(57)【要約】【課題】低コスト化，低消費電力，小型化に適した斜入射方式の光走査装置に適用され、組み付け誤差，加工誤差の影響による光ビームの副走査方向の角度変化を低減し、走査線曲がりと波面収差の劣化を低減する。【解決手段】光源保持部材２に半導体レーザ１，１を副走査方向に並べて保持し、光源保持部材２を取付部材４に対して副走査方向の２点で、第１のねじ５ａと第２のねじ５ｂによって固定する。第２のねじ５ｂを光源保持部材２と取付部材４との間に介在する弾性部材９により上方に付勢する構成にすることにより、第２のねじ５ｂの締め具合により光源保持部材２を副走査方向に傾けることを可能にする。よって、第２のねじ５ｂの締め付け調整により、該光源装置の半導体レーザ１，１から出射する光ビームの副走査方向の角度を調整することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、前記各光源にそれぞれ対応して設けられた複数のレンズとを、少なくとも副走査方向に距離を持って配列し、かつ一体的に保持する光源保持部材を備えた光源装置において、
前記各光源を該光源から出射する光ビームを副走査方向に対して角度を持つように配置し、前記光源保持部材を副走査方向に対して傾斜することが可能に設置したことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光源保持部材の光源保持部分の外側における副走査方向の２箇所を取付部材に取り付け、該取り付け部位の少なくとも一方の前記光源保持部材と前記取付部材との間に弾性部材を介在したことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記取り付け部位に前記光源保持部材の傾斜を可能にする間隙を設けたことを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項４】
前記各光源から出射する光ビームを光偏向器に対して入射させる構成であって、前記光ビームを前記光偏向器の偏向反射面近傍で交差するように、前記各光源における副走査方向の取り付け角度を設定したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の光源装置。
【請求項５】
前記各光源における副走査方向の取付角度を、それぞれ異なるように設定したことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の光源装置。
【請求項６】
前記複数の光源として、複数の発光点を有するマルチビーム光源を用いたことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の光源装置。
【請求項７】
光源装置から出射する光ビームを走査光学系により被走査面に集光して走査する構成の光走査装置において、
前記光源装置として請求項１〜６いずれか１項記載の光源装置を設置したことを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
光源装置を複数設置し、前記各光源装置からの光ビームを光偏向器により偏向した後、走査光学系により被走査面に集光して走査する構成の光走査装置において、
請求項１〜６いずれか１項記載の光源装置を主走査方向に間隔をとって複数配置し、単一の前記光偏向器における同一の偏向反射面によって全ての前記光ビームを偏向走査する構成にしたことを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
複数の前記光ビームは、前記同一の偏向反射面の近傍で主走査方向に交差す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】
複数の前記光ビームは、それぞれ異なる前記被走査面へ入射することを特徴とする請求項７〜９いずれか１項記載の光走査装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの画像担持体と、該画像担持体に対応させて走査結像光学系が設けられる光走査装置とを備え、前記画像担持体に対して光走査を行うことにより画像形成を行う画像形成装置において、
前記光走査装置に設置する光源装置として、請求項１〜６いずれか１項記載の光源装置を設置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの画像担持体と、該画像担持体に対応させて走査結像光学系が設けられる光走査装置とを備え、前記画像担持体に対して光走査を行うことにより画像形成を行う画像形成装置において、
前記光走査装置として、請求項７〜１０いずれか１項記載の光走査装置を搭載した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、光源装置、および光源装置から出射する光ビームにて被走査面上を走査する光走査装置、ならびに光走査装置を搭載する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタなどに関連して広く知られた光走査装置は、一般的に光源側から出射された光ビームを、光偏向器により偏向させ、ｆθレンズなどの走査結像光学系により被走査面に向けて集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットにより被走査面を光走査（主走査）するように構成されている。被走査面の実体をなすものは、電子式画像形成装置では光導電性の感光体などの感光面である。
【０００３】
また、フルカラー画像形成装置の一例として、４つの感光体を記録紙の搬送方向に配列し、各感光体に対応して設置された複数の光源装置から出射された光ビームを、１つの偏向手段により偏向走査し、各感光体に対応する複数の走査結像光学系により各感光体に同時に露光して潜像を形成し、各潜像をイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックなどの異なる色の現像剤を使用する現像器で可視像化した後、これらの可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写し、その後、定着することによって、カラー画像が得られるように構成されているものがある。
【０００４】
このように、光走査装置と感光体の組み合わせを２組以上用いて、２色画像，多色画像あるいはカラー画像などを得るようにした画像形成装置は、タンデム式画像形成装置として知られている。このようなタンデム式画像形成装置として、複数の感光体が単一の光偏向器を共用する構成のものがある。
【０００５】
例えば、略平行でかつ副走査方向に離れた複数の光ビームを光偏向器に入射し、複数の光ビームに対応する複数の走査光学素子を副走査方向に並べて走査する構成のもの（特許文献１参照）、また、光偏向器の片側より光ビームを入射し、レンズ３枚構成の走査光学系で、走査レンズＬ１，Ｌ２は異なる被走査面に向かう複数の光ビームが通過し、走査レンズＬ３は各被走査面ごとに設けられている構成のもの（特許文献２〜４参照）がある。
【０００６】
このように、複数の被走査面において光偏向器を共用する構成にすると、光偏向器の数を減らすことにより、画像形成装置をコンパクト化することが可能になる。
【０００７】
しかし、例えばシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４つの異なる被走査面（感光体）を有するフルカラー対応の画像形成装置の光走査装置としては、光偏向器の数を減らすことは可能であるが、副走査方向に複数の感光体に向かう光ビームを略平行に並べて光偏向器に入射させるため、ポリゴンミラーが副走査方向に大型化するという課題がある。一般的に、光走査装置を構成する光学素子の中で、ポリゴンミラー部のコストは高く、装置全体の低コスト化、小型化を図る場合において弊害となる。
【０００８】
さらに最近では、カラー画像形成装置の光走査装置において、単一の光偏向器を用いて低コスト化を図る手段として、光偏向器の偏向反射面に副走査方向に角度を持って光ビームを入射させる斜入射光学系が知られている（特許文献５参照）。
【０００９】
前記斜入射光学系の複数の光ビームは、それぞれ偏向反射面で偏向反射された後に、各々対応する被走査面に折返しミラーなどによって分離され導かれる。この構成において、それぞれの光ビームにおける副走査方向の角度（光偏向器に斜入射する角度）は、前記折返しミラーで各光ビームが分離可能な角度に設定されている。
【００１０】
前記斜入射光学系を用いることにより、前記折返しミラーで各光ビームが分離可能な副走査方向の隣接する光ビームの間隔の確保を、光偏光器の大型化（副走査方向へのポリゴンミラーの多段化および厚肉化）することなく、実現することが可能となる。
【特許文献１】特許第３２９５２８１号公報
【特許文献２】特開２００１−４９４８号公報
【特許文献３】特開２００１−１０１０７号公報
【特許文献４】特開２００１−３３７２０号公報
【特許文献５】特開２００３−５１１４号公報
【特許文献６】特開平１１−１４９３２号公報
【特許文献７】特開平１１−３８３４８号公報
【特許文献８】特開２００４−７０１０９号公報
【特許文献９】特許第３４５０６５３号公報
【特許文献１０】特開２００４−２７１９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記斜入射方式には、走査線曲がりが大きいという問題がある。走査線曲がり発生量は、前記各光ビームの副走査方向の斜入射角により異なり、各光ビームで描かれた潜像を各色のトナーにより重ね合わせ可視化した際に、色ずれとなって現れてしまう。また、斜入射することにより、光ビームが走査レンズにねじれて入射することにより、波面収差も増大し、特に周辺の像高で光学性能が著しく劣化し、ビームスポット径が太ってしまい、高画質化を妨げる要因となる。
【００１２】
斜入射方式に固有の現象である大きな走査線曲がりを補正する方法として、走査結像光学系に、副走査断面内におけるレンズ面の固有傾きを、走査線曲がりを補正するように主走査方向へ変化させたレンズ面を有するレンズを備える構成（特許文献６参照）や、走査結像光学系に、副走査断面内における反射面の固有傾きを、走査線曲がりを補正するように主走査方向へ変化させた反射面を有する補正反射面を備える構成（特許文献７参照）などが提案されている。
【００１３】
また、特許文献８には、斜め入射される光ビームを走査レンズの軸外を通し、走査レンズの子線の非球面量を主走査方向に沿って変化させる面を用いて走査線の位置を揃える構成が記載されている。特許文献８においては、１枚の走査レンズにて補正を行う例を挙げており、前記走査線曲がりの補正は可能であるが、以下に説明する波面収差増大によるビームスポット径の劣化については記載されていない。
【００１４】
斜入射方式における他の問題として、光線スキューにより周辺像高（走査線の両端部近傍）で波面収差の大きな劣化が発生し易いことである。このような波面収差が生じると、周辺像高で光スポットのスポット径が大径化してしまう。この問題を解決することができないと、近年、強く要請されている高密度の光走査を実現することができない。前記特許文献に記載された光走査装置では、斜入射方式に特有の大きな走査線曲がりが良好に補正されているが、前記波面収差の補正に関しては十分といえない。
【００１５】
斜入射方式の問題である前記のような走査線曲がりと波面収差の劣化を良好に補正できる光走査装置として、走査結像光学系に複数の回転非対称レンズを備え、これら回転非対称レンズのレンズ面の子線頂点を結ぶ母線形状を副走査方向に湾曲させたものが提案されている（特許文献９参照）。
【００１６】
しかし、前記子線頂点を結ぶ母線形状を副走査方向に湾曲させたレンズ面を有するレンズは、母線を湾曲させることで諸問題を解決しており、入射光ビームに対応した個別の走査レンズが必要となるため、タンデム型の走査光学系に適用する場合、走査レンズの枚数が増大してしまうことになる。
【００１７】
同一のレンズに異なる被走査面に向かう複数の光ビームを入射させた場合、母線形状を湾曲させることにより、一方の光ビームに対しては諸問題の解決がなされるが、他方の光束については走査線曲がりや波面収差を低減させることは難しい。
【００１８】
また、副走査方向に曲率を持つため、組み付け誤差，加工誤差の影響により、同レンズに入射する光ビームが副走査方向にシフトしたり、副走査方向に角度変化（チルト）した場合、副走査方向のレンズの屈折力の影響を受け、走査線曲がりの形状が変化し、カラー画像における初期（あるいは設計時）の色ずれ抑制の効果は得られず、色ずれが発生してしまうという課題がある。
【００１９】
さらに、波面収差補正においても、曲率を持つ面においては入射光ビームのぶれにより光ビームのスキュー状態の変化が大きく、良好なビームスポット径を安定して得ることは難しい。
【００２０】
すなわち、光学素子の組み付け誤差，加工誤差などの影響により、斜入射角が変化することにより、設計時に補正した走査線曲がりや波面収差が劣化し、画像品質を低下させてしまうという課題がある。
【００２１】
また、別の課題として、組み付け誤差，加工誤差の影響で斜入射角度が変化した場合、走査レンズ，折返しミラーなどの光学素子により光ビームがケラレてしまい、ビームスポット径の劣化、さらには、被走査面に光ビームが到達しないという問題が発生する。
【００２２】
これらについては各光学素子を精度よく加工し、組み付けることによって課題を低減することができるが、部品の大幅なコストアップや組み付けの難易度が上がることで、組み付け時間が増大するため現実的ではない。
【００２３】
斜入射光学系においては、偏向反射面へ斜め入射させる角度が増大すると、諸収差が劣化し光学性能が劣化する。具体的には波面収差の劣化によるビームスポット径の劣化、あるいは走査線曲がりの増大などがあげられる。光学性能面、および光走査装置の小型化の観点からも、斜入射角をできるだけ小さく設定することが望ましい。
【００２４】
しかしながら、斜入射角を小さくすると、各々対応する被走査面に各光ビームを分離するのが困難になる。斜入射角を小さく設定しつつ、異なる被走査面へ向かう光ビームを分離可能にするため、分離位置での光ビームの副走査方向の間隔は極力狭く設定される。このとき、斜入射角が変化し、光ビームが副走査方向に変化すると、光学素子に光ビームの一部がケラレてしまったり、ビームスポット径が太ってしまい、また、ケラレない場合でも、ケラレ量によりビームスポット径が変動するため、安定したビームスポット径を得ることができない。
【００２５】
特許文献１０には、斜入射光学系の光源装置について記載があるが、前記組み付け誤差，加工誤差の影響で斜入射角度が変化に対する課題は解決されていない。全ての光学素子が組み付けられた後にカップリングレンズを調整し、副走査方向の角度を調整する手段も考えられるが、光源装置の組付や調整が複雑になり、調整時間の増大などの問題も発生し望ましくない。
【００２６】
そこで本発明の技術課題は、前記従来技術の課題を解決し、
（１）低コスト化，低消費電力，小型化に適した斜入射方式の光走査装置において、組み付け誤差，加工誤差の影響による光ビームの副走査方向の角度変化を低減し、走査線曲がりと波面収差の劣化を低減することを課題とする。
（２）低コスト化，低消費電力に適した良好な光学性能を有する斜入射方式の光走査装置を小型化した新規な構成にすることを課題とする。
（３）前記（１），（２）の課題を解決し、低コストで低消費電力に適し、良好で安定した画像品質にすることが可能な画像形成装置の実現を課題とする。
【００２７】
すなわち、本発明は、低コスト化，低消費電力，小型化に適した斜入射方式の光走査装置に適用され、組み付け誤差，加工誤差の影響による光ビームの副走査方向の角度変化を低減し、走査線曲がりと波面収差の劣化を低減することに寄与する光源装置を提供することを目的とする。
【００２８】
また、良好でかつ安定した光学性能を実現しつつ小型の光走査装置を提供することを目的とする。
【００２９】
さらに、低コストで低消費電力に適し、良好で安定した画像品質を実現可能な画像形成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】
【００３０】
前記課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、複数の光源と、前記各光源にそれぞれ対応して設けられた複数のレンズとを、少なくとも副走査方向に距離を持って配列し、かつ一体的に保持する光源保持部材を備えた光源装置において、前記各光源を該光源から出射する光ビームを副走査方向に対して角度を持つように配置し、前記光源保持部材を副走査方向に対して傾斜することが可能に設置したことを特徴とし、この構成によって、光源保持部材を副走査方向に対して傾斜するという簡単な構成で、光ビームの副走査方向の角度を調整することができるため、組み付け誤差などで光ビームが副走査方向の角度を変化させた場合、光源装置を角度変化を相殺する方向に調整することで、組み付け精度を上げることなく、安定した光学性能に容易にすることが可能になる。
【００３１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光源装置において、光源保持部材の光源保持部分の外側における副走査方向の２箇所を取付部材に取り付け、該取り付け部位の少なくとも一方の光源保持部材と取付部材との間に弾性部材を介在したことを特徴とする。
【００３２】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の光源装置において、取り付け部位に光源保持部材の傾斜を可能にする間隙を設けたことを特徴とする。
【００３３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載の光源装置において、各光源から出射する光ビームを光偏向器に対して入射させる構成であって、光ビームを光偏向器の偏向反射面近傍で交差するように、各光源における副走査方向の取り付け角度を設定したことを特徴とする。
【００３４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の光源装置において、各光源における副走査方向の取付角度を、それぞれ異なるように設定したことを特徴とする。
【００３５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の光源装置において、複数の光源として、複数の発光点を有するマルチビーム光源を用いたことを特徴とする。
【００３６】
請求項７に記載の発明は、光源装置から出射する光ビームを走査光学系により被走査面に集光して走査する構成の光走査装置において、前記光源装置として請求項１〜６いずれか１項記載の光源装置を設置したことを特徴とし、この構成によって、簡単な構成で光ビームの角度変化を調整することができ、良好でかつ安定した光学性能を実現しつつ小型の光走査装置を実現することができる。
【００３７】
請求項８に記載の発明は、光源装置を複数設置し、前記各光源装置からの光ビームを光偏向器により偏向した後、走査光学系により被走査面に集光して走査する構成の光走査装置において、請求項１〜６いずれか１項記載の光源装置を主走査方向に間隔をとって複数配置し、単一の前記光偏向器における同一の偏向反射面によって全ての前記光ビームを偏向走査する構成にしたことを特徴とし、この構成によって、光ビームの副走査方向の角度変化を低減し、走査線曲がりと波面収差の劣化を低減することができるため、良好でかつ安定した光学性能を実現しつつ小型の光走査装置を実現することができる。
【００３８】
請求項９に記載の発明は、請求項８記載の光走査装置において、複数の光ビームは、同一の偏向反射面の近傍で主走査方向に交差することを特徴とする。
【００３９】
請求項１０に記載の発明は、請求項７〜９いずれか１項記載の光走査装置において、複数の光ビームは、それぞれ異なる被走査面へ入射することを特徴とする。
【００４０】
請求項１１に記載の発明は、少なくとも１つの画像担持体と、該画像担持体に対応させて走査結像光学系が設けられる光走査装置とを備え、前記画像担持体に対して光走査を行うことにより画像形成を行う画像形成装置において、前記光走査装置に設置する光源装置として、請求項１〜６いずれか１項記載の光源装置を設置したことを特徴とし、この構成によって、低コストで低消費電力に適し、良好で安定した画像品質を実現可能な画像形成装置となる。
【００４１】
請求項１２に記載の発明は、少なくとも１つの画像担持体と、該画像担持体に対応させて走査結像光学系が設けられる光走査装置とを備え、前記画像担持体に対して光走査を行うことにより画像形成を行う画像形成装置において、前記光走査装置として、請求項７〜１０いずれか１項記載の光走査装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、低コストで低消費電力に適し、良好で安定した画像品質が実現可能な画像形成装置となる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明に係る光源装置によれば、光源保持部材を副走査方向に対して傾斜するという簡単な構成で、光ビームの副走査方向の角度を調整することができるため、組み付け誤差などで光ビームの副走査方向の角度を変化させた場合、光源装置を角度変化を相殺する方向に調整することによって、組み付け精度を上げることなく、安定した光学性能に容易にすることができる。
【００４３】
本発明に係る光走査装置によれば、本発明に係る光源装置を設置することにより、光ビームの副走査方向の角度変化を低減し、走査線曲がりと波面収差の劣化を低減することができるため、良好でかつ安定した光学性能を実現しつつ小型の光走査装置が実現する。
【００４４】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る光走査装置を搭載することにより、低コストで低消費電力に適し、良好で安定した画像品質を実現することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４６】
図１は本発明に係る光源装置の実施形態１の断面図であり、１，１は光源である半導体レーザ、２は半導体レーザ１，１を副走査方向に並べて保持する貫通孔２ａ，２ｂを有するアルミダイキャスト製の光源保持部材、３は光源保持部材２に一体に突設されたレンズ固定部、４は板状の取付部材、５ａ，５ｂは、副走査方向に距離をおいて設けられ、光源保持部材２を取付部材４に固定するための第１のねじと第２のねじ、６，６は、半導体レーザ１，１に対向するように光源保持部材２のレンズ固定部３に接着固定され、取付部材４の通孔４ａに配されたカップリングレンズである。
【００４７】
さらに、７は、第１のねじ５ａに頭部を上方に付勢するように巻回され、光源保持部材２のねじ挿入孔８の拡径部８ａに配された圧縮ばね、９は、第２のねじ５ｂにより光源保持部材２を取付部材４に固定する部分における光源保持部材２と取付部材４との間に介在する板状の弾性部材、１０は、光源保持部材２と取付部材４との間における光源保持部材２側面に設けられた段差部であり、本例では弾性部材９が設けられる光源保持部材２と取付部材４間に隙間１１が形成されるようにしている。この段差部１０は取付部材４側に設けてもよい。
【００４８】
前記カップリングレンズ６，６は、各半導体レーザ１，１の発散光ビームが所望の光束状態となるように、かつ所定のビーム出射方向となるように位置を合わせて、半導体レーザ１，１と対に形成して配され、通孔４ａにおいてレンズ固定部３にＵＶ硬化接着剤を充填することにより固定される。本実施形態では図示するように各カップリングレンズ６，６の接着部Ａは１点であるが、３点など複数箇所接着してもよい。また、半導体レーザ１，１を保持するための貫通孔２ａ，２ａは、設定された角度を有して副走査方向に離して形成される。
【００４９】
前記光源保持部材２は取付部材４に対して副走査方向の２点において、第１のねじ５ａと第２のねじ５ｂによって固定される。第２のねじ５ｂは、板状の弾性部材９の存在により上方に付勢され、ねじの締め具合により、光源保持部材２を副走査方向に傾けることが可能になっている。このため光源装置から出射される光ビームの副走査方向の角度を調整することが可能となる。
【００５０】
一方、第１のねじ５ａは、ねじ挿入孔８の拡径部８ａで頭部を圧縮ばね７により上方に付勢されており、光源保持部材２が調整により傾いても、光源保持部材２は圧縮ばね７を介して取付部材４に固定保持される。この構成によって、光源保持部材２は副走査方向に角度を持って取付部材４に固定することが可能となる。
【００５１】
弾性部材９の介在していない第１のねじ５ａ側の構成は、光源保持部材２を副走査方向に傾けることが可能な構成になっていればよく、例えば、光源保持部材２の一部を薄肉化して可撓性を持たせるようにしてもよい。
【００５２】
図２は本発明に係る光源装置の実施形態２の断面図であり、実施形態２では、第１のねじ５ａと第２のねじ５ｂとの締結部における光源保持部材２と取付部材４との間に、それぞれ板状の弾性部材７，７を介在する構成にしている。
【００５３】
前記のような光源保持部材２の副走査方向への傾き調整機構の効果について説明する。
【００５４】
後述するように光走査装置の各光学素子は、通常、理想状態で加工され組み付けられることはなく、光源装置の取り付け時、ポリゴンミラーなどの光偏向器前の折返しミラーの副走査方向の倒れの発生などにより、出射方向が調整された光源装置からの光ビームにおける副走査方向の角度は変化する。
【００５５】
また、既述したように、斜入射光学系においては、波面収差の劣化，走査線曲がりの発生を抑制し、かつ光走査装置の小型化を図るために、斜入射角は小さく設定されることが望ましく、このために、異なる被走査面へ向かう光ビームを分離可能にするため、前記分離位置における光ビームの副走査方向の間隔は極力狭く設定される。
【００５６】
このため、光ビームの副走査方向の角度が変化した場合、例えば、異なる被走査面へ光ビームを導くための分離ミラーによって光ビームがケラレてしまう可能性がある。光ビームがケラレるとビームスポット径が太り安定した光学性能、および画像品質が得られなくなる。また、走査レンズの所望の位置を大幅に外れることにより光学性能の劣化も低減可能となる。
【００５７】
このような光学素子、例えば折返しミラーを、光ビームが副走査方向に角度変化しても対応できるように副走査方向に大きく形成してもよいが、この場合、装置の大型化，折返しミラーのコストアップ，斜入射角増大による光学性能劣化などの問題が生じる。
【００５８】
しかし、本実施形態の構成の光源装置では、ねじの締め付け具合によって光ビームの副走査方向の角度を調整することが可能にしているため、前記問題を容易に解決することが可能である。つまり、組み付け誤差などで光ビームが副走査方向の角度を変化させた場合、光源装置を角度変化を相殺する方向に調整する構成にしたことにより、組み付け精度を上げることなく、安定した光学性能を呈する光源装置とすることができる。
【００５９】
また、既述したように、光走査装置における走査レンズに入射する光ビームの副走査方向の角度が変化すると、波面収差が劣化し、安定したビームスポット径が得られない。また、走査線曲がりについても同様に変動が発生し、後述するタンデム型の画像形成装置においては、色ずれが発生して、画像品質を著しく低下させることになってしまう。
【００６０】
斜入射光学系では通常の水平入射光学系に比べ前記変動が大きい。しかし、本実施形態の構成の光源装置を用いることにより、副走査方向における光ビームの角度を容易に調整することができるため、波面収差の劣化，走査線曲がりの増大を抑制することが可能となる。
【００６１】
また、本光源装置において副走査方向の角度調整を実施した場合、図１，図２に示すように２つの半導体レーザ１，１が光源保持部材２に保持されている例では、各半導体レーザ１，１から出射する２本の光ビーム共に副走査方向の角度が変化する。しかし、所望のビーム出射方向となるように、各光ビームに対応する各半導体レーザ１，１およびカップリングレンズ６，６が光源保持部材２に保持されていれば、共通の光学素子、例えば光源保持部材２、あるいは光走査装置における光偏向器前の折返しミラーや、光偏向器の偏向反射面による光ビームの副走査方向における角度変動は同時に生じるため、両光ビームを同時に調整することにより、両光ビーム共に良好に調整される。
【００６２】
また、図２に示す実施形態２のように、光源保持部材２の両ねじ５ａ，５ｂによる締結部２箇所に弾性部材７，７を介在した構成では、出射される光ビームの副走査方向の角度調整がより容易になる。両ねじ５ａ，５ｂをそれぞれ調整することにより、光ビームの副走査方向の角度は煽り方向、下がり方向とも調整可能である。
【００６３】
前記弾性部材７としては、ばね、あるいはゴム材などを用いることができる。ただし、弾性を有して同様の作用効果が得られれる部材であれば、これらに限定されない。
【００６４】
図３は本発明に係る光走査装置の実施形態１を説明するための平面図、図４は図３の光走査装置の正面図である。
【００６５】
図３において、光源としての半導体レーザ（図示せず）から放射された発散性の光ビームＬの光束は、カップリングレンズ２０により以後の光学系に適した光束形態に変換される。カップリングレンズ２０により変換された光束形態は、平行光束であることにも、または弱い発散性あるいは弱い集束性の光ビームであることにもすることができる。カップリングレンズ２０からの光ビームはシリンドリカルレンズ２１により副走査方向に集光され、光偏向器であるポリゴンミラー２２の偏向反射面に入射する。
【００６６】
図４に示すように、光源側からの光ビームＬは、ポリゴンミラー２２の偏向反射面の回転軸に直交する平面ａに対して傾いて入射する。したがって、偏向反射面により反射された光ビームＬも該平面ａに対して傾いている。偏向反射面により反射された光ビームＬは、ポリゴンミラー２２の等速回転と共に等角速度的に偏向し、第１走査レンズ２３ａ，第２走査レンズ２３ｂと、折返しミラー２４などからなる走査光学系を透過して被走査体７の面上に集光する。これにより、偏向された光ビームＬは被走査体７上に光スポットＳを形成し、被走査面の光走査を行う。
【００６７】
斜入射光学系の特徴について、図４のタンデム型のカラー画像形成装置の光走査装置を参照して説明する。図４には片側走査方式の光走査装置を示している。
【００６８】
複数の光源装置（図示せず）からの各光ビームＬは、同一のポリゴンミラー２２の同一の偏向反射面に斜め入射される。各光ビームＬは、ポリゴンミラー２２の偏向反射面の法線を挟み副走査方向両側（図中のＡ領域とＢ領域）より入射している。全ての光ビームＬは、共通の走査レンズである第１走査レンズ２３ａを透過後、副走査方向への折返しミラー２４により分離され、対応する被走査面としての感光体２５に入射する。本例は、走査レンズを２枚構成としており、対応する被走査面に向かう光ビームＬごとにそれぞれ２枚目の走査レンズ（第１走査レンズ２３ａ，第２走査レンズ２３ｂ）が配置されている。
【００６９】
斜め入射を用いない片側走査方式として、全ての光ビームがポリゴンミラーの偏向反射面の法線に対し水平であった従来の光走査装置においては、良好な光学性能が得やすい反面、図５（ａ）に示すように、各光源装置からの光ビームＬ、つまり互いに異なる被走査面に導かれる光ビーム間の間隔は、光ビームＬごとに分離するのに必要な間隔（図中の△ｄ）、通常３ｍｍから５ｍｍの間隔を持つことが必要である。そのため、ポリゴンミラー２２’の高さ（副走査方向の高さ）ｈが高くなり、空気との接触面積が増大して、風損の影響による消費電力アップ，騒音の増大，コストアップなどの問題が生じていた。特に、光走査装置の構成部品の中でポリゴンミラーの占めるコスト比率は高く、コスト面での課題が大きかった。
【００７０】
その点、本実施形態によれば、図５（ｂ）に示すように、ポリゴンミラー２２の偏向反射面で反射される複数の光源装置からの光ビームＬを、ポリゴンミラー２２の偏向反射面の法線に対し、角度を持つ（副走査方向に角度を持つ）光ビームとして走査レンズに入射させることにより、ポリゴンミラー２２の高さｈを大幅に低減することが可能となり、ポリゴンミラー２２の偏向反射面を形成する多面体を、一段でかつ副走査方向の厚みを低減することができ、回転体としてのイナーシャを小さくできて起動時間を短くできることになる。
【００７１】
本実施形態において、光源装置から出射される副走査方向に角度を有する複数の光ビームＬは、ポリゴンミラー２２の偏向反射面近傍で副走査方向に交差させるようにすることにより、ポリゴンミラー２２の偏向反射面上の各光ビームＬの反射位置が副走査方向に近接するため、ポリゴンミラー２２の偏向反射面の副走査方向の高さを、最も小さく設定することが可能となる。
【００７２】
このことは片側走査方式のみならず、図６（ａ）に示す対向走査方式においても同様の効果が得られる。
【００７３】
図６（ａ）において、ポリゴンミラー２２の対向する偏向反射面に、図６（ｃ）に示すように、それぞれ光ビームａ，ｂ，ａ’，ｂ’が角度を持って入射させる構成の光走査装置である。また、図６（ｂ）に示すように、光ビームａ，ｂ，ａ’，ｂ’が平行に入射する構成のものもある。図６の説明において、既に説明した部材に対応する部材などには同一符号を付して説明は省略する。
【００７４】
次に、片側走査光学系の偏向器前の構成について説明する。
【００７５】
片側走査光学系においては、図４に示す構成に対応させると、異なる被走査体２５に向かう少なくとも４つの光ビームＬを、ポリゴンミラー２２の同一の偏向反射面に入射させる必要がある。このとき、各光ビームＬは異なる斜入射角（副走査方向の角度）を持って、偏向反射面に入射され、その後、走査レンズ２３ａ，２３ｂを通って、それぞれが対応する被走査体２５に分離されて集光される。
【００７６】
このため、少なくとも４つの光源を配置する必要が生じる。４つの光源を副走査方向に距離を離して配列することは、半導体レーザ、もしくはカップリングレンズ２０が副走査方向に干渉してしまうため、入射角を増大させることになる。これでは既述したように、小型化，安定した光学性能の確保が困難となる。
【００７７】
そこで、本実施形態においては、光源が副走査方向に離して２個配列された、図７（ａ），（ｂ）に示すように、図１，図２にて説明した構成の光源装置２８，２９を、主走査方向に距離を離して配置することが望ましい。
【００７８】
また、光源装置２８，２９の光源は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、光ビームＬの出射角を図示する（Ａ）と（Ｂ）との組み合わせとすることが望ましい。このようにすることにより、最も副走査方向外側の光ビームＬの斜入射角を増大させることなく、光源の間隔を広く設定することが可能となる。すなわち、同一の光源装置に設けられる光源が副走査方向に持つ角度、つまり、斜入射角が異なるように設定された光源装置を用いることが望ましい。
【００７９】
さらに、全ての光ビームＬはポリゴンミラー２２の偏向反射面近傍で交差することが望ましい。
【００８０】
このことを図８（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図８（ａ），（ｂ）において、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１’，Ｄ２’はポリゴンミラー２２の反射面を示し、２３ａ，２３ｂは走査レンズを示している。
【００８１】
図８（ａ），（ｂ）においてＤ１，Ｄ１’は、半導体レーザ１−１から射出した光ビーム５が被走査体２５において、ある像高に到達する際のポリゴンミラー２２の反射面を表しており、Ｄ２，Ｄ２’は半導体レーザ１−２から射出した光ビームＬが被走査体２５において同像高に到達する際のポリゴンミラー２２の反射面を表している。
【００８２】
各光ビームＬは、ポリゴンミラー２２に入射するときに、ある角度Δα分離されている。したがって、この角度差だけ同像高に到達するための反射面に時間的な遅れ（Ｄ１，Ｄ１’とＤ２，Ｄ２’のように）が生じる。
【００８３】
図８（ａ）の場合は、２つの光ビームＬはかなり異なった光路を通っている。しかし、図８（ｂ）の場合は、全く同じ光路を通っている。図８（ａ）の場合のように、光ビームＬが各光学素子の異なる位置を通過してくると、当然異なる光学作用を受けるから、被走査体２５上で主走査方向の同じ像高Ｐ１−１，Ｐ１−２に達する２つの光ビームＬの収差などの光学特性は違ったものとなる。
【００８４】
一方、図８（ｂ）のようにポリゴンミラー２２の反射面近傍で２つの光ビームＬを交差させることにより、被走査体２５上の主走査方向の同一像高Ｐ１−１，Ｐ１−２に達するときに、光学素子における主走査方向のほぼ同じ光路を通るようになり、各光ビームＬで同様の光学性能を得ることが可能となる。また、ポリゴンミラー２２より像面側の各部品ばらつきによる各光ビームＬ間における主走査方向書込位置の変動は、全ての光ビームＬでほぼ同量となり、各ビーム間における主走査方向書込位置のずれは抑えられる。
【００８５】
また、図４に示すように、各光源からの光ビームＬは各々異なる被走査体２５に導かれる。そこで本実施形態の構成の光源装置を斜入射光学系として用いることにより、複数の被走査体２５に向かう光ビームＬを同一の光源装置にて出射することが可能であり、光源装置の小型化、およびポリゴンミラー前光学系のコンパクト化を達成することができる。
【００８６】
本発明に係る光走査装置において、光源を、例えば複数の発光点を有する半導体レーザアレイや、単数の発光点もしくは複数の発光点を有する光源を複数用いたマルチビーム光源装置とし、複数の光ビームを被走査体表面に同時に走査するように構成するとよい。こうすることにより、高速化，高密度化を図った光走査装置および画像形成装置を構成することができる。
【００８７】
図９はマルチビーム光源装置を構成する光源ユニットの例を示す分解斜視図である。
【００８８】
図９において、半導体レーザ３１，３２は、それぞれベース部材３３の裏側に形成した図示しない嵌合孔に個別に嵌合されている。前記嵌合孔は、主走査方向に所定角度、本例では約１．５°微小に傾斜していて、この嵌合孔に嵌合された半導体レーザ３１，３２も主走査方向に約１．５°傾斜している。半導体レーザ３１，３２は、その円筒状ヒートシンク部３１−１，３２−１に切り欠きが形成されていて、押え部材３４，３５の中心丸孔に形成された突起３４−１，３５−１をヒートシンク部３１−１，３２−１の切り欠き部に合わせることによって、発光源の配列方向が合わせられる。押え部材３４，３５は、ベース部材３３にその背面側からネジ３６で固定されることにより、半導体レーザ３１，３２がベース部材３３に固定される。
【００８９】
また、コリメートレンズ３７，３８は、それぞれの外周をベース部材３３に一対設けられた半円状の取り付けガイド面３３−１に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが平行光ビームとなるように、位置決めされて接着される。
【００９０】
前記光源装置のベース部材３３を、図１，図２に示す光源保持部材２に光源として副走査方向に複数個配列して保持することにより、光源を複数の発光点を有するマルチビーム光源装置とすることができる。このとき、ベース部材３３の各半導体レーザ３１，３２を副走査方向に角度を持つように形成してもよいし、各ベース部材３３を副走査方向に角度を持つように光源保持部材２に保持させるようにしてもよい。
【００９１】
さらに、図１，図２に示すような構成を、ベース部材３３と光源保持部材２間で適用し、光源保持部材２以外にベース部材３３についても、副走査方向の角度を調整する機構を設けることも考えられる。
【００９２】
また、本実施形態にて用いられる半導体レーザは、複数の発光点を持つ半導体レーザアレイを用いてもよく、また半導体レーザアレイを複数持たず、単独でマルチビームを構成するようにしてもよい。
【００９３】
次に、本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の実施形態を図１０を参照しながら説明する。本実施形態は本発明に係る光走査装置をタンデム型フルカラーレーザプリンタに適用した例である。
【００９４】
図１０において、装置本体内の下部には、水平方向に配設された給紙カセット４１から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト４２が設けられている。この搬送ベルト４２上にはイエロー用の感光体４３Ｙ，マゼンタ用の感光体４３Ｍ，シアン用の感光体４３Ｃ，ブラック用の感光体４３Ｋが、転写紙の搬送方向上流側から順に等間隔で配設されている。これらの画像担持体である感光体４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋは、全て同一径に形成されたものであって、各感光体の周囲には、電子写真プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。感光体４３Ｙを例に採れば、帯電チャージャ４４Ｙ，光走査光学系４５Ｙ，現像装置４６Ｙ，転写チャージャ４７Ｙ，クリーニング装置４８Ｙなどが順に配設されている。他の感光体４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋに対しても同様にプロセス部材が配設されている。
【００９５】
本実施形態では、感光体４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋの表面を各色ごとに設定された被走査面ないしは被照射面とするものであり、各感光体に対して光走査光学系４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋが１対１の対応関係で設けられている。ただし、走査レンズＬ１は、前記本発明に係る光走査装置のように、光走査光学系４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋにおいて共通使用している。
【００９６】
また、搬送ベルト４２の周囲には、感光体４５Ｙよりも上流側に、レジストローラ４９とベルト帯電チャージャ５０とが設けられ、感光体４５Ｋよりも搬送ベルト４２の回転方向下流側に、ベルト分離チャージャ５１，除電チャージャ５２，クリーニング装置５３などが順に設けられている。さらにベルト分離チャージャ５１よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置５４が設けられ、定着後の転写紙を排紙トレイ５５に向けて排出するように排紙ローラ５６が設けられている。
【００９７】
このような構成の画像形成装置において、例えばフルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋに対してイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック用の各色の画像信号に基づき、各光走査装置４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋから出射される光ビームＬによる光走査により、各感光体４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋの表面に、各色信号に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像はそれぞれ対応する現像装置４６Ｙなどで色トナーにより現像されてトナー像となり、搬送ベルト４２にて搬送される転写紙上に、転写チャージャ４７Ｙなどにより順次転写されることによって重ね合わされ、転写紙上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー像は定着装置５４で定着された後、排紙ローラ５６により排紙トレイ５５に排紙される。
【００９８】
本画像形成装置の光走査光学系４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋを、本発明に係る光源装置を設けた光走査装置の構成とすることにより、低コスト化，低消費電力，小型化に適した斜入射方式の光走査装置において、組み付け誤差，加工誤差の影響による光ビームの副走査方向における角度変化を低減することができるため、走査線曲がりと波面収差の劣化が低減し、良好で安定した画像品質が可能な画像形成装置が実現する。
【００９９】
なお、本例では片側走査方式の光走査装置の構成例を説明したが、例えば対向走査方式の光走査装置においても同様の構成となる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、ビームスポット位置補正手段を備える光走査装置、例えばデジタル複写機，レーザプリンタ，レーザファクシミリ装置などの光書込系に用いられる光走査装置に適用され、特に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置に実施して有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明に係る光源装置の実施形態１の断面図
【図２】本発明に係る光源装置の実施形態２の断面図
【図３】本発明に係る光走査装置の実施形態１を説明するための平面図
【図４】図３の光走査装置の実施形態１の正面図
【図５】片側走査方式の構成における光ビームとポリゴンミラーとの関係を示す説明図
【図６】（ａ）は本発明に係る光走査装置の実施形態２である対向走査方式の光走査装置の概略構成を示す正面図、（ｂ），（ｃ）は同走査方式における光ビームとポリゴンミラーとの関係を示す説明図
【図７】（ａ），（ｂ）は本実施形態における光源装置の光源の組み合わせ例の説明図
【図８】本実施形態において光ビームがポリゴンミラーの偏向反射面近傍で交差することに関する説明図
【図９】本実施形態に係るマルチビーム光源装置を構成する光源ユニットの例を示す分解斜視図
【図１０】本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の実施形態の概略構成図
【符号の説明】
【０１０２】
１，３２，３３  半導体レーザ
２  光源保持部材
４  取付部材
５ａ，５ｂ  ねじ
６  カップリングレンズ
７  圧縮ばね
８ａ  拡径部
９  弾性部材
１１  隙間
２０  カップリングレンズ
２１  シリンダレンズ
２２  ポリゴンミラー
２３ａ，２３ｂ  走査レンズ
２４  折返しミラー
２５  被走査体
４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ  感光体
４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋ  光走査光学系
Ｌ１  走査レンズ
【図１】
2007248686.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007248686.tif 000009
【図８】
2007248686.tif 000010
【図９】
2007248686.tif 000011
【図１０】
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