(57)【要約】光源（４１ａ〜４１ｄ）からの複数の光束は第１結像光学系（４２ａ〜４２ｄ）により共通する光偏向器（４４）の偏向面（４６）上に線像を形成する。光偏向器（４４）で反射された光束は複数の曲面ミラー（４５ａ〜４５ｄ）により反射されて、感光体（４ａ〜４ｄ）上を走査する。複数の曲面ミラー（４５ａ〜４５ｄ）は、偏向面（４６）の中心における法線を含み主走査方向に平行な面に対して同じ側に配置されている。また、複数の曲面ミラー（４５ａ〜４５ｄ）の曲面形状が互いに異なる。これにより、低コストで、良好な光学性能を有するタンデム型カラー画像形成装置及びこれに好適に用いられる光走査装置を提供できる。
2004063790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
前記複数の光源から発せられた各光束を走査する単一の光偏向器と、
前記複数の光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器の同一偏向面上に前記各光束の線像を形成する第１結像光学系と、
前記複数の光源に対応する複数の被走査面と前記光偏向器との間に配置され、前記複数の被走査面と１対１に対応する複数の曲面ミラーを有する第２結像光学系とを備え、
前記第１結像光学系からの各光束は、前記光偏向器の偏向面中心における法線を含み主走査方向に平行な面（以下、「主走査面」と呼ぶ）に対して斜めに前記偏向面に入射し、且つ前記光偏向器からの各光束は前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに前記曲面ミラーに入射するように、前記複数の光源と、前記光偏向器と、前記第２結像光学系とは副走査方向において異なる位置に配置され、
前記複数の曲面ミラーが、前記主走査面に対して同じ側に配置されており、
前記複数の曲面ミラーの曲面形状が互いに異なることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記複数の曲面ミラーの副走査方向の幅が、前記光偏向器に近い前記曲面ミラーから遠い前記曲面ミラーへ行くにしたがって大きくなる請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、前記光偏向器へ入射する複数の光束と、前記光偏向器で反射され、前記複数の曲面ミラーへ入射する複数の光束と、前記複数の曲面ミラーで反射され、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束とのうちのいずれの２つも互いに平行でない請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記複数の被走査面のうち前記光偏向器から最も遠い前記被走査面へ入射する光束と、前記光偏向器に最も近い前記被走査面へ入射する光束とが、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面においてなす角が２０度以下である請求項１に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記複数の曲面ミラーが一体的に構成されている請求項１に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記複数の曲面ミラーの副走査方向における前記頂点の位置が互いに異なる請求項１に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記複数の曲面ミラーの副走査方向における前記頂点の位置が、前記光偏向器に近い前記曲面ミラーから遠い前記曲面ミラーへ行くにしたがって前記曲面ミラーの副走査方向における中央部から遠くなる請求項１に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第１結像光学系は、前記複数の光束が入射する単一のシリンドリカルレンズを備える請求項１に記載の光走査装置。
【請求項９】
更に、前記複数の光源から発射される光束の形状を整える複数の開口が形成された単一のアパーチャを備え、前記アパーチャは前記シリンドリカルレンズの直前に配置される請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記複数の光源から発射される複数の光束のうちのいずれの２つも互いに平行でない請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーの頂点との間の距離をＬｍ、前記複数の被走査面のうち、前記第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記第Ｎの曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＬｉ、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
０．２５＜（Ｌｍ／Ｌｉ）／（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４５
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束のうち、前記光偏光器から最も近い第１の光束の光軸と、前記光偏光器から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の光束の光軸とがなす角をβｒ、前記複数の被走査面のうち、前記第１の光束が入射する第１の被走査面とこれに入射する前記第１の光束の光軸との交点と、前記第Ｎの光束が入射する第Ｎの被走査面とこれに入射する前記第Ｎの光束の光軸との交点との間の距離をＬｉ、前記第Ｎの被走査面に対応する第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する前記第Ｎの光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
１．０＜（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉ＜１．６
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーの頂点とを結ぶ線と、前記複数の被走査面のうち、前記第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記第Ｎの曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点とを結ぶ線とのなす角をΔβ、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点における法線と前記偏向面から前記第Ｎの曲面ミラーに入射する第Ｎの光束の光軸とがなす角度をβ２、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
−１．８＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（以下「ＸＺ面」と呼ぶ）において、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束のうち、前記光偏光器から最も近い第１の光束の光軸と、前記光偏光器から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の光束の光軸とがなす角をβｒ、
前記ＸＺ面と直交し前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含む面を各曲面ミラーにおけるＹＺ面としたとき、
前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点における前記第１の曲面ミラーのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＬ、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＬ、
前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も遠い第Ｎの曲面ミラーの頂点における前記第Ｎの曲面ミラーのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＨ、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＨとすると、
０．００１＜［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／ｔａｎβｒ＜０．０１２
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点とを結ぶ線と、前記第Ｎの被走査面に入射する第Ｎの光束の光軸とがなす角をβｉｄ（度）とすると、
５５＜βｉｄ≦１５０
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の光走査装置と、前記複数の被走査面に配置された複数の感光体と、前記複数の感光体にそれぞれ対応し、前記感光体上に互いに異なる色のトナー像を現像させる複数の現像器と、前記感光体上の前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記被転写材に転写されたトナー像を定着する定着器とを備えることを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリやデジタル複写機などに代表されるカラー画像形成装置、及びこれらに用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】  従来におけるカラー画像形成装置としては、例えば水平方向に沿う用紙搬送路に対して複数の画像形成ユニットを順に並べて配設し、用紙搬送路に沿って移動する用紙に前記各画像形成ユニットから順次トナー像を転写させ、用紙上にカラー画像を形成するようにしたタンデム型と称されるものが知られている。タンデム型カラー画像形成装置に用いられる光走査装置としては、単一の光束を走査する光走査装置を単に４つ用いるもの（特開２０００−１４１７５９号公報参照）、単一の光偏向器と４組のレンズ系を用いるもの（特開２００１−１３３７１７号公報参照）、あるいは曲面ミラーおよびレンズを４組用いるもの（特開平１０−１４８７７７号公報参照）が知られている。
しかしながら、上記で提案された光走査装置は、いずれも部品点数が多くコストが高い、また各走査線の性能を均一化するのが困難であるという問題点があった。
【発明の開示】
本発明は上記問題点に鑑み、低コストで、良好な光学性能を有するタンデム型カラー画像形成装置及びこれに好適に用いられる光走査装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の光走査装置は、複数の光源と、前記複数の光源から発せられた各光束を走査する単一の光偏向器と、前記複数の光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器の同一偏向面上に前記各光束の線像を形成する第１結像光学系と、前記複数の光源に対応する複数の被走査面と前記光偏向器との間に配置され、前記複数の被走査面と１対１に対応する複数の曲面ミラーを有する第２結像光学系とを備え、前記第１結像光学系からの各光束は、前記光偏向器の偏向面中心における法線を含み主走査方向に平行な面（以下、「主走査面」と呼ぶ）に対して斜めに前記偏向面に入射し、且つ前記光偏向器からの各光束は前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに前記曲面ミラーに入射するように、前記複数の光源と、前記光偏向器と、前記第２結像光学系とは副走査方向において異なる位置に配置され、前記複数の曲面ミラーが、前記主走査面に対して同じ側に配置されており、前記複数の曲面ミラーの曲面形状が互いに異なることを特徴とする。
また、本発明のカラー画像形成装置は、上記の本発明の光走査装置と、前記複数の被走査面に配置された複数の感光体と、前記複数の感光体にそれぞれ対応し、前記感光体上に互いに異なる色のトナー像を現像させる複数の現像器と、前記感光体上の前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記被転写材に転写されたトナー像を定着する定着器とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施の形態１に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
図２は、本発明の実施の形態１に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーの正面図である。
図３は、本発明の実施の形態２に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーのＸＺ面での断面図である。
図４は、本発明の実施の形態２に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーの正面図である。
図５は、本発明の実施の形態３に係る第１結像光学系の概略構成図である。
図６は、本発明の実施の形態４に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
図７は、本発明の実施の形態５に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
図８は、本発明の実施の形態６に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
図９は、本発明の実施の形態７に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
図１０は、本発明の実施の形態７に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーのＸＺ面での断面図である。
図１１は、本発明の実施の形態７に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーのＹＺ面での断面図である。
図１２は、本発明の実施の形態８に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
図１３は、本発明の実施の形態９に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。
図１４は、本発明の実施の形態９に係るカラー画像形成装置で用いられる画像形成ユニットの断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  上記のように、本発明の光走査装置は、複数の光源と、前記複数の光源から発せられた各光束を走査する単一の光偏向器と、前記複数の光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器の同一偏向面上に前記各光束の線像を形成する第１結像光学系と、前記複数の光源に対応する複数の被走査面と前記光偏向器との間に配置され、前記複数の被走査面と１対１に対応する複数の曲面ミラーを有する第２結像光学系とを備える。そして、前記第１結像光学系からの各光束は、前記光偏向器の偏向面中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対して斜めに前記偏向面に入射し、且つ前記光偏向器からの各光束は前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに前記曲面ミラーに入射するように、前記複数の光源と、前記光偏向器と、前記第２結像光学系とは副走査方向において異なる位置に配置されている。また、前記複数の曲面ミラーが、前記主走査面に対して同じ側に配置されている。更に、前記複数の曲面ミラーの曲面形状が互いに異なる。
ここで、「前記光偏向器の偏向面中心における法線」とは、光束が入射する偏向面が、その法線がＸＺ面（前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面）に含まれるような向きに移動した時における、その法線を意味する。
かかる本発明の光走査装置によれば、光源から感光体までに互いに異なる光路を備えた光走査装置でありながら、部品点数が少なく、良好な光学性能を有し、且つ、各走査線の性能の相対差が小さい光走査装置を実現することができる。
上記の本発明の光走査装置において、前記複数の曲面ミラーの副走査方向の幅が、前記光偏向器に近い前記曲面ミラーから遠い前記曲面ミラーへ行くにしたがって大きくなることが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（以下「ＸＺ面」と呼ぶ）において、前記光偏向器へ入射する複数の光束と、前記光偏向器で反射され、前記複数の曲面ミラーへ入射する複数の光束と、前記複数の曲面ミラーで反射され、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束とのうちのいずれの２つも互いに平行でないことが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の被走査面のうち前記光偏向器から最も遠い前記被走査面へ入射する光束と、前記光偏向器に最も近い前記被走査面へ入射する光束とが、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）においてなす角が２０度以下であることが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の曲面ミラーが一体的に構成されていることが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の曲面ミラーの副走査方向における前記頂点の位置が互いに異なることが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の曲面ミラーの副走査方向における前記頂点の位置が、前記光偏向器に近い前記曲面ミラーから遠い前記曲面ミラーへ行くにしたがって前記曲面ミラーの副走査方向における中央部から遠くなることが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記第１結像光学系は、前記複数の光束が入射する単一のシリンドリカルレンズを備えることが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置が、更に、前記複数の光源から発射される光束の形状を整える複数の開口が形成された単一のアパーチャを備え、前記アパーチャは前記シリンドリカルレンズの直前に配置されることが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の光源から発射される複数の光束のうちのいずれの２つも互いに平行でないことが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーの頂点との間の距離をＬｍ、前記複数の被走査面のうち、前記第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記第Ｎの曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＬｉ、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
０．２５＜（Ｌｍ／Ｌｉ）／（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４５
の関係を満足することが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束のうち、前記光偏光器から最も近い第１の光束の光軸と、前記光偏光器から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の光束の光軸とがなす角をβｒ、前記複数の被走査面のうち、前記第１の光束が入射する第１の被走査面とこれに入射する前記第１の光束の光軸との交点と、前記第Ｎの光束が入射する第Ｎの被走査面とこれに入射する前記第Ｎの光束の光軸との交点との間の距離をＬｉ、前記第Ｎの被走査面に対応する第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する前記第Ｎの光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
１．０＜（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉ＜１．６
の関係を満足することが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーの頂点とを結ぶ線と、前記複数の被走査面のうち、前記第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記第Ｎの曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点とを結ぶ線とのなす角をΔβ、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点における法線と前記偏向面から前記第Ｎの曲面ミラーに入射する第Ｎの光束の光軸とがなす角度をβ２、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
−１．８＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４
の関係を満足することが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束のうち、前記光偏光器から最も近い第１の光束の光軸と、前記光偏光器から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の光束の光軸とがなす角をβｒとする。前記ＸＺ面と直交し前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含む面を各曲面ミラーにおけるＹＺ面とする。前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点における前記第１の曲面ミラーのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＬ、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＬとする。前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も遠い第Ｎの曲面ミラーの頂点における前記第Ｎの曲面ミラーのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＨ、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＨとすると、
０．００１＜［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／ｔａｎβｒ＜０．０１２
の関係を満足することが好ましい。
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点とを結ぶ線と、前記第Ｎの被走査面に入射する第Ｎの光束の光軸とがなす角をβｉｄ（度）とすると、
５５＜βｉｄ≦１５０
の関係を満足することが好ましい。
また、本発明のカラー画像形成装置は、上記の本発明の光走査装置と、前記複数の被走査面に配置された複数の感光体と、前記複数の感光体にそれぞれ対応し、前記感光体上に互いに異なる色のトナー像を現像させる複数の現像器と、前記感光体上の前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記被転写材に転写されたトナー像を定着する定着器とを備える。
かかる本発明のカラー画像形成装置によれば、小型で、良好な画像を形成することができる、低コストのカラー画像形成装置を実現することができる。
以下に、具体的な実施の形態を図１〜図１４により示しながら本発明の光走査装置およびカラー画像形成装置を詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の本実施の形態１における、光走査装置である光学ユニット４０の概略構成図である。以下の説明において、要素の符号に付されたａ〜ｄの添字はカラー画像を形成するための４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応することを意味し、特に色の区別をする必要がない場合には、添字を省略することとする。
図１において、４２ａ〜４２ｄはコリメートレンズで、複数の光源である半導体レーザ４１ａ〜４１ｄから発せられた各光束をそれぞれ平行光に変換する。４３ａ〜４３ｄはシリンドリカルレンズで、ＸＺ面内で光軸に垂直な方向（副走査方向）にのみ屈折力を持ち、コリメートレンズ４２ａ〜４２ｄからの光束をポリゴンミラー４４の偏向面である反射面４６上に線状に結像する。４７はポリゴンモータで、ポリゴンミラー４４を一定速度で回転させることにより、反射面４６に入射する光束を走査する。ポリゴンミラー４４とポリゴンモータ４７とは光偏向器を構成する。また、コリメートレンズ４２ａ〜４２ｄとシリンドリカルレンズ４３ａ〜４３ｄとは第１結像光学系を構成する。
半導体レーザ４１ａ〜４１ｄからの光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄは反射面４６の法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対して斜め方向から反射面４６に入射し、それぞれの入射角に応じて、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄとして出射する。光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄは、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの各反射面の頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（各曲面ミラーについて定義されるこの面を各曲面ミラーの「ＹＺ面」と呼ぶ）に対して斜め方向から曲面ミラー４５ａ〜４５ｄに入射し、それぞれ光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄとして反射し、複数の被走査面である感光体４ａ〜４ｄを露光する。曲面ミラー４５ａ〜４５ｄは、反射面４６の法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対していずれも同じ側（図では上側）に配置されている。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄおよび光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄは、ＸＺ面においていずれの２つも互いに平行ではない。曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの形状は、主、副像面湾曲、及びｆθ誤差を補正するように、主走査方向断面の非円弧形状と、各像高に対応した副走査方向の曲率半径とが決められ、さらに、走査線湾曲を補正するために各像高に対応した位置での面のねじり量が決められており、その結果、互いに異なったものになっている。このミラーには例えば、特開平１１−１５３７６４号公報や特開２００１−１００１３０号公報に示された曲面ミラー等を用いることができる。
ＸＺ面内において、光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄの長さはほとんど同じで、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄから感光体４ａ〜４ｄへ向かって互いに離れていくように扇型状に出射する。隣り合う感光体４ａ〜４ｄ間の光軸間距離は２５ｍｍである。光束Ｌ３ａと光束Ｌ３ｄとはそれぞれ水平方向に対して上下方向にそれぞれ約８°傾いて感光体４ａ、４ｄに入射している。即ちポリゴンミラー４４から最も遠い光束Ｌ３ｄと最も近い光束Ｌ３ａとがＸＺ面においてなす角は１６°である。
さらに、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄは、樹脂成形等の手段によって一体的に形成されており、一体ミラー５１を構成している。
図２は曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの正面図である。５２ａ〜５２ｄは曲面ミラー４５ａ〜４５ｄ上を走査される光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの中心位置の軌跡を示している。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄは、反射面４６の法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対して斜め方向から反射面４６に入射しているため、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄ上の軌跡５２ａ〜５２ｄは図２に示すように曲線になる。その曲率は光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄの反射面４６に対するＸＺ面内における入射角が大きいほど大きくなり、それに対応して曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの副走査方向の幅Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄはＤ１ａ＜Ｄ１ｂ＜Ｄ１ｃ＜Ｄ１ｄの関係を有している。
以上のように構成された光走査装置について、以下、図１および図２を用いてその動作を説明する。
半導体レーザ４１ａ〜４１ｄからの光束はそれぞれコリメートレンズ４２ａ〜４２ｄによって平行光となる。そして、シリンドリカルレンズ４３ａ〜４３ｄによって副走査方向についてのみ収束され、ポリゴンミラー４４の反射面４６上に線像として結像される。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄは、ポリゴンミラー４４が回転光軸を中心に回転することによって走査され、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄとして曲面ミラー４５ａ〜４５ｄに入射する。そして光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄはそれぞれ曲面ミラー４５ａ〜４５ｄによって反射され、光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄとして感光体４ａ〜４ｄ上に良好に結像する。曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの形状は、主、副像面湾曲、及びｆθ誤差を補正するように、主走査方向断面の非円弧形状と、各像高に対応した副走査方向の曲率半径とがそれぞれ決められており、さらに、走査線湾曲を補正するために各像高に対応した位置での面のねじり量がそれぞれ決められている。そのため、各走査線間においてその性能の相対差が小さくなっている。
また、感光体４ａ〜４ｄ上を走査する光束は、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄによって、走査方向の端部に配置された図示しないフォトダイオード上に結像する。フォトダイオードからの検出信号を同期信号として図示しない制御装置が半導体レーザ４１ａ〜４１ｄの制御を行う。
曲面ミラー４５ａ〜４５ｄ上を走査する光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄが描く軌跡５２ａ〜５２ｄの湾曲の程度は、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの反射面４６からのＸＺ面内における出射角が大きいほど大きくなるが、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの副走査方向の幅Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄはその湾曲の程度に応じてＤ１ａ＜Ｄ１ｂ＜Ｄ１ｃ＜Ｄ１ｄとなっているため、どの曲面ミラーも有効反射領域が十分に確保されており、感光体４ａ〜４ｄに良好に結像される。
以上のように、本実施の形態１によれば、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの曲面形状がいずれも互いに異なる。これにより、光源４１ａ〜４１ｄから感光体４ａ〜４ｄまでの光路が互いに異なる光走査装置であっても、良好な光学性能で且つ、各走査線の性能の相対差が小さい光走査装置を実現することができる。また、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄと感光体４ａ〜４ｄとの間に折り返しミラーが不要であり、部品点数を少なくすることができる。
また、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの副走査方向の幅Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄが、ポリゴンミラー４４（又は主走査面）に近い曲面ミラー４５ａから遠い曲面ミラー４５ｄへ行くにしたがって徐々に大きくなっている。これにより、どの曲面ミラーも有効反射領域が十分に確保されており、感光体４ａ〜４ｄに良好に結像される光走査装置を実現することができる。
さらに、ＸＺ面において、ポリゴンミラー４４の反射面４６へ入射する光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄと、反射面４６で反射され、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄへ入射する光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄと、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄで反射され、感光体４ａ〜４ｄへ向かう光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄとのうちのいずれの２つも互いに平行でない。これにより、各光学要素および感光体４ａ〜４ｄの配置自由度が増大し、より適した特性を得ることができる。
さらに、本実施の形態１においては、ポリゴンミラー４４から最も遠い感光体４ｄへ向かう光束Ｌ３ｄと、ポリゴンミラー４４に最も近い感光体４ａへ向かう光束Ｌ３ａとがＸＺ面内においてなす角（即ち、後述する角βｒ（図７，図９参照））が２０度以下である。感光体が円筒形状である場合、それぞれの感光体は偏心成分を持っており、回転軸の周りで振れながら回転する。各光束は、各感光体表面での反射光による迷光の影響を抑えるために、一般的には感光体表面に対し、入射位置での法線方向に対して斜めの入射角度で入射させる。従って、感光体が振れ回りしていると光束の入射位置が変動するため、用紙の搬送方向に色ズレが発生する。ところが、上記の構成により、この色ズレ量を実質的に問題のないレベルに抑えることができる。
さらに、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄが一体ミラー５１として構成される。これにより、部品点数を少なくするともに、樹脂成形等で製作する場合に曲面ミラーの特性のばらつきを抑え、色ズレ、色ムラのない良好な画像を得ることができる。
（実施の形態２）
図３は実施の形態２における、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのＸＺ面での断面図、図４はその正面図である。以下に実施の形態１との相違点について説明する。特に説明のない構成は実施の形態１と同様である。
図３および図４において、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄは、それぞれ独立しており副走査方向の幅が等しく構成されている。５６ａ〜５６ｄは曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ上を走査される光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの中心位置の軌跡を示している。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄは、反射面４６の法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対して斜め方向から反射面４６に入射しているため、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ上の軌跡５６ａ〜５６ｄは図４に示すように曲線になる。その曲率は光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄの反射面４６に対するＸＺ面内における入射角が大きいほど大きくなるため、軌跡５６ａ〜５６ｄの曲率は軌跡５６ａから５６ｄに向かうにしたがって徐々に大きくなっている。５７ａ〜５７ｄは曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点である。軌跡５６ａ〜５６ｄは頂点５７ａ〜５７ｄを通る曲線となっている。
ここで、軌跡５６ａ〜５６ｄを内包する矩形５８ａ〜５８ｄを定義する。即ち、軌跡５６ａ〜５６ｄの両端を一方の長辺の両端とし、軌跡５６ａ〜５６ｄの中点（即ち、頂点５７ａ〜５７ｄ）を他方の長辺の中点とする矩形５８ａ〜５８ｄを定義する。本実施の形態では、矩形５８ａ〜５８ｄが、主走査方向及び副走査方向において曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのほぼ中央になるように配置されている。すなわち、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点５７ａ〜５７ｄの副走査方向における位置は、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ間において互いに異なる位置にあり、ポリゴンミラー４４（又は主走査面）に近い曲面ミラー５５ａから遠い曲面ミラー５５ｄへ向かうにしたがって副走査方向の中央から徐々に遠くなる。
以上のように構成された光走査装置について、以下、図３および図４を用いてその動作を実施の形態１と異なる点についてのみ説明する。
曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ上を走査する光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄが描く軌跡５６ａ〜５６ｄの湾曲の程度は、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの反射面４６からのＸＺ面内における出射角が大きいほど大きくなる。しかしながら、実施の形態１と異なり、軌跡５６ａ〜５６ｄを内包する矩形５８ａ〜５８ｄを定義すると、主走査方向及び副走査方向において矩形５８ａ〜５８ｄが曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのほぼ中央になるように配置されている。即ち、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点５７ａ〜５７ｄの副走査方向における位置は、ポリゴンミラー４４に近い曲面ミラー５５ａから遠い曲面ミラー５５ｄへ行くにしたがって副走査方向の中央から遠くなっている。そのため、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの大きさを主走査方向及び副走査方向において相互に等しくしても、どの曲面ミラーも有効反射領域を十分に確保でき、感光体４ａ〜４ｄに良好に結像できる。
以上のように、本実施の形態２によれば、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点５７ａ〜５７ｄの副走査方向における位置が互いに異なっている。さらにその頂点の副走査方向における位置が、ポリゴンミラー４４（又は主走査面）に近い曲面ミラー５５ａから遠い曲面ミラー５５ｄへ行くにしたがって各曲面ミラーの副走査方向の中央から遠くなっている。これらにより、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの主走査方向及び副走査方向における大きさを相互に等しくしても、どの曲面ミラーも有効反射領域が十分に確保され、感光体４ａ〜４ｄに良好に結像することができる。これにより、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄを樹脂成形によって作製する場合、金型の大きさを等しくすることができるので、成形条件が合わせやすく、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ間のばらつきを少なくすることができる。
（実施の形態３）
図５は上述した実施の形態１ないし２に用いることができる第１結像光学系の好ましい実施の形態を示す概略構成図である。図５において、６２ａ〜６２ｄはコリメートレンズで、複数の光源としての半導体レーザ６１ａ〜６１ｄから発せられた各光束をそれぞれ平行光に変換する。６３は単一のシリンドリカルレンズで、ＸＺ面内で光軸に垂直な方向（副走査方向）にのみ屈折力を持ち、コリメートレンズ６２ａ〜６２ｄからの光束をポリゴンミラー６４の偏向面である反射面６６上に線状に結像する。半導体レーザ６１ａ〜６１ｄから発せられる各光束はそれぞれ互いに平行ではなく、内側に向かうような角度を持っている。６５はアパーチャで、コリメートレンズ６２ａ〜６２ｄからの各光束を所定の形状に整形するための開口６７ａ〜６７ｄが１枚の金属板にエッチングあるいはプレス等の手段で設けられて、シリンドリカルレンズ６３の直前に配置されている。
このような第１結像光学系を用いれば、部品点数を削減しながら、特性の揃った光束を得ることができる。
また、第１結像光学系として単一のシリンドリカルレンズ６３を用いている。これにより、経時変化に伴う相対位置誤差が発生しないので、特性が安定する。
さらに、開口６７ａ〜６７ｄが形成された単一のアパーチャ６５がシリンドリカルレンズ６３の直前に配置されている。これにより、各光束ごとに個別のアパーチャを用いる場合と比べて部品点数が少なくなるだけでなく、取付誤差による特性ばらつきや経時変化の影響が少なくなる。
さらに、半導体レーザ６１ａ〜６１ｄからの光束のうちのいずれの２つも互いに平行でない。これにより、隣り合う半導体レーザ６１ａ〜６１ｄ間の間隔を広げることができ、光源ブロックの構成が簡単になる。
（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、図６に示したように、ポリゴンミラー（光偏光器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄのうち、反射面（偏向面）４６の中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）から最も近い第１の曲面ミラー４５ａの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の曲面ミラー４５ｄの頂点との間の距離をＬｍ、複数の感光体（被走査面）４ａ〜４ｄのうち、第１の曲面ミラー４５ａに対応する第１の感光体４ａの表面とこれに入射する光束Ｌ３ａの光軸との交点と、第Ｎの曲面ミラー４５ｄに対応する第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＬｉ、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と反射面（偏向面）４６との間の距離をＤ１、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と、第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
０．２５＜（Ｌｍ／Ｌｉ）／（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４５
の関係を満足する。
（Ｌｍ／Ｌｉ）／（Ｄ１／Ｄ２）が上記不等式の下限を下回ると、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの間隔が小さくなり、複数の光束が反射する有効領域が重なり各光束を分離することが困難になる。また、上記不等式の上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が２．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ２強度のビーム径を８０μｍ以下、更には６０μｍ以下にすることが困難になるので、４００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
図６では、実施の形態１に示した光学系を例に説明したが、実施の形態２及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
（実施の形態５）
図７は本発明の実施の形態５における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、図７に示したように、ポリゴンミラー（光偏光器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の感光体（被走査面）４ａ〜４ｄへ向かう複数の光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄのうち、ポリゴンミラー４４から最も近い第１の光束Ｌ３ａの光軸と、ポリゴンミラー４４から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の光束Ｌ３ｄの光軸とがなす角をβｒ、複数の感光体４ａ〜４ｄ面のうち、第１の光束Ｌ３ａが入射する第１の感光体４ａの表面とこれに入射する第１の光束Ｌ３ａの光軸との交点と、第Ｎの光束Ｌ３ｄが入射する第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する前記第Ｎの光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＬｉ、第Ｎの感光体４ｄに対応する第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と反射面（偏向面）４６との間の距離をＤ１、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と、第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する前記第Ｎの光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
１．０＜（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉ＜１．６
の関係を満足する。
（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉが上記不等式の下限を下回ると、主走査方向における像面湾曲が２．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ２強度のビーム径が８０μｍ以下、更には６０μｍ以下にすることが困難になるので、４００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。また、上記不等式の上限を上回ると、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの間隔が小さくなり、複数の光束が反射する有効領域が重なり各光束を分離することが困難になる。
更には、
１．２＜（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉ＜１．６
を満足することが好ましい。（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉが上記不等式の下限を下回ると、主走査方向における像面湾曲が１．０ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ２強度のビーム径が６０μｍ以下、更には４０μｍ以下にすることが困難になるので、６００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
図７では、実施の形態１に示した光学系を例に説明したが、実施の形態２及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
（実施の形態６）
図８は本発明の実施の形態６における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、図８に示したように、ポリゴンミラー（光偏向器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄのうち、反射面（偏向面）４６の中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）から最も近い第１の曲面ミラー４５ａの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の曲面ミラー４５ｄの頂点とを結ぶ線８１と、複数の感光体（被走査面）４ａ〜４ｄのうち、第１の曲面ミラー４５ａに対応する第１の感光体４ａの表面とこれに入射する光束Ｌ３ａの光軸との交点と、第Ｎの曲面ミラー４５ｄに対応する第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点とを結ぶ線８２とのなす角をΔβ、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点における法線４９ｄと反射面（偏向面）４６から第Ｎの曲面ミラー４５ｄに入射する第Ｎの光束Ｌ２ｄの光軸とがなす角度をβ２、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と反射面（偏向面）４６との間の距離をＤ１、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と、第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
−１．８＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４
の関係を満足する。
Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）が上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が２．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ２強度のビーム径を８０μｍ以下、更には６０μｍ以下にすることが困難になるので、４００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
更には、
−１．４＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜０
の関係を満足することが好ましい。Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）が上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が１．０ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ２強度のビーム径が６０μｍ以下、更には４０μｍ以下にすることが困難になるので、６００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
特に、
−０．９＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜−０．５
の関係を満足することが好ましい。Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）が上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が０．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ２強度のビーム径が４０μｍ以下、更には２５μｍ以下にすることが困難になるので、１２００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
図８では、実施の形態１に示した光学系を例に説明したが、実施の形態２及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
（実施の形態７）
図９は本発明の実施の形態７における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。図１０は本実施の形態７に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーのＸＺ面での断面図である。図１１は、各曲面ミラーのＹＺ面（ＸＺ面と直交し曲面ミラーの頂点における法線を含む面）での断面図である。実施の形態１，２と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、図９に示したように、ポリゴンミラー（光偏向器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の感光体（被走査面）４ａ〜４ｄへ向かう複数の光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄのうち、ポリゴンミラー４４から最も近い第１の光束Ｌ３ａの光軸と、ポリゴンミラー４４から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の光束Ｌ３ｄの光軸とがなす角をβｒとする。また、図１０に示したように、前記ＸＺ面と直交し複数の曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの各頂点５７ａ〜５７ｄにおける法線５９ａ〜５９ｄを含む面を各曲面ミラーにおけるＹＺ面とする。複数の曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのうち、反射面（偏向面）４６の中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）から最も近い第１の曲面ミラー５５ａの頂点５７ａにおける第１の曲面ミラー５５ａのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＬ（図１０参照）、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＬ（図１１参照）とする。また、複数の曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのうち、前記主走査面から最も遠い第Ｎの曲面ミラー５５ｄの頂点５７ｄにおける第Ｎの曲面ミラー５５ｄのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＨ（図１０参照）、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＨ（図１１参照）とすると、
０．００１＜［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／ｔａｎβｒ＜０．０１２
の関係を満足する。
［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／ｔａｎβｒが上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が２．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ２強度のビーム径を８０μｍ以下、更には６０μｍ以下にすることが困難になるので、４００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
更には、
０．００３＜［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／ｔａｎβｒ＜０．００７
の関係を満足することが好ましい。［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／ｔａｎβｒが上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が１．０ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ２強度のビーム径が６０μｍ以下、更には４０μｍ以下にすることが困難になるので、６００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
図９〜図１１では、実施の形態２に示した光学系を例に説明したが、実施の形態１及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
（実施の形態８）
図１２は本発明の実施の形態８における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、図１２に示したように、ポリゴンミラー（光偏向器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄのうち、反射面（偏向面）４６の中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）から最も近い第１の曲面ミラー４５ａに対応する第１の感光体（被走査面）４ａの表面とこれに入射する光束Ｌ３ａの光軸との交点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の曲面ミラー４ｄに対応する第Ｎの感光体（被走査面）４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点とを結ぶ線８２と、第Ｎの感光体４ｄに入射する第Ｎの光束Ｌ３ｄの光軸とがなす角をβｉｄ（度）とすると、
５５＜βｉｄ≦１５０
の関係を満足する。
これにより、主走査面から最も遠い第Ｎの曲面ミラー４５ｄの反射領域が、隣接する曲面ミラー４５ｃから感光体４ｃに向かう光束Ｌ３ｃを遮ること、及び主走査面から最も近い第１の曲面ミラー４５ａの反射領域が、隣接する曲面ミラー４５ｂに向かう光束Ｌ２ｂを遮ることを防止できる。このため、良好な光学性能を確保できるとともに、各走査線の相対性能誤差を小さくできるので、高解像度を実現することができる。
図１２では、実施の形態１に示した光学系を例に説明したが、実施の形態２及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
（実施の形態９）
図１３は実施の形態１〜８のうちの任意のいずれかの光走査装置を適用したカラー画像形成装置を示す概略断面図である。図１３において、２ａ〜２ｄはそれぞれ４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各色に対応する画像形成ユニットである。
図１４は画像形成ユニット２ａ〜２ｄの断面図である。各画像形成ユニットの構成は同一であるので、図１４では添え字を省略して一つの画像形成ユニットのみ示している。９は光が照射されると電荷が変化する感光体が表面を覆っている被走査面としての感光ドラム、１０は感光体の表面に静電気イオンを付着し帯電させる帯電ロール、１１は感光ドラム９上に形成される静電潜像部に帯電トナーを付着させる現像ユニット、１２は感光ドラム９上に形成されたトナー像を被転写材（用紙）３０に転写する転写ロールである。画像形成ユニット２は感光ドラム９、帯電ロール１０、現像ユニット１１、転写ロール１２から構成される。
図１３において、１４は転写されたトナーを用紙に定着する定着器、１５は給紙カセットである。また、１６は実施の形態１〜８のいずれかに示した光走査装置、１７は半導体レーザ、軸対称レンズ、シリンドリカルレンズで構成される光源ブロック、１８はポリゴンミラー、２０ａ〜２０ｄは曲面ミラーである。図１３では、曲面ミラー２０ａ〜２０ｄは実施の形態１と同様に一体的に構成されている例を示しているが、実施の形態２のように分離型の構成も可能である。
４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各色に対応した画像形成ユニット２ａ〜２ｄを縦方向に配置し、各感光ドラム９ａ〜９ｄ上に各色に対応した静電潜像を形成し、現像ユニット１１ａ〜１１ｄによってこれを現像し、転写ロール１２ａ〜１２ｄによって給紙カセット１５から搬送された用紙に各色ごと順に現像されたトナー像を転写し、定着器１４によってトナー像を定着する。
この構成により、小型、低コスト、高速、高解像度のカラー画像形成装置を実現することができる。
このように本実施の形態によれば、用紙搬送路が垂直方向に配置され、各画像形成ユニット２ａ〜２ｄが縦方向に積み重ねて配列されているため、ハウジングの上下方向寸法が短寸に設定され、しかも、画像形成ユニット２ａ〜２ｄの下方側に給紙カセット１５を配設することで、給紙カセット１５が横方向に出っ張ることによって設置スペースが拡大するという欠点がなくなるため、装置のコンパクト化が容易に実現される。すなわち、従来の４つの単色用光学ユニットを縦方向に積み重ねて配置していた構成に対して、本実施の形態によれば光学ユニットを単一とし、しかも各色用レーザ光の作像ポジションを自在に調整できるようになったため、各画像形成ユニット２ａ〜２ｄを４段に縦方向に配列しても、上下方向寸法が大きくならない。
また、曲面ミラー２０ａ〜２０ｄから感光ドラム９ａ〜９ｄへ向かう光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄがＸＺ面内において略扇状に拡散するので、曲面ミラー２０ａ〜２０ｄの間隔を感光ドラム９ａ〜９ｄの間隔よりも小さくすることができるため、部品の精度確保が実現できる。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ、および光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄの角度は自由に設定できるため、それぞれの装置に適した配置を選ぶことができるが、本実施の形態のように曲面ミラー２０ａ〜２０ｄ間の間隔を小さくして、樹脂成形等で一体的に構成するのが好ましい。
また、光束Ｌ３ａと光束Ｌ３ｄとがＸＺ面内においてなす角を１６°とすると、感光ドラム９ａ〜９ｄが１００μｍの偏心成分を持っていたとしても、それによる色ズレ量は３０μｍ以下に抑えることができる。
なお、光束Ｌ３ａと光束Ｌ３ｄとがなす角は小さいほど、色ズレ量は小さくできるが、光束Ｌ３ａと光束Ｌ３ｄとが平行に近づくほど、隣り合う曲面ミラー２０ａ〜２０ｄの間隔を拡大する必要があり、一体的に構成することが難しくなったり、光走査装置１６が大型化したりする。あるいは、隣り合う感光ドラム９ａ〜９ｄの間隔が狭くなりすぎ、現像ユニット１１ａ〜１１ｄや帯電ロール１０ａ〜１０ｄ等の配置が困難になる。そのため、光束Ｌ３の長さは、相互に隣り合う光束Ｌ３の感光ドラム９ａ〜９ｄへ入射する位置での間隔の１０倍以下であることが好ましい。
また、本実施の形態におけるカラー画像形成装置を、長時間連続稼働させたが、特に画像劣化等の問題はなく、良好な画像が得られた。これは、第２結像光学系が曲面ミラー２０ａ〜２０ｄのみで構成されているため、レンズを用いた光学系のように温度変化によって屈折率が変化する影響を受けないことと、曲面ミラー２０ａ〜２０ｄが、定着器１４に対し、感光ドラム９ａ〜９ｄ、ポリゴンミラー１８よりも遠い場所に配置されているため、熱源である定着器１４から遠く、熱による変形を小さくできたこととによる。
またこの構成によれば、各色のレーザ光間隔を光走査装置１６の内部の構成の変更（例えば、各曲面ミラーの法線方向を変更する等）により自由に調整でき、隣り合う画像形成ユニット２ａ〜２ｄの間隔を短寸化できる。また、各曲面ミラー２０ａ〜２０ｄの間隔を、各感光ドラム９ａ〜９ｄの間隔よりも小さくすることができるため、高い取付精度を保つことができる。このような技術的手段において、画像形成ユニット２ａ〜２ｄは、搭載作業性等を考慮して、感光ドラム９ａ〜９ｄ及びその周辺部品を可能な限り含むようにカートリッジ化されていることが好ましい。
以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、その発明の精神と請求の範囲に記載する範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。
【図１】
2004063790.tif 000003
【図２】
2004063790.tif 000004
【図３】
2004063790.tif 000005
【図４】
2004063790.tif 000006
【図５】
2004063790.tif 000007
【図６】
2004063790.tif 000008
【図７】
2004063790.tif 000009
【図８】
2004063790.tif 000010
【図９】
2004063790.tif 000011
【図１０】
2004063790.tif 000012
【図１１】
2004063790.tif 000013
【図１２】
2004063790.tif 000014
【図１３】
2004063790.tif 000015
【図１４】
2004063790.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月9日(2004.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
前記複数の光源から発せられた各光束を走査する単一の光偏向器と、
前記複数の光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器の同一偏向面上に前記各光束の線像を形成する第１結像光学系と、
前記複数の光源に対応する複数の被走査面と前記光偏向器との間に配置され、前記複数の被走査面と１対１に対応する複数の曲面ミラーを有する第２結像光学系とを備え、
前記第１結像光学系からの各光束は、前記光偏向器の偏向面中心における法線を含み主走査方向に平行な面（以下、「主走査面」と呼ぶ）に対して斜めに前記偏向面に入射し、且つ前記光偏向器からの各光束は前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに前記曲面ミラーに入射するように、前記複数の光源と、前記光偏向器と、前記第２結像光学系とは副走査方向において異なる位置に配置され、
前記複数の曲面ミラーが、前記主走査面に対して同じ側に配置されており、
前記複数の曲面ミラーの曲面形状が互いに異なることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記複数の曲面ミラーの副走査方向の幅が、前記光偏向器に近い前記曲面ミラーから遠い前記曲面ミラーへ行くにしたがって大きくなる請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、前記光偏向器へ入射する複数の光束と、前記光偏向器で反射され、前記複数の曲面ミラーへ入射する複数の光束と、前記複数の曲面ミラーで反射され、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束とのうちのいずれの２つも互いに平行でない請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記複数の被走査面のうち前記光偏向器から最も遠い前記被走査面へ入射する光束と、前記光偏向器に最も近い前記被走査面へ入射する光束とが、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面においてなす角が２０度以下である請求項１に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記複数の曲面ミラーが一体的に構成されている請求項１に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記複数の曲面ミラーの副走査方向における前記頂点の位置が互いに異なる請求項１に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記複数の曲面ミラーの副走査方向における前記頂点の位置が、前記光偏向器に近い前記曲面ミラーから遠い前記曲面ミラーへ行くにしたがって前記曲面ミラーの副走査方向における中央部から遠くなる請求項１に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第１結像光学系は、前記複数の光束が入射する単一のシリンドリカルレンズを備える請求項１に記載の光走査装置。
【請求項９】
更に、前記複数の光源から発射される光束の形状を整える複数の開口が形成された単一のアパーチャを備え、前記アパーチャは前記シリンドリカルレンズの直前に配置される請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記複数の光源から発射される複数の光束のうちのいずれの２つも互いに平行でない請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーの頂点との間の距離をＬｍ、前記複数の被走査面のうち、前記第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記第Ｎの曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＬｉ、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
０．２５＜（Ｌｍ／Ｌｉ）／（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４５
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束のうち、前記光偏光器から最も近い第１の光束の光軸と、前記光偏光器から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の光束の光軸とがなす角をβｒ、前記複数の被走査面のうち、前記第１の光束が入射する第１の被走査面とこれに入射する前記第１の光束の光軸との交点と、前記第Ｎの光束が入射する第Ｎの被走査面とこれに入射する前記第Ｎの光束の光軸との交点との間の距離をＬｉ、前記第Ｎの被走査面に対応する第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する前記第Ｎの光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
１．０＜（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉ＜１．６
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーの頂点とを結ぶ線と、前記複数の被走査面のうち、前記第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記第Ｎの曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点とを結ぶ線とのなす角をΔβ、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点における法線と前記偏向面から前記第Ｎの曲面ミラーに入射する第Ｎの光束の光軸とがなす角度をβ２、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
−１．８＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（以下「ＸＺ面」と呼ぶ）において、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束のうち、前記光偏光器から最も近い第１の光束の光軸と、前記光偏光器から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の光束の光軸とがなす角をβｒ、
前記ＸＺ面と直交し前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含む面を各曲面ミラーにおけるＹＺ面としたとき、
前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点における前記第１の曲面ミラーのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＬ、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＬ、
前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も遠い第Ｎの曲面ミラーの頂点における前記第Ｎの曲面ミラーのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＨ、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＨとすると、
0.001＜［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／tanβｒ＜0.012
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面において、前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点とを結ぶ線と、前記第Ｎの被走査面に入射する第Ｎの光束の光軸とがなす角をβｉｄ（度）とすると、
５５＜βｉｄ≦１５０
の関係を満足する請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の光走査装置と、前記複数の被走査面に配置された複数の感光体と、前記複数の感光体にそれぞれ対応し、前記感光体上に互いに異なる色のトナー像を現像させる複数の現像器と、前記感光体上の前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記被転写材に転写されたトナー像を定着する定着器とを備えることを特徴とするカラー画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリやデジタル複写機などに代表されるカラー画像形成装置、及びこれらに用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるカラー画像形成装置としては、例えば水平方向に沿う用紙搬送路に対して複数の画像形成ユニットを順に並べて配設し、用紙搬送路に沿って移動する用紙に前記各画像形成ユニットから順次トナー像を転写させ、用紙上にカラー画像を形成するようにしたタンデム型と称されるものが知られている。タンデム型カラー画像形成装置に用いられる光走査装置としては、単一の光束を走査する光走査装置を単に４つ用いるもの（特許文献１参照）、単一の光偏向器と４組のレンズ系を用いるもの（特許文献２参照）、あるいは曲面ミラーおよびレンズを４組用いるもの（特許文献３参照）が知られている。
【特許文献１】特開2000-141759号公報
【特許文献２】特開2001-133717号公報
【特許文献３】特開平10-148777号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記で提案された光走査装置は、いずれも部品点数が多くコストが高い、また各走査線の性能を均一化するのが困難であるという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑み、低コストで、良好な光学性能を有するタンデム型カラー画像形成装置及びこれに好適に用いられる光走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の光走査装置は、複数の光源と、前記複数の光源から発せられた各光束を走査する単一の光偏向器と、前記複数の光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器の同一偏向面上に前記各光束の線像を形成する第１結像光学系と、前記複数の光源に対応する複数の被走査面と前記光偏向器との間に配置され、前記複数の被走査面と１対１に対応する複数の曲面ミラーを有する第２結像光学系とを備え、前記第１結像光学系からの各光束は、前記光偏向器の偏向面中心における法線を含み主走査方向に平行な面（以下、「主走査面」と呼ぶ）に対して斜めに前記偏向面に入射し、且つ前記光偏向器からの各光束は前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに前記曲面ミラーに入射するように、前記複数の光源と、前記光偏向器と、前記第２結像光学系とは副走査方向において異なる位置に配置され、前記複数の曲面ミラーが、前記主走査面に対して同じ側に配置されており、前記複数の曲面ミラーの曲面形状が互いに異なることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明のカラー画像形成装置は、上記の本発明の光走査装置と、前記複数の被走査面に配置された複数の感光体と、前記複数の感光体にそれぞれ対応し、前記感光体上に互いに異なる色のトナー像を現像させる複数の現像器と、前記感光体上の前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記被転写材に転写されたトナー像を定着する定着器とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光走査装置によれば、光源から感光体までに互いに異なる光路を備えた光走査装置でありながら、部品点数が少なく、良好な光学性能を有し、且つ、各走査線の性能の相対差が小さい光走査装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
上記のように、本発明の光走査装置は、複数の光源と、前記複数の光源から発せられた各光束を走査する単一の光偏向器と、前記複数の光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器の同一偏向面上に前記各光束の線像を形成する第１結像光学系と、前記複数の光源に対応する複数の被走査面と前記光偏向器との間に配置され、前記複数の被走査面と１対１に対応する複数の曲面ミラーを有する第２結像光学系とを備える。そして、前記第１結像光学系からの各光束は、前記光偏向器の偏向面中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対して斜めに前記偏向面に入射し、且つ前記光偏向器からの各光束は前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに前記曲面ミラーに入射するように、前記複数の光源と、前記光偏向器と、前記第２結像光学系とは副走査方向において異なる位置に配置されている。また、前記複数の曲面ミラーが、前記主走査面に対して同じ側に配置されている。更に、前記複数の曲面ミラーの曲面形状が互いに異なる。
【０００９】
ここで、「前記光偏向器の偏向面中心における法線」とは、光束が入射する偏向面が、その法線がＸＺ面（前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面）に含まれるような向きに移動した時における、その法線を意味する。
【００１０】
かかる本発明の光走査装置によれば、光源から感光体までに互いに異なる光路を備えた光走査装置でありながら、部品点数が少なく、良好な光学性能を有し、且つ、各走査線の性能の相対差が小さい光走査装置を実現することができる。
【００１１】
上記の本発明の光走査装置において、前記複数の曲面ミラーの副走査方向の幅が、前記光偏向器に近い前記曲面ミラーから遠い前記曲面ミラーへ行くにしたがって大きくなることが好ましい。
【００１２】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（以下「ＸＺ面」と呼ぶ）において、前記光偏向器へ入射する複数の光束と、前記光偏向器で反射され、前記複数の曲面ミラーへ入射する複数の光束と、前記複数の曲面ミラーで反射され、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束とのうちのいずれの２つも互いに平行でないことが好ましい。
【００１３】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の被走査面のうち前記光偏向器から最も遠い前記被走査面へ入射する光束と、前記光偏向器に最も近い前記被走査面へ入射する光束とが、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）においてなす角が２０度以下であることが好ましい。
【００１４】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の曲面ミラーが一体的に構成されていることが好ましい。
【００１５】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の曲面ミラーの副走査方向における前記頂点の位置が互いに異なることが好ましい。
【００１６】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の曲面ミラーの副走査方向における前記頂点の位置が、前記光偏向器に近い前記曲面ミラーから遠い前記曲面ミラーへ行くにしたがって前記曲面ミラーの副走査方向における中央部から遠くなることが好ましい。
【００１７】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記第１結像光学系は、前記複数の光束が入射する単一のシリンドリカルレンズを備えることが好ましい。
【００１８】
また、上記の本発明の光走査装置が、更に、前記複数の光源から発射される光束の形状を整える複数の開口が形成された単一のアパーチャを備え、前記アパーチャは前記シリンドリカルレンズの直前に配置されることが好ましい。
【００１９】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記複数の光源から発射される複数の光束のうちのいずれの２つも互いに平行でないことが好ましい。
【００２０】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーの頂点との間の距離をＬｍ、前記複数の被走査面のうち、前記第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記第Ｎの曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＬｉ、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
０．２５＜（Ｌｍ／Ｌｉ）／（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４５
の関係を満足することが好ましい。
【００２１】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束のうち、前記光偏光器から最も近い第１の光束の光軸と、前記光偏光器から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の光束の光軸とがなす角をβｒ、前記複数の被走査面のうち、前記第１の光束が入射する第１の被走査面とこれに入射する前記第１の光束の光軸との交点と、前記第Ｎの光束が入射する第Ｎの被走査面とこれに入射する前記第Ｎの光束の光軸との交点との間の距離をＬｉ、前記第Ｎの被走査面に対応する第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する前記第Ｎの光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
１．０＜（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉ＜１．６
の関係を満足することが好ましい。
【００２２】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーの頂点とを結ぶ線と、前記複数の被走査面のうち、前記第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記第Ｎの曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点とを結ぶ線とのなす角をΔβ、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点における法線と前記偏向面から前記第Ｎの曲面ミラーに入射する第Ｎの光束の光軸とがなす角度をβ２、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と前記偏向面との間の距離をＤ１、前記第Ｎの曲面ミラーの頂点と、前記第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
−１．８＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４
の関係を満足することが好ましい。
【００２３】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、前記複数の被走査面へ向かう複数の光束のうち、前記光偏光器から最も近い第１の光束の光軸と、前記光偏光器から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の光束の光軸とがなす角をβｒとする。前記ＸＺ面と直交し前記複数の曲面ミラーの各頂点における法線を含む面を各曲面ミラーにおけるＹＺ面とする。前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーの頂点における前記第１の曲面ミラーのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＬ、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＬとする。前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も遠い第Ｎの曲面ミラーの頂点における前記第Ｎの曲面ミラーのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＨ、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＨとすると、
0.001＜［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／tanβｒ＜0.012
の関係を満足することが好ましい。
【００２４】
また、上記の本発明の光走査装置において、前記光偏向器の回転軸と前記複数の曲面ミラーの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、前記複数の曲面ミラーのうち、前記主走査面から最も近い第１の曲面ミラーに対応する第１の被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の曲面ミラーに対応する第Ｎの被走査面とこれに入射する光束の光軸との交点とを結ぶ線と、前記第Ｎの被走査面に入射する第Ｎの光束の光軸とがなす角をβｉｄ（度）とすると、
５５＜βｉｄ≦１５０
の関係を満足することが好ましい。
【００２５】
また、本発明のカラー画像形成装置は、上記の本発明の光走査装置と、前記複数の被走査面に配置された複数の感光体と、前記複数の感光体にそれぞれ対応し、前記感光体上に互いに異なる色のトナー像を現像させる複数の現像器と、前記感光体上の前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記被転写材に転写されたトナー像を定着する定着器とを備える。
【００２６】
かかる本発明のカラー画像形成装置によれば、小型で、良好な画像を形成することができる、低コストのカラー画像形成装置を実現することができる。
【００２７】
以下に、具体的な実施の形態を図１〜図１４により示しながら本発明の光走査装置およびカラー画像形成装置を詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の本実施の形態１における、光走査装置である光学ユニット４０の概略構成図である。以下の説明において、要素の符号に付されたａ〜ｄの添字はカラー画像を形成するための４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応することを意味し、特に色の区別をする必要がない場合には、添字を省略することとする。
【００２９】
図１において、４２ａ〜４２ｄはコリメートレンズで、複数の光源である半導体レーザ４１ａ〜４１ｄから発せられた各光束をそれぞれ平行光に変換する。４３ａ〜４３ｄはシリンドリカルレンズで、ＸＺ面内で光軸に垂直な方向（副走査方向）にのみ屈折力を持ち、コリメートレンズ４２ａ〜４２ｄからの光束をポリゴンミラー４４の偏向面である反射面４６上に線状に結像する。４７はポリゴンモータで、ポリゴンミラー４４を一定速度で回転させることにより、反射面４６に入射する光束を走査する。ポリゴンミラー４４とポリゴンモータ４７とは光偏向器を構成する。また、コリメートレンズ４２ａ〜４２ｄとシリンドリカルレンズ４３ａ〜４３ｄとは第１結像光学系を構成する。
【００３０】
半導体レーザ４１ａ〜４１ｄからの光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄは反射面４６の法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対して斜め方向から反射面４６に入射し、それぞれの入射角に応じて、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄとして出射する。光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄは、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの各反射面の頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（各曲面ミラーについて定義されるこの面を各曲面ミラーの「ＹＺ面」と呼ぶ）に対して斜め方向から曲面ミラー４５ａ〜４５ｄに入射し、それぞれ光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄとして反射し、複数の被走査面である感光体４ａ〜４ｄを露光する。曲面ミラー４５ａ〜４５ｄは、反射面４６の法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対していずれも同じ側（図では上側）に配置されている。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄおよび光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄは、ＸＺ面においていずれの２つも互いに平行ではない。曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの形状は、主、副像面湾曲、及びｆθ誤差を補正するように、主走査方向断面の非円弧形状と、各像高に対応した副走査方向の曲率半径とが決められ、さらに、走査線湾曲を補正するために各像高に対応した位置での面のねじり量が決められており、その結果、互いに異なったものになっている。このミラーには例えば、特開平１１−１５３７６４号公報や特開２００１−１００１３０号公報に示された曲面ミラー等を用いることができる。
【００３１】
ＸＺ面内において、光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄの長さはほとんど同じで、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄから感光体４ａ〜４ｄへ向かって互いに離れていくように扇型状に出射する。隣り合う感光体４ａ〜４ｄ間の光軸間距離は２５ｍｍである。光束Ｌ３ａと光束Ｌ３ｄとはそれぞれ水平方向に対して上下方向にそれぞれ約８°傾いて感光体４ａ、４ｄに入射している。即ちポリゴンミラー４４から最も遠い光束Ｌ３ｄと最も近い光束Ｌ３ａとがＸＺ面においてなす角は１６°である。
【００３２】
さらに、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄは、樹脂成形等の手段によって一体的に形成されており、一体ミラー５１を構成している。
【００３３】
図２は曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの正面図である。５２ａ〜５２ｄは曲面ミラー４５ａ〜４５ｄ上を走査される光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの中心位置の軌跡を示している。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄは、反射面４６の法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対して斜め方向から反射面４６に入射しているため、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄ上の軌跡５２ａ〜５２ｄは図２に示すように曲線になる。その曲率は光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄの反射面４６に対するＸＺ面内における入射角が大きいほど大きくなり、それに対応して曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの副走査方向の幅Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄはＤ１ａ＜Ｄ１ｂ＜Ｄ１ｃ＜Ｄ１ｄの関係を有している。
【００３４】
以上のように構成された光走査装置について、以下、図１および図２を用いてその動作を説明する。
【００３５】
半導体レーザ４１ａ〜４１ｄからの光束はそれぞれコリメートレンズ４２ａ〜４２ｄによって平行光となる。そして、シリンドリカルレンズ４３ａ〜４３ｄによって副走査方向についてのみ収束され、ポリゴンミラー４４の反射面４６上に線像として結像される。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄは、ポリゴンミラー４４が回転光軸を中心に回転することによって走査され、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄとして曲面ミラー４５ａ〜４５ｄに入射する。そして光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄはそれぞれ曲面ミラー４５ａ〜４５ｄによって反射され、光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄとして感光体４ａ〜４ｄ上に良好に結像する。曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの形状は、主、副像面湾曲、及びｆθ誤差を補正するように、主走査方向断面の非円弧形状と、各像高に対応した副走査方向の曲率半径とがそれぞれ決められており、さらに、走査線湾曲を補正するために各像高に対応した位置での面のねじり量がそれぞれ決められている。そのため、各走査線間においてその性能の相対差が小さくなっている。
【００３６】
また、感光体４ａ〜４ｄ上を走査する光束は、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄによって、走査方向の端部に配置された図示しないフォトダイオード上に結像する。フォトダイオードからの検出信号を同期信号として図示しない制御装置が半導体レーザ４１ａ〜４１ｄの制御を行う。
【００３７】
曲面ミラー４５ａ〜４５ｄ上を走査する光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄが描く軌跡５２ａ〜５２ｄの湾曲の程度は、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの反射面４６からのＸＺ面内における出射角が大きいほど大きくなるが、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの副走査方向の幅Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄはその湾曲の程度に応じてＤ１ａ＜Ｄ１ｂ＜Ｄ１ｃ＜Ｄ１ｄとなっているため、どの曲面ミラーも有効反射領域が十分に確保されており、感光体４ａ〜４ｄに良好に結像される。
【００３８】
以上のように、本実施の形態１によれば、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの曲面形状がいずれも互いに異なる。これにより、光源４１ａ〜４１ｄから感光体４ａ〜４ｄまでの光路が互いに異なる光走査装置であっても、良好な光学性能で且つ、各走査線の性能の相対差が小さい光走査装置を実現することができる。また、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄと感光体４ａ〜４ｄとの間に折り返しミラーが不要であり、部品点数を少なくすることができる。
【００３９】
また、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの副走査方向の幅Ｄ１ａ〜Ｄ１ｄが、ポリゴンミラー４４（又は主走査面）に近い曲面ミラー４５ａから遠い曲面ミラー４５ｄへ行くにしたがって徐々に大きくなっている。これにより、どの曲面ミラーも有効反射領域が十分に確保されており、感光体４ａ〜４ｄに良好に結像される光走査装置を実現することができる。
【００４０】
さらに、ＸＺ面において、ポリゴンミラー４４の反射面４６へ入射する光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄと、反射面４６で反射され、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄへ入射する光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄと、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄで反射され、感光体４ａ〜４ｄへ向かう光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄとのうちのいずれの２つも互いに平行でない。これにより、各光学要素および感光体４ａ〜４ｄの配置自由度が増大し、より適した特性を得ることができる。
【００４１】
さらに、本実施の形態１においては、ポリゴンミラー４４から最も遠い感光体４ｄへ向かう光束Ｌ３ｄと、ポリゴンミラー４４に最も近い感光体４ａへ向かう光束Ｌ３ａとがＸＺ面内においてなす角（即ち、後述する角βｒ（図７，図９参照））が２０度以下である。感光体が円筒形状である場合、それぞれの感光体は偏心成分を持っており、回転軸の周りで振れながら回転する。各光束は、各感光体表面での反射光による迷光の影響を抑えるために、一般的には感光体表面に対し、入射位置での法線方向に対して斜めの入射角度で入射させる。従って、感光体が振れ回りしていると光束の入射位置が変動するため、用紙の搬送方向に色ズレが発生する。ところが、上記の構成により、この色ズレ量を実質的に問題のないレベルに抑えることができる。
【００４２】
さらに、曲面ミラー４５ａ〜４５ｄが一体ミラー５１として構成される。これにより、部品点数を少なくするともに、樹脂成形等で製作する場合に曲面ミラーの特性のばらつきを抑え、色ズレ、色ムラのない良好な画像を得ることができる。
【００４３】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２における、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのＸＺ面での断面図、図４はその正面図である。以下に実施の形態１との相違点について説明する。特に説明のない構成は実施の形態１と同様である。
【００４４】
図３および図４において、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄは、それぞれ独立しており副走査方向の幅が等しく構成されている。５６ａ〜５６ｄは曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ上を走査される光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの中心位置の軌跡を示している。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄは、反射面４６の法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）に対して斜め方向から反射面４６に入射しているため、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ上の軌跡５６ａ〜５６ｄは図４に示すように曲線になる。その曲率は光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄの反射面４６に対するＸＺ面内における入射角が大きいほど大きくなるため、軌跡５６ａ〜５６ｄの曲率は軌跡５６ａから５６ｄに向かうにしたがって徐々に大きくなっている。５７ａ〜５７ｄは曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点である。軌跡５６ａ〜５６ｄは頂点５７ａ〜５７ｄを通る曲線となっている。
【００４５】
ここで、軌跡５６ａ〜５６ｄを内包する矩形５８ａ〜５８ｄを定義する。即ち、軌跡５６ａ〜５６ｄの両端を一方の長辺の両端とし、軌跡５６ａ〜５６ｄの中点（即ち、頂点５７ａ〜５７ｄ）を他方の長辺の中点とする矩形５８ａ〜５８ｄを定義する。本実施の形態では、矩形５８ａ〜５８ｄが、主走査方向及び副走査方向において曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのほぼ中央になるように配置されている。すなわち、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点５７ａ〜５７ｄの副走査方向における位置は、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ間において互いに異なる位置にあり、ポリゴンミラー４４（又は主走査面）に近い曲面ミラー５５ａから遠い曲面ミラー５５ｄへ向かうにしたがって副走査方向の中央から徐々に遠くなる。
【００４６】
以上のように構成された光走査装置について、以下、図３および図４を用いてその動作を実施の形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００４７】
曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ上を走査する光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄが描く軌跡５６ａ〜５６ｄの湾曲の程度は、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの反射面４６からのＸＺ面内における出射角が大きいほど大きくなる。しかしながら、実施の形態１と異なり、軌跡５６ａ〜５６ｄを内包する矩形５８ａ〜５８ｄを定義すると、主走査方向及び副走査方向において矩形５８ａ〜５８ｄが曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのほぼ中央になるように配置されている。即ち、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点５７ａ〜５７ｄの副走査方向における位置は、ポリゴンミラー４４に近い曲面ミラー５５ａから遠い曲面ミラー５５ｄへ行くにしたがって副走査方向の中央から遠くなっている。そのため、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの大きさを主走査方向及び副走査方向において相互に等しくしても、どの曲面ミラーも有効反射領域を十分に確保でき、感光体４ａ〜４ｄに良好に結像できる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態２によれば、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点５７ａ〜５７ｄの副走査方向における位置が互いに異なっている。さらにその頂点の副走査方向における位置が、ポリゴンミラー４４（又は主走査面）に近い曲面ミラー５５ａから遠い曲面ミラー５５ｄへ行くにしたがって各曲面ミラーの副走査方向の中央から遠くなっている。これらにより、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの主走査方向及び副走査方向における大きさを相互に等しくしても、どの曲面ミラーも有効反射領域が十分に確保され、感光体４ａ〜４ｄに良好に結像することができる。これにより、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄを樹脂成形によって作製する場合、金型の大きさを等しくすることができるので、成形条件が合わせやすく、曲面ミラー５５ａ〜５５ｄ間のばらつきを少なくすることができる。
【００４９】
（実施の形態３）
図５は上述した実施の形態１ないし２に用いることができる第１結像光学系の好ましい実施の形態を示す概略構成図である。図５において、６２ａ〜６２ｄはコリメートレンズで、複数の光源としての半導体レーザ６１ａ〜６１ｄから発せられた各光束をそれぞれ平行光に変換する。６３は単一のシリンドリカルレンズで、ＸＺ面内で光軸に垂直な方向（副走査方向）にのみ屈折力を持ち、コリメートレンズ６２ａ〜６２ｄからの光束をポリゴンミラー６４の偏向面である反射面６６上に線状に結像する。半導体レーザ６１ａ〜６１ｄから発せられる各光束はそれぞれ互いに平行ではなく、内側に向かうような角度を持っている。６５はアパーチャで、コリメートレンズ６２ａ〜６２ｄからの各光束を所定の形状に整形するための開口６７ａ〜６７ｄが１枚の金属板にエッチングあるいはプレス等の手段で設けられて、シリンドリカルレンズ６３の直前に配置されている。
【００５０】
このような第１結像光学系を用いれば、部品点数を削減しながら、特性の揃った光束を得ることができる。
【００５１】
また、第１結像光学系として単一のシリンドリカルレンズ６３を用いている。これにより、経時変化に伴う相対位置誤差が発生しないので、特性が安定する。
【００５２】
さらに、開口６７ａ〜６７ｄが形成された単一のアパーチャ６５がシリンドリカルレンズ６３の直前に配置されている。これにより、各光束ごとに個別のアパーチャを用いる場合と比べて部品点数が少なくなるだけでなく、取付誤差による特性ばらつきや経時変化の影響が少なくなる。
【００５３】
さらに、半導体レーザ６１ａ〜６１ｄからの光束のうちのいずれの２つも互いに平行でない。これにより、隣り合う半導体レーザ６１ａ〜６１ｄ間の間隔を広げることができ、光源ブロックの構成が簡単になる。
【００５４】
（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
【００５５】
本実施の形態では、図６に示したように、ポリゴンミラー（光偏光器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄのうち、反射面（偏向面）４６の中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）から最も近い第１の曲面ミラー４５ａの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の曲面ミラー４５ｄの頂点との間の距離をＬｍ、複数の感光体（被走査面）４ａ〜４ｄのうち、第１の曲面ミラー４５ａに対応する第１の感光体４ａの表面とこれに入射する光束Ｌ３ａの光軸との交点と、第Ｎの曲面ミラー４５ｄに対応する第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＬｉ、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と反射面（偏向面）４６との間の距離をＤ１、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と、第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
０．２５＜（Ｌｍ／Ｌｉ）／（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４５
の関係を満足する。
【００５６】
（Ｌｍ／Ｌｉ）／（Ｄ１／Ｄ２）が上記不等式の下限を下回ると、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの間隔が小さくなり、複数の光束が反射する有効領域が重なり各光束を分離することが困難になる。また、上記不等式の上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が２．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ2強度のビーム径を８０μｍ以下、更には６０μｍ以下にすることが困難になるので、４００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
【００５７】
図６では、実施の形態１に示した光学系を例に説明したが、実施の形態２及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
【００５８】
（実施の形態５）
図７は本発明の実施の形態５における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態では、図７に示したように、ポリゴンミラー（光偏光器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の感光体（被走査面）４ａ〜４ｄへ向かう複数の光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄのうち、ポリゴンミラー４４から最も近い第１の光束Ｌ３ａの光軸と、ポリゴンミラー４４から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の光束Ｌ３ｄの光軸とがなす角をβｒ、複数の感光体４ａ〜４ｄ面のうち、第１の光束Ｌ３ａが入射する第１の感光体４ａの表面とこれに入射する第１の光束Ｌ３ａの光軸との交点と、第Ｎの光束Ｌ３ｄが入射する第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する前記第Ｎの光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＬｉ、第Ｎの感光体４ｄに対応する第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と反射面（偏向面）４６との間の距離をＤ１、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と、第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する前記第Ｎの光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
１．０＜（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉ＜１．６
の関係を満足する。
【００６０】
（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉが上記不等式の下限を下回ると、主走査方向における像面湾曲が２．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ2強度のビーム径が８０μｍ以下、更には６０μｍ以下にすることが困難になるので、４００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。また、上記不等式の上限を上回ると、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの間隔が小さくなり、複数の光束が反射する有効領域が重なり各光束を分離することが困難になる。
【００６１】
更には、
１．２＜（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉ＜１．６
を満足することが好ましい。（Ｄ１＋Ｄ２）・ｔａｎβｒ／Ｌｉが上記不等式の下限を下回ると、主走査方向における像面湾曲が１．０ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ2強度のビーム径が６０μｍ以下、更には４０μｍ以下にすることが困難になるので、６００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
【００６２】
図７では、実施の形態１に示した光学系を例に説明したが、実施の形態２及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
【００６３】
（実施の形態６）
図８は本発明の実施の形態６における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
【００６４】
本実施の形態では、図８に示したように、ポリゴンミラー（光偏向器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄのうち、反射面（偏向面）４６の中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）から最も近い第１の曲面ミラー４５ａの頂点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の曲面ミラー４５ｄの頂点とを結ぶ線８１と、複数の感光体（被走査面）４ａ〜４ｄのうち、第１の曲面ミラー４５ａに対応する第１の感光体４ａの表面とこれに入射する光束Ｌ３ａの光軸との交点と、第Ｎの曲面ミラー４５ｄに対応する第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点とを結ぶ線８２とのなす角をΔβ、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点における法線４９ｄと反射面（偏向面）４６から第Ｎの曲面ミラー４５ｄに入射する第Ｎの光束Ｌ２ｄの光軸とがなす角度をβ２、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と反射面（偏向面）４６との間の距離をＤ１、第Ｎの曲面ミラー４５ｄの頂点と、第Ｎの感光体４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点との間の距離をＤ２とすると、
−１．８＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜０．４
の関係を満足する。
【００６５】
Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）が上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が２．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ2強度のビーム径を８０μｍ以下、更には６０μｍ以下にすることが困難になるので、４００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
【００６６】
更には、
−１．４＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜０
の関係を満足することが好ましい。Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）が上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が１．０ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ2強度のビーム径が６０μｍ以下、更には４０μｍ以下にすることが困難になるので、６００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
【００６７】
特に、
−０．９＜Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）＜−０．５
の関係を満足することが好ましい。Δβ／β２−０．２（Ｄ１／Ｄ２）が上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が０．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ2強度のビーム径が４０μｍ以下、更には２５μｍ以下にすることが困難になるので、１２００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
【００６８】
図８では、実施の形態１に示した光学系を例に説明したが、実施の形態２及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
【００６９】
（実施の形態７）
図９は本発明の実施の形態７における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。図１０は本実施の形態７に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーのＸＺ面での断面図である。図１１は、各曲面ミラーのＹＺ面（ＸＺ面と直交し曲面ミラーの頂点における法線を含む面）での断面図である。実施の形態１，２と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
【００７０】
本実施の形態では、図９に示したように、ポリゴンミラー（光偏向器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の感光体（被走査面）４ａ〜４ｄへ向かう複数の光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄのうち、ポリゴンミラー４４から最も近い第１の光束Ｌ３ａの光軸と、ポリゴンミラー４４から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の光束Ｌ３ｄの光軸とがなす角をβｒとする。また、図１０に示したように、前記ＸＺ面と直交し複数の曲面ミラー５５ａ〜５５ｄの各頂点５７ａ〜５７ｄにおける法線５９ａ〜５９ｄを含む面を各曲面ミラーにおけるＹＺ面とする。複数の曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのうち、反射面（偏向面）４６の中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）から最も近い第１の曲面ミラー５５ａの頂点５７ａにおける第１の曲面ミラー５５ａのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＬ（図１０参照）、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＬ（図１１参照）とする。また、複数の曲面ミラー５５ａ〜５５ｄのうち、前記主走査面から最も遠い第Ｎの曲面ミラー５５ｄの頂点５７ｄにおける第Ｎの曲面ミラー５５ｄのＸＺ断面における曲率半径をＲｘＨ（図１０参照）、ＹＺ断面における曲率半径をＲｙＨ（図１１参照）とすると、
0.001＜［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／tanβｒ＜0.012
の関係を満足する。
【００７１】
［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／tanβｒが上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が２．５ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ2強度のビーム径を８０μｍ以下、更には６０μｍ以下にすることが困難になるので、４００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
【００７２】
更には、
0.003＜［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／tanβｒ＜0.007
の関係を満足することが好ましい。［１−ＲｙＨ・ＲｘＬ／ＲｘＨ・ＲｙＬ］／tanβｒが上記不等式の下限を下回ると、また上限を上回ると、主走査方向における像面湾曲が１．０ｍｍ以上発生する。また、１／ｅ2強度のビーム径が６０μｍ以下、更には４０μｍ以下にすることが困難になるので、６００Ｄ．Ｐ．Ｉ．以上の解像度を実現するのが困難になる。
【００７３】
図９〜図１１では、実施の形態２に示した光学系を例に説明したが、実施の形態１及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
【００７４】
（実施の形態８）
図１２は本発明の実施の形態８における光走査装置である光学ユニットのＸＺ面の法線方向から見た概略構成図である。実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。
【００７５】
本実施の形態では、図１２に示したように、ポリゴンミラー（光偏向器）４４の回転軸と複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄの頂点とを含む面（ＸＺ面）において、複数の曲面ミラー４５ａ〜４５ｄのうち、反射面（偏向面）４６の中心における法線を含み主走査方向に平行な面（主走査面）から最も近い第１の曲面ミラー４５ａに対応する第１の感光体（被走査面）４ａの表面とこれに入射する光束Ｌ３ａの光軸との交点と、前記主走査面から最も遠い第Ｎ（本実施形態ではＮ＝４）の曲面ミラー４ｄに対応する第Ｎの感光体（被走査面）４ｄの表面とこれに入射する光束Ｌ３ｄの光軸との交点とを結ぶ線８２と、第Ｎの感光体４ｄに入射する第Ｎの光束Ｌ３ｄの光軸とがなす角をβｉｄ（度）とすると、
５５＜βｉｄ≦１５０
の関係を満足する。
【００７６】
これにより、主走査面から最も遠い第Ｎの曲面ミラー４５ｄの反射領域が、隣接する曲面ミラー４５ｃから感光体４ｃに向かう光束Ｌ３ｃを遮ること、及び主走査面から最も近い第１の曲面ミラー４５ａの反射領域が、隣接する曲面ミラー４５ｂに向かう光束Ｌ２ｂを遮ることを防止できる。このため、良好な光学性能を確保できるとともに、各走査線の相対性能誤差を小さくできるので、高解像度を実現することができる。
【００７７】
図１２では、実施の形態１に示した光学系を例に説明したが、実施の形態２及び３の光学系においても上記の関係を満足することが好ましく、その場合にも上記と同様の効果を奏する。
【００７８】
（実施の形態９）
図１３は実施の形態１〜８のうちの任意のいずれかの光走査装置を適用したカラー画像形成装置を示す概略断面図である。図１３において、２ａ〜２ｄはそれぞれ４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各色に対応する画像形成ユニットである。
【００７９】
図１４は画像形成ユニット２ａ〜２ｄの断面図である。各画像形成ユニットの構成は同一であるので、図１４では添え字を省略して一つの画像形成ユニットのみ示している。９は光が照射されると電荷が変化する感光体が表面を覆っている被走査面としての感光ドラム、１０は感光体の表面に静電気イオンを付着し帯電させる帯電ロール、１１は感光ドラム９上に形成される静電潜像部に帯電トナーを付着させる現像ユニット、１２は感光ドラム９上に形成されたトナー像を被転写材（用紙）３０に転写する転写ロールである。画像形成ユニット２は感光ドラム９、帯電ロール１０、現像ユニット１１、転写ロール１２から構成される。
【００８０】
図１３において、１４は転写されたトナーを用紙に定着する定着器、１５は給紙カセットである。また、１６は実施の形態１〜８のいずれかに示した光走査装置、１７は半導体レーザ、軸対称レンズ、シリンドリカルレンズで構成される光源ブロック、１８はポリゴンミラー、２０ａ〜２０ｄは曲面ミラーである。図１３では、曲面ミラー２０ａ〜２０ｄは実施の形態１と同様に一体的に構成されている例を示しているが、実施の形態２のように分離型の構成も可能である。
【００８１】
４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各色に対応した画像形成ユニット２ａ〜２ｄを縦方向に配置し、各感光ドラム９ａ〜９ｄ上に各色に対応した静電潜像を形成し、現像ユニット１１ａ〜１１ｄによってこれを現像し、転写ロール１２ａ〜１２ｄによって給紙カセット１５から搬送された用紙に各色ごと順に現像されたトナー像を転写し、定着器１４によってトナー像を定着する。
【００８２】
この構成により、小型、低コスト、高速、高解像度のカラー画像形成装置を実現することができる。
【００８３】
このように本実施の形態によれば、用紙搬送路が垂直方向に配置され、各画像形成ユニット２ａ〜２ｄが縦方向に積み重ねて配列されているため、ハウジングの上下方向寸法が短寸に設定され、しかも、画像形成ユニット２ａ〜２ｄの下方側に給紙カセット１５を配設することで、給紙カセット１５が横方向に出っ張ることによって設置スペースが拡大するという欠点がなくなるため、装置のコンパクト化が容易に実現される。すなわち、従来の４つの単色用光学ユニットを縦方向に積み重ねて配置していた構成に対して、本実施の形態によれば光学ユニットを単一とし、しかも各色用レーザ光の作像ポジションを自在に調整できるようになったため、各画像形成ユニット２ａ〜２ｄを４段に縦方向に配列しても、上下方向寸法が大きくならない。
【００８４】
また、曲面ミラー２０a〜２０ｄから感光ドラム９ａ〜９ｄへ向かう光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄがＸＺ面内において略扇状に拡散するので、曲面ミラー２０ａ〜２０ｄの間隔を感光ドラム９ａ〜９ｄの間隔よりも小さくすることができるため、部品の精度確保が実現できる。光束Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ、光束Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ、および光束Ｌ３ａ〜Ｌ３ｄの角度は自由に設定できるため、それぞれの装置に適した配置を選ぶことができるが、本実施の形態のように曲面ミラー２０ａ〜２０ｄ間の間隔を小さくして、樹脂成形等で一体的に構成するのが好ましい。
【００８５】
また、光束Ｌ３ａと光束Ｌ３ｄとがＸＺ面内においてなす角を１６°とすると、感光ドラム９ａ〜９ｄが１００μｍの偏心成分を持っていたとしても、それによる色ズレ量は３０μｍ以下に抑えることができる。
【００８６】
なお、光束Ｌ３ａと光束Ｌ３ｄとがなす角は小さいほど、色ズレ量は小さくできるが、光束Ｌ３ａと光束Ｌ３ｄとが平行に近づくほど、隣り合う曲面ミラー２０ａ〜２０ｄの間隔を拡大する必要があり、一体的に構成することが難しくなったり、光走査装置１６が大型化したりする。あるいは、隣り合う感光ドラム９ａ〜９ｄの間隔が狭くなりすぎ、現像ユニット１１ａ〜１１ｄや帯電ロール１０ａ〜１０ｄ等の配置が困難になる。そのため、光束Ｌ３の長さは、相互に隣り合う光束Ｌ３の感光ドラム９ａ〜９ｄへ入射する位置での間隔の１０倍以下であることが好ましい。
【００８７】
また、本実施の形態におけるカラー画像形成装置を、長時間連続稼働させたが、特に画像劣化等の問題はなく、良好な画像が得られた。これは、第２結像光学系が曲面ミラー２０ａ〜２０ｄのみで構成されているため、レンズを用いた光学系のように温度変化によって屈折率が変化する影響を受けないことと、曲面ミラー２０ａ〜２０ｄが、定着器１４に対し、感光ドラム９ａ〜９ｄ、ポリゴンミラー１８よりも遠い場所に配置されているため、熱源である定着器１４から遠く、熱による変形を小さくできたこととによる。
【００８８】
またこの構成によれば、各色のレーザ光間隔を光走査装置１６の内部の構成の変更（例えば、各曲面ミラーの法線方向を変更する等）により自由に調整でき、隣り合う画像形成ユニット２ａ〜２ｄの間隔を短寸化できる。また、各曲面ミラー２０ａ〜２０ｄの間隔を、各感光ドラム９ａ〜９ｄの間隔よりも小さくすることができるため、高い取付精度を保つことができる。このような技術的手段において、画像形成ユニット２ａ〜２ｄは、搭載作業性等を考慮して、感光ドラム９ａ〜９ｄ及びその周辺部品を可能な限り含むようにカートリッジ化されていることが好ましい。
【００８９】
以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、その発明の精神と請求の範囲に記載する範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーの正面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーのＸＺ面での断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーの正面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態３に係る第１結像光学系の概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態４に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態５に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態６に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態７に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態７に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーのＸＺ面での断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態７に係る光走査装置に用いられる曲面ミラーのＹＺ面での断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態８に係る光走査装置である光学ユニットの概略構成図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態９に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態９に係るカラー画像形成装置で用いられる画像形成ユニットの断面図である。
【国際調査報告】
2004063790.tif 000017
2004063790.tif 000018