(57)【要約】【課題】温度変動があっても検知精度を劣化させることが無く、対向走査方式における同期光学系の省スペース化、低コスト化を実現できる光走査装置を提供する。【解決手段】同期検知手段３７Ａ、３７Ｂは、共用される１つの光偏向器３１を挟んで一方側では光源３２ａ側に偏向される光ビームで、他方側では走査光学系の光軸を挟み反光源側に偏向される光ビームで同期信号を検知する。同期信号を検知するための受光素子４０ａ、４０ｂは、光源側に偏向される光ビームで同期信号を検知する側の走査光学系の光軸を挟み反光源側に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被走査面に対応する複数の光源を有し、該複数の光源からの光ビームは、共通の光偏向器の異なる偏向反射面により、前記光偏向器を挟み両側に偏向走査され、各々対応する走査光学系により前記被走査面上に集光させる光走査装置であって、前記複数の光源は、前記各走査光学系の光軸を挟んで各々同一側に配置される光走査装置において、
前記被走査面上を光ビームで書き込む開始側、もしくは、終了側の一方の同期信号を得るように同期検知手段が配置され、
前記同期検知手段は、前記光偏向器を挟んで一方側では前記光源側に偏向される光ビームで、他方側では前記走査光学系の光軸を挟み反光源側に偏向される光ビームで同期信号を検知し、
前記同期信号を検知するための受光素子は、前記光源側に偏向される光ビームで同期信号を検知する側の走査光学系の光軸を挟み反光源側に配置され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、
前記同期検知手段に向かう光ビームは、前記走査光学系を構成する少なくとも１枚の走査レンズを通過し、前記走査レンズの光ビーム通過位置は、少なくとも主走査方向に屈折力を持たないことを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光走査装置において、
同一の被走査面に向かう光ビームは、複数の光源、もしくは発光点を持つマルチビーム光源であることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光走査装置において、
前記受光素子は、前記光偏向器を挟み両側で共通であることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の光走査装置において、
前記同期検知手段は、前記受光素子に光ビームを集光するレンズを具備し、これらのレンズのうち前記光偏向器に最も近いレンズは、前記同期検知手段において主走査方向に最も強い屈折力を持つことを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の光走査装置において、
前記同期検知手段には、少なくとも１枚の主走査方向に光ビームを偏向する折返しミラーを具備し、前記折返しミラーと前記受光素子とを副走査方向で略共役な関係とす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、
前記折り返しミラーは、前記光偏向器に最も近い走査レンズの直後に配置されることを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の光走査装置において、
前記受光素子に入射する光ビームは、主走査方向に集光されており、副走査方向に集光されていないことを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の光走査装置を具備した画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、
被走査面として少なくとも４つの潜像担持体を有し、カラー画像形成が可能であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、該光走査装置を有するプリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ等に関連して広く知られた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(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光導電性の感光体等である感光媒体の感光面である。
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、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色画像や多色画像、カラー画像等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、複数の感光媒体が単一の光偏向器を共用する方式のものが開示されている。
【０００３】
特許文献１、２等には、光偏向器の両側より光束を入射し、光束を振り分けて走査するいわゆる対向走査方式が開示されている。
特許文献３等には、略平行でかつ副走査方向に離れた複数の光束を光偏向器に入射し、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方式が開示されている。
特許文献４、５、６等には、光偏向器の片側より光束を入射し、３枚構成の走査光学系で走査する方式が開示されている。走査光学系レンズＬ１、Ｌ２は異なる被走査面に向かう複数の光束が通過し、レンズＬ３は各被走査面毎に設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１５７１２８公報
【特許文献２】特開平９−１２７４４３公報等
【特許文献３】特開平９−５４２６３公報
【特許文献４】特開２００１−４９４８公報
【特許文献５】特開２００１−１０１０７公報
【特許文献６】特開２００１−３３７２０公報
【特許文献７】特開平１１−４４８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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により、画像形成装置をコンパクト化・低コスト化することが可能になる。近年、画像形成装置の小型化はより加速しており、搭載される光走査装置の小型化、低コスト化への要求はより高くなっている。
低コスト化、及び、省スペース化のためには、同期信号を検知する光受光素子を書き出し側、もしくは書き終わり側のどちらか一方とすることが望ましい（以下、「１点同期」という）。同期光学系（同期検知手段）にかかる部品コストのみではなく、電気的な制御においても簡素化可能となる。
しかしながら、走査光学系とは別に同期光学系を配置する場合、対向走査方式では左右対称配置にすると、片側は、図７に点線で示すように、光源３３を保持する光源基板３２と干渉しやすく、同期光学系と光源３３のレイアウトに大きな課題が生じてしまう。
干渉を避けるために光源３３を遠ざけることもできるが、装置が大型化してしまう。また、折り返しミラー３９を多数用いて干渉を避けることも可能であるが、スペースの確保が困難となるほか、折り返しミラー３９の倒れなどの積み上がりにより、受光部から同期光が外れてしまう、更には、光学素子の増大による光学性能劣化、コストアップなど、小型化、低コスト化に対しては不利となると同時に検知精度も劣化してしまう。
図７において、符号３４はカップリングレンズを、３５はシリンドリカルレンズを、３８は同期光学系の同期レンズ、４０は受光素子をそれぞれ示している。
【０００６】
また、同期光学系を走査レンズ３６から離すように折り返しミラー３９で折り返すことも可能であるが、実際には走査レンズ３６の光偏向器３１と反対側の近い位置に感光体としての被走査面７に光を導くための副走査方向に折り返す折返しミラーが配置されるため、折り返しミラーと同期光学系の干渉が生じやすくなりレイアウトが困難となる。
また、図８に示すように、折り返しミラーを用いずに同期光学系を配置する方法もあるが、走査光学系に対し同期光学系の主走査方向の焦点距離が著しく短くなり、同期検知時の誤差が書き込み時に増大され同期検知精度が劣化してしまう。
また、折り返しミラーを用いずに同期光路を長くすると光走査装置が大型化してしまう。同期光路を長く取り、更に小型化を目指す場合は折り返しミラーにより光路を走査光学系の光軸方向と直交する方向に折り返す必要が生じるが、前記課題が発生してしまう。
【０００７】
光走査装置の小型化、低コスト化の要求に対して、走査光学系を構成する走査レンズを、主流である２枚構成から１枚構成とする方法が考えられる。
走査レンズを１枚構成とし、その配置位置を光偏向器に極力近づけることで走査レンズを小型化した場合、省スペース、低コストには大きな効果が得られる。小型化、低コスト化には若干不利にはなるが、所望の光学性能を得るために２枚構成の走査レンズを採用した場合においても、光偏向器側の走査レンズを極力光偏向器に近づけることで、同様の効果が得られることは言うまでもない。
しかしながら、走査レンズを光偏向器に近づける場合、同期用の光ビームは走査レンズを通過させる必要が生じ、温度変動に伴う主走査方向の走査位置ずれが大きく発生してしまう課題がある。
【０００８】
走査レンズが１枚構成の走査光学系で、１点同期を採用している例としては、特許文献７等に記載のものが知られている。
しかしながら、同期に向かう光ビームは走査レンズを通過しており、温度変動が生じた際走査レンズの形状変化により主走査方向の位置ずれが同期位置においても発生する。
該公知例の如くモノクロ機においては位置ずれは目立たないが、カラー機に展開した場合においては、特に対向走査方式において、対向する走査光学系で走査方向が主走査方向で逆となるため、色ずれとなって画像品質を大幅に劣化させることとなり採用は困難である。
対向走査方式の１点同期の例としては、特許文献８等に記載のものが知られている。
しかしながら、同期光学系に向かう光ビームは走査レンズを通過しており、温度変動が生じた際該走査レンズの形状変化により主走査方向の位置ずれが同期位置においても発生する。更に、２枚の走査レンズを透過後に同期光を折り返しており、実際の書き込みユニットにおいて、副走査方向への折り返しミラーを配置した場合には成立させるのが困難となる。同期光の折り返しミラーの枚数を増やし副走査方向にも偏向するか、光走査装置を大型化し、他の光学素子への干渉を防ぐ必要が生じるため、前記説明のとおり同期検知精度の劣化、光走査装置の小型化、低コスト化において課題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、温度変動があっても検知精度を劣化させることが無く、対向走査方式における同期光学系の省スペース化、低コスト化を実現できる光走査装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、複数の被走査面に対応する複数の光源を有し、該複数の光源からの光ビームは、共通の光偏向器の異なる偏向反射面により、前記光偏向器を挟み両側に偏向走査され、各々対応する走査光学系により前記被走査面上に集光させる光走査装置であって、前記複数の光源は、前記各走査光学系の光軸を挟んで各々同一側に配置される光走査装置において、前記被走査面上を光ビームで書き込む開始側、もしくは、終了側の一方の同期信号を得るように同期検知手段が配置され、前記同期検知手段は、前記光偏向器を挟んで一方側では前記光源側に偏向される光ビームで、他方側では前記走査光学系の光軸を挟み反光源側に偏向される光ビームで同期信号を検知し、前記同期信号を検知するための受光素子は、前記光源側に偏向される光ビームで同期信号を検知する側の走査光学系の光軸を挟み反光源側に配置されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の光走査装置において、前記同期検知手段に向かう光ビームは、前記走査光学系を構成する少なくとも１枚の走査レンズを通過し、前記走査レンズの光ビーム通過位置は、少なくとも主走査方向に屈折力を持たないことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の光走査装置において、同一の被走査面に向かう光ビームは、複数の光源、もしくは発光点を持つマルチビーム光源であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記受光素子は、前記光偏向器を挟み両側で共通であることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記同期検知手段は、前記受光素子に光ビームを集光するレンズを具備し、これらのレンズのうち前記光偏向器に最も近いレンズは、前記同期検知手段において主走査方向に最も強い屈折力を持つことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明では、請求項１〜５のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記同期検知手段には、少なくとも１枚の主走査方向に光ビームを偏向する折返しミラーを具備し、前記折返しミラーと前記受光素子とを副走査方向で略共役な関係とすることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項６記載の光走査装置において、前記折り返しミラーは、前記光偏向器に最も近い走査レンズの直後に配置されることを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明では、請求項１〜７のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記受光素子に入射する光ビームは、主走査方向に集光されており、副走査方向に集光されていないことを特徴とする。
請求項９記載の発明では、画像形成装置において、請求項１〜８のいずれか１つに記載の光走査装置を具備したことを特徴とする。
請求項１０記載の発明では、請求項９記載の画像形成装置において、被走査面として少なくとも４つの潜像担持体を有し、カラー画像形成が可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小型化、低コスト化の要求に対応可能で、且つ、良好な光学性能（同期検知精度）を得ることができる光走査装置及び該光走査装置を有する画像形成装置を実現できる。
また、温度変化における主走査方向の位置ずれ、各色間での色ずれが小さく、且つ良好な光学性能を得ることができる光走査装置、及び該光走査装置を有する画像形成装置を実現できる。
また、同期光学系及び受光素子の光学箱への保持精度を向上させることができる。
また、色ずれを低減できるとともに解像度の低下を抑制でき、高品質なカラー画像を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る対向走査方式の光走査装置３０の主走査断面における概要図である。光偏向器としての１つのポリゴンミラー３１を挟んで図中左右に走査光学系が配置され、複数の光源は、各走査光学系の光軸を挟んで各々同一側に配置されている。
まず、図中右側の構成を代表してについて説明する。なお、右側の要素には符号にａ、Ａを、左側の要素には符号にｂ、Ｂを付して区別している。
光源基板３２ａに保持された光源としての半導体レーザ３３ａから放射された発散性の光束はカップリングレンズ３４ａ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３４ａにより変換された光束形態は、平行光束であることも、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束であることもできる。
カップリングレンズ３４ａからの光束はシリンドリカルレンズ３５ａにより副走査方向に集光され、ポリゴンミラー３１の偏向反射面に入射する。
偏向反射面により反射された光束は、ポリゴンミラー３１の等速回転とともに等角速度的に偏向し、走査光学系としての走査レンズ３６ａ、防塵ガラス４３ａを透過して被走査面７上に集光する。これにより、偏向光束は被走査面７上に光スポットを形成し、被走査面７の光走査を行う。図１において、被走査面７への折返しミラーは図示していない。
【００１７】
同期信号を検知する同期検知手段（以下、「同期光学系」ともいう）３７Ａの受光素子４０ａに向かう光ビームは、ポリゴンミラー３１の偏向反射面で偏向された後、走査レンズ３６ａの端部を透過し、同期レンズ３８ａを透過後、主走査方向の折返しミラー３９ａで偏向され、受光素子４０ａに所望のビームスポット形状で入射する。上記の通り、同期検知手段３７Ａは、同期レンズ３８ａ、折返しミラー３９ａ、受光素子４０ａにより構成されている。
本実施形態における走査光学系は、走査レンズが１枚の構成である。低コスト、省スペースのために、走査レンズ３６ａは光偏向器３１に近づけて配置することが良い。光偏向器３１に近く配置することで、走査レンズ３６ａの主走査方向の大きさは小さくなり、低コスト化にも寄与することとなる。
また、走査レンズ透過後に各々対応する被走査面に向け、図２の如く副走査方向に折り返す場合においても、走査レンズ３６ａが光偏向器３１に近いほど折返しミラー４１を光偏向器３１に近づけることが可能となり、光走査装置の小型化が可能となる。
ここでは、走査レンズを１枚構成としているが、２枚構成として光偏向器近傍に配置しても構わない。しかし、コスト面、小型化の観点から走査レンズ１枚構成が有利となることは言うまでもない。
【００１８】
同期検知手段（同期光学系）について詳細に説明する。
光偏向器３１を挟み両側の光学系における同期検知は、各々対応する走査レンズ３６ａ、３６ｂを透過した後、同期レンズ３８を透過し、折り返しミラー３９により主走査方向に折り返され、光源側に偏向された同期光がある図中右側の反光源側に導かれ、受光素子４０で検知される。
各々の同期検知手段３７Ａ、３７Ｂの同期レンズ３８ａ、３８ｂは受光素子に光ビームを集光する機能を有する。
光学素子を収納する光学箱４２において、反光源側は光源が配置されていないためスペースを確保しやすい。光偏向器３１を挟んで左右の光学系の同期光は図のとおり書き出し側、もしくは、書き終わり側の何れかを検知する場合、図中右側は光源側、図中左側は反光源側に偏向される光ビームで同期検知することとなる。
このとき、右側の同期は反光源側に折り返し、左側の同期は光偏向器３１を越えて光偏向器３１の右側へ折り返すことで、各々の光路長を略一致させて受光素子４０ａ、４０ｂを配置させることが可能となる。
【００１９】
また、折り返しミラー３９は最も光偏向器３１に近い走査レンズの直後に配置されることが望ましい。もちろん走査レンズが1枚構成の場合はその走査レンズ３６の直後ということになる。
走査レンズ３６は、光走査装置の小型化のため、光偏向器３１の近くに配置されるため、走査レンズ３６より光偏向器側での同期光の分離は難しい。
また、光偏向器３１に近いと同期光と走査光学系で感光体に導かれる書き込み光の主走査方向の間隔が狭く分離が難しくなる。
一方、同期光の分離を被走査面に近い方で行うと、図２の如く副走査方向への折り返しミラー４１が多数配置されており、受光素子４０、折り返しミラー３９の配置が困難となる。
光路長を略一致させることで、受光素子４０に同期光を集光させるための同期レンズ３８を左右同期光学系で共通使用可能となる。後に説明するが、折り返しミラー３９と受光素子４０は副走査方向で共役な関係とすることが望ましく、そのためにも同期光学系の光路長、折り返しミラー３９の位置、同期レンズ３８の位置を略同一な位置として共通化を図ることがコスト面でも設計面でも望ましい。
【００２０】
また、本実施形態の構成とすることで、同期光学系の光路を長く設定可能となり、主走査の焦点距離を走査光学系の主走査方向の焦点距離に近づけることが可能となる。
同期光学系の主走査方向の焦点距離が、走査光学系（被走査面に向かう光学系）の主走査方向の焦点距離に対し大幅に短くなる場合、受光素子４０を走査するスピードは被走査面７を走査するスピードに対し遅くなり、書き出し位置変動が生じてしまう。
つまり、受光素子４０での検知誤差が、被走査面７での書き出し位置で拡大されてしまうこととなる。この結果、対向走査方式においては、対向する光学系で書き出し位置が反転するため、各画像を重ね合わせた時に色ずれとなり画像品質を低下させてしまう。
本実施形態の同期光学系の配置により、対向走査方式の光学系において、光学箱４２を大きくすることなく同期光学系を配置可能となり、且つ、光路長も長く設定可能となり、同期検知精度向上にも有利となる。
【００２１】
更に、折り返しミラー３９の枚数も左右で１枚づつと最小で構成可能であり、コスト面においても有利な配置となる。
また、折り返しミラー３９の角度を最適に設定することで、受光素子４０ａ、４０ｂを共通化（共用化）することが可能となり、更なる低コスト化が可能となる。
但し、主走査方向に角度を持ち同期光が入射することで、主走査方向のビームスポット径が太くなり検知精度が若干劣化する。光学性能を優先する場合は、上記説明の如く、各々で受光素子４０、４０ｂを設ける方式が良い。
また、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色に対応した光走査装置において、左側２色、右側２色で折り返しミラー３９、同期レンズ３８、受光素子４０を共通使用しても良いことは言うまでもない。
【００２２】
更に、受光素子４０上での光ビームは主走査方向にのみ集光される。主走査方向に集光されていないと、受光素子４０を横切る光ビームを検知する検知精度が劣化する。一方で、副走査方向に集光されていると、受光素子上のごみなどの影響で検知不良などが生じる可能性があり検知精度が劣化してしまう。
副走査方向においては、例えば１ｍｍ程度のビーム径とすることで、ごみが付着していても検知可能とすることができる。１ｍｍ程度であっても受光素子４０の副走査方向の有効範囲が通常約２ｍｍ〜３ｍｍあり受光素子４０で光がケラレることはない。また、ケラレが生じない程度に副走査方向のビームスポット径を設定してもよい。この場合においても、ビームスポット径を数十μｍまで絞る必要は生じない。
【００２３】
本実施形態の走査レンズ３６は、図３に示す形状を有する。図中両端部３６−１は同期光学系に向かう光ビームの透過する位置で、主走査方向に屈折力を持たない面で形成されている。
同期信号は書き出し開始側のみに配置し、省スペース、低コストを実現している。本方式において、従来通りの走査レンズを用いた場合、同期光学系へ向かう光ビームは、書き込みの光ビーム（感光体へ向かう光ビーム）同様に主走査方向の屈折力を持つ走査レンズを透過することとなる。この時、温度変化により走査レンズの屈折率変化、形状変化、ＬＤの波長変化などにより、走査位置は同期位置においても変化することとなる。
従来の走査レンズを用いた１点同期で、温度が上昇（高温）した時の走査位置のずれを模式的に図４に示す。説明を簡単にするために、光受光素子上、書き込み開始端、書き込み終了端の主走査方向の位置ずれで説明する。
【００２４】
図中の点線で囲む部分（図中の中央）は理想的な光ビームの主走査位置とする。点線で示す丸は温度上昇時の主走査位置を模式的に表している。高温になることにより走査レンズの膨張等により主走査方向の屈折力は弱くなる。
つまり、走査位置は像高の周辺に向かうように変化することとなる。書き出し開始のタイミングは同期検知信号により所望の時間をあけて決められるため、受光素子と同じ方向にずれる書き出し開始端では、主走査方向の走査位置は実線の丸で示す位置に補正され、主走査位置変化は補正される。
一方、書き込み終了端では同期による補正方向と、温度変化により主走査位置ずれが発生する方向が同方向となり、主走査方向の位置ずれはより大きく発生することとなる。つまり、従来通りの走査レンズを用いて１点同期を採用すると、書き込み終了端において主走査位置ずれが大きく発生することとなる。
【００２５】
図１に示すようにポリゴンミラー３１を中心として左右に走査光学系が配置される対向走査方式においては、左右の走査方向は逆転する。つまり、右側と左側で書き込まれる画像を重ね合わせてカラー画像を得る場合、各々の書き込み終了端と書き込み開始端の画像を重ね合わせることとなり、相対的な主走査位置ずれが大きく発生してしまう。
この結果、出力画像において色ずれが発生し画像品質を大幅に劣化させることとなる。
本実施形態によれば、走査レンズ３６は同期光学系３７に向かう光ビームの透過する位置で、主走査方向に屈折力を持たない面で形成されている。この結果、温度変化が生じた場合においても同期信号を得る光受光素子４０の位置においての主走査方向の位置ずれは発生しないこととなる。走査レンズ透過後の同期光学系を形成する同期レンズ３８は光ビームが光軸上を透過するように配置されているため、主走査位置の変化は生じない。
【００２６】
本実施形態の走査レンズ３６を用いた１点同期で、温度が上昇（高温）した時の走査位置のずれを模式的に図５に示す。
同期位置においては、前記説明の通り主走査方向の位置ずれは発生しない。書き込み開始端、終了端においては、走査レンズ３６の膨張などにより点線の丸の位置に主走査位置がずれる。
しかし、対向走査方式において、左右の走査方向が逆転しても、書き込み開始端、終了端での相対的な主走査位置ずれは一致するため、右側と左側で書き込まれる画像を重ね合わせてカラー画像を得る場合、色ずれの発生は小さくなる。この結果、出力画像において色ずれが小さい高品質な画像が実現できる。
【００２７】
更に、本実施形態の光学系に用いている同一の被走査面に向かう光源が、マルチビーム光源である場合にも上記と同様の効果が得られる。例えば、マルチビーム光源において各光ビームの波長がばらついていると、前記温度変動と同様に波長による主走査位置変化が光ビーム毎に生じる。
従来の走査レンズの如く主走査方向に屈折力を持つ場合は、光受光素子上で波長差による主走査位置ずれがマルチビーム間で発生するため、書き込み終了端で主走査位置ずれが大きく発生し、前記色ずれの発生のみでなく書き込み終了端の位置が走査線ごとに変化する現象が現れる。画像上においては、縦線が揺らぐ現象となり画像品質を低下させる。
走査レンズ３６の同期光学系３７に向かう光ビームの通過位置が屈折力を持たない場合、図５で説明した如く光受光素子上では主走査位置ずれが発生しないため、波長変化によるマルチビーム間の主走査位置ずれ量を小さくすることが可能となる。
つまり、書き込み開始端、終了端とも波長差による主走査位置ずれは発生してしまうが、その量は小さくなることとなる。
具体的にマルチビーム光源としては、発光点間隔の安定性の高いＬＤアレイを用いることが望ましいが、通常のＬＤを合成する方式でも構わない。
【００２８】
同期光学系３７には少なくとも１枚の折返しミラー３９を含み光路長を確保することが望ましい。折返しミラー３９を用いることで、光学箱４２を小型化でき、且つ、光路長を長く設定可能となる。光路長についての説明は後述する。
折返しミラー３９を採用することで光学箱４２の小型化が可能となるが、折返しミラー３９の組付け時の副走査方向への倒れにより、受光素子４０上での副走査方向の走査位置変動が極めて大きくなる。
この結果、光ビームが受光素子４０の受光面を外れてしまい、光量変動により受光素子４０からの出力信号のタイミングが変化し、書き出しタイミングが安定しない課題が生じる。
そこで、本実施形態では、折返しミラー３９と受光素子４０を略共役な関係とし、折返しミラー３９の倒れが発生しても、同期レンズ３８により受光素子４０上での副走査方向の位置ずれを低減している。この結果、受光素子４０、及び、同期光学系３７を光学箱４２に配置し、安定して光ビームが受光素子４０の受光面に入射させる構成とし、且つ、折返しミラー３９の副走査方向の倒れによる光ビームの副走査方向への変動を低減できることとなる。
【００２９】
折り返しミラー３９の枚数が増えた場合、前記説明の如く副走査方向のミラーの倒れをミラー面と受光素子で共役とする構成ができず（１枚は可能だが、２枚目以降は不可能）、光ビームの副走査方向の位置ずれが大きくなる。
しかし、光路長を短く設定すると後述する課題が発生するため、１枚の折返しミラーで構成できる範囲内で光路長を長く設定することが望ましい。
本実施形態においては、走査レンズ３６の同期光学系３７に向かう光ビームが透過する領域は、主走査方向に屈折力を持たない。この効果は前述した通りである。この結果、同期光学系においては、主走査方向に屈折力を持つ同期用のレンズ（同期レンズ３８）が必要となる。
この同期用のレンズは、受光素子４０から遠く配置することが望ましい。つまり、前記主走査に屈折力を持つレンズは、同期光学系において、最も光偏向器に近い位置に配置することが望ましい。このことにより、同期光学系の主走査方向の焦点距離を長く設定可能となり、書き込み部の走査レンズの主走査方向の焦点距離に近づけることが可能である。
【００３０】
同期光学系の主走査方向の焦点距離が、走査光学系（被走査面に向かう光学系）の主走査方向の焦点距離に対し大幅に短くなる場合、受光素子を走査するスピードは被走査面を走査するスピードに対し遅くなり、書き出し位置変動が生じてしまう。
つまり、受光素子での検知誤差が、被走査面での書き出し位置で拡大されてしまうこととなる。この結果、対向走査方式においては、対向する光学系で書き出し位置が反転するため、各画像を重ね合わせた時に色ずれとなり画像品質を低下させてしまう。
つまり同期光学系は、一枚の折返しミラーを用いて省スペースで配置し、折り返しミラーと受光素子の間には、折返しミラーと受光素子を略共役にし、且つ、副走査方向において受光素子上に所望の大きさに光ビームを集光する副走査方向に屈折力を持つ同期レンズを持ち、更に、光偏向器に近い位置、つまり、走査レンズ透過後の近い位置に主走査方向に屈折力を持つ同期用レンズを配置することが望ましいこととなる。
走査レンズの同期光学系への光ビームが透過する面は、副走査方向に屈折力を持ってもよく、前記同期レンズ３８とあわせて集光作用を持っても良い。
【００３１】
次に、上記光走査装置３０を用いた画像形成装置（第２の実施形態）を、図６を参照しながら説明する。本実施形態は、光走査装置３０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６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１３から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト１７が設けられている。
この搬送ベルト１７上にはイエローＹ用の潜像担持体としての感光体７Ｙ、マゼンタＭ用の感光体７Ｍ、シアンＣ用の感光体７Ｃ及びブラックＫ用の感光体７Ｋ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７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ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７Ｙを例に採れば、帯電チャージャ８Ｙ、光走査装置３０Ｙ、現像装置１０Ｙ、転写チャージャ１１Ｙ、クリーニング装置１２Ｙ等が順に配設されている。他の感光体７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに対しても同様である。
すなわち、本実施形態では、感光体７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの表面を各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装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが１対１の対応関係で設けられている。但し、走査レンズは、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｃで共通使用している。
【００３２】
搬送ベルト１７の周囲には、感光体７Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ対１６と、ベルト帯電チャージャ２０が設けられ、感光体７Ｋよりもベルト１７の回転方向下流側に位置させてベルト分離チャージャ２１、除電チャージャ２２、クリーニング装置２３等が順に設けられている。
ベルト分離チャージャ２１よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置２４が設けられ、排紙トレイ２６に向けて排紙ローラ対２５で結ばれている。
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７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ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３０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１７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２４で定着された後、排紙ローラ対２５により排紙トレイ２６に排紙される。
上記画像形成装置の光走査光学系を、上記光走査装置３０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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の概要主走査断面図である。
【図２】感光体への折返しミラーの配置関係を示す副走査断面図である。
【図３】走査レンズの平面図である。
【図４】従来の走査レンズを用いた１点同期構成における温度が上昇した時の走査位置のずれを示す模式図である。
【図５】本実施形態における温度が上昇した時の走査位置のずれを示す模式図である。
【図６】画像形成装置の概要構成図である。
【図７】従来における対向走査方式の光走査装置の概要主走査断面図である。
【図８】同期検知手段に折り返しミラーを用いない場合の従来における対向走査方式の光走査装置の概要主走査断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
７  被走査面
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  潜像担持体としての感光体
３１  光偏向器としてのポリゴンミラー
３２ａ、３２ｂ  光源
３７Ａ、３７Ｂ  同期検知手段
３６ａ、３６ｂ  走査レンズ
３８ａ、３８ｂ  レンズとしての同期レンズ
３９ａ、３９ｂ  折返しミラー
４０ａ、４０ｂ  受光素子
【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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