(57)【要約】【課題】ビームスポット径の小径化に伴い光源から射出された光束をカップリングするカップリングレンズが大径化しても、偏向手段に入射する光束の開き角を大きくせず、像面湾曲の劣化を防ぐ光走査装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】光束を放射する複数光源と、複数光源からの光束をカップリングする第１光学系と、第１光学系からの光束を主走査対応方向に長く略線状に集光する第２光学系と、略線状の集光部近傍に配置する偏向反射面により光束を偏向する光偏向器と、光偏向器による複数の偏向光束を被走査面上に複数の光スポットとして集光する第３光学系を有し、複数光源の少なくとも２つの光源から発し、第１光学系を通過後、光偏向器に向かう光束の射出方向が少なくとも主走査方向について開き角を呈し、第２光学系は少なくとも１枚、主走査方向に負のパワーを有する。【選択図】        図５
2004280040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を放射する複数の光源と、
前記複数の光源からの光束をカップリングする第１光学系と、
前記第１光学系からの光束を主走査対応方向に長く略線状に集光する第２光学系と、
前記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該偏向反射面により光束を偏向する光偏向器と、
該光偏向器による複数の偏向光束を被走査面上に複数の光スポットとして集光する第３光学系を有し、
前記複数の光源のうち少なくとも２つの光源から発し、前記第１光学系を通過して、前記光偏向器に向かう光束の射出方向が少なくとも主走査方向について開き角を呈する光走査装置であって、
前記第２光学系のうち少なくとも１枚は、主走査方向に負のパワーを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第２光学系の少なくとも１枚の主走査方向にパワーを有する結像素子は、主走査方向におけるビームウェスト位置が被走査面上に略一致するように位置決めされ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】
前記第２光学系の少なくとも１枚の副走査方向にパワーを有する結像素子は、副走査方向におけるビームウェスト位置が被走査面上に略一致するように位置決めされることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第２光学系における少なくとも１枚は、前記主走査方向または、前記副走査方向にのみパワーを持つことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第３光学系は、少なくとも１枚の樹脂製結像素子を有し、
前記第２光学系は、少なくとも１枚の樹脂製結像素子と、
少なくとも１枚のガラス製結像素子とを有し、
前記第２光学系における少なくとも１枚の前記樹脂製結像素子は、副走査方向に負のパワーを有し、前記第１光学系における保持部材の温度変化によるビームウェスト位置変動及び／または前記第３光学系における前記樹脂製結像素子の温度変化によるビームウェスト位置変動を有効に補正するように、面形状が定められていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第２光学系は主走査方向に負のパワーを有する樹脂製結像素子を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第１光学系から射出された光束は収束光束であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第２光学系から射出された光束は主走査方向において略平行光束であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記複数の光源は、複数の発光点を持つＬＤＡを複数有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の光走査装置を用いた画像形成装置。
【請求項１１】
光束を放射する複数の光源と、
前記複数の光源からの光束をカップリングする第１光学系と、
第１光学系からの光束を主走査対応方向に長く略線状に集光する第２光学系と、
前記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該偏向反射面により光束を偏向する光偏向器と、
該光偏向器による複数の偏向光束を被走査面上に複数の光スポットとして集光する第３光学系を有し、
前記複数の光源のうちの少なくとも２つの光源から発し、前記第１光学系を通過して、前記光偏向器に向かう光束の射出方向が少なくとも主走査方向について開き角を呈する光走査装置であって、
前記第２光学系のうち光源側に凹面からなる面の少なくとも一面に反射防止膜を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
前記第２光学系のうち光源側に凹面からなる面を有する結像素子は、主走査方向に負のパワーを有することを特徴とする請求項１１記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記第２光学系のうち反射防止膜が蒸着された結像素子は、樹脂製レンズであることを特徴とする請求項１１または１２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、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等の記録装置の書込系に、複数の光ビームにより感光体等の被走査面上を同時に走査して記録速度を著しく向上させたマルチビーム光走査装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ、レーザファクシミリ等の記録装置の書込系に用いられる光走査装置において記録速度を向上させる手段として、偏向手段としての回転多面鏡（ポリゴンミラー）の回転速度を上げる方法がある。しかし、この方法ではモータの耐久性や騒音、振動及び半導体レーザの変調スピード等が問題となり記録速度に限界がある。
【０００３】
そこで、一度に複数の光ビームを走査して複数ラインを同時に記録することにより記録速度を向上したマルチビーム光走査装置が提案されている。従来技術例として、マルチビーム化としては、複数の光源をプリズムで合成する方法や、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させることでプリズムを用いずにマルチビーム化する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
近年、デジタル複写機やレーザプリンタにおいて高密度化が進んでいるが、それに伴い感光体上でのビームスポット径は小径化が望まれている。また、低コストの観点及び特殊な面形状を実現するために走査レンズの樹脂化が進んでいる。
【０００５】
しかしながら、周知のように、樹脂製レンズにおいては、環境温度の変動等によって曲率半径や屈折率の変動がガラスに比べて大きく、それによって、像面湾曲が発生し感光体上でのビームスポット径太りになり、画像劣化の原因になる。
そこで、樹脂製レンズの温度変化に伴う像面湾曲の変化は、正レンズと負レンズとで互いに逆に発生するので、上記像面湾曲の変動を補正するために、光源から光偏向器に至る光路上に樹脂製の走査レンズと逆のパワーを持つ樹脂製レンズを配備して、走査レンズの温度変化による像面湾曲変動を相殺している光走査装置がある（例えば、特許文献２参照）。ただし、光源と光偏向器との間に配備される樹脂製レンズは主走査対応方向に関してはパワーを持たないので樹脂製の走査レンズの温度変化に伴う主走査方向の像面湾曲変動に関しては、補正機能がなく、主走査対応方向のビームスポット径増大を防止できない。また、温度変動による結像位置のずれを、コリメートレンズ等をメカ機構によって光軸方向に移動して結像位置を調整している走査光学装置もある（例えば、特許文献３及び４参照）。しかし、これらの走査光学装置もメカ部品や結像位置がずれたことを検知する検知部品等でコストが高くなる上に、消費電力が増大する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１４７４０４号公報
【特許文献２】
特開平８−２９２３８８号公報
【特許文献３】
特開平１０−２０２２５号公報
【特許文献４】
特許第２７６１７２３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１記載の方法のように、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させることでプリズムを用いずにマルチビーム化する方法は、ビームスポット径の小径化に伴い光源から射出された光束をカップリングするカップリングレンズが大径化する。それに伴って、偏向手段に入射する光束の開き角が大きくなり像面湾曲を劣化させる。開き角を大きくしないためには、光源と偏向手段の距離を大きくすればいいが、レイアウト上大型化してしまうという課題がある。
【０００８】
また、樹脂製レンズにおいては、環境温度の変動等によって曲率半径や屈折率の変動がガラスに比べて大きく、それによって、像面湾曲が発生し感光体上でのビームスポット径太りになり、画像劣化の原因になる。
【０００９】
また、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させることでプリズムを用いずにマルチビーム化する方法があるが、カップリングレンズと偏向器の間に光源側に凹面の面を有すると、複数の光源の一方の光束がその凹面に入射した場合、反射した戻り光は集束しつつ他方の光源に向かい、光源の劣化の原因になる。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ビームスポット径の小径化に伴い光源から射出された光束をカップリングするカップリングレンズが大径化しても、偏向手段に入射する光束の開き角を大きくせず、像面湾曲を劣化させない。また、カップリングレンズが大径化した場合、開き角を保とうとして光源と偏向手段の距離を大きくしてレイアウト上大型化してしまうという課題を解決することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、第２光学系における少なくとも１枚は主走査方向にパワーを有することで、走査レンズ等の加工誤差や組み付け誤差による主走査方向の結像位置のずれを調整することができることで、走査レンズ等の加工精度や組み付け精度を緩めることが出来、低コストを実現することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、第２光学系における少なくとも１枚は副走査方向にパワーを有することで、走査レンズ等の加工誤差や組み付け誤差による主走査方向の結像位置のずれを調整することができることで、走査レンズ等の加工精度や組み付け精度を緩めることが出来、低コストを実現することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、第２光学系における少なくとも１枚は主走査または、副走査方向にのみパワーを有することで、走査レンズ等の加工誤差や組み付け誤差による結像位置のずれを主走査方向、副走査方向において独立に調整することができることで、より精度良く結像位置のずれを調整できることを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、走査レンズに樹脂製レンズを用いた場合に、環境温度の変動等によって曲率半径や屈折率の変動によって、ビームウェスト位置変動が発生し感光体上でのビームスポット径が太るという課題を解決することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、第２光学系において少なくとも１枚、主走査方向に負のパワーを有する結像素子があるので、第１光学系から射出された光束を集束光束にすることで偏向器に入射する光束を略平行光束にすることで偏向器の面精度や偏向器の回転中心と反射面の距離の面毎のばらつきにより発生するジターを低減することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、第２光学系において少なくとも１枚、主走査方向に負のパワーを有する結像素子と、第１光学系から射出された光束の集束状態を最適化することで偏向器に入射する光束を略平行光束にすることで偏向器の面精度や偏向器の回転中心と反射面の距離の面毎のばらつきにより発生するジターを低減することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、光源を複数の発光点を持つＬＤＡで構成することで、偏向器の回転速度を低減することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、高品位な画像再現性が確保できる光走査装置を用いた画像形成装置の実現することを目的とする。
【００１９】
また、本発明は、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させ、カップリングレンズと偏向器の間に光源側に凹面の面を有する光走査装置において、第２光学系のうち光源側に凹面からなる面の少なくとも一面に反射防止膜を有することで、光源の劣化の原因になる戻り光を低減することを目的とする。
【００２０】
また、本発明は、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させ、カップリングレンズと偏向器の間に光源側に凹面の面を有する光走査装置において、第２光学系のうち光源側に凹面からなる面の少なくとも一面に反射防止膜を有することで、光源の劣化の原因になる戻り光を低減することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させ、カップリングレンズと偏向器の間に光源側に凹面の面を有する光走査装置において、走査レンズに樹脂製レンズを用いた場合に、環境温度の変動等によって曲率半径や屈折率の変動によって、ビームウェスト位置変動が発生し感光体上でのビームスポット径が太るという課題を解決することを目的とする。
【００２２】
また、本発明は、樹脂製結像素子そのものに結像位置のずれを補正する作用を持たせることで、メカ的に結像位置のずれを調整する従来技術に比べて、コストを削減し、消費電力を抑えることができる光学走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２３】
また、本発明は、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させ、光源から光偏向器に至る光路上に光源側に凹面からなる面を有する光走査装置において、第２光学系のうち光源側に凹面からなる面の少なくとも一面に反射防止膜を有することで、光源の劣化の原因になる戻り光を低減する光走査装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の光走査装置は、光束を放射する複数の光源と、複数の光源からの光束をカップリングする第１光学系と、第１光学系からの光束を主走査対応方向に長く略線状に集光する第２光学系と、略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、偏向反射面により光束を偏向する光偏向器と、光偏向器による複数の偏向光束を被走査面上に複数の光スポットとして集光する第３光学系を有し、複数の光源のうちの少なくとも２つの光源から発し、第１光学系を通過して、光偏向器に向かう光束の射出方向が少なくとも主走査方向について開き角を呈する光走査装置であって、第２光学系は、少なくとも１枚、主走査方向に負のパワーを有することを特徴としている。
【００２５】
請求項２記載の光走査装置は、請求項１記載の光走査装置において、第２光学系の少なくとも１枚の主走査方向にパワーを有する結像素子は、主走査方向におけるビームウェスト位置が被走査面上に略一致するように位置決めされることを特徴としている。
【００２６】
請求項３記載の光走査装置は、請求項１記載の光走査装置において、第２光学系の少なくとも１枚の副走査方向にパワーを有する結像素子は、副走査方向におけるビームウェスト位置が被走査面上に略一致するように位置決めされることを特徴としている。
【００２７】
請求項４記載の光走査装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の光走査装置において、第２光学系における少なくとも１枚は、主走査方向または、副走査方向にのみパワーを持つことを特徴としている。
【００２８】
請求項５記載の光走査装置は、請求項１から４のいずれか１項に記載の光走査装置において、第３光学系は、少なくとも１枚の樹脂製結像素子を有し、第２光学系は、少なくとも１枚の樹脂製結像素子と、少なくとも１枚のガラス製結像素子とを有し、第２光学系における少なくとも１枚の樹脂製結像素子は、副走査方向に負のパワーを有し、第１光学系における保持部材の温度変化によるビームウェスト位置変動及び／または第３光学系における樹脂製結像素子の温度変化によるビームウェスト位置変動を有効に補正するように、面形状が定められていることを特徴としている。
【００２９】
請求項６記載の光走査装置は、請求項１から５のいずれか１項に記載の光走査装置において、第２光学系は主走査方向に負のパワーを有する樹脂製結像素子を有することを特徴としている。
【００３０】
請求項７記載の光走査装置は、請求項１から６のいずれか１項に記載の光走査装置において、第１光学系から射出された光束は収束光束であることを特徴としている。
【００３１】
請求項８記載の光走査装置は、請求項１から７のいずれか１項に記載の光走査装置において、第２光学系から射出された光束は主走査方向において略平行光束であることを特徴としている。
【００３２】
請求項９記載の光走査装置は、請求項１から８のいずれか１項に記載の光走査装置において、複数の光源は、複数の発光点を持つＬＤＡを複数有する事を特徴としている。
【００３３】
請求項１０記載の画像形成装置は、請求項１から９のいずれか１項に記載の光走査装置を用いたことを特徴としている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態である光走査装置及び画像形成装置について、添付図面を参照にしながら詳細に説明する。
【００３５】
まず、本発明の実施形態である光走査装置について、図１及び図２を用いて説明する。図１は従来技術の構成例である。光源１、３から射出した光束は、カップリングレンズ２、４によって略平行光束にカップリングされ、シリンドリカルレンズ５に入射し、主走査対応方向に長く略線状に集光しつつ、主走査方向に開き角αで偏向器６に入射する。２本の光束は偏向器６によって主走査方向に偏向され走査レンズ７、８を介して被走査面９を所望の副走査方向のピッチで走査する。
【００３６】
ここで、上記２本の光束の開き角αはできるだけ小さい方が望ましい。開き角αが大きいと、像面湾曲が劣化しビームスポット径を小径化する事が困難になる。図２（ａ）に従来技術のそれぞれの偏向器前の構成の概略図を示す。
【００３７】
図２（ｂ）を用いて、本発明の第１の実施形態の説明をする。光源１、３から射出した光束は、カップリングレンズ２’、４’によって所望の光束状態にカップリングされ、主走査方向に負のパワーを持ち且つ副走査方向に正のパワーを持ったレンズ１０に入射し、主走査対応方向に長く略線状に集光しつつ、主走査方向に開き角αで偏向器６に入射する。ここでは、偏向器６に入射する開き角を従来技術と同様の角度で入射する場合を示している。図２（ｂ）からも分かるように、主走査方向に負のパワーを持つレンズ１０を有することで、光源１、３から射出した光束がレンズ１０に入射する開き角α’はαより大きくすることができ、ビームスポット径を小径にするために必要なカップリングレンズの大径化を実現することができる。
【００３８】
次に、図３を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図３では、光源１、３から射出した光束は、カップリングレンズ２’、４’によって所望の光束状態にカップリングされ、主走査方向に負のパワーを持つレンズ１１を透過し、次に副走査方向に正のパワーを持つレンズ１２を透過し、開き角αにて偏向器６に入射し、偏向され走査レンズ７、８を介して被走査面９を所望の副走査方向のピッチで走査する。ここで、レンズ１１は主走査方向にのみ負のパワーを有し、レンズ１２は副走査方向にのみ正のパワーを有している。
【００３９】
よって、本発明の実施例である光走査装置によれば、主走査方向にパワーを有するレンズ１１を光軸方向に移動することで走査レンズ等の加工誤差や組み付け誤差による主走査方向の結像位置ずれを調整することができる。
【００４０】
また、本発明の実施例である光走査装置によれば、副走査方向にパワーを有するレンズ１２を光軸方向に移動することで走査レンズ等の加工誤差や組み付け誤差による副走査方向結の像位置ずれを調整することができる。
【００４１】
また、本発明の実施例である光走査装置によれば、主走査方向にのみ負のパワーを有するレンズ１１、副走査方向にのみ正のパワーを有するレンズ１２を光軸方向に移動することで走査レンズ等の加工誤差や組み付け誤差による主走査方向、副走査方向の結像位置ずれをそれぞれ独立に調整することができる。ここで述べた結像位置ずれとは実際には、ビームウェスト位置のずれとして測定できる。
【００４２】
次に、第３の実施の形態について図５を用いて説明する。光源１、３から射出した光束は、カップリングレンズ２’、４’によって収束光束にカップリングされる。カップリングレンズ２’、４’は共軸非球面を有し、カップリングレンズを射出した光束の波面収差は良好に補正されている。カップリングレンズ２’、４’から射出した光束は、主走査、副走査方向共に負のパワーを有する樹脂製レンズ１３に入射する。
【００４３】
樹脂製レンズ１３の入射面１３ａは主副異なった負のパワーを持ち、副走査方向により大きなパワーを持つアナモフィックな形状をしている。次に、樹脂製レンズ１３を射出した光束は、ガラス製トロイダルレンズ１４に入射し、主走査方向においては、略平行光束になり光偏向器６に入射し、副走査方向においては、偏向反射面上に主走査方向に長く略線状に集光し、主走査方向には開き角αで入射する。ここで、上記ガラス製トロイダルレンズ１４については、球面とシリンドリカル面で構成することもできる。光偏向器６によって偏向された光束は、少なくとも１枚の樹脂製結像素子を含む第３光学系によって、主走査、副走査それぞれの像面湾曲、及びｆθ特性等光学特性を補正しつつ、被走査面９上に結像する。走査レンズは主走査方向で平行光束を結像する作用を有する。
【００４４】
ここで、第３光学系における樹脂製結像素子の温度変化による主・副走査方向の像面湾曲変動のうち主走査を上記樹脂製レンズ１３の入射面３ａの主走査方向のパワーで補正し、副走査を樹脂製レンズ１３の入射面３ａの副走査方向のパワー及び射出面３ｂのパワーで補正する。副走査方向のパワーを２面に分散しているので、１面で構成する場合に比べて曲率半径を大きくすることができる。
【００４５】
次に、本発明の第４の実施形態について、図４、５を用いて説明する。図５では２つの光源からなり、それぞれの光源はシングルビームを想定しているが、それぞれの光源を図４に示すような複数の発光点を有するＬＤＡを用いることもできる。ＬＤＡを用いることで偏向器の回転数をさらに低減できる。また、ＬＤＡの発光点ピッチは画像の高密度化には狭くした方が有利だが、ＬＤＡの狭ピッチ化は技術的に困難であり、熱クロストーク等の課題もあるが、本発明のように複数のＬＤＡを用いることで所望の画像密度を得るのに１つのＬＤＡを用いた場合に対して発光点ピッチを広げることが出来、技術的にもコスト的にもメリットがある。
【００４６】
本発明の光走査装置を持つ画像形成装置の一例として、図６に示すレーザプリンタを用いて説明する。レーザプリンタ１００は潜像担持体１１１として「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有している。潜像担持体１１１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５が配備されている。帯電手段としては「コロナチャージャ」を用いることもできる。さらに、レーザビームＬＢにより光走査を行う光走査装置１１７が設けられ、帯電ローラ１１２と現像装置１１３との間で「光書込による露光」を行うようになっている。
【００４７】
図６において、符号１１６は定着装置、符号１１８はカセット、符号１１９はレジストローラ対、符号１２０は給紙コロ、符号１２１は搬送路、符号１２２は排紙ローラ対、符号１２３はトレイ、符号Ｐは記録媒体としての転写紙を示している。
【００４８】
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体１１１が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ１１２により均一帯電され、光走査装置１１７のレーザビームＬＢの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。この静電潜像は現像装置１１３により反転現像され、像担持体１１１上にトナー画像が形成される。
【００４９】
転写紙Ｐを収納したカセット１１８は、画像形成装置１００本体に脱着可能であり、図６に示すように装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ１２０により給紙され、給紙された転写紙Ｐは、その先端部をレジストローラ対１１９に捕らえられる。レジストローラ対１１９は、像担持体１１１上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Ｐを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｐは、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ転写ローラ１１４の作用によりトナー画像を静電転写される。トナー画像を転写された転写紙Ｐは定着装置１１６へ送られ、定着装置１１６においてトナー画像を定着され、搬送路１２１を通り、排紙ローラ対１２２によりトレイ１２３上に排出される。
【００５０】
トナー画像が転写された後の像担持体１１１の表面は、クリーニング装置１１５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。潜像担持体１１１に光走査により潜像を形成し、上記潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、潜像担持体１１１を光走査する光走査装置として、請求項４に記載の光走査装置を用いるものであり、潜像担持体１１１は光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより静電潜像が形成され、形成された静電潜像がトナー画像として可視化される。
【００５１】
本発明の第５の実施形態について、図１、図３、および図７を用いて説明する。図１において、光源１、３はシングルビームでも良いし、ＬＤＡ等のマルチビームでも良い。図３、図７に示すように主走査方向に負のパワーを持つレンズ１１は光源側に凹面を持っているためこの面で反射した戻り光は集束しつつ他方の光源に向かうため、光源の劣化の原因になる。そこで、本実施例ではレンズ１１の入射面１１ａに反射防止膜を設けることで、戻り光を低減し光源の劣化を抑えることができる。通常のシリンドリカルレンズ等の線像光学系の場合、シリンドリカル面を入射側に配置するため戻り光は副走査方向に発散するためあまり問題にならない。但し、射出面側にシリンドリカル面を配置して光源側に凹面を向けた場合は反射光が集束しつつ光源に戻るので反射防止膜を設けた方がよい。
【００５２】
また、第３光学系に樹脂レンズを搭載した場合に、温度変動によって発生するビームウェスト位置ずれを、第２光学系の主走査方向に負のパワーを持つレンズ１１を樹脂で構成することでビームウェスト位置の温度変動を補正することができる。
【００５３】
下記に本発明の実施形態である光走査装置に用いられる各部の面形状の定義式を示す。
【００５４】
（主走査非円弧式）
主走査面内における面形状は非円弧形状をなしており、光軸における主走査面内の近軸曲率半径をＲｍ、光軸からの主走査方向の距離をＹ、円錐常数をＫ、高次の係数をＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、・・とするとき光軸方向のデプスをＸとして次の多項式で表している。
2004280040.tif 000003
【００５５】
ここで奇数次のＡ１、Ａ３、Ａ５・・をゼロ以外の数値を代入した場合、主走査方向に非対称形状を有する。本発明の実施例は偶数次のみを用いており、主走査方向に対称系である。
【００５６】
（副走査曲率式）
副走査曲率が主走査方向に応じて変化する式を（２）で示す。
2004280040.tif 000004
【００５７】
（副走査非円弧式）
【数１】
2004280040.tif 000005
【００５８】
【数２】
2004280040.tif 000006
式（４）は上記式（３）の後ろの部分を定義したものである。
【００５９】
ここで、上記式（４）は以下のように分解できる。
2004280040.tif 000007
ここで、Ｙ：主走査対応方向、Ｚ：副走査対応方向
Ｃｍあるいは１／Ｒｍ：光軸近傍の主走査対応方向の近軸曲率
Ｃｓ（０）あるいは１／Ｒｓ（０）：光軸近傍の副走査対応方向の近軸曲率
Ｃｓ（Ｙ）：主走査対応方向位置Ｙにおける副走査対応方向の近軸曲率
Ｋｚ（Ｙ）：主走査対応方向位置Ｙにおける副走査対応方向の二次曲面を表す円錐定数
ｆＳＡＧ  （Ｙ，Ｚ）：非球面高次補正量
2004280040.tif 000008
ここで、Ｙの奇数乗係数のＢ１、Ｂ３、Ｂ５・・がゼロ以外の数値を代入した場合、副走査の曲率半径が主走査方向に非対称となる。又、同様にＣ１、Ｃ３、Ｃ５・・、Ｆ１、Ｆ３、Ｆ５・・、Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５・・等の非円弧量を表すＹの奇数乗係数がゼロ以外の数値を代入した場合、副走査の非円弧量が主走査方向に非対称となる。
【００６０】
以下は、本発明の実施例において、図４に示す各部の詳細である。
・「光源」
波長：６５５ｎｍ
・「カップリングレンズ」
焦点距離：２７ｍｍ
カップリング作用：集束光束
・「ポリゴンミラー」
偏向反射面数：５
内接円半径：１８ｍｍ
・光源側からのビームの入射角（光源１、光源３の平均）と走査光学系の光軸とがなす角：６０度
・開き角α：３．８゜
・書込幅：±１５０ｍｍ
・画角：±３８度
・書込密度：１２００ｄｐｉ
ｄ１＝４ｍｍ、ｄ２＝１０．９ｍｍ、ｄ３＝６ｍｍ、ｄ４＝１２７．４ｍｍ
１３ａの曲率半径：主  −９９．８ｍｍ  副  −１７．２８ｍｍ（副非円弧面）
１３ｂの曲率半径：主  ∞              副  １７．３１ｍｍ
１４ａの曲率半径：主  ∞              副  １９ｍｍ
１４ｂの曲率半径：−１５４．１３５ｍｍ（球面）
樹脂製レンズ１３の屈折率：１．５２７２３８（λ＝６５５ｎｍ、２５℃時）
樹脂製レンズの線膨張係数：７×１０−５
ガラス製レンズ１４の屈折率：１．７３８７５５（λ＝６５５ｎｍ、２５℃時）
ガラス製レンズ１４の線膨張係数：５．４×１０−６
レンズ取り付け部（ベース部材）の線膨張係数：１．１×１０−５
ｄ５＝７１．２ｍｍ、ｄ６＝３０ｍｍ、ｄ７＝６６．５ｍｍ、ｄ８＝８．５ｍｍ、ｄ９＝１５７．８ｍｍ、
樹脂製走査レンズ７、８の屈折率：１．５２７２３８（λ＝６５５ｎｍ、２５℃時）
樹脂製走査レンズ７、８の線膨張係数：７×１０−５
【００６１】
2004280040.tif 000009
2004280040.tif 000010
2004280040.tif 000011
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、ビームスポット径の小径化に伴い光源から射出された光束をカップリングするカップリングレンズが大径化しても、偏向手段に入射する光束の開き角を大きくせず、像面湾曲を劣化させない。また、カップリングレンズが大径化した場合、開き角を保とうとして光源と偏向手段の距離を大きくしてレイアウト上大型化してしまうという課題を解決することができる。
【００６３】
請求項２の発明によれば、第２光学系における少なくとも１枚は主走査方向にパワーを有することで、走査レンズ等の加工誤差や組み付け誤差による主走査方向の結像位置のずれを調整することができることで、走査レンズ等の加工精度や組み付け精度を緩めることが出来、低コストを実現することができる。
【００６４】
請求項３の発明によれば、第２光学系における少なくとも１枚は副走査方向にパワーを有することで、走査レンズ等の加工誤差や組み付け誤差による主走査方向の結像位置のずれを調整することができることで、走査レンズ等の加工精度や組み付け精度を緩めることが出来、低コストを実現することができる。
【００６５】
請求項４の発明によれば、第２光学系における少なくとも１枚は主走査または、副走査方向にのみパワーを有することで、走査レンズ等の加工誤差や組み付け誤差による結像位置のずれを主走査方向、副走査方向において独立に調整することができることで、より精度良く結像位置のずれを調整する事ができる。
【００６６】
請求項５の発明によれば、走査レンズに樹脂製レンズを用いた場合に、環境温度の変動等によって曲率半径や屈折率の変動によって、ビームウェスト位置変動が発生し感光体上でのビームスポット径が太るという課題を解決することができる。
【００６７】
請求項６の発明によれば、走査レンズに樹脂製レンズを用いた場合に、環境温度の変動等によって曲率半径や屈折率の変動によって、ビームウェスト位置変動が発生し感光体上でのビームスポット径が太るという課題を解決することができる。
【００６８】
請求項７の発明によれば、第２光学系において少なくとも１枚、主走査方向に負のパワーを有する結像素子があるので、第１光学系から射出された光束を集束光束にすることで偏向器に入射する光束を略平行光束にすることで偏向器の面精度や偏向器の回転中心と反射面の距離の面毎のばらつきにより発生するジターを低減することができる。
【００６９】
請求項８の発明によれば、第２光学系において少なくとも１枚、主走査方向に負のパワーを有する結像素子と、第１光学系から射出された光束の集束状態を最適化することで偏向器に入射する光束を略平行光束にすることで偏向器の面精度や偏向器の回転中心と反射面の距離の面毎のばらつきにより発生するジターを低減することができる。
【００７０】
請求項９の発明によれば、光源を複数の発光点を持つＬＤＡで構成することで、偏向器の回転速度を低減できる。
【００７１】
請求項１０の発明によれば、高品位な画像再現性が確保できる光走査装置を用いた画像形成装置の実現することができる。
【００７２】
請求項１１の発明によれば、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させ、カップリングレンズと偏向器の間に光源側に凹面の面を有する光走査装置において、第２光学系のうち光源側に凹面からなる面の少なくとも一面に反射防止膜を有することで、光源の劣化の原因になる戻り光を低減する事ができる。また、複数光源を用いるので偏向器の回転数を低減できるので消費電力を抑えることが出来る。
【００７３】
請求項１２の発明は、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させ、カップリングレンズと偏向器の間に光源側に凹面の面を有する光走査装置において、第２光学系のうち光源側に凹面からなる面の少なくとも一面に反射防止膜を有することで、光源の劣化の原因になる戻り光を低減することができる。
【００７４】
請求項１３の発明は、複数の光源からの光束を主走査面内である開き角を持って偏向手段に入射させ、カップリングレンズと偏向器の間に光源側に凹面の面を有する光走査装置において、走査レンズに樹脂製レンズを用いた場合に、環境温度の変動等によって曲率半径や屈折率の変動によって、ビームウェスト位置変動が発生し感光体上でのビームスポット径が太るという課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第３の実施形態についての概略図である。
【図２】従来の光走査装置の構成例を示す概略図である。
【図３】従来におけるそれぞれの偏向器前の構成概略図である。
【図４】本発明の第２の実施形態についての概略図である。
【図５】本発明の第４の実施形態についての概略図である。
【図６】本発明の画像形成装置の一例であるレーザプリンタの内部構成を示す概略図である。
【図７】本発明の第５の実施形態についての概略図である。
【符号の説明】
１  光源
２  カップリングレンズ
３  光源
４  カップリングレンズ
５  シリンドリカルレンズ
６  偏光器
７  走査レンズ
８  走査レンズ
９  被走査面
１０  レンズ
１１  レンズ
１２  レンズ
１３  樹脂製レンズ
１４  ガラス製トロイダルレンズ
１００  レーザプリンタ
１１１  潜像担持体
１１２  帯電ローラ
１１３  現像装置
１１４  転写ローラ
１１５  クリーニング装置
１１６  定着装置
１１７  光走査装置
１１８  カセット
１１９  レジストローラ対
１２０  給紙コロ
１２１  搬送路
１２２  排紙ローラ対
１２３  トレイ
【図１】
2004280040.tif 000012
【図２】
2004280040.tif 000013
【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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