(57)【要約】【課題】複数の光束の相互間隔を分離可能な程度に大きく確保しつつ、光偏向器の副走査方向の厚みの縮小を可能とする光走査装置を提供する。【解決手段】光源から射出され、前方光学系ＰＲＥを経た光束Ｌ１〜Ｌ４を、それらの進行方向が主走査方向ｘに対応する第１の方向に沿って変化するように、一括して偏向させるポリゴンミラー４と、ポリゴンミラー４からの光束Ｌ１〜Ｌ４を、主走査方向に直交する副走査方向ｙに対応する第２の方向に互いに分離して被走査面７１〜７４に導く後方光学系ＰＳＴとを備え、光束Ｌ１〜Ｌ４を用いて、被走査面７１〜７４を主走査方向ｘに走査する。ポリゴンミラー４からの光束Ｌ２，Ｌ３が、第２の方向を含む面内において互いに平行に進みながら後方光学系ＰＳＴに入射し、光束Ｌ１，Ｌ４が、第２の方向を含む面内において互いに漸次離れるような入射角で後方光学系ＰＳＴに入射するようにする。【選択図】　　　　図２
2004086186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４以上の複数の光束を用いて、被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、
複数の光束を射出する光源と、
前記光源からの複数の光束の光路上に設けられた前方光学系と、
前記複数の光束について共通に設けられ、前記前方光学系からの複数の光束を、それらの進行方向が、前記主走査方向に対応する第１の方向に沿って変化することとなるように、一括して偏向させる一の光偏向器と、
前記光偏向器からの複数の光束を、前記主走査方向に直交する副走査方向に対応する第２の方向に互いに分離して前記被走査面に導く機能、を少なくとも有する後方光学系と
を備え、
前記光偏向器からの複数の光束のうち、いずれか２本の光束が、前記第２の方向を含む面内において互いに平行に進みながら前記後方光学系に入射し、
前記光偏向器からの複数の光束のうち、前記２本の光束以外の光束が、前記第２の方向を含む面内において互いに漸次離れるような入射角で前記後方光学系に入射する
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記前方光学系は、
前記光源からの複数の光束の各々を、平行光束に変換する第１の光学系と、
前記平行光束の各々を、少なくとも前記第２の方向にそれぞれ集光する第２の光学系と
を含む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】
前記後方光学系は、
前記光偏向器からの複数の光束を、主として前記第１の方向にそれぞれ集光する第３の光学系と、
前記第３の光学系からの複数の光束を、前記第２の方向に沿って互いに分離する分離光学系と、
前記分離光学系からの複数の光束を、主として前記第２の方向にそれぞれ集光する第４の光学系と
を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第３の光学系は、少なくとも前記第１の方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズ群を含むことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記シリンドリカルレンズ群は、
前記第１の方向に負の屈折力を有する第１のシリンドリカルレンズと、
前記第１の方向に正の屈折力を有する第２のシリンドリカルレンズと
を含むことを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記２本の光束以外の光束が、前記第２の光学系から前記光偏向器に至る領域において、前記第２の方向を含む面内で互いに交差する
ことを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記２本の光束以外の光束が前記後方光学系に入射するときの前記第２の方向を含む面内における位置は、前記２本の光束の外側にある
ことを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光偏向器は、複数の偏向反射面を有し、
前記２本の光束は、前記第２の方向を含む面内において、
前記光偏向器の偏向反射面で垂直に反射されると共に前記第３の光学系に垂直に入射する
ことを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記光偏向器からの前記複数の光束が前記第２の方向に沿って順に第１、第２、第３および第４の光束からなり、これらのうち第２の光束と第３の光束とが互いに平行である場合において、
前記第２のシリンドリカルレンズが、前記第２の方向において互いに隣り合うように配置された第１および第２の部分からなり、
前記第１の部分は、前記第１および第２の光束の前記第２の方向を含む入射面内での入射角の絶対値和が一定を保つような角度範囲内で傾き、
前記第２の部分は、前記第３および第４の光束の前記第２の方向を含む入射面内での入射角の絶対値和が一定を保つような角度範囲内で傾いている
ことを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記光偏向器からの前記複数の光束が前記第２の方向に沿って順に第１、第２、第３および第４の光束からなり、これらのうち第２の光束と第３の光束とが互いに平行である場合において、
前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第２の方向において互いに隣り合うように配置された第１および第２の部分からなり、
前記第１の部分は、前記第１の光束による前記被走査面上の走査軌跡がより直線に近づくような角度範囲で傾き、
前記第２の部分は、前記第４の光束による前記被走査面上の走査軌跡がより直線に近づくような角度範囲で傾いている
ことを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第４の光学系は、少なくとも前記第２の方向に屈折力を有するシリンドリカルミラーを含むことを特徴とする請求項３ないし請求項１０のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記２本の光束以外の光束が、前記第２の光学系から前記光偏向器に至る領域において、前記第２の方向を含む面内で互いに交差する
ことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記被走査面が、互いに別々に設けられた複数の感光面からなる場合において、
前記複数の光束のそれぞれが、前記複数の感光面のそれぞれの表面に結像することを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、レーザビームプリンタ等で用いられる光走査装置に係わり、特に、複数の光束を用いて被走査面を走査するよう構成された光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザビームプリンタ等において、その画像形成手段として光走査装置が用いられている。この光走査装置は、感光材料等の被走査面に光束（レーザビーム等）を照射して光スポットを形成すると共に、その光スポットを感光材料等の上で主走査方向に沿って走査するように構成されている。より詳しくは、光走査装置は、半導体レーザ素子等の光源から射出した光束をコリメータレンズによって平行光に変換したのち、高速回転するポリゴンミラー等の光偏向器によって、感光ドラム表面等の被走査面に向けて偏向させるように構成されている。
【０００３】
例えばカラーレーザプリンタの分野においては、複数の光束を用いて走査を行うマルチビームスキャナの開発が進められている。このマルチビームスキャナでは、光源から射出された複数の光束を所定の光学系を介して共通のポリゴンミラーに導き、このポリゴンミラーを回転させながら反射させることにより、複数の光束をそれぞれ被走査面上の互いに異なる位置へと導くようになっている。ここで、複数の光束を、主走査方向に直交する副走査方向に対応する方向に互いに分離する必要があるので、ポリゴンミラーと各被走査面との間に分岐ミラー等よりなる分離光学系が設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、印字速度の高速化への要求に伴い、走査速度の向上が求められていることから、ポリゴンミラーの回転速度の向上が必要である。このため、ポリゴンミラーの小型・軽量化が必要となり、主走査方向に直交する副走査方向に対応する方向における厚みを薄くすることも重要となる。
【０００５】
しかしながら、マルチビームスキャナでは、その構成上、複数の光束を副走査方向に沿って配列する必要があり、その結果、ポリゴンミラーの副走査方向の厚みがシングルビームの場合と比べて厚くなるため、ポリゴンミラーの軽量化が困難である。
【０００６】
ポリゴンミラーの副走査方向の厚みを薄くするためには、光束間隔をできるだけ小さくすればよいが、それには一定の制限がある。上記した分離光学系に入射する段階における複数の光束の相互間隔を、互いに分離可能な程度に大きくする必要があることから、必然的に、ポリゴンミラーへの入射段階における光束間隔についても、ある程度以上の距離を確保しなければならないからである。
【０００７】
このように、従来のマルチビームスキャナにおいては、ポリゴンミラーの副走査方向の厚みを十分に薄くして印字速度を向上することが困難であった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の光束の相互間隔を分離可能な程度に大きく確保しつつ、光偏向器の副走査方向の厚みを縮小し、印字速度の高速化を可能とする光走査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による光走査装置は、４以上の複数の光束を用いて、被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、複数の光束を射出する光源と、光源からの複数の光束の光路上に設けられた前方光学系と、複数の光束について共通に設けられ、前方光学系からの複数の光束を、それらの進行方向が、主走査方向に対応する第１の方向に沿って変化することとなるように、一括して偏向させる一の光偏向器と、光偏向器からの複数の光束を、主走査方向に直交する副走査方向に対応する第２の方向に互いに分離して被走査面に導く機能、を少なくとも有する後方光学系とを備え、光偏向器からの複数の光束のうち、いずれか２本の光束が、第２の方向を含む面内において互いに平行に進みながら後方光学系に入射し、光偏向器からの複数の光束のうち、２本の光束以外の光束が、第２の方向を含む面内において互いに漸次離れるような入射角で後方光学系に入射するようにしたものである。
【００１０】
本発明による光走査装置では、光源から射出された複数の光束が、その光路上に設けられた前方光学系を経由して光偏向器に入射される。前方光学系からの複数の光束は、それらの進行方向が、主走査方向に対応する第１の方向に沿って変化することとなるように、一括して偏向され、後方光学系へ導かれる。光偏向器からの複数の光束のうち、いずれか２本の光束は、第２の方向を含む面内において互いに平行に進むため、同等の入射角度をもって後方光学系へ導かれる。光偏向器からの複数の光束のうち、上記した互いに平行な２本の光束以外の光束は、第２の方向を含む面内において互いに漸次離れるように進むため、光偏向器から射出した段階では、第２の方向における互いに平行な２本の光束以外の光束の相互間隔は比較的小さく、したがって、複数の光束全体の第２の方向の総幅も比較的小さくなっている。その一方、後方光学系に入射した段階では、互いに平行な２本の光束以外の光束の第２の方向の相互間隔が拡大しており、後段の分離光学系により第２の方向に容易に分離可能な程度に至っている。ここで、「第２の方向を含む面」とは、第２の方向を含み、かつ、第１の方向と直交する面を意味するものである。以下、同義である。
【００１１】
本発明による光走査装置では、前方光学系が、光源からの複数の光束の各々を平行光束に変換する第１の光学系と、平行光束の各々を少なくとも第２の方向にそれぞれ集光する第２の光学系とを含むことが望ましい。
【００１２】
また、本発明による光走査装置では、後方光学系が、光偏向器からの複数の光束を、主として第１の方向にそれぞれ集光する第３の光学系と、第３の光学系からの複数の光束を、第２の方向に沿って互いに分離する分離光学系と、分離光学系からの複数の光束を、主として第２の方向にそれぞれ集光する第４の光学系とを含むことが好ましい。この場合、第３の光学系が、少なくとも第１の方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズ群を含むことが好ましい。さらに、この場合、このシリンドリカルレンズ群が、第１の方向に負の屈折力を有する第１のシリンドリカルレンズと、第１の方向に正の屈折力を有する第２のシリンドリカルレンズとを含むことがより好ましい。さらに、第４の光学系が、少なくとも第２の方向に屈折力を有するシリンドリカルミラーを含むことが好ましい。このような構成とすることにより、複数の光束が主走査方向に関してほぼ共通の光学系の作用を受けるようになる。本発明による光走査装置では、さらに、２本の光束以外の光束が、第２の光学系から光偏向器に至る領域において、第２の方向を含む面内で互いに交差することが望ましい。さらに、この場合、２本の光束以外の光束が後方光学系に入射するときの第２の方向を含む面内における位置は、２本の光束の外側にあるようにすることが望ましい。このような構成とすることにより、複数の光束の相互間隔と光偏向器の副走査方向の厚みとの良好なバランスが確保される。さらに、この場合、光偏向器が複数の偏向反射面を有し、２本の光束が第２の方向を含む面内において光偏向器の偏向反射面で垂直に反射されると共に第３の光学系に垂直に入射するようにすることが望ましい。
【００１３】
また、本発明による光走査装置では、光偏向器からの複数の光束が、第２の方向に沿って順に第１、第２、第３および第４の光束からなり、これらのうちの第２の光束と第３の光束とが互いに平行である場合には、第２のシリンドリカルレンズを、第２の方向において互いに隣り合うように形成された第１および第２の部分からなるように構成すると共に、第１の部分を、第１および第２の光束の第２の方向を含む入射面内での入射角の絶対値和が一定を保つような角度範囲で傾け、第２の部分を、第３および第４の光束の第２の方向を含む入射面内での入射角の絶対値和が一定を保つような角度範囲で傾けるようにすることが好ましい。これにより、第３の光学系に対して第２の方向と直交しない方向から斜めに入射することによって生じる複数の光束の各断面形状の歪みが改善される。なお、入射面とは、入射光線と屈折面あるいは反射面の入射位置での法線とによって定まる平面をいう。以下、同義である。
【００１４】
さらに、本発明による光走査装置では、光偏向器からの複数の光束が、第２の方向に沿って順に第１、第２、第３および第４の光束からなり、これらのうちの第２の光束と第３の光束とが互いに平行である場合には、第２のシリンドリカルレンズを、第２の方向において互いに隣り合うように形成された第１および第２の部分からなるように構成すると共に、第１の部分を、第１の光束による被走査面上の走査軌跡がより直線に近づくような角度範囲で傾け、第２の部分を、第４の光束による被走査面上の走査軌跡がより直線に近づくような角度範囲で傾けることが好ましい。これにより、第１の光束に対応する走査線と、第４の光束に対応する走査線とが、被走査面上においてより直線に近づくようになる。
【００１５】
本発明による光走査装置では、被走査面が、互いに別々に設けられた複数の感光面からなる場合において、複数の光束のそれぞれが、複数の感光面のそれぞれの表面に結像するようにすることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る光走査装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る光走査装置の平面構成の要部、すなわち、主走査方向を含む面内での要部構成を表すものである。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面線に沿った矢視断面（すなわち、副走査方向を含む断面）における構成を表すものである。なお、図１では、図２に示した分岐ミラー８および反射ミラー９Ａ〜９Ｄ（後述）については図示を省略し、また、屈曲した光路を等価的に伸ばして描いている。
【００１８】
この光走査装置は、例えばカラーレーザプリンタ等に適用されるものであり、４つの光束Ｌ１〜Ｌ４をそれぞれ被走査面７に導いて光スポットを形成し、それらの光スポットを被走査面７の表面に沿って所定の方向に等速移動させることにより、被走査面７を光走査するように構成されている。この光スポットの移動方向が主走査方向ｘ（図１では上下方向）であり、主走査方向ｘと直交する方向（図１では紙面と垂直な方向）が副走査方向ｙである。被走査面７は、副走査方向ｙに移動するようになっている。
【００１９】
この光走査装置は、４本の光束Ｌ１〜Ｌ４を射出する光源１と、この光源１からの光束Ｌ１〜Ｌ４の光路上に設けられた前方光学系ＰＲＥと、この前方光学系の後方に光束Ｌ１〜Ｌ４について共通に設けられた１つの光偏向器としてのポリゴンミラー４と、このポリゴンミラー４と被走査面７との間に設けられた後方光学系ＰＳＴとを備えている。なお、以下の説明で、前方とは、ある基準となるものに関してそれよりも光源１に近い側を意味し、後方とは、ある基準となるものに関して光源１と反対側を意味する。
【００２０】
前方光学系ＰＲＥは、光源１からの複数の光束のそれぞれを平行光束に変換するための第１の光学系２とそれら複数の平行光束を第２の方向にそれぞれ集光するための第２の光学系３とを有している。ポリゴンミラー４は、前方光学系ＰＲＥからの光束Ｌ１〜Ｌ４を、それらの進行方向が、主走査方向ｘに対応する第１の方向（図１では、上下方向）に沿って変化することとなるように、一括して偏向させるためのものである。後方光学系ＰＳＴは、ポリゴンミラー４からの光束Ｌ１〜Ｌ４を、第２の方向に互いに分離して被走査面７に導く機能を少なくとも有している。
【００２１】
光源１は、主走査方向に対応する第１の方向ｘ１に沿って順に、配列された４つの発光部１１〜１４を有し、それぞれから光束Ｌ１〜Ｌ４が射出されるようになっている。内側の２つの発光部１２，１３は、副走査方向に対応する第２の方向ｙ１を含む面内で互いに平行になるように光束Ｌ２，Ｌ３を射出する。一方、外側の２つの発光部１１，１４は、第２の方向ｙ１を含む面内で互いに近づくように光束Ｌ１，Ｌ４を射出するようになっている。なお、本実施の形態では、第２の方向ｙと第２の方向ｙ１とは一致している。これらの発光部１１〜１４は、いずれも半導体レーザ素子等により構成されており、例えば、波長７８０ｎｍの光束を射出するようになっている。各発光部は、図示しない制御部によって互いに独立して駆動制御され、光束Ｌ１〜Ｌ４を射出するようになっている。この光束Ｌ１〜Ｌ４は、本発明における「複数の光束」の一具体例に対応するものである。
【００２２】
発光部１１〜１４の射出側には、前方光学系ＰＲＥのうちの第１の光学系２を構成するコリメータレンズ２１〜２４が設けられている。コリメータレンズ２１〜２４は、発光部１１〜１４からそれぞれ発散光として射出される光束Ｌ１〜Ｌ４に個々に対応し、それぞれ平行光束に変換するものである。
【００２３】
コリメータレンズ２１〜２４の後方には、前方光学系ＰＲＥのうちの第２の光学系３が設けられている。この第２の光学系３は４つのシリンドリカルレンズ３１〜３４により構成される。これらシリンドリカルレンズ３１〜３４はそれぞれ、第２の方向に正の屈折力を有し、コリメータレンズ２１〜２４を通ってそれぞれ平行光束となった４つの光束Ｌ１〜Ｌ４をそれぞれ第２の方向に集光するように機能する。なお、シリンドリカルレンズ３１〜３４は、それぞれ複数のレンズから構成されてもよいし、単レンズであってもよい。
【００２４】
シリンドリカルレンズ３１〜３４の後方に位置するポリゴンミラー４は、複数の光束について共通に設けられ、第２の光学系３から射出された複数の光束を、それらの進行方向が、第１の方向に沿って変化することとなるように、一括して偏向させるようになっている。より詳細には、ポリゴンミラー４は、例えば六角柱からなり、その６つの側面にそれぞれ反射面４１を形成した６面鏡である。第２の光学系３からの複数の光束は、第２の方向に沿って互いに間隔を保って反射面４１に入射するようになっている。ポリゴンミラー４は、図１において紙面に垂直な方向の回転軸を中心に、モータ（図示せず）によって一定速度で（例えば５０００〜２００００回／分）矢印Ｒの方向（図１）へ回転駆動されるようになっている。ポリゴンミラー４は、その回転によって、反射面４１における光束Ｌ１〜Ｌ４の入射角度（すなわち、反射角度）を変化させ、これにより、光束Ｌ１〜Ｌ４の進行方向を第１の方向に沿って変化させるようになっている。
【００２５】
ポリゴンミラー４の後方には、第１のシリンドリカルレンズ５１と、第２のシリンドリカルレンズ５２とからなる第３の光学系５が設けられている。この第３の光学系５は、被走査面７上での主走査方向ｘの走査速度を等速化するｆθレンズとして機能するものである。第１のシリンドリカルレンズ５１は第１の方向に負の屈折力を有し、第２のシリンドリカルレンズ５２は第１の方向に正の屈折力を有する。第３の光学系５は、全体として正の屈折力を有し、ポリゴンミラー４からの光束Ｌ１〜Ｌ４の各々を第１の方向にそれぞれ集光するようになっている。
【００２６】
第２のシリンドリカルレンズ５２は、第２の方向において互いに隣り合うように形成された第１の部分５２Ａおよび第２の部分５２Ｂによって構成されている（図２参照）。第１の部分５２Ａおよび第２部分５２Ｂは、それぞれ、光束Ｌ１〜Ｌ４の入射角度に対応して、所定の方向に所定の角度だけ傾けられている。この場合、まったく傾けないようにしてもよい。この点については、後述する。
【００２７】
第３の光学系５の後方には、分岐ミラー８と反射ミラー９Ａ〜９Ｄとからなる分離光学系９が設けられている（図２参照）。但し図１では、その詳細の図示を省略している。分岐ミラー８は、第３の光学系５からの光束Ｌ１，Ｌ２の組と光束Ｌ３，Ｌ４の組とを、第２の方向に互いに分離するものである。分岐ミラー８は例えば、第１の方向（図２において紙面と垂直な方向）に延びる角柱からなり、その長手方向が、第２のシリンドリカルレンズ５２の長手方向と平行になるように設けられている。分岐ミラー８の側面のうち、第２のシリンドリカルレンズ５２と対向し互いに直交している２つの側面は、いずれも第２のシリンドリカルレンズ５２を透過した光束Ｌ１〜Ｌ４の進行方向（４本の光束の中心線の方向）に対してそれぞれ±４５°傾斜した反射面を構成している。
【００２８】
分岐ミラー８には、光束Ｌ１〜Ｌ４が、図２の上側から光束Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の順に並んで入射されるようになっている。上側の２つの光束Ｌ１，Ｌ２は図２の上方に反射され、光束Ｌ３，Ｌ４は図２の下方に反射される。分岐ミラー８によって反射された光束Ｌ１は反射ミラー９Ａに入射し、光束Ｌ２は反射ミラー９Ｂに入射する。光束Ｌ３は反射ミラー９Ｃに入射し、光束Ｌ４は反射ミラー９Ｄに入射する。
【００２９】
反射ミラー９Ａ〜９Ｄの後方には、第４の光学系６が設けられている。第４の光学系６は、反射ミラー９Ａ〜９Ｄからの光束Ｌ１〜Ｌ４を、主として第２の方向にそれぞれ集光する機能を有する。この場合、第４の光学系６は、少なくとも第２の方向に正の屈折力（パワー）を有するシリンドリカルミラー６Ａ〜６Ｄを含んで構成することが好ましい。シリンドリカルミラー６Ａは、反射ミラー９Ａからの光束Ｌ１を反射して第２の方向に集光させ、シリンドリカルミラー６Ｂは反射ミラー９Ｂからの光束Ｌ２を反射して第２の方向に集光させる機能を有する。また、シリンドリカルミラー６Ｃは反射ミラー９Ｃからの光束Ｌ３を反射して第２の方向に集光させ、シリンドリカルミラー６Ｄは反射ミラー９Ｄからの光束Ｌ４を反射して第２の方向に集光させる機能を有する。
【００３０】
第４の光学系６の後方には、シリンドリカルミラー６Ａ〜６Ｄの各々に対応した位置に、カバーガラス１０Ａ〜１０Ｄがそれぞれ設けられている。カバーガラス１０Ａは、シリンドリカルミラー６Ａからの光束Ｌ１を通過させることで、被走査面上７における走査線の湾曲を補正する機能を有する。カバーガラス１０Ｂは、シリンドリカルミラー６Ｂからの光束Ｌ２を通過させることで、被走査面上７における走査線の湾曲を補正する機能を有する。同様に、カバーガラス１０Ｃ，１０Ｄは、シリンドリカルミラー６Ｃ，６Ｄからの光束Ｌ３，Ｌ４をそれぞれ通過させることで、被走査面７上における走査線の湾曲を補正する機能を有する。なお、走査線湾曲およびその補正については、後述する。
【００３１】
カバーガラス１０Ａ〜１０Ｄの後方には、被走査面７１〜７４が設けられている。被走査面７１〜７４は、例えば、互いに平行に配置された４つの感光ドラム７Ａ〜７Ｄの表面にそれぞれ形成された、例えばセレン等からなる感光材料層の表面である。これらの被走査面７１〜７４は、それぞれ、光束Ｌ１〜Ｌ４により個々に走査されるようになっている。以下の説明では、適宜、被走査面７１〜７４をまとめて被走査面７と記すものとする。
【００３２】
次に、以上のように構成された光走査装置の動作および作用を説明する。
【００３３】
まず、図１および図２を参照して、光走査装置の全体動作を簡単に説明する。コンピュータ等の外部機器からの画像形成開始の指示により、ポリゴンミラー４の回転を開始する。次に、感光ドラム７Ａ〜７Ｄを回転すると共に、入力された画像情報に基づいて光源１〜４を変調駆動し、光束Ｌ１〜Ｌ４を射出する。これらの光束Ｌ１〜Ｌ４は、いずれも発散光であるが、コリメータレンズ２１〜２４を通過することにより、それぞれがほぼ平行光束になる。ほぼ平行光束となった光束Ｌ１〜Ｌ４は、シリンドリカルレンズ３１〜３４における第２の方向のパワーにより、ポリゴンミラー４の反射面４１近傍で第２の方向にそれぞれ結像したのち、ポリゴンミラー４の反射面４１によってそれぞれ反射される。このとき結像位置での光束Ｌ１〜Ｌ４の各断面形状は、第１の方向に伸びる直線となる。
【００３４】
ポリゴンミラー４により反射された光束Ｌ１〜Ｌ４は、第１および第２のシリンドリカルレンズ５１，５２を透過することで第１の方向に集束しながら、分岐ミラー８，反射ミラー９Ａ〜９Ｄおよびシリンドリカルミラー６により順次反射され、被走査面７上にそれぞれ結像する。なお、光束Ｌ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー４の反射面４１近傍で第２の方向にそれぞれ結像したのち、それぞれ第２の方向に拡がりながら進むが、シリンドリカルミラー６Ａ〜６Ｄの正のパワーによって第２の方向に集束され、最終的に被走査面７上で円形の光スポットとなる。
【００３５】
このようにして、感光ドラム７Ａ〜７Ｄの表面が露光され、各色の画像情報に基づいた静電潜像が形成される。感光ドラム７Ａ〜７Ｄのそれぞれの静電潜像部分に、この静電潜像部分とは、反対の電荷を持つ各色のトナーがそれぞれ付着し、記録紙に順次転写される。この後、定着処理を行うことで、記録紙上にカラー画像が得られる。
【００３６】
次に、主に図３ないし図４および図６ないし図１３を参照して、本実施の形態の光走査装置の特徴的作用を説明する。なお、図５は、本実施の形態の光走査装置の変形例について説明するためのものであり、これについては、後述する。
【００３７】
最初に、第２の光学系３の光学的な作用について比較例と対比して説明する。
【００３８】
図３は、図１に示した光走査装置における第２の光学系３の作用を説明するためのもので、第２の方向を含む面に沿った拡大断面図である。図４は、比較例としての光走査装置における第２の光学系の第２の方向を含む面に沿った拡大断面図である。
【００３９】
光源１から発し、コリメータレンズ２１〜２４をそれぞれ通過した平行光束Ｌ１〜Ｌ４は、図３に示したように、シリンドリカルレンズ３１〜３４をそれぞれ透過し、光偏向器４の反射面４１に導かれる。反射面４１を反射した光束Ｌ１〜Ｌ４は、第１のシリンドリカルレンズ５１に入射する。なお、図３では、シリンドリカルレンズ３１〜３４が、第１の方向（紙面に垂直な方向）に沿って並んでいる状態を示す。実際には、第２の方向（紙面の上下方向）に僅かずつシフトして配列されている。特に、シリンドリカルレンズ３２，３３は、レンズの中心をＬ２，Ｌ３が通るようになっている。
【００４０】
コリメータレンズ２１〜２４（図３では図示せず）を射出した光束Ｌ１〜Ｌ４は、平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ３１〜３４に入射する。このとき、光束Ｌ１〜Ｌ４は第２の方向において、図３の上側から光束Ｌ４，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ１の順に並んでいる。シリンドリカルレンズ３１〜３４は第２の方向に正の屈折力を有するので、これらを透過した光束Ｌ１〜Ｌ４はそれぞれ第２の方向における光束径を縮小しながら反射面４１の近傍において第２の方向に結像する。なお、図３では、各光束の光束幅の図示を省略している。ここでは、シリンドリカルレンズ３１〜３４を透過した光束Ｌ１〜Ｌ４のうち、光束Ｌ２と光束Ｌ３とが互いに平行に進みながら反射面４１に導かれ、上記２本の光束Ｌ２，Ｌ３以外の光束Ｌ１と光束Ｌ４とが互いに交差したのちポリゴンミラー４の反射面４１に導かれる。この場合、図３に示したように、互いに平行な光束Ｌ２，Ｌ３は、第２の方向を含む面内において反射面４１と垂直な方向からこの反射面４１に入射することが好ましい。こうすることで、後段の第３の光学系５に起因する、光束Ｌ２，Ｌ３の被走査面７２，７３上の走査線湾曲が発生しなくなるからである。この点については、後に詳述する。
【００４１】
こののち、ポリゴンミラー４の反射面４１の近傍において第２の方向に結像した各光束Ｌ１〜Ｌ４のうち、光束Ｌ２，Ｌ３は、第２の方向を含む面内において互いに平行に進みながら後方光学系ＰＳＴの第１のシリンドリカルレンズ５１に入射し、光束Ｌ１，Ｌ４は、第２の方向を含む面内において互いに漸次離れるような入射角で第１のシリンドリカルレンズ５１に入射する。この場合、光束Ｌ１，Ｌ４が後方光学系ＰＳＴに入射するときの第２の方向における位置は、光束Ｌ２，Ｌ３の外側にある。また、光束Ｌ１と光束Ｌ２とがなす角をγ１とし、光束Ｌ３と光束Ｌ４とがなす角をγ２とすると、γ１＝γ２が好ましい。
【００４２】
ここで、図４に示した比較例としての光走査装置について説明する。
【００４３】
図４に示した比較例では、光源１から発し、コリメータレンズ２１〜２４をそれぞれ通過した平行光束Ｌ１〜Ｌ４は、第２の方向に正の屈折力を持つ１つのシリンドリカルレンズ１３１〜１３４をそれぞれ透過し、反射面１４１に導かれる。
【００４４】
コリメータレンズ（図４では図示せず）を通過した光束Ｌ１１〜Ｌ１４はそれぞれ平行光束となって所定の入射角でシリンドリカルレンズ１３１〜１３４に入射される。このとき、光束Ｌ１１〜Ｌ１４は第２の方向において、図４の上側から光束Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４の順に並んでいる。シリンドリカルレンズ１３１〜１３４は正の屈折力を有する。このため、シリンドリカルレンズ１３１〜１３４を透過した光束Ｌ１１〜Ｌ１４は、それぞれ第２の方向における光束径を縮小しながら互いに平行に進んで反射面４１の近傍において第２の方向にそれぞれ結像する。この際、後に被走査面７上に投影される走査線が湾曲することを避けるため、各光束Ｌ１１〜Ｌ１４は、相互間隔を保ちつつ、互いに平行な状態で反射面１４１に垂直入射する。したがって、反射面１４１で反射した各光束Ｌ１１〜Ｌ１４もまた互いに平行となるので、各光束の相互間隔はそのまま維持され、後段の分離光学系への入射時点においても同じ間隔となる。
【００４５】
したがって、この比較例では、各光束Ｌ１１〜Ｌ１４の相互間隔は、後段の分離光学系による相互分離が可能な間隔として規定される。すなわち、分離光学系において分離可能な最小の間隔をｄ１とすると、この間隔ｄ１が、そのまま、反射面１４１における各光束Ｌ１１〜Ｌ１４に許容される最小の相互間隔となる。結局、反射面１４１の第２の方向の幅１４１Ｄは（３×ｄ１）以上の大きさであることを要求される。
【００４６】
これに対し本実施の形態の光走査装置では、図３に示したように、シリンドリカルレンズ３１〜３４を透過した光束Ｌ１〜Ｌ４のうち、光束Ｌ２と光束Ｌ３とを互いに平行に維持したまま反射面４１に入射させ、そのまま第１のシリンドリカルレンズ５１に導くと共に、光束Ｌ１と光束Ｌ４とを第２の方向において互いに交差させたのちに反射面４１に入射させ、第２の方向を含む面内において互いに漸次離れるように第１のシリンドリカルレンズ５１に導くようにしている。
【００４７】
このため、ポリゴンミラー４の反射面４１上において、互いに平行な光束Ｌ２，Ｌ３の相互間隔ｄ２３を上記の許容間隔ｄ１と同等になる程度に小さくすることができる一方、光束Ｌ１，Ｌ２の相互間隔ｄ１２および光束Ｌ３，Ｌ４の相互間隔ｄ３４を許容間隔ｄ１よりも小さくすることができる。ポリゴンミラー４の反射面４１で反射された各光束Ｌ１〜Ｌ４のうち光束Ｌ１，Ｌ４は、第２方向における相互間隔をさらに拡げながら後段の分離光学系９に導かれるため、光束Ｌ１，Ｌ２の相互間隔ｄ１２および光束Ｌ３，Ｌ４の相互間隔ｄ３４がポリゴンミラー４の反射面４１上において許容間隔ｄ１未満であっても、分離光学系に入射する段階では許容間隔ｄ１以上になるからである。
【００４８】
結局、本実施の形態では、反射面４１の第２の方向における許容幅４１Ｄ（＝ｄ１２＋ｄ２３＋ｄ３４＝ｄ１＋（ｄ１２＋ｄ３４））を、比較例における許容幅１４１Ｄ（＝３×ｄ１）よりも小さくすることが可能となる。すなわち、ポリゴンミラー４の第２方向の厚みをより薄くすることができる。特に、第２の方向を含む面内において、光束Ｌ１と光束Ｌ２とが反射面４１上で互いに交差し、かつ、光束Ｌ３と光束Ｌ４とが互いに交差するようにした場合に、ポリゴンミラー４の第２方向の厚みを最も薄くすることができる。第２の方向において、光束Ｌ１，Ｌ２の相互間隔ｄ１２および光束Ｌ３，Ｌ４の相互間隔ｄ３４が零になり、許容幅４１Ｄを光束Ｌ２，Ｌ３の相互間隔ｄ２３とほぼ等しい幅にすることができるからである。
【００４９】
次に、図６ないし図１２を参照して、第３の光学系５の光学的な作用について説明する。
【００５０】
図６ないし図８は、第３の光学系５の第２の方向を含む面での断面構成の３つの例を表すものである。ここで、図６は、第３の光学系５における第２のシリンドリカルレンズ５２を構成する部分５２Ａ，５２Ｂを傾けない場合の断面を示し、図７および図８は、部分５２Ａ，５２Ｂを所定の角度だけ傾けた場合の断面を示す。さらに、図６（Ａ），図７（Ａ）および図８（Ａ）は走査線湾曲を補正する前の状態を示し、図６（Ｂ），図７（Ｂ）および図８（Ｂ）は走査線湾曲を補正した後の状態を示している。なお、これらの図には、光束Ｌ１，Ｌ２の光路と共に、光束Ｌ１，Ｌ２により被走査面７上に形成される走査線Ｓ１，Ｓ２の形状を併せて図示している。また、これらの図では、４つの光束のうち、上側の２本の光束Ｌ１，Ｌ２に関するもののみを図示し、下側の２本の光束Ｌ３，Ｌ４に関するものについては図示を省略する。また、これらの図では、各光束が各シリンドリカルレンズを通過する際の屈折を省略して描いている。図９（Ａ）は図６の要部（第２のシリンドリカルレンズ５２の入射側表面５３Ａの近傍部分）を拡大して表すものであり、図９（Ｂ）は、図７および図８の要部（第２のシリンドリカルレンズ５２の入射側表面５３Ａの近傍部分）を拡大して表すものである。
【００５１】
図６（Ａ）および図９（Ａ）に示した例では、反射面４１からの光束Ｌ１，Ｌ２は、互いに間隔を拡げながら第１および第２のシリンドリカルレンズ５１，５２に入射する。第１および第２のシリンドリカルレンズ５１，５２は第２の方向に屈折力を有しないので、光束Ｌ１は第１および第２のシリンドリカルレンズ５１，５２に斜めに入射すると、それらの屈折率に応じた角度で屈折したのち、入射方向と平行な方向に射出する。光束Ｌ２は、第１および第２のシリンドリカルレンズ５１，５２に対して直交するので、屈折せずにそのまま直進して射出する。ここで、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の方向における中央部を通る光束Ｌ１，Ｌ２の第２の方向における入射角（入射側表面５３Ａの法線に対してなす角度）をα１，α２とする。この例では、α２＝０である。
【００５２】
このとき、第２のシリンドリカルレンズ５２を通る光束Ｌ１，Ｌ２のうち、第１の方向における中央部を通るもの以外は、捩じれた入射光束（いわゆるスキュー光線）となり、その捩じれの度合いは入射位置によって異なる。具体的には、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の方向における中央部に近い位置を通るものほど捩じれは小さく、第１の方向における両端部近傍を通るものほど捩じれは大きくなる。また、第２の方向における入射角α１の絶対値が大きくなるほど捩じれは顕著になる。この光束の捩じれは、後述するように、最終的に被走査面７上での光スポット形状の歪みとなって現れる。この例では、光束Ｌ２の第２の方向における入射角α２が零であるので、上記のような光スポット形状の歪みは見られない。同様に、光束Ｌ３については第２の方向における入射角α３が零であるので、光スポット形状の歪みは見られないが、光束Ｌ４については第２の方向における入射角α４は零ではないので、光束Ｌ１と同様の光スポット形状の歪みが現れる。
【００５３】
また、図６（Ａ）の例では、最終的に被走査面７に描かれる走査線Ｓ１，Ｓ２のうち、走査線Ｓ１は中高形状の湾曲を示し、走査線Ｓ２は直線状となる。この点については、後に詳述する。
【００５４】
これに対し、図７（Ａ）、図８（Ａ）および図９（Ｂ）に示した例では、第１の部分５２Ａを角度θだけ傾け、かつ、第２の部分５２Ｂを角度［−θ］だけ傾けるようにしている。ここでは、図７（Ａ）よりも図８（Ａ）のほうが角度θが大きい。すなわち、図７（Ａ）では、走査線Ｓ１，Ｓ２が互いに逆向きで同程度の湾曲を示すような角度θとし、図８（Ａ）では、さらに傾け、走査線Ｓ１が直線上となるような角度θとした。傾け角θと走査線湾曲との関係については、後に詳述する。
【００５５】
ここで、図９（Ｂ）に示したように、第１の部分５２Ａを角度θだけ傾けたときの、第１および第２の光束Ｌ１，Ｌ２の第２の方向を含む入射面内での入射角（光束Ｌ１，Ｌ２が第１の部分５２Ａの入射側表面５３Ａの法線となす角）を、それぞれβ１，β２とする。第１の部分５２Ａは、第１および第２の光束Ｌ１，Ｌ２の入射角β１，β２の絶対値和｜β１｜＋｜β２｜が一定を保つような角度範囲、すなわち、第１の部分５２Ａを傾けない場合（図６（Ａ））の入射角の絶対値和｜α１｜＋｜α２｜と等しくなるような角度範囲で傾けるようにするのが好ましい。すなわち、
｜β１｜＋｜β２｜＝｜α１｜＋　｜α２｜
を満たすように傾き角度θを設定するのが好ましい。このためには、傾き角θの範囲が、
０≦｜θ｜≦｜α１｜
を満たすようにすればよい。
【００５６】
同様に、第２の部分５２Ｂを角度［−θ］だけ傾けたときの、第３および第４の光束Ｌ３，Ｌ４（図９（Ｂ）では、図示せず）の第２の方向を含む入射面内での入射角（光束Ｌ３，Ｌ４が第２の部分５２Ｂの入射側表面５３Ｂの法線となす角）を、それぞれβ３，β４（図示せず）とする。第２の部分５２Ｂは、第３および第４の光束Ｌ３，Ｌ４の入射角β３，β４の絶対値和｜β３｜＋｜β４｜が一定を保つような角度範囲、すなわち、第２の部分５２Ｂを傾けない場合の入射角の絶対値和｜α３｜＋｜α４｜と等しくなるような角度範囲で傾けるようにするのが好ましい。すなわち、
｜β３｜＋　｜β４｜＝｜α３｜＋　｜α４｜
を満たすように傾き角度［−θ］を設定するのが好ましい。このためには、傾き角θの範囲が、
０≦｜−θ｜≦｜α４｜
を満たすようにすればよい。
【００５７】
このように、第１および第２の部分５２Ａ，５２Ｂをそれぞれ上記のような角度範囲内において傾けることにより、光束Ｌ１，Ｌ２によって被走査面７上に形成される光スポット形状の劣化を防止することができる。図６（Ａ）に示した例の場合は、先述したように、光束Ｌ２，Ｌ３については、光スポット形状の歪みが見られないが、光束Ｌ１，Ｌ４については光スポット形状の歪みが現れる。図７（Ａ）の例では、全ての光束Ｌ１〜Ｌ４において、光スポット形状の歪みが生じるものの、それらの歪みは、図６（Ａ）の光束Ｌ１，Ｌ４の場合よりも比較的軽度である。さらに、図８（Ａ）の例では、光束Ｌ１の光スポット形状の歪みが極めて小さくなる。
【００５８】
図１０は、第１の部分５２Ａの傾き角θが０°の場合（図６（Ａ））における被走査面７での光スポット形状の光強度等高線図を表し、図１１は、第１の部分５２Ａの傾き角θが１．０°の場合における被走査面７での光スポット形状の光強度等高線図を表すものである。図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）および図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、入射角が０．０°の場合を示し、図１０（Ｄ）〜図１０（Ｆ）および図１１（Ｄ）〜図１１（Ｆ）は、入射角が１．５°の場合を示す。また、図１０（Ｂ），図１０（Ｅ），図１１（Ｂ），図１１（Ｅ）は、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の方向における中央部を通る光束による光スポット形状の光強度等高線図を示し、図１０（Ａ），図１０（Ｃ），図１０（Ｄ），図１０（Ｆ）および図１１（Ａ），図１１（Ｃ），図１１（Ｄ），図１１（Ｆ）は、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の方向における両端部を通る光束による光スポット形状の光強度等高線図を示す。
【００５９】
第１の部分５２Ａを傾けない場合には、図１０に示したように、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の方向における中央部を通る光束による光スポット形状の光強度等高線図は、入射角が０．０°の場合（図１０（Ｂ））と、入射角が１．５°の場合（図１０（Ｅ））とで大差が見られず、特に問題となるような歪みはない。但し、断面形状の大きさは異なり、入射角が１．５°の場合のほうがやや大きい。一方、両端部を通る光束による光スポット形状の光強度等高線図は、入射角が０．０°の場合（図１０（Ａ），図１０（Ｃ））に比べて、入射角が１．５°の場合（図１０（Ｄ），図１０（Ｆ））には、大きく歪んでいる。
【００６０】
これに対して、第１の部分５２Ａを１．０°傾けた場合には、図１１に示したように、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の方向における両端部を通る光束による光スポット形状の光強度等高線図の歪みが、図１０と比較して小さくなっている。すなわち、図１０（Ｄ），図１０（Ｆ）に比べると、図１１（Ｄ），図１１（Ｆ）に示した光スポット形状の光強度等高線図の歪みが改善されている。なお、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の方向における中央部を通る光束による光スポット形状の光強度等高線図は、入射角が０．０°の場合（図１１（Ｂ））と、入射角が１．５°の場合（図１１（Ｅ））とで差はなく、特に問題となるような歪みは生じていない。
【００６１】
これらの結果より、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の部分５２Ａを傾けることにより、被走査面７での光スポット形状、特に第２のシリンドリカルレンズ５２の両端部を通る光束による光スポット形状が大きく改善されることがわかる。同様に、第２の部分５２Ｂを傾けることにより、光束Ｌ３，Ｌ４による被走査面７での光スポット形状、特に第２のシリンドリカルレンズ５２の両端部を通る光束による光スポット形状が大きく改善される。
【００６２】
次に、光束Ｌ１〜Ｌ４が主に、第３の光学系５を通過する際に生ずる走査線湾曲と、その補正の方法について説明する。
【００６３】
まず、図６ないし図８ならびに図１２および図１３を参照して、走査線湾曲が生ずる理由を説明する。図１２および図１３は、図６（Ａ）に示した例において、第２のシリンドリカルレンズ５２を光束Ｌ１〜Ｌ４が通過し、第４の光学系６としてのシリンドリカルミラー６Ａ〜６Ｄにおいて反射することにより、被走査面７１〜７４上の走査線の湾曲が発生する様子を観念的に描いたものである。図１２および図１３では、第１のシリンドリカルレンズ５１、分離光学系９およびカバーガラス１０Ａ〜１０Ｄの図示を省略している。
【００６４】
最初に、図１２を参照して、光束Ｌ１〜Ｌ４が、第２のシリンドリカルレンズ５２を通過することによって発生する走査線の湾曲について説明する。図１２は、光束Ｌ１〜Ｌ４が第２のシリンドリカルレンズ５２を通過した直後に生ずる走査線湾曲の状態を、仮想面５７上に描いたものである。
【００６５】
光束Ｌ２，Ｌ３は、第２の方向を含む面内において相互間隔を一定に保ったまま進行し、第２のシリンドリカルレンズ５２に入射する。光束Ｌ１，Ｌ４は、第２の方向を含む面内において相互間隔が拡がるように進行しながら第２のシリンドリカルレンズ５２に入射する。すなわち、光束Ｌ２，Ｌ３は、第２の方向を含む面内において第３の光学系５の中心光軸５５と平行に進行し、この面内で第２のシリンドリカルレンズ５２に垂直入射する。しかし、光束Ｌ１，Ｌ４は、第２の方向を含む面内において第３の光学系５の中心光軸５５とは平行でなく、この面内で第２のシリンドリカルレンズ５２に垂直入射することはない。言い換えると、光束Ｌ１，Ｌ４は、第２のシリンドリカルレンズ５２に対して常に斜め方向から入射する。このため、光束Ｌ１，Ｌ４が第２のシリンドリカルレンズ５２を通過する位置、すなわち、第１の方向における中央部を通るか両端部を通るかによって、実質的な光束入射位置（光束が第２のシリンドリカルレンズ１５２内部に入る地点）は、中心光軸５５に沿った方向のみならず、高さ方向（すなわち、第２の方向）においても異なる。
【００６６】
上側の２本の光束のうち、一方の光束Ｌ１については、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の方向における両端部を通る光束の入射高さは、中央部を通る光束の入射高さよりも高くなる。この結果、光束Ｌ１による仮想面５７上の走査線は、図１２に示したように、中低形状の湾曲をもった走査線Ｋ１となる。他方の光束Ｌ２については、第１および第２のシリンドリカルレンズ５１，５２の入射面に対して垂直入射するので、第１の方向における光束Ｌ２の入射高さは、中央部も両端部も同等である。したがって、光束Ｌ２による仮想面５７上の走査線は、図１２に示したように、直線上の走査線Ｋ２となる。
【００６７】
次に、図６および図１３を参照して、第２のシリンドリカルレンズ５２を通過し、分離光学系９を経た光束Ｌ１〜Ｌ４が、シリンドリカルミラー６Ａ〜６Ｄを反射することによって発生する走査線の湾曲について説明する。ここでは、図１３に、光束Ｌ１およびそれを反射するシリンドリカルミラー６Ａについてのみ示し、これを代表して説明する。
【００６８】
図１３に示したように、上側を向く光束Ｌ１では、シリンドリカルミラー６Ａの第１の方向における両端部に入射する光束の入射高さが、中央部を通る光束の高さよりも高くなる。さらにシリンドリカルミラー６Ａは光束Ｌ１に対して、第２の方向を含む面内で傾いているため、両端部に入射する光束に対する入射角（ε１）／２が、中央部に入射する光束に対する入射角（ε２）／２よりも大きくなる。このため、反射した光束Ｌ１は、被走査面７１上に中高形状の湾曲をもった走査線Ｓ１を描く。これを分かり易くするため、シリンドリカルミラー６Ａのミラー面６１Ａに対して対称に展開すると、被走査面７１に対応する被走査面１７１上に走査線Ｓ１１が描かれる。走査線Ｓ１１は、第２のシリンドリカルレンズ５２を通過した直後の走査線Ｋ１とは逆向きの湾曲を有する。すなわち、被走査面７１での走査線Ｓ１は、第２のシリンドリカルレンズ５２を通過した直後の走査線Ｋ１とは逆向きの湾曲を生じるのである。これに対し、第２のシリンドリカルレンズ５２を通過しても湾曲を持たない光束Ｌ２は、シリンドリカルミラー６Ｂを反射しても湾曲を生じない。これは、シリンドリカルミラー６Ｂに入射する際、第２の方向における光束Ｌ２の入射高さが、中央部も両端部も同等となるからである。このことは、下側の２本の光束Ｌ３，Ｌ４についてもまったく同様であり、中心光軸５５を対称軸として、上側の２本の光束Ｌ１，Ｌ２による走査線と対称な関係となる。
【００６９】
このような理由から、第２のシリンドリカルレンズ５２を通過し、シリンドリカルミラー６を反射した光束Ｌ１，Ｌ２のうち、一方の光束Ｌ１は、最終的に、図６（Ａ）に示したように、被走査面７上において第２の方向に湾曲した走査線Ｓ１を描くことになる。他方の光束Ｌ２は、被走査面７上において直線上の走査線Ｓ２を描くことになる。下側のＬ３，Ｌ４についても同様であり、一方の光束Ｌ３は、被走査面７上において直線上の走査線Ｓ３を描き、他方の光束Ｌ４は、被走査面７上において第２の方向に走査線Ｓ１とは反対向きに湾曲した走査線Ｓ４を描くことになる。
【００７０】
図１４および図１５は、第２のシリンドリカルレンズ５２の第１の部分５２Ａ（入射側表面５３Ａ）を傾けることによって、第１の部分５２Ａを射出した直後の仮想面５７上に描かれる走査線の湾曲量が変化する様子を表すものである。なお、この図では、説明の簡略化のため、当初の入射角α１，α２（図９（Ａ））がそれぞれ“２ａ”，“０”である場合を想定して説明する。
【００７１】
図１４（Ａ）は、第１の部分５２Ａを傾けない場合、すなわち、第１の部分５２Ａの傾き角θが“０”の場合を示す。この場合には、第１の部分５２Ａの入射側表面５３Ａにおける光束Ｌ１の入射角β１は“２ａ”であるが、光束Ｌ２の入射角β２は“０”である。すなわち、光束Ｌ２については、第２の方向を含む面内で垂直入射となり、走査線Ｋ２には湾曲が生じない。したがって、後述するカバーガラス１０Ｂによる湾曲補正は不要である。なお、この場合、光束Ｌ１については、走査線Ｋ１には湾曲が生じるので、後述するカバーガラス１０Ａによる湾曲補正が必要である。
【００７２】
図１４（Ｂ）は、第１の部分５２Ａの傾き角θを“ａ”にした場合を示す。この場合には、第１の部分５２Ａの入射側表面５３Ａにおける光束Ｌ１，Ｌ２の入射角β１，入射角β２は共に“ａ”となる。このため、光束Ｌ１，Ｌ２の双方について走査線Ｋ１，Ｋ２に湾曲が生じるものの、その湾曲の度合いは、図１４（Ａ）における走査線Ｋ１の場合（入射角β１＝２ａ）よりも軽度になる。また、この場合の走査線Ｋ１，Ｋ２は、湾曲の向きは逆である。
【００７３】
ここで、図１５（Ａ）に示したように、この傾き角θを“ａ”よりも若干小さい“ｂ”とした場合、走査線Ｋ１，Ｋ２は、湾曲の向きは逆であるが、湾曲の度合いは、互いにほぼ等しくなる。したがって、後述するカバーガラス１０Ａ，１０Ｂによる湾曲補正量が図１４（Ａ）の走査線Ｋ１の場合よりもさらに少なくて済むと共に、絶対補正量が等しくなるので補正が容易になる。
【００７４】
図１４（Ｃ）は、第１の部分５２Ａの傾き角θを“２ａ”にした場合を示す。この場合には、第１の部分５２Ａの入射側表面５３Ａにおける光束Ｌ２の入射角β２は“２ａ”となるが、光束Ｌ１の入射角β１は“０”となる。このため、光束Ｌ１については、第２の方向を含む面内で垂直入射となり、走査線Ｋ１には第１のシリンドリカルレンズ５１を斜めに通過することによって起こる走査線湾曲のみが発生する。
【００７５】
図１５（Ｂ）は、第１の部分５２Ａの傾き角θを“２ｂ”とした場合を示すものである。図１５（Ｂ）に示したように、傾き角θを”２ａ”よりも若干小さい“２ｂ”（但し、ａ＜２ｂ）とし、第１のシリンドリカルレンズ５１によって発生する走査線湾曲量と第２のシリンドリカルレンズ５２によって発生する走査線湾曲量とが同じ値で逆向きとなるようにすることによって、両者を相殺させて走査線Ｋ１に湾曲が生じないようにすることができる。こうすることにより、光束Ｌ１については、後述するカバーガラス１０Ａによる湾曲補正が不要となる。なお、この場合、光束Ｌ２については、走査線Ｋ２が湾曲が生じるので、後述するカバーガラス１０Ｂによる湾曲補正が必要である。その湾曲の度合いは、第１の部分５２Ａの傾き角θを“２ａ”とした場合（図１４（Ｃ）；入射角β１＝０）の走査線Ｋ２よりも小さく、第１の部分５２Ａを傾けない場合（図１４（Ａ）；入射角β１＝２ａ）の走査線Ｋ１とほぼ同程度（向きは反対）になる。
【００７６】
なお、図１４および図１５では上側２本の光束Ｌ１，Ｌ２について説明したが、下側２本の光束Ｌ３，Ｌ４による走査線Ｋ３，Ｋ４についても同様のことがいえる。
【００７７】
図１４（Ａ），（Ｃ）および図１５（Ｂ）で説明したことをより一般化すると、光束Ｌ１または光束Ｌ２のいずれか一方における第２の方向を含む入射面内での入射角β１または入射角β２に応じて第２のシリンドリカルレンズ５２で発生する走査線湾曲が、第１のシリンドリカルレンズ５１で発生する走査線湾曲と同じ量で逆向きになるように第１の部分５２Ａの傾き角θを設定すればよい。光束Ｌ３，Ｌ４についても同様である。これにより、光束Ｌ１，Ｌ２のいずれか一方による走査線（Ｋ１またはＫ２）と、光束Ｌ３，Ｌ４のいずれか一方による走査線（Ｋ３またはＫ４）とを直線状にすることができる。この場合には、走査線が直線状にならない光束についてのみ湾曲を補正すればよい。
【００７８】
図１６は、第２のシリンドリカルレンズ５２により生じた走査線湾曲をカバーガラス１０Ａ〜１０Ｄを用いて補正する際の原理を説明するものである。この図では、カバーガラス１０Ａ〜１０Ｄを代表してカバーガラス１０と記し、光束Ｌ１〜Ｌ４を代表して光束Ｌと記し、走査線Ｓ１〜Ｓ４を代表して走査線Ｓと記載して説明する。
【００７９】
図１６（Ａ）に示したように、光束Ｌが、シリンドリカルミラー６Ａ〜６Ｄを通過したのちにおいても、湾曲を含まない走査線ＳＳ１を形成し得るものであった場合を想定する。この場合、光束Ｌと直交する方向に対して傾いて角度δだけ傾いて配置されたカバーガラス１０を光束Ｌが通過すると、このカバーガラス１０の傾き角δや傾きの方向に応じて、被走査面７上の走査線Ｓが湾曲する。
【００８０】
図１６（Ｂ）に示したように、光束Ｌが、シリンドリカルミラー６Ａ〜６Ｄを通過した時点で、湾曲を含んだ走査線ＳＳ２を形成するものであった場合を想定する。ここで、光束Ｌと直交する方向に配置されたカバーガラス１０を光束Ｌが通過すると、走査線ＳＳ２の湾曲状態はそのまま反映され、被走査面７上の走査線Ｓは湾曲したものとなる。
【００８１】
図１６（Ｃ）に示したように、光束Ｌが、シリンドリカルミラー６Ａ〜６Ｄを通過した時点で、湾曲を含んだ走査線ＳＳ２を形成するものになっており、かつ、光束Ｌと直交する方向に対して角度δだけ傾いて配置されたカバーガラス１０を光束Ｌが通過する場合を想定する。この場合には、図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）における考察から明らかなように、カバーガラス１０を通過する前の走査線ＳＳ２の湾曲状態は、カバーガラス１０による逆方向の湾曲付与作用によって相殺され、最終的に被走査面７上に描かれる走査線Ｓはほぼ直線状になる。
【００８２】
以上の補正原理を用いることにより、被走査面７上の走査線の湾曲を補正することができる。すなわち、図６（Ｂ），図７（Ｂ）および図８（Ｂ）に示したように、光束Ｌ１，Ｌ２の各光路上にカバーガラス１０Ａ，１０Ｂをそれぞれ配置し、光束Ｌ１，Ｌ２のそれぞれが含んでいる湾曲特性を相殺する方向にカバーガラス１０Ａ，１０Ｂを傾けるようにすればよい。これにより、各光束Ｌ１，Ｌ２が有している湾曲特性がカバーガラス１０Ａ，１０Ｂによってそれぞれ打ち消され、被走査面７上において、湾曲のない走査線Ｓ１，Ｓ２が得られることになる。
【００８３】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、反射面４１からの光束Ｌ１〜Ｌ４のうち、光束Ｌ２と光束Ｌ３とが、第２の方向を含む面内において互いに平行に進みながら後方光学系ＰＳＴに入射し、残りの光束Ｌ１と光束Ｌ４とが、第２の方向を含む面内において互いに交差したのち、漸次離れるような入射角で後方光学系ＰＳＴに入射するようにしたので、反射面４１の第２の方向における許容幅４１Ｄを、より小さくすることが可能となる。これにより、ポリゴンミラー４の第２方向の厚みを薄くすることができるので、軽量化が容易となる。したがって、ポリゴンミラーの高速回転が可能となり、印字速度の向上が可能になる。
【００８４】
また、本実施の形態において、第２のシリンドリカルレンズ５２が、第２の方向において互いに隣り合う第１および第２の部分５２Ａ，５２Ｂからなるようにすると共に、図９（Ａ）に示したように、第１および第２の部分５２Ａ，５２Ｂの傾き角をそれぞれ０°とした場合には、光束Ｌ２についての湾曲補正は不要であり、光束Ｌ１のみ湾曲補正すればよい。すなわち、第２のシリンドリカルレンズ５２を第１の部分５２Ａおよび第２の部分５２Ｂに分割する必要がない。したがって、第２のシリンドリカルレンズ５２の構成に手を加える必要がなく、形成が容易である。
【００８５】
また、本実施の形態において、第２のシリンドリカルレンズ５２が、第２の方向において互いに隣り合う第１および第２の部分５２Ａ，５２Ｂからなるようにすると共に、図９（Ｂ）に示したように、第１の部分５２Ａを角度θだけ傾け、かつ、第２の部分５２Ｂを角度［−θ］だけ傾けるようにした場合には、第２のシリンドリカルレンズ５２に光束が大きな入射角で入射することにより生ずる弊害を軽減することができる。特に、第１の部分５２Ａを、第１および第２の光束Ｌ１，Ｌ２の入射角の絶対値和が一定を保つような角度範囲で傾けると共に、第２の部分５２Ｂを、第３および第４の光束Ｌ３，Ｌ４の入射角の絶対値和が一定を保つような角度範囲で傾けるようにした場合には、各光束の断面形状の歪みを最小限に押さえることができ、これにより、被走査面７上における光スポット形状の劣化を防止することができる。
【００８６】
また、本実施の形態において、光束Ｌ１における第２の方向を含む入射面内での入射角β１に応じて第２のシリンドリカルレンズ５２で発生する走査線湾曲が、第１のシリンドリカルレンズ５１で発生する走査線湾曲と同じ量で逆向きになるように第１の部分５２Ａの傾き角θを設定するようにした場合には、光束Ｌ１による走査線（Ｓ１）を直線状にすることができる。第２の部分５３Ｂおよび光束Ｌ４についても同様である。この場合には、光束Ｌ１〜Ｌ４のうち、光束Ｌ１，Ｌ４についての湾曲補正が不要になり、走査線が湾曲する２本の光束Ｌ２，Ｌ３についてのみ湾曲補正を行えばよい。この場合においては、例えば光学系の構成上の何らかの理由により光束Ｌ１，Ｌ４についての湾曲補正が困難であるような場合に好適である。
【００８７】
また、本実施の形態によれば、光束Ｌ１，Ｌ２の各光路上にカバーガラス１０Ａ，１０Ｂをそれぞれ配置し、光束Ｌ１，Ｌ２のそれぞれが含んでいる湾曲特性を相殺する方向にカバーガラス１０Ａ，１０Ｂを傾けるようにしたので、各光束Ｌ１，Ｌ２が有している湾曲特性がカバーガラス１０Ｄ，１０Ｂによってそれぞれ打ち消され、被走査面７上において、湾曲のない走査線Ｓ１，Ｓ２が得られることになる。光束Ｌ３，Ｌ４についても同様である。この場合には、被走査面７上におけるすべての走査線が直線状になるので、画像歪みのない高品位の潜像を形成することができる。
【００８８】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々変形可能である。たとえば、光源１における発光部を４つとし４本の光束を用いる場合について説明したが、５以上の発光部を備え、５本以上の光束を用いるようにしてもよい。
【００８９】
また、第２の光学系３が、第２の方向に正の屈折力を有するシリンドリカルレンズ３１〜３４からなるようにしたが、この構成には限定されず、第１の方向に屈折力を有するようにしてもよい。
【００９０】
また、本実施の形態では、第３の光学系５が、第１の方向に負の屈折力を有する第１のシリンドリカルレンズ５１と、第１の方向に正の屈折力を有する第２のシリンドリカルレンズ５２とからなるようにしたが、これには限定されない。例えば、第２の方向にも屈折力を有するようにしてもよい。また、第２のシリンドリカルレンズ５２を第１の部分５２Ａおよび第２の部分５２Ｂの２つの部分で構成する場合、両者を完全に別部品として別々に配置するようにしてもよいし、あるいは、両者を一体に形成して１つの部品としての第２のシリンドリカルレンズ５２としてもよい。特に、傾けないときは１つの部品とするのが好ましい。第１の部分５２Ａおよび第２の部分５２Ｂを完全に別部品として別々に配置する場合には、それぞれの傾き角を個別に調整できるような構成にすることも可能である。
【００９１】
なお、本実施の形態における光走査装置では、図３に示したように、光束Ｌ１，Ｌ４が、第２の光学系３からポリゴンミラー４の反射面４１に至る領域において、第２の方向を含む面内で互いに交差するようにしたが、これには限定されない。以下のような変形例であっても上記と同様の効果が得られる。
【００９２】
図５は、図３に示した本実施の形態の光走査装置における変形例を示すものである。
【００９３】
図５（Ａ）に、本実施の形態の光走査装置における第１の変形例（以下、変形例１とする。）を示す。この変形例１では、光束Ｌ１，Ｌ４が、第２の光学系３の前方で互いに交差するようになっている。この場合、第２の光学系３から射出した直後に、光束Ｌ１は角度γ１をなすように光束Ｌ２と交差し、光束Ｌ４は角度γ２をなすように光束Ｌ３と交差する。光束Ｌ１と光束Ｌ４とは互いに漸次離れるように進行し、反射面４１を経てさらに相互間隔を拡げながら第１のシリンドリカルレンズ５１に入射する。
【００９４】
変形例１では、後方光学系ＰＳＴの分離位置において、光束Ｌ１，Ｌ２の相互間隔および光束Ｌ１，Ｌ４の相互間隔を上記実施の形態の場合に比べて十分に確保できる。但し、ポリゴンミラー４の反射面４１上での光束Ｌ１，Ｌ２の相互間隔および光束Ｌ３，Ｌ４の相互間隔は、上記実施の形態の場合よりも大きくなる。変形例１において、反射面４１の第２の方向における許容幅４１Ｄをより小さくするには、角度γ１および角度γ２をより小さくするか、あるいは、第２の光学系３から反射面４１までの光路長をより短くすればよい。
【００９５】
図５（Ｂ）に、本実施の形態の光走査装置における第２の変形例（以下、変形例２とする。）を示す。変形例２では、光束Ｌ１，Ｌ４が、ポリゴンミラー４の後方で互いに交差するようになっている。
【００９６】
変形例２では、ポリゴンミラー４の反射面４１の第２の方向における許容幅４１Ｄを、上記実施の形態の場合よりも小さくすることができる。但し、後方光学系ＰＳＴの分離位置において光束Ｌ１，Ｌ２の相互間隔および光束Ｌ３，Ｌ４の相互間隔を十分に確保できず、分離が困難となる。変形例２において、後方光学系９の分離位置における分離可能な光束Ｌ１，Ｌ２の相互間隔および光束Ｌ３，Ｌ４の相互間隔を確保するには、反射面４１から分離光学系９までの光路長をより長くすればよい。また、第２の光学系３に対する入射角度を大きくする方法もあるが、その場合には収差が増大してしまうので、好ましくない。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の光走査装置によれば、前方光学系と、光偏向器と、後方光学系とを備え、光偏向器からの複数の光束のうち、いずれか２本の光束が、第２の方向を含む面内において互いに平行に進みながら後方光学系に入射し、光偏向器からの複数の光束のうち、上記の互いに平行な２本の光束以外の光束が、第２の方向を含む面内において互いに漸次離れるような入射角で後方光学系に入射するようにしたので、複数の光束の相互間隔を分離可能な程度に大きく確保しつつ、光偏向器の副走査方向の厚みを縮小することができる。したがって、光偏向器の薄型化が可能になり、走査速度の高速化が容易に実現可能になる。
【００９８】
特に請求項４に記載の光走査装置では、後方光学系の一部を構成する第３の光学系が少なくとも第１の方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズ群を含むようにし、請求項５に記載の光走査装置では、シリンドリカルレンズ群が第１の方向に負の屈折力を有する第１のシリンドリカルレンズと、第１の方向に正の屈折力を有する第２のシリンドリカルレンズとを含むようにし、請求項１１に記載の光走査装置では、第４の光学系が少なくとも第２の方向に屈折力を有するシリンドリカルミラーを含むようにしている。したがって、これらの各請求項の構成によれば、主走査方向に対応する第１の方向に関しては、複数の光束がほぼ共通の光学系の作用を受けるようにすることができるので、走査線の状態　（走査速度や走査光スポットの形状等）を複数の光束について同等にすることができる。
【００９９】
また、特に、請求項６または請求項１２に記載の光走査装置では、互いに平行な２本の光束以外の光束が、第２の光学系から光偏向器に至る領域において、第２の方向を含む面内で互いに交差するようにし、請求項７に記載の光走査装置では、互いに平行な２本の光束以外の光束が後方光学系に入射するときの第２の方向を含む面内における位置は、互いに平行な２本の光束の外側にあるようにしている。したがって、これらの各請求項の構成によれば、複数の光束の相互間隔を分離可能な程度に大きく確保しつつ、光偏向器の副走査方向の厚みを最も縮小することができる。したがって、光偏向器のさらなる薄型化が可能になり、走査速度の高速化がさらに容易に実現可能になる。
【０１００】
また、特に、請求項８に記載の光走査装置では、互いに平行な２本の光束が、第２の方向を含む面内において第３の光学系に垂直入射するようにしている。このため、互いに平行な２本の光束の走査線の状態を高品位に保つことができると共に、第２のシリンドリカルレンズ以降の光学系による走査線湾曲の補正が不要となり、補正箇所を減らすことができる。
【０１０１】
また、請求項９に記載の光走査装置によれば、第２のシリンドリカルレンズを、第２の方向において互いに隣り合うように形成された第１および第２の部分からなるように構成すると共に、第１の部分を、第１および第２の光束の第２の方向を含む入射面内での入射角の絶対値和を一定に保つような角度範囲で傾け、第２の部分を、第３および第４の光束の第２の方向を含む入射面内での入射角の絶対値和を一定に保つような角度範囲で傾けるようにしたので、第３の光学系に対して第２の方向と直交しない方向から斜めに入射することによって生じる複数の光束の各断面形状の歪みを改善することが可能となる。このため、走査線の光スポット形状が良好になり、走査線の状態を高品位に保つことができる。したがって、この光走査装置を例えばプリンタ等の画像形成装置に適用した場合には、高品位の画像形成が可能になる。
【０１０２】
また、請求項１０に記載の光走査装置によれば、第２のシリンドリカルレンズを、第２の方向において互いに隣り合うように形成された第１および第２の部分からなるように構成すると共に、第１の部分を、第１の光束による被走査面上の走査軌跡がより直線に近づくような角度だけ傾け、第２の部分を、第４の光束による被走査面上の走査軌跡がより直線に近づくような角度だけ傾けるようにしたので、第１，第４の光束が、第３の光学系に対して第２の方向と直交しない方向から入射することによって生じる複数の光スポット形状の歪みを改善することが可能となると共に、第１の光束に対応する走査線と、第４の光束に対応する走査線とを、被走査面上において直線状にすることができる。このため、走査線が直線状になる第１および第４の光束に関しては、走査線の状態を高品位に保つことができると共に、第２のシリンドリカルレンズ以降の光学系による走査線湾曲の補正が不要となり、補正箇所を減らすことができる。
【０１０３】
また、請求項１３に記載の光走査装置によれば、被走査面が、互いに別々に設けられた複数の感光面からなる場合において、複数の光束のそれぞれが、複数の感光面のそれぞれの表面に結像するようにしたので、例えばカラー画像の形成に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における光走査装置の全体構成を表す平面図である。
【図２】図１に示した光走査装置の要部断面構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した光走査装置の他の要部断面構成を表す断面図である。
【図４】比較例としての光走査装置における要部断面構成を表す断面図である。
【図５】図３に示した要部断面構成の変形例を表す断面図である。
【図６】図２に示した要部断面構成の一例を拡大した断面図である。
【図７】図２に示した要部断面構成の他の一例を拡大した断面図である。
【図８】図２に示した要部断面構成の別の他の一例を拡大した断面図である。
【図９】図６ないし図８に示した断面のうちの要部を拡大かつ簡略化して表す拡大断面図である。
【図１０】本実施の形態の光走査装置における光束の光スポット形状の一例を表す図である。
【図１１】本実施の形態の光走査装置における光束の光スポット形状の他の一例を表す図である。
【図１２】本実施の形態の光走査装置の作用を説明するための斜視図である。
【図１３】本実施の形態の光走査装置の作用を説明するための他の斜視図である。
【図１４】本実施の形態に係る光走査装置における要部の作用を説明するための要部断面図である。
【図１５】本実施の形態に係る光走査装置における要部の作用を説明するための要部断面図である。
【図１６】本実施の形態に係る光走査装置における他の要部の作用を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
１…光源、２…第１の光学系（＝２１〜２４…コリメータレンズ）、３…第２の光学系、４…ポリゴンミラー、５…第３の光学系、６…第４の光学系、６Ａ〜６Ｄ…シリンドリカルミラー、７…被走査面、９…分離光学系、１０Ａ〜１０Ｄ…カバーガラス、１１〜１４…発光部、４１…反射面、５１…第１のシリンドリカルレンズ、５２…第２のシリンドリカルレンズ、５２Ａ…第１の部分、５２Ｂ…第２の部分、５３Ａ…入射側表面、Ｌ１〜Ｌ４…光束、ＰＲＥ…前方光学系、ＰＳＴ…後方光学系。
【図１】
2004086186.tif 000003
【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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