(57)【要約】    【課題】  結像光学系の製造が容易で、しかも高さ方向の長さを短縮しつつ、被走査面上の照度分布（光量分布）をムラが少なく、高品質な画像を形成することができる走査光学装置を得ること。    【解決手段】  複数の光源手段からの各光束を異なる偏向面により複数の被走査面上に向かって偏向する単一の偏向手段と、  光源手段毎に設けた複数の入射光学系と、  各光束を複数の被走査面上に結像させる複数の結像光学系と、  前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の各光路中に配置された、複数の光路変更手段とを有し、  前記光路変更手段の薄膜特性は、各光路間において異なること。【選択図】    図１
2010066679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源手段と、
前記複数の光源手段から出射された複数の光束の各光束を異なる偏向面により複数の被走査面上へ偏向する単一の偏向手段と、
前記複数の光源手段から出射された複数の光束の各光束を、前記単一の偏向手段に導光する光源手段毎に設けた複数の入射光学系と、
前記単一の偏向手段により偏向された複数の光束の各光路上に配設され、各光束を複数の被走査面上に結像させる複数の結像光学系と、
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の各光路中に配置された、複数の光路変更手段とを有し、
前記異なる偏向面により複数の被走査面へ偏向する複数の光束の光路は、光束同士が、前記単一の偏向手段の回転軸方向で偏向面の上部の空間内で交差しており、
前記単一の偏向手段により偏向された光束の中で結像光学系の中心軸を含む光線を軸上光線とするとき、
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する、前記複数の光路変更手段の中で被走査面に最も近い光路変更手段によって光路変更された直後の複数の軸上光線と、前記偏向手段の回転軸とが非平行である走査光学装置において、
前記単一の偏向手段により偏向された光束のうち、被走査面上の有効画像領域の端部に到達する光線を軸外光線とするとき、
前記複数の被走査面に向かう複数の軸上光線の各々について、各軸上光線が前記複数の光路変更手段へ入射する際の入射角が最大となる光路変更手段は、軸上光線に対しての反射率と軸外光線に対しての反射率が異なり、
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する、軸上光線に対しての入射角が最大となる前記光路変更手段の薄膜特性は、各光路間において異なることを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する、軸上光線に対しての入射角が最大となる前記光路変更手段以外の１又は複数の光路変更手段の薄膜特性は、各光路間において共通であることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項３】
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する、軸上光線に対しての入射角が最大となる前記光路変更手段は何れも、前記被走査面に最も近い位置に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学装置。
【請求項４】
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する、軸上光線に対しての入射角が最大となる前記光路変更手段の中で、最も大きな入射角を持つ前記光路変更手段の入射角は４５度以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の走査光学装置。
【請求項５】
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する前記複数の光路変更手段は、前記各光路で２枚ずつ配設され、
前記２枚の光路変更手段のうち、前記単一の偏向手段から前記複数の被走査面へ向かう光線が進む向きで、初めに光路変更が行われる光路変更手段を第１の光路変更手段、続いて２回目に光路変更が行われる光路変更手段を第２の光路変更手段と称し、
前記複数の光路に対して、第１の光路変更手段への軸上光線の入射角をΘ１ａ（°），Θ１ｂ（°）と称し、第２の光路変更手段への軸上光線の入射角をΘ２ａ（°），Θ２ｂ（°）と称したとき、
５（°）≦Θ１ａ（°）≦２０（°）
５（°）≦Θ１ｂ（°）≦２０（°）
４５（°）＜｜Θ２ｂ（°）−Θ１ｂ（°）｜≦７５（°）
１５（°）＜｜Θ２ａ（°）−Θ１ａ（°）｜≦４５（°）
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の走査光学装置。
【請求項６】
前記複数の光源手段から発光した光束は、前記単一の偏向手段の偏向面にＰ偏光で入射していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の走査光学装置。
【請求項７】
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の複数の光路のうち、軸上光線の入射角が最大となる前記光路変更手段へ軸上光線が入射するときの入射角が小さい側の光路は、各光路の光束により形成される色画像の中で明度が最も低い色画像を形成する被走査面に光照射される光路であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の走査光学装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された像担持体と、前記走査光学装置で走査された光束によって前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写手段と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着手段とを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の走査光学装置と、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走査光学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。
【請求項１０】
各々が請求項１乃至７の何れか１項に記載の走査光学装置から成る複数の走査光学装置と、該複数の走査光学装置の被走査面に配置され、夫々異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有していることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１１】
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを備え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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査光学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。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等の画像形成装置には走査光学装置が用いられている。この走査光学装置においては、画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束（レーザービーム）を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）よりなる偏向器により周期的に偏向させている。
【０００３】
そして偏向された光束を、ｆΘ特性を有する結像光学系（走査レンズ系）によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【０００４】
また、光束で感光ドラムに画像形成を開始するタイミングを調整するために感光ドラムの光走査開始位置へと向かう偏向光束を先に同期検出手段で検出し、光走査開始のための同期信号を得ている。
【０００５】
ここで、近年、結像光学系を構成する結像レンズは、製造容易なプラスチックレンズで構成し、かつ高性能化が図られている。
【０００６】
このような、プラスチックレンズで構成された走査光学装置においては、一般に結像レンズの表面に反射防止コートを施すことが困難である。このため、結像レンズの表面でのフレネル反射が走査角によって変化し、被走査面上での光量ムラ（像面照度ムラ）が生じてくる傾向があった。
【０００７】
この問題を解決するために、結像光学系中に光軸近傍の反射率と軸外の反射率が異なるように折り返しミラーの反射率を設定し、被走査面上での光量ムラを補正するようにした走査光学装置が知られている（特許文献１）。
【０００８】
また、装置全体の小型化を図るために、１つの偏向器の異なる２つの偏向面に各々光束を入射させ、同時に複数の光束を偏向走査させて複数の被走査面上を光走査する構成の走査光学装置（対向走査光学系）が種々と提案されている（特許文献２）。
【０００９】
図１３は特許文献２で開示されている走査光学装置の要部概略図である。この走査光学装置では、１つの光束に１つ必要であった光偏向器の個数を装置全体で半減させて、装置全体の小型化を図っている。
【００１０】
また、同文献では、偏向器（ポリゴンミラー）によって偏向走査された光線を複数の折り返しミラーを介しながら被走査面に導光している。更に、光路を考えた時に被走査面に最も近い折り返しミラーにより反射された後、被走査面に導光される軸上光線が偏向器の回転軸と非平行となる構成としている。
【００１１】
上記構成をとることで、光路を折り返しミラーにより折りたたみ、且つ、被走査面に偏向器の回転軸とは角度を持って光線を導光することで、走査光学装置の更なる小型化を容易にしている。
【００１２】
また、同文献では、偏向器の反射面による光量ムラを折り返しミラーによりキャンセルさせるような薄膜特性をミラーに適用して、被走査面上での光量ムラを抑えた構成を開示している。
【特許文献１】特開平２−３５４１３号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
偏向器で偏向された光束を被走査面に集光する結像光学系を構成する走査レンズ（結像レンズ）をプラスチックレンズにより構成した場合、装置全体の構成が容易になる。更に非球面形状とする場合、その製作が容易となる。
【００１４】
しかしながら、プラスチックレンズのレンズ表面は反射防止膜を施すのが困難なためレンズ表面から多くの反射光が生じる。
【００１５】
このときの表面反射によって被走査面上の照度分布は不均一となる。即ち照度ムラ（光量ムラ）が多く発生してくる。
【００１６】
又、結像光学系の光路中に２以上の折り返しミラーを用いると、光路の折り返しが容易となり、装置全体が小型化になる。特に高さ方向（偏向器の回転軸方向）の長さを短縮するのが容易となる。
【００１７】
しかしながら折り返しミラーは反射角度特性があり、この為被走査面上の照度分布が不均一になってくる。
【００１８】
被走査面上の照度分布にムラ（光量ムラ）があると画像を形成する際の画質が大きく低下してくる。
【００１９】
本発明は、結像光学系の製造が容易で、しかも高さ方向の長さを短縮しつつ、被走査面上の照度分布（光量分布）をムラが少なく、高品質な画像を形成することができる走査光学装置及びそれを有する画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の走査光学装置は、
複数の光源手段と、
前記複数の光源手段から出射された複数の光束の各光束を異なる偏向面により複数の被走査面上へ偏向する単一の偏向手段と、
前記複数の光源手段から出射された複数の光束の各光束を、前記単一の偏向手段に導光する光源手段毎に設けた複数の入射光学系と、
前記単一の偏向手段により偏向された複数の光束の各光路上に配設され、各光束を複数の被走査面上に結像させる複数の結像光学系と、
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の各光路中に配置された、複数の光路変更手段とを有し、
前記異なる偏向面により複数の被走査面へ偏向する複数の光束の光路は、光束同士が、前記単一の偏向手段の回転軸方向で偏向面の上部の空間内で交差しており、
前記単一の偏向手段により偏向された光束の中で結像光学系の中心軸を含む光線を軸上光線とするとき、
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する、前記複数の光路変更手段の中で被走査面に最も近い光路変更手段によって光路変更された直後の複数の軸上光線と、前記偏向手段の回転軸とが非平行である走査光学装置において、
前記単一の偏向手段により偏向された光束のうち、被走査面上の有効画像領域の端部に到達する光線を軸外光線とするとき、
前記複数の被走査面に向かう複数の軸上光線の各々について、各軸上光線が前記複数の光路変更手段へ入射する際の入射角が最大となる光路変更手段は、軸上光線に対しての反射率と軸外光線に対しての反射率が異なり、
前記単一の偏向手段と、前記複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する、軸上光線に対しての入射角が最大となる前記光路変更手段の薄膜特性は、各光路間において異なることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、結像光学系の製造が容易で、しかも高さ方向の長さを短縮しつつ、被走査面上の照度分布（光量分布）をムラが少なく、高品質な画像を形成することができる走査光学装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００２３】
本発明の走査光学装置は、複数の光源手段からの各光束を光源手段毎に設けた複数の入射光学系によって単一の偏光手段（偏向面）の異なる偏向面に導光している。
【００２４】
そして各光束を単一の偏向手段により偏向し、複数の光束の各光路上に配設された結像光学系で異なる複数の被走査面上に導光している。
【００２５】
単一の偏向手段と、複数の被走査面との間の各光路中には、複数の光路変更手段が配置されている。偏向面により偏向されて複数の被走査面に向かう複数の光束の光路は光束同士が単一の偏向器の回転軸方向で偏向面の上部の空間内で交差している。
【００２６】
単一の偏向手段により偏向された光束の中で結像光学系の中心軸を含む光線を軸上光線とする。
【００２７】
単一の偏向手段により偏向された光束のうち、被走査面上の有効画像領域の端部に到達する光線を軸外光線とする。
【００２８】
単一の偏向手段と、複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する、複数の光路変更手段の中で被走査面に最も近い光路変更手段によって光路変更された直後の複数の軸上光線と、偏向手段の回転軸とが非平行である。複数の被走査面に向かう複数の軸上光線の各々について、各軸上光線が複数の光路変更手段へ入射する際の入射角が最大となる光路変更手段は、軸上光線に対しての反射率と軸外光線に対しての反射率が異なっている。
【００２９】
単一の偏向手段と、複数の被走査面との間の複数の光路毎に存在する、軸上光線に対しての入射角が最大となる光路変更手段の薄膜特性は、各光路間において異なっている。
【００３０】
又、軸上光線に対しての入射角が最大となる光路変更手段以外の１又は複数の光路変更手段の薄膜特性は、各光路間において共通である。
【００３１】
又、軸上光線に対しての入射角が最大となる光路変更手段は何れも、被走査面に最も近い位置に配設されている。
【００３２】
この他、軸上光線に対しての入射角が最大となる光路変更手段の中で、最も大きな入射角を持つ光路変更手段の入射角は４５度以上である。
【実施例１】
【００３３】
図１は本発明の実施例１の走査光学装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図２は図１の走査光学装置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）とは偏向手段の回転軸及び結像光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向（偏向手段で光束が偏向反射（偏向走査）される方向）である。副走査方向（Ｚ方向）とは偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは結像光学系の光軸と主走査方向とを含む平面である。副走査断面とは結像光学系の光軸を含み主走査断面に垂直な断面である。
【００３４】
図中、Ｓ１，Ｓ２は各々第１、第２の走査ユニット（以下「ステーション」ともいう。）である。
【００３５】
尚、第２の走査ユニットＳ２の各部材のうち第１の走査ユニットＳ１と同じ部材については括弧を付して示す。
【００３６】
第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）は単一又は複数の光束を放射する光源手段１ａ（１ｂ）、入射光束の集光状態を変化させて出射する第１の光学素子３ａ（３ｂ）を有している。更に副走査方向のみ屈折力を有する第２の光学素子４ａ（４ｂ）、主走査方向の光束幅を制限する開口絞り２ａ（２ｂ）、偏向手段としての光偏向器（偏向器）５を有している。
【００３７】
さらに第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）は光偏向器５からの光束を各々対応する被走査面８ａ（８ｂ）にスポットを形成する結像光学系１５ａ（１５ｂ）を有している。
【００３８】
本実施例においては第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２が同一の光偏向器（偏向手段）５を併用している。又、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該光偏向器５の異なった偏向面５ａ、５ｂで反射偏向（偏向走査）した光束を用いている。
【００３９】
また、光源手段１ａ（１ｂ）を構成する「光源部」は光走査用の光束を放射するもので、半導体レーザや発光ダイオード等から成っている。
【００４０】
「第１の光学素子」３ａ（３ｂ）は、光源部１ａ（１ｂ）からの光束をカップリングして光源部１ａ（１ｂ）から放射された光束を「平行光束」もしくは「弱い収束性の光束」あるいは、「弱い発散性の光束」に変換している（以下、「コリメータレンズ」と記す。）。
【００４１】
「第２の光学素子」は、第１の光学素子３ａ（３ｂ）によりカップリングされた光束を、主走査方向に長い線状として光偏向器５の偏向面５ａ（５ｂ）に集光させる副走査方向のみに屈折させるパワーを持つ（以下、「シリンドリカルレンズ」と記す。）。
【００４２】
尚、光源（１ａ，１ｂ）、コリメータレンズ（３ａ，３ｂ）、シリンドリカルレンズ（４ａ，４ｂ）等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。
【００４３】
光偏向器５は、例えば６面より成る回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、その外接円の半径が４０ｍｍのものを用いている。光偏向器５はモータ等の駆動手段（不図示）により、一定速度で回転される。
【００４４】
本実施例においては、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２がこの光偏向器５を併用しており、かつ第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該光偏向器５の異なった偏向面５ａ、５ｂで反射偏向した光束を用いている。
【００４５】
走査レンズ系（結像光学系）１５ａ，１５ｂは各々２枚の走査レンズ（結像レンズ）（６ａ，７ａ・６ｂ，７ｂ）より成り、光偏向器５により反射偏向された光束を被走査面８ａ，８ｂ上にスポット状に結像させている。
【００４６】
また走査レンズ系１５ａ，１５ｂは副走査断面内において光偏向器５の偏向面又はその近傍と被走査面８ａ，８ｂ又はその近傍との間を共役関係にすることにより、偏向面５ａ、５ｂの面倒れ補正機能を有している。
【００４７】
走査レンズ６ａ，７ａ・６ｂ，７ｂは設計自由度の高い非球面形状の面を有するプラスチックレンズで構成されている。
【００４８】
本実施例において、光偏光器５側に位置する走査レンズ６，７の形状は、次式の関数で表される。
【００４９】
例えば、光偏光器５側に位置する走査レンズ６，７と結像光学系１５ａ、１５ｂの光軸Ｌａ、Ｌｂに対して走査開始側と走査終了側での主走査断面内において光軸Ｌａ、Ｌｂと直交する方向をＹ軸とする。又、副走査断面内で光軸Ｌａ、Ｌｂと直交する方向をＺ軸とする。このとき、走査レンズ６、７の走査開始側の面形状は、
【００５０】
【数１】
2010066679.tif 000003
【００５１】
走査終了側の面形状は、
【００５２】
【数２】
2010066679.tif 000004
【００５３】
で表される。
【００５４】
但し、Ｒは曲率半径、Ｋ，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ１０は非球面係数、係数のサフィックスｓは走査開始側、ｅは走査終了側を表している。
【００５５】
また、副走査断面内は、走査レンズ６，７の入射面と出射面の両面で曲率を、該走査レンズ７の有効部内において、連続的に変化させている。
【００５６】
走査レンズ７の出射面（Ｒ４面）は、走査レンズ系１５ａ、１５ｂを構成するレンズ面の中で、最も屈折力（パワー：焦点距離の逆数）が大きくなるように構成されている。
【００５７】
走査レンズ６，７の副走査断面内の形状は、光軸Ｌａに対して走査開始側と走査終了側で、光軸をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する方向をＹ軸、副走査断面内で光軸と直交する方向をＺ軸としたとき、以下の連続関数で表せる。
【００５８】
走査開始側の面形状は、
【００５９】
【数３】
2010066679.tif 000005
【００６０】
走査終了側の面形状は、
【００６１】
【数４】
2010066679.tif 000006
【００６２】
で表される。
【００６３】
但し、ｒ’は副走査方向の曲率半径、Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１０は非球面係数を表している。
【００６４】
尚、副走査方向の曲率半径とは主走査方向の形状（母線）に直交する断面における曲率半径のことである。
【００６５】
以下に、本実施例における光学パラメータを示す。
【００６６】
【表１】
2010066679.tif 000007
【００６７】
１９ａは第１の走査ユニットＳ１の同期検出手段（以下、「同期検出用光学系」とも記す。）である。
【００６８】
同期検出用光学系１９ａは、少なくとも主走査方向に屈折力を有する同期検出用光学素子（以下、「同期検出用レンズ」とも記す。）９ａと、同期検出素子（以下、「同期検出用センサ」「ＢＤセンサー」とも記す。）１０ａを有している。
【００６９】
さらに、同期検出用センサ１０ａの前方に配置したスリット（以下、「同期検出用スリット」とも記す。）１１ａを有している。さらに、被走査面８ａ上における有効画像領域外の光束を同期検出用センサ１０ａに導光する光路変更手段（以下、「同期検出用ミラー」とも記す。）１３ａを有している。
【００７０】
１２ｂは、回路基板であり、光源手段１ｂと、同期検出用光学系１９ａの同期検出用センサ１０ａとを、その回路基板１２ｂ上に一体的に取り付けている。
【００７１】
本実施例における同期検出用光学系１９ａは、同期検出用センサ１０ａからの信号を用いて第１、第２の走査ユニットＳ１（Ｓ２）の被走査面８ａ（８ｂ）への書き出し（同期検出）タイミングを決定(制御）している。
【００７２】
同期検出用光学系１９ａでは、偏向面５ａで偏向走査された同期検出用の光束（以下、「同期検出用光束」と記す。）を同期検出用スリット１１ａ面上に結像させる。そして同期検出用光束は光偏向器５の回転に伴って主走査断面内において同期検出用スリット１１ａ上を走査している。
【００７３】
又、副走査断面上では偏向面５ａと同期検出用スリット１１ａとが共役関係となるようにして、偏向面５ａの面倒れ補償系を構成している。
【００７４】
同期検出用スリット１１ａは端部がナイフエッジ状になっており、同期検出用センサ１０ａ上に入射する光束のタイミングを計ることで画像の書き出し位置を決定している。また同期検出用光束は主走査方向、副走査方向共に同期検出用スリット１１ａ面上に結像している。
【００７５】
このため、同期検出用センサ１０ａ面上でのスポット径は、該同期検出用スリット１１ａ面上の径より大きくなる。これにより、同期検出用センサ１０ａの製造誤差による感度ムラやごみ等の付着物による感度ムラが発生しにくい構成としている。
【００７６】
本実施例においては、２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２に対して１つの同期検出用センサ１０ａが存在し、この同期検出用センサによって決定される画像の書き出しタイミングは、走査ユニットＳ１，Ｓ２の双方に用いる。
【００７７】
尚、本実施例では、１つの同期検出用光学系１９ａで、２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２の書き出しタイミングを決定する場合を示したが、これに限らず、２つの同期検出用光学系を用いて、各々２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２の書き出しタイミングを決定しても良い。
【００７８】
即ち、走査ユニットＳ１，Ｓ２毎に独立に同期検出用光学系を有する構成としてもよい。これによれば、走査ユニットＳ１，Ｓ２毎に独立に同期検出タイミング（同期信号）を検出することで、２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２間の相対的な誤差まで検出することができ、より高精度な書き出しタイミングの検出及び制御が行える。
【００７９】
また、２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２には、光偏向器５に対して同一方向から２つの光源手段１ａ（１ｂ）からの光束が入射するように構成されている。
【００８０】
尚、本実施例では２つの光源手段１ａ、１ｂを用いた場合を示したが、これに限らず、３つ以上の光源手段を用いても良い。
【００８１】
また、光源手段１ａ（１ｂ）から出射された光束の主光線Ｌａｐ、Ｌｂｐは結像光学系１５ａ（１５ｂ）の光軸Ｌａ（Ｌｂ）に対して７０°の角度を持って光偏向器５に入射している。
【００８２】
尚、光束の主光線とは、開口絞り２ａ（２ｂ）の中心を通過する光線をいう。
【００８３】
次に本実施例の走査光学装置の動作(光学的作用)について説明する。
【００８４】
本実施例において、第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）において、画像情報に応じて光源手段１ａ（１ｂ）から光変調され出射した光束は、コリメータレンズ３ａ（３ｂ）により平行光束もしくは弱い収束性の光束あるいは弱い発散性の光束に変換される。そして変換された光束は、シリンドリカルレンズ４ａ（４ｂ）に入射する。シリンドリカルレンズ４ａ（４ｂ）に入射した光束のうち、主走査断面内においては開口絞り２ａ（２ｂ）を通りそのままの状態で通過する。
【００８５】
一方、副走査断面内においては開口絞り２ａ（２ｂ）を通り収束して、光偏向器５の偏向面５ａ（５ｂ）に線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして光偏向器５の偏向面５ａ（５ｂ）で偏向走査された光束は結像光学系１５ａ（１５ｂ）により感光ドラム面８ａ（８ｂ）上にスポット状に結像される。
【００８６】
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、結像光学系１５ａ（１５ｂ）を介した光束で感光ドラム面８ａ（８ｂ）上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより、記録媒体である感光ドラム８ａ（８ｂ）上に画像記録を行っている。
【００８７】
このとき感光ドラム面８ａ（８ｂ）上を光走査する前に同期検出信号１９ａを用いて該感光ドラム面８ａ（８ｂ）上の走査開始位置のタイミングを調整する。そのために光偏向器５の偏向面５ａで偏向走査される光束の一部（同期検出用光束）を同期検出用ミラー１３ａで折り返し、同期検出用レンズ９ａにより同期検出用センサ１０ａに導光している。
【００８８】
同期検出用光束は被走査面８ａ（８ｂ）上で結像されたスポットが走査される方向Ｂに対して「上流側」、つまり画像書き始め側における、画像形成用の光束から外れた部分（画像形成領域外）の光束を用いている。
【００８９】
本実施例においては、第１の走査ユニットＳ１の光源手段１ａから出射された光束が、同期検出用ミラー１３ａで反射する。そして、光偏向器５に対して対向側に位置する第２の走査ユニットＳ２側の光源手段１ｂを配置したレーザ基板１２ｂ上に配設された同期検出用センサ１０ａに導光される。
【００９０】
本実施例における同期検出用センサ１０ａは、上述した如くレーザ基板１２ｂ上に光源手段１ｂと共に一体的に取り付けられている。
【００９１】
これにより、本実施例では、回路基板の部品点数を低減し、制御装置への配線をより少なく、小さな面積で製造出来るようにして、全体の小型化を図っている。同期検出用センサ１０ａとレーザ基板１２ｂの一体取り付けの副次的な、影響として、配線の接続箇所が減り、ノイズの乗りにくい構成となることで、より信頼性を高めることができるメリットも存在する。
【００９２】
次に図２の構成を説明する。
【００９３】
図２は、各走査ユニットＳ１，Ｓ２における、光偏向器５の２つの偏向面５ａ，５ｂで偏向反射された２つの軸上光線Ｌａ、Ｌｂが各々に対応する被走査面８ａ，８ｂに到達するまでの副走査断面図を示したものである。
【００９４】
尚、以下の説明において、軸上光線とは、光偏向器５の偏向面５ａ、５ｂにより偏向反射された光線の主光線と、結像光学系１５ａ，１５ｂの光軸Ｌａ（Ｌｂ）との為す角度が０度となるときの光線を示す。
【００９５】
本実施例では、光偏向器５から被走査面８ａ（８ｂ）に至るまでの光路の中に、２枚の折り返しミラー（光路変更手段）１６ａ，１７ａ（１６ｂ，１７ｂ）を配置した。
【００９６】
尚、以下の説明において、光偏向器５の偏向面５ａ（５ｂ）から被走査面８ａ（８ｂ）に至る光路に沿った向きで考えて、初めに到達する折り返しミラーを第１の折り返しミラー（第１の光路変更手段）１６ａ（１６ｂ）とする。２回目に到達する折り返しミラーを第２の折り返しミラー（第２の光路変更手段）１７ａ（１７ｂ）と表現する。
【００９７】
本実施例では、シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂを経て光偏向器５に入射する光線は、副走査断面内において光偏向器５の回転中心軸５ｃに対して垂直な向きで設定されている。その結果、偏向面５ａ，５ｂによって偏向反射された直後の光線と光偏向器５の回転中心軸５ｃとの為す角も９０度となる。
【００９８】
このとき、各折り返しミラーに対しての軸上光線Ｌａの入射角（以下、軸上入射角と称する）は、走査ユニットＳ１における第１の折り返しミラー１６ａへの軸上入射角Θ１ａが７度、第２の折り返しミラー１７ａへの軸上入射角Θ２ａが４２度である。
【００９９】
一方、走査ユニットＳ２における第１の折り返しミラー１６ｂへの軸上入射角Θ１ｂは７度、第２の折り返しミラー１７ｂへの軸上入射角Θ２ｂは６２度である。
【０１００】
このように、走査ユニットＳ１，Ｓ２における、第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂの軸上入射角を異ならせたことで、光偏向器５の座面から被走査面８ａ、８ｂまでの高さＨを低く抑えることができる構成とした。
【０１０１】
さらに詳細には、第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂへの軸上入射角Θ２ａ、Θ２ｂを異ならせたことで、高さＨを抑えた構成としている。
【０１０２】
また同時に、第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂで折り返された後の光線の向きを、走査ユニットＳ１，Ｓ２間で揃えている。第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂで折り返された後の光線の向きが走査ユニットＳ１，Ｓ２間で揃えたことのメリットとしては、次のことがある。
【０１０３】
本走査光学装置を複数搭載する、２色以上のカラー画像形成装置を設計する場合に、各像担持体間を等間隔で配置し、且つ、像担持体の被走査面に入射する角度も各々等しく配置する場合に、配置自由度が大きい点がある。
【０１０４】
また、本実施例では、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂで反射された後の光線は光偏向器５の回転軸５Ｃ方向であって偏向面５ａ、５ｂの上部の領域（空間内）を通過し、両者が交差する。その後、対向する走査レンズの上部に位置する第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂに到達する。
【０１０５】
本実施例のような、被走査面８ａ、８ｂに入射する光線と光偏光器５の回転軸５ｃを非平行とすることで高さＨ（図２参照）を抑えようとした場合、本実施例の他にも配置構成は考えられる。以下に、代表的な例を３つ示す。
【０１０６】
１つ目の例は、第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂを対向する相手側の走査ユニット側に配置せず、光偏向器５の手前に配置することで光偏向器５の上部を通さない構成である。
【０１０７】
しかし、この場合は、本実施例と比べ、第１の折り返しミラー１６ａ、１６ｂと第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂまでの距離が短くなってしまうことで、高さＨを低減する効果が小さい。
【０１０８】
また、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂと走査レンズ７ａ，７ｂが近接してしまい、配置自由度が小さい点でも不利となる。
【０１０９】
２つ目の例は、第１の折り返しミラー１６ａ、１６ｂで反射した後の光線を光偏向器５の座面方向に折り返す場合である。この場合は、光偏向器５の座面を構成する筐体の構成上、光偏向器５の下部領域に光線は通すことが困難である。このため、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂで折り返された光線は光偏向器５の下部で交差することなく、第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂで折り返される。
【０１１０】
またこの時、第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂで上方向に折り返すか、下方向に折り返すかの２つの選択肢が考えられる。このうち、上方向では、第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂで反射した後の光線と光偏向器５との干渉の問題から、回転軸５ｃと非平行にする角度Θを大きくしにくいデメリットが存在する。
【０１１１】
一方下方向では、上記１つ目の例と同様の理由で高さを低減する効果が小さい。
【０１１２】
３つ目の例は、折り返しミラーを第１の折り返しミラーのみ使用した構成である。この場合は、第１の折り返しミラーで折り返された光線は、光偏光器５の回転軸５ｃと非平行にする角度Θ（°）を大きくすればするほど、図１におけるＸ方向にずれていってしまう。
【０１１３】
従って、走査光学装置の高さＨとＸ方向の幅の両観点での小型化を図るのが難しい。
【０１１４】
以上、３点の構成例との比較からすると、本実施例の走査光学装置では高さＨとＸ方向の幅の両方を短くすることが容易となる。
【０１１５】
また、本実施例の構成を取った場合、高さＨの更なる低減のためには、次の２つの条件を、満足することが良い。次にこの理由を図２を参照しながら示す。
【０１１６】
１つ目の条件は、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは、反射後の光線が他部材と干渉しない範囲で、可能な限り小さな入射角で光線を折り返すという条件である。
【０１１７】
即ち、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂにおける軸上光線の入射角をΘ１ａ（°），Θ１ｂ（°）と称した際には、以下の条件式（１）を満足することである。
【０１１８】
５（°）≦Θ１ａ（°）≦２０（°）
５（°）≦Θ１ｂ（°）≦２０（°）            ・・・・（１）
尚、条件式（１）における下限値は、反射後の光線が他部材と干渉しない条件であり、上限値は、高さＨ１を低減することを目的とした場合有利となる条件である。
【０１１９】
式（１）を満足することで、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂと第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂまでの、Ｚ方向（走査光学装置高さ方向）の距離Ｈ１を小さくすることができる。
【０１２０】
さらに、２つ目の条件は、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂで折り返された光線が、副走査断面内において、光偏光器５の回転軸５ｃとは非平行な向きで被走査面８ａ，８ｂに導光されるという条件である。
【０１２１】
即ち、副走査断面内において、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂで反射された後の光線と光偏光器５の回転軸５ｃとの為す角Θｄａ（°），Θｄｂ（°）を、以下の条件式（２）の範囲内に設定することである。
【０１２２】
０（°）＜Θｄａ（°）≦６０（°）
０（°）＜Θｄｂ（°）≦６０（°）            ・・・・（２）
尚、条件式（２）における下限値は、非平行となる条件であり、上限値はＸ方向の幅が大きくなり過ぎない条件である。
【０１２３】
ここで、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂにおける軸上光線の入射角をΘ２ａ（°），Θ２ｂ（°）と称した際、Θｄａ，Θｄｂは以下のように求められる（図２参照）。
【０１２４】
Θｄａ（°）＝９０（°）−（２×Θ２ａ（°）−２×Θ１ａ（°））
Θｄｂ（°）＝２×Θ２ｂ（°）−２×Θ１ｂ（°）−９０（°）
・・・・（３）
また、Θｄａ（°）＝Θｄｂ（°）と式（３）から、以下の条件式が成立する。
【０１２５】
（Θ２ｂ（°）−Θ１ｂ（°））＋（Θ２ａ（°）−Θ１ａ（°））＝９０（°）
・・・・（４）
さらに、式（２）、（３）から、以下の関係式も成立する。
【０１２６】
４５（°）＜｜Θ２ｂ（°）−Θ１ｂ（°）｜≦７５（°）
１５（°）＜｜Θ２ａ（°）−Θ１ａ（°）｜≦４５（°）・・・・（５）
したがって、式（２）を変形した式（５）を満足することで、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂと被走査面８ａ，８ｂまでの、Ｚ方向（走査光学装置高さ方向）の距離Ｈ２を小さくすることができる。
【０１２７】
以上の２つの条件（条件式（１）、（５））を満たすことで、走査光学装置のＸ方向の幅が大きくなり過ぎることを防ぎながら、且つ、Ｚ方向（走査光学装置高さ方向）の距離Ｈを小さくすることが容易となる。
【０１２８】
本実施例において、対向する２つの光路の中で、最も被走査面に近いミラーの２組（第２の折り返しミラー１７ａと１７ｂ）の軸上光線入射角Θ２ａ（°）は４２°、Θ２ｂ（°）は６２°としている。第２の折り返しミラー１７ａと１７ｂの軸上光線入射角の差｜Θ２ａ（°）−Θ２ｂ（°）｜は、２０°と設定した。
【０１２９】
また、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂで反射された後の光線と光偏光器５の回転軸５ｃとの為す角Θｄａ（°），Θｄｂ（°）は２０°と設定した。
【０１３０】
本実施例において、光源手段１ａ、１ｂからの光束は偏向面５ａ、５ｂにＰ偏向で入射している。そして第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂ、及び第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂには、レーザ光束の偏光方向が結像レンズ１５ａ、１５ｂの軸上光線のみＳ偏光状態の直線偏光となるように入射している。そして、光偏向器５により、レーザ光束が被走査面８ａ、８ｂ上を結像レンズ１５ａ、１５ｂの軸上から軸外にかけて順次光走査するにつれ、レーザ光束の偏光方向はＳ偏光からずれていき、Ｐ偏光成分の割合が増加する。
【０１３１】
図３はこのときの、第１の折り返しミラー１６ａへのレーザ光束の入射状態の説明図である。尚、残りのミラーに関しても同様の考え方ができるため、以下の説明では第１の折り返しミラー１６ａのみを示す。
【０１３２】
同図において、ｘ軸、ｙ軸を含む平面を主走査断面として示している。走査用光束が点Ｏから点Ａに向かってｘ軸（軸上光束と同一方向）と角度α（°）をもって進行しているとする。
【０１３３】
図３に示すように、第１の折り返しミラー１６ａへの入射角γ１ａ（°）は、走査画角α（°）により変化し、軸上光束の第１の折り返しミラー１６ａへの入射角をΘ１ａ（°）を用いて以下の式で与えられる。
【０１３４】
【数５】
2010066679.tif 000008
【０１３５】
また、軸上光束が折り返しミラーに対してＳ偏光で入射した場合、軸外光束の偏光方向は、Ｐ偏光強度Ｅｐ２と、Ｓ偏光強度Ｅｓ２を以下の割合で有する。
【０１３６】
【数６】
2010066679.tif 000009
【０１３７】
以上の式（７）、（８）により、軸上から軸外にかけてＰ偏光成分は画角とともに連続的に増加する。一方、Ｓ偏光成分は軸上から軸外にかけて連続的に減少する。
【０１３８】
本実施形態では、被走査面８ａ上での光量ムラ（像面照度ムラ）を補正するために、軸上から軸外にかけて光線の折り返しミラーへの入射角度及び、偏光方向によって連続的に変化するように設定している。
【０１３９】
図４は、本実施例における被走査面上の像面照度ムラ（光量ムラ）を示している。結像光学系１５ａ，１５ｂ及び、防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）により軸外（画像端部）での光量が、軸上（画像中央）の光量より５％増加している（補正前）。
【０１４０】
この結像光学系１５ａ、１５ｂと防塵ガラス１４ａ、１４ｂにより発生する像面照度ムラを、前述した偏向光束の折り返しミラーへの入射角度、及び偏光方向に対する反射率を連続的に変化させて補正している。
【０１４１】
本実施形態においては、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは共通の膜特性を持っている。入射角が７°となる軸上光束における反射率は９５％とし、軸上光束と軸外光束での反射率差が生じない。即ち入射角が３３°となる軸外光束の反射率も９５％となるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂの反射膜を最適化している。この時、式（１）は満足している。
【０１４２】
一方、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂについては、両者で非同一の膜特性を設定した。非同一の膜を使用したことで、軸上入射角に差が生じている第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂを用いて、像面照度ムラを補正することができている。
【０１４３】
第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂは、共に、軸上光束における反射率は９０％とし、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より４％低くなるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第１の折り返しミラー１７ａ，１７ｂの反射膜を最適化している。
【０１４４】
即ち、第２の折り返しミラー１７ａについては、入射角が４２°となる軸上光束における反射率は９０％とし、入射角が４９°となる軸外光束における反射率も８６％となるようにしている。即ち、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ａの反射膜を最適化している。
【０１４５】
また、第２の折り返しミラー１７ｂについては、入射角が６２°となる軸上光束における反射率は９０％とし、入射角が６６°となる軸外光束における反射率も８６％となるようにしている。即ち、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ｂの反射膜を最適化している。
【０１４６】
この時、
Θ２ｂ（°）−Θ１ｂ（°）＝６２°−７°＝５５°
Θ２ａ（°）−Θ１ａ（°）＝４２°−７°＝３５°
となり、式（５）を満足している。
【０１４７】
上記設定とすることによって、像面照度ムラは１％に補正されている（補正後）。
【０１４８】
ここで、軸上光線に対する反射率と軸外光線に対する反射率が異なる薄膜特性を持たせたい場合には、折り返しミラーの反射率が小さい（本実施例では、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂ）時の方が、製膜上有利であることを、本発明者は見出した。
【０１４９】
そこで、本実施例においては、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂにおいて、軸上の反射率と軸外の反射率を異ならせた。
【０１５０】
また、本発明者は容易に軸上光線の反射率と軸外光線の反射率を異ならせることが可能な反射膜は、軸上光線の反射率が９０％以下の場合であることを見出した。
【０１５１】
尚、以後より、軸上光線の反射率が９０％以下である折り返しミラーを、便宜的に反射率の小さなミラーと定義する。
【０１５２】
本実施例においては、結像光学系１５ａ，１５ｂ及び、防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）成分しか考慮していない。
【０１５３】
しかしながら、実際には光偏向器５における偏向面５ａへの入射角度特性や、回折光学素子の回折効率の差により発生する像面照度ムラ、結像光学系１５ａ，１５ｂの内部吸収による像面照度ムラがある。更に、オーバーフィルド光学系（ＯＦＳ）を用いた際に発生する像面照度ムラ等があり、これらも補正できる。
【０１５４】
尚、本発明に適用されるオーバーフィルド光学系とは、偏向面５ａに入射する光束の主走査方向の幅が、偏向面５ａの主走査方向の幅より大きい状態で入射する光学系を指し示す。
【０１５５】
本実施例では、被走査面上での像面照度比は、軸上の像面照度を基準として、有効走査領域内で±４％以内とするのが好ましい。
【０１５６】
また、本実施例では、光路中に折り返しミラーを２枚配置したが、３枚以上配置しても良く、また、光路中にシリンドリカルミラーのような屈折力を有する反射光学素子（曲面ミラー）を用いても良い。
【０１５７】
以上のように、本実施例では、折り返しミラーの反射率を入射角度及び偏光方向によって連続的に変化させている。これにより、被走査面上での像面照度ムラを補正し、複数の走査ユニット間での像面照度ムラの差もより小さくすることができるため、高精細な画像が得られ、且つコンパクトな走査光学装置を達成している。
【０１５８】
尚、図４の如く、本実施例においては、被走査面上での像面照度比は、軸上の像面照度に対して、有効走査領域内で±４％以内に補償している。
【０１５９】
本実施例において、２色の画像が形成される画像形成装置に用いる場合には、走査光学装置を１つだけ用いれば良く、４色の画像が形成されるカラー画像形成装置を用いる場合には、後述するように走査光学装置を２つ用いて画像を形成すれば良い。
【０１６０】
図５は本発明のカラー画像形成装置の要部概略図であり、図１に示す走査光学装置を２組並列にして配置し、２つの偏向器５Ｌ、５Ｒにより被走査面上に合計４本の走査線を描画している。
【０１６１】
同図においては、ポリゴンミラー（偏向器）５で反射偏向されて第１の走査レンズ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを通過した後の４つの光束を、折り返しミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに対し入射角を７度で入射させている。
【０１６２】
その後に続く走査レンズ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを介し、折り返しミラー１７ａ，１７ｃに対し入射角を４２度、折り返しミラー１７ｂ，１７ｄに対しては入射角を６２度で入射させている。その後、対応する感光ドラム８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ面上に導光している。
【０１６３】
また、本実施例においては図１に示すように第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２のシリンドリカルレンズ４ａ，４ｂを各々独立に設けたが、これに限らず、例えばプラスチックモールド等で一体的に成形しても良い。また、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２においてはコリメータレンズ３ａ，３ｂとシリンドリカルレンズ４ａ，４ｂ等を用いずに、光源手段１ａ，１ｂからの光束を直接、開口絞り２ａ，２ｂを介して光偏向器５に導光しても良い。
【０１６４】
また、本実施例では走査レンズ１５ａ、１５ｂを２枚のレンズより構成したが、１枚或いは３枚以上のレンズより構成しても良い。
【０１６５】
また、本実施例においては光偏向器５（ポリゴンミラー）の偏向面数が６面の場合について説明したが、これに限らず、偏向面数が３面以上の場合（例えば４面、５面、７面等）であっても同様の効果を得ることができる。
【０１６６】
尚、本実施例では偏向手段５として回転多面鏡を用いたが、偏向面５ａが軸５ｂを回動軸として往復運動することにより、光束を被走査面８ａ，８ｂへ向け反射偏向（偏向走査）する、両面に鏡面部を有した往復型（振動型）の偏向素子を用いても良い。
【０１６７】
さらに、本実施例においては、２つの入射光束を同一の方向から隣接していない偏向面５ａ、５ｂに対して入射させたが、これに限らず、入射方向が異なる場合や隣接する偏向面に対して入射させる場合であっても同様の効果を得ることができる。
【０１６８】
また、本実施例においては、偏向器５は時計回りで回転させているが、これに限らず、反時計回りでも同様の効果を得ることができる。但し、その際もＢＤ光束は被走査面８ａ，８ｂ上で結像されたスポットが走査される方向Ｂに対して「上流側」、即ち画像書き始め側における、画像形成用の光束から外れた部分をＢＤ光束として用いるのが良い。
【０１６９】
以上のように本実施例によれば、装置全体の小型化に有利で像面上での光量ムラが小さく、高品位な画像を得ることができる。
【実施例２】
【０１７０】
本発明の実施例２の走査光学装置を説明する。実施例２の主走査断面は図１の実施例１における走査光学装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）と同じである。又、副走査断面は図２の実施例１における副走査断面図と同じである。
【０１７１】
本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂと第２の折り返しミラー１７ａを共通の薄膜特性を持たせている点である。本実施例におけるその他の配置、光学特性に関する数値は実施例１と同一である。
【０１７２】
図６は、本実施例における被走査面上における像面照度ムラを示している。結像光学系１５ａ，１５ｂ及び、防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）により軸外（画像端部）での光量が、軸上（画像中央）の光量より５％増加している（補正前）。
【０１７３】
この結像光学系１５ａ、１５ｂと防塵ガラス１４ａ、１４ｂにより発生する像面照度ムラを、前述した偏向光束の折り返しミラーへの入射角度、及び偏光方向に対する反射率を連続的に変化させて補正している。
【０１７４】
このとき、本実施例においては、共通の薄膜特性を有している第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂと第２の折り返しミラー１７ａのうち、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは、入射角が７°となる軸上光束における反射率は９０％としている。
【０１７５】
又、入射角が３３°となる軸外光束における反射率も９０％となるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂの反射膜を最適化している。
【０１７６】
また、第２の折り返しミラー１７ａについては、入射角が４２°となる軸上光束における反射率は９０％とし、入射角が４９°となる軸外光束における反射率も８６％となるようにしている。即ち、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ａの反射膜を最適化している。
【０１７７】
上記のように、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂと第２の折り返しミラー１７ａにおける、２つの薄膜特性を共に満たす反射膜を折り返しミラー１６ａ，１６ｂ，１７ａに共通に利用することで、ミラー製作を容易にしている。
【０１７８】
一方、第２の折り返しミラー１７ａと１７ｂについては、両者で非同一の膜特性を設定した。非同一の膜を使用したことで、軸上入射角に差が生じている第２の折り返しミラーを用いて、像面照度ムラを補正することができている。第２の折り返しミラー１７ａは、入射角が４２°となる軸上光束における反射率は９０％とし、入射角が４９°となる軸外光束における反射率も８６％となるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ａの反射膜を最適化している。
【０１７９】
これにより、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より４％低くなるように設定した。
【０１８０】
第２の折り返しミラー１７ｂは、入射角が６２°となる軸上光束における反射率は９０％とし、入射角が６６°となる軸外光束における反射率も８６％となるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ｂの反射膜を最適化している。
【０１８１】
これにより、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より４％低くなるように設定した。これによって、像面照度ムラは１％に補正されている（補正後）。
【０１８２】
本実施例においては、結像光学系１５ａ，１５ｂ及び、防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）成分しか考慮していない。しかしながら、実際には光偏向器における偏向面の入射角度特性や、回折光学素子の回折効率の差により発生する像面照度ムラ、結像光学系１５ａ，１５ｂの内部吸収による像面照度ムラがある。更に、オーバーフィルド光学系（ＯＦＳ）を用いた際に発生する像面照度ムラ等があり、これらも補正できる。
【０１８３】
本発明では、被走査面上での像面照度比は、軸上の像面照度を基準として、有効走査領域内で±４％以内が好ましい。
【０１８４】
また、本実施例では、光路中に折り返しミラーを２枚配置したが、３枚以上配置しても良く、また、シリンドリカルミラーのような屈折力を有する反射光学素子（曲面ミラー）を用いても良い。
【０１８５】
以上のように、本実施例では、折り返しミラーの反射率を入射角度及び偏光方向によって連続的に変化させている。これにより、被走査面上での像面照度ムラを補正し、複数の走査ユニット間での像面照度ムラの差もより小さくすることができるため、高精細な画像が得られ且つコンパクトな走査光学装置を達成している。
【０１８６】
尚、図６の如く、本実施例においては、被走査面上での像面照度比は、軸上の像面照度に対して、有効走査領域内で±４％以内に補償している。
【０１８７】
本実施例においては２色の画像が形成される画像形成装置に用いる場合には、走査光学装置を１つだけ用いれば良く、４色の画像が形成されるカラー画像形成装置を用いる場合には、後述するように走査光学装置を２つ用いて画像を形成すれば良い。
【０１８８】
以上に述べたように、本実施例の特有の利点として、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂと第２の折り返しミラー１７ａの薄膜特性を共通化することで、実施例１に比べて更に製作が容易となる。
【実施例３】
【０１８９】
本発明の実施例３を説明する。
【０１９０】
本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、対向する２つの光路の中で、最も被走査面に近いミラー１７ａ、１７ｂの２組において、軸上光線入射角の差を更に大きくして、更なる高さＨの低減を図った点である。
【０１９１】
図７は、本発明の実施例３における走査光学装置の副走査断面図である。本実施例における、その他の配置、光学特性に関する数値は実施例１と同一である。
【０１９２】
本実施例において、対向する２つの光路の中で、最も被走査面に近いミラーの２組（第２の折り返しミラー１７ａと１７ｂ）の軸上光線入射角Θ２ａ（°），Θ２ｂ（°）を、実施例１とは変更している。
【０１９３】
実際の設計値は第２の折り返しミラー１７ａの軸上光線入射角Θ２ａ（°）は３２°、第２の折り返しミラー１７ｂの軸上光線入射角Θ２ｂ（°）は６８°としている。そして第２の折り返しミラー１７ａと１７ｂの軸上光線入射角の差｜Θ２ａ（°）−Θ２ｂ（°）｜は、３６°と設定した。
【０１９４】
また、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂで反射された後の光線と光偏光器５の回転軸５ｃとの為す角Θｄａ（°），Θｄｂ（°）は４０°と設定した。
【０１９５】
ここで、
Θ２ｂ（°）−Θ１ｂ（°）＝６８°−７°＝６１°
Θ２ａ（°）−Θ１ａ（°）＝３２°−７°＝２５°
となり、式（５）を満足し、また、実施例１と比べてさらに、小型化には有利な角度になっている。
【０１９６】
本実施例において、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂと被走査面８ａ，８ｂまでの、Ｚ方向（走査光学装置高さ方向）の距離Ｈ２は、実施例１に比べて、０．８２倍（＝ｃｏｓ４０°／ｃｏｓ２０°）まで、短縮している。
【０１９７】
図８は、本実施例における被走査面８ａ、８ｂ上の像面照度ムラを示している。結像光学系１５ａ，１５ｂ及び、防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）により軸外（画像端部）での光量が、軸上（画像中央）の光量より５％増加している（補正前）。
【０１９８】
この結像光学系１５ａ、１５ｂと防塵ガラス１４ａ、１４ｂにより発生する像面照度ムラを、前述した偏向光束の折り返しミラーへの入射角度、及び偏光方向に対する反射率を連続的に変化させて補正している。
【０１９９】
このとき、本実施形態においては、共通の薄膜特性を有している第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは、入射角が７°となる軸上光束における反射率は９５％としている。又、入射角が３３°となる軸外光束における反射率も９５％となるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂの反射膜を最適化している。
【０２００】
一方、第２の折り返しミラー１７ａと１７ｂについては、両者で非同一の膜特性を設定した。
【０２０１】
非同一の膜を使用したことで、軸上入射角に差が生じている第２の折り返しミラーを用いて、像面照度ムラを補正することができている。第２の折り返しミラー１７ａは、入射角が３２°となる軸上光束における反射率は９０％とし、入射角が４１°となる軸外光束における反射率も８６％となるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ａの反射膜を最適化している。
【０２０２】
これにより、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より４％低くなるように設定した。第２の折り返しミラー１７ｂは、入射角が６８°となる軸上光束における反射率は９０％とし、入射角が７１°となる軸外光束における反射率も８６％となるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ｂの反射膜を最適化している。これにより、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より４％低くなるように設定した。これによって、像面照度ムラは１％に補正されている（補正後）。
【０２０３】
以上に述べたように、本実施例の特有の利点として、対向する２つの光路の中で、最も被走査面に近いミラー１７ａ、１７ｂの２組において、軸上光線入射角の差を更に大きくして、高さＨを更に低減している。
【実施例４】
【０２０４】
本発明の実施例４を説明する。
【０２０５】
本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、対向する２つの光路の中で、最も偏光器に近いミラー１７ａ、１７ｂの２組において、軸上光線入射角を更に小さくして、高さＨの更なる低減を図った点である。
【０２０６】
図９は本発明の実施例４における走査光学装置の副走査断面図である。本実施例における、その他の配置、光学特性に関する数値は実施例１と同一である。
【０２０７】
本実施例において、対向する２つの光路の中で、最も偏向器５に近いミラーの２組（第１の折り返しミラー１６ａと１６ｂ）の軸上光線入射角Θ１ａ（°），Θ１ｂ（°）を、実施例１とは変更している。
【０２０８】
実際の設計値は第１の折り返しミラー１６ａの軸上光線入射角Θ１ａ（°）は５°、第１の折り返しミラー１６ｂの軸上光線入射角Θ１ｂ（°）も５°と設定した。
【０２０９】
ここで、
Θ２ｂ（°）−Θ１ｂ（°）＝６２°−５°＝５７°
Θ２ａ（°）−Θ１ａ（°）＝４２°−５°＝３７°
となり、式（５）を満足し、また、実施例１と比べてさらに、小型化には有利な角度になっている。
【０２１０】
本実施例において、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂと第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂまでの、Ｚ方向（走査光学装置高さ方向）の距離Ｈ１は、実施例１に比べて、０．７２倍（＝ｓｉｎ１０°／ｓｉｎ１４°）まで、短縮している。
【０２１１】
図１０は、本実施例における被走査面上の像面照度ムラを示している。結像光学系１５ａ，１５ｂ及び、防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）により軸外（画像端部）での光量が、軸上（画像中央）の光量より５％増加している（補正前）。
【０２１２】
この結像光学系１５ａ、１５ｂと防塵ガラス１４ａ、１４ｂにより発生する像面照度ムラを、前述した偏向光束の折り返しミラーへの入射角度、及び偏光方向に対する反射率を連続的に変化させて補正している。
【０２１３】
このとき、本実施例においては、共通の薄膜特性を有している第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは、入射角が５°となる軸上光束における反射率は９５％としている。そして、入射角が３２°となる軸外光束における反射率も９５％となるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂの反射膜を最適化している。
【０２１４】
一方、第２の折り返しミラー１７ａと１７ｂについては、両者で非同一の膜特性を設定した。非同一の膜を使用したことで、軸上入射角に差が生じている第２の折り返しミラーを用いて、像面照度ムラを補正している。第２の折り返しミラー１７ａは、入射角Θ２が４２°となる軸上光束における反射率は９０％とし、入射角が４９°となる軸外光束における反射率も８６％となるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ａの反射膜を最適化している。これにより、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より４％低くなるように設定した。
【０２１５】
第２の折り返しミラー１７ｂは、入射角が６２°となる軸上光束における反射率は９０％とし、入射角が６６°となる軸外光束における反射率も８６％となるようにしている。即ち、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ｂの反射膜を最適化している。これにより、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より４％低くなるように設定した。これによって、像面照度ムラは１％に補正されている（補正後）。
【０２１６】
以上に述べたように、本実施例の特有の利点として、対向する２つの光路の中で、最も偏光器に近いミラー１６ａ、１６ｂの２組において、軸上光線入射角を更に小さくして、高さＨを更に低減している。
【実施例５】
【０２１７】
次に本発明の実施例５を説明する。
【０２１８】
本実施例において、前述の実施例１〜４と異なる点は、ＢＤセンサ（同期検出センサー）を２つの受光面からなるＢＤセンサを用いたことで、ＢＤスリットを削減している点である（主走査断面図は不図示）。
【０２１９】
図１１は本実施例で用いたＢＤセンサ１０ａの受光面を示す概略図である。
【０２２０】
ＢＤセンサ１０ａは２つの受光面Ｊ１、Ｊ２から構成されており、２つの受光面Ｊ１，Ｊ２はＢＤセンサ１０ａ上でＢＤ光束が走査される向きに並んでいる。
【０２２１】
ＢＤセンサ１０ａにおける、同期検出タイミングを検出する方法を以下に示す。
【０２２２】
例えばＢＤ光束が図１１中で矢印で示す向きで走査された場合、ＢＤ光束は初めに受光面Ｊ１に到達し、その後受光面Ｊ２に到達する。従って、時系列で両者が取り込んだ光量を考えた時、受光面Ｊ１及び受光面Ｊ２で取り込み光量が等しくなるタイミングが必ず１点存在する。
【０２２３】
本実施例ではこのタイミングを同期検出タイミングとしている。
【０２２４】
本実施例は、ＢＤスリットを削減できることから、装置全体を簡素化することができる。また、ＢＤスリットを用いて同期検出する場合と比較すると、ＢＤタイミングはＢＤ光束の走査速度に依存せず決定できるため、より高精度に同期検出ができる。
【０２２５】
尚、以上実施例１〜５においては光源手段を単一の発光部より構成したが、これに限らず、複数の発光部を有するマルチビーム半導体レーザー（マルチビーム光源）より構成しても、本発明は前述の実施例１〜５と同様に適用することができる。マルチビーム光源を用いることの利点の１つには、騒音や振動の原因となる偏向器を高速化することなく、印字の高速・高精細化に対応できることが挙げられる。
【０２２６】
［カラー画像形成装置］
図１２は本発明の実施例１〜５のいずれか１つの走査光学装置を用いたカラー画像形成装置の要部概略図である。
【０２２７】
本実施例は、走査光学装置を２個並べ各々並行して像担持体である感光体ドラム面上に画像情報（静電潜像）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。
【０２２８】
同図において、７０はカラー画像形成装置、２１，２３は各々実施例１〜５に示した何れかの構成を有する走査光学装置である。５１，５２，５３，５４は各々像担持体としての感光体ドラムである。３１，３２，３３，３４は各々現像器（現像手段）、６１は搬送ベルトである。尚、図１２においては現像器で現像されたトナー像を被転写材、転写手段で転写し、転写したトナー像を被転写材に定着させる定着器（定着手段）（不図示）とを有している。
【０２２９】
図１２において、カラー画像形成装置７０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器６２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号（コードデータ）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６３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データに変換されて、それぞれ走査光学装置２１，２３に入力される。
【０２３０】
そして、これらの走査光学装置２１、２２からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が射出される。これらの光ビーム４１、４２、４３、４４によって感光体ドラム５１，５２，５３，５４の感光体ドラム面が主走査方向に走査される。
【０２３１】
本実施例を適用できるカラー画像形成装置は走査光学装置２１，２３を２個並べている。そして、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、各々並行して感光体ドラム５１，５２，５３，５４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。
【０２３２】
本実施例においては、図５に示した走査ユニットＳ３，Ｓ４，Ｓ１，Ｓ２の順に、各々、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ（ブラック）の色画像が対応している。第２の光路変更手段の軸上光線の入射角が小さい側の光路が含まれる走査ユニットＳ３は、それぞれの光束により形成される色画像の中で明度が最も低い色画像Ｙ（イエロー）を形成する被走査面に光照射されている。
【０２３３】
製膜上、角度特性がつきにくい走査ユニットＳ３側に、明度が最も低い色画像Ｙ（イエロー）を使用することで被走査面上の濃度ムラが目立ちにくく、より高品位な画像を得ることができている。
【０２３４】
本実施例を適用できるカラー画像形成装置は上述の如く２つの走査光学装置２１，２３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体ドラム５１，５２，５３，５４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。
【０２３５】
外部機器６２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よい。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７０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【０２３６】
尚、本発明ではカラー画像形成装置に実施例１〜５の何れかにおける走査光学装置を適用したが、もちろんモノクロ用の画像形成装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】本発明の実施例１の主走査断面の要部概略図
【図２】本発明の実施例１の副走査断面の要部概略図
【図３】本発明の実施例１における第１の折り返しミラー１６ａにおける概略図
【図４】本発明の実施例１における像面照度比の説明図
【図５】本発明の実施例１の副走査断面の要部概略図
【図６】本発明の実施例２における像面照度比の説明図
【図７】本発明の実施例３の副走査断面の要部概略図
【図８】本発明の実施例３における像面照度比の説明図
【図９】本発明の実施例４の副走査断面の要部概略図
【図１０】本発明の実施例４における像面照度比の説明図
【図１１】本発明の実施例５のＢＤセンサ受光面を示す説明図
【図１２】本発明を適用できるカラー画像形成装置の実施形態を示す要部断面図
【図１３】従来例の走査光学装置の副走査断面の概略図
【符号の説明】
【０２３８】
１ａ,１ｂ・・・光源手段
２ａ，２ｂ・・・開口絞り
３ａ，３ｂ・・・第１の光学素子（コリメータレンズ）
４ａ，４ｂ・・・第２の光学素子（シリンドリカルレンズ）
５・・・偏向手段（ポリゴンミラー）
５ａ，５ｂ・・・偏向面
６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ・・・走査レンズ（結像レンズ）
８ａ，８ｂ・・・被走査面（感光ドラム面）
９ａ・・・同期検出用光学素子（ＢＤレンズ）
１０ａ・・・同期検出用受光手段（ＢＤセンサ）
１１ａ・・・スリット
１２ａ・・・レーザ基板
１３ａ・・・光路変更素子（ＢＤミラー）
１４ａ、１４ｂ・・・防塵ガラス
１５ａ、１５ｂ・・・結像光学系
２１，２３・・・走査光学装置
３１，３２，３３，３４・・・現像器（現像手段）
４１，４２，４３，４４・・・光ビーム
５１，５２，５３，５４・・・感光体ドラム
６１・・・搬送ベルト
６２・・・外部機器
６３・・・プリンタコントローラ
７０・・・カラー画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010066679.tif 000018
【図１０】
2010066679.tif 000019
【図１１】
2010066679.tif 000020
【図１２】
2010066679.tif 000021
【図１３】
2010066679.tif 000022