JP2008064775A

JP2008064775A - 光走査装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2008064775A
Application number: JP2006239168A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hirakawa; 真平川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】走査線曲がりを抑制し、安定に同期検知可能な、経済的な光走査装置１００の提供。
【解決手段】複数の光源１０１と、光源から出射した光束を偏向する偏向手段１０４と、偏向手段１０４により偏向された偏向光束を複数の被走査面１０９上に結像させる走査光学系と、偏向光束の一部を同期光束として同期検知部１０８に結像させる同期光学系とを備えた走査光学装置１００であって、それぞれの偏向光束毎に対応する同期光束を結像させる同期光学系を備え、同期光束は偏向面から出射した偏向光束が最初に透過する走査光学系のレンズ１０５を透過してから同期光学系に入射し、前記レンズ１０５における同期光束が透過する部分での副走査方向の焦点距離は負であり、同期光学系のレンズ１０６の副走査方向の有効範囲は走査光学系のレンズ１０５の同期光束が透過する部分の副走査方向の有効範囲より広いことを特徴とする走査光学装置１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。

近年、レーザープリンターや複写機のカラー化が急速に進んでいる。このため、これらの機器に用いられる光走査装置においても、複数の感光体に対して一度に複数の走査線を形成することが求められてきている。このような要求を満足する光走査光学系としてはいくつかの方法が知られている。例えば、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（ブラック）の４色の画像に対応した四つの感光体を並べるタンデム方式の画像形成装置がある。タンデム方式の画像形成装置において、光偏向器の反射面に入射する光束が、光偏向器の回転軸に垂直な面、すなわち反射面の法線を含む面に対し、副走査方向に所定の角度をもって入射する斜入射光学系が知られている。この斜入射光学系を採用することにより、光偏向器を小型化でき、低騒音で低コストな光走査装置を実現することができる。

しかし、斜入射光学系には、「走査線曲がり」が大きくなり易いという問題がある。この走査線曲がり発生量は、光束の副走査方向の斜入射角により異なり、各々の光束で描かれた潜像を各色のトナーにより重ね合わせ可視化した際に、色ずれとなって現れる。また、斜入射することにより、光束が走査レンズにねじれた状態で入射することで、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。斜入射光学系では、光源側からの光束を光偏向器の反射面に向けて入射させるために、偏向光束の主走査面上に投影した入射光束が走査レンズの光軸に近い位置に光源を配置した場合、光源と走査レンズとが近づきすぎてしまう。このような干渉を避けるためには、入射光束の斜入射角を大きくしなければならない。一方、偏向走査角が大きくなるほど「走査線曲がり」も原理上大きくなるので、偏向走査角は±２０度以下とすることが好ましいとされている。そこで、斜め入射方式に固有の「大きな走査線曲がり」を補正する方法として、走査光学系に「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（特許文献１）や、走査光学系に「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（特許文献２）等が提案されている。また、「副走査方向に曲率を持たず、かつレンズ高さに応じた副走査方向のチルト量が変化する特殊チルト偏心面を用いて走査線曲がりを補正する方法」が開示されている（特許文献３）。

斜め入射方式におけるもう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スポット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」を実現できない。上述の光走査装置では、斜め入射方式に特有の大きな「走査線曲がり」は補正されているが、上記波面収差の補正は十分といえない。斜め入射方式の問題点である上記「走査線曲がりと波面収差の劣化」を良好に補正できる光走査装置として、「走査光学系に複数の回転非対称レンズを含め、これら回転非対称レンズのレンズ面の子線頂点を結ぶ母線形状を副走査方向に湾曲させた光学系」が提案されている（特許文献４）。

走査光学系では走査線書き出しタイミングの同期を取る必要がある。通常、感光体への書込開始前に同期検知手段としての同期光学系に光源からの光束を入射させ、同期光学系への入射タイミングから算出された適切なタイミングで光源を発光させ、被走査面上に画像を形成する。通常、このような画像形成装置の走査光学系に用いるレンズには、低コスト化のためにプラスチックレンズを用いていることが多い。プラスチックレンズは、温度、湿度等の使用環境変動による影響が比較的大きいという問題がある。一般に、同期光束は走査光学系のレンズのレンズ端を通過しているために、使用環境変動の影響による走査線湾曲は大きく、同期光束が同期光学系を外れる可能性がある。また、レンズ端部には、レンズ製造時やレンズ組み付け時の誤差も影響しやすい。特に、斜入射光学系においては、レンズ端部における走査線湾曲は偏向角が大きいほど顕著である。このような影響を避けるため、例えば、特許文献５における「走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置」では、走査光学系を通さずに同期光学系を構成した例が開示されている。
特開平１１−１４９３２号公報特開平１１−３８３４８号公報特開２００６−０７２２８８号公報特開平１０−７３７７８号公報特開２００４−３６１６２７号公報

上記特許文献１、２の発明においては、レンズや反射面を多数必要とし、装置が複雑化、大型化しやすく好ましくない。特許文献３、４の発明においては、特殊チルト偏心面を用いることで良好に走査線曲がりを補正しているが、４個の光束ごと異なった第二走査レンズが必要であり、その製造が容易ではなく経済的でもない。さらに、特許文献４の発明においては、波面収差補正においても、曲率を持つ面においては入射光束のぶれにより光束のスキュー状態の変化が大きく、良好なビームスポット径を安定して得るには課題がある。特許文献５の発明においては、同期光束の主走査面に対する入射角度が増大してしまい、特に斜入射光学系においては、同期光束が同期光学系を副走査方向に外れてしまう虞がある。

本発明の目的は、上述の斜入射光学系の問題点に鑑み、走査光学系における走査線曲がりを抑制し、且つ、使用環境の変化に対しても安定して同期を取ることができる光走査装置の提供である。
また、本発明の目的は、小型で低消費電力の光偏向器を備えた経済的な光走査装置の提供である。
さらに、本発明の目的は、上記の光走査装置を備えた画像形成装置の提供である。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記の手段により、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成した。

本発明の光走査装置は、複数の光源と、該複数の光源から出射した複数の光束を偏向する偏向面を備えた偏向手段と、該偏向手段により偏向された複数の偏向光束を複数の被走査面上に結像させる走査光学系と、前記複数の偏向光束の一部を同期光束として同期検知部に結像させる同期光学系とを備えた走査光学装置であって、同期光学系は、それぞれの偏向光束毎に対応する同期光束を結像させる同期光学系を備えていても、走査光学系の数より少なく、例えばひとつでもよく、同期光束は偏向面から出射した偏向光束が最初に透過する走査光学系のレンズを透過してから同期光学系に入射し、前記レンズにおける同期光束が透過する部分での副走査方向の焦点距離は負であり、同期光学系のレンズの副走査方向の有効範囲は前記偏向光束が最初に透過する走査光学系のレンズにおける同期光束が透過する部分の副走査方向の有効範囲より広い構成を有する。

また、本発明の好ましい光走査装置は、
式［（ｆｉｚ／ｆｓｚ）×（ｌｓ／ｌｉ）］
（但し、ｆｉｚは走査光学系のレンズのうち同期光束の透過しないレンズの副走査方向における合成焦点距離、ｆｓｚは同期光学系のレンズの副走査方向における合成焦点距離、ｌｓは前記偏向手段の偏向面から同期光学系の同期検知部までの同期光束の光路長、ｌｉは偏向面から被走査面までの走査光学系の偏向光束の光路長を表す。）
の値が０．８以上１．２以下である構成を有する。

また、本発明の好ましい光走査装置は、前記同期光束が透過する走査光学系のレンズの合成パワーは、副走査方向における基準軸上では略ゼロであり、前記レンズは偏向光束に対して対応する同期光束を発散させるように副走査方向の断面の曲率が変化する構成を有する。

また、本発明の好ましい光走査装置は、前記偏向手段の偏向面に入射する光束の入射方向は、前記偏向手段の回転軸に垂直な平面に対し傾いている構成を有する。

また、本発明の好ましい光走査装置は、前記偏向手段の偏向面に入射する光束の入射方向は、前記偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して正の角度を有する光束及び負の角度を有する光束からなる構成を有する。

また、本発明の好ましい光走査装置は、前記偏向手段が振動ミラーである構成を有する。

また、本発明の好ましい光走査装置は、前記光源が複数の光束を射出するマルチビーム光源である構成を有する。

さらに、本発明の画像形成装置は、上述の構成を有する光走査装置を備えている。

本発明の光走査装置は、走査光学系における走査線曲がりの影響を抑制し、且つ、使用環境の変化に対しても安定して同期を取ることができる。
また、本発明の光走査装置は、小型で低消費電力の光偏向器を備えることができ経済的にも優れている。
さらに、本発明画像形成装置は、上記の光走査装置の利点を備えている。

本発明を、図を参照しながら以下の実施形態により具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施形態、及び実施例に限定されるものではなく、これらの実施形態、実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。

（実施形態１）
図１は、本発明の光走査装置の実施の形態例を説明するための図である。図１（ａ）は、走査光学系の主走査方向の断面を、図１（ｂ）は、走査光学系の副走査方向の断面を表している。図１に従って説明すると、光源としての半導体レーザ１０１から放射された発散性の光束はカップリングレンズ１０２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１０２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１０２から出射した光束はシリンドリカルレンズ１０３により副走査方向に集光され、偏向手段としてのポリゴンミラー１０４（回転多面鏡）の偏向反射面に入射する。

図１（ａ）に示すように、光源側から偏向反射面への入射光束は、偏向手段であるポリゴンミラー１０４の回転軸に垂直であり、光束の入射点を含む平面（以後、基準面ともいう。）に対して副走査方向（ポリゴンミラー１０４の回転軸に平行な方向）に傾いている。すなわち、光源側から偏向反射面への入射光束は、ポリゴンミラー１０４の偏向反射面に基準面に平行でない方向から入射する。従って、ポリゴンミラー１０４の偏向反射面により反射された偏向光束も、基準面に対して副走査方向に傾いている。ただし、基準面に対する傾きの角度の絶対値は同じであるが、互いに基準面の反対側になり、正負の関係になる。入射光束を基準面に対し０でない所望の入射角度とするためには、半導体レーザ１０１、カップリングレンズ１０２、シリンドリカルレンズ１０３の作る光学系を基準面に対し所望の角度に傾けて配置しても良いし、偏向反射面に入射する光束に折返しミラーを用いて所望の角度をつけても良い。また、シリンドリカルレンズ１０３の光軸を副走査方向にシフトすることで、ポリゴンミラー１０４の偏向反射面に向かう光束に所望の角度をつけることもできる。偏向反射面により反射された偏向光束は、等速回転するポリゴンミラーにより等角速度的に偏向し、走査光学系を経由して、感光体上の被走査面１０９に集光する。これにより、偏向光束は被走査面１０９上に光スポットを形成し、被走査面１０９上に光走査を行うことができる。

従来の光走査装置のように、斜入射を用いない走査方式においては、図３（ａ）に示すように全ての光束が主走査面に対し平行で、それぞれの光束からは良好な光学性能が得やすい。しかし、各光源装置からの光束の偏向面における間隔、すなわち互いに異なる被走査面に導かれる光束をそれぞれ分離するのに必要な間隔（図中の△ｄ）は、通常３ｍｍから５ｍｍ必要である。そのため、ポリゴンミラーの高さ（副走査方向の幅）が大きくなり（４色カラー用であれば、１２ｍｍ〜１５ｍｍ）、ポリゴンミラーが大型化し、回転時の風損の影響による消費電力アップ、騒音の増大、コストアップなどの問題が生じていた。特に、光走査装置の構成部品である偏向手段の占めるコスト比率は高く、コスト面での課題が大きかった。

斜入射光学系の特徴について、タンデム型のカラー画像形成装置の光走査装置を例に挙げ説明する。図２に概略を示す片側走査方式の光走査装置を参照しながら説明する。図２は、走査光学系の副走査方向の断面を表した説明図である。なお、主走査面は、偏向光束がポリゴンミラーの回転に従って形成する平面（図の各光束を表す線に相当する平面）であり、副走査方向は偏向手段の回転軸の方向と同じ方向（図の上下方向）である。４本の入射光束（図示していない。）が、同一のポリゴンミラー１０４の同一の偏向反射面に斜入射され、４本の偏向光束が出射される。各偏向光束は、基準面に対して副走査方向の両側（図中Ａの領域及びＢの領域）から２本ずつ基準軸面に対し対称に入射して、それぞれ基準面の反対側へ基準軸面に対し対称に出射している。ポリゴンミラー１０４の反射面において反射した４本の偏向光束は、共通の第一走査レンズ１０５を透過後、それぞれ折り返しミラー１１０ａ〜１１０ｇにより分離され、対応する被走査面としての感光体ＳＴ１〜ＳＴ４に導かれる。本実施形態では、偏向光束の光走査系は走査レンズを２枚構成としており、第一走査レンズ１０５の他に対応する被走査面である感光体ＳＴ１〜ＳＴ４に向かう光束ごとにそれぞれ第二走査レンズ１０７ａ〜１０７ｄが配置されている。共通使用の第一走査レンズ１０５はその基準軸が基準面上にあり、基準面の両側から入射してくる光束が基準軸面に対し対称に入射するように配置されている。これにより、偏向光束は第一走査レンズ１０５から基準面の両側に対称に出射する。なお、レンズの基準軸とは、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。

偏向光束毎に配置された第二走査レンズ１０７ａ〜１０７ｄは、その基準軸が走査面における像高０へ到達する光束である主光線と一致するように、つまり第二走査レンズ１０７ａ〜１０７ｄは入射する光束が基準面に対して斜入射する角度と等しい角度、入射面側が基準面に近づくようにチルトした状態で配置されている。この第二走査レンズ１０７ａ〜１０７ｄは製造の容易化、低コスト化のために、全て同一面形状のレンズを用いることが好ましい。互いに対称に基準面の反対側に出射するする偏向光束を集光する第二走査レンズは、折り返しミラー１１０ａ〜１１０ｇでの反射をさせない状態と仮定した場合に、互いに基準面を挟んで面対称になるように配置する。

折り返しミラー１１０ａ〜１１０ｇは、基準面に対して片側から、図中の領域Ａから入射し、領域Ｂに出射する偏向光束は、例えば外側が１枚、内側が２枚とそれぞれの枚数差が奇数（１枚）となるようにする。逆側の図中の領域Ｂより入射され領域Ａに出射される偏向光束は外側が２枚、内側が３枚とそれぞれの枚数差が奇数（１枚）となるようにする。なお、図中の光束は偏向後の光束である。このため、図示していない入射光は基準面に対して反対側の領域から入射されている。

同期光学系の説明をする。図１において、同期光束は第一走査レンズ１０５を通過後、不図示の折り返しミラーで折り返されて走査光学系から分離され、同期レンズ１０６により同期検知部１０８上に結像する。同期光束は、走査光学系の偏向光束毎に、それぞれ設けることが好ましいが、一系統のみとしてすべての走査光学系の同期をとることもできる。同期光束は第一走査レンズ１０５における、同期光束が透過する副走査断面での焦点距離は負とすることが好ましい。また、同期レンズ１０６は主走査方向と副走査方向に異なる曲率を有するアナモフィックレンズであり、その副走査方向の有効範囲は第一走査レンズ１０５を同期光束が副走査方向に透過する部分よりも広い有効範囲を有する。ここで、同期レンズ１０６に第一走査レンズ１０５より副走査方向に広い有効範囲を持たせているのは、同期光束が同期光学系を外れないようにするためである。通常、第一走査レンズ１０５は、使用温度などの使用環境による屈折率等の光学特性の変化が大きいプラスチックレンズを用いているため、走査光学系の第一走査レンズ１０５を通過する同期光束の副走査位置の変動が大きいので、このような場合は、特に重要である。

設計値に対する変動時の光学素子上の走査位置のずれについても注意が必要である。レンズをはじめとする各光学素子等の製造誤差・組み付け誤差や使用時の温度等の変化により走査位置は設計値から変動する。本実施形態の走査光学系は、同期光束が通過する光学素子は同期光束が通過する副走査断面内において負のパワーを有するようにしている。このため、同期光は基準面から副走査方向に向かって離れるように跳ね上げられる。よって、公差変動時には走査レンズ上よりも同期レンズ上で走査位置が特に副走査方向において変動が大きいことになる。例えば、本実施形態においては、走査レンズ上と同期レンズ上の副走査方向の走査位置の変動の積み上げ値はそれぞれ０．５１ｍｍ、１．６０ｍｍ発生する。この程度の変動が発生しても副走査方向に同期光が外れることのないよう、同期レンズ１０６の副走査方向の有効径は、第一走査レンズ１０５の副走査方向の有効径より大きくする必要がある（図１（ｂ）参照）。本実施形態では走査レンズを基準面に対して副走査方向の両側から二本ずつの光束が、対称的にそれぞれ異なる角度で入射している。第一走査レンズ１０５において前記４本の偏向光束が通過する副走査方向の高さは±２．５ｍｍの範囲であるので合計５ｍｍ、前記±０．５１ｍｍの変動分としての１．０ｍｍと加工しろを約１．０ｍｍ設けて走査レンズの副走査方向の有効範囲は７ｍｍである。一方、同期レンズ１０６は単一の同期光束が通過し、同期光束は±１．６ｍｍの範囲を通過するので合計３．２ｍｍ、変動分の３．２ｍｍおよび加工しろを約０．８ｍｍ設ける。同期レンズ１０６の副走査方向の有効範囲は７．４ｍｍとなり、走査レンズの有効範囲より大きい。このようにすることで、変動により走査位置が副走査方向にずれても同期はずれのない同期光学系を提供することが可能となる。

さらに好ましい光走査装置としては、走査光学系のうち同期光束の透過しないレンズ１０７の副走査方向における合成焦点距離をｆｉｚ、同期光学系の副走査方向における合成焦点距離をｆｓｚ、偏向面から同期光学系の同期検知部１０８までの同期光束の光路長をｌｓ、偏向面から被走査面１０９までの走査光学系の偏向光束の光路長をｌｉとするとき、
式（１）［（ｆｉｚ／ｆｓｚ）×（ｌｓ／ｌｉ）］
の値が０．８、以上好ましくは０．９以上、且つ１．２以下好ましくは１．０５以下とする。

前記式（１）は偏向光束と同期光束の光路長と焦点距離に関する関係式であり、その値が０．８より小さくなると、同期レンズ１０６が偏向手段側に近づきすぎるために同期光束を分離するためにより大きな走査角度が必要となり、レンズ面における走査線湾曲が大きくなるので安定した同期を取ることが難しくなってしまう。また、１．２より大きくなると、同期レンズが同期検知部１０８側に近づくために同期レンズの焦点距離が短くなり製造誤差に敏感な光学系となってしまい好ましくない。

本実施形態では、式（１）の各変数の値は例えば以下の様に設定する。なお、ｆｉｚは走査光学系の第一走査レンズ１０５を同期光束が通過する部分における副走査方向の焦点距離を表す。
ｆｓｚ＝７１．６ｍｍ
ｆｉｚ＝６６．４ｍｍ
ｌｓ＝３２６ｍｍ
ｌｉ＝３０４ｍｍ
ｆｌｚ＝−４７８ｍｍ
この場合、上記の式（１）の値は、０．９９７となり、上記条件を満足しており、好適な光学系を構成できる。

次に、斜入射光学系における、走査線曲がりについて説明する。
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（例えば、図１では第二走査レンズ１０７）の入射面の主走査方向の形状が、偏向反射面の光束の入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、第二走査レンズ１０７を前記形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。つまり、図１（ａ）に示すように、通常の光束は、ポリゴンミラー１０４により偏向走査され、各像高において、レンズ面に対し垂直入射することはなく、一定の入射角を持って入射する。また、副走査方向に角度を有して入射し、ポリゴンミラー１０４により偏向反射された光束は、像高によりポリゴンミラー１０４の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離は異なり、第一走査レンズ１０５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。なお、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、走査線曲がりの発生が生じない。

使用時の温度変化による走査線曲がり変動について説明する。近年は、コスト面、高画質化のための設計時のレンズ形状の自由度（非球面形状など）から、走査レンズの材料としてはプラスチックを用いることが一般的となっている。このため、温度変化によるレンズ形状変化は、ガラスレンズに比べ大きくなっている。すでに説明のように、斜入射光学系においては、副走査方向に湾曲した状態で走査レンズに光束が入射する。このため、温度変化により走査レンズの曲率半径や肉厚、走査レンズに入射する光束の入射角度、副走査方向の位置が変化すると、主走査方向でも異なる屈折変化を起こし走査線曲がりが発生することがある（図４参照）。前記説明と同様に、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光軸とほぼ同じ高さで異なることはなく、走査線曲がりの発生は極めて小さい。つまり、水平入射方式では母線上を光束が通過するため、温度変化により曲率半径が変化しても、結像位置（デフォーカス方向）は変化するものの、光線の副走査方向への屈折は生じない（もしくは僅かである）ため、走査線曲がり（被走査面上の走査線の副走査方向の位置の変化）は極めて小さかった。

すなわち、大きな走査線曲がりの発生は、斜入射光学系で特に問題となり、その発生方向は、偏向反射面の法線を挟み副走査方向両側で逆になる。つまり、図２の領域Ａに出射する光束と、図２の領域Ｂに出射する光束とで発生方向は逆転する（図６の像高の上下の関係参照）。これは、第一走査レンズ１０５に入射する走査線の湾曲が、第一走査レンズ１０５に入射する光束の副走査方向の入射角の方向、つまり斜入射の方向（図中領域Ａ側からの入射か領域Ｂ側からの入射か）によりその方向が逆転するためである。特に副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズへ入射する走査線の湾曲が走査線曲がりを大きく発生させるが、その理由は前述した通りである。同様に、温度変化が生じたときにおいても、走査線曲がりの変化は、主走査面を挟みその両側で逆となる。このように、異なる被走査面で走査線曲がりの方向が逆転した場合、各色を重ね合わせた場合には大きな色ずれとなってしまい、カラー画像の品質が著しく低下してしまう。

このような走査線曲がりによる色ずれを低減させるために、本実施形態においては、基準面に対し同じ側から入射する２つの光束の走査線曲がりの方向を互いに異なる方向とし、かつ量をほぼ等しくている。そして、後述する色ずれ低減のために折り返しミラーの枚数の差を奇数としている。副走査方向の折り返しミラーにより折り返された走査線は副走査方向に反転するため、すでに説明のように、副走査方向の両側で走査線曲がりの発生方向が異なった場合においても、奇数枚差の折り返しミラーを用いることで、その方向を同一方向に合わせることができる（図７参照）。その結果、カラー機における色重ねにおいて、色ずれの発生を低減し、良好な４色合成のカラー画像を達成している。

走査線曲がりは、斜入射角が大きいほど第一走査レンズ１０５へ入射する走査線の湾曲が大きくなり、発生量が大きくなる。つまり、内側２つの光束に対し、外側２つの光束の走査線曲がりの発生量のほうが大きい。また、温度変動時の走査線曲がり発生量も外側の光束で大きくなる。しかし、本実施形態では、図６に示すように、副走査断面上の基準面に対して同じ側から入射される光束の走査線曲がりを互いに異なる方向としている。このため、基準面に対して副走査断面の同じ側から入射される光束に対応した折り返しミラーの枚数差を奇数（通常は１枚差）とすることで基準面に対して副走査断面の同じ側から入射される光束の被走査面における走査線曲がりの発生方向を一致させることができる。このため、すべての光束に走査線曲がりが合っても、色ずれの発生を小さく抑えることが可能となる。タンデムカラー画像形成装置に適応させた場合には、前述の通り、基準面の反対側から入射した光束同士ではそれぞれ逆の走査線曲がりが発生するので、外側光束同士、内側光束同士でそれぞれ折り返しミラーの枚数差を奇数となるように設定すればよい（図７参照）。このように、基準面に対して対称な走査線曲がりを持つ光束同士は、折り返しミラーの枚数を調節して、互いの光束の走査線曲がりの影響を補償することができる。

ここで、基準面に対して副走査断面の同じ側から入射される光束の走査線曲がりを互いに異なる方向とする方法について図６を参照しながら説明する。本実施形態で使用しているレンズ面である特殊チルト偏心面は、レンズ高さごとにその傾き量が決定されている。その入射面における曲がり量が斜入射角の大きさに比例するため、異なる斜入射角の光束に対して同一のレンズ面を用いて走査線曲がりを完全に補正することは不可能である。よって、本実施形態では、例えば第二走査レンズ１０７を副走査方向に撓ませるなどの調整をすることを前提として、基準面に対し同一方向から入射した二種類の斜入射角のほぼ中間の角度で斜入射した光束に対して最適に走査線曲がりを補正したレンズを使用することで、外側光束、内側光束の双方に同程度かつ互いに逆方向の走査線曲がりを発生させている（例えば、この実施形態では約１５ｕｍであった）。図６に示すように、ふたつの光束の斜入射角の中間角度の光束が、すべての像高に対し走査線曲がりがほぼ０となっている。そして、外側光束はマイナス側（左側）に、内側光束はプラス側（右側）にほぼ同じ強さで走査線曲がりが生じている。この補正方法としては、後述する特殊チルト偏心面を用いることもできるし、副走査断面形状を円弧とし、かつ円弧の頂点を結んだ母線が副走査方向に湾曲した面を用いることもできる。なお、残存する走査線曲がりはこのような補正をしないときの半分程度となり、十分小さく、折り返しミラーの枚数の差を奇数に設定することで色ずれが目立ちにくいレベルに抑えることができる。また、基準軸上では光束が略一致して通過するために、主光線に第二走査レンズ１０７による屈折は生じない。よって、基準軸上におけるチルト量は０とすることができる。

次に、斜入射による波面収差劣化への対応について説明する。先に説明のように、走査光学系を構成する走査レンズの入射面の主走査方向の形状が、光偏向器の偏向反射面の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、走査レンズを前記形状にすることは、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、光偏向器により偏向走査され、主走査断面の各像高において、レンズ入射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。光偏向器により偏向反射された偏向光束は、主走査方向に所定の幅を持っており、光束内での主走査方向の両端の光束は、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が異なり、副走査方向に角度を持っていることにより（斜入射されているため）、走査レンズにねじれた状態で入射することになる。この結果、波面収差が劣化し、ビームスポット径が太る。主走査方向のレンズ面への入射角は、周辺像高に行くほど大きくなり、光束のねじれは大きくなる。このため、周辺に行くほど波面収差の劣化によるビームスポット径は大きくなる。

本実施形態においては、レンズ面に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、及び、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することができる。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、偏向反射面に斜入射する事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、走査レンズの少なくとも１面を、像高に応じて副走査方向の曲率が変化する特殊トロイダル面とし、さらに副走査方向の近軸曲率をゼロかゼロに近い面とすることで、波面収差の補正をすることができる。副走査方向の近軸曲率を略ゼロとしているのは、レンズの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ためである。また、このような平面的な構成とすることで、組み付け時等で偏心しても性能の変動が少ない光学系とすることができる。

さらに、前記レンズ面を、副走査方向に対して最も屈折力の大きなレンズよりも、光偏向器側に配設することが好ましい。波面収差の劣化は、特に副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズへの入射時に、光束がねじれることにより大きく発生するため、波面収差の補正のためには、前記副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズへの入射高さを補正し、被走査面上で一点に集光するようにする必要がある。特殊トロイダル面で波面収差を補正する場合、第二走査レンズＬ２への入射高さを高くし、光束内の主走査方向両端の光束についても、周辺に行くほど副走査方向に強い屈折力を持つ第二走査レンズＬ２への副走査方向の入射高さを高くすることで補正可能となる。つまり、最も副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズよりも光偏向器側に位置する走査レンズに、主走査面に対し角度を持つ光束に対し、角度が大きくなるほどより負のパワーが大きくなるように特殊トロイダル面を形成し、副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズへの副走査方向の入射位置を調整することで、波面収差の劣化が補正可能となる。このため、波面収差の補正を行うために用いる特殊面は、副走査方向に最も強い屈折力を持つ走査レンズよりも、光偏向器側のレンズに設けることが望ましい。

光偏向器に近い側の走査レンズ（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、副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズの特殊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持たすことで、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可能となる。勿論、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っても良いことは言うまでもない。

さらに望ましくは、副走査方向の形状として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）が異なる特殊面とすることで、波面収差や走査線曲がりの補正をする。前記レンズ短手方向の特殊面の偏芯角度とは、光学素子の光学面における短手方向の傾き角を言う。偏芯角度が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。

特殊面について説明する。特殊面の面形状は、以下の形状式によればよい。ただし、この発明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（２）を用いて特定することも可能である。

ここで、Ｒ_Ｙ,Ｒ_Ｚはそれぞれ主走査および副走査方向の近軸曲率半径を表し、
Ｃｍは主走査方向の曲率を表し、
Ｃ_Ｓ(Ｙ)はＹにおける副走査方向の曲率を表し、
Ｋは円錐乗数であり、
Ａ_ｎの項は、主走査断面形状を規定する係数であり、
Ｂ_ｎの項は、副走査方向の曲率を規定する係数であり、
Ｆ_ｎの項は、特殊チルト偏心面における、副走査断面の傾きを規定する係数である。

更に、特殊面の副走査方向の形状を、曲率を持たない平面形状とする理由について説明する。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、使用時の温度変化、光学素子の組み付け誤差等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し、カラー画像形成装置においては、各色間でのビームスポット位置がずれ、色ずれが大きくなりやすい。そこで、本発明のように特殊面の副走査方向の面形状は、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は小さくでき、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を小さくすることができ、色ずれの発生を抑えることができる。

実際には、特殊面を用いることで主走査面の形状は副走査方向の高さにより変化するが、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面の形状の変化を小さくできる。この結果、温度分布発生による光束間での倍率変動の差は小さくでき、同期を取ることで書き出し位置と書き終わり位置とを、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。

また、図５（ｂ）に示すように入射光線が副走査方向にシフトした場合、特殊面は屈折力を持たないため光線の進行方向もシフトするのみで、その方角の変化はない。副走査方向に曲率を持つ、つまり屈折力を持つ面では、図５（ａ）のように入射光線が副走査方向にシフトした場合、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易い。また、光束のスキューが発生し波面収差の拡大、ビームスポット径の拡大が生じる。このため、特殊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ことが好ましい。

本実施形態においては、前記特殊面の採用により、走査レンズの主走査方向に異なるチルト量を最適に与えることで光束のねじれを補正可能となる。走査線曲がりについても同様に、走査レンズの主走査方向に異なるチルト量を最適に与えることで、特殊面により各像高に向かう光束の副走査方向の補正が可能となる。

またこの時、光束を副走査方向に角度を持って入射させる事による波面収差の劣化は、光軸近傍では走査レンズに対し光束のスキューがほとんど発生しないため非常に小さい。このため、本実施形態における特殊面において、光軸上における偏心量はゼロとすることができる。従来、レンズもしくはレンズ面をチルト偏芯、もしくはシフト偏芯させ、波面収差の補正や走査線曲がりを補正する場合、中央像高近傍においては、その性能を劣化させ、周辺像高とのバランスを取っていたが、本実施形態ではレンズもしくはレンズ面を偏芯させる必要が無く、中央像高近傍において性能を劣化させることなく、良好な光学性能の補正が可能となる。

前記説明の特殊面を、異なる被走査面に向かう光束ごと、つまり光偏向器の反射面への異なった斜入射角の光束ごとに最適に設定することで、全ての光束（通常のカラー画像形成装置では４つの光束）において良好な波面収差補正、及び、走査線曲がり補正が可能となる。この場合、斜入射角度が異なっても、本特殊面を用い形状式の係数を変え最適に設計することで対応可能となる。

更に、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束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つけて入射させることで、副走査方向の入射角を小さく設定できる。副走査方向の斜入射させる角度が大きいと、前記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。このためにも、ポリゴンミラーの偏向反射面に入射する光束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。

また、走査レンズは、前記副走査方向の曲率を、基準軸を中心として主走査方向に非対称に変化させることが好ましい。本実施形態の光走査装置においては、光束を主走査方向に角度を持ってポリゴンミラーに入射させている。この結果、ポリゴンミラーによる「光学的サグ」のは、走査レンズの基準軸に対して主走査方向に対称に発生しない。つまり、諸収差が発生する原因となる光路長差が中心に対し左右対称とならないため諸収差の発生も左右非対称に発生する。このような構成とすることで効果的な収差補正が可能となる。

本発明の光走査装置をさらに小型で低コストなものとするためには、光束のポリゴンミラーでの入射点と、ポリゴンミラーに最も近い第一走査レンズへの入射点とが、ポリゴンミラーの回転軸と直交し前記レンズの基準面を含む平面に対して、互いに反対側に配置させることが好ましい。

また、本発明の光走査装置において、より良好な波面収差補正を行うためには、第一走査レンズ群において、副走査の負のパワーを像高が高くなるに従い大きくなるよう像高に応じて副走査方向の曲率を変化させることが好ましい。上述の説明の通り、走査レンズへの主走査方向の入射角は、周辺像高に行くほど大きくなり、光束のねじれは大きくなり、周辺像高に行く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り易い。

（実施形態２）
本実施形態では、式（１）における各変数の値は以下の様に設定している。本実施形態において実施形態１と異なる点は、光走査装置の小型化に対応するために同期光学系の光路長ｌｓを約５０ｍｍ短縮し、２７３ｍｍとしている点である。同期レンズと走査光学系の変数はそれぞれ以下の様に設定している。
ｆｓｚ＝７１．６ｍｍ
ｆｉｚ＝６６．４ｍｍ
ｌｓ＝２７３ｍｍ
ｌｉ＝３０４ｍｍ
ｆｌｚ＝−４７８ｍｍ
上記の変数に対する式（１）の値は、０．９７５となり、本発明における条件を満足しており、好適な光学系を構成できる。

（実施形態３）
［振動ミラー］
図９に示す光走査装置は、偏向器として振動ミラーを用いた実施形態とすることもできる。本実施形態において実施形態１と異なる点は、光偏向器として振動ミラーを用いている点、及び走査レンズにｆθ特性ではなくｆarcsinθ特性を持ったレンズを使用した点である。同期レンズと走査光学系の変数はそれぞれ以下の様に設定している。
ｆｓｚ＝７１．６ｍｍ
ｆｉｚ＝６６．４ｍｍ
ｌｓ＝３２６ｍｍ
ｌｉ＝３０４ｍｍ
ｆｌｚ＝−４７８ｍｍ
上記の式（１）の値は、０．９９７となり、本発明における条件を満足しており、好適な光学系を構成できる。なお、振動ミラーにおいては、偏向反射面は、３６０度回転はしないが、回転軸を中心にして左右反対方向に小角度で回転を繰り返して振動している。本発明では、振動ミラーにおけるこのような振動も光偏向器の回転としている。

（実施形態４）
マルチビーム光走査装置を備えた本発明の光走査装置の実施形態を説明する。実施形態１の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ことができる。これにより、光走査装置の高速化、高密度化を図ることができる。このような光走査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１０はマルチビーム光源装置を構成する光源ユニットの実施形態の例を示す。

図１０（ａ）において、半導体レーザ４０３、４０４は各々ベース部材４０５の裏側に形成した図示していない嵌合孔に個別に嵌合されている。上記嵌合孔は主走査方向に所定角度、例えば、約１．５度傾斜していて、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度傾斜している。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部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、コリメートレンズ４０８、４０９は各々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平行光束となるよう位置決めされ接着されている。

なお、上記実形態では、各々の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の円筒状係合部４０５−３をホルダ部材４１０に係合し、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、その円筒部４１０−１が光学ハウジングの取り付け壁４１１に設けた基準孔４１１−１に嵌合され、取り付け壁４１１の表側よりスプリング６１１を挿入してストッパ部材６１２を円筒部突起４１０−３に係合することで、取り付け壁４１１の裏側に密着して保持され、これによって上記光源ユニットが保持されている。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１０（ｂ）は、第二の光源ユニットの実施形態を示す。図１０（ｂ）においては、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はコリメートレンズ、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１０（ａ）に示す第一の光源ユニットの実施形態と異なっており、他の構成は基本的に同じである。

図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示す例に準じる構成であって、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実施形態例を示している。基本的な構成要素は図１０（ａ）、１０（ｂ）と同様であるから、ここでは説明を省略する
（実施形態５）
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形態例を、図１１を参照にしながら説明する。本実施形態は、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（画像形成装置）に適用した例である。図１１において、画像形成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。例えば、感光体７Ｙを例に採れば、帯電チャージャ８Ｙ、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。他の感光体７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対しても同様である。即ち、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乃至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光学系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが１対１の対応関係で設けられている。但し、第一走査レンズＬ１は、２個とし、イエローＹ、マゼンタＭで共通使用し、また、シアンＣ、ブラックＫで共通使用している。また、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よりも搬送ベルト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。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において、例えば、フルカラーモード（４色モード）画像形成時であれば、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６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ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。このフルカラー画像は定着装置２４で定着された後、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６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、上述の実施形態に係る光走査装置となっており、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。ここでは、片側走査方式の光走査装置の実施形態例を上げ説明したが、対向走査方式の光走査装置においても同様の構成とすることができる。

実施形態１における、具体的な光走査光学装置を作製した数値実施例を示す。
光源として用いられる半導体レーザは発光波長：７８０ｎｍで、放射される発散性の光束はカップリングレンズ（焦点距離：１５ｍｍ）により「実質的な平行光束」に変換され、シリンドリカルレンズ（焦点距離：９６ｍｍ）の作用により、ポリゴンミラーの偏向反射面の位置に「主走査方向に長い線像」として結像する。カップリングレンズから射出された光束を規制するアパーチャは、主走査方向に６．４ｍｍ、副走査方向に０．９ｍｍの矩形アパーチャを用いる。ポリゴンミラーは、偏向反射面数：６面で内接円半径：１３ｍｍである。ポリゴンミラーへは、主走査方向においては像高０に向かう光束に対し約６０度で入射されている。また、ポリゴンミラーへは、２つの光束が入射されており、それぞれ副走査方向に１．４６度、及び３．３０度で斜めに入射されている。よって、走査光学系は２系統になっている。

「表１」はこの光走査装置における第一の走査光学系（ポリゴンミラーへの入射光束が副走査方向に１．４６度の偏向光束に対する走査光学系）のデータを示す。また、「表２」はこの光走査装置における第二の走査光学系（ポリゴンミラーへの入射光束が副走査方向に３．３０度の偏向光束に対する走査光学系）のデータを示す。面番号１、２で示される第一走査レンズＬ１は、偏向反射面に平行に配置され（レンズに光束は１．４６度で斜め入射されている）、面番号３、４で示される第二走査レンズＬ２は、レンズの光軸と入射光束を一致させて配置（レンズに光束が斜め入射されないように１．４６度傾けて配置されている）している。

この数値実施例において、水平入射の走査レンズでは、特殊なチルト偏芯面をチルト偏芯させない副走査方向に曲率を持たない平面とし、主走査形状は同一とすることで所望の光学特性を満足することができる。また、数値実施例の第一走査レンズＬ１の特殊なチルト偏芯面の式の原点は、像高０に向かう光ビームの同面通過位置で、かつ、偏向反射面の法線に水平な位置とする。第二走査レンズＬ２においては、同じく像高０に向かう光ビームの同面通過位置とする。この光学系においては、走査光学系副走査横倍率は、−０．４９である。また、半画角θは、２４．０度である。なお、この光学系においては、厚さ１．９ｍｍの防音ガラス（屈折率１．５１４３）を挿入し、防音ガラスは８度だけ偏向面内で傾けて配置している。

表１及び表２は、第一の走査光学系及び第二の走査光学系のデータを示す。表１において、「ＲＹ」、及び「ＲＺ」は、それぞれ、主走査方向、副走査方向のレンズ面の曲率半径を表す。また、「Ｘ」は、各面がポリゴンミラーの回転軸に垂直な面に投影したときの光軸方向（第一走査レンズＬ１の光軸方向になる）の距離を、「Ｎ」は、設計波長における屈折率をそれぞれ示す。

各レンズの面の主走査方向の形状は非円弧形状であり、面番号１の面は、副走査方向は平面となっており、面番号２の面は、副走査方向は基準軸上では平面でかつ、基準軸から離れるに従い曲率が大きくなる面である。面番号３の面は、副走査方向の曲率半径がレンズ高さにより連続的に変化している。面番号４の面は、副走査方向の曲率が０で傾きのみを有する特殊チルト偏心面である。第一走査レンズＬ１、第二走査レンズＬ２の非球面係数を表３，表４に示す。

上記数値実施例における走査線曲がりの大きさの像高間での変化を図６に示す。図６から判るように、中間角度における走査線曲がりの大きさをほぼ０とするように走査レンズ系を配置することにより、外側光束（第一の走査結像光学系の光束）でも、内側光束（第二の走査結像光学系の光束）でも走査線曲がりの大きさは実用上問題がない程度に小さくなっている。

走査光学系の断面図基準面と走査線曲がり方向の関係斜入射角と偏向面高さの関係斜入射光学系における温度変動による走査線曲がり変化面形状と取り付け誤差斜入射光学系における走査線曲がりミラー枚数と走査線曲がりの関係走査位置の変動偏向面に振動ミラーを用いた光走査装置マルチビーム光源装置の説明図画像形成装置

符号の説明

１００：光走査装置
１０１：半導体レーザ
１０２：カップリングレンズ
１０３：シリンドリカルレンズ
１０４：ポリゴンミラー
１０５：第一走査レンズ
１０６：同期レンズ
１０７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ：第二走査レンズ
１０８：同期検知部
１０９：被走査面
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅ，１１０ｆ，１１０ｇ：折り返しミラー
ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４：感光体
４０３，４０４：半導体レーザ
４０３−１，４０４−１：筒状ヒートシンク部
４０５：ベース部材
４０５−３：筒状係合部
４０５−４，４０５−５：ガイド面
４０５−６，４０５−７：ネジ孔
４０６，４０７：押さえ部材
４０６−１，４０７−１：突起
４０８，４０９：コリメートレンズ
４１０：ホルダ部
４１０−１：円筒部
４１０−２：貫通部
４１０−３：円筒部突起
４１１：取り付け壁
４１１−１：基準孔
４１１−２：突起
４１２，４１３：ネジ
４１５：アパーチャ
６１１：スプリング
６１２：ストッパ部材
６１３：調節ネジ
７０３：半導体レーザ
７０５：ベース部材
７０６：押さえ部材
７０８：コリメートレンズ
７１０：ホルダ部材
Ｌ１：第一走査レンズ
Ｌ２：第二走査レンズ
１：画像形成装置
５：ポリゴンミラー
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ：光走査光学系
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ：感光体
８Ｙ：帯電チャージャ
１０Ｙ：現像装置
１１Ｙ：転写チャージャ
１２Ｙ：クリーニング装置
１３：給紙カセット
１６：レジストローラ
１７：搬送ベルト
２０：ベルト帯電チャージャ
２１：ベルト分離チャージャ
２２：除電チャージャ
２３：クリーニング装置
２４：定着装置
２５：排紙ローラ
２６：排紙トレー

Claims

複数の光源と、該複数の光源から出射した複数の光束を偏向する偏向面を備えた偏向手段と、該偏向手段により偏向された複数の偏向光束を複数の被走査面上に結像させる走査光学系と、前記複数の偏向光束の一部を同期光束として同期検知部に結像させる同期光学系とを備えた走査光学装置であって、
同期光束は偏向面から出射した偏向光束が最初に透過する走査光学系のレンズを透過してから同期光学系に入射し、前記レンズにおける同期光束が透過する部分での副走査方向の焦点距離は負であり、同期光学系のレンズの副走査方向の有効範囲は前記偏向光束が最初に透過する走査光学系のレンズにおける同期光束が透過する部分の副走査方向の有効範囲より広いことを特徴とする走査光学装置。
式［（ｆｉｚ／ｆｓｚ）×（ｌｓ／ｌｉ）］
（但し、ｆｉｚは走査光学系のレンズのうち同期光束の透過しないレンズの副走査方向における合成焦点距離、ｆｓｚは同期光学系のレンズの副走査方向における合成焦点距離、ｌｓは前記偏向手段の偏向面から同期光学系の同期検知部までの同期光束の光路長、ｌｉは偏向面から被走査面までの走査光学系の偏向光束の光路長を表す。）
の値が０．８以上１．２以下であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
前記同期光束が透過する走査光学系のレンズの合成パワーは、副走査方向における基準軸上では略ゼロであり、前記レンズは偏向光束に対して対応する同期光束を発散させるように副走査方向の断面の曲率が変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
前記偏向手段の偏向面に入射する光束の入射方向は、前記偏向手段の回転軸に垂直な平面に対し傾いていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
前記偏向手段の偏向面に入射する光束の入射方向は、前記偏向手段の回転軸に垂直な平面に対して正の角度を有する光束及び負の角度を有する光束からなることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
前記偏向手段が振動ミラーであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
前記光源が複数の光束を射出するマルチビーム光源であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置。
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。