JP4917320B2 - 光走査装置・画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光書き込みを行う光走査装置、該光走査装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関する。

特許文献１には、走査結像光学系に複数の回転非対称レンズを含み、これら回転非対称レンズのレンズ面の子線頂点を結ぶ母線形状を副走査方向に湾曲させた、走査光学装置及びレーザビームプリンタ装置が開示されている。
特許文献２には、複数の光源からの光ビームを単一の偏向手段で偏向し、変更手段の同一面で偏向した複数の光束に対して、共通に配置された第１光学系と、複数の光束に対応するように配置された第２光学系とを有したタンデム走査光学系が開示されている。
特許文献３には、カラーレーザプリンタ等の各色の画像形成位置の書き出し位置を１クロック誤差以内で補正する手段を有する例が開示されている。
特許文献４には、画像形成装置において主走査方向の画像形成位置のずれを主走査方向の書き出し位置と書き終わり位置とを調整する例が開示されている。

特許文献４には、複数のビーム光束を一つの偏向器で偏向走査し、偏向器が２段に分割されたポリゴンミラーで構成された光走査装置が開示されている。
特許文献６には、走査線曲がりを補正する補正反射面を有し、反射面の副走査断面内における固有傾きが、入射位置に応じて定められている走査結像光学系が開示されている。
特許文献７には、画像形成を行う画素クロックの各信号の位相を、高周波クロック生成手段からのクロック信号のタイミングにより位相データに基づいて位相をシフトする機能を有する画素クロック生成装置において、位相シフトを行うデータを、複数の連続したクロック信号から構成するデータ領域単位で制御値を設定することを特徴とする画素クロック生成装置が開示されている。

特開平１０−０７３７７８号公報 特開２００３−０７５７５１号公報 特開２０００−２３８３１９号公報 特開２０００−２８９２５１号公報 特開２００５−０９２１４８号公報 特開平１１−０３８３４８号公報 特開２００３−１０３８３０号公報 特許第３４５０６５３号公報

近年、レーザープリンタや複写機のカラー化・高速化が急速に進んでいる。このため、これらの機器に用いられる光ビーム走査装置にも複数の感光体に対して一度に複数の走査線を形成できるものが求められてきている。
このような要求を満足する方式として、例えばＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）に対応した四つの感光体を並べるタンデム方式などがある。
しかし、前記のタンデム方式では四つの走査光学系が存在するため、相対的な個体差、組み付け誤差、不均一な温度変動などにより、走査光学系ごとに個別にドットの位置ずれが発生する。
このため、各々の光ビームで描かれた潜像を各色のトナーにより重ね合わせ可視化した際に、色ずれとなって現れてしまうという問題点がある。

この色ずれを低減させる手段として、いくつかの方法が提案されている。例えば、特許文献５に開示された方法がある。この方法では、最も偏向器に近いレンズを複数の走査光学系で共通に用いることで、温度変動のレンズへの影響を各色に対して等しく与えるようにし、相対的なドット位置ずれを低減させ、色ずれの低減を実現している。
しかし、この方式では副走査平面内において偏向面に対して垂直に入射する光ビームを含むため、ポリゴンミラーは２段に分割されており、副走査方向の高さが必要となる。このようなポリゴンスキャナを用いるとコストが増大してしまうという問題点があった。また、風損により必要なエネルギーも多く、消費電力も大きかった。

また、タンデム方式に適した、低コストな走査光学系として、光偏向器の偏向反射面の法線に対し、副走査方向に角度をもって入射する斜入射光学系がある。
低コスト化の面から、全ての光ビームは偏向器の同一偏向面によって偏向され、最も偏向器側のレンズは全ての光ビームが共通に通過するようにすることが望ましい。このような走査光学系として、特許文献２に開示されたものがあるが、光学性能については開示されてはいない。
斜入射光学系には、「走査線曲がり」が大きいという問題がある。この走査線曲がり発生量は、各光ビームの副走査方向の斜入射角により異なり、各々の光ビームで描かれた潜像を各色のトナーにより重ね合わせ可視化した際に、色ずれとなって現れてしまう。
また、斜入射することにより、光束が走査レンズにねじれて入射することで、波面収差も増大し、特に周辺の像高で光学性能が著しく劣化し、ビームスポット径が太ってしまい、高画質化を妨げる要因となる。

斜入射光学系では、光源側からの光束をポリゴンミラーの回転軸に向けて入射させるために、主走査方向で走査レンズの光軸と重なる位置に光源を配置した場合、走査レンズとの干渉を避けるために斜入射角は増大してしまう。
斜め入射方式におけるもう１つの問題は、光線スキューにより周辺像高（走査線の両端部近傍）で波面収差の大きな劣化が発生し易いことである。
このような波面収差が生じると、周辺像高で光スポットのスポット径が大径化してしまう。この問題を解決できないと、近来強く要請されている「高密度の光走査」を実現できない。
光束のねじれによる波面収差の発生量は、偏向面への斜入射角度に依存し、一般に斜入射角度の増加に比例する。よって、異なる斜入射角度の光束を同時に走査する片側走査タンデム斜入射光学系で「高密度の光走査」を実現するためには、斜入射角度ごとに異なる面形状とし、諸収差を良好に補正する必要がある。

斜め入射方式の問題点といえる上記「走査線曲がりと波面収差の劣化」を良好に補正できる光ビーム走査装置として、走査結像光学系に複数の回転非対称レンズを含め、これら回転非対称レンズのレンズ面の子線頂点を結ぶ母線形状を副走査方向に湾曲させたものが提案されている（特許文献１）。
しかし、上記「子線頂点を結ぶ母線形状を副走査方向に湾曲させたレンズ面」を有するレンズは、母線を湾曲させることで諸問題を解決しており、同一のレンズに異なる被走査面に向かう複数の光束を入射させた場合、母線形状を湾曲させることにより一方の光束に対しては諸問題の解決がなされるが、他方の光束については走査線曲がりや波面収差を低減させることは困難であり、片側走査タンデム斜入射光学系の走査レンズとして用いるには問題がある。

一度の走査で同時に複数の感光体を走査露光するタンデム光学系においては、色ずれの低減が課題となっている。この課題を簡素な方法で解決する必要がある。
主走査方向の色ずれは、主走査方向のドット位置がステーション間で異なった場合にカラー画像として現像された際に発生する。主走査方向のドット位置は走査光学系のリニアリティ特性に依存している。
よって、タンデム光学系内の異なる斜入射角度の走査光学系において、それぞれのリニアリティ特性を略一致させることにより主走査方向の色ずれを大いに低減することが可能となる。

以上のことに鑑み、本発明では、少なくとも主走査方向の形状が走査光学系間で異なるタンデム方式の光走査光学装置において、それぞれの走査光学系のリニアリティ特性の形状を略一致させることにより主走査方向の色ずれを十分に低減させることを第一の目的としている。
また、光偏向器の小型化や、マルチビームによる光偏向器である回転多面鏡の回転数低下による消費電力の低下など、環境を考慮した光走査装置の実現、及び、前記説明の目的を達成する画像形成装置の実現を、第２の目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、光源と、該光源からの光ビームを偏向走査する偏向器と、該偏向器によって偏向された複数の光ビームを複数の被走査面に集光させる、複数のレンズからなる結像光学系と、有効書込開始位置または／及び終了位置と略同位置に走査した際に信号検出する検出手段と、を有し、前記検出手段の検出信号に基づいて走査線の長さを補正する光走査装置において、
異なる被走査面に向かう複数の光ビームは、前記偏向器の回転軸に垂直な断面で、かつ、前記結像光学系の中心像高に向かう光ビームの入射点または射出点を含む断面の形状がそれぞれ異なるレンズ面を通過するか、もしくは少なくとも主走査方向に異なる形状のレンズを通過し、各々の光ビームのリニアリティ特性はそれぞれ略一致し、前記光ビームの像高ごとのリニアリティ特性の差分の最大値をΔＬｉｎ _Ｍａｘ 、前記結像光学系における各レンズのリニアリティ特性の偏差をＬｉｎ _Ｗｉｄ とするとき、以下の条件式を満足し、
｜ΔＬｉｎ _Ｍａｘ ／Ｌｉｎ _Ｗｉｄ ｜＜０．１
前記複数の光ビームは、副走査方向において前記偏向器の回転軸に垂直な平面に対して角度を有し、前記偏向器の偏向面に斜め入射し、
前記複数の光ビームはそれぞれ副走査方向における入射角度の絶対値が異なっていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光走査装置において、全ての光ビームを前記偏向器の同一偏向面で偏向し、偏向された全ての光ビームが前記偏向器に最も近いレンズを通過することを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の光走査装置において、前記被走査面に最も近いレンズは、中心像高への光ビームが光学面基準軸と略一致していることを特徴とする。
ここで光学面基準軸とは、面形状を表現する表現式の原点同士を結ぶ直線のことを指す。
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の光走査装置において、前記被走査面における光ビーム照射位置を主走査方向について補正する手段を有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の光走査装置において、前記補正する手段が、高周波クロック生成手段からのクロック信号のタイミングにより画像形成を行う画素クロックの各信号の位相を、位相データに基づいてシフトする機能を有する画素クロック生成装置であり、主走査方向の各像高でのドット位置ずれ量に基づいて前記位相データを補正することを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の光走査装置において、前記光源としてマルチビーム光源を用いることを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、画像形成装置において、請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載の光走査装置を電子写真の書込手段として用いることを特徴とする。

本発明によれば、主走査方向の色ずれを低減した光走査装置を得ることができるため、従来以上に高画質なデジタル複写機等の画像形成装置を実現することができる。
また、より主走査方向の色ずれを低減した光走査装置を得ることができるため、より高画質なデジタル複写機等の画像形成装置を実現することができる。
また、光走査装置の構成をより簡素にできるため、高画質で低コストなデジタル複写機等の画像形成装置を実現することができる。
また、温度変動があっても主走査方向の色ずれへの影響が少ない光走査装置を得ることができるため、高画質なデジタル複写機等の画像形成装置を実現することができる。
また、主走査方向のリニアリティ特性のより適切な補正が可能となるので、より高画質なデジタル複写機等の画像形成装置を実現することができる。
また、より高速な光走査装置を得ることができるため、高画質で高速なデジタル複写機等の画像形成装置を実現することができる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図１２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて、斜入射光学系の一形態を説明する。光源としての図示しない半導体レーザから放射された発散性の光束は、第１光学系としてのカップリングレンズ３０により以後の光学系に適した光束形態に変換される。カップリングレンズ３０により変換された光束形態は、平行光束であることも、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束であることもできる。
カップリングレンズ３０からの光束は第２光学系としてのシリンドリカルレンズ３１により副走査方向に集光され、ポリゴンミラーを回転させる光偏向器（以下、単に偏向器という）３２の偏向反射面に入射する。ここでは、偏向器３２はポリゴンミラーを指すものとして説明する。
図に示すように、光源側からの光束は、ポリゴンミラーの偏向反射面の回転軸に直交する平面に対して傾いて入射する。従って、偏向反射面により反射された光束も、前記平面に対して傾いている。

回転多面鏡の回転軸に直交する平面に対し角度を有する光ビームは、所望の角度に光源装置、カップリング光学系、第２光学系を傾けて配置しても良いし、折返しミラーを用いて角度をつけても良い。また、第１光学系の光軸を副走査方向にシフトすることで、偏向反射面に向かう光ビームに角度をつけても構わない。
偏向反射面により反射された光束は、ポリゴンミラーの等速回転とともに等角速度的に偏向され、第３光学系としての走査光学系（結像光学系）３３を透過して、被走査面３４上に集光する。これにより、偏向光束は被走査面３４上に光スポットを形成し、被走査面３４の光走査を行う。
本実施形態では、偏向器３２の回転軸に直交する平面に対して鏡面対称に、二つの異なる斜入射角度（内側±１．４６°、外側±３．３０°）の光束をそれぞれ入射させることで、カラー画像形成に必要な４本の感光体を同時に走査可能な片側走査タンデム斜入射光学系としている。図１において、符号３７はアパーチャを、Ｍは折り返しミラーを示している。

図２は、本実施形態における副走査対応方向から見た偏向後の片側走査斜入射光学系の光路図の一例を示している。
偏向された４本の光ビームは、結像光学系を構成する複数のレンズのうち、最も偏向器側の第１走査結像レンズ３５を共通に通過した後、第２走査結像レンズ３６を通過するとともに、適宜折り返しミラーＭ（Ｍ１、Ｍ２）により光路を折り曲げられて、被走査面としての感光体７上に集光される。

ここで、第１走査結像レンズ３５の基準軸は、偏向器３２の回転軸に直交する平面に対して平行である。また、基準軸を含み偏向器３２の回転軸に直交する平面を基準面とする。同じ像高に対する異なる斜入射角度の光線は副走査方向に異なるレンズ高さを通過している。このため、それぞれ基準面に平行な方向のパワーが異なる断面内を通過することになる。
また、第２走査結像レンズ３６の基準軸は、中心像高への光ビームと一致するよう、副走査方向について斜入射角度と等しくチルト、および必要量シフトしている。また、第２走査結像レンズ３６は斜入射角度ごとに異なる面形状を有している。

図３に示すような従来の水平対向走査方式の光ビーム走査装置においては、図４（ａ）に示すが如く、各々対応する被走査面に向かう光束を分離に必要な間隔Ｚを得るために、２段化されたポリゴンミラー４０を使用している。２段化することなく一段で使用しても良いが、ポリゴンミラー部の副走査方向の厚さが厚くなり、高速化、低コスト化に不向きとなる。図３において、符号４１は光源を、４２は第１走査結像レンズを、４３は第２走査結像レンズをそれぞれ示している。
一方、本発明のような斜入射光学系では、ポリゴンミラーの偏向反射面において、複数の光ビームを副走査方向に所定の間隔を持たせる必要がない。
つまり、図４（ｂ）に示すが如く、ポリゴンミラー３２の反射面の法線に対し、副走査方向に異なる角度を持つ複数光源装置からの光ビームの対を、図中左右より同一のポリゴンミラー３２の異なる反射面に入射させることで、ポリゴンミラー３２の偏向反射面を形成する多面体を一段で、かつ、副走査方向の厚みを低減でき、回転体としてのイナーシャを小さくでき、起動時間を短くできる。
また、従来の対向走査方式における２段化されたポリゴンミラー４０に対し、コストダウン可能である。

従来の水平入射に対し、副走査方向に斜め入射させる方式では、走査レンズに副走査方向に角度を持って入射することにより、諸収差量が増大し、光学性能が劣化することは公知である。
本発明では、像高に応じて副走査方向の曲率が変化する面（以下、特殊トロイダル面という）を用い、前記光学性能の劣化を補正しているが、ポリゴンミラーの偏向反射面の法線に対する角度（副走査方向に斜入射する角度）を小さくすることで、光学性能の劣化を小さく抑えることが可能となり、良好な光学性能を実現することができる。
この結果、安定したビームスポット径を得ることが可能となり、ビームスポット径の小径化による画質向上にも有利となる。

片側走査方式で最も斜入射角を小さく設定するためには、特許文献５に開示の例の如く、水平入射と斜入射の組合せ（図５（ａ）参照）も考えられるが、ポリゴンミラーの小型化に対しては、従来の水平入射（図５（ｂ）参照）に比べ改善されるが、図５（ｃ）に示す形態が最も小型で諸課題の解決が可能となる。
前述の本発明に係る光ビーム走査装置の実施形態によれば、偏向手段としてのポリゴンミラーの偏向反射面で反射される、複数の光源装置からの光ビームを、ポリゴンミラーの偏向反射面の法線に対し、複数の角度を持つ（副走査方向に角度を持つ）光ビームとして走査レンズに入射させることで、図５（ｃ）に示すように、ポリゴンミラーの高さｈを大幅に低減することが可能となり、対向走査方式の説明と同様に、ポリゴンミラーの偏向反射面を形成する多面体を一段で、かつ、副走査方向の厚みを低減でき、回転体としてのイナーシャを小さくでき起動時間を短くできる。
また、従来の対向走査方式における２段化されたポリゴンミラー４０に対し、コストダウン可能である。

ところで、従来の水平入射に対し、副走査方向に斜入射させる本方式では、「走査線曲がり」が大きいという問題がある。この走査線曲がり発生量は、前記各光ビームの副走査方向の斜入射角により異なり、各々の光ビームで描かれた潜像を各色のトナーにより重ね合わせ可視化した際に、色ずれとなって現れてしまう。
また、斜入射することにより、光束が走査レンズにねじれて入射することで、波面収差も増大し、特に周辺の像高で光学性能が著しく劣化し、ビームスポット径が太ってしまい、高画質化を妨げる要因となる。
斜入射光学系における、波面収差の発生と走査線曲がりの発生について説明する。
まず、走査線曲がりの発生について説明する。例えば、走査光学系を構成する走査レンズ、特に副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズ（図１では第２走査結像レンズ３６）入射面の主走査方向の形状が、偏向反射面の光ビームの反射点を中心とする円弧形状でない限り、主走査方向のレンズ高さにより偏向器の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離は異なる。
通常、走査レンズを前記形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。つまり、図１に示す如く、通常の光ビームは、偏向器３２により偏向走査され、各像高にて主走査断面において、レンズ面に対し垂直入射することはなく、主走査方向にある入射角を持って入射する。

副走査方向に角度を持っている（斜入射されているため）ことにより、偏向器３２により偏向反射された光ビームは、像高により偏向器３２の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離は異なり、走査レンズへの副走査方向の入射高さが周辺に行くほど中心より高い位置、もしくは離れた位置（光ビームの副走査方向にもつ角度の方向により異なる）に入射される。
この結果、副走査方向に屈折力を持つ面を通過する際に、副走査方向に受ける屈折力が異なり走査線曲がりが発生してしまう。通常の水平入射であれば、偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なっても、光ビームは走査レンズに対し水平に進行するため、走査レンズ上での副走査方向の入射位置が異なることはなく、走査線曲がりの発生が生じない。

斜入射による波面収差劣化について説明する。
先の説明の如く、走査光学系を構成する走査レンズ入射面の主走査方向の形状が、偏向反射面の光ビームの反射点を中心とする円弧形状でない限り、像高により偏向器の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離は異なる。通常、走査レンズを前記形状にすることは、光学性能を維持する上で困難である。つまり、通常の光ビームは、偏向器により偏向走査され、各像高にて主走査断面において、レンズ面に対し垂直入射することはなく、主走査方向にある入射角を持って入射する。

偏向器により偏向反射された光ビームの光束は、主走査方向にある幅を持っており、光束内で主走査方向の両端の光ビームは、偏向器の偏向反射面から走査レンズ入射面までの距離が異なり、副走査方向に角度を持っている（斜入射されているため）ことにより、図６に示すように、走査レンズにねじれた状態で入射することになる。
この結果、波面収差が著しく劣化し、ビームスポット径が太る。主走査方向の入射角は、周辺像高に行くほどきつくなり、光束のねじれは大きくなり、周辺に行くほど波面収差の劣化によるビームスポット径の太りは大きくなる。
また、図６から明らかなように、斜入射角が大きいほど周辺における光束のねじれは大きくなっている。このため、斜入射角度ごとに個別の面形状による収差補正が必要となる。

本実施形態においては、特殊トロイダル面を採用し、波面収差及び副走査横倍率偏差を補正している。また、走査線曲がりの補正は、レンズ面を副走査方向にチルト偏芯させることでも補正可能である。
像高間での副走査方向の走査位置、及び、劣化した波面収差量のバランスを取ることにより、各像高での走査位置や波面収差を補正し、被走査面上での走査線曲がりや波面収差の劣化によるビームスポット径の太りを補正している。
しかし、レンズ面に入射する光束のねじれ（スキュー）による波面収差の劣化量や、回転多面鏡に斜入射する事による像高間での物点の副走査方向の変化量、偏向反射面からレンズ面までの距離は、像高間で異なるため、波面収差の補正や走査線曲がりの補正を完全に行うことはできない。

よって、波面収差をより良好に補正した走査光学系とするには、複数の光ビームが共に通過する偏向器側の走査レンズを、像高に応じて副走査方向の曲率が変化する特殊トロイダル面とし、さらに副走査方向の近軸パワーをゼロかゼロに近いレンズとするとよい。さらに望ましくは、前記近軸曲率をゼロかゼロに近い面とするとよい。
副走査方向の近軸曲率をゼロとしているのは、レンズの基準軸近傍ではレンズ面に入射する光束のねじれ（スキュー）による波面収差の劣化が少ないためである。ここでレンズの基準軸とは、レンズ形状を表現する式の原点を結んだ線のことを指す。
また、このような平面的な構成とすることで、組み付け時等で偏心しても性能の変動が少ない光学系となっている。

波面収差の劣化は、特に副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズへの入射時に、光束がねじれることにより大きく発生するため、波面収差の補正のためには、前記副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズへの入射高さを補正し、被走査面上で一点に集光するようにする必要がある。
特殊トロイダル面で波面収差を補正する場合、第２走査結像レンズ３６への入射高さを高くし、光束内の主走査方向両端の光ビームについても、周辺に行くほど副走査方向に強い屈折力を持つ第２走査結像レンズ３６への副走査方向の入射高さを高くすることで補正可能となる。
つまり、最も副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズより偏向器側の走査レンズに、偏向器の偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度を持つ光ビームに対し、周辺に向かいより負のパワーが大きくなるように特殊トロイダル面を形成し、副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズへの副走査方向の入射位置を調整することで、波面収差の劣化を補正可能となる。

このため、波面収差の補正を行うために用いる特殊面は、副走査方向に最も強い屈折力を持つ被走査面側の走査レンズではなく、偏向器側のレンズ（第１走査結像レンズ３５）に設けている。
偏向器に近い走査レンズ（第１走査結像レンズ３５）の特殊トロイダル面で波面収差補正を行い、被走査面に近い走査レンズ、すなわち副走査方向に強い屈折力を持つ走査レンズ（第２走査結像レンズ３６）の特殊面で走査線曲がり補正を行うように、それぞれの補正機能を分離することで、ビームスポット径の更なる小径化と走査線曲がりの低減を達成可能となる。

片側走査斜入射光学系のような、異なる斜入射角で光ビームが入射する光学系では、異なる斜入射角度ごとに前述の走査線曲がりおよび波面収差発生量が異なる。
このため、異なる斜入射角度ごとに異なる面形状である面を少なくとも一面有するのが収差補正面からは好ましい。
主走査方向の色ずれは主走査方向のドット位置がステーション間で異なった時に発生するが、主走査方向のドット位置は走査光学系のリニアリティ特性に依存している。通常、異なる斜入射角度ごとに異なる面形状とした場合リニアリティ特性も変化してしまい、ステーション間のリニアリティ特性の差が色ずれとして発生してしまう。
よって、タンデム光学系内の異なる斜入射角度の走査光学系において、色ずれの発生を抑えるためには、それぞれのリニアリティ特性を略一致させることが必要となる。

リニアリティ特性とは、各評価像高における理想走査速度に対する比を表し、以下の式で定義される。
Ｌｉｎ＝｛ｄＨｒ（θ）／ｄＨｉ（θ）−１｝・１００（％）
ここで、Ｈｒ（θ）、Ｈｉ（θ）は、画角θにおける実像高および理想像高をそれぞれ表している。よって、走査中心などの、Ｈｒ（θ）とＨｉ（θ）が一致する像高ではリニアリティ特性は０％となる。
従来、光ビームが、２つの光検知部を横切る走査時間を計測手段としてのカウンタ回路にて計測し、その走査時間に基づき２点間の走査線の長さを補正することが行われている。
このとき、走査端でのドット位置は一致させることは可能であるが、それぞれのステーションでリニアリティ特性が異なっている場合には中間像高ではステーション間でリニアリティ特性の相違によりドット位置がずれてしまい、色ずれが発生してしまう。

しかし、異なるステーション間でリニアリティ特性を略一致させた場合には、同じ像高への光ビームは主走査方向の同じ位置に走査されるために色ずれとはならない。
さらに主走査方向の色ずれを低減させるには以下の条件式を満足させるのがよい。
｜ΔＬｉｎ_Ｍａｘ／Ｌｉｎ_Ｗｉｄ｜＜０．１
ここで、ΔＬｉｎ_Ｍａｘは異なる主走査形状を有する走査光学系間の同一像高におけるリニアリティ特性の差分の最大値を、Ｌｉｎ_Ｗｉｄはある走査光学系におけるリニアリティ特性の偏差をそれぞれ表す。
｜ΔＬｉｎ_Ｍａｘ／Ｌｉｎ_Ｗｉｄ｜は、異なる主走査形状を有する走査光学系間の同一像高におけるリニアリティ特性の差分の最大値と、ある走査光学系におけるリニアリティ特性の偏差との、絶対値の比であり、この値が大きいほど走査光学系間のリニアリティ特性の差の影響が大きくなり、ひいては主走査方向の色ずれにつながる。
この値が０．１以上になると、異なる主走査形状を有する走査光学系間のリニアリティ特性の差が大きくなりすぎて主走査方向の色ずれの低減が難しくなってしまう。

本実施形態における光走査装置において、さらに走査線曲がりを少ないものとするには、被走査面側のレンズにおいて、副走査方向の形状を曲率を持たない平面形状とし、レンズ長手方向（主走査方向）のレンズ高さに応じてレンズ短手方向（副走査方向）の偏芯角度（チルト量）が異なる特殊面とすることで補正を実施するとよい。
前記特殊面のチルト量（偏芯角度）とは、光学素子の光学面における短手方向の傾き角を言う。チルト量が０であるときには傾きがない状態、つまり通常のレンズと同じ状態となる。
図７に前記副走査方向の形状が曲率を持たない特殊面の概念図を示す。なお、ここでは主走査方向形状は省略して直線形状として表現している。レンズ高さ０の位置ではチルト量は０であり、傾きはない。
レンズ高さが高くなるほどチルト量は大きくなっており、光ビームの方向のみをより大きく変化させることがわかる。

特殊面の面形状は、以下の形状式による。ただし、本発明の内容は以下の形状式に限定されるものではなく、同一の面形状を別の形状式を用いて特定することも可能である。
光軸を含み、主走査方向に平行な平断面である「主走査断面」内の近軸曲率半径をＲＹ、光軸から主走査方向の距離をＹ、高次係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０・・・とし、主走査断面に直交する「副走査断面」内の近軸曲率半径をＲＺとするとき、
Ｘ（Ｙ，Ｚ）＝Ｙ^２・Ｃｍ／｛１＋√［１−（１＋Ｋ）・（Ｙ・Ｃｍ）^２］｝
＋Ａ４・Ｙ^４＋Ａ６・Ｙ^６＋Ａ８・Ｙ^８＋Ａ１０・Ｙ^１０＋・・・
＋（Ｃｓ（Ｙ）・Ｚ^２）／｛１＋√［１−（Ｃｓ（Ｙ）・Ｚ）^２］｝
＋（Ｆ０＋Ｆ１・Ｙ＋Ｆ２・Ｙ^２＋Ｆ３・Ｙ^３＋Ｆ４・Ｙ^４＋・・）Ｚ
但し、
Ｃｍ＝１／ＲＹ
Ｃｓ（Ｙ）＝１／ＲＺである。
（Ｆ０＋Ｆ１・Ｙ＋Ｆ２・Ｙ^２＋Ｆ３・Ｙ^３＋Ｆ４・Ｙ^４＋・・）Ｚはチルト量を表す部分であり、チルト量を持たないとき、Ｆ０、Ｆ１、Ｆ２、・・は全て０である。
また、Ｆ１、Ｆ２、・・が０で無いとき、チルト量は、主走査方向に変化することになる。

更に、特殊面の副走査方向の形状を曲率を持たない平面形状としている理由について説明する。
副走査方向に曲率を付けた場合、副走査方向の高さごとに主走査方向の形状が大きく変化し、温度変動、光学素子の組み付け誤差により副走査方向に光ビームの入射位置がずれた場合に倍率誤差変動が大きく発生し、カラー機においては、各色間でのビームスポット位置がずれ、色ずれが発生してしまう。
そこで、本実施形態の如く特殊面の副走査方向の面形状は、曲率を持たない平面形状とすることで、副走査方向の高さごとに主走査方向の形状誤差は小さくでき、副走査方向に光ビームの入射位置がずれた場合の倍率誤差変動を小さくすることができ、色ずれの発生を抑えることができる。
実際には、特殊面を用いることで主走査形状は副走査方向の高さにより変化するが、その量は僅かであり、副走査方向に曲率を付けた場合に比べ主走査形状の変化を小さくできる。この結果、温度分布発生による光ビーム間での倍率変動の差は小さくでき、同期をとることで書き出し位置と書き終わり位置を各光ビームで一致させたときの中間像高での色ずれを低減できる。

また、図８（ｂ）に示すように、入射光線が副走査方向にシフトした場合、特殊面は屈折力を持たないため光線の進行方向もシフトするのみで、その方向の変化は小さい。副走査方向に曲率を持つ、つまり屈折力を持つ面では、図８（ａ）に示すように、入射光線が副走査方向にシフトした場合、屈折力が変わることにより光線の進行方向が変わる。各像高でこの進行方向の変化量が異なると、走査線曲がりが大きく発生してしまう。また、光束のスキューが発生し波面収差の劣化、ビームスポット径の劣化が生じる。
以上の理由から、特殊面における副走査方向の形状は、曲率を持たない平面形状とする必要がある。

このように光束内の光束のねじれを、前記特殊面の採用により走査レンズの主走査方向に異なるチルト量を最適に与えることで補正可能となる。
走査線曲がりについても同様に、特殊面により各像高に向かう光ビームの副走査方向の方向を、走査レンズの主走査方向に異なるチルト量を最適に与えることで補正可能となる。
またこの時、副走査方向に角度を持ち入射させることによる波面収差の劣化は、光軸近傍では走査レンズに対し光束のスキューがほとんど発生しないため非常に小さい。このため、本発明における特殊面において、光軸上における偏心量はゼロとすることができる。
従来、レンズもしくはレンズ面をチルト偏芯、もしくはシフト偏芯させ、波面収差の補正や走査線曲がりを補正する場合、中央像高近傍においては、その性能を劣化させ、周辺像高とのバランスをとっていたが、レンズもしくはレンズ面を偏芯させる必要が無く、良好な光学性能の補正が可能となる。

片側走査タンデム斜入射光学系では、前記説明の特殊面を異なる被走査面に向かう光ビームごと、つまり光偏向器の反射面の法線に対する副走査方向の角度（斜入射角度）ごとに最適に設定することで、全ての光ビームにおいて良好な波面収差補正、及び、走査線曲がり補正が可能となる。
この場合、斜入射角度が異なっても、本特殊面を用い、形状式の係数を変えて最適に設計することで対応可能となる。
更に、図１に示したように、回転多面鏡の偏向反射面に入射する光ビームを走査レンズに干渉させないように主走査方向に角度を持って入射させることで、副走査方向の入射角度を小さく設定できる。
副走査方向の斜入射させる角度が大きいと前記収差により光学性能の劣化が大きくなるため、良好な補正は困難になってしまう。このため、回転多面鏡の偏向反射面に入射する光ビームを主走査方向に角度を持って入射させることが望ましい。

さらに好ましくは、前記副走査方向の曲率が、基準軸を中心として主走査方向に非対称に変化させるのも良い。本実施形態の光走査装置において、光ビームを主走査方向に角度を持って偏向器に入射させている。この結果、前記回転多面鏡による「光学的サグ」の発生は、走査レンズの基準軸に対して主走査方向に対称に発生しない。
つまり、諸収差が発生する原因となる光路長差が中心に対し左右対称とならないため、諸収差の発生も左右非対称に発生することとなり、このような構成とすることで効果的な収差補正が可能となる。
このとき、曲率変化が左右非対称な面を走査光学系ごとに用意された、最も被走査面側のレンズに設けるとよい。最も被走査面側のレンズは斜入射角度ごとに個別の設計であるから、このようなレンズに設けることでより良好な収差補正が可能となる。

（数値実施例１）
本実施形態における数値実施例１を、表１〜表５及び図９、図１０に示す。諸条件は以下の通りである。
設計波長：７８０ｎｍ、走査幅：２２０ｍｍ
ポリゴンＡ寸：１３ｍｍ、ポリゴン面数：６面
ポリゴン入射角度／主走査：６０．０° 副走査：（内側光束）１．４６°：（外側光束）３．３０°
第２走査結像レンズシフト量：（内側光束）５．０３ｍｍ：（外側光束）１１．４９ｍｍ
第２走査結像レンズチルト量：（内側光束）１．４６°：（外側光束）３．３０°

（数値実施例２）
本実施形態における数値実施例２を、表６〜表１０及び図１１、図１２に示す。諸条件は以下の通りである。
設計波長：７８０ｎｍ、走査幅：２２０ｍｍ
ポリゴンＡ寸：１３ｍｍ、ポリゴン面数：６面
ポリゴン入射角度／主走査：６０．０° 副走査：（外側）３．３０°：（内側）１．４６°
第２走査結像レンズシフト量：（内側光束）５．０３ｍｍ：（外側光束）１１．４９ｍｍ
第２走査結像レンズチルト量：（内側光束）１．４６°：（外側光束）３．３０°

図９〜図１２の収差図を見て明らかなように、諸収差は十分に補正されており、各光束のリニアリティ特性のグラフの形状はよく一致している。
表１、２、６、７における＊印の各面は、主走査方向の形状が非円弧形状であり、副走査方向の曲率半径は、レンズ高さにより連続的に変化する特殊トロイダル面である。各面形状は、上記式にて与えられる。但し、主走査形状Ｘおよび、副走査曲率Ｃｓ（Ｙ）は、下の式による。
Ｘ（Ｙ）＝ＣＹ^２／｛１＋√［１−（１＋Ｋ）・Ｃ^２Ｙ^２］｝
＋Ａ４・Ｙ^４＋Ａ６・Ｙ^６＋Ａ８・Ｙ^８＋Ａ１０・Ｙ^１０＋・・・
Ｃｓ（Ｙ）＝１／ＲＺ＋Ｂ１・Ｙ＋Ｂ２・Ｙ^２＋Ｂ３・Ｙ^３＋Ｂ４・Ｙ^４＋Ｂ５・Ｙ^５＋Ｂ６・Ｙ^６
＋Ｂ７・Ｙ^７＋Ｂ８・Ｙ^８＋Ｂ９・Ｙ^９＋Ｂ１０・Ｙ^１０＋・・・

表１、２、６、７における＊＊印の各面は特殊チルト偏芯面であり、レンズ面形状は、次の式で与えられる。

第２走査結像レンズの基準軸は入射面と射出面とで同軸であり、第１走査結像レンズの基準軸に対して、中心像高への主光線と一致するように斜入射角と同じ量だけ副走査方向にチルトおよび必要量シフトしている。
なお、本光学系においては、厚さ１．９ｍｍの防音ガラス（屈折率１．５１６８）を挿入し、防音ガラスは１０ｄｅｇだけ偏向面内で傾けて配置している。
本数値実施例は、片側走査方式の１．４６°および３．３０°で斜入射される走査レンズについてのレンズデータである。−１．４６°および−３．３０°側については、主走査形状は同一で特殊面の係数の符号を反転した形状、つまり本数値実施例に対し副走査方向に鏡面対象な形状となる。

図１３乃至図１７に基づいて第２の実施形態（主走査方向のドット位置補正）を説明する。
図１３に示すように、光源としての半導体レーザユニットは、半導体レーザ、カップリングレンズ、シリンダレンズなどにより構成される。半導体レーザユニットより射出された光ビームは、偏向器としてのポリゴンミラーにより偏向される。偏向反射光の進路上には走査レンズが配置されており、被走査面上に所望の光スポットとして結像させている。この走査方向が、主走査方向となる。
更に、被走査面の有効書込領域外の書込開始端と終了端に光検知部（光検知１、光検知２）が配置されている場合について説明する。
従来、光ビームが、これらの光検知部を横切る走査時間を計測手段としてのカウンタ回路にて計測し、その走査時間に基づき２点間の走査線の長さを補正することが行われている。つまり、書込開始端と終了端の主ドット位置は合わせることが可能となる。しかし、リニアリティが大きい場合、２点間の走査線の長さを補正しても、中間の像高での理想的な位置からのずれ量、つまり等速性は補正されない（図１４、図１５参照）。

本実施形態においては、図１３に示すように、適切な補正量のデータを、位相同期回路に入力し、位相同期回路では、クロック生成回路からのクロックを前記補正量データに応じて位相シフトし、画素クロックとして出力し、その後、画像処理ユニットに入力され、画素クロック信号に基づいて画像データ信号と画素クロック信号を出力し、レーザ駆動回路に入力される。
レーザ駆動回路は、半導体レーザユニットを駆動するためのものであり、画素クロック信号に同期して画像データを出力することにより、半導体レーザユニットが駆動され、半導体レーザユニットから前記画像データにより変調された光ビームが射出される。
補正量データに基づき、位相同期回路により位相シフトされた画素クロックを生成し、画像処理ユニットより生成された画像データに従い半導体レーザユニットから射出する光ビームを変調することで、被走査面上の主ドット位置を任意の位置に制御可能となる。

つまり、前記説明の如く、光源から出力される光束を、偏向器により走査方向に沿って被走査媒体上を走査させ、高周波クロック生成手段からのクロック信号のタイミングにより、画像形成を行う画素クロックの各信号の位相を、位相データに基づいてシフトする機能を有しているため、前記中間像高における主ドット位置ずれも補正可能となるわけである。
適切な補正量とは、計測、もしくはシミュレーションにより求めた値など、予めわかっているデータを用いればよい。
図１６に示すように、温度変動により、補正量が変化する場合は、被走査面の有効書込領域外の書込開始端と終了端に光検知部を横切る走査時間に対応する主ドット位置ずれの補正量のデータをルックアップテーブルとして持つこととしても良い。
また、計測、もしくはシミュレーションにより求めた各像高での主ドット位置ずれ量を関数で表し、その補正量を演算により求めれば、予め記憶しておく容量を大幅に低減でき、低コストにて色ずれの低減を実現可能となる。
さらに、有効書込領域外の書込開始側と終端側の少なくとも２カ所に設けられた光検知部を、ポリゴンミラーの同一反射面にて走査される複数の色に対応する走査光学系のうち、１色に対応する第３光学系のみに持たせることで、光検知部の個数を低減することができ低コスト化を図ることができる。

図３（従来の対向走査方式）、図１７（従来の片側走査方式）に示すように、ポリゴンミラーの同一反射面にて走査される複数の色に対応する第３光学系のうち主走査方向に強い屈折率を持つ第１レンズは、副走査方向に並んで配置されている、もしくは一体に成形されているのが一般的であり、各色の光ビームが通過する位置での温度、特にポリゴンミラーが回転していない時、例えば電源投入時、待機時などはほぼ同一である。
そこで、ポリゴンミラーの同一反射面にて走査される複数の色に対応する第３光学系のうち１色に対応する第３光学系のみで、有効書込領域外の書込開始側と終端側の少なくとも２カ所に設けられた光検知部を持たせ、前記主ドット位置補正を行うことで、低コストにて出力画像での色ずれを低減することが可能となる。
例えば、対向走査方式のポリゴンミラーを挟み対称に配置された第３光学系においては、例えば主走査方向に強い屈折率を持つ第１レンズ間では、配置位置が大きく異なるため温度差を持つ可能性が高い。このため、対向走査方式において、ポリゴンミラーの異なる反射面にて走査される複数の色に対して、前記同一の補正をかけた場合、中間像高における主ドット位置補正は良好に行われず、出力画像において色ずれとして現れる可能性が高い。
また、有効書込領域外の書込開始側と終端側の少なくとも２カ所に設けられた光検知部について説明したが、書込開始を一致させるために光検知部は光走査装置に一つとして、光学素子形状精度、組み付け誤差等による、各色の初期状態での倍率誤差（主ドット位置）の補正は、出荷時に、予め計測された補正量について調整しても構わない。

図１８乃至図２１に基づいて第４の実施形態を説明する。
主走査ドット位置ずれ補正の別の形態として、主走査ドット位置ずれを全画像データに対して補正を行うことは、メモリー容量が膨大となり、制御系へのコスト、回路規模等の負担が大きくなる。また補正処理に費やす時間も無視できない。
そこで、有効書込領域を複数の画像データ領域に分割し、各々のデータ領域単位で補正値を設定することにより、上記課題を解決することができる。
図１８（Ａ）〜（Ｄ）に示す主走査位置ずれ量の図は、縦軸に主走査位置ずれ量、横軸に像高を示している。
例えば、主走査ドット位置ずれが図１８（Ａ）で表されるような場合、図１８（ｂ）〜（Ｃ）で示すように、全画像データを複数の領域に分割し、各々のデータ領域の主走査ドット位置ずれ量の代表値（平均値など）を補正値とすることにより、メモリー容量を増やすことなくドット位置ずれを良好に補正することが可能である。

ここで、例えば画素クロックの位相を±１／８ドットシフト単位でシフトした場合は、リニアリティの補正量は０％から１２．５％まで調整可能となる。
図１８においては、分割数が多いほど良好な補正が可能であるが、メモリー容量と補正処理時間の制約から、最適分割数を決定することが望ましい。
主ドット位置の補正は、画素クロックよりも高い高周波クロックに基づき、該画素クロックの位相シフトを行う。これを図１９乃至図２１に基づいて説明する。
図１９に示す構成の動作について図２０、図２１を用いて説明する。ここではＶＣＬＫの４分周に相当する画素クロックＰＣＬＫを生成し、位相シフトとして＋１／８ＰＣＬＫ、−１／８ＰＣＬＫシフトさせる場合について説明する。表２１に位相シフト量と外部から与える位相データの対応を示す。図２０には位相シフト量とクロック１とクロック２の切替の様子について示す。

始めにマルチプレクサＭＵＸでクロック１が選択された状態からスタートする。ＰＣＬＫに同期して位相データ００を与える（１）。位相データｂｉｔ０が０なのでセレクト信号は０のままでクロック１を選択したままＰＣＬＫとして出力する（２）。
これによりＰＣＬＫは位相シフト量０のクロックとなる。次ぎに位相データとして０１を与える（３）。この場合は位相データｂｉｔ０が１なのでＰＣＬＫの立下りでセレクト信号をトグルさせ１としてクロック２を選択するようにしてＰＣＬＫとして出力させる（４）。この時のクロック２は図に示すように１ＶＣＬＫ分周期が長くなったクロックとなっている。
これにより＋１／８ＰＣＬＫだけ位相シフトしたＰＣＬＫが得られる。次ぎに再び位相データとして０１を与えると（５）、位相データｂｉｔ０が１なのでＰＣＬＫの立下りでセレクト信号をトグルさせ０としてクロック１を選択するようにしてＰＣＬＫとして出力させる（６）。この時のクロック１は図に示すように１ＶＣＬＫ分周期が長くなったクロックとなっている。
これにより＋１／８ＰＣＬＫだけ位相シフトしたＰＣＬＫが得られる。次ぎに位相データとして１１を与える（７）。
位相データｂｉｔ０が１なのでＰＣＬＫの立下りでセレクト信号をトグルさせ１としてクロック２を選択するようにしてＰＣＬＫとして出力させる（８）。この時はクロック１は図に示すように１ＶＣＬＫ分周期が短くなったクロックとなっている。これにより−１／８ＰＣＬＫだけ位相シフトしたＰＣＬＫが得られる。

以上のようにして位相データに応じてクロック１、クロック２の周期を変えてやり、クロック１、クロック２を切り替えてＰＣＬＫとして出力させていくことにより、１／８ＰＣＬＫステップで位相シフトされた画素クロックＰＣＬＫを得ることができる。
位相データ記憶回路には外部からのデータ設定を行い、画素クロックＰＣＬＫに同期して順次位相データを出力していく構成により、例えば走査レンズの特性により生じる走査ムラを補正するための位相データのような毎ライン同じ位相データが必要となるデータの場合において、予め位相データ記憶回路に位相データを記憶しておき、ラインを走査するたびに位相データ記憶回路の最初の位相データから順次出力していけば、外部からラインごとに同じデータを出力する必要がない。

本発明に係る光走査装置において、光源を、例えば、複数の発光点を有する半導体レーザアレイや、単数の発光点もしくは複数の発光点を有する光源を複数用いたマルチビーム光源装置とし、複数の光ビームを感光体表面に同時に走査するように構成するのもよい。
こうすることにより、高速化、高密度化を図った光走査装置および画像形成装置を構成することができ、かかる光走査装置および画像形成装置を構成した場合も、これまで説明してきた効果と同様の効果を得ることができる。

図２２〜図２４に、マルチビーム光源装置を構成する光源ユニットの例を示す。
図２２において、半導体レーザ４０３、４０４は各々ベース部材４０５の裏側に形成した図示しない嵌合孔に個別に嵌合されている。上記嵌合孔は主走査方向に所定角度、実施例では約１．５°微小に傾斜していて、この嵌合孔に嵌合された半導体レーザ４０３、４０４も主走査方向に約１．５°傾斜している。
半導体レーザ４０３、４０４は、その円筒状ヒートシンク部４０３−１、４０４−１に切り欠きが形成されていて、押え部材４０６、４０７の中心丸孔に形成された突起４０６−１、４０７−１を上記ヒートシンク部の切り欠き部に合わせることによって発光源の配列方向が合わせられている。押え部材４０６、４０７はベース部材４０５にその背面側からネジ４１２で固定されることにより、半導体レーザ４０３、４０４がベース部材４０５に固定されている。
また、コリメートレンズ４０８、４０９は各々その外周をベース部材４０５の半円状の取り付けガイド面４０５−４、４０５−５に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着されている。

なお、上記実施例では、各々の半導体レーザからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線方向に沿って上記嵌合孔および半円状の取り付けガイド面４０５−４、４０５−５を傾けて形成している。
ベース部材４０５の円筒状係合部４０５−３をホルダ部材４１０に係合し、ネジ４１３を貫通孔４１０−２、４２０−３に通してネジ孔４０５−６、４０５−７に螺合することによって、ベース部材４０５がホルダ部材４１０に固定され、光源ユニットを構成している。
上記光源ユニットのホルダ部材４１０は、その円筒部４１０−１が光学ハウジングの取り付け壁４１１に設けた基準孔４１１−１に嵌合され、取り付け壁４１１の表側よりスプリング６１１を挿入してストッパ部材６１２を円筒部突起４１０−４に係合することで、取り付け壁４１１の裏側に密着して保持され、これによって上記光源ユニットが保持されている。スプリング６１１の一端を取り付け壁４１１の突起４１１−２に引っ掛け、スプリング６１１の他端を光源ユニットに引っ掛けることで、光源ユニットに円筒部中心を回転軸とした回転力を発生させている。
この光源ユニットの回転力を係止するように設けた調節ネジ６１３を具備していて、この調節ネジ６１３により、光軸の周りであるθ方向にユニット全体を回転しピッチを調節することができるように構成されている。
光源ユニットの前方にはアパーチャ４１５が配置され、アパーチャ４１５には半導体レーザごとに対応したスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定するように構成されている。

図２３に光源ユニットの変形例を示す。図２３において、４個の発光源を持つ半導体レーザ７０３からの各光ビームは、ビーム合成手段を用いて合成するように構成されている。符号７０６は押え部材、７０５はベース部材、７０８はコリメートレンズ、７１０はホルダ部材をそれぞれ示している。
この例では光源としての半導体レーザ７０３は１個であり、これに応じて押え部材７０６が１個である点が図２２に示す例と異なっており、他の構成は基本的に同じである。
図２４は、図２３に示す例に準じる構成のものであって、４個の発光源を持つ半導体レーザアレイ８０１からの光ビームを、ビーム合成手段を用いて合成する例を示している。基本的な構成要素は図２２、２３と同様であるから、ここでは説明を省略する。

次に、図２５に基づいて第５の実施形態（本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置）を説明する。
本実施形態では、本発明に係る光ビーム走査装置をタンデム型フルカラーレーザプリンタに適用した例を示す。図２５において、装置内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット１３から給紙される転写紙Ｓを搬送する搬送ベルト１７が設けられている。この搬送ベルト１７上にはイエローＹ用の感光体７Ｙ、マゼンタＭ用の感光体７Ｍ、シアンＣ用の感光体７Ｃ及びブラックＫ用の感光体７Ｋが、転写紙の搬送方向上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを適宜付けて区別するものとする。これらの感光体７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスにしたがって各プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。

感光体７Ｙを例にとれば、帯電チャージャ８Ｙ、光走査光学系６Ｙ、現像装置１０Ｙ、転写チャージャ１１Ｙ、クリーニング装置１２Ｙ等が順に配設されている。他の感光体７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに対しても同様である。
即ち、本実施形態では、感光体７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの表面を各色ごとに設定された被走査面ないしは被照射面とするものであり、各々の感光体に対して光走査光学系６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが１対１の対応関係で設けられている。但し、走査レンズＬ１は、Ｍ、Ｙで共通使用し、また、Ｋ、Ｃで共通使用している。
また、搬送ベルト１７の周囲には、感光体７Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ対１６と、ベルト帯電チャージャ２０が設けられ、感光体７Ｋよりもベルト１７の回転方向下流側に位置させてベルト分離チャージャ２１、除電チャージャ２２、クリーニング装置２３等が順に設けられている。
また、ベルト分離チャージャ２１よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置２４が設けられ、排紙トレイ２６に向けて排紙ローラ対２５で結ばれている。

このような概略構成において、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに対してＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の各色の画像信号に基づき各々の光ビーム走査装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによる光ビームの光走査で、各感光体表面に、各色信号に対応した静電潜像が形成される。
これらの静電潜像は各々の対応する現像装置で色トナーにより現像されてトナー像となり、搬送ベルト１７上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙上にフルカラー画像が形成される。
このフルカラー像は定着装置２４で定着された後、排紙ローラ対２５により排紙トレイ２６に排紙される。

上記画像形成装置の光走査光学系９（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）を、前述の実施形態に係る光ビーム走査装置とすることで、走査線曲がりと波面収差の劣化を有効に補正し、色ずれが無く、高品位な画像再現性が確保できる画像形成装置を実現することができる。

本発明の第１の実施形態における（厳密には数値実施例１に対応する）光走査装置の構成を示す図である。 斜入射片側走査方式の光走査装置の構成を示す図である。 従来における水平対向走査方式の光走査装置を示す斜視図である。 水平対向走査方式と斜入射対向走査方式におけるポリゴンミラーと入射光線の関係を示す図である。 水平対向走査方式と斜入射対向走査方式におけるポリゴンミラーと出射光線の関係を示す図である。 斜入射光学系における波面収差発生メカニズムの説明をするための概念図である。 特殊チルト偏心面の概念図である。 入射ビームが副走査方向にシフトした場合の、特殊面が副走査方向に屈折力を持つ場合と持たない場合の射出ビーム状態を示す図である。 数値実施例１の内側光束の収差図である。 数値実施例１の外側光束の収差図である。 数値実施例２の内側光束の収差図である。 数値実施例２の外側光束の収差図である。 第３の実施形態における光走査装置のブロック図である。 書込開始側と書込終端側における色ずれ状態を示す図である。 書込開始側と書込終端側における色ずれを調整した状態を示す図である。 温度分布の発生による中間像高における色ずれ状態を示す図である。 従来における片側走査方式の光走査装置の概要断面図である。 本発明の画素クロック生成装置における主走査ドット位置ずれと像高比の関係を示す図である。 本発明の画素クロック生成装置のブロック図である。 本発明の画素クロック生成装置における各信号の信号波形を示すタイムチャートである。 位相シフト量と位相データの関係を示す図である。 光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。 光源ユニットの他例の構成を示す分解斜視図である。 光源ユニットのさらに別の例の要部を示す分解斜視図である。 本発明の光走査装置を有する画像形成装置の概要構成図である。

符号の説明

７ 被走査面としての感光体
３２ 偏向器
３３ 結像光学系
３５ 偏向器に最も近いレンズとしての第１走査結像レンズ
３６ レンズとしての第２走査結像レンズ

Claims (7)

1. 光源と、該光源からの光ビームを偏向走査する偏向器と、該偏向器によって偏向された複数の光ビームを複数の被走査面に集光させる、複数のレンズからなる結像光学系と、有効書込開始位置または／及び終了位置と略同位置に走査した際に信号検出する検出手段と、を有し、前記検出手段の検出信号に基づいて走査線の長さを補正する光走査装置において、
   異なる被走査面に向かう複数の光ビームは、前記偏向器の回転軸に垂直な断面で、かつ、前記結像光学系の中心像高に向かう光ビームの入射点または射出点を含む断面の形状がそれぞれ異なるレンズ面を通過するか、もしくは少なくとも主走査方向に異なる形状のレンズを通過し、各々の光ビームのリニアリティ特性はそれぞれ略一致し、
   前記光ビームの像高ごとのリニアリティ特性の差分の最大値をΔＬｉｎ _Ｍａｘ 、前記結像光学系における各レンズのリニアリティ特性の偏差をＬｉｎ _Ｗｉｄ とするとき、以下の条件式を満足し、
   ｜ΔＬｉｎ _Ｍａｘ ／Ｌｉｎ _Ｗｉｄ ｜＜０．１
   前記複数の光ビームは、副走査方向において前記偏向器の回転軸に垂直な平面に対して角度を有し、前記偏向器の偏向面に斜め入射し、
   前記複数の光ビームはそれぞれ副走査方向における入射角度の絶対値が異なっていることを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置において、
   全ての光ビームを前記偏向器の同一偏向面で偏向し、偏向された全ての光ビームが前記偏向器に最も近いレンズを通過することを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１又は２に記載の光走査装置において、
   前記被走査面に最も近いレンズは、中心像高への光ビームが光学面基準軸と略一致していることを特徴とする光走査装置。
   ここで光学面基準軸とは、面形状を表現する表現式の原点同士を結ぶ直線のことを指す。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の光走査装置において、
   前記被走査面における光ビーム照射位置を主走査方向について補正する手段を有することを特徴とする光走査装置。
5. 請求項４に記載の光走査装置において、
   前記補正する手段が、高周波クロック生成手段からのクロック信号のタイミングにより画像形成を行う画素クロックの各信号の位相を、位相データに基づいてシフトする機能を有する画素クロック生成装置であり、主走査方向の各像高でのドット位置ずれ量に基づいて前記位相データを補正することを特徴とする光走査装置。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の光走査装置において、
   前記光源としてマルチビーム光源を用いることを特徴とする光走査装置。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載の光走査装置を電子写真の書込手段として用いることを特徴とする画像形成装置。

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