JP2020003585A - 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製の結像レンズを備えた光走査装置及び画像形成装置において、結像レンズの吸湿現象に起因する画像不良を出来るだけ目立ちに難くする。【解決手段】結像レンズ１３５における光ビームの通過軌跡Ｘ１は、主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向に膨らむ湾曲形状をなし、結像レンズ１３５における副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、結像レンズ１３５における光ビームの通過軌跡Ｘ１に沿った湾曲形状をなしている。【選択図】図５

Description

本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、レーザープリンターや複写機等に用いられる光走査装置は知られている。この光走査装置は、光源から出射されたレーザー光を、ポリゴンミラーの回転により偏向して被走査面上で走査させる。ポリゴンミラーと被走査面との間には長方形状の結像レンズが配置されている（例えば、特許文献１参照）。結像レンズは、ポリゴンミラーにより偏向された光を被走査面上に結像させる。

上記特許文献１に示す光走査装置では、光源から出射されたレーザー光は、ポリゴンミラーの反射面の法線方向に対して副走査方向に所定角度だけ傾斜した方向から入射する。このような斜入射光学系を採用した光走査装置では、結像レンズを通過する光ビームの主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向に湾曲する。

特開２０１５−２２５１３９号公報

上記特許文献１に示す光走査装置では、光ビームの通過軌跡が湾曲しているにも拘わらず、結像レンズが長方形状をなしている。このため、結像レンズの副走査方向の両側の端縁から光ビームまでの距離がそれぞれ異なる場合が生じる。すなわち、図１５の例では、結像レンズ２００の副走査方向の一側端縁２００ａから光ビームの一方のマージナル線２０１までの距離をＡとし、他側端縁２００ｂから他方のマージナル線２０２までの距離をＢとしたとき、結像レンズの左側端ではＡ＜Ｂとなり、結像レンズの中央位置ではＡ＞Ｂとなる。

結像レンズ２００の副走査方向の両側端縁２００ａ，２００ｂから光ビームまでの距離が異なる箇所（Ａ＞Ｂ又はＡ＜Ｂの箇所）では、副走査方向の一側寄りを通過する光成分と他側寄りを通過する光成分とで屈折率に違いが生じて結像性能が低下する場合がある。すなわち、結像レンズ２００を例えば樹脂材料で構成した場合、結像レンズ２００の表面から内部に向けて水分が徐々に浸透していくので、結像レンズ２００の内部には、図１６に示す等高線状の屈折率分布が生じる（図１６中の符号２０３は、等屈折率ラインを示す）。この結果、図１７に示すように、結像レンズ２００の副走査方向の一側を通る光成分と他側を通る光成分とで、各光成分が通過する等屈折率ラインの数が異なってしまい（屈折率の違いが生じて）、上述した結像性能の低下を招く。

この結像性能の低下が主走査方向のいずれの位置においても同じ程度で発生すれば画像不良が発生しても目立ちにくい。しかし、図１５に示す光走査装置では、結像レンズ２００の副走査方向の両側端縁２００ａ，２００ｂから光ビームまでの距離Ａ，Ｂが、主走査方向の位置によって、Ａ＜Ｂ、Ａ＝Ｂ、Ａ＞Ｂといように変化する。このため、結像レンズ２００の結像性能が良い箇所（Ａ＝Ｂの箇所）と悪い箇所（Ａ＜Ｂ又はＡ＞Ｂの箇所）が混在して、結像性能の低下による画像不良が目立ち易いという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、樹脂製の結像レンズを備えた光走査装置及び画像形成装置において、結像レンズの吸湿現象に起因する画像不良を出来るだけ目立ちに難くすることにある。

本発明の一局面に係る光走査装置は、光ビームを出射する光源と、該光源から出射された光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査された光ビームの光路に設けられ、主走査方向に延設されて該回転多面鏡により偏向走査された光ビームを被走査面に結像させる樹脂製の結像レンズとを備え、上記回転多面鏡の反射面に対する光ビームの入射角度が、該反射面の法線方向に対して副走査方向に傾斜してなる。
そして、上記結像レンズにおける上記光ビームの通過軌跡は、主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向に膨らむ湾曲形状をなし、上記結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、上記結像レンズにおける上記光ビームの通過軌跡に沿った湾曲形状をなしている。

本発明の他の局面に係る光走査装置は、光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、該複数の光源から出射された複数の光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査された複数の光ビームの光路にそれぞれ設けられ、該各光ビームを被走査面に結像させる樹脂製の結像レンズとを備え、上記回転多面鏡の反射面における各光ビームの入射角度が、該反射面の法線方向に対して副走査方向に異なる角度で傾斜してなる。
そして、上記複数の光源より出射される複数の光ビームは、上記回転多面鏡の反射面にて副走査方向の同じ側に反射される複数の光ビームを含み、上記同じ側に反射される複数の光ビームの光路に設けられる各結像レンズの外形形状は同じであり、該各結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡と同じ向きに湾曲し且つ湾曲量が該両通過軌跡の湾曲量の平均値に等しい。

本発明の他の局面に係る光走査装置は、光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、該複数の光源から出射された複数の光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査された複数の光ビームの光路にそれぞれ設けられ、該各光ビームを被走査面に結像させる樹脂製の結像レンズとを備え、上記回転多面鏡の反射面における各光ビームの入射角度が、該反射面の法線方向に対して副走査方向に異なる角度で傾斜してなる。
そして、上記複数の光源より出射される複数の光ビームは、上記回転多面鏡の反射面にて副走査方向の同じ側に反射される複数の光ビームを含み、上記同じ側に反射される複数の光ビームの光路に設けられる各結像レンズの形状は同じであり、該各結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡のうち湾曲量が最も大きい通過軌跡と同じであり、他方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡のうち湾曲量が最も小さい通過軌跡と同じである。

本発明に係る画像形成装置は上記光走査装置を備えている。

本発明によれば、樹脂部材からなる結像レンズを備えた光走査装置及び画像形成装置において、結像レンズの吸湿に起因する画像不良を出来るだけ目立ちに難くすることができる。

図１は、実施形態１における光走査装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図２は、実施形態１における光走査装置の概略構成を示す平面図である。 図３は、実施形態１における光走査装置のポリゴンミラーから第二結像レンズまでの光路を示す、主走査方向から見た概略側面図である。 図４は、第二結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡を示す模式図である。 図５は、第二結像レンズを示す光軸方向から見た図である。 図６は、実施形態１の変形例１を示す図５相当図である。 図７は、実施形態１の変形例２を示す図５相当図である。 図８は、実施形態２における光走査装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図９は、実施形態２における光走査装置の概略構成を示す平面図である。 図１０は、実施形態２における光走査装置の光源からポリゴンミラーまでの光路を示す概略図である。 図１１は、実施形態２を示す図３相当図である。 図１２は、実施形態２を示す図４相当図である。 図１３Ａは、実施形態２における副走査方向の一側の２つの第二結像レンズを光軸方向から見た図である。 図１３Ｂは、実施形態２副走査方向の他側の２つの第二結像レンズを光軸方向から見た図である。 図１４Ａは、実施形態２の変形例を示す図１３Ａ相当図である。 図１４Ｂは、実施形態２の変形例を示す図１３Ｂ相当図である。 図１５は、従来例における結像レンズを示す光軸方向から見た図である。 図１６は、従来例における結像レンズの吸湿現象により生じるレンズ内部の屈折率の変化を説明するための説明図である。 図１７は、従来例における結像レンズの主走査方向の一側端部と中央部とのそれぞれを通過する光ビームの上下のマージナル線と主光線とを模式的に示す、主走査方向から見た模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態１》
図１は、本実施形態における画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、箱状の装置本体１０２と、手差し給紙部１０６と、カセット給紙部１０７と、画像形成部１０８と、定着部１０９と、排紙部１１０とを備えている。そうして、画像形成装置１００は、装置本体１０２内の搬送路Hに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。

手差し給紙部１０６は、装置本体１０２の１つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ１０４と、装置本体１０２の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラー１０５とを有している。

カセット給紙部１０７は、装置本体１０２の底部に設けられている。カセット給紙部１０７は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット１１１と、給紙カセット１１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ１１２と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送路Hへと送り出すフィードローラ１１３及びリタードローラ１１４とを備えている。

画像形成部１０８は、装置本体１０２内におけるカセット給紙部１０７の上方に設けられている。画像形成部１０８は、装置本体１０２内に回転可能に設けられた像担持体である感光体ドラム１１６と、感光体ドラム１１６の周囲に配置された帯電器１１７と、現像部１１８と、転写ローラー１１９及びクリーニング部１２０と、感光体ドラム１１６の上方に配置された光走査装置１３０と、トナーホッパー１２１とを備えている。そうして、画像形成部１０８は、手差し給紙部１０６又はカセット給紙部１０７から供給された用紙に画像を形成するようになっている。

尚、搬送路Hには、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部１０８に供給する一対のレジストローラ１１５が設けられている。

定着部１０９は、画像形成部１０８の側方に配置されている。定着部１０９は、互いに圧接されて回転する定着ローラー１０９ａ及び加圧ローラー１０９ｂを備えている。そうして、定着部１０９は、画像形成部１０８で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させる。

排紙部１１０は、定着部１０９の上方に設けられている。排紙部１１０は、排紙トレイ１０３と、排紙トレイ１０３へ用紙を搬送するための排紙ローラー対１２４と、排紙ローラー対１２４へ用紙を案内する複数の搬送ガイドリブ１２５とを備えている。排紙トレイ１０３は、装置本体１０２の上部に凹状に形成されている。

画像形成装置１００が画像データを受信すると、画像形成部１０８において、感光体ドラム１１６が回転駆動されると共に、帯電器１１７が感光体ドラム１１６の表面を帯電させる。

そして、画像データに基づいて、レーザー光が光走査装置１３０から感光体ドラム１１６へ出射される。感光体ドラム１１６の表面には、レーザー光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光体ドラム１１６上に形成された静電潜像は、現像部１１８で現像されることにより、トナー像として可視像となる。

その後、用紙は、転写ローラー１１９と感光体ドラム１１６との間を通過する。このとき、転写ローラー１１９に作用する転写バイアスによって感光体ドラム１１６上のトナー像が用紙に移動して転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部１０９において定着ローラー１０９ａと加圧ローラー１０９ｂとにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。

図２は、光走査装置１３０の筐体１３１内の概略構成図である。光走査装置１３０は、光源１３２と、ポリゴンミラー１３３と、第一結像レンズ１３４及び第二結像レンズ１３５を有している。光源１３２は、光源１３２は、例えばレーザダイオードを有するレーザー光源である。光源１３２は、ポリゴンミラー１３３に向けて一つの光ビームを出射する。光源１３２とポリゴンミラー１３３との間にはコリメータレンズ１３６及びシリンドリカルレンズ１３７がこの順に配置されている。ポリゴンミラー１３３は、周面に複数の反射面１３３ａを有する正多角形状の回転多面鏡である。ポリゴンミラー１３３は、不図示のモーターにより回転駆動される。回転中のポリゴンミラー１３３は、光源１３２から出射された光ビームを反射して主走査方向に偏向走査させる。

第一結像レンズ１３４及び第二結像レンズ１３５は、ポリゴンミラー１３３の側方において主走査方向に延びるように配置されている。第二結像レンズ１３５は、第一結像レンズ１３４よりも径方向外側に配置されている。第一結像レンズ１３4及び第二結像レンズ１３５は、吸湿性の高い樹脂材料で構成されている。この樹脂材料の一例としてＰＭＭＡ樹脂が挙げられる。

以上のように構成された光走査装置１３０では、光源１３２から出射した光ビームは、コリメータレンズ１３６によって平行光束とされた後にシリンドリカルレンズ１３７によってポリゴンミラー１３３の反射面１３３ａに集光される。ポリゴンミラー１３３に集光された光ビームは、ポリゴンミラー１３３の反射面１３３ａにより反射され、走査光として第一結像レンズ１３４に入射する。第一結像レンズ１３４を通過した走査光は第二結像レンズ１３５を通過した後、不図示の反射ミラーにより筐体１３１の外部の感光体ドラム１１６へ向けて反射される。こうして、走査光は、感光体ドラム１１６の表面（被走査面に相当）に結像する。感光体ドラム１１６の表面に結像された走査光は、ポリゴンミラー１３３の回転によって感光体ドラム１１６の表面を主走査方向に走査し、感光体ドラム１１６の回転によって副走査方向に走査して感光体ドラム１１６の表面に静電潜像を形成する。

ここで、上記ポリゴンミラー１３３に対する光ビームの入射光学系は、斜入射方式を採用している。すなわち、光源１３２から出射された光ビームは、ポリゴンミラー１３３の反射面１３３ａに対してその法線方向よりも副走査方向に傾斜する方向から入射する。したがって、光ビームは、図３に示すように、ポリゴンミラー１３３の反射面１３３ａの法線方向よりも副走査方向に傾斜する方向に反射される。

そうして、ポリゴンミラー１３３により反射されて第一結像レンズ１３４及び第二結像レンズ１３５を通過する光ビームは湾曲形状となる。図４は、第二結像レンズ１３５を通過する光ビームの通過軌跡Ｘ１の概略形状を示している。尚、図４では、第二結像レンズ１３５を簡略化して矩形状に描いている。第二結像レンズ１３５の詳細な形状は後述する。光ビームの通過軌跡Ｘ１は、主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向（図４の下側）に膨らむ湾曲形状となる。

図５は、第二結像レンズ１３５を光軸方向（図２のＶ方向）から見た概略平面図である。第二結像レンズ１３５は、レンズ面１３５ａ（鏡面）とレンズ面１３５ａの外側を囲む非レンズ面１３５ｂとを有している。図５中の、符号Ｘ０は母線を示し、符号Ｘ１は、光ビームの主光線の通過軌跡を模式的に示し、符号Ｘ２は、光ビームのマージナル線の通過軌跡を模式的に示している。以下の説明において、光ビームの通過軌跡とは主光線の通過軌跡Ｘ１を意味する。

第二結像レンズ１３５の副走査方向の両側端縁Ｔ１，Ｔ２は、第二結像レンズ１３５を通過する光ビームの通過軌跡Ｘ１の湾曲形状と同じ向きに湾曲している。第二結像レンズ１３５の副走査方向の両側端縁Ｔ１，Ｔ２は、光ビームの主光線の通過軌跡Ｘ１と同じ湾曲形状をしている。尚、母線Ｘ０はレンズの外形形状に一致しておらず、レンズ面１３５aは湾曲させず、外形のみを湾曲させている。

尚、この両側端縁Ｔ１，Ｔ２の湾曲形状は、上記通過軌跡Ｘ１と同じ形状のみでなく、通過軌跡Ｘ１に沿った形状（例えば、通過軌跡Ｘ１の湾曲量の０．５倍以上１．５倍以下の湾曲量を有する湾曲形状）であればよい。また、本明細書において、「湾曲量」とは、湾曲形状の頂点を通り且つ主走査方向に延びる直線に対する、主走査方向の各位置における副走査方向の位置ずれ量を意味する。

−作用効果−
以上説明したように、本実施形態では、第二結像レンズ１３５の副走査方向の両側の端縁Ｔ１，Ｔ２が、該結像レンズ１３５における光ビームの通過軌跡Ｘ１に沿った湾曲形状をなしている。

したがって、第二結像レンズ１３５の副走査方向の両側端縁Ｔ１，Ｔ２から光ビームまでの距離Ａ，Ｂ（図５参照）が、主走査方向の位置に拘わらず等しくなる（Ａ＝Ｂの関係を満たす）。したがって、第二結像レンズ１３５の吸湿現象によりレンズ内部の屈折率が等高線状に変化したとしても、第二結像レンズ１３５の主走査方向の各位置において光ビームの屈折率を略一定に維持することができる。よって、主走査方向の各位置において、光ビームの屈折率がばらつくことにより画像不良が目立つのを防止することができる。

尚、本実施形態では、第二結像レンズ１３５の副走査方向の両側端縁Ｔ１，Ｔ２が共に、光ビームの通過軌跡Ｘ１に沿った湾曲形状とされているが、一方の端縁Ｔ１（又はＴ２）のみを該通過軌跡Ｘ１に沿った湾曲形状とし、他方の端縁Ｔ２（又はＴ１）を例えば直線状に形成するようにしてもよい。この場合であっても、両方の端縁Ｔ１，Ｔ２が直線状に形成されている場合に比べて、主走査方向の両側端縁Ｔ１，Ｔ２から光ビームまでの距離Ａ，Ｂの大小関係のばらつきを抑制することができる。よって、この距離Ａ，Ｂの大小関係がばらつくことに起因する画像不良を抑制することができる。

−変形例１−
図６は、実施形態１の変形例１示す図５相当図である。この変形例では、第二結像レンズ１３５のレンズ面１３５ａよりも主走査方向の外側に矩形板状のレンズ取付部１３５ｅが設けられている。この構成によれば、第二結像レンズ１３５の取付性を向上させつつ上記実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

−変形例２−
図７は、実施形態１の変形例２を示す図５相当図である。この変形例では、第二結像レンズ１３５が主走査方向において非対称に形成されている。

すなわち、この変形例では、ポリゴンミラー１３３の反射面１３３ａの法線に対して光ビームが主走査方向に傾斜して入射する。このため、第二結像レンズ１３５を通過する光ビームの通過軌跡Ｘ１は、主走査方向において非対称となる。よって、第二結像レンズ１３５の副走査方向の両側端縁Ｔ１，Ｔ２の湾曲形状は、光ビームの通過軌跡Ｘ１に対応して、主走査方向において非対称に形成されている。この構成によれば、上記実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

《実施形態２》
図８は、実施形態２における光走査装置４を備えた画像形成装置１を示している。この画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、中間転写ベルト７と、１次転写部８及び２次転写部９と、定着部１１と、光走査装置４と、４つの画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄと、第一〜第四用紙搬送部２１〜２４とを備えている。

画像形成装置１の本体２の内部下部には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前のカットペーパー等の用紙（図示省略）を積載して収容している。そして、この用紙は、図８において給紙カセット３の右上方に向けて、１枚ずつ分離して送り出される。

第一用紙搬送部２１は、給紙カセット３の側方に設けられている。第一用紙搬送部２１は、本体２の右側面に沿って配置されている。そして、第一用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を本体２の右側面に沿って上方の２次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の左側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５には、給紙カセット３に入っていないサイズの用紙や、厚紙、或いはＯＨＰシート等が載置される。そして、手差し給紙部５の右方には第二用紙搬送部２２が設けられている。第二用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から第一用紙搬送部２１まで略水平に延びて第一用紙搬送部２１に合流している。そして、第二用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙等を受け取って第一用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置４は、第二用紙搬送部２２の上方に配置されている。ここで、画像形成装置１は、外部から送信された画像データを受信する。この画像データは一時記憶部（図示省略）に記憶された後、必要に応じて光走査装置４に送られる。光走査装置４は、画像データに基づいて制御されたレーザー光を画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄへ向けて照射する。

画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄは、光走査装置４の上方に設けられている。各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄはそれぞれ、感光体ドラム１０ａ〜１０ｄを有している。各感光体ドラム１０ａ〜１０ｄのそれぞれに対して、帯電器２０ａ〜２０ｄ、現像装置３０ａ〜３０ｄ及びクリーニング装置３５ａ〜３５ｄが設けられている。クリーニング装置３５ａ〜３５ｄは、感光体ドラム１０ａ〜１０ｄの周面をクリーニングするために設けられている。

各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄの上方には、無端状の中間転写ベルト７が設けられている。中間転写ベルト７は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。

４つの画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄは、図８に示すように、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄでは、光走査装置４によって感光体ドラム１０ａ〜１０ｄの周面にレーザー光を照射して原稿画像の静電潜像を形成し、現像装置３０ａ〜３０ｄによってこの静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。

１次転写部８ａ〜８ｄは、各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄの上方にそれぞれ配置されている。１次転写部８ａ〜８ｄは、画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄにより形成されたトナー像を中間転写ベルト７表面に１次転写する１次転写ローラー８０ａ〜８０ｄを有している。１次転写ローラー８０ａ〜８０ｄには、転写バイアス電源（図示省略）より転写バイアスが印加されている。各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄのトナー像は、１次転写ローラー８０ａ〜８０ｄに印加された転写バイアスによって、所定のタイミングで中間転写ベルト７に転写される。そうして、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

２次転写部９は、中間転写ベルト７の右側方に配置された２次転写ローラー１８を有している。２次転写ローラー１８は、転写バイアス電源により転写バイアスが印加されている。２次転写ローラー１８は、中間転写ベルト７との間で用紙Ｐを挟持する。そうして、中間転写ベルト７上のトナー像は、２次転写ローラー１８に印加された転写バイアスによって用紙Ｐへ転写されるようになっている。

定着部１１は、２次転写部９の上方に設けられている。２次転写部９と定着部１１との間には、トナー像が２次転写された用紙Ｐを定着部１１へ搬送する第三用紙搬送部２３が形成されている。

定着部１１は、各々回転する加熱ローラー１１ａと、加圧ローラー１１ｂとを有している。そして、定着部１１は、加熱ローラー１１ａと加圧ローラー１１ｂとにより用紙Ｐを挟持することで、用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱及び加圧して用紙Ｐに定着させるようになっている。

定着部１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着部１１から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。分岐部２７から用紙排出部２８に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部２９としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部２９において、定着部１１から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。

−光走査装置の詳細−
次に、図９〜図１１を参照して光走査装置４の詳細について説明する。図９は、光走査装置４の各光源４０ａ〜４０ｄから出射される光ビームＤ１〜Ｄ４がポリゴンミラー４４により反射される様子を示す模式図である。図１０は、光走査装置４の光源部４０からポリゴンミラー４４の反射面４４ａまでの入射光学系を直線的に示した模式図であり、図１１は、ポリゴンミラー４４にて反射された光ビームを感光体ドラム１０ａ〜１０ｄに導く出射光学系を示す模式図である。

光走査装置４の筐体４３（図８参照）内には、ポリゴンミラー４４と、ポリゴンミラー４４に向けて光ビームＤ１〜Ｄ４を出射する光源部４０（図９及び図１０参照）とが配置されている。本実施形態では、ポリゴンミラー４４は側面に６つの反射面４４ａを有する正六角形状をなしている。ポリゴンミラー４４は、モーター（図示省略）により所定の速度で回転される。

光源部４０は、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色に対応する光源４０ａ〜４０ｄを有している。４つの光源４０ａ〜４０ｄは、副走査方向（ポリゴンミラー４４の回転軸心方向であって図１０の上下方向）に間隔を空けて配置されている。各光源４０ａ〜４０ｄはそれぞれ光ビームＤ１〜Ｄ４を出射する。

ポリゴンミラー４４よりも光路上流側には、各光源４０ａ〜４０ｄに対応して設けられた４つのコリメータレンズ４１ａ〜４１ｄと、コリメータレンズ４１ａ〜４１ｄを通過した光ビームＤ１〜Ｄ４を所定の光路幅とするアパーチャ（図示省略）と、アパーチャを通過した光ビームＤ１〜Ｄ４をポリゴンミラー４４の反射面４４ａに集光させるシリンドリカルレンズ部４２とが配置されている。ポリゴンミラー４４よりも光路下流側には、第一結像レンズ４５と４つの第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄ（図１１参照）が配置されている。４つの第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄは、各光源４０ａ〜４０ｄより出射される光ビームＤ１〜Ｄ４の光路にそれぞれ配置されている。第一結像レンズ４５及び第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄは、吸湿性の高い樹脂材料で構成されている。この樹脂材料の一例としてＰＭＭＡ樹脂が挙げられる。

ポリゴンミラー４４の反射面４４ａに入射した光ビームＤ１〜Ｄ４は、ポリゴンミラー４４によって等角速度走査された後、第一結像レンズ４５によって等速度走査光に変換される。第一結像レンズ４５を通過した光ビームＤ１〜Ｄ４はそれぞれ、第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄを通過して不図示の折返しミラーによって各感光体ドラム１０ａ〜１０ｄの表面（被走査面）に導かれる。

図１０に示すように、ポリゴンミラー４４に対する光ビームの入射光学系は、斜入射方式を採用している。すなわち、各光源４０ａ〜４０ｄから出射された光ビームは、ポリゴンミラー４４の反射面４４ａに対してその法線方向よりも副走査方向に傾斜した方向から入射する。

そして、ポリゴンミラー４４により反射された各光ビームＤ１〜Ｄ４は、図１１に示すように、反射面４４ａの法線方向よりも副走査方向に傾斜する方向に反射される。具体的には、光源４０ａ，４０ｂから出射された光ビームＤ１，Ｄ２は、法線方向に対して図１０の上側に傾斜した方向に反射され、光源４０ｃ，４０ｄから出射された光ビームＤ３，Ｄ４は、法線方向に対して図１０の下側に傾斜した方向に反射される。光ビームＤ１の反射角θ１は、光ビームＤ４の反射角θ４に等しい。また、光ビームＤ２の反射角θ２は、光ビームＤ３の反射角θ３に等しい。

このように入射光学系が斜入射光学系である場合には、ポリゴンミラー４４により反射されて第一結像レンズ４５及び各第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄを通過する光ビームＤ１〜Ｄ４は湾曲形状となる。図１２は、各第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄを通過する各光ビームＤ１〜Ｄ４の通過軌跡Ｙ１〜Ｙ４の概略形状を示している。各光ビームＤ１〜Ｄ４の通過軌跡Ｙ１〜Ｙ４はいずれも、主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向に膨らむ湾曲形状を有している。４つの光ビームＤ１〜Ｄ４は、ポリゴンミラー４４の反射面４４ａにて副走査方向の一側に反射される２つの光ビームＤ１，Ｄ２と、副走査方向の他側に反射される２つの光ビームＤ３，Ｄ４とからなる。

副走査方向の一側に反射される２つの光ビームＤ１，Ｄ２の湾曲方向と、副走査方向の他側に反射される２つの光ビームＤ３，Ｄ４の湾曲方向とは互いに逆向きになっている。

副走査方向の一側に反射される２つの光ビームＤ１，Ｄ２の通過軌跡Ｙ１，Ｙ２同士を比較すると、光ビームＤ１の方が光ビームＤ２よりもポリゴンミラー４４の反射面４４ａにおける反射角が大きい分だけ湾曲量も大きい。また、副走査方向の他側に反射される２つの光ビームＤ３，Ｄ４の通過軌跡Ｙ３，Ｙ４同士を比較すると、光ビームＤ４の方が光ビームＤ３よりもポリゴンミラー４４の反射面４４ａにおける反射角が大きい分だけ湾曲量も大きい。

図１３は、第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄを示す光軸方向から見た平面図である。副走査方向の一側の２つの第二結像レンズ４６ａ，４６ｂは、同じ（共通の）外形形状を有している。副走査方向の他側の２つの第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄは、他の２つの第二結像レンズ４６ａ，４６ｂとは上下逆対称の外形形状を有している。

図１３Ａは、副走査方向の一側の２つの第二結像レンズ４６ａ，４６ｂを示している。各結像レンズ４６ａ，４６ｂは、レンズ面４６Ａとレンズ面４６Ａの外側を囲む非レンズ面４６Ｂとを有している。この２つの第二結像レンズ４６ａ，４６ｂの副走査方向の両側端縁Ｔ３，Ｔ４は、該各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂを通過する光ビームＤ１，Ｄ２の通過軌跡Ｙ１，Ｙ２（図１２参照）と同じ向きに湾曲している。そして、該両側端縁Ｔ３，Ｔ４の湾曲量は、光ビームＤ１の通過軌跡Ｙ１の湾曲量Ｌ１と光ビームＤ２の通過軌跡Ｙ２の湾曲量Ｌ２との平均値（＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２）とされている。

図１３Ｂは、副走査方向の他側の２つの第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄを示している。各結像レンズ４６ａ，４６ｂは、レンズ面４６Ａとレンズ面４６Ａの外側を囲む非レンズ面４６Ｂとを有している。この２つの第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄの副走査方向の両側端縁Ｔ５，Ｔ６は、該各第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄを通過する光ビームＤ３，Ｄ４の通過軌跡Ｙ３，Ｙ４（図１２参照）と同じ向きに湾曲している。そして、該両側端縁Ｔ５，Ｔ６の湾曲量は、光ビームＤ３の通過軌跡Ｙ３の湾曲量Ｌ３と光ビームＤ４の通過軌跡Ｙ４の湾曲量Ｌ４との平均値（＝（Ｌ３＋Ｌ４）／２）とされている。本実施形態では、Ｌ３＝Ｌ２であり、Ｌ４＝Ｌ１であるから、（Ｌ３＋Ｌ４）／２＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２の関係を満たす。よって、図１３Ａに示す、２つの第二結像レンズ４６ａ，４６ｂの上下を逆転させることで、図１３Ｂに示す２つの第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄとして使用することができる。

このように本実施形態２によれば、副走査方向の同じ側に反射される２つの光ビームＤ，Ｄ２（又は２つの光ビームＤ３，Ｄ４）の光路に設けられる各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂ（又は第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄ）の形状は同じであり、該各結像レンズ４６ａ，４６ｂにおける副走査方向の両側端縁Ｔ３，Ｔ４（又は両側端縁Ｔ５，Ｔ６）は、該各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂ（又は第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄ）を通過する光ビームＤ，Ｄ２（又は２つの光ビームＤ３，Ｄ４）の通過軌跡Ｙ１，Ｙ２（又は通過軌跡Ｙ３，Ｙ４）と同じ向きに湾曲して、その湾曲量は該両通過軌跡Ｙ１，Ｙ２（又は通過軌跡Ｙ３，Ｙ４）の湾曲量Ｌ１，Ｌ２（又はＬ３，Ｌ４）の平均値に等しい。

この構成によれば、副走査方向の同じ側に反射される２つの光ビームＤ，Ｄ２（又は２つの光ビームＤ３，Ｄ４）について各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂ（又は第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄ）の外形形状を共通化しつつ、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

−変形例−
図１４は、実施形態２の変形例を示している。この変形例では、第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄの副走査方向の両側端縁Ｔ３〜Ｔ６の湾曲量が上記実施形態２とは異なっている。

図１４Ａは、副走査方向の一側の２つの第二結像レンズ４６ａ，４６ｂを示している。各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂの副走査方向の両側端縁Ｔ３，Ｔ４は、該各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂを通過する光ビームＤ１，Ｄ２の通過軌跡Ｙ１，Ｙ２（図１２参照）と同じ向きに湾曲している。そして、各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂの副走査方向の一側端縁Ｔ３は、二つの光ビームＤ１，Ｄ２の通過軌跡Ｙ１，Ｙ２のうち湾曲量Ｌ１，Ｌ２が大きい方の（最大となる）通過軌跡Ｙ１と同じ湾曲形状をなしている。各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂの副走査方向の他側端縁Ｔ４は、二つの光ビームＤ１，Ｄ２の通過軌跡Ｙ１，Ｙ２のうち湾曲量が小さい方の（最小となる）通過軌跡Ｙ２と同じ湾曲形状をなしている。

図１４Ｂは、副走査方向の他側の２つの第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄを示している。この２つの第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄの副走査方向の両側端縁Ｔ５，Ｔ６は、該各第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄを通過する光ビームＤ３，Ｄ４の通過軌跡Ｙ３，Ｙ４（図１２参照）と同じ向きに湾曲している。そして、そして、各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂの副走査方向の一側端縁Ｔ５は、二つの光ビームＤ３，Ｄ４の通過軌跡Ｙ３，Ｙ４のうち湾曲量が小さい方の（最小となる）通過軌跡Ｙ３と同じ湾曲形状とされ、副走査方向の他側端縁Ｔ６は、二つの光ビームＤ１，Ｄ２の通過軌跡Ｙ３，Ｙ４のうち湾曲量Ｌ３，Ｌ４が大きい方の（最大となる）通過軌跡Ｙ４と同じ湾曲形状とされている。図１４Ａに示す２つの第二結像レンズ４６ａ，４６ｂの上下を逆転させることで、図１４Ｂに示す２つの第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄとして使用することができる。

この構成によれば、副走査方向の同じ側に反射される２つの光ビームＤ，Ｄ２（又は２つの光ビームＤ３，Ｄ４）について、各第二結像レンズ４６ａ，４６ｂ（又は第二結像レンズ４６ｃ，４６ｄ）の外形形状を共通化しつつ、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

《他の実施形態》
上記各実施形態では、画像形成装置１の一例としてプリンターを挙げて説明したが、これに限ったものではない。すなわち、画像形成装置１は、複写機、ファクシミリー、複合機（ＭＦＰ）等であってもよい。

上記実施形態２では、各光ビームＤ１〜Ｄ４が通過する第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄの外形形状を同じ形状（共通形状）としているが、これに限ったものではない。すなわち、各第二結像レンズ４６ａ〜４６ｄの副走査方向の両側端縁の形状を、実施形態１と同様に、各光ビームＤ１〜Ｄ４の通過軌跡Ｙ１〜Ｙ４の湾曲形状と同形状にしてもよい。

尚、上記実施形態１において光源１３２から出射される光ビーム、及び実施形態２において各光源４０ａ〜４０ｄから出射される光ビームＤ１〜Ｄ４は、単一ビームに限らずマルチビームであってもよい。

また、本発明は上記各実施形態及び変形例に限定されるものでなく、本発明には、これらの各実施形態及び変形例を適宜組み合わせた構成が含まれる。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用であり、特に、プリンター、ファクシミリー、複写機、又は複合機（MFP）に適用する場合に有用である。

１ ：画像形成装置
４ ：光走査装置
１０ａ ：感光体ドラム（被走査面）
１０ｂ ：感光体ドラム（被走査面）
１０ｃ ：感光体ドラム（被走査面）
１０ｄ ：感光体ドラム（被走査面）
４０ａ ：光源
４０ｂ ：光源
４０ｃ ：光源
４０ｄ ：光源
４４ ：ポリゴンミラー
４４ａ ：反射面
４６ａ ：第二結像レンズ
４６ｂ ：結像レンズ
４６ｃ ：第二結像レンズ
４６ｄ ：第二結像レンズ
１３０ ：光走査装置
１３２ ：光源
１３３ ：ポリゴンミラー（回転多面鏡）
１３５ ：結像レンズ
Ｄ ：光ビーム
Ｄ１ ：光ビーム
Ｄ２ ：光ビーム
Ｄ３ ：光ビーム
Ｄ４ ：光ビーム
Ｌ１ ：湾曲量
Ｌ２ ：湾曲量
Ｌ３ ：湾曲量
Ｌ４ ：湾曲量
Ｐ ：用紙
Ｔ１ ：副走査方向の一側端縁
Ｔ２ ：副走査方向の他側端縁
Ｔ３ ：副走査方向の一側端縁
Ｔ４ ：副走査方向の他側端縁
Ｔ５ ：副走査方向の一側端縁
Ｔ６ ：副走査方向の他側端縁
Ｘ１ ：通過軌跡
Ｙ１ ：通過軌跡
Ｙ２ ：通過軌跡
Ｙ３ ：通過軌跡
Ｙ４ ：通過軌跡

Claims (6)

1. 光ビームを出射する光源と、該光源から出射された光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査された光ビームの光路に設けられ、該回転多面鏡により偏向走査された光ビームを被走査面に結像させる樹脂製の結像レンズとを備え、上記回転多面鏡の反射面に対する光ビームの入射角度が、該反射面の法線方向に対して副走査方向に傾斜してなる光走査装置であって、
   上記結像レンズにおける上記光ビームの通過軌跡は、主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向に膨らむ湾曲形状をなし、
   上記結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、上記結像レンズにおける上記光ビームの通過軌跡に沿った湾曲形状をなしている、光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記結像レンズは、ＰＭＭＡ樹脂で構成されている、光走査装置。
3. 光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、該複数の光源から出射された複数の光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査された複数の光ビームの光路にそれぞれ設けられ、該各光ビームを被走査面に結像させる樹脂製の結像レンズとを備え、上記回転多面鏡の反射面における各光ビームの入射角度が、該反射面の法線方向に対して副走査方向に異なる角度で傾斜してなる光走査装置であって、
   上記複数の光源より出射される複数の光ビームは、上記回転多面鏡の反射面にて副走査方向の同じ側に反射される複数の光ビームを含み、
   上記同じ側に反射される複数の光ビームの光路に設けられる各結像レンズの外形形状は同じであり、該各結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡と同じ向きに湾曲し且つ湾曲量が該両通過軌跡の湾曲量の平均値に等しい、光走査装置。
4. 光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、該複数の光源から出射された複数の光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査された複数の光ビームの光路にそれぞれ設けられ、該各光ビームを被走査面に結像させる樹脂製の結像レンズとを備え、上記回転多面鏡の反射面における各光ビームの入射角度が、該反射面の法線方向に対して副走査方向に異なる角度で傾斜してなる光走査装置であって、
   上記複数の光源より出射される複数の光ビームは、上記回転多面鏡の反射面にて副走査方向の同じ側に反射される複数の光ビームを含み、
   上記同じ側に反射される複数の光ビームの光路に設けられる各結像レンズの形状は同じであり、該各結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡のうち湾曲量が最も大きい通過軌跡と同じであり、他方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡のうち湾曲量が最も小さい通過軌跡と同じである、光走査装置。
5. 請求項３又は４記載の光走査装置において、
   上記各結像レンズは、ＰＭＭＡ樹脂で構成されている、光走査装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
   

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