(57)【要約】【課題】  極力画像品質を劣化させることなく、製作上、有利な光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を得ること。【解決手段】  光束を偏向走査させる揺動素子と、偏向走査された光束を被走査面上に集光させる結像光学系とを有し、被走査面上の中心Ｙ０、最大走査位置Ｙｍａｘ、最大走査位置の５割での走査位置Ｙ０．５とし、そのときの光束が走査するときの揺動素子の角速度を各々ｄθ０／ｄｔ０、ｄθｍａｘ／ｄｔｍａｘ、ｄθ０．５／ｄｔ０．５、また、揺動素子の偏向角θ０、θｍａｘ、θ０．５のときの変化量ｄθ０、ｄθｍａｘ、ｄθ０．５に対する被走査面上での走査位置Ｙ０、Ｙｍａｘ、Ｙ０．５での変化量を各々ｄＹ０、ｄＹｍａｘ、ｄＹ０．５とするとき、各条件式を満足すること。【選択図】  図１
2008083688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向走査する偏向手段と、前記偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置において、
前記偏向手段は、前記光源手段から出射した光束により前記被走査面上を往復走査する揺動素子であり、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の中心位置Ｙ０を光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ０、そのときの前記揺動素子の角速度をｄθ０／ｄｔ０、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の最大走査位置Ｙｍａｘを光束が走査するときの前記揺動素子の最大偏向角をθｍａｘ、そのときの前記揺動素子の角速度をｄθｍａｘ／ｄｔｍａｘ、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の最大走査位置Ｙｍａｘの５割での走査位置Ｙ０．５を光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ０．５、そのときの前記揺動素子の角速度をｄθ０．５／ｄｔ０．５、
前記揺動素子の偏向角θ０のときの変化量ｄθ０に対する前記被走査面上での主走査方向の中心位置Ｙ０での変化量をｄＹ０、
前記揺動素子の最大偏向角θｍａｘのときの変化量ｄθｍａｘに対する前記被走査面上での主走査方向の最大走査位置Ｙｍａｘでの変化量をｄＹｍａｘ、
前記揺動素子の偏向角θ０．５のときの変化量ｄθ０．５に対する前記被走査面上での主走査方向の走査位置Ｙ０．５での変化量をｄＹ０．５とするとき、有効走査領域の全領域において、
（ｄθｍａｘ／ｄｔｍａｘ）＜（ｄθ０／ｄｔ０）、
（ｄＹ０／ｄθ０）＜（ｄＹｍａｘ／ｄθｍａｘ）、
（ｄθ０／ｄｔ０）＜（ｄθ０．５／ｄｔ０．５）、
（ｄＹ０．５／ｄθ０．５）＜（ｄＹ０／ｄθ０）なる条件を満足する光走査装置。
【請求項２】
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の中心位置Ｙ０を光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ０、
前記被走査面上の有効走査領域内の主走査方向の走査位置Ｙを光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ、
前記揺動素子の偏向角θ０のときの変化量ｄθ０に対する前記被走査面上での主走査方向の中心位置Ｙ０での変化量をｄＹ０、
前記揺動素子の偏向角θのときの変化量ｄθに対する前記被走査面上での走査位置Ｙでの変化量をｄＹとするとき、有効走査領域の全領域において、
０．８５＜（ｄＹ／ｄθ）／（ｄＹ０／ｄθ０）＜１．１５なる条件を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の中心位置Ｙ０を光束が走査しているときの走査速度をｄＹ０／ｄｔ０、前記被走査面上の有効走査領域内の主走査方向の走査位置Ｙを光束が走査しているときの走査速度をｄＹ／ｄｔとするとき、有効走査領域の全領域において、
０．９≦（ｄＹ／ｄｔ）／（ｄＹ０／ｄｔ０）≦１．１なる条件を満足する請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向走査する偏向手段と、前記偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置において、
前記偏向手段は、前記光源手段から出射した光束により前記被走査面上を往復走査する揺動素子であり、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の中心位置Ｙ０から前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の最大走査位置Ｙｍａｘを光束にて走査する際、前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の位置Ｙを光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角θの前記揺動素子の角速度ｄθ／ｄｔの値は、増加し、その後、減少しており、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の中心位置Ｙ０を光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ０、
前記被走査面上の有効走査領域内の主走査方向の走査位置Ｙを光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ、
前記揺動素子の偏向角θ０のときの変化量ｄθ０に対する前記被走査面上での主走査方向の中心位置Ｙ０での変化量をｄＹ０、
前記揺動素子の偏向角θのときの変化量ｄθに対する前記被走査面上での走査位置Ｙでの変化量をｄＹとするとき、有効走査領域の全領域において、
０．８５＜（ｄＹ／ｄθ）／（ｄＹ０／ｄθ０）＜１．１５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５】
前記揺動素子は、前記被走査面上を走査する際、揺動の往路若しくは復路のいずれか一方のみで有効走査領域内への画像形成を行い、前記揺動素子全体での揺動周期をＴとするときに、前記被走査面上を光束が走査している走査時間は、０．２５Ｔ以上である請求項１乃至４の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記結像光学系は、１枚の結像レンズから構成されており、
前記結像光学系を構成する結像レンズの最大肉厚をＤｔ、前記被走査面上の主走査方向の走査幅をＷとするとき
０．０１≦Ｄｔ／Ｗ≦０．０４
なる条件を満足する請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の光走査装置と、前記被走査面に設けられた感光ドラムと、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光ドラムの上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有する画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有している画像形成装置。
【請求項９】
各々が請求項１乃至６の何れか一項に記載の光走査装置の被走査面に設けられ、異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１０】
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有している請求項９に記載の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、光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より光束を偏向走査する偏向手段として往復運動を行う揺動素子（光偏向器）を用いた光走査装置が種々提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
偏向手段として、特に共振現象を用いて揺動させる揺動素子は、共振現象を用いない揺動素子と比較して、高周波で揺動させることが容易であり、１走査あたりに必要な時間を短くできるという長所がある。
【０００４】
図９は、従来の共振現象を用いた揺動素子の要部概略図である。
【０００５】
図９において、９０は、往復運動を行う揺動素子、９１は、偏向部（揺動部）、９２は、ねじりばね（トーションバー）である。
【０００６】
図９に示すような偏向部９１が１面のみの比較的単純な構成の揺動素子の場合、偏向部９１の角度は時間ｔに対して正弦波的に変化する。
【０００７】
このような揺動素子を光走査装置に用いた場合、被走査面上で光束を等速走査させるには、偏向部９１にて偏向走査された光束をアークサイン特性を持つ結像レンズ（ａｒｃｓｉｎレンズ）にて集光する必要がある。
【０００８】
アークサイン特性とは揺動素子で偏向走査された光束の偏向角をθとするとき、
θ＝θ０・ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）
で偏向走査された光束を、走査像高をＹとするとき、
Ｙ＝ａ・ａｒｃｓｉｎ（θ／θ０）＝２πａｔ／Ｔ
に集光させる特性のことである。
【０００９】
ここで、θ０は揺動素子の最大偏向角の２倍、Ｔは揺動素子の揺動周期、ａは光束の偏向角θと像高Ｙを関連付ける定数である。
【００１０】
この場合、等速走査は可能になるが、被走査面上におけるスポット径が走査中心部から走査端部に向かい変化するため、画像品位が劣化する。
【００１１】
スポット径を有効走査領域の全領域で一定に保つには、結像レンズにｆθ特性を持たせる必要がある。
【００１２】
なぜならば、光束の偏向角θが微小に変化したときの走査像高Ｙの変化ｄＹの比ｄＹ／ｄθとスポット径は比例の関係にあり、ｆθ特性とは
ｄＹ／ｄθ＝ｆ（＝一定）
と同義であるためである。
【００１３】
ちなみに、アークサイン特性の場合は、
ｄＹ／ｄθ＝（ａ／θ０）／ｃｏｓ（２πｔ／Ｔ）
となり、ｔ＝０における被走査面上でのスポット径を最小として、被走査面上を光束により偏向走査するにつれて（ｔ＞０）被走査面上でのスポット径が大きくなる。
【００１４】
正弦波的に偏向角が変化する光走査装置において、ｆθレンズを用いると、今度は、等速走査ができなくなり、電気制御による印字位置の補正が必須となる。
【特許文献１】特開２００４−１９１４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このため、近年、等角速度で光束を偏向走査できる回転多面鏡とｆθレンズとを組み合わせて光走査装置を構成することが多い。
【００１６】
但し、この組み合わせによる光走査装置と、揺動素子を用いた光走査装置とを比較すると、
・偏向手段のみを比較した場合、揺動素子を用いた光走査装置の方が製造面で有利であること、
・結像光学系の小型化を図るために結像レンズを単数にした場合、ｆθ特性を保つためには、結像レンズに相当の厚みが必要になる。
【００１７】
そこで、ｆθ特性の一部を偏向手段に持たせることで、結像レンズの肉厚を薄くする方法が考えられる。
【００１８】
その場合、等角速度で光束を偏向走査できる回転多面鏡より揺動素子を用いた場合の方が、より自由度が大きいといった優劣が見られる。
【００１９】
回転多面鏡を用いた偏向手段にｆθ特性の一部を持たせるには、回転多面鏡の偏向面に曲率を設ける必要がある。
【００２０】
つまり、回転多面鏡の偏向面に主走査方向にパワーを持たせる必要がでてくる。
【００２１】
しかしながら、回転多面鏡の偏向面に曲率を設けると、偏向角に応じて偏向走査された光束の収束度が変化するため、被走査面上の各走査像高での光学性能が異なる問題が起り、画像品質が劣化する問題が起る。
【００２２】
言い方を換えると、回転多面鏡の偏向面に曲率を設けると、偏向角に応じて偏向走査された光束の収束度が変化するため、結像光学系の設計が困難に成る。
【００２３】
本発明は、画像品質を劣化させることなく、製作上、有利な揺動素子を用いた光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
請求項１の発明の光走査装置は、光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向走査する偏向手段と、前記偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置において、
前記偏向手段は、前記光源手段から出射した光束により前記被走査面上を往復走査する揺動素子であり、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の中心位置Ｙ０を光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ０、そのときの前記揺動素子の角速度をｄθ０／ｄｔ０、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の最大走査位置Ｙｍａｘを光束が走査するときの前記揺動素子の最大偏向角をθｍａｘ、そのときの前記揺動素子の角速度をｄθｍａｘ／ｄｔｍａｘ、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の最大走査位置Ｙｍａｘの５割での走査位置Ｙ０．５を光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ０．５、そのときの前記揺動素子の角速度をｄθ０．５／ｄｔ０．５、
前記揺動素子の偏向角θ０のときの変化量ｄθ０に対する前記被走査面上での主走査方向の走査位置Ｙ０での変化量をｄＹ０、
前記揺動素子の最大偏向角θｍａｘのときの変化量ｄθｍａｘに対する前記被走査面上での主走査方向の走査位置Ｙｍａｘでの変化量をｄＹｍａｘ、
前記揺動素子の偏向角θ０．５のときの変化量ｄθ０．５に対する前記被走査面上での主走査方向の走査位置Ｙ０．５での変化量をｄＹ０．５とするとき、有効走査領域の全領域において、
（ｄθｍａｘ／ｄｔｍａｘ）＜（ｄθ０／ｄｔ０）、
（ｄＹ０／ｄθ０）＜（ｄＹｍａｘ／ｄθｍａｘ）、
（ｄθ０／ｄｔ０）＜（ｄθ０．５／ｄｔ０．５）、
（ｄＹ０．５／ｄθ０．５）＜（ｄＹ０／ｄθ０）なる条件を満足することを特徴としている。
【００２５】
請求項２の発明の光走査装置は、光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向走査する偏向手段と、前記偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置において、
前記偏向手段は、前記光源手段から出射した光束により前記被走査面上を往復走査する揺動素子であり、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の中心位置Ｙ０から前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の最大走査位置Ｙｍａｘを光束にて走査する際、前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の位置Ｙを光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角θの前記揺動素子の角速度ｄθ／ｄｔの値は、増加し、その後、減少しており、
前記被走査面上の有効走査領域の主走査方向の中心位置Ｙ０を光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ０、
前記被走査面上の有効走査領域内の主走査方向の走査位置Ｙを光束が走査するときの前記揺動素子の偏向角をθ、
前記揺動素子の偏向角θ０のときの変化量ｄθ０に対する前記被走査面上での主走査方向の中心位置Ｙ０での変化量をｄＹ０、
前記揺動素子の偏向角θのときの変化量ｄθに対する前記被走査面上での走査位置Ｙでの変化量をｄＹとするとき、有効走査領域の全領域において、
０．８５＜（ｄＹ／ｄθ）／（ｄＹ０／ｄθ０）＜１．１５なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は揺動素子を用いた光走査装置において、画像品質を劣化させることなく、製作上、有利な光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の実施例１の光学系の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００２９】
以下の説明において、主走査方向とは、偏向手段の揺動軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が偏向走査される方向）である。
【００３０】
副走査方向とは、偏向手段の揺動軸と平行な方向である。
【００３１】
また、主走査断面とは、主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面である。
【００３２】
また、副走査断面とは、主走査断面と垂直な断面である。
【００３３】
図中、１は光源手段であり、例えば、半導体レーザー等より成っている。
【００３４】
２は、集光光学系としての集光レンズ（コリメータレンズ）であり、光源手段１から出射された発散光束を収束光束に変換している。
【００３５】
尚、集光レンズ２は、入射光束を収束光束に限らず、平行光束もしくは発散光束に変換しても良い。
【００３６】
３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。
【００３７】
４は、シリンドリカルレンズであり、副走査断面内（副走査方向）にのみ特定のパワーを有しており、集光レンズ２を通過した光束を副走査断面内で後述する偏向手段（光偏向器）５の偏向面５ａに線像として結像させている。
【００３８】
尚、集光レンズ２とシリンドリカルレンズ４を１つの光学素子（アナモフィックレンズ）として一体的に構成しても良い。
【００３９】
また、集光レンズ２、開口絞り３、そしてシリンドリカルレンズ４の各要素は、入射光学系ＬＡの一要素を構成している。
【００４０】
５は、共振現象を用いて揺動させて往復走査を行う偏向手段としての揺動素子であり、後述する図３に示すように異なる固有振動数を有する揺動部（偏向面）を複数有している。
【００４１】
本実施例では、揺動素子５が揺動運動を行うことにより、揺動部（偏向面）に入射した光束を被走査面上にて主走査方向に偏向走査している。
【００４２】
ＬＢは、結像光学系であり、単一の結像光学素子（結像レンズ）６より成っている。
【００４３】
揺動素子５の偏向面により偏向走査された画像情報に基づく光束を結像レンズ６により主走査断面内において被走査面としての感光ドラム面７上にスポット状に結像させて、被走査面上を画像情報に基づく光束により等速度で走査している。
【００４４】
７は、被走査面としての感光ドラム面である。
【００４５】
本実施例において、画像情報に応じて半導体レーザー１から出射した発散光束は集光レンズ２により収束光束に変換され、開口絞り３によって前記光束（光量）が制限され、シリンドリカルレンズ４に入射している。
【００４６】
シリンドリカルレンズ４に入射した光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。
【００４７】
また、副走査断面内においては、共振現象を用いて揺動させて往復走査を行う偏向手段としての揺動素子５の揺動部（偏向面）５ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。
【００４８】
そして、揺動素子５の揺動部５ａで偏向走査された光束は、結像レンズ６を介して感光ドラム面７上にスポット状に結像される。
【００４９】
揺動素子５を矢印Ａ方向（一方向）に揺動させることによって、感光ドラム面７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。
【００５０】
これにより記録媒体としての感光ドラム面７上に画像記録を行なっている。
【００５１】
これまでにも走査像高に対してスポット径が変化する光走査装置は製品化されてきた。
【００５２】
例えば、主走査断面内において、偏向手段の偏向面の幅よりも広い光束を入射するＯＦＳ（Ｏｖｅｒ  Ｆｉｌｌｅｄ  Ｓｃａｎｎｅｒ）系では中央像高から周辺像高を走査するに従いスポット径は肥大化していた。
【００５３】
画像品位を保つために重要なことはスポット径が急激に変化しないこと、スポット径の最大最小の差が適度な範囲に収まっていることであり、ＯＦＳ系でもその点を考慮した上で製品化されている。
【００５４】
図２は、本実施例における揺動素子５と結像レンズ６の走査に関する特性の説明図である。
【００５５】
揺動素子５を介した光束が有効走査領域（有効走査範囲）中の主走査方向の走査位置Ｙを走査しているときの揺動素子５の主走査断面内において定義される偏向角をθ、時刻をｔとする。
【００５６】
時刻ｔの変化量ｄｔのときの偏向角θの変化量をｄθ、変化量ｄθでの走査位置での変化量をｄＹとする。
【００５７】
このとき走査中心を走査するときの走査位置をＹ０、時刻をｔ０、偏向角をθ０とする。
【００５８】
有効走査領域（有効走査範囲）の最大位置を走査するときの走査位置をＹｍａｘ、時刻をｔｍａｘ、偏向角をθｍａｘとする。
【００５９】
有効走査範囲の最大位置の５割を走査するときの走査位置をＹ０．５、時刻をｔ０．５、偏向角をθ０．５とする。
【００６０】
図２において、横軸は、有効走査範囲の中心位置Ｙ０（中心部）から最大走査位置Ｙｍａｘまでを示している。
【００６１】
曲線Ｓａは、揺動素子５の角速度ｄθ／ｄｔに関する曲線であり、（ｄθ／ｄｔ）／（ｄθ０／ｄｔ０）で示している。
【００６２】
曲線ＬＢａは、結像レンズ６を介して光束で被走査面７上を走査するときを示している。
【００６３】
ここでは揺動素子５の偏向角がθのときの変化量ｄθに対する走査位置Ｙの変化量をｄＹとするときの比ｄＹ／ｄθに関し、（ｄＹ／ｄθ）／（ｄＹ０／ｄθ０）で示している。
【００６４】
曲線ＳＰは、被走査面７上の光束の走査速度ｄＹ／ｄｔに関する曲線であり、（ｄＹ／ｄｔ）／（ｄＹ０／ｄθ０）を示している。
【００６５】
被走査面７上の中心Ｙ０を光束が走査するときの揺動素子５の偏向角をθ０、そのときの揺動素子５の角速度をｄθ０／ｄｔ０とする。
【００６６】
被走査面７上の有効走査領域の最大走査位置Ｙｍａｘを光束が走査するときの揺動素子５の偏向角をθｍａｘ、そのときの揺動素子５の角速度をｄθｍａｘ／ｄｔｍａｘとする。
【００６７】
被走査面７上の有効走査領域の最大走査位置Ｙｍａｘの５割での走査位置Ｙ０．５を光束が走査するときの揺動素子５の偏向角をθ０．５、そのときの揺動素子５の角速度をｄθ０．５／ｄｔ０．５とする。
【００６８】
被走査面７上の有効走査領域内の走査位置Ｙを光束が走査するときの揺動素子５の偏向角をθとする。
【００６９】
揺動素子５の偏向角θ０のときの変化量ｄθ０に対する被走査面７上での中心位置Ｙ０（走査位置Ｙ０）での変化量をｄＹ０とする。
【００７０】
揺動素子５の最大偏向角θｍａｘのときの変化量ｄθｍａｘに対する被走査面７上での走査位置Ｙｍａｘでの変化量をｄＹｍａｘとする。
【００７１】
揺動素子５の偏向角θ０．５のときの変化量ｄθ０．５に対する被走査面７上での走査位置Ｙ０．５での変化量をｄＹ０．５とする。
【００７２】
揺動素子５の偏向角θのときの変化量ｄθに対する被走査面７上での走査位置Ｙでの変化量をｄＹとする。
【００７３】
被走査面７上の中心位置Ｙ０（走査位置Ｙ０）を光束が走査しているときの走査速度をｄＹ０／ｄｔ０とする。
【００７４】
被走査面７上の有効走査領域内の走査位置Ｙを光束が走査しているときの走査速度をｄＹ／ｄｔとする。
【００７５】
図２の曲線Ｓａは、被走査面７上の有効走査領域の主走査方向の中心位置Ｙ０から被走査面７上の有効走査領域の主走査方向の最大走査位置Ｙｍａｘに向うに従い、増加し、極値をとり、その後、減少している。
【００７６】
図２の（ｄθ／ｄｔ）／（ｄθ０／ｄｔ０）の値は、被走査面７上の中心位置Ｙ０から被走査面７上の最大走査位置Ｙｍａｘに向うに従い、増加し、走査位置Ｙ０．５で極値をとり、その後、減少している。
【００７７】
つまり、本実施例では、被走査面７上の中心位置Ｙ０から被走査面７上の最大走査位置Ｙｍａｘを光束にて走査する際、偏向角θの揺動素子５の角速度ｄθ／ｄｔの値は、増加し、その後、減少していることになる。
【００７８】
つまり、本実施例では、
（ｄθｍａｘ／ｄｔｍａｘ）＜（ｄθ０／ｄｔ０）              ‥‥‥‥（１）
（ｄＹ０／ｄθ０）＜（ｄＹｍａｘ／ｄθｍａｘ）              ‥‥‥‥（２）
（ｄθ０／ｄｔ０）＜（ｄθ０．５／ｄｔ０．５）              ‥‥‥‥（３）
（ｄＹ０．５／ｄθ０．５）＜（ｄＹ０／ｄθ０）              ‥‥‥‥（４）
０．８５＜（ｄＹ／ｄθ）／（ｄＹ０／ｄθ０）＜１．１５      ‥‥‥‥（５）
０．９≦（ｄＹ／ｄｔ）／（ｄＹ０／ｄｔ０）≦１．１          ‥‥‥‥（６）
なる条件を満足している。
【００７９】
条件式（１）は、揺動素子５の角速度ｄθ／ｄｔが被走査面７上の走査中心Ｙ０（偏向角θ０）を走査しているときに比べて最大走査位置Ｙｍａｘ（有効走査領域の端部）を走査しているときの方が遅くなることを示している。
【００８０】
また、条件式（２）は、結像レンズ６を通過した光束の被走査面７上における位置変化ｄＹ／ｄθが走査中心（偏向角θ０）を走査するときの走査位置の変化量が最大走査位置を走査するときの変化量よりも小さいことを示している。
【００８１】
条件式（３）は、揺動素子５の角速度ｄθ／ｄｔが被走査面７上の走査中心Ｙ０（偏向角θ０）を走査しているときに比べて最大走査位置Ｙｍａｘの５割の位置を走査しているときの方が速いことを示している。
【００８２】
条件式（４）は、結像レンズ６を通過した光束の被走査面７上における位置変化ｄＹ／ｄθが走査中心（偏向角θ０）を走査するときの走査位置の変化量が最大走査位置Ｙｍａｘの５割の位置Ｙ０．５を走査するときの変化量よりも大きいことを示している。
【００８３】
条件式（５）は、有効走査領域の中心Ｙ０におけるスポット径の大きさと有効走査領域内の任意の走査位置Ｙにおけるスポット径の大きさとの差を規定したものである。
【００８４】
条件式（６）は、光束の被走査面７上の中心位置Ｙ０（走査位置Ｙ０）を走査しているときの走査速度と、有効走査領域内の任意の走査位置Ｙを走査しているときの走査速度の差を規定したものである。
【００８５】
条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満足することによって、又は条件式（１）、（２）、（５）を満足することによって被走査面７上を等速走査するのを容易にしている。
【００８６】
さらに、被走査面７上でスポット径の差が大きくなりすぎないようにして濃度ムラなどの発生を少なくして、印字品位が劣化しないようにしている。
【００８７】
また、条件式（６）を満足することによって、揺動素子５と結像レンズ６を介した光束で被走査面７上を等速走査することができるようにしている。
【００８８】
本実施例では、上記各条件式を満足させることで、揺動素子５及び結像レンズ６の双方に適度なｆθ特性を持たせている。
【００８９】
本実施例において、偏向手段の偏向角の角速度を一定としない制御するには、偏向手段に揺動素子５を用いることが最適である。
【００９０】
一方、偏向手段に回転多面鏡を用いる場合は、回転速度を特定のパターンで変化させるか、偏向面に曲率を設ける必要がある。
【００９１】
しかしながら、２０００［１／ｓｅｃ］以上で高速回転するような回転多面鏡で回転速度を１走査中に特定のパターンで変化させるのは困難である。
【００９２】
また、被走査面上の像高（主走査方向の走査位置）に応じて、光束の偏向角の角速度が変化するように偏向面に曲率を設けると、偏向手段の大型化を招くので好ましくない。
【００９３】
仮に、大型化の問題を抑えることができても、被走査面上の有効走査領域の最大走査位置Ｙｍａｘ（端部）で光束の偏向角の角速度を遅くするためには、凸面と成るように偏向面に曲率を設ける必要がある。
【００９４】
このとき、偏向手段の偏向面による光束の偏向前後の光束の収束度を比較すると平行光束に近づくか発散するように収束度を変化させる。
【００９５】
このため、結像光学系は、より強いパワーを必要とし、結像光学系の肉厚を増加させ、製造上の問題を招いてしまう問題が起る。
【００９６】
本実施例では、偏向手段としての揺動素子５を用いて光束で被走査面７上を走査する際、揺動の往路若しくは復路のいずれか一方のみで走査している。
【００９７】
仮に、光束で被走査面７上を往復走査すると、走査線間隔が１本ごとに開いたり閉じたりと一定しなくなり、印字品位を劣化させる問題が起る。
【００９８】
つまり、光束で被走査面７上を往復走査すると、走査線間隔が走査線毎に異なる問題が顕著になる。
【００９９】
本実施例では、揺動素子５全体での揺動周期をＴとするときに、被走査面７上を光束が走査している走査時間は０．２５Ｔ以上である。
【０１００】
ここで光束の主走査断面内において定義される偏向角をθとするとき、
θ＝θ０・ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）
で表される揺動素子を用いた場合、上記各条件式を満足するようにするためには−０．０８２Ｔ以上＋０．０８２Ｔ以下の時間範囲内で印字する必要がある。
【０１０１】
ここでθ０は、揺動素子の最大偏向角の２倍を示す。
【０１０２】
ｔは、時間で、Ｔは、揺動素子全体の揺動周期である。
【０１０３】
このように従来の揺動素子を用いて印字品位の劣化を抑えようとすると１周期の１６．４％の時間でしか印字することができない。
【０１０４】
よって、従来の揺動素子を使いこなすには、偏向角θ０を大きくして十分な偏向角を得るか、偏向面から被走査面までの距離（光路長）を長くして小さな偏向角で有効走査領域の全領域を走査させるかのどちらかにする必要がある。
【０１０５】
しかしながら、偏向角θ０を大きくすると構造上、揺動周期Ｔが長くなるため走査速度が遅くなる問題が起る。
【０１０６】
また、偏向面から被走査面までの距離（光路長）を長くすると、光走査装置の全体の大きさが大きくなってしまう問題が起る。
【０１０７】
そこで、本実施例では、図３に示すような入れ子状の揺動素子５を用いることにより等角速度で光束を偏向し、１周期の３０％以上の時間に亙り印字を可能としている。
【０１０８】
図３は、本実施例に用いられている偏向手段としての揺動素子５の要部概略図である。
【０１０９】
本実施例では、上記各条件式を満足させつつ、偏向手段に適度なｆθ特性を持たせるために図３に示す入れ子状の揺動素子５を用いている。
【０１１０】
この揺動素子５は一番外側が固定部１０、その内側に基本周波数で揺動する第１の揺動部１１、更にその内側に第１の揺動部１１の固有振動数の倍の固有振動数を持ち、基本周波数の２倍の周波数で揺動する第２の揺動部１２が設けられている。
【０１１１】
また、固定部１０と第１の揺動部１１及び第１の揺動部１１と第２の揺動部１２は、それぞれ複数の弾性部材からなるトーションバー１３によって連結されている。
【０１１２】
全てのトーションバー１３は、同一直線（同一方向）上に設けられており、揺動素子５に磁力を与えることで第１、第２の揺動部１１、１２を任意の振幅で揺動させている。
【０１１３】
この振幅を適宜与えることで、揺動素子５にｆθ特性を与えている。
【０１１４】
また、第１の揺動部１１、第２の揺動部１２を共振周波数の周辺で揺動することで高速な偏向走査を実現している。
【０１１５】
また、固定部１０と第１の揺動部１１、第１の揺動部１１と第２の揺動部１２のそれぞれは、複数のトーションバーで連結している。
【０１１６】
これを各々弾性部材であるトーションバーを１つとすると片持ち状態となり、意図しない方向にも振動し、光束が特定の箇所を走査できなくなる可能性が生じ好ましくない。
【０１１７】
第１の揺動部１１の偏向角θ１を、
θ１＝φ１・ｓｉｎ（ωｔ）、
第１の揺動部１１の姿勢を基準としたときの第２の揺動部１２の偏向角θ２を、
θ２＝−φ２・ｓｉｎ（２ωｔ）
とする。
【０１１８】
ここで、φ１は、第１の揺動部１１の最大偏向角、φ２は第２の揺動部１２の最大偏向角、ωは第１の揺動部１１の角速度、ｔは時間である。
【０１１９】
図３に示すように固定部１０、第１の揺動部１１、第２の揺動部１２が弾性部材であるトーションバー１３で一直線上に連結されていることで、固定部１０を基準とした第２の揺動部１２の偏向角θ１１は
θ１１＝φ１・ｓｉｎ（ωｔ）−φ２・ｓｉｎ（２ωｔ）、
第２の揺動部１２の偏向角の角速度ω１１は、
ω１１＝ω｛φ１・ｃｏｓ（ωｔ）−２φ２・ｃｏｓ（２ωｔ）｝
と表せる。
【０１２０】
本実施例では、φ１＝３６．１３°、φ２＝４．９５°、ω＝１×１０４×π［ｒａｄ／ｓｅｃ］（周波数換算で５ｋＨＺ）とすると第２の揺動部１２の角速度は、図４に示すようになる。
【０１２１】
図４は、横軸がｔ／Ｔ（但し、Ｔは第１の揺動部１１の揺動周期０．２ｍｓｅｃ）、縦軸はｔ＝０の時刻における第２の揺動部１２の角速度ω１１（ｔ＝０）を基準とした任意の時刻ｔにおける第２の揺動部１２の角速度ω１１（ｔ）の角速度誤差値（割合）を示している。
【０１２２】
つまり、図４の縦軸の角速度誤差値（割合）＝（任意の時刻ｔにおける第２の揺動部１２の角速度ω１１（ｔ））／（ｔ＝０の時刻における第２の揺動部１２の角速度ω１１（ｔ＝０））を示す。
【０１２３】
図４において、時間領域ｔ／Ｔの全領域にて角速度誤差値（割合）＝１の場合、時間に寄らず角速度が一定の状態を示すこととなる。
【０１２４】
また、ｔ／Ｔ＝±０．２５が第１の揺動部１１の折り返しタイミングとなり、一方向のみの走査で印字をする場合は、ｔ／Ｔ＝±０．２５を超えて走査できない。
【０１２５】
本実施例では、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔを−０．１５５以上で＋０．１５５以下とすることで、ｔ＝０の時刻における第２の揺動部１２の角速度を基準とした角速度誤差の差分値［％］を−８．７％以上で且つ＋０．６％以下としている。
【０１２６】
よって、本実施例では、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔの範囲内で角速度誤差の差分値［％］を±１０％以下の変動で抑えている。
【０１２７】
よって、本実施例では、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔにて角速度を一定に保てる効果を得ている。
【０１２８】
これに対して、揺動部が１つしかない従来の正弦振動子を用いた場合、この時間領域ｔ／Ｔでは、角速度誤差の差分値［％］は、−４３．８％以上０％以下と成り、角速度を一定に保てない問題が起る。
【０１２９】
等角速度で光束を偏向する偏向手段としての揺動素子５以降の光路中に光学系がない場合、被走査面上で光束の走査速度は一定には成らず、被走査面上の有効走査領域（画像有効領域）の周辺部に行くに従い、走査速度は速くなる。
【０１３０】
よって、揺動素子５にｆθ特性を担わせるためには、被走査面上の有効走査領域（画像有効領域）の周辺部に行くに従い、揺動素子５の角速度を遅くすれば良い。
【０１３１】
上記の本実施例では、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔが０．０８以上０．１５５以下の箇所において角速度を遅くすることで、揺動素子５にｆθ特性の一部を担わせている。
【０１３２】
また、上記の本実施例の場合、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔが−０．１５５以上＋０．１５５以下の範囲において、第２の揺動部１２は、−２５．２８°以上＋２５．２８°以下の範囲の角度で揺動する。
【０１３３】
よって、光束（光線）の主走査断面内において定義される偏向角の幅は、５０．５６×２＝１０１．１２°となり、十分な角度を有しているといえる。
【０１３４】
仮に、光束（光線）の偏向角の幅が８０°を下回ると、揺動素子５から被走査面７までの光路長（距離）が長くなり、光走査装置全体の大きさが大きくなってしまう。
【０１３５】
また、光束（光線）の偏向角の幅１６０°を確保しようとすると、２重構造の揺動部を持つ揺動素子５では上記各条件式を満足させることが困難となり、より複雑な機構をもつ揺動素子を用いる必要がある。
【０１３６】
これは、製造上問題となり、好ましくない。
【０１３７】
本実施例では、揺動素子５の偏向面で偏向走査される光束の偏向角θは、８０°以上かつ１６０°以下となるように設定されている。
【０１３８】
また、本実施例における結像レンズ６は、上記のように印字に使用する時間領域ｔ／Ｔに対して偏向角の角速度が変化する光束を被走査面７上で等速で走査するように設定している。
【０１３９】
一般に、結像光学系を１枚の結像レンズで構成すると、ｆθ特性を保つために結像レンズ６の肉厚は厚くなる。
【０１４０】
これは、製造上、困難になるため好ましくない。
【０１４１】
そこで、本実施例では、ｆθ特性の一部を揺動素子５に担わせ、且つ、集光レンズ２から射出される光束を主走査断面内において収束光束とすることで、結像レンズ６の厚みを６ｍｍ以下と薄くしている。
【０１４２】
これにより、光走査装置全体の小型化及び軽量化を図っている。
【０１４３】
本実施例では、結像レンズ６の最大肉厚をＤｔ、被走査面７上の主走査方向の走査幅（有効走査範囲）をＷとするとき
０．０１≦Ｄｔ／Ｗ≦０．０４        ‥‥（７）
なる条件を満たしている。
【０１４４】
条件式（７）は、結像レンズ６の最大肉厚ｔと走査幅Ｗとの比に関するものである。
【０１４５】
条件式（７）の上限値を越えると、レンズのコストが上がり好ましくない。
【０１４６】
また、条件式（７）の下限値を越えると、ｆθ特性の一部を揺動素子５に担わせているとはいえ、結像レンズ６に求めれるｆθ特性を得るための設計が困難になってしまうので良くない。
【０１４７】
尚、さらに望ましくは、上記条件式（７）を次の如く設定するのが良い。
０．０１５≦Ｄｔ／Ｗ≦０．０３５        ‥‥（７ａ）
図５は、本発明の実施例１の光束の偏向角θと被走査面７上での主走査方向の走査位置Ｙとの関係を示したグラフである。
【０１４８】
図５の縦軸は、結像レンズ６を通過した光束の被走査面７上における位置変化ｄＹ／ｄθであり、横軸は、揺動素子５の偏向角θである。
【０１４９】
図５において、直線状になっている場合が被走査面７上においてｆθ特性が理想的な状態を示している。
【０１５０】
本実施例１の図５では、揺動素子５の偏向角θが大きい領域において、θ＝０の箇所での接線よりも上側にあることより、通常のｆθ特性をもつ光学素子に対して光束は、被走査面７上において有効走査領域（画像有効領域）の端部側に進む傾向にあることが分かる。
【０１５１】
図６は、本発明の実施例１のｔ／Ｔに対する、揺動素子５の角速度ｄθ／ｄｔ、結像レンズ６を通過した光束の被走査面７上における位置変化ｄＹ／ｄθの関係を示したグラフである。
【０１５２】
また、図６は、本発明の実施例１のｔ／Ｔに対する、有効走査領域内の主走査方向の走査位置Ｙを光束が走査しているときの走査速度ｄＹ／ｄｔの関係を示したグラフである。
【０１５３】
図６の（ｄθ／ｄｔ）の値は、ｔ／Ｔ＝０からｔ／Ｔが大きくなるに従い増加し、ｔ／Ｔ＝０．０８で極値をとり、その後、減少している。
【０１５４】
図６の（ｄＹ／ｄθ）の値は、ｔ／Ｔ＝０からｔ／Ｔが大きくなるに従い単調に増加している。
【０１５５】
図６より、本実施例では、ｔ／Ｔが大きくなると、角速度ｄθ／ｄｔが遅くなる揺動素子５及びｔ／Ｔが大きくなるとｄＹ／ｄθが大きくなる結像レンズ６とを組み合わせている。
【０１５６】
よって、光束が被走査面７上の有効走査領域内において走査速度ｄＹ／ｄｔを±２％以下の等速度で走査していることが分かる。
【０１５７】
等速性の誤差とは、回転多面鏡とｆθ特性を持つ従来の結像光学系における被走査面７上における部分倍率に相当し、等速性の誤差が有効走査領域内において±３％を超えると印字画像が場所により伸び縮みしていることが目立つようになり好ましくない。
【実施例２】
【０１５８】
図１０は、本発明の実施例２の光走査装置の主走査方向の主走査断面図である。
【０１５９】
５１は、光源手段としての半導体レーザーである。
【０１６０】
５２は、集光光学系としての集光レンズ（コリメータ−レンズ）であり、光源手段５１から出射された発散光束を収束光束に変換している。
【０１６１】
尚、集光レンズ５２は、入射光束を収束光束に限らず、平行光束もしくは発散光束に変換しても良い。
【０１６２】
５３は、開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を成形している。
【０１６３】
５４は、シリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ特定のパワーを有しており、集光レンズ５２を通過した光束を副走査断面内で後述する偏向手段（光偏向器）５５の偏向面５５ａに線像として結像させている。
【０１６４】
５５は、実施例１と同様に、共振現象を用いて揺動する偏向手段としての揺動素子である。図３に示すように異なる固有振動数を有する揺動部を複数有している。
【０１６５】
本実施例では、揺動素子５５が揺動運動を行うことにより、揺動部に入射した光束を主走査方向に偏向走査している。
【０１６６】
５６は、結像光学系を構成する単一の結像レンズからなる。
【０１６７】
結像レンズ５６は、揺動素子５５の偏向面により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５７上にスポット状に結像させている。
【０１６８】
５７は被走査面としての感光ドラム面である。
【０１６９】
本実施形態において、画像情報に応じて半導体レーザー５１から射出した発散光束は、集光レンズ５２により収束光束に変換され、開口絞り５３によって光束が制限されシリンドリカルレンズ５４に入射している。
【０１７０】
シリンドリカルレンズ６は、副走査方向にのみパワーを有する。
【０１７１】
シリンドリカルレンズ５４に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。
【０１７２】
また、副走査断面内においては、揺動素子５５の遥動部５５ａに主走査方向に長手の線像として結像している。
【０１７３】
そして、揺動素子５５の揺動部（偏向面）５５ａで偏向走査された光束は、結像レンズ５６を介して感光ドラム５７上にスポット状に結像される。
【０１７４】
また、揺動素子５５の揺動部（偏向面）５５ａを主走査断面内において揺動することで、感光ドラム５７上を光束により等速度で主走査方向に走査している。
【０１７５】
尚、矢印Ａ方向（一方向）に揺動している時にのみ画像記録を行っており、このとき光束は感光ドラム５７上を矢印Ｂ方向に走査している。
【０１７６】
これにより記録媒体である感光ドラム面５７上に画像記録を行っている。
【０１７７】
表１に本実施例２における光学設計パラメータを示す。Ｎｏ．は面番号、Ｒｙは主走査方向の曲率半径（ｍｍ）、Ｒｚは副走査方向の曲率半径（ｍｍ）、Ｄは面間隔（ｍｍ）、Ｇｌａｓｓは材質、Ｎは屈折率を示す。
【０１７８】
結像レンズ５６の母線形状は、光軸方向をＸ、主走査方向をＹとしたとき以下の式で定義される。
【０１７９】
【数１】
2008083688.tif 000003
【０１８０】
（但し、Ｒｙは光軸上の主走査方向の曲率半径，Ｋ，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，…  Ｂ１６は非球面係数）なる式で表されるものである。
【０１８１】
また、副走査方向と対応する子線方向は、以下の式で定義される。
【０１８２】
【数２】
2008083688.tif 000004
【０１８３】
Ｓは、母線方向の各々の位置における母線の法線を含み主走査面と垂直な面内に定義される子線形状である。
【０１８４】
ここで主走査方向に光軸からＹ離れた位置における副走査方向の曲率半径（子線曲率半径）Ｒｚ’は、以下の式で定義される。
（但し、Ｒｚは光軸上の子線曲率半径，Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６，Ｅ８，…  Ｅ１６は子線変化係数）
【０１８５】
【数３】
2008083688.tif 000005
【０１８６】
【表１】
2008083688.tif 000006
【０１８７】
図１２は、本実施例の主走査方向の像面湾曲及び副走査方向の像面湾曲を示している。
【０１８８】
図１２の横軸は、主走査方向の走査位置を示す像高（ｍｍ）である。縦軸は、近軸像面（ｍｍ）を示している。
【０１８９】
ｄＭは、主走査方向の像面湾曲を示している。ｄＳは、副走査方向の像面湾曲を示している。
【０１９０】
図１３は、被走査面７上における主走査方向のスポット径を示している。
【０１９１】
図１３の横軸は、主走査方向の走査位置を示す像高（ｍｍ）を示している。
【０１９２】
図１３の縦軸は、主走査方向のスポット径（μｍ）を示している。
【０１９３】
図１１は、本発明の実施例２の像高Ｙに対する揺動素子のｄθ／ｄｔおよび結像手段のｄＹ／ｄθの関係を示したグラフである。
【０１９４】
揺動素子５５を介した光束が有効走査領域（有効走査範囲）中の主走査方向の走査位置Ｙを走査しているときの揺動素子５５の主走査断面内において定義される偏向角をθ、時刻をｔとする。
【０１９５】
時刻ｔの変化量ｄｔのときの偏向角θの変化量をｄθ、変化量ｄθでの走査位置での変化量をｄＹとする。
【０１９６】
このとき走査中心（中心部）を走査するときの走査位置をＹ０、時刻をｔ０、偏向角をθ０とする。
【０１９７】
有効走査領域（有効走査範囲）の最大位置を走査するときの最大走査位置をＹｍａｘ、時刻をｔｍａｘ、最大偏向角をθｍａｘとする。
【０１９８】
有効走査範囲の最大位置の５割を走査するときの走査位置をＹ０．５、時刻をｔ０．５、偏向角をθ０．５とする。
【０１９９】
図１１において、横軸は、有効走査範囲の中心位置Ｙ０（中央部）から最大走査位置Ｙｍａｘまでを示している。
【０２００】
曲線（ｄθ／ｄｔ）／（ｄθ０／ｄｔ０）は、揺動素子５の角速度ｄθ／ｄｔに関する曲線である。
【０２０１】
曲線（ｄＹ／ｄθ）／（ｄＹ０／ｄθ０）は、結像レンズ６を介して光束で被走査面７上を走査するときを示している。
【０２０２】
ここでは揺動素子５５の偏向角がθのときの変化量ｄθに対する走査位置Ｙの変化量をｄＹとするときの比ｄＹ／ｄθに関し、（ｄＹ／ｄθ）／（ｄＹ０／ｄθ０）で示している。
【０２０３】
曲線（ｄＹ／ｄｔ）／（ｄＹ０／ｄθ０）は、被走査面７上の光束の走査速度ｄＹ／ｄｔに関する曲線である。
【０２０４】
被走査面５７上の中心Ｙ０を光束が走査するときの揺動素子５５の偏向角をθ０、そのときの揺動素子５の角速度をｄθ０／ｄｔ０とする。
【０２０５】
被走査面５７上の有効走査領域の最大走査位置Ｙｍａｘを光束が走査するときの揺動素子５５の最大偏向角をθｍａｘ、そのときの揺動素子５の角速度をｄθｍａｘ／ｄｔｍａｘとする。
【０２０６】
被走査面５７上の有効走査領域の最大走査位置Ｙｍａｘの５割での走査位置Ｙ０．５を光束が走査するときの揺動素子５５の偏向角をθ０．５、そのときの揺動素子５５の角速度をｄθ０．５／ｄｔ０．５とする。
【０２０７】
被走査面５７上の有効走査領域内の走査位置Ｙを光束が走査するときの揺動素子５５の偏向角をθとする。
【０２０８】
揺動素子５５の偏向角θ０のときの変化量ｄθ０に対する被走査面５７上での走査位置Ｙ０での変化量をｄＹ０とする。
【０２０９】
揺動素子５５の偏向角θｍａｘのときの変化量ｄθｍａｘに対する被走査面５７上での走査位置Ｙｍａｘでの変化量をｄＹｍａｘとする。
【０２１０】
揺動素子５５の偏向角θ０．５のときの変化量ｄθ０．５に対する被走査面５７上での走査位置Ｙ０．５での変化量をｄＹ０．５とする。
【０２１１】
揺動素子５５の偏向角θのときの変化量ｄθに対する被走査面５７上での走査位置Ｙでの変化量をｄＹとする。
【０２１２】
被走査面５７上の中心Ｙ０を光束が走査しているときの走査速度をｄＹ０／ｄｔ０とする。
【０２１３】
被走査面５７上の有効走査領域内の走査位置Ｙを光束が走査しているときの走査速度をｄＹ／ｄｔとする。
【０２１４】
図１１の（ｄθ／ｄｔ）／（ｄθ０／ｄｔ０）の値は、被走査面５７上の中心位置Ｙ０から被走査面５７上の最大走査位置Ｙｍａｘに向うに従い、増加し、走査位置Ｙ０．５を少し過ぎたところで極値をとり、その後、減少している。
【０２１５】
つまり、本実施例では、被走査面５７上の中心位置Ｙ０から被走査面５７上の最大走査位置Ｙｍａｘを光束にて走査する際、偏向角θの揺動素子５５の角速度ｄθ／ｄｔの値は、増加し、その後、減少していることになる。
【０２１６】
図１１において、横軸は、有効走査領域（有効走査範囲）内の中心位置Ｙ０（中央部）から最大走査位置Ｙｍａｘ（周辺部）までを示している。
【０２１７】
本実施例２でも実施例１と同様に以下の各条件式を満足するように各要素を設定することで画像品位の劣化を抑えている。
（ｄθｍａｘ／ｄｔｍａｘ）＜（ｄθ０／ｄｔ０）              ‥‥‥‥（１）
（ｄＹ０／ｄθ０）＜（ｄＹｍａｘ／ｄθｍａｘ）              ‥‥‥‥（２）
（ｄθ０／ｄｔ０）＜（ｄθ０．５／ｄｔ０．５）              ‥‥‥‥（３）
（ｄＹ０．５／ｄθ０．５）＜（ｄＹ０／ｄθ０）              ‥‥‥‥（４）
０．８５＜（ｄＹ／ｄθ）／（ｄＹ０／ｄθ０）＜１．１５      ‥‥‥‥（５）
０．９≦（ｄＹ／ｄｔ）／（ｄＹ０／ｄｔ０）≦１．１          ‥‥‥‥（６）
なるすべての条件を満足している。
【０２１８】
本実施例２では、揺動素子全体の揺動周期をＴとするときに被走査面５７上を光束が走査している走査時間は、０．２８８Ｔとなり、０．２５Ｔ以上である。
【０２１９】
ここで光束の偏向角をθとするとき、θ＝θ０・ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）で表される揺動素子５を用いた場合、上記各条件式を満足するようにするためには−０．０８２Ｔ以上＋０．０８２Ｔ以下の範囲内で印字する必要がある。
【０２２０】
ここで、θ０は、揺動素子の最大偏向角θｍａｘの２倍、ｔは時間、Ｔは揺動素子全体の揺動周期である。
【０２２１】
このように従来の揺動素子を用いて印字品位の劣化を抑えようとすると１周期の１６．４％の時間でしか印字することができない。
【０２２２】
そこで、本実施例２では、図３に示すような入れ子状の揺動素子５５を用いることにより、等角速度で光束を偏向し、１周期の２５％以上の時間に亙り印字を可能としている。
【０２２３】
第１の揺動部１１の偏向角θ１を、
θ１＝φ１・ｓｉｎ（ωｔ）、
第１の揺動部１１の姿勢を基準としたときの第２の揺動部１２の偏向角θ２を、
θ２＝−φ２・ｓｉｎ（２ωｔ）
とする。
【０２２４】
ここでφ１は第１の揺動部１１の最大偏向角、φ２は第２の揺動部１２の最大偏向角、ωは第１の揺動部１１の角速度、ｔは時間である。
【０２２５】
図３に示すように固定部１０、第１、第２の揺動部１１、１２が弾性部材であるトーションバー１３で一直線上に連結されていることで、固定部１０を基準とした第２の揺動部１２の偏向角θ１１は
θ１１＝φ１・ｓｉｎ（ωｔ）−φ２・ｓｉｎ（２ωｔ）、
第２の揺動部１２の偏向角の角速度ω１１は
ω１１＝ω｛φ１・ｃｏｓ（ωｔ）−２φ２・ｃｏｓ（２ωｔ）｝
と表せる。
【０２２６】
本実施例ではφ１＝３７．２８°、φ２＝５．２１°、ω＝１×１０４×π［ｒａｄ／ｓｅｃ］（周波数換算で５ｋＨＺ）とすると、第２の揺動部１２の角速度は、図１１のｄθ／ｄｔに示すようになる。
【０２２７】
図１１は、横軸がｔ／Ｔ、縦軸はｔ＝０の時刻における第２の揺動部１２の角速度ω１１（ｔ＝０）を基準とした任意の時刻ｔにおける第２の揺動部１２の角速度ω１１（ｔ）の角速度誤差値（割合）を示している。
【０２２８】
但し、Ｔは第１の揺動部１１の揺動周期０．２ｍｓｅｃである。
【０２２９】
つまり、図１１の縦軸の角速度誤差値（割合）＝（任意の時刻ｔにおける第２の揺動部１２の角速度ω１１（ｔ））／（ｔ＝０の時刻における第２の揺動部１２の角速度ω１１（ｔ＝０））を示す。
【０２３０】
図１１において、時間領域ｔ／Ｔの全領域にて角速度誤差値（割合）＝１の場合、時間に寄らず角速度が一定の状態を示すこととなる。
【０２３１】
また、ｔ／Ｔ＝±０．２５が第１の揺動部１１の折り返しタイミングとなり、一方向のみの走査で印字をする場合は、ｔ／Ｔ＝±０．２５を超えて走査できない。
【０２３２】
本実施例では、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔを−０．１４９以上で＋０．１４９以下とすることで、ｔ＝０の時刻における第２の揺動部１２の角速度を基準とした角速度誤差の差分値［％］を−４．５％以上で且つ＋０．１％以下としている。
【０２３３】
よって、本実施例では、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔの範囲内で角速度誤差の差分値［％］を±１０％以下の変動で抑えている。
【０２３４】
よって、本実施例では、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔにて角速度を一定に保てる効果を得ている。
【０２３５】
これに対して、揺動部が１つしかない従来の正弦振動子を用いた場合、この時間領域ｔ／Ｔでは、角速度誤差の差分値［％］は、−４０．７％以上０％以下と成り、角速度を一定に保てない問題が起る。
【０２３６】
等角速度で光束を偏向する偏向手段としての揺動素子５５以降の光路中に光学系がない場合、被走査面上で光束の走査速度は一定には成らず、被走査面上の有効走査領域（画像有効領域）の周辺部に行くに従い、走査速度は速くなる。
【０２３７】
よって、揺動素子５５にｆθ特性を担わせるためには、被走査面上の有効走査領域（画像有効領域）の周辺部に行くに従い、揺動素子５５の角速度を遅くすれば良い。
【０２３８】
上記の本実施例では、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔが０．０８以上０．１４９以下の箇所において角速度を遅くすることで、揺動素子５５にｆθ特性の一部を担わせている。
【０２３９】
また、上記の本実施例の場合、印字に使用する時間領域ｔ／Ｔが−０．１４９以上＋０．１４９以下の範囲において、第２の揺動部１２は、−２５．０２°以上＋２５．０２°以下の範囲の角度で揺動する。
【０２４０】
よって、光束（光線）の主走査断面内において定義される偏向角の幅は、５０．０４×２＝１００．０８°となり、十分な角度を有しているといえる。
【０２４１】
本実施例では揺動素子５で偏向走査される光束の偏向角θは幅で８０°以上で、かつ１６０°以下となるように設定している。
【０２４２】
本実施例では、ｆθ特性の一部を揺動素子５に担わせ、且つ、集光レンズ２から射出される光束を主走査断面内において収束光束とすることで、結像レンズ６の厚みを８．５ｍｍ以下と薄くしている。
【０２４３】
これにより、光走査装置全体の小型化及び軽量化を図っている。
【０２４４】
本実施例では、結像レンズ６の最大肉厚Ｄｔを８．５ｍｍ、被走査面７上の主走査方向の走査幅（有効走査範囲）Ｗを２１４ｍｍなので、Ｄｔ／Ｗ＝０．０３９７となる。
【０２４５】
よって、
０．０１≦Ｄｔ／Ｗ≦０．０４        （７）
なる条件を満たしている。
【０２４６】
図１１は、本発明の実施例２のｔ／Ｔに対する、揺動素子５５の角速度ｄθ／ｄｔ、結像レンズ６を通過した光束の被走査面７上における位置変化ｄＹ／ｄθの関係を示したグラフである。
【０２４７】
また、図１１は、本発明の実施例２のｔ／Ｔに対する、有効走査領域内の主走査方向の走査位置Ｙを光束が走査しているときの走査速度ｄＹ／ｄｔの関係を示したグラフである。
【０２４８】
図１１より、本実施例では、ｔ／Ｔが大きくなると角速度ｄθ／ｄｔが遅くなる揺動素子５及びｔ／Ｔが大きくなるとｄＹ／ｄθが大きくなる結像レンズ６とを組み合わせている。
【０２４９】
よって、光束が被走査面７上の有効走査領域内において走査速度ｄＹ／ｄｔを±２％以下の等速度で走査していることが分かる。
【０２５０】
等速性の誤差とは、回転多面鏡とｆθ特性を持つ従来の結像光学系における被走査面７上における部分倍率に相当し、等速性の誤差が有効走査領域内において±３％を超えると印字画像が場所により伸び縮みしていることが目立つようになり好ましくない。
【０２５１】
［画像形成装置］
図７は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。
【０２５２】
図７において、符号１０４は画像形成装置を示す。
【０２５３】
この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。
【０２５４】
このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。
【０２５５】
この画像データＤｉは、実施例１に示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。
【０２５６】
そして、この光走査ユニット１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０２５７】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。
【０２５８】
そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。
【０２５９】
感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。
【０２６０】
そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０２６１】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。
【０２６２】
この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように設けられた現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０２６３】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように設けられた転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。
【０２６４】
用紙１１２は、感光ドラム１０１の前方（図７において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。
【０２６５】
用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０２６６】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図７において左側）の定着器へと搬送される。
【０２６７】
定着器は、内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されている。
【０２６８】
そして、転写器から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。
【０２６９】
更に、定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が設けられており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０２７０】
図７においては、図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のモータなどの制御を行う。
【０２７１】
本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。
【０２７２】
しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において、本発明の実施例１の構成はより効果を発揮する。
【０２７３】
［カラー画像形成装置］
図８は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。
【０２７４】
本実施例は、光走査装置（光結像手段）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。
【０２７５】
図８において、６０はカラー画像形成装置、６１，６２，６３，６４は各々実施例１に示した構成を有する光走査装置、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。
【０２７６】
尚、図８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。
【０２７７】
図８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。
【０２７８】
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。
【０２７９】
これらの画像データは、それぞれ光走査装置６１，６２，６３，６４に入力される。
【０２８０】
そして、これらの光走査装置からは、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。
【０２８１】
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置（６１，６２，６３，６４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。
【０２８２】
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。
【０２８３】
本実施例におけるカラー画像形成装置は、上述の如く４つの光走査装置６１，６２，６３，６４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０２８７】
【図１】本発明の実施例１の主走査断面図
【図２】本発明の実施例１の像高Ｙに対する揺動素子のｄθ／ｄｔおよび結像光学系のｄＹ／ｄθの関係を示したグラフ
【図３】本発明の実施例１の偏向手段の要部概略図
【図４】本発明の実施例１の時間に対する第２の揺動部の偏向角の誤差を示すグラフ
【図５】本発明の実施例１の結像光学系の光束の偏向角とｄＹ／ｄθとの関係を示すグラフ
【図６】本発明の実施例１の時間に対する各特性の関係を示すグラフ
【図７】本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図８】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図９】従来の偏向手段の要部概略図
【図１０】本発明の実施例２の光走査装置の主走査断面図
【図１１】本発明の実施例２の時間に対する各特性の関係を示すグラフ
【図１２】本発明の実施例２の主走査方向の像面湾曲及び副走査方向の像面湾曲を示す図
【図１３】本発明の実施例２の被走査面上における主走査方向のスポット径を示す図
【符号の説明】
【０２８８】
１  光源手段
２  光束変換素子
３  開口絞り
４  シリンドリカルレンズ
ＬＡ  入射光学系
５  偏向手段（揺動素子）
６  結像レンズ
ＬＢ  結像手段
７  被走査面（感光ドラム面）
６１、６２、６３、６４  光走査装置
２１、２２、２３、２４  像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４  現像器
４１、４２、４３、４４  光ビーム
５１  搬送ベルト
５２  外部機器
５３  プリンタコントローラ
６０  カラー画像形成装置
１００  光走査装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
１０４  画像形成装置
１０７  現像装置
１０８  転写ローラ
１０９  用紙カセット
１１０  給紙ローラ
１１１  プリンタコントローラ
１１２  転写材（用紙）
１１３  定着ローラ
１１４  加圧ローラ
１１５  モータ
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
【図１】
2008083688.tif 000007
【図２】
2008083688.tif 000008
【図３】
2008083688.tif 000009
【図４】
2008083688.tif 000010
【図５】
2008083688.tif 000011
【図６】
2008083688.tif 000012
【図７】
2008083688.tif 000013
【図８】
2008083688.tif 000014
【図９】
2008083688.tif 000015
【図１０】
2008083688.tif 000016
【図１１】
2008083688.tif 000017
【図１２】
2008083688.tif 000018
【図１３】
2008083688.tif 000019