(57)【要約】【課題】  高い精度を維持して樹脂製光学部品の部品点数の低減及び製造コストの低減を図る。【解決手段】  ポリゴンミラー３６で走査された光源からの光束を像面３９に結像させるｆθレンズ３７を備えた光走査装置及び画像形成装置である。樹脂製のｆθレンズ３７の副走査方向の端部に型成形時の溶融樹脂の注入口であるゲート３７Ｂを備えた。さらに、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａを遮光する遮光板３３を備えた。遮光板３３は、光源からの光束のうちゲート側端部３７Ａを通る光束を遮るスリット３３Ａを設けた。スリット３３Ａの位置は副走査方向に非対称とした。【選択図】    図１
2005062399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光走査手段で走査された光源からの光束を走査対象物に結像させる結像光学系を備えた光走査装置において、
前記結像光学系が、パワーを持つ合成樹脂製の光学部品を含むと共に、当該樹脂製光学部品の副走査方向の端部に型成形時の溶融樹脂の注入口であるゲートを備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、
前記樹脂製光学部品が１枚で構成されたことを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光走査装置において、
前記樹脂製光学部品のゲート側端部を遮光する遮光部材を備えたことを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記遮光部材が、前記光源からの光束のうち前記樹脂製光学部品のゲート側端部を通る光束を遮るスリットを設けて構成されたことを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載の光走査装置と、
この光走査装置から出射される光ビームに基づいて潜像画像が作成される感光体と、
この感光体の外周面に形成された潜像画像にトナーを供給する現像装置と、
前記感光体の外周面に現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置とを備えた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】
この発明は、レーザプリンタやデジタル複写機等に使用される光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタやデジタル複写機に用いる光走査装置は、光束（レーザビーム）を出射する光源（半導体レーザ素子等）と、この光源から出射された光束の断面ビーム径および断面形状を所定の大きさおよび形状に整える偏向前光学系と、この偏向前光学系により所定の大きさおよび形状に整えられた光束を記録媒体または潜像保持体に反射させて走査する偏向装置と、この偏向装置により偏向された光束を記録媒体または潜像保持体の所定位置に結像させる結像光学系とを備えて構成されている。
【０００３】
前記結像光学系においては、ビーム径の均一化、偏向装置としてのポリゴンミラーの回転角度と走査位置の線形化（ｆθ特性）、ポリゴンミラー面の加工時の倒れによる副走査方向ピッチムラ補正の機能を持たせることが必要である。このために、一般的に結像光学系は、複数の光学部品で構成されている。
【特許文献１】特開２００２−３２８３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、結像光学系の低価格化を図るためにはレンズ枚数を減らす必要がある。その一方で、結像光学系の性能を確保するためには、主走査方向の走査端に近づくほど正のパワーを大きくしなければならない。このため、結像光学系を１枚のレンズで構成すると、主走査方向の走査端の肉厚が薄くなる。即ち、結像光学系の主走査方向のセンター部と端部とでその肉厚が大きく変動して、主走査方向の走査端で肉厚が極端に薄くなってしまう。
【０００５】
また、一般的に結像光学系は樹脂レンズで構成されており、この樹脂レンズは金型で成形される。このような金型においては、溶融した樹脂の注入口であるゲートは結像光学系の主走査方向の端部に設けられる。
【０００６】
ところが、結像光学系の主走査方向の端部の肉厚が極端に薄いため、その主走査方向端部に設けられるゲートは小さくなってしまう。この結果、金型内に溶融した樹脂を注入する際に十分な圧力を維持することができず、高い形状精度を保つことができない。
【０００７】
この発明の目的は、樹脂レンズの副走査方向の寸法及び体積を大きくしないで、光束を正確に結像させることができる光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明に係る光走査装置は、前記目的を達成するためになされたものであり、光走査手段で走査された光源からの光束を走査対象物に結像させる結像光学系を備えた光走査装置において、前記結像光学系が、パワーを持つ合成樹脂製の光学部品を含むと共に、当該樹脂製光学部品の副走査方向の端部に型成形時の溶融樹脂の注入口であるゲートを備えていることを特徴とする。
【０００９】
前記構成により、前記樹脂製光学部品の副走査方向の端部にゲートを備えたので、ゲートの断面積を大きくすることができ、樹脂製光学部品を型成形する場合に、型内に注入される樹脂の流れをスムーズにすることができ、寸法精度に優れた樹脂製光学部品を成形することができる。
【００１０】
請求項５記載の発明に係る画像形成装置は、前記光走査装置と、この光走査装置から出射される光ビームに基づいて潜像画像が作成される感光体と、この感光体の外周面に形成された潜像画像にトナーを供給する現像装置と、前記感光体の外周面に現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
これにより、前記同様の作用、効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上詳述したように、本発明の光走査装置及び画像形成装置では次のような効果を奏することができる。
【００１３】
結像光学系の樹脂製光学部品の副走査方向の端部に型成形時の溶融樹脂の注入口であるゲートを備えたので、樹脂製光学部品の型成形を正確にかつ効率的に行うことができる。このように、正確に型成形できるため、寸法誤差の分を考慮して樹脂製光学部品の副走査方向の寸法及び体積を大きくしないでも、正確な光走査を行うことができる。また、樹脂製光学部品の型成形を効率的に行うことができるため、樹脂製光学部品の生産性を大幅に向上させることができる。この結果、製造コストの低減を図ることができる。
【００１４】
また、樹脂製光学部品のゲート側端部を遮光する遮光板を備えたので、正確な型成形をしても生じる誤差を考慮して樹脂製光学部品を大きく成形しなくても、誤差の生ずる可能性のある部分を光束が通過するのを遮光板で防止することができる。この結果、高い走査精度を維持しながら樹脂製光学部品の小型化及び製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法の実施形態を説明する。
【００１６】
[実施例１]
図２は、本実施形態に係る光走査装置を有する画像形成装置としてのデジタル複写機を示す概略構成図である。
【００１７】
このデジタル複写機１は、スキャナ部１０と、プリンタ部２０とを有して構成されている。
【００１８】
スキャナ部１０は、図中の矢印の方向に移動可能に形成された第１キャリッジ１１、第１キャリッジ１１に従動して移動される第２キャリッジ１２、第２キャリッジ１２からの光に所定の結像特性を与える光学レンズ１３、光学レンズ１３により所定の結像特性が与えられた光を光電変換して電気信号を出力する光電変換素子１４、原稿Ｄを保持する原稿台１５、原稿台１５に原稿Ｄを押しつける原稿固定カバー１６等を有している。
【００１９】
プリンタ部２０は、原稿の情報に対応して光を走査させる光走査装置２１と、記録用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成部２２とを有して構成されている。
【００２０】
画像形成部２２は、静電潜像が形成される感光体ドラム２３、感光体ドラム２３の表面に所定極性の表面電位を与える帯電装置２４、感光体ドラム２３に光走査装置２１により形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像装置２５、現像装置２５により感光体ドラム２３の外周に形成されたトナー像に所定の電界を与えて記録用紙Ｐに転写する転写装置２６、転写装置でトナー像が転写された記録用紙Ｐおよび記録用紙Ｐと感光体ドラム２３との間のトナーを、感光体ドラム２３との静電吸着から解放して（感光体ドラム２３から）分離する分離装置２７、転写後に感光体ドラム２３の外周面に残ったトナーを除去すると共に感光体ドラム２３の電位分布を帯電装置２４により表面電位が供給される以前の状態に戻すクリーニング装置２８等を有している。
【００２１】
スキャナ部１０で原稿Ｄから読み取られた画像信号は、図示しない画像処理部において、輪郭補正や階調処理等の処理により印字信号に変換され、さらにレーザ変調信号に変換される。
【００２２】
光走査装置２１は、前記レーザ変調信号に従って強度変調された光源からの光を走査して、前記感光体ドラム２３の所定位置に静電潜像を記録するための装置である。この光走査装置２１は、オーバーフィルド方式でもアンダーフィルド方式でもよい。
【００２３】
光走査装置２１は、図３，４に示すように、半導体レーザ３１と、コリメータレンズ３２と、遮光板３３と、シリンドリカルレンズ３４と、折り返しミラー３５と、ポリゴンミラー３６と、ｆθレンズ３７とから構成されている。
【００２４】
半導体レーザ３１は光源である。この半導体レーザ３１は波長が７８０nmのものを用いた。半導体レーザ３１は、前記レーザ変調信号に基づいて光が強度変調される。なお、半導体レーザ３１として波長が７８０nmのものを用いるが、６５０nmや６３０nmのもの、さらに短波長のものでもよい。波長の短いものを用いれば、像面でのビーム径を小径化することが可能となる。また、光源としては、半導体レーザ３１に限らず、発光ダイオード等の他の発光手段を用いてもよい。
【００２５】
コリメータレンズ３２は、半導体レーザ３１からの発散光を平行光に変換するための光学素子である。半導体レーザ３１からの発散光が平行光に整えられる。なお、コリメータレンズ３２の代わりに有限レンズを用いて、収束光や発散光に変換される場合もある。設計に応じてコリメータレンズ３２や有限レンズを適宜選択する。
【００２６】
遮光板３３は、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａ（図１参照）を遮光するための部材である。遮光板３３は、コリメータレンズ３２とシリンドリカルレンズ３４との間に設けられている。この遮光板３３には、図５に示すように、スリット３３Ａが設けられている。このスリット３３Ａは、その大きさ及び設置位置が正確に設定されている。具体的には、スリット３３Ａの大きさ（面積）は、半導体レーザ３１からの光束が像面３９で一点に絞られたときに必要な光量等に合わせて設定されている。スリット３３Ａの位置は、半導体レーザ３１からの光束の中心軸（図中の一点鎖線）からずれた位置（図５においては上方へずれた位置）に設けられている。一般にゲート付近では、形状誤差が大きくなり、その部分を通過する光線は集光特性が悪く、ビームプロファイル等が悪化する。そこで、スリット３３Ａを通過した光束が、シリンドリカルレンズ３４、折り返しミラー３５及びポリゴンミラー３６を通ってｆθレンズ３７に入射する際に、ｆθレンズ３７の形状誤差の大きいゲート側端部３７Ａを避けて他の領域に入射するようになる。このため、スリット３３Ａの位置は、ｆθレンズ３７に入射する光束が、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａを設定寸法だけ避けて入射するように設定されている。これにより、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａに形状誤差が生じている場合でもその部分を光束が通過することがなくなって、光束を正確に結像させることができるようになっている。
【００２７】
この遮光板３３のスリット３３Ａの設置位置の設定を図６〜図９を基に説明する。図６，７に示すように、半導体レーザ３１からの発散光がコリメータレンズ３２で平行光に変換され、遮光板３３のスリット３３Ａで必要な位置だけ光束が透過される。即ち、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａ以外に光束が入射するように、ゲート側端部３７Ａに透過する光速が遮光される。この遮光される位置を斜線で示す。この遮光板３３のスリット３３Ａで遮光された部分（斜線部分）は、図８，９に示すように、ポリゴンミラー３６で反射されて、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａに達している。このため、遮光板３３の位置を設定してビーム径及びビーム形状が良好な状態になるようにする。
【００２８】
これにより、図１０に示すようになる。この図１０は、遮光板３３のスリット３３Ａの副走査方向の中心を、光線中心と一致させたとき（従来技術である点線）と、光線中心からずらしたとき（本発明である実線）のサイドローブの比較である。光線中心から副走査方向にずらした方がサイドローブが小さく、ビームプロファイルは良いことが分かる。ここで、サイドローブの定義を図１１に示す。図示するように、潜像形成に使用される中央の波長の光の両側にできる緩衝光のことである。
【００２９】
図１２は、遮光板３３のスリット３３Ａの副走査方向の中心を、光線中心と一致させたとき（従来技術である点線）と、光線中心からずらしたとき（本発明である実線）のビーム径の比較である。光線中心から副走査方向にずらした方がビーム径のばらつきが小さいことが分かる。
【００３０】
このように、サイドローブ及びビーム径が最適状態になるように、遮光板３３のスリット３３Ａの位置を設定する。
【００３１】
シリンドリカルレンズ３４は、副走査方向のみに所定のパワー(屈折力)をもつ結像光学系としてのレンズである。レンズ３２で平行光、又は収束光、又は発散光に整えられた光束は、シリンドリカルレンズ３４によって、副走査方向のみに収束される。具体的には、ポリゴンミラー３６の反射面近傍に収束され、ポリゴンミラー３６の反射面では光束は線状になる。
【００３２】
折り返しミラー３５は、シリンドリカルレンズ３４を通過した光束をポリゴンミラー３６へ入射させるための部材である。
【００３３】
ポリゴンミラー３６は、折り返しミラー３５からの光束を反射させて走査するための部材である。ポリゴンミラー３６の本体は内接円直径Ｄｐが２９mmの正１２面体によって構成されている。ここで、ポリゴンミラー３６の画幅Ｗｐは、ポリゴンミラー面数をＮとすると、Ｗｐ:tan(π/N)×Dpで表される。よって、Ｗｐ=tan(π/12)×29=7.77mmである。一方、ポリゴンミラーへ入射される主走査方向のビーム幅は３２mmであり、ポリゴンミラー単面の主走査幅よりも入射ビームの主走査径の方が広くなっている。このポリゴンミラー３６は、回転軸３６Ａ（図２参照）で回転自在に支持されて、高速で回転するようになっている。
【００３４】
ｆθレンズ３７は、結像光学系を構成する光学部品としてのレンズである。結像光学系は低価格化を図るために１枚のレンズで構成されている。即ち、結像光学系は、パワーを持つ合成樹脂製のレンズとしてのｆθレンズ３７で構成されている。なお、結像光学系は１枚のｆθレンズ３７のみで構成されるが、設計によっては２枚以上のレンズで構成される場合もある。
【００３５】
ｆθレンズ３７は、具体的には図１、図１３〜図１４に示すように構成されている。ｆθレンズ３７は、主走査方向に正のパワーが持たされていると共に、副走査方向にも正のパワーが持たされている。この主走査方向及び副走査方向の正のパワーによって、像面３９上で光束が一点に絞られる。さらに、主走査方向の正のパワーによって、像面３９上で一点に絞られた光束が像面３９に正確に走査されるようになっている。また、副走査方向の正のパワーによって、ポリゴンミラー面の倒れ等による反射光の副走査方向のずれを補正して、像面３９上で一点に絞られた光束が像面３９に正確に走査されるようになっている。なお、ｆθレンズ３７には補強枠４０が取り付けられている。補強枠４０はｆθレンズ３７を補強するための部材である。ｆθレンズ３７は、補強枠４０で支持された状態で光走査装置２１に組み込まれている。
【００３６】
ｆθレンズ３７の屈折率は１．５０３３７である。このｆθレンズ３７の光軸でのデフォーカス方向の肉厚（最大肉厚）は２４mmである。また、主走査端でのレンズ肉厚（最小肉厚）は８．８mmである。これにより、肉厚変動比は２４／８．８＝２．７２となっている。また、ｆθレンズ３７の長手方向長さは１６３．９ｍｍ、副走査方向長さは１８．５ｍｍである。
【００３７】
ｆθレンズ３７では、ゲート３７Ｂが副走査方向の端部に設けられている。このゲート３７Ｂは、型成形時に合成樹脂を溶融させて型内に注入するときに溶融樹脂の注入口となる部分である。
【００３８】
結像光学系を構成する樹脂レンズであるｆθレンズ３７を成形する場合、一般的にはレンズの長手方向端部から樹脂を注入するが、上述したように、レンズ端部の肉厚が小さいと溶融樹脂の注入量が小さくなり、金型内の圧力がかかりにくくなる。その結果、ひけが発生する。そこで、成形時に溶融樹脂を注入するゲート３７Ｂを副走査方向端部に配設することで、ゲート３７Ｂの断面積を大きくすることができると共に、ゲート３７Ｂから金型の最も遠い部分までの距離を従来の半分以下にすることができ、必要な圧力を確保することができるようになる。即ち、細長いｆθレンズ３７の長手方向中央部分にゲート３７Ｂを設けて、ゲート３７Ｂから金型の末端までの距離を短縮し、さらにゲート３７Ｂを大きくしたので、溶融樹脂を金型内にスムーズに短時間で注入することができると共に、溶融樹脂が金型内に充填する際に十分な圧力をかけることができるようになる。
【００３９】
その一方で、ゲート３７Ｂの寸法を無制限に大きくすると、ゲートカット時の熱及び応力の影響によって寸法誤差が生じたり、カットして捨てる材料が多くなったりするため、この点も考慮してゲート３７Ｂの寸法が設定されている。
【００４０】
具体的には、ゲート３７Ｂの主走査方向は８０mm、光線進行方向は３mmに設定されている。なお、このゲート３７Ｂの寸法は、金型の樹脂注入口の内径寸法である。
【００４１】
ポリゴンミラー３６の反射面で偏向された光束はｆθレンズ３７によって絞られて、像面３９でのビーム径が均一にされる。また、ポリゴンミラー３６の回転角度と像面３９上(被走査面上）で走査されるビーム位置が比例関係をもつように補正される。すなわち、像面３９上で走査されるビームの速度が全走査領域で一定となるように補正される。更に、ポリゴンミラー３６の各反射面の副走査方向面倒れ量のばらつきによって生じる副走査方向走査位置ずれも補正される。
【００４２】
なお、ｆθレンズ３７と像面３９との間には防塵ガラス３８が設けられている。
【００４３】
一方、ゲート３７Ｂをｆθレンズ３７の副走査方向端部に配設した場合、型成形時の溶融樹脂の流れにより、ゲート３７Ｂ付近で形状誤差が大きくなる。もし、ゲートカット部と、レンズとしての使用領域を大きくした場合、副走査方向にレンズは大きくなり、レンズ体積は大きくなる。その結果、上述したように、冷却時間が短くなり、成形時間が長くなってしまい、生産量が低下して、コストアップになる。このため、上述のように、遮光板３３を設け、この遮光板３３のスリット３３Ａによって、ゲート３７Ｂ近傍の光線をカットすることで、光学特性を悪化させる形状誤差の大きい部分を使用しないようにして、ビーム径が悪化するのを防止している。
【００４４】
また、図１５に示すように、ポリゴンミラー３６への入射ビームを主走査平面でほぼ正面から入射させる場合、その入射ビームはポリゴンミラー３６の反射面で反射され、このビームはｆθレンズ３７面で反射される。この反射ビームは更にポリゴンミラー３６の反射面で反射され、画像領域ヘビームが入り画像を悪化させる。特に、ｆθレンズ３７面に透過率を向上させるコーティングを施していない場合は影響が大きい。
【００４５】
これを回避するためにはポリゴンミラー面への入射ビームは、主走査断面でｆθレンズ３７の光軸に対して傾きを持たせる必要がある。しかし、傾きがある場合、図２に示すように、走査角度によりポリゴンミラーによる主走査方向の反射ビーム径のばらつきが大きくなる。この例では、入射側の主走査ビーム径をＤａ、走査領域センター位置のビーム径をＤｂ、入射側と反対側のビーム径をＤｃとすると、Ｄａ>Ｄｂ>Ｄｃとなる。すなわち、結像光学系の焦点距離をｆ、ポリゴンミラー上の主走査方向反射ビーム径をＤとすると、ｆ／Ｄで定義されるＦナンバーが走査位置・角度により異なる。像面のビーム径はＦナンバーにほぼ比例するので、像面ビーム径をそれぞれωａ、ωｂ、ωｃとするとωａ<ωｂ<ωｃとなり、ビーム径にばらつきが生じ、画像が悪化する。また、像面ビーム径ωは収束角度をθ、ビームの波長をλとすると、ω≒λ/(π・tanθ)でも表される。よって、ビーム径ばらつきを低減するには、像面での収束角度のばらつきを低減させる必要がある。
【００４６】
図１６，１７は、全走査領域で収束角度のばらつきを低減させ、ビーム径ばらつきを低減させる説明図である。図１６は、ポリゴンミラー３６上での主走査反射ビーム径が大きいとき、すなわちFナンバーが小さい場合である。図２では(a)に相当する。この場合、像面での収束角度は大きくなり、主走査ビーム径は小さくなる。ここで、図１６に示すように、ｆθレンズ３７の主走査方向の入射面形状が凸形状の場合、入射ビームは収束光になる。そして、出射位置のビーム径は入射位置のビーム径よりも小さくなる。
【００４７】
そして、このビームを出射面で像面近傍が焦点位置になるように補正すれば、ｆθレンズ３７を通さない場合よりも収束角度は小さくなる。一方、図１７の場合、ｆθレンズ３７の主走査方向の入射面形状の曲率が凹形状の場合、出射位置のビーム径は入射位置のビーム径よりも大きくなる。そして、出射面で像面が焦点位置になるように補正すれば、ｆθレンズ３７を通さない場合よりも収束角度は大きくなる。凹形状の場合を説明したが、入射面が凸形状であっても曲率が小さい場合は同じ効果が得られる。このように、走査位置により、入射面と出射面の曲率の比を変えることにより、像面でのビーム収束角度のばらつきを低減することが可能となり、ビーム径を均一にすることが可能となる。よって、ｆθレンズ面の反射光による画像悪化を回避するためにビームをポリゴンミラー３６へ主走査断面で斜めから入射させる場合、ｆθレンズ３７の形状は主走査方向に非対称にすれば説明した効果が得られ、高画質化が可能となる。すなわち、従来技術である主走査方向に対称形状の結像レンズを通したのでは、このように収束角度を一定にする作用はなく、これを補正するにはパワーをもつ光学部品を多く必要とする。しかし、本発明では、少ない光学部品でビーム径を均一にすることが可能となる。ここで、ｆθレンズ３７のレンズ面形状は次式で表される。
【数１】
2005062399.tif 000003
ここで、y軸は主走査方向、Z軸は副走査方向、X軸は光軸方向を表している。非球面項にｙmでmに奇数項を含むようにすることで、全走査領域でのFナンバーのばらつきをｆθレンズ３７で補正することが可能となり、全走査領域でビーム径を均一にすることが可能となる。
【００４８】
更に、ｆθレンズ３７にビームを複数通すマルチビーム光学系の場合は、(1)式に於いて、非球面項のZの次数が奇数項も含むように定義する方が性能を確保しやすい。即ち、(2)式で定義するのが望ましい。
【数２】
2005062399.tif 000004
以上のように構成された画像形成装置のｆθレンズ３７は次のように成形する。
【００４９】
ｆθレンズ３７の金型には、ｆθレンズ３７の副走査方向の端部に、ゲート３７Ｂとなる注入口が設けられている。溶融樹脂は、この注入口から注入される。このとき、注入口をｆθレンズ３７の副走査方向の端部に設けて、この注入口に要求される寸法を確保しているため、溶融樹脂は金型内にスムーズに流入して、短時間で金型の隅々まで行き渡る。さらに、注入口に要求される寸法を確保しているため、溶融樹脂が金型内に充填した後に十分な圧力をかけることができる。
【００５０】
これにより、ひけの少ない高精度のｆθレンズ３７を成形することができる。
【００５１】
このようにして成形したｆθレンズ３７を補強枠４０に取り付けて、光走査装置２１内に組み込む。遮光板３３も、そのスリット３３Ａの位置を設定して光走査装置２１内に組み込む。
【００５２】
これにより、半導体レーザ３１から発した発散光は、レンズ３２によって収束光に変換され、遮光板３３のスリット３３Ａによって光束の光量及び通過位置が規制される。そして、副走査方向のみに所定のパワー(屈折力)をもつシリンドリカルレンズ３４によって副走査方向のみにポリゴンミラー３６の反射面近傍に収束され、ポリゴンミラー面ではビームは線状になる。ポリゴンミラー３６の反射面で偏向された光束は、ｆθレンズ３７、防塵ガラス３８を介して像面３９に走査される。ポリゴンミラー３６をに回転させることで、感光体ドラム２３面を主走査方向に走査して、所定位置に静電潜像を記録する。
【００５３】
[実施例２]
図３は、ポリゴンミラー３６への入射ビームを走査領域の内側から入射させた場合である。ポリゴンミラー３６への入射光とｆθレンズ３７の光軸をそれぞれ走査平面に投影したそれぞれの成す角度をαとするときαは５°である。入射ビームと走査平面との成す角度は２°である。図４に折り返しミラー３５の後の副走査方向断面図を示す。式(1)における各係数を図２９の表１に示す。
【００５４】
式(2)における各係数を表1に示す。ｆθレンズ３７の材質は樹脂であり、屈折率は1.483987である。レンズ肉厚は光軸上のデフオーカス方向で２４mm、副走査方向高さは２５mmである。一方、走査端部のデフォーカス方向の肉厚は３．９１mmであり、肉厚変動比は２４／３．９１＝６．１３となる。この肉厚変動比は、２．７２倍以上となっている。又、レンズの長手方向の長さは１６２ｍｍ、副走査方向の長さは１９．６ｍｍである。
【００５５】
図１８はｆθレンズ３７がない場合のポリゴンミラー回転角度と走査位置の関係、図１９は結像光学系がないときの走査角度と理想走査位置とのずれ量を示す。図の様に走査端になるほど理想位置からのずれは大きくなり、レンズにはセンター方向へ屈折させる作用が必要になる。すなわち、正のパワーが必要になり走査端での肉厚が小さくなる。図２０は正のパワーが必要になり、凸形状になることの説明図である。図２１は実施例の肉厚変動が大きい場合のｆθ特性を示す。これにより、ｆθ特性はバランスよく補正される。すなわち、レンズ枚数を削減するためには、肉厚変動を大きくしなければいけないことがわかる。
【００５６】
[実施例３]
図２２は、別の実施形態である。光走査手段への入射光と前記結像光学系の光軸をそれぞれ走査平面に投影したそれぞれの成す角度をαとするときαは５°である。入射ビームと走査平面との成す角度は２°である。図２２に折り返しミラー３５の後の副走査方向断面図を示す。式(1)における各係数を図３０の表２に示す。
【００５７】
図２３に偏向後の断面図を示す。式(2)における各係数を表２に示す。ｆθレンズ３７の材質は合成樹脂であり、その屈折率は１．５０３３７である。光軸でのデフォーカス方向の肉厚は２４mmである。ポリゴンミラー３６は、内接円直径２９mmの正１２面体である。また、走査端でのレンズ肉厚は８．８mmであり、肉厚変動比は、前記実施形態１と同様に、２４／８．８＝２．７２となっている。
【００５８】
図２４は本実施形態でのポリゴンミラー回転角度と走査位置の線形性、いわゆるｆ特性を示す。グラフの縦軸はポリゴンミラー３６の回転角度と走査位置に線形性がある場合の走査位置(目標位置)と設計値とのずれ量を示す。ｆθ特性は良好であることが分かる。すなわち、レンズ枚数を削減するためには、肉厚変動を大きくしなければいけないことがわかる。
【００５９】
[実施例４]
図２５は実施形態１と同じ結像レンズを用いて、ポリゴンミラーへの入射ビームをポリゴンミラー面幅よりも小さくしたアンダーフィルド方式の例である。図２６は副走査方向断面図を示す。ここで、ポリゴンミラーはφ４０mmで９面である。図２７は、実施形態１と同様に、スリット３３Ａの中心を光線中心と一致させたときと光線中心から副走査方向にずらしたときのサイドローブの比較である。光線中心から副走査方向にずらした方がサイドローブが小さく、ビームプロファイルは良いことが分かる。
【００６０】
図２８は、同様に副走査方向のスリット３３Ａの中心を光線中心と一致させたときと光線中心からずらしたときのビーム径の比較である。光線中心から副走査方向にずらした方がビーム径のばらつきが小さいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置のｆθレンズを示す底面図である。
【図２】本実施形態の画像形成装置としてのデジタル複写機を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態に係るデジタル複写機の光走査装置の概略構成を示す平面図である。
【図４】本実施形態に係るデジタル複写機の光走査装置の概略構成を示す側面図である。
【図５】本実施形態に係る光走査装置の遮光板を示す正面図である。
【図６】半導体レーザからポリゴンミラーまでの、遮光板による遮光状態を示す側面図である。
【図７】図６の要部拡大図である。
【図８】ポリゴンミラーから像面までの、遮光板による遮光状態を示す側面図である。
【図９】図８の要部拡大図である。
【図１０】遮光板のスリットの副走査方向の中心を、光線中心と一致させたときと、光線中心からずらしたときのサイドローブの状態を示すグラフである。
【００６２】
の比較である。
【図１１】サイドローブを説明するグラフである。
【図１２】遮光板のスリットの副走査方向の中心を、光線中心と一致させたときと、光線中心からずらしたときのビーム径の状態を示すグラフである。
【図１３】本実施形態に係る画像形成装置のｆθレンズを示す正面図である。
【図１４】本実施形態に係る画像形成装置のｆθレンズを示す側面図である。
【図１５】ポリゴンミラー及びｆθレンズの部分を示す平面図である。
【図１６】ｆθレンズを透過する光の状態を示す要部平面図である。
【図１７】ｆθレンズを透過する光の状態を示す要部平面図である。
【図１８】ｆθレンズがない場合のポリゴンミラー回転角度と走査位置の関係を示すグラフである。
【図１９】結像光学系がないときの走査角度と理想走査位置とのずれ量を示すグラフである。
【図２０】正のパワーが必要になって凸形状になることの説明図である。
【図２１】肉厚変動が大きい場合のｆθ特性を示す要部拡大図である。
【図２２】第３実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す平面図である。
【図２３】第３実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す側面図である。
【図２４】第３実施形態でのポリゴンミラー回転角度と走査位置の線形性（ｆ特性）を示すグラフである。
【図２５】第４実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す平面図である。
【図２６】第４実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す側面図である。
【図２７】スリットの中心を光線中心と一致させたときと光線中心から副走査方向にずらしたときのサイドローブの状態を示すグラフである。
【図２８】スリットの中心を光線中心と一致させたときと光線中心からずらしたときのビーム径の状態を示すグラフである。
【図２９】式(1)における各係数を示す図表である。
【図３０】式(1)における各係数を示す図表である。
【符号の説明】
【００６３】
１：デジタル複写機、１０：スキャナ部、１１：第１キャリッジ、１２：第２キャリッジ、１３：光学レンズ、１４：光電変換素子、１５：原稿台、１６：原稿固定カバー、２０：プリンタ部、２１：光走査装置、２２：画像形成部、２３：感光体ドラム、２４：帯電装置、２５：現像装置、２６：転写装置、２７：分離装置、２８：クリーニング装置、３１：半導体レーザ、３２：コリメータレンズ、３３：遮光板、３３Ａ：スリット、３４：シリンドリカルレンズ、３５：折り返しミラー、３６：ポリゴンミラー、３６Ａ：回転軸、３７：ｆθレンズ、３７Ａ：ゲート側端部、３７Ｂ：ゲート、３８：防塵ガラス、３９：像面、４０：補強枠。
【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】
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【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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