JP4715418B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び、この光走査装置を備えたプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を利用したプリンタや複写機等の画像形成装置では、まず有機感光体等からなる像担持体の表面に、公知の電子写真プロセスにより形成した静電潜像をトナー像担持体に現像する。次いでこのトナー像を転写装置により記録媒体（用紙など）に静電的に転写した後、トナー像の未定着トナーを定着装置により溶融固着させる。これにより、記録媒体にトナー像が定着されて、画像形成が行われる。
そして、フルカラー画像を形成するカラー画像形成装置として、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＫ（黒）の各色に対応して４つの感光体ドラムを配列してなる、いわゆるタンデム型が知られている。このような画像形成装置は、光走査装置によって４本の光ビームを各々の感光体ドラム表面上に走査して各感光体ドラム上に各色に対応した静電潜像を形成し、各静電潜像を各４色のトナーで現像し、これを中間転写体を介して記録媒体上に順次転写する。
かかる画像形成装置に使用される光走査装置は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に対応した４つのレーザー光源と、回転多面鏡を有する光偏向器と、レンズやミラー等の光学素子からなる走査光学系と、により構成されている。レーザー光源の各々は、画像データにより変調駆動されたレーザー光束を出射する。このレーザー光束は、回転している回転多面鏡の反射面で反射して偏向された後、走査レンズにより感光体ドラムの表面を露光走査するように構成されている。

ところで、このような光走査装置において、各レーザー光束に対して各々回転多面鏡、走査光学系及びそれらを収容した筐体を個別に設けた構成にすると、コストが上昇する。また、光走査装置の占める容積も各色分必要になり、画像形成装置自体の大型化を招いてしまう。そこで、回転多面鏡や走査レンズをできるだけ共用化し、１つの筐体内に収容した光走査装置が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示された光走査装置は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋに対応した４つのレーザー光源と、コリメートレンズと、シリンドリカルレンズと、レーザー光束を偏向する回転多面鏡と、結像光学系とを、備えている。そして、各４つのレーザー光源から出射した光ビームは、コリメートレンズにより発散光束から平行光束に変換され、シリンドリカルレンズを通過後、回転多面鏡により偏向される。偏向された光ビームの各々は、結像光学系を透過することにより、主走査方向に沿って等速度に走査対象面上を走査するスポット光として形成される。
ここで、回転多面鏡の偏向反射面に入射する各レーザー光束は、主走査平面と直交する副走査平面内においてシリンドリカルレンズにより回転多面鏡の偏向反射面で一旦収束されると共に偏向反射面の１点にて交差するように構成されている。

特開２００３−１４９５７３号公報（第４〜５頁、図１）

しかしながら、特許文献１の場合には、４本のレーザー光束が回転多面鏡の偏向反射面で交差しているため、構成が限定される。具体的には、特許文献１の場合には、偏向反射面で反射されて走査レンズを通過したレーザー光束は、走査レンズ下流側に大きく距離を隔てる構成にする必要がある。もしくは、回転多面鏡の偏向反射面へ入射する４本のレーザー光束に副走査方向に互いに大きな角度差を設けることにより偏向後の各レーザー光束に相互いに大きな角度差をもって走査レンズを通過させる構成にする必要がある。このような構成にしなければ、相隣り合うレーザー光束が副走査方向に僅かな距離しか離間せず、４つの異なる感光体ドラムへ各レーザー光束を導くための分離が行い難くなる。
ところが、走査レンズ下流側に大きく距離を隔てる位置において折返しミラーを設けて、各レーザー光束を分離する場合には、光走査装置が大型化するとともに画像形成装置内でのレイアウトの自由度を減じ、結果としてかえって画像形成装置の大型化を招いてしまう。
また、回転多面鏡の偏向反射面へ入射する４本のレーザー光束に副走査方向に互いに大きな角度差を設けることにより、偏向走査される各レーザー光束には走査線曲がりが生じる。このため、特許文献１に開示されている特殊な形状のレンズで補正する必要が生じてしまう。したがって、レンズの製造の難易度も高く、コストの削減を実現することは困難である。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、装置の製造を容易にすることによりコストダウンの実現を容易にする光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。
また、別の目的は、装置の小型化を容易に実現可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される光走査装置は、複数の独立した光源と、受けた光ビームを偏向する光偏向器と、光源の各々で発生した光ビームが共通に通過すると共に、通過する光ビームを主走査対応方向に長い線状の光ビームとして光偏向器に導く偏向前光学系と、光偏向器により偏向された光ビームの各々を、対応する被走査体に導く偏向後光学系と、を含み、偏向前光学系は副走査対応方向にパワーを有する光学系で構成され、光偏向器により偏向される光ビームを副走査対応方向にパワーを有する光学系にて副走査対応方向に交差させた後に光偏向器に導くものであり、偏向前光学系の副走査対応方向にパワーを有する光学系は、副走査対応方向のパワーが正である第１正レンズと、副走査対応方向のパワーが正である第２正レンズと、第１正レンズと第２正レンズとの間に位置し、副走査対応方向のパワーが負である負レンズと、を備え、第１正レンズを通過した複数の光源からの光ビームが負レンズと第２正レンズとの間で副走査対応方向に交差することを特徴とするものである。

偏向前光学系の副走査対応方向にパワーを有する光学系は、副走査対応方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ系であることを特徴とすることができる。また、偏向前光学系の副走査対応方向にパワーを有する光学系は、複数の光源から光偏向器に向けて順に、副走査対応方向に凸面−平面のレンズと、副走査対応方向に凹面−平面のレンズと、副走査対応方向に平面−凸面のレンズとなるように構成されていることを特徴とすることができる。

偏向前光学系の副走査対応方向にパワーを有する光学系は、副走査対応方向のパワーが正である第１正レンズと、副走査対応方向のパワーが正である第２正レンズと、第１正レンズと第２正レンズとの間に位置し、副走査対応方向のパワーが負である負レンズと、を備え、第１正レンズを通過した複数の光源からの光ビームが負レンズと第２正レンズとの間で副走査対応方向に交差することを特徴とすることができる。

ここで、偏向前光学系は、光ビームの進行方向に沿って副走査対応方向のパワーが正、負、正の順に配置されている３枚のレンズと、主走査対応方向のパワーが正の１枚のレンズと、を備えていることを特徴とすることができる。そして、副走査対応方向のパワーが負のレンズは、主走査対応方向に負のパワーを有することを特徴とすることができる。さらには、偏向前光学系により形成されると共に偏向面に導かれる光ビームの主走査対応方向幅は、副走査対応方向及び主走査対応方向のパワーが負であるレンズに入射する光ビームの主走査対応方向幅より大きいことを特徴とすることができる。また、副走査対応方向のパワーが負のレンズは、球面系レンズであることを特徴とすることができる。

偏向前光学系は、副走査対応方向のパワーが正の第１正レンズと、副走査対応方向のパワーが正の第２正レンズと、副走査対応方向のパワーが負の負レンズと、主走査対応方向のパワーが正の第３正レンズと、を備え、第１正レンズを通過した複数の光ビームが負レンズを通過した後に副走査対応方向に交差し、第２正レンズ及び第３正レンズを通過することを特徴とすることができる。

更に本発明を別の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、請求項１に記載の光走査装置と、像担持体と、を備え、像担持体に形成した静電潜像を現像剤で現像して画像を形成するものである。

本発明によれば、コストダウンの実現を容易にすることが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る光走査装置が適用された画像形成装置の概略構成図である。図２は、図１の光走査装置の概略構成図である。
図１及び図２に示すように、画像形成装置は、タンデム型のフルカラープリンタとして構成されている。すなわち、フルカラープリンタの本体１０の内部には、ＲＯＳ(Raster Output Scanner)である光走査装置１２と、フルカラーの画像形成を行う画像形成ユニットであるプリントヘッドデバイス(Print Head Device)１４とが設置されている。
光走査装置１２はハウジング２４を備えている。このハウジング２４の内部には、回転多面鏡（回転反射鏡、ポリゴンミラー）２６、走査レンズ（ｆΘレンズ）２８、分離多面鏡（分離ミラー、分離手段）３０、反射鏡３２及びシリンドリカルミラー（光学素子）３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋが配置されている。また、ハウジング２４の内部に、図１及び図２には図示しないレーザー光源が配置されている。このレーザー光源は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色の画像情報をそれぞれ含む４本のレーザー光束を出射する。
ハウジング２４には、防塵ウィンドウ２４ａ（図２参照）が配設されている。光走査装置１２のレーザー光束は、防塵ウィンドウ２４ａ（図２参照）を通じて感光体ドラム１６，１８，２０，２２の各々に入射する。
このようにして、光走査装置１２は、４個の感光体ドラム１６〜２２に対する画像の露光処理を行うように構成されている。

プリントヘッドデバイス１４は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色に対応する像担持体としての感光体ドラム（被走査体）１６〜２２を備えている。これらの感光体ドラム１６〜２２の各々は、現像装置２３（図１参照）を有する。
プリントヘッドデバイス１４は、複数の中間転写体３６，３８，４０を備えている。すなわち、プリントヘッドデバイス１４は、感光体ドラム１６，１８の各々に形成されたトナー像を多重転写される中間転写体３６と、感光体ドラム２０，２２の各々に形成されたトナー像を多重転写される中間転写体３８と、中間転写体３６，３８の各々の多重のトナー像を更に多重転写される中間転写体４０とを備えている。

フルカラープリンタの本体１０の内部下方には、記録用紙（シート）を収容する給紙カセット２５が配設されている。この給紙カセット２５から上方に向かって記録用紙を搬送する搬送経路が形成されている。その搬送経路の途中には、プリントヘッドデバイス１４の中間転写体４０及び定着装置２７が配設されている。また、本体１０の上面は、定着装置２７によりトナー像が定着された記録用紙が排出される排出トレイとしての機能を有する。

このように構成された画像形成装置において、光走査装置１２からのレーザー光束が、対応する感光体ドラム１６〜２２に入射し、これにより、感光体ドラム１６〜２２の表面に静電潜像が形成される。その後、現像装置２３により現像され、これにより、感光体ドラム１６〜２２に各色のトナー像が形成される。
そして、感光体ドラム１６に形成されたイエローのトナー像及び感光体ドラム１８に形成されたマゼンタのトナー像が、一定の速度で一方向に搬送される中間転写体３６に順次転写される。また、感光体ドラム２０に形成されたシアンのトナー像及び感光体ドラム２２に形成された黒のトナー像が、一定の速度で一方向に搬送される中間転写体３８に順次転写される。
その後、これら中間転写体３６，３８のトナー像は、最終的に中間転写体４０に転写された後に、給紙カセット２５から供給された記録用紙に一括して転写される。これによりカラー画像を得ることができる。記録用紙のカラー画像に対し、定着装置２７にて定着処理が施された後に、記録用紙は、本体１０の上面である排出トレイに排出される。

〔第１の実施の形態〕
次に、第１の実施の形態に係る光走査装置１２について図２〜図４を用いて更に詳しく説明する。
図３は、光走査装置１２の構成を示す斜視図である。
図３に示すように、光走査装置１２は、ハウジング２４（図２参照）の内部に、図１及び図２を用いて既に説明した構成のほかに、レーザー光源５１、第１の光学系としてのコリメートレンズ５２、スリット（アパーチャ(aperture)）５３（図４の（ａ）参照）、折返しミラー５４，５５、及び、第２の光学系としての光偏向器前光学系（偏向前光学系、レンズ光学系）６０が配置されている。
なお、ここにいう光偏向器は、図１及び図２に示す回転多面鏡２６と図示しない回転駆動部とから構成されており、偏向手段とも言うことができる。

ここで、上述した構成の場合に、図１及び図２に示す走査レンズ系２８を第３の光学系とも言うことができる。
付言すると、第１の光学系は、複数の独立したレーザー光源５１に各々対応した光学系である。この第１の光学系にはコリメートレンズ５２が含まれる。
第２の光学系は、複数の光ビームを光偏向器の回転多面鏡２６の同一の反射面（偏向面、反射偏向面）に各々主走査方向に長い線状の光ビームとして導く光学系である。第２の光学系は、複数の光ビームを共通に通過させるものである。
また、第３の光学系（偏向後光学系）は、光偏向器の回転多面鏡２６からの複数の光ビームを各々異なる被走査体（図２に示す感光体ドラム１６〜２２）上に導く光学系である。この第３の光学系には、走査レンズ系２８が含まれる。

このように構成された光走査装置１２において、各レーザー光源５１は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各画像信号により駆動され、発散光束となるレーザー光束を出射する。出射されたレーザー光束の各々は、コリメートレンズ５２によって変換され、平行なレーザー光束（レーザービーム）とされる。
平行光束とされた各レーザー光束の各々は、スリット５３を通過して不要光が除去される。そして、レーザー光束は、各色に対応した折返しミラー５４により反射され、各色に共通の折返しミラー５５を経て、光偏向器前光学系６０に入射する。
光偏向器前光学系６０では、レーザー光束が、主走査方向に直交する副走査方向に対応した方向においてのみ収束される。そして、レーザー光束は、主走査方向に各々長い線状の光束となって回転多面鏡２６の反射面に入射する。

ここで、図４の（ａ）は、各色に対応したレーザー光源５１から光偏向器前光学系６０（図５参照）へ各レーザー光束が進む場合の副走査方向の配置を説明するための説明図であり、折返しミラー５４，５５の図示を省略している。図４の（ｂ）は、レーザー光源５１の中心軸とコリメートレンズ５２の光軸との関係を説明する説明図である。
図４の（ａ）に示すように、各色に対応した半導体のレーザー光源５１は、光偏向器前光学系の光軸（母線）を含み、主走査平面に平行な軸Ｏに跨って副走査方向に所定の間隔をおいて配置されている。

また、図４の（ｂ）に示すように、レーザー光源５１の中心軸は、コリメートレンズ５２の光軸と各々副走査方向に所定のずれ量となるように設定されている。すなわち、レーザー光源５１のうち、軸Ｏ（図４の（ａ）参照）からの離間距離が大であるレーザー光源５１ａは、コリメートレンズ５２の光軸に対して、軸Ｏ（図４の（ａ）参照）から離間する方向のずれ量はＰ_Aである。また、レーザー光源５１のうち、軸Ｏ（図４の（ａ）参照）からの離間距離が小であるレーザー光源５１ｂは、コリメートレンズ５２の光軸に対して、軸Ｏ（図４の（ａ）参照）から離間する方向のずれ量はＰ_Bである。そして、ずれ量Ｐ_Aは、ずれ量Ｐ_Bよりも大きい（Ｐ_A＞Ｐ_B）。このように構成することにより、各レーザー光束が副走査方向に各々所定の角度を持って光偏向器前光学系６０に入射させることができる。
なお、図４の（ｂ）では、軸Ｏ（図４の（ａ）参照）を挟んで片側２組のレーザー光源５１ａ，５１ｂとコリメートレンズ５２との位置関係について図示しているが、残りの２組については、軸Ｏ（図４の（ａ）参照）を挟んで副走査方向に対称となるように配置されている。また、ここにいう軸Ｏ（図４の（ａ）参照）とは、光偏向器前光学系６０の光軸を含み、主走査平面に平行な軸をいう。

ここで、図２を用いて説明を続ける。図２に示すように、回転多面鏡２６の反射面に入射された各レーザー光束は、反射偏向されて走査レンズ系２８に入射する。走査レンズ系２８を透過した各レーザー光束は、分離多面鏡３０で反射された後に各々の光路に分離される。
この分離多面鏡３０の反射面は、略正方形の隣接する２つの辺を含む面（直交する２つの平面）で形成されている。そして、この分離多面鏡３０には、４本のレーザー光束が、ほぼ等間隔で２本ずつが対称の位置となる光路で入射するように、レーザー光源５１の各位置が調整されている。

また、分離多面鏡３０の反射面によって反射される各方向には、４本のレーザー光束をそれぞれ反射する各反射鏡３２が、分離多面鏡３０に対してほぼ対称の位置で４本配置されている。このため、分離多面鏡３０で分離されたレーザー光束の各々は、反射鏡３２を経て、シリンドリカルミラー３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋに至る。すなわち、反射鏡３２で反射されたそれぞれのレーザー光束は、分離多面鏡３０に対して略対称の各位置に４本配置されているシリンドリカルミラー３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋに入射し反射される。
レーザー光束は、このようにしてシリンドリカルミラー３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋにより反射され、その後に防塵ウィンドウ２４ａを通過する。回転多面鏡２６の回転に伴って、被走査体である感光体ドラム１６〜２２にスポット状に結像するように主走査方向に等速走査し、その表面に静電潜像が形成される。

次に、光偏向器前光学系６０について説明する。
図５は、第１の実施の形態に係る光偏向器前光学系６０の構成を説明するための説明図であり、（ａ）は主走査方向における位置関係を示し、（ｂ）は副走査方向における位置関係を示している。
図５に示すように、光偏向器前光学系６０は、第１シリンドリカルレンズ６１、第２シリンドリカルレンズ６２及び第３シリンドリカルレンズ６３の３枚からなる。第１シリンドリカルレンズ６１、第２シリンドリカルレンズ６２及び第３シリンドリカルレンズ６３の順にレーザー光源５１（図３又は図４参照）から遠ざかる位置に配置されている。
ここで、光偏向器前光学系６０の諸元を表１に示す。

表１に示すように、第１シリンドリカルレンズ６１では、第１の面（入射側の面）は副走査方向に曲率半径ｒが７０ｍｍの曲面である。また、第１シリンドリカルレンズ６１の第２の面（出射側の面）は、平面である。
第２シリンドリカルレンズ６２では、第１の面は副走査方向に−３３．５ｍｍの曲率半径ｒを有する曲面である。また、第２シリンドリカルレンズ６２の第２の面では、平面である。
第３シリンドリカルレンズ６３の第１の面では、平面である。また、第３シリンドリカルレンズ６３の第２の面では、副走査方向に−５２．７ｍｍの曲率半径ｒを有する曲面である。
すなわち、光偏向器前光学系６０は、レーザー光源５１（図３又は図４参照）から回転多面鏡２６に向けて順に、副走査方向が第１シリンドリカルレンズ６１での凸面−平面、第２シリンドリカルレンズ６２での凹面−平面、第３シリンドリカルレンズ６３での平面−凹面となるように構成配置されている。
なお、回転多面鏡２６の偏向反射面は、平面である。また、使用波長は、７８６．５ｎｍである。

このように、第１シリンドリカルレンズ６１は、副走査方向の屈折力が大きく、レーザー光束を集光させる作用をする。この意味において、第１シリンドリカルレンズ６１は、副走査方向のパワーが正である。
また、第２シリンドリカルレンズ６２は、副走査方向においてレーザー光束を発散させる作用をするものであり、副走査方向のパワーが負である。また、第３シリンドリカルレンズ６３は、副走査方向においてレーザー光束を集光させる作用をするものであり、副走査方向のパワーが正である。
なお、第１シリンドリカルレンズ６１、第２シリンドリカルレンズ６２及び第３シリンドリカルレンズ６３のいずれも副走査方向にのみパワーを有するものである。

表１に示すように、第１シリンドリカルレンズ６１の中心厚は５ｍｍであり、屈折率は１．６０９０６１である。第２シリンドリカルレンズ６２の中心厚は３ｍｍであり、屈折率は１．５１１１８３である。第３シリンドリカルレンズ６３の中心厚は３ｍｍであり、屈折率は、１．６０９０６１である。
また、第１シリンドリカルレンズ６１の第２の面と第２シリンドリカルレンズ６２の第１の面との空気間隔は、６４．６１６ｍｍである。第２シリンドリカルレンズ６２の第２の面と第３シリンドリカルレンズ６３の第１の面との空気間隔は、８１．８０５ｍｍである。第３シリンドリカルレンズ６３の第２の面と回転多面鏡２６の偏向反射面との空気間隔は、４２．５ｍｍである。

図５に示すように、このような光偏向器前光学系６０において、各色に対応したレーザー光源５１（図３参照）から出射した４本のレーザー光束のうち、外側２本が各々副走査方向に０．８°、内側２本が各々副走査方向に０．２６７°の角度を持って第１シリンドリカルレンズ６１に入射する。
４本のレーザー光束は、第２シリンドリカルレンズ６２を通過後、軸Ｏ（図４の（ａ）参照）で副走査方向に交差し、第３シリンドリカルレンズ６３を通過する。その後、回転多面鏡２６の偏向反射面上に主走査方向に長い線状のレーザー光束となって入射する。回転多面鏡２６の反射面に入射する際、外側２本が各々副走査方向に１．１９０°、内側２本が各々副走査方向に０．３９７°の角度を持っている。

図５に示すように、本実施の形態では、回転多面鏡２６の手前の位置で各レーザー光束を交差させるので、従来例と比較して、各レーザー光束の副走査方向角度が同じ場合に、回転多面鏡２６から分離多面鏡３０までの距離を等しくとると、副走査方向の各レーザー光束間の離間距離を大きくとることができ、光束分離がしやすくなる。言い換えると、各レーザー光束間の離間距離が同じならば、分離多面鏡３０（図１又は図２参照）を回転多面鏡２６に近づけて配置できるため、光走査装置自体を小型化することができる。また、副走査方向のパワーが正、負、正の順になるようにレンズを配置しているため、交差角度を浅くすることができ、特殊な形状のレンズを使わなくともビームの結像特性をよくすることができる。
また、本実施の形態では、光偏向器前光学系６０を複数のレンズからなるレンズ系で構成しているため、レンズの作用によりレーザー光束の位置が補正され、部品精度の影響を受け難くなる。したがって、製造ばらつきの感度を高めることもなく、光走査装置１２のハウジング（光学箱、筐体）２４の形状精度を緩和することができる。

ここで、例えば、光偏向器前光学系６０として複数の平面ミラーからなる平面ミラー系を採用する構成も考えられる。しかしながら、回転多面鏡２６の手前の位置で各レーザー光束を交差させるためには、平面ミラーを各々異なる角度で倒していくことによりレーザー光束に角度を付けていく必要がある。このため、平面ミラーを高い精度で設置しなければならず、光走査装置の筐体の形状が複雑になる。また、高い形状精度の確保が必要になり、製造コストを低減することが難しいという問題がある。
また、平面ミラーの反射により各レーザー光束の近接、離間を行うため、その角度は平面ミラーから光線が交差する位置までの距離のみにより決定される。すなわち、平面ミラーの位置では互いの光線が干渉しないように一定の間隔が必要とされるため、角度を小さくしたい場合には必然的に平面ミラーから光線が交差する位置までの距離が長くなる。したがって、平面ミラー系を採用すると、光偏向器前光学系６０の長さが長くなってしまい、コンパクト化の実現が困難であり、また、製造ばらつきの感度が高くなる。さらには、光走査装置の組立および光学調整の作業性の向上が難しい。
その一方で、本実施の形態のようにレンズ系を採用すると、上述したように、製造コストの低減を容易に行うことができ、また、コンパクト化を容易に実現することが可能になるという作用効果がある。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態に係る光走査装置１２について説明する。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態の場合と基本的な構成が共通するので、共通する個所については説明を省略し、相違する個所について以下説明することとする。
ここで、本実施の形態では、光偏向器の回転多面鏡２６の反射面に入射するレーザー光束の主走査方向幅は反射面の主走査方向幅よりも広い光束である、いわゆるオーバーフィールド入射光学系を構成している（図６参照）。第１の実施の形態の場合は、アンダーフィールド入射光学系である（図３参照）。この点で、本実施の形態は、第１の実施の形態と相違するものである。
本実施の形態のようなオーバーフィールド入射光学系を採用すると、アンダーフィールド入射光学系よりも回転多面鏡２６の径を小さくすることができる。このため、回転多面鏡２６の面数を増やしても回転多面鏡２６の大径化を避けることができる。そして、回転多面鏡２６の軽量化及び慣性モーメントの低減化が可能になり、高速回転化対応が可能となる。すなわち、画像形成装置のプロセス速度が速い場合には、オーバーフィールド光学系の方が対応しやすく適している。

また、本実施の形態では、第１の実施の形態での光偏向器前光学系６０とは異なる光偏向器前光学系７０を採用している。このため、以下、光偏向器前光学系７０について図６を用いて説明する。
図６は、第２の実施の形態に係る光偏向器前光学系の構成を説明するための説明図であり、（ａ）は主走査方向における位置関係を示し、（ｂ）は副走査方向における位置関係を示している。
図６に示すように、光偏向器前光学系７０は、第１シリンドリカルレンズ７１、第２シリンドリカルレンズ７２、第３シリンドリカルレンズ７３及び球面レンズ７４という４枚のレンズを有する。また、光偏向器前光学系７０は、光量補正用のフィルタ７５を有する。レーザー光源５１に最も近い位置に第１シリンドリカルレンズ７１が配置されていて、球面レンズ７４、フィルタ７５、第２シリンドリカルレンズ７２及び第３シリンドリカルレンズ７３の順に回転多面鏡２６に近い位置になる。
ここで、光偏向器前光学系７０の諸元を表２に示す。

表２に示すように、第１シリンドリカルレンズ７１の第１の面（入射側の面）は、副走査方向に曲率半径ｒが５５．５５ｍｍの曲面である。第１シリンドリカルレンズ７１の第２の面（出射側の面）は、平面である。
球面レンズ７４の第１の面は、−３９．２２ｍｍの曲率半径ｒを有する球面である。球面レンズ７４の第２の面は、平面である。
第２シリンドリカルレンズ７２の第１の面は、平面である。また、第２の面は、副走査方向には−４５．２９ｍｍの曲率半径ｒを有する曲面である。
第３シリンドリカルレンズ７３の第１の面は、平面である。また、第２の面では、主走査方向には−８５．４ｍｍの曲率半径ｒを有する曲面である。

すなわち、光偏向器前光学系７０は、レーザー光源５１から回転多面鏡２６に向けて順に、副走査方向において、凸面−平面（第１シリンドリカルレンズ７１）、凹面−平面（球面レンズ７４）、平面−凸面（第２シリンドリカルレンズ７２）、平面−平面（第３シリンドリカルレンズ７３）となるように構成されている。また、光偏向器前光学系７０は、レーザー光源５１から回転多面鏡２６に向けて順に、主走査方向において、平面−平面（第１シリンドリカルレンズ７１）、凹面−平面（球面レンズ７４）、平面−平面（第２シリンドリカルレンズ７２）、平面−凸面（第３シリンドリカルレンズ７３）となるように構成されている。
ここで、第１シリンドリカルレンズ７１では副走査方向のパワーが正であり、球面レンズ７４では副走査方向のパワーが負であり、第２シリンドリカルレンズ７２は副走査方向のパワーが正である。また、球面レンズ７４では主走査方向のパワーが負であり、第３シリンドリカルレンズ７３では主走査方向のパワーが正である。
なお、回転多面鏡２６の偏向反射面は、平面である。また、使用波長は、７８６．５ｎｍである。

表２に示すように、第１シリンドリカルレンズ７１の中心厚は３ｍｍであり、屈折率は１．７１１８４７である。球面レンズ７４の中心厚は３ｍｍであり、屈折率は１．５１１１８３である。第２シリンドリカルレンズ７２の中心厚は３ｍｍであり、屈折率は１．７１１８４７である。第３シリンドリカルレンズ７３の中心厚は５ｍｍであり、屈折率は、１．５１１１８３である。
また、第１シリンドリカルレンズ７１の第２の面と球面レンズ７４の第１の面との空気距離は、４０．２４４ｍｍである。球面レンズ７４の第２の面と第２シリンドリカルレンズ７２の第１の面との空気間隔は、８８．２６１ｍｍである。第２シリンドリカルレンズ
７２の第２の面と第３シリンドリカルレンズ７３の第１の面との空気間隔は、７．２ｍｍである。第３シリンドリカルレンズ７３の第２の面と回転多面鏡２６の偏向反射面との空気間隔は、３１．９９８ｍｍである。
表２に示すように、レンズ入射角度（副走査方向）は、外側のレーザー光束が０．３°、内側のレーザー光束が０．１０１°である。また、偏向反射面入射角度（副走査方向）は、外側のレーザー光束が１．１８７°、内側のレーザー光束が０．３９７°である。

図６に示すように、このような光偏向器前光学系７０において、各色に対応したレーザー光源５１（図３参照）から出射した４本のレーザー光束のうち、外側２本が各々副走査方向に０．３°、内側２本が各々副走査方向に０．１０１°の角度を持って第１シリンドリカルレンズ７１に入射する。４本のレーザー光束は、球面レンズ７４を通過後、軸Ｏ（図４の（ａ）参照）で交差し、フィルタ７５、第２シリンドリカルレンズ７２、第３シリンドリカルレンズ７３を通過する。そして、４本のレーザー光束は、光偏向器の回転多面鏡２６の偏向反射面上に集束するように入射する。
ここで、光偏向器前光学系７０により形成されて回転多面鏡２６の偏向反射面に導かれるレーザー光束の主走査方向幅は、副走査方向及び主走査方向のパワーが負である球面レンズ７４に入射するレーザー光束の主走査方向幅より大きい。

また、主走査方向においては、コリメートレンズ５２（図４参照）を通過した後に発散光束とされた各レーザー光束は、第１シリンドリカルレンズ７１を通過した後、負の球面レンズ７４によりさらに発散させられ、第２シリンドリカルレンズ７２を通過した後に、主走査方向に正の第３シリンドリカルレンズ７３によって平行光束とされて偏向反射面上に偏向反射面の主走査方向幅より長い光束となって入射する。
このように、コリメートレンズ５２（図４参照）及び球面レンズ７４で光束の主走査方向幅を拡張し、フィルタ７５により補正を加えることにより、被走査面上での光量分布均一性を確保している。

以上、第２の実施の形態について説明したが、その一変形例を説明する。なお、この変形例は、第２の実施の形態の場合と同様のオーバーフィールド入射光学系を採用したものである。また、この変形例は、第２の実施の形態に係る光偏向器前光学系７０と基本的な構成は共通するので、その説明を省略する。
この変形例では、以下に示すように光偏向器前光学系７０の諸元が異なる。変形例における光偏向器前光学系７０の諸元を表３に示す。

この変形例における基本的な構成は上述した第２の実施の形態の場合と同じである。具体的には、光偏向器以降の構成は同一であり、その説明を省略する。
表３に示すように、この変形例が表２の場合と異なる点は、次のとおりである。すなわち、第１シリンドリカルレンズ７１´の第１の面（入射側の面）は、副走査方向の曲率半径ｒが６０．２９ｍｍの曲面である。球面レンズ７４´の第１の面は、主走査方向の曲率半径ｒが−３１．３８ｍｍの曲面である。第２シリンドリカルレンズ７２´の第２の面（出射側の面）は、副走査方向の曲率半径ｒが−５５ｍｍの曲面である。第３シリンドリカルレンズ７３´の第２の面は、主走査方向の曲率半径ｒが−８４ｍｍの曲面である。
第１シリンドリカルレンズ７１´の中心厚は５ｍｍであり、屈折率は１．６０９０６１である。第２シリンドリカルレンズ７２´の屈折率は１．６０９０６１である。また、第１シリンドリカルレンズ７１´の第２の面と球面レンズ７４´の第１の面との空気間隔は、５５．６２４ｍｍである。球面レンズ７４´の第２の面と第２シリンドリカルレンズ７２´の第１の面との空気間隔は、９０．８７２ｍｍである点でも表２の場合と異なる。
また、レンズ入射角度（副走査方向）が外側で０．６°、内側で０．２０１°である。

このように構成された変形例では、コリメートレンズ５２（図４参照）を出射するレーザー光束の発散度を弱めている。このようにすることで、被走査面でのスポット径を同一にしようとした場合に、第２の実施の形態と比較して、多くの光量を取り込むことができるので、高速化による光量不足を解消できる。また、コリメートレンズ５２（図４参照）からの発散度合が第２の実施の形態と比較して緩やかであるため、コリメートレンズ５２（図４参照）から第１シリンドリカルレンズ７１（図６参照）までの寸法や、コリメートレンズ５２（図４参照）からスリットまでの寸法に比較的自由度ができ、レイアウト上有利である。

本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した概略構成図である。 図１の光走査装置の概略構成図である。 光走査装置の構成を示す斜視図である。 （ａ）は、各色に対応したレーザー光源から光偏向器前光学系へ各レーザー光束が進む場合の副走査方向の配置を説明するための説明図であり、（ｂ）は、レーザー光源の中心軸とコリメートレンズの光軸との関係を説明する説明図である。 第１の実施の形態に係る光偏向器前光学系の構成を説明するための説明図である。 第２の実施の形態に係る光偏向器前光学系の構成を説明するための説明図である。

符号の説明

１２…光走査装置、１６，１８，２０，２２…感光体ドラム、２６…回転多面鏡、２８…走査レンズ系、５１…レーザー光源、６０，７０…光偏向器前光学系、６１，７１…第１シリンドリカルレンズ、６２，７２…第２シリンドリカルレンズ、６３，７３…第３シリンドリカルレンズ、７４…球面レンズ

Claims (4)

1. 複数の独立した光源と、
   受けた光ビームを偏向する光偏向器と、
   前記光源の各々で発生した光ビームが共通に通過すると共に、通過する当該光ビームを主走査対応方向に長い線状の光ビームとして前記光偏向器に導く偏向前光学系と、
   前記光偏向器により偏向された光ビームの各々を、対応する被走査体に導く偏向後光学系と、
   を含み、
   前記偏向前光学系は副走査対応方向にパワーを有する光学系で構成され、前記光偏向器により偏向される光ビームを副走査対応方向にパワーを有する当該光学系にて副走査対応方向に交差させた後に当該光偏向器に導くものであり、
   前記偏向前光学系の副走査対応方向にパワーを有する前記光学系は、副走査対応方向のパワーが正である第１正レンズと、副走査対応方向のパワーが正である第２正レンズと、当該第１正レンズと当該第２正レンズとの間に位置し、副走査対応方向のパワーが負である負レンズと、を備え、
   前記第１正レンズを通過した前記複数の光源からの光ビームが前記負レンズと前記第２正レンズとの間で副走査対応方向に交差することを特徴とする光走査装置。
2. 前記偏向前光学系の副走査対応方向にパワーを有する前記光学系は、副走査対応方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ系であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記偏向前光学系の副走査対応方向にパワーを有する前記光学系は、前記複数の光源から前記光偏向器に向けて順に、副走査対応方向に凸面−平面のレンズと、副走査対応方向に凹面−平面のレンズと、副走査対応方向に平面−凸面のレンズとなるように構成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. 請求項１に記載の光走査装置と、
   像担持体と、
   を備え、
   前記像担持体に形成した静電潜像を現像剤で現像して画像を形成する画像形成装置。

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