(57)【要約】【課題】複数ビームとも、温度変動にかかわらず、安定した小ビームスポットで、複数ビーム間の走査線間隔を安定的に獲得し、マルチビーム間の光量差が少ない低コストの光走査装置および画像形成装置を得る。【解決手段】複数の光束を発生する光源１０４、光源からの光束をカップリングするカップリング光学素子１０５、カップリング光学素子からの光束を偏向走査する偏向手段１０３、偏向走査された光束を結像する走査光学系を有し、光束を発生する発光点とカップリング光学素子１０５の光軸との距離の最大値をＡ、光源１０４からの光束の発散角（半値全幅）をθ、カップリング光学素子の焦点距離をＦ、カップリング光学素子の有効径の範囲半径をＤとしたとき、  Ｆｔａｎ（θ／２）＋Ａ＜Ｄ／０．７の条件を満たす。【選択図】図１
2008052247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光束を発生する光源と、光源からの光束をカップリングするカップリング光学素子と、カップリング光学素子からの光束を偏向走査する偏向手段と、偏向走査された光束を結像する走査光学系と、を有し、
上記光束を発生する発光点と上記カップリング光学素子の光軸との距離の最大値をＡ、上記光源からの光束の発散角（半値全幅）をθ、カップリング光学素子の焦点距離をＦ、カップリング光学素子の有効径の範囲半径をＤとしたとき、
Ｆｔａｎ（θ／２）＋Ａ＜Ｄ／０．７
の条件を満たす光走査装置。
【請求項２】
複数の光束を発生する光源と、光源からの光束をカップリングするカップリング光学素子と、カップリング光学素子からの光束を偏向走査する偏向手段と、偏向走査された光束を結像する走査光学系と、を有し、
上記光源は、光束を発生する発光点が少なくとも３つ位置する円環を同心円状に複数有し、これらの円環上に光軸上以外の全ての発光点が位置する光走査装置。
【請求項３】
複数の光束を発生する光源と、光源からの光束をカップリングするカップリング光学素子と、カップリング光学素子からの光束を偏向走査する偏向手段と、偏向走査された光束を結像する走査光学系と、を有し、
上記光源は、平行四辺形で囲まれる領域に光束を発生する複数の発光点を有しており、
上記複数の発光点を囲む最小の平行四辺形の頂点のうち、少なくとも鋭角をなす頂点付近には光走査に寄与する発光点が存在しない光走査装置。
【請求項４】
光源の発光点が配列されている主走査方向の範囲をａ、副走査方向の範囲をｂとしたとき、
０．６≦ａ／ｂ≦１．４
であることを特徴とする請求項３記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置において、１つのみの回折光学面を有する樹脂製の光学素子を有する光走査装置。
【請求項６】
回折光学面を有する回折光学素子は、カップリング光学素子である請求項５記載の光走査装置。
【請求項７】
請求項６記載の光走査装置において、回折光学面は、カップリング光学素子の光軸に略水平または略垂直な面で構成される階段構造で、パワーをほとんど持たず、上記回折光学面は第２面である光走査装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の光走査装置において、樹脂製光学素子の回折面の回折部の主走査方向又は副走査方向のパワーをＰ１、Ｐ１で定義した方向の回折面の屈折部のパワーをＰ２、該樹脂製光学素子の回折面でない面のＰ１で定義した方向のパワーをＰ３としたとき、回折光学面を有する樹脂製の光学素子は、
（１）｜Ｐ３｜≧｜Ｐ１＋Ｐ２｜
（２）｜Ｐ１｜＞｜Ｐ１＋Ｐ２｜かつ｜Ｐ２｜＞｜Ｐ１＋Ｐ２｜
（３）Ｐ１×Ｐ３＞０
の条件を満たす光走査装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の光走査装置において、光源は垂直共振器型面発光レーザである光走査装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の光走査装置において、光源の発光点は、偏向走査する方向である主走査方向に略直交する副走査方向に対して、等間隔で配置されている光走査装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の光走査装置において、走査光学系は副走査方向の横倍率の像高間の差が、１％以下で略一定である光走査装置。
【請求項１２】
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ことができる画像形成装置であって、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として請求項１〜１１のいずれかに記載の光走査装置を有する画像形成装置。
【請求項１３】
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ことができる画像形成ステーションが色成分ごとに複数配置され、各画像形成ステーションで形成される画像を重ねることによってフルカラー画像を形成することができる画像形成装置であって、各画像形成ステーションにおいて実行される電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として請求項１〜１１のいずれかに記載の光走査装置を有する形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光束を発生する光源、例えば平面上に二次元的に配列可能な光源を用いた光走査装置に関するもので、例えば、デジタル複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ等の画像形成装置に適用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置において、光走査による画像形成の高密度化が進みつつあり、これに対応できるように感光体上でのビームスポットの小径化が要求されている。また、画像形成の高密度化に加え、高速化の要求も止まることがなく、これらの要求に対応することができる光走査装置の実現が望まれている。画像形成の高速化、高密度化のための手段としては、ポリゴンスキャナの高速回転化という手段が考えられるが、消費電力および騒音の増大、発熱、耐久性劣化等の問題が発生する。
【０００３】
また、画像形成を高速化、高密度化する別の手段として、複数の発光点を有する光源を使用し、１つの被走査面を複数のビームで走査するマルチビーム書込方式を用いた画像形成装置が実用化されつつある。１つの素子上に複数の発光点を有する光源の場合、以下の問題点がある。
１．発光素子を電気的に駆動することによって発生する熱が、各発光素子間でクロストークを起こす原因となり、特性が不安定になる。
２．発光素子数が多いほど光学系の光軸から発光点が離れるため、光学特性を全光束について確保することが難しい。ここでの光学特性とは、光利用効率、像面湾曲が挙げられる。
【０００４】
これらの課題解決に関連のある技術として、以下の技術が知られている。
発光点を等間隔とし、発光点間の距離を近づけることなく集積率を向上することで熱クロストークの影響を低減する技術（例えば、特許文献１参照）。
マルチビーム走査装置において、光源の発光点間の距離と、発光点の並ぶ方向とを定めることで、走査速度を確保しながら記録画像の濃度の不均一性を低減し、熱クロストークの問題を回避し、画像の高密度化を実現する技術（例えば、特許文献２参照）。
偏向器より前側の光学系において、回折面と屈折面を組み合わせることにより、温度変化によるピント位置変動を低減する技術（例えば、特許文献３参照）。
偏向器より前側の光学系において、回折面と屈折面を組み合わせることにより、温度変化によるピント位置変動を低減する技術（例えば、特許文献４参照）。
温度変化に伴う走査光学系によるピント位置変動を回折部のパワー変化で補正する技術（例えば、特許文献５、特許文献６参照）。
回折面を用いることなく、偏向器より前側の光学系に少なくとも３枚のレンズを組み合わせて温度によるピント位置変動を補正する技術（例えば、特許文献７参照）。
走査レンズに回折光学面を設けて補正する技術（例えば、特許文献８参照）。
【０００５】
特許文献１および特許文献２記載の発明は、前記１の問題に対応するものであるが、特許文献１も特許文献２も、上記２の問題点については、言及していない。
本発明は、同一の感光体を複数ビームで走査する方式の光走査装置において、温度変動にかかわらず、複数ビームがともに安定した小ビームスポットに維持され、複数ビーム間の走査線間隔が安定的に維持され、なおかつ、マルチビーム間の光量差を少なくすることを目的としているが、特許文献３記載の発明は、同一の感光体を複数ビームで走査する方式の上記課題の解決については言及していない。
特許文献４はマルチビームについても言及しているが、マルチビーム使用時の課題については技術を開示していない。
特許文献５および特許文献６も、同一の感光体を複数ビームで走査するマルチビームについて言及していない。
【０００６】
ところで、光走査装置およびこれを用いた画像形成装置の低コスト化を図るために、構成レンズの樹脂化を押し進めることが望まれている。ガラスレンズにおいても、環境温度の変化によるレンズ面の曲率、レンズの厚さおよび屈折率が変動し、また、光源である半導体レーザの発振波長変動に起因してレンズの屈折率が変動し、その結果ピント位置の変動が生じ、スポット径が増大して画像劣化の原因となる。樹脂製レンズは、環境温度の変化によるレンズ面の曲率、レンズの厚さおよび屈折率がガラスレンズよりも大きく変動し、光源である半導体レーザの波長変動に起因するレンズの屈折率変動もガラスレンズに比して大きく、画像劣化に及ぼす影響は大きい。
【０００７】
この問題を解決する手段として、例えば前述の特許文献７記載の発明のように、偏向器より前側の光学系に少なくとも３枚のレンズを組み合わせて補正する方法があるが、このような構成ではレンズ枚数が増大するためコストが高くなる難点がある。また、特許文献７記載の発明の場合でもガラスレンズが１枚は必要であり、これもコスト高の要因となる。
あるいは、前述の特許文献８記載の発明のように、走査レンズに回折光学面を設けて補正する方法もあるが、走査レンズは光束の通過する領域が広く、広い領域に回折光学面を加工することになるため加工に時間がかかり、コスト高の要因となる。
【０００８】
前述のいずれの特許文献にも、マルチビーム特有の課題である、前記２の課題については技術的な開示がなされていない。回折光学素子は、光軸上から離れるに従って、回折格子の間隔が短くなるという性質の形状である。したがって、軸外に離れていくほど、より高い加工技術が必要となり、製造誤差が出やすい。製造誤差が発生した場合、回折効率が変化し、これによって光束ごとに被走査面上における光量が変化してしまい、画像形成装置においては、画像の濃度が不均一になるという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２７２６１５号公報
【特許文献２】特開２００１−３５０１１１号公報
【特許文献３】特開２００４−１２６１９２号公報
【特許文献４】特開２００５−２５８３９２号公報
【特許文献５】特開２００３−３３７２９５号公報
【特許文献６】特開平１１−２２３７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記課題を解決し、簡単な構成で、高速、高密度対応でなおかつ、複数ビームとも、温度変動にかかわらず、安定した小ビームスポットを獲得し、複数ビーム間の走査線間隔を安定的に獲得し、なおかつ、マルチビーム間の光量差が少ない低コストの光走査装置を提供することにある。また、前記光走査装置を用い、高画質対応の画像形成装置を提供することにある。以下、請求項に対応した個別の目的を挙げる。
【００１１】
本発明の第１の目的は、複数光束を発生する光源を用いた光走査装置において、軸外の光束について像面湾曲やビームスポット径の増加、光量低下などの光学特性の劣化を防ぐこと、また、意図しない回折効果が発生しないようにすることにある。
本発明の第２の目的は、複数光束を発生する光源を用いた光走査装置において、軸外の光束に関して像面湾曲やビームスポット径の増加、光量低下などの光学特性の劣化を防ぐことにある。
本発明の第３の目的は、複数光束を発生する光源を用いた光走査装置において、温度変動による像面湾曲の発生を低減すると共に、光学素子の低コスト化を図ることにある。
本発明の第４の目的は、複数光束を発生する光源を用いた光走査装置において、軸外の光束について、像面湾曲やビームスポット径の増加、光量低下などの光学特性の劣化を防ぐことにある。
本発明の第５の目的は、複数光束を発生する光源を用いた光走査装置の低コスト化を図り、迷光の発生を抑制することにある。
本発明の第６の目的は、複数光束を発生する光源を用いた光走査装置において、使用する光学部品の加工を容易にし、像面湾曲などの光走査品質の劣化を低減することにある。
本発明の第７の目的は、複数光束を発生する光源を用いた光走査装置において、光源部の低コスト化、発光素子の高密度な集約による装置の小型化を図ることにある。
本発明の第８の目的は、高速で光走査を行うことができる光走査装置を提供することにある。
本発明の第９の目的は、走査線間隔が一定で、均一な走査を行うことができ、複数の光走査装置を用いる場合に、同一の位置に走査線を形成することができる高速、高画質の画像形成装置を提供することにある。
本発明の第１０の目的は、高速、高画質のカラー対応の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】
【００１２】
本発明に係る光走査装置は、複数の光束を発生する光源と、光源からの光束をカップリングするカップリング光学素子と、カップリング光学素子からの光束を偏向走査する偏向手段と、偏向走査された光束を結像する走査光学系と、を有し、上記光束を発生する発光点と上記カップリング光学素子の光軸との距離の最大値をＡ、上記光源からの光束の発散角（半値全幅）をθ、カップリング光学素子の焦点距離をＦ、カップリング光学素子の有効径の範囲半径をＤとしたとき、
Ｆｔａｎ（θ／２）＋Ａ＜Ｄ／０．７
の条件を満たすことを主要な特徴とする。
【００１３】
上記の条件式におけるＡ以下となるように発光点を配置された光源を用いることで、カップリング光学素子の周辺部へ到達する光線を減らすことができるので、光学特性の劣化を防ぐことができる。レンズなどの光学素子は、有効範囲半径（有効径）としてＤだけ光学面を確保しても、周辺部は加工能力上精度が低下してしまう。そのため、有効径のうち光軸に近い側７０％までを利用する上記条件式を満たす範囲でＡを設定することが望ましい。また光学素子の有効径が光束に対して同等の大きさかそれ以下では、光利用効率を低下させるだけでなく、光束が意図しない回折を起こしやすいという問題がある。こうした回折光は、光走査装置においては迷光となり、像面に到達するとゴーストなどとなって画像劣化の要因となる。回折を起こさない大きさまで光学素子の有効径を広くすると、光学素子が大きくなり、装置を小型化することができない。光学素子の有効径Ｄを上記条件式の下限の値に設定することで、光学素子を必要以上に大きくすること無く、装置の大型化およびコストアップを防ぐことができる。
【００１４】
本発明に係る光走査装置はまた、複数の光束を発生する光源と、光源からの光束をカップリングするカップリング光学素子と、カップリング光学素子からの光束を偏向走査する偏向手段と、偏向走査された光束を結像する走査光学系と、を有し、上記光源は、光束を発生する発光点が少なくとも３つ位置する円環を同心円状に複数有し、これらの円環上に光軸上以外の全ての発光点が位置することを特徴とする。
【００１５】
従来多く用いられるように、発光点を複数備える光源において、発光点を縦方向と横方向にマトリクス状に配置した場合（例えば、特開２００４−２８７２９２号公報の図３参照）、配列の形態は平行四辺形などの四角形になる。かかる配列では、円を基準にして集積した配列よりも発光点集積効率が悪くなる。また、四角形の頂点付近は必然的に光軸から遠く離れるため、四角形の頂点付近から出射される各光束の光学特性の劣化は避けられなくなる。上記の本発明のように、光束を発生する発光点が少なくとも３つ位置する円環を複数有し、かつ同心円状の円環上に全ての発光点が配置されることで、発光点集積率を向上することができ、軸外光束であっても光学特性の劣化を低減することができる。また、集積率が上がることで、各発光点間の間隔を広く取ることも可能になるため、熱クロストークの影響も低減でき、光量が安定したレーザ発振が可能となり、良好なマルチビーム光走査を行うことができる。
【００１６】
本発明に係る光走査装置はまた、複数の光束を発生する光源と、光源からの光束をカップリングするカップリング光学素子と、カップリング光学素子からの光束を偏向走査する偏向手段と、偏向走査された光束を結像する走査光学系と、を有し、上記光源は、平行四辺形で囲まれる領域に光束を発生する複数の発光点を有しており、上記複数の発光点を囲む最小の平行四辺形の頂点のうち、少なくとも鋭角をなす頂点付近には光走査に寄与する発光点が存在しないことを特徴とする。
【００１７】
平行四辺形に囲まれる領域内に、発光点をマトリクス状に配置することのメリットは、光源が単純な構造になるので、その製造装置を簡略化することができること、検査を簡略化することができることであり、従って低コスト化を図ることができることである。
しかしながら、光学特性は光軸から離れるほど劣化する。特に、発光点が平行四辺形状に配列された場合に問題となる。主走査方向、副走査方向ともに最も離れる鋭角頂点の発光点同士は、複数回の走査を行った場合、副走査方向に互い隣接する発光点となる、この発光点間で、光学特性が異なって走査線の副走査方向の間隔ばらつきが現れると、その部分の光走査の特性が劣化する。画像形成を行った場合には、濃度むらや、色ずれといった問題を発生する。
その点、上記本発明によれば、平行四辺形頂点のうち、鋭角の頂点、すなわち最も光軸から離れて配置されるような位置付近にある発光点による光走査は行わないために、走査線の間隔がばらつきやすい光線を除去することができ、どの光束においても良好な光走査を行うことができる。除去する発光点は、鋭角頂点上の１点または鋭角頂点に最も近い１点だけでもよいし、その周辺の複数点であってもよい。
【００１８】
本発明は、上記のような、光源が、平行四辺形で囲まれる領域に光束を発生する複数の発光点を有しており、複数の発光点を囲む最小の平行四辺形の頂点のうち、少なくとも鋭角をなす頂点付近には光走査に寄与する発光点が存在しない構成のものにおいて、光源の発光点が配列されている主走査方向の範囲をａ、副走査方向の範囲をｂとしたとき、
０．６≦ａ／ｂ≦１．４
であることを特徴とする。
【００１９】
上記ａ，ｂの大きさを近づける、つまり正方形、または円系に近い範囲に複数の発光点を配置することによって、発光点の配置密度を高めることができ、なおかつ、各ビームを光軸に近づけることができるので、光学特性の劣化を防ぐことができる。
【００２０】
本発明は、以上述べた光走査装置のいずれかにおいて、１つのみの回折光学面を有する樹脂製の光学素子を有することを特徴とする。
【００２１】
従来技術に挙げた、例えば特許文献３にも記載があるとおり、回折光学効果と屈折の効果を組み合わせることにより、温度変化に伴うビームウェスト位置（ピント位置）変化を低減することができる。しかし、例えば、走査レンズに非球面を用いた樹脂製レンズを用いる場合、ポリゴンスキャナの回転による発熱や画像形成装置の定着装置の発熱によって光走査装置が温度上昇すると、
光源から出射される光束の波長増加（波長が長くなる）
レンズの屈折率低下
レンズの膨張
の問題が発生する。
【００２２】
通常の屈折面を用いる場合、上記３つの変動により、ビームウェスト位置が偏向手段から離れる方向（ここではプラス方向とする）に変化する。ところが、回折面は波長が長くなると焦点距離が短くなるように変化し、温度上昇が発生した場合に、焦点距離が短くなる方向（ここではマイナス方向とする）に変化するため、上記屈折面による変動と温度上昇による変動とが相殺し、トータルとして温度変動時の焦点距離変動を低減することができる。ところが、複数ビームが回折面を通過する場合には、以下の課題がある。
１．複数ビーム間の波長差に起因する回折効率の差を小さくすること。
２．複数ビーム間の走査線間隔を均一に保つこと。
３．複数ビームでのビームスポット小径化を図ること。
【００２３】
ここで、波長差に起因する回折効率の差は、回折面を１次次数で設計した場合、回折面が少なければ少ない程良く、前述したビームウェスト位置の安定化を考慮すると、複数ビームの場合、第１光学系に回折面を１面のみ設定するのが良い。例えば、中心値が７８０ｎｍの半導体レーザを複数用いる場合を考えると、半導体レーザの仕様は通常７８０−１０／＋１５ｎｍとなり、最大で２５ｎｍ程度の差が発生しうる。このとき、回折面が１面だけであれば、回折効率の差は０．３５％となり、高画質対応の光走査装置としても許容レベル内に入る。しかし、回折面を２面用いると回折効率の差は０．７％となってしまい、高画質対応の光走査装置としても問題が発生する。また、複数ビームの場合に、波長差に起因する複数ビーム間の走査線間隔の変動を小さくし、複数ビームでのビームスポット小径化の獲得のためには、第一光学系に回折面を１面のみ有するのが良い。
なお、ここでは、走査レンズに樹脂製レンズを用いた場合について説明したが、走査レンズにガラス製レンズを用いる場合にも本発明は適用可能である。
【００２４】
本発明はまた、１つのみの回折光学面を有する樹脂製の光学素子を有する光走査装置において、回折光学面を有する回折光学素子は、カップリング光学素子であることを特徴とする。
【００２５】
光走査装置が有する光学素子のうち、一般的にはカップリング光学素子が最も小さい。走査レンズに回折光学面を適用する場合、広い面積に渡って、回折格子の微小加工を施すため、製造工程の煩雑さがコストアップの要因となる。有効面積が小さいカップリング光学素子に最小面積で回折格子を加工しても、走査レンズに回折格子を加工しても、効果としては同等のピント位置補償機能を付加することができる。したがって、回折光学面はカップリング光学素子に適用することが望ましい。
【００２６】
本発明はまた、カップリング光学素子が回折光学面を有する光走査装置において、回折光学面は、カップリング光学素子の光軸に略水平または略垂直な面で構成される階段構造で、パワーをほとんど持たず、上記回折光学面は第２面であることを特徴とする。
【００２７】
上記回折光学面の面形状は、階段構造すなわちマルチステップ型である。マルチステップ型は、折れ曲がり部分の角度が直角となり、光軸に対称な階段状の形状を指す。前記回折面形状の特殊な形状であり、成形上の簡便性がさらに向上する。光学的には、０次光と１次以降の回折光が同一であるため、パワーの無い面と等価である。したがって、この形状は、成形上は最も有利であっても、パワーを持たない平行平板と等価なので、迷光となりえる反射光発生を起こし、光学性能上不利と言える。しかし、回折光学面は光学素子の第２面に適用されるため、その問題が回避されている。即ち、迷光も低減でき、成形も簡便という適切な形態である。さらに、パワーの無い面と等価であることに関しては、偏心に対する光学性能の劣化を低減できる利点がある。
【００２８】
上に述べた回折光学面は、加工誤差や光源の波長ばらつきにより、光利用効率が低下することを回避することは難しい。そこで本発明の他の形態は、回折光学面を有する光走査装置において、回折面を１面のみに採用することで、光利用効率の向上を図り、これに加えて、回折面のパワーは以下の条件を満足することを特徴とする。
（１）｜Ｐ３｜≧｜Ｐ１＋Ｐ２｜
（２）｜Ｐ１｜＞｜Ｐ１＋Ｐ２｜かつ｜Ｐ２｜＞｜Ｐ１＋Ｐ２｜
（３）Ｐ１×Ｐ３＞０
ただし、
Ｐ１：樹脂製レンズの回折面の回折部の主走査方向又は副走査方向のパワー。
Ｐ２：Ｐ１で定義した方向の回折面の屈折部のパワー。
Ｐ３：樹脂製レンズの回折面でない面のＰ１で定義した方向のパワー。
【００２９】
ここで、（２）式は回折面の回折部のパワーと屈折部のパワーが相殺されるように設定されるということを示す。｜Ｐ１｜＞｜Ｐ１＋Ｐ２｜は、回折部のパワーの絶対値は屈折部のパワーを追加することにより相殺されることを示し、｜Ｐ２｜＞｜Ｐ１＋Ｐ２｜は、屈折部のパワーの絶対値は回折部のパワーを追加することにより相殺されることを示す。このとき、回折面の全体としてのパワーが小さくなる。さらに、（１）式の｜Ｐ３｜≧｜Ｐ１＋Ｐ２｜を満足することにより、屈折部に面全体のパワーを配分でき、面間の偏心に強い光学素子とすることができる。（３）式を満足することにより、温度変動による光学性能劣化の補正効果を得ることができる。
【００３０】
また、（２）式を満足することにより、回折面のパワーは低減されるが、回折面形状は階段状に近づいていく。最も理想的な形状としては階段状になるのが良いが、（２）式を満足するだけで、シェーパー加工のような加工痕を発生させないような形成方法が採用でき、加工時間の短縮化もできる。加工時間の短縮化は、加工時の熱の発生の低減など副次的なメリットもあり、高精度の回折面を得るのに好ましい。もちろん、回折面を非常に滑らかに仕上げることができるので、回折面の面精度が高まり、散乱光の発生やビームスポット径太りの発生も殆どない。特にマルチビーム光学系の場合、一方のビームで発生したゴースト光が他方の光源に入射するのを避ける必要があり、そのための構成として上記構成は非常に有効である。また、回折面全体のパワーが小さくなっているため、複数ビームが回折レンズを通過する際に通過位置が異なっていても面間偏心の影響を受けにくく良好な光学特性を有する光走査装置を提供できる。
【００３１】
本発明はまた、これまで述べてきた光走査装置において、光源を垂直共振器型面発光レーザとしたことを特徴とする。
光走査装置の光源として垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いると、端面発光型の半導体レーザを複数用いる半導体レーザ（ＬＤ）アレイに比較して、発生させる光束の数が増加するほど、１本当たりのコストを低コスト化できる。またＶＣＳＥＬは共振器長が非常に短いことから、モードホッピングもＬＤアレイより起こりにくく、原理的にモードホッピングが発生しないように構成することもできる。従って波長変化に起因する光走査の品質劣化を低減できる。特に、波長の変化による光学特性の変化が大きい回折光学素子を用いた光学系に垂直共振器型面発光レーザを適用した場合には、モードホッピングがないことによって、非常に良好な光走査を行うことができる。
【００３２】
本発明はまた、これまで述べてきた光走査装置において、光源の発光点は、偏向走査する方向である主走査方向に略直交する副走査方向に対して、等間隔で配置されていることを特徴とする。
光源の発光点を副走査方向に等間隔に配置することで、各発光点の副走査方向位置を１つの光源によってカバーすることができるため、光線の重複を無くすことができ、また走査線間隔を調整するための光源の回転調整が不要になるため、歩留が向上し、装置を低コスト化できる。
【００３３】
本発明はまた、これまで述べてきた光走査装置において、走査光学系は副走査方向の横倍率の像高間の差が、１％以下で略一定であることを特徴とする。
被走査面において複数の光束が結像される位置を等間隔にすることができ、各走査線の副走査方向の間隔を同一にすることができるため、均一な光走査を行うことができる。例えば、書込密度２４００ｄｐｉの光走査装置を考える。３２個の発光点を持つ光源を考えた場合、１度の走査で走査される幅は２５．４／２４００＊３２＝０．３３９ｍｍ。像高間の倍率差が１％のとき、走査線ばらつきの差は３．４μｍとなる。これは、走査線間隔１０．６μｍのおよそ１／３であり、製造誤差、温度変動によるばらつきを含めても許容できる範囲である。倍率が上がると、その分だけばらつきも倍化されて現れてしまうため、これ以上の倍率の誤差を持つと光走査の品質を損ねることになる。したがって、走査光学系は副走査方向の横倍率の像高間の差が、１％以下であることが望ましい。
【００３４】
本発明はまた、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ことができる画像形成装置であって、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置としてこれまで述べてきた光走査装置を用いたことを特徴とする。
画像形成装置の露光プロセスを実行する装置として、本発明にかかる光走査装置を用いることで、簡単な構成であるにもかかわらず、高速かつ高密度の画像を形成することが可能であり、なおかつ、温度が変動したとしても、複数のビームすべてが、安定した小ビームスポットとなり、複数ビーム間の走査線間隔を安定的に獲得し、なおかつ、マルチビーム間の光量差が少ない光走査を行うことが可能で、高画質の画像を得ることができる画像形成装置を低コストで提供することができる。
【００３５】
本発明はまた、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ことができる画像形成ステーションが色成分ごとに複数配置され、各画像形成ステーションで形成される画像を重ねることによってフルカラー画像を形成することができる画像形成装置であって、各画像形成ステーションにおいて実行される電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置としてこれまで述べてきた光走査装置を用いたことを特徴とする。
かかる構成の画像形成装置によれば、簡単な構成であるにもかかわらず、高速かつ高密度の画像を形成することが可能であり、なおかつ、温度が変動したとしても、複数のビームすべてが、安定した小ビームスポットとなり、複数ビーム間の走査線間隔を安定的に獲得し、なおかつ、マルチビーム間の光量差が少ない光走査を行うことが可能で、高画質のフルカラー画像を得ることができる画像形成装置を低コストで提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明にかかる光走査装置および画像形成装置の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１（ａ）（ｂ）は実施例１にかかる光走査装置の光学配置図である。（ａ）は主走査断面における光学配置を示し、（ｂ）は副走査断面における光学配置を示している。実施例１は、光源１０４と、カップリングレンズ１０５と、アパーチャ１０６と、線像形成レンズ１０７を備えた入射光学系を有し、第１の走査レンズ１０１ａと第２の走査レンズ１０１ｂを備えた走査光学系を有している。入射光学系と走査光学系の間に光偏向手段１０３が介在している。入射光学系内には、光束を光偏向手段１０３の偏向反射面に適宜の角度から入射させるための入射ミラー１０８が配置されている。
【００３８】
図１（ａ）（ｂ）において、光源１０４から射出される発散光はカップリングレンズ１０５によって略平行光束とされ、後続の光学素子にカップリングされる。カップリングレンズ１０５を透過した光束はアパーチャ１０６を通って横断面形状が整形された後、線像形成レンズ１０７を透過することによって副走査方向にのみ収束され、回転多面鏡からなる光偏向手段１０３の偏向反射面近傍に、主走査方向に長い線像が形成される。光偏向手段１０３はモータによって一定速度で高速回転駆動され、各偏向反射面で入射光束を所定の角度範囲で等角速度的に偏向する。偏向された光束は、第１の走査レンズ１０１ａと第２の走査レンズ１０１ｂを透過する。第１の走査レンズ１０１ａと第２の走査レンズ１０１ｂはｆθ機能を備えていて、等角速度的に偏向された光束を被走査面１０２上において等速度的に走査させるとともに、光束を被走査面１０２上に収束させて光スポットを形成する。光偏向手段１０３による偏向光束の被走査面１０２における走査方向およびこれに平行な方向を主走査方向といい、偏向光束が描く平面を主走査平面という。主走査方向および主走査平面に直交する方向を副走査方向という。
【００３９】
次に、上記各光学素子の具体的な構成を説明する。
光源１０４は複数の光束を発生する光源であって、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）で構成することができる。
カップリングレンズ１０５は、焦点距離１４．５ｍｍ、有効径５．６ｍｍで光束を略平行光にする。
線像形成レンズ１０７は、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズで、副走査方向の焦点距離が１２５ｍｍで、光偏向手段１０３の偏向反射面近傍に副走査方向において光束を結像する。
アパーチャ１０６は主走査方向及び副走査方向について光束を制限し、ビームスポット径を調整する。
【００４０】
光偏向手段１０３は、内接円半径７ｍｍの４面鏡であり、副走査方向に平行な軸の周りに等速回転駆動される。
使用波長すなわち光源１０４から射出される光束の波長は７８０ｎｍである。発散角（半値全幅）は、主走査方向に２８°、副走査方向に８．５°である。
第１の走査レンズ１０１ａの中心（光軸上）肉厚は８ｍｍ、第２の走査レンズ１０１ｂの中心肉厚は３．５ｍｍである。
光学系全系の副走査横倍率は２．３倍、走査光学系のみでは−０．９６倍である。
被走査面１０２における書込の幅は±１６１．５ｍｍである。
被走査面１０２におけるビームスポット径の狙いとしては、主走査方向、副走査方向で５５μｍである。
第１の走査レンズ（Ｌ１）１０１ａの射出面から第２の走査レンズ（Ｌ２）１０１ｂの入射面までの距離は１０１．８７ｍｍ、第２の走査レンズ（Ｌ２）１０１ｂの射出面から被走査面１０２までの距離は１４１．１５５ｍｍである。
【００４１】
実施例１における光学面形状の表現式は式１、式２のとおりである。
式１
2008052247.tif 000003
式２
2008052247.tif 000004
式１、式２において、Ｘは光軸方向の座標（図１（ａ）で横軸に平行な方向）、Ｙは主走査方向座標（図１（ａ）で縦軸に平行な方向）を示す。Ｃｍ０は中央（Ｙ＝０）の主走査方向曲率を示していて曲率半径Ｒｍの逆数であり、ａ００，ａ０１，ａ０２，・・・は主走査形状の非球面係数である。Ｃｓ（Ｙ）はＹに関する副走査方向の曲率である。Ｒｓ０は副走査方向の光軸上の曲率を示し、ｂ００，ｂ０１，ｂ０２・・・は副走査方向の非球面係数である。
【００４２】
表１は、実施例１における上記各項目の具体的な数値を示す。
表１
2008052247.tif 000005
【００４３】
実施例１のように構成した場合の像面湾曲を図２に、副走査横倍率偏差を図３に示す。図２から明らかなように、副走査方向について、像面が非常に良好にそろっており、上記のように肉厚を低減しているにもかかわらず、ビームスポット径のばらつきが非常に小さくなっている。また、図３から明らかなように、倍率の差は０．１％程度に抑えられ、略一定ということができる。本実施例において、ビームスポット径をプロットしたものを、図４（ａ）（ｂ）に示す。図４（ａ）は主走査方向深度カーブ、図４（ｂ）は副走査方向深度カーブで、いずれも縦軸はビームスポット径（μｍ）である。
【００４４】
図３では、副走査横倍率の像高間の差（偏差）Δβを０．１％程度と非常に良好に補正できていることを示しているが、低コスト化を進める上で適正な値としては、１％以下であることが望ましい。例えば４０ビームの複数光束を用いたマルチビーム走査装置の場合、２４００ｄｐｉではドット間隔はおよそ１０．６μｍとなるので、４０ビーム×１０．６μｍ＝４２３μｍを同時に走査する。１％の倍率の差であれば最大でも４．２μｍの走査線間隔ばらつきとなるので、走査線間隔平均値の半分に満たないため、画質の劣化を引き起こしにくい。ただし、実際には、環境要因や製造誤差によりさらにばらつきが発生するため、Δβは１％以下に抑えることが高画質化のために必要となる。
【００４５】
光源１０４は、複数の発光点を持つ垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であり、図５に示すように発光点が配置されている。発光点は、図５において黒塗りの四角「■」で示している。光源１０４の主な性質は以下のとおりである。中心波長は７８０ｎｍ、ＶＣＳＥＬ上の発光部分に相当する酸化狭窄系は１辺４μｍの略正方形、発散角は半値全幅で９度、光出力２．５ｍＷである。４０個の発光素子が２次元状に配列され、その発光素子群は主走査方向に長い平行四辺形状の配列領域をもつ。隣接する発光点相互の距離は、主走査方向で３０μｍ、副走査方向で２．４μｍおよび主走査方向で０μｍ、副走査方向で２４μｍである。ただし、本発明は、射出される光束の波長を７８０ｎｍ付近の赤外光に限定するものではない。一般的に用いられている６５５ｎｍ、４０５ｎｍなどの波長の光源を用いることもできる。このような短波長の光源を用いることで、ビームスポット径深度を深くすることができ、製造工程の許容誤差範囲を広く設定することができる。また、ビームスポット径を小径化できるので、高解像度の光走査、および画像形成を行なうことができる。
【００４６】
図５に示す光源の例において、原点は光軸に一致している。光軸から最も離れた発光点は、座標（１３５μｍ、４６．８μｍ）であるため、光軸からの距離Ａ＝０．１４３ｍｍである。上記の仕様より、Ｆ＝１４．５ｍｍ、θ＝２８°、Ｄ＝２．８ｍｍであるため、前述の式
Ｆｔａｎ（θ／２）＋Ａ＜Ｄ／０．７
の条件を満たす。この条件式では、カップリング光学素子の有効径が光束に対して一定の大きさを必要とすることを示している。すなわち、有効径が光束に対して同等の大きさかそれ以下では、光利用効率を低下させるだけでなく、光束が意図しない回折を起こしやすいという問題がある。回折を起こさない大きさまで有効径を広くすると、光学素子が大きくなり、装置を小型化することができない。
【実施例２】
【００４７】
実施例２の基本構成は実施例１に準ずる。実施例２が実施例１と異なるのは光源１０４の構成で、光源１０４の発光点配列を図６に示した。本実施例では３個の発光点を通る円環が同心円状に１３個並ぶように発光点を配列している。このようにすることで、発光点を密集させて光軸に近づけ、最も遠い軸外光束においても光学特性を十分に保つことができる。本実施例では、一つの円環上の発光点が３個であるが、４個、６個あるいはそれ以外の個数であっても構わない。
【実施例３】
【００４８】
実施例３の基本構成は実施例１に準ずる。実施例３が実施例１と異なるのは光源１０４の構成で、光源の発光点配列を図７に示した。本実施例では、各発光点が平行四辺形で囲むように配置されるとともに、発光点を囲む最小面積の平行四辺形の頂点付近のうち、少なくとも鋭角の頂点付近には、光走査に寄与する発光点が存在していない。あるいは上記鋭角の頂点付近に発光点が存在しているとしても、その発光点は光走査に寄与しない。
【００４９】
図８（ａ）（ｂ）は、本実施例の変形例を示す。図８では最小面積の平行四辺形は、実線と破線で示したものがそれぞれあてはまるが、いずれにしても二つの平行四辺形の鋭角頂点には発光点が存在していない。このように、平行四辺形の頂点のうち、鋭角の頂点位置、すなわち最も光軸から離れて配置されるような位置付近には、光走査に寄与する発光点が存在しないために、走査線の間隔がばらつきやすい光線を除去することができ、どの光束においても良好な光走査を行うことができる。除去する発光点は、平行四辺形の鋭角頂点上の１点だけでもよいし（図８（ａ）（ｂ）参照）、その周辺の複数点であってもよい（図７参照）。また、各発光点を囲む平行四辺形は、図８（ａ）のように主走査方向に長い平行四辺形であってもよいし、図８（ｂ）のように副走査方向に長い平行四辺形であってもよい。
【００５０】
図９は、本実施例のさらに別の変形例を示す。この変形例も、光源の複数の発光点を平行四辺形で囲まれる領域に配列し、かつ、複数の発光点を囲む最小の平行四辺形の頂点のうち、少なくとも鋭角の頂点付近には、光走査に寄与する発光点が存在していない。そして、図９において、Ｙｍａｘ、Ｚｍａｘは、それぞれ、発光点が配置された範囲の中央を原点としたとき、最も外周辺に位置する発光点の主走査方向および副走査方向の座標を示している。ここで、光源の発光点が配列されている主走査方向の範囲ａを、
ａ＝２Ｙｍａｘ，
光源の発光点が配列されている副走査方向の範囲ｂを、
ｂ＝２Ｚｍａｘ
とすると、
０．６≦ａ／ｂ≦１．４
の条件を満たすように発光点が配置されている。
【００５１】
換言すれば、主副両方向の比であるａとｂの比率が１、すなわち正方形を中心としてその近辺に設定されていることが望ましいことを表わしている。発光点相互の熱干渉や配列パターンを考慮すると、配置される範囲の縮小化には限界がある。上記条件式の下限を超えると、すなわち副走査方向に広い範囲とすると、発光点が副走査方向に広がるために副走査ビームスポット間隔の誤差が大きくなり、走査線が不均一に形成されることによる濃度変動が知覚される。これはバンディングとして画像品質の劣化となり問題となる。また上記条件式の上限を超えると、すなわち主走査方向に広くなると、今度は偏向手段上で光束のケラレが発生しやすくなり、ビームスポット径の劣化が起きる。上記条件式を満足することによって、複数光束を発生する光源を用いた場合において、軸外の光束について像面湾曲やビームスポット径の増加、光量低下などの光学特性の劣化を防ぐことができる。
【実施例４】
【００５２】
図１０は実施例４にかかる光走査装置を示す。図１０において、符号１、１´はそれぞれ光源を、２、２´はそれぞれカップリングレンズを、３はアパーチャを、４はアナモフィック光学素子からなる線像形成素子を、５は光偏向手段を、６は第１の走査レンズを、７は第２の走査レンズを、８は防塵ガラスを、９は被走査面を、１０は防塵ガラスを示している。実施例４の光学素子に用いるガラス材料（「ガラス１」と称する。）および樹脂材料（「樹脂」と称する。）のデータは表２のとおりである。
表２
2008052247.tif 000006
表２において「中央値」とあるのは、基準温度：２５℃における使用波長に対する屈折率、「波長飛び」とあるのは、モードホップにより波長飛びを生じたときの屈折率、「温度変動」とあるのは、温度が基準温度から２０度上昇したときの屈折率である。モードホップによる「波長飛び」は、余裕を見て０．８ｎｍの波長変化を想定している。
【００５３】
表３に、光偏向手段５以降の光学系データを示す。
表３
2008052247.tif 000007
表３において、Ｒｍは「主走査方向の近軸曲率」、Ｒｓは「副走査方向の近軸曲率」であり、Ｄｘ、Ｄｙは「各光学素子の原点から次の光学素子の原点までの相対距離」を表している。単位はｍｍである。例えば、光偏向手段５に対するＤｘ、Ｄｙについてみると、光偏向手段５であるポリゴンミラーの回転軸から見て、第１の走査レンズ６の入射面の原点（入射側面の光軸位置）は、光軸方向（ｘ方向、図１０の左右方向）に４３．３ｍｍ離れ、主走査方向（ｙ方向、図１０の上下方向）に２．９ｍｍ離れている。なお、第２の走査レンズ７と被走査面９の間には、図１０に示すようにガラス１を材質とする厚さ：１．９ｍｍの防塵ガラス８が配置されている。
【００５４】
走査レンズ６，走査レンズ７の各面は非球面であり、全面ともに主走査方向には「式１で与えられる非円弧形状」で、副走査断面（光軸と副走査方向とに平行な仮想的断面）内の曲率が主走査方向に「式２に従って変化」する特殊面である。
走査レンズ６の入射側面（特殊面）の係数を表１のＬ１Ｒ１に挙げる。
走査レンズ６の射出側面（特殊面）の係数を表１のＬ１Ｒ２に挙げる。
走査レンズ７の入射側面（特殊面）の係数を表１のＬ２Ｒ１に挙げる。
走査レンズ７の射出側面（特殊面）の係数を表１のＬ２Ｒ２に挙げる。
【００５５】
光学系の各要素は以下の如くである。なお、光偏向手段の前側光学系の光学素子配置は全光学系の主走査方向／副走査の結像位置が被走査面近傍になるように適切に配置している。
「光源」
光源である半導体レーザ１は設計上の発光波長：６５５ｎｍで、標準温度：２５℃に対して温度が１℃上昇すると、発光波長が０．２０ｎｍ、長波長側へずれる。モードホップは上記の如く０．８ｎｍの波長変化を想定している。図１０に示す実施例４では、それぞれ１つの発光点を有する半導体レーザを２つ配備しているが、もちろん半導体レーザアレイであっても良いし、ＶＣＳＥＬアレイであってもかまわない。
【００５６】
「カップリングレンズ」
カップリングレンズ２は、上述したようなガラス製レンズであり、焦点距離：１５ｍｍで略平行の光ビームに変換する機能を有するように配置される。カップリングレンズ２は両面とも非球面が用いられ、非球面係数は開示しないが、カップリングされた光ビームの波面収差を非球面により十分に補正している。
半導体レーザ１、１´とカップリングレンズ２、２´は、線膨張係数：２．３×１０−5の材質による保持部材に固定的に保持されている。
カップリングレンズ２、２´の材質はガラス製であり、表１記載の屈折率となる。
「アパーチュア」
アパーチュア３は、主走査方向の開口径：５．４ｍｍ、副走査方向の開口径：２．２８ｍｍの「長方形形状の開口」を有し、カップリングレンズ２、２´によりカップリングされた光ビームをビーム整形する。図１０において、光源１、１´とカップリングレンズ２、２´の間と、アナモフィック光学素子４と偏向手段５の間にそれぞれ遮光部材を配備する。
【００５７】
「アナモフィック光学素子」
線像形成手段であるアナモフィック光学素子４は、入射側面が「副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカル面」で、射出側面は「回折溝が楕円状となる階段状回折面」となっている。入射面の副走査方向の曲率半径は６３．４ｍｍである。出射面は回折面であり、回折面の位相関数φ（ｙ，ｚ）は、下式で表される。
φ（ｙ，ｚ）＝Ｃ１・Ｙ２＋Ｃ２・Ｚ２
Ｃ１＝−０．０００６１９９，Ｃ２＝−０．００７５３７
この回折面は主走査曲率半径が４２５．４ｍｍ，副走査曲率半径が３５ｍｍのトロイダル面状に形成され、「回折溝が楕円状となる階段状回折面」となる面が形成される。
【００５８】
このとき、主走査方向においては、
・回折部のパワーＰ１
位相関数の係数からパワーを換算すると、先ず換算曲率半径は
Ｒ’＝（ｎ−1）／（２×Ｃ１）＝−４２５．４、
このときのパワーＰ１＝１／ｆは，
１／ｆ＝（ｎ−１）／Ｒ’＝−０．００１２４０    （屈折率ｎ＝１．５２７２５7より）
・屈折部のパワーＰ２
Ｐ２＝１／ｆ＝（ｎ−１）／Ｒ＝０．００１２３２
・回折面でない面のパワーＰ３
入射側面が「副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカル面」であることから
Ｐ３＝０
【００５９】
また副走査方向においては、同様に、
・回折部のパワーＰ１
Ｒ’＝（ｎ−１）／（２×Ｃ２）＝−３５
Ｐ１＝１／ｆ＝（ｎ−１）／Ｒ’＝−０．０１５０７４
・屈折部のパワーＰ２
Ｐ２＝１／ｆ＝（ｎ−１）／Ｒ＝０．０１４９７０
・回折面でない面のパワーＰ３
Ｐ３＝１／ｆ＝（ｎ−１）／Ｒ・・，    Ｒは６３．４ｍｍなので、
Ｐ３＝０．００８３１６
となる。
【００６０】
従って副走査方向の形状に関して請求項８の条件式（１），（２），（３）を全て満たす。この様に設定することで、加工が容易で精度が得られやすくなり、温度変動による光学性能劣化を補正でき、面間偏心に強い光学素子とすることができる。このとき、主走査方向、副走査方向ともＰ１≒−Ｐ２となり、出来上がった回折面形状がブレーズ状ではなく階段状（図１１に示した、「マルチステップ型」）に近づく。つまり、第２面のパワーは主走査、副走査ともノンパワーとなる。
【００６１】
「光偏向手段」
光偏向手段であるポリゴンミラー５は、反射面数：４面で内接円半径：７ｍｍのものである。
防音ガラス１０はガラス１を材質とし、厚さ：１．９ｍｍで、上記ｙ方向（図１０の上下方向）からの傾き角：αは１６度である。
また、光源側から入射する光ビームの進行方向と、光偏向手段５の偏向反射面により「被走査面９における像高：０の位置へ向けて反射される光ビームの進行方向」のなす角：θは６０．５５度である。
【００６２】
実施例４における、主走査方向及び副走査方向のビームウェスト位置変動は、表４のようになっている。
表４
2008052247.tif 000008
回折面の効果で、それぞれのビームウェスト位置変動が低減されていることがわかる。
【００６３】
回折光学面の形状については、階段状の構造を有する「マルチステップ型」とすることによって、パワーが殆どゼロであることが望ましい。マルチステップ型とは、図１１、図１２に示すような形状であり、図１１（ａ）に示す回折部と、図１１（ｂ）に示す屈曲部を合成したような形状で、断面で見た場合に図１１（ｃ）に示すように、階段構造を有することが分かる。このように平坦な部分で構成されている形状の場合、図１２（ａ）に示すような直線状の加工面である場合と比較して、図１２（ｂ）に示すような回転面での加工が容易であり、製造誤差も低減できる。
【実施例５】
【００６４】
これまでに述べたような光走査装置を用いて、画像形成装置、又は複数の色成分の画像を重ね合わせるフルカラー画像形成装置を構成することができる。上記画像形成装置は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ことができる画像形成装置であって、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として、これまで説明してきた各実施例にかかる光走査装置を備えている。また、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ことができる画像形成ステーションを色成分ごとに複数配置し、各画像形成ステーションで形成される画像を重ねることによってフルカラー画像を形成することができる画像形成装置を構成することができる。
【００６５】
フルカラー画像形成装置の実施例を図１３に示す。複数色対応の画像形成装置であって、複数の被走査面を走査露光することで複数色の画像を可視化し、この複数の画像を重ね合わせることによってカラー画像を形成することができる。図１３において、符号２００１は光走査装置を、２００２は感光体を、２００３は現像装置を、２００４はクリーニング手段を、２００５は帯電手段を、２００６は転写手段を、２００７は定着手段を、２００８は中間転写ベルトを、２００９は転写手段を、Ｓはシート状記録媒体をそれぞれ示している。
【００６６】
各画像形成ステーションは光導電性の感光体２００２ａ〜２００２ｄを有し、各感光体２００２ａ〜２００２ｄは図１３中の矢印に示したように時計回りに等速回転する。感光体２００２ａ〜２００２ｄの表面は、帯電装置２００５によって均一に帯電され、これまで説明してきたような光走査装置２００１によって感光体２００２ａ〜２００２ｄの表面がそれぞれに対応する色成分の画像信号によって露光走査される。つまり、感光体２００２ａ〜２００２ｄの表面が被走査面である。この露光によって感光体２００２ａ〜２００２ｄの表面に静電潜像が書き込まれ、感光体２００２ａ〜２００２ｄ表面にそれぞれに対応する色成分のトナーが現像装置２００３によって供給され、それぞれの色成分のトナー画像として可視化される。複数の感光体２００２ａ〜２００２ｄ上に可視化されたトナー画像は、転写手段２００６によって順次中間転写ベルト２００８上に転写され、重ねられた一つのフルカラー画像が形成される。このフルカラー画像は他の転写手段２００９によってシート状記録媒体Ｓに転写され、定着手段２００７によって定着されることで画像形成を完了し、装置の外へ排出される。各感光体２００２は、クリーニング手段２００４によってクリーニングされ、転写されることなく残留したトナーや紙粉が取り除かれる。その後、再び帯電手段２００５によって帯電される。
【００６７】
各感光体２００２ａ〜２００２ｄに対応する色は、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＢｋとすることができ、各感光体２００２ａ〜２００２ｄに対応する色は、ＣＭＹＢｋの順とすることも、ＹＭＢｋＣの順とすることもでき、自由に選択し最適化することができる。例えば、走査品質の向上が難しい位置に対応する光走査装置や、調整などの工程を削減したい感光体に対応する光走査装置に対しては、明度の高低や視認性の高低に応じて、対応色を選択することが望ましい。例えば、光学特性の最もよくない（像面湾曲が大きい、走査線曲がりが大きい等）光学系に対応する感光体には、視認性の低い、または明度の高いＹを用いることが望ましい。また、感光体のサイズは、実施例では同一にしているが、Ｂｋに対応する感光体を大きくするなど、使用頻度の高いものを耐久性高く設定することで装置全体の安定性を向上することもできる。
【００６８】
図１４は、本発明に係る画像形成装置の変形例を示す。この変形例は、各感光体を露光する光走査装置を、各感光体に対応して１個ずつ配置した点が図１３に示す実施例と異なっている。図１４において、符号２１０１は光走査装置を、２１０２は感光体を、２１０３は現像装置を、２１０４はクリーニング手段を、２１０５は帯電手段を、２１０６は転写手段を、２１０７は定着手段を、２１０８は中間転写ベルトを、２１０９は転写手段を、Ｓはシート状記録媒体をそれぞれ示している。この変形例のように、光走査装置を複数用いる方式をとることで、光走査装置全体として小型化することができ、製造の歩留を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明にかかる光走査装置の一実施例を示すもので、（ａ）は主走査対応方向の平面図、（ｂ）は副走査対応方向の側面図である。
【図２】上記実施例の特性を示すもので、（ａ）は像面湾曲を、（ｂ）は等速性を示す特性線図である。
【図３】上記実施例の副走査横倍率偏差を示す特性線図である。
【図４】上記実施例の特性を示すもので、（ａ）は主走査方向深度を、（ｂ）は副走査方向深度を示す特性線図である。
【図５】本発明にかかる光走査装置に用いられる光源の例を示す正面図である。
【図６】本発明にかかる光走査装置に用いられる光源の別の例を示す正面図である。
【図７】本発明にかかる光走査装置に用いられる光源のさらに別の例を示す正面図である。
【図８】本発明にかかる光走査装置に用いられる光源の例を示すもので、（ａ）（ｂ）はそれぞれ異なる例を示す正面図である。
【図９】本発明にかかる光走査装置に用いられる光源のさらに別の例を示す正面図である。
【図１０】本発明にかかる光走査装置の別の実施例を示す主走査対応方向の平面図である。
【図１１】本発明に適用可能なマルチステップ型回折光学面の例を示す模式図である。
【図１２】上記マルチステップ型回折光学面の各種加工例を示す斜視図である。
【図１３】本発明にかかる画像形成装置の一実施例を示す正面図である。
【図１４】本発明にかかる画像形成装置の別の実施例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    光源
２    カップリングレンズ
３    アパーチャ
４    線像形成レンズ
５    光偏向手段
６    第１の走査レンズ
７    第２の走査レンズ
９    被走査面
１０１ａ    第１の走査レンズ
１０１ｂ    第２の走査レンズ
１０３    光偏向手段
１０４    光源
１０５    カップリングレンズ
１０７    線像形成レンズ
【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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