(57)【要約】    【課題】  装置全体の小型化を図り、かつ高画質な画像が容易に得られる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】  光源手段と往復運動することにより、光源手段から出射した光束を主走査方向に偏向走査する偏向手段と偏向手段の偏向面で偏向走査された光束を被走査面に結像させる結像光学系とを有し、結像光学系の有する波面収差は、その波面収差の符号が結像光学系を通過した光束が到達する像高が０から最大像高に至る途中で反転しており、反転する像高をＹ１、偏向面が往復運動するときの偏向角加速度は偏向面で偏向走査された光束が到達する像高が０から最大像高に至る途中で符号が反転しており、符号が反転するときの像高をＹ２とするとき、０.８＜Ｙ１／Ｙ２＜１.２（但し、像高とは被走査面上に到達する光束の主走査方向の結像位置とする）なる条件を満足すること。【選択図】    図１
2009031317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段と、往復運動することにより、該光源手段から出射した光束を主走査方向に偏向走査する偏向手段と、該偏向手段の偏向面で偏向走査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において、
前記結像光学系の有する波面収差は、その波面収差の符号が該結像光学系を通過した光束が到達する像高が０から最大像高に至る途中で反転しており、反転する像高をＹ１、該偏向面が往復運動するときの偏向角加速度は該偏向面で偏向走査された光束が到達する像高が０から最大像高に至る途中で符号が反転しており、符号が反転するときの像高をＹ２とするとき、
０．８＜Ｙ１／Ｙ２＜１．２
（但し、前記像高とは、前記被走査面上に到達する光束の主走査方向の結像位置とする）
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２】
前記結像光学系は、単一の結像光学素子又は複数の結像光学素子よりなり、光軸上の屈折力の総和が正であり、有効径の９割の位置での屈折力の総和が負である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】
前記結像光学系の有する波面収差は、メリジオナル断面におけるコマ収差であって、該結像光学系を通過した光束が到達する最大像高をＹｍａｘ、コマ収差が反転する該結像光学系を通過した光束が到達する像高をＹｃとするとき、
０．６＜Ｙｃ／Ｙｍａｘ＜０．９
なる条件を満足する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】
前記偏向面は、前記結像光学系の有する波面収差を打ち消すように駆動していることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記偏向面の往復運動は、共振駆動により行われている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。
【請求項６】
前記共振駆動される偏向面の往復運動は、分離した複数の固有振動モードを有し、該分離した複数の固有振動モードのなかに、基準周波数の固有振動モードである基準振動モードと、該基準周波数の整数倍の周波数の固有振動モードである整数倍振動モードが存在し、その走査中の一部の領域内で等角速度に対し±１０％以内の領域を用いてい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】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体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ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１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ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに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ことを特徴とする請求項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、電子写真プロセスを有する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（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】
従来から光偏向器として往復運動を行う光偏向器（共振型の光偏向器）を使用した光走査装置が多々提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
光偏向器として、ポリゴンミラー等の回転多面鏡を使用した光走査装置に比べ、共振型の光偏向器を使用した光走査装置は以下に示す利点がある。
【０００４】
(1)光偏向器自体を大幅に小型化することが可能である。
【０００５】
(2)消費電力がすくない。
【０００６】
(3)半導体プロセスにより製造されるＳｉ単結晶からなる共振型の光偏向器は理論上、金属疲労がなく耐久性に優れ、生産性も高い。
【０００７】
図１２は従来の共振器型の光偏向器を使用した光走査装置の要部概要図である。
【０００８】
同図において画像情報に応じて光源手段１から光変調され出射した発散光束は、コリメータレンズ２によって平行光束に変換され、開口絞り３によって光束幅と断面形状が整えられ、シリンドリカルレンズ４に入射する。そしてシリンドリカルレンズ４に入射した平行光束のうち、主走査断面内においては光偏向器５の振動角（偏向角）の中央から偏向面(偏向反射面）５aに入射（正面入射）する。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有限な角度を持って入射（斜入射）し、該偏向面５a上に線像として結像する。
【０００９】
そして光偏向器５の偏向面５aの往復運動により主走査方向に偏向反射された光束は結像光学系６を介して被走査面としての感光ドラム面７上に導光される。そして光偏向器５の偏向面５aを往復運動させることによって、感光ドラム面７上を主走査方向に光走査する。これにより記録媒体としての感光ドラム面７上に画像記録を行っている。
【特許文献１】特開２００５−３０８８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
光走査装置の小型化を図るには、光学部品の小型化や結像光学系を構成するレンズ枚数を削減することが効果的である。しかしながら、結像光学系のレンズ枚数を削減した場合には、光学系の諸収差を十分に補正しきれず結像性能が劣化し、良好なる画像が得られなくなってくる。
【００１１】
共振型の光偏向器を使用した光走査装置は、上述した如くポリゴンミラー等の回転多面鏡を使用した光走査装置に比べ、装置の小型化には適している。しかしながら、次に挙げる課題が存在する。
【００１２】
一般に高速動作を必要とする共振型の光偏向器においては、その偏向面は、所定角度内をねじり振動するため、大きな角加速度を受ける。そのため、駆動時には偏向面が自重による慣性力を受けて該偏向面が大きく撓んでしまう。ここで、偏向面が動的な撓みで変形した場合、該偏向面で偏向反射された光束は、変形量の２倍の量の波面収差（コマ収差）が発生することとなり、被走査面上での結像スポットに悪影響を及ぼす。
【００１３】
本発明は装置全体の小型化を図り、かつ高画質な画像が容易に得られる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】
【００１４】
請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段と、往復運動することにより、該光源手段から出射した光束を主走査方向に偏向走査する偏向手段と、該偏向手段の偏向面で偏向走査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において、
前記結像光学系の有する波面収差は、その波面収差の符号が該結像光学系を通過した光束が到達する像高が０から最大像高に至る途中で反転しており、反転する像高をＹ１、該偏向面が往復運動するときの偏向角加速度は該偏向面で偏向走査された光束が到達する像高が０から最大像高に至る途中で符号が反転しており、符号が反転するときの像高をＹ２とするとき、
０．８＜Ｙ１／Ｙ２＜１．２
（但し、前記像高とは、前記被走査面上に到達する光束の主走査方向の結像位置とする）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１５】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記結像光学系は、単一の結像光学素子又は複数の結像光学素子よりなり、光軸上の屈折力の総和が正であり、有効径の９割の位置での屈折力の総和が負であることを特徴としている。
【００１６】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記結像光学系の有する波面収差は、メリジオナル断面におけるコマ収差であって、該結像光学系を通過した光束が到達する最大像高をＹｍａｘ、コマ収差が反転する該結像光学系を通過した光束が到達する像高をＹｃとするとき、
０．６＜Ｙｃ／Ｙｍａｘ＜０．９
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１７】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記偏向面は、前記結像光学系の有する波面収差を打ち消すように駆動していることを特徴としている。
【００１８】
請求項５の発明は請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、
前記偏向面の往復運動は、共振駆動により行われていることを特徴としている。
【００１９】
請求項６の発明は請求項５の発明において、
前記共振駆動される偏向面の往復運動は、分離した複数の固有振動モードを有し、該分離した複数の固有振動モードのなかに、基準周波数の固有振動モードである基準振動モードと、該基準周波数の整数倍の周波数の固有振動モードである整数倍振動モードが存在し、その走査中の一部の領域内で等角速度に対し±１０％以内の領域を用いていることを特徴としている。
【００２０】
請求項７の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体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ことを特徴としている。
【００２１】
請求項８の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至６の何れか１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ことを特徴としている。
【００２２】
請求項９の発明のカラー画像形成装置は、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに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している。
【００２３】
請求項１０の発明は請求項９の発明において、
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ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば装置全体の小型化を図り、かつ高画質な画像が容易に得られる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は本発明の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図２は図１で示した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。
【００２７】
尚、以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）とは偏向手段の揺動軸及び結像光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向（偏向手段で光束が偏向反射（偏向走査）される方向）である。副走査方向（Ｚ方向）とは偏向手段の揺動軸と平行な方向である。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である。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である。
【００２８】
図１、図２において１は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。２は集光光学系としてのカップリングレンズ（コリメータレンズ）であり、光源手段１より出射された光束の光束状態を変換している。本実施例では発散光束を収束光束に変換している。３は開口絞りであり、カップリングレンズ２で収束光束とされた光束を制限してビーム形状を整形している。４はシリンドリカルレンズ（シリンダレンズ）であり、副走査断面内（副走査方向）のみに所定のパワー（屈折力）を有している。シリンドリカルレンズ４は副走査断面内においてカップリングレンズ２で収束光束とされた光束を後述する偏向手段としての光偏向器５の偏向面５aに線像として結像している。
【００２９】
尚、カップリングレンズ２、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。またコリメータレンズ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。
【００３０】
５は偏向手段としての共振型の光偏向器であり、その偏向面５ａが、往復運動することにより、集光光学系２から出射した光束で被走査面７を主走査方向に偏向走査している。本実施例における偏向面５ａの往復運動は、共振駆動により行われている。
【００３１】
６はfθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ系）であり、プラスチック材料より成る単一の結像光学素子(結像レンズ、トーリックレンズ)６ａを有しており、光偏向器５の偏向面５ａで偏向された光束を被走査面７上に結像している。本実施例における結像レンズ６ａは光軸上の屈折力の総和が正であり、有効径の９割の位置での屈折力の総和が負となる形状より成っている。
【００３２】
７は被走査面としての感光ドラム面である。
【００３３】
上記結像光学系６は、副走査断面内において、共振型の光偏向器５の偏向面５aの面倒れを補正している。通常、ポリゴンミラー等の複数の偏向面を有する偏向手段の場合、各面毎に副走査方向へ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。
【００３４】
共振型の光偏向器５の場合は偏向面５ａが１面しかないため各面毎の倒れ量の差に関しては考慮する必要がない。しかしながら、後述する図３に示す磁石５０３の取り付け精度誤差の影響などにより、偏向角によって副走査方向に倒れる量が異なるという事象が発生する。そのため、走査開始から走査終了まで被走査面上でのビームスポット位置を一定にするために、偏向面５ａと被走査面７とを副走査断面内で共役とするのが良い。
【００３５】
また、一般的に、共振型の光偏向器５において、その偏向面５ａの大きさをむやみに大きくしてしまうと高速で駆動させることが困難となる。レーザービームプリンタやデジタル複写機に使用する場合には極力その偏向面５ａの大きさを小さくした方が有利である。
【００３６】
したがって、本実施例においては、図１において結像レンズ６ａ側から共振型の光偏向器５の偏向面５ａに正面から光束を入射させている（正面入射）。このようにすることで共振型の光偏向器５の偏向面５ａの主走査方向の幅を最小限とすることができ、高速で揺動させることが容易になる。
【００３７】
また、上記のように正面入射させた場合には、共振型の光偏向器５の偏向面５ａに入射する光束と偏向面５ａによって偏向反射された光束が干渉してくる。そのため、本実施例では図２に示すように偏向面５ａに入射する光束は副走査方向に特定の角度を成して入射させている（斜入射）。
【００３８】
図２においては、副走査方向に斜入射角γ＝３°の角度を与え、光源手段１から出射した光束を図の斜め下方向から入射させている。したがって、偏向面５ａによって偏向走査された光束も同様に副走査方向に斜入射角γ´＝３°の角度と同じ角度を成して図２の上方に偏向反射される。
【００３９】
結像レンズ６ａは、上方に偏向反射された偏向光束が入射されるように副走査方向上方に特定の距離を置いて配置され、該結像レンズ６ａに入射した偏向光束を被走査面７上にスポット状に結像させている。
【００４０】
本実施例の共振型の光偏向器５は、基本周波数にその２倍波を重畳させて駆動させることにより、正弦振動タイプに比べて等角速度領域が広い偏向走査を達成している。
【００４１】
正弦振動を行っている共振型の光偏向器を用いた場合、被走査面上で等速走査させるためにはArcsin特性を持つ結像光学系を用いる必要がある。しかしながら、Arcsin特性をもつ結像光学系を用いて結像させると、画像中央部に対して画像端部のスポットが肥大し画像品位が劣化するといった問題が生じる。
【００４２】
よって、本実施例においては、２自由度系の共振型の光偏向器を用いて等角速度領域を広げることで、従来のポリゴンミラーを光偏向器として用いた場合と同様のfθレンズを使用することを可能としている。
【００４３】
例として駆動する基本周波数は
ω１＝２π×２０００（HＺ）、
ω２＝２π×４０００（HＺ）
であり、つまりω２＝２ω１となっている。これらの振動モードを以下、モード１、モード２と称する。
【００４４】
図３は本発明の実施例１の共振型の光偏向器の要部概略図である。
【００４５】
本実施例の共振型の光偏向器５においては、複数の可動子（振動子）５０１，５０２とねじりバネ５０４とを構成する系が、基本周波数およびその整数倍の周波数で同時に振動するように駆動制御手段５０７が駆動手段５０６を制御する。その際に基本周波数およびその整数倍の周波数で駆動する可動子５０１，５０２の振幅と位相を様々に変化させることで、様々な駆動を行うことができる。尚、図３において、５ａは偏向面、５０３は磁石、５０５は支持部である。
【００４６】
本実施例においては、駆動制御手段５０７を制御して、モード１における可動子５０１の最大振動振幅φ１を
φ１＝３８.２７９７９０deg、
角振動数ω１を、
ω１＝２π×２０００（HＺ）、
としている。またモード２における可動子５０２の最大振動振幅φ２を
φ２＝５.３２７５２(deg)、
角振動数ω２を、
ω２＝２π×４０００（HＺ）
となるようにしている。そして、それぞれ位相が１８０deg異なるように設定している。
【００４７】
このときの可動子５０１の振動角（偏向角）θ１は
【００４８】
【数１】
2009031317.tif 000003
【００４９】
で与えられる。
【００５０】
【数２】
2009031317.tif 000004
【００５１】
で与えられる。
【００５２】
本実施例において、共振駆動される偏向面５ａの往復運動は、分離した複数の固有振動モードを有する。そして分離した複数の固有振動モードのなかに基準周波数の固有振動モードである基準振動モードと、基準周波数の整数倍の周波数の固有振動モードである整数倍振動モードが存在する。そしてその走査中の一部の領域内で等角速度に対し±１０％以内の領域を用いている。
【００５３】
図４（ａ），（ｂ）に各々本実施例における共振型の光偏向器５の可動子５０１による走査光束の振れ角（反射角）を示す。同図（ａ），（ｂ）において、横軸は振動の周期Ｔ（時間）、縦軸は振動角（偏向角）θ（単位deg）である。
【００５４】
本実施例では上記モード１とモード２を共振させることによって、通常の正弦振動に比べて振動角θが時間に比例する（等角速度）領域が多く存在することがわかる。
【００５５】
図５（ａ），（ｂ）は各々可動子５０１の偏向角速度を示したグラフである。図５（ｂ）は図５（ａ）の一部分の拡大図である。同図（ａ），（ｂ）において、横軸は振動の周期Ｔ（時間）、縦軸は偏向角速度ｄθ／ｄｔである。
【００５６】
同図（ａ），（ｂ）に示すように時間Ｔが０〜０．１６Ｔにおいて偏向角速度が一定（１５２〜１６０ｄθ／ｄｔ）であることがわかる。
【００５７】
図６（ａ），（ｂ）は可動子５０１の偏向角加速度を示したグラフである。図６（ｂ）は図６（ａ）の一部分の拡大図である。同図（ａ），（ｂ）において、横軸は振動の周期Ｔ（時間）、縦軸は偏向角加速度ｄ２θ／ｄｔ２である。
【００５８】
本実施例で使用した共振型の光偏向器５は、その厚みが２００μｍ、主走査方向（Ｙ方向）の幅が３.２mm、副走査方向（Ｚ方向）の幅１.１mmのサイズである。
【００５９】
このように薄い可動子５０１を高速で振動させるとその偏向面５ａは所定角度内をねじり振動するため大きな角加速度を受けて偏向面５ａが自重による慣性力を受け図７に示したようなイメージの面変形（動撓み）が発生する。この面変形は可動子５０１の角加速度に比例してその面変形量が変化する。
【００６０】
つまり偏向面５ａは、主走査方向の往復運動により、主走査方向の面形状が変化することになる。
【００６１】
図８は上述したような振動をさせた場合、画像端部を走査している状態における偏向面５ａの面変形量（動撓み量）を有限要素法により計算した結果のグラフである。
【００６２】
このグラフは偏向面５ａのある高さにおいて面変形を求め、それぞれの高さにおける主走査方向中央部での傾き成分を除去したものである。このグラフより、副走査方向のＺの位置（図３参照）により変形量が大きく異なることがわかる。
【００６３】
偏向面５ａがねじりバネ５０４により支持されている側（Ｚ＜０、図３の下側）の領域では面変形量が大きく、それと反対側（Ｚ＞０、図３の上側）の領域では面変形量が小さいことがわかる。一般的に支持されている側の方が面変形が大きく、支持されていない側の方が面変形が小さいと言える。
【００６４】
本実施例の可動子５０１の厚みは２００μｍとしているが、角加速度に起因する動的な撓みを抑えるためには、その厚みを厚くすればよい。ただし、可動子５０１を厚くした場合、同じ周波数で共振振動させる為には、ねじりバネ５０４の長さを長くする必要がある。よって、共振型の光偏向器５のサイズ自身が大きくなり、光走査装置の大型化を招くことになる。
【００６５】
また、１枚のウエハから取り出せる共振型の光偏向器５の数も少なくなり、製造上、効率が悪い。また、厚みを薄くすれば共振型の光偏向器５のサイズ自身が小さくなるが、前述した如く動的な撓み量が大きくなり、被走査面７上で結像するスポットに影響を与えることになる。よって、可動子５０１の厚みは１００μｍ〜５００μｍ程度が望ましい。
【００６６】
図９は本発明の実施例１の結像光学系６の各走査像高における波面収差（主走査方向のコマ収差）を示したグラフである。
【００６７】
同図において、主走査断面内において、結像光学系６の有する波面収差は被走査面７上における像高（反転像高Ｙ１）８０ｍｍで０になり、その前後で符号が反転している。一方、共振型の光偏向器５の角加速度（偏向角加速度）は像高（反転像高Ｙ２）７５ｍｍで０となり、その前後で符号が反転している。
【００６８】
前述した如く、偏向面５ａの面変形は可動子５０１の各加速度に比例するため、この角加速度が０になる位置を境に面変形により発生する波面収差（コマ収差）の符号も反転する。そのため、図９の面変形を考慮後の主走査方向のコマ収差のグラフのように全走査領域に渡り、設計上残存する主走査方向のコマ収差が補正されている。
【００６９】
本実施例においては、主走査断面内において、上記の如く結像光学系６の有する波面収差を、その符号が像高が０から最大像高に至る途中で反転しており、反転する像高をＹ１とする。さらに偏向面５ａが往復運動するときの偏向角加速度は像高が０から最大像高に至る途中で符号が反転しており、符号が反転するときの像高をＹ２とする。このとき、
０．８＜Ｙ１／Ｙ２＜１．２        ‥‥‥‥（１）
（但し、前記像高とは、前記被走査面上に到達する光束の主走査方向の結像位置とする）
なる条件を満足させている。
【００７０】
例えば、像高とは、結像光学系６を通過した光束が被走査面７上に到達した際の主走査方向の結像位置を意味する。
【００７１】
また、例えば、像高とは、偏向面５ａで偏向走査された光束が被走査面７上に到達した際の主走査方向の結像位置を意味する。
【００７２】
以下、同じである。
【００７３】
条件式（１）の下限値を越えると走査端での補正効果が減少し、また条件式（１）の上限値を越えると中間像高での補正効果が減少するとともに端部で過補正となってしまう可能性がある。
【００７４】
本実施例においては、
Ｙ１＝８０ｍｍ、
Ｙ２＝７５ｍｍ
であり、
Ｙ１／Ｙ２＝１.０７
となる。これは条件式（１）を満足している。
【００７５】
さらに望ましくは上記条件式（１）を次の如く設定するのが良い。
【００７６】
０．９＜Ｙ１／Ｙ２＜１．１        ‥‥‥‥（１ａ）
結像光学系６の有する波面収差は、上述した如くメリジオナル断面（主走査断面）におけるコマ収差であって、該結像光学系６の最大像高をＹｍａｘ、コマ収差が反転する像高をＹｃとするとき、
０．６＜Ｙｃ／Ｙｍａｘ＜０．９            ‥‥‥‥（２）
なる条件を満足させるのが良い。
【００７７】
条件式（２）の下限値を越えると、最大像高近傍での波面収差（コマ）が増大し、その波面収差をすべて補正するよう設定した場合にはfθ特性のずれが大きくなってしまう可能性がある。また条件式（２）の上限値を越えると、中間像高での波面収差（コマ）が大きくなる可能性があり、中間像高でのコマ収差補正量はもともと少ないため補正不足となる可能性がある。
【００７８】
表１−１、表１−２に本実施例における光走査装置の光学系の諸特性を示す。
【００７９】
結像レンズの主走査断面の非球面形状は、各レンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸としている。このとき、
【００８０】
【数３】
2009031317.tif 000005
【００８１】
なる式で表わされる。
【００８２】
なお、Rは曲率半径、ｋ、B４〜B１０は非球面係数である。
【００８３】
また、副走査断面の形状は主走査方向のレンズ面座標がＹであるところの曲率半径ｒ′が、
【００８４】
【数４】
2009031317.tif 000006
【００８５】
なる式で表わされる形状をしている。
【００８６】
なお、ｒは光軸上における曲率半径、D２〜D１６は各係数である。
【００８７】
【表１】
2009031317.tif 000007
【００８８】
【表２】
2009031317.tif 000008
【００８９】
このように本実施例では上述した如く結像光学系６に残存する波面収差（主走査方向のコマ収差）を打ち消すように偏向面５ａを駆動させることにより、走査領域全域で良好なるスポットを得ることが可能となり、良好なる画像を得ることができる。
【００９０】
なお、本実施例においては結像光学系６を単一の結像光学素子（結像レンズ）で構成したが、本実施例の効果はそれに限定されるものではなく、複数の結像光学素子で構成した場合においても有効である。
【００９１】
また結像光学系６を回折光学素子を含ませて構成しても良い。
【００９２】
［画像形成装置］
図１０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。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。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。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。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。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によって感光体ドラム（感光体）１０１の感光体面が主走査方向に走査される。
【００９３】
静電潜像担持体（感光ドラム）たる感光ドラム１０１は、モーター１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光体ドラム１０１の感光体面が光ビーム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。感光体ドラム１０１の上方には、感光体ドラム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。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光体ドラム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。
【００９４】
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体ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。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体ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【００９５】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光体ドラム１０１の下方で、感光体ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光体ドラム１０１の前方（図１０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。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。
【００９６】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光体ドラム１０１後方（図１０において左側）の定着器へと搬送される。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。そして転写部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。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【００９７】
図１０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、モーター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ーなどの制御を行う。
【００９８】
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。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。
【００９９】
［カラー画像形成装置］
図１１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。本実施例は、走査光学装置（走査光学系）を４個並べ各々並行して像担持体である感光体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１１において、６０はカラー画像形成装置、１１，１２，１３，１４は各々実施例１に示した構成を有する走査光学装置である。２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光体ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、７１は搬送ベルトである。尚、図１１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。
【０１００】
図１１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７２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７３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、それぞれ走査光学装置１１，１２，１３，１４に入力される。そして、これらの走査光学装置からは、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体ドラム２１，２２，２３，２４の感光体面が主走査方向に走査される。
【０１０１】
本実施例におけるカラー画像形成装置は走査光学装置（１１，１２，１３，１４）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。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。
【０１０２】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの走査光学装置１１，１２，１３，１４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体ドラム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。
【０１０３】
前記外部機器５３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。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図
【図２】本発明の実施例１の光走査装置の副走査断面図
【図３】本発明の実施例１の共振型の光偏向器の概略図
【図４】本発明の実施例１の共振型の光偏向器の偏向角のグラフ
【図５】本発明の実施例１の共振型の光偏向器の偏向角速度のグラフ
【図６】本発明の実施例１の共振型の光偏向器の偏向角加速度のグラフ
【図７】本発明の実施例１の共振型の光偏向器の偏向面の面変形イメージ図
【図８】本発明の実施例１の共振型の光偏向器の偏向面の面変形シミュレーション値
【図９】本発明の実施例１の結像光学系の波面収差（主走査コマ）と偏向面の変形を考慮した場合の波面収差（主走査コマ）
【図１０】本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図１１】本発明のカラー画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図１２】従来例の光走査装置の主走査断面図
【符号の説明】
【０１０５】
１  光源手段（半導体レーザー）
２  集光光学系
３  絞り
４  シリンドリカルレンズ
５  偏向手段（共振型の光偏向器）
５ａ  偏向面
６  結像光学系
７  被走査面（感光ドラム面）
１１、１２、１３、１４  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  光束
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】
2009031317.tif 000009
【図２】
2009031317.tif 000010
【図３】
2009031317.tif 000011
【図４】
2009031317.tif 000012
【図５】
2009031317.tif 000013
【図６】
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【図７】
2009031317.tif 000015
【図９】
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【図１１】
2009031317.tif 000017
【図１２】
2009031317.tif 000018
【図８】
2009031317.tif 000019
【図１０】
2009031317.tif 000020