(57)【要約】    【課題】  偏向手段や光線分離手段の取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光束の空間分離を効果的に行なうことができる、コンパクトで高品質な画像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】  複数の光源手段から出射した複数の光束を副走査断面内において互いに異なる角度をもって偏向手段の同一の偏向面に導光する入射光学系と、偏向手段の同一の偏向面で偏向された複数の光束を互いに異なる被走査面上に結像させる２つ以上の結像光学素子を有する結像光学系とを有し、２つ以上の結像光学素子のうち光路中で被走査面に最も近く配置された結像光学素子と被走査面との間の光路中には、同一の偏向面で偏向された複数の光束を、複数の光束に分離する光線分離手段が配置されており、結像光学系は副走査断面内において負のパワーを有する１つ以上の結像光学素子を有すること。【選択図】    図５
2008309844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射した複数の光束を副走査断面内において互いに異なる角度をもって偏向手段の同一の偏向面に導光する入射光学系と、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された複数の光束を互いに異なる被走査面上に結像させる２つ以上の結像光学素子を有する結像光学系と、を有する光走査装置において、
前記２つ以上の結像光学素子のうち光路中で前記被走査面に最も近く配置された結像光学素子と前記被走査面との間の光路中には、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された光束を反射する反射ミラーが配置されており、
前記結像光学系は、前記偏向面と前記被走査面に最も近く配置された結像光学素子との間の光路中に副走査断面内において負のパワーを有する１つ以上の結像光学素子を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された複数の光束は、前記結像光学系の同一の結像光学素子を通過す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】
前記結像光学系を構成する２つ以上の結像光学素子の中で前記反射ミラーに最も近い位置にある光学面は、副走査断面内において副走査方向にシフト偏心し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】
前記被走査面の前記結像光学系の光軸上を走査するときの光束の主光線が、副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された後に光学基準軸C0と成す角をθs0、前記副走査方向に負のパワーを有する結像光学素子を通過した後に光学基準軸C0と成す角をθs1、光路中で前記被走査面に最も近くに配置された結像光学素子を通過した後に光学基準軸C0と成す角をθs2とするとき、
θs0＜θs1
０(deg)≦θs2
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】
副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面から前記被走査面までの光路長をＬ１、前記偏向面から前記被走査面に最も近い位置にある光学面までの光路長をＬ２とするとき、
２≦（Ｌ１／Ｌ２）≦４
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記光源手段の各々は、複数の発光部を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の光走査装置を、前記光走査装置が有する偏向手段を共有するように複数設け、前記複数の光走査装置からの複数の光束は、各々の光走査装置毎に前記偏向手段の互いに異なった偏向面を介しており、前記各々の光走査装置における複数の光束は、互いに異なる被走査面上に入射して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１から６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体と、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体の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９】
請求項１から６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。
【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、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やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりデジタル複写機やレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の画像形成装置においては光走査装置が用いられている。
【０００３】
この光走査装置において装置全体の小型化を図る為の手段として、または複数の光束を同一の光偏向器により走査する場合の複数光束を分離する手段として、光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で光束を斜め方向から入射させる斜入射光学系が用いられている。これにより装置全体の小型化が図られ、また複数光束の空間分離が効率的に行なわれる。
【０００４】
このような方法を用い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１参照）。
【０００５】
従来の光走査装置では、光偏向器の偏向面に対して副走査方向の光束の斜入射角度を大きくとっている。これによって光路分離ミラー（光路分離手段）での光路分離が容易となるように光束間の距離が大きくなるようにしている。
【０００６】
図２４(Ａ)、(Ｂ)は各々特許文献１で提案されている光走査装置の副走査方向の断面図（副走査断面図）である。
【０００７】
図２４(Ａ)、(Ｂ)では斜入射角度が小さくても効率良く光線分離できるように光偏向器５に近い第１、第２レンズＧ１、Ｇ２よりなる第１光学系全体の副走査断面内でのパワー(屈折力）を負としている。
【０００８】
これにより偏向面Ｓに対して副走査方向にわずかに異なる角度で入射した２本の光束は第１光学系から出射するとき、互いの光束間の距離と第２レンズＧ２を通過後の角度θ３が更に広がることになる。これによって光線分離ミラー１０ｂ．１０ｃでの光線分離が可能となるような光束間の距離を得ている。
【０００９】
尚、図２４(Ａ)、(Ｂ)において、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは各々光路を折り曲げる反射ミラー、９は被走査面としての感光ドラム面（感光ドラム）である。Ｇ３は第３レンズである。θ１は偏向面Ｓからの主光線の反射角度、θ２は第１レンズＧ１を通過後の角度である。
【特許文献１】特開２００３−５７５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般に光走査装置において、偏向面に対して副走査方向の光束の斜入射角度を大きくとると、光偏向器(ポリゴンミラー）の加工誤差や取付け誤差の影響を受けやすくなり、被走査面上での走査線のピッチムラが大きく発生してくる。また偏向面で偏向された光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から離れた位置を通ることになるため、走査線湾曲や結像スポットの回転が大きく発生してくる。
【００１１】
特許文献１においては、光線分離ミラー１０ｂ，１０ｃ上では光線分離が可能となるような十分な光束間の距離が得られる。しかしながら、光線分離ミラー１０ｂ，１０ｃで光線分離後の光路中に第３レンズＧ３が配置されているため光線分離ミラー１０ｂ，１０ｃの取付け誤差が起こると光線分離後の光路中に配置された第３レンズＧ３上で光線ズレが発生する。この結果、走査線湾曲や結像スポットの回転が発生してしまう。また光路中で最も被走査面９に近い第３レンズＧ３が他の光学素子から離れた位置に配置されているため光走査装置のコンパクト化を図るのが難しい。
【００１２】
本発明は偏向手段や光線分離手段の取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光束の空間分離を効果的に行なうことができる、コンパクトで高品質な画像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】
【００１３】
請求項１の発明の光走査装置は、
複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射した複数の光束を副走査断面内において互いに異なる角度をもって偏向手段の同一の偏向面に導光する入射光学系と、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された複数の光束を互いに異なる被走査面上に結像させる２つ以上の結像光学素子を有する結像光学系と、を有する光走査装置において、
前記２つ以上の結像光学素子のうち光路中で前記被走査面に最も近く配置された結像光学素子と前記被走査面との間の光路中には、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された光束を反射する反射ミラーが配置されており、
前記結像光学系は、前記偏向面と前記被走査面に最も近く配置された結像光学素子との間の光路中に副走査断面内において負のパワーを有する１つ以上の結像光学素子を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された複数の光束は、前記結像光学系の同一の結像光学素子を通過することを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記結像光学系を構成する２つ以上の結像光学素子の中で前記反射ミラーに最も近い位置にある光学面は、副走査断面内において副走査方向にシフト偏心していることを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は請求項２の発明において、
前記被走査面の前記結像光学系の光軸上を走査するときの光束の主光線が、副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された後に光学基準軸C0と成す角をθs0、前記副走査方向に負のパワーを有する結像光学素子を通過した後に光学基準軸C0と成す角をθs1、光路中で前記被走査面に最も近くに配置された結像光学素子を通過した後に光学基準軸C0と成す角をθs2とするとき、
θs0＜θs1
０(deg)≦θs2
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１７】
請求項５の発明は請求項１乃至４の何れか１項の発明において、
副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面から前記被走査面までの光路長をＬ１、前記偏向面から前記被走査面に最も近い位置にある光学面までの光路長をＬ２とするとき、
２≦（Ｌ１／Ｌ２）≦４
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１８】
請求項６の発明は請求項１乃至５の何れか１項の発明において、
前記光源手段の各々は、複数の発光部を有することを特徴としている。
【００１９】
請求項７の発明の画像形成装置は、
請求項１から６の何れか１項に記載の光走査装置を、前記光走査装置が有する偏向手段を共有するように複数設け、前記複数の光走査装置からの複数の光束は、各々の光走査装置毎に前記偏向手段の互いに異なった偏向面を介しており、前記各々の光走査装置における複数の光束は、互いに異なる被走査面上に入射して画像を形成することを特徴としている。
【００２０】
請求項８の発明の画像形成装置は、
請求項１から６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体と、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体の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。
【００２１】
請求項９の発明の画像形成装置は、
請求項１から６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。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば偏向手段や光線分離手段の取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光束の空間分離を効果的に行なうことができる、コンパクトで高品質な画像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】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２４】
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）、図２は本発明の光走査装置の実施例１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）であり、光路を展開して示している。
【００２５】
尚、以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）とは偏向手段の回転軸及び結像光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向（偏向手段で光束が偏向走査される方向）である。副走査方向（Ｚ方向）とは偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは結像光学系の光軸と主走査方向とを含む平面である。副走査断面とは結像光学系の光軸を含み主走査断面に垂直な断面である。
【００２６】
光学基準軸Ｃ０とは、入射光学系を出射した光束の主光線が光偏向器の偏向面で偏向走査されて被走査面中心に入射するとき、副走査断面内において、光束の主光線の該偏向面への入射点を通り、該偏向面に対して垂直な軸をいう。
【００２７】
図中、１ａ，１ｂは各々光源手段であり、半導体レーザより成っている。
【００２８】
２ａ，２ｂは各々開口絞りであり、複数の光源手段１ａ，１ｂから出射された発散光束を特定のビーム形状に成形している。３ａ，３ｂは各々集光レンズ（コリメータレンズ）であり、開口絞り２ａ，２ｂを通過した発散光束を平行光束（もしくは収束光束）に変換している。４ａ，４ｂは各々レンズ系（シリンドリカルレンズ）であり、副走査方向（副走査断面内）のみに屈折力（パワー）を有している。
【００２９】
尚、光源手段１ａ、１ｂ、開口絞り２ａ、２ｂ、集光レンズ３ａ、３ｂ、シリンドリカルレンズ４ａ、４ｂの各要素は入射光学系ＬＡの一要素を構成している。
【００３０】
入射光学系ＬＡは、複数の光源手段１ａ、１ｂから出射した複数の光束を副走査断面内において互いに異なる角度をもって後述する偏向手段５の同一の偏向面５ａに導光している。
【００３１】
尚、集光レンズ３ａ（３ｂ）、シリンドリカルレンズ４ａ（４ｂ）を１つの光学素子(アナモフィックレンズ）より構成しても良い。
【００３２】
５は偏向手段としての光偏向器であり、外接円の直径３４ｍｍで５面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーターより成る駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度（等角速度）で回転している。
【００３３】
６は集光機能と後述するｆθ特性とを有する結像光学系である。本実施例における結像光学系６は主走査方向（主走査断面内）と副走査方向（副走査断面内）とで異なるパワーを有する結像光学素子である第１、第２の結像レンズ（走査レンズとも称す。）６ａ、６ｂを有している。
【００３４】
本実施例における第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂはプラスチック材料より成り、光偏向器５の同一の偏向面５ａによって偏向走査された画像情報に基づく複数の光束を互いに異なる被走査面としての感光ドラム面７ａ，７ｂ上に結像させている。且つ、第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂ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７ａ，７ｂとの間を共役関係にすることにより、偏向面５ａの面倒れ補償を行っている。
【００３５】
第１の結像レンズ６ａは、該第１の結像レンズ６ａの光軸上では主走査断面内において正のパワーを有し、副走査断面内において負のパワーを有している。
【００３６】
第２の結像レンズ６ｂは、該第２の結像レンズ６ｂの光軸上では主走査断面内において負のパワーを有し、副走査断面内において正のパワーを有している。
【００３７】
ここで、上記ｆθ特性とは画角（走査角）θで入射する光束を、像面上（被走査面７ａ，７ｂ上）で、光軸からの高さをＹ、定数をｆとするとき、Ｙ＝ｆ×θの位置に結像する関係を有していることである。つまりは単位画角あたりに走査される走査幅（走査速度）が走査面上全域にわたって等しくなるような特性である。そして定数ｆをｆθ係数と呼ぶ。また結像光学系６への入射光束が平行光束である場合、定数ｆは結像光学系６の近軸焦点距離ｆと同じ値となる。
【００３８】
７（７ａ，７ｂ）は被走査面としての感光ドラム面（感光ドラム）である。
【００３９】
尚、図１、図２においては後述する光線分離手段としての光線分離ミラー及び光路を折り曲げる反射ミラーを省略して示している。
【００４０】
本実施例においては、画像情報に応じて２つの光源手段１ａ、１ｂから光変調され出射した２本の発散光束が対応する開口絞り２ａ、２ｂにより規制され、コリメータレンズ３a、３ｂにより平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ４a、４ｂに入射する。シリンドリカルレンズ４a、４ｂ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。また副走査断面内においては収束して互いに異なる角度をもって光偏向器５の同一の偏向面５ａに線像（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で偏向走査された２本の光束は第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂを介して互いに異なった感光ドラム面７ａ，７ｂ上にスポット状に結像する。
【００４１】
尚、光偏向器５の偏向面５ａに対して、副走査断面内において斜め上方から入射した光源手段１ａからの光束は斜め下方に反射され、また斜め下方から入射した光源手段１ｂからの光束は斜め上方へと反射される。
【００４２】
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７ａ，７ｂ上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面７ａ，７ｂ上に画像記録を行っている。
【００４３】
尚、本実施例ではＡ３サイズ相当の印字幅を走査することを想定し、被走査面７における有効走査幅は３１０ｍｍとして光学系を構成している。しかしこれに限ったものではなく、これより大きいサイズ、小さいサイズについても対応可能である。
【００４４】
本実施例における第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂの屈折面の形状は以下の形状表現式により表されている。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、
【００４５】
【数１】
2008309844.tif 000003
【００４６】
・・・(ａ)
（但し、Ｒは光軸上の母線曲率半径、Ｋ、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８、Ｂ１０は非球面係数）
なる式で表される。
【００４７】
また、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は、
【００４８】
【数２】
2008309844.tif 000004
【００４９】
・・・(ｂ)
なる式で表される。
【００５０】
ここで主走査方向に光軸からＹ離れた位置における副走査方向の曲率半径（子線曲率半径）ｒ‘が、
【００５１】
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）
なる式で表される。
【００５２】
なお光軸外の子線曲率半径ｒ’は各々の位置における母線の法線を含み主走査面と垂直な面内に定義されている。また形状表現式における多項式は１０次までの関数で表現しているが、次数はこれ以上でも以下でも差し支えない。また面形状表現式自体も同等の面表現自由度を有した表現式であれば、問題無く本発明の効果を得ることが可能である。
【００５３】
表１、表２に本実施例における実施例１の光学素子の光学配置及び結像光学素子（結像レンズ）の面形状の数値を示す。尚、表２において第１面は第１の結像レンズ６ａの入射面、第２面は第１の結像レンズ６ａの出射面、第３面は第２の結像レンズ６ｂの入射面、第４面は第２の結像レンズ６ｂの出射面である。また、Ｅ−ｘは１０−ｘを意味する。
【００５４】
ここで非球面係数Ｂ４ｕからＢ１０ｕ、Ｄ２ｕからＤ１０ｕは主走査断面内と副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで反光源手段１側の形状を特定する係数である。また非球面係数Ｂ４ｌからＢ１０ｌ、Ｄ２ｌからＤ１０ｌは主走査断面内と副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで光源手段１側の形状を特定する係数である。
【００５５】
本実施例では光源手段１から出射した光束が主走査断面内において、結像光学系６の光軸に対して角度をもって光偏向器５の偏向面５ａに入射しているため、光偏向器５の回転に伴う偏向面の出入り(サグ)が、走査開始側と終了側で非対称に発生する。
【００５６】
この非対称なサグにより像面湾曲、スポット径の変動が光軸に対して主走査方向に非対称に変化するのを良好に補償する為に、第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂは共に副走査方向の曲率半径が光軸に対して主走査方向に沿って非対称に変化する面を有している。
【００５７】
表２に示すように第２面、第４面の主走査断面内の非球面係数Ｂ４ｕからＢ１０ｕとＢ４ｌからＢ１０ｌは異なっており、主走査断面内の形状がレンズ面の有効径内において軸上から軸外に向かい光軸を中心として非対称に変化していることがわかる。
【００５８】
また第２面、第３面、第４面においては副走査断面内の非球面係数Ｄ２ｕからＤ１０ｕとＤ２ｌからＤ１０ｌは異なっており、副走査面内の曲率がレンズ面の有効径内において軸上から軸外に向かい光軸を中心として非対称に変化していることがわかる。
【００５９】
【表１】
2008309844.tif 000005
【００６０】
【表２】
2008309844.tif 000006
【００６１】
本実施例において、第１の結像レンズ６ａの入射面（第１面）及び出射面（第２面）は主走査断面内（主走査方向）では１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。また副走査断面内（副走査方向）では入射面（第１面）は平面形状、出射面（第２面）は主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。
【００６２】
第２の結像レンズ６ｂの入射面（第３面）及び出射面（第４面）は主走査断面内が１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。そして副走査断面内のパワーが主走査方向で軸上から軸外に向かって減少していることにより、副走査方向の像面湾曲を良好に調整している。
【００６３】
本実施例では上述の如く第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂの材料をプラスチック材料（樹脂）より形成したが、材料はプラスチック材料に限らず、ガラス材料であってもよい。
【００６４】
図３は本実施例における幾何収差を示した図である。
【００６５】
図３より各収差とも実用上問題のないレベルまで調整されていることが分かる。また像高による副走査倍率の変化も２％以下に抑えられていることが分かる。このことにより像高による副走査方向のスポット形状の変化が抑えられ良好な結像性能を得られる。尚、像高による副走査倍率の変化は１０％以下が良い。さらに望ましくは５％以下が良い。
【００６６】
次に図４から図８を用いて本実施例の目的を達成するための手段と効果を説明する。
【００６７】
図４は前述した本実施例の光走査装置を２つ設けた画像形成装置の副走査断面図である。図４において図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６８】
図４において、Ｓ１、Ｓ２は各々第１、第２のステーションであり、前述した光走査装置に相当する。
【００６９】
７は記録媒体としての感光ドラム（被走査面）であり、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは各々順にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｂ色用の記録媒体としての感光ドラム（被走査面）である。
【００７０】
８ａは光線分離手段としての光線分離ミラー(反射ミラー）であり、平面ミラーより成り、第１、第２の結像レンズ６ａ，６ｂのうち光路中で被走査面７に最も近く配置された第２の結像レンズ６ｂと被走査面７との間の光路中に配置されている。
【００７１】
本実施例における光線分離ミラー８ａは、同一の偏向面５ａ（５ｂ）で偏向走査された複数(２本）の光束を、複数の光束に分離している。
【００７２】
８ｂ、８ｃは各々反射部材としての反射ミラーであり、平面ミラーより成り、第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂを通過した光束を対応する感光ドラム７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄへ折り返している。尚、反射ミラー８ａ，８ｂ，８ｃは各々主走査断面内又は副走査断面内においてパワーを有していても良い。
【００７３】
５は上記の如く偏向手段としての光偏向器（ポリゴンミラー）であり、第１、第２のステーションＳ１，Ｓ２で共用して用いている。
【００７４】
図４においては、前述した光走査装置（ステーション）を光偏向器５の回転軸を中心として対称的に両側に２つづつ振り分けて配置し、４色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂ）のカラー画像形成装置に搭載可能な構成としている。
【００７５】
そして第１のステーションＳ１においては、副走査断面内において光学基準軸Ｃ０の上下方向から光偏向器５の偏向面５ａに対して２つの光源手段（不図示）から出射された２つの光束を斜入射角度θｓ０で斜入射させている。また第２のステーションＳ２においては、副走査断面内において光学基準軸Ｃ０の上下方向から光偏向器５の偏向面５ｂに対して２つの光源手段（不図示）から出射された２つの光束を斜入射角度θｓ０で斜入射させている。
【００７６】
そして偏向面５ａ，５ｂに対して斜め上方から入射した光束を斜め下方に、斜め下方から入射した光束を斜め上方へと反射し、結像光学系６により対応する反射ミラー８ａ，８ｂ，８ｃを介して光路を分離している。
【００７７】
そして分離された４つの光束を対応する感光ドラム面（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂ）７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ上に導光することによって、カラー画像を形成している。
【００７８】
このように図４においては上記の如く光走査装置（ステーション）を、該光走査装置が有する光偏向器５を共有するように複数設けている。そして複数の光走査装置Ｓ１，Ｓ２からの複数の光束を、各光走査装置毎に光偏向器５の互いに異なった偏向面５ａ，５ｂに導光している。そして各光走査装置Ｓ１，Ｓ２における複数の光束は、互いに異なる被走査面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ上に入射してカラー画像を形成している。
【００７９】
尚、本実施例では光線分離ミラー８ａより光偏向器５側に第１、第２の結像レンズ６ａ，６ｂを配置している。そのため、同一の偏向面５ａ（５ｂ）で偏向走査された光束は、すべての第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂを通過してから、光線分離ミラー８ａで光路分離され、反射ミラー８ｂ、８ｃを介して対応する感光ドラム面７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに導かれる。
【００８０】
また本実施例では光路中で光線分離ミラー８ａ以降に結像レンズが配置されていないため、反射ミラー８ａ，８ｂ，８ｃの取付け誤差が起きても走査線湾曲や結像スポットの回転は発生しない。
【００８１】
また本実施例では同一の偏向面５ａ（５ｂ）にて偏向走査された２本の光束が同一の第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂを通過しているため、結像レンズの枚数を少なくして結像光学系６を構成することができる。
【００８２】
尚、第１、第２の２つのステーションＳ１、Ｓ２は構成及び光学的作用が同一のため、以下、第１のステーションＳ１について説明する。
【００８３】
図５は図４の第１のステーションＳ１の一部分を抜き出した要部断面図（副走査断面図）である。
【００８４】
本実施例では前述の如く光偏向器５の同一の偏向面５ａにて偏向反射した複数の光束を各々複数の被走査面７ａ，７ｂに導くため光路中で光線分離を行う必要がある。その為に光偏向器５の同一の偏向面５ａに対し副走査断面内で光束を斜入射させている。
【００８５】
しかしながら偏向面５ａに対して副走査方向の光束の斜入射角度を大きくとると、偏向手段としての光偏向器５の加工誤差や取付け誤差の影響を受けやすくなり被走査面７上での走査線のピッチムラが大きく発生してしまう。また、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から離れた位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転が大きくなってしまう。よって本実施例では斜入射角度θｓ０（γ）を１．８（deg）と設定している。
【００８６】
本実施例では副走査方向の斜入射角度が小さいため、第１の結像レンズ６ａの出射面６ａ２における２本の光束の光学基準軸Ｃ０により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ｌｄ１は０．８ｍｍしかない。
【００８７】
しかし第１の結像レンズ６ａの副走査断面内のパワーを負としているため偏向面５ａに対して副走査方向にわずかに異なる角度で入射した２本の光束は、第１の結像レンズ６ａの出射面６ａ２から出射するとき、互いの距離と角度が広がることになる。
【００８８】
そして第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２における２本の光束の光学基準軸Ｃ０により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ｌｄ２は２．１６ｍｍに広がっている。
【００８９】
第２の結像レンズ６ｂの副走査断面内のパワーは正のため、互いの距離と角度が広がった２本の光束は第２の結像レンズ６ｂを通過することにより互いの距離と角度が狭まってくる。
【００９０】
そこで第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査方向にシフト偏心させることで第２の結像レンズ６ｂに入射した２本の光束の間隔を狭めることなく第２の結像レンズ６ｂを出射できるようにしている。
【００９１】
本実施例では第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査方向に光学基準軸Ｃ０に対して光束が通過する側と同じ側に１．１ｍｍだけシフト偏心させている。
【００９２】
これにより結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を出射後の光線分離ミラー８ａの反射点における２本の光束の光学基準軸Ｃ０により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ｍｄは２．７８ｍｍとなり光線分離ミラーを配置するのに十分なスペースを確保している。
【００９３】
ここで言う副走査方向のシフト偏心とは、光学基準軸Ｃ０とレンズ面の光軸とが副走査断面内において一致していない状態を示す。
【００９４】
本実施例では、副走査断面内において、副走査方向にレンズ面をシフトしたが、副走査断面内において、レンズ面を主走査方向を回転軸としてチルトさせることでも同様の効果を得ることができる。
【００９５】
また、第２の結像レンズ６ｂのレンズ面を副走査断面内において副走査方向にシフトさせると共にレンズ面を主走査方向を回転軸としてチルトさせる構成をとっても同様の効果を得ることができる。
【００９６】
本実施例においては上記の如く斜入射角度θｓ０が１．８（deg）と小さいにもかかわらず光線分離位置で副走査方向に光線分離ミラー８ａを配置するのに十分なスペースを確保できることにより光線分離がし易くなる。
【００９７】
また第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査方向にシフト偏心させることにより、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から近い位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転を低減させることが容易となる。
【００９８】
図６は被走査面上７での走査線湾曲量を示した図、図７は被走査面上７での結像スポットを示した図である。
【００９９】
第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査方向にシフト偏心させたことにより、光束が副走査断面内において第２の結像レンズ６ｂの光軸から近い位置を通ることになり走査線の湾曲及び結像スポットの回転を抑制している。よって本実施例の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置において色ズレが目立たなくなる。
【０１００】
図８は図５の副走査断面内において光束の主光線の光路を模式的に示した図である。
【０１０１】
本実施例において、被走査面７の結像光学系６の光軸上を走査するときの光束の主光線が、副走査断面内において、光偏向器５で偏向走査された後に光学基準軸C0と成す角をθs0とする。尚、この角度θs0は上述した斜入射角度γと等しい。
【０１０２】
さらに負のパワーを有する第１の結像レンズ６ａを通過後に光学基準軸C0と成す角をθs1とする。さらに光路中で被走査面７に最も近くに配置された第２の結像レンズ６ｂを通過後に光学基準軸C0と成す角をθs2とする。そのとき、
θs0＜θs1   ・・・（１）
０(deg)≦θs2       ・・・（２）
なる条件を満足させている。
【０１０３】
条件式(１)を満たさないと副走査断面内における結像レンズの屈折を利用した効果的な光線分離が出来ていないため良くない。また条件式(２)を満たさないと２本の光束が第２の結像レンズ６ｂに入射した時点で確保されていた光束間の距離を、光束が第２の結像レンズ６ｂを出射した後に狭くしまうため効果的な光線分離ができない。
【０１０４】
本実施例における各々の角度θs0、θs1、θs2は、
θs0＝１．８deg
θs1＝３．０５deg
θs2＝０．２３deg
である。これら値を条件式(1)(2)に当てはめると、
θs0（1.8（deg））＜θs1（3.05（deg））
０(deg)≦θs2（0.23（deg））
であり、これは条件式(1)(2)を満たしている。
【０１０５】
また図２に示す副走査断面内において、光偏向器５の偏向面５ａから被走査面７までの光路長をＬ１、偏向面５ａから被走査面７に最も近い位置にある光学面(レンズ面）までの距離をＬ２とする。そのとき、
２≦（Ｌ１／Ｌ２）≦４    ・・・（３）
なる条件を満足させている。
【０１０６】
ここで偏向面５ａは主走査断面内において被走査面７の中心に光束が入射するときの位置を基準としている。
【０１０７】
条件式（３）は光路中における最も被走査面７に近い第２の結像レンズ６ｂの位置を規定するものである。条件式(３)の上限値を超えると副走査方向の結像倍率が大きくなり、光学素子のシフト偏心による副走査方向のピント移動や光偏向器５の偏向面の面倒れの影響が被走査面７上で大きく発生してしまう。また条件式(３)の下限値を超えると光路中における最も被走査面７に近い第２の結像レンズ６ｂの位置が被走査面７側に配置されるためレンズバックが短くなりトナーカートリッジを配置するスペースが狭くなってしまうため良くない。
【０１０８】
本実施例における各距離Ｌ１、L２は、
Ｌ１＝２４８．３ｍｍ
Ｌ２＝６９．０ｍｍ
である。これら値を条件式(3)に当てはめると、
（Ｌ１／Ｌ２）＝３．６
であり、これは条件式(3)を満たしている。
【０１０９】
さらに望ましくは上記条件式（３）を次の如く設定するのが良い。
【０１１０】
２．８≦（Ｌ１／Ｌ２）≦３．８    ・・・（３ａ）
本実施例では第１の結像レンズ６ａの副走査断面内のパワーが負であるため、副走査断面内のパワーが正やノンパワーである場合に比べて結像光学系６の副走査断面内の結像倍率を小さく抑えることができる。これにより副走査方向のピント移動や光偏向器５の偏向面の面倒れの影響が被走査面７上で大きく発生することを抑えることができる。
【０１１１】
尚、本実施例では光路中で最も光線分離ミラー-８ａに近いレンズ面、つまり第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２のみを副走査方向にシフト偏心させているが、入射面６ｂ１のみをシフト偏心させることでも上記と同様の効果を得ることができる。または両面６ｂ１，６ｂ２をシフト偏心させることでも上記と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
また本実施例では上記の如く第１の結像レンズ６ａが副走査断面内で負のパワーをもつことにより、第２の結像レンズ６ｂを通過する２本の光束の副走査方向の距離と光線分離ミラー８ａの反射点での２本の光束の副走査方向の距離を離間させている。
【０１１３】
しかしこれに限らず、最も被走査面７に近い第２の結像レンズ６ｂに副走査断面内において負のパワーをつけて光線分離ミラー８ａの反射点での２本の光束の副走査方向の距離を離間させてもよい。
【０１１４】
このように本実施例では上述した如く光偏向器５や光線分離ミラー８ａの取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光線の空間分離を効率的に行うことができる。これにより本実施例ではコンパクトな構成で、かつカラーＬＢＰ、カラー複写機における画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。
【０１１５】
尚、本実施例では複数の光源手段１ａ，１ｂを単一の発光部より構成したが、これに限らず、複数の発光部より構成しても良い。
【０１１６】
また本実施例では結像光学系６を２つの結像光学素子（結像レンズ）より構成したが、これに限らず、２つ以上の結像光学素子より構成しても良い。
【実施例２】
【０１１７】
図９は本発明の光走査装置の実施例２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１０は本発明の光走査装置の実施例２の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）であり、光路を展開して示している。図９、図１０において前記図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１１８】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、光偏向器５の偏向面５ａから被走査面７までの距離Ｌ１を更に長く設定した点である。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。
【０１１９】
つまり、図中、６１は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系であり、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６１ａ、６１ｂを有している。
【０１２０】
第１、第２の結像レンズ６１ａ、６１ｂはプラスチック材料より成り、光偏向器５の同一の偏向面５ａによって偏向走査された画像情報に基づく２本の光束を互いに異なる被走査面としての感光ドラム面７ａ，７ｂ上に結像させている。且つ、第１、第２の結像レンズ６１ａ、６１ｂ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７ａ，７ｂとの間を共役関係にすることにより、偏向面の面倒れ補償を行っている。
【０１２１】
本実施例における第１の結像レンズ６１ａは、該第１の結像レンズ６１ａの光軸上では主走査断面内において正のパワーを有し、副走査断面内において負のパワーを有している。
【０１２２】
第２の結像レンズ６１ｂは、該第２の結像レンズ６１ｂの光軸上では主走査断面内において負のパワーを有し、副走査断面内において正のパワーを有している。
【０１２３】
表３、表４に本実施例における実施例２の光学素子の光学配置及び結像光学素子（結像レンズ）の面形状の数値を示す。
【０１２４】
【表３】
2008309844.tif 000007
【０１２５】
【表４】
2008309844.tif 000008
【０１２６】
本実施例において、第１の結像レンズ６１ａの入射面（第１面）及び出射面（第２面）は主走査断面内（主走査方向）では１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。また副走査断面内（副走査方向）では入射面（第１面）は平面形状、出射面（第２面）は主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。
【０１２７】
第２の結像レンズ６１ｂの入射面（第３面）及び出射面（第４面）は主走査断面内が１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。そして副走査断面内のパワーが主走査方向で軸上から軸外に向かって減少していることにより、副走査方向の像面湾曲を良好に調整している。
【０１２８】
本実施例では上記の如く第１、第２の結像レンズ６１ａ、６１ｂの材料をプラスチック材料（樹脂）より形成したが、材料はプラスチック材料に限らず、ガラス材料であってもよい。
【０１２９】
図１１は本実施例における幾何収差を示した図である。
【０１３０】
図１１より各収差とも実用上問題のないレベルまで調整されていることが分かる。また像高による副走査倍率の変化も２％以下に抑えられていることが分かる。このことにより像高による副走査方向のスポット形状の変化が抑えられ良好な結像性能を得られる。尚、像高による副走査倍率の変化は１０％以下が良い。さらに望ましくは５％以下が良い。
【０１３１】
次に図１２から図１５を用いて本実施例の目的を達成するための手段と効果を説明する。
【０１３２】
図１２は前述した本実施例の光走査装置(ステーション）を２つ設けた画像形成装置の副走査断面図である。図１２において図４及び図９に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１３３】
本実施例における画像形成装置の構成及び光学的作用は前述した実施例１と同様である。
【０１３４】
尚、第１、第２の２つのステーションＳ１、Ｓ２は構成及び光学的作用が同一のため、以下、第１のステーションＳ１について説明する。
【０１３５】
図１３は図１２の第１の第１のステーションＳ１の一部分を抜き出した要部断面図（副走査断面図）である。
【０１３６】
本実施例では前述の如く光偏向器５の同一の偏向面５ａにて走査した複数の光束を各々複数の被走査面７ａ、７ｂに導くため光路中で光線分離を行う必要がある。その為に光偏向器５の同一の偏向面５ａに対し副走査断面内で光束を斜入射させている。
【０１３７】
しかしながら偏向面５ａに対して副走査方向の斜入射角度を大きくとると、偏向手段としての光偏向器５の加工誤差や取付け誤差の影響を受けやすくなり被走査面７上での走査線のピッチムラが大きく発生してしまう。また、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から離れた位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転が大きくなってしまう。よって本実施例では斜入射角度θｓ０（γ）を２．２（deg）と設定している。
【０１３８】
本実施例では副走査方向の斜入射角度が小さいため、第１の結像レンズ６１ａの出射面６１ａ２における２本の光束の光学基準軸Ｃ０により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ｌｄ１は１．３４ｍｍしかない。
【０１３９】
しかし第１の結像レンズ６１ａの副走査断面内のパワーを負としているため偏向面に対して副走査方向にわずかに異なる角度で入射した２本の光束は、第１の結像レンズ６１ａの出射面６１ａ２から出射するとき、互いの距離と角度が広がることになる。
【０１４０】
そして第１の結像レンズ６１ｂの入射面６１ｂ１における２本の光束の光学基準軸Ｃ０により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ｌｄ２は３．７２ｍｍに広がっている。
【０１４１】
第２の結像レンズ６１ｂの副走査断面内のパワーは正のため、互いの距離と角度が広がった２本の光束は第２の結像レンズ６１ｂを通過することにより互いの距離と角度が狭まってくる。
【０１４２】
そこで第２の結像レンズ６１ｂの出射面６１ｂ２を副走査方向にシフト偏心させることで第２の結像レンズ６１ｂに入射した２本の光束の間隔を狭めることなく第２の結像レンズ６１ｂを出射するようにしている。
【０１４３】
本実施例では第２の結像レンズ６１ｂの出射面６１ｂ２を副走査方向に光学基準軸Ｃ０に対して光束が通過する側と同じ側に１．２ｍｍだけシフト偏心させている。
【０１４４】
これにより結像レンズ６１ｂの出射面６１ｂ２を出射後の光線分離ミラー８ａの反射点における２本の光束の光学基準軸Ｃ０により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ｍｄは４．２８ｍｍとなる。これによって光線分離ミラーを配置するのに十分なスペースを確保している。
【０１４５】
本実施例においては上記の如く斜入射角度θｓ０が２．２（deg）と小さいにもかかわらず光線分離位置で副走査方向に光線分離ミラー８ａを配置するのに十分なスペースを確保できることにより光線分離がし易くなる。
【０１４６】
また第２の結像レンズ６１ｂの出射面６１ｂ２を副走査方向にシフト偏心させることにより、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から近い位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転を低減することが可能となる。
【０１４７】
図１４は被走査面上での走査線湾曲量を示した図、図１５は被走査面上での結像スポットを示した図である。
【０１４８】
第２の結像レンズ６１ｂの出射面６１ｂ２を副走査方向にシフト偏心させたことにより光束が副走査断面内において第２の結像レンズ６１ｂの光軸から近い位置を通ることになり走査線の湾曲及び結像スポットの回転を抑制している。よって本実施例の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置において色ズレが目立たなくなる。
【０１４９】
また本実施例においては光偏向器５の偏向面５ａから被走査面７までの距離を更に長く設定したことにより、トナーカートリッジスペースを更に広く確保できるようにしている。
【０１５０】
本実施例において被走査面７の結像光学系６１の光軸上を走査するときの光束の主光線が、副走査断面内において、光偏向器５で偏向走査された後に光学基準軸C0と成す角θs0を以下の如く設定している。また上記の光束の主光線が、負のパワーを有する第１の結像レンズ６１ａを通過後に光学基準軸C0と成す角θs1を以下の如く設定している。また上記の光束の主光線が、光路中で被走査面７に最も近くに配置された第２の結像レンズ６１ｂを通過後に光学基準軸C0と成す角θs2を以下の如く設定している。
【０１５１】
θs0＝２．２deg
θs1＝３．９６deg
θs2＝０．１５deg
これら値を条件式(1)(2)に当てはめると、
θs0（2.2（deg））＜θs1（3.96（deg））
０(deg)≦θs2（0.15（deg））
であり、これは条件式(1)(2)を満たしている。
【０１５２】
本実施例において光偏向器５の偏向面５ａから被走査面７までの光路長Ｌ１、該偏向面５ａから被走査面７に最も近い位置にあるレンズ面までの距離Ｌ２は、
Ｌ１＝２６６．２ｍｍ
Ｌ２＝７１．９ｍｍ
である。これら値を条件式(3)に当てはめると、
（Ｌ１／Ｌ２）＝３．７
であり、これは条件式(3)を満たしている。
【０１５３】
更には第１の結像レンズ６１ａの副走査断面内のパワーが負であるため、副走査断面内のパワーが正やノンパワーである場合に比べて結像光学系６１の副走査方向の結像倍率を小さく抑えることができる。これにより副走査方向のピント移動や光偏向器５の偏向面の面倒れの影響が被走査面７上で大きく発生することを抑えることができる。
【０１５４】
このように本実施例では上述した如く光偏向器５や光線分離ミラー８ａの取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光線の空間分離を効率的に行うことができる。これにより本実施例ではコンパクトな構成で、かつカラーＬＢＰ、カラー複写機における画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。
【実施例３】
【０１５５】
図１６は本発明の光走査装置の実施例３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１７は本発明の光走査装置の実施例３の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）であり、光路を展開して示している。図１６、図１７において前記図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１５６】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、光偏向器５の偏向面５ａから被走査面７までの距離Ｌ１を更に長く設定した点、光路中で最も光偏向器５に近い第１の結像レンズ６２ａの副走査断面内の負のパワーを更に強めた点である。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。
【０１５７】
つまり、図中、６２は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系であり、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６２ａ、６２ｂを有している。
【０１５８】
第１、第２の結像レンズ６２ａ、６２ｂはプラスチック材料より成り、光偏向器５の同一の偏向面５ａによって偏向走査された画像情報に基づく２本の光束を互いに異なる被走査面としての感光ドラム面７ａ，７ｂ上に結像させている。且つ、第１、第２の結像レンズ６２ａ、６２ｂ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７ａ，７ｂとの間を共役関係にすることにより、偏向面の面倒れ補償を行っている。
【０１５９】
本実施例における第１の結像レンズ６２ａは、該第１の結像レンズ６２ａの光軸上では主走査断面内において正のパワーを有し、副走査断面内において負のパワーを有している。
【０１６０】
第２の結像レンズ６２ｂは、該第２の結像レンズ６２ｂの光軸上では主走査断面内において負のパワーを有し、副走査断面内において正のパワーを有している。
【０１６１】
表５、表６に本実施例における実施例３の光学素子の光学配置及び結像光学素子（結像レンズ）の面形状の数値を示す。
【０１６２】
【表５】
2008309844.tif 000009
【０１６３】
【表６】
2008309844.tif 000010
【０１６４】
本実施例において、第１の結像レンズ６２ａの入射面（第１面）及び出射面（第２面）は主走査断面内（主走査方向）では１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。また副走査断面内（副走査方向）では入射面（第１面）は球面形状、出射面（第２面）は主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。
【０１６５】
第２の結像レンズ６２ｂの入射面（第３面）及び出射面（第４面）は主走査断面内が１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。そして副走査断面内のパワーが主走査方向で軸上から軸外に向かって減少していることにより、副走査方向の像面湾曲を良好に調整している。
【０１６６】
本実施例では上記の如く第１、第２の結像レンズ６２ａ、６２ｂの材料をプラスチック材料（樹脂）より形成したが、材料はプラスチック材料に限らず、ガラス材料であってもよい。
【０１６７】
図１８は本実施例における幾何収差を示した図である。
【０１６８】
図１８より各収差とも実用上問題のないレベルまで調整されていることが分かる。また像高による副走査倍率の変化も２％以下に抑えられていることが分かる。このことにより像高による副走査方向のスポット形状の変化が抑えられ良好な結像性能を得られる。尚、像高による副走査倍率の変化は１０％以下が良い。さらに望ましくは５％以下が良い。
【０１６９】
次に図１９から図２１を用いて本実施例の目的を達成するための手段と効果を説明する。
【０１７０】
図１９は前述した本実施例の光走査装置(ステーション）を２つ設けた画像形成装置の副走査断面図である。図１９において図４及び図１６に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１７１】
本実施例における画像形成装置の構成及び光学的作用は前述した実施例１と同様である。
【０１７２】
尚、第１、第２の２つのステーションＳ１、Ｓ２は構成及び光学的作用が同一のため、以下、第１のステーションＳ１について説明する。
【０１７３】
図２０は図１９の第１の２つのステーションＳ１の一部分を抜き出した要部断面図（副走査断面図）である。
【０１７４】
本実施例では前述の如く光偏向器５の同一の偏向面５ａにて偏向走査された複数の光束を各々複数の被走査面７ａ、７ｂに導くため光路中で光線分離を行う必要がある。その為に光偏向器５の同一の偏向面５ａに対し副走査断面内で光束を斜入射させている。
【０１７５】
しかしながら偏向面５ａに対して副走査方向の斜入射角度を大きくとると、偏向手段としての光偏向器５の加工誤差や取付け誤差の影響を受けやすくなり被走査面７上での走査線のピッチムラが大きく発生してしまう。また、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から離れた位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転が大きくなってしまう。よって本実施例では斜入射角度θｓ０（γ）を１．８（deg）と設定している。
【０１７６】
本実施例では副走査方向の斜入射角度が小さいため、第１の結像レンズ６２ａの出射面６２ａ２における２本の光束の光学基準軸Ｃ０により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ｌｄ１は０．９１ｍｍしかない。
【０１７７】
しかし第１の結像レンズ６２ａの副走査断面内のパワーを負としているため偏向面に対して副走査方向にわずかに異なる角度で入射した２本の光束は、第１の結像レンズ６２ａの出射面６２ａ２から出射するとき、互いの距離と角度が広がることになる。
【０１７８】
そして第２の結像レンズ６２ｂの入射面６２ｂ２における２本の光束の光学基準軸Ｃ０により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ｌｄ２は３ｍｍに広がっている。
【０１７９】
第２の結像レンズ６２ｂの副走査断面内のパワーは正のため、互いの距離と角度が広がった２本の光束は第２の結像レンズ６２ｂを通過することにより互いの距離と角度が狭まってくる。
【０１８０】
そこで第２の結像レンズ６２ｂの出射面６２ｂ２を副走査方向にシフト偏心させることで第２の結像レンズ６２ｂに入射した２本の光束の間隔を狭めることなく第２の結像レンズ６２ｂを出射するようにしている。
【０１８１】
本実施例では第２の結像レンズ６２ｂの出射面６２ｂ２を副走査方向に光学基準軸Ｃ０に対して光束が通過する側と同じ側に１．４ｍｍ偏心させている。
【０１８２】
これにより結像レンズ６２ｂの出射面６２ｂ２を出射後の光線分離ミラー８ａの反射点における２本の光束の光学基準軸Ｃ０により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ｍｄは３．９５ｍｍとなる。これによって光線分離ミラーを配置するのに十分なスペースを確保している。
【０１８３】
本実施例においては上記の如く斜入射角度θｓ０が１．８（deg）と小さいにもかかわらず光線分離位置で副走査方向に光線分離ミラー８ａを配置するのに十分なスペースを確保できることにより光線分離がし易くなる。
【０１８４】
本実施例では第１の結像レンズ６２ａの入射面６２ａ１の副走査断面内の形状を、光偏向器５側に凹面を向けた球面形状にすることにより、実施例１に比べて光路中で最も光偏向器５に近い第１の結像レンズ６２ａの副走査断面内の負パワーを更に強めている。そのため、第１の結像レンズ６２ａを出射後の光束がより光学基準軸Ｃ０から離れる方向に進んでいくので光線分離ミラー８ａ上での光線分離がよりし易くなっている。
【０１８５】
また第２の結像レンズ６２ｂの出射面６２ｂ２を副走査方向にシフト偏心させることにより、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から近い位置を通ることになるため走査線湾曲を低減することが可能となる。
【０１８６】
図２１は被走査面上での走査線湾曲量を示した図である。
【０１８７】
第２の結像レンズ６２ｂの出射面６２ｂ２を副走査方向にシフト偏心させたことにより光束が副走査断面内において第２の結像レンズ６２ｂの光軸から近い位置を通ることになり走査線の湾曲を抑制している。よって本実施例の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置において色ズレが目立たなくなる。
【０１８８】
本実施例において被走査面７の結像光学系６２の光軸上を走査するときの光束の主光線が、副走査断面内において、光偏向器５で偏向後に光学基準軸C0と成す角θs0を以下の如く設定している。また上記の光束の主光線が、負のパワーを有する第１の結像レンズ６２ａを通過後に光学基準軸C0と成す角θs1を以下の如く設定している。また上記の光束の主光線が、光路中で被走査面７に最も近くに配置された第２の結像レンズ６２ｂを通過後に光学基準軸C0と成す角θs2を以下の如く設定している。
【０１８９】
θs0＝１．８deg
θs1＝４．６３deg
θs2＝０．２８deg
これら値を条件式(1)(2)に当てはめると、
θs0（1.8（deg））＜θs1（4.63（deg））
０(deg)≦θs2（0.28（deg））
であり、これは条件式(1)(2)を満たしている。
【０１９０】
本実施例において光偏向器５の偏向面５ａから被走査面７までの光路長（距離）Ｌ１、該偏向面５ａから被走査面７に最も近い位置にある光学面（レンズ面）までの光路長（距離）Ｌ２は、
Ｌ１＝２４８．４ｍｍ
Ｌ２＝６９ｍｍ
である。これら値を条件式(3)に当てはめると、
（Ｌ１／Ｌ２）＝３．６
であり、これは条件式(3)を満たしている。
【０１９１】
更には第１の結像レンズ６２ａの副走査断面内のパワーが負であるため、副走査断面内のパワーが正やノンパワーである場合に比べて結像光学系６２の副走査方向の結像倍率を小さく抑えることができる。これにより副走査方向のピント移動や光偏向器５の偏向面の面倒れの影響が被走査面上で大きく発生することを抑えることができる。
【０１９２】
このように本実施例では上述した如く光偏向器５や光線分離ミラー８ａの取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光線の空間分離を効率的に行うことができる。これにより本実施例ではコンパクトな構成で、かつカラーＬＢＰ、カラー複写機における画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。
【０１９３】
［画像形成装置］
図２２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。
【０１９４】
静電潜像担持体（感光体）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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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（転写器）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２２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。
【０１９７】
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２２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。
【０１９８】
図２２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ポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１９９】
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。
（カラー画像形成装置）
図２３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。
【０２００】
本実施例は、光走査装置により４ビームを走査して各々並行して像担持体である感光体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２３において、１００はカラー画像形成装置、１１は実施例１から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。
【０２０１】
図２３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、光走査装置１１に入力される。そして、光走査装置１１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が出射され、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。
【０２０２】
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置１１により４ビームを走査し、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している。
【０２０３】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く光走査装置１１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。
【０２０４】
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１００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】
【０２０５】
【図１】本発明の実施例１の光走査装置の副走査要部断面図
【図２】本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図
【図３】本発明の実施例１の光走査装置の副走査断面図
【図４】本発明の実施例１の幾何収差及び副走査倍率の一様性を示す図
【図５】本発明の実施例１の光走査装置をカラー画像形成装置に搭載する際の図
【図６】本発明の実施例１の走査線湾曲量を示す図
【図７】本発明の実施例１のスポット形状を示す図
【図８】本発明の実施例１の光走査装置の副走査主光線光路図
【図９】本発明の実施例２の光走査装置の副走査要部断面図
【図１０】本発明の実施例２の光走査装置の主走査断面図
【図１１】本発明の実施例２の光走査装置の副走査断面図
【図１２】本発明の実施例２の幾何収差及び副走査倍率の一様性を示す図
【図１３】本発明の実施例２の光走査装置をカラー画像形成装置に搭載する際の図
【図１４】本発明の実施例２の走査線湾曲量を示す図
【図１５】本発明の実施例２のスポット形状を示す図
【図１６】本発明の実施例３の光走査装置の副走査要部断面図
【図１７】本発明の実施例３の光走査装置の主走査断面図
【図１８】本発明の実施例３の光走査装置の副走査断面図
【図１９】本発明の実施例３の幾何収差及び副走査倍率の一様性を示す図
【図２０】本発明の実施例３の光走査装置をカラー画像形成装置に搭載する際の図
【図２１】本発明の実施例３の走査線湾曲量を示す図
【図２２】本発明の実施例の画像形成装置の要部概略図
【図２３】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図２４】従来の光走査装置の副走査断面図
【符号の説明】
【０２０６】
１ａ、１ｂ  光源手段
２ａ、２ｂ  開口絞り
３ａ、３ｂ  集束レンズ(コリメータレンズ)
４ａ、４ｂ  レンズ系（アナモフィックレンズ）
５  偏向手段（ポリゴンミラー）
６ａ、６１ａ、６２ａ  第１の結像レンズ
６ｂ、６１ｂ、６２ｂ  第２の結像レンズ
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ  被走査面（感光ドラム面）
８ａ、８ｂ、８ｃ  折り返しミラー
Ｃ０  光学基準軸
θｓ０、θｓ１、θｓ２  光学基準軸と主光線との成す角度
ＬＡ、ＬＢ  入射光学系
６、６１，６２  結像光学系
１１    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  光走査ユニット
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  モーター
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2008309844.tif 000028
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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