(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光点を有する光源と、
前記複数の発光点から出射した複数の光束を偏向する偏向器と、
前記偏向器により偏向された前記複数の光束を被走査面上に導光する走査光学系と、
前記複数の発光点のうち少なくとも二つの発光点からの光束を検出する同期検出部と、を備え、
前記同期検出部は複数の結像手段を有しており、該複数の結像手段のうち、温度に対する屈折率の変化が最も小さい第１の結像手段の主走査断面内での屈折力が最も大きいことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１の結像手段は、ガラスから成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】
前記複数の結像手段は、樹脂製の第２の結像手段を含む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】
前記第２の結像手段は、結像に寄与するレンズ部と、前記第１の結像手段を保持するための鏡筒部と、を有する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】
前記同期検出部は、前記偏向器の回転軸に垂直かつ前記偏向器の偏向面の中心を通る断面上以外に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記同期検出部は、前記複数の結像手段からの光束を受光する受光部を有しており、前記第１の結像手段は、前記複数の結像手段のうち最も前記受光部に近い位置に配置されてい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。
【請求項７】
前記同期検出部の焦点距離は、前記走査光学系の焦点距離よりも短い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。
【請求項８】
前記走査光学系は、複数の走査光学素子を有しており、前記同期検出部に入射する光束は、前記複数の走査光学素子のうち最も前記偏向器側の走査光学素子の端部を通過す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。
【請求項９】
前記複数の結像手段のうち少なくとも一つは、前記偏向器の回転軸に垂直な断面内においてのみ屈折力を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記第１の結像手段は、前記偏向器の回転軸に垂直な断面内においてのみ屈折力を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記複数の結像手段のうち少なくとも一つは、主走査方向に垂直な断面内においてのみ屈折力を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記複数の結像手段のうち少なくとも一つは、アナモフィックな面を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記複数の結像手段のうち少なくとも一つは、温度に対する屈折率の変化が他の結像手段とは異なることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記光源と前記同期検出部とは、前記偏向器の回転軸を含み且つ前記走査光学系の光軸に対して平行な断面を挟んで配置されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記光走査装置の作動時において、前記光源の近傍の温度をＴ１、前記偏向器の近傍の温度をＴ２、前記同期検出部の近傍の温度をＴ３、とするとき、
Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１６】
前記光源は、面発光型の半導体レーザーであることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の光走査装置と、
該光走査装置により前記被走査面上に形成される静電潜像を、トナー像として現像する現像手段と、
該現像手段によって現像された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
該転写手段によって転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１６のいずれか１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、光走査装置及びそれを有する画像形成装置に関し、特に複数の発光点を有する光源及びポリゴンミラーなどの偏向器を備える光走査装置における複数の光束の同期検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザービームプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置が備える光走査装置においては、高速化及び小型化が求められている。
特許文献１には、走査の高速化を達成するために、複数の発光点を有する光源を備え、複数の光束（マルチビーム）により被走査面上を一度に走査することができる光走査装置が開示されている。この光走査装置では、同期検出部により各発光点が形成するドット位置を電気的に同期検出し、画像を正確に印字できるように書出しタイミングや画像幅を電気的に補正している。
また、特許文献２には、光走査装置を小型化するために、光束が走査光学系の外側を通過し、入射光学系の光学素子と同期検出部の光学素子とを一体にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５９７３８号公報
【特許文献２】特開平７−２８１１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に記載の光走査装置にマルチビームを適用した場合、各光学素子が主走査断面内においてパワーを有しているため、各発光点が形成するドットの位置が環境の変動（温度変化など）によりずれてしまう。ドットの位置ずれが大きくなると、同期検出部の検出誤差が大きくなり、正確な印字ができなくなってしまう。
そこで、本発明は、複数の発光点を有する光源を備える光走査装置において、環境の変動による複数の光束の同期検出の検出誤差を小さく高精細化することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面としての光走査装置は、複数の発光点を有する光源と、複数の発光点から出射した複数の光束を偏向する偏向器と、偏向器により偏向された複数の光束を被走査面上に導光する走査光学系と、複数の発光点のうち少なくとも二つの発光点からの光束を検出する同期検出部と、を備え、同期検出部は複数の結像手段を有しており、複数の結像手段のうち、温度に対する屈折率の変化が最も小さい第１の結像手段の主走査断面内での屈折力が最も大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る複数の発光点を有する光源を備える光走査装置によれば、複数の結像手段のうち温度に対する屈折率の変化が最も小さい結像手段の主走査断面の屈折力が最も大きい。従って、温度の変動による複数の光束の同期検出の検出誤差を小さくし、高精細化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る光走査装置１００の概略図。
【図２】同期検出装置１２３の理想的な状態及び昇温時それぞれにおける複数の光束の同期検出誤差を説明する主走査断面内の概略図。
【図３】本発明の第二実施形態に係る光走査装置３００の主走査断面に展開した概略図。
【図４】本発明の第二実施形態に係る光走査装置３００の副走査断面Ｐに沿った断面図。
【図５】本発明の第三実施形態に係る光走査装置５００の概略図。
【図６】同期検出光学系３１９の主走査断面図及び副走査断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る光走査装置について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本発明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。
【０００９】
図１は、本発明の第一実施形態に係る光走査装置１００の概略図である。
【００１０】
光走査装置１００は、光源１０１、開口絞り１０２、コリメータレンズ１０３及びシリンドリカルレンズ１０５を備えている。また光走査装置１００は、開口絞り１０６、光線分離素子１０７、アナモフィックレンズ１０８及び光量検出手段１０９を備えている。さらに光走査装置は、偏向器１１０、第一のｆθレンズ（走査光学素子）１１１、第二のｆθレンズ１１２、防塵手段１１４及び被走査面１１５を備えている。加えて光走査装置１００は、偏向ミラー１１６、第一の同期検出素子１１７、第二の同期検出素子１１８、遮光手段１２０、受光素子１２１及び発光制御手段１２４を備えている。なお、被走査面１１５は、感光体の表面であってもよい。
【００１１】
なお、以下の説明において、主走査方向とは偏向器１１０の回転軸及び第一のｆθレンズ１１１及び第二のｆθレンズ１１２の光軸に垂直な方向である。副走査方向とは、偏向器１１０の回転軸と平行な方向である。
また、主走査断面とは第一のｆθレンズ１１１及び第二のｆθレンズ１１２の光軸と主走査方向とを含む平面である。副走査断面とは第一のｆθレンズ１１１及び第二のｆθレンズ１１２の光軸を含み主走査断面に垂直な面である。副走査方向の露光分布の作成は、主走査露光毎に、感光体を副走査方向に移動（回転）させることによって達成している。
【００１２】
光源１０１は、複数の発光点を有しており、例えば端面発光型のレーザーやＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ＬＡＳＥＲ（垂直共振器面発光レーザー））等の面発光型の半導体レーザーなどが用いられる。
開口絞り１０２は、光源１０１より出射された光束の副走査方向の光束径を制限する。
コリメータレンズ１０３は、光源１０１より出射された光束を略平行な光束（もしくは発散光束もしくは収束光束）に変換する光学素子である。
光源１０１、開口絞り１０２及びコリメータレンズ１０３によってレーザーユニット１０４が構成される。
【００１３】
シリンドリカルレンズ１０５は、副走査断面内のみに有限のパワー（屈折力）を有している。
開口絞り１０６は、コリメータレンズ１０３から出射された光束の主走査方向の光束径を制限する。
光線分離素子１０７は、透過と反射の機能を併せ持つ光学素子であり、ハーフミラー、クサビプリズムや平行平板などが用いられる。なお本実施形態では、光線分離素子１０７として、クサビプリズムを用いている。
アナモフィックレンズ１０８は、クサビプリズム１０７で反射された光束を集光する。
光量検出手段１０９は、光源１０１の発光光量を検出し、フォトダイオードやＣＭＯＳセンサなどが用いられる。
【００１４】
偏向器１１０は、モーター等の駆動手段（不図示）により一定方向(例えば、図中Ａの方向)に一定速度で回転し、ポリゴンミラーなどで構成される。
第一のｆθレンズ１１１及び第二のｆθレンズ１１２は、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結像レンズ（アナモフィックレンズ）である。第一のｆθレンズ１１１及び第二のｆθレンズ１１２により、ｆθ特性を決定する走査光学系１１３が構成される。走査光学系１１３は、偏向器１１０により偏向された複数の光束を被走査面１１５上に導光する。
【００１５】
防塵手段１１４は、不図示のハウジング内部へのゴミ等の侵入を防ぐために設けられており、ガラス板などが用いられる。被走査面１１５は、感光体ドラムなどの表面であり、図中Ｂの方向に走査される。
【００１６】
偏向ミラー１１６は、偏向器１１０によって偏向走査された光束の一部が入射し、それを同期検出装置１２３に向けて偏向する。第一の同期検出素子１１７及び第二の同期検出素子１１８は、レンズなどで構成される。第一の同期検出素子１１７と第二の同期検出素子１１８により、同期検出光学系１１９が構成される。
【００１７】
遮光手段１２０は、受光素子１２１に入射する光束を制限するように、同期検出光学系１１９を通過してきた走査光の走査上流側を遮光し、ナイフエッジなどが用いられる。受光素子１２１は、遮光手段１２０で制限された光束を受光し、走査光のタイミングを検出するフォトダイオードなどが用いられる。受光部１２２は、遮光手段１２０と受光素子１２１によって構成されており、図中Ｃの方向に走査される。
同期検出装置１２３は、同期検出光学系１１９と受光部１２２により構成されている。
【００１８】
発光制御手段１２４は、光量検知手段１０９から得られた光量の情報及び受光部１２２から得られた発光タイミングの情報を元に、光源１０１の発光光量及び発光タイミングをそれぞれ決定し、光源手段１０１の発光を制御する。
【００１９】
次に、光走査装置１００の動作について説明する。
【００２０】
まず、光源１０１の複数の発光点から出射した複数の光束はそれぞれ、副走査方向の光束を制限する開口絞り１０２を通過し、コリメータレンズ１０３によって略平行な光束に変換される。そして、シリンドリカルレンズ１０５によって副走査断面内で収束光束に変換される。その後、主走査方向の光束を制限する開口絞り１０６を通過し、クサビプリズム１０７により、光束の一部が反射され、残りは透過する。なお、本第１実施形態では、光束は２９．２８度の角度で、クサビプリズム１０７に入射している。
【００２１】
クサビプリズム１０７によって反射された光束は、アナモフィックレンズ１０８に入射し、光量検出手段１０９に入射する。一方、クサビプリズム１０７を透過した光束は、Ａ方向に回転している偏向器１１０に入射する。
【００２２】
偏向器１１０に入射した光束は、偏向器１１０により偏向走査された後、第一のｆθレンズ１１１、第二のｆθレンズ１１２により被走査面上で結像され、防塵ガラス１１４を通過し、被走査面１１５を等速度で走査する。なお、偏向器１１０はＡ方向に回転しているので、偏向走査された光束は、被走査面１１５をＢ方向に走査する。
【００２３】
偏向器１１０により偏向走査された光束のうち走査開始側の光は、最も偏向器側に配置された結像レンズである第一のｆθレンズ１１１を通過した後、偏向ミラー１１６に入射する。そして、偏向ミラー１１６で反射された光束は、複数枚のレンズで構成された同期検出光学系１１９に入射する。その後、光束は、遮光手段１２０と受光素子１２１によって構成された受光部１２２にＣ方向に走査しながら入射し、光源１０１の発光タイミングが検出される。
このように、同期検出装置１２３は、偏向器１１０により偏向された複数の光束の走査タイミングを検出するが、偏向器１１０により偏向された複数の光束のうちの少なくとも二つ以上の光束の走査タイミングが検出できるように構成されていればよい。
【００２４】
本実施形態では、同期検出光学系１１９は、樹脂で作製された第一の同期検出素子（結像手段）１１７とガラスで作製された第二の同期検出素子（結像手段）１１８により構成されている。第一の同期検出素子１１７及び第二の同期検出素子１１８の温度に対する屈折率の変化ｄｎ／ｄＴはそれぞれ、−１．１×１０-5及び２．５×１０-6である。第一の同期検出素子１１７は、副走査断面にのみパワーを有するシリンドリカルレンズである一方で、第二の同期検出素子１１８は主走査断面及び副走査断面双方にパワーを有する球面レンズである。
【００２５】
なお本実施形態では、受光部１２２は遮光手段１２０及び受光素子１２１によって構成されているが、受光素子１２１としての同期検出センサのみで構成されていてもよい。
その場合は、センサの端部の配置に注意したり、２つのセンサが連結された複合センサを用いれば、センサ自体が遮光手段の役割も果たす。
【００２６】
次に、本実施形態における入射光学系の諸特性、走査光学系の諸特性及び同期検出光学系の諸特性をそれぞれ、以下の表１乃至表３に示す。
【００２７】
【表１】
0005882959.tif 000002
【００２８】
【表２】
0005882959.tif 000003
【００２９】
【表３】
0005882959.tif 000004
【００３０】
なお、表１乃至表３において、各レンズ面と光軸との交点を原点としたときの、光軸方向、主走査断面内において光軸と直交する軸、及び副走査断面内において光軸と直交する軸をそれぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸としている。また、表１乃至表３において、「Ｅ−ｘ」は、「×１０-x」を意味している。
【００３１】
コリメータレンズ１０３は、収差補正の為の非球面形状を有する回転対称なガラスモールドレンズである。その形状は、以下の式（１）で表される。
【００３２】
【数１】
0005882959.tif 000005
【００３３】
ここで、Ｒは曲率半径、ｋは離心率、Ｃi（ｉ＝２，４，６）は非球面係数である。
【００３４】
第一のｆθレンズ１１１及び第二のｆθレンズ１１２における各レンズ面の主走査断面の非球面形状は、以下の式（２）で表される。
【００３５】
【数２】
0005882959.tif 000006
【００３６】
ここで、Ｒは曲率半径、ｋは離心率、Ｂi（ｉ＝４，６，８，・・・，１６）は非球面係数である。
【００３７】
ｙに関してプラス側とマイナス側で係数Ｂiが異なる場合は、表２にあるように、プラス側の係数には添字ｕを附し（すなわち、Ｂu）、マイナス側終了側の係数には添字ｌを付している（すなわち、Ｂl）。
【００３８】
第一のｆθレンズ１１１の入射面と射出面、及び第二のｆθレンズ１１２の入射面における各レンズ面の副走査断面の非球面形状は、以下の式（３）で表される。
【００３９】
【数３】
0005882959.tif 000007
【００４０】
すなわち、式（３）におけるＳは、母線上の任意の点において母線の面法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義される子線形状に対応する。
【００４１】
なお、式（３）における副走査断面の曲率半径ｒ’は、レンズ面のｙ座標に従って、以下の式（４）のように連続的に変化する。
【００４２】
【数４】
0005882959.tif 000008
【００４３】
ここで、ｒは光軸上における副走査断面の曲率半径、Ｄj（ｊ＝２，４，６，８，１０）は副走査断面の曲率半径の変化係数である。ｙに関してプラス側とマイナス側で係数Ｄiが異なる場合は、表２にあるように、プラス側の係数には添字ｕを附し（すなわち、Ｄu）、マイナス側終了側の係数には添字ｌを付している（すなわち、Ｄl）。
【００４４】
同様に、第二のｆθレンズ１１２の出射面における副走査断面の非球面形状は、以下の式（５）のように表される。
【００４５】
【数５】
0005882959.tif 000009
【００４６】
すなわち、式（５）におけるＳは、母線上の任意の点において母線の面法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義される子線形状に対応する。
【００４７】
なお、式（５）における副走査断面の曲率半径ｒ’は、レンズ面のｙ座標に従って、以下の式（６）のように連続的に変化する。
【００４８】
【数６】
0005882959.tif 000010
【００４９】
ここで、ｒは光軸上における副走査断面の曲率半径、Ｄj（ｊ＝２，４，６，８，１０）は副走査断面の曲率半径の変化係数である。ｙに関してプラス側とマイナス側で係数Ｄiが異なる場合は、表２にあるように、プラス側の係数には添字ｕを付し（すなわち、Ｄu）、マイナス側終了側の係数には添字ｌを付している（すなわち、Ｄl）。
【００５０】
すなわち、副走査断面は、レンズ面のｙ座標に対して連続的に変化しており、ｙの１０次関数で表される球面形状となっている。
【００５１】
本実施形態に係る光走査装置１００では、走査光学系１１３の主走査方向の焦点距離（ｆθ係数）が２００．１８ｍｍ／ｒａｄであるのに対して、同期検出装置１２３の焦点距離を３４．７０ｍｍとすることができ、光走査装置１００の小型化を達成している。また本実施形態に係る光走査装置１００では、偏向ミラー１１６で光束を偏向して同期検出装置１２３に導いており、この構成も光走査装置１００の小型化に好適である。さらに本実施形態に係る光走査装置１００では、第二の同期検出素子１１８を受光部１２２に近い側に配置している。そのため、同期検出光学系１１９の焦点距離を短く設定することができ、この構成も光走査装置１００の小型化により好適である。
【００５２】
光走査装置１００の小型化をさらに達成するために、本実施形態に係る光走査装置１００は、同期検出装置１２３に入射する光束が第一のｆθレンズ１１１（すなわち、最も偏向器１１０側のｆθレンズ）の端部を通過するように構成されている。このように構成することで、スポットの小径化のために主走査方向に光束を広げても第一のｆθレンズ１１１の外側に同期検出用の光束が通過する部分を形成する必要がなくなる。それにより、光走査装置１００のサイズを大きくすることなく、同期検出用の光束を光学部品の一部で妨害されずに同期検出装置１２３へと導くことが可能となる。
【００５３】
次に、本実施形態に係る光走査装置１００における同期検出装置１２３の焦点距離の違いに伴って発生する検知誤差の差について説明する。
【００５４】
図２（ａ）乃至（ｄ）は、同期検出装置１２３の理想的な状態及び昇温時それぞれにおける複数の光束の同期検出誤差を説明する主走査断面内の概略図である。図２（ａ）は、理想的な状態での、同期検出光学素子１１９の主走査方向の焦点距離が長い場合における複数の光束が集光される様子を示す概略図である。図２（ｂ）は、昇温時での、同期検出光学系１１９の主走査方向の焦点距離が長い場合における複数の光束が集光される様子を示す概略図である。図２（ｃ）は、理想的な状態での、同期検出光学系１１９の主走査方向の焦点距離が短い場合における複数の光束が集光される様子を示す概略図である。図２（ｄ）は、昇温時での、同期検出光学系１１９の主走査方向の焦点距離が短い場合における複数の光束が集光される様子を示す概略図である。
【００５５】
２０１は、偏向器１１０で偏向された複数の光束のうち先行する光束を示している。
２０２は、偏向器１１０で偏向された複数の光束のうち後行する光束を示している。
２０３は、焦点距離が長い場合（この場合の焦点距離をｆとする）の同期検出光学素子１１９によって形成される光学的な主平面を示している。
２０４は、遮光手段１２０の位置を示しており、理想的な状態では光束はこの位置に集光し、光源１０１の発光同期タイミングを決定する検知面である。
２０５は、昇温時における光束の集光点を含む仮想面を示している。
２０６は、本実施形態のような焦点距離が短い場合（この場合の焦点距離をｆ’とする）の同期検出光学素子１１９によって形成される光学的な主平面を示している。
２０７は、遮光手段１２０の位置を示しており、理想的な状態では光束はこの位置に集光し、光源１０１の発光同期タイミングを決定する検知面である。
２０８は、昇温時における光束の集光点を含む仮想面を示している。
【００５６】
例えば、図２（ａ）では、偏向器１１０で偏向された複数の光束のうちの先行光束２０１は、同期検出装置１２３に先行して入射し、検知面２０４で検知される。その後、所定の時間が過ぎた後、複数の光束のうちの後行光束２０２が同期検出装置１２３に入射し、検知面２０４で検知される。
なお、図２（ａ）及び（ｂ）ではそれぞれ、先行光束２０１と後行光束２０２が検知面２０４の点Ｐ及び仮想面２０５の点Ｑに集光される様子が図示されている。また、図２（ｃ）及び（ｄ）ではそれぞれ、先行光束２０１と後行光束２０２が検知面２０７の点Ｒ及び仮想面２０８の点Ｓに集光される様子が図示されている。光束２０１と２０２が各点に到達する時間は互いに異なっていることに注意されたい。
【００５７】
図２（ｂ）及び（ｄ）に示されるように、同期検出装置１２３の温度が上昇すると、それぞれΔｘ及びΔｘ’だけのピント変動が生じる。それに伴って、検知面２０４及び２０７で光束２０１と２０２の検知タイミングがずれるため、それぞれΔｙ及びΔｙ’だけの検知誤差が生じる。
【００５８】
このとき、焦点距離ｆ及びｆ’の比とピント変動量Δｘ及びΔｘ’の比は、以下の式（７）のように表される。
【００５９】
【数７】
0005882959.tif 000011
【００６０】
図２（ｂ）において、ピント変動量Δｘと検知誤差Δｙの関係は、以下の式（８）のように表される。
【００６１】
【数８】
0005882959.tif 000012
【００６２】
ここで、Ｄは、主平面上での先行光束２０１と後行光束２０２の間の距離である。
【００６３】
同様に、図２（ｄ）において、ピント変動量Δｘ’と検知誤差Δｙ’の関係は、以下の式（９）のように表される。
【００６４】
【数９】
0005882959.tif 000013
【００６５】
従って、式（７）、（８）及び（９）より、検知誤差ΔｙとΔｙ’の関係は、以下の式（１０）のように表される。
【００６６】
【数１０】
0005882959.tif 000014
【００６７】
このことから、同期検出装置１２３の温度の変化量が同じであれば、同期検出光学系１１９の焦点距離ｆによらず検知誤差は一定となることがわかる。
【００６８】
しかしながら、焦点距離ｆが変化すると、受光部１２２を走査する走査速度ｖが変化することに注意すべきである。
【００６９】
具体的には、焦点距離ｆ（ｍｍ）と走査速度ｖ（ｍｍ/ｓ）の関係は、定数ａ（（ｍｍ/ｓ）／（ｍｍ））を用いて以下の式（１１）のように表される。
【００７０】
ν＝ａｆ          （１１）
【００７１】
すなわち、焦点距離ｆが長くなると、走査速度ｖは速くなる。
図２（ｂ）及び（ｄ）の例で見ると、焦点距離がｆの時は、走査速度はｖ（＝ａｆ）となり、一方で焦点距離がｆ’の時は、走査速度はｖ’（＝ａｆ’）となり、ｖ＞ｖ’となる。
【００７２】
式（１０）によれば、検知誤差Δｙ及びΔｙ’は、焦点距離ｆによらず同一の値になる。しかしながら、式（１１）にあるように、走査速度ｖは焦点距離ｆに比例するため、時間としてみた検知誤差Δｔ（＝Δｙ／ｖ＝Δｙ／（ａｆ））とΔｔ’（＝Δｙ’／ｖ’＝Δｙ’／（ａｆ’））は同一の値とならない。そのため、焦点距離ｆが短いほど検知誤差Δｔは大きくなり、すなわちΔｔ’＞Δｔとなる。
【００７３】
このことから、本実施形態のような同期検出光学系１１９の焦点距離が短いマルチビーム光学系では、同期検出装置１２３の温度が上昇してピント変動が発生した場合は、先行光束２０１と後行光束２０２の検知誤差が大きくなる。
【００７４】
受光部１２２は、主走査方向における同期検出を目的としているため、主走査方向の検知誤差を小さくすることが望ましい。そのためには、同期検出光学系１１９を温度に対する屈折率の変化が異なる複数の結像手段で構成することが望ましい。特に、複数の結像手段のうち最も大きな主走査断面の屈折力を有する結像手段をガラスのような温度に対する屈折率の変化量が小さい材質で作成することによって、同期検出装置１２３の温度上昇に伴う検知誤差を小さくすることができる。また、昇温による影響を受けても検知誤差とならない副走査断面の屈折力を有する結像手段としては、比較的温度に対する屈折率の変化量が大きい材質であるが安価で製造可能な樹脂製のレンズを使用することで、コストの削減を図ることが出来る。
【００７５】
これらのことから、本実施形態では、複数の結像手段において温度に対する屈折率の変化が最も小さい結像手段の主走査断面の屈折力が最も大きくなるように、樹脂製の第一の同期検出素子１１７とガラス製の第二の同期検出素子１１８を用いている。
【００７６】
以上のように、本実施形態に係る構成をとることで、スポットの小径化や環境変動によるドットずれを小さくしつつ、小型化、高速化、高精細化を同時に実現することができる光走査装置を提供することができる。
すなわち、従来の光走査装置では、温度変化による影響を考慮すると焦点距離が短い同期検出装置の光学系を設計することが困難であった。しかし、本発明の光走査装置では、屈折率の温度変化量が小さい材質で同期検出用結像手段を作成することで、焦点距離を短くすることができ、同期検出装置、さらには光走査装置の小型化を実現することができる。
【００７７】
なお、本実施形態では複数の結像手段として樹脂製の第一の同期検出素子１１７とガラス製の第二の同期検出素子１１８を用いている。しかしながら、本発明はこれに限らず三枚以上の結像手段を用いてもよい。
【００７８】
また、本実施形態では複数の結像手段のうち、第二の同期検出素子１１８を受光部１２２に近い側に配置している。しかしながら、本発明はこれに限らず、三枚以上の結像手段で構成されている場合は、主走査断面の屈折力が最も大きく、且つ温度に対する屈折率の変化が最も小さい結像手段が、複数の結像手段のうち最も受光部側に配置されることが望ましい。
【００７９】
本実施形態の第二の同期検出素子１１８は主走査断面及び副走査断面双方にパワーを有する球面レンズであったが、本発明はこれに限らず、第二の同期検出素子は、主走査断面にのみパワーを有するレンズであってもよい。
【００８０】
また、複数の結像手段のうち少なくとも一つの結像手段のうちの少なくとも一つの面は、アナモフィックな面で形成されていてもよい。
【００８１】
図３は、本発明の第二実施形態に係る光走査装置３００の主走査断面に展開した概略図である。
【００８２】
光走査装置３００は、偏向ミラー２２５を備えていること以外は、第一実施形態に係る光走査装置１００と同一の構成を有しているので、同一の構成要素については同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００８３】
図４は、本発明の第二実施形態に係る光走査装置３００の副走査断面Ｐに沿った断面図である。
【００８４】
図４に示されるように、偏向器１１０により偏向走査され、第一のｆθレンズ１１１を通過した光束は、偏向ミラー２２５により下方に反射される。その後、偏向器１１０により偏向走査された光束のうち走査開始側の光は、偏向ミラー１１６によって同期検出装置１２３に向けて反射される。
【００８５】
上で説明したように、同期検出装置１２３の温度が上昇すると、受光部１２２において検知誤差が発生するので、同期検出装置１２３の温度上昇自体を小さく抑えることで、検知誤差をさらに小さくすることができる。
【００８６】
同期検出装置１２３の昇温の原因となる熱源としては、光源１０１や偏向器１１０のモーター（不図示）が挙げられる。そのため、同期検出光学系１１９は熱源である光源１０１よりも離れた位置に配置することが望ましい。また、偏向器１１０の中心軸を含む第一のｆθレンズ１１１の光軸に対して平行な副走査断面Ｐが、光源１０１と同期検出装置１２３の間に存在することが望ましい。このように構成することで、同期検出装置１２３が熱源である光源１０１の発熱の影響を受けにくくなるので同期検出装置１２３の温度の上昇量が抑制され、受光部１２２の検知誤差が小さくなる。
【００８７】
また、同期検出装置１２３は熱源である偏向器１１０から離れた位置に配置することが望ましい。そのため、同期検出装置１２３は、偏向器１１０の偏向面に入射或いは反射される光束の光路を含み偏向器１１０の回転軸に垂直な平面上以外に配置されていることが望ましい。この構成により、同期検出装置１２３が熱源である偏向器１１０の発熱の影響を受けにくくなり、同期検出装置１２３の温度の上昇量が抑制され、受光部１２２の検知誤差が小さくなる。
【００８８】
また、光走査装置３００の高速化のために、光源１０１にＶＣＳＥＬを使用した場合、光源１０１の発熱量は非常に大きくなる。そのような場合、本実施形態に係る光走査装置３００では、光走査装置３００の作動時の光源１０１近傍の温度Ｔ1、偏向器１１０近傍の温度Ｔ2及び同期検出光学系１１９近傍の温度Ｔ3の間の条件は以下の式（１２）のように表される。
【００８９】
Ｔ1＞Ｔ2＞Ｔ3          （１２）
【００９０】
従って、式（１２）のような関係から、同期検出装置１２３が熱源である光源１０１や偏向器１１０の発熱の影響を受けにくくなることで、同期検出装置１２３の温度の上昇量が少なくなり、受光部１２２の検知誤差が小さくなる。
【００９１】
図５は、本発明の第三実施形態に係る光走査装置５００の概略図である。
【００９２】
光走査装置５００は、第一の同期検出光学系１１７及び第二の同期検出光学系１１８の代わりに、同期検出光学系３１９内の樹脂製の第一の同期検出光学系３１７及びガラス製の第二の同期検出光学系３１８を備える以外は、光走査装置１００と同一の構成を有する。そのため、光走査装置５００において同一の構成要素については同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００９３】
図６（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、同期検出光学系３１９の主走査断面図及び副走査断面図である。
【００９４】
一般的に、樹脂製のレンズは、樹脂モールドにより安価に製造することが可能であり、鏡面部以外の形状を自由に形成することが可能である。
一方で、ガラス製のレンズは、外形形状を自由に加工することが困難である。
【００９５】
従って、一般的にガラス製のレンズを光走査装置に精度良く組付けるためには別部材が必要となる。しかし、本実施形態のように、樹脂性の第一の同期検出光学系３１７（レンズ部）に鏡筒部を形成することによって別部材を必要とすることなく、ガラス製の第二の同期検出光学系３１８を精度よく組付けることが可能となる。
【００９６】
なお、本実施形態では第二の同期検出光学系３１８を第一の同期検出光学系３１７の鏡筒部に組付けているが、三枚以上の同期検出光学系が設けられている場合には、複数枚の同期検出光学系を樹脂性の第一の同期検出光学系の鏡筒部に組付けてもよい。
【００９７】
なお、以上に示した光走査装置を備えた画像形成装置（不図示）も本発明の範囲に含まれる。例えば、画像形成装置は、光走査装置に加えて、外部機器から入力されたコードデータを画像信号に変換し、画像信号を光走査装置に入力するプリンタコントローラと、被走査面の位置に、被走査面の代わりに配置される感光体と、を備える。また、画像形成装置は、感光体の表面を一様に帯電する帯電手段であって、光走査装置が帯電手段によって帯電された感光体の表面を露光することによって、静電潜像が感光面上に形成される帯電手段と、静電潜像をトナー像として現像する現像手段を備える。さらに、画像形成装置は、現像手段によって現像された感光体の表面上のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、転写手段によって記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着手段と、を備える。
【００９８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１００  光走査装置
１０１  光源
１１０  偏向器
１１３  走査光学系
１１５  被走査面
１１７  第一の同期検出素子（結像手段）
１１８  第二の同期検出素子（結像手段）
１２２  受光部
１２３  同期検出装置
【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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