JP2004070108A

JP2004070108A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置

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Publication number: JP2004070108A
Application number: JP2002231020A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Shimomura; 下村　秀和; Hiroshi Sato; 佐藤　浩; Manabu Kato; 加藤　学; Keiichiro Ishihara; 石原　圭一郎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】球面収差が補正された領域内であればどのような斜入射角であっても、必ず走査光学素子の光軸上に結像させることができ、また主走査方向の有効走査範囲内において、この副走査方向の球面収差を補正させることで、走査線曲がりを低減させることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を得ること。
【解決手段】光源手段１と、該光源手段から発せられた光束を偏向する偏向手段５と、該偏向手段により偏向された偏向光束を被走査面８上に結像させる走査光学系６と、を具備する光走査装置において、該走査光学系は、該偏向手段の回転軸と直交する面に対してある斜入射角γとγ´（０≠γ´＜γ）をもって斜入射する２つの光束の被走査面上における副走査方向の結像位置を一致又は略一致させる走査光学素子を有すること。
【選択図】　　図１Ｂ

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、例えば光源手段から光変調され出射した単一又は複数の光束を偏向手段としてのポリゴンミラーにより反射偏向させ、走査光学系を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の装置に好適なものである。
【０００２】
この他、本発明は偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して斜め方向から光束を入射する（斜入射）ことや、斜入射により発生する被走査面上における走査線曲がりを補正して常に良好なる画像が得られる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。また１以上の光走査装置を用いて各色に対応した複数の像担持体から成るカラー画像形成装置に好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来よりレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の光走査装置においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する走査光学系によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【０００４】
図１６は従来の光走査装置の要部概略図である。
【０００５】
同図において光源手段９１から出射した発散光束はコリメーターレンズ９２により略平行光束に変換され、絞り９３によって該光束を制限して副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９４に入射した略平行光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては集束してポリゴンミラーから成る偏向手段（光偏向器）９５の偏向面（反射面）９５ａにほぼ線像として結像している。
【０００６】
そして偏向手段９５の偏向面９５ａで偏向された光束をｆθ特性を有する走査光学系９６を介して被走査面としての感光ドラム面９８上に導光し、偏向手段９５を矢印Ａ方向に回転させることによって該感光ドラム面９８上を矢印Ｂ方向に光走査して画像情報の記録を行なっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この様な光走査装置において、高精度な画像情報の記録を行なうためには、被走査面全域に渡って像面湾曲が良好に補正されていること、画角（走査角度）θと像高（走査中心からの距離）Ｙとの間に等速性をともなう歪曲特性（ｆθ特性）を有していること、像面（被走査面）上でのスポット径が各像高において均一であること等が必要である。この様な光学特性を満足する光走査装置、もしくは走査光学系は従来より種々提案されている。
【０００８】
一方、複数の光束を１つの光偏向器を用いて走査する場合に、走査後の光束を各色に対応した感光体上に導く必要性から光束を副走査方向で分離するために、入射光束を偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して斜め方向から入射する（斜入射）必要が生じてくる。光束を偏向手段に対して斜入射すると被走査面上で走査線が湾曲する所謂「走査線曲がり」が発生してくる。
【０００９】
特に光走査装置から４つの感光体（感光ドラム）へレーザー光を導いて潜像を形成し、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｂｋ（ブラック）の各色の原稿の画像を各々対応する感光体面上に形成するカラー画像形成装置の場合、各感光体面上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色の画像を紙等の転写体上に重ね合わせるため、各感光体に対応した光走査装置の走査線に湾曲が発生していると４色間での走査線の形状に誤差を生じ、転写体上での画像において色ずれが生じるため著しい画像性能の劣化を招くという問題点が生じてくる。
【００１０】
走査線曲がりの問題を解決する手段として、いくつかの光走査装置が提案されている。
【００１１】
特開平７−１９１２７２号公報には、偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して斜め方向から光束を入射させる光走査装置であって、走査光学系を構成する走査光学素子の１つにアナモフィックレンズを有し、該アナモフィックレンズの主走査断面形状を非球面とし、副走査断面の曲率半径が主走査断面形状とは無関係に設定し、更にその光軸が偏向手段の偏向面に対して副走査方向に偏心して配置させたことにより走査線曲がりを補正した例が開示されている。
【００１２】
特開平９−１８４９９１号公報には、防塵ガラスとして用いる平行平板を傾けて配置することにより走査線曲がりを補正した例が開示されている。
【００１３】
これらの技術は走査光学系に含まれるアナモフィックレンズ等の走査光学素子（結像光学素子）を副走査方向に変位させたり、防塵ガラス等の結像作用を及ぼさない光学素子を傾斜させたりと、光学素子を偏心させることにより走査線曲がりを補正したものである。
【００１４】
しかしながら、これらの光学素子を光路中で偏心させると走査線曲がりは補正されるが、それ以外の光学特性が変化してくる。また光学素子の偏心量は特定の光束に対してのみ走査線曲がりの補正効果を有するものであり、複数の光束に対して同時に走査線曲がりを補正することが困難となってくる。この場合、１本の光束に対して１つの光学素子を用意する必要があり、複数の光束を用いるときは各々の光束に対して複数の光学素子が必要となり、部品点数が増大してくる。
【００１５】
特開平９−９０２５４号公報には、シリンドリカルレンズの子線を非円筒面とすることによってシリンドリカルレンズを透過した光束の波面を副走査方向の周辺で参照球面に対して遅らせた例が開示されている。
【００１６】
この例は副走査方向のビーム径が小さい場合にビームウエストがガウス像面から離れ、デフォーカスによるビーム径の変化が大きくなり、描画性能が劣化することを防止する為の構成であり、走査線曲がりを課題としたものではなかった。
【００１７】
本発明は偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して斜め方向から光束を入射すること（斜入射）や、走査光学系を副走査方向に偏心させて使用することによって発生する走査線曲がりを良好に改善することができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１８】
この他、本発明は折り返しミラー等の光学素子の配置の制約を受けることなく、常に走査線曲がりを微小に抑えることができる簡易な構成の光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１９】
この他、本発明は常に走査線曲がりを微小に抑えることができる光走査装置を１以上用いることにより、色ずれのない常に良好なる画像が得られるカラー画像形成装置の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段と、該光源手段から発せられた光束を偏向する偏向手段と、
該偏向手段により偏向された偏向光束を被走査面上に結像させる走査光学系と、を具備する光走査装置において、
該走査光学系は、該偏向手段の回転軸と直交する面に対してある斜入射角γとγ´（０≠γ´＜γ）をもって斜入射する２つの光束の被走査面上における副走査方向の結像位置を一致又は略一致させる走査光学素子を有することを特徴としている。
【００２１】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記走査光学素子は、前記被走査面上の有効走査範囲内において、前記２つの光束が到達する副走査方向の位置のずれ量が１０μｍ以下に抑える光学的作用を有することを特徴としている。
【００２２】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記走査光学素子は、該走査光学系の副走査方向の焦点距離をｆｓとしたとき、前記光束の斜入射角がγ以下の全領域において、副走査方向の球面収差が０．０５ｆｓ以下となっていることを特徴としている。
【００２３】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記走査光学素子は、副走査方向において前記偏向手段で反射偏向された光束の主光線が光軸以外を通過するように配置されており、該走査光学素子は、子線の非球面量が該走査光学素子の主走査方向に沿って変化する子線非球面量変化面を含んでいることを特徴としている。
【００２４】
請求項５の発明は請求項１乃至４の何れか１項の発明において、
前記走査光学素子は、副走査方向において前記偏向手段で反射偏向された光束の主光線が光軸以外を通過するように配置されており、該走査光学素子は副走査方向に非球面作用を有する回折部を有していることを特徴としている。
【００２５】
請求項６の発明は請求項１乃至５の何れか１項の発明において、
前記走査光学素子は、子線曲率半径が該走査光学素子の主走査方向に沿って変化する子線曲率半径変化面を１面以上有していることを特徴としている。
【００２６】
請求項７の発明は請求項１乃至６の何れか１項の発明において、
前記走査光学系は、１つの走査光学素子より成ることを特徴としている。
【００２７】
請求項８の発明は請求項４の発明において、
前記走査光学系の副走査方向の屈折力は、前記子線非球面量変化面の屈折力と等しい又は略等しいことを特徴としている。
【００２８】
請求項９の発明は請求項８の発明において、
前記走査光学系の副走査方向のパワーをφｓｏ、前記子線非球面量変化面の副走査方向のパワーをφｓｉとするとき、
０．９×φｓｏ≦φｓｉ≦１．１×φｓｏ
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２９】
請求項１０の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記走査光学素子は、副走査方向において前記偏向手段で反射偏向された光束の主光線が光軸以外を通過するように配置されており、該走査光学素子の複数の面のベンディングにより、前記斜入射角γ以下の全領域における副走査方向の球面収差が補正されていることを特徴としている。
【００３０】
請求項１１の発明は請求項１乃至１０の何れか１項の発明において、
前記光源手段は、２以上の光束を放射しており、このうち少なくとも１本の光束の主光線が副走査断面内において、前記走査光学素子の光軸に対して上側を通過し、別の１つの光束の主光線が前記走査光学素子の光軸の下側を通過するように構成したことを特徴としている。
【００３１】
請求項１２の発明は請求項１乃至１１の何れか１項の発明において、
前記偏向手段は複数の光束を偏向しており、前記走査光学系は該偏向手段で偏向された複数の光束を各々対応する複数の被走査面上に結像させる複数の走査光学素子を有し、該偏向手段は複数の走査光学系で共用していることを特徴としている。
【００３２】
請求項１３の発明は請求項１乃至１２の何れか１項の発明において、
前記斜入射角γは
０°＜γ＜１０°
であることを特徴としている。
【００３３】
請求項１４の発明は請求項１乃至１３の何れか１項の発明において、
主走査断面内において光軸上における前記偏向手段から前記走査光学素子の光出射面までの空気換算距離をＰ１、該走査光学素子の光出射面から前記被走査面までの距離をＰ２、軸外における該偏向手段から該走査光学素子の光出射面までの空気換算距離をＭ１、該走査光学素子の光出射面から該被走査面までの距離をＭ２とするとき、
【００３４】
【数２】

【００３５】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００３６】
請求項１５の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００３７】
請求項１６の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有することを特徴としている。
【００３８】
請求項１７の発明のカラー画像形成装置は、
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の光走査装置を１以上と、該光走査装置の被走査面位置に配置され、夫々異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴としている。
【００３９】
請求項１８の発明は請求項１７の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを備えたことを特徴としている。
【００４０】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１Ａは本発明の実施形態１における光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１Ｂは本発明の実施形態１における光走査装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００４１】
ここで、主走査方向とは偏向手段の回転軸及び走査光学素子の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査光学系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。
【００４２】
図１Ａ、図１Ｂにおいて１は光源手段である半導体レーザーである。半導体レーザー１からの１以上の発散光をコリメーターレンズ２により平行光束又は略平行光束（収斂又は発散光束であっても良い。）に変換した後、絞り３により所望のスポット径が得られるように光束幅が制限される。４は副走査方向のみに所定の屈折力を有したシリンドリカルレンズであって後述する偏向手段５の偏向面５ａ近傍に主走査断面と平行方向に長手の線像として結像させている。５は例えば４面（４面以上いくつであっても良い。）構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）から成る偏向手段であり、モーターの駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００４３】
６はｆθ特性を有する１枚の走査光学素子（ｆθレンズ）によって構成される走査光学系であって、偏向手段５によって反射偏向された偏向光束を被走査面としての感光体ドラム面（感光体）８上に結像させ、且つ該偏向手段５の偏向面５ａの面倒れを補正している。以下、走査光学系６を走査光学素子６とも言う。このとき、偏向手段５の偏向面５ａで反射偏向された偏向光束は走査光学系６を介して感光体ドラム面８上に導光され、ポリゴンミラー５を矢印Ａ方向に回転させることによって該感光体ドラム面８上を矢印Ｂ方向に光走査している。これにより感光体ドラム面上に走査線を形成し、画像記録を行っている。
【００４４】
図１Ｂに示した通り、実施形態１では光源手段１から発せられた光束を偏向面５ａに斜め下方から副走査方向に角度γを有して入射させており、走査光学系を構成する１枚の合成樹脂製又はガラス製の走査光学素子６に入射している。走査光学素子６は偏向光束を被走査面８上にスポットとして結像させている。
【００４５】
ここで、実施形態１における各光学部材の光学配置を表１に示す。
【００４６】
【表１】

【００４７】
また実施形態１における走査光学素子６の入射面ならびに出射面の形状を表２に示した。
【００４８】
【表２】

【００４９】
図２Ａは本発明の実施形態１における光走査装置の光学系の光路を展開したときの副走査断面図である。
【００５０】
図１Ｂや図２Ａに示した通り、実施形態１では光源手段１から発せられた光束を斜め下から偏向面５ａへ副走査方向に角度γを有して入射させており、走査光学系６を構成する１枚の合成樹脂製又はガラス製の走査光学素子に入射している。走査光学素子６はアナモフィックな面を含み偏向光束を被走査面８上にスポット又は略スポットとして結像させている。
【００５１】
図６に実施形態１で用いている走査光学素子６の面の概念図を示す。
【００５２】
走査光学素子６の入射面６ａならびに出射面６ｂの母線形状は、１０次までの関数として表せる非球面形状により構成している。例えば図６に示すように走査光学素子６と光軸Ｌａとの交点を原点Ｏ１とし、光軸方向ＬａをＸ軸、主走査断面内（ＸＹ面内）において光軸Ｌａと直交する軸をＹ軸、ＸＹ面内に直交する方向をＺ軸とする。このとき主走査方向（Ｙ方向）と対応する母線方向の母線形状Ｘａが、
【００５３】
【数３】

【００５４】
（但し、Ｒは母線曲率半径，Ｋ，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ１０，Ｂ１２，Ｂ１４，Ｂ１６は非球面係数）なる式で表されるものである。
【００５５】
また副走査方向と対応する子線方向の子線形状Ｓが、
【００５６】
【数４】

【００５７】
なる式で表されるものである。Ｓは母線方向の各々の位置Ｙにおける母線の法線を含み主走査断面（ＸＹ面）と垂直な面内に定義される子線形状である。
【００５８】
ここで主走査方向に光軸Ｌａから距離Ｙだけ離れた位置Ｙにおける副走査方向の曲率半径（子線曲率半径）Ｒｓ＊が、
【００５９】
【数５】

【００６０】
（但し、Ｒｓは光軸Ｌａ上の子線曲率半径，Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１０は子線変化係数）なる式で表されるものであり、更に子線方向の非球面成分として
【００６１】
【数６】

【００６２】
なる値を（ａ）式に付加した面である。
【００６３】
なお実施形態１では面形状を上記数式にて定義したが、子線方向の非球面成分を表現できる数式であれば良く、上記数式に制限されるものではない。
【００６４】
また実施形態１の走査光学素子６の各面は副走査方向にシフトやチルトを与えておらず、被走査面８の端部へ向う偏向光束がポリゴンミラー５の偏向面５ａで反射偏向される位置５ａ１を走査光学素子６の光軸Ｌａと同じ高さに構成している。
【００６５】
表２に示した通り、走査光学素子６の入射面６ａは母線形状が非球面形状（非円弧形状）であり、子線形状が平面（直線）である主走査方向のみにパワー（屈折力）を有するシリンドリカル面である。走査光学素子６の出射面６ｂは母線形状が円弧であり、子線形状は母線方向に沿って光軸から離れるに従い曲率半径が連続的に変化する子線曲率半径変化面であり、更に光軸上は円弧形状であり光軸以外の場所では非球面形状（非円弧形状）であって母線方向に沿って光軸から離れるに従い非球面量が変化する子線非球面量変化面でもある面で形成されている。
【００６６】
また走査光学素子６の主走査断面内における非球面の非球面形状は曲率変化に変曲点を持たない形状で形成されている。
【００６７】
次に図２Ａに示す実施形態１における光走査装置の副走査方向の概要図について説明する。
【００６８】
実施形態１では光源手段１から発せられた入射光束Ｌｉ１が主走査断面に対して副走査方向に角度γ＝３（ｄｅｇ）を有して偏向手段５の偏向面５ａに入射している。また偏向面５ａで反射した偏向光束Ｌｄ１も主走査断面に対して副走査方向に角度γ＝３（ｄｅｇ）を有して走査光学素子６へ入射している。その為、偏向光束Ｌｄ１の主光線（一点鎖線）が走査光学素子６の入射面６ａならびに出射面６ｂ上に到達する位置は子線光軸（もしくは母線）Ｌａから大きく離れた位置を通過する。レンズ面の通過位置Ｚａ，Ｚｂ、光軸Ｌａからの距離Ｚｌｅｎｓは母線位置（Ｚｌｅｎｓ＝０）よりも上方であり、Ｚｌｅｎｓ＞＞０　となる。
【００６９】
実施形態１では偏向光束Ｌｄ１が走査光学素子６の入射面６ａに到達する副走査方向の位置Ｚａの距離Ｚｌｅｎｓ＝２．７３ｍｍであり、出射面６ｂに到達する副走査方向の位置Ｚｂの距離Ｚｌｅｎｓ＝３．３４ｍｍである。
【００７０】
また角度γ＝１．５（ｄｅｇ）で斜入射する光束Ｌｉ２では、走査光学素子６の入射面６ａに到達する副走査方向の位置Ｚｃの距離Ｚｌｅｎｓ＝１．３６ｍｍであり、出射面６ｂに到達する副走査方向の位置Ｚｄの距離Ｚｌｅｎｓ＝１．６７ｍｍである。
【００７１】
走査光学素子６を通過した偏向光束Ｌｄ（Ｌｄ１，Ｌｄ２）は走査光学素子６の集光作用により被走査面８上にスポットとして結像され、実施形態１においては偏向光束Ｌｄ１，Ｌｄ２ともに、被走査面８上で主走査断面上（走査光学素子６の光軸Ｌａ上）に到達する。このように異なる斜入射角の光束が被走査面８上で同一位置（光軸上）に到達するためには、偏向光束Ｌｄ１，Ｌｄ２を含む範囲内（図２Ｂの斜線部）で副走査方向の球面収差を補正すればよい。このことについては、後述説明する。
【００７２】
ここで偏向光束Ｌｄが被走査面８上に到達する副走査方向の位置のことを照射位置Ｚｏといい、光軸Ｌａからの距離をＺｉｍａｇｅと呼ぶこととする。
【００７３】
このとき走査光学素子６の入射面６ａ及び出射面６ｂに到達する偏向光束Ｌｄの副走査方向の位置ならびに走査光学素子６を通過した偏向光束Ｌｄを下方へと向きを変えるパワー（屈折力）が像高によって異なることにより、照射位置Ｚｏの距離Ｚｉｍａｇｅが同一に揃わず、所謂走査線曲がりの問題点が発生する。
【００７４】
この問題点を解決するために実施形態１における光走査装置では走査光学系を構成する１枚の走査光学素子６の出射面６ｂを前述の式（ｂ）の子線形状Ｓ及び図３の数値で示す子線非球面量変化面としている。ここで子線非球面量変化面とはレンズ面の母線方向に沿ってレンズ面の光軸Ｌａから離れるに従って子線の非球面量ΔＸｚを変化させた面である。
【００７５】
ここで子線非球面量ΔＸｚとは図６に示すように母線上以外（子線光軸上以外）の副走査方向のある位置Ｚｌｅｎｓ（Ｚｌｅｎｓ≠０ｍｍ）において、レンズ面がベースの子線曲率半径Ｒｓ＊から光軸方向に変位する量ΔＸｚのことをいい、子線非球面量ΔＸｚが変化するとは副走査方向の同一位置Ｚｌｅｎｓ（Ｚｌｅｎｓ≠０ｍｍ）における子線非球面量ΔＸｚが母線方向の位置Ｙによって変化することを言う。つまり、ｄΔＸｚ／ｄＹ≠０であることを指す。
【００７６】
図３に実施形態１における走査光学素子６の出射面６ｂの子線非球面量ΔＸｚが変化する様子を示す。また図４にある子線光軸からの距離Ｚにおける子線非球面量ΔＸｚが母線方向（Ｙの値）に沿って変化する様子（図７の位置ＺＲａの子線非球面量ΔＸｚ）を示し、図５にある出射面６ｂの光軸Ｌａから母線方向に沿った距離Ｙにおける子線非球面量ΔＸｚが副走査方向（Ｚ方向）に沿って変化する様子（図８の位置ＹＲａの子線非球面量ΔＸｚ）を示す。
【００７７】
実施形態１では出射面６ｂの子線形状を全て非円弧（非球面）とし、更に図４に示した様に母線方向に沿って出射面６ｂ光軸から離れるに従って子線の非球面量が徐々に減少する様に変化させた子線非球面量変化面としている。また図５に示した通り、子線光軸から副走査方向に沿って離れるに従い徐々に増加する様に子線非球面量を付加している。ここで、符号のプラスとはベースの円弧形状から被走査面側に変位することを示している。
【００７８】
母線方向に沿って出射面６ｂ光軸Ｌａから離れるに従って子線非球面パワーがゼロから徐々に増加する様に変化させており、出射面６ｂ光軸Ｌａ上以外の場所において、子線光軸Ｌａから副走査方向に沿って離れるに従い子線非球面パワーが徐々に減少する様に変化させた子線非球面量変化面としている。
【００７９】
また付加した子線非球面パワーはベース円弧形状の約１／１００と微少のパワーであって、子線非球面は副走査方向の像面湾曲に殆ど寄与することなく、走査線曲がり補正のみに効力を有している。
【００８０】
図９は実施形態１の走査中央像高と走査端部像高における副走査方向の球面収差を表している。実際の光束は図２Ａに示した狭い範囲であるが、実施形態１に使用したレンズの球面収差を評価する上では、図２Ｂの斜線の範囲で行っている。比較例としては子線方向に非球面を与えていないものを用いている。縦軸は走査光学素子６の入射面６ａを通過する光線の副走査方向の位置を表している。このグラフが示すとおり、偏向光束Ｌｄ１，Ｌｄ２を含む全領域において、副走査方向の球面収差が良好に補正されている。
【００８１】
具体的には走査光学素子６は、走査光学系の副走査方向の焦点距離をｆｓとしたとき、光束の斜入射角がγ以下の全領域において、副走査方向の球面収差が０．０５ｆｓ以下となっている。
【００８２】
このように球面収差を補正することで球面収差が補正された領域に斜入射した光束は必ず走査光学素子６の光軸上に結像させることが可能である。
【００８３】
これには次に挙げる２つのメリットを有する。
【００８４】
１つ目は、光源やコリメーターレンズなどの配置誤差により、斜入射角γがずれたとしても、必ず感光体ドラム面上の同じ照射位置に結像させることができるため、副走査方向の照射位置調整を簡略化させることができる。また斜入射角γが装置振動などでブレたとしても、ピッチムラを生じることなく、安定した画質を確保できる。
【００８５】
２つ目は、この走査光学素子を異なる画像形成装置で使用することを考えた場合にメリットを有する。すなわち本体上のスペースの制限から、斜入射角γを振って走査光学素子後のミラー配置などを変更した場合、全く同じ走査光学素子を流用することが可能であるということである。これまでの斜入射光学系においては走査線曲がりを補正するために走査光学素子を偏心させていた。これは、その斜入射角γにおいては走査線曲がりを補正することは可能であっても、異なる斜入射角γ´においては対応できていなかった。よって異なる斜入射角度においては、その角度で再度走査光学素子を設計しなければならなかった。しかしながら実施形態１のように、実使用が想定される範囲以内で副走査方向の球面収差を補正しておきさえすれば、その範囲内であれば、いかなる斜入射角γにも対応可能な走査光学素子を提供できる。
【００８６】
また球面収差を補正するためには、実施形態１のように子線非球面を与える他にも、非球面効果を有する回折光学素子面を用いてもよいし、複数の面のベンディングによっても球面収差を補正することが可能である。
【００８７】
図１０に実施形態１（斜入射角３°）における収差図を示した。
【００８８】
主走査方向の像面湾曲は±０．６ｍｍ以内であり、副走査方向の像面湾曲は±０．３ｍｍ以内であって共に良好に補正されている。また歪曲収差（ｆθ特性）は±０．３％以内であり、像高ずれは±０．０８ｍｍ以内であって良好に補正されている。
【００８９】
これによりベース円弧形状が及ぼす集光作用によって副走査方向の像面湾曲を補正することとは別に、子線の非球面効果によって被走査面上の照射位置を制御することが可能となる。その非球面効果によって各像高へ向う偏向光束の照射位置Ｚｏａを中心像高の照射位置Ｚｏに揃えることができる。つまり、副走査方向の像面湾曲と走査線曲がりとを独立に補正可能となる。具体的には副走査方向の位置ずれ量が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下に揃えている。
【００９０】
図１１には実施形態１（斜入射角３°と１．５°）と比較例とにおける光走査装置の照射位置及び走査線曲がりを示した。比較例として挙げた光走査装置は実施形態１の非球面効果を除外した走査光学系を用いた。また走査線曲がりとは各像高と中心像高とにおける照射位置のずれを取ったものである。
【００９１】
図１１に示した通り、走査光学系６の光軸上にあたる中心像高の照射位置は実施形態１の場合Ｚｉｍａｇ＝０ｍｍであり、子線非球面を用いない比較例においてはＺｉｍａｇ＝−０．０９９７ｍｍである。
【００９２】
比較例では中心像高に対して端部像高の照射位置が下方に変位しており、走査線曲がりが１１μｍ発生している。これに対して、実施形態１では各像高において照射位置を揃えており、走査線曲がりが斜入射角３°の場合４．７μｍ、斜入射角１．５°の場合２．３μｍと十分に小さく補正している。
【００９３】
以上により、母線方向に沿って光軸Ｌａから離れるに従い子線非球面量ΔＸｚを変化させたことにより、各像高における照射位置を揃えて走査線曲がりの問題を飛躍的に改善させることが可能となることが分かる。
【００９４】
また実施形態１の光走査装置において、偏向光束Ｌｄが走査光学素子６の入射面６ａならびに出射面６ｂに到達する副走査方向の位置より被走査面８上の照射位置Ｚｏを子線光軸Ｌａに近づけたので、走査線曲がりをより良好に補正することができる。
【００９５】
次に実施形態１の走査光学系を構成する１枚の走査光学素子６について説明する。入射面６ａは主走査方向のみにパワーを有するシリンドリカルレンズ面である。出射面６ｂは母線が円弧形状であり、子線が凸形状で母線方向に沿って光軸から離れるに従って徐々に曲率半径の絶対値が大きくなる子線曲率半径変化面である。また走査光学系６の光軸を挟んだ主走査方向の左右で非対称に子線曲率半径が変化している。このように走査光学系６の副走査方向の全パワー（屈折力）を出射面６ｂに集中させている。
【００９６】
具体的には全パワーの９０％以上を集中させえるのが望ましい。即ち、走査光学系６の副走査方向のパワーをφｓｏ、子線非球面量変化面の副走査方向のパワーをφｓｉとするとき、
０．９×φｓｏ≦φｓｉ≦１．１×φｓｏ
なる条件を満足するようにしている。
【００９７】
図１２には実施形態１の主走査方向の要部概要図を示す。
【００９８】
図１２に示した様に出射面６ｂの母線形状は、主走査方向において走査光学系６の光軸上における偏向光束が偏向面５ａにより反射される位置から偏向光束が出射面６ｂに到達する位置までの距離Ｐ１と偏向光束が出射面６ｂに到達する位置から被走査面８上に到達する位置までの距離Ｐ２との比　Ｐ２／Ｐ１が、被走査面８上の全ての像高へ向う偏向光束の光路について略一定（Ｐ２／Ｐ１＝Ｃｏｎｓｔ）もしくは一定値より±１０％以内である形状を成した円弧形状としている。例えば、像高の端部Ｉｐへ向う偏向光束Ｌｄの光路を例に取った場合、偏向光束Ｌｄが偏向面５ａにより反射される位置から偏向光束Ｌｄが出射面６ｂに到達する位置までの距離Ｍ１と偏向光束Ｌｄが出射面６ｂに到達する位置から被走査面８上に到達する位置までの距離Ｍ２との比　Ｍ２／Ｍ１が、Ｐ２／Ｐ１と同一又は略等しくなる（Ｍ２／Ｍ１≒Ｐ２／Ｐ１　具体的には±１０％以内の範囲内と成ること。）ように母線形状を決定している。
【００９９】
即ち、
【０１００】
【数７】

【０１０１】
と成るようにしている。
【０１０２】
実施形態１では走査光学系６の副走査方向の全パワー（屈折力）を出射面６ｂに集中させているが、前述した母線形状により副走査方向の像面湾曲を揃えることと副走査方向の横倍率（副走査倍率）βｓを略一定の値に揃えることを両立できる。実施形態１の走査光学系６の副走査倍率βｓ＝−２．３１（倍）である。
【０１０３】
これにより製造誤差や組立誤差などによって走査光学素子６が副走査方向に変位したり傾いたりした場合等、所謂副走査方向の偏心が生じた場合においても設計上（初期）の走査線曲がりの性能を維持することができる。
【０１０４】
つまり実施形態１における光走査装置では、被走査面８上の全像高に渡って走査線曲がりを良好に補正することができると共に、走査光学素子６が副走査方向に偏心した場合においても良好な走査線曲がり性能を維持することができる。
【０１０５】
そのため常に走査線曲がりが良好に補正され、常に良好なる画像が得られる光走査装置を提供することができる。
【０１０６】
実施形態１では光源手段１から発せられた光束を主走査断面に対して斜入射角γで偏向手段に入射させ、被走査面８の端部へ向う偏向光束がポリゴンミラー５の偏向面５ａで反射偏向される位置を走査光学系６の光軸と同じ高さに構成した例を挙げたが、これに限ったものではなく、例えば全像高へ向う偏向光束が偏向面５ａで反射偏向される位置を走査光学系６の光軸よりも上方に配置しても、本発明の効果を十分に得ることができる。
【０１０７】
また実施形態１では１本の光束を光走査する光走査装置を例に挙げたが、これに限ったものではなく、例えば２本、３本、４本…と複数の光束を同時に光走査するマルチビーム型の光走査装置においても同等の効果を得ることができる。
【０１０８】
また実施形態１では１枚の走査光学素子により構成した走査光学系を例に挙げたが、これに限ったものではなく、例えば走査光学素子や結像ミラーなどの光学部材を複数枚用いて構成された走査光学系であっても良く、該走査光学素子のうち少なくとも１面を子線非球面量変化面とすることで、走査線曲がりを良好に補正することができる。
【０１０９】
尚、実施形態１において走査光学素子の入射面又は／及び出射面に回折部を設けて、前述と同様の非球面作用を有するように構成しても良い。
【０１１０】
実施形態１では走査光学素子６の出射面６ｂのみを子線非球面量変化面とした子線非球面量変化面が１面だけの光走査装置の例を挙げたが、これに限ったものではなく、走査光学素子６の入射面６ａも子線非球面量変化面として非球面量を両面に分担させた子線非球面量変化面を複数面とした光走査装置であっても実施形態１と同等の効果を得ることができる。
【０１１１】
また実施形態１の走査光学系６は出射面６ｂの母線形状を円弧としたが、これに限ったものではなく、非円弧（非球面形状）とすれば主走査方向の各収差をより良好に補正することができ、実施形態１と同等以上の効果を得ることができる。
【０１１２】
更に実施形態１では子線の非球面項の係数をＺ^４　，Ｚ^４Ｙ^２，の２つとしたが、これに限ったものではなく、Ｚ^４Ｙ^４，Ｚ^４Ｙ^６，Ｚ^４Ｙ^８，…，と「Ｚ^４」に掛かる「Ｙ」の次数を増加させた多項式や、また、Ｚ^６，Ｚ^６Ｙ^２，Ｚ^６Ｙ^４，Ｚ^６Ｙ^６，Ｚ^６Ｙ^８，…，Ｚ^８，Ｚ^８Ｙ^２，Ｚ^８Ｙ^４，Ｚ^８Ｙ^６，Ｚ^８Ｙ^８，…，と上記に加えて「Ｙ」の各次数項に掛かる「Ｚ」の次数を増加した多項式を子線非球面の表現式に用いることにより、本発明の効果をより向上させることができるようになる。
【０１１３】
［実施形態２］
図１３Ａは本発明の実施形態２における光走査装置の主走査断面図であり、図１３Ｂは副走査断面図である。
【０１１４】
実施形態２は実施形態１における光走査装置を２つ備え（但し、偏向手段は共有している。）、更に夫々の走査光学系６へ２本の光束を入射させて、更に１つの偏向手段５に同時に４本の光束を入射させ、１つの偏向手段５で４つの光束を偏向し、夫々に対応した感光体ドラム８ａ〜８ｄ上を光走査させたカラー画像形成用の光走査装置である。
【０１１５】
図１３中、１は光源手段（マルチビームレーザ）であり、夫々１本の光束を出射する４つの半導体レーザー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから成っている。４つの半導体レーザー１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから発せられた４本の発散光束は夫々に対応したコリメーターレンズ（第１の光学素子）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにより略平行光束（収斂光束又は発散光束であっても良い。）に変換され、夫々に対応した開口絞り３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって光束幅を制限される。このうち開口絞り３ａ，３ｂを通過した２つの略平行光束は副走査方向のみにパワーを有する第１のシリンドリカルレンズ（第２の光学素子）４ａにより、後述する偏向手段５の偏向面５ａ近傍に主走査断面内に長手の線像として結像される。また開口絞り３ｃ，３ｄを通過した２つの略平行光束は副走査方向のみにパワーを有する第２のシリンドリカルレンズ４ｂにより、後述する偏向手段５の偏向面５ｂ近傍に主走査断面内に長手の線像として結像される。
【０１１６】
５は例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）から成る偏向手段であり、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定の角速度で回転している。
【０１１７】
６１はプラスチック成型により作製されたｆθ特性を有する１枚の走査光学素子（ｆθレンズ）によって構成される第１の走査光学系であり、６２はプラスチック成型により作製されたｆθ特性を有する１枚の走査光学素子（走査光学素子）によって構成される第２の走査光学系であって、偏向手段５によって反射偏向された夫々２本の偏向光束ＢＭａ，ＢＭｂ（ＢＭｃ，ＢＭｄ）を被走査面としての感光ドラム面８ａ，８ｂ（８ｃ，８ｄ）上に結像させ、且つ該偏向手段５の偏向面５ａ（５ｂ）の面倒れを補正している。このとき偏向手段５の偏向面５ａ，５ｂで反射偏向された４本の偏向光束ＢＭａ，ＢＭｂ，ＢＭｃ，ＢＭｄは第１の走査光学系６１及び第２の走査光学系６２を介して４本の光束夫々に対応した夫々４つの感光ドラム面（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ上に導光され、偏向手段５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ上を矢印Ｂ方向に光走査している。これにより４つの感光ドラム面８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ上に夫々１本ずつの走査線を形成し、画像記録を行っている。
【０１１８】
走査光学系６１（６２）では２本の光束ＢＭａ，ＢＭｂ（ＢＭｃ，ＢＭｄ）に対して走査光学素子を共用して使用している。これにより４つの感光体ドラム面８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ上に夫々１本ずつの走査線を形成し、画像記録を行っている。
【０１１９】
以下簡単の為、走査光学系６１，６２を走査光学系６と、コリメーターレンズ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄをコリメーターレンズ２と、開口絞り３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを開口絞り３と、シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂをシリンドリカルレンズ４と、被走査面８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを被走査面８と称する。
【０１２０】
実施形態２ではシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応した４つの感光ドラムを有するカラー画像形成装置に適用した場合を示している。カラー画像は上述の４色を重ね合わせて形成されており、各色に対応した走査線の印字位置がずれると色ずれが発生し、画質劣化を招く。そこで、各色に対応した走査線の印字位置を合わせる必要がある。
【０１２１】
実施形態２では図１３Ｂに示すように１つのポリゴンミラー５に対して２つの走査光学系６１，６２を用いて４本の光束を同時に光走査する光走査装置であって、各走査光学素子６１，６２の子線光軸より上方に入射した偏向光束ＢＭａ，ＢＭｃを各走査光学素子６１，６２に近接した位置で第１もしくは第２の折り返しミラー７ａ，７ｄにより下方へ折り返し、更に第３もしくは第４の折り返しミラー７ｃ，７ｆにより感光体ドラム面８ａ，８ｃへ向けて反射させている。また各走査光学素子６１，６２の子線光軸より下方に入射した偏向光束ＢＭｂ，ＢＭｄを各走査光学素子６１，６２から離れた位置で第５もしくは第６の折り返しミラー７ｂ，７ｅによって感光体ドラム面８ｂ，８ｄへ向けて反射させている。
【０１２２】
このように折り返しミラーの配置はポリゴンミラーの回転軸に対して略線対称な配置としており、簡単な構成でコンパクトな光走査装置を提供している。
【０１２３】
一般に実施形態２のようにポリゴンミラー５の回転軸に対して線対称な折り返しミラーの配置とした場合、各感光体ドラム面上に光走査される走査線の曲がりの方向が逆転し、走査線曲がりの大きな光走査装置を用いると色ずれの問題が顕著に表れる虞があった。また折り返しミラーの配置を実施形態２とは逆転させて第２の走査光学素子６２の子線光軸より下方に入射した偏向光束を偶数枚の折り返しミラーを用いて感光ドラム面８上に導光させ、子線光軸より上方に入射した光束を奇数枚の折り返しミラーを用いて感光ドラム面８上に導光させた場合、走査線曲がりの方向を揃えることができるが、光路の取り回しが複雑となり、光走査装置の大型化や折り返しミラーの枚数が増加して構成が複雑になる虞があった。
【０１２４】
そこで実施形態２では第１の走査光学系６１ならびに第２の走査光学系６２の出射面６１ｂの子線形状を非円弧（非球面）とし、更に母線方向に沿って出射面６１ｂの光軸Ｌａから離れるにしたがって子線非球面量が変化する子線非球面量変化面を採用し、走査線曲がりを非常に小さく抑えている。これにより走査線曲がりの方向が逆転する光路の取り回し方法（もしくは折り返しミラーの配置）を用いても色ずれの問題が発生することが無い常に高品位なカラー画像が得られる光走査装置を提供することができる。
【０１２５】
尚、実施形態２では走査光学系を構成する走査光学素子の枚数を１枚としたがこれに限ったものではなく、複数枚としても本発明の効果を十分に得ることができる。もしろん、副走査方向のみにパワーを有する走査光学素子に子線非球面量変化面を採用しても良い。
【０１２６】
また実施形態２では各色に対応して感光体ドラム面上に光走査される光束を１本としたがこれに限ったものではなく、例えば８本の光束をポリゴンミラーによって同時に反射偏向し２つの走査光学系の夫々に４本ずつの光束を入射させ、各感光体ドラムへ２本ずつの光束を導光して光走査する光走査装置としても本発明と同等の効果を得ることができる。
【０１２７】
［画像形成装置］
図１４は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図１４において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは、実施形態１，２に示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１２８】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１２９】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１３０】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１８において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１３１】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１４において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１３２】
図１４においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１３３】
［カラー画像形成装置］
図１５は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、光走査装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図１５において、６０はカラー画像形成装置、１１，１２，１３，１４は各々実施形態１に示した構成を有する光走査装置、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【０１３４】
図１５において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置１１，１２，１３，１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１３５】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（１１，１２，１３，１４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１３６】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置１１，１２，１３，１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【０１３７】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【０１３８】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く偏向手段の回転軸に直交する面に対して斜入射させた走査光学系において、副走査方向のある領域以内で副走査方向の球面収差を補正することにより、球面収差が補正された領域内であればどのような斜入射角であっても、必ず走査光学素子の光軸上に結像させることができ、また主走査方向の有効走査範囲内において、この副走査方向の球面収差を補正させることで、走査線曲がりを低減させることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【０１３９】
また本発明によれば、この光走査装置を複数用いたカラー画像形成装置に搭載した場合においては、光路の取り回しや折り返しミラーの配置の自由度を向上させることにより、折り返しミラーの枚数を削減し、簡易な構成で且つコンパクトで色ずれの少ないカラー画像形成装置を達成することができ、また異なる画像形成装置間で走査光学素子の流用も可能な簡易な構成の光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の実施形態１における主走査断面図
【図１Ｂ】本発明の実施形態１における副走査断面図
【図２Ａ】本発明の実施形態１における副走査方向の要部概要図
【図２Ｂ】本発明の実施形態１における副走査方向の要部概要図
【図３】本発明の実施形態１における子線非球面量
【図４】本発明の実施形態１における子線非球面量
【図５】本発明の実施形態１における子線非球面量
【図６】本発明の実施形態１における面の概念図
【図７】本発明の実施形態１における面の子線非球面量の変化を示した図
【図８】本発明の実施形態１における面の子線非球面量の変化を示した図
【図９】本発明の実施形態１と比較例における球面収差
【図１０】本発明の実施形態１における収差図
【図１１】本発明の実施形態１における照射位置と走査線曲がり
【図１２】本発明の実施形態１における母線形状を説明する図
【図１３Ａ】本発明の実施形態３における主走査断面図
【図１３Ｂ】本発明の実施形態３における副走査断面図
【図１４】本発明の画像形成装置の要部概要図。
【図１５】本発明のカラー画像形成装置の要部概要図
【図１６】従来の光走査装置における斜視図
【符号の説明】
１　光源手段
２　コリメーターレンズ
３　開口絞り
４　シリンドリカルレンズ
５　偏向手段（ポリゴンミラー）
６　走査光学系（走査光学素子）
８　被走査面（感光ドラム面）
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ　光源手段
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ　コリメーターレンズ
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ　開口絞り
４ａ，４ｂ　シリンドリカルレンズ
６１，６２　走査光学系（走査光学素子）
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ　被走査面（感光ドラム面）
１１，１２，１３，１４　光走査装置
２１、２２、２３、２４　像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４　現像器
５１　搬送ベルト
５２　外部機器
５３　プリンタコントローラ
６０　カラー画像形成装置
１００　光走査装置
１０１　感光ドラム
１０２　帯電ローラ
１０３　光ビーム
１０７　現像装置
１０８　転写ローラ
１０９　用紙カセット
１１０　給紙ローラ
１１１　プリンタコントローラ
１１２　転写材（用紙）
１１３　定着ローラ
１１４　加圧ローラ
１１５　モータ
１１６　排紙ローラ
１１７　外部機器

Claims

光源手段と、該光源手段から発せられた光束を偏向する偏向手段と、
該偏向手段により偏向された偏向光束を被走査面上に結像させる走査光学系と、を具備する光走査装置において、
該走査光学系は、該偏向手段の回転軸と直交する面に対してある斜入射角γとγ´（０≠γ´＜γ）をもって斜入射する２つの光束の被走査面上における副走査方向の結像位置を一致又は略一致させる走査光学素子を有することを特徴とする光走査装置。
前記走査光学素子は、前記被走査面上の有効走査範囲内において、前記２つの光束が到達する副走査方向の位置のずれ量が１０μｍ以下に抑える光学的作用を有することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
前記走査光学素子は、該走査光学系の副走査方向の焦点距離をｆｓとしたとき、前記光束の斜入射角がγ以下の全領域において、副走査方向の球面収差が０．０５ｆｓ以下となっていることを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
前記走査光学素子は、副走査方向において前記偏向手段で反射偏向された光束の主光線が光軸以外を通過するように配置されており、該走査光学素子は、子線の非球面量が該走査光学素子の主走査方向に沿って変化する子線非球面量変化面を含んでいることを特徴とする請求項１、２又は３記載の光走査装置。
前記走査光学素子は、副走査方向において前記偏向手段で反射偏向された光束の主光線が光軸以外を通過するように配置されており、該走査光学素子は副走査方向に非球面作用を有する回折部を有していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光走査装置。
前記走査光学素子は、子線曲率半径が該走査光学素子の主走査方向に沿って変化する子線曲率半径変化面を１面以上有していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光走査装置。
前記走査光学系は、１つの走査光学素子より成ることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光走査装置。
前記走査光学系の副走査方向の屈折力は、前記子線非球面量変化面の屈折力と等しい又は略等しいことを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
前記走査光学系の副走査方向のパワーをφｓｏ、前記子線非球面量変化面の副走査方向のパワーをφｓｉとするとき、
０．９×φｓｏ≦φｓｉ≦１．１×φｓｏ
なる条件を満足することを特徴とする請求項８記載の光走査装置。
前記走査光学素子は、副走査方向において前記偏向手段で反射偏向された光束の主光線が光軸以外を通過するように配置されており、該走査光学素子の複数の面のベンディングにより、前記斜入射角γ以下の全領域における副走査方向の球面収差が補正されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の光走査装置。
前記光源手段は、２以上の光束を放射しており、このうち少なくとも１本の光束の主光線が副走査断面内において、前記走査光学素子の光軸に対して上側を通過し、別の１つの光束の主光線が前記走査光学素子の光軸の下側を通過するように構成したことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の光走査装置。
前記偏向手段は複数の光束を偏向しており、前記走査光学系は該偏向手段で偏向された複数の光束を各々対応する複数の被走査面上に結像させる複数の走査光学素子を有し、該偏向手段は複数の走査光学系で共用していることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の光走査装置。
前記斜入射角γは
０°＜γ＜１０°
であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の光走査装置。
主走査断面内において光軸上における前記偏向手段から前記走査光学素子の光出射面までの空気換算距離をＰ１、該走査光学素子の光出射面から前記被走査面までの距離をＰ２、軸外における該偏向手段から該走査光学素子の光出射面までの空気換算距離をＭ１、該走査光学素子の光出射面から該被走査面までの距離をＭ２とするとき、

なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の光走査装置。
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有することを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の光走査装置を１以上と、該光走査装置の被走査面位置に配置され、夫々異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを備えたことを特徴とする請求項１７記載のカラー画像形成装置。