(57)【要約】【課題】  製造時や取り付け時に発生する誤差によって生じる照射位置の変化を軽減させ、高画質で安定した走査光学装置を得ること。【解決手段】  光源手段と偏向手段との間の光路中に位置され、光源手段の発光部から出射された光束を偏向手段の偏向面に副走査断面内において斜め入射させる光学素子を有する入射光学系と、光学素子の光軸方向の位置規制を行うｘ基準面と副走査方向の位置規制を行うｚ基準面とを有する光学素子を保持するための位置規制部材と、を備えた走査光学装置であって、  副走査断面内において、発光部から出射された光束の主光線と光学素子の光軸は、平行であり、入射光学系を構成する光学素子は、ｘ基準面とｚ基準面が筐体の位置規制部材に接触し筐体に保持されており、光学素子から出射された光束の主光線が条件式（１）を満足している。【選択図】  図３
2010134434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部を有する光源手段と、前記複数の発光部から出射された複数の光束を偏向走査する偏向手段と、前記光源手段と前記偏向手段との間の光路中に位置され、前記複数の発光部から出射された複数の光束の各々を前記偏向手段の偏向面に副走査断面内において斜め入射させる各光束毎に設けた複数の光学素子を有する入射光学系と、前記偏向手段の同一の偏向面にて偏向走査された複数の光束の各々の光束に対応して設けられた複数の結像光学系と、前記光学素子の光軸方向の位置規制を行うｘ基準面と副走査方向の位置規制を行うｚ基準面とを有する前記光学素子を保持するための位置規制部材と、を有する走査光学装置であって、
前記複数の結像光学系の各々は、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させており、
前記複数の光学素子は、一体的に成形されており、
前記複数の光学素子から出射された複数の光束の各々は、副走査断面内において互いに異なる角度で出射しており、
副走査断面内において、前記発光部から出射された光束の主光線と前記光学素子の光軸は、平行であり、
前記複数の光学素子の各々は、前記光学素子のｘ基準面とｚ基準面が前記位置規制部材に保持されており、
前記ｘ基準面に対する法線と前記複数の光学素子から出射された複数の光束の各々の主光線とのなす副走査断面内の角度をθ、前記複数の光学素子から出射された複数の光束のうち前記θが最も小さい主光線と前記偏向面の法線のなす副走査断面内の角度をα、前記光学素子の入射面に入射する光束の副走査断面内の光束径Ｄと前記光学素子の入射面から前記偏向面までの光路長Ｌとするとき、
前記複数の光学素子から出射された複数の光束のうち少なくとも１本の光束の主光線は、
【数１】
2010134434.tif 000009
なる条件式を満たし、かつ、前記光学素子から出射された光束と前記偏向面の法線のなす副走査断面内の角度αは、
【数２】
2010134434.tif 000010
なる条件式を満たすことを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された複数の光束の前記被走査面上における書き出し位置タイミングを決定するための前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の一部を検出する同期検出用センサーを備え、
前記同期検出用センサーにて検出される同期検出用光束は、前記条件式（１）を満たす請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項３】
前記複数の光学素子から出射された複数の光束の各々の光束の主光線は、
【数３】
2010134434.tif 000011
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学装置。
【請求項４】
前記入射光学系を構成する複数の光学素子は、各々副走査方向のパワーの絶対値が主走査方向のパワーの絶対値より大きいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の走査光学装置。
【請求項５】
前記ｘ基準面に対する法線と前記条件式（１）を満たす光束の主光線とのなす副走査方向の角度θは、零であ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走査光学装置。
【請求項６】
前記光学素子を保持するための位置規制部材は、樹脂製であり、前記筐体と一体的に成形されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の走査光学装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
光源手段と、前記光源手段の発光部から出射された光束を偏向走査する偏向手段と、前記光源手段と前記偏向手段との間の光路中に位置され、前記発光部から出射された光束を前記偏向手段の偏向面に副走査断面内において斜め入射させる光学素子を有する入射光学系と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、前記光学素子の光軸方向の位置規制を行うｘ基準面と副走査方向の位置規制を行うｚ基準面とを有する前記光学素子を保持するための位置規制部材と、を有する走査光学装置であって、
副走査断面内において、前記発光部から出射された光束の主光線と前記光学素子の光軸は、平行であり、
前記光学素子は、前記光学素子のｘ基準面とｚ基準面が前記位置規制部材に保持されており、
前記ｘ基準面に対する法線と前記光学素子から出射された光束の主光線とのなす副走査断面内の角度をθ、前記光学素子から出射された光束と前記偏向面の法線のなす副走査断面内の角度をα、前記光学素子の入射面に入射する光束の副走査断面内の光束径Ｄ、前記光学素子の入射面から前記偏向面までの光路長Ｌとするとき、
前記光学素子から出射された光束の主光線は、
【数４】
2010134434.tif 000012
なる条件式を満たし、かつ、前記光学素子から出射された光束と前記偏向面の法線のなす副走査断面内の角度αは、
【数５】
2010134434.tif 000013
なる条件式を満たすことを特徴とする走査光学装置。
【請求項９】
前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の前記被走査面上における書き出し位置タイミングを決定するための前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の一部を検出する同期検出用センサーを備え、
前記同期検出用センサーにて検出される同期検出用光束は、前記条件式（４）を満たす請求項８に記載の走査光学装置。
【請求項１０】
前記ｘ基準面に対する法線と前記条件式（４）を満たす光束の主光線とのなす副走査方向の角度θは、零であることを特徴とする請求項８又は９に記載の走査光学装置。
【請求項１１】
請求項８乃至９の何れか一項に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、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、走査光学装置及びそれを用いた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ービームプリンタやデジタル複写機、等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、走査光学装置の高精度化、簡素化のため、この走査光学装置に用いる結像光学素子に樹脂材料を多用している。このように、樹脂材料を用いる結像光学素子では、樹脂によるモールド成形が可能となるために、レンズ、ミラーの非球面化が容易である。
【０００３】
そして、更に、その形状を保持するための筐体も、樹脂モールド成形により構成すると、それまでの金属の切削、鋳造加工による筐体に比較して、より軽量、簡素化が実現でき、フレキシブルなレンズ配置が可能となる。この種の走査光学装置は従来より種々と提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この様な走査光学装置において、高精度な画像情報の記録を行うためには、被走査面（像面）全域に渡って像面湾曲が良好に補正されていること、画角（走査角）θと像高Ｙとの間に等速性を伴う歪曲特性（ｆθ特性）を有していることが必要である。更に、被走査面上でのスポット径が各像高において均一であることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９４６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、レーザビームプリンタの高精細化に伴い、より高画質な結像性能が要求されている。したがって、装置本体を組み立てるときの部品を取り付ける位置は数μｍオーダーの精度で行う必要がある。しかしながら、部品の製造上の誤差や組み立て時の取り付け位置の誤差など、本体を組み立てる際には多くの誤差が生じ、製造物の性能にばらつきが生じる。その代表的なものとして光偏向器の偏向面の面倒れによって結像位置にずれが生じる問題点である。
【０００７】
通常、この偏向面の面倒れは、走査光学装置において偏向面上の物点と感光ドラム面上の像点が共役な関係となるように結像光学素子を配置することで解消される。
【０００８】
その為、偏向面上に物点を形成するのに、入射光学手段において偏向面上に集光させる目的で配置されるシリンドリカルレンズは、偏向面上への物点形成に重要な役割を果たしている。
【０００９】
シリンドリカルレンズにおいて、光軸方向の誤差によるずれはその照射位置を変化させないが、それ以外の方向（ｙｚ平面内）のずれは偏向面上での照射位置のずれとして現れ、結像点が像面上で主走査方向及び副走査方向にずれる。
【００１０】
また、上記の誤差による影響で生じた光学性能のばらつきは最終的に何かしらの補正が行われる。例えば、走査線の曲がりの補正は各色で同じ方向に同じ大きさに曲げることで現像の際に色ずれが起こらないように工夫がなされている。その為、補正の基準となる光線（光束）においては誤差の影響をなるべく小さくする必要がある。
【００１１】
しかし、従来の走査光学装置において入射光学系の光学素子でこのような注意が払われていなかった。近年の光束の微小スポット化、マルチビーム化によって、高い組立精度が要求されるようになり、上記のような注意は必要不可欠となっている。それ故、設計する上で部品や組立て時に発生する誤差をなるべく軽減することが重要になっている。
【００１２】
本発明は、製造時や取り付け時に発生する誤差によって生じる偏向手段への光束の照射位置の変化、即ち被走査面上への光束の入射位置の変化を軽減させ、高画質で安定した画像が得られる走査光学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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明では、複数の発光部を有する光源手段と、前記複数の発光部から出射された複数の光束を偏向走査する偏向手段と、前記光源手段と前記偏向手段との間の光路中に位置され、前記複数の発光部から出射された複数の光束の各々を前記偏向手段の偏向面に副走査断面内において斜め入射させる各光束毎に設けた複数の光学素子を有する入射光学系と、前記偏向手段の同一の偏向面にて偏向走査された複数の光束の各々の光束に対応して設けられた複数の結像光学系と、前記光学素子の光軸方向の位置規制を行うｘ基準面と副走査方向の位置規制を行うｚ基準面とを有する前記光学素子を保持するための位置規制部材と、を有する走査光学装置であって、
前記複数の結像光学系の各々は、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させており、前記複数の光学素子は、一体的に成形されており、前記複数の光学素子から出射された複数の光束の各々は、副走査断面内において互いに異なる角度で出射しており、副走査断面内において、前記発光部から出射された光束の主光線と前記光学素子の光軸は、平行であり、前記複数の光学素子の各々は、前記光学素子のｘ基準面とｚ基準面が前記位置規制部材に保持されており、
前記ｘ基準面に対する法線と前記複数の光学素子から出射された複数の光束の各々の主光線とのなす副走査断面内の角度をθ、前記複数の光学素子から出射された複数の光束のうち前記θが最も小さい主光線と前記偏向面の法線のなす副走査断面内の角度をα、前記光学素子の入射面に入射する光束の副走査断面内の光束径Ｄと前記光学素子の入射面から前記偏向面までの光路長Ｌとするとき、前記複数の光学素子から出射された複数の光束のうち少なくとも１本の光束の主光線は、
【００１４】
【数１】
2010134434.tif 000003
【００１５】
なる条件式を満たし、かつ、前記光学素子から出射された光束と前記偏向面の法線のなす副走査断面内の角度αは、
【００１６】
【数２】
2010134434.tif 000004
【００１７】
なる条件式を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、製造時や取り付け時に発生する誤差によって生じる偏向手段への光束の照射位置の変化、即ち被走査面上への光束の入射位置の変化を軽減させ、高画質で安定した画像が得られる走査光学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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１の要部概略図
【図２】本発明の実施例１の光源手段から偏向手段までの副走査断面図
【図３】本発明の実施例１の設置例を示す説明図
【図４】本発明の実施例１の入射光学系の要部斜視図
【図５】本発明の実施例２の設置例を示す説明図
【図６】従来と実施例１の誤差による光軸の変化の様子示す説明図
【図７】本発明の実施例３の設置例を示す説明図
【図８】本発明の実施例４の設置例を示す説明図
【図９】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の入射光学系は樹脂製の筐体に保持されている。そして、筐体には、入射光学系を保持するための位置規制部材が、筐体の成形時に一体的に形成されている。
【００２１】
筐体は樹脂成形される際、その位置規制部材の型抜きに必要なテーパー角を持っている。入射光学系は、主走査方向と平行な軸線に関して、その軸線周りの回動の位置規制するｘ基準面とｚ基準面を有し、このうち基準面が位置規制部材の傾斜した面に沿って位置決めされる。その際、入射光学系より出射される複数の出射光束のうち１つの出射光束の主光線と基準面とのなす角度を略垂直にする。
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
尚、以下の説明において、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、副走査方向（偏向手段の回転軸と平行な方向）を法線とする断面である。主走査方向（Ｙ方向）とは、偏向手段で偏向走査される光束を主走査断面に投射した方向である。副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１における走査光学装置の要部概略図である。
【００２４】
図２は本発明の実施例１の光源手段から偏向手段までの副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００２５】
図中、１は光源手段であり、複数の光源を有している。本実施例では、２つの光源１ａ，１ｂを有している場合を示している。光源１ａ，１ｂは、各々半導体レーザより成っている。尚、本実施例では、光源手段として複数の光源を用いたが、これに限らず、複数の発光部を有する単一の光源を用いて光源手段を構成しても良い。
【００２６】
３は、集光光学系であり、２つの集光レンズ（コリメータレンズ）３ａ，３ｂを有している。２つのコリメータレンズ３ａ，３ｂは、対応する光源１ａ，１ｂから出射された発散光束を平行光束に変換している。
【００２７】
本実施例におけるコリメータレンズ３ａ，３ｂの材質の屈折率はＮｄ＝１．７７２５であり、入射面にパワー（屈折力）を有しておらず、出射面の曲率半径が１９．０４５ｍｍの球面レンズである。
【００２８】
４は、入射光学系であり、各光束毎に設けた２つの光学素子４ａ，４ｂを有している。２つの光学素子４ａ，４ｂは、各々樹脂により形成され、かつ副走査方向（副走査断面内）の屈折力（パワー）の絶対値が主走査方向（主走査断面内）のパワーの絶対値より大きいシリンドリカルレンズより成っている。尚、２つの光学素子４ａ，４ｂをアナモフィックレンズより構成しても良い。表１に本実施例の入射系の諸特性を示す。
【００２９】
【表１】
2010134434.tif 000005
【００３０】
シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂの材質の屈折率はＮｄ＝１．５３である。
シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂの線膨張率は、８×１０−５である。
【００３１】
入射面は、主走査断面内にはパワーを有しておらず、副走査断面内においてパワーを有し、その面の曲率半径は、＋８４．３６２１ｍｍである。また、出射面はパワーを有していない。本実施例では、シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂを一体的に成形されしたレンズとし、共通の位置規制部材１３にて保持した。
【００３２】
しかしながら、本発明では、シリンドリカルレンズ４ａ，シリンドリカルレンズ４ｂを別体とし、シリンドリカルレンズ４ａ，シリンドリカルレンズ４ｂの各々を別体の位置規制部材１３ａ、位置規制部材１３ｂで保持しても良い。
【００３３】
２は、絞り部であり、２つの開口絞り２ａ、２ｂを有している。２つの開口絞り２ａ、２ｂは各々対応するシリンドリカルレンズ４ａ，４ｂから出射された光束のビーム形状を成形している。
【００３４】
尚、光路中に配置されたコリメータレンズ３ａ（３ｂ）、シリンドリカルレンズ４ａ（４ｂ）、開口絞り２ａ（２ｂ）の各要素は、入射光学手段ＬＡの一要素を構成している。また、コリメータレンズ３ａ（３ｂ）、シリンドリカルレンズ４ａ（４ｂ）を主走査方向のパワーと副走査方向のパワーが異なるアナモフィック光学素子で構成しても良い。
【００３５】
５は、偏向手段としての光偏向器であり、例えば、回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。６は、ｆθ特性を有する結像光学系であり、単一の結像レンズ６ａｂより成っている。
【００３６】
結像光学系６は、光偏向器５によって偏向走査された画像情報に基づく光束を被走査面７上に結像させ、かつ、副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面７との間を共役関係にすることにより、面倒れ補正を行っている。７は、被走査面としての感光ドラム面である。
【００３７】
本実施例において、光源１ａ，１ｂから出射した各々の発散光束は対応するコリメータレンズ３ａ，３ｂにより平行光束に変換される。
【００３８】
変換された平行光束は副走査断面内のみにパワーを有するシリンドリカルレンズ４ａ，４ｂにより、ポリゴンミラー５の偏向面５ａに主走査方向に長手の線像として結像される。また、シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂを通過した光束は、開口絞り２ａ、２ｂによって光束幅が制限される。
【００３９】
本実施例では、図２に示すように副走査断面内において、各々のコリメータレンズ３ａ，３ｂの光軸及びシリンドリカルレンズ４ａ，４ｂの光軸をポリゴンミラー５の偏向面５ａに対して傾けて構成している。
【００４０】
これにより各光源１ａ，１ｂから発せられた光束がポリゴンミラー５の偏向面５ａに対して副走査断面内において結像光学系６の光軸Ｌに対し斜め方向から角度（±２．５°）をもって入射するように構成している（斜め入射光学系）。
【００４１】
また、主走査断面内においても各光源１ａ，１ｂから発せられた光束をポリゴンミラー５の偏向面５ａに対して結像光学系６の光軸Ｌに対し斜め方向から角度をもって入射するように構成している。
【００４２】
そして、ポリゴンミラー５の偏向面５ａにより偏向走査された各々の光束を結像光学系６により感光ドラム面７上にスポット状に結像させている。そして、ポリゴンミラー５を矢印Ａ方向に回転させることによって、感光ドラム面７上を矢印Ｂ方向に２本の光束で光走査して、画像記録を行っている。
【００４３】
また、本実施例では、感光ドラム面７上を光スポットで走査する前に感光ドラム７面上における画像形成を開始するタイミングを調整する為に光源手段１の発光タイミングを検知する光検出器としての同期検出用センサー９が設けられている。
【００４４】
さらに、同期検出用センサー９からの信号を電気信号に変換し、制御する制御機構（不図示）が設けられている。同期検出用センサー９は、光偏向器５で偏向走査された光束の一部である同期検出用光束、つまり、感光ドラム面７上の画像形成領域を走査する前の画像形成領域外の領域を走査しているときの光束を受光する。
【００４５】
この同期検出用光束は、ミラー８で反射され、同期検出用レンズ（不図示）で集光されて同期検出用センサー９に入射する。
【００４６】
そして、この同期検出用センサー９の出力信号から同期信号を検出し、この同期信号に基づいて感光ドラム面７における画像記録の開始タイミングを調整している。
【００４７】
つまり、同期検出用センサー９は、光偏向器５の偏向面にて偏向走査された複数の光束の被走査面上における書き出し位置タイミングを決定するための光偏向器５の偏向面にて偏向走査された光束の一部を検出している。
【００４８】
次に、本実施例において、製造時や取り付け時に発生する誤差によって生じる偏向手段への光束の照射位置の変化を軽減させる手段について図３、図４を用いて説明する。
【００４９】
図３は、入射光学系４の筐体１４への位置決め構造を示した副走査断面図である。図４は、入射光学系４の要部斜視図である。
【００５０】
図３、図４において、図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
図３、図４において、４は入射光学系であり、後述する樹脂製の筐体１４により保持されている。本実施例における入射光学系４は、光軸方向の位置規制を行うｘ基準面１１と副走査方向の位置規制を行うｚ基準面１２とを有している。
【００５１】
１４は筐体であり、その内底面にｘ方向の位置規制部材１３が成形時に一体的に成形されており、入射光学系４のｘ基準面１１に対応して、基準面（壁面）１３ａが形成されている。
【００５２】
本実施例では、入射光学系４のｘ基準面１１を位置規制部材１３の基準面１３ａに接触、保持させることで光軸方向の位置規制を行っている。
【００５３】
また、副走査方向の位置規制は、入射光学系４のｚ基準面１２を筐体１４の底面１４ａに接触、保持させることで行っている。
【００５４】
さらに、入射光学系４と位置規制部材１３とを各々面で接触、保持させることにより、光軸方向の位置規制を行うと同時にｘ、ｙ、ｚ軸を中心とするそれぞれの回動（傾き）の規制も行っている。
【００５５】
θが最も小さくなる光束の主光線と光偏向器５の法線のなす副走査断面内の角度αは、光線分離を容易にするために次式を満たす角度に設定する。
【００５６】
【数３】
2010134434.tif 000006
【００５７】
ここで、Ｄは、シリンドリカルレンズ４の入射面での副走査断面内の光束径Ｄであり、Ｌは、シリンドリカルレンズ４の入射面４ａから偏向面５ａまでの光路長Ｌである。
【００５８】
条件式（２）の下限値を満たすように角度αを設定すると、複数の光束が互いに交わらないので、光線分離が容易に出来る。条件式（２）の下限値を満たさない場合は、偏向面５ａに入射する複数の光束が互いに交わり、光線分離が困難となる。条件式（２）のｔａｎ  αの上限値は、副走査断面内における走査光学装置の副走査方向の高さを低減するために、０．１０≧ｔａｎ  αであることが好ましい。本実施例の場合、光束径Ｄ＝２．５６ｍｍ、光路長Ｌ＝１１１．３１ｍｍであり、角度αは０．６６°以上あればよい。
【００５９】
本実施例においてシリンドリカルレンズ４ａ，４ｂにそれぞれ光束が入射し、副走査断面内において異なる角度で２本の光束が出射するとき、以下の条件式（１）を満足するように各々の角度を設定している。
【００６０】
つまり、図３において、θをｘ基準面１１に対する法線と入射光学系４からの出射光束の主光線とのなす副走査断面内の角度、αをθが最も小さくなる光束の主光線と偏向器５の法線のなす副走査断面内の角度とする。このとき、２本の出射光束のうち、少なくとも１本の出射光束を、
【００６１】
【数４】
2010134434.tif 000007
【００６２】
なる条件式を満たすように設定している。
【００６３】
条件式（１）は、製造時や取り付け時に発生する誤差によって生じる偏向手段（偏向面）への光束の照射位置の変化を軽減させるための条件であり、その公差の範囲を定義している。
【００６４】
条件式（１）を満たさない場合は、製造や取付けなどによって発生した誤差により生じるずれが大きくなり、本実施例の十分な効果が得られない。
【００６５】
一方、条件式（１）を満たす場合は、光軸に平行な方向に誤差が存在してもシリンドリカルレンズに対する光線の入射位置は、変わらない。
【００６６】
尚、更に好ましくは、条件式（１）を次の如く設定するのが良い。
【００６７】
【数５】
2010134434.tif 000008
【００６８】
本実施例の最良の形態は、角度αがゼロ以外の角度をとり、かつ角度θがゼロとなる場合、つまり、ｘ基準面１１と光束ｂの主光線とのなす副走査断面内の角度θが垂直となるときである。
【００６９】
しかしながら、実際は製造上の誤差などにより角度θが完全にゼロとはならない。そこで、本実施例では、上述した条件式（１）を満たすように各角度α、θを設定することにより、製造時や取付け時に発生する誤差によって生じる偏向手段への光束の照射位置の変化を軽減させている。
【００７０】
本実施例では、θが最も小さくなる光束ｂの主光線と光偏向器５の法線のなす副走査断面内の角度αをα＝２．５°と設定している。
【００７１】
よって、ｘ基準面に対する法線と光束ｂの主光線とのなす角度θは、θ＜２．２５°となる。θが最も小さくなる光束ｂの主光線と光偏向器５の法線のなす副走査断面内の角度αは、２°以上の場合、製造時や取り付け時に発生する誤差によって生じる偏向手段への光束の照射位置ずれが顕著に問題となる。
【００７２】
次に、本実施例におけるシリンドリカルレンズの光軸の誤差による変化の様子を従来例と比較する。
【００７３】
図６（ａ），（ｂ）は、各々従来例と本実施例の光軸の誤差による変化の様子を模式的に示した模式図である。図６（ａ），（ｂ）は、シリンドリカルレンズ４ｂとｘ、ｚ基準面１１，１２との位置関係を示した模式図であり、ｘ基準面１１に対して垂直な方向に誤差が発生した時の光軸Ｌの移動状態を示している。
【００７４】
図６（ａ）に示す従来の設置方法（ｘ基準面１１とｚ基準面１２との位置関係が垂直）ではｘ基準面１１に対して傾いた入射光学系４が存在するときｘ基準面１１の法線方向に誤差の範囲内でシリンドリカルレンズ４ｂの位置に変化が生じる。このとき、副走査断面内において、シリンドリカルレンズ４ｂの光軸Ｌが移動し、シリンドリカルレンズ４ｂから出射される光束の偏向手段への照射位置に変化が生じる。
【００７５】
しかしながら、図６（ｂ）に示す本実施例の設置方法（ｘ基準面１１とｚ基準面１２との位置関係が非垂直）では、ｘ基準面１１の法線方向にシリンドリカルレンズ４ｂの光軸Ｌが移動する。
【００７６】
従って、副走査断面内において、シリンドリカルレンズ４ｂから出射される光束の偏向手段への照射位置に変化は現れない。
【００７７】
図３に示す本実施例の場合、成形時に必要となる抜きテーパーのことを考慮して、筐体１４の底面に近い側の出射光束（光源１ｂから出射した光束）の主光線がｘ基準面１１と垂直となる。
【００７８】
本実施例はシリンドリカルレンズ４ｂの光軸に主光線が入射しており、光軸に平行な方向に誤差が存在してもシリンドリカルレンズ４ｂに対する光線の入射位置は変わらず、出射光線の照射位置に変化は生じない。位置規制部材１３の線膨張率は、２×１０−５であり、位置規制部材１３の線膨張率は、シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂの線膨張率よりも小さいので、温度変化時のレンズの伸び縮みが小さい。
【００７９】
本実施例においては、上述した如くコリメータレンズ３ａ，３ｂの材質の屈折率はＮｄ＝１．７７２５であり、入射面にパワー（屈折力）を有しておらず、出射面の曲率半径が１９．０４５ｍｍの球面レンズである。
【００８０】
また、シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂの材質の屈折率は、Ｎｄ＝１．５３０６である。シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂの入射面は、主走査断面内にはパワーを有しておらず、副走査断面内にパワーを有し、その面の曲率半径は−８４．３６２ｍｍである。
【００８１】
シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂの出射面は、パワーを有していない。
【００８２】
続いて、従来例と本発明の効果の比較を行う。本実施例では、ｘ基準面に対して垂直な方向に誤差が発生した場合にのみ有効な発明であるので、ｚ基準面に対して垂直な方向に誤差が発生した場合は、従来と同等なので、ｚ基準面に対して垂直な方向の誤差成分は無いものとして、比較する。
【００８３】
従来は、シリンドリカルレンズ４ｂが図６（ａ）に示すようにｘ基準面１１に対して垂直方向に公差分である５０μｍの誤差が生じた場合、偏向面５ａ上で副走査方向に約２μｍ照射位置が変動する。
【００８４】
それに対して、本実施例においてはｘ基準面１１に対して垂直方向に誤差が発生したとしても照射位置のずれは発生しなくなる。
【００８５】
その為、本実施例において、条件式（１）を満たす光束は、製造誤差や取り付け誤差による偏向手段への光束の照射位置の変化が少なくなるため補正の基準となる光束に使用することで補正が行いやすくなる。
【００８６】
このように本実施例では、上述した如くシリンドリカルレンズ４ａ、４ｂを配置した入射光学系４を用いることにより、偏向面上の所定の位置、即ち被走査面上での所定の位置に照射位置（物点）を形成することができる。
【００８７】
そして、面倒れ補正を行っている結像光学系と組み合わせることで偏向面上の物点と像面上の像点と共役関係を維持し、被走査面７上の所定の位置に光束を結像することができる。
【００８８】
また、本実施例では、条件式（１）を満たす光束を、同期検出用センサー９に入射させることにより、同期検出用センサー９から光束が外れることによって生ずる同期検出エラーを起こしにくい構成とすることができる。
【００８９】
また、本実施例では、条件式（１）を満たす光束を、被走査面を走査するときの複数の光束が形成する走査線の曲がりを補正するための基準光束として使用することにより、走査線の曲がりやレジずれの補正を容易に行うことができる。
【００９０】
その為、本実施例において光源１ａから出射された光束ａのθが従来に比べて悪化しても、光源１ｂから出射された光束ｂを基準光束として使用することで、走査線の曲がりやレジずれは電気補正等の別の手段を用いて補正できる。また、本実施例では、製造工程において部品の製造誤差や取り付け時に生じる誤差を軽減することができ、製造効率を上げることが可能となる。
【００９１】
このように、本実施例において、入射光学系４より出射される少なくとも１本の出射光束の主光線とｘ基準面１１とのなす角度を条件式（１）を満たすように設定している。
【００９２】
これにより、ｘ基準面の取り方という簡便な方法で、高画質な走査光学装置を容易に得ることができる。
【００９３】
さらに、本実施例では、条件式（１）を満たすようにｘ基準面を設定することにより、通常、入射光学系において管理すべき誤差が光軸方向、主走査方向、副走査方向の三方向、必要があったが、その管理すべき数を減少させることができる。これにより、ｘ基準面の法線方向の誤差成分は、考慮しなくてもよい効果を得ている。
【００９４】
尚、本実施例においては、シリンドリカルレンズ４に前述の構成を適用した場合について述べたが、これに限らず、コリメータレンズに適用しても良い。また、コリメータレンズとシリンドリカルレンズの機能を持ち合わせる樹脂製の主走査方向のパワーと副走査方向のパワーが異なるアナモフィックレンズに適用しても同等の効果が得られる。
【００９５】
また、本実施例では、光源１ｂの発光部から出射した光束ｂに対して条件式（１）を満足するように構成したが、これに限らず、光源１ａの発光部から出射された光束ａに対しても条件式（１）を満足するように構成しても良い。
【００９６】
光源１ｂの発光部から出射された光束及び光源１ａの発光部から出射された光束に対して条件式（１）を満足することにより、入射光学系４の取り付け誤差による感光ドラム７への主走査方向の結像位置ずれ及び副走査方向の結像位置ずれを低減できる効果が得られる。
【実施例２】
【００９７】
図５は、本発明の実施例２における入射光学系の筐体への位置決め構造を示した副走査断面の要部概略図である。図５において、図３に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００９８】
本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、入射光学系４と位置規制部材２３との位置関係を変化させて構成したことである。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００９９】
つまり、本実施例では、入射光学系４の後方（偏向手段５側）に筐体１４の位置規制部材２３を設けている。このように本実施例では、入射光学系４を光源手段１側に配置したい場合に有効な形態である。
【０１００】
この場合、副走査断面内において、筐体１４の位置規制部材２３は、実施例１の場合と反対側に傾斜をつけて、入射光学系４より出射する複数の光束のうちｚ基準面１２から遠い出射光束（光源１ａから出射された光束ａ）とｘ基準面と略垂直となるように構成している。つまり、条件式（１）を満足するように各角度α、θを設定している。これにより製造時や取り付け時に発生する誤差によって生じる偏向手段への光束の照射位置の変化を軽減させている。
【０１０１】
本実施例では、θが最も小さくなる光束ａの主光線と光偏向器５の法線のなす副走査断面内の角度αをα＝２．５°と設定している。
【０１０２】
よって、ｘ基準面に対する法線と光束ａの主光線とのなす副走査断面内の角度θは、θ＜２．２５°となる。また、本実施例では光源１ａの発光部から出射された光束ａに対して条件式（１）を満足するように構成したが、これに限らず、光源１ｂの発光部から出射された光束ｂに対しても条件式（１）を満足するように構成しても良い。
【実施例３】
【０１０３】
図７は、本発明の実施例３における入射光学系の筐体への位置決め構造を示した副走査断面の要部概略図である。図７において、図３に示した要素と同一要素には、同符番を付している。本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、単一の光源で構成したことである。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例１と同様であり、これにより製造時や取り付け時に発生する誤差によって生じる偏向手段への光束の照射位置の変化を軽減させている。
【０１０４】
本実施例では、光源１ａから出射された光束ａの主光線と光偏向器５の法線のなす副走査断面内の角度αをα＝２．５°と設定している。
よって、ｘ基準面に対する法線と光束ａの主光線とのなす副走査断面内の角度θは、θ＜２．２５°となる。
【実施例４】
【０１０５】
図８は、本発明の実施例４における入射光学系の筐体への位置決め構造を示した副走査断面の要部概略図である。図８において、図３に示した要素と同一要素には、同符番を付している。本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、副走査断面内において、ｘ基準面とｚ基準面が直交するようにｚ基準面に傾斜角αをつけたことである。
【０１０６】
その他の構成及び光学的作用は前述の実施例１と同様であり、これにより製造時や取り付け時に発生する誤差によって生じる偏向手段への光束の照射位置の変化を軽減させている。
【０１０７】
つまり、ｚ基準面の副走査断面内の傾斜角αとθが最も小さくなる光束ａの主光線と光偏向器５の法線のなす副走査断面内の角度αを等しくしている。
【０１０８】
このような構成をとることで、ｘ基準面に対して垂直な方向へのみ変位が起こるので、ｘ基準面１１に対して垂直方向に誤差が発生したとしても偏向手段への光束ｂの照射位置のずれは発生しなくなる。つまり、本実施例では、ｘ基準面に対して垂直な方向に誤差が発生した場合に、実施例１よりも偏向手段への光束ｂの照射位置のずれ量を低減できる。
【０１０９】
本実施例では、光束ｂの主光線と光偏向器５の法線のなす副走査断面内の角度αをα＝２．５°と設定している。
【０１１０】
よって、ｘ基準面に対する法線と光束ｂの主光線とのなす角度θは、θ＜２．２５°となる。
【０１１１】
［カラー画像形成装置］
図８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。
【０１１２】
本実施例は、走査光学装置を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８において、６０はカラー画像形成装置、６１、６２、６３、６４は各々実施例１、２、３、４に示したいずれかの構成を有する走査光学装置、７１、７２、７３、７４は各々像担持体としての感光体（感光ドラム）、３１、３２、３３、３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【０１１３】
尚、静電潜像プロセスを説明する。図８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。
【０１１４】
図８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５２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５３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６１，６２，６３，６４に入力される。
【０１１５】
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（感光ドラム）７１，７２，７３，７４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１１６】
外部機器５２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。
【符号の説明】
【０１１７】
１  光源手段
２  絞り部
３  集光光学系
４  入射光学系
４ａ，４ｂ  結像光学素子
５  偏向手段
６  結像光学系
７  被走査面（感光ドラム）
８  同期検出用ミラー
９  光検出器
１１  ｘ基準面
１２  ｚ基準面
１３、２３  位置規制部材
１４  筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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