JP2008020599A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分に高画質でありながら低コストかつ小型であり、像面湾曲をより良好に補正したレーザプリンタ等の画像形成装置に好適な走査装置を得る。
【解決手段】複数の光束を放射する光源と、複数の光源に対応し光源からの光束を所望の形態に変換する第一の光学系と、複数の光束を同一の偏向反射面で偏向走査する光偏向器５５と、第一の光学系と光偏向器５５との間に配置され光偏向器５５の偏向反射面上に線像を形成する第二の光学系５４と、偏向された複数の光ビームをそれぞれ異なる被走査面５８に結像させる第三の光学系を有する光走査装置であって、複数の被走査面に対応した第一の光学系からの射出光束は、主走査対応方向における収束状態の異なる少なくとも二つの光束を含む。異なる収束状態の光束は、収束光束に変換される光束と、発散光束に変換される光束を含むものであってもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光走査装置および画像形成装置に関するもので、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリなどに適用可能なものである。

一般的な光走査装置は、光源からの光束を光偏向器で所定の角度範囲で偏向し、偏向された光束を、走査光学系を介して被走査面にビームスポットとして収束させるとともにビームスポットを被走査面上において等速度的に走査させるものである。光走査装置は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリなどの画像形成装置に、画像の書き込み装置として組み込まれている。

近年、レーザプリンタや複写機のカラー化が急速に進み、カラー画像形成の高速化が進んでいる。カラー画像形成の高速化を実現するためにいくつかの手段が提案されているが、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色成分に対応した四つの感光体を並べるタンデム方式は有効である。タンデム方式画像形成装置は、各感光体でそれぞれに対応した色成分の画像を平行して同時に形成し、各色成分のトナーで可視化した後、各トナー画像を転写紙に重ねて転写し、定着することによってカラー画像を得るものである。タンデム方式画像形成装置は四つの感光体に対して同時に光走査を行うため、非常に高速にカラー画像を形成することができるが、四つの感光体に対応して単純に四つの光走査装置を備えた場合、モノクロ機の四倍の部品が必要となり高コストになってしまう。したがって、複数の感光体に対応した光学系で、できるだけ多くの部品を共通使用して低コスト化を図る必要がある。

タンデム方式画像形成装置に適した、低コストの走査光学系として、光偏向器の偏向反射面の法線に対し複数の光束を副走査方向に角度をもって入射させる斜め入射光学系がある。複数の光束を偏向面の副走査断面中心に向けて斜め入射させることで、偏向面の副走査方向高さを低減した低コストの光偏向器の採用を可能としている。

光走査装置の光偏向器に、異なる大きさの斜め入射角度で複数の光束を入射し、第二レンズ群が、それぞれに入射するレーザー光束と前側レンズ群の光軸との角度に応じて定められた別個のレンズ形状を有することを特徴とする走査光学系が特許文献１に記載されている。
また、光偏向器に対する副走査方向の入射角度が互いに異なる複数の光束に対応した第二レンズ群の主走査断面形状をほぼ一致させ、走査線曲がりの形状を光束間で合わせるようにした走査光学系が特許文献２に記載されている。

タンデム方式画像形成装置に適用可能な斜め入射光学系として、光偏向器の同一偏向面で複数の光束の全てを偏向走査する、「片側走査方式」がある。片側走査方式では、走査光学系のうち光偏向器側に最も近いレンズを共通で使用することができ、レンズの枚数を低減することが可能である。しかし、この片側走査方式をタンデム方式画像形成装置に適用した場合、複数の光束を少なくとも二種類の大きさの斜め入射角で偏向反射面に入射させる必要がある。異なる大きさの斜め入射角の光束が透過するレンズをそれぞれ異なるレンズ形状とすることも考えられるが、レンズの種類が増えてしまうために量産効果が低下し、開発期間が長くなるために開発コストも高騰するので、低コスト化に対して不利である。このため、低コスト化を推し進めるためには、走査結像光学系を構成する第二レンズ群も同一のレンズ形状として共通化するのが望ましい。

しかし、走査結像光学系を構成する第一光学系により、全ての光束が平行であるなど、全ての光束を同一の収束状態とした上で第二レンズ群を共通化した場合、共通使用する光偏向器側に最も近いレンズでの光路長やパワーが異なってしまい、異なる大きさの斜め入射角の光束間で主走査対応方向の結像位置がずれてしまうという問題点があった。
なお、光束の収束状態とは、収束光束だけでなく、平行光束の状態や発散光束の状態も含んだ表現である。

また、斜め入射光学系では、「走査線曲がり」が大きいという問題がある。この走査線曲がり発生量は、各光ビームの副走査方向の斜め入射角によって異なるため、各々の光ビームで被走査面である感光体表面に描かれた潜像を各色成分に対応したトナーにより現像して可視化し、各トナー像を重ね合わせた際に色ずれとなって現れてしまう。また、斜め入射することにより、光束が走査レンズにねじれて入射することで波面収差も増大し、特に周辺の像高で光学性能が著しく劣化し、ビームスポット径が太ってしまい、高画質化を妨げる要因となる。
斜め入射光学系では、光源側からの光束を例えばポリゴンミラーからなる光偏向器の回転軸に向けて入射させるために、主走査対応方向で走査レンズの光軸と重なる位置に光源を配置した場合、走査レンズとの干渉を避けるために、斜め入射角は増大してしまう。

斜め入射方式に固有の「大きな走査線曲がり」を補正するために、走査結像光学系に、「副走査断面内におけるレンズ面の固有傾きを、走査線曲がりを補正するように主走査方向へ変化させたレンズ面を有するレンズ」を含める方法（例えば、特許文献３参照）や、走査結像光学系に「副走査断面内における反射面の固有傾きを、走査線曲がりを補正するように主走査方向へ変化させた反射面を有する補正反射面」を含める方法（例えば、特許文献４参照）等が提案されている。
また、斜め入射される光束を走査レンズの軸外を通し、走査レンズの子線の非球面量を主走査方向に沿って変化させる面を用いて走査線の位置を揃える方法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。特許文献５においては、１枚の走査レンズにて補正を行う例を挙げており、走査線曲がりの補正は可能であるが、波面収差増大によるビームスポット径の劣化については記述されていない。

また、光偏向器に入射する複数の光束を副走査断面内において偏向面の法線に対して異なる角度で斜め入射させる走査光学系において、共通に使用するレンズの副走査断面内のパワーを略ゼロとした「光走査装置及びそれを用いた画像形成装置」がある（例えば、特許文献６参照）。特許文献６記載の発明によれば、共通に使用するレンズの副走査断面内のパワーを略ゼロとすることで、走査線曲がりの発生を抑えることは可能であるが、波面収差増大によるビームスポット径の劣化については記述されていない。

斜め入射方式における今１つの問題は、光線スキューにより周辺像高（走査線の両端部近傍）で波面収差の大きな劣化が発生し易いことである。このような波面収差が生じると、周辺像高で光スポットの径が大径化してしまう。この問題を解決できないと、近来強く要請されている「高密度の光走査」を実現することができない。上記特許文献６記載の光走査装置では、斜め入射方式に特有の大きな走査線曲がりが極めて良好に補正されているが、波面収差の補正は十分とはいえない。

また、光偏向器の偏向反射面に対して垂直入射する光束と斜め入射する光束とを単一の光偏向器で偏向し、それぞれ異なる被走査面に結像させる光学系が提案されている（例えば、特許文献７参照）。この特許文献７に記載されている実施例では、偏向反射面に垂直に入射する光束を有するため、斜めに入射する光束の斜め入射角を低減することができ、波面収差補正の点では有利である。
しかし、偏向反射面に対して垂直入射する光束が二つあるために、これらの光束を分離するには偏向反射面が二段に形成されたポリゴンミラーが必要となり、低コスト化の点で課題がある。また、偏向反射面が二段であるために、風損の影響による消費電力が増大し、省エネ化の点でも課題がある。

特開２００３−００５１１４号公報 特開２００３−１８５９５７号公報 特開平１１−０１４９３２号公報 特開平１１−０３８３４８号公報 特開２００４−０７０１０９号公報 特開２００５−０６２８３４号公報 特開２００５−０９２１４８号公報

本発明は、以上説明した従来技術の問題点を解消するためになされたもので、十分に高画質でありながら低コストかつ小型であり、レーザプリンタ等の画像形成装置に好適な走査装置を提供することを目的としている。
本発明の他の目的は、像面湾曲をより良好に補正した光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、より多くのレンズ枚数を削減することができる光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、生産効率より一層向上させることができる光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、組み付け作業がより簡素な光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、走査線曲がりをより良好に補正することができる光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、従来例と同等以上に高画質でありながら、より高速で光走査が可能で環境負荷を低減することができるマルチビーム方式の光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、従来例と同等以上に高画質でありながら低コストでかつ小型の光走査装置を、電子写真プロセスによる画像の書込み手段として用いる画像形成装置およびカラー対応の画像形成装置を提供することにある。

本発明は、複数の光束を放射する光源と、複数の光源に対応し光源からの光束を所望の形態に変換する第一の光学系と、複数の光束を同一の偏向反射面で偏向走査する光偏向器と、第一の光学系と光偏向器との間に配置され光偏向器の偏向反射面上に線像を形成する第二の光学系と、偏向された複数の光ビームをそれぞれ異なる被走査面に結像させる第三の光学系を有する光走査装置であって、複数の被走査面に対応した第一の光学系からの射出光束は、主走査対応方向における収束状態の異なる少なくとも二つの光束を含むことを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、異なる収束状態の光束は、収束光束に変換される光束と、発散光束に変換される光束を含むものであってもよい。
上記異なる収束状態の光束は、それぞれ副走査断面内で異なる大きさの斜め入射角で光偏向器に入射するように構成するとよい。
上記第三の光学系は、異なる大きさの角度を有して光偏向器に斜め入射する複数の光束が共通に通過する第一走査レンズを含む複数の走査レンズを有する構成にするとよい。
上記第三の光学系は、複数の光束のそれぞれに対応して設けられる第二走査レンズを含み、各第二走査レンズは、異なる大きさの角度で光偏向器に斜め入射する複数の光束に対応する構成にするとよい。
上記複数の第二走査レンズは、同一のレンズ形状にするとよい。
第三の光学系は、副走査方向に曲率を持たず、かつ基準軸からの距離に応じて副走査方向のチルト偏心角度が変化する「特殊チルト偏心面」を少なくとも一面有しているとよい。
以上の構成を有する光走査装置において、異なる光束形態に変換される光束を発光する少なくとも二つの光源を一体的に保持する保持部材を有する構成としてもよい。

本発明にかかる画像形成装置は、電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として上記の構成を有するマルチビーム光走査装置を電子写真の書込手段として用いることを特徴とする。
本発明にかかる画像形成装置は、電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成ステーションを色成分ごとに複数備え、各画像形成ステーションで形成される色成分ごとの画像を重ねることによってカラー画像を形成することができる画像形成装置であって、各画像形成ステーションにおいて電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として上記の構成を有する光走査装置を備えていることを特徴とする。

本発明にかかる光走査装置によれば、従来例と同等以上に高画質の画像を書き込むことが可能でありながら、低コストかつ小型の光走査装置を提供することができる。この光走査装置をデジタル複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置に適用することにより、従来の画像形成装置以上に高画質の画像を得ることができ、かつ、低コストで小型の画像形成装置を実現することができる。

主走査対応方向において異なる収束状態の光束に、収束光束に変換される光束と、発散光束に変換される光束を含ませることにより、像面湾曲をより良好に補正した光走査装置を提供することができる。
主走査対応方向において異なる収束状態の光束を、それぞれ副走査断面内で異なる大きさの斜め入射角で光偏向器に入射させることにより、レンズ枚数を削減した光走査装置を提供することができる。
第三の光学系は、異なる大きさの角度を有して光偏向器に斜め入射する複数の光束が共通に通過する第一走査レンズを含むことにより、生産効率良好な光走査装置を提供することができる。
第三の光学系は、複数の光束のそれぞれに対応して設けられる第二走査レンズを含み、各第二走査レンズは、異なる大きさの角度で光偏向器に斜め入射する複数の光束に対応していることにより、走査線曲がりをより良好に補正した光走査装置を提供することができる。

複数の第二走査レンズは、これを同一のレンズ形状とすることにより、部品の種類が増大することなく、組みつけが容易な光走査装置を提供することができる。
第三の光学系は、副走査方向に曲率を持たず、かつ基準軸からの距離に応じて副走査方向のチルト偏心角度が変化する「特殊チルト偏心面」を少なくとも一面有することによって、走査線曲がりをより良好に補正した光走査装置を提供することができる。
異なる光束形態に変換される光束を発光する少なくとも二つの光源を一体的に保持する保持部材を有することによって、光源ユニットの部品点数を削減した光走査装置を提供することができる。

本発明にかかる画像形成装置によれば、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として上記の特徴を有する光走査装置を備えることにより、従来の画像形成装置と同等以上に高性能でありながら、従来以上に高速に画像を形成することができる。
本発明にかかる画像形成装置によれば、いわゆるタンデム方式のカラー対応の画像形成装置において、各画像形成ステーションの露光プロセスを実行する装置として上記の特徴を有する光走査装置を備えることにより、従来の画像形成装置と同等以上に高性能でありながら、従来以上に高速にカラー画像を形成することができる。

以下、本発明にかかる光走査装置および画像形成装置の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明にかかる光走査装置の第一の実施例を示す。図１において、符号５１は複数の光束を放射する光源装置を示している。光源装置５１は、光源例えば半導体レーザと光源から放射される光束を後続の光学素子にカップリングするカップリングレンズも含んでいる。符号５３はアパーチャを、５４は第二光学系としてのシリンドリカルレンズを、５５は光偏向器としてのポリゴンミラーを、５６は走査結像光学系の一部を構成する第一走査レンズを、５７は走査結像光学系の一部を構成する第二走査レンズを、５８は被走査面をそれぞれ示している。

光源装置５１において、光源としての半導体レーザから放射された発散性の光束は第一光学系としてのカップリングレンズ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により変換される光束形態は、必要に応じて平行光束とすることも、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束とすることもできる。本実施例においては、後述の通り、各光束の斜め入射角度ごとに光束の形態を異ならせている。カップリングレンズからの光束はアパーチャ５３を通った後、第二光学系としてのシリンドリカルレンズ５４により副走査方向にのみ集光され、光偏向器としてのポリゴンミラー（回転多面鏡）５５の偏向反射面に入射する。複数の光束は、ポリゴンミラー５５の同一の偏向反射面で同時に偏向反射される。ポリゴンミラー５５はモータによって一定速度でかつ高速度で回転駆動される。図１（ｂ）に示すように、光源装置１側からの光束は、ポリゴンミラー５５の偏向反射面の回転軸に直交する平面に対して傾いて入射する。従って、偏向反射面により反射された光束も、前記平面に対して傾いている。ポリゴンミラー５５の回転軸に直交する平面に対し角度を有する光ビームとするために、光源装置５１、第一光学系、第二光学系を所望の角度に傾けて配置しても良いし、ミラーを用いて角度をつけても良い。また、第二光学系の光軸を副走査方向にシフトすることで、偏向反射面に向かう光ビームに角度をつけても構わない。

ポリゴンミラー５５の偏向反射面により反射される光束は、ポリゴンミラー５５の等速回転とともに等角速度的に偏向され、第３光学系としての走査結像光学系を構成する第一走査レンズ５６、第二走査レンズ５７を透過し、一部不図示のミラーにより光路を折り曲げられて、被走査面５８上に集光する。上記走査結像光学系は、偏向光束を被走査面５８上に光スポットとして収束するとともに、この光スポットを被走査面５８上において等速度的に走査させる。

実施例１の具体的な数値を以下に示す。

本実施例では、光偏向器であるポリゴンミラー５５の回転軸に直交する平面に対して鏡面対称に、二つの異なる大きさの斜め入射角度（内側±１．４６°、外側±３．３０°）の光束をそれぞれ入射させることで、カラー画像形成に必要な４個の感光体表面を同時に走査可能な片側走査のタンデム方式斜め入射光学系としている。第一走査レンズ５６は複数の光束が共通に透過する１個の走査結像レンズとして構成され、第二走査レンズ５７は各感光体表面に向かう光束に対応して４個配置されている。ポリゴンミラー５５によって偏向された４本の光束はポリゴンミラーに最も近い第１走査レンズ５６を共通に通過した後、それぞれの光束に対応した第２走査レンズ５７を個別に通過し、被走査面５８上に集光される。

第１走査レンズ５６の基準軸はポリゴンミラー５５の回転軸に直交する平面に対して平行である。また、基準軸を含みポリゴンミラー５５の回転軸に直交する平面を基準面とする。同じ像高に対して斜め入射角度の異なる光線は副走査断面内の異なるレンズ高さを通過している。このため、それぞれ基準面に平行な方向のパワーが異なる断面内を通過することになる。
また、第２走査結像レンズ５７の基準軸は中心像高への光ビームと一致するよう、副走査断面内において斜め入射角度と等しくチルトし、かつ必要量副走査方向にシフトしている。また、複数の第２走査レンズ５７は同一レンズ形状であり、異なる大きさの斜め入射角度においても同じ形状のものを使用している。

図１４に示すように、異なる大きさの斜め入射角度の光束に対して同一形状の第２レンズを基準軸と中心像光への光ビームとが一致するよう配置した場合、第１走査レンズによる結像作用のみが異なることになる。そのため、斜め入射角が異なる光束を、第一光学系によってともに平行光束に変換すると、主走査方向の結像位置が大きく異なってしまう。これは光束間でビームウェストが異なるということを意味し、製造時の組み付け誤差等の変動に弱い光学系となってしまう。

そこで、本実施例は入射角度の大きい外側光束を収束光束に、斜め入射角度の小さい内側光束を発散光束としている。中心像高における主走査方向の結像位置はそれぞれ、斜め入射角３．３０ｄｅｇの光束では−０．０９２ｍｍ、斜め入射角１．４６ｄｅｇの光束では＋０．０７４ｍｍの位置とした。このようにすることにより、光束間の走査方向結像位置のずれを低減させて、低コスト化と高画質化を両立させている。

次に、斜め入射について説明する。図８に示す画像形成装置が備えているような水平入射片側走査方式の光走査装置９においては、図２（ａ）に示すように、各々対応する被走査面に向かう光束を分離に必要な光束相互の間隔Ｚを得るために、ポリゴンミラー５Ａの副走査方向の高さが必要である。図２（ａ）に示す例では４段構成のポリゴンミラー５Ａを使用しているが、かかる構成のポリゴンミラー５Ａは厚さが非常に厚くなってしまい、高速化・低コスト化に不向きとなる。

一方、本実施例のような斜め入射光学系では、ポリゴンミラーの偏向反射面において、複数の光ビームを副走査方向に所定の間隔を持たせる必要がない。つまり、図２（ｂ）に示すように、ポリゴンミラー５の偏向反射面の法線に対し副走査方向に異なる角度を持つ複数の光ビームの対を、ポリゴンミラー５の回転軸に垂直な平面の上下方向より対称に同一の反射面へ入射させるように構成されている。こうすることで、ポリゴンミラー５の偏向反射面を形成する多面体を一段構成にすることができ、かつ、副走査方向の厚みを低減することができ、回転体としてのイナーシャを小さくすることができることから、起動時間を短くすることができる。

このように、光偏向器の片側で４つの異なる被走査面に対応する光走査を行う光学系においては、全ての光束、即ち４つの被走査面に向かう全ての光束を、ポリゴンミラーの反射面の法線に対し角度を持つ、すなわち副走査方向に角度を持つ光束とすることで、光走査装置を構成する部品の中でコスト比率の高いポリゴンミラーのコストを下げることができ、消費電力や騒音を低減することができ、環境に考慮した光走査装置を提供することができる。

次に、波面収差補正について説明する。光偏向器の偏向反射面に対して、従来のように水平方向に入射させるものに対し、副走査方向に斜め入射させる方式では、走査レンズに副走査方向に角度を持って入射することにより、諸収差量が増大し光学性能が劣化することは公知である。そこで本実施例では、レンズの高さを抑えるために共用レンズの副走査断面を円弧形状とし、かつ、像高に応じて副走査方向の曲率が変化する面（以下、「特殊トロイダル面」という）を有する共用レンズを用いて上記のような光学性能の劣化を補正している。これにより、異なる斜め入射角度の光束に対しても同一面で補正するため、各光束をより隣接させることが可能である。よって、ポリゴンミラーの偏向反射面の法線に対する角度（副走査方向に斜め入射する角度）を小さくして光学性能の劣化を小さく抑えることが可能となり、良好な光学性能を実現できる。この結果、安定したビームスポット径を得ることが可能となり、ビームスポット径の小径化による画質向上にも有利となる。

片側走査方式の場合、図３（ｂ）に示すような、全ての光束がポリゴンミラーの偏向反射面の法線に対し水平であった従来の光走査装置においては、良好な光学性能が得られる反面、各光源装置からの光束、つまり互いに異なる被走査面に導かれる光束間の間隔は、光束ごとに分離するのに必要な間隔（図中「△ｄ」で示す）が必要であり、通常３ｍｍから５ｍｍの間隔を持つことが必要である。そのため、光偏向手段（ポリゴンミラー）の高さ（副走査方向の高さ）ｈが高くなり、空気との接触面積が増大して、風損の影響による消費電力の増大、騒音の増大、コスト高などの問題が生じていた。特に、光走査装置の構成部品で光偏向手段の占めるコスト比率が高いため、コスト面での課題が大きかった。

その点、前述の本発明にかかる光走査装置の実施形態によれば、光偏向器としてのポリゴンミラー５５の偏向反射面で反射される複数の光源装置からの光束は、ポリゴンミラー５５の偏向反射面の法線に対し、角度を持つ（副走査方向に角度を持つ）光束として走査レンズに入射させることで、図３（ｃ）に示すように、ポリゴンミラーの高さｈを大幅に低減することが可能となり、ポリゴンミラーを挟んで両側から光束を入射して偏向反射させる対向走査方式の場合と同様に、ポリゴンミラーの偏向反射面を形成する多面体を一段で構成することができるとともに、副走査方向の厚みを低減することができ、回転体としてのイナーシャを小さくして起動時間を短くすることができる。また、上記対向走査方式において２段に構成されたポリゴンミラーと比較して、コストダウン可能である。

片側走査方式で斜め入射角を最も小さく設定するためには、図３（ａ）のように、水平入射と斜め入射の組合せが考えられる。しかし、ポリゴンミラーの小型化に関しては、図３（ｂ）のような従来の水平入射の場合に比べ改善されるが、図３（ｃ）の形態が最も小型化可能であり、諸課題の解決が可能となる。

次に、斜め入射による走査線曲がりの発生について説明する。ポリゴンミラーの偏向反射面に対して光束が水平に入射する方式に対し、副走査方向に斜めに入射する本方式では、「走査線曲がり」が大きいという問題がある。この走査線曲がりの発生量は、各光束の副走査方向の斜め入射角により異なり、各々の光束が走査することによって各感光体表面に描かれた潜像を対応する各色のトナーにより現像して可視化し、これらを重ね合わせてカラー画像とした際に、色ずれとなって現れてしまう。また、斜め入射することにより、光束が走査レンズにねじれて入射することで、波面収差も増大し、特に周辺の像高で光学性能が著しく劣化し、ビームスポット径が太ってしまい、高画質化を妨げる要因となる。

例えば、走査光学系を構成する走査レンズ、特に副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズ（図１では第２レンズ５７）の入射面の主走査方向の形状が、偏向反射面の光ビームの反射点を中心とする円弧形状でない限り、主走査方向のレンズ高さにより光偏向器の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離は異なる。通常、走査レンズの入射面を上記の形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。つまり、図１に示すように、通常の光ビームは、ポリゴンミラー５５により偏向走査され、各像高にて主走査断面において、レンズ面に対し垂直入射することはなく、主走査方向にある入射角を持って入射する。

ポリゴンミラー５５の偏向反射面に入射する光束が副走査方向に角度を持っている（斜め入射されているため）ことにより、ポリゴンミラー５５により偏向反射された光ビームは、像高によりポリゴンミラー５５の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なり、走査レンズへの副走査方向の入射高さが周辺に行くほど中心より高い位置、もしくは低い位置（光束の副走査方向にもつ角度の方向により異なる）に入射される。この結果、副走査方向に屈折力を持つ面を通過する際に、副走査方向に受ける屈折力が異なり走査線曲がりが発生してしまう。通常の水平入射であれば、偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なっても、光束は走査レンズに対し水平に進行するため、走査レンズ上での副走査方向の入射位置が異なることはなく、走査線曲がりが発生しない。

次に、斜め入射による波面収差劣化について説明する。先の説明の如く、走査光学系を構成する走査レンズ入射面の主走査方向の形状が、ポリゴンミラーの偏向反射面における光束の反射点を中心とする円弧形状でない限り、像高によりポリゴンミラーの偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なる。通常、走査レンズを上記のような形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。つまり、通常の光束は、ポリゴンミラーにより偏向走査され、主走査断面において各像高にてレンズ面に対し垂直入射することはなく、主走査方向にある入射角を持って入射する。

ポリゴンミラーにより偏向反射された光束は、主走査方向にある幅を持っており、主走査方向の両端の光束に関しては、ポリゴンミラーの偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なり、副走査方向に角度を持っている（斜め入射されているため）ことにより、走査レンズにねじれた状態で入射することになる（図９参照）。この結果、波面収差が著しく劣化し、ビームスポット径が太る。主走査方向の入射角は、より高い像高に対応した光束ほどきつくなり、光束のねじれは大きくなる。このため、より高い像高に対応した光束ほど波面収差の劣化によるビームスポット径の太りは大きくなる。

本発明においては、特殊トロイダル面を採用し、波面収差及び走査線曲がりを補正している。また、走査線曲がりの補正は、レンズ面を副走査方向にチルト偏芯させることでも補正可能である。像高間での副走査方向の走査位置、および、劣化した波面収差量のバランスを取ることにより、各像高での走査位置や波面収差を補正し、被走査面上での走査線曲がりや波面収差の劣化によるビームスポット径の太りを補正している。
しかし、レンズ面に入射する光束のねじれ（スキュー）による波面収差の劣化量や、ポリゴンミラーに斜め入射することによる像高間での物点の副走査方向の変化量、偏向反射面からレンズ面までの距離は、像高間で異なるため、波面収差の補正や走査線曲がりの補正を完全に行うことはできない。

そこで本発明においては、結像走査光学系のうち、複数の光束につき共通で使用される第一レンズ群を、基準軸を含む副走査断面におけるパワーをゼロかゼロに近いレンズ１枚とし、かつ、そのレンズ面は像高に応じて副走査断面内の曲率が変化する特殊トロイダル面とすることで波面収差の補正を実施している。
ここで、副走査断面内のパワーを略ゼロとしているのは、基準軸近傍ではレンズ面に入射する光束のねじれ（スキュー）による波面収差の劣化が少ないことと、製造誤差や組み付け時の偏心による性能の変動を低減させるためである。なお、基準軸とはレンズ形状を表現する式の原点を結んだ線のことを指す。また、周辺像高に向かう光束に対しては、基準軸から離れるに従い副走査断面内においてパワーの強くなるレンズとして、像高が高いほど光束をより跳ね上げることで波面収差補正を行っている。

さらに望ましくは、結像走査光学系の第二レンズ群は、副走査方向の形状を、曲率を持たない平面形状とし、かつ、レンズ長手方向（主走査方向）のレンズ高さに応じてレンズ短手方向（副走査方向）の偏芯角度（チルト量）が異なる特殊チルト偏心面を設けて、走査線曲がりの補正を実施するとよい。上記特殊チルト偏心面のチルト量（偏芯角度）とは、光学素子の光学面における短手方向の傾き角を言う。チルト量が０であるときには傾きがない状態、つまり通常のレンズと同じ状態となる。

このように、結像走査光学系のうち、ポリゴンミラーに近い走査レンズ（少なくとも副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズより光偏向器側の走査レンズ）の特殊トロイダル面で波面収差補正を行い、被走査面に近い走査レンズ（副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズ）の特殊チルト偏心面で走査線曲がり補正を行うように、それぞれの補正機能を分離することで、ビームスポット径の更なる小径化と走査線曲がりの低減を達成することができる。もちろん、完全に機能分離させなければならないわけではなく、それぞれの特殊面で、波面収差補正の一部、走査線曲がり補正の一部を受け持つこともできる。

特殊チルト偏心面についてさらに説明を加える。特殊チルト偏心面の面形状は、以下の形状式１による。光軸を含み、主走査方向に平行な平断面である「主走査断面」内の近軸曲率半径をＲｙ、光軸から主走査方向の距離をＹ、高次係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…とし、主走査断面に直交する「副走査断面」内の近軸曲率半径をＲｚとする。
式１

（Ｆ０＋Ｆ１・Ｙ＋Ｆ２・Ｙ＾２＋Ｆ３・Ｙ＾３＋Ｆ４・Ｙ＾４＋・・）Ｚは、チルト量を表す部分であり、チルト量を持たないとき、Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２，・・・は全て０である。Ｆ１，Ｆ２，・・・が０で無いとき、チルト量は、主走査方向に変化することになる。ただし、この発明の内容は以下の形状式に限定されるものではなく、同一の面形状を別の形状式を用いて特定することも可能である。

さらに、特殊チルト偏心面の副走査方向の形状を、曲率を持たない平面形状としている理由について説明する。走査結像光学系を構成する走査レンズの副走査方向に曲率を付けた場合、副走査方向の高さ毎に主走査方向の形状が大きく変化し、温度変動、光学素子の組み付け誤差により副走査方向に光束の入射位置がずれた場合に倍率誤差変動が大きく発生する。かかる光走査装置をカラー画像形成装置に適用すると、各色間でのビームスポット位置がずれて、形成されるカラー画像に色ずれが発生してしまう。そこで、本発明のように特殊チルト偏心面の副走査方向の面形状を、曲率を持たない平面形状とすることで、副走査方向の高さ毎に主走査方向の形状誤差を小さくすることができ、副走査方向に光束の入射位置がずれた場合の倍率誤差変動が小さく、色ずれの発生を抑えることができる。

実際には、特殊チルト偏心面を用いることで主走査方向の形状は副走査方向の高さにより変化する。しかし、その量は僅かであり、副走査方向に曲率を付けた場合に比べ主走査方向の形状の変化は小さい。また、この特殊チルト偏心面を、結像走査光学系の各面のうち被走査面側に最も近い面に設けるとよい。こうすれば主走査方向の形状の変化を最小限として、より高画質の画像を書き込むことができる光走査装置とすることができる。ひいては、温度分布発生による光束間での倍率変動の差を小さくすることができ、光走査の同期を取り、書き出し位置と書き終わり位置を各光束で一致させたときの中間像高での色ずれを低減できる効果もある。

また、図４（ｂ）に矢印Ａで示すように入射光線が副走査方向にシフトした場合、特殊チルト偏心面は屈折力を持たないため、符号Ａ２で示すように光線の進行方向もシフトするのみで、その方向の変化は小さい。副走査方向に曲率を持つ、つまり屈折力を持つ面では、図４（ａ）に矢印Ａで示すように入射光線が副走査方向にシフトした場合、符号Ａ１で示すように、屈折力が変わることにより光線の進行方向が変わる。各像高でこの進行方向の変化量が異なると、走査線曲がりが大きく発生してしまう。以上の理由から、特殊チルト偏心面における副走査方向の形状は、曲率を持たない平面形状とする必要がある。

本発明によれば、特殊チルト偏心面により各像高に向かう光束の副走査方向に関し、走査レンズの主走査方向において異なるチルト量を最適に与えることで走査線曲がりを補正可能となる。また、特殊チルト偏心面を有するレンズは基準軸近傍を中心像高に向かう光線が通過するように副走査断面内においてレンズ全体が傾けてられている。
このために、基準軸近傍では走査レンズに対し光束のスキューや走査線曲がりがほとんど発生しない。このため、本発明における特殊チルト偏心面において、基準軸上における偏心量はゼロとすることができる。

さらに、図１に示すように、ポリゴンミラーの偏向反射面に入射する光ビームを走査レンズに干渉させないように、主走査方向に角度を持って（実施例では６０ｄｅｇ）入射させることで、斜め入射角度を小さく設定できる。先に述べたように、副走査方向の斜め入射させる角度が大きいと前述の光学性能の劣化が大きくなるため、良好な補正は困難になってしまう。このため、ポリゴンミラーの偏向反射面に入射する光ビームを主走査方向に角度を持って入射させることが望ましい。

本発明による光走査装置においてさらに低コスト化を推し進めるためには、走査結像レンズをプラスチックレンズとするのがよい。走査結像レンズをプラスチックとすることで、面形状の自由度が増し、より良好な光学性能を達成できるという効果も期待できる。

図１１は本発明による第二実施例を示しており、（ａ）は主走査方向の断面に対応する平面図、（ｂ）は副走査方向の断面に対応する正面図である。符号６１は、光源とカップリングレンズを含む光源装置、６３はアパーチャ、６４はシリンドリカルレンズ、６５は光偏向器としてのポリゴンミラー、６６は走査結像光学系を構成する第一走査レンズ、６７は走査結像光学系を構成する第二走査レンズをそれぞれ示している。本実施例において実施例１と異なる点は、ポリゴンミラー６５の偏向反射面への斜め入射角に関して、外側光束（図１４参照）を±３．３０ｄｅｇ、内側光束（図１４参照）を±１．４６ｄｅｇとした点、および、カップリングレンズによって、斜め入射角３．３０ｄｅｇの光束は平行光束に、斜め入射角１．４６ｄｅｇの光束は発散光束に変換されている点である。また、本実施例において、走査結像光学系を構成しかつ光束に対応して個別に設けられる第二レンズ６７は、斜め入射角の大きさに対応した別形状のレンズとしている。
中心像高における主走査方向の結像位置はそれぞれ、斜め入射角３．３０ｄｅｇの光束では−０．０９２ｍｍ、斜め入射角１．４６ｄｅｇの光束では＋０．０７４ｍｍの位置とした。このようにすることにより、良好な結像性能（ビームスポット径）を実現している。

実施例２の具体的数値を以下に示す。

図１２は本発明に係る光走査装置の第三実施例を示す。（ａ）は主走査方向の断面に対応する平面図、（ｂ）は副走査方向の断面に対応する正面図である。符号７１は、光源とカップリングレンズを含む光源装置、７３はアパーチャ、７４はシリンドリカルレンズ、７５は光偏向器としてのポリゴンミラー、７６は走査結像光学系を構成する第一走査レンズ、７７は走査結像光学系を構成する第二走査レンズをそれぞれ示している。本実施例が実施例１と異なる点は、ポリゴンミラー７５の偏向反射面への斜め入射角に関して外側光束を±３．３０ｄｅｇ、内側光束を±２．４０ｄｅｇとしている点、および、カップリングレンズによって、斜め入射角３．３０ｄｅｇの光束は収束光束に、斜め入射角２．４０ｄｅｇの光束は平行光束に変換されている点である。
中心像高における主走査方向の結像位置はそれぞれ、斜め入射角３．３０ｄｅｇの光束では＋０．０３２ｍｍ、斜め入射角２．４０ｄｅｇの光束では−０．１９４ｍｍの位置とした。このようにすることにより、良好な結像性能（ビームスポット径）を実現している。

実施例３の具体的数値を以下に示す。

次に、光源ユニットの構成について説明する。図５は異なる被走査面に結像される光束として、第一の光学系により異なる変換形態に変換される複数の光束を放射する光源を一体的に保持した光源ユニットの一実施例である。光源である半導体レーザ１ａ、１ｂと、これらに対応するカップリングレンズ２ａ、２ｂを、相互の位置関係を調整してホルダ１１に固定的して保持させた状態を示している。ホルダ１１には、導光用の孔１１ａ、１１ｂが互いの軸が所定の開き角をなすように設けられている。この角度は、図５（ａ）に示すようにホルダ１１に対して均等な角度α°としてもよいし、図５（ｂ）に示すように導光用の各孔１１ａ、１１ｂそれぞれが異なる角度β、γとなるように設けてもよい。ただし、前者の場合は、本発明に基づく異なる斜め入射角とするためには、ホルダ１１を光学基準面に対して前記θだけ傾けて設置する必要が生じる。

半導体レーザ１ａ、１ｂはそれぞれ、孔１１ａ、１１ｂの一方の端部に圧入される。ホルダ１１の、半導体レーザ１ａ、１ｂを圧入する側の反対側にはレンズ保持部１１ｃが突設されている。レンズ保持部１１ｃにはカップリングレンズ２ａ、２ｂの周面の一部が固定され、カップリングレンズ２ａ、２ｂがホルダ１１で保持されている。カップリングレンズ２ａ、２ｂの固定に当たっては、例えば、光学性能をモニタしながらレンズ取り付け位置を調節し、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を固化させて固定する方法などが考えられる。ホルダ１１に固定されたカップリングレンズ２ａ、２ｂの光軸は、導光用の孔１１ａ、１１ｂの軸と合致される。導光用の孔１１ａ、１１ｂに圧入された半導体レーザ１ａ、１ｂは発光部の位置を孔１１ａ、１１ｂに対して調整可能であり、この調整により、各半導体レーザの発光部と対応するカップリングレンズの光軸との相対的な位置関係を調整可能としており、平行光束・収束光束・発散光束といった、それぞれ所望の光束形態に変換させている。
前記構造の光源ユニットを複数用いることで、タンデム光学系に適した光源部を形成することが可能となる。

図６は、主走査方向にも異なる角度で入射可能な光源ユニットの一例を示す。本実施例では、前記ホルダ１１を、光軸を中心として角度ωだけ回転させている。このようにすることで、光偏向器に対して２本の光束は主走査方向にも角度（本実施例では約５°）を有して入射することになる。このように構成することにより、副走査方向の寸法を低減し、斜め入射角も、より小さいものとしている。

本発明に係る光走査装置において、光源を、例えば、複数の発光点を有する半導体レーザアレイや、単数の発光点もしくは複数の発光点を有する光源を複数用いたマルチビーム光源装置とし、複数の光ビームを感光体表面に同時に走査するように構成するとよい。こうすることにより、高速化、高密度化を図った光走査装置および画像形成装置を構成することができ、かかる光走査装置および画像形成装置を構成した場合も、これまで説明してきた効果と同様の効果を得ることができる。

図７はマルチビーム光源装置を構成する光源ユニットの例を示す。図７（ａ）において、半導体レーザ４０３、４０４はそれぞれベース部材４０５の裏側に形成された図示されない嵌合孔に個別に嵌合されている。この各嵌合孔は主走査方向に所定の微小角度、実施例では約１．５°傾斜していて、この嵌合孔に嵌合された半導体レーザ４０３、４０４も主走査方向に約１．５°傾斜している。半導体レーザ４０３、４０４は、その円筒状ヒートシンク部４０３−１、４０４−１に切り欠きが形成されていて、押え部材４０６、４０７の中心丸孔に形成された突起４０６−１、４０７−１を上記ヒートシンク部の切り欠きに合わせることによって発光源の配列方向が合わせられている。押え部材４０６、４０７はベース部材４０５にその背面側からネジ４１２で固定されることにより、半導体レーザ４０３、４０４がベース部材４０５に固定されている。また、カップリングレンズ４０８、４０９はそれぞれその外周をベース部材４０５の半円状の取り付けガイド面４０５−４，４０５−５に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが所望の形態の光束となるように位置決めされ接着されている。

なお、上記光源ユニットの実施例では、各半導体レーザからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線方向に沿って上記嵌合孔および半円状の取り付けガイド面４０５−４，４０５−５を傾けて形成している。ベース部材４０５は上記取り付けガイド面４０５−４，４０５−５を形成するための正面形状分銅形の突起部を一体に有し、この突起部の基部外周に円筒状係合部４０５−３を一体に有している。円筒状係合部４０５−３をホルダ部材４１０の受け孔に嵌め、ネジ４１３を貫通孔４１０−２に通してネジ孔４０５−６、４０５−７に螺合することによって、ベース部材４０５がホルダ部材４１０に固定され、光源ユニットを構成している。

上記光源ユニットのホルダ部材４１０は、前面側に突出した円筒部４１０−１を一体に有していて、この円筒部４１０−１が光学ハウジングの取り付け壁４１１に設けられた基準孔４１１−１に嵌合されている。取り付け壁４１１の表側に突出した上記円筒部４１０−１に取り付け壁４１１の表側よりコイルスプリング６１１を挿入し、さらに、ストッパ６１２を挿入し、上記円筒部４１０−１の先端部に一体に形成されている円筒部突起４１０−３にストッパ６１２を係合させることで、ホルダ部材４１０が取り付け壁４１１の裏側に密着して保持されている。これによって上記光源ユニットが取り付け壁４１１に保持されている。スプリング６１１の一端を取り付け壁４１１の突起４１１−２に引っ掛け、スプリング６１１の他端を光源ユニットに引っ掛けることで、光源ユニットに円筒部中心を回転軸とした回転力を発生している。この光源ユニットの回転力を係止するように設けた調節ネジ６１３を具備していて、この調節ネジ６１３により、光軸の周りであるθ方向にユニット全体を回転しピッチを調節することができるように構成されている。光源ユニットの前方にはアパーチャ４１５が配置され、アパーチャ４１５には半導体レーザ毎に対応したスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定するように構成されている。

図７（ｂ）は、光源ユニットの第２の例を示す。図７（ｂ）において、４個の発光源を持つ半導体レーザ７０３からの各光ビームは、ビーム合成手段を用いて合成するように構成されている。符号７０６は押え部材、７０５はベース部材、７０８はカップリングレンズ、７１０はホルダ部材をそれぞれ示している。この実施の形態では光源としての半導体レーザ７０３は１個であり、これに応じて押え部材７０６が１個である点が図７（ａ）に示す実施の形態と異なっており、他の構成は基本的に同じである。
図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す例に準じる構成のものであって、４個の発光源を持つ半導体レーザアレイ８０１からの光ビームを、ビーム合成手段を用いて合成する例を示している。基本的な構成要素は図７（ａ）（ｂ）と同様であるから、ここでは説明を省略する。

次に、本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の実施例を、図８を参照しながら説明する。本実施例は、本発明に係る光走査装置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８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から給紙される記録材（例えば転写紙）Ｓ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Ｓの搬送方向上流側から下流側に向けて順に等間隔で配設されている。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９の光走査光学系６Ｙ、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。なお、他の感光体７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対しても同様に、上記各プロセスを実行する各装置が順に配設されている。

図８に示す実施例では、感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの各表面を色成分毎に設定された被走査面（または被照射面）とするものであり、各々の感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対して光走査装置９の光走査光学系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが１対１の対応関係で設けられている。ただし、図１に示す例と同様に、光偏向器としてのポリゴンミラー５と、このポリゴンミラー５に近い側の第一走査レンズＬ１は、４つの光走査光学系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋで共通使用しており、感光体（被走査面）７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに近い側の第二走査レンズＬ２は各光学系にそれぞれ設けられている。なお、複数の光源装置やカップリングレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズ等のポリゴンミラー前光学系の図示は省略している。

搬送ベルト１７は駆動ローラ１８と従動ローラ１９に支持されて図中の矢印の方向に回転され、その周囲には、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、ベルト除電チャージャ２２、ベルトクリーニング装置２３等が順に設けられている。また、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加熱ローラ２４ａと加圧ローラ２４ｂからなる定着装置２４が設けられ、排紙トレイ２６に向けて排紙ローラ２５で結ばれている。

このような概略構成のレーザプリンタにおいて、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を帯電チャージャ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋで帯電した後、各感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各色成分の画像信号に基づき光走査装置９の各々の光走査光学系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによる光走査で、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１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０ＫでＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナーにより現像されてトナー像となる。この画像形成プロセスにタイミングを合わせて給紙カセット１３内の転写紙Ｓが給紙ローラ１４と搬送ローラ１５により給紙され、レジストローラ１６により搬送ベルト１７に送り出される。搬送ベルト１７に給紙された転写紙Ｓは、ベルト帯電チャージャ２０の作用により搬送ベルト１７に静電的に吸着されて感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに向けて搬送され、各感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ上の画像が転写紙Ｓ上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙Ｓ上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー画像が転写された転写紙Ｓはベルト分離チャージャ２１により搬送ベルト１７から分離されて定着装置２４に搬送され、定着装置３４でフルカラー画像が転写紙Ｓに定着された後、排紙ローラ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５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを、前述の実施形態に係る光走査装置とすることで、十分に小型でありながら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。

本発明に係る光走査装置の一実施例を示す、（ａ）は主走査方向の断面に対応する平面図、（ｂ）副走査方向の断面に対応する正面図である。 片側走査方式の光走査装置における入射光束の各種態様を示すもので、（ａ）は水平入射の場合を、（ｂ）は斜め入射の場合を示す正面図である。 片側走査方式の光走査装置における入射光束の各種態様を比較して示す正面図である。 走査レンズへの入射光線が副走査方向にシフトしたときの出射光の様子を示すもので、（ａ）は副走査方向に曲率を持つ場合の光路図、（ｂ）は副走査方向に曲率を持たない場合の光路図である。 本発明に適用可能な光源装置の二つの例を示す縦断面図である。 本発明に適用可能な光源装置の他の例を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。 本発明に適用可能な光源装置の各種構成例を示す斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の実施例を示す正面図である。 偏向反射面に斜め入射することにより走査レンズにねじれた状態で入射する状態を示す模式図である。 本発明による走査線曲がり補正効果を示すグラフである。 本発明に係る光走査装置の他の実施例を示す、（ａ）は主走査方向の断面に対応する平面図、（ｂ）副走査方向の断面に対応する正面図である。 本発明に係る光走査装置のさらに他の実施例を示す、（ａ）は主走査方向の断面に対応する平面図、（ｂ）副走査方向の断面に対応する正面図である。 レンズ高さに対するチルト偏心量を示すグラフである。 第１走査レンズにおける外側光束と内側光束の例を示す光路図である。

符号の説明

５ 光偏向器としてのポリゴンミラー
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ 感光体
９ 光走査装置
５１ 光源装置
５３ アパーチャ
５４ 第二光学系としてのシリンドリカルレンズ
５５ 光偏向器としてのポリゴンミラー
５６ 第一の走査レンズ
５７ 第二の走査レンズ
５８ 被走査面

Claims (10)

1. 複数の光束を放射する光源と、複数の光源に対応し光源からの光束を所望の形態に変換する第一の光学系と、複数の光束を同一の偏向反射面で偏向走査する光偏向器と、第一の光学系と光偏向器との間に配置され光偏向器の偏向反射面上に線像を形成する第二の光学系と、偏向された複数の光ビームをそれぞれ異なる被走査面に結像させる第三の光学系を有する光走査装置であって、
   複数の被走査面に対応した第一の光学系からの射出光束は、主走査対応方向における収束状態の異なる少なくとも二つの光束を含むことを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、異なる収束状態の光束は、収束光束に変換される光束と、発散光束に変換される光束を含むことを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１または２記載の光走査装置において、異なる収束状態の光束は、それぞれ副走査断面内で異なる大きさの斜め入射角で光偏向器に入射することを特徴とする光走査装置。
4. 請求項３記載の光走査装置において、第三の光学系は、異なる大きさの角度を有して光偏向器に斜め入射する複数の光束が共通に通過する第一走査レンズを含む複数の走査レンズを有することを特徴とする光走査装置。
5. 請求項３記載の光走査装置において、第三の光学系は、複数の光束のそれぞれに対応して設けられる第二走査レンズを含み、各第二走査レンズは、異なる大きさの角度で光偏向器に斜め入射する複数の光束に対応していることを特徴とする光走査装置。
6. 請求項５記載の光走査装置において、複数の第二走査レンズは、同一のレンズ形状であることを特徴とする光走査装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の光走査装置において、第三の光学系は、副走査方向に曲率を持たず、かつ基準軸からの距離に応じて副走査方向のチルト偏心角度が変化する「特殊チルト偏心面」を少なくとも一面有することを特徴とする光走査装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の光走査装置において、異なる光束形態に変換される光束を発光する少なくとも二つの光源を一体的に保持する保持部材を有する光走査装置。
9. 電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として請求項１から請求項８のいずれかに記載の光走査装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
10. 電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成ステーションを色成分ごとに複数備え、各画像形成ステーションで形成される色成分ごとの画像を重ねることによってカラー画像を形成することができる画像形成装置であって、各画像形成ステーションにおいて電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として請求項１から請求項８のいずれかに記載の光走査装置を備えていることを特徴とするカラー対応の画像形成装置。
    

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