JP4593254B2

JP4593254B2 - 光走査装置における走査レンズ、光走査装置及び画像形成装置

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Publication number: JP4593254B2
Application number: JP2004354130A
Authority: JP
Inventors: 康隆泉; 善紀林; 広道厚海
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: JP2006162957A

Description

この発明は、光走査装置における走査レンズ、光走査装置及び画像形成装置に関する。

デジタル複写装置や光プリンタに関連して広く知られた光走査装置の問題として「走査線曲がり」、「走査線傾き」が従来から知られている。「走査線」は、被走査面の実体をなす感光性媒体上において光スポットが光走査に伴って移動する軌跡であり、直線で「傾きの無い」ことが理想である。しかし実際には、直線となるべき走査線が曲線となる「走査線曲がり」や、走査線が傾く「走査線傾き」が発生する。

近年、カラー画像形成装置の高速化に伴い「タンデム方式」として知られるデジタル複写機やプリンタ装置が広く実用化されつつあるが、このようなカラー画像形成装置にあっては、複数の感光体に対して別個に光走査による画像書き込みが行われ、異なる色のトナー画像がシート状記録媒体上で重ね合わせられてカラー画像が形成されるので、各感光体上での走査線曲がりや走査線傾きが互いに異なると、トナー画像相互の「色の重ね」が適正に行われず、「色ずれ」等の画質劣化を引き起こす。

従って、カラー画像の形成を行う画像形性装置では、走査線曲がりや走査線傾き、特に走査線曲がりを如何にして小さくするかが問題となる。
走査線曲がりや走査線傾きの発生する原因の一つは、ポリゴンミラー等による偏向手段で偏向された光束を被走査面上に集光するための走査光学系を構成する走査レンズの「組付け精度」が十分でないことにある。
走査レンズの組付け精度を良好にするには、走査レンズの副走査方向の固定側面を、３つのポイントで「３点支持」するのが簡便な方法である。面による支持であると、良好な組付け精度を実現するのに「支持面や被支持面を高精度に平面化する必要」があるが、支持面や被支持面全体を高精度に平面化することは容易でなく、平面精度を上げるためにコストも高くなってしまうが、３点支持の場合は支持部面積が小さく、平面精度を高める面積が小さいので、低コストで容易に「所望精度の支持平面の支持部」を形成できる。

特許文献１は、組み付けられる走査レンズの側に、組付けの基準となる３点の基準突起を走査レンズと一体に形成して組付け固定を行う方法を提案している。この方法では、走査レンズの姿勢が３点支持により一義的に決定されるので、走査レンズの形状精度が目論見通りに得られれば、高い組付け精度を実現できる。

特許文献１に開示された支持方式では、３つの基準突起のうち２つは「走査レンズの主走査方向の有効領域」外に設けられており、このため、後述するように、走査レンズの光軸が「副走査方向に傾く」虞があり、このような光軸の傾きにより走査線の曲がりや傾きが大きく発生する虞がある。走査線の曲がりや走査線の傾きは、カラー画像形成の場合のみならず、モノクロ画像の形成の場合においても小さいものであるに越したことは無い。

特開平１１− ６５７４８号公報

この発明は、組付け精度を容易に高めることができる新規な走査レンズ、この走査レンズを用いる光走査装置、かかる光走査装置を用いる画像形成装置の実現を課題とする。

この発明の走査レンズは、光源から放射される光束を偏向手段により偏向させ、偏向した光束を走査光学系により被走査面上に集光させて被走査面の光走査を行う光走査装置において走査光学系を構成する走査レンズであって、以下の点を特徴とする（請求項１）。

即ち、走査レンズは「主走査方向に長く、副走査方向に短い短冊状」であって副走査方向にパワーを持ち、副走査方向における「固定側のレンズ端面」は平面状であり、この平面状のレンズ端面に、組付け固定用の３個の基準突起がレンズと一体に形成される。

「固定側のレンズ端面」は、走査レンズを組付けて固定するときに組付ける相手側（平面状に形成されている。）に対して固定される側の面であり、副走査方向に直交的な面である。このレンズ端面が「平面状」であるとは、少なくとも設計上は平面として形成されることを意味する。

３個の基準突起は、その頂部が平面であって「固定側のレンズ端面から等しい高さ」を有し、互いに同一直線上になく、第１の基準突起はレンズ光軸を含む副走査断面（レンズ光軸を含み副走査方向に平行な仮想的な平断面）の近傍に位置し、第２および第３の基準突起は、主走査方向において第１の基準突起を介して互いに逆側にあって、第１の基準突起からの距離が互いに略等しい。
組付け固定用の３個の基準突起が「固定側のレンズ端面から等しい高さ」を有するとは、これら基準突起の高さが誤差範囲内で等しいという意味である。

また、主走査方向におけるレンズ有効幅：Ｅに対し、第２、第３の基準突起の主走査方向における間隔：ｅが、条件：
（１）Ｅ＞ｅ
を満足する。

請求項１記載の光走査装置の走査レンズは、主走査方向の形状がメニスカス形状であることができる。この場合、第１の基準突起は「メニスカス形状の凸面に近い位置」に位置し、第２及び第３の基準突起は「メニスカス形状の凹面に近い位置」に位置することが好ましい（請求項２）。

請求項１または２記載の光走査装置の走査レンズは「偏向手段により偏向された光束が最初に入射する走査レンズ」であることができるが、この場合、第２、第３の基準突起を結ぶ直線と第１の基準突起との距離：ｄ、主走査方向におけるレンズ有効幅：Ｅ、第２、第３の基準突起の主走査方向における間隔：ｅ、上記レンズ有効幅：Ｅ内におけるレンズ反り量のＰＶ（ｐｅａｋｔｏｖａｌｌｅｙ）値：Δｌ、主走査方向に平行な軸のまわりの「走査レンズの回転」による単位回転角当りの走査線曲がり変化量：ｋ１(ｍｍ／Ｒａｄ)、走査レンズの「主走査方向における単位の反り量」による走査線曲がりの変化量：ｋ２が、条件：
（２） tan^-1[{Δ1×(e/E)²}/ｄ]×ｋ1＋Δ1×ｋ2＜0.07mm
満足することが好ましい（請求項３）。

この発明の光走査装置は「光源から放射される光束を偏向手段により偏向させ、偏向した光束を走査光学系により被走査面上に集光させて被走査面の光走査を行う光走査装置」であって、走査光学系を構成する走査レンズの１以上が請求項１または２または３記載の走査レンズであることを特徴とする（請求項４）。

「光源」としては半導体レーザを初めとして、従来から知られている種々のものを用いることができる。「偏向手段」としてはポリゴンミラーを初めとし、従来から知られた種々のものを適宜用いることができる。また、走査光学系を構成する１以上の走査レンズにはプラスチックレンズを用いることができる。

請求項４記載の光走査装置において、走査光学系を２以上の走査レンズにより構成する場合、偏向手段により偏向された光束が最初に入射する走査レンズ（最も偏向手段側に配置される走査レンズ）を請求項３記載の走査レンズことができる（請求項５）。

請求項４または５記載の光走査装置は「同一の被走査面が、複数の光ビームにより同時に光走査されるマルチビーム走査方式のもの」であることができる（請求項６）。

この発明の画像形成装置は「感光性媒体に対して、光走査装置による光走査を行って画像形成する画像形成装置」であって、感光性媒体を光走査する光走査装置として請求項４〜６の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする（請求項７）。

請求項７記載の画像形成装置に用いられる感光性媒体は、感光性フィルムやカラー印画紙であることもできるが、「感光性媒体を光導電性の感光体とし、光走査により静電潜像を形成し、形成された静電潜像をトナー画像として可視化する」ように画像形成装置を構成することができる（請求項８）。

この請求項８記載の画像形成装置において、感光体を単一としてモノクロ画像を形成する構成とすることができる（請求項９）。また、請求項８記載の画像形成装置は「光導電性の感光体を複数個用い、感光体ごとに異なる色成分の静電潜像を形成し、これら静電潜像を互いに異なる色のトナーで可視化し、得られる色違いのトナー画像を、同一のシート状記録媒体（転写紙やＯＨＰ用のプラスチックシート等）上に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する構成」とすることができる（請求項１０）。

以下、図１を参照して条件（１）、（２）を説明する。
図１において、符号１１は走査レンズの１例を示している。図１（ａ）において上下方向が主走査方向であり、図面に直交する方向が副走査方向である。
図１（ａ）に示すように、走査レンズ１１は「主走査方向（図の上下方向）に長く、副走査方向には短く、入射側から見ると短冊状」である。そして、副走査方向にパワー（正・負いずれのパワーとも可能である。）を持つ。

走査レンズ１１の副走査方向における「固定側のレンズ端面（図１（ａ）に示されている面）」は平面状であり、このレンズ端面に組付け固定用の３個の基準突起１２ａ、１２ｂ、１２ｃが走査レンズ１１と一体に形成されている。３個の基準突起１２ａ、１２ｂ、１２ｃは頂部（図１（ａ）に示されている面）が平面である。これら３個の基準突起１２ａ、１２ｂ、１２ｃは互いに同一直線上にない。

第１の基準突起１２ａはレンズ光軸を含む副走査断面の近傍（図１（ａ）において主走査方向の略中心部）に位置し、第２および第３の基準突起１２ｂ、１２ｃは主走査方向において第１の基準突起１２ａを介して互いに逆側にあって、第１の基準突起１２ａからの距離が互いに略等しい。

図１（ａ）に示す如く、主走査方向におけるレンズ有効幅を「Ｅ」とし、第２、第３の基準突起１２ｂ、１２ｃの主走査方向における間隔を「ｅ」とし、第２、第３の基準突起１２ｂ、１２ｃを結ぶ直線（図１（ａ）に示すように、主走査方向に平行である。）と第１の基準突起１２ａとの距離を「ｄ」とする。図中の記号「Ｄ」は走査レンズ１１の肉厚である。

走査レンズ１１は樹脂で成型加工されることが多く、その形状が「主走査方向に長い短冊形」であることもあって、製品として作製されたものには「反り」を生じるのが一般的である。

図１（ｂ）は「反り」を生じた走査レンズ１１を光軸方向から見た状態を示しており、左右方向が主走査方向、上下方向が副走査方向である。「鎖線」は反りの状態を示し、図中の「Δｌ」が、レンズ有効幅：Ｅ内におけるレンズ反り量のＰＶ値である。

図１（ｂ）に鎖線で示す「走査レンズ１１の主走査方向の反り」は比較的単純な曲線であり２次曲線により良好に近似することができる。この近似２次曲線は、パラメータをｅ／Ｅとして「Δ1×(ｅ／Ｅ)²」で表すことができる。

「Δ1×(ｅ／Ｅ)²で表される反り」が生じていると、第１の基準突起１２ａの頂部と、第２、第３の基準突起１２ｂ、１２ｃの頂部との間に、副走査方向（図１（ｂ）で上下方向）に「Δ1×(ｅ／Ｅ)²」の「高さの差（以下、「段差」と呼ぶ。）」が生じる。

このような状態の走査レンズ１１を、図１（ｃ）に示すように、組付け面１３（走査レンズ１２を組付ける相手方の部材の面、即ち、光走査装置の光学系を組付けるハウジング等におけるレンズ受け面であり平面状である。）に組付ける場合、図１（ｃ）の上の図のように、第１の基準突起１２ａを組付け面１３に位置合わせした状態（符号１１は、基準突起１２ａの形成されている部位でのレンズ断面を表す。）では、上記「段差」のために、第２、第３の基準突起１２ｂ、１２ｃは、組付け面１３から段差分だけ浮き上がった状態（破線で示すレンズ断面１１ｂは、基準突起１２ｂあるいは１２Ｃの形成された位置でのものである。）となる。

従って、図１（ｃ）の下図のように、第１〜第３の基準突起１２ａ〜１２ｃにより、走査レンズ１１を組付け面に組付けた状態では、基準突起１２ａと基準突起１２ｂ、１２ｃとが光軸方向に距離「ｄ」だけ離れていることと、基準突起１２ａと基準突起１２ｂ、１２ｃの間の上記「段差」があることとにより、組み付けられた走査レンズ１１は、基準突起１２ａの側に対して基準突起１２ｂ、１２ｃの側が低くなり、光軸ＡＸは、組付け面１３に対して副走査方向（図の上下方向）に対して角：θだけ傾くことになる。

この傾き角：θのタンジェントである「ｔａｎθ」は、｛Δ1×(ｅ／Ｅ)²｝／ｄであるから、傾き角：θは「ｔａｎ^-1[{Δ1×(ｅ/Ｅ)²}/ｄ]」で与えられる。傾き角：θは、絶対的な大きさとしては微少角であるが、この角が大きくなれば光軸ＡＸの傾きが増大し、走査線に「大きな曲がり、大きな傾き」が発生する原因となる。

傾き角：θの微少な領域においては、θは(ｅ/Ｅ)の２乗に比例して増大し、ｄの増加に対しては反比例的に減少する。
特許文献１では、第２、第３の基準突起がレンズ有効幅：Ｅの外側に形成されているため、ｅ／Ｅ＞１であり「(ｅ/Ｅ)の２乗の値」が大きくなって、光軸ＡＸの傾き角：θが大きくなり易い。

この発明の請求項１記載の走査レンズでは、条件（１）により、ｅ／Ｅ＜１となるので(ｅ／Ｅ)²＜ｅ／Ｅ＜１であり、「パラメータ：ｅ／Ｅの大きさに起因する光軸ＡＸの傾き角：θの増大」を有効に抑えることができ、走査線曲がりを有効に軽減させることができる。

また、図１（ａ）に示す走査レンズ１１のように、主走査方向の形状がメニスカス形状であり、第１の基準突起１２ａがメニスカス形状の凸面に近い位置に位置し、第２及び第３の基準突起１２ｂ、１２ｃが、メニスカス形状の凹面に近い位置に位置するようにする（請求項２）と、上記距離「ｄ」が大きくなって、傾き角：θを有効に軽減させるように作用させることができる。

図１（ｄ）に示すように、走査レンズ１１Ａの固定側レンズ端面にリブ１１Ｂを形成して「光軸方向のリブ幅」を実際のレンズ肉厚よりも大きくし、リブ１１Ｂに第１〜第３の基準突起１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１を形成することにより、上記の距離「ｄ」を有効に大きくすることができる。

請求項３記載の走査レンズのように、偏向手段により偏向された光束が最初に入射する走査レンズである場合には、主走査方向に平行な軸のまわりの「走査レンズの回転（上記の傾き角：θに対応する回転）」による単位回転角当りの走査線曲がり変化量：ｋ１（ｍｍ／Ｒａｄ）、走査レンズの「主走査方向における単位の反り量」による走査線曲がりの変化量：ｋ２があると、「走査線曲がり量」は、これらｋ１、ｋ２に起因するものの和であり、条件（２）の左辺で与えられる。なお、ｋ１、ｋ２は、走査光学系を構成する走査レンズが定まれば一義的に定まる。

カラー画像を画像形成する場合を考えると、良好なカラー画像を得るためには、走査線曲がりの異なる感光性媒体間の偏差が０．１ｍｍ程度以下であることが必要であることが知られている。このとき、偏差：０．１ｍｍを各感光性媒体に割り振ると、各感光性媒体における走査線曲がりは０．１ｍｍの平方根となり、各感光性媒体における走査線曲がりの許容値は０．０７ｍｍ程度となる。請求項３における条件（２）は、この条件を規定したものである。

上述の如く、この発明の走査レンズは、上述の如き３個の基準突起による組付け固定を行うことにより精度の良い組付け固定を容易に実行でき、このような走査レンズを用いる光走査装置では走査線曲がりや走査線傾きを小さく抑えることができ、かかる光走査装置を用いる画像形成装置では良好な画像形成を実現できる。

図２は、光走査装置の実施の１形態を示している。
この図において、符号１Ａ、１Ｂは光源である半導体レーザ、符号２Ａ、２Ｂはカップリングレンズ、符号３Ａ、３Ｂはシリンダレンズ、符号４Ａ、４Ｂは光路折り曲げミラー、符号５は偏向手段であるポリゴンミラーの偏向反射面を示している。光路折り曲げミラー４Ａ、４Ｂは光学系のレイアウトによっては省略しても良い。

符号６はポリゴンミラーを収納する防音ハウジングの防音ガラス（平行平板）、符号７、８は走査光学系を構成する走査レンズ、符号９は光学系を組付けるハウジング（走査レンズを組付ける相手方）に設けられた防塵ガラス（平行平板）を示している。符号１０は被走査面であり、実体的には感光性媒体の感光面である。

半導体レーザ１Ａ、１Ｂから放射された光束は、カップリングレンズ２Ａ、２Ｂにより以後の光学系に適した光束形態（例えば「平行光束」）に変換され、図示されないアパーチュアによりビーム整形されたのち、シリンダレンズ３Ａ、３Ｂで副走査方向に集束する光束とされ、ポリゴンミラー５の偏向反射面位置近傍に「主走査方向に長い線像」として結像する。ポリゴンミラー５が等速回転すると、各光束は等角速度的に偏向する光束となって走査レンズ７、８を透過し、これらレンズの結像作用により被走査面１０上に光スポットを形成する。

被走査面１０上に形成される光スポットは、図２に示すように主走査方向に分離すると共に、副走査方向にも分離しており、被走査面１０の２本の走査線を同時に光走査する。即ち、図２の光走査装置は、同一の被走査面１０が、複数（２本）の光ビームにより同時に光走査されるマルチビーム走査方式のものである（請求項６）。
この実施の形態においては、走査レンズ７が請求項１〜３の走査レンズとして実施されている。

以下、図２に示した光走査装置の具体的な例を示す。
光源である半導体レーザ１Ａ、１Ｂとしては発光波長：６５５ｎｍのものを用いた。
カップリングレンズ２Ａ、２Ｂは、焦点距離：２７ｍｍのガラスレンズであり、半導体レーザ１Ａ、１Ｂからの光束を平行光束化するコリメート機能を有し、波面収差が良好に補正されたものである。

シリンダレンズ３Ａ、３Ｂは副走査方向にのみ正のパワーを持ち、副走査方向の焦点距離：７０．２ｍｍのもので、ポリゴンミラー５の偏向反射面の手前７０．０ｍｍの位置に配置される。

ポリゴンミラー５は、偏向反射面数：６、内接円半径：１８ｍｍのものである。
防音ガラス６は、屈折率：１．５１４、厚さ：１．９ｍｍの透明平行平板ガラスであり、図２の如く、主走査方向に平行な方向に対し１６度傾き、副走査方向に平行な方向に対しては１．３度傾いている。

半導体レーザ１Ａ、１Ｂからの各光束の偏向反射面への入射角は、主走査方向に平行な方向から測って３７．２７５度、２８．２２５度である。

以下に、ポリゴンミラー５以降の走査レンズ７、８のデータを以下に示す。
走査レンズ７の第１面及び走査レンズ８の両面は、以下の式（１）、（２）で表現される。即ち、これらのレンズ面について、主走査方向の形状は「主走査非円弧式」である式（１）で表され、副走査断面（主走査方向に直交する仮想的な平断面）内の曲率は「副走査曲率式」である式（２）により表される。

「主走査非円弧式」
光軸における主走査断面内の近軸曲率半径：Ｒｍ、光軸からの主走査方向の距離：Ｙ、円錐定数：Ｋ、高次の係数：Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，・・、光軸方向のデプス：Ｘによる以下の多項式（１）である。

Ｘ＝(Ｙ^２/Ｒｍ)／[１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ/Ｒｍ)^２}]＋
Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ^２＋Ａ３・Ｙ^３＋Ａ４・Ｙ^４＋Ａ５・Ｙ^５＋・・（１）。

「副走査曲率式」
光軸を含む副走査断面における曲率半径：Ｒｓ(０)、係数：Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・、光軸からの主走査方向の距離：Ｙの位置における副走査断面内の曲率：Ｃｓ(Ｙ)による以下の多項式（２）である。
Ｃｓ(Ｙ)＝{１／Ｒｓ(０)}＋
Ｂ１・Ｙ＋Ｂ２・Ｙ^２＋Ｂ３・Ｙ^３＋Ｂ４・Ｙ^４＋Ｂ５・Ｙ^５＋（２）。

走査レンズ７の第２面は共軸非球面であり、光軸における近軸曲率半径：Ｒ、光軸からの主走査方向の距離：Ｙ、円錐定数：Ｋ、高次の係数：Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、・・、光軸方向のデプス：Ｘによる以下の多項式（３）である。

Ｘ＝(Ｙ^２／Ｒ)／[１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒｍ)^２}]＋
Ａ1・Ｙ＋Ａ2・Ｙ^２＋Ａ3・Ｙ^３＋Ａ4・Ｙ^４＋Ａ5・Ｙ^５＋・・・・（３）。

走査レンズ７の第１面の形状
Ｒｍ＝−２７９．９、Ｒｓ＝−６１．
Ｋ＝−２．９０００００Ｅ＋０１
Ａ４＝１．７５５７６５Ｅ−０７
Ａ６＝−５．４９１７８９Ｅ−１１
Ａ８＝１．０８７７００Ｅ−１４
Ａ１０＝−３．１８３２４５Ｅ−１９
Ａ１２＝−２．６３５２７６Ｅ−２４
Ｂ１＝−２．０６６３４７Ｅ−０６
Ｂ２＝５．７２７７３７Ｅ−０６
Ｂ３＝３．１５２２０１Ｅ−０８
Ｂ４＝２．２８０２４１Ｅ−０９
Ｂ５＝−３．７２９８５２Ｅ−１１
Ｂ６＝−３．２８３２７４Ｅ−１２
Ｂ７＝１．７６５５９０Ｅ−１４
Ｂ８＝１．３７２９９５Ｅ−１５
Ｂ９＝−２．８８９７２２Ｅ−１８
Ｂ１０＝−１．９８４５３１Ｅ−１９
上の表記に於いて、例えば「−１．９８４５３１Ｅ−１９」とあるのは「−１．９８４５３１×１０^−１９」を意味する。以下においても同様である。

走査レンズ７の第２面の形状（共軸非球面）
Ｒ＝−８３．６
Ｋ＝−０．５４９１５７
Ａ４＝２．７４８４４６Ｅ−０７
Ａ６＝−４．５０２３４６Ｅ−１２
Ａ８＝−７．３６６４５５Ｅ−１５
Ａ１０＝１．８０３００３Ｅ−１８
Ａ１２＝２．７２７９００Ｅ−２３。

走査レンズ８の第１面の形状
Ｒｍ＝６９５０、Ｒｓ＝１１０．９
Ｋ＝０．００００００Ｅ＋００
Ａ４＝１．５４９６４８Ｅ−０８
Ａ６＝１．２９２７４１Ｅ−１４
Ａ８ −８．８１１４４６Ｅ−１８
Ａ１０＝−９．１８２３１２Ｅ−２２
Ｂ１＝−９．５９３５１０Ｅ−０７
Ｂ２＝−２．１３５３２２Ｅ−０７
Ｂ３＝−８．０７９５４９Ｅ−１２
Ｂ４＝２．３９０６０９Ｅ−１２
Ｂ５＝２．８８１３９６Ｅ−１４
Ｂ６＝３．６９３７７５Ｅ−１５
Ｂ７＝−３．２５８７５４Ｅ−１８
Ｂ８＝１．８１４４８７Ｅ−２０
Ｂ９＝８．７２２０８５Ｅ−２３
Ｂ１０＝−１．３４０８０７Ｅ−２３。

走査レンズ８の第２面の形状
Ｒｍ＝７６６、Ｒｓ＝ −６８．２２
Ｋ＝０．００００００Ｅ＋００
Ａ４＝−１．１５０３９６Ｅ−０７
Ａ６＝１．０９６９２６Ｅ−１１
Ａ８＝−６．５４２１３５Ｅ−１６
Ａ１０＝１．９８４３８１Ｅ−２０
Ａ１２＝−２．４１１５１２Ｅ−２５
Ｂ２＝３．６４４０７９Ｅ−０７
Ｂ４＝−４．８４７０５１Ｅ−１３
Ｂ６＝−１．６６６１５９Ｅ−１６
Ｂ８＝４．５３４８５９Ｅ−１９
Ｂ１０＝−２．８１９３１９Ｅ−２３。

使用波長における走査レンズ７、８の材質の屈折率は全て１．５２７２４である。

走査レンズ７、８の配置は以下の通りである。
偏向反射面から走査レンズ７の第１面までの距離ｄ１：６４ｍｍ
走査レンズ７の中心肉厚ｄ２：２２．６ｍｍ
走査レンズ７の第２面から走査レンズ８の第１面までの距離ｄ３：７５．９ｍｍ
走査レンズ８の中心肉厚ｄ４：４．９ｍｍ
走査レンズ８の第２面から被走査面１０までの距離ｄ５：１５８．７ｍｍ。

また、走査レンズ７、８による走査光学系の再周辺像高と中央像高における副走査方向のＦナンバは以下の通りである。
像高１５０ｍｍ：４１．５
像高０ｍｍ：４０．４
像高−１５０ｍｍ：４１．０
上記の如き数値例の光走査装置において、走査レンズ７に対して、条件（２）の各パラメータの具体例を、条件（１）、（２）を満たすものを具体例１〜４、満たさないものを比較例として以下に一覧として示す。「左辺」とあるのは条件（２）の左辺の値である。 Δｌ(ｍｍ) ｅ(ｍｍ) Ｅ(ｍｍ) ｄ(ｍｍ) Ｋ１Ｋ２左辺
具体例１０．２５０１１０１８．７７．７０．１４０．０４５
具体例２０．１５８０１１０１８．７７．７０．１４０．０５４
具体例３０．１７８０１１０１８．７７．７０．１４０．０６１
具体例４０．２４０１１０１８．７７．７０．１４０．０３９
比較例０．２１１５１１０１８．７７．７０．１４０．１１８
この結果から明らかなように具体例１〜４は条件（１）、（２）を満足し、条件（２）の左辺の値は、カラー画像を形成する場合の感光性媒体における走査線曲がりの許容値：０．０７ｍｍを有効に下回っている。

上に示した具体例の光走査装置は、モノクロの画像形成を行う画像形性装置やカラー画像形成を行う画像形成装置に用いることができる。
図３は、請求項９記載の画像形成装置の実施の１形態であるモノクロ画像を形成する画像形成装置を示す図である。
被走査面の実体をなす光導電性の感光体１１１はドラム状に形成されて時計回りに等速回転し、帯電手段である帯電ローラ１１２により均一に帯電され、光走査装置１１７により光走査されてネガの静電潜像を書き込まれる。

書き込まれた静電潜像は現像装置１１３により反転現像されてトナー画像となる。シート状記録媒体である転写紙Ｐはカセット１１８に積載収納され、給紙ローラ１２０により給紙され、レジストローラ１１９に先端を銜えられる。レジストローラ１１９は、感光体１１１上に形成されたトナー画像の移動に同期を取って転写紙Ｐを転写部へ送り込む。

転写部では、転写手段である転写ローラ１１４が感光体１１１上のトナー画像を転写紙Ｐ上に転写する。トナー画像を転写された転写紙Ｐは定着装置１１６によりトナー画像を定着され、排出ローラ１２２によりトレイ１２３上に排出される。トナー画像転写後の感光体１１１はクリーナ１１５により残留トナーや紙粉を除去される。
光走査装置１１７として、上に説明した具体例に記載の任意のものを用いることにより、走査線曲がりによる画質劣化のない極めて良好なモノクロ画像を形成できる。

図４は、請求項１０記載の画像形成装置の実施の１形態として、所謂「４ドラムタンデム方式」のカラー画像形成装置の要部を略示する図である。４本のドラム状の感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、図の如く互いに平行に所定の間隔で配列されている。

感光体１０Ｙ，１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにはそれぞれ、カラー画像を形成するためのイエロー画像成分、マゼンタ画像成分、シアン画像成分、黒画像成分が光走査により書き込まれ、書き込み形成された各静電潜像は対応する色のトナーで可視化され、図示されない転写紙（シート状記録媒体）上で互いに重ね合わせられ、カラー画像を形成する。

この画像形成装置でも、図２に示した如き光走査装置が用いられるが、各感光体の光走査を行う４組の光走査装置は、図の如く、偏向手段であるポリゴンミラー５を共有する配置となっている。符号に付されているＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは夫々、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の画像を書き込む光走査に関係するものであることを示す。

符号１Ｙで示す光源は、図２の半導体レーザ１Ａ、１Ｂとこれらに対応するカップリングレンズ（図中に符号２Ｙで示す。）を一体化したものであり、各半導体レーザからの光束はアパーチュア１５Ｙによりビーム整形され、シリンダレンズ３Ｙによりポリゴンミラー５の偏向反射面位置に「主走査方向に長い線像」として結像し、ポリゴンミラー５により偏向されると、走査レンズ７Ｙ、８Ｙの作用により、感光体１０Ｙ上に２つの光スポットとして結像し、感光体１０Ｙをマルチビーム走査する。なお、符号１６は「各感光体へ走査光束を導光する光路を折り曲げる長尺ミラー」を示す。

他の感光体１０Ｍ〜１０Ｋの光走査も同様に行われる。光源は、光源１Ｙの他に各感光体につき１個ずつ４個のものが用いられるが、図４には光源１Ｙ、１Ｍのみが図示され、他の２個は図示を省略されている。この種のカラー画像形成装置の構成は既に広く知られているから上の説明で十分である。

この実施の形態においては、各感光体に応じた走査光学系を構成する走査レンズは、図２および前述の具体例に示した走査レンズ７、８であり、これら４組の走査光学系は同一のものである。ポリゴンミラー５の側に配置される走査レンズについて、走査レンズ７Ｙ、７Ｍで例示するように、走査レンズ７Ｙは走査レンズ７Ｍと重ねて用いられる。

この場合、走査レンズ７Ｙと８Ｙとを一体に形成してもよいし、これらを別体とし、走査レンズ７Ｍをハウジングのレンズ受け面に組付け固定し、走査レンズ７Ｍの上に走査レンズ７Ｙを組付け固定するようにしてもよい。後者の場合には、走査レンズ７Ｍは、走査レンズ７Ｙを組付ける相手方になる。

この発明の走査レンズを説明するための図である。光走査装置の実施の１形態を説明するための図である。画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。カラー画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。

符号の説明

１１走査レンズ
１２ａ第１の基準突起
１２ｂ第２の基準突起
１２ｃ第３の基準突起

Claims

光源から放射される光束を偏向手段により偏向させ、偏向した光束を走査光学系により被走査面上に集光させて上記被走査面の光走査を行う光走査装置において、走査光学系を構成する走査レンズであって、
主走査方向に長く、副走査方向に短い短冊状であって、副走査方向にパワーを持ち、副走査方向における固定側のレンズ端面は平面状であり、この平面状のレンズ端面に、組付け固定用の３個の基準突起がレンズと一体に形成され、
上記３個の基準突起は頂部が平面で、上記固定側のレンズ端面から等しい高さを有し、互いに同一直線上になく、上記第１の基準突起はレンズ光軸を含む副走査断面の近傍に位置し、上記第２および第３の基準突起は主走査方向において、上記第１の基準突起を介して互いに逆側にあって、上記第１の基準突起からの距離が互いに略等しく、
主走査方向におけるレンズ有効幅：Ｅに対し、上記第２、第３の基準突起の主走査方向における間隔：ｅが、条件：
（１）Ｅ＞ｅ
を満足することを特徴とする光走査装置の走査レンズ。
請求項１記載の光走査装置の走査レンズにおいて、
主走査方向の形状がメニスカス形状であり、
第１の基準突起は上記メニスカス形状の凸面に近い位置に位置し、
第２及び第３の基準突起は、上記メニスカス形状の凹面に近い位置に位置することを特徴とする光走査装置の走査レンズ。
請求項１または２記載の光走査装置の走査レンズにおいて、
偏向手段により偏向された光束が最初に入射する走査レンズであり、
第２、第３の基準突起を結ぶ直線と第１の基準突起との距離：ｄ、主走査方向におけるレンズ有効幅：Ｅ、第２、第３の基準突起の主走査方向における間隔：ｅ、上記レンズ有効幅：Ｅ内におけるレンズ反り量のＰＶ値：Δｌ、主走査方向に平行な軸のまわりの走査レンズの回転による単位回転角当りの走査線曲がり変化量：ｋ１(ｍｍ／Ｒａｄ)、走査レンズの主走査方向における単位の反り量による走査線曲がりの変化量：ｋ２が、条件：
（２） tan^-1[{Δ1×(e/E)²}/ｄ]×ｋ1＋Δ1×ｋ2＜0.07mm
満足することを特徴とする走査レンズ。
光源から放射される光束を偏向手段により偏向させ、偏向した光束を走査光学系により被走査面上に集光させて上記被走査面の光走査を行う光走査装置において、
走査光学系を構成する走査レンズの１以上が、請求項１または２または３記載の走査レンズであることを特徴とする光走査装置。
請求項４記載の光走査装置において、
走査光学系が２以上の走査レンズにより構成され、
偏向手段により偏向された光束が最初に入射する走査レンズが、請求項３記載の走査レンズであることを特徴とする光走査装置。
請求項４または５記載の光走査装置において、
同一の被走査面が、複数の光ビームにより同時に光走査されるマルチビーム走査方式のものであることを特徴とする光走査装置。
感光性媒体に対して、光走査装置による光走査を行って画像形成する画像形成装置であって、
感光性媒体を光走査する光走査装置として請求項４〜６の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする画像形成装置。
請求項７記載の画像形成装置において、
感光性媒体が光導電性の感光体であり、光走査により静電潜像を形成し、上記静電潜像をトナー画像として可視化することを特徴とする画像形成装置。
請求項８記載の画像形成装置において、
感光体が単一でありモノクロ画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
請求項８記載の画像形成装置において、
光導電性の感光体を複数個用い、感光体ごとに異なる色成分の静電潜像を形成し、これら静電潜像を互いに異なる色のトナーで可視化し、得られる色違いのトナー画像を、同一のシート状記録媒体上に重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。