(57)【要約】【課題】複数光源を共通の光学系を使いそれぞれ異なる被走査体上に走査するときに、光源から被走査体上までの距離がそれぞれ異なる場合であっても、被走査体上における被走査体間の光量分布の差の抑制が可能な走査光学系および走査光学装置を提供する。【解決手段】発散度Ｓは、カップリングレンズ５２から第１レンズ系５５ａ，５５ｂに至る光線を後方に延長して像を結んで得た虚像の位置をカップリングレンズ５２の後側主点からの距離で示したものをいう。発散度Ｓが短ければ短いほどカップリングレンズ５２からの発散の度合いが大きく、発散度Ｓが長ければ長いほど発散の度合いが小さいことになる。第１レンズ系５５ａ，５５ｂから出射される発散ビームは、発散度Ｓが−２０００よりも大きく、かつ、−８００よりも小さい（−２０００＜Ｓ＜−８００）。【選択図】図６
2011085794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
前記複数の光源の各々に対応する第１の光学系と、
前記複数の光源からの複数の光束の各々を、共通通過して光偏向器の回転多面鏡に当該回転多面鏡の回転軸と交差する主走査断面において長い線状の光束として導く第２の光学系と、
前記光偏向器からの前記複数の光束の各々を互いに異なる被走査面に導く第３の光学系と、
を含み、
前記第１の光学系から出射される前記複数の光束の各々は発散ビームであり、
前記複数の光源の各々から前記回転多面鏡の反射面までの光路長は前記主走査断面において前記複数の光源毎に異なることを特徴とする走査光学系。
【請求項２】
前記発散ビームは、前記第１の光学系の後側主点から光束の像点までの距離が−２０００ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
【請求項３】
前記発散ビームは、前記第１の光学系の後側主点から光束の像点までの距離が−８００ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の走査光学系。
【請求項４】
複数の光源と、
前記複数の光源の各々に対応する第１の光学系と当該複数の光源からの複数の光束の各々を、共通通過して光偏向器の回転多面鏡に当該回転多面鏡の回転軸と交差する主走査断面において長い線状の光束として導く第２の光学系と当該光偏向器からの当該複数の光束の各々を互いに異なる被走査面に導く第３の光学系とを有する走査光学系と、
前記走査光学系を収容する光学筐体と、
を含み、
前記第１の光学系から出射される前記複数の光束の各々は発散ビームであり、
前記複数の光源の各々から前記回転多面鏡の反射面までの光路長は前記主走査断面において前記複数の光源毎に異なることを特徴とする走査光学装置。
【請求項５】
前記発散ビームは、前記第１の光学系の後側主点から光束の像点までの距離が−２０００ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の走査光学装置。
【請求項６】
前記発散ビームは、前記第１の光学系の後側主点から光束の像点までの距離が−８００ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の走査光学装置。
【請求項７】
前記光学筐体は、光学底面と当該光学底面から立ち上がる光学壁とを備え、
前記複数の光源は、当該複数の光源の各々の光軸が互いに略平行に延びると共に前記光学壁に対して略垂直方向に延びるように、当該光学壁に配置されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査光学系および走査光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、光源と光源からの光ビームを被走査体に結像させる光学系とを収容する光学箱と、光学箱に収容される光源を発光させる駆動基板と、を備えた光走査装置を開示している。この光学箱には、３つのリード線を有する複数の発光素子が収容されている。これらのリード線の各々は、途中で一方向に折り曲げられた状態で１枚の駆動基板に取り付けられている。このようにして、共通の駆動基板を光学箱の壁に平行にとりつけた光走査装置において、各発光素子の光路長を等しくするために、発光素子のリード線を曲げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７９４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複数光源を共通の光学系を使いそれぞれ異なる被走査体上に走査するときに、光源から被走査体上までの距離がそれぞれ異なる場合であっても、被走査体上における被走査体間の光量分布の差の抑制が可能な走査光学系および走査光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、複数の光源と、前記複数の光源の各々に対応する第１の光学系と、前記複数の光源からの複数の光束の各々を、共通通過して光偏向器の回転多面鏡に当該回転多面鏡の回転軸と交差する主走査断面において長い線状の光束として導く第２の光学系と、前記光偏向器からの前記複数の光束の各々を互いに異なる被走査面に導く第３の光学系と、を含み、前記第１の光学系から出射される前記複数の光束の各々は発散ビームであり、前記複数の光源の各々から前記回転多面鏡の反射面までの光路長は前記主走査断面において前記複数の光源毎に異なることを特徴とする走査光学系である。
請求項２に記載の発明は、前記発散ビームは、前記第１の光学系の後側主点から光束の像点までの距離が−２０００ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の走査光学系である。
請求項３に記載の発明は、前記発散ビームは、前記第１の光学系の後側主点から光束の像点までの距離が−８００ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の走査光学系である。
【０００６】
請求項４に記載の発明は、複数の光源と、前記複数の光源の各々に対応する第１の光学系と当該複数の光源からの複数の光束の各々を、共通通過して光偏向器の回転多面鏡に当該回転多面鏡の回転軸と交差する主走査断面において長い線状の光束として導く第２の光学系と当該光偏向器からの当該複数の光束の各々を互いに異なる被走査面に導く第３の光学系とを有する走査光学系と、前記走査光学系を収容する光学筐体と、を含み、前記第１の光学系から出射される前記複数の光束の各々は発散ビームであり、前記複数の光源の各々から前記回転多面鏡の反射面までの光路長は前記主走査断面において前記複数の光源毎に異なることを特徴とする走査光学装置である。
請求項５に記載の発明は、前記発散ビームは、前記第１の光学系の後側主点から光束の像点までの距離が−２０００ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の走査光学装置である。
請求項６に記載の発明は、前記発散ビームは、前記第１の光学系の後側主点から光束の像点までの距離が−８００ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の走査光学装置である。
請求項７に記載の発明は、前記光学筐体は、光学底面と当該光学底面から立ち上がる光学壁とを備え、前記複数の光源は、当該複数の光源の各々の光軸が互いに略平行に延びると共に前記光学壁に対して略垂直方向に延びるように、当該光学壁に配置されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の走査光学装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１によれば、本発明を採用しない場合に比べて、複数光源を共通の光学系をつかいそれぞれ異なる被走査体上に走査するときに、光源から被走査体上までの距離がそれぞれ異なる場合であっても、被走査体上における被走査体間の光量分布の差を抑制することが可能になる。
請求項２によれば、本発明を採用しない場合に比べて、製造コストの上昇を抑制することが可能になる。
請求項３によれば、本発明を採用しない場合に比べて、画質要求に容易に対応することが可能になる。
請求項４によれば、本発明を採用しない場合に比べて、複数光源を共通の光学系をつかいそれぞれ異なる被走査体上に走査するときに、光源から被走査体上までの距離がそれぞれ異なる場合であっても、被走査体上における被走査体間の光量分布の差を抑制することが可能になる。
請求項５によれば、本発明を採用しない場合に比べて、製造コストの上昇を抑制することが可能になる。
請求項６によれば、本発明を採用しない場合に比べて、画質要求に容易に対応することが可能になる。
請求項７によれば、本発明を採用しない場合に比べて、製造時の作業性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の構成の一例を示した図である。
【図２】画像形成ユニットの構成の一例を示した図である。
【図３】光走査装置の内部構成を示す平面図である。
【図４】光走査装置の内部構成を示す縦断面図である。
【図５】レーザー光束が回転多面鏡により水平方向に振られる様子を示す概略図である。
【図６】走査光学系を説明する図である。
【図７】像面上主走査方向の光量分布を示すグラフである。
【図８】像面上主走査方向の光量分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１の構成の一例を示した図である。
図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタであって、画像データに基づいてカラー画像を形成する像形成手段の一例としての画像形成プロセス部２０と、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部２３と、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３やスキャナ４等から受信した画像データに画像処理を施す画像処理部２２と、処理プログラム等が記録される例えばハードディスク（ＨＤＤ）にて実現される主記憶部２４と、を備えている。
また、画像形成装置１は、状態量の一例であるトナー像濃度、すなわち、後述する中間転写ベルト４１上に形成された各色トナー像からなる基準濃度パターンのトナー像濃度を検出する検出手段の一例としての基準濃度検出センサ２５を備えている。この基準濃度検出センサ２５は、最下流の画像形成ユニット３０Ｋと二次転写ロール４０との間の中間転写ベルト４１の近傍に位置している。
【００１０】
画像形成プロセス部２０は、一定の間隔を置いて並列的に配置された、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像をそれぞれ形成する４つの画像形成ユニット３０Ｙ,３０Ｍ,３０Ｃ,３０Ｋ（これらを「画像形成ユニット３０」とも総称する）を備えている。
ここで図２は、画像形成ユニット３０の構成の一例を示した図である。図２に示すように、画像形成ユニット３０は、矢印Ａ方向に回転しながら静電潜像が形成される感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１の表面を予め定められた電位で一様に帯電する帯電ロール３２と、感光体ドラム３１上に形成された静電潜像を現像する現像器３３と、一次転写後の感光体ドラム３１表面を清掃するドラムクリーナ３６と、を備えている。
帯電ロール３２は、アルミニウムやステンレス等の導電性の芯金上に、導電性弾性体層と導電性表面層とが順次積層されたロール部材で構成されている。そして、帯電電源（不図示）からの帯電バイアス電圧の供給を受けて、感光体ドラム３１に対して従動回転しながら感光体ドラム３１の表面を帯電する。ここで、帯電電源から供給される帯電バイアス電圧値は、制御部２３からの制御信号に基づいて設定される。
【００１１】
現像器３３は、各画像形成ユニット３０において、それぞれＹ,Ｍ,Ｃ,Ｋの各色トナーを現像する現像器３３Ｙ,３３Ｍ,３３Ｃ,３３Ｋとして構成される。各現像器３３は、各色トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を現像ロール３４上に保持し、現像ロール３４に直流電圧、または交流電圧に直流電圧を重畳した現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム３１上の静電潜像を現像する。
各現像器３３は、各色トナーを貯蔵するトナー容器３５Ｙ,３５Ｍ,３５Ｃ,３５Ｋとトナー搬送路（不図示）で連結され、トナー搬送路中に設けられた補給用スクリュー（不図示）によりトナーが補給されるように構成されている。制御部２３は、トナー容器３５Ｙ,３５Ｍ,３５Ｃ,３５Ｋから各現像器３３内部への各色トナーの補給量を調整し、現像器３３内部のトナー濃度を制御する。
【００１２】
さらに、画像形成プロセス部２０は、各画像形成ユニット３０に設けられた各感光体ドラム３１を露光する光走査装置（レーザー露光装置）２６と、各画像形成ユニット３０の各感光体ドラム３１上に形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト４１と、各画像形成ユニット３０の各色トナー像を一次転写部Ｔｒ１にて中間転写ベルト４１に順次転写（一次転写）する一次転写ロール４２と、中間転写ベルト４１上に転写された重畳トナー像を二次転写部Ｔｒ２にて記録材（記録紙）である用紙１０に一括転写（二次転写）する二次転写ロール４０と、二次転写された画像を用紙１０上に定着させる定着器８０と、を備えている。
光走査装置２６の詳細については後述する。
【００１３】
一次転写ロール４２および二次転写ロール４０のそれぞれは、アルミニウムやステンレス等の導電性の芯金上に、導電性弾性体層と導電性表面層とが順次積層されたロール部材で構成されている。そして、一次転写ロール４２は一次転写電源（不図示）から一次転写バイアス電圧の供給を受け、中間転写ベルト４１上にトナー像を転写する。また、二次転写ロール４０は二次転写電源（不図示）から二次転写バイアス電圧の供給を受け、用紙１０上にトナー像を転写する。ここで、一次転写電源および二次転写電源からそれぞれ供給される一次転写バイアス電圧値および二次転写バイアス電圧値は、制御部２３からの制御信号に基づいて設定される。
【００１４】
定着器８０は、内部に加熱源を備える定着ロール８２と、この定着ロール８２に対して圧接配置される加圧ロール８３と、さらには定着ロール８２の表面温度を検出する温度センサ（不図示）と、を備えている。そして、定着ロール８２と加圧ロール８３との間に、未定着トナー像を保持した用紙１０を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、用紙１０にトナー像を定着する。その際に、温度センサは、定着ロール８２の表面温度を検出して、その検出値（表面温度検出値）を制御部２３に送る。制御部２３は、定着ロール８２の加熱源に電流を供給する定着電源（不図示）からの出力値を表面温度検出値に基づいて設定することで、定着ロール８２の表面温度を制御する。さらには、定着器８０は、制御部２３からの制御信号に基づいて、用紙１０の搬送速度が制御される。
また、定着器８０には定着ロール８２と加圧ロール８３との間の押圧力（ニップ圧）を調整するニップ圧調整機構（不図示）が備えられている。そして、定着器８０では、制御部２３からの制御信号に基づいてニップ圧調整機構が動作して、ニップ圧が調整される。
【００１５】
画像形成装置１では、制御部２３による制御の下で、画像処理部２２がＰＣ３やスキャナ４等から入力された画像データに画像処理を施し、画像形成プロセス部２０の光走査装置２６に供給する。そして、各画像形成ユニット３０では、帯電ロール３２により予め定められた電位で一様に帯電された感光体ドラム３１が、光走査装置２６により画像処理部２２からの画像データに基づいて点灯制御されたレーザー光で走査露光される。それにより、感光体ドラム３１上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器３３により現像され、各感光体ドラム３１上には各色トナー像が形成される。
【００１６】
各画像形成ユニット３０で形成された各色トナー像は、図１の矢印Ｂ方向に循環移動する中間転写ベルト４１上に、転写電源（不図示）から予め定められた一次転写バイアス電圧が印加された一次転写ロール４２により順次静電転写され、中間転写ベルト４１上に重畳されたトナー像が形成される。重畳トナー像は、中間転写ベルト４１の移動に伴って二次転写ロール４０とバックアップロール４９とが配設された二次転写部Ｔｒ２に向けて搬送される。
一方、画像形成装置１には複数の用紙保持部７１Ａが配置され、例えば操作入力部（不図示）を用いたユーザからの指示入力に基づく制御部２３による制御の下で、その中から例えば用紙保持部７１Ａに保持された用紙１０がピックアップロール７２により取り出される。そして、用紙１０は搬送経路Ｒ１に沿って１枚ずつレジストロール７４の位置まで搬送される。
【００１７】
重畳トナー像が二次転写部Ｔｒ２に搬送されると、トナー像が二次転写部Ｔｒ２に搬送されるタイミングに合わせてレジストロール７４から用紙１０が二次転写部Ｔｒ２に供給される。そして、二次転写部Ｔｒ２にて二次転写バイアス電圧が印加された二次転写ロール４０とバックアップロール４９との間に形成された転写電界の作用により、重畳トナー像は用紙１０上に一括して静電転写（二次転写）される。
なお、二次転写部Ｔｒ２へは、用紙保持部７１Ａに保持された用紙１０が搬送される搬送経路Ｒ１の他に、両面搬送路Ｒ２からも用紙１０が搬送される。
【００１８】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙１０は、中間転写ベルト４１から剥離され、定着器８０まで搬送される。定着器８０に搬送された用紙１０上の未定着トナー像は、定着器８０によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙１０上に定着される。そして定着画像が形成された用紙１０は、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部１１に搬送される。一方、二次転写後に中間転写ベルト４１に付着しているトナー（転写残トナー）は、中間転写ベルト４１に接触されたベルトクリーナ４５によって除去され、次の画像形成サイクルに備えられる。
このようにして、画像形成装置１での画像形成は、指定された枚数分だけ繰り返して実行される。
なお、画像形成プロセス部２０に配置された感光体ドラム３１、帯電ロール３２、現像器３３、光走査装置２６、一次転写ロール４２、二次転写ロール４０、定着器８０等の構成要素であって、像を形成するために機能する各種の機能部を、「像形成部」ということができる。なお、ここでの「像」には、感光体ドラム３１や中間転写ベルト４１、さらには用紙１０上に形成され保持されたトナー像や、感光体ドラム３１に形成された静電潜像が含まれる。
【００１９】
次に、光走査装置２６について更に詳しく説明する。
図３および図４は、光走査装置２６の内部構成を示す構成図である。具体的には、図３は、光走査装置２６の内部構成を示す平面図であり、図４は、光走査装置２６の内部構成を示す縦断面図である。
図３及び図４に示すように、光走査装置２６には、第１光学系５００、第２光学系６００および第３光学系７００が配設されている。これら第１光学系５００、第２光学系６００および第３光学系７００は結像光学系とも言うことができる。
第１光学系５００は、例えば４つの半導体レーザーからなる独立した光源の一例としてのレーザー光源５１を備えている。第１光学系５００は、複数のレーザー光源５１の各々に対応するものである。
レーザー光源５１の各々は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各画像信号により駆動され、発散光束（発散ビーム）となるレーザー光束を出射する。すなわち、レーザー光源５１は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色の画像情報をそれぞれ含む４本のレーザー光束ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを出射する半導体レーザーアレイ等を有する。このため、レーザー光源を半導体レーザー光源とも言うことができる。
【００２０】
付言すると、光走査装置２６は、光走査装置本体をなす光学箱（ハウジング）１００と、光学箱１００のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫの出射側に取り付けられる蓋部材（カバー）２００と、を備えている。この光学箱１００は、光学底面の一例としての底面部１１０と、底面部１１０の周囲を囲むように立設して形成される光学壁の一例としての側壁部１２０と、を有する構造である。この側壁部１２０に４つのレーザー光源５１が取り付けられている。さらに説明すると、４つのレーザー光源５１は、各々のレーザー光束ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫの光軸が互いに略平行に延びると共に側壁部１２０に対して略垂直方向に延びるように、側壁部１２０に取り付けられている。
なお、レーザー光源５１の背面には、不図示の１枚の駆動基板（ＬＤ基板）が取り付けられている。すなわち、レーザー光源５１は、複数のピンを有する不図示の発光素子（半導体レーザー、ＬＤ）と発光素子を保持する不図示のホルダーとを備えている。そして、発光素子のピンの各々は、不図示の１枚の駆動基板に取り付けられている。
【００２１】
第１光学系５００および第２光学系６００において、レーザー光源５１で発生したレーザー光束ＬＹ〜ＬＫの進行方向の順に、カップリングレンズ５２、スリット５３、第１反射ミラー５４、第１レンズ系５５ａ，５５ｂ、第２反射ミラー５６、第２レンズ系５７ａ，５７ｂ，５７ｃ、回転多面鏡（光偏向器）５８および走査レンズ５９が配置されている。
そして、これらカップリングレンズ５２、スリット５３、および第１反射ミラー５４は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色に対応したものである。また、これらの光学素子は、レーザー光源５１で発生したレーザー光束ＬＹ〜ＬＫの各々の光路上に配置されている。
【００２２】
カップリングレンズ５２は、レーザー光源５１からのレーザー光束ＬＹ〜ＬＫを略平行化するものである。また、スリット５３は、感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ上のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫの集束状態を規定するためのものである。第１反射ミラー５４は、レーザー光源５１からの４本のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫを、各色に共通の第２反射ミラー５６に向けて反射するためのものである。
【００２３】
第１反射ミラー５４で反射した４本のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫは、第１レンズ系５５ａ，５５ｂを通過して第２反射ミラー５６で反射した後に第２レンズ系５７ａ，５７ｂ，５７ｃを通過し、光偏向器の回転多面鏡５８に照射される。付言すると、第２光学系６００は、複数のレーザー光源５１からの複数の光ビームを、共通通過して回転多面鏡５８に主走査断面において長い線状の光ビームとして導くものである。ここにいう主走査断面とは、回転多面鏡５８の回転軸５８ｚ（図５参照）と略直交する面をいう。
回転多面鏡５８は、後述するように、図示しない駆動源により一定速度で回転している。このため、第２反射ミラー５６からの４本のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫは、水平方向に振られて偏向走査される。
回転多面鏡５８に照射された４本のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫは、反射偏向面で反射偏向し、２枚の組の走査レンズ５９を通過し、第３光学系７００の分離多面鏡６１に入射される。走査レンズ５９は、分離多面鏡６１より偏向走査された４本のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫの走査速度を補正すると共に、被走査体の一例としての感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの近傍にレーザー光束（光源からの光ビーム）ＬＹ〜ＬＫを結像させるものである。
【００２４】
なお、分離多面鏡６１の直前には、図示しないビーム位置検出反射ミラーおよび図示しないビーム位置検出センサが配置されている。図示しないビーム位置検出反射ミラーは、走査開始側端の記録に用いられない領域に配置され、受けたレーザー光束ＬＹ〜ＬＫを図示しないビーム位置検出センサの方向に反射させるためのものである。また、図示しないビーム位置検出センサは、図示しないビーム位置検出反射ミラーからのレーザー光束ＬＹ〜ＬＫを光電変換して画像信号に対する同期信号として用いるためのものである。
【００２５】
第３光学系７００は、分離多面鏡６１、反射鏡６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋ，および最終ミラーであるシリンドリカルミラー６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋを含んで構成されている。また、第３光学系７００は、防塵ガラス６４Ｙ,６４Ｍ,６４Ｃ,６４Ｋを含んで構成されている。
第２光学系６００からの４本のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫは、分離多面鏡６１によって感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの配列方向に応じた方向に分離される。分離された４本のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫの各々は、対応する反射鏡６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋの各々に反射した後に、シリンドリカルミラー６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋによって、防塵ガラス６４Ｙ,６４Ｍ,６４Ｃ,６４Ｋを介して、対応する被走査面である感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋに導かれる。すなわち、第３光学系７００は、光偏向器（回転多面鏡５８）からの複数の光ビームを互いに異なる感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋに導く。
【００２６】
図５は、レーザー光束ＬＹ〜ＬＫが回転多面鏡５８により水平方向に振られる様子を示す概略図である。
図５に示すように、第２反射ミラー５６（図３参照）からの４本のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫは、回転多面鏡５８の反射面５８ａに入射する。ここで、反射面５８ａには、反射面５８ａの幅ｄ１より幅広のビーム幅ｄ２のレーザー光束ＬＹ〜ＬＫが入射する。そして、回転多面鏡２６の反射面５８によりレーザー光束ＬＹ〜ＬＫの一部が走査レンズ５９へと反射し走査される。
このように、本実施の形態では、オーバーフィルド光学系を採用している。かかるオーバーフィルド光学系は、アンダーフィルド光学系よりも回転多面鏡の径を小さくできるため、面数を増加しても回転多面鏡の大径化を避けることができ、軽量化及び慣性モーメントの小化により高速回転化対応が可能となる。つまり、画像形成装置のプロセス速度が速い場合には、オーバーフィルド光学系の方が対応しやすく適している。なお、本実施の形態をアンダーフィルド光学系に適用することも考えられる。
【００２７】
さらに説明すると、レーザー光束ＬＹ〜ＬＫが収束して結像したときのビーム径はその収束角に依る。すなわち、結像用のレンズと像面との間の距離が同じであるならば、収束角が大きいほど（幅広な光ビームであるほど）像面上では細いビームが得られる。したがって、アンダーフィルド光学系の場合には、感光体ドラム（像面）３１上で細いビーム径を得たいような仕様の場合には、回転多面鏡５８に入射するビームを必要に応じて拡げる必要がある。
また、オーバーフィルド光学系の場合には、一般的にガウス分布をしているレーザー光束の一部を切り取って感光体ドラム３１上を走査させるため、ガウス分布曲線の偏りの影響を受けにくくするために、回転多面鏡５８の入射光束幅を拡げる必要がある。
【００２８】
このように、光束を発散光束にして光束幅を拡げる場合に、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色でレーザー光源５１から回転多面鏡５８の入射までの光路の距離（光路長）が異なると、各色で焦点距離が異なり、同一位置で結像せず、色によって画質ボケとなってしまうという問題点がある。そして、オーバーフィルド光学系であれば、さらには、回転多面鏡５８へ入射するビームの拡大幅、すなわちガウス分布曲線の形状が異なり、走査方向において各色で像面上の光量分布に差が生じ、色味に画質不具合を生じてしまうという問題点もある。そこで、かかる事態に対応すべく、レーザー光源５１から回転多面鏡５８の入射までの距離を揃えるように光走査装置２６の構造を設計することが考えられる。
本実施の形態のように、４つのレーザー光源５１を備える共通の駆動基板（共通基板）を側壁部１２０に平行に取り付けると、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの色ごとで光路長差がでてしまう。しかしながら、本実施の形態では、光束を発散光束にして光束幅を拡げる場合に、レーザー光源５１から回転多面鏡５８の入射までの距離を揃えなくても、上記問題点を使用上支障の無いように走査光学系を構成している。以下、具体的に説明する。
【００２９】
図６は、走査光学系を説明する図である。なお、図６は、図３および図４に示すレーザー光源５１から回転多面鏡５８までのイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのうちの１色分を部分的に省略して展開した図である。図６に示す走査光学系は、オーバーフィルド光学系である。
図６に示すように、発散度Ｓが短ければ短いほどカップリングレンズ５２からの発散の度合いが大きく、発散度Ｓが長ければ長いほど発散の度合いが小さいことになる。付言すると、発散度Ｓが無限大のときにカップリングレンズ５２から第１レンズ系５５ａ，５５ｂへ向かう光束は平行光束になる。
【００３０】
ここにいう発散度Ｓとは、カップリングレンズ５２から第１レンズ系５５ａ，５５ｂに至る光線を後方に延長して像を結んで得た虚像の位置をカップリングレンズ５２の後側主点からの距離で示したものをいう。また、この発散度Ｓを、第１光学系５００の後側主点から光束の像点までの距離ということができる。発散度Ｓの符号は、光の進行方向を＋とし、光の進行方向とは逆の方向を−とする。
本実施の形態では、第１レンズ系５５ａ，５５ｂから出射される発散ビームは、発散度Ｓが−２０００ｍｍよりも大きく、かつ、−８００ｍｍよりも小さい（−２０００ｍｍ＜Ｓ＜−８００ｍｍ）。以下、発散度Ｓの数値限定についてその理由を説明する。なお、上述したように、回転多面鏡５８に入射する光束については、特性を満足するためにガウス分布曲線の偏りの影響を受けないように拡げる必要があることから、光束幅は予め定められるものとする。
【００３１】
イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色の特性を揃えるためには、共通に通過する第１レンズ系５５ａ，５５ｂへの入射光束の特性を揃える必要があり、カップリングレンズ５２以降の長さを互いに異ならせる場合は、特性上平行光束が最も望ましい（Ｓ＝∞）。
しかしながら、そのような構成を採用すると、第１レンズ系５５ａ，５５ｂのみで光束幅拡張を担うため、第１レンズ系５５ｂから第２レンズ系５７ｃまでの間の距離を長くすること、または第１レンズ系５５ａ，５５ｂのレンズ曲率半径（Ｒ）を小さくすることが必要になる。レンズ曲率半径は量産上、３０ｍｍ以上であることが望ましく、したがって、本実施の形態では、発散度Ｓを−２０００ｍｍよりも大きくし、カップリングレンズ５２の通過後の光束を補助的に発散させることで、レンズ生産上の課題を解決している。
【００３２】
一方で、発散度Ｓが大きいと、上述したように、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色の特性が異なり、画質に影響を及ぼす。イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの色ごとに感光体ドラム３１（図１、図２または図４参照）付近での焦点位置が異なるため、共通焦点深度が浅くなるとともに、特にオーバーフィルド光学系では回転多面鏡５８へ入射する光束のガウス分布曲線が異なるため、感光体ドラム３１上での光量分布が色ごとに異なる。
さらに説明すると、このような走査光学系においては、その構成及び製造上のバラツキにより像面上主走査方向の光量を一定とすることは困難であり、主走査方向にわたって変動、分布している。このような光量分布は、感光体ドラム３１上を走査露光することにより、感光体ドラム３１（図１、図２または図４参照）上に形成される静電潜像の電位が主走査方向に不均一となり、現像により形成されるトナー像の濃度が主走査方向にわたって変動する原因となる。
また、カラーの画像形成装置に用いられる走査光学系においては、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色の変動分布曲線を一致させることが困難であり、レーザ光量を主走査方向の任意の位置でトナー像の濃度を一致させるべく可変制御することは通常行われている。しかしながら、任意の位置以外の位置では各色のトナー濃度の比率が異なることになる。
このような濃度変動が一次色の画像（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの特定の一色で描かれる画像）で一定の幅内でゆるやか連続的に変動している限りではその変動が許容されるが、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを用いてグレー（無彩色）の画像を描かせる場合には、光量分布が各色で異なると、結果的に各色のトナー濃度の比率が主走査方向の位置によって異なるため、グレー色が位置によって色味を帯び、目立ちやすくなる。このように、光量分布差によって色味が変わってしまう。
【００３３】
ここで、図７および図８は、像面上主走査方向の光量分布を示すグラフである。図７および図８の縦軸は光量比（中央に対する値）であり、横軸は像面上主走査方向の位置（一端部、中央部、他端部）である。また、図７は発散度Ｓが−８００ｍｍの場合、図８は発散度Ｓが−２０００ｍｍの場合である。なお、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色の光量絶対値を中央で揃え、各色共通に主走査方向に透過率分布を有するフィルタ（第２レンズ系５７ａ）で左右の光量を補正して示す。付言すると、共通光学系を通過させるため色ごとに主走査方向の透過率を替えたフィルタを備えることはコスト高となり、さらには、光束間が近接しており物理的に困難である。
【００３４】
図７に示すように、発散度Ｓが−８００ｍｍのときには、像面上主走査方向の位置によっては光量比の差が０．０３（３％）を越えている。より具体的には、同グラフでは、一端部でシアンＣとマゼンタＭとの光量比の差が０．０３を越えている。この差は製造のばらつきによって実際上はさらに大きくなり得るという事情を考慮すると、発散度Ｓが−８００ｍｍでは、要求される画質を満たさないような影響を及ぼす可能性がある。
その一方で、図８に示すように、発散度Ｓが−２０００ｍｍのときには、光量比の差は、発散度Ｓが−８００ｍｍのときよりも小さい。
このように、発散度Ｓが−２０００ｍｍよりも小さければ、要求される画質を満たさないような影響を及ぼす可能性が低くなる。
【符号の説明】
【００３５】
２６…光走査装置、５１…レーザー光源、５２…カップリングレンズ、５５ｂ…第１レンズ系、５７ｃ…第２レンズ系、５８…回転多面鏡、５８ａ…反射面、５８ｚ…回転軸、１００…光学箱、１１０…底面部、１２０…側壁部、５００…第１光学系、６００…第２光学系、７００…第３光学系、ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ…レーザー光束、Ｓ…発散度
【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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