WO2001023942A1

WO2001023942A1 - Lecteur optique

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Publication number: WO2001023942A1
Application number: PCT/JP2000/006483
Authority: WO
Inventors: Motonobu Yoshikawa; Yoshiharu Yamamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2001-04-05
Also published as: US6504639B1; EP1152278A4; CN1145821C; DE60037574D1; CN1327542A; JP2001100130A; JP3349122B2; DE60037574T2; EP1152278B1; EP1152278A1; KR20010080620A; KR100400982B1

Description

明細書

光走査装置

技術分野

本発明は、レーザビームプリン夕、レーザファクシミリ、あるいはデジ夕ル複写機などに用いられる光走査装置に関する。

背景技術

レーザビームプリン夕などに用いられている多くの光走査装置は、光源としての半導体レーザ、光偏向器の面倒れを補正するために光源からの光束を光偏向器に線状に結像する第 1結像光学系、光偏向器としてのポリゴンミラー、及び被走査面上に等速度で均一なスポットを結像する第 2結像光学系から構成されている。

従来の光走査装置の第 2結像光学系は、 f Θレンズと呼ばれる大型のガラスレンズ複数枚で構成されていたが、小型化が困難であるとともに高価であるとの問題点があった。そこで近年、小型化、低コスト化を実現するために、特開平 1 1一 3 0 7 1 0号公報に記載のような、第 2結像光学系に 1枚の曲面ミラーを用いる光走査装置が提案されている。提案された上記の光走査装置は、模式的には曲面ミラーからの光束が直接像面に導かれるよう記載されているが、光束が曲面ミラーで反射される反射角が小さく、実際に感光ドラムに光束を導くには曲面ミラーと感光ドラムの間に折り返しミラーを配置する必要があった。また、特開平 1 1一 3 0 7 1 0号公報に記載の曲面ミラーの副走査方向断面形状は、円弧でなく 4次多項式形状のため、加工、計測が困難である。

特開平 1 1— 1 5 3 7 6 4号公報には、折り返しミラ一を必要とせずに、 1枚の曲面ミラーのみで第 2結像光学系を構成した光走査装置が開示されている。しかしながら、光束を直接被走査面に導くための適切な条件については不明であった。また、光束を直接被走査面に導くためには、曲面ミラーに対して大きな角度をもって斜めに光束を入射させる必要があるが、その際にミラー面で生じる大きな光線収差に対する対策が不十分であった。発明の開示

本発明は上記問題点に鑑み、折り返しミラーを必要とせずに、 1枚の曲面ミラ一からの光束を直接感光ドラムに導くとともに、曲面ミラーを比較的加工、計測が容易な形状とし、良好な光学性能を有する光走査装置を提供することを目的とする。

本発明の基本構成にかかる光走査装置は、光束を発する光源部と、光源部からの光束を走査する光偏向器と、光源部と光偏向器との間に配置され、光偏向器の偏向面上に線像を形成する第 1結像光学系と、光偏向器と被走査面との間に配置され、 1枚の曲面ミラーから構成された第 2 結像光学系とを備える。そして、第 1結像光学系からの光束は、光偏向器の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに入射し、光偏向器からの光束は、曲面ミラーの頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（以下、 Y Z面と称する）に対して斜めに入射するように構成される。更に、光偏向器から曲面ミラーに向かう光束の中心軸と Y Z面のなす角を 0 Mとした場合に、 1 O < 0 M < 3 5を満足することを特徴とする。

この構成によれば、第 2結像光学系を 1枚のミラーで構成し、 1 0 < 0 Mを満足する大きな反射角で光束を反射するので、配置自由度が増え、折り返しミラーを必要とせずに、光束を直接被走査面に導くことができる。また、上記条件式の上限は、光線収差の補正が可能な範囲を示したものである。

上記の構成においては、曲面ミラ一に対して、 1 O < 0 Mという大きな角度をもって斜めに光束が入射するため、ミラー面で大きな光線収差が生じる。この収差を補正するために、本発明の光走査装置では、第 1 結像光学系からの光束は、光偏向器の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜めに入射する配置とし、光線収差を補正可能な傾き角の範囲に限定する。

上記の構成において良好なスポットを得るために、副走査方向断面における、偏向面で反射された反射光束が第 1結像光学系からの入射光束に対してなす角度の方向を正の方向とした場合、曲面ミラーで反射された光束が偏向面からの入射光束に対してなす角度が負の方向となるように構成する。それにより、反射光束と入射光束とが、それぞれ正の方向と負の方向に位置づけられるため、斜め入射に起因して生じる光線収差を補正し、良好なスポットを得ることができる。

さらに良好なスポットを得るには、上記の構成において、偏向面の法線が第 1結像光学系からの光束となす角度を Θ P、偏向面から曲面ミラ一の頂点までの距離を L、曲面ミラーから被走査面までの距離を Dとした場合、下記の条件式（ 1 ) を満足する構成とする。

1. 6 < Θ Μ/ Θ Ρ~ + 0. 9 8 LZ (L + D) < 2. 2 … ( 1 ) このように、第 1結像光学系と光偏向器と第 2結像光学系との位置関係が上記条件式を満足すれば、光束の斜め入射に起因して生じる光線収差を適正に補正することができる。条件式の範囲を越えると斜め方向に収差が生じる。

また、さらなる高解像度を達成するには以下の条件式（2)、 ( 3) を満足することが望ましい。 1. 8 6<θ M/ ΘΡ+ 0. 9 8 L/ (L + D) < 1. 94 - ( 2 ) 条件式（2) を満足すれば、光束の斜め入射に起因して生じる光線収差をより適正に補正することができる。

0. 48<L/ (L +D) <0. 7 5 - ( 3 ) 条件式（3) を満足すれば、 1 O<0 Mの反射角でも光線収差を補正することができる。下限を満足しない場合、光線収差が生じ、上限を満足しない場合、副走査方向のビーム径が走査中心と周辺で大きく変化するため高解像度達成が困難になる。

また、上記の基本構成の光走査装置において、曲面ミラーの副走査方向断面形状を円弧とする。それにより、曲面ミラーを比較的加工、計測が容易な形状とすることができる。

曲面ミラーの形状は、像面湾曲、 f 0誤差、走査線湾曲を補正するような主副の曲率半径が異なる形状、さらに母線上の各点における法線がねじれている自由曲面とすることが考えられる。

すなわち、曲面ミラーは、斜め入射に起因して生じる走査線曲がりを補正する形状とすることが好ましい。また、曲面ミラーは、 YZ面に対して非対称としてもよい。更に、曲面ミラーは、 YZ面と曲面が交わる曲線（以後母線）上にある頂点以外の各点の法線が、 YZ面に含まれなレねじれ形状とすることもできる。これらの構成により、光学系を単純な構成にでき、光束の斜め入射に起因して生じる光線収差を補正しつつ、しかも走査線曲がりを補正することができる。

上記ねじれ形状の曲面ミラーは、母線上の各点の法線が Y Z面となす角度を、頂点から遠くなるほど大きくなるようにするとよい。また、上記ねじれ形状の曲面ミラーは、母線上の各点の法線が Y Z面となす角度の方向が、曲面ミラーで反射される光束が偏向面からの入射光束に対してなす角度を正の方向とした場合に、正の方向となるようにするとよい。上記の基本構成の光走査装置において、曲面ミラーは、頂点における主走査方向の曲率半径と副走査方向の曲率半径が異なるアナモフィックミラーにするとよい。また、曲面ミラーは、主走査方向、副走査方向ともに凹のミラ一面とすることもできる。また、曲面ミラーは、副走査方向の屈折力が主走査方向における中心部と周辺部で変化しているミラ一面とすることもできる。また、曲面ミラーは、副走査方向断面の曲率半径が主走査方向断面形状に依らない形状とすることもできる。

また、上記の基本構成の光走査装置において、第 1結像光学系は光源部からの光束を主走査方向について収束光束となるように構成することができる。

これらの構成により、主走査方向、副走査方向の各像面湾曲、 f 0特性を良好な性能とすることができる。

また、上記の基本構成の光走査装置において、光源部が、波長可変光源と波長制御部を具備する構成とすることもできる。この構成によれば、スポットの大きさはほぼ波長に比例にするので、波長を制御尾すると感光ドラム上に結像するスポッ卜の大きさを任意に制御することができ、しかも、第 2結像光学系が反射ミラーのみで構成されるので色収差が全く発生しないため、 f 0特性など他の性能を劣化することなく解像度を任意に変えることができる。

本発明の他の基本構成にかかる光走査装置は、光束を発する光源部と、光源部からの光束を走査する光偏向器と、光源部と光偏向器との間に配置され、光偏向器の偏向面上に線像を形成する第 1結像光学系と、光偏向器と被走査面との間に配置され、 1枚の曲面ミラーから構成される第 2結像光学系とを備える。そして、第 1結像光学系からの光束は、光偏向器の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、光偏向器からの光束は、曲面ミラーの頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（以下、 Y Z面と称する）に対して斜め入射するように構成される。更に、光源部が少なくとも 2つの光源からなり、光源部と光偏向器の間に配置された少なくとも 2つの光源からの光束を合成する光合成手段を具備し、曲面ミラーに向かう光束の中心軸と前記 Y Z面のなす角をとした場合に、 1 0 < Θ Μ < 3 5を満足することを特徴とする。

この構成によれば、 1度の走査で 2光束以上の走査を行うことができるため、光源が 1つの場合と比較して少なくとも 2倍の線像情報を被走查面上に走査することができるとともに、第 2結像光学系を 1枚のミラ一で構成し、 1 0 < 0 Μを満足する大きな反射角で光束を反射するので、配置自由度が増え、折り返しミラーを必要とせずに、直接被走査面に導くことができる。

光合成手段としては、例えば、ダイクロイツクミラーを使用できる。ダイクロイツクミラーは、波長を選択して反射、透過するので効率よく光を合成することができる。また、ハーフミラ一を使用することもできる。ハーフミラーは、加工が容易なので低コス卜で光合成を実現できる。また、上記構成の光走査装置において、光偏向器と被走査面との間に配置される光束を分解する光分解手段を具備することができる。光偏向器と被走査面との間に光束を分解する光分解手段を配置することで、一度の走査で同時に少なくとも 2本の線像を被走査面上に形成することができ、画像形成速度あるいは画像読み取り速度を少なくとも 2倍速くする効果が得られる。

光分解手段としては、回折格子又はダイクロイツクミラー等を使用するとよい。回折格子によれば、入射した光束は波長により異なる回折角で回折されるので、低コスト高効率で光を分解することができる。また、ダイクロイツクミラーによれば、波長を選択して反射、透過するので効率よく光を分解することができる。

また、上記構成の光走査装置において、光源部を構成する少なくとも

2つの光源から発する光の波長を異なるようにすることもできる。波長の異なる光を使用しても、第 2結像光学系が反射ミラーのみで構成されるので、通常発生する色収差が全く発生しないため、高解像度のカラ一画像形成あるいはカラー画像読み取りが可能となる。

以上のいずれかの構成の光走査装置を用いて、画像読み取り装置又は画像形成装置構成することにより、小型、低コスト、高解像度で、しかも、高速の画像読み取り装置、画像形成装置を得ることができる。

本発明のカラー画像形成装置は、移送手段と、転写手段と、光走査装置とを備える。移送手段は、現像器及び感光体を含む複数の色に対応した複数の像形成ュニッ卜が略円筒形状を形成して、その円筒の周方向に各像形成ュニットが配列されるように保持された構成を有し、円筒の軸心の周りに複数の像形成ュニットを同時に回転させることにより、各像形成ュニットを像形成位置と待機位置との間で移動させる。転写手段は、像形成位置にある像形成ュニットの感光体に接触可能な転写体を有し、像形成位置にある像形成ュニッ卜の切り替えに伴って、各感光体上に形成された各色のトナー像を転写体に順次転写し、各色のトナー像を重ね合わせてカラ一トナー像を転写体上に形成する。光走査装置は、上記のいずれかの構成を有し、像形成ユニットの感光体を露光する。

この構成によれば、曲面ミラーの配置、光束の反射角を最適化することにより小型、低コス卜のカラ一画像形成装置を得ることができる。上記構成のカラー画像形成装置において、光走査装置の第 2結像光学系を構成する 1枚の曲面ミラーを、円筒の軸心近傍に配置することができる。

また、上記構成のカラー画像形成装置において、光走査装置は、第 1 結像光学系からの光束が光偏向器の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、光偏向器からの光束が曲面ミラーの頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（Y Z面）に対して斜め入射し、曲面ミラーに向かう光束の中心軸と Y Z面のなす角を 0 Mとした場合に, 1 2 . 5 < 0 M < 1 7 . 5を満足するように構成することが好ましい。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る光走査装置を示す概略ブロック図、

図 2は、実施の形態 1に係る光走査装置を副走査方向に平行な面で切つた断面図、

図 3は実施の形態 1に係る光走査装置の数値例 1の場合の特性図であつて、図 3 Aは f 0誤差、図 3 Bは像面湾曲量、図 3 Cは残存走査線湾曲量を各々示す図、

図 4は実施の形態 1に係る光走査装置の数値例 2の場合の特性図であつて、図 4 Aは f 6>誤差、図 4 Bは像面湾曲量、図 4 Cは残存走査線湾曲量を各々示す図、

図 5は実施の形態 1に係る光走査装置の数値例 3の場合の特性図であつて、図 5 Aは f 0誤差、図 5 Bは像面湾曲量、図 5 Cは残存走査線湾曲量を各々示す図、

図 6は実施の形態 1に係る光走査装置の数値例 4の場合の特性図であつて、図 6 Aは f 0誤差、図 6 Bは像面湾曲量、図 6 Cは残存走査線湾曲量を各々示す図、

図 7は実施の形態 1に係る光走査装置の数値例 5の場合の特性図であつて、図 7 Aは f 6»誤差、図 7 Bは像面湾曲量、図 7 Cは残存走査線湾曲量を各々示す図、図 8は実施の形態 1に係る光走査装置の数値例 6の場合の特性図であつて、図 8 Aは f 0誤差、図 8 Bは像面湾曲量、図 8 Cは残存走査線湾曲量を各々示す図、

図 9は実施の形態 1に係る光走査装置の数値例 7の場合の特性図であつて、図 9 Aは f 0誤差、図 9 Bは像面湾曲量、図 9 Cは残存走査線湾曲量を各々示す図、

図 1 0は本発明の実施の形態 2に係る光走査装置を示す構成図、図 1 1は本発明の光走査装置を適用した画像読取装置の構成図、図 1 2は本発明の光走査装置を適用した画像形成装置の概略断面図、図 1 3は本発明の光走査装置を適用したカラー画像形成装置の概略断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図 1から図 8を参照して説明する。

(実施の形態 1 )

図 1は、本発明の実施の形態 1における光走査装置の構成を示す斜視図である。図 1において、 1は半導体レーザ、 2は軸対称レンズ、 3は副走査方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレンズ、 4は折り返しミラ一、 5はポリゴンミラ一、 7は曲面ミラー、 8は走査面である感光ドラムである。 6はポリゴンミラー 5の回転中心軸を示す。

図 2は、図 1の光走査装置の走査中心軸を含み副走査方向に平行な面で切った断面図である。折り返しミラ一4からの光束はポリゴンミラー 5の偏向面に対して斜めに入射し、ポリゴンミラー 5からの光束は曲面ミラー 7に対して斜めに入射するように、副走査方向において傾けて配置されている。図中、 rはポリゴンミラー 5の内接半径、 Lは偏向反射点と曲面ミラ一 7の間隔、 Dは曲面ミラー 7と感光ドラム 8の間隔、は折り返しミラー 4からの光軸と偏向反射面の法線とのなす角、は偏向反射面からの光軸と曲面ミラー 7の頂点における法線とのなす角である。

また、後述する各実施例の曲面ミラーの面形状は、面の頂点を原点とする副走査方向座標、主走査方向座標が各々、 X (mm), y (mm) の位置における頂点からのサグ量を、入射光束の向かう方向を正とする z (mm) として式（4) で示される。

(4) 但し、

f(y) +ADy⁴ +AEy⁶ +AFy⁸ +AGy¹⁰

( 5) g(y) = RDx ( 1 +BCy ²+BDy ⁴+BEy ⁶+BFy ⁸+BGy 10

(6)

Θ (y) = ECy ² + EDy ⁴ + EEy ( 5 ) ここで、 f (y)は母線上の形状である非円弧を示す式、 g(y)は y位置における副走査方向（X方向）の曲率半径、 0 (y)は y位置におけるねじり量を示す式である。そして、 RDy (mm) は頂点における主走査方向曲率半径、 RDx (mm) は副走査方向曲率半径、 Kは母線形状を示す円錐定数、 AD、 AE、 AF、 AGは母線形状を示す高次定数であり、 BC、 BD、 BE、 BF、 BGは y位置における副走査方向曲率半径を決める定数、 EC、 ED、 EEは y位置におけるねじり量を決めるねじり定数である。

具体的数値例を以下に示す。なお、最大像高を Ymax、それに対応したポリゴン回転角を amaxとした。

(表 1 )

(数値例 1)

(表 2)

(数値例 2)

RDy -336.80 k 0. OOOOOE-00 AD -3.49531E-09 AE -2.57312E-13

AF 0. OOOOOE-00 AG 0. OOOOOE-00

RDx -82.69 BC -2.82629E-05 BD -3.28026E-11 BE 0. OOOOOE-00

BF 0. OOOOOE-00 BG 0. OOOOOE-00

EC -5.60722E-06 ED -1.15858E-I0 EE -1.03247E-14 〇

(表 6 )

(数値例 6 )

(表 7 )

(数値例 7 )

以上のように構成された光走査装置について、以下、図 1、図 2を参照してその動作を説明する。

半導体レーザ 1からの光束は、軸対称レンズ 2によって収束光となる。そして、シリンドリカルレンズ 3によって副走査方向についてのみ収束され、折り返しミラー 4によって折り返され、ポリゴンミラ一 5の反射面上に線像として結像される。ポリゴンミラー 5が回転中心軸 6を中心に回転することによって、光束は走査され、曲面ミラー 7により反射されて、走査面 8上に結像する。曲面ミラー 7の形状は、主、副像面湾曲、 f 0誤差を補正するように、主走査方向断面の非円弧形状、各像高に対応した副走査方向の曲率半径が決められており、さらに、走査線湾曲を補正するために各像高に対応した位置での面のねじり量が決められている。

各数値例の走査中心、最大像高における波面収差を（表 8) に示す。

(表 8)

数値例 1から 3は L= 1 2 0、 Θ Μ= 1 5の条件で 0 Ρを変えて設計した例で、数値例 2が斜め入射によって生じる光線収差が補正される最適設計例であり、数値例 1が下記の条件式（ 1 ) の上限、数値例 3が下限付近の設計例である。

1. 6 < Θ Μ/ Θ Ρ+ 0. 9 8 L/ (L + D) < 2. 2 … （ 1 ) 数値例 4から 7は、各 L、に関して最適な 0 Pを決定した設計例であり、下記の条件式（2 ) を満足している。

1. 8 6 < Θ Μ/ Θ Ρ+ 0. 9 8 LZ (L +D) く 1. 9 4 - ( 2 ) また、各数値例の走査中心と最大像高における副走査方向のビーム径 (1/e ²強度）の比を（表 9 ) に示す。

(表 9)

各数値例とも下記の条件式（ 3 ) を満足している。

0. 48 <LZ (L + D) < 0. 7 5 … （3) 図 3〜図 9は各々数値例 1〜数値例 7の場合の特性を示す図であり、各図において Aは f 0誤差、 Bは像面湾曲量、 Cは残存走査線湾曲量を示す。

ここで、 f 0誤差（Δ Υ) は、走査中心近傍におけるポリゴンの単位回転角あたりの走査速度（感光ドラム面上で光束が走査される速度）を V (mm/deg), ポリゴン回転角 a (deg)、像高を Y (mm)としたとき下記の式（8 ) で表される量である。

ΔΥ = Y- VX … （ 8 )

また、半導体レーザ 1を波長可変レーザとし、その波長を制御すると、感光ドラム 8上に結像するスポッ卜の大きさを任意に制御することもでさる。

なお、本実施の形態では、曲面ミラー形状を表すため式（4) を用いたが、同様の形状を表すことができれば他の式を用いてもよい。

(実施の形態 2 )

図 1 0は、請求項 1 8に対応する構成を有する実施の形態 2における光走査装置の構成図である。

図 1 0において、 9は波長 λ 1の光束を発する第 1の光源、 1 0は波長 λ 2の光束を発する第 2の光源、 1 1は第 1の光源 9からの光を収束光とする第 1の軸対称レンズ、 1 2は第 2の光源 1 0からの光を収束光とする第 2の軸対称レンズである。 1 3は副走査方向にのみ屈折力を持ち偏向面上に第 1の光源 9からの光束を線像として結像する第 1のシリンドリカルレンズ、 1 4は副走査方向にのみ屈折力を持ち偏向面上に第 2の光源 1 0からの光束を線像として結像する第 2のシリンドリカルレンズである。 1 5は波長 λ 1の光束を透過し、波長 λ 2の光束を反射するダイクロイツクミラー、 1 6は折り返しミラ一、 1 7はポリゴンミラ ―、 1 8はポリゴンミラー 1 7の回転中心軸である。 1 9は曲面ミラ一であり、実施の形態 1の説明において記載した数値例 1〜数値例 4のいずれかに示した形状および配置を有する。 2 0は波長 λ 1と波長 λ 2の光束を分離する回折格子、 2 1は感光ドラムである。

以上のように構成された光走査装置について動作を説明する。ダイク口イツクミラー 1 5で合成された 2つの異なる波長の光束がポリゴンミラー 1 7によって走査され、曲面ミラー 1 9によって収束光となる。回折格子 2 0に入射する光束は、回折格子 2 0によって 2つの光束に分離され、感光ドラム 2 1上に結像される。それにより、一度の走査で 2ライン走査することができる。このとき、曲面ミラ一 1 9では色収差が全く発生しない。従って、回折格子 2 0によって分離された 2つの光束はともに感光ドラム 2 1に良好に結像することとなる。ここでは、合成手段としてダイクロイツクミラーを用いたがハーフミラ一を用いても良く、また分離手段として回折格子を用いたがダイクロイツクミラーを用いても良い。

また、上本実施の形態では分解手段を設けて 2ライン走査を行うとしたが、分解手段を設けずに波長多重の走査を行うこともできる。

(実施の形態 3 )

図 1 1は、請求項 2 1に対応する構成を有する実施の形態 3における画像読み取り装置の構成図である。

図 1 1において、 1から 7は、図 1に示した光走査装置を構成する要素と同一である。 2 2は読み取り面、 2 3は光源 1からの光束を透過するとともに読み取り面 2 2からの戻り光を検出系に反射するハーフミラ一、 2 4は検出器、 2 5は検出器 2 4に戻り光を導く検出光学系である。以上のように、本実施の形態の光走査装置を用いることにより小型、低コスト、高解像度の画像読み取り装置を実現することができる。

(実施の形態 4 ) 図 1 2は実施の形態 1又は実施の形態 2に記載した光走査装置を適用した画像形成装置を示す概略断面図である。図 1 2において、 2 6は光が照射されると電荷が変化する感光体が表面を覆っている感光ドラム、

2 7は感光体の表面に静電気イオンを付着し帯電する一次帯電器、 2 8 は印字部に帯電トナーを付着させる現像器、 2 9は付着したトナーを用紙に転写する転写帯電器、 3 0は残ったトナーを除去するクリーナー、 3 1は転写されたトナーを用紙に定着する定着装置、 32は給紙カセット、 3 3は半導体レーザ、軸対称レンズ、シリンドリカルレンズで構成される光源ブロック、 34はポリゴンミラ一、 3 5は実施の形態 1で示した曲面ミラ一である。

以上のように、上記実施例の光走査装置を用いることにより小型、低コス卜の画像形成装置を実現することができる。

(実施の形態 5)

図 1 3は実施の形態 1又は実施の形態 2における光走査装置を適用したカラ一画像形成装置を示す概略断面図である。

図 1 3において、 36 Y、 3 6M、 3 6 C、 3 6 Bは各々、イエロ一、マジェンタ、シアン、ブラックの各色に対応した像形成ュニットである。像形成ュニット 3 6 Yは、光が照射されると電荷が変化する感光体が表面を覆っている感光ドラム 3 7 Y、感光体の表面に静電気イオンを付着し帯電する一次帯電器 3 8 Υ、印字部に帯電トナーを付着させる現像器

3 9 Υ、及び残ったトナーを除去するクリーナ 40 Υから構成されている。他の色の像形成ユニット 3 6 M、 36 C、 3 6 Bも同様の構成である。

4 1は、各色の感光ドラム 3 7 Y、 3 7 M、 3 7 C、 3 7 Bの上に形成されたトナー像を転写する転写ベルト、 42は転写ベルト 4 1に付着したトナーを用紙に転写する転写帯電器、 43は転写されたトナーを用紙に定着する定着装置、 4 4は給紙カセットである。 4 5は、半導体レ一ザ、軸対称レンズ、シリンドリカルレンズで構成される光源ブロック、 4 6はポリゴンミラ一である。 4 7は曲面ミラーであり、実施の形態 1 に記載したものを用いることができる。

図 1 3から明らかなように、 4色に対応した像形成ユニット 3 6 Y他が、円筒を形成するように保持されている。円筒の軸心周りに各像形成ユニット 3 6 Y他を同時に回転させて、各感光ドラム 3 7 Y他を、順次転写ベルト 4 1に接触させる。像形成ュニット 3 6 Y他の切り替わりに伴って、光源ブロック 4 5、ポリゴンミラー 4 6、曲面ミラー 4 7により、各感光ドラム 3 7 Y他の上に静電潜像を形成し、更に現像器 3 9 Y 他によりトナー像を形成する。各感光ドラム 3 7 Y他の上に形成された各色のトナー像を転写ベルト 4 1に順次転写し、各色のトナー像を重ね合わせてカラ一トナー像を転写ベルト 4 1上に形成する。

光源ブロック 4 5、ポリゴンミラー 4 6、曲面ミラー 4 7で構成される光走査装置は曲面ミラーによる光束の反射角を、本実施の形態のカラ —画像形成装置に最適な 3 0 d e gとして設計されているので、曲面ミラー 4 7のみが円筒の軸心近傍に配置され、反射された光束は直接感光ドラム 3 7 Y等に導かれる。

以上の構成により、小型、低コストのカラー画像形成装置を実現することができる。産業上の利用の可能性

本発明の光走査装置によれば、 1枚の曲面ミラーのみで第 2結像光学系を構成し、折り返しミラ一を必要とせずに、曲面ミラ一からの光束を直接感光ドラムに導くとともに、曲面ミラーを比較的加工、計測が容易な形状とし、良好な光学性能を有する光走査装置を得ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 光束を発する光源部と、前記光源部からの光束を走査する光偏向器と、前記光源部と前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器の偏向面上に線像を形成する第 1結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に配置され、 1枚の曲面ミラーから構成された第 2結像光学系とを備え、

前記第 1結像光学系からの光束は、前記光偏向器の前記偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、前記光偏向器からの光束は、前記曲面ミラーの頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（以下、 Y Z面と称する）に対して斜め入射するように構成された光走査装置であって、

前記光偏向器から前記曲面ミラーに向かう光束の中心軸と前記 Y Z面のなす角を 0 Mとした場合に、 1 0 < 0 M < 3 5を満足することを特徴とする光走査装置。

2 . 副走査方向断面において、前記偏向面で反射された反射光束が前記第 1結像光学系からの入射光束に対してなす角度の方向を正の方向とした場合、前記曲面ミラーで反射された光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす角度が負の方向であることを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

3 . 前記偏向面の法線が前記第 1結像光学系からの光束となす角度を θ P , 前記偏向面から前記曲面ミラーの頂点までの距離を L、前記曲面ミラーから前記被走査面までの距離を Dとした場合、下記の条件式（ 1 ) を満足することを特徴とする請求項 2記載の光走査装置。

1. 6 < Θ Μ/ Θ Ρ+ 0. 9 8 LZ (L +D) く 2. 2 … （ 1 )

4. 下記の条件式（2) を満足することを特徴とする請求項 3記載の光走査装置。

1. 8 6 < Θ Μ/ θ Ρ+ 0. 9 8 LZ (L +D) < 1. 9 4 '·· (2 )

5. 前記偏向面から前記曲面ミラーの頂点までの距離をし、前記曲面ミラーから前記被走査面までの距離を Dとした場合、下記の条件式（3) を満足することを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

0. 4 8 <L/ (L + D) < 0. 7 5 … （3)

6. 前記曲面ミラーは副走査方向断面形状が円弧であることを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

7. 前記曲面ミラーは、斜め入射に起因して生じる走査線曲がりを補正する形状であることを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

8. 前記曲面ミラーは、前記 Y Z面に対して非対称であることを特徵とする請求項 1記載の光走査装置。

9. 前記曲面ミラーは、前記 YZ面と曲面が交わる曲線（以下、母線と称する）上にある頂点以外の各点における法線が、前記 YZ面に含まれない、ねじれ形状であることを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

1 0. 前記母線上の各点における法線が前記 Y Z面となす角度は、頂点から遠くなるほど大きくなることを特徴とする請求項 9記載の光走査

1 1. 前記母線上の各点における法線が前記 Y z面となす角度の方向は、前記曲面ミラーで反射される光束が前記偏向面からの入射光束に対してなす角度を正の方向とした場合、正の方向であることを特徴とする請求項 9記載の光走査装置。

1 2. 前記曲面ミラーは、頂点における主走査方向の曲率半径と副走査方向の曲率半径が異なるアナモフィックミラーであることを特徵とする請求項 1記載の光走査装置。

1 3. 前記曲面ミラ一は、主走査方向、副走査方向ともに凹のミラー面であることを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

14. 前記曲面ミラ一は、副走査方向の屈折力が、主走査方向における中心部と周辺部で異なるミラー面であることを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

1 5. 前記曲面ミラーは、副走査方向断面の曲率半径が主走査方向断面形状に依らないことを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

1 6. 前記第 1結像光学系は、前記光源部からの光束を主走査方向について収束光束とすることを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

1 7. 前記光源部は、波長可変光源と波長制御部とを具備することを特徴とする請求項 1記載の光走査装置。

1 8 . 光束を発する光源部と、前記光源部からの光束を走査する光偏向器と、前記光源部と前記光偏向器との間に配置され、前記光偏向器の偏向面上に線像を形成する第 1結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に配置され、 1枚の曲面ミラーから構成される第 2結像光学系とを備え、

前記光源部が少なくとも 2つの光源からなり、前記光源部と前記光偏向器の間に配置された前記少なくとも 2つの光源からの光束を合成する光合成手段を具備し、前記曲面ミラーに向かう光束の中心軸と前記 Y Z 面のなす角を 0 Mとした場合に、 1 0 < 0 Mく 3 5を満足することを特徵とする光走査装置。

1 9 . 前記光偏向器と被走査面との間に配置された光束を分解する光分解手段を具備することを特徴とする請求項 1 8記載の光走査装置。

2 0 . 前記光源部を構成する少なくとも 2つの光源から発する光の波長は異なることを特徴とする請求項 1 8記載の光走査装置。

2 1 . 請求項 1〜 2 0のいずれかに記載の光走査装置を用いた画像読み取り装置。

2 2 . 請求項 1〜 2 0のいずれかに記載の光走査装置を用いた画像形

2 3 . 現像器及び感光体を含む複数の色に対応した複数の像形成ュニットが略円筒形状を形成して、その円筒の周方向に前記各像形成ュニッ卜が配列されるように保持された構成を有し、前記円筒の軸心の周りに前記複数の像形成ュニットを同時に回転させることにより、前記各像形成ュニットを像形成位置と待機位置との間で移動させる移送手段と、前記像形成位置にある像形成ュニットの感光体に接触可能な転写体を有し、前記像形成位置にある像形成ユニットの切り替えに伴って、各感光体上に形成された各色のトナー像を前記転写体に順次転写し、各色のトナー像を重ね合わせて力ラートナー像を前記転写体上に形成する転写手段と、

前記感光体を露光する光走査装置とを備えたカラー画像形成装置であつて、

前記光走査装置は、請求項 1〜 2 0のいずれかに記載の光走査装置であることを特徴とするカラー画像形成装置。

2 4 . 前記光走査装置の第 2結像光学系を構成する前記 1枚の曲面ミラーは、前記円筒の軸心近傍に配置されたことを特徴とする請求項 2 3 記載のカラ一画像形成装置。

2 5 . 前記光走査装置は、前記第 1結像光学系からの光束が前記光偏向器の前記偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に対して斜め入射し、前記光偏向器からの光束が前記曲面ミラーの頂点における法線を含み主走査方向に平行な面（Y Z面）に対して斜め入射し、前記曲面ミラ一に向かう光束の中心軸と前記 Y Z面のなす角を 0 Mとした場合に、 1 2. 5<Θ Μ< 1 7. 5を満足するように構成されたことを特徴とする請求項 2 3記載のカラー画像形成装置。