光走査装置および画像形成装置
【課題】ポリゴンミラー等の偏向手段の回転軸方向の寸法を小さくして低エネルギで高速回転を可能ならしめ、偏向手段より被走査面側にあるレンズの剛性を確保する。
【解決手段】共通の偏向手段７がその回転軸に関して同じ側において偏向させる偏向光束が互いに副走査方向に近接して分離され、走査光学系の各組は、偏向手段７から対応する被走査面までの間に複数のレンズ８、１０を有し、第１レンズ８の主走査方向のパワー＞第２レンズ１０の主走査方向のパワー、第１レンズ８の副走査方向のパワー＜第２レンズ１０の副走査方向のパワーとなる第１レンズ、第２レンズが各走査光学系内に別個のレンズとして存在する光走査装置において、第１レンズ８の光軸方向の厚さ：Ｗｍ、第２レンズ１０の光軸方向の厚さ：Ｗｎ、第１レンズ８の副走査方向の厚さ：ｈｍ、第２レンズ１０の副走査方向の厚さ：ｈｎが、大小関係：Ｗｍ＞Ｗｎ、ｈｍ＜ｈｎを満足する。
【解決手段】共通の偏向手段７がその回転軸に関して同じ側において偏向させる偏向光束が互いに副走査方向に近接して分離され、走査光学系の各組は、偏向手段７から対応する被走査面までの間に複数のレンズ８、１０を有し、第１レンズ８の主走査方向のパワー＞第２レンズ１０の主走査方向のパワー、第１レンズ８の副走査方向のパワー＜第２レンズ１０の副走査方向のパワーとなる第１レンズ、第２レンズが各走査光学系内に別個のレンズとして存在する光走査装置において、第１レンズ８の光軸方向の厚さ：Ｗｍ、第２レンズ１０の光軸方向の厚さ：Ｗｎ、第１レンズ８の副走査方向の厚さ：ｈｍ、第２レンズ１０の副走査方向の厚さ：ｈｎが、大小関係：Ｗｍ＞Ｗｎ、ｈｍ＜ｈｎを満足する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光走査装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、デジタルカラー複写機やカラーレーザプリンタ、カラーレーザプロッタ等の画像形成装置として、例えば、４つの感光体ドラムを記録紙の搬送方向に配列し、これらの各感光体ドラムを同時に露光して潜像をつくり、これら潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以降Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）などの各々異なる色の現像剤を使用する現像器で可視像化したのち、これら可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写してカラー画像を得る所謂４ドラムタンデム方式のものが実用化されつつある。
【０００３】
４ドラムタンデム方式は、１ドラム方式の画像形成装置に比して、カラー画像もモノクロ画像も同じ速度で出力できるため高速の画像形成に有利である。
また、複数の感光体ドラムを光走査するための複数組の光学系に対して、偏向手段を共通化することも提案されている（特許文献１〜３等）。このように複数組の光学系に対して偏向手段を共通化することは、コストダウンに有利である。
【０００４】
偏向手段としてはポリゴンミラーが一般的であるが、複数組の光学系に共通化されたポリゴンミラーは回転軸方向のサイズが大きくなりやすく、このため画像形成の高速化のためにポリゴンミラーを高速回転させる場合、駆動エネルギが大きくなり、また駆動音も増大する。
【０００５】
ポリゴンミラーの駆動エネルギを小さくするには、ポリゴンミラーの回転軸方向の寸法を小さくすればよいが、このようにすると、ポリゴンミラーの回転軸に関して同じ側で偏向される複数の光束の「副走査方向の間隔」が狭まり、ポリゴンミラーの近傍において、各偏向光束に光学的に作用するレンズ相互の「副走査方向の間隔」も小さくなる。
【０００６】
その結果、上記レンズの副走査方向の厚さが薄くなってしまう。ポリゴンミラーと被走査面との間に配置されるレンズは一般に主走査方向に長い長尺レンズであるので、副走査方向の厚さが薄くなると、その剛性が小さくなって変形しやすくなる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５０８８０
【特許文献２】特開平１０−１８６２５２号公報
【特許文献３】特開２００３−２６２８１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は上記の如き事情を鑑み、上記の如き光走査装置において、ポリゴンミラー等の偏向手段の回転軸方向の寸法を小さくして、低エネルギで高速回転を可能ならしめ、なおかつ、偏向手段より被走査面側にあるレンズの剛性を確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の光走査装置は「Ｎ（≧２）個の光源からの光束を共通の偏向手段により偏向させ、偏向された複数の光束をＮ組の走査光学系を介してＮ個の被走査面に導光し、Ｎ個の被走査面を同時に光走査する光走査装置」であって、共通の偏向手段が「その回転軸に関して同じ側」において偏向させる偏向光束が、互いに副走査方向に近接して分離され、走査光学系の各組は偏向手段から対応する被走査面までの間に複数のレンズを有する。
【００１０】
走査光学系の各組が有する複数のレンズを、偏向手段の側から数えて第ｉレンズ（ｉ＝１，２，・・）とするとき、偏向手段の回転軸に関して同じ側に配置される走査光学系の組は第ｊレンズ（ｊ≧１）と第ｊ＋１レンズとの間で対応する被走査面へ向かう光路が分離し、ｍ≦ｊ、ｎ＞ｊとして、
第ｍレンズの主走査方向のパワー＞第ｎレンズの主走査方向のパワー
第ｍレンズの副走査方向のパワー＜第ｎレンズの副走査方向のパワー
となる第ｍレンズ、第ｎレンズが各走査光学系内に別個のレンズとして存在する。
【００１１】
請求項１記載の光走査装置は、このような構成において、
第ｍレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｍ、第ｎレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｎ、
第ｍレンズの副走査方向の厚さ：ｈｍ、第ｎレンズの副走査方向の厚さ：ｈｎ
が、大小関係：
Ｗｍ＞Ｗｎ、ｈｍ＜ｈｎ
を満足することを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の光走査装置においては、第ｍレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅が、第ｎレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅よりも小さいことが好ましい（請求項２）。
【００１３】
この発明の画像形成装置は、請求項１または２記載の光走査装置を有する画像形成装置である。
【００１４】
若干、説明を補足すると、この発明の光走査装置は「Ｎ（≧２）個の光源からの光束を共通の偏向手段により偏向させ、偏向された複数の光束をＮ組の走査光学系を介してＮ個の被走査面に導光し、Ｎ個の被走査面を同時に光走査する光走査装置」であるから、例えば、Ｎ＝２として２個の光源を用い、２個の光源からの光束により「別個の被走査面」の実体をなす２個の感光体ドラムを同時且つ別個に光走査して潜像を書き込み形成し、これら２種の潜像を別個に現像して得られるトナー画像を、同一の記録紙上に重ね合わせて転写して「各感光体ドラムに形成されたトナー画像を合成した画像」を形成することができる。この場合、各潜像を現像するトナーの色を異ならせることにより、２色あるいは３色（１色は異なる色のトナー画像の重なり合いによる）の画像を形成できる。
【００１５】
また、Ｎ＝３もしくは４として、３個または４個の感光体ドラムを用い、各感光体ドラムに形成される潜像を、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色トナーで可視像化し、これら可視像を同一の記録紙上に転写してカラー画像を形成することもできる。
【００１６】
上記２個又は３個又は４個の感光体ドラムを記録紙の搬送方向へ配列して、タンデム型の画像形成装置を実現できる（請求項３）。
また、Ｎ個の光源の個々から放射される光束は単一光束でもよいし複数光束でも良い。各光源から複数光束を放射させることにより被走査面を「マルチビーム走査方式」で光走査することができる。
【００１７】
偏向手段は、ポリゴンミラーを好適に用いることができるが、これに限らず、回転単面鏡や回転２面鏡、ガルバノミラー等を用いることもできる。偏向手段としてポリゴンミラーを用いる場合、Ｎ個の光源からの光束の全てを「回転軸に関して同じ側」で偏向させるようにしてもよいし、Ｎ個の光源からの光束を、回転軸の両側に振り分けて偏向させるようにしてもよい。特許文献１に記載された光走査装置は「４個の光源からの４本の光束を、共通化されたポリゴンミラーの回転軸の両側に２本づつ振り分けて偏向」する場合の例である。また、特許文献３に記載された光走査装置は「４個の光源からの４本の光束を、共通化されたポリゴンミラーの回転軸の同じ側で偏向」させる場合の例である。
【００１８】
上記の如く、この発明の光走査装置では、偏向手段の回転軸に関して同じ側に配置される走査光学系の組は第ｊレンズ（ｊ≧１）と第ｊ＋１レンズとの間で対応する被走査面へ向かう光路が分離し、ｍ≦ｊ、ｎ＞ｊとして、
第ｍレンズの主走査方向のパワー＞第ｎレンズの主走査方向のパワー
第ｍレンズの副走査方向のパワー＜第ｎレンズの副走査方向のパワー
となる第ｍレンズ、第ｎレンズが各走査光学系内に別個のレンズとして存在する。第ｍレンズは、偏向手段により近く、主走査方向のパワーが第ｎレンズの主走査方向のパワーより大きいため、レンズの厚みを大きくすることができる。第ｍレンズは「異なる被走査面へ向かう光路が大きく分離していない位置」に設けられるので、その副走査方向における厚さを小さくしないと、偏向手段の回転軸方向の寸法を小さくできない。しかし、第ｍレンズは偏向手段の回転軸方向に対応する副走査方向の厚さが小さくても、光軸方向の厚さ：Ｗｍを第ｎレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｎより大きくできるので、光軸方向の肉厚：Ｗｍにより「第ｍレンズに必要な剛性」を確保することができる。
【００１９】
また、第ｎレンズが配置される位置では、隣接する光束の光路は大きく分離しているので、第ｎレンズにはそのサイズに対する制約は緩い。しかし、第ｎレンズは「主走査方向のパワー」が小さいので、レンズ光軸方向の肉厚：Ｗｎは大きくできない。しかし、第ｎレンズは「サイズに対する制約が緩い」ことを利用して、副走査方向の厚さ：ｈｎを、第ｍレンズの副走査方向の厚さ：ｈｍよりも大きく設定することにより、副走査方向の厚み：ｈｎにより「第ｎレンズに必要な剛性」を確保することができる。
【００２０】
また、その場合、請求項２記載の光走査装置のように、第ｍレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅が、第ｎレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅よりも小さくすると、偏向手段の回転軸方向のサイズを小さくすることが容易であり、光学レイアウトを小さくできる。
【発明の効果】
【００２１】
以上に説明したように、この発明の光走査装置では、ポリゴンミラー等の偏向手段の回転軸方向の寸法を小さくできるので、低エネルギで高速回転が可能となり、なおかつ、偏向手段よりも被走査面側にあるレンズの剛性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、実施の形態を説明するが、最初に、この発明を適用できる画像形成装置の１例を、図２および図３を参照して説明する。
図２は、光走査装置の光学系部分を、副走査方向、即ち、偏向手段であるポリゴンミラー７の回転軸方向から見た状態を示している。図示の簡単のため、ポリゴンミラー７から光走査位置である被走査面に至る光路上における光路屈曲用のミラーの図示を省略し、光路が直線となるように描いた。
【００２３】
この光走査装置は、Ｎ＝４の場合であり、４つの被走査面をそれぞれ１本の光ビームで光走査する。また、４個の被走査面は実態的には光導電性の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋであり、これら４個の感光体ドラムに形成される静電潜像をマゼンタ、イエロー、シアン、黒のトナーで個別に可視化し、カラー画像を形成する。
【００２４】
図２において、符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは「光源」としての半導体レーザを示す。半導体レーザ１Ｙ、１Ｍは、図面に直交する方向である副走査方向に重なりあうように配置されている。半導体レーザ１Ｍは「マゼンタ画像に対応する画像信号」により強度変調され、半導体レーザ１Ｙは「イエロー画像に対応する画像信号」により強度変調される。
【００２５】
同様に、半導体レーザ１Ｃ、１Ｋも副走査方向に重なりあうように配置されており、半導体レーザ１Ｃは「シアン画像に対応する画像信号」により強度変調され、半導体レーザ１Ｋは「黒画像に対応する画像信号」により強度変調される。
【００２６】
半導体レーザ１Ｙ、１Ｍの個々から放射された光束は、カップリングレンズ３Ｙ、３Ｍ（副走査方向に重ねて配置され、各半導体レーザからの光束を入射される。）により平行光束化され、アパーチュア１２Ｙ、１２Ｍ（副走査方向に重なりあうように配置されている。）を通過してビーム整形されたのち、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍ（副走査方向に重なり合うように配置されている。）により、それぞれ副走査方向へ集光されてポリゴンミラー７に入射する。シリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍによる主走査方向に長い線像はポリゴンミラー７の偏向反射面近傍に結像する。
【００２７】
多面鏡式光偏向器７により偏向される光ビームは、それぞれ第１レンズ８Ｙ、８Ｍ、第２レンズ１０Ｙ、１０Ｍを透過し、これらレンズの作用により被走査面１１Ｙ、１１Ｍに光スポットを形成し、これらを光走査する。
【００２８】
同様に、半導体レーザ１Ｃ、１Ｋから放射された光束はカップリングレンズ３Ｃ、３Ｋにより平行光束化され、アパーチュア１２Ｃ、１２Ｋを通過してビーム整形されたのち、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｃ、５Ｋによりそれぞれ、副走査方向へ集光され、ポリゴンミラー７に入射して偏向され、それぞれ第１レンズ８Ｃ、８Ｋ、第２レンズ１０Ｃ、１０Ｋを透過し、これらレンズの作用により被走査面１１Ｃ、１１Ｋに光スポットを形成し、これらを光走査する。
【００２９】
図３に符号２０で示す部分が光走査装置で、図２に即して説明した部分である。図３に示すように、ポリゴンミラー７の上部側で偏向される光束のうち一方は、光路折り曲げミラーｍＭ１、ｍＭ２、ｍＭ３により屈曲された光路により感光体ドラム１１Ｍに導光され、他方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＣ１、ｍＣ２、ｍＣ３により屈曲された光路により感光体ドラム１１Ｃに導光される。
【００３０】
また、ポリゴンミラー７の下部側で偏向される光束のうち一方は、光路折り曲げミラーｍＹにより屈曲された光路により感光体ドラム１１Ｙに導光され、他方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＫにより屈曲された光路により感光体ドラム１１Ｋに導光される。
【００３１】
従って、Ｎ＝４個の半導体レーザ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋからの４本の光束により、４個の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが光走査される。感光体ドラム１１Ｙ〜１１Ｋは何れも時計回りに等速回転され、帯電手段をなす帯電ローラＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫにより均一帯電され、それぞれ対応する光束の光走査を受けてイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色画像を書込まれ対応する静電潜像（ネガ潜像）を形成される。
【００３２】
これら静電潜像はそれぞれ現像装置ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＫにより反転現像され、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上にそれぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が形成される。
【００３３】
これら各色トナー画像は、図示されない「転写シート」上に転写される。即ち、転写シートは搬送ベルト１７により搬送され、転写器１５Ｙにより感光体ドラム１１Ｙ上からイエロートナー画像を転写され、転写器１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによりそれぞれ、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１ｋから、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像を順次に転写される。
【００３４】
このようにして転写シート上においてイエロートナー画像〜黒トナー画像が重ね合わせられてカラー画像を合成的に構成する。このカラー画像は定着装置１９により転写シート上に定着されてカラー画像が得られる。
【００３５】
図２、図３に示した画像形成装置では、図３に示されたように、ポリゴンミラーによりその回転軸の同じ側において偏向される２光束は、上記回転軸方向に十分に間隔を有しており、そのためポリゴンミラー７はその回転軸方向のサイズが大きいものと成っている。
【００３６】
図１は、この発明を図２、図３に即して説明したタイプの画像形成装置に適用した実施の形態を説明するための図である。図１（ａ）は、この実施の形態の特徴部分を示している。図２、図３との対応を明らかにするため、図２、図３に対応する部分について、図２、図３におけると同一の符号を付している。
【００３７】
図１（ａ）において、ポリゴンミラー７は図２、図３に即して説明したものよりも、回転軸方向（副走査方向）の寸法が小さくされ、これに応じて第１レンズ８Ｍ、８Ｙも副走査方向の厚みを薄くされている。図１に図示されていないが、第１レンズ８Ｃ、８Ｋも副走査方向の厚みを薄くされている。
【００３８】
一方、第２レンズ１０Ｍ、１０Ｙは（図示されない１０Ｃ、１０Ｋも）、副走査方向の厚み（図の左右方向の厚み）を大きくされている。
【００３９】
図１（ｂ）に符号８で示すレンズは、第１レンズ８Ｍ〜８Ｋを代表して描いたものである。また、図１（ｃ）に符号１０で示すレンズは、第２レンズ１０Ｍ〜１０Ｋを代表して描いたものである。
【００４０】
図１（ｂ）に示すように、第１レンズ８における光軸方向の厚みを「８ＴＨ」、副走査方向の厚みを「８Ｄ」とする。また、図１（ｃ）に示すように、第２レンズ１０における光軸方向の厚みを「１０ＴＨ」、副走査方向の厚みを「１０Ｄ」とする。
【００４１】
これらは、８ＴＨ＞１０ＴＨ、８Ｄ＜１０Ｄの大小関係を満足する。
即ち、この関係を満足することによって、第１レンズ８では、副走査方向の厚み：８Ｄを小さくしても、光軸方向の厚み：８ＴＨを大きく取ることにより、第１レンズ８に必要な剛性を確保できる。また、第２レンズ１０では、光軸方向の厚み：１０ＴＨを小さくしても、副走査方向の厚み：１０Ｄを大きく取ることにより、第２レンズ１０に必要な剛性を確保できる。
【実施例１】
【００４２】
以下、図１に即して説明した実施の形態に関する具体的な実施例を挙げる。上述したように、光学系の配置は、図２、図３に示したのと同様の配置である。
【００４３】
「光源」 半導体レーザ
光源波長：６５５ｎｍ
「カップリングレンズ」
焦点距離：２７ｍｍ
カップリング作用：コリメート作用
「シリンドリカルレンズ」
副走査方向の焦点距離：７０．６ｍｍ
「ポリゴンミラー」
偏向反射面数：６
内接円半径：１８ｍｍ
各光源からポリゴンミラーの偏向反射面への入射は、ポリゴンミラーの回転軸に直交する平面内（偏向反射面という。）で行われ、光源側から入射する光束の偏向反射面への平均入射角（偏向反射面の回転に伴い有効走査領域の両端を走査することになる入射光束の主走査方向に対する傾き角の平均）偏向光束α：３７．２７５度である。
【００４４】
ポリゴンミラー以降のレンズデータを以下に示す。
【００４５】
第１レンズ８の第１面及び第２レンズ１０の両面は式（１）、（２）で表現される。
【００４６】
主走査面（光軸を含み主走査方向に平行な仮想的平断面）内の形状
「主走査非円弧形状」
主走査面内における面形状は非円弧形状をなし、光軸における主走査面内の近軸曲率半径をＲｍ、光軸からの主走査方向の距離をＹ、円錐常数をＫ、高次の係数をＡ１、Ａ２、Ａ３・・・とし、光軸方向のデプスをＸとして次の多項式で表す。
【００４７】
Ｘ＝(Ｙ２／Ｒｍ)/[１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒｍ)２}]＋
＋Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ２＋Ａ３・Ｙ３＋Ａ４・Ｙ４＋Ａ５・Ｙ５＋・・ （１）。
【００４８】
副走査面（主走査方向に直交する仮想的な平断面）内の曲率は、光軸からの主走査方向の距離：Ｙに応じて変化する。この変化は、以下の（２）式（「副走査曲率式」）で表す。
【００４９】
Ｃｓ(Ｙ)＝１/Ｒｓ(０)＋
＋Ｂ１・Ｙ＋Ｂ２・Ｙ２＋Ｂ３・Ｙ３＋Ｂ４・Ｙ４＋・・ （２）。
【００５０】
第１レンズ８の第２面は共軸非球面で以下の式で表現される。
「共軸非球面」
光軸における近軸曲率半径をＲ、光軸からの主走査方向の距離をＹ、円錐常数をＫ、高次の係数をＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、・・とし、光軸方向のデプスをＸとして次の多項式で表す。
【００５１】
Ｘ＝(Ｙ２／Ｒ)/[１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒｍ)２}]＋
＋Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ２＋Ａ３・Ｙ３＋Ａ４・Ｙ４＋Ａ５・Ｙ５＋・・ （３）。
【００５２】
「第１レンズ８の第１面の形状」
Ｒｍ＝−２７９．９
Ｒｓ＝ −６１．０
Ｋ＝−２．９０００００Ｅ＋０１
Ａ４＝ １．７５５７６５Ｅ−０７
Ａ６＝−５．４９１７８９Ｅ−１１
Ａ８＝ １．０８７７００Ｅ−１４
Ａ１０＝−３．１８３２４５Ｅ−１９
Ａ１２＝−２．６３５２７６Ｅ−２４
Ｂ１＝−２．０６６３４７Ｅ−０６
Ｂ２＝ ５．７２７７３７Ｅ−０６
Ｂ３＝ ３．１５２２０１Ｅ−０８
Ｂ４＝ ２．２８０２４１Ｅ−０９
Ｂ５＝−３．７２９８５２Ｅ−１１
Ｂ６＝−３．２８３２７４Ｅ−１２
Ｂ７＝ １．７６５５９０Ｅ−１４
Ｂ８＝ １．３７２９９５Ｅ−１５
Ｂ９＝−２．８８９７２２Ｅ−１８
Ｂ１０＝−１．９８４５３１Ｅ−１９
上の表記に於いて、例えば「−１．９８４５３１Ｅ−１９」は「−１．９８４５３１×１０−１９」を意味する。以下においても同様である。
【００５３】
「第１レンズ８の第２面の形状」
Ｒ＝−８３．６
Ｋ＝−０．５４９１５７
Ａ４＝ ２．７４８４４６Ｅ−０７
Ａ６＝−４．５０２３４６Ｅ−１２
Ａ８＝−７．３６６４５５Ｅ−１５
Ａ１０＝ １．８０３００３Ｅ−１８
Ａ１２＝ ２．７２７９００Ｅ−２３ 。
【００５４】
「第２レンズ１０の第１面の形状」
Ｒｍ＝６９５０
Ｒｓ＝ １１０．９
Ｋ＝ ０．００００００Ｅ＋００
Ａ４＝ １．５４９６４８Ｅ−０８
Ａ６＝ １．２９２７４１Ｅ−１４
Ａ８＝−８．８１１４４６Ｅ−１８
Ａ１０＝−９．１８２３１２Ｅ−２２
Ｂ１＝−９．５９３５１０Ｅ−０７
Ｂ２＝−２．１３５３２２Ｅ−０７
Ｂ３＝−８．０７９５４９Ｅ−１２
Ｂ４＝ ２．３９０６０９Ｅ−１２
Ｂ５＝ ２．８８１３９６Ｅ−１４
Ｂ６＝ ３．６９３７７５Ｅ−１５
Ｂ７＝−３．２５８７５４Ｅ−１８
Ｂ８＝ １．８１４４８７Ｅ−２０
Ｂ９＝ ８．７２２０８５Ｅ−２３
Ｂ１０＝−１．３４０８０７Ｅ−２３ 。
【００５５】
「第２レンズ１０の第２面の形状」
Ｒｍ＝７６６
Ｒｓ＝ −６８．２２
Ｋ＝ ０．００００００Ｅ＋００
Ａ４＝−１．１５０３９６Ｅ−０７
Ａ６＝ １．０９６９２６Ｅ−１１
Ａ８＝−６．５４２１３５Ｅ−１６
Ａ１０＝ １．９８４３８１Ｅ−２０
Ａ１２＝−２．４１１５１２Ｅ−２５
Ｂ２＝ ３．６４４０７９Ｅ−０７
Ｂ４＝−４．８４７０５１Ｅ−１３
Ｂ６＝−１．６６６１５９Ｅ−１６
Ｂ８＝ ４．５３４８５９Ｅ−１９
Ｂ１０＝−２．８１９３１９Ｅ−２３
使用波長における第１、第２レンズの材質の屈折率は全て１．５２７２４である。
【００５６】
以下に光学配置を示す。
ポリゴンミラーの偏向面から第１レンズ８の第１面までの距離ｄ１：６４ｍｍ
第１レンズ１の中心肉厚ｄ２：２２．６ｍｍ
第１レンズ８の第２面から第２レンズ１０の第１面までの距離ｄ３：７５．９ｍｍ
第２レンズ１０の中心肉厚ｄ４：４．９ｍｍ
第２レンズ１０の第２面から被走査面までの距離ｄ５：１５８．７ｍｍ
再周辺像高と中央像高での副走査方向のＦナンバは以下の如くである。
【００５７】
像高１５０ｍｍ：４１．５
像高０ｍｍ：４０．４
像高−１５０ｍｍ：４１．０
また、第１レンズ８のパワーと、第２レンズ１０のパワーとの大小関係は、
第１レンズ８の主走査方向パワー＞第２レンズ１０の主走査方向パワー
第１レンズ８の副走査方向パワー＜第２レンズ１０の副走査方向パワー
の関係にある。
【００５８】
図１（ｂ）、（ｃ）に示したレンズの厚さは、上記の如く、
第１レンズ８の光軸方向の厚さ：８ＴＨ＝２２．６ｍｍ
第１レンズ８の副走査方向の厚さ：８Ｄ＝６．４ｍｍ
第２レンズ１０の光軸方向の厚さ１０ＴＨ：４．９ｍｍ
第２レンズ１０の副走査方向の厚さ：１０Ｄ＝１４．３ｍｍ
である。
【００５９】
なお、図１〜図３に図示されていないが、ポリゴンミラー７は防音ハウジング内に収納され、光源からの光束はハウジングの窓に設けられた防音ガラスを介してポリゴンミラー７に入射し、偏向光束は防音ガラスを介して第１レンズ８に入射する。
【００６０】
防音ガラスは、屈折率：１．５１４、厚さ１．９ｍｍの平行平板ガラスであり、偏向回転面（ポリゴンミラーの回転軸に直交し、偏向光束が偏向される面）内において主走査方向に対して１６度傾き、副走査方向に対して１．３度傾いている。
【００６１】
即ち、上に実施例を説明した光走査装置は、Ｎ（＝４）個の光源１Ｙ〜１Ｋからの光束を共通の偏向手段７により偏向させ、偏向された複数の光束をＮ組の走査光学系８Ｙ、１０Ｙ〜８Ｋ，１０Ｋを介してＮ（＝４）個の被走査面１１Ｙ〜１１Ｋに導光し、Ｎ個の被走査面を同時に光走査する光走査装置であって、共通の偏向手段７がその回転軸に関して同じ側において偏向させる偏向光束が互いに副走査方向に近接して分離され、走査光学系の各組は、偏向手段から対応する被走査面までの間に複数のレンズ８、１０を有し、これら複数のレンズを偏向手段の側から数えて第ｉレンズ（ｉ＝１，２，・・）とするとき、偏向手段７の回転軸に関して同じ側に配置される走査光学系の組は第ｊレンズ（ｊ＝１）と第ｊ＋１レンズとの間で対応する被走査面へ向かう光路が分離し、
ｍ（＝１）≦ｊ、ｎ（＝２）＞ｊとして、
第ｍレンズ８の主走査方向のパワー＞第ｎレンズ１０の主走査方向のパワー
第ｍレンズ８の副走査方向のパワー＜第ｎレンズ１０の副走査方向のパワー
となる第ｍレンズ８、第ｎレンズ１０が各走査光学系内に別個のレンズとして存在する光走査装置において、
第ｍレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｍ（＝８ＴＨ＝２２．６ｍｍ）、第ｎレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｎ（１０ＴＨ＝４．９ｍｍ）、第ｍレンズの副走査方向の厚さ：ｈｍ（８Ｄ＝６．４ｍｍ）、第ｎレンズの副走査方向の厚さ：ｈｎ（１０Ｄ＝１４．３ｍｍ）が、大小関係：
Ｗｍ＞Ｗｎ、ｈｍ＜ｈｎ
を満足する（請求項１）。
【００６２】
また、第１レンズ８では、副走査方向のパワーが小さいので、第１レンズ８を通過した偏向光束は弱く発散しつつ第２レンズ１０に入射する。即ち、第ｍレンズ８を通過する光束の副走査方向の光束幅が、第ｎレンズ１０を通過する光束の副走査方向の光束幅よりも小さい（請求項２）。
【００６３】
従って、上に実施例を挙げた光走査装置を図２、図３の如き構成の画像形成装置に搭載することにより、請求項１または２記載の光走査装置を有する画像形成装置（請求項３）を実施できる。
【００６４】
なお、上に説明した画像形成装置では、各感光体ドラムの光走査を「シングルビーム方式」で行っているが、「マルチビーム方式」で行うようにできることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の特徴部分を説明するための図である。
【図２】この発明を適用できる画像形成装置の１例を説明するための図である。
【図３】図２の画像形成装置の偏向手段以後の光学配置を説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
７ 共通の偏向手段
８ 第１レンズ
１０ 第２レンズ
【技術分野】
【０００１】
この発明は光走査装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、デジタルカラー複写機やカラーレーザプリンタ、カラーレーザプロッタ等の画像形成装置として、例えば、４つの感光体ドラムを記録紙の搬送方向に配列し、これらの各感光体ドラムを同時に露光して潜像をつくり、これら潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以降Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）などの各々異なる色の現像剤を使用する現像器で可視像化したのち、これら可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写してカラー画像を得る所謂４ドラムタンデム方式のものが実用化されつつある。
【０００３】
４ドラムタンデム方式は、１ドラム方式の画像形成装置に比して、カラー画像もモノクロ画像も同じ速度で出力できるため高速の画像形成に有利である。
また、複数の感光体ドラムを光走査するための複数組の光学系に対して、偏向手段を共通化することも提案されている（特許文献１〜３等）。このように複数組の光学系に対して偏向手段を共通化することは、コストダウンに有利である。
【０００４】
偏向手段としてはポリゴンミラーが一般的であるが、複数組の光学系に共通化されたポリゴンミラーは回転軸方向のサイズが大きくなりやすく、このため画像形成の高速化のためにポリゴンミラーを高速回転させる場合、駆動エネルギが大きくなり、また駆動音も増大する。
【０００５】
ポリゴンミラーの駆動エネルギを小さくするには、ポリゴンミラーの回転軸方向の寸法を小さくすればよいが、このようにすると、ポリゴンミラーの回転軸に関して同じ側で偏向される複数の光束の「副走査方向の間隔」が狭まり、ポリゴンミラーの近傍において、各偏向光束に光学的に作用するレンズ相互の「副走査方向の間隔」も小さくなる。
【０００６】
その結果、上記レンズの副走査方向の厚さが薄くなってしまう。ポリゴンミラーと被走査面との間に配置されるレンズは一般に主走査方向に長い長尺レンズであるので、副走査方向の厚さが薄くなると、その剛性が小さくなって変形しやすくなる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５０８８０
【特許文献２】特開平１０−１８６２５２号公報
【特許文献３】特開２００３−２６２８１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は上記の如き事情を鑑み、上記の如き光走査装置において、ポリゴンミラー等の偏向手段の回転軸方向の寸法を小さくして、低エネルギで高速回転を可能ならしめ、なおかつ、偏向手段より被走査面側にあるレンズの剛性を確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の光走査装置は「Ｎ（≧２）個の光源からの光束を共通の偏向手段により偏向させ、偏向された複数の光束をＮ組の走査光学系を介してＮ個の被走査面に導光し、Ｎ個の被走査面を同時に光走査する光走査装置」であって、共通の偏向手段が「その回転軸に関して同じ側」において偏向させる偏向光束が、互いに副走査方向に近接して分離され、走査光学系の各組は偏向手段から対応する被走査面までの間に複数のレンズを有する。
【００１０】
走査光学系の各組が有する複数のレンズを、偏向手段の側から数えて第ｉレンズ（ｉ＝１，２，・・）とするとき、偏向手段の回転軸に関して同じ側に配置される走査光学系の組は第ｊレンズ（ｊ≧１）と第ｊ＋１レンズとの間で対応する被走査面へ向かう光路が分離し、ｍ≦ｊ、ｎ＞ｊとして、
第ｍレンズの主走査方向のパワー＞第ｎレンズの主走査方向のパワー
第ｍレンズの副走査方向のパワー＜第ｎレンズの副走査方向のパワー
となる第ｍレンズ、第ｎレンズが各走査光学系内に別個のレンズとして存在する。
【００１１】
請求項１記載の光走査装置は、このような構成において、
第ｍレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｍ、第ｎレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｎ、
第ｍレンズの副走査方向の厚さ：ｈｍ、第ｎレンズの副走査方向の厚さ：ｈｎ
が、大小関係：
Ｗｍ＞Ｗｎ、ｈｍ＜ｈｎ
を満足することを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の光走査装置においては、第ｍレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅が、第ｎレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅よりも小さいことが好ましい（請求項２）。
【００１３】
この発明の画像形成装置は、請求項１または２記載の光走査装置を有する画像形成装置である。
【００１４】
若干、説明を補足すると、この発明の光走査装置は「Ｎ（≧２）個の光源からの光束を共通の偏向手段により偏向させ、偏向された複数の光束をＮ組の走査光学系を介してＮ個の被走査面に導光し、Ｎ個の被走査面を同時に光走査する光走査装置」であるから、例えば、Ｎ＝２として２個の光源を用い、２個の光源からの光束により「別個の被走査面」の実体をなす２個の感光体ドラムを同時且つ別個に光走査して潜像を書き込み形成し、これら２種の潜像を別個に現像して得られるトナー画像を、同一の記録紙上に重ね合わせて転写して「各感光体ドラムに形成されたトナー画像を合成した画像」を形成することができる。この場合、各潜像を現像するトナーの色を異ならせることにより、２色あるいは３色（１色は異なる色のトナー画像の重なり合いによる）の画像を形成できる。
【００１５】
また、Ｎ＝３もしくは４として、３個または４個の感光体ドラムを用い、各感光体ドラムに形成される潜像を、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色トナーで可視像化し、これら可視像を同一の記録紙上に転写してカラー画像を形成することもできる。
【００１６】
上記２個又は３個又は４個の感光体ドラムを記録紙の搬送方向へ配列して、タンデム型の画像形成装置を実現できる（請求項３）。
また、Ｎ個の光源の個々から放射される光束は単一光束でもよいし複数光束でも良い。各光源から複数光束を放射させることにより被走査面を「マルチビーム走査方式」で光走査することができる。
【００１７】
偏向手段は、ポリゴンミラーを好適に用いることができるが、これに限らず、回転単面鏡や回転２面鏡、ガルバノミラー等を用いることもできる。偏向手段としてポリゴンミラーを用いる場合、Ｎ個の光源からの光束の全てを「回転軸に関して同じ側」で偏向させるようにしてもよいし、Ｎ個の光源からの光束を、回転軸の両側に振り分けて偏向させるようにしてもよい。特許文献１に記載された光走査装置は「４個の光源からの４本の光束を、共通化されたポリゴンミラーの回転軸の両側に２本づつ振り分けて偏向」する場合の例である。また、特許文献３に記載された光走査装置は「４個の光源からの４本の光束を、共通化されたポリゴンミラーの回転軸の同じ側で偏向」させる場合の例である。
【００１８】
上記の如く、この発明の光走査装置では、偏向手段の回転軸に関して同じ側に配置される走査光学系の組は第ｊレンズ（ｊ≧１）と第ｊ＋１レンズとの間で対応する被走査面へ向かう光路が分離し、ｍ≦ｊ、ｎ＞ｊとして、
第ｍレンズの主走査方向のパワー＞第ｎレンズの主走査方向のパワー
第ｍレンズの副走査方向のパワー＜第ｎレンズの副走査方向のパワー
となる第ｍレンズ、第ｎレンズが各走査光学系内に別個のレンズとして存在する。第ｍレンズは、偏向手段により近く、主走査方向のパワーが第ｎレンズの主走査方向のパワーより大きいため、レンズの厚みを大きくすることができる。第ｍレンズは「異なる被走査面へ向かう光路が大きく分離していない位置」に設けられるので、その副走査方向における厚さを小さくしないと、偏向手段の回転軸方向の寸法を小さくできない。しかし、第ｍレンズは偏向手段の回転軸方向に対応する副走査方向の厚さが小さくても、光軸方向の厚さ：Ｗｍを第ｎレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｎより大きくできるので、光軸方向の肉厚：Ｗｍにより「第ｍレンズに必要な剛性」を確保することができる。
【００１９】
また、第ｎレンズが配置される位置では、隣接する光束の光路は大きく分離しているので、第ｎレンズにはそのサイズに対する制約は緩い。しかし、第ｎレンズは「主走査方向のパワー」が小さいので、レンズ光軸方向の肉厚：Ｗｎは大きくできない。しかし、第ｎレンズは「サイズに対する制約が緩い」ことを利用して、副走査方向の厚さ：ｈｎを、第ｍレンズの副走査方向の厚さ：ｈｍよりも大きく設定することにより、副走査方向の厚み：ｈｎにより「第ｎレンズに必要な剛性」を確保することができる。
【００２０】
また、その場合、請求項２記載の光走査装置のように、第ｍレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅が、第ｎレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅よりも小さくすると、偏向手段の回転軸方向のサイズを小さくすることが容易であり、光学レイアウトを小さくできる。
【発明の効果】
【００２１】
以上に説明したように、この発明の光走査装置では、ポリゴンミラー等の偏向手段の回転軸方向の寸法を小さくできるので、低エネルギで高速回転が可能となり、なおかつ、偏向手段よりも被走査面側にあるレンズの剛性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、実施の形態を説明するが、最初に、この発明を適用できる画像形成装置の１例を、図２および図３を参照して説明する。
図２は、光走査装置の光学系部分を、副走査方向、即ち、偏向手段であるポリゴンミラー７の回転軸方向から見た状態を示している。図示の簡単のため、ポリゴンミラー７から光走査位置である被走査面に至る光路上における光路屈曲用のミラーの図示を省略し、光路が直線となるように描いた。
【００２３】
この光走査装置は、Ｎ＝４の場合であり、４つの被走査面をそれぞれ１本の光ビームで光走査する。また、４個の被走査面は実態的には光導電性の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋであり、これら４個の感光体ドラムに形成される静電潜像をマゼンタ、イエロー、シアン、黒のトナーで個別に可視化し、カラー画像を形成する。
【００２４】
図２において、符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは「光源」としての半導体レーザを示す。半導体レーザ１Ｙ、１Ｍは、図面に直交する方向である副走査方向に重なりあうように配置されている。半導体レーザ１Ｍは「マゼンタ画像に対応する画像信号」により強度変調され、半導体レーザ１Ｙは「イエロー画像に対応する画像信号」により強度変調される。
【００２５】
同様に、半導体レーザ１Ｃ、１Ｋも副走査方向に重なりあうように配置されており、半導体レーザ１Ｃは「シアン画像に対応する画像信号」により強度変調され、半導体レーザ１Ｋは「黒画像に対応する画像信号」により強度変調される。
【００２６】
半導体レーザ１Ｙ、１Ｍの個々から放射された光束は、カップリングレンズ３Ｙ、３Ｍ（副走査方向に重ねて配置され、各半導体レーザからの光束を入射される。）により平行光束化され、アパーチュア１２Ｙ、１２Ｍ（副走査方向に重なりあうように配置されている。）を通過してビーム整形されたのち、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍ（副走査方向に重なり合うように配置されている。）により、それぞれ副走査方向へ集光されてポリゴンミラー７に入射する。シリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍによる主走査方向に長い線像はポリゴンミラー７の偏向反射面近傍に結像する。
【００２７】
多面鏡式光偏向器７により偏向される光ビームは、それぞれ第１レンズ８Ｙ、８Ｍ、第２レンズ１０Ｙ、１０Ｍを透過し、これらレンズの作用により被走査面１１Ｙ、１１Ｍに光スポットを形成し、これらを光走査する。
【００２８】
同様に、半導体レーザ１Ｃ、１Ｋから放射された光束はカップリングレンズ３Ｃ、３Ｋにより平行光束化され、アパーチュア１２Ｃ、１２Ｋを通過してビーム整形されたのち、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｃ、５Ｋによりそれぞれ、副走査方向へ集光され、ポリゴンミラー７に入射して偏向され、それぞれ第１レンズ８Ｃ、８Ｋ、第２レンズ１０Ｃ、１０Ｋを透過し、これらレンズの作用により被走査面１１Ｃ、１１Ｋに光スポットを形成し、これらを光走査する。
【００２９】
図３に符号２０で示す部分が光走査装置で、図２に即して説明した部分である。図３に示すように、ポリゴンミラー７の上部側で偏向される光束のうち一方は、光路折り曲げミラーｍＭ１、ｍＭ２、ｍＭ３により屈曲された光路により感光体ドラム１１Ｍに導光され、他方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＣ１、ｍＣ２、ｍＣ３により屈曲された光路により感光体ドラム１１Ｃに導光される。
【００３０】
また、ポリゴンミラー７の下部側で偏向される光束のうち一方は、光路折り曲げミラーｍＹにより屈曲された光路により感光体ドラム１１Ｙに導光され、他方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＫにより屈曲された光路により感光体ドラム１１Ｋに導光される。
【００３１】
従って、Ｎ＝４個の半導体レーザ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋからの４本の光束により、４個の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが光走査される。感光体ドラム１１Ｙ〜１１Ｋは何れも時計回りに等速回転され、帯電手段をなす帯電ローラＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫにより均一帯電され、それぞれ対応する光束の光走査を受けてイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色画像を書込まれ対応する静電潜像（ネガ潜像）を形成される。
【００３２】
これら静電潜像はそれぞれ現像装置ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＫにより反転現像され、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上にそれぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が形成される。
【００３３】
これら各色トナー画像は、図示されない「転写シート」上に転写される。即ち、転写シートは搬送ベルト１７により搬送され、転写器１５Ｙにより感光体ドラム１１Ｙ上からイエロートナー画像を転写され、転写器１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによりそれぞれ、感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１ｋから、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像を順次に転写される。
【００３４】
このようにして転写シート上においてイエロートナー画像〜黒トナー画像が重ね合わせられてカラー画像を合成的に構成する。このカラー画像は定着装置１９により転写シート上に定着されてカラー画像が得られる。
【００３５】
図２、図３に示した画像形成装置では、図３に示されたように、ポリゴンミラーによりその回転軸の同じ側において偏向される２光束は、上記回転軸方向に十分に間隔を有しており、そのためポリゴンミラー７はその回転軸方向のサイズが大きいものと成っている。
【００３６】
図１は、この発明を図２、図３に即して説明したタイプの画像形成装置に適用した実施の形態を説明するための図である。図１（ａ）は、この実施の形態の特徴部分を示している。図２、図３との対応を明らかにするため、図２、図３に対応する部分について、図２、図３におけると同一の符号を付している。
【００３７】
図１（ａ）において、ポリゴンミラー７は図２、図３に即して説明したものよりも、回転軸方向（副走査方向）の寸法が小さくされ、これに応じて第１レンズ８Ｍ、８Ｙも副走査方向の厚みを薄くされている。図１に図示されていないが、第１レンズ８Ｃ、８Ｋも副走査方向の厚みを薄くされている。
【００３８】
一方、第２レンズ１０Ｍ、１０Ｙは（図示されない１０Ｃ、１０Ｋも）、副走査方向の厚み（図の左右方向の厚み）を大きくされている。
【００３９】
図１（ｂ）に符号８で示すレンズは、第１レンズ８Ｍ〜８Ｋを代表して描いたものである。また、図１（ｃ）に符号１０で示すレンズは、第２レンズ１０Ｍ〜１０Ｋを代表して描いたものである。
【００４０】
図１（ｂ）に示すように、第１レンズ８における光軸方向の厚みを「８ＴＨ」、副走査方向の厚みを「８Ｄ」とする。また、図１（ｃ）に示すように、第２レンズ１０における光軸方向の厚みを「１０ＴＨ」、副走査方向の厚みを「１０Ｄ」とする。
【００４１】
これらは、８ＴＨ＞１０ＴＨ、８Ｄ＜１０Ｄの大小関係を満足する。
即ち、この関係を満足することによって、第１レンズ８では、副走査方向の厚み：８Ｄを小さくしても、光軸方向の厚み：８ＴＨを大きく取ることにより、第１レンズ８に必要な剛性を確保できる。また、第２レンズ１０では、光軸方向の厚み：１０ＴＨを小さくしても、副走査方向の厚み：１０Ｄを大きく取ることにより、第２レンズ１０に必要な剛性を確保できる。
【実施例１】
【００４２】
以下、図１に即して説明した実施の形態に関する具体的な実施例を挙げる。上述したように、光学系の配置は、図２、図３に示したのと同様の配置である。
【００４３】
「光源」 半導体レーザ
光源波長：６５５ｎｍ
「カップリングレンズ」
焦点距離：２７ｍｍ
カップリング作用：コリメート作用
「シリンドリカルレンズ」
副走査方向の焦点距離：７０．６ｍｍ
「ポリゴンミラー」
偏向反射面数：６
内接円半径：１８ｍｍ
各光源からポリゴンミラーの偏向反射面への入射は、ポリゴンミラーの回転軸に直交する平面内（偏向反射面という。）で行われ、光源側から入射する光束の偏向反射面への平均入射角（偏向反射面の回転に伴い有効走査領域の両端を走査することになる入射光束の主走査方向に対する傾き角の平均）偏向光束α：３７．２７５度である。
【００４４】
ポリゴンミラー以降のレンズデータを以下に示す。
【００４５】
第１レンズ８の第１面及び第２レンズ１０の両面は式（１）、（２）で表現される。
【００４６】
主走査面（光軸を含み主走査方向に平行な仮想的平断面）内の形状
「主走査非円弧形状」
主走査面内における面形状は非円弧形状をなし、光軸における主走査面内の近軸曲率半径をＲｍ、光軸からの主走査方向の距離をＹ、円錐常数をＫ、高次の係数をＡ１、Ａ２、Ａ３・・・とし、光軸方向のデプスをＸとして次の多項式で表す。
【００４７】
Ｘ＝(Ｙ２／Ｒｍ)/[１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒｍ)２}]＋
＋Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ２＋Ａ３・Ｙ３＋Ａ４・Ｙ４＋Ａ５・Ｙ５＋・・ （１）。
【００４８】
副走査面（主走査方向に直交する仮想的な平断面）内の曲率は、光軸からの主走査方向の距離：Ｙに応じて変化する。この変化は、以下の（２）式（「副走査曲率式」）で表す。
【００４９】
Ｃｓ(Ｙ)＝１/Ｒｓ(０)＋
＋Ｂ１・Ｙ＋Ｂ２・Ｙ２＋Ｂ３・Ｙ３＋Ｂ４・Ｙ４＋・・ （２）。
【００５０】
第１レンズ８の第２面は共軸非球面で以下の式で表現される。
「共軸非球面」
光軸における近軸曲率半径をＲ、光軸からの主走査方向の距離をＹ、円錐常数をＫ、高次の係数をＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、・・とし、光軸方向のデプスをＸとして次の多項式で表す。
【００５１】
Ｘ＝(Ｙ２／Ｒ)/[１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ／Ｒｍ)２}]＋
＋Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ２＋Ａ３・Ｙ３＋Ａ４・Ｙ４＋Ａ５・Ｙ５＋・・ （３）。
【００５２】
「第１レンズ８の第１面の形状」
Ｒｍ＝−２７９．９
Ｒｓ＝ −６１．０
Ｋ＝−２．９０００００Ｅ＋０１
Ａ４＝ １．７５５７６５Ｅ−０７
Ａ６＝−５．４９１７８９Ｅ−１１
Ａ８＝ １．０８７７００Ｅ−１４
Ａ１０＝−３．１８３２４５Ｅ−１９
Ａ１２＝−２．６３５２７６Ｅ−２４
Ｂ１＝−２．０６６３４７Ｅ−０６
Ｂ２＝ ５．７２７７３７Ｅ−０６
Ｂ３＝ ３．１５２２０１Ｅ−０８
Ｂ４＝ ２．２８０２４１Ｅ−０９
Ｂ５＝−３．７２９８５２Ｅ−１１
Ｂ６＝−３．２８３２７４Ｅ−１２
Ｂ７＝ １．７６５５９０Ｅ−１４
Ｂ８＝ １．３７２９９５Ｅ−１５
Ｂ９＝−２．８８９７２２Ｅ−１８
Ｂ１０＝−１．９８４５３１Ｅ−１９
上の表記に於いて、例えば「−１．９８４５３１Ｅ−１９」は「−１．９８４５３１×１０−１９」を意味する。以下においても同様である。
【００５３】
「第１レンズ８の第２面の形状」
Ｒ＝−８３．６
Ｋ＝−０．５４９１５７
Ａ４＝ ２．７４８４４６Ｅ−０７
Ａ６＝−４．５０２３４６Ｅ−１２
Ａ８＝−７．３６６４５５Ｅ−１５
Ａ１０＝ １．８０３００３Ｅ−１８
Ａ１２＝ ２．７２７９００Ｅ−２３ 。
【００５４】
「第２レンズ１０の第１面の形状」
Ｒｍ＝６９５０
Ｒｓ＝ １１０．９
Ｋ＝ ０．００００００Ｅ＋００
Ａ４＝ １．５４９６４８Ｅ−０８
Ａ６＝ １．２９２７４１Ｅ−１４
Ａ８＝−８．８１１４４６Ｅ−１８
Ａ１０＝−９．１８２３１２Ｅ−２２
Ｂ１＝−９．５９３５１０Ｅ−０７
Ｂ２＝−２．１３５３２２Ｅ−０７
Ｂ３＝−８．０７９５４９Ｅ−１２
Ｂ４＝ ２．３９０６０９Ｅ−１２
Ｂ５＝ ２．８８１３９６Ｅ−１４
Ｂ６＝ ３．６９３７７５Ｅ−１５
Ｂ７＝−３．２５８７５４Ｅ−１８
Ｂ８＝ １．８１４４８７Ｅ−２０
Ｂ９＝ ８．７２２０８５Ｅ−２３
Ｂ１０＝−１．３４０８０７Ｅ−２３ 。
【００５５】
「第２レンズ１０の第２面の形状」
Ｒｍ＝７６６
Ｒｓ＝ −６８．２２
Ｋ＝ ０．００００００Ｅ＋００
Ａ４＝−１．１５０３９６Ｅ−０７
Ａ６＝ １．０９６９２６Ｅ−１１
Ａ８＝−６．５４２１３５Ｅ−１６
Ａ１０＝ １．９８４３８１Ｅ−２０
Ａ１２＝−２．４１１５１２Ｅ−２５
Ｂ２＝ ３．６４４０７９Ｅ−０７
Ｂ４＝−４．８４７０５１Ｅ−１３
Ｂ６＝−１．６６６１５９Ｅ−１６
Ｂ８＝ ４．５３４８５９Ｅ−１９
Ｂ１０＝−２．８１９３１９Ｅ−２３
使用波長における第１、第２レンズの材質の屈折率は全て１．５２７２４である。
【００５６】
以下に光学配置を示す。
ポリゴンミラーの偏向面から第１レンズ８の第１面までの距離ｄ１：６４ｍｍ
第１レンズ１の中心肉厚ｄ２：２２．６ｍｍ
第１レンズ８の第２面から第２レンズ１０の第１面までの距離ｄ３：７５．９ｍｍ
第２レンズ１０の中心肉厚ｄ４：４．９ｍｍ
第２レンズ１０の第２面から被走査面までの距離ｄ５：１５８．７ｍｍ
再周辺像高と中央像高での副走査方向のＦナンバは以下の如くである。
【００５７】
像高１５０ｍｍ：４１．５
像高０ｍｍ：４０．４
像高−１５０ｍｍ：４１．０
また、第１レンズ８のパワーと、第２レンズ１０のパワーとの大小関係は、
第１レンズ８の主走査方向パワー＞第２レンズ１０の主走査方向パワー
第１レンズ８の副走査方向パワー＜第２レンズ１０の副走査方向パワー
の関係にある。
【００５８】
図１（ｂ）、（ｃ）に示したレンズの厚さは、上記の如く、
第１レンズ８の光軸方向の厚さ：８ＴＨ＝２２．６ｍｍ
第１レンズ８の副走査方向の厚さ：８Ｄ＝６．４ｍｍ
第２レンズ１０の光軸方向の厚さ１０ＴＨ：４．９ｍｍ
第２レンズ１０の副走査方向の厚さ：１０Ｄ＝１４．３ｍｍ
である。
【００５９】
なお、図１〜図３に図示されていないが、ポリゴンミラー７は防音ハウジング内に収納され、光源からの光束はハウジングの窓に設けられた防音ガラスを介してポリゴンミラー７に入射し、偏向光束は防音ガラスを介して第１レンズ８に入射する。
【００６０】
防音ガラスは、屈折率：１．５１４、厚さ１．９ｍｍの平行平板ガラスであり、偏向回転面（ポリゴンミラーの回転軸に直交し、偏向光束が偏向される面）内において主走査方向に対して１６度傾き、副走査方向に対して１．３度傾いている。
【００６１】
即ち、上に実施例を説明した光走査装置は、Ｎ（＝４）個の光源１Ｙ〜１Ｋからの光束を共通の偏向手段７により偏向させ、偏向された複数の光束をＮ組の走査光学系８Ｙ、１０Ｙ〜８Ｋ，１０Ｋを介してＮ（＝４）個の被走査面１１Ｙ〜１１Ｋに導光し、Ｎ個の被走査面を同時に光走査する光走査装置であって、共通の偏向手段７がその回転軸に関して同じ側において偏向させる偏向光束が互いに副走査方向に近接して分離され、走査光学系の各組は、偏向手段から対応する被走査面までの間に複数のレンズ８、１０を有し、これら複数のレンズを偏向手段の側から数えて第ｉレンズ（ｉ＝１，２，・・）とするとき、偏向手段７の回転軸に関して同じ側に配置される走査光学系の組は第ｊレンズ（ｊ＝１）と第ｊ＋１レンズとの間で対応する被走査面へ向かう光路が分離し、
ｍ（＝１）≦ｊ、ｎ（＝２）＞ｊとして、
第ｍレンズ８の主走査方向のパワー＞第ｎレンズ１０の主走査方向のパワー
第ｍレンズ８の副走査方向のパワー＜第ｎレンズ１０の副走査方向のパワー
となる第ｍレンズ８、第ｎレンズ１０が各走査光学系内に別個のレンズとして存在する光走査装置において、
第ｍレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｍ（＝８ＴＨ＝２２．６ｍｍ）、第ｎレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｎ（１０ＴＨ＝４．９ｍｍ）、第ｍレンズの副走査方向の厚さ：ｈｍ（８Ｄ＝６．４ｍｍ）、第ｎレンズの副走査方向の厚さ：ｈｎ（１０Ｄ＝１４．３ｍｍ）が、大小関係：
Ｗｍ＞Ｗｎ、ｈｍ＜ｈｎ
を満足する（請求項１）。
【００６２】
また、第１レンズ８では、副走査方向のパワーが小さいので、第１レンズ８を通過した偏向光束は弱く発散しつつ第２レンズ１０に入射する。即ち、第ｍレンズ８を通過する光束の副走査方向の光束幅が、第ｎレンズ１０を通過する光束の副走査方向の光束幅よりも小さい（請求項２）。
【００６３】
従って、上に実施例を挙げた光走査装置を図２、図３の如き構成の画像形成装置に搭載することにより、請求項１または２記載の光走査装置を有する画像形成装置（請求項３）を実施できる。
【００６４】
なお、上に説明した画像形成装置では、各感光体ドラムの光走査を「シングルビーム方式」で行っているが、「マルチビーム方式」で行うようにできることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の特徴部分を説明するための図である。
【図２】この発明を適用できる画像形成装置の１例を説明するための図である。
【図３】図２の画像形成装置の偏向手段以後の光学配置を説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
７ 共通の偏向手段
８ 第１レンズ
１０ 第２レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ（≧２）個の光源からの光束を共通の偏向手段により偏向させ、偏向された複数の光束をＮ組の走査光学系を介してＮ個の被走査面に導光し、Ｎ個の被走査面を同時に光走査する光走査装置であって、
共通の偏向手段がその回転軸に関して同じ側において偏向させる偏向光束が互いに副走査方向に近接して分離され、
走査光学系の各組は、偏向手段から対応する被走査面までの間に複数のレンズを有し、
これら複数のレンズを偏向手段の側から数えて第ｉレンズ（ｉ＝１，２，・・）とするとき、上記偏向手段の回転軸に関して同じ側に配置される走査光学系の組は第ｊレンズ（ｊ≧１）と第ｊ＋１レンズとの間で対応する被走査面へ向かう光路が分離し、
ｍ≦ｊ、ｎ＞ｊとして、
第ｍレンズの主走査方向のパワー＞第ｎレンズの主走査方向のパワー
第ｍレンズの副走査方向のパワー＜第ｎレンズの副走査方向のパワー
となる第ｍレンズ、第ｎレンズが各走査光学系内に別個のレンズとして存在する光走査装置において、
第ｍレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｍ、第ｎレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｎ、
第ｍレンズの副走査方向の厚さ：ｈｍ、第ｎレンズの副走査方向の厚さ：ｈｎ
が、大小関係：
Ｗｍ＞Ｗｎ、ｈｍ＜ｈｎ
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
第ｍレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅が、第ｎレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅よりも小さいことを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の光走査装置を有する画像形成装置。
【請求項１】
Ｎ（≧２）個の光源からの光束を共通の偏向手段により偏向させ、偏向された複数の光束をＮ組の走査光学系を介してＮ個の被走査面に導光し、Ｎ個の被走査面を同時に光走査する光走査装置であって、
共通の偏向手段がその回転軸に関して同じ側において偏向させる偏向光束が互いに副走査方向に近接して分離され、
走査光学系の各組は、偏向手段から対応する被走査面までの間に複数のレンズを有し、
これら複数のレンズを偏向手段の側から数えて第ｉレンズ（ｉ＝１，２，・・）とするとき、上記偏向手段の回転軸に関して同じ側に配置される走査光学系の組は第ｊレンズ（ｊ≧１）と第ｊ＋１レンズとの間で対応する被走査面へ向かう光路が分離し、
ｍ≦ｊ、ｎ＞ｊとして、
第ｍレンズの主走査方向のパワー＞第ｎレンズの主走査方向のパワー
第ｍレンズの副走査方向のパワー＜第ｎレンズの副走査方向のパワー
となる第ｍレンズ、第ｎレンズが各走査光学系内に別個のレンズとして存在する光走査装置において、
第ｍレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｍ、第ｎレンズの光軸方向の厚さ：Ｗｎ、
第ｍレンズの副走査方向の厚さ：ｈｍ、第ｎレンズの副走査方向の厚さ：ｈｎ
が、大小関係：
Ｗｍ＞Ｗｎ、ｈｍ＜ｈｎ
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
第ｍレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅が、第ｎレンズを通過する光束の副走査方向の光束幅よりも小さいことを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の光走査装置を有する画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２３５３６９（Ｐ２００６−２３５３６９Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１６０４（Ｐ２００５−５１６０４）
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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