(57)【要約】【課題】光源から射出された複数の光束の被走査面上におけるビームスポット間隔の変動を抑制することができる光走査装置を提供する。【解決手段】  光源、偏向器前光学系、ポリゴンミラー、及び走査光学系などを備えている。走査光学系は、第１走査レンズ２１、第２走査レンズ２２、第３走査レンズ２３を含んでいる。第１走査レンズ２１と第２走査レンズ２２は、樹脂製の走査レンズであり、第３走査レンズ２３は、ガラス製の走査レンズである。第３走査レンズ２３は、Ｚ軸方向に関してのみ正のパワーを有している。そして、副走査対応方向に関して、第１走査レンズ２１及び第２走査レンズ２２の焦点距離の絶対値は、第３走査レンズ２３の焦点距離よりも短いか等しい。【選択図】図８
2013041011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被走査面を光によって第１の方向に沿って走査する光走査装置であって、
複数の光束を射出する光源と、
前記光源からの複数の光束を偏向する光偏向器と、
前記光偏向器で偏向された複数の光束の光路上に配置された第１の樹脂製レンズ、該第１の樹脂製レンズを介した前記複数の光束の光路上に配置された第２の樹脂製レンズ、及び該第２の樹脂製レンズを介した前記複数の光束の光路上に配置されたガラス製レンズを含み、前記光偏向器で偏向された複数の光束を前記被走査面に導光する走査光学系とを備え、
前記ガラス製レンズは、前記第１の方向に直交する第２の方向に関してのみ正のパワーを有し、
前記第２の方向に関して、前記第１及び第２の樹脂製レンズの焦点距離の絶対値は、前記ガラス製レンズの焦点距離よりも短いあるいは等しい光走査装置。
【請求項２】
前記光偏向器で偏向された複数の光束は、前記第２の方向に関して離間した第１の光束と第２の光束を含み、
前記第１及び第２の樹脂製レンズにおける前記第１の光束と前記第２の光束の離間距離は、前記ガラス製レンズにおける前記第１の光束と前記第２の光束の離間距離よりも小さいあるいは等しい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の方向からみたとき、前記第１の光束と前記第２の光束は、前記ガラス製レンズの入射側の焦点位置近傍で交差することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の樹脂製レンズと前記ガラス製レンズによる前記第２の方向に関する結像倍率は、絶対値が１以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光源は、複数の発光部を有する面発光レーザアレイを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
少なくとも１つの像担持体と、
前記少なくとも１つの像担持体を画像情報に応じて変調された光束により走査する請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
【請求項７】
前記画像情報は、多色のカラー画像情報であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、被走査面を光によって走査する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置では、印字速度の向上（高速化）及び書込密度の向上（高密度化）が望まれている。そこで、それらを達成する手段の１つとして、複数の発光部を有する光源を備えた光走査装置を用いて、１度に複数の光束により被走査面を走査することが考案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献２には、テレセントリックな主出口光線を有する多重ビームラスタ出力スキャナ光学システムが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の光走査装置では、光源から射出された複数の光束の被走査面上におけるビームスポット間隔が変動する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、被走査面を光によって第１の方向に沿って走査する光走査装置であって、複数の光束を射出する光源と、前記光源からの複数の光束を偏向する光偏向器と、前記光偏向器で偏向された複数の光束の光路上に配置された第１の樹脂製レンズ、該第１の樹脂製レンズを介した前記複数の光束の光路上に配置された第２の樹脂製レンズ、及び該第２の樹脂製レンズを介した前記複数の光束の光路上に配置されたガラス製レンズを含み、前記光偏向器で偏向された複数の光束を前記被走査面に導光する走査光学系とを備え、前記ガラス製レンズは、前記第１の方向に直交する第２の方向に関してのみ正のパワーを有し、前記第２の方向に関して、前記第１及び第２の樹脂製レンズの焦点距離の絶対値は、前記ガラス製レンズの焦点距離よりも短いあるいは等しい光走査装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の光走査装置によれば、光源から射出された複数の光束の被走査面上におけるビームスポット間隔の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】図１における光走査装置を示す概略図である。
【図３】面発光レーザアレイを説明するための図である。
【図４】面発光レーザアレイにおける複数の発光部の配列状態を説明するための図である。
【図５】走査光学系を説明するための図（その１）である。
【図６】走査光学系を説明するための図（その２）である。
【図７】主要な光学素子の配置例を説明するための図である。
【図８】具体例１を説明するための図である。
【図９】具体例２を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、ビームスポット間隔の変化を説明するための図である。
【図１１】テレセントリックな光学系の場合のビームスポット間隔を説明するための図である。
【図１２】カラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。
【０００９】
このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電装置１０３１、現像ローラ１０３２、転写装置１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、定着装置１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。
【００１０】
通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００１１】
プリンタ制御装置１０６０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換器などを有している。そして、プリンタ制御装置１０６０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置１０１０に送る。
【００１２】
感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、不図示の駆動機構により図１における矢印方向に回転される。
【００１３】
帯電装置１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。
【００１４】
光走査装置１０１０は、帯電装置１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面を、プリンタ制御装置１０６０からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム１０３０の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の詳細については後述する。
【００１５】
トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。
【００１６】
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて潜像を顕像化させる。ここでトナーが付着した像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写装置１０３３の方向に移動する。
【００１７】
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚ずつ取り出す。該記録紙１０４０は、感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写装置１０３３との間隙に向けて送り出される。
【００１８】
転写装置１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここでトナー像が転写された記録紙１０４０は、定着装置１０４１に送られる。
【００１９】
定着装置１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここでトナーが定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次積層される。
【００２０】
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
【００２１】
クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電装置１０３１に対向する位置に戻る。
【００２２】
次に、前記光走査装置１０１０について説明する。
【００２３】
この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、光源１１、カップリングレンズ１２、開口板１３、シリンドリカルレンズ１４、ポリゴンミラー１５、走査光学系２０、及び走査制御装置（図示省略）などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング（図示省略）の所定位置に組み付けられている。
【００２４】
以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
【００２５】
光源１１は、一例として図３に示されるような面発光レーザアレイ１００を有している。
【００２６】
この面発光レーザアレイ１００は、２次元的に配列されている３２個の発光部、及び３２個の発光部の周囲に設けられ、各発光部に対応した３２個の電極パッドを有している。また、各電極パッドは、対応する発光部と配線部材によって電気的に接続されている。
【００２７】
３２個の発光部は、図４に示されるように、全ての発光部（ｖ１〜ｖ３２）を副走査対応方向に延びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等しく（図４では「ｄ２」）なるように配置されている。
【００２８】
各発光部は、発振波長が７８０ｎｍ帯の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。
【００２９】
図２に戻り、カップリングレンズ１２は、光源１１から射出された光束を略平行光とする。
【００３０】
開口板１３は、開口部を有し、カップリングレンズ１２を介した光束のビーム径を所望の大きさにする。
【００３１】
シリンドリカルレンズ１４は、開口板１３の開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー１５の偏向反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する。このシリンドリカルレンズ１４は、主走査対応方向に関してパワーはなく、副走査対応方向に関して正のパワーを持つように配置されている。
【００３２】
光源１１とポリゴンミラー１５との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。
【００３３】
ポリゴンミラー１５は、感光体ドラム１０３０の長手方向（回転軸方向）に直交する回転軸まわりに回転する４面鏡を有している。この４面鏡における各鏡面が偏向反射面である。ポリゴンミラー１５の４面鏡は等速回転し、シリンドリカルレンズ１４からの光束を等角速度的に偏向する。
【００３４】
なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、感光体ドラム１０３０の長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、ポリゴンミラー１５の回転軸に沿った方向をＺ軸方向として説明する。
【００３５】
走査光学系２０は、一例として図５及び図６に示されるように、第１走査レンズ２１、第２走査レンズ２２、第３走査レンズ２３、及び折り返しミラー２４を有している。
【００３６】
第１走査レンズ２１は、樹脂製の走査レンズであり、ポリゴンミラー１５で偏向された光束の光路上に配置されている。
【００３７】
第２走査レンズ２２は、樹脂製の走査レンズであり、第１走査レンズ２１を介した光束の光路上に配置されている。
【００３８】
第３走査レンズ２３は、ガラス製の走査レンズであり、第２走査レンズ２２を介した光束の光路上に配置されている。
【００３９】
折り返しミラー２４は、第３走査レンズ２３を介した光束の光路を、感光体ドラム１０３０に向かう方向に折り返す。
【００４０】
感光体ドラム１０３０表面の光スポットは、ポリゴンミラー１５の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。
【００４１】
なお、感光体ドラム１０３０の表面（被走査面）での光スポットの大きさは、開口板１３の開口部の大きさによって決定される。
【００４２】
ここで、図７に示されるように、開口板１３からシリンドリカルレンズ１４の入射側の面までの光路長をｄ１、シリンドリカルレンズ１４の肉厚をｄ２、シリンドリカルレンズ１４の射出側の面からポリゴンミラー１５における偏向反射位置までの光路長をｄ３とする。また、ポリゴンミラー１５における偏向反射位置から第１走査レンズ２１の入射側の面までの光路長をｄ４、第１走査レンズ２１の肉厚をｄ５、第１走査レンズ２１の射出側の面から第２走査レンズ２２の入射側の面までの光路長をｄ６とする。
【００４３】
さらに、第２走査レンズ２２の肉厚をｄ７、第２走査レンズ２２の射出側の面から第３走査レンズ２３の入射側の面までの光路長をｄ８、第３走査レンズ２３の肉厚をｄ９、第３走査レンズ２３の射出側の面から被走査面（感光体ドラム１０３０の表面）までの光路長をｄ１０とする。なお、図７では、便宜上、折り返しミラー２４がなく、第３走査レンズ２３の＋Ｘ側に被走査面が位置するようにしている。
【００４４】
また、シリンドリカルレンズ１４の入射側の面の曲率半径をｒ１４、第１走査レンズ２１の入射側の面の曲率半径をｒ２１ａ、第１走査レンズ２１の射出側の面の曲率半径をｒ２１ｂ、第２走査レンズ２２の入射側の面の曲率半径をｒ２２ａ、第２走査レンズ２２の射出側の面の曲率半径をｒ２２ｂ、第３走査レンズ２３の射出側の面の曲率半径をｒ２３とする。なお、シリンドリカルレンズ１４の射出側の面、及び第３走査レンズ２３の入射側の面は平面である。
【００４５】
《具体例１》
具体例１では、ｄ１＝８９．６ｍｍ、ｄ２＝３ｍｍ、ｄ３＝５８．３ｍｍ、ｄ４＝５１．６ｍｍ、ｄ５＝１６ｍｍ、ｄ６＝３９．５ｍｍ、ｄ７＝６ｍｍ、ｄ８＝８９．５ｍｍ、ｄ９＝３ｍｍ、ｄ１０＝１４８ｍｍである。
【００４６】
また、ｒ１４＝２９．８ｍｍ、ｒ２１ａ＝−５００ｍｍ、ｒ２１ｂ＝−２００ｍｍ、ｒ２２ａ＝−２００ｍｍ、ｒ２２ｂ＝−１１１．５ｍｍ、ｒ２３＝−４７．４９ｍｍである。そこで、第１走査レンズ２１の焦点距離は６２４．７７ｍｍであり、第２走査レンズ２２の焦点距離は４７０．４２ｍｍである。また、カップリングレンズ１２の焦点距離は４５ｍｍである。
【００４７】
そして、走査光学系２０の結像倍率の絶対値は０．９である。
【００４８】
図８には、この場合に、発光部ｖ１から射出された光束及び発光部ｖ３２から射出された光束の、開口板１３から被走査面までの光路が示されている。なお、図８では、便宜上、折り返しミラー２４がなく、第３走査レンズ２３の＋Ｘ側に被走査面が位置するようにしている。また、図８におけるＸ軸方向に関する位置及びＺ軸方向に関する位置は、開口板１３の開口部の中心を基準としている。
【００４９】
このとき、第１及び第２走査レンズにおける発光部ｖ１から射出された光束と発光部ｖ３２から射出された光束のＺ軸方向に関する離間距離は、第３走査レンズにおける該離間距離よりも小さい。
【００５０】
ここでは、被走査面に入射する発光部ｖ１からの光束と発光部ｖ３２からの光束はほぼ平行であり、走査光学系２０がテレセントリック光学系であることが分かる。そして、第１走査レンズ２１及び第２走査レンズ２２のパワーが小さい（弱い）ため、環境温度が２５℃から５０℃に変化しても、被走査面上での副走査方向におけるビームスポット間隔の主走査方向に関する位置間（いわゆる像高間）のばらつき（偏差）は１μｍ以下であった。なお、以下では、ビームスポット間隔の主走査方向に関する位置間のばらつきを、ビームスポット間隔の像高間偏差ともいう。
【００５１】
《具体例２》
具体例２では、ｄ１＝１０８．７ｍｍ、ｄ２＝３ｍｍ、ｄ３＝６９．５ｍｍ、ｄ４＝５１．６ｍｍ、ｄ５＝１５．５ｍｍ、ｄ６＝１０７．５ｍｍ、ｄ７＝５ｍｍ、ｄ８＝１５ｍｍ、ｄ９＝３ｍｍ、ｄ１０＝１３６ｍｍである。
【００５２】
また、ｒ１４＝３４．６ｍｍ、ｒ２１ａ＝−１０６．８ｍｍ、ｒ２１ｂ＝−８０ｍｍ、ｒ２２ａ＝３５１．５ｍｍ、ｒ２２ｂ＝１７５８．２ｍｍ、ｒ２３＝−４５．５ｍｍである。そこで、第１走査レンズ２１の焦点距離は５０７．７ｍｍであり、第２走査レンズ２２の焦点距離は８３７．５ｍｍである。また、カップリングレンズ１２の焦点距離は４５ｍｍである。
【００５３】
そして、走査光学系２０の結像倍率の絶対値は０．９である。
【００５４】
図９には、この場合に、発光部ｖ１から射出された光束及び発光部ｖ３２から射出された光束の、開口板１３から被走査面までの光路が示されている。なお、図９では、便宜上、折り返しミラー２４がなく、第３走査レンズ２３の＋Ｘ側に被走査面が位置するようにしている。また、図９におけるＸ軸方向に関する位置及びＺ軸方向に関する位置は、開口板１３の開口部の中心を基準としている。
【００５５】
この具体例２では、第２走査レンズ２２を第３走査レンズ２３に近接させ、Ｙ軸方向からみたとき、第１走査レンズ２１と第２走査レンズ２２との間で、発光部ｖ１からの光束と発光部ｖ３２からの光束とが交差するようにしている。この交差位置は、第３走査レンズの入射側の焦点位置近傍である。これにより、走査光学系２０をテレセントリック光学系とすることができる。
【００５６】
このとき、第１及び第２走査レンズにおける発光部ｖ１から射出された光束と発光部ｖ３２から射出された光束のＺ軸方向に関する離間距離は、第３走査レンズにおける該離間距離とほぼ等しい。すなわち、各走査レンズでは、Ｚ軸方向に関してほぼ同じ位置を光束が通過する。
【００５７】
ここでは、走査光学系２０がテレセントリック光学系であることから、被走査面に入射する発光部ｖ１からの光束と発光部ｖ３２からの光束はほぼ平行である。そして、第１走査レンズ２１及び第２走査レンズ２２のパワーが小さい（弱い）ため、環境温度が２５℃から５０℃に変化しても、被走査面上での副走査方向におけるビームスポット間隔の像高間偏差は１μｍ以下であった。
【００５８】
ところで、複数の光束で被走査面を走査する際に、副走査方向におけるビームスポット間隔が変化すると、画像形成装置から出力される画像に予定していない濃淡があらわれる。このような画像は、「バンディング画像」とも呼ばれている。特許文献１で提案されているインターレース走査を行うと、バンディング画像の視認性が高くなる。
【００５９】
そこで、複数の光束で被走査面を走査し、高品質の画像を得るには、被走査面上での副走査方向におけるビームスポット間隔が、環境温度の変化に対して安定していることが必要である。
【００６０】
例えば、図１０（Ａ）に示されるように、発光部ｖ１からの光束と発光部ｖ３２からの光束が非平行な状態で感光体ドラムに導光される場合、走査レンズと感光体ドラムとの距離が変化すると、図１０（Ｂ）に示されるように、副走査方向におけるビームスポット間隔がＬからＬ’に変化する。
【００６１】
そこで、特許文献２では、図１１に示されるように、副走査対応方向に関してテレセントリックとする光学系を採用している。
【００６２】
例えば、上記面発光レーザアレイ１００と同様に３２個の発光部（ｖ１〜ｖ３２）を有する面発光レーザアレイを用いて、１２００ｄｐｉの画像を得ようとすると、発光部ｖ１からの光束と発光部ｖ３２からの光束とによって被走査面上に形成される光スポットの副走査方向におけるビームスポット間隔は、６５６．２μｍ（＝３１×２５．４ｍｍ／１２００）である。当然のことながら、このビームスポット間隔は、主走査方向におけるすべての位置（像高）で実現されていなければならない。また、これも当然のことであるが、走査光学系の最終レンズを通過する発光部ｖ１からの光束と発光部ｖ３２からの光束の副走査対応方向の間隔も６５６．２μｍである。
【００６３】
ところで、上記発光部間隔ｄ２と走査光学系の結像倍率によって被走査面上での走査線間隔が決定される。そこで、走査光学系の結像倍率が大きくなると、発光部間隔ｄ２を小さくしなければならない。半導体レーザアレイ（ＬＤアレイ）の場合には、射出方向に平行な軸周りに回転させることにより見かけ上の間隔をいくらでも小さくできるが、複数の発光部が２次元配列されている面発光レーザアレイの場合は、上記回転では見かけ上の発光部間隔を小さくすることは困難である。また、実際の発光部間隔ｄ２を小さくすると、熱的及び電気的なクロストークが発生する。
【００６４】
通常、走査光学系は、非球面形状を容易に得ることができる樹脂製レンズを含んでいる。樹脂製レンズを含む従来の走査光学系をテレセントリックな光学系にしようとすると、次のような不都合があった。
【００６５】
上記従来の走査光学系において、例えば環境温度が２５℃から５０℃に変化すると、被走査面上での副走査方向におけるビームスポット間隔の像高間偏差は１０μｍ程度になる。このとき、画像形成装置から出力される画像は、バンディング画像となる。
【００６６】
これは、（１）樹脂製レンズの線膨張係数が大きく、環境温度の変化によって曲率半径が大きく変化すること、及び（２）樹脂製レンズにおける光束の通過する位置が、副走査対応方向に関して端部側にシフトし、曲率半径の変化の影響が敏感になってくること、が原因である。
【００６７】
そこで、対策Ａとして、樹脂製レンズの曲率半径を大きくし、パワーを小さくすることが考えられる。また、対策Ｂとして、発光部ｖ１からの光束及び発光部ｖ３２からの光束を、樹脂製レンズの光軸近傍を通過させることが考えられる。
【００６８】
しかしながら、対策Ａでは、樹脂製レンズの焦点距離が大きくなり、光走査装置の大型化を招く。また、走査光学系の結像倍率の絶対値が１よりも大きくなる。この場合、部品の製造誤差や取り付け誤差があると結像倍率が予定していた結像倍率と異なり、ビームスポット間隔の変化が大きくなる。また、対策Ｂでは、テレセントリックな光学系とならない。
【００６９】
なお、テレセントリック光学系の弊害は、必然的に光線がレンズの母線から離れた位置を透過するという点である。しかも、テレセントリック光学系を実現するには、最後部に位置するレンズの副走査対応方向のパワーを強くする必要もある。そこで、環境温度が変化したときに、光学性能の劣化を回避するには、最後部に位置するレンズは、熱膨張係数が小さいガラス製であることが必要となる。
【００７０】
また、少ないレンズ枚数で光学性能を維持するには、樹脂製レンズが必要となる。しかしながら、樹脂製レンズは熱膨張係数が大きいため、温度変化により光学性能が劣化するおそれがある。その対策が、上記対策Ａ、対策Ｂである。
【００７１】
すなわち、樹脂製レンズにおいて、どうしても母線から離れた位置を光線が透過する場合には、その樹脂製レンズのパワーは小さくなければならない（対策Ａ）。また、樹脂製レンズのパワーが大きい場合には、その樹脂製レンズを光線が透過する位置は、母線近傍でなければならない（対策Ｂ）。
【００７２】
なお、対策Ａ及び対策Ｂは、少なくとも一方が満たされれば良い。
【００７３】
そこで、本実施形態の走査光学系２０では、樹脂製レンズとガラス製レンズとを混在させ、最終レンズをガラス製レンズとし、ガラス製レンズの焦点距離よりも樹脂製レンズの焦点距離を長くしている。また、走査光学系２０は、テレセントリックな光学系であり、その副走査対応方向に関する結像倍率の絶対値を１以下としている。この場合は、環境温度が２５℃から５０℃の間で変化しても、ビームスポット間隔の像高間偏差を１μｍ以下にすることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、走査光学系２０は、ガラス製レンズの前に配置された樹脂製の特殊レンズを有している。この「特殊レンズ」とは、母線形状（光軸を通る主走査平面に平行な面と光学面とが交わって形成される曲線）が非円弧で、副走査平面に平行な面による断面形状が、母線に沿って変化するようなレンズ面（以下、「特殊面」という）を少なくとも１つ有する走査レンズの総称である。なお、主走査平面とは、ポリゴンミラーの回転軸に直交する平面（ここでは、ＸＹ平面）である。また、副走査平面とは、主走査方向に直交する平面（ここでは、ＸＺ平面）である。
【００７５】
走査光学系は、２つの特殊面を有している必要がある。なぜなら、感光体ドラム表面における副走査方向に関する光束の結像位置と結像倍率は、ポリゴンミラーの偏向反射面における光束の偏向反射位置が変化するのに伴って変化し、しかもその変化の程度は光束の結像位置と結像倍率とで異なっているからである。すなわち、２つの特殊面は、光束の結像位置と結像倍率の両方を補正している。
【００７６】
ところで、２つの特殊面の効果を有効に引き出すには、２つの特殊面の間隔がある程度離れている必要がある。そこで、本実施形態では、２つの特殊レンズを用いている。
【００７７】
すなわち、本実施形態では、第１走査レンズ２１及び第２走査レンズ２２が特殊レンズであり、第３走査レンズ２３がガラス製レンズである。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、光源１１、カップリングレンズ１２、開口板１３、シリンドリカルレンズ１４、ポリゴンミラー１５、及び走査光学系２０などを備えている。
【００７９】
走査光学系２０は、第１走査レンズ２１、第２走査レンズ２２、第３走査レンズ２３、及び折り返しミラー２４を有している。第１走査レンズ２１は、樹脂製の走査レンズであり、ポリゴンミラー１５で偏向された光束の光路上に配置されている。第２走査レンズ２２は、樹脂製の走査レンズであり、第１走査レンズ２１を介した光束の光路上に配置されている。第３走査レンズ２３は、ガラス製の走査レンズであり、第２走査レンズ２２を介した光束の光路上に配置されている。折り返しミラー２４は、第３走査レンズ２３を介した光束の光路を、感光体ドラム１０３０に向かう方向に折り返す。
【００８０】
第３走査レンズ２３は、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に関してのみ正のパワーを有している。そして、副走査対応方向に関して、第１走査レンズ２１及び第２走査レンズ２２の焦点距離の絶対値は、第３走査レンズ２３の焦点距離よりも短くなるように設定されている。すなわち、走査光学系２０は、樹脂製レンズとガラス製レンズとが混在し、ガラス製レンズの焦点距離よりも樹脂製レンズの焦点距離を長くしている。
【００８１】
また、走査光学系２０をテレセントリック光学系とするとともに、走査光学系の結像倍率の絶対値を１以下としている。
【００８２】
この場合は、光源１１から射出された複数の光束の被走査面上におけるビームスポット間隔が、温度変化に起因して変化するのを抑制することができる。
【００８３】
そして、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、光走査装置１０１０を備えているため、その結果として、画像品質の向上を図ることができる。
【００８４】
なお、上記実施形態において、カップリングレンズ１２に代えて、複数のレンズからなるカップリング光学系を用いても良い。
【００８５】
また、上記実施形態において、シリンドリカルレンズ１４に代えて、複数のレンズからなる線像結像光学系を用いても良い。
【００８６】
また、上記実施形態では、各発光部の発振波長が７８０ｎｍ帯の場合について説明したが、これに限定されるものではない。感光体の特性に応じて、各発光部の発振波長を変更しても良い。
【００８７】
また、上記実施形態では、面発光レーザアレイが３２個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【００８８】
また、上記実施形態において、前記面発光レーザアレイ１００に代えて、複数の半導体レーザを有するＬＤアレイを用いても良い。
【００８９】
また、上記実施形態では、画像形成装置がレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【００９０】
例えば、図１２に示されるように、画像形成装置が、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。
【００９１】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用の「感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６」と、シアン用の「感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６」と、マゼンタ用の「感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６」と、イエロー用の「感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６」と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。
【００９２】
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト２０８０上の記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。
【００９３】
光走査装置２０１０は、前記走査光学系２０と同様な走査光学系を、色毎に有している。そこで、光走査装置２０１０は、上記光走査装置１０１０と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ２０００は、この光走査装置２０１０を備えているため、上記レーザプリンタ１０００と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
ところで、カラープリンタ２０００では、各部品の製造誤差や取り付け位置の誤差等によって色ずれが発生する場合がある。このような場合であっても、点灯させる発光部を選択することで色ずれを低減することができる。
【００９５】
また、例えば、レーザ光によって発色する媒体に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。
【００９６】
また、例えば、レーザ光によって発色に可逆性を与えることができる媒体に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。この場合、上記媒体が、いわゆるリライタブルペーパーであっても良い。これは、レーザ光による熱エネルギー制御によって、表示／消去を可逆的に行うものである。
【００９７】
また、上記実施形態では、光走査装置１０１０がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも用いることができる。
【００９８】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【００９９】
また、ＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｔｏ  Ｐｌａｔｅ）として知られている印刷版を形成する画像形成装置であっても良い。この場合、光走査装置１０１０は、印刷版材料にレーザアブレーションによって直接画像形成を行う。
【符号の説明】
【０１００】
１１…光源、１２…カップリングレンズ、１３…開口板、１４…シリンドリカルレンズ、１５…ポリゴンミラー（光偏向器）、２０…走査光学系、２１…第１走査レンズ（第１の樹脂製レンズ）、２２…第２走査レンズ（第２の樹脂製レンズ）、２３…第３走査レンズ（ガラス製レンズ）、２４…折り返しミラー（走査光学系の一部）、１００…面発光レーザアレイ、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０１】
【特許文献１】特開２００９−１６３１３７号公報
【特許文献２】特開平７−２０９５９６号公報
【図１】
2013041011.tif 000003
【図２】
2013041011.tif 000004
【図３】
2013041011.tif 000005
【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】
2013041011.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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