JP2008096952A - 光走査装置及びカラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンデム式カラー画像形成装置において、装置内の温度変化に起因して各ステーションにおける走査線形状が変化しても、ステーション間の色ずれを低減可能な光走査装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数の被走査面１６Ｍ，１６Ｙに対して、光ビームを出射する光源と、該光源を出射した光ビームを偏向する偏向器（ポリゴンスキャン）１４ｂと、該偏向器１４ｂにより偏向された光ビームを、光スポットとして被走査面上を走査する走査光学素子１５-１Ｍ，１５−２Ｍ，１５−１Ｙ，１５−２Ｙと、それらを収納するためのハウジング部材２３Ｍ１，２３Ｙ１とから構成される複数のステーションを備えた光走査装置２０Ｍ１，２０Ｙ１において、温度変化に伴う走査線曲がりの方向が、各被走査面１６Ｍ，１６Ｙ間で揃うように、走査光学素子１５-１Ｍ，１５−２Ｍ，１５−１Ｙ，１５−２Ｙはハウジング部材２３Ｍ１，２３Ｙ１に固定されてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ書込光学系の光書込ユニットである光走査装置、及びレーザプリンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリ等のカラー画像形成装置に関するものである。

光源側からの光束を、回転多面鏡等の光偏向手段により偏向させ、偏向される光束をｆθレンズ等の走査結像光学系を用いて被走査面に向けて集光させることにより、被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットにより被走査面を走査する光走査装置は、光プリンタや光プロッタ、デジタル複写機等の画像形成装置に関連して広く知られている。

光走査装置を用いる画像形成装置においては、画像形成プロセス内の一工程として、光走査により画像の書込を行う画像書込工程が採用されているが、画像プロセスによって形成される画像の良否は光走査の良否に影響される。そして、光走査の良否は、光走査装置での主走査方向や副走査方向の走査特性に依存する。

走査方向の走査特性の一つとして、光走査の等速性が挙げられる。例えば、光偏向手段として回転多面鏡を用いる場合、光束の偏向は等角速度的に行われるので、光走査の等速性を実現するために、走査結像光学系としてｆθ特性を持つものを用いている。しかしながら、走査結像光学系に要請される他の性能との関係もあって、完全なｆθ特性を実現することは容易でない。このため、現実の光走査においては、光走査が完全に等速的に行われることはなく、走査特性としての等速性は、理想の等速走査からのずれを伴っている。

副走査方向の走査特性には、走査線曲がりや走査線の傾きがある。走査線は、被走査面上における光スポットの移動軌跡であり、直線であることが理想とされ、光走査装置の設計も走査線が直線となるように行われるが、実際には、加工誤差や組立誤差等が原因して走査線に曲がりが発生するのが普通である。また、走査結像光学系として結像ミラーを用い、「偏向光束の」、結像ミラーへの入射方向と反射方向との間で、偏向光束の副走査方向に角度をもたせる場合には、原理的に走査線の曲がりが発生し、走査結像光学系をレンズ系として構成する場合でも、被走査面を副走査方向に分離した複数の光スポットで光走査するマルチビーム走査方式では走査線の曲がりが不可避的である。

なお、走査線の傾きは、走査線が副走査方向に対して正しく直交しない現象であり、走査線曲がりの一種である。従って、以下の説明においては特に断らない限り、走査線の傾きを走査線曲がりという表現に含めて説明する。

光走査の等速性が完全でないと、形成された画像に主走査方向の歪みが生じ、走査線曲がりは、形成された画像に副走査方向の歪みを生じさせる。このとき、画像が所謂モノクロで、単一の光走査装置により書込形成される場合は、走査線曲がりや等速性の不完全さ（理想の等速走査からのずれ）がある程度抑えられていれば、形成された画像に「目視で分かるほどの歪み」は生じないが、それでも、このような画像の歪みが少ないに越したことはない。

モノクロ画像とは別に、マゼンタ・シアン・イエローの３色、あるいはこれに黒を加えた４色の画像を色成分画像として形成し、これらの色成分画像を重ね合わせることにより合成的にカラー画像を形成することは、従来から、カラー複写機等で行われている。

このようなカラー画像形成を行う方式の一つとして、各色成分毎の画像を、各色成分画像毎に設けられている光走査装置を用いて各色成分毎の画像が形成可能な感光体に形成する所謂、タンデム型と呼ばれる画像形成方式がある。このような画像形成方式の場合、光走査装置相互で走査線曲がり具合や傾きが異なると、各光走査装置毎の走査線曲がりが一応補正されていたとしても、形成されたカラー画像に「色ずれ」と呼ばれる異常画像が現れて、カラー画像の画質を劣化させる。また、色ずれ現象の現れ方として、カラー画像における色合いが所望のものにならないという現象がある。

従来、上述した色ずれなどの不具合の発生を防止するために、長尺レンズの光軸を副走査方向においてはさむ一方側の支持部を、長尺レンズの光軸方向移動が可能な調整ネジを用いた調整部とし、調整ジの締め具合により長尺レンズを偏向走査方向と直交する断面内で回転調整することにより走査線曲がりの補正を行う構成が提案されている（例えば、特許文献１）。

また、特許文献１の問題点を解決する発明として、走査結像光学系に含まれる樹脂製結像素子の温度変化に起因する変形を有効に抑制し、かつ、走査線曲がり及び／または等速性の補正を正確に行える光走査装置を提供する発明が提案されている（例えば、特許文献２）。

しかしながら、前記特許文献１に示されている構成では、結像光学系に用いられるレンズの材質が影響を受ける環境変動に対しては走査線曲がりの補正が依然としてできない場合があり、その理由は次の通りである。
すなわち、近年、走査特性の向上を意図して、光走査装置の結像光学系に、非球面に代表される特殊な面を採用することが一般化しており、このような特殊な面を容易に形成でき、なおかつコストも安価な樹脂材料で製作された結像光学系が多用されているが、樹脂材料の結像光学系は、温度や湿度の変化の影響を受けて光学特性が変化しやすく、このような光学特性の変化は、走査線の曲がり具合や等速性も変化させる。このため、例えば、数十枚のカラー画像の形成を連続して行う場合に、画像形成装置の連続運転により機内温度が上昇し、結像光学系の光学特性が変化して、各光書込装置の書き込む走査線の曲がり具合や等速性が次第に変化し、色ずれの現象により、初期に得られたカラー画像と、終期に得られたカラー画像とで色合いの全く異なるものになることがある。

走査光学系として代表的なｆθレンズ等の走査結像レンズは一般に、副走査方向におけるレンズ不用部分（偏向光束が入射しない部分）をカットし、主走査方向に長い短冊形レンズとして形成される。走査結像レンズが複数枚のレンズで構成される場合、配設位置が光偏向手段から離れるほど、主走査方向のレンズ長さが大きくなり、１０数センチ〜２０センチ以上の長さを持つ長尺レンズが必要となる。このような長尺レンズは一般に樹脂材料を用いて樹脂成形で形成されるが、外界の温度変化によりレンズ内の温度分布が不均一となると、反りを生じてレンズが副走査方向に弓なりの形状になる。このような長尺レンズの反りは前述した、走査線曲がりの原因となるが、反りが著しい場合には、走査線曲がりも極端に発生する。このような現象は、上記特許文献１に示されたような構成を用いて初期調整を行った場合でも発生する。しかも、特許文献１の構成においては、走査線曲がり以外に色ずれなどの不具合を発生する原因となる走査線の傾きについての対策は採られていない。さらに特許文献１に示された構成では、光軸方向でのレンズの位置決めがネジの締結具合によって変化するために位置決め精度を確保しにくいという不具合もある。

一方、前記特許文献２においては、比較的高剛性の部材にて樹脂製結像素子を囲うことにより、温度変化に伴う樹脂製結像素子の形状変化(反り等)を抑制することを図っている。しかしながら、本構成によれば、部品点数の増加やモジュールの大型化を招くため、装置内でのメカレイアウト面で課題を生じる恐れがあった。

ところで、前述した温度変化の問題として、例えば回転多面鏡であるポリゴンミラーの駆動を行うことに伴って生じる熱が、通常高速で回転駆動されるポリゴンミラーの回転により生じた風切りの気流に乗って、光学素子群に伝達され、光学素子群の温度を上昇させ、その光学特性を変化させるという問題がある。特に、かかる光学素子群に含まれる、ポリゴンミラーに最も近接する、たとえばfθレンズである走査レンズの温度上昇が問題となる。

すなわち、ポリゴンミラーを含む光偏向器と走査レンズが同一空間内にある場合には、ポリゴンミラーの高速回転による高温の気流が直接走査レンズに当たり、走査レンズが温度上昇するのであるが、このとき走査レンズを均一に温度上昇させるのではなく、発熱源たる光偏向器からの距離や、ポリゴンミラーの回転方向に応じた気流の方向等の影響により、走査レンズが、主走査方向及び副走査方向に温度分布をもつ態様で、温度上昇するため、走査レンズの形状精度および屈折率が変化してしまい、レーザビームのスポット位置が変動し、位置ずれが生じ、カラー画像形成装置にあっては色ずれの発生等によって画質が劣化しまうのである。

この問題は特に熱膨張率の大きく、熱伝導率の低い樹脂製のレンズの場合が顕著となる。このことは、近年、走査特性の向上を意図して、光走査装置の結像光学系に、非球面に代表される特殊な面を有する光学素子を採用することが一般化しており、このような特殊な面を有する光学素子を容易かつ安価に形成すべく、樹脂材料で製作された光学素子をかかる光学素子群に用いた結像光学系が多用されている事情の下においては、重要な問題である。

特に、走査レンズとして代表的なｆθレンズ等の走査結像レンズは一般に、副走査方向におけるレンズ不用部分すなわちレーザビームたる偏向光束が入射する部分以外の部分をカットし、主走査方向に長い短冊形レンズとして形成され、主走査方向のレンズ長さが大きいため、これを上述したように樹脂材料を用いて形成すると、レンズ内の温度分布が不均一になった場合、反りを生じてレンズが副走査方向に弓なりの形状、すなわちレンズをその光軸方向から見た場合に弓状に曲がった形状をなすこととなり、非常に問題である。

このように、樹脂材料により成形した走査レンズは、温度の影響を受けることで光学特性が変化しやすく、このような光学特性の変化は走査線の曲がり具合や等速性も変化させる。このため例えばカラー画像形成装置において、数十枚のカラー画像の形成を連続して行い、画像形成装置の連続運転により機内温度が上昇した場合には、その光走査装置に備えられた結像光学系の光学特性が変化して、各光書込装置すなわち各光走査装置の書き込む走査線の曲がり具合や等速性が次第に変化するため、色ずれの現象により、初期に得られたカラー画像と終期に得られたカラー画像とで色合いのまったく異なるものになることがあるのである。なお、この色ずれの現象は、カラー画像形成装置に特有かつ顕著な現象である。

また、光偏向器のモータハウジング外周と走査レンズとの間隔が主走査方向で異なると輻射および伝熱による差が生じるため、走査レンズに主走査方向の温度分布が発生しやすい。さらに、光偏向器に対して走査レンズが対称位置に配置されている光走査装置の場合、各走査レンズの温度分布は主走査方向で互いに逆になるため、対称配置された走査レンズの形状精度および屈折率変化の差分が拡大する方向となり、上記色ずれが一層増大してしまう。

一方、光偏向器の発熱による温度上昇がポリゴンミラーおよびその他、ロータ磁石が固定されるフランジ、軸等の回転する部品、特に質量割合の多い高負荷ポリゴンミラーの微移動を誘発し、ポリゴンミラー等の回転のバランスを変化させ、振動を発生させてしまうという問題もある。すなわち、かかるポリゴンミラー等の回転する部品相互の熱膨張率が異なっていると、またはかかる部品相互の熱膨張率が一致している場合であっても部品公差や固定方法などの厳密な管理、検査を怠ると、高温高速回転時にかかる回転する部材のバランスの変化に起因する微移動が発生し、ひいては振動を増大させることとなるのである。

このような位置ずれ、色ずれや振動の問題は、カラー画像形成装置における高速プリント化・高画質化を実現するべく、たとえば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に対応した複数の走査光学系で同時に露光して潜像を作り、これらの潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック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、これらの可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写し、カラー画像を得るタンデム型のカラー画像形成装置において、光偏向器を２５，０００ｒｐｍ以上の高速で、かつ高精度に回転させる必要が生じている現在の状況下において、顕著に現れる。

また、近年、像担持体の表面に照射するレーザビームを小径化して高画質化を行うことが要求されており、そのためにはポリゴンミラーに入射するレーザビーム径を大きくする必要があるため、ポリゴンミラーの内接円半径や主走査方向および副走査方向の面幅が比較的大型化し、高負荷化する動向にあるが、高負荷化は、消費電力の増加による発熱量の増加を招き、位置ずれ、色ずれの問題が顕著になるとともに、振動が顕著になる。

さらに、タンデム型のカラー画像形成装置のように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックといった複数色の書込手段としてそれぞれの色に対応した光走査装置を備えたカラー画像形成装置では、特に、各光走査装置において光偏向器の発熱の影響による温度変化を原因として、各走査レンズの形状および屈折率が変化し、光学特性が変化し、像担持体の被走査面上のレーザビームのスポット位置のずれや走査線の曲がりが発生し、各色の走査線の相対位置がそれぞれ異なり、色ずれが顕著に起こってカラー画像の品質が著しく低下する問題があった。

このような問題は、たとえば特許文献３、特許文献４に記載の技術においても同様である。
特許文献３には、複数の光源と、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射された各レーザビームをそれぞれ複数の被照射対象物に収束させる複数の光学部材からなる光学系とを備えるマルチビーム光源走査装置において、複数の光学部材のうち少なくとも１つの光学部材は、各レーザビームの全てが通過するように構成され、各レーザビームの全てが通過する光学部材は、単一の素材からなる単一の部材で構成された光源走査装置が記載されている。

このような装置では、各色に対応するレーザビームの全てが通過する前記光学部材が温度変化などに起因する光学的特性の変化を生じたとしても、各レーザビームの全てが前記光学部材の光学的特性の変化の影響を同様に受けるため、例えば各レーザビーム間でレーザビームの走査方向の位置ずれが生じることを防止できる。したがって、このマルチビーム光源装置がカラープリンタやカラー複写機などに適用された場合、各色に対応して設けられている各感光ドラム上を走査するレーザビーム間で主走査方向の位置ずれが発生しないから、各感光ドラムによって記録紙に印画される画像の色ずれの発生を防止することが可能となる。また、各レーザビームの全てが通過する前記光学部材は、単一の素材からなる単一の部材で構成されているため、構成が簡素化されるという効果を奏することができる。

しかしながら、光偏向器と光学部材、特に光偏向器に最も近い走査レンズが光学ハウジング内の同一空間内に設置されると、光偏向器からの高温熱風が直接走査レンズに当たるため、光偏向器の発熱が高速回転時に伴う気流とともに光学部材へ伝熱しやすく、光学部材が温度上昇をする。さらに光学ハウジング当接面からも熱が伝導してくるため実際は前記走査レンズは主走査および副走査方向ともに温度分布が一様ではなく、分布をもってしまう。よって上述のような色ずれの問題を生じる。

また特許文献４には、２つの走査レンズのうち偏向器に近い側の走査レンズＬ１を、異なる感光体に向かう光ビームに共通化される構成を採用する。装置の使用により上記走査レンズＬ１内部に主走査方向に温度分布が発生し光学特性の変化が生じても、異なる感光体に向かう光ビームが走査レンズＬ１を共通に通過するので、その影響は全光ビームに対し同様に及ぶことから、感光体上での主走査方向の光スポット位置ずれの発生を抑制可能とする技術が記載されている。

しかしながら、このような構成を採用しても、現実的には走査レンズＬ１の副走査方向にも温度分布は生じるため、一般には走査レンズＬ１の光学特性変化の影響は副走査方向における通過位置は異なる各光ビーム毎に異なることも多かった。よって上述のような色ずれの問題を生じることがあった。

特許文献５には、カラー画像形成装置の起動により、片側に配置された光走査装置以外の駆動部が発熱し、光走査装置の光学ハウジングが前記発熱を受けて副走査方向に膨張しても、駆動部と反対側がポリゴンスキャナ制御回路のドライバの発熱によって同じく副走査方向に膨張するので、主走査方向の一方側の副走査方向の伸びと、他方側の伸びとの間との差を軽減し副走査方向均一に膨張させ、各感光体上の走査線は互いに平行な関係を保ち、画像の色ずれを防止することができることが記載されている。

しかしながら、かかる構成では、制御手段の発熱を利用するため、高速画像形成を実現する２５，０００ｒｐｍ以上の速さで回転するポリゴンスキャナでは、システム全体での温度上昇が高く、プラスチック等の走査レンズの場合、屈折率の変化が大きくビームスポットの位置ずれが発生してしまう。よってやはり上述のような色ずれの問題を生じるおそれがある。

そこで、特許文献６では、光学素子の温度上昇や温度偏差を低減し、また偏向部材の振動を低減し、ビームの位置ずれを高精度で低減した、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される光走査装置およびこの光走査装置を備えた画像形成装置が提案されている。しかしながら、この発明は、像担持体(感光体ドラム等)上の走査線形状を高精度に維持するための手段に関する発明であり、後述する本発明のような、トナー色の「視覚感度」の差異に着目し、カラー画像品質に対する「視覚的な印象」に及ぼす(温度変化に伴い不可避的に発生する)「色ずれ」の影響を小さくすることについては、言及していなかった。

以上のように、前述した従来技術によれば、光走査装置、あるいは光学ハウジングやその内部に収容された光学素子の温度変化及び/又は温度分布の発生を低減可能としているが、実質的にそれらの発生をゼロとすることは困難であった。そのため、温度変化や温度分布に起因する走査線曲がりが発生すれば、これに対応する色成分の視覚感度が高い場合には、視覚的に「色ずれ」が顕著となり、カラー画像の劣化が官能的に大きく認識されてしまっていた。

特開２００２−１３１６７４号公報（請求項１，図３） 特開２００５−２４１７５３号公報（請求項１，図６） 特開２００１−４９４８号公報 特許第３６８６６４４号公報 特開２００１−２２８４１６号公報 特開２００５−２３４５０６号公報

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、タンデム式カラー画像形成装置において、装置内の温度変化に起因して各ステーションにおける走査線形状が変化しても、ステーション間の「色ずれ」(トナー像の重なりのずれ)を低減可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。また、温度変化に伴う走査線形状(曲がり)の変動が発生しても、視覚的な画像品質の劣化を低減可能なカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の（１）〜（２６）の発明である。
（１）複数の被走査面に対して、光ビームを出射する光源と、該光源を出射した光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器により偏向された光ビームを、光スポットとして被走査面上を走査する走査光学素子と、それらを収納するためのハウジング部材と、から構成される複数のステーションを備えた光走査装置において、温度変化に伴う走査線曲がりの方向が、各被走査面間で揃うように、前記走査光学素子はハウジング部材に固定されてなることを特徴とする光走査装置。
（２）複数の被走査面に対して、光ビームを出射する光源と、該光源を出射した光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器により偏向された光ビームを、光スポットとして被走査面上を走査する走査光学素子と、それらを収納するためのハウジング部材と、から構成される複数のステーションを備えた光走査装置において、前記走査光学素子の焦線の湾曲に伴う走査線曲がりの方向が、各被走査面間で揃うように、前記走査光学素子のハウジング部材への取付面を設定してなることを特徴とする光走査装置。
（３）光ビームの光路を折り曲げるための折り返しミラーをさらに備え、走査線曲がりの方向が、各被走査面間で揃うように、折り返しミラーの配備数を設定してなることを特徴とする（１）または（２）に記載の光走査装置。
（４）前記走査光学素子は、接着工法によりハウジング部材に接着固定されることを特徴とする（１）または（２）に記載の光走査装置。
（５）前記走査光学素子の主走査方向の長さをＬとするとき、該走査光学素子の光軸から主走査方向に±Ｌ/４以内の領域内に、該走査光学素子の上面又は下面がハウジング部材と接している領域が設けられていることを特徴とする（４）に記載の光走査装置。
（６）前記走査光学素子は、ばね部材によりハウジング部材に押圧固定されることを特徴とする（１）または（２）に記載の光走査装置。
（７）前記走査光学素子は、２つ以上の樹脂製の光学素子レンズから構成され、前記偏向器から感光体までの光路に沿って、該偏向器に光学的に近い順で最も偏向器に近い位置に配備された光学素子レンズをレンズＬ１、ついでｉ番目に配備された光学素子レンズをレンズＬｉ（ｉ＝２，３，４・・・）とするとき、前記偏向器からレンズＬ１までのハウジング部材に沿った物理的な距離(ハウジング部材内を熱伝導する距離)Ｄ１が、該偏向器から前記レンズＬi間の距離Ｄiよりも小さいことを特徴とする（２）に記載の光走査装置。
（８）前記ステーションの少なくとも一つは、他とは異なるハウジング部材に収納されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の光走査装置。
（９）複数の感光体上に静電潜像を形成するための露光装置を備え、該静電潜像を複数色のトナーにて顕像化したのち、記録媒体上に重ね合わせて多色画像を形成するカラー画像形成装置において、前記露光装置として、（１）〜（８）のいずれかに記載の光走査装置を適用したことを特徴とするカラー画像形成装置。
（１０）露光手段により感光手段上に形成された静電潜像を、少なくとも２色のトナーにより顕像化し、記録媒体上に転写/定着して、カラー画像を出力するカラー画像形成装置において、前記露光手段は、少なくとも複数の光源手段と、前記光源手段からの複数の光ビームを偏向する偏向器と、複数の結像素子からなり前記偏向器により偏向された複数の光ビームを複数の感光手段上に光走査する走査光学系とをハウジング部材の内部に収納した光走査装置であり、前記複数の結像素子は、樹脂製の結像素子が各光ビームに対して少なくとも１つが対応するように副走査方向に重ねて配置されてなる結像素子群Ａを含み、より視覚感度の低いトナー色に対応した光ビームが、前記結像素子群Ａのうち、ハウジング内部の温度変動に伴なう感光手段上での走査線形状の変化が大きい結像素子を通るようにしてなることを特徴とするカラー画像形成装置。
（１１）前記光走査装置を構成するハウジング部材の材質は樹脂製であって、前記偏向器の回転駆動に伴う発熱が、該偏向器の回転による気流によりハウジング内部に拡散することを防止するための遮蔽部材を、偏向器近傍に備え、より視覚感度の低いトナー色に対応した光ビームが、前記結像素子群Ａのうち、重力加速度の向きとは逆方向の上側に配備された結像素子を通るようにしてなることを特徴とする（１０）に記載のカラー画像形成装置。
（１２）前記光走査装置を構成するハウジング部材の材質は金属製であって、前記偏向器の回転駆動に伴う発熱が、該偏向器の回転による気流によりハウジング内部に拡散することを防止するための遮蔽部材を、偏向器近傍に備え、より視覚感度の低いトナー色に対応した光ビームが、前記結像素子群Ａのうち、ハウジング部材と接している結像素子を通るようにしてなることを特徴とする（１０）に記載のカラー画像形成装置。
（１３）前記ハウジング部材と前記結像素子群Ａとの間に、下記条件式を満たす断熱部材を配備したことを特徴とする（１２）に記載のカラー画像形成装置。
条件式：Ｈ／κ＞０．００８
（ここで、断熱部材の厚さ：Ｈ［ｍ］、断熱部材の熱伝導率：κ［Ｗ/(ｍ・Ｋ)］）
（１４）前記偏向器と感光手段の間に光ビームの光路を折り返すための折り返しミラーを少なくとも１枚配備し、温度変化に伴う感光手段上の走査線形状の曲がりの方向が同じ特性になるように、折り返しミラーの配備数、及びハウジング部材に対する前記結像素子群Ａの結像素子の取付面を設定したことを特徴とする（１０）に記載のカラー画像形成装置。
（１５）前記結像素子群Ａのうち、最上段の結像素子の上面には、気流による熱伝達を抑制するためのカバー部材が配備されていることを特徴とする（１０）に記載のカラー画像形成装置。
（１６）前記結像素子群Ａは、少なくとも副走査方向のばね力によりハウジング部材に押圧固定されることを特徴とする（１０）〜（１５）のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
（１７）前記結像素子群Ａをハウジング部材に押圧固定するばね力を発生するスプリング部材を、前記カバー部材に配備したことを特徴とする（１５）に記載のカラー画像形成装置。
（１８）前記結像素子群Ａの結像素子は、入射面または射出面の少なくとも一方の副走査方向のパワー(屈折力)がゼロであることを特徴とする（１０）に記載のカラー画像形成装置。
（１９）前記結像素子群Ａのうち、前記ハウジング部材と接している結像素子は、該ハウジング部材との当接部を主走査方向に複数有しており、前記当接部のうち少なくとも２ヶ所は、当該結像素子における前記光ビームが走査されて通過するエリア（有効エリア）よりも主走査方向に外側に配備されていることを特徴とする（１０）に記載のカラー画像形成装置。
（２０）前記走査光学系は、前記光ビームごとに複数の結像素子からなる結像素子群Ｂを有し、前記結像素子群Ａの結像素子は、前記結像素子群Ｂの中で前記偏向器に対して光学的に最も近い位置に配備されていることを特徴とする（１８）に記載のカラー画像形成装置。
（２１）前記結像素子群Ｂについて、前記偏向器から感光体までの光路に沿って、該偏向器に光学的に近い順で最も偏向器に近い位置に配備された光学素子レンズをレンズＬ１、ついでｉ番目に配備された光学素子レンズをレンズＬｉ（ｉ＝２，３，４・・・）とするとき、前記偏向器からレンズＬ１までのハウジング部材に沿った物理的な距離(ハウジング部材内を熱伝導する距離)Ｄ１が、該偏向器から前記レンズＬi間の距離Ｄiよりも小さいことを特徴とする（２０）に記載のカラー画像形成装置。
（２２）露光手段により感光手段上に形成された静電潜像を、少なくとも２色のトナーにより顕像化し、記録媒体上に転写/定着して、カラー画像を出力するカラー画像形成装置において、前記露光手段は、少なくとも複数の光源手段と、前記光源手段からの複数の光ビームを偏向する偏向器と、複数の結像素子からなり前記偏向器により偏向された複数の光ビームを複数の感光手段上に光走査する走査光学系とをハウジング部材の内部に収納した光走査装置であり、前記複数の結像素子は、樹脂製であって異なる感光手段上に至る複数の光ビームにより共用される少なくとも１つの結像素子ａを含み、より視覚感度の低いトナー色に対応した光ビームが、前記結像素子ａにおいて、ハウジング内部の温度変化に伴う感光手段上での走査線形状の変化が大きい位置を通るようにしてなることを特徴とするカラー画像形成装置。
（２３）前記結像素子ａは、入射面または射出面の少なくとも一方の副走査方向のパワー(屈折力)がゼロであることを特徴とする（２２）に記載のカラー画像形成装置。
（２４）前記結像素子ａは、ハウジング部材との当接部を主走査方向に複数有しており、前記当接部のうち少なくとも２ヶ所は、当該結像素子における前記光ビームが走査されて通過するエリア（有効エリア）よりも主走査方向に外側に配備されていることを特徴とする請求項２２に記載のカラー画像形成装置。
（２５）前記走査光学系は、前記光ビームごとに複数の結像素子からなる結像素子群Ｂを有し、前記結像素子ａは、前記結像素子群Ｂの中で前記偏向器に対して光学的に最も近い位置に配備されていることを特徴とする（２３）に記載のカラー画像形成装置。
（２６）前記結像素子群Ｂについて、前記偏向器から感光体までの光路に沿って、該偏向器に光学的に近い順で最も偏向器に近い位置に配備された光学素子レンズをレンズＬ１、ついでｉ番目に配備された光学素子レンズをレンズＬｉ（ｉ＝２，３，４・・・）とするとき、前記偏向器からレンズＬ１までのハウジング部材に沿った物理的な距離(ハウジング部材内を熱伝導する距離)Ｄ１が、該偏向器から前記レンズＬi間の距離Ｄiよりも小さいことを特徴とする（２５）に記載のカラー画像形成装置。

請求項１の発明によれば、複数ステーションからなる光走査装置において、温度変化に伴う走査線曲がりの方向が、各ステーション間で揃うように走査光学素子をハウジング部材に固定したので、この光走査装置を多色画像形成装置の露光装置として適用した場合に、「色ずれ」の少ない高品位な出力画像を得ることができる。
請求項２の発明によれば、複数ステーションからなる光走査装置において、温度変化に伴う光学素子の焦線曲がりの方向が、各ステーション間で揃うように走査光学素子をハウジング部材に固定したので、この光走査装置を多色画像形成装置の露光装置として適用した場合に、「色ずれ」の少ない高品位な出力画像を得ることができる。
請求項３の発明によれば、光路中に配備した折り返しミラーの配備数を適宜設定することにより、走査線曲がりの方向が各ステーション間で揃えることが可能となる。
請求項４の発明によれば、光学素子を接着工法によりハウジング部材に固定したので、組付けコストの低コスト化を図ることができる。
請求項５の発明によれば、走査光学素子の主走査方向の長さをＬとするとき、走査光学素子の中心部から±Ｌ/４以内の領域内に、接着部を設けたので、温度変化に伴う走査光学素子の焦線曲がりの発生を低減することができる。
請求項６の発明によれば、走査光学素子をばね部材によりハウジング部材に押圧固定したので、温度変化時にも走査光学素子は実質的に自由膨張可能となり焦線曲がりの発生を抑制することができる。
請求項７の発明によれば、ポリゴンスキャナからの発熱が光学ハウジング部材内を伝導する距離を、第１走査レンズと比較して第２走査レンズのほうを遠くしたので、第２走査レンズの走査線曲がり成分の発生を低減することができる。
請求項８の発明によれば、各感光体ドラム(被走査面)に対応するステーション(光学系)を異なるハウジング部材に収納することにより、各ステーション間の光学特性の偏差の発生を低減することができる。
請求項９の発明によれば、請求項１〜８記載の光走査装置を多色画像形成装置の露光装置として適用した場合に、「色ずれ」(多色トナー像間の副走査方向のずれ)の少ない高品位な出力画像を得ることができる。
請求項１０の発明によれば、温度変化過渡時の走査線曲がり変動が大きくなるステーションを、視覚感度の低いトナー色に対応させることで、カラー画像品質に対する視覚的な印象に及ぼす「色ずれ」の影響を小さくすることができる。すなわち、主としてポリゴンスキャナの発熱に起因する走査レンズでの走査線形状の変化が大きいステーション側に、視覚感度が低いトナー色を対応させたため、視覚的なカラー画像の劣化を低減できる。また、同一形状(光学設計／メカ設計)の走査レンズが副走査方向に複数積み重ねられている構成なので、走査レンズをモールド成形にて製造する場合には、単品の光学性能の確保が容易(光学面の面形状の維持、複屈折発生の抑制)となる。
請求項１１の発明によれば、二層（二段）以上に積み重ねられた走査レンズのうち、樹脂製光学ハウジング内部の自然対流による伝熱の影響を受けやすい、上層側のステーションの走査レンズを視覚感度の低い色成分に対応させることにより、カラー画像品質に対する視覚的な印象に及ぼす「色ずれ」の影響を小さくすることができる。また、視覚感度の高い色成分を下層側のステーションとするとよい。
請求項１２の発明によれば、二層以上に積み重ねられた走査レンズのうち、金属製光学ハウジングと直接接触する下層側の走査レンズにおいては、その接触部近傍で局所的な温度分布の影響により走査線曲がり変動が発生するので、下層側のステーションを視覚感度の低い色成分に対応させることにより、カラー画像品質に対する視覚的な印象に及ぼす「色ずれ」の影響を小さくすることができる。また、視覚感度の高い色成分を上層側のステーションとするとよい。
請求項１３の発明によれば、金属製光学ハウジングと走査レンズの間に断熱部材を配備することで、下層側の走査レンズにおいて局所的な温度分布が発生することを抑制することができるので、走査線曲がり変動の発生量を効果的に低減することができる。
請求項１４の発明によれば、温度変化に伴い不可避的に発生した(感光体ドラム上の)走査線曲がりの方向を揃えることで、「色ずれ」の発生量を低減できるので、高品質な出力画像を得ることができる。
請求項１５の発明によれば、二層以上に積み重ねられた走査レンズの上側に、光学ハウジング内部の自然対流(比較的高温な気流)が上層側の走査レンズに直接当たることを避けるためのカバー部材を設けることで、走査線曲がり変動を低減できるので、高品質な出力画像を得ることができる。
請求項１６の発明によれば、走査レンズを(熱膨張率の異なる)光学ハウジングに対してスプリング部材により押圧固定したので、温度変化が発生しても走査レンズの自由膨張が阻害されることはない。そのため、走査線曲がり変動を低減できるので、高品質な出力画像を得ることができる。
請求項１７の発明によれば、前記カバー部材にスプリング部材を一体的に保持した構成としたので、部品点数を削減することができ、組立性が向上する。
請求項１８、２３の発明によれば、走査レンズの副走査方向のパワーがゼロなので、ポリゴンスキャナ発熱による走査レンズ内部の屈折率分布の発生や光学面形状変化の影響を受けづらく、温度変化過渡時の走査線曲がり変動の発生を低減することにより、「色ずれ」影響をさらに小さくすることができる。
請求項１９、２４の発明によれば、結像素子の有効エリア内における走査線曲がり変動の発生を低減することで、「色ずれ」影響をさらに小さくすることができる。すなわち、走査レンズの光学ハウジング部材との当接部(２ヶ所)を有効エリア(主走査方向)より外側に配備したので、画像領域内部での走査線曲がり形状の変化が小さくなり、「ステーション間の色ずれ」の低減を図ることができる。
請求項２０、２５の発明によれば、副走査方向のパワーをゼロである結像素子（第１走査レンズ）を熱源(偏向器)の近傍に配備することにより、感光体側に配備された第２走査レンズに複走査方向のパワーを集約することができるので、走査光学系が縮小光学系となり、部品ばらつきや組立ばらつき(公差変動)に対して安定化できる。
請求項２１、２６の発明によれば、副走査方向のパワーが大きい結像素子を熱源(偏向器)から遠ざけることにより（ポリゴンスキャナから副走査方向のパワーを集約した第２走査レンズまでの熱伝導の到達距離を遠くすることにより）、第２走査レンズに及ぼすポリゴンスキャナの発熱の影響を低減することができる。
請求項２２の発明によれば、主としてポリゴンスキャナの発熱に起因する走査レンズでの走査線形状の変化が大きいステーション側に、視覚感度が低いトナー色を対応させたため、視覚的なカラー画像の劣化を低減できる。また、第１走査レンズを異なる感光手段上に２本のレーザ光により共用される構成としたため、第１走査レンズ内部の副走査方向の温度分布が連続になることから、上段側と下段側の走査線形状の差異を小さくすることができ、「ステーション間の色ずれ」の低減を図ることができる。

以下に、本発明に係る光走査装置、画像形成装置の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明においては、走査光学系を構成する結象素子として「走査レンズ」に本発明を適用する構成ついて記述しているが、「走査ミラー」等の結像素子に適用する構成としても構わない。また、光源から、カップリングレンズ、シリンドリカルレンズ、偏向器(ポリゴンミラー)、走査レンズ、折り返しミラー等を介し、感光体(被走査面)に至るレーザビームの光路や光学素子、及びそれらを保持する機械的構造等を総称して、「ステーション」と呼ぶことにする。ここでは、複数のステーションそれぞれにおいて対応する感光体上で、１本のレーザビームを走査させる「シングルビーム走査方式」の光走査装置について主として説明しているが、１つの感光体上を同時に複数本のレーザビームで走査する「マルチビーム走査方式」に展開しても構わない。

（１）光走査装置
図１は、光走査装置の模式図である。
半導体レーザ等の光源(不図示)から出射したレーザ光は、カップリングレンズ(不図示)の作用により略平行光束に変換された後、シリンドリカルレンズ(不図示)の作用により、ポリゴンミラー(偏向器)１４の偏向反射面に主走査に長い線像(副走査方向に結像した線像)として結像する。ポリゴンミラー１４はいわゆるポリゴンモータ１４ａに組み付けられてポリゴンスキャナを構成し、高速(数万ｒｐｍ)で回転するため、ポリゴンミラー１４のエッジ部における風損により騒音や発熱の原因となる。またポリゴンモータ１４ａにおいては、軸受けや駆動用回路基板によっても発熱する恐れがある。そのため、騒音や気流による熱の拡散を防止するため、ポリゴンスキャナ１４ｂは側壁１９にて周囲を囲まれることが多い。その際、レーザビームが透過可能なように、一部には透明基板(防音ガラス)１８を配備する。

ポリゴンミラー１４により偏向反射されたレーザビームは、走査光学系１５を介して被走査面１６上を光スポットとして走査する。本図における走査光学系１５は、第１走査レンズ１５−１及び第２走査レンズ１５−２から構成されている。

上述のシリンドリカルレンズ、ポリゴンスキャナ１４ｂ、走査光学系１５等は、光学ハウジング２３内部に収納されている。光学ハウジング２３はアルミダイキャスト又は樹脂成形等の工法により製作される。樹脂製の場合には低コストにて製作可能であるため、ローエンド機にてしばしば採用されるが、低熱伝導性、低剛性等の問題点を発生することが多い。そのため、ハイエンド機においては、熱伝導が良好で高剛性化可能なアルミ製が採用されることが多い。

また、ハイエンド機においては一般にプリント出力枚数が多い(例えば１分間当たり、数十枚から百数十枚)ことから、ポリゴンスキャナ１４ｂの回転速度が数万ｒｐｍ以上の高回転となり発熱量も多大となる。そのため、上述のようにポリゴンスキャナ１４ｂを側壁１９(及び防音ガラス１８)にて囲う必要が生じる。

ポリゴンスキャナ１４ｂを側壁１９にて囲うことにより、気流による熱の拡散を抑制することは可能となるが、光学ハウジング２３の部材内を熱伝導により拡散することを防止することはできない。このことはアルミ製光学ハウジングの場合に顕著となる。また、光走査装置を電子写真プロセスを利用した画像出力装置の露光装置として使用した場合には、顕像化したトナー像を記録媒体に転写するための定着装置等からの発熱の影響を受ける可能性がある。

このようにして光学ハウジング２３の部材内を熱伝達により、熱が伝導し、その熱が第１走査レンズ１５−１や第２走査レンズ１５−２に到達する可能性がある。特に第１／第２走査レンズ１５−１、１５−２が樹脂製である場合、光学ハウジング２３との熱伝導率の差異により、温度分布(偏差)が発生する恐れがある。この温度分布に起因して、第１／第２走査レンズ１５−１、１５−２の屈折率等の物性値や光学面形状(あるいはレンズ全体の「真直性」)が変化し、被走査面１６におけるビームスポット径や走査線形状のような光学性能の変化(劣化)が発生する。走査線形状の変化は、タンデム式カラー画像形成装置においては、各ステーション間の副走査方向のトナー像の重なりのずれ(いわゆる「色ずれ」)の原因となり、特にハーフトーン画像において、その劣化具合が顕著に表れる。

本発明は、このような温度変化に伴う走査線形状の変化に起因する「色ずれ」の発生を低減することを目的とする。

（実施例１：光走査装置）
まず、温度変化に伴う走査線曲がりの方向を、各ステーションにて一致させる構成を説明する。
図２は、図１にて説明した光走査装置を２つ備えたカラー画像(２色画像)形成装置の模式図である。本発明の説明に不要な現像装置、転写装置、定着装置等は図示していない。なお以下では、２ステーション式光走査装置(２色画像形成装置)について説明するが、より多くのステーションを有する光走査装置(多色画像形成装置)における任意の２ステーションに対して適用しても構わない。なお「ステーション」とは、光走査装置内の光源装置から被走査面(感光体ドラム)までの光路や光学素子及びそれらを支持する機械的構造等を指すものとする。また、前記光源装置はマルチビーム光源でもよく、１つの被走査面を複数のレーザビームで同時に走査するマルチビーム走査方式も本発明の範疇に含まれる。

光走査装置２０Ｍ１及び２０Ｙ１が各々独立したステーションを構成しており、画像データに基づき変調されるレーザビームが感光体１６Ｍ及び１６Ｙ上に走査線を描く。この走査線形状に対応して、周知の電子写真プロセスによりトナー像が形成されたのち、トナー像は中間転写ベルト３１上で重ね合わされる。このとき、走査線形状が光走査装置２０Ｍ１、２０Ｙ１間で異なっていると、中間転写ベルト３１上に重ね合わされるべきトナー像が重なり合わず、「色ずれ」の原因となる。

前述したように、光走査装置では、高速にて回転するポリゴンスキャナにて発生した熱が、光学ハウジング２３を介して第１走査レンズ１５−１及び第２走査レンズ１５−２に至り、屈折率や光学面形状(レンズ全体の「真直性」)を変化させてしまう。これにより、図２のカラー画像形成装置において図３に示すように走査線形状の変化を発生させることになる。

図３は、温度変化に伴う各ステーションＭ，Ｙにおける走査線曲がりの様子（方向）とその偏差（記録媒体上の色ずれ）を示した模式図である。図３(ａ)はポリゴンスキャナ１４ｂ回転前、図３(ｂ)〜(ｄ)はポリゴンスキャナ回転後の、感光体ドラム１６Ｍ、１６Ｙ上の走査線形状を示す。走査線形状は、第１走査レンズ１５−１の成分と第２走査レンズ１５−２の成分の加算として表すことができる。

このとき、図２に示すように、第１／第２走査レンズ１５−１Ｍ，１５−２Ｍの固定面側(光学ハウジング２３Ｍ１との接触面)と、第１／第２走査レンズ１５−１Ｙ，１５−２Ｙの固定面側(光学ハウジング２３Ｙ１との接触面)を両光走査装置２０Ｍ１、２０Ｙ１において、統一することにより、図３(ｂ)に示すように感光体上の走査線形状は相似形状に変化するため、「色ずれ」の発生を低減することができる（請求項２）。

一方、図４は本実施例１の比較例であるが、第１／第２走査レンズ１５−１Ｍ，１５−２Ｍの固定面側(光学ハウジング２３Ｍ１との接触面)と、第１／第２走査レンズ１５−１Ｙ，１５−２Ｙの固定面側(光学ハウジング２３Ｙ１との接触面)を両光走査装置９０Ｍ１、９０Ｙ１において反転させているため、図３(c)に示すように「色ずれ」が発生してしまう。

さらに、別の比較例を示す図５の構成では、ステーションＭ（光走査装置９０Ｍ２）側にて、ポリゴンスキャナ１４ｂから第１／第２走査レンズ１５−１Ｍ、１５−２Ｍまでの、光学ハウジング９３Ｍ２に沿った距離(熱伝導する距離)が長いため、走査線形状の変化は比較的小さい。従って、図３(d)に示すような「色ずれ」が発生する。

（接着工法）
つぎに、走査レンズの固定方法としての接着工法について説明する。
第１走査レンズ１５−１や第２走査レンズ１５−２を光学ハウジング２３に固定する場合、低コスト化を図るためには、接着工法を採用することが望ましい（請求項４）。またこのとき、走査レンズの主走査方向の長さをＬとするとき、該走査光学素子の中心部から±Ｌ/４以内の領域内に、該走査光学素子の上面又は下面がハウジング部材と接している領域が設けられているようにすることが望ましい（請求項５）。

前述したように、温度変化に伴う走査線曲がりの方向が各被走査面間で揃うように、走査レンズを光学ハウジングに固定することにより、走査レンズの特性(屈折率や面形状等)が変化しても、「色ずれ」の発生を低減することができる。しかし、走査レンズの特性の変化量が小さいことがより望ましい。

アルミ製の光学ハウジングに樹脂製の走査レンズを接着固定した場合、ポリゴンスキャナの回転等による温度上昇に伴い、部品間の熱膨張量の差異により樹脂製の走査レンズが変形し、走査線曲がりを発生する恐れがある。走査レンズの中心部から±Ｌ/４以内の領域内に接着部を設けることにより、走査レンズの変形を低減し、走査線形状の変化を抑制することが可能となる。

（ばねによる押圧固定）
つぎに、走査レンズの固定方法としてのばねによる押圧固定を説明する。
熱膨張量の差異による走査レンズの変形を防止するには、走査レンズが実質的に自由膨張(比例拡大/比例縮小)可能なように、ばね部材を用いて光学ハウジングに押圧固定すればよい（請求項６）。温度変化後部品内部の温度分布が発生している状態では走査レンズの屈折率分布や走査レンズの形状が変化し走査線曲がりが発生する恐れがあるが、時間が経過し温度分布が一定となれば屈折率分布や形状変化が元の状態に復帰でき、走査線形状変化も低減できる。

（実施例２；実施例１の変形例）
実施例１では２つの独立した光走査装置が各々ステーションを構成する例を示した（請求項８）。この構成により、設計値として、各ステーション(光走査装置)間の光学特性(特に、走査線形状)の偏差の発生の低減を図ることができるので、光走査装置の組立/調整の容易化を達成できる。また、光走査装置が各々独立しているので、ポリゴンスキャナ等の部品が故障したときの交換作業の容易化を図ることができる。例えばユーザ先で修理を行う場合、現場で故障した部品を交換するのではなく、光走査装置そのものを新品に交換し、故障した光走査装置は修理工場等にて別途修理すればよい。

これに対し、２つのステーションを共通の光学ハウジング２３に収納しても構わない。共通の光学ハウジングに収納することで、組立工場での画像形成装置の組立時に、光走査装置(光学ハウジング)の組立調整が必要な場合にはその工程数を低減することができる。
その際、「色ずれ」を低減するためには、図７に示す構成ではなく、図６に示すようにポリゴンスキャナ及び走査レンズを組付けることが望ましい。すなわち、光学ハウジング２３２上において、図３（ｂ）の関係が実現できるように、第１／第２走査レンズ１５−１Ｍ，１５−２Ｍの固定面側(光学ハウジング２３２との接触面)と、第１／第２走査レンズ１５−１Ｙ，１５−２Ｙの固定面側(光学ハウジング２３２との接触面)を両光走査装置２０Ｍ２、２０Ｙ２において、統一する。

（実施例３，４；折り返しミラーを備えた光走査装置）
図８，図９に比較例として、２つのステーションＭ及びＹを共通の光学ハウジング９３４に収納した光走査装置９０Ｍ４，９０Ｙ４の一例を示す。図８に示すように、光走査装置の小型化や、画像形成装置内での感光体ドラム間隔等のメカレイアウト的な制約のため、各ステーションにはレーザビームの光路を折り曲げるための折り返しミラーが１枚ずつ配備されている。図９は折り返しミラーを配備しない状態の光学レイアウトを展開して示した平面図であるが、ポリゴンミラー１４を中心として、ステーションＭとＹが左右両側に対称的に配備されている。

比較例を示す図８，図９の構成の場合、光学ハウジング９３４におけるポリゴンスキャナ１４ｂの設置面側に、第１走査レンズ１５−１Ｍ及び１５−１Ｙが設置されている。そのため、ポリゴンスキャナ１４ｂからの発熱が、ほぼ等距離にある第１走査レンズ１５−１Ｍ及び１５−１Ｙに伝熱し、その結果として、走査線形状が変化する。このとき、両ステーションにおける、第１走査レンズ１５−１から感光体ドラム１６までの光路中の折り返しミラー２４の枚数の差は偶数(両ステーションとも１枚)である。そのため、感光体ドラム１６Ｍ及び１６Ｙにおける走査線曲がりの方向は互いに逆向きとなる。すなわち、図示しない中間転写ベルト上のトナー像の「色ずれ」は両ステーション間の走査線曲がり量の差として現れる（図３(c)の状態）。

（実施例３）
これに対して、両ステーションに配備された折り返しミラーの枚数の差が偶数の場合、図１０に示すように、光学ハウジング２３３におけるポリゴンスキャナ１４ｂの設置面に対し、一方の第１走査レンズ１５−１Ｍは同一面側に設置し、他方の第１走査レンズ１５−１Ｙは反対面側に設置することができる（請求項２）。この構成により、感光体ドラム１６Ｍ及び１６Ｙ上の走査線曲がりの方向を揃えることができるので、「色ずれ」の発生を低減することができる（図３(b)の状態）。

より好ましい構成を図１１に示す。本図においては、ポリゴンスキャナ１４ｂから第１走査レンズ１５−１までの距離(光学ハウジング２３４に沿った熱伝導の距離)が同程度になるように、光学ハウジング２３４のステーションＭ（光走査装置２０Ｍ４）側の形状を設定している。

（実施例４）
比較例３では、両ステーションに配備された折り返しミラーの枚数の差が偶数の場合について検討した。メカレイアウト上、折り返しミラーの枚数の差が奇数となる場合には、図１２に示すように、光学ハウジング２３５におけるポリゴンスキャナ１４ｂの設置面側に、第１走査レンズ１５−１Ｍ及び１５−１Ｙを設置すればよい。図１２では、折り返しミラーの枚数は、ステーションＭ側が２、ステーションＹ側が３であり、その差は１(奇数)となっている。このように、走査線曲がりの方向が各感光体ドラム上において揃うように、折り返しミラーの配備数を設定することで、「色ずれ」を低減することができる（請求項３）。

（ポリゴンスキャナから走査レンズまでの距離（請求項７））
感光体ドラム１６上の走査線曲がりは、第１走査レンズ１５−１の成分と第２走査レンズ１５−２の成分の加算として表されるため、少なくともいずれか一方の変動成分を小さくすれば、走査線曲がり全体の変動も小さくすることができる。ポリゴンスキャナ１４ｂから走査レンズまでの距離(光学ハウジング２３に沿った熱伝導の距離)が長くなるに従い、ポリゴンスキャナ１４ｂの発熱の影響は小さくなり、その変動成分の発生量も低減できる。一般に、第１走査レンズ１５−１とポリゴンスキャナ１４ｂの間に折り返しミラーを配備することはないが、第１走査レンズ１５−１と第２走査レンズ１５−２の間には折り返しミラーが配備されることは多い。

第１走査レンズ１５−１と第２走査レンズ１５−２の間に折り返しミラーを配備する場合には、ポリゴンスキャナ１４ｂから第２走査レンズ１５−２までの距離(光学ハウジング２３に沿った熱伝導の距離)を、第１走査レンズ１５−１までの距離よりも長くなるように設定すればよい。このような構成とすることにより、第２走査レンズ１５−２近傍の温度変化を小さくすることができるので、感光体ドラム１６上の走査線曲がりに対して第１走査レンズ１５−１の成分が支配的となり、第２走査レンズ１５−２の設置方法は、任意で可となる。

一般に、複数の走査光学素子から構成される走査光学系の場合、(レーザビームの光路に沿って)被走査面に近い走査光学素子のほうが副走査方向のパワーが大きくなるため、その「真直性」の劣化が被走査面における走査線形状に及ぼす影響も大きくなる。そのため、被走査面に近くに配備される走査光学素子への熱伝導を低減することが望ましい。

図１３は実施例４に対する比較例である。
ステーションＹ（光走査装置９０Ｙ５）においては、光学ハウジング部材内の熱伝導の観点からは、第２走査レンズ１５−２Ｙは、熱源となるポリゴンスキャナ１４ｂと第１走査レンズ１５−１Ｙの間に設置されている。そのため、図１０や図１１の例では第２走査レンズ１５−２Ｙはポリゴンスキャナ１４ｂの発熱の影響をほとんど受けることはないが、図１３の構成では問題となる恐れがある。

また、ステーションＭ（光走査装置９０Ｍ５）の第２走査レンズ１５−２Ｍは、ポリゴンスキャナ１４ｂに対して、第２走査レンズ１５−２Ｙと略対称の位置に設置されており、ポリゴンスキャナ１４ｂの発熱の影響も同程度となる。さらに、両ステーションＭ及びＹの第２走査レンズ１５−２Ｍ及び１５−２Ｙ以降の光路に配備された折り返しミラー２４の枚数の差が偶数(両ステーションともに０)であるため、その走査線曲がり成分の方向が互いに逆向きになるため、「色ずれ」を大きくする結果となる点でも、好ましくない構成である。

なお、実施例３，４及び比較例（図８〜図１２）においては、ポリゴンスキャナ１４ｂから第２走査レンズ１５−２までの距離を第１走査レンズ１５−１までの距離より長くしており、第２走査レンズ１５−２の成分の影響は小さいものとした。

（２）カラー画像形成装置
電子写真プロセスを利用して複数の感光体上に形成されたトナー像を記録媒体上に重ね合わせてカラー画像を出力するカラー画像形成装置の露光装置として、前述した本発明の光走査装置を適用することにより、「色ずれ」の少ない高品位な出力画像を得ることができる。

従来のカラー画像形成装置においては、中間転写ベルト上に出力画像とは関係のない「色ずれ検知用トナー像」を形成し、これを所定の検知用センサにて検知することにより、ステーション間のトナー像の重なり具合(すなわち走査線曲がりの程度)を検出し、この検出結果に基づき、副走査方向の書込開始タイミングを調整することにより、色ずれ量を低減することができた。

このようなカラー画像記録装置に対して、本発明の光走査装置をさらに適用することにより、温度変化に伴う「走査線形状の偏差」の発生を低減することができる。そのため、出力画像には不要な「色ずれ検知用トナー像」の消費量を削減することができ、また、連続出力時にジョブを中止する頻度が少なくなるため、プリント枚数を減少させることを防止することが可能となる（環境対応）。

以下に、本発明に係る画像形成装置のその他の実施の形態を実施例として説明する。
（２−１）金属製の光学ハウジングの場合のカラー画像形成装置
（実施例５）
図１４を用いて、本発明の実施例５を説明する。
図１４は、図１の光走査装置の内部に２つのステーションを備えたカラー画像(２色画像)形成装置の模式図である。本発明の説明に不要な現像装置、転写装置、定着装置等は図示していない。また、ここでは２色画像として、例えば、視覚感度の低いイエロー(Ｙ)と視覚感度の高いブラック(Ｋ)の２色のトナーの画像を重ね合わせることを想定する(中間転写ベルト上及び/又は記録媒体上にて重ね合わせる)。

なお「ステーション」とは、光走査装置内の光源装置から被走査面(感光体ドラム)までの光路や光学素子及びそれらを支持する機械的構造等を指すものとする。ここで、前記光源装置はマルチビーム光源でもよく、１つの被走査面を複数のレーザビームで同時に走査するマルチビーム走査方式も本発明の範疇に含まれる。また、ポリゴンミラー１４−１にて偏向反射されるレーザビームに対応するステーションをＳＴ１、ポリゴンミラー１４−２にて偏向反射されるレーザビームに対応するステーションをＳＴ２と呼ぶことにする。なお、本図におけるポリゴンスキャナ１４ｂは、ポリゴンモータ１４ａに２枚のポリゴンミラー１４−１及び１４−２を組みつけた構成である。

図１４において、２つの半導体レーザ等の光源(不図示)から出射したレーザ光は、２つのカップリングレンズ(不図示)の作用により各々略平行光束に変換された後、２つのシリンドリカルレンズ(不図示)の作用により、各々ポリゴンミラー１４−１及び１４−２(の偏向反射面)に主走査に長い線像(副走査方向に結像した線像)として結像する。ポリゴンミラー１４−１及び１４−２にて偏向反射された２本のレーザビームは、各々第一走査レンズ１５−１−１及び１５−１−２を通過した後、第二走査レンズ１５−２−１及び１５−２−２を通過し、２つの感光体ドラム１６−１及び１６−２に到達する。本実施例においては、第一走査レンズと第二走査レンズの間に各々１枚の折り返しミラー２４が配備され、光学ハウジング２３内部に光学素子が収納されるようにレーザビームの光路が折り返されている。

第一走査レンズ１５−１−１及び１５−１−２、第二走査レンズ１５−２−１及び１５−２−２は、モールド成形による大量生産可能(低コスト)かつ複雑な面形状の生成可能(高性能)な樹脂製とすることが望ましい。

本発明における第一走査レンズは、実質的に同一形状の第一走査レンズ１５−１−１及び１５−１−２を、副走査方向に積み重ねた状態で、光学ハウジング２３内部に収容している（結像素子群Ａ）。このように単品の走査レンズを積み重ねるような構成とすることで、単品の光学性能、特に光学面の面形状を高精度に維持することが可能となり、また、モノクロ画像形成装置等の１ステーション光走査装置にも使用することが可能である。

なお、図１５に示すように、第一走査レンズ１５−１−１（１５−１−２）の下面(裏面)には、３ヶ所のボスが形成されており、高さ方向(副走査方向)の位置決め(及び高さの基準)として機能している。これにより、走査レンズ全体を高精度にモールド成形することなく、ボス部近傍のみを高精度に成形することで、副走査方向に積み重ねても、取付基準からの(副走査方向の)高さを高精度に維持することが可能となる。

ここで、ポリゴンスキャナ１４ｂは数万ｒｐｍにて高回転するため、ポリゴンモータ１４ａ部での摩擦や、ポリゴンミラー１４−１及び１４−２での風損により発生する熱が、光学ハウジング２３の部材内を熱伝導し、第一走査レンズ１５−１−１(及び１５−１−２)近傍に到達する[図中の矢印]。同様に光走査装置外部の熱源、例えば定着装置からも第一走査レンズ近傍に熱が到着する。

ポリゴンスキャナ１４ｂから光学ハウジング２３部材内を伝熱してきた熱の影響により、下層側の走査レンズ１５−１−１に設けられたボス(３ヶ所)近傍と光学ハウジング２３(取付面３０)の間に温度偏差が発生する。

この温度偏差に起因して、ボス部近傍において局所的に、走査レンズ１５−１−１の光学面形状が変化したり、走査レンズ１５−１−１内部の物性値、例えば屈折率に分布が生じる等の理由により、ステーションＳＴ１の感光体ドラム１６−１上の走査線形状(走査線曲がり)が変化する。このようなステーション(感光体ドラム)にてトナー像を形成すると、低品質の画像となる。特に、視覚感度が高い色成分(ブラックトナー)の場合にその影響は顕著になるため、走査レンズ１５−１−１を含むステーションは、視覚感度の低い色成分(イエロートナー)に対応させることが高品質な画像を得るためには重要である。

このような２色画像の場合、一方の走査線形状が変化すれば、それが「色ずれ」となる。そのため「色ずれ」の観点からは、視覚感度の高低により、ステーションを選択する必要性は小さい。しかし、２色画像形成装置であっても、文字画像等、より視覚感度の高い色(ブラック)単色での画像出力を行うことも多いため、視覚感度の高い色成分の画像品質を高くしておくことが望ましい。

なお、走査レンズ１５−１−２は、走査レンズ１５−１−１の上に積み重ねられているので、樹脂製の走査レンズ１５−１−１が「断熱部材」として機能するため、走査レンズ１５−１−１と１５−１−２の間の温度偏差は実質的に問題にならない程度に小さい。後述のように、光学ハウジング２３内部の自然対流の影響もあるが、金属製の光学ハウジングの場合には、光学ハウジング部材内を熱伝達することの効果のほうが大きい。

（実施例６）
ここまでは、少なくともポリゴンミラーから第１走査レンズまでの光路において、２つのステーションが副走査方向に積み重ねられた構成（２段）について説明しているが、本発明ではそれを３段以上とする構成でも構わない。本実施例ではその構成例を説明する。

図１６は、実施例６のカラー画像形成装置を説明する３色画像形成装置の一部を示す。
本図におけるポリゴンスキャナ１４ｂは、ポリゴンモータ１４ａに３枚のポリゴンミラー１４−１、１４−２及び１４−３を組みつけられた構成である。また、ポリゴンミラー１４−１にて偏向反射されるレーザビームに対応するステーションをＳＴ１、ポリゴンミラー１４−２にて偏向反射されるレーザビームに対応するステーションをＳＴ２、ポリゴンミラー１４−３にて偏向反射されるレーザビームに対応するステーションをＳＴ３、と呼ぶことにする。

実施例５の２色画像形成装置（カラー画像形成装置）の場合と同様に、ポリゴンスキャナ１４ｂ(及び定着装置等)から発生した熱は、光学ハウジング２３部材内を伝導し、第一走査レンズ近傍に到達する。その熱は、第一走査レンズのうち、光学ハウジング２３(取付面３０)と接触している(最下層の)走査レンズ１５−１−１を介して、走査レンズ１５−１−２、続いて１５−１−３へと伝播する。

これにより、実施例５の場合と同様に、光学ハウジング２３(取付面３０)と走査レンズ１５−１−１の間には温度偏差が発生し、走査レンズ１５−１−１のボス部近傍に局所的な温度分布が生じるため、このステーション(ＳＴ１)の走査線形状は大きく変化する。一方、最下層の走査レンズ１５−１−１は「断熱部材」として機能するため、１５−１−１と１５−１−２の間及び１５−１−２と１５−１−３との間の温度偏差は実質的に問題にならない程度に小さい。

従って、ステーションＳＴ２及びＳＴ３と比較して、ＳＴ１に対応する感光体ドラム１６−１で形成される画像品質が劣化しやすいため、ＳＴ１に対しては視覚感度の低い色成分のトナーを対応させることが望ましい。逆に、視覚感度の高い色成分のトナーはステーションＳＴ２又はＳＴ３に対応させることが望ましい。例えば、３色として、ブラック(Ｋ)、シアン(Ｃ)、イエロー(Ｙ)のトナーの場合には、視覚感度の最も低いイエロートナーをステーションＳＴ１に対応させればよい。

同様に、第一走査レンズを４層重ねとして、上記３色にマゼンタ(Ｍ)トナーを加えて４色カラー画像形成装置とすることも可能である。この場合にも、視覚感度の最も低いイエロートナーをステーションＳＴ１に対応させればよい。当然さらに多くの色画像に展開することも可能である。

なお、後述(実施例９)のように、光学ハウジング内部では自然対流が発生するため、最上層の走査レンズは比較的温度の高い気流にさらされる。これにより、(最下層ほどではないが)最上層の走査レンズに対応する走査線形状も同時に変動する恐れがある。そのため、最も視覚感度の高い色成分(通常は、ブラックトナー)は、最上層及び最下層を除く中間層に対応させることがさらには望ましい構成である。

このようにして、「色ずれ」による視覚的なカラー画像品質劣化を効果的に抑制することができるので、従来のカラー画像形成装置と比較して、各色のトナー像の重なり具合により色ずれを検出する頻度を少なくすることができる（環境対応）。

（実施例７）
図１７、図１８は、実施例７のカラー画像形成装置を説明する４色画像形成装置の一部を示す。４色として、例えば、ブラック(Ｋ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、イエロー(Ｙ)のトナーを重ね合わせることを想定する。

図１７に示すように、光走査装置の小型化や、画像形成装置内での感光体ドラム間隔等のメカレイアウト的な制約のため、各ステーションにはレーザビームの光路を折り曲げるための折り返しミラー２４が１枚ずつ配備されている。図１８は折り返しミラーを配備しない状態の光学レイアウトを展開して示した平面図であるが、ポリゴンミラー１４を中心として、ステーションＳＴ１−Ｌ及びＳＴ２−Ｌと、ステーションＳＴ１−Ｒ及びＳＴ２−Ｒが左右両側に対称的に配備されている。

本図においても、実施例５，６の場合と同様に、ポリゴンスキャナ１４ｂや定着装置等から発生した熱は、光学ハウジング２３部材内を伝導し、第一走査レンズ近傍に到達する。その熱は、第一走査レンズ１５−１−１−Ｒ，１５−１−１−Ｌ，１５−１−２−Ｒ，１５−１−２−Ｌのうち、光学ハウジング２３(取付面３０)と接触している(下層の)走査レンズ１５−１−１−Ｒ(又は、１５−１−１−Ｌ)を介して、走査レンズ１５−１−２−Ｒ(又は、１５−１−２−Ｌ)へと伝播する。下層の走査レンズ１５−１−１−Ｒ(又は、１５−１−１−Ｌ)と光学ハウジング２３との間には、温度偏差が発生するのに対し、上層の走査レンズ１５−１−２−Ｒ(又は、１５−１−２−Ｌ)と下層の走査レンズ１５−１−１−Ｒ(又は、１５−１−１−Ｌ)の間の温度偏差は実質的に問題にならない程度に小さい。従って、最も視覚感度の低いイエロートナー用の感光体ドラムは、第一走査レンズの下層側(ＳＴ１−Ｒ又はＳＴ１−Ｌ)のステーションに配備し、最も視覚感度の高いブラックトナー用の感光体ドラムは、第一走査レンズの上層側(ＳＴ２−Ｒ又はＳＴ２−Ｌ)のステーションに配備することで、温度変化に伴う走査線形状変動に起因する「色ずれ」の影響が、視覚的には小さくなるようにすることが可能である。

（実施例８）
図１９は、実施例８のカラー画像形成装置を説明する２色画像形成装置の一部を示す。
光学ハウジング２３の材質が熱伝導率の高い金属であっても、第一走査レンズ１５−１−１と光学ハウジング２３との間に下記条件式を満足する「断熱部材」３２を配備することで、光学ハウジング２３の熱が第一走査レンズ１５−１−１に伝導しにくくなるため、第一走査レンズ１５−１−１のボス部近傍に温度分布が発生しにくくなる。

条件式：Ｈ／κ＞０．００８
（ここで、断熱部材の厚さ：Ｈ［ｍ］、断熱部材の熱伝導率：κ［Ｗ/(ｍ・Ｋ)］）

例えば、樹脂製(ＰＥＴ＋３０％ガラス繊維)の断熱部材３２の場合には、熱伝導率κ＝０．４[Ｗ/(ｍ・Ｋ)]程度なので、断熱部材の厚さＨ≧０．００３２[ｍ]＝３．２[ｍｍ]とすればよい。

（２−２）樹脂製の光学ハウジングの場合のカラー画像形成装置
以上のところまでは、光学ハウジングの材質が熱伝導率の高い金属である場合について説明した。ここでは、光学ハウジングの材質が熱伝導率の低い樹脂である場合について説明する。

（実施例９）
実施例９を説明する図２０における構成部品は図１４の構成部品と同じであるが、本図においては、光学ハウジング２３の材質は樹脂である。そのため、ポリゴンスキャナ１４ｂ周囲には防音ガラス１８及び側壁１９が配備されているため、ポリゴンスキャナ１４ｂから発生した熱はポリゴンミラー１４−１及び１４−２の回転に伴い気流と共に拡散することはなく、また、光学ハウジング２３は低熱伝導性の材質であるため、光学ハウジング部材内の熱伝導により拡散する距離も、金属製光学ハウジングの場合と比較して、非常に小さい。

また本図の場合には、ポリゴンスキャナ１４ｂの回転に伴い発生した熱が、防音ガラス１８及び側壁１９により囲まれた「部屋(領域)」から、自然対流により光学ハウジング２３内部を伝導する。図中の矢印にて表されるような対流が生じ、結果として、第一走査レンズ１５−１−１，１５−１−２のうち、上層側(重力加速度の向きに対して反対方向、図中上側)に配備された走査レンズ１５−１−２の上面側から温度変化が開始する。そのため、走査レンズ１５−１−２内部に温度分布が発生し、この走査レンズに対応するステーションの感光体ドラム上の走査線形状が変化し、画像品質の劣化をもたらす。

図２１は実施例９の変形例である。この場合も樹脂製の光学ハウジング２３内部で自然対流が発生するが、重力の向きに対して上側に配備された走査レンズ１５−１−２が比較的高温の気流にさらされることになり、結果として、走査レンズ１４−２に対応するステーションの感光体ドラム上の走査線形状が変化し、画像品質の劣化をもたらす。

従って、図２０及び図２１の構成共に、光学ハウジングの材質が樹脂製の場合には、重力加速度の向きに対して上側に配備された走査レンズ１５−１−２側に対応するステーションの感光体ドラムにて、視覚感度が低い色成分の画像が形成されるようにすることが望ましい。

（実施例１０）
実施例１０を説明する図２２においては、図２０の構成に対して、第一走査レンズ１５−１−２の上方に「カバー部材」３３を配備することで、光学ハウジング２３内部の自然対流による気流(ポリゴンスキャナ１４ｂの発熱により暖められた空気)が、直接、走査レンズ１５−１−２に当たることを回避することができる。これにより、走査レンズ１５−１−２内部の温度分布の発生を低減させることができる。

（実施例１１；走査レンズをスプリング部材で押圧固定することのメリット）
比較的熱膨張率の小さい材質(アルミ等)製の光学ハウジングに、相対的に熱膨張率の大きい樹脂製の走査レンズを収納する場合には、走査レンズをスプリング部材にて押圧固定することが望ましい。このような構成を採用することにより、光走査装置の温度が変化しても、走査レンズの自由膨張が阻害されることはないので、走査線曲がり変動の発生を抑制することが可能となる。

実施例１１を説明する図２３は図２２中の矢印方向から見た図に相当するものであり、図２２で説明したカバー部材３３と走査レンズ１５−１−２の間にスプリング部材３５(３ヶ所)を配備した。スプリング部材３５は、カバー部材３３と一体構造とすることが、組立性及び組立精度の向上のためには望ましい。また、スプリング部材３５は、第１走査レンズ１５−１−１，１５−１−２に設けられているボスに対向する位置に配備されること（図２３）が望ましい。スプリング部材３５の作用点がボス位置からずれていると、第１走査レンズ１５−１−１，１５−１−２の変形が発生する恐れがあるためである。

（実施例１２；温度変化に伴う走査線曲がりの方向を揃えることのメリット）
ポリゴンスキャナ１４ｂでの発熱量が大きく、光学ハウジングが熱伝導率の高い金属製の場合には、その部材内を伝導して第一走査レンズに到達する熱が非常に多くなり、実施例５〜８にて示した対策では不十分となることもある。また、光学ハウジングが熱伝導率の低い樹脂製の場合には、光学ハウジング内部の自然対流の影響が、上層側の走査レンズだけではなく、下層側の走査レンズにも及ぶ恐れがある。

このような場合には、例えば、図１４のように、第一走査レンズ１５−１−１(下層)と１５−１−２(上層)で発生する走査線曲がり成分の方向が、感光体ドラム１６−１及び１６−２上で揃うように、折り返しミラー(枚数)を配備することで、「色ずれ」の低減を図ることができる。このとき、上層と下層の折り返しミラー枚数の差は偶数である。

これに対して、比較例となる図２４の場合には、第一走査レンズ１５−１−１(下層)と１５−１−２(上層)で発生する走査線曲がり成分の方向が、感光体ドラム１６−１及び１６−２上で互いに反対向きとなるため、「色ずれ」量は増加し、カラー画像品質の劣化をもたらす。このとき、上層と下層の折り返しミラー枚数の差は奇数である。

（実施例１３）
図２５に、実施例１３を説明する２色画像形成装置（カラー画像形成装置）の一部を示す。
本実施例の画像形成装置は、実施例５(図１４)の構成において、第１走査レンズ１５−１−１ａ及び１５−１−２ａの光学面(入射側及び/又は出射側)の副走査方向の曲率をゼロ(曲率半径を∞)とした構成である。

このように第１走査レンズ１５−１−１ａ及び１５−１−２ａの少なくとも入射面側又は出射面側の曲率をゼロとする構成を採用することで、ポリゴンスキャナ１４ｂで発生した熱が光学ハウジング部材内部を伝播して第１走査レンズ下段１５−１−１ａに到達し、ボス近傍において局所的に光学面形状が変化したり、走査レンズ１５−１−１ａ内部の物性値(例えば屈折率)に分布が生じた場合でも、光学面の曲率がゼロではない構成と比較して、その影響を低減することができる。

また、光源装置やシリンドリカルレンズ、第１走査レンズ１５−１−１ａ及び１５−１−２ａ自体等の部品/組付公差の変動等により、第１走査レンズ１５−１−１ａ及び１５−１−２ａへのレーザビームの入射位置(副走査方向)がずれても、光学面の曲率がゼロであるため、被走査面における光学性能の劣化の低減を図ることができる。
また、第１走査レンズ１５−１−１ａ及び１５−１−２ａの入射面側及び出射面側両面の曲率をゼロとし、光学素子の屈折率をゼロとすればより効果的である。

（実施例１４）
図２６は、図１４におけるポリゴンミラー１４−１から感光体ドラム１６−１表面までの光路(ステーションＳＴ１側)を展開して示した平面図（上面図）である。また、第１走査レンズ１５−１−１に備えられたボス(３ヶ所)の配備位置（３面図）を、図２７に示す。
また、図２８及び図２９は、本実施例１４に対する比較例の構成を示す。
実施例１４(図２６、図２７)においては、第１走査レンズ１５−１−１の主走査方向両側に設けられた２ヶ所のボスは、有効エリアの主走査方向外側に配備されている。一方、比較例(図２８、図２９)においては、第１走査レンズ１５−１−１ｃの主走査方向両側に設けられた２ヶ所のボスは、有効エリアの主走査方向内側に配備されている。

ここで、本実施例における、ポリゴンスキャナ１４ｂの回転に伴う発熱による装置の温度上昇に起因する走査線形状(感光体ドラム１６−１表面)の変化を図３０に示す。図３０（ａ）は実施例１４の構成(図２６、図２７)の場合、図３０（ｂ）は比較例の構成(図２８、図２９)の場合である。また、出力画像はＡ３サイズを想定し、画像領域の幅を３００[ｍｍ](Ｙ＝±１５０[ｍｍ]以内)とした。

比較例の場合(図３０(ｂ))には、第１走査レンズ１５−１−１ｃのボス(両側２ヶ所)近傍を通過するレーザビームは、感光体ドラム１６−１においては、座標Ｙ＝±１００[ｍｍ]付近に到達するため、図中の座標Ｙ＝±１００[ｍｍ]付近(画像領域内)で走査線の形状が急激に変動する。２色以上の多色画像に適用した場合、ステーション間で、このような走査線形状の変化の程度が異なっていたり、また、配備される折り返しミラー枚数の差異により、走査線曲がりの向きが逆向きになっていたりすると、出力画像の「色ずれ」が発生することになる。

一方、実施例１４の場合(図３０(ａ))には、第１走査レンズ１５−１−１のボス(両側２ヶ所)近傍を通過するレーザビームは、感光体ドラム１６−１においては、画像領域外の座標Ｙ＝±１６０[ｍｍ]付近に対応するため、画像領域内での走査線形状の変化は低減できる。また、走査線位置の副走査方向のシフトは、
・副走査方向の走査開始タイミングを調整する、
・感光体ドラムの回転位相を調整する、
・別途光路偏向素子を配備し、副走査方向に微小角度光路偏向する、
等により補正することにより、出力画像の「色ずれ」の発生を抑制できる。

（実施例１５）
図３１に、実施例１５を説明する２色画像形成装置（カラー画像形成装置）の構成を示す。
実施例５の場合(図１４)とは異なり、１つの第１走査レンズ１５−１−１２（結像素子ａ）が、２つのステーションＳＴ１及びＳＴ２により共用されている。このような構成であれば、ポリゴンスキャナ１４ｂにて発生した熱は、図中の矢印のように光学ハウジング部材内部を伝導して、取付面３０を介して第１走査レンズ１５−１−１２に到達するが、第１走査レンズ１５−１−１２の内部においては連続的な温度分布を形成する。一方、実施例５の場合には、２段重ねとなっているため、第１走査レンズ下段１５−１−１と上段１５−１−２の間で、温度分布が断続的（不連続）になる。この現象の違いは、温度変化の過渡時に顕著に現れる。そのため、本実施例においては、２つのステーションＳＴ１、ＳＴ２間の走査線曲がり変動の偏差の発生量を低減することが可能となり、出力画像における「色ずれ」を低減することができる。

（実施例１６）
図３２に、実施例１６を説明する２色画像形成装置（カラー画像形成装置）の一部を示す。
実施例１６(図３２)の構成においては、第１走査レンズ１５−１−１２ａの光学面(入射側及び出射側)の副走査方向の曲率をゼロ(曲率半径を∞)としたが、いずれか一方のみ曲率をゼロとしても構わない。本構成によれば、実施例１５（図３１)と実施例１３（図２５)の効果を同時に得ることができる。

（実施例１７）
図３１の２色画像形成装置（カラー画像形成装置）において、第１走査レンズ１５−１−１２に備えられた３ヶ所のボスの配備位置として、主走査方向両側に設けられた２ヶ所のボスを、光走査に関する有効エリアの主走査方向外側に配備するとよい。これにより、実施例１５のように、第１走査レンズ１５−１−１２上段側と下段側の走査線形状の偏差の発生量を低減すると共に、実施例１４のように、画像領域における走査線形状変化の発生自体を低減することができる。

（実施例１８）
実施例１３（図２５）や実施例１６（図３２）の構成のように、熱源となるポリゴンスキャナ１４ｂに光学的に最も近いレンズを、副走査方向の曲率がゼロである走査レンズ（１５−１−１ａ，１５−１−２ａ，１５−１−１２ａ）とすることが望ましい。例えば、図２５（図１４）においてポリゴンミラー１４−１からの光ビームに対応する第１走査レンズ１５−１−１ａと第２走査レンズ１５−２−１とからなる結像素子群Ｂのうち、第１走査レンズ１５−１−１ａをポリゴンスキャナ１４ｂに光学的に最も近いレンズとする。なお、「光学的に最も近い」とは、レーザビームの光路に沿った距離が最も短いこと、を意味する。

このような構成によれば、実施例１３や実施例１６にて記載した、ポリゴンスキャナの発熱に起因する(副走査方向の)「色ずれ」を低減できるだけではなく、ポリゴンスキャナ１４ｂに近い側の第１走査レンズ(図２５では、１５−１−１ａ及び１５−１−２ａ)が副走査方向にパワー(屈折力)を持たないため、感光体(被走査面)側の第２走査レンズ(不図示、１５−２−１及び１５−２−２)が、副走査方向に正の強いパワーを持つことになり、走査光学系の副走査方向の結像倍率が小さくなり、部品の組付け誤差、形状誤差等による性能劣化を抑制でき、小径ビームスポットを実現でき、像高による倍率の変動も補正しやすい、といった利点も得られる。これにより、出力画像の高品質化を達成可能となる。

また、実施例１３や実施例１６において、副走査方向の曲率がゼロである第１走査レンズを熱源となるポリゴンスキャナに光学的に最も近くに配備すること(光学設計面)だけではなく、ポリゴンスキャナから第１走査レンズまでの、光学ハウジング部材に沿った物理的な距離(光学ハウジング部材内部を熱伝導する距離)が最も短くなるように光学ハウジング部材のメカレイアウトを構成すること(メカ設計面)が望ましい。

その構成（実施例１８の構成）として、実施例１６の構成を応用したものを説明する。
図３３は、実施例１８の２色画像形成装置（カラー画像形成装置）の構成図である。また、図３４にその比較例を示す。
まず図３４に示す比較例の場合には、図中の矢印で示すように、ポリゴンスキャナ１４ｂから発生した熱は光学ハウジング部材を熱伝導し、ポリゴンスキャナ１４ｂ取付面に対して裏面に組み付けられた第２走査レンズ１５−２−２ｃに到達する。ポリゴンスキャナ１４ｂから第２走査レンズ１５−２−２ｃまでの距離Ｄ２は、ポリゴンスキャナ１４ｂから第１走査レンズ１５−１−１２ａまでの距離Ｄ１より短いため、第２走査レンズ１５−２−２−２ｃの方がポリゴンスキャナ１４ｂの発熱の影響を強く受ける。さらに、第１走査レンズ１５−１−１２ａの副走査方向の曲率を(光学設計上)ゼロとし、第２走査レンズ１５−２−２−２ｃ側に副走査方向のパワーを集約したため、ポリゴンスキャナ１４ｂの発熱の影響はさらに大きくなりやすくなる。

一方、図３３に示す実施例１８の場合には、ポリゴンスキャナ１４ｂの取付面と第２走査レンズ１５−２−１及び１５−２−２の取付面は、完全に分離あるいは第１走査レンズ１５−１−１２ａよりも十分離れている（ポリゴンスキャナ１４ｂから第２走査レンズ１５−２−２までの距離Ｄ２は、ポリゴンスキャナ１４ｂから第１走査レンズ１５−１−１２ａまでの距離Ｄ１より長い）ため、ポリゴンスキャナ１４ｂの発熱が第２走査レンズ１５−２−１及び１５−２−２まで熱伝導する熱量は非常に小さくなる。なお、第１走査レンズ１５−１−１２ａにはポリゴンスキャナ１４ｂの発熱が伝熱されるが、前述したように、第１走査レンズ１５−１−１２ａの副走査方向のパワーをゼロとしたので、走査線形状に及ぼす影響自体が小さく、好ましい構成となっている。

以上のように、本発明によれば、画像劣化に対する視覚的な印象に対する「色ずれ」の影響を低減し、あるいは、「色ずれ」の発生量自体を低減することができる。一方、「色ずれ」を検出し、その検出結果に基づきフィードバック制御を行うために、例えば、図１４の中間転写ベルト３１上に各色に対応する「トナーパッチ」を所定のインターバルで形成すること技術が実用化されているが、本発明により、フィードバック制御を行うインターバルを長くすることができ、出力画像の形成には不要なトナーパッチ用のトナーの消費量を低減することが可能となり、環境対応の画像形成装置とすることができる。

光走査装置の基本構成を示す断面図である。 実施例１の光走査装置の構成を示す断面図である。 温度変化に伴うステーションＭ，Ｙにおける走査線曲がりの様子（方向）とその偏差（色ずれ）の関係を示す図である。 比較例１の光走査装置の構成を示す断面図である。 比較例２の光走査装置の構成を示す断面図である。 実施例２の光走査装置の構成を示す断面図である。 比較例３の光走査装置の構成を示す断面図である。 比較例４の光走査装置の構成を示す断面図である。 比較例４の光走査装置の構成を示す上面図である。 実施例３の光走査装置の構成を示す断面図である。 実施例３の光走査装置の構成の変形例を示す断面図である。 実施例４の光走査装置の構成を示す断面図である。 比較例５の光走査装置の構成を示す断面図である。 実施例５のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。 第１走査レンズの３面図である。 実施例６のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。 実施例７のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。 実施例７のカラー画像形成装置の構成を示す上面図である。 実施例８のカラー画像形成装置の構成要部を示す断面図である。 実施例９のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。 実施例９のカラー画像形成装置の構成の変形例を示す断面図である。 実施例１０のカラー画像形成装置の構成要部を示す断面図である。 実施例１１のカラー画像形成装置の構成要部を示す断面図である。 実施例１２に対する比較例のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。 実施例１３のカラー画像形成装置の構成要部を示す断面図である。 実施例１４のカラー画像形成装置におけるポリゴンミラーから感光体ドラム表面までの光路を展開して示した平面図である。 実施例１４における第１走査レンズの３面図である。 実施例１４に対する比較例のカラー画像形成装置におけるポリゴンミラーから感光体ドラム表面までの光路を展開して示した平面図である。 実施例１４に対する比較例における第１走査レンズの３面図である。 実施例１４における、ポリゴンスキャナの回転に伴う発熱による装置の温度上昇に起因する走査線形状の変化を示す図である。 実施例１５のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。 実施例１６のカラー画像形成装置の構成要部を示す断面図である。 実施例１８のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。 実施例１８に対する比較例のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１４，１４−１，１４−２，１４−３ ポリゴンミラー
１４ａ ポリゴンモータ
１４ｂ ポリゴンスキャナ
１５ 走査光学系
１５−１，１５−１Ｍ，１５−１Ｙ，１５−１−１，１５−１−２，１５−１−３，１５−１−１ａ，１５−１−２ａ，１５−１−１２ａ，１５−１−１ｃ，１５−１−２ｃ，１５−１−１−Ｌ，１５−１−１−Ｒ，１５−１−２−Ｌ，１５−１−２−Ｒ 第１走査レンズ
１５−２，１５−２Ｍ，１５−２Ｙ，１５−２−１，１５−２−２，１５−２−３，１５−２−２ｃ，１５−２−１−Ｌ，１５−２−１−Ｒ，１５−２−２−Ｌ，１５−２−２−Ｒ 第２走査レンズ
１６，１６Ｍ，１６Ｙ，１６−１，１６−２，１６−３，１６−１−Ｌ，１６−２−Ｌ，１６−１−Ｒ，１６−２−Ｒ 感光体ドラム（被走査面）
１８ 防音ガラス
１９ 側壁
２０Ｍ１，２０Ｙ１，２０Ｍ２，２０Ｙ２，２０Ｍ３，２０Ｙ３，２０Ｍ４，２０Ｙ４，２０Ｍ５，２０Ｙ５，９０Ｍ１，９０Ｙ１，９０Ｍ２，９０Ｙ２，９０Ｍ３，９０Ｙ３，９０Ｍ４，９０Ｙ４，９０Ｍ５，９０Ｙ５ 光走査装置
２２ 光源装置
２３，２３Ｍ１，２３Ｙ１，２３２，２３３，２３４，２３５，９３Ｍ１，９３Ｙ１，９３Ｍ２，９３Ｙ２，９３３，９３４，９３５ 光学ハウジング
２４ 折り返しミラー
３０ 取付面
３１ 中間転写ベルト
３２ 断熱部材
３３ カバー部材
３４ ステー
３５ スプリング部材

Claims (26)

1. 複数の被走査面に対して、光ビームを出射する光源と、該光源を出射した光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器により偏向された光ビームを、光スポットとして被走査面上を走査する走査光学素子と、それらを収納するためのハウジング部材と、から構成される複数のステーションを備えた光走査装置において、
   温度変化に伴う走査線曲がりの方向が、各被走査面間で揃うように、前記走査光学素子はハウジング部材に固定されてなることを特徴とする光走査装置。
2. 複数の被走査面に対して、光ビームを出射する光源と、該光源を出射した光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器により偏向された光ビームを、光スポットとして被走査面上を走査する走査光学素子と、それらを収納するためのハウジング部材と、から構成される複数のステーションを備えた光走査装置において、
   前記走査光学素子の焦線の湾曲に伴う走査線曲がりの方向が、各被走査面間で揃うように、前記走査光学素子のハウジング部材への取付面を設定してなることを特徴とする光走査装置。
3. 光ビームの光路を折り曲げるための折り返しミラーをさらに備え、走査線曲がりの方向が、各被走査面間で揃うように、折り返しミラーの配備数を設定してなることを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
4. 前記走査光学素子は、接着工法によりハウジング部材に接着固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
5. 前記走査光学素子の主走査方向の長さをＬとするとき、該走査光学素子の光軸から主走査方向に±Ｌ/４以内の領域内に、該走査光学素子の上面又は下面がハウジング部材と接している領域が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 前記走査光学素子は、ばね部材によりハウジング部材に押圧固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
7. 前記走査光学素子は、２つ以上の樹脂製の光学素子レンズから構成され、前記偏向器から感光体までの光路に沿って、該偏向器に光学的に近い順で最も偏向器に近い位置に配備された光学素子レンズをレンズＬ１、ついでｉ番目に配備された光学素子レンズをレンズＬｉ（ｉ＝２，３，４・・・）とするとき、前記偏向器からレンズＬ１までのハウジング部材に沿った物理的な距離(ハウジング部材内を熱伝導する距離)Ｄ１が、該偏向器から前記レンズＬi間の距離Ｄiよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
8. 前記ステーションの少なくとも一つは、他とは異なるハウジング部材に収納されていることを特徴とする請求項1または２に記載の光走査装置。
9. 複数の感光体上に静電潜像を形成するための露光装置を備え、該静電潜像を複数色のトナーにて顕像化したのち、記録媒体上に重ね合わせて多色画像を形成するカラー画像形成装置において、
   前記露光装置として、請求項１〜８のいずれかに記載の光走査装置を適用したことを特徴とするカラー画像形成装置。
10. 露光手段により感光手段上に形成された静電潜像を、少なくとも２色のトナーにより顕像化し、記録媒体上に転写/定着して、カラー画像を出力するカラー画像形成装置において、
    前記露光手段は、少なくとも複数の光源手段と、前記光源手段からの複数の光ビームを偏向する偏向器と、複数の結像素子からなり前記偏向器により偏向された複数の光ビームを複数の感光手段上に光走査する走査光学系とをハウジング部材の内部に収納した光走査装置であり、
    前記複数の結像素子は、樹脂製の結像素子が各光ビームに対して少なくとも１つが対応するように副走査方向に重ねて配置されてなる結像素子群Ａを含み、より視覚感度の低いトナー色に対応した光ビームが、前記結像素子群Ａのうち、ハウジング内部の温度変動に伴なう感光手段上での走査線形状の変化が大きい結像素子を通るようにしてなることを特徴とするカラー画像形成装置。
11. 前記光走査装置を構成するハウジング部材の材質は樹脂製であって、前記偏向器の回転駆動に伴う発熱が、該偏向器の回転による気流によりハウジング内部に拡散することを防止するための遮蔽部材を、偏向器近傍に備え、
    より視覚感度の低いトナー色に対応した光ビームが、前記結像素子群Ａのうち、重力加速度の向きとは逆方向の上側に配備された結像素子を通るようにしてなることを特徴とする請求項１０に記載のカラー画像形成装置。
12. 前記光走査装置を構成するハウジング部材の材質は金属製であって、前記偏向器の回転駆動に伴う発熱が、該偏向器の回転による気流によりハウジング内部に拡散することを防止するための遮蔽部材を、偏向器近傍に備え、
    より視覚感度の低いトナー色に対応した光ビームが、前記結像素子群Ａのうち、ハウジング部材と接している結像素子を通るようにしてなることを特徴とする請求項１０に記載のカラー画像形成装置。
13. 前記ハウジング部材と前記結像素子群Ａとの間に、下記条件式を満たす断熱部材を配備したことを特徴とする請求項１２に記載のカラー画像形成装置。
    条件式：Ｈ／κ＞０．００８
    （ここで、断熱部材の厚さ：Ｈ［ｍ］、断熱部材の熱伝導率：κ［Ｗ/(ｍ・Ｋ)］）
14. 前記偏向器と感光手段の間に光ビームの光路を折り返すための折り返しミラーを少なくとも１枚配備し、
    温度変化に伴う感光手段上の走査線形状の曲がりの方向が同じ特性になるように、折り返しミラーの配備数、及びハウジング部材に対する前記結像素子群Ａの結像素子の取付面を設定したことを特徴とする請求項１０に記載のカラー画像形成装置。
15. 前記結像素子群Ａのうち、最上段の結像素子の上面には、気流による熱伝達を抑制するためのカバー部材が配備されていることを特徴とする請求項１０に記載のカラー画像形成装置。
16. 前記結像素子群Ａは、少なくとも副走査方向のばね力によりハウジング部材に押圧固定されることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
17. 前記結像素子群Ａをハウジング部材に押圧固定するばね力を発生するスプリング部材を、前記カバー部材に配備したことを特徴とする請求項１５に記載のカラー画像形成装置。
18. 前記結像素子群Ａの結像素子は、入射面または射出面の少なくとも一方の副走査方向のパワー(屈折力)がゼロであることを特徴とする請求項１０に記載のカラー画像形成装置。
19. 前記結像素子群Ａのうち、前記ハウジング部材と接している結像素子は、該ハウジング部材との当接部を主走査方向に複数有しており、前記当接部のうち少なくとも２ヶ所は、当該結像素子における前記光ビームが走査されて通過するエリア（有効エリア）よりも主走査方向に外側に配備されていることを特徴とする請求項１０に記載のカラー画像形成装置。
20. 前記走査光学系は、前記光ビームごとに複数の結像素子からなる結像素子群Ｂを有し、
    前記結像素子群Ａの結像素子は、前記結像素子群Ｂの中で前記偏向器に対して光学的に最も近い位置に配備されていることを特徴とする請求項１８に記載のカラー画像形成装置。
21. 前記結像素子群Ｂについて、前記偏向器から感光体までの光路に沿って、該偏向器に光学的に近い順で最も偏向器に近い位置に配備された光学素子レンズをレンズＬ１、ついでｉ番目に配備された光学素子レンズをレンズＬｉ（ｉ＝２，３，４・・・）とするとき、前記偏向器からレンズＬ１までのハウジング部材に沿った物理的な距離(ハウジング部材内を熱伝導する距離)Ｄ１が、該偏向器から前記レンズＬi間の距離Ｄiよりも小さいことを特徴とする請求項２０に記載のカラー画像形成装置。
22. 露光手段により感光手段上に形成された静電潜像を、少なくとも２色のトナーにより顕像化し、記録媒体上に転写/定着して、カラー画像を出力するカラー画像形成装置において、
    前記露光手段は、少なくとも複数の光源手段と、前記光源手段からの複数の光ビームを偏向する偏向器と、複数の結像素子からなり前記偏向器により偏向された複数の光ビームを複数の感光手段上に光走査する走査光学系とをハウジング部材の内部に収納した光走査装置であり、
    前記複数の結像素子は、樹脂製であって異なる感光手段上に至る複数の光ビームにより共用される少なくとも１つの結像素子ａを含み、
    より視覚感度の低いトナー色に対応した光ビームが、前記結像素子ａにおいて、ハウジング内部の温度変化に伴う感光手段上での走査線形状の変化が大きい位置を通るようにしてなることを特徴とするカラー画像形成装置。
23. 前記結像素子ａは、入射面または射出面の少なくとも一方の副走査方向のパワー(屈折力)がゼロであることを特徴とする請求項２２に記載のカラー画像形成装置。
24. 前記結像素子ａは、ハウジング部材との当接部を主走査方向に複数有しており、前記当接部のうち少なくとも２ヶ所は、当該結像素子における前記光ビームが走査されて通過するエリア（有効エリア）よりも主走査方向に外側に配備されていることを特徴とする請求項２２に記載のカラー画像形成装置。
25. 前記走査光学系は、前記光ビームごとに複数の結像素子からなる結像素子群Ｂを有し、
    前記結像素子ａは、前記結像素子群Ｂの中で前記偏向器に対して光学的に最も近い位置に配備されていることを特徴とする請求項２３に記載のカラー画像形成装置。
26. 前記結像素子群Ｂについて、前記偏向器から感光体までの光路に沿って、該偏向器に光学的に近い順で最も偏向器に近い位置に配備された光学素子レンズをレンズＬ１、ついでｉ番目に配備された光学素子レンズをレンズＬｉ（ｉ＝２，３，４・・・）とするとき、前記偏向器からレンズＬ１までのハウジング部材に沿った物理的な距離(ハウジング部材内を熱伝導する距離)Ｄ１が、該偏向器から前記レンズＬi間の距離Ｄiよりも小さいことを特徴とする請求項２５に記載のカラー画像形成装置。

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