(57)【要約】【課題】本発明の目的は、一体的に樹脂で構成した内面反射素子を有する光走査装置およびカラー画像形成装置において、当該内面反射素子の反りを低減することにある。【解決手段】一体的に樹脂で構成された内面反射素子は、副走査断面内で、第１の内面反射面と第２の内面反射面とを共に延長した場合の交点周辺の第１領域と、第１の透過面と第１の内面反射面とを共に延長した場合の交点周辺の第２領域と、第２の内面反射面と第２の透過面とを共に延長した場合の交点周辺の第３領域の内、少なくとも一つの領域を切り欠いた形状を有する。【選択図】図１
2014035476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本の光束を出射する光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向面にて偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段で偏向された光束を被走査面に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置であって、
前記偏向手段で偏向された光束を折り返す内面反射手段を、前記偏向手段と前記被走査面との間の光路中に有し、
前記内面反射手段は、前記偏向手段で偏向された光束が入射する第１の透過面と、前記第１の透過面を透過した光束を反射する第１の内面反射面と、前記第１の内面反射面で反射された光束を反射する第２の内面反射面と、前記第２の内面反射面で反射された光束が出射する第２の透過面と、を一体的に樹脂で構成され、
前記内面反射手段は、副走査断面内で、前記第１の内面反射面と前記第２の内面反射面とを共に延長した場合の交点周辺の第１領域と、前記第１の透過面と前記第１の内面反射面とを共に延長した場合の交点周辺の第２領域と、前記第２の内面反射面と前記第２の透過面とを共に延長した場合の交点周辺の第３領域の内、少なくとも一つの領域を切り欠いた形状を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記内面反射手段は、前記副走査断面内で、鋭角部分を備えない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】
前記内面反射手段は、前記第１領域、前記第２領域、前記第３領域のいずれかの周辺に副走査方向に突設する突設部を付加したことを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第１領域、前記第２領域、前記第３領域のいずれかの領域において、主走査方向の中央部と端部とで、前記切り欠いた形状が異なる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】
前記第１領域を切り欠いた形状における面である第１の切り欠き面、前記第２領域を切り欠いた形状における面である第２の切り欠き面、前記第３領域を切り欠いた形状における面である第３の切り欠き面、に対し、第１の透過面と第２の切り欠き面の交点と第２の透過面と第３の切り欠き面の交点との距離をＨＬ、第１の透過面と第１の内面反射面を共に延長した場合の交点と第２の透過面と第２の内面反射面を共に延長した場合の交点との距離をＨＬｏとするとき、以下の式を満たす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。
０．６５  ＜  ＨＬ／ＨＬｏ  ＜  ０．９５
【請求項６】
前記副走査断面内で、前記第１の内面反射面と第１の切り欠き面を共に延長した場合の交点と第２の内面反射面と第１の切り欠き面を共に延長した場合の交点との距離をＨＲ、前記第１領域、前記第２領域、前記第３領域のいずれかの周辺において副走査方向に突設する突設部における副走査方向の合計距離をＨＴとするとき、
０．５０  ＜  ＨＴ／ＨＲ  ＜  １．５０
を満足することを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光源手段から出射した少なくとも１本の光束は、前記偏向面の面法線に対し副走査斜め方向から偏向手段に入射しており、
副走査断面内において、前記内面反射手段の前記第１の透過面を透過した光束が、第１の内面反射面で反射される方向と、前記光源手段から出射した光束が偏向手段に向かう方向とが同じ側の場合、
前記ＨＲは、前記内面反射手段の主走査方向端部よりも主走査方向中央部の方が長いことを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光源手段から出射した少なくとも１本の光束は偏向面の面法線に対し副走査斜め方向から偏向手段に入射しており、
副走査断面内において、前記内面反射手段の第１の透過面を透過した光束が、第１の内面反射面で反射される方向と、前記光源手段から出射した光束が偏向手段に向かう方向とが同じ側の場合、
前記ＨＬは、前記内面反射手段の主走査方向端部よりも主走査方向中央部の方が長いことを特徴とする請求項５または６に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光源手段から出射した少なくとも１本の光束は偏向面の面法線に対し副走査斜め方向から偏向手段に入射しており、
副走査断面内において、前記内面反射手段の第１の透過面を透過した光束が、第１の内面反射面で反射される方向と、前記光源手段から出射した光束が偏向手段に向かう方向とが逆側の場合、
前記ＨＲは、前記内面反射手段の主走査方向端部よりも主走査方向中央部の方が短いことを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記光源手段から出射した少なくとも１本の光束は偏向面の面法線に対し副走査斜め方向から偏向手段に入射しており、
副走査断面内において、前記内面反射手段の第１の透過面を透過した光束が、第１の内面反射面で反射される方向と、前記光源手段から出射した光束が偏向手段に向かう方向が逆側の場合、
前記ＨＬは、前記内面反射手段の主走査方向端部よりも主走査方向中央部の方が短いことを特徴とする請求項５または６に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第１の透過面、前記第１の内面反射面、前記第２の内面反射面、前記第２の透過面は、少なくとも主走査方向は屈折力が無い面であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記内面反射手段の前記第１の内面反射面および前記第２の内面反射面は、全反射面であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光走査装置と、複数の前記被走査面に各々配置された複数の感光体と、を有するカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置およびカラー画像形成装置に関る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等には、光走査装置が用いられている。この光走査装置においては、画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束（光ビーム）を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させている。そして、偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体（感光体ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
更に、光偏向器と感光体ドラムの間に台形状のプリズムを配置し、光路を折り返すことで必要な光路長を確保しつつ光走査装置の小型化を図った提案がされている（特許文献１）。通常、光路を折り返すためには、ガラス基板表面にアルミや銅などの薄膜を蒸着させた折り返しミラーを用いるのが一般的である。ただし、通常の折り返しミラーで光路を折り返した場合は、ガラス基板そのものの厚みだけ光走査装置が大きくなってしまう。特許文献１で提案された台形状のプリズムは、素子（プリズム）の内部を光が進行するため、光線通過領域以外に余分なスペースを必要としない。
【０００４】
また、プリズムの内面で全反射を行うのでアルミや銅などを蒸着させる必要がなく、膜厚ムラなどによる反射率のバラツキ等の課題もない。更に、２つの直交する反射面を一体で形成しているため、プリズムが副走査方向に傾いたとしても、光線の出射角が変わらないといったメリットも有する。
【０００５】
また、結像光学系として樹脂製の走査レンズを用いた場合、製造時に発生する長手方向の反りを一方向に揃えることを目的とし、走査レンズの副走査方向の上下のいずれか一方のみに副走査方向に突設したリブを設けた提案がされている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５１２２１号公報
【特許文献２】特開２００６−９１７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、光路折り返しのための台形状のプリズム（内面反射手段としての内面反射素子）はガラスで出来ているため、製造過程において長手方向に大きな反りを発生させる工程がない。しかし、ガラス母材を研磨工程を繰り返して作られる台形状のプリズムは、複雑な形状を取ることが難しく、且つ高価なものとなる。
【０００８】
ここで、台形状のプリズムを樹脂製のプリズムとすべく、プラスチックモールド成形にて作製した場合、大きな反りが発生することが予想される。光走査装置において、内面反射素子に大きな反りが発生した場合、主走査方向の倍率ズレ、像面湾曲、走査線曲がり、更には波面収差の捩れによるスポット形状の崩れなどといった光学性能の劣化が生じてしまう。
【０００９】
特許文献２では、副走査方向に対称な形状をした走査レンズの上下いずれか一方に突設したリブを設け、そのリブを先に冷却させることで金型内の温度分布の不均一性などの理由から発生する長手方向の反りを一方向に揃えている。即ち、もともと素子自体が対称形状であるものを、わざと非対称な形状とすることで反りを一方向に発生させている。しかし、一方向に揃えたとは言え、反りが発生したままの走査レンズでは所望の光学性能を得ることはできない。そのため反りを矯正するための矯正機構が必要となり、反り矯正機構のスペースのために装置の大型化や高コスト化を招いてしまう。
【００１０】
本発明の目的は、一体的に樹脂で構成した内面反射手段を有する光走査装置およびカラー画像形成装置において、当該内面反射手段の反りを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る光走査装置の代表的な構成は、少なくとも１本の光束を出射する光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向面にて偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段で偏向された光束を被走査面に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置であって、前記偏向手段で偏向された光束を折り返す内面反射手段を、前記偏向手段と前記被走査面との間の光路中に有し、前記内面反射手段は、前記偏向手段で偏向された光束が入射する第１の透過面と、前記第１の透過面を透過した光束を反射する第１の内面反射面と、前記第１の内面反射面で反射された光束を反射する第２の内面反射面と、前記第２の内面反射面で反射された光束が出射する第２の透過面と、を一体的に樹脂で構成され、前記内面反射手段は、副走査断面内で、前記第１の内面反射面と前記第２の内面反射面とを共に延長した場合の交点周辺の第１領域と、前記第１の透過面と前記第１の内面反射面とを共に延長した場合の交点周辺の第２領域と、前記第２の内面反射面と前記第２の透過面とを共に延長した場合の交点周辺の第３領域の内、少なくとも一つの領域を切り欠いた形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一体的に樹脂で構成した内面反射手段を有する光走査装置およびカラー画像形成装置において、当該内面反射手段の反りを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の副走査断面図、（Ｂ）は副走査断面における要部拡大図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る光走査装置のブラックに対応した主走査方向の展開図、（Ｂ）はシアンに対応した主走査方向の展開図である。
【図３】様々な内面反射手段としての内面反射素子の副走査断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第２の実施形態に係る光走査装置の主走査方向中央部の内面反射素子を説明する図、（Ｂ）は主走査方向端部の内面反射素子を説明する図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第３の実施形態に係る光走査装置の主走査方向中央部の内面反射素子を説明する図、（Ｂ）は主走査方向端部の内面反射素子を説明する図である。
【図６】（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明の変形例を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載したカラー画像形成装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
《第１の実施形態》
（カラー画像形成装置）
図７は、本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載したカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、光走査装置（光結像光学系）を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム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。図７において、６０はカラー画像形成装置、１２は光走査装置、２１、２２、２３、２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１、３２、３３、３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。なお、図７においては現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器（不図示）と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器（不図示）とを有している。
【００１６】
図７において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置１２に入力される。そして、光走査装置１２からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１、４２、４３、４４が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム２１、２２、２３、２４の感光面が主走査方向に走査される。
【００１７】
本実施形態におけるカラー画像形成装置は、光走査装置１２からＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応した走査光を出射している。そして、各々平行して感光ドラム２１、２２、２３、２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【００１８】
本実施形態におけるカラー画像形成装置は、上述の如く光走査装置１２により、各々の画像データに基づいた光ビームを用い、各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１、２２、２３、２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【００１９】
外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００２０】
（光走査装置）
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の副走査断面図である。図１（Ｂ）は、内面反射手段としての内面反射素子７周辺の副走査断面の拡大図である。図２（Ａ）は、外側の感光ドラム８Ａへ向かう光束ＲＡが通過する結像光学系ＳＡに関する主走査断面図である。また、図２（Ｂ）は、内側の感光ドラム８Ｂへ向かう光束ＲＢが通過する結像光学系ＳＢに関する主走査断面の展開図である。
【００２１】
以下の本実施形態の説明において、結像光学系の光軸または軸上とは、被走査面の中心を通り、被走査面に垂直方向の軸のことである。副走査方向（Ｚ方向）とは、偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向を法線とする断面である。主走査方向（Ｙ方向）とは、偏向手段で偏向走査される光束を主走査断面に投射した方向である。副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。
【００２２】
図２中、１は少なくとも１本の光束を出射する光源手段であり、例えば半導体レーザー等より成っている。２は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。３はアナモフィックレンズであり、光源手段１から出射された発散光束を主走査断面内において弱収束光に変換し、副走査断面内において光偏向器（偏向手段）５の偏向面５ａに主走査方向を長手の線像として結像させるように変換している。なお、アナモフィックレンズ３を、主走査断面内及び副走査断面内において弱収束光に変換するコリメータレンズと、副走査方向のみにパワーを有するシリンドリカルレンズとの２枚の構成としても良い。
【００２３】
また、開口絞り２、アナモフィックレンズ３の各要素は、入射光学系（集光光学系）ＬＡを構成している。光偏向器５は、外接円直径２０ｍｍの４面より成るポリゴンミラーより成り、駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。ＳＡ、ＳＢは結像光学系であり、ｆθ特性を有する結像光学素子としての２枚の結像レンズ（プラスチックレンズ）６１、６２と、光束ＲＢの光路を折り曲げる内面反射素子７を有している。
【００２４】
結像光学系ＳＡは、光偏向器５によって偏向走査された画像情報に基づく光束を主走査断面内において被走査面としての感光ドラム面８Ａ上にスポット状に結像させている。また、結像光学系ＳＡは、副走査断面内において、光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面８Ａとの間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。通常、複数の偏向面が存在する光偏向器（ポリゴンミラー）の場合、偏向面毎に副走査方向への偏向面の倒れ角が異なるため、面倒れ補正光学系を採用することが一般的である。
【００２５】
４は同期検出用の同期検知レンズであり、同期検出素子９の近傍に設けた不図示のスリット面上に同期検出用光束を結像させている。本実施形態では、同期検出素子９からの出力信号を検知して、得られた同期信号を用いて感光ドラム面８Ａ上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。なお、同期検出用レンズ４、同期検出素子９の各要素は、同期位置検出系の一要素を構成している。同期位置検出系は、４つの感光ドラムに対応する４つの光束ごとに設けても良いが、部品点数削減のため、本実施形態のように感光ドラム８Ａに向かう光束ＲＡのみに設け、残りの光束の走査開始位置を制御することも可能である。
【００２６】
本実施形態において、画像情報に応じて半導体レーザー１から出射された光束は、主走査断面内で結像光学系の光軸に対し直交方向から偏向面５ａに入射している。また、副走査断面内においては、偏向面５ａに対し副走査方向に所定の角度（偏向面５ａの法線に対して３°）を持って斜入射している。
【００２７】
そして、光偏向器５の偏向面（ポリゴンミラー面）５ａで偏向走査された光束ＲＢは、結像レンズ６１、６２を通過し、後述する内面反射素子７で光路が折り返され、感光体ドラム８Ｂに到達している。また、光束ＲＡは結像レンズ６１、６２を通過し、内面反射素子７の下側を素通りした後、折り返しミラー１０Ａにて光路を折り返され、感光体ドラム８Ａに到達している。
【００２８】
結像レンズ６１、６２を通過した光束ＲＡ、ＲＢは、感光ドラム面８Ａ、８Ｂ上にスポット状に結像され、光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面８Ａ、８Ｂ上に画像記録を行っている。
【００２９】
（内面反射素子）
ここで、図１（Ｂ）に示す台形状のプリズムなど、素子内面で全反射し光路を折り返すものを内面反射素子と定義する。光偏向器５から物理的に最も遠い感光ドラム８Ａより物理的に近い光偏向器５側の感光ドラム８Ｂに向かう光束ＲＢは、光路中に配置される内面反射素子７の第１の透過面（入射面）７１を透過し、第１の内面反射面７２、第２の内面反射面７３で反射する。そして、第２の透過面（出射面）７４を透過した後、折り返しミラー１０Ｂで光路を折り曲げられ感光ドラム８Ｂに到達する。
【００３０】
ここで、２つの内面反射面７２、７３は副走査断面内で略直交（８８．５°）するように向かい合わせて構成することで、光束ＲＢに関しては、光束の進行方向を略１８０度回転させることができる。また、第１の内面反射面７２、第２の内面反射面７３には、アルミや銅などの金属物質を蒸着しても良いが、本実施形態のようにプラスチック材料の全反射面とすると、低コスト化の点で有利である。ここで、全反射面とは全走査領域を走査する全ての光束に対し、内面反射面で全反射するように内面反射面に光束が入射しているような面をいう。
【００３１】
また、第１、２の透過面、第１、２の内面反射面の４つの光学機能面を本実施形態のように平面で構成すると金型が簡素化されてよい。少なくとも主走査方向に屈折力が無い（ノンパワー）ように光学機能面を構成しておけば、光軸上を走査する光束が全反射すれば、軸外を走査する光束に対しても全反射するようになる。
【００３２】
図１（Ｂ）に示したように光束ＲＢと内面反射面（全反射面）７２の面法線との副走査方向の為す角度は、α１＝４２．４５°、光束ＲＢと内面反射面（全反射面）７３の面法線との副走査方向の為す角度は、α２＝４６．０５°である。内面反射素子７は、屈折率１．５２７８１の樹脂（プラスチック）材料で一体的に形成されているため、反射面への入射角４０．８８°以上であると全反射を生じる。
【００３３】
なお、本実施形態のように２つの内面反射面（全反射面）７２と７３を略直交する平面として構成すると、内面反射素子が副走査方向に傾いたとしても、光線の出射角が変わらないといった効果を有する。
【００３４】
また、本実施形態のように第１の透過面（入射面）、第２の透過面（出射面）は独立した鏡面として構成することも（図１（Ｂ）において、α３＝３．０°）プラスチックモールド成形であれば簡単に作製することができる。更に１つの鏡面（平面）として構成すれば、金型の構成が簡素化されるため、低コスト化の点で有利である。
【００３５】
（切り欠いた形状）
ここで、本願明細書において、切り欠いた形状とは副走査断面で頂点部が台形部に変形された形状をいうものとする。本実施形態では、先ず内面反射素子７を副走査断面内で見たとき、第１の内面反射面と第２の内面反射面とを共に延長した交点周辺の領域Ａ（第１領域）を切り欠いた形状としている。これは、肉厚方向の厚さをより低減し成形サイクルを短縮する事で素子のコストダウンを図る目的で行っている。更に、第１の透過面と第１の内面反射面とを共に延長した交点周辺の領域Ｂ（第２領域）及び第２の透過面と第２の内面反射面とを共に延長した交点周辺の領域Ｃ（第３領域）を切り欠いた形状としている。
【００３６】
これにより、後述する反り低減の効果を有する。具体的には、領域Ａを切り欠いた際にできる第１の切り欠き面７５と第１の内面反射面７２との交点と、第１の切り欠き面７５と第２の内面反射面７３との交点と、の距離をＨＲ＝３．０ｍｍとする。また、領域Ｂを切り欠いた際にできる第２の切り欠き面７６と第１の透過面７１との交点と、領域Ｃを切り欠いた際にできる第３の切り欠き面７７と第２の透過面７４との交点と、の距離をＨＬ＝１２．６ｍｍとする。
【００３７】
更に、第１の透過面７１と第１の内面反射面７２とを共に延長した交点と、第２の透過面７４と第２の内面反射面７３とを共に延長した交点と、の距離をＨＬｏとすると距離ＨＬｏ＝１４．５９ｍｍとする。すると、１２．５９／１４．５９＝０．８６３であり、以下の（式１）を満足する。
【００３８】
０．６５＜ＨＬ／ＨＬｏ＜０．９５  ・・・（式１）
（式１）の下限を超えると、内面反射素子の各端面と光束との距離が近づき過ぎ、屈折率分布の影響などを受ける為、良くない。また、上限を超えると、反り低減の効果が薄くなって良くない。
【００３９】
また、各領域を切り欠いた際の内面反射素子の端部と光束の距離は、光束径の半分以上であることが望ましい。例えば、図１（Ｂ）に示す通り、第１の切り欠き面７５において、内面反射素子端部と光束の距離ｈ１＝２．２１、光束径ｗ１＝１．３９とする。同様に、第２の切り欠き面７６において、ｈ２＝１．５１、光束径ｗ２＝１．４６、第３の切り欠き面７７において、ｈ３＝１．１７、光束径ｗ３＝１．２０とする。
【００４０】
内面反射素子７の端部と光束の距離を光束径の半分よりも近づけてしまうと、屈折率分布の影響を受けて耐久による副走査方向のピント位置の変化や、複屈折分布の影響を受けて、副走査方向のスポット径の肥大といった弊害が生じてしまう。本実施形態のように、ほぼ光束径と同等以上の余裕を持たせておけば、これら屈折率分布や複屈折分布の影響を受けずに済む。
【００４１】
〔本実施形態の作用・効果〕
次に本発明の特徴部分である内面反射素子７の反りの低減効果について説明を行う。図３に示すＴｙｐｅＡは、副走査断面で３つの頂点部に切り欠きの無い三角形の形状を示している。三角形の底辺１４ｍｍ、高さ７ｍｍ、主走査方向の長さ１３０ｍｍのサイズとなっている。ＴｙｐｅＢは、ＴｙｐｅＡに対し、領域Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ副走査方向２ｍｍ切り欠いた形状をしている。ＴｙｐｅＣは、ＴｙｐｅＢに対し、更に領域Ａ近傍に副走査方向上下に２つの突設部を付加した形状をしている。
【００４２】
ＴｙｐｅＡの領域Ｂと領域Ｃにおける内面反射面と第１、第２の透過面とのなす角は４５°と鋭角であり、また領域Ａにおける２つの内面反射面のなす角は９０°であり、成形過程においてまずこれら鈍角でない部分の冷却が進行する。素子が金型から取り出された際、下底側よりも冷却が遅れる上底側の方に反るように内面反射素子に変形が生じる。これが、反り発生のメカニズムである。よって、素子を均等に冷却することができれば、反りを抑制することが可能となるが、略直交する２つの内面反射面をもつ内面反射素子は形状そのものが非対称であり、どうしても成形過程において素子内で温度分布が付いてしまう。
【００４３】
そこで、均等に冷却させることは不可能ではあるが、急激に冷却される箇所を取り去ることで反りの抑制を行うことはできる。更に、内面反射素子の形状を対称形状に近づけるべく、領域Ａ近傍の副走査方向２箇所に突設部を設けたＴｙｐｅＣのような副走査断面の形状であれば、反りは、より小さくなる。
【００４４】
ＴｙｐｅＢの形状に関し、領域Ｂを切り欠いた際にできる第２の切り欠き面と第１の透過面との交点と、領域Ｃを切り欠いた際にできる第３の切り欠き面と第２の透過面との交点と、の距離ＨＬ＝１０ｍｍである。また、第１の透過面と第１の内面反射面とを共に延長した交点と、第２の透過面と第２の内面反射面とを共に延長した交点と、の距離ＨＬｏ＝１４ｍｍであり、１０／１４＝０．７１４で（式１）を満足する。
【００４５】
ＴｙｐｅＣの形状に関し、第１の内面反射面と第１の切り欠き面とを延長した交点と、第２の内面反射面と第１の切り欠き面とを延長した交点と、の距離をＨＲ、前記突設部の合計距離をＨＴ（＝ＨＴ１＋ＨＴ２）とする。すると、ＨＲ＝４ｍｍ、ＨＴ＝４ｍｍで、４／４＝１．００と以下の（式２）を満足する。
【００４６】
０．５０＜ＨＴ／ＨＲ＜１．５０  ・・・（式２）
（式２）の下限を超えると、反り低減の効果が薄くなって良くない。また、上限を超えると、内面反射素子の内面反射面の面積が狭くなり、走査全領域で光束を反射させることができなくなるので良くない。
【００４７】
なお、反り低減の別の方法として、内面反射素子内部の冷却が早く進行する側の金型の温度を冷却が遅く進行する側の金型の温度に対して高くなるような温度分布をつける方法がある。しかし、大きな反りが発生する素子形状において、反りを無くすために大きな温度分布をつけてしまうと、金型の固定側と可動側で熱膨張量が異なり、型の合わせ等で不都合を生じてしまう。よって、本実施形態のように極力素子の形状で反りを低減させておくことが重要となる。
【００４８】
《第２の実施形態》
図４（Ａ）は、本発明の第２の実施形態の内面反射素子近傍の光軸上（主走査方向中央部）の副走査断面図である。図４（Ｂ）は、内面反射素子近傍の最軸外（主走査方向端部）の副走査断面図である。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、偏向手段の偏向面の面法線に対し、光源手段から出射した光束を副走査斜め方向から入射させている。本実施形態では、第１の透過面で透過した光束は第１の内面反射面で＋Ｚ方向に光束を折り返している。
【００４９】
これは、光源手段から出射した光の副走査方向の入射方向と同じ側である。このような場合、光軸上の光束よりも軸外の光束の方が、第１の透過面を透過する光束の副走査方向の位置が高く（＋Ｚ方向側）なる。同様に、光軸上の光束よりも軸外の光束の方が、第１の内面反射面で反射する光束の副走査方向の位置が高く（＋Ｚ方向側）なる。
【００５０】
内面反射素子としては、光束が通過していない余分な領域を極力削った方が、成形サイクル対して有利である。そのため、内面反射素子の主走査方向端部と主走査方向中央部とで、切り欠いた形状を異なるようにしている。つまり、第１の内面反射面と第１の切り欠き面との交点と、第２の内面反射面と第１の切り欠き面との交点と、の距離ＨＲを、該内面反射素子の主走査方向端部（ＨＲｅ）よりも主走査方向中央部（ＨＲｃ）の方が長くなるようにしている。即ち、軸上の方をより大きく切り欠いているようにしている。
【００５１】
また、内面反射素子としては、光束が通過していない余分な領域を極力削った方が、反り低減に対して有利であるため、第１の透過面と第２の切り欠き面の交点と、第２の透過面と第３の切り欠き面の交点と、の距離を主走査方向で変化させるようにしている。つまり、内面反射素子の主走査方向端部と主走査方向中央部とで、切り欠いた形状を異ならせるようにしている。即ち、距離ＨＬを該内面反射素子の主走査方向端部（ＨＬｅ）よりも主走査方向中央（ＨＬｃ）の方が長くなるように、軸外の方をより大きく切り欠いている。
【００５２】
そして、それぞれの像高における内面反射素子の副走査断面形状において、（式１）を満足するようにしている。軸上断面に対しては、ＨＬｃ＝１２．５９ｍｍ、ＨＬｏ＝１４．５９ｍｍ、であるので、ＨＬｃ／ＨＬｏ＝０．８６３となる。また、最軸外断面に対しては、ＨＬｅ＝１１．３８ｍｍ、ＨＬｏ＝１４．５９ｍｍ、であるので、ＨＬｅ／ＨＬｏ＝０．７８０となる。
【００５３】
本実施形態のように、光源から出射した光束が副走査斜め方向に偏向手段に入射している光学系の場合、切り欠く量を主走査方向に変化させ、内面反射素子の余分な領域を極力切り落とすことで、更なる成形サイクルの短縮と反り低減の効果が得られる。
【００５４】
《第３の実施形態》
図５（Ａ）は、本発明の第３の実施形態の内面反射素子近傍の光軸上（主走査方向中央部）の副走査断面図である。また図５（Ｂ）は、内面反射素子近傍の最軸外（主走査方向端部）の副走査断面図である。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、偏向手段の偏向面の面法線に対し、光源手段から出射した光束を副走査斜め方向から入射させている。本実施形態では、第１の透過面で透過した光束は第１の内面反射面で−Ｚ方向に光束を折り返している。これは、光源手段から出射した光の副走査方向の入射方向と逆側である。
【００５５】
このような場合、光軸上の光束よりも軸外の光束の方が、第１の透過面を透過する光束の副走査方向の位置が高く（＋Ｚ方向側）なる。同様に、光軸上の光束よりも軸外の光束の方が、第１の内面反射面で反射する光束の副走査方向の位置が高く（＋Ｚ方向側）なる。
【００５６】
内面反射素子としては光束が通過していない余分な領域を極力削った方が、成形サイクル対して有利であるため、第１の内面反射面と第１の切り欠き面との交点と、第２の内面反射面と第１の切り欠き面との交点と、の距離ＨＲを主走査方向で変化させる。つまり、内面反射素子の主走査方向端部と主走査方向中央部とで、切り欠いた形状を異ならせる。即ち、内面反射素子の主走査方向端部（ＨＲｅ）よりも主走査方向中央部（ＨＲｃ）の方が短くなるように、軸外の方をより大きく切り欠いている。
【００５７】
また、内面反射素子としては光束が通過していない余分な領域を極力削った方が、反り低減に対して有利であるため、第１の透過面と第２の切り欠き面の交点と、第２の透過面と第３の切り欠き面の交点と、の距離はＨＬを主走査方向で変化させる。つまり、内面反射素子の主走査方向端部と主走査方向中央部とで、切り欠いた形状を異ならせる。即ち、内面反射素子の主走査方向端部（ＨＬｅ）よりも主走査方向中央部（ＨＬｃ）の方が短くなるように、軸上の方をより大きく切り欠いている。
【００５８】
更に、それぞれの像高における内面反射素子の副走査断面形状においても（式１）を満足するようにしている。軸上断面に対しては、ＨＬｃ＝１６．４９ｍｍ、ＨＬｏ＝２０．９８ｍｍ、であるので、ＨＬｃ／ＨＬｏ＝０．７８６となる。また、最軸外断面に対しては、ＨＬｅ＝１８．３０ｍｍ、ＨＬｏ＝２０．９８ｍｍ、であるので、ＨＬｅ／ＨＬｏ＝０．８７２となる。
【００５９】
本実施形態のように、光源から出射した光束が副走査斜め方向に偏向手段に入射している光学系の場合、切り欠く量を主走査方向に変化させ、内面反射素子の余分な領域を極力切り落とすことで、更なる成形サイクルの短縮と反り低減の効果が得られる。
【００６０】
（金型および成形法）
以上説明した樹脂製の内面反射素子７を成形するには、先ず金型が、内面反射素子７の形状（凸）に対して相補的な形状（凹）として予め準備される。即ち、内面反射素子７は上述した実施形態で述べたように領域Ａ乃至Ｃが切り欠いた形状となるが、金型は領域Ａ乃至Ｃにおいて頂点部ではなく台形部として形成される。このような金型に樹脂を流し込み、冷却させ、冷却後に金型が外されて、一体成形された内面反射素子７が取り出される。
【００６１】
（変形例）
上述した実施形態においては、領域Ａ（第１領域）、領域Ｂ（第２領域）、領域Ｃ（第３領域）を共に切り欠いた形状としたが、本発明はこれに限らず、これら３つの領域の内、少なくとも一つの領域を切り欠いた形状とするようにしても良い。図６（Ａ）に示す形態では、領域Ａを切り欠かずに領域Ｂと領域Ｃのみ切り欠いた形状としている。また図６（Ｂ）に示す形態では、図６（Ａ）に示す形態に対し、領域Ａに上下の突設部を付加した形態としている。
【００６２】
また図６（Ｃ）に示す形態では、領域Ａ、領域Ｃを切り欠かずに領域Ｂのみ切り欠いた形状とし、領域Ｃに突設部を付加した形態としている。更に図６（Ｄ）に示す形態では、図６（Ｃ）に示す形態に対し、領域Ａに上下の突設部を付加した形態としている。また図６（Ｅ）に示す形態では、領域Ａ、領域Ｂを切り欠き、領域Ｃを切り欠かずに領域Ｃに突設部を付加した形態としている。
【００６３】
これら変形例において、上述した実施形態と同様に、内面反射素子は副走査断面内で鋭角部分を備えない形状となっている。
【符号の説明】
【００６４】
１・・光源手段、５・・光偏向器（偏向手段）、６１，６２・・結像レンズ（結像光学系）、７・・内面反射素子、７１・・第１の透過面（入射面）、７２・・第１の内面反射面、７３・・第２の内面反射面、７４・・第２の透過面（出射面）、領域Ａ・・第１領域、領域Ｂ・・第２領域、領域Ｃ・・第３領域
【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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