(57)【要約】    【課題】  光源手段の発振波長のバラツキによる描画性能の劣化の無い高精細印字に適した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】  光源手段１から出射した光束を集光する光学部材２と、該光学部材から出射した光束を偏向する偏向手段５と、該偏向手段で偏向された光束を被走査面７に導光する走査結像手段６と、を有する光走査装置において、該走査結像手段は少なくとも１つの回折部と屈折部を有しており、条件式(13)なる条件を満足すること。【選択図】    図１
2005250345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から出射した光束を集光する光学部材と、該光学部材から出射した光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された光束を被走査面に導光する走査結像手段と、を有する光走査装置において、
該走査結像手段は少なくとも１つの回折部と屈折部を有しており、
【数１】
2005250345.tif 000048
【数２】
2005250345.tif 000049
なる条件を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの回折部は、該回折部の主走査方向における屈折力が正であ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】
前記偏向手段と前記被走査面との間の距離を調整可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記走査結像手段を介した光束を前記被走査面上の相当位置にて観測し、該光束の主走査方向の集光スポットの集光状態が、
【数３】
2005250345.tif 000050
なる条件を満足するように、前記光学部材の光軸方向の位置を調整可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項５】
複数の発光部を有する光源手段から出射した複数の光束を集光する光学部材と、該光学部材から出射した複数の光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された複数の光束を被走査面に導光する走査結像手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
該走査結像手段は少なくとも１つの回折部と屈折部を有しており、
【数４】
2005250345.tif 000051
【数５】
2005250345.tif 000052
なる条件を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの回折部は、該回折部の主走査方向における屈折力が正であることを特徴とする請求項５記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光源手段は、マルチビーム半導体レーザーであることを特徴とする請求項５又は６記載の光走査装置。
【請求項８】
各々が独立に設けられた複数の発光部を有する光源手段と、該光源手段の複数の発光部に対応して各々設けられた光学部材と、該複数の光学部材から出射した複数の光束を合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段から出射した光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された複数の光束を被走査面に導光する走査結像手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
該走査結像手段は少なくとも１つの回折部と屈折部を有しており、
【数６】
2005250345.tif 000053
【数７】
2005250345.tif 000054
なる条件を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの回折部は、該回折部の主走査方向における屈折力が正であることを特徴とする請求項８記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
各々が請求項１乃至９の何れか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カラー画像形成装置。
【請求項１３】
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１２記載のカラー画像形成装置。
【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、特に光源としての半導体レーザーの発振波長のばらつきによって発生する像面湾曲収差を補正する作用を有する、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やデジタル複写機や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に用いられる光走査装置においては、画像信号に応じて光源手段から光変調され放射した光束(レーザービーム)を、例えばポリゴンミラー等から成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有するｆθレンズ系（結像光学系）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集光させ、その面上を光走査することによって画像記録を行っている。
【０００３】
図１２はこの種の従来の光走査装置の要部概略図である。
【０００４】
同図において光源手段９１から出射した発散光束はコリメータレンズ９２によって略平行光束もしくは収束光束とされ、開口絞り９３によって該光束を整形して副走査方向のみに屈折力を有するシリンドリカルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９４に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で出射し、副走査断面内においては収束して回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器９５の偏向面９５ａ近傍にほぼ線像として結像している。
【０００５】
そして光偏向器９５の偏向面９５ａで反射偏向された光束をｆθ特性を有するｆθレンズ系（走査光学手段）９６を介して被走査面９７としての感光ドラム面上へ導光し、該光偏向器９５を矢印Ａ方向に回転させることによって該感光ドラム面９７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の記録を行っている。
【０００６】
このような光走査装置及び画像形成装置においては、近年、低価格化、小型化の要求と同時に高精細印字の要求も高まってきている。これらの要求を満たすものが種々と提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００７】
特許文献１、２では、光学素子として安価なプラスチックレンズを使用し、環境温度変化に起因するプラスチックレンズのパワー変化を、光源手段としての光源の環境温度変化に伴う波長変化による回折光学素子のパワー変化によって相殺させるという構成が開示されている。
【０００８】
特許文献１においては、環境温度による屈折率変化の大きいプラスチック材料を光学素子として使用した場合、温度変化によって生じるプラスチック材料から成る光学素子のパワー変化を、光源の温度変化による発振波長の変化を利用し、波長が変化することによって生じる回折光学素子のパワー変化によってキャンセルさせる構成をとっている為、安価な光走査装置を達成しながらも、且つ、耐環境特性に優れた高精細印字に適した光走査装置を構成することが可能となっている。
【０００９】
一方、特許文献２には、走査レンズを構成するレンズの少なくとも一面に、走査レンズの屈折レンズとしてのパワーにより生じる倍率色収差を補正する作用を有する回折レンズ構造を付加した回折型色収差補正走査光学系が開示されている。
【００１０】
特許文献２による走査光学系によれば、例えば光源(光源手段)として複数の半導体レーザーを使用した場合に、該半導体レーザーの発振波長にバラツキがあっても良好に倍率色収差が補正されている為に描画性能の劣化を最小限に抑えることが可能となっている。
【特許文献１】特開平１０−６８９０３号公報
【特許文献２】特開平１０−３３３０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１、２は、光学素子として安価なプラスチックレンズを使用し、環境温度変化に起因するプラスチックレンズのパワー変化を、光源の環境温度変化に伴う波長変化による回折光学素子のパワー変化によって補正する構成となっている為、耐環境特性に優れた高精細印字に適した光走査装置を構成することが可能となっている。
【００１２】
しかしながら一定環境下における光源の波長変化やバラツキが存在した場合、例えば半導体レーザーのモードホッピングによる波長変化や、マルチビーム半導体レーザーのそれぞれの発振波長にバラツキがあった場合や、または複数の半導体レーザーからの光束をビーム合成手段により合成した場合等には若干の光学性能の低下が発生してしまう。
【００１３】
特許文献２は、半導体レーザーのモードホッピングによる波長変化や、マルチビーム半導体レーザーのそれぞれの発振波長にバラツキがあった場合や、または複数の半導体レーザーからの光束をビーム合成手段により合成した場合等にも、倍率色収差が補正されている為、走査線によって書き出し、書き終わり位置が異なることが無く良好な印字結果が得られるが、発振波長のバラツキによって発生するピントずれに関しての考慮が成されていない。
【００１４】
一般に波長のバラツキによって発生する収差は、倍率色収差と軸上色収差に大別される。倍率色収差は全体倍率のずれとして現われるが、これに関しては近年の技術の進歩により電気的に画像クロックを微妙に調整することにより補正可能であり、倍率色収差の補正を行うことは必須ではなくなってきている。
【００１５】
一方、波長のバラツキによって発生する軸上色収差は、被走査面上におけるピントずれとして現われる。このピントずれに関しては、上述の如き電気的な手段によって補正することは不可能であり、光学的な手段によって補正することが不可欠となる。
【００１６】
ここで、例えば波長のバラツキによって発生するピントずれ量が有効走査領域内全域においてほぼ同じ量であったと仮定すれば、コリメータレンズの光軸方向の位置を調整することによってピントずれを補正することが可能となる。
【００１７】
しかしながら現実には波長のバラツキによるピントずれ量は必ずしも有効走査領域内全域において同じ量であるとは限らず、結果として像面湾曲が発生してしまうのが普通である。
【００１８】
上記像面湾曲が大きい場合には、前述したコリメータレンズの光軸方向の位置を調整することによって有効走査領域内全域においてピントずれを補正することが難しくなってしまう。
【００１９】
また波長のバラツキによるピントずれはあまり発生せずに、像面湾曲のみが発生した場合においても、上記像面湾曲が大きいとやはり有効走査領域内全域において良好な結像性能が得られなくなってしまう。
【００２０】
従来の技術においては、走査レンズを構成するレンズの少なくとも一面に、走査レンズの屈折レンズとしてのパワーにより生じる倍率色収差を補正する作用を有する回折レンズ構造を付加することにより倍率色収差を効果的に補正することは可能であったが、上述の如き波長のバラツキによって発生する像面湾曲に関しては考慮されておらず、光源である半導体レーザーの発振波長がばらついた場合に、特に主走査方向の集光スポットの集光状態が劣化してしまうという問題が存在していた。
【００２１】
一般にレーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等に使用される光走査装置における被走査面上の集光スポットの大きさは、副走査方向に比べて主走査方向を小さく設定している為、上記波長のバラツキによって発生するピントずれおよび像面湾曲は主走査方向に関して特に考慮して設計が成されるべきである。
【００２２】
本発明は光源手段の発振波長のバラツキによる描画性能の劣化の無い高精細印字に適した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】
【００２３】
請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段から出射した光束を集光する光学部材と、該光学部材から出射した光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された光束を被走査面に導光する走査結像手段と、を有する光走査装置において、
該走査結像手段は少なくとも１つの回折部と屈折部を有しており、
【００２４】
【数１】
2005250345.tif 000003
【００２５】
【数２】
2005250345.tif 000004
【００２６】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２７】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記少なくとも１つの回折部は、該回折部の主走査方向における屈折力が正であることを特徴としている。
【００２８】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記偏向手段と前記被走査面との間の距離を調整可能としたことを特徴としている。
【００２９】
請求項４の発明は請求項１又は２の発明において、
前記走査結像手段を介した光束を前記被走査面上の相当位置にて観測し、該光束の主走査方向の集光スポットの集光状態が、
【００３０】
【数３】
2005250345.tif 000005
【００３１】
なる条件を満足するように、前記光学部材の光軸方向の位置を調整可能としたことを特徴としている。
【００３２】
請求項５の発明の光走査装置は、
複数の発光部を有する光源手段から出射した複数の光束を集光する光学部材と、該光学部材から出射した複数の光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された複数の光束を被走査面に導光する走査結像手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
該走査結像手段は少なくとも１つの回折部と屈折部を有しており、
【００３３】
【数４】
2005250345.tif 000006
【００３４】
【数５】
2005250345.tif 000007
【００３５】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３６】
請求項６の発明は請求項５の発明において、
前記少なくとも１つの回折部は、該回折部の主走査方向における屈折力が正であることを特徴としている。
【００３７】
請求項７の発明は請求項５又は６の発明において、
前記光源手段は、マルチビーム半導体レーザーであることを特徴としている。
【００３８】
請求項８の発明の光走査装置は、
各々が独立に設けられた複数の発光部を有する光源手段と、該光源手段の複数の発光部に対応して各々設けられた光学部材と、該複数の光学部材から出射した複数の光束を合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段から出射した光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された複数の光束を被走査面に導光する走査結像手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
該走査結像手段は少なくとも１つの回折部と屈折部を有しており、
【００３９】
【数６】
2005250345.tif 000008
【００４０】
【数７】
2005250345.tif 000009
【００４１】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００４２】
請求項９の発明は請求項８の発明において、
前記少なくとも１つの回折部は、該回折部の主走査方向における屈折力が正であることを特徴としている。
【００４３】
請求項１０の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至９の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００４４】
請求項１１の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至９の何れか１項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【００４５】
請求項１２の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１乃至９の何れか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している。
【００４６】
請求項１３の発明は請求項１２の発明において、
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している。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば走査結像手段に少なくとも１つの回折部と屈折部を含ませて構成することにより、光源手段の発振波長のバラツキによって発生する主走査方向のピントずれ及び像面湾曲を被走査面上の主走査方向のスポット径に応じた許容範囲以下に効果的に抑えることができ、これにより光源手段の発振波長のバラツキによる描画性能の劣化の無い高精細印字に適した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】
【００４８】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００４９】
図１は本発明の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００５０】
ここで、主走査方向とは偏向手段の回転軸及び走査結像手段の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは偏向手段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結像手段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。
【００５１】
同図において1は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。
【００５２】
2は光学部材であり、例えばコリメータレンズ（集光レンズ）より成り、半導体レーザー1から放射された光束(レーザービーム)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。
【００５３】
3は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。
【００５４】
4はシリンドリカルレンズ（レンズ系）であり、副走査方向にのみ所定のパワー(屈折力)を有しており、開口絞り3を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器5の偏向面（反射面）5ａにほぼ線像として結像させている。
【００５５】
5は偏向手段としての光偏向器であり、例えば６面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００５６】
6は集光機能とｆθ特性とを有する走査結像手段であり、ｆθレンズ61（第1ｆθレンズ）と回折光学素子62を有している。本実施例における回折光学素子62は基板が平面、もしくは球面、もしくは非球面、もしくは非対称性曲面等より成り、該基板の被走査面7側の面上に回折格子62-2を設けて形成している。また回折光学素子62はその主走査方向における屈折力(パワー)が正と成るように形成されている。
【００５７】
走査結像手段6は光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面7上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器5の偏向面5ａと感光ドラム面7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。
【００５８】
7は被走査面としての感光ドラム面、Ｌは感光ドラム面における有効走査領域である。
【００５９】
本実施例において半導体レーザー1から出射した光束はコリメータレンズ2により略平行光束に変換され、開口絞り3によって該光束の断面形状が整形され、シリンドリカルレンズ4に入射している。シリンドリカルレンズ4に入射した略平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器5の偏向面5ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器5の偏向面5ａで反射偏向された光束は走査結像手段6を介して感光ドラム面7上にスポット状に結像され、該光偏向器5を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面7上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面7上に画像記録を行なっている。
【００６０】
本実施例においては上記の如く回折光学素子62の被走査面7側の面に回折格子62-2が形成されており、これにより倍率色収差をある程度補正しながら、半導体レーザー1の発振波長のバラツキによって発生する主走査方向のピントずれ及び像面湾曲を、被走査面上の主走査方向のスポット径に応じた許容範囲以下に収まるように補正することを可能としている。
【００６１】
尚、通常の光走査装置においては、副走査方向のスポット径よりも主走査方向のスポット径の方を小さく設定されるのが普通であり、主走査方向において特にピントずれ及び像面湾曲を抑える必要がある
以下、詳細を説明する。
【００６２】
【表１】
2005250345.tif 000010
【００６３】
【表２】
2005250345.tif 000011
【００６４】
【表３】
2005250345.tif 000012
【００６５】
【表４】
2005250345.tif 000013
【００６６】
【表５】
2005250345.tif 000014
【００６７】
【表６】
2005250345.tif 000015
【００６８】
【表７】
2005250345.tif 000016
【００６９】
【表８】
2005250345.tif 000017
【００７０】
【表９】
2005250345.tif 000018
【００７１】
【表１０】
2005250345.tif 000019
【００７２】
【表１１】
2005250345.tif 000020
【００７３】
しかしながら、その場合回折光学素子62の回折部と屈折部のパワーの比率が一義的に決定されてしまう為、半導体レーザー1の個々の発振波長のばらつきよるピント変動以外の、例えば半導体レーザー1の基準発振波長における主走査方向の像面湾曲、ｆθ特性等の収差補正の自由度が減少したり、或いは、一義的に決定される回折パワーを発生させる為の回折格子の格子ピッチが加工困難な程に狭くなったりしてしまうことが起こり得る。
【００７４】
よって、本実施例においては、有効走査領域内全域において上記（6）式を完全に満足させることはせず、走査領域端部においては半導体レーザー1の個々の発振波長のばらつきよるピント変動を弱冠許容し、半導体レーザー1の基準発振波長における像面湾曲収差の方をむしろ良好に補正する構成としている。
【００７５】
その場合、走査領域の端部においては、半導体レーザー1の発振波長のばらつきよるピント変動が弱冠残存することとなるのであるが、このピント変動の残存量をある許容値以下に設定することにより、半導体レーザー1の発振波長がばらついたとしても印字品質の劣化を効果的に防止できる構成としている。
【００７６】
上記半導体レーザー1の発振波長のばらつきによるピント変動の許容量であるが、被走査面7上における結像スポットのスポット径が20％増大する程度のピント変動であれば良好な印字品質が得られる。したがって、被走査面7上における主走査方向のピント変動の許容量Δは、スポット径の増大が20％以下となる範囲であると考えて良い。
【００７７】
ここで図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃを参照すると、図２Ａは走査中心位置における被走査面7上にスポット状に集光されたレーザービームの集光状態を示す図である。
【００７８】
【表１２】
2005250345.tif 000021
【００７９】
【表１３】
2005250345.tif 000022
【００８０】
【表１４】
2005250345.tif 000023
【００８１】
すなわち、半導体レーザー１の発振波長が20nm変化したときの主走査方向のピントずれ量が（9）式以下の量であれば良好な印字品質を維持することが可能となる。
【００８２】
次に図２Ｂは有効走査領域内の任意の走査位置における被走査面7上にスポット状に集光されたレーザービームの集光状態を示す図である。
【００８３】
【表１５】
2005250345.tif 000024
【００８４】
【表１６】
2005250345.tif 000025
【００８５】
【表１７】
2005250345.tif 000026
【００８６】
【表１８】
2005250345.tif 000027
【００８７】
すなわち、半導体レーザー１の発振波長が20nm変化したときのレーザービームの進行方向に沿った主走査方向のピントずれ量が（12）式以下の量であれば良好な印字品質を維持することが可能となる。
【００８８】
【表１９】
2005250345.tif 000028
【００８９】
そこで本実施例においては、条件式（13）を満足させるように回折光学素子62の被走査面7側の面上に回折光学素子62-2を形成することによって、半導体レーザー1の発振波長がばらついても主走査方向のピントずれ及び像面湾曲を、被走査面上の主走査方向のスポット径に応じた許容範囲以下に収まるように補正することを可能としている。
【００９０】
表１、表２、表３に本実施例の光走査装置の諸特性を示す。
【００９１】
【表２０】
2005250345.tif 000029
【００９２】
【表２１】
2005250345.tif 000030
【００９３】
【表２２】
2005250345.tif 000031
【００９４】
【表２３】
2005250345.tif 000032
【００９５】
【表２４】
2005250345.tif 000033
【００９６】
【表２５】
2005250345.tif 000034
【００９７】
【表２６】
2005250345.tif 000035
【００９８】
【表２７】
2005250345.tif 000036
【００９９】
【表２８】
2005250345.tif 000037
【０１００】
図４から解るように、本実施例の光走査装置は前記条件式（13）を満足しており、それによって、半導体レーザー1の発振波長がばらついても主走査方向のピントずれ量による主走査方向のスポット径の増大が20％以下に抑えられ、常に良好な印字品質を維持することが可能となっている。
【０１０１】
【表２９】
2005250345.tif 000038
【０１０２】
【表３０】
2005250345.tif 000039
【０１０３】
【表３１】
2005250345.tif 000040
【０１０４】
【表３２】
2005250345.tif 000041
【０１０５】
つまり、有効走査領域内全域において被走査面7上における主走査方向のビーム径の増大が20％以下となるピントずれに収まる範囲が存在しさえすれば、その範囲の中に被走査面7が存在するように、例えば、光偏向器5と被走査面7との間の距離を調整手段（不図示）等を用いて調整すれば良いからである。
【０１０６】
但し、上記調整を行う場合、全体倍率にずれが発生することになるが、これに関しては前述した如く電気的に画像クロックを微妙に調整することにより補正可能である。
【０１０７】
尚、本実施例では走査結像手段６を単一のｆθレンズ61と単一の回折光学素子62の２枚の光学素子より構成したが、これに限らず、例えば少なくとも一方の光学素子を複数枚で構成しても良い。
【実施例２】
【０１０８】
次に本発明の実施例２の光走査装置について説明する。
【０１０９】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、走査結像手段である走査結像手段6を介した光束を被走査面7上の相当位置にて観測し、該光束の主走査方向の集光スポットの集光状態が以下に示す条件式（14）を満足するように、コリメータレンズ2の光軸方向の位置を調整可能としたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であり、また諸特性は実施例１で示した表１、表２、表３と同様である。
【０１１０】
即ち、本実施例においては前記条件式(13)を満足させ、かつ走査結像手段6を介した光束を、例えば観測手段(不図示)等を用いて被走査面7上の相当位置にて観測し、該観測手段で得られた信号を利用して、該光束の主走査方向の集光スポットの集光状態が、前記条件式(13)に用いたパラメータを用い、
【０１１１】
【表３３】
2005250345.tif 000042
【０１１２】
なる条件を満足するように、コリメータレンズ2の光軸方向の位置を位置調整手段（不図示）等を用いて調整可能としている。
【０１１３】
前記実施例1の光走査装置においては、半導体レーザー1の発振波長が基準発振波長から20nm変化したときの主走査方向のピントずれ量の絶対量に関して、例えば、光偏向器5と被走査面7との間の距離を調整する手法をとることが可能な構成としていた。
【０１１４】
本実施例の光走査装置においては、光偏向器5と被走査面7との間の距離を調整するのではなく、走査結像手段6を介した光束を、例えば観測手段(不図示)等を用いて被走査面7上の相当位置にて観測し、該観測手段で得られた信号を利用して、該光束の主走査方向の集光スポットの集光状態が上記の条件式（14）を満足するように、コリメータレンズ2の光軸方向の位置を位置調整手段（不図示）を用いて調整可能な構成をとっている。
【０１１５】
このような構成をとることにより、前述の実施例1と同様に半導体レーザー1の発振波長が基準発振波長から20nm変化したときの主走査方向のピントずれ量の絶対量を調整することが可能であり、また、この場合においては、全体倍率にずれが発生することがなく主走査方向のピントずれ量のみを補正することが可能である為、より一層好ましい。
【０１１６】
この場合、半導体レーザー1の発振波長が20nm変化したときのレーザービームの進行方向に沿った主走査方向のピントずれ量が上記条件式（14）以下の量であれば良好な印字品質を維持することが可能となることは容易に理解できる。
【０１１７】
【表３４】
2005250345.tif 000043
【０１１８】
即ち、前記図３に示した「800nmビームウェスト位置」を、走査結像手段6を介した光束を前記被走査面7上の相当位置にて観測し、前記光束の主走査方向の集光状態が良好となるような位置にコリメータレンズ2の光軸方向の位置を調整することによって図５に示す「800nmビームウェスト位置」のように、被走査面7近傍に近づけることが可能となる訳である。
【０１１９】
具体的なコリメータレンズ2の光軸方向の位置調整量は、コリメータレンズ2をレーザー発光点から40μｍ遠ざけている。
【０１２０】
被走査面7上における主走査方向の集光スポットの集光状態が良好であるか否かの判断は、主走査方向のスポット径を測定することによって判断することが可能である。また、別な方法としてはスポットの光強度のピーク値を読み取り、ピーク値がなるべく高い値となるところにコリメータレンズ2を配置するという方法によっても可能である。
【０１２１】
【表３５】
2005250345.tif 000044
【０１２２】
本実施例においては、上述の如き調整を行うことにより、前記条件式(13)及び（14）を満足させ、それによって、半導体レーザー1の発振波長がばらついても主走査方向のピントずれ量による主走査方向のスポット径の増大が20％以下に抑えられ、常に良好な印字品質を維持することが可能となっている。
【０１２３】
なお、本実施例の光走査装置のビームウェスト位置における集光スポットの主走査断面における１／ｅ2半径は実施例1と同様63μmである。
【実施例３】
【０１２４】
次に本発明の実施例３のマルチビーム光走査装置について説明する。
【０１２５】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、光源手段を第1、第2の２つの発光部(光源)から成るモノリシックなマルチビーム半導体レーザーより構成し、前述した条件式(13)を満足させつつ、後述する条件式(15)を満足するように各要素を構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であり、また諸特性は実施例１で示した表１、表２、表３と同様である。
【０１２６】
即ち、本実施例では前記条件式(13)を満足させ、かつ条件式(15)を満足するように各要素を構成することにより、実施例1と同様な効果を得ている。
【０１２７】
本実施例のように、第1、第2の２つの発光部を有するモノリシックなマルチビーム半導体レーザーを光源手段として使用した場合には、第1の発光部と第2の発光部から出射した光束の発振波長が同じとはならず、少なからず相対的な波長差が存在してしまう。
【０１２８】
【表３６】
2005250345.tif 000045
【０１２９】
【表３７】
2005250345.tif 000046
【０１３０】
なる条件を満足するように各要素を設定すれば良好な印字品質を維持することが可能となることは容易に理解できる。
【０１３１】
本実施例においては、第1の発光部から出射した光束の発振波長が780nmであり、第2の発光部から出射した光束の発振波長が782nmである。
【０１３２】
【表３８】
2005250345.tif 000047
【０１３３】
本実施例においては、第1の発光部と第2の発光部から出射した各々の光束の発振波長が同じとはならず、少なからず相対的な波長差が存在してしまったとしても、前記条件式(13)及び（15）を満足させることによって、主走査方向のピントずれ量による主走査方向のスポット径の増大が20％以下に抑えられ、常に良好な印字品質を維持することが可能となっている。
【０１３４】
なお、本実施例の光走査装置のビームウェスト位置における集光スポットの主走査断面における１／ｅ2半径は実施例1と同様63μmである。
【０１３５】
尚、本実施例ではモノリシックなマルチビーム半導体レーザー11の発光部の数を２つに設定したが、これに限らず、例えば３つ以上であっても良い。
【０１３６】
また本実施例においては２つの発光部を有するモノリシックなマルチビーム半導体レーザーを光源手段としたが、これに限定されることは無く、例えば図９に示すように各々が独立に設けられた複数の発光部(光源)1a,1bを有する光源手段71と、該光源手段71の複数の発光部1a,1bに対応して各々設けられた光学部材2a,2bと、該複数の光学部材2a,2bから出射した複数の光束を合成するビーム合成手段8と、該ビーム合成手段8から出射した光束を偏向する偏向手段5と、該偏向手段5で偏向された複数の光束を被走査面7に導光する走査結像手段6と、を有するマルチビーム光走査装置においても適用可能である。むしろ、上記のような構成の方が個々の発振波長の相対的なバラツキは大きい為、より一層効果的であることは容易に理解できるであろう。尚、各々の発光部1a,1bは単一もしくは複数の発光点から構成されている。
【０１３７】
本発明で用いられる回折光学素子62に形成された回折面は、１つに限定されない。２つ以上の回折面を有していても良い。本発明で用いられる回折光学素子62は一方の面が屈折面で、他方の面が回折面であるが、入射面及び出射面の両方の面が回折面でも良い。
【０１３８】
本発明の回折光学素子は、例えば射出成形で作製される。
【０１３９】
［画像形成装置］
図１０は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータDｃが入力する。このコードデータDｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Dｉに変換される。この画像データDｉは、実施例１〜３のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１４０】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１４１】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１４２】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１０において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１４３】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１０において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１４４】
図１０においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１４５】
［カラー画像形成装置］
図１１は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、光走査装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面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。図１１において、６０はカラー画像形成装置、１１，１２，１３，１４は各々実施例１〜３に示したいずれかの構成を有する光走査装置、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【０１４６】
図１１において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２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５３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、それぞれ光走査装置１１，１２，１３，１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１４７】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（１１，１２，１３，１４）を４個並べ、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２１，２２，２３，２４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。
【０１４８】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置１１，１２，１３，１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４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。
【０１４９】
前記外部機器５２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６０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】
【０１５０】
【図１】本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図
【図２Ａ】本発明の実施例１の走査中心位置における被走査面上にスポット状に集光されたレーザービームの集光状態を示す図
【図２Ｂ】本発明の実施例１の有効走査領域内の任意の走査位置における被走査面上にスポット状に集光されたレーザービームの集光状態を示す図
【図２Ｃ】本発明の実施例１の有効走査領域内全域における被走査面上にスポット状に集光されたレーザービームの集光状態を示す図
【図３】本発明の実施例１において、半導体レーザーの基準発振波長780nmにおける主走査方向のビームウェスト位置と発振波長が20nm変化して800nmになったときの主走査方向のビームウェスト位置を示す図
【図４】本発明の実施例１において、半導体レーザーの発振波長が基準発振波長から20nm変化したときの走査中心位置における主走査のピントずれ量と、半導体レーザーの発振波長が基準発振波長から20nm変化したときの任意の走査位置における主走査のピントずれ量の差の絶対値と、各走査位置における値を示す図
【図５】本発明の実施例２において、半導体レーザーの基準発振波長780nmにおける主走査のビームウェスト位置と発振波長が20nm変化し800nmになったときに、コリメータレンズの光軸方向の位置を調整したときの主走査のビームウェスト位置を示す図
【図６】本発明の実施例２において、半導体レーザーの発振波長が20nm変化し800nmになったときに、コリメータレンズの光軸方向の位置を調整したときの主走査のビームウェスト位置と、各走査位置における値を示す図
【図７】本発明の実施例３において、複数の発光部から出射した光束が走査結像手段を介した後の主走査のビームウェスト位置を示す図
【図８】本発明の実施例３の、相対的な波長差によって発生する任意の走査位置における主走査のピントずれ量と、各走査位置における値を示す図
【図９】本発明の実施例３のマルチビーム光走査装置の主走査断面図
【図１０】本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図１１】本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１２】従来の光走査装置の要部概略図
【符号の説明】
【０１５１】
1  光源手段（半導体レーザー）
2  光学部材（コリメータレンズ）
3  開口絞り
4  シリンドリカルレンズ
5  偏向手段（ポリゴンミラー）
6  走査結像手段
61  ｆθレンズ
62  回折光学素子
62-2  回折格子
7  被走査面（感光ドラム）
1a,1b  発光部
2a,2b  光学部材（コリメータレンズ）
8  ビーム合成手段
71  光源手段
11、12、13、14  光走査装置
21、22、23、24  像担持体（感光ドラム）
31、32、33、34  現像器
41,42,43,44  光ビーム
51  搬送ベルト
52  外部機器
53  プリンタコントローラ
60  カラー画像形成装置
100  光走査装置
101  感光ドラム
102  帯電ローラ
103  光ビーム
104  画像形成装置
107  現像装置
108  転写ローラ
109  用紙カセット
110  給紙ローラ
111  プリンタコントローラ
112  転写材（用紙）
113  定着ローラ
114  加圧ローラ
115  モータ
116  排紙ローラ
117  外部機器
【図１】
2005250345.tif 000055
【図２Ａ】
2005250345.tif 000056
【図２Ｂ】
2005250345.tif 000057
【図２Ｃ】
2005250345.tif 000058
【図３】
2005250345.tif 000059
【図４】
2005250345.tif 000060
【図５】
2005250345.tif 000061
【図６】
2005250345.tif 000062
【図７】
2005250345.tif 000063
【図８】
2005250345.tif 000064
【図９】
2005250345.tif 000065
【図１０】
2005250345.tif 000066
【図１１】
2005250345.tif 000067
【図１２】
2005250345.tif 000068