光走査装置および画像形成装置
【課題】ゴースト光の影響を除去できる光走査装置と画像形成装置を得る。
【解決手段】複数の光源部からの各光束を第２光学系へ導く第１光学系、第１光学系を通過した各光束を副走査方向に収束させる第２光学系、第２光学系を通過し副走査方向に所定の角度で入射する光束を偏向する複数の反射面を有する偏向手段、偏向手段により偏向された各光束を複数の被走査面に各々結像させる第３光学系を備え、第２光学系の副走査方向の主平面上での副走査方向の光束径をＤ、第２光学系の焦点距離をｆ、２つの走査光学系が各々備えている第３光学系の反射面に最も近い光学素子の入射面間の距離をＬ、反射面から偏向手段に最も近い光学素子の入射面までの距離をａ、第２光学系を通過した光束の反射面に対する副走査方向の入射角度をβとしたとき（Ｌ＋ａ）×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））＞０を満たす。
【解決手段】複数の光源部からの各光束を第２光学系へ導く第１光学系、第１光学系を通過した各光束を副走査方向に収束させる第２光学系、第２光学系を通過し副走査方向に所定の角度で入射する光束を偏向する複数の反射面を有する偏向手段、偏向手段により偏向された各光束を複数の被走査面に各々結像させる第３光学系を備え、第２光学系の副走査方向の主平面上での副走査方向の光束径をＤ、第２光学系の焦点距離をｆ、２つの走査光学系が各々備えている第３光学系の反射面に最も近い光学素子の入射面間の距離をＬ、反射面から偏向手段に最も近い光学素子の入射面までの距離をａ、第２光学系を通過した光束の反射面に対する副走査方向の入射角度をβとしたとき（Ｌ＋ａ）×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））＞０を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置や、その光走査装置を用いたデジタル複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光束を光偏向器などの偏向手段で偏向させ、その偏向された光束を走査光学系により被走査面に微小なスポット光として結像させ、被走査面上を主走査方向に等速走査させる光走査装置が従来から知られている。この光走査装置は、例えばレーザー光源から射出されたレーザー光を光偏向器であるポリゴンミラーで偏向反射することによって像担持体等の被走査面上を走査させるとともに、上記レーザー光の強度を画像信号に応じて変調（例えば点灯、消灯）させることにより、被走査面への画像の書き込みが行われる。
【０００３】
画像形成装置では、上述した光走査装置を用いて被走査面に書き込まれた画像に応じて像担持体にトナーを付着させ、トナー像を紙へ転写、定着させることにより、紙への画像形成を行う。カラー画像を形成する場合は、複数色のトナーに対応した像担持体に光走査が行われ、形成されたそれぞれのトナー像が１枚の紙に重ね合わせられる。
【０００４】
上述した画像形成装置の例として、特許文献１に記載されているように、１台のポリゴンミラーを挟んで走査光学系が対称に配置された方式（以下、「対向走査方式」という）の画像形成装置がある。複数のポリゴンミラーを用いていないため、各ポリゴンミラーによる偏向光の位相を合わせるための制御が不要となり、簡便な制御構成とすることができるとともに、消費電力や発熱量を少なくすることができる。また、対向走査方式は、１台のポリゴンミラーの片側に複数の走査光学系を配置する方式（以下、「片側走査方式」という）に比べて、ポリゴンミラーの段数を半分にでき、ポリゴンミラーの高速回転が可能となるとともに、消費電力や発熱量を少なくすることができる。
【０００５】
また、特許文献２および３には、ポリゴンミラーの段数が１段となっている画像形成装置が記載されている。これらの画像形成装置の走査光学系は、ポリゴンミラーへの光束の入射は、ポリゴンミラーの回転軸方向（副走査方向）に対して所定の角度（斜入射角）をもって行われる、斜入射光学系となっている。なお、特許文献２および３に記載されている走査光学系は片側走査方式であるが、斜入射光学系においても対向走査方式を採用することで、斜入射角を小さくできるとともに、光学特性を良好に保つことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した対向走査方式の光走査装置特有の問題点として、走査光学系を構成する走査レンズのうち、最も光偏向器の近くに配置された走査レンズに光束が入射したとき、その殆どは走査レンズを通過するものの、一部は走査レンズの入射面で反射し、その反射光束が、対向している他方の走査光学系に入射して、被走査面である感光体からなる像担持体へ到達してしまい、それが所謂ゴースト像を作ってしまうという現象がある。
【０００７】
ゴースト像は好ましくない場所に画像を形成してしまうため、ゴースト像が形成されると著しく画像品質が劣化する。通常、ゴースト像を形成する光束（ゴースト光）は、走査レンズ等を保持するための金属部品などで反射された光束である。そのような場合は上記金属部品などを反射しにくい色で着色するなどの対策を施して反射を抑え、ゴースト像を形成できないようにするといった極めて簡便な方法がとられている。しかし、上述したような反射光束は、本来透過すべき光学面で発生しているため、金属部品などで対策されているような簡便な方法を採用することができない。
【０００８】
上述した特許文献２に記載されている画像形成装置の光走査装置では、走査光学系の第1面である走査レンズの入射面の反射光をポリゴンミラーに再入射させない条件が採用されている。しかし、この光走査装置において上述した対向走査方式を採用すると、ゴースト光がポリゴンミラーの上を通過し、対向する走査光学系に到達してしまう恐れがある。
【０００９】
また、特許文献１に記載されている画像形成装置では、対向側の被走査面でゴースト光が集光しないようにしているだけであって、ゴースト光が被走査面に到達することを防止するものではないので、その影響が完全に取り除けるわけではない。特許文献３に記載されている画像形成装置のように走査レンズに反射防止コーティングを施す方法もあるが、これも、完全に反射を防止するコーティングをするためには多くのコート層数が必要で、コスト高になってしまう。
【００１０】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、ゴースト光の影響を除去できる光走査装置、またはその光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数の光源部と、複数の光源部からのそれぞれの光束を第２光学系へ導く第１光学系と、第１光学系を通過したそれぞれの光束を副走査方向に収束させる第２光学系と、第２光学系を通過し副走査方向について所定の角度をもって入射する光束を偏向する複数の反射面を有する偏向手段と、偏向手段により偏向されたそれぞれの光束を複数の被走査面にそれぞれ結像させる第３光学系と、を備える光走査装置において、複数の光源部からの光束のうちの少なくとも２つの光束は偏向手段の異なる反射面に入射し、各々異なる偏向手段に最も近い光学素子に入射するよう偏向され、第３光学系のうち、偏向手段に最も近い光学素子の入射面は、偏向手段の回転軸と平行であり、第２光学系の副走査方向の主平面上での副走査方向の光束径をＤ、第２光学系の焦点距離をｆ、２つの走査光学系がそれぞれ備えている第３光学系の反射面に最も近い光学素子の入射面間の距離をＬ、反射面から偏向手段に最も近い光学素子の入射面までの距離をａ、第２光学系を通過した光束の反射面に対する副走査方向の入射角度をβとしたとき、
（Ｌ＋ａ）×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））＞０
を満たすことを最も主要な特徴とする。
【００１２】
本発明はまた、電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する装置として上述した光走査装置を搭載したことを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ゴースト光の影響を除去できる光走査装置、またはその光走査装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る光走査装置の実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の光走査装置に設けられているシリンドリカルレンズによる集光の様子を示すモデル図である。
【図３】図１の光走査装置の副走査方向に平行な平面による断面図である。
【図４】図１の光走査装置のポリゴンミラー付近を拡大した断面図である。
【図５】本発明に係る光走査装置の別の実施例におけるポリゴンミラー近傍の副走査方向の断面図である。
【図６】本発明に係る光走査装置の更に別の実施例におけるアパーチャー、シリンドリカルレンズおよびポリゴンミラー近傍の拡大図である。
【図７】本発明に係る光走査装置の更に別の実施例におけるポリゴンミラー近傍の副走査方向の断面図である。
【図８】本発明に係る光走査装置の更に別の実施例におけるアパーチャーとポリゴンミラー近傍の副走査方向の断面図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の実施例としてタンデム型のフルカラーレーザープリンタを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る光走査装置および画像形成装置の実施例について、図を用いて説明する。
【００１６】
［実施例１］
図１は本発明に係る光走査装置の一実施形態を示す概略斜視図である。光源である半導体レーザー（図示しない）から射出された光束２０１がカップリングレンズ１０２により平行光、もしくはそれに準ずる発散光や収束光に変換される。
【００１７】
カップリングレンズ１０２を通過した光束は、アパーチャー（不図示）を通過することにより、所望の光束径に整形される。アパーチャーを通過した光束２０１がシリンドリカルレンズ１０４に入射し、偏向手段としてのポリゴンミラー１１１の反射面近傍にて、副走査方向にのみ結像される。図１の右下に主走査方向と副走査方向を直交する座標軸として示した。副走査方向は、ポリゴンミラー１１１の回転軸方向に平行な方向である。
【００１８】
ポリゴンミラー１１１は、モータによって回転駆動され、回転方向に複数の反射面を有し、回転することにより光束２０１を偏向する。ポリゴンミラー１１１に偏向された光束２０１は、結像手段である第１走査レンズ１２１、第２走査レンズ１２２を透過し、第１折り返しミラー１３１に反射されるとともに、光路によってはさらに第２折り返しミラー１３２にも反射され、被走査面である感光体１４０に導光される。
【００１９】
また、感光体を走査する光束２０１の、開始端側の光束を、同期レンズ１３５を介し、同期検知センサ１３６に入射させ、発生した同期検知信号に基づいて、有効走査領域の発光開始タイミングを決定する。
【００２０】
感光体１４０は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナーに対応して４つ設けられており、それぞれ、ｋ、ｃ、ｍ、ｙの符号を付している。また、それぞれの感光体１４０を走査する光束２０１や、折り返しミラー１３１、１３２についても同様に、ｋ、ｃ、ｍ、ｙの符号を付している。
【００２１】
図１に示す光走査装置は対向走査方式で、ポリゴンミラー１１１を挟んで両側に第１走査レンズ１２１ａ、１２１ｂが対向して配置され、また、ポリゴンミラー１１１の両側に、第２走査レンズ１２２ａ、１２２ｂ、第１折り返しミラー１３１ｃ、１３１ｋ、１３１ｍ、１３１ｙ、第２折り返しミラー１３２ｃ、１３２ｍが配置されている。
【００２２】
シアンとブラックに対応した光源と、マゼンタとイエローに対応した光源は互いに離れて配置され、シアンとブラックに対応した光源からの光束２０１ｃ、２０１ｋが組になってポリゴンミラー１１１の反射面に向かい、マゼンタとイエローに対応した光源からの光束２０１ｍ、２０１ｙが組になってポリゴンミラー１１１の反射面に向かうように構成されている。
【００２３】
符号１０２ｃ、１０２ｋおよび１０２ｍ、１０２ｙは第１光学系としてのカップリングレンズを示しており、１０４ａ、１１４は第２光学系としてのシリンドリカルレンズを示している。シリンドリカルレンズ１０４ａはシアンとブラックに対応した光束２０１ｃ、２０１ｋが通過し、シリンドリカルレンズ１１４はマゼンタとイエローに対応した光束２０１ｍ、２０１ｙが通過する。
【００２４】
第１走査レンズ１２１ａ、１２１ｂと第２走査レンズ１２２ａ、１２２ｂは、ポリゴンミラー１１１により偏向された各光束を、それぞれの光束に対応した被走査面にそれぞれ結像させる第３光学系を構成している。第３光学系は、ポリゴンミラー１１１で等角速度的に偏向される光束を被走査面上において等速度的に走査するために、主走査方向に関しｆθ特性を備えている。
【００２５】
光束２０１は、ポリゴンミラー１１１の回転軸に垂直な面（以下、主走査平面）に対して、ポリゴンミラー１１１への副走査方向の入射角βを有している。光束２０１ｋと２０１ｃが主走査平面について対称で等しい角度、光束２０１ｍ、２０１ｙが主走査平面について対称で等しい角度としており、さらに、光束２０１ｋと２０１ｙ、２０１ｃと２０１ｍがそれぞれ方向も含めて同じ角度となっている。
【００２６】
シリンドリカルレンズ１０４、第１走査レンズ１２１および第２走査レンズ１２２は、光束２０１ｋと２０１ｃ、または光束２０１ｍと２０１ｙで共用されていて、これらの構成のうち、光束２０１ｋと２０１ｃが通過または反射される構成に対してａ、光束２０１ｍと２０１ｙが通過または反射される構成に対してｂの符号が付されている。
【００２７】
図２はシリンドリカルレンズ１０４による副走査方向の集光の様子を示した図である。ここでは簡略化のため副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ１０４についてその主平面のみを示している。アパーチャー１０３により所望の光束径に整形された平行光束に近い光束がシリンドリカルレンズ１０４に入射すると、シリンドリカルレンズ１０４の焦点距離ｆとほぼ等しい距離に配置されたポリゴンミラー１１１の反射面上で副走査方向に結像する。このとき、シリンドリカルレンズ１０４の副走査方向主平面上の副走査方向光束径をＤとすると、結像点からシリンドリカルレンズ１０４をのぞき込んだ半角θ、換言すれば、シリンドリカルレンズ１０４による副走査方向の収束角度の１／２の角度θは、数１で表される。
【００２８】
【数１】
【００２９】
次に、走査光学系の第１面で発生したゴースト光が、ポリゴンミラー１１１を超えて対向側に抜ける様子を図３、図４に示す。図３は図１に示した光走査装置の副走査方向の断面図であり、図４はその光走査装置のポリゴンミラー１１１近傍を拡大した図である。
【００３０】
本実施例では、走査光学系の第１面は第１走査レンズ１２１の入射面であり、その副走査方向の形状は、ポリゴンミラー１１１の回転軸と平行となるように設計している。つまり、副走査方向形状は、ポリゴンミラー１１１の回転軸に対して傾きがなく、かつ、曲率を持たない面としている。なお、本実施例ではこのような構成としたが、ポリゴンミラー１１１の回転軸に対して傾きを持たない平行平板としてもよい。この平行平板を、ポリゴンミラー１１１の周囲を囲む筐体の窓孔に嵌めて筐体内を密閉すれば、ポリゴンミラー１１１の風切り音を低減するとともにポリゴンミラー１１１の反射面汚れを防止することができる。
【００３１】
ここで、図４中の光束２０１ｋについて注目する。主走査平面に対して、斜入射角βでポリゴンミラー１１１から射出した光束２０１ｋは、第１走査レンズ１２１ａに入射する。その光強度のほとんどは透過して所望の感光体１４０ｋに導光されるが、一部は第１走査レンズ１２１ａの入射面表面で反射され、図４中破線で示したゴースト光２０１ｋｇとなる。これが、対向側の、例えばイエロートナー用の感光体に到達するような光路を通ると、ブラックトナーを顕像するタイミングでイエロートナーが顕像されてしまうような画像劣化が起こり、画質の低下を招いてしまう。これを防ぐためには、ゴースト光２０１ｋｇが、イエロートナーを顕像する光束２０１ｙが通過する第１走査レンズ１２１ｂの有効範囲を通過しないようにする必要がある。
【００３２】
ポリゴンミラー１１１の反射面上で副走査方向に結像した後、偏向走査された光束は発散していく。光束２０１ｋの図４中紙面下側の最も外側の光線は、β−θ（θについては図２参照）の角度で射出していくことになる。第１走査レンズ１２１ａの入射面は、上述したように、ポリゴンミラー１１１の回転軸と平行であるため、ゴースト光２０１ｋｇの図４において紙面下側の最も外側の光線もβ−θの角度である。このゴースト光２０１ｋｇが、対向側第１走査レンズ１２１ｂの入射面の位置で通過する主走査平面からの副走査方向距離は、数２で表される。
【００３３】
【数２】
【００３４】
ここで、Ｌは対向する走査光学系に含まれる第１走査レンズ１２１ａと１２１ｂ間の距離、ａはポリゴンミラー１１１の反射点から第１走査レンズ１２１までの距離を表す。
【００３５】
光束２０１ｙに関しては、図４の紙面上側の最も外側の光線は、β＋θの角度で射出していく。この光線が、第１走査レンズ１２１ｂの入射面の位置で通過する主走査平面からの副走査方向距離は、数３で表される。
【００３６】
【数３】
【００３７】
図４に示すように、光束２０１ｋが、光束２０１ｙの光路の有効範囲に入射しないようにするには、数２が数３より大きければ良い。そのため、数４の条件を満たすように光走査装置を構成すると良い。
【００３８】
【数４】
【００３９】
走査レンズ１２１ａの入射面は、主走査方向について非球面形状として周知のｆθ特性を持たせるため、主走査位置によってＬ、ａが異なる。このとき、入射面の一部についてのみ数４を満たすようにしても良いが、全領域で満たすようにすると、ゴースト光２０１ｋｇの影響を完全に除去できてより好ましい。
【００４０】
また、アパーチャー１０３により整形されてシリンドリカルレンズ１０４に入射する光束は略平行光となっているが、図２中Ｄで表した副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ１０４の主平面上における副走査方向の光束径は、アパーチャー１０３の副走査方向の開口径と略等しいため、数５の条件を満たすように構成しても良い。
【００４１】
【数５】
【００４２】
また、本実施例では、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラー１１１に再入射しないように構成している。この構成により、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラーで再反射し、再び第１走査レンズ１２１ａに再入射し、ブラックトナー用の感光体１４０ｋに到達することを防いでいる。本実施例では、図４に示すように、各光束２０１のポリゴンミラー１１１の反射面への、副走査方向の入射位置は、ポリゴンミラー１１１の外形の略中央となっている。これにより、ポリゴンミラー１１１のサイズを小さなものとすることができる。ポリゴンミラー１１１の高さをＰとし、数６の条件を満たすときに、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラー１１１に再入射せず、ブラックトナー用の感光体１４０ｋにゴースト光２０１ｋｇが到達しないような構成とすることができる。なお、上述したように光束２０１ｋに由来するゴースト光２０１ｋｇについてポリゴンミラー１１１に再入射しない構成となっているが、光束２０１ｙに由来するゴースト光についても同様に、ポリゴンミラー１１１に再入射しない構成となっている。
【００４３】
【数６】
【００４４】
［実施例２］
先の実施例では、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラー１１１に再入射しないように構成していた。しかし、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラー１１１に再入射し、再反射しても、その光束が再び第１走査レンズの有効範囲に入射しなければ、感光体に到達し不要な画像を形成することを防ぐことができる。
【００４５】
図５は、本実施例における、ポリゴンミラー１１１近傍の副走査断面拡大図である。光束２０１ｋ由来の光束のうち、第１走査レンズ１２１ａ入射面表面によって反射されるゴースト光２０１ｋｇと、そのうちの一部がポリゴンミラー１１１に再反射され、再び第１走査レンズ１２１ａの方向に向かう光束２０１ｋｇｐについて考える。光束２０１ｋｇｐはポリゴンミラー１１１に再入射するため、ポリゴンミラー１１１に再入射する前述した条件式数６とは不等号が逆となる数７の条件を満たす走査光学系となっている。
【００４６】
【数７】
【００４７】
さらに、光束２０１ｋｇｐについて、図５紙面下側の最外光線が第１走査レンズ１２１ａに入射しない条件として、走査光学系は数８を満たす構成となっている。
【００４８】
【数８】
【００４９】
なお、上述したように光束２０１ｋに由来するゴースト光２０１ｋｇについて第１走査レンズの有効範囲に入射しない構成となっているが、光束２０１ｙに由来するゴースト光についても同様に、第１走査レンズの有効範囲に入射しない構成となっている。
【００５０】
［実施例３］
図６に本実施例のアパーチャー１０３、シリンドリカルレンズ１０４およびポリゴンミラー１１１周辺の拡大図を示す。その他の構成はこれまでの実施例と同様である。光源からポリゴンミラー１１１の回転軸と垂直な方向に射出された光束２０１を、シリンドリカルレンズ１０４の光軸外を通過させることにより、斜入射角βでポリゴンミラー１１１へ入射させている。シリンドリカルレンズ１０４の光軸とは、その入射面であるシリンドリカル面の頂点と、射出面である平面を垂直に結ぶ軸を指す。
【００５１】
また、２つの感光体に向かうそれぞれの光束２０１ｋ、２０１ｃは共通のシリンドリカルレンズ１０４を通過する。光束２０１ｋ、２０１ｃをシリンドリカルレンズ１０４の光軸に対称の副走査位置に入射させることによって、主走査平面に対して逆向きの等しい斜入射角βを設定している。このとき、ポリゴンミラー１１１外形の副走査方向中央と、シリンドリカルレンズ１０４の光軸とを一致させると、ポリゴンミラー１１１の有効範囲および外形サイズを小さくすることができる。
【００５２】
ここで、シリンドリカルレンズ１０４を通過する２つの光束２０１ｋ、２０１ｃが、アパーチャー１０３中央部を通過する際の互いの副走査方向の距離をＳとする。このとき、図２から数１を導出したのと同様に数９、数１０を導出することができる。
【００５３】
【数９】
【００５４】
【数１０】
【００５５】
このとき、数１を満たすために、β−θが正である。数９、数１０より、数１１が導出される。
【００５６】
【数１１】
【００５７】
［実施例４］
図７に本実施例のポリゴンミラー１１１近傍の副走査断面拡大図を示す。本実施例では、図７中紙面下側の、ポリゴンミラー１１１の設置面Ｇ側に偏向される光束２０１ｃ、２０１ｍの斜入射角をβ２、主走査平面に対して、これらとは反対側に偏向される光束２０１ｋ、２０１ｙの斜入射角をβ１としている。すなわち、ポリゴンミラー１１１の回転軸Ｒ方向に対して垂直な平面を挟んだ両側から２つの光束２０１ｃ、２０１ｍが入射するようになっている。それぞれの斜入射角β１、β２は、数１２に示す大小関係としている。
【００５８】
【数１２】
【００５９】
すなわち、光束２０１ｃ、２０１ｍの副走査方向の入射角度と、光束２０１ｋ、２０１ｙの副走査方向の入射角度とは異なるものとなっている。ポリゴンミラー１１１の設置面Ｇ側に偏向される光束２０１ｃ、２０１ｍは、対向する走査光学系に入射する前に、ポリゴンミラーの設置面に入射するため、画像の劣化がない。これに対し、ポリゴンミラー１１１の設置面Ｇとは反対側に偏向される光束２０１ｋ、２０１ｙは、上記ポリゴンミラー１１１のような遮光されるものがないが、この斜入射角β１を大きくすることによって、そのゴースト光２０１ｋｇが、第１走査レンズ１２１や、ポリゴンミラー１１１の有効範囲へ入射することを効果的に防止して、感光体１４０に到達することを防止している。なお、副走査方向に関して光束２０１ｋ、２０１ｙが偏向される側と同じ側にポリゴンミラー１１１の設置面Ｇ側がある場合は、斜入射角β１、β２の大小関係を逆としてもよい。
【００６０】
本実施例では、光束２０１ｃ、２０１ｍの副走査方向の入射角度と、光束２０１ｋ、２０１ｙの副走査方向の入射角度とが主走査平面について非対称となっている。先の実施例のような、シリンドリカルレンズ１０４にて斜入射角を付与する構成とする場合は、図８中鎖線で示すシリンドリカルレンズ１０４の光軸について、光束２０１ｋと２０１ｃが非対称な副走査位置に入射させると良い。
【００６１】
また、このとき、図３のように、斜入射角が大きい光束２０１ｋ、２０１ｙに対しては１枚の折り返しミラー１３１が設けられているとともに、斜入射角が小さい光束２０１ｃ、２０１ｍに対しては２枚の折り返しミラー１３１、１３２が設けられている。斜入射角が大きいと光束の結像特性が劣化しやすくなるが、折り返しミラーの枚数を少なくすることにより、その公差変動等のばらつきを低減している。
【００６２】
［実施例５］
本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の一実施の形態を、図９を参照しながら説明する。本実施の形態は、本発明に係る光走査装置をタンデム型フルカラーレーザープリンタに適用した例である。図９において、装置内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット９０７から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト９０６が設けられている。この搬送ベルト９０６上にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の４つの感光体９０１が、転写紙の搬送方向上流側から順に等間隔で配設されている。４つの感光体９０１は全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスにしたがって各プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。帯電チャージャ９０２、光走査光学系１００、現像装置９０４、転写チャージャ（図示せず）、クリーニング装置９０５等が順に配設されている。本実施の形態では、各色の感光体に対して光走査装置より対応する光束が結像している。光走査装置は対向走査方式で、光偏向器は単一、走査レンズは、２ステーションの色で共有している。また、ベルト分離チャージャ（図示せず）よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置９１０が設けられ、排紙トレイ９１１に向けて排紙ローラ９１２で結ばれている。
【００６３】
このような概略構成において、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体９０１に対してＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の各色の画像信号に基づき各々の光走査装置１００による光束の光走査で、各感光体表面に、各色信号に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々の対応する現像装置で色トナーにより現像されてトナー像となり、搬送ベルト９０６上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー像は定着装置９１０で定着された後、排紙ローラ９１２により排紙トレイ９１１に排紙される。
【００６４】
この画像形成装置の光走査光学系１００を、前述の実施形態に係る光走査装置とすることで、本発明の目的を達成可能な画像形成装置とすることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１００ 走査光学系
１０２ カップリングレンズ
１０３ アパーチャー
１０４ シリンドリカルレンズ
１１１ ポリゴンミラー
１２１ 第１走査レンズ
１２２ 第２走査レンズ
１３１ 第１折り返しミラー
１３２ 第２折り返しミラー
１３５ 同期レンズ
１３６ 同期検知センサ
１４０ 感光体
２０１ 光束
９０１ 感光体
９０２ 帯電チャージャ
９０４ 現像装置
９０５ クリーニング装置
９０６ 搬送ベルト
９０７ 給紙カセット
９１０ 定着装置
９１１ 排紙トレイ
９１２ 排紙ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２００６−１３３５１７号公報
【特許文献２】特許４４３０８５５号公報
【特許文献３】特許４１９１５６２号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置や、その光走査装置を用いたデジタル複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光束を光偏向器などの偏向手段で偏向させ、その偏向された光束を走査光学系により被走査面に微小なスポット光として結像させ、被走査面上を主走査方向に等速走査させる光走査装置が従来から知られている。この光走査装置は、例えばレーザー光源から射出されたレーザー光を光偏向器であるポリゴンミラーで偏向反射することによって像担持体等の被走査面上を走査させるとともに、上記レーザー光の強度を画像信号に応じて変調（例えば点灯、消灯）させることにより、被走査面への画像の書き込みが行われる。
【０００３】
画像形成装置では、上述した光走査装置を用いて被走査面に書き込まれた画像に応じて像担持体にトナーを付着させ、トナー像を紙へ転写、定着させることにより、紙への画像形成を行う。カラー画像を形成する場合は、複数色のトナーに対応した像担持体に光走査が行われ、形成されたそれぞれのトナー像が１枚の紙に重ね合わせられる。
【０００４】
上述した画像形成装置の例として、特許文献１に記載されているように、１台のポリゴンミラーを挟んで走査光学系が対称に配置された方式（以下、「対向走査方式」という）の画像形成装置がある。複数のポリゴンミラーを用いていないため、各ポリゴンミラーによる偏向光の位相を合わせるための制御が不要となり、簡便な制御構成とすることができるとともに、消費電力や発熱量を少なくすることができる。また、対向走査方式は、１台のポリゴンミラーの片側に複数の走査光学系を配置する方式（以下、「片側走査方式」という）に比べて、ポリゴンミラーの段数を半分にでき、ポリゴンミラーの高速回転が可能となるとともに、消費電力や発熱量を少なくすることができる。
【０００５】
また、特許文献２および３には、ポリゴンミラーの段数が１段となっている画像形成装置が記載されている。これらの画像形成装置の走査光学系は、ポリゴンミラーへの光束の入射は、ポリゴンミラーの回転軸方向（副走査方向）に対して所定の角度（斜入射角）をもって行われる、斜入射光学系となっている。なお、特許文献２および３に記載されている走査光学系は片側走査方式であるが、斜入射光学系においても対向走査方式を採用することで、斜入射角を小さくできるとともに、光学特性を良好に保つことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した対向走査方式の光走査装置特有の問題点として、走査光学系を構成する走査レンズのうち、最も光偏向器の近くに配置された走査レンズに光束が入射したとき、その殆どは走査レンズを通過するものの、一部は走査レンズの入射面で反射し、その反射光束が、対向している他方の走査光学系に入射して、被走査面である感光体からなる像担持体へ到達してしまい、それが所謂ゴースト像を作ってしまうという現象がある。
【０００７】
ゴースト像は好ましくない場所に画像を形成してしまうため、ゴースト像が形成されると著しく画像品質が劣化する。通常、ゴースト像を形成する光束（ゴースト光）は、走査レンズ等を保持するための金属部品などで反射された光束である。そのような場合は上記金属部品などを反射しにくい色で着色するなどの対策を施して反射を抑え、ゴースト像を形成できないようにするといった極めて簡便な方法がとられている。しかし、上述したような反射光束は、本来透過すべき光学面で発生しているため、金属部品などで対策されているような簡便な方法を採用することができない。
【０００８】
上述した特許文献２に記載されている画像形成装置の光走査装置では、走査光学系の第1面である走査レンズの入射面の反射光をポリゴンミラーに再入射させない条件が採用されている。しかし、この光走査装置において上述した対向走査方式を採用すると、ゴースト光がポリゴンミラーの上を通過し、対向する走査光学系に到達してしまう恐れがある。
【０００９】
また、特許文献１に記載されている画像形成装置では、対向側の被走査面でゴースト光が集光しないようにしているだけであって、ゴースト光が被走査面に到達することを防止するものではないので、その影響が完全に取り除けるわけではない。特許文献３に記載されている画像形成装置のように走査レンズに反射防止コーティングを施す方法もあるが、これも、完全に反射を防止するコーティングをするためには多くのコート層数が必要で、コスト高になってしまう。
【００１０】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、ゴースト光の影響を除去できる光走査装置、またはその光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数の光源部と、複数の光源部からのそれぞれの光束を第２光学系へ導く第１光学系と、第１光学系を通過したそれぞれの光束を副走査方向に収束させる第２光学系と、第２光学系を通過し副走査方向について所定の角度をもって入射する光束を偏向する複数の反射面を有する偏向手段と、偏向手段により偏向されたそれぞれの光束を複数の被走査面にそれぞれ結像させる第３光学系と、を備える光走査装置において、複数の光源部からの光束のうちの少なくとも２つの光束は偏向手段の異なる反射面に入射し、各々異なる偏向手段に最も近い光学素子に入射するよう偏向され、第３光学系のうち、偏向手段に最も近い光学素子の入射面は、偏向手段の回転軸と平行であり、第２光学系の副走査方向の主平面上での副走査方向の光束径をＤ、第２光学系の焦点距離をｆ、２つの走査光学系がそれぞれ備えている第３光学系の反射面に最も近い光学素子の入射面間の距離をＬ、反射面から偏向手段に最も近い光学素子の入射面までの距離をａ、第２光学系を通過した光束の反射面に対する副走査方向の入射角度をβとしたとき、
（Ｌ＋ａ）×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））＞０
を満たすことを最も主要な特徴とする。
【００１２】
本発明はまた、電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する装置として上述した光走査装置を搭載したことを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ゴースト光の影響を除去できる光走査装置、またはその光走査装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る光走査装置の実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の光走査装置に設けられているシリンドリカルレンズによる集光の様子を示すモデル図である。
【図３】図１の光走査装置の副走査方向に平行な平面による断面図である。
【図４】図１の光走査装置のポリゴンミラー付近を拡大した断面図である。
【図５】本発明に係る光走査装置の別の実施例におけるポリゴンミラー近傍の副走査方向の断面図である。
【図６】本発明に係る光走査装置の更に別の実施例におけるアパーチャー、シリンドリカルレンズおよびポリゴンミラー近傍の拡大図である。
【図７】本発明に係る光走査装置の更に別の実施例におけるポリゴンミラー近傍の副走査方向の断面図である。
【図８】本発明に係る光走査装置の更に別の実施例におけるアパーチャーとポリゴンミラー近傍の副走査方向の断面図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の実施例としてタンデム型のフルカラーレーザープリンタを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る光走査装置および画像形成装置の実施例について、図を用いて説明する。
【００１６】
［実施例１］
図１は本発明に係る光走査装置の一実施形態を示す概略斜視図である。光源である半導体レーザー（図示しない）から射出された光束２０１がカップリングレンズ１０２により平行光、もしくはそれに準ずる発散光や収束光に変換される。
【００１７】
カップリングレンズ１０２を通過した光束は、アパーチャー（不図示）を通過することにより、所望の光束径に整形される。アパーチャーを通過した光束２０１がシリンドリカルレンズ１０４に入射し、偏向手段としてのポリゴンミラー１１１の反射面近傍にて、副走査方向にのみ結像される。図１の右下に主走査方向と副走査方向を直交する座標軸として示した。副走査方向は、ポリゴンミラー１１１の回転軸方向に平行な方向である。
【００１８】
ポリゴンミラー１１１は、モータによって回転駆動され、回転方向に複数の反射面を有し、回転することにより光束２０１を偏向する。ポリゴンミラー１１１に偏向された光束２０１は、結像手段である第１走査レンズ１２１、第２走査レンズ１２２を透過し、第１折り返しミラー１３１に反射されるとともに、光路によってはさらに第２折り返しミラー１３２にも反射され、被走査面である感光体１４０に導光される。
【００１９】
また、感光体を走査する光束２０１の、開始端側の光束を、同期レンズ１３５を介し、同期検知センサ１３６に入射させ、発生した同期検知信号に基づいて、有効走査領域の発光開始タイミングを決定する。
【００２０】
感光体１４０は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナーに対応して４つ設けられており、それぞれ、ｋ、ｃ、ｍ、ｙの符号を付している。また、それぞれの感光体１４０を走査する光束２０１や、折り返しミラー１３１、１３２についても同様に、ｋ、ｃ、ｍ、ｙの符号を付している。
【００２１】
図１に示す光走査装置は対向走査方式で、ポリゴンミラー１１１を挟んで両側に第１走査レンズ１２１ａ、１２１ｂが対向して配置され、また、ポリゴンミラー１１１の両側に、第２走査レンズ１２２ａ、１２２ｂ、第１折り返しミラー１３１ｃ、１３１ｋ、１３１ｍ、１３１ｙ、第２折り返しミラー１３２ｃ、１３２ｍが配置されている。
【００２２】
シアンとブラックに対応した光源と、マゼンタとイエローに対応した光源は互いに離れて配置され、シアンとブラックに対応した光源からの光束２０１ｃ、２０１ｋが組になってポリゴンミラー１１１の反射面に向かい、マゼンタとイエローに対応した光源からの光束２０１ｍ、２０１ｙが組になってポリゴンミラー１１１の反射面に向かうように構成されている。
【００２３】
符号１０２ｃ、１０２ｋおよび１０２ｍ、１０２ｙは第１光学系としてのカップリングレンズを示しており、１０４ａ、１１４は第２光学系としてのシリンドリカルレンズを示している。シリンドリカルレンズ１０４ａはシアンとブラックに対応した光束２０１ｃ、２０１ｋが通過し、シリンドリカルレンズ１１４はマゼンタとイエローに対応した光束２０１ｍ、２０１ｙが通過する。
【００２４】
第１走査レンズ１２１ａ、１２１ｂと第２走査レンズ１２２ａ、１２２ｂは、ポリゴンミラー１１１により偏向された各光束を、それぞれの光束に対応した被走査面にそれぞれ結像させる第３光学系を構成している。第３光学系は、ポリゴンミラー１１１で等角速度的に偏向される光束を被走査面上において等速度的に走査するために、主走査方向に関しｆθ特性を備えている。
【００２５】
光束２０１は、ポリゴンミラー１１１の回転軸に垂直な面（以下、主走査平面）に対して、ポリゴンミラー１１１への副走査方向の入射角βを有している。光束２０１ｋと２０１ｃが主走査平面について対称で等しい角度、光束２０１ｍ、２０１ｙが主走査平面について対称で等しい角度としており、さらに、光束２０１ｋと２０１ｙ、２０１ｃと２０１ｍがそれぞれ方向も含めて同じ角度となっている。
【００２６】
シリンドリカルレンズ１０４、第１走査レンズ１２１および第２走査レンズ１２２は、光束２０１ｋと２０１ｃ、または光束２０１ｍと２０１ｙで共用されていて、これらの構成のうち、光束２０１ｋと２０１ｃが通過または反射される構成に対してａ、光束２０１ｍと２０１ｙが通過または反射される構成に対してｂの符号が付されている。
【００２７】
図２はシリンドリカルレンズ１０４による副走査方向の集光の様子を示した図である。ここでは簡略化のため副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ１０４についてその主平面のみを示している。アパーチャー１０３により所望の光束径に整形された平行光束に近い光束がシリンドリカルレンズ１０４に入射すると、シリンドリカルレンズ１０４の焦点距離ｆとほぼ等しい距離に配置されたポリゴンミラー１１１の反射面上で副走査方向に結像する。このとき、シリンドリカルレンズ１０４の副走査方向主平面上の副走査方向光束径をＤとすると、結像点からシリンドリカルレンズ１０４をのぞき込んだ半角θ、換言すれば、シリンドリカルレンズ１０４による副走査方向の収束角度の１／２の角度θは、数１で表される。
【００２８】
【数１】
【００２９】
次に、走査光学系の第１面で発生したゴースト光が、ポリゴンミラー１１１を超えて対向側に抜ける様子を図３、図４に示す。図３は図１に示した光走査装置の副走査方向の断面図であり、図４はその光走査装置のポリゴンミラー１１１近傍を拡大した図である。
【００３０】
本実施例では、走査光学系の第１面は第１走査レンズ１２１の入射面であり、その副走査方向の形状は、ポリゴンミラー１１１の回転軸と平行となるように設計している。つまり、副走査方向形状は、ポリゴンミラー１１１の回転軸に対して傾きがなく、かつ、曲率を持たない面としている。なお、本実施例ではこのような構成としたが、ポリゴンミラー１１１の回転軸に対して傾きを持たない平行平板としてもよい。この平行平板を、ポリゴンミラー１１１の周囲を囲む筐体の窓孔に嵌めて筐体内を密閉すれば、ポリゴンミラー１１１の風切り音を低減するとともにポリゴンミラー１１１の反射面汚れを防止することができる。
【００３１】
ここで、図４中の光束２０１ｋについて注目する。主走査平面に対して、斜入射角βでポリゴンミラー１１１から射出した光束２０１ｋは、第１走査レンズ１２１ａに入射する。その光強度のほとんどは透過して所望の感光体１４０ｋに導光されるが、一部は第１走査レンズ１２１ａの入射面表面で反射され、図４中破線で示したゴースト光２０１ｋｇとなる。これが、対向側の、例えばイエロートナー用の感光体に到達するような光路を通ると、ブラックトナーを顕像するタイミングでイエロートナーが顕像されてしまうような画像劣化が起こり、画質の低下を招いてしまう。これを防ぐためには、ゴースト光２０１ｋｇが、イエロートナーを顕像する光束２０１ｙが通過する第１走査レンズ１２１ｂの有効範囲を通過しないようにする必要がある。
【００３２】
ポリゴンミラー１１１の反射面上で副走査方向に結像した後、偏向走査された光束は発散していく。光束２０１ｋの図４中紙面下側の最も外側の光線は、β−θ（θについては図２参照）の角度で射出していくことになる。第１走査レンズ１２１ａの入射面は、上述したように、ポリゴンミラー１１１の回転軸と平行であるため、ゴースト光２０１ｋｇの図４において紙面下側の最も外側の光線もβ−θの角度である。このゴースト光２０１ｋｇが、対向側第１走査レンズ１２１ｂの入射面の位置で通過する主走査平面からの副走査方向距離は、数２で表される。
【００３３】
【数２】
【００３４】
ここで、Ｌは対向する走査光学系に含まれる第１走査レンズ１２１ａと１２１ｂ間の距離、ａはポリゴンミラー１１１の反射点から第１走査レンズ１２１までの距離を表す。
【００３５】
光束２０１ｙに関しては、図４の紙面上側の最も外側の光線は、β＋θの角度で射出していく。この光線が、第１走査レンズ１２１ｂの入射面の位置で通過する主走査平面からの副走査方向距離は、数３で表される。
【００３６】
【数３】
【００３７】
図４に示すように、光束２０１ｋが、光束２０１ｙの光路の有効範囲に入射しないようにするには、数２が数３より大きければ良い。そのため、数４の条件を満たすように光走査装置を構成すると良い。
【００３８】
【数４】
【００３９】
走査レンズ１２１ａの入射面は、主走査方向について非球面形状として周知のｆθ特性を持たせるため、主走査位置によってＬ、ａが異なる。このとき、入射面の一部についてのみ数４を満たすようにしても良いが、全領域で満たすようにすると、ゴースト光２０１ｋｇの影響を完全に除去できてより好ましい。
【００４０】
また、アパーチャー１０３により整形されてシリンドリカルレンズ１０４に入射する光束は略平行光となっているが、図２中Ｄで表した副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ１０４の主平面上における副走査方向の光束径は、アパーチャー１０３の副走査方向の開口径と略等しいため、数５の条件を満たすように構成しても良い。
【００４１】
【数５】
【００４２】
また、本実施例では、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラー１１１に再入射しないように構成している。この構成により、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラーで再反射し、再び第１走査レンズ１２１ａに再入射し、ブラックトナー用の感光体１４０ｋに到達することを防いでいる。本実施例では、図４に示すように、各光束２０１のポリゴンミラー１１１の反射面への、副走査方向の入射位置は、ポリゴンミラー１１１の外形の略中央となっている。これにより、ポリゴンミラー１１１のサイズを小さなものとすることができる。ポリゴンミラー１１１の高さをＰとし、数６の条件を満たすときに、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラー１１１に再入射せず、ブラックトナー用の感光体１４０ｋにゴースト光２０１ｋｇが到達しないような構成とすることができる。なお、上述したように光束２０１ｋに由来するゴースト光２０１ｋｇについてポリゴンミラー１１１に再入射しない構成となっているが、光束２０１ｙに由来するゴースト光についても同様に、ポリゴンミラー１１１に再入射しない構成となっている。
【００４３】
【数６】
【００４４】
［実施例２］
先の実施例では、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラー１１１に再入射しないように構成していた。しかし、ゴースト光２０１ｋｇがポリゴンミラー１１１に再入射し、再反射しても、その光束が再び第１走査レンズの有効範囲に入射しなければ、感光体に到達し不要な画像を形成することを防ぐことができる。
【００４５】
図５は、本実施例における、ポリゴンミラー１１１近傍の副走査断面拡大図である。光束２０１ｋ由来の光束のうち、第１走査レンズ１２１ａ入射面表面によって反射されるゴースト光２０１ｋｇと、そのうちの一部がポリゴンミラー１１１に再反射され、再び第１走査レンズ１２１ａの方向に向かう光束２０１ｋｇｐについて考える。光束２０１ｋｇｐはポリゴンミラー１１１に再入射するため、ポリゴンミラー１１１に再入射する前述した条件式数６とは不等号が逆となる数７の条件を満たす走査光学系となっている。
【００４６】
【数７】
【００４７】
さらに、光束２０１ｋｇｐについて、図５紙面下側の最外光線が第１走査レンズ１２１ａに入射しない条件として、走査光学系は数８を満たす構成となっている。
【００４８】
【数８】
【００４９】
なお、上述したように光束２０１ｋに由来するゴースト光２０１ｋｇについて第１走査レンズの有効範囲に入射しない構成となっているが、光束２０１ｙに由来するゴースト光についても同様に、第１走査レンズの有効範囲に入射しない構成となっている。
【００５０】
［実施例３］
図６に本実施例のアパーチャー１０３、シリンドリカルレンズ１０４およびポリゴンミラー１１１周辺の拡大図を示す。その他の構成はこれまでの実施例と同様である。光源からポリゴンミラー１１１の回転軸と垂直な方向に射出された光束２０１を、シリンドリカルレンズ１０４の光軸外を通過させることにより、斜入射角βでポリゴンミラー１１１へ入射させている。シリンドリカルレンズ１０４の光軸とは、その入射面であるシリンドリカル面の頂点と、射出面である平面を垂直に結ぶ軸を指す。
【００５１】
また、２つの感光体に向かうそれぞれの光束２０１ｋ、２０１ｃは共通のシリンドリカルレンズ１０４を通過する。光束２０１ｋ、２０１ｃをシリンドリカルレンズ１０４の光軸に対称の副走査位置に入射させることによって、主走査平面に対して逆向きの等しい斜入射角βを設定している。このとき、ポリゴンミラー１１１外形の副走査方向中央と、シリンドリカルレンズ１０４の光軸とを一致させると、ポリゴンミラー１１１の有効範囲および外形サイズを小さくすることができる。
【００５２】
ここで、シリンドリカルレンズ１０４を通過する２つの光束２０１ｋ、２０１ｃが、アパーチャー１０３中央部を通過する際の互いの副走査方向の距離をＳとする。このとき、図２から数１を導出したのと同様に数９、数１０を導出することができる。
【００５３】
【数９】
【００５４】
【数１０】
【００５５】
このとき、数１を満たすために、β−θが正である。数９、数１０より、数１１が導出される。
【００５６】
【数１１】
【００５７】
［実施例４］
図７に本実施例のポリゴンミラー１１１近傍の副走査断面拡大図を示す。本実施例では、図７中紙面下側の、ポリゴンミラー１１１の設置面Ｇ側に偏向される光束２０１ｃ、２０１ｍの斜入射角をβ２、主走査平面に対して、これらとは反対側に偏向される光束２０１ｋ、２０１ｙの斜入射角をβ１としている。すなわち、ポリゴンミラー１１１の回転軸Ｒ方向に対して垂直な平面を挟んだ両側から２つの光束２０１ｃ、２０１ｍが入射するようになっている。それぞれの斜入射角β１、β２は、数１２に示す大小関係としている。
【００５８】
【数１２】
【００５９】
すなわち、光束２０１ｃ、２０１ｍの副走査方向の入射角度と、光束２０１ｋ、２０１ｙの副走査方向の入射角度とは異なるものとなっている。ポリゴンミラー１１１の設置面Ｇ側に偏向される光束２０１ｃ、２０１ｍは、対向する走査光学系に入射する前に、ポリゴンミラーの設置面に入射するため、画像の劣化がない。これに対し、ポリゴンミラー１１１の設置面Ｇとは反対側に偏向される光束２０１ｋ、２０１ｙは、上記ポリゴンミラー１１１のような遮光されるものがないが、この斜入射角β１を大きくすることによって、そのゴースト光２０１ｋｇが、第１走査レンズ１２１や、ポリゴンミラー１１１の有効範囲へ入射することを効果的に防止して、感光体１４０に到達することを防止している。なお、副走査方向に関して光束２０１ｋ、２０１ｙが偏向される側と同じ側にポリゴンミラー１１１の設置面Ｇ側がある場合は、斜入射角β１、β２の大小関係を逆としてもよい。
【００６０】
本実施例では、光束２０１ｃ、２０１ｍの副走査方向の入射角度と、光束２０１ｋ、２０１ｙの副走査方向の入射角度とが主走査平面について非対称となっている。先の実施例のような、シリンドリカルレンズ１０４にて斜入射角を付与する構成とする場合は、図８中鎖線で示すシリンドリカルレンズ１０４の光軸について、光束２０１ｋと２０１ｃが非対称な副走査位置に入射させると良い。
【００６１】
また、このとき、図３のように、斜入射角が大きい光束２０１ｋ、２０１ｙに対しては１枚の折り返しミラー１３１が設けられているとともに、斜入射角が小さい光束２０１ｃ、２０１ｍに対しては２枚の折り返しミラー１３１、１３２が設けられている。斜入射角が大きいと光束の結像特性が劣化しやすくなるが、折り返しミラーの枚数を少なくすることにより、その公差変動等のばらつきを低減している。
【００６２】
［実施例５］
本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の一実施の形態を、図９を参照しながら説明する。本実施の形態は、本発明に係る光走査装置をタンデム型フルカラーレーザープリンタに適用した例である。図９において、装置内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット９０７から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト９０６が設けられている。この搬送ベルト９０６上にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の４つの感光体９０１が、転写紙の搬送方向上流側から順に等間隔で配設されている。４つの感光体９０１は全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスにしたがって各プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。帯電チャージャ９０２、光走査光学系１００、現像装置９０４、転写チャージャ（図示せず）、クリーニング装置９０５等が順に配設されている。本実施の形態では、各色の感光体に対して光走査装置より対応する光束が結像している。光走査装置は対向走査方式で、光偏向器は単一、走査レンズは、２ステーションの色で共有している。また、ベルト分離チャージャ（図示せず）よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置９１０が設けられ、排紙トレイ９１１に向けて排紙ローラ９１２で結ばれている。
【００６３】
このような概略構成において、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体９０１に対してＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の各色の画像信号に基づき各々の光走査装置１００による光束の光走査で、各感光体表面に、各色信号に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々の対応する現像装置で色トナーにより現像されてトナー像となり、搬送ベルト９０６上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー像は定着装置９１０で定着された後、排紙ローラ９１２により排紙トレイ９１１に排紙される。
【００６４】
この画像形成装置の光走査光学系１００を、前述の実施形態に係る光走査装置とすることで、本発明の目的を達成可能な画像形成装置とすることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１００ 走査光学系
１０２ カップリングレンズ
１０３ アパーチャー
１０４ シリンドリカルレンズ
１１１ ポリゴンミラー
１２１ 第１走査レンズ
１２２ 第２走査レンズ
１３１ 第１折り返しミラー
１３２ 第２折り返しミラー
１３５ 同期レンズ
１３６ 同期検知センサ
１４０ 感光体
２０１ 光束
９０１ 感光体
９０２ 帯電チャージャ
９０４ 現像装置
９０５ クリーニング装置
９０６ 搬送ベルト
９０７ 給紙カセット
９１０ 定着装置
９１１ 排紙トレイ
９１２ 排紙ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２００６−１３３５１７号公報
【特許文献２】特許４４３０８５５号公報
【特許文献３】特許４１９１５６２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源部と、
前記複数の光源部からのそれぞれの光束を第２光学系へ導く第１光学系と、
前記第１光学系を通過したそれぞれの光束を副走査方向に収束させる第２光学系と、
前記第２光学系を通過し副走査方向について所定の角度をもって入射する光束を偏向する複数の反射面を有する偏向手段と、
前記偏向手段により偏向されたそれぞれの光束を複数の被走査面にそれぞれ結像させる第３光学系と、
を備える光走査装置において、
前記複数の光源部からの光束のうちの少なくとも２つの光束は前記偏向手段の異なる反射面に入射し、各々異なる前記偏向手段に最も近い光学素子に入射するよう偏向され、
前記第３光学系のうち、前記偏向手段に最も近い光学素子の入射面は、前記偏向手段の回転軸と平行であり、
前記第２光学系の副走査方向の主平面上での副走査方向の光束径をＤ、前記第２光学系の焦点距離をｆ、前記２つの走査光学系がそれぞれ備えている前記第３光学系の前記反射面に最も近い光学素子の入射面間の距離をＬ、前記反射面から前記偏向手段に最も近い光学素子の入射面までの距離をａ、前記第２光学系を通過した光束の前記反射面に対する副走査方向の入射角度をβとしたとき、
（Ｌ＋ａ）×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））＞０
を満たす光走査装置。
【請求項２】
前記偏向手段に最も近い光学素子の入射面が前記偏向手段を挟んで対向している請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第１光学系により前記光源部からの光束が略平行光束に変換されるとともに、前記第１光学系と前記第２光学系との間に光束の径を規定する開口部材を有し、前記開口部材の副走査方向の径をＤａｐｔとしたとき、
（Ｌ＋ａ）×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））＞０
を満たす請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記偏向手段の副走査方向の厚さをＰとしたとき、
２×ａ×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））＞Ｐ／２
を満たす請求項１乃至３の何れかに記載の光走査装置。
【請求項５】
前記偏向手段の副走査方向の厚さをＰとしたとき、
２×ａ×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））＜Ｐ／２
を満たすとともに、
３×ａ×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））＞０
を満たす請求項１乃至３の何れかに記載の光走査装置。
【請求項６】
前記複数の光源部からの光束のうち、前記偏向手段の同一の反射面に入射する２つの光束は副走査断面内において距離Ｓだけ離れてそれぞれ前記光源部から平行に射出しており、
前記２つの光束は共通の前記第２光学系を通過し、
前記２つの光束の前記偏向手段への副走査方向への入射角は、前記偏向手段の回転軸に直交する主走査平面に対して略対称かつ略等しい角度であり、
Ｓ＞Ｄａｐｔ
を満たす請求項１乃至５の何れかに記載の光走査装置。
【請求項７】
前記偏向手段の回転軸方向に対して垂直な平面を挟んだ両側から２つの光束が入射する請求項１乃至６の何れかに記載の光走査装置。
【請求項８】
前記偏向手段の設置面がある前記平面の一側から入射する光束の副走査方向の入射角度は、前記平面の他側から入射する光束の副走査方向の入射角度に比べ小さい請求項７記載の光走査装置。
【請求項９】
前記平面の前記一面側から入射する光束を前記被走査面に導光する反射部材の枚数は、前記平面の前記他面側から入射する光束を前記被走査面に導光する反射部材の枚数よりも少ない請求項８記載の光走査装置。
【請求項１０】
電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する装置として請求項１乃至９の何れかに記載の光走査装置を搭載した画像形成装置。
【請求項１】
複数の光源部と、
前記複数の光源部からのそれぞれの光束を第２光学系へ導く第１光学系と、
前記第１光学系を通過したそれぞれの光束を副走査方向に収束させる第２光学系と、
前記第２光学系を通過し副走査方向について所定の角度をもって入射する光束を偏向する複数の反射面を有する偏向手段と、
前記偏向手段により偏向されたそれぞれの光束を複数の被走査面にそれぞれ結像させる第３光学系と、
を備える光走査装置において、
前記複数の光源部からの光束のうちの少なくとも２つの光束は前記偏向手段の異なる反射面に入射し、各々異なる前記偏向手段に最も近い光学素子に入射するよう偏向され、
前記第３光学系のうち、前記偏向手段に最も近い光学素子の入射面は、前記偏向手段の回転軸と平行であり、
前記第２光学系の副走査方向の主平面上での副走査方向の光束径をＤ、前記第２光学系の焦点距離をｆ、前記２つの走査光学系がそれぞれ備えている前記第３光学系の前記反射面に最も近い光学素子の入射面間の距離をＬ、前記反射面から前記偏向手段に最も近い光学素子の入射面までの距離をａ、前記第２光学系を通過した光束の前記反射面に対する副走査方向の入射角度をβとしたとき、
（Ｌ＋ａ）×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ））＞０
を満たす光走査装置。
【請求項２】
前記偏向手段に最も近い光学素子の入射面が前記偏向手段を挟んで対向している請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第１光学系により前記光源部からの光束が略平行光束に変換されるとともに、前記第１光学系と前記第２光学系との間に光束の径を規定する開口部材を有し、前記開口部材の副走査方向の径をＤａｐｔとしたとき、
（Ｌ＋ａ）×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））＞０
を満たす請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記偏向手段の副走査方向の厚さをＰとしたとき、
２×ａ×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））＞Ｐ／２
を満たす請求項１乃至３の何れかに記載の光走査装置。
【請求項５】
前記偏向手段の副走査方向の厚さをＰとしたとき、
２×ａ×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））＜Ｐ／２
を満たすとともに、
３×ａ×ｔａｎ（β−ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））−ａ×ｔａｎ（β＋ａｒｃｔａｎ（Ｄａｐｔ／２ｆ））＞０
を満たす請求項１乃至３の何れかに記載の光走査装置。
【請求項６】
前記複数の光源部からの光束のうち、前記偏向手段の同一の反射面に入射する２つの光束は副走査断面内において距離Ｓだけ離れてそれぞれ前記光源部から平行に射出しており、
前記２つの光束は共通の前記第２光学系を通過し、
前記２つの光束の前記偏向手段への副走査方向への入射角は、前記偏向手段の回転軸に直交する主走査平面に対して略対称かつ略等しい角度であり、
Ｓ＞Ｄａｐｔ
を満たす請求項１乃至５の何れかに記載の光走査装置。
【請求項７】
前記偏向手段の回転軸方向に対して垂直な平面を挟んだ両側から２つの光束が入射する請求項１乃至６の何れかに記載の光走査装置。
【請求項８】
前記偏向手段の設置面がある前記平面の一側から入射する光束の副走査方向の入射角度は、前記平面の他側から入射する光束の副走査方向の入射角度に比べ小さい請求項７記載の光走査装置。
【請求項９】
前記平面の前記一面側から入射する光束を前記被走査面に導光する反射部材の枚数は、前記平面の前記他面側から入射する光束を前記被走査面に導光する反射部材の枚数よりも少ない請求項８記載の光走査装置。
【請求項１０】
電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する装置として請求項１乃至９の何れかに記載の光走査装置を搭載した画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２００４５（Ｐ２０１３−２００４５Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５２５９１（Ｐ２０１１−１５２５９１）
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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