(57)【要約】【課題】波面収差等の諸収差を低減させつつ、被走査面上でのスポット径を小さくすることができる光走査装置を提供する。【解決手段】本発明に係る光走査装置は、光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、光束を偏向器に入射させる入射光学系と、偏向器によって偏向された光束を被走査面に導光する結像光学系と、を備え、結像光学系は、少なくとも２つの結像光学素子を備えており、少なくとも２つの結像光学素子のうち最も偏向器の側に配置される第１の結像光学素子は、副走査断面内において負のパワーを有しており、主走査断面内における、結像光学系全系のパワー、第１の結像光学素子のパワー、第１の結像光学素子の入射面及び出射面それぞれの曲率半径、少なくとも２つの結像光学素子のうち最も被走査面の側に配置される第２の結像光学素子の入射面及び出射面それぞれの曲率半径を適切に設定する。【選択図】図１
2017219713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、
前記光束を前記偏向器に入射させる入射光学系と、
前記偏向器によって偏向された前記光束を前記被走査面に導光する結像光学系と、
を備え、
前記結像光学系は、少なくとも２つの結像光学素子を備えており、
前記少なくとも２つの結像光学素子のうち最も前記偏向器の側に配置される第１の結像光学素子は、副走査断面内において負のパワーを有しており、
主走査断面内において、前記結像光学系の全系のパワーをφ、前記第１の結像光学素子のパワーをφ１、前記第１の結像光学素子の入射面及び出射面それぞれの曲率半径をＲ１１及びＲ１２、前記少なくとも２つの結像光学素子のうち最も前記被走査面の側に配置される第２の結像光学素子の入射面及び出射面それぞれの曲率半径をＲ２１及びＲ２２、とするとき、
０≦｜φ１／φ｜＜０．３
１．０＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）＜８０
１．０＜（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＜８０
（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）
なる条件を満たすことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの結像光学素子のうち最も外形中心肉厚が大きい結像光学素子の外形中心肉厚をＤ、前記結像光学系のｆθ係数をｆ、とするとき、
Ｄ／ｆ＜０．１
なる条件を満たす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】
前記被走査面上の軸上像高に入射する光束を偏向する際の前記偏向器の偏向点から前記第１の結像光学素子の入射面までの光軸に沿った距離をＳ１、前記偏向点から前記被走査面までの光軸に沿った距離をＬ、とするとき、
Ｓ１／Ｌ＞０．１５
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記少なくとも２つの結像光学素子のそれぞれの入射面及び出射面は、主走査断面内及び副走査断面内の双方において円弧形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記少なくとも２つの結像光学素子の出射面はいずれも、回転非対称面であり、且つ、該回転非対称面の主走査断面内の形状は、前記被走査面の側に向けて凸であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つの結像光学素子の出射面はいずれも、回転非対称面であり、該回転非対称面の主走査断面内の曲率半径をＲ、主走査断面内の外径をＷとしたとき、
π／ａｒｃｓｉｎ（Ｗ／２｜Ｒ｜）＞４
なる条件を満たすことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記少なくとも２つの結像光学素子の入射面はいずれも、球面であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記結像光学系の主走査断面内の前記被走査面の側のＦナンバーをＦｎｏとしたとき、
Ｆｎｏ＜４０
なる条件を満たすことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記結像光学系について、副走査断面に平行な第１の断面内における、軸上像高での第１の結像倍率と軸外像高での第２の結像倍率との差に対する、前記第１の結像倍率の比の値は、３％以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの結像光学素子はいずれも、ガラス材料から成ることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光走査装置と、前記光走査装置によって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前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか一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、を備え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、光走査装置に関し、例えば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】
画像形成装置においては、光走査装置によって被走査面上を光走査する際の光束径（スポット径）を十分に小さくして、形成画像を高精細化することが要求されている。
特許文献１には、結像光学系のＦナンバーを５０程度とし、被走査面でのスポット径を６０μｍ程度にまで小さくしつつ、収差を低減させた光走査装置が開示されている。
近年では、ＰＯＤ（Ｐｒｉｎｔ  Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）といった軽印刷用途向けに、被走査面上でのスポット径をより小さくして、さらに高精細な印刷が可能な画像形成装置が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−５０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被走査面上におけるスポット径を十分に小さくするためには、結像光学系のＦナンバーをスポット径の小径化に応じて小さくする必要があるため、結像光学系を通過するときの光束の幅が広くなってしまう。
このため、特許文献１に記載の装置において、スポット径をさらに小さくした場合、結像光学系において発生する波面収差等の諸収差への影響が大きくなってしまう。しかしながら、特許文献１では、スポット径をさらに小さくすることや、それによる波面収差への影響については何ら開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、波面収差等の諸収差を低減させつつ、被走査面上でのスポット径を小さくすることができる光走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光走査装置は、光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、光束を偏向器に入射させる入射光学系と、偏向器によって偏向された光束を被走査面に導光する結像光学系と、を備え、結像光学系は、少なくとも２つの結像光学素子を備えており、少なくとも２つの結像光学素子のうち最も偏向器の側に配置される第１の結像光学素子は、副走査断面内において負のパワーを有しており、主走査断面内において、結像光学系全系のパワーをφ、第１の結像光学素子のパワーをφ１、第１の結像光学素子の入射面及び出射面それぞれの曲率半径をＲ１１及びＲ１２、少なくとも２つの結像光学素子のうち最も被走査面の側に配置される第２の結像光学素子の入射面及び出射面それぞれの曲率半径をＲ２１及びＲ２２、とするとき、
０≦｜φ１／φ｜＜０．３
１．０＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）＜８０
１．０＜（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＜８０
（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）
なる条件を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、波面収差等の諸収差を十分に低減させつつ、被走査面上でのスポット径を十分に小さくすることができる光走査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一実施形態に係る光走査装置の主走査断面図及び一部拡大副走査断面図。
【図２】第一実施形態に係る光走査装置が備える結像レンズの研磨の様子を示した図。
【図３】第一実施形態に係る光走査装置によって生じる被走査面上での像面湾曲の主走査方向位置依存性を示した図。
【図４】第一実施形態に係る光走査装置における主走査方向の部分倍率の主走査方向位置依存性を示した図。
【図５】第一実施形態に係る光走査装置における波面収差の主走査方向位置依存性を示した図。
【図６】第一実施形態に係る光走査装置における結像光学系の副走査断面に平行な第１の断面内の結像倍率のずれの割合の主走査方向位置依存性を示した図。
【図７】第一実施形態に係る光走査装置による被走査面上でのスポット径の主走査方向位置依存性を示した図。
【図８】第二実施形態に係る光走査装置の主走査断面図及び一部拡大副走査断面図。
【図９】第二実施形態に係る光走査装置によって生じる被走査面上での像面湾曲の主走査方向位置依存性を示した図。
【図１０】第二実施形態に係る光走査装置における主走査方向の部分倍率の主走査方向位置依存性を示した図。
【図１１】第二実施形態に係る光走査装置における波面収差の主走査方向位置依存性を示した図。
【図１２】第二実施形態に係る光走査装置における結像光学系の副走査断面に平行な第１の断面内の結像倍率のずれの割合の主走査方向位置依存性を示した図。
【図１３】第二実施形態に係る光走査装置による被走査面上でのスポット径の主走査方向位置依存性を示した図。
【図１４】第三実施形態に係る光走査装置の主走査断面図及び一部拡大副走査断面図。
【図１５】第三実施形態に係る光走査装置によって生じる被走査面上での像面湾曲の主走査方向位置依存性を示した図。
【図１６】第三実施形態に係る光走査装置における主走査方向の部分倍率の主走査方向位置依存性を示した図。
【図１７】第三実施形態に係る光走査装置における波面収差の主走査方向位置依存性を示した図。
【図１８】第三実施形態に係る光走査装置における結像光学系の副走査断面に平行な第１の断面内の結像倍率のずれの割合の主走査方向位置依存性を示した図。
【図１９】第三実施形態に係る光走査装置による被走査面上でのスポット径の主走査方向位置依存性を示した図。
【図２０】第一乃至第三実施形態のいずれかに係る光走査装置が搭載された画像形成装置の要部副走査断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態に係る光走査装置について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。
【００１０】
なお、以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）は、偏向器の回転軸及び光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向に対応し、副走査方向（Ｚ方向）は、偏向器の回転軸に平行な方向に対応する。また、主走査断面は、光学系の光軸を含み副走査方向に垂直な断面に対応し、副走査断面は、光学系の光軸を含み主走査方向に垂直な断面に対応する。
【００１１】
［第一実施形態］
図１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第一実施形態に係る光走査装置１００の主走査断面図及び一部拡大副走査断面図を示している。
【００１２】
第一実施形態に係る光走査装置１００は、光源１、集光レンズ２１及び２２、シリンドリカルレンズ３、及び開口絞り４を備えている。また、光走査装置１００は、偏向器５、第１の結像レンズ（第１の結像光学素子）６１、及び第２の結像レンズ（第２の結像光学素子）６２を備えている。
集光レンズ２１及び２２、シリンドリカルレンズ３、及び開口絞り４によって、本実施形態に係る光走査装置１００の入射光学系８０が構成される。
また、第１の結像レンズ６１、及び第２の結像レンズ６２によって、本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系９０が構成される。
【００１３】
光源１としては、発光点を有する半導体レーザなどが用いられる。
集光レンズ２１及び２２は、主走査断面内と副走査断面内とで同じ屈折力（パワー）を有する球面レンズであり、光源１より出射した光束を主走査断面内及び副走査断面内で略平行光束に変換する。なおここで、略平行光束とは、弱発散光束、弱収束光束及び平行光束を含むものとする。また、集光レンズ２１及び２２の代わりに、１つの光学素子を設けても構わない。
シリンドリカルレンズ３は、副走査断面内に有限のパワーを有しており、集光レンズ２１及び２２を通過した光束を偏向器５の偏向面５１近傍で副走査方向に集光する。
開口絞り４は、シリンドリカルレンズ３を通過した光束の主走査方向及び副走査方向の光束幅を制限する。
このようにして、光源１から出射した光束は、偏向器５の偏向面５１の近傍において副走査方向にのみ集光され、主走査方向に長い線像として結像される。
【００１４】
また、集光レンズ２１、２２及びシリンドリカルレンズ３の代わりに、主走査断面内及び副走査断面内で異なるパワーを有するアナモフィックレンズを設けても構わない。
【００１５】
偏向器５は、不図示のモータ等の駆動手段により図中矢印Ａ方向に回転することにより、光源１から出射した光束を、偏向面５１によって、被走査面７に向けて偏向する。例えば、偏向器５は、ポリゴンミラーなどで構成される。また、偏向器５は、揺動軸のまわりに１つ又は２つの偏向面が揺動する揺動ミラーであってもよい。
第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２は、偏向器５によって偏向された光束を被走査面７上に集光（導光）する。
第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２の形状等については後述する。
【００１６】
光源１から出射した光束は、集光レンズ２１及び２２によって略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ３によって偏向器５の偏向面５１近傍で副走査方向に集光される。そして、光束は、開口絞り４を通過し、偏向器５の偏向面５１に入射する。
【００１７】
光源１から出射し、偏向器５に入射した光束は、偏向器５の偏向面５１により偏向走査された後、第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２によって被走査面７上に導光され、被走査面７を等速度で走査する。
なお、本実施形態では、被走査面７として、感光ドラムを用いている。
感光ドラム７上における副走査方向の露光分布の作成は、主走査露光毎に、感光ドラム７を副走査方向に回転させることによって達成している。
【００１８】
以下、本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系９０について詳細に説明する。
【００１９】
結像光学系９０は、偏向器５から被走査面７に至る光路中において、集光機能及びｆθ特性を有する第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２を備えている。
結像光学系９０は、偏向器５により偏向された光束を被走査面７上に導光及び集光し、被走査面７上にスポット像が形成される。
そして、スポット像は、ｆθ特性により被走査面７上を等速で移動する。
なお、結像光学系９０は、副走査断面内において、偏向器５の偏向面５１と被走査面７とを共役関係にすることで、偏向面５１の面倒れ補償を行っている。
【００２０】
以下の表１及び表２それぞれに、本実施形態に係る光走査装置１００の諸元値、及び結像光学系９０の諸元値を示す。
【００２１】
【表１】
2017219713.tif 000003
【表２】
2017219713.tif 000004
【００２２】
表２において、偏向器５の偏向面５１、第１及び第２の結像レンズ６１及び６２の入射面及び出射面、及び被走査面７に面番号１乃至６をそれぞれ割り振っている。また、Ｒｉは第ｉ面の主走査断面内の曲率半径、ｒｉは第ｉ面の副走査断面内の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面の間の面間隔、ｎは第１及び第２の結像レンズ６１及び６２の屈折率を示している。
【００２３】
本実施形態に係る光走査装置１００において、第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２は共に、ガラス材料から成る。
従って、偏向器５を動作させるモータの発熱等により光走査装置１００内が昇温した際においても、第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２の屈折率及び形状の変化は軽微であり、被走査面７上でのスポット径の変化も軽微に抑えることができる。
【００２４】
また、本実施形態に係る光走査装置１００において、第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２の入射面は共に、球面であり、且つ、主走査断面内の形状（母線形状）と副走査断面内の形状（子線形状）とが同一である。
一方で、第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２の出射面は共に、円弧ではあるが、主走査断面内の形状と副走査断面内の形状とが互いに異なる、所謂トーリック面である。
このように、本実施形態に係る光走査装置１００では、結像光学系９０の全ての光学面、すなわち第１及び第２の結像レンズ６１及び６２の入射面及び出射面を、主走査断面内及び副走査断面内双方において円弧形状で構成している。
それにより、第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２をガラスで作製する場合であっても、金型によるモールド成形等を行なう必要が無く、簡易な研磨加工で作製することができる。
なお、ここで、円弧形状とは、ある点からの距離が等しい点の集合でできる曲線からなる形状を示すが、本実施形態においては、その曲線に対して数μｍ程度のずれが生じていても光学性能への影響は軽微なため円弧形状とみなす。
【００２５】
本実施形態に係る光走査装置１００は、結像光学系９０に設けられた結像レンズのうち偏向器５側に配置された第１の結像レンズ６１の主走査断面内におけるパワーをφ１、結像光学系９０全系の主走査断面内におけるパワーをφとするとき、以下の条件式（１）を満たす。
０≦｜φ１／φ｜＜０．３  ・・・（１）
もし、条件式（１）の上限を上回ると、第１の結像レンズ６１が偏心した場合に主走査方向の光学性能が悪化してしまう。
【００２６】
また、本実施形態に係る光走査装置１００では、結像光学系９０に設けられた結像レンズのうち偏向器５側に配置された第１の結像レンズ６１の副走査断面内におけるパワーは負である。
これにより、結像光学系９０の副走査断面内における結像倍率を低下させることができ、第２の結像レンズ６２を通過する光束の幅を狭くし、波面収差の影響を低減させている。
また、本実施形態に係る光走査装置１００では、結像光学系９０に設けられた結像レンズのうち被走査面７側に配置された第２の結像レンズ６２は、主走査断面内及び副走査断面内共に、正のパワーを有している。
【００２７】
本実施形態に係る光走査装置１００では、結像光学系９０に設けられた結像レンズのうち偏向器５側に配置された第１の結像レンズ６１の入射面の主走査断面内の曲率半径をＲ１１、出射面の主走査断面内の曲率半径をＲ１２とする。また、結像光学系９０に設けられた結像レンズのうち被走査面７側に配置された第２の結像レンズ６２の入射面の主走査断面内の曲率半径をＲ２１、出射面の主走査断面内の曲率半径をＲ２２とする。
このとき、本実施形態に係る光走査装置１００は、以下の条件式（２）、（３）及び（４）を満たす。
１．０＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）＜８０  ・・・（２）
１．０＜（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＜８０  ・・・（３）
（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）  ・・・（４）
【００２８】
もし、条件式（２）の下限を下回ると、第１の結像レンズ６１の主走査断面内の形状がメニスカス形状から両凸形状となる。
それにより、偏向器５で偏向反射されて第１の結像レンズ６１の軸外に向かう光束の第１の結像レンズ６１の入射面への入射角が鈍角になり、コマ収差が悪化する。
一方で、条件式（２）の上限を上回ると、主走査断面内における第１の結像レンズ６１のパワーが弱くなりすぎてしまい、像面湾曲及び波面収差が悪化し、被走査面７上でのスポット径を小さく保てなくなる。
【００２９】
また、もし、条件式（３）の下限を下回ると、第２の結像レンズ６２の主走査断面内の形状がメニスカス形状から両凸形状となる。
それにより、偏向器５で偏向反射されて第２の結像レンズ６２の軸外に向かう光束の第２の結像レンズ６２の入射面への入射角が鈍角になり、コマ収差が悪化する。
一方で、条件式（３）の上限を上回ると、主走査断面内における第２の結像レンズ６２のパワーが弱くなりすぎてしまい、像面湾曲及び波面収差が悪化し、被走査面７上でのスポット径を小さく保てなくなる。
【００３０】
さらに、条件式（４）が満たされないと、副走査断面内において負のパワーを有する第１の結像レンズ６１の副走査断面内におけるパワーと主走査断面内におけるパワーの差が大きくなってしまう。そのため、第１の結像レンズ６１が光軸回りに回転した場合に、被走査面７上におけるスポット径の肥大が顕著に発生してしまう。
【００３１】
また、本実施形態に係る光走査装置１００は、以下の条件式（２ａ）、（３ａ）を満たすことがさらに好ましい。
１．０＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）＜２０  ・・・（２ａ）
１．０＜（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＜２０  ・・・（３ａ）
【００３２】
本実施形態に係る光走査装置１００は、結像光学系９０に設けられた結像レンズのうち最も外形中心肉厚が大きい結像レンズの外形中心肉厚をＤ、結像光学系９０のｆθ係数をｆとしたとき、以下の条件式（５）を満たす。
Ｄ／ｆ＜０．１  ・・・（５）
【００３３】
ここで、ｆθ特性とは、偏向器５による走査角度（走査画角）をθ、走査角度θで偏向された光束の被走査面７上での主走査方向の集光位置（像高）をＹ、定数をｆ、とするとき、Ｙ＝ｆ×θとなる特性である。
すなわち、単位画角あたりに走査される走査幅（走査速度）が被走査面７の全域にわたって等しくなる特性（等速走査特性）である。この定数ｆを、ｆθ係数と呼ぶ。
なお、結像光学系９０に入射する光束が平行光束である場合、ｆθ係数ｆは結像光学系９０の近軸焦点距離と同じ値になる。
【００３４】
もし、条件式（５）の上限を上回ると、最も中心肉厚が大きい結像レンズの中心肉厚が大きくなりすぎてしまい、コストアップに繋がってしまい、また結像レンズの研磨加工を行なう際にレンズを保持する雇いが大型化してしまう。
【００３５】
また、本実施形態に係る光走査装置１００は、以下の条件式（５ａ）を満たすことがさらに好ましい。
Ｄ／ｆ＜０．０８  ・・・（５ａ）
【００３６】
本実施形態に係る光走査装置１００では、被走査面７上の像高０（軸上像高）の位置に入射する光束を偏向する際の偏向器５の偏向点から結像光学系９０に設けられた結像レンズのうち偏向器５側に配置された第１の結像レンズ６１の入射面までの光軸に沿った距離をＳ１、偏向器５の該偏向点から被走査面７までの光軸に沿った距離をＬとする。そのとき、本実施形態に係る光走査装置１００は、以下の条件式（６）を満たす。
Ｓ１／Ｌ＞０．１５  ・・・（６）
もし、条件式（６）の下限を下回ると、主走査方向の像面湾曲とｆθ特性の両立が困難になる。
【００３７】
図２は、本実施形態に係る光走査装置１００が備える第１の結像レンズ６１の出射面の研磨の様子を示している。
なお、第２の結像レンズ６２の出射面の研磨についても同様であるため、説明は省略する。
【００３８】
上記のように、第１及び第２の結像レンズ６１及び６２の出射面は共に、回転非対称面（トーリック面）である。
図２に示すように、ガラス製の第１の結像レンズ６１の出射トーリック面を研磨する際には、出射面の主走査断面内の曲率半径に対応した径を有する多角形の回転皿８の周面に複数の第１の結像レンズ６１を貼り付ける。そして、回転皿８を矢印Ｃ方向に回転させつつ、副走査断面内に曲率を有する不図示の凹面状の研磨皿を往復動させることによって、研磨を行う。
【００３９】
ここで、本実施形態に係る光走査装置１００は、第１の結像レンズ６１の出射面の主走査断面内の曲率半径をＲ１２、主走査断面内の外径をＷ１としたとき、以下の条件式（７ａ）を満たす。
π／ａｒｃｓｉｎ（Ｗ１／２｜Ｒ１２｜）＞４  ・・・（７ａ）
また、本実施形態に係る光走査装置１００は、第２の結像レンズ６２の出射面の主走査断面内の曲率半径をＲ２２、主走査断面内の外径をＷ２としたとき、以下の条件式（７ｂ）を満たす。
π／ａｒｃｓｉｎ(Ｗ２／２｜Ｒ２２｜)＞４  ・・・（７ｂ）
【００４０】
もし、条件式（７ａ）の下限を下回ると、第１の結像レンズ６１の回転皿８への貼り付け可能枚数が４枚未満になってしまう。
そのため、４色のカラー画像形成装置のために本実施形態に係る光走査装置１００を４つ搭載する際に、必要となる４枚の第１の結像レンズ６１を一度に研磨加工できなくなる。
そうすると、４枚の第１の結像レンズ６１を複数回に分けて研磨加工する必要が出てくるため、加工時に少なくとも発生してしまうクセを４枚の第１の結像レンズ６１で揃えることができなくなる。
それにより、４つの本実施形態に係る光走査装置１００を搭載したカラー画像形成装置において色ずれが発生してしまう。
上記のことは、条件式（７ｂ）の下限を下回った場合における第２の結像レンズ６２についても同様である。
【００４１】
また、本実施形態に係る光走査装置１００は、結像光学系９０の主走査断面内の被走査面７の側のＦナンバーをＦｎｏとしたとき、以下の条件式（８）を満たす。
Ｆｎｏ＜４０  ・・・（８）
【００４２】
もし、条件式（８）の上限を上回ると、被走査面７上におけるスポット径が十分に小さくならなくなる。
【００４３】
図３は、本実施形態に係る光走査装置１００によって生じる被走査面７上での像面湾曲の主走査方向位置（像高）依存性を示している。
図３に示されているように、主走査断面内の像面湾曲ｄＭ及び副走査断面内の像面湾曲ｄＳは、全像高において良好に補正されていることがわかる。
【００４４】
図４は、本実施形態に係る光走査装置１００における主走査方向の部分倍率の主走査方向位置依存性を示している。
図４に示されているように、主走査方向の部分倍率は最大で±４％程度発生していることがわかる。
しかしながら、この程度の部分倍率なら光源１の発光タイミングを制御することで電気的に補正可能であるため問題にはならない。
【００４５】
図５は、本実施形態に係る光走査装置１００における波面収差の主走査方向位置依存性を示している。
表１に示されているように、本実施形態に係る光走査装置１００は、結像光学系９０の主走査断面内のＦナンバーは３０であり、被走査面７上で小スポット像を形成することができるように高精細なものである。
そして、図５に示されているように、Ｆナンバーが十分に小さい（明るい）３０であるにも関わらず、波面収差は問題無いレベルにまで補正されていることがわかる。
【００４６】
図６は、本実施形態に係る光走査装置１００における結像光学系９０の副走査断面に平行な第１の断面内の結像倍率のずれの割合の主走査方向位置依存性を示している。
なお、ここで結像倍率のずれの割合は、被走査面７上の軸上像高における結像倍率（第１の結像倍率）と被走査面７上の軸外像高における結像倍率（第２の結像倍率）との差に対する、軸上像高における結像倍率（第１の結像倍率）の比の値として表している。
一般的には、結像光学系の副走査断面内の結像倍率のずれの割合は、全有効走査幅において１０％以内に収まっていれば、良好な光学性能が発揮される。
図６に示されているように、結像光学系９０の副走査断面内の結像倍率のずれの割合は、全有効走査幅（被走査面７上の任意の走査位置）において３％以下に収まっていることから、本実施形態に係る光走査装置１００は、十分に良好な光学性能を有していることがわかる。
【００４７】
図７は、本実施形態に係る光走査装置１００による被走査面７上でのスポット径の主走査方向位置（像高）依存性を示している。
図７に示されているように、主走査断面内及び副走査断面内共に全像高において約３０μｍのスポット径を達成していることがわかる。
これは、上記のように、本実施形態に係る光走査装置１００では、波面収差が十分に補正されていること、及び各主走査方向位置における結像光学系９０の副走査断面内の結像倍率のずれが十分に抑えられているためである。
【００４８】
以上のように、本実施形態に係る光走査装置１００によれば、第１及び第２の結像レンズ６１及び６２の面形状が円弧であっても、被走査面７上のスポット径を小さく絞ったときに発生する波面収差の劣化を抑え、高精細な印字を可能とすることができる。
【００４９】
［第二実施形態］
図８（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第二実施形態に係る光走査装置２００の主走査断面図及び一部拡大副走査断面図を示している。
第二実施形態に係る光走査装置２００は、第１及び第２の結像レンズ６１及び６２を偏向器５に近づけ、且つ、主走査断面内のサイズを小さくした以外は、第一実施形態に係る光走査装置１００と同様の構成であるため、同一の符番を付して、説明を省略する。
【００５０】
以下の表３及び表４それぞれに、本実施形態に係る光走査装置２００の諸元値、及び結像光学系９０の諸元値を示す。
【００５１】
【表３】
2017219713.tif 000005
【表４】
2017219713.tif 000006
【００５２】
本実施形態に係る光走査装置２００は、上記の条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７ａ）、（７ｂ）及び（８）のいずれも満たしている。
【００５３】
図９は、本実施形態に係る光走査装置２００によって生じる被走査面７上での像面湾曲の主走査方向位置（像高）依存性を示している。
図９に示されているように、主走査断面内の像面湾曲ｄＭ及び副走査断面内の像面湾曲ｄＳは、全像高において良好に補正されていることがわかる。
【００５４】
図１０は、本実施形態に係る光走査装置２００における主走査方向の部分倍率の主走査方向位置依存性を示している。
図１０に示されているように、主走査方向の部分倍率は最大で±４％程度発生していることがわかる。
しかしながら、この程度の部分倍率なら光源１の発光タイミングを制御することで電気的に補正可能であるため問題にはならない。
【００５５】
図１１は、本実施形態に係る光走査装置２００における波面収差の主走査方向位置依存性を示している。
表３に示されているように、本実施形態に係る光走査装置２００は、結像光学系９０の主走査断面内のＦナンバーは３０であり、被走査面７上で小スポット像を形成することができるように高精細なものである。
そして、図１１に示されているように、Ｆナンバーが十分に小さい（明るい）３０であるにも関わらず、波面収差は問題無いレベルにまで補正されていることがわかる。
【００５６】
図１２は、本実施形態に係る光走査装置２００における結像光学系９０の副走査断面に平行な第１の断面内の結像倍率のずれの割合の主走査方向位置依存性を示している。
なお、ここで結像倍率のずれの割合は、被走査面７上の軸上像高における結像倍率（第１の結像倍率）と被走査面７上の軸外像高における結像倍率（第２の結像倍率）との差に対する、軸上像高における結像倍率（第１の結像倍率）の比の値として表している。
図１２に示されているように、結像光学系９０の副走査断面内の結像倍率のずれの割合は、全有効走査幅（被走査面７上の任意の走査位置）において３％以下に収まっていることから、本実施形態に係る光走査装置２００は、十分に良好な光学性能を有していることがわかる。
【００５７】
図１３は、本実施形態に係る光走査装置２００による被走査面７上でのスポット径の主走査方向位置（像高）依存性を示している。
図１３に示されているように、主走査断面内及び副走査断面内共に全像高において約３０μｍのスポット径を達成していることがわかる。
これは、上記のように、本実施形態に係る光走査装置２００では、波面収差が十分に補正されていること、及び各主走査方向位置における結像光学系９０の副走査断面内の結像倍率のずれが十分に抑えられているためである。
【００５８】
以上のように、本実施形態に係る光走査装置２００によれば、第１及び第２の結像レンズ６１及び６２の面形状が円弧であっても、被走査面７上のスポット径を小さく絞ったときに発生する波面収差の劣化を抑え、高精細な印字を可能とすることができる。
【００５９】
［第三実施形態］
図１４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第三実施形態に係る光走査装置３００の主走査断面図及び一部拡大副走査断面図を示している。
第三実施形態に係る光走査装置３００は、偏向器５の偏向面５１から被走査面７までの距離を長くした以外は、第一実施形態に係る光走査装置１００と同様の構成であるため、同一の符番を付して、説明を省略する。
【００６０】
以下の表５及び表６それぞれに、本実施形態に係る光走査装置３００の諸元値、及び結像光学系９０の諸元値を示す。
【００６１】
【表５】
2017219713.tif 000007
【表６】
2017219713.tif 000008
【００６２】
本実施形態に係る光走査装置３００は、上記の条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７ａ）、（７ｂ）及び（８）のいずれも満たしている。
【００６３】
図１５は、本実施形態に係る光走査装置３００によって生じる被走査面７上での像面湾曲の主走査方向位置（像高）依存性を示している。
図１５に示されているように、主走査断面内の像面湾曲ｄＭ及び副走査断面内の像面湾曲ｄＳは、全像高において良好に補正されていることがわかる。
【００６４】
図１６は、本実施形態に係る光走査装置３００における主走査方向の部分倍率の主走査方向位置依存性を示している。
図１６に示されているように、主走査方向の部分倍率は最大で±４％程度発生していることがわかる。
しかしながら、この程度の部分倍率なら光源１の発光タイミングを制御することで電気的に補正可能であるため問題にはならない。
【００６５】
図１７は、本実施形態に係る光走査装置３００における波面収差の主走査方向位置依存性を示している。
表５に示されているように、本実施形態に係る光走査装置３００は、結像光学系９０の主走査断面内のＦナンバーは３０であり、被走査面７上で小スポット像を形成することができるように高精細なものである。
そして、図１７に示されているように、Ｆナンバーが十分に小さい（明るい）３０であるにも関わらず、波面収差は問題無いレベルにまで補正されていることがわかる。
【００６６】
図１８は、本実施形態に係る光走査装置３００における結像光学系９０の副走査断面に平行な第１の断面内の結像倍率のずれの割合の主走査方向位置依存性を示している。
なお、ここで結像倍率のずれの割合は、被走査面７上の軸上像高における結像倍率（第１の結像倍率）と被走査面７上の軸外像高における結像倍率（第２の結像倍率）との差に対する、軸上像高における結像倍率（第１の結像倍率）の比の値として表している。
図１８に示されているように、結像光学系９０の副走査断面内の結像倍率のずれの割合は、全有効走査幅（被走査面７上の任意の走査位置）において３％以下に収まっていることから、本実施形態に係る光走査装置３００は、十分に良好な光学性能を有していることがわかる。
【００６７】
図１９は、本実施形態に係る光走査装置３００による被走査面７上でのスポット径の主走査方向位置依存性を示している。
図１９に示されているように、主走査断面内及び副走査断面内共に全像高において約３０μｍのスポット径を達成していることがわかる。
これは、上記のように、本実施形態に係る光走査装置３００では、波面収差が十分に補正されていること、及び各主走査方向位置における結像光学系９０の副走査断面内の結像倍率のずれが十分に抑えられているためである。
【００６８】
以上のように、本実施形態に係る光走査装置３００によれば、第１及び第２の結像レンズ６１及び６２の面形状が円弧であっても、被走査面７上のスポット径を小さく絞ったときに発生する波面収差の劣化を抑え、高精細な印字を可能とすることができる。
【００６９】
以下の表７に、第一乃至第三実施形態に係る光走査装置１００乃至３００の条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７ａ）、（７ｂ）及び（８）に関する諸数値を示す。
【００７０】
【表７】
2017219713.tif 000009
【００７１】
上記の第一乃至第三実施形態に係る光走査装置１００乃至３００では、結像光学系９０は第１の結像レンズ６１及び第２の結像レンズ６２、計２枚の結像レンズを備えていたが、これに限られず、３枚以上の結像レンズを有していても構わない。その場合、最も偏向器側の結像レンズと最も被走査面側の結像レンズとが上記の条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７ａ）、（７ｂ）及び（８）を満たすように設計されればよい。
【００７２】
以上、好ましい実施形態について説明したが、これらに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
例えば、上述した各実施形態では、光源として１つの発光点のみを有する半導体レーザを採用しているが、これに限られるものではない。例えば、ＶＣＳＥＬのような複数の発光点を有するモノリシックマルチビームレーザを採用することにより、被走査面上における画像形成を高速に行うことができる構成を採ってもよい。
また、１つの偏向面で１つの被走査面を光走査しているが、これに限らず、複数の偏向面により複数の被走査面を光走査する構成等を採ってもよい。入射光学系を複数備える構成を採る場合は、各光路における光学素子や開口絞りなどの部材を一体化してもよい。
【００７３】
［画像形成装置］
図２０は、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る光走査装置１１が搭載されたカラー画像形成装置６００の要部副走査断面図である。
【００７４】
画像形成装置６００は、４つの光走査装置１１を用いて、像担持体である各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。
画像形成装置６００は、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る光走査装置１１、像担持体としての感光ドラム２１０、２２０、２３０、２４０及び現像器３１０、３２０、３３０、３４０を備えている。また、画像形成装置６００は、搬送ベルト５１０、プリンタコントローラ５３０及び定着器５４０を備えている。
【００７５】
画像形成装置６００には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２０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（コードデータ）が入力される。入力された色信号は、画像形成装置６００内のプリンタコントローラ５３０によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。変換された各画像データはそれぞれ、光走査装置１１に入力される。そして、４つの光走査装置１１からはそれぞれ、各画像データに応じて変調された光ビーム４１０、４２０、４３０、４４０が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム２１０、２２０、２３０、２４０の感光面が露光される。
【００７６】
感光ドラム２１０、２２０、２３０、２４０の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ（不図示）が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラによって帯電された感光ドラム２１０、２２０、２３０、２４０の表面に、４つの光走査装置１１によって光ビーム４１０、４２０、４３０、４４０が照射されるようになっている。
【００７７】
上で述べたように、光ビーム４１０、４２０、４３０、４４０は各色の画像データに基づいて変調されており、光ビーム４１０、４２０、４３０、４４０を照射することによって感光ドラム２１０、２２０、２３０、２４０の表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、感光ドラム２１０、２２０、２３０、２４０に当接するように配設された現像器３１０、３２０、３３０、３４０によってトナー像として現像される。
【００７８】
現像器３１０乃至３４０によって現像されたトナー像は、感光ドラム２１０乃至２４０に対向するように配設された不図示の転写ローラ（転写器）によって、搬送ベルト５１０上を搬送される不図示の用紙（被転写材）上に多重転写され、１枚のフルカラー画像が形成される。
【００７９】
以上のようにして、未定着トナー像が転写された用紙は、さらに感光ドラム２１０、２２０、２３０、２４０後方（図２０において左側）の定着器５４０へと搬送される。定着器５４０は、内部に定着ヒータ（不図示）を有する定着ローラとこの定着ローラに圧接するように配設された加圧ローラとで構成されている。転写部から搬送されてきた用紙は、定着ローラと加圧ローラの圧接部にて加圧しながら加熱されることにより、用紙上の未定着トナー像が定着される。さらに定着ローラの後方には不図示の排紙ローラが配設されており、排紙ローラは定着された用紙を画像形成装置６００の外に排出せしめる。
【００８０】
カラー画像形成装置６００は、４つの光走査装置１１を用いて、各々がＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に対応し、各々並行して感光ドラム２１０、２２０、２３０、２４０の感光面上に画像信号（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。
なお、プリンタコントローラ５３０は、前述した各色信号の変換だけでなく、画像形成装置６００におけるモータ等の各部の制御も行ってもよい。
また、４つの光走査装置１１の代わりに、１つの偏向器により４つの被走査面を光走査するタンデム型の光走査装置を採用してもよい。
外部機器５２０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６００とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００８１】
本実施形態に係る画像形成装置６００の記録密度は、特に限定されない。しかしながら、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、本実施形態の効果はより発揮される。
【符号の説明】
【００８２】
５  偏向器
７  被走査面
６１  第１の結像レンズ（第１の結像光学素子）
６２  第２の結像レンズ（第２の結像光学素子）
８０  入射光学系
９０  結像光学系
１００  光走査装置
【図１】
2017219713.tif 000010
【図２】
2017219713.tif 000011
【図３】
2017219713.tif 000012
【図４】
2017219713.tif 000013
【図５】
2017219713.tif 000014
【図６】
2017219713.tif 000015
【図７】
2017219713.tif 000016
【図８】
2017219713.tif 000017
【図９】
2017219713.tif 000018
【図１０】
2017219713.tif 000019
【図１１】
2017219713.tif 000020
【図１２】
2017219713.tif 000021
【図１３】
2017219713.tif 000022
【図１４】
2017219713.tif 000023
【図１５】
2017219713.tif 000024
【図１６】
2017219713.tif 000025
【図１７】
2017219713.tif 000026
【図１８】
2017219713.tif 000027
【図１９】
2017219713.tif 000028
【図２０】
2017219713.tif 000029