JP2009014953A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 ピッチムラを低減し、かつ副走査方向の像面湾曲を小さく抑え、高速、高記録密度化に最適で良好な印字品位が得られること。
【解決手段】 光源手段からの光束を偏向する偏向手段と光源手段からの光束を偏向手段に導光する入射光学系と回転多面鏡で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる１枚以上の結像光学素子を有する結像光学系を有し、入射光学系は第１、第２の光学素子を有し、入射光学系からの光束は主走査断面内において回転多面鏡の偏向面の幅よりも広い光束幅で入射しており、結像光学素子の少なくとも１つの光学面は副走査断面内の形状が４次以上の非球面係数を含む非円弧形状から成り、４次以上の非球面係数のうち４次または４次以上の非球面係数は結像光学素子の主走査方向において光学素子中央部から周辺部にいくに従って変化していること。
【選択図】 図１

Description

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。
従来より電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）用の光走査装置が種々と提案されている（特許文献１参照）。
図２４は従来の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２５は図２４の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
図中、１は光源手段であり、１つの発光部（発光点）から構成される半導体レーザより成っている。
同図において光源手段１から射出した光束は開口絞り３で整形され、コリメータレンズ２によって平行光束とされ、シリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束される。そしてシリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束された光束は、偏向手段である光偏向器（回転多面鏡）５の偏向面（偏向反射面）５ａ近傍において主走査方向に長く延びた焦線状に結像される。
上記コリメータレンズ２と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。
さらに図中矢印５ｂ方向に一定角速度で回転している回転多面鏡５によって反射偏向された光束は、結像光学系６を構成する結像レンズ６ａによって感光ドラム等から成る被走査面７上にスポット状に集光され、図中矢印７ｂ方向に一定速度で走査される。
なお、一般的に使用されている回転多面鏡５においては、その複数の偏向面５ａは主走査方向に対して垂直な角度で形成されているが、加工誤差等によって副走査方向に倒れを生じ、それによって被走査面７上のスポットが副走査方向に変動してしまう。
それを補正する為に、従来の光走査装置の結像光学系６においては、副走査断面内において偏向面５ａ近傍と被走査面７とを共役な関係とする、所謂倒れ補正光学系と呼ばれるアナモフィックな光学系を採用している。
特開２００３−２４１１２６号公報
上述したように従来の光走査装置においては、回転多面鏡５の複数の偏向面５ａの加工誤差によって生じる偏向面５ａの副走査方向の倒れ（「面倒れ」と称する）を補正する為に副走査断面内において偏向面５ａ近傍と被走査面７とを共役な関係としている。つまり結像光学系を倒れ補正光学系と呼ばれるアナモフィックな光学系より構成している。
しかしながら、従来の光走査装置において、回転多面鏡５は、その回転軸が偏向面５ａ内に存在していない。従って、偏向面５ａの回転に伴い、偏向面５ａとシリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束された焦線（線像）と偏向面５ａとの相対的な位置関係が変化してしまうというサグ現象が発生する。
この現象について図２６から図２９を参照して説明する。
図２６は図２４の偏向面５ａ近傍を拡大した拡大図である。同図において、Iは回転多面鏡５に入射する光源手段１〔不図示）からの光束の主光線を示している。
Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ回転多面鏡５の回転状態を示している。
Ａは偏向面５ａで偏向走査された光束が被走査面７（不図示）の中央部を走査しているときの回転多面鏡５の様子を示している。偏向面５ａに入射した光源手段（不図示）からの光束Ｉは、偏向面５ａとの交点Ｐで反射され、図の右方向Ａ’の方向に反射され、さらに結像光学系６（不図示）に入射される。
Ｂは偏向面５ａで偏向走査された光束が被走査面７（不図示）の入射光学系ＬＡ側の端部を走査しているときの回転多面鏡５の様子を示している。偏向面５ａに入射した光源手段（不図示）からの光束Ｉは、偏向面５ａとの交点Ｑで反射され、図の右上方向Ｂ’の方向に反射され、さらに結像光学系６（不図示）に入射される。
Ｃは偏向面５ａで偏向反射された光束が被走査面７（不図示）の反入射光学系ＬＡ側の端部を走査しているときの回転多面鏡５の様子を示している。偏向面５ａに入射した光源手段（不図示）からの光束Ｉは、該偏向面５ａとの交点Ｑで反射され、図の右下方向Ｃ’の方向に反射され、さらに結像光学系６（不図示）に入射される。
ここで、シリンドリカルレンズ４によって結像される焦線（線像）の結像位置（副走査方向の結像位置）は、図中点Ｐと点Ｑのほぼ中央の位置となるようにシリンドリカルレンズ４の副走査方向の屈折力及び位置が設定されている。
そして、シリンドリカルレンズ４によって結像された焦線と、被走査面７とが結像光学系６によって副走査断面内において共役な関係とされている。
倒れ補正光学系に関して、「結像光学系６によって、副走査断面内において偏向面５ａ近傍と被走査面７とを共役な関係とする。」と先に説明した。
ここで「偏向面５ａ近傍」という言葉を使用した理由について以下に説明する。
倒れ補正光学系は、厳密には前述したように、シリンドリカルレンズ４によって結像された焦線（線像）と被走査面７とが結像光学系６によって副走査断面内において共役な関係となるように構成されている。さらに倒れ補正光学系は、焦線の結像位置を偏向面５ａ近傍（先の説明では点Ｐと点Ｑとのほぼ中央の位置）に位置させる、という構成になっている。
従って、厳密に偏向面５ａと被走査面７とが結像光学系６によって副走査断面内において共役になっている訳ではない。つまり偏向面５ａの近傍に位置している焦線と被走査面７とが結像光学系６によって副走査断面内において共役になっているのである。
なお、ここでは偏向反射された光束が被走査面７の入射光学系ＬＡ側の端部を走査しているときに偏向面５ａで反射される位置と、反入射光学系ＬＡ側の端部を走査しているときに偏向面５ａで反射される位置とを同じ点Ｑとなるように設定している。
しかしながら、必ずしもこの例の様な配置にする必要はない。例えば、偏向走査された光束が被走査面７の入射光学系側の端部を走査しているときに偏向面５ａで反射される位置と、反入射光学系側の端部を走査しているときに偏向面５ａで反射される位置とを適宜ずらして配置しても良い。
次に図２６における回転多面鏡５がＡの状態、つまり偏向走査された光束が被走査面７の中央部を走査しているときの副走査断面内の結像関係を図２７に示す。
シリンドリカルレンズ４（不図示）によって結像される焦線（線像）の結像位置（副走査方向の結像位置）は、図２６で説明したように、点Ｐと点Ｑのほぼ中央の位置となるように設定されている。従って、図２７においては、図の左方向から偏向面５ａに入射する光束の焦線Ｄ（焦線の位置Ｄ）は、偏向面５ａの手前側（図の左側）に位置することとなる。点Ｐは偏向面５ａに入射した光束が反射される位置である。
ここにおいて、焦線Ｄと被走査面７とが結像光学系６（結像レンズ６ａ）によって副走査断面内において共役になっているので、焦線Ｄの副走査断面内の共役点は被走査面７に一致している。図２７ではＤ’として示す。
一方、偏向面５ａ上の点Ｐの共役点は被走査面７の図の右方向Ｐ’に位置することとなる。
次に図２６における回転多面鏡５がＢの状態、つまり偏向反射された光束が被走査面７の入射光学系側の端部を走査しているときの副走査断面内の結像関係を図２８に示す。
同図においては、図の左方から偏向面５ａに入射する光束の焦線Ｅ（焦線の位置Ｅ）が、偏向面５ａの奥側（図の右側）に位置することとなる。点Ｑは偏向面５ａに入射した光束が反射される位置である。
ここにおいて、焦線Ｅと被走査面７とが結像光学系６によって副走査断面内において共役になっているので、焦線Ｅの副走査断面内の共役点は被走査面７に一致している。図２８ではＥ’として示す。
一方、偏向面５ａ上の点Ｑの共役点は被走査面７の図の左方向Ｑ’に位置することとなる。
さらに図２６における回転多面鏡５がＣの状態、つまり偏向反射された光束が被走査面７の反入射光学系側の端部を走査しているときの副走査断面内の結像関係を図２９に示す。
同図においては、図の左方から偏向面５ａに入射する光束の焦線Ｆ（焦線の位置Ｆ）は、偏向面５ａの奥側（図の右側）に位置することとなる。点Ｑは偏向面５ａに入射した光束が反射される位置である。
ここにおいて、焦線Ｆと被走査面７とが結像光学系６によって副走査断面内において共役になっているので、焦線Ｆの副走査断面内の共役点は被走査面７に一致している。図２９ではＦ’として示す。
一方、偏向面５ａ上の点Ｑの共役点は被走査面７の図の左方向Ｑ’に位置することとなる。
このように偏向面５ａとシリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束された焦線（線像）と偏向面５ａとの相対的位置関係は、偏向面５ａの回転に伴い変化することとなる。
なお、ここでは、副走査断面内において焦線と被走査面７とを共役な関係とする、と説明した。しかし、画像書き込みに使用する有効走査領域全域において、副走査断面内で焦線と被走査面７とが完全に共役な関係となっているということは、副走査方向の像面湾曲が完全に補正されているということを意味している。
通常の結像光学系６においては、必ずしも副走査方向の像面湾曲が完全に補正されているということはなく、若干の像面湾曲が残存するのが普通である。
従って、図２７から図２９での説明において、焦線Ｄ（及び焦線Ｅ及び焦線Ｆ）と被走査面７とが結像光学系６によって副走査断面内において共役になっている、と記載した。しかし、実際は結像光学系６には副走査方向の像面湾曲が残存しているのが普通なので、焦線Ｄ（及び焦線Ｅ及び焦線Ｆ）と被走査面７とは完全に共役な関係となっている訳ではなく、通常は若干のずれが存在するのが普通である。
ここで、図２７において偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた場合の様子を図２０に示す。なお、この図３０では、図を見やすくする為に主光線のみを示している。
図の左方向から偏向面５ａに入射する光束は、焦線Ｄよりも図の右側にある副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた偏向面５ａ上の点Ｐで斜め上方に反射される。そして、偏向面５ａ上の点Ｐで斜め上方に反射された光束は、結像光学系６によって点Ｐの共役点である点Ｐ’の位置に向かって進むこととなる。従って、偏向面５ａ上の点Ｐで斜め上方に反射された光束は、被走査面７上においては副走査方向で図の上方にずれた位置に到達してしまう。
次に図２８において偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた場合の様子を図３１に示す。上記図３０と同様、この図３１では主光線のみを示している。
図の左方向から偏向面５ａに入射する光束は、焦線Ｅよりも左側にある副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた偏向面５ａ上の点Ｑで斜め上方に反射される。そして、偏向面５ａ上の点Ｑで斜め上方に反射された光束は、結像光学系６によって点Ｑの共役点である点Ｑ’の位置を通過して被走査面７に到達する。従って、偏向面５ａ上の点Ｑで斜め上方に反射された光束は、被走査面７上においては副走査方向で図の下方にずれた位置に到達してしまう。
さらに図２９において偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた場合の様子を図３２に示す。図３０と同様、この図３２では主光線のみを示している。
図の左方向から偏向面５ａに入射する光束は、焦線Ｆよりも図の左側にある副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた偏向面５ａ上の点Ｑで斜め上方に反射される。そして、偏向面５ａ上の点Ｑで斜め上方に反射された光束は、結像光学系６によって点Ｑの共役点である点Ｑ’の位置を通過して被走査面７に到達する。従って、偏向面５ａ上の点Ｑで斜め上方に反射された光束は、被走査面７上においては副走査方向で図の下方にずれた位置に到達してしまう。
従って上記の現象から被走査面７上の走査線は、図３３に示す様に湾曲することとなる。以後、このような偏向面５ａの倒れによる走査線湾曲を「面倒れによる走査線湾曲」と称す。
この図３３は、偏向面５ａが副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた場合を示しており、被走査面７上の走査線は副走査方向上向きに凸形状の走査線湾曲となる。偏向面５ａが副走査方向下向きに倒れが生じた場合は、被走査面７上の走査線は副走査方向下向きに凸形状の走査線湾曲となる。
従って、回転多面鏡５の各々の偏向面５ａが副走査方向上向きや下向きに倒れ誤差が生じた場合は、被走査面７上では、副走査方向上向きに凸形状に湾曲した走査線と、下向きに凸形状に湾曲した走査線が周期的に繰り返されることとなる。この結果、画像上ピッチムラとして現われ、印字品質を大きく劣化させる原因となっている。
この現象は、偏向手段として偏向面の回動軸が偏向面内に存在しない回転多面鏡等を使用した場合には必ず発生する現象である。
上記ピッチムラを改善する為には、回転多面鏡単体の面倒れ自体を小さくするように高精度に回転多面鏡を加工する。或いは回転多面鏡をモーター等の軸に取り付ける際に、回転多面鏡の回転軸とモーターの軸との平行度を精度良く組み付ける、等の工夫が一般的に行われている。
また上記ピッチムラの周期は、例えば画像の解像度６００DPIで回転多面鏡５の偏向面の数が４面であれば、
の周期でピッチムラが観測される。
同様、解像度６００DPIで回転多面鏡５の偏向面の数が６面であれば、
の周期でピッチムラが観測される。
また、最近では印字速度を高速化或いは高記録密度化する目的で、光源手段として複数の発光部（発光点）から構成されるモノリシックマルチビーム半導体レーザーが使用されている。さらには複数の発光部が２次元アレイ状に配列された面発光レーザー（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：VCSELと称する）が使用されている。
例えば、６００DPIで回転多面鏡５の偏向面の数が６面、光源手段の発光部が４つ直線状に並んだモノリシックマルチビーム半導体レーザーを使用した場合、上記ピッチムラの周期は、
となる。
同様、１２００DPIで回転多面鏡５の偏向面の数が６面、光源手段の発光部が２次元状に４×４個、計１６個配列されたVCSELを使用した場合、上記ピッチムラの周期は、
となる。
一般に人間の視覚系の可視感度特性から、空間周波数０.２〜４LinE/mm（ピッチに換算すると、０.２５〜５mmピッチ）の範囲の周期的なムラが最も目に付き易いことが知られている。
一番最初に例として挙げた、解像度６００DPIで回転多面鏡５の偏向面の数が４面の場合のピッチムラの周期は０.１６９３mmである。０.２５〜５mmピッチの範囲には入ってきていないが、高画質を達成しようとすると、このピッチでも人間の視覚特性としては充分に目に付く周波数であり、やはりピッチムラが問題となる。
さらに高速化、高記録密度化を達成しようとすると上記の例の如くピッチが大きくなることが必至であり、ますます見た目のムラが強調されてしまう。
従って、高速、高記録密度化を達成し、且つ印字品位を向上させる為にはピッチムラを改善することが重要な課題となっている。
このピッチムラを改善する為には、上記の如く回転多面鏡単体の面倒れ自体を小さくするように高精度に回転多面鏡を加工する。或いは回転多面鏡をモーター等の軸に取り付ける際に、回転多面鏡の回転軸とモーターの軸との平行度を精度良く組み付ける。しかしながら、このような対策も精度的には限界があり、加工及び組み付けの誤差をゼロにすることは出来ない。
またピッチムラを改善する方法としては、特許文献１に開示されているように、結像レンズの光軸上を通過する光束の副走査断面内の波面収差が最も小さくなる位置を被走査面よりも光偏向器側に位置させる。つまり図２７における焦線Ｄの副走査断面内の共役点Ｄ’を被走査面７よりも図の左側に位置させることによって、偏向面５ａ上の点Ｐの共役点Ｐ’を被走査面７に近づけるものである。
それによって、図３０における被走査面７上での光束の副走査方向のずれ量を小さくすることが出来る為、ピッチムラを低減することが可能となり、印字品位を向上することが可能となる。
しかし、上記特許文献１のように、焦線Ｄの副走査断面内の共役点Ｄ’を被走査面７よりも図の左側に位置させることによってピッチムラを低減する場合は、結果的に副走査方向の像面が走査中心部においてマイナス側（光偏向器側）に湾曲することとなる。
偏向面と焦線の位置が一致していれば上記像面の湾曲が発生することはないが、回転軸が偏向面内に存在していない回転多面鏡の場合、偏向面の回転に伴い、偏向面と焦線の相対的位置が変化してしまう。
従って有効走査領域のある特定の走査位置以外は、必ず偏向面と焦線の位置は一致していないこととなる。つまり、ピッチムラを低減しようとすれば、有効走査領域内において必ず副走査の像面湾曲が発生することとなる。
本発明はピッチムラを低減し、かつ副走査方向の像面湾曲を小さく抑え、高速、高記録密度化に最適で良好な印字品位が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。
請求項１の発明の光走査装置は、
１つ以上の発光部を有する光源手段と、
前記光源手段から出射した光束を偏向走査する複数の偏向面を有する回転多面鏡と、
前記光源手段から出射した光束を前記回転多面鏡の偏向面に導光する入射光学系と、
前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、を有し、
副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と被走査面とが共役な関係を備えている光走査装置であって、
前記入射光学系は、前記光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子を通過した光束を前記回転多面鏡の偏向面上に主走査方向に延びる線状に結像させる第２の光学素子と、を有しており、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の幅よりも狭い光束幅であり、
前記結像光学系を構成する１枚以上の結像光学素子の少なくとも１つの光学面の副走査断面内の形状は、４次以上の非球面係数を含む非円弧形状から成り、
前記４次以上の非球面係数のうち、４次または４次以上の非球面係数は、主走査方向において、前記結像光学素子の中央部から前記結像光学素子の周辺部に向かい変化しており、
前記結像光学素子の主走査方向における中央部の副走査断面内の非円弧形状は、前記結像光学素子の副走査方向における中央部の曲率半径の絶対値に比べて前記結像光学素子の副走査方向における周辺部の曲率半径の絶対値が大きく、
前記結像光学素子の主走査方向における周辺部の副走査断面内の非円弧形状は、前記結像光学素子の副走査方向における中央部の曲率半径の絶対値に比べて前記結像光学素子の副走査方向における周辺部の曲率半径の絶対値が小さくなっていることを特徴としている。
請求項２の発明の光走査装置は、
１つ以上の発光部を有する光源手段と、
前記光源手段から出射した光束を偏向走査する複数の偏向面を有する回転多面鏡と、
前記光源手段から出射した光束を前記回転多面鏡の偏向面に導光する入射光学系と、
前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、を有し、
副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と被走査面とが共役な関係を備えている光走査装置であって、
前記入射光学系は、前記光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子を通過した光束を前記回転多面鏡の偏向面上に主走査方向に延びる線状に結像させる第２の光学素子と、を有しており、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の幅よりも狭い光束幅であり、
前記結像光学系を構成する１枚以上の結像光学素子の少なくとも１つの光学面の副走査断面内の形状は、４次以上の非球面係数を含む非円弧形状から成り、前記４次以上の非球面係数のうち、４次または４次以上の非球面係数は、前記結像光学素子の主走査方向の座標に依存して変化しており、
この変化は、前記被走査面の主走査方向における走査中央部を走査しているときに前記被走査面上に結像される副走査断面内の波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れ、
前記被走査面の主走査方向における走査端部を走査しているときに前記被走査面上に結像される副走査断面内の波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進むように変化していることを特徴としている。
請求項３の発明の光走査装置は、
１つ以上の発光部を有する光源手段と、
前記光源手段から出射した光束を偏向走査する複数の偏向面を有する回転多面鏡と、
前記光源手段から出射した光束を前記回転多面鏡の偏向面に導光する入射光学系と、
前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、を有し、
副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と被走査面とが共役な関係を備えている光走査装置であって、
前記入射光学系は、前記光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子を通過した光束を前記回転多面鏡の偏向面上に主走査方向に延びる線状に結像させる第２の光学素子と、を有しており、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の幅よりも広い光束幅であり、
前記結像光学系を構成する１枚以上の結像光学素子の少なくとも１つの光学面の副走査断面内の形状は、４次以上の非球面係数を含む非円弧形状から成り、
前記４次以上の非球面係数のうち、４次または４次以上の非球面係数は、主走査方向において、前記結像光学素子の中央部から前記結像光学素子の周辺部に向かい変化しており、
前記結像光学素子の主走査方向における中央部の副走査断面内の非円弧形状は、前記結像光学素子の副走査方向における中央部の曲率半径の絶対値に比べて前記結像光学素子の副走査方向における周辺部の曲率半径の絶対値が小さく、
前記結像光学素子の主走査方向における周辺部の副走査断面内の非円弧形状は、前記結像光学素子の副走査方向における中央部の曲率半径の絶対値に比べて前記結像光学素子の副走査方向における周辺部の曲率半径の絶対値が大きくなっていることを特徴としている。
請求項４の発明の光走査装置は、
１つ以上の発光部を有する光源手段と、
前記光源手段から出射した光束を偏向走査する複数の偏向面を有する回転多面鏡と、
前記光源手段から出射した光束を前記回転多面鏡の偏向面に導光する入射光学系と、
前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、を有し、
副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と被走査面とが共役な関係を備えている光走査装置であって、
前記入射光学系は、前記光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子を通過した光束を前記回転多面鏡の偏向面上に主走査方向に延びる線状に結像させる第２の光学素子と、を有しており、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の幅よりも広い光束幅であり、
前記結像光学系を構成する１枚以上の結像光学素子の少なくとも１つの光学面の副走査断面内の形状は、４次以上の非球面係数を含む非円弧形状から成り、前記４次以上の非球面係数のうち、４次または４次以上の非球面係数は、前記結像光学素子の主走査方向の座標に依存して変化しており、
この変化は、前記被走査面の主走査方向における走査中央部を走査しているときに前記被走査面上に結像される副走査断面内の波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進み、
前記被走査面の主走査方向における走査端部を走査しているときに前記被走査面上に結像される副走査断面内の波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れるように変化していることを特徴としている。
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、
前記光源手段は、２つ以上の発光部を有することを特徴としている。
請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、
前記光源手段は、１つ以上の発光部を有する複数の光源部から成り、前記複数の光源部から出射した１つ以上の光束を同一方向に出射せしめるビーム合成手段を有することを特徴としている。
請求項７の発明は請求項１乃至６のいずれか１項の発明において、
副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の回転軸に垂直な面に対して斜め方向から入射していることを特徴としている。
請求項８の発明は請求項１乃至７のいずれか１項の発明において、
副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面とが全走査範囲内において共役な関係にあることを特徴としている。
請求項９の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至８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している。
請求項１０の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至８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している。
請求項１１の発明のカラー画像形成装置は、
請求項１乃至８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している。
請求項１２の発明は請求項１１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。
本発明によればピッチムラを低減し、かつ副走査方向の像面湾曲を小さく抑え、高速、高記録密度化に最適で良好な印字品位が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。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
［アンダーフィルド型光走査装置］
図１は本発明の実施例１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（Ｙ方向）とは偏向手段の回転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）とは偏向手段の回転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。
図１において光源手段１は１つの発光部（発光点）から構成される半導体レーザから成っている。
光源手段１から射出した光束は第１の光学素子であるコリメータレンズ２により平行光束に変換され、第２の光学素子であるシリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束される。
なお、本実施例における第１の光学素子２は、光束の状態を平行光束に変換したが、これに限らず、発散性を弱めた発散光束もしくは収束光束にも変換可能である。
シリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束された光束は、開口絞り３でその断面形状が整形され、偏向手段である回転多面鏡５の偏向面（偏向反射面）５ａ近傍において主走査方向に長く延びた焦線状に結像される。
上記コリメータレンズ２とシリンドリカルレンズ４の各要素が第１光学系としての入射光学系ＬＡの一要素を構成する。
入射光学系ＬＡは、その光軸が、回転多面鏡５の偏向面５ａの回転軸に垂直な面に対して副走査方向においてゼロではない特定の角度（２.５度）を有するように配置されており、光源手段１から出射した光束を回転多面鏡５の偏向面５ａに導光している。
つまり、副走査断面内において、回転多面鏡５の偏向面５ａに入射する光束は、回転多面鏡５の偏向面５ａの回転軸に垂直な面に対して斜め方向から入射している
本実施例における光走査装置は、入射光学系ＬＡからの光束を、主走査断面内において、回転多面鏡５の偏向面５ａに該偏向面５ａの幅よりも狭い光束幅で入射させるアンダーフィルド型光走査装置より成っている。
さらに図中矢印５ｂ方向に一定角速度で回転している回転多面鏡５の偏向面５ａによって偏向走査された光束は、２枚のレンズ（結像光学素子）６１、６２から成る第２光学系としての結像光学系６によって被走査面（感光ドラム面）7上にスポット状に集光される。さらにスポット状に集光された光束で被走査面7上は図中矢印７ｂ方向に一定速度で走査される。
尚、以下、結像光学系６を「ｆθレンズ系６」と称し、レンズ６１を「第１ｆθレンズ６１」、レンズ６２を「第２ｆθレンズ６２」と称す。
８は防塵ガラスであり、光走査装置の内部に塵やトナー等が進入するのを防止する為に設けられている。
なお、図１における回転多面鏡５は、その偏向面５ａのみを図示している。
ここにおいて、ｆθレンズ系６は主走査断面内においては、回転多面鏡５の偏向面５ａで反射偏向された平行光束を被走査面7上にスポット状に結像させる。さらにｆθレンズ系６は副走査断面内においては、シリンドリカルレンズ４によって偏向面５ａに結像された結像位置（焦線位置）と被走査面7とを共役な関係とする、所謂倒れ補正光学系を構成する。
表１、表２に本実施例１における結像光学系の諸特性を示す。
ｆθレンズ系６を構成する第１ｆθレンズ６１、第２ｆθレンズ６２の各レンズ面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軸とする。さらに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軸としたときに、
なる式で表わされる。
なを、Ｒは曲率半径、ｋは離心率、Ｂ４からＢ１６は非球面係数である。
ここで、Ｙのプラス側（図の上側）とマイナス側（図の下側）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、マイナス側終了側の係数には添字ｌを附している。
また、第１ｆθレンズ６１の両レンズ面と第２ｆθレンズ６２の回転多面鏡５側のレンズ面の副走査断面の形状は、副走査断面の曲率半径がｒである円弧形状である。
次に第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面の形状は４次の項を含む非球面形状（非円弧形状）をしており、
なる式で表される。尚、上式において、ｋｚは離心率である。
ここで、副走査断面の曲率半径ｒ’は、レンズ面のＹ座標により連続的に変化し、
で表される。
ｒは光軸上における副走査断面の曲率半径、Ｄ２からＤ１０は副走査断面の曲率半径の変化係数である。
ここで、Ｙのプラス側（図の上側）とマイナス側（図の下側）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、マイナス側終了側の係数には添字ｌを附している。
また、副走査断面の４次の非球面係数Ｅｊｙｊは、レンズ面のＹ座標により連続的に変化しており、Ｙの１０次関数で表される形状となっている。
但し、表ー２において、「Ｅ−ｘ」は、「１０−ｘ」を意味している。
尚、本実施例では６次以上の非球面係数Ｆｋｙｋ、Ｇｌｙｌは０次であるが、有限の値を持っていても良い。
図２に本実施例において、偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲を示す。
図３に本実施例における副走査方向の像面湾曲を示す。
図３において、「Sslice+」は副走査方向のスポット径が８５μｍ以下となるプラス側デフォーカス位置、同様に「Sslice-」は副走査方向のスポット径が８５μｍ以下となるマイナス側デフォーカス位置を示す。さらに「Scenter」は「Sslice＋」と「Sslice−」の中間のデフォーカス位置を示す。
本実施例においては、偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲の量が有効走査領域内（±１１５mm）の全域において０.３μｍ以下という良好な性能を実現している。
さらに副走査方向の像面湾曲もＰ-Ｐ（Peak to Peak)０.７mmという良好ななる光学性能を同時に満足することに成功している。
ここで、本実施例の効果を説明する為に本発明の比較例１及び比較例２を参照して説明する。
［比較例１］
表３、表４に比較例１の光走査装置の光学系の諸特性を示す。
比較例１において、本発明の実施例１と異なる点は、第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面の形状を単純な円弧形状にしている点である。
また、その副走査断面の曲率半径ｒ'は、レンズ面のＹ座標により連続的に変化し、
で表されるのは実施例１と同様である。
ｒは光軸上における副走査断面の曲率半径、Ｄ２からＤ１０は副走査断面の曲率半径の変化係数である。
ここで、Ｙのプラス側（図の上側）とマイナス側（図の下側）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、マイナス側終了側の係数には添字ｌを附している。
比較例１においては、Ｄ２からＤ１０の値が実施例１と異なっている。
図４に比較例１において、偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲を示す。
図５に比較例１における副走査方向の像面湾曲を示す。
図５において、「Sslice+」は副走査方向のスポット径が８５μｍ以下となるプラス側デフォーカス位置、同様に「Sslice-」は副走査方向のスポット径が８５μｍ以下となるマイナス側デフォーカス位置を示す。さらに「Scenter」は「Sslice＋」と「Sslice−」の中間のデフォーカス位置を示す。
比較例１は、従来の光走査装置の光学系の例であり、焦線と被走査面とを共役になるように設計されている為、副走査方向の像面湾曲は図５に示されるように良好に補正されている。しかし、偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲の量は、図４に示されるように有効走査領域内（±１１５mm）の全域においてＰ-Ｐ３.２μｍも発生してしまっている。
面倒れによる走査線湾曲の量を小さくする為には、先に説明した図２７から図２９において、副走査断面内において偏向面５ａ上の点Ｐ及び点Ｑと被走査面７とをｆθレンズ系６で共役になるように設定すれば良いことは容易に理解できる。
但し、その場合には、図２７であれば焦線Ｄの共役点Ｄ'が被走査面７の図の左方向にきてしまい、図２８、図２９であれば焦線Ｅ、Ｆの共役点Ｅ'、Ｆ'が被走査面７の図の右側にきてしまうこととなる。結果的に副走査方向の像面が走査中央部でマイナスに、走査端部でプラスに湾曲することが予想される。
比較例２は、このように設計された光走査装置の光学系の例である。
［比較例２］
表５、表６に比較例２の光走査装置の光学系の諸特性を示す。
比較例２において、前述の比較例１と異なる点は、第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面の形状を表す式、
における光軸上における副走査断面の曲率半径ｒ、副走査断面の曲率半径の変化係数Ｄ２からＤ１０を変更して副走査断面内において偏向面上の点と被走査面７とを全有効走査領域内（全走査範囲内）でｆθレンズ６で共役になるように設定したことである。
ここで、Ｙのプラス側（図の上側）とマイナス側（図の下側）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、マイナス側終了側の係数には添字ｌを附している。
図６に比較例２において、偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲を示す。
比較例２においては、副走査断面内において偏向面上の点と被走査面７とを全有効走査領域内でｆθレンズ系６で共役になるように設定している。その為、偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲の量は、有効走査領域内（±１１５mm）の全域において０.３μｍ以下という良好な性能を実現している。
図７に比較例２における副走査方向の像面湾曲を示す。
図７において、「Sslice+」は副走査方向のスポット径が８５μｍ以下となるプラス側デフォーカス位置、同様に「Sslice-」は副走査方向のスポット径が８５μｍ以下となるマイナス側デフォーカス位置を示す。さらに「Scenter」は「Sslice＋」と「Sslice−」の中間のデフォーカス位置を示す。
面倒れによる走査線湾曲の量を小さくする為に、先に説明したように副走査方向の像面が走査中央部でマイナスに、走査端部でプラスに湾曲していることが解る。
このように、偏向面５ａの倒れによる走査線湾曲を補正しようとすれば、比較例２のように必ず副走査方向の像面が湾曲してしまうこととなる。
本実施例においては図２、図３に示したように偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲の量は有効走査領域内（±１１５mm）の全域において０.３μｍ以下という良好な性能を実現している。且つ本実施例においては副走査方向の像面湾曲もＰ-Ｐ０.７mmという良好な性能を同時に満足することに成功している。
以下にその方法に関して説明する。
本実施例においては、第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の形状を以下の式で表される４次の項を含む非球面形状（非円弧形状）としていることに特徴がある。
この式から解るように、副走査断面内の４次の非球面係数Ｅｊｙｊは、光学面としてのレンズ面のＹ座標により連続的に変化しており、Ｙの１０次関数で表される形状となっていることが解る。
本実施例においては、光軸上における副走査断面の曲率半径ｒ、副走査断面の曲率半径の変化係数Ｄ２からＤ１０は比較例２と同じに設定している。つまり、副走査断面内において偏向面上の点と被走査面７とを全有効走査領域内でｆθレンズ系６で共役になるように設定している。
一方、このような設定にすると、比較例２の如く副走査方向の像面が走査中央部でマイナスに、走査端部でプラスに湾曲してしまうことになる。
そこで本実施例においては走査中央部でマイナス側に湾曲した像面を次のような形状とする。つまり像面を副走査断面内の４次の非球面項によって第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面から出射して被走査面上に結像される波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れるような形状とする。
そうすることによって、副走査断面内の波面収差が最小となる位置を被走査面７側に近づけることが可能となる。従って、偏向面５ａと被走査面７との共役関係を保ったまま副走査方向の像面を被走査面７に近づけることが可能となる。
また、走査端部においては、プラス側に湾曲した像面を次のような形状とする。つまり像面を副走査断面内の４次の非球面項によって第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面から出射して被走査面上に結像される波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進むような形状とする。
そうすることによって、副走査断面内の波面収差が最小となる位置を被走査面７側に近づけることが可能となる。従って、偏向面５ａと被走査面７との共役関係を保ったまま副走査方向の像面を被走査面７に近づけることが可能となる。
本実施例においては、第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の形状を、４次の非球面項を導入し、その非球面係数を光学面としてのレンズ面のＹ座標に依存して変化させている。
このときの変化は、走査中央部を走査しているときにｆθレンズ系６から出射して被走査面上に結像される波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れるように変化している。さらにこのときの変化は、走査端部を走査しているときにｆθレンズ系６から出射して被走査面上に結像される波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進むように変化している。
そうすることによって、偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲の量を有効走査領域内（±１１５mm）の全域において０.３μｍ以下という良好な性能を実現している。且つ副走査方向の像面湾曲もＰ-Ｐ０.７mmという良好な性能を同時に満足することに成功している。
表７に本実施例における第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の４次の非球面係数を示す。４次の非球面係数が光学面としてのレンズ面のＹ座標によって変化していることが解る。
図８に例として走査中央部（表７の像高０）における第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の４次の非球面係数による非球面量を示す。
図８において縦軸は副走査断面内におけるレンズ面座標であり、０が主光線の通過する位置である。
また、図９に走査中央部（表７の像高０）における第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の曲率半径を示す。
図９において縦軸は副走査断面内における光学面としてのレンズ面座標であり、０が主光線の通過する位置である。
図９から解るように、レンズ面の副走査方向の中央部の副走査断面内の曲率半径の絶対値に比べて、周辺部の副走査断面内の曲率半径の絶対値が大きくなっている。
第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の形状を上記の如く設定することにより第２ｆθレンズ６２から出射して被走査面上に結像される波面が副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れる構成となっている。
また、図１０に例としてプラス側の走査端部（表７の像高１１５）における第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の４次の非球面係数による非球面量を示す。
図１０において縦軸は副走査断面内におけるレンズ面座標であり、０が主光線の通過する位置である。
また、図１１にプラス側の走査端部（表７の像高１１５）における第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の曲率半径を示す。
図１１において縦軸は副走査断面内におけるレンズ面座標であり、０が主光線の通過する位置である。
図１１から解るように、レンズ面の副走査方向の中央部の副走査断面内の曲率半径の絶対値に比べて、周辺部の副走査断面内の曲率半径の絶対値が小さくなっている。
第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の形状を上記の如く設定することにより、第２ｆθレンズ６２から出射して被走査面上に結像される波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進む構成となっている。
以上、本実施例においては、上述した如く、第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の形状を、４次の非球面項を導入し、その非球面係数をレンズ面のＹ座標に依存して変化させている。
このときの変化は、被走査面の走査中央部を走査しているときに被走査面上に結像される波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れ、
被走査面の走査端部を走査しているときに被走査面上に結像される波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進むように、変化している。
そうすることによって、偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲の量を有効走査領域内（±１１５mm）の全域において０.３μｍ以下という良好な性能を実現している。且つ副走査方向の像面湾曲もＰ-Ｐ０.７mmという良好な性能を同時に満足することに成功している。
なお、ここでは副走査断面内に４次の非球面項を導入したが、４次以上の偶数次項であれば、４次に加えて６次項を追加で導入しても良いし、６次項のみを導入することよっても同様な効果を得ることが可能である。さらに高次の非球面項を導入しても同様な効果を得ることが可能である。
本実施例における光源手段は１つの発光部から構成される半導体レーザであり、回転多面鏡５の面数は４面である。
本実施例の光走査装置を画像の解像度６００DPIの画像形成装置に適用した場合、面倒れによる走査線湾曲に起因するピッチムラの周期は、
となる。
この場合、人間の視覚系の可視感度特性からムラが最も目に付き易い０.２５〜５mmピッチよりも細かいピッチとなるので、視覚的にある程度有利である上に、更に光学的に面倒れによる走査線湾曲量を０.３μｍ以下という微小量に抑えている。その為、一層高精細な画像出力が可能となる。
尚、本実施例では結像光学系６を２枚の結像光学素子より構成したが、これに限らず、１枚以上の結像光学素子より構成しても良い。
次に本発明の実施例２に関して説明する。
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、光源手段１に４つの発光部から構成されるモノリシックマルチビーム半導体レーザーを用いたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
つまり本実施例において、光学系は、実施例１をそのまま使用し、高速化のために光源手段１に４つの発光部から構成されるモノリシックマルチビーム半導体レーザーを使用している。
本実施例の回転多面鏡５の面数は前述の実施例１と同様に４面である。このことから本実施例の光走査装置を画像の解像度６００DPIの画像形成装置に適用した場合、面倒れによる走査線湾曲に起因するピッチムラの周期は、
となる。
この程度の粗いピッチムラの周期は視覚的に非常に目立ち易い。前述の比較例１の様に面倒れによる走査線湾曲量がＰ-Ｐ３.２μｍも発生していると画像品位を劣化させる主要因となってしまう。
本実施例においては高速化を達成する為に光源手段として複数（４つ）の発光部を使用したとしても、面倒れによる走査線湾曲量を０.３μｍ以下という微小量に抑えることができる。これにより本実施例では高精細な画像出力を可能としている。
なお、本実施例においては、複数の発光部（具体的には４つの発光部）から構成されるモノリシックマルチビーム半導体レーザーを使用している例を示しが、本発明はそれに限定されることはない。例えば１つの発光部から構成されるシングルビーム半導体レーザー（光源部）を複数用い、該複数の光源部から出射した１つ以上の光束を既知のビーム合成手段によりビーム合成し、同一方向に出射する場合においても同様の効果を得ることが出来る。
また、複数の発光部から構成されるモノリシックマルチビーム半導体レーザー（光源部）を複数用いて既知のビーム合成手段によりビーム合成し、同一方向に出射する場合においても同様の効果を得ることが出来る。
図１２は本発明の実施例３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。
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、本発明の光走査装置をカラー画像形成装置に適用したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
尚、本実施例において主走査方向に展開した配置に関しては前述の実施例１の図１と同じ配置である。
つまり本実施例においては、実施例１の光走査装置の光学系をカラー画像形成装置に適用する為に、１つの回転多面鏡５に複数の光束を入射させ、複数の被走査面（感光ドラム面）7-1、7-2上を同時に光走査する構成としている。
本実施例においては、各光学部品は実施例１のものを使用し、入射光学系を副走査方向上下から２.５度の角度（０でない有限の角度）を成して配置している。
ｆθレンズ系６は、第１ｆθレンズ６１を実施例１と同じ姿勢で配置し、回転多面鏡５からそれぞれ上下２.５度の角度で偏向走査された光束を同一の第１ｆθレンズ６１の上下に入射させている。
第１ｆθレンズ６１から出射して被走査面7-1に向かう光束は、反射ミラーA-1で反射され、第２ｆθレンズ６２に入射し、更に反射ミラーA-2で反射されて被走査面7-1上を走査する。
一方、第１ｆθレンズ６１から出射して被走査面7-2に向かう光束は、別個に設けられた同じ形状の第２ｆθレンズ６２に直接入射し、反射ミラーＢで反射されて被走査面7-2上を走査する。
本実施例においては、図１２に示した光走査装置を２つ横に並列して配置することによってカラー画像形成装置を構成することとなる。
各色（Ｃ，Ｍ，Ｙ、Ｂ色）毎に回転多面鏡を使用すると、装置全体が大型化してしまうという理由から、本実施例のように回転多面鏡５に副走査方向から斜めに所定角度を成して光束を入射及び反射させる構成が、カラー画像形成装置では多用されている。
このような構成を、以下「副走査斜入射光学系」と称す。
副走査斜入射光学系においては、前述した回転多面鏡５の偏向面５ａの面倒れによる走査線湾曲に起因するピッチムラ以外に、副走査斜入射光学系特有の偏向面５ａの面の偏心によるピッチムラという問題も発生する。
以下、偏向面５ａの面の偏心によるピッチムラに関して説明する。
図１３は副走査斜入射光学系の副走査断面の模式図である。
図１３において、入射光学系ＬＡから光束は、図の斜め下方から主走査平面に対して副走査方向に角度θを成して偏向面５ａに入射する。次いで偏向面５ａで反射された光束が図の斜め上方に角度θで反射されｆθレンズ系６に入射し、被走査面７上に到達（結像）する。図１３はこのときの光束の主光線を実線で示している。
一方、偏向面５ａが図の点線の位置５ａ'の位置に距離Ｌだけ偏心した場合を考える。偏心した偏向面５ａ'で反射された光束は図中点線で示された光路を通過し、被走査面７上に到達し、このとき、その光束の到達位置は副走査方向下側に距離δＺだけずれることとなる。
このずれ量δＺは、副走査方向の斜め入射角度θと、偏向面５ａの偏心量Ｌ、ｆθレンズ系６の副走査断面内の横倍率βで一義的に決定され、
δＺ＝２Ｌβｔａｎθ
で表される。
偏向面５ａの偏心量Ｌは、
I：回転多面鏡５の回転中心から各偏向面までの距離の加工上のバラツキ、
II：回転多面鏡５の回転中心に空けられたモーター軸を通す穴径の誤差、
III：回転多面鏡５を取り付けるモーター軸の軸径の誤差、
等が積み重なる為、２０μｍ〜３０μｍ程度発生するのが普通である。
例えば図１３の説明において、θ＝３度、Ｌ＝２０μｍ、ｆθレンズ系６の副走査断面内の横倍率β＝１.５倍、として計算してみると、
となる。
図１３では、被走査面７上において、３.１４μｍだけ副走査方向下側に走査線がずれてしまうこととなる。
なお、偏向面５ａの偏心する方向が図１３とは逆の場合には、同じ量だけ副走査方向上側に走査線がずれてしまうこととなる。
一般に回転多面鏡５の各々の偏向面５ａの偏心量は同一ではなく、且つ同一方向に揃っている訳でもない。従って、副走査方向上側にずれた走査線と下側にずれた走査線が周期的に被走査面７上を走査することとなり、画像上ピッチムラとして現われることとなる。
このように、本実施例のようなカラー画像形成装置に対応した副走査斜入射光学系を採用した光走査装置においては、上述した回転多面鏡５の偏向面５ａの偏心によるピッチムラも加わる。その為、前述の実施例１のように主走査面内を走査する光走査装置に比較してピッチムラが非常に発生し易くなる。
従って、本実施例の如き副走査斜入射光学系においては、面倒れによる走査線湾曲に起因するピッチムラを低減することがより一層求められている。
本実施例においては、副走査方向の斜入射角度θは２.５度、ｆθレンズ系６の副走査断面内の横倍率βは１.２６５倍である。
偏向面５ａの偏心量Ｌは、特別に高精度の加工を行っていない場合を想定して２０μｍ程度と想定する。この場合の被走査面７上での走査線の副走査方向のずれ量δＺは、
となる。従って、２.２１μｍのピッチムラが発生する。
本実施例における面倒れによる走査線湾曲に起因するピッチムラは、実施例１と同じ０.３μｍ以下であるから、上記偏向面５ａの偏心によるピッチムラ２.２１μｍを考慮すると最高で２.５１μｍのピッチムラが発生することとなる。
ここで、仮に本実施例の光走査装置として、前記比較例１の様な光走査装置を使用したとすれば、面倒れによる走査線湾曲量だけで３.２μｍものピッチムラが発生してしまうこととなる。さらに偏向面５ａの偏心によるピッチムラ２.２１μｍが加わって、最高で５.４１μｍものピッチムラが発生してしまうことになってしまう。
５μｍ以上ものピッチムラは、画像品位を著しく劣化させることとなり、特に高精細なカラー画像に対しては許容できるレベルではない。
そこで、本実施例においては、副走査斜入射光学系において、第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面の副走査断面内の形状を、４次の非球面項を導入し、その非球面係数をレンズ面のＹ座標に依存して変化させている。
このときの変化は、ｆθレンズ系６から出射して被走査面上に結像される副走査断面内にの波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れるように変化している。
さらに、このときの変化は、走査端部を走査しているときにｆθレンズ系６から出射して被走査面上に結像される副走査断面内にの波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進むように変化している。
そうすることによって、偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに５’の倒れ誤差が生じた場合の面倒れによる走査線湾曲の量を有効走査領域内（±１１５mm）の全域において０.３μｍ以下という良好な性能を実現している。且つ副走査方向の像面湾曲もＰ-Ｐ０.７mmという良好な性能を同時に満足することに成功している。
それによって、副走査斜入射光学系特有の偏向面５ａの偏心によるピッチムラ２.２１μｍを考慮しても最高で２.５１μｍという小さなピッチムラに抑えることを可能としている。
[オーバーフィルド型光走査装置]
ここまでは、偏向面５ａに入射する光束の主走査方向の幅が偏向面５ａの主走査方向の幅よりも狭い、所謂アンダーフィルド型の光走査装置を例にして説明を行ってきた。
最近は、偏向面の面数が多くても回転多面鏡の大きさが大きくならず高速化に好適な、偏向面５ａに入射する光束の主走査方向の幅が偏向面５ａの主走査方向の幅よりも広い、所謂オーバーフィルド型の光走査装置も多用されている。
図１４は、偏向面５ａに入射する光束の主走査方向の幅が偏向面５ａの主走査方向の幅よりも広いオーバーフィルド型の光走査装置の偏向面５ａ近傍の拡大図である。
同図において、Ｉは回転多面鏡に入射する光源手段からの光束の主光線を示している。
Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ回転多面鏡５の偏向面５ａの偏向状態の様子を示している。
Ａは偏向面５ａで偏向走査された光束が被走査面７の中央部を走査しているときの偏向面５ａの様子を示している。偏向面５ａに入射した光束Ｉは偏向面５ａの幅よりも広い状態で入射しており、Ａの状態の偏向面５ａに入射した部分の光束が偏向面５ａとの交点Ｐで反射され、図中右方向Ａ’の方向に反射され、図中右方向にあるｆθレンズ系６に入射される。
Ｂは、偏向面５ａで偏向走査された光束が被走査面７の上方の端部を走査しているときの偏向面５ａの様子を示している。偏向面５ａに入射した光束Ｉは偏向面５ａの幅よりも広い状態で入射しており、Ｂの状態の偏向面５ａに入射した部分の光束が偏向面５ａとの交点Ｑで反射され、図中右上方向Ｂ’の方向に反射され、図中右方向にあるｆθレンズ系６に入射される。
Ｃは、偏向面５ａで偏向走査された光束が被走査面７の下方の端部を走査しているときの偏向面５ａの様子を示している。偏向面５ａに入射した光束Ｉは偏向面５ａの幅よりも広い状態で入射しており、Ｃの状態の偏向面５ａに入射した部分の光束が偏向面５ａとの交点Ｒで反射され、図中右下方向Ｃ’の方向に反射され、右方向にあるｆθレンズ系６に入射される。
ここで、シリンドリカルレンズ４(不図示）によって結像される焦線（線像）の結像位置（副走査方向の結像位置）は図中点Ｐと点Ｑ、Ｒのほぼ中央の位置（図中Ｍで示す位置）となるようにシリンドリカルレンズ４の副走査方向の屈折力及び位置が設定されている。
そして、シリンドリカルレンズ４によって結像された焦線と、被走査面７とがｆθレンズ系６によって副走査断面内において共役な関係とされている。
次に、図１４における偏向面５ａがＡの状態、つまり偏向走査された光束が被走査面７の中央部を走査しているときの副走査断面内の結像関係を図１５に示す。
シリンドリカルレンズ４によって結像される焦線の結像位置（副走査方向の結像位置）は、図１４で説明したように、点Ｐと点Ｑ、Ｒのほぼ中央の位置となるように設定されている。従って図１５においては、図の左方から偏向面５ａに入射する光束の焦線Ｄ（焦線の位置Ｄ）は、偏向面５ａの奥側（図の右側）に位置することとなる。点Ｐは偏向面５ａに入射した光束が反射される位置である。
ここにおいて、焦線Ｄと被走査面７とがｆθレンズ系６によって副走査断面内において共役になっているので、焦線Ｄの副走査断面内の共役点は被走査面７に一致している。図１５ではＤ’として示す。
一方、偏向面５ａ上の点Ｐの共役点は被走査面７の図の左方向Ｐ’に位置することとなる。
次に図１４における偏向面５ａがＢの状態、つまり、偏向走査された光束が被走査面７の図の上方の端部を走査しているときの副走査断面内の結像関係を図１６に示す。
同図においては、図の左方から偏向面５ａに入射する光束の焦線Ｅ（焦線の位置Ｅ）は、偏向面５ａの手前側（図の左側）に位置することとなる。点Ｑは偏向面５ａに入射した光束が反射される位置である。
ここにおいて、焦線Ｅと被走査面７とがｆθレンズ系６によって副走査断面内において共役になっているので、焦線Ｅの副走査断面内の共役点は被走査面７に一致している。図１６ではＥ’として示す。
一方、偏向面５ａ上の点Ｑの共役点は被走査面７の図の右方向Ｑ’に位置することとなる。
さらに図１４における偏向面５ａがＣの状態、つまり偏向走査された光束が被走査面７の図の下方の端部を走査しているときの副走査断面内の結像関係を図１７に示す。
同図においては、図の左方から偏向面５ａに入射する光束の焦線Ｆ（焦線の位置Ｆ）は、偏向面５ａの手前側（図の左側）に位置することとなる。
点Ｒは、偏向面５ａに入射した光束が反射される位置である。
ここにおいて、焦線Ｆと被走査面７とがｆθレンズ系６によって副走査断面内において共役になっているので、焦線Ｆの副走査断面内の共役点は被走査面７に一致している。図１７ではＦ’として示す。
一方、偏向面５ａ上の点Ｒの共役点は被走査面７の図の右方向Ｒ’に位置することとなる。
ここで、図１５において偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた場合の様子を図１８に示す。なお、この図１８では、図を見やすくする為に主光線のみを示している。
図の左方向から偏向面５ａに入射する光束は、焦線Ｄよりも図の左側にある副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた偏向面５ａ上の点Ｐで斜め上方に反射される。そして、偏向面５ａ上の点Ｐで斜め上方に反射された光束は、ｆθレンズ系６によって点Ｐの共役点である点Ｐ’の位置に向かって進むこととなる。
従って、偏向面５ａ上の点Ｐで斜め上方に反射された光束は、被走査面７上においては副走査方向で図の下方にずれた位置に到達してしまう。
次に図１６において偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた場合の様子を図１９に示す。図３０と同様、この図１９では主光線のみを示している。
図の左方向から偏向面５ａに入射する光束は、焦線Ｅよりも右側にある副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた偏向面５ａ上の点Ｑで斜め上方に反射される。そして、偏向面５ａ上の点Ｑで斜め上方に反射された光束は、ｆθレンズ系６によって点Ｑの共役点である点Ｑ’の位置に向かって被走査面７に到達する。
従って、偏向面５ａ上の点Ｑで斜め上方に反射された光束は、被走査面７上においては副走査方向で図の上方にずれた位置に到達してしまう。
さらに図１７において偏向面５ａが加工誤差によって副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた場合の様子を図２０に示す。図３０と同様、この図２０では主光線のみを示している。
図の左方向から偏向面５ａに入射する光束は、焦線Ｆよりも図の右側にある副走査方向上向きに倒れ誤差が生じた偏向面５ａ上の点Ｒで斜め上方に反射される。そして、偏向面５ａ上の点Ｒで斜め上方に反射された光束は、ｆθレンズ系６によって点Ｒの共役点である点Ｒ’の位置に向かって被走査面７に到達する。
従って、偏向面５ａ上の点Ｒで斜め上方に反射された光束は、被走査面７上においては副走査方向で図の上方にずれた位置に到達してしまう。
従って上記の現象から被走査面７上の走査線は、図２１に示す様に湾曲することとなる。
ここで、図２７に示したアンダーフィルド型光走査装置の説明図と、図１５に示したオーバーフィルド型光走査装置の説明図とを比較してみる。ともに被走査面７の中央部を走査しているときでも、焦線の結像位置と偏向面５ａの反射面の位置関係がアンダーフィルド型光走査装置の場合とオーバーフィルド型光走査装置の場合とで逆転していることが解る。
この位置関係の逆転現象は被走査面７の端部を走査しているときも同様である。
従って、オーバーフィルド型光走査装置において、アンダーフィルド型光走査装置である実施例１と同様に偏向面５ａの面倒れによる走査線湾曲を補正する。その為には副走査断面内において偏向面上の点と被走査面７とを全有効走査領域内（全走査範囲内）でｆθレンズ系６で共役になるように設定する。この場合、アンダーフィルド型光走査装置の場合とは逆に、副走査方向の像面が走査中央部でプラスに、走査端部でマイナスに湾曲してしまうことになる。
従って、オーバーフィルド型光走査装置において実施例１と同様な効果を達成する為には、ｆθレンズ系６の少なくとも１面のレンズ面の副走査断面形状に少なくとも４次以上の非球面項を導入する。そして少なくとも４次または４次以上の非球面係数をｆθレンズのレンズ長手方向のＹ座標に依存して変化させる。
このときの変化は、被走査面７の走査中央部を走査しているときにｆθレンズ系６から出射して被走査面上に結像される波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進むように変化している。さらにこのときの変化は、走査端部を走査しているときにｆθレンズ系６から出射して被走査面上に結像される波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れるように変化している。
例えばｆθレンズ系６が実施例１と同様に２枚レンズ構成であり、第２ｆθレンズ６２の被走査面７側のレンズ面に４次の非球面項を導入した場合は、次の如くになる。つまり、表７における像高０（レンズ中央部）で４次の非球面係数をマイナスにしてレンズ面の副走査方向の中央部の副走査断面内の曲率半径の絶対値に比べて、周辺部の副走査断面内の曲率半径の絶対値を小さくする。
そして、像高±１１５（レンズ周辺部）で４次の非球面係数をプラスにしてレンズ面の副走査方向の中央部の副走査断面内の曲率半径の絶対値に比べて、周辺部の副走査断面内の曲率半径の絶対値を大きくするように、
の各係数Ｅｊを設定すればよい。
ここでも６次以上の非球面係数Ｆｋｙｋ、Ｇｌｙｌは０次であるが、有限の値を持っていても良い。
[画像形成装置]
図２２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から３のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット（マルチビーム光走査装置）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によって感光ドラム101の感光面が主走査方向に走査される。
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。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。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。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。
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。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。
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に対向するように配設された転写器の一要素を構成する転写ローラ108によって被転写材たる用紙112上に転写される。用紙112は感光ドラム101の前方（図２２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。
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２２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。
図２２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ポリゴンモータなどの制御を行う。
[カラー画像形成装置]
図２３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、光走査装置（マルチビーム光走査装置）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のカラー画像形成装置である。図２３において、360はカラー画像形成装置、311，312、313，314は各々実施例に示したいずれかの構成を有する光走査装置である。341，342，343，344は各々像担持体としての感光ドラム、321，322，323，324は各々現像器、351は搬送ベルトである。
図２３において、カラー画像形成装置360には、パーソナルコンピュータ等の外部機器352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353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311，312，313，314に入力される。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331，332，333，334が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム341，342，343，344の感光面が主走査方向に走査される。
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置（311，312）、（313，314）を２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341，342，343，344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。
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311，312，313，314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341，342，343，344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。
前記外部機器352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360とで、カラーデジタル複写機が構成される。
本発明の実施例１の光走査装置の主走査方向の要部断面図 本発明の実施例１において面倒れによる走査線湾曲を示す図 本発明の実施例１における副走査方向の像面湾曲を示す図。 比較例１において面倒れによる走査線湾曲を示す図 比較例１における副走査方向の像面湾曲を示す図 比較例２において面倒れによる走査線湾曲を示す図 比較例２における副走査方向の像面湾曲を示す図 本発明の実施例１の４次の非球面係数による非球面量を示す図 本発明の実施例１の副走査断面内の曲率半径を示す図 本発明の実施例１の４次の非球面係数による非球面量を示す図 本発明の実施例１の副走査断面内の曲率半径を示す図 本発明の実施例３の光走査装置の副走査方向の要部断面図 副走査斜入射光学系の副走査断面の模式図 オーバーフィルド型の光走査装置の偏向面近傍の拡大図 図１４における偏向面がＡの状態のときの結像関係を示す図 図１４における偏向面がＢの状態のときの結像関係を示す図 図１４における偏向面がＣの状態のときの結像関係を示す図 図１５において偏向面に倒れ誤差が生じた場合の様子を示す図 図１６において偏向面に倒れ誤差が生じた場合の様子を示す図 図１７において偏向面に倒れ誤差が生じた場合の様子を示す図 アンダーフィルド型光走査装置における面倒れによる走査線湾曲の様子を示す図 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 本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図 従来の光走査装置の主走査方向の要部断面図 従来の光走査装置の副走査方向の要部断面図 従来の光走査装置の偏向面近傍の拡大図 図２６における偏向面がＡの状態のときの結像関係を示す図 図２６における偏向面がＢの状態のときの結像関係を示す図 図２６における偏向面がＣの状態のときの結像関係を示す図 図２７において偏向面に倒れ誤差が生じた場合の様子を示す図 図２８において偏向面に倒れ誤差が生じた場合の様子を示す図 図２９において偏向面に倒れ誤差が生じた場合の様子を示す図 面倒れによる走査線湾曲の様子を示す図
符号の説明
１：光源手段
２：第１の光学素子（コリメータレンズ）
３：開口絞り
４：第２の光学素子（シリンドリカルレンズ）
５：偏向手段（回転多面鏡）
６：第２光学系（ｆθレンズ系）
7：被走査面
８：防塵ガラス
ＬＡ：第１光学系（入射光学系）

Claims (12)

  1. １つ以上の発光部を有する光源手段と、
    前記光源手段から出射した光束を偏向走査する複数の偏向面を有する回転多面鏡と、
    前記光源手段から出射した光束を前記回転多面鏡の偏向面に導光する入射光学系と、
    前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、を有し、
    副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と被走査面とが共役な関係を備えている光走査装置であって、
    前記入射光学系は、前記光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換する第１の光学素子と、
    前記第１の光学素子を通過した光束を前記回転多面鏡の偏向面上に主走査方向に延びる線状に結像させる第２の光学素子と、を有しており、
    主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の幅よりも狭い光束幅であり、
    前記結像光学系を構成する１枚以上の結像光学素子の少なくとも１つの光学面の副走査断面内の形状は、４次以上の非球面係数を含む非円弧形状から成り、
    前記４次以上の非球面係数のうち、４次または４次以上の非球面係数は、主走査方向において、前記結像光学素子の中央部から前記結像光学素子の周辺部に向かい変化しており、
    前記結像光学素子の主走査方向における中央部の副走査断面内の非円弧形状は、前記結像光学素子の副走査方向における中央部の曲率半径の絶対値に比べて前記結像光学素子の副走査方向における周辺部の曲率半径の絶対値が大きく、
    前記結像光学素子の主走査方向における周辺部の副走査断面内の非円弧形状は、前記結像光学素子の副走査方向における中央部の曲率半径の絶対値に比べて前記結像光学素子の副走査方向における周辺部の曲率半径の絶対値が小さくなっていることを特徴とする光走査装置。
  2. １つ以上の発光部を有する光源手段と、
    前記光源手段から出射した光束を偏向走査する複数の偏向面を有する回転多面鏡と、
    前記光源手段から出射した光束を前記回転多面鏡の偏向面に導光する入射光学系と、
    前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、を有し、
    副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と被走査面とが共役な関係を備えている光走査装置であって、
    前記入射光学系は、前記光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換する第１の光学素子と、
    前記第１の光学素子を通過した光束を前記回転多面鏡の偏向面上に主走査方向に延びる線状に結像させる第２の光学素子と、を有しており、
    主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の幅よりも狭い光束幅であり、
    前記結像光学系を構成する１枚以上の結像光学素子の少なくとも１つの光学面の副走査断面内の形状は、４次以上の非球面係数を含む非円弧形状から成り、前記４次以上の非球面係数のうち、４次または４次以上の非球面係数は、前記結像光学素子の主走査方向の座標に依存して変化しており、
    この変化は、前記被走査面の主走査方向における走査中央部を走査しているときに前記被走査面上に結像される副走査断面内の波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れ、
    前記被走査面の主走査方向における走査端部を走査しているときに前記被走査面上に結像される副走査断面内の波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進むように変化していることを特徴とする光走査装置。
  3. １つ以上の発光部を有する光源手段と、
    前記光源手段から出射した光束を偏向走査する複数の偏向面を有する回転多面鏡と、
    前記光源手段から出射した光束を前記回転多面鏡の偏向面に導光する入射光学系と、
    前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、を有し、
    副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と被走査面とが共役な関係を備えている光走査装置であって、
    前記入射光学系は、前記光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換する第１の光学素子と、
    前記第１の光学素子を通過した光束を前記回転多面鏡の偏向面上に主走査方向に延びる線状に結像させる第２の光学素子と、を有しており、
    主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の幅よりも広い光束幅であり、
    前記結像光学系を構成する１枚以上の結像光学素子の少なくとも１つの光学面の副走査断面内の形状は、４次以上の非球面係数を含む非円弧形状から成り、
    前記４次以上の非球面係数のうち、４次または４次以上の非球面係数は、主走査方向において、前記結像光学素子の中央部から前記結像光学素子の周辺部に向かい変化しており、
    前記結像光学素子の主走査方向における中央部の副走査断面内の非円弧形状は、前記結像光学素子の副走査方向における中央部の曲率半径の絶対値に比べて前記結像光学素子の副走査方向における周辺部の曲率半径の絶対値が小さく、
    前記結像光学素子の主走査方向における周辺部の副走査断面内の非円弧形状は、前記結像光学素子の副走査方向における中央部の曲率半径の絶対値に比べて前記結像光学素子の副走査方向における周辺部の曲率半径の絶対値が大きくなっていることを特徴とする光走査装置。
  4. １つ以上の発光部を有する光源手段と、
    前記光源手段から出射した光束を偏向走査する複数の偏向面を有する回転多面鏡と、
    前記光源手段から出射した光束を前記回転多面鏡の偏向面に導光する入射光学系と、
    前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、を有し、
    副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と被走査面とが共役な関係を備えている光走査装置であって、
    前記入射光学系は、前記光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換する第１の光学素子と、
    前記第１の光学素子を通過した光束を前記回転多面鏡の偏向面上に主走査方向に延びる線状に結像させる第２の光学素子と、を有しており、
    主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の幅よりも広い光束幅であり、
    前記結像光学系を構成する１枚以上の結像光学素子の少なくとも１つの光学面の副走査断面内の形状は、４次以上の非球面係数を含む非円弧形状から成り、前記４次以上の非球面係数のうち、４次または４次以上の非球面係数は、前記結像光学素子の主走査方向の座標に依存して変化しており、
    この変化は、前記被走査面の主走査方向における走査中央部を走査しているときに前記被走査面上に結像される副走査断面内の波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で進み、
    前記被走査面の主走査方向における走査端部を走査しているときに前記被走査面上に結像される副走査断面内の波面が、副走査方向の近軸像点を中心とした参照球面に対して副走査方向の端部で遅れるように変化していることを特徴とする光走査装置。
  5. 前記光源手段は、２つ以上の発光部を有す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。
  6. 前記光源手段は、１つ以上の発光部を有する複数の光源部から成り、前記複数の光源部から出射した１つ以上の光束を同一方向に出射せしめるビーム合成手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置。
  7. 副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記回転多面鏡の偏向面の回転軸に垂直な面に対して斜め方向から入射していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置。
  8. 副走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面とが全走査範囲内において共役な関係にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光走査装置。
  9. 請求項１乃至８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。
  10. 請求項１乃至８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。
  11. 請求項１乃至８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。
  12. 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１１に記載のカラー画像形成装置。
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