(57)【要約】【課題】照射位置の相対的なずれの副走査成分により発生する色ずれの副走査成分を低減した画像形成装置を提供すること。【解決手段】結像光学系を少なくとも２つ具備し、且つ結像光学系が主走査方向に平行な面に対して面対称な位置に対向して設置される光走査装置において、対向する結像光学系の結像光学素子同士が、平面と結像光学素子の光軸の交点を通り主走査方向に平行な直線に対して回転対称な位置関係に配置され、且つ各結像光学系が少なくとも１枚の折り返しミラーを有し、折り返しミラーの数が各結像光学系同士で偶数枚異なる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段、光偏向器、及び前記光偏向器によって走査された光線を集光する少なくとも一つの結像光学素子によって構成される結像光学系を少なくとも２つ具備し、且つ前記結像光学系が主走査方向に平行な面に対して面対称な位置に対向して設置される光走査装置において、
前記対向する結像光学系の結像光学素子同士が、前記平面と前記結像光学素子の光軸の交点を通り主走査方向に平行な直線に対して回転対称な位置関係に配置され、且つ前記各結像光学系が少なくとも１枚の折り返しミラーを有し、前記折り返しミラーの数が前記各結像光学系同士で偶数枚異なることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
光源手段、光偏向器、及び前記光偏向器によって走査された光線を集光する少なくとも一つの結像光学素子によって構成される結像光学系を少なくとも２つ具備し、且つ前記結像光学系が主走査方向に平行な面に対して面対称な位置に対向して設置される光走査装置において、
前記結像光学素子はプラスチック成形品であり、且つ光学機能面以外の少なくとも一つの面に非転写面を有し、前記対向する結像光学系の結像光学素子同士が、前記平面と前記結像光学素子の光軸の交点を通り主走査方向に平行な直線に対して回転対称な位置関係に配置され、且つ前記各結像光学系が少なくとも１枚の折り返しミラーを有し、前記折り返しミラーの数が前記各結像光学系同士で偶数枚異なることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
光源手段、光偏向器、及び前記光偏向器によって走査された光線を集光する少なくとも一つの結像光学素子によって構成される２つ以上の結像光学系が、１つの光偏向器を共用し、前記光偏向器の回転軸を含み主走査方向に平行な平面に対して面対称な位置に設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記結像光学系を構成する結像光学素子が、主走査方向に垂直な副走査方向に積層され、且つ前記積層されている結像光学素子同士が、主走査方向に平行な直線に対して回転対称な位置関係で積層されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記結像光学素子が、透明樹脂材料で成形された透過型の光学素子であることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記結像光学素子が、同一のキャビティで成形された成形品であることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記結像光学素子が、fθレンズであることを特徴とする請求項１ないし６の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一項に記載の結像光学素子を有する光走査装置を搭載してい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、カラーのデジタル複写機等を含む複写機、マルチファンクションプリンタ(ＭＦＰ)、レーザプリンタ等を含むプリンタ、ファクシミリ、プロッタ等、あるいはこれらの複数の機能を有する複合機等の画像形成装置、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（カラー）画像形成装置、前記画像形成装置の書き込み系に用いられる光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置を搭載したカラー画像形成装置における重要な問題の一つとして色ずれがある。カラー画像形成装置においては、複数の光線を、出力紙の搬送方向に配列させた４つの感光体に対して同時に露光し、各々異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の現像器で現像した画像を順次転写し、重ね合わせてカラー画像を形成するという構成のため、感光体の被走査面上における光線の照射位置ずれは、色ずれという不具合となって現れる。
【０００３】
光走査装置としては、複数の光源手段、単一の光偏向器、前記光偏向器によって走査された光線を集光する複数の結像光学系を有し、結像光学系同士が、光偏向器の回転軸を含み主走査方向に平行な平面に対して面対称な位置に設置されているものが広く用いられている。前記光走査装置においては、前記平面に対して対称な位置を通過する光線同士が、感光体の被走査面における同像高に照射するような設計になっていることが多い。ここにおいて、少なくとも二つの結像光学系から同像高に照射する光同士が、結像光学素子の光学機能面の、設計形状や結像光学素子加工時に発生する誤差形状の異なる部分を通過した場合、感光体被走査面上の照射位置が相対的にずれることになる。
【０００４】
対向する結像光学系における結像光学素子同士を互いに回転対称な位置関係に設置することにより、図１２に示すように、結像光学素子の光学機能面形状（設計形状＋誤差形状）は、同じ主走査位置（＝同像高）においてほぼ同一となる。つまり、同像高に照射する光線同士が結像光学素子の設計形状及び誤差形状の主走査成分がほぼ同一である部分を通過することになるので、照射位置の相対的なずれの主走査成分を低減することができるので、色ずれの主走査成分を低減することができる。
【０００５】
ここで、被走査面の異なる複数の走査光学系を有する光走査装置において、走査光学系の組を構成する２つの走査光学系では、それぞれの基準反射位置は、基準面に対して非対称であり、走査光学系の組を構成する２つの走査光学系において、各走査光学系を構成する走査レンズが、光偏向器の回転中心を通り被走査面に平行な直線に対して対称に配置されていることで、共通の光偏向器を挟んで両側に被走査面を配した光走査装置において、有効書込幅を確保しつつ受光手段による検出領域を確保すると共に、主走査方向のドット位置ずれを少なくすることができる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−０８５９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、結像光学素子をこのように回転対称な位置関係に配置した場合、同じ副走査位置において同一にならないので、照射位置の相対的なずれの副走査成分は低減されない。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、そのような照射位置の相対的なずれの副走査成分により発生する色ずれの副走査成分を低減した画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の光走査装置は、光源手段、光偏向器、及び前記光偏向器によって走査された光線を集光する少なくとも一つの結像光学素子によって構成される結像光学系を少なくとも２つ具備し、且つ前記結像光学系が主走査方向に平行な面に対して面対称な位置に対向して設置される光走査装置において、前記対向する結像光学系の結像光学素子同士が、前記平面と前記結像光学素子の光軸の交点を通り主走査方向に平行な直線に対して回転対称な位置関係に配置され、且つ前記各結像光学系が少なくとも１枚の折り返しミラーを有し、前記折り返しミラーの数が前記各結像光学系同士で偶数枚異なることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の光走査装置は、光源手段、光偏向器、及び前記光偏向器によって走査された光線を集光する少なくとも一つの結像光学素子によって構成される結像光学系を少なくとも２つ具備し、且つ前記結像光学系が主走査方向に平行な面に対して面対称な位置に対向して設置される光走査装置において、前記結像光学素子はプラスチック成形品であり、且つ光学機能面以外の少なくとも一つの面に非転写面を有し、前記対向する結像光学系の結像光学素子同士が、前記平面と前記結像光学素子の光軸の交点を通り主走査方向に平行な直線に対して回転対称な位置関係に配置され、且つ前記各結像光学系が少なくとも１枚の折り返しミラーを有し、前記折り返しミラーの数が前記各結像光学系同士で偶数枚異なることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の光走査装置は、光源手段、光偏向器、及び前記光偏向器によって走査された光線を集光する少なくとも一つの結像光学素子によって構成される２つ以上の結像光学系が、１つの光偏向器を共用し、前記光偏向器の回転軸を含み主走査方向に平行な平面に対して面対称な位置に設置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の光走査装置は、前記結像光学系を構成する結像光学素子が、主走査方向に垂直な副走査方向に積層されており、前記積層されている結像光学素子同士が、主走査方向に平行な直線に対して回転対称な位置関係で積層されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の光走査装置は、前記結像光学素子が透明樹脂材料で成形された透過型の光学素子であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の光走査装置は、前記結像光学素子が同一のキャビティで成形された成形品であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の光走査装置は、前記結像光学素子がfθレンズであることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の画像形成装置は、請求項１ないし７の何れか一項に記載の結像光学素子を有する光走査装置を搭載していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、照射位置の相対的なずれの副走査成分により発生する色ずれの副走査成分を低減した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】
【００１７】
図１、２、３は、結像光学素子１の概略斜視図、上面図、正面図である。図２及び図３において、１Ａ及び１Ｂは結像光学素子の光学機能面であり、１Ａが光線入射面、１Ｂが光線射出面である。図３において、結像光学素子１の光学機能面ではない面の一方には、１Ｃのような突起部が付いている。
【００１８】
図４、５、６は、結像光学素子３の概略斜視図、上面図、正面図である。結像光学素子３は、光学機能面３Ａ、３Ｂ以外の少なくとも一面に非転写面３Ｄを有する。
【００１９】
図７は、光偏向器４と、結像光学素子１１及び１２、折り返しミラー５１及び５２ａ、５２ｂ、５２ｃを具備する結像光学系１０１及び１０２、感光体６１及び６２の概略正面図である。（第１の実施形態）
【００２０】
結像光学系１０１において、結像光学素子１１を通過し、直進する光１ｄ及び、光学機能面１１Ａ及び１１Ｂの入出射部分の誤差形状（加工プロセスで生じる局所的な傾きや凹凸等によって生じる、副走査方向に非対称な光学機能面形状）により屈折された光１ｅについて述べる。屈折された光１ｅは図４のような経路を辿り、感光体６１の被走査面上で光１ｄとは異なる場所に照射する。その結果、光１ｅによって紙面に描かれる画素は、光１ｄによって描かれる画素よりも通紙方向上流側にずれる。
【００２１】
一方、対向する結像光学系１０２の結像光学素子１２に入射し、直進する光２ｄ及び、光１ｅが屈折された光学機能面１１Ａ及び１１Ｂ上の入出射部分と同様の設計形状且つほぼ同様の加工履歴を有する部分で、結像光学素子１２の光学機能面１２Ａ及び１２Ｂに入出射する光２ｅについて述べる。
【００２２】
光２ｅの、入出射面１２Ａ及び１２Ｂでの屈折角の大きさ及び方向は、光１ｅの、入出射面１１Ａ及び１１Ｂでの屈折角の大きさ及び方向と同じ大きさ且つ方向は回転対称な方向となる。従って、光２ｅは図４に示したような経路を辿り、感光体６２の被走査面上で光２ｄとは異なる場所に照射する。その結果、光２ｅによって紙面に描かれる画素は、光２ｄによって描かれる画素よりも通紙方向上流側にずれる。
【００２３】
つまり、対向する結像光学系１０１及び１０２の光の照射位置は、感光体被走査面（紙面）上において、ほぼ同じ方向にほぼ同じ大きさだけずれることになるので、引き起こされる色ずれは減少する。（請求項１、３）
【００２４】
図８は、光偏向器４と、非転写面を有する結像光学素子３１及び３２、折り返しミラー５１及び５２ａ、５２ｂ、５２ｃを具備する結像光学系３０１及び３０２、感光体６１及び６２の概略正面図である。（第２の実施形態）
【００２５】
結像光学素子３１及び３２は、光学機能面以外の少なくとも一つの面を非転写面とし、その面に成形加工中に発生するヒケを集中させ、光学機能面の転写性を向上させる工法で成形された成形品であるため、その結像光学素子に生じる誤差形状は加工プロセスの性質上、副走査方向に非対称な傾向を持ち、非対称な光学機能面形状となる。このような結像光学素子３１、３２を図５のように回転対称な位置関係で配置し、且つ各結像光学系の折返しミラーを偶数枚差（図７においては各結像光学系に１枚と３枚）とすることで、対向する結像光学系３０１及び３０２の光の照射位置は、感光体被走査面（紙面）上において、ほぼ同じ方向にほぼ同じ大きさだけずれることになるので、引き起こされる色ずれは減少する。（請求項２、３）
【００２６】
図９は、複数の光偏向器４１、４２を使用した光走査装置における、光偏向器４１、４２及び結像光学素子１１、１２の上面図である（第３の実施形態）。図９において、結像光学素子１１及び１２は、図９に記載の点線を回転軸とする回転対称な位置関係で設置されている。これによって、対向する結像光学系１０１及び１０２において感光体の被走査面上の同像高に照射する光線同士（１ａと２ａ、１ｂと２ｂ、１ｃと２ｃ）が、結像光学素子１１及び１２の同様の設計形状且つほぼ同様の加工履歴を有する部分を通過することになるので、照射位置の相対的なずれは減少し、その結果、形成画像の色ずれは低減する。（請求項１、２）
【００２７】
図１０は、結像光学系１０１及び１０２に具備される結像光学素子１１及び１２の上に、同じ形状の結像光学素子１３及び１４を一つずつ積層し、結像光学系１０３及び１０４を構成する概略正面図である。（第４の実施形態）
【００２８】
図１０において、結像光学系１０３に具備される結像光学素子１３と、結像光学系１０４に具備される結像光学素子１４は、互いに回転対称な位置関係で設置されており、同像高に照射する光線同士が、結像光学素子１３及び１４の同様の設計形状且つほぼ同様の加工履歴を有する部分を通過することになるので、照射位置の相対的なずれは減少し、その結果、形成画像の色ずれは低減する。（請求項４）
【００２９】
図１１は、複数の光線を、出力紙の搬送方向に配列させた４つの感光体に対して同時に露光し、各々異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の現像器で現像した画像を順次転写し、重ね合わせてカラー画像を形成するという構成を有する画像形成装置に具備される、結像光学系３０１〜３０４及び感光体６１〜６４の概略正面図である。（第５の実施形態）
【００３０】
結像光学素子３１〜３４は、光学機能面以外の少なくとも一面に非転写面を有し、結像光学素子３１と３３及び３２と３４が積層され、互いに回転対称な位置関係で設置されている。また、結像光学系３０１〜３０４に具備される折り返しミラーの数は偶数枚差である（図１１においては、結像光学系３０１及び３０３に１枚ずつ、３０２及び３０４に３枚ずつ）。これによって、感光体６１〜６４の被走査面上への光線の照射位置の相対的なずれは減少し、その結果、形成画像の色ずれを低減した画像形成装置を提供できる。（請求項８）
【００３１】
本発明によれば、複数の光線を、出力紙の搬送方向に配列させた４つの感光体に対して同時に露光し、各々異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の現像器で現像した画像を順次転写し、重ね合わせてカラー画像を形成するという構成を持つ画像形成装置における色ずれを低減することができる。
【００３２】
前記感光体に光線を照射する光走査装置として、光源手段、光偏向器、及び前記光偏向器によって走査された光線を集光する少なくとも一つの結像光学素子によって構成される結像光学系を少なくとも２つ具備し、且つ前記結像光学系同士が主走査方向に平行な面に対して面対称な位置に対向して設置される構成を有するものにおいて、前記対向する結像光学系の結像光学素子同士が、前記平面と前記結像光学素子の光軸の交点を通り主走査方向に平行な直線に対して回転対称な位置関係に配置され、且つ各結像光学系に具備される折返しミラーが同数でなくても、偶数枚差である場合、各感光体への光線照射位置の相対的なずれが減少する。その結果、形成画像の色ずれが低減する。
【００３３】
前記結像光学素子の加工時には、環境変動及び加工プロセスにおけるばらつき等によって誤差形状が生じ、設計形状に誤差形状を加えた光学機能面形状は主副走査方向両方において非対称な形状となる。例えば、光学機能面以外の少なくとも一つの面を非転写面とし、その面に成形加工中に発生するヒケを集中させ、光学機能面の転写性を向上させる工法で成形した結像光学素子の場合、その結像光学素子に生じる誤差形状は加工プロセスの性質上、副走査方向に非対称な傾向を持ち、非対称な光学機能面形状となる。
【００３４】
前記回転対称な位置を通過する光線同士が感光体の被走査面における同像高に照射するような光走査装置において、前記の形状特性を有する結像光学素子を前記回転対称な位置関係で設置すれば、前記対向する結像光学系を通過する光線同士が、前記回転対称な位置を通過する際に結像光学素子の同様の設計形状且つほぼ同様の加工履歴を有する部分を通過することになり、前記光線同士の前記回転対称な位置関係がほぼ維持されるような屈折作用、つまり屈折角の大きさが等しく、且つ屈折の方向が回転対称となるような屈折作用を受けることになるので、前記光線の照射位置同士の相対的なずれは減少し、その結果、形成画像の色ずれも低減する。ただし、結像光学素子を回転対称な位置関係に配置するという構成によって低減されるのは色ずれの主走査成分だけである。色ずれの副走査成分も低減するためには本発明が有効である。
【００３５】
つまり、対向する結像光学系に具備される折り返しミラーの数が偶数枚異なる場合は、前記回転対称な位置を通過する光線同士の、前記折り返しミラーでの反射によって反転された像の向きが同じになるので、前記感光体の被走査面上での副走査方向の照射位置ずれの方向が同じになる。従って、主副合わせた光線照射位置の相対的なずれが減少し、その結果形成画像の色ずれが低減する。（請求項１、２）
【００３６】
なお、奇数枚異なる場合は折り返しミラーでの反射によって反転された結果、像の向きが逆になるので、前記感光体の被走査面上での副走査方向の照射位置ずれの方向が逆になる。
【００３７】
また、光偏向器を複数の結像光学系で共用する（請求項３）、結像光学素子を積層する（請求項４）、結像光学素子の材料が透明樹脂材料（請求項５）であるとともに、同一キャビティで（請求項６）成形されたfθレンズ（請求項７）である、という点を適用した前記光走査装置を搭載した画像形成装置（請求項８）においても、色ずれ低減という効果が得られる。
【００３８】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】結像光学素子を示す概略斜視図である。
【図２】結像光学素子を示す概略上面図である。
【図３】結像光学素子を示す概略正面図である。
【図４】光学機能面以外の少なくとも一つの面に非転写面を有する結像光学素子を示す概略斜視図である。
【図５】光学機能面以外の少なくとも一つの面に非転写面を有する結像光学素子を示す概略上面図である。
【図６】光学機能面以外の少なくとも一つの面に非転写面を有する結像光学素子を示す概略正面図である。
【図７】第１の実施形態を示す、光偏向器、結像光学系及び感光体の概略正面図である。
【図８】第２の実施形態を示す、光偏向器、結像光学系及び感光体の概略正面図である。
【図９】第３の実施形態を示す、光偏向器と結像光学素子の概略上面図である。
【図１０】第４の実施形態を示す、光偏向器と結像光学素子の概略正面図である。
【図１１】第５の実施形態を示す、光偏向器、結像光学系及び感光体の概略正面図である。
【図１２】回転対称な位置に配置した結像光学素子の光学機能面形状（設計形状＋誤差形状）のイメージ図である。
【符号の説明】
【００４０】
４    光偏向器
１１、１２    結像光学素子
５１、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ    折り返しミラー
１０１、１０２    結像光学系
６１、６２    感光体
【図１】
2009042484.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】
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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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