(57)【要約】【課題】温度変化による被走査面上でのビームスポットの焦点位置変動を低減できる２ビーム走査用光源装置を提供する。【解決手段】２ビーム走査用光源装置１０は、互いに所定の距離をあけて配置された２つのレーザダイオード素子１，２と、これらレーザダイオード素子１，２からそれぞれ放射されるビームＢ１，Ｂ２を平行光に変換する合成樹脂製の２つのカップリングレンズ３，４と、平行光に変換されたビームＢ１，Ｂ２を合成して合成ビームＢ３にする合成プリズム部材５ａと、を有している。また、カップリングレンズ３，４の入射面には、回折面部３ａ，４ａが設けられている。この回折面部３ａ，４ａは、レーザダイオード素子１，２及びカップリングレンズ３，４の温度変化に起因するパワー変動によるビームスポットの焦点位置変動を略ゼロとするように設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの発光源と、前記発光源それぞれから放射されるビームを合成して偏向器に向かって放射する合成部と、を有した、前記ビームが前記偏向器によって被走査面上を走査される２ビーム走査用光源装置であって、
前記合成部が、合成樹脂で構成された光学素子を少なくとも１つ有し、そして、
この少なくとも１つの光学素子の前記ビームが通る入射面と出射面とのうちの少なくとも１つに、回折面部が設けられている
ことを特徴とする２ビーム走査用光源装置。
【請求項２】
前記回折面部が、該回折面部が設けられた前記光学素子の光軸を中心として互いに同心円状に形成されかつ互いに径の異なる複数の溝を有していることを特徴とする請求項１に記載の２ビーム走査用光源装置。
【請求項３】
前記複数の溝が、前記光軸と直交する方向に配された底面と、前記底面と直交する壁面と、によりそれぞれ構成されており、そして、
これら複数の溝が、前記光軸方向に沿って互いにずらされて階段状に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の２ビーム走査用光源装置。
【請求項４】
前記回折面部が、前記発光源及び前記合成部の温度変化に起因するパワー変動によるビームスポットの焦点位置変動を略ゼロとするように設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の２ビーム走査用光源装置。
【請求項５】
前記合成部が、前記２つの発光源とそれぞれ相対して配置されかつその出射面に回転対称非球面部が設けられた前記光学素子としての２つのカップリングレンズと、前記光学素子としての合成プリズム部材と、を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の２ビーム走査用光源装置。
【請求項６】
前記回折面部が、前記２つのカップリングレンズの前記入射面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項５に記載の２ビーム走査用光源装置。
【請求項７】
前記合成部が、その出射面に回転対称非球面部が設けられた前記光学素子としての合成プリズム部材を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の２ビーム走査用光源装置。
【請求項８】
前記回折面部が、前記合成プリズム部材の前記入射面に２つ設けられており、そして、
これら２つの回折面部が前記２つの発光源とそれぞれ相対して配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の２ビーム走査用光源装置。
【請求項９】
前記合成プリズム部材が、反射面とビームスプリット面とを互いに平行かつ所定の距離だけ離して有し、そして、
前記一方の発光源から放射されたビームを前記反射面と前記ビームスプリット面とで順次反射するとともに、前記他方の発光源から放射されたビームを前記ビームスプリット面を透過させることにより、これら２つのビームを合成する
ことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の２ビーム走査用光源装置。
【請求項１０】
前記発光源がレーザダイオード素子を有し、
１／２波長板が前記一方の発光源と前記合成プリズム部材との間にさらに設けられ、そして、
前記ビームスプリット面が偏光ビームスプリット面とされている
ことを特徴とする請求項９に記載の２ビーム走査用光源装置。
【請求項１１】
光源装置、偏向器、該偏向器により偏向されたビームを被走査面上に結像する結像光学系、を少なくとも有する光走査装置において、前記光源装置として、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の２ビーム走査用光源装置を有していることを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
前記光源装置と前記偏向器との間に配置されて前記ビームを前記偏向器上に主走査方向に長い線像に結像する線像形成レンズがさらに設けられたことを特徴とする請求項１１に記載の光走査装置。
【請求項１３】
感光体、帯電装置、現像装置、光走査装置、を少なくとも有する画像形成装置において、前記光走査装置として、請求項１１または請求項１２に記載の光走査装置を有している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、レーザファクシミリ、レーザ印刷機、レーザプロッタ等に適用可能な２ビーム走査用光源装置、及びその２ビーム走査用光源装置を有した光走査装置、並びにその光走査装置を有した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光走査による画像記録の高速化を目的とし、複数の走査線を一度に走査するマルチビーム光走査装置は公知である。このようなマルチビーム光走査装置の一形態として、２つの発光源からのビームを利用する２ビーム走査用光源装置を有したもの（特許文献１を参照。）が提案されている。前記特許文献１に開示された２ビーム走査用光源装置は、２つの発光源から放射された発散性のビームを別個にコリメートした後、合成プリズム部材により合成して放射するものである。
【０００３】
一方、近時、上記光走査装置において、合成樹脂製レンズの使用が一般的になっている。この理由は、前記合成樹脂製レンズは、軽量・低コストで形成できるとともに非球面に代表される特殊な面形状の形成が容易であるので、この合成樹脂製レンズに特殊面を採用することにより、光学的な特性を向上させるとともに光学系を構成するレンズ枚数を低減させることができるからである。しかし、斯界でよく知られているように、前記合成樹脂製レンズには、温度変化に伴う体積変化によりレンズ面の曲率や屈折率が変化し、即ちレンズのパワーが変化し、レンズ性能、特に被走査面上でのビームスポットの焦点位置が変化するという問題があった。この焦点位置の変化は、被走査面上におけるビームスポットのスポット径を増大させてビーム太りを生じ、光走査の解像度を低下させる原因となる。
【０００４】
また、前記合成樹脂製レンズの温度変化に伴う焦点位置の変化、即ち合成樹脂製レンズのパワー変動、は、正レンズと負レンズとで互いに逆に発生するので、光走査装置の光学系内に正のパワーを有する合成樹脂製レンズと負のパワーを有する合成樹脂製レンズとを配備することにより、これら正・負合成樹脂製レンズにおいて発生するパワー変動を互いに相殺させて上記焦点位置の変化を補正する方法が提案されている（特許文献２を参照）。
【０００５】
ところが、上記２ビーム走査用光源装置などの発光源として一般的に用いられるレーザダイオード素子は、温度が上昇すると発光波長が長波長側へずれるという性質がある。この発光源における波長変化もまた、上記焦点位置を変化させる原因となることから、樹脂製レンズを含み発光源にレーザダイオード素子を用いる光走査装置では、温度変化に伴う光学特性の変化だけでなく、発光源における波長変化に伴う光学特性の変化をも考慮した光学設計を行う必要がある。
【特許文献１】特開平１０−３０４７号公報
【特許文献２】特許第３４８３１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【０００７】
即ち、本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、温度変化による被走査面上でのビームスポットの焦点位置変動を低減して安定したビームスポット径で光走査を行うことができる２ビーム走査用光源装置、及びその２ビーム走査用光源装置を有した光走査装置、並びにその光走査装置を有した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、２つの発光源と、前記発光源それぞれから放射されるビームを合成して偏向器に向かって放射する合成部と、を有した、前記ビームが前記偏向器によって被走査面上を走査される２ビーム走査用光源装置であって、前記合成部が、合成樹脂で構成された光学素子を少なくとも１つ有し、そして、この少なくとも１つの光学素子の前記ビームが通る入射面と出射面とのうちの少なくとも１つに、回折面部が設けられていることを特徴とする２ビーム走査用光源装置である。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記回折面部が、該回折面部が設けられた前記光学素子の光軸を中心として互いに同心円状に形成されかつ互いに径の異なる複数の溝を有していることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記複数の溝が、前記光軸と直交する方向に配された底面と、前記底面と直交する壁面と、によりそれぞれ構成されており、そして、これら複数の溝が、前記光軸方向に沿って互いにずらされて階段状に配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載された発明において、前記回折面部が、前記発光源及び前記合成部の温度変化に起因するパワー変動によるビームスポットの焦点位置変動を略ゼロとするように設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載された発明において、前記合成部が、前記２つの発光源とそれぞれ相対して配置されかつその出射面に回転対称非球面部が設けられた前記光学素子としての２つのカップリングレンズと、前記光学素子としての合成プリズム部材と、を有していることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記回折面部が、前記２つのカップリングレンズの前記入射面にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載された発明において、前記合成部が、その出射面に回転対称非球面部が設けられた前記光学素子としての合成プリズム部材を有していることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８に記載された発明は、請求項７に記載された発明において、前記回折面部が、前記合成プリズム部材の前記入射面に２つ設けられており、そして、これら２つの回折面部が前記２つの発光源とそれぞれ相対して配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項９に記載された発明は、請求項５〜８のいずれか１項に記載された発明において、前記合成プリズム部材が、反射面とビームスプリット面とを互いに平行かつ所定の距離だけ離して有し、そして、前記一方の発光源から放射されたビームを前記反射面と前記ビームスプリット面とで順次反射するとともに、前記他方の発光源から放射されたビームを前記ビームスプリット面を透過させることにより、これら２つのビームを合成することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１０に記載された発明は、請求項９に記載された発明において、前記発光源がレーザダイオード素子を有し、１／２波長板が前記一方の発光源と前記合成プリズム部材との間にさらに設けられ、そして、前記ビームスプリット面が偏光ビームスプリット面とされていることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１１に記載された発明は、光源装置、偏向器、該偏向器により偏向されたビームを被走査面上に結像する結像光学系、を少なくとも有する光走査装置において、前記光源装置として、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の２ビーム走査用光源装置を有していることを特徴とする光走査装置である。
【００１９】
請求項１２に記載された発明は、請求項１１に記載された発明において、前記光源装置と前記偏向器との間に配置されて前記ビームを前記偏向器上に主走査方向に長い線像に結像する線像形成レンズがさらに設けられたことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１３に記載された発明は、感光体、帯電装置、現像装置、光走査装置、を少なくとも有する画像形成装置において、前記光走査装置として、請求項１１または請求項１２に記載の光走査装置を有していることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載された発明によれば、合成部が、合成樹脂で構成された光学素子を少なくとも１つ有し、そして、この少なくとも１つの光学素子の前記ビームが通る入射面と出射面とのうちの少なくとも１つに、回折面部が設けられているので、合成樹脂で形成された光学素子を少なくとも１つ有した合成部のパワーが正（または負）である場合には、回折面部のパワーを正（または負）とすることにより、前記合成部における温度変化に伴うパワー変動を回折面部における温度変化に伴うパワー変動で相殺することが可能になり、そのために、温度変化による被走査面上でのビームスポットの焦点位置変動を低減して安定したビームスポット径で光走査を行うことができる２ビーム走査用光源装置を提供することができる。
【００２２】
請求項２に記載された発明によれば、回折面部が、該回折面部が設けられた光学素子の光軸を中心として互いに同心円状に形成されかつ互いに径の異なる複数の溝を有しているので、これら複数の溝各々の幅及び深さを調整することによりこの回折面部の目標とするパワーを得ることができる。
【００２３】
請求項３に記載された発明によれば、複数の溝が、前記光軸と直交する方向に配された底面と、前記底面と直交する壁面と、によりそれぞれ構成されており、そして、これら複数の溝が、前記光軸方向に沿って互いにずらされて階段状に配置されているので、回折面部をノンパワーとすることができる。そして、前記回折面部をノンパワーとすることにより、前記回折面部が形成された面の反対側の面に対する面間偏心がある場合でもそれによる影響が極めて少ないので、光学特性の低下を抑えることができる。また、前記複数の溝が階段状に形成されていることにより、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、加工時間の短縮化を図ることができる。また、この回折面部は非平面の部分がないので、非常に滑らかに仕上げることができ、散乱光の発生やビームスポット焦点位置変動も殆どない。また、回折面部には極めて高い精度が要求され、その形成には微細加工の技術及び優れた計測技術が必要であるが、このように溝の底面と壁面とが直角になる階段形状とすることにより、計測が容易になるばかりでなく加工も非常に容易になる。
【００２４】
請求項４に記載された発明によれば、回折面部が、発光源及び合成部の温度変化に起因するパワー変動によるビームスポットの焦点位置変動を略ゼロとするように設定されているので、安定したビームスポット径で光走査を行うことができる２ビーム走査用光源装置を提供することができる。
【００２５】
請求項５に記載された発明によれば、合成部が、２つの発光源とそれぞれ相対して配置されかつその出射面に回転対称非球面部が設けられた光学素子としての２つのカップリングレンズと、光学素子としての合成プリズム部材と、を有しており、回折面部により温度変化に伴うパワー変動を相殺できることから、カップリングレンズを合成樹脂で形成することができ、そのために、軽量・薄型かつ優れた光学特性を有する低コストなカップリングレンズを有した２ビーム走査用光源装置を提供することができる。
【００２６】
請求項６に記載された発明によれば、回折面部が、２つのカップリングレンズの入射面にそれぞれ設けられているので、発光源からの発散性のビームが回折面部に入射することになり、平行光に変換されたビームが回折面部に入射した場合よりも該ビームが発光源側に反射する量を少なくでき、そのために、前記ビームの利用効率を高くすることができる。
【００２７】
請求項７に記載された発明によれば、合成プリズム部材の出射面に設けられた回転対称非球面部が、カップリングレンズの機能を有しているので、合成部からカップリングレンズを省くことができ、部品点数を減らすことができる。
【００２８】
請求項８に記載された発明によれば、回折面部が、合成プリズム部材の入射面に２つ設けられており、そして、これら２つの回折面部が２つの発光源とそれぞれ相対して配置されているので、発光源からの発散性のビームが回折面部に入射することになり、平行光に変換されたビームが回折面部に入射した場合よりも該ビームが発光源側に反射する量を少なくでき、そのために、前記ビームの利用効率を高くすることができる。
【００２９】
請求項９に記載された発明によれば、合成プリズム部材が反射面とビームスプリット面とを互いに平行かつ所定の距離だけ離して有しているので、２つの発光源からそれぞれ放射されるビームをこの合成プリズム部材１つで合成することができ、部品点数を減らすことができる。
【００３０】
請求項１０に記載された発明によれば、発光源がレーザダイオード素子を有し、１／２波長板が一方の発光源と合成プリズム部材との間にさらに設けられ、そして、合成プリズム部材のビームスプリット面が偏光ビームスプリット面とされているので、一方のレーザダイオード素子からの直線偏光状態のビームを偏光ビームスプリット面で効率良く反射させ、かつ、他方のレーザダイオード素子からのビームを偏光ビームスプリット面で効率良く透過させることが可能となり、光の利用効率を高めることができる。
【００３１】
請求項１１，１２に記載された発明によれば、光源装置、偏向器、該偏向器により偏向されたビームを被走査面上に結像する結像光学系、を少なくとも有する光走査装置において、前記光源装置として、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の２ビーム走査用光源装置を有していることにより、温度変化による被走査面上でのビームスポットの焦点位置変動を低減し、安定したビームスポット径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ができる。
【００３２】
請求項１３に記載された発明によれば、感光体、帯電装置、現像装置、光走査装置、を少なくとも有する画像形成装置において、前記光走査装置として、請求項１１または請求項１２に記載の光走査装置を有していることにより、光走査の解像度が良好な高精細な印字に適した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】
【００３３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る２ビーム走査用光源装置１０の斜視図である。図２は、図１に示された２ビーム走査用光源装置のカップリングレンズを示す図であり、（ａ）は、該カップリングレンズを発光源からカップリングレンズの光軸方向に沿って見た正面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されたカップリングレンズの前記光軸方向と副走査方向とに平行な方向に沿った断面図である。
【００３４】
本発明の２ビーム走査用光源装置１０は、２つの発光源１，２と、これら発光源１，２それぞれから放射されるビームＢ１，Ｂ２をそれぞれ平行光もしくは略収束光あるいは略発散光に変換し、合成ビームＢ３に合成して偏向器に向かって放射する合成部６ａと、を有した、合成ビームＢ３が前記偏向器によって被走査面上を走査される２ビーム走査用光源装置１０である。さらに、合成部６ａは、合成樹脂で構成された光学素子を少なくとも１つ有しており、この少なくとも１つの光学素子のビームＢ１，Ｂ２が通る入射面と出射面とのうちの少なくとも１つに回折面部３ａ，４ａが設けられている。
【００３５】
また、前記「回折面部３ａ，４ａ」とは、本明細書においては、複数の溝（Ｍ１〜Ｍ６）を有し、入射する光線（ビームＢ１，Ｂ２）の波長に応じて焦点距離が変わるものであり、公知の回折レンズの回折面と同様にして形成される面を意味する。
【００３６】
本発明によれば、合成樹脂で形成されたレンズ状の光学素子（カップリングレンズ３，４などを言う。）は温度上昇に伴いそのパワーが減少するが、回折面部３ａ，４ａは、温度上昇に伴って発光源１，２からの波長が長くなるにしたがってそのパワーが増大する性質を有しているので、合成樹脂で形成されたレンズ状の光学素子、即ち合成部６ａ、のパワーが正（または負）である場合には、回折面部３ａ，４ａのパワーを正（または負）とすることにより、前記合成部６ａにおける温度変化に伴うパワー変動を、回折面部３ａ，４ａにおける温度変化に伴うパワー変動で相殺することが可能になる。よって、温度変化による被走査面上でのビームスポットの焦点位置変動を低減して安定したビームスポット径で光走査を行うことができる２ビーム走査用光源装置１０を提供することができる。さらに、この回折面部３ａ，４ａをマルチビーム走査用光源装置を用いた光走査装置に展開した場合には、該光走査装置に用いられる合成樹脂で形成されたレンズ状の光学素子全てにおける温度変化に伴うパワー変動を相殺することが可能になる。
【００３７】
本実施形態における２ビーム走査用光源装置１０は、デジタル複写機等の画像形成装置の光走査装置に用いられるものである。この２ビーム走査用光源装置１０は、図１に示すように、互いに所定の距離をあけて配置された発光源としての２つのレーザダイオード素子１，２と、これら２つのレーザダイオード素子１，２からそれぞれ放射されるビームＢ１，Ｂ２を合成して合成ビームＢ３にする合成部６ａと、を有している。また、図１，２中の矢印Ｘは、主走査方向を示しており、図１，２中の矢印Ｙは、副走査方向を示している。
【００３８】
上記合成部６ａは、２つのレーザダイオード素子１，２とそれぞれ相対して配置された光学素子としての２つのカップリングレンズ３，４と、２つのレーザダイオード素子１，２との間に２つのカップリングレンズ３，４を挟む位置に配置された光学素子としての合成プリズム部材５ａと、を有している。
【００３９】
上記カップリングレンズ３，４は、合成樹脂で構成されており、その入射面にそれぞれ上記回折面部３ａ，４ａが設けられているとともに、その出射面に回転対称非球面部３ｂ，４ｂが設けられている。これらカップリングレンズ３，４は互いに同一形状である。また、２つのカップリングレンズ３，４は、互いに所定の距離をあけて、各々の光軸が平行になるように配置されている。このカップリングレンズ３，４は２つのレーザダイオード素子１，２それぞれから放射された発散性のビームＢ１，Ｂ２を平行光に変換する。
【００４０】
上記のように本実施形態では、回折面部３ａ，４ａをカップリングレンズ３，４の入射面側に設けている。こうすることでビームＢ１，Ｂ２の利用効率を高くすることができる。これは、発散性のビームＢ１，Ｂ２が回折面部３ａ，４ａに入射した場合、平行光に変換されたビームＢ１，Ｂ２が回折面部３ａ，４ａに入射した場合よりも該ビームＢ１，Ｂ２がレーザダイオード素子１，２側に反射する量が少ないからである。
【００４１】
上記回折面部３ａ，４ａは、互いに同一構成をなしている。このため、代表して回折面部３ａの構成を図２を参照しながら説明する。図２（ａ）（ｂ）に示すように、回折面部３ａは、カップリングレンズ３の光軸を中心として互いに同心円状に形成されかつ互いに径の異なる複数の溝Ｍ１〜Ｍ６を有している。この溝Ｍ１〜Ｍ６は、カップリングレンズ３の光軸と直交する方向に配された底面Ｔ１〜Ｔ６と、この底面Ｔ１〜Ｔ６と直交する壁面Ｋ１〜Ｋ６と、によりそれぞれ構成されており、これら複数の溝Ｍ１〜Ｍ６が、カップリングレンズ３の光軸方向に沿って互いにずらされて階段状に配置されている。
【００４２】
このような回折面部３ａ，４ａは、複数の溝Ｍ１〜Ｍ６各々の幅、即ち底面Ｔ１〜Ｔ６の径方向の距離、及び深さ、即ち壁面Ｋ１〜Ｋ６の前記光軸方向の距離、を調整することにより目標とするパワーを得ることができる。さらに、この回折面部３ａ，４ａのパワーは、レーザダイオード素子１，２及び合成部６ａの温度変化に起因するパワー変動によるビームスポットの焦点位置変動を略ゼロとするように設定されている。
【００４３】
なお、本実施形態の合成部６ａは、合成樹脂製のカップリングレンズ３，４と合成樹脂製の合成プリズム部材５ａと、を有しているが、この合成プリズム部材５ａはその外表面が全て平面により構成されており温度変化によるパワー変動がほとんどないので、前記「合成部６ａの温度変化に起因するパワー変動」は、実際は、カップリングレンズ３，４の温度変化に起因するパワー変動になる。
【００４４】
また、レーザダイオード素子１，２の放射するビームＢ１，Ｂ２は、温度が上昇するにしたがってその波長が長波長側へずれるという性質がある。このようなレーザダイオード素子１，２の波長変化は、ビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３の光路に設けられた光学系の色収差による特性変化を惹起しビームスポット焦点位置変動の原因となる。
【００４５】
ここで、「カップリングレンズ３，４の屈折率の変化によるビームスポット焦点位置変動量：Ａ」「カップリングレンズ３，４の形状変化によるビームスポット焦点位置変動量：Ｂ」「レーザダイオード素子１，２の波長変化に起因するカップリングレンズ３，４の屈折率変化によるビームスポット焦点位置変動量：Ｃ」「レーザダイオード素子１，２の波長変化に起因する回折面部３ａ，４ａのパワー変化によるビームスポット焦点位置変動量：Ｄ」とすると、Ａ＞０、Ｂ＞０、Ｃ＞０で、Ｄ＜０（後述の偏向器２１から離れる向きの変化を正としている。）である。そして、この温度変化に伴うトータルのビームスポット焦点位置変動量は、「Ａ＋Ｂ＋Ｃ−Ｄ」である。このため、ビームスポット焦点位置変動量が０となる条件：「Ａ＋Ｂ＋Ｃ−Ｄ＝０」を満たすように回折面部３ａ，４ａのパワーを設定することにより、温度変化に伴うビームスポット焦点位置変動を良好に補正できる。
【００４６】
そして、上記のように回折面部３ａ，４ａにより温度変化に伴うパワー変動を相殺できることからカップリングレンズ３，４を合成樹脂で構成することができ、そのために、軽量・薄型かつ優れた光学特性を有する低コストなカップリングレンズ３，４を有した２ビーム走査用光源装置１０を提供することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、複数の溝Ｍ１〜Ｍ６が、光軸と直交する方向に配された底面Ｔ１〜Ｔ６と、底面Ｔ１〜Ｔ６と直交する壁面Ｋ１〜Ｋ６と、によりそれぞれ構成されかつこれらが階段状に配置されていることにより、回折面部３ａ，４ａをノンパワーとすることができる。そして、回折面部３ａ，４ａをノンパワーとすることにより、反対側の回転対称非球面部３ｂ，４ｂに対する面間偏心がある場合でもそれによる影響が極めて少ないので、光学特性の低下を抑えることができる。
【００４８】
また、レンズ状の光学素子そのもののパワーは入射面と射出面のパワーの合成として与えられるが、一方の面がノンパワーでも反対側のパワーを適切に設定することで、所望のパワーを得ることができる。従って、このような階段状に形成された回折面部３ａ，４ａは、いかなるパワーのレンズ（またはレンズ状の光学素子）にも採用することができる。
【００４９】
また、回折面部３ａ，４ａには極めて高い精度が要求され、その形成には微細加工の技術及び優れた計測技術が必要であるが、このように溝Ｍ１〜Ｍ６の底面Ｔ１〜Ｔ６と壁面Ｋ１〜Ｋ６とが直角になる階段形状とすることにより、計測が容易になるばかりでなく加工も非常に容易になる。また、この回折面部３ａ，４ａは球面または非球面の部分がないので、即ち曲面と平面とにより構成されているので、非常に滑らかに仕上げることができ、散乱光の発生やビームスポット焦点位置変動も殆どない。
【００５０】
また、複数の溝Ｍ１〜Ｍ６が階段状に形成されていることにより、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、加工時間の短縮化を図ることができる。この加工時間の短縮化は、加工時の熱発生の低減など副次的なメリットも派生し、高精度の回折面部３ａ，４ａを得るのに好ましい。さらに、この階段状に形成された回折面部３ａ，４ａをマルチビーム走査用光源装置を用いた光走査装置に展開した場合には、該回折面部３ａ，４ａが設けられた光学素子の光軸方向の回転による被走査面上の走査線ピッチの変動が起こりにくい。
【００５１】
上記合成プリズム部材５ａは、合成樹脂で構成されており、複数の平面を有する角柱状に形成されている。また、合成プリズム部材５ａは、反射面５１とビームスプリット面５２とを互いに平行かつ所定の距離だけ離して有している。また、図３中の５３は、合成プリズム部材５ａの入射面であり、５４は出射面である。このような合成プリズム部材５ａは、一方のレーザダイオード素子１から放射されたビームＢ１を反射面５１とビームスプリット面５２とで順次反射するとともに、他方のレーザダイオード素子２から放射されたビームＢ２をビームスプリット面５２を透過させることにより、これら２つのビームＢ１，Ｂ２を合成して合成ビームＢ３にする。
【００５２】
本実施形態では、合成プリズム部材５ａが反射面５１とビームスプリット面５２とを有しているので、２つのレーザダイオード素子１，２からそれぞれ放射されるビームＢ１，Ｂ２をこの合成プリズム部材５ａのみで合成することができ、部品点数を減らすことができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る２ビーム走査用光源装置１１の斜視図である。同図において、前述した第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
本実施形態における合成部６ｂは、図３に示すように、その出射面５４に回転対称非球面部３ｂが設けられた光学素子としての合成プリズム部材５ｂを有している。また、この合成プリズム部材５ｂは、その入射面５３に２つの回折面部３ａ，４ａを有している。これら２つの回折面部３ａ，４ａは、２つのレーザダイオード素子１，２とそれぞれ相対して配置されている。また、回転対称非球面部３ｂは、合成プリズム部材５ｂの出射面５４でかつ合成ビームＢ３の光路上に設けられている。
【００５５】
上記回転対称非球面部３ｂは、第１の実施形態で説明したカップリングレンズ３の出射面に設けられた回転対称非球面部３ｂと同一構成であり、同一の機能を有している。また、上記回折面部３ａ，４ａは、第１の実施形態で説明したカップリングレンズ３，４の入射面に設けられた回折面部３ａ，４ａと同一構成であり、同一の機能を有している。即ち、合成プリズム部材５ｂは、第１の実施形態で説明した合成プリズム部材５ａの機能と、第１の実施形態で説明したカップリングレンズ３，４の機能と、を有している。このことにより、合成部６ｂからカップリングレンズ３，４を省くことができ、部品点数を減らすことができる。
【００５６】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る２ビーム走査用光源装置１２の斜視図である。同図において、前述した第１，２の実施形態と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
本実施形態における合成部６ｃは、図４に示すように、第２の実施形態で説明したビームスプリット面５２が偏光ビームスプリット面５２ａとされた以外は第２の実施形態で説明した合成プリズム部材５ｂと同一構成の合成プリズム部材５ｃを有している。さらに、一方のレーザダイオード素子１と合成プリズム部材５ｃとの間に１／２波長板７がさらに設けられている。
【００５８】
本発明において、合成プリズム部材５ｃの偏光ビームスプリット面５２ａは、例えば半透鏡面であってもよいが、半透鏡面では光利用効率が低いという難点がある。そこで、図４に示す実施の形態のように、発光源をレーザダイオード素子１，２とし、レーザダイオード素子１と合成プリズム部材５ｃとの間に１／２波長板７を配置し、合成プリズム部材５ｃにおける偏光ビームスプリット面５２ａは、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光ビームスプリット面５２ａとすると良い。
【００５９】
レーザダイオード素子１から放射されるビームＢ１をＳ偏光とすると、このビームＢ１は１／２波長板７によりＰ偏光に変換され、合成プリズム部材５ｃの入射面５３に設けられた回折面部３ａでカップリングされた後、合成プリズム部材５ｃ内に入射する。そして、反射面５１により偏光ビームスプリット面５２ａの方向に反射されて折り曲げられ、次に偏光ビームスプリット面５２ａで反射されて折り曲げられる。一方、レーザダイオード素子２から放射されたビームＢ２は、ビームＢ２が入射する側の入射面５３に設けられた回折面部４ａでカップリングされた後、合成プリズム部材５ｃ内に入射し、偏光ビームスプリット面５２ａを透過する。
【００６０】
このように、発光源をレーザダイオード素子１，２とすれば、放射されるビームＢ１，Ｂ２は実質的に直線偏光状態であるので、一方のレーザダイオード素子１と合成プリズム部材５ｃとの間に１／２波長板７を配置し、合成プリズム部材５ｃにおけるビームスプリット面５２ａを偏光ビームスプリット面５２ａとすることにより、レーザダイオード素子１からのビームＢ１を偏光ビームスプリット面５２ａで効率よく反射し、レーザダイオード素子２からのビームＢ２は偏光ビームスプリット面５２ａで効率よく透過させることが可能となり、光の利用効率を高めることができる。
【００６１】
上述した第１〜３の実施形態に示された２ビーム走査用光源装置１０，１１，１２は、図５に示す光走査装置２５を構成する。図５は、本発明の一実施形態を示す光走査装置の説明図である。
【００６２】
図５において、符号１０，１１，１２は２ビーム走査用光源装置、符号２０は線像形成レンズとしてのシリンドリカルレンズ、符号２１は偏向器である回転多面鏡のポリゴンミラー、符号２２は走査レンズ、符号２３は被走査面をそれぞれ示す。また、符号Ｇ１はポリゴンミラー２１を収納する防音ハウジング（図示されず）の窓を塞ぐ防音ガラスを示し、符号Ｇ２は図５の光学系を収納するハウジングの偏向ビームＢ３の射出部に設けられた防塵ガラスを示している。
【００６３】
２ビーム走査用光源装置１０，１１，１２から放射された合成ビームＢ３は、シリンドリカルレンズ２０に入射する。シリンドリカルレンズ２０を透過したビームＢ３は、副走査方向に集束しつつ防音ガラスＧ１を透過してポリゴンミラー２１の偏向反射面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像し、偏向反射面に反射されると、防音ガラスＧ１を透過して走査レンズ２２に入射する。走査レンズ２２は、１枚のレンズにより構成され、このレンズを透過したビームは防塵ガラスＧ２を介して被走査面２３に入射し、走査レンズ２２の作用により被走査面２３上にビームスポットを形成する。ポリゴンミラー２１が等速回転すると、偏向反射面により反射されたビームＢ３は等角速度的に偏向する。走査レンズ２２は等角速度的に偏向しつつ入射してくるビームＢ３によるビームスポットが、被走査面２３上において主走査方向（図の上下方向で矢印Ｘの方向）へ等速的に移動するようにするｆθ特性を有しており、ビームスポットは、被走査面２３を等速的に光走査する。
【００６４】
走査レンズ２２はアナモフィックな光学素子であり、副走査方向においてはポリゴンミラー２１の偏向反射面位置と被走査面位置とを幾何光学的な共役関係としており、これによりポリゴンミラー２１の面倒れを補正している。被走査面２３は、実体的には「感光性媒体の感光面」である。
【００６５】
かかる光走査装置２５に、実施例で説明した２ビーム走査用光源装置１０，１１，１２を用いることにより、温度変化による被走査面２３上でのビームスポットの焦点位置変動を低減し、安定したビームスポット径で光走査を行うことができる光走査装置２５を実現できる。
【００６６】
また、上記光走査装置は、図６に示す画像形成装置１００を構成する。図６は、本発明の一実施形態を示す画像形成装置の説明図である。
【００６７】
図６に示す画像形成装置１００は「タンデム型フルカラー光プリンタ」である。装置下部側には、水平方向に配設された給紙カセット３０から給紙される転写紙（図示されず）を搬送する搬送ベルト３２が設けられている。搬送ベルト３２の上部には、イエローＹ用の感光体８Ｙ、マゼンタＭ用の感光体８Ｍ、シアンＣ用の感光体８Ｃ、及びブラックＫ用の感光体８Ｋが上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下において、符号中のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋでイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを区別する。
【００６８】
感光体８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋは全て同一径に形成され、その周囲に、電子写真プロセスに従いプロセス部材が順に配設されている。感光体８Ｙを例に採れば、帯電装置としての帯電チャージャ４０Ｙ、光走査装置２５Ｙ、現像装置６０Ｙ、転写チャージャ３０Ｙ、クリーニング装置８０Ｙ等が順に配設されている。他の感光体８Ｍ、８Ｃ、８Ｋについても同様である。
【００６９】
即ち、この画像形成装置は、感光体８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋを各色毎に設定された被走査面２３とするものであり、各々に対して光走査装置２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋが１対１の対応関係で設けられている。これら光走査装置２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋは、それぞれが図５に示したような光学配置を有するものを独立に用いることもできるし、例えば、特開２００４−２８００５６号公報等により、従来から知られたもののように、光偏向器（回転多面鏡）を共用し、各光走査装置における走査光学系のレンズ２２−１を、感光体８Ｍと８Ｙの光走査に共用するとともに、感光体８Ｋ、８Ｃの光走査に共有するものとすることもできる。
【００７０】
搬送ベルト３２の周囲には、感光体８Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ３１と、ベルト帯電チャージャ３３が設けられ、感光体８Ｋよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ３４、除電チャージャ３５、クリーニング装置３６等が設けられている。ベルト分離チャージャ３４よりも搬送方向下流側には定着装置３７が設けられ、排紙トレイ３８に向けて排紙ローラ３９で結ばれている。
【００７１】
このような構成において、例えば、フルカラーモード時であれば、各感光体８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋに対し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像信号に基づき各光走査装置２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋによる光走査で静電潜像が形成される。これら静電潜像は対応する色トナーで現像されてトナー画像となり、搬送ベルト３２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、定着装置３７によりフルカラー画像として定着された後、排紙トレイ３８上に排紙される。
【００７２】
かかる画像形成装置１００に、実施例で説明した光走査装置２５を用いることにより、常に安定したビームスポット径を得ることができ、光走査の解像度が良好な高精細な印字に適した画像形成装置１００をコンパクトで且つ安価に実現できる。
【００７３】
また、上述した第１〜３の実施形態では、光学装置としてのカップリングレンズ３，４、合成プリズム部材５ａ，５ｂ，５ｃの入射面または反射面のいずれか１つの面に回折面部３ａ，４ａが設けられていたが、本発明では前記入射面及び前記反射面の双方に回折面部３ａ，４ａを設けるようにしても良い。
【００７４】
また、本発明の合成部６ａ，６ｂ，６ｃは、上述したカップリングレンズ３，４、合成プリズム部材５ａ，５ｂ，５ｃ以外の光学素子を有していてもよく、この光学素子が必ずしも合成樹脂で構成されていなくても良い。即ち、本発明の合成部は、合成樹脂で構成されたレンズ状の光学素子を少なくとも１つ有していれば良い。また、前記「レンズ状の光学素子」とは、第１の実施形態で示したカップリングレンズ３，４等のレンズ、または、第２，３の実施形態で示した合成プリズム部材５ｂ，５ｃに一体形成された回転対称非球面部３ｂを意味する。
【００７５】
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】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る２ビーム走査用光源装置の斜視図である。
【図２】図１に示された２ビーム走査用光源装置のカップリングレンズを示す図であり、（ａ）は、該カップリングレンズを発光源からカップリングレンズの光軸方向に沿って見た正面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されたカップリングレンズの前記光軸方向と副走査方向とに平行な方向に沿った断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る２ビーム走査用光源装置の斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る２ビーム走査用光源装置の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す光走査装置の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す画像形成装置の説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，２  レーザダイオード素子（発光源）
３，４  カップリングレンズ（光学素子）
３ａ，４ａ  回折面部
３ｂ，４ｂ  回転対称非球面部
５ａ，５ｂ，５ｃ  合成プリズム部材（光学素子）
６ａ，６ｂ，６ｃ  合成部
７  １／２波長板
８Ｙ，８Ｍ，８Ｂ，８Ｋ  感光体
１０，１１，１２  ２ビーム走査用光源装置（光源装置）
２０  シリンドリカルレンズ（線像形成レンズ）
２１  ポリゴンミラー（偏向器）
２３  被走査面
２５，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ  光走査装置
４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｂ，４０Ｋ  帯電チャージャ（帯電装置）
５１  反射面
５２  ビームスプリット面
５２ａ  偏光ビームスプリット面（ビームスプリット面）
６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｂ，６０Ｋ  現像装置
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  ビーム
Ｍ１〜Ｍ６  溝
Ｔ１〜Ｔ６  底面
Ｋ１〜Ｋ６  壁面
Ｘ  主走査方向
Ｙ  副走査方向
【図１】
2008076526.tif 000003
【図２】
2008076526.tif 000004
【図３】
2008076526.tif 000005
【図４】
2008076526.tif 000006
【図５】
2008076526.tif 000007
【図６】
2008076526.tif 000008