(57)【要約】    【課題】  コンパクトで高品質な光走査装置及び画像形成装置を得ること。    【解決手段】  複数の光源手段からの複数の光束を偏向する偏向手段と複数の光束を夫々の光源手段に対応した被走査面上に結像させる１つ以上の結像光学素子を有する結像光学系を有する走査ユニットを１つ以上具備し、同一の偏向面には副走査断面内において複数の光束が偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して異なる角度をもって入射しており、１つ以上の結像光学素子は複数の光学有効部と複数の光学有効部間であって光束が通過しない光学非有効部が１つ以上存在しており、１つ以上の結像光学素子は副走査断面内において同一の偏向面で偏向された複数の光束が互いに異なる光学有効部を通過しており、副走査断面内において複数の光学有効部の各頂点を結んだ線分から複数の光学有効部間の光学非有効部の頂点までの結像光学素子の光軸方向の距離が１．０ｍｍ以下となるように構成したこと。【選択図】    図１
2008015139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源手段と、該複数の光源手段から発せられた複数の光束を偏向走査する偏向手段と、該偏向手段により偏向走査された複数の光束をそれぞれの光源手段に対応した被走査面上に結像させる１つ以上の結像光学素子を有する結像光学系と、を有する走査ユニットを１つ以上具備する光走査装置であって、
該偏向手段の同一の偏向面には、副走査断面内において該複数の光束が該偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して異なる角度をもって入射しており、該１つ以上の結像光学素子は、複数の光学有効部と、該複数の光学有効部間であって光束が通過しない光学非有効部が１つ以上存在しており、
該１つ以上の結像光学素子は副走査断面内において該同一の偏向面で偏向された複数の光束が互いに異なる光学有効部を通過しており、
副走査断面内において、該複数の光学有効部の各頂点を結んだ線分から該複数の光学有効部間の光学非有効部の頂点までの該結像光学素子の光軸方向の距離が１．０ｍｍ以下となるように構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
複数の光源手段と、該複数の光源手段から発せられた複数の光束を偏向走査する偏向手段と、該偏向手段により偏向走査された複数の光束をそれぞれの光源手段に対応した被走査面上に結像させる１つ以上の結像光学素子を有する結像光学系と、を有する走査ユニットを１つ以上具備する光走査装置であって、
該偏向手段の同一の偏向面には、副走査断面内において該複数の光束が該偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して異なる角度をもって入射しており、該１つ以上の結像光学素子は複数の光学有効部と、該複数の光学有効部間であって光束が通過しない光学非有効部が１つ以上存在しており、
該１つ以上の結像光学素子は副走査断面内において該同一の偏向面で偏向された複数の光束が互いに異なる光学有効部を通過しており、  副走査断面内において、該複数の光学有効部を各光束の主光線が通過する位置から該複数の光学有効部間の光学非有効部の頂点までの該結像光学素子の光軸方向の距離が１．０ｍｍ以下となるように構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
前記複数の光学有効部と前記光学非有効部は傾きが連続となるように接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記複数の光源手段からの光束が前記偏向手段の同一の偏向面に入射するときの副走査方向の離間量が０ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記結像光学系の副走査断面内の結像倍率をβsとするとき、
１．８≦｜βs｜≦３．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
各々が請求項１から５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７】
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６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ー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】
従来よりレーザービームプリンター（ＬＢＰ）等の光走査装置においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させている。そして偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
図１７は従来の光走査装置の要部概略図である。
【０００４】
同図において光源手段１から出射した発散光束はコリメーターレンズ３により平行光束に変換され、絞り２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４に入射している。シリンドリカルレンズ４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偏向手段としての光偏向器（回転多面鏡）５の偏向面（反射面）５ａに線像として結像している。
【０００５】
そして光偏向器５の偏向面５ａで偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学系(結像レンズ系)６を介して被走査面としての感光ドラム面８上に導光している。そして光偏向器５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)に光走査して画像情報の記録を行なっている。
【０００６】
上記の光走査装置においては感光ドラム面８上を光スポットで走査する前に該感光ドラム８面上における画像形成を開始するタイミングを調整するために、光検出器としての同期検出用（beam ｄetector）センサ−９６が設けられている。この同期検出用センサー９６は光偏向器５で反射偏向された光束の一部である同期検出用光束、即ち感光ドラム８面上の画像形成領域を走査する前の画像形成領域外の領域を走査している時の光束を受光する。
【０００７】
この同期検出用光束は同期検出用ミラー９５で反射され、同期検出用レンズ（不図示）で集光されて同期検出用センサー９６に入射する。そしてこの同期検出用センサー９５の出力信号から同期検出用信号（同期信号）を検出し、この同期検出用信号に基づいて感光ドラム８面における画像記録の開始タイミングを調整している。
【０００８】
同図における結像光学系６は副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面８とが共役関係となるように構成しており、これより偏向面５ａの面倒れを補正している。
【０００９】
この様な光走査装置において、印刷速度の速い印刷機が年々望まれている。例えばカラーＬＢＰの場合では、印刷速度を考えると、１つの感光ドラムに４回走査させて転写させるタイプより、４色に対応する感光ドラムに対してそれぞれ走査させて転写ドラムに転写させるタンデム型の方が望まれている。
【００１０】
また、オフィス内での省スペース化のために、コンパクトな光走査装置が望まれており、ミラーで光路を折り曲げることで装置全体を小型化している。
【００１１】
ところで近年、さらなる小型化が望まれており、走査光学系を構成するレンズやモータなどの光学部品の簡素化及び光学系全体の小型化が要望されている。
【００１２】
そこでレンズ枚数を少なく、光偏向器（ポリゴンミラー）の高さを小さくするために、光偏向器の偏向面に対して斜め方向から光束を入射させて光偏向器側の結像レンズを共通（ダブルパス）にして通過させる構成がとられている。この種の光走査装置は従来から種々と提案されている（特許文献１参照）。
【００１３】
さらにレンズの枚数を削減するための方法として、被走査面（感光ドラム面）に近い側の結像レンズも共通化（ダブルパス）する方法がある。ただし、斜入射光学系においては、光偏向器の偏向面に対する入射光束の出入り量の差によって生じるスポットの回転および走査線曲がりを補正するために結像レンズを斜入射する方向に向けて副走査方向に偏芯させている。この種の光走査装置は従来から種々と提案されている（特許文献２参照）。
【００１４】
このとき被走査面に近い側の結像レンズをそれぞれの感光ドラムに向かう光束に対して共通化しようとすると、レンズを上下(副走査方向)に積み重ねたようなレンズになる。この種の光走査装置は従来から種々と提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６５５７４号公報
【特許文献２】特開２００４−７０１０８号公報
【特許文献３】特開２００２−１６０２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
結像光学系をコンパクトで、かつ簡易に製作にするための方法として、該結像光学系を構成する複数の結像レンズを光偏向器に近づける（拡大光学系）方法がある。このとき上下に積み重ねた結像レンズの頂点間（面頂点間）の距離は比較的短くなる。
【００１６】
図１８は上下に積み重ねたレンズ（結像レンズ）１８１のレンズ面１８１ａ、１８１ｂを各々２本の光線が通過する様子を示した拡大説明図である。
【００１７】
この結像レンズ１８１を実際に成形を行う際には、副走査断面で考えると２つの円弧のつなぎ目部分（Ｂ１）の転写性は角度変化がきついため、それ以外の部分よりも劣化することが考えられる。上述したように拡大光学系で２つのＡ部（光学有効部）の頂点Ａ１１間が狭い光学系の場合、Ｂ部（光学非有効部）の転写性の劣化が光線通過位置の形状に影響を及ぼす。この結果、感光ドラム面上での波面収差に影響を及ぼし、図１９に示すように感光ドラム面上でのスポットのスポット形状が劣化することが懸念される。
【００１８】
したがってＢ部（光学非有効部）の転写性を向上するためには結像レンズ１８１の副走査断面内での形状を考慮する必要がある。
【００１９】
本発明はコンパクトで簡易でありながら結像レンズの共通化を図っても被走査面上でのスポットの形状が劣化することがなく光学性能を劣化させることのない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】
【００２０】
請求項１の発明の光走査装置は、
複数の光源手段と、該複数の光源手段から発せられた複数の光束を偏向走査する偏向手段と、該偏向手段により偏向走査された複数の光束をそれぞれの光源手段に対応した被走査面上に結像させる１つ以上の結像光学素子を有する結像光学系と、を有する走査ユニットを１つ以上具備する光走査装置であって、
該偏向手段の同一の偏向面には、副走査断面内において該複数の光束が該偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して異なる角度をもって入射しており、該１つ以上の結像光学素子は、複数の光学有効部と、該複数の光学有効部間であって光束が通過しない光学非有効部が１つ以上存在しており、
該１つ以上の結像光学素子は副走査断面内において該同一の偏向面で偏向された複数の光束が互いに異なる光学有効部を通過しており、
副走査断面内において、該複数の光学有効部の各頂点を結んだ線分から該複数の光学有効部間の光学非有効部の頂点までの該結像光学素子の光軸方向の距離が１．０ｍｍ以下となるように構成されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
複数の光源手段と、該複数の光源手段から発せられた複数の光束を偏向走査する偏向手段と、該偏向手段により偏向走査された複数の光束をそれぞれの光源手段に対応した被走査面上に結像させる１つ以上の結像光学素子を有する結像光学系と、を有する走査ユニットを１つ以上具備する光走査装置であって、
該偏向手段の同一の偏向面には、副走査断面内において該複数の光束が該偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して異なる角度をもって入射しており、該１つ以上の結像光学素子は複数の光学有効部と、該複数の光学有効部間であって光束が通過しない光学非有効部が１つ以上存在しており、
該１つ以上の結像光学素子は副走査断面内において該同一の偏向面で偏向された複数の光束が互いに異なる光学有効部を通過しており、  副走査断面内において、該複数の光学有効部を各光束の主光線が通過する位置から該複数の光学有効部間の光学非有効部の頂点までの該結像光学素子の光軸方向の距離が１．０ｍｍ以下となるように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記複数の光学有効部と前記光学非有効部は傾きが連続となるように接続されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記複数の光源手段からの光束が前記偏向手段の同一の偏向面に入射するときの副走査方向の離間量が０ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００２４】
請求項５の発明は請求項１から４のいずれか１項の発明において、
前記結像光学系の副走査断面内の結像倍率をβsとするとき、
１．８≦｜βs｜≦３．０
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２５】
請求項６の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１から５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。
【００２６】
請求項７の発明は請求項６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】
【００２７】
本発明によれば装置全体のコンパクト化やレンズの個数の削減化を図ることができ、またレンズの転写性を向上させて波面収差の劣化による画像の劣化を抑え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】
【００２８】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は本発明の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図２は本発明の実施例1の光偏向器を挟み一方のみの走査ユニット（走査光学系）Ｓ１の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。図３は本発明の実施例1の平面ミラーを含めた副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。
【００３０】
尚、以下の説明において、主走査方向とは光偏向器の回転軸および結像光学系（結像レンズ系）の光軸に垂直な方向（光偏向器で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）である。副走査方向とは光偏向器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。
【００３１】
本実施例の光走査装置は光偏向器（ポリゴンミラー）５を挟み２つの結像レンズ系（結像光学系）１５ａ，１５ｂを備え、夫々の結像レンズ系１５ａ，１５ｂへ２本の光束を入射させて１つの光偏向器５により同時に４本の光束を反射偏向する。そしてし４本の光束を夫々に対応した感光ドラム面８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄに導光し、該感光ドラム面８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄ上を光走査するタンデム型の光走査装置である。
【００３２】
図中、Ｓ１，Ｓ２は各々第１、第２の走査ユニット（以下、「ステーション」または「走査光学系」とも称す。）である。
【００３３】
以下、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２の各部材については第１の走査ユニットＳ１を中心に述べる。そして第２の走査ユニットＳ２の各部材のうち第１の走査ユニットＳ１と同じ部材については括弧を付して示す。
【００３４】
第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）は、各々光源手段１ａ，１ｃ（１ｂ，１ｄ）からの光束を規制する開口絞り２ａ，２ｃ（２ｂ，２ｄ）と、該光束の状態を他の光束の状態に変換する第１の光学素子３ａ，３ｃ（３ｂ，３ｄ）とを有している。さらに第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）は、主走査方向に長い線像として結像させる第２の光学素子４ａ，４ｃ（４ｂ，４ｄ）と、偏向手段としての光偏向器５とを有している。さらに光偏向器５からの光束を被走査面８ａ，８ｃ（８ｂ，８ｄ）にスポットに形成する結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）とを有している。
【００３５】
本実施例においては第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２が同一の光偏向器５を併用しており、かつ第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該光偏向器５の異なった偏向面で反射偏向（偏向走査）した光束を用いている。
【００３６】
また本実施例においては第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）の被走査面としての感光ドラム面８ａ，８ｃ（８ｂ，８ｄ）への書き出しタイミングを、光偏向器５の偏向面からの光束を書き出し位置検知手段（同期検出用光学系）１６で検出している。そして書き出し位置検知手段１６からの信号を用いて感光ドラム面（８ａ，８ｃ・８ｂ，８ｄ）への書き出しタイミングを決定している。
【００３７】
また第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は光束が光偏向器５に対して同一方向から入射するように構成されている。
【００３８】
上記第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２において、光源手段（１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄ）は各々半導体レーザより成り、また光源手段（１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄ）は同一の平面基板１２に配置されている。尚、光源手段（１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄ）は各々独立に配置しても良い。
【００３９】
開口絞り（２ａ，２ｃ・２ｂ，２ｄ）は各々光源手段（１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄ）から出射された光束を特定の最適なビーム形状に成形している。
【００４０】
第１の光学素子（３ａ，３ｃ・３ｂ，３ｄ）は各々コリメーターレンズより成り、開口絞り（２ａ，２ｃ・２ｂ，２ｄ）を通過した光束を平行光束（もしくは発散光束もしくは収束光束）に変換している。
【００４１】
第２の光学素子（４ａ，４ｃ・４ｂ，４ｄ）は各々シリンドリカルレンズより成り、副走査方向のみに有限の屈折力を有している。本実施例においてはこの４つのシリンドリカルレンズ（４ａ，４ｃ・４ｂ，４ｄ）をプラスティックモールド等で一体的に成形している。
【００４２】
尚、光源手段１ａ，１ｃ（１ｂ，１ｄ）、開口絞り２ａ，２ｃ（２ｂ，２ｄ）、コリメーターレンズ３ａ，３ｃ（３ｂ，３ｄ）、シリンドリカルレンズ４ａ，４ｃ（４ｂ，４ｄ）等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。
【００４３】
光偏向器５は、例えば偏向面数が４面より成る回転多面鏡（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。本実施例においては上記の如く第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２がこの光偏向器５を併用しており、かつ第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該光偏向器５の異なった偏向面５ａ，５ｂで反射偏向した光束を用いている。
【００４４】
１５ａ（１５ｂ）は集光機能とｆθ特性とを有する結像レンズ系（ｆθレンズ系）であり、第１、第２の２枚の結像レンズ６ａ，７ａ（６ｂ，７ｂ）より成っている。結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）は光偏向器５により反射偏向された複数の光束を対応する被走査面８ａ，８ｃ（８ｂ，８ｄ）上にスポット状に結像させている。また結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）は副走査断面内において光偏向器５の偏向面と被走査面８ａ，８ｃ（８ｂ，８ｄ）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。第１、第２の結像レンズ６ａ，７ａ（６ｂ，７ｂ）は各々主走査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折力（パワー）を有するプラスチック樹脂製のトーリックレンズ（結像光学素子）より成っている。
【００４５】
尚、第１の結像レンズ６ａ、６ｂをアナモフィックレンズ１とも称し、また第２の結像レンズ７ａ、７ｂをアナモフィックレンズ２とも称す。
【００４６】
また本実施例における第１、第２の結像レンズ６ａ，７ａ（６ｂ，７ｂ）は各々複数の光束が通過する領域が存在している。
【００４７】
２０ａ,２１ａ,２２ａ（２０ｂ,２１ｂ,２２ｂ）は各々折返しミラーであり、結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）を通過した光束を対応する感光ドラム８ａ,８ｃ（８ｂ,８ｄ）側へ折り返している。
【００４８】
１６は書き出し位置検知手段（同期検出用光学系）である。同期検出用光学系１６は同期検出用レンズ（以下、「同期検出用レンズ」と記す。）９と、直線状のエッジ部（以下、「同期検出用エッジ」と記す。）１１と、同期検知センサー（以下、「同期検出用センサー」と記す。）１０とを有している。この同期検出用光学系１６は走査ユニットＳ１（Ｓ２）の被走査面８ａ，８ｃ（８ｂ，８ｄ）への書き出しタイミングを決定している。
【００４９】
本実施例における同期検出用レンズ９は各走査ユニットＳ１（Ｓ２）のシリンドリカルレンズ４ａ，４ｃ（４ｂ，４ｄ）と一体で構成されており、偏向面５ａで反射偏向された同期検出用の光束（同期検出用光束）を同期検出用エッジ１１面上に結像させている。また同期検出用レンズ９は主走査断面内では同期検出用エッジ１１上を走査し、副走査断面内では偏向面と同期検出用エッジ１１とが共役であるため、偏向面の面倒れ補正系となっている。
【００５０】
同期検出用エッジ１１は画像の書き出し位置を決めている。
【００５１】
同期検出用センサー１０は複数の素子が一次元方向に配置されたセンサーより成っている。本実施例ではこの同期検出用センサー１０と、４つの光源手段（１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄ）とを同一の平面基板１２上に一体で構成している。尚、同期検出用センサー１０と、４つの光源手段（１ａ，１ｃ・１ｂ，１ｄ）とを各々独立に構成しても良い。
【００５２】
本実施例においては、まず第１のステーションＳ１において、画像情報に応じて光源手段１ａ、１ｃから光変調され出射した２本の光束が開口絞り２ａ、２ｃにより規制される。そして規制された２本の光束はコリメーターレンズ３a、３ｃにより平行光束もしくは収束光束に変換され、シリンドリカルレンズ４a、４ｃに入射する。シリンドリカルレンズ４a、４ｃに入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で出射する。また副走査断面内（光偏向器の回転軸に垂直な平面）においては収束して光偏向器５の偏向面５ａに対し互いに異なる角度をもって入射（斜入射）し、線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された２本の光束は結像レンズ系１５ａにより対応する折返しミラー２０ａ,２１ａ,２２ａを介して感光ドラム面８a、８ｃ上にスポット状に結像される。そして光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、感光ドラム面８a、８ｃ上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面８a、８ｃ上に画像記録を行っている。
【００５３】
このとき感光ドラム面８a、８ｃ上を光走査する前に該感光ドラム面８a、８ｃ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５の偏向面５ａで反射偏向された光束の一部（同期検出用光束）を同期検出用レンズ９により同期検出用エッジ１１面上に集光させる。その後、同期検出用エッジ１１面上に集光させた光束を同期検出用センサー１０に導光している。そして同期検出用センサー１０からの出力信号を検知して得られた書き出し位置検知信号（同期検出用信号）を用いて感光ドラム面８ａ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。
【００５４】
第２のステーションＳ２においては、光源手段１ｂ、１ｄから出射した２本の光束が第１の走査ユニットＳ１の入射方向と同一方向から光偏向器５の偏向面５ｂに対し互いに異なる角度をもって入射する。そして偏向面５ｂで反射偏向された２本の光束が結像レンズ系１５ｂにより対応する折返しミラー２０ｂ,２１ｂ,２２ｂを介して感光ドラム面８ｂ、８ｄ上にスポット状に結像され、光走査される。これにより４つの感光ドラム面８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄ上に夫々１本ずつの走査線を形成し、画像記録を行っている。
【００５５】
次に本実施例の目的を達成するための手段と効果について説明する。
【００５６】
第２の結像レンズ７ａ（７ｂ）は各々副走査断面内において斜入射によって発生するスポット回転や走査線曲がりを補正するために図４に示すようにレンズ面２０を副走査方向に上下に偏芯させて２つに分離したレンズ面（出射面）２１、２２を有している。この２つのレンズ面２１、２２の断面は円弧であり、図４に示すような状態を考えると、２つのレンズ面２１、２２を繋いでいる部分（繋ぎ部）２３の連続性がなく角度がきついために、成形後に繋ぎ部２３の中央部２４において収縮の向きが異なる。このために中央部２４における副走査方向の形状が元の円弧形状に対して非球面成分（４次以上）を含んだクセのようなものが発生して、レンズ面２１及びレンズ面２２の光線が通過する位置の形状にまで影響を及ぼすことで光束の波面収差を劣化させる可能性がある。
【００５７】
尚、図４においてＹ１、Ｙ２は各々光学有効部（光学有効面）である。本実施例では偏向面５ａで偏向された２本の光束が対応する光学有効部Ｙ１、Ｙ２にそれぞれ入射している。この光学有効部Ｙ１、Ｙ２は各々レンズ面２１，２２に含まれている。
【００５８】
Ｙ３は光束が通過しない光学非有効部（光学非有効面）であり、光学有効部Ｙ１、Ｙ２間にある。この光学非有効部Ｙ３は繋ぎ部２３に含まれている。
【００５９】
本実施例では図４に示すようにレンズ面２１とレンズ面２２とを傾きが連続になるように滑らかな曲線（例えば、円弧や多項式など）で接続することにより、前述した成形後の収縮による繋ぎ目のクセの影響を少なくしている。
【００６０】
ここで述べている傾きの連続性とは、２つの曲線の接続点での傾きが等しくなるということである。また、繋ぎ部２３からレンズ面２１及びレンズ面２２までの距離を小さくすることでもクセの影響を少なくできる。
【００６１】
次に具体的な内容について説明する。
【００６２】
図４において、レンズ面２１の頂点をＡ２１、レンズ面２２の頂点をＡ２２、また繋ぎ部２３の頂点をＢとする。考え方を簡単にするため、レンズ面２１及びレンズ面２２と繋ぎ部２３を円弧として考える。レンズ面２１及びレンズ面２２の曲率半径をＲ２１、光学有効部Ｙ１、Ｙ２の曲率半径も同様Ｒ２１とする。また繋ぎ部２３の曲率半径をＲ２３、光学非有効部Ｙ３の曲率半径も同様Ｒ２３とする。さらに頂点Ａ２１から頂点Ａ２２までの距離をＨとすると、頂点Ａ２１と頂点Ａ２２を結ぶ線分から頂点Ｂまでの光軸方向の距離（サグ量）ｚは以下のように表すことができる。
【００６３】
【数１】
2008015139.tif 000003
【００６４】
光偏向器５の回転軸に垂直な平面に対して、副走査方向に上下に±γ度で斜入射する光束Ｌ１，Ｌ２がレンズ面２１及びレンズ面２２に入射する位置から偏向面５ａまでの距離をＬとすると、２つの光束の通過位置間距離ｈは
ｈ＝２Ｌ・tanγ
で表される。走査光学系（走査ユニット）をコンパクトにしようとすると、結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）を光偏向器５に近づける（拡大光学系）のがよい。また平面ミラーによって折り返された光束が結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）と干渉しないようにするためには、光偏向器５から結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）までの距離を６０ｍｍ程度に近づける必要がある。
【００６５】
また、結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）を出射したのちの各光束の分離を考えると斜入射角度γは２．５度以上であることが望ましい。これらから結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）における２つの光束の離間量ｈは２〜３ｍｍ程度と比較的小さい。結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）が光偏向器５に近いと光線通過がレンズ面頂点に比較的近いのでＨ≒ｈとすると（式Ａ）は以下のように書き換えられる。
【００６６】
【数２】
2008015139.tif 000004
【００６７】
スポット回転や走査線曲がりの補正のために結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）の出射面のパワーは強くなり曲率半径Ｒは一般的に１０〜５０程度になる。レンズを２段に積み重ねた場合、曲率がきつくなるほど光学非有効部Ｙ３（繋ぎ部２３）の曲率半径Ｒ２３を光学有効部Ｙ１(レンズ面２１，２２)の曲率半径Ｒ２１に近づける必要があるので、
Ｒ２１＝１０、
Ｒ２３≧Ｒ２１／４
とすると（式Ｂ）から
ｚ≦１．０ｍｍ        ‥‥‥(1)
となる。
【００６８】
但し、サグ量ｚは、０ｍｍ＜ｚである。
【００６９】
このように、レンズ面２１の頂点Ａ２１とレンズ面２２の頂点Ａ２２を結ぶ線分から繋ぎ部２３の頂点Ｂまでの光軸方向の距離ｚを１．０ｍｍ以下に抑えるように２つのレンズ面２１、２２を滑らかに接続することで成形後の収縮の影響を少なくできる。これにより波面収差の劣化を低減することができる。また、結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）を光偏向器５に近づけて第２の結像レンズ７ａ（７ｂ）を２本の光束で共通化することにより、従来よりもコンパクトな光走査装置を提供することができる。
【００７０】
尚、上記条件式(1)を、さらに
ｚ≦０．５mm        ‥‥‥(1ａ)
に設定すれば成形後の収縮における影響をさらに低減できるので望ましい。
【００７１】
表１に本発明の実施例１の光学系の諸量を示す。
【００７２】
【表１】
2008015139.tif 000005
【００７３】
本実施例においては図５に示すように第２の結像レンズ（アナモフィックレンズ２）７ａ（７ｂ）の出射面２１及び出射面２２の面頂点軸ｃ１及び面頂点軸ｃ２がレンズ光軸ｃ０に対して副走査方向に上下に１．４ｍｍ偏芯している。
【００７４】
本実施例では出射面２１を副走査方向に上下に偏芯させることで図６に示すようにスポットの回転を補正している。尚、スポットはピーク光量に対して５％,１０％,１３．５％,３６．８％,５０％の等高線で表している。
【００７５】
図７は本発明の実施例１の繋ぎ目部分のサグ量を示す説明図である。同図に示すように面頂点部に対して繋ぎ目部分までの光学非有効部Ｙ３のサグ量ｚは５０μｍと小さい。そのままレンズ面２１とレンズ面２２を接続しても良いが成形型を加工するときの便宜性を考えると、光線が通過する光学有効部Ｙ１、Ｙ２と光線が通過しない光学非有効部Ｙ３の傾きが連続になるように小径（緩い曲率）Ｒもしくは多項式で調整するのが望ましい。
【００７６】
このとき、光学非有効部Ｙ３のサグ量ｚがさらに小さくなるので成形による繋ぎ目の影響は小さく波面収差の劣化によるスポット形状の劣化を防ぐことができる。また第２の結像レンズ７ａ（７ｂ）が光偏向器５に近いのでレンズの長さを従来に対して短くできる。
【００７７】
光偏向器５から第２の結像レンズ７ａ（７ｂ）までの距離をある程度まで抑えて光線の折り返しによるレンズとの干渉を避けるには、結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）の副走査断面内の結像倍率βsを１．８以上にするのが望ましい。また、結像倍率βsが大きくなりすぎると第２の結像レンズ７ａ（７ｂ）が光偏向器５に近づきすぎて光束の分離が不利になるので副走査倍率βsは３．０以下に抑えることが望ましい。即ち、結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）の副走査断面内の結像倍率βsを、
１．８≦｜βs｜≦３．０        ‥‥‥(2)
なる条件を満足させることが良い。
【００７８】
光束分離を容易にするには、複数の光束が偏向面を反射するときの光束離間量を大きくすることが考えられるが、偏向面の副走査方向の高さが大きくなる。よってモータの回転抵抗が増加すること、また第２の結像レンズ７ａ（７ｂ）の高さが増えることを考慮すると、偏向面上での複数の光束の離間量は０ｍｍ以上１.０ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００７９】
本実施例においては第２の結像レンズ７ａ（７ｂ）のレンズ面が２段の場合を示したが、これに限らず、３段以上のレンズ面であっても良い。例えば３本以上の光束を第２の結像レンズ７ａ，７ｂを通過後に光束を分離するような系の場合、レンズ面が３段以上になることもあり、この場合でも、本実施例と同様に滑らかに接続することで成形時のクセの影響を低減できる。
［変形例］
図８は本発明の実施例１の変形例の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。同図において図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００８０】
変形例において前述の実施例１と異なる点は結像光学系１５を単一の結像レンズ（アナモフィックレンズ１）６より構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様である。
【００８１】
表２に変形例の光学系の諸量を示す。
【００８２】
【表２】
2008015139.tif 000006
【００８３】
変形例においては結像光学系１５を構成するレンズ枚数が１枚になっていることで、レンズ面の被走査面上での光学性能の補正の自由度が減少している。従って、本実施例ではスポットの回転を図１０に示すように補正するために、図９に示すように結像レンズ６の入射面２１ａ、２２ａの面頂点軸ｃ３、ｃ４をレンズ光軸（レンズ中心）ｃ０に対して副走査方向に上下に２．９ｍｍ偏芯させている。また出射面２１ｂ、２２ｂの面頂点軸ｃ５、ｃ６を同じくレンズ光軸ｃ０に対して副走査方向に上下に２．７ｍｍ偏芯させている。
【００８４】
尚、図１０においてスポットはピーク光量に対して５％,１０％,１３．５％,３６．８％,５０％の等高線で表している。
【００８５】
ここで結像レンズ６の入射面２１ａ、２２ａ及び出射面２１ｂ、２２ｂにおける繋ぎ目の光軸方向の距離（サグ量）ｚを図１１(Ａ)、(Ｂ)に示す。同図(Ａ)、(Ｂ)より面頂点部に対して繋ぎ目部分までのサグ量ｚは両面とも約０．３ｍｍである。
【００８６】
図９に示すように光線通過位置がレンズ光軸ｃ０に近いため、繋ぎ部２３ａ、２３ｂの影響を小さくするためには光線が通過する光学有効部Ｙ１、Ｙ２と光線が通過しない光学非有効部Ｙ３の傾きが連続になるように小径（緩い曲率）Ｒもしくは多項式で調整するのが望ましい。
【００８７】
このように繋ぎ部２３ａ、２３ｂの面頂点に対するサグ量を小さくすることで両面とも繋ぎ部２３ａ、２３ｂでの成形時のクセによる影響を低減することができる。
【実施例２】
【００８８】
図１２は本発明の実施例２の光偏向器を挟み一方のみの走査ユニット（走査光学系）Ｓ１の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)、図１３は第２の結像レンズ（アナモフィックレンズ２）の副走査断面図である。図１２、図１３において図２、図５に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００８９】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は第２の結像レンズ２７ａの面頂点Ｂを１つより構成したことである。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。
【００９０】
即ち、図中、２７ａは第２の結像レンズ（アナモフィックレンズ２）であり、本実施例では図１３に示すように第２の結像レンズ２７ａの面頂点Ｂを１つより構成している。
【００９１】
ｋ１、ｋ２は各々主光線の光線通過位置である。
【００９２】
光線分離のため斜入射角度γが大きくなる場合、スポット回転と走査線曲がりを補正するためにレンズ面の傾斜がよりきつい位置を光束が通過しようとするので、光束が元のレンズ面２１の頂点Ａ１に対してかなり離れた位置を通過する。
【００９３】
したがって２つのレンズ面２１、２２を積み重ねた場合、元のレンズ面２１の頂点Ａ１は他方のレンズ面２２の光学有効部Ｙ２内にあるので、実質存在しない。ただし、成形後の収縮による繋ぎ部２３のヒケは起こりうるので、２つのレンズ面２１、２２を滑らかに接続する必要があるので、図１３に示すような面頂点が中央に存在するような形状をもつレンズ面となる。
【００９４】
表３に実施例２の光学系の諸量を示す。
【００９５】
【表３】
2008015139.tif 000007
【００９６】
本実施例においては、第２の結像レンズ２７ａの出射面２１の面頂点軸ｃ１及び出射面２２の面頂点軸ｃ２を図１３に示すようにレンズ光軸ｃ０に対して副走査方向に上下に３．３ｍｍ偏芯させている。それとともに子線方向の頂点を５０μｍ程度曲げることで、斜入射によるスポット回転を図１４に示すように抑えている。
【００９７】
尚、図１４においてスポットはピーク光量に対して５％,１０％,１３．５％,３６．８％,５０％の等高線で表している。
【００９８】
図１５は本発明の実施例２の繋ぎ目部分のサグ量を示す説明図である。同図において図１３に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００９９】
同図に示すように繋ぎ目に対して主光線の光線通過位置ｋ１及びｋ２までの距離がレンズ光軸ｃ０に対して４．７ｍｍと長いので繋ぎ部２３を残す必要がない。
【０１００】
したがって、光線が通過しない光学非有効部Ｙ３を直線で結ぶか、光線が通過する光学有効部Ｙ１、Ｙ２と光学非有効部Ｙ３との傾きが連続になるように緩い曲率（Ｒ）もしくは多項式で繋ぐようにすれば良い。このとき副走査断面内において、主光線の光線通過位置ｋ１及びｋ２から光学非有効部Ｙ３の面頂点Ｂまでの光軸方向の距離（サグ量）ｚは０．１ｍｍ以下と小さく、成形において光学非有効部Ｙ３の影響は非常に小さい。
【０１０１】
尚、サグ量ｚは１．０ｍｍ以下なら本発明の目的は達せられる。さらに好ましくはサグ量ｚを０．５ｍｍ以下に設定するのが良い。但し、サグ量ｚは、０ｍｍ＜ｚである。
【０１０２】
また、第２の結像レンズ２７ａが光偏向器５に近いのでレンズの長さを従来に対して短くできる。また、斜入射角度γが大きくなることで副走査方向の上下の光線の分離に有利となる。
【０１０３】
尚、上記本実施例１，２では光偏向器５を挟んで走査ユニット（走査光学系）をそれぞれ設けたが、これに限らず、どちらか一方のみでも良い。
【０１０４】
［カラー画像形成装置］
図１６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、光走査装置を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１６において、360はカラー画像形成装置、311，312は各々実施例１、２に示したいずれかの構成を有する走査ユニットである。341，342，343，344は各々像担持体としての感光ドラム、321，322，323，324は各々現像器、351は搬送ベルトである。
【０１０５】
図１６において、カラー画像形成装置360には、パーソナルコンピュータ等の外部機器352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353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、それぞれ走査ユニット311，312に入力される。そして、これらの走査ユニットからは、各画像データに応じて変調された光ビーム331，332，333，334が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム341，342，343，344の感光面が主走査方向に走査される。
【０１０６】
本実施例におけるカラー画像形成装置は走査ユニット311，312を２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341，342，343，344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している。
【０１０７】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く２つの走査ユニット311，312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341，342，343，344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。
【０１０８】
前記外部機器352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360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】
【０１０９】
【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の偏芯したレンズ面同士の接続方法を説明する図
【図５】本発明の実施例１におけるレンズの面偏芯の説明図
【図６】本発明の実施例１におけるスポット図
【図７】本発明の実施例１における繋ぎ部のサグ図
【図８】本発明の実施例１の変形例における副走査断面図
【図９】本発明の実施例１の変形例におけるレンズの面偏芯の説明図
【図１０】本発明の実施例１の変形例におけるスポット図
【図１１】本発明の実施例１の変形例における繋ぎ部のサグ図
【図１２】本発明の実施例２の副走査断面図
【図１３】本発明の実施例２におけるレンズの面偏芯の説明図
【図１４】本発明の実施例２におけるスポット図
【図１５】本発明の実施例２における繋ぎ部のサグ図
【図１６】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１７】従来の光走査装置の要部概略図
【図１８】積み重ねたレンズ面の拡大図
【図１９】転写劣化によるスポット形状の劣化を説明する図
【符号の説明】
【０１１０】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  光源手段
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  開口絞り
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  集光レンズ（コリメーターレンズ）
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  シリンドリカルレンズ
５  偏向手段（ポリゴンミラー）
１５ａ，１５ｂ  結像光学系（ｆθレンズ系）
６ａ，６ｂ  第１の結像レンズ（ｆθレンズ）
７ａ，７ｂ  第２の結像レンズ（ｆθレンズ）
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ  被走査面（感光ドラム面）
９  同期検出用レンズ
１１  同期検出用エッジ
１０  同期検出用センサー
３１１，３１２  走査ユニット
３４１，３４２，３４３，３４４  像担持体（感光ドラム）
３２１，３２２，３２３，３２４  現像器
３３１，３３２，３３３，３３４  光ビーム
３５１    搬送ベルト
３５２    外部機器
３５３    プリンタコントローラ
３６０    カラー画像形成装置
【図１】
2008015139.tif 000008
【図２】
2008015139.tif 000009
【図３】
2008015139.tif 000010
【図４】
2008015139.tif 000011
【図５】
2008015139.tif 000012
【図６】
2008015139.tif 000013
【図７】
2008015139.tif 000014
【図８】
2008015139.tif 000015
【図９】
2008015139.tif 000016
【図１０】
2008015139.tif 000017
【図１１】
2008015139.tif 000018
【図１２】
2008015139.tif 000019
【図１３】
2008015139.tif 000020
【図１４】
2008015139.tif 000021
【図１５】
2008015139.tif 000022
【図１６】
2008015139.tif 000023
【図１７】
2008015139.tif 000024
【図１８】
2008015139.tif 000025
【図１９】
2008015139.tif 000026