(57)【要約】【課題】小型で良好な光学性能を有す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、第１及び第２の光束を偏向して第１及び第２の被走査面を主走査方向に走査する第１の偏向器と、第３及び第４の光束を偏向して第３及び第４の被走査面を主走査方向に走査する第２の偏向器と、第１の偏向器によって偏向された第１及び第２の光束を第１及び第２の被走査面に導光する第１及び第２の結像光学系と、第２の偏向器によって偏向された第３及び第４の光束を第３及び第４の被走査面に導光する第３及び第４の結像光学系とを有し、第１及び第２の偏向器の中心間の距離をＰ、第２の被走査面及び第２の結像光学系の光軸の交点と第３の被走査面及び第３の結像光学系の光軸の交点との間の距離をＤｐとするとき、    ２＜Ｐ／Ｄｐ＜２．５なる条件を満たすことを特徴とする。【選択図】  図１
2020003719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光束を偏向して第１及び第２の被走査面を主走査方向に走査する第１の偏向器と、
第３及び第４の光束を偏向して第３及び第４の被走査面を主走査方向に走査する第２の偏向器と、
前記第１の偏向器によって偏向された前記第１及び第２の光束を前記第１及び第２の被走査面に導光する第１及び第２の結像光学系と、
前記第２の偏向器によって偏向された前記第３及び第４の光束を前記第３及び第４の被走査面に導光する第３及び第４の結像光学系とを有し、
前記第１及び第２の偏向器の中心間の距離をＰ、前記第２の被走査面及び前記第２の結像光学系の光軸の交点と前記第３の被走査面及び前記第３の結像光学系の光軸の交点との間の距離をＤｐとするとき、
２＜Ｐ／Ｄｐ＜２．５
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】
前記第１乃至第４の結像光学系は第１乃至第４の結像素子を備え、該第１乃至第４の結像素子を通過した前記第１乃至第４の光束を反射する第１乃至第４の反射素子を有す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】
前記第１の反射素子での軸上光束の反射点から前記第１の被走査面までの距離と前記第２の反射素子での軸上光束の反射点から前記第２の被走査面までの距離とは、互いに異なることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第１の偏向器から前記第１の被走査面までの光路長と前記第１の偏向器から前記第２の被走査面までの光路長とは、互いに等しいことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１乃至第４の結像光学系は、互いに同一な形状である第１乃至第４の結像素子を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第１の反射素子での軸上光束の反射点から前記第１の被走査面までの距離と前記第２の反射素子での軸上光束の反射点から前記第２の被走査面までの距離とは、互いに等しいことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第１の偏向器から前記第１の被走査面までの光路長と前記第１の偏向器から前記第２の被走査面までの光路長とは、互いに異なることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
主走査断面内において前記第１の偏向器と前記第２の偏向器との間に配置される光検出素子を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の光走査装置と、該光走査装置により前記第１乃至第４の被走査面に形成される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備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何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、特にレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）やデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の回転多面鏡を設けて複数の被走査面を走査する光走査装置が知られている。そのような光走査装置においては、複数の回転多面鏡それぞれの駆動モータが回転駆動することによって、光走査装置の内部に熱が局所的に発生するために、温度分布の偏りが生じる。
温度分布の偏りが生じると、光走査装置に設けられている複数の反射素子それぞれの温度上昇に伴う姿勢変化量の間に差が生じるために、各被走査面に形成される像にばらつきが生じ、画質が劣化してしまう。
【０００３】
特許文献１は、２つの多段回転多面鏡を互いに遠ざけることによって、温度分布の偏りを抑制した光走査装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０８１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている光走査装置では、２つの回転多面鏡を互いに大幅に遠ざけていることに伴って各回転多面鏡を多段構成にしているため、装置が副走査方向に大型化してしまっている。
また、このような光走査装置において、各回転多面鏡を一段構成にして各回転多面鏡の偏向面に対して複数の光束を斜入射させる構成も考えられるが、この場合においても装置が副走査方向に大型化してしまう。
そこで本発明は、小型で良好な光学性能を有す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、第１及び第２の光束を偏向して第１及び第２の被走査面を主走査方向に走査する第１の偏向器と、第３及び第４の光束を偏向して第３及び第４の被走査面を主走査方向に走査する第２の偏向器と、第１の偏向器によって偏向された第１及び第２の光束を第１及び第２の被走査面に導光する第１及び第２の結像光学系と、第２の偏向器によって偏向された第３及び第４の光束を第３及び第４の被走査面に導光する第３及び第４の結像光学系とを有し、第１及び第２の偏向器の中心間の距離をＰ、第２の被走査面及び第２の結像光学系の光軸の交点と第３の被走査面及び第３の結像光学系の光軸の交点との間の距離をＤｐとするとき、
２＜Ｐ／Ｄｐ＜２．５
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、小型で良好な光学性能を有す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一部主走査断面図及び一部副走査断面図。
【図２】第二実施形態に係る光走査装置の一部主走査断面図及び一部副走査断面図。
【図３】実施形態に係るカラー画像形成装置の要部副走査断面図。
【図４】従来の光走査装置の一部主走査断面図及び一部副走査断面図。
【図５】反射素子の温度上昇に伴う姿勢変化を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本実施形態に係る光走査装置を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。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、主走査方向とは、偏向器の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（偏向器により被走査面が光走査される方向）である。副走査方向とは、偏向器の回転軸に平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向に垂直な断面（主走査方向と結像光学系の光軸とに平行な断面）である。副走査断面とは、主走査方向に垂直な断面（副走査方向と結像光学系の光軸とに平行な断面）である。
【００１１】
図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、従来の光走査装置４９の一部主走査断面図及び一部副走査断面図を示している。
【００１２】
図４（ａ）及び（ｂ）に示されているように、従来の光走査装置４９では、第１及び第２の光源４１ｙ及び４１ｍそれぞれから出射した第１及び第２の光束Ｌｙ及びＬｍは、第１及び第２の入射光学系６０ｙ及び６０ｍを介して第１の回転多面鏡４６ａの第１及び第２の偏向反射面４６ａ１及び４６ａ２の近傍に主走査方向に長い線像として集光される。そして、第１の回転多面鏡４６ａによって反射偏向された第１及び第２の光束Ｌｙ及びＬｍはそれぞれ、第１及び第２の結像レンズ４７ｙ及び４７ｍ、及び第１及び第２の反射ミラー４８ｙ及び４８ｍによって第１及び第２の被走査面５０ｙ及び５０ｍ上に集光される。
また、第３及び第４の光源４１ｃ及び４１ｋそれぞれから出射した第３及び第４の光束Ｌｃ及びＬｋは、第３及び第４の入射光学系６０ｃ及び６０ｋを介して第２の回転多面鏡４６ｂの第１及び第２の偏向反射面４６ｂ１及び４６ｂ２の近傍に主走査方向に長い線像として集光される。そして、第２の回転多面鏡４６ｂによって反射偏向された第３及び第４の光束Ｌｃ及びＬｋはそれぞれ、第３及び第４の結像レンズ４７ｃ及び４７ｋ、及び第３及び第４の反射ミラー４８ｃ及び４８ｋによって第３及び第４の被走査面５０ｃ及び５０ｋ上に集光される。
【００１３】
このような従来の光走査装置４９では、第１及び第２の回転多面鏡４６ａ及び４６ｂそれぞれの駆動モータが回転駆動することによって、光走査装置４９の内部に熱が局所的に発生するために、温度分布の偏りが生じる。
具体的には、図４（ａ）に示されているように、第１の回転多面鏡４６ａ及び第２の回転多面鏡４６ｂそれぞれの近傍が最も温度が高くなり、一方で、第１及び第２の回転多面鏡４６ａ及び４６ｂの互いに対して反対側である外側の第１の領域が最も温度が低くなる。そして、第１の回転多面鏡４６ａと第２の回転多面鏡４６ｂとの間の内側の第２の領域がその中間の温度となる。
【００１４】
そして、図４（ａ）に示されているように、この従来の光走査装置４９では、第１乃至第４の被走査面５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ及び５０ｋそれぞれに対応する光路長は互いに等しい。そして、対応する第１乃至第４の結像光学系である第１乃至第４の結像レンズ４７ｙ、４７ｍ、４７ｃ及び４７ｋも互いに同一の形状である。
従って、第１乃至第４の反射ミラー４８ｙ、４８ｍ、４８ｃ及び４８ｋそれぞれの軸上光束の反射点から第１乃至第４の被走査面５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ及び５０ｋまでの距離は、互いに等しくなっている。
また、第１乃至第４の被走査面５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ及び５０ｋと第１乃至第４の結像光学系８０ｙ、８０ｍ、８０ｃ及び８０ｋの光軸との交点５０ｙｃ、５０ｍｃ、５０ｃｃ及び５０ｋｃのうち、互いに隣接する交点間の距離は全てＤｐであり、互いに等しい。そして、第１の回転多面鏡６ａと第２の回転多面鏡６ｂとの中心間の距離Ｐは２Ｄｐに等しくなっている。
【００１５】
そして、上記のように光走査装置４９の内部に温度分布の偏りが生じると、光走査装置４９に設けられている４つの反射ミラー４８ｙ、４８ｍ、４８ｃ及び４８ｋそれぞれの温度上昇に伴う姿勢変化量の間に差が生じてしまう。
具体的には、温度が低い第１の領域に設けられている第１及び第４の反射ミラー４８ｙ及び４８ｋについては、図５（ａ）に示されているように、温度上昇に伴う称呼姿勢からの姿勢変化量は小さいため、称呼光路からの光路変化も小さい。
一方で、温度が第１の領域よりも高くなる第２の領域に設けられている第２及び第３の反射ミラー４８ｍ及び４８ｃについては、図５（ｂ）に示されているように、温度上昇に伴う称呼姿勢からの姿勢変化量は大きくなるため、称呼光路からの光路変化も大きくなってしまう。
【００１６】
このように、従来の光走査装置４９では、複数の反射素子それぞれの温度上昇に伴う姿勢変化量の間に差が生じるために、各被走査面に形成される像にばらつきが生じ、画質が劣化してしまう。
【００１７】
そこで、本実施形態に係る光走査装置では、以下に示すように各被走査面の位置、第１及び第２の回転多面鏡の位置や各結像光学系の構成を適切に設計して、それぞれの被走査面と結像光学系の光軸との交点間の距離Ｄｐ及び第１及び第２の回転多面鏡の中心間距離Ｐを適切に設定することによって、光走査装置の内部の温度分布の偏りを抑制している。
【００１８】
［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１１の一部主走査断面図を示している。また図１（ｃ）は、第一実施形態に係る光走査装置１１の一部副走査断面図を示している。
なお図１（ａ）乃至（ｃ）は、反射光学系を省略して描かれている。また図１（ａ）及び（ｂ）は、主走査断面内で展開して描かれている。
【００１９】
本実施形態に係る光走査装置１１は、４つの互いに異なる色相（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ及びブラックＫ）に対応する画像情報をそれぞれ４つの感光ドラム等の感光体の感光面（被走査面）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ及び１０ｋ上に同時に記録する事ができる。
【００２０】
本実施形態に係る光走査装置１１は、第１、第２、第３及び第４の光源１ｙ、１ｍ、１ｃ及び１ｋ、第１、第２、第３及び第４の開口絞り２ｙ、２ｍ、２ｃ及び２ｋ、及び第１、第２、第３及び第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋを備えている。また、本実施形態に係る光走査装置１１は、第１、第２、第３及び第４のシリンドリカルレンズ４ｙ、４ｍ、４ｃ及び４ｋ、及び第１及び第２の回転多面鏡（第１及び第２の偏向器）６ａ及び６ｂを備えている。また、本実施形態に係る光走査装置１１は、第１の結像レンズ（結像素子）７１ｙ、７１ｍ、７１ｃ及び７１ｋ、第２の結像レンズ（結像素子）７２ｙ、７２ｍ、７２ｃ及び７２ｋ、及び第１、第２、第３及び第４の反射ミラー８ｙ、８ｍ、８ｃ及び８ｋを備えている。また、本実施形態に係る光走査装置１１は、第１、第２、第３及び第４の防塵ガラス９ｙ、９ｍ、９ｃ及び９ｋ、及び各光学部材を保持する光学箱（保持部材）１２を備えている。
【００２１】
なお、本実施形態に係る光走査装置１１では、第１乃至第４の開口絞り２ｙ、２ｍ、２ｃ及び２ｋ、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋ、及び第１乃至第４のシリンドリカルレンズ４ｙ、４ｍ、４ｃ及び４ｋによって、第１、第２、第３及び第４の入射光学系７０ｙ、７０ｍ、７０ｃ及び７０ｋがそれぞれ構成される。
また、第１の結像レンズ７１ｙ、７１ｍ、７１ｃ、７１ｋ、及び第２の結像レンズ７２ｙ、７２ｍ、７２ｃ、７２ｋによって、第１、第２、第３及び第４の結像光学系８０ｙ、８０ｍ、８０ｃ及び８０ｋがそれぞれ構成される。
さらに、第１乃至第４の反射ミラー８ｙ、８ｍ、８ｃ及び８ｋによって、第１、第２、第３及び第４の反射光学系９０ｙ、９０ｍ、９０ｃ及び９０ｋがそれぞれ構成される。
【００２２】
図１（ａ）及び（ｃ）に示されているように、本実施形態に係る光走査装置１１では、第１の結像光学系８０ｙ及び第１の反射光学系９０ｙはそれぞれ、第１の回転多面鏡６ａを挟んで、第２の結像光学系８０ｍ及び第２の反射光学系９０ｍの反対側に配置されている。
また、図１（ｂ）及び（ｃ）に示されているように、第３の結像光学系８０ｃ及び第３の反射光学系９０ｃはそれぞれ、第２の回転多面鏡６ｂを挟んで、第４の結像光学系８０ｋ及び第４の反射光学系９０ｋの反対側に配置されている。
【００２３】
第１乃至第４の光源１ｙ、１ｍ、１ｃ及び１ｋそれぞれから射出された第１、第２、第３及び第４の光束Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ及びＬｋは、第１乃至第４の開口絞り２ｙ、２ｍ、２ｃ及び２ｋによって主走査方向及び副走査方向の光束径が制限される。
そして、第１乃至第４の開口絞り２ｙ、２ｍ、２ｃ及び２ｋを通過した第１、第２、第３及び第４の光束Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ及びＬｋは、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋによって平行光束に変換される。なおここで、平行光束とは、厳密な平行光束だけでなく、弱発散光束や弱収束光束等の略平行光束を含むものとする。
そして、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋを通過した第１乃至第４の光束Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ及びＬｋは、第１乃至第４のシリンドリカルレンズ４ｙ、４ｍ、４ｃ及び４ｋによって副走査方向にのみ屈折される。
【００２４】
そして、第１及び第２のシリンドリカルレンズ４ｙ及び４ｍを通過した第１及び第２の光束Ｌｙ及びＬｍはそれぞれ、第１の回転多面鏡６ａの第１及び第２の偏向反射面６ａ１及び６ａ２の近傍に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。
また、第３及び第４のシリンドリカルレンズ４ｃ及び４ｋを通過した第３及び第４の光束Ｌｃ及びＬｋはそれぞれ、第２の回転多面鏡６ｂの第１及び第２の偏向反射面６ｂ１及び６ｂ２の近傍に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。
【００２５】
また、本実施形態に係る光走査装置１１では、第１乃至第４の入射光学系７０ｙ、７０ｍ、７０ｃ、７０ｋはそれぞれ、光軸が第１及び第２の回転多面鏡６ａ、６ｂの回転軸に垂直な面に対して平行になるように配置されている。そのため、第１乃至第４の光束Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ及びＬｋはそれぞれ、第１及び第２の回転多面鏡６ａ及び６ｂの偏向反射面６ａ１、６ａ２、６ｂ１及び６ｂ２に対して垂直に入射される。
【００２６】
そして、第１の回転多面鏡６ａによって反射偏向された第１の光束Ｌｙは、第１の結像レンズ７１ｙ（第１の結像素子）及び第２の結像レンズ７２ｙによって第１の被走査面１０ｙ上に導光（集光）され、第１の反射ミラー（第１の反射素子）８ｙによって反射されて、光スポットとして結像される。
また、第１の回転多面鏡６ａによって反射偏向された第２の光束Ｌｍは、第１の結像レンズ７１ｍ（第２の結像素子）及び第２の結像レンズ７２ｍによって第２の被走査面１０ｍ上に導光（集光）され、第２の反射ミラー（第２の反射素子）８ｍによって反射されて、光スポットとして結像される。
【００２７】
また、第２の回転多面鏡６ｂによって反射偏向された第３の光束Ｌｃは、第１の結像レンズ７１ｃ（第３の結像素子）及び第２の結像レンズ７２ｃによって第３の被走査面１０ｃ上に導光（集光）され、第３の反射ミラー（第３の反射素子）８ｃによって反射されて、光スポットとして結像される。
また、第２の回転多面鏡６ｂによって反射偏向された第４の光束Ｌｋは、第１の結像レンズ７１ｋ（第４の結像素子）及び第２の結像レンズ７２ｋによって第４の被走査面１０ｋ上に導光（集光）され、第４の反射ミラー（第４の反射素子）８ｋによって反射されて、光スポットとして結像される。
【００２８】
そして、第１及び第２の回転多面鏡６ａ及び６ｂが図中矢印ＰＡ方向に回転することにより第１乃至第４の被走査面１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ及び１０ｋを矢印ＰＢ方向に光スポットが走査し、静電潜像が形成する。
なお、本実施形態に係る光走査装置１１では、第１乃至第４の被走査面１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ及び１０ｋ上に感光面が配置されるように、４つの感光ドラムが設けられている。
【００２９】
なお、本実施形態に係る光走査装置１１では、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋの代わ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よい。
また、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋ、及び第１乃至第４のシリンドリカルレンズ４ｙ、４ｍ、４ｃ及び４ｋの代わりに、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィックレンズを用いてもよい。
【００３０】
次に、本実施形態に係る光走査装置１１の各光学系の諸元値を以下の表１及び表２に示す。
【００３１】
【表１】
2020003719.tif 000003
【表２】
2020003719.tif 000004
【００３２】
第１の結像レンズ７１ｙ、７１ｍ、７１ｃ、７１ｋ及び第２の結像レンズ７２ｙ、７２ｍ、７２ｃ、７２ｋの入射面及び出射面の主走査断面内における母線形状は、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、主走査断面内において光軸と直交する方向をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する方向をＺ軸としたとき、以下の式（１）で表される。
【００３３】
【数１】
2020003719.tif 000005
なおここで、Ｒは曲率半径、Ｋｙは離心率、Ｂ１乃至Ｂ１０はそれぞれ、１次乃至１０次の母線の非球面係数である。
【００３４】
また、第１の結像レンズ７１ｙ、７１ｍ、７１ｃ、７１ｋ及び第２の結像レンズ７２ｙ、７２ｍ、７２ｃ、７２ｋの入射面及び出射面の子線形状Ｓは、以下の式（２）で表される。
【００３５】
【数２】
2020003719.tif 000006
ここで、Ｓは母線方向の各位置Ｙにおける母線の法線と副走査方向とを含む第一の断面内に定義される子線形状である。また、Ｋｚは離心率であり、本実施形態に係る光走査装置１１では０にしている。
【００３６】
また式（２）において、ｒは母線方向の各位置Ｙにおける第一の断面内の曲率半径（子線の曲率半径）であり、以下の式（３）のように表される。
【００３７】
【数３】
2020003719.tif 000007
ここで、ｒｚは光軸上における子線の曲率半径であり、Ｅ１乃至Ｅ１０はそれぞれ、１次乃至１０次の子線の非球面係数である。
【００３８】
次に、本実施形態に係る光走査装置１１の特徴的構成及びそれによる効果について説明する。
【００３９】
図１（ｃ）に示されているように、第１の被走査面１０ｙと第１の結像光学系８０ｙの光軸との交点を１０ｙｃ、第２の被走査面１０ｍと第２の結像光学系８０ｍの光軸との交点を１０ｍｃとする。そして、第３の被走査面１０ｃと第３の結像光学系８０ｃの光軸との交点を１０ｃｃ、第４の被走査面１０ｋと第４の結像光学系８０ｋの光軸との交点を１０ｋｃとする。
本実施形態に係る光走査装置１１では、図１（ｃ）に示されているように、交点１０ｙｃ、１０ｍｃ、１０ｃｃ及び１０ｋｃは、一つの直線上にはない。そして、それに対応するように、感光ドラム１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋは一つの直線上には配列されていない。
【００４０】
このとき、図１（ｃ）に示されているように、内側の第２の被走査面１０ｍ及び第３の被走査面１０ｃそれぞれの交点１０ｍｃ及び１０ｃｃの間の距離をＤｐとする。換言すると、交点１０ｙｃ及び交点１０ｍｃの一方と交点１０ｃｃ及び交点１０ｋｃの一方との間の最小距離をＤｐとする。
【００４１】
ここで、図１（ｃ）に示されているように、第１の回転多面鏡６ａと第２の回転多面鏡６ｂとの中心間の距離をＰとしたとき、本実施形態に係る光走査装置１１では、以下の条件式（４）が満たされている。
２＜Ｐ／Ｄｐ＜２．５  （４）
【００４２】
もし、Ｐ／Ｄｐが条件式（４）の下限値以下になると、熱源となる第１の回転多面鏡６ａ及び第２の回転多面鏡６ｂそれぞれの駆動モータの互いに対する離間量が小さくなってしまう。
そのため、第１の回転多面鏡６ａと第２の回転多面鏡６ｂとの間の第２の領域の温度は、第２の領域以外の領域と比べて高くなってしまう。
それにより、第２の領域に配置されている第２及び第３の反射ミラー８ｍ及び８ｃの姿勢の変動量が第２の領域以外の領域に配置されている第１及び第４の反射ミラー８ｙ及び８ｋの姿勢の変動量に比べて大きくなる。
そのため、第２及び第３の結像光学系８０ｍ及び８０ｃそれぞれによる色ずれ量と第１及び第４の結像光学系８０ｙ及び８０ｋそれぞれによる色ずれ量とが互いに異なってしまう。
【００４３】
一方、Ｐ／Ｄｐが条件式（４）の上限値以上になると、熱源となる第１の回転多面鏡６ａ及び第２の回転多面鏡６ｂそれぞれの駆動モータの互いに対する離間量が大きくなる。
そのため、第２の領域と第２の領域以外の領域とで温度分布の偏りを抑制することはできる。
しかしながら、その場合、光走査装置１１をタンデム型にする、すなわち、第１の回転多面鏡６ａの第１の偏向反射面６ａ１のみによって第１及び第２の被走査面１０ｙ及び１０ｍの双方を走査し、且つ第２の回転多面鏡６ｂの第２の偏向反射面６ｂ２のみによって第３及び第４の被走査面１０ｃ及び１０ｋの双方を走査しなければならなくなる。
その場合、第１の回転多面鏡６ａ及び第２の回転多面鏡６ｂをそれぞれ多段設計にするか、もしくは偏向反射面に対して光束を斜入射させることになり、光走査装置１１の副走査方向の高さを高くする必要が生じる。また、第１乃至第４の反射光学系９０ｙ、９０ｍ、９０ｃ及び９０ｋに用いられる反射部材の個数も増やす必要が生じるため、コストアップに繋がってしまう。
【００４４】
従って、本実施形態に係る光走査装置１１は、光走査装置１１の副走査方向の高さを増大させずに光走査装置１１内の温度分布の偏りを抑制するために、Ｐ／Ｄｐが条件式（４）を満たすように設計されている。
本実施形態に係る光走査装置１１は、条件式（４）を満たす事で、光走査装置１１内の温度分布の偏りを抑制し、第１乃至第４の反射ミラー８ｙ、８ｍ、８ｃ及び８ｋそれぞれの姿勢の変動量の間のばらつきを低減する事が可能となる。そして、第１乃至第４の結像光学系８０ｍ、８０ｃ、８０ｙ及び８０ｋそれぞれによる色ずれ量の間の差を低減する事ができる。
【００４５】
なお、本実施形態に係る光走査装置１１では、条件式（４）の数値範囲を以下の条件式（４ａ）のように設定することがより好ましい。
２＜Ｐ／Ｄｐ＜２．１  （４ａ）
【００４６】
本実施形態に係る光走査装置１１では、内側の第２の被走査面１０ｍと第２の結像光学系８０ｍの光軸との交点１０ｍｃから第３の被走査面１０ｃと第３の結像光学系８０ｃの光軸との交点１０ｃｃまでの距離Ｄｐを７９ｍｍとしている。
また、第１の回転多面鏡６ａと第２の回転多面鏡６ｂとの中心間の距離Ｐを１６２ｍｍとしている。従って、Ｐ／Ｄｐは２．０５となる。
【００４７】
また、本実施形態に係る光走査装置１１では、第１乃至第４の結像光学系８０ｙ、８０ｍ、８０ｃ及び８０ｋの光路長Ｔｃを互いに一致させている。
その上で条件式（４）及び（４ａ）を満たすように距離Ｄｐ及び距離Ｐを上記のように設定すると、第１乃至第４の反射ミラー８ｙ、８ｍ、８ｃ及び８ｋの軸上光線の反射点から交点１０ｙｃ、１０ｍｃ、１０ｃｃ、１０ｋｃまでの光路長、すなわち副走査断面内における距離（副走査方向高さ）を互いに一致させることはできなくなってしまう。
このため、以下に示すように、通常互いに一致させることが望ましい感光体の高さを互いに異ならせるように、本実施形態に係る光走査装置１１は設計されている。
【００４８】
ここで、第１及び第４の反射ミラー８ｙ及び８ｋの軸上光線の反射点から交点１０ｙｃ、１０ｋｃまでの副走査断面内における距離をＨ０とする。また、第２及び第３の反射ミラー８ｍ及び８ｃの軸上光線の反射点から交点１０ｍｃ、１０ｃｃまでの副走査断面内における距離をＨ１とする。
【００４９】
そして、それらの差ΔＨを｜Ｈ１―Ｈ０｜で定義したとき、本実施形態に係る光走査装置１１を以下の式（５）を満たすように設計することで、条件式（４）及び（４ａ）を満たしつつ、各結像光学系の光路長Ｔｃを互いに一致させることができる。
ΔＨ＝Ｐ−２Ｄｐ  （５）
【００５０】
従って、本実施形態に係る光走査装置１１では、ΔＨを４ｍｍに設定することで、条件式（４）及び（４ａ）を満たしつつ、各結像光学系の光路長Ｔｃを互いに一致させることができる。それにより、第１の結像レンズ７１ｙ、７１ｍ、７１ｃ、７１ｋそれぞれの形状を互いに一致させると共に、第２の結像レンズ７２ｙ、７２ｍ、７２ｃ、７２ｋそれぞれの形状を互いに一致させることができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係る光走査装置１１では、感光体の高さを互いに異ならせて光路長を互いに一致させることによって、結像レンズの形状を互いに一致させることができ、コンパクト且つ低コストで装置内における温度分布の偏りを抑制する事が可能となる。
そして、温度分布の偏りによる反射ミラーそれぞれの姿勢の変動量の間のばらつきを抑制することができ、そのような本実施形態に係る光走査装置２１を画像形成装置に用いることによって、良好な画像を形成することができる。
【００５２】
［第二実施形態］
図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第二実施形態に係る光走査装置２１の一部主走査断面図を示している。また図２（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれ、第二実施形態に係る光走査装置２１の一部副走査断面図及び一部主走査断面図を示している。
なお図２（ａ）乃至（ｄ）は、反射光学系を省略して描かれている。また図２（ａ）及び（ｂ）は、主走査断面内で展開して描かれている。
【００５３】
本実施形態に係る光走査装置２１では、以下に示すように、第１、第２、第３及び第４の被走査面１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ及び１０ｋそれぞれの副走査方向高さＨを互いに等しくする代わりに、第１及び第４の被走査面１０ｙ及び１０ｋそれぞれに対応する光路長Ｔｃと第２及び第３の被走査面１０ｍ及び１０ｃそれぞれに対応する光路長Ｔｃとを互いに異ならせている。
そして、第１及び第４の被走査面１０ｙ及び１０ｋそれぞれに対応する第１及び第４の結像光学系８０ｙ及び８０ｋである第１及び第４の結像レンズ７ｙ及び７ｋと第２及び第３の被走査面１０ｍ及び１０ｃそれぞれに対応する第２及び第３の結像光学系８０ｍ及び８０ｃである第２及び第３の結像レンズ７ｍ及び７ｃとは、互いに異なる形状となっている。
【００５４】
本実施形態に係る光走査装置２１は、第１、第２、第３及び第４の光源１ｙ、１ｍ、１ｃ及び１ｋ、第１、第２、第３及び第４の副走査絞り２ｙ、２ｍ、２ｃ及び２ｋ、及び第１、第２、第３及び第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋを備えている。また、本実施形態に係る光走査装置２１は、第１、第２、第３及び第４のシリンドリカルレンズ４ｙ、４ｍ、４ｃ及び４ｋ、第１、第２、第３及び第４の主走査絞り５ｙ、５ｍ、５ｃ及び５ｋ、及び第１及び第２の回転多面鏡６ａ及び６ｂを備えている。また、本実施形態に係る光走査装置２１は、第１、第２、第３及び第４の結像レンズ７ｙ、７ｍ、７ｃ及び７ｋ、第１、第２、第３及び第４の反射ミラー８ｙ、８ｍ、８ｃ及び８ｋ、及び第１、第２、第３及び第４の防塵ガラス９ｙ、９ｍ、９ｃ及び９ｋを備えている。また、本実施形態に係る光走査装置２１は、各光学部材を保持する光学箱（保持部材）１２、第１及び第２のＢＤ光学系１３ａ及び１３ｂ、及び第１及び第２の光検出素子（ＢＤ素子）１４ａ及び１４ｂを備えている。
【００５５】
なお、本実施形態に係る光走査装置２１では、第１乃至第４の副走査絞り２ｙ、２ｍ、２ｃ及び２ｋ、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋ、第１乃至第４のシリンドリカルレンズ４ｙ、４ｍ、４ｃ及び４ｋ、及び第１乃至第４の主走査絞り５ｙ、５ｍ、５ｃ及び５ｋによって、第１、第２、第３及び第４の入射光学系７０ｙ、７０ｍ、７０ｃ及び７０ｋがそれぞれ構成される。
また、第１乃至第４の結像レンズ７ｙ、７ｍ、７ｃ及び７ｋによって、第１、第２、第３及び第４の結像光学系８０ｙ、８０ｍ、８０ｃ及び８０ｋがそれぞれ構成される。
さらに、第１乃至第４の反射ミラー８ｙ、８ｍ、８ｃ及び８ｋによって、第１、第２、第３及び第４の反射光学系９０ｙ、９０ｍ、９０ｃ及び９０ｋがそれぞれ構成される。
【００５６】
図２（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）に示されているように、本実施形態に係る光走査装置２１では、第１の結像光学系８０ｙ及び第１の反射光学系９０ｙはそれぞれ、第１の回転多面鏡６ａを挟んで、第２の結像光学系８０ｍ及び第２の反射光学系９０ｍの反対側に配置されている。
また、図２（ｂ）乃至（ｄ）に示されているように、第３の結像光学系８０ｃ及び第３の反射光学系９０ｃはそれぞれ、第２の回転多面鏡６ｂを挟んで、第４の結像光学系８０ｋ及び第４の反射光学系９０ｋの反対側に配置されている。
【００５７】
第１乃至第４の光源１ｙ、１ｍ、１ｃ及び１ｋそれぞれから射出された第１、第２、第３及び第４の光束Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ及びＬｋは、第１乃至第４の副走査絞り２ｙ、２ｍ、２ｃ及び２ｋによって副走査方向の光束径が制限される。
そして、第１乃至第４の副走査絞り２ｙ、２ｍ、２ｃ及び２ｋを通過した第１、第２、第３及び第４の光束Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ及びＬｋは、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ、３ｋによって平行光束に変換される。なおここで、平行光束とは、厳密な平行光束だけでなく、弱発散光束や弱収束光束等の略平行光束を含むものとする。
そして、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋを通過した第１乃至第４の光束Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ及びＬｋは、第１乃至第４のシリンドリカルレンズ４ｙ、４ｍ、４ｃ及び４ｋによって副走査方向にのみ屈折される。
そして、第１乃至第４のシリンドリカルレンズ４ｙ、４ｍ、４ｃ及び４ｋを通過した第１乃至第４の光束Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ及びＬｋは、第１乃至第４の主走査絞り５ｙ、５ｍ、５ｃ及び５ｋによって主走査方向の光束径が制限される。
【００５８】
そして、第１及び第２の主走査絞り５ｙ及び５ｍを通過した第１及び第２の光束Ｌｙ及びＬｍはそれぞれ、第１の回転多面鏡６ａの第１及び第２の偏向反射面６ａ１及び６ａ２の近傍に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。
また、第３及び第４の主走査絞り５ｃ及び５ｋを通過した第３及び第４の光束Ｌｃ及びＬｋはそれぞれ、第２の回転多面鏡６ｂの第１及び第２の偏向反射面６ｂ１及び６ｂ２の近傍に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。
【００５９】
また、本実施形態に係る光走査装置２１では、第１乃至第４の入射光学系７０ｙ、７０ｍ、７０ｃ及び７０ｋはそれぞれ、光軸が第１及び第２の回転多面鏡６ａ及び６ｂの回転軸に垂直な面に対して平行になるように配置されている。そのため、第１乃至第４の光束Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ及びＬｋはそれぞれ、第１及び第２の回転多面鏡６ａ、６ｂの偏向反射面６ａ１、６ａ２、６ｂ１及び６ｂ２に対して垂直に入射される。
【００６０】
そして、第１の回転多面鏡６ａによって反射偏向された第１及び第２の光束Ｌｙ及びＬｍはそれぞれ、第１及び第２の結像レンズ７ｙ及び７ｍによって第１及び第２の被走査面１０ｙ及び１０ｍ上に導光（集光）され、第１及び第２の反射ミラー８ｙ及び８ｍによって反射されて、光スポットとして結像される。
また、第２の回転多面鏡６ｂによって反射偏向された第３及び第４の光束Ｌｃ及びＬｋはそれぞれ、第３及び第４の結像レンズ７ｃ及び７ｋによって第３及び第４の被走査面１０ｃ及び１０ｋ上に導光（集光）され、第３及び第４の反射ミラー８ｃ及び８ｋによって反射されて、光スポットとして結像される。
【００６１】
そして、第１及び第２の回転多面鏡６ａ、６ｂが図中矢印ＰＡ方向に回転することにより第１乃至第４の被走査面１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ及び１０ｋを矢印ＰＢ方向に光スポットが走査し、静電潜像が形成する。
なお、本実施形態に係る光走査装置２１では、第１乃至第４の被走査面１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ及び１０ｋ上に感光面が配置されるように、４つの感光ドラムが設けられている。
【００６２】
なお、本実施形態に係る光走査装置２１では、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋの代わ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よい。
また、第１乃至第４のコリメータレンズ３ｙ、３ｍ、３ｃ及び３ｋ、及び第１乃至第４のシリンドリカルレンズ４ｙ、４ｍ、４ｃ及び４ｋの代わりに、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィックレンズを用いてもよい。
【００６３】
次に、本実施形態に係る光走査装置２１の各光学系の諸元値を以下の表３及び表４に示す。
【００６４】
【表３】
2020003719.tif 000008
【表４】
2020003719.tif 000009
【００６５】
第１乃至第４の結像レンズ７ｙ、７ｍ、７ｃ及び７ｋの入射面及び出射面の主走査断面内における母線形状は、上記の式（１）で表される。
また、第１乃至第４の結像レンズ７ｙ、７ｍ、７ｃ及び７ｋの入射面及び出射面の子線形状Ｓは、上記の式（２）及び式（３）で表される。なお、本実施形態に係る光走査装置１１においても、離心率Ｋｚは０にしている。
【００６６】
次に、本実施形態に係る光走査装置２１の特徴的構成及びそれによる効果について説明する。
【００６７】
図２（ｃ）に示されているように、本実施形態に係る光走査装置２１では、第１の被走査面１０ｙと第１の結像光学系８０ｙの光軸との交点１０ｙｃ、第２の被走査面１０ｍと第２の結像光学系８０ｍの光軸との交点１０ｍｃ、第３の被走査面１０ｃと第３の結像光学系８０ｃの光軸との交点１０ｃｃ、及び第４の被走査面１０ｋと第４の結像光学系８０ｋの光軸との交点１０ｋｃは所定の直線Ｑ上にある。
そして、それに対応するように、感光ドラム１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋは直線Ｑに平行な方向に配列されている。
【００６８】
本実施形態に係る光走査装置２１では、内側の第２の被走査面１０ｍと第２の結像光学系８０ｍの光軸との交点１０ｍｃから第３の被走査面１０ｃと第３の結像光学系８０ｃの光軸との交点１０ｃｃまでの距離Ｄｐは、８６．９ｍｍである。
そして、第１の回転多面鏡６ａと第２の回転多面鏡６ｂとの中心間の距離Ｐは、１７８．６９ｍｍである。従って、Ｐ／Ｄｐは２．０６となる。
従って、本実施形態に係る光走査装置２１は、高コスト化且つ大型化させずに、装置内における温度分布の偏りを抑制する事ができる。
【００６９】
以上のように、本実施形態に係る光走査装置２１によれば、コンパクト且つ低コストで装置内における温度分布の偏りを抑制する事が可能となり、温度分布の偏りによる反射ミラーそれぞれの姿勢の変動量の間のばらつきを抑制することができる。そして、そのような本実施形態に係る光走査装置２１を画像形成装置に用いることによって、良好な画像を形成することができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る光走査装置２１では、図２（ｄ）に示されているように、第１の回転多面鏡６ａと第２の回転多面鏡６ｂとの間の内側の第２の領域に、第１及び第２のＢＤ光学系１３ａ及び１３ｂ、及び第１及び第２の光検出素子（ＢＤ素子）１４ａ及び１４ｂが設けられている。
換言すると、主走査断面内（第１の回転多面鏡６ａ及び第２の回転多面鏡６ｂそれぞれの中心を通る方向）において、第１の回転多面鏡６ａと第２の回転多面鏡６ｂとの間に第１及び第２のＢＤ光学系１３ａ及び１３ｂ、及び第１及び第２の光検出素子（ＢＤ素子）１４ａ及び１４ｂが設けられている。
【００７１】
そして、第２の光源１ｍから射出された第２の光束Ｌｍが第１の回転多面鏡６ａの第２の偏向反射面６ａ２によって反射偏向され、第１のＢＤ光学系１３ａによって第１の光検出素子１４ａの検出面上に導光（集光）される。これにより、第１及び第２の光源１ｙ及び１ｍの発光タイミングを調整することができる。
また、第３の光源１ｃから射出された第３の光束Ｌｃが第２の回転多面鏡６ｂの第１の偏向反射面６ｂ１によって反射偏向され、第２のＢＤ光学系１３ｂによって第２の光検出素子１４ｂの検出面上に導光（集光）される。これにより、第３及び第４の光源１ｃ及び１ｋの発光タイミングを調整することができる。
【００７２】
本実施形態に係る光走査装置２１では、第１及び第２の回転多面鏡６ａ及び６ｂの互いに対して反対側である外側の第１の領域よりスペースに自由度がある第１の回転多面鏡６ａと第２の回転多面鏡６ｂとの間の内側の第２の領域に、第１及び第２のＢＤ光学系１３ａ及び１３ｂ、及び第１及び第２の光検出素子（ＢＤ素子）１４ａ及び１４ｂを設けることによって、光走査装置２１の小型化が可能となる。
【００７３】
［カラー画像形成装置］
図３は、第一又は第二実施形態に係る光走査装置３００を備えたカラー画像形成装置３６０の模式的副走査断面図を示している。
【００７４】
画像形成装置３６０は、光走査装置３００によって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。
画像形成装置３６０は、第一又は第二実施形態に係る光走査装置３００、像担持体としての感光ドラム３４１、３４２、３４３、３４４、現像器３２１、３２２、３２３、３２４、搬送ベルト３５１、プリンタコントローラ３５３を備えている。
【００７５】
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３６０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）、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３００に入力される。そして、光走査装置３００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３３１、３３２、３３３、３３４が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム３４１、３４２、３４３、３４４の感光面が露光される。
【００７６】
感光ドラム３４１、３４２、３４３、３４４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３４１、３４２、３４３、３４４の表面に、光走査装置３００によって光ビーム３３１、３３２、３３３、３３４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３３１、３３２、３３３、３３４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３３１、３３２、３３３、３３４を照射することによって感光ドラム３４１、３４２、３４３、３４４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３４１、３４２、３４３、３４４に当接するように配設された現像器３２１、３２２、３２３、３２４によってトナー像として現像される。
【００７８】
現像器３２１乃至３２４によって現像されたトナー像は、感光ドラム３４１乃至３４４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３５１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３４１、３４２、３４３、３４４の後方（図３において左側）の定着器３９４へと搬送される。定着器３９４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３６０の外に排出せしめる。
【００８０】
カラー画像形成装置３６０は、光走査装置３００によってＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に対応し、並行して感光ドラム３４１、３４２、３４３、３４４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。
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。
【符号の説明】
【００８１】
６ａ、６ｂ  第１及び第２の回転多面鏡（第１及び第２の偏向器）
１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋ  第１、第２、第３、第４の被走査面
１１  光走査装置
８０ｙ、８０ｍ、８０ｃ、８０ｋ  第１、第２、第３、第４の結像光学系
Ｌｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋ  第１、第２、第３、第４の光束
【図１】
2020003719.tif 000010
【図２】
2020003719.tif 000011
【図３】
2020003719.tif 000012
【図４】
2020003719.tif 000013
【図５】
2020003719.tif 000014