JP2010026055A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学部品の配置自由度を高めることができ、かつコンパクトな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出射した光束を偏向走査する偏向手段と複数の光束に対応して設けられた複数の結像光学系とを備え、偏向手段にて偏向走査された複数の光束を結像光学系により異なる感光ドラム上に結像させる際、複数の結像光学系の各々は光路折り曲げミラーを備え、一方の結像光学系は透過型結像光学素子を備え、副走査断面内において、透過型結像光学素子を通過する光束の主光線は、透過型結像光学素子の入射面の面頂点と出射面の面頂点を結ぶ直線に対して、偏向手段にて偏向走査され複数の結像光学系の他方の結像光学系の光路折り曲げミラーに向う光束が通過する光路と反対側を通過していること。
【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、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ（LBP）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）等の画像形成装置に好適なものである。

従来よりレーザービームプリンタ（LBP）やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等には光走査装置が用いられている。

こ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（光ビーム）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ている。そして偏向された光束をｆθ特性を有する結像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。

図１７は従来の光走査装置の要部概略図である。

図１７において光源手段１から出射した単一又は複数の発散光束はコリメータレンズ２により平行光束に変換され、絞り３によって該光束を制限して副走査方向にのみ特定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレンズ４に入射した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光偏向器５の偏向面（反射面）５ａに線像として結像している。

そして光偏向器５の偏向面５ａで偏向された光束をｆθ特性を有する結像レンズ６を介して被走査面としての感光ドラム面８上に導光する。そして光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、単一又は複数の光束で感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の記録を行っている。尚、図１７において１８は同期検出用のミラー、１９は同期検出用のセンサーである。

図１８、図１９は各々カラー画像形成装置の要部概略図である。

図１８や図１９に示すカラー画像形成装置用で用いられている光走査装置においては、装置全体のコンパクト化を目的に光偏向器（回転多面鏡）を複数ビームで共用した構成の光走査装置が用いられている。

図１８に示した光走査装置は、光偏向器５を挟んで両側で各々２つの光束Ｒａ，Ｒｂで各々被走査面８Ａ、８Ｂを走査している。同図においては、光偏向器５の一つの偏向面に副走査断面内において斜め方向から上下２つの光束Ｒａ，Ｒｂを入射させている。そして、光偏向器５を挟んで一方の側（走査ユニットＳＲ側）で２つの被走査面８Ａ，８Ｂをそれぞれ対応する結像光学系ＳＡ、ＳＢにより走査するようにしている。

結像光学系ＳＢは光路折り曲げミラーＭ２〜Ｍ４と結像レンズ６Ａ、７Ｂを有する。また結像光学系ＳＡは光路折り曲げミラーＭ１と結像レンズ６Ａ、７Ａを有する。

また他方の側（走査ユニットＳＬ側）においても同様に２つの被走査面８Ｃ，８Ｄをそれぞれ対応する光束で結像光学系を介して走査している。尚、図１８において、９はモータである。

図１９に示した光走査装置は、図１８の一部を変更したものであり、光偏向器５の片側を２つの光束Ｒ１ａ，Ｒ１ｂで走査するようにしたものである。

図１９において、結像光学系ＳＡは光路折り曲げミラーＭ１１，結像レンズ６１Ａ、７１Ａを有し、光束Ｒ１ａを感光ドラム８１Ａに導光している。結像光学系ＳＢは光路折り曲げミラーＭ１２、Ｍ１３、結像レンズ６１Ａ、７１Ｂを有し、光束Ｒ１ｂを感光ドラム８１Ｂに導光している。

この光走査装置を光偏向器５に対して、対向して２つ並列に配置することで、４つの被走査面を走査することができる。尚、図１９において、ＣＧは保護ガラス、９はモータである。

また、同一の感光ドラムの異なる位置を複数の光束で走査する光走査装置が種々と提案されている（特許文献１参照）。

図２０は特許文献１の実施例５に開示されている光走査装置の要部概略図である。

図２０において217,218は各々光源手段である。同図においては、光偏向器(偏向手段)205に最も近い結像レンズ210を、該光偏向器205で偏向走査された２本の光束で共用している。また、被走査面215に最も近い２つの結像レンズ201,202をそれぞれの光束に対して個別に配置し、かつ該結像レンズ201,202を上下方向に重ねて配置している。この２つの結像レンズ201,202を通過した光束は、対応するミラー211,212,213,214で光路を分離、折り曲げられた後、それぞれの光束に対応する結像位置215a,215bを走査している。
特開平１０−３０５２号公報

従来から提案されているカラー画像形成装置用の光走査装置には次に挙げる課題が存在する。

図１８に示した従来の光走査装置では、光偏向器５で偏向走査された感光ドラム８Ｂに向かう光束Ｒｂの主光線Ｒｂｏが副走査断面内において結像レンズ７Ｂの外形中心ＣＬを通過しておらず、該結像レンズ７Ｂの副走査方向の幅が必要以上に大きなものであった。この必要以上に大きい結像レンズ７Ｂと光路折り曲げミラーＭ１に向かう光束Ｒａとの干渉を避けるように各光学部品を配置すると、光走査装置の筐体１０自体も大きなものとなり、その結果、画像形成装置も大きなものとなってしまっていた。

また、図１９に示した従来の光走査装置では、結像レンズ７１Ｂと光偏向器５で偏向走査され、光路折り曲げミラーＭ１２に向かう光束Ｒ１ｂとの干渉が発生してしまっている。これを避けるためには、結像レンズ７１Ｂを結像光学系ＳＢ内で光学的に最も被走査面８１Ｂに近い光路折り曲げミラーＭ１３よりも被走査面側（防塵ガラスＣＧが置かれている近傍）に配置すればよい。しかしながら、被走査面８１Ｂ側に結像レンズ７１Ｂを動かしてしまうと、主走査方向のレンズ長さが長くなってしまい、コンパクト化の達成が困難になってしまう。

尚、本明細書において、「光学的」とは、「光路を展開したときの状態において」のことである。

一方、特許文献１に開示されている図２０に示した光走査装置は、図２１に示すような副走査断面内において、レンズの外形中心ＣＬに対して非対称な形状を持つ結像レンズ201,202を２段重ねて配置している。この特許文献１で開示されている光走査装置は、全ての結像レンズを通過した後に、ミラーで光束を分離、折り曲げているため、結像レンズと光束の干渉といった課題が存在しない。

しかしながら、特許文献１においては、２段に重ねられた結像レンズ201,202の副走査方向の取り付け基準219（位置決め基準）を、図２２に示すように主走査方向にずらして構成している。

このように２つの結像レンズ201,202を２段に重ねて用いることは、位置決め基準を設けなければならず、構成が複雑になるので好ましくない。

本発明は１つの偏向面で複数の光束を偏向走査させて、各々被走査面に導光するとき、結像レンズの形状を適切に設定する。これによって光学部品の配置自由度を高め、装置全体の小型化を図りつつ結像レンズと光束の干渉を回避し、光束のケラレを軽減して複数の被走査面を走査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。

また、走査光束が通過しない無駄な領域を削除することで、レンズの断面積を小さくし、一つの金型で成形できるレンズの取り個数を増し、コストダウンを行うことも本発明の目的とする。

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した複数の光束を同一の偏向面にて偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段の同一の偏向面にて偏向走査された複数の光束に対応して設けられた複数の結像光学系と、を備え、前記偏向手段の同一の偏向面にて偏向走査された複数の光束の各々は、前記複数の光束に対応して設けられた複数の結像光学系により異なる感光ドラム上に結像させられる光走査装置であって、
副走査断面内において、前記偏向手段の同一の偏向面に入射する複数の光束の各々は、前記偏向面に対して斜め方向から入射しており、
前記複数の結像光学系の各々は、光路折り曲げミラーを備え、
前記複数の結像光学系の一方の結像光学系は、前記光路折り曲げミラーＭ３と前記感光ドラム８Ｂの間の光路中に透過型結像光学素子７Ｂを備え、
副走査断面内において、前記透過型結像光学素子７Ｂの入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子７Ｂの出射面の面頂点又は仮想面頂点のうち少なくとも一方は、前記透過型結像光学素子７Ｂの外形中心ＣＬに対して、前記偏向面にて偏向され前記複数の結像光学系の他方の結像光学系の光路折り曲げミラーＭ１に向う光束Ｒａが通過する光路と同じ側に偏心し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、
副走査断面内において、前記透過型結像光学素子７Ｂを通過する光束Ｒｂの主光線Ｒｂｏは、前記透過型結像光学素子の入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子の出射面の面頂点又は仮想面頂点を結ぶ直線ＰＬに対して前記偏向面にて偏向され前記複数の結像光学系の他方の結像光学系の光路折り曲げミラーＭ１に向う光束が通過する光路と反対側を通過していることを特徴としている。

請求項３の発明の光走査装置は、
光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向面にて偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を感光ドラム上に結像させる結像光学系と、を備えた光走査装置であって、
副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面に入射する光束は、前記偏向面に対して斜め方向から入射しており、
前記結像光学系は、光路折り曲げミラーＭ１２を備え、
前記結像光学系は、前記光路折り曲げミラーと前記感光ドラムの間の光路中に透過型結像光学素子７１Ｂを備え、
副走査断面内において、前記透過型結像光学素子７１Ｂの入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子７１Ｂの出射面の面頂点又は仮想面頂点のうち少なくとも一方は、前記透過型結像光学素子７１Ｂの外形中心に対して、前記偏向面にて偏向され前記光路折り曲げミラーに向う光束が通過する光路と同じ側に偏心していることを特徴としている。

請求項４の発明は請求項３の発明において、
副走査断面内において、前記透過型結像光学素子を通過する光束Ｒ１ｂの主光線は、前記透過型結像光学素子の入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子の出射面の面頂点又は仮想面頂点を結ぶ直線に対して前記偏向面にて偏向され前記光路折り曲げミラーに向う光束が通過する光路と反対側を通過していることを特徴としている。

請求項５の発明の光走査装置は、
光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向面にて偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を感光ドラム上に結像させる結像光学系と、を備えた光走査装置であって、
副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面に入射する光束は、前記偏向面に対して斜め方向から入射しており、
前記結像光学系は、光路折り曲げミラーを備え、
前記結像光学系は、前記光路折り曲げミラーと前記感光ドラムの間の光路中に透過型結像光学素子を備え、
副走査断面内において、前記透過型結像光学素子は、仮に前記透過型結像光学素子が対称形状であったと仮定した時の前記透過型結像光学素子の入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子の出射面の面頂点又は仮想面頂点を結ぶ直線に対して、前記光路折り曲げミラーで折り曲げられた光束が入射する側と反対側の素子部分が削除され、前記透過型結像光学素子の外形中心に対して非対称な形状であることを特徴としている。

請求項６の発明の画像形成装置は、
各々が請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置と、前記複数の被走査面に配置された複数の感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体の上に形成された静電潜像をトナー像として現像する複数の現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する複数の転写器と、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。

請求項７の発明は請求項６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す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。

本発明によれば１つの偏向面で複数の光束を偏向走査させて、各々被走査面に導光するとき、結像レンズの形状を適切に設定する。これによって光学部品の配置自由度を高め、装置全体の小型化を図りつつ結像レンズと光束の干渉を回避し、光束のケラレを軽減して複数の被走査面を走査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を達成することができる。

また、走査光束が通過しない無駄な領域を削除することで、レンズの断面積を小さくし、一つの金型で成形できるレンズの取り個数を増し、コストダウンを行うことができる。

本実施例の光走査装置は、複数の光源手段と、複数の光源手段から出射した複数の光束を同一の偏向面にて偏向走査する偏向手段と、偏向手段の同一の偏向面にて偏向走査された複数の光束に対応して設けられた複数の結像光学系と、を備えている。

偏向手段の同一の偏向面にて偏向走査された複数の光束の各々は、複数の光束に対応して設けられた複数の結像光学系により異なる感光ドラム上に結像させられる。

副走査断面内において、偏向手段の同一の偏向面に入射する複数の光束の各々は、偏向面に対して斜め方向から入射している。

そして複数の結像光学系の各々は、光路折り曲げミラーを備えている。

複数の結像光学系の一方の結像光学系ＳＢ（尚符号は後述する実施例を参照のこと、以下同じ）は、光路折り曲げミラーＭ３と感光ドラム８Ｂの間の光路中に透過型結像光学素子７Ｂを備えている。

副走査断面内において、透過型結像光学素子７Ｂの入射面の面頂点（仮想面頂点）と透過型結像光学素子７Ｂの出射面の面頂点（仮想面頂点）のうち少なくとも一方は、次のとおりである。

透過型結像光学素子７Ｂの外形中心ＣＬに対して、偏向面にて偏向され複数の結像光学系の他方の結像光学系の光路折り曲げミラーＭ１に向う光束Ｒａが通過する光路と同じ側に偏心している。

ここで面頂点とはレンズ面の光軸との交点である。又仮想面頂点とは光学素子の一部が削られて光軸に相当する部分が存在しない形状の光学素子に対する仮想上の面頂点をいう。

この他、副走査断面内において、透過型結像光学素子７Ｂを通過する光束Ｒｂの主光線Ｒｂｏは、透過型結像光学素子７Ｂの入射面の面頂点（仮想面頂点）と透過型結像光学素子の出射面の面頂点（仮想面頂点）を結ぶ直線ＰＬに対して次のとおりである。

偏向面にて偏向され前記複数の結像光学系の他方の結像光学系ＳＡの光路折り曲げミラーＭ１に向う光束が通過する光路と反対側を通過している。

この他、副走査断面内において、透過型結像光学素子７Ｂは、仮に透過型結像光学素子７Ｂが対称形状であったと仮定する。このとき透過型結像光学素子７Ｂの入射面の面頂点と透過型結像光学素子７Ｂの出射面の面頂点を結ぶ直線をＰＬとする。このとき直線ＰＬに対して、光路折り曲げミラーＭ３で折り曲げられた光束が入射する側と反対側の素子部分が削除され、透過型結像光学素子７Ｂの外形中心ＣＬに対して非対称な形状である。

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、結像光学系（走査光学系）の光軸または軸上と表現した場合は、被走査面の中心で被走査面に垂直方向の軸のことである。また、レンズの光軸と表現する場合には、レンズの入射面及び出射面の面頂点（曲率中心）を結んだ直線のことを言う。

また、主走査方向（Ｙ方向）とは偏向手段としての光偏向器（回転多面鏡）で光束が偏向走査される方向である。副走査方向（Ｚ方向）とは光偏向器の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは偏向手段の回転軸を法線とする平面である。副走査断面とは主走査方向の軸を法線とする平面である。

本実施例の光走査装置は光偏向器５を挟み２つの走査ユニットＳＲ，ＳＬを備え、１つの光偏向器５により４本の光束Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ´ａ、Ｒ´ｂを偏向走査し、対応する感光ドラム面８Ａ（Ｂｋ），８Ｂ（Ｃ），８Ｃ（Ｍ），８Ｄ（Ｙ）を走査する。

ここで走査ユニットＳＲにおいて、光偏向器（５面ポリゴンミラー）５の偏向面５ａで偏向反射した偏向光束Ｒａは、結像レンズ６Ａ、７Ａを通過後、光路折り曲げミラーＭ１により折り返される。そして光路折り曲げミラーＭ１により折り返された光束Ｒａは、被走査面である感光ドラム８Ａ（Ｂｋ）に導かれる（以下、この系を「ステーションＳ１」と称す。）。

また、光偏向器５の偏向面５ａで偏向反射した偏向光束Ｒｂは、結像レンズ６Ａを通過後、光路折り曲げミラーＭ２、Ｍ３で折り返される。そして折り返された光束Ｒｂは、透過型結像光学素子としての結像レンズ７Ｂを通過し、光路折り曲げミラーＭ４により折り返され、被走査面である感光ドラム８Ｂ（Ｃ）に導かれる（以下、この系を「ステーションＳ２」と称す。）。

一方、走査ユニットＳＬにおいて、光偏向器５の偏向面５´ａで偏向反射した偏向光束Ｒ´ａは結像レンズ６´Ａ、７´Ａを通過後、光路折り曲げミラーＭ´１により折り返される。そして折り返された光束Ｒ´ａは、被走査面である感光ドラム８Ｄ（Ｙ）に導かれる（以下、この系を「ステーションＳ４」と称す。）。

また、光偏向器５の偏向面５´ａで偏向反射した偏向光束Ｒ´ｂは結像レンズ６´Ａを通過後、光路折り曲げミラーＭ´２、Ｍ´３で折り返され透過型結像光学素子としての結像レンズ７´Ｂを通過し、光路折り曲げミラーＭ´４により折り返される。そして折り返された光束Ｒ´ｂは、被走査面である感光ドラム８Ｃ（Ｍ）に導かれる（以下、この系を「ステーションＳ３」と称す。）。

尚、以下の説明において、光偏向器５に最も遠い被走査面８Ａ、８Ｄに結像する光学系（被走査面を走査する光学系）を結像光学系ＳＡ、Ｓ’Ａと称する。また光偏向器５に最も近い被走査面８Ｂ、８Ｃに結像する光学系（被走査面を走査する光学系）を結像光学系ＳＢ、Ｓ’Ｂと称す。

複数の結像光学系ＳＡ，ＳＢ（Ｓ’Ａ，Ｓ’Ｂ）は各々複数の結像レンズから構成され、光偏向器５に最も近い結像レンズ６Ａ（６’Ａ）を複数の結像光学系ＳＡ，ＳＢ（Ｓ’Ａ，Ｓ’Ｂ）で共用している。

上記光偏向器５に最も近いとは、物理的に構成上、該光偏向器５の偏向面に最も近いことを称し、また光偏向器５に最も遠いとは、物理的に構成上、該光偏向器５の偏向面から最も遠いことを称す。

尚、２つの走査ユニットＳＲ，ＳＬの構成及び光学的作用は同一のため、以下、走査ユニットＳＲを中心に述べる。そして走査ユニットＳＬの各部材のうち走査ユニットＳＲと同じ部材ついては括弧を付して示し、必要に応じて走査ユニットＳＬの各部材について述べている。

図１において、ＣＬは結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）及び結像レンズ７Ａ（７’Ａ）の副走査方向におけるレンズ外形の中心線（外形中心）である。ＰＬは結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）及び結像レンズ７Ａ（７’Ａ）の入射面の面頂点と結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の出射面の面頂点を結んだ直線である。

本実施例では結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）を光学的に最も被走査面に近い折り曲げミラーＭ４（Ｍ’４）よりも光偏向器５側に配置することにより、結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の主走査方向の長さを短くし、装置全体の小型化を図っている。

前述した如く結像光学系ＳＢ（Ｓ’Ｂ）内で光学的に最も被走査面８Ｂ（８Ｃ）に近い結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）を折り曲げミラーＭ４（Ｍ’４）よりも被走査面側に配置すれば走査光束Ｒa（Ｒ’a）と結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）との干渉を避けることはできる。しかしながら、このように各要素を配置すると、結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の主走査方向の長さが長くなり、装置全体が大型化してしまう。

さらに本実施例では光偏向器５に最も近い結像レンズ６Ａ（６’Ａ）を複数の結像光学系ＳＡ，ＳＢ（Ｓ’Ａ，Ｓ’Ｂ）で共用することにより、結像レンズの枚数を削減して装置全体のコンパクト化を図っている。

図２は図１に示したステーションＳ２の主走査断面図であり、光路折り曲げミラーは省略して示している。尚、他のステーションＳ１、Ｓ３、Ｓ４の構成及び光学的作用はステーションＳ２とほぼ同様である。

図中、Ｃ0は軸上光束の主光線(中心線）の偏向点(基準点）である。副走査方向においては、光束Ｒａ、Ｒｂは偏向点Ｃ0にて交差する。偏向点Ｃ0は結像光学系の基準点であり、偏向点Ｃ0から被走査面までの距離を以下、「結像光学系の光路長」と定義する。

本実施例においては、光路長Ｔ_１a＝２４６ｍｍである。また、走査像高Ｙ（mm）に対する走査画角θ（rad）の比Ｋ（Ｋθ係数、Ｙ＝Ｋθ）と、光偏向器５に入射する光束の主走査方向の収束度ｍは、それぞれ以下の値となっている。

Ｋ＝２１０.０（ｍｍ／rad）
ここに、
ｍ＝１−Ｓｋ／ｆ
Ｓｋ：主走査断面内における結像光学系の後側主平面から被走査面までの距離（ｍｍ）
ｆ：結像光学系の主走査断面内の焦点距離（ｍｍ）。

収束度ｍの値によって、次の３つの場合に分けられる。

ｍ＝０のとき
主走査方向において、光偏向器に平行光束が入射
ｍ＜０のとき
主走査方向において、光偏向器に発散光束が入射
ｍ＞０のとき
主走査方向において、光偏向器に収束光束が入射。

収束度ｍがゼロ以外の値を持つと、光偏向器の偏向面のシフト偏心による主走査ジッターが発生する。よって、収束度は以下の条件式の範囲以内に抑えておくのが良い。

｜ｍ｜＜０．２
本実施例では、主走査方向において平行光束を入射させているため、光偏向器の偏向面のシフト偏心によるジッターは発生しない。

本実施例においては、このように一つの光偏向器５の異なる偏向面５ａ，５’ａに光束をそれぞれ２本入射させることで、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色を同時に走査できる光走査装置を達成している。

また、本実施例のように一つの光偏向器を用いてその両側を走査するタイプの光走査装置は、通常４つの感光ドラムのうち、内側２つの感光ドラムの間に光偏向器が配置される。光偏向器に最も近い結像レンズは、光偏向器からほぼ決められた距離を離して配置され、大抵の場合、図１に示すように内側の感光ドラムの真下近傍に置かれることが多い。よって、光偏向器の両側を走査するタイプの光走査装置は、光偏向器に最も近い結像レンズを避けるように光束を取り回す必要があるため、光学部品の配置自由度が少ない。

一方、一つの光偏向器の片側のみを用いて走査するタイプの光走査装置は、光偏向器と感光ドラムの距離をある程度変えることは可能である（光偏向器に最も近い結像レンズと感光ドラムの位置関係を変えることが可能）。そのため、光偏向器に最も近い結像レンズと光束との干渉の問題は起こり難い。

本実施例では、副走査断面内において、結像レンズ（透過型結像光学素子）７Ｂの入射面の面頂点（仮想面頂点）と結像レンズ７Ｂの出射面の面頂点（仮想面頂点）のうち少なくとも一方を次の如く設定している。

結像レンズ７Ｂの外形中心ＣＬに対して、偏向面５ａにて偏向され複数の結像光学系の他方の結像光学系ＳＡの光路折り曲げミラーＭ１に向う光束をＲａとする。このとき光束Ｒａが通過する光路と同じ側に偏心している。

本実施例では光学部品の配置自由度を高めている。この為に結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）を通過する光束Ｒｂ（Ｒ’ｂ）の主光線Ｒｂｏがレンズ光軸ＰＬに対して光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束Ｒａ（Ｒ’ａ）が通過する光路と反対側を通過するように構成している。

かつ、結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の外形中心ＣＬを、レンズ光軸ＰＬに対して、光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束Ｒａ（Ｒ’ａ）の通過する光路と反対側に位置するように構成している。

つまり本実施例では結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）を副走査断面内において、光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束Ｒａ（Ｒ’ａ）と干渉しないように、該結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の外形中心ＣＬに対して非対称な形状より形成している。

これにより本実施例では光学部品の配置自由度を高め、コンパクトな光走査装置を達成している。

図３は図１に示した結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の副走査断面内における拡大図である。同図において、Type１は本実施例（ステーションＳ２、Ｓ３）で使用している結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）であり、Type2は従来使用してきた結像レンズである。

図中、ＣＬは副走査方向におけるレンズ外形の中心線（外形中心）である。ＰＬは結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の入射面の面頂点と結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の出射面の面頂点を結んだ直線である。Ｒｂ（Ｒ’ｂ）は光束(走査光束）である。Ｒｂｏは主光線である。

本実施例において、結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）を通過する光束Ｒｂ（Ｒ’ｂ）の主光線Ｒｂｏは、上述した如くレンズ光軸ＰＬに対して、不図示の光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束が通過する光路と反対側を通過している。

かつ、結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の外形中心ＣＬは、レンズ光軸ＰＬに対して、不図示の光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束が通過する光路と反対側に位置している。

つまり、本実施例の結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）は、副走査断面内において、不図示の光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束と干渉しないように、該結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の外形中心ＣＬに対して非対称な形状より形成している。

また本実施例における結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）は、レンズ鏡面端部の厚さを図面上、上側（結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の外形中心ＣＬに対して光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束が通過する光路と反対側の外形の厚み）をＴ１とする。さらに下側（結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の外形中心ＣＬに対して光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束が通過する光路側の外形の厚み）をＴ２とする。そのとき、
Ｔ１＜Ｔ２
の関係と成っている。

つまり、結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）の外形中心に対して非対称な形状は、上側の外形の厚みＴ１が下側の外形の厚みＴ２よりも小さい形状より形成している。

本実施例において、光束Ｒｂ（Ｒ’ｂ）は、ほぼレンズ外形の中心線ＣＬ近傍を通過している。これにより本実施例における結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）は、従来使用していたタイプの結像レンズに比べて無駄な部分が削除された形状になっている。

一方、Type2の従来型の結像レンズは、レンズ外形の中心線ＣＬと面頂点を結んだ線ＰＬが一致している。つまりレンズ鏡面端部の厚さを図面上、上側をＴ１、下側をＴ２とするとき、
Ｔ１＝Ｔ２
の関係と成っている。

しかしながら、Type2において、光束Ｒｂ（Ｒ’ｂ）はレンズ外形の中心線ＣＬから離れた位置を通過しており、光束Ｒｂ（Ｒ’ｂ）が通過しない非有効部の領域が多い。

従来は、このように副走査方向に高さの高い結像レンズを使用していたため、よりコンパクトな光走査装置を達成することが難しかった。

本実施例では図１及び図３（Type１）より明らかなように光束が通過しない非有効部の領域を削り、光束と光学部品を極力近づけて配置することにより、光走査装置の更なるコンパクト化（図１に示す筐体１０の厚みの低減化）を達成している。

また、このような外形中心ＣＬに対して非対称な結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）は、本実施例のように光偏向器５に最も近い側のステーションＳ２（Ｓ３）の結像光学系ＳＢ（Ｓ´Ｂ）内に配置すると、コンパクト化の効果がある。

光偏向器５に最も近い側のステーションＳ２（Ｓ３）の結像光学系ＳＢ（Ｓ´Ｂ）は、通常、複数枚の光路折り曲げミラーで光路を折り曲げており、光路の取りまわし自体が複雑である。よって、結像レンズと光束の干渉も起きやすいため、本実施例のようにレンズ外形中心ＣＬに対して副走査方向に偏心した結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）を用いると、コンパクト化に対して大きな効果を発揮する。

ここで、面の偏心（面頂点のシフト偏心）に関して、図面を用いて補足説明を加える。図２３には様々なタイプの面偏心の例を挙げている。図２３Ａは本実施例のように入射面の面頂点ＲＰ１及び出射面の面頂点ＲＰ２が共にレンズ鏡面にある場合で、それぞれの頂点を結んだ直線ＰＬをレンズ光軸と呼んでいる。本タイプの場合はレンズ外形中心ＣＬに対してそれぞれの面頂点を副走査方向（レンズの高さ方向）に同じ量シフトしているので、ＰＬとＣＬは平行となっている。ここで、面頂点とはレンズの副走査断面形状を円弧でフィッティングした際、最も走査光学系の光軸方向に突出若しくは凹んだポイントと定義する。

次に、図２３Ｂでは、レンズ鏡面部には面頂点が存在せず、レンズ外形の外側に仮想面頂点（ＩＰ１、ＩＰ２）がある場合である。

よって、仮想のレンズ光軸ＩＰＬもレンズ外形の外側に存在することになる。

走査光学系の設計によっては、このようなタイプも起こりうる。

この場合においても、光学部品の配置自由度を高めている。このためには結像レンズ７Ｂ（７’Ｂ）を通過する光束Ｒｂ（Ｒ’ｂ）の主光線Ｒｂｏがレンズ光軸ＰＬに対して光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束Ｒａ（Ｒ’ａ）が通過する光路と反対側を通過するように構成している。

次に、図２３Ｃのタイプの説明をする。この場合は一方の面の副走査断面形状がフラットの場合である。

副走査断面がフラットの場合は、面頂点を定義することができないので、ここではレンズ光軸を以下のように定義する。

曲率が存在する方の面の面頂点をＲＰ２とした場合、ＲＰ２を通りレンズ外形中心線ＣＬと平行方向に延ばした線をレンズ光軸ＰＬと定義する。

最後に、図２３Ｄのタイプの説明をする。

この場合は、一方の面（入射面）の面頂点ＲＰ１はレンズ鏡面内にあり、他方の面（出射面）の仮想面頂点ＩＰ２がレンズ外形の外側にある場合である。

本発明では、逆に、一方の面（出射面）の面頂点ＲＰ２はレンズ鏡面内にあり、他方の面（入射面）の仮想面頂点ＩＰ１がレンズ外形の外側にある場合も適用できる。

この場合、それぞれの面頂点を結んだ直線をレンズ光軸と定義するのは意味がない。図２３Ｃの場合と同様に、各面頂点ＲＰ１、ＩＰ２を通りレンズ外形中心線ＣＬと平行方向に延ばした線をそれぞれＰＬ１、ＰＬ２とする。ＰＬ１及びＰＬ２は外形中心線ＣＬに対して光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束Ｒａ（Ｒ’ａ）が通過する光路と同じ側を通過するように構成するのがよい。

以上、様々なタイプの面頂点のシフト偏心に関して説明を行った。この他、入射面と出射面の面頂点または仮想面頂点の少なくとも一方を外形中心線ＣＬに対して光路折り曲げミラーＭ１（Ｍ’１）に向う光束Ｒａ（Ｒ’ａ）が通過する光路と同じ側を通過するように構成しても良い。これによれば、光学部品の配置自由度を高め、装置全体の小型化を図りつつ結像レンズと光束の干渉を回避することができる。

このように光走査装置をコンパクト化することで、画像形成装置自体のコンパクト化が達成される。または画像形成装置自体の大きさを変えずに、トナー容器の容量を拡大することができる。

尚、本実施例では、ステーションＳ１（Ｓ４）の結像レンズ７Ａ（７´Ａ）においても、該結像レンズ７Ａ（７´Ａ）の外形中心ＣＬに対して非対称な形状より形成している。

図４は図１に示した結像光学系ＳＢの副走査断面図の光偏向器周りの拡大図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。

図４において、光偏向器５の同一の偏向面５ａに対して垂直で、且つ基準点Ｃ0を通過する面をＰ0としたとき、面Ｐ0に対してそれぞれγa＝３．３°、γb＝３．３°の斜入射角の複数(２本）の光束を偏向走査させている。

斜入射角γa、γbは大きすぎると、波面収差の捩れによるスポットの崩れを補正することが困難となり、小さすぎると光路の分離がし難くなる。

本実施例では斜入射角γa、γbを上下で３．３°と同じに設定し、光路折り曲げミラーＭ２（Ｍ´２）での光路の分離を容易にしている。

図５は本実施例の入射光学系の副走査断面図である。同図において図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。

本実施例は光源手段に半導体レーザー１Ａ、１Ｂを使用し、半導体レーザー１Ａ、１Ｂから出射した発散光束をカップリングレンズ２Ａ、２Ｂで平行光束としている。副走査方向においては、カップリングレンズ２Ａ、２Ｂで集光された光束をシリンドリカルレンズ４Ａ、４Ｂで光偏向器５の同一の偏向面５ａ近傍に一旦結像させている。また、絞り３Ａ、３Ｂはそれぞれの被走査面上で所望のスポット径（スポットのピーク光量の１／ｅ^２スライス径）が得られるように光束幅を制限している。このように、光学部品を共通化することにより、部品の種類を削減し、１部品あたりの生産数を増加させることによる量産効果を達成している。

図５において、５は偏向手段としての光偏向器（ポリゴンミラー）であり、外接円半径１７mmの５面構成より成っている。また、光偏向器５はモータ９により、図２において矢印Ａ方向に一定速度で回転することで、被走査面８Ｂ（８Ａ）を矢印Ｂ方向(主走査方向）に走査している。

結像光学系(不図示）は、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主走査断面内(主走査方向)において被走査面としての感光ドラム面上にスポットに結像させている。また、副走査断面内において光偏向器５の偏向面と感光ドラム面との間を光学的に共役関係にすることにより、面倒れ補正を行っている。

通常、ポリゴンミラーなどの複数の偏向面が存在する光偏向器の場合、偏向面毎に副走査方向への偏向面の倒れ角が異なるため、面倒れ補正光学系を採用することが一般的である。

本実施例において半導体レーザー１Ａから出射した発散光束は、カップリングレンズ２Ａにより平行光束に変換され、開口絞り３Ａによって通過光束（光量）が制限され、シリンドリカルレンズ４Ａに入射している。シリンドリカルレンズ４Ａに入射した平行光束は主走査断面においてそのままの状態で射出し、光偏向器５の偏向面５ａに入射する。このとき偏向面５ａに入射する光束を結像レンズ６Ａの光軸と該光束の主光線とのなす角度αがα＝７０°となるように入射させている。

本実施例において結像光学系の副走査断面内の結像倍率をβsとするとき、
１.０＜｜βs｜＜２．２ ・・・（１）
なる条件を満足させている。

条件式（１）は結像光学系の副走査断面内の結像倍率βsを規定するものである。条件式（１）の上限値を超えると面倒れによるピッチムラの劣化や波面収差の補正不足が発生するので良くない。また、条件式（１）の下限値を超えると、被走査面に近い結像レンズが被走査面に近づき過ぎ、結像レンズの主走査方向の長さが長くなると共に配置の自由度が無くなるので良くない。

本実施例においては、結像光学系の結像倍率βsが
βs＝−１．９８、
である。これは条件式（１）を満たしている。

更に好ましくは上記条件式（１）を次の如く設定するのが良い。

１.２＜｜βs｜＜２．０ ・・・（１ａ）
次に本実施例における光走査装置のレンズ面形状及び光学配置を表１に示す。表１は光束Ｒａを通過する結像光学系ＳＡについての面形状と、光路を展開した場合の光学配置を示している。光束Ｒｂ、Ｒ´ａ、Ｒ´ｂについても、Ｒａに対する結像光学系ＳＡと同じであるため、レンズ面形状などの具体的な数値に関しては省略する。

尚、表１において、ｆθレンズ６とは結像レンズ６Ａ（６´Ａ）のことであり、ｆθレンズ７とは結像レンズ７Ａ、７Ｂ（７’Ａ、７’Ｂ）のことである。

ここに、表１は結像光学系ＳＡのレンズ形状及び配置を示している。

結像レンズ６Ａ、７Ａ、７Ｂのレンズ入射面、レンズ出射面の母線形状は共に、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。結像レンズ６Ａ、７Ａ、７Ｂのそれぞれのレンズ面と結像レンズ６Ａ、７Ａ、７Ｂの光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、

（但し、Rは母線曲率半径，K，B₄，B₆，B₈，B₁₀，は非球面係数）
なる式で表されるものである。

非球面係数B₄，B₆，B₈，B₁₀は光走査装置の半導体レーザー１Ａが配置されている側（B_4s，B_{6 s}，B_{8 s}，B_{10 s}）と、配置されていない側（B_4e，B_{6 e}，B_{8 e}，B_{10 e}）とで数値を異ならせることができる。これにより、主走査方向に非対称な形状を表現することができる。

また、副走査方向と対応する子線方向が、

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における母線の法線を含み主走査面と垂直な面内に定義される子線形状である。

ここで主走査方向に光軸からＹ離れた位置における副走査方向の曲率半径（子線曲率半径）Rs*が、

（但し、Rsは光軸上の子線曲率半径，D₂，D₄，D₆，D₈，D₁₀は子線変化係数）
なる式で表されるものである。

こちらも主走査形状と同様に設定することができる。つまり非球面係数D₂，D₄，D₆，D₈，D₁₀は半導体レーザー１Ａが配置されている側（D_2s，D_4s，D_{6 s}，D_{8 s}，D_{10 s}）と、配置されていない側（D_2e，D_4e，D_{6 e}，D_{8 e}，D_{10 e}）とで数値を異ならせることできる。これにより、主走査方向に非対称な形状を表現することができる。

尚、本実施例では面形状を上記定義式により函数を定義したが、本発明の権利の範囲はこれを制限するものではない。

図６は本発明の実施例１の主走査方向と副走査方向の像面湾曲を表すグラフである。

画像の有効幅（Ｗ＝３１０ｍｍ）において、結像光学系ＳＡは、主走査方向の像面湾曲ｄｍが０．７２ｍｍ、副走査方向の像面湾曲ｄｓが０．４６ｍｍであり、良好に補正されていることが分かる。

図７は本発明の実施例１のｆθ特性ｄｙ1を表すグラフである。

ｆθ特性ｄｙ1に関しては実際に光束が到達する位置から理想像高を引いた差分を示している。結像光学系ＳＡは、最大で８５μｍのズレが生じており、良好に補正されていることが分かる。

図８は本発明の実施例１の走査線曲がりｄｚを表すグラフである。

走査線曲がりｄｚに関しては各像高での副走査方向の結像位置から画像中心での副走査方向の結像位置を引いた差分で示している。結像光学系ＳＡは、最大で７μｍのズレが発生しており、どちらも画像上問題となるレベルのものではない。

本実施例では、結像レンズ７Ａは光軸を回転軸として光偏向器側から見て時計周りに、０．５４４分回転させている。また結像レンズ７Ｂは光軸を回転軸として偏向器側から見て反時計周りに０．５４４分回転させている。このようにする事で走査線の傾きを補正している。

図９は偏向面のシフト偏心誤差を１０μｍ与えたときの主走査方向のジッターｄｙ2を表した説明図である。

結像光学系ＳＡでは、主走査方向のジッター（主走査ジッター）は最大でも０．１μｍである。前述したように主走査方向に平行な光束を光偏向器に入射させた場合は、主走査ジッターは発生しない。

図１０は各像高におけるスポットの断面形状を示した説明図である。

図１０においては各像高におけるスポットのピーク光量の２％、５％、１０％、１３．５％、３６．８％、５０％のスライスで切った断面を示している。

通常、副走査断面内において斜め方向から光束を入射させる光走査装置では、波面収差の捩れによりスポットが崩れる現象が見られる。本実施例においては各面のパワー配置、レンズのチルト量、シフト量を最適化することで波面収差の捩れを低減している。結像光学系ＳＡでは結像レンズ７Ａを面Ｐ0に対して１．５８ｍｍ副走査方向にシフトさせることで波面収差の補正を行っている。このようにすることにより、全像高に渡って崩れの無いきれいなスポット形状を達成している。

図１１（Ａ）〜（Ｄ）は各々図１に示した光走査装置を各光束毎（各ステーション毎）に光路を展開して示した主走査断面図及び副走査断面図である。

図１１（Ａ）は被走査面８Ａ（Ｂｋ）に向う光束Ｒａが各光学素子を通過する様子を描いたものである。図１１(Ａ)、(Ｂ)において、被走査面８Ａ（Ｂｋ）に向う光束Ｒａと被走査面８Ｂ（Ｃ）に向う光束Ｒｂとでは、共通の結像レンズ６Ａを通過する領域が副走査断面内で異なっている。かつ結像レンズ７Ａ、７Ｂは主走査方向の形状（ゲートＧの向きなど）を考えると、異なる結像レンズでないといけないことが分かる。

また、図１１(Ｃ)、(Ｄ)において、被走査面８Ｃ（Ｍ）に向う光束Ｒ´ｂと被走査面８Ｄ（Ｙ）に向う光束Ｒ´aとでは、共通の結像レンズ６´Ａを通過する領域が副走査断面内で異なっている。かつ結像レンズ７´Ａ、７´Ｂは主走査方向の形状（ゲートＧの向きなど）を考えると、異なる結像レンズでないといけないことが分かる。

以上まとめると、結像レンズ６Ａと結像レンズ６´Ａは同じ結像レンズでよく、４つの光束で共通に使用することができる。しかしながら、走査光束毎に個別に配置された結像レンズ７Ａ、７Ｂ（７´Ａ、７´Ｂ）は２種類の結像レンズが必要である。

但し、結像レンズ７Ａと結像レンズ７´Ｂは同じ結像レンズ、結像レンズ７Ｂと結像レンズ７´Ａは同じ結像レンズである。

この２種類の結像レンズ７Ａ、７Ｂ（７´Ａ、７´Ｂ）の製造及び識別に関しては、後ほど詳述する。

また、最近では一つの偏向面を往復振動させる共振型の光偏向器の開発が盛んである。この共振型の光偏向器を用いることで、前述した面倒れによるピッチムラや面偏心による主走査ジッターといった問題点を解決することが可能となる。よって本実施例は共振型の光偏向器と組み合わせて使用することで、その効果を更に発揮させることが可能となる。

このように本実施例では、上述した如く各要素を適切に構成することにより、光学部品の配置自由度を高め、コンパクトな光走査装置を達成している。

さらに本実施例では波面収差の捩れの補正やその他の近軸性能を満足できる走査装置を達成している。

図１２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。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。

本実施例において前述の実施例１と異なる点は、光偏向器５に対して片側のみに光走査装置（走査ユニットＳＲ）を配置したことである。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１つの光偏向器５を用いて、その片側のみを走査するタイプの光走査装置に本発明を適用している。

前記図１９に示した従来の光走査装置では、結像レンズ６１Ａを通過した光束Ｒ１ｂと結像レンズ７１Ｂ（透過型結像光学素子７１Ｂ）とが干渉してしまっていた。本実施例では、前述した如く結像レンズの走査光束が通過していない無駄な領域を削除した結像レンズ７１Ｂ（透過型結像光学素子７１Ｂ）を用いることにより、光束Ｒ１ｂと結像レンズ７１Ｂとの干渉を避けることができる。

また、本実施例は光偏向器５の片側のみを複数光束で走査するタイプの光走査装置であるため、光偏向器５と感光ドラム８１Ｂ（８１Ａ）との位置関係をずらすことも可能であるため、前述した実施例１の場合に対して光学部品の配置自由度は更に増している。

尚、本実施例では光偏向器５の同一の偏向面５ａに対して２つのステーションＳ１、Ｓ２より成るタイプの光走査装置に適用したが、これに限らず、ステーションＳ２のみのタイプ(モノクロ）の光走査装置に本発明を適用しても良い。

このときの光走査装置は、光源手段と、光源手段から出射した光束を偏向面にて偏向走査する偏向手段と、偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を感光ドラム上に結像させる結像光学系と、を備えている。

そして副走査断面内において、偏向手段の偏向面に入射する光束は、偏向面に対して斜め方向から入射している。

そして結像光学系は、光路折り曲げミラーＭ１２を備えている。

結像光学系は、光路折り曲げミラーＭ２と感光ドラム８１Ｂの間の光路中に透過型の結像レンズ（結像光学素子）７１Ｂを備えている。

このときは、副走査断面内において、結像レンズ（透過型結像光学素子）７１Ｂの入射面の面頂点（仮想面頂点）と結像レンズ７１Ｂの出射面の面頂点（仮想面頂点）のうち少なくとも一方は、次のとおりである。

結像レンズ７１Ｂの外形中心ＣＬに対して、光偏向面５にて偏向され光路折り曲げミラーＭ２に向う光束が通過する光路と同じ側に偏心している。

副走査断面内において、折り曲げミラーＭ１２と感光ドラム８１Ｂとの光路中に位置する結像レンズ７１Ｂを通過する光束Ｒ１ｂの主光線Ｒ１ｂｏが、レンズ光軸ＰＬに対して折り曲げミラーＭ１２に向う光束Ｒ１ｂが通過する光路と反対側を通過する。かつ、結像レンズ７１Ｂの外形中心ＣＬは、レンズ光軸ＰＬに対して折り曲げミラーＭ１２に向う光束Ｒ１ｂが通過する光路と反対側に位置する。

又、副走査断面内において、結像レンズ７Ｂは、仮に結像レンズ７Ｂが対称形状であったと仮定する。この時の結像レンズ７Ｂの入射面の面頂点（仮想面頂点）と結像レンズ７Ｂの出射面の面頂点（仮想面頂点）を結ぶ直線をＰＬとする。この直線ＰＬに対して、光路折り曲げミラーＭ２で折り曲げられた光束が入射する側と反対側の素子部分が削除され、結像レンズ７Ｂの外形中心ＣＬに対して非対称な形状である。

また本実施例においては、光源手段を複数より構成したが、これに限らず、例えば複数の発光部（発光点）を有する単一の光源手段(マルチビーム半導体レーザー）より構成しても良い。

また本実施例において、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色のカラー画像を得る際には、上記に示した光走査装置を２つ並列に配置すれば良い。

次に本発明の実施例３として、前記実施例１に示した２種類の結像レンズ７Ａ、７Ｂ（７´Ａ、７´Ｂ）の製造及び識別に関して説明する。

図１３は実施例１に示した結像レンズ７Ａ、７Ｂ（７´Ａ、７´Ｂ）の外形形状を説明するための説明図である。

前述したように結像レンズ７Ａ、７Ｂ（７´Ａ、７´Ｂ）はレンズ面自体が同じ非球面式から定義されるものである。しかしながら、副走査方向においては外形中心に対してレンズ光軸ＰＬ（母線）のシフト方向が異なる。よって、主走査方向の形状（ゲートＧの向きなど）を考えると異なる結像レンズになる。

本実施例では、図１３に示すように結像レンズ７Ａ、７Ｂの識別の為の形状をゲートＧと反対側のレンズ有効部外に突起状の部位ＤＡ、ＤＢを持たせて構成している。

また、識別のための形状以外の外形形状に関しては同じものとし、特に副走査方向に位置決めをするための位置決め基準ＺＡ１、ＺＡ２及び位置決め基準ＺＢ１、ＺＢ２を同じ位置に構成している。

本実施例では、図２２の従来例のように位置決め基準219を主走査方向にずらしたものに対し、レンズの有効部に対する外形形状を必要以上に大きくすることがなく、コンパクトな結像レンズを達成している。

また、従来のように副走査断面内の形状が外形中心に対して対称なレンズでは、レンズの断面積が大きく、例えば図１５に示すように一つの金型から同時に成形できる個数が４個と少なかった。

本実施例のように走査光束が通過しない無駄な領域を削除した結像レンズでは、レンズの断面積が従来よりも小さく、よって成形機の型締め力を上げることなく、同時に成形できる個数を６個と増やすことが可能となった。レンズの取り個数が４個から６個に増えると言う事は、大雑把に言ってレンズの１個当りの材料が２/３になることであり、結像レンズを製作するにあたっては、非常に有効な手段である。

また、図１４に示すように結像レンズ７Ａを図面上、左側に３個、結像レンズ７Ｂを右側に３個並べることで、一つの金型から異なる２種類のレンズを同時に成形することができる。

このようにすることにより、レンズの種類毎に金型を作製していた場合に比べ、金型の種類（金型の個数）が減らせ、金型への投資も抑制することができる。

よって、本実施例のようにレンズ外形中心に対して副走査方向に非対称な結像レンズを使用することが、光走査装置のコンパクト化と共に、製作を効率よく行う点でも非常に効果がある。

次に本発明の実施例４として、図２４に示した例を説明する。図２４は走査結像レンズ７１０Ｂのレンズ光軸ＰＬが光線Ｒｂに対して、光線Ｒａとは反対側にある場合であって、この場合はレンズと光束の干渉の課題が存在しない。

ただし、実施例３でも説明した通り、走査光束が通過しない無駄な領域を削除することは、レンズのコストダウンの観点からとても有効なことである。

よって、本タイプのような光束の取り回しをしているカラー画像形成装置用の光走査装置や、１つの光束しかなく他の光束との干渉などの課題がないモノクロ画像形成装置用の光走査装置の場合であっても、本発明の効果は十分に発揮される。

尚、図２４において７１０ＡとＭ１１０は結像光学系ＳＡの結像レンズと折り曲げミラーである。Ｍ１２０とＭ１３０は結像光学系ＳＢの折り曲げミラーである。６１０Ａは結像レンズである。

［カラー画像形成装置］
図１６は、本発明のカラー画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１００はカラー画像形成装置を示す。このカラー画像形成装置１００には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１０２から色信号としてのコードデータ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１０１によって、Ｙｉ（イエロー）、Ｍｉ（マゼンタ）、Ｃｉ（シアン）、Ｂｋｉ（ブラック）の各色画像データに変換され、実施例１〜３に示した構成を有する光走査装置１１に入力される。そして、この光走査装置１１からは、画像データＹｉ、Ｍｉ、Ｃｉ、Ｂｋｉに応じて変調された光ビームが出射され、この光ビームによって感光ドラム２１〜２４の感光面を主走査方向に走査される。

静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム２１〜２４は、モータ（不図示）によって時計廻り（Ｒ方向）に回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム２１〜２４の感光面が光ビームに対して、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２１〜２４の上方には、感光ドラム２１〜２４の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ（不図示）が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラによって帯電された感光ドラム２１〜２４の表面に、前記光走査装置１１によって走査される光ビームが照射されるようになっている。

先に説明したように、光ビームは、画像データＹｉ、Ｍｉ、Ｃｉ、Ｂｋｉに基づいて変調されており、この光ビームを照射することによって感光ドラム２１〜２４の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビームの照射位置よりもさらに感光ドラム２１〜２４の回転方向の下流側で感光ドラム２１〜２４に当接するように配設された現像器３１〜３４によってトナー像として現像される。

現像器３１〜３４によって現像されたトナー像は、感光ドラム２１〜２４の上方で、感光ドラム２１〜２４に対向するように配設された中間転写ベルト１０３上で、一旦４色のトナー像が転写されカラー画像として形成される。そして、中間転写ベルト１０３上に形成されたカラートナー画像は転写ローラ１０４によって被転写材たる用紙１０８上に転写器(不図示）により転写される。用紙１０８は用紙カセット１０７内に収納されている。

未定着トナー像を転写された用紙１０８はさらに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１０５とこの定着ローラ１０５に圧接するように配設された加圧ローラ１０６とで構成されている。これにより、転写部から搬送されてきた用紙１０８を定着ローラ１０５と加圧ローラ１０６の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１０８上の未定着トナー像を定着せしめる。そして、定着された用紙１０８は画像形成装置の外に排出させられる。

１０９はレジストレーションセンサであり、中間転写ベルト１０３上に形成された、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのレジストレーションマークを読取る事で、各色の色ずれ量を検知する。その検出結果を光走査装置１１にフィードバックすることで、色ずれのない高品位なカラー画像を形成することを可能にしている。

図１６においては図示していないが、プリンタコントローラ１０１は、先に説明したデータの変換だけでなく、画像形成装置内の各部や、光走査装置内のモータなどの制御も行う。

本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図 本発明の実施例１の光走査装置の副走査断面図 本発明の実施例１のレンズ７Ａの副走査断面図 本発明の実施例１の光走査装置の副走査断面の拡大図 本発明の実施例１の光走査装置の入射光学系の副走査断面図 本発明の実施例１の像面湾曲を表すグラフ 本発明の実施例１の主走査方向の結像位置ズレを表すグラフ 本発明の実施例１の走査線曲がりを表すグラフ 本発明の実施例１の主走査方向のジッターを表すグラフ 本発明の実施例１のスポットプロファイル 本発明の実施例１の光束とレンズの通過位置を説明した図 本発明の実施例２の光走査装置の副走査断面図 本発明の実施例３のレンズの形状図 本発明の実施例３のレンズの金型配置図 従来のレンズの金型配置図 本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図 従来の光走査装置の要部斜視図 従来の光走査装置の副走査断面図 従来の光走査装置の副走査断面図 従来の光走査装置の要部斜視図 従来の光走査装置に使われているレンズの断面図 従来の光走査装置に使われているレンズの断面図 本発明に係る結像レンズの説明図 本発明の実施例４の概略図

符号の説明

１Ａ〜１Ｄ 光源手段（半導体レーザー）
２Ａ〜２Ｄ 集光レンズ（カップリングレンズ）
３Ａ〜３Ｄ 開口絞り
４Ａ〜４Ｄ シリンドリカルレンズ
５ 偏向手段
５ａ，５’ａ 偏向面
６Ａ、７Ａ，７Ｂ，６’Ａ、７’Ａ，７’Ｂ 結像レンズ
Ｍ１〜Ｍ４、Ｍ’１〜Ｍ’４ 光路折り曲げミラー
８Ａ〜８Ｄ 被走査面（感光ドラム）
９ モーター
１０ 筐体
ＳＲ，ＳＬ 走査ユニット
Ｍ１〜Ｍ４、Ｍ’１〜Ｍ’４ 光路折り曲げミラー
ＳＡ，ＳＢ、Ｓ’Ａ，Ｓ’Ｂ 結像光学系
Ｓ１〜Ｓ４ ステーション
１１ 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
１００ カラー画像形成装置
１０１ プリンタコントローラ
１０２ 外部機器（パーソナルコンピューター）
１０３ 中間転写ベルト
１０４ 転写ローラ
１０５ 定着ローラ
１０６ 加圧ローラ
１０７ 用紙カセット
１０８ 転写材（用紙）
１０９ レジストレーションセンサ

Claims (7)

1. 複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射した複数の光束を同一の偏向面にて偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段の同一の偏向面にて偏向走査された複数の光束に対応して設けられた複数の結像光学系と、を備え、前記偏向手段の同一の偏向面にて偏向走査された複数の光束の各々は、前記複数の光束に対応して設けられた複数の結像光学系により異なる感光ドラム上に結像させられる光走査装置であって、
   副走査断面内において、前記偏向手段の同一の偏向面に入射する複数の光束の各々は、前記偏向面に対して斜め方向から入射しており、
   前記複数の結像光学系の各々は、光路折り曲げミラーを備え、
   前記複数の結像光学系の一方の結像光学系は、前記光路折り曲げミラーＭ３と前記感光ドラム８Ｂの間の光路中に透過型結像光学素子７Ｂを備え、
   副走査断面内において、前記透過型結像光学素子７Ｂの入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子７Ｂの出射面の面頂点又は仮想面頂点のうち少なくとも一方は、前記透過型結像光学素子７Ｂの外形中心ＣＬに対して、前記偏向面にて偏向され前記複数の結像光学系の他方の結像光学系の光路折り曲げミラーＭ１に向う光束Ｒａが通過する光路と同じ側に偏心していることを特徴とする光走査装置。
2. 副走査断面内において、前記透過型結像光学素子７Ｂを通過する光束Ｒｂの主光線Ｒｂｏは、前記透過型結像光学素子の入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子の出射面の面頂点又は仮想面頂点を結ぶ直線ＰＬに対して前記偏向面にて偏向され前記複数の結像光学系の他方の結像光学系の光路折り曲げミラーＭ１に向う光束が通過する光路と反対側を通過し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. 光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向面にて偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を感光ドラム上に結像させる結像光学系と、を備えた光走査装置であって、
   副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面に入射する光束は、前記偏向面に対して斜め方向から入射しており、
   前記結像光学系は、光路折り曲げミラーＭ１２を備え、
   前記結像光学系は、前記光路折り曲げミラーと前記感光ドラムの間の光路中に透過型結像光学素子７１Ｂを備え、
   副走査断面内において、前記透過型結像光学素子７１Ｂの入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子７１Ｂの出射面の面頂点又は仮想面頂点のうち少なくとも一方は、前記透過型結像光学素子７１Ｂの外形中心に対して、前記偏向面にて偏向され前記光路折り曲げミラーに向う光束が通過する光路と同じ側に偏心していることを特徴とする光走査装置。
4. 副走査断面内において、前記透過型結像光学素子を通過する光束Ｒ１ｂの主光線は、前記透過型結像光学素子の入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子の出射面の面頂点又は仮想面頂点を結ぶ直線に対して前記偏向面にて偏向され前記光路折り曲げミラーに向う光束が通過する光路と反対側を通過していることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向面にて偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を感光ドラム上に結像させる結像光学系と、を備えた光走査装置であって、
   副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面に入射する光束は、前記偏向面に対して斜め方向から入射しており、
   前記結像光学系は、光路折り曲げミラーを備え、
   前記結像光学系は、前記光路折り曲げミラーと前記感光ドラムの間の光路中に透過型結像光学素子を備え、
   副走査断面内において、前記透過型結像光学素子は、仮に前記透過型結像光学素子が対称形状であったと仮定した時の前記透過型結像光学素子の入射面の面頂点又は仮想面頂点と前記透過型結像光学素子の出射面の面頂点又は仮想面頂点を結ぶ直線に対して、前記光路折り曲げミラーで折り曲げられた光束が入射する側と反対側の素子部分が削除され、前記透過型結像光学素子の外形中心に対して非対称な形状であることを特徴とする光走査装置。
6. 各々が請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置と、前記複数の被走査面に配置された複数の感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体の上に形成された静電潜像をトナー像として現像する複数の現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する複数の転写器と、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。
7. 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す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６に記載の画像形成装置。