JP2009204939A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 副走査方向の色ずれを低減させ、かつ主走査方向の色ずれも低減させることのできる高精細な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を得ること。
【解決手段】 複数の光源手段からの光束を偏向手段に導光する各光源手段毎に設けた第１光学系と、複数の被走査面に導光するための複数の第２光学系とを有し、複数の第２光学系は、各々主走査方向に面形状が可変で被走査面上の走査線湾曲がりを補正する補正用折り曲げミラーと、成型より成る、屈折力を有する結像光学素子を有しており、複数の第２光学系を構成する複数の補正用折り曲げミラーを長手方向で全て同じ方向に変形させたときに被走査面における走査線湾曲が低減するように複数の第２光学系を構成する、被走査面側に最も近く、かつ屈折力を有する結像光学素子は、各々結像光学素子の成型の際のゲートの位置を変えて配置されていること。
【選択図】 図１

Description

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、マルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）のカラー画像形成装置に好適なものである。
従来、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等の画像形成装置に用いられている光走査装置は、光源手段から射出された光束を入射光学系により偏向手段としての光偏向器(ポリゴンミラー)に導光している。そして光偏向器により偏向走査された光束を結像光学系により被走査面である感光ドラム面上にスポット状に結像させ、前記光束で感光ドラム面上を光走査している。
このような光走査装置においては、光源手段から出射した光束をコリメータレンズ等で平行光束に変換し、倒れ補正を行うために平行光束に変換された光束をシリンドリカルレンズで光偏向器の偏向面に線像を形成している。そして光偏向器の偏向面で偏向走査された光束は結像レンズを介して感光ドラム面上を等速で走査し、被走査面上にスポットを形成している。
図２０は従来のカラー画像形成装置の要部概略図である。同図において、91a、91b、91c、91dは各々光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。92は偏向手段としての光偏向器であり、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。不図示のｆθ特性を有する結像光学系は副走査断面内において光偏向器92の偏向面92a、92bと被走査面としての感光ドラム面100a、100b、100c、100dとの間を共役関係にすることにより倒れ補正機能を有している。感光ドラム面100a、100b、100c、100dに形成された潜像は、中間転写ベルト90上で、4色が重ね合わされた画像となり、不図示の転写紙へ転写される。
また同図におけるカラー画像形成装置は装置全体をコンパクトにするために光偏向器92と感光ドラム面100a、100b、100c、100dとの間の光路中に光路を折り畳むための折り曲げミラーが配設されており、これによりコンパクト化を達成している。
この種の画像形成装置に用いられる光走査装置おいて、例えば結像結像光学素子の位置誤差等により発生する被走査面上における走査線の副走査方向の湾曲（走査線湾曲がり）を補正する場合には、以下の如く行っている。つまり、走査線の副走査方向の湾曲を補正するには、結像光学系を構成する少なくとも一部の結像レンズを長手方向（主走査方向）を回転軸としてチルトさせて行っている。
通常、複数の色別（例えばＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック））に被走査面を有するカラー画像形成装置では、複数の被走査面間の曲がり量を一致させ、色ずれを低減させることが知られている。
しかしながら上記のように結像レンズをチルトさせるためには、メカ構成が非常に煩雑になる上、チルトさせた状態を保持及び固定することが非常に困難になるという問題点がある。
そこで近年は光偏向器と被走査面との間の光路中に配された折り曲げミラー(反射ミラー）の長手方向の形状を反射面の法線方向に湾曲させて（撓ませて）副走査方向の走査線湾曲がりの補正を行う光走査装置が種々と提案されている（特許文献1、２参照）。
特開２００５−２６５９０４号公報 特許３７０９７２７号明細書
通常、折り曲げミラーを用いて副走査方向の走査線湾曲がりを補正する為には以下に示すパラメータで撓み量(調整量)をコントロールできる。
(1)折り曲げミラーの撓み量、
(2)折り曲げミラーへ入射する光束の入射角。
従来、特許文献１に開示されているように、走査線湾曲を補正する機能を有する光走査装置は走査線湾曲が最大のステーション（色）に他のステーションの走査線湾曲を一致させる構成となっている。また、特許文献２に開示されている光走査装置は、初期状態で大きな走査線湾曲を発生させ、一方向にミラーを撓ませることにより色ずれを低減させる構成となっている。
しかしながら特許文献１及び特許文献２の光走査装置は、それぞれ、
(1)最も大きな走査線湾曲が発生している状態にする必要がある、
(2)初期状態で大きな走査線湾曲を発生させる必要がある、
等の構成をとる必要がある。
このような場合には、走査線湾曲調整量が大きくなり易く、また折り曲げミラーの撓み量も大きくなり易い。
一方、主走査方向の印字位置ずれの発生を防止するには、折り曲げミラーの撓み量を小さくすることが画像の高精細化を図るうえで望ましい。
近年、主走査方向の印字位置ずれを電気的に補正する方法も採られている。しかしながら、このような補正は、装置全体が複雑化して、また補正量が大きい場合には、高精度な補正が難しくなる傾向があった。
本発明は副走査方向の色ずれを低減させ、かつ主走査方向の色ずれも低減させることのできる高精細な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の提供を目的とする。
請求項１の発明の光走査装置は、
複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射された光束を偏向手段に導光する第１の光学系と、前記偏向手段の偏向面で偏向走査された複数の光束を各々対応する複数の被走査面に結像させるための各被走査面毎に対応して設けた複数の第２の光学系とを有する光走査装置であって、
前記複数の第２の光学系は、各々主走査方向に面形状が可変で被走査面上の走査線湾曲がりを補正する補正用ミラーと、成型より成る、結像光学素子を有しており、
前記複数の第２の光学系を構成する複数の補正用ミラーを長手方向で全て同じ方向に変形させたときに被走査面における走査線湾曲が低減するように前記複数の第２の光学系を構成する、被走査面側に最も近く、かつ結像光学素子は、各々前記結像光学素子の成型の際のゲートの位置を変えて配置されていることを特徴としている。
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記補正用ミラーは、反射面が凹形状及び凸形状の両方に選択して撓むように保持されていることを特徴としている。
請求項３の発明は請求項１の発明において、
前記被走査面側に最も近い結像光学素子は、プラスティック成型で作成されており、複数の被走査面のうち、少なくとも一組の被走査面に相当する一組の結像光学素子の一方は、他方に比べ光軸周りに180°反転した状態で配置されていることを特徴としている。
請求項４の発明は請求項１の発明において、
前記複数の第２の光学系のうち、少なくとも一組の第２の光学系は、前記被走査面側に最も近い結像光学素子により発生する被走査面上の走査線湾曲方向が互いに逆になるように、前記被走査面側に最も近い結像光学素子が配置されていることを特徴としている。
請求項５の発明は請求項１の発明において、
前記複数の第２の光学系のうち、少なくとも一組の第２の光学系は、前記被走査面側に最も近い結像光学素子により発生する被走査面上の走査線湾曲方向が互いに逆になるように、前記被走査面側に最も近い結像光学素子が、成型の際のゲート方向が光軸に対して互いに逆方向に配置されていることを特徴としている。
請求項６の発明の光走査装置は、
複数の光源手段と、前記複数の光源手段からの光束を偏向手段に導光する第１の光学系と、前記偏向手段で偏向走査された複数の光束を各々対応する複数の被走査面に結像させるための各被走査面毎に対応して設けた複数の第２の光学系とを有する光走査装置であって、
前記複数の第２の光学系は、各々主走査方向に面形状が可変で被走査面上の走査線湾曲がりを補正する補正用ミラーと、成型より成る、結像光学素子を有しており、
前記複数の第２の光学系を構成する複数の補正用ミラーを長手方向で全て同じ方向に変形させたときに被走査面における走査線湾曲が低減するように前記複数の第２の光学系を構成する、被走査面側に最も近く、かつ結像光学素子は、各々前記結像光学素子の成型の際のゲート位置を揃えて配置されていることを特徴としている。
請求項７の発明のカラー画像形成装置は、
請求項１乃至６いずれか１項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに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。
請求項８の発明は請求項７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各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
本発明によれば副走査方向の色ずれを低減させ、かつ主走査方向の色ずれも低減させることのできる高精細な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を達成することができる。
本発明の光走査装置は、
複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射された光束を偏向手段に導光する第１の光学系とを有している。さらに偏向手段の偏向面で偏向走査された複数の光束を各々対応する複数の被走査面に結像させるための各被走査面毎に対応して設けた複数の第２の光学系とを有している。
複数の第２の光学系は、各々主走査方向に面形状が可変で被走査面上の走査線湾曲がりを補正する補正用ミラーと、成型より成る、結像光学素子を有している。このとき複数の第２の光学系を構成する複数の補正用ミラーを長手方向で全て同じ方向に変形させたときに被走査面における走査線湾曲が低減するようにしている。つまり複数の第２の光学系を構成する、被走査面側に最も近く、かつ結像光学素子は、各々前記結像光学素子の成型の際のゲートの位置を変えて配置されている。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の実施例１の画像形成装置における副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
尚、以下の説明において、副走査方向（Ｚ方向）とは、偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向（偏向手段の回転軸と平行な方向）を法線とする断面である。主走査方向（Ｙ方向）とは、偏向手段で偏向走査される光束を主走査断面に投射した方向である。副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。
本実施例における画像形成装置は光偏向器５aと、前記光偏向器５aを共用して用いた２つの光走査装置（ステーション）S1,S2と、光偏向器５bと、前記光偏向器５bを共用して用いた２つの光走査装置（ステーション）S3,S4より構成している。そして、光偏向器5a、5bによって異なる被走査面としての感光ドラム面8a,8b,8c,8d上を走査し、多重現像によってカラー画像を形成している。
図１では２つの光偏向器5a、5bを図示しているが、前記光偏向器5a、5bは前記図２０に示したように共通に構成され、前記光偏向器5a、5bの互いに異なった偏向面で各々２つの光束を偏向走査している。
図１において、5(5a、5b)は共通の偏向手段としての光偏向器（ポリゴンミラー）であり、モーター等の駆動手段（不図示）により一定速度で回転している。
6ａ（6a1、6a 2）は各ステーションS1,S2,S3,S4に設けられた第１の結像レンズ（ｆθレンズ）である。6ｂ（6ｂ1、6ｂ2、6ｂ3、6ｂ4）は同じく各ステーションS1,S2,S3,S4に設けられた第２の結像レンズ（ｆθレンズ）であり、プラスティック成型で作成されている。
本実施例ではこの第１、第２の結像レンズ6a,6bで各ステーションS1,S2,S3,S4の結像光学系を構成している。
尚、第１の結像レンズ6a1はステーションＳ１とＳ２とで共用されており、また第１の結像レンズ6a２はステーションＳ３とＳ４とで共用されている。
9aはステーションS1に配された折り曲げミラー、9b、9cは各々ステーションS2に配された折り曲げミラー、9dはステーションS3に配された折り曲げミラー、9e、9fは各々ステーションS4に配された折り曲げミラーである。これら折り曲げミラー9a、9b、9c、9d、9e、9fは光偏向器５(5a、5b）から被走査面８(8a,8b,8c,8d)までの光路中であって、第２の結像レンズ6ｂ（6ｂ1、6ｂ2、6ｂ3、6ｂ4）より光偏向器５側に配置されている。
本実施例では各ステーションS1,S2,S3,S4において最も被走査面側に位置する折り曲げミラー9a、9c、9d、9fの反射面を長手方向(主走査方向）に撓むように形成している。これにより本実施例では被走査面8(8a,8b,8c,8d)上における走査線の副走査方向の湾曲（走査線湾曲がり）を補正している。この走査線湾曲がりを補正する折り曲げミラー9a、9c、9d、9fを以下、「補正用折り曲げミラー」とも称す。
尚、補正用折り曲げミラー9aと9dは同一の形状より成っており、また補正用折り曲げミラー9cと9fが同一の形状より成っている。
補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fは、反射面が凹形状及び凸形状の両方に撓むように保持されている。本実施例の補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fは、反射面が凸形状に撓むように保持されている。
上記補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fと、第２の結像レンズ6ｂ（6ｂ1、6ｂ2、6ｂ3、6ｂ4）の各要素は、第２の光学系の一要素を構成している。
8a,8d,8c,8dはそれぞれ各ステーションS1,S2,S3,S4に対応する被走査面としての感光ドラム面(感光ドラム）である。尚、各ステーションS1,S2,S3,S4は画像形成装置の一要素を構成している。
Ｍ１、Ｍ２は各々第１、第２のスキャナーである。本実施例における第１、第２のスキャナーＭ１、Ｍ２の構成及び光学的作用は同一のため、以下、第１のスキャナーＭ１を中心に述べる。そして第２のスキャナーＭ２の各部材のうち第１のスキャナーＭ１と同じ部材については括弧を付して示す。
図２は図１に示したステーションS1の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図３Ａ、Ｂは各々図２に示した補正用折り曲げミラー９ａ周辺の要部斜視図である。尚、他のステーションS2,S3,S4の光学的作用はステーションS1と同様である。
図２において、１は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。２は光束変換素子（コリメータレンズ）であり、光源手段１より出射された光束を平行光束（もしくは発散光束もしくは収束光束）に変換している。３は第１のシリンドリカルレンズであり、副走査断面内（副走査方向）のみに所定のパワー（屈折力）を有しており、副走査断面内においてコリメータレンズ２で平行光束とされた光束を後述する光偏向器５ａの偏向面５ａ１に線像として結像している。
４は第２のシリンドリカルレンズであり、主走査断面内（主走査方向）のみに所定のパワーを有しており、コリメータレンズ２を通過した平行光束を発散光束に変換するとともに、波面収差を補正し、被走査面８ａ上のスポット形状を良好に補正している。７は折り返しミラーであり、第２のシリンドリカルレンズ４を通過した光束を主走査方向に対して偏向させて、光偏向器５ａに導いている。
尚、コリメータレンズ２、第１、第２のシリンドリカルレンズ３，４、そして後述する第１の結像レンズ６ａ１の各要素は第１の光学系としての入射光学系ＬＡの一要素を構成している。
５ａは偏向面が１０面より成る偏向手段としての光偏向器（ポリゴンミラー）であり、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
ＬＢは結像光学系であり、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有する第１、第２の結像レンズ(アナモフィックレンズ)６ａ１、６ｂ１を有している。結像光学系ＬＢは、光偏向器５ａによって偏向走査された画像情報に基づく光束を主走査断面内において被走査面としての感光ドラム面８ａ上にスポットに結像させている。かつ副走査断面内において光偏向器５ａの偏向面５ａ１と感光ドラム面８ａとの間を光学的に共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。また第１の結像レンズ６ａ１は入射光学系ＬＡの一部をも構成している。
また本実施例において光偏向器５ａに入射する光束(入射光束)は第１の結像レンズ６ａ１を通過する。そして光偏向器５ａで偏向走査された光束(走査光束)が再度第１の結像レンズ６ａ１に入射するダブルパス構成としている。
９ａは補正用折り曲げミラーであり、光偏向器５ａと被走査面８ａとの間の光路中に配されており、被走査面８ａ上における走査線の副走査方向の湾曲（走査線湾曲がり）を補正（調整）している。
８ａは被走査面としての感光ドラム面である。
本実施例において、半導体レーザー１から光変調され出射した光束はコリメータレンズ２によって平行光束に変換され、第１のシリンドリカルレンズ３によって収束光に変換されて第２のシリンドリカルレンズ４に入射している。第２のシリンドリカルレンズ４に入射した光束のうち、副走査断面内における光束は収束して第１の結像レンズ６ａ１を通過（ダブルパス構成）して光偏向器５ａの偏向面５ａ１に入射し、偏向面５ａ１に線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。このとき偏向面５ａ１に入射する光束を光偏向器５ａの回転軸と結像光学系ＬＢの光軸を含む副走査断面内から、前記光偏向器５ａの回転軸と垂直な平面（光偏向器５ａの回転平面）に対して所定の角度をもって斜め方向から入射させている。これにより、入射光束と偏向光束とを分離している（斜入射光学系）。
一方、主走査断面内における光束は発散して第１の結像レンズ６ａ１を通過することによって平行光束に変換され、光偏向器５ａの偏向角の中央から偏向面５ａ１に入射している（正面入射）。このときの平行光束の光束幅は主走査方向において光偏向器５ａの偏向面５ａ１のファセット幅に対して十分広くなるように設定している（オーバーフィルド光学系）。
そして光偏向器５ａの偏向面５ａ１で偏向反射された光束は第１の結像レンズ６ａ１、補正用折り曲げミラー９ａ、第２の結像レンズ６ｂ１を介して感光ドラム面８ａに導光される。そして、光偏向器５ａを矢印Ａ方向に回転させることによって、前記感光ドラム面８ａ上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面８ａ上に画像記録を行っている。
本実施例において第１、第２の結像レンズ６ａ１、６ｂ１の形状は、以下の数式により表される。
それぞれ結像レンズ面と光軸との交点を原点とし、図２に示すように光軸に対して走査開始側と走査終了側で、光軸をｘ軸、主走査断面内において光軸と直交する方向をｙ軸、副走査断面内で光軸と直交する方向をｚ軸とし、以下の連続関数で表せる。
走査開始側
走査終了側
Rは曲率半径、K、B4、B６、B８、B10は非球面係数である。
本実施例では主走査方向の形状を光軸に対し、対称に構成している、即ち走査開始側と走査終了側の非球面係数を一致させている。
また副走査方向は光軸に対して走査開始側と走査終了側で、第２の結像レンズ６ｂ１の１面の副走査断面(光軸を含み主走査断面と直交する面)内の曲率を、前記レンズの有効部内において連続的に変化させている。さらに、主走査方向、副走査方向の形状を光軸に対して対称に構成している。
副走査方向の形状は光軸に対して走査開始側と走査終了側で、光軸をｘ軸、主走査断面内において光軸と直交する方向をｙ軸、副走査断面内で光軸と直交する方向をｚ軸とし、以下の連続関数で表せる。
走査開始側
走査終了側
(ｒ’は副走査方向曲率半径、D2、D4、D6、D8、D10は係数)
係数のサフィックスsは走査開始側、eは走査終了側を表している。
ここで副走査方向の曲率半径とは、主走査方向の形状(母線)に直交する断面内における曲率半径である。
表−１に本発明の実施例１の画像形成装置の諸数値を示す。ここで「Ｅ−ｘ」は「１０−ｘ」を示している。
本実施例の画像形成装置は図１に示すようにステーションを複数用いて構成している。そして、ポリゴンミラーのファセット上で副走査方向に光束を分離させることで、第１の結像レンズ６ａ１（６ａ２）を通過した光束を異なる被走査面に分離、導光しやすい構成としている。また第１の結像レンズ６ａ１（６ａ２）を２つのステーションS1,S2(S3,S4)で共用しているため、レンズ枚数を少なくすることが可能となり、装置全体の簡素化が図れる。
図３Ａにおいて（ａ１）は本実施例の補正用折り曲げミラー9aの反射面を長手方向で凸形状に撓ませた場合の走査線湾曲である。また図３Ｂにおいて（ｂ１）は本実施例の補正用折り曲げミラー9aの反射面を長手方向で凹形状に撓ませた場合の走査線湾曲である。尚、図３Ａ、Ｂの（ａ１）、（ｂ１）において901は被走査面８ａ上における走査線（走査線湾曲）である。
図３Ａでは反射面を凸形状に撓ませると走査線901が走査線901aと成ることを示している。図３Ｂでは反射面を凹形状に撓ませると走査線901が走査線901aと成ることを示している。
図３Ａ、Ｂの模式図のように、補正用折り曲げミラー9aを撓ませた場合、被走査面8aに向かう光線(光束）が、画像中心から画像端部へ向かうにつれ連続的に副走査方向（被走査面上のｚ方向）に離れるように被走査面を走査する。つまり、走査線湾曲を発生させる（補正する）ことができる。
図３Ａのように補正用折り曲げミラー9aの反射面を凸形状に撓ませた場合は、走査線湾曲901を走査線901aのように副走査方向のプラス側に補正可能である。逆に反射面を凹形状に撓ませた場合は図３Ｂのように走査線湾曲901を走査線901aのように副走査方向のマイナス側に補正することができる。
図４は本発明の実施例１の走査線湾曲の補正を示す模式図である。図４においては補正用折り曲げミラー9ａと感光ドラム8aのみを示している。説明の都合上、他の結像光学素子は省略している。
図４において走査光束401は感光ドラム面8aの中央に向かう光束を示しており、走査光束402、403は感光ドラム面8aの端部に向かう光束を示している。補正用折り曲げミラー9ａは不図示のメカ部材により、反射面(ミラー面)9a1が母線方向（長手方向）に撓むように形成されている。図４は補正用折り曲げミラー9ａの反射面を凸形状に撓ませた状態を示しており、走査線湾曲901をプラス方向に走査線901aに補正するとともに、主走査方向の全体倍率が長くなる方向に変化させている。
補正用折り曲げミラー9ａは初期状態において、実線で示す形状（母線は直線）に保持されており、その状態での走査線901は実線で示すようにマイナス側に湾曲している。結像光学素子の誤差により発生する走査線湾曲がりを初期調整時に測定し、走査線が直線状の走査線901aのようになるよう補正する。補正時の補正用折り曲げミラー9ａの形状は破線で示すように不図示のメカ部材により母線凸状に撓んでおり、曲がり量が低減するようように撓み量（調整量）を調整する。
本実施例において、補正用折り曲げミラー9aと9dへの光束の入射角αは共にα=４９．３７(deg)、補正用折り曲げミラー9cと9fへの光束の入射角αは共にα=４２．７５(deg)である。
本実施例においては図１に示す補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fの反射面を、同一方向に撓ませた場合に被走査面における走査線湾曲が低減するように、以下の如く各ステーションS1〜S4の第２の結像レンズ6b1〜6b4を配置している。つまりステーションS1,S3の被走査面8a,8c側に最も近い第２の結像レンズ6b1、6b3とステーションS2,S4の被走査面8b、8d側に最も近い第２の結像レンズ6b2、6b4を成型の際のゲート位置が互いに反転するように配置している。
本実施例では、全てのステーションS1〜S4の補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fの反射面を長手方向に凸形状に撓ませることによって走査線湾曲量が低減し、副走査方向の色ずれを低減させている。それと共に主走査方向の全体倍率（画像長さ）の相対差が小さくなるようにし、主走査方向に色ずれも低減させている。
本実施例において補正用折り曲げミラー9c、9fを走査線湾曲補正に使用した理由は、折り曲げミラー9b、9eを選択した場合に比べ、副走査断面での光線入射角が大きく、走査線湾曲の敏感度が高いため、ミラーを撓ませる量を小さくできるからである。ミラーの撓ませ量が大きくなると調整用のメカ機構が複雑になるという問題がある。
次に第２の結像レンズ6b(6b1〜6b4)のゲート方向を反転させる理由について説明する。
本実施例では、被走査面側に最も近い結像レンズ（長尺レンズ）6b(6b1〜6b4)をプラスティック成型で作製しており、成型品のレンズ変形量（副走査方向への湾曲変形量）を型内部の温度制御で管理し、走査線湾曲を制御している。
本実施例では、副走査方向のそり量及びそり方向がそろった結像レンズ6b(6b1〜6b4)で光走査装置を構成している。
図６(a)に結像レンズ6bの形状が副走査方向にそっていない状態、図６(b)に結像レンズ6bの形状が副走査方向にそっている状態を示す。また、結像レンズ6bが一方向にそった状態で光走査装置を構成した場合の走査線の状態を図６(c)に示す。
図６(c)において、副走査方向にパワーを有する結像レンズ6bが副走査方向にそった場合に、結像レンズ6bの母線が副走査方向に湾曲するため、被走査面8上の走査線が設計状態（直線）から副走査方向にずれることがわかる（走査線湾曲）。さらに、副走査方向にパワーを有する結像レンズ6bを光軸Ｌａ回りに180°回転させる（成型するときのゲート部650を180°反転させる）と走査線の湾曲方向が逆になることがわかる。
そこで本実施例では、少なくとも一組の被走査面に相当する少なくとも一組の結像光学素子（結像レンズ6b）の一方を、他方に比べて光軸周りに180°反転した状態で配置している。
図５Ａに本実施例の図１に示す結像レンズ6b(6b1〜6b4)を図６(b)の結像レンズで構成し、ゲート位置の方向をそろえて配置した場合の被走査面上の走査線湾曲を示す。
また、図５ＢにステーションS2,S4の結像レンズ6b2、6b4のゲート方向を図５Ａの場合と同一とした場合の被走査面上の走査線湾曲を示す。さらにステーションS1,S3の結像レンズ6b1、6b3のゲート方向を図５Ａとは反転させた場合（結像レンズを光軸周りに180°回転させた場合）の被走査面上の走査線湾曲を示す。
図５Ａ、Ｂに示すように走査線901及び903の湾曲方向がゲートを反転させることによりそれぞれ走査線801及び803のよう湾曲の符号（向き）が反転している。したがって、図５Ｂに示すように結像レンズを構成することにより、補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fすべてを同じ形状、つまり反射面をすべて凸形状に撓ませた状態で、走査線湾曲を軽減し、設計値（直線）に近づけることができる。
図５Ａのように構成し、走査線湾曲を低減しようとすると、ステーションS2、S4の補正用折り曲げミラー9cと9fは反射面を凸形状、ステーションS1、S3の補正用折り曲げミラー9aと9dは反射面を凹形状になるように撓ませる必要がある。この場合、主走査方向の全体倍率（画像長さ）が各ステーションS1〜S4間で異なってしまい、主走査方向の色ずれが発生するのでよくない。
尚、本実施例では、結像レンズ6b(6b1〜6b4)の面形状が表1に示すように走査開始側と走査終了側で同一のため、ゲート方向を反転させても光学性能（像面湾曲、ｆθ特性）は変化しない。
次に本実施例の撓み量と曲がり量の関係を図７、図８に示す。尚、図７は折り曲げミラー１枚側のステーション、図８は折り曲げミラー２枚側のステーションである。
本実施例の補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fは、それぞれ光束の入射角が前記の如く設定されている。補正用折り曲げミラー9aと9dは同一の構成となっており、光束折り返し角度は１０１．５(deg)（図７）である。また補正用折り曲げミラー9cと9fは同一の構成となっており、光束折り返し角度は８９．５(deg)である(図８)。
本実施例では補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fへ入射する光束の入射角αが４０(deg）以上（折り返し角度が８０(deg）以上）になるように結像光学素子を配置している。入射角αが４０(deg）以下になると曲がり敏感度が小さくなり、撓み量が大きくなるので好ましくない。
図７、図８は各々横軸が最軸外光束の近傍（Y=90mm）の補正用折り曲げミラーの撓み量(調整量)（μm）を示しており、縦軸が走査線の曲がり量（mm）を示している。
本実施例の曲がり量は感光ドラム面における最軸外光束と軸上光束の副走査方向（感光ドラムの回転方向）の到達位置の差で定義している。
ステーションS1,S2(S3,S4)の補正用折り曲げミラー9a、9c(9d,9f)は上記の如く光偏向器5a(5b)から距離Ｓが１６９．０(mm)であり、ステーションS2(S4)の折り曲げミラー9b(9e)は１１７．５(mm)である。ステーションS1,S2(S3,S4)の補正用折り曲げミラー9a、9c(9d,9f)は光偏向器5a(5b)からの距離が同一である。しかし、補正用折り曲げミラー9a(9d)と9c(9f)への入射角が２(deg)異なるため、図７、図８より、曲がりの調整敏感度が異なることが解る。
例えば初期調整時における曲がりの測定値が０．０３(mm)の場合、補正用折り曲げミラー9a(9d)を含むステーションS1(S3)では、以下のようになる。つまり補正用折り曲げミラー9a(9d)をＹ＝９０(mm)の位置において３３(μm)だけミラーの面法線方向へ母線を撓ませることにより副走査方向に湾曲していない、直線状の走査線を得ることが可能となる。
次に本実施例の補正用折り曲げミラーの撓ませ方について説明する。
本実施例の補正用折り曲げミラーは、反射面が凹形状及び凸形状の両方に撓む構成となっており、ミラーを撓ませる量を小さくできるとともに、４つのステーションS1〜S4全てにおいて曲がりの方向を設計値（直線）に近い状態にすることができる。
走査線湾曲がりの調整手順は以下の通りである。
(1)出荷時に全てのステーションS1〜S4の走査線湾曲をＣＣＤカメラ等を用いて測定する、
(2)各ステーションS1〜S4の曲がり量を算出する、
(3)曲がり量を前述の図５、図６に示す関係を用いて補正用折り曲げミラーの補正量に変換する、
(4)ビス等のメカ部材を用いてミラーを撓ませる。
上記の流れにより、全て補正用折り曲げミラーを同一方向に撓ませた状態で、感光ドラム面上の４ステーション全ての曲がり方向と曲がり量が一致し、主走査、副走査方向ともに色ずれを低減させることができる。
本実施例の結像光学系は被走査面側の最も近い結像光学素子が成型より成る光透過性のパワーを有するプラスティックレンズで構成している。そして、光線射出方向を密閉することにより、防塵ガラス等の密閉部材を用いることなく光学箱内部へトナー等が侵入するのを防止することが出来る。光透過性のパワーを有する結像光学素子はガラス製であってもよく、更に回折のパワーを有する結像光学素子であってもよい。
次に本実施例において、走査線湾曲がりを補正するときの結像光学素子(結像レンズ）と補正用折り曲げミラーの湾曲方向について説明する。
図９は補正用折り曲げミラーと結像光学素子、そして補正用折り曲げミラーの湾曲方向に対する走査線湾曲の説明図である。図１のステーションＳ１，Ｓ２（Ｓ３，Ｓ４）は図９のｃａｓｅ４に相当している。
ここでＧ２レンズ（結像レンズ6b(6b1〜6b4)）形状は同図に示す座標に基づいている。またＧ２レンズは、光の入射側から見たときを示している。例えばｃａｓｅ４の＊印で示すレンズ形状は図６（ｂ）に相当している。
図１において、ステーションＳ１における補正用折り曲げミラー９ａの光束の折り返し方向は反時計回りである。図５（Ａ）のステーションＳ１のように被走査面上の走査線湾曲(マイナス）があったとき、補正用折り曲げミラー９ａの湾曲方向は凹(プラス）と成る（Ｔ１）。
図１においてステーションＳ２における補正用折り曲げミラー９ｃの折り返し方向は時計回りである。図５（Ａ）のステーションＳ２のように被走査面上の走査線湾曲(マイナス）があったとき、補正用折り曲げミラー９ｃの湾曲方向は凸(プラス）と成る（Ｔ２）。これによって走査線が略直線となる。
図１において、ステーションＳ１における補正用折り曲げミラー９ａの折り返し方向は反時計回りである。図５（Ｂ）のステーションＳ１の被走査面上の走査線湾曲(プラス）があったとき、補正ミラー９ａの湾曲方向は凸(プラス）と成る（Ｔ３）。つまりＧ２レンズのゲートを互いに逆方向(180°回転）させると走査線湾曲は図５（Ｂ）のステーションＳ１，Ｓ２の如くになる。
この結果、ステーションＳ１の補正用折り曲げミラー９ａとステーションＳ２の補正用折り曲げミラー９ｂを全て同じ凸形状に撓ませれば（Ｔ２、Ｔ３）、走査線は略直線となる。このことはステーションＳ３，Ｓ４についても同様である。
このように本実施例では上述した構成より成る光走査装置（ステーション）を複数用いて画像形成装置を構成することにより、感光ドラム面上で、４ステーション全ての曲がり方向と曲がり量を一致させることができる。これにより副走査、主走査方向ともに色ずれを低減させることができ、さらには装置全体の小型化を図ることができる画像形成装置を達成することができる。
図１０は本発明の実施例２の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。
本実施例において前述の実施例１と異なる点は光偏向器を２つ用いて画像形成装置を構成したことである。さらに第２の結像レンズ6b(6b1〜6b4)の面形状を走査開始側と走査終了側で異ならせて形成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
つまり、本実施例における画像形成装置は図１０に示すように光偏向器501(501a,501b)の偏向面に対して対向走査するように２本の光束を入射させている。尚、本実施例において、光源手段から光偏向器までの入射光学系の構成は、前述の実施例１と同様である。
Ｍ１、Ｍ２は各々第１、第２のスキャナーである。本実施例における第１、第２のスキャナーＭ１、Ｍ２の構成及び光学的作用は同一のため、以下、第１のスキャナーＭ１を中心に述べる。そして第２のスキャナーＭ２の各部材のうち第１のスキャナーＭ１と同じ部材については括弧を付して示す。
本実施例において光偏向器501a(501b)で偏向走査された光束は、第１の結像レンズ502a,502b(502c,502d)を通過し、補正用折り曲げミラー510a,510b(510c,510d)で反射する。さらに第２の結像レンズ503a,503b(503c,503d)を介して被走査面511a,511b(511c,511d)にスポットを形成する。そして被走査面511a,511b(511c,511d)上を等速度で走査し、カラー画像を形成している。
本実施例における画像形成装置は図１０に示すように各ステーションS1,S2(S3,S4)の光路中に夫々１枚の補正用折り曲げミラー510a、510b(510c、510d)を有している。これにより、被走査面511a,511b(511c,511d)上における走査線の副走査方向の曲がりを補正している。尚、補正の方法及び効果は前述の実施例１と同様である。
またステーションS1の補正用折り曲げミラー510aとステーションS3の補正用折り曲げミラー510cが同一の形状より成り、ステーションS2の補正用折り曲げミラー510bとステーションS4の補正用折り曲げミラー510dが同一の形状より成る。
本実施例では、補正用折り曲げミラー510a(510c)への光束の入射角はα=４１．０(deg)であり、補正用折り曲げミラー510b(510d)への光束の入射角はα=４９(deg)で構成している。従って、図１１、図１２に示すように、最適な曲がり調整敏感度を得ることができる。
図１１、図１２は各々本実施例の走査線曲がり調整敏感度を示す説明図であり、図１１は入射角が４１．０(deg)側、図１２が入射角が４９．０(deg)側のステーションである。図１１、図１２において各々横軸が前記図７、図８と同様に最軸外光束の近傍（Y=30mm）のミラーの反射面の撓み量(調整量)（μm）を示しており、縦軸が曲がり量（mm）を示している。
本実施例の曲がり量は上述した如く感光ドラム面における最軸外光束と軸上光束の副走査方向（感光ドラムの回転方向）到達位置の差で定義している。例えば初期調整時における曲がり量の測定値が０．０２(mm)の場合、補正用折り曲げミラー510aを含むステーションS１では、以下のようになる。つまり図１１、図１２に示すように前記補正用折り曲げミラー510aをＹ＝３０(mm)の位置において２０(μm)だけミラーの面法線方向へ母線を撓ませることにより副走査方向に湾曲していない、直線状の走査線を得ることが可能となる。
表ー２に本発明における実施例２の画像形成装置の諸数値を示す。ここで「Ｅ−ｘ」は「１０−ｘ」を示している。尚、第１、第２の結像レンズ502a〜502d、503a〜503dの形状は、前記の数式(a)〜(d)により表される。
本実施例における結像レンズは、表ー２に示す如く走査開始側と走査終了側とでレンズ形状を異ならせて形成している。

本実施例の結像レンズ(第２の結像レンズ）503a〜503dでは、金型に設けられた複数のキャビティーに樹脂を注入し、複数の結像光学素子を同時に成型している。一般に多数個取りの金型を用い場合には、型内部に温度分布生じさせ、キャビティー間で副走査方向のレンズの変形方向を変えることができる。従って、多数個取りの型から、所望のキャビティーで成型したレンズを選択することにより、実施例1のように被走査面上の走査線湾曲方向をコントロールできる。
図１３に本実施例の結像レンズ503a〜503dを成型する際の型断面を入射面側から見た模式図を示す。
同図において、901〜908は各々型内部の温度分布をコントロールするための水管である。951〜954は各々結像レンズである。各々の結像レンズ951〜954は4個のキャビティー1〜4(CA1〜CA4)にゲート部GATから樹脂が注入され、成型される。成型された各結像レンズ951〜954は型から取り出され、ゲート部を切断した状態で光走査装置に組み込まれている。
本実施例では、キャビティー1(CA1)で成型されたレンズを結像レンズ951、キャビティー2(CA2)で成型されたレンズを結像レンズ952とする。さらに、キャビティー3(CA3)で成型されたレンズを結像レンズ953、キャビティー4(CA4)で成型されたレンズを結像レンズ954とする。さらに、各結像レンズ951〜954の副走査方向の形状が破線状態になるように各水管901〜908をコントロールしている。
図１４Ａにキャビティー2(CA2)で成型された結像レンズ952のみを用いて光走査装置を構成した場合の被走査面上の走査線湾曲を示す。
また図１４Ｂにキャビティー1(CA1)とキャビティー2(CA2)で成型された結像レンズ951,952を組み合わせて光走査装置を構成した場合の被走査面上の走査線湾曲を示す。図１４Ｂでは補正用折り曲げミラー510a〜510dの反射面を全て凹形状に湾曲させた場合に走査線湾曲が低減するように光走査装置を構成した場合の走査線湾曲を示している。尚、図１４Ａにおいて、201〜204は各々走査線(走査線湾曲）、また図１４Ｂにおいて、301〜304は各々走査線(走査線湾曲）である。
本実施例において各々の第２の結像レンズ503a〜503dをキャビティー2(CA2)で成型された結像レンズ952で構成した場合、走査線湾曲補正を行わない状態では、図１４Ａに示すように走査線201〜204の湾曲方向はマイナス（-）となる。
走査線201〜204を各ステーションS1〜S4の補正用折り曲げミラー510a〜510dで低減させようとすると補正用折り曲げミラー510aと510cの反射面は凹形状、補正用折り曲げミラー510bと510dの反射面は凸形状に撓ませる必要がある。そのため、主走査方向の全体倍率はステーションS1とS3は短くなる方向へ、ステーションS2とS4は長くなる方向に変化する。その結果、副走査方向の色ずれは低減できるが、主走査方向の色ずれが残存し、高精細なカラー画像形成装置を提供できない。
従って、本実施例では、図１４Ｂに示すようにステーションS1の結像レンズ503aとステーションS3の結像レンズ503cはキャビティー2(CA2)で成型された結像レンズ952で構成する。またステーションS2の結像レンズ503bとステーションS4の結像レンズ503dはキャビティー1(CA1)で成型された結像レンズ951で構成する。
これにより、補正用折り曲げミラー510a〜510dの反射面を全て凹形状にすることで、走査線湾曲を低減できるとともに、主走査方向の全体倍率の相対差が発生しないので、主走査方向の色ずれも軽減できる。
このように本実施例では、上記の如く結像レンズ503a〜503dにより発生する被走査面上の走査線湾曲方向が互いに逆になるように、前記結像レンズ503a〜503dを配置している。
つまり本実施例では、結像レンズ503a〜503dを成型の際のゲート方向が光軸に対して互いに逆方向になるように配置している。
尚、本実施例においては、上記の如く結像レンズ(第２の結像レンズ）503a〜503dのキャビティーを選択したが、これに限らず、結像レンズ(第１の結像レンズ）502a〜502dのキャビティーを選択しても同様の効果が得られる。但し、結像レンズ502a〜502dよりも上述した如く副走査方向のパワーが大きい結像レンズ503a〜503dのキャビティーを選択した方がレンズを作成上成型しやすいというメリットを有する。
以上のように本実施例では上述した如く走査開始側と走査終了側のレンズ形状が異なる結像レンズを用いた場合でも、主走査、副走査方向ともに色ずれの少ないカラー画像形成装置を提供できる。
図１５は本発明の光走査装置の実施例３における主走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図１５において、図１、図２に示した要素と同一要素には同一符番を付している。
本実施例において前述の実施例1と異なる点は結像レンズ系ＬＢ１〜ＬＢ４を構成する第１、第２の結像レンズ６ａ(6a1、6a２)、６ｂ（6b1、6b2、6b３、6b４）の面形状を異ならせて形成したことである。さらに補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fを第２の結像レンズ６ｂ（6b1、6b2、6b３、6b４）と被走査面８(8a,8b,8c,8d)との間の光路中に設けたことである。その他の構成および光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
つまり、本実施例では、補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fを第２の結像レンズ６ｂ（6b1、6b2、6b３、6b４）と被走査面８(8a,8b,8c,8d)との間の光路中に設けている。入射光学系は、単一の光偏向器５の偏向面５ａ１、５ｂ１へ入射する光束を副走査断面内において斜め方向から所定の角度β(２.２deg)を持たせて入射させる、所謂斜入射光学系より構成されている。
図１５においてＬＢ１はステーションＳ１の結像光学系であり、プラスティック材料より成る第１の結像レンズ6a1と第２の結像レンズ6b1とを有している。ＬＢ２はステーションＳ２の結像光学系であり、プラスティック材料より成る第1の結像レンズ6a1と第２の結像レンズ6b2とを有している。ＬＢ３はステーションＳ３の結像光学系であり、プラスティック材料より成る第１の結像レンズ6a２と第２の結像レンズ6b３とを有している。ＬＢ４はステーションＳ４の結像光学系であり、プラスティック材料より成る第１の結像レンズ6a２と第２の結像レンズ6b４とを有している。
尚、第１の結像レンズ6a1はステーションＳ１とＳ２とで共用されており、また第１の結像レンズ6a２はステーションＳ３とＳ４とで共用されている。
第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂは共に主走査断面内で非球面形状のアナモフィックレンズより成っている。結像光学系ＬＢ１〜ＬＢ４は各々光偏向器５によって偏向走査された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面８(8a,8b,8c,8d)上に結像させている。かつ結像光学系ＬＢ１〜ＬＢ４は各々副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａ１、５ｂ１と感光ドラム面８(8a,8b,8c,8d)との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
１０(10a,10b,10c,10d)は防塵ガラスであり、平行平板で構成されている。防塵ガラス１０は、光走査装置から光束が射出する際の出口を密閉するために用いられ、正反射光が光源手段に戻るのを防止するために副走査断面内で５deg傾けて配置している。
表−３に本実施例の光学パラメータを示す。
本実施例において第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂの光軸は共に光偏向器５の偏向面５ａ１、５ｂ１の法線と平行に配置されている。さらに第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂの光軸は共に入射光束が偏向面５ａ１、５ｂ１と交わる点から各々順に副走査方向に−０.５mm、１.４５６mmだけ高さが異なるようにシフトさせて構成している。これにより本実施例では斜入射による波面収差の劣化を低減すると共に、被走査面８上での走査線湾曲量を小さくしている。
尚、本実施例では第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂの光軸を共にシフトさせたが、これに限らず、例えばチルト（傾ける）させても同様の効果が得られる。さらに第２の結像レンズ６ｂの出射面ｒ４のみをシフト又は／及びチルトさせても同様の効果が得られる。
本実施例では図１５に示すように光源手段１からの光束が所定の角度を有して偏向面５ａ１、５ｂ１へ入射している。従って、図１５に示すように複数光束を折り曲げミラー９ｂ、９ｄでその光路を分離し、複数の感光ドラム面8a、8b、8c、8d上に導光することができる。また偏向面５ａ１、５ｂ１へ入射する光束を副走査断面内において斜め方向から所定の角度を持たせて入射させているため、軸上光束と軸外光束は結像レンズ系ＬＢ１〜ＬＢ４内を通過する副走査方向の高さ(光軸からの高さ)が互いに異なっている。
本実施例では、曲がり調整を補正用折り曲げミラー9a、9c、9e、9fで行っていおり、反射面が凹形状及び凸形状の両方に撓む構成となっている。
図１６Ａに図１３におけるキャビティー1(CA1)で成型された結像レンズ951のみを用いて光走査装置を構成した場合の被走査面上の走査線湾曲を示す。
また図１６Ｂに図１３におけるキャビティー1(CA1)とキャビティー2(CA2)で成型された結像レンズ951,952を組み合わせて光走査装置を構成した場合の被走査面上の走査線湾曲を示す。図１６Ｂでは補正用折り曲げミラー9a、9c、9e、9fの反射面を全て凸形状に湾曲させた場合に走査線湾曲が低減するように光走査装置を構成した場合の走査線湾曲を示している。尚、図１６Ａ、Ｂにおいて、701〜704は各々走査線(走査線湾曲）である。
図１６Ａに示すように第２の結像レンズ６ｂ1〜６ｂ4をキャビティー1(CA1)で成型された結像レンズ951で構成した場合、走査線湾曲補正を行わない状態では、走査線701〜704の湾曲方向はステーションＳ１，Ｓ２がプラス（+）方向となる。またステーションＳ３，Ｓ４がマイナス（−）方向となる。
走査線701〜704を各ステーションＳ１〜Ｓ４の補正用折り曲げミラー9a、9c、9e、9fで低減させようとすると、補正用折り曲げミラー9aと9fの反射面は凸形状、補正用折り曲げミラー9ｃと9eの反射面は凹形状に撓ませる必要がある。そのため、主走査方向の全体倍率はステーションＳ１とＳ４は長くなる方向へ、ステーションＳ２とＳ３は短くなる方向に変化する。その結果、副走査方向の色ずれは低減できるが、主走査方向の色ずれが残存し、高精細なカラー画像形成装置を提供できない。
従って、本実施例では、図１６Ｂに示すようにステーションＳ１、Ｓ４の第２の結像レンズ6ｂ1と6ｂ4をキャビティー1(CA1)で成型された結像レンズ951で構成する。またステーションＳ２、Ｓ３の第２の結像レンズ6ｂ2と6ｂ3をキャビティー2(CA2)で成型された結像レンズ952で構成する。これにより、補正用折り曲げミラー9a、9c、9e、9fの反射面を全て凸形状にすることで、走査線湾曲を低減できるとともに、主走査方向の全体倍率の相対差が発生しないので、主走査方向の色ずれも軽減できる。
以上のように、本実施例においては、単一の光偏向器を用いて４つの感光ドラム面を走査する光走査装置においても、主走査、副走査方向ともに色ずれの少ないカラー画像形成装置を提供できる。
図１７は本発明の実施例４の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。図１７において、図１、図２に示した要素と同一要素には同一符番を付している。
本実施例において前述の実施例1と異なる点は折り曲げミラーの枚数を減少させて構成したことである。その他の構成および光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
本実施例における画像形成装置は光偏向器５aと、前記光偏向器５aを共用して用いた２つの光走査装置（ステーション）S1,S2と、光偏向器５bと、前記光偏向器５bを共用して用いた２つの光走査装置（ステーション）S3,S4より構成している。そして、光偏向器５a、５bによって異なる被走査面としての感光ドラム面8a,8b,8c,8d上を走査し、多重現像によってカラー画像を形成している。
図１７において、5(5a、5b)は共通の偏向手段としての光偏向器（ポリゴンミラー）であり、モーター等の駆動手段（不図示）により一定速度で回転している。
6ａ（6a1、6a 2）は各ステーションS1,S2,S3,S4に設けられた第１の結像レンズである。6ｂ（6ｂ1、6ｂ2、6ｂ3、6ｂ4）は同じく各ステーションS1,S2,S3,S4に設けられた第２の結像レンズであり、プラスティック成型で作成されている。
本実施例ではこの第１、第２の結像レンズ6a,6bで各ステーションS1,S2,S3,S4の結像光学系を構成している。
9aはステーションS1に配された補正用折り曲げミラー、9bはステーションS2に配された補正用折り曲げミラー、9cはステーションS3に配された補正用折り曲げミラー、9dはステーションS4に配された補正用折り曲げミラーである。
これら補正用折り曲げミラー9a、9b、9c、9dは光偏向器５(5a,5b)から被走査面８(8a,8b,8c,8d)までの光路中の第１の結像レンズ6bと第２の結像レンズ6bの間に配置されており、装置全体をコンパクトにしている。また、実施例1よりも折り曲げミラーの枚数を少なくすることにより簡素化を実現できるとともに、ミラーの振動による光学性能劣化や、温度や湿度等の環境変化によるミラーの姿勢変化による光学性能劣化を低減できる。
本実施例では各ステーションS1,S2,S3,S4において、補正用折り曲げミラー9a、9c、9d、9fの反射面を長手方向に撓むように形成している。これにより被走査面8(8a,8b,8c,8d)上における走査線の副走査方向の湾曲（走査線曲がり）を補正している。
8a,8d,8c,8dはそれぞれ各ステーションS1,S2,S3,S4に対応する被走査面としての感光ドラム面である。尚、各ステーションS1,S2,S3,S4は画像形成装置の一要素を構成している。
Ｍ１、Ｍ２は各々第１、第２のスキャナーである。本実施例における第１、第２のスキャナーＭ１、Ｍ２の構成及び光学的作用は同一のため、以下、第１のスキャナーＭ１を中心に述べる。そして第２のスキャナーＭ２の各部材のうち第１のスキャナーＭ１と同じ部材については括弧を付して示す。
本実施例の各ステーションＳ１〜Ｓ４の結像光学系は、前述した実施例1と同様の結像光学系で構成されている。本実施例における画像形成装置は図１７に示すように光偏向器5(5a,5b)の偏向面に対して対向走査するように２本の光束を入射させている。尚、光源手段から光偏向器までの入射光学系の構成は、前述の実施例１と同様である。
本実施例において、補正用折り曲げミラー9a(9c)への光束の入射角はα=４９．８（deg.）、補正用折り曲げミラー9b(9d)への光束の入射角はα＝４１．５(deg)で構成している。つまり、補正用折り曲げミラーへ入射する光束の入射角αが４０(deg)以上（折り返し角度が８０(deg)以上）になるように結像光学素子を配置している。入射角αが４０(deg)以下になると曲がり敏感度が小さくなり、撓み量が大きくなるので好ましくない。また入射角αが大きくなりすぎると、敏感度が高くなり、温度や湿度による光学箱の変形の影響により曲がりが変化しやすくなるのでよくない。また、入射角αが大きすぎると、補正用折り曲げミラーの反射面上の副走査方向の光束幅が広くなり反射面を広くする必要があるのでよくない。
本実施例では、被走査面側に最も近い結像レンズ（長尺レンズ）6ｂ(6b1〜6b4)をプラスティック成型で作製しており、成型品のレンズ変形量（副走査方向への湾曲変形量）を型内部の温度制御で管理し、走査線湾曲を制御している。
本実施例は、副走査方向のそり量およびそり方向がそろった結像レンズ6ｂ(6b1〜6b4)で光走査装置を構成している。
図１８に本実施例の図１７に示す結像レンズ6ｂ(6b1〜6b4)を図６（b）に示す結像レンズで構成し、ゲート位置（方向）を揃えて配置した場合の被走査面上の走査線湾曲を示す。尚、図１８において、901〜904は各々走査線(走査線湾曲）である。
図１８において、各ステーションS1,S2,S3,S4において結像レンズ6(6b1〜6b4)のゲート位置を揃えているため、走査線901〜904はマイナス方向に湾曲している。図６（b）の結像レンズをゲート位置を揃えて構成することにより、補正用折り曲げミラー9a、9b、9c、9dの反射面すべてを凹形状に撓ませた状態で、走査線湾曲を軽減し、設計値（直線）に近づけることができる。
本実施例のようにゲート位置を揃えて配置したほうが、レンズ成型で生じる長手方向（Y方向）の製造誤差の影響を軽減できるというメリットを有する。
以上のように、本実施例では上述した如く走査開始側と走査終了側のレンズ形状が対象の結像レンズにおいても、製造誤差等で発生する非対称な誤差の影響が排除でき、主走査、副走査方向ともに色ずれの少ないカラー画像形成装置を提供できる。
次に本発明の実施例５について説明する。
本実施例において前述の実施例１と異なる点は光源手段を複数の発光部(発光点）を有するモノリシックなマルチビームレーザーより構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
つまり、本実施例では光源手段を４本の光束を発するモノリシックなマルチビームレーザーより構成している。これにより光源手段１から発せられた４本の光束が同一の感光ドラム面上へ副走査方向に２１．２(μm)離間するように結像されており、１２００(dpi)の解像度で画像形成を行うことができるようになっている。また光源手段から発する光束のビーム数が実施例１に比べて４倍のため、４倍の高速化を達成しており、高速な画像形成装置を提供することができる。また印字速度を２倍にし、解像度を２４００(dpi)とすることも可能である。
尚、光源手段から発する光束のビーム数は４本に限らず、例えば８本もしくは１６本以上で構成しても良い。
このように本実施例では光源手段から発する光束のビーム数を増やすことにより、前述の実施例１より更に高速な画像形成装置を提供することができる。
[カラー画像形成装置]
図１９は本発明のカラー画像形成装置の副走査断面図である。
同図において、６０はカラー画像形成装置、１１は実施例１から５に示したいずれかの構成を有する画像形成装置、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。５２はパーソナルコンピュータ等の外部機器、５３は外部機器５２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画像形成装置１１に入力せしめるプリンタコントローラである。
同図において、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、画像形成装置１１に入力される。そして、画像形成装置１１からは、各画像データに応じて変調された光束（光ビーム）４１，４２，４３，４４が出射され、これらの光束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。
本実施例におけるカラー画像形成装置は１つの画像形成装置１１からＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応した光束を射出する。そして、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。
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く１つの画像形成装置１１により各々の画像データに基づいた光束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、搬送ベルト５１上の記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成し、前記フルカラー画像をシート部材（紙）に転写している。
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤ（ラインセンサー）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。
本発明の実施例1の副走査断面を示す図 本発明の実施例1の主走査断面を示す図 本発明の実施例１の走査線湾曲発生原理を示す模式図 本発明の実施例１の走査線湾曲発生原理を示す模式図 本発明の実施例１の走査線湾曲補正を示す模式図 本発明の実施例１の走査線湾曲を示す模式図 本発明の実施例１の走査線湾曲を示す模式図 本発明の実施例１のレンズそり及び走査線湾曲を示す模式図 本発明の実施例1の曲がり調整敏感度を示す図 本発明の実施例1の曲がり調整敏感度を示す図 本発明の実施例1の補正用折り曲げミラーと結像光学素子及び補正用折り曲げミラーの湾曲方向に対する走査線湾曲の説明図 本発明の実施例2の副走査断面を示す図 本発明の実施例2の曲がり調整敏感度を示す図 本発明の実施例2の曲がり調整敏感度を示す図 本発明の実施例2の型構造を示す模式図 本発明の実施例2の走査線湾曲を示す模式図 本発明の実施例2の走査線湾曲を示す模式図 本発明の実施例3の副走査断面を示す図 本発明の実施例3の走査線湾曲を示す模式図 本発明の実施例3の走査線湾曲を示す模式図 本発明の実施例4の副走査断面を示す図 本発明の実施例4の走査線湾曲を示す模式図 本発明の画像形成装置を示す図 従来の光走査装置を示す図
符号の説明
１ 光源手段（半導体レーザー）
２ 光束変換素子（コリメータレンズ）
３ 第１のシリンドリカルレンズ
４ 第２のシリンドリカルレンズ
７ 折り返しミラー
５(5a,5b) 偏向手段（ポリゴンミラー）
５ａ１、５ｂ１ 偏向面
ＬＢ(LB1,LB2,LB3,LB4) 結像光学系
６ａ（6a1、6a 2） 第１の結像レンズ
６ｂ（6ｂ1、6ｂ2、6ｂ3、6ｂ4） 第２の結像レンズ
８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ） 被走査面（感光体ドラム）
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ 折り曲げミラー
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ ステーション（光走査装置）
Ｍ１，Ｍ２ スキャナー
１１ 画像形成装置
２１、２２、２３、２４ 像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４ 現像器
４１、４２、４３、４４ 光ビーム
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
６１，６２，６３，６４ ステーション（光走査装置）

Claims (8)

  1. 複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射された光束を偏向手段に導光する第１の光学系と、前記偏向手段の偏向面で偏向走査された複数の光束を各々対応する複数の被走査面に結像させるための各被走査面毎に対応して設けた複数の第２の光学系とを有する光走査装置であって、
    前記複数の第２の光学系は、各々主走査方向に面形状が可変で被走査面上の走査線湾曲がりを補正する補正用ミラーと、成型より成る、結像光学素子を有しており、
    前記複数の第２の光学系を構成する複数の補正用ミラーを長手方向で全て同じ方向に変形させたときに被走査面における走査線湾曲が低減するように前記複数の第２の光学系を構成する、被走査面側に最も近く、かつ結像光学素子は、各々前記結像光学素子の成型の際のゲートの位置を変えて配置されていることを特徴とする光走査装置。
  2. 前記補正用ミラーは、反射面が凹形状及び凸形状の両方に選択して撓むように保持されていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  3. 前記被走査面側に最も近い結像光学素子は、プラスティック成型で作成されており、複数の被走査面のうち、少なくとも一組の被走査面に相当する一組の結像光学素子の一方は、他方に比べ光軸周りに180°反転した状態で配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  4. 前記複数の第２の光学系のうち、少なくとも一組の第２の光学系は、前記被走査面側に最も近い結像光学素子により発生する被走査面上の走査線湾曲方向が互いに逆になるように、前記被走査面側に最も近い結像光学素子が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  5. 前記複数の第２の光学系のうち、少なくとも一組の第２の光学系は、前記被走査面側に最も近い結像光学素子により発生する被走査面上の走査線湾曲方向が互いに逆になるように、前記被走査面側に最も近い結像光学素子が、成型の際のゲート方向が光軸に対して互いに逆方向に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  6. 複数の光源手段と、前記複数の光源手段からの光束を偏向手段に導光する第１の光学系と、前記偏向手段で偏向走査された複数の光束を各々対応する複数の被走査面に結像させるための各被走査面毎に対応して設けた複数の第２の光学系とを有する光走査装置であって、
    前記複数の第２の光学系は、各々主走査方向に面形状が可変で被走査面上の走査線湾曲がりを補正する補正用ミラーと、成型より成る、結像光学素子を有しており、
    前記複数の第２の光学系を構成する複数の補正用ミラーを長手方向で全て同じ方向に変形させたときに被走査面における走査線湾曲が低減するように前記複数の第２の光学系を構成する、被走査面側に最も近く、かつ結像光学素子は、各々前記結像光学素子の成型の際のゲート位置を揃えて配置されていることを特徴とする光走査装置。
  7. 請求項１乃至６いずれか１項に記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに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。
  8. 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各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項７に記載のカラー画像形成装置。
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JP2013033129A (ja) * 2011-08-02 2013-02-14 Canon Inc 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置

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