(57)【要約】【課題】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補正する。【解決手段】複数の光源装置１からの光ビームを共通の光偏向器５により偏向した後、光走査光学系６により各々異なる被走査面７に集光して主走査方向に走査する光走査装置において、複数の光源装置からの光ビームは、光偏向器の反射面５ａの法線に対し副走査方向に角度を有し、走査光学系６の光偏向器５側の走査レンズＬ１は複数の光源装置からの光ビームで共用され、該共用レンズＬ１の１面は、単一の基準軸Ａで主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面で構成され、光ビームは光偏向器の偏向反射面の垂線に直交する方向において基準軸外を通過し、共用レンズＬ１の他面は副走査方向に曲率を持たない面で構成され、主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面で、複数の光ビーム毎に異なる基準軸Ｂ，Ｃを持つ異なる面で構成されるようにした。【選択図】図１
2006267904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源装置を有し、各光源装置からの光ビームを共通の光偏向器により偏向した後、光走査光学系により各々異なる被走査面に集光して主走査方向に走査する光走査装置において、
前記複数の光源装置からの全ての光ビームは、前記光偏向器の反射面の法線に対し副走査方向に角度を有し、前記光走査光学系の少なくとも最も光偏向器に近い走査レンズは、前記複数の光源装置からの光ビームで共用され、その共用される走査レンズ（以下、共用レンズと言う）の１面は、単一の基準軸で主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面で構成され、複数の光ビームは前記光偏向器の偏向反射面の垂線に直交する方向において基準軸外を通過し、前記共用レンズの他面は、副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ、主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面で、複数の光源装置からの光ビームごとに異なる基準軸を持つ異なる面で構成されることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面は、基準軸に対し主走査方向に非対称に変化することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の光走査装置において、
前記共用レンズの特殊面は、光偏向器の偏向反射面に垂直で、前記共用レンズの他方の面の基準軸を含む面に対し鏡面対称であることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記光走査光学系は２枚の走査レンズで構成され、全ての走査レンズが、主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面と、副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面で構成されることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項４記載の光走査装置において、
最も被走査面側の走査レンズは、異なる被走査面に向かう光ビームごとに配置され、副走査方向に曲率を持たず、かつ、主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面は、基準軸より主走査方向に応じて非対称に副走査方向のチルト偏芯角度が変化することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記光走査光学系の副走査方向の横倍率偏差は、ほぼ均一であることを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記光源装置として複数の光ビームを射出するマルチビーム光源装置を用いたことを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の光走査装置において、
複数の光源装置に対応する異なる被走査面は、少なくとも４つの感光体で構成されることを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の光走査装置に用いられる走査レンズにおいて、
第１の面の基準軸と、第２の面の基準軸の数が異なり、一体的に成型されたことを特徴とする走査レンズ。
【請求項１０】
請求項９記載の走査レンズにおいて、
一方の面は単一の基準軸で主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面で構成され、他方の面は副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる複数の特殊面で構成されることを特徴とする走査レンズ。
【請求項１１】
感光体に対して帯電、露光、現像の電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記電子写真プロセスのうちの露光プロセスを実行する手段として、請求項１乃至８のいずれか一つに記載の光走査装置を具備した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、光走査装置とそれに用いられる走査レンズ、および前記光走査装置を備えたデジタル複写機、レーザプリンタ、レーザプロッタ、レーザファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機やレーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関連して広く知られている光走査装置は、一般に、光源装置から出射された光ビームを光偏向器により偏向させ、ｆθレンズ等の光走査光学系により被走査面に向けて集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を光走査（主走査）するように構成されている。被走査面の実体をなすものは光導電性の感光体等である感光媒体の感光面である。
【０００３】
また、フルカラー画像形成装置の一例として、４つの感光体を記録紙の搬送方向に配列し、これらの各感光体に対応した複数の光源装置から放射された光ビームの光束を１つの偏向手段により偏向走査し、各感光体に対応する複数の光走査光学系により各感光体に同時に露光して潜像を作り、これらの潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各々異なる色の現像剤を使用する現像器で可視像化した後、これらの可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写し、定着することで、カラー画像を得られるように構成されている。
【０００４】
このように、光走査装置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「タンデム型画像形成装置」として知られている。また、このようなタンデム型画像形成装置として、以下のような複数の感光媒体が単一の光偏向器を共用する方式のものが開示されている。
(1) 略平行でかつ副走査方向に離れた複数の光束を光偏向器に入射し、複数の光束に対応する複数の走査光学素子を副走査方向に並べて走査する方式（特許文献１等参照）。
(2) 光偏向器の片側より光束を入射し、光偏向器で偏向された光束を３枚構成の走査光学系を用いて結像走査する方式であり、第１、第２の走査レンズは異なる被走査面に向かう複数の光束が通過し、第３の走査レンズは各被走査面毎に設けられている方式（特許文献２、特許文献３、特許文献４等参照）。
【０００５】
上記の方式のように、複数の被走査面で光偏向器を共用すると、光偏向器の数を減らすことができ、画像形成装置をコンパクト化することが可能になる。
しかしながら、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４つの異なる被走査面（感光体）を持つフルカラー対応の画像形成装置の光走査装置としては、光偏向器の数を減らすことは可能だが、副走査方向に複数の感光体に向かう光ビームを略平行に並べて光偏向器に入射させるため、ポリゴンミラー等の光偏向器が副走査方向に大型化するという課題がある。一般的に、光走査装置内の光学素子でポリゴンミラー部のコストは高く、装置全体の低コスト化及び小型化を狙う場合において弊害となる。
【０００６】
さらに最近では、カラー画像形成装置の光走査装置において、単一の光偏向器にして低コスト化を図る手段として、特許文献５に記載の技術の如く、光偏向器の偏向反射面に副走査方向に角度を持って光ビームを入射させる斜め入射光学系が知られている。前記斜め入射光学系は、複数の光ビームがそれぞれ偏向反射面で偏向反射された後に、各々対応する被走査面（感光体）に、折返しミラーなどで分離され導かれる。この時、それぞれの光ビームの副走査方向の角度（光偏向器に斜め入射する角度）は、前記ミラーで各光束が分離可能な角度に設定されている。
この斜め入射光学系を用いることで、前記ミラーで各光束が分離可能な副走査方向の隣接する光ビームの間隔を、光偏向器の大型化（副走査方向へのポリゴンミラーの多段化、厚肉化）無しに実現可能となる。
【０００７】
さらに、前記の説明のような斜め入射光学系によれば、光偏向器として、ポリゴンミラーを用いる場合を考えてみると、通常の入射方式では、光源側からの光束をポリゴンミラーの回転軸に向けて入射させることが難しく（不可能ではないが、回転軸に向けて入射させた場合、必要な偏向角を確保しようとすると、個々の偏向反射面が極端に大きくなる）、ポリゴンミラーを小型化することができない。また、所謂「サグ」の発生も大きく、発生するサグは像高：０に対して非対称である。また、ポリゴンミラーが大きいと、その高速回転に大きなエネルギーを必要とし、高速回転させたときの「風切り音」も大きく、防音手段も大型化せざるを得ない。
【０００８】
これに対して斜め入射方式では、光源側からの光束をポリゴンミラーの回転軸に向けて入射させることが可能であり、ポリゴンミラーを小径化でき、高速回転させたときの「風切り音」も小さく、従って高速化に適している。また、ポリゴンミラーを小径化できるのでサグの発生も小さく、発生するサグを像高：０に対して対称化できるので、補正も容易である。
【０００９】
しかしながら、その反面、斜め入射方式には「走査線曲がり」が大きいという問題がある。この走査線曲がり発生量は、前記各光ビームの副走査方向の斜め入射角により異なり、各々の光ビームで描かれた潜像を各色のトナーにより重ね合わせて可視化した際に、色ずれとなって現れてしまう。また、斜め入射することにより、光束が走査レンズにねじれて入射することで、波面収差も増大し、特に周辺の像高で光学性能が著しく劣化し、ビームスポット径が太ってしまい、高画質化を妨げる要因となる。
さらに斜め入射方式では、光源側からの光束をポリゴンミラーの回転軸に向けて入射させるために、主走査方向で走査レンズの光軸と重なる位置に光源を配置した場合、走査レンズとの干渉を避けるために斜め入射角は増大してしまう。
【００１０】
斜め入射方式に固有の「大きな走査線曲がり」を補正する方法として、光走査光学系に「副走査断面内におけるレンズ面の固有傾きを、走査線曲がりを補正するように主走査方向へ変化させたレンズ面を有するレンズ」を含める方法（特許文献６参照）や、光走査光学系に「副走査断面内における反射面の固有傾きを、走査線曲がりを補正するように主走査方向へ変化させた反射面を有する補正反射面」を含める方法（特許文献７参照）等が提案されている。
【００１１】
また、特許文献８においては、斜め入射される光束を走査レンズの軸外を通し、走査レンズの子線の非球面量を主走査方向に沿って変化させる面を用いて走査線の位置を揃える方法が提案されている。この特許文献８においては、１枚の走査レンズにて補正を行う例を挙げており、前記走査線曲がりの補正は可能であるが、以下に説明する波面収差の増大によるビームスポット径の劣化については記述されていない。
【００１２】
斜め入射方式における今１つの問題は、光線スキューにより周辺像高（走査線の両端部近傍）で波面収差の大きな劣化が発生し易いことである。このような波面収差が生じると、周辺像高で光スポットのスポット径が大径化してしまう。この問題を解決できないと、近来強く要請されている「高密度の光走査」を実現できない。上記特許文献８記載の光走査装置では、斜め入射方式に特有の大きな走査線曲がりが極めて良好に補正されているが、上記波面収差の補正は十分と言えない。
【００１３】
斜め入射方式の問題点といえる上記「走査線曲がりと波面収差の劣化」を良好に補正できる光走査装置として、走査結像光学系に複数の回転非対称レンズを含め、これら回転非対称レンズのレンズ面の子線頂点を結ぶ母線形状を副走査方向に湾曲させたものが提案されている（特許文献９参照）。
しかしながら、上記「子線頂点を結ぶ母線形状を副走査方向に湾曲させたレンズ面」を有するレンズは、母線を湾曲させることで諸問題を解決しており、入射光束に対応した個別の走査レンズが必要となるため、タンデム型画像形成装置の光走査光学系に適用する場合、走査レンズの枚数が増大してしまう。
【００１４】
同一の走査レンズに異なる被走査面に向かう複数の光束を入射させた場合、母線形状を湾曲させることにより一方の光束に対しては諸問題の解決がなされるが、他方の光束については走査線曲がりや波面収差を低減させることは難しい。
また、副走査方向に曲率を持つため、組み付け誤差、加工誤差、環境変動等の影響により、同レンズに入射する光束が副走査方向にシフトした場合、副走査方向のレンズの屈折力の影響を受け、走査線曲がりの形状が変化し、カラー画像における初期の（または設計時の）色ずれ抑制の効果は得られず、色ずれが発生してしまうという課題がある。
【００１５】
さらに波面収差の補正においても、曲率を持つ面においては入射光束のブレにより光束のスキュー状態の変化が大きく、良好なビームスポット径を安定して得ることは難しい。
先に例を挙げた斜め入射方式である特許文献５記載の技術においても、特許文献９と同様の面を用い走査線曲がりの補正を実施している。しかし、この場合にも前記の説明の如く、良好なビームスポット径を安定して得ることは難しい。
【００１６】
【特許文献１】特開平９−５４２６３号公報
【特許文献２】特開２００１−４９４８号公報
【特許文献３】特開２００１−１０１０７号公報
【特許文献４】特開２００１−３３７２０号公報
【特許文献５】特開２００３−５１１４号公報
【特許文献６】特開平１１−１４９３２号公報
【特許文献７】特開平１１−３８３４８号公報
【特許文献８】特開２００４−７０１０９号公報
【特許文献９】特開平１０−７３７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、低コスト、低消費電力、小型化に適した、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できる新規な構成の光走査装置を実現することを課題とする。また、その光走査装置に用いられる走査レンズを提供することを課題とする。
さらに本発明は、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し、高速、高密度化や、温度変動時においても色ずれ発生が小さい新規な構成の画像形成装置を実現することを課題とする。
【００１８】
より詳しく述べると、本発明は、光源装置から射出された光ビームをカップリングするカップリング光学系と、カップリング光学系からの光ビームを主走査方向に長く略線状に集光する第１光学系と、第１光学系からの光ビームを偏向走査する偏向手段としての光偏向器（例えば回転多面鏡等）と、光源からの光ビームを、被走査面に集光する走査光学系とを有する光走査装置において、光源装置からの光ビームを光偏向器の偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度を持つ斜め入射方式とした場合にも、その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を目的とする。そして本発明では、その補正に適した走査レンズを提供することを目的とする。
さらに本発明では、高速、高密度に対応し、フルカラー機における色ずれを低減する光走査装置の実現と、その光走査装置を用いて高速、高密度化や、温度変動時においても色ずれ発生が小さい画像形成装置の実現を目的とする。
さらにまた本発明では、光偏向器の小型化や、光源装置のマルチビーム化による光偏向器の回転数低下により消費電力の低下を図るなど、環境を考慮した光走査装置の実現と、その光走査装置を用いて低コスト、低消費電力、小型化を達成することができる画像形成装置の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明では以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第１の手段は、複数の光源装置を有し、各光源装置からの光ビームを共通の光偏向器により偏向した後、光走査光学系により各々異なる被走査面に集光して主走査方向に走査する光走査装置において、前記複数の光源装置からの全ての光ビームは、前記光偏向器の反射面の法線に対し副走査方向に角度を有し、前記光走査光学系の少なくとも最も光偏向器に近い走査レンズは、前記複数の光源装置からの光ビームで共用され、その共用される走査レンズ（以下、共用レンズと言う）の１面は、単一の基準軸で主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面で構成され、複数の光ビームは前記光偏向器の偏向反射面の垂線に直交する方向において基準軸外を通過し、前記共用レンズの他面は、副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ、主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面で、複数の光源装置からの光ビームごとに異なる基準軸を持つ異なる面で構成されることを特徴とするものである（請求項１）。
【００２０】
本発明の第２の手段は、第１の手段の光走査装置において、主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面は、基準軸に対し主走査方向に非対称に変化することを特徴とするものである（請求項２）。
また、本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の光走査装置において、前記共用レンズの特殊面は、光偏向器の偏向反射面に垂直で、前記共用レンズの他方の面の基準軸を含む面に対し鏡面対称であることを特徴とするものである（請求項３）。
【００２１】
本発明の第４の手段は、第１乃至第３のいずれか一つの手段の光走査装置において、前記光走査光学系は２枚の走査レンズで構成され、全ての走査レンズが、主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面と、副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面で構成されることを特徴とするものである（請求項４）。
また、本発明の第５の手段は、第４の手段の光走査装置において、最も被走査面側の走査レンズは、異なる被走査面に向かう光ビームごとに配置され、副走査方向に曲率を持たず、かつ、主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面は、基準軸より主走査方向に応じて非対称に副走査方向のチルト偏芯角度が変化することを特徴とするものである（請求項５）。
【００２２】
本発明の第６の手段は、第１乃至第５のいずれか一つの手段の光走査装置において、前記光走査光学系の副走査方向の横倍率偏差は、ほぼ均一であることを特徴とするものである（請求項６）。
また、本発明の第７の手段は、第１乃至第６のいずれか一つの手段の光走査装置において、前記光源装置として複数の光ビームを射出するマルチビーム光源装置を用いたことを特徴とするものである（請求項７）。
さらに本発明の第８の手段は、第１乃至第７のいずれか一つの手段の光走査装置において、複数の光源装置に対応する異なる被走査面は、少なくとも４つの感光体で構成されることを特徴とするものである（請求項８）。
【００２３】
本発明の第９の手段は、第１乃至第８のいずれか一つの手段の光走査装置に用いられる走査レンズにおいて、第１の面の基準軸と、第２の面の基準軸の数が異なり、一体的に成型されたことを特徴とするものである（請求項９）。
また、本発明の第１０の手段は、第９の手段の走査レンズにおいて、一方の面は単一の基準軸で主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面で構成され、他方の面は副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる複数の特殊面で構成されることを特徴とするものである（請求項１０）。
【００２４】
本発明の第１１の手段は、感光体に対して帯電、露光、現像の電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置において、前記電子写真プロセスのうちの露光プロセスを実行する手段として、第１乃至第８のいずれか一つの手段の光走査装置を具備したことを特徴とするものである（請求項１１）。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の光走査装置では、複数の光源装置からの全ての光ビームは、光偏向器の反射面の法線に対し副走査方向に角度を有する斜め入射方式としているので、光偏向器の偏向反射面を形成する多面体を一段で、かつ、副走査方向の厚みを低減でき、光走査装置を構成する部品でコスト比率の高い光偏向器のコストを下げるとともに、消費電力や騒音を低減可能な、環境を考慮した光走査装置が実現可能となる。そして本発明では、光走査光学系の少なくとも最も光偏向器に近い走査レンズは、複数の光源装置からの光ビームで共用され、その共用レンズの１面は、単一の基準軸で主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面で構成され、複数の光ビームは前記光偏向器の偏向反射面の垂線に直交する方向において基準軸外を通過し、前記共用レンズの他面は、副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ、主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面で、複数の光源装置からの光ビームごとに異なる基準軸を持つ異なる面で構成されることにより、複数の光源装置からの光ビームが光偏向器の偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度を持つ斜め入射方式とした場合にも、その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前記光走査光学系で有効に補正することが可能となる。従って本発明によれば、高速、高密度に対応し、フルカラー機における色ずれを低減することができる光走査装置の実現と、その光走査装置を用いて高速、高密度化を図ることができ、温度変動時においても色ずれ発生が小さい画像形成装置の実現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の構成、動作及び作用効果を、図示の実施形態に基いて詳細に説明する。
【００２７】
［実施形態１（第１、第４、第６の手段に対応）］
図１は、本発明に係る光走査装置の実施の１形態を説明するための図であり、同図（ａ）は光走査装置の光学系を主走査断面（光軸を含み、光偏向器による偏向走査方向（主走査方向）に平行な平断面）に展開して示す光学系配置であり、同図（ｂ）は、光偏向器の偏向反射面から被走査面に至る光走査光学系の副走査断面（光軸を含み、主走査断面に直交する断面）上の光学系配置を示している。また、同図（ｃ）は（ｂ）の第１走査レンズＬ１の部分を拡大した図である。
先ず、図１を参照すると、光源装置としての半導体レーザ１から放射された発散性の光束はカップリングレンズ２により以後の光学系に適した光束形態に変換される。カップリングレンズ２により変換された光束形態は、平行光束であることも、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束であることもできる。
【００２８】
カップリングレンズ２からの光束はシリンドリカルレンズ等の第１光学系３により副走査方向に集光され、折返しミラー４で光路を折り返されて光偏向器（例えばモータにより等速回転されるポリゴンミラー（回転多面鏡））５の偏向反射面５ａに入射する。なお、図１（ａ）では半導体レーザ１から折り返しミラー４までの光学系は一系統のみ図示しているが、実際には紙面に垂直な方向（副走査方向）にずらして複数（例えば２系統）配設されている。このため、光源側からの複数の光束は、光偏向器５の偏向反射面５ａの回転軸に直交する主走査平面に対して傾いて入射する。すなわち、複数の光源装置からの全ての光ビームは、光偏向器５の偏向反射面５ａの法線に対し副走査方向に角度を有して入射する。従って図１（ｂ），（ｃ）に示すように、偏向反射面５ａにより反射された光束も、主走査平面に対して傾いている。光偏向器５の回転軸に直交する主走査平面に対し角度を有する光ビームは、所望の角度に光源装置１、カップリングレンズ２、第１光学系３を傾けて配置しても良いし、折返しミラー４を用いて角度をつけても良い。また、第１光学系３の光軸を副走査方向にシフトすることで、偏向反射面５ａに向かう光ビームに角度をつけても構わない。
【００２９】
偏向反射面５ａにより反射された光束は、光偏向器５の等速回転とともに等角速度的に偏向し、走査光学系６の第１走査レンズＬ１と第２走査レンズＬ２を透過して、異なる被走査面７上に集光する。これにより、偏向光束は被走査面７上に光スポットを形成して主走査方向に偏向走査され、被走査面７の光走査を行う。
【００３０】
次に斜め入射光学系の特徴について、タンデム型のカラー画像形成装置の光走査装置を例に挙げ説明する。
図２は対向走査方式の光走査装置の構成例を示す図であり、図３はタンデム型のカラー画像形成装置に適用した対向走査方式の光走査装置の一例を示す図である。図中の符号１は光源装置、２はカップリングレンズ、３はシリンドリカルレンズ、４は折り返しミラー、５は光偏向器（ポリゴンミラー）、５ｂは防音ガラス、Ｌ１は第１走査レンズ、Ｌ２は第２走査レンズ、Ｍ１〜Ｍ３は折り返しミラー、７は被走査面である感光体である。
図２や図３に示すような対向走査方式の光走査装置においては、４つの光源１からの光束を１つの光偏向器５で２光束づつ２方向に振り分けて偏向走査するが、従来は光偏向器５の偏向反射面５ａに直交する方向から光束を入射するため、図４（ａ）に示すが如く、各々対応する被走査面に向かう光束を分離するために必要な間隔Ｚを得るために、光偏向器５として副走査方向に２段化されたポリゴンミラーを使用している。また、光偏向器５を２段化することなく一段のポリゴンミラーで使用しても良いが、その場合にはポリゴンミラー部の副走査方向の厚さが厚くなり、高速化、低コスト化に不向きとなる。
【００３１】
一方、本発明の形態である斜め入射光学系を用いた場合には、光偏向器５の偏向反射面において、複数の光ビームを副走査方向に所定の間隔を持たせる必要がない。つまり、図４（ｂ）に示すが如く、光偏向器５の偏向反射面の法線に対し副走査方向に異なる角度を持つ複数の光源装置からの光ビームの対を、図中左右より同一の光偏向器５の左右の反射面に斜め入射させることで、光偏向器５の偏向反射面を形成する多面体を一段で、かつ副走査方向の厚みを低減でき、回転体としてのイナーシャを小さくでき、起動時間を短くできる。また、図２や図３に示すような対向走査方式における光偏向器（２段化されたポリゴンミラー）５に対し、本発明では光偏向器５を一段のポリゴンミラーで構成でき、かつ、副走査方向の厚みを低減できるので、コストダウンが可能である。
【００３２】
つまり、本発明では、異なる被走査面７に向かう全ての光ビームを、光偏向器（ポリゴンミラー）５の反射面の法線に対し角度を持つ、すなわち副走査方向に角度を持つ光ビームとすることで、光走査装置を構成する部品でコスト比率の高い光偏向器のコストを下げ、消費電力や騒音を低減可能な、環境を考慮した光走査装置が提供可能となる。
【００３３】
ここで、前述したように図１（ｂ）は光走査光学系６を副走査断面に展開した図であり、同図（ｃ）は（ｂ）の第１走査レンズＬ１の部分を拡大した図である。光走査光学系６の光偏向器５に近い側の第１走査レンズＬ１の第一面は、基準軸Ａに対し副走査方向で軸外を異なる被走査面に向かう光ビームが通過している。ここでいう基準軸Ａとは、偏向反射面５ａに垂直で、面形状を表す式の原点を通過する軸とする。第１走査レンズＬ１の面形状は後述するが、第１面は、前記単一の基準軸Ａで主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面で構成されている。また、第１走査レンズＬ１の第２面は、異なる被走査面に向かう光ビームごとに対応し、各々異なる基準軸Ｂ、Ｃを持ち、それぞれの面は副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面で構成されている。なお、特殊面についての機能、詳細な形状は後述する。
【００３４】
以上の説明のごとく、第１走査レンズＬ１は、複数の光源装置１からの光ビーム、つまり異なる被走査面７に向かう光ビームで共用されている。
さらに、被走査面７側には異なる被走査面に向かう光ビームごとに第２走査レンズＬ２が配置されている。この第２走査レンズＬ２の面形状は、前記第１走査レンズＬ１と同様に、主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面と、特殊面で構成されている。
【００３５】
従来の光偏向器５の偏向反射面５ａに直交する方向から光束を入射（水平入射）する方式に対し、本発明の副走査方向に斜め入射させる方式では、第１走査レンズＬ１に副走査方向に角度を持って入射することにより、諸収差量が増大し光学性能が劣化することは公知である。そこで本発明では、後述する特殊面を用い、前記光学性能の劣化を補正しているが、光偏向器５の偏向反射面５ａの法線に対する角度（副走査方向に斜め入射する角度）を小さくすることで、光学性能の劣化を小さく抑えることが可能となり、良好な光学性能を実現することができる。この結果、安定したビームスポット径を得ることが可能となり、ビームスポット径の小径化による画質向上にも有利となる。
【００３６】
ここで斜め入射を用いたときの光学性能面での課題について説明する。従来の水平入射に対し、副走査方向に斜め入射させる本方式では、「走査線曲がり」が大きいという問題がある。この走査線曲がりの発生量は、前記各光ビームの副走査方向の斜め入射角により異なり、各々の光ビームで被走査面（感光体）７上に描かれた潜像を各色のトナーにより可視化し、転写紙等に重ね合わせて転写した際に、色ずれとなって現れてしまう。また、斜め入射することにより、光束が走査レンズにねじれて入射することで、波面収差も増大し、特に周辺の像高で光学性能が著しく劣化し、ビームスポット径が太ってしまい、高画質化を妨げる要因となる。
【００３７】
次に斜め入射光学系における波面収差の発生と走査線曲がりの発生について説明を加える。まず走査線曲がりの発生について説明する。例えば走査光学系６を構成する走査レンズ、特に副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズ（図１では第２走査レンズＬ２）では、入射面の主走査方向の形状が、偏向反射面５ａの光ビームの反射点を中心とする円弧形状でない限り、主走査方向のレンズ高さにより光偏向器５の偏向反射面５ａから走査レンズの入射面までの距離は異なる。通常、走査レンズを前記形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。つまり、図１の如く、通常の光ビームは、光偏向器５により偏向走査され、各像高にて主走査断面において、レンズ面に対し垂直入射することはなく、主走査方向にある入射角を持って入射する。
【００３８】
また、光偏向器５の偏向反射面５ａに対して副走査方向に角度を持って斜め入射されているため、光偏向器５により偏向反射された光ビームは、像高により光偏向器５の偏向反射面５ａから走査レンズの入射面までの距離は異なり、走査レンズへの副走査方向の入射高さが周辺に行くほど中心より高い位置、もしくは低い位置（光ビームの副走査方向にもつ角度の方向により異なる）に入射される。この結果、副走査方向に屈折力を持つ面を通過する際に、副走査方向に受ける屈折力が異なり走査線曲がりが発生してしまう。通常の水平入射であれば、偏向反射面５ａから走査レンズの入射面までの距離が異なっても、光ビームは走査レンズに対し水平に進行するため、走査レンズ上での副走査方向の入射位置が異なることはなく、走査線曲がりの発生が生じない。
【００３９】
次に斜め入射による波面収差劣化について説明する。先の説明の如く、走査光学系６を構成する走査レンズの入射面の主走査方向の形状が、偏向反射面５ａの光ビームの反射点を中心とする円弧形状でない限り、像高により光偏向器５の偏向反射面５ａから走査レンズの入射面までの距離は異なる。通常、走査レンズを前記形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。つまり、通常の光ビームは、光偏向器５により偏向走査され、各像高にて主走査断面において、レンズ面に対し垂直入射することはなく、主走査方向にある入射角を持って入射する。
【００４０】
光偏向器５により偏向反射された光ビームの光束は、主走査方向にある幅を持っており、光束内で主走査方向の両端の光ビームは、光偏向器５の偏向反射面から走査レンズの入射面までの距離が異なり、副走査方向に角度を持っている（斜め入射されている）ことにより、走査レンズにねじれた状態で入射することになる。この結果、波面収差が著しく劣化し、ビームスポット径が太る。図１に示すが如く、主走査方向の入射角は、周辺像高に行くほどきつくなり、光束のねじれは大きくなり、周辺に行くほど波面収差の劣化によるビームスポット径の太りは大きくなる。
【００４１】
そこで本発明においては、走査レンズに特殊面を採用し、波面収差及び走査線曲がりを補正している。走査線曲がりや波面収差の補正は、レンズ面を副走査方向にチルト偏芯させることで補正可能である。
また、像高間での副走査方向の走査位置、及び、劣化した波面収差量のバランスを取ることにより、各像高での走査位置や波面収差を補正し、被走査面上での走査線曲がりや波面収差の劣化によるビームスポット径の太りを補正している。
【００４２】
しかし、レンズ面に入射する光束のねじれ（スキュー）による波面収差の劣化量や、光偏向器５に斜め入射することによる像高間での物点の副走査方向の変化量、偏向反射面５ａからレンズ面までの距離は、像高間で異なるため、波面収差の補正や走査線曲がりの補正を完全に行うことはできない。そこで本発明においては、走査レンズの少なくとも１面を、副走査方向の形状を曲率を持たない平面形状とし、かつ、レンズ長手方向（主走査方向）のレンズ高さに応じてレンズ短手方向（副走査方向）の偏芯角度（チルト量）が異なる特殊面とすることで、波面収差や走査線曲がりの補正を実施している。前記特殊面のチルト量（偏芯角度）とは、光学素子の光学面における短手方向の傾き角を言う。チルト量が０であるときには傾きがない状態、つまり通常のレンズと同じ状態となる。
【００４３】
次に走査レンズの特殊面について説明を加える。走査レンズの特殊面の面形状は、光軸を含み、主走査方向に平行な平断面である「主走査断面」内の近軸曲率半径をＲＹ、光軸から主走査方向の距離をＹ、高次係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・とし、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とすると、以下の形状式によって表せる。ただし、この発明の内容は以下の形状式に限定されるものではなく、同一の面形状を別の形状式を用いて特定することも可能である。
【００４４】
Ｘ(Ｙ，Ｚ)＝Ｙ２・Ｃm／{1+√[1-(1+Ｋ)・(Ｙ・Ｃm)２]}
＋Ａ・Ｙ４＋Ｂ・Ｙ６＋Ｃ・Ｙ８＋Ｄ・Ｙ１０＋Ｅ・Ｙ１２＋・・・
＋(Ｃs(Ｙ)・Ｚ２)／{1+√[1-(Ｃs(Ｙ)・Ｚ)２]}
＋(Ｆ0＋Ｆ1・Ｙ＋Ｆ2・Ｙ２＋Ｆ3・Ｙ３＋Ｆ4・Ｙ４＋・・)Ｚ
但し、
Ｃm＝１／ＲＹ
Ｃs(Ｙ)＝１／ＲＺ
とする。
なお、(Ｆ0＋Ｆ1・Ｙ＋Ｆ2・Ｙ２＋Ｆ3・Ｙ３＋Ｆ4・Ｙ４＋・・)Ｚは、チルト量を表す部分であり、チルト量を持たないときは、Ｆ0，Ｆ1，Ｆ2，・・・は全て０である。また、Ｆ1，Ｆ2，・・・が０で無いとき、チルト量は、主走査方向に変化することになる。
【００４５】
次に走査レンズの特殊面の副走査方向の形状を曲率を持たない平面形状としている理由について説明する。
副走査方向に曲率を付けた場合、副走査方向の高さ毎に主走査方向の形状が大きく変化し、温度変動、光学素子の組み付け誤差により副走査方向に光ビームの入射位置がずれた場合に倍率誤差変動が大きく発生し、カラー機においては、各色間でのビームスポット位置がずれ、色ずれが発生してしまう。そこで、本発明の如く走査レンズの特殊面の副走査方向の面形状は、曲率を持たない平面形状とすることで、副走査方向の高さ毎に主走査方向の形状誤差を小さくでき、副走査方向に光ビームの入射位置がずれた場合の倍率誤差変動を小さくすることができ、色ずれの発生を抑えることができる。
【００４６】
実際には、特殊面を用いることで主走査形状は副走査方向の高さにより変化するが、その量は僅かであり、副走査方向に曲率を付けた場合に比べ主走査形状の変化を小さくできる。この結果、温度分布発生による光ビーム間での倍率誤差変動の差は小さくでき、同期を取ることで書き出し位置と書き終わり位置を各光ビームで一致させたときの中間像高での色ずれを低減できる。
【００４７】
また、図５（ｂ）に示すように、走査レンズへの入射光線が副走査方向にシフトした場合、特殊面は屈折力を持たないため光線の進行方向もシフトするのみで、その方向の変化は小さい。しかし、副走査方向に曲率を持つ、つまり屈折力を持つ面では、図５（ａ）に示すように、入射光線が副走査方向にシフトした場合、屈折力が変わることにより光線の進行方向が変わる。各像高でこの進行方向の変化量が異なると、走査線曲がりが大きく発生してしまう。また、光束のスキューが発生し波面収差の劣化、ビームスポット径の劣化が生じる。以上の理由から、走査レンズの特殊面における副走査方向の形状は、曲率を持たない平面形状とする必要がある。
【００４８】
本発明によれば、前記特殊面の採用により光束内の光束のねじれを、走査レンズの主走査方向に異なるチルト量を最適に与えることで補正可能となる。走査線曲がりについても同様に、特殊面により各像高に向かう光ビームの副走査方向の方向を、走査レンズの主走査方向に異なるチルト量を最適に与えることで補正可能となる。
また、この時、副走査方向に角度を持って入射させることによる波面収差の劣化は、光軸近傍では走査レンズに対し光束のスキューがほとんど発生しないため非常に小さい。このため、本発明における走査レンズの特殊面において、光軸上における偏芯量はゼロとすることができる。従来、走査レンズもしくはレンズ面をチルト偏芯、もしくはシフト偏芯させ、波面収差の補正や走査線曲がりを補正する場合、中央像高近傍においては、その性能を劣化させ、周辺像高とのバランスを取っていたが、本発明では走査レンズもしくはレンズ面を偏芯させる必要が無く、良好な光学性能の補正が可能となる。
【００４９】
以上に説明した走査レンズの特殊面を、異なる被走査面に向かう光ビームごと、つまり光偏向器の反射面の法線に対する副走査方向の角度（斜め入射角度）毎に最適に設定することで、全ての光ビームにおいて良好な波面収差補正、及び、走査線曲がり補正が可能となる。この場合、斜め入射角度が異なっても、本特殊面を用い形状式の係数を変えて最適に設計することで対応可能となる。
【００５０】
さらに、図１に示すが如く、光偏向器５の偏向反射面５ａに入射する光ビームを第１走査レンズＬ１に干渉させないように主走査方向に角度を持って入射させることで、副走査方向の入射角度を小さく設定できる。副走査方向の斜め入射させる角度が大きいと、前記光学性能の劣化が大きくなるため、良好な補正は困難になってしまう。このため、光偏向器５の偏向反射面５ａに入射する光ビームを主走査方向に角度を持って入射させることが望ましい。
【００５１】
さらに、波面収差補正と走査線曲がりの補正を良好に行うために、走査光学系６の走査レンズを少なくとも２枚で構成し、それぞれに前記説明の特殊面を採用することが望ましい。この場合、光偏向器５に近い側の第１走査レンズＬ１（少なくとも副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズより光偏向器側の走査レンズ）の特殊面で波面収差補正を行い、被走査面７に近い側の第２走査レンズＬ２（副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズ）の特殊面で走査線曲がり補正を行うように、それぞれの補正機能を分離することで、ビームスポット径の更なる小径化、安定化と走査線曲がりの低減を達成可能となる。
もちろん、完全に機能分離させなけばならないわけではなく、それぞれの走査レンズの特殊面で、波面収差補正の一部、走査線曲がり補正の一部を受け持っても良いことは言うまでもない。
【００５２】
次に波面収差補正について説明を加える。先の説明の通り、走査レンズへの主走査方向の入射角は、周辺像高に行くほどきつくなり、光束のねじれは大きくなり、周辺像高に行くほど波面収差の劣化によるビームスポット径の太りは大きくなる。
そこで、本発明の走査レンズの特殊面においては、光軸から主走査方向に離れるに従い、偏芯量が増加する面形状とすることが望ましい。
【００５３】
ここで、図６は特殊チルト偏芯面による波面収差補正後の主走査方向と副走査方向のビームスポット径、図７は特殊チルト偏芯面による波面収差補正前の主走査方向と副走査方向のビームスポット径を示している。
図７に示す波面収差補正前のビームスポット径においても明らかなように、光軸近傍、つまり中央像高付近における光ビームの光束は、レンズ面にほぼ垂直に入射するため、光ビームが副走査方向に角度を持つことによる波面収差の劣化は小さい。
そこで、光軸から主走査方向に離れるに従い特殊チルト偏芯面の偏芯量を増加させ、光束のねじれによる波面収差劣化を補正させることで、図６に示すように、良好な光学性能のビームスポット径を得ることができる。
【００５４】
ところで、波面収差の劣化は、特に副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズへの入射時に、光束がねじれることにより大きく発生する。
ここで、図８は、走査レンズに特殊面を用いずに、従来の走査レンズからなる走査光学系に光束を斜め入射させたときの副走査断面での光路を示す図である。図に示す光束は、カップリングレンズ通過後に配置されているアパーチャ（ＡＰＴ）の副走査方向中心の光ビーム（像高０へ向かう光束）ｃと、主走査方向両端の２本の光束ａ，ｂである。また副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズは、図中の第２走査レンズＬ２である。
さらに、図中の仮想面とは、実際には存在しない面であり、図中において第２走査レンズＬ２を第１走査レンズＬ１と水平に配置させるための仮想ミラー面である。
【００５５】
図８から明らかなように、光偏向器としてのポリゴンミラーで反射された各光ビームは、第２走査レンズＬ２に副走査方向に高さを異ならせて入射する。中心像高においては、第２走査レンズＬ２にほぼ垂直に入射するため、各光ビームは副走査方向に高さを異ならせることなく第２走査レンズＬ２に入射している。このため、波面は劣化せず良好なビームスポット径を保つことができる。一方、周辺像高（ここでは、被走査面上の＋１５０ｍｍの位置に到達する光束ａ，ｂ）では、ポリゴンミラーから第２走査レンズＬ２までの光路長の違いにより、副走査方向に入射高さが異なっている。このため、被走査面上では各光ビームは一点に集まらず、つまり波面収差が劣化している状態になり、ビームスポット径が劣化している。
【００５６】
また、被走査面上で像高０に向かう光束ｃと、像高＋１５０ｍｍに向かう光束ａ，ｂが副走査方向で一致していない。これは、走査線曲がりを意味し、副走査方向に強い屈折力を持つ第２走査レンズＬ２までの光路長の差により、周辺像高に向かう光束ａ，ｂが中心像高に向かう光束ｃに対し、副走査方向に強い屈折力を持つ第２走査レンズＬ２の光軸上より副走査方向に高さを持って入射していることにより発生している。また、ポリゴンミラーのサグにより、反射点が副走査方向にずれていることも影響している。
【００５７】
波面収差の補正のためには、前記副走査方向に強い屈折力を持つ第２走査レンズＬ２への入射高さを補正し、被走査面上で一点に集光するようにする必要がある。このため、波面収差の補正を行うために用いる特殊面は、副走査方向に最も強い屈折力を持つ第２走査レンズＬ２よりも、光偏向器側の第１走査レンズＬ１に設けることが望ましい。
【００５８】
図９に、走査レンズの特殊面により波面収差と走査線曲がりを補正した後の光路図を示す。ここでは第１走査レンズＬ１の第２面に特殊面を採用して波面収差の補正を行っている。すなわち、第２走査レンズＬ２への入射高さを高くし、光束内の主走査方向両端の光ビームａ，ｂについても、周辺に行くほど副走査方向に強い屈折力を持つ第２走査レンズＬ２への副走査方向の入射高さを高くしている。
【００５９】
通常、走査レンズはポリゴンミラーの偏向反射点を中心として主走査方向で同心円上になるようにレンズ面を形成することは、所望の光学性能を確保するためには難しい。
このため、光偏向器としてのポリゴンミラーにて偏向反射された光ビームは、周辺に行くほど、光偏向器の偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度を持つ方向に高く、走査レンズに入射する。つまり、図９の光路図で示すが如く、偏向反射面にて光ビームが跳ね上げられた場合、第２走査レンズＬ２の入射面では、周辺像高に行くほど走査レンズの上部（第２走査レンズＬ２で像高０の光ビームｃの通過位置を光軸としたとき、＋１５０ｍｍの像高では副走査方向の高さでプラス側）を光ビームａ，ｂが通過する。
【００６０】
第１走査レンズＬ１の特殊面で波面収差を補正する場合、第２走査レンズＬ２への入射高さを高くし、光束内の主走査方向両端の光ビームについても、周辺に行くほど副走査方向に強い屈折力を持つ第２走査レンズＬ２への副走査方向の入射高さを高くすることで補正可能となる。つまり、最も副走査方向に強い屈折力を持つ第２走査レンズＬ２より光偏向器側の第１走査レンズＬ１に、光偏向器の偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度を持つ光ビームに対して周辺に向かうほど前記法線に対する角度を大きくするように特殊チルト面を形成し、副走査方向に強い屈折力を持つ第２走査レンズＬ２への副走査方向の入射位置を調整することで、波面収差の劣化を補正可能となる。
【００６１】
さらに、走査線曲がりの補正について説明を加える。なお、走査線曲がりの発生については前述した通りであるので、ここでは説明を省略する。
本発明によれば、走査レンズの特殊面の使用により、主走査方向、つまり各像高における像点位置を副走査方向に補正し、前記走査線曲がりの補正を可能としている。この走査レンズの特殊面は、最も被走査面側の走査レンズ（例えば第２走査レンズＬ２）に使用することが望ましい。光束は被走査面に近づく程その大きさ（光束径）は小さくなる。このため、走査線曲がりの補正のために光束の進行方向を変化させても光束内への影響は小さく、光偏向器５に近い走査レンズＬ１の特殊面で波面収差を補正した状態を劣化させることを防ぐことができる（補正後の光束を大きくスキューさせ波面を乱すことはない）。
つまり、波面収差補正のためには、光束径が大きく光束内の光ビームの進行方向を補正しやすい光偏向器５に近い走査レンズＬ１が有効となるが、被走査面７に近い走査レンズＬ２では、各像高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ため、前記特殊面の偏芯量を細かく設定可能であり、走査線曲がりの補正を良好に補正することが可能となる。
【００６２】
次に共用レンズについて説明を加える。少なくとも最も光偏向器５に近い走査レンズＬ１は、図１（ｂ）に示すが如く複数の光源装置１からの光ビームで共有されることが望ましい。共有された走査レンズＬ１を樹脂成型等により一体的に成形することで部品点数を減らすことができ、部品間のばらつきを小さく抑えることが可能となる。
例えば、図１１に示すような光偏向器５の片側のみで偏向走査する片側走査方式の光走査装置９においては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各被走査面としての感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに向かう光ビームの全てを単一の走査レンズＬ１で共有することで、走査レンズの数を大幅に減らすことが可能となる。また、図２や図３に示したような対向走査方式においては、２色分の光ビームで一つの走査レンズＬ１を共有することで、走査レンズの数を減らすことができる。
【００６３】
また、光偏向器５に近い側の走査レンズＬ１を共有しない場合は、異なる光源装置からの光ビーム毎、つまり、異なる感光体に向かう光ビーム毎に対応する走査レンズを副走査方向に並べて配置する必要がある。対向走査方式では少なくとも２段重ね、片側走査方式においては４段重ねが必要となる。この時、各走査レンズは、各光束に対応するレンズ面の有効範囲外にリブが必要となり、副走査方向に隣り合う光ビーム間の距離が離れ、斜め入射角が増大し、光学性能の劣化が大きくなってしまう。斜め入射角を変えずに隣り合う光ビームの間隔を広げるためには、走査レンズを光偏向器から遠ざける必要があり、特に主走査方向においては屈折力を上げる必要があるためレンズの肉厚が厚くなり、走査レンズが大型化しコストアップとなってしまう。
さらに、重ねるレンズの固定のための接着工程や、精度良い位置決めなど、組み付けにおける課題も生じてしまう。
【００６４】
そこで本発明においては、少なくとも最も光偏向器５に近い側の走査レンズＬ１は、複数の光源装置１からの光ビームで共有することで上記課題を解決することができ、走査レンズＬ１の副走査方向の高さの低減や、斜め入射角の低減が可能となり、組み付け工程においてもレンズの重ね合わせのための接着工程や位置決め工程の課題を解決することが可能となる。
【００６５】
なお、共用レンズに前記特殊面を採用する際には、射出面側に採用することが望ましい。入射面側では、異なる被走査面に向かう光ビームが副走査方向に十分分離されていないため、それぞれの光ビームに対応する面を副走査方向に配置することが難しい。光ビームの間隔を広げれば前記問題を解消できるが、斜め入射角が増大し性能劣化が大きくなる。この性能劣化は特殊面にて補正することは可能であるが、劣化が大きいほどその補正は難しい。さらに、走査レンズの副走査方向のレンズの大きさも大きくなり、装置の大型化や走査レンズのコストアップが生じる。
【００６６】
なお、別の課題解決方法として、各光ビームが十分分離される位置まで走査レンズを被走査面側に異動する方法もある。しかし、走査レンズを被走査面に近づける場合、屈折力を上げる必要が生じ、走査レンズの光軸方向の肉厚が増大したり、主走査方向のレンズの大きさが大きくなるなど、走査レンズの大きさが大きくなりコストアップが生じてしまう。このため、共用レンズに前記特殊面を採用する際には、射出面側に採用することが望ましい。
【００６７】
次に走査レンズの主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面について説明する。第１走査レンズＬ１の入射側の面は、単一の基準軸Ａで主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面となっている。つまり、異なる被走査面７に向かう光ビームは副走査方向において前記基準軸Ａの軸外を通過することとなる。この場合、単一の面を複数の光ビームで共有しているため、光ビーム間の光束分離という共有レンズの特殊面で説明した問題は生じない。
【００６８】
また、第２走査レンズＬ２にも主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面を採用している。各光ビームに個別に設けられる第２走査レンズＬ２にも前記特殊面を持つことで、副走査方向の像面湾曲を良好に補正可能となる。先に述べた第１走査レンズＬ１の同一面でも、像面湾曲の補正は可能であるが、各光ビームで個別に設けられた走査レンズＬ２で補正することで、像面湾曲がより良好に補正されることは言うまでも無い。
【００６９】
前記走査レンズの特殊面は曲率を持たない面であり、副走査方向に集光する作用を持たない。そこで、像高に応じて副走査方向の曲率が変化する面（以下、特殊トロイダル面と言う）を用いることで、特殊面を、波面収差補正、走査線曲がり補正のために複数面用いた場合においても、レンズ枚数を増加させることなく、効率的に各像高における像面湾曲を補正可能となる。
【００７０】
近年、光走査装置や画像形成装置の高速化、高密度化が進んでいる。光偏向器としてポリゴンスキャナを使う場合、ポリゴンミラーを高速で回転させることで、高速化、高密度化への対応は可能である。しかし、回転数には限界があり、ポリゴンスキャナの回転数を上げることなく高速化、高密度化を図る手段として、複数の光ビームで同一の被走査面を走査する方法が提案されている。
【００７１】
この場合、走査光学系の副走査方向の横倍率（光偏向器の偏向反射面と像面は共役となっており、偏向反射面の面倒れを補正する構成である）が均一であることが望ましい。副走査方向の横倍率が不均一である場合、被走査面を走査するビーム間のピッチが変動し、出力画像の品質を低下させる。現象としては、出力画像の濃度ムラや、カラー機においては色むら、色味の違いとなって現れ、画像品質を低下させてしまう。
【００７２】
図１に示す光走査光学系６のように、２枚構成の走査レンズＬ１，Ｌ２においては、副走査方向の像面湾曲の補正は第２走査レンズＬ２の特殊トロイダル面で良好に補正することができる。しかしながら、像高ごとに副走査方向の横倍率（光偏向器５の偏向反射面５ａと像面は共役となっており、偏向反射面５ａの面倒れを補正する構成である）を均一にすることは難しい。副走査方向に屈折力を持つ面が１面（第２走査レンズＬ２の特殊トロイダル面）のみである場合、像面湾曲補正のために屈折力は決まってしまい、像高間の副走査横倍率を均一にするためには、第２走査レンズＬ２の主走査方向の形状を最適に設定し、像高ごとに副走査方向に屈折力を持つレンズの主点位置を最適に設定する必要がある。つまり、副走査方向の像面湾曲と副走査方向の像高間の横倍率を補正するためには、第２走査レンズＬ２の副走査形状（特殊トロイダル面）と主走査形状により最適化する必要がある。
【００７３】
そこで、第１走査レンズＬ１に主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面を採用することで副走査横倍率を均一とすることが可能となる。像面湾曲補正と同様に、主走査方向に応じて副走査方向の曲率を変化させることで前記主点位置を任意に設定可能となり、良好に像高間での副走査横倍率を一致させることが可能となる。第１走査レンズＬ１は、前記の説明の如く各光ビームごとに最適な面形状の設定は困難であるが、副走査横倍率を一致させるための微調整には有効な面である。
【００７４】
走査レンズの特殊トロイダル面のレンズ面形状は、光軸を含み、主走査方向に平行な平断面である「主走査断面」内の近軸曲率半径をＲＹ、光軸から主走査方向の距離をＹ、高次係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・とし、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とすると、以下の形状式により表せる。ただし、この発明の内容は以下の形状式に限定されるものではなく、同一の面形状を別の形状式を用いて特定することも可能である。また、ここで言う光軸とは、各面の中心を結ぶ線、もしくは各面を式で表す場合の式の原点を結ぶ線とする。但し、第１走査レンズＬ１に関しては基準軸Ａとする。
【００７５】
Ｘ(Ｙ，Ｚ)＝Ｙ２・Ｃm／{1+√[1-(1+Ｋ)・(Ｙ・Ｃm)２]}
＋Ａ・Ｙ４＋Ｂ・Ｙ６＋Ｃ・Ｙ８＋Ｄ・Ｙ１０＋Ｅ・Ｙ１２＋・・・
＋（Ｃs(Ｙ)・Ｚ２）／{1+√[1-(Ｃs(Ｙ)・Ｚ)２]}
但し、
Ｃm＝１／ＲＹ
Ｃs(Ｙ)＝１／ＲＺ＋ａＹ＋ｂＹ２＋ＣＹ３＋ｄＹ４＋ｅＹ５＋ｆＹ６＋ｇＹ７＋ｈＹ8
＋ｉＹ９＋ｊＹ１０・・・
【００７６】
後述する本発明の数値実施例によれば、光走査光学系６の走査レンズを２枚構成と少数で構成しながら、前記特殊チルト面（２面）と、特殊トロイダル面（１面）を用いることで、像面湾曲の補正、走査線曲がりの補正、波面収差の補正を良好に行い、良好な光学性能を実現している。
【００７７】
［実施形態２（第２、第５の手段に対応）］
走査線曲がりや、波面収差の発生を小さくするために、光偏向器５の偏向反射面への斜め入射角を小さくする場合、前記の説明の如く、光偏向器５としての回転多面鏡（ポリゴンミラー）の偏向反射面に入射する光ビームは、走査レンズに干渉させないように主走査方向に角度を持って入射させる。この結果、前記回転多面鏡による「光学的サグ」の発生は、中心（走査レンズの光軸）に対して左右対称に発生しない。つまり、走査線曲がりが発生する原因となる光路長差が中心に対して左右対称とならないため、走査線曲がりの発生も左右非対称に発生することとなる。
【００７８】
そこで本発明では、走査レンズのレンズ面に、光軸を中心として主走査方向に非対称に偏芯量が変化する特殊面を用いることで、前記走査線曲がりを良好に補正することを可能にしている。
説明を付け加えると、主走査方向に非対称に偏芯量が変化する特殊面を走査線曲がりの補正を例に挙げて説明し、その特殊面を最も被走査面側の走査レンズＬ２に配置することが望ましいと説明したが、波面収差補正においてもスキュー量は非対称となる。走査線曲がりに対しスキューの非対称性に対する感度は低いが、他の走査レンズ、すなわち最も被走査面側の走査レンズ以外の走査レンズＬ１にも主走査方向に非対称に偏芯量が変化する特殊面を用いることにより、諸収差を補正可能なことは言うまでもない。
【００７９】
また、前記光偏向器５としての回転多面鏡による「光学的サグ」の影響は、副走査方向の横倍率を一致させる上でも弊害となる。先の説明の如く走査レンズの中心に対し非対称に光路長が変化するため、物点位置が左右像高で非対称に変化し、左右で同一の副走査方向の曲率を持つ場合、副走査横倍率を一致させることが困難である。そこで本発明では、第１走査レンズ（共用レンズ）Ｌ１の特殊トロイダル面の副走査方向の曲率変化を非対称とすることで、副走査倍率を像高間で一致させている。また、このとき、第２走査レンズＬ２の特殊トロイダル面も非対称形状とすることで、副走査像面湾曲と副走査横倍率を共に良好に補正することが可能となる。
【００８０】
［実施形態３（第３、第９、第１０の手段に対応）］
共用レンズ（第１走査レンズ）Ｌ１の一方の面の特殊面形状は、光偏向器５の偏向反射面５ａの法線に水平で、共用レンズＬ１の他方の面、つまり特殊トロイダル面の基準軸を含む面に対し、鏡面対称であることが望ましい。
すなわち、複数の光源装置１から異なる被走査面７に向かう光ビームを、光偏向器５の偏向反射面５ａの法線に水平で、共用レンズＬ１の他方の面、つまり特殊トロイダル面の基準軸を含む面に対し副走査方向に対称な角度で偏向反射面に入射させることで、前記特殊面の形状は鏡面対称にすればよく、設計時の効率を上げることができる。また、主走査方向に対称な形状であれば、同一のレンズを反転して使用することも可能である。
【００８１】
また、特殊トロイダル面の副走査方向の面形状が円弧であれば、共用レンズ自体も同面に対し鏡面対称とすることが可能となる。さらに、光偏向器５の偏向反射面５ａにて偏向反射された以降の折返しミラーを全て省略した状態で、第２走査レンズＬ２の形状も前記面に対し鏡面対称とすることが可能であり、設計効率を大幅に向上できる。さらに、副走査方向の面形状を主走査方向に非対称に変化させる面を用いない場合は、第２走査レンズＬ２の共通化が可能となる。
【００８２】
以上に説明したような入射面側と射出面側で基準軸の数が異なるレンズを、異なる被走査面に向かう光ビームの共用レンズとして使用することで、異なる被走査面に向かう光ビームを持つカラー対応の光走査装置において、斜め入射光学系を成立できる。そして、この斜め入射光学系において、コストウエイトの高いポリゴンミラー等の光偏向器のコストを下げることが可能となり、低コストな光走査装置や画像形成装置の提供が可能となる。
【００８３】
さらに、前記の説明の如く、共用レンズＬ１として、一面は単一の基準軸で主走査方向に応じて副走査方向の曲率が変化する面とし、他方の面は副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ、主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる複数の特殊面で構成される走査レンズを使用することにより、低コスト化を達成しつつ高性能な光走査装置や画像形成装置を実現することが可能となる。なお、性能上の向上点は前記の説明と重複するため、ここでは省略する。
【００８４】
［実施形態４（第７の手段に対応）］
本発明に係る光走査装置においては、光源装置１を、例えば複数の発光点を有する半導体レーザアレイや、単数の発光点もしくは複数の発光点を有する光源を複数用いたマルチビーム光源装置とし、複数の光ビームを感光体表面に同時に走査するような構成とするとよい。こうすることにより、高速化、高密度化を図った光走査装置および画像形成装置を構成することができる。また、このように光走査装置および画像形成装置を構成した場合にも、実施形態１〜３で説明してきた光走査光学系６（走査レンズＬ１，Ｌ２）を用いることにより、同様の効果を得ることができる。
【００８５】
ここで、図１０にマルチビーム光源装置を構成する光源ユニットの例を示す。
図１０（ａ）は光源ユニットの第１の実施形態を示す分解斜視図である。図１０（ａ）において、光源である２つの半導体レーザ４０３，４０４は、各々ベース部材４０５に形成された嵌合孔４０５−１，４０５−２にベース部材の裏側から個別に嵌合されている。上記嵌合孔４０５−１，４０５−２は主走査方向に所定角度、本実施形態では約１．５°微小に傾斜していて、この嵌合孔に嵌合された半導体レーザ４０３，４０４も主走査方向に約１．５°傾斜している。半導体レーザ４０３，４０４は、その円筒状ヒートシンク部４０３−１，４０４−１に切り欠きが形成されていて、押え部材４０６、４０７の中心丸孔に形成された突起４０６−１，４０７−１を上記ヒートシンク部４０３−１，４０４−１の切り欠き部に合わせることによって発光源の配列方向が合わせられている。押え部材４０６，４０７はベース部材４０５にその背面側からネジ４１２で固定されることにより、半導体レーザ４０３，４０４がベース部材４０５に固定されている。また、コリメートレンズ４０８，４０９は各々その外周をベース部材４０５の半円状の取り付けガイド面４０５−４，４０５−５に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着されている。
【００８６】
なお、図１０（ａ）に示す例では、各々の半導体レーザからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線方向に沿って嵌合孔４０５−１，４０５−２および半円状の取り付けガイド面４０５−４，４０５−５を傾けて形成している。
また、ベース部材４０５の円筒状係合部４０５−３をホルダ部材４１０に係合し、ネジ４１３を貫通孔４１０−２に通してベース部材４０５のネジ孔４０５−６，４０５−７に螺合することによって、ベース部材４０５がホルダ部材４１０に固定され、光源ユニットを構成している。
【００８７】
上記光源ユニットのホルダ部材４１０は、その円筒部４１０−１が光学ハウジングの取り付け壁４１１に設けた基準孔４１１−１に嵌合され、取り付け壁４１１の表側よりスプリング６１１を挿入してストッパ部材６１２を円筒部突起４１０−３に係合することで、取り付け壁４１１の裏側に密着して保持され、これによって上記光源ユニットが光学ハウジングに保持されている。スプリング６１１の一端を取り付け壁４１１の突起４１１−２に引っ掛け、スプリング６１１の他端を光源ユニットに引っ掛けることで、光源ユニットに円筒部中心を回転軸とした回転力を発生している。この光源ユニットの回転力を係止するように設けた調節ネジ６１３を具備していて、この調節ネジ６１３により、光軸の周りであるθ方向にユニット全体を回転してビームピッチを調節することができるように構成されている。光源ユニットの前方にはアパーチャ４１５が配置され、アパーチャ４１５には半導体レーザ毎に対応したスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定するように構成されている。
【００８８】
次に図１０（ｂ）は、光源ユニットの第２の実施形態を示す分解斜視図である。図１０（ｂ）においては、光源は内部に複数（例えば４個）の発光源を持つマルチビーム半導体レーザ７０３であり、マルチビーム半導体レーザ７０３からの各光ビームは、ビーム合成手段を用いて合成するように構成されている。また、図１０（ｂ）において符号７０６は押え部材、７０５はベース部材、７０８はコリメートレンズ、７１０はホルダ部材、７１１は光学ハウジングの取り付け壁をそれぞれ示している。この実施形態では光源としてのマルチビーム半導体レーザ７０３は１個であり、これに応じて押え部材７０６が１個である点が図１０（ａ）に示す実施の形態とは異なっているが、その他の構成は基本的に同じである。
【００８９】
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示す例に準じる構成のものであって、マルチビーム光源として４個の発光源を持つ半導体レーザアレイ８０１を用い、半導体レーザアレイ８０１からの光ビームをビーム合成手段８０２を用いて合成する例を示している。この半導体レーザアレイ８０１を図１０（ｂ）の光源７０３として用いれば、基本的な構成要素は図１０（ａ），（ｂ）と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００９０】
［実施形態５（第８、第１１の手段に対応）］
次に、本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の一実施形態を図１１を参照しながら説明する。本実施形態は、本発明に係る光走査装置をタンデム型フルカラーレーザプリンタに適用した例である。図１１において、装置内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット１３から給紙される記録材（例えば転写紙）Ｓを搬送する搬送ベルト１７が設けられている。この搬送ベルト１７上にはイエロー（Ｙ）用の感光体７Ｙ，マゼンタ（Ｍ）用の感光体７Ｍ，シアン（Ｃ）用の感光体７Ｃ及びブラック（Ｋ）用の感光体７Ｋが、転写紙Ｓの搬送方向上流側から下流側に向けて順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付けて区別するものとする。これらの感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスにしたがって各プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。感光体７Ｙを例に採れば、帯電チャージャ８Ｙ、光走査装置９の光走査光学系６Ｙ、現像装置１０Ｙ、転写チャージャ１１Ｙ、クリーニング装置１２Ｙ等が順に配設されている。なお、他の感光体７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対しても同様である。
【００９１】
本実施形態では、感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの表面を各色毎に設定された被走査面（または被照射面）とするものであり、各々の感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対して光走査装置９の光走査光学系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが１対１の対応関係で設けられている。但し、光偏向器５と、該光偏向器５に近い側の走査レンズＬ１は、４つの光走査光学系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋで共通使用しており、感光体（被走査面）７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに近い側の走査レンズＬ２は各光学系にそれぞれ設けられている。なお、複数の光源装置やカップリングレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズ等の図示は省略している。
【００９２】
搬送ベルト１７は駆動ローラ１８と従動ローラ１９に支持されて図中の矢印の方向に回転され、その周囲には、感光体７Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ１６と、ベルト帯電チャージャ２０が設けられ、感光体７Ｋよりもベルト１７の回転方向下流側に位置させてベルト分離チャージャ２１、ベルト除電チャージャ２２、ベルトクリーニング装置２３等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ２１よりも転写紙搬送方向下流側には加熱ローラ２４ａと加圧ローラ２４ｂからなる定着装置２４が設けられ、排紙トレイ２６に向けて排紙ローラ２５で結ばれている。
【００９３】
このような概略構成のレーザプリンタにおいて、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋを帯電チャージャ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋで帯電した後、各感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各色の画像信号に基づき光走査装置９の各々の光走査光学系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによる光ビームの光走査で、各感光体表面に、各色信号に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々の対応する現像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０ＫでＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナーにより現像されてトナー像となる。この画像形成プロセスにタイミングを合わせて給紙カセット１３内の転写紙Ｓが給紙ローラ１４と搬送ローラ１５により給紙され、レジストローラ１６により搬送ベルト１７に送り出される。搬送ベルト１７に給紙された転写紙Ｓは、ベルト帯電チャージャ２０の作用により搬送ベルト１７に静電的に吸着されて感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに向けて搬送され、各感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ上の画像が転写紙Ｓ上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙Ｓ上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー画像が転写された転写紙Ｓはベルト分離チャージャ２１により搬送ベルト１７から分離されて定着装置２４に搬送され、定着装置３４でフルカラー画像が転写紙Ｓに定着された後、排紙ローラ２５により排紙トレイ２６に排紙される。
【００９４】
本実施形態では、上記のような構成の画像形成装置の光走査光学系９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋを、前述の実施形態１〜４で説明した光走査装置の構成とすることで、走査線曲がりと波面収差の劣化を有効に補正し、色ずれが無く、高品位な画像再現性が確保できる画像形成装置を実現することができる。
なお、ここでは片側走査方式の光走査装置９を例に上げて説明したが、この他、図２や図３に示したような対向走査方式の光走査装置の構成としても良く、その場合には、光偏向器５を中央に配置し、その光偏向器５を挟んで一方の側にＹ用とＭ用の光走査光学系を配置し、他方の側にＣ用とＫ用の光走査光学系を配置すれば、同様に一つの光偏向器で４つの光ビームを同時に偏向走査することができる。また、この場合にも、各色の光走査光学系を前述の実施形態１〜４で説明した光走査装置の構成とすることで、走査線曲がりと波面収差の劣化を有効に補正し、色ずれが無く、高品位な画像再現性が確保できる画像形成装置を実現することができる。
【実施例】
【００９５】
次に本発明の光走査装置に関する具体的な実施例を挙げる。
本実施例は、図３に示すような構成の対向走査方式の光走査装置に図１の斜め入射光学系を適用したものを例に挙げ、光偏向器５である一段構成のポリゴンミラーの二方向の偏向反射面に、副走査方向に対称な角度で二光束づつ斜め入射させる斜め入射光学系とした場合の数値実施例である。
光源として用いられる半導体レーザ１は発光波長：７８０ｎｍのもので、放射される発散性の光束はカップリングレンズ２（焦点距離：８ｍｍ）により「実質的な平行光束」に変換され、シリンドリカルレンズ３（焦点距離：７２ｍｍ）の作用により、ポリゴンミラー５の偏向反射面の位置に「主走査方向に長い線像」として結像する。ポリゴンミラー５は、偏向反射面数：６で内接円半径：１３ｍｍのものである。また、ポリゴンミラー５の回転軸と偏向反射面５ａは平行に形成されており、偏向反射面５ａに対して光ビームは副走査方向に３．６°で斜めに入射され、主走査方向においては像高０に向かう光束に対し約６０°で入射されている。カップリングレンズ２から射出された光束を規制するアパーチャは、主走査方向に３．９ｍｍ、副走査方向に０．８４ｍｍの矩形アパーチャを用いる。さらに、光走査光学系の半画角は３１．１°である。
【００９６】
光走査光学系６の面番号１、２で示される第１走査レンズＬ１は共用レンズであり、射出面側の特殊面の数値例は、片側の斜め入射光束（斜め入射角：３．６°）に対応する面形状であり、他方の斜め入射光束（斜め入射角：３．６°）に対応する面形状は、光偏向器５の偏向反射面５ａの法線に水平で入射面側の特殊トロイダル面の基準軸Ａを含む面に対し鏡面対称な形状となる。また、入射面側の基準軸Ａと射出面側の基準軸Ｂ，Ｃは副走査方向、つまり偏向反射面５ａの法線に直交する方向に１．７ｍｍ離れた関係となる。
光走査光学系６の面番号３、４で示される第２走査レンズＬ２は、レンズの光軸と入射光束を一致させて配置している。すなわち、第２走査レンズＬ２に光束が斜め入射されないように３．６°傾けて配置されている。
光走査光学系の具体的なデータを下記の表１に示す。なお、下記のＸは、各面をポリゴンミラーの回転軸に垂直な面（主走査断面）に投影したときの光軸方向（第１走査レンズＬ１の光軸方向になる）の距離を示す。
【００９７】
【表１】
2006267904.tif 000003
【００９８】
表１において、「＊」を付けた面番号２と３の面（共用レンズＬ１の射出側の面と、走査レンズＬ２の入射側の面）は、主走査方向の形状が非円弧形状であり、副走査方向は平面となっている。その面番号２と３の面のレンズ面形状は、次の式で与えられる特殊面である。
Ｘ(Ｙ，Ｚ)＝Ｙ２・Ｃm／{1+√[1-(1+Ｋ)・(Ｙ・Ｃm)２]}
＋Ａ・Ｙ４＋Ｂ・Ｙ６＋Ｃ・Ｙ８＋Ｄ・Ｙ１０＋Ｅ・Ｙ１２＋Ｆ・Ｙ１４・・・
＋(Ｃs(Ｙ)・Ｚ２)／{1+√[1-(Ｃs(Ｙ)・Ｚ)２]}
＋(Ｆ0＋Ｆ1・Ｙ＋Ｆ2・Ｙ２＋Ｆ3・Ｙ３＋Ｆ4・Ｙ４＋・・)Ｚ
但し、
Ｃm＝１／ＲＹ
Ｃs(Ｙ)＝１／ＲＺ
とする。
【００９９】
表１において、「＊＊」を付けた面番号１と４の面（共用レンズＬ１の入射側の面と、走査レンズＬ２の射出側の面）は、主走査方向の形状が非円弧形状であり、副走査方向の曲率半径は、レンズ高さにより連続的に変化する特殊トロイダル面である。各面形状は、上記の式にて与えられる。但し、Ｃｓ（Ｙ）は下記の式とする。
Ｃs(Ｙ)＝１／ＲＺ＋ａＹ＋ｂＹ２＋ＣＹ３＋ｄＹ４＋ｅＹ５＋ｆＹ６＋ｇＹ７＋ｈＹ８
＋ｉＹ９＋ｊＹ１０＋ｋＹ１１＋ｌＹ１２
また、本実施例の式における非球面係数は下記の表２の通りである。
【０１００】
【表２】
2006267904.tif 000004
【０１０１】
なお、本実施例の光学系においては、厚さ１．９ｍｍの防音ガラス（屈折率１．５１４３）を挿入し、防音ガラスは１０degだけ偏向面内で傾けて配置している。
この数値実施例は、対向走査方式の光走査装置において、光源からの光束を光偏向器（ポリゴンミラー）の偏向反射面に３．６°で斜め入射（偏向反射面に蹴上げる方向で入射）させる場合の、走査レンズＬ１，Ｌ２についてのレンズデータである。３．６°で蹴下げる側については、主走査形状は同一で特殊面の係数の符号を反転した形状、つまり本数値実施例に対し副走査方向に鏡面対称な形状となる。
【０１０２】
本実施例では、特殊面の採用により、走査線曲がりを３μｍ程度に補正している。図１２は、本実施例の光走査装置における光学特性を示すものであり、（ａ）は主走査方向と副走査方向の像面湾曲を示し、（ｂ）はｆθ特性とリニアリティの収差図を示している。図１２から明らかなように、光学性能は良好に補正されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明に係る光走査装置の実施の１形態を説明するための説明図である。
【図２】対向走査方式の光走査装置の一例を示す概略斜視図である。
【図３】タンデム型のカラー画像形成装置に適用した対向走査方式の光走査装置の一例を示す概略斜視図である。
【図４】対向走査方式の光走査装置において、光偏向器の左右から偏向反射面に２光束づつ入射させる場合の説明図であり、（ａ）は偏向反射面の法線に平行な光束を入射させた場合の例、（ｂ）は偏向反射面の法線に対して角度をつけて斜め入射させた場合の例を示す図である。
【図５】走査レンズへの入射光線が副走査方向にシフトした場合に、走査レンズが副走査方向に屈折力を持つ場合と持たない場合の走査線曲がりとビーム径劣化の説明図である。
【図６】走査レンズの特殊チルト偏芯面による波面収差補正後の主走査方向と副走査方向のビームスポット径と像高の関係を示す図である。
【図７】走査レンズの特殊チルト偏芯面による波面収差補正前の主走査方向と副走査方向のビームスポット径と像高の関係を示す図である。
【図８】走査レンズに特殊面を用いずに、従来の走査レンズからなる走査光学系に光束を斜め入射させたときの副走査断面での光路を示す図である。
【図９】走査レンズの特殊面により波面収差と走査線曲がりを補正した後の光路を示す図である。
【図１０】マルチビーム光源装置を構成する光源ユニットの例を示す図である。
【図１１】本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の一実施形態を示す図であって、タンデム型カラーレーザプリンタの概略構成図である。
【図１２】本発明の実施例の光走査装置における光学特性を示す図であり、（ａ）は主走査方向と副走査方向の像面湾曲を示す図、（ｂ）はｆθ特性とリニアリティの収差図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１：光源装置
２：カップリングレンズ
３：シリンドリカルレンズ（第１光学系）
４：折り返しミラー
５：光偏向器（ポリゴンミラー）
５ａ：偏向反射面
６：走査光学系
７：被走査面（感光体）
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ：感光体
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ：帯電チャージャ
９：光走査装置
９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ：光走査光学系
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ：現像装置
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ：転写チャージャ
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ：クリーニング装置
１３：給紙カセット
１４：給紙ローラ
１５：搬送ローラ
１６：レジストローラ
１７：搬送ベルト
１８：駆動ローラ
１９：従動ローラ
２０：ベルト帯電チャージャ
２１：ベルト分離チャージャ
２２：除電チャージャ
２３：ベルトクリーニング装置
２４：定着装置
２５：排紙ローラ
２６：排紙トレイ
【図１】
2006267904.tif 000005
【図２】
2006267904.tif 000006
【図３】
2006267904.tif 000007
【図４】
2006267904.tif 000008
【図５】
2006267904.tif 000009
【図６】
2006267904.tif 000010
【図７】
2006267904.tif 000011
【図８】
2006267904.tif 000012
【図９】
2006267904.tif 000013
【図１０】
2006267904.tif 000014
【図１１】
2006267904.tif 000015
【図１２】
2006267904.tif 000016