JP2005316302A - 光走査装置および画像形成装置および走査樹脂レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】転写性・量産性に優れ、低コストな樹脂成形レンズを用いる光走査装置において走査線曲がりの問題を有効に軽減し、良好なスポット径での光走査を実現する。
【解決手段】１以上の光源からの光束を偏向手段により偏向走査し、偏向された光束を１組以上の走査結像レンズにより１以上の被走査面に導光し、上記被走査面を光走査する光走査装置において、走査結像レンズは１以上の走査レンズにより構成され、走査レンズの少なくとも１つは、樹脂成形品であって、副走査方向に正のパワーを持ち、光が通過しない面のうちで副走査方向側のものに凹形状もしくは凸形状の不完全転写部を有する走査樹脂レンズ８であり、走査樹脂レンズ８を、走査線曲がりを補正するように変形させる変形手段２１、２３〜２７を有する。
【選択図】 図１

Description

この発明は光走査装置および画像形成装置および走査樹脂レンズに関する。

光走査装置に用いられる走査結像レンズは、像面湾曲等の収差が良好に補正され、ｆθ特性等も良好に補正されねばならない。このような光学的な要求を満たすために、非球面を始めとする特殊面形状が多用されるようになり、特殊面を容易に形成でき、量産も容易で、材料コストも安価な「樹脂成形レンズ」が走査結像レンズ中に広く使用されている。

樹脂成形レンズの作製に際しては、金型に創出されたレンズ面形状を樹脂に精度良く転写するために「転写性」を如何にして向上させるかが問題となる。転写性の向上のためには「キャビティ内の樹脂圧力や樹脂温度を一定にする」ことが望ましいが、これを実現することは現実には困難であり、樹脂の冷却速度がキャビティ内の部位によって異なることによる樹脂の体積収縮量の不均一に起因して「レンズ面の形状精度の劣化」や、所謂「ひけ」とよばれる「不完全転写部」が生じることが多い。

融解した樹脂の金型キャビティ内への射出圧力を大きくして射出充填量を多くすれば、上記形状精度の劣化や不完全転写部の発生を回避できるが、成形品である樹脂成形レンズの内部歪みが大きくなって複屈折性が発現し、複屈折により「レンズを透過する光束の波面」が劣化し、被走査面上に良好なスポット径を実現するのが困難に成る。

融解した樹脂の射出圧力を大きくせず「樹脂成形レンズのレンズ面以外の部分に不完全転写部を意図的に発生させることにより、レンズ面の形状精度を保ちつつ、内部歪みを小さく抑える。」ことが特許文献１に記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載された樹脂成形レンズは、不完全転写部の存在により「光軸に直交する面内での変形」が生じやすく、このような変形が生じた樹脂成形レンズを走査結像レンズ内に用いると、走査線が直線とならずに湾曲する「走査線曲がり」が発生し、また「光スポットのスポット径の増大」が生じる。

近来、画像形成装置のカラー化が進み、特に、画像形成の高速化に有利な「タンデム方式の画像形成装置」が実用化されつつあり、タンデム方式に対応させた光走査装置の場合、各色の画像を書き込む光走査において「走査線曲がりの不均一」があると、所謂「色ずれ」と呼ばれる画質劣化が生じる。

走査線曲がりを補正する方法として、走査結像レンズに含まれる短冊状の樹脂成形レンズを強制的に撓ませる方法が特許文献２に記載されている。

特開２０００−８４９４５号公報 特開平１０−２６８２１７号公報

この発明は上述したところに鑑み、転写性・量産性に優れ、低コストな樹脂成形レンズを用いる光走査装置において、走査線曲がりの問題を有効に軽減し、良好なスポット径での光走査の実現を課題とする。この発明はまた、上記光走査装置を用いた画像形成装置の実現を別の課題とする。

この発明の光走査装置は「１以上の光源からの光束を偏向手段により偏向走査し、偏向された光束を１組以上の走査結像レンズにより１以上の被走査面に導光し、被走査面を光走査する光走査装置」である。

「走査結像レンズ」は上記の如く、偏向光束を被走査面上に導光する光学系であり、導光された光束は走査結像レンズの結像作用により光スポットとして被走査面上に集光するが、１面の被走査面に対応して１組の走査結像レンズが設けられる。１組の走査結像レンズには１以上の走査レンズが含まれる。勿論、走査レンズが１枚であって、走査レンズ自体が走査結像レンズを構成する場合もある。

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。
即ち、走査結像レンズを構成する走査レンズの少なくとも１つは「樹脂成形品」であって、副走査方向に正のパワーを持ち、光が通過しない面のうちで副走査方向側のものに凹形状もしくは凸形状の不完全転写部を有する「走査樹脂レンズ」である。即ち、走査樹脂レンズは前述の「融解した樹脂の射出圧力を大きくせず、樹脂成形レンズのレンズ面以外の部分に不完全転写部を意図的に発生させることにより、レンズ面の形状精度を保ちつつ、内部歪みを小さく抑えた樹脂成形レンズ」である。

また、走査樹脂レンズの１以上を、走査線曲がりを補正するように変形させる「変形手段」を有する。

請求項１記載の光走査装置は「走査レンズを保持するハウジングを有し、走査樹脂レンズの不完全転写部を有する面をハウジング側に向けて保持させる構成」とすることができる（請求項２）。この場合、走査樹脂レンズを変形させる変形手段により「走査樹脂レンズの不完全転写部を有する面と対向する面」を押圧することが好ましい（請求項３）。

上記請求項１または２または３記載の光走査装置は「走査樹脂レンズを変形させる変形手段により、不完全転写部を有する面の不完全転写部以外の部分を押圧する」構成とすることができる（請求項３）。

請求項１〜４の任意の１に記載の光走査装置において、走査樹脂レンズは「不完全転写部を含む２面を互いに対向して有する」ことができる（請求項５）。

請求項１〜５の任意の１に記載の光走査装置は「変形部材により変形される走査樹脂レンズが、全ての走査レンズの中で副走査方向のパワーが最も大きいレンズであり、副走査方向のパワーが大きいほうの面の、主走査方向の有効範囲における光軸方向のデフス差の最大値：Δ、偏向手段による偏向の起点と被走査面間の副走査方向の共役横倍率：β、ハウジングに接する部分の光軸方向のスパン：Ｌ、光走査装置により書き込む画像の最大画素密度（ｄｐｉ）：Ｄｐが、条件：
（１） （Δ／Ｌ）×｜β｜＜２５４／Ｄｐ
を満足する」構成とすることができる（請求項６）。

請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置は「走査結像レンズが２枚構成であり、変形手段により変形される走査樹脂レンズが、被走査面側に配置された長尺のアナモフィックレンズである」構成とすることができる（請求項７）。

請求項１〜７の任意の１に記載の光走査装置は「被走査面がＮ（≧２）面あり、各被走査面に対応して１組の走査結像レンズが設けられ、被走査面ごとに異なる色の画像を書き込み、少なくともＮ−１組の走査結像レンズにおける走査樹脂レンズが変形手段により変形可能である」構成とすることができる（請求項８）。この場合において「複数の被走査面に対して、偏向手段が共通化されている」構成とすることもできる（請求項９）し、「被走査面ごとに光書き込み系（光源と、これから放射される光束を偏向させて被走査面上に光スポットとして集光させる光学系とを含む。）が独立している」構成とすることもできる（請求項１０）。

この発明の画像形成装置は、光走査装置による画像書き込みにより画像形成を行う画像形成装置であって、画像書き込みを行う光走査装置として上記請求項１〜１０の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする（請求項１１）。この画像形成装置は、カラーやモノクロの画像を形成する、デジタル複写装置や光プリンタ、光プロッタ、ファクシミリ装置等として実施できる。

この発明の走査樹脂レンズは、上記請求項６記載の光走査装置に用いられる走査樹脂レンズであって、走査結像レンズ中で副走査方向のパワーが最も大きいレンズであり、副走査方向のパワーが大きいほうの面の、主走査方向の有効範囲における光軸方向のデフス差の最大値：Δ、ハウジングに接する部分の光軸方向のスパン：Ｌが、偏向手段による偏向の起点と被走査面間の副走査方向の共役横倍率：βと、光走査装置により書き込む画像の最大画素密度（ｄｐｉ）：Ｄｐとに対して、条件：
（１） （Δ／Ｌ）×｜β｜＜２５４／Ｄｐ
を満足することを特徴とする（請求項１２）。「偏向手段による偏向の起点と被走査面間の副走査方向の共役横倍率：β」は走査結像レンズの副走査方向における横倍率である。

なお、上記請求項１の光走査装置において変形手段が、走査樹脂レンズを「走査線曲がりを補正するように変形させる」とは、「走査線曲がりそのもの」を低減する場合に限らず、前述の「色ずれ」を軽減させるように、複数の走査結像レンズにおける「走査線曲がりの相対的な差異」である「色間の走査線曲がり偏差」を低減する場合の変形をも含む。

また、この発明の光走査装置は、シングルビーム走査方式に限らずマルチビーム走査方式として実施することもできる。

上記のように、この発明の光走査装置の、走査結像レンズ内に含まれる走査樹脂レンズは、適正なレンズ面形状を持ち、なおかつ内部歪みも少ないので、良好な性能を有する。そして、不完全転写部を有するために生じる「光軸に直交する面内での変形」に起因する走査線曲がりやスポット径の増大は、変形手段により走査樹脂レンズを「走査線曲がりを補正する」ように変形させることにより有効に軽減できる。

従って、この発明の光走査装置を用いる画像形成装置は良好な画像形成を実現でき、特に、タンデム式のカラー画像形成装置においては、色ずれによる画質劣化を有効に軽減させることができる。

図１に、光走査装置の実施の１形態につきその光学レイアウトを示す。
図１に示すように、光源である半導体レーザ１から放射された光束はカップリングレンズ２により以後の光学系に適した光束形態（例えば「平行光束」）に変換され、図示されないアパーチュアによりビーム整形されたのち、シリンドリカルレンズ３により副走査方向（図面に直交する方向）に集束され、ミラー４に反射されて防音ガラス６を介してポリゴンスキャナ５の偏向反射面に入射して反射される。

反射光束は、ポリゴンミラー５の等速回転に伴い等角速度的に偏向する偏向光束となり、走査結像レンズを構成する第１および第２の走査レンズ７、８を透過し、防塵ガラス９を透過してハウジング内から射出し、走査レンズ７、８の作用により被走査面１０上に光スポットとして集光し、被走査面１０を略等速的に光走査する。なお、ミラー４は光学系のレイアウト次第で省略することもできる。

この実施の形態において、第１および第２の走査レンズ７、８はともに樹脂整形品である。これらのうち、第２の走査レンズ８は「副走査方向に正のパワーを持ち、光が通過しない面のうちで副走査方向側のものに凹形状もしくは凸形状の不完全転写部を有する走査樹脂レンズ」である。第２の走査レンズ８（以下、走査樹脂レンズ８という）の１例を図２（ａ）に「概念図」として示す。図２（ａ）において上下方向が副走査方向で、符号８１で示す部分が「凹形状の不完全転写部」である。

不完全転写部８１は、副走査方向のレンズ側面に意図的に誘導発生させられた「ひけ」である。不完全転写部８１が「非レンズ面である副走査方向のレンズ側面」に意図的に誘導されて形成された結果、レンズ面そのものは良好な転写性で転写されて形状精度の高いレンズ面となり、レンズ内部の歪みも小さい。

しかしながら、不完全転写部８１の存在により、走査樹脂レンズ８は、図２（ｂ）に示すように、光軸方向（図面に直交する方向）に直交する面内（図の面内）において、湾曲を生じ、このように湾曲した状態で使用すると図２（ｃ）に示す如き「走査線曲がり」が生じ、また、スポット径も増大する。

図３は、変形手段による走査樹脂レンズ８の変形を説明するための図である。
走査樹脂レンズ８は不完全転写部（図２（ａ）の符号８１で示す部分）がハウジング２２の側に向けられ、レンズ長手方向（主走査方向に対応する。）の両端が１対の第１押さえばね２３、２４により板金２７に取りつけられ、板金２７の長手方向両端部は１対の第２押さえばね２５、２６によりハウジング２２に係止されている。

板金２７に設けられた調節ねじ２１は、走査樹脂レンズ８の「不完全転写部と対向するレンズ側面」を押圧し、レンズ長手方向の湾曲量を調整するようになっている。

走査樹脂レンズ８の「不完全転写部」があるレンズ側面は、ハウジング２２のレンズ受け部に受けられているが、上記不完全転写部の存在により、ハウジング２２に対する取付け精度を十分に高くできず、走査線曲がりやスポット径の増大も生じやすい。

このような情況で、調節ねじ２１による走査樹脂レンズ８への押圧力を調整すると、走査樹脂レンズ８の湾曲の度合いを調節することができ、この調節により走査線曲がりやスポット径の増大を有効に軽減させることができる。

上に実施の形態を説明した光走査装置は、光源１からの光束を偏向手段５により偏向走査し、偏向された光束を走査結像レンズにより被走査面１０に導光し、被走査面を光走査する光走査装置において、走査結像レンズは１以上の走査レンズ７、８により構成され、走査レンズ７、８は樹脂成形品である。走査レンズ８は、副走査方向に正のパワーを持ち、光が通過しない面のうちで副走査方向側のものに凹形状もしくは凸形状の不完全転写部８１を有する走査樹脂レンズであり、走査樹脂レンズ８を、走査線曲がりを補正するように変形させる変形手段２１、２３〜２７を有する（請求項１）。

また、走査レンズを保持するハウジング２２を有し、走査樹脂レンズ８の不完全転写部を有する面をハウジング２２側に向けて保持させ（請求項２）、走査樹脂レンズ８を変形させる変形手段により、走査樹脂レンズ８の不完全転写部を有する面と対向する面を押圧する（請求項３）。

走査樹脂レンズ８は、不完全転写部のある面を「ハウジング２２と逆側」にして配置することもできる。副走査方向のレンズ両側面に不完全転写部がある場合（請求項５）には、どちらの面をハウジング側にしても、不完全転写部がレンズ受け部にかかって、取付けの位置精度を低下させることになる可能性があるが、このような場合、調整ねじ２１による押圧部を「レンズ側面の不完全転写部以外の部分」にする（請求項４）ことにより、レンズ湾曲の調整量を良好に調整できる。

以下、請求項６記載の発明を説明する。
図４（ａ）は、走査樹脂レンズ８の第２面（被走査面側のレンズ面）の「主走査方向のレンズ高さ：Ｙ＝Ｙ０における副走査方向の断面」と、「主走査方向のレンズ高さＹ＝Ｙ１における副走査方向の断面」とを示している。
走査樹脂レンズ８は、第１の走査レンズ７よりも「副走査方向のパワー」が大きい。また、走査樹脂レンズ８の副走査方向のパワーは、第２面の方が第１面のパワーよりも大きい。走査樹脂レンズ８は副走査方向のレンズ側面に不完全転写部を有しているため「主走査方向に長い軸」を中心として偏芯が発生し易い。

この種のレンズにおける偏芯誤差は「平行度にして０．１」が一般的であるが、このような一般的な場合、第２面のデフス差の最大値をΔ（Ｙ＝Ｙ０とＹ＝Ｙ１におけるデフスの差）とし、ハウジングに接する部分の光軸方向のスパンをＬ（図２（ａ）において、走査樹脂レンズのレンズ枠を形成する部分の光軸方向の幅）とすると、位置：Ｙ＝Ｙ０の頂点位置（図に「Ａ」で示す。）と位置：Ｙ＝Ｙ１の頂点位置（図に「Ｂ」で示す。）との副走査方向のずれ量：Δｓは「０.１Δ／Ｌ（０.１は平行度：０.１による。）」となる。

このとき、このレンズ面（第２面）が「偏向手段と被走査面との間の副走査方向に関する結像関係における殆どのパワー」を持つと仮定すると、発生する走査線曲がりは、図４（ｂ）に示すように、近似的に「Δｓ×｜β｜＝（０.１Δ／Ｌ）×｜β｜」となり、これだけの量の「主走査方向に長い軸を中心とした偏芯による走査線曲がり」が発生し、スポット径の増大が生じる。

タンデム方式のカラー画像形成装置では、色毎の画像を書き込む光走査の「走査線の曲がり具合」が互いに異なると「色ずれ」が発生する。異なる色の画像に対する走査線曲がりの相対的な差異である「走査線曲がり偏差」は、走査レンズの偏芯や折り返しミラーの偏芯によってもある程度は補正可能であるが、この補正に伴いスポット径の増大等の副作用も発生する。

タンデム方式のカラー画像形成装置では、「色ずれ量」を画素ピッチ：２５．４ｍｍ／Ｄｐ以下にする必要がある。例えば、２つの走査線の曲がり具合が、図４（ｃ）に示すような場合（Ｙはイエロー画像を書き込む走査線、Ｋは黒画像を書き込む走査線を示す。）を考慮すると、色ずれ量を上記の如くにするためには、走査線間における「走査線の曲がりの偏差（図５における走査線ＹとＫの最大の隔たり）」も画素ピッチ：２５．４／Ｄｐ以下にする必要がある。この条件を式にすると、
（０．１Δ／Ｌ）×｜β｜＜２５．４／Ｄｐ
となるが、この両辺を０．１で除して、条件：
（１） （Δ／Ｌ）×｜β｜＜２５４／Ｄｐ
が得られる。

走査樹脂レンズが、この条件を満足すれば、成形によって発生する走査レンズの湾曲を「むしろ補正する」ように走査樹脂レンズを変形することになるので、走査線曲がり偏差を低減でき色ずれを低減できるだけでなく、スポット径の増大も低減することができる。

また、走査樹脂レンズが条件（１）を満足する場合、シングルビーム方式の光走査装置であれば、走査線曲がりが画素ピッチ以内であり、極めて直線性の良い走査線を実現できる。

なお、実際には、走査樹脂レンズの一方の面が「偏向手段と被走査面との間の副走査方向に関する結像関係における殆どのパワー」を持つことはなく、横倍率：βは、走査結像レンズの副走査方向の横倍率になるので、走査樹脂レンズの湾曲に起因する走査線曲がりは上記のものよりも小さい。従って、条件（１）が満足されるときは、平行度が０.１より大きい場合であっても、上記の効果が得られる。

図５に、タンデム方式のカラー画像形成装置に用いる光走査装置の実施の１形態を略示する。符号５は偏向手段であるポリゴンスキャナ、符号７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは第１の走査レンズを示す。符号７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＫにおけるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の画像の書き込みに関するものであることを示す。他の符号、他の図に於いても同様である。

イエロー画像を書き込む光束はポリゴンスキャナ５により偏向されると走査レンズ７Ｙを透過し、折り返しミラーｍＹにより折り返されて走査樹脂レンズ８Ｙを介して被走査面の実体をなすドラム状の感光体１０Ｙ上に光スポットを形成して「イエロー画像を書き込む光走査」を行う。マゼンタ画像を書き込む光束はポリゴンスキャナ５により偏向されると走査レンズ７Ｍを透過し、折り返しミラーｍＭ１〜ｍＭ３により折り返されて走査樹脂レンズ８Ｍを介して感光体１０Ｍ上に光スポットを形成して「マゼンタ画像を書き込む光走査」を行う。

シアン画像を書き込む光束はポリゴンスキャナ５により偏向されると走査レンズ７Ｃを透過し、折り返しミラーｍＣ１〜ｍＣ３により折り返されて走査樹脂レンズ８Ｃを介して感光体１０Ｃ上に光スポットを形成して「シアン画像を書き込む光走査」を行う。黒画像を書き込む光束はポリゴンスキャナ５により偏向されると走査レンズ７Ｋを透過し、折り返しミラーｍＫにより折り返されて走査樹脂レンズ８Ｋを介して感光体１０Ｋ上に光スポットを形成して「黒画像を書き込む光走査」を行う。

即ち、この光走査装置は、被走査面がＮ（＝４）面あり、各被走査面に対応して１組の走査結像レンズ７Ｙと８Ｙ、７Ｍと８Ｍ、７Ｃと８Ｃ、７Ｋと８Ｋが設けられ、被走査面ごとに異なる色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の画像を書き込むものである。

この場合、走査樹脂レンズ８Ｙ〜８Ｋのうち、例えば、走査樹脂レンズ８Ｙ〜８Ｃを変形手段により変形できるようにし、これら走査樹脂レンズ８Ｙ〜８Ｃの変形量を調整し、被走査面上の走査線曲がりが、黒画像書き込み用の走査線曲がりと同様の曲がり「走査線の曲がり偏差の小さい曲がり具合」に調整することにより色ずれを有効に軽減できる（請求項８）。勿論、走査樹脂レンズ８Ｙ〜８Ｋを全て変形手段により変形できるようにし、各走査樹脂レンズの変形により「走査線の曲がり偏差」を小さくしても良い。
図５の光走査装置においてはまた、複数の被走査面１０Ｙ〜１０Ｋに対して「偏向手段５が共通化」されている（請求項９）。

図６に「図５の光走査装置を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置」の実施の１形態を略示する。符号２０で示す部分が「光走査装置部分」であり、その構成は図５において、感光体１０Ｙ〜１０Ｋを除いた部分である。

図６において、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは時計回りに回転する。そして、これら感光体それぞれの周囲に、帯電器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ、転写用帯電手段１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ、クリーニング手段１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋが、感光体回転方向へ上記順序に配設されている。

帯電器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが対応する感光体表面を均一に帯電すると、各帯電部と各現像器の間で、光走査装置２０による光走査が行われ、各感光体に対応する色の画像が書き込まれ、静電潜像（ネガ潜像）が形成される。形成された静電潜像は、対応する現像器により反転現像されて対応する色のトナー画像として可視化される。

カラー画像を担持する転写紙等のシート状記録媒体（図示されず）は、転写ベルト８０により図の右方から左方へ向けて搬送され、転写用帯電手段６Ｙにより感光体１０Ｙからイエロートナー画像を転写され、転写用帯電手段６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによりそれぞれ、感光体１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋからマゼンタ、シアン、黒の各色トナー画像を順次に転写される。シート状記録媒体に転写された各色トナー画像は互いに位置合わせされた状態で重畳し、カラー画像を形成する。シート状記録媒体は、このカラー画像を定着手段３０により定着されて装置外へ排出される。

即ち、図６に実施の形態を示すカラー画像形成装置は、光走査装置による画像書き込みにより画像形成を行う画像形成装置において、この発明の光走査装置を用いるものである（請求項１１）。

以下、上に説明した実施の形態に即して具体的な数値実施例を挙げる。光学系における各光学素子の配置は、図１に示す如くである。

光源：半導体レーザ（発光波長：６５５ｎｍ）
カップリングレンズ：ガラスレンズ（焦点距離：２７ｍｍ コリメート作用）
ポリゴンスキャナのポリゴンミラー
偏向反射面数：５
内接円半径：１８ｍｍ
光源側からの入射光束の主光線と走査結像レンズの光軸とがなす角：５８度。

走査結像レンズのレンズデータを以下に示す。
第１走査レンズ７の第１面及び第２走査レンズ（走査樹脂レンズ）８の両面は、下記の式（１Ａ）、（２Ａ）で表わされる。

主走査方向の非円弧式：
主走査断面（レンズ光軸を含み主走査方向に平行な仮想的断面）内における非円弧形状は、光軸における主走査断面内の近軸曲率半径：Ｒｍ、光軸からの主走査方向の距離：Ｙ、円錐常数：Ｋ、高次の係数：Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、・・、光軸方向のデプス：Ｘにより、次の多項式で表す。

Ｘ＝(Ｙ²/Ｒｍ)／[１＋√｛１−(１＋Ｋ)(Ｙ/Ｒｍ)²｝]＋
＋Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ²＋Ａ３・Ｙ³＋Ａ４・Ｙ⁴＋Ａ５・Ｙ⁵＋Ａ６・Ｙ⁶＋
＋・・・・・ （１Ａ）
式（１Ａ）において、奇数次のＡ１、Ａ３、Ａ５・・の何れかが０でない場合、主走査方向の非円弧形状は光軸に関して非対称形状となるが、実施例１では偶数次の項のみを用いており、主走査方向に対称形状である。

副走査方向の曲率の主走査方向における変化を表す式：
光軸からの距離：Ｙの位置における副走査断面（主走査方向に直交する仮想的な断面）内の面の曲率：Ｃｓ(Ｙ)の、変数：Ｙによる変化を式（２Ａ）で示す。

Ｃｓ(Ｙ)＝｛１/Ｒｓ(０)｝
＋Ｂ１・Ｙ＋Ｂ２・Ｙ²＋Ｂ３・Ｙ³＋Ｂ４・Ｙ⁴＋Ｂ５・Ｙ⁵＋・・ （２Ａ）
Ｒｓ(０)は、光軸位置（Ｙ＝０）における副走査断面内の曲率半径である。

変数：Ｙの奇数次の係数：Ｂ１、Ｂ３、Ｂ５、・・の何れかが０でない場合、副走査断面内の曲率は主走査方向に非対称に変化する。

第１の走査レンズ７の第２面は回転対称非球面であり、以下の式で表現される。
光軸における近軸曲率半径：Ｒ、光軸からの主走査方向の距離：ｒ、円錐常数：ｋ、高次の係数：ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、・・、光軸方向のデプス：ｘとして周知の多項式：
ｘ＝（ｒ²/Ｒ）／[１＋√｛１−(１＋k)(ｒ/Ｒ)²｝]＋
＋ａ１・ｒ＋ａ２・Ｙ²＋ａ３・ｒ³＋ａ４・ｒ⁴＋ａ５・ｒ⁵＋・・ （３） 。

第１の走査レンズの第１面の形状
Ｒｍ＝−２７９．９、Ｒｓ(０)＝−６１．０
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
上の表記において、例えば「−１．９８４５３１Ｅ−１９」は「−１．９８４５３１×１０^-19」を意味する。以下に於いても同様である。

第１の走査レンズ７の第２面（回転対称非球面）の形状
Ｒ＝−８３．６
ｋ＝−０．５４９１５７
ａ４＝ ２．７４８４４６−０７
ａ６＝−４．５０２３４６−１２
ａ８＝−７．３６６４５５−１５
ａ10＝ １．８０３００３−１８
ａ12＝ ２．７２７９００−２３ 。

第２の走査レンズ（走査樹脂レンズ）８の第１面の形状
Ｒｍ＝６９５０、Ｒｓ(０)＝ １１０．９
Ｋ＝ ０．００００００＋００
Ａ４＝ １．５４９６４８−０８
Ａ６＝ １．２９２７４１−１４
Ａ８＝−８．８１１４４６−１８
Ａ10＝−９．１８２３１２−２２
Ｂ１＝−９．５９３５１０−０７
Ｂ２＝−２．１３５３２２−０７
Ｂ３＝−８．０７９５４９−１２
Ｂ４＝ ２．３９０６０９−１２
Ｂ５＝ ２．８８１３９６−１４
Ｂ６＝ ３．６９３７７５−１５
Ｂ７＝−３．２５８７５４−１８
Ｂ８＝ １．８１４４８７−２０
Ｂ９＝ ８．７２２０８５−２３
Ｂ10＝−１．３４０８０７−２３ 。

第２の走査レンズ（走査樹脂レンズ）の第２面の形状
Ｒｍ＝７６６、Ｒｓ(０)＝−６８．２２
Ｋ＝ ０．００００００＋００
Ａ４＝−１．１５０３９６−０７
Ａ６＝ １．０９６９２６−１１
Ａ８＝−６．５４２１３５−１６
Ａ10＝ １．９８４３８１−２０
Ａ12＝−２．４１１５１２−２５
Ｂ２＝ ３．６４４０７９−０７
Ｂ４＝−４．８４７０５１−１３
Ｂ６＝−１．６６６１５９−１６
Ｂ８＝ ４．５３４８５９−１９
Ｂ10＝−２．８１９３１９−２３
使用波長（６５５ｎｍ）における第１、第２の走査レンズの材質の屈折率は全て１．５２７２４である。

以下に光学配置を示す。
ポリゴンミラーの偏向反射面（偏向の起点：偏向光束が像高：０に集光するときの反射位置）から第１の走査レンズ７の第１面までの距離：ｄ１＝６４ｍｍ
第１の走査レンズ７の中心肉厚：ｄ２＝２２．６ｍｍ
第１の走査レンズ７の第２面から第２の走査レンズ（走査樹脂レンズ）８の第１面までの距離：ｄ３＝７５．９ｍｍ
第２の走査レンズ（走査樹脂レンズ）８の中心肉厚：ｄ４＝４．９ｍｍ
第２の走査レンズ８（走査樹脂レンズ）の第２面から被走査面までの距離：ｄ５＝１５８．７ｍｍ
なお、図１に示すように、防音ガラス・防塵ガラス（共に屈折率：１．５１４、厚さ：１．９ｍｍ）が図１に示すように配置され、防音ガラスはポリゴンミラーの回転軸に直交する平面内で「主走査方向に平行な方向」に対して１０度傾いている。

このとき、
Δ（ｍｍ）：１．５
Ｌ（ｍｍ）：１２
Ｄｐ（ｄｐｉ）：１２００
Δ／Ｌ：０．１２５
β：−０．９８
（Δ／Ｌ）×｜β｜：０．１２
２５４／Ｄｐ：０．２１
となり、条件（１）を満たしているので、走査線曲がり偏差を低減でき、スポット径の増大を低減できる。

上記実施例１に関する収差図を図７（左側の図において、破線：主走査方向の像面湾曲、実線：副走査方向の像面湾曲、右側の図において、破線：ｆθ特性、実線：リニアリティ）に示す。この図から明らかなように、収差・等速特性とも良好に補正され性能良好である。図８にスポット径の特性（像高：±１５０ｍｍ、±１２０ｍｍ、±８０ｍｍ、±４０ｍｍ、０ｍｍにおけるスポット径とデフォーカス量との関係を示す。）を示す。これも良好に補正されている。
実施例１に示す第２走査レンズは、走査結像レンズ中で副走査方向のパワーが最も大きいレンズであり、副走査方向のパワーが大きいほうの面の、主走査方向の有効範囲における光軸方向のデフス差の最大値：Δ（１.５ｍｍ）、ハウジングに接する部分の光軸方向のスパン：Ｌ（１２ｍｍ）が、偏向手段による偏向の起点と被走査面間の副走査方向の共役横倍率：β（−０.９８）と、光走査装置により書き込む画像の最大画素密度（ｄｐｉ）：Ｄｐ（１２００）とに対してが、条件：
（１） （Δ／Ｌ）×｜β｜＜２５４／Ｄｐ
を満足する（請求項１２）。

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。 走査樹脂レンズとその湾曲による走査線曲がりを説明するための図である。 変形手段による走査樹脂レンズの変形を説明するための図である。 条件（１）を説明するための図である。 タンデム方式対応の光走査装置の実施の１形態を説明するための図である。 カラー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。 実施例に関する像面湾曲と等速特性を示す図である。 実施例に関するスポット径の特性を示す図である。

符号の説明

１ 光源
５ 偏向手段
７ 走査レンズ
８ 走査レンズ（走査樹脂レンズ）
１０ 被走査面
２１、２３〜２７ 変形手段

Claims (12)

1. １以上の光源からの光束を偏向手段により偏向走査し、偏向された光束を１組以上の走査結像レンズにより１以上の被走査面に導光し、上記被走査面を光走査する光走査装置において、
   走査結像レンズは１以上の走査レンズにより構成され、
   上記走査レンズの少なくとも１つは、樹脂成形品であって、副走査方向に正のパワーを持ち、光が通過しない面のうちで副走査方向側のものに凹形状もしくは凸形状の不完全転写部を有する走査樹脂レンズであり、
   上記走査樹脂レンズの１以上を、走査線曲がりを補正するように変形させる変形手段を有することを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   走査レンズを保持するハウジングを有し、
   走査樹脂レンズの不完全転写部を有する面を上記ハウジング側に向けて保持させることを特徴とする光走査装置。
3. 請求項２記載の光走査装置において、
   走査樹脂レンズを変形させる変形手段により、走査樹脂レンズの不完全転写部を有する面と対向する面を押圧することを特徴とする光走査装置。
4. 請求項１または２または３記載の光走査装置において、
   走査樹脂レンズを変形させる変形手段により、不完全転写部を有する面の不完全転写部以外の部分を押圧することを特徴とする光走査装置。
5. 請求項１〜４の任意の１に記載の光走査装置において、
   走査樹脂レンズが、不完全転写部を含む２面を互いに対向して有することを特徴とする光走査装置。
6. 請求項１〜５の任意の１に記載の光走査装置において、
   変形部材により変形される走査樹脂レンズは、走査結像レンズ中で副走査方向のパワーが最も大きいレンズであり、
   副走査方向のパワーが大きいほうの面の、主走査方向の有効範囲における光軸方向のデフス差の最大値：Δ、偏向手段による偏向の起点と被走査面間の副走査方向の共役横倍率：β、ハウジングに接する部分の光軸方向のスパン：Ｌ、光走査装置により書き込む画像の最大画素密度（ｄｐｉ）：Ｄｐが、条件：
   （１） （Δ／Ｌ）×｜β｜＜２５４／Ｄｐ
   を満足することを特徴とする光走査装置。
7. 請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置において、
   走査結像レンズが２枚構成であり、変形手段により変形される走査樹脂レンズが被走査面側に配置された長尺のアナモフィックレンズであることを特徴とする光走査装置。
8. 請求項１〜７の任意の１に記載の光走査装置において、
   被走査面がＮ（≧２）面あり、各被走査面に対応して１組の走査結像レンズが設けられ、被走査面ごとに異なる色の画像を書き込み、
   少なくともＮ−１組の走査結像レンズにおける走査樹脂レンズが変形手段により変形可能であることを特徴とする光走査装置。
9. 請求項８記載の光走査装置において、
   複数の被走査面に対して、偏向手段が共通化されていることを特徴とする光走査装置。
10. 請求項８記載の光走査装置において、
    被走査面ごとに、光書き込み系が独立していることを特徴とする光走査装置。
11. 光走査装置による画像書き込みにより画像形成を行う画像形成装置において、
    画像書き込みを行う光走査装置として、請求項１〜１０の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項６記載の光走査装置に用いられる走査樹脂レンズであって、
    走査結像レンズ中で副走査方向のパワーが最も大きいレンズであり、
    副走査方向のパワーが大きいほうの面の、主走査方向の有効範囲における光軸方向のデフス差の最大値：Δ、ハウジングに接する部分の光軸方向のスパン：Ｌが、偏向手段による偏向の起点と被走査面との間の共役横倍率：βと、光走査装置により書き込む画像の最大画素密度（ｄｐｉ）：Ｄｐとに対して、条件：
    （１） （Δ／Ｌ）×｜β｜＜２５４／Ｄｐ
    を満足することを特徴とする走査樹脂レンズ。
    

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