JP5100504B2 - 光走査装置、光走査方法 - Google Patents

Description

本発明は、光源からの光束を感光体の感光面に対して主走査方向に走査する光走査装置に関し、特に、走査光の光学特性の向上を実現する技術に関するものである。

従来、光源からの光束を所定の断面形状に整形し、所定の方向に走査させる光走査装置において、偏向前光学系に複数の光源からの光束を通す負のパワーを持つレンズもしくは回折光学素子を設けることにより、温度変化が生じた際に、当該光走査装置を備える画像形成装置で発生する色ずれを抑える方向にビーム間隔が変化するようにする技術が知られる（例えば下記特許文献１参照）。

また、偏向器の反射面の前に一方の面がアナモフィックな屈折面であり、他方の面が楕円形状のパワー回折面を有する樹脂レンズを配置するとともに、主走査方向および／または副走査方向におけるビーム径が収束する位置(ビームウエスト位置)の変動を略ゼロとするように、パワー回折面のパワーが設定されている光走査装置も知られている（例えば下記特許文献２参照）。

また、偏向後光学系に、倍率色収差を補正する回折面が形成された回折レンズを設け、主走査方向における走査線長が波長変動によりばらつかないようにしている構成も知られる（例えば下記特許文献３参照）。

また、偏向後光学系における光学素子を屈折面と回折面とから構成し、そのうちの少なくとも１面の屈折面の副走査方向における曲率半径を主走査方向に対応して軸上から軸外に向かい連続的に変化させ、かつ少なくとも１面の回折面の副走査方向の回折パワーを主走査方向に対応して軸上から軸外に向かい連続的に変化させることにより、被走査面に入射する光束の副走査方向におけるＦナンバー（Ｆｎｏ）を画像有効領域内で略一定とする構成が知られる（例えば下記特許文献４参照）。

また、偏向前光学系にて導かれる各光束について、負のパワーを持つプラスチックレンズを配置し、温度変化時のデフォーカス発生を防ぐ構成も知られる（例えば下記特許文献５参照）。
特開２００５−２２１８７０号公報 特開２００６−１５４７０１号公報 特開２００６−１７１１１７号公報 特開２００２−２２１６８１号公報 特開平８−１３６８３９号公報

しかし、特許文献１（特開２００５−２２１８７０号公報）に記載の構成では、光走査装置のハウジング、複数の感光体を位置決めするフレーム、複数の感光体上に現像された像を重ね合わせるための中間転写ベルトを駆動するシャフトの材料の組合せと温度分布によっては、対応できない場合がある。また、条件によっては、温度変化時のデフォーカス変化量を十分に抑えることができない。

また、特許文献２（特開２００６−１５４７０１号公報）に記載の構成では、副走査方向において、光線が樹脂レンズの光軸を通っているため、温度変化に応じて副走査方向光路を変化させることができず、画像形成装置の熱膨張に起因する色ずれを補正することができない。

また、特許文献３（特開２００６−１７１１１７号公報）および特許文献４（特開２００２−２２１６８１号公報）に記載の構成では、画像形成装置の熱膨張に起因する副走査方向における走査線の位置ずれを補正するということは考慮されていないため、画像形成装置の温度上昇に起因する色ずれが発生してしまっていた。さらに、この構成では、光走査装置のハウジング、複数の感光体を位置決めするフレーム、複数の感光体上に現像された像を重ね合わせるための中間転写ベルトを駆動するシャフトの材料の組合せと温度分布によっては、ビーム間隔の変化量が画像形成装置の膨張に十分に対応できない場合がある。また、条件によっては、温度変化時のデフォーカス変化量を十分に抑えることができない。

この発明の実施の形態は、光走査装置において、環境温度の変動に応じて光学特性を適切に補正することのできる技術を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係る光走査装置は、光源からの発散光を、偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記偏向前光学系にて整形されて回転偏向器により主走査方向に偏向走査される光束を偏向後光学系にて複数の感光体それぞれの感光面に導く光走査装置であって、前記偏向後光学系は、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されている光学素子であって、前記複数の感光体それぞれに導かれるべき光束の主光線が前記主走査方向と直交する副走査方向における互いに異なる入射位置に入射され、前記光学素子において互いに異なる入射位置に入射する前記各光束間の位置ずれであって、前記光走査装置の環境温度の変化による前記感光面における前記各光束間の前記副走査方向における位置ずれを補正する少なくとも１つの第２の光学素子を含み、前記偏向前光学系は、負のパワーを有する光学素子であって、該偏向前光学系にて導かれる光束の主光線が該光学素子の光軸を通過するとともに、前記第２の光学素子により生じる前記光束のデフォーカスを補正する第１の光学素子を含むことを特徴とする構成としている。

また、本発明の一態様に係る光走査装置は、光源からの発散光を、偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記偏向前光学系にて整形されて回転偏向器により主走査方向に偏向走査される光束を偏向後光学系にて感光体の感光面に導く光走査装置であって、前記偏向後光学系は、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されている光学素子であって、前記偏向前光学系からの光束の主光線が、前記主走査方向と直交する副走査方向において前記偏向後光学系の光軸の光路とは異なる入射位置に入射され、前記光学素子において互いに異なる入射位置に入射する前記各光束間の位置ずれであって、前記光走査装置の環境温度の変化による前記感光面における前記各光束間の前記副走査方向における位置ずれを補正する少なくとも１つの第２の光学素子を含み、前記偏向前光学系は、副走査方向に負のパワーを有する光学素子であって、該偏向前光学系にて導かれる光束の主光線が該光学素子の光軸を通過するとともに、前記第２の光学素子により生じる前記光束のデフォーカスを補正する第１の光学素子を含むことを特徴とする構成としている。

また、本発明の一態様に係る光走査方法は、光源からの発散光を、偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記偏向前光学系にて整形されて回転偏向器により主走査方向に偏向走査される光束を偏向後光学系にて複数の感光体それぞれの感光面に導く光走査方法であって、前記偏向後光学系において、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されている光学素子であって、前記複数の感光体それぞれに導かれるべき光束の主光線が前記主走査方向と直交する副走査方向における互いに異なる入射位置に入射される少なくとも１つの第２の光学素子により光束を導くとともに、前記第２の光学素子により、前記第２の光学素子において互いに異なる入射位置に入射する前記各光束間の位置ずれであって、前記光走査装置の環境温度の変化による前記感光面における前記各光束間の前記副走査方向における位置ずれを補正し、前記偏向前光学系において、副走査方向に負のパワーを有する光学素子であって、該偏向前光学系にて導かれる光束の主光線が該光学素子の光軸を通過する第１の光学素子により光束を導くとともに、前記第２の光学素子により生じる前記光束のデフォーカスを補正することを特徴とする構成としている。

また、本発明の一態様に係る光走査装置は、光源からの発散光を、偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記偏向前光学系にて整形されて回転偏向器により主走査方向に偏向走査される光束を偏向後光学系にて複数の感光体それぞれの感光面に導く光走査装置であって、前記偏向後光学系は、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されているパワー付与手段であって、前記複数の感光体それぞれに導かれるべき光束の主光線が前記主走査方向と直交する副走査方向における互いに異なる入射位置に入射され、前記パワー付与手段において互いに異なる入射位置に入射する前記各光束間の位置ずれであって、前記光走査装置の環境温度の変化による前記感光面における前記各光束間の前記副走査方向における位置ずれを補正する少なくとも１つの第２のパワー付与手段を含み、前記偏向前光学系は、副走査方向に負のパワーを有するパワー付与手段であって、該偏向前光学系にて導かれる光束の主光線が該パワー付与手段の光軸を通過するとともに、前記第２のパワー付与手段により生じる前記光束のデフォーカスを補正する第１のパワー付与手段を含むことを特徴とする構成としている。

また、本発明の一態様に係る光走査装置は、光源からの発散光を、偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記偏向前光学系にて整形されて回転偏向器により主走査方向に偏向走査される光束を偏向後光学系にて感光体の感光面に導く光走査装置であって、前記偏向後光学系は、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されているパワー付与手段であって、前記偏向前光学系からの光束の主光線が、前記主走査方向と直交する副走査方向において前記偏向後光学系の光軸の光路とは異なる入射位置に入射され、前記パワー付与手段において互いに異なる入射位置に入射する前記各光束間の位置ずれであって、前記光走査装置の環境温度の変化による前記感光面における前記各光束間の前記副走査方向における位置ずれを補正する少なくとも１つの第２のパワー付与手段を含み、前記偏向前光学系は、副走査方向に負のパワーを有するパワー付与手段であって、該偏向前光学系にて導かれる光束の主光線が該パワー付与手段の光軸を通過するとともに、前記第２のパワー付与手段により生じる前記光束のデフォーカスを補正する第１のパワー付与手段を含むことを特徴とする構成としている。

また、本発明の一態様に係る画像形成装置は、上述のような構成の光走査装置と、前記光走査装置によって走査される光束により静電潜像が形成される感光体と、前記感光体上に形成された静電潜像を顕像化させる現像部とを備えてなることを特徴とする構成としている。

本技術によれば、光走査装置において、環境温度の変動に応じて光学特性を適切に補正することのできる技術を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の実施の形態による光走査装置における光学系での光路を副走査方向から見た図であり、図２は本実施の形態による光走査装置における偏向前光学系の構成の詳細を示す図であり、図３は本実施の形態による光走査装置を備えた画像形成装置９００の概略構成を示す副走査方向断面図である。

図１〜図３に示すように、本実施の形態による光走査装置１は、偏向前光学系７、ポリゴンミラー（回転偏向器）８０および偏向後光学系Ａを備えてなる構成となっている。

光走査装置１は、光源からの発散光を、複数の光学素子からなる偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、偏向前光学系７にて整形された光束を回転偏向器により偏向させ、偏向後光学系Ａを経て複数の感光体４０１ｙ〜４０１ｋそれぞれの感光面に対して主走査方向に走査させる。光走査装置１により走査される光束は、感光体４０１ｙ〜４０１ｋの感光面に静電潜像を形成する。各感光体上に形成された静電潜像は、現像部５０１ｙ〜５０１ｋにより各感光体に対応する色の現像剤で顕像化される。

以下、本実施の形態による光走査装置１の詳細について説明する。
ポリゴンミラー８０は、回転方向に複数配列された反射面によって入射光束を反射偏向させることにより、該入射光束を主走査方向に走査させる。

偏向前光学系７は、ＬＤからなる光源７１、光源７１からの発散光を収束光、平行光もしくは緩い拡散光とする有限焦点レンズ（またはコリメータレンズ）７２、アパーチャ７３（図２では省略）、光束をポリゴンミラー８０の反射面近傍で副走査方向に集光させる片凸ガラスシリンダレンズ７４および副走査方向において負のパワーを有する光学素子７９（第１の光学素子、第１のパワー付与手段）を備えてなる。

また、ここでの光学素子７９は、シリンダレンズ７４の光束進行方向における上流側（入射面側、円筒面側）に付加されており、且つ、光学素子７９とシリンダレンズ７４とは偏向前光学系７の光軸Ｌと略平行な方向（矢印Ｒ方向）に一体的に移動可能に（光軸Ｌ方向における位置を調整可能なように）設置されている。この一体的に配置された光学素子７９とシリンダレンズ７４とによって、ハイブリッドレンズHが構成されている。また、偏向前光学系７は、光学素子７９を通過する光束の主光線が、光学素子７９の光軸を通過するような光路となっている。

偏向前光学系７は、このような構成により、光源７１からの光を例えば主走査方向に長い所定の断面形状の光束となるように整形してポリゴンミラー８０に向けて導くとともに、ポリゴンミラー８０の反射面近傍で副走査方向に光束を集光させる。偏向前光学系７における光源７１、有限焦点レンズ７２、アパーチャ７３、シリンダレンズ７４および光学素子７９（ハイブリッドレンズH）は、各感光体に対応する複数の光源それぞれから導かれる光束毎に個別に設けられている（図１参照）。

偏向後光学系Ａは、プラスチック等の樹脂材料から形成され、連続的にパワーが変化するようなパワー分布の自由曲面を有するｆθ１レンズ１１１およびｆθ２レンズ１１２（第２の光学素子、第２のパワー付与手段）から構成されている。

複数の感光体それぞれに対して光束を導く各偏向前光学系７は、互いに異なる副走査方向高さと傾きをもって配置されている。偏向後光学系Ａは、複数の偏向前光学系それぞれからの光束を、それぞれ異なる光路で、各光学系に対応する感光体４０１ｙ〜４０１ｋの感光面に導く。

ｆθ１レンズ１１１およびｆθ２レンズ１１２は、主走査方向と副走査方向の二方向において独立に曲率が変化している。ここでのｆθ１レンズ１１１およびｆθ２レンズ１１２は、共有（共用）光学素子に相当するものである。ｆθ１レンズ１１１およびｆθ２レンズ１１２のパワー分布は、ポリゴンミラー８０にて反射偏向され複数の感光体４０１ｙ〜４０１ｋそれぞれに導かれるべき全ての光束（複数の光源からの光束を導く偏向前光学系より入射され、反射偏向される全ての光束）に対して、該光束の入射位置に応じて、偏向後光学系Ａにより感光面に導かれる光束が該感光面上において所定の光学特性（例えば、光束のビーム径、走査線の曲がり方の度合、走査範囲に対する光束の位置などについての所定条件を満たす特性）となるようなパワーを与えるパワー分布に設定されている。このように、共有光学素子は、副走査方向における通過位置が互いに異なる光軸を持つ複数の偏向前光学系によりポリゴンミラー８０へと導かれ、ポリゴンミラー８０により反射偏向され、副走査方向における互いに異なる位置に入射される光束すべてに作用する滑らかなレンズ面を有している。

このように、複数の感光体に導かれるべき全ての光束に対して該共有光学素子によってパワーを与えることで、副走査方向における光学部品の配置スペースの削減に寄与することができる。また、配置すべき光学部品の点数を削減することができるため、各光学部品の配置誤差等に起因する光学特性の劣化を回避することができるとともに、低コスト化にも寄与することができる。さらに、配置誤差の影響を各光線が同じように受ける為、「走査線の曲がり」や「傾き」が同じ方向となり、色重ねのずれも低減することができる。

なお、ここでの「所定の光学特性」とは、感光体の感光面上に静電潜像を形成する上で望ましい光学特性を意味している。

このように複数枚のレンズによって上記共有光学素子を構成することにより、一枚のレンズから構成する場合に比して、それぞれのレンズのレンズ面の曲率を緩く設定することができ、加工が容易となり、製造コストの低下および加工精度の向上（光学特性の向上）に寄与することができる。

なお、共有光学素子をｆθ１レンズ１１１およびｆθ２レンズ１１２により構成する場合、例えば、ｆθ１レンズ１１１およびｆθ２レンズ１１２それぞれの入射面および出射面の両方について、連続的に変化するパワー分布に設定することができるが、必ずしも共有光学素子の全てのレンズ面に対してこのようなパワー分布を設定する必要はない。一般に、このように複数枚のレンズによって共有光学素子を構成する場合には、光束進行方向下流側に位置するレンズの方がサイズが大きい場合が多い。

すなわち、光束進行方向下流側のレンズに入射される光束の方が、上流側に位置するレンズに比して、ビーム径が小さく、同じ振り角でも光束の移動距離が大きいため、上記のように連続的に変化するパワー分布とする効果が大きいと考えられる。よって、複数のレンズによって上述のような共有光学素子を構成する場合には、光束進行方向における最も下流側に（すなわち、最も像面に近い側に）位置するレンズの出射面側に上述のような連続的に変化するパワーを付与することが好ましい。

なお、図１および図３では、共有光学素子が２枚のｆθレンズからなる構成を示したが、これに限られるものではなく、共有光学素子を１枚のｆθレンズレンズによって構成することもできる。図４および図５は、共有光学素子を１枚のｆθレンズ１１０によって構成した偏向後光学系Ａ’の一例を示す図である。図４および図５に示す構成では、各感光体４０１ｙ〜４０１ｋに対応して共有光学素子と各感光体との間の光路上に設けられ、入射面側が副走査方向に凸面となっている副走査方向に正のパワーを有するシリンダレンズ１２０ｙ〜１２０ｋを更に備えている。

図４および図５に示す構成におけるｆθレンズ１１０のパワー分布は、ポリゴンミラー８０にて反射偏向され複数の感光体４０１ｙ〜４０１ｋそれぞれに導かれるべき全ての光束（複数の異なる副走査方向角度と高さを持つ偏向前光学系より入射し、反射偏向される全ての光束）に対して、該光束の入射位置に応じて、各個別の感光体に導かれる光線に作用するシリンダレンズ１２０ｙ〜１２０ｋと協働し、偏向後光学系Ａにより感光面に導かれる光束が該感光面上において所定の光学特性（例えば、光束のビーム径、走査線の曲がり方の度合、走査範囲に対する光束の位置などについての所定条件を満たす特性）となるようなパワーを与えるパワー分布に設定されている。

なお、同図に示すように、ｆθレンズ１１０の出射面１１０ｋ上には、副走査方向においてパワーを有する回折格子が形成されていることが好ましい（回折格子の効果については後述する。）。

このように、共有光学素子を１枚のレンズからなる構成とすることにより、複数枚のｆθレンズを用いる構成に比して光学系の部品点数を削減することができ、低コスト化に寄与することができる。

続いて、本実施の形態による光走査装置（図１および図３参照）の偏向後光学系Ａにおける共有光学素子について詳述する。

ここでのｆθ２レンズ１１２における光束の出射面１１２ｋには、回折格子が形成されている。
ここでのｆθ２レンズ１１２は、偏向後光学系を構成する複数の光学素子の内、複数の光源７１からの各光束の主光線が主走査方向と直交する副走査方向における互いに異なる入射位置に入射されるプラスチックレンズとなっている。なお、ｆθ２レンズ１１２に対して入射する各光源からの光束の主光線は、副走査方向において互いに異なる入射位置で入射していればよく、複数の光束の内のいずれか１つが偏向後光学系の光軸上を通って入射される構成であってもよい。このように、各光源からの光束が副走査方向において光軸から見て異なる位置に入射する光学素子に回折格子を形成することにより、温度変化に応じた各光束間での相対的な間隔調整および角度調整が可能となる。

なお、１つの光源からの単一の光束のみを走査させる構成の場合には、回折格子を形成すべき光学素子は、偏向後光学系Ａを構成する複数の光学素子の内、光源からの光束の主光線が主走査方向と直交する副走査方向において偏向後光学系Ａの光軸の光路とは異なる入射位置に入射される光学素子であるｆθ２レンズ１１２とすることが好ましい。基本的に、光軸上を通って入射する光束に対しては、出射角度を変えることができないため、回折格子による温度変化に応じた色収差の補正を行うためには、少なくとも光軸とは異なる位置に光束を入射させる必要がある。

また、ｆθ２レンズ１１２の出射面１１２ｋに形成されている回折格子は、副走査方向においてパワーを有するものであり、これによって「縦色収差」および「横色収差」の発生を抑制することができる。ここで、「横色収差」とは、倍率色収差に相当し、「縦色収差」とは、光軸方向に生じる色収差（すなわち、波長により焦点もしくは軸上像点の位置が異なること）に相当する。

なお、ｆθ２レンズ１１２に形成される回折格子は、常に副走査方向においてパワーを有するものである必要はなく、主走査方向にのみパワーを有するものであってもよい。このように、ｆθ２レンズ１１２に形成される回折格子を、主走査方向にのみパワーを有する回折格子とした場合、主走査方向の「縦色収差」の発生を抑制する（デフォーカス量を低減させる）ことができる。

もちろん、製造コストおよび工数を考慮し、ｆθ２レンズ１１２に形成される回折格子を、主走査方向および副走査方向の両方においてパワーを付与する構成としてもよい。

また、回折格子が形成されている光学素子を、入射面および出射面が曲面に形成されているｆθ２レンズ１１２とすることにより、温度変化に応じてビーム位置やデフォーカスを補正しつつ(温度補償)、像面での波面収差を改善することができるようになる。もちろん、設計上所望の光学特性を実現することができれば、レンズ面は平面であってもよい。

続いて、上述のようなｆθレンズに形成される回折格子および光学素子７９について設定される光学特性の詳細について説明する。

図６〜図８は、環境温度の変化に起因する、画像形成装置９００におけるレジストレーションずれについて説明するための図である。なお、図６〜図８では、感光体４０１ｋおよび４０１ｙの位置関係を例に挙げて説明する。
ここで、図６〜図８において、

光線間隔：Ｌ
感光体ドラム半径：ｒ_d
感光体ドラム回転速度：ω_d
転写ベルト駆動シャフト半径：ｒ_S
転写ベルト駆動シャフト回転角速度：ω_S
光線間隔を定義する直線と、ドラム間を結ぶ直線との角度：γ

とするとき、下記式（１）の関係が成立する。

ｒ_d × ω_d ≒ ｒ_s × ω_s ＝ ｖ ・・・（１）

ここで、同じ箇所に像を重ねるためには、走査線Ａで書き込むタイミングと、走査線Ｂで書き込むタイミングに、

Ｔ ＝ Ｌ ／cosγ／ （ｒ_s × ω_s） ・・・（２）

の時間差を設けて露光を行うことになる。

まず、走査線の位置の変動の影響について考察する。
光線間隔がΔＬ_Hだけずれると、走査線Ｂで感光体上に書き込まれた像が、転写ポイントに到達する時間が、

ΔＴ ＝ ΔＬ_H ／cosγ／ ｖ ≒ ΔＬ_H ／cosγ／ ｖ ・・・（３）

だけ遅れる（図７参照）。
ベルト上に形成される画像の位置関係で表現すると、

ｖ × ΔＴ ≒ ΔＬ_H ／cosγ・・・（４）

だけ、走査線Ｂにより形成される画像が後ろ側（図７における右側）にずれる。
続いて、感光体の位置の変動の影響について考察する。
感光体間の間隔がΔＬ_Fだけずれると、走査線Ｂで書き込まれた像が、転写ポイントに到達する時間が、

ΔＴ ＝ −ΔＬ_F／ｖ ・・・（５）

だけ遅れる。この影響で、走査線Ｂによる画像としては、

ｖ × ΔＴ = −ΔＬ_F ・・・（６）

だけ後ろ側（図８における左側）にずれる（符号がマイナスであるため、走査線Ｂによる画像がΔＬＤだけ左側にずれることになる）。転写ポイントもΔＬ_Fだけ左側にずれるので、トータルでは、

−２ × ΔＬ_F ・・・（７）

だけ、走査線Ｂによる画像が後ろ側（図８における右側）にずれる（符号がマイナスであるため、走査線Ｂによる画像が２×ΔＬ_Fだけ左側にずれることになる）。

次に、シャフト径の変動の影響について考察する。
シャフト径がΔｒ_sだけ大きくなると、ｖがΔｒ_sω_sだけ早くなる。このため、同じ時間Ｔで、ベルト（もしくはベルト上で搬送される媒体）が進む距離は、

Δｒ_sω_s Ｔ ＝ Δｒ_s／ｒ_s×Ｌ／cosγ ・・・（８）

だけ大きくなる。走査線Ｂによる画像としては、

Δｒ_s／ｒ_s×Ｌ／cosγ ・・・（９）

だけ後ろ側（図８における右側）にずれる。
上述の「走査線の位置の変動」、「感光体の位置の変動」および「シャフト径の変動」すべての影響を考慮するために、上記式（４）、式（７）、式（９）を加えると、

ΔＬ_H／cosγ−２×ΔＬ_F＋Δｒ_s／ｒ_s×Ｌ／cosγ ・・・（１０）

だけのずれが生じることになる。
画像形成装置９００におけるハウジング、各感光体を支持し、各感光体間の位置関係を規定するフレーム、ベルトを駆動する駆動シャフトのそれぞれの合成線膨張係数（合成熱膨張係数）をα_H、α_F、α_Sとし、上昇温度をｔとするとき、

ΔＬ_H ＝ α_H × Ｌ × ｔ ・・・（１１）
ΔＬ_F ＝ α_F × Ｌ × ｔ／cosγ ・・・（１２）
Δｒ_s ＝ α_S × ｒ_s × ｔ ・・・（１３）

で表されるため、これら式（１１）〜式（１３）を、式（１０）に代入して、

α_H×Ｌ×ｔ／cosγ−２×α_F×Ｌ×ｔ／cosγ＋α_S×ｒ_s×ｔ／ｒ_s×Ｌ／cosγ
＝（α_H−２×α_F＋α_S）／cosγ×（Ｌ×ｔ） ・・・（１４）

のずれが求められる（プラスは後ろ側（図８における右側））。
これを走査線Ｂの位置でキャンセルしようとすると、式（４）から明らかなように、走査線Ｂを、式（１４）と同じ絶対量で逆符号の距離だけ動かせばよい。すなわち、

−（α_H−２×α_F＋α_S）×（Ｌ×ｔ） ・・・（１５）

これは、ビーム間ピッチを−（α_H−２×α_F＋α_S）×（Ｌ×ｔ）にすることを意味する。すなわち、ビーム位置を動かさないのではなく、式（１５）で表される量だけ動かせば、温度変化が生じた場合でも画像上でのずれが生じない。
上記のように仮定した、光学ハウジングの膨張と、当該光学ハウジングの熱膨張に起因する走査線の間隔の変動がちょうど同じになるのは、副走査方向ビーム間ピッチが、α_H×ＬＢ×ｔ（ここで、ＬＢは偏向面から像面までの光路折り返しを展開した際の像面での副走査ビーム位置間隔）だけ膨張した場合となる。
このため、折り返しミラーを展開した際の被走査面ビーム位置を、

−（α_H−２×α_F＋α_S）×（Ｌ×ｔ）＋α_H×ＬＢ×ｔ ・・・（１６）

だけずらすことができれば、温度変化による色重ねのずれの発生を防止することができ、レジストレーション制御を行っていないときの色ずれ量を抑えることができる。また、レジストレーション制御を実行する時間間隔を長くすることができる。

ここで、画像形成装置９００における光走査装置を構成する複数の光学素子を支持するハウジング、各感光体を支持しつつ各感光体間の位置関係を規定するフレーム、ベルトを駆動する駆動シャフトのそれぞれの合成線膨張係数（合成熱膨張係数）をα_H、α_F、α_Sとし、上昇温度をｔ、走査線間ピッチをＬとするとき、温度がｔ度上昇した場合、

（α_H −２×α_F ＋α_S ） ×（ Ｌ×ｔ ） ・・・（１７）

だけずれが発生する。本実施の形態の構成にすることにより、折り返しミラーを展開した際の被走査面上でのビーム位置が、

−（α_H−２×α_F＋α_S）×（Ｌ×ｔ）＋α_H×ＬＢ×ｔ ・・・（１８）

だけ温度変化に応じてずれるようにすれば、温度変化による色重ねのずれの発生を防止することができ、レジストレーション制御を行なわない場合における色ずれ量を抑えることができ、また、レジストレーション制御を実行する頻度を減らすことができる。

続いて、偏向前光学系に配置された、光学素子７９の機能について具体的に説明する。
通常は、環境温度が上昇すると、熱膨張によって部材や光学部品の寸法が大きくなる効果と、レンズ素材の屈折率が小さくなる効果により、各光学素子のパワーの絶対値は小さくなる傾向にある。

デフォーカスについては、ｆθレンズにおいて、温度が上がるとレンズ自体の寸法が大きくなることと、レンズ素材の屈折率が小さくなる効果により正のパワーを持つ副走査方向のパワーが小さくなって結像位置がｆθレンズから遠ざかる方向にずれることが問題となる。これについては、偏向前光学系に光学素子７９を配置することにより、パワーの絶対値が小さくなり、結像位置をｆθレンズに近づける方向にずらすことができ、温度変化によるデフォーカス発生を抑制することができる。

偏向後光学系に設けた回折格子による補正に起因して生ずるデフォーカスを、偏向前光学系に設ける光学素子７９によって補正するためには、偏向後光学系に設ける回折格子と偏向前光学系に設ける光学素子７９とが少なくとも同じ方向においてパワーを有していることが必要となる。

このように、本実施例では、偏向後光学系Ａに設ける回折格子で、像面でのビームの副走査方向の間隔を温度変化に応じて画像形成装置の熱膨張による色重ねずれを補正するように変化させつつ、偏向前光学系７に設ける光学素子７９で、偏向後の位置補正に対し最適化した光学系のパワー配分により生じてしまう副走査方向におけるデフォーカスを補正している。また、本実施例における光学素子７９は、光学素子７９に入射する光束が光学素子７９の光軸を通過するように配置されているため、上記のようなデフォーカスの調整を行う際に光路を変化させてしまうことがない。

もちろん、偏向後光学系Ａに設ける回折格子に主走査方向においてのみパワーを付与し、偏向前光学系７に設ける光学素子７９についても主走査方向においてのみパワーを付与する構成とし、ｆθ２レンズ１１２に形成される回折格子によって主走査方向の「縦色収差」の発生を抑制しつつ、光学素子７９によって走査線の長さを補正するようにすることもできる。

次に、偏向後光学系におけるｆθレンズに回折格子を設けることの効果について検証する。ここで、±１５度だけ温度変化した際の屈折率と、レーザダイオードの波長変化の値から定義したアッベ数に相当するものは下記のようになる。

＜屈折レンズについての値＞

ν＝（ｎ（２５度時屈折率）−１）／（ｎ（１０度時屈折率）−ｎ（４５度時屈折率））＝１６６．３６０９ ・・・（１９）

＜回折レンズについての値＞（７８０ｎｍのＬＤを使用し、１度上昇すると照射光の波長が０．２８ｎｍ長くなる場合）

ν＝λ（２５度時波長）／（λ（１０度時波長）−λ（４５度時波長））＝−９２．８５７１ ・・・（２０）

ここで、屈折レンズと回折レンズとで値の符号が逆になっていることは、例えば、屈折レンズでは温度が上昇すると、パワーの絶対値が減少するのに対し、回折レンズでは、温度が上昇すると、パワーの絶対値が大きくなることを示している。これにより、屈折レンズと回折レンズのパワー配分により、温度変化に基づくデフォーカスやビーム位置の変化をある程度コントロールすることができることがわかる。

（実施例）
続いて、本発明の具体的実施例について説明する。以下に述べる各実施例では、図１および図３にて示した、ｆθレンズが２枚構成となっている光学系を採用した例を述べる。

光学系ハウジング材質：アルミダイキャスト（線膨張係数α_H＝２．１×１０^-5）
感光体間隔を規定する材質：アルミダイキャスト（線膨張係数α_F＝２．１×１０^-5）
転写ベルト駆動シャフト材質：アルミダイキャスト（線膨張係数α_S＝２．１×１０^-5）
両端の感光体（感光体４０１ｋと感光体４０１ｙ）に入射する光線の間隔：Ｌ＝２２５ｍｍ
温度上昇：ｔ＝１５度

の場合、理想的な副走査方向両端のビーム間距離変化量は、

−（α_H −２×α_F ＋α_S ） ×（ Ｌ×ｔ ） ＋α_H×ＬＢ×ｔ＝ ０ ＋ ０．００７ ＝ ０．００７ ・・・（２１）

となる（これは、温度変化が生じた場合に、光線の副走査方向位置を全くずらさない場合には、７μｍ／cosγの色重ねずれが発生することを意味する。）。

各光学素子の屈折レンズ面の形状は、レンズ面の形状を図９に示すような座標系で表現する場合、例えば、図１０に示すような形状定義式で表現される。同図に示す定義式において、本実施例では、ａｙ＝１，ａｚ＝１としている。
また、回折格子の光路差関数は、下記の多項式で表される。

Φ ＝ Σｃ_lm×ｙ^l×ｚ^m ・・・（２２）

図１１は本発明の実施例における各光学素子の光学設計データを示す図であり、図１２は各光学素子の近軸パワーを示すデータテーブルであり、図１３は本実施例における各光学素子の偏芯量や傾きを示すデータテーブルであり、図１４は係数値のデータテーブルであり、図１５は回折格子の光路差関数の係数テーブルを示す図であり、図１６は本実施例における、複数の光源７１から射出される複数の光束それぞれの主光線と、光学素子７９、シリンダレンズ７４、ｆθ１レンズおよび出射面側に回折格子面を付加したｆθ２レンズ１１２の副走査方向断面を示す図（副走査方向に拡大した図）である。

本実施例における光走査装置では、上述したように、偏向後光学系Ａに分散が正となるパワーを持つレンズと、分散が負となる回折光学素子を設けることにより、パワー分布を最適化している。これにより、偏向後光学系Ａでの副走査方向における倍率色収差の採り得る範囲を拡げることが可能となる。

本実施例による光走査装置における各光学素子は、偏向後光学系Ａの副走査方向の倍率色収差を適正化することにより、折り返しミラーを展開した際の被走査面ビーム位置が

−（α_H −２×αＦ ＋αＳ ） ×（ Ｌ×ｔ ） ＋α_H×ＬＢ×ｔ ・・・（２３）

だけずれるような光学特性に設定されている。

このような構成にした場合、条件によっては、偏向後光学系Ａにおける回折格子による温度変化時のビーム位置の補正作用により、副走査方向のデフォーカス変化量が大きくなってしまう場合がある。これを補正するため、偏向前光学系７に、偏向後光学系Ａで発生するデフォーカス量を打ち消すパワーをもたせたプラスチックレンズである光学素子７９を設け、光学素子７９を通してポリゴンミラー反射面近傍で副走査方向に集光するようなパワーをガラスシリンダレンズに与えている。

このように、本実施例では、偏向前光学系７では各光束の主光線が各色に対応する光学素子７９それぞれの光軸を通るように導き、偏向後光学系Ａでは光束の主光線が回折光学素子（ここではｆθ２レンズ１１２）の光軸から離れた位置を通るように導くことにより、偏向後光学系Ａでは温度変化に起因する倍率色収差が所定の値となるように補正し、この偏向後光学系Ａにおける補正によって発生するデフォーカスを、像面での光線位置には影響をおよぼさない光学素子である光学素子７９で補正する。

図１７は、本実施例の効果について説明するための図である。
図１７に示すように、ＲＡＹ１（Ｙ用光線）とＲＡＹ４（Ｋ用光線）のビーム間隔は、１５度の温度上昇で、１１μｍ広がる方向に移動することがわかる。光線が移動しない場合のレジストレーションずれ量（７μｍ／cosγ）を打ち消す方向に動くため、１５度の温度上昇でも、イエローと黒との間で、４μｍ／cosγの色重ねずれしか発生しない。

ＲＡＹ２とＲＡＹ４の関係については、Ｌ＝７５×２＝１５０となり、光線が移動しない場合のレジストレーションずれ量（５μｍ／cosγ）を、打ち消す方向に１μｍ動くため４μｍ／cosγのずれとなり、ＲＡＹ３とＲＡＹ４についても、Ｌ＝７５となり、光線が移動しない場合のレジストレーションずれ量（２μｍ／cosγ）を、打ち消す方向に１２μｍ動くため１０μｍ／cosγのずれに抑えることができる。

さらに、主走査方向におけるデフォーカス変化量はほぼゼロに抑えられており、副走査方向におけるデフォーカス変化量も０．４以下に抑えられている（図１７参照）。

偏向前光学系に、前述のような全ての光束を所定の間隔をもたせて通過させ、副走査方向に負のパワーをもつ補正用プラスチックレンズ（光学素子７９）を配置し、かつ、偏向後光学系に、副走査方向にパワーをもつ回折光学素子面を有するプラスチックレンズ（ｆθ２レンズ１１２）を配置することにより、画像形成装置の熱膨張に起因する色ずれを打ち消すように副走査方向におけるビーム位置を変化させることができる。また、温度上昇時の副走査方向ビーム間ピッチ変化量を小さくした場合（温度が上がった際に、副走査方向ビーム間ピッチの増加量が小さいか、もしくは小さくなる場合）でも、温度上昇時の副走査方向デフォーカス変化量を十分に抑えることができる。このように、少なくとも光学素子７９とｆθ２レンズ１１２とを、同じ材料から形成することにより、温度変化があった場合に、両者のレンズが同様に熱膨張し、屈折率も同じように変化するため、ｆθ２レンズ１１２の回折格子による補正に起因するデフォーカスの調整を光学素子７９にて行いやすい。

さらに、最適な光学パワー配置を行うことにより、主走査方向における結像面の温度依存性を低減する光学系も提供可能となる。

（比較例）
続いて、上述した実施例の効果を従来の光走査装置と比較するための比較例について説明する。この比較例では、偏向前光学系内に光学素子７９を設けず、偏向後光学系内に回折光学素子を設けない構成となっている。図１８は、比較例における各光学素子の光学設計データを示す図であり、図１９は、比較例における偏向前光学系内に配置されるプラスチックレンズの近軸パワーを示すデータテーブルであり、図２０は、比較例における各光学素子の偏芯量や傾きを示すデータテーブルである。

図２１に示されているように、本実施例における構成では、ＲＡＹ１（Ｙ用光線）と、ＲＡＹ４（黒用光線）は、１５度の温度上昇で、９０μｍ広がる方向に移動する。上述の実施例における、ハウジング、感光体間隔を規定する部材および転写ベルト駆動シャフトの材質の組合せの例では、光線が移動しない場合のレジストレーションずれ量は、下記式により求められる。

（−（α_H −２×αＦ ＋αＳ ） ×（ Ｌ×ｔ ） ＋α_H×ＬＢ×ｔ）／cosγ ＝ ０＋５ ＝ ５μｍ／cosγ ・・・（２４）

に加え、９０μｍが同じ方向にずれてしまうため、１５度の温度上昇で、イエローと黒との間で、８５μｍ／cosγの色重ねずれが発生してしまう。

このように、副走査方向に負のパワーを持つプラスチックレンズを偏向前光学系に設けず、副走査方向に正のパワーを持つ回折面を有さないプラスチックレンズを偏向後光学系に設ける構成とする場合、温度上昇時の「色ずれ」および「デフォーカス変化量」を十分に抑えることができないことがわかる。

図２２は、ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ２レンズ１１２の入射面１１２ｆに回折格子を形成している例を示す図である。

図２３は、ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１の出射面１１１ｋに回折格子を形成している例を示す図である。

図２４は、ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１の入射面１１１ｆに回折格子を形成している例を示す図である。

図２５は、ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ２レンズ１１２よりも感光面側に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。同図において、板状光学素子１３０の出射面１３０ｋ上には、回折格子が形成されている。

図２６は、ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ２レンズ１１２よりも感光面側に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。同図において、板状光学素子１３０の入射面１３０ｆ上には、回折格子が形成されている。図２５および図２６における板状光学素子１３０は、ポリゴンミラー８０にて反射偏向され複数の感光体それぞれに導かれるべき光束全てにパワーを与える。

図２７は、ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１とｆθ２レンズ１１２の間に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。同図において、板状光学素子１３０の出射面１３０ｋ上には、回折格子が形成されている。

図２８は、ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１とｆθ２レンズ１１２の間に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。同図において、板状光学素子１３０の入射面１３０ｆ上には、回折格子が形成されている。

図２９は、ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１とポリゴンミラー８０の間に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。同図において、板状光学素子１３０の出射面１３０ｋ上には、回折格子が形成されている。

図３０は、ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１とポリゴンミラー８０の間に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。同図において、板状光学素子１３０の入射面１３０ｆ上には、回折格子が形成されている。

図３１は、シリンダレンズ７４の光束進行方向における下流側（出射面側、平面側）に光学素子７９を付加した偏向前光学系７’の構成を示す図である。同図に示す偏向前光学系７’では、光学素子７９とシリンダレンズ７４とは偏向前光学系７の光軸Ｌと略平行な方向（矢印Ｒ方向）に一体的に移動可能に（光軸Ｌ方向における位置を調整可能なように）支持されている。また、偏向前光学系７は、光学素子７９を通過する光束の主光線が、光学素子７９の光軸を通過するような光路となっている。上述の各実施例では、シリンダレンズ７４の光束進行方向における上流側（入射面側）に光学素子７９を付加した構成を例示したが、同図に示したような構成のハイブリッドレンズＨ’を備えた偏向前光学系７’を採用しても同様な効果を奏することができることは言うまでもない。

なお、上述の各実施例では、共有光学素子としてのｆθレンズが２枚構成である例について主に説明したが、図２２〜図３１に示したような構成を、図４および図５に示したようなｆθレンズが１枚構成である光学系に対して適用することも可能であることは言うまでもない。

なお、上述の実施の形態では、回折格子が形成されている光学素子が、１つの光束の光路については１つ配置される構成を例示したが、これに限られるものではなく、例えば、回折格子が形成された光学素子を光路上に２つ配置し、この２つの光学素子に主走査方向におけるパワーを有する回折格子と副走査方向におけるパワーを有する回折格子を別々に形成することで、回折格子による調整の自由度を高めることができ、ひいては光学性能の向上に寄与することができる。

また、上述の各実施例では、偏向後光学系におけるｆθレンズが、複数の感光体に導かれるべき全ての光束にパワーを与える共用光学素子である例を挙げたが、これに限られるものではない。例えば図３２に示すように、各光束について回折面が形成されたｆθ２レンズ１１２Ｙ〜１１２ＢＫを設け、各光束ＲＡＹ１〜ＲＡＹ４がｆθ２レンズ１１２Ｙ〜１１２ＢＫに入射する際に、各光束ＲＡＹ１〜ＲＡＹ４がｆθ２レンズ１１２Ｙ〜１１２ＢＫの光軸Ｐ_Y〜Ｐ_Kから互いに異なる距離だけ離れた位置に入射する構成とすることもできる（ｘ_Y≠ｘ_M≠ｘ_C≠ｘ_K）。このように、複数の光束それぞれについて個別にｆθレンズを設ける構成とすることにより、各光束それぞれについての光学特性を独立に調整することが可能となり、更なる画質の向上に寄与することが可能となる。

この他、図３３に示すように、互いにパワー分布の異なる回折面が形成されたｆθ２レンズ１１２Ｙ’〜１１２ＢＫ’を各光束について設け、各光束ＲＡＹ１〜ＲＡＹ４がｆθ２レンズ１１２Ｙ’〜１１２ＢＫ’に入射する際に、各光束ＲＡＹ１〜ＲＡＹ４がｆθ２レンズ１１２Ｙ’〜１１２ＢＫ’の光軸Ｐ_Y’〜Ｐ_K ’から互いに等しい距離ｘだけ離れた位置に入射する構成とすることもできる。

また、光学ユニットが複数の光線それぞれについて個別に４つ配列されている走査光学系においても、それぞれの走査光学系で、実施例で示した光路と同様な光路で光線を導くことにより、上述の実施の形態と同様な効果を奏することができる。

また、上述の各実施例による光走査装置において、ポリゴンミラー８０に、回転方向に複数の感光体４０１ｙ〜４０１ｋそれぞれに対応して複数配列された傾斜角度が互いに異なる反射面を設け、これら反射面によって入射光束を反射偏向させることにより、該入射光束を主走査方向に走査させることも可能である。この場合、ポリゴンミラー８０の複数の反射面それぞれのポリゴンミラー８０の回転軸に対する傾斜角度は、各反射面が対応付けられている感光体に応じた角度に設定される。

さらに、１つのポリゴンミラーの角度位置の異なる２面に対して異なる方向から２つの光線を導き、これら光線が入射する偏向面にて反射される反射光をそれぞれ異なる方向に走査させる光学系ユニットにおいても、それぞれの光線を導く光学系の構成が、上述の実施例で挙げた構成と同様なものであれば、同様な効果を奏することができる。

本発明を特定の態様により詳細に説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。

以上に詳述したように本発明によれば、光走査装置において、環境温度の変動に応じて光学特性を適切に補正することのできる技術を提供することができる。

本発明の実施の形態による光走査装置における光学系での光路を副走査方向から見た図である。 本実施の形態による光走査装置における偏向前光学系の構成の詳細を示す図である。 本実施の形態による光走査装置を備えた画像形成装置９００の概略構成を示す副走査方向断面図である。 共有光学素子を１枚のｆθレンズ１１０によって構成した偏向後光学系Ａ’の一例を示す図である。 共有光学素子を１枚のｆθレンズ１１０によって構成した偏向後光学系Ａ’の一例を示す図である。 環境温度の変化に起因する、画像形成装置９００におけるレジストレーションずれについて説明するための図である。 環境温度の変化に起因する、画像形成装置９００におけるレジストレーションずれについて説明するための図である。 環境温度の変化に起因する、画像形成装置９００におけるレジストレーションずれについて説明するための図である。 レンズ面の形状を定義するための座標系の一例を示す図である。 レンズ面の形状を定義するための定義式の一例を示す図である。 本発明の実施例における各光学素子の光学設計データを示す図である。 各光学素子の近軸パワーを示すデータテーブルである。 本実施例における各光学素子の偏芯量や傾きを示すデータテーブルである。 係数値のデータテーブルを示す図である。 回折格子の光路差関数の係数テーブルを示す図である。 複数の光源７１から射出される複数の光束それぞれの主光線と、光学素子７９、シリンダレンズ７４、ｆθ１レンズおよび出射面側に回折格子面を付加したｆθ２レンズの副走査方向断面を示す図である。 実施例の効果について説明するための図である。 比較例における各光学素子の光学設計データを示す図である。 比較例における偏向前光学系内に配置されるプラスチックレンズの近軸パワーを示すデータテーブルを示す図である。 比較例における各光学素子の偏芯量や傾きを示すデータテーブルを示す図である。 比較例の構成での温度変化時のデフォーカス変化量等を示す図である。 ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ２レンズ１１２の入射面１１２ｆに回折格子を形成している例を示す図である。 ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１の出射面１１１ｋに回折格子を形成している例を示す図である。 ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１の入射面１１１ｆに回折格子を形成している例を示す図である。 ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ２レンズ１１２よりも感光面側に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。 ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ２レンズ１１２よりも感光面側に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。 ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１とｆθ２レンズ１１２の間に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。 ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１とｆθ２レンズ１１２の間に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。 ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１とポリゴンミラー８０の間に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。 ｆθレンズが２枚構成である光走査装置において、ｆθ１レンズ１１１とポリゴンミラー８０の間に板状の光学素子１３０が配置されている例を示す図である。 シリンダレンズ７４の光束進行方向における下流側（出射面側、平面側）に光学素子７９を付加した偏向前光学系７’の構成を示す図である。 複数の光束それぞれについて回折面が形成されたｆθ２レンズ１１２Ｙ〜１１２ＢＫを設けた構成を示す図である。 複数の光束それぞれについて回折面が形成されたｆθ２レンズ１１２Ｙ’〜１１２ＢＫ’を設けた構成を示す図である。

符号の説明

１ 光走査装置、７ 偏向前光学系、７１光源、７２ 有限焦点レンズ（またはコリメータレンズ）、７３ アパーチャ、７４ 片凸ガラスシリンダレンズ、７９ 光学素子（第１の光学素子、第１のパワー付与手段）、８０ ポリゴンミラー（回転偏向器）、４０１ｙ〜４０１ｋ 感光体、１１１ ｆθ１レンズ、１１２ ｆθ２レンズ（第２の光学素子、第２のパワー付与手段）、１２０ｙ〜１２０ｋ シリンダレンズ、Ａ 偏向後光学系。

Claims (20)

1. 光源からの発散光を、偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記偏向前光学系にて整形されて回転偏向器により主走査方向に偏向走査される光束を偏向後光学系にて複数の感光体それぞれの感光面に導く光走査装置であって、
   前記偏向後光学系は、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されている光学素子であって、前記複数の感光体それぞれに導かれるべき光束の主光線が前記主走査方向と直交する副走査方向における互いに異なる入射位置に入射され、前記光学素子において互いに異なる入射位置に入射する前記各光束間の位置ずれであって、前記光走査装置の環境温度の変化による前記感光面における前記各光束間の前記副走査方向における位置ずれを補正する少なくとも１つの第２の光学素子を含み、
   前記偏向前光学系は、負のパワーを有する光学素子であって、該偏向前光学系にて導かれる光束の主光線が該光学素子の光軸を通過するとともに、前記第２の光学素子により生じる前記光束のデフォーカスを補正する第１の光学素子を含む光走査装置。
   
2. 請求項１に記載の光走査装置において、
   前記第２の光学素子に形成される回折格子は、前記主走査方向および副走査方向の内の少なくともいずれか一方においてパワーを有する光走査装置。
3. 請求項１に記載の光走査装置において、
   前記第１の光学素子と、前記第２の光学素子に形成される回折格子は、少なくとも同じ方向においてパワーを有する光走査装置。
4. 請求項１に記載の光走査装置において、
   前記偏向後光学系は、前記第２の光学素子として、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されている板状の光学素子を有する光走査装置。
5. 請求項１に記載の光走査装置において、
   前記偏向前光学系は、複数の光源からの発散光それぞれを、所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記回転偏向器に導くものであり、
   前記第１の光学素子は、前記複数の光源それぞれから導かれる光束毎に個別に設けられている光走査装置。
6. 請求項１に記載の光走査装置において、
   前記第１の光学素子は、該第１の光学素子の光軸方向に移動可能に設けられている光走査装置。
7. 請求項１に記載の光走査装置において、
   前記第１の光学素子と前記第２の光学素子は同じ材料から形成されている光走査装置。
8. 光源からの発散光を、偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記偏向前光学系にて整形されて回転偏向器により主走査方向に偏向走査される光束を偏向後光学系にて感光体の感光面に導く光走査装置であって、
   前記偏向後光学系は、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されている光学素子であって、前記偏向前光学系からの光束の主光線が、前記主走査方向と直交する副走査方向において前記偏向後光学系の光軸の光路とは異なる入射位置に入射され、前記光学素子において互いに異なる入射位置に入射する前記各光束間の位置ずれであって、前記光走査装置の環境温度の変化による前記感光面における前記各光束間の前記副走査方向における位置ずれを補正する少なくとも１つの第２の光学素子を含み、
   前記偏向前光学系は、副走査方向に負のパワーを有する光学素子であって、該偏向前光学系にて導かれる光束の主光線が該光学素子の光軸を通過するとともに、前記第２の光学素子により生じる前記光束のデフォーカスを補正する第１の光学素子を含む光走査装置。
   
9. 請求項８に記載の光走査装置において、
   前記第２の光学素子に形成される回折格子は、前記主走査方向および副走査方向の内の少なくともいずれか一方においてパワーを有する光走査装置。
10. 請求項８に記載の光走査装置において、
    前記第１の光学素子と、前記第２の光学素子に形成される回折格子は、少なくとも同じ方向においてパワーを有する光走査装置。
11. 請求項８に記載の光走査装置において、
    前記偏向後光学系は、前記第２の光学素子として、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されている板状の光学素子を有する光走査装置。
12. 請求項８に記載の光走査装置において、
    前記偏向前光学系は、複数の光源からの発散光それぞれを、偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記回転偏向器に導くものであり、
    前記第１の光学素子は、前記複数の光源それぞれから導かれる光束毎に設けられている光走査装置。
13. 請求項８に記載の光走査装置において、
    前記第１の光学素子は、該第１の光学素子の光軸方向に移動可能に設けられている光走査装置。
14. 請求項８に記載の光走査装置において、
    前記第１の光学素子と前記第２の光学素子は同じ材料から形成されている光走査装置。
15. 光源からの発散光を、偏向前光学系にて所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記偏向前光学系にて整形されて回転偏向器により主走査方向に偏向走査される光束を偏向後光学系にて複数の感光体それぞれの感光面に導く光走査方法であって、
    前記偏向後光学系において、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されている光学素子であって、前記複数の感光体それぞれに導かれるべき光束の主光線が前記主走査方向と直交する副走査方向における互いに異なる入射位置に入射される少なくとも１つの第２の光学素子により光束を導くとともに、前記第２の光学素子により、前記第２の光学素子において互いに異なる入射位置に入射する前記各光束間の位置ずれであって、前記光走査装置の環境温度の変化による前記感光面における前記各光束間の前記副走査方向における位置ずれを補正し、
    前記偏向前光学系において、副走査方向に負のパワーを有する光学素子であって、該偏向前光学系にて導かれる光束の主光線が該光学素子の光軸を通過する第１の光学素子により光束を導くとともに、前記第２の光学素子により生じる前記光束のデフォーカスを補正する光走査方法。
16. 請求項１５に記載の光走査方法において、
    前記第２の光学素子に形成される回折格子は、前記主走査方向および副走査方向の内の少なくともいずれか一方においてパワーを有する光走査方法。
17. 請求項１５に記載の光走査方法において、
    前記第１の光学素子と、前記第２の光学素子に形成される回折格子は、少なくとも同じ方向においてパワーを有する光走査方法。
18. 請求項１５に記載の光走査方法において、
    前記偏向後光学系は、前記第２の光学素子として、光束の入射面および出射面のうち少なくともいずれかに回折格子が形成されている板状の光学素子を有する光走査方法。
19. 請求項１５に記載の光走査方法において、
    前記偏向前光学系は、複数の光源からの発散光それぞれを、所定の断面形状を有する光束となるように整形し、前記回転偏向器に導くものであり、
    前記第１の光学素子は、前記複数の光源それぞれから導かれる光束毎に個別に設けられている光走査方法。
20. 請求項１５に記載の光走査方法において、
    前記第１の光学素子は、該第１の光学素子の光軸方向に移動可能に設けられている光走査方法。

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