JPS6275671A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、レーザービームによって感光体上に静電潜像
を形成する画像形成装置の特にレーザービームの走査光
学系に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に使用
される修正レンズはミその先軸上に位置決めをするもの
がなかった。又この修正レンズの固定方法は、レンズの
いづれか一端を基準として固定するものであったため、
温度変化等によって膨張、収縮する際に、その変化が光
学系に影響を与え、ｆ・θ特性等に大きく影響を及ぼし
てしまうという問題があった。さらに従来は、前記修正
レンズを直接固定部材によって固定していたために、材
質がプラスチック樹脂等で製作されていた場合には、前
記固定部何によって固定する際に局部的に応力が発生し
、その為に記録画像にひずみを生じざぜるという問題が
おった。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、温度変
化、修正レンズの固定方法によって光学系に影響を及ぼ
すことのない画像形成装置の提供を目的とする。

［発明の概要コ 上記目的を達成するだめの本発明の概要は、感光体表面
に静電潜像を形成すべくレーザービームを発生する半導
体レーザーと、この半導体レーザーからのレーザービー
ムを平行化するコリメータレンズと、このコリメータレ
ンズからのレーザービームを偏平化する偏平化手段と、
この偏平化手段からのレーザービームを主走査方向に偏
向走査する走査手段と、この走査手段からのレーザービ
ームを前記感光体表面上で等速度で移動すべく共動で光
路修正する第１．第２の修正レンズとを有する画像形成
装置であって、前記第１の修正レンズは走査手段と感光
体表面との光路長の中間点より走査手段側に配置し、第
２の修正レンズは走査手段と感光体表面との光路長の中
間点より感光体側に配置し、第２の修正レンズは主走査
方向の位置決めの為の位置決め部材を設けたことを特徴
とするものである。

し発明の実施例１ 以下図面を参照しながら本発明に係る画像形成装置につ
いて説明する。

第１図は画像形成装置の概略断面図である。

同図において画像形成装置は、図示水装置の底部に設け
られた記録用紙（以下用紙ともいう）３を収納する用紙
収納部８１と、この用紙収納部８１に収納されている用
紙３を取出し搬送する給紙ローラ１が前記用紙収納部８
１の図示左上方に設けられており、この給紙ローラ１に
よって本装置本体内に１枚づつ搬送取出しされるように
なっている。尚、図中２で示すものは用紙３の抑圧部材
であり、この用紙収納部８１に収納されている用紙３を
図示上方に押圧して給紙ローラ１により用紙３が取出し
搬送が容易に行われるようにするものである。この給紙
ローラ１の後段には、前記用紙３の搬送路を挟持するに
うに１組の搬送ローラ４と、この搬送ローラ４の後段に
は同様に１組のレジストローラ５が設けられている。こ
のレジストローラはストップウォッチ６がとりつけられ
て、前記用紙収納部８１より搬送されてくる用紙３のタ
イミングを計測するようになっている。

このレジストローラ５の後段には感光体７と、この感光
体７に現像剤を供給する現像剤担持体１１と、前記現像
剤を保持すべく前記感光体７に電荷を与える帯電器９と
、感光体７上に保持された現像剤を搬送された用紙３上
に転写する為に感光体７との間で電界を生じさせる転写
器１２と、前　′艶感光体７上の残留電荷を除去する除
電ランプ８と、前記感光体７上の残留現像剤を除去する
クリナー１３とが設けられている。又前記感光体７には
、レーザー光１０を発生するレーザー走査光源ユニット
２０により発生されたレーザー光１０が照射されて情報
を現像剤の粉体画像として記録するようになっている。

前記感光体７の後段には、この感光体７から情報を転写
された用紙３の転写情報をこの用紙３上に定着させる定
着器１４と、その後方に排紙ローラ１５．排紙ガイド１
６．排紙スイッチ１７．排紙ローラ１８および排出され
た用紙３を受ける排紙トレー１９が設けられている。

このように構成された画像形成装置の作用について説明
する。

前記用紙収納部８１に収納されている用紙３は給紙ロー
５１によって１枚づつ取出し搬送されて、後段に設けら
れている搬送ローラ４に挟持される事になる。この搬送
ローラ４によって挟持された用紙３は、ざらに後段に設
けられたレジストローラ５に搬送され、ここでこのレジ
ストローラ５の直前に取り付けられているストップウォ
ッチ６の接点をＯＮ状態とする。このストップウォッチ
６は搬送される用紙３が正常に搬送されているが否かを
判断する為のもので、あらかじめ設定された時間内に接
点がＯＮ状態とならない際には、本装置内で用紙３が紙
づまりの状態になったと判断して、前記感光体７へのレ
ーザー光１０の照射を停止するようになっている。次に
、レジストローラ５に挟持された用紙３は、前記感光体
７と同期をとりつつこの感光体７の下部に搬送される。

この時、前記感光体７の表面は帯電器９によって一様に
帯電された後、この表面に図示しない制御部の信号に基
づいてレーザー走査発生ユニット２０から照射されるレ
ーザー光によって情報が静電潜像として形成されており
、ここに前記現像剤担持体１１から供給される現像剤が
その情報に対応して付着されているものである。このよ
うに感光体７表面に形成されている情報を、感光体７の
下部に設けた定着器１２と前記感光体７との間で電界を
形成しその作用によって、この転写器１２と感光体７の
間を搬送される用紙３上に情報を転写するようになって
いる。尚、感光体７はその表面周辺に設けられたクリー
ナー１３によって表面に付着した現像剤を除去された後
、除電ランプ８によって残留電荷を除去され、その後前
記帯電器９によって表面を一様に帯電されて次の転写動
作に備えるようになっている。

その後用紙３は、その表面に転写された粉体情報を定着
器１４によって定着された後、排紙ローラ１５．排紙ガ
イド１６．排紙ローラ１８等を介して排紙トレー１つ上
に排出される。尚、前記排紙ローラ１８の直前には排紙
スイッチ１７が取り付けられており、あらかじめ設定さ
れた時間内にこの接点がＯＮ状態とならない際には、搬
送路上で用紙３が紙づまりの状態となったと判断して装
置仝休を停止するようになっている。

第３図はレーザー走査光発生ユニット２Ｑの平面図を示
すものでおる。

このレーザー走査光発生ユニット２０は、弊効果された
レーザー光（以下レーザービームともいう）を発生する
コリメータレンズユニット２１と、このコリメータレン
ズユニット２１から放射されたレーザー光を反射しつつ
高速回転する走査手段であるポリゴンミラー２２と、こ
のポリゴンミラー２２によって反則されたレーザー光を
集光する第１修正レンズ２４と、この集光されたレーザ
ー光を前記感光体７上に導くべく反射さぜる第１反射ミ
ラー２５．第２反射ミラー２６とを有し、この第１反射
ミラー２５．第２反射ミラー２Ｇを介して導かれたレー
ザー光は前記感光体７に近接する位置にもうけられた第
２修正レンズ４３（第４図参照）と、水平同期信号用折
返しレンズ６５と水平同期信号反射ミラー２７と、この
水平同期信号用折返しレンズ６５および水平同期信号反
射ミラー２７からの水平同期信号を受信する水平同期信
号受信器２８とから構成されている。

前記第１修正レンズ２４は、その詳細を第２図（ａ＞、
（ｂ）に示すように、迷光カット用ス１ノット４５（第
５図参照）を有する第１修正レンズ固定仮３０と、前記
第１修正レンズ２４を位置決めする位置決め部材３５．
３６とによって第１修正レンズ固定仮３０に固定されて
光軸等が位置決めされるようになっている。又この第１
修正レンズ固定板３０は、固定ねじ３４によって光学ユ
ニッ１〜筺体２３に固定されている。又、この第１修正
レンズ固定仮３０には第１修正レンズ固定用水平ばね３
２が水平ばね固定ねじ３３によって付勢されてｄ−３す
、第１修正レンズ支持部３１に向って押圧されるように
なっている。ざらに光学ユニット筐体２３には、垂直ば
ね固定ねじ３８により固定された２つの第１修正レンズ
固定用乗直ばね３７によって、ポリゴンミラー２２に向
って第１修正レンズを抑圧固定している。又固定用垂直
ばね３７の中央部分は第２図（ａ＞に破線で示すように
切欠部を有し、レーザービームを遮らないようになって
いる。尚、この固定用垂直ばね３７の第１修正レンズ２
４の押圧力は垂直ばね移動ねじ３９によって調整される
ようになっている。

このように構成された経路を経て、前記感光体７上にレ
ーザー光によって情報を静電潜像として記録するのであ
る。

前述した前記感光体７上に照射されるレーザービームの
変調は、このレーザ“−ビームの照射の開始点における
水平同期信号を基準として行われるしのである。この水
平同期信号をｊｑる為に、前記ポリゴンミラー２２から
反則されたレーナービ・−ムの照！、！４幅喘部に、前
記水平同期信号用折返しレンズ６５および水平同明信号
用反射ミラー２７が設けられ、この水平同期信号用反則
ミラー２７によって反射されたレーザービームは水平同
期信号用折返しレンズ６５を介して水平同期信号検知部
８２に入射される。

第４図はレーザービーム走査光学系を説明する為の断面
図である。

同図において第２修正レンズ４３について説明づる。第
２修正レンズ４３は、光学ユニット筐体２３の基準面で
ある下部に、この第２修正レンズ４３の変形を吸収すべ
く弾性ゴム４２．ホコリ等を防止すべく防塵ガラス４１
を介して棒状レンズ固定板４４により押圧され、固定仮
固定６じ４６によって固定されている。

第５図は第４図において矢印へ方向から児た棒状レンズ
固定板４４の外観図でおる。この棒状レンズ固定板４４
の中央部にはほぼ長方形の迷光カット用スリッ］〜４５
が設けられている。この部分に前記第２修正レンズが設
けられているのであるが、この第２修正レンズ４３は前
述したように、弾性ゴム４２を介して押圧固定されてい
るので、プラスチックの材質からなるものでおっても、
当該レンズに局所的な応力を発生させる事なく、この第
２修正レンズ４３を光学ユニット筐体２３の前記基準面
に抑圧固定し、またこのレンズに残留応力による変形が
ある際にも、このプラスチック特有の変形を矯正するよ
うに取り付ける事が可能である。

第６図は光学ユニット筐体２３に設（プた第２修正レン
ズ４３を装入するための切欠部に、前記第２修正レンズ
４３を装着した状態を示ず。

同図に示すように、第２修正レンズ４３には第１修正レ
ンズ２４の光軸に対応する部分に位置決め部材である凸
部４７が設けられている。この凸部４７は、前記光学ユ
ニット筐体２３に設けられているこの凸部が嵌合する凹
部に嵌入させて、第２修正レンズ４３の位置決めを行う
為の５ので必る。このように固定する事により第２修正
レンズ４３の熱膨張による影響を光軸に対して対称に分
散する事ができるために、従来方式であるレンズの一端
を固定する方式に比較して像面のたとえば「・θ特性等
の像特性を向上させることができる。

第７図（ａ）、（ｂ）は本発明に係るコリメータレンズ
ユニット２１の構成を示す断面図である。

同図においてコリメータレンズユニット２１は、外観が
円筒状を呈し、そのほぼ中心に同様に円柱状の中空部を
有するコリメータレンズホルダー４８と、この円柱状の
中空部の一端にはレーザービームを発生させる半導体レ
ーザー５４と、この半導体レーザー５４をその表面に載
置した半導体固定板４９が２ｇの固定ボルト５０により
その中空部の一端を閉じるように取付られでいる。ざら
にこ・の円柱状の中空部には、前記半導体レーザー５４
の他に、この半導体レーザー５４で発生するレーザービ
ームを平行化するコリメータレンズ５１と、このコリメ
ータレンズ５１て平行化されたレーザービームを偏平化
する第１プリズム５６および第２プリズム５７（この２
（固のプリズムでビームコンプレッザを形成している）
と、この第１プリズム５６および第２プリズム５７とが
取付られだプリズムホルダー５２が前記中空部内で中心
６０を中心として回動自在に取付られている。尚、この
プリズムホルダー５２は、光軸を挟んで相対峙する位置
に２個の調整ボルト６１を設け、この２個の調整ボルト
６１によって微調整可能となっており、従来、この第１
．第２のプリズムに入射するコリメートビームのわずか
なズレによっても生じていた偏平化されたビームの射出
方向の大きなズレを調整する事が可能となる。ざらにプ
リズムホルダー５２の前記第１プリズム５６および第２
プリズム５７を載置した面と直交する位置に設けたプリ
ズムホルダー固定ポルト６２により任意の位置で確実に
固定する事ができる。又コリメータレンズユニット２１
は、前記第１プリズム５６および第２プリズム５７によ
り偏平化されたレーザービーム５Ｂを中心として、回動
自在に円筒形状を有する絶縁カバー５３に取付られてい
る。尚、図中５９で示すホルトは、コリメークレンズ５
１の取付位置の微調整を行うために設（ブられたもので
必り、この２個のコリメータレンズ調整ポルト５９によ
りたとえば光軸合せ等を容易に調整可能としている。

′６ひ２半導体レーザー５４は半導体固定板４９に載置
する際、通常その取付は位置に対して±Ｏ９］（＃）程
度の取付誤差か生じる。ここでコリメータレンズ５１の
焦点距凶１を「。（＃ｎ）とし、第１修正レンズ２４の
焦点をｆとすると、前記感光体７表面上の像面での取付
誤差の影響はｆ／ｆ。

倍に拡大されることになる。

ここで、コリメータレンズ５１の光軸を進むレーザー光
が集光する位置を理想的な結像位置とすると、この結像
位置に対して±ｆｙｆｏｘｏ、１（Ｓ）の結像位置の誤
差を生ずる事になる。同時にこれは、走査されるレーザ
ービームの幅の両端に対しても±ｆ　／　ｆ　ｏ　ｘＱ
、　１　（ａｎ）の誤差を生じてしまう事になる。

そこで本実施例では、感光体７上の有効走査幅を最大記
録幅よりも両端においてそれぞれｆ／ｆｏ　ｘ　Ｏ、１
（ｍｍ　）つまりｆ　／　ｆ　ｏ　Ｘ　Ｏ、２（ｍ）だ
け幅方向を大きくする事により、半導体レーザー５４と
コリメータレンズ５１の光軸合せという、コリメータレ
ンズユニット自体を複雑化する＠造を省略できるばかり
でなく、その為に必要な微妙な調整を必要としないコリ
メータレンズユニットとしている。

以上のように構成されたコリメータレンズユニットの作
用について簡単に説明する。

半導体レーザー５４で発生されたレーザービームは、こ
の半導体レーザー５４の照射側前面に取り付けられたコ
リメータレンズ５１で平行化される。この平行化された
レーザービームは、次にビームコンプレッサを形成する
第１．第２のプリズムに入射され、ここで偏平化された
後図示しないポリゴンミラー２２に入射する事になる。

画面）ホしたように、前記ビームコンプレッサから出た
レーザービームを中心としてプリズムホルダー４８が回
動するようになっているので、ポリゴンミラー２２に入
射するレーザービームの偏平方向を任意の方向に調整可
能となり、感光体７上での主走査方向と直交する副走査
方向のレーザービームのスポット径を一定にするように
調整ができる。

第８図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ水平同期信号検知部８
２の平面図と断面図とを示すものである。

同図に示す水平同期信号検知部８２は、円筒形状を有し
、一部に位置決めの為の突起部６８を設けた水平同期信
号素子ホルダー２８と、この水平同期信号素子ホルダー
２８の内部であって、その底部にとりつけられ、一部に
水平同期信号の位置決めの為の突起部６９を有する水平
同期信号検知素子ケース６７の中に水平同期信号検知素
子６４と、この水平同期信号検知索子６４の前面にｕ１
走査方向にのみパワーを有するシリンダレンズ６６とか
ら構成されている。

このように構成された水平同期信号検知部８２の作用に
ついて説明フる。

本実施例によると、前述した水平同明信号用反射ミラー
２７により反射されたレーザービームは、前記水平同期
信号検知部８２に入射されるが、この時水平同期信号用
反則ミラー２７から水平同期信号検知部８２までの光路
長は、感光体７に至る理想光路長によりし短い光路長と
なっている。しかしながら、前記第３図に示す主走査方
向のビーム走査に対しては、水平同期信号用反射ミラー
２７の前面に主走査方向のみパワーを有する水平同期信
号用折返しレンズ６５を具備しているので、水平同期信
号検知素子６４に集光１゛るようになってあり、又、副
走査方向に対しては第８図〈ａ）。

（ｂ）に示すように、副走査方向のみパワーを有するシ
リンダレンズ６６を具備しているので、例えば副走査方
向にレーザービームの振れが生じた際にも、前記水平同
期信号検知素子６４にレーザービームが確実に集光する
ようになっている。本実施例では、主走査方向にのみパ
ワーを有する水平同期信号用折返しレンズ６５と、０１
走査方向にのみパワーを有するシリンダーレンズ６６と
を、それぞれ水平同期信号用反射ミラー２７と水平同期
信号検知部８２とに設けたが、これらは例えば前記第８
図（ｂ）に示すように副走査方向のみにパワーを有する
シリンダーレンズ６６の裏面つまり水平同明信号検知素
子側に主走査方向のみにパワーを有するシリンダーレン
ズ（前記水平同明信号用折返しレンズ６５に相当でるも
の）を配置するようにしてもよい。このように構成する
事により、立上り特性の良好な水平同期信号を得る事が
できるばかりでなく、鮮明な画像を（ｑることができる
。

第８図（Ｃ）は、水平同期信号検知素子６４の通電状態
を示す説明図である。

同図に示すように、水平同期信号検知素子６４の水平同
期信号検知素子ケース６７は通電されている為に絶縁す
る必要がある。そこで、水平同期信号素子ホルダー２８
の一部にレンズ面を形成し、水平同期信号素子ホルダー
２８に設けた突起部６８を、光学ユニット筐体２３に嵌
合させてシリンダレンズの母線の方向を所定の方向に固
定すると共に、シリンダレンズ面と水平同期信号検知素
子６４との相対位置を正確に設定できるようになってい
る。同時に、水平同期信号素子ホルダー２８には、水平
同期信号検知素子ケース６７の一部に形成された水平同
期信号素子６４の位置決め突起部６９を嵌合する凹部を
有し、水平同期信号検知素子６４の矩形エッヂ部分がレ
ーザビームの主走査方向に対して直交するように位置決
めし、水平同期信号索子６４を通るレーザービームのわ
ずかな副走査方向のビーム振れに対しても水平向明信号
と出き出し位置のズレが生じないようになっている。

第９図（ａ＞、（ｂ）、（ｃ）は本画像形成装置の光学
系の諸特性を示す説明図である。

同図（ａ）は、走査ビームが形成される平面に直交する
方向からの説明図である。同図にｄ３いて、半導体レー
ザー５４から発生したレーザービームは図示されるよう
に、コリメータレンズ５１、第１、第２のプリズム５６
．５７および第１．第２の走査レンズ２４．４３を介し
て感光体７上に到達するようになっている。

ここでコリメータレンズ５１の焦点距離「。−５（＃ｌ
ｌ１１）、第１修正レンズ２４の焦点距離「１−２１５
（ＮＲ）と仮定する。感光体７の近傍に配置された棒状
の第２修正レンズ４３の主走査方向の曲率は、像の近さ
に対して非常に小さいので無視する事ができるので、主
走査方向のレーザービームのスポット径は第１修正レン
ズ２４の焦点距離ｆ１と、第１修正レンズに入射する偏
平化されたコリメートビームの主走査方向幅および第１
修正レンズ２４と感光体７との距離に依存しているとい
ってもよい。さらにここでは便宜上第１．第２の修正レ
ンズ２４．４３の前後焦点間の距離は無視する事にする
。又、ビームの調整時においては、第１修正レンズ２４
に入射する偏平コリメートビーム５８のビームウェスト
は、ポリゴンミラー２２の反射面に位置し、第２修正レ
ンズ４３の第１修正レンズ２４の光軸近傍の副走査方向
焦点距離ｒ　２　＝　２９　（ｏｎ）　、第１修正レン
ズ２４とポリゴンミラー２２の反則面までの距離ｄ　２
　＝　４８　（＃）、第１修正レンズ２４から感光体７
までの距離を（ｄ　　十ｄ　　十ｄ１　）＝２１１　（
ｓ）とし、図中ｄ１＝３３（ｍ）としている。このよう
な光学的条件は計算によって求める事ができるように、
ポリゴンミラー２２の反射点と感光体７表面とを互いに
共役関係におき、反射点を物点としたとき、その物点が
感光体７上に結像するように配置されている。すなわら
第９図（ｂ）においてポリゴンミラー２２が図中７１の
状態から７２で示す状態に傾斜した際においても、レー
ザービームは点線で示すように進みポリゴンミラー２２
が傾斜していないときに結像ターる感光体７上の位置に
結像するようになっている。これがポリゴンミラー２２
の面倒れ補正効果を示すものである。次に、第９図（Ｃ
）を参照して感光体７上の主走査方向のビームスポット
径ω′を計算する。本実施例においでは、第１修正レン
ズ２４への偏平コリメートビームの半径は主走査方向が
ω２　＝２　（ｍｍ）　　（ただし、ここで半径という
際には中央値の１／ｅ２の値の半径を示づものとする）
、副走査方向がω。

＝０．２＜ｍｍ＞としている。従って、第１修正レンズ
２４により結像される主走査方向のビームウェスト半径
ω１　と、その位置Ｚ。は周知の関係式Ｚｏ＝ｆ１　（
１＋ｆ１　（ｄ２−ｆｌ）／（ｄ２１’１）”十δ２） で表される。ここで、 δ−πω′艮／λ および、 λ−７９０（ｍ）（半導体レーザーの波長）でおる。こ
の関係式に前記仮定に基づいてＭ−Ｉ　ｎを行うと、 ω’ｏ＝０．０２７　（ｓ） Ｚｏ＝２１５　　　（ｓ） となる。つまり感光体７の後方４（ｍ）の点にビームウ
ェストが形成される事になる。従って、感光体７上では
、距離Ｚ＝４（＃）におけるビーム半径ω′を前記周知
な関係式より求める事ができる。つまり、 ω″＝ω６（１＋（λ２／πωｐ、”　＞　２　）の関
係式より、 ω’　＝０．０４６　（ｓ） となる事がわかる。

ところで、感光体７上における副走査方向のレーザービ
ームスポット半径ωを求めるには、第２修正レンズ４３
の副走査方向パワー１／ｆ１も関係を有する。そこで、
第１修正レンズ２４のビームウェスト位置をｄ２とし、
そこでのビームウェスト半径ω１、第２修正レンズ４３
のビームウェスト位置ｄ。、そこでのビームウェスト半
径ω。とすると、前記主走査方向のビーム径と同様に計
算を行うと、 ｄ’２＝ｆ’１　［１＋（「１　（ｄ２１’１）／（ｄ
２　　　　　　　　　−１１）＋δ　）］ここで、δ＝
πω２／λとする。

すると、 ω１＝０．１８６　（ｍ） ｄ’２　＝　６９　、８　　（ｍ） となる。従って第９図（Ｃ）において、ｄ１＝１０８．
２　（＃） となる。ここで再び第２修正レンズ４３に対して前述し
た計算を行うと、 （ｄｌ−ｆｌ）２＋６２）］ ここで、δ＝πω１／λとすると、以上の関係式％式％
（） となる。これは感光体７上１．４（ｒＭ＋＞手前にビー
ムウェストを有している事になる。従って、感光体７上
での副走査方向のビームスポット径ωは、ω”＝（１＋
（λＺ／πωｏ）　） で表される。ここで、ｚ＝１．４（ｍ＞を代入すると、 ω−０，０３５（馴） となる。ところで、副走査方向のビームスポット径は記
録画像に大きな影響を与える要素である。

従って、半導体レーザーの放削面のバラツキによって、
第１修正レンズ２４へ入用する偏平コリメートビームの
副走査方向半径ω２は０．１〜０゜２（ｍ）程度の大き
ざでバラツキを生じる。これは前述した関係式より容易
に推測できるように、第２修正レンズ４３による絞り込
み半径ω。に影響をおよぼすことになる。そこで、本実
施例においては、偏平コリメートビームの主光線を中心
としてコリメータレンズユニット２１を回動可能として
、第１修正レンズ２４への偏平コリメートビームの副走
査方向の径２ω２が常に０．４（ｓ）となるように設定
して固定している。

第１０図はポリゴンミラー２２の縦断面図である。

同図においてポリゴンミラー２２は、このポリゴンミラ
ー２２を高速回転させるスキトナモータ４０上部に設け
られているポリゴンミラー取り付は座７５に載置すべく
、このポリゴンミラー取り付は座７５の中心に設けられ
ているポリゴンミラー取り付は軸７６の上部より挿入さ
れ、ざらにこの上からポリゴンミラー押えバネ７７Ｊ３
よびポリゴンミラー押えバネ固定リング７８によって前
記ポリゴンミラー取り付は軸７Ｇに固定されている。

このように構成されたポリゴンミラー２２の側面つまり
６反ｑ・１面は、前記ポ１ノゴンミラー取り付は軸７６
に対してわずかに（頃斜を有している。この傾斜は第１
にこのポリゴンミラー２２が例えばプラスチックにより
形成されており、このボ１ノゴンミラーの成形型からの
扱き勾配の為であり、第２に、前記感光体７からの乱反
射戻り光が第１゜第２の修正レンズを通過して再びポリ
ゴンミラー２２に入射する事を防止し、ポリゴンミラー
への再入射によって生じる例えばその反則光がポリゴン
ミラーの回転に関係なく感光体γ上に静止したビームス
ポットを形成してしまうという問題を防止する事ができ
る。この光は非常に弱い輝度ではあるが通常のレーザー
ビームが高速で短時間照射するのに対してきわめて長時
間例えば数千倍程度の時間にわたって照射される事が問
題であった。

そこで本画像形成装置では、このような問題を解決すべ
くポリゴンミラーの反射面をわずかに傾斜させて、感光
体７からの乱反射戻り光のポリゴンミラーによる感光体
７への反射光の光路を分離するようにしておき、第５図
に示すように迷光カッ１〜用スリツト４５によってカッ
トするようになっている。

第１１図（ａ）、（ｂ）は従来の光学系と本画像形成装
置に係る光学系の比較を説明する説明図である。

同図（ａ）にＪ３ける従来のボｌノゴンミラーの補正光
学系では、レーザー光７９はポリゴンミラーにおいて副
走査方向に一度集光し、これを再び第１修正レンズ２４
と、第２修正レンズ４３とによって感光体７上つまり像
面に集光するようになっている。ところが同図に示ずよ
うに光の反射点は多面鏡であるため精度上多少前後に移
動することが避けられず、さらに第１修正レンズ２４の
光軸と多面鏡への入射ビームが直交しない場合は特に大
ぎなものとなる。従って、多面鏡と反射点が図中Δｄま
で移動した際には反射位置Ｍ２の集光位置はＰｌからＲ
２までの距離ｙだけ移動したように見える。この結果前
記像面においては結像点がＱ２から０１までの距離ｙ′
だけ移動する事になる。この関係は、ｙ’　＝ｙ　（ｆ
　２．／ｆ’１）で表ざ机る。

ところが同図（ｂ）に示す本画像形成装置においては、
反射点である多面鏡への偏平］リメートビーム５８は平
行光線であるので反１３１位置がＭｌからＭ２に移動し
ても主光線の位置がＰｌからＲ２に移動したように児え
るだけで両ビームの主光線は平行に進行する。従ってこ
の場合には、前記の両ビームとも多面鏡の而倒れがない
場合の結像点Ｑに結像する事になる。

第１２図は本画像形成装置のレーザー走査光学系の平面
図である。

同図は特に単一レンズの第１修正レンズと第２修正レン
ズの関係を示１らので、図中Ａ−８で示すものは第１修
正レンズ２４の光軸である。この光軸における第２ｔＭ
正レンズ４３は副走査方向の曲率が１／γ０であり、感
光体７に面する側が凸状となっている棒状のレンズであ
る。この第２修正レンズ４３のポリゴンミラー２２側は
副走査方向のパワーを保持せず、副走査方向の曲率は零
となっている。ここで、第１修正レンズ２４がら傾きθ
′で射出されるレーザービームが第２修正レンズ４３と
交わる点の副走査方向の曲率を１／γ（θ′　）とする
。図中Ｃで示すものは最大記録幅、Ｄで示すものは有効
走査幅で、前述したようにこの有効走査幅りは最大記録
幅Ｃより（ｆ２／ｆ１）Ｘｏ、２　（ｓ）だけ大きく設
定され、さらに棒状の第２修正レンズ４３のポリゴンミ
ラー２２側の形状は主走査方向に光軸Ａ−Ｂを対象線と
して大ぎく湾曲しており、感光体７上に結像する点の走
査ひずみを零とするように光路修正をするようになって
いる。

第１３図は第１２図に示す光学系の詳細な説明図である
。

同図は第１修正レンズ２４の各種パラメータを示し、Ｒ
１＝　−１０７，５（ｍＩｎ＞　、　ｄ＝７　（＃）　
。

ｎ＝１．７１７とし、ｔは像面湾曲が適正な値となるよ
うに選択している。

第１４図は第１修正レンズ２４のポリゴンミラ−２２に
よる光軸に対する走査角が２０°の場合のＲ１／ｆと「
・θ特性の関係を示す特性図でおる。同図における関係
においては従来［）ｉｓｔ。

ｒｔｉｏｎが２．３（％）程度になっている。

第１５図は第１４図と同様に走査角が２０°の場合のＲ
１／ｆと像面湾曲の関係を示す特性図である。同図にお
いては、メリデイオナル像面湾曲が１（＃）程度、サジ
タル像面湾曲が７（Ｍ）程度である。従って同図に示す
ように、有効走査角が±３２．５°もある場合には単一
レンズだけでは°「・θ特性、ビーム径共に使用できる
状態にない。そこで、従来は第１６図（ａ）、（ｂ）に
その光学系を示すように単一レンズである第１修正レン
ズ２４に、シリンダレンズ８０を第２修正レンズとして
用いてカバーしていた。

第１７図は第１６図（ａ）、（ｂ）に示す光学系と同寸
法とした光学系の斜視図である。

シリンダレンズである第１修正レンズ２４の光軸に治っ
て進む平行レーザー光に対する焦点距離ｆｃ、第１修正
レンズにθ′の角度で大剣する平行レーザー光に対づ−
る焦点距離をｆｃ　（θ′）。

第１修正レンズの屈折率を［）。とすると、次のような
関係式が成立する。

ｆ　（θ・）−（ｎ　　−１／、／’ニー耳耳口−ＣＣ
Ｃ −ＣＯ３Ｏ４）・「０　　　　　　　　　・・・（１）
この関係式より第１６図（ｂ）におけるサジタル像面湾
曲量ΔＳθは次の関係式によって表される。

ここで、 Ａ−に□　ＣＯ３θ’　、Ｂ−ｆｏ／ｆｏ　（θ′）Ｃ
＝１／にθとすると、 ΔＳ　　　［１／（（１／Ａ）・Ｂ−Ｃ＋１　）　−１
］θ＝ ・Ｓ　　　・・・（２） でおる。

これらの関係式に走査角＝２０”　、ｓｏ＝２５（ｍ）
を代入すると、△Ｓθ＝−２（＃）程度となる。しかし
ながら、走査角が±３２．５°程度に大きな値となると
、これでもサジタル像面湾曲は大ぎくなってしまう。さ
らにサジタル像面湾曲は第１６図（ｂ）に示す感光体上
の副走査方向ビームスポット位置ズレ△Ｐで表されるよ
うに、ポリゴンミラー２２の面倒れ補正効果を低下させ
る原因ともなっている。そこで、本画像形成装置では第
１２図に示すように、第１修正レンズ２４からのレーザ
ービーム割出角θ′　ｉ対応した第１修正レンズの曲率
半径γ（θ′　）をθ′の関数として変化させ、その部
分における焦点距離ｆＣ（θ′　）を次のように決定し
ている。

「　（θ′）−（にθ／にｏＣＯ８θ’）ｆ。

・・・（３） つまり前記ΔＳθは、この条（４を満足するように、副
走査方向曲率γ（θ′　）を形成した棒状レンズでは零
となり、完全なサジタル造血湾曲の改善を実現できる。

従って、第１６図（ｂ）に示すように、ΔＳθが零とな
ればΔＰは発生せず完全なポリゴンミラー面倒れ補正効
果を発揮する事ができ、きわめて高品質の記録画像を得
る事が可能となる。

前記の関係式において、θ＝Ｏとした時の反射点と像面
との距離をり。とすると、 にｏ＝１−３ｏ／Ｌ。

で表される。又θ≠Ｏの時には、 にθ＝１−３ｏ／Ｌθ で表されるが通常Ｌｏ＝Ｌθである。従って、に０＝に
θと考えてよいので、 ｆ　（θ′　）−丁。／ＣＯ３θ′ としてよい。しかし実際には、棒状レンズが無い時の第
１修正レンズのサジタル像面湾曲も多少関係を有するの
で、第１修正レンズの性能を考慮して走査角θにおける
サジタル像面湾曲が零となるようにｆ。（θ′　）を決
定している。

次に、棒状レンズ４３のポリゴンミラー２２側の面の曲
線を求める。

第１８図はその様子を示す説明図でおる。

同図において、第１修正レンズ２４に走査角θで大剣し
たレーザービームの主光線は、光軸との角度θ′で割出
している。この角度θ′で第１修正レンズから割出され
たレーザービームは第２修正レンズ４３に高ざＹθて入
０’ｌ　’？する。ここで、第２昨正レンズ４３の第１
修正レンズ２４光軸上のビーム大剣位置で光軸に直行１
６而と、前記角度θ′で第１修正レンズを射出してきた
レーザ“−ビ−ムの交点をＹ’　　Ｑとする。第２修正
レンズ４３の光軸上の厚ざＸ１点Ｇにおける曲面の勾配
を、α−ｊａｎ−１（ｄ　　Ｘ　θ／ｄ　　Ｙ　θ）と
する。又このレーザービームが第２修正レンズを削出す
る位置Ｍでのレーザービームの主光線の屈折前後の角度
βｄ５よびＴとする。さらにこのレーザービームが走査
面と入ＱＪする位置でのその先軸からの高さはｙ′θで
表す。ここでｙθは第１叱正レンズの焦点距離をｆｌと
すると、完全にｒ・θ特性を満足するように第２修正レ
ンズ４３の入射側曲面を形成しているので、ｙθ−ｆ１
θで表される。従って、図中Δｙ′　θ＝ｙ′　θ−ｙ
θは、第２修正レンズ４３の光路修正量を示すものであ
る。

ところで本画像形成装置においては、第２修正レンズの
レーザービーム躬出面は前述したように、副走査方向に
のみパワーを有し、走査角θに対応してそのレーザービ
ームが通過する点の曲率をサジタル像面湾曲が零になる
ように形成したものであり、そのｆｆＩＩ腺は直線で必
りレーザービーム走査面である感光体７と距離Ｓ。を保
持している。これらの関係から、前述した完全なｆ・０
特性を達成するための第２修正レンズの入射側の曲面に
ついて説明する。

まず像面に対する関係式は、 ’ＪＢ　　ＹＢ＝ＸＯｔａｒ’１β十Ｓ□ｔａｎＴ・・
・（４） で表される。ところで、 ＹＯＹ’　　Ｂ＝　（Ｘ□　　　Ｘｏ）ｊａｎθ′でお
るから上記（４）式は、 ｙＢ−Ｙ’　　Ｂ＝　　（Ｘ□　　　　Ｘ　θ）　　ｔ
ａｎ　θ′　十Ｘ　Ｂ　ｔ　ａ　ｎβ十Ｓｏ　ｔ　ａ　
ｎ　Ｔ・・・〈５） となる。一方、点Ｍでの屈折の法則より、ｎ。ｓｉｎβ
＝ｓｉｒｒ７　　　　　　　・＝（６）で表される。

上記（６）式を（５）式に代入すると、ｙＢ　　Ｙ’　
θ＝（Ｘ□　　Ｘｏ）　ｔａｎθ′十Ｘ　Ｂ　ｔａ　ｎ
β十Ｓ。（Ｆ／ＥＥ）・・・（７） ｒ−−−’　−°　　　　　− で表される。ここでＥ＝７１−Ｍｏ２　ｓ　＋　ｎ２β
。

Ｆ＝ＭｏＳ　ｉ　ｎβである。上記（７）式において、
ｙθ、Ｙ′　θ、θ′は第１修正レンズ２４に走査角０
のレーザービームを通過させた際にｊｑられるデータで
あるから、任意の走査角θに対して一意的に決定できる
。従って、上記（７）式は未知数Ｘθと角度βとの関係
として表される。ここで、第２修正レンズ４３の入射点
Ｇにおいては、次の関係式が成立づる。

β−＝ｓ　ｒ　ｎ−’（−ｓ　ｉ　ｎ　＜θ’　＋α）
　）　−ａ「）。　　　　　　　　　　・・・（８）従
って、上記（７）、（８）式より、走査角θにおけるＸ
ｏとαの関係が求められる。

ここで、走査角θを微小吊づつ変化させて、これに応じ
た各変数をそれぞれｙ。、Ｖｌ、Ｖ２．・・・ｙ＝−・
・、Ｙ’　ｏ、Ｙ’　１．Ｙ’　２−　・−・Ｙ’　、
　・・・、遮 θｌ　。、θ’　１．ｏ’　　、・、θ／　　、　、、
、、Ｘｏ、Ｘ１＝Ｘ２・”’Ｘ””−（Ｚ□、α１．（
２２，−α７１８０、Ｂ０．β１．Ｂ２．・・・βｉ・
・・とする。これによって、前記（７）、（８）式は、 ｙ・　Ｙ’　　・＝（Ｘ□　　ＸＨ）ｔａｎｃｒ　　、
＋Ｘ−ｔａｎβｉ＋　Ｓ　□　　（Ｈ／　Ｇ　）・・・
（９） で表される。ここでＧ＝、／’〒−ｎ、”ｓ〒ｎ’１３
Ｈ−ｎ　ｃ　ｓ　ｉ　ｎ　ＢｉＴ　アル。

βｊ＝ｓｉｎ（−３ｉｎ（θ’Ｈ＋α１））−αｉ　　
　　　　　　ｎ′ｃ ・・・（１０） でおる。上記（９）、（１０）式でｙ・　Ｙ　ｌ　　・
。

Ｉ Ｘｏ、θ′　・、Ｓｏ、ｒｌｃは既知であるとしてよ篭 い。ここで、 ｔａｎｃｒ−＝（Ｙｉ−Ｙ’　　Ｈ−１＞／（Ｘ・−Ｘ
　ｉ　−１＞ とすると、 Ｙ−−Ｙ’　　−＝　（Ｘ□　　−＞Ｊ　　）ｊａｎθ
′　１であるから、（Ｘ□　　−ＸＨ）ｔａｎθ’　　
ｉ＝１とすると、 し　ａｎ　α　ｉ＝　　（Ｙ’　　　ｉ　　±　Ｉ−Ｙ
ｉ−１）／（Ｘ　ｉ　−Ｘ　ｉ　−１＞ ・・・（１１） となる。上記（９）、（１０）および（１１）式におい
て初期値として、Ｘｏ、Ｙ’　　θ−〇とＪると（９〉
式は、Ｘｉ、Ｘ−Ｙ・　の関係式と１−１・　　　１〜
１ なり、Ｘ・　　Ｙ・　が決定されると、Ｘｌが決１−１
・　　　１−１ 定する。このようにして、きわめて高い精度のｆ・θ特
性を実現する事ができる。

以上詳述したように、第２修正レンズ４３の副走査方向
のパワーを、第１修正レンズおよび第２廐正レンズの組
合−ぜレーザービーム走査光学系とした際には、走査角
θに対応した第２修正レンズの位置における入射面又は
割出面の少なくともいづれか一方の副走査方向曲率を変
える事により、サジタル像面湾曲を無くすように適正化
する事ができる。又、副走査方向のパワーに比較してき
わめて小さいパワーを有する主走査方向の曲率および傾
きにより、完全なｆ・θ特性を実現できる。

これは前述したように、棒状レンズである第２修正レン
ズを感光体７近くに配置し、ポリゴンミラー２２の近傍
に配置した第１修正レンズの光学的特性を改善し、これ
らの協動作用によって理想的な走査光学系を形成できる
からでおる。尚、本画像形成装置においては、第２修正
レンズの副走査方向のパワーが走査角θの定数でない関
数として説明したが、副走査方向のパワーが一定であっ
ても第２修正レンズの曲面自体を感光体７の近（力に近
づけたり放したりする事によってサジタル像面湾曲を改
善する事も可能である。また、メリジオナル像面湾曲の
改善については説明していないが、この改善をするには
第２月正レンズの厚さＪ＞よび入ｑ１面の曲率つまり主
走査方向のパワーをも考慮して第２修正レンズの形状を
形成するようにする。

つまり本画像形成装置においては、感光体７に面してい
る第２修正レンズの割出面を母船が直線の非円柱上面と
したが、この母線も直線ではなく第２修正レンズの厚み
および主走査方向のパワー。

傾きをメリジオナル像面湾曲を改善するように修正する
事も可能である。さらに本画像形成装置においては、入
射面のみを湾曲させたが、これに限定されるわけではな
く入射面あるいは出射面のいづれか一方だけを湾曲させ
てもよく、又同時に湾曲させてもよい。副走査方向につ
いても同様である。

本発明は前記一実施例に限定されるわけではなく、本発
明の要旨の範囲内で様々に変形して実施する事が可能で
ある。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によると、第１修正レンズの
光軸の近傍の第２修正レンズの部分に第２修正レンズの
主走査方向ビームめを行う四部又は凸部を設けているの
でレーザ走査光学系に第２修正レンズを固定する場合極
めて容易にしかも高精度で位置決めすることができる。

また第２修正レンズをプラスチック樹脂で製作したので
第２修正レンズの凸又は凹部からなる位置決め部材を容
易に形成することができ、さらに温度変化に伴なう熱膨
張による影響を光軸に対して対称に分散する事ができる
ので「・θ特性等の保持性を向上させる事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成装置の概略断面図、第２図（ａ）、（
ｂ）は第１修正レンズの取付は方法を示す説明図、第３
図はレーザービーム走査光学系の平面図、第４図はレー
ザービーム走査光学系の概略断面図、第５図は第２修正
レンズの固定ブラケットの外観図、第６図は第２修正レ
ンズの平面図、第７図＜ａ＞は」リメータレンズユニッ
トの断面図、第７図（ｂ）は同図（ａ）に示すコリメー
タレンズユニットの側面図、第８図（ａ）は水平同期信
号検知素子部の平面図、第８図（ｂ）は同図（ａ＞に示
す水平同期信号検知素子部の断面図、第８図（Ｃ）は水
平同期信号検知素子部の回路図、第９図（ａ）は主走査
方向ビームの絞り込みと各光学部品の関係を示す説明図
、第９図（ｂ）は副走査方向とポリゴンミラー面倒れ補
正を示Ｊ説明図、第９図（Ｃ）は主走査およびｎ１走査
方向の各光路におけるビーム径とビーム径修正の原理を
示ず説明図、第１０図はポリゴンミラー面の傾斜を示す
詳細図、第１１図（ａ）は従来のボＩノゴンミラー面倒
れ補正の原理と補正量を示す説明図、第１１図（ｂ）は
ポリゴンミラー面倒れ補正の原理を示ず説明図、第１２
図は第１および第２修正レンズの関係を示す説明図、第
１３図は第１修正レンズのパラメータを示１説明図、第
１４図は第１修正レンズのｒＯ特性とＲ，／ｆ’の関係
を示す関係図、第１５図は第１β正レンズの像面湾曲と
Ｒ１の関係を示づ関係図、第１５図は第１修正レンズの
像面湾曲とＲ１／ｆとの関係を示す特性図、第１６図（
ａ）は従来のシリンダレンズによるサジタル像面湾曲を
示す説明図、第１６図（ｂ）はサジタル像面湾曲による
面倒れ補正効果を示す説明図、第１７図はシリンダレン
ズによるサジタル像面湾曲の詳細を示す斜視図、第１８
図は非円柱状棒状レンズによるＤｉＳｔＯｒＳｉＯｎ修
正の詳細を示す説明図。 ７・・・感光体、２２・・・走査手段、２４・・・第１
修正レンズ、４３・・・第２μ正レンズ、５１・・・コ
リメータレンズ、 ５４・・・半導体レーザー、 ５６．５７・・・偏平化手段、４７・・・位置決め部材
代理人　弁理士　三　　澤　　正　　義　′第２図 （Ｇ） 第８図 （ｂ） ５Ｐｊ１１図 （ｂ） 第１３図 第１６図 手続補正言 持Ｆ）庁長官　、殿　　　　昭和６１年１２月２４日１
、事件の表示 昭和６０年持ΔＴ願第２１８４０７号 ２、発明の名称 画像形成装置 ３、補正をする考 事件との関係　　宵許出願人 住　所　神奈川県用崎市卒区駕用町７２番地名　称　（
３０７）株式会社　東芝 代表者　渡里　杉一部 ４、代理人 ５、補正命令の日付　自発 ６、補正の対象 明細書全文及び図面の内、第１図、第２図（ａ）。 （ｂ）、第３図、第４図、第９図（Ｃ）、第１２図、第
１６図（ａ）及び第１８図。 ７、補正の内容　別紙のとおり 明　　　李用　　　占 １、発明の名称 画像形成装置 ２、特許請求の範囲 感光体表面に静電潜像を形成すべくレーザービームを発
生する半導体レーザーと、この半導体レ一番アーからの
レーザービームを平行他言るコリメータレンズと、この
コリメータレンズからのレーザービームを嘔平化する偏
平化手段と、この偏平化手段からのレーザービームを主
走査方向に偏向走査する走査手段と、この走査手段から
のレーザービームを前記感光体表面上で等速度で移動す
べく共動で光路修正する第１．第２の走査レンズとを有
する画像形成装置で市って、前記第１の走査レンズは走
査手段と感光体表面との光路長の中間点より走査手段側
に配置し、第２の走査レンズは走査手段と感光体表面と
の光路長の中間点より感光体側に配置し、第２の走査レ
ンズは主走査方向の位置決めのための位置決め部材を設
けたことを特徴とする画像形成装置。 ３、発明の詳細な説明 ［発明の技術分野１ 本発明は、レーザービームによって感光体上に静電潜像
を形成する画像形成装置の特にレーザービームの走査光
学系に関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に使用
される走査レンズは、その光軸上に位置決めをするもの
がなかった。又この走査レンズの固定方法は、レンズの
いずれか一端を基準として固定するものであったため、
温度変化答によって膨張、収縮する際に、その変化が光
学系に影響を与え、ｆ・θ特性等に大ぎく影響を及ぼし
てしまうという問題があった。ざらに従来は、前記走査
レンズを直接固定部材によって固定していたために、材
質かプラスチック樹脂等で製作されていた場合には、前
記固定部材によって固定する際に局部的に応力がブで生
し、そのために記録画像にひずみを生じざぜるという問
題がめった。 「発明の目的」 本発明は上記事情に鑑みてなされたものて必り、温度変
化、走査レンズの固定方法によって光学系に影響を及ぼ
すことのない画像形成装置の提供を目的とする。 ［発明の概要］ 上記目的を連成するための本発明の概要は、感光体表面
に静電潜像を形成すべくレーザービームを発生する半導
体レーザーと、この半導体レーザーからのレーザービー
ムを平行化するコリメータレンズと、このコリメータレ
ンズからのレーザービームを偏平化する偏平化手段と、
この園平化手段からのレーザービームを主走査方向に偏
向走査する走査手段と、この走査手段からのレーリ“−
ビームを前記感光体表面上で等速度で移動すへく共動て
光路修正する第１．第２の走査レンズとを有する画像形
成装置であって、前記第１の走査レンズは走査手段と感
光体表面との光路長の中間点より走査手段側に配置し、
第２の走査レンズは走査手段と感光体表面との光路長の
中間点より感光体側に配置し、第２の走査レンズは主走
査方向の位方決めのための位置決め部材を設けたことを
特徴とするものである。 ［発明の実施例］ 以下図面を参照しながら本発明に係る画像形成装置につ
いて説明する。 第１図は画像形成装置の概略断面図でおる。 １組図において画像形成装置は、図示本装置の底部に設
けられた記録用紙（以下用紙ともいう）３を収納する用
紙収納部８１と、この用紙収納部８１に収納されている
用紙３を取出し搬送する給紙ローラ１が前記用紙収納部
８１の図示左上方に設けられており、この給紙ローラ１
によって本装置本体内に１枚づつ搬送取出しされるよう
になっている。尚、図中２で示すものは用紙３の押圧部
材でおり、この用紙収納部８１に収納されている用紙３
＠図示上方に押圧して給紙ローラ１により用紙３が取出
し搬送が容易に行われるようにするものでおる。この給
紙ローラ１の後段には、前記用紙３の搬送路を挟持する
ように１ｐＡの搬送ローラ４と、この搬送ローラ４の後
段に１よ同様に１組のレジストローラ５が設けられてい
る。このレジストローラはストップスイッチ６が取り付
けられて、前記用紙収納部８１より搬送されてくる用紙
３のタイミングを計測するようになっている。 このレジストローラ５の後段には感光体７と、この感光
体７に現像剤を供給する現像剤担持体１１と、前記現像
剤を保持すへく前記感光体７に電荷を与える帯電器９と
、感光体７上に保持された現像剤を搬送された用ｒｒｆ
１３上に転写するために感光体７との間で電界を生じさ
せる転写器１２と、前記感光体７上の残留電荷を除去す
る除電ランプ８と、前記感光体７上の残留現像剤を除去
するクリナー１３とが３９ｃブられている。又前記感光
体７には、レーザー光１０を発生するレーザー走査光源
ユニット２０により発生されたレーザー光１０が照射さ
れて情報を現像剤の粉体画像として記録するようになっ
ている。前記感光体７の後段には、この感光体７から情
報を転写された用紙３の転写情報をこの用紙３上に定着
させる定着器］４と、その後方に排紙ローラ１５．排紙
ガイド１６．排紙スイッチ１７．排紙ローラ１８及び排
出された用紙３を受ける排紙トレー１つが設けられてい
る。 このように構成された画像形成装置の作用について説明
する。 前記用紙収納部８１に収納されている用紙３は給紙ロー
ラ１によって１枚づつ取出し搬送されて、後段に設けら
れている搬送ローラ４に挟持されることになる。この搬
送ローラ４によって挟持された用紙３は、ざらに後段に
設けられたレジストローラ５に搬送され、ここでこのレ
ジス１ヘローラ５の直前に取り付けられているストップ
スイッチ６の接点をＯＮ状態とする。このス］へツブス
イッチ６は搬送される用紙３が正常に搬送されているが
否かを判断するためのもので、予め設定された時間内に
接点がＯＮ状態とならない際には、本装置内で用紙３か
紙づまりの状態になったと判断して、前記感光体７への
レーザー光１Ｑの照射を停止でるようになっている。次
に、レジス１ヘローラ５に挟持された用紙３は、前記感
光体７と同期をとりつつこの感光体７の下部に搬送され
る。この時、前記感光体７の表面は帯電器９によって一
様に帯電された後、この表面に図示しない制御部の信号
に基づいてレーザー走査ユニット２０から照射されるレ
ーザー光によって情報が静電潜像として形成されており
、ここに前記現像剤担持体１１から供給される現像剤が
その情報に対応して付着されているものである。このよ
うに感光体７表面に形成されている情報を、感光体７の
下部に設けた定着器１２と前記感光体７との間で電界を
形成しその作用によって、この転写器１２と感光体７の
間を搬送される用紙３上に情報を転写するようになって
いる。尚、感光体７はその表面周辺に股（プられたクリ
ーナー１３によって表面に付着した現像剤を除去された
後、除電ランプ８によ）て残留電荷を除去され、その後
前記帯電器９によって表面を一様に帯電されて次の転写
動作に備えるようになっている。 その後用紙３は、その表面に転写された勿体情報を定着
器１４によって定着された後、排紙ローラ１５．排紙ガ
イド１６．排紙ローラ１８簀を介して排紙トレー１９上
に排出される。尚、前記排紙ローラ１８の直前には排紙
スイッチ１７が取り付けられており、予め設定された時
間内にこの接点がＯＮ状態とならない際には、搬送路上
で用紙３が紙づまりの状態となったと判断して装置全体
８停止するようになっている。 第３図はレーザー走査ユニット２０の平面図を示すもの
でおる。 このレーザー走査ユニット２０は、平行化されたレーＥ
アー光（以下レーザービームともいう）を発生するコリ
メータレンズユニット２１と、このコリメータレンズユ
ニット２１から放射されたレーザー光を反射しつつ高速
回転する走査手段であるポリゴンミラー２２と、このポ
リゴンミラー２２によって反射されたレーザー光を集光
する第１走査レンズ２４と、この集光されたレーザー光
を前記感光体７上に導くべく反射させる第１反射ミラー
２５．第２反射ミラー２６とを有し、この第１反射ミラ
ー２５．第２反射ミラー２６を介して導かれたレーザー
光は前記感光体７に近接する位置に設けられた第２走査
レンズ４３（第４図参照）と、水平同期信号用折返しレ
ンズ６５と水平同期信号反射ミラー２７と、この水平同
期信号用折返しレンズ６５および水平同期信号反射ミラ
ー２７からの水平同期信号を受信する水平同期信号受信
器２８とから構成されている。 前記第１走査レンズ２４は、その詳細を第２図（ａ）、
（ｂ）に示すように、迷光カット用スリット４５（第５
図参照）を有する第１走査レンズ固定板３０と、前記第
１走査レンズ２４を位置決めする位置決め部材３５．３
６とによって第１走査レンズ固定仮３０に固定されて光
軸等が位置決めされるようになっている。又この第１走
査レンズ固定板３０は、固定ねじ３４によって光学ユニ
ット筐体２３に固定されている。又、この第１走査レン
ズ固定板３０には第１走査レンズ固定用水平ばね３２が
水平ばね固定ねじ３３によって付勢されており、第１走
査レンズ支持部３１に向って押圧されるようになってい
る。ざらに光学ユニット筒体２３には、垂直ばね固定ね
じ３８により固定された２つの第１走査レンズ固定用垂
直ばね３７によって、ポリゴンミラー２２に向って第１
走査レンズを抑圧固定している。又固定用垂直ばね３７
の中央部分は第２図（ａ）に破線で示すように切欠部を
有し、レーザービームを遮らないようになっている。尚
、この固定用垂直ばね３７の第１走査レンズ２４の押圧
力は垂直ばね移動ねじ３９によって調整されるようにな
っている。 このように構成された経路を経て、前記感光体７上にレ
ーザー光によって情報を静電潜像として記録するのであ
る。 前述した前記感光体７上に照射されるレーザービームの
変調は、このレーザービームの照射の開始点にあける水
平同期信号を基準として行われるものである。この水平
同期信号をイｑるために、前記ポリゴンミラー２２から
反射されたレーザービームの照射幅端部に、前記水平同
期信号用折返しレンズ６５及び水平同期信号用反射ミラ
ー２７が設けられ、この水平同明信号用反射ミラー２７
によって反射されたレーザービームは水平同期信号用折
返しレンズ６５を介して水平同明信号検知部８２に入射
される。 第４図はレーザービーム走査光学系を説明するための断
面図である。 同図において第２走査レンズ４３について説明する。第
２走査レンズ４３は、光学ユニット筐体２３の基準面で
ある下部に、この第２走査レンズ４３の変形を吸収すべ
く弾性ゴム４２．ホコリ等を防止すべく防塵ガラス４１
を介して棒状レンズ固定板４４により押圧され、固定板
固定ねじ４６によって固定されている。 第５図は第４図において矢印△方向か°ら児た棒状レン
ズ固定板４４の外観図でおる。この棒状レンズ固定板４
４の中央部にはほぼ長方形の迷光カット用スリット４５
が設けられている。この部分に前記第２走査レンズが設
けられているのでおるが、この第２走査レンズ４３は前
述したように、弾性ゴム４２を介して押圧固定されてい
るので、プラスチックの材質からなるものであっても、
当該レンズに局所的な応力を発生させることなく、この
第２走査レンズ４３を光学ユニット筐体２３の前記基準
面に押圧固定し、またこのレンズに残留応力による変形
がある際にも、このプラスチック特有の変形を矯正する
ように取り付けることが可能でおる。 第６図は光学ユニット筐体２３に設けた第２走査レンズ
４３を装入するための切欠部に、前記第２走査レンズ４
３を装着した状態を示す。 同図に示すように、第２走査レンズ４３には第１走査レ
ンズ２４の光軸に対応する部分に位置決め部材である凸
部４７か設けられている。この凸部４７は、前記光学ユ
ニット筺体２３に設けられているこの凸部が嵌合する凹
部に嵌入させて、第２走査レンズ４３の位置決めを行う
ためのものでおる。このように固定することにより第２
走査レンズ４３の熱膨張による影響を光軸に対して対称
に分散することかできるために、従来方式であるレンズ
の一端を固定する方式に比較して像面のたとえばｆ・θ
特性等の保持性を向上させることができる。 第７図（ａ）、（ｂ）は本発明に係るコリメータレンズ
ユニツ！−２１の１苦成を示す断面図である。 同図においてコ１ノメータレンズユニット２１は、外観
が円筒状を呈し、そのほぼ中心に同様に円柱状の中空部
を有するコリメータレンズホルダー４８と、この円柱状
の中空部の一端にはレー［アーヒームを発生させる半導
体レーＦｆ−５４と、この半導体レーｆ−５４をその表
面に載置した半導体固定板４９が２個の固定ボルト５０
によりその中空部の一端を閉じるように取付られている
。ざらにこの円柱状の中空部には、前記半導体レーＦｆ
−５４の他に、この半導体レーザー５４で発生するレー
ザービームを平行化するコリメータレンズ５１と、この
コリメータレンズ５１で平行化されたレーデ−ビームを
偏平化する第１プリズム５６及び第２プリズム５７（こ
の２個のプリズムでビームコンプレッサを形成している
）と、この第ゴブリズム５６及び第２プリズム５７とが
取付られたプリズムホルダー５２が前記中空部内で中心
６０を中ノさとして回動自在に取付られている。尚、こ
のプリズムホルダー５２は、光軸を挟んで相対峙する位
置に２個の調整ボルト６１を設け、この２ｆ［！ｉｔの
調整ボルト６ゴによって微調整可能となっており、従来
、この第１．第２のプリズムに入射するコリメートビー
ムのわずかなズレによっても生じていた偏平化されたビ
ームの射出方向の大きなズレを調整することが可能とな
る。ざらにプリズムホルダー５２の前記第１プリズム５
６及び第２プリズム５７を代置した面と直交する位置に
設けたプリズムホルダー固定ポル１−６２により任意の
位置で確実に固定することができる。又］リメータレン
ズユニット２１は、前記第１プリズム５６及び第２プリ
ズム５７により偏平化されたレーザービーム５８を中心
として、回動自在に円筒形状を有する絶縁カバー５３に
取付られている。尚、図中５９で示すポル］へは、コリ
メータレンズ５１の取付位置の微調整を行うために設け
られたものであり、この２個のコリメータレンズ調整ボ
ルト５９によりたとえば光軸合ぜ等を容易に調整可能と
している。 前記半導体レーザー５４は半導体固定板４９に載置する
際、通常その取付位置に対して±０．１（＃ン程度の取
付Ｌ＜２が生じる。ここでコリメータレンズ５１の焦点
距離をｆｏ（ｍ）とし、第１走査レンズ２４の焦点をｆ
とすると、前記感光体７表面上の像面での取付誤差の影
響はｆ　／　ｆ　ｏ倍に拡大されることになる。 ここで、コリメータレンズ５１の光軸を進むレーザー光
が集光する位置を理想的な結像位置とすると、この結像
位置に対して士ｆ／ｆｏＸ０．１（馴）の結像位置の誤
差を生ずることになる。同時にこれは、走査されるレー
ザービームの幅の両端に対しても士’ｆ／ｆａ　ｘｏ、
１　（履）の誤差を生じてしまうことになる。 そこで本実施例では、感光体７上の有効走査幅を最大記
録幅よりも両端においてそれぞれｆ／ｆ（３ｘＱ、　１
　（ｍ）つまりｆｌｆａ　ｘＱ、　２　（、ｒｎｍ）だ
け幅方向を人ぎくザることにより、半導１ホレー量アー
５４とコリメータレンズ５１の光軸合ぜという、コリメ
ータレンズユニット自体を復鉗化する＠造を省略できる
ばかりでなく、そのために必要な微妙な調整を必要とし
ないコリメータレンズユニットとしている。 以上のように構成されたコリメータレンズユニットの作
用について簡単に説明する。 半導体レーザー５４で発生されたレーザービームは、こ
の半導体レーザー５４の照射側前面に取り付けられたコ
リメータレンズ５１で平行化される。この平行化された
レーザービームは、次にビームコンプレッサを形成する
第１．第２のプリズムに入射され、ここで偏平化された
後図示しないポリゴンミラー２２に入射することになる
。尚前述したように、前記ビームコンプレッサから出た
レーザービームを中心としてプリズムホルダー４８が回
動するようになっているので、ポリゴンミラー２２に入
射するレーザービームの偏平方向を任意の方向に調整可
能となり、感光体７上での主走査方向と直交する副走査
方向のレーザービームのスポット径を一定にするように
調整ができる。 第８図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ水平同期信号検知部８
２の平面図と断面図とを示すものである。 同図に示す水平同期信号検知部８２は、円筒形状を有し
、一部に位置決めのための突起部６８を設けた水平同明
信号素子ホルダー２８と、この水平同期信号素子ホルダ
ー２８の内部であって、その底部に取付けられ、一部に
水平同期信号の位置決めのための突起部６９を有する水
平同期信号検知素子ケース６７の中に水平同期信号検知
素子６４と、この水平同期信号検知素子６４の前面に副
走査方向、にのみパワーを有するシリンダレンズ６６と
から構成されている。 このように構成された水平同期信号検知部８２の作用に
ついて説明する。 本実施例によると、前述した水平同期信号用反射ミラー
２７により反射されたレーザービームは、前記水平同期
信号検知部８２に入射されるが、この時水平同期信号用
反射ミラー２７がら水平同期信号検知部８２までの光路
長は、感光体７に至る理想光路長によりも短い光路長と
なっている。しかしながら、前記第３図に示す主走査方
向のビーム走査に対しては、水平同期信号用反射ミラー
２７の前面に主走査方向のみパワーを有する水平同期信
号用折返しレンズ６５を具備しているので、水平同期信
号検知素子６４に集光するようになってあり、又、副走
査方向に対しては第８図（ａ）。 （ｂ）に示すように、ＤＩ走査方向のみパワーを有する
シリンダレンズ６６を具備しているので、例えば副走査
方向にレーザービームの振れが生じた際にも、前記水平
同期信号検知素子６４にレーザービームか確実に集光す
るようになっている。本実施例では、主走査方向にのみ
パワーを有する水平同期信号用折返しレンズ６５と、副
走査方向にのみパワーを有するシリンダーレンズ６６と
を、それぞれ水平同期信号用反射ミラー２７と水平同期
信号検知部８２とに設けたが、これらは例えば前記第８
図（ｂ）に示すように副走査方向のみにパワーを有する
シリンダーレンズ６６の裏面つまり水平同期信号検知素
子側に主走査方向のみにパワーを有するシリンダーレン
ズ（前記水平同明信号用折返しレンズ６５に相当するも
の）を配置するようにしてもよい。このように構成する
ことにより、立上り特性の良好な水平同期信号を１ｑる
ことができるばかりでなく、鮮明な画像を得ることがで
きる。 第８図（Ｃ）は、水平同期信号検知素子６４の通電状態
を示す説明図である。 同図に示すように、水平同期信号検知素子６４の水平同
期信号検知素子ケース６７は通電されているために絶縁
する必要がおる。そこで、水平同期信号素子ホルダー２
８の一部にレンズ面を形成し、水平同期信号素子ホルダ
ー２８に８２けた突起部６８を、光学ユニット置体２３
に嵌合させてシリンダレンズの母線の方向を所定の方向
に固定すると共に、シリンダレンズ面と水平同期信号検
知素子６４との相対位置を正確に設定できるようになっ
ている。同時に、水平同期信号素子ホルダー２８には、
水平同期信号検知素子ケース６７の一部に形成された水
平同期信号素子６４の位置決め突起部６９をｉ＆合する
四部を有し、水平同期信号検知素子６４の用形エツジ部
分がレーザビームの主走査方向に対して直交するように
位置決めし、水平同期信号素子６４を通るレーザービー
ムのわずかな副走査方向のビーム撮れに対しても水平同
期信号と害き出し位置のズレが生じないようになってい
る。 第９図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本画像形成装置の光学
系の諸特性を示す説明図である。 同図（ａ）は、走査ビームが形成される平面に直交する
方向からの説明図でおる。同図において、半導体レーザ
ー５４から発生したレーザービームは図示されるように
、コリメータレンズ５１、第１、第２のプ１ノズム５６
，５７及び第１．第２の走査レンズ２４．４３を介して
感光体７上に到達するようになっている。 ここでコリメータレンズ５１の焦点距離ｆｏ　＝５（ｓ
）、第１走査レンズ２４の焦点距離ｆｉ＝２１５（ｍ）
と仮定する。感光体７の近傍に配置された棒状の第２走
査レンズ４３の主走査方向の曲率は、像の近さに対して
非常に小さいので無視することができるので、主走査方
向のレーザービームのスポラ１〜径は第１走査レンズ２
４の焦点距離ｆ１と、第１走査レンズに入射する偏平化
されたコリメートビームの主走査方向幅及び第１走査レ
ンズ２４と感光体７との距離に依存しているといっても
よい。ざらにここでは便宜上第１．第２の走査レンズ２
４．＝１．３の前俊焦点間の距離は無視することにする
。又、ビームの調整時においては、第１走査レンズ２４
に入射する陥平コリメートビーム５８のビームウェスト
は、ポリゴンミラー２２の反射面に位置し、第２走査レ
ンズ４３の第１走査レンズ２４の光軸近傍の副走査方向
焦点距離ｆｚ　＝２９　（＃）　、第１走査レンズ２４
とポリゴンミラー２２の反射面までの距ｌｄ２　＝４８
（ｍ）、第１走査レンズ２４から感光体７までの距離を
（ｄ４　＋ｄ１　＋ｄｆ　＞　＝２　’Ｉ　１　（＃）
とし、図中ｄｆ＝３３（ｍ）としている。このような光
学的条件は計算によって求めることができるように、ポ
リゴンミラー２２の反射点と感光体７表面とを互いに共
役関係におき、反射点を物点としたとき、その物点が感
光体７上に結像するように配置されている。すなわち第
９図（ｂ）においてポリゴンミラー２２が図中７１の状
態から７２で示ず状態に傾斜した際においても、レーザ
ービームは点線で示すように進みポリゴンミラー２２が
傾斜していないときに結像する感光体７上の位置に結像
するようになっている。これがポリゴンミラー２２の面
倒れ補正効果を示すものである。次に、第９図（Ｃ）を
参照して感光体７上の主走査方向のビームスポット径ω
′を計算する。本実施例においては、第１走査レンズ２
４への偏平コリメートビームの半径は主走査方向がω４
＝２（ｓ）（ただし、ここで半径という際には中央値の
１／ｅ２の値の半径を示すものとする）、副走査方向が
ω２　＝０．２　（ｍ）としている。従って、第１走査
レンズ２４により結像される主走査方向のビームウェス
ト半径ω６と、その位置２０は周知の関係式である 及び で表される。ここで、 δ＝πωり２／λ 及び、 λ＝７９０　（簡）（半導体レーザーの波長）でおる。 この関係式に前記仮定に基づいて訓算を行うと、 ω６　＝０．０２７　（ｓ） Ｚｏ＝２１５　　　＜朧） となる。つまり感光体７の１赴方４（ＩＭｌ）の点にビ
ームウェストが形成されることになる。従って、感光体
７上では、距離Ｚ＝４（ｓ）にお（プるビーム半径ω′
を前記周知な関係式より求めることができる。つまり、 ω′２＝ω６２（１＋（λＺ／πω６２）２）の関係式
より、 ω’−０，０４６（ｍ） となることがわかる。 ところで、感光体７上における副走査方向のレーザービ
ームスポット半径ωを求めるには、第２走査レンズ４３
の副走査方向パワー１／ｆ１も関係を有する。そこで、
第１走査レンズ２４のビームウェスト位置Ｓ、　ｄ　４
とし、そこでのビームウェスト半径ω１、第２走査レン
ズ４３のビームウェスト位置ｄｏ　、そこでのビームウ
ェス１〜半径ω０とすると、前記主走査方向のビーム径
と同様に計算を行うと、 ここで、δ−πω２２／λとする。 すると、 ω１　＝０．　１８６　（ｆｆｌｆｆｉ）ｄ！１＝６９
．８　　（＃） となる。従って第９図＜Ｃ＞において、ｄｌ　＝１０８
．２　（ｍ） となる。ここで、再び第２走査レンズ４３に対して前述
した計算を行うと、 ここで、δ＝πω１２／λとすると、以上の関係式％式
％（） となる。これは感光体７上より１．４（ｓ）手前にビー
ムウェストを有していることになる。従って、感光体７
上でのｎ１走査方向のビームスポット径ωは、 ω２＝ωｏ２（１＋（λ２／πωｏ２）２）で表される
。ここで、ｚ＝１．４・（ｍ）を代入すると、 ω＝０．０３５　（馴） となる。ところで、副走査方向のビームスポット径は記
録画像に大きな影響を与える要素である。 従って、半導体レーザーの放射面のバラツキによって、
第１走査レンズ２４へ入射する偏平コリメートビームの
副走査方向半径ω２は０．１乃至０．２　（ｓ）程度の
大きざでバラツキを生じる。 これは前）ホした関係式より容易に推測できるように、
第２走査レンズ４３による絞り込み半径ω０に影響を及
ぼすことになる。そこで、本実施例【こおいては、い平
コリメートビームの主光線を中心としてコリメータレン
ズユニット２１を回動可能として、第１走査レンズ２４
への陥平コツメートビームの副走査方向の径２ω２が常
に０．４（ｍ）となるように設定して固定している。 第１０図はポリゴンミラー２２の縦断面図である。 同図においてポリゴンミラー２２は、このポリゴンミラ
ー２２を高速回転させるスキャナモータ４０上部に設け
られているポリゴンミラー取り付は座７５に載置すべく
、このポリゴンミラー取り付は座７５の中心に設けられ
ているポリゴンミラー取り付は軸７６の上部より挿入さ
れ、さらにこの上からポリゴンミラー押えバネ７７及び
ポリゴンミラー押えバネ固定リング７８によって前記ポ
リゴンミラー取り付は軸７６に固定されている。 このように構成されたポリゴンミラー２２の側面つまり
各反射面は、前記ポリゴンミラー取り付けｆ’［ｌ１７
６に対してわずかに傾斜を有している。この傾斜は第１
にこのポリゴンミラー２２が例えばプラスチックにより
形成されており、このポリゴンミラーの成形型からの夾
き勾配のためであり、第２に、前記感光体７からの乱反
射戻り光が第１゜第２の走査レンズを通過して再びポリ
ゴンミラー２２に入射することを防止し、ポリゴンミラ
ーへの再入射によって生じる例えばその反射光がポリゴ
ンミラーの回転に関係なく感光体７上に静止したビーム
スポットを形成してしまうという問題を防止することが
できる。この光は非常に弱い輝度ではあるが通常のレー
ザービームが高速で短時間照射するのに対して極めて長
時間例えば数千倍程度の時間にわたって照射されること
が問題であった。そこで本画像形成装置では、このよう
な問題を解決すべくポリゴンミラーの反射面をわずかに
傾斜させて、感光体７からの乱反射戻り光のポリゴンミ
ラーによる感光体７への反射光の光路を分離するように
してあき、第５図に示すように迷光カット用スリット４
５によってカットするようになっている。 第１１図（ａ）、（ｂ）は従来の光学系と本画像形成装
置に係る光学系の比較を説明する説明図である。 同図（ａ）にあける従来のポリゴンミラーの補正光学系
では、レーザー光７９はポリゴンミラーにおいて副走査
方向に一度集光し、これを再び第１走査レンズ２４と、
第２走査レンズ４３とによって感光体７上つまり像面に
集光するようになっている。ところが同図に示すように
光の反射点は多面鏡であるため精度上多少前後に移動す
ることが避けられず、ざらに第１走査レンズ２４の光軸
と多面鏡への入射ビームが直交しない場合は特に大きな
ものとなる。従って、多面鏡と反則点が図中Δｄまで移
動した際には反射位置Ｍ２の集光位置はＰｌからＰ２ま
での距離ｙだけ移動したように見える。この結果前記像
面においては結像点がＱ２からＱｌまでの距離ｙ′だけ
移動することになる。この関係は、’／’　＝ｙ（ｆ２
　／ｆｌ　）で表される。 ところが同図（ｂ）に示す本画像形成装置においては、
反射点である多面鏡への偏平コリメートビーム５８は平
行光線であるので反射位置がＭｌからＭ２に移動しても
主光線の位置がＰｌからＰ２に移動したように見えるだ
けで両ビームの主光線は平行に進行する。従ってこの場
合には、前記の両ビームとも多面鏡の面倒れがない場合
の結像点Ｑに結像することになる。 第１２図は本画像形成装置のレーザー走査光学系の平面
図である。 同図は特に単一レンズの第１走査レンズと第２走査レン
ズの関係を示すもので、図中Ａ−Ｂで示すものは第１走
査レンズ２４の光軸である。この先軸における第２走査
レンズ４３は副走査方向の曲率が１／γ０であり、感光
体７に面する側が凸状となっている棒状のレンズである
。この第２走査レンズ４３のポリゴンミラー２２側は副
走査方向のパワーを保持せず、副走査方向の曲率は零と
なっている。ここで、第１走査レンズ２４から傾きθ′
で射出されるレーザービームが第２走査レンズ４３と交
わる点の副走査方向の曲率を１／γ（θ′）とする。図
中Ｃで示すものは最大記録幅、Ｄで示すものは有効走査
幅で、前述したようにこの有効走査幅りは最大記録幅Ｃ
より（ｆ２　／ｆ１　）Ｘｏ、２　（ｍ）だけ大きく設
定され、ざらに棒状の第２走査レンズ４３のポリゴンミ
ラー２２側の形状は主走査方向に光＠Ａ−Ｂを対象線と
して大きく湾曲しており、感光体７上に結像する点の走
査ひずみを零とするように光路修正をするようになって
いる。 第１３図は第１２図に示す光学系の詳細な説明図である
。 同図は第１走査レンズ２４の各種パラメータを示し、Ｒ
ｚ　＝−１０７，５（ｓ）、ｄ＝７　（ｓ）。 ｎ＝１．７１７とし、ｔは像面湾曲が適正な値となるよ
うに選択している。 第１４図は第１走査レンズ２４のポリゴンミラー２２に
よる光軸に対する走査角が２０’の場合のＲ１／ｆとｆ
・θ特性の関係を示す特性図で必る。 同図における関係においては従来Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ
か２．３（％）程度になっている。 第１５図は第１４図と同様に走査角が２０°の場合のＲ
１／ｆと像面湾曲の関係を示す特性図である。同図にお
いては、メリデイオナル像面湾曲が１（端）程度、サジ
タル像面湾曲が７（＃）程度である。従って同図に示す
ように、有効走査角か±３２．５°も市る場合には単一
レンズだ【プてはｆ・θ特性、ビーム径共に使用できる
状態にない。そこで、従来は第１６図（ａ＞、（ｂ）に
その光学系を示すように単一レンズである第１走査レン
ズ２４に、シリンダレンズ８０を第２走査レンズとして
用いてカバーしていた。 第１７図は第１６図（ａ）、（ｂＨ：示す光学系と同寸
法とした光学系の斜視図でおる。 シリンダレンズでおる第１走査レンズ２４の光軸に沿っ
て進む平行レーザー光に対する焦点距離ｆｃ、第１走査
レンズにθ′の角度で入射する平行レーザー光に対する
焦点距離をｆｃ　　（θ′）。 第１走査レンズの屈折率をｎ（とすると、次のような関
係式が成立する。 ・・・（１） この関係式より第１６図（ｂ）におけるサジタル像面湾
曲量へＳｏは次の関係式によって表される。 ここで、 （以下余白） で必る。 これらの関係式に走査角−２０’　、Ｓｏ　＝２５（厩
）を代入すると、ΔＳθ＝−２（馴）程度となる。しか
しながら、走査角が±３２．５°程度に大ぎな値となる
と、これでもサジタル像面湾曲は大ぎくなってしまう。 ざらにサジタル像面湾曲は第１６図（ｂ）に示す感光体
上の副走査方向ビームスポット位置ズレΔＰで表される
ように、ポリゴンミラー２２の面倒れ補正効果を低−下
させる原因ともなっている。そこで、本画像形成装置で
は第１２図に示すように、第１走査レンズ２４からのレ
ーザービーム射出角θｉ対応した第１走査レンズの曲率
半径Ｔ（θ′　）をθ′の関数として変化させ、その部
分における焦点距離ｆｃ　　（θ′）を次のように決定
している。 ｆｃ　　（θ’　　）　＝　（Ｋ、ｅ　／／［”ｏ　　
ＣＯ３θ’）ｆ’ｃつまり前記ΔＳθは、この条件を満
足するように、副走査方向曲率γ（θ′　）を形成した
棒状レンズでは零となり、完全なサジタル造血湾曲の改
善を実現できる。従って、第１６図（ｂ）に示すように
、ΔＳθが零となれば△Ｐは発生せず完全なポリゴンミ
ラー面倒れ補正効果を発揮することができ、極めて高品
質の記録画像を得ることが可能となる。 前記の関係式において、θ＝Ｏとした時の反射点と像面
との距離をＬｏとすると、 にｏ　＝　１−３ｏ　／Ｌ。 で表される。又θ≠○の時には、 にθ−１−３ｏ／Ｌθ て表されるが通常Ｌｏ＝Ｌθて必る。したがって、に０
−にθと考えてよいので、 ｆｃ　　（θ’　　）　＝ｆｃ　／　ｃｏｓθ′として
よい。しかし実ｖＡｌこは、４今１人レンズが刃１１時
の第１走査レンズのサジタル像面湾曲も多少関係を有す
るので、第１走査レンズの性能を考慮して走査角θにお
けるサジタル像面湾曲が零となるようにｆｃ　　（θ′
　）を決定している。 次に、棒状レンズ４３のポリゴンミラー２２側の面の曲
線を求める。 第１８図はその様子を示す説明図である。 同図において、第１走査レンズ２４に走査角θで入射し
たレーザービームの主光線は、光軸との角度θ′で射出
している。この角度θ′で第１走査レンズから射出され
たレーザービームは第２走査レンズ４３に高ざＹθで入
射する。ここで、第２走査レンズ４３の第１走査レンズ
２４光軸上のビーム入射位置で光軸に直行する面と、前
記角度θ′で第１走査レンズを射出してきたレーデ−ご
−ムの交点をＹ６とする。第２走査レンズ４３の光軸上
の厚ざＸ２点Ｇにおける曲面の勾配を、ａ＝　ｔａｒｒ
ｌ　（ｄＸｏ／ｄＹｏ）とする。又、このレーザービー
ムが第２走査レンズを射出する位置Ｍでのレーザービー
ムの主光線の屈折前後の角度β及びγとする。ざらにこ
のレーザービームが走査面と入射する位置し１でのその
光軸からの高さはｙｏで表す。尚、図中■は第２走査レ
ンズ４３が無いとき、第１走査レンズ２４を角度θ′で
射出してきたレーザービームが走査面に入射する位置で
、その先軸からの高さはｙ６で表す。 ここでｙｏは第１走査レンズの焦点距離をｆｌとすると
、完全にｆ・θ特性を満足するように第２走査レンズ４
３の大剣側曲面を形成しているので、ｙｏ−＝ｆ１　・
θで表される。従って、図中Δ’Ｊ６＝’／１ｉ−ｙθ
は、第２走査レンズ４３の光路修正量を示すものである
。 ところで本画像形成装置においては、第２走査レンズの
レーザービーム射出面は前述したように、副走査方向に
のみパワーを有し、走査角θに対応してそのレーザービ
ームが通過する点の曲率をサジタル像面湾曲が零になる
ように形成したものであり、その母線は直線で必りレー
ザービーム走査面である感光体７と距離Ｓｏを保持して
いる。これらの関係から、前述した完全なｆ・θ特性を
達成するための第２走査レンズの入射側の曲面について
説明する。 まず像面に対する関係式は、 ｙｏ−Ｙｏ−Ｘｏｔａｎβ十Ｓｏ　　ｔａｎ７”　　・
・ｉ４］で表される。ところで、 Ｙｏ　−Ｙ６　＝　（Ｘｏ　−Ｘｅ　）ｔａｎθ′であ
るから上記（４）式は、 ’Ｊｅ−Ｙ７ｊ＝　（Ｘｏ　−Ｘｏ　）ｔａｎθ′＋Ｘ
、Ｊ　　ｔａｎβ十Ｓｏ　　ｔａｎ７　　・（５］とな
る。一方、点Ｍでの屈折の法則より、ｎ（Ｓｉｎβ＝　
５ｉｎｒ・（６） で表される。 上記（６）式を（５）式に代入すると、’ｌｅ　　ＹＡ
　＝　（Ｘｏ　　Ｘｅ）ｊａｎθ′＋・・・（７） で表される。上記（７）式において、ｙｏ、看。 θ′は第１走査レンズ２４に走査角θのレーザービーム
を通過させた際に得られるデータであるから、任意の走
査角θに対して−ｊｉ的に決定できる。 従って、上記（刀式は未知数Ｘθと角度βとの関係とし
て表される。ここで、第２走査レンズ４３の入射点Ｇに
おいては、次の関係式が成立する。 従って、上記（７）、（８１式より、走査角θにおける
Ｘｅとαの関係が求められる。 ここで、走査角θを微小澄づつ変化ざぜて、これに応じ
た各変数をそれぞれｙｏ　、Ｙｌ、　ｙ２゜・・・ｙｌ
　・・・、Ｙ６．Ｙｉ、Ｙ４．・・・Ｙｌ・・・、β６
゜θ（、β６．・・・θ；・・・、Ｘｏ　、Ｘｌ、Ｘ２
−、・・・Ｘｉ・・°、α０．α１．α２．・・・αｉ
・・・、β０．β１゜β２．・・・βｉ・・・とする。 これによって、前記（刀。 （８）式は、 ｙ；　　Ｙ’＋　＝　（Ｘｏ　　Ｘ；　）ｔａｎθ１十
・・・（９） て表される。 ・・・Ｇｏ） でおる。上記（９）、　（１０］式でＶｒ　、　Ｙｉ　
、　Ｘｏ　、θ（。 Ｓｏ、ｎｃは既知であるとしてよい。ここて、ｔａｎ　
ａｒ　　＝　（Ｙ；　　　Ｙｉ　　　１　）　／　（Ｘ
：　　　Ｘニーｔ　）とすると、 Ｙ；　　　Ｙｉ　＝　（Ｘｏ　　−Ｘ：　　）　ｔａｎ
θ１であるから、 （Ｘｏ　　−Ｘｒ　　）　ｔａｎθｉ＝１とすると、 ｔａｎ　ａＨ＝　（Ｙ（十Ｉ　−Ｙｉ−ｔ　）　／　（
Ｘ＝　−Ｘｉ−ｔ　）・・・（７１） となる。上記（９１，（ｔｏ）及び（１１）式において
初期値として、Ｘｏ、Ｙ６＝○とすると（９）式は、Ｘ
ｉ　　。 Ｘ　ｉ−１，Ｙ　ｒ−ｔの関係式となり、Ｘ＝−ｔ、　
Ｙ；−ｔが決定されると、Ｘｉ　が決定する。このよう
にして、（！！めＴ、　高イｔ＝　１３２のｒ・θ特性
を実現することができる。 以上詳述したように、第２走査レンズ４３の副走査方向
のパワーを、第１走査レンズ及び第２走査レンズの組合
せレーザービーム走査光学系とした際には、走査角θに
対応した第２走査レンズの位置における入射面又は射出
面の少なくともいづれか一方のｎ［走査方向曲率を変え
ることにより、サジタル像面湾曲を無くすように適正化
することができる。又、副走査方向のパワーに比較して
極めて小ざいパワーを有する主走査方向の曲率及び傾き
により、完全なｆ・θ特性を実現できる。これは前）ホ
したように、棒状レンズである第２走査レンズを感光体
７近くに配置し、ポリゴンミラー２２の近傍に配置した
第１走査レンズの光学的特性を改善し、これらの協動作
用によって理想的な走査光学系を形成できるからでおる
。尚、本画像形成装置においては、第２走査レンズの副
走査方向のパワーが走査角θの定数でない関数として説
明したが、副走査方向のパワーが一定であっても第２走
査レンズの曲面自体を感光体７の近傍に近づけたり放し
たりすることによってサジタル像面湾曲を改善すること
も可能である。また、メリジオナル像面湾曲の改善につ
いては説明していないが、この改善をするには第２走査
レンズの厚さ及び入射面の曲率つまり主走査方向のパワ
ーをも考慮して第２走査レンズの形状を形成するように
する。つまり本画像形成装置においては、感光体７に面
している第２走査レンズの射出面を母線が直線の非円柱
上面としたが、この母線も直線ではなく第２走査レンズ
の厚み及び主走査方向のパワー。 傾きをメリジオナル像面湾曲を改善するように修正する
ことも可能でおる。ざらに本画像形成装置においては、
入射面のみを湾曲させたが、これに限定されるわけでは
なく入射面あるいは出射面のいづれか一方だけを湾曲さ
せてもよく、又同時に湾曲させてもよい。０１走査方向
についても同様である。 本発明は前記一実施例に限定されるわけではなく、本発
明の要旨の範囲内で様々に変形して実施することが可能
である。 ［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によると、第１走査レンズの
光軸の近傍の第２走査レンズの部分に第２走査レンズの
主走査方向位置決めを行う凹部又は凸部を設けているの
でレーザ走査光学系に第２走査レンズを固定する場合極
めて容易にしがも高精度で位置決めすることができる。 また第２走査レンズをプラスチック樹脂で製作したので
第２走査レンズの凸又は凹部からなる位置決め部材を容
易に形成することができ、ざらに温度変化に伴なう熱膨
張による影響を光軸に対して対称に分散することができ
るのでｆ・θ特性等の保持性を向上させることができる
。 ４、図面の簡単な説明 第１図は画像形成装置の概略断面図、第２図（ａ）、（
ｂ）は第１走査レンズの取付は方法を示す説明図、第３
図はレーザービーム走査光学系の平面図、第４図はレー
ザービーム走査光学系の概略断面図、第５図は第２走査
レンズの固定ブラケットの外観図、第６図は第２走査レ
ンズの平面図、第７図（ａ）はコリメータレンズユニッ
トの断面図、第７図（ｂ）は同図（ａ）に示すコリメー
タレンズユニットの側面図、第８図（ａ）は水平同期信
号検知素子部の平面図、第８図（ｂ）は同図（ａ）に示
す水平同期信号検知素子部の断面図、第８図（Ｃ）は水
平同期信号検知素子部の回路図、第９図（ａ）は主走査
方向ビームの絞り込みと各光学部品の関係を示す説明図
、第９図（ｂ）は副走査方向とポリゴンミラー面倒れ補
正を示す説明図、第９図（Ｃ）は主走査及び副走査方向
の各光路におけるビーム径とビーム径修正の原理を示す
説明図、第１０図はポリゴンミラー面の傾斜を示す詳細
図、第１１図（ａ）は従来のポリゴンミラー面倒れ補正
の原理と補正量を示す説明図、第１１図（ｂ）はポリゴ
ンミラー面倒れ補正の原理を示す説明図、第１２図は第
１及び第２走査レンズの関係を示す説明図、第１３図は
第１走査レンズのパラメータを示す説明図、第１４図は
第１走査レンズのｆθ特性とＲ１／ｆの関係を示す関係
図、第１５図は第１走査レンズの像面湾曲とＲ１の関係
を示す関係図、第１５図は第１走査しンズの像面湾曲と
Ｒ１／ｆとの関係を示す特性図、第１６図（ａ）は従来
のシリンダレンズによる→ノージタル像面湾曲を示す説
明図、第１６図（ｂ）はサジタル像面湾曲による面倒れ
補正効果を示す説明図、第１７図はシリンダレンズによ
るサジタル像面湾曲の詳細を示す斜視図、第１８図は非
円柱状棒状レンズによるＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎ修正の詳
細を示す説明図。 ７・・・感光体、２２・・・走査手段、。 ２４・・・第１走査レンズ、４３・・・第２走査レンズ
、５１・・・コリメータレンズ、 ５４・・・半導体レーザー、 ５６．５７・・・偏平化手段、４７・・・位置決め部材
。 代理人　弁理士　三　　澤　　正　　義第２図 第４図 第１６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 感光体表面に静電潜像を形成すべくレーザービームを発
   生する半導体レーザーと、この半導体レーザーからのレ
   ーザービームを平行化するコリメータレンズと、このコ
   リメータレンズからのレーザービームを偏平化する偏平
   化手段と、この偏平化手段からのレーザービームを主走
   査方向に偏向走査する走査手段と、この走査手段からの
   レーザービームを前記感光体表面上で等速度で移動すべ
   く共働で光路修正する第１、第２の修正レンズとを有す
   る画像形成装置であつて、前記第１の修正レンズは走査
   手段と感光体表面との光路長の中間点より走査手段側に
   配置し、第２の修正レンズは走査手段と感光体表面との
   光路長の中間点より感光体側に配置し、第２の修正レン
   ズは主走査方向の位置決めの為の位置決め部材を設けた
   ことを特徴とする画像形成装置。