(57)【要約】【課題】複数の被走査面を光走査する光走査装置において、各偏向光束をミラーにより容易かつ確実に光路分離できるようにする。【解決手段】複数の光源からの光束を、これらに共通の光偏向器ＰＭの偏向反射面により偏向させ、４組の走査光学系により４面の被走査面上に導光して各被走査面上に光スポットとして集光させて被走査面Ｙ〜Ｂｋを光走査する光走査装置において、４組の走査光学系は各組が複数の走査レンズで構成され、光偏向器ＰＭに最も近い走査レンズＬ１が、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有し、光偏向器に最も近い走査レンズＬ１は、入射してくる光束のうち１以上の被走査面へ向う偏向光束を副走査方向へ偏向させるべく副走査方向にチルトしたチルト面を有する。【選択図】    図１
2004286852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源からのＮ本の光束を、これらに共通の光偏向器の偏向反射面により偏向させ、Ｍ組（Ｎ≧Ｍ≧２）の走査光学系によりＭ面の被走査面上に導光して各被走査面上に光スポットとして集光させて上記Ｍ面の被走査面を光走査する光走査装置において、
Ｍ組の走査光学系は、各組が複数の走査レンズで構成され、光偏向器に最も近い走査レンズが、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有し、
かつ、上記光偏向器に最も近い走査レンズは、入射してくる光束のうち、１以上の被走査面へ向う偏向光束を副走査方向へ偏向させるべく副走査方向にチルトしたチルト面を有することを特徴とする光走査装置。。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
複数の光源からのＮ本の光束は、光偏向器の偏向反射面に互いに略平行に、且つ、偏向反射面に対して副走査方向において略直交するように入射して偏向されることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の光走査装置において、
光偏向器に最も近い走査レンズが、２以上のチルト面を有し、隣接するチルト面の副走査方向のチルト角が互いに異なることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１または２または３記載の光走査装置において、
光偏向器に最も近い走査レンズの有する１以上のチルト面は、副走査方向のチルト角が光スポットの像高に応じて変化する面形状であることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載の光走査装置において、
光偏向器に最も近い走査レンズの有するチルト面が、副走査方向に実質的なパワーを持たないことを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の光走査装置において、
Ｍ組の走査光学系の、光軸上の副走査横倍率：β０、像高：ｈに対応する副走査横倍率：βｈが、条件：
（１）    ０．９  ＜  βｈ／β０  ＜  １．１
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置において、
Ｍ＝３または４であって、Ｍ面の被走査面に、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像を個別的に書込むことを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項７記載の光走査装置において、
３もしくは４面の被走査面を光走査する各光束は、光偏向器の同一の偏向反射面に入射し、走査光学系における光偏向器に最も近い走査レンズは、上記３もしくは４面の被走査面を光走査する全光束に共通化されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
複数の光源からのＮ本の光束を、これらに共通の光偏向器の偏向反射面により偏向させ、Ｍ組（Ｎ≧Ｍ≧２）の走査光学系によりＭ面の被走査面上に導光して各被走査面上に光スポットとして集光させて、上記Ｍ面の被走査面を光走査する光走査装置により、上記Ｍ面の被走査面の実体をなすＭ個の光導電性の感光体に個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られるＭ個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体に転写し定着して画像形成を行う画像形成装置であって、
光走査装置として請求項１〜８の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、
Ｍ＝３または４であって、３個もしくは４個の光導電性の感光体は、トナー画像転写媒体の搬送路に沿って配置され、請求項７または８記載の光走査装置により、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像を個別的に書込まれ、形成された３または４個の静電潜像が、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の３色もしくはこれらに黒を加えた４色のトナーにより個別的に可視化され、各色トナー画像がシート状記録媒体に重ね合せて転写・定着されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光走査装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光源からの光束を光偏向器により偏向させ、偏向光束を走査光学系により被走査面上に導光して光スポットを形成して光走査を行う光走査装置は、デジタル式の複写装置や光プリンタ、光プロッタ、ファクシミリ装置等に関連して広く知られている。光走査により別個の画像を独立して書き込み形成し、これら画像を共通のシート状記録媒体上で合成することで「別個の画像を合成する画像形成」が可能である。
【０００３】
このような画像形成の具体的な例は例えば、被走査面の実態をなす光導電性の感光体を４個用い、これら感光体にイエロー、マゼンタ、シアン、黒の成分画像に対応する静電潜像を光走査で書込み形成し、各静電潜像を対応する色のトナーで可視化し、得られる４色のトナー画像を転写紙上に重ね合わせて転写し定着することによりカラー画像を形成するカラー画像形成装置として知られている。
【０００４】
複数の被走査面を同時に光走査する光走査装置として「複数の被走査面を光走査する光束に対して光偏向器を共通化し、各被走査面に光スポットを形成する走査光学系を２以上の走査レンズで構成し、これら走査レンズのうちで光偏向器に最も近い走査レンズを、複数の被走査面を光走査する光束に対して共通化したもの」が知られている（特許文献１〜４等）。
【０００５】
このように、複数の被走査面を光走査する光束に対して光偏向器や走査光学系の一部のレンズを共通化すると、被走査面を光走査する光束ごとに光偏向器を個別に設ける場合に比して光偏向器や走査レンズの数が減り、画像形成装置のコンパクト化・低コスト化が可能である。
【０００６】
また、光偏向器では偏向動作に伴い熱が発生し、光偏向器に最も近い走査レンズは光偏向器の熱の影響を受け易い。このため、光偏向器に最も近い走査レンズが被走査面ごとに個別で且つ樹脂レンズであると、光偏向器からの伝熱の不均一で走査レンズ間の光学特性変化が不揃いになり、上記の如きカラー画像形成を行う場合であると、各感光体に書込まれる静電潜像の倍率等が微妙に変化し、形成されるカラー画像の「色ずれ」等が発生するが、光偏向器に最も近い走査レンズを複数の感光体を光走査する光束に共通化すると、上記の如く熱の影響で当該走査レンズの光学特性が変化したとしても、光学特性の変化による画像書込みの特性変化が複数の感光体に共通化されるので上記色ずれ等は有効に軽減される。
【０００７】
複数の被走査面を光走査する光束を共通の光偏向器で偏向させる場合、偏向された各光束を対応する被走査面へ導光するため、相互の光路を分離する必要がある。このような光路分離は一般に「ミラーによる光路の屈曲」で行われるが、ミラーのエッジ部は面精度が悪く、実際に光束を反射させる領域はミラーの外周より「数ｍｍ内側」に設定する必要があり、ミラーの取付誤差も考慮すると、各被走査面に向かう偏向光束相互の光路をミラーにより互いに分離するためには、ミラーの配置位置において、隣接する偏向光束は副走査方向に５ｍｍ程度離れている必要がある。
【０００８】
偏向光束相互の副走査方向の距離を大きくするには、光偏向器の偏向反射面を副走査方向に大きくし、偏向光束の偏向の起点が、偏向反射面上で副走査方向に十分に離れるようにすればよい。しかし、１例として、偏向光束数が４で、これらを副走査方向に５ｍｍ間隔で離す場合を考えて見ると、偏向反射面は副走査方向に１７ｍｍ程度の寸法が必要になる。
【０００９】
このように大きい光偏向器の使用は、光偏向器共通化による光走査装置のコンパクト化の効果を減殺するし、大きな光偏向器を高速回転すると空気抵抗が大きく、そのため消費電力や風切り音の増大も招来する。
【００１０】
また、複数の被走査面を光走査する光束に共通化された「光偏向器に最も近い走査レンズ」も副走査方向に厚みが大きくなる。このような副走査方向に厚みの大きいレンズを樹脂レンズとして成形加工すると、成形時にレンズ内に歪みが生じやすく、レンズ製作の歩留まりが悪く、コスト増の一因となる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−５４２６３号公報
【特許文献２】
特開２００１−４９４８号公報
【特許文献３】
特開２００１−１０１０７号公報
【特許文献４】
特開２００１−３３７２０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述したところに鑑み、光偏向器と「光偏向器に最も近い走査レンズ」を、複数の被走査面を光走査する光束に対して共通化する光走査装置において、光偏向器・共通化された走査レンズの大型化を有効に軽減しつつ、各偏向光束をミラーにより容易かつ確実に光路分離できるようにすることを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の光走査装置は「複数の光源からのＮ本の光束を、これらに共通の光偏向器の偏向反射面により偏向させ、Ｍ組（Ｎ≧Ｍ≧２）の走査光学系によりＭ面の被走査面上に導光して各被走査面上に光スポットとして集光させてＭ面の被走査面を光走査する光走査装置」で、以下の如き特徴を有する（請求項１）。
【００１４】
即ち、Ｍ組の走査光学系は各組が複数の走査レンズで構成され、光偏向器に最も近い走査レンズが、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有する。
【００１５】
さらに、光偏向器に最も近い走査レンズは、入射してくる光束のうち、１以上の被走査面へ向う偏向光束を副走査方向へ偏向させるべく「副走査方向にチルトしたチルト面」を有する。
【００１６】
即ち、チルト面の作用を受ける偏向光束は、光偏向器による偏向で掃引される平面に直交する方向へ偏向される。この偏向を光偏向器による偏向と区別するために以下「副走査偏向」と呼ぶ。即ち「偏向光束と謂うときの偏向」は光偏向器による偏向であり、副走査偏向はチルト面による偏向である。副走査偏向は「チルト面による屈折作用」により生じる。
【００１７】
上記の如く、Ｎ≧Ｍ≧２であるので、一番簡単な場合はＮ＝Ｍ＝２である。
この場合、２面の被走査面はそれぞれシングルビーム方式で光走査される。光偏向器は２本の光束に共通化され、偏向光束は２組の走査光学系により対応する被走査面上に光スポットとして集光される。
【００１８】
各光束は１以上のミラーにより光路を折り曲げられて対応する被走査面へ導光され、２組の走査光学系（それぞれ２枚以上の走査レンズで構成される。）の作用により、各被走査面上に光スポットとして集光する。このとき、光偏向器に最も近い走査レンズのチルト面による作用で、１以上の被走査面へ向う偏向光束が「副走査偏向」される。このような副走査偏向により複数の被走査面に向う光束相互の分離が容易になる。
【００１９】
ｍを２以上の自然数をしてＭ＝２、Ｎ＝ｍＭとすると、同時に光走査される被走査面数は２で、各被走査面はｍ個の光スポットによりマルチビーム走査方式で光走査される。このように、この発明の光走査装置は、シングルビーム走査方式のものとしてもマルチビーム走査方式のものとしても実施可能である。
Ｍ≧３の場合も上記説明の場合と同様である。
【００２０】
Ｍ＝２の場合には、例えば、被走査面を光導電性の感光体とし、一方の感光体に書込まれる静電潜像を黒色トナーで現像し、他方の感光体に書込まれる静電潜像を赤色トナーで現像し、これら各色トナー画像を共通のシート状記録媒体に重ね合せて転写・定着すれば「赤黒２色画像」を形成することができる。Ｍ＝３あるいは４とすれば、多色画像やカラー画像を形成することがきる。
【００２１】
「光源」としては半導体レーザや半導体レーザアレイが好適である。光源として半導体レーザを用いるときは、Ｍ個の半導体レーザから１本ずつ光束が放射され、Ｍ本の光束は共通の光偏向器により偏向されてＭ面の被走査面を別個に「シングルビーム走査方式」で光走査する。
【００２２】
光源として半導体レーザアレイを用いる場合であると、各半導体レーザからｎ（≧２）本の光束が放射されるものとすれば、Ｍ面の被走査面はそれぞれｎ本の光束により「マルチビーム走査方式」で光走査される。
【００２３】
「光偏向器」はＭ個の光源からの光束に共通化され、これら光束を同時に偏向させる。光偏向器としては「偏向反射面を有する適宜のもの」例えば、偏向反射面を揺動させるガルバノミラーや、偏向反射面を回転させる回転単面鏡や回転２面鏡を用いることができる。最も好適なものは「ポリゴンミラー」である。
【００２４】
「走査光学系」はＭ組、即ち、被走査面に１：１に対応して１組の光学系があるが、各組は複数の走査レンズで構成され、これらのうちで光偏向器に最も近いものが「複数の被走査面へ向う光束に共通化」される。
【００２５】
光偏向器を複数の光束に共通化する方式として、例えば、４面の被走査面をシングルビーム方式で走査する場合に、４本の光束を光偏向器の共通の偏向反射面で偏向させ、全ての光束を光偏向器の片側で偏向させる「片側走査方式」と、光偏向器の異なる偏向反射面に４本の光束を２本づつ入射させ、光偏向器の両側で２本づつの光束を振り分けて偏向させる「振り分け走査方式」が知られているが、この発明の光走査装置は、これら何れの方式についても適用可能である。
【００２６】
上の説明から理解されるように、この発明の光走査装置では、チルト面の屈折作用による副走査偏向により、光束間に角度を与えるので、チルト面に至るまでは「光束相互が副走査方向に大きく離れている必要」がない。従って、光偏向器の偏向反射面やチルト面を有する走査レンズが「副走査方向に大型化」するのを有効に軽減できる。
【００２７】
上記請求項１記載の光走査装置において、複数の光源からのＮ本の光束は、光偏向器の偏向反射面に互いに略平行に、且つ、偏向反射面に対して副走査方向において略直交するように入射して偏向されることが好ましい（請求項２）。
【００２８】
請求項１または２記載の光走査装置において、光偏向器に最も近い走査レンズは「２以上のチルト面を有し、隣接するチルト面の副走査方向のチルト角が互いに異なる」ことができる（請求項３）。
【００２９】
請求項１または２または３記載の光走査装置において、光偏向器に最も近い走査レンズの有する１以上のチルト面は「副走査方向のチルト角が光スポットの像高に応じて変化する面形状」であることが好ましい（請求項４）。
【００３０】
請求項１〜４の任意の１に記載の光走査装置において、光偏向器に最も近い走査レンズの有するチルト面は「副走査方向に実質的なパワーを持たない」ことが好ましい（請求項５）。
【００３１】
請求項１〜５の任意の１に記載の光走査装置は、Ｍ組の走査光学系の光軸上の副走査横倍率：β０、像高：ｈに対応する副走査横倍率：βｈが、条件：
（１）    ０．９  ＜  βｈ／β０  ＜  １．１
を満足することが好ましい（請求項６）。副走査横倍率は勿論「副走査方向の横倍率」である。
【００３２】
請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置において、Ｍ＝３または４とし、Ｍ面の被走査面に、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像を個別的に書込むことができる（請求項７）。この場合において、３もしくは４面の被走査面を光走査する各光束を、光偏向器の同一の偏向反射面に入射させ、走査光学系における光偏向器に最も近い走査レンズを、３もしくは４面の被走査面を光走査する全光束に共通化する（前記「片側走査方式」）ことができる（請求項８）。勿論、この発明は前述の如く「振り分け走査方式」として実施することも可能である。
【００３３】
この発明の画像形成装置は「複数の光源からのＮ本の光束を、これらに共通の光偏向器の偏向反射面により偏向させ、Ｍ組（Ｎ≧Ｍ≧２）の走査光学系によりＭ面の被走査面上に導光して各被走査面上に光スポットとして集光させて、Ｍ面の被走査面を光走査する光走査装置により、Ｍ面の被走査面の実体をなすＭ個の光導電性の感光体に個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られるＭ個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体に転写し定着して画像形成を行う画像形成装置」であって、光走査装置として請求項１〜８の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする（請求項９）。
【００３４】
請求項９記載の画像形成装置はＭ＝３または４とし、３個もしくは４個の光導電性の感光体をトナー画像転写媒体の搬送路に沿って配置し、請求項７または８記載の光走査装置によりイエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像を個別的に書込み、形成された３または４個の静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の３色もしくはこれらに黒を加えた４色のトナーにより個別的に可視化し、各色トナー画像をシート状記録媒体へ重ね合せて転写・定着する構成とすることができる（請求項１０）。
【００３５】
「シート状記録媒体」は、転写紙やオーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート（ＯＨＰシート）等である。
トナー画像をシート状記録媒体に転写する方法としては、感光体上からシート状記録媒体に直接転写する「直接転写方式」で行っても良いし、感光体上のトナー画像を中間転写ベルト等の中間転写媒体を介してシート状記録媒体に転写する「中間転写方式」で行っても良い。
【００３６】
上記「トナー画像転写媒体」は，直接転写方式ではシート状記録媒体であるし、中間転写方式では中間転写媒体である。
請求項９、１０に記載の画像形成装置は、デジタル複写機や光プリンタ、光プロッタ、光ファクシミリ等として実施できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を説明する。
以下に説明する実施の形態は、４面の被走査面をシングルビーム走査方式で光走査するものである。基本的な光学配置を図３に即して説明する。
【００３８】
半導体レーザである光源ＬＤから放射される光ビームは、カップリングレンズＣＬによりカップリングされて平行光束（光学系の設計によっては、弱い発散性の光束や弱い収束性の光束とすることもできる）となり、アパーチュアＡＰにより「ビーム整形」され、シリンドリカルレンズＣＹＬにより副走査方向へ集束され、ミラーＭ（このミラーＭは省略しても良い）により反射されて「光偏向器」としてのポリゴンミラーＰＭに入射し、その偏向反射面位置に「主走査方向に長い線像」として結像する。
【００３９】
光源ＬＤからポリゴンミラーＰＭに至る光学配置は、同様のものが副走査方向に４組配置され４個の光源ＬＤから放射された４本の光束は、ポリゴンミラーＰＭの同一の偏向反射面へ、副走査方向において互いに平行且つ等間隔で、且つ、偏向反射面の回転軸に対して直交的に入射するようになっている。
【００４０】
ポリゴンミラーＰＭにより等角速度的に偏向された各光ビームは走査レンズＬ１を透過し、図示されない「光路分離用のミラー」により光路分離されて被走査面の実体をなす光導電性の感光体Ｙ〜Ｂｋに導光され、走査レンズＬ１とともに４組の走査光学系をなす走査レンズＬ２Ｙ〜Ｌ２Ｂの作用により、各感光体上に光スポットとして集光され等速的に光走査を行う。
【００４１】
即ち、走査レンズＬ１とＬ２Ｙは「偏向光束を感光体Ｙに導光して結像させる１組の走査光学系」を、走査レンズＬ１とＬ２Ｍは「偏向光束を感光体Ｍに導光して結像させる１組の走査光学系」を、走査レンズＬ１とＬ２Ｃは「偏向光束を感光体Ｃに導光して結像させる１組の走査光学系」を、走査レンズＬ１とＬ２Ｂは「偏向光束を感光体Ｂｋに導光して結像させる１組の走査光学系」をそれぞれ構成する。
【００４２】
従って、これら４組の走査光学系において光偏向器ＰＭに最も近い走査レンズＬ１が、感光体Ｙ〜Ｂｋに向う４本の光束に対して共通化されている。これら４組の走査光学系はｆθ機能を有し、感光体Ｙ〜Ｂｋ上の光スポットの光走査を等速化する機能を持つ。
【００４３】
走査レンズＬ１は副走査方向にはパワーを持たず、主走査方向に強い正のパワーを持ち、主走査方向の面形状は、各偏向光束を「対応する感光体上に主走査方向に結像させるとともに、等速特性を補正」するように設定されている。走査レンズＬ２Ｙ〜Ｌ２Ｂは、主として副走査方向に強い正のパワーを持ち、偏向光束を副走査方向において感光体上に結像させる機能と、副走査方向の像面湾曲補正、走査レンズＬ１による「補正残りの等速特性」を補正する機能を有する。
【００４４】
図３において、符号ＧＬはポリゴンミラーＰＭの防音ハウジングの窓に設けられた「防音ガラス」を示している。
【００４５】
図１は、図３の光学配置におけるポリゴンミラーＰＭにより偏向された４本の偏向光束が、走査光学系により対応する感光体Ｙ〜Ｂｋに導光される状態を示している。
【００４６】
上記の如く、各光源ＬＤからの（４本の）光束は、ポリゴンミラーＰＭに、副走査方向において互いに平行且つ等間隔で、偏向反射面の回転軸に対して直交的に入射するので、ポリゴンミラーＰＭにより偏向された４本の光束も、副走査方向においては「互いに平行且つ等間隔」の状態を保って偏向し、走査レンズＬ１に入射する。
【００４７】
走査レンズＬ１は、その射出側の面に４つのチルト面を有している。これら４つのチルト面の形態を、図４に「イメージ図」として示す。４つのチルト面はそれぞれ「副走査方向にチルト」し、チルト角が互いに異なる。このため、図１に示すように走査レンズＬ１を透過した偏向光束は、副走査方向の互いに異なる方向へ「副走査偏向」され、光路分離用のミラーＭ１〜Ｍ４に入射してそれぞれ反射される。
【００４８】
図１の実施の形態では、感光体ＣとＢｋに向う偏向光束は、図において「副走査方向の上向き」に副走査偏向され、感光体ＹとＭに向う偏向光束は、図において「副走査方向の下向き」に副走査偏向される。このため、４本の偏向光束は、走査レンズＬ１を透過後「光束の進行に伴い、互いに離れる」ので、光路分離用のミラーＭ１〜Ｍ４の配置が容易になり、ポリゴンミラーＰＭで偏向された直後には「各偏向光束の副走査方向の間隔が小さい」にも拘らず、光路分離が容易且つ確実に行われる。
【００４９】
ミラーＭ１〜Ｍ４により反射された各光束はミラーＭ５〜Ｍ８により反射され、走査レンズＬ２Ｙ〜Ｌ２Ｂを介して感光体Ｙ〜Ｂｋ上に光スポットとして集光し、これら感光体を光走査する。
【００５０】
具体的に説明すると、図１の実施の形態においては、光源側からポリゴンミラーＰＭの偏向反射面に入射する４本の光束は、互いに平行で光束間隔が２ｍｍであり、ポリゴンミラーＰＭの偏向反射面は回転軸方向に８ｍｍの長さを有する。
光源側からの各入射光束の「副走査方向における偏向反射面への入射角」は、実質的に０である（請求項２）。各光束が互いに平行で、偏向反射面へ副走査方向に関して垂直入射とみなせる範囲は「波面収差が殆ど劣化しない程度」であり、経験的には「２度以下」である。
【００５１】
４本の偏向光束に対して共通化された走査レンズＬ１へは、各偏向光束は副走査方向に２ｍｍ間隔で入射する。走査レンズＬ１の副走査方向のレンズ高さは１０ｍｍである。走査レンズＬ１の射出側のレンズ面には前述の如く、図４に説明図的に示す如きチルト面が４つ形成されている。即ち、４本の偏向光束の射出部に対応して射出側レンズ面が４つのエリアに区切られ、各エリアは「副走査方向のチルト角」が異なる４つのチルト面となっている（請求項３）。
【００５２】
偏向光束の光路分離を上記の如く行うことにより、ポリゴンミラーＰＭの偏向反射面の「回転軸方向の大きさ」を小さくできるため、ポリゴンミラー回転時の風損を低減でき、光偏向器全体の重心位置を低く設定できるため、騒音、消費電力の低減、耐久性向上に有利な構成を実現できる。
【００５３】
また、走査レンズＬ１の副走査方向の厚みも小さくすることができるため、走査レンズＬ１を樹脂レンズとして成形で製造する場合「成形時間」を短縮化でき、低コストでの実現が可能となり、また成形の際のヒケなどの発生も抑えられるため高精度の面形状が得られる。
【００５４】
上記のように、走査レンズＬ１の副走査方向のレンズ高さは１０ｍｍであるが、走査レンズＬ１は副走査方向にパワーを持たないので、これを「例えば高さ：５ｍｍのレンズを２段重ね合わせたり張り合わせたりするして構成」することもでき、このようにすると、さらなる低コスト化、面精度の向上が可能である。
【００５５】
図３には「比較例」として「主走査方向にのみパワーを有し、チルト面を持たない」走査レンズＬ１Ａを用いた場合を示す。
ポリゴンミラーＰＭＡに光源側から入射する４本の光束は、副走査方向に関して、互いに平行且つ等間隔で、偏向反射面に直交的に入射する。
【００５６】
この場合、前述したように、各感光体Ｙ〜Ｂｋに向かう偏向光束相互の光路をミラーＭ１〜Ｍ４により互いに分離するためには、ミラーＭ１〜Ｍ４の配置位置において、隣接する偏向光束が副走査方向に５ｍｍ程度離れている必要がある点を鑑み、４本の偏向光束を副走査方向に５ｍｍ間隔としている。
【００５７】
そうすると、ポリゴンミラーＰＭＡにおける偏向反射面の副走査方向の長さは１７ｍｍ程度が必要となり、走査レンズＬ１Ａの副走査方向のレンズ高さも２０ｍｍ（図示の都合でポリゴンミラーＰＭＡの高さより低く描いてある。）と大きくなる。図２に示す実施の形態（偏向反射面の高さ：８ｍｍ、走査レンズＬ１の副走査方向のレンズ厚：１０ｍｍ）のものに比べて、ポリゴンミラーＰＭＡは偏向反射面の高さが高い分だけ、光偏向器が大きくなるなど装置が大型化し、風損による騒音や消費電力が増加する。
【００５８】
また、走査レンズＬ１Ａは副走査方向に厚くなるため、各光束に対する面精度ばらつきを補償することが難しくなり、光スポットを小径化することが難しく、厚肉化に伴い、樹脂レンズとする場合には成形時間増大によるコストアップを招来し易い。
【００５９】
さて、実施の形態に示したように「チルト面」を設ける場合、感光体上に「大きな走査線曲がり（約０．２〜０．５ｍｍ程度）」を生じる。この走査線曲がりは、主として副走査方向にパワーを有する走査レンズＬ２Ｙ〜Ｌ２Ｂの「βチルト（副走査方向のチルト）」及び／またはＺシフト（副走査方向のシフト）」により、ある程度まで補正可能である。
【００６０】
しかし、βチルトやＺシフトのみで「走査線曲がりを完全にゼロに補正する」ことはできず、シート状記録媒体上で重ね合せられるイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー画像間で略０．０２〜０．０５ｍｍ程度、「副走査方向の無視できない色ずれ」を発生することもある。
【００６１】
また、走査レンズＬ２Ｙ〜Ｌ２Ｂのβチルト、Ｚシフトにより波面収差も劣化しやすく、小径の光スポットに絞り込むことも難しい。
【００６２】
このような問題を回避するには、請求項４記載の如く、個々のチルト面の面形状を「副走査方向のチルト角が光スポットの像高に応じて変化する面形状」とするのが良い。このようにすると「像高ごとのチルト角の調整」により、走査線曲がりを原理的には完全にゼロに抑えることができるため、副走査方向の色ずれが発生しにくく、波面収差の劣化も非常に小さいため、５０μｍ以下の小径の光スポットを実現可能である。
【００６３】
「副走査方向のチルト角が光スポットの像高に応じて変化する面形状」は、光軸を基準とする主走査方向の座標：Ｙ、副走査方向の座標：Ｚ、チルト成分による形状のデプス：Ｘｔ（Ｙ，Ｚ）、チルト係数：Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３・・を用いて、次式で表すことができる。
【００６４】
Ｘｔ（Ｙ，Ｚ）＝（Ｆ０＋Ｆ１・Ｙ＋Ｆ２・Ｙ２＋Ｆ３・Ｙ３＋Ｆ４・Ｙ４＋Ｆ５・Ｙ５＋Ｆ６・Ｙ６＋…）Ｚ    （式１）
チルト係数：Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３・・を適切に設定することにより、光スポットの像高に応じてチルト角を変化させることができる。
【００６５】
走査レンズＬ１における各チルト面が副走査方向に大きなパワーを有すると、チルト面により光束がスキューし、波面収差の劣化を生じやすい。また、各感光体の光走査をマルチビーム走査方式とする場合、同一感光体を光走査する光束間の間隔（走査線ピッチ）が、ポリゴンミラーを回転させるモータの発熱などによるレンズ内部の温度分布により劣化する虞れもある。
【００６６】
これを避けるには、請求項５に記載のように、チルト面が副走査方向に実質的なパワーを持たないようにすれば良い。
【００６７】
また、請求項６記載のように、走査レンズＬ１と走査レンズＬ２Ｙ〜Ｌ２Ｂにより構成される４組の走査光学系の、光軸上の副走査横倍率：β０、像高：ｈに対応する副走査横倍率：βｈが、条件（１）を満足するようにすることにより、各像高間での副走査横倍率を略一定に保つことができる、像高間でビームウェスト径のばらつきが少なく、小径の光スポットを実現でき、光走査をマルチビーム走査方式で行う場合には、走査線ピッチが大きく変動せず、濃度むらなど不具合を発生しない。
【００６８】
【実施例】
以下、具体的な実施例を示す。この実施例は、図１、図３に即して説明した実施の形態における光走査装置の光学系の具体例である。
【００６９】
「光源とポリゴンミラーとの間の光学系」
光源とポリゴンミラーとの間の光学系は、
ＲＹ：主走査方向の曲率半径、ＲＺ：副走査方向の曲率半径（レンズ中心）、
Ｎ：使用波長（６５５ｎｍ）での屈折率、Ｘ：光軸方向の距離
として、表１のように特定される。
【００７０】
【表１】
2004286852.tif 000003
アパーチュアの開口径は、主走査方向：５．６ｍｍ、副走査方向：０．６４ｍｍである。「＊」印を付した面は「共軸非球面」であり、数値は示さないが、カップリングレンズを射出した波面収差は良好に補正されている。
【００７１】
また、光偏光器であるポリゴンミラーは、内接円半径：１８ｍｍ、偏向反射面数：６のものである。
【００７２】
「ポリゴンミラーと感光体との間の光学系」
β（ポリゴンミラーと感光体との間の副走査横倍率）：０．３８
ポリゴンミラーと感光体との間の光学系は、表２の如く特定される。
【００７３】
【表２】
2004286852.tif 000004
【００７４】
走査レンズＬ１における射出側のレンズ面（面番号２）には、チルト面が形成されているが、上の表２は「チルト角を０とした状態」を示している。チルト面の形状は後述する。
【００７５】
「＊」印を付した各面は「主走査方向の形状が非円弧形状で、副走査方向は無曲率」となっている。このようなレンズ面の形状は、下式で与えられる。
【００７６】
2004286852.tif 000005
Ｃｍ＝１／ＲＹ、Ｃｓ（０）＝１／ＲＺである。「＊」印の面では「Ｃｓ（Ｙ）＝０」である。
【００７７】
「＊＊」印を付した各面は「主走査方向の形状が非円弧形状で、副走査方向の曲率半径がレンズ高さ（Ｙ）により連続的に変化する」面形状である。これら各面形状は、上記（式２）により与えられる。Ｃｓ（Ｙ）は、次式
2004286852.tif 000006
で表される。
【００７８】
上記各面における形状を特定する係数を表３に示す。
【００７９】
【表３】
2004286852.tif 000007
【００８０】
表３の表記において例えば「−４．２６７０Ｅ−２８」は「−４．２６７０×１０−２８」を意味する。  なお、図３に示したように、厚さ：１．９ｍｍ、屈折率：１．５１の防音ガラスＧＬを、副走査方向に８度傾けて配置している。
【００８１】
走査レンズＬ１の射出面（第２面）は「４面のチルト面」で構成され、前記の（式１）で特定されるチルト成分：Ｘｔが付加されている。
【００８２】
走査レンズＬ１の第２面（出射側の面）の各チルト面を特定するチルト係数を表４に示す。
【００８３】
【表４】
2004286852.tif 000008
【００８４】
βｈ／β０：０．９９（中央像高との倍率差の最も大きい像高での値）
実施例に関する像面湾曲と等速特性を図５に示す。像面湾曲の図（図５左図）において破線は主走査方向、実線は副走査方向のものであり、等速特性（図５右図）において実線はリニアリティ、破線はｆθ特性を示す。主走査方向の像面湾曲は−０．０７７〜０．０２５で幅：０．１０２ｍｍであり、副走査方向の像面湾曲は０．００５９〜０．１４４で幅：０．０８５であり、共に良好に補正されている。
【００８５】
リニアリティーの変化幅は「略５．７％」とやや大きいが、光走査装置の組立ての際に計測されるリニアリティー（または主走査方向の光スポット位置ずれ）のデータに基づき、これを補正するように「画素クロックの位相をシフトする方法（例えば、特開２００２−３６６２５号公報等で知られた方法である）」ことにより、電気的な補正を行うことができる。
【００８６】
図６に、実施例に関する光スポットの「ビームスポット径（縦軸）の、デフォーカス（横軸  光スポットの結像位置と感光面との機械的なずれ）による変化」を像高：±１５０ｍｍ、±１００ｍｍ、±５０ｍｍおよび０（光軸上）について示す。図６（ａ）は主走査方向のビームスポット径、（ｂ）は副走査方向のビームスポット径を示す。何れも感光体Ｂｋを光走査する光スポットについてのものである。各像高においてビームスポット径は主・副走査方向とも５０μｍより小さく、デフォーカスに対して安定している。
【００８７】
上に説明した実施の形態および実施例の光走査装置は、複数の光源からの４本の光束を、これらに共通の光偏向器ＰＭの偏向反射面により偏向させ、４組の走査光学系Ｌ１、Ｌ２Ｙ〜Ｌ２Ｂにより４面の被走査面Ｙ〜Ｂｋ上に導光して各被走査面上に光スポットとして集光させて４面の被走査面を光走査する光走査装置において、４組の走査光学系は各組が複数の走査レンズで構成され、光偏向器に最も近い走査レンズＬ１が、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有し、かつ、光偏向器ＰＭに最も近い走査レンズＬ１は、入射してくる光束のうち１以上の被走査面へ向う偏向光束を副走査方向へ偏向させるべく副走査方向にチルトしたチルト面を有する（請求項１）。
【００８８】
また実施例において、複数の光源からの４本の光束は、光偏向器ＰＭの偏向反射面に互いに略平行に、且つ、偏向反射面に対して副走査方向において略直交するように入射して偏向され（請求項２）、光偏向器に最も近い走査レンズＬ１は４つのチルト面を有し、隣接するチルト面の副走査方向のチルト角が互いに異なり（請求項３）、光偏向器に最も近い走査レンズＬ１の有する１以上のチルト面は、副走査方向のチルト角が光スポットの像高に応じて変化する面形状で（請求項４）、副走査方向に実質的なパワーを持たない（請求項５）。
【００８９】
そして、４組の走査光学系の、光軸上の副走査横倍率：β０、像高：ｈに対応する副走査横倍率：βｈが、条件：
０．９  ＜  βｈ／β０  ＜  １．１
を満足する（請求項６）。
【００９０】
また、上記実施の形態、実施例の光走査装置は、Ｍ＝４で、４面の被走査面にイエロー、マゼンタ、シアンと黒成分画像を個別的に書込み（請求項７）、４面の被走査面を光走査する各光束は、光偏向器ＰＭの同一の偏向反射面に入射し、走査光学系における光偏向器に最も近い走査レンズＬ１は４面の被走査面を光走査する全光束に共通化されている（請求項８）。
【００９１】
【発明の実施の形態】
図７は画像形成装置の実施の一形態を示している。この画像形成装置は「片側走査方式」の４ドラムタンデム式カラー画像形成装置である。
【００９２】
装置の下部にはシート状記録媒体である転写紙Ｓを収納する給紙カセット１０が配設され、その上部に、搬送ベルト１２が左右方向へ張り渡されている。搬送ベルト１２上にはイエロー画像成分用の感光体Ｙ、マゼンタ画像成分用の感光体Ｍ、シアン画像成分用の感光体Ｃ及び黒画像成分用の感光体Ｂｋが図示の如く等間隔に配設されている。
【００９３】
感光体Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは同一径のドラム状に形成され、その周囲には、電子写真プロセスに従いプロセス部材が配設されている。例えば、感光体Ｙを囲繞して、帯電チャージャ１４Ｙ、現像装置１６Ｙ、転写チャージャ１７Ｙ、クリーニング装置１８Ｙが配設されている。他の感光体Ｍ、Ｃ、Ｂｋにおいても同様である。
【００９４】
搬送ベルト１２の周囲には、感光体Ｙの上流側にレジストローラ９とベルト帯電チャージャ１９が設けられ、感光体Ｂｋの下流側にベルト分離チャージャ１１が設けられ、ベルト下面側に、除電チャージャ２２、クリーニング装置２３が設けられている。ベルト分離チャージャ１１の左側には定着装置１５が設けられ、排紙ローラ２６を介して排紙トレイ２５に至る搬送路が形成されている。
【００９５】
図７に符号２０で示す部分は図１、図３に即して説明した光走査装置で、ポリゴンミラーにより偏向された光ビームにより、感光体Ｙ〜Ｂｋを帯電チャージャと現像装置との間で光走査する。フルカラーモード（複数色モード）では、各感光体Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋに対してイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色成分画像用の信号に基づき光走査装置２０による光走査が行われ、それぞれの色成分画像に対応する静電潜像が形成される。
【００９６】
イエロー成分画像の形成を例にとって説明すると、感光体Ｙは帯電チャージャ１４Ｙにより感光面を均一帯電され、次いで光走査装置２０の光走査装置により「イエロートナーで現像されるべき静電潜像（イエロー成分画像に対応する静電潜像）」を書き込まれる。この静電潜像は現像装置１６Ｙにより現像されてイエロートナー画像となる。
【００９７】
同様にして、感光体Ｍ、Ｃ、Ｂｋにはそれぞれ、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が形成される。
【００９８】
シート状記録媒体である転写紙Ｓは給紙カセット１０から給紙され、レジストローラ９によりタイミングをはかって搬送ベルト１２上に乗せ掛けられる。このとき搬送ベルト１２はベルト帯電チャージャ１９により帯電され、転写紙Ｓを静電吸着する。静電吸着された転写紙Ｓは搬送ベルト１２の反時計回りの回転に伴い等速的に搬送され、転写チャージャ１７Ｙによりイエロートナー画像を感光体Ｙから、転写チャージャ１７Ｍによりマゼンタトナー画像を感光体Ｍから、転写チャージャ１７Ｃによりシアントナー画像を感光体Ｃから、転写チャージャ１７Ｂにより黒トナー画像を感光体Ｂｋから転写される。トナー画像転写後の各感光体は、クリーニング装置１８Ｙ等によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉を除去される。
【００９９】
このようにして、転写紙Ｓ上においてイエロー・マゼンタ・シアン・黒の各色トナー画像が重ね合せられてカラー画像を構成する。このカラー画像を担持した転写紙Ｓはベルト分離チャージャ１１により除電されて搬送ベルト１２から分離し、定着装置１５によりカラー画像を定着されたのち、排紙ローラ２６により排紙トレイ２５上に排出される。転写紙分離後の搬送ベルト１２は除電チャージャ２２により除電され、クリーニング装置２３によりクリーニングされる。
【０１００】
また、黒色モード（単色モード）時であれば、感光体Ｙ、Ｍ、Ｃ及びそのプロセス部材は非作動状態とされ、黒色画像用の画像信号に基づき光走査装置２０による光ビームの光走査により、感光体Ｂｋに対してのみ静電潜像が形成される。
【０１０１】
この静電潜像は黒色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト１２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙Ｓ上に転写されることにより、黒色なるモノクロ画像として定着された後、排紙される。
【０１０２】
即ち、図７の画像形成装置は、複数の光源からの４本の光束を、これらに共通の光偏向器の偏向反射面により偏向させ、４組の走査光学系により４面の被走査面上に導光して各被走査面上に光スポットとして集光させて、４面の被走査面を光走査する光走査装置により、４面の被走査面の実体をなす４個の光導電性の感光体Ｙ〜Ｂｋに個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られる４個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体Ｓに転写し定着して画像形成を行う画像形成装置であって、光走査装置として請求項１〜８の任意の１に記載のもの（具体的には実施例記載のもの）を用い得るものであり（請求項９）、４個の光導電性の感光体Ｙ〜Ｂｋはトナー画像転写媒体Ｓの搬送路に沿って配置され、請求項７または８記載の光走査装置によりイエロー、マゼンタ、シアン、黒成分画像を個別的に書込まれ、形成された４個の静電潜像がイエロー、マゼンタ、シアンに黒を加えた４色のトナーにより個別的に可視化され、各色トナー画像がシート状記録媒体Ｓに重ね合せて転写・定着される（請求項１０）。
【０１０３】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光走査装置および画像形成装置を実現できる。この発明の光走査装置は、複数の被走査面を光走査する光束に対して光偏向器と、これに最も近い走査レンズを共通化するとともに、上記走査レンズのレンズ面としてチルト面を形成し、偏向光束の副走査偏向を行うので、光偏向器に入射する複数光束の副走査方向の間隔を狭めつつ、各被走査面へ向う偏向光束の光路を容易且つ確実に分離することができ、光偏向器や上記走査レンズをコンパクト化でき、光偏向器における風損や消費電力を有効に減少させることができる。
【０１０４】
また、光偏向器に最も近い走査レンズを複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化したことにより、走査レンズを樹脂レンズとして構成した場合においても、該走査レンズに連続プリント時などに温度変動などの外乱が生じた場合においても各被走査面に対する光走査の相対的な変化を有効に軽減でき、カラー画像を形成する場合においては、各色間の相対的な色ずれを効果的に補正し、色ずれの少ない良好なカラー画像を出力できる
【図面の簡単な説明】
【図１】光走査装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】光走査装置の比較例を説明するための図である。
【図３】光走査装置の光学配置の１例を説明するための図である。
【図４】チルト面を説明図的に示す図である。
【図５】実施例に関する像面湾曲と等速特性を示す図である。
【図６】実施例に関する光スポット径のデフォーカスによる変化を、像高をパラメータとして示す図である。
【図７】画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。
【符号の説明】
ＰＭ      光偏向器（ポリゴンミラー）
Ｌ１      光偏向器に最も近い走査レンズ
Ｌ２Ｙ〜Ｌ２Ｂ      走査レンズＬ１と共に走査光学系を構成する走査レンズ
Ｙ〜Ｂｋ      被走査面の実体をなす光導電性の感光体
【図１】
2004286852.tif 000009
【図２】
2004286852.tif 000010
【図３】
2004286852.tif 000011
【図４】
2004286852.tif 000012
【図５】
2004286852.tif 000013
【図６】
2004286852.tif 000014
【図７】
2004286852.tif 000015