(57)【要約】【課題】感光体を走査露光するレーザ光に生じる湾曲を高い精度で補正する。【解決手段】光源から出射されたレーザ光（光束）を偏向するポリゴンミラー２６にて偏向されたレーザ光に対して副走査方向に負のパワーを有する出射側レンズ２７Ｂと、出射側レンズ２７Ｂを通過したレーザ光に対して副走査方向に正のパワーを有するシリンドリカルミラー３０とを備えている。【選択図】図２
2008275679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体と、
前記像保持体を光束により走査露光する露光手段とを含み、
前記露光手段は、
前記光束を生成して出射する光源と、
前記光源から出射された前記光束を偏向する複数の偏向面を有する偏向手段と、
前記光源から出射された前記光束の副走査方向成分を前記偏向面に集光させる集光手段と、
前記集光手段により副走査方向成分が前記偏向面にて集光され、当該偏向面にて偏向された前記光束に対して副走査方向に負のパワーを有する第１の光学部材と、
前記第１の光学部材を通過した前記光束に対して副走査方向に正のパワーを有する第２の光学部材と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の光学部材は、前記偏向手段にて偏向された前記光束の前記像保持体表面での走査速度を等速化するレンズ群の一部として構成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の光学部材は、前記副走査方向に負のパワーを有する面が主走査方向にパワーを有しないことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の光学部材は、ガラス系の材質で構成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の光学部材は、前記第１の光学部材を通過した前記光束を前記像保持体上に結像させるように前記副走査方向の正のパワーが設定されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の光学部材は、ガラス系の材質で構成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
複数の前記像保持体が配置され、
前記露光手段は、前記複数の像保持体各々に対応して設けられた複数の前記光源と、当該光源からの複数の前記光束各々に対応して設けられた複数の前記第２の光学部材とを備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
光束を生成して出射する光源と、
前記光源から出射された前記光束を偏向する複数の偏向面を有する偏向手段と、
前記光源から出射された前記光束の副走査方向成分を前記偏向面に集光させる集光手段と、
前記集光手段により副走査方向成分が前記偏向面にて集光され、当該偏向面にて偏向された前記光束に対して副走査方向に負のパワーを有する第１の光学部材と、
前記第１の光学部材を通過した前記光束に対して副走査方向に正のパワーを有する第２の光学部材と
を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記第１の光学部材は、前記偏向手段にて偏向された前記光束の被走査面での走査速度を等速化するレンズ群の一部として構成されることを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記第１の光学部材は、前記副走査方向に負のパワーを有する面が主走査方向にパワーを有しないことを特徴とする請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記第２の光学部材は、前記第１の光学部材を通過した前記光束を被走査面上に結像させるように前記副走査方向の正のパワーが設定されたことを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタや複写機等といった電子写真方式のカラー画像形成装置では、露光装置から各色毎に出射されるレーザ光についての各感光体面上での走査位置合わせが行われる。
例えば特許文献１には、感光体を走査露光する各レーザ光相互の湾曲量の差を補正するため、結像光学系を構成するシリンドリカルミラーの自由状態における母線が、被走査面上での走査線湾曲を打ち消す方向に湾曲して形成されることが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１１３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで一般に、例えば高い解像度で形成されるカラー画像における色ずれを低減するには、レーザ光の感光体面上での湾曲を高い精度で補正することが必要となる。
本発明は、感光体を走査露光するレーザ光に生じる湾曲を高い精度で補正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に係る発明は、像保持体と、前記像保持体を光束により走査露光する露光手段とを含み、前記露光手段は、前記光束を生成して出射する光源と、前記光源から出射された前記光束を偏向する複数の偏向面を有する偏向手段と、前記光源から出射された前記光束の副走査方向成分を前記偏向面に集光させる集光手段と、前記集光手段により副走査方向成分が前記偏向面にて集光され、当該偏向面にて偏向された前記光束に対して副走査方向に負のパワーを有する第１の光学部材と、前記第１の光学部材を通過した前記光束に対して副走査方向に正のパワーを有する第２の光学部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る画像形成装置にて、前記第１の光学部材は、前記偏向手段にて偏向された前記光束の前記像保持体表面での走査速度を等速化するレンズ群の一部として構成されたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に係る画像形成装置にて、前記第１の光学部材は、前記副走査方向に負のパワーを有する面が主走査方向にパワーを有しないことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１に係る画像形成装置にて、前記第１の光学部材は、ガラス系の材質で構成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項５に係る発明は、請求項１に係る画像形成装置にて、前記第２の光学部材は、前記第１の光学部材を通過した前記光束を前記像保持体上に結像させるように前記副走査方向の正のパワーが設定されたことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１に係る画像形成装置にて、前記第２の光学部材は、ガラス系の材質で構成されたことを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項１に係る画像形成装置にて、複数の前記像保持体が配置され、前記露光手段は、前記複数の像保持体各々に対応して設けられた複数の前記光源と、当該光源からの複数の前記光束各々に対応して設けられた複数の前記第２の光学部材とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項８に係る発明は、光束を生成して出射する光源と、前記光源から出射された前記光束を偏向する複数の偏向面を有する偏向手段と、前記光源から出射された前記光束の副走査方向成分を前記偏向面に集光させる集光手段と、前記集光手段により副走査方向成分が前記偏向面にて集光され、当該偏向面にて偏向された前記光束に対して副走査方向に負のパワーを有する第１の光学部材と、前記第１の光学部材を通過した前記光束に対して副走査方向に正のパワーを有する第２の光学部材とを備えたことを特徴とする露光装置である。
【０００９】
請求項９に係る発明は、請求項８に係る露光装置にて、前記第１の光学部材は、前記偏向手段にて偏向された前記光束の被走査面での走査速度を等速化するレンズ群の一部として構成されることを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項９に係る露光装置にて、前記第１の光学部材は、前記副走査方向に負のパワーを有する面が主走査方向にパワーを有しないことを特徴とする。
請求項１１に係る発明は、請求項８に係る露光装置にて、前記第２の光学部材は、前記第１の光学部材を通過した前記光束を被走査面上に結像させるように前記副走査方向の正のパワーが設定されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１によれば、本発明を採用しない場合に比べて、感光体を走査露光するレーザ光に生じる湾曲を高い精度で補正することができる。
本発明の請求項２によれば、本発明を採用しない場合に比べて、露光手段の構成の簡略化および小型化を図ることができる。
本発明の請求項３によれば、本発明を採用しない場合に比べて、光学部材の点数の低減を図ることができる。
【００１１】
本発明の請求項４によれば、本発明を採用しない場合に比べて、第１の光学部材における副走査方向の負のパワーを安定化することができる。
本発明の請求項５によれば、本発明を採用しない場合に比べて、露光手段の構成の簡略化および小型化を図ることができる。
本発明の請求項６によれば、本発明を採用しない場合に比べて、第２の光学部材における副走査方向の正のパワーを安定化することができる。
本発明の請求項７によれば、本発明を採用しない場合に比べて、複数の像保持体各々を走査露光する光束各々の走査線湾曲を高い精度で補正することができる。
【００１２】
本発明の請求項８によれば、本発明を採用しない場合に比べて、感光体を走査露光するレーザ光に生じる湾曲を高い精度で補正することができる。
本発明の請求項９によれば、本発明を採用しない場合に比べて、露光手段の構成を簡略化および小型化を図ることができる。
本発明の請求項１０によれば、本発明を採用しない場合に比べて、光学部材の点数の低減を図ることができる。
本発明の請求項１１によれば、本発明を採用しない場合に比べて、露光手段の構成の簡略化および小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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、電子写真方式を用いた所謂タンデム型のデジタルカラープリンタであって、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部７０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部８０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３やスキャナ等の画像読取装置４等から受信した画像データに所定の画像処理を施す画像処理部８１、処理プログラムや画像データ等が記憶される例えばハードディスク（Hard Disk Drive）にて実現される主記憶部８２を備えている。
【００１４】
画像形成プロセス部７０は、４つの画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ（以下、「画像形成ユニット１０」とも総称する）が上下方向（略鉛直方向）に一定の間隔で並列配置されている。画像形成ユニット１０は、像保持体の一例としての感光体ドラム１１、感光体ドラム１１の表面を帯電する帯電ロール１２、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を各色トナーで現像する現像器１３、転写後の感光体ドラム１１表面を清掃するドラムクリーナ１４を備えている。
そして、各画像形成ユニット１０は、画像形成装置１本体に対して着脱自在に構成され、例えば現像器１３内のトナーが消費されたり、感光体ドラム１１が寿命に達した場合等には、画像形成ユニット１０単位で交換される。
【００１５】
帯電ロール１２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る。そして、帯電電源（不図示）から帯電バイアス電圧の供給を受け、感光体ドラム１１に対して従動回転しながら感光体ドラム１１の表面を所定電位で一様に帯電する。
現像器１３は、画像形成ユニット１０それぞれにおいて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を保持して、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を各色トナーで現像する。
ドラムクリーナ１４は、ウレタンゴム等のゴム材料により形成された板状部材を感光体ドラム１１表面に接触させて、感光体ドラム１１上に付着したトナーや紙粉等を除去する。
【００１６】
また、本実施の形態の画像形成装置１には、各画像形成ユニット１０それぞれに配置された感光体ドラム１１を露光する露光手段（露光装置）の一例としてのレーザ露光器２０が設けられている。レーザ露光器２０は、各色毎の画像データを画像処理部８１から取得し、取得した画像データに基づいて点灯制御されたレーザ光により、各画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１表面をそれぞれ走査露光する。なお、レーザ露光器２０についての詳細は後述する。
さらに、各画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１と接触しながら移動するように、記録材（記録紙）である用紙Ｐを搬送する用紙搬送ベルト６０が配置されている。用紙搬送ベルト６０は、用紙Ｐを静電吸着するフィルム状の無端ベルトで形成されている。そして、駆動ロール６２とアイドルロール６３とに張架されて循環移動し、感光体ドラム１１との間に用紙Ｐが略鉛直方向下方から上方に向けて搬送される用紙搬送路Ｍ１を形成している。
【００１７】
用紙搬送ベルト６０の内側であって各感光体ドラム１１と対向する位置には、それぞれ転写ロール６１が配置されている。各転写ロール６１は、感光体ドラム１１との間に転写電界を形成することで、用紙搬送ベルト６０に保持・搬送される用紙Ｐ上に、各画像形成ユニット１０で形成された各色トナー像を順次転写する。さらに、用紙搬送ベルト６０の外側であって各転写ロール６１の下流側には、転写後の感光体ドラム１１を除電する除電ランプ６５が設けられている。
用紙搬送ベルト６０の感光体ドラム１１側の最上流部には、用紙搬送ベルト６０を帯電する吸着ロール６４が配置されている。用紙搬送ベルト６０は、表面が吸着ロール６４により所定電位に帯電されることで、用紙Ｐを安定的に静電吸着させる。
また、用紙搬送路Ｍ１に沿って用紙搬送ベルト６０の下流側には、用紙Ｐ上の未定着トナー像に対して熱および圧力による定着処理を施す定着器４０が設けられている。
【００１８】
さらに、用紙搬送ベルト６０以外の用紙搬送系としては、給紙側に、用紙Ｐを収容する用紙収容部５０、この用紙収容部５０に収容された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、画像形成動作に合わせて用紙Ｐを用紙搬送ベルト６０に送り出すレジストロール５３が設けられている。
一方、排紙側には、定着器４０にて定着処理された用紙Ｐを搬送する排紙ロール５４、片面プリントの場合には用紙Ｐを装置本体上部に設けられた排紙部９０に向けて排出し、両面プリントの場合には排紙部９０に向ける回転方向から所定のタイミングで逆方向に反転して、定着器４０にて片面が定着された用紙Ｐを両面搬送路Ｍ２に向けて送り出す反転ロール５５が設けられている。加えて、両面搬送路Ｍ２には、両面搬送路Ｍ２に沿って複数の搬送ロール５６が設けられている。
【００１９】
本実施の形態の画像形成装置１においては、ＰＣ３や画像読取装置４等から入力された画像データは、画像処理部８１によって所定の画像処理が施され、画像形成プロセス部７０のレーザ露光器２０に供給される。そして画像形成プロセス部７０の例えば黒（Ｋ）の画像形成ユニット１０Ｋでは、感光体ドラム１１表面が帯電ロール１２により所定電位で一様に帯電され、さらにレーザ露光器２０により黒色画像データに基づいて点灯制御されたレーザ光で走査露光されて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器１３により現像され、感光体ドラム１１上には黒（Ｋ）のトナー像が形成される。画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃにおいても、同様にして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００２０】
一方、各画像形成ユニット１０での各色トナー像の形成が開始されると、用紙収容部５０から用紙Ｐが取り出され、レジストロール５３によりトナー像の形成タイミングに合わせて用紙搬送ベルト６０に供給される。用紙搬送ベルト６０は、吸着ロール６４により表面が所定電位に帯電される。それにより、用紙Ｐは用紙搬送ベルト６０上に静電吸着され、図１の矢印方向に循環移動する用紙搬送ベルト６０により、用紙搬送路Ｍ１に沿って搬送される。その途中で、転写ロール６１により形成される転写電界によって各色トナー像が用紙Ｐ上に順次転写される。
各色トナー像が静電転写された用紙Ｐは、画像形成ユニット１０Ｋの下流で用紙搬送ベルト６０から剥離され、定着器４０に搬送される。定着器４０では、用紙Ｐ上の未定着トナー像が熱および圧力による定着処理を受けて用紙Ｐに定着される。各色トナー像が定着された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた排紙部９０に積載される。一方、両面プリント時には、両面搬送路Ｍ２を経由して再度の同様な画像形成動作が行われた後、排紙部９０に積載されることとなる。
【００２１】
次に、本実施の形態の画像形成装置１に搭載されたレーザ露光器２０について説明する。
図２は、本実施の形態のレーザ露光器２０の走査光学系を説明する側面図であり、図３は、レーザ露光器２０における光源から回転多面鏡までの光偏向前光学系を説明する斜視図である。まず、図３に示したように、レーザ露光器２０は、例えば半導体レーザからなる４つの光源２１を備えている。４つの光源２１は、それぞれ４つの画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋに配置された感光体ドラム１１を露光するものである。またレーザ露光器２０は、光偏向前光学系を構成する光学部材として、光源２１各々から出射されるレーザ光（光束）に対応して設けられた４つのコリメータレンズ２２および折り返しミラー２３、光源２１各々からのレーザ光を回転多面鏡（ポリゴンミラー）２６（後段参照）に向けて折り返す折り返しミラー２４、コリメータレンズ２２を通過したレーザ光各々について、レーザ光各々の副走査成分をポリゴンミラー２６の偏向反射面２６ａ（後段参照）に集光させる集光手段の一例としてのシリンドリカルレンズ２５を備えている。
【００２２】
本実施の形態のレーザ露光器２０においては、走査光学系に配置された光学部材の共有使用を行ってレーザ露光器２０の小型化を図るため、光偏向前光学系における４つの折り返しミラー２３と折り返しミラー２４とにより、４つの光源２１各々から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー２６の手前で副走査方向に交差するように設定される。そして、光源２１各々から出射されたレーザ光は、ポリゴンミラー２６の偏向反射面２６ａに対してそれぞれ副走査方向に所定の角度を持って入射する。それにより、４本のレーザ光の光路が、１のポリゴンミラー２６や１のｆθレンズ２７（後段参照）を通過するように構成されるので、レーザ露光器２０の小型化が図られる。なお、その場合に、偏向反射面２６ａに入射するレーザ光各々の入射角の調整を容易とするために、シリンドリカルレンズ２５を複数のレンズで構成してもよい。
【００２３】
さらに、図２に示したように、レーザ露光器２０は、走査光学系を構成する光学部材として、偏向手段の一例としての例えば正六角面体で形成された回転多面鏡（ポリゴンミラー）２６、ｆθレンズ２７の一方を構成するポリゴンミラー側レンズ２７Ａ、ｆθレンズ２７の他方を構成する第１の光学部材の一例としての出射側レンズ２７Ｂ、ｆθレンズ２７から出射された４本のレーザ光各々を上下２本ずつの光路に分離する分離多面鏡２８、４本のレーザ光各々を折り返す４つの折り返しミラー２９、４本のレーザ光各々を各画像形成ユニット１０それぞれに配置された感光体ドラム１１に結像する第２の光学部材の一例としての４つのシリンドリカルミラー３０を備えている。なお、ポリゴンミラー側レンズ２７Ａはポリゴンミラー２６側に配置され、出射側レンズ２７Ｂは分離多面鏡２８側に配置される。
また、レーザ露光器２０に備えられた光偏向前光学系および走査光学系は、保持部材の一例としてのハウジング３１内に配置されている。そして、ハウジング３１の各レーザ光を感光体ドラム１１に向けて出射する部分には、例えばガラス板で構成された防塵ウィンドウ３２が設けられている。それにより、光偏向前光学系および走査光学系を構成する各光学部材をハウジング３１内に密封し、レーザ光の外部への漏洩や各光学部材への埃等の付着を抑えている。
【００２４】
本実施の形態のレーザ露光器２０では、各光源２１から出射された発散性の４本のレーザ光各々は、各コリメータレンズ２２によって平行光に変換される。そして、各折り返しミラー２３および折り返しミラー２４によりポリゴンミラー２６に向けて折り返される。折り返しミラー２４により折り返された後、４本のレーザ光各々は、副走査方向にのみ屈折力（パワー）を持つシリンドリカルレンズ２５により、ポリゴンミラー２６の偏向反射面２６ａ近傍にて主走査方向に長い線像として結像される。ポリゴンミラー２６では、レーザ光各々は、高速で定速回転するポリゴンミラー２６の偏向反射面２６ａにより反射され、等角速度で走査される。
ポリゴンミラー２６の偏向反射面２６ａにより反射されたレーザ光各々は、ｆθレンズ２７を構成するポリゴンミラー側レンズ２７Ａおよび出射側レンズ２７Ｂを通過し、分離多面鏡２８により上下２本ずつの光路に分離される。具体的には、画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍに配置された感光体ドラム１１をそれぞれ露光する２本のレーザ光は、分離多面鏡２８により鉛直下方に反射される。また、画像形成ユニット１０Ｃ,１０Ｋに配置された感光体ドラム１１をそれぞれ露光する２本のレーザ光は、分離多面鏡２８により鉛直上方に反射される。分離多面鏡２８により分離されたレーザ光各々は、それぞれ折り返しミラー２９により折り返され、シリンドリカルミラー３０により各画像形成ユニット１０各々に配置された感光体ドラム１１表面に結像される。それにより、４本のレーザ光各々は、各画像形成ユニット１０の感光体ドラム１１の表面を走査露光する。
【００２５】
ここで、ｆθレンズ２７を構成するポリゴンミラー側レンズ２７Ａおよび出射側レンズ２７Ｂは、４本のレーザ光各々の光スポットの走査速度を感光体ドラム１１表面上で等速化する機能を有している。
また、上記したように、各光源２１からの４本のレーザ光は、シリンドリカルレンズ２５によりポリゴンミラー２６の偏向反射面２６ａに線像として結像される。さらに、各シリンドリカルミラー３０は副走査方向に関して偏向反射面２６ａを物点として光スポットを感光体ドラム１１の表面上に結像させる。それにより、レーザ露光器２０の走査光学系は、偏向反射面２６ａの面倒れを補正する機能を有している。
【００２６】
ところで、本実施の形態のレーザ露光器２０のように、光源２１各々から出射されたレーザ光がポリゴンミラー２６の偏向反射面２６ａに対してそれぞれ副走査方向に所定の角度を持って入射するように構成すると、感光体ドラム１１表面上でのレーザ光の走査軌跡である走査線に湾曲（走査線湾曲）が生じ易い。また、レーザ光により感光体ドラム１１表面を等速で走査露光する走査光学系においては、例えば走査光学系を構成する光学部材の製造ばらつき（寸法誤差）、取り付け誤差、走査光学系の構成、さらには温度等の環境条件による光学部材の変動等に起因して、走査線湾曲が生じる場合もある。
ここで図４は、従来の走査光学系を用いた場合の感光体ドラム１１表面上の走査線に生じる走査線湾曲を説明する図である。図４（ａ）は、感光体ドラム１１表面の軸方向中心位置を原点Ｌ（０）、横軸を主走査方向位置、縦軸を副走査方向位置として、レーザ光の走査線湾曲の一例を示している。図４（ａ）に示したように、走査線湾曲は、主走査方向位置が原点位置Ｌ（０）から離れるに従って、副走査方向位置のずれ量が大きくなる性質を有している。
【００２７】
また、図４（ｂ）は、従来の走査光学系を用いた場合の走査線上の原点位置Ｌ（０）と原点位置Ｌ（０）から主走査方向に離れた位置Ｌ（１）とにおけるレーザ光の光路を示したものである。図４（ｂ）では、紙面上下方向を副走査方向としている。また、従来のｆθレンズと、レーザ光を結像させる機能を有する従来のシリンドリカルミラーのみを記載し、他の光学部材の記載は省略している。
上記したように、通常、走査光学系に用いられるシリンドリカルミラーは、シリンドリカルミラーから所定の距離だけ離れた位置の感光体ドラム１１表面上にレーザ光を結像させるように、副走査方向に正の屈折力（パワー）を有するように設計される。それにより、図４（ｂ）に示したように、シリンドリカルミラーは、例えば原点位置Ｌ（０）や副走査方向に位置ずれが生じている位置Ｌ（１）におけるレーザ光を、ポリゴンミラー２６の偏向反射面２６ａを物点として、感光体ドラム１１表面上に結像させる。
【００２８】
またシリンドリカルミラーは、副走査方向に正のパワーを有しているため、例えば位置Ｌ（１）のように副走査方向に位置ずれが生じているレーザ光を、光軸側に屈折させる機能をも有する。それにより、レーザ光の湾曲を補正するように作用する。しかし、シリンドリカルミラーにおいては、シリンドリカルミラーから所定の距離だけ離れた位置の感光体ドラム１１表面上にレーザ光を結像させるという機能に合致させた副走査方向のパワーが設定される。そのため、例えば画像形成装置の構成上の理由から、シリンドリカルミラーを感光体ドラム１１から大きく離れた位置に配置する必要のある場合には、シリンドリカルミラーの副走査方向の正のパワーを大きく設定することはできない。それにより、このような場合には、走査光学系における走査線湾曲に対する補正能力を大きく設定するには限界があった。
【００２９】
すなわち、一般に、走査光学系に用いられるシリンドリカルミラーにおいて走査線湾曲に対する補正能力を高めるには、光軸から副走査方向に離れた位置で反射されるレーザ光に対する副走査方向の正の屈折力（パワー）を大きく構成することが有効である。具体的には、シリンドリカルミラーの反射面の曲率を大きく形成することが効果的である。しかし、シリンドリカルミラーの反射面の曲率を大きく形成すると、シリンドリカルミラーの結像距離は短くなる。そのため、このような構成のシリンドリカルミラーを用いる場合には、シリンドリカルミラーを感光体ドラム１１に近接させて配置する必要が生じる。ところが、上記したように、画像形成装置を構成する上で生じる様々な制約が存在することから、シリンドリカルミラーと感光体ドラム１１との間の距離を近接させることができない場合がある。その場合には、従来の走査光学系では、走査線湾曲に対する補正能力を高めることができなかった。
したがって、従来の走査光学系においては、上記したように走査線湾曲は原点位置Ｌ（０）から離れるに従って副走査方向位置のずれ量が大きくなることから、シリンドリカルミラーによる湾曲補正が行われても、例えば図４に示した位置Ｌ（１）でのレーザ光の湾曲量は大きなものとなる。
【００３０】
そこで、本実施の形態のレーザ露光器２０では、ポリゴンミラー２６と各シリンドリカルミラー３０との間の光路中に、副走査方向に負のパワーを備えた光学部材を配置している。そして、各シリンドリカルミラー３０における副走査方向の正のパワーを大きく形成している。
それにより、本実施の形態のレーザ露光器２０にて構成される走査光学系において、走査線湾曲に対する補正能力を高めている。さらには、シリンドリカルミラー３０において、シリンドリカルミラー３０と感光体ドラム１１との間の距離に対応した結像距離の設定が可能となるように構成している。
なお、本実施の形態のレーザ露光器２０においては、ポリゴンミラー２６と各シリンドリカルミラー３０との間に配置される副走査方向に負のパワーを備えた光学部材として、ｆθレンズ２７を構成する出射側レンズ２７Ｂを用いている。すなわち、本実施の形態の出射側レンズ２７Ｂは、ポリゴンミラー２６側の面（入射面）が副走査方向に負のパワーを備えた湾曲面で構成されている。この湾曲面は、例えばシリンドリカル面、非球面等で形成される。
【００３１】
図５は、本実施の形態のシリンドリカルミラー３０および出射側レンズ２７Ｂを用いた場合における感光体ドラム１１表面上の走査線に生じる走査線湾曲を説明する図である。
まず、図５（ｂ）は、走査線上の原点位置Ｌ（０）と原点位置Ｌ（０）から主走査方向に離れた位置Ｌ（１）とにおけるレーザ光の光路を示したものである。図５（ｂ）では、図４と同様に、紙面上下方向を副走査方向とし、また、ｆθレンズ２７を構成するポリゴンミラー側レンズ２７Ａおよび出射側レンズ２７Ｂ、さらにはシリンドリカルミラー３０以外の他の光学部材の記載は省略している。
本実施の形態のレーザ露光器２０では、出射側レンズ２７Ｂの入射面が副走査方向に負のパワーを備えた曲面で構成されていることから、ｆθレンズ２７を通過した後のレーザ光は、次のような状態となる。すなわち、図５（ｂ）に示したように、レーザ光の光束の拡がり（光束幅）は、出射側レンズ２７Ｂの入射面の副走査方向の負のパワーによって拡大される。また、走査線湾曲により光軸から副走査方向に位置ずれ（湾曲）したレーザ光は、出射側レンズ２７Ｂの入射面の副走査方向の負のパワーによって位置ずれ量（変位量）が拡大される。
したがって、本実施の形態のシリンドリカルミラー３０には、レーザ光は、光束幅が例えば図４に示した従来の構成よりも拡大された状態で入射する。また、レーザ光の副走査方向の入射位置は、光軸からの変位量が例えば図４に示した従来の構成よりも光軸から離れた位置となる。
【００３２】
一方、本実施の形態のシリンドリカルミラー３０の反射面の曲率は、例えば図４に示した従来の構成よりも大きく形成されている。そのため、レーザ光は光束幅が拡大された状態でシリンドリカルミラー３０の反射面に入射するが、シリンドリカルミラー３０の反射面における副走査方向の正のパワーが図４に示した従来の構成よりも大きいことから、結像位置を図４に示した構成と同じ位置に設定することができる。
すなわち、副走査方向に大きな正のパワーが形成されたシリンドリカルミラー３０では、結像距離は短くなる。また、出射側レンズ２７Ｂにより光束幅が拡大されたレーザ光のシリンドリカルミラー３０での結像距離は長くなる。そのため、シリンドリカルミラー３０における拡大された副走査方向の正のパワーによる結像距離への寄与と、出射側レンズ２７Ｂにより光束幅が拡大されたレーザ光による結像距離への寄与とが相殺されて、シリンドリカルミラー３０での結像位置が図４に示した従来の構成と同じ位置に設定される。
【００３３】
また、走査線湾曲により光軸から副走査方向に位置ずれしたレーザ光は、シリンドリカルミラー３０の光軸から副走査方向に離れた位置、すなわちシリンドリカルミラー３０の反射面における副走査方向に大きな正のパワーを備えた部分に入射する。
ここで、図６は、シリンドリカルミラー３０の反射面の副走査方向位置における正の屈折力（パワー）を示した図である。なお、図６では、副走査方向におけるシリンドリカルミラー３０の反射面の正のパワーを概略的に示している。図６に示したように、シリンドリカルミラー３０の反射面では、光軸から離れるに従って副走査方向のパワーが大きく構成されている。そのため、レーザ光に湾曲が生じていて、光軸から副走査方向への位置ずれ量が大きなレーザ光ほど、シリンドリカルミラー３０の反射面によって大きく屈折される。それにより、レーザ光の副走査方向への位置ずれ量が大きくなるのに応じて、走査線湾曲に対する補正能力が大きく作用する。そのため、走査線湾曲に対する高い補正能力が得られることとなる。
【００３４】
このように、本実施の形態のレーザ露光器２０においては、ポリゴンミラー２６と各シリンドリカルミラー３０との間の光路中に、副走査方向に負のパワーを備えた出射側レンズ２７Ｂを配置している。そして、各シリンドリカルミラー３０における副走査方向の正のパワーを大きく形成している。それにより、レーザ光に生じる走査線湾曲に対する高い補正能力を有する走査光学系を構成している。それと同時に、シリンドリカルミラー３０の結像距離を、画像形成装置１にて設定されるシリンドリカルミラー３０と感光体ドラム１１との間の距離に合わせた設定としている。
すなわち、本実施の形態のレーザ露光器２０においては、出射側レンズ２７Ｂの入射面の曲面形状およびシリンドリカルミラー３０の反射面の曲面形状を適宜設定することができる。それにより、レーザ露光器２０の走査光学系において、実際にレーザ光に生じる湾曲に対応した走査線湾曲に対する補正能力が設定される。さらには、シリンドリカルミラー３０の結像距離の自由度が高められるので、画像形成装置１にて配置される感光体ドラム１１と関連して設定されるシリンドリカルミラー３０の配置位置の制約が低減される。
【００３５】
なお、出射側レンズ２７Ｂを構成する材質としては、出射側レンズ２７Ｂにおける副走査方向の負のパワーを安定化するために、光学性能に優れたガラス系の材質を用いることが好ましい。また、シリンドリカルミラー３０を構成する材質としては、シリンドリカルミラー３０における副走査方向の正のパワーを安定化するために、光学性能に優れたガラス系の材質を用いることが好ましい。
【００３６】
また、図５（ａ）は、本実施の形態のシリンドリカルミラー３０および出射側レンズ２７Ｂを用いた場合における走査線湾曲の一例を示している。図５（ａ）に示したように、本実施の形態のレーザ露光器２０では、出射側レンズ２７Ｂの入射面によりレーザ光の副走査方向への位置ずれ量に応じたパワーが設定されたシリンドリカルミラー３０の反射面部分にレーザ光を導くことで、走査線湾曲の湾曲量が低減する。
【００３７】
ここで、図７は、本実施の形態の走査光学系を搭載したレーザ露光器２０を使用した場合において、４つの画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋそれぞれにて生じる走査線湾曲量の一例を示した図である。図７に示したように、本実施の形態の走査光学系を搭載したレーザ露光器２０を使用した場合には、４つの画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋそれぞれにて生じる走査線湾曲量は、許容範囲である−３０μｍ〜３０μｍ（図中の斜線で示した領域）を満たす。
これに対して、図８は、比較例として、従来の構成の走査光学系を搭載したレーザ露光器を使用した場合において、４つの画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋそれぞれにて生じる走査線湾曲量の一例を示した図である。図８に示したように、従来の構成の走査光学系を搭載したレーザ露光器を使用した場合には、例えば画像形成ユニット１０Ｍ,１０Ｃにて生じる走査線湾曲量は、許容範囲である−３０μｍ〜３０μｍを超えることとなる。この場合には、特に画像の両端部領域においてカラー画像における色ずれが大きくなるという不都合が生じる。
【００３８】
なお、本実施の形態のレーザ露光器２０においては、ポリゴンミラー２６と各シリンドリカルミラー３０との間に配置される副走査方向に負のパワーを備えた光学部材として、ｆθレンズ２７を構成する出射側レンズ２７Ｂを用いた。本発明では、このような構成の他に、出射側レンズ２７Ｂを副走査方向に負のパワーを備えた構成とはせずに、副走査方向に負のパワーを備えたレンズやミラー等を出射側レンズ２７Ｂとは別個に配置してもよい。
さらには、走査線湾曲に対する補正機能以外の機能を有する光学部材に走査線湾曲に対する補正機能を付与して光学部材の共通化を図るために、ポリゴンミラー２６と各シリンドリカルミラー３０との間に配置される光学部材であって、主走査方向にパワーを有しない面を有する光学部材を選び、かかる光学部材の主走査方向にパワーを有しない面に副走査方向の負のパワーを形成することが好ましい。
また、シリンドリカルミラー３０に代えて、シリンドリカルレンズを用いてもよい。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態のレーザ露光器２０では、ポリゴンミラー２６と各シリンドリカルミラー３０との間の光路中に、副走査方向に負のパワーを備えた光学部材（出射側レンズ２７Ｂ）を配置している。そして、各シリンドリカルミラー３０の正のパワーを大きく形成している。それにより、レーザ光に生じる走査線湾曲に対して高い補正能力を有する走査光学系を構成し、画像形成ユニット１０各々でのレーザ光の走査線湾曲を高い精度で補正する。それと同時に、シリンドリカルミラー３０の結像距離を、画像形成装置１にて設定されるシリンドリカルミラー３０と感光体ドラム１１との間の距離に合わせた設定とすることを可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】画像形成装置の構成の一例を示した図である。
【図２】レーザ露光器の走査光学系を説明する側面図である。
【図３】レーザ露光器における光源から回転多面鏡までの光偏向前光学系を説明する斜視図である。
【図４】従来の走査光学系を用いた場合の感光体ドラム表面上の走査線に生じる走査線湾曲を説明する図である。
【図５】本実施の形態のシリンドリカルミラーおよび出射側レンズを用いた場合における感光体ドラム表面上の走査線に生じる走査線湾曲を説明する図である。
【図６】シリンドリカルミラーの反射面の副走査方向位置における屈折力（パワー）を示した図である。
【図７】本実施の形態の走査光学系を搭載したレーザ露光器を使用した場合において、４つの画像形成ユニットそれぞれにて生じる走査線湾曲量の一例を示した図である。
【図８】従来の構成の走査光学系を搭載したレーザ露光器を使用した場合において、４つの画像形成ユニットそれぞれにて生じる走査線湾曲量の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…画像形成装置、１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、２０…レーザ露光器、２１…光源、２６…ポリゴンミラー、２７…ｆθレンズ、２７Ａ…ポリゴンミラー側レンズ、２７Ｂ…出射側レンズ、３０…シリンドリカルミラー
【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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