JP2003337296A - 光走査装置およびカラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 光走査装置に使用される走査レンズの温度上
昇やカラー画像形成装置の各光走査装置毎の温度偏差を
低減し、光走査装置の振動を低減することにより、ビー
ムスポットの位置ずれを高精度化するとともに、カラー
画像形成装置の高画質化・静音化を実現するものであ
る。 【解決手段】 ２０Ｕは上段のポリゴンミラー、２０Ｄ
は下段のポリゴンミラー、３１Ｍ、３２Ｍは２枚玉のｆ
θレンズである。ｆθレンズ３１Ｍ、３２Ｍの材質は非
球面形状が容易かつ低コストなプラスチック材質からな
り、プレート３３Ｍは熱伝導率の高い金属製が良く、熱
膨張率がｆθレンズ３１Ｍ、３２Ｍに近いほうが良い。
上記材質、構成とすることにより、ポリゴンミラーや定
着ユニットでの発熱等による光学ハウジング３１内の温
度上昇により、ｆθレンズ３１Ｍ、３２Ｍが局部的に高
くなる部分はなく、温度分布（特に主走査方向）は平坦
化され走査ビームスポットの位置のずれが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置および
カラー画像形成装置に関し、より詳細には、ポリゴンス
キャナによる光走査装置、カラー画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特開２００１−２２８４１６号公報に記
載の多色画像形成装置は、カラー画像形成装置の起動に
より、片側に配置された光走査装置以外の駆動部が発熱
し、光走査装置の光学ハウジングが前記発熱を受けて副
走査方向に膨張するが、駆動部と反対側がポリゴンスキ
ャナ制御回路のドライバの発熱によって同じく副走査方
向に膨張するので、主走査方向の一方側の副走査方向の
伸びと、他方側の伸びとの間との差を軽減して副走査方
向に均一に膨張させるもので、このような構成としたこ
とにより、各感光体上の走査線は互いに平行な関係を保
ち、画像の色ずれを防止することができるものである。

【０００３】しかしながら、上記特開２００１−２２８
４１０号公報に記載の構成では、制御手段の発熱を利用
するため、高速画像形成を実現する２５，０００ｒｐｍ
以上のポリゴンスキャナでは全体システムの温度上昇が
高く、プラスチック等の走査レンズの場合、屈折率の変
化が大きくビームスポットの位置ずれが発生してしま
う。また、副走査方向の膨張による色ずれ要因が残るた
め、書込み開始タイミングを制御するような電気的補正
が必要となる等の問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、カラー画像形成
装置の高速プリント化・高画質化を実現するにあたっ
て、ポリゴンスキャナを２５，０００ｒｐｍ以上の高速
で、かつ高精度に回転させる必要が生じている。一方、
レーザビームの小径化による高画質化のため、上記ポリ
ゴンスキャナに使用されるポリゴンミラーの内接円半径
や主走査方向の長さが比較的大きく、ポリゴンスキャナ
として高負荷化の動向にある。

【０００５】高負荷化により、ポリゴンスキャナの消費
電力は増加し、その発熱が走査レンズなどの光学素子に
悪影響を与える。具体的には、ポリゴンスキャナに最も
近接するｆθレンズの温度上昇である。ポリゴンスキャ
ナからの発熱は光学ハウジングを伝熱し、または輻射に
よりｆθレンズの温度が上昇する。実際は、ｆθレンズ
を均一に温度上昇させるのではなく、発熱源（ポリゴン
スキャナ）からの距離または各々材質の熱膨張率差や気
流の影響により、特に長手方向となる主走査方向に対し
て温度分布をもつ。主走査方向に温度分布をもつと、特
にｆθレンズの形状精度および屈折率が変化してしま
い、レーザビームのスポット位置が変動し、画質が劣化
する。この問題は特に熱膨張率の大きいプラスチックの
場合が顕著となる。

【０００６】一方、カラー画像形成装置においては、各
色（イエロ、マゼンダ、シアン、ブラック）に応じたレ
ーザビームを各々走査しているので、上記問題以外に、
各色に対応する光走査装置間の温度偏差が問題となる。
上記温度偏差は各色に対応するビームスポットの相対位
置関係のずれを発生させ、画像の色ずれとなってしま
う。

【０００７】また、高負荷ポリゴンミラーの発熱による
温度上昇が回転体構成部品（特に質量割合の多いポリゴ
ンミラー）の微移動を誘発し、回転体バランスを変化さ
せ、振動を発生させてしまう。回転体を構成している部
品（ポリゴンミラー、ロータ磁石が固定されるフラン
ジ、軸）の熱膨張率が異なっていたり、一致していても
部品公差や固定方法などを厳密に管理、検査しないと高
温高速回転時に微移動（回転体のバランス変化）が発生
し、ひいては振動を増大させる結果となっていた。

【０００８】本発明は、光走査装置に使用される走査レ
ンズの温度上昇やカラー画像形成装置の各光走査装置毎
の温度偏差を低減し、光走査装置の振動を低減すること
により、ビームスポットの位置ずれを高精度化するとと
もに、カラー画像形成装置の高画質化・静音化を実現す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、各色
に対応する複数の光源装置から放射された各々のレーザ
ビームをポリゴンミラーの回転によって偏向走査し、各
々複数の走査結像光学系により被走査面に向かって集光
する光走査装置において、各色に対応する走査レンズの
温度分布をともに略一致させたことを特徴としたもので
ある。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記走査レンズは少なくともｆθレンズであり、熱
膨張係数が１.０×１０^-5／℃以上の材質からなること
を特徴としたものである。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記走査レンズは少なくともｆθレンズであり、該
レンズの温度は４５℃以下とし、かつ主走査方向におけ
る温度差を２℃以内としたこと特徴としたものである。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、走査レンズ側からポリゴンミラー側へ気流を発生さ
せたことを特徴としたものである。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、上記走査レンズのうち少なくともｆθレンズが当接
載置される材質の熱伝導率はｆθレンズよりも高いこと
を特徴としたものである。

【００１４】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、ｆθレンズが当接載置される部分と光学ハウジング
の間に中間部材を配置し、かつｆθレンズの熱膨張率を
中間部材の熱膨張率の２倍以下としたことを特徴とした
ものである。

【００１５】請求項７の発明は、請求項１乃至６のいず
れかの発明において、光走査装置。ポリゴンミラーの回
転数Ｎ［ｓ^-１］、内接円半径Ａ［ｍｍ］、厚さｔ［ｍ
ｍ］、ミラーの段数ｍ（ｍは正の整数）としたとき下式
（１）を満足することを特徴としたものである。 （Ｎ²×Ａ^４×ｔ×ｍ）＞（７×１０^５）…式（１）

【００１６】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、複数の走査結像光学系を単一のハウジング内に収容
し、略中央にポリゴンミラーを有する偏向手段により、
各々対向する方向に複数のビームを走査することを特徴
としたものである。

【００１７】請求項９の発明は、潜像担持体に光走査に
より潜像を形成し、該潜像を可視化して所望の記録画像
を得る画像形成装置において、前記請求項１乃至７のい
ずれかに記載の光走査装置を用いたことを特徴としたも
のである。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による光走査装置
の一実施例を説明するための要部概略構成図で、レーザ
光源装置１１０からは、複数のレーザビームが放射され
る（図では便宜上、光源装置１１０から放射されるレー
ザビームの１本のみを描き、感光体１２０上では２本描
いている）。放射された各レーザビーム（実質的な平行
ビーム）は、潜像結像光学系としてのシリンドリカルレ
ンズ１１１に入射する。シリンドリカルレンズ１１１は
副走査方向にのみ正のパワーを有し、入射してくる複数
のレーザビームを副走査方向にのみ集束させ、ポリゴン
ミラー１１２の反射面１１２ａ近傍に、主走査方向に長
い線像として結像させる（実際は、線像は各レーザビー
ムごとに結像され、各線像は副走査方向に互いに分離し
ている）。図示されないモータ部（図１ではポリゴンス
キャナのうちポリゴンミラー１１２、レーザビーム透過
部材１１３のみを図示）によりポリゴンミラー１１２が
矢印方向に等速回転されると、反射面１１２ａで反射さ
れた複数のレーザビームは、それぞれ偏向レーザビーム
となって等角速度的に偏向される。各偏向レーザビーム
は、偏向しつつレーザビーム透過部材１１３を透過、走
査結像光学系としてのｆθレンズ１１４に入射し、ｆθ
レンズ１１４を透過すると、長尺平面鏡である折り返し
ミラー１１５により反射されて光路を屈曲され、被走査
面の実体をなす感光体１２０の周面上に、ｆθレンズ１
１４の作用によりレーザスポットとして集光する。

【００１９】被走査面上に形成される複数のレーザビー
ムのスポットは、互いに副走査方向に分離しており、図
に示す如く、１つの反射面による走査で被走査面の複数
のラインを同時に走査する。折り返しミラー１１５の長
手方向の「走査開始側端部」近傍に平面鏡１１６が配置
されている。平面鏡１１６の配置されている部位は、偏
向レーザビームが被走査面の有効走査領域を走査するに
必要な有効偏向領域外である。平面鏡１１６により反射
された偏向レーザビームは同期光検出のための受光手段
であるフォトセンサ１１７に入射する。即ち、各偏向レ
ーザビームは、偏向しつつ被走査面の走査領域へ向かう
途上において、先ず平面鏡１１６に入射して反射され、
フォトセンサ１１７に入射して受光される。フォトセン
サ１１７の受光面は「光学的に被走査面と等価な位置」
に配置されている。平面鏡１１６に入射する各偏向光ビ
ームはｆθレンズ１１４の光学作用を受けているので、
各偏向レーザビームは、フォトセンサ１１７の受光面上
に被走査面におけると同様の光スポットとして集光す
る。この実施の形態において、平面鏡１１６とフォトセ
ンサ１１７とは「同期光検出手段」を構成している。

【００２０】図２は、図１に示した光走査装置をカラー
画像形成装置に用いられる光走査装置に展開した実施例
を示す図で、図１の光走査装置を４色分もち、各色に相
当するレーザビームが感光体に集光する（ポリゴンミラ
ー２１５を挟んで片側２色に相当する部分を示し、他は
一部を示して省略してある。また、太線は概略の光路を
示した）。単一の光学ハウジング２００には、ポリゴン
ミラー２１５（下部に１つのモータ駆動装置が配置され
るが図示しない）を有し、ポリゴンミラー下段２１５ｂ
の光路は、光源装置２１１、シリンドリカルレンズ２１
２、ポリゴンミラー入射前の折り返しミラー２１３、ポ
リゴンミラー２１５ｂ、２枚玉ｆθレンズのうち第１の
ｆθレンズ２１６の下部、第２のｆθレンズ２１７の下
部、第１の折り返しミラー２１８、シリンドリカルレン
ズ２１９、第２の折り返しミラー２２０、を通り感光体
２２２にビームスポットが集光するように、各々４色分
載置固定されている。なお、第１および第２のｆθレン
ズとも上下段が一体成形されている（２枚の貼り合わせ
は高精度接着が困難かつ高価であるため）。また、同期
検知、レーザ透過部材（いずれも図示しない）も載置固
定されている。

【００２１】一方、感光体２２１に集光するレーザビー
ムは光源装置２１０から放射された複数のレーザビーム
であり、ポリゴンミラー２１５の上段部２１５ａで反射
偏向される。このように光学ハウジングの略中央に配置
されるひとつのポリゴンスキャナで４色分の偏向走査を
行っている。

【００２２】図３は、本発明による画像形成装置をタン
デム型カラー画像形成装置として実施した例を示す図
で、まず、装置内の下部側には水平方向に配設されて給
紙カセット１から給紙される転写紙（図示せず）を搬送
する搬送ベルト２が設けられている。この搬送ベルト２
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，３
Ｃ，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従い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４
Ｙ、光走査装置５Ｙ、現像装置６Ｙ、転写チャージャ７
Ｙ、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
を各色毎に設定された被照射面とするものであり、各々
に対して光走査装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが１対１の
対応関係で設けられている。

【００２３】また、搬送ベルト２の周囲には、感光体５
Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ９と、ベル
ト帯電チャージャ１０が設けられ、感光体５Ｋよりも下
流側に位置させてベルト分離チャージャ１１、除電チャ
ージャ１２、クリーニング装置１３等が順に設けられて
いる。また、ベルト分離チャージャ１１よりも搬送方向
下流側には定着装置１４が設けられ、排紙トレイ１５に
向けて排紙ローラ１６で結ばれている。

【００２４】上述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色トナーで現
像されてトナー像となり、搬送ベルト２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、フルカラー画像として定着された
後、排紙される。また、黒色モード（単色モード）時で
あれば、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ及びそのプロセス部材
は非動作状態とされ、感光体３Ｋに対してのみ黒色用の
画像信号に基づき光走査装置（一の光走査装置）５Ｋに
よる光ビームの光走査で静電潜像が形成される。この静
電潜像は黒色トナーで現像されてトナー像となり、搬送
ベルト２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に
転写されることにより、黒色なるモノクロ画像として定
着された後、排紙される。

【００２５】２０Ｕは上段のポリゴンミラー、２０Ｄは
下段のポリゴンミラー、３１Ｍ、３２Ｍは２枚玉のｆθ
レンズである。各々ｆθレンズは光学ハウジング３１に
固定されているが、その際にプレート３３Ｍ上に載置さ
れている。プレート３３Ｍはｆθレンズ３１Ｍ、３２Ｍ
の当接面側の全面又は一部と接触している。ｆθレンズ
３１Ｍ、３２Ｍの材質は非球面形状が容易かつ低コスト
なプラスチック材質からなり、具体的には低吸水性や高
透明性、成形性に優れたポリカーボネートやポリカーボ
ネートを主成分とする合成樹脂が好適である。一方、ガ
ラス材（たとえば石英ガラス）は大型非球面形状が困難
であり、かつコストが高く、またリサイクル性が無いこ
とから不適である。

【００２６】プレート３３Ｍは熱伝導率の高い金属製が
良く、熱膨張率がｆθレンズ３１Ｍ、３２Ｍに近いほう
が良い。具体的には亜鉛、マグネシウム、アルミニウム
またはその合金が好適であるが、最も好適なのは亜鉛で
ある。表１に代表値を示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】上記材質、構成とすることにより、ポリゴ
ンミラーや定着ユニットでの発熱等による光学ハウジン
グ３１内の温度上昇により、ｆθレンズ３１Ｍ、３２Ｍ
が局部的に高くなる部分はなく、温度分布（特に主走査
方向）は平坦化され走査ビームスポットの位置のずれが
抑制される。上記の効果が各色に対して発生するため、
画像形成時の色ずれが少なく、高画質化が達成できる。

【００２９】図３の構成においては、発熱源のポリゴン
スキャナは略中央部に配置しているため、光学ハウジン
グ３１内にファン（図示しない）などで３０Ｍにて示す
矢印の向きに空気の流れを作り、３１外へ排出すること
により、ｆθレンズ３１Ｍ、３２Ｍはポリゴンスキャナ
の発熱による温度上昇の影響が一層低減される。ｆθレ
ンズ３１Ｍ、３２Ｍはプラスチック製であり、温度上昇
の影響による屈折率や形状の変化が顕著であり、各色全
てに対応するｆθレンズの温度上限は４５℃以下かつ温
度分布（主走査方向）は２℃以下としている。その結果
ビームスポット位置のずれのほかビーム径や走査線曲り
が抑制され、高画質化が達成できる。上記温度分布はい
１色内での温度分布よりも、色毎の相対的な差が小さい
ほうが色ずれの低減には効果が高い。ｆθレンズ３１
Ｍ、３２Ｍともにプレート３３Ｍに載置されているが、
少なくとも発熱源のポリゴンスキャナに近いｆθレンズ
３１Ｍだけでも効果はあり、３２Ｍについては適宜実施
しても良い。また、光学ハウジング３１の材質を上記金
属と一体化しても良いが、複雑な形状を安価に製造でき
る樹脂材質が最も好適である。

【００３０】図４は、本発明のタンデム型のカラー画像
形成装置等に用いられるポリゴンスキャナの実施例であ
る。ポリゴンスキャナ４０は軸方向に離間したポリゴン
ミラー部４２ａ（４２ｃ），４２ｂ（４２ｄ）には各々
各色に対応した複数のレーザビーム（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
が軸対象に対向した各４面に入射され、軸受に動圧空気
軸受を用い２５，０００ｒｐｍ以上で高速偏向走査す
る。

【００３１】本実施例となる円筒形状をしたセラミック
製の回転スリーブ４１の外周にはポリゴンミラー部を有
するアルミ合金からなるフランジ４２が焼キバメ固定さ
れている。回転体６０の上方には磁気軸受を構成する回
転ヨーク４３（磁性体からなる）がアルミ合金からなる
部材４４の中心部に固定されている。部材４４はフラン
ジ４２の上部に圧入または焼キバメまたは接着で固定さ
れ、回転スリーブ４１の上端開放部を閉止する機能も有
している。フランジ４２の下部にはロータ磁石４６が配
置され、周方向に対向するステータコア４５とともにア
ウターロータ型のブラシレスモータを構成している。フ
ランジ４２に設けられた円周溝４２ｅはスリーブ４１お
よび閉止部材４４の固定時や温度上昇に伴うポリゴンミ
ラー部への応力歪を防止するためのものである。ラジア
ル方向の動圧軸受を構成する固定軸４７は回転スリーブ
４１と同様に円筒形状のセラミック材料からなり、外径
表面にはヘリングボーン状の動圧発生溝４７ａが形成さ
れている。なお、回転スリーブ４１の内周面とで構成さ
れる動圧軸受隙間は数μｍで嵌合されている。

【００３２】固定軸４７の内周部にはアキシャル軸受を
構成する磁気軸受用永久磁石組立体（磁石５０＋上下の
磁性板４８と４９）が配置されている。磁気軸受用永久
磁石組立体は磁性体４３の突起部４３ａと径方向に磁気
ギャップをもち、ギャップ間にはたらく吸引力を利用し
てアキシャル方向へ非接触支持している。また、固定軸
４７と回転体６０とで形成される上部の空気溜り５１と
回転体６０外部とを連通させる微細穴が磁性体（回転ヨ
ーク）４３または下部閉止部材５２または部材４４な
ど、空気溜り５１を形成している部材に形成（図示しな
い）されており、磁気軸受にダンピング特性をもたせて
いる。また、回転体６０は回転体を覆うようにモータハ
ウジング５３と上カバー５４とレーザビーム透過部材
（図示しない）で略密閉されている。

【００３３】モータの駆動はロータ磁石４６の磁界によ
りモータ基板５５に実装されているホール素子から出力
される信号を位置信号として参照し、駆動回路５６によ
りステータ巻線の励磁切り替えを行い回転する。発熱部
となる駆動回路５６はモータハウジング５３の下部に装
着されている。ポリゴンミラーの反射面（４２ａ〜４２
ｄ）は少なくとも回転スリーブ４１とフランジ４２が焼
キバメ固定されたのちに鏡面加工される。したがって、
ポリゴンミラーを板バネのような別部品による固定の必
要がなくなり、固定による高精度に加工されたポリゴン
ミラーの平面度を悪化させることがない。さらには、従
来、面倒れ特性を維持するために必要であったポリゴン
ミラー搭載面の平面度や直角度を部品単位で高精度にす
る必要がなくなる。焼キバメ固定で一体化されているの
で、高速回転かつ高温状態でも固定部が緩むことなく、
安定した回転バランスを維持し、低振動が実現できる。

【００３４】ロータ磁石４６は樹脂をバインダーに使用
したボンド磁石であり、ロータ磁石４６の外径部には高
速回転時の遠心力による破壊が発生しないように、フラ
ンジ４２が外径を保持している構造である。動圧軸受と
ポリゴンミラーのゴミによる損傷を防止するためと高速
回転するポリゴンミラーの風切音を防音するためにモー
タハウジング５３と上カバー５４およびレーザ透過ガラ
スにより略密閉構造を形成している。モータハウジング
５３と上カバー５４は金属製部材（特に熱伝導率の高い
アルミ合金が好適である）からなり、ポリゴンスキャナ
４０の発熱による温度上昇を光学ハウジングへ速やかに
伝達することを可能としている。

【００３５】ポリゴンスキャナ４０はモータハウジング
５３の外壁部に設けられた固定部５７にネジ止めで光学
ハウジングに着脱自在に固定されている。光学ハウジン
グも放熱性のあるアルミ合金からなり、ポリゴンスキャ
ナ４０から伝達された熱を速やかに外部へ放散すること
が可能となる。したがって、温度上昇に対して問題とな
っていたプラスチック製の安価なレンズを使用すること
ができる。ポリゴンスキャナ４０を光学ハウジングに対
して着脱自在とすることにより、ポリゴンスキャナ４０
が故障した際にもポリゴンスキャナ単位で交換が可能と
なるほか、２５０００ｒｐｍ以下のように回転数が低く
温度上昇が問題とならないポリゴンスキャナの場合放熱
性を考慮せず樹脂製のモータハウジングを採用すること
ができ光学ハウジング等の共通使用が可能となる光走査
装置が提供できる。

【００３６】なお、ポリゴンスキャナの発熱を低減させ
るためには、消費電力を下げる必要がある。２５０００
ｒｐｍ以上の高速回転ではポリゴンミラーの風損Ｐ
［Ｗ］による割合が大きく、下記式（１）が成立する。 Ｐ＝Ｋ１×Ｋ２×Ｎ²×Ａ^４×ｔ×ｍ…式（１） ただし、Ｎ：回転数［ｓ^-１］、Ａ：内接円半径［ｃ
ｍ］、ｔ：厚さ（ミラー１段当たり）［ｃｍ］、ｍ：ミ
ラーの段数（ｍは正の整数）Ｋ１：定数１（ポリゴンミ
ラー周辺の形状に関係する係数）Ｋ２：定数２（単位変
換係数）。したがって、各項目を小さくすることが必要
となるが、実際はビーム径の小径化等の光学的な特性や
プリント枚数の仕様などにより小型化にも制限がある場
合が多く、所定以上の発熱は必ず発生する。

【００３７】本発明の光走査装置におけるｆθレンズの
温度影響は上記風損が大きいとき（高負荷ミラー）に、
顕著な効果がある。具体的には、２５０００ｒｐｍ（４
１７［ｓ^-１］）、内接円半径１.８ｃｍ、厚さ０.２ｃ
ｍ、２段ミラーの負荷以上でｆθレンズの温度上昇４５
℃以下、温度分布２℃以下が達成され、ビームスポット
位置のずれが所望の値以下とすることができた。本条件
を式（１）にあてはめてみると、Ｐ＝Ｋ１×Ｋ２×
（７.３×１０^−５）となり、したがって、（Ｎ²×Ａ^４
×ｔ×ｍ）＞（７×１０^５）を満足するポリゴンミラー
構成のとき本光走査装置の効果が達成できる。

【００３８】なお、図２、図３で説明したいわゆる対向
走査による光走査方式においても、同期検知の精度誤差
により対向する２色間で主走査方向のレジストずれが残
存する場合には、走査線の両端にビームを検知する装置
を設け、その間をビームが到達する時間を各色毎に計測
し、その計測結果に基づきビームを点灯する周波数を適
宜調整することが好適である。また、上記ビーム検知装
置でビーム検知後から画像書込みのビーム点灯開始を所
望の時間遅延したり、ビームの検知装置の光路には走査
レンズを通過させず、走査レンズの温度変動の影響を同
期検知精度に影響させないようにすることが好適であ
る。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明の効果 各色に対応する光走査装置の走査レンズの温度分布をと
もに略一致させたことにより、各色間のビームスポット
の位置ずれの少ない光走査装置を提供できる。

【００４０】請求項２の発明の効果 走査レンズのうち熱膨張係数を１.０×１０^-5／℃以上
となるｆθレンズとしたことにより、請求項１の効果に
加え、安価な光走査装置を提供できる。

【００４１】請求項３の発明の効果 ｆθレンズの温度は４５℃以下とし、かつ主走査方向に
おける温度差を２℃以内としたことによりプラスチック
製レンズによるビームスポット位置ずれが少ない、安価
な光走査装置を提供できる。

【００４２】請求項４の発明の効果 走査レンズ側からポリゴンミラー側へ気流を発生させた
ことにより、ポリゴンミラー駆動源の発熱を走査レンズ
に影響することが無く、温度上昇の変形の影響によるビ
ームスポット位置ずれが少ない光走査装置を提供でき
る。

【００４３】請求項５の発明の効果 ｆθレンズが当接載置される材質の熱伝導率をｆθレン
ズよりも高くしたことにより、ポリゴンミラー駆動源か
らの伝熱を主走査方向に均一化することにより、主走査
倍率誤差を低減し、ビームスポット位置ずれが少ない光
走査装置を提供できる。

【００４４】請求項６の発明の効果 ｆθレンズと中間部材の熱膨張率差を小さくしたことに
より、ｆθレンズが当接される接触部分の歪を軽減する
ことにより、ｆθレンズの形状を高精度に維持し、ビー
ムスポット位置ずれが少ない光走査装置を提供できる。

【００４５】請求項７の発明の効果 高負荷ポリゴンミラーを高速回転で回転させたときの発
熱の影響を軽減しビームスポット位置のずれが小さく、
かつ高温環境でもポリゴンスキャナの低振動による静音
化が可能な光走査装置を提供できる。

【００４６】請求項８の発明の効果 光学ハウジングの略中央に発熱源となるポリゴンミラー
駆動部を配置し、各色に対応するｆθレンズの温度分布
を略一致させ、各々対向する方向に複数のビームを各色
間のビームスポットの位置ずれの少ない光走査が可能と
なる。

【００４７】請求項９の発明の効果 請求項１乃至７にいずれかに記載の特徴をもつカラー画
像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される光走査装置の一例を説明
するための要部概略構成図である。

【図２】 本発明が適用される光走査装置の一例を説明
するためのカラー用光学装置の一例を説明するための要
部概略構成図である。

【図３】 本発明が適用されるカラー画像形成装置の一
実施例を説明するための構成図である。

【図４】 本発明によるポリゴンスキャナの一実施例を
説明するための副走査方向断面図である。

【符号の説明】

４０…ポリゴンスキャナ、４１…回転スリーブ、４２…
フランジ、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ…ポリゴン
ミラー部、４２ｅ…円周溝、４３…回転ヨーク、４３ａ
…突起部、４４…部材、４５…ステータコア、４６…ロ
ータ磁石、４７…固定軸、４７ａ…ヘリングボーン状の
動圧発生溝、４８，４９…上下の磁性板、５０…磁石、
５１…空気溜り、５２…下部閉止部材、５３…モータハ
ウジング、５４…上カバー、５５…モータ基板、５６…
駆動回路、５７…固定部、６０…回転体、Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ…レーザビーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA44 BA04 BA53 BA86 DA33 2H045 BA22 BA34 CA62 CB22 DA02 DA41 5C051 AA02 CA07 DA02 DB22 DB24 DB30 DB34 DC07 EA01 5C072 AA03 BA12 DA02 DA04 DA21 HA02 HA06 HA09 HA13 QA14 XA05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各色に対応する複数の光源装置から放射
   された各々のレーザビームをポリゴンミラーの回転によ
   って偏向走査し、各々複数の走査結像光学系により被走
   査面に向かって集光する光走査装置において、各色に対
   応する走査レンズの温度分布をともに略一致させたこと
   を特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 上記走査レンズは少なくともｆθレンズ
   であり、熱膨張係数が１.０×１０^-5／℃以上の材質か
   らなることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 上記走査レンズは少なくともｆθレンズ
   であり、該レンズの温度は４５℃以下とし、かつ主走査
   方向における温度差を２℃以内としたこと特徴とする請
   求項１に記載の光走査装置。
4. 【請求項４】 走査レンズ側からポリゴンミラー側へ気
   流を発生させたことを特徴とする請求項１に記載の光走
   査装置。
5. 【請求項５】 上記走査レンズのうち少なくともｆθレ
   ンズが当接載置される材質の熱伝導率はｆθレンズより
   も高いことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
6. 【請求項６】 ｆθレンズが当接載置される部分と光学
   ハウジングの間に中間部材を配置し、かつｆθレンズの
   熱膨張率を中間部材の熱膨張率の２倍以下としたことを
   特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
7. 【請求項７】 ポリゴンミラーの回転数Ｎ［ｓ^-１］、
   内接円半径Ａ［ｍｍ］、厚さｔ［ｍｍ］、ミラーの段数
   ｍ（ｍは正の整数）としたとき下式（１）を満足するこ
   とを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光走
   査装置。 （Ｎ²×Ａ^４×ｔ×ｍ）＞（７×１０^５）…式（１）
8. 【請求項８】 複数の走査結像光学系を単一のハウジン
   グ内に収容し、略中央にポリゴンミラーを有する偏向手
   段により、各々対向する方向に複数のビームを走査する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置を用いた
   光走査方法。
9. 【請求項９】 潜像担持体に光走査により潜像を形成
   し、該潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成
   装置において、前記請求項１乃至７のいずれかに記載の
   光走査装置を用いたことを特徴とするカラー画像形成装
   置。