５】
実施例２に係る非球面データを表５に示す。ここで、第１面は第１の光学系であるレンズ２の光源側光学面であり、第２面はレンズ２の被走査面側光学面であり，第３面は第２の光学系であるレンズ３の光源側光学面であり、第４面はレンズ３の被走査面側光学面であり、第５面はレンズ５の光源側光学面であり、第６面はレンズ５の被走査面側光学面であり、第７面はレンズ６の光源側光学面であり、第８面はレンズ６の被走査面側光学面であり、レンズ５，６が走査光学系を構成する。
【００６６】
【表５】
2009300493.tif 000009
【００６７】
第３面はシリンドリカル面、第４面は平面、第5,6,8面は非球面、第7面はアナモフィックな面である。第２レンズ６の第７面は、図２（ｂ）で軸線Ｋを中心とした曲線３’の回転曲面であり、曲線３’と光軸との交点からＫ軸におろした垂線の長さが第７面の副走査方向曲率半径とする（矢印の方向をプラスとする）。ここで、ｎ５８８は、波長λ＝５８７．６ｎｍの時の屈折率である。また基準偏向点とは、ポリゴン入射角θ１のときの、ポリゴンミラーの反射面と主光線の交差する点である。
【００６８】
なお、実施例２は、上記の面データの走査光学系の第２レンズ６を、図２（ｂ）に示す方向に、まず０．１ｍｍだけシフトさせ、その後、副走査方向断面がＲｏのＹ軸上の点を中心に０．１３°ティルトさせたものである。
【００６９】
本実施例においては、第１光学系のレンズ２、及び走査光学系の第１レンズ５が、プラスチック材料中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したポリオレフィン系のプラスチックレンズ（粒子含有レンズ）である。
【００７０】
温度による屈折率ｎｄの変化を表６に示す。これより、常温（２５［℃］）に対し＋３０［℃］上昇時の主走査方向バックフォーカス変化量（ΔｆＢ）は、第１レンズがＡ＝−８×ｌ０-5のとき＋０．４４［ｍｍ］、第１レンズがＡ＝−６×１０-5のとき＋０．３６［ｍｍ］、−３０［℃］下降時の主走査方向バックフォーカス変化量（ΔｆＢ）は、第１レンズがＡ＝−８×１０-5のとき−０．４４［ｍｍ］、第１レンズがＡ＝−６×１０-5のとき−０．３６［ｍｍ］となる。
また、常温（２５［℃］）に対し＋３０［℃］上昇時の副走査方向バックフォーカス変化量（ΔｆＢ）は、第１レンズ５がＡ＝−８×１０-5のとき＋２．０７［ｍｍ］、第１レンズ５がＡ＝−６×１０-5のとき＋１．５９［ｍｍ］、−３０［℃］下降時の副走査方向バックフォーカス変化量（ΔｆＢ）は、第１レンズ５がＡ＝−８×１０-5のとき−２．０８［ｍｍ］、第１レンズ５がＡ＝−６×１０-5のとき−１．５９［ｍｍ］となる。
【００７１】
【表６】
2009300493.tif 000010
【００７２】
実施例２における走査光学系の横倍率βは−２．７５である。
【００７３】
実施例２の結像レンズ群における上記の値を以下に示す。実施例２においては、第１光学系のレンズ２、及び走査光学系の第１レンズ５がプラスチック材料中に粒子を分散させた素材を用いて成形したプラスチックレンズであり、また、レンズ５について、ｈMeff＝21.07ｍｍ、ｆ＝110.623ｍｍ、｜ｈMeff／ｆparM｜＝0.19となる。また、φparM＝9.04×１０-3、φMall＝6.66×１０-3、φparM／φMall＝1.35である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本実施の形態に係るレーザ走査装置の光学系の構成を示す概略図である。
【図２】第２レンズ６の形状を模式的に示す図である。
【図３】第２レンズ６における副走査方向であるＹ軸に直交する断面の形状を示す模式図であり、（ａ）は、図２（ｂ）に示すＣ−Ｃ線（Ｘ軸上）で切断した断面を示し、（ｂ）は図２（ｂ）に示すＤ−Ｄ線で切断した断面を示している。
【符号の説明】
【００７５】
１ 光源
２ コリメータレンズ
３ シリンドリカルレンズ
４ 偏向手段
４ａ 偏向反射面
５，６ レンズ
７  被走査面
【図１】
2009300493.tif 000012
【図２】
2009300493.tif 000013
【図３】
2009300493.tif 000014