(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から出射された光束を偏向走査する回転多面鏡の偏向面に入射させる入射光学系と、前記回転多面鏡の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面に結像させる結像光学素子を備えた結像光学系とを有する第１、第２の走査ユニットが前記回転多面鏡を挟んで対向配置されている光走査装置であって、
前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、副走査断面内において前記回転多面鏡の偏向面の法線に対して有限の角度で入射しており、
前記第１の走査ユニットは、前記第２の走査ユニットの結像光学素子の光学面で反射し、前記第１の走査ユニット側の被走査面に向う不要光を遮光する第１の不要光遮光部材を有しており、
前記第２の走査ユニットは、前記第１の走査ユニットの結像光学素子の光学面で反射し、前記第２の走査ユニット側の被走査面に向う不要光を遮光する第２の不要光遮光部材を有しており、
前記回転多面鏡の外接円半径をｒｐ、前記回転多面鏡の回転中心軸から前記第１の不要光遮光部材までの結像光学系の光軸方向の距離をＬ、前記回転多面鏡を駆動する駆動回路基板の結像光学系の光軸方向の長さをＡとするとき、
ｒｐ＜Ｌ＜Ａ／２
なる条件を満足し、
前記第１の不要光遮光部材および前記第２の不要光遮光部材は、前記駆動回路基板の外側に配置され、前記第１の不要光遮光部材の前記副走査断面内における開口幅が、前記第２の不要光遮光部材の前記副走査断面内における開口幅よりも狭いことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１の不要光遮光部材および前記第２の不要光遮光部材は、前記駆動回路基板が一体化された光学箱と一体的に成型されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第１の不要光遮光部材および前記第２の不要光遮光部材は、前記回転中心軸と平行な板形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第１の走査ユニット、前記第２の走査ユニットの各々は、前記副走査断面内において、複数の光源手段から出射される光束を前記回転多面鏡の同一の偏向面に入射させており、
前記複数の光源手段から出射され、前記同一の偏向面で偏向された複数の光束は、前記第１、第２の走査ユニットが有する結像光学系内の同一の結像光学素子を通過することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一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の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６】
請求項１から４の何れか一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。
【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、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）のカラー画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりデジタル複写機やレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の画像形成装置においては画像形成用に光走査装置が用いられている。
【０００３】
この種の光走査装置においては、装置全体の小型化を図る為の手段として、複数の光束を同一の光偏向器により走査し、前記光偏向器を挟んで両側に配置した結像光学系によりそれぞれ異なる被走査面上へ光束を導く対向走査ユニットを用いている。
【０００４】
このような対向走査ユニットを用いた光走査装置は従来から種々提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００５】
特許文献１、２においては、共用する光偏向器（回転多面鏡）に対して対称方向にそれぞれ光束が偏向走査される光走査装置を開示している。
【０００６】
図２０は特許文献１の図１に開示されている光走査装置の要部概略図である。図２０に示す光偏向器を共用するタイプの光走査装置においては、一方の光走査装置（第１のスキャナーＳＫ１１）で画像を描く際、以下に示す問題点が生じていた。つまり第１の結像レンズ系ＳＬ１１の第１の結像レンズ９１のレンズ表面９１ａで反射された不要光（ゴースト光）Ｒｆが他方の光走査装置（第２のスキャナーＳＫ１２）の結像レンズ系ＳＬ１２を透過し、感光ドラム面９９上へ入射するという問題点である。
【０００７】
上記と同様に、第２の結像レンズ系ＳＬ１２の第１の結像レンズ９２のレンズ面からの反射光が第１の結像レンズ系ＳＬ１１に入射する不要光も存在する。
【０００８】
ここで、レンズ表面に反射防止膜を蒸着することで不要光を低減することができる。しかしながら、近年、光走査装置の軽量化、及び低コスト化のために多用されているプラスチックレンズは反射防止膜を蒸着することが難しい。そのため、反射防止膜以外の手段を用いて不要光を低減させる解決手段が望まれている。
【０００９】
また、光偏向器を１つ用いて４色のカラー画像形成を行う光走査装置を容易に実現する為に、光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で光束を斜め方向から入射させる、副走査斜入射光学系を採用している。
【００１０】
図２１は特許文献２の図１として開示されている回転多面鏡（ポリゴンミラー）２０１周辺の要部斜視図である。
【００１１】
特許文献２では対向走査ユニット、且つ、副走査斜入射光学系において、結像光学素子２０２ａ、２０２ｂに不要光が入射しないよう不要光を遮光する不要光遮光部材２０６を設けている。つまりは副走査断面内で画像形成用の実光束と空間的に分離した不要光を不要光遮光部材２０６を用いて遮光している。
【００１２】
よってこの不要光遮光部材２０６により不図示の被走査面上に不要光が到達するのを防止している。
【特許文献１】特開２００３−２０２５１２号公報
【特許文献２】特開２００５−４０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年、光走査装置の小型化を図るために、前記光走査装置内の各光学素子は密集して配置されるようになり、配置状態が煩雑となっている。その上、光学素子を組み付ける箱(筐体）の組立精度が不十分となり、光学素子の組み付け精度が低下する傾向があった。
【００１４】
また、光走査装置の更なる小型化のため光学箱と不要光遮光部材を一体的に成型することが行われている。
【００１５】
本来、不要光は不要光遮光部材上に入射し、そこで遮光される。しかしながら、各光学素子（各光学部材）が所望の位置からずれて配置されると光学素子の面で反射された不要光は、予測されていた光路から逸れてしまう。この結果、不要光遮光部材上に入射せず、その光路の先に配置されている被走査面上に到達してしまう場合があった。その結果、画像形成の際には画像の濃度変動等の画像不良が発生してしまうことがあった。
【００１６】
特許文献２では、図２１において、例えば結像光学素子２０２ｂに取付け誤差が発生し、副走査断面内においてチルトしたと仮定する。この場合、結像光学素子２０２ｂの入射面で反射した不要光は遮光部材２０６の開口２０６ａを通過してしまう。そして、開口２０６ａを通過した不要光は、結像光学素子２０２ａに入射し、不図示の被走査面上にまで到達してしまう。その結果、画像形成の際には画像の濃度変動等の画像不良が発生してしまう。
【００１７】
また、被走査面に近い位置に結像光学素子が配置されている場合、その結像光学素子の入射面で反射した不要光は、光学基準軸に近い位置を、該光学基準軸に対してほぼ平行に通過する。
【００１８】
尚、光学基準軸とは、入射光学系を出射した光束の主光束が光偏向器の偏向面で偏向されて被走査面中心に入射するとき、副走査断面内において、光束の主光束(主光線）の該偏向面への入射点を通り、該偏向面に対して垂直な軸をいう。
【００１９】
そこで、不要光の想定外の変動や、他の光学素子で反射した不要光を遮光するため、できる限り不要光遮光部材の開口(開口部）を狭めることが必要となる。
【００２０】
しかしながら、不要光遮光部材の開口を狭めすぎてしまうと、感光ドラム面に潜像を形成するための実光束の一部をも遮光してしまうという問題点があった。
【００２１】
本発明は対向走査ユニットを用いたときに発生する不要光を効果的に遮光することができ、かつ簡易な構成で高品質な画像を形成することができる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】
【００２２】
本発明に係る光走査装置は、光源手段から出射された光束を偏向走査する回転多面鏡の偏向面に入射させる入射光学系と、前記回転多面鏡の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面に結像させる結像光学素子を備えた結像光学系とを有する第１、第２の走査ユニットが前記回転多面鏡を挟んで対向配置されている光走査装置であって、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、副走査断面内において前記回転多面鏡の偏向面の法線に対して有限の角度で入射しており、前記第１の走査ユニットは、前記第２の走査ユニットの結像光学素子の光学面で反射し、前記第１の走査ユニット側の被走査面に向う不要光を遮光する第１の不要光遮光部材を有しており、前記第２の走査ユニットは、前記第１の走査ユニットの結像光学素子の光学面で反射し、前記第２の走査ユニット側の被走査面に向う不要光を遮光する第２の不要光遮光部材を有しており、前記回転多面鏡の外接円半径をｒｐ、前記回転多面鏡の回転中心軸から前記第１の不要光遮光部材までの結像光学系の光軸方向の距離をＬ、前記回転多面鏡を駆動する駆動回路基板の結像光学系の光軸方向の長さをＡとするとき、
ｒｐ＜Ｌ＜Ａ／２
なる条件を満足し、前記第１の不要光遮光部材および前記第２の不要光遮光部材は、前記駆動回路基板の外側に配置され、前記第１の不要光遮光部材の前記副走査断面内における開口幅が、前記第２の不要光遮光部材の前記副走査断面内における開口幅よりも狭いことを特徴とする。
また、上記光走査装置を用いた画像形成装置も本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は対向走査ユニットを用いたときに発生する不要光を効果的に遮光することができ、かつ簡易な構成で高品質な画像を形成することができる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】
【００３４】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００３５】
図１は本発明の実施例１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００３６】
尚、以下の説明において、副走査方向（Ｚ方向）とは、偏向手段の回転軸と平行な方向である。
【００３７】
主走査断面とは、副走査方向（偏向手段の回転軸と平行な方向）を法線とする断面である。
【００３８】
主走査方向（Ｙ方向）とは、偏向手段で偏向走査される光束を主走査断面に投射した方向である。
【００３９】
副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。
【００４０】
また、光学基準軸Ｃ０とは、入射光学系を出射した光束の主光束が光偏向器の偏向面で偏向走査されて被走査面中心に入射するとき、副走査断面内において、光束の主光束(主光線)))の偏向面への入射点を通り、偏向面に対して垂直な軸をいう。
【００４１】
図１において、Ｍ１、Ｍ２は各々第１、第２の光走査装置である。
【００４２】
本実施例では、図１に示すように、この光走査装置Ｍ１、Ｍ２を２つ並列に配置することによって、４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の画像よりカラー画像を形成するカラー画像形成装置を構成している。
【００４３】
第１の光走査装置Ｍ１は光偏向器（回転多面鏡）５を挟んで２つの走査ユニットＵ１、Ｕ２を対向配置している。第２の光走査装置Ｍ２は光偏向器５を挟んで２つの走査ユニットＵ３、Ｕ４を対向配置している。
【００４４】
第１の走査ユニットＵ１はＹ（イエロー）用の第１のステーションＳ１より成り、第２の走査ユニットＵ２はＭ（マゼンタ）色用の第２のステーションＳ２より成る。また、第３の走査ユニットＵ３はＣ（シアン）用の第３のステーションＳ３より成り、第４の走査ユニットＵ４はＫ（ブラック）色用の第４のステーションＳ４より成る。
【００４５】
尚、第１、第２の光走査装置Ｍ１、Ｍ２の構成及び光学的作用は同一のため、以下、第１の光走査装置Ｍ１を中心に述べる。そして第２の光走査装置Ｍ２の各部材のうち第１の光走査装置Ｍ１と同じ部材ついては同符号を付して示し、必要に応じて第２の光走査装置Ｍ２の各部材について述べている。
【００４６】
さらに第１の光走査装置Ｍ１において第１、第２のステーションＳ１、Ｓ２の構成及び光学的作用は同一のため、以下、第１のステーションＳ１を中心に述べる。そして第２のステーションＳ２の各部材のうち第１のステーションＳ１と同じ部材ついては括弧を付して示す。そして必要に応じて第２のステーションＳ２の各部材について述べている。
【００４７】
偏向手段としての回転多面鏡（光偏向器）５は、モータ等の駆動手段（不図示）により一定速度で回転しており、第１、第２（第３、第４）の２つのステーションＳ１、Ｓ２（Ｓ３、Ｓ４）で共用して用いている。
【００４８】
６（６´）は結像光学系であり、共にプラスチック材から形成された第１の結像光学素子としての第１の結像レンズ(走査レンズ）６ａ（６ａ´）と第２の結像光学素子としての第２の結像レンズ(走査レンズ）６ｂ（６ｂ´）とを有している。尚、結像光学系６（６´）は３以上の結像光学素子を有していても良い。
【００４９】
結像光学系６（６´）は回転多面鏡５によって偏向走査された画像情報に基づく光束を主走査断面内において後述する被走査面としての感光ドラム面７ａ（７ｂ）上にスポットに結像させている。かつ副走査断面内において回転多面鏡５の偏向面と感光ドラム面７ａ（７ｂ）との間を光学的に共役関係にすることにより、面倒れ補正機能を有している。
【００５０】
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは各々記録媒体としての感光ドラムであり、各々順にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色用の感光ドラム（被走査面）より成っている。
【００５１】
８（８´）は反射部材としての反射ミラーであり、平面ミラーより成り、第１の結像レンズ６ａ（６ａ´）を通過した光束を第２の結像レンズ６ｂ（６ｂ´）側へ折り返している。尚、反射ミラー８（８´）は主走査断面内又は副走査断面内においてパワーを有していても良い。
【００５２】
１０（１０´）は第２(第１）のステーションＳ２（Ｓ１）内の結像レンズ面(光学面）で反射した不要光(反射光）を遮光する不要光遮光部材であり、回転多面鏡５と第１の結像レンズ６ａ（６ａ´）との間に配置されている。かつ不要光遮光部材１０（１０´）は回転多面鏡５の偏向面で偏向走査され、被走査面７ａ（７ｂ）上に入射する走査光束の光路から副走査方向に離間して配置されている。
【００５３】
本実施例において不要光遮光部材１０、１０´は回転多面鏡５を挟んで両側に各々配置されており、回転多面鏡５や第１、第２の結像レンズ６ａ，６ｂ等を収容する光学箱２０と一体的に成型されている。
【００５４】
ここで不要光とは、一方の走査ユニット内の結像光学系の結像光学素子の面で反射し、回転多面鏡５を挟んで対向配置した他方の走査ユニット内の結像光学系に入射し、他方の走査ユニット側の被走査面に入射する光束である。不要光遮光部材１０（１０´）は開口を有する遮光部材または副走査方向に２つに分離した遮光部材等から成っている。
【００５５】
５０は回転多面鏡５の回転駆動のための駆動回路基板である。
【００５６】
図２は図１に示した第１の光走査装置Ｍ１の第１のステーションＳ１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）であり、光路を展開して示している。尚、図２においては図１に示した不要光遮光部材と反射ミラーは省略して示している。
【００５７】
また図２では光走査装置Ｍ１のステーションＳ１のみを示したが、光走査装置Ｍ１のステーションＳ２、光走査装置Ｍ２のステーションＳ３、Ｓ４の構成及び光学的作用もステーションＳ１と同一である。
【００５８】
図２において、１ａは光源手段であり、半導体レーザより成っている。
【００５９】
２ａは開口絞りであり、光源手段１ａから出射された発散光束を特定のビーム形状に成形している。３ａは集光レンズ（アナモフィックレンズ）であり、主走査方向（主走査断面内）と副走査方向（副走査断面内）とで異なる屈折力（パワー）を有している。これにより、開口絞り２ａを通過した発散光束を主走査方向では平行光束（もしくは収束光束）、副走査方向では収束光束に変換している。
【００６０】
尚、開口絞り２ａ、集光レンズ３ａの各要素は入射光学系ＬＡの一要素を構成している。入射光学系ＬＡは、光源手段１ａから出射した光束を回転多面鏡５の偏向面５ａに導光している。
【００６１】
尚、集光レンズ３ａを２つの光学素子(コリメータレンズとシリンダーレンズ)より構成しても良い。
【００６２】
５は偏向手段としての光偏向器であり、外接円の直径３４ｍｍで５面構成の回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成っており、モータより成る駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度（等角速度）で回転している。
【００６３】
６は集光機能と後述するｆθ特性とを有する結像光学系である。本実施例における結像光学系６は主走査方向（主走査断面内）と副走査方向（副走査断面内）とで異なるパワーを有する結像光学素子である第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂを有している。
【００６４】
本実施例における第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂはプラスチック材料より成り、回転多面鏡５の偏向面５ａによって偏向走査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７ａ上に結像させている。且つ、第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂは副走査断面内において回転多面鏡５の偏向面５ａと感光ドラム面７ａとの間を共役関係にすることにより、偏向面５ａの面倒れ補償を行っている。
【００６５】
第１の結像レンズ６ａは、第１の結像レンズ６ａの光軸上では主走査断面内、及び副走査断面内において正のパワーを有している。
【００６６】
第２の結像レンズ６ｂは、第２の結像レンズ６ｂの光軸上では主走査断面内において負のパワーを有し、副走査断面内において正のパワーを有している。
【００６７】
ここで、上記ｆθ特性とは画角（走査角）θで入射する光束を、像面上（被走査面７ａ上）で、光軸からの高さをＹ、定数をｆとするとき、Ｙ＝ｆ×θの位置に結像する関係を有していることである。つまりは単位画角あたりに走査される走査幅（走査速度）が走査面上全域にわたって等しくなるような特性である。そして定数ｆをｆθ係数と呼ぶ。また結像光学系６への入射光束が平行光束である場合、定数ｆは結像光学系６の近軸焦点距離ｆと同じ値となる。
【００６８】
７ａは被走査面としての感光ドラム面（感光ドラム）である。
【００６９】
本実施例においては、画像情報に応じて光源手段１ａから光変調され出射した発散光束が開口絞り２ａにより規制され、集光レンズ３ａに入射する。集光レンズ３ａに入射した光束のうち主走査断面内においては平行光束となって出射する。
【００７０】
また、副走査断面内においては収束して回転多面鏡５の偏向面５ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして回転多面鏡５の偏向面５ａで偏向走査された光束は第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂを介して感光ドラム面７ａ上にスポット状に結像する。
【００７１】
そして回転多面鏡５を矢印Ａ方向に回転させることによって、感光ドラム面７ａ上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面７ａ上に画像記録を行っている。
【００７２】
尚、本実施例ではＡ３サイズ相当の印字幅を走査することを想定し、被走査面７ａにおける有効走査幅は３１０ｍｍとして光学系を構成している。しかしこれに限ったものではなく、これより大きいサイズ、小さいサイズについても対応可能である。
【００７３】
本実施例における第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂの屈折面の形状は以下の形状表現式により表されている。光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査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、
【００７４】
【数１】
0005116559.tif 000002
【００７５】
・・・(ａ)
（但し、Ｒは光軸上の母線曲率半径、Ｋ、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８、Ｂ１０は非球面係数）
なる式で表される。
【００７６】
また、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は、
【００７７】
【数２】
0005116559.tif 000003
【００７８】
・・・(ｂ)
なる式で表される。
【００７９】
ここで主走査方向に光軸からＹ離れた位置における副走査方向の曲率半径（子線曲率半径）ｒ‘が、
ｒ’＝ｒ０（１＋Ｄ２Ｙ２＋Ｄ４Ｙ４＋Ｄ６Ｙ６＋Ｄ８Ｙ８＋Ｄ１０Ｙ１０）
（但し、ｒ０は光軸上の子線曲率半径、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０は係数）
なる式で表される。
【００８０】
なお光軸外の子線曲率半径ｒ’は各々の位置における母線の法線を含み主走査面と垂直な面内に定義されている。また形状表現式における多項式は１０次までの関数で表現しているが、次数はこれ以上でも以下でも差し支えない。また面形状表現式自体も同等の面表現自由度を有した表現式であれば、問題無く本発明の効果を得ることが可能である。
【００８１】
表１、表２に実施例１の走査系の光学素子の光学配置及び結像光学素子(走査レンズ）（結像レンズ）の面形状の数値を示す。尚、表２において第１面（Ｒ１）は第１の結像レンズ６ａの入射面、第２面（Ｒ２）は第１の結像レンズ６ａの出射面、第３面（Ｒ３）は第２の結像レンズ、の入射面、第４面（Ｒ４）は第２の結像レンズ、の出射面である。また、Ｅ−ｘは１０−ｘを意味する。
【００８２】
ここで非球面係数Ｂ４ｕからＢ１０ｕ、Ｄ２ｕからＤ１０ｕは主走査断面内と副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで反光源手段１側の形状を特定する係数である。また非球面係数Ｂ４ｌからＢ１０ｌ、Ｄ２ｌからＤ１０ｌは主走査断面内と副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで光源手段１側の形状を特定する係数である。
【００８３】
本実施例では光源手段１から出射した光束が主走査断面内において、結像光学系６の光軸に対して角度をもって光偏向器５の偏向面５ａに入射しているため、光偏向器５の回転に伴う偏向面の出入り(サグ)が、走査開始側と終了側で非対称に発生する。
【００８４】
この非対称なサグにより像面湾曲、スポット径の変動が光軸に対して主走査方向に非対称に変化するのを良好に補償する為に、第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂは共に副走査方向の曲率半径が光軸に対して主走査方向に沿って非対称に変化する面を有している。
【００８５】
また第２面、第３面、第４面においては副走査断面内の非球面係数Ｄ２ｕからＤ１０ｕとＤ２ｌからＤ１０ｌは異なっており、副走査面内の曲率がレンズ面の有効径内において軸上から軸外に向かい光軸を中心として非対称に変化していることがわかる。
【００８６】
【表１】
0005116559.tif 000004
【００８７】
【表２】
0005116559.tif 000005
【００８８】
本実施例において、第１の結像レンズ６ａの入射面（第１面）及び出射面（第２面）は主走査断面内（主走査方向）では１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。また副走査断面内（副走査方向）では入射面（第１面）は球面形状、出射面（第２面）は主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。
【００８９】
第２の結像レンズ６ｂの入射面（第３面）及び出射面（第４面）は主走査断面内が１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。また副走査断面内（副走査方向）では入射面（第３面）、出射面（第４面）共に主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。そして副走査断面内のパワーが主走査方向で軸上から軸外に向かって減少していることにより、副走査方向の像面湾曲を良好に調整している。
【００９０】
本実施例では上述の如く第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂの材料をプラスチック材料（樹脂）より形成したが、材料はプラスチック材料に限らず、ガラス材料であってもよい。
【００９１】
図３は本実施例における幾何収差を示した図である。
【００９２】
図３より各収差とも実用上問題のないレベルまで調整されていることが分かる。また像高による副走査方向の倍率（副走査倍率）の変化も２％以下に抑えられていることが分かる。このことにより像高による副走査方向のスポット形状の変化が抑えられ良好な結像性能を得られる。尚、像高による副走査倍率の変化は１０％以下が良い。さらに望ましくは５％以下が良い。
【００９３】
次に本実施例の目的を達成するための手段と効果について図１、図４(ａ),(ｂ)、図５を用いてを説明する。
【００９４】
図４(ｂ)は本実施例の回転多面鏡周辺の主走査断面図、図４(ａ)は図４(ｂ)の副走査断面図である。
【００９５】
図５は本実施例における走査光束と不要光遮光部材との関係を説明した説明図である。図５では不要光遮光部材１０を回転多面鏡５に対して近接させて配置したときと、遠ざけて配置したときの走査光束Ｒａとの関係を示している。図４、図５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。
【００９６】
本実施例においては上述した如く図１に示すように第１、第２(第３、第４）のステーションＳ１、Ｓ２（Ｓ３、Ｓ４）を回転多面鏡５の回転軸を中心として対称的に両側に２つづつ振り分けて配置し、所謂対向走査ユニットとなっている。これにより４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のカラー画像形成装置に搭載可能な光走査装置の構成としている。
【００９７】
このような対向走査ユニットでは前述したように結像レンズ面(光学面）による反射光(不要光）が、回転多面鏡５に対して対称に配置された他方の結像レンズを透過し、他の被走査面上に到達してしまう。
【００９８】
そこで、本実施例では回転多面鏡５と第１の結像レンズ６ａ（６ａ’）との間で、被走査面上に入射する走査光束（実光束）Ｒａの光路から副走査方向に離間した位置に結像レンズ面で反射した不要光を遮光する不要光遮光部材１０（１０’）を設ける。
【００９９】
但し、より確実に不要光を遮光するためには実光束を遮光しない程度にできる限り副走査断面内における不要光遮光部材１０（１０’）の開口幅Ｗを狭めることが必要となる。
【０１００】
本実施例では回転多面鏡５の偏向面が倒れても被走査面上での光束の到達位置が副走査方向に変動しないように偏向面と被走査面を共役関係とし、偏向面の面倒れ補償を行っている。
【０１０１】
つまりは図５に示すように偏向直後の走査光束Ｒａは副走査断面内においてはほぼ点像となっており、その後の走査光束Ｒａの光束幅は副走査断面内においてパワーを有する結像レンズ６ａを通過するまでは単調的に広がっていく。
【０１０２】
つまりは走査光束Ｒａを遮光することなく不要光遮光部材１０の副走査断面内の開口幅Ｗを狭めるためには、図５に示すように不要光遮光部材１０をできる限り回転多面鏡５に近づけることが必要となる。
【０１０３】
そこで本実施例では、以下に示す条件式(1)を満足させることによって、走査光束Ｒａを遮光することなく不要光を不要光遮光部材により効果的に遮光している。
【０１０４】
つまり本実施例においては、回転多面鏡５の外接円半径をｒｐとする。回転多面鏡５の回転中心から第２の走査ユニットＵ２内に設けた不要光遮光部材１０’までの結像光学系６’の光軸方向の距離をＬとする。駆動回路基板５０の結像光学系６’の光軸方向の長さをＡとする。
【０１０５】
尚、上記距離Ｌは、回転多面鏡５の回転中心から、どちらか一方の不要光遮光部材までの距離であれば良い。本実施例では第２の走査ユニットＵ２内に設けた不要光遮光部材１０’までの距離としている。
【０１０６】
そのとき
ｒｐ＜Ｌ＜Ａ／２    ・・・（１）
なる条件を満足するように各要素を設定している。
【０１０７】
条件式(1)の下限値を超えると、不要光遮光部材１０’が回転多面鏡５に干渉してしまうため良くない。また条件式(1)の上限値を超えると不要光遮光部材１０’の副走査断面内の開口幅Ｗが大きく開いてしまい、不要光を遮光することが出来なくなってしまうため良くない。
【０１０８】
本実施例において回転多面鏡５の外接円半径ｒｐ、回転多面鏡５の回転中心から不要光遮光部材１０’までの距離Ｌ、回転多面鏡５の駆動回路基板５０の長さＡを以下の如く設定している。
【０１０９】
ｒｐ＝１７ｍｍ
Ｌ＝１９ｍｍ
Ａ＝４２ｍｍ
これは条件式(1)を満たしている。
【０１１０】
ここで本実施例の光走査装置と従来の光走査装置の不要光遮光部材の開口幅を比較する。
【０１１１】
図６(ａ),(ｂ)は各々従来の光走査装置の要部断面図であり、図６（ｂ）は主走査断面図、図６(ａ)は図６(ｂ)の副走査断面図である。
【０１１２】
図６では
ｒｐ＝１７ｍｍ
Ｌ＝２３ｍｍ
Ａ＝４２ｍｍ
である。
【０１１３】
図６に示す従来例のように条件式(1)の上限値を超える場合は不要光遮光部材１１、１１’の副走査断面内における開口幅Ｗは２．４２ｍｍである。これに対し本実施例では、上記条件式(1)を満たすことにより、図４(ａ)に示すように不要光遮光部材１０’の副走査断面内における開口幅Ｗは２．２８ｍｍとなり、開口内を通過していた不要光を実光束を遮ることなく遮光できる。
【０１１４】
この際、一方の不要光遮光部材１０の副走査断面内における開口幅は広がる（即ち、上述した不要光遮光部材１０’の副走査断面内における開口幅の方が、不要光遮光部材１０の副走査断面内における開口幅よりも狭い）が、不要光遮光部材１０’の開口幅Ｗが狭まっていれば不要光を遮光する効果は増大する。
【０１１５】
但し、製造を容易にするために不要光遮光部材１０’と光学箱をプラスチック材等で一体的に成型しており、且つ、回転多面鏡の回転軸倒れを低減させるために回転多面鏡５の回転駆動のための駆動回路基板５０は大きなものとなっている。また射出成型で一体的に成型する場合、型は一方向へ引き抜くため、不要光遮光部材１０’は複雑な形状となってはならない。つまり不要光遮光部材１０’は回転多面鏡５の回転軸方向に平行な板形状とするのが好ましい。
【０１１６】
そのため不要光遮光部材１０’を回転多面鏡５の回転軸に近接配置するために、図４に示すように回転多面鏡５の回転軸に対して駆動回路基板５０を結像光学系の光軸方向に偏心（偏移）させている。これにより上記の条件式(1)を満たすことによって不要光遮光部材１０’の配置を可能としている。
【０１１７】
尚、本実施例においては上記のように回転多面鏡５の回転軸に対して駆動回路基板５０を偏心させているが、これ限らず、不要光遮光部材１０’を回転多面鏡５に近接配置できる構成であれば良い。
【０１１８】
また回転多面鏡５を挟んで両側に不要光遮光部材１０、１０’を配置することで、想定外であった不要光の発生に対しても確実に遮光を行うことができる。
【０１１９】
このように本実施例では上述した如く対向走査ユニットにおいても効果的に不要光の遮光を行うことができる。これにより本実施例では簡易な構成で、かつカラーＬＢＰ、カラー複写機における画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。
【０１２０】
尚、本実施例では光源手段１ａを単一の発光部(発光点）より構成したが、これに限らず、複数の発光部より構成しても良い。また本実施例では結像光学系６（６’）を２つの結像光学素子（結像レンズ）より構成したが、これに限らず、１つ、若しくは３つ以上の結像光学素子より構成しても良い。
【実施例２】
【０１２１】
図７（ｂ）は本発明の実施例２の回転多面鏡周辺の主走査断面図、図７（ａ）は図７（ｂ）の副走査断面図である。図７(a),(b)において前記図４(a),(b)に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１２２】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、不要光遮光部材１０’を回転多面鏡５に対して片側(第２(第４）の走査ユニットＵ２（Ｕ４）側）にのみ配置した点である。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１２３】
つまり本実施例では、回転多面鏡５の回転軸に対して更に回転多面鏡５の回転駆動のための駆動回路基板５０を偏心させて不要光遮光部材１０’を回転多面鏡５の回転軸に近接配置させ、副走査断面内における開口幅Ｗを狭めて構成している。これにより、回転多面鏡５に対して片側(第２(第４）の走査ユニットＵ２（Ｕ４）側）にのみ不要光遮光部材１０’を配置した場合でも確実に不要光を遮光することができる。
【０１２４】
また不要光遮光部材１０’の形成も容易になる。また不要光遮光部材１０’を光学箱と一体的に成型せずに両者を異なる別部材で構成する場合には、組み立て工程の削減にも繋がる。
【０１２５】
本実施例においては上記条件式(１）を満たすように回転多面鏡５の外接円半径ｒｐ、回転多面鏡５の回転中心から不要光遮光部材１０’までの距離Ｌ、回転多面鏡５の駆動回路基板５０の長さＡを以下の如く設定している。
【０１２６】
ｒｐ＝１７ｍｍ
Ｌ＝１９ｍｍ
Ａ＝４２ｍｍ
これは条件式(1)を満たしている。
【０１２７】
このときの不要光遮光部材１０’の副走査断面内における開口幅Ｗは２．２８ｍｍであり、これは、問題無く不要光の遮光ができる。
【０１２８】
尚、本実施例では走査ユニットＵ２（Ｕ４）側に不要光遮光部材を設けたが、これに限らず、走査ユニットＵ１（Ｕ３）側に設けても良い。
【実施例３】
【０１２９】
図８は本発明の実施例３の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図８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。
【０１３０】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、第１の光走査装置Ｍ１だけを用いた点である。そして走査ユニットＵ１、Ｕ２を各々複数(本実施例では２つ）のステーションより構成し、光偏向器５の同一の偏向面に対して副走査断面内において複数の光束を異なる角度をもって入射させた点である。さらにそれに伴い各ステーションＳ１〜Ｓ４の結像光学系を構成する結像レンズの面形状を変更した点、不要光遮光部材１２、１２’の配置位置及びその形状を変更した点である。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１３１】
つまり、図８において、Ｍ１は光走査装置である。Ｕ１、Ｕ２は各々第１、第２の走査ユニットである。一方の走査ユニットである第１の走査ユニットＵ１はＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）色用の第１、第２のステーションＳ１、Ｓ２より成る。また、他方の走査ユニットである第２の走査ユニットＵ２はＣ（シアン）、Ｋ（ブラック）色用の第３、第４のステーションＳ３、Ｓ４より成る。
【０１３２】
尚、第１、第２の走査ユニットＵ１、Ｕ２の構成及び光学的作用は同一のため、以下、第１の走査ユニットＵ１を中心に述べる。そして第２の走査ユニットＵ２の各部材のうち第１の走査走査ユニットＵ１と同じ部材については括弧を付して示す。そして必要に応じて第２の走査ユニットＵ２の各部材について述べている。
【０１３３】
５は偏向手段としての回転多面鏡（光偏向器）であり、モーター等の駆動手段（不図示）により一定速度で回転しており、第１、第２の走査ユニットＵ１、Ｕ２で共用して用いている。
【０１３４】
６１（６１´）は結像光学系であり、共にプラスチック材より成る第１の結像光学素子としての第１の結像レンズ６１ａ（６１ａ´）と第２の結像光学素子としての第２の結像レンズ６１ｂ（６１ｂ´）とを有している。尚、結像光学系６１（６１´）は３以上の結像光学素子を有していても良い。
【０１３５】
結像光学系６１（６１´）は回転多面鏡５によって偏向走査された画像情報に基づく光束を主走査断面内において後述する被走査面としての感光ドラム面７ａ、７ｂ（７ｃ、７ｄ）上にスポットに結像させている。かつ副走査断面内において回転多面鏡５の偏向面５ａ（５ｂ）と感光ドラム面７ａ、７ｂ（７ｃ、７ｄ）との間を光学的に共役関係にすることにより、面倒れ補正機能を有している。
【０１３６】
本実施例における第１の結像レンズ６１ａ（６１ａ´）は、第１（第２）の走査ユニットＵ１（Ｕ２）を構成する２つのステーションＳ１、Ｓ２（Ｓ３、Ｓ４）で共有して用いられている。
【０１３７】
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは各々記録媒体としての感光ドラムであり、各々順にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色用の感光ドラム（被走査面）より成っている。
【０１３８】
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ（８ｅ、８ｆ、８ｇ、８ｈ）は各々反射部材（反射ミラー）であり、平面ミラーより成り、第１、第２の結像レンズ６１ａ、６１ｂ（６１ａ´、６１ｂ´）を通過した光束を対応する感光ドラム面７ａ，７ｂ（７ｃ，７ｄ）へ折り返している。尚、反射ミラー８ａ，８ｂ，８ｃ（８ｅ、８ｆ、８ｇ）は各々主走査断面内又は副走査断面内においてパワーを有していても良い。
【０１３９】
１２（１２’）は第１(第２）の走査ユニットＵ１（Ｕ２）内の不要光遮光部材であり、回転多面鏡５の偏向面５ａ（５ｂ）で偏向走査され、被走査面７ａ、７ｂ（７ｃ，７ｄ）上に入射する走査光束の光路から副走査方向に離間して配置されている。
【０１４０】
本実施例において、不要光遮光部材１２、１２´は回転多面鏡５を挟んで両側に各々配置されており、回転多面鏡５や第１、第２の結像レンズ６１ａ、６１ｂ（６１ａ´、６１ｂ´）等を収容する光学箱２０と一体的に成型されている。
【０１４１】
不要光遮光部材１２（１２’）は結像光学素子６１’（６１）の面で反射した不要光(フレア光、ゴースト光等）を遮光し、回転多面鏡５で偏向走査された光束を通過させている。
【０１４２】
本実施例においては図８に示すように第１、第２の走査ユニットＵ１、Ｕ２を回転多面鏡５の回転軸を中心として対称的に両側に２つづつ振り分けて配置し、対向走査ユニットとなっている。これにより４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のカラー画像形成装置に搭載可能な光走査装置の構成としている。
【０１４３】
そして第１の走査ユニットＵ１においては、副走査断面内において光学基準軸Ｃ０の上下方向から回転多面鏡５の同一の偏向面５ａの法線に対して２つの光源手段（不図示）から出射された２つの光束を有限の角度で斜入射させている。
【０１４４】
また、第２の走査ユニットＵ２においては、副走査断面内において光学基準軸Ｃ０の上下方向から回転多面鏡５の同一の偏向面５ｂの法線に対して２つの光源手段（不図示）から出射された２つの光束を有限の角度で斜入射させている。
【０１４５】
そして偏向面５ａ（５ｂ）に対して斜め上方から入射した光束を斜め下方に、斜め下方から入射した光束を斜め上方へと反射し、結像光学系６１（６１´）により対応する反射ミラー８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ（８ｅ、８ｆ、８ｇ、８ｈ）を介して光路を分離している。
【０１４６】
そして分離された４つの光束を対応する感光ドラム面（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ上に導光することによって、カラー画像を形成している。
【０１４７】
このように図８においては、上記の如く第１、第２の走査ユニットＵ１、Ｕ２を、該走査ユニットＵ１、Ｕ２が有する回転多面鏡５を共有するように設けている。そして走査ユニットＵ１、Ｕ２からの複数の光束を、各走査ユニットＵ１、Ｕ２毎に回転多面鏡５の互いに異なった偏向面５ａ，５ｂに導光している。そして各走査ユニットＵ１、Ｕ２における複数の光束は互いに異なる被走査面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ上に入射してカラー画像を形成している。
【０１４８】
また、本実施例では同一の偏向面５ａ（５ｂ）にて偏向走査された２本の光束が第１の結像レンズ６１ａ（６１ａ´）を共に通過しているため、結像レンズの枚数を少なくして結像光学系６（６´）を構成しており、小型化を可能としている。
【０１４９】
図９は図８に示した第１の走査ユニットＵ１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）であり、光路を展開して示している。尚、図９においては図８に示した不要光遮光部材と反射ミラーは省略して示している。
【０１５０】
また図９では第１の走査ユニットＵ１のみを示したが、第２の走査ユニットＵ２の構成及び光学的作用も第１の走査ユニットＵ１と同一である。
【０１５１】
図９において、１ａ，１ｂは各々光源手段であり、半導体レーザより成っている。
【０１５２】
２ａ，２ｂは各々開口絞りであり、複数の光源手段１ａ，１ｂから出射された発散光束を特定のビーム形状に成形している。３ａ，３ｂは各々集光レンズ（アナモフィックレンズ）であり、主走査方向（主走査断面内）と副走査方向（副走査断面内）とで異なる屈折力（パワー）を有している。これにより、開口絞り２ａ，２ｂを通過した発散光束を主走査方向では平行光束（もしくは収束光束）、副走査方向では収束光束に変換している。
【０１５３】
尚、開口絞り２ａ、２ｂ、集光レンズ３ａ、３ｂの各要素は入射光学系ＬＡの一要素を構成している。
【０１５４】
入射光学系ＬＡは、複数の光源手段１ａ、１ｂから出射した複数の光束を副走査断面内において互いに異なる角度をもって偏向手段５の同一の偏向面５ａに導光している。
【０１５５】
尚、集光レンズ３ａないしは３ｂを２つの光学素子(コリメータレンズとシリンダーレンズ)より構成しても良い。また、集光レンズ３ａ、３ｂは一体化していても良い。
【０１５６】
５は偏向手段としての光偏向器であり、外接円の直径３４ｍｍで５面構成の回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成っており、モータより成る駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度（等角速度）で回転している。
【０１５７】
６１は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系である。本実施例における結像光学系６１は主走査方向（主走査断面内）と副走査方向（副走査断面内）とで異なるパワーを有する結像光学素子である第１、第２の結像レンズ(走査レンズ）６１ａ、６１ｂを有している。
【０１５８】
本実施例における第１、第２の結像レンズ６１ａ、６１ｂはプラスチック材料より成り、回転多面鏡５の同一の偏向面５ａによって偏向走査された画像情報に基づく複数の光束を互いに異なる被走査面としての感光ドラム面７ａ，７ｂ上に結像させている。且つ、第１、第２の結像レンズ６１ａ、６１ｂは副走査断面内において回転多面鏡５の偏向面５ａと感光ドラム面７ａ，７ｂとの間を共役関係にすることにより、偏向面５ａの面倒れ補償を行っている。
【０１５９】
第１の結像レンズ６１ａは、該第１の結像レンズ６１ａの光軸上では主走査断面内、及び副走査断面内において正のパワーを有している。
【０１６０】
第２の結像レンズ６１ｂは、該第２の結像レンズ６１ｂの光軸上では主走査断面内において負のパワーを有し、副走査断面内において正のパワーを有している。
【０１６１】
７ａ，７ｂは各々被走査面としての感光ドラム面（感光ドラム）である。
【０１６２】
本実施例においては、画像情報に応じて２つの光源手段１ａ、１ｂから光変調され出射した２本の発散光束が対応する開口絞り２ａ、２ｂにより規制され、集光レンズ３ａ、３ｂに入射する。集光レンズ３ａ、３ｂに入射した光束のうち主走査断面内においては平行光束となって出射する。
【０１６３】
また、副走査断面内においては収束して互いに異なる角度をもって回転多面鏡５の同一の偏向面５ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして回転多面鏡５の偏向面５ａで偏向走査された２本の光束は第１、第２の結像レンズ６１ａ、６１ｂを介して互いに異なった感光ドラム面７ａ，７ｂ上にスポット状に結像する。
【０１６４】
尚、回転多面鏡５の偏向面５ａに対して、副走査断面内において斜め上方から入射した光源手段１ａからの光束は斜め下方に反射され、また斜め下方から入射した光源手段１ｂからの光束は斜め上方へと反射される。
【０１６５】
そして回転多面鏡５を矢印Ａ方向に回転させることによって、感光ドラム面７ａ，７ｂ上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面７ａ，７ｂ上に画像記録を行っている。
【０１６６】
尚、本実施例ではＡ３サイズ相当の印字幅を走査することを想定し、被走査面７ａ，７ｂにおける有効走査幅は３１０ｍｍとして光学系を構成している。しかしこれに限ったものではなく、これより大きいサイズ、小さいサイズについても対応可能である。
【０１６７】
表３、表４に実施例３の走査系の光学素子の光学配置及び結像光学素子（走査レンズ）の面形状の数値を示す。
【０１６８】
【表３】
0005116559.tif 000006
【０１６９】
【表４】
0005116559.tif 000007
【０１７０】
本実施例において、第１の結像レンズ６１ａの入射面（第１面）（Ｒ１）及び出射面（第２面）（Ｒ２）は主走査断面内（主走査方向）では１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。また副走査断面内（副走査方向）では入射面（第１面）は球面形状、出射面（第２面）は主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。
【０１７１】
第２の結像レンズ６１ｂの入射面（第３面）（Ｒ３）及び出射面（第４面）（Ｒ４）は主走査断面内が１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。また副走査断面内（副走査方向）では入射面（第３面）、出射面（第４面）共に主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。そして副走査断面内のパワーが主走査方向で軸上から軸外に向かって減少していることにより、副走査方向の像面湾曲を良好に調整している。
【０１７２】
本実施例では上述の如く第１、第２の結像レンズ６１ａ、６１ｂの材料をプラスチック材料（樹脂）より形成したが、材料はプラスチック材料に限らず、ガラス材料であってもよい。
【０１７３】
図１０は本実施例における幾何収差を示した図である。
【０１７４】
図１０より各収差とも実用上問題のないレベルまで調整されていることが分かる。また像高による副走査倍率の変化も２％以下に抑えられていることが分かる。このことにより像高による副走査方向のスポット形状の変化が抑えられ良好な結像性能を得られる。尚、像高による副走査倍率の変化は１０％以下が良い。さらに望ましくは５％以下が良い。
【０１７５】
図１１は被走査面上７ａ，７ｂでの走査線湾曲量を示した図である。図１２は被走査面上７での各像高の結像スポットを示した図である。
【０１７６】
第２の結像レンズ６１ｂを副走査方向に偏心させたことにより、光束が副走査断面内において第２の結像レンズ６１ｂの光軸から近い位置を通ることになり走査線の湾曲及び結像スポットの回転を抑制している。よって本実施例の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置において色ズレが目立たなくなる。
【０１７７】
次に本実施例の目的を達成するための手段と効果について図８、図１３(ａ),(ｂ)、図１４を用いてを説明する。
【０１７８】
図１３(ｂ)は本実施例の回転多面鏡周辺の主走査断面図、図１３(ａ)は図１３（ｂ）の副走査断面図である。
【０１７９】
図１４は本実施例における走査光束と不要光遮光部材との関係を説明した説明図であり、不要光遮光部材１２を回転多面鏡５に対して近接させて配置したときと、遠ざけて配置したときの走査光束Ｒａとの関係を示している。図１３、図１４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。
【０１８０】
本実施例では前述の如く回転多面鏡５の同一の偏向面５ａ（５ｂ）にて偏向反射した複数の光束を各々複数の被走査面７ａ，７ｂ（７ｃ、７ｄ）に導くため光路中で光束分離を行う必要がある。その為に回転多面鏡５の同一の偏向面５ａ（５ｂ）に対し副走査断面内で光束を斜入射させている（斜入射光学系）。
【０１８１】
このような斜入射光学系を用いた対向走査ユニットでは前述したように結像レンズの面で反射した反射光(不要光）が、回転多面鏡５に対して対称に配置された他方の結像レンズを透過し、他の被走査面上に到達してしまう。
【０１８２】
そこで、本実施例では回転多面鏡５と結像レンズ６１ａ（６１ａ’）との間で、被走査面上に入射する走査光束Ｒａの光路から副走査方向に離間した位置に結像レンズ面で反射した不要光を遮光する不要光遮光部材１２（１２’）を設ける。
【０１８３】
但し、より効果的に不要光を遮光するためには実光束を遮光しない程度にできる限り副走査断面内における不要光遮光部材１２（１２’）の開口幅Ｗを狭めることが必要となる。
【０１８４】
本実施例は複数の光源手段から出射された複数の光束が回転多面鏡５の同一の偏向面５ａ（５ｂ）の法線に対して副走査断面内において異なる角度を持って入射している。そのため、図１４に示すように偏向後は各々の走査光束Ｒａの離間量は副走査断面内においてパワーを有する結像レンズ６１ａを透過するまで増加し続ける。
【０１８５】
つまりは実光束を遮光することなく不要光遮光部材１２の副走査断面内の開口幅Ｗを狭めるためには、図１４に示すように該不要光遮光部材１２をできる限り回転多面鏡５に近づけることが必要となる。
【０１８６】
そこで本実施例においては、上記条件式(１）を満たすように回転多面鏡５の外接円半径ｒｐ、回転多面鏡５の回転中心から不要光遮光部材１２’までの距離Ｌ、回転多面鏡５の駆動回路基板５０の長さＡを以下の如く設定している。
【０１８７】
ｒｐ＝１７ｍｍ
Ｌ＝１９ｍｍ
Ａ＝４２ｍｍ
これは条件式(1)を満たしている。
【０１８８】
尚、上記距離Ｌは、回転多面鏡５の回転中心から、どちらか一方の不要光遮光部材までの距離であれば良い。本実施例では第２の走査ユニットＵ２内に設けた不要光遮光部材１２’までの距離としている。
【０１８９】
ここで本実施例の光走査装置と従来の光走査装置の不要光遮光部材の開口幅を比較する。
【０１９０】
図１５(a),(b)は各々従来の光走査装置の要部断面図であり、図１５(ｂ)は主走査断面図、図１５(ａ)は図１５(ｂ)の副走査断面図である。
【０１９１】
図１５では
ｒｐ＝１７ｍｍ
Ｌ＝２３ｍｍ
Ａ＝４２ｍｍ
である。
【０１９２】
図１５に示す従来例のように条件式(1)の上限値を超える場合は不要光遮光部材１３、１３’の副走査断面内における開口幅Ｗは３．６４ｍｍである。これに対し本実施例では、上記条件式(1)を満たすことにより、図１３(a)に示すように不要光遮光部材１２’の副走査断面内における開口幅Ｗは３．０８ｍｍとなり、開口内を通過していた不要光を実光束を遮ることなく遮光することができる。
【０１９３】
前述した実施例１、２では回転多面鏡５の偏向面５ａに対し副走査断面内において角度をもたずに光束が入射している。これに対し本実施例のように副走査断面内において同一の偏向面に複数の光束が異なる角度をもって斜入射している場合は、図１４に示すように回転多面鏡５と結像レンズ６１ａとの間の空間の副走査断面内における複数の光束の両端部が成す角度が大きい。そのため条件式(1)を満たすことにより、より不要光遮光部材１２の副走査断面内における開口幅Ｗを狭める効果が大きくなる。
【０１９４】
但し、製造を容易にするために不要光遮光部材１２と光学箱をプラスチック材等で一体的に成型しており、且つ、回転多面鏡の回転軸の倒れを低減させるために回転多面鏡５の回転駆動のための駆動回路基板５０は大きなものとなっている。
【０１９５】
そのため不要光遮光部材１２’を回転多面鏡５の回転軸に近接配置するために、図１３に示すように回転多面鏡５の回転軸に対して駆動回路基板５０を結像光学系の光軸方向に偏心（偏移）させている。これにより上記の条件式(1)を満たすことによって不要光遮光部材１２’の配置を容易にしている。
【０１９６】
また回転多面鏡５を挟んで両側に不要光遮光部材１２、１２’を配置することで、想定外であった不要光の発生に対しても確実に遮光を行うことができる。
【０１９７】
このように本実施例では上述した如く斜入射光学系を用いた対向走査ユニットにおいて効果的に不要光の遮光を行うことができる。これにより本実施例では簡易な構成で、かつカラーＬＢＰ、カラー複写機における画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。
【０１９８】
また、本実施例では光源手段１ａ，１ｂを単一の発光部より構成したが、これに限らず、複数の発光部より構成しても良い。また本実施例では結像光学系６１（６１’）を２つの結像光学素子（結像レンズ）より構成したが、これに限らず、１つ、若しくは３つ以上の結像光学素子より構成しても良い。
【実施例４】
【０１９９】
図１６(ｂ)は本発明の実施例４の回転多面鏡周辺の主走査断面図、図１６(ａ)は図１６(ｂ)の副走査断面図である。図１６(a),(b)において図１３(a),(b)に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０２００】
本実施例において前述の実施例３と異なる点は、不要光遮光部材１２’を回転多面鏡５に対して片側(第２の走査ユニットＵ２側）にのみ配置した点である。その他の構成及び光学的作用は実施例３と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０２０１】
つまり本実施例では、回転多面鏡５の回転軸に対して更に回転多面鏡５の回転駆動のための駆動回路基板５０を偏心させて不要光遮光部材１２’を回転多面鏡５の回転軸に近接配置させ、副走査断面内における開口幅Ｗを狭めて構成している。これにより、回転多面鏡５に対して片側(第２の走査ユニットＵ２側）にのみ不要光遮光部材１２’を配置した場合でも確実に不要光を遮光することができる。
【０２０２】
また不要光遮光部材１２’の形成も容易となる。また不要光遮光部材１２’を光学箱と一体的に成型せずに両者を異なる別部材で構成する場合には、組み立て工程の削減にも繋がる。
【０２０３】
本実施例においては上記条件式(１）を満たすように回転多面鏡５の外接円半径ｒｐ、回転多面鏡５の回転中心から不要光遮光部材１２’までの距離Ｌ、回転多面鏡５の駆動回路基板５０の長さＡを以下の如く設定している。
【０２０４】
ｒｐ＝１７ｍｍ
Ｌ＝１９ｍｍ
Ａ＝４２ｍｍ
これは条件式(1)を満たしている。
【０２０５】
このときの不要光遮光部材１２’の副走査断面内における開口幅Ｗは２．２８ｍｍであり、これは、問題無く不要光の遮光ができる。
【０２０６】
尚、本実施例では走査ユニットＵ２側に不要光遮光部材を設けたが、これに限らず、走査ユニットＵ１側に設けても良い。
【実施例５】
【０２０７】
図１７(ｂ)は本発明の実施例４の回転多面鏡周辺の主走査断面図、図１７(ａ)は図１７(ｂ)の副走査断面図である。図１７(a),(b)において図１６(a),(b)に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０２０８】
本実施例において前述の実施例３と異なる点は、不要光遮光部材１４、１４’を光学部材を収容する光学箱と一体的に成型するのではなく、光学箱を閉塞する蓋部材１７と一体的に成型したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例３と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０２０９】
つまり、図１７(a)において、１７は光学箱を閉塞する蓋部材であり、不要光遮光部材１４、１４’と一体的に成型している。
【０２１０】
本実施例では不要光遮光部材１４、１４’と蓋部材１７とを一体的に成型することにより不要光遮光部材１４、１４’と回転多面鏡５の駆動回路基板５０との干渉を防止している。これにより不要光遮光部材１４、１４’を回転多面鏡５の回転軸に近接配置させることができる。そして副走査断面内における不要光遮光部材１４’の開口幅Ｗを狭めることで、実光束を遮ることなく、確実に不要光を遮光することができる。
【０２１１】
本実施例においては、回転多面鏡５の外接円半径ｒｐ、回転多面鏡５の回転中心から不要光遮光部材１４’までの距離Ｌ、回転多面鏡５の駆動回路基板５０の長さＡを以下の如く設定している。
【０２１２】
ｒｐ＝１７ｍｍ
Ｌ＝１８．７ｍｍ
Ａ＝４２ｍｍ
これは条件式(1)を満たしている。
【０２１３】
このときの不要光遮光部材１４’の副走査断面内における開口幅Ｗは３．０３ｍｍであり、これは問題無く不要光の遮光ができる。
［画像形成装置］
図１８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１〜５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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
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（転写器）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１８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。
【０２１７】
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１８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とで構成されている。そして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。
【０２１８】
図１８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。
【０２１９】
本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において本発明の実施例１〜５の構成はより効果を発揮する。
［カラー画像形成装置］
図１９は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。
【０２２０】
本実施例は、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。図１９において、１００はカラー画像形成装置、２００は実施例１から５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。
【０２２１】
図１９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、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）、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１１に入力される。そして、光走査装置１１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。
【０２２２】
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置１１により４ビームを走査し、各々がＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。そして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している。
【０２２３】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く光走査装置１１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。
【０２２４】
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１００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】
【０２２５】
【図１】本発明の実施例１の光走査装置の副走査断面図
【図２】本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図
【図３】本発明の実施例１の幾何収差及び副走査倍率の一様性を示す図
【図４】本発明の実施例１の光走査装置の主走査要部断面図及び副走査要部断面図
【図５】本発明の実施例１の光束と不要光遮光部材との関係の説明図
【図６】従来の光走査装置の副走査断面図
【図７】本発明の実施例２の光走査装置の主走査断面図及び副走査断面図
【図８】本発明の実施例３の光走査装置の副走査断面図
【図９】本発明の実施例３の光走査装置の主走査断面図
【図１０】本発明の実施例３の幾何収差及び副走査倍率の一様性を示す図
【図１１】本発明の実施例３の光走査装置の走査線湾曲量を示す図
【図１２】本発明の実施例３の光走査装置のスポット形状を示す図
【図１３】本発明の実施例３の光走査装置の主走査断面図及び副走査断面図
【図１４】本発明の実施例３の光束と不要光遮光部材との関係の説明図
【図１５】従来の光走査装置の副走査断面図
【図１６】本発明の実施例４の光走査装置の主走査断面図及び副走査断面図
【図１７】本発明の実施例５の光走査装置の主走査断面図及び副走査断面図
【図１８】本発明の実施例の画像形成装置の要部概略図
【図１９】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図２０】従来の光走査装置の主走査断面図
【図２１】従来の光走査装置の副走査断面図
【符号の説明】
【０２２６】
１ａ、１ｂ  光源手段
２ａ、２ｂ  開口絞り
３ａ、３ｂ  集束レンズ(アナモフィックレンズ)
５  偏向手段（回転多面鏡）
５０  駆動回路基板
６ａ、６ａ’、６１ａ、６１ａ’  第１の結像レンズ
６ｂ、６ｂ’、６１ｂ、６１ｂ’  第２の結像レンズ
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ  被走査面（感光ドラム面）
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  反射ミラー
Ｃ０  光学基準軸
ＬＡ  入射光学系
６、６’、６１、６１’  結像光学系
１０、１０’、１１、１１’、１２、１２’  不要光遮光部材
１３、１３’、１４、１４’  不要光遮光部材
１７    蓋部材
２００    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  光走査ユニット
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３】
0005116559.tif 000008
【図１１】
0005116559.tif 000009
【図２１】
0005116559.tif 000010
【図１】
0005116559.tif 000011
【図２】
0005116559.tif 000012
【図４】
0005116559.tif 000013
【図５】
0005116559.tif 000014
【図６】
0005116559.tif 000015
【図７】
0005116559.tif 000016
【図８】
0005116559.tif 000017
【図９】
0005116559.tif 000018
【図１０】
0005116559.tif 000019
【図１２】
0005116559.tif 000020
【図１３】
0005116559.tif 000021
【図１４】
0005116559.tif 000022
【図１５】
0005116559.tif 000023
【図１６】
0005116559.tif 000024
【図１７】
0005116559.tif 000025
【図１８】
0005116559.tif 000026
【図１９】
0005116559.tif 000027
【図２０】
0005116559.tif 000028