(57)【要約】【課題】雑な調整機構等を設けずとも簡易な構成で回転する偏向面の軸倒れによる光学性能の劣化を低減可能な回転多面鏡およびこれを用いた光走査装置、画像形成装置を提供する。【解決手段】光束を偏向する偏向面を備える回転多面鏡であって、前記偏向面は、前記回転多面鏡の回転軸に平行な断面内において、前記偏向面よりも前記回転軸側に曲率中心を有する曲面であり、前記回転軸に垂直な断面内における前記回転多面鏡の内接円半径をｒｐ、面法線を含みかつ前記回転軸に平行な断面内における前記偏向面の曲率半径をＲｐ、とするとき、    ｒＰ／２＜ＲＰなる条件を満足する。【選択図】図４
2016080815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を偏向する偏向面を備える回転多面鏡であって、
前記偏向面は、前記回転多面鏡の回転軸に平行な断面内において、前記偏向面よりも前記回転軸側に曲率中心を有する曲面であり、
前記回転軸に垂直な断面内における前記回転多面鏡の内接円半径をｒｐ、面法線を含みかつ前記回転軸に平行な断面内における前記偏向面の曲率半径をＲｐ、とするとき、
ｒＰ／２＜ＲＰ
なる条件を満足することを特徴とする回転多面鏡。
【請求項２】
【数１】
2016080815.tif 000024
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の回転多面鏡。
【請求項３】
プラスチック材料から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の回転多面鏡。
【請求項４】
前記偏向面は、シリンドリカル面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転多面鏡。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転多面鏡と、前記偏向面に光束を入射させる入射光学系と、前記偏向面にて偏向された光束を被走査面に集光する結像光学系と、を有し、前記回転多面鏡により前記被走査面を主走査方向に光走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
前記入射光学系は、前記回転軸に平行な断面内において、光束を前記偏向面に集光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】
前記偏向面のサグ量の最大値をδｍａｘ、該サグ量の最小値をδｍｉｎ、とするとき、
【数２】
2016080815.tif 000025
なる条件を満足する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８】
前記偏向面のサグ量がゼロになるときの前記被走査面における走査像高をＹ0、前記被走査面における有効走査範囲を±Ｗ、とするとき、
【数３】
2016080815.tif 000026
なる条件を満足することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記回転軸に平行な断面内における前記結像光学系の横倍率をβとするとき、
【数４】
2016080815.tif 000027
なる条件を満足することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項５乃至９のいずれか１項に記載の光走査装置と、該光走査装置により前記被走査面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、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項５乃至９のいずれか１項に記載の光走査装置と、外部機器から出力され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するプリンタコントローラと、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転多面鏡およびこれを用いた光走査装置、画像形成装置
に関し、特に電子写真プロセスを有するレーザビームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクション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】
光走査装置は、レーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に広く利用されている。このような光走査装置においては、光源手段として半導体レーザを用い、レーザ光を偏向手段である回転多面鏡により偏向し、結像光学系を用いて感光ドラム等の被走査面上にスポットとして結像させ走査する構成のものが知られている。各光学部品は、ハウジングに収容される。
【０００３】
ここで、回転多面鏡の回転軸が製造誤差や組付誤差により倒れる（以下、軸倒れと称す）と、結像光学系に入射する光束のねじれ（回転）や高さのずれが生じることで、スポット径が肥大し結像性能が劣化する。その結果、画像品質の低下を招くこととなる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、回転多面鏡の軸倒れを調整しハウジングに組み付ける構成が開示されている。また、特許文献２には、シリンドリカルレンズを光軸周りに回転調整することで、軸倒れによる結像性能の劣化を補正する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７１２５６号公報
【特許文献２】特開平６−１８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、ハウジング側に調整機構を設けるため構成が複雑になると共に、軸倒れ調整の分の組立タクトが伸びることでコストアップを招く懸念がある。
【０００７】
また、特許文献２においても、シリンドリカルレンズの調整の分の組立タクトが伸びることで、コストアップを招く懸念がある。さらに、シリンドリカルレンズを光軸周りにのみ回転させることは難しく、シリンドリカルレンズの高さずれ等が生じ結像性能の劣化を招く懸念がある。そして、それと共に、高精度に調整できるようシリンドリカルレンズの調整機構を複雑化した場合は、更なるコストアップを招く懸念がある。
【０００８】
本発明の目的は、軸倒れによる光学性能の劣化を簡易な構成で低減可能な回転多面鏡およびこれを用いた光走査装置、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る回転多面鏡は、光束を偏向する偏向面を備える回転多面鏡であって、前記偏向面は、前記回転多面鏡の回転軸に平行な断面内において、前記偏向面よりも前記回転軸側に曲率中心を有する曲面であり、前記回転軸に垂直な断面内における前記回転多面鏡の内接円半径をｒｐ、面法線を含みかつ前記回転軸に平行な断面内における前記偏向面の曲率半径をＲｐ、とするとき、
ｒＰ／２＜ＲＰ
なる条件を満足することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光走査装置および画像形成装置は、上記回転多面鏡を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複雑な調整機構等を設けずとも簡易な構成で回転する偏向面の軸倒れによる光学性能の劣化を低減可能な回転多面鏡およびこれを用いた光走査装置、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の主走査断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る光走査装置の結像光学系の副走査断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る光走査装置の入射光学系の副走査断面図である。
【図４】第１の実施形態の回転多面鏡の要部拡大図である。
【図５】第１の実施形態のスポットプロファイルを表す図である。
【図６】第１の実施形態の軸倒れによる波面収差の変化を示すグラフである。
【図７】サグによる結像位置ずれを示す図である。
【図８】サグを説明する図である。
【図９】第１の実施形態のサグ量を示すグラフである。
【図１０】第２の実施形態に係る光走査装置の主走査断面図である。
【図１１】第２の実施形態の軸倒れによる波面収差の変化を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１２は、本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置としてカラー画像形成装置の要部概略図である。このカラー画像形成装置は、光走査装置を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である。
【００１５】
図１２において、１０６０はカラー画像形成装置、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４は光走査装置である。また、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４は各々像担持体（感光体）としての感光ドラム、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４は各々現像器、１０５１は搬送ベルトである。なお、このカラー画像形成装置は、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）とを備えている。
【００１６】
図１２において、カラー画像形成装置１０６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１０５２から出力されたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。コードデータであるこれらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ１０５３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像信号（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１０６１、１０６２、１０６３、１０６４に入力される。
【００１７】
そして、これらの光走査装置（詳細は後述）からは、各画像データに応じて変調された光ビーム１０４１、１０４２、１０４３、１０４４が射出される。そして、これらの光ビームによって、感光ドラム１０７１、１０７２、１０７３、１０７４の感光面が主走査方向に走査される。本実施形態におけるカラー画像形成装置は、光走査装置（１０６１、１０６２、１０６３、１０６４）を各々平行に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。
【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４つの光走査装置１０６１、１０６２、１０６３、１０６４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静電潜像を各々対応する感光ドラム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１０５２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１０６０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は、本発明の第１の実施形態の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。尚、以下の説明において、主走査方向とは偏向手段の回転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）であり、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向のことである。また、主走査断面とは結像光学系の光軸と主走査方向とを含む平面のことであり、副走査断面とは結像光学系の光軸を含み主走査断面に垂直な断面のことである。
【００２１】
図２、図３は各々第１の実施形態の光走査装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図２は偏向手段である回転多面鏡５０の偏向面（偏向反射面）５１から被走査面７０までの結像光学系６０の副走査断面図である。図３は光源手段１０から回転多面鏡５０の偏向面５１までの入射光学系ＬＡの副走査断面図である。
【００２２】
図１、図３において、光源手段１０は半導体レーザから成っている。光源手段１０から射出された光束は、コリメータレンズ２０により略平行光束に変換された後、シリンドリカルレンズ３０に入射し、副走査方向にのみ屈折される。その後、光束は、第１の開口絞り４１により副走査方向の光束幅を制限された後、第２の開口絞り４２により主走査方向の光束幅が制限され、回転多面鏡５０の偏向面５１の近傍に、副走査方向にのみ集光し主走査方向に長い線像として結像される。
【００２３】
上記コリメータレンズ２０とシリンドリカルレンズ３０、第１の開口絞り４１及び第２の開口絞り４２の各要素が、入射光学系ＬＡの一要素を構成する。尚、本実施形態においてはコリメータレンズ２０により略平行光束に変換したが、コリメータレンズ２０の替りに光束の発散性を弱めた発散光束及び収束光束に変換する光学素子を用いても良い。また、２枚のレンズに限らず主走査方向と副走査方向で異なるパワーを有するアナモフィックな１つの光学素子により構成しても良い。
【００２４】
回転多面鏡５０により反射偏向された光束は、第１結像レンズ６１及び第２結像レンズ６２から成る結像光学系６０により、被走査面７０上に光スポットとして結像される。回転多面鏡５０が不図示のモータにより図中矢印方向に回転することにより、被走査面７０上を光スポットが図中矢印７a方向に走査し、静電潜像を形成する。被走査面７０としては、たとえば感光ドラム面等が挙げられる。
【００２５】
表１に、本実施形態における光学系の諸特性を示す。ここで、「Ｅ+ｘ」および「Ｅ−ｘ」は、各々「１０+ｘ」および「１０−ｘ」を示している。また、特に表記していない係数については全て０である。
【００２６】
【表１】
2016080815.tif 000003
【００２７】
結像光学系６０を構成する第１結像レンズ６１及び第２結像レンズ６２の各レンズ面６１ａ〜６２ｂは、母線形状（主走査断面内の形状）が以下のように表わされる。即ち、各レンズ面と光軸との交点（レンズ面頂点）を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査方向において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査方向において光軸と直交する軸をＺ軸としたときに、以下の式で表わされる。
【００２８】
【数１】
2016080815.tif 000004
【００２９】
ここで、Ｒは曲率半径、Ｋは離心率、Ｂ２〜Ｂ１２は２次〜１２次の母線の非球面係数である。なお、Ｙのプラス側（光源側、図１の上側）とマイナス側（反光源側、図１の下側）で係数が異なる場合は、プラス側の係数には添字ｕを附し、マイナス側の係数には添字ｌを附している。
【００３０】
第１結像レンズ６１と第２結像レンズ６２の各レンズ面６１ａ〜６２ｂの子線形状（副走査断面内の形状）は、以下の式で表わされる。
【００３１】
【数２】
2016080815.tif 000005
【００３２】
子線の曲率半径ｒ´は、光軸上（Ｙ＝０）における子線曲率半径ｒに対して主走査方向の位置に従って変化しており、Ｄ２〜Ｄ１４は子線曲率半径の変化係数である。ここで、Ｙのプラス側とマイナス側で係数が異なる場合は、プラス側の係数には添字ｕを附し、マイナス側の係数には添字ｌを附している。回転多面鏡中心位置は、軸上偏向点からの位置である。
【００３３】
（回転多面鏡）
以下、本実施形態における回転多面鏡５０の軸倒れによる光学性能（結像性能）の劣化を抑制する構成について詳しく説明する。図４（Ａ）は軸倒れが無い場合の、回転多面鏡５０の回転軸と偏向面５１を含む副走査断面内における回転多面鏡５０の要部拡大図である。
【００３４】
本実施形態において偏向面５１は副走査方向（子線方向）に曲率を有しており、その曲率中心は偏向面５１から回転多面鏡５０の回転軸へ向かう方向に存在している（回転多面鏡５０の外側へ凸）。ここで、偏向面５１の曲率半径の符号の定義は、曲率中心が偏向面５１から回転多面鏡５０の回転軸へ向かう方向に存在している場合を正とする。本実施形態では、以下に示すように、偏向面５１をこのように構成することで、軸倒れによる光束のねじれや高さずれを低減し、結像性能の劣化を抑制している。
【００３５】
なお、本実施形態では、偏向面５１は副走査方向に曲率を備える一方、主走査方向には曲率を備えないシリンドリカル面（円筒面）としている。
【００３６】
図４（Ｂ）は、軸倒れがγだけ発生した場合の図である。軸倒れにより、偏向面５１上における光束の反射点がｈずれる。反射点ずれｈは、回転多面鏡５０の内接円半径ｒｐ、偏向面５１の副走査方向の曲率半径Ｒｐを用いて、
ＲＰ／ｓｉｎγ＝（ＲＰ−ｒＰ）／ｓｉｎ（γ−α）＝（ｈ／ｓｉｎγ）／ｓｉｎαより以下の式で表わされる。
【００３７】
【数３】
2016080815.tif 000006
【００３８】
即ち
ｈ＝ｓｉｎγ［（ｒＰ−ＲＰ）ｃｏｓγ＋（ＲＰ２−（ｒＰ−ＲＰ）２ｓｉｎ２γ）１／２］
で表わされる。ここで、軸倒れ量γは、大きくても１０分程度と小さく、ｓｉｎγ≒γ、ｃｏｓγ≒１、  （ＲＰ２−（ｒＰ−ＲＰ）２γ２）１／２≒ＲＰ（１−１／２（ｒＰ−ＲＰ）２γ２／ＲＰ２）と近似できるので、反射点ずれｈは、以下の近似式で表わされる。
【００３９】
【数４】
2016080815.tif 000007
【００４０】
ところで、偏向面５１の法線角度αは、ＲＰｓｉｎα＝ｈより以下の近似式で表わされる。
【００４１】
【数５】
2016080815.tif 000008
【００４２】
したがって、偏向面５１の法線角度αを考慮した実質的な倒れ量（γ−α）は、以下の近似式で表わされる。
【００４３】
【数６】
2016080815.tif 000009
【００４４】
これより、以下の式を満足すれば、偏向面５１が副走査方向に曲率を持たない場合の倒れ量γに対して、実質的な倒れ量を低減できることが分かる。
【００４５】
【数７】
2016080815.tif 000010
【００４６】
なお、この式において平面鏡（曲率半径が∞）は除かれている。
【００４７】
曲率中心が本実施形態とは逆に、回転多面鏡５０の回転軸から偏向面５１へ向かう方向に存在している場合（Ｒｐが負）は、常に倒れ量がγよりも大きくなってしまう。そのため、本実施形態では、曲率中心が偏向面５１から回転多面鏡５０の回転軸へ向かう方向に存在するようにしている。
【００４８】
本実施形態において、ｒｐは７．０７１０７[mm]、Ｒｐは７．５１５[mm]であり、ｒＰ／２＜ＲＰを満足している。本実施形態では、軸倒れが例えば１０分発生しても、偏向面５１の実質的な倒れ量は０．５９分であり、結像性能の劣化を軽微に抑えることができる。
【００４９】
図５に、軸倒れが１０分発生したときのスポットプロファイルを示す。軸倒れの方向は、図１において入射光学系ＬＡと結像光学系６０の光軸との二等分線方向で、入射光学系ＬＡとは反対側の最軸外像高におけるスポットプロファイルである。従来例として、図５（Ｂ）の右側に、偏向面５１が副走査方向に曲率を持たない（平面）の場合についても示してある。図５（Ｂ）の左側から分かるように、本実施形態においては、軸倒れが発生してもスポットプロファイルの変化は殆ど無く、結像性能の劣化が抑制できていることが分かる。
【００５０】
ここで、従来例のスポットプロファイル（図５（Ｂ）の右側）から分かるように、アジムス４５度（−４５度）方向のスポットプロファイルの変化が大きい。これは、軸倒れによりアジムス４５度（−４５度）方向の波面収差が劣化したためである。
【００５１】
そこで、主走査方向を基準として、副走査方向へ向かう方向に角度θをとった時の、アジムスθ方向の２本のマージナル光線の波面収差量をＷｕ(θ)、Ｗｌ(θ)として、以下の式により４５度（−４５度）方向の波面収差量を定義する。
【００５２】
【数８】
2016080815.tif 000011
【００５３】
軸倒れにより波面収差が劣化するとスポット径が肥大し、結像性能劣化につながる。図６に、本実施形態において軸倒れが１０分発生したときの波面収差量を示す。従来例として、偏向面５１が副走査方向に曲率を持たない（平面）の場合についても示してある。本実施形態では、波面収差の劣化は殆ど無く、結像性能の劣化が抑制できていることが分かる。
【００５４】
ここで、上述した波面収差量ＷＡＳ(45)の絶対値が０．２[λ]を超えると結像性能の劣化が顕著になり、軸倒れが無い場合に対してスポット径が１０％以上肥大してしまう。したがって、軸倒れによる波面収差量劣化を０．２[λ]以下に抑えることが望ましい。そのためには、偏向面５１の実質的な倒れ量（γ−α）を８分以下にすることがより好ましい。この場合、軸倒れ量γは１０分程度発生することもあるため、以下の条件式を満たすことがより好ましいものとなる。
【００５５】
【数９】
2016080815.tif 000012
【００５６】
本実施形態では、この条件式を満たすことで、軸倒れ量γが１０分発生したとしても実質的な倒れ量（γ−α）を８分以下にできる。
【００５７】
（入射光学系における結像関係）
ところで、前述したように本実施形態において入射光学系ＬＡは、光源手段１０から射出された光束を回転多面鏡５０の偏向面５１の近傍に、主走査方向に長い線像として結像させている。こうすることで、以下に述べるように、偏向面５１が副走査方向に曲率を有することによるピントずれを低減できる。
【００５８】
偏向面５１からずれた位置で結像する場合、図７に示すようにマージナル光線が偏向面５１上において副走査方向に離れた位置に到達する。本実施形態のように副走査方向に曲率を有する場合（偏向面がシリンドリカル面）を実線で示し、従来例のように副走査方向に曲率を有しない場合（偏向面が平面）を破線で示している。
【００５９】
本実施形態では、偏向面５１が副走査方向に曲率を有しているため、偏向面５１の面法線角度αは副走査方向の高さにより変化する。したがって、偏向面５１が平面の場合に対してマージナル光線の反射角度が２α変化するため、入射光学系ＬＡによる結像位置がずれ、その結果ピントずれになる（このピントずれは同じ条件で従来例の平面の場合より大きい）。
【００６０】
これを防ぐためには、常に偏向面５１上で副走査方向に結像するようにすれば良いが、回転多面鏡５０の回転に伴う偏向面５１のサグ（出入り）の影響があるため、常に偏向面５１上で副走査方向に結像するようには出来ない。ここで、偏向面のサグを図８を用いて詳述する。
【００６１】
（偏向面のサグ）
図８で、回転多面鏡５０の回転中心を原点Ｏとし、偏向面５１による反射光の進む側を正として結像光学系６０の光軸と平行にｘ軸、入射光線の入射側を正としてｘ軸に垂直にｙ軸をとる。入射光線角度θｉｎ、回転多面鏡５０の回転角度θｐ、回転多面鏡５０の内接円半径ｒｐ、回転多面鏡５０の回転中心を通り入射光線に平行な直線からの入射光線の平行シフト量をａとする。角度の符号は、ｘ軸を基準としｙ軸へ向かう側（図８では半時計周り）を正と定義する。入射光線は、ＯＡ＝ａ／ｓｉｎθｉｎより、直線に関する以下の式で表わされる。また、偏向面５１は、ＯＣ＝ｒＰ／ｓｉｎθＰより、直線に関する以下の式で表わされる。
【００６２】
【数１０】
2016080815.tif 000013
【００６３】
したがって、交点Ｂは、以下のように表わされる。
【００６４】
【数１１】
2016080815.tif 000014
【００６５】
また、点Ａは、以下のように表わされる。
【００６６】
【数１２】
2016080815.tif 000015
【００６７】
これより、入射方向における点Ａと点Ｂの間隔をＡＢとするとき、その２乗は以下のように表わされる。
【００６８】
【数１３】
2016080815.tif 000016
【００６９】
偏向面５１のサグ量δは、ちょうど偏向面５１上で結像する回転角度θｐ0の時からの差分で与えられることから、以下のように表わされる。
【００７０】
【数１４】
2016080815.tif 000017
【００７１】
サグ量δは、回転多面鏡５０の回転角度θｐに応じて変化するため、ピントずれも回転多面鏡５０の回転角度θｐに応じて変化する。偏向面５１が平面の場合においてもサグは発生するため、従来から結像レンズ６１または結像レンズ６２、あるいはその両方について、子線曲率を主走査方向に沿って変化させることでサグによるピントずれを補正していた。
【００７２】
しかしながら、本実施形態のように偏向面５１が副走査方向に曲率を有する場合は、同じサグ量δであってもピントずれが平面の場合よりも大きく発生するため、補正するためには子線曲率の変化量が大きくなってしまう。子線曲率の変化量が大きくなると結像レンズ６１、及び６２の偏芯による結像性能劣化が大きくなる懸念がある。
【００７３】
入射光線角度θｉｎ、平行シフト量ａについては、有効走査範囲内において偏向面５１の幅（偏向面の数と内接円半径ｒｐにより決定される）、及び入射光束の幅を勘案して適宜設定される。このため、入射光束の幅、有効走査範囲、偏向面数、回転多面鏡５０の内接円半径ｒｐに応じて入射光線角度θｉｎ、平行シフト量ａが決まった時点で、サグ量δのＰｅａｋ  ｔｏ  Ｐｅａｋの値は決まってしまう。一方、サグ量δの最大値δｍａｘ、及び最小値δｍｉｎの絶対値は、θｐ0の値を適切に設定することで低減可能である。サグ量δの有効走査範囲内における絶対値を低減するために、以下の式を満足するようにθｐ0を設定するのが良い。
【００７４】
【数１５】
2016080815.tif 000018
【００７５】
なお、下限値が１より小さいのは、サグ量δが符号（プラス、マイナス）を備えるためである。
【００７６】
ところで、サグ量δのＰｅａｋ  ｔｏ  Ｐｅａｋの値を最小にできるのは、有効走査範囲の両端における回転多面鏡５０の回転角の最大値をθｍａｘ、最小値をθｍｉｎとして、以下の式を満たすように入射光線角度θｉｎ、平行シフト量ａを設定した時である。
【００７７】
【数１６】
2016080815.tif 000019
【００７８】
これは、偏向面で反射された光線が一方の最軸外（−１０割像高）に向かう場合の偏向面の配置と、偏向面で反射された光線が他方の最軸外（−１０割像高）に向かう場合の偏向面の配置がクロスする点に対応する（以下では１０割クロスと称す）。
【００７９】
１０割クロスの時には、有効走査範囲の両端でのサグ量δが一致するため、有効走査範囲内においてサグ量δは軸上を挟んで概ね対称に変化する。したがって、δｍａｘ／δｍｉｎに関する上述の式を満足するためには、θｐ0を４割〜７割像高の間、または-７割〜-４割像高の間に設定するのが良い。θｐ0を４割〜７割像高の間に設定した場合には、-７割〜-４割像高の間にもサグ量δが０になるθｐが存在する。またその逆も言えるためである。
【００８０】
一方で、１０割クロスを満足するように入射光線角度θｉｎ、平行シフト量ａを設定できない場合（−１０割像高に向かう場合の偏向面の配置と、−１０割像高に向かう場合の偏向面の配置がクロスする点に向かって入射させることができない場合）もある。本実施形態では、１０割クロスを満足するようにすると、回転多面鏡５０の回転角がθｍｉｎの時に入射光束が偏向面５１からはみ出してしまう。そのため、平行シフト量ａを１０割クロスよりも大きく設定している。本実施形態のように平行シフト量ａを１０割クロスよりも大きく設定した場合には、以下の不等式が成り立つ。
【００８１】
【数１７】
2016080815.tif 000020
【００８２】
この時は、δｍａｘ／δｍｉｎに関する上述の式を満足するためにはθｐ0を４割〜７割像高の間に設定するのが良い。平行シフト量ａを１０割クロスよりも小さく設定すると、入射光束が偏向面５１からはみ出してしまう可能性が高くなると共に、サグ量δのＰｅａｋ  ｔｏ  Ｐｅａｋの値が大きくなるため、通常そのように設定することはない。
【００８３】
したがって、１０割クロスの場合も１０割クロスでない場合もδｍａｘ／δｍｉｎに関する上述の式を満足するためには、４割〜７割像高の間にθｐ0を設定すれば良い。即ち、被走査面７０上における有効走査範囲を±Ｗとし、サグ量δが０（ゼロ）になる（入射光学系ＬＡにより、ちょうど偏向面５１上で線像を形成する）時の回転多面鏡５０の回転角θｐ0における被走査面７０上での走査像高をＹ0としたとき、
【００８４】
【数１８】
2016080815.tif 000021
【００８５】
を満足するようにするのが良い。
【００８６】
図９に本実施形態におけるサグ量δのθｐによる変化を示す。本実施形態では、平行シフト量ａは５．５７８７[mm]、有効走査範囲は±１１０[mm]、θｐ0を５３．８度（Ｙ0は５７．４[mm]）とし［数１８］を満足するようにしている。その結果δｍａｘは０．３４[mm]、δｍｉｎは-０．３５[mm]であり、その絶対値はほぼ等しく［数１５］を満足しておりサグ量δの絶対値を小さく抑えている。したがって、偏向面５１が副走査方向に曲率を有していてもサグによる影響を低減している。
【００８７】
以上述べたように、偏向面が副走査方向に曲率を備えるために、従来の平面の場合に比べ同じサグ量であっても結像位置ずれが大きくなるところ、本実施形態においては、以下のようにする。即ち、入射位置と入射角度を適切なものに設定してサグ量自体を小さくすることで線像の結像位置ずれを低減し、サグによる影響を低減している。
【００８８】
しかしながら、結像光学系６０の副走査方向の横倍率βが大きすぎると、サグ量自体を小さくしても被走査面７０上のピントずれが大きくなってしまう。これは、結像光学系６０に対して、副走査方向に関しては線像の結像位置が二次光源となるため、線像の結像位置ずれに副走査方向の縦倍率（横倍率βの二乗）を乗じたものがピントずれ量となるためである。そこで、結像光学系６０の副走査方向の横倍率βは、以下の条件式を満たすことが望ましい。
【００８９】
【数１９】
2016080815.tif 000022
【００９０】
これによって、結像光学系６０により十分補正可能なピントずれに抑えることができる。本実施形態においては、βは-１．７５であり、上記式の範囲内としている。
【００９１】
（回転多面鏡の加工方法および材質）
ところで、従来の偏向面が平面である回転多面鏡は、アルミ等の金属からプレス加工等により基本的な外形形状を切り出してから偏向面を高精度に切削加工することが一般的である。しかしながら、本実施形態のように偏向面が副走査方向（子線方向）に曲率を有する場合には、切削加工によるタクトＵＰが懸念される。そこで、本実施形態では、プラスチック材料から成る（材質としてプラスチックで形成される（プラスチック製））回転多面鏡とし、加工方法として高精度に加工された金型を用いて成形するものとし、高精度かつ大量に生産が可能とする。
【００９２】
以上、説明したように本実施形態では、偏向手段である回転多面鏡の偏向面が、回転多面鏡の回転軸に平行な断面内において、偏向面よりも回転軸側に曲率中心を有する曲面である。そして、回転軸に垂直な断面内における回転多面鏡の内接円半径をｒｐ、面法線を含みかつ回転軸に平行な断面内における偏向面の曲率半径をＲｐ、とするとき、
ｒＰ／２＜ＲＰ
なる条件を満足する。
【００９３】
これにより、軸倒れが発生しても実質的な倒れ量を低減可能である。その結果、軸倒れによる結像性能の劣化を抑制し、印字品質を良好に保つことが出来る。
【００９４】
《第２の実施形態》
図１０は、本発明の第２の実施形態の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。第１の実施形態と同様の要素には、同一番号を附してある。表２に、本実施形態における光学系の諸特性を示す。ここで、「Ｅ+ｘ」および「Ｅ−ｘ」は、各々「１０+ｘ」および「１０−ｘ」を示している。また、特に表記していない係数については全て０である。
【００９５】
【表２】
2016080815.tif 000023
【００９６】
結像光学系６０を構成する第１結像レンズ６１及び第２結像レンズ６２の各レンズ面６１ａ〜６２ｂは、第１の実施形態と同じ表現式で表わされる。本実施形態は、第１の実施形態に対し、回転多面鏡の副走査方向の曲率半径が異なっており、本実施形態ではＲｐは３０[mm]である。従って、軸倒れが１０分発生した場合、本実施形態における偏向面５１の実質的な倒れ量は７．６４分であり、本実施形態でも第１の実施形態と同様に、軸倒れ量γが１０分発生したとしても実質的な倒れ量（γ−α）を８分以下にできる。
【００９７】
図１１に、本実施形態において軸倒れが１０分発生したときの波面収差量を示す。従来例として、偏向面５１が副走査方向に曲率を持たない（平面）の場合についても示してある。本実施形態では、従来例に対して波面収差の劣化が低減されており、結像性能の劣化が抑制できていることが分かる。
【００９８】
本実施形態おけるサグ量δは、第１の実施形態と同一であり、平行シフト量ａは５．５７８７[mm]、有効走査範囲は±１１０[mm]、θｐ0は５３．８度（Ｙ0は５７．４[mm]）とし、０．４Ｗ≦Ｙ0≦０．７Ｗを満足するようにしている。その結果、δｍａｘは０．３４[mm]、δｍｉｎは-０．３５[mm]である。また、本実施形態における結像光学系６０の副走査方向の横倍率βは、-１．７５であり、−１≦β≦１を満足するようにしている。
【００９９】
以上、説明したように偏向手段である回転多面鏡の偏向面が、回転多面鏡の回転軸に平行な断面内（副走査断面内）において曲率を有し、その曲率中心が、偏向面から回転多面鏡の回転中心へと向かう方向に存在するようにする。これにより、軸倒れが発生しても実質的な倒れ量を低減可能である。その結果、軸倒れによる結像性能の劣化を抑制し、印字品質を良好に保つことが出来る。
【０１００】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１０１】
（変形例１）
上述した実施形態では、偏向面５１は副走査方向に曲率を備える一方、主走査方向には曲率を備えないシリンドリカル面（円筒面）としたが、主走査方向にも曲率を備えるアナモフィック面とすることもできる。この場合も、偏向面の副走査方向の曲率を（数７）あるいは（数９）の範囲内で構成すれば同様の効果を得ることが可能である。
【０１０２】
（変形例２）
上述した実施形態では、偏向面５１は副走査方向に一定の曲率を備えるシリンドリカル面（円筒面）としたが、偏向面５１の主走査方向の位置に沿って副走査方向の曲率を変化させても良い。即ち、偏向面の副走査方向の曲率を主走査方向に沿って（数７）あるいは（数９）の範囲内で変化させても同様の効果を得ることが可能である。この場合も、主走査方向にも曲率を有していても同様の効果を得ることが可能である。
【０１０３】
（変形例３）
また、結像光学系を２枚のレンズにより構成する替りに、１枚のレンズにより構成しても良いし、防塵ガラスを配置しなくても良い。また、光路中に折り返しミラーを配置して光路を折り返しても良い。また、結像光学系は透過型に限定されず、反射型であっても良い。
【０１０４】
また、入射光学系を２枚のレンズ（コリメータレンズ２０、シリンドリカルレンズ３０）により構成する替りに、１枚のレンズにより構成しても良い。
【０１０５】
（変形例３）
また、光源手段に関し、半導体レーザを複数の発光点を有するモノリシックマルチレーザとして発光点の数を２つ、４つと増やしても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
５０・・回転多面鏡、５１・・偏向面、６０・・結像光学系、ＬＡ・・入射光学系
【図１】
2016080815.tif 000028
【図２】
2016080815.tif 000029
【図３】
2016080815.tif 000030
【図４】
2016080815.tif 000031
【図５】
2016080815.tif 000032
【図６】
2016080815.tif 000033
【図７】
2016080815.tif 000034
【図８】
2016080815.tif 000035
【図９】
2016080815.tif 000036
【図１０】
2016080815.tif 000037
【図１１】
2016080815.tif 000038
【図１２】
2016080815.tif 000039