(57)【要約】【課題】  光偏向器の厚みを薄くすると共に被走査面上における走査線曲がりを小さく抑え良好なる光学性能が得られる簡易でコンパクト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】  複数の光源手段１と、該光源手段から発した複数の光束を偏向反射する光偏向器１と、該光偏向器によって偏向反射された複数の光束を異なる被走査面６上に導光する走査光学系７と、を有し、該複数の被走査面を繰り返し光走査する光走査装置において、  該光偏向器に入射する複数の光束は偏向面の法線に対して異なる角度を持って入射し、該走査光学系は複数の光束について共通に使用し、副走査断面内の屈折力をφ１ｓとするとき、０≦｜φ１ｓ｜＜０．００１を満足する第１の光学手段２を有していること。【選択図】  図１
2005062834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源手段と、
該複数の光源手段から発した複数の光束を偏向反射する光偏向器と、該光偏向器によって偏向反射された複数の光束を各々異なる被走査面上に導光する走査光学系と、
を有し、
該複数の被走査面を光走査する光走査装置において、
該光偏向器に入射する複数の光束は、副走査断面内において前記光偏向器の偏向面の法線に対して異なる角度を持って入射し、該走査光学系は複数の光束について共通に使用し、該走査光学系の副走査断面内のパワーをφ１ｓとするとき、
０≦｜φ１ｓ｜＜０．００１
を満足する第１の光学素子を有していることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記走査光学系は、前記複数の光束に対して各々設けられた副走査方向にパワーを有する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子と該第２の光学素子の主走査断面内のパワーを各々φ１ｍ、φ２ｍとするとき、
｜φ１ｍ／φ２ｍ｜＞２．０
を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】
前記走査光学系は、前記複数の光束に対して各々設けられた副走査方向にパワーを有する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子と該第２の光学素子の副走走査断面内のパワーを各々φ１ｓ、φ２ｓとするとき、
｜φ１ｓ／φ２ｓ｜＜０．１
を満足す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１の光学素子は光入射面と光出射面の副走査方向の曲率半径が等しい面を有し、前記第１の光学素子は主走査方向のパワーを有し、主走査断面において非球面形状の面を１以上含んでいることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第２の光学素子は光入射面又は光出射面のうち１以上が主走査断面内において変曲点を有しない形状より成り、副走査断面内において走査軸上のパワーに対して軸外のパワーが弱いことを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第２の光学素子は光入射面又は光出射面のうち１以上が主走査断面内において球面形状より成り、副走査断面内において走査軸上のパワーに対して軸外のパワーが弱いことを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第２の光学素子の副走査断面内の光軸は、該第２の光学素子に入射する光線の副走査断面内の主光線位置よりも偏向反射点側に偏心していることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項８】
前記走査光学系は有効画像領域内で副走査方向の倍率が一定であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の光走査装置。
【請求項９】
前記走査光学系の副走査断面内の倍率は１．３倍以下であり、
前記複数の光束は、前記第１の光学素子を通過した後に分離し、各光束毎に設けた第２の光学素子に入射していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記光偏向器を挟んで両側にそれぞれ前記走査光学系が配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の光走査装置。
【請求項１１】
光路中に移動可能又は／及び変形可能な光学部材と、被走査面上における走査線曲がり調整する調整部材を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記第２の光学素子の副走査断面内の光軸は、該第２の光学素子に入射する光線の副走査断面内の主光線位置よりも偏向反射点側に平行偏心し、且つ、副走査断面内において、該第の光学素子に入射する光束の主光線を該第２の光学素子の副走査断面内の光軸に対して角度を有することを特徴とする請求項２〜１１のいずれか一項記載の光走査装置。
【請求項１３】
各々が請求項１乃至１２のいずれか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画像形成装置。
【請求項１４】
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１３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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光偏向器としてのポリゴンミラーにより反射偏向させ、走査光学系を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）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。
【背景技術】
【０００２】
従来よりレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置においては、例えば半導体レーザから成る光源手段から画像信号に応じて光変調され出射した光束（ビーム）を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する走査光学系（走査レンズ系）によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に収束させ、該記録媒体面上を光走査して画像記録を行なっている。
【０００３】
図１５はこの種の従来の画像形成装置に用いられる光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【０００４】
同図において半導体レーザを含むレーザユニット９１から出射した平行光束は副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ（集光レンズ）９２に入射する。シリンドリカルレンズ９２に入射した平行光束は主走査断面内においては、そのまま平行光束の状態で出射する。
【０００５】
一方、上記の平行光束は副走査断面内においては集束され、回転多面鏡から成る光偏向器９３の偏向面９３ａ近傍に主走査方向に長い線像として結像される。そして、この光偏向器９３の偏向面９３ａで反射偏向された光束はｆθ特性を有する走査光学系（ｆθレンズ系）９４によって被走査面である感光ドラム９５面上に光スポットとして結像される。そしてこの光スポットによって感光ドラム９５面上を繰り返し走査する。走査光学系９４は球面レンズ９４ａとトーリックレンズ９４ｂとから構成されている。
【０００６】
上記の光走査装置においては感光ドラム９５面上を光スポットで走査する前に該感光ドラム９５面上における画像形成を開始するタイミングを調整するために、光検出器としてのＢＤ（ｂｅａｍ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）センサ−９８が設けられている。このＢＤセンサー９８は光偏向器９３で反射偏向された光束の一部であるＢＤ光束、即ち感光ドラム９５面上の画像形成領域を走査する前の画像形成領域外の領域を走査している時の光束を受光する。このＢＤ光束はＢＤミラー９６で反射され、ＢＤレンズ（集光レンズ）９７で集光されてＢＤセンサー９８に入射する。そしてこのＢＤセンサー９８の出力信号からＢＤ信号（同期信号）を検出し、このＢＤ信号に基づいて感光ドラム９５面における画像記録の開始タイミングを調整している。
【０００７】
感光ドラム９５はレーザユニット９１内の半導体レーザの駆動信号に同期して一定速度で回転し、感光ドラム９５面は走査される光スポットに対して副走査方向に移動する。
【０００８】
このようにして感光ドラム９５上に静電潜像が形成される。この静電潜像は周知の電子写真プロセスによって現像され、紙などの被転写材に転写されて画像が具現化される。
【０００９】
また走査光学系を使用した多重画像形成装置は一般に複数の画像形成部において異なった色の画像を形成し、例えば搬送ベルトの如き搬送手段によって紙を搬送し、この紙上に画像を重ねて転写し画像形成を行なう。特に多色現像を行なうフルカラー画像を得る場合は、わずかな重なりずれでも画像を悪化させる。例えば４００ｄｐｉであれば１画素６３．５μｍの数分の１の重なりずれでさえ、色ずれや色見ずれの変化として現われ画像を著しく悪化させる。
【００１０】
従来はこれに対し同一の走査光学系を用いて色現像を行なう、即ち同じ光学特性で光走査し、画像のずれを緩和していた。しかしながらこの方法では多重画像やフルカラーを出力するのに時間がかかるという問題点があった。この問題点を解決するために各色の画像を得るために別々の光走査装置で画像を形成し、搬送部によって送られる紙上で画像を重ね合わせるという方法がある。
【００１１】
しかしながらこのとき懸念されることとしては画像を重ね合わせるときの色ずれである。これに対して有効な方法として画像の位置を検出し、検出信号にしたがって画像を補正すべく画像形成部を制御するという方法がある（例えば特許文献１参照）。
【００１２】
一方、複数の感光体にビームを走査する画像形成装置においては、複数の感光体上に潜像を形成するために通常は感光体と同じ数の走査光学系が用いられている。この問題点としては走査光学系の数だけ光学部品が必要になり、特に光偏向器（ポリゴンミラー）は高価であるためにコスト高となるといった問題点がある。また特に高速で高精細な走査光学系の場合には光偏向器が大きくなると同時に高速に偏向させる能力を有する必要があるためにさらに問題は深刻となる。
【００１３】
この問題に対応するために複数のビームを共通の光偏向器で偏向する光走査装置が提案されている。また共通の光偏向器で副走査方向の感光体を走査する光走査装置においては、副走査方向の画像の重ね合わせの精度を向上させるために副走査方向のビームの描画位置をずらす機構を有する必要がある。この方法としては副走査方向のビームの描画開始を行う光偏向器の偏向面を選択することにより副走査方向に１ラインずつ描画位置をずらすことで調整を行っていた。
【００１４】
さらに最近は、コンパクトで低価格で光画質なフルカラーの画像形成装置が求められており、この要求を満たす１つの方法として、単一の共通ポリゴンを使用して複数のビームを走査することにより部品点数を減らすことでコストダウンを行なう系が提案されている。
【特許文献１】特公平１−２８１４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、共通のポリゴンミラーを使用する場合に複数ビームを異なる被走査面に各々導くためには光路の分離が必要である。このため副走査方向のビームの距離を離しておく必要があり、この結果、該ポリゴンミラーが厚くなりコストアップとなるという問題点があった。
【００１６】
また走査光学系の第１の光学素子（走査レンズ）を共通化することでコストダウンを図ってもレンズの光線通過位置が副走査方向に離れた位置を通過するために、該レンズの副走査方向の高さが大きくなり、この結果、大きなコストダウンの効果が少ないという問題点もあった。
【００１７】
本発明は光偏向器の厚みを薄くすると共に被走査面上における走査線曲がりを小さく抑え良好なる光学性能が得られる簡易でコンパクト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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の問題を解決するために、本発明では、複数の光源手段と、該複数の光源手段から発した複数の光束を偏向反射する光偏向器と、該光偏向器によって偏向反射された複数の光束を各々異なる被走査面上に導光する走査光学系と、を有し、該複数の被走査面を光走査する光走査装置において、
該光偏向器に入射する複数の光束は、副走査断面内において前記光偏向器の偏向面の法線に対して異なる角度を持って入射し、該走査光学系は複数の光束について共通に使用し、該走査光学系の副走査断面内のパワーをφ１ｓとするとき、
０≦｜φ１ｓ｜＜０．００１
を満足する第１の光学素子を有している構成とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば前述の如く走査光学系を構成する第１の光学素子の副走査断面内での屈折力を略ノンパワーに設定することにより、光偏向器の厚みを薄くでき、また走査線曲がりを抑えた良好なる光学性能を得ることができる簡易でコンパクト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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１の光走査装置（画像形成装置）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００２１】
ここで、主走査方向とは光偏向器の回転軸及び走査光学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光学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。
【００２２】
本実施形態において画像信号に応じて変調された光束を複数発する光源手段からの光束は２つの走査グループ（走査光学系）Ｓ１，Ｓ２に分割されている。この２つの走査グループＳ１，Ｓ２は光偏向器（ポリゴンミラー）１に対して左右対称で構成されており、該２つの走査グループＳ１，Ｓ２の光学的作用は同一の為、以下図面上、右半分の走査グループＳ１に対して説明する。
【００２３】
図中、６Ｍ、６Ｙは感光ドラムであり、導電体に感光層が塗布されており、光学箱９に収納された走査光学部から射出された光束により静電潜像を形成している。
【００２４】
１は光偏向器であり、例えばポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モータ等の駆動手段（不図示）により一定速度で回転している。
【００２５】
本実施形態では副走査断面内に各要素と各光束を投影したとき、２つの光束は、ポリゴンミラー１の偏向面の法線に対して異なる入射角度で斜入射してい
る（斜入射走査光学系）。
【００２６】
また、ポリゴン偏向面への入射角度は±Θの絶対値が同じで符号が異なる角度で入射させているが、｜Θ１｜≠｜Θ２｜と言った２つの異なる絶対値を有した角度Θ１とΘ２で有っても良い。
【００２７】
また、本実施形態では、ポリゴンミラー１の同一の偏向面に２本の光束が入射している形態を取っているが、３本以上の光束が入射している形態でも良い。
【００２８】
２Ａは第１の光学素子としての第１の走査レンズであり、副走査断面内において屈折力（パワー）がノンパワー、主走査断面内において屈折力（パワー）を有している。第１の走査レンズ２Ａは副走査断面内において光入射面と光出射面の曲率半径が等しい面を有し、主走査断面において非球面形状の面を１以上含んでいる。この第１の走査レンズ２Ａは入射した光束に対し主に主走査方向の結像及び等速走査（ｆθ特性）を担当することになる。
【００２９】
第２の光学素子３Ｍ、３Ｙは、本実施形態において走査レンズを用いるが、回折素子や曲面ミラーに置換しても良い。また、第２の光学素子は、本実施形態において以下のように１枚の走査レンズで構成されているが、２枚以上の走査レンズで構成されていても良い。
【００３０】
第１の光学素子２Ａは、本実施形態において走査レンズを用いるが、回折素子や曲面ミラーに置換しても良い。
【００３１】
３Ｍ、３Ｙは各々第２の光学素子としての第２の走査レンズであり、光入射面が主走査断面内において球面形状であり、光出射面が主走査断面内において変曲点を有しない形状であり、副走査断面内において走査軸上に対して軸外の屈折力が弱いプラスチック材より成っている。
【００３２】
第２の光学素子としての第２の走査レンズは、回折素子や曲面ミラーでも良い。
【００３３】
また第２の走査レンズ３Ｍ、３Ｙの各々の副走査断面内の光軸は、該第２の走査レンズ３Ｍ、３Ｙに入射する光線の副走査断面内の主光線位置よりも偏心している。また第２の走査レンズ３Ｍ、３Ｙは各々副走査断面内において軸上と軸外の倍率が略一定となるように設定されている。この第２の走査レンズ３Ｍ、３Ｙは入射した光束に対し主に副走査方向の像面湾曲の補正を担当することになる。
【００３４】
本実施形態では第１の走査レンズ２Ａと第２の走査レンズ３Ｍで第１の走査レンズ系を構成しており、また第１の走査レンズ２Ａと第２の走査レンズ３Ｙで第２の走査レンズ系を構成しており、また第１、第２の走査レンズ系で走査光学系を構成している。本実施形態では走査光学系の副走査断面内の結像倍率が１．３倍以下と成るように設定している。
【００３５】
第１、第２の走査レンズ系は各々ポリゴンミラー１によって反射偏向された画像情報に基づく光束Ｅ１，Ｅ２を被走査面としての感光ドラム６Ｍ，６Ｙ面上に結像させ、かつ副走査断面内においてポリゴンミラー１の偏向面と感光ドラム６Ｍ，６Ｙ面上との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００３６】
４Ａ，５Ｍは各々順に第１、第２の折り返しミラー（光学部材）であり、光束Ｅ１の光路中に設けられており、光束を所定の方向へ反射させている。５Ｙは第３の折り返しミラー（光学部材）であり、光束Ｅ２の光路中に設けられており、光束を所定の方向へ反射させている。
【００３７】
これら第１、第２、第３の折り返しミラーは後述するように移動可能又は／及び変形可能に構成されており、調整部材により被走査面上における走査線曲がり調整している。
【００３８】
本実施形態において副走査断面内に各要素と各光束を投影したとき、第１の折り返しミラー４Ａはポリゴンミラー１で偏向された２つの光束Ｅ１，Ｅ２を２つの光路に分離しており、また入射光束Ｅ１を感光ドラム６Ｍ，６Ｙと反対側に反射させている。９は光学箱であり、走査光学部の各部品を格納している。
【００３９】
本実施形態では感光ドラムの下部に走査光学部を配置しており、該走査光学部は１つのポリゴンミラー１に対して両側にそれぞれ２本の光束を入射させ、各々の対応する感光ドラム面上に光束Ｅ１〜Ｅ４を導光して、カラー画像を高速に印字している。
【００４０】
本実施形態における走査光学系は上記の如く副走査断面内で斜入射走査光学系である。斜入射走査光学系とは副走査断面（紙面に対して平行な面）内で、ポリゴンミラー１の回転軸に垂直な面（主走査断面）に対し斜め方向から光束を入射させる光学系である。このように斜め入射させることで、ポリゴンミラー１の副走査方向の偏向反射面の幅を狭く取ることが可能となる。また第１の走査レンズ２Ａは同様に副走査方向のそれぞれの光束の位置が近いために、副走査方向の幅を狭くできる。
【００４１】
次に本実施形態の光学的作用について説明する。
【００４２】
本実施形態において、後述する２つの入射光学系からポリゴンミラー１の偏向面に入射した２つの光束Ｅ１，Ｅ２は主走査断面内に対して角度±θをもって反射され、偏向走査される。その後、２つの光束Ｅ１，Ｅ２は共通の第１の走査レンズ２Ａに入射する。第１の走査レンズ２Ａを通過した２つの光束Ｅ１，Ｅ２は第１の折り返しミラー４Ａにより各光路に分離される。第１の折り返しミラー４Ａによって反射された光束Ｅ１は第２の走査レンズ３Ｍを通過後、第２の折り返しミラー５Ｍによって図面上、上方に反射し、空間内で自身の光路と交差する。第１、第２の折り返しミラー４Ａ，５Ｍで折り返されることで別の光束Ｅ２の光路と２回交差して感光ドラム６Ｍに達する。
【００４３】
一方、光束Ｅ２の光路では第１の走査レンズ２Ａを通過した光束Ｅ２は第１の折り返しミラー４Ａの脇を通過し、光束Ｅ１と光路が分離される。そして光束Ｅ２は第２の走査レンズ３Ｙを通過後、第３の折り返しミラー５Ｙによって図面上、上方に反射し、感光ドラム６Ｙに達する。
【００４４】
そして感光ドラム６Ｃ、６Ｋに向かう光束は同様に静電潜像を形成し、不図示の現像、転写、定着の電子写真プロセスにおり紙上に多色画像を形成する。
【００４５】
本実施形態における第１の走査レンズ２Ａは２つの光束Ｅ１，Ｅ２で共用され、第２の走査レンズ３Ｍ、３Ｙは光束Ｅ１，Ｅ２にそれぞれ用いられる。
【００４６】
図２は図１に示した一方の走査グループ（走査光学系）Ｓ１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図３Ａは図２の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図２、図３Ａにおいて図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。尚、折り返しミラーは省略して示している。
【００４７】
また、図３Ａは図１におけるマゼンタステーション（Ｍ）のみを示しており，イエローステーション（Ｙ）は省略している。なお、イエローステーションに付いては偏向反射面の法線３１に対して線対称な配置の光学系になっている。
【００４８】
図中、１１は画像信号に応じて変調された光束を発する複数の光源手段であり、例えば半導体レーザ等より成っている。尚、本実施形態では複数の光源手段より構成しているが、これに限らず、例えば複数の発光部を有する光源手段より構成しても良い。１２は変換光学素子（例えばコリメーターレンズ等）であり、複数の光源手段１１から発した光束を略平行光束（もしくは略発散光束もしくは略収束光束）に変換している。１３は開口絞りであり、複数の通過光束を制限してビーム形状を整形している。１４は集光レンズとしてのシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定の屈折力（パワー）を有しており、開口絞り１３を通過した複数の光束を副走査断面内で後述するポリゴンミラー１の偏向面１ａの近傍にほぼ線像として一旦結像させている。尚、コリメーターレンズ１２、開口絞り１３、そしてシリンドリカルレンズ１４等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。
【００４９】
７は走査レンズ系であり、上述した形状より成る第１の走査レンズ２（２Ａ）と、第２の走査レンズ３（３Ｍ，３Ｙ）より成り、ポリゴンミラー１によって反射偏向された画像情報に基づく複数の光束を被走査面としての異なる感光ドラム面６（６Ｍ，６Ｙ）上に結像させ、かつ副走査断面内においてポリゴンミラー１の偏向面１ａと感光ドラム面６との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００５０】
６（６Ｍ，６Ｙ）は被走査面としての感光ドラム面、１５はポリゴンミラー１により偏向走査される走査光である。
【００５１】
図３Ａにおいて３１は偏向面１ａの偏向反射点３６における法線である。３３は第２の走査レンズ３の光軸であり、光線通過位置３４に対して偏向面１ａの偏向反射点３６側に偏心している。光線通過位置３４は光束の主光線に相当している。光軸３３は偏向面１ａの法線３１に対して平行である。
【００５２】
本実施形態では副走査断面内においてシリンドリカルレンズ１４からの複数の光束は偏向面１ａの法線３１に対して角度αを持って入射する。このため第２の走査レンズ３に入射する走査線は曲がった状態で入射し、感光ドラム面上においても走査線曲がりが発生し易い。このため走査線曲がりの発生を抑える必要があり、走査光学系７を副走査断面内で結像倍率が１．３倍以下と成るようにして走査線曲がりが発生しないようにしている。すなわち走査光学系の製造上の走査線曲がりの主要な発生要因である第２の走査レンズの子線光軸高さの主走査方向位置による変化の影響を小さく抑えている。このとき第２の走査レンズ３を偏心（平行偏心又は／及び回転偏心）させることによって、副走査断面内の結像倍率が１．３倍以下で感光ドラム上のスポット回転と走査線曲がりを除去することを容易にしている。
【００５３】
即ち、本実施形態では第２の走査レンズ３の光軸３３を光線通過位置（主光線位置）３４に対して偏向面１ａの偏向反射点３６側に偏心させ、それと同時に第２の走査レンズ３に入射する光束の主光線３４を副走査断面内において、光軸３３に対して角度を有して入射させている。
【００５４】
図３Ｂは本発明の入社光学系の説明図である。図において、１１Ｙ、１１Ｍは光源、１２Ｙ，１２Ｍはコリメータレンズ、１３Ｙ、１３Ｍは絞り、１４Ｙ，１４Ｍはシリンドリカルレンズである。なお，シアンステーションとブラックステーションはポリゴン回転軸に対称に同じ光学系を配置している。
【００５５】
図においては、光源１１Ｙ、１１Ｍをそれぞれ出射したレーザ光束はコリメータレンズ１２Ｙ，１２Ｍにより屈折され平行光束として副走査方向にパワーを有するシリンドリカルレンズ１４Ｙ，１４Ｍに入射する。シリンドリカルレンズ１４Ｙ，１２Ｍにおいては副走査方向に集光され絞り１３Ｙ，１３Ｍにより光束幅が規制された後に、ポリゴンミラーの偏向反射面に角度＋ΘとマイナスΘという異なる入射角度で入射する。
【００５６】
図４は本発明を実施しなかった場合のポリゴンミラーの偏向面近傍の光線の状態を示した副走査断面図である。
【００５７】
同図において４１はポリゴンミラー、４２は第１の走査レンズ、４３は偏向反射面の副走査断面内における法線、４４は偏向面で反射された後の第１の走査光、４５は偏向面で反射された後の第２の走査光、４７、４８は各々第２の走査レンズ、４９（４９Ｍ，４９Ｙ）は被走査面（感光ドラム面）である。
【００５８】
同図に示した第１の走査レンズ４２は副走査断面内において両凸形状で正のパワーを有している。この第１の走査レンズ４２が破線で示したように製造誤差により法線４３より上方に偏心して配置された場合には第１の走査光４４は屈折され設計値からずれた位置を通過する。この光線のシフト量は主走査方向の像高により変化し、主走査方向の像高が高い方がよりシフト量が大きくなる。
【００５９】
従って第２の走査レンズ４７には設計基準の光線よりＵ字型の軌跡を描いた光線が入射し、この結果、被走査面４９上においては凸形状をした走査線が形成される。同様に第２の走査光４５も屈折され設計値からずれた位置を通過することで、結果として被走査面４９上においては凸形状をした走査線が形成される。
【００６０】
図５は本発明を実施した場合のポリゴンミラーの偏向面近傍の光線の状態を示した副走査断面図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６１】
同図において５３は偏向面の副走査断面内における法線、５４は偏向反射面で反射された後の第１の走査光、５５は偏向面で反射された後の第２の走査光、３３は各々第２の走査レンズ３Ｍ，３Ｙの光軸である。
【００６２】
同図に示したように第１の走査レンズ２Ａの副走査断面内の両レンズ面は緩い曲率半径（同一の曲率半径）で構成されており、即ち略ノンパワーで構成されている。
【００６３】
即ち、本実施形態では第１の走査レンズ２Ａの副走査断面内の屈折力をφ１ｓとするとき、
０≦｜φ１ｓ｜＜０．００１      ‥‥（１）
を満足するように形成している。
【００６４】
また本実施形態においては第１の走査レンズ２Ａと第２の走査レンズ（３Ｍ、３Ｙ）の主走査断面内の屈折力を各々φ１ｍ、φ２ｍとするとき、
｜φ１ｍ／φ２ｍ｜＞２．０        ‥‥（２）
を満足するように構成している。
【００６５】
条件式（１）は第１の走査レンズ２Ａの副走査断面内の屈折力を規定したものであり、条件式（１）を外れると第１の走査レンズ２Ａが副走査断面内でパワーを持つ事になり、ポリゴンの回転角度によって副走査方向に屈折される量が変化するため走査線曲がりの発生に寄与する。従ってレンズの配置誤差等によりレンズの位置が変化した場合に走査線曲がりが発生することになり、光走査装置の製造上走査線曲がりが大きくなり良くない。
【００６６】
条件式（２）は第１の走査レンズ２Ａと第２の走査レンズの主走査断面内での屈折力の比に関するものであり、条件式（２）を外れると第２の走査レンズの主走査断面におけるパワーが大きくなりｆθ特性を良好な性能にするために主走査断面における屈折力を画角に応じて変化させる必要がある。これにより第２の走査レンズの主走査断面における形状がうねった形状となり易い。レンズ形状のうねりはレンズ配置誤差などが発生すると走査線がうねった形状となり、他の光学部材によって走査線曲がりを補正しても一様な曲がりは補正できてもうねりを補正する事が出来ないため良くない。
【００６７】
更に好ましくは上記条件式（１）、（２）を、
０≦｜φ１ｓ｜＜０．０００１      ‥‥（１ａ）
｜φ１ｍ／φ２ｍ｜＞４．０            ‥‥（２ａ）
とするのが良い。
【００６８】
本実施形態では製造誤差等により第１の走査レンズ２Ａが副走査方向にシフトして配置されても、副走査断面内の光線の位置はほとんど変化しないために、第２の走査レンズ３Ｍ、３Ｙに入射する光線の状態は変化しない。従って走査光の曲がりは発生しないため、製造誤差による走査線の曲がり発生の大きな要因であるレンズ及びレンズ面のシフトについて鈍感な光学系とすることができ、この結果色ズレを小さく抑えることが可能となる。
【００６９】
図６は本発明を実施しなかったときの第２の走査レンズ（４７，４８）の主走査断面内での形状を示した説明図である。
【００７０】
同図において６２は第２の走査レンズ（４７，４８）の入射側のレンズ面、６３は出射側のレンズ面、６４は第２の走査レンズ４７，４８の主走査断面内での光軸である。
【００７１】
前記条件式（２）、（２ａ）を満たさないと、走査光学系のｆθ特性を補正するために第２の走査レンズ（４７，４８）の形状をうねらせた形状とする必要がある。
【００７２】
この走査レンズが製造誤差等により副走査方向の配置に狂いがあった場合の走査光の被走査面上における光線到達位置を図７に示す。図７は従来の走査光学系による走査線曲がりを示したグラフである。
【００７３】
同図において横軸Ｙが描画位置（像高）、縦軸Ｚが副走査方向の光線到達位置を示している。７１は第２の走査レンズ（４７，４８）が傾いて配置された場合の副走査断面内での走査位置を示したグラフである。グラフ７１に示したように副走査断面内の走査位置は描画位置によりうねった形状となり、これはレンズ形状に起因している。このとき後述する如く走査線曲がり調整を行なった場合の走査線の補正量を示したものがグラフ７２である。
【００７４】
通常、走査線曲がり調整により第２の走査レンズ（４７，４８）以外の光学部材を変形又は変位させた場合には、走査線の補正量はうねりのない軌跡を示す。従って走査線曲がり調整を行なってもグラフ７２のラインのように走査線のうねりが残ってしまう。
【００７５】
また仮に第２の走査レンズ（４７，４８）の傾きで走査線曲がり調整を行なう場合においても、該第２の走査レンズ（４７，４８）により発生したうねり成分は調整可能であるが、他の要因で発生した曲がり形状（例えばポリゴンミラーのうなずき等）で発生する曲がり形状はうねりのない形状であるため、結果としてうねり成分が大きくなり重ね合わせ画像の色ずれを悪化させる。
【００７６】
図８は本発明を用いた場合の第２の走査レンズの主走査断面内での形状を示した説明図である。
【００７７】
同図において３（３Ｍ，３Ｙ）は前述した如くプラスチック材より成る第２の走査レンズ、８２は第２の走査レンズ３（３Ｍ，３Ｙ）の入射側の面、８３は出射側の面、８４は第２の走査レンズ３の主走査断面内での光軸である。
【００７８】
本実施形態では第２の走査レンズ３の入射側の面（光入射面）８２はＲ面形状（球面形状）、出射側の面（光出射面）８３は変曲点を持たない非球面形状となっている。主走査断面内のレンズ面の形状が同図に示したような、うねりの少ない形状とするためには、上記条件式（２）を満たすことが必要であり、ｆθ特性のほとんどを第１の走査レンズ２Ａによって補正することが必要である。
【００７９】
このときの走査線曲がりの状態を図９に示す。図９は本実施形態の走査光学系による走査線曲がりを示したグラフである。
【００８０】
同図において横軸Ｙが描画位置（像高）、縦軸Ｚが副走査方向の光線到達位置を示している。９１は第２の走査レンズ３が傾いた場合の走査線曲がりの状態を示したグラフである。同図に示したように走査線の軌跡はうねりのない素直な形になっている。この状態において走査線曲がり調整を行った場合の補正量を示したものがグラフ９２である。グラフ９２に示すように走査線曲がりの調整後の形状は、うねりのない形状と成っている。
【００８１】
尚、本実施形態では第２の走査レンズ３の光入射面を球面形状、光出射面を非球面形状としたが、これに限らず、例えば光入射面を非球面形状、光出射面を球面形状としても良く、又は光入射面および光出射面の双方を球面形状、もしくは非球面形状として形成しても良い。また、ポリゴン偏向面への入射角度は±Θの絶対値が同じで符号が異なる角度で入射させているが、｜Θ１｜≠｜Θ２｜と言った２つの異なる絶対値を有した角度Θ１とΘ２で有っても良い。
【００８２】
図１０は本実施形態による走査線曲がり調整の方法を示した説明図である。
【００８３】
本実施形態における走査線曲がり調整の方法としては光路中に配置された折り返しミラー５を変形可能とする（例えば曲げる）ことにより調整を行っている。即ち、図１においては折り返しミラー５（５Ｋ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ）の複数枚のミラーのうち１枚以上を調整部材１０４により弾性変形させることで走査線曲がり調整を行うことが出来る。
【００８４】
即ち、同図において５（５Ｋ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ）は折り返しミラー、１０２、１０３は各々折り返しミラー５の固定点、１０４は折り返しミラーを変形させるための調整部材（加圧部材）、１０５は折り返しミラーの反射点、１０６は変形後の折り返しミラーの形状である。
【００８５】
同図に示したように折り返しミラー５を調整部材１０４によって押すことによって弾性変形させることで点線で示す形状１０６としている。これにより折り返しミラー５の反射面の形状が凸形状となる。この状態の折り返しミラーを使用することで被走査面における走査線の軌跡を変化させることが可能となり、走査線曲がり調整を行うことができる。
【００８６】
尚、本実施形態では折り返しミラー５を変形可能としたが、これに限らず、例えば移動可能としても良く、もしくは変形可能で、かつ移動可能としても良い。
【００８７】
また本実施形態においては前述の如く走査光学系の副走査断面内の倍率を１．３倍以下と小さくし、また第２の走査レンズ３を被走査面に近づけて配置し、さらに第１の走査レンズ２Ａと第２の走査レンズ３の空気間隔を大きくとることにより、第１の走査レンズ２Ａと第２の走査レンズ３との間で走査光の分離を行ないやすい形状としている。これにより本実施形態では第２の走査レンズ３の後で光路を分離するよりも光路長を短くすることができ、結果として走査光学系全体をコンパクトにすることが可能となる。
【００８８】
［数値実施例１］
以下に本発明の数値実施例１を示す。表１は本発明の図１のＢＫステーションの光学パラメータである。図１１、図１２は各々数値実施例１より成る光走査装置の主走査断面図及び副走査断面図である。図１１、図１２において図２、図３に示した要素と同一要素には同符番を付している。なお、図１１、図１２は１つのステーション（図１のＢＫステーション）について説明しているが、他のステーション（Ｙ，Ｍ，Ｃ）についても同様の光学系を配置する事で良好な性能でありかつコンパクトなカラー画像形成装置用の走査光学系を実現する事が可能である。つまり、図１の４つのステーションのうちＢＫステーションのみを図１１、図１２として示している。他の３つのステーション（Ｙ，Ｍ，Ｃ）については、図１１、図１２では不図示とし、数値実施例も図１のＢＫステーションのみを表１として示す。但し、他の３つのステーション（Ｙ，Ｍ，Ｃ）も光学パラメータをとる。
【００８９】
数値実施例１における第１、第２の走査レンズ２２，２３の屈折面の面形状は以下の形状表現式により表される。レンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をｘ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をｙ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をｚ軸としたとき、
主走査方向と対応する母線方向が、
【００９０】
【数１】
2005062834.tif 000003
【００９１】
（但し、Ｒは曲率半径、Ｋ、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８、Ｂ１０は非球面係数）
副走査方向（光軸を含み主走査方向に対して直交する方向）と対応する子線方向が、
【００９２】
【数２】
2005062834.tif 000004
【００９３】
（但し、ｒ′は光軸上の子線曲率半径、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０
は非球面係数）
【００９４】
【表１】
2005062834.tif 000005
【００９５】
本実施形態はポリゴンミラー１の偏向面１ａの法線に対し斜入射角２．２度で光束が入射している（斜入射光学系）。またこのときの第２の走査レンズ２３は偏向反射点に垂直な面に対して１．４６（ｍｍ）Ｚ方向（副走査方向）にシフトした位置にレンズの光軸がある。このときの近軸の像面位置を図１３に示す。同図に示したように結像性能及び像高ずれについて良好なる光学性能となっている。
【００９６】
またこのときの走査光学系の副走査倍率の一様性としては１０％以内である必要があるが、本数値実施例においては有効走査領域内で±１％以内になっており、６００ｄｐｉの走査光学系に使用する場合は全く問題の無いレベルである。また入射ビームに対して第２の走査レンズ２３の光軸を１．３（ｍｍ）偏向反射点側にシフトすることによりビームの回転が取り除かれ良好なるスポット形状となっている。つまり、走査光学系の副走査方向の倍率は有効画像領域内で一定である。本発明は、高画質が求められる１２００ｄｐｉ以上の解像度でより効果を発揮する。
【００９７】
このときの第１の光学素子としての第１走査レンズ２２の副走査断面内のパワーは１．０８ｅ−６（１．０８×１０−６）であり、副走査断面内のパワーが略ノンパワーである。これは前記条件式（１）、（１ａ）を満たしている。また第１、第２の走査レンズ２２，２３の主走査断面内のパワー比は｜φ１ｍ／φ２ｍ｜＝４．４５であり、これは条件式（２），（２ａ）を満たしている。
【００９８】
数値実施例１において主走査断面内のパワーは第１の走査レンズ２２が主に有しており、第２の走査レンズ２３の第１面（光入射面）の主走査断面内の形状は球面形状であり、副走査断面内において走査軸上に対して軸外の屈折力が弱いプラスチック材よりなっている。従って第１の走査レンズ２２の偏心による走査線曲がりは殆ど発生しない上に第２の光学素子としての第２の走査レンズ２３の偏心等による走査線のうねりも非常に小さく、仮に走査線曲がり調整を行なえば走査線曲がりの量は非常に小さな量とすることが可能である。
【００９９】
また、走査光学系は、前記複数の光束に対して各々設けられた副走査方向にパワーを有する第２の走査レンズ２３を有し、第１の走査レンズ２２と第２の走査レンズ２３の副走走査断面内のパワーを各々φ１ｓ、φ２ｓとするとき、
｜φ１ｓ／φ２ｓ｜＜０．１
を満足することが好ましい。
【０１００】
［実施形態２］
図１４は本発明の実施形態２のカラー画像形成装置の要部概略図である。
【０１０１】
本実施形態は実施形態１に示した光走査装置により４ビームを走査して各々並行して像担持体である感光体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。
【０１０２】
図１４において、１３０はカラー画像形成装置、１４１は実施形態１に示した構成を有する光走査装置、１５１，１５２，１５３，１５４は各々像担持体としての感光ドラム、１６１，１６２，１６３，１６４は各々現像器、１３１は搬送ベルトである。
【０１０３】
図１４において、カラー画像形成装置１３０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１３２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１３３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、光走査装置１４１に入力される。そして、光走査装置１４１からは、各画像データに応じて変調されたビーム１７１，１７２，１７３，１７４が出射され、これらのビームによって感光ドラム１５１，１５２，１５３，１５４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１０４】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置１４１により４ビームを走査し、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１５１，１５２，１５３，１５４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。
【０１０５】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く光走査装置１４１により各々の画像データに基づいたビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム１５１，１５２，１５３，１５４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。
【０１０６】
前記外部機器１３２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１３０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施形態１の光走査装置の副走査断面図
【図２】本発明の実施形態１の走査光学系の主走査断面図
【図３】本発明の実施形態１の走査光学系の副走査断面図
【図４】従来の走査光学系の副走査断面図
【図５】本発明の走査光学系の副走査断面図
【図６】従来の走査光学系の第２レンズの主走査断面の形状の説明図
【図７】従来の走査光学系における走査線曲がりを示したグラフ
【図８】本発明の実施形態１の第２レンズの主走査断面の形状の説明図
【図９】本発明の実施形態１の走査光学系における走査線曲がりを示したグラフ
【図１０】本発明の実施形態１の走査線曲がりの調整を示した説明図
【図１１】本発明の数値実施形態の光走査装置の主走査断面図
【図１２】本発明の数値実施形態の光走査装置の副走査断面図
【図１３】本発明の数値実施形態の光学性能を示す説明図
【図１４】本発明の実施形態２のカラー画像形成装置の副走査断面図
【図１５】従来の画像形成装置に用いられる光走査装置の主走査断面図
【符号の説明】
【０１０８】
１  偏向素子
２  第１の走査レンズ
３  第２の走査レンズ
４、５  折り返しミラー
６  被走査面
【図１】
2005062834.tif 000006
【図２】
2005062834.tif 000007
【図３】
2005062834.tif 000008
【図４】
2005062834.tif 000009
【図５】
2005062834.tif 000010
【図６】
2005062834.tif 000011
【図７】
2005062834.tif 000012
【図８】
2005062834.tif 000013
【図９】
2005062834.tif 000014
【図１０】
2005062834.tif 000015
【図１１】
2005062834.tif 000016
【図１２】
2005062834.tif 000017
【図１３】
2005062834.tif 000018
【図１４】
2005062834.tif 000019
【図１５】
2005062834.tif 000020