(57)【要約】【課題】タンデム型カラー画像形成装置において、画像形成の高速化と書込み密度の高密度化とを共に実現し、良好な光走査を実現できる光走査装置を提供する。【解決手段】複数組の走査結像光学系の各組は１以上の結像素子を有し、光偏向器７の側に設けられる結像素子８Ｙが、異なる組に属するもの８Ｍと光偏向器の軸方向へ密接して重ねて配置され、光偏向器７において、重ねて配置された結像素子８Ｙ、８Ｍに向かう複数光束の軸方向の間隔：Ｌ、光束の波長：λ、偏向反射面から各走査結像光学系の第１面までの距離：ｄ１、被走査面上における光スポットの副走査方向のビームスポット径：Ｗが、条件：（１）  5×10−２≦（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)≦5×10−１  を満足する。【選択図】                  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向反射面を有し、この偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像され複数の被走査面を同時に走査する複数光束を同時に偏向させる光偏向器と、
この光偏向器により同時に偏向される複数の偏向光束を上記複数の被走査面上にそれぞれ光スポットとして集光させるために、各被走査面に対応して設けられる複数組の走査結像光学系とを有する光走査装置において、
複数組の走査結像光学系の各組は１以上の結像素子を有し、上記光偏向器の側に設けられる結像素子が、異なる組に属するものと光偏向器の軸方向へ密接して重ねて配置され、
上記光偏向器において上記重ねて配置された結像素子に向かう複数光束の上記軸方向の間隔：Ｌ、光束の波長：λ、偏向反射面から各走査結像光学系の第１面までの距離：ｄ１、被走査面上における光スポットの副走査方向のビームスポット径：Ｗが、条件：
（１）    5×10−２≦（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)≦5×10−１ 
を満足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、
光偏向器の軸方向に重ねて配置される結像素子相互が接着によって一体化されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１記載の光走査装置において、
光偏向器の軸方向に重ねて配置される結像素子相互が樹脂によって一体的に成形されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載の光走査装置において、
走査結像光学系の少なくとも２組が、光偏向器の軸を挟むようにして上記光偏向器の両側に配置されてい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、
光偏向器に入射する光束が、上記光偏向器の軸方向に角度を持っている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、
光偏向器に入射する光束の主走査方向の光束幅が、光偏向器の各偏向反射面の主走査方向の幅よりも広い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、
ＬＤアレイを光源としたことを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項１〜７の任意の１に記載の光走査装置を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の光束により複数の被走査面を同時に光走査して記録速度を向上させた光走査装置、及び、この光走査装置を用いたカラーデジタル複写機、カラーレーザプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラーデジタル複写機、カラーレーザプリンタ等の画像形成装置における画像形成速度を高めるため、複数の感光面に互いに色の異なる画像を形成し、これら画像を同一の転写媒体上に順次転写重畳してカラー画像を形成する所謂タンデム型カラー画像形成装置が広く知られてきている。
【０００３】
タンデム型カラー画像形成装置は大別して「単一の光偏向器を挟んで、光偏向器の左右に走査結像光学系を配し、４つの感光体に光走査を行う方式」のもの（特許文献１）と、「単一の偏向器の片側のみに走査結像光学系を配して４つの感光体に光走査を行う方式」のもの（特許文献２）が知られている。
【０００４】
近来、このようなタンデム型カラー画像形成装置においても、画像形成のさらなる高速化、光走査の書込み密度の高密度化が要請されている。高速化の要請に応えるためには光偏向器による光束の偏向を高速化する必要がある。また、書込み密度の高密度化に応えるには、被走査面上に形成される光スポットのビームスポット径を小径化する必要がある。  また画像形成装置はコンパクトであることが好ましい。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９０６７２
【特許文献２】特開平１０−１８６２５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、タンデム型カラー画像形成装置において、画像形成の高速化と書込み密度の高密度化とを共に実現し、良好な光走査を実現できる光走査装置およびこの光走査装置を用いる画像形成装置の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の光走査装置は「偏向反射面を有し、この偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像され複数の被走査面を同時に走査する複数光束を同時に偏向させる光偏向器と、この光偏向器により同時に偏向される複数の偏向光束を、複数の被走査面上にそれぞれ光スポットとして集光させるために、各被走査面に対応して設けられる複数組の走査結像光学系とを有する光走査装置」である。
【０００８】
請求項１記載の光走査装置は、以下のごとき特徴を有する。  
即ち、複数組の走査結像光学系の各組は１以上の結像素子を有し、光偏向器の側に設けられる結像素子が、異なる組に属するものと光偏向器の軸方向へ密接して重ねて配置される。若干補足すると、光偏向器は「複数光束を同時に偏向」させるが、これら複数光束により「複数の被走査面（実態的には光導電性の感光体である）」が光走査される。
【０００９】
個々の被走査面に対応して１組の走査結像光学系が設けられる。各１組の走査結像光学系は、光偏向器により偏向される光束のうちで、対応する被走査面を光走査するものを該被走査面に導光して光スポットとして集光させる。
【００１０】
各走査結像光学系は「同じ光学機能」を有し、１以上の結像素子により構成される。例えば、１組の走査結像光学系が２枚のレンズで構成されるとすれば、複数組の走査結像光学系の各組は、どれも上記と同じ２枚のレンズで構成されることになる。各走査結像光学系はまた「１枚のレンズで構成する」こともでき、その場合には複数組の走査結像光学系の各組を構成するレンズは互いに同じレンズである。
【００１１】
走査結像光学系を構成する１以上の結像素子はレンズに限らず結像機能を持つミラーであることもできるし、１以上の結像ミラーと１以上のレンズとの組合わせにより構成することも可能である。勿論、各走査結像素子の結像光路は、光路配置に従って光路折り曲げ用のミラーで折り曲げられる。
【００１２】
各組の走査結像光学系を構成する結像素子のうちで、その結像光路上において光偏向器の側に設けられるもの、即ち「最も光偏向器に近く配置されるもの」が、他の組のものと光偏向器の軸方向へ密接して重ねて配置される。
【００１３】
例えば、前記特許文献１に記載された「単一の光偏向器を挟んで、光偏向器の左右に走査光学系を配し、４つの感光体に光走査を行う方式」に対して請求項１記載の発明を実施する場合であれば、光偏向器の左右各側において、結像光路上「最も光偏向器に近く配置される結像素子」が、他の組のものと光偏向器の軸方向へ密接して２段に重ねて配置されることになるし、特許文献２に記載された「単一の偏向器の片側のみに走査光学系を配して４つの感光体に光走査を行う方式」に対して請求項１記載の発明を実施する場合には、光偏向器の片側において、結像光路上「最も光偏向器に近く配置される結像素子」が、他の組のものと光偏向器の軸方向へ密接して４段に重ねて配置されることになる。
【００１４】
光偏向器において「重ねて配置された結像素子に向かう複数光束」の上記軸方向の間隔：Ｌ、光束の波長：λ、偏向反射面から各走査結像光学系の第１面までの距離：ｄ１、被走査面上における光スポットの副走査方向のビームスポット径：Ｗは、条件：
（１）    5×10−２≦（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)≦5×10−１ 
を満足する。ビームスポット径：Ｗは「光スポットの光強度分布のピーク値を１として、その１／ｅ２の強度を有する部分の幅」で定義した値である。
【００１５】
「光偏向器」は、ポリゴンミラーを回転させる回転多面鏡や、ガルバノミラーのように偏向反射面を揺動させる方式のものを用いることができる。
【００１６】
良く知られたように、レーザ光を光スポットに集光する場合、ビームスポット径はビームウエスト径により与えられるが、ビームウエスト径は、波長に比例し、集束される光束径に反比例する。従って、波長：λのレーザ光束を用いるのであれば、副走査方向に所望のビームスポット径：Ｗを得るには、それに必要な光束径をもたせて走査結像光学系にレーザ光束を入射させねばならない。
【００１７】
光源側からの光束は光偏向器の偏向反射面の近傍に「主走査方向に長い線像」として結像するから、偏向光束は「副走査方向に発散光束」であり、発散しつつ走査結像光学系に入射する。従って、走査結像光学系の第１面に入射するとき、副走査方向の光束径は「偏向反射面から各走査結像光学系の第１面までの距離：ｄ１」に比例する。
【００１８】
また、走査結像光学系のうちで最も光偏向器側の結像素子は、他の組の結像素子と光偏向器の軸方向に重ねて配置されるので、このように重ねられた結像素子に向かう複数の偏向光束の「光偏向器の軸方向」の間隔：Ｌが小さいと、重ねられた結像素子の一方に入射すべき光束が他方の結像素子に入射する虞がある。このため上記間隔：Ｌは、ある程度大きくとらねばならない。
【００１９】
上記間隔：Ｌを大きくすれば、上記距離：ｄ１を大きくして結像素子第１面に入射する光束の副走査方向の光束径を大きくでき、副走査方向のビームスポット径：Ｗを小径化することができる。しかし、間隔：Ｌが大きくなることは、光偏向器の可動部、即ち、ポリゴンミラーや揺動鏡の軸方向の寸法が大きくなることを意味する。このように光偏向器の可動部の「軸方向の寸法」が大きくなると可動部の慣性能率：Ｉが増大する。
【００２０】
可動部の回転あるいは揺動の角速度をωとすれば、光偏向器の可動部の回転あるいは揺動の運動エネルギは「Ｉω2/２」となるから、光偏向器の可動部を駆動するエネルギは慣性能率：Ｉの増加に比例して大きくなる。慣性能率の大きい可動部を高速回転あるいは高速揺動させると、駆動のためのエネルギ消費が増大するのみならず、運動状態が不安定となって光偏向器の軸ぶれ等の問題が生じる。
【００２１】
従って、副走査方向に所望のビームスポット径：Ｗをもった光スポットで高速の良好な光走査を実現するには、使用波長：λ、所望のビームスポット径：Ｗに対して、間隔：Ｌ、距離：ｄ１をバランスさせることが必要であり、このための条件が条件（１）である。
【００２２】
使用波長：λで、副走査方向の「所望のビームスポット径：Ｗ」を狙いとする場合、距離：ｄ１が増大すると、パラメータ：（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)は増大する。上限の５×１０−１を超えると、重ねられた結像素子の一方に入射すべき光束が他方の結像素子に入射したりする不都合が生じたり、結像素子以後の各光束を副走査方向に分離するための光路折り曲げミラーの配置が困難に成る等の問題が生じる。
【００２３】
また、間隔：Ｌが増大するとパラメータ：（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)は減少するが、下限の５×１０−2を超えると、駆動のためのエネルギ消費が増大し、光偏向器の軸ぶれが発生して光走査の性能劣化や、他の光学素子のレイアウトの大型化等を招く。
【００２４】
上記パラメータ：λ・ｄ１／(Ｌ・Ｗ)の、より好ましい範囲は、
1×10−１≦λ・ｄ１／(Ｌ・Ｗ)≦3×10−１
の範囲である。
【００２５】
請求項１記載の光走査装置において「光偏向器の軸方向に重ねて配置される結像素子相互」は接着によって一体化することもできる（請求項２）し、「樹脂によって一体的に成形」することもできる（請求項３）。このように「光偏向器の軸方向に重ねて配置される結像素子相互」を、接着によって一体化し、あるいは樹脂によって一体的に成形すると、重ねて配置される結像素子を保持する専用の保持機構を必要としないので、偏向反射面の副走査方向の高さを不必要に高くする必要がない。
【００２６】
上記請求項１〜３の任意の１に記載の光走査装置において、走査結像光学系の少なくとも２組が、光偏向器の軸を挟むようにして光偏向器の両側に配置されている構成とすることができる（請求項４）。このようにすると、光偏向器の片側に偏向される光束が２組以下ですむので光偏向器の軸方向の高さを有効に小さくできる。
【００２７】
請求項１〜４の任意の１に記載の光走査装置において、光偏向器に入射する光束が「光偏向器の軸方向に角度を持つ」ようにすることができる（請求項５）。このようにすると、光偏向器における上記間隔：Ｌを有効に小さくすることができる。
【００２８】
請求項１〜５の任意の１に記載の光走査装置においては「光偏向器に入射する光束の主走査方向の光束幅が、光偏向器の各偏向反射面の主走査方向の幅よりも広い」ようにすることができる（請求項６）。
【００２９】
請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置において、ＬＤアレイを光源として用いることができる（請求項７）。ＬＤアレイを光源として使用することにより、各被走査面をマルチビーム走査方式で光走査することが可能となり、画像形成をより高速化することが可能である。
【００３０】
この発明の画像形成装置は、上記請求項１〜７の任意の１に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする（請求項８）。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、タンデム型カラー画像形成装置において、省エネルギでの画像形成の高速化、書込み密度の高密度化を共に実現し、良好な光走査・良好な画像形成を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図３は、画像形成装置の実施の１形態であるタンデム型カラー画像形成装置の１例の光学配置を示している。符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは光源としての半導体レーザを示している。以下の図面において、符号中の数字の後ろに記載されたアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは「イエロー、マゼンタ、シアン、黒」に関連するものであることを示す。従って、例えば、半導体レーザ１Ｙはイエロー画像の形成に用いられるものであり、半導体レーザ１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはそれぞれ、マゼンタ、シアン、黒色画像の形成に用いられるものであることを示す。
【００３３】
符号３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋはカップリングレンズ、符号５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋはシリンドリカルレンズ、符号７は光偏向器、符号８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、走査結像光学系を構成する結像素子としてのレンズを示す。
【００３４】
符号１０ＹＭ、１０ＣＫは、光偏向器７を収納するハウジングの防音ガラスを示す。符号１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは光学系を収納するハウジングに設けられた防塵ガラスを示している。また、符号１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは被走査面を示す。これら被走査面１１Ｙ〜１１Ｋは実態的には光導電性の感光体である。
【００３５】
４個の半導体レーザ１Ｙ〜１Ｋは同一のものであり、４個のカップリングレンズ３Ｙ〜３Ｋも同一のものである。４個のシリンドリカルレンズ５Ｙ〜５Ｋも同一のものであり、４個のレンズ８Ｙ〜８Ｋも同一のレンズ、４個のレンズ１０Ｙ〜１０Ｋも同一のレンズである。
【００３６】
半導体レーザ１Ｙ、カップリングレンズ３Ｙ、シリンドリカルレンズ５Ｙ、光偏向器７、レンズ８Ｙ、１０Ｙは、被走査面１１Ｙにイエロー画像形成用の静電潜像を書込むための「イエロー画像用走査光学系」を構成し、半導体レーザ１Ｍ、カップリングレンズ３Ｍ、シリンドリカルレンズ５Ｍ、光偏向器７、レンズ８Ｍ、１０Ｍは、被走査面１１Ｍにマゼンタ画像形成用の静電潜像を書込むための「マゼンタ画像用走査光学系」を構成する。
【００３７】
半導体レーザ１Ｃ、カップリングレンズ３Ｃ、シリンドリカルレンズ５Ｃ、光偏向器７、レンズ８Ｃ、１０Ｃは、被走査面１１Ｃにシアン画像形成用の静電潜像を書込むための「シアン画像用走査光学系」を構成し、半導体レーザ１Ｋ、カップリングレンズ３Ｋ、シリンドリカルレンズ５Ｋ、光偏向器７、レンズ８Ｋ、１０Ｋは、被走査面１１Ｋに黒画像形成用の静電潜像を書込むための「黒画像用走査光学系」を構成する。
【００３８】
これらイエロー画像用走査光学系、マゼンタ画像用走査光学系、シアン画像用走査光学系および黒画像用走査光学系は、光学的には同じものである。
【００３９】
図３において、半導体レーザ１Ｍ、カップリングレンズ３Ｍ、シリンドリカルレンズ５Ｍの部分は、図面に直交する方向（副走査方向）において、半導体レーザ１Ｙ、カップリングレンズ３Ｙ、シリンドリカルレンズ５Ｙに重なるように配置され、半導体レーザ１Ｃ、カップリングレンズ３Ｃ、シリンドリカルレンズ５Ｃの部分は、図面に直交する方向（副走査方向）において、半導体レーザ１Ｋ、カップリングレンズ３Ｋ、シリンドリカルレンズ５Ｋに重なるように配置されている。
【００４０】
また、光偏向器７から被走査面１１Ｙ、１１Ｍ、１２Ｃ、１１Ｋに至る部分は「光路を直線的に展開した状態」で示している。光偏向器７は回転多面鏡であり、その可動部であるポリゴンミラーは図面に直交する軸の周りに等速回転される。
【００４１】
光走査のあらましを「イエロー画像用走査光学系」を例にとって説明すると、イエロー画像に応じた画像信号により半導体レーザ１Ｙが駆動され、画像信号により強度変調されたレーザ光束が放射される。このレーザ光束はカップリングレンズ３Ｙにより以後の光学系に適した光束形態に変換される。カップリングレンズ３Ｙにより変換された光束形態は平行光束とすることも、弱い発散性もしくは弱い収束性の光束とすることもできるが、ここでは説明の具体性のため「平行光束」化されるものとする。
【００４２】
カップリングされた光束はシリンドリカルレンズ５Ｙにより副走査方向に集光され、光偏向器７の偏向反射面の近傍に「主走査方向に長い線像」として結像し、ポリゴンミラーの等速回転に伴い、等角速度的に偏向する偏向光束となってレンズ８Ｙに入射し、走査結像光学系を構成するレンズ８Ｙ、１０Ｙの結像作用により、被走査面１１Ｙ上に光スポットとして集光し、被走査面１１Ｙを光走査する。他の色の画像用走査光学系による光走査も全く同様である。
【００４３】
図４は、光偏向器７以後の各光路の状態を示す図である。符号２０で示す部分が、図３に示した光走査装置部分を示す。
【００４４】
光偏向器７により偏向されたイエロー画像形成用の光束はレンズ８Ｙを透過し、光路折り曲げ用のミラーｍＹにより反射され、レンズ１０Ｙを透過して被走査面の実体をなす光導電性の感光体１１Ｙ上に光スポットを形成する。光偏向器７により偏向されたマゼンタ画像形成用の光束はレンズ８Ｍを透過し、光路折り曲げ用のミラーｍＭ１〜ｍＭ３に順次反射され、レンズ１０Ｍを透過して被走査面の実体をなす光導電性の感光体１１Ｍ上に光スポットを形成する。
【００４５】
光偏向器７により偏向された黒画像形成用の光束はレンズ８Ｋを透過し、光路折り曲げ用のミラーｍＫにより反射され、レンズ１０Ｋを透過して被走査面の実体をなす光導電性の感光体１１Ｋ上に光スポットを形成する。光偏向器７により偏向されたシアン画像形成用の光束はレンズ８Ｃを透過し、光路折り曲げ用のミラーｍＣ１〜ｍＣ３に順次反射され、レンズ１０Ｃを透過して被走査面の実体をなす光導電性の感光体１１Ｃ上に光スポットを形成する。
【００４６】
感光体１１Ｙの周囲には、帯電ローラＴＹ、現像装置ＧＹ、転写チャージャ１５Ｙ、クリーニング手段ＢＹが配置され、感光体１１Ｍの周囲には、帯電ローラＴＭ、現像装置ＧＭ、転写チャージャ１５Ｍ、クリーニング手段ＢＭが配置されている。同様に、感光体１１Ｃの周囲には、帯電ローラＴＣ、現像装置ＧＣ、転写チャージャ１５Ｃ、クリーニング手段ＢＣが配置され、感光体１１Ｋの周囲には、帯電ローラＴＫ、現像装置ＧＫ、転写チャージャ１５Ｋ、クリーニング手段ＢＫが配置されている。
【００４７】
感光体１１Ｙ〜１１Ｋは等速回転されつつ、それぞれ帯電ローラＴＹ〜ＴＫにより周面を均一に帯電され、光走査装置２０により光走査されて対応する画像の静電潜像を書込まれる。形成される静電潜像は所謂「ネガ潜像」である。形成された各静電潜像は現像装置ＧＹ〜ＧＫにより反転現像される。かくして、感光体１１Ｙ上にイエロートナー画像、感光体１１Ｍ上にマゼンタトナー画像、感光体１１Ｃ上にシアントナー画像、感光体１１Ｋ上に黒トナー画像が形成される。
【００４８】
カラー画像を担持するべき「シート状の記録媒体」である転写紙（図示されず）は、図の右方から搬送されて搬送ベルト１７上に乗せ掛けられ、図示されないチャージャの作用により搬送ベルト１７上に静電吸着され、搬送ベルト１７により図の左方へ搬送されつつ、転写チャージャ１５Ｙにより感光体１１Ｙ上からイエロートナー画像を、転写チャージャ１５Ｍにより感光体１１Ｍ上からマゼンタトナー画像を、転写チャージャ１５Ｃにより感光体１１Ｃ上からシアントナー画像を、転写チャージャ１５Ｋにより感光体１１Ｋ上から黒トナー画像を順次に転写される。
【００４９】
これら各色トナー画像は転写紙上で重畳されてカラー画像を構成し、定着装置１９により転写紙上に定着される。このようにしてカラー画像を形成された転写紙は装置外部へ排出される。以上が、カラー画像形成のあらましである。
【００５０】
即ち、図３、図４に即して説明した光走査装置は「偏向反射面を有し、この偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像され複数の被走査面を同時に走査する複数光束を同時に偏向させる光偏向器７と、この光偏向器７により同時に偏向される複数の偏向光束を複数の被走査面１１Ｙ〜１１Ｋ上にそれぞれ光スポットとして集光させるために、各被走査面に対応して設けられる複数組の走査結像光学系８Ｙ、１０Ｙ〜８Ｋ、１０Ｋとを有する光走査装置」である。
【００５１】
複数組の走査結像光学系の各組は１以上の結像素子８Ｙ、１０Ｙ〜８Ｋ、１０Ｋを有するが、図４に示すように、光偏向器７の側に設けられる結像素子８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋは、レンズ８Ｙとレンズ８Ｍ、レンズ８Ｃとレンズ８Ｋのように、異なる組に属するものと光偏向器７の軸方向へ密接して重ねて配置されている。
【００５２】
図１は、光偏向器７により偏向されて被走査面１１Ｙ、１１Ｍを光走査する偏向光束がレンズ８Ｙ、８Ｍに入射する状況を「上下方向を副走査方向（光偏向器７の軸方向）」として描いている。
【００５３】
各光束は、光偏向器７の偏向反射面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像しているので、偏向光束は副走査方向に発散しつつレンズ８Ｙ、８Ｍに入射する。図の如く、レンズ８Ｙに入射する光束と、レンズ８Ｍに入射する光束との「偏向反射面位置における光偏向器軸方向の間隔」をＬ、偏向反射面からレンズ８Ｙ、８Ｍの第１面に至る距離をｄ１とし、光源である半導体レーザの発光波長をλ、被走査面上に形成するべき光スポットの副走査方向のビームスポット径をＷとすると、これらは、条件（１）、即ち、
（１）    5×10−２≦（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)≦5×10−１ 
を満足し、より好ましくは条件（２）  
（２）    1×10−１≦λ・ｄ１／(Ｌ・Ｗ)≦3×10−１
を満足する。
【００５４】
図２は、図１の走査結像光学系のレンズ８Ｍを光偏向器側から見た図である。レンズ８Ｍは、副走査方向の外形寸法：Ａ、副走査方向の有効径：Ｂを有する。符号ｔで幅を示す部分は「レンズを樹脂で作製した場合等のリブや光学特性を保証できない領域」、符号２０は「レンズ８Ｍとレンズ８Ｙを接着する場合の位置決め基準」であり、幅：ｔ’は「接着層の厚さ」に相当する。なお、他のレンズも位置決め基準２０の有無を除き、レンズ８Ｍと同様である。
【００５５】
レンズ８Ｍを図２に示す如くに構成し、上述の如く、レンズ８Ｙと「光偏向器の軸方向に重ねて接着によって一体化」することができる（請求項２）。図３、図４に示すレンズ８Ｃ、８Ｋについても同様である。「光偏向器の軸方向に重ねて配置される結像素子（レンズ８Ｍとレンズ８Ｙ、レンズ８Ｃとレンズ８Ｋ）」とは、上記の如く接着により一体化することもできるが、これらを「樹脂によって一体的に成形」してもよい（請求項３）。
【００５６】
また、図１〜図４に即して上に説明した光走査装置は、走査結像光学系の組が、光偏向器７の軸を挟むようにして光偏向器の両側に略対称的に配置されている（請求項４）。
【実施例１】
【００５７】
以下、上に説明した光走査装置に関する具体的な数値実施例をあげる。
【００５８】
半導体レーザ１Ｙ〜１Ｋは、発光波長：６５５ｎｍのものである。
【００５９】
カップリングレンズ３Ｙ〜３Ｋは、焦点距離：２７ｍｍのガラスレンズであり、非球面を採用し、カップリングされた光束の葉面収差が良好に補正されるように光学特性を設定されている。これらカップリングレンズのカップリング作用はコリメート作用であり、カップリングされた各光束は「平行光束」となる。
【００６０】
シリンドリカルレンズ５Ｙ〜５Ｍは副走査方向の焦点距離：７０．２ｍｍのものであり、各光源からの光束を副走査方向に集束させて、光偏向器の偏向反射面位置に「主走査方向に長い線像」として結像させる。
【００６１】
光偏向器は回転多面鏡であり回転部を構成するポリゴンミラーは、偏向反射面数：５、内接円半径：１８ｍｍのものであり、回転数は３００００ＲＰＭ程度である。また、光源側からの光束の主光線と走査結像光学系の光軸とがなす角は５８度である。
【００６２】
ポリゴンミラーは、図１に示すように、偏向反射面部を有する部分が軸方向に２段に形成され、偏向反射面の間の部分は上記内接円に等しい半径を持つ円柱状に形成され、材質はアルミニウムである。
【００６３】
図２に、レンズ８Ｍにより例示したレンズ８Ｍ〜８Ｋに関する副走査方向の外形寸法：Ａ、副走査方向の有効径：Ｂ、光学特性を保証できない領域：ｔ、幅：ｔ’の具体的な値は、以下のとおりである。
【００６４】
Ａ：６．４ｍｍ      Ｂ：３．４ｍｍ      ｔ：１．５ｍｍ      ｔ’：０．３ｍｍ
この寸法を用いると、光束間隔：Ｌは、Ｂ/２＋ｔ＋ｔ’＋ｔ＋Ｂ/２＝３．４＋１．５＋０．３＋１．５＝６．７ｍｍとなる。
【００６５】
走査結像光学系の各組を構成する２枚の結像素子８Ｙと１０Ｙ、８Ｍと１０Ｍ、８Ｃと１０Ｃ、８Ｋと１０Ｋは、何れも屈折率：１．５２７２４の樹脂を材料として樹脂成形で構成されている。これらレンズの配置は以下のとおりである。
【００６６】
偏向反射面からレンズ８Ｙ〜８Ｋの第１面（偏向反射面側のレンズ面）までの距離：
ｄ１＝６４．１ｍｍ、
レンズ８Ｙ〜８Ｋの中心肉厚：ｄ２＝２２．５ｍｍ
レンズ８Ｙ〜８Ｋの第２面からレンズ１０Ｙ〜１０Ｋの第１面までの距離：
ｄ３＝７６ｍｍ
レンズ１０Ｙ〜１０Ｋの中心肉厚：ｄ４＝４．９ｍｍ、
レンズ１０Ｙ〜１０Ｋから被走査面１１Ｙ〜１１Ｋまでの距離：ｄ５＝１５８．６ｍｍ  また、図３に示すように、屈折率：１．５１４、厚さ１．９ｍｍの防音ガラス１０ＹＭ、１０ＣＫと防塵ガラス１１Ｙ〜１１Ｋが配置され、防音ガラス１０ＹＭ、１０ＣＫは、主走査方向に平行な方向に対し１０度傾いている。
【００６７】
このような光学配置において、各被走査面上における副走査方向のビームスポット径の狙いを４０μｍとする場合について、条件（１）のパラメータ：（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)を計算してみると、λ：６５５ｎｍ（＝０．０００６５５ｍｍ）、Ｗ＝４０μｍ（＝０．０４ｍｍ）、ｄ１＝６４．１ｍｍ、Ｌ＝６．７ｍｍであるから、
（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)＝０．０００６５５×６．７／（６．７×０．０４）
＝１．６×１０−１
ここで、レンズ有効径：Ｂを共通化して、ビームスポット径：Ｗの狙いとして３０μｍ、５５μｍとしてみると、
ビームスポット径の狙いＷ：３０μｍ時、（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)＝２．１×１０−１
ビームスポット径の狙いＷ：５５μｍ時、（λ・ｄ１）／(Ｌ・Ｗ)＝１．１×１０−１
となる。勿論、５５μｍより太いビームスポット径にも対応できるが、５５μｍより太いビームスポット径の場合には、有効径：Ｂを小さくし、光束間隔：Ｌを小さくした方が有効である。
【００６８】
即ち、上記光学配置においては、副走査方向のビームスポット径として３０〜５５μｍの範囲を狙っても十分に条件（１）の範囲内であり、光束間隔：Ｌが６．７ｍｍで、ポリゴンミラーの軸方向の高さを不必要に高くしなくて良いので、光偏向器の長寿命化や駆動の省電力化を達成し、高速化にも対応でき、軸倒れ発生等の性能劣化を抑え、また、上下段の光束分離などのレイアウト性を向上させることが出来る。
【００６９】
実施例１におけるレンズ８Ｙ〜８Ｋ、１０Ｙ〜１０Ｋのレンズ面形状のデータを以下に挙げる。レンズ８Ｙ〜８Ｋの第１面、レンズ１０Ｙ〜１０Ｋの両面は、以下の式（１Ａ）、（２Ａ）で表現される。
【００７０】
「主走査方向の非円弧式」
主走査断面（光軸を含み主走査不幸に平行な仮想的平断面）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断面内の近軸曲率半径：Ｒｍ、光軸からの主走査方向の距離：Ｙ、円錐常数：Ｋ、高次の係数：Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4，Ａ5，Ａ6， ・・、光軸方向のデプス：Ｘにより次の多項式で表す。
【００７１】
Ｘ=(Ｙ2/Ｒｍ)/[1+√｛1-(1+Ｋ)(Ｙ/Ｒｍ)2｝]+
+Ａ1・Ｙ+ Ａ2・Ｙ2+Ａ3・Ｙ3+ Ａ4・Ｙ4+ Ａ5・Ｙ5+ Ａ6・Ｙ6+・・   (１Ａ)
奇数次のＡ1，Ａ3，Ａ5・・の１以上が０でないとき、主走査方向の非円弧形状は非対称形状となる。
【００７２】
「副走査断面内の曲率変化の式」
主走査方向に直交する仮想的な平断面である「副走査断面」内の曲率半径が主走査方向の距離：Ｙに応じて変化する様子は、以下の多項式（２Ａ）で表す。
【００７３】
Ｃｓ(Y)=1/Ｒｓ(0)+Ｂ1・Ｙ+Ｂ2・Ｙ2+ Ｂ3・Ｙ3+ Ｂ4・Ｙ4+ Ｂ5・Ｙ5+・・(２Ａ)
Ｃｓ(Y)：光軸から主走査方向の距離：Ｙの位置での副走査断面内の曲率
Ｒｓ(0)：光軸を含む副走査断面内の曲率半径
Ｂ１，Ｂ２，・・：係数
Ｙの奇数乗係数のＢ１，Ｂ３，・・の１以上が０でないとき、副走査断面内の曲率は主走査方向：Ｙに非対称に変化する。
また、レンズ８Ｙ〜８Ｋの第２面は共軸非球面であり、以下の式で表現される。
【００７４】
「共軸非球面」
光軸における近軸曲率半径：Ｒ、光軸からの主走査方向の距離：Ｙ、円錐常数：Ｋ、高次の係数：Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4，Ａ5，Ａ6 ・・、光軸方向のデプス：Ｘを用いて、以下の多項式（３Ａ）で表す。
【００７５】
Ｘ=(Ｙ2/Ｒ)/[1+√｛1-(1+Ｋ)(Ｙ/Ｒｍ)2｝]+
+Ａ1・Ｙ+ Ａ2・Ｙ2+Ａ3・Ｙ3+ Ａ4・Ｙ4+ Ａ5・Ｙ5+ Ａ6・Ｙ6+・・  (３Ａ)    。
【００７６】
「レンズ８Ｙ〜８Ｋの第１面の形状」
Rm＝-303.54、Rs= -61.0
K=-2.900000e+01
A4= 2.28e-07
A6=-6.57e-11
A8= 1.18e-14
A10=-2.10e-19
A12= 8.00e-24
B1=-1.00e-06
B2= 5.22e-06
B3= 1.70e-08
B4=-5.06e-11
B5=-6.80e-12
B6=-9.46e-14
B7=-7.34e-16
B8=-2.10e-17
B9=-5.03e-19
B10= 7.51e-21
上の表記に於いて、例えば「7.51e-21」は「7.51×10-21」を表す。以下に於いても同様である。
【００７７】
「レンズ８Ｙ〜８Ｋの第２面の形状」
R＝-85.6
K=-0.549157 
A4= 2.83e-07 
A6= 6.04e-12 
A8=-1.18e-14 
A10= 2.26e-18 
A12= 6.61e-23                                        。
【００７８】
「レンズ１０Ｙ〜１０Ｋの第１面の形状」
Rm＝6950     、Rs= 94.4 
K= 0.000000e+00 
A4= 1.13e-08 
A6= 9.27e-14 
A8=-2.16e-19 
A10=-9.18e-22 
B1=-4.41e-07 
B2=-6.96e-08 
B3=-7.45e-11 
B4= 1.37e-11 
B5=-6.44e-16 
B6=-3.81e-15 
B7= 3.04e-18 
B8= 4.21e-19 
B9=-2.33e-22 
B10=-1.55e-23                                            。
【００７９】
「レンズ１０Ｙ〜１０Ｋの第２面の形状」
Rm＝781.2  、Rs=-76.09
K= 0.000000e+00
A4=-1.14e-07
A6= 9.25e-12
A8=-3.65e-16
A10= 9.51e-22
A12= 2.38e-25
B2= 4.91e-07
B4=-1.64e-11
B6= 7.96e-16
B8= 1.30e-19
B10= 1.47e-23                                                  。
【００８０】
実施例１は、副走査方向のビームスポット径：Ｗとして４０μｍを狙ったものである。
【００８１】
この実施例１における「副走査方向のビームスポット径」と「デフォーカス量」の関係（深度特性）を光スポットの像高：０、±４０、±８０、±１２０、±１５０ｍｍについて示したものが図５である。副走査方向のビームスポット径（縦軸：μｍ）は、上記各像高においてデフォーカス量（横軸：ｍｍ）に対して十分な安定性を示している。
【００８２】
なお、光偏向器に入射する光束の主走査方向の光束幅を、光偏向器の各偏向反射面の主走査方向の幅よりも広くしたり（請求項６）、光源としてＬＤアレイを用いてマルチビーム走査方式としたり（請求項７）することも勿論できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】条件（１）を説明するための図である。
【図２】走査結像光学系の結像素子のうちで光偏向器の側に設けられるレンズの１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】図１の光走査装置を用いた画像形成装置の１例を説明するための図である。
【図５】実施例１の副走査方向のビームスポット径の深度特性を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
７      光偏向器
８Ｍ、８Ｙ      走査結像光学系の光偏向器側の結像素子（レンズ）
【図１】
2005195789.tif 000003
【図２】
2005195789.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005195789.tif 000006
【図５】
2005195789.tif 000007