(57)【要約】【課題】副走査ビームピッチのずれを小さくする。【解決手段】複数の発光部を有する光源と、光源からの光束を偏向するポリゴンミラーと、光源からポリゴンミラーに向かう光束の光路上に配置され、光源からの光束ポリゴンミラー近傍で副走査方向に関して結像させるシリンドリカルレンズと、ポリゴンミラーで偏向された光束を感光体ドラムに導く走査光学系とを備えている。そして、ｃｈ１及びｃｈ４０の各主光線は、シリンドリカルレンズを通過後、互いに近づくように進み、シリンドリカルレンズと像面側走査レンズの間では交差しないように設定されている。そこで、光の進行方向に関して像面位置Ｐｉｍｇがずれても副走査ビームピッチの変化は小さい。【選択図】図１０
2008268721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束により被走査面を走査する光走査装置であって、
複数の発光部を有する光源と；
前記光源からの光束を偏向する偏向器と；
前記光源から前記偏向器に向かう光束の光路上に配置され、前記光源からの光束を前記偏向器近傍で副走査方向に関して結像させる第１の光学系と；
前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に結像させる第２の光学系と；を備え、
前記第１の光学系に入射する複数の光束のうち、副走査方向に関して両端に位置する２つの光束の主光線は、
前記第１の光学系を通過後、互いに平行あるいは近づくように進み、かつ
前記第２の光学系における副走査方向の正のパワーが最も大きい光学素子と前記第１の光学系との間では交差しないことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記光源と前記第１の光学系との間で、前記第１の光学系の物体側焦点位置あるいは該物体側焦点位置から前記光源側にシフトした位置に配置され、開口部と遮光部とを有し、前記光源からの光束を整形する開口板を更に備え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】
前記偏向器は偏向反射面を有し、
前記偏向器に入射する光束は、少なくとも副走査方向に関して、前記偏向反射面の法線方向に対して傾斜した方向から入射し、
前記偏向器から前記光源側に向かう光束が前記開口板の遮光部で遮光されることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光源は、複数の発光部が２次元的に配列された面発光レーザアレイを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
少なくとも１つの像担持体と；
前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する少なくとも１つの請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
【請求項６】
前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光束により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラムの軸方向にポリゴンスキャナ（例えば、ポリゴンミラー）を用いてレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させ潜像を形成する方法が一般的である。このような電子写真の分野では、画像品質を向上させるために画像の高密度化、及び操作性を向上させるために画像出力の高速化が画像形成装置に求められている。
【０００３】
高密度化と高速化を両立させる一つの方法として、光源から出射される光束のマルチビーム化がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、発光素子とその駆動回路が搭載され、画像形成装置本体に固定される筐体に取り付けられる第１の基板と、画像形成装置本体からのハーネスを接続するコネクターが搭載され、第１の基板とは分離されて、筐体に取り付けられる第２の基板と、第１の基板の端子と第２の基板の端子とを、電気的に接続する弾性変形可能な接続部材と、を有することを特徴とする光走査装置が開示されている。この光走査装置では、マルチビーム光源として面発光型のレーザアレイが用いられている。
【０００５】
また、特許文献２には、独立して変調可能な複数の発光点を２次元的に配設した光源と、光源から射出した発散光束をカップリングするカップリングレンズと、からなる組みを複数組み合わせて構成したことを特徴とする光源装置が開示されている。この光源装置では、光源に垂直キャビティ面発光レーザアレイが用いられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８７２９２号公報
【特許文献２】特開２００５−２５０３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、複数の光束で被走査面を走査する場合に、光源と被走査面との間に配置されている光学素子の位置誤差や光学素子の形状誤差などにより、被走査面での副走査方向に関するビームピッチ（以下では、便宜上「副走査ビームピッチ」ともいう）が所望の値（例えば、設計値）からずれることがある。この副走査ビームピッチのずれは、今後予想される更なる画像の高密度化に際して、画像品質に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、副走査ビームピッチのずれを小さくすることができる光走査装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、高品質の画像を高速で形成することができる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】
【００１０】
本発明は、第１の観点からすると、光束により被走査面を走査する光走査装置であって、複数の発光部を有する光源と；前記光源からの光束を偏向する偏向器と；前記光源から前記偏向器に向かう光束の光路上に配置され、前記光源からの光束を前記偏向器近傍で副走査方向に関して結像させる第１の光学系と；前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に結像させる第２の光学系と；を備え、前記第１の光学系に入射する複数の光束のうち、副走査方向に関して両端に位置する２つの光束の主光線は、前記第１の光学系を通過後、互いに平行あるいは近づくように進み、かつ前記第２の光学系における副走査方向の正のパワーが最も大きい光学素子と前記第１の光学系との間では交差しないことを特徴とする光走査装置である。
【００１１】
これによれば、第１の光学系に入射する複数の光束のうち、副走査方向に関して両端に位置する２つの光束の主光線は、第１の光学系を通過後、互いに平行あるいは近づくように進み、かつ第２の光学系における副走査方向の正のパワーが最も大きい光学素子と第１の光学系との間では交差しないように設定されている。この場合に、光源と被走査面との間に配置されている光学素子の位置誤差や光学素子の形状誤差による副走査ビームピッチの変動を小さくすることができる。従って、結果として、副走査ビームピッチのずれを小さくすることが可能となる。
【００１２】
本発明は、第２の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。
【００１３】
これによれば、少なくとも１つの本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１０００の概略構成が示されている。
【００１５】
このプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングブレード１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、及び排紙トレイ１０４３などを備えている。
【００１６】
感光体ドラム１０３０の表面には、感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。ここでは、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。
【００１７】
帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングブレード１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に関して、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングブレード１０３５の順に配置されている。
【００１８】
帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。
【００１９】
光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面に、上位装置（例えばパソコン）からの画像情報に基づいて変調された光束を照射する。これにより、感光体ドラム１０３０の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム１０３０の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。
【００２０】
トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。
【００２１】
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。
【００２２】
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。
【００２３】
転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。
【００２４】
この定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。
【００２５】
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
【００２６】
クリーニングブレード１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１の位置に戻る。
【００２７】
次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。
【００２８】
この光走査装置１０１０は、図２に示されるように、光源１４、カップリングレンズ１５、開口板１６、シリンドリカルレンズ１７、反射ミラー１８、ポリゴンミラー１３、偏向器側走査レンズ１１ａ、像面側走査レンズ１１ｂ、ハーフミラー２３、結像レンズ２４、及びフォトダイオード２５などを備えている。なお、本明細書では、感光体ドラム１０３０の長手方向をＹ軸方向、このＹ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２つの方向をＺ軸方向及びＸ軸方向として説明する。
【００２９】
光源１４は、一例として４０個の発光部が１つの基板上に形成された面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の２次元アレイ（２次元アレイ１００とする）を有している。
【００３０】
この２次元アレイ１００は、図３に示されるように、主走査方向に対応する方向（以下では、便宜上「Ｍ方向」ともいう）から副走査方向に対応する方向（以下では、便宜上「Ｓ方向」ともいう）に向かって傾斜角αをなす方向（以下では、便宜上「Ｔ方向」という）に沿って４個の発光部が等間隔に配置された発光部列を１０列有している。そして、これら１０列の発光部列は、Ｔ方向に直交する方向に等間隔に配置されている。すなわち、４０個の発光部は、マトリックス状に配列されている。ここでは、便宜上、図３における紙面の上から下に向かって、第１発光部列、第２発光部列、・・・、第１０発光部列ということとする。
【００３１】
そして、Ｍ方向に関して両端に位置する２つの発光部の間隔Ｌ１は２７０μｍ、Ｓ方向に関して両端に位置する２つの発光部の間隔Ｌ２は３２０μｍである。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいうものとする。
【００３２】
また、各発光部を特定するために、便宜上、図３における紙面左上から右下に向かって、第１発光部列を構成する４個の発光部にｖ１〜ｖ４、第２発光部列を構成する４個の発光部にｖ５〜ｖ８、・・・、第１０発光部列を構成する４個の発光部にｖ３７〜ｖ４０の番号をつけている。
【００３３】
各発光部は、設計上の発振波長が７８２ｎｍであり、一例として図４に示されるように、ｎ―ＧａＡｓ基板１１１上に、下部反射鏡１１２、スペーサー層１１３、活性層１１４、スペーサー層１１５、上部反射鏡１１７、及びｐコンタクト層１１８などの半導体層が、順次積層されている。なお、以下では、これら複数の半導体層が積層されているものを、便宜上「積層体」ともいう。また、活性層１１４近傍の拡大図が図５に示されている。
【００３４】
下部反射鏡１１２は、ｎ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層（低屈折率層１１２ａとする）とｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層（高屈折率層１１２ｂとする）とをペアとして、４０．５ペア有している。各屈折率層はいずれも、発振波長をλとするとλ／４の光学厚さとなるように設定されている。なお、低屈折率層１１２ａと高屈折率層１１２ｂとの間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層（図示省略）が設けられている。
【００３５】
スペーサー層１１３は、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなる層である。
【００３６】
活性層１１４は、図５に示されるように、Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓからなる量子井戸層１１４ａとＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる障壁層１１４ｂを有している。
【００３７】
スペーサー層１１５は、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなる層である。
【００３８】
スペーサー層１１３と活性層１１４とスペーサー層１１５とからなる部分は、共振器構造体とも呼ばれており、その厚さが１波長（ここでは、波長λ＝７８２ｎｍ）の光学厚さとなるように設定されている（図５参照）。
【００３９】
上部反射鏡１１７は、ｐ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層（低屈折率層１１７ａとする）とｐ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層（高屈折率層１１７ｂとする）とをペアとして、２４ペア有している。各屈折率層はいずれも、λ／４の光学厚さとなるように設定されている。なお、低屈折率層１１７ａと高屈折率層１１７ｂとの間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層（図示省略）が設けられている。
【００４０】
上部反射鏡１１７における共振器構造体からλ／４離れた位置には、ＡｌＡｓからなる被選択酸化層１１６が設けられている。
【００４１】
次に、上記２次元アレイ１００の製造方法について簡単に説明する。
【００４２】
（１）上記積層体を有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）あるいは分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）を用いた結晶成長によって作成する。
【００４３】
（２）それぞれが発光部となる複数の領域の各周囲にドライエッチング法により溝を形成し、いわゆるメサ部を形成する。ここでは、エッチング底面は下部反射鏡１１２中に達するように設定されている。なお、エッチング底面は少なくとも被選択酸化層１１６を超えたところにあれば良い。これにより、被選択酸化層１１６が溝の側壁に現れることとなる。また、メサ部の大きさ（直径）は、１０μｍ以上であることが好ましい。あまり小さいと素子動作時に熱がこもり、発光特性に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。さらに、溝の幅は５μｍ以上であることが好ましい。溝の幅があまり狭いとエッチングの制御が難しくなるからである。
【００４４】
（３）溝が形成された積層体を水蒸気中で熱処理し、選択的にメサ部における被選択酸化層１１６の一部を酸化してＡｌｘＯｙの絶縁物層に変える。このとき、メサ部の中央部には、被選択酸化層１１６における酸化されていないＡｌＡｓ領域が残留する。これにより、発光部の駆動電流の経路をメサ部の中央部だけに制限する、いわゆる電流狭窄構造が形成される。
【００４５】
（４）各メサ部の上部電極１０３が形成される領域及び光出射部１０２を除いて、例えば厚さ１５０ｎｍのＳｉＯ２保護層１２０を設け、さらに各溝にポリイミド１１９を埋め込んで平坦化する。
【００４６】
（５）各メサ部におけるｐコンタクト層１１８上の光出射部１０２を除いた領域に上部電極１０３をそれぞれ形成し、積層体の周辺に各ボンディングパッド（不図示）を形成する。そして、各上部電極１０３とそれぞれに対応するボンディングパッドとを繋ぐ各配線（不図示）を形成する。
【００４７】
（６）積層体裏面に下部電極（ｎ側共通電極）１１０を形成する。
【００４８】
（７）積層体を複数のチップに切断する。
【００４９】
図２に戻り、カップリングレンズ１５は、光源１４から射出された光束を略平行光とする。
【００５０】
開口板１６は、カップリングレンズ１５とシリンドリカルレンズ１７との間の光路上で、シリンドリカルレンズ１７の物体側焦点位置あるいは該物体側焦点位置からカップリングレンズ１５側にシフトした位置に配置され、カップリングレンズ１５を介した光束の少なくとも副走査方向のビーム径を規定する開口部及び遮光部を有する。
【００５１】
シリンドリカルレンズ１７は、開口板１６と反射ミラー１８との間の光路上に配置され、開口板１６の開口部を通過した光束を、反射ミラー１８を介してポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍に副走査方向に関して結像する。ここでは、シリンドリカルレンズ１７の焦点距離は５８ｍｍであり、開口板１６とシリンドリカルレンズ１７との距離は６２．５ｍｍである。
【００５２】
一例として図６に示されるように、発光部ｖ１から射出された光束（以下では、便宜上「ｃｈ１」ともいう）及び発光部ｖ４０から射出された光束（以下では、便宜上「ｃｈ４０」ともいう）の各主光線は、シリンドリカルレンズ１７を通過後、互いに近づくように進む。
【００５３】
また、一例として図７に示されるように、カップリングレンズ１５及びシリンドリカルレンズ１７の光軸は、副走査方向に関して、ポリゴンミラー１３の偏向反射面の法線方向に対して角度θｔだけ傾斜して配置されている。ここでは、一例としてθｔは０．７０度（ｄｅｇ）である。すなわち、偏向器前光学系は、いわゆる斜入射光学系である。なお、図７では、分かりやすくするため、便宜的に反射ミラー１８からポリゴンミラー１３に向かう光路を回転してＸ軸方向に一致させている。
【００５４】
これにより、光源１４からの光束は、副走査方向に関して、偏向反射面の法線方向に対して傾斜して偏向反射面に入射（斜入射）する。この場合には、一例として図８（Ａ）に示されるように、偏向反射面で反射された光束は、開口板１６の近傍で集光され、開口板１６の遮光部によって遮光される。従って、偏向反射面で反射された光束が、光源側に戻ることを抑制することができる。
【００５５】
なお、仮に、ｃｈ１及びｃｈ４０の各主光線が、シリンドリカルレンズ１７を通過後、互いに離れるように進む場合には、一例として図８（Ｂ）に示されるように、偏向反射面で反射された光束の一部は、開口板１６の開口部を通過し、光源側に戻るおそれがある。
【００５６】
また、反射ミラー１８からポリゴンミラー１３への光束の入射方向と、ポリゴンミラー１３の偏向反射面により感光体ドラム１０３０の表面における像高０の位置（図９における符号ｐ０の位置）へ向けて反射される光束の進行方向とのなす角（図９におけるθｒ）は６４．０度である。
【００５７】
ところで、光源１４とポリゴンミラー１３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ１５と開口板２３とシリンドリカルレンズ１７と反射ミラー１８とから構成されている。
【００５８】
図２に戻り、シリンドリカルレンズ１７とポリゴンミラー１３との間、及びポリゴンミラー１３と偏向器側走査レンズ１１ａとの間には、防音ガラス２１が配置されている。
【００５９】
ポリゴンミラー１３は、一例として内接円の半径が７ｍｍの４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１３は、Ｚ軸方向に平行な軸の周りを等速回転しながら、反射ミラー１８からの光束を偏向する。
【００６０】
偏向器側走査レンズ１１ａは、ポリゴンミラー１３で偏向された光束の光路上に配置されている。ここでは、一例として、偏向器側走査レンズ１１ａの入射面（第１面）は、ポリゴンミラー１３に対して、Ｘ軸方向に関して４６．４１ｍｍ（図９における符号ｄ６）、Ｚ軸方向に関して−０．６５ｍｍの位置にある。また、偏向器側走査レンズ１１ａの入射面（第１面）は、副走査方向に関して２．５０度（ｄｅｇ）傾斜している。
【００６１】
像面側走査レンズ１１ｂは、偏向器側走査レンズ１１ａを介した光束の光路上に配置されている。ここでは、一例として、像面側走査レンズ１１ｂの入射面（第３面）は、偏向器側走査レンズ１１ａの射出面（第２面）に対して、Ｘ軸方向に関して８９．７４ｍｍ（図８における符号ｄ８）、Ｚ軸方向に関して−０．７６ｍｍの位置にある。また、像面側走査レンズ１１ｂの入射面（第３面）は、副走査方向に関して０．７０度（ｄｅｇ）傾斜している。
【００６２】
また、一例として、Ｘ軸方向に関して、像面側走査レンズ１１ｂの射出面（第４面）から感光体ドラム１０３０までの距離（図９における符号ｄ１０）が１４３．４６ｍｍとなるように、光走査装置１０１０が配置されている。なお、像面側走査レンズ１１ｂと感光体ドラム１０３０との間には、屈折率１．５１１２、肉厚１．９ｍｍの防塵ガラス２２（図２参照）が配置されている。
【００６３】
偏向器側走査レンズ１１ａ及び像面側走査レンズ１１ｂの各面は非球面形状の面であり、いずれの面も、次の（１）式及び（２）式で示される非円弧形状を有している。各走査レンズの屈折率は１．５２４０である。
【００６４】
【数１】
2008268721.tif 000003
【００６５】
【数２】
2008268721.tif 000004
【００６６】
ここで、Ｘは光軸方向のデプス、Ｒｍは主走査方向の近軸曲率半径、Ｒｓは副走査方向の近軸曲率半径、Ｙは光軸からの主走査方向の距離、Ｚは光軸からの副走査方向の距離、Ｋは円錐定数、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、…、Ｆ０、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、…、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…はいずれも係数である。
【００６７】
偏向器側走査レンズ１１ａの入射面（第１面）及び射出面（第２面）における各値が表１に示されている。
【００６８】
【表１】
2008268721.tif 000005
【００６９】
像面側走査レンズ１１ｂの入射面（第３面）及び射出面（第４面）における各値が表２に示されている。
【００７０】
【表２】
2008268721.tif 000006
【００７１】
ところで、ポリゴンミラー１３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂとから構成されている。また、走査光学系の副走査方向に関する横倍率は−１．００倍である。
【００７２】
また、走査光学系における副走査方向の正のパワーが最も大きい光学素子は像面側走査レンズ１１ｂであり、前記ｃｈ１の主光線とｃｈ４０の主光線は、シリンドリカルレンズ１７と像面側走査レンズ１１ｂの間では交差しないように設定されている。
【００７３】
なお、感光体ドラム１０３０における有効走査領域の長さ（主走査方向の書込み幅）は３２３ｍｍである。また、半画角は３１．０度である。
【００７４】
ところで、上記各光学素子の位置関係が図９に示されている。そして、図９における符号ｄ１〜ｄ１０の具体的な値（単位ｍｍ）の一例が表３に示されている。
【００７５】
【表３】
2008268721.tif 000007
【００７６】
ハーフミラー２３は、開口板１６とシリンドリカルレンズ１７との間の光路上に配置され、開口板１６の開口部を通過した光束の一部を反射する。ハーフミラー２３における透過光と反射光の光量の比は、９：１、８：２及び７：３のいずれかに設定されている。
【００７７】
結像レンズ２４は、ハーフミラー２３で反射された光束を集光する。そして、この集光位置近傍にフォトダイオード２５が配置されており、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。フォトダイオード２５の出力信号は、各発光部から射出される光束の光量をモニタするのに用いられ、そのモニタ結果に基づいて、各発光部の駆動電流が補正される。
【００７８】
ところで、２次元アレイにおいて発光部を高密度に配列しても、光学素子の位置誤差や光学素子の形状誤差などにより、副走査ビームピッチが所望の値からずれることがある。この副走査ビームピッチのずれは、画像品質に悪影響を及ぼすおそれがあるため、副走査ビームピッチを安定的に保つ必要がある。
【００７９】
図１０には、本実施形態において、前記ｃｈ１の主光線の光路、及び前記ｃｈ４０の主光線の光路が示されている。図１０における符号Ｐ１０５はカップリングレンズ１５の位置を示し、符号Ｐ１０６は開口板１６の位置を示し、符号Ｐ１０３はポリゴンミラー１３の位置を示し、符号Ｐ１０１ａは走査レンズ１１ａの位置を示し、符号Ｐ１０１ｂは走査レンズ１１ｂの位置を示し、符号Ｐｉｍｇは像面の位置を示している。
【００８０】
本実施形態では、ｃｈ１及びｃｈ４０の各主光線は、シリンドリカルレンズ１７を通過後、互いに近づくように進み、シリンドリカルレンズ１７と像面側走査レンズ１１ｂの間では交差しないように設定されているため、感光体ドラム１０３０に対する各主光線の入射角を小さくすることができる。ここでは、像高０ｍｍでのｃｈ１の主光線の入射角は０．０８３度、ｃｈ４０の主光線の入射角は−０．０８３度であった。そして、光の進行方向に関して像面位置が１ｍｍずれたときの副走査ビームピッチの変化は２．９μｍであった。
【００８１】
比較のために、開口板１６とシリンドリカルレンズ１７との距離を４７．５３ｍｍとしたときのｃｈ１及びｃｈ４０の各主光線の光路が、図１１に示されている。このときは、ｃｈ１及びｃｈ４０の各主光線は、シリンドリカルレンズ１７を通過後、互いに離れるように進み、像高０ｍｍでのｃｈ１の主光線の入射角は０．１０２度、ｃｈ４０の主光線の入射角は−０．１０２度であった。そして、光の進行方向に関して像面位置が１ｍｍずれたときの副走査ビームピッチの変化は３．６μｍであった。
【００８２】
従って、本実施形態では、光学素子の位置誤差や光学素子の形状誤差があっても、副走査ビームピッチの変化を小さくすることができ、副走査ビームピッチを安定させることが可能となる。また、このとき、走査光学系では、副走査方向について、光束が各走査レンズの光軸近傍を通過することとなり、その他の光学特性も向上する。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、複数の発光部を有する光源１４と、光源１４からの光束を偏向するポリゴンミラー１３と、光源１４からポリゴンミラー１３に向かう光束の光路上に配置され、光源１４からの光束をポリゴンミラー１３近傍で副走査方向に関して結像させるシリンドリカルレンズ１７と、ポリゴンミラー１３で偏向された光束を感光体ドラム１０３０に導く走査光学系とを備えている。そして、ｃｈ１及びｃｈ４０の各主光線は、シリンドリカルレンズ１７を通過後、互いに近づくように進み、シリンドリカルレンズ１７と像面側走査レンズ１１ｂの間では交差しないように設定されている。これにより、光源１４と感光体ドラム１０３０との間に配置されている光学素子の位置誤差や光学素子の形状誤差による副走査ビームピッチの変動を小さくすることができる。従って、結果として、副走査ビームピッチのずれを小さくすることが可能となる。
【００８４】
また、本実施形態によると、いわゆるマルチビーム光源を用いているため、高解像度化及び高速化が可能になる。
【００８５】
また、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、副走査ビームピッチのずれを小さくすることができる光走査装置１０１０を備えているため、結果として高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【００８６】
なお、上記実施形態では、シリンドリカルレンズ１７を通過後、ｃｈ１及びｃｈ４０の各主光線が互いに近づくように進む場合について説明したが、これに限らず、ｃｈ１及びｃｈ４０の各主光線が互いに平行に進んでも良い。
【００８７】
また、上記実施形態では、２次元アレイ１００の各メサ部の形状が円形状の場合について説明したが、これに限らず、例えば楕円形状、正方形状、長方形状など任意の形状であっても良い。
【００８８】
また、上記実施形態では、１つの発光部列を構成する発光部の個数が４個、発光部列の数が１０列の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００８９】
また、上記実施形態では、各発光部から射出されるレーザ光の波長が７８０ｎｍ帯の場合について説明したが、これに限らず、感光体ドラム１０３０の感度特性に応じた波長であれば良い。なお、この場合には、各発光部を構成する材料の少なくとも一部、あるいは各発光部の構成の少なくとも一部が、発振波長に応じて変更される。
【００９０】
また、上記実施形態では、光源１４からの光束が、副走査方向に関して偏向反射面に斜入射する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【００９１】
また、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置１０１０を備えた画像形成装置であれば、結果として高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【００９２】
また、カラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【００９３】
一例として、多色のカラー画像を形成することができるタンデムカラー機が図１２に示されている。このタンデムカラー機は、ブラック（Ｋ）用の感光体ドラムＫ１、帯電器Ｋ２、現像器Ｋ４、クリーニング手段Ｋ５、及び転写用帯電手段Ｋ６と、シアン（Ｃ）用の感光体ドラムＣ１、帯電器Ｃ２、現像器Ｃ４、クリーニング手段Ｃ５、及び転写用帯電手段Ｃ６と、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラムＭ１、帯電器Ｍ２、現像器Ｍ４、クリーニング手段Ｍ５、及び転写用帯電手段Ｍ６と、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムＹ１、帯電器Ｙ２、現像器Ｙ４、クリーニング手段Ｙ５、及び転写用帯電手段Ｙ６と、光走査装置１０１０Ａと、転写ベルト８０と、定着手段３０などを備えている。
【００９４】
光走査装置１０１０Ａは、色毎に、前記光走査装置１０１０と同様の光源、偏向器前光学系及び走査光学系を有している。
【００９５】
そして、光走査装置１０１０Ａは、ブラックの画像情報に応じて変調された光束により感光体ドラムＫ１を走査し、シアンの画像情報に応じて変調された光束により感光体ドラムＣ１を走査し、マゼンタの画像情報に応じて変調された光束により感光体ドラムＭ１を走査し、イエローの画像情報に応じて変調された光束により感光体ドラムＹ１を走査する。
【００９６】
各帯電器は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電器によって帯電された感光体ドラム表面に光走査装置１０１０Ａにより光束が照射され、感光体ドラムに静電潜像が形成される。そして、対応する現像器により感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写用帯電手段により、記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着手段３０により記録紙に画像が定着される。
【００９７】
タンデムカラー機では、機械精度等で各色の色ずれが発生する場合があるが、光走査装置１０１０Ａは高密度な面発光レーザの２次元アレイを有しているため、点灯させる面発光レーザを選択することで各色の色ずれの補正精度を高めることができる。
【００９８】
なお、光走査装置１０１０Ａに代えて、前記光走査装置１０１０と同様の偏向器前光学系及び走査光学系を有する光走査装置を色毎に設けても良い。
【００９９】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【０１００】
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、副走査ビームピッチのずれを小さくするのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を高速で形成するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】図１における光走査装置を示す概略図である。
【図３】図２における光源に含まれる面発光レーザの２次元アレイを説明するための図である。
【図４】図３の２次元アレイにおける各発光部の構造を説明するための図である。
【図５】図４の発光部の一部を拡大した図である。
【図６】シリンドリカルレンズ１７を通過後のｃｈ１及びｃｈ４０の各主光線の光路を説明するための図である。
【図７】ポリゴンミラーの偏向反射面に対する偏向器前光学系の光軸の傾斜を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）は本実施形態における偏向反射面から光源側に向かう反射光の光路を説明するための図であり、図８（Ｂ）は従来の偏向反射面から光源側に向かう反射光の光路を説明するための図である。
【図９】図２の光走査装置における主要な光学素子の位置関係を説明するための図である。
【図１０】本実施形態における、ｃｈ１の主光線の光路及びｃｈ４０の主光線の光路を説明するための図である。
【図１１】従来の、ｃｈ１の主光線の光路及びｃｈ４０の主光線の光路を説明するための図である。
【図１２】タンデムカラー機の概略構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１１ａ…走査レンズ（第２光学系の一部）、１１ｂ…走査レンズ（第２光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（偏向器）、１４…光源、１６…開口板、１７…シリンドリカルレンズ（第１光学系）、１０００…プリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０１０Ａ…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。
【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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