JP3671025B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、特に、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等の記録装置の書込系に用いて好適な光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光走査装置に用いられる光学素子である光走査用レンズは、プラスチック成形により製造されるようになってきている。プラスチックを用いるレンズは、熱溶融したプラスチック材料を金型により成形し、金型内で冷却させて製造されるが、冷却時に、金型の中心部に比較して周辺部の冷却が速いため、プラスチック内部に不均一な密度の分布（冷却の速い部分の密度が、冷却の遅い部分の密度に対して相対的に高くなる）や変性を生じ、形成されたレンズの内部で屈折率が均一にならずに、屈折率分布が発生する。
【０００３】
図１は従来技術によるレンズの屈折率分布の一例を説明図的に示す図であり、以下、従来技術によるプラスチックレンズの特性について説明する。
【０００４】
図１（ａ）は光走査用レンズ６を光軸を含み主走査方向に平行な面で仮想的に切断した断面における屈折率分布を「等高線表示」したものであり、図１（ｂ）は図１（ａ）において、鎖線で示す「レンズ肉厚中心に沿った屈折率分布」を示している。また、図１（ｃ）は、光走査用レンズ６を、光軸を含み副走査方向に平行な面で仮想的に切断した断面における屈折率分布を「等高線表示」したものであり、図１（ｄ）は図１（ｃ）において、光軸を含み主走査方向に平行な面上における屈折率分布を示し、図１（ｅ）は図１（ｃ）において「レンズ肉厚中心面に沿った屈折率分布」を示している。図１から判るように、レンズ内部の屈折率分布は、通常、レンズ中心部よりもレンズ周辺部の屈折率が高くなるように生じる。この原因は、すでに説明したように、レンズ周辺部が中心部より速く冷却され、中心部よりも相対的に高密度になるからである。
【０００５】
光走査用レンズの内部に屈折率分布があると、現実の光学特性は、「レンズ内の屈折率を均一として設計された光走査用レンズの設計上の光学特性」と若干異なったものとなり、平均的に見て、光走査用レンズの中心部に比較して周辺部の屈折率が高くなるので、被走査面上に集光すべき光スポットの実際の集光位置が「設計上の位置よりも光偏向器から遠ざかる」ように作用する。
【０００６】
また、被走査面の有効走査領域を光走査する光スポット径は、光走査用レンズの像面湾曲に応じてその像高と共に変化するが、レンズ内に前述したような屈折率分布があると、屈折率分布によっても変化することになる。
【０００７】
図２は屈折率分布の有無による光スポット径とデフォーカス量との関係を示す図である。図２において、縦軸は光スポット径を示し、横軸はデフォーカス量（光スポットの結像位置（集光位置）と被走査面位置との差）を示している。
【０００８】
光走査用レンズ内に屈折率分布が無く「屈折率が至るところで均一」であるレンズ、例えば、ガラスレンズの場合、デフォーカス量と光スポットとの関係は、図２に点線で示すように、被走査面である感光体面の位置（デフォーカス量が０の位置）で光スポット径が最小になるが、屈折率分布が存在すると、デフォーカス量と光スポットとの関係は、図２に実線で示すようになり、被走査面上における光スポット径は、結像位置のずれにより、設計上の大きさ（点線と感光体面位置の縦軸との交点）よりも見かけ上大きくなってしまう。
【０００９】
さらに、屈折率分布により生じる結像位置のずれ量は、各像高間で一定であるというわけではない。かりに、結像位置のずれ量が像高間で一定である場合、例えば、光学系の一部を光軸方向に移動させることにより、結像位置を図２の点線の位置まで調整することにより、全ての像高に亘って良好な光スポットを得ることが可能である。
【００１０】
しかし、実際に屈折率分布が存在する光走査用レンズを用いた場合、結像位置のずれ量は、各像高間で一定ではないので、ある特定の像高における結像位置を調整してその位置での光スポットを良好にしても、他の像高では調整しきれないことになる。このことは、特に、画像形成装置により形成する画像の高画質化を狙って光スポットを小径化していくとより顕著なものになる。
【００１１】
光走査用レンズの設計において、前述したような屈折率分布が考慮されていない場合、「光スポット径の像高による変動」が大きくなって、光走査により書き込まれる記録画像の像質を低下させる原因となる。また、屈折率分布が存在する光走査用レンズをマルチビーム用光走査装置に展開した場合、被走査面上における光スポットの間隔が像高毎に異なってしまう。この理由は、屈折率分布により光偏向器から被走査面までの副走査方向の結像横倍率が像高毎に異なってしまうことが原因で、この像高間偏差が大きいと記録画像にむらが生じてしまう。このことは、特に、画像形成装置により形成する画像の高画質化を狙って光スポットの間隔を狭くしていくと顕著なものになる。
【００１２】
なお、光走査用レンズ内の屈折率分布を考慮した光走査装置に関する従来技術として、例えば、特開平９−４９９７６号公報、特開平１０−２８８７４９号公報、特開平１１−２７６８号公報、特開平１１−３８３１４号公報等に記載された技術が知られている。また、レンズの屈折率分布を測定する手段に関する従来技術として、例えば、特開平１１−４４６４１号公報等に記載された技術が知られている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−４９９７６号公報に記載された従来技術は、光走査用レンズ面の曲率、材質の屈折率、光軸方向の厚みから算出される焦点距離が実測の焦点距離より短くなるように走査用レンズを構成することにより、光学素子としてのレンズのプラスチック成形時に生じる屈折率分布による結像位置ずれを良好に補正することを可能にしたものである。ところで、屈折率分布が存在するレンズは、通常プラスチック成形により製造されたレンズに多いが、同一の材料、同一の条件下でプラスチック成形されるから、製造されたレンズの屈折率分布は、レンズ間に実質的な差異はなく、予め実験等を通じて知ることができる。そのため、その後、成形用金型の形状補正を行うことにより、屈折率分布による結像位置のずれを補正することができる。
【００１４】
前述の金型の形状補正は、なるべくその補正量が小さい方が精度も確保しやすく、また補正加工もしやすくなる。しかし、この従来技術は、全像高に亘って実測の焦点距離より短くなるように光走査用レンズの曲率等を決めて、屈折率分布による結像位置ずれを被走査面上に合致させるようにしており、そのため、金型の形状補正の際の補正量が非常に大きなものになる。この結果、この従来技術は、精度を確保して補正を行うことが困難であるという問題点を有し、結像位置ずれが補正できたとしても、被走査面において光スポットが走査する有効書込幅Ｗ、光スポットの結像位置ずれの像高間偏差量Ｆとしたときに、Ｆ／Ｗは、たかだか０．００７程度にしかならない。高画質を狙って光スポットを小径化していく場合、Ｆ／Ｗで定義される量は、より小さく抑える必要がある。
【００１５】
すでに説明したように、走査用レンズに屈折率分布が存在したとしても、結像位置のずれ量が像高間で一定である場合、例えば、光学系の一部を光軸方向に移動させることにより、全ての像高に亘って良好な光スポットを得ることが可能である。そこで、成形用金型の形状補正を行う際に、結像位置ずれを全像高に亘って被走査面に揃えるように補正量を決めるのではなく、被走査面から結像位置がずれていたとしても、その像高間偏差量を小さく補正するように形状を決定すれば、最小の補正量で精度よく成形用金型の形状を補正することができる。
【００１６】
特開平１０−２８８７４９号公報に記載の従来技術は、充分な深度余裕を持った光走査用レンズを用いることにより、光走査用レンズに屈折率分布が存在しても良好な光スポットを得ることができるようにしたものである。
【００１７】
しかし、この従来技術も、やはり光スポットを小径化していくと、充分な深度余裕を確保することが困難になり、さらに、レンズの加工誤差、取付誤差等が非常に厳しくなるという問題点を有している。これでは、却ってコストの増大を招くことになり、画質の点から考えても好ましくない。
【００１８】
特開平１１−２７６８号公報に記載の従来技術は、第１光学系を結像位置ずれを補正するように設定するというものである。
【００１９】
しかし、この従来技術における第１光学系は、各像高間の結像位置ずれを同方向に同量だけ補正することは可能であるが、各像高毎に結像位置ずれを補正することはできないという問題点を有している。すなわち、この従来技術は、屈折率分布が極めて小さく、結像位置のずれ量が像高間で一定である場合に有効であるが、実際のプラスチックレンズの屈折率分布で発生する結像位置ずれは像高間で異なり、肉厚の偏差量が大きいレンズほどその傾向は顕著になり、このような場合に、良好な光スポットを得ることができないという問題点を有している。
【００２０】
特開平１１−３８３１４号公報等に記載された従来技術は、屈折率分布によって発生する結像位置ずれを、像高中心部では被走査面よりも−側、像高周辺部では被走査面上よりも＋側になるように補正するというものである。
【００２１】
しかし、この従来技術も、特開平１１−２７６８号公報に記載の従来技術の場合と同様に、屈折率分布が極めて小さく、結像位置のずれ量が像高間で一定である場合に有効であるが、実際のプラスチックレンズにこの方法を適応しても良好な光スポットを得ることが難しいという問題点を有している。
【００２２】
なお、前述した従来技術には、そのいずれも、光スポットの間隔の像高間偏差について言及されていない。
【００２３】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、光学素子としての走査レンズの屈折率分布に起因する光スポットの結像位置ずれ、光スポットの間隔の像高間偏差を有効に補正することを可能とした光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【００２８】
第３の手段は、第１または第２の手段において、前記被走査面において光スポットが走査する有効書込幅をＷ（ｍｍ）、光スポットの結像位置ずれの像高間偏差量をＦ（ｍｍ）としたときに、Ｆ／Ｗが０．００２以下であることを特徴とする。
【００２９】
この第３の手段によれば、充分な深度余裕を持った光スポットを得ることができる。
【００３０】
第４の手段は、第１、第２または第３の手段において、前記光学素子が、該光学素子の屈折率分布がない、すなわち、屈折率が均一である場合に決まる光スポットの結像位置が、被走査面に対し光偏向器と反対側を＋側と定義したとき、被走査面よりも＋側にあることを特徴とする。
【００３１】
この第４の手段によれば、光学素子の屈折率分布に起因する光スポットの結像位置のずれを、成形用金型の形状補正を最小の補正量として補正することができる。
【００３２】
第５の手段は、第１ないし第４の手段のうちいずれか１の手段、前記光学素子が、プラスチックにより形成されていることを特徴とする。
【００３３】
この第５の手段によれば、充分な深度余裕を持った安価なレンズを得ることができる。
【００３４】
第６の手段は、第１ないし第５の手段うちいずれか１の手段において、前記光学素子の屈折率分布が、被走査面において光スポットが走査する有効書込幅Ｗ（ｍｍ）に対応するレンズの有効範囲内で、０．５×１０^-6以上であることを特徴とする。なお、屈折率分布の上限については、ここでは特に限定しないが、金型の補正のしやすさから考慮すると、５．０×１０^-4以下とすることが好ましい。
【００３５】
この第６の手段によれば、充分な深度余裕を持った安価なレンズを得ることができる。
【００３６】
第７の手段は、第１ないし第６の手段のうちいずれか１の手段において、前記光学素子が含まれる光学系は、さらに１以上の第２の光学素子を有しており、かつ、前記光学素子は、主走査方向の位置毎に決まるレンズの光軸方向の厚さ（肉厚）の偏差量（この偏差量は、光学素子の最も厚い肉厚をＤ_max （ｍｍ）、最も薄い肉厚をＤ_min （ｍｍ）としたとき、１−Ｄ_min ／Ｄ_max で定義される量である）が最も大きいことを特徴とする。
【００３７】
この第７の手段によれば、光学素子の屈折率分布に起因する光スポットの結像位置のずれを効果的に補正することができる。
【００３８】
第８の手段は、第７の手段において、前記光学素子の肉厚の偏差量が、被走査面において光スポットが走査する有効書込幅Ｗ（ｍｍ）に対応するレンズの有効範囲内で、０．６５以上であることを特徴とする。
【００３９】
この第８の手段によれば、屈折率分布に起因する光スポットの結像位置ずれを効果的に補正することができる。
【００４０】
第９の手段は、第１ないし第６の手段のうちいずれか１の手段において、前記光学素子が含まれる光学系は、さらに１以上の第２の光学素子を有しており、かつ、前記光学素子が、副走査方向のパワーが最も大きいことを特徴とする。
【００４１】
この第９の手段によれば、光学素子の屈折率分布に起因する光スポットの結像位置ずれを効果的に補正することができる。
【００４４】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため、第１の手段は、複数の発光点を有するマルチビーム用光源からの光ビームを光偏向器により偏向させた偏向光ビームを、光学系により被走査面上に複数の光スポットとして集光し、被走査面を光走査するマルチビーム用光走査装置において、前記光学系は、前記光学系に含まれる屈折率が均一でない屈折率分布を有し、その形状が、前記屈折率分布による被走査面上の光スポット間隔の像高間偏差量（この像高間偏差量は、被走査面上における光スポットの間隔の最大値をβ_max （μｍ）、最小値をβ_min（μｍ） としたとき、１−β_min／β_maxで定義される量である）を補正するように形成され、かつ、その形状が、前記屈折率分布による光スポットの結像位置ずれの像高間偏差量を小さく補正するように形成された光学素子を含み、光軸方向に移動可能に設けられ、前記光スポットの結像位置を光軸方向に移動させる調整手段を含むことを特徴とする。
【００４５】
この第１の手段によれば、光学素子の屈折率分布に起因する光スポットの間隔の像高間偏差を補正することができる。
【００４６】
第２の手段は、第１の手段において、前記調整手段が、シリンドリカルレンズにより構成されていることを特徴とする光走査装置。
【００４７】
この第２の手段によれば、第１の手段と同様な効果を得ることができる。
【００５０】
第３の手段は、第１または２の手段において、前記光スポット間隔の像高間偏差量が０．１以下であることを特徴とする。
【００５１】
この第３の手段によれば、光学素子の屈折率分布に起因する光スポットの間隔の像高間偏差を、成形用金型の形状補正を最小の補正量として補正することができる。
【００５２】
第４の手段は、第１、第２または第３の手段において、前記光学素子が、プラスチックにより形成されていることを特徴とする。
【００５３】
この第４の手段によれば、充分な深度余裕を持った安価なレンズを用いて光走査装置を構成することができる。
【００５４】
第５の手段は、第１ないし第４のうちいずれか１の手段において、前記光学素子の屈折率分布が、被走査面において光スポットが走査する有効書込幅Ｗ（ｍｍ）に対応するレンズの有効範囲内で、０．５×１０^-6以上であることを特徴とする。なお、屈折率分布の上限については、ここでは特に限定しないが、金型の補正のしやすさから考慮すると、５．０×１０^-4以下とすることが好ましい。
【００５５】
この第５の手段によれば、充分な深度余裕を持ったレンズを用いて光走査装置を構成することができる。
【００５６】
第６の手段は、第１ないし第５のうちいずれか１の手段において、前記光学素子が含まれる光学系は、さらに１以上の第２の光学素子を有しており、かつ、前記光学素子は、主走査方向の位置毎に決まるレンズの光軸方向の厚さ（肉厚）の偏差量（この偏差量は、光学素子の最も厚い肉厚をＤ_max （ｍｍ）、最も薄い肉厚をＤ_min （ｍｍ）としたとき、１−Ｄ_min ／Ｄ_max で定義される量である）が最も大きいことを特徴とする。
【００５７】
この第６の手段によれば、光学素子の屈折率分布に起因する光スポットの間隔の像高間偏差を効果的に補正することができる。
【００５８】
第７の手段は、第６の手段において、前記光学素子の肉厚の偏差量が、被走査面において光スポットが走査する有効書込幅Ｗ（ｍｍ）に対応するレンズの有効範囲内で、０．６５以上であることを特徴とする。
【００５９】
この第７の手段によれば、光学素子の屈折率分布に起因する光スポットの間隔の像高間偏差を効果的に補正することができる。
【００６０】
第８の手段は、第１の手段ないし第５の手段のうちいずれか１の手段において、前記光学素子が含まれる光学系が、さらに１以上の第２の光学素子を有しており、かつ、前記光学素子が、副走査方向のパワーが最も大きいことを特徴とする。
【００６１】
この第８の手段によれば、光学素子の屈折率分布に起因する光スポットの間隔の像高間偏差を効果的に補正することができる。
【００６４】
第９の手段は、感光性の像担持体の被走査面に対して光走査手段による走査を行って潜像を形成し、該潜像を現像手段で可視化して画像を得る画像形成装置において、前記像担持体の被走査面の走査を行う光走査手段として、第１の手段ないし第８の手段のうちいずれか１の手段の光走査装置を用いたことを特徴とする。
【００６５】
この第９の手段によれば、光学素子の屈折率分布に起因する光スポットの結像位置ずれ、光スポットの間隔の像高間偏差を有効に補正された画像形成装置を提供することができる。
【００６６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による光学素子、該光学素子を用いた光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００６７】
図３は本発明の一実施形態による光走査装置の構成の要部を示す斜視図である。図３において、１は発光源、２はカップリングレンズ、３はアパーチャ、４はシリンドリカルレンズ、５は回転多面鏡（ポリゴンミラー）、６、７、１１はレンズ、８は折り曲げミラー、９は感光体、１０はミラー、１２は受光素子である。
【００６８】
図３に示す本発明の一実施形態による光走査装置は、マルチビーム方式の光走査装置の例であり、発光源１の複数の発光源ｃｈ１〜ｃｈ４からの光ビームは、共通のカップリングレンズ２により以後の光学系にカップリングされる。カップリングされた光ビームの形態は、以後の光学系の光学特性に応じ、弱い発散性の光束や弱い集束性の光束となることも、平行光束となることもできる。カップリングレンズ２を透過した光ビームは、アパーチャ３の開口部を通過する際、光束周辺部を遮断されて「ビーム整形」され、「線像結像光学系」であるシリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４は、パワーのない方向を主走査方向に向け、副走査方向には正のパワーを持ち、入射してくるビームを副走査方向に集束させ、「光偏向器」である回転多面鏡５の偏向反射面近傍に集光させる。
【００６９】
回転多面鏡５の偏向反射面により反射された偏向光ビームは、回転多面鏡５の等速回転に伴い等角速度的に偏向しつつ、「走査結像光学系」をなす２枚のレンズ６、７を透過し、折り曲げミラー８により光路を折り曲げられ、「被走査面」の実体をなす光導電性の感光体９上に、副走査方向に分離した複数の光スポットとして集光され、これら複数の光スポットにより複数走査線を同時走査する。
【００７０】
なお、光ビームは、光走査に先立ってミラー１０に入射し、レンズ１１により受光素子１２に集光される。そして、受光素子１２の出力に基づいて光走査の書込開始タイミングが決定される。また、前述したレンズ６、７の一方あるいは両方として、本発明による光学素子が使用される。
【００７１】
次に、本発明による光学素子の具体的な幾つかの実施例について詳細に説明する。以下に説明する各実施例において、レンズ面の形状等は、以下のように定義されるものとする。
【００７２】
「主走査断面内における非円弧形状」
主走査断面内の近軸曲率半径をＲ_m 、光軸からの主走査方向の距離をＹ、円錐定数をＫ_m 、高次の係数をＡ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、Ａ₄ 、Ａ₅ 、Ａ₆ 、……として、光軸方向のデプスＸを、次に数１として示す多項式（式１）で表す。
【００７３】
【数１】

（式１）において、奇数次の係数Ａ₁ 、Ａ₃ 、Ａ₅ 、……にゼロ以外の数値を代入したとき、主走査方向に非対称形状となる。
【００７４】
「副走査断面における曲率」
副走査断面内で曲率が主走査方向（光軸位置を原点とする座標Ｙで示す）に変化する場合、副走査断面における曲率Ｃ_s （Ｙ）は、高次の係数をＢ₁ 、Ｂ₂ 、Ｂ₃ 、Ｂ₄ 、Ｂ₅ 、Ｂ₆ 、……として、次の数２として示す（式２）で表すことができる。Ｒ_s (０)は、副走査断面内における光軸上の曲率半径を表す。
【００７５】
【数２】

（式２）において、Ｙの奇数次の係数Ｂ₁ 、Ｂ₃ 、Ｂ₅ 、……にゼロ以外の数値を代入したとき、副走査断面内の曲率の変化が主走査方向に非対称となる。
【００７６】
「副非円弧面」
副走査断面の主走査方向の位置をＹ、副走査方向の座標をＺとしたとき、副非円弧面Ｘは、次の数３として示す（式３）で表すことができる。
【００７７】
【数３】

（式３）において、Ｃ_s は、前述の（式２）で定義されたＣ_s （Ｙ）である。また、Ｋ_s は、次の（式４）で定義される。
【００７８】
Ｋｓ＝Ｋ_s(０)＋Ｃ₁・Ｙ＋Ｃ₂・Ｙ²＋Ｃ₃・Ｙ³＋Ｃ₄・Ｙ⁴＋Ｃ₅・Ｙ⁵＋………………（式４）
（式３）において、奇数次の係数Ｆ₁、Ｆ₃、Ｆ₅、…、Ｇ₁、Ｇ₃、Ｇ₅、……等にゼロ以外の数値を代入すると、副走査断面内の非円弧量が主走査方向に非対称となる。
【００７９】
すなわち、副非円弧面は、前述のように「副走査断面内の形状が非円弧形状で、この副走査断面内の非円弧形状が、主走査方向における副走査断面の位置に応じて変化する面」であるが、（式３）において、右辺の第１行は主走査方向の座標Ｙのみの関数で「主走査断面内の形状」を表す。また、右辺の第２行以下は、副走査断面のＹ座標が決まると、Ｚの各次数の係数は一義的に決まり、座標Ｙにおける「副走査断面内の非円弧形状」が定まる。
【００８０】
なお、前述の解析表現は、ここに挙げたものに限らず、種々のものが可能であり、この発明における面形状は、前述した式による表現に限定されるものではない。
【００８１】
「屈折率分布」
レンズ内部に屈折率分布がある場合、屈折率分布ｎは、次の（式５）で表すことができる。ここで、ｎ₀ は、基準屈折率分布を表す。
【００８２】

【００８３】
［実施例１：請求項１〜６、１０、１１に対応］
図４は実施例１による光学素子としての結像走査レンズを含む走査光学系を説明する図、図５、図６は実施例１による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図、図７は実施例１による光学素子（屈折率分布あり）の屈折率分布の係数を表す図、図８、図９は実施例１による光学素子（屈折率分布あり）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図、図１０は実施例１による光学素子の副走査方向の結像位置を示す図であり、図４の符号は、図３の場合と同一である。そして、図３におけるレンズ６が実施例１による光学素子である。光走査装置の構成要素の条件は、次のように定められる。
【００８４】
・「光源１」
発光源数：１
波長：７８０ｎｍ
・「カップリングレンズ」
焦点距離：８ｍｍ（１群１枚構成）
カップリング作用：収束作用
・「シリンドリカルレンズ」
副走査方向の焦点距離：２６．４７ｍｍ
・「ポリゴンミラー」
偏向反射面数：６
内接円半径：１８ｍｍ
・光源側からのポリゴンミラーへの入射ビームと走査結像光学系の光軸とがなす角：６０°
・「ポリゴンミラーと被走査面との間にある光学系のデータ」
データの表記の記号について説明すると次の通りである。すなわち、曲率半径を、主走査方向につき「Ｒ_m 」、副走査方向につき「Ｒ_s 」、屈折率を「ｎ」で表す。
【００８５】
なお、以下のデータにおける「Ｒ_m 、Ｒ_s 」は、円弧形状以外については「近軸曲率半径」である。また、ここで面番号０のＹは、偏向反射面に入射する光ビームが被走査面で基準となる像高０に到達するときの反射点と、面番号１の近軸位置との主走査方向の隔たりを表す。面番号ｎ（ｎは２以降）のＹは、面番号ｎの近軸位置と面番号ｎ＋１の近軸位置との主走査方向の隔たりを表す。
【００８６】
そして、本発明の実施例１におけるレンズ６を含む「ポリゴンミラーと被走査面との間にある光学系のデータ」は、表１に示すようなものである。なお、表１における面番号０、１、２は、それぞれ、ポリゴンミラーの偏向反射面、レンズ６の偏向反射面側の面、レンズ６の偏向反射面側とは反対側の面である。
【００８７】
【表１】

【００８８】
いま、レンズ６がガラス等による屈折率分布のない材料であるとして、レンズを最適に設計すると各面の主走査方向と副走査方向との係数は、図５、図６に示すようなものとなる。そして、図５、図６に示すデータに基づいて、ガラス等による屈折率分布のないレンズを製造して副走査方向の結像位置を測定した結果、図１０（ａ）に示すような副走査方向の結像位置を得た。
【００８９】
このとき、Ｆ／Ｗ＝０．１０３ｍｍ／２１０ｍｍ＝０．０００５≦０．００２を満足している。
【００９０】
今回、図５、図６に示すデータに基づいて、光走査用レンズ（プラスチック成形）を製造し、その屈折率分布を測定したところ、副走査方向８ｍｍ幅において、δｎ＝２．０×１０^-4であった（０．５×１０^-6≦δｎ≦５．０×１０^-4）。このときの屈折率分布の係数を図７に示している。
【００９１】
また、このときの副走査方向の結像位置を図１０（ｂ）に示している。このとき、 Ｆ／Ｗ＝１．５４４ｍｍ／２１０ｍｍ＝０．００７４
であり、０．００２以下を満足しない。
【００９２】
そこで、実施例１では、この結像位置ずれを各像高毎に補正するように、レンズ６の各面の副走査方向の係数を決定した。この係数を図８、図９に示す。この図８、図９に示すデータに基づいて、光走査用レンズ（プラスチック成形）を製造し、副走査方向の結像位置を測定したところ、副走査方向の結像位置は、図１０（ｃ）に示すようなものとなった。このとき、
Ｆ／Ｗ＝０．０８４ｍｍ／２１０ｍｍ＝０．０００３≦０．００２
を満足している。
【００９３】
また、このとき、図１０（ｃ）から判るように、副走査方向の結像位置が約４．６ｍｍだけ被走査面から遠ざかった位置にある。そこで、結像位置を被走査面に戻す必要があるが、そのためには、シリンドリカルレンズ４を光軸方向に−０．６ｍｍだけ移動させればよい。このときの副走査方向の結像位置を図１０（ｅ）に示している。
【００９４】
ちなみに、図８、図９に示す係数で屈折率分布がないと仮定すると、副走査方向の結像位置は、図１０（ｄ）に示すようになり、光スポットの結像位置は、被走査面よりも＋側にある。
【００９５】
［実施例２：請求項１〜８、１０〜１８、２０に対応］
図１１は実施例２による光学素子としての結象走査レンズを含む走査光学系を説明する図、図１２〜図１５は実施例２による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図、図１６、図１７は実施例２による光学素子（屈折率分布あり）の屈折率分布の係数を表す図、図１８、図１９は実施例２による光学素子（屈折率分布あり）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図、図２０は実施例２による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図である。図１１において、７はレンズであり、他の符号は、図３の場合と同一である。そして、図１１におけるレンズ６、７が実施例２による光学素子である。光走査装置の構成要素の条件は、次のように定められる。
【００９６】
・「光源」
発光源数：４（ＬＤアレイ方式）
発光源ピッチ：１４μｍ
波長：７８０ｎｍ
・「カップリングレンズ」
焦点距離：２７ｍｍ（１群１枚）
カップリング作用：コリメート作用
・「シリンドリカルレンズ」
副走査方向の焦点距離：５８．７ｍｍ
・「ポリゴンミラー」
偏向反射面数：５
内接円半径：２０ｍｍ
・光源側からのポリゴンミラーヘの入射ビームと走査結像光学系の光軸とがなす角：６０°
・「ポリゴンミラーと被走査面との間にある光学系のデータ」
データの表記の記号については、実施例１で説明した通りである。そして、本発明の実施例２におけるレンズ６、７を含む「ポリゴンミラーと被走査面との間にある光学系のデータ」は、表２に示すようなものである。なお、表２における面番号０、１〜４は、それぞれ、ポリゴンミラーの偏向反射面、レンズ６の偏向反射面側の面、レンズ６の偏向反射面側とは反対側の面、レンズ７の偏向反射面側の面、レンズ７の偏向反射面側とは反対側の面である。
【００９７】
【表２】

【００９８】
いま、レンズ６、７がガラス等による屈折率分布のない材料であるとして、レンズを最適に設計すると各面の主走査方向と副走査方向との係数は、図１２〜図１５に示すようなものとなる。そして、図１２〜図１５に示すデータに基づいて、ガラス等による屈折率分布のないレンズを製造して結像位置を測定した結果、図２０（ａ）に示すような主走査方向と副走査方向との結像位置を得た（点線は主走査方向、実線は副走査方向）。
【００９９】
このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．１３３ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００４≦０．００２
Ｆ（副）／Ｗ＝０．０９９ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００３≦０．００２
を満足している。
【０１００】
今回、図１２〜図１５に示すデータに基づいて、光走査用レンズ（プラスチック成形）６、７を製造し、その屈折率分布を測定したところ、レンズは、副走査方向４ｍｍ幅において、δｎ＝１．８４×１０^-5、レンズ７は、副走査方向８ｍｍ幅において、δｎ＝２．１×１０^-5であった（０．５×１０^-6≦δｎ≦５．０×１０^-4）。このときの屈折率分布の係数を図１６、図１７に示している。
【０１０１】
また、このときの主走査方向、副走査方向の結像位置を図２０（ｂ）に示している。このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．１３３ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００４
Ｆ（副）／Ｗ＝０．７６５ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．００２４
であり、副走査方向で０．００２以下を満足しない。
【０１０２】
そこで、実施例２では、この結像位置ずれを各像高毎に補正するように、レンズ６の各面の副走査方向の係数を決定した。この係数を図１８、図１９に示す。レンズ６に注目しているのは、レンズ６の肉厚の偏差量が最も大きいレンズであり、有効範囲内で０．６６＞０．６５であるからである。この図１８、図１９に示すデータに基づいて、光走査用レンズ（プラスチック成形）を製造し、副走査方向の結像位置を測定したところ、主走査方向、副走査方向の結像位置は、図２０（ｃ）に示すようなものとなった。このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．１３３ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００４≦０．００２
Ｆ（副）／Ｗ＝０．０３６ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００１≦０．００２
を満足している。
【０１０３】
また、このとき、副走査方向の結像位置が約０．６７ｍｍだけ被走査面から遠ざかった位置にある。そこで、結像位置を被走査面に戻す必要があるが、そのためには、シリンドリカルレンズ４を光軸方向に−１．４ｍｍだけ移動させればよい。このときの副走査方向の結像位置を図２０（ｅ）に示している。また、このときの光スポットの間隔の像高間偏差量は、０．０４８であり、０．１以下を満足する。
【０１０４】
ちなみに、図１８、図１９に示す係数で屈折率分布がないと仮定すると、主走査方向、副走査方向の結像位置は、図２０（ｄ）に示すようになり、光スポットの結像位置は、被走査面よりも＋側にある。
【０１０５】
［実施例３：請求項１〜６、９〜１６、１９、２０に対応］
図２１、図２２は実施例３による光学素子（屈折率分布あり）７の各面の副走査方向の係数を表す図、図２３は実施例３による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図である。
【０１０６】
実施例３は、図１１に示す実施例２による光学素子としての結象走査レンズを含む走査光学系と同一であり、実施例２と異なるのは、レンズ６、７の屈折率分布で発生した結像位置ずれを各像高毎に補正するように、レンズ７の各面の副走査方向の係数を決定したことである。この係数を図２１、図２２に示す。レンズ７に注目しているのは、レンズ７の副走査方向のパワーが最も大きいレンズだからである。このときの主走査方向、副走査方向の結像位置を図２３（ａ）に示す。このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．１３３ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００４≦０．００２
Ｆ（副）／Ｗ＝０．０２７ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．００００８≦０．００２
を満足している。
【０１０７】
また、このとき副走査方向の結像位置は、約０．６７ｍｍだけ被走査面から遠ざかった位置にある。そこで、結像位置を被走査面に戻す必要があるが、そのためには、シリンドリカルレンズ４を光軸方向に−１．４ｍｍだけ移動させればよい。このときの主走査方向、副走査方向の結像位置を図２３（ｃ）に示す。また、このとき、光スポットの間隔の像高間偏差量は０．０４７であり、０．１以下を満足する。
【０１０８】
ちなみに、この係数で屈折率分布がないと仮定すると、主走査方向、副走査方向の結像位置は図２３（ｂ）に示すようになり、光スポットの結像位置は被走査面よりも＋側にある。
【０１０９】
［実施例４：請求項１〜６、９〜１２に対応］
図２４は実施例４による光学素子としての結象走査レンズを含む走査光学系を説明する図、図２５、図２６は実施例４による光学素子（屈折率分布なし）６−１の各面の副走査方向の係数を表す図、図２７は実施例４による光学素子（屈折率分布あり）６−１の屈折率分布の係数を表す図、図２８、図２９は実施例４による光学素子（屈折率分布あり）１７の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図、図３０は実施例４による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図である。図２４において、６−１、６−２、７はレンズであり、他の符号は、図３の場合と同一である。そして、図２４におけるレンズ６−１、６−２、７が実施例４による光学素子である。光走査装置の構成要素の条件は、次のようにの定められる。
【０１１０】
・「光源」
発光源数：２（２ＬＤ方式）
波長：６５０ｎｍ
・「カップリングレンズ」
焦点距離：１５ｍｍ（１群１枚）
カップリング作用：コリメート作用
・「シリンドリカルレンズ」
副走査方向の焦点距離：１７７．７６ｍｍ
・「ポリゴンミラー」
偏向反射面数：６
内接円半径：２５ｍｍ
・光源側からのポリゴンミラーヘの入射ビームと走査結像光学系の光軸とがなす角：６０°
・「ポリゴンミラーと被走査面との間にある光学系のデータ」
データの表記の記号については、実施例１で説明した通りである。そして、本発明の実施例４におけるレンズ６−１、６−２、７を含む「ポリゴンミラーと被走査面との間にある光学系のデータ」は、表３に示すようなものである。なお、表３における面番号０、１〜６は、それぞれ、ポリゴンミラーの偏向反射面、レンズ６−１の偏向反射面側の面、レンズ６−１の偏向反射面側とは反対側の面、レンズ６−２の偏向反射面側の面、レンズ６−２の偏向反射面側とは反対側の面、レンズ７の偏向反射面側の面、レンズ７の偏向反射面側とは反対側の面である。
【０１１１】
【表３】

【０１１２】
実施例４は、走査光学系に含まれるレンズ６−１、６−２、７のうち、レンズ６−１とレンズ７がプラスチック成形であり、レンズ６−１が前述の（式２）で表される「副走査断面における曲率が主走査方向に非対称に変化する面」となっている。このときのレンズ６−１の各面の副走査方向の係数を図２５、図２６に示す。
【０１１３】
いま、レンズ６−１がガラス等による屈折率分布のない材料であるとして、レンズ６−１を最適に設計すると各面の副走査方向の係数は、図２５、図２６に示すようなものとなる。そして、図２５、図２６に示すデータに基づいて、ガラス等による屈折率分布のないレンズを製造して結像位置を測定した結果、図３０（ａ）に示すような主走査方向と副走査方向との結像位置を得た（点線は主走査方向、実線は副走査方向）。このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．３７２ｍｍ／４３１．８ｍｍ＝０．０００９≦０．００２
Ｆ（副）／Ｗ＝０．２０１ｍｍ／４３１．８ｍｍ＝０．０００５≦０．００２
を満足している。
【０１１４】
今回、図２５、図２６に示すデータに基づいて、光走査用レンズ（プラスチック成形）６−１を製造し、その屈折率分布を測定したところ、レンズは、副走査方向４ｍｍ幅において、δｎ＝３．６４×１０^-5であった（０．５×１０^-6≦δｎ≦５．０×１０^-4）。このときの屈折率分布の係数を図２７に示している。
【０１１５】
また、このときの主走査方向、副走査方向の結像位置を図３０（ｂ）に示している。このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．３７２ｍｍ／４３１．８ｍｍ＝０．０００９
Ｆ（副）／Ｗ＝０．９５９ｍｍ／４３１．８ｍｍ＝０．００２２
であり、副走査方向で０．００２以下を満足しない。
【０１１６】
そこで、実施例４では、この結像位置ずれを各像高毎に補正するように、レンズ７の各面の副走査方向の係数を決定した。この係数を図２８、図２９に示している。レンズ７に注目しているのは、レンズ７の副走査方向のパワーが最も大きいレンズだからである。
【０１１７】
また、このときの主走査方向、副走査方向の結像位置を図３０（ｃ）に示す。このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．３７２ｍｍ／４３１．８ｍｍ＝０．０００９≦０．００２
Ｆ（副）／Ｗ＝０．０１１ｍｍ／４３１．８ｍｍ＝０．００００３≦０．００２
を満足している。
【０１１８】
また、このとき、副走査方向の結像位置が約１．４ｍｍだけ被走査面から遠ざかった位置にある。そこで、結像位置を被走査面に戻す必要があるが、そのためには、シリンドリカルレンズ４を光軸方向に−３．２ｍｍだけ移動させればよい。このときの副走査方向の結像位置を図３０（ｅ）に示している。また、このときの光スポットの間隔の像高間偏差量は、０．０７３であり、０．１以下を満足する。
【０１１９】
ちなみに、図２８、図２９に示す係数で屈折率分布がないと仮定すると、主走査方向、副走査方向の結像位置は、図３０（ｄ）に示すようになり、光スポットの結像位置は、被走査面よりも＋側にある。
【０１２０】
［実施例５：請求項１〜８、１０〜１８、２０に対応］
図３１は実施例５による光学素子としての結象走査レンズを含む走査光学系を説明する図、図３２〜図３５は実施例５による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図、図３６、図３７は実施例５による光学素子（屈折率分布あり）の屈折率分布の係数を表す図、図３８、図３９は実施例５による光学素子（屈折率分布あり）６の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図、図４０は実施例５による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図であり、図３１の符号は、図１１の場合と同一である。そして、図３１におけるレンズ６、７が実施例５による光学素子である。光走査装置の構成要素の条件は、次のように定められる。
【０１２１】
・「光源」
発光源数：４（ＬＤアレイ方式）
発光源ピッチ：１４μｍ
波長：７８０ｎｍ
・「カップリングレンズ」
焦点距離：２７ｍｍ（１群１枚）
カップリング作用：コリメート作用
・「シリンドリカルレンズ」
副走査方向の焦点距離：４６．９５ｍｍ
・「ポリゴンミラー」
偏向反射面数：５
内接円半径：１８ｍｍ
・光源側からのポリゴンミラーヘの入射ビームと走査結像光学系の光軸とがなす角：６０°
・「ポリゴンミラーと被走査面との間にある光学系のデータ」
データの表記の記号については、実施例１で説明した通りである。そして、本発明の実施例５におけるレンズ６、７を含む「ポリゴンミラーと被走査面との間にある光学系のデータ」は、表４に示すようなものである。なお、表４における面番号０、１〜４は、それぞれ、ポリゴンミラーの偏向反射面、レンズ６の偏向反射面側の面、レンズ６の偏向反射面側とは反対側の面、レンズ７の偏向反射面側の面、レンズ７の偏向反射面側とは反対側の面である。
【０１２２】
【表４】

【０１２３】
いま、レンズ６、７がガラス等による屈折率分布のない材料であるとして、レンズを最適に設計すると各面の主走査方向と副走査方向との係数は、図３２〜図３５に示すようなものとなる。そして、図３２〜図３５に示すデータに基づいて、ガラス等による屈折率分布のないレンズを製造して結像位置を測定した結果、図４０（ａ）に示すような主走査方向と副走査方向との結像位置を得た（点線は主走査方向、実線は副走査方向）。
【０１２４】
このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．０５７ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００２≦０．００２
Ｆ（副）／Ｗ＝０．０２６ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．００００８≦０．００２
を満足している。
【０１２５】
今回、図３２〜図３５に示すデータに基づいて、光走査用レンズ（プラスチック成形）６、７を製造し、その屈折率分布を測定したところ、レンズは、副走査方向４ｍｍ幅において、δｎ＝２．９×１０^-5、レンズ７は、副走査方向８ｍｍ幅において、δｎ＝３．１６×１０^-5であった（０．５×１０^-6≦δｎ≦５．０×１０^-4）。このときの屈折率分布の係数を図３６、図３７に示している。
【０１２６】
また、このときの主走査方向、副走査方向の結像位置を図４０（ｂ）に示している。このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．０５７ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００２
Ｆ（副）／Ｗ＝１．０２７ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．００３２
であり、副走査方向で０．００２以下を満足しない。
【０１２７】
そこで、実施例５では、この結像位置ずれを各像高毎に補正するように、レンズ６の各面の副走査方向の係数を決定した。この係数を図３８、図３９に示す。レンズ６に注目しているのは、レンズ６の肉厚の偏差量が最も大きいレンズであり、有効範囲内で０．６９＞０．６５であるからである。この図３８、図３９に示すデータに基づいて、光走査用レンズ（プラスチック成形）を製造し、副走査方向の結像位置を測定したところ、主走査方向、副走査方向の結像位置は、図４０（ｃ）に示すようなものとなった。このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．０５７ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００２≦０．００２
Ｆ（副）／Ｗ＝０．０１１ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．００００３≦０．００２
を満足している。
【０１２８】
また、このとき、副走査方向の結像位置は、約１．２ｍｍだけ被走査面から遠ざかった位置にある。そこで、結像位置を被走査面に戻す必要があるが、そのためには、シリンドリカルレンズ４を光軸方向に−１．５ｍｍだけ移動させればよい。このときの、主走査方向、副走査方向の結像位置は、図４０（ｅ）に示すようになる。また、このとき、光スポットの間隔の像高間偏差量は０．０４５であり、０．１以下を満足する。
【０１２９】
ちなみに、図３８、図３９に示す係数で屈折率分布がないと仮定すると、主走査方向、副走査方向の結像位置は図４０（ｄ）に示すようになり、光スポットの結像位置は被走査面よりも＋側にある。
【０１３０】
［実施例６：請求項１〜６、９〜１６、１９、２０に対応］
図４１、図４２は実施例６による光学素子（屈折率分布あり）７の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図、図４３は実施例６による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図である。
【０１３１】
実施例６は、図３１に示す実施例５による光学素子としての結象走査レンズを含む走査光学系と同一であり、実施例５と異なるのは、レンズ６、７の屈折率分布で発生した結像位置ずれを各像高毎に補正するように、レンズ７の各面の副走査方向の係数を決定したことである。この係数を図４１、図４２に示す。レンズ７に注目しているのは、レンズ７の副走査方向のパワーが最も大きいレンズだからである。このときの主走査方向、副走査方向の結像位置を図４３（ａ）に示す。このとき、
Ｆ（主）／Ｗ＝０．０５７ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．０００２≦０．００２
Ｆ（副）／Ｗ＝０．０１１ｍｍ／３２３ｍｍ＝０．００００３４≦０．００２
を満足している。
【０１３２】
また、このとき、副走査方向の結像位置は約１．２ｍｍだけ被走査面から遠ざかった位置にある。そこで、結像位置を被走査面に戻す必要があるが、そのためには、シリンドリカルレンズ４を光軸方向に−１．５ｍｍだけ移動させればよい。このときの主走査方向、副走査方向の結像位置を図４３（ｃ）に示す。また、このとき、光スポットの間隔の像高間偏差量は０．０４５であり、０．１以下を満足する。
【０１３３】
ちなみに、図４１、図４２に示す係数で屈折率分布がないと仮定すると、主走査方向、副走査方向の結像位置は、図４３（ｂ）に示すようになり、光スポットの結像位置は被走査面よりも＋側にある。
【０１３４】
［実施例７：請求項２１に対応］
図４４は本発明による光走査装置を備えた画像形成装置の実施形態の構成を示す図であり、次に、本発明の応用例としてのレーザプリンタについて説明する。図４４において、１００はレーザプリンタ、１１１は潜像担持体、１１２は帯電ローラ、１１３は現像装置、１１４は転写ローラ、１１５はクリーニング装置、１１６は定着装置、１１７は光走査装置、１１８は用紙カセット、１１９はレジストローラ対、１２０は給紙コロ、１２１は搬送路、１２２は廃紙ローラ、１２３はトレイである。
【０１３５】
図４４に示す画像形成装置は、レーザプリンタ１００であり、潜像担持体１１１として、円筒状に形成された光導電性の感光体を有している。潜像担持体１１１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５が配備されている。帯電手段としては、コロナチャージャを用いることもできる。また、レーザビームＬＢにより光走査を行う光走査装置１１７が設けられ、帯電ローラ１１２と現像装置１１３との間で光書込による露光が行われるようになっている。
【０１３６】
画像形成を行うとき、光導電性の感光体である像担持体１１１が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ１１２により均一に帯電され、光走査装置１１７のレーザビームＬＢの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。この静電潜像は、現像装置１１３により反転現像され、像担持体１１１上にトナー画像が形成される。
【０１３７】
転写紙Ｐを収納したカセット１１８は、画像形成装置であるレーザプリンタ１００本体に脱着可能であり、図４４に示すように装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ１２０により給紙される。給紙された転写紙Ｐは、その先端部をレジストローラ対１１９に銜えられる。レジストローラ対１１９は、像担持体１１１上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Ｐを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｐは、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ転写ローラ１１４の作用によりトナー画像が静電転写される。トナー画像を転写された転写紙Ｐは、定着装置１１６へ送られ、定着装置１１６においてトナー画像が定着され、搬送路１２１を通り、排紙ローラ対１２２によりトレイ１２３上に排出される。
【０１３８】
トナー画像が転写された後の像担持体１１１の表面は、クリーニング装置１１５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
【０１３９】
前述したレーザプリンタ１００において、光走査装置１１７として、実施例１〜６に説明した光学素子を有する光走査装置を用いることにより、極めて良好な画像形成を実行することができる。また、図４４では、本発明の応用例として、レーザプリンタを挙げて説明したが、本発明は、デジタル複写機、レーザファクシミリ等に適用することもできる。
【０１４０】
前述で説明した実施例１〜実施例６は、全て面の形状だけで光学素子を補正するとして説明したが、本発明は、光学素子の肉厚も補正するようにすることもでき、本発明は、面の形状だけを補正することに限定されない。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光学素子としての走査レンズの屈折率分布に起因する光スポットの結像位置ずれ、光スポットの間隔の像高間偏差を有効に補正することができる光学素子を提供することができる。この光学素子は、光走査装置に用いて有効であり、また、この光走査装置は、画像形成装置に用いて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるレンズの屈折率分布の一例を説明図的に示す図である。
【図２】屈折率分布の有無による光スポット径とデフォーカス量との関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による光走査装置の構成の要部を示す斜視図である。
【図４】実施例１による光学素子としての結象走査レンズを含む走査光学系を説明する図である。
【図５】実施例１による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その１）である。
【図６】実施例１による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その２）である。
【図７】実施例１による光学素子（屈折率分布あり）の屈折率分布の係数を表す図である。
【図８】実施例１による光学素子（屈折率分布あり）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その１）である。
【図９】実施例１による光学素子（屈折率分布あり）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その２）である。
【図１０】実施例１による光学素子の副走査方向の結像位置を示す図である。
【図１１】実施例２による光学素子としての結象走査レンズを含む走査光学系を説明する図である。
【図１２】実施例２による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その１）である。
【図１３】実施例２による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その２）である。
【図１４】実施例２による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その３）である。
【図１５】実施例２による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その４）である。
【図１６】実施例２による光学素子（屈折率分布あり）の屈折率分布の係数を表す図（その１）である。
【図１７】実施例２による光学素子（屈折率分布あり）の屈折率分布の係数を表す図（その２）である。
【図１８】実施例２による光学素子（屈折率分布あり）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その１）である。
【図１９】実施例２による光学素子（屈折率分布あり）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その２）である。
【図２０】実施例２による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図である。
【図２１】実施例３による光学素子（屈折率分布あり）７の各面の副走査方向の係数を表す図（その１）である。
【図２２】実施例３による光学素子（屈折率分布あり）７の各面の副走査方向の係数を表す図（その２）である。
【図２３】実施例３による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図である。
【図２４】実施例４による光学素子としての結象走査レンズを含む走査光学系を説明する図である。
【図２５】実施例４による光学素子（屈折率分布なし）６−１の各面の副走査方向の係数を表す図（その１）である。
【図２６】実施例４による光学素子（屈折率分布なし）６−１の各面の副走査方向の係数を表す図（その２）である。
【図２７】実施例４による光学素子（屈折率分布あり）６−１の屈折率分布の係数を表す図である。
【図２８】実施例４による光学素子（屈折率分布あり）１７の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その１）である。
【図２９】実施例４による光学素子（屈折率分布あり）１７の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その２）である。
【図３０】実施例４による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図である。
【図３１】実施例５による光学素子としての結象走査レンズを含む走査光学系を説明する図である。
【図３２】実施例５による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その１）である。
【図３３】実施例５による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その２）である。
【図３４】実施例５による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その３）である。
【図３５】実施例５による光学素子（屈折率分布なし）の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その４）である。
【図３６】実施例５による光学素子（屈折率分布あり）の屈折率分布の係数を表す図（その１）である。
【図３７】実施例５による光学素子（屈折率分布あり）の屈折率分布の係数を表す図（その２）である。
【図３８】実施例５による光学素子（屈折率分布あり）６の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その１）である。
【図３９】実施例５による光学素子（屈折率分布あり）６の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その２）である。
【図４０】実施例５による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図である。
【図４１】実施例６による光学素子（屈折率分布あり）７の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その１）である。
【図４２】実施例６による光学素子（屈折率分布あり）７の各面の主走査方向と副走査方向との係数を表す図（その２）である。
【図４３】実施例６による光学素子の主走査方向と副走査方向との結像位置を示す図である。
【図４４】本発明による光走査装置を備えた画像形成装置の実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 発光源
２ カップリングレンズ
３ アパーチャ
４ シリンドリカルレンズ
５ 回転多面鏡（ポリゴンミラー）
６、７、７−１、１１ レンズ
８ 折り曲げミラー
９ 感光体
１０ ミラー
１２ 受光素子
１００ レーザプリンタ
１１１ 潜像担持体
１１２ 帯電ローラ
１１３ 現像装置
１１４ 転写ローラ
１１５ クリーニング装置
１１６ 定着装置
１１７ 光走査装置
１１８ 用紙カセット
１１９ レジストローラ対
１２０ 給紙コロ
１２１ 搬送路
１２２ 廃紙ローラ
１２３ トレイ

Claims (9)

1. 複数の発光点を有するマルチビーム用光源からの光ビームを光偏向器により偏向させた偏向光ビームを、光学系により被走査面上に複数の光スポットとして集光し、被走査面を光走査するマルチビーム用光走査装置において、
   前記光学系は、前記光学系に含まれる屈折率が均一でない屈折率分布を有し、その形状が、前記屈折率分布による被走査面上の光スポット間隔の像高間偏差量（この像高間偏差量は、被走査面上における光スポットの間隔の最大値をβ_max （μｍ）、最小値をβ_min（μｍ） としたとき、１−β_min／β_maxで定義される量である）を補正するように形成され、かつ、その形状が、前記屈折率分布による光スポットの結像位置ずれの像高間偏差量を小さく補正するように形成された光学素子を含み、
   光軸方向に移動可能に設けられ、前記光スポットの結像位置を光軸方向に移動させる調整手段を含む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、
   前記調整手段は、シリンドリカルレンズにより構成されていることを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１または２記載の光走査装置において、
   前記光スポット間隔の像高間偏差量が０．１以下であることを特徴とする光走査装置。
4. 請求項１、２または３記載の光走査装置において、
   前記光学素子は、プラスチックにより形成されていることを特徴とする光走査装置。
5. 請求項１ないし４のうちいずれか１記載の光走査装置において、
   前記光学素子の屈折率分布が、被走査面において光スポットが走査する有効書込幅Ｗ（ｍｍ）に対応するレンズの有効範囲内で、０．５×１０^-6以上であることを特徴とする光走査装置。
6. 請求項１ないし５のうちいずれか１記載の光走査装置において、
   前記光学素子が含まれる光学系は、さらに１以上の第２の光学素子を有しており、
   かつ、前記光学素子は、主走査方向の位置毎に決まるレンズの光軸方向の厚さ（肉厚）の偏差量（この偏差量は、光学素子の最も厚い肉厚をＤ_max （ｍｍ）、最も薄い肉厚をＤ_min （ｍｍ）としたとき、１−Ｄ_min ／Ｄ_max で定義される量である）が最も大きいことを特徴とする光走査装置。
7. 請求項６記載の光走査装置において、
   前記光学素子の肉厚の偏差量が、被走査面において光スポットが走査する有効書込幅Ｗ（ｍｍ）に対応するレンズの有効範囲内で、０．６５以上であることを特徴とする光走査装置。
8. 請求項１ないし５のうちいずれか１記載の光走査装置において、
   前記光学素子が含まれる光学系は、さらに１以上の第２の光学素子を有しており、
   かつ、前記光学素子が、副走査方向のパワーが最も大きいことを特徴とする光学走査装置。
9. 感光性の像担持体の被走査面に対して光走査手段による走査を行って潜像を形成し、該潜像を現像手段で可視化して画像を得る画像形成装置において、
   前記像担持体の被走査面の走査を行う光走査手段として、請求項１ないし８のうちいずれか１記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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