JP2008170487A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンパクトな構成で画像性能の劣化のない高品質な画像を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を得ること。
【解決手段】 光源手段から出射された光束を光偏向器の偏向面に入射させる入射光学系と偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と備え、偏向面に入射する光束は副走査断面内において斜めから入射しており、結像光学素子の少なくとも１つの光学面は副走査断面内において偏心しており、入射光学系は非対称形状の光学面を少なくとも１面含む入射光学素子を有しており、入射光学素子は副走査断面内において入射光学素子内を通過する光束のうち光束の主光線より光学基準軸に近い第一のマージナル光線の通過位置での肉厚をｄｍ１、光束の主光線より光学基準軸から離れた第二のマージナル光線の通過位置での肉厚をｄｍ２とするとき、ｄｍ１＜ｄｍ２なる条件を満足すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。

従来よりデジタル複写機やレーザービームプリンター（ＬＢＰ）等の画像形成装置においては光走査装置が用いられている。この光走査装置において装置全体の小型化を図る為の手段として、または複数の光束を同一の光偏向器により走査する場合の前記複数の光束の分離を行なう手段として、光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で光束を斜め方向から入射させる斜入射光学系を用いる方法がある。これにより装置全体の小型化が図られ、また複数の光束の空間分離が効果的に行なわれる。

このような方法を用いた光走査装置は従来から種々と提案されている（特許文献１，２参照）。

特許文献１の光走査装置では、斜入射光学系において、図２１に示すように光偏向器８１の偏向面８１ａで角度θで反射した光を結像レンズ８２の両レンズ面８２ａ、８２ｂを副走査断面内で偏心させている。これにより被走査面８７上での走査線湾曲を調整すると共に、偏心により発生する副走査方向のコマ収差が微小となるように、結像レンズ８２の両レンズ面８２ａ、８２ｂの偏心量Ｌ１、Ｌ２を設定している。

特許文献２の光走査装置では、斜入射光学系において、図２２に示すように光偏向器９３の偏向面で角度１．９°で反射した光を結像レンズ９４ａ，９４ｍで被走査面ｓに結像している。このとき結像レンズ９４ａの出射面９４ａ−ｍを副走査方向に関して非対称な形状の二次元多項式非球面より形成している。これにより走査線湾曲の調整及び波面収差を小さく抑えている。尚、図２２においてはＡｘ、Ａｘ´はそれぞれ光学基準軸である。
特開平１０−６２６８５号公報 特開２００４−１０２０５０号公報

一般に結像レンズによって走査線の湾曲と副走査方向のコマ収差の双方を良好に調整しようとすると、長尺な結像レンズを複雑な偏心形状で配置にしなければならなくなる。すると結像レンズの組み付け誤差が起こりやすくなり、単一の光束を用いて画像形成を行なった場合には走査線の湾曲によって画像精度が損なわれる。また複数の光束を用いて画像形成を行なった場合には複数の走査線の間に曲がりの差が生じ、色ズレの問題点が生じてしまう。

また上記特許文献２に開示された結像レンズ９４ａによって走査線の湾曲と副走査方向のコマ収差を良好に調整（補償）しようとすると、長尺な結像レンズを副走査断面内にて複雑な形状に設定しなければならないため、レンズ成形が困難となる。

本発明はコンパクトな構成で画像性能の劣化のない高品質な画像を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。

この他、本発明はカラーＬＢＰ、カラー複写機等における色ズレ等の画像性能の劣化のない高品質な画像を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。

請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段と、光偏向器と、前記光源手段から出射された光束を前記光偏向器の偏向面に入射させる入射光学系と、前記光偏向器の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、備えた光走査装置であって、
前記光偏向器の偏向面に入射する光束は、副走査断面内において前記光偏向器の偏向面の法線に対して斜めから入射しており、
前記結像光学系を構成する結像光学素子の少なくとも１つの光学面は、副走査断面内において偏心しており、
前記入射光学系は副走査断面内において光学素子内を通過する光束の主光線を中心として非対称形状の光学面を少なくとも１面含む入射光学素子を有しており、
前記入射光学素子は、副走査断面内において前記入射光学素子内を通過する光束のうち該光束の主光線より光学基準軸に近い第一のマージナル光線の通過位置での肉厚をｄｍ１（ｍｍ）、該光束の主光線より光学基準軸から離れた第二のマージナル光線の通過位置での肉厚をｄｍ２（ｍｍ）とするとき、
ｄｍ１＜ｄｍ２
但し、前記光学基準軸とは、前記入射光学系を出射した光束の主光線が前記光偏向器の偏向面にて偏向走査されて主走査方向における被走査面中心に入射するとき、副走査断面内において前記偏向面への光束の主光線の偏向点を通り、前記偏向面に対して垂直な軸と定義される
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記入射光学素子の少なくとも１つの光学面は、副走査断面内において前記入射光学素子内を通過する光束の主光線を中心として非対称な非球面形状であることを特徴としている。

請求項３の発明は請求項２の発明において、
前記入射光学素子の副走査断面内の形状を特定する非球面係数は、前記入射光学素子の光軸を挟んで一方が有限の値を有し、他方が０であることを特徴としている。

請求項４の発明は請求項３の発明において、
前記非球面係数は、前記入射光学素子内を通過する光束の主光線を中心として前記光束の主光線より光学基準軸に近い側が有限の値、前記入射光学素子内を通過する光束の主光線を中心として前記光束の主光線より光学基準軸から離れた側が０であることを特徴としている。

請求項５の発明は請求項２の発明において、
前記入射光学素子の副走査断面内の形状を特定する非球面係数は、前記入射光学素子の光軸を挟んで異符号であることを特徴としている。

請求項６の発明は請求項１から５の何れか１項の発明において、
主走査断面内において、前記結像光学系を構成する結像光学素子の少なくとも１つの光学面の子線頂点を結ぶ母線形状は、前記光学基準軸上の曲率半径から定義される母線形状に対して主走査方向における軸上から軸外に向って前記光学基準軸方向に離れる方向に湾曲した曲線より成っていることを特徴としている。

請求項７の発明は請求項１から６の何れか１項の発明において、
前記結像光学系を構成する結像光学素子の少なくとも１つの光学面は、副走査断面内において平行偏心していることを特徴としている。

請求項８の発明は請求項１から６の何れか１項の発明において、
前記結像光学系を構成する結像光学素子の少なくとも１つの光学面は、副走査断面内において主走査方向に平行な軸を中心として回転偏心していることを特徴としている。

請求項９の発明は請求項７の発明において、
副走査断面内において前記平行偏心している光学面を有する結像光学素子は、正のパワーであり、副走査断面内における前記平行偏心の方向は前記結像光学素子の光軸が前記光学基準軸から離れる方向であることを特徴としている。

請求項１０の発明の画像形成装置は、
請求項１から９の何れか１項に記載の光走査装置を複数有し、前記複数の光走査装置の光源手段から出射した複数の光束を共通の偏向手段を介して、前記複数の光束で異なる被走査面上を各々走査し、画像を形成することを特徴としている。

請求項１１の発明は請求項１０の発明において、
前記複数の光走査装置の各々の結像光学系の副走査断面内における結像倍率をβｓとするとき、
１．０≦｜βｓ｜≦３．０
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項１２の発明は請求項１１の発明において、
副走査断面内において、前記光偏向器の偏向面に入射する光束の主光線と前記光偏向器の偏向面の法線と成す斜入射角度をθｓ（deg）とするとき、
１．０（deg）≦θｓ≦５．０（deg）
なる条件を満足することを特徴としている。

請求項１３の発明の画像形成装置は、
請求項１から９の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。

請求項１４の発明の画像形成装置は、
請求項１から９の何れか１項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。

本発明によればコンパクトな構成で画像性能の劣化のない高品質な画像を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。

この他、本発明によればカラーＬＢＰ、カラー複写機等における色ズレ等の画像性能の劣化のない高品質な画像を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１は本発明の光走査装置の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図２は本発明の光走査装置の実施例１の光源手段から光偏向器までの副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図３は本発明の光走査装置の実施例１の光偏向器から被走査面までの副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。

尚、以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）とは光偏向器の回転軸及び結像光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向（光偏向器で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）である。副走査方向（Ｚ方向）とは光偏向器の回転軸と平行な方向である。また主走査断面とは主走査方向に平行で、後述する光学基準軸Ｃ０を含む平面である。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面である。

光学基準軸Ｃ０とは、入射光学系を出射した光束の主光線が光偏向器の偏向面で偏向されて主走査方向における被走査面中心に入射するとき、副走査断面内において、前記偏向面への光束の主光線の偏向点を通り、前記偏向面に対して垂直な軸をいう。

図中、１は光源手段であり、例えば半導体レーザより成っている。

尚、本実施例では光源手段１を単一の発光部（発光点）より構成したが、これに限らず、例えば２つ以上の発光部から構成しても良い。もしくは単一の発光部を有する光源を複数個用いて構成しても良い。複数の発光部を有することで光偏向器の回転速度を高速にすることなく光走査の高速化が可能となる。

２は開口絞りであり、光源手段１から出射された発散光束を制限してビーム形状を成形している。

３は集光光学系としての集光レンズ(コリメータレンズ)であり、光源手段１から出射し開口絞り２を通過した発散光束を平行光束（もしくは収束光束）に変換している。

４１は入射光学素子としてのアナモフィックレンズであり、副走査方向にのみ屈折力（パワー）を有しており、集光レンズ３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面５ａに線像として結像させている。

本実施例におけるアナモフィックレンズ４１は少なくとも１面が副走査断面内において非対称形状（アナモフィックレンズ４１の光軸に対して非対称な形状）より成り、かつその光学面が非対称な非球面形状（光軸に対して非対称な非球面形状）より成っている。

つまり、アナモフィックレンズ４１の少なくとも１つのレンズ面は、副走査断面内においてアナモフィックレンズ４１内を通過する光束の主光線を中心として非対称な非球面形状である。

尚、開口絞り２、集光レンズ３、そしてアナモフィックレンズ４１等の各要素は入射光学系ＬＡの一要素を構成している。また集光レンズ３とアナモフィックレンズ４１を１つの光学素子より構成しても良い。

５は偏向手段としての光偏向器であり、外接円の直径２０ｍｍで４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度（等角速度）で回転している。

ＬＢは集光機能と後述するｆθ特性とを有する結像光学系であり、主走査方向のパワーと副走査方向のパワーが異なるパワーを有する結像光学素子としての第１、第２の結像レンズ（走査レンズもしくはｆθレンズとも称す。）６ａ、６ｂより成っている。

ｆθ特性とは画角（走査角）θで入射する光束を、像面上（被走査面７上）で、光軸からの高さをＹ、定数をｆとするとき、Ｙ＝ｆ×θの位置に結像する関係を有していることである。つまりは単位画角あたりに走査される走査幅（走査速度）が被走査面上の有効走査領域の全域にわたって等しくなるような特性である。そして定数ｆをｆθ係数と呼ぶ。

また、結像レンズへの入射光束が平行光束である場合、定数ｆは近軸焦点距離ｆと同じ値となる。

第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂはプラスチック材料より成り、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面７上に結像させている。かつ第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂは副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面７との間を共役関係にすることにより、偏向面の面倒れ補償を行っている。

本実施例における第１の結像レンズ６ａは、前記第１の結像レンズ６ａの光軸上では主走査断面内において正のパワーを有し、副走査断面内において負のパワーを有している。第２の結像レンズ６ｂは、前記第２の結像レンズ６ｂの光軸上では主走査断面内において負のパワーを有し、副走査断面内において正のパワーを有している。

７は被走査面としての感光ドラム面である。

本実施例において光源手段１から出射した発散光束は開口絞り２によって前記光束（光量）が制限され、集光レンズ３により平行光束に変換され、アナモフィックレンズ４１に入射している。アナモフィックレンズ４１に入射した平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器５の偏向面５ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。

光偏向器５の偏向面に入射する光束は、副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａの法線に対して斜めから入射している。

つまり、光偏向器５の偏向面に入射する光束は、光偏向器５の偏向面５ａの法線に対して副走査断面内において斜入射角度θｓ（本実施例ではθｓ＝１．８deg）をつけて入射している。

そして、偏向面５ａで偏向された光束は第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂを介して感光ドラム面７上にスポット状に結像する。

そして光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、前記感光ドラム面７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面７上に画像記録を行っている。

尚、本実施例ではＡ３サイズ相当の印字幅を走査することを想定し、被走査面における有効走査幅は３１０ｍｍとして光学系を構成している。しかしこれに限ったものではなく、これより大きいサイズ、小さいサイズについても対応可能である。

本実施例における第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂの屈折面の形状は以下の形状表現式により表されている。光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、

（但し、Ｒは光軸上の母線曲率半径、Ｋ、Ｂ_４、Ｂ_６、Ｂ_８、Ｂ_１０は非球面係数）
なる式で表される。

また、副走査方向（光軸を含み主走査方向に対して直交する方向）と対応する子線方向は、

なる式で表される。

ここで主走査方向に光軸からＹ離れた位置における副走査方向の曲率半径（子線曲率半径）ｒ‘が、
ｒ’＝ｒ_０（１＋Ｄ_２Ｙ^２＋Ｄ_４Ｙ^４＋Ｄ_６Ｙ^６＋Ｄ_８Ｙ^８＋Ｄ_１０Ｙ^１０）
（但し、ｒ_０は光軸上の子線曲率半径、Ｄ_２、Ｄ_４、Ｄ_６、Ｄ_８、Ｄ_１０は係数）
なる式で表される。

なお、軸外の子線曲率半径ｒ’は各々の位置における母線の法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義されている。

また形状表現式における多項式は１０次までの関数で表現しているが、次数はこれ以上でも以下でも差し支えない。

また、面形状表現式自体も同等の面表現自由度を有した表現式であれば、問題無く本発明の効果を得ることが可能である。

表１、表２に本実施例における実施例１の光学素子の光学配置及び結像光学素子（結像レンズ）の面形状を示す。尚、表２において第１面は第１の結像レンズ６ａの入射面、第２面は第１の結像レンズ６ａの出射面、第３面は第２の結像レンズ６ｂの入射面、第４面は第２の結像レンズ６ｂの出射面である。また、Ｅ−ｘは１０^−ｘを意味する。

ここで非球面係数Ｂ４ｕ〜Ｂ１０ｕ、Ｄ２ｕ〜Ｄ１０ｕは主走査断面内と副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで反光源手段１側の形状を特定する係数である。また非球面係数Ｂ４ｌ〜Ｂ１０ｌ、Ｄ２ｌ〜Ｄ１０ｌは主走査断面内と副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで光源手段１側の形状を特定する係数である。

本実施例では光源手段１から出射した光束が主走査断面内において、結像光学系ＬＢの光軸に対して角度をもって光偏向器５の偏向面５ａに入射しているため、光偏向器５の回転に伴う偏向面の出入り(サグ)が、走査開始側と終了側で非対称に発生する。

この非対称なサグにより像面湾曲、スポット径の変動が光軸に対して主走査方向に非対称に変化するのを良好に補償する為に、第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂは共に副走査方向の曲率半径が光軸に対して主走査方向に沿って非対称に変化する面を有している。

表２に示すように第２面、第４面の主走査断面内の非球面係数Ｂ４ｕ〜Ｂ１０ｕとＢ４ｌ〜Ｂ１０ｌは異なっており、主走査断面内の形状がレンズ面の有効径内において軸上から軸外に向かい光軸を中心として非対称に変化していることがわかる。

また第２面、第３面、第４面においては副走査断面内の非球面係数Ｄ２ｕ〜Ｄ１０ｕとＤ２ｌ〜Ｄ１０ｌは異なっており、副走査断面内の曲率がレンズ面の有効径内において軸上から軸外に向かい光軸を中心として非対称に変化していることがわかる。

本実施例において、第１の結像レンズ６ａの入射面及び出射面は主走査断面内では１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。また副走査断面内では入射面は平面形状、出射面は主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。

第２の結像レンズ６ｂの入射面及び出射面は主走査断面内が１０次までの関数で表現される非球面形状（非円弧形状）で形成されている。そして副走査方向のパワーが主走査方向で軸上から軸外に向かって減少していることにより、副走査方向の像面湾曲を良好に調整している。

本実施例では第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂの材料はプラスチック材料（樹脂）から成っている。尚、材料はプラスチックに限らず、例えばガラスであってもよい。

図４は本実施例における幾何収差を示した図である。

図４より各収差とも実用上問題のないレベルまで調整されていることが分かる。また像高による副走査倍率の変化も２％以下に抑えられていることが分かる。このことにより像高による副走査方向のスポット形状の変化が抑えられ良好な結像性能を得られる。尚、像高による副走査倍率の変化は１０％以下なら良い。さらに望ましくは５％以下なら良い。

次に図５〜図７を使いて本実施例の目的を達成するための手段と効果を説明する。

図５(ａ),(ｂ)は各々レンズ面偏心により副走査方向のコマ収差が発生する説明図、図６は走査線湾曲量を示すグラフ、図７(ａ),(ｂ)は各々副走査方向のコマ収差の改善の説明図である。

本実施例では前述の如く光偏向器の偏向面５ａに対し副走査断面内で光束を斜入射させている。その為に偏向面５ａで偏向走査した光束（斜入射光束）は前記偏向面５ａに垂直な軸に対して同一の射出角で偏向走査されるが、軸上走査時と軸外走査時とでは最終的な結像面となる被走査面７に到達するまでの光路長（距離）が異なる。即ち軸外光束の方が軸上光束より光路長が長い為に副走査断面内での高さがより高い位置で結像することになり、その結果、被走査面７上での走査線に湾曲が生ずる。

そして例えば単一の光束を用いて画像形成を行なった場合には走査線の湾曲によって画像精度が損なわれ、また複数の光束を用いて画像形成を行なった場合には複数の走査線の間に曲がりの差が生じ、色ズレの問題点が生じる。

そこで図５(ａ),(ｂ)に示すように副走査方向にパワーを有する第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２の光軸Ｃを光学基準軸Ｃ０に一致していた状態図５（ａ）から状態図５（ｂ）にシフトさせている。即ち第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２の光軸Ｃを光軸基準面Ｃ０に対して副走査方向へシフトさせ出射面６ｂ２を平行偏心させた状態図５（ｂ）にすることにより、光束の出射角を制御して走査線の湾曲を調整している。

図６は被走査面７上での走査線の湾曲量を示したグラフである。

本実施例では第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査方向に光学基準軸Ｃ０に対して光束が通過する側と同じ側に１．１ｍｍだけ平行偏心させている。これにより図６に示すように走査線の湾曲を良好に調整している。

尚、本実施例では出射面６ｂ２のみを副走査方向に平行偏心させているが、入射面６ｂ１のみを平行偏心させる、または両面６ｂ１，６ｂ２を平行偏心させることでも上記と同様の効果を得ることができる。

また第２の結像レンズ６ｂの少なくとも１面の子線頂点を結ぶ母線形状を、図８に示すように第２の結像レンズ６ｂの走査中心から第２の結像レンズ６ｂの走査端部に向かって光学基準軸Ｃ０に対して離れる方向に湾曲した曲線(１点鎖線)にすることにより、更に走査線湾曲を低減することができる。

つまり、主走査断面内において、結像光学系を構成する第２の結像レンズ６ｂの少なくとも１つの光学面の子線頂点を結ぶ母線形状(１点鎖線)は、光学基準軸Ｃ０上の曲率半径から定義される母線形状(実線)に対して主走査方向における軸上から軸外に向って光学基準軸方向に離れる方向に湾曲した曲線(１点鎖線)より成っている。

しかしながら第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査方向に平行偏心させると、以下に示す問題点が生じてくる。図５（ａ）に示すように副走査方向に平行偏心させる前の出射面６ｂ２へ入射する光束の主光線Ｌｐと、出射面６ｂ２と主光線の到達位置との交点における面法線Ｄとが成す角度をθ１とする。さらに図５（ｂ）に示すように副走査方向に平行偏心させた後の出射面６ｂ２へ入射する光束の主光線Ｌｐと、出射面６ｂ２と主光線の到達位置との交点における面法線Ｄ’とが成す角度をθ２とする。このとき、
θ１＜θ２
となる。

出射面６ｂ２を副走査方向へ平行偏心させると前記出射面６ｂ２に入射する光束と前記出射面６ｂ２の面法線Ｄ’とが成す角度は、前記出射面６ｂ２を副走査方向に平行偏心させる前の前記出射面６ｂ２に入射する光束と前記出射面６ｂ２の面法線Ｄとが成す角度に比べて大きくなる。そのため図７（ａ）に示すように副走査方向のコマ収差が大きく生じてしまい、被走査面上での結像性能が著しく劣化する。尚、図７（ａ）において４は副走査断面内にのみパワーを有するシリンドリカルレンズである。

そこで本実施例では図７（ｂ）に示すように光源手段（不図示）と光偏向器５との間に、副走査断面内において入射面４１ａが非対称な非球面形状より成るアナモフィックレンズ４１を設けている。これによって図７（ｂ）に示すように副走査方向のコマ収差が微小と成るように調整している。

アナモフィックレンズ４１は第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂとは違い、走査していない光束が通過する入射光学系ＬＡのレンズであり、光学有効域が狭い。よって複雑な形状でも、主走査方向に長尺となってしまう第１、第２の結像レンズ６ａ、６ｂと比べて成形が容易である。また、副走査断面内にのみパワーを有しているレンズである為、主走査方向に平行偏心しても結像性能の劣化が起こらない。

尚、本実施例では副走査方向にのみパワーを有するアナモフィックレンズ４１の入射面を副走査断面内にて非対称な非球面形状、つまりは対称軸を持たない形状にしているが、これに限ることはない。例えば主走査方向及び副走査方向の両方向にパワーを有するレンズ面を副走査断面内にて対称軸を持たない形状にしてもよい。その際は、主走査方向及び副走査方向の両方向を精度よく位置決めすれば結像性能の劣化が起こらない。

また、従来は結像光学系ＬＢで行なっていた副走査方向のコマ収差調整を、入射光学系ＬＡで行なうことによって、前記結像光学系ＬＢの負担を軽減し、設計自由度を高め、更に結像性能を良好にすることができる。

次に本実施例における入射光学系ＬＡ及びアナモフィックレンズ(シリンダーレンズ)４１について説明する。表３に本実施例における入射光学系ＬＡのデータ、図９にアナモフィックレンズ４１の副走査方向の要部断面（副走査断面）の拡大図を示す。

本実施例においては前述した如く光源手段１から出射した発散光束が開口絞り２によって前記光束（光量）が制限され、集光レンズ（コリメータレンズ）３により平行光束に変換され、アナモフィックレンズ４１に入射している。アナモフィックレンズ４１に入射した平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器５の偏向面５ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器５の偏向面５ａに副走査方向に角度をつけて入射する。

本実施例ではアナモフィックレンズ４１の材料はプラスチック材料（樹脂材）から成っている。プラスチック材料で射出成形した場合、複雑な形状の成形も容易で、かつ軽量化も図れる。尚、材料はプラスチック材料に限らず、例えばガラス材料であっても良い。

アナモフィックレンズ４１は、入射面４１ａにて副走査方向にのみパワーを有しており、集光レンズ３を通過した光束を副走査断面内で光偏向器５の偏向面５ａに線像として結像させている。主走査断面においては、集光レンズ３を通過した光束をそのままの状態で射出する。

アナモフィックレンズ４１は上述の如く副走査方向にのみパワーを有しているため、前記アナモフィックレンズ４１が副走査方向においてパワーを有する面（入射面）４１ａを副走査断面内において非対称な非球面形状より成る面４１ａ’で形成する。

即ち、光源手段１と光偏向器５との間に少なくとも１面が副走査断面内において対称軸を持たないアナモフィックレンズ４１を設けることで、第２の結像レンズ６ｂを副走査方向に平行偏心させることにより発生する副走査方向のコマ収差を相殺させている。

尚、アナモフィックレンズ４１の出射面４１ｂは主走査断面内及び副走査断面内において平形状であり、主走査断面内及び副走査断面内においてパワーを有さない。

図１０は従来例においてアナモフィックレンズの入射面が副走査断面内において対称円弧形状（アナモフィックレンズの光軸に対して対称な円弧形状）である場合の被走査面上において軸上から最軸外にかけてのスポット形状の要部断面図である。

図１１は本実施例においてアナモフィックレンズ４１の入射面４１ａ’を副走査断面内において非対称な非球面形状である場合の被走査面上において軸上から最軸外にかけてのスポット形状の要部断面図である。

図１０、図１１においてはピーク光量の２％、５％、１０％、１３．５％、３６．８％、５０％の６本の等高線で描いている。Ｙは像高である。

図１０ではアナモフィックレンズの入射面が副走査断面内において対称な円弧形状である場合の軸上から最軸外にかけてのスポット形状の断面図であり、スポットのサイドローブがスポット中心を軸として副走査方向に非対称になっていることが分かる。非対称なスポット形状となることでスポットの上部にピーク光量の５％のサイドローブが現れている。

そこで本実施例においては、アナモフィックレンズ４１の入射面４１ａ’を副走査断面内において非対称な非球面形状にしたことで図１１に示すようにスポットの上部のピーク光量の５％のサイドローブが消えて、スポット中心を軸として対称なサイドローブとなる。即ち、副走査方向のコマ収差が改善していることが分かる。

本実施例におけるアナモフィックレンズ４１の入射面４１ａ’の形状は以下の形状表現式により表されている。

光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、副走査面内において光軸と直交する軸をＺ軸としたとき、副走査方向と対応する子線方向が、

（但し、ｒは光軸上の子線曲率半径、Ｋ、ｄ_４は非球面係数）
また形状表現式における多項式は４次までの関数で表現しているが、次数はこれ以上でも以下でも差し支えない。

ここで非球面係数ｄ４ｕ１、ｄ４ｕ２は副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで光学基準軸Ｃ０側の形状を特定する係数、非球面係数ｄ４ｌ１、ｄ４ｌ２は副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで他方側の形状を特定する係数である。

表３に示すようにアナモフィックレンズ４１の入射面は、非球面係数ｄ４ｕ１が１．０Ｅ−５であるのに対し、ｄ４ｌ１は０である。即ち、アナモフィックレンズ４１の副走査断面形状を特定する非球面係数が光軸を挟んで一方が有限の値を有し、他方が０である。非球面係数は、光学基準軸Ｃ０側が有限の値、前記光学基準軸Ｃ０と逆側が０である。

非球面係数は、アナモフィックレンズ４１内を通過する光束の主光線を中心として光束の主光線より光学基準軸Ｃ０に近い側が有限の値、アナモフィックレンズ４１内を通過する光束の主光線を中心として光束の主光線より光学基準軸Ｃ０から離れた側が０である。

これにより副走査断面内の形状がレンズ面の有効径内において軸上から副走査方向の離れる方向に向かい光軸を中心として非対称になっていることが分かる。

本実施例においてアナモフィックレンズ４１は、副走査断面内においてアナモフィックレンズ４１内を通過する光束のうち光束の主光線より光学基準軸Ｃ０に近い第一のマージナル光線の通過位置での肉厚をｄｍ１（ｍｍ）、光束の主光線より光学基準軸Ｃ０から離れた第二のマージナル光線の通過位置での肉厚をｄｍ２（ｍｍ）とするとき、

ｄｍ１＜ｄｍ２ ‥‥(１)
なる条件を満足させている。

条件式（１）は光学基準軸Ｃ０側の第一のマージナル光線位置での肉厚ｄｍ１と、他方の第二のマージナル光線位置での肉厚の大小関係を規制したものである。条件式（１）を外れると（符号が反転すると）副走査方向のコマ収差は悪化してしまうため良くない。本実施例では条件式（１）を満たすことにより第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査方向に平行偏心させることにより発生する副走査方向のコマ収差を相殺させている。

本実施例における肉厚ｄｍ１、ｄｍ２は。

ｄｍ１＝１．９５７７７１ｍｍ
ｄｍ２＝１．９５８１０３ｍｍ
であり、これは条件式（１）を満たしている。

本実施例１では、結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２（レンズ面）を平行偏心することで面法線と主光線との成す角をθ１＜θ２としているが、結像レンズ６ｂのレンズ面を主走査方向に平行な軸を中心として時計回りに回転偏心させることでもθ１＜θ２とできる。

よって、本発明では、結像レンズの出射面６ｂ２（レンズ面）を回転偏心させる形態をとっても良い。
［カラー画像形成装置］
図１２は上述した本実施例の光走査装置を４つ備えたカラー画像形成装置の副走査断面図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。

即ち、図１２においては、上述した光走査装置を光偏向器５の回転軸を中心として対称的に両側に２つづつ振り分けて配置し、４色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂ）のカラー画像形成装置を構成している。

但し、光偏向器５は共用している。尚、第１、第２の結像レンズ６ａ，６ｂは図１２に示すように各ステーションＳ１、Ｓ２で一体的に成形しても良い。この場合は一体的に成形された第２の結像レンズ６ｂを偏心させれば良い。

そして副走査断面内において光学基準軸Ｃ０の上下方向から光偏向器５の異なる偏向面５ａ，５ｂに対して４つの光源手段（不図示）から出射された４つの光束を斜入射角度θｓで斜入射させている。

そして偏向面５ａ，５ｂに対して斜め上方から入射した光束を斜め下方に、斜め下方から入射した光束を斜め上方へと反射し、結像光学系ＬＢにより対応する反射ミラー８ａ，８ｂ，８ｃを介して光路を分離している。

そして分離された４つの光束を対応する感光ドラム面（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂ）７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ上に導光することによって、カラー画像を形成している。

尚、２つのステーションＳ１、Ｓ２は光学的作用が同一のため、以下、ステーションＳ１について説明する。

図１２に示したカラー画像形成装置において、結像光学系ＬＢの副走査断面内の結像倍率（副走査倍率）をβsとするとき
１．０≦｜βｓ｜≦３．０ ‥‥(２)
なる条件を満足させている。

条件式（２）は結像光学系ＬＢの副走査断面内の結像倍率βｓを規定するものである。条件式(２)の上限値を超えると第２の結像レンズ６ｂが光偏向器５に近くなり、第２の結像レンズ６ｂ面上で上下の光束を分離しようとすると、副走査方向の斜入射角が大きくなるので良くない。また走査線の湾曲及び波面収差のねじれ（スポット回転）を減少させることが難しくなるので良くない。また条件式(２)の下限値を超えると第２の結像レンズ６ｂが被走査面７ａ，７ｂに近くなり、第２の結像レンズ６ｂが主走査方向に長くなってしまう。すると結像レンズを射出成形する場合、レンズを１度に成形できる個数が少なくなってしまうため良くない。

本実施例の結像光学系ＬＢの副走査断面内の結像倍率βｓは、
｜βｓ｜＝２．０９
であり、これは条件式（２）を満たしている。

さらに上記条件式（２）を次の如く設定するのが良い。

１．５≦｜βｓ｜≦２．５ ‥‥(２ａ)
また図１２に示したカラー画像形成装置では副走査断面内において、入射光学系（不図示）ＬＡからの光束の主光線の偏向面５ａへの斜入射角度をθｓ（deg）とするとき、
１．０（deg）≦θｓ≦５．０（deg） ‥‥(３)
なる条件を満足させている。

条件式（３）は入射光学系ＬＡからの光束の主光線の偏向面５ａへの斜入射角度θｓを規定するものである。条件式(３)の上限値を超えると副走査方向の斜入射角が大きくなり、走査線の湾曲及び波面収差のねじれ（スポット回転）を減少させることが難しくなるので良くない。また条件式(３)の下限値を超えると、複数の光束（本実施例では２本）を光偏向器の同一の偏向面に異なる角度で入射させ、偏向された複数の光束を上下に十分な距離に分離できなくなるため良くない。

本実施例における斜入射角度θｓは、
θｓ＝１．８deg
であり、これは条件式（３）を満たしている。

さらに上記条件式（３）を次の如く設定するのが良い。

１．５（deg）≦θｓ≦４．５（deg） ‥‥(３ａ)
このように本実施例では４色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂ）のカラー画像形成装置に搭載可能なコンパクトな光走査装置を提供することができる。

尚、上述したように第１、第２の結像レンズ６ａ，６ｂは、図１２に示すように各ステーションＳ１、Ｓ２で、それぞれ一体的に成形しており、これにより本実施例では装置全体のコンパクト化及び簡素化を図っている。

このように本実施例では上述した如く簡易な構成で走査線の湾曲と副走査方向のコマ収差の双方を良好に調整することができる。これにより本実施例ではコンパクトな構成で、かつカラーＬＢＰ、カラー複写機等における色ズレ等の画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。

図１３は本発明の実施例２の光源手段１から光偏向器５までの副走査方向の要部断面図（副走査断面図）、図１４は本発明の実施例２のアナモフィックレンズ４２の副走査方向の要部断面図（副走査断面）である。図１３、図１４において前記図２、図９に示した要素と同一要素には同符番を付している。

本実施例において前述の実施例１と異なる点は、アナモフィックレンズ４２の入射面４２ａ’を副走査断面内において入射面４２ａ’の光軸を挟んで光学基準軸Ｃ０側の面及び他方側の面をそれぞれ異なる非球面形状より形成した点である。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。

即ち、図中、４２はアナモフィックレンズであり、アナモフィックレンズ４２の入射面４２ａ’を副走査断面内において入射面４２ａ’の光軸を挟んで光学基準軸Ｃ０側の面及び他方側の面をそれぞれ異なる非球面形状（非円弧形状）で形成している。

言い方を換えれば、アナモフィックレンズ４２の入射面４２ａ’を副走査断面内において光束の主光線を中心として光束の主光線より光学基準軸Ｃ０に近い側の面及び光束の主光線を中心として光束の主光線より光学基準軸Ｃ０から離れた側の面をそれぞれ異なる非球面形状で形成している。

これにより本実施例では第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査断面内において光学基準軸Ｃ０に対して光束が通過する側と同じ側に平行偏心（シフト）させたことにより発生する副走査方向のコマ収差を良好に調整している。

本実施例２では、結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２（レンズ面）を平行偏心することで面法線と主光線との成す角をθ１＜θ２としているが、結像レンズ６ｂのレンズ面を主走査方向に平行な軸を中心として時計回りに回転偏心させることでもθ１＜θ２とできる。

よって、本発明では、結像レンズの出射面６ｂ２（レンズ面）を回転偏心させる形態をとっても良い。

尚、図１４において４２ａは参考までに示した対称な非球面形状（光軸に対して対称な非球面形状）より成る入射面である。

表４に本実施例における入射光学系ＬＡの光学配置を示す。

表４に示すようにアナモフィックレンズ(シリンダーレンズ)４２の入射面４２ａ’は、非球面係数ｄ４ｕ１が５．３Ｅ−６であるのに対し、非球面係数ｄ４ｌ１はー５．３Ｅ−６である。即ち、アナモフィックレンズ４２の副走査断面内の形状を特定する非球面係数が光軸を挟んで異符号である。

これにより副走査断面内の形状がレンズ面の有効径内において軸上から副走査方向の離れる方向に向かい光軸を中心として非対称になっていることがわかる。

図１５は本実施例における軸上から最軸外にかけてのスポット形状の断面図である。図１５においてはピーク光量の２％、５％、１０％、１３．５％、３６．８％、５０％の６本の等高線で描いている。Ｙは像高である。

図１５に示すようにスポットのサイドローブはスポット中心を軸として副走査方向にかけて対称となり、スポットの上部のサイドローブはピーク光量の２％までしか現れていない。即ち、副走査方向のコマ収差が改善されていることが分かる。

本実施例の光学基準軸Ｃ０側のマージナル光線Ｌｍ１の通過位置での肉厚ｄｍ１及び他方のマージナル光線Ｌｍ２の通過位置での肉厚ｄｍ２は、
ｄｍ１＝１．９５７９２７ｍｍ
ｄｍ２＝１．９５８２７９ｍｍ
である。これは条件式（１）を満たしている。

また本実施例の光走査装置を前述した実施例１と同様に図１２に示すカラー画像形成装置に搭載したときの結像光学系ＬＢの副走査断面内の結像倍率βｓは、
｜βｓ｜＝２．０９
である。これは条件式（２）を満たしている。

また本実施例の光走査装置を前述した実施例１と同様に図１２に示すカラー画像形成装置に搭載したときの光偏向器５の偏向面５ａへの光束の主光線の斜入射角度θｓは、
θｓ＝１．８deg
である。これは条件式（３）を満たしている。

このように本実施例ではアナモフィックレンズ４２の入射面４２ａ’を非対称な非球面形状より形成することにより、第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査断面内においてシフトさせたことにより発生する副走査方向のコマ収差を良好に調整することができる。

これにより本実施例ではコンパクトな構成で、かつカラーＬＢＰ、カラー複写機等における色ズレ等の画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。

図１６は本発明の実施例３の光源手段から光偏向器までの副走査方向の要部断面図（副走査断面図）、図１７は本発明の実施例３のアナモフィックレンズ４３の副走査方向の要部断面図（副走査断面）である。図１６、図１７において前記図２、図８に示した要素と同一要素には同符番を付している。

本実施例において前述の実施例１、２と異なる点は、アナモフィックレンズ４３の出射面４３ｂ’を副走査断面内において出射面４３ｂ’の光軸を挟んで光学基準軸Ｃ０側の面を非球面形状より形成した点である。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。

即ち、図中、４３はアナモフィックレンズであり、レンズ４３の出射面４３ｂ’は副走査断面内において出射面４３ｂ’の光軸を挟んで光学基準軸Ｃ０側の面を出射面４３ｂ’の光軸を挟んで非球面形状で形成している。

言い方を換えれば、アナモフィックレンズ４３の出射面４３ｂ’を副走査断面内において光束の主光線を中心として光束の主光線より光学基準軸Ｃ０に近い側の出射面４３ｂ’の光軸を挟んで非球面形状で形成している。 これにより本実施例では第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査断面内において光学基準軸Ｃ０に対して光束が通過する側と同じ側に平行偏心（シフト）させたことにより発生する副走査方向のコマ収差を良好に調整している。

尚、図１７において４３ｂは参考までに示した出射面４３ｂ’の光軸を挟んで対称な非球面形状より成る出射面である。

表５に本実施例における入射光学系ＬＡの光学配置を示す。

表５に示すようにアナモフィックレンズ(シリンダーレンズ)４３の出射面４３ｂ’は、非球面係数ｄ４ｕ２が−１．１Ｅ−５であるのに対し、非球面係数ｄ４ｌ２は０である。即ち、アナモフィックレンズ４３の副走査断面内の形状を特定する非球面係数が光軸を挟んで一方が有限の値を有し、他方が０である。非球面係数は、光学基準軸Ｃ０側が有限の値、前記光学基準軸Ｃ０と逆側が０である。

これにより副走査断面内の形状がレンズ面の有効径内において軸上から副走査方向の離れる方向に向かい光軸を中心として非対称になっていることがわかる。

図１８は本実施例における軸上から最軸外にかけてのスポット形状の断面図である。図１８においてはピーク光量の２％、５％、１０％、１３．５％、３６．８％、５０％の６本の等高線で描いている。Ｙは像高である。

図１８に示すようにスポットのサイドローブはスポット中心を軸として副走査方向にかけて対称となり、スポットの上部のサイドローブはピーク光量の２％までしか現れていない。即ち、副走査方向のコマ収差が改善していることが分かる。

本実施例の光学基準軸側のマージナル光線Ｌｍ１の通過位置での肉厚ｄｍ１及び他方のマージナル光線Ｌｍ２の通過位置での肉厚ｄｍ２は、
ｄｍ１＝１．９５７７５２ｍｍ
ｄｍ２＝１．９５８１０３ｍｍ
である。これは条件式（１）を満たしている。

また本実施例の光走査装置を実施例１と同様に図１２に示すカラー画像形成装置に搭載したときの結像光学系ＬＢの副走査断面内の結像倍率βｓは、
｜βｓ｜＝２．０９
である。これは条件式（２）を満たしている。

また本実施例の光走査装置を前述した実施例１と同様に図１２にカラー画像形成装置に搭載したときの光偏向器５の偏向面５ａへの光束の主光線の斜入射角度θｓは、
θｓ＝１．８deg
である。これは条件式（３）を満たしている。

このように本実施例ではアナモフィックレンズ４３の出射面４３ｂ’を非対称な非球面形状より形成することにより、第２の結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２を副走査断面内において平行偏心（シフト）させたことにより発生する副走査方向のコマ収差を良好に調整することができる。

本実施例３では、結像レンズ６ｂの出射面６ｂ２（レンズ面）を平行偏心することで面法線と主光線との成す角をθ１＜θ２としているが、結像レンズ６ｂのレンズ面を主走査方向に平行な軸を中心として時計回りに回転偏心させることでもθ１＜θ２とできる。

よって、本発明では、結像レンズの出射面６ｂ２（レンズ面）を回転偏心させる形態をとっても良い。

これにより本実施例ではコンパクトな構成で、かつカラーＬＢＰ、カラー複写機等における色ズレ等の画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。

［画像形成装置］
図１９は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータDｃが入力する。このコードデータDｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Dｉに変換される。この画像データDｉは、実施例１〜３のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。

静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。

先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。

現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１９において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。

以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１９において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されている。そして転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。

図１９においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内の駆動モータなどの制御を行う。

本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において本発明の実施例１〜３の構成はより効果を発揮する。

［カラー画像形成装置］
図２０は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、光走査装置（光走査光学系）を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図２０において、６０はカラー画像形成装置、１１，１２，１３，１４は各々実施例１〜３に示したいずれかの構成を有する光走査装置、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。尚、図２０においては現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器（不図示）と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器（不図示）とを有している。

図２０において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置１１，１２，１３，１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム６１，６２，６３，６４が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。

本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置（１１，１２，１３，１４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。そして各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。

本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置１１，１２，１３，１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。

前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。

本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図 本発明の実施例１の光走査装置の光源手段から光偏向器までの副走査断面図 本発明の実施例１の光走査装置の光偏向器から被走査面までの副走査断面図 本発明の実施例１の幾何収差及び副走査倍率の一様性を示す図 レンズ面偏心により副走査方向のコマ収差発生の説明図 本発明の実施例１の走査線湾曲量を示す図 副走査方向のコマ収差改善の説明図 本発明の実施例１の第２の結像レンズの要部斜視図 本発明の実施例１のアナモフィックレンズの副走査断面拡大図 従来のスポット形状を示す図 本発明の実施例１のスポット形状を示す図 本発明の実施例１の光走査装置をカラー画像形成装置に搭載する際の図 本発明の実施例２の光走査装置の光源手段から光偏向器までの副走査断面図 本発明の実施例２のアナモフィックレンズの副走査断面拡大図 本発明の実施例２のスポット形状を示す図 本発明の実施例３の光走査装置の光源手段から光偏向器までの副走査断面図 本発明の実施例３のアナモフィックレンズの副走査断面拡大図 本発明の実施例３のスポット形状を示す図 本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図 本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図 従来の光走査装置の副走査断面図 従来の光走査装置の副走査断面図

符号の説明

１ 光源手段
２ 開口絞り
３ 集束レンズ(コリメータレンズ)
４、４１、４２，４３ 調整光学素子（アナモフィックレンズ)
５ 偏向手段（ポリゴンミラー）
６ａ 第１の結像レンズ
６ｂ 第２の結像レンズ
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 被走査面（感光ドラム面）
８ａ、８ｂ、８ｃ 反射ミラー
Ｃ０ 光学基準軸
Ｃ 光軸
Ｄ 面法線
θ１、θ２ 面法線と主光線との成す角度
Ｌｐ 主光線
Ｌｍ１、Ｌｍ２ マージナル光線
ＬＡ 入射光学系
ＬＢ 結像光学系
１１、１２、１３、１４ 光走査装置
２１、２２、２３、２４ 像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４ 現像器
６１、６２、６３、６４ 光ビーム
５１ 搬送ベルト
５２ 外部機器
５３ プリンタコントローラ
６０ カラー画像形成装置
１００ 光走査装置
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０４ 画像形成装置
１０７ 現像装置
１０８ 転写ローラ
１０９ 用紙カセット
１１０ 給紙ローラ
１１１ プリンタコントローラ
１１２ 転写材（用紙）
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１５ モータ
１１６ 排紙ローラ
１１７ 外部機器

Claims (14)

1. 光源手段と、光偏向器と、前記光源手段から出射された光束を前記光偏向器の偏向面に入射させる入射光学系と、前記光偏向器の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、備えた光走査装置であって、
   前記光偏向器の偏向面に入射する光束は、副走査断面内において前記光偏向器の偏向面の法線に対して斜めから入射しており、
   前記結像光学系を構成する結像光学素子の少なくとも１つの光学面は、副走査断面内において偏心しており、
   前記入射光学系は副走査断面内において光学素子内を通過する光束の主光線を中心として非対称形状の光学面を少なくとも１面含む入射光学素子を有しており、
   前記入射光学素子は、副走査断面内において前記入射光学素子内を通過する光束のうち該光束の主光線より光学基準軸に近い第一のマージナル光線の通過位置での肉厚をｄｍ１（ｍｍ）、該光束の主光線より光学基準軸から離れた第二のマージナル光線の通過位置での肉厚をｄｍ２（ｍｍ）とするとき、
   ｄｍ１＜ｄｍ２
   但し、前記光学基準軸とは、前記入射光学系を出射した光束の主光線が前記光偏向器の偏向面にて偏向走査されて主走査方向における被走査面中心に入射するとき、副走査断面内において前記偏向面への光束の主光線の偏向点を通り、前記偏向面に対して垂直な軸と定義される
   なる条件を満足することを特徴とする光走査装置。
2. 前記入射光学素子の少なくとも１つの光学面は、副走査断面内において前記入射光学素子内を通過する光束の主光線を中心として非対称な非球面形状であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記入射光学素子の副走査断面内の形状を特定する非球面係数は、前記入射光学素子の光軸を挟んで一方が有限の値を有し、他方が０であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記非球面係数は、前記入射光学素子内を通過する光束の主光線を中心として前記光束の主光線より光学基準軸に近い側が有限の値、前記入射光学素子内を通過する光束の主光線を中心として前記光束の主光線より光学基準軸から離れた側が０であることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記入射光学素子の副走査断面内の形状を特定する非球面係数は、前記入射光学素子の光軸を挟んで異符号であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
6. 主走査断面内において、前記結像光学系を構成する結像光学素子の少なくとも１つの光学面の子線頂点を結ぶ母線形状は、前記光学基準軸上の曲率半径から定義される母線形状に対して主走査方向における軸上から軸外に向って前記光学基準軸方向に離れる方向に湾曲した曲線より成っていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の光走査装置。
7. 前記結像光学系を構成する結像光学素子の少なくとも１つの光学面は、副走査断面内において平行偏心していることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光走査装置。
8. 前記結像光学系を構成する結像光学素子の少なくとも１つの光学面は、副走査断面内において主走査方向に平行な軸を中心として回転偏心していることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光走査装置。
9. 副走査断面内において前記平行偏心している光学面を有する結像光学素子は、正のパワーであり、副走査断面内における前記平行偏心の方向は前記結像光学素子の光軸が前記光学基準軸から離れる方向であることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
10. 請求項１から９の何れか１項に記載の光走査装置を複数有し、前記複数の光走査装置の光源手段から出射した複数の光束を共通の偏向手段を介して、前記複数の光束で異なる被走査面上を各々走査し、画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
11. 前記複数の光走査装置の各々の結像光学系の副走査断面内における結像倍率をβｓとするとき、
    １．０≦｜βｓ｜≦３．０
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 副走査断面内において、前記光偏向器の偏向面に入射する光束の主光線と前記光偏向器の偏向面の法線と成す斜入射角度をθｓ（deg）とするとき、
    １．０（deg）≦θｓ≦５．０（deg）
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 請求項１から９の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１から９の何れか１項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。

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