(57)【要約】    【課題】  主走査方向に印字位置のずれ（ジッター）のない高精度な印字品質を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を得ること。    【解決手段】  光源手段から射出された光束を結像させる第１の光学系と、光束を偏向走査する偏向手段と、光束を被走査面上に結像させる第２の光学系と、光束の一部を被走査面上の光束の走査開始位置のタイミングを決定する同期検知信号として検出する同期信号検出手段と、偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の一部を同期信号検出手段に導光する同期検知光学系とを有する光走査装置であって、同期検知光学系は、主走査方向と直交する副走査方向の光束の光束幅を制限する光束制限手段を有し、光源手段から該同期信号検出手段に至る光路中には反射ミラーを有し、光束制限手段は該同期信号検出手段に最も近い反射ミラーと該同期信号検出手段の間の光路中に配置されていること。【選択図】    図１
2008015083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から射出された光束を結像させる第１の光学系と、
該第１の光学系からの光束を偏向走査する偏向手段と、
該偏向手段で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる第２の光学系と、
該偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の一部を該被走査面上の光束の走査開始位置のタイミングを決定する同期検知信号として検出する同期信号検出手段と、
該偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の一部を該同期信号検出手段に導光する同期検知光学系と、を有する光走査装置であって、
該同期検知光学系は、主走査方向と直交する副走査方向の光束の光束幅を制限する光束制限手段を有し、
該光源手段から該同期信号検出手段に至る光路中には反射ミラーを有し、該光束制限手段は該同期信号検出手段に最も近い反射ミラーと該同期信号検出手段の間の光路中に配置されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記同期検知光学系は、少なくとも前記第２の光学系とは異なる独立した同期検出結像手段を前記光束制限手段と該同期信号検出手段の間の光路中に有してい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】
前記同期検知光学系は、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査され前記同期信号検出手段に向かう光束の光路を分離するための光路分離反射手段を、前記偏向手段と前記光束制限手段の間の光路中に有していることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記同期検出結像手段は、主走査方向と副走査方向のパワーが異なるアナモフィック光学系を有し、該アナモフィック光学系の主走査方向の焦点距離をＦ＿ａｍ，副走査方向の焦点距離をＦ＿ａｓとするとき、
Ｆ＿ａｍ＞Ｆ＿ａｓ＞０
なる条件を満足することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記同期検出結像手段の副走査方向の屈折力は、前記偏向手段から前記同期信号検出手段に至る光学素子の中で最大であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記光束制限手段と前記同期信号検出手段が副走査断面内に共役となるように前記同期検出結像手段が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光源手段から前記同期信号検出手段に至る反射面の数をＮとし、
前記光束制限手段から前記同期検出結像手段に至る光路に沿った距離をＳ１、
前記同期検出結像手段から前記同期信号検出手段に至る光路に沿った距離をＬ、
前記同期検出結像手段の副走査方向の焦点距離をＦ＿ａｓ、
前記同期信号検出手段の副走査方向の受光領域の巾をＷとするとき、
｜（Ｓ１／Ｆ＿ａｓ−１）×Ｌ−Ｓ１｜≦２５０×Ｗ／３／Ｎ
なる条件を満足することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記偏向手段から前記光束制限手段に至る光路に沿った距離をＳ０、
前記光束制限手段から前記同期検出結像手段に至る光路に沿った距離をＳ１、
前記同期検出結像手段から同期信号検出手段に至る光路に沿った距離をＬ、
前記同期検出結像手段の副走査方向の焦点距離をＦ＿ａｓ、
前記同期信号検出手段の副走査方向の受光領域の巾をＷ
前記光束制限手段の副走査方向の巾をＷａｐとするとき、
Ｗａｐ×〔（Ｌ／Ｆ＿ａｓ−１）×（Ｓ０＋Ｓ１）―Ｌ〕／Ｓ０≦Ｗ
なる条件を満足することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記同期信号検出手段と前記光束制限手段の少なくとも１つは、副走査断面内で傾けられてい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１０】
前記第１の光学系は、主走査断面内において、前記光源手段から発せられた光束を前記偏向手段の偏向面の幅より光束幅が広い平行光束に変換してい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１１】
前記光源手段は複数の発光点を有しており、該複数の発光点のうち少なくとも２つの光束が前記同期信号検出手段に導かれ、前記同期検知信号の発生に用いられていることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記光源手段を複数個有し、各光源手段から射出された光束は、前記偏向手段の偏向面に導光されており、
該偏向手段で偏向走査された複数の光束は、光束ごとに設けられた複数の被走査面上に結像させており、
該偏向手段で偏向走査された複数の光束のうち、少なくとも１つの光束が前記同期検知光学系に導光されていることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記複数の光源手段から前記複数の被走査面に至る光路上に設けられた反射面の数が一番少ない光路に対応する光源手段からの光束を前記同期検知光学系により前記同期信号検出手段に導いていることを特徴とする請求項１２に記載の光走査装置。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光ドラムと、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光ドラム上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１から１３の何れか１項に記載の光走査装置と、外部機器から入力し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せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
各々が請求項１から１３の何れか１項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１７】
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項１６に記載のカラー画像形成装置。
【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用いた画像形成装置に関し、例えば電子写真プロセスを有するレーザビームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを有するレーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置として光走査装置（走査光学系）が広く用いられている。
【０００３】
光走査装置は、半導体レーザなどの光源手段から出射された光束（光ビーム）をコリメータレンズで平行光束に変換し、ポリゴンミラー（回転多面鏡）からなる光偏向器の偏向面（偏向反射面）に導いている。そして光偏向器によって偏向走査された光束を結像光学系（ｆθレンズ系）を用いて、被走査面上にスポット結像させつつ等速走査させている。
【０００４】
偏向方向（主走査方向）と直交する副走査方向（副走査断面内）では、コリメータレンズから射出された平行光束をシリンドリカルレンズを用いて、偏向面に集光し、その後結像光学系で被走査面に再結像する、所謂面倒れ補正光学系を用いることもある。
【０００５】
一方、コリメータレンズから射出された平行光束の光束幅を主走査断面内で偏向面より狭くし、全ての光束を光偏向器で偏向走査させるアンダーフィルド走査光学系（以下「ＵＦＳ」と称す。）が用いられてきた。
【０００６】
ＵＦＳは光エネルギーを無駄なく偏向走査することができる反面、偏向面をある程度大きくする必要があり、光偏向器が大型化する傾向にあった。
【０００７】
近年、レーザビームプリンタやデジタル複写機では印字速度の向上の要望が強くなってきているが、印字速度を向上させる為には、光偏向器を高速に回転させるか、偏向面の面数を増やす必要がある。光偏向器が大型なＵＦＳでは、更に高速回転させると光偏向器の発熱や騒音、電力等の問題点が生じる。また偏向面の面数を増やすと、さらに光偏向器が大型化し、同様に光偏向器の発熱や騒音、電力等の問題点が生じる。
【０００８】
これに対し光源手段から出射された光束を光偏向器の偏向面に対し、該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させるオーバーフィルド走査光学系（以下「ＯＦＳ」と称す。）が用いられてきた。(特許文献１、２参照)。
【０００９】
ＯＦＳは、ＵＦＳに比べ光偏向器そのものが小さく、更なる高速回転や反射面数の増加が可能である。しかしＯＦＳは光束を光偏向器の偏向面に対し、該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させ、光束の一部を偏向面で切り取るようにしているので光エネルギーの利用効率がＵＦＳより低い分光源の出力パワーが必要という問題点がある。しかし、近年ではハイパワーの半導体レーザが登場しており、この問題点は解決されている。
【００１０】
ＵＦＳやＯＦＳのいずれを用いた光走査装置においても、画像の書き出し位置を正確に制御することを目的に、画像信号を書き出す直前の走査光束位置を検知し、走査開始位置のタイミングを検知する同期信号検出手段（同期検出用センサ）を設けるのが一般的である。
【００１１】
この同期検出用センサを設けた光走査装置は従来から種々と提案されている。（特許文献３，４，５参照）。
【００１２】
図１１は同期検出用センサを設けた従来の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００１３】
同図において１は光源手段であり、例えば半導体レーザよりなっている。２は集光レンズ（コリメータレンズ）であり、光源手段１から出射された光束を平行光束に変換している。３は開口絞りであり、コリメータレンズ２から出射された光束を所望の最適なビーム形状に成形している。４１はシリンドリカルレンズであり、副走査方向のみに有限の屈折力を有している。
【００１４】
尚、コリメータレンズ２、開口絞り３、そしてシリンドリカルレンズ４１の各要素は入射光学系ＬＡの一要素を構成している。
【００１５】
６は偏向手段としての光偏向器であり、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００１６】
７はｆθ特性を有する結像光学系であり、第１、第２の結像レンズ７３，７４を有しており、光偏向器６により偏向された光束を感光ドラム面（被走査面）８上にスポット状に結像させている。結像光学系７は副走査断面内において光偏向器６の偏向面６２と感光ドラム面８との間を共役関係にすることにより、面倒れ補正機能を有している。
【００１７】
８は被走査面としての感光ドラム面である。
【００１８】
６３は同期検出用の同期検出用レンズであり、後述する同期検出用の同期検出用スリット(同期検出用エッジ)１１面上に被走査面８上の有効画像以外の像高の光束（同期検出用光束）を結像（集光）させている。
【００１９】
１５は反射ミラー（以下、「同期検出用ミラー」と記す。）であり、感光ドラム面８上の走査開始位置のタイミングを調整するための同期検出用光束を同期検出用センサ１２側へ反射させている。
【００２０】
１１は同期検出用の同期検出用スリットであり、そのスリット幅は通常０．５ｍｍ程度で走査方向に対して垂直方向（副走査方向）に平行な二対の直線状のエッジにより構成している。この同期検出用スリット１１は必ずしもスリットである必要は無く、例えば走査方向の上流もしくは下流のみの直線状のエッジとしても設けられている。
【００２１】
１６は同期検出用の補正レンズ（以下、「同期検出用補正レンズ」と記す。）であり、同期検出用ミラー１５と同期検出用センサ１２とを共役な関係にする為のものであり、同期検出用ミラー１５の面倒れを補正している。これは組立精度や振動などにより同期検出用ミラー１５の姿勢精度がずれても、同期検出用センサ１２に同期検出用光束が到達するようにしているのである。
【００２２】
１２は同期検出素子としての光センサ（以下、「同期検出用センサ」と記す。）であり、同図では該同期検出用センサ１２からの出力信号を検知して得られた同期信号（同期検出用信号）を用いて感光ドラム面８上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【００２３】
尚、同期検出用レンズ６３、同期検出用ミラー１５、同期検出用スリット１１、そして同期検出用補正レンズ１６等の各要素は同期検知光学系（同期検出用光学系）ＬＢの一要素を構成している。
【００２４】
同期検出用光学系では、製造上の部品や組立精度によって同期検出用センサの検知精度が低下し、主走査方向に印字位置のずれ（ジッタ−）が発生し易いという問題点が従来から知られている。
【００２５】
部品精度のばらつきとして特許文献３では同期検出用スリットの直進性誤差の影響によるジッタ−の低減を試みている。また特許文献３では同期検出用光束の光量のばらつきも勘案し、副走査断面内において、同期検出用レンズによる同期検出用スリットの共役像を光偏向器と開口絞りとの間に設けることを提案している。これにより同期検出用スリット上で副走査断面内の同期検出用光束の集光度を緩和して、同期検出用スリットの直進性誤差の影響を受けにくくしている。
【００２６】
また特許文献４や特許文献５では光偏向器の偏向面陵部の形状精度や反射率のばらつきによって偏向面間で同期検出用光束の光量に差が生じる場合の対策を提案している。特許文献５に述べられているように偏向面毎に同期検出用光束の光量に差がある場合、同期検出用センサに到達する光量の高低によって書き出しタイミングに誤差を出る。この結果、主走査方向の印字位置精度にずれ（ジッタ−）が発生する。この対策として、特許文献４の図１や特許文献５の図３に開示されているように光偏向器と同期検知手段（同期検出用センサ）との間に、光束の一部を主走査方向に制限する制限部材を設けている。
【特許文献１】特許第３１０４６１８号明細書
【特許文献２】特開平８-１７１０７０号公報
【特許文献３】特開２００４−２１１７１号公報
【特許文献４】特開２００３−２２２８１１号公報
【特許文献５】特開２０００−２３５１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかしながら上記従来の光走査装置に用いられる同期検出用光学系では、主走査方向に印字位置のずれ（ジッタ−）の対策として下記のような課題について改善の余地をもつ。
【００２８】
同期検出用センサ上に到達する同期検出用光束の位置が安定しないと、同期検出用センサの受光部から同期検出用光束が大きく逸れたり、同期検出用光束の一部が蹴られ、同期検出用センサの受光部で得られる光量にばらつきが生じる。この結果、同期検出用センサの検知精度が低下し、主走査方向に印字位置のずれ（ジッタ−）が発生してしまう。
【００２９】
これに対応するため従来は、製造上の部品や組立精度により同期検出用センサに向かう同期検出用光束の方向、特に副走査方向に同期検出用光束がバラついても同期検出用センサに光束が到達するような構成をとっている。特に透過型の光学素子と反射型の光学素子を比べた場合、一般的に姿勢精度による光束の振れは反射型の光学素子の方が非常に大きい。このような理由から従来から反射素子の姿勢のばらつきに注意を払い設計が行なわれている。
【００３０】
例えば特許文献３の図６では同期検出用の結像レンズ（同期検出用レンズ）は、同期検出用スリット上に同期検出用光束を結像させ、同期検出用スリットと光偏向器とを共役関係にする倒れ補正構成をとっている。これにより光偏向器の各偏向面の倒れ量に差があっても同期検出用スリット上で同期検出用光束が振れない構成になっている。同様な構成が特許文献４の図４などでも示されている。
【００３１】
さらに特許文献３の図６では同期検出用の共役レンズ（同期検出用共役レンズ）が設けられ、同期検出用ミラーと同期検出素子（同期検出用センサ）とが副走査断面内において共役にする倒れ補正構成をとっている。これにより同期検出用ミラーの副走査断面内で面倒れがあっても同期検出用センサ上で同期検出用光束が振れない構成になっている。同様な構成が特許文献４の図７や特許文献５の図５などでも示されている。
【００３２】
このように従来は、光路途中にある反射面が副走査断面内で倒れたときの同期検出用光束の振れの影響を低減するため、各反射面と同期検出用センサ及び（同期検出用センサの）同期検出用スリットを同期検出用レンズや同期検出用共役レンズといった共役レンズを用いて共役関係としていた。このため同期検知光学系（同期検出用光学系）を構成するレンズの枚数が増加し、装置全体が大型化になり易い傾向にある。
【００３３】
また共役関係を達成するために光学系の配置自由度が低下するという課題もある。さらには光走査装置をコンパクトにまとめるために反射ミラーを多用する場合に全ての反射面に対し共役関係を達成することが難しいという課題もある。
【００３４】
近年、画像形成装置の高速度化によりマルチビームを利用するケースが増えている。その際上記のように反射面との共役関係を満たすよう同期検出用センサおよび同期検出用スリットに光束を集光する方式では同期検出用スリットの直線性誤差の影響によりマルチビーム間でジッタ−が生じてしまう。
【００３５】
さらに上記ジッタ−はモノトーン画像形成装置においては印字位置精度のばらつきとして観測されるが、複数色を重ね合わせるカラー画像形成装置では各色間のレジストレーションずれとして観測され、高画質化の妨げとなっている。
【００３６】
そして高速化のために使用されるＯＦＳでは一般に走査画角が狭くなり必要な印字幅を確保するためｆθ係数はＵＦＳに比べ長くなることが知られている。そして結像光学系全系の光路長も長くなる。また同期検出用光学系は、結像光学系に対し同期検出用光学系の焦点距離が大幅に短くなると同じ微小画角に対する走査距離が短くなり同期検出用検知精度が低下するので、例えば同期検出用光学系の焦点距離は結像光学系のｆθ係数の１／３以上の焦点距離にする必要がある。この結果、ＯＦＳでは同期検出用光学系の光路長も長くなる傾向がある。光路長が長い同期検出用光学系では、光路上の反射面の倒れによって同期検出用センサ上での光束の振れが大きくなり、同期検出用センサでの同期検出用検知精度の低下に結びつく。
【００３７】
本発明は主走査方向に印字位置のずれ（ジッター）のない高精度な印字品質を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段から射出された光束を結像させる第１の光学系と、
該第１の光学系からの光束を偏向走査する偏向手段と、
該偏向手段で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる第２の光学系と、
該偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の一部を該被走査面上の光束の走査開始位置のタイミングを決定する同期検知信号として検出する同期信号検出手段と、
該偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束の一部を該同期信号検出手段に導光する同期検知光学系と、を有する光走査装置であって、
該同期検知光学系は、主走査方向と直交する副走査方向の光束の光束幅を制限する光束制限手段を有し、
該光源手段から該同期信号検出手段に至る光路中には反射ミラーを有し、該光束制限手段は該同期信号検出手段に最も近い反射ミラーと該同期信号検出手段の間の光路中に配置されていることを特徴としている。
【００３９】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記同期検知光学系は、少なくとも前記第２の光学系とは異なる独立した同期検出結像手段を前記光束制限手段と該同期信号検出手段の間の光路中に有していることを特徴としている。
【００４０】
請求項３の発明は請求項２の発明において、
前記同期検知光学系は、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査され前記同期信号検出手段に向かう光束の光路を分離するための光路分離反射手段を、前記偏向手段と前記光束制限手段の間の光路中に有していることを特徴としている。
【００４１】
請求項４の発明は請求項２の発明において、
前記同期検出結像手段は、主走査方向と副走査方向のパワーが異なるアナモフィック光学系を有し、該アナモフィック光学系の主走査方向の焦点距離をＦ＿ａｍ，副走査方向の焦点距離をＦ＿ａｓとするとき、
Ｆ＿ａｍ＞Ｆ＿ａｓ＞０
なる条件を満足することを特徴としている。
【００４２】
請求項５の発明は請求項２の発明において、
前記同期検出結像手段の副走査方向の屈折力は、前記偏向手段から前記同期信号検出手段に至る光学素子の中で最大であることを特徴としている。
【００４３】
請求項６の発明は請求項２の発明において、
前記光束制限手段と前記同期信号検出手段が副走査断面内に共役となるように前記同期検出結像手段が配置されていることを特徴としている。
【００４４】
請求項７の発明は請求項２の発明において、
前記光源手段から前記同期信号検出手段に至る反射面の数をＮとし、
前記光束制限手段から前記同期検出結像手段に至る光路に沿った距離をＳ１、
前記同期検出結像手段から前記同期信号検出手段に至る光路に沿った距離をＬ、
前記同期検出結像手段の副走査方向の焦点距離をＦ＿ａｓ、
前記同期信号検出手段の副走査方向の受光領域の巾をＷとするとき、
｜（Ｓ１／Ｆ＿ａｓ−１）×Ｌ−Ｓ１｜≦２５０×Ｗ／３／Ｎ
なる条件を満足することを特徴としている。
【００４５】
請求項８の発明は請求項２の発明において、
前記偏向手段から前記光束制限手段に至る光路に沿った距離をＳ０、
前記光束制限手段から前記同期検出結像手段に至る光路に沿った距離をＳ１、
前記同期検出結像手段から同期信号検出手段に至る光路に沿った距離をＬ、
前記同期検出結像手段の副走査方向の焦点距離をＦ＿ａｓ、
前記同期信号検出手段の副走査方向の受光領域の巾をＷ
前記光束制限手段の副走査方向の巾をＷａｐとするとき、
Ｗａｐ×〔（Ｌ／Ｆ＿ａｓ−１）×（Ｓ０＋Ｓ１）―Ｌ〕／Ｓ０≦Ｗ
なる条件を満足することを特徴としている。
【００４６】
請求項９の発明は請求項１の発明において、
前記同期信号検出手段と前記光束制限手段の少なくとも１つは、副走査断面内で傾けられていることを特徴としている。
【００４７】
請求項１０の発明は請求項１の発明において、
前記第１の光学系は、主走査断面内において、前記光源手段から発せられた光束を前記偏向手段の偏向面の幅より光束幅が広い平行光束に変換していることを特徴としている。
【００４８】
請求項１１の発明は請求項１から１０の何れか１項の発明において、
前記光源手段は複数の発光点を有しており、該複数の発光点のうち少なくとも２つの光束が前記同期信号検出手段に導かれ、前記同期検知信号の発生に用いられていることを特徴としている。
【００４９】
請求項１２の発明は請求項１から１１の何れか１項の発明において、
前記光源手段を複数個有し、各光源手段から射出された光束は、前記偏向手段の偏向面に導光されており、
該偏向手段で偏向走査された複数の光束は、光束ごとに設けられた複数の被走査面上に結像させており、
該偏向手段で偏向走査された複数の光束のうち、少なくとも１つの光束が前記同期検知光学系に導光されていることを特徴としている。
【００５０】
請求項１３の発明は請求項１２の発明において、
前記複数の光源手段から前記複数の被走査面に至る光路上に設けられた反射面の数が一番少ない光路に対応する光源手段からの光束を前記同期検知光学系により前記同期信号検出手段に導いていることを特徴としている。
【００５１】
請求項１４の発明の画像形成装置は、
請求項１から１３の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光ドラムと、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光ドラム上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００５２】
請求項１５の発明の画像形成装置は、
請求項１から１３の何れか１項に記載の光走査装置と、外部機器から入力し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せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【００５３】
請求項１６の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１から１３の何れか１項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴としている。
【００５４】
請求項１７の発明は請求項１６の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば同期信号検出手段（同期検出用センサ）に入射する光束の一部を、全ての反射面の光出射側に配置された光束制限手段により適切に制限することにより、主走査方向の印字位置のずれ（ジッター）を低減させることができる。これにより高精度な印字品質を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００５７】
図１は本発明の光走査装置の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図２から図５は各々図１に示した光走査装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図２は光源手段から反射ミラーまでの副走査断面図、図３は反射ミラーから被走査面までの副走査断面図、図４は光偏向器から同期検知手段までの副走査断面図、図５は光束制限手段から同期検知手段までの副走査断面図である。
【００５８】
尚、以下の説明において、主走査方向とは回転多面鏡の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（回転多面鏡で光束が偏向走査（偏向走査）される方向）である。副走査方向とは回転多面鏡の回転軸と平行な方向である。また主走査断面とは主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面である。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面である。
【００５９】
図中、１は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。
【００６０】
２は集光レンズ（コリメータレンズ）であり、光源手段１より出射された光束を平行光束（もしくは発散光束もしくは収束光束）に変換している。
【００６１】
３は開口絞りであり、集光レンズ２から出射された光束を最適なビーム形状に成形している。
【００６２】
４はシリンドリカルレンズ（シリンダレンズ）であり、副走査方向（副走査断面内）のみに有限のパワー（屈折力）を有している。
【００６３】
５はアナモフィックレンズ（入射アナモレンズ）であり、入射面が主走査方向（主走査断面内）と副走査方向とで互いに異なるパワーを持つアナモフィックな非球面より成っている。またアナモフィックレンズ５は、その出射面に回折光学素子が付与されている。
【００６４】
６１は反射ミラーであり、アナモフィックレンズ５を通過した光束を主走査方向に対して偏向させて、後述する光偏向器６に導いている。
【００６５】
尚、集光レンズ２、開口絞り３、シリンドリカルレンズ４、アナモフィックレンズ５、そして後述する第１の結像レンズ７１の各要素は第１の光学系（入射光学系）ＬＡの一要素を構成している。
【００６６】
６は偏向手段としての光偏向器であり、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。本実施例における光偏向器６はφ２３（直径２３ｍｍ）に内接する１０面のポリゴンミラーより成り、該ポリゴンミラー６の偏向面６２の主走査方向の幅が７．１１ｍｍより成っている。ＯＦＳではこの偏向面６２の幅が主走査方向の実質的な絞りの役目を果たす。
【００６７】
７は第２の光学系としての結像光学系であり、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第１、第２の結像レンズ(アナモフィックレンズ)７１，７２を有している。結像光学系７は、光偏向器６によって偏向走査された画像情報に基づく光束を主走査断面内において被走査面としての感光ドラム面８上にスポットに結像させている。かつ副走査断面内において光偏向器６の偏向面６２と感光ドラム面８との間を光学的に共役関係にすることにより、面倒れ補正を行っている。また第１の結像レンズ７１は入射光学系ＬＡの一部をも構成している。
【００６８】
また本実施例では光偏向器６に入射する光束(入射光束)が第１の結像レンズ７１を通過し、該光偏向器６で偏向された光束(走査光束)が再度第１の結像レンズ７１に入射するダブルパス構成としている。
【００６９】
８は被走査面としての感光ドラム面である。
【００７０】
６３は光路分離反射手段としての反射ミラー反射ミラー（以下、「同期検出用ミラー」と記す。）であり、被走査面８の有効画像領域以外の像高に向かう光束（同期検出用光束）の光路を分離しており、光偏向器６と後述する同期検出用絞り９との間に設けられている。
【００７１】
この反射ミラー反射ミラー６３は感光ドラム面８上の走査開始位置のタイミングを決定する同期検知信号を生成するための同期検出用光束を後述する同期検出用センサ１２側へ反射させている。
【００７２】
９は光束制限手段としての同期検知用絞り（以下、「同期検出用絞り」と記す。）であり、主走査方向と直交する副走査方向の光束を制限している。本実施例における同期検出用絞り９は、光源手段１から同期検出用センサ１２に至る反射ミラーのうち同期検出用センサ１２に最も近い反射ミラーと同期検出用センサ１２との間の光路中に配置されている。
【００７３】
１０は同期検出結像手段であり、主走査方向と副走査方向とで互いにパワーが異なるアナモフィック光学系としての同期検知用レンズ（以下、「同期検出用レンズ」と記す。）より成り、結像光学系７とは異なる独立して同期検出用絞り９の光出射側の光路中に設けられている。
【００７４】
この同期検出用レンズ１０は同期検出用ミラー６３と同期検出用センサ１２とを共役な関係にする為のものであり、同期検出用ミラー６３の面倒れを補正している。
【００７５】
１１は同期検知用のエッジ部（以下、「同期検出用エッジ」と記す。）であり、直線状のエッジより成り、画像の書き出し位置を決めている。
【００７６】
１２は同期信号検出手段としての光センサ（以下、「同期検出用センサ」と記す。）であり、本実施例では該同期検出用センサ１２からの出力信号を検知して得られた同期信号（同期検出用信号）を用いて感光ドラム面８上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【００７７】
尚、同期検出用ミラー６３、同期検出用絞り９、同期検出用レンズ１０、そして同期検出用エッジ１１等の各要素は同期検知光学系（同期検出用光学系）ＬＢの一要素を構成している。
【００７８】
本実施例において、半導体レーザー１から光変調され出射した発散光束は集光レンズ２によって平行光束に変換され、絞り３により光束径が制限される。そして制限された光束はシリンドリカルレンズ４によって一度収束光束に変換されてアナモフィックレンズ５に入射している。アナモフィックレンズ５に入射した光束のうち、副走査断面内における光束は収束して第１の結像レンズ７１を通過（ダブルパス構成）して光偏向器６の偏向面６２に入射し、該偏向面６２に線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。このとき偏向面６２に入射する光束を光偏向器６の回転軸と結像光学系７の光軸を含む副走査断面内から、該光偏向器６の回転軸と垂直な平面（光偏向器６の回転平面）に対して有限の角度（θ＝＋１．５度）をもって斜め方向から入射させている。これにより入射光束と偏向光束とを分離している（斜入射光学系）。
【００７９】
一方、主走査断面内における光束は発散して第１の結像レンズ７１を通過することによって平行光束に変換され、光偏向器６の偏向角の中央から偏向面６２に入射している（正面入射）。
【００８０】
このときの平行光束の光束幅は主走査方向において光偏向器６の偏向面６２のファセット幅に対して十分広くなるように設定している（オーバーフィルド光学系）。
【００８１】
そして光偏向器６の偏向面６２で偏向反射された光束は第１、第２の結像レンズ７１、７２を介して感光ドラム面８に導光され、該光偏向器６を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速走査している。
【００８２】
これにより記録媒体としての感光ドラム面８上に画像記録を行っている。
【００８３】
このとき感光ドラム面８上を光走査する前に該感光ドラム面８上の光束の走査開始位置のタイミングを決定する為に、光偏向器６で偏向走査された光束の一部を同期検出用ミラー６３を介して同期検出用絞り９、同期検出用レンズ１０により同期検出用エッジ１１面上に集光させている。そして同期検出用エッジ１１面上に光束を集光させた後、同期検出用センサ１２に導光している。そして同期検出用センサ１２からの出力信号を検知して得られた同期検知信号（同期検出用信号）を用いて感光ドラム面８上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【００８４】
次に実施例１における光走査装置の光学系の諸元を表１に示す。また各レンズの非球面形状を表２に示す。
【００８５】
【表１】
2008015083.tif 000003
【００８６】
【表２】
2008015083.tif 000004
【００８７】
ただし、表現式を以下のように定義する。
【００８８】
・ レンズ面形状（トーリック形状） ．．．主走査方向が１０次までの関数で表せる非球面形状、光軸との交点を原点とし、光軸方向をｘ軸、主走査面内において光軸と直交する軸をｙ軸、副走査面内において光軸と直交する軸をｚ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、
【００８９】
【数１】
2008015083.tif 000005
【００９０】
（但し、R は曲率半径、K、B４、B６、B８、B１０ は非球面係数）
副走査方向（光軸を含み主走査方向に対して直交する方向）と対応する子線方向が、
【００９１】
【数２】
2008015083.tif 000006
【００９２】
ここで ｒ’＝ｒ0（１＋Ｄ2Y2＋Ｄ4Y４＋Ｄ6Y６＋Ｄ8Y８＋Ｄ10Y10）
（但し、ｒ0は光軸上の子線曲率半径、Ｄ2、Ｄ4、Ｄ6、Ｄ8、Ｄ10は係数）
・ 回折格子 ．．．主走査方向が10次まで、副走査方向が主走査方向の位置により異なる２次の位相関数で表される回折面
φ＝ｍλ＝ ｂ2Y2＋ ｂ４Y４＋ ｂ６Y６＋ ｂ８Y８＋ ｂ10Y10
＋（ｄ0＋ｄ1Ｙ＋ｄ2Ｙ2＋ｄ3Ｙ3＋ｄ4Ｙ4）Ｚ2
(但し、ｍは回折次数：＋１次回折光を使用)
次に第１の光学系ＬＡの光学的作用について説明する。
【００９３】
光源手段１から放射された発散光束は集光レンズ２によって平行光束に変換された後に、絞り３によりビーム整形される。平行光束はシリンドリカルレンズ４、アナモフィックレンズ５、第１の結像レンズ７１を通じて次のような光学的作用を受ける。主走査方向においては、シリンドリカルレンズ４、アナモフィックレンズ５及び第１の結像レンズ７１を通過することでビームエキスパンドされ、光偏向器６の１つの偏向面６２の主走査方向の幅より広い光束幅で光偏向器６に入射する。
【００９４】
また副走査断面内ではシリンドリカルレンズ４、アナモフィックレンズ５及び第１の結像レンズ７１を通過することで収束光束に変換され偏向面６２に結像される。よって偏向面６２に光束は線像を形成している。光路の途中にある反射ミラー反射ミラー６１は光路を折り曲げることで装置全体の小型化に寄与している。
【００９５】
次に光偏向器（ポリゴンミラー）６の光学的作用を説明する。
【００９６】
光偏向器６では偏向面６２の主走査方向の幅より広い状態で入射してきた入射光束の一部を偏向面６２で切り取るようにして光束を偏向し結像光学系７に導いている。よって被走査面８上の像高に応じて、光偏向器６への入射光束の異なる部分を使用することになる。例えば被走査面８上の中央部に導かれる光束は光偏向器６への入射光束の中央部分が使用され、周辺部に導かれる光束は光偏向器６への入射光束の周辺部分が使用されるのである。
【００９７】
次に第２の光学系としての結像光学系７の光学的作用について説明する。
【００９８】
光偏向器５で偏向走査された光束を被走査面８上に結像しビームスポットを形成すると共に被走査面８上を等速走査する。表１に示すごとく、主に主走査方向にパワーを有する第１の結像レンズ７１は、そのレンズ面形状が与式の関数で表現された非球面形状である。副走査方向に対してはノンパワーである。
【００９９】
ただし必ずしもこれに限られず、例えば両面が副走査方向にフラットなシリンダー形状でもよい。入射した光束に対し主に主走査方向の結像及び等速走査性を達成することになる。一方の第２の結像レンズ７２は主に副走査方向にパワーを持つアナモフィックレンズである。こちらもやはり非球面レンズであり、レンズ面形状は与式の関数で表現された非球面形状である。主走査方向に対してはノンパワーである。入射した光束に対し主に副走査方向の結像及び主走査方向の若干の歪曲収差補正を担当している。第１、第２の結像レンズ７１、７２からなる結像光学系７による副走査方向の結像関係は偏向面６２と被走査面８とが共役関係となる所謂倒れ補正光学系となっている。第１、第２の結像レンズ７１、７２は共に樹脂製で既知の成形技術により製造できる。
【０１００】
尚、結像光学系（ｆθレンズ）７は必ずしも表１に示されるようなパワー配置や使用枚数、硝材特性に限定されるものではなく、１枚または３枚以上のレンズ構成、別のパワー配置、関数表現式、硝材など既知の結像光学系の構成で合っても良い。
【０１０１】
次に第１の光学系ＬＡの一要素を構成するアナモフィックレンズ５の光学的作用について説明する。
【０１０２】
アナモフィックレンズ５はシリンドリカルレンズ４及び第１の結像レンズ７１と共働し、集光レンズ２からの発散光束を主走査方向において平行光束に変換する。それとともに光偏向器６の１つの偏向面６２の主走査方向の幅より広い状態で入射させる第１の光学系ＬＡをも成している。アナモフィックレンズ５は上述の如く入射面が主走査方向と副走査方向とが互いに異なるパワーを持つアナモフィックな非球面である。出射面には回折光学素子が付与されている。回折面は結像光学系の使用温度が変動した際に、光源手段１の波長変動や硝材の屈折率変動が発生し、光学性能が劣化するのを補償する効果がある。
【０１０３】
次に同期検知光学系（同期検出用光学系）ＬＢの光学的作用について説明する。
【０１０４】
同期検出用光学系ＬＢは被走査面８上の有効画像領域以外の像高の光束（同期検出用光束）を同期検出用ミラー６３によって反射して光路分離し、同期検出用絞り９、同期検出用レンズ１０、同期検出用エッジ（スリット）１１を介して同期検出用センサ１２に導く構成より成っている。このとき第１の結像レンズ７１と同期検出用レンズ１０が同期検出用光学系ＬＢの結像に作用しており、第１の結像レンズ７１も同期検出用光学系ＬＢの一部を成している。主走査方向においては同期検出用エッジ１１に結像する構成が望ましい。
【０１０５】
同期検出用エッジ１１は走査方向の上流もしくは下流に設けられ、走査方向に対して垂直方向（副走査方向）に直線状のエッジである。もしくは走査方向に対して垂直方向（副走査方向）に平行な二対の直線状のエッジを主走査方向の幅が０．５ｍｍ程度で離したスリット形状である。尚、同期検出用センサ１２の受光部の形状が矩形で境界域が十分に直線性であるときは、同期検出用エッジ１１は省略しても良い。その際は同期検出用センサ１２を同期検出用エッジ１１の位置までオフセットさせれば良い。
【０１０６】
同期検出用センサ１２上に同期検出用光束が到達すると電気信号が出力される。その信号の立ち上がり波形もしくは立下り波形に対し、特定のスライスレベルの信号出力に達した時間を同期検出用検知時間とする。この同期検出用検知時間を基準に画像を書き始める時間までをカウンターにて計測して、画像信号にて光源１を駆動点灯させることで書き始め位置を常に一定に保つことができる。このような同期信号検出の電気的な駆動方法は既知の方法により行なわれる。
【０１０７】
光偏向器６の偏向面６２から同期検出用センサ１２に至る光学配置を表３に示す。また同期検出用レンズ１０の形状を表４に示す。
【０１０８】
【表３】
2008015083.tif 000007
【０１０９】
【表４】
2008015083.tif 000008
【０１１０】
図１から明らかなように光源手段１から同期検出用センサ１２（同期信号検出手段）に至る光路上には反射ミラー反射ミラー６１、偏向面６２、同期検出用ミラー６３の３つの反射面が存在する。本実施例では、これら３つ目の反射面６３の光反射側の光路中に同期検出用絞り９を配置している。この同期検出用絞り９は副走査方向に光束を制限するスリット形状をなしている。
【０１１１】
さらに上記の如く同期検出用絞り９の後方に結像光学系７とは異なる独立した同期検出用レンズ１０を配置している。この同期検出用レンズ１０は入射面が球面（R1=37.5）、出射面が副走査方向のみに曲率を有する非球面（R=-29.0）より成り、その材質の屈折率ｎがｎ＝１．４９１より成っている。
【０１１２】
本実施例においては同期検出用レンズ１０の主走査方向の焦点距離をＦ＿ａｍ，副走査方向の焦点距離をＦ＿ａｓとするとき、
Ｆ＿ａｍ＞Ｆ＿ａｓ＞０‥‥‥(1)
なる条件を満足させている。
【０１１３】
条件式(1)は、同期検出結像手段１０がアナモフィックレンズであり、副走査方向のパワーは主走査方向のパワーより大きい事を示している。
【０１１４】
本実施例における同期検出用レンズ１０の主走査方向及び副走査方向の焦点距離Ｆ＿ａｍ、Ｆ＿ａｓは、それぞれ
Ｆ＿ａｍ＝７６.３８９、
Ｆ＿ａｓ＝３３.６４６
である。これは条件式(1)を満足させている。
【０１１５】
また表１から分かるように第１の結像レンズ７１は主に主走査方向にパワーを有しており、副走査方向はノンパワーである。このため光偏向器６から同期検出用センサ１２に至る光学素子の中で同期検出用レンズ１０の副走査方向のパワーが最大である。
【０１１６】
本実施例では上記の如く被走査面８に向かう光束（走査光束）と同期検出用光束との光路を分離するため同期検出用ミラー６３を光偏向器６と同期検出用絞り９との間の光路中に設けている。
【０１１７】
本実施例では光源手段１から同期検出用センサ１２に至る反射面の数をＮとする。
【０１１８】
また、同期検出用絞り９から同期検出用レンズ１０に至る光路に沿った距離をＳ１、同期検出用レンズ１０から同期検出用センサ１２に至る光路に沿った距離をＬ、同期検出用レンズ１０の副走査方向の焦点距離をＦ＿ａｓ、同期検出用センサ１２の副走査方向の受光領域の巾をＷとする。
【０１１９】
そのとき、
｜（Ｓ１／Ｆ＿ａｓ−１）×Ｌ−Ｓ１｜≦２５０×Ｗ／３／Ｎ‥‥‥(2)
なる条件を満足するように各要素を設定している。
【０１２０】
条件式(2)は、副走査断面内で、副走査方向の光束径を決定する副走査絞り以前に設置された反射面の傾き誤差によって、副走査方向の光束径を決定する副走査絞りを通過する光束が傾きを生じる。
【０１２１】
その傾きの問題が生じた場合に、副走査方向の光束径を決定する副走査絞り以降の同期検出結像手段の屈折作用で同期検知手段（同期検出用センサー）上の光束が振れる範囲を規定したものである。光束が振れる範囲をセンサー幅の半分とした場合を示す。
【０１２２】
本実施例では図１、図４、図５及び表３、表４より
光源手段１から同期検出用センサ１２に至る反射面の数Ｎ＝３、
同期検出用絞り９から同期検出用レンズ１０に至る光路に沿った距離Ｓ１＝６９．５、
同期検出用レンズ１０から同期検出用センサ１２に至る光路に沿った距離Ｌ＝５２．８
同期検出用レンズ１０の副走査方向の焦点距離Ｆ＿ａｓ＝３３．６４５、
同期検出用センサ１２の副走査方向の受光領域の巾Ｗ＝１．３５、
としている。これにより上記条件式(2)の左辺、及び右辺の値は、
左辺＝１３．２３、
右辺＝３７．５
となり、これは条件式(2)を満たしている。
【０１２３】
さらに望ましくは上記条件式(2)を次の如く設定するのが良い。
【０１２４】
｜（Ｓ１／Ｆ＿ａｓ−１）×Ｌ−Ｓ１｜≦１００×Ｗ／３／Ｎ‥‥‥(2ａ)
上記条件式(2a)の左辺、及び右辺の値は、
左辺＝１３．２３、
右辺＝１５
となり、これは条件式(2a)を満たしている。
【０１２５】
尚、上記条件式(2)及び条件式(2a)の左辺が
（Ｓ１／Ｆ＿ａｓ−１）×Ｌ−Ｓ１＝０
となるとき、即ち、
１／Ｆ＿ａｓ＝１／Ｓ１＋１／Ｌ
となることから、同期検出用レンズ１０によって同期検出用絞り９と同期検出用センサ１２は共役関係になることが分かる。
【０１２６】
さらに本実施例では光偏向器６から同期検出用絞り９に至る光路に沿った距離をＳ０、
同期検出用絞り９の副走査方向の巾をＷａｐとするとき、
Ｗａｐ×〔（Ｌ／Ｆ＿ａｓ−１）×（Ｓ０＋Ｓ１）―Ｌ〕／Ｓ０≦Ｗ‥‥‥(3)
なる条件を満足するように各要素を設定している。
【０１２７】
条件式(3)は、同期検知手段１２（同期検出用センサー）上の光線の広がりを規定する式であり、概ねセンサー幅以下の光束幅になるような結像条件を表している。
【０１２８】
本実施例では図４、図５、表３、表４より
偏向面６２から同期検出用絞り９に至る光路に沿った距離Ｓ０＝２００．１９
同期検出用絞り９の副走査方向の巾Ｗａｐ＝０．９６
としている。これにより条件式(3)の左辺、及び右辺の値は、
左辺＝０．４８、
右辺＝１．３５
となり、これは条件式(3)を満たしている。
【０１２９】
同期検出用センサ１２は一般的に半導体で作成されることから、表面反射が２０〜４０％ある。このため同期検出用センサ１２に入射した同期検出用光束が同期検出用センサ１２の表面で反射し、フレアとなることがある。このフレア光を適正に除去する方法としては同期検出用センサ１２を副走査断面内で傾けて表面反射光を同期検出用絞り９の裏面にぶつけると良い。また同期検出用光束の一部が同期検出用絞り９の表面で反射してフレアとなる場合は同期検出用絞り９を副走査断面内で傾けて表面反射光が上下方向に逃げるように構成すると良い。
【０１３０】
本実施例では上記の如く光走査装置の光学系としてＯＦＳを採用している。このＯＦＳでは前述の如く同期検出用光学系の光路も長くなることの弊害として光路上の反射面の姿勢精度による同期検出用検知精度が低下するという課題を改善している。
【０１３１】
尚、本実施例において光源手段１の発光点の数は１でも良いし、２以上でも良い。特に複数発光点であるときは、そのうちの２以上の光束を上記同期検出用光学系で同期検出用センサ１２に導き、同期信号を検知してもよい。
【０１３２】
次に同期検出用光学系ＬＢが上記のような構成を取ることで得られる光学性能について説明する。
【０１３３】
上記のように光源手段１から同期検出用センサ１２までの光路中には、反射ミラー反射ミラー６１、偏向面６２、同期検出用ミラー６３の３つの反射面がある。これらの反射面が部品精度や取り付け精度によって姿勢がばらついた時の同期検出用センサ１２上でどの程度光束が触れるかの敏感度を算出した結果を表５に示す。比較のために本構成の同期検出用絞り９を廃止した場合の敏感度も示す。尚、各反射素子の姿勢の振れは、おじぎ方向に１０分である。また同期検出用センサ１２上の光束幅も合わせて示す。
【０１３４】
【表５】
2008015083.tif 000009
【０１３５】
上記のように同期検出用センサ１２の副走査方向の受光領域の幅Ｗ＝１．３５に対して、同期検出用絞り９を挿入することで同期検出用センサ１２上の光束の振れ幅はセンサ幅に対して十分に小さいことが分かる。また光束幅もセンサ内に収まっていることが分かる。
【０１３６】
表５に示すように同期検出用センサ１２上では副走査方向に光ビームは広がりを有するので、前記特許文献３の課題で挙げられたような直進性誤差の影響を受けにくくしている。
【０１３７】
本実施例ではＯＦＳを示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば同じ光学素子を使用したＵＦＳでも実施可能である。具体的には偏向面６２が広くなるように光偏向器６の直径を大きくし、面数を減らしたもの、例えばφ４０の６面の光偏向器に変更し、開口絞り３の主走査方向の幅を狭くして光偏向器６での光束幅を７．１１ｍｍとなるようにして挙げればよい。
【０１３８】
また本実施例では光偏向器としてポリゴンミラーを用いたが、これに限らず、例えばガルバノミラーを用いても良い。
【実施例２】
【０１３９】
図６、図７は各々本発明の実施例２の副走査断面図であり、図６は光源手段から反射ミラー反射ミラーまでの副走査断面図、図７は反射ミラー反射ミラーから被走査面までの副走査断面図である。
【０１４０】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は実施例1に示した光走査装置の光学系（走査光学系）を上下（副走査方向）に２つ結合させ、コンパクト化のために光路を折り曲げて構成したことである。よって主走査断面図は実施例1に示した図1と同様と成る。その他の構成及び光学的作用は実施例1と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１４１】
即ち、前述の実施例１の斜入射光学系は副走査断面内の斜入射角度をθ＝＋１．５°としたが、本実施例では斜入射角度をθ＝±１．５°として構成している。
【０１４２】
本実施例において第１の被走査面である感光ドラム８１Ａに向かう光束が通過する光学系をＡステーション、第２の被走査面である感光ドラム８１Ｂに向かう光束が通過する光学系をＢステーションと称す。図６、図７より明らかなように本実施例では副走査断面内で、ＡステーションとＢステーションの光路が反射ミラー反射ミラー６１で光路がクロスし、光偏向器６の偏向面６２上で上下（副走査方向）に約６ｍｍ離間する構成となっている。
【０１４３】
またＡステーションとＢステーションはそれぞれ反射ミラー反射ミラー６４，６５，６６を有しており、光偏向器６の偏向面６２で偏向走査された走査光束をそれぞれ対応する感光ドラム８１Ａと感光ドラム８１Ｂに導いている。
【０１４４】
また反射ミラー反射ミラー６１と光偏向器６と第１の結像レンズ７１を各ステーションで共用しており、図中、番号は実施例１と同じ光学素子を使用している。それ以外の各ステーション固有に配置される光学素子は実施例１の番号に符号Ａ、Ｂを付加して標記している。
【０１４５】
本実施例において光源手段１Ａ、１Ｂから光偏向器６に至る第１の光学系及び第１の結像レンズ７１と第２の結像レンズ７２Ａ，７２Ｂからなる結像光学系７は実施例１と同様のものであり、その諸元は表１、表２に示される。
【０１４６】
本実施例では同期信号検知（同期検出用検知）をＡステーション側の走査光束にて検知している。即ち、本実施例では感光ドラム８１Ａ上の有効画像以外の像高の光束を同期検出用ミラー６３によって反射して光路分離し、不図示の同期検出用絞り９、同期検出用レンズ１０、同期検出用エッジ（スリット）１１を介して同期検出用センサ１２に導く同期検出用光学系ＬＢを構成している。このとき第１の結像レンズ７１と同期検出用レンズ１０とが同期検出用光学系ＬＢの結像に作用しており、第１の結像レンズ７１も同期検出用光学系ＬＢの一部をなしている。光偏向器６から同期検出用センサ１２に至る光学配置は実施例１と同様のものであり、その諸元は表３に示され、図４と同じ構成となる。
【０１４７】
本実施例においては、実施例１と同様の同期検出用光学系ＬＢとなることから、光源手段１から同期検出用センサ１２に至る光路上には反射ミラー反射ミラー６１、偏向面６２、同期検出用ミラー６３の３つの反射面が存在する。同期検出用絞り９は、これら３つ目の反射面６３の光反射側の光路中に配置されている。また同期検出用絞り９は副走査方向に光束を制限するスリット形状をなしている。さらに同期検出用絞り９の光反射側の光路中には、結像光学系７とは異なる独立した同期検出用レンズ１０を配置している。
【０１４８】
本実施例において前記の条件式(2)と条件式(3)の右辺には光源手段１Ａから感光ドラム８１Ａに至る光路上に設けられた反射面の数Ｎがパラメータとして使われている。反射面の数Ｎが小さいほど条件式(2)と条件式(3)の右辺は大きくなり、左辺に対するマージンが増える。よって光源手段１Ａもしくは光源手段１Ｂから感光ドラム８１に至る光路上に設けられた反射面の数が一番少ない光路に対応する光源手段の光束を同期信号検知する方が有利になる。
【０１４９】
また各光源手段１から各感光ドラム８１に至る光路上に設けられた反射面の数はＡステーションが３面、Ｂステーションが４面である。これに対し光源手段１Ａから同期検出用センサ１２に至る光路の反射面数は３面であり、各ステーションの反射面の枚数より多くない。
【０１５０】
本実施例においては同期検出用光学系ＬＢの反射面数Ｎをできるだけ少なく構成したことで、組立精度や部品精度のばらつきで同期検出用センサ１２上の光束のばらつきを低減できるので同期検出用検知精度が向上する。
【０１５１】
尚、本実施例で同期検出用光学系ＬＢが上記のような構成を取ることで得られる光学性能については、前述の実施例１と同等である。
【実施例３】
【０１５２】
図８は本発明の実施例３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図1に示した要素同一要素には同符番を付している。
【０１５３】
本実施例において前述の実施例1と異なる点は主走査断面内においても第１の光学系ＬＡを斜入射光学系より構成したこと、偏向面６２で偏向走査された光束（同期検出用光束）を第1の結像レンズ７１を介さないで同期検出用センサ１２に導いたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例1と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１５４】
本実施例おいて光源手段１から出射した発散光束はコリメータレンズ２により平行光束に変換され、絞り３によって該光束を制限して副走査方向にのみ有限の屈折力を有するシリンドリカルレンズ４１に入射している。シリンドリカルレンズ４１に入射した平行光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては集束して回転多面鏡から成る光偏向器６の偏向面６２に線像として結像している。
【０１５５】
尚、本実施例においても前述の実施例１と同様に入射光学系にＯＦＳを用いている。
【０１５６】
そして光偏向器６の偏向面６２で偏向された光束を結像光学系７を介して被走査面としての感光ドラム面８上に導光する。そして光偏向器６を矢印Ａ方向に回転させることによって該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向に等速走査して画像情報の記録を行なっている。
【０１５７】
このとき感光ドラム面８上を光走査する前に該感光ドラム面８上の走査開始位置のタイミングを調整する為に、光偏向器６で偏向走査された光束の一部を同期検出用ミラー６３を介して同期検出用絞り９、同期検出用レンズ１０により同期検出用エッジ１１面上に集光させている。
【０１５８】
そして同期検出用エッジ１１面上に光束を集光させた後、同期検出用センサ１２に導光している。そして同期検出用センサ１２からの出力信号を検知して得られた同期検知信号（同期検出用信号）を用いて感光ドラム面８上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【０１５９】
本実施例における第１、第２の結像レンズ７３,７４は共にアナモフィックなパワーを有し、面形状は既知の関数で表現された非球面形状より成っている。また第１、第２の結像レンズ７３,７４を樹脂製で既知の成形技術により製造できる。
【０１６０】
尚、結像光学系７は必ずしも上記のようなパワー配置や使用枚数、硝材特性に限定されるものではなく、１枚または３枚以上のレンズ構成、別のパワー配置、関数表現式、硝材など既知の結像光学系の構成であっても良い。
【０１６１】
本実施例における偏向面６２から同期検出用センサ１２に至る光学配置を表６に示す。また同期検出用レンズ１０の形状を表７に示す。
【０１６２】
【表６】
2008015083.tif 000010
【０１６３】
【表７】
2008015083.tif 000011
【０１６４】
本実施例における同期検出用レンズ１０は上記表６、表７に示すように入射面が副走査方向のみに曲率を有する非球面（R=19.61）より成り、出射面が球面（R=-30.83）より成り、その材質の屈折率ｎがｎ＝１．４９１より成っている。
【０１６５】
本実施例における同期検出用レンズ１０の主走査方向及び副走査方向の焦点距離Ｆ＿ａｍ、Ｆ＿ａｓは、それぞれ
Ｆ＿ａｍ＝６２．８、
Ｆ＿ａｓ＝２４．９
である。これは前記条件式(1)を満足している。
【０１６６】
また図８から分かるように同期検出用光束は第１の結像レンズ７３を介在しておらず、同期検出用レンズ１０のみによって同期検出用センサ１２上に結像されている。よって光偏向器６から同期検出用センサ１２に至る光学素子の中で、同期検出用レンズ１０の副走査方向のパワーが最大である。
【０１６７】
本実施例においても前述の実施例１と同様に被走査面に向かう走査光束と同期検出用光束との光路を分離するため同期検出用ミラー６３を光偏向器６と同期検出用絞り９との間の光路中に設けている。
【０１６８】
本実施例では図８及び表６より
光源手段１から同期検出用センサ１２に至る反射面の数Ｎ＝２、
同期検出用絞り９から同期検出用レンズ１０に至る光路に沿った距離Ｓ１＝２７．１、
同期検出用レンズ１０から同期検出用センサ１２に至る光路に沿った距離Ｌ＝６２．８
同期検出用レンズ１０の副走査方向の焦点距離Ｆ＿ａｓ＝２４．９０、
同期検出用センサ１２の副走査方向の受光領域の巾Ｗ＝１．３５、
としている。これにより前記条件式(2)の左辺、及び右辺の値は、
左辺＝２１．５５、
右辺＝５６．２５
となり、これは条件式(2)を満たしている。
【０１６９】
さらに前記条件式(2a)の左辺、及び右辺の値は、
左辺＝２１．５５、
右辺＝２２．５０
となり、これは条件式(2a)を満たしている。
【０１７０】
尚、条件式(2)及び条件式(2a)の左辺が
（Ｓ１／Ｆ＿ａｓ−１）×Ｌ−Ｓ１＝０
となるとき、即ち、
１／Ｆ＿ａｓ＝１／Ｓ１＋１／Ｌ
となることから、同期検出用レンズ１０によって同期検出用絞り９と同期検出用センサ１２は共役関係になることが分かる。
【０１７１】
さらに本実施例では表６より
偏向面６２から同期検出用絞り９に至る光路に沿った距離Ｓ０＝９８．０
同期検出用絞り９の副走査方向の巾Ｗａｐ＝０．９０
としている。これにより前記条件式(3)の左辺、及び右辺の値は、
左辺＝１．１７、
右辺＝１．３５
となり、これは条件式(3)を満たしている。
【０１７２】
次に同期検出用光学系ＬＢが上記のような構成を取ることで得られる光学性能について説明する。
【０１７３】
上記のように光源手段１から同期検出用センサ１２には、偏向面６２、同期検出用ミラー６３の２つの反射面がある。これらの反射面が部品精度や取り付け精度によって姿勢がばらついた時の同期検出用センサ１２上でどの程度光束が触れるかの敏感度を算出した結果を表８に示す。比較のために、本構成の同期検出用絞りを廃止した場合の敏感度も示す。なお各反射素子の姿勢の振れはおじぎ方向に１０分である。また同期検出用センサ１２上の光束幅も合わせて示す。
【０１７４】
【表８】
2008015083.tif 000012
【０１７５】
上記のように同期検出用センサ１２の副走査方向の幅Ｗ=１．３５に対して、同期検出用絞り９を挿入することで同期検出用センサ１２上の光束の振れ幅はセンサー幅に対して十分に小さいことがわかる。また光束幅もセンサー内に収まっていることが分かる。
【０１７６】
表８に示すように同期検出用センサ１２上では、副走査方向にビームは広がりを有するので、前記特許文献３の課題で挙げられたような直進性誤差の影響を受けにくくしている。
【実施例４】
【０１７７】
［画像形成装置］
図９は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータDｃが入力する。このコードデータDｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Dｉに変換される。この画像データDｉは、実施例１、３のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１７８】
静電潜像担持体（感光ドラム）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１７９】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１８０】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図９において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１８１】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図９において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されている。そして転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１８２】
図９においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のモータなどの制御を行う。
【０１８３】
本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において本発明の実施例１〜３の構成はより効果を発揮する。
【０１８４】
なお、本発明の画像形成装置はモノトーンでプリントするタイプのものであるが、複数の感光ドラムを有し、複数のビームで走査描画するカラー画像形成装置に転用できる事は言うまでもない。例えば４色の画像を重ねるカラーが像形成装置で４本の感光ドラムを有する場合、実施例１、３の光走査装置（走査光学系）では同じ光走査装置を４つ並列すればよい。また実施例２の光走査装置では同じ光走査装置を２つ並列すればよい。
【０１８５】
［カラー画像形成装置］
図１０は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、実施例１、３の光走査装置（走査光学系）を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図１０において、６０はカラー画像形成装置、８１，８２，８３，８４は各々実施例１、３に示したいずれかの構成を有する光走査装置、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。尚、図１０においては現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器（不図示）と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器（不図示）とを有している。
【０１８６】
図１０において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置８１，８２，８３，８４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１８７】
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置（８１，８２，８３，８４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。そして各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１８８】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置８１，８２，８３，８４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【０１８９】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明の実施例１の主走査断面図
【図２】本発明の実施例１の副走査断面図
【図３】本発明の実施例１の副走査断面図
【図４】本発明の実施例１の副走査断面図
【図５】本発明の実施例１の副走査断面図
【図６】本発明の実施例２の副走査断面図
【図７】本発明の実施例２の主走査断面図
【図８】本発明の実施例３の主走査断面図
【図９】本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図１０】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１１】従来の光走査装置の要部概略図
【符号の説明】
【０１９１】
１    光源手段（半導体レーザ）
２    集光レンズ
３    開口絞り
４    シリンドリカルレンズ
５    アナモフィックレンズ
６１    反射ミラー
６    偏向手段（ポリゴンミラー）
７    結像光学系
７１，７２  結像レンズ
７３，７４  結像レンズ
８  被走査面
６３  同期検出用ミラー
９  同期検出用絞り
１０  同期検出用レンズ
１１  同期検出用エッジ
１２  同期検出用センサー
ＬＡ  第１の光学系
８１，８２，８３，８４    光走査装置
２１、２２、２３、２４    像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４    現像器
４１、４２、４３、４４    光ビーム
５１    搬送ベルト
５２    外部機器
５３    プリンタコントローラ
６０    カラー画像形成装置
１００  光走査装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
１０４  画像形成装置
１０７  現像装置
１０８  転写ローラ
１０９  用紙カセット
１１０  給紙ローラ
１１１  プリンタコントローラ
１１２  転写材（用紙）
１１３  定着ローラ
１１４  加圧ローラ
１１５  モータ
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
【図１】
2008015083.tif 000013
【図２】
2008015083.tif 000014
【図３】
2008015083.tif 000015
【図４】
2008015083.tif 000016
【図５】
2008015083.tif 000017
【図６】
2008015083.tif 000018
【図７】
2008015083.tif 000019
【図８】
2008015083.tif 000020
【図９】
2008015083.tif 000021
【図１０】
2008015083.tif 000022
【図１１】
2008015083.tif 000023