(57)【要約】【課題】光学系で発生するピッチムラを有効に低減することができる簡易な構成の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】光源手段１から出射した光束を他の光束に変換する第１の光学系２と、該第１の光学系により変換された光束を主走査方向に長い線像として結像させる第２の光学系４と、該第２の光学系からの光束を反射偏向させる偏向手段５と、該偏向手段で偏向した光束を被走査面８上に導光する第３の光学系６７と、を有する光走査装置において、該光源手段から出射した光束は、副走査断面内において、該偏向手段の偏向面に対し有限の角度を有して入射しており、条件式（１）を満足するように各要素を設定すること。【選択図】    図１
2004361627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から出射した光束を他の光束に変換する第１の光学系と、該第１の光学系により変換された光束を主走査方向に長い線像として結像させる第２の光学系と、該第２の光学系からの光束を反射偏向させる偏向手段と、該偏向手段で偏向した光束を被走査面上に導光する第３の光学系と、を有する光走査装置において、
該光源手段から出射した光束は、副走査断面内において、該偏向手段の偏向面に対し有限の角度を有して入射しており、
α：偏向手段の偏向面に対する副走査断面内における入射角
φ：走査中心を走査しているときの偏向手段の偏向面に対する主走査断面内における入射角
Ｐ：被走査面における副走査方向の理想的な走査線ピッチ
βｓ：第３の光学系における副走査断面内の横倍率
Δ：偏向手段においてその回転軸から各偏向面までの距離の最大相対差
γ：偏向手段の最大面倒れ角
Ｒ：偏向手段の外接円半径
Ｎ：偏向手段の面数
θｍ：偏向手段の最大偏向角
Ｄ：共役点位置のずれ量
とするとき、
【数１】
2004361627.tif 000011
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
以下の条件式を、
０．５＜βｓ＜１．５
満足することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記偏向手段は４面ポリゴンミラーであることを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光源手段は複数の発光部を有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の光走査装置を複数有し、該複数の光走査装置の光源手段から出射した複数の光束を共通の偏向手段を介して、該複数の光束で異なる被走査面上を各々走査し、画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至４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７】
請求項１乃至４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。
【請求項８】
各々が請求項１乃至４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９】
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８記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、特に光源手段から出射した光束を偏向手段の偏向面に対し副走査断面内で所定の角度で入射させ、該偏向手段で偏向反射された光束を利用して記録媒体（感光ドラム）面上を光走査して画像情報の記録を行うようにしたものであり、特にその際、発生するピッチムラの低減に関するものである。また本発明の光走査装置は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。
【０００２】
【従来の技術】
従来より共通の走査光学系に複数の光束を入射させてマルチカラーを実現するマルチビーム光走査装置が種々提案されている。この種のマルチビーム光走査装置において複数の光束を所定の被走査面上にそれぞれ独立に照射するには光偏向器（例えばポリゴンミラー）で偏向反射された後に該複数の光束を分離する必要があるが、同一波長の光源に対しては空間分離が必要となる。例えば光偏向器の偏向面（反射面）に対し副走査断面内で斜め方向から光束を入射させる（以下、「斜入射」と称す。）と目的の空間分離が可能になる。
【０００３】
図１５（Ａ），（Ｂ）は斜入射を行ったマルチビーム光走査装置の光学系の要部断面図である。同図（Ａ）は主走査断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の紙面に垂直な副走査断面図である。また同図（Ａ），（Ｂ）は光偏向器の偏向面に対して対向して斜入射した２本の光束が、該偏向面で偏向反射した後の様子を示している。
【０００４】
同図（Ａ），（Ｂ）において９１は光偏向器であり、例えばポリゴンミラーより成っている。９２ａ，９２ｂは各々ポリゴンミラー９１で偏向反射された２本の斜入射光線、９５は走査レンズ系（ｆθレンズ系）であり、主走査断面内にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ９３とトーリックレンズ９４ａ，９４ｂとの２枚系のｆθレンズ系より成っている。
【０００５】
同図においてポリゴンミラー９１に２本の光束を斜入射させる入射光学系については図示していないが、２本の斜入射光線９２ａ，９２ｂに対応した複数の光源から出射した複数の光束がコリメーターレンズによって平行光束に変換された後、副走査断面内にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズによりポリゴンミラー９１の偏向面９１ａ近傍に線像を形成する。これはポリゴンミラーの偏向面の副走査断面内の面倒れを補正する為に用いられる手段であり、副走査断面内において、該ポリゴンミラーの偏向面と被走査面（感光ドラム面）とを光学的に共役関係にしており、即ち倒れ補正光学系を構成している。
【０００６】
そしてポリゴンミラー９１で偏向反射された２本の光束（斜入射光線）９２ａ，９２ｂは走査レンズ系９５により各々対応する不図示の光路折り曲げミラーを介して感光ドラム面上の所定位置に導かれ、該ポリゴンミラー９１の回転によって走査線が軸方向（光束が偏向走査される主走査方向）に描画され、該ポリゴンミラー９１の回転に同期した感光ドラムの回転よって、該走査線が主走査方向に垂直な副走査方向に等間隔で形成される。
【０００７】
このように同時に２つの感光ドラム面上を走査するができ、さらにポリゴンミラーを挟んで両側に走査光学系を配置し、該ポリゴンミラーを共用すれば同時に４色の露光現像ができ高速なフルカラー印刷が可能である。
【０００８】
しかしながら、この斜入射による光線分離を行う場合、原理的にポリゴンミラーの製造誤差等の原因により回転軸から各偏向面までの距離に差が生じる（以下、「面偏心」と称す。）ことによりピッチムラが発生してしまい良好なる画像を再現することが困難となる。
【０００９】
したがって、通常の走査光学系の場合、ポリゴンミラーの面倒れによるピッチムラだけを考慮すればよいのに対し、斜入射光学系においてはポリゴンミラーの面倒れ及び面偏心によるピッチムラを考慮する必要がある。
【００１０】
尚、上記従来例ではマルチビーム光走査装置を例に挙げているが、もちろん斜入射を用いたシングルビーム光走査装置においても同様の問題点が発生する。
【００１１】
この面偏心によるピッチムラを低減した光走査装置が種々提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
【００１２】
特許文献１においては軸上入射の場合において、ポリゴンミラーの面偏心により発生するピッチムラを１／４画素以内に抑えるように各パラメーターの設定を行うことで低減を図っている。特許文献２においては主走査断面内にも所定の角度を有して光束を入射させる系において、ポリゴンミラーの面偏心により発生するピッチムラを１／５画素ないしは１／１０画素以内に抑えるように各パラメーターの設定を行うことで低減を図っている。
【特許文献１】
特開平１０−３２７３０２号公報
【特許文献２】
特開２００１−５１２２６号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらいずれの特許文献の場合も倒れ補正系を有していることから面倒れによるピッチムラは無視できるものとしているが、実際には倒れ補正系を用いてもポリゴンミラーの回転により面が出入りするため走査領域全域で完全に補正することは難しかった。さらに結像レンズ等の製造誤差や配置誤差等により共役点がずれることで倒れ補正が悪化し、ピッチムラが大きくなるという問題点もある。
【００１４】
本発明は斜入射光学系における偏向面の面偏心、及び偏向面の倒れ、さらに共役点のずれ等に起因するピッチムラを有効に低減することができる簡易な構成の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。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段から出射した光束を他の光束に変換する第１の光学系と、該第１の光学系により変換された光束を主走査方向に長い線像として結像させる第２の光学系と、該第２の光学系からの光束を反射偏向させる偏向手段と、該偏向手段で偏向した光束を被走査面上に導光する第３の光学系と、を有する光走査装置において、
該光源手段から出射した光束は、副走査断面内において、該偏向手段の偏向面に対し有限の角度を有して入射しており、
α：偏向手段の偏向面に対する副走査断面内における入射角
φ：走査中心を走査しているときの偏向手段の偏向面に対する主走査断面内における入射角
Ｐ：被走査面における副走査方向の理想的な走査線ピッチ
βｓ：第３の光学系における副走査断面内の横倍率
Δ：偏向手段においてその回転軸から各偏向面までの距離の最大相対差
γ：偏向手段の最大面倒れ角
Ｒ：偏向手段の外接円半径
Ｎ：偏向手段の面数
θｍ：偏向手段の最大偏向角
Ｄ：共役点位置のずれ量
とするとき、
【００１６】
【数２】
2004361627.tif 000003
【００１７】
を満足することを特徴としている。
【００１８】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
以下の条件式を、
０．５＜βｓ＜１．５
満足することを特徴としている。
【００１９】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記偏向手段は４面ポリゴンミラーであることを特徴としている。
【００２０】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記光源手段は複数の発光部を有していることを特徴としている。
【００２１】
請求項５の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の光走査装置を複数有し、該複数の光走査装置の光源手段から出射した複数の光束を共通の偏向手段を介して、該複数の光束で異なる被走査面上を各々走査し、画像を形成することを特徴としている。
【００２２】
請求項６の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至４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。
【００２３】
請求項７の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至４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。
【００２４】
請求項８の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１乃至４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。
【００２５】
請求項９の発明は請求項８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。
【００２６】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２は図１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００２７】
ここで、主走査方向とは光偏向器の回転軸及び走査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）を示し、副走査方向とは光偏向器の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査レンズ系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。
【００２８】
同図において１は光源手段であり、例えば半導体レーザー等より成っている。２は第１の光学系としての光束変換素子（コリメーターレンズ）であり、光源手段１から出射された光束を略平行光束（又は収束光束又は発散光束）に変換している。４は第２の光学系としてのレンズ系（シリンドリカルレンズ）であり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、コリメーターレンズ２を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面（反射面）５ａにほぼ線像として結像させている。３は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。尚、コリメーターレンズ２、シリンドリカルレンズ４、開口絞り３等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。
【００２９】
５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば４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。
【００３０】
６７は集光機能とｆθ特性とを有する第３の光学系としての走査レンズ系（ｆθレンズ系）であり、光偏向器５側から順にプラスチック材料より成る第１、第２の２枚の光学素子（ｆθレンズおよびトーリックレンズ）６，７を有し、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面８上に結像させている。本実施形態ではシリンドリカルレンズ４とトーリックレンズ７とで面倒れ補正光学系を構成しており、該面倒れ補正光学系により、ポリゴンミラー５の各偏向面による感光ドラム面８上への反射光束の面倒れ補正を行い、副走査方向への等ピッチ化を図っている。
【００３１】
８は被走査面としての感光ドラム面である。
【００３２】
本実施形態において画像情報に応じて光源手段１から光変調され出射した光束はコリメーターレンズ２により略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４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して開口絞り３を通過する（一部遮光される）。また副走査断面内においては収束して開口絞り３を通過し（一部遮光される）光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。
【００３３】
このときポリゴンミラー５の偏向面５ａに入射する光束は、主走査断面内および副走査断面内共に所定の角度を持って入射している（斜入射光学系）。
【００３４】
そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は走査レンズ系６７により感光ドラム面８上にスポット状に結像され、該光偏向器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８上に画像記録を行っている
本実施形態における光走査装置は、上記の如くポリゴンミラー５の偏向面５ａに入射する光束が主走査断面内および副走査断面内共に所定の角度を持って入射するように各要素が配置されている。この配置関係はピッチムラを抑制することができるように設定されている。
【００３５】
以下、この配置関係について図３〜図８に示す光路図を参照して説明する。
【００３６】
まず面倒れによるピッチムラであるが、倒れ補正系を用いても実際にはポリゴンミラーの回転に伴い偏向面が入射光束に対して出入りするため完全になくすことはできない。
【００３７】
図３はポリゴンミラーの回転による面の出入りを説明する図である。同図に示すように主走査断面での偏向面への入射角をφ、ポリゴンミラーの面数をＮ、ポリゴンミラーの外接円半径をＲ、最大走査角をθｍとするとき、光線方向のポリゴンミラーの偏向面の最大出入り量Ｓは
【００３８】
【数３】
2004361627.tif 000004
【００３９】
で与えられる。
【００４０】
図４は面倒れによるピッチムラを説明する図である。同図においてポリゴンミラーの偏向面に対する副走査断面内における入射角をα、走査レンズ系１３の副走査断面内での横倍率をβｓ、面倒れの各面相対差（ポリゴンミラーの最大面倒れ角）をγとするとき、面倒れによるピッチムラ量Δｚｍｔは
【００４１】
【数４】
2004361627.tif 000005
【００４２】
で与えられる。
【００４３】
尚、図４において１１ｃは本来の偏向面位置、１１ｄは面倒れした場合の偏向面位置、１３は走査レンズ系、１４は感光ドラム面、１５，１６，１７は各々走査光である。
【００４４】
また更に製造誤差、配置誤差等により初期状態で偏向面と感光体ドラム面との共役関係がずれていた場合には更に倒れ補正が悪化し、図５に示すようにこの初期の共役点位置のずれ量をＤとするとき、その悪化量Δｚｄｅｆは
【００４５】
【数５】
2004361627.tif 000006
【００４６】
で与えられる。
【００４７】
尚、図５は共役点のずれによる倒れ補正の悪化を説明する図であり、図４に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００４８】
次に面偏心によるピッチムラに関して説明する。
【００４９】
図６は面偏心によるピッチムラを説明する図である。同図において図４に示した要素と同一要素には同符番を付している。同図において１１ａは本来の偏向面位置、１１ｂは偏心した場合の偏向面位置である。
【００５０】
ここで走査レンズ系１３の光軸（対称軸）をｘ軸、主走査方向をｙ軸、副走査方向をｚ軸とする（以下図７、図８においても同様）。図７は偏向面への入射光線の光路図である。同図に示すように入射光線は副走査方向にα、主走査方向にφの角度をなして偏向面に入射する。図８はポリゴンミラーが本来の偏向面位置１１ａと偏心した場合の偏向面位置１１ｂの場合の光路をｘｙ平面に射影したときのｘ−ｙ平面内での光路図である。同図において光線ａは本来の偏向面で反射した場合の光線であり、光線ｂは偏心した偏向面で反射した光線であり、それぞれの場合の偏向面の距離の差（面偏心量）をΔとし、ポリゴンミラーによる任意の走査角をθとする。
【００５１】
以上のように設定した場合、走査レンズ系の副走査断面内の横倍率をβｓとするとき、任意の走査角における面偏心によるピッチムラ量Δｚｍｈは以下の式で与えられる。
【００５２】
【数６】
2004361627.tif 000007
【００５３】
また面偏心によるピッチムラが最大となるのは最大走査角（最大偏向角）θｍとなったときである。したがって、以上のことからこの系におけるトータルのピッチムラ量Δｚは以下の式で与えられる。
【００５４】
【数７】
2004361627.tif 000008
【００５５】
一般にピッチムラは被走査面上における副走査方向の走査線間隔Ｐの１／１０程度であれば画像を悪化させることはない。
【００５６】
そこで本実施形態では斜入射光学系における偏向面の面偏心、及び偏向面の倒れ、さらに共役点のずれ等に起因するピッチムラのトータル量が副走査方向の理想的な走査線間隔Ｐの１／１０以下と成るように、即ち以下の条件式（１）を満たすように各要素を設定することにより、光学系で発生するピッチムラを有効に低減し、高精度な画像を得ている。
【００５７】
【数８】
2004361627.tif 000009
【００５８】
したがって、
【００５９】
【数９】
2004361627.tif 000010
【００６０】
ただし、
α：ポリゴンミラーの偏向面に対する副走査断面内における入射角
φ：走査中心を走査しているときのポリゴンミラーの偏向面に対する主走査断面内における入射角
Ｐ：被走査面における副走査方向の理想的な走査線ピッチ
βｓ：走査レンズ系における副走査断面内の横倍率
Δ：ポリゴンミラーにおいてその回転軸から各偏向面までの距離の最大相対差（各面の光軸方向の出入り量の差）
γ：ポリゴンミラーの最大面倒れ角
Ｒ：ポリゴンミラーの外接円半径
Ｎ：ポリゴンミラーの面数
θｍ：ポリゴンミラーの最大偏向角（有効走査角を走査するときのミラー面の回転角）
Ｄ：共役点位置のずれ量
である。
【００６１】
ここで上記の条件式（１）の各要素について議論することとする。まず副走査断面内の結像倍率（副走査倍率）を低減していった場合には、面偏心起因及び面倒れ起因によるピッチムラは低減可能であるが、共役点のずれに起因する倒れ補正の悪化分は増大する。
【００６２】
図９は副走査倍率以外のパラメーターを固定した状態で、該副走査倍率を変化させた場合のピッチムラの量をプロットした図である。同図においては副走査倍率を低減していった場合、極小値をとる点があり、それ以上副走査倍率を低減すると逆にピッチムラが悪化することがわかる。また副走査倍率をあまり低くすると走査レンズ系を構成するレンズが大きくなり、また光量的にも不利になる。
【００６３】
そこで本実施形態では走査レンズ系６７の副走査断面内の結像倍率βｓを
０．５＜βｓ＜１．５        ‥‥（２）
の条件を満たすように設定している。本実施形態では結像倍率βｓを１．３８倍に設定している。
【００６４】
本実施形態において使用するポリゴンミラーに関しては外径が小さい方が回転による面の出入りが小さいため面倒れによるピッチムラに有利であり、一般には面数の少ない方が小径にしやすい。本実施形態では上記の如く４面構成のポリゴンミラーを使用することによって、面倒れによるピッチムラの低減を図っている。
【００６５】
（数値実施例）
次に本発明の実施形態１の数値実施例を示す。本装置の光学系は画像サイズＡ４に対応しており、画像解像度は主走査方向及び副走査方向共に６００ｄｐｉである。画像解像度が６００ｄｐｉの場合、走査線間隔Ｐｉは４２．３μｍである。主走査断面内における偏向面への光束の入射角φは９０°であり、副走査断面内における偏向面への光束の入射角αは２．２°である。また走査レンズ系の副走査断面内の横倍率βｓは１．３８であり、本走査系のｆθ係数ｆは１５０ｍｍであり、最大走査角θｍは４０．８°である。本実施形態で使用しているポリゴンミラーは外接円半径Ｒが１０ｍｍの４面ポリゴンミラーであり、その偏向面の最大相対面倒れ角γは１’であり、また回転軸から各偏向面までの距離の最大相対差Δは２０μｍである。また初期の配置誤差による共役点位置のずれ量Ｄは１ｍｍである。
【００６６】
これら各パラメーターの値を上記条件式（１）に代入すると左辺は３．３６μｍ、右辺は４．２３μｍとなり、これは条件式（１）を満足している。
【００６７】
このように本実施形態では上記の如く斜入射光学系における偏向面の面偏心、及び偏向面の倒れ、さらに共役点のずれ等に起因するピッチムラのトータル量が副走査方向の理想的な走査線間隔Ｐの１／１０以下と成るように、即ち前記条件式（１）を満たすように各要素を設定することにより、光学系で発生するピッチムラを有効に低減することができ、これにより高精度な画像を得ている。
【００６８】
尚、本実施形態では光源手段を単一の発光部（発光点）を有する光源より構成したが、これに限らず、例えば複数の発光部を有するマルチビーム光源より構成しても本発明は前述の実施形態と同様に適用することができる。
【００６９】
また本実施形態においては走査レンズ系６７を２枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば単一もしくは３枚以上のレンズより構成しても良い。
【００７０】
［カラー画像形成装置］
図１０は本発明の画像形成装置の実施形態を示す光偏向器から感光ドラムまでの副走査断面図、図１１は光源手段から感光ドラムまでの一方の走査光学系（図１０に示す光偏向器に対して右側の走査光学系）Ｓ１の副走査断面図、図１２は光源手段から感光ドラムまでの一方の走査光学系Ｓ１の主走査断面図である。
【００７１】
本実施形態における画像形成装置は前述の実施形態１で示した斜入射光学系より成る光走査装置を複数用い、該複数の光走査装置の光源手段から出射した複数の光束を共通の光偏向器５に対して両側からそれぞれ入射させ、該複数の光束で異なる感光ドラム面上を走査して、カラー画像を高速に印字するものである。
【００７２】
即ち、本実施形態においては複数の光走査装置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角度を成して斜め方向から光偏向器５の偏向面に入射させ、該偏向面で反射された複数の光束を複数の折り返しミラーによりその光路を分離し、該分離された複数の光束を対応する感光ドラム面８Ｍ、８Ｙ，８Ｃ，８Ｋ上にそれぞれ導光し、カラー画像を形成している。
【００７３】
尚、副走査断面内における斜入射角に関しては図１０に示すように複数の光束を入射した際の光線の分離のためにある程度の角度が必要であり、これを小さくすることは物理的に困難である。そこで図１１に示すように偏向面の手前で光線をクロスさせることで分離を容易にすることで多少副走査断面内の斜入射角を低減することができるが、入射光学系の配置が困難となるためせいぜい２°前後が限度である。
【００７４】
［画像形成装置］
図１３は、本発明の画像形成装置の実施形態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、実施形態１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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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１３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。
【００７８】
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１３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とで構成されており、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。
【００７９】
図１３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。
【００８０】
［カラー画像形成装置］
図１４は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、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１４において、２６０はカラー画像形成装置、２１１，２１２，２１３，２１４は各々実施形態１に示した構成を有する光走査装置、２２１，２２２，２２３，２２４は各々像担持体としての感光ドラム、２３１，２３２，２３３，２３４は各々現像器、２５１は搬送ベルトである。
【００８１】
図１４において、カラー画像形成装置２６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器２５２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２５３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、それぞれ光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム２４１，２４２，２４３，２４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４の感光面が主走査方向に走査される。
【００８２】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（２１１，２１２，２１３，２１４）を４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、各々平行して感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４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するものである。
【００８３】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４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２２１，２２２，２２３，２２４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。
【００８４】
前記外部機器２５２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２６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く斜入射光学系における偏向面の面偏心、及び偏向面の倒れ、さらに共役点のずれ等に起因するピッチムラのトータル量が理想的な走査線間隔の１／１０以下となるように、即ち条件式（１）を満たすように各要素を設定することにより、光学系で発生するピッチムラを有効に低減することができる簡易な構成の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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の主走査断面図
【図２】本発明の実施形態１の副走査断面図
【図３】本発明の実施形態１のポリゴンミラーの回転による面の出入りを説明する図
【図４】本発明の実施形態１の面倒れによるピッチムラを説明する図
【図５】本発明の実施形態１の共役点のずれによる倒れ補正の悪化を説明する図
【図６】本発明の実施形態１の面偏心によるピッチムラを説明する図
【図７】本発明の実施形態１の入射光線の光路図
【図８】本発明の実施形態１のｘ−ｙ平面内での光路図
【図９】本発明の実施形態１の第３光学系の副走査倍率のピッチムラへの影響を示したグラフ
【図１０】本発明の実施形態１の光走査装置の副走査断面図
【図１１】本発明の実施形態１の走査光学系の副走査断面図
【図１２】本発明の実施形態１の走査光学系の主走査断面図
【図１３】本発明の画像形成装置の要部断面図
【図１４】本発明のカラー画像形成装置の要部断面図
【図１５】従来の光走査装置の要部概略図
【符号の説明】
１  光源手段（半導体レーザー）
２  光束変換素子（コリメーターレンズ）
３  開口絞り
４  レンズ系（シリンドリカルレンズ）
５  偏向手段（回転多面鏡）
６７  走査レンズ系
６  第１の光学素子
７  第２の光学素子
８  被走査面（感光体ドラム）
Ｓ１，Ｓ２  走査光学系
１ａ，１ｂ  光源手段
６Ａ，６Ｂ  第１の走査レンズ
７Ｍ，７Ｙ，７Ｃ，７Ｋ  第２の走査レンズ
９Ａ，９Ｍ，９Ｙ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｋ  反射ミラー
８Ｍ，８Ｙ，８Ｃ，８Ｋ  感光ドラム
１０  光学箱
１９  ＢＤレンズ
２０  ＢＤセンサー
１００  光走査装置
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
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
２１１、２１２、２１３、２１４  光走査装置
２２１、２２２、２２３、２２４  像担持体（感光ドラム）
２３１、２３２、２３３、２３４  現像器
２４１、２４２，２４３，２４４  光束
２５１  搬送ベルト
２５２  外部機器
２５３  プリンタコントローラ
２６０  カラー画像形成装置
【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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