(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被走査面をそれぞれ光ビームにより主走査方向に走査する光走査装置であって、
前記複数の被走査面に対応する複数の光源と；
主走査方向に直交する副走査方向に平行な軸回りに複数の偏向反射面を回転させ、前記複数の光源からの光ビームを偏向する光偏向器と；
少なくとも１枚の走査レンズを含み、前記光偏向器で偏向された複数の光ビームをそれぞれ対応する被走査面上に集光する走査光学系と；を備え、
前記複数の光ビームは、いずれも前記光偏向器の回転軸に直交する面に対して傾斜した方向から前記光偏向器の偏向反射面に入射し、
前記走査レンズは、光ビームの入射側及び射出側が、それぞれ前記複数の光ビームに対応する複数の光学面を有し、
前記入射側の複数の光学面それぞれと、主走査方向における任意の位置で主走査方向に直交する仮想平面との交線は、副走査方向に対して傾斜している直線であり、
前記入射側の複数の光学面それぞれと、副走査方向における任意の位置で副走査方向に直交する仮想平面との交線は、曲線であることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記入射側の複数の光学面は、副走査方向に対する傾斜角が、主走査方向に関する位置に応じて異な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】
前記少なくとも１枚の走査レンズは、１枚の走査レンズであ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】
前記複数の光ビームは２つの光ビームであり、
前記入射側の各光学面の副走査方向に対する傾斜角は、該入射側の各光学面から射出された２つの光ビームの間隔が副走査方向に関して広がるように設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記複数の光源からの各光ビームは、副走査方向に関して、一旦交差して前記偏向反射面に入射することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記交差する位置に配置された偏向器前光学素子を備え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】
前記走査レンズと被走査面との間に配置された光学素子を備え、
前記光学素子は、主走査方向及び副走査方向のいずれに関しても光学的パワーを持たず、一方の面は、主走査方向の位置に応じて副走査方向に対する傾斜角が異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光偏向器は、複数の光源のうちの一部の光源からの光ビームを一側に偏向し、残りの光源からの光ビームを他側に偏向することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
複数の像担持体と；
前記複数の像担持体を、それぞれ対応する画像情報に応じて変調された光ビームにより走査する請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光ビームにより被走査面を走査する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置は、レーザプリンタ等に関連して広く知られている。一般に、光走査装置では、光源から射出された光ビームを光偏向器で偏向し、ｆθレンズ等の走査光学系で被走査面に向けて集光し、被走査面上に光スポットを形成している。この光スポットは、光偏向器の回転に伴って被走査面上を主走査方向に移動する。このとき、被走査面の実体をなすものは光導電性を有する感光体の感光面である。
【０００３】
また、記録紙の搬送方向に沿って配列された複数の感光体と、各感光体に対応した複数の光源と、各感光体に対応した複数の走査光学系とを備えるカラー画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、複数の光源から射出された各光ビームを１つの光偏向器で偏向し、対応する走査光学系を介して対応する感光体の感光面に潜像を形成している。そして、これらの潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの互いに異なる色の現像剤を用いて可視化したのち、同一の記録紙に順次重ね合わせて転写、定着している。
【０００４】
このように、光学系と感光体の組み合わせを２組以上用いて、２色画像や多色画像、カラー画像等を得るようにした画像形成装置は「タンデム式カラー画像形成装置」として知られている。
【０００５】
さらに最近では、カラー画像形成装置の低コスト化を図るため、光源から射出された光ビームを光偏向器の偏向反射面に導く偏向器前光学系として、光偏向器の回転軸に直交する面に対して傾斜した方向から光ビームを入射させる斜入射光学系を備えた光走査装置が考案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この光走査装置では、複数の光源から射出され、対応する斜入射光学系を介した各光ビームは、それぞれ同一の偏向反射面で偏向反射された後、折り返しミラーなどで分離され、対応する感光体に導かれる。
【０００７】
このとき、偏向反射面に対する各光ビームの入射角（以下では、「斜入射角」ともいう）は、折り返しミラーなどで分離可能な角度に設定されている。
【０００８】
この斜入射光学系を用いることで、光偏向器の回転軸方向に関して、偏向反射面の寸法を長くすることなく、光偏向器を介した複数の光ビームの所定位置における隣接する光ビームの間隔を、折り返しミラーなどで分離可能な間隔とすることができる。すなわち、光偏向器の小型化を図ることができる。
【０００９】
そこで、例えば、光偏向器としてポリゴンミラーを用いた場合には、高速回転に大きなエネルギを必要とせず、高速回転させたときの「風切り音」も小さくできる。
【００１０】
しかしながら、斜入射光学系を用いると、特に、走査レンズに入射する際、主走査方向に関して、走査レンズの光軸から離れた位置に入射する光ビームは、ねじれた状態で走査レンズに入射することとなり、波面収差が増大する。そのため、感光体表面に形成される光スポットのスポット径が太ってしまい、高画質化が妨げられるという不都合があった。
【００１１】
更に、斜入射光学系を用いると、走査線曲がりが大きくなる。このときの走査線曲がりの程度は、上記斜入射角に依って異なるため、出力画像に色ずれが生じる。
【００１２】
そこで、本出願人は、斜め入射方式の光走査装置における走査線曲がりと波面収差の劣化を有効に補正することができる光走査装置及び画像形成装置を提案した（特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２に開示されている光走査装置では、２枚構成の走査レンズが必要であった。そして、被走査面側に配置される走査レンズは長尺で、かつ、各色に個別に設けられるため、光偏向器から被走査面に向かう光路をレイアウトする際、設計の自由度を狭めることとなっていた。特に、小型化を狙う画像形成装置では、搭載される光走査装置の小型化が強く求められるため、被走査面側の走査レンズの配置は小型化の弊害になっていた。
【００１４】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、走査精度を低下させることなく、低コスト化及び小型化を図ることができる光走査装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の目的は、高い画像品質を維持しつつ、低コスト化及び小型化を図ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、第１の観点からすると、複数の被走査面をそれぞれ光ビームにより主走査方向に走査する光走査装置であって、前記複数の被走査面に対応する複数の光源と；主走査方向に直交する副走査方向に平行な軸回りに複数の偏向反射面を回転させ、前記複数の光源からの光ビームを偏向する光偏向器と；少なくとも１枚の走査レンズを含み、前記光偏向器で偏向された複数の光ビームをそれぞれ対応する被走査面上に集光する走査光学系と；を備え、前記複数の光ビームは、いずれも前記光偏向器の回転軸に直交する面に対して傾斜した方向から前記光偏向器の偏向反射面に入射し、前記走査レンズは、光ビームの入射側及び射出側が、それぞれ前記複数の光ビームに対応する複数の光学面を有し、前記入射側の複数の光学面それぞれと、主走査方向における任意の位置で主走査方向に直交する仮想平面との交線は、副走査方向に対して傾斜している直線であり、前記入射側の複数の光学面それぞれと、副走査方向における任意の位置で副走査方向に直交する仮想平面との交線は、曲線であることを特徴とする光走査装置である。
【００１７】
これによれば、走査精度を低下させることなく、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【００１８】
本発明は、第２の観点からすると、複数の像担持体と；前記複数の像担持体をそれぞれ対応する画像情報に応じて変調された光ビームにより走査する本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。
【００１９】
これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高い画像品質を維持しつつ、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】光走査装置の概略構成を説明するための図（その１）である。
【図３】光走査装置の概略構成を説明するための図（その２）である。
【図４】光走査装置の概略構成を説明するための図（その３）である。
【図５】光走査装置の概略構成を説明するための図（その４）である。
【図６】偏向反射面で反射された２つの光ビームを説明するための図（その１）である。
【図７】偏向反射面で反射された２つの光ビームを説明するための図（その２）である。
【図８】偏向反射面の厚さ、及び偏向反射面での２つの光ビームの反射位置を説明するための図である。
【図９】設計値の一例を説明するための図である。
【図１０】本実施形態における走査レンズ２１０５Ａを説明するための図である。
【図１１】本実施形態における走査レンズ２１０５Ｂを説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、それぞれ走査レンズの入射側の面における原点を説明するための図である。
【図１３】走査レンズ２１０５Ｂの第２入射光学面及び各射出光学面の形状を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、それぞれ走査レンズの第１射出光学面における原点を説明するための図である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれ走査レンズの第２射出光学面における原点を説明するための図である。
【図１６】走査レンズの肉厚を説明するための図である。
【図１７】入射光に対する防塵ガラスの姿勢を説明するための図である。
【図１８】防塵ガラスの入射側の面及び射出側の面の形状を説明するための図である。
【図１９】回転中心から各偏向反射面までの距離のばらつきによる偏向反射面での反射位置の変化を説明するための図である。
【図２０】斜入射角と折り返しミラー位置との関係を説明するための図である。
【図２１】主走査対応方向に関する走査レンズにおける光ビームの入射位置と入射角との関係を説明するための図である。
【図２２】本実施形態における走査レンズの作用を説明するための図（その１）である。
【図２３】本実施形態における走査レンズの作用を説明するための図（その２）である。
【図２４】走査レンズの入射側の面が、副走査対応方向に関して曲率を持つ場合を説明するための図である。
【図２５】走査レンズの入射側の面が、平面形状の場合を説明するための図である。
【図２６】本実施形態における走査レンズを成形する際に用いられる金型部品を説明するための図である。
【図２７】走査レンズの射出側の面が、１面で構成されている場合を説明するための図である。
【図２８】走査レンズの射出側の面が、副走査対応方向に沿って並ぶ２面で構成されている場合を説明するための図である。
【図２９】偏向反射面での２つの光ビームの反射位置が副走査対応方向に関して異なっていることの効果を説明するための図である。
【図３０】同一の偏向反射面に入射する２つの光ビームが、入射前に、主走査対応方向からみたときに交差することの効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３０に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００２２】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせて多色のカラー画像を形成するタンデム方式のカラープリンタであり、４つの感光体ドラム（Ｋ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１）、４つのドラム帯電装置（Ｋ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２）、４つの現像装置（Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４）、４つのドラムクリーニング装置（Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５）、４つの転写装置（Ｋ６、Ｃ６、Ｍ６、Ｙ６）、光走査装置２０１０、ベルト帯電装置２０３０、ベルト分離装置２０３１、ベルト除電装置２０３２、搬送ベルト２０４０、ベルトクリーニング装置２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００２３】
なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。
【００２４】
通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００２５】
プリンタ制御装置２０９０は、通信制御装置２０８０を介して受信した上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）を光走査装置２０１０に通知する。
【００２６】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。
【００２７】
感光体ドラムＫ１、ドラム帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、ドラムクリーニング装置Ｋ５、及び転写装置Ｋ６は、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
【００２８】
感光体ドラムＣ１、ドラム帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、ドラムクリーニング装置Ｃ５、及び転写装置Ｃ６は、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
【００２９】
感光体ドラムＭ１、ドラム帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、ドラムクリーニング装置Ｍ５、及び転写装置Ｍ６は、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
【００３０】
感光体ドラムＹ１、ドラム帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、ドラムクリーニング装置Ｙ５、及び転写装置Ｙ６は、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００３１】
各ドラム帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
【００３２】
光走査装置２０１０は、プリンタ制御装置２０９０からの多色の画像情報（ブラック画像情報、マゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光ビームを、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。
【００３３】
現像装置Ｋ４は、感光体ドラムＫ１の表面に形成された潜像にブラックのトナーを付着させて顕像化させる。
【００３４】
現像装置Ｃ４は、感光体ドラムＣ１の表面に形成された潜像にシアンのトナーを付着させて顕像化させる。
【００３５】
現像装置Ｍ４は、感光体ドラムＭ１の表面に形成された潜像にマゼンタのトナーを付着させて顕像化させる。
【００３６】
現像装置Ｙ４は、感光体ドラムＹ１の表面に形成された潜像にイエローのトナーを付着させて顕像化させる。
【００３７】
各現像装置によってトナーが付着した像（以下、便宜上「トナー画像」という）は、感光体ドラムの回転に伴って対応する転写装置の方向に移動する。
【００３８】
給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を搬送ベルト２０４０に向けて送り出す。
【００３９】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで、対応する転写装置によって搬送ベルト２０４０上の記録紙に順次転写され、重ね合わされてカラー画像となる。そして、各トナー画像が転写された記録紙は、定着装置２０５０に送られる。
【００４０】
定着装置２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによって各トナー画像が記録紙上に定着される。この記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイに送られ、排紙トレイ上に順次スタックされる。
【００４１】
各ドラムクリーニング装置は、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
【００４２】
ベルト帯電装置２０３０は、搬送ベルト２０４０の表面を帯電させる。これにより、記録紙が搬送ベルト２０４０の表面に静電吸着される。
【００４３】
ベルト分離装置２０３１は、搬送ベルト２０４０上に静電吸着されている記録紙の吸着を解除する。
【００４４】
ベルト除電装置２０３２は、搬送ベルト２０４０の表面を除電する。
【００４５】
ベルトクリーニング装置２０４２は、搬送ベルト２０４０の表面に付着している異物を除去する。
【００４６】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００４７】
光走査装置２０１０は、一例として図２〜図５に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、２つのシリンドリカルレンズ（２２０４Ａ、２２０４Ｂ）、ポリゴンミラー２１０４、２つの走査レンズ（２１０５Ａ、２１０５Ｂ）、６枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｂ、２１０８ｃ）、４枚の防塵ガラス（２１０９ａ、２１０９ｂ、２１０９ｃ、２１０９ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００（図２〜図４では図示省略、図５参照）の所定位置に組み付けられている。
【００４８】
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
【００４９】
ここでは、Ｚ軸方向からみたときに、光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、光源２２００ａは光源２２００ｂの−Ｚ側に配置されている。また、光源２２００ｄは光源２２００ｃの−Ｚ側に配置されている。
【００５０】
そして、シリンドリカルレンズ２２０４Ａの光軸方向を「ｗ１方向」とし、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂの光軸方向を「ｗ２方向」とする。また、光源２２００ａ及び光源２２００ｂにおける主走査対応方向を「ｍ１方向」とし、光源２２００ｃ及び光源２２００ｄにおける主走査対応方向を「ｍ２方向」とする。
【００５１】
カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光ビーム（以下では、「光ビームＬＢａ」ともいう）の光路上に配置され、該光ビームを略平行光ビームとする。
【００５２】
カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光ビーム（以下では、「光ビームＬＢｂ」ともいう）の光路上に配置され、該光ビームを略平行光ビームとする。
【００５３】
カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光ビーム（以下では、「光ビームＬＢｃ」ともいう）の光路上に配置され、該光ビームを略平行光ビームとする。
【００５４】
カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光ビーム（以下では、「光ビームＬＢｄ」ともいう）の光路上に配置され、該光ビームを略平行光ビームとする。
【００５５】
開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光ビームを整形する。
【００５６】
開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光ビームを整形する。
【００５７】
開口板２２０２ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光ビームを整形する。
【００５８】
開口板２２０２ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光ビームを整形する。
【００５９】
シリンドリカルレンズ２２０４Ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光ビーム、及び開口板２２０２ｂの開口部を通過した光ビームを、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００６０】
シリンドリカルレンズ２２０４Ｂは、開口板２２０２ｃの開口部を通過した光ビーム、及び開口板２２０２ｄの開口部を通過した光ビームを、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００６１】
各シリンドリカルレンズには、温度変動に起因する結像位置のＺ軸方向における変化を補正する機能を有する回折面が設けられている。この場合は、走査レンズの副走査対応方向の倍率が高くても、温度変動を補正し安定した光学性能を得ることができる。
【００６２】
カップリングレンズ２２０１ａと開口板２２０２ａとシリンドリカルレンズ２２０４Ａとからなる光学系は、光源２２００ａの偏向器前光学系（以下では、「偏向器前光学系Ａ」という）である。
【００６３】
カップリングレンズ２２０１ｂと開口板２２０２ｂとシリンドリカルレンズ２２０４Ａとからなる光学系は、光源２２００ｂの偏向器前光学系（以下では、「偏向器前光学系Ｂ」という）である。
【００６４】
すなわち、シリンドリカルレンズ２２０４Ａは、２つの偏向器前光学系で共用されている。
【００６５】
カップリングレンズ２２０１ｃと開口板２２０２ｃとシリンドリカルレンズ２２０４Ｂとからなる光学系は、光源２２００ｃの偏向器前光学系（以下では、「偏向器前光学系Ｃ」という）である。
【００６６】
カップリングレンズ２２０１ｄと開口板２２０２ｄとシリンドリカルレンズ２２０４Ｂとからなる光学系は、光源２２００ｄの偏向器前光学系（以下では、「偏向器前光学系Ｄ」という）である。
【００６７】
すなわち、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂは、２つの偏向器前光学系で共用されている。
【００６８】
ポリゴンミラー２１０４は、Ｚ軸に平行な軸回りに回転する４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。すなわち、ポリゴンミラー２１０４は、４つの偏向反射面を有している。
【００６９】
ここでは、シリンドリカルレンズ２２０４Ａからの光ビームＬＢａ及び光ビームＬＢｂは、ポリゴンミラー２１０４における−Ｘ側に位置する同一の偏向反射面に入射する。
【００７０】
一方、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂからの光ビームＬＢｃ及び光ビームＬＢｄは、ポリゴンミラー２１０４における＋Ｘ側に位置する同一の偏向反射面に入射する。
【００７１】
ここでは、光ビームＬＢａが、ｗ１方向に対して−Ｚ側に角度θａだけ傾斜した方向から偏向反射面に入射するように、光源２２００ａ及び偏向器前光学系Ａが配置されている。また、光ビームＬＢｂが、ｗ１方向に対して＋Ｚ側に角度θｂだけ傾斜した方向から偏向反射面に入射するように、光源２２００ｂ及び偏向器前光学系Ｂが配置されている。すなわち、偏向器前光学系Ａは斜入射角が−θａの斜入射光学系であり、偏向器前光学系Ｂは斜入射角がθｂの斜入射光学系である。
【００７２】
さらに、光ビームＬＢｃが、ｗ２方向に対して＋Ｚ側に角度θｃだけ傾斜した方向から偏向反射面に入射するように、光源２２００ｃ及び偏向器前光学系Ｃが配置されている。また、光ビームＬＢｄが、ｗ２方向に対して−Ｚ側に角度θｄだけ傾斜した方向から偏向反射面に入射するように、光源２２００ｄ及び偏向器前光学系Ｄが配置されている。すなわち、偏向器前光学系Ｃは斜入射角がθｃの斜入射光学系であり、偏向器前光学系Ｄは斜入射角が−θｄの斜入射光学系である。
【００７３】
なお、以下では、光ビームが偏向反射面に入射する際に、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に直交する面に対して傾斜した方向から入射することを「斜入射」といい、副走査対応方向に直交する面に平行な方向から入射することを「水平入射」という。
【００７４】
そして、シリンドリカルレンズ２２０４Ａからの光ビームＬＢａ及び光ビームＬＢｂは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向される。一方、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂからの光ビームＬＢｃ及び光ビームＬＢｄは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。
【００７５】
偏向反射面に入射した光ビームＬＢａは、一例として図６に示されるように、副走査対応方向に直交する面に対して＋Ｚ側に角度θａだけ傾斜した方向に反射される。また、偏向反射面に入射した光ビームＬＢｂは、一例として図６に示されるように、副走査対応方向に直交する面に対して−Ｚ側に角度θｂだけ傾斜した方向に反射される。
【００７６】
偏向反射面に入射した光ビームＬＢｃは、一例として図７に示されるように、副走査対応方向に直交する面に対して−Ｚ側に角度θｃだけ傾斜した方向に反射される。また、偏向反射面に入射した光ビームＬＢｄは、一例として図７に示されるように、副走査対応方向に直交する面に対して＋Ｚ側に角度θｄだけ傾斜した方向に反射される。
【００７７】
走査レンズ２１０５Ａは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に配置され、走査レンズ２１０５Ｂは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。
【００７８】
そして、ポリゴンミラー２１０４で偏向された光ビームＬＢａは、走査レンズ２１０５Ａと折り返しミラー２１０６ａと防塵ガラス２１０９ａを介して、感光体ドラムＫ１に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラムＫ１の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラムＫ１上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラムＫ１での「主走査方向」であり、感光体ドラムＫ１の回転方向が、感光体ドラムＫ１での「副走査方向」である。
【００７９】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向された光ビームＬＢｂは、走査レンズ２１０５Ａと折り返しミラー２１０６ｂと折り返しミラー２１０８ｂと防塵ガラス２１０９ｂを介して、感光体ドラムＣ１に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラムＣ１の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラムＣ１上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラムＣ１での「主走査方向」であり、感光体ドラムＣ１の回転方向が、感光体ドラムＣ１での「副走査方向」である。
【００８０】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向された光ビームＬＢｃは、走査レンズ２１０５Ｂと折り返しミラー２１０６ｃと折り返しミラー２１０８ｃと防塵ガラス２１０９ｃを介して、感光体ドラムＭ１に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラムＭ１の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラムＭ１上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラムＭ１での「主走査方向」であり、感光体ドラムＭ１の回転方向が、感光体ドラムＭ１での「副走査方向」である。
【００８１】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向された光ビームＬＢｄは、走査レンズ２１０５Ｂと折り返しミラー２１０６ｄと防塵ガラス２１０９ｄを介して、感光体ドラムＹ１に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラムＹ１の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラムＹ１上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラムＹ１での「主走査方向」であり、感光体ドラムＹ１の回転方向が、感光体ドラムＹ１での「副走査方向」である。
【００８２】
ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。
【００８３】
本実施形態では、走査レンズ２１０５Ａと折り返しミラー２１０６ａと防塵ガラス２１０９ａとからＫステーションの走査光学系が構成されている。
【００８４】
また、走査レンズ２１０５Ａと２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）と防塵ガラス２１０９ｂとからＣステーションの走査光学系が構成されている。
【００８５】
すなわち、走査レンズ２１０５Ａは、２つの走査光学系で共用されている。
【００８６】
また、走査レンズ２１０５Ｂと２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）と防塵ガラス２１０９ｃとからＭステーションの走査光学系が構成されている。
【００８７】
また、走査レンズ２１０５Ｂと折り返しミラー２１０６ｄと防塵ガラス２１０９ｄとからＹステーションの走査光学系が構成されている。
【００８８】
すなわち、走査レンズ２１０５Ｂは、２つの走査光学系で共用されている。
【００８９】
ここで、具体的な設計値の一例について説明する。
【００９０】
各光源から射出される光ビームの波長は６５９ｎｍである。
【００９１】
各カップリングレンズは、波長が６５９ｎｍの光に対する屈折率が１．６８９４のガラス製である。そして、各カップリングレンズの焦点距離は約２７ｍｍである。
【００９２】
各開口板の開口部は、Ｙ軸方向の幅が約２．３ｍｍ、Ｘ軸方向の幅が約２．１ｍｍである。
【００９３】
各シリンドリカルレンズは、副走査対応方向にのみ光学的パワーを持ち、波長が６５９ｎｍの光に対する屈折率が１．５２７１の樹脂製である。
【００９４】
各光ビームの斜入射角は、｜θａ｜＝｜θｂ｜＝｜θｃ｜＝｜θｄ｜＝１°である。
【００９５】
Ｘ軸方向に対するｗ１方向の傾斜角θＡ、及びＸ軸方向に対するｗ２方向の傾斜角θＢ（図２参照）の大きさ（絶対値）は、いずれも約６８°である。
【００９６】
ポリゴンミラー２１０４の内接円の半径は約７ｍｍである。
【００９７】
ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面の副走査対応方向に関する長さ（図８におけるＤｐ、以下では、「偏向反射面の厚さ」ともいう）は約４ｍｍである。また、同一の偏向反射面に入射する２つの光ビームの、該偏向反射面における各入射位置は、副走査対応方向に関して約２．５ｍｍ（図８におけるＤｂ）離れている。
【００９８】
ポリゴンミラー２１０４の回転中心から各走査レンズの入射側の面の中心までの距離は約４０．９ｍｍである（図９参照）。また、ポリゴンミラー２１０４の回転中心から各被走査面までの距離は約２１０ｍｍである（図９参照）。なお、図９は、各光ビームがそれぞれ１本の直線となるようにＸＺ面上に展開した図である。
【００９９】
各走査レンズは、波長が６５９ｎｍの光に対する屈折率が１．５２７１の樹脂製である。
【０１００】
各走査レンズは、その入射側及び射出側に、いずれも副走査対応方向に並ぶ２つの光学面を有している（図１０及び図１１参照）。
【０１０１】
ここでは、入射側の２つの光学面のうち、＋Ｚ側の光学面を第１入射光学面、−Ｚ側の光学面を第２入射光学面という。また、射出側の２つの光学面のうち、＋Ｚ側の光学面を第１射出光学面、−Ｚ側の光学面を第２射出光学面という。
【０１０２】
走査レンズ２１０５Ａにおける第１入射光学面と第１射出光学面は、光ビームＬＢａに対応する光学面であり、第２入射光学面と第２射出光学面は、光ビームＬＢｂに対応する光学面である。
【０１０３】
また、走査レンズ２１０５Ｂにおける第１入射光学面と第１射出光学面は、光ビームＬＢｄに対応する光学面であり、第２入射光学面と第２射出光学面は、光ビームＬＢｃに対応する光学面である。
【０１０４】
各走査レンズにおける第１入射光学面の基準軸と第２入射光学面の基準軸とは一致している。なお、以下では、第１入射光学面の基準軸と第２入射光学面の基準軸を総称して「入射側基準軸」ともいう。この入射側基準軸は、主走査対応方向及び副走査対応方向のいずれにも直交し、副走査対応方向に関して、第１入射光学面と第２入射光学面の接点を通る。また、この入射側基準軸は、走査対応方向に関して、ポリゴンミラー２１０４の回転中心に対して光源側（ここでは、＋Ｙ側）に約３．８ｍｍずれている。
【０１０５】
このように、第１入射光学面の基準軸と第２入射光学面の基準軸とを一致させることにより、各走査レンズを成形する際に用いられる金型を作製するときに第１入射光学面及び第２入射光学面に対応する２つの面を同時に加工することが可能であり、加工精度を向上させることができる。
【０１０６】
入射側基準軸上における各入射光学面の副走査対応方向に対する傾斜角の絶対値は約０．５°である。
【０１０７】
各走査レンズにおける第１射出光学面の基準軸は、主走査対応方向及び副走査対応方向のいずれにも直交し、副走査対応方向に関して、第１射出光学面の中心を通る。また、各走査レンズにおける第２射出光学面の基準軸は、主走査対応方向及び副走査対応方向のいずれにも直交し、副走査対応方向に関して、第２射出光学面の中心を通る。第１射出光学面の基準軸と第２射出光学面の基準軸は平行であり、主走査対応方向に関しては、上記入射側基準軸と同じ位置にある。そして、副走査対応方向に関しては、第１射出光学面の基準軸は、入射側基準軸に対して＋Ｚ側に約２．０６ｍｍ離れた位置にあり、第２射出光学面の基準軸は、入射側基準軸に対して−Ｚ側に約２．０６ｍｍ離れた位置にある。
【０１０８】
各走査レンズの各入射光学面は、次の（１）式で表現される特殊面である。
【０１０９】
【数１】
0005593858.tif 000002
【０１１０】
上記（１）式では、主走査対応方向に関する入射側基準軸からの距離をｙとし、副走査対応方向に関する入射側基準軸からの距離をｚとしている（図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）参照）。すなわち、主走査対応方向及び副走査対応方向に関しては、入射側基準軸の位置を原点としている。そして、入射側基準軸を含み、主走査対応方向に平行な断面である「主走査断面」内の近軸曲率半径をＲｙ、入射側基準軸を含み、主走査断面に直交する「副走査断面」内の近軸曲率半径をＲｚとしている。また、高次の係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…としている。さらに、Ｃｍ＝１／Ｒｙ、Ｃｓ（ｙ）＝１／Ｒｚ、である。
【０１１１】
ところで、上記（１）式における（Ｆ０＋Ｆ１・ｙ＋Ｆ２・ｙ２＋Ｆ３・ｙ３＋Ｆ４・ｙ４＋・・・・）ｚは、副走査対応方向に対する傾き量（以下では、「チルト量」ともいう）を表す部分である。このチルト量は、主走査対応方向の位置によって異なっている。なお、チルト量を持たないときには、Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２，・・・、は全て０である。
【０１１２】
走査レンズ２１０５Ｂにおける第２入射光学面の上記（１）式におけるＲｙ、Ｒｚ、及び各係数の具体例が図１３に示されている。
【０１１３】
すなわち、各走査レンズの各入射光学面は、副走査対応方向に対する傾きが主走査対応方向の位置によって異なる平面である。なお、同一の面形状を上記（１）式とは別の式を用いて特定することも可能である。また、上記（１）式における原点を、２つの入射光学面で個別に設定しても良い。
【０１１４】
各走査レンズの各射出光学面は、次の（２）式で表現される非球面である。
【０１１５】
【数２】
0005593858.tif 000003
【０１１６】
第１射出光学面については、上記（２）式では、主走査対応方向に関する第１射出光学面の基準軸からの距離をｙとし、副走査対応方向に関する第１射出光学面の基準軸からの距離をｚとしている（図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）参照）。すなわち、主走査対応方向及び副走査対応方向に関しては、第１射出光学面の基準軸の位置を原点としている。そして、第１射出光学面の基準軸を含み、主走査対応方向に平行な断面である「主走査断面」内の近軸曲率半径をＲｙ、第１射出光学面の基準軸を含み、主走査断面に直交する「副走査断面」内の近軸曲率半径をＲｚとしている。また、高次の係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…としている。さらに、Ｃｍ＝１／Ｒｙ、Ｃｓ（ｙ）＝１／Ｒｚ＋ａｙ＋ｂｙ２＋ｃｙ３＋ｄｙ４＋ｅｙ５＋ｆｙ６＋ｇｙ７＋ｈｙ８＋ｉｙ９＋ｊｙ１０…、である。
【０１１７】
第２射出光学面については、上記（２）式では、主走査対応方向に関する第２射出光学面の基準軸からの距離をｙとし、副走査対応方向に関する第２射出光学面の基準軸からの距離をｚとしている（図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）参照）。すなわち、主走査対応方向及び副走査対応方向に関しては、第２射出光学面の基準軸の位置を原点としている。そして、第２射出光学面の基準軸を含み、主走査対応方向に平行な断面である「主走査断面」内の近軸曲率半径をＲｙ、第２射出光学面の基準軸を含み、主走査断面に直交する「副走査断面」内の近軸曲率半径をＲｚとしている。
【０１１８】
上記（２）式におけるＲｙ、Ｒｚ、及び各係数の具体例が図１３に示されている。すなわち、各射出光学面は、副走査対応方向に関して強い光学的パワーを持つ面である。
【０１１９】
走査レンズの肉厚は、光軸方向に関する上記（１）式の原点から上記（２）式の原点までの距離である（図１６参照）。ここでは、各走査レンズの肉厚は約１４ｍｍである。
【０１２０】
各防塵ガラスは、主走査対応方向及び副走査対応方向のいずれも光学的パワーを持たない。各防塵ガラスの板厚は約１．９ｍｍである。そして、各防塵ガラスと対応する感光体ドラム表面（被走査面）までの距離は約９０ｍｍである（図９参照）。
【０１２１】
各防塵ガラスは、その表面が副走査対応方向に対して１４°傾斜している（図１７参照）。なお、図１７は、各光ビームがそれぞれ１本の直線となるようにＸＺ面上に展開した図である。
【０１２２】
また、各防塵ガラスは、その一方の面が上記（１）式で表現される特殊面である。各防塵ガラスの、上記（１）式におけるＲｙ、Ｒｚ、及び各係数の具体例が図１８に示されている。
【０１２３】
各感光体ドラム表面（被走査面）に形成された光スポットのスポット径は、主走査方向で約６５μｍ、副走査方向で約７０μｍであった。
【０１２４】
ところで、一例として図１９に示されるように、ポリゴンミラー２１０４の回転中心から各偏向反射面までの距離にばらつき（図１９ではΔｄ）があると、光ビームが偏向反射面に斜入射されたとき、偏向反射面での反射位置が副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に関して変化（図１９ではΔＳ）する。そして、偏向反射面での反射位置が副走査対応方向に関して変化すると、被走査面においても副走査対応方向に関して結像位置が変化する。これは、被走査面における走査線のピッチ変動を招く。
【０１２５】
そこで、上記ばらつきがあると、偏向反射面を４面もっているポリゴンミラーでは、４ライン周期で走査線のピッチ変動が発生する。
【０１２６】
走査線のピッチ変動は、走査レンズの副走査対応方向における倍率をβとすると、△Ｓ×βとなる。そして、この値が５μｍ以上になると、出力画像上で濃度むらとなり、画像品質が大きく低下する。
【０１２７】
なお、光ビームが偏向反射面に水平入射される場合には、上記ばらつきがあっても、副走査対応方向に関して反射位置は変化しないため、被走査面上の結像位置も変化しない。
【０１２８】
上記画像品質の低下を抑制する第１の方法として、走査レンズとポリゴンミラーとの距離を大きくして、上記倍率βを小さくすることが考えられる。この場合は、走査レンズの主走査対応方向の長さを長くする必要があり、走査レンズのコスト上昇、光走査装置の大型化を招く。また、画角を一定とし、倍率βを小さくするには、ポリゴンミラーと感光体ドラムとの間の光路長を長くする必要があり、画像形成装置の大型化を招く。
【０１２９】
上記画像品質の低下を抑制する第２の方法として、光ビームの斜入射角を小さくすることが考えられる。斜入射角が小さいと、副走査対応方向に関する偏向反射面での反射位置のずれΔＳが小さくなる。
【０１３０】
しかしながら、光ビームの斜入射角が小さいと、同一の偏向反射面で反射された２つの光ビームのなす角度も小さくなり、一例として図２０に示されるように、２つの光ビームを分離するための折り返しミラーと偏向反射面との距離が長くなる。すなわち、光走査装置の大型化を招く。
【０１３１】
また、光ビームを斜入射させると、波面収差が増大する。副走査対応方向からみたときに、走査レンズの入射側の面の形状が、偏向反射面での反射位置を中心とする円弧形状でない限り、偏向反射面での反射位置から走査レンズにおける入射位置までの光路長は主走査対応方向の位置によって異なる。
【０１３２】
走査レンズの入射側の面の形状を上記円弧形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。そこで、通常、ポリゴンミラーで偏向され走査レンズに入射する光ビームは、主走査対応方向からみたときに、光軸以外の位置では、光学面に対し垂直に入射することはなく、０°以外の入射角で入射する（図２１参照）。
【０１３３】
また、ポリゴンミラーで反射された光ビームは、主走査対応方向にある幅を持っており、該光ビーム内で主走査対応方向の両端の光線は、偏向反射面から走査レンズの入射位置までの光路長が異なり、かつ、副走査対応方向に対して傾斜している。そこで、該光ビームは、ねじれた状態で走査レンズに入射することになる。
【０１３４】
このねじれた状態の光ビームが副走査対応方向に関して強い光学的パワーを持つ走査レンズに入射すると波面収差を増大させる。つまり、副走査対応方向に関して強い光学的パワーを持つ面に、スキュー特性をもつ光ビームが入射することで、該光ビーム内で主走査対応方向の両端の光線の屈折角が異なり、被走査面上では各光線は一点に集まらず、光スポットに太りが生じる。
【０１３５】
また、入射光ビームにおける主走査対応方向の両端の光線の副走査対応方向に関する走査レンズへの入射位置の差は、一般的な走査レンズでは、該光ビームの主走査対応方向に関する入射位置が光軸から離れるほど大きくなる。すなわち、光ビームの主走査対応方向に関する入射位置が光軸から離れるほど、該光ビームのねじれが大きくなり、被走査面上での光スポットは、波面収差の劣化による太りが大きくなる。
【０１３６】
本実施形態における各走査レンズでは、一例として図２２に示されるように、入射側の面が副走査対応方向に対して傾斜しているため、入射側の面を透過した２つの光ビームのなす角度（θｏｕｔ）を、入射時の角度（θｉｎ）よりも大きくすることができる。
【０１３７】
そこで、一例として図２３に示されるように、２つの光ビームの斜入射角が小さくても、２つの光ビームを分離するための折り返しミラーと偏向反射面との距離を短くすることができる。
【０１３８】
この結果、２つの光ビームの斜入射角を小さくすることができるため、前記偏向反射面での反射位置のずれΔＳが小さくなり、上記倍率βを小さくすることなく、すなわち、走査レンズをポリゴンミラーから遠ざけることなしに、走査線のピッチ変動を低減することができる。
【０１３９】
次に、本実施形態における各走査レンズの上記特殊面の形状を平面形状としている理由について説明する。
【０１４０】
仮に、特殊面が副走査対応方向に関して曲率を持っていると、副走査対応方向に関する位置毎に主走査対応方向の形状が大きく異なることとなる。このとき、温度変動や光学素子の組み付け誤差に起因して副走査対応方向に関する光ビームの入射位置がずれると、大きな倍率誤差が発生する。そして、多色の画像形成装置においては、各色間での被走査面における光スポットの位置にずれを生じ、その結果、出力画像に色ずれが発生する。
【０１４１】
一方、特殊面の形状が平面形状の場合には、副走査対応方向に関する位置による主走査対応方向の形状変化を小さくでき、副走査対応方向に関する光ビームの入射位置がずれても、倍率誤差が大きくなることはない。
【０１４２】
なお、本実施形態における各走査レンズの特殊面は、副走査対応方向の位置に応じて主走査対応方向に関する形状が異なるが、副走査対応方向に関して曲率を持つ場合に比べて、主走査対応方向に関する形状変化は極めて小さい。
【０１４３】
また、仮に、特殊面が副走査対応方向に関して曲率を持っていると、入射光線が副走査対応方向にシフトした場合、入射側の面を透過した光線の進行方向が変化する（図２４参照）。この場合には、被走査面上において大きな走査線曲がりが発生する。また、光ビームのスキューが発生し、波面収差の増大、光スポットのスポット径の太りが生じる。
【０１４４】
一方、特殊面の形状が平面形状の場合には、入射光線が副走査対応方向にシフトしても、入射側の面を透過した光線の進行方向はシフトするのみで、その変化は小さい（図２５参照）。
【０１４５】
以上の理由から、本実施形態における各走査レンズの特殊面は、平面形状としている。
【０１４６】
ところで、波面収差を補正するには、副走査対応方向に関して強い光学的パワーを持つ光学面への入射位置を補正し、被走査面上で一点に集光するようにする必要がある。なお、１枚構成の走査レンズにおいては、副走査対応方向に関して強い光学的パワーを持つ光学面は射出側の光学面である。
【０１４７】
本実施形態における各走査レンズでは、入射光学面における副走査対応方向に対する傾斜角を、主走査対応方向に関する位置に応じて異ならせることで、副走査対応方向に関して強い光学的パワーを持つ射出光学面への光線の入射位置を調整し、波面収差を補正している。すなわち、斜入射光学系を用いることによる波面収差の増大を補正している。
【０１４８】
なお、本実施形態における各走査レンズでは、入射側基準軸の近傍においても、入射光学面は、副走査対応方向に対して傾斜しているが、入射側基準軸の近傍では、主走査対応方向における走査レンズの端部近傍に比べて、光ビームのスキューは極めて小さいため不都合は生じない。
【０１４９】
また、本実施形態における各走査レンズの入射側の面は、光ビームが透過する主走査対応方向の全領域において、副走査対応方向に対して傾斜している。
【０１５０】
走査レンズの入射側の面を、各光学面から射出された２つの光ビームの間隔が副走査対応方向に関して広がるような形状とすることで、該走査レンズの入射側の面を成形するのに用いられる金型部品の形状を、図２６に示されるように、主走査対応方向全域で山形（光学面としては谷形）とすることができる。金型部品側の形状が谷形の場合、各面の副走査対応方向の稜線部の加工が困難となる。具体的には、加工時のバイトの逃げ部が必要となるため、副走査対応方向に並ぶレンズ面の間隔を広げる必要が生じ、走査レンズが大型化してしまう。副走査対応方向に並ぶレンズ面の間隔が広がると、斜入射角を大きくする必要が生じる等の不都合が発生する。
【０１５１】
ところで、仮に、走査レンズにおける射出光学面が１面の場合には、一例として図２７に示されるように、副走査対応方向に関して軸外を光ビームが通過するため、走査レンズから射出される２つの光ビームは、副走査対応方向に関して互いの間隔が徐々に狭くなる。この場合は、２つの光ビームを分離するための折り返しミラーの配置位置を設定するのが難しくなる。
【０１５２】
一方、本実施形態における各走査レンズでは、一例として図２８に示されるように、２つの光ビームは、各射出光学面の基準軸近傍を通過しているため、副走査対応方向への屈折を抑制することができる。つまり、本実施形態における各走査レンズの射出側の面は、結像作用を有しつつ、２つの光ビームのなす角度を維持することができる。
【０１５３】
また、本実施形態では、同一の偏向反射面に入射する２つの光ビームは、該偏向反射面に入射する前に、副走査対応方向からみたときに交差している。そして、その交差位置近傍にシリンドリカルレンズが配置されている。ここでの交差は、必ずしも２つの光ビームがぶつかり合う必要はなく、単に、副走査対応方向からみたときに交差しているようにみえれば良い。
【０１５４】
これにより、一例として図２９及び図３０に示されるように、ポリゴンミラーと走査レンズとの距離を長くすることなく、斜入射角を小さくすることができる。
【０１５５】
この場合、２つの光ビームは、副走査対応方向に関して、同一の偏向反射面の異なる位置に入射するため、従来の斜入射光学系を用いた場合よりも、偏向反射面の厚さを厚くする必要がある。但し、本実施形態では、偏向反射面の厚さを約４ｍｍと抑えているため、高コスト化、消費電力の増加、騒音の増大を招来することは、ほとんどない。なお、２つの光ビームがそれぞれ水平入射され、２つの走査レンズを副走査対応方向に重ねて配置した場合、偏向反射面の厚さは８〜１０ｍｍ程度になることが多い。
【０１５６】
また、従来の斜入射光学系を用いた場合では、斜入射角は、３〜５°程度に設定されることが多いが、本実施形態では、斜入射角を１°程度とすることができる。
【０１５７】
また、本実施形態では、シリンドリカルレンズを、同一の偏向反射面に向かう２つの光ビームで共用し、かつ、２つの光ビームが偏向反射面に入射する前に、副走査対応方向からみたときに交差する位置に配置している。この場合、部品点数を減らすことができる。
【０１５８】
各防塵ガラスの特殊面は、主走査対応方向の位置に応じて副走査対応方向に対する傾斜角が異なっている。そこで、各防塵ガラスに入射した光ビームは、該光ビームの主走査対応方向に関する入射位置に応じて、その光路が副走査対応方向に関して曲げられる。ここでは、これにより、感光体ドラム表面での走査線曲がりを補正している。本実施形態では、走査線曲がりを２０μｍ以下とすることができた。なお、走査線曲がりとは、感光体ドラム表面に形成される光スポットの、副走査方向に関する位置のＰＶ（Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ｖａｌｌｅｙ）値である。
【０１５９】
ところで、特に主走査対応方向に関して光ビームが絞られていない場所に、走査線曲がり補正用の特殊面を配置すると、光ビームがねじれ状態となって波面収差を増大させるおそれがある。そこで、本実施形態では、主走査対応方向に関して光ビームが絞られている場所、つまり感光体ドラムに近い位置に走査線曲がり補正用の特殊面を配置している。これにより、波面収差を増大させることなく走査線曲がりを補正することができる。
【０１６０】
また、感光体ドラムに近い位置では、主走査方向に関して、感光体ドラムの各位置に向かう光ビームがより分離されており、隣り合う光ビームの重なりが小さい。このため、各防塵ガラスの特殊面における傾き量を細かく設定することができる。
【０１６１】
また、各防塵ガラスは、主走査対応方向及び副走査対応方向ともに光学的パワーを持っていない。この場合は、各防塵ガラスは略平行平板状とすることができ、ほぼ一様な肉厚となる。また、その材質を樹脂とした場合には、成形が容易で形状精度が向上する。なお、実際には、特殊面を有しているため、完全に一様な肉厚とはならないが、特殊面における副走査対応方向に対するチルト量は小さく、成形上は平行平板とみなすことができる。
【０１６２】
更に、各防塵ガラスは、光走査装置内にトナーや埃が入り込むのを防止する機能を有しているため、部品点数を増加させることなく、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。
【０１６３】
なお、防塵ガラス２１０９ａ及び防塵ガラス２１０９ｂは、光ビームＬＢａ及び光ビームＬＢｂがそれぞれ１本の直線となるようにＸＺ面上に展開したとき、走査レンズ２１０５Ａの入射側基準軸を含み、ＸＹ面に平行な面に対し、配置位置、面形状ともに対称である。
【０１６４】
同様に、防塵ガラス２１０９ｃ及び防塵ガラス２１０９ｄは、光ビームＬＢｃ及び光ビームＬＢｄがそれぞれ１本の直線となるようにＸＺ面上に展開したとき、走査レンズ２１０５Ｂの入射側基準軸を含み、ＸＹ面に平行な面に対し、配置位置、面形状ともに対称である。
【０１６５】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、４つの光源（２２００ａ〜２２００ｅ）、複数の偏向反射面を有し、各光源から射出された光ビーム（ＬＢａ〜ＬＢｄ）を偏向するポリゴンミラー２１０４、該ポリゴンミラー２１０４で偏向された２つの光ビーム（ＬＢａ、ＬＢｂ）が入射する走査レンズ２１０５Ａ、該ポリゴンミラー２１０４で偏向された２つの光ビーム（ＬＢｃ、ＬＢｄ）が入射する走査レンズ２１０５Ｂ、各走査レンズを通過した光ビームを対応する感光体ドラムに導く複数の折り返しミラー、及び折り返しミラーを介した光ビームが通過する４つの防塵ガラスなどを備えている。
【０１６６】
各光源から射出された光ビーム（ＬＢａ〜ＬＢｄ）は、いずれもポリゴンミラー２１０４に斜入射される。
【０１６７】
そして、走査レンズ２１０５Ａは、光ビームＬＢａに対応する第１入射光学面と第１射出光学面、及び光ビームＬＢｂに対応する第２入射光学面と第２射出光学面を有している。
【０１６８】
また、走査レンズ２１０５Ｂは、光ビームＬＢｄに対応する第１入射光学面と第１射出光学面、及び光ビームＬＢｃに対応する第２入射光学面と第２射出光学面を有している。
【０１６９】
各走査レンズの各入射光学面は、副走査対応方向に対する傾きが主走査対応方向の位置によって異なる平面である。また、各走査レンズの各射出光学面は、副走査対応方向に関して強い光学的パワーを持つ面である。
【０１７０】
これにより、同一の偏向反射面で偏向された２つの光ビームを分離するための折り返しミラーと偏向反射面との距離を短くするとともに、同一の偏向反射面に入射する２つの光ビームの斜入射角を小さくすることができる。また、斜入射による波面収差を小さくすることができる。さらに、各走査レンズを成形する際に用いられる金型部品を容易に精度良く作製することができる。
【０１７１】
また、主走査対応方向からみたときに、同一の偏向反射面に入射する２つの光ビームは、交差してから該偏向反射面に入射している。この場合、斜入射角を小さくすることなく、ポリゴンミラー２１０４と各走査レンズとの距離を短くすることができる。
【０１７２】
また、各防塵ガラスは、主走査対応方向及び副走査対応方向のいずれに関しても光学的パワーを持たず、少なくとも一面に、主走査対応方向の位置に応じて副走査対応方向に対する傾斜角が異なる特殊面を有している。この場合、感光体ドラム表面での走査線曲がりを小さくすることができ、複数のトナー画像を重ねた際の色ずれを少なくすることができる。
【０１７３】
そこで、走査精度を低下させることなく、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【０１７４】
また、偏向反射面に入射する光ビームを斜入射させているため、光走査装置を構成する部品の中でコスト比率の高いポリゴンミラーの厚さを、水平入射させる場合よりも小さくすることができる。すなわち、ポリゴンミラーを小型化することができる。この小型化に伴い、コストを下げるだけでなく、消費電力や騒音を低減し環境を考慮した光走査装置の提供が可能となる。
【０１７５】
また、１つの走査レンズが２つの画像形成ステーションで共用されているため、部品点数を低減し低コスト化を図ることができる。
【０１７６】
また、各走査レンズでは、副走査対応方向に沿って並ぶ２つ光学面を近接することが可能であり、従来のように２つの走査レンズを副走査対応方向に重ねて配置する場合に比べて、斜入射角を小さくしたり、走査レンズを小型化することができる。
【０１７７】
また、ポリゴンミラー２１０４から感光体ドラムに至る光学レイアウトの自由度が高い。特に、各走査レンズをポリゴンミラー２１０４の近くに配置することができるため、副走査対応方向において光走査装置の小型化（薄型化）を図ることができる。
【０１７８】
また、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、光走査装置２０１０を備えているため、結果として、高い画像品質を維持しつつ、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【０１７９】
なお、上記実施形態では、偏向反射面に光ビームを斜入射させるため、光源及び偏向器前光学系が、ＸＹ面に対して傾斜して配置される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、偏向器前光学系にミラーを加え、該ミラーによって光ビームを傾斜させても良い。
【０１８０】
また、上記実施形態において、各光源がそれぞれ複数の発光部を有していても良い。この場合には、複数の光ビームで被走査面を同時に走査することができ、画像形成の高速化、及び画像の高密度化を図ることができる。
【０１８１】
また、上記実施形態において、同一の偏向反射面に入射する２つの光ビームを射出する２つの光源を主走査対応方向に離間させ、２つのシリンドリカルレンズを各光源に対応して設けても良い。この場合は、走査レンズの副走査対応方向に沿って並ぶ２つの光学面の形状を互いに異ならせることで良好な光学特性を得ることが可能である。
【０１８２】
また、上記実施形態において、同一の偏向反射面に入射する２つの光ビームに対してシリンドリカルレンズを共用化しつつ、カップリングレンズの干渉を避けるため、該２つの光ビームを射出する２つの光源を主走査対応方向に離間させても良い。この場合、副走査対応方向からみたときに、偏向反射面近傍で該２つの光ビームを交差させることが望ましい。また、２つの光源の主走査対応方向に関する離間距離が小さいときには、走査レンズの副走査対応方向に沿って並ぶ２つの光学面の形状を同一形状としても良い。
【０１８３】
また、上記実施形態では、画像形成装置が４つの感光体ドラムを有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、画像形成装置が５つの感光体ドラムを有していても良い。
【０１８４】
また、上記実施形態では、走査線曲がり補正用の特殊面が防塵ガラスに設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、防塵ガラスとは別に走査線曲がり補正用の特殊面を有する光学素子を備えていても良い。
【０１８５】
また、上記実施形態では、光走査装置２０１０がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。
【産業上の利用可能性】
【０１８６】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、走査精度を低下させることなく、低コスト化及び小型化を図るのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高い画像品質を維持しつつ、低コスト化及び小型化を図るのに適している。
【符号の説明】
【０１８７】
２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…ポリゴンミラー（光偏向器）、２１０５Ａ…走査レンズ、２１０５Ｂ…走査レンズ、２１０９ａ〜２１０９ｄ…防塵ガラス（光学素子）、２２００ａ〜２２００ｄ…光源、２２０４Ａ…シリンドリカルレンズ、２２０４Ｂ…シリンドリカルレンズ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８８】
【特許文献１】特開２００３−５１１４号公報
【特許文献２】特開２００６−７２２８８号公報
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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