(57)【要約】【課題】斜め入射方式の光走査装置において、温度変動による走査線曲がりの発生によるカラー画像の色ずれを有効に補正し、低コスト化、低消費電力に適した良好な光学性能を実現する。【解決手段】光源装置１を複数持ち、各光源装置からの光ビームは、偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度を持って入射し光偏向器４により偏向された後走査光学系により異なる被走査面２３に集光される。複数の光ビームのうち光偏向器４の同一の反射面で偏向される光ビームは、反射面の法線を挟み副走査方向両側より入射し、反射面の法線に対し副走査方向の片側より入射し偏向反射される光ビームの、偏向反射面から対応する被走査面２３までの光路上に偶数枚の反射ミラーが配置され、反射面の法線に対し副走査方向の逆側より入射し反射される光ビームの、偏向反射面から対応する被走査面２３までの光路上に奇数枚の反射ミラーが配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置を複数持ち、各光源装置からの光ビームは、光偏向器の偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度を持って入射し光偏向器により偏向された後走査光学系により各々異なる被走査面に集光される光走査装置において、
複数の光源装置からの光ビームのうち光偏向器の同一の偏向反射面で偏向される光ビームは、偏向反射面の法線を挟み副走査方向両側より入射し、
上記偏向反射面の法線に対し副走査方向の片側より入射し偏向反射される光ビームの、偏向反射面から対応する被走査面までの光路上に、偶数枚の副走査方向への反射ミラーが配置され、
上記偏向反射面の法線に対し副走査方向の逆側より入射し偏向反射される光ビームの、偏向反射面から対応する被走査面までの光路上に、奇数枚の副走査方向への反射ミラーが配置されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、複数の光源装置からの全ての光ビームは、同一の光偏向器の同一の偏向反射面で偏向されることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１記載の光走査装置において、光偏向器の偏向反射面の法線を挟み副走査方向両側より入射する複数の光源装置からの光ビームの対が複数あり、それぞれの光ビーム対は同一の光偏向器の異なる偏向反射面に入射されることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項３記載の光走査装置において、異なる偏向反射面に入射する光ビームでありかつ偏向反射面の法線に対し副走査方向の同一方向から入射する光ビームの、偏向反射面から対応する被走査面までの光路上に配置される副走査方向への反射ミラー枚数は、偶数枚と奇数枚で異なっていることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項４記載の光走査装置において、光偏向器の偏向反射面の法線を挟み副走査方向両側より入射する複数の光源装置からの光ビームは、偏向反射面の法線に対する副走査方向の入射角度の絶対値が同じであることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の光走査装置において、走査光学系は、走査線曲がりを補正する走査レンズを備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項６記載の光走査装置において、走査線曲がりを補正する走査レンズは、副走査方向に曲率を持たない面で構成され、かつ主走査方向に応じて副走査方向のチルト偏芯角度が異なる特殊面を持つことを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の光走査装置において、偏向反射面から対応する被走査面までの間に配置されている副走査方向への反射ミラーのうち、少なくとも偏向反射される光ビームの方向に対し副走査方向逆側に、異なる被走査面に向かう光ビームが通過するように配置されている反射ミラーは、異なる被走査面に向かう光ビームが通過する側が面取りされていることを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の光走査装置において、光偏向器より最も離れた被走査面に向かう光ビームの光路に配置されている副走査方向への反射ミラーの枚数は、その他の被走査面に向かう光ビームの光路に配置されている反射ミラーの枚数より少ないことを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
光走査装置の光源装置として複数の光ビームを射出するマルチビーム光源装置を用いた請求項１から９のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１１】
電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する手段として請求項１から１０のいずれかに記載の光走査装置を具備している画像形成装置。
【請求項１２】
被走査面は少なくとも４つの感光体の各表面であって、各感光体表面に対し露光プロセスを実行する手段として請求項１から１０のいずれかに記載の光走査装置を具備しているカラー対応の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置およびこれを用いたデジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によるレーザプリンタ等の画像形成装置に広く用いられている光走査装置は、一般に、光源側からの光ビームを光偏向器により偏向させ、ｆθレンズ等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、この光スポットで被走査面を光走査（この走査を「主走査」という）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光導電性の感光体等からなる感光媒体の感光面である。
【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、これらの各感光体に対応した複数の光源装置から放射された光ビームの光束を１つの偏向手段により偏向走査して画像を形成する「タンデム式画像形成装置」が知られている。「タンデム式画像形成装置」は、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対応する色成分の画像信号により同時に露光して潜像をつくり、これらの潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各々異なる色の現像剤を使用する現像器で可視像化したのち、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定着することで、カラー画像を得られるように構成されている。このような光走査装置と感光体の組み合わせを２組以上用いて、２色画像や多色画像、カラー画像等を得るようにしたタンデム式画像形成装置において、次のような複数の感光媒体が単一の光偏向器を共用する方式のものが知られている。
（１）略平行でかつ副走査方向に離れた複数の光束を偏向器に入射し、複数の光束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（例えば、特許文献１参照）。
（２）偏向器の片側より光束を入射し、走査光学系を３枚のレンズで構成し、第１、第２レンズＬ１、Ｌ２を異なる被走査面に向かう複数の光束が通過し、第３レンズＬ３を各被走査面に向かう光束毎に設けたもの（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００４】
このように、複数の被走査面で光偏向器を共用すると、光偏向器の数を減らすことができ、画像形成装置をコンパクト化することが可能になる。しかし、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４つの色に対応して異なる被走査面（感光体）を持つ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、光偏光器としての例えば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、光走査装置内の光学素子のうち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および小型化を狙う場合において、ポリゴンミラーの大型化は弊害となる。
【０００５】
最近では、カラー画像形成装置の光走査装置において、単一の光偏向器とし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め入射光学系が知られている（例えば、特許文献５参照）。この斜め入射光学系は、複数の光ビームが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（感光体）に、反射ミラーなどで分離されて導かれる。この分離の際に、それぞれの光ビームの副走査方向の角度（光偏向器に斜入射する角度）は、各光束が上記反射ミラーで分離可能な角度に設定されている。この斜め入射光学系を用いることで、光偏光器の大型化、すなわち、副走査方向へのポリゴンミラーの多段化、厚肉化を回避しながら、上記ミラーで各光束が分離可能な副走査方向に隣接する光ビームの間隔を狭くすることができる。
【０００６】
光偏向器としてポリゴンミラーを用いる場合を考えると、通常の入射方式では、光源側からの光束をポリゴンミラーの回転軸に向けて入射させることが難しい。光束をポリゴンミラーの回転軸に向けて入射させることは不可能ではないが、必要な偏向角を確保しようとすると、個々の偏向反射面が極端に大きくなり、ポリゴンミラーを小型化することができない。また、ポリゴンミラーが大型になると、所謂「サグ」の発生も大きくなる。発生するサグは像高：０に対して非対称である。ポリゴンミラーが大きいと、その高速回転に大きなエネルギーを必要とし、高速回転させたときの「風切り音」も大きく、防音手段も大型化せざるを得ない。
【０００７】
これに対し、斜め入射方式では、光源側からの光束をポリゴンミラーの回転軸に向けて入射させることが可能であるため、ポリゴンミラーを小径化でき、高速回転させたときの「風切り音」も小さく、従って高速化に適している。ポリゴンミラーを小径化できるのでサグの発生も小さく、発生するサグを像高：０に対して対称化できるので、補正も容易である。
【０００８】
しかし、その反面、斜め入射方式には「走査線曲がり」が大きいという問題がある。この走査線曲がり発生量は、各光ビームの副走査方向の斜め入射角によって異なり、各々の光ビームで描かれた潜像を各色のトナーにより可視化してこれを重ね合わせた際に、色ずれとなって現れてしまう。また、斜め入射することにより、光束が走査レンズにねじれて入射するため、波面収差が増大し、特に周辺の像高で光学性能が著しく劣化し、周辺の像高で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。
【０００９】
このような斜め入射方式に固有の「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」を付加したもの（例えば、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」を付加したもの（例えば、特許文献７参照）などが提案されている。
【００１０】
また、光偏向器に斜め入射される光束を走査レンズの軸外に通し、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方法が提案されている（例えば、特許文献８参照）。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述されていない。
【００１１】
斜め入射方式における今１つの問題は、光線スキューにより周辺像高（走査線の両端部近傍）で波面収差の大きく劣化し易いことである。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すれば、近来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。上記特許文献８記載の光走査装置では、斜め入射方式に特有の大きな走査線曲がりが極めて良好に補正されているが、上記波面収差の補正は十分といえない。
【００１２】
斜め入射方式の問題点といえる上記「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含め、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（例えば、特許文献９参照）。
【００１３】
しかし、上記「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、入射光束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。
同一のレンズに異なる被走査面に向かう複数の光束を入射させた場合、母線形状を湾曲させることにより一方の光束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。
また、上記レンズは副走査方向に曲率を持つため、同レンズに入射する光束が副走査方向にシフトした場合、組み付け誤差、加工誤差、環境変動等の影響により、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の（または設計時の）色ずれ抑制の効果は得られず、色ずれが発生してしまう課題がある。
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束のぶれにより光束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。
先に例をあげた斜め入射方式である、特許文献５記載の発明においても特許文献９記載の発明と同様の面を用いて走査線曲がりの補正を実施している。しかし、かかる構成では、前に説明したとおり、良好なビームスポット径を安定して得ることは難しい。
【００１４】
さらに、斜め入射光学系においては、温度が変動したときに走査線曲がりが発生する。走査レンズに対し光ビームが副走査方向に湾曲して入射するため、温度変化による走査レンズの曲率半径の変化、肉厚の変化、もしくは、走査レンズに入射する光ビームの入射高さの変化により走査線曲がりが大きく発生してしまう。従来の走査光学系においては、走査レンズに光ビームが湾曲することなくほぼ光軸に水平に入射するため、走査線曲がりは発生せず、発生しても極めて小さい。したがって、走査線曲がりの問題は、斜め入射光学系特有の問題となっている。
これまで挙げた各特許文献記載の発明は、走査線曲がりの発生を小さくすることを目的としており、温度変動により生じる走査線曲がりの問題は解決されていない。
【００１５】
【特許文献１】特開平９−５４２６３号公報
【特許文献２】特開２００１−４９４８公報
【特許文献３】特開２００１−１０１０７公報、
【特許文献４】特開２００１−３３７２０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】特開平１０−７３７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明はこれまで述べてきた従来技術の問題点に鑑みて指されたもので、その目的は以下のとおりである。
（１）斜め入射方式の光走査装置において、温度変動による走査線曲がりの発生によるカラー画像の色ずれを有効に補正する新規な光走査装置を提供する。
（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め入射方式の光走査装置でありかつ小型化した新規な光走査装置を提供する。
（３）低コスト化、低消費電力、小型化に適した斜め入射方式の光走査装置であって、走査線曲がりと波面収差の劣化を有効に補正することが可能な光走査装置を採用することによって、温度変動時においても色ずれ発生が小さい新規な画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、請求項１に記載されているように、光源装置を複数持ち、各光源装置からの光ビームは、光偏向器の偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度を持って入射し光偏向器により偏向された後走査光学系により各々異なる被走査面に集光される光走査装置において、複数の光源装置からの光ビームのうち光偏向器の同一の偏向反射面で偏向される光ビームは、偏向反射面の法線を挟み副走査方向両側より入射し、上記偏向反射面の法線に対し副走査方向の片側より入射し偏向反射される光ビームの、偏向反射面から対応する被走査面までの光路上に、偶数枚の副走査方向への反射ミラーが配置され、上記偏向反射面の法線に対し副走査方向の逆側より入射し偏向反射される光ビームの、偏向反射面から対応する被走査面までの光路上に、奇数枚の副走査方向への反射ミラーが配置されていることを最も主要な特徴とする。
【００１８】
本発明はまた、電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する手段として、上記構成の光走査装置を具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光源装置を複数持ち、各光源装置からの光ビームは、光偏向器の偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度を持って入射し光偏向器により偏向された後走査光学系により各々異なる被走査面に集光される光走査装置において、斜め入射により発生する走査線曲がり、および、温度変動による走査線曲がりを有効に補正することができ、かかる光走査装置をカラー対応の画像形成装置に採用することにより、色ずれを有効に補正して高品質のカラー画像を得ることができる。
また、光偏向器の小型化や、マルチビームによる光偏向器である回転多面鏡の回転数低下による消費電力の低下など、環境を考慮した光走査装置の実現、および、これを用いた画像形成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】
【００２０】
以下、本発明にかかる光走査装置および画像形成装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１、図２は、本発明にかかる光走査装置の実施例１を示しており、図１は主走査対応方向から見た平面図、図２は副走査対応方向から見た側面図である。図１、図２において、例えば、半導体レーザを含む光源装置１から放射された発散性の光束はカップリングレンズ２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２により変換された光束形態は、平行光束であってもよいし、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束であってもよい。カップリングレンズ２を透過した光束はシリンドリカルレンズ３により副走査方向にのみ集光され、モータによって一定速度で高速回転駆動されるポリゴンミラーからなる光偏向器４の偏向反射面に入射する。
【００２２】
図２に示すように、光源装置１側からの光束は、ポリゴンミラー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。従って、上記偏向反射面により反射された光束も、平面Ａに対して傾いている。光ビームをポリゴンミラーの回転軸に直交する平面に対し角度を持って斜めに入射させるには、光源装置１、カップリングレンズ２、シリンドリカルレンズ３を傾けて配置することによって実現可能であり、あるいは、例えばシリンドリカルレンズ３と光偏向器４との間に反射ミラーを配置し、この反射ミラーに角度をつけることによっても実現可能である。また、シリンドリカルレンズ３の光軸を副走査方向にシフトすることで、偏向反射面に向かう光ビームに角度をつけても構わない。上記偏向反射面により反射された光束は、ポリゴンミラーの等速回転とともに等角速度的に偏向され、走査光学系を構成する第１走査レンズ２１、第２走査レンズ２２を透過して、被走査面２３上に集光する。これにより、偏向光束は被走査面２３上に光スポットを形成し、被走査面上を光走査する。
【００２３】
本発明にかかる光走査装置は、光源側からの光束が光偏向器４の偏向反射面の法線に対し副走査方向において斜めに入射するようになっている。そこで次に、斜め入射光学系の特徴について、図２を参照しながらタンデム型のカラー画像形成装置の光走査装置を例に挙げ説明する。図２に示す例は、片側走査方式の光走査装置として構成されている。図２において、複数の光源装置（図示しない）からの各光ビームは、同一の光偏向器４の同一の偏向反射面に斜め入射される。各光ビームは、偏向反射面の法線（図２において水平方向の点線で示す）を挟み副走査方向両側（図中Aの領域とBの領域）より入射している。全ての光ビームは、共通の第１走査レンズ２１を透過後、副走査方向への反射ミラーにより分離され、対応する被走査面２３としての感光体ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４に導かれる。本実施例は、走査光学系を第１走査レンズ２１と第２走査レンズの２枚構成となっており、第２走査レンズは対応する被走査面２３に向かう光ビームごとにそれぞれ配置されている。符号２２−１ないし２２−４は上記第２走査レンズを示しており、第２走査レンズ２２−１は被走査面としての感光体ＳＴ１に、第２走査レンズ２２−２は被走査面としての感光体ＳＴ２に、第２走査レンズ２２−３は被走査面としての感光体ＳＴ３に、第２走査レンズ２２−４は被走査面としての感光体ＳＴ４に、それぞれ対応している。
【００２４】
上記反射ミラーの枚数は、光偏向器４の偏向反射面の法線を挟み副走査方向片側の領域、例えば図２中下側の領域Ａより入射される光ビームに対応するものは奇数枚であり、逆側、つまり図２中上側の領域Ｂから入射される光ビームに対応するものは偶数枚になっている。ただし、図２に示す光ビームは光偏向器４で偏向反射された後の光ビームであり、光偏向器４の偏向反射面への入射光は、図２に示す光ビームの副走査方向反対側の領域から入射光となる。これをより具体的に説明すると、領域Ｂ側から偏向反射面に反射されて感光体ＳＴ１に導かれる光束は、第１走査レンズ２１、ミラー２５１、第２走査レンズ２２−１、ミラー２５２を経て感光体ＳＴ１に至る。したがって、ミラーの枚数は偶数枚である。領域Ｂ側から偏向反射面に反射されて感光体ＳＴ２に導かれる光束は、第１走査レンズ２１、ミラー２６１、第２走査レンズ２２−２、ミラー２６２を経て感光体ＳＴ２に至る。したがって、ミラーの枚数は偶数枚である。領域Ａ側から偏向反射面に反射されて感光体ＳＴ３に導かれる光束は、第１走査レンズ２１、ミラー２７１、第２走査レンズ２２−３、ミラー２７２、ミラー２７３を経て感光体ＳＴ３に至る。したがって、ミラーの枚数は奇数枚である。領域Ａ側から偏向反射面に反射されて感光体ＳＴ４に導かれる光束は、第１走査レンズ２１、第２走査レンズ２２−１、ミラー２８１を経て感光体ＳＴ２に至る。したがって、ミラーの枚数は奇数枚である。
【００２５】
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に入射する従来の光走査装置においては、図３（ｂ）に示すように、良好な光学性能が得やすい反面、各光源装置からの光ビーム、つまり互いに異なる被走査面に導かれる光ビーム相互の間隔は、光ビームごとに分離するのに必要な間隔（図３中△ｄで示す）持つことが必要で、通常３ｍｍから５ｍｍの間隔になる。そのため、光偏向器４（ポリゴンミラー）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、高速回転時の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。加えて、光走査装置の構成部品の中で光偏向器４の占めるコスト比率が高く、大型化によるコスト面での課題が大きかった。
【００２６】
その点、図１、図２に示す本発明にかかる光走査装置の実施例によれば、光偏向器４としてのポリゴンミラー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は、ポリゴンミラーの偏向反射面の法線に対し、副走査方向に角度を持つ光ビームとして入射させることで、図３（ｂ）に示すように、光偏向器４としてのポリゴンミラーの高さｈを大幅に低減することが可能となる。また、ポリゴンミラー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薄くすることができ、回転体としてのイナーシャを小さくすることができ、光偏向器４の起動時間を短縮することができる利点もある。
【００２７】
次に、偏向反射面への斜め入射光学系における、走査線曲がりについて説明する。例えば、走査光学系を構成する走査レンズ、特に副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズ（図１の例では第２走査レンズ２２）の入射面の主走査方向の形状が、偏向反射面の光ビームの反射点を中心とする円弧形状でない限り、主走査方向のレンズ高さにより光偏向器４の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離は異なる。通常、走査レンズを前記形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。つまり、図１の如く、通常の光ビームは、光偏向器４により偏向走査され、各像高にて主走査断面において、レンズ面に対し垂直入射することはなく、主走査方向にある入射角を持って入射する。
【００２８】
副走査方向に角度を持って偏向反射面に斜め入射されるように構成されることにより、光偏向器４により偏向反射された光ビームは、像高により光偏向器４の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なる。図４に点線３０で示すように、第２走査レンズ２２への副走査方向の入射高さが周辺に行くほど中心より高い位置、もしくは低い位置（光ビームの副走査方向にもつ角度の方向により異なる）に入射される。この結果、副走査方向に屈折力を持つ面を通過する際に、副走査方向に受ける屈折力が異なり、走査線曲がりが発生してしまう。通常の水平入射であれば、偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なっても、光ビームは走査レンズに対し水平に進行するため、走査レンズ上での副走査方向の入射位置が異なることはなく、走査線曲がりの発生が生じない。
【００２９】
上記走査線曲がりは温度変化に伴って変動する。近年は、コスト面、高画質化のための設計時のレンズ形状の自由度（非球面形状など）から、走査レンズの材料としてはプラスチックを用いることが一般的となっている。そのため、温度変化によるレンズ形状変化は、ガラスレンズに比べ大きい。上記のように、斜め入射光学系においては、副走査方向に湾曲した状態で走査レンズに光ビームが入射する。このため、温度変化により走査レンズの曲率半径や肉厚、走査レンズに入射する光ビームの入射角度、副走査方向の位置が変化すると、主走査方向で異なる屈折変化を起こし走査線曲がりが発生する。通常の水平入射であれば、偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なっても、光ビームは走査レンズに対し水平に進行するため、走査レンズ上での副走査方向の入射位置が光軸とほぼ同じ高さで異なることはなく、走査線曲がりの発生は極めて小さい。つまり、通常のレンズでは母線上を光ビームが通過するため、温度変化により曲率半径が変化しても、結像位置（デフォーカス方向）は変化するが、光線の副走査方向への屈折は発生せず、発生したとしても僅かであるため、走査線曲がりすなわち被走査面上の走査線の副走査方向の位置の変化は極めて小さくなる。
【００３０】
以上の説明のように、大きな走査線曲がりの発生は、斜め入射光学系特有の課題であり、その発生方向は、偏向反射面の法線を挟み副走査方向一方側と他方側で異なる。つまり、図２中Ａの領域から入射する光ビームと、図２中Ｂの領域から入射する光ビームで、走査線曲がりの発生方向は逆転する。これは、走査レンズに入射する走査線の湾曲が、走査レンズに入射する光ビームの副走査方向の入射角の方向、つまり斜め入射の方向（図中Ａ側からの入射かまたはＢ側からの入射か）によりその方向が逆転するためである。特に副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズへの入射する走査線の湾曲が走査線曲がりを発生させるが、その理由は前述した通りである。
【００３１】
同様に、温度変化が生じたときにおいても、走査線曲がりの変化は、偏向反射面の法線を挟み副走査方向一方側と他方側で逆となる。このように、異なる被走査面で走査線曲がりの方向が逆転することによって、各光走査装置により走査されて形成された複数の色の画像を重ね合わせた場合には色ずれとなってしまい、カラー画像の品質が著しく低下してしまう。
【００３２】
図２に示すような本発明の実施例においては、副走査方向への反射ミラーの枚数が、偏向反射面の法線を挟み副走査方向一方側で奇数枚、他方側で偶数枚というように異なっている。反射ミラーにより副走査方向に折り曲げられた走査線は副走査方向に反転するため、前述のように、偏向反射面の法線を挟み副走査方向両側で走査線曲がりの発生方向が異なった場合においても、その方向を同一方向に合わせることができる。その結果、カラー対応の画像形成装置における色重ねにおいて、色ずれの発生を低減することができ、良好なカラー画像を得ることができる。
【００３３】
走査線曲がりは、斜め入射角が大きいほど走査レンズへ入射する走査線の湾曲が大きくなり、走査線曲がりの発生量が大きくなる。つまり、上記実施例においては、内側２つの光ビームに対し、外側２つの光ビームの走査線曲がりの発生量は大きい。また、図４に符号３２で示すように、温度変動時の走査線曲がり発生量も、走査レンズ２２の主走査方向外側を通る光ビームが大きくなる。しかし、上記実施例によれば、走査線曲がりの発生方向を一致させることができるため、色ずれの発生を小さく抑えることが可能となる。
【実施例２】
【００３４】
斜め入射光学系で発生する走査線曲がり、および、色ずれの影響をより小さくするために、設計時に、走査線曲がりの発生を小さく抑えることが好ましい。副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズを、副走査方向にシフト偏芯させ、あるいは副走査方向にチルト偏芯させることで、走査線曲がりの発生を低減することができる。より良好に補正するためには、走査レンズに主走査方向に異なる副走査方向のシフト偏芯、もしくは、チルト偏芯させることで、母線を副走査方向に湾曲させ、各像高に向かう光ビームを偏向させることで、斜め入射光学系による走査線曲がりの発生を良好に補正することが可能である。しかし、図５（ａ）に示すように、上記母線を湾曲させる面においては、副走査方向に曲率を持つため、組み付け誤差、加工誤差、環境変動等の影響により、同レンズに入射する光束が矢印３４で示すように副走査方向にシフトした場合、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、カラー画像においては、初期の（または設計時の）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。
【００３５】
本発明の実施例２においては、より良好に走査線曲がりを安定して低減させるために、走査レンズの少なくとも１面を、図５（ｂ）に示すように、副走査方向の形状を、曲率を持たない平面形状とし、かつ、レンズ長手方向（主走査方向）のレンズ高さに応じてレンズ短手方向（副走査方向）の偏芯角度（チルト量）が異なる特殊面とすることで、走査線曲がりの補正を行っている。上記特殊面のチルト量（偏芯角度）とは、光学素子の光学面における短手方向の傾き角を言う。チルト量が０であるときには傾きがない状態、つまり通常のレンズと同じ状態となる。
【００３６】
上記特殊面についてさらに説明する。特殊面の面形状は、以下の形状式による。ただし、この発明の内容は以下の形状式に限定されるものではなく、同一の面形状を別の形状式を用いて特定することも可能である。光軸を含み、主走査方向に平行な平断面である「主走査断面」内の近軸曲率半径をＲＹ、光軸から主走査方向の距離をＹ、高次係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…とし、
主走査断面に直交する「副走査断面」内の近軸曲率半径をＲＺとする。
式１
2007010797.tif 000003
但し、Ｃｍ＝１／ＲＹ、  Ｃｓ（Ｙ）＝１／ＲＺ  とする。
（Ｆ０＋Ｆ１・Ｙ＋Ｆ２・Ｙ＾２＋Ｆ３・Ｙ＾３＋Ｆ４・Ｙ＾４＋・・）Ｚは、チルト量を表す部分であり、チルト量を持たないとき、Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２，．．は全て０である。Ｆ１，Ｆ２，．．が０で無いとき、チルト量は、主走査方向に変化することになる。
【００３７】
さらに、特殊面の副走査方向の形状を、曲率を持たない平面形状としている理由について説明する。図５（ｂ）に符号３４で示すように、入射光線が副走査方向にシフトした場合、特殊面は屈折力を持たないため光線の進行方向もシフトするのみで、その方向の変化は小さい。母線が湾曲した面のように、副走査方向に曲率を持つ、つまり屈折力を持つ面では、図５（ａ）のように入射光線が副走査方向にシフトした場合、屈折力が変わることにより光線の進行方向が変わる。各像高でこの進行方向の変化量が異なると、走査線曲がりが大きく発生してしまう。また、光束のスキューが発生し波面収差の劣化、ビームスポット径の劣化が生じる。以上の理由から、特殊面における副走査方向の形状は、曲率を持たない平面形状とする必要がある。
【００３８】
上記本発明の実施例によれば、特殊面により各像高に向かう光ビームの副走査方向の方向を、走査レンズの主走査方向に異なるチルト量を最適に与えることで走査線曲がりを補正可能となる。そして、上に説明した特殊面を、異なる被走査面に向かう光ビームごと、つまり光偏向器の反射面の法線に対する副走査方向の角度（斜め入射角度）毎に最適に設定することで、全ての光ビームにおいて良好な波面収差補正、および、走査線曲がり補正が可能となる。この場合、斜め入射角度が異なっても、上記特殊面を用い、形状式の係数を変え、最適に設計することで対応可能となる。上記特殊面は、斜め入射光学系により発生する波面収差の劣化も補正可能である。
【００３９】
そこで、斜め入射による波面収差劣化について説明する。前に説明したように、走査光学系を構成する走査レンズ入射面の主走査方向の形状が、偏向反射面の光ビームの反射点を中心とする円弧形状でない限り、像高により光偏向器の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離は異なる。通常、走査レンズを前記形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。つまり、通常の光ビームは、光偏向器により偏向走査され、各像高にて主走査断面において、レンズ面に対し垂直入射することはなく、主走査方向にある入射角を持って入射する。
【００４０】
光偏向器により偏向反射された光ビームの光束は、主走査方向にある幅を持っており、光束内で主走査方向の両端の光ビームは、光偏向器の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なり、副走査方向に角度を持っている（斜め入射されているため）ことにより、走査レンズにねじれた状態で入射することになる。この結果、波面収差が著しく劣化し、ビームスポット径が太る。図１で示すように、主走査方向の入射角は、周辺像高に行くほどきつくなり、光束のねじれは大きくなり、周辺に行くほど波面収差の劣化によるビームスポット径の太りは大きくなる。
【００４１】
波面収差補正と走査線曲がりの補正を良好に行うために、走査レンズを少なくとも２枚で構成し、それぞれの走査レンズに前記説明の特殊面を採用することが望ましい。光偏向器に近い方の走査レンズ（副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズより光偏向器側の走査レンズ）の特殊面で波面収差補正を行い、被走査面に近い走査レンズ（副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズ）の特殊面で走査線曲がり補正を行うように、それぞれの補正機能を分離することで、ビームスポット径の更なる小径化と走査線曲がりの低減を達成可能となる。もちろん、機能を完全に分離させなければならないわけではなく、それぞれの特殊面で、波面収差補正の一部、走査線曲がり補正の一部を受け持っても良いことは言うまでもない。
【００４２】
波面収差補正について説明する。先の説明の通り、走査レンズへの主走査方向の入射角は、周辺像高に行くほどきつくなり、光束のねじれは大きくなり、周辺像高に行くほど波面収差の劣化によるビームスポット径の太りは大きくなる。そこで、本実施例における特殊面において、光軸から主走査方向に離れるに従い、偏心量が増加する面形状とすることが望ましい。光軸近傍、つまり中央像高付近における光ビームの光束は、レンズ面にほぼ垂直に入射するため、光ビームが副走査方向に角度を持つことによる波面収差の劣化は小さい。そこで、光軸から主走査方向に離れるに従い偏心量を増加させ、光束のねじれによる波面収差劣化を補正させることで、良好な光学性能、ビームスポット径を得ることができる。
【００４３】
本実施例のように、斜め入射光学系による走査線曲がりの発生を設計時に補正することで、良好な画像品質を得ることができる。色ずれという観点においては、実施例１について説明したとおり、斜め入射することにより発生する走査線曲がり、温度変動により発生する走査線曲がりともに、副走査方向への反射ミラーの枚数を最適に設定することで、その方向を合わせて低減することができるが、本実施例によれば、残存する走査線曲がりの絶対量を低減することができ、より良好な画像品質を得ることができることとなる。また、片側走査方式においては、斜め入射角の違いにより、設計時に発生する走査線曲がりの量が異なるが、前記説明のように、設計時に走査線曲がりを何れかの方法により補正することで、斜め入射することにより発生する走査線曲がりの残存量は低減されるため、色ずれは大幅に改善されることとなる。
【実施例３】
【００４４】
光走査装置の別の実施例として、複数の光源装置からの光ビームの対を複数対持ち、それぞれの光ビーム対が同一の光偏向器の異なる偏向反射面に入射される対向走査方式がある。以下、対向走査方式光走査装置の実施例について説明する。図６は対向走査方式の光走査装置の例を示しており、（ａ）は光走査装置全体を、（ｂ）はその光源部と光偏向器と走査結像光学系の一部を示す。図６において、４つの光源部１−１、１−２、１−３、１−４は、一対の光源部１−１、１−２と別の一対の光源部１−３、１−４に分けられ、２つの光源部１−１、１−２から放射されるレーザビームは光偏向器としてのポリゴンミラー４を挟んで右側からポリゴンミラー４の偏向反射面に入射され、別の２つの光源部１−３、１−４から放射されるレーザビームは光偏向器としてのポリゴンミラー４を挟んで左側からポリゴンミラー４の偏向反射面に入射されるようになっている。光源部１−１からのレーザビームは、光偏向器４の偏向反射面で偏向反射されたあと、走査結像光学系を構成する第１走査レンズ２１−１、第２走査レンズ２２−１を通り、適宜のミラーで反射されて、被走査面としての感光体ドラム３Ｙの表面に導かれるように構成されている。光源部１−２からのレーザビームは、光偏向器４の偏向反射面で偏向反射されたあと、走査結像光学系を構成する第１走査レンズ２１−１、第２走査レンズ２２−２を通り、適宜のミラーで反射されて、被走査面としての感光体ドラム３Ｍの表面に導かれるように構成されている。光源部１−３からのレーザビームは、光偏向器４の偏向反射面で偏向反射されたあと、走査結像光学系を構成する第１走査レンズ２１−２、第２走査レンズ２２−３を通り、適宜のミラーで反射されて、被走査面としての感光体ドラム３Ｃの表面に導かれるように構成されている。光源部１−４からのレーザビームは、光偏向器４の偏向反射面で偏向反射されたあと、走査結像光学系を構成する第１走査レンズ２１−２、第２走査レンズ２２−４を通り、適宜のミラーで反射されて、被走査面としての感光体ドラム３Ｋの表面に導かれるように構成されている。
【００４５】
一対の光源部１−１，１−２は、光偏向器４で偏向されるレーザビームの偏向面に平行な方向すなわち主走査方向にずらして配置されるとともに、上記偏向面直交する方向すなわち副走査方向にずらして配置され、光源部１−１からのレーザビームは光偏向器４の偏向反射面に向けて、光源部１−２からのレーザビームはミラーに反射されたあと光偏向器４の偏向反射面に向けて入射するようになっている。２つの光源部１−１、１−２からのレーザビームは上記偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度をもってすなわち斜めに入射するように構成されている。他の一対の光源部１−３、１−４も、光偏向器４を挟んで一対の上記光源部１−１，１−２と対称に配置され、光源部１−３，１−４からのレーザビームは上記偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度をもってすなわち斜めに入射するように構成されている。なお、ミラーの枚数に関しては図８が正確に表しており、図６は不正確である。
【００４６】
図６に示すような対向走査方式の光走査装置においては、図７（ａ）に示すように、各々対応する被走査面に向かう光束を分離するのに必要な間隔Ｚを得るために光偏向器として２段化されたポリゴンミラーを使用している。ポリゴンミラーを２段化することなく一段で使用しても良いが、一段にするとポリゴンミラー部の副走査方向の厚さが厚くなり、高速化、低コスト化に不向きとなる。一方、本発明の実施例のように斜め入射光学系を用いることで、ポリゴンミラーの偏向反射面において、複数の光ビームを副走査方向に所定の間隔を持たせる必要がない。つまり、図７（ｂ）に示すように、ポリゴンミラーの反射面の法線に対し副走査方向に異なる角度を持つ複数光源装置からの光ビームの対を、図中左右より同一のポリゴンミラーの異なる反射面に入射させる。こうすることで、ポリゴンミラーの偏向反射面を形成する多面体を一段で構成することができ、かつ、ポリゴンミラーの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することが可能で、起動時間を短縮することができる。また、従来の対向走査方式における２段化されたポリゴンミラーに対し、コストダウンが可能である。
【００４７】
対向走査方式等の、片側で２つの異なる被走査面に対応する光学系においては、全ての光ビーム、すなわち２つの異なる被走査面に向かう全ての光ビームを、光偏向器の反射面の法線に対し角度を持つ、すなわち副走査方向に角度を持つ光ビームとすることで、光走査装置を構成する部品でコスト比率の高い光偏向器のコストを下げ、消費電力や騒音を低減可能な、環境を考慮した光走査装置が提供可能となる。
【００４８】
本実施例にかかる光走査装置は、光偏向器の偏向反射面の法線を挟み副走査方向両側より入射する複数の光源装置からの光ビームの対を複数対持ち、それぞれの光ビーム対は、同一の光偏向器の異なる偏向反射面に入射される。異なる偏向反射面に入射する光ビームにおいて、偏向反射面の法線に対し副走査方向の同一方向から入射する光ビームは、偏向反射面から対応する被走査面に至る光路上に配置される副走査方向への反射ミラー枚数が、各々偶数枚と奇数枚で異なっている。つまり、図８に示すように、偏向反射面の法線を挟んで一方側のＡの領域から互いに異なる偏向反射面に入射する光ビームａとａ´の対応する光路に配置される副走査方向の反射ミラーの枚数は、ａでは偶数枚、ａ´では奇数枚となっている。さらに、上記法泉を挟んで他方のＢの領域から互いに異なる偏向反射面に入射される光ビームｂとｂ´は、ａと同一の偏向反射面に入射するｂでは、対応する光路中に配置される副走査方向への折り返しミラーの枚数が奇数枚、ａ´と同一の偏向反射面に入射するｂ´では、対応する光路中に配置される副走査方向への折り返しミラーの枚数が偶数枚となって配置されている。具体的には、感光体ＳＴ１に至る光ビームａ´は、第１走査レンズ２１−１、ミラー２５１、第２走査レンズ２２−１を通る。感光体ＳＴ２に至る光ビームｂ´は、第１走査レンズ２１−１、ミラー２６１、２６２、第２走査レンズ２２−２を通る。感光体ＳＴ３に至る光ビームａは、第１走査レンズ２１−１、ミラー２７１、２７２、第２走査レンズ２２−３を通る。感光体ＳＴ４に至る光ビームｂは、第１走査レンズ２１−１、ミラー２８１、第２走査レンズ２２−４を通る。上記反射ミラーの枚数の偶数枚と奇数枚の関係は、Ａ領域とＢ領域とで逆となっていても構わない。
【００４９】
対向走査方式においては、異なる偏向反射面で偏向走査される光ビームでの走査線は、図１０に示すように副走査方向の反射ミラーの数が同一の場合、走査線の曲がりの向きが互いに逆向きに反転する。光ビームａとａ´は、副走査方向同一の方向から光偏向器の偏向反射面に斜め入射されている。各々の光ビームは、例えば、副走査方向に最も屈折力を持つレンズに入射する走査線は、図１０（ａ）中の符号３０で示されるようにその湾曲方向が異なる。また、図１０（ｂ）に示すように被走査面２３における走査線曲がり４０も反転してしまう。その理由は、斜め入射の方向が、光ビームａとａ´で同じであるため、各光ビームの進行方向に向かい発生する走査線曲がりの方向は同一となるが、光ビームａとａ´は、偏向反射面に偏向された後の光の進行方向が異なるため、被走査面２３上ではその形状が反転してしまうことによる。つまり、対向走査方式において、異なる偏向反射面で反射偏向される光ビームであって、同一方向から光偏向器に斜め入射される光ビーム相互の走査線曲がりの方向を一致させるためには、各々の光ビームに対応する副走査方向の反射ミラーの枚数を、一方側の領域では偶数枚、他方側の領域では奇数枚とする必要がある。これまでに説明してきた、温度変動による走査線曲がりの発生方向を一致させる場合においても同様である。
【００５０】
本実施例においては、図８に示すように、偏向反射面の法線に対し副走査方向の同一方向から入射する光ビームは、偏向反射面から対応する被走査面に至る光路上に配置される副走査方向への反射ミラー枚数が、各々、偶数枚と奇数枚で異なっている。具体的には、Ａの領域より入射される光ビームａは２枚（偶数）の折り返しミラー、光ビームａ´は１枚（奇数）の折り返しミラーで構成されている。同様にＢの領域から入射される光ビームｂは１枚（奇数）の折り返しミラー、光ビームｂ´は２枚（偶数）の折り返しミラーで構成されている。さらに説明を加えれば、本実施例で、同一の偏向反射面に副走査方向の異なる方向より入射する光ビームａとｂ、ａ´とｂ´で反射ミラーの枚数は、偶数枚と奇数枚で異なる配置となっている。
【００５１】
このような反射ミラーの配置とすることで、図９（ｂ）に示すように、被走査面２３における走査線４０の曲がりの方向を一致させることができ、カラー機における色ずれを低減することができ、高品質の画像を形成することが可能となる。図９（ａ）に示す例では、第２走査レンズ２２−１，２２−３と被走査面の間に反射ミラーを持たないため、各第２走査レンズ２２−１，２２−３上での走査線の湾曲方向を一致させている。走査線曲がりの発生は走査レンズに起因するが、その方向は走査レンズでの走査線の湾曲方向によるのではなく、副走査方向への反射ミラーの枚数による。図９、図１０では、説明の簡略のため、２つの被走査面の場合について例をあげて図示しているが、図８に示すような４つの被走査面をもつ構成においても同様に構成する。
【００５２】
さらに、光偏向器の偏向反射面の法線を挟み副走査方向両側より入射する複数の光源装置からの光ビームは、偏向反射面の法線に対する副走査方向の入射角度（斜め入射の角度）の絶対値が同じとなるように構成することで、斜め入射することにより発生する走査線曲がりの量を全ての光ビームでほぼ同量とすることが可能となり、ミラー枚数を最適に設定することにより色ずれを大幅に低減することが可能となる。また、実施例２で説明したように、走査線曲がりを補正する面、例えば副走査方向の形状を曲率を持たない平面形状とし、かつ、レンズ長手方向（主走査方向）のレンズ高さに応じてレンズ短手方向（副走査方向）の偏芯角度（チルト量）が異なる特殊面の形状を同一にすることができ（反転された形状も同一面とする）、設計効率が大幅に改善される。さらに、温度変動により生じる走査線曲がり量もほぼ同等となるため、温度変動が生じても色ずれの発生が小さい高品質な画像を安定して形成することが可能となる。
【実施例４】
【００５３】
図１１に示すように、偏向反射面から各光ビームが対応する被走査面に至る光路上に配置される副走査方向への反射ミラーのうち、少なくとも偏向反射される光ビームの方向に対し副走査方向逆側に、異なる被走査面に向かう光ビームが通過するように配置されている反射ミラーは、異なる被走査面に向かう光ビームが通過する側が面取りされている。図１１に示す実施例は片側走査方式の例である。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、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、斜め入射角をできるだけ小さく設定することが望ましい。斜め入射角を小さくすると、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。特に、図１１に示すように、異なる被走査面に向かう光ビームを分離する反射ミラー、つまり、少なくとも偏向反射される光ビームの方向に対し副走査方向の逆側に、互いに異なる被走査面に向かう光ビームが通過するように配置されている反射ミラー２５１，２６１，２７１はその肉厚分だけ光ビームの間隔を広げる必要がある。そうしないと、他の光ビームが反射ミラー２５１，２６１，２７１の縁部で遮られてしまうからである。上記光ビームの間隔を広げるためには、偏向反射面への斜め入射角を大きくすることとなり、好ましくない。そこで、図１１に示す実施例では、偏向反射面から対応する被走査面までの間に配置されている副走査方向への反射ミラー２５１，２６１，２７１、２８１のうち、少なくとも偏向反射される光ビームの方向に対し副走査方向逆側に、異なる被走査面に向かう光ビームが通過するように配置されている反射ミラー２５１，２６１，２７１は、他の光ビームが通過する側の縁部を、ハッチングで示すように面取りしている。この結果、前記課題は解決され、偏向反射面への光ビームの斜め入射角を小さく設定することが可能となる。
【００５４】
さらに、光偏向器から最も離れた被走査面に向かう光ビームの光路に配置される、副走査方向への反射ミラーの枚数は、その他の被走査面に向かう光ビームの光路に配置される反射ミラーの枚数より少ないことが望ましい。走査線曲がりの方向を揃えるためには、反射ミラーの枚数を偶数枚と奇数枚で最適に設定する必要があることは今までに説明してきた。そこで、本実施例のように、光偏向器から最も離れた被走査面に向かう光ビームに対応する反射ミラーの枚数を、その他の光ビームに対応する反射ミラーより少なくすることで、合計の反射の枚数を少なく抑えることができ、低コスト化を達成することができる。各被走査面に向かう光ビームの光路長（偏向反射面から被走査面までの距離）は同一であり、光偏向器から最も離れた被走査面に向かう光路に配置される反射ミラーの枚数を多くすると、その他の光ビームを反射するミラーの枚数を低減しつつ最適なミラー枚数とするのが困難になる。物理的に光偏向器から近い被走査面に向かう光ビームを、光路長を変えることなく反射する回数を減らすことは非常に困難であり、さらに偶数、奇数のミラー枚数の最適化はより困難となる。
【実施例５】
【００５５】
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、複数の光ビームを感光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、かかる光走査装置および画像形成装置を構成した場合も、これまで説明してきた効果と同様の効果を得ることができる。図１２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。
【００５６】
図１２において、半導体レーザ４０３、４０４は各々ベース部材４０５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。上記嵌合孔は主走査方向に所定角度、実施例では約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４０３、４０４も主走査方向に約１．５°傾斜している。半導体レーザ４０３、４０４は、その円筒状ヒートシンク部４０３−１、４０４−１に切り欠きが形成されていて、押え部材４０６、４０７の中心丸孔に形成された突起４０６−１、４０７−１を上記ヒートシンク部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ている。押え部材４０６、４０７はベース部材４０５にその背面側からネジ４１２で固定されることにより、半導体レーザ４０３、４０４がベース部材４０５に固定されている。また、コリメートレンズ４０８、４０９は各々その外周をベース部材４０５の半円状の取り付けガイド面４０５−４，４０５−５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束となるよう位置決めされ接着されている。
【００５７】
なお、上記実施例では、各々の半導体レーザからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線方向に沿って上記嵌合孔および半円状の取り付けガイド面４０５−４，４０５−５を傾けて形成している。ベース部材４０５の円筒状係合部４０５−３をホルダ部材４１０に係合し、ネジ４１３を貫通孔４１０−２に通してネジ孔４０５−６、４０５−７に螺合することによって、ベース部材４０５がホルダ部材４１０に固定され、光源ユニットを構成している。上記光源ユニットのホルダ部材４１０は、その円筒部４１０−１が光学ハウジングの取り付け壁４１１に設けた基準孔４１１−１に嵌合され、取り付け壁４１１の表側よりスプリング６１１を挿入してストッパ部材６１２を円筒部突起４１０−３に係合することで、取り付け壁４１１の裏側に密着して保持され、これによって上記光源ユニットが保持されている。スプリング６１１の一端を取り付け壁４１１の突起４１１−２に引っ掛け、スプリング６１１の他端を光源ユニットに引っ掛けることで、光源ユニットに円筒部中心を回転軸とした回転力を発生している。この光源ユニットの回転力を係止するように設けた調節ネジ６１３を具備していて、この調節ネジ６１３により、光軸の周りであるθ方向にユニット全体を回転しピッチを調節することができるように構成されている。光源ユニットの前方にはアパーチャ４１５が配置され、アパーチャ４１５には半導体レーザ毎に対応したスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定するように構成されている。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構わない。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しても良いことは言うまでも無い。
【実施例６】
【００５８】
次に、本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の一実施の形態を、図１３を参照しながら説明する。本実施の形態は、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。図１３において、装置内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット３１から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト３２が設けられている。この搬送ベルト３２上にはイエローＹ用の感光体３Ｙ，マゼンタＭ用の感光体３Ｍ，シアンＣ用の感光体３Ｃ及びブラックＫ用の感光体３Ｋ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。なお、以下、符号に対する添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付けて区別するものとする。これらの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスにしたがって各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３Ｙを例に採れば、帯電チャージャ４Ｙ、光走査光学系５Ｙ、現像装置６Ｙ、転写チャージャ７Ｙ、クリーニング装置８Ｙ等が順に配設されている。他の感光体３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに対しても同様である。即ち、本実施の形態では、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの表面を色毎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、各々の感光体に対して光走査光学系５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ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、Ｍ，Ｙで共通使用し、また、Ｋ，Ｃで共通使用している。また、搬送ベルト３２の周囲には、感光体５Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ３９と、ベルト帯電チャージャ４０が設けられ、感光体５Ｋよりもベルト３２の回転方向下流側に位置させてベルト分離チャージャ４１、除電チャージャ４２、クリーニング装置４３等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ４１よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置４４が設けられ、排紙トレイ４５に向けて排紙ローラ４６で結ばれている。
【００５９】
このような概略構成において、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３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各色の画像信号に基づき各々の光走査装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋによる光ビームの光走査で、各感光体表面に、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各々の対応する現像装置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３２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、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４４で定着された後、排紙ローラ４６により排紙トレイ４５に排紙される。
【００６０】
上記画像形成装置の光走査光学系５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを、前述の実施例に係る光走査装置とすることで、走査線曲がりと波面収差の劣化を有効に補正し、色ずれが無く、高品位な画像再現性が確保できる画像形成装置を実現することができる。
図１３に示す画像形成装置は、片側走査方式の光走査装置を採用しているが、例えば、図８に示すような対向走査方式の光走査装置を採用してもほぼ同様のタンデム式のカラー画像形成に対応した画像形成装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明にかかる光走査装置の一実施例を主走査対応方向から示す平面図である。
【図２】上記実施例を副走査対応方向から示す側面図である。
【図３】光走査装置における光偏向器の各種例を概念的に示すもので、（ａ）は従来一般の平行入射の例を、（ｂ）は斜め入射の例を示す側面図である。
【図４】偏向反射面に斜め入射されるように構成されることにより走査レンズにおいた走査線が曲がる様子を示す斜視図である。
【図５】レンズに入射する光束が副走査方向にシフトした場合の走査線曲がりの変化を示すもので、（ａ）は走査レンズの母線が曲がっている場合、（ｂ）は走査レンズの母線が直線である場合を示す概念図である。
【図６】本発明にかかる光走査装置の別の実施例を示すもので、（ａ）は全体を示す斜視図、（ｂ）は光源部から第１走査レンズに至る部分を示す斜視図である。
【図７】光偏向器として用いられるポリゴンミラーの例を示すもので、（ａ）は２段構成の例を、（ｂ）は１段構成の例を示す概念図である。
【図８】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施例を概略的に示す側面図である。
【図９】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施例を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は被走査面における走査線曲がりの様子を示す平面図である。
【図１０】本発明の技術思想を採り入れない場合の例を図９に準じて示す、（ａ）は側面図、（ｂ）は被走査面における走査線曲がりの様子を示す平面図である。
【図１１】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施例を示す側面図である。
【図１２】本発明に適用可能な光源部の例を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明にかかる光走査装置を適用した画像形成装置の実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    光源装置
２    カップリングレンズ
３    シリンドリカルレンズ
４    光偏向器
２１    走査光学系を構成する第１走査レンズ
２２    走査光学系を構成する第２走査レンズ
２３    被走査面
２５１    反射ミラー
２５２    反射ミラー
２６１    反射ミラー
２６２    反射ミラー
２７１    反射ミラー
２７２    反射ミラー
２７３    反射ミラー
２８１    反射ミラー
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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