(57)【要約】【課題】製造誤差等の公差変動に対する感度を小さくし、波面収差等による走査線の劣化を有効に補正することができる走査光学系及び画像形成装置を提供する。【解決手段】走査光学系６は、光源３９と、光源３９から射出された光束を略平行に変換する第一光学系５７と、第一光学系５７から射出された光束を線像に結像させる第二光学系３６と、第二光学系３６から射出された光束を偏向する偏向面６７を有する偏向器２８と、偏向面６７に偏向された光束を被走査面に結像させる第三光学系６３と、を備えている。第二光学系３６は、像側テレセントリック系である。第二光学系３６を射出された光束の主光線は、第二光学系３６へ入射する角度によらず、第二光学系３６の光軸と略平行になる。第二光学系３６を射出された光束は常に略等しい角度で偏向面に入射する。【選択図】図５
2008076563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から射出された光束を略平行に変換する第一光学系と、
前記第一光学系から射出された前記光束を線像に結像させる第二光学系と、
前記第二光学系から射出された前記光束を偏向する偏向面を有する偏向器と、
前記偏向面に偏向された前記光束を被走査面に結像させる第三光学系と、を備えた走査光学系において、
前記第二光学系が、像側テレセントリック系であることを特徴とする走査光学系。
【請求項２】
前記第二光学系が、少なくとも一枚のレンズと、前記レンズの第一光学系に近い側にアパーチャと、を備えるとともに、前記アパーチャを物点とした像側テレセントリック系であることを特徴とする請求項１記載の走査光学系。
【請求項３】
前記第二光学系が、副走査方向の断面が非円弧形状である面を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の走査光学系。
【請求項４】
前記第二光学系が、プラスチックで構成されたレンズを備えるとともに、前記レンズが前記非円弧形状の面を備えていることを特徴とする請求項３記載の走査光学系。
【請求項５】
前記第二光学系に入射する直前の光束と前記第二光学系の光軸との間の前記副走査方向の距離をＺｅｎｔとし、
前記第二光学系から射出した直後の光束と前記第二光学系の光軸との間の前記副走査方向の距離をＺｅｘｉｔとしたとき、次の条件式、
Ｚｅｎｔ＞Ｚｅｘｉｔ
を満たすように、前記第二光学系が設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の走査光学系。
【請求項６】
前記第二光学系の光軸と前記第二光学系から射出される前記光束とが前記射出面の副走査方向で略一致するように、前記第二光学系が設けられたことを特徴とする請求項５記載の走査光学系。
【請求項７】
前記光源が、複数の発光点を備えたマルチビーム光源であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか一項に記載の走査光学系。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちいずれか一項に記載の走査光学系が、電子写真の書き込み手段として備えられたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ及びレーザファクシミリ等に用いられる走査光学系及び画像形成装置、特に、光源からの光束を偏向器の偏向面の法線に対し副走査方向に角度を有して光束を入射させる斜入射光学系を利用した走査光学系及び画像形成装置、に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル複写機やレーザプリンタのカラー化が急速に進んでいる。このため、これらの機器に用いられる走査光学系には、複数の感光体に対して一度に複数の走査線を形成できるものが求められている。
【０００３】
このような要求を満足するものとしてはいくつかの方式が考えられるが、例えば、ＣＭＹＫ（それぞれシアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）に対応した四つの感光体を並べ、それぞれの感光体に一度に走査線を形成するタンデム方式がある。
【０００４】
タンデム方式に適した低コストな走査光学系として、光源からの光束を偏向器の偏向面の法線に対し副走査方向に角度を有して光束を入射させる斜入射光学系がある。複数の光束を偏向面の副走査方向の断面の中心に向けて斜入射させることで、偏向面の副走査方向の高さを低減した低コストな偏向器の採用を可能としている。
【０００５】
しかし、斜入射光学系の課題として、光束が斜めに入射することによって、周辺像高（走査線の両端部近傍）で波面収差による走査線の大きな劣化が発生しやすいことと、走査線曲がりが発生することが明らかになっている。
【０００６】
波面収差が発生すると、光束が形成する光スポットのスポット径が周辺像高で大径化する。この問題を解決できないと、近来強く要望されている高密度の走査光学系を実現することができない。
【０００７】
また走査線曲がりの発生量は、ＣＭＹＫの各光束の副走査方向の斜入射角によって異なり、各光束によって描かれた被走査面上の潜像を各色のトナーにより重ね合わせ可視化した際に、色ずれとなって現れてしまう。
【０００８】
これらの課題を解決する方法として、種々の提案がなされている。例えば、偏向面と被走査面との間に複数の回転非対称レンズを設け、該回転非対称レンズのレンズ面の子線頂点を結ぶ母線形状を副走査方向に湾曲させた走査光学系が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなレンズを用いることで、偏向面によって偏向された光束の被走査面への結像性能を向上させている。
【０００９】
また、偏向面に対して垂直入射する光束と斜入射する光束とを単一の偏向器で偏向し、それぞれ異なる被走査面に結像させた走査光学系が提案されている（例えば、特許文献２参照）。垂直入射する光束を用いることで、斜入射する光束の斜入射角を低減し、光束のねじれによる波面収差を抑制している。
【００１０】
また、偏向面と被走査面との間にレンズを設け、該レンズの副走査方向の断面におけるレンズ面の固有傾きを、走査線曲がりを補正するように変化させた走査光学系が提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、偏向面と被走査面との間に反射面を設け、該反射面の固有傾きを、走査線曲がりを補正するように変化させた走査光学系が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１０−７３７７８号公報
【特許文献２】特開２００５−９２１４８号公報
【特許文献３】特開平１１−１４９３２号公報
【特許文献４】特開平１１−３８３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これらの方法によって前述した課題については解決が可能であるが、斜入射光学系特有のもう一つの課題として、製造誤差等の公差変動による波面収差の劣化が、従来の水平入射光学系と比較して非常に大きいという課題がある。これは、斜入射光学系においては、製造誤差等の公差変動によって偏向面への斜入射角度と斜入射位置とが共に変動するために生じる。特に、斜入射角度の変動した場合、その影響は大きい。
【００１２】
したがって、本発明は、製造誤差等の公差変動に対する感度を小さくし、波面収差等による走査線の劣化を有効に補正することができる走査光学系及び画像形成装置を提供することを第一の目的とする。また、偏向器の小型化及び回転数低下による消費電力の低下等、環境を考慮した走査光学系及び画像形成装置を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
課題を解決するために、請求項１に記載の本発明の走査光学系は、光源と、前記光源から射出された光束を略平行に変換する第一光学系と、前記第一光学系から射出された前記光束を線像に結像させる第二光学系と、前記第二光学系から射出された前記光束を偏向する偏向面を有する偏向器と、前記偏向面に偏向された前記光束を被走査面に結像させる第三光学系と、を備えた走査光学系において、前記第二光学系が、像側テレセントリック系であることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の本発明の走査光学系は、請求項１に記載の走査光学系において、前記第二光学系が、少なくとも一枚のレンズと、前記レンズの第一光学系に近い側にアパーチャと、を備えるとともに、前記アパーチャを物点とした像側テレセントリック系であることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の本発明の走査光学系は、請求項１または請求項２に記載の走査光学系において、前記第二光学系が、副走査方向の断面が非円弧形状である面を備えたことを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の本発明の走査光学系は、請求項３に記載の走査光学系において、前記第二光学系が、プラスチックで構成されたレンズを備えるとともに、前記レンズが前記非円弧形状の面を備えていることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の本発明の走査光学系は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の走査光学系において、前記第二光学系に入射する直前の光束と前記第二光学系の光軸との間の前記副走査方向の距離をＺｅｎｔとし、前記第二光学系から射出した直後の光束と前記第二光学系の光軸との間の前記副走査方向の距離をＺｅｘｉｔとしたとき、次の条件式、
Ｚｅｎｔ＞Ｚｅｘｉｔ
を満たすように、前記第二光学系が設けられたことを特徴としている。
【００１８】
請求項６に記載の本発明の走査光学系は、請求項５に記載の走査光学系において、前記第二光学系の光軸と前記第二光学系から射出される前記光束とが前記射出面の副走査方向で略一致するように、前記第二光学系が設けられたことを特徴としている。
【００１９】
請求項７に記載の本発明の走査光学系は、請求項１ないし請求項６のうちいずれか一項に記載の走査光学系において、前記光源が、複数の発光点を備えたマルチビーム光源であ
ことを特徴としている。
【００２０】
請求項８に記載の本発明の画像形成装置は、請求項１ないし請求項７のうちいずれか一項に記載の走査光学系が、電子写真の書き込み手段として備えられたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の本発明の走査光学系は、第二光学系は少なくとも略像側テレセントリック系である。このため、第二光学系に入射する光束は、入射面への入射角に依存することなく、射出面から射出される際に主光線が光軸と平行になる。よって、第二光学系への入射角度が変動しても、第二光学系から射出した光束の斜入射角度は変動しにくい。したがって、製造誤差等の公差変動に対する感度を小さくし、波面収差劣化等を引き起こす斜入射角度変動を起こりにくくすることができる。
【００２２】
請求項２に記載の本発明の走査光学系は、第二光学系は、アパーチャを物点とした略像側テレセントリック系である。このため、アパーチャを通過して第二光学系に入射する光束は、入射面への入射角に依存することなく、射出面から射出される際に主光線が光軸と平行になる。よって、第二光学系への入射角度が変動しても、第二光学系から射出した光束の射入射角度は変動しにくい。したがって、製造誤差等の公差変動に対する感度を小さくし、波面収差劣化等を引き起こす斜入射角度変動を起こりにくくすることができる。
【００２３】
請求項３に記載の本発明の走査光学系は、第二光学系は、副走査方向の断面が非円弧形状である面を備えている。このため、第二光学系の光軸に対して角度を有して入射した光束も、偏向面上で線像を形成するように効果的に補正される。また、球面レンズを用いる場合と比較してレンズの枚数は低減される。したがって、波面収差等による走査線の劣化を有効に補正することができる。
【００２４】
請求項４に記載の本発明の走査光学系は、第二光学系のプラスチックレンズが非円弧形状の面を備えている。このため、ガラスレンズを用いる場合と比較してコストは低減される。したがって、低コストでありながら、波面収差等による走査線の劣化を有効に補正することができる。
【００２５】
請求項５に記載の本発明の走査光学系は、第二光学系から射出される光束は、第二光学系に入射する光束より、副走査方向において第二光学系の光軸に近い。このため、入射時に光軸から離れていた光束も射出時には光軸に近づけられて、偏向器の偏向面で集約して結像されるため、偏向器の副走査方向の高さが抑えられる。したがって、偏向器のサイズを小さくすることができ、省スペースで低コストな走査光学系を提供することができる。
【００２６】
請求項６に記載の本発明の走査光学系は、第二光学系から射出される光束は、副走査方向において第二光学系の光軸に略一致する。このため、入射時に光軸から離れていた光束も射出時には光軸に略一致し、偏向器の偏向面でより集約して結像されるため、偏向器の副走査方向の高さがさらに抑えられる。したがって、偏向器のサイズを小さくすることができ、省スペースで低コストな走査光学系を提供することができる。
【００２７】
請求項７に記載の本発明の走査光学系は、光源は複数の発光点を備えている。このため、複数の走査線により同時に走査を行うことができる。したがって、より高速な走査光学系を提供することができる。
【００２８】
請求項８に記載の本発明の画像形成装置は、製造誤差等の公差変動による偏向器への斜入射角度の変動に対応可能な走査光学系が、電子写真書き込み手段として備えられている。したがって、製造誤差等の公差変動に対する感度を小さくし、波面収差等による走査線の劣化を有効に補正することができる画像形成装置を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】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態にかかる走査光学系及び画像形成装置を、図１ないし図８を参照して説明する。本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１は、図１に示すように、本発明の一実施形態にかかる走査光学系６を、電子写真の書き込み手段としてタンデム方式のカラーレーザープリンタに適用した例である。
【００３０】
なお、本発明の走査光学系６は、光源としての半導体レーザ３９と、第一光学系としてのカップリングレンズ５７と、第二光学系３６と、偏向器としての回転多面鏡２８と、第三光学系３２と、から構成される。
【００３１】
画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像則ちカラー画像を、一枚の記録材としての転写紙Ｓに形成する。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、黒の各色に対応する部材等を、以下、符号の末尾に各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付けて示す。
【００３２】
画像形成装置１は、図１に示すように、装置本体２と、給紙ユニット３と、レジストローラ対１６と、転写ユニット４と、定着装置２４と、光走査装置９と、複数のプロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、排紙部３１と、を少なくとも備えている。
【００３３】
装置本体２は、例えば、箱状に形成され、フロア上等に設置される。装置本体２は、給紙ユニット３と、レジストローラ対１６と、転写ユニット４と、定着装置２４と、光走査装置９と、複数のプロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを収容している。
【００３４】
給紙ユニット３は、給紙カセット１３と、給紙ローラ１４と、搬送ローラ１５と、を備えている。給紙カセット３は、転写紙Ｓを重ねて収容する。給紙カセット３は、装置本体２に出し入れ自在に、装置本体２の水平方向に配設されている。給紙ローラ１４は、給紙カセット１３内の一番上の転写紙Ｓに押し当てられている。給紙ローラ１４は、一番上の転写紙Ｓを搬送ローラ１５に送り出す。搬送ローラ１５は、給紙ローラ１４から送り出された転写紙Ｓをレジストローラ対１６に送り出す。
【００３５】
レジストローラ対１６は、給紙ユニット３から転写ユニット４に搬送される転写紙Ｓの搬送経路に設けられており、一対のローラ１６ａ、１６ｂを備えている。レジストローラ対１６は、一対のローラ１６ａ、１６ｂ間に転写紙Ｓを挟み込み、該挟み込んだ転写紙Ｓを、トナー像を重ね合わせ得るタイミング（図１中の左右方向の記録開始のタイミング）に合わせて、転写ユニット４とプロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に送り出す。
【００３６】
転写ユニット４は、給紙ユニット３の上方に設けられている。転写ユニット４は、搬送ベルト１７と、駆動ローラ１８と、従動ローラ１９と、を備えている。駆動ローラ１８と従動ローラ１９とは、それぞれ、装置本体に回転自在に設けられている。搬送ベルト１７は、無端環状に形成されており、駆動ローラ１８と従動ローラ１９とに掛け渡されている。搬送ベルト１７は、駆動ローラ１８と従動ローラ１９とに掛け渡されることで、プロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの下方で且つ近傍に位置付けられている。搬送ベルト１７は、モータ等によって駆動ローラ１８が回転駆動されることで、駆動ローラ１８と従動ローラ１９との周りを、図１中の矢印方向に循環（無端走行）する。
【００３７】
転写ユニット４は、更に、ベルト帯電チャージャ２０と、ベルト分離チャージャ２１と、ベルト除電チャージャ２２と、ベルトクリーニング装置２３と、を備えている。ベルト帯電チャージャ２０は、レジストローラ対１６の近傍に設けられている。ベルト帯電チャージャ２０は、搬送ベルト１７を帯電させることにより、レジストローラ対１６から搬送された転写紙Ｓを搬送ベルト１７に静電的に吸着させる。ベルト分離チャージャ２１は、搬送ベルト１７と定着装置２４との間に設けられている。ベルト分離チャージャ２１は、転写ユニット４によってトナー像を転写された転写紙Ｓを、搬送ベルト１７から分離し定着装置２４に搬送する。
【００３８】
ベルト除電チャージャ２２は、定着装置２４よりベルトの循環方向の下流方向に設けられている。ベルト除電チャージャ２２は、転写紙Ｓが分離された搬送ベルト１７を除電する。ベルトクリーニング装置２３は、ベルト除電チャージャ２２よりベルトの循環方向の下流方向に設けられている。ベルトクリーニング装置２３は、転写紙Ｓが分離された搬送ベルト１７の外表面に残留した転写残トナーを除去する。
【００３９】
前述した構成の転写ユニット４は、搬送ベルト１７が給紙ユニット３から送り出された転写紙Ｓを各プロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの後述する感光体ドラム７の外表面に押し付けて、感光体ドラム７上のトナー像を転写紙Ｓに転写する。転写ユニット４は、トナー像を転写した転写紙Ｓを定着装置２４に向けて送り出す。
【００４０】
定着装置２４は、互いの間に転写紙Ｓを挟む加熱ローラ２４ａと、加圧ローラ２４ｂとを備えている。定着装置２４は、加熱ローラ２４ａと加圧ローラ２４ｂとの間に転写ユニット４から送り出されてきた転写紙Ｓを押圧加熱することで、感光体ドラム７から転写紙Ｓ上に転写されたトナー像を、該転写紙Ｓに定着させる。
【００４１】
光走査装置９は、装置本体２の上部即ち給紙ユニット３と転写ユニット４の上方に配置されている。光走査装置９は、プロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの後述する帯電チャージャ８により一様に帯電された感光体ドラム７の外表面にレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。光走査装置９は、後述する回転多面鏡２８の回転による走査により、感光体ドラム７の外表面に画像記録を行う（静電潜像を形成する）。なお、この光走査装置９の詳細な構成は、後述する。
【００４２】
プロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ、転写ユニット４と、光走査装置９との間に設けられている。プロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、装置本体２に着脱自在である。プロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、転写紙Ｓの搬送方向（図１中の左右方向）に沿って、互いに等間隔に並設されている。プロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ、帯電チャージャ８と、感光体ドラム７と、転写チャージャ１１と、クリーニング装置１２と、現像装置１０と、を備えている。
【００４３】
帯電チャージャ８は、感光体ドラム７の外表面を一様に帯電する。感光体ドラム７は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム７は、光走査装置９により、外表面上に静電潜像が形成される。感光体ドラム７は、外表面上に形成され且つ担持する静電潜像にトナーが吸着して現像する。なお、感光体ドラム７の外表面は、被走査面（または被照射面）をなしている。
【００４４】
転写チャージャ１１は、前述のように得られたトナー像を搬送ベルト１７との間に位置付けられた転写紙Ｓに転写する。クリーニング装置１２は、転写紙Ｓにトナー像を転写した後に、感光体ドラム７の外表面に残留した転写残トナーを除去する。
【００４５】
現像装置１０は、図示しないトナーカートリッジと、現像剤担持体としての現像ローラ２７とを少なくとも備えている。トナーカートリッジは、所望の色のトナーを収容して、当該トナーを現像ローラ２７の外表面に供給する。
【００４６】
現像ローラ２７は、感光体ドラム７と平行且つ近接して配置されている。現像ローラ２７と感光体ドラム７との間の空間は、トナーを感光体ドラム７に吸着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域をなしている。
【００４７】
前述した構成の現像装置１０は、トナーカートリッジ内のトナー等を十分に攪拌し、この攪拌したトナーを現像ローラ２７の外表面に吸着する。そして、現像装置１０は、現像ローラ２７が回転して、トナーを感光体ドラム７に吸着させる。こうして、現像装置１０は、トナーを現像ローラ２７に担持し、現像領域に搬送して、感光体ドラム７上の静電潜像を現像して、トナー像を形成する。
【００４８】
排紙部３１は、装置本体２の上面に設けられた排紙トレー２６と、一対の排紙ローラ２５と、を備えている。排紙ローラ２５は、互いの間に、定着装置２４の加熱ローラ２４ａ、加圧ローラ２４ｂ間に挟まれてトナー像が定着された転写紙Ｓが供給される。排紙ローラ２５は、トナー像が定着された転写紙Ｓを排紙トレー２６上に排出する。
【００４９】
前述した構成の画像形成装置１は、以下に示すように、転写紙Ｓに画像を形成する。まず、画像形成装置１は、プロセス部材５の感光体ドラム７を回転させ、この感光体ドラム７の外表面を一様に帯電チャージャ８により帯電する。光走査装置９は、感光体ドラム７の外表面にレーザ光を照射して、該感光体ドラム７の外表面に静電潜像を形成する。そして、静電潜像が現像領域に位置付けられると、現像装置１０の現像ローラ２７の外表面に吸着したトナーが感光体ドラム７の外表面に吸着して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム７の外表面に形成する。
【００５０】
そして、画像形成装置１は、給紙ユニット３の給紙ローラ１４等により搬送されてきた転写紙Ｓが、プロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの感光体ドラム７と転写ユニット４の搬送ベルト１７との間に位置して、各プロセス部材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの感光体ドラム７の外表面上に形成されたトナー像を順次転写紙Ｓに転写する。画像形成装置１は、定着装置２４で転写紙Ｓにトナー像を定着して、この転写紙Ｓを排紙部３１の排紙トレー２６上に排出する。こうして、画像形成装置１は、転写紙Ｓにカラー画像を形成する。
【００５１】
以下、光走査装置９の詳細について説明する。各感光体ドラム７を走査する光走査装置９は、一体的に構成され、転写紙Ｓの移動方向（図１中の矢印で示す）に沿って等間隔で配列された４つの感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに対し、各々に対応した後述する半導体レーザ３９からの光束を、後述する回転多面鏡２８での偏向後に分離して、導くことで同時に静電潜像を形成する。
【００５２】
以下、図面において、光束の光軸と平行な方向を矢印Ｘで示して光軸方向Ｘとよび、感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの軸芯と平行な方向を矢印Ｙで示して主走査方向Ｙとよび、光軸方向Ｘと主走査方向Ｙとの双方に対し直交する方向を矢印Ｚで示し副走査方向Ｚとよぶ。
【００５３】
光走査装置９は、図２に示すように、光走査装置本体（図示せず）と、光源装置３０と、第三光学系３２と、を備えている。光走査装置本体は、光源装置３０と、第三光学系３２とを収容する。光走査装置本体は、装置本体２に取り付けられる。
【００５４】
光源装置３０は、図２及び図３に示すように、光学ハウジング３３と、光源部３４と、第二光学系３６と、偏向ユニット３７と、を備えている。光学ハウジング３３には、光源部３４と、第二光学系３６と、偏向ユニット３７と、が収容される。光学ハウジング３３の側壁７９には、後述するマルチビーム光源ユニット３８を取り付けるための基準孔７１と、後述するスプリング５９が係止される突起７２と、が設けられている。
【００５５】
光源部３４は、四つのマルチビーム光源ユニット３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｋを備えている。四つのマルチビーム光源ユニット３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｋは、それぞれ、副走査方向Ｚに沿って、互いに間隔をあけて配置され、光学ハウジング３３に取り付けられる。四つのマルチビーム光源ユニット３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｋは、それぞれ、前述した感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋと１対１で対応している。本実施形態においては、四つのマルチビーム光源ユニット３８Ｙ、３８Ｍ、３８Ｃ、３８Ｋが射出する四つの光束は、それぞれ、副走査方向Ｚに±１．４６°、±３．３°傾斜している。
【００５６】
各マルチビーム光源ユニット３８は、それぞれ、図３（ａ）に示すように、一対の半導体レーザ３９ａ、３９ｂと、一対の押さえ部材４１ａ、４１ｂと、ベース部材４６と、ホルダ部材５３と、一対のカップリングレンズ５７ａ、５７ｂと、複数の留めネジ４５、５２と、スプリング５９と、ストッパ部材６０と、調節ネジ６１と、を備えている。
【００５７】
一対の半導体レーザ３９ａ、３９ｂは、主走査方向Ｙに沿って互いに間隔をあけて配置されているとともに、それぞれが図示しないプリント基板に実装されている。一対の半導体レーザ３９ａ、３９ｂは、一つの感光体ドラム７に対応する。即ち、各マルチビーム光源ユニット３８は、一つのプロセス部材５分の半導体レーザ３９ａ、３９ｂを備えている。一対の半導体レーザ３９ａ、３９ｂは、対応した感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに向かって光束を発する。一対の半導体レーザ３９ａ、３９ｂは、それぞれ、円筒状ヒートシンク部の外縁部に切り欠き４０ａ、４０ｂを備えている。
【００５８】
押さえ部材４１ａ、４１ｂは、それぞれ、平板状の押さえ本体と、挿入孔４２と、突起４３と、一対のネジ孔４４と、を備えている、挿入孔４２は、押さえ本体の中心部に、押さえ本体を貫通して設けられている。突起４３は、挿入孔４２の内面から凸に設けられている。貫通孔４４は、押さえ本体の外縁部に、挿入孔４２の中心を挟んで相対する位置に一対設けられている。一対の貫通孔４４は、押さえ本体を貫通している。
【００５９】
ベース部材４６は、平板状のベース本体と、嵌合孔４７ａ、４７ｂと、円筒状係合部４８と、突起部４９と、ネジ孔５１ａ、５１ｂと、を備えている。嵌合孔４７ａ、４７ｂは、ベース本体の中心部に、ベース本体を貫通して一対設けられている。嵌合孔４７ａ、４７ｂは、それぞれ、内側に半導体レーザ３９ａ、３９ｂが嵌合することで、半導体レーザ３９ａ、３９ｂを位置決めする。一対の嵌合孔４７ａ、４７ｂは、それぞれ、一対の半導体レーザ３９のそれぞれから射出される光束が後述するアパーチャ３５近傍において主走査断面内で交差するように、傾斜して形成されている。一対の嵌合孔４７ａ、４７ｂは、それぞれ、副走査方向Ｚの断面に対し互いに近づく方向に約３°傾斜しており、該嵌合孔４７ａ、４７ｂに嵌合される半導体レーザ３９は互いに近づく方向に主走査方向Ｙに約３°傾斜して取り付けられる。
【００６０】
円筒状係合部４８は、ベース本体のホルダ部材５３と相対する面から凸に設けられている。突起部４９は、円筒状係合部４８のホルダ部材５３と相対する面から凸に、一対の嵌合孔４７ａ、４７ｂの間に設けられている。突起部４９には、取付ガイド面５０ａ、５０ｂが設けられている。
【００６１】
取付ガイド面５０ａ、５０ｂは、突起部４９の中心を挟んで相対する位置に一対設けられている。取付ガイド面５０ａ、５０ｂは、それぞれ、嵌合孔４７ａ、４７ｂの内面と面一に、断面がＵ字状に形成されている。取付ガイド面５０ａ、５０ｂには、それぞれ、一対のカップリングレンズ５７ａ、５７ｂが取り付けられる。取付ガイド面５０ａ、５０ｂは、それぞれ、嵌合孔４７ａ、４７ｂと同様に、副走査方向Ｚの断面に対し互いに近づく方向に約３°傾斜している。ネジ孔５１ａ、５１ｂは、ベース本体を貫通して設けられている。ネジ孔５１ａ、５１ｂは、ベース本体の外縁部に、ベース本体の中心を挟んで一対設けられている。
【００６２】
ホルダ部材５３は、平板状のホルダ本体と、円筒部５４と、貫通孔５６ａ、５６ｂと、調節ネジ用孔５８と、を備えている。円筒部５４は、ホルダ本体のベース部材４６から離れた外面から凸に設けられている。円筒部５４には、先端部に円筒部突起５５ａ、５５ｂが設けられている。円筒部突起５５は、円筒部５４の外面から凸に、円筒部５４の軸芯を挟んで相対する位置に一対設けられている。調節ネジ用孔５８は、ホルダ本体の外縁部から突出した突部に設けられている。調節ネジ用孔５８は、調節ネジ６１が螺合する。
【００６３】
一対のカップリングレンズ５７ａ、５７ｂは、一対の半導体レーザ３９ａ、３９ｂのそれぞれに対応して設けられている。カップリングレンズ５７ａ、５７ｂは、それぞれ、外周部を取付ガイド面５０ａ、５０ｂに沿わせるようにしてベース部材４６に取り付けられる。カップリングレンズ５７ａ、５７ｂは、光軸が半導体レーザ３９の光軸と一致するように位置決めされ、ベース部材４６に接着固定される。本実施形態において、カップリングレンズ５７は、半導体レーザ３９から放射された発散性の光束を、以後の光学系に適した平行光束に変換する。なお、カップリングレンズ５７は、入射する光束を平行光束や、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束に変換することが可能である。
【００６４】
スプリング５９は、光源ユニット３８が光学ハウジング３３に取り付けられた際に、ホルダ部材５３の円筒部５４に取り付けられる。ストッパ部材６０は、円板状に形成されている。ストッパ部材６０は、ストッパ本体と、孔部７０と、を備えている。孔部７０は、ストッパ本体の中心部に設けられている。孔部７０は、光源ユニット３８が光学ハウジング３３に取り付けられた際に、ホルダ部材５３の円筒部５４が侵入する。
【００６５】
前述したマルチビーム光源ユニット３８は、以下のように組み立てられる。まず、一対の押さえ部材４１ａ、４１ｂの挿入孔４２ａ、４２ｂに、それぞれ、押さえ部材４１ａ、４１ｂの突起４３ａ、４３ｂと半導体レーザ３９の切り欠き４０ａ、４０ｂとを係合させて半導体レーザ３９ａ、３９ｂを挿入する。そして、留めネジ４５をベース部材４６と離れた側から押さえ部材４１ａ、４１ｂの貫通孔４４ａ、４４ｂを通過させてベース本体の図示しないネジ孔に螺合させ、押さえ部材４１ａ、４１ｂをベース部材４６に固定するとともに、半導体レーザ３９をベース部材４６の嵌合孔４７ａ、４７ｂに挿入させてベース部材４６に固定する。
【００６６】
続いて、カップリングレンズ５７ａ、５７ｂをベース部材４６に接着固定する。そして、ベース部材４６の円筒状係合部４８をホルダ部材５３に近づけ、ベース部材４６をホルダ本体に取り付ける。すると、ベース部材４６のネジ孔５１ａ、５１ｂとホルダ部材５３の貫通孔５６ａ、５６ｂとが連通する。留めネジ５２を、貫通孔５６ａ、５６ｂを通してネジ孔５１ａ、５１ｂに螺合させ、ベース部材４６をホルダ部材５３に固定する。
【００６７】
前述のように組み立てられたマルチビーム光源ユニット３８は、以下のように光学ハウジング３３に取り付けられる。ホルダ部材５３に設けられた円筒部５４に、光学ハウジング３３の側板に設けられた基準孔７１を貫通させる。取付壁のマルチビーム光源ユニット３８から離れた側から円筒部５４にスプリング５９を取り付け、ストッパ部材６０を円筒部突起５５に係合させる。マルチビーム光源ユニット３８は、スプリング５９の弾性復元力により、取付壁に密着して保持される。
【００６８】
続いて、スプリング５９の一端を取付壁の突起７２に引っ掛け、スプリング５９の他端をマルチビーム光源ユニット３８に引っ掛ける。マルチビーム光源ユニット３８は、円筒部５４の軸芯を回転軸とした回転力を付与される。調節ネジ６１を調節用ネジ孔５８に螺合させて該回転力を係止することにより、半導体レーザ３９の周りであるθ方向に光源ユニット３８全体を回転させてピッチを調整することができる。アパーチャ３５を、取付壁のマルチビーム光源ユニット３８から離れた側から取り付ける。
【００６９】
前述した構成のマルチビーム光源ユニット３８は、図３（ｂ）に示すように、例えば一つの半導体レーザ７３から構成され、該半導体レーザ７３が四個の発光源を持つものでもよい。半導体レーザ７３からの各光束は、ビーム合成手段を用いて合成される。この場合、半導体レーザ７３は一つであり、これに応じて押え部材４１等が一つである点が図３（ａ）と異なっている。図３（ａ）と同一構成部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
また、マルチビーム光源ユニット３８は、図３（ｃ）に示すように、一つの半導体レーザアレイ７４から構成されてもよい。図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す例に準じる構成のものであって、四個の発光源を持つ半導体レーザアレイ７４からの光ビームを、ビーム合成手段を用いて合成する例を示している。基本的な構成要素は図３（ａ）及び図３（ｂ）と同様であるから、ここでは説明を省略する。
【００７１】
即ち、マルチビーム光源ユニット３８は、一つの発光点を有する半導体レーザ３９を複数用いたり、複数の発光点を有する半導体レーザ７３を用いたり、複数の発光点を有する半導体レーザアレイ７４を用いること等により、複数の光束が感光体ドラム７を同時に走査するように構成されている。このため、高速化、高密度化を図った光走査装置及び画像形成装置を構成することができる。
【００７２】
第二光学系３６は、光学ハウジング３３内に収容されている。第二光学系３６は、図２等に示すように、カップリングレンズ５７を通過した光束が入射して、該光束を偏向ユニット３７に向けて射出する。第二光学系３６は、アパーチャ３５と、第一レンズ６５と、第二レンズ６６と、を備えている。アパーチャ３５と、第一レンズ６５と、第二レンズ６６とは、光源ユニット３８に近い方から、アパーチャ３５、第一レンズ６５、第二レンズ６６、の順に並んで配置されている。
【００７３】
アパーチャ３５は、平板状に形成されている。アパーチャ３５は、カップリングレンズ５７を通過した光束が通過する箇所に、それぞれの半導体レーザ３９に対応したスリット６４ａ、６４ｂを一対備えている。スリット６４ａ、６４ｂは、通過する光束の射出径を規定し、光束の形状を所望の形状に整形する。スリット６４ａ、６４ｂを通過した光束は、第一レンズへ向かって射出される。
【００７４】
第一レンズ６５と第二レンズ６６とは、それぞれの基準軸Ｋ（本明細書における基準軸Ｋとは、レンズの両面の形状表現式の原点同士を結んだ軸を示す）を一致させるように配置されている。第一レンズ６５と第二レンズ６６とは、副走査方向Ｚにのみパワーを有し、通過した光束を副走査方向Ｚにのみ収束して、主走査方向Ｙに長い線像として偏向ユニット３７の後述する偏向面６７上に結像させる。
【００７５】
第二光学系３６は、アパーチャ３５を物点とした像側テレセントリック系である。第二光学系３６は、アパーチャ３５と、第一レンズ６５と、第二レンズ６６とを、像側テレセントリック系となるように配置している。本実施形態では、第二光学系３６の合成焦点距離はf=100mmとしている。
【００７６】
図４は、従来の第二光学系３６の副走査断面の構成図を示している。なお、図４は、一つの半導体レーザから射出された光束のみを示している。また、図４は、第一レンズ６５と第二レンズ６６とを、一枚のレンズとして簡素化して表記している。
【００７７】
製造誤差等がない場合、第二光学系３６の基準軸Ｋ上を光束の主光線Ｐが通過する（図４（ａ））。しかし、実際には製造誤差等によって、アパーチャ３５を通過する光束が第二光学系３６の基準軸Ｋに対してチルトすることがある（図４（ｂ））。これにより、後述する偏向面６７への斜入射角が変化する。
【００７８】
後述するように、偏向面６７に斜入射する光束は、波面収差を補正するために、周辺像高の光束ほど第三光学系３２の第一走査レンズ６８で高く跳ね上げて射出させ、第二走査レンズ６９への副走査方向Ｚの入射位置を異ならせている。このため、第二走査レンズ６９への副走査方向Ｚの入射位置が変化すると、所望の補正が行われなくなる。偏向面６７への斜入射角が変化した場合、第一走査レンズ６８からの射出角が変化し、第二走査レンズ６９への入射位置も変化する。即ち、偏向面６７への斜入射角の変化により、所期の波面収差補正を行うことができなくなる。よって、ビームスポット径も大きくなり画像品質も劣化してしまう。また、副走査方向Ｚの屈折角も所期より変化し、走査線曲がりも増大してしまう。
【００７９】
前述した構成の第二光学系３６は、アパーチャ３５を物点とした像側テレセントリック系である。このため、第一光学系の製造誤差等によりアパーチャ３５通過時に光束が第二光学系３６の基準軸Ｋに対してチルトした場合でも、第二光学系３６から射出される光束は基準軸Ｋに対して平行となる。よって偏向面６７における斜入射角の変化はなくなり、これに起因する波面収差の劣化を防ぐことが可能となり、良好なビームスポット径の維持が可能となる。
【００８０】
図５は、本実施形態における第二光学系３６の副走査断面の構成図を示している。ここでは斜入射する光束の進行方向を基準に記載している。なお、図５は、一つの半導体レーザから射出された光束のみを示している。カップリングレンズ５７からの光束がチルトしていない場合は、第二光学系３６において光束は基準軸Ｋ上を通過する（図５（ａ））。一方、製造誤差等によりカップリングレンズ５７を通過した光束がチルトしていた場合は、第二光学系３６が像側テレセントリック系であるので第二光学系３６通過後の光束は基準軸Ｋに対して平行となり、偏向面６７への斜入射角の変化はない（図５（ｂ））。
【００８１】
また、前述した構成の第二光学系３６は、第一レンズ６５と第二レンズ６６とがプラスチックで構成されているとともに、副走査断面形状が非円弧形状の面をしている。このため、第二光学系３６の光軸に対して角度を有して入射した光束を偏向面６７上で線像を形成するよう像面の補正を行うことが可能となる。一般的に用いられている副走査断面形状が球面である通常のシリンドリカルレンズを組み合わせることも考えられるが、第二光学系３６の光軸に対して角度を有して入射した光束を偏向面６７上に線像を形成するよう補正するためには、レンズ枚数が増加しコストアップになる恐れがある。本実施形態の第一レンズ６５と第二レンズ６６とにすることで、高画質化とコストダウンを両立することが可能である。
【００８２】
また、前述した構成の第二光学系３６は、図６に示すように、第二光学系３６に入射する直前の光束と第二光学系３６の光軸との間の副走査方向Ｚの距離をZentとし、第二光学系３６から射出した直後の光束と第二光学系３６の光軸との間の副走査方向Ｚの距離をZexitとしたとき、次の条件式、
Zent＞Zexit
を満たすように、第二光学系３６を構成するとともに、第一レンズ６５及び第二レンズ６６のレンズ面を形成している。なお、図６は、第一レンズ６５と第二レンズ６６とから構成される第二光学系３６を、一枚のレンズとして簡素化して表記している。
【００８３】
第二光学系３６が像側テレセントリック系であるため、図６（ａ）に示すように、斜入射角が大きく変化した光束も第二光学系３６の光軸に平行にされて偏向面６７に向けて射出される（図６（ａ）のZ'exit）。このため、後述する回転多面鏡２８の副走査方向Ｚの高さが増加し、コストアップしてしまう可能性がある。しかし、上記条件式を満たすことで偏向面６７の入射位置の副走査方向Ｚの高さが抑えら、より低コストな光学系とすることができる（図６（ａ）のZexit）。
【００８４】
さらに、図６（ｂ）に示すように、第二光学系３６の光軸と第二光学系３６から射出される光束とが射出面の副走査方向Ｚで略一致するように、第二光学系３６を構成するとともに、第一レンズ６５及び第二レンズ６６のレンズ面を形成している。このようにすることで、回転多面鏡２８の副走査方向Ｚの高さを低減できるのみならず、第一光学系の位置が副走査方向Ｚに変化したとしてもその変化を打ち消す効果も期待できるようになる。なお、特許請求の範囲に記載の「前記第二光学系の光軸と前記第二光学系から射出される前記光束とが前記射出面の副走査方向で略一致する」とは、一致する場合も含んでいる。
【００８５】
偏向ユニット３７は、回転多面鏡２８と、回転多面鏡２８の回転を制御する回転制御手段（図示せず）と、を備えている。回転多面鏡２８は、図６に示すように、六角柱状に形成されている。回転多面鏡２８は、六角柱の軸芯即ち回転軸を中心に、回転制御手段によって等角速度回転する。回転軸は、副走査方向Ｚと一致するように設けられている。回転多面鏡２８の回転軸と平行な外面には、偏向面６７が設けられている。偏向面６７は、第二光学系３６から射出された光束が結像され、該光束を偏向して第三光学系３２へ向けて射出する。
【００８６】
前述した構成の偏向ユニット３７は、光学ハウジング３３内に収容されて、第二光学系３６から複数の光束が偏向面６７に導かれる。そして、偏向ユニット３７は、回転多面鏡２８の偏向面６７により偏向された光束を、回転多面鏡２８の等速回転とともに等角速度的に偏向して、第三光学系３２に向かって射出する。このとき、偏向面６７によって偏向された後の光束は、互いに分離するように間隔を拡げつつ第一走査レンズ６８に入射する。偏向ユニット３７は、光学ハウジング３３内に収容されて、外気から遮断されることで、外気の対流による回転数の変化が防止される。
【００８７】
前述した構成の光源装置３０は、各マルチビーム光源ユニット３８の半導体レーザ３９からの光束を第三光学系３２に向かって射出する。光源装置３０は、光走査装置本体に固定される。
【００８８】
また、前述した構成の光源装置３０は、各半導体レーザ３９から射出された光束が回転多面鏡２８を共通使用している。図７は、回転多面鏡２８以降の走査光学系６の副走査断面の構成図を示している。このようにすることで、回転多面鏡２８を一段で且つ副走査方向Ｚの厚みを低減でき、回転体としてのイナーシャを小さくでき起動時間を短くできる。また、従来の二段化された回転多面鏡２８と比較してコストダウン可能である。
【００８９】
また、前述した構成の光源装置３０は、第二光学系３６から射出された光束を、所望の角度に半導体レーザ３９、カップリングレンズ５７ａ、５７ｂ及び第二光学系３６を傾斜させることにより、回転反射鏡２８の回転軸に直交する平面に対して角度を有して入射させる（斜入射させる）。更に折り返しミラーを設け、折り返しミラーに光束を反射させることにより角度をつけてもよい。
【００９０】
第三光学系３２は、第一走査レンズ６８と、四つの第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋと、複数の折り返しミラー８０と、を備えている。
【００９１】
第一走査レンズ６８は、四つのマルチビーム光源ユニット３８から射出されたすべての光束が通過する。第一走査レンズ６８は、プラスチックで構成されている。第一走査レンズ６８は、基準軸Ｋを含む副走査断面における屈折力が略ゼロになるように形成されている。これは、基準軸Ｋ近傍では第一走査レンズ６８に入射する光束のねじれ（スキュー）による波面収差の劣化が少ないことと、製造誤差や組み付け時の偏心による性能の変動を低減させるためである。また、周辺像高に向かう光束に対しては、基準軸Ｋから離れるに従い副走査断面内においてパワーの強くなるレンズとして像高が高いほど光束をより跳ね上げることで波面収差補正を行っている。
【００９２】
第一走査レンズ６８は、偏向面６７からの光束が入射する第１面７５と、該光束が射出される第２面７６と、を備えている。第１面７５と第２面７６とには、副走査断面内の曲率が変化する特殊トロイダル面が設けられている。
【００９３】
特殊トロイダル面の面形状は、以下の式１によって表される。ただし、本発明では、以下の式１に限定されるものではなく、同一の面形状を別の形状式を用いて特定することも可能である。
【００９４】
光軸を含み主走査方向Ｙに平行な平断面である主走査断面内の近軸曲率半径をＲＹ、光軸を含み主走査断面に直交する副走査断面内の近軸曲率半径をＲＺ、光軸から主走査方向Ｙの距離をＹ、高次係数をＡ４、Ａ６、Ａ８…とする。なお、特殊トロイダル面の場合、式１中のＦはすべて０である。
【００９５】
【数１】
2008076563.tif 000003
【００９６】
第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋは、プラスチックで構成されている。第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋは、第一走査レンズ６８からの光束が入射する第３面７７と、該光束が出射される第４面７８と、を備えている。第４面７８には、副走査断面内の曲率を持たず傾きのみ有する特殊チルト偏心面が設けられている。特殊チルト偏心面は、斜入射する光束の走査線曲がりを補正する。
【００９７】
特殊チルト偏心面の面形状は、前述の式１によって表される。ただし、本発明では、前述の式１に限定されるものではなく、同一の面形状を別の形状式を用いて特定することも可能である。なお、特殊チルト偏心面の場合、式１中のＢはすべて０である。
【００９８】
複数の折り返しミラー８０は、長手方向が、感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの長手方向と平行な帯板状に形成されている。複数の折り返しミラー８０は、図１等に示すように、第一走査レンズ６８を通過した光束を第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋを介して感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの外表面に導くように、適宜適所に設けられている。
【００９９】
前述した構成の第三光学系３２は、光源装置３０の回転多面鏡２８の偏向面６７から四つの光束が入射する。第一走査レンズ６８を透過した光束は、続いて第二走査レンズ６９を透過する。光束は感光体ドラム７上にスポット状に結像し、画像情報に基いた静電潜像を形成する。
【０１００】
また、前述した構成の第三光学系３２は、第一走査レンズ６８が特殊トロイダル面を備え、波面収差及び走査線曲がりを補正している。また、第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋが特殊チルト偏心面を備え、走査線曲がりを補正している。しかし、第一走査レンズ６８に入射する光束のねじれ（スキュー）による波面収差の劣化量や、偏向面６７に斜入射することによる像高間での物点の副走査方向Ｚの変化量、偏向面６７と第一走査レンズ６８の入射面との距離は、像高間で異なるため、波面収差の補正や走査線曲がりの補正を完全に行うことはできない。
【０１０１】
そこで、第一走査レンズ６８の基準軸Ｋを含む副走査断面におけるパワーを略ゼロとし且つそのレンズ面は像高に応じて副走査断面内の曲率が変化する特殊トロイダル面とすることで、波面収差を補正している。さらに好ましくは、第一走査レンズ６８を副走査方向Ｚに最も屈折力の大きなレンズより回転多面鏡２８側に配設するのとよい。
【０１０２】
前述した構成の光走査装置は、光源装置３０から射出された光束を、第三光学系３２を通過させて感光体ドラム７へと導いている。図２に示すように、偏向面６７に入射する光束を第三光学系３２に干渉させないように主走査方向Ｙに角度を持って入射させることで、副走査方向Ｚの入射角度を小さく設定できる。前述のように、副走査方向Ｚの斜入射させる角度が大きいと光学性能の劣化が大きくなるため、良好な補正は困難になってしまう。このため、回転多面鏡２８の偏向面６７に入射する光束を主走査方向Ｙに角度を持って入射させることが望ましい。
【０１０３】
本実施形態によれば、第二光学系３６は少なくとも略像側テレセントリック系である。このため、第二光学系３６に入射する光束は、入射面への入射角に依存することなく、射出面から射出される際に主光線が光軸と平行になる。よって、第二光学系３６への入射角度が変動しても、第二光学系３６から射出した光束の斜入射角度は変動しにくい。したがって、製造誤差等の公差変動に対する感度を小さくし、波面収差劣化等を引き起こす斜入射角度変動を起こりにくくすることができる。
【０１０４】
第二光学系３６は、アパーチャ３５を物点とした略像側テレセントリック系である。このため、アパーチャ３５を通過して第二光学系３６に入射する光束は、入射面への入射角に依存することなく、射出面から射出される際に主光線が光軸と平行になる。よって、第二光学系３６への入射角度が変動しても、第二光学系３６から射出した光束の射入射角度は変動しにくい。したがって、製造誤差等の公差変動に対する感度を小さくし、波面収差劣化等を引き起こす斜入射角度変動を起こりにくくすることができる。
【０１０５】
第二光学系３６は、副走査方向Ｚの断面が非円弧形状である面を備えている。このため、第二光学系３６の光軸に対して角度を有して入射した光束も、偏向面６７上で線像を形成するように効果的に補正される。また、球面レンズを用いる場合と比較してレンズの枚数は低減される。したがって、波面収差等による走査線の劣化を有効に補正することができる。
【０１０６】
第二光学系３６のプラスチックレンズが非円弧形状の面を備えている。このため、ガラスレンズを用いる場合と比較してコストは低減される。したがって、低コストでありながら、波面収差等による走査線の劣化を有効に補正することができる。
【０１０７】
第二光学系３６から射出される光束は、第二光学系３６に入射する光束より、副走査方向Ｚにおいて第二光学系３６の光軸に近い。このため、入射時に光軸から離れていた光束も射出時には光軸に近づけられて、偏向器の偏向面６７で集約して結像されるため、偏向器の副走査方向Ｚの高さが抑えられる。したがって、偏向器のサイズを小さくすることができ、省スペースで低コストな走査光学系６を提供することができる。
【０１０８】
第二光学系３６から射出される光束は、副走査方向Ｚにおいて第二光学系３６の光軸に略一致する。このため、入射時に光軸から離れていた光束も射出時には光軸に略一致し、偏向器の偏向面６７でより集約して結像されるため、偏向器の副走査方向Ｚの高さがさらに抑えられる。したがって、偏向器のサイズを小さくすることができ、省スペースで低コストな走査光学系６を提供することができる。
【０１０９】
光源は複数の発光点を備えている。このため、複数の走査線により同時に走査を行うことができる。したがって、より高速な走査光学系６を提供することができる。
【０１１０】
製造誤差等の公差変動による偏向器への斜入射角度の変動に対応可能な走査光学系６が、電子写真書き込み手段として備えられている。したがって、製造誤差等の公差変動に対する感度を小さくし、波面収差等による走査線の劣化を有効に補正することができる画像形成装置１を提供することができる。
【０１１１】
前述した実施形態では、光源部３４は、マルチビーム光源ユニット３８を備えており、複数の発光点からの光束が一つの感光体ドラム７を走査していた。しかしながら、本発明では、一つの発光点からの光束が一つの感光体ドラム７の外表面を走査するものでも勿論よい。
【０１１２】
また、前述した実施形態では、図７等に示すように、単一の偏向面６７に全ての光束が斜入射する片側走査光学系であった。しかしながら、本発明では、図８に示すように、複数の偏向面６７に同時に入射する対向走査光学系でもよい。また、水平入射と斜入射とが混在した走査光学系６でもよい。
【０１１３】
本発明では、前述した構成の第三光学系３２は、走査線曲がりの発生を小さく抑えるために、第三光学系３２の副走査断面内における結像倍率を１．０倍以下の縮小光学系としてもよい。このようにすることで、走査光学系６の製造上の誤差および組み付け上の誤差が発生したとしても、走査線曲がりの変化の影響を小さく抑えることができる。
【０１１４】
さらに本発明では、最も感光体ドラム７に近いレンズに、像高に応じて副走査方向Ｚの曲率が異なる面を少なくとも一面用いるとよい。このような構成にすることで像高間の倍率偏差を十分に低減することができる。また、副走査方向Ｚの像面湾曲をより良好に補正する効果も期待できる。
【０１１５】
さらに本発明では、前記副走査方向Ｚの曲率を、基準軸Ｋを中心として主走査方向Ｙに非対称に変化させるとよい。本実施形態においては、光束を主走査方向Ｙに角度を持って回転多面鏡２８に入射させている。この結果、回転多面鏡２８による「光学的サグ」の発生は、第一走査レンズ６８及び第二走査レンズ６９の基準軸Ｋに対して主走査方向Ｙに対称に発生しない。つまり、諸収差が発生する原因となる光路長差が中心に対し左右対称とならないため諸収差の発生も左右非対称に発生するため、このような構成とすることで効果的な収差補正が可能となる。
【０１１６】
また、本発明の発明者は、前述した実施形態に記載された第一走査レンズ６８及び第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋを製造して、本発明の効果を確認した。
【０１１７】
（実施例１）
波長が７８０ｎｍの光束を射出する半導体レーザ３９を用い、主走査方向Ｙの走査幅を２２０ｍｍとし、偏向面が６面で内接円の半径が１３ｍｍの回転多面鏡２８を用い、回転多面鏡２８への入射角を主走査断面で６０°とし、副走査断面で１．４６°及び３．３０°とし、走査光学系６の副走査横倍率を−０．４９とし、回転多面鏡２８の偏向範囲を±２３．４°とした。
【０１１８】
第一走査レンズ６８の第１面と第２面とを特殊トロイダル面とし、第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの第４面を特殊偏心チルト面とした。
【０１１９】
また、内側の光束（偏向面６７に±１．４６°の斜入射角で入射する光束）に対する第一走査レンズ６８及び第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの相対的な位置関係等を以下の表１に示す関係とし、外側の光束（偏向面６７に±３．３０°の斜入射角で入射する光束）に対する第一走査レンズ６８及び第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの相対的な位置関係等を以下の表２に示す関係とした。
【０１２０】
【表１】
2008076563.tif 000004
【０１２１】
【表２】
2008076563.tif 000005
【０１２２】
なお、表１及び表２において、主走査断面内の近軸曲率半径をＲＹ、副走査断面内の近軸曲率半径をＲＺ、光軸方向Ｘの次の面までの距離をＸ、副走査方向Ｚの次の面までの距離をＺ、設計波長での屈折率をＮ、とする。
【０１２３】
さらに、第一走査レンズ６８の第１面及び第２面それぞれの各種の式１中のパラメータを以下の表３とし、内側の光束に対する第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの第３面及び第４面それぞれの各種の式１のパラメータを以下の表４とし、外側の光束に対する第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの第３面及び第４面それぞれの各種の式１のパラメータを以下の表５とした。
【０１２４】
【表３】
2008076563.tif 000006
【０１２５】
【表４】
2008076563.tif 000007
【０１２６】
【表５】
2008076563.tif 000008
【０１２７】
（実施例２）
波長が７８０ｎｍの光束を射出する半導体レーザ３９を用い、主走査方向Ｙの走査幅を２２０ｍｍとし、偏向面が６面で内接円の半径が１３ｍｍの回転多面鏡２８を用い、回転多面鏡２８への入射角を主走査断面で６０°とし、副走査断面で１．４６°及び３．３０°とし、走査光学系６の副走査横倍率を−０．４９とし、回転多面鏡２８の偏向範囲を±２４．０°とした。
【０１２８】
第一走査レンズ６８の第１面と第２面とを特殊トロイダル面とし、第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの第４面を特殊偏心チルト面とした。
【０１２９】
また、内側の光束（偏向面６７に±１．４６°の斜入射角で入射する光束）に対する第一走査レンズ６８及び第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの相対的な位置関係等を以下の表６に示す関係とし、外側の光束（偏向面６７に±３．３０°の斜入射角で入射する光束）に対する第一走査レンズ６８及び第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの相対的な位置関係等を以下の表７に示す関係とした。
【０１３０】
【表６】
2008076563.tif 000009
【０１３１】
【表７】
2008076563.tif 000010
【０１３２】
なお、表６及び表７において、主走査断面内の近軸曲率半径をＲＹ、副走査断面内の近軸曲率半径をＲＺ、光軸方向Ｘの次の面までの距離をＸ、副走査方向Ｚの次の面までの距離をＺ、設計波長での屈折率をＮ、とする。
【０１３３】
さらに、第一走査レンズ６８の第１面及び第２面それぞれの各種の式１中のパラメータを以下の表８とし、内側の光束に対する第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの第３面及び第４面それぞれの各種の式１のパラメータを以下の表９とし、外側の光束に対する第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの第３面及び第４面それぞれの各種の式１のパラメータを以下の表１０とした。
【０１３４】
【表８】
2008076563.tif 000011
【０１３５】
【表９】
2008076563.tif 000012
【０１３６】
【表１０】
2008076563.tif 000013
【０１３７】
（実施例３）
波長が７８０ｎｍの光束を射出する半導体レーザ３９を用い、主走査方向Ｙの走査幅を３３０ｍｍとし、偏向面が６面で内接円の半径が１８ｍｍの回転多面鏡２８を用い、回転多面鏡２８への入射角を主走査断面で６０°とし、副走査断面で２．４０°及び３．３０°とし、走査光学系６の副走査横倍率を−０．４９とし、回転多面鏡２８の偏向範囲を±３３．７°とした。
【０１３８】
第一走査レンズ６８の第１面と第２面とを特殊トロイダル面とし、第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの第４面を特殊偏心チルト面とした。
【０１３９】
また、内側の光束（偏向面６７に±２．４０°の斜入射角で入射する光束）に対する第一走査レンズ６８及び第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの相対的な位置関係等を以下の表１１に示す関係とし、外側の光束（偏向面６７に±３．３０°の斜入射角で入射する光束）に対する第一走査レンズ６８及び第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの相対的な位置関係等を以下の表１２に示す関係とした。
【０１４０】
【表１１】
2008076563.tif 000014
【０１４１】
【表１２】
2008076563.tif 000015
【０１４２】
なお、表１１及び表１２において、主走査断面内の近軸曲率半径をＲＹ、副走査断面内の近軸曲率半径をＲＺ、光軸方向Ｘの次の面までの距離をＸ、副走査方向Ｚの次の面までの距離をＺ、設計波長での屈折率をＮ、とする。
【０１４３】
さらに、第一走査レンズ６８の第１面及び第２面それぞれの各種の式１中のパラメータを以下の表１３とし、内側の光束に対する第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの第３面及び第４面それぞれの各種の式１のパラメータを以下の表１４とし、外側の光束に対する第二走査レンズ６９Ｙ、６９Ｍ、６９Ｃ、６９Ｋの第３面及び第４面それぞれの各種の式１のパラメータを以下の表１５とした。
【０１４４】
【表１３】
2008076563.tif 000016
【０１４５】
【表１４】
2008076563.tif 000017
【０１４６】
【表１５】
2008076563.tif 000018
【０１４７】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の構成図である。
【図２】図１中の走査光学系の構成図である。
【図３】（ａ）は複数の半導体レーザを用いたマルチビーム光源を構成する光源ユニットを分解して示す斜視図であり、（ｂ）は複数の発光点を持つ半導体レーザを用いたマルチビーム光源を構成する光源ユニットを分解して示す斜視図であり、（ｃ）は半導体レーザアレイを用いたマルチビーム光源の要部を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は製造誤差等がない場合の従来の走査光学系の光源から偏向器までの副走査方向の断面図であり（ｂ）は製造誤差等がある場合の従来の走査光学系の光源から偏向器までの副走査方向の断面図である。
【図５】（ａ）は製造誤差等がない場合の図２中の走査光学系の光源から偏向器までの副走査方向の断面図であり（ｂ）は製造誤差等がある場合の図２中の走査光学系の光源から偏向器までの副走査方向の断面図である。
【図６】（ａ）は図５（ｂ）に示された光束においてＺｅｎｔ＞Ｚｅｘｉｔとなる状態の説明図であり、（ｂ）は図５（ｂ）に示された光束においてＺｅｎｔとＺｅｘｉｔとが略等しくなる状態の説明図である。
【図７】図１中の走査光学系の要部を拡大して示す断面図である。
【図８】図１中の走査光学系の変形例を示す断面図である。を示す副走査方向Ｚの断面図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１    画像形成装置
６    走査光学系
２８    回転多面鏡（偏向器）
３２    第三光学系
３４    光源部
３５    アパーチャ
３６    第二光学系
３８    マルチビーム光源ユニット
３９ａ、３９ｂ    半導体レーザ（光源）
５７ａ、５７ｂ    カップリングレンズ（第一光学系）
６３    第三光学系
６７    偏向面
Ｘ    主走査方向
Ｚ    副走査方向
【図１】
2008076563.tif 000019
【図２】
2008076563.tif 000020
【図３】
2008076563.tif 000021
【図４】
2008076563.tif 000022
【図５】
2008076563.tif 000023
【図６】
2008076563.tif 000024
【図７】
2008076563.tif 000025
【図８】
2008076563.tif 000026