(57)【要約】【課題】  小型かつ簡素な光走査装置及びそれを備える画像形成装置を提供すること。【解決手段】  共通の光源１から出射する第１及び第２の光束を互いに分離する分離素子４１と、第１及び第２の光束を偏向して共通の被走査面７の有効領域を主走査方向に走査する偏向器５と、偏向器５により偏向された第１及び第２の光束の夫々を、有効領域の主走査方向において互いに異なる第１及び第２の領域７１，７２に導光する第１及び第２の結像光学系６１，６２と、を備え、第１及び第２の光束の夫々は、偏向器５における互いに異なる偏向面に入射しており、偏向器５は、第１及び第２の領域７１，７２を互いに異なるタイミングで走査する。【選択図】  図１
2018097086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の光源から出射する第１及び第２の光束を互いに分離する分離素子と、
前記第１及び第２の光束を偏向して共通の被走査面の有効領域を主走査方向に走査する偏向器と、
該偏向器により偏向された前記第１及び第２の光束の夫々を、前記有効領域の主走査方向において互いに異なる第１及び第２の領域に導光する第１及び第２の結像光学系と、
を備え、
前記第１及び第２の光束の夫々は、前記偏向器における互いに異なる偏向面に入射しており、
前記偏向器は、前記第１及び第２の領域を互いに異なるタイミングで走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記有効領域において、前記偏向器の回転軸を含み主走査方向に垂直な基準面に対して、前記第１の領域は前記第１の光束が前記偏向器に入射する側の領域であり、前記第２の領域は前記第２の光束が前記偏向器に入射する側の領域であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の光束は、前記第１及び第２の領域を互いに同じ方向に走査することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記偏向器の回転軸に垂直な平面に投影された前記第１及び第２の光束は、前記回転軸を含み主走査方向に垂直な基準面に対して、互いに対称な方向から前記偏向器に入射することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
主走査断面内において、前記偏向器に入射するときの前記第１の光束の主光線と前記基準面とのなす角度をα１、前記偏向器の外接円と前記主光線との交点をＰ１ｉ、該交点Ｐ１ｉと前記外接円の中心とを結ぶ直線と前記基準面とのなす角度をρ１、前記有効領域における前記第１の光束の側の最軸外像高に入射するときの前記主光線と前記基準面とのなす角度をω１ｍａｘ、前記有効領域における中心像高に入射するときの前記主光線と前記基準面とのなす角度をω１ｍｉｎ、とし、前記偏向器における偏向面の数をＮ、ω０＝１８０°／Ｎ、２≦Ｊ≦Ｎを満たす整数をＪ、とするとき、
α１＞（ρ１−ω０）×２−ω１ｍｉｎ
α１＜（ρ１＋ω０）×２−ω１ｍａｘ
α１＞ω１ｍａｘ
α１＞−２×（ρ１＋ω０）＋２×３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）−ω１ｍｉｎ
α１＜−２×（ρ１−ω０）＋２×３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）−ω１ｍａｘ
なる条件を満たすことを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
主走査断面内において、前記偏向器に入射するときの前記第１の光束の主光線と前記基準面とのなす角度をα１、前記有効領域における前記第１の光束の側の最軸外像高に入射するときの前記主光線と前記基準面とのなす角度をω１ｍａｘ、とし、前記偏向器における偏向面の数をＮ、２≦Ｊ≦Ｎを満たす整数をＪ、とするとき、
α１＜−ω１ｍａｘ＋３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）
なる条件を満たすことを特徴とする請求項４又は５に記載の光走査装置。
【請求項７】
主走査断面内において、前記偏向器に入射するときの前記第１の光束の主光線と前記基準面とのなす角度をα１、前記有効領域における前記第１の光束の側の最軸外像高に入射するときの前記主光線と前記基準面とのなす角度をω１ｍａｘ、前記有効領域における中心像高に入射するときの前記主光線と前記基準面とのなす角度をω１ｍｉｎ、とし、前記偏向器における偏向面の数をＮ、２≦Ｊ≦Ｎを満たす整数をＪ、とするとき、
α１＞（２×３６０°／Ｎ×Ｊ−ω１ｍｉｎ）／３
なる条件を満たすことを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の光束の夫々は、副走査断面内において前記偏向器に斜入射することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の光束の夫々は、前記偏向器の回転軸に垂直な平面に対して、互いに同じ側から前記偏向器に入射することを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記第２の領域へ向かう前記第１の光束を遮光し、前記第１の領域へ向かう前記第２の光束を遮光する遮光部材を備えることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の結像光学系は、互いに一体的に形成された第１及び第２の結像素子を有することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記分離素子は、前記第１の光束を副走査断面内において集光する光学面を含むことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記分離素子を介さずに入射する前記第２の光束を反射して前記偏向器に導光する反射素子を備えることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記第１の領域における軸上像高と軸外像高とで光束の走査速度が異なり、かつ前記第２の領域における軸上像高と軸外像高とで光束の走査速度が異なることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の光走査装置と、該光走査装置により被走査面に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の光走査装置と、外部機器から出力されたコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力するプリンタコントローラと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光走査装置に関し、例えばレーザビームプリンタやマルチファンクション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、画像形成装置に用いられる光走査装置として、光源から出射した光束を偏向器により偏向し、偏向された光束を結像光学系によって被走査面に導光することにより、被走査面を主走査方向に走査するものが知られている。また、光走査装置による走査方式として、被走査面の印字領域（有効領域）を主走査方向において２つに分割し、それぞれの領域を２本の光束により分担して走査する方式（カスケード走査方式）が知られている。
【０００３】
特許文献１には、共通の被走査面における２つの印字領域の夫々を、並列して配置された２つの光走査装置により分担して走査する画像形成装置が記載されている。この構成によれば、印字領域の全域を１つの光走査装置により同じ走査画角で走査する構成と比較して、偏向器から被走査面までの光路長を短くすることができるため、画像形成装置の小型化に寄与することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８１５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置においては、２つの光走査装置が設けられているため、部品点数が多く、装置全体の小型化が十分ではない。
【０００６】
本発明の目的は、小型かつ簡素な光走査装置及びそれを備える画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光走査装置は、共通の光源から出射する第１及び第２の光束を互いに分離する分離素子と、前記第１及び第２の光束を偏向して共通の被走査面の有効領域を主走査方向に走査する偏向器と、該偏向器により偏向された前記第１及び第２の光束の夫々を、前記有効領域の主走査方向において互いに異なる第１及び第２の領域に導光する第１及び第２の結像光学系と、を備え、前記第１及び第２の光束の夫々は、前記偏向器における互いに異なる偏向面に入射しており、前記偏向器は、前記第１及び第２の領域を互いに異なるタイミングで走査することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型かつ簡素な光走査装置及びそれを備える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】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置の要部概略図。
【図２】偏向器により第１の光束が偏向される様子を示す図。
【図３】偏向器により第２の光束が偏向される様子を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る光走査装置の要部概略図。
【図５】実施例１に係る光走査装置の部分拡大図。
【図６】本発明の実施例２に係る光走査装置の要部概略図。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
なお、以下の説明において、主走査方向とは、偏向器の回転軸と光学系の光軸方向とに垂直な方向であり、副走査方向とは、偏向器の回転軸に平行な方向である。また、主走査断面とは、光軸方向及び主走査方向に平行な断面（副走査方向に垂直な断面）であり、副走査断面とは、光軸方向及び副走査方向に平行な断面（主走査方向に垂直な断面）である。すなわち、これらの各方向及び各断面は、光学系毎に異なる場合がある。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る光走査装置１００の要部概略図である。光走査装置１００は、分離素子４１、偏向器５、及び結像光学系６を備え、被走査面７の有効領域を主走査方向に走査する装置である。図１では、被走査面７の有効領域の主走査方向における中心（中心像高）７１２と偏向器５の回転軸５１とを通るｘ軸と、ｘ軸と直交し偏向器５の偏向点（反射点）を通るｙ軸と、ｘ軸及びｙ軸と直交するｚ軸と、によって絶対座標系ｘｙｚを定めている。なお、ｙ軸を定める偏向点は、第１の光束が後述する印字位置７１１に向かうときの偏向点である。また、図１では、第１及び第２の光束が被走査面７における各像高に異なるタイミングで入射するときの様子を、便宜的に１つの図で示している。
【００１３】
分離素子４１は、共通の光源１から出射する第１及び第２の光束を互いに分離するための光学素子である。図１に示すように、共通の光源から出射した光束のうち、第１の光束は分離素子４１に入射し、第２の光束は分離素子４１を介さずに反射素子８に入射する。分離素子４１は、主走査断面内（ｘｙ断面内）において第１の光束の進行方向を変えることで、第１及び第２の光束の光路を分離することができる。
【００１４】
分離素子４１により分離された第１及び第２の光束は、回転軸５１を含み主走査方向に垂直な基準面９（ｘ軸を含みｙ軸に垂直な面）に対して互いに異なる側から、偏向器５における互いに異なる偏向面に入射する。具体的には、第１の光束はｙ軸方向におけるプラス側から偏向器５における第１の偏向面に入射し、第２の光束はｙ軸方向におけるマイナス側から偏向器５における第３の偏向面に入射している。すなわち、プラス側は第１の光束の側に対応し、マイナス側は第２の光束の側に対応する。
【００１５】
結像光学系６は、基準面９に対して互いに異なる側に配置される第１の結像光学系６１及び第２の結像光学系６２を有している。第１及び第２の結像光学系６１，６２の夫々は、偏向器５により偏向された第１及び第２の光束の夫々を、有効領域の主走査方向において互いに異なる第１の領域７１及び第２の領域７２に導光する。本実施形態に係る第１及び第２の結像光学系６１，６２の夫々は、単一の結像素子（第１及び第２の結像素子）から成るが、必要に応じて複数の結像素子で構成してもよい。
【００１６】
第１の領域７１は、有効領域における基準面９に対して第１の光束が偏向器５に入射する側の領域、すなわちｙ軸方向におけるプラス側の最軸外像高７１０から中心像高７１２までの印字領域である。また、第２の領域７２は、有効領域における基準面９に対して第２の光束が偏向器５に入射する側の領域、すなわち中心像高７１２からｙ軸方向におけるマイナス側の最軸外像高７１４までの印字領域である。
【００１７】
図１に示すように、第１の領域７１を、第１の結像光学系６１の第１の光軸６１０と被走査面７との交点７１１に対して２つに分けた場合、最軸外側領域７１Ｅの方が中心側領域７１Ｃよりも長くなる。同様に、第２の領域７２を、第２の結像光学系６２の第２の光軸６２０と被走査面７との交点７１３に対して２つに分けた場合、最軸外側領域７２Ｅの方が中心側領域７２Ｃよりも長くなる。
【００１８】
そして、本実施形態に係る偏向器５は、第１及び第２の領域７１，７２の夫々を互いに異なるタイミングで走査している。具体的に、偏向器５は、第１及び第３の偏向面によって第１及び第２の光束の夫々を互いに異なるタイミングで偏向することで、第１及び第２の領域７１，７２の夫々を時分割走査している。この構成によれば、複数の光源を用いなくても、第１及び第２の領域７１，７２の夫々を独立して走査することができ、各領域に互いに異なる画像を形成することが可能になる。
【００１９】
このように、本実施形態に係る光走査装置１００は、第１及び第２の光束によって共通の被走査面７の主走査方向において互いに異なる印字領域を走査するカスケード走査方式を採用している。このとき、光走査装置１００は、共通の光源１から出射した第１及び第２の光束を共通の偏向器５によって走査する構成を採っているため、上述した特許文献１に記載の構成よりも部品点数を少なくして装置全体の小型化を実現することができる。
【００２０】
なお、ここでの「互いに異なる印字領域」とは、「少なくとも一部が互いに異なる印字領域」のことを示している。すなわち、第１及び第２の領域７１，７２は、図１に示すように完全に分離していなくてもよい。例えば、各部材の組み立て公差などを考慮して、第１及び第２の領域７１，７２の夫々が中心像高７１２を越えて、互いの一部が重複するように構成してもよい。
【００２１】
次に、偏向器５によって第１及び第２の光束が偏向される様子について説明する。
【００２２】
図２及び図３は、偏向器５が回転軸５１を中心として回転したときの状態と、各状態において偏向器５に入射する第１及び第２の光束の主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２が偏向される様子と、を示す主走査断面図である。図２及び図３において、基準線Ｌｐは、回転軸５１を通りｘ軸に垂直（ｙ軸に平行）な直線を示している。また、補助線ｘ１〜ｘ４の夫々は、図１で示した基準面９に平行な直線（ｘ軸に平行な直線）であり、以下で説明するｘ軸及び補助線ｘ１〜ｘ４となす角度の夫々は、主走査断面内において基準面９となす角度に相当する。
【００２３】
なお、図２及び図３において、第１及び第２の光束のマージナル光線は省略されている。また、図２及び図３では、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２の夫々が、回転軸５１に垂直な平面（ｘｙ平面）に対して平行な方向から偏向器５に入射（偏向面内入射）する場合を想定している。ただし、必要に応じて、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２が、ｘｙ平面に対して斜め方向から偏向器５に入射（斜入射）するように構成してもよい。この場合、図２及び図３は、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２をｘｙ平面に投影したものを示すことになる。
【００２４】
図２Ａにおいて、第１の偏向面５２の法線Ｌ１ｖとｘ軸とのなす角度がθ１であるときに、第１の偏向面５２で偏向された主光線ＬＤ１を光線Ｌθ１とし、主光線ＬＤ１と光線Ｌθ１との交点を通る補助線ｘ２と光線Ｌθ１とのなす角度をω１としている。また、偏向器５の外接円５０１と主光線ＬＤ１との交点（外接円５０１上における主光線ＬＤ１の入射位置）をＰ１ｉとし、交点Ｐ１ｉと外接円５０１の中心（回転軸５１）とを結ぶ直線Ｌ１ｉとｘ軸とのなす角度をρ１としている。さらに、交点Ｐ１ｉを通る補助線ｘ１と主光線ＬＤ１とのなす角度をα１としている。
【００２５】
なお、偏向器５における偏向面の数をＮとするとき、回転軸５１と第１の偏向面５２の両端部とを結ぶ２つの直線の互いになす角度は２×ω０＝３６０°／Ｎで表される。この角度２×ω０は、第１の偏向面５２で走査することができる範囲に対応する回転角度（走査画角の半値）を示しており、図２においてはＮ＝４であるため２×ω０＝９０°となる。なお、ω０＝１８０°／Ｎ＝４５°である。
【００２６】
図２Ｂにおいて、光線Ｌ１０，Ｌ１＋，Ｌ１−の夫々は、偏向器５が第１の状態５００（実線），第２の状態５００＋（二点鎖線），第３の状態５００−（破線）の夫々である場合に偏向された主光線ＬＤ１を示している。光線Ｌ１０は、ｘ軸に平行な方向に進んで図１で示した第１の領域７１における印字位置７１１（第１の光軸６１０との交点）に向かい、光線Ｌ１＋及び光線Ｌ１−の夫々は、プラス側の最軸外像高７１０及び中心像高７１２に向う。また、光線Ｌ１＋と光線Ｌ１０とのなす角度（光線Ｌ１＋の画角）をω１ｍａｘ、光線Ｌ１−と光線Ｌ１０とのなす角度（光線Ｌ１−の画角）をω１ｍｉｎ、としている。
【００２７】
偏向器５が反時計回りに回転して、第３の状態５００−、第１の状態５００、第２の状態５００＋の順に変化した場合、偏向器５により偏向された主光線ＬＤ１は、光線Ｌ１−、Ｌ１０、Ｌ１＋の順に変化する。つまり、主光線ＬＤ１は、被走査面７を中心像高７１２、印字位置７１１、プラス側の最軸外像高７１０、の順に走査する。なお、偏向器５が時計回りに回転した場合は、上記順番は逆になる。
【００２８】
図３Ａにおいて、第Ｊの偏向面５３の法線ＬＪｖとｘ軸とのなす角度がθ２であるときに、第Ｊの偏向面５３で偏向された主光線ＬＤ２を光線Ｌθ２とし、主光線ＬＤ２と光線Ｌθ２との交点を通る補助線ｘ４と光線Ｌθ２とのなす角度をω２としている。また、偏向器５の外接円５０１と主光線ＬＤ２との交点を主光線ＬＤ２の入射位置Ｐ２ｉとし、入射位置Ｐ２ｉと外接円５０１の中心とを結ぶ直線Ｌ２ｉとｘ軸とのなす角度をρ２としている。さらに、入射位置Ｐ２ｉを通る補助線ｘ３と主光線ＬＤ２とのなす角度をα２としている。
【００２９】
なお、主光線ＬＤ２が入射する第Ｊの偏向面５３は、第１の偏向面５２を１番目としたときに、第１の偏向面５２から時計回りに数えてＪ番目の偏向面である。ただし、Ｊは２≦Ｊ≦Ｎを満たす整数であり、図３においてはＪ＝３である。また、第Ｊの偏向面５３の走査画角の半値は、第１の偏向面５２と同様に、２×ω０＝９０°である。
【００３０】
図３Ｂにおいて、光線Ｌ２０，Ｌ２＋，Ｌ２−の夫々は、偏向器５が第１の状態５１０（実線），第２の状態５１０＋（破線），第３の状態５１０−（二点鎖線）の夫々である場合に偏向された主光線ＬＤ２を示している。光線Ｌ２０は、ｘ軸に平行な方向に進んで図１で示した第２の領域７２における印字位置７１３（第２の光軸６２０との交点）に向かい、光線Ｌ２＋及び光線Ｌ２−の夫々は、中心像高７１２及びマイナス側の最軸外像高７１４に向う。また、光線Ｌ２＋と光線Ｌ２０とのなす角度（光線Ｌ２＋の画角）をω２ｍａｘ、光線Ｌ２−と光線Ｌ２０とのなす角度（光線Ｌ２−の画角）をω２ｍｉｎ、としている。
【００３１】
偏向器５が反時計回りに回転して、第３の状態５１０−、第１の状態５１０、第２の状態５１０＋の順に変化した場合、偏向器５により偏向された主光線ＬＤ２は、光線Ｌ２−、Ｌ２０、Ｌ２＋の順に変化する。つまり、主光線ＬＤ２は、被走査面７をマイナス側の最軸外像高７１４、印字位置７１３、中心像高７１２、の順に走査する。なお、偏向器５が時計回りに回転した場合は、上記順番は逆になる。
【００３２】
なお、図３Ａに示すように、主光線ＬＤ２が第Ｊの偏向面５３にて偏向され、光線Ｌθ２として被走査面７に入射するタイミングにおいて、主光線ＬＤ１は第１の偏向面５２により偏向されて光線Ｌｂａｃｋとなり、被走査面７から離れる方向に向かう。すなわち、主光線ＬＤ２が被走査面７を走査するタイミングには、主光線ＬＤ１は被走査面７を走査せず、主光線ＬＤ１が被走査面７を走査するタイミングには、主光線ＬＤ２は被走査面７を走査しないことになる。このように、偏向器５は、第１及び第２の光束の夫々が互いに異なるタイミングで被走査面７を走査するように構成されている。
【００３３】
ここで、第１及び第２の光束の夫々が、互いに異なるタイミングで被走査面７を走査するための条件について説明する。以下の説明では、第１及び第２の光束（主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２）が、偏向器５の回転軸５１に垂直な平面に投影されたとき、基準面９に対して互いに対称な方向から偏向器５に入射する構成を考える。すなわち、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２の各角度が基準面９に対して互いに線対称となり、α１＝−α２、ρ１＝−ρ２、ω１ｍａｘ＝−ω２ｍｉｎ、ω１ｍｉｎ＝−ω２ｍａｘである場合を考える。また、偏向器５は、反時計回りに回転し、被走査面７をｙ方向におけるプラス側に走査するものとする。
【００３４】
（第１の条件）
第１の条件は、第１の偏向面５２により偏向された主光線ＬＤ１がω１ｍｉｎからω１ｍａｘまでの範囲を走査でき、第Ｊの偏向面５３により偏向された主光線ＬＤ２がω２ｍｉｎからω２ｍａｘまでの範囲を走査できることである。なお、ω１ｍｉｎからω１ｍａｘまでの範囲は第１の領域７１に対応し、ω２ｍｉｎからω２ｍａｘまでの範囲は第２の領域７２に対応する。
【００３５】
まず、第１の偏向面５２の法線角度θ１と、偏向器５の外接円５０１上における主光線ＬＤ１の入射位置Ｐ１ｉに対応する角度ρ１との関係を考えると、第１の条件を満足するためには以下の条件式（１）を満たす必要がある。
θ１−ω０＜ρ１＜θ１＋ω０⇔
ρ１−ω０＜θ１＜ρ１＋ω０・・・（１）
【００３６】
ここで、主光線ＬＤ１が偏向器５に入射するときの角度α１と、主光線ＬＤ１が偏向器５により偏向された後の角度ω１とは、以下の関係を満たす。
α１−θ１＝θ１−ω１⇔
ω１＝２θ１−α１⇔
θ１＝（ω１＋α１）／２
【００３７】
よって、条件式（１）は以下の条件式（２）に変形できる。
ρ１−ω０＜（ω１＋α１）／２＜ρ１＋ω０⇔
（ρ１−ω０）×２−α１＜ω１＜（ρ１＋ω０）×２−α１・・・（２）
【００３８】
条件式（２）は、以下の条件式（３）及び（４）に分割できる。
α１＞（ρ１−ω０）×２−ω１・・・（３）
α１＜（ρ１＋ω０）×２−ω１・・・（４）
【００３９】
そして、角度ω１が以下の条件式（５）を満たすことを考慮すると、条件式（３）及び（４）は以下の条件式（６）及び（７）に変形できる。
ω１ｍｉｎ＜ω１＜ω１ｍａｘ・・・（５）
α１＞（ρ１−ω０）×２−ω１ｍｉｎ・・・（６）
α１＜（ρ１＋ω０）×２−ω１ｍａｘ・・・（７）
【００４０】
さらに、角度α１は以下の条件式（８）を満たす必要がある。
α１＞ω１ｍａｘ・・・（８）
【００４１】
上記の条件式（６）〜（８）は、第１の偏向面５２により偏向される主光線ＬＤ１が、ω１ｍｉｎからω１ｍａｘまでの範囲（第１の領域７１）を走査するための、角度ρ１及びα１の条件を示している。
【００４２】
また、第１の偏向面５２で偏向される主光線ＬＤ１による走査が終わってから、次の偏向面で偏向される主光線ＬＤ１による走査が開始するまでに、第Ｊの偏向面５３で偏向される主光線ＬＤ２による中心像高７１２の走査が終了している必要がある。言い換えると、主光線ＬＤ１が第１の偏向面５２に入射しなくなり、隣接する次の偏向面に入射し始めるとき、すなわちθ１＝ρ１＋ω０となったときに、以下の条件式（９）を満たすことが必要になる。
ω２＞ω２ｍａｘ⇔
２×θ２−α２＞ω２ｍａｘ・・・（９）
【００４３】
条件式（９）は、第Ｊの偏向面５３で偏向される主光線ＬＤ２が、走査方向において中心像高７１２よりもプラス側を走査していること、すなわち中心像高７１２の走査を終えていることを示している。ここで、第Ｊの偏向面５３の法線角度はθ２＝θ１−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）であることを考慮し、θ１＝ρ１＋ω０、α１＝−α２、ω１ｍｉｎ＝−ω２ｍａｘ、の夫々を条件式（９）に代入して以下のように変形すると、条件式（１０）が導出される。
２×（θ１−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１））−（−α１）＞ω２ｍａｘ⇔
２×（ρ１＋ω０−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１））＋α１＞−ω１ｍｉｎ⇔
α１＞−２×（ρ１＋ω０−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１））−ω１ｍｉｎ⇔
α１＞−２×（ρ１＋ω０）＋２×３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）−ω１ｍｉｎ・・・（１０）
【００４４】
さらに、第Ｊの偏向面５３で偏向される主光線ＬＤ２によるマイナス側の最軸外像高７１４の走査が開始するまでに、第１の偏向面５２で偏向される主光線ＬＤ１によるプラス側の最軸外像高７１０の走査が終了している必要がある。言い換えると、第１の偏向面５２に主光線ＬＤ１が入射し始め、第１の偏向面５２による主光線ＬＤ１の偏向が開始するとき、すなわちθ１＝ρ１−ω０となったときに、以下の条件式（１１）を満たすことが必要になる。
ω２＜ω２ｍｉｎ⇔
２×θ２−α２＜ω２ｍｉｎ・・・（１１）
【００４５】
条件式（１１）は、第Ｊの偏向面５３で偏向される主光線ＬＤ２が、走査方向において最軸外像高７１４よりもマイナス側を走査していること、すなわち最軸外像高７１４の走査を開始する前であることを示している。条件式（９）と同様に、条件式（１１）に各値を代入して以下のように変形すると、条件式（１２）が導出される。
２×（θ１−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１））−（−α１）＜ω２ｍｉｎ⇔
２×（ρ１−ω０−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１））＋α１＜−ω１ｍａｘ⇔
α１＜−２×（ρ１−ω０−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１））−ω１ｍａｘ⇔
α１＜−２×（ρ１−ω０）＋２×３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）−ω１ｍａｘ・・・（１２）
【００４６】
以上より、第１の条件を満足するためには、上記の条件式（６）、（７）、（８）、（１０）、及び（１２）を満たせばよい。
【００４７】
（第２条件）
第２の条件は、第１の偏向面５２により偏向された主光線ＬＤ１がω１ｍｉｎからω１ｍａｘまでの範囲を走査している最中に、第Ｊの偏向面５３により偏向された主光線ＬＤ２がω２ｍｉｎからω２ｍａｘまでの範囲を走査していないことである。言い換えると、第Ｊの偏向面５３により偏向された主光線ＬＤ２がω２ｍｉｎからω２ｍａｘまでの範囲を走査している最中に、第１の偏向面５２により偏向された主光線ＬＤ１がω１ｍｉｎからω１ｍａｘまでの範囲を走査していないことである。これらは、時分割走査を実現するための条件を示している。
【００４８】
まず、第１の偏向面５２で偏向される主光線ＬＤ１がプラス側の最軸外像高７１０を走査するタイミングに、第Ｊの偏向面５３で偏向される主光線ＬＤ２がマイナス側の最軸外像高７１４よりも外側を走査していることが必要になる。すなわち、第１の偏向面５２の法線角度がθ１ｍａｘ＝（ω１ｍａｘ＋α１）／２となったとき、上記の条件式（１１）を満たすことが必要になる。よって、条件式（１１）に各値を代入して以下のように変形すると、条件式（１３）が導出される。
２×θ１ｍａｘ−２×３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）−（−α１）＜ω２ｍｉｎ⇔
（ω１ｍａｘ＋α１）−２×３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）＋α１＜−ω１ｍａｘ⇔
α１＜−ω１ｍａｘ＋３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）・・・（１３）
【００４９】
また、第Ｊの偏向面５３で偏向される主光線ＬＤ２によるマイナス側の最軸外像高７１４の走査が開始するタイミングに、第１の偏向面５２で偏向される主光線ＬＤ１がプラス側の最軸外像高７１０よりも外側を走査していることが必要になる。この条件は、上述したように、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２が基準面９に対して対称な方向から偏向器５に入射する場合、条件式（１３）と同じになる。
【００５０】
以上より、第２の条件を満足するためには、上記の条件式（１３）を満たせばよい。
【００５１】
なお、設計の制約などにより、条件式（１３）を満たすように構成することができない場合は、第１の光束が第２の領域７２に入射すること、及び第２の光束が第１の領域７１に入射することを抑制するための遮光部材を設ければよい。具体的には、第１の偏向面５２から第２の領域７２へ向かう第１の光束を遮光し、かつ第Ｊの偏向面５３から第１の領域７１へ向かう第２の光束を遮光することができる遮光部材を設ければよい。これにより、条件式（１３）を満たさない場合にも、第１及び第２の光束が被走査面７に同時に到達することを抑制することが可能になる。
【００５２】
遮光部材の位置や形状については、不要な光束を遮光することができる構成であれば、特に限定されるものではない。例えば、基準面９に平行な遮光面を有する遮光部材を偏向器５と被走査面７との間に設ける場合、被走査面７の近傍における基準面９と重なる位置や、中心像高に向かう光束の各結像光学系における出射位置の近傍などに配置すればよい。
【００５３】
（第３条件）
第３の条件は、第１の偏向面５２により偏向された主光線ＬＤ１がω１ｍｉｎからω１ｍａｘまでの範囲を走査している最中に、主光線ＬＤ２が第Ｊの偏向面５３により反射されて光路を逆行しないことである。言い換えると、第Ｊの偏向面５３により偏向された主光線ＬＤ２がω２ｍｉｎからω２ｍａｘまでの範囲を走査している最中に、主光線ＬＤ１が第１の偏向面５２により反射されて光路を逆行しないことである。
【００５４】
主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２の夫々が、ｘｙ平面に平行な方向から偏向器５に入射する場合、各主光線の入射方向が各偏向面に垂直になる（正対する）タイミングに光源１が発光すると、各主光線が光路に沿って逆行し光源１に戻ってしまう。このように、光源１に入射する光（戻り光）が生じると、光源１の発光動作が不安定になり、発光量が安定しなくなるということが知られている。この課題は、光源１が半導体レーザである場合に顕著になる。このため、各主光線と各偏向面とが正対するタイミングには発光しないように光源１を制御する必要がある。
【００５５】
そこで、主光線ＬＤ１によるω１ｍｉｎからω１ｍａｘまでの範囲の走査中に、主光線ＬＤ２と第Ｊの偏向面５３とが正対しないための条件について説明する。上述したように、第１の偏向面５２の法線角度はθ１＝（ω１＋α１）／２であるため、上記の条件式（５）は以下の条件式（１４）に変形できる。
（ω１ｍｉｎ＋α１）／２＜θ１＜（ω１ｍａｘ＋α１）／２・・・（１４）
【００５６】
また、θ２＝θ１−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）、すなわちθ１＝θ２＋３６０°／Ｎ×（Ｊ＋１）であり、α２＝−α１であることを考慮すると、条件式（１４）は以下の条件式（１５）及び（１６）に分割できる。
（ω１ｍｉｎ＋α１）／２＜θ２＋３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）＜（ω１ｍａｘ＋α１）／２⇔
θ２＞（ω１ｍｉｎ＋α１）／２−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）・・・（１５）
θ２＜（ω１ｍａｘ＋α１）／２−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）・・・（１６）
【００５７】
すなわち、条件式（１５）及び（１６）を満たす場合に、主光線ＬＤ１によるω１ｍｉｎからω１ｍａｘまでの範囲の走査が行われることになる。ここで、主光線ＬＤ２と第Ｊの偏向面５３とが正対しないための条件はθ２≠α２＝−α１であるため、α２が条件式（１５）及び（１６）を満たさないように構成すればよい。すなわち、第３の条件を満足するためには、以下の条件式（１７）又は（１８）の何れかを満たせばよい。
α２＝−α１＜（ω１ｍｉｎ＋α１）／２−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）⇔
α１＞（２×３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）−ω１ｍｉｎ）／３・・・（１７）
α２＝−α１＞（ω１ｍａｘ＋α１）／２−３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）⇔
α１＜（２×３６０°／Ｎ×（Ｊ−１）−ω１ｍａｘ）／３・・・（１８）
【００５８】
なお、条件式（１７）及び（１８）を満たさない場合は、副走査断面内において主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２の夫々が偏向器５に斜入射する構成（副走査斜入射系）を採ればよい。これにより、各主光線と各偏向面とが正対するタイミングに光源１を発光させた場合にも、光源１に入射する戻り光を低減することができる。このとき、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２の各偏向面に対する入射角（ｘｙ平面に対する角度）をβ１及びβ２とすると、β１及びβ２の値を十分に大きくすることで、戻り光を発生させなくすることも可能である。
【００５９】
このとき、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２の夫々を、回転軸５１に垂直な平面に対して互いに同じ側から偏向器５に入射させることが望ましい。この構成により、各光束を偏向器５に斜入射させることにより生じる、被走査面７における副走査方向の印字位置（印字高さ）のずれを低減することができる。印字高さのずれを大幅に低減するためには、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２の入射角をβ１＝β２となるように設定することがより好ましい。
【００６０】
一方、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２の夫々を、回転軸５１に垂直な平面に対して互いに異なる側から偏向器５に入射させる構成を採った場合、印字高さのずれが大きくなってしまう。この場合は、主光線ＬＤ１及び主光線ＬＤ２による印字のタイミングをずらすことにより、印字高さのずれを補正することができる。
【００６１】
以上、本実施形態に係る光走査装置１００は、カスケード走査方式を採用しつつ、装置全体の小型化及び簡素化を実現している。
【００６２】
次に、本実施形態に係る光走査装置１００の実施例について詳細に説明する。
【００６３】
［実施例１］
以下、本発明の実施例１に係る光走査装置１１０について説明する。本実施例に係る光走査装置１１０において、上述した実施形態に係る光走査装置１００と同等の構成については説明を省略する。
【００６４】
本実施例に係る光走査装置１１０は、第１及び第２の結像光学系６１，６２の夫々を構成する結像素子（結像レンズ）が、互いに一体的に形成されているという点で、上述した実施形態に係る光走査装置１００とは異なる。具体的に、第１及び第２の結像光学系６１，６２は、互いに一体的に形成された第１及び第２の結像素子から成る。なお、第１及び第２の結像素子の夫々は、基準面９に対して互いに対称な光学面を含んでいる。
【００６５】
図４は本実施例に係る光走査装置１１０の要部概略図であり、図５は図４の一部を拡大したものである。光走査装置１１０は、光源１、カップリングレンズ（コリメータレンズ）２、絞り３、分離素子（光路分離素子）４１、シリンダレンズ（シリンドリカルレンズ）４２、反射素子（折り返しミラー）８、偏向器５、及び結像光学系６を備えている。なお、本実施例において、第１の光束が印字位置７１１に向かうときの偏向器５における偏向点は、回転軸５１からｘ軸方向に２．３５９ｍｍ離れている。
【００６６】
本実施例において、光源１から出射した光束は、カップリングレンズ２により収束度が変えられて平行光束に変換された後、絞り３により規制されることで光束幅が決定される。絞り３には２つの開口が設けられているため、共通の光源１から出射した光束に２つの開口を通過させることで、第１及び第２の光束を生成することができる。絞り３を通過した後、第１の光束は分離素子４１に入射し、第２の光束は分離素子４１を介さずに反射素子８に入射する。分離素子４１は、主走査断面内においては第１の光束の進行方向を変えるプリズムの役割を果たしており、これにより第１及び第２の光束の光路を分離することができる。
【００６７】
分離素子４１により偏向された第１の光束はそのまま偏向器５に入射し、反射素子８により反射された第２の光束はシリンダレンズ４２を介して偏向器５に入射する。分離素子４１の出射面及びシリンダレンズ４２の入射面は、副走査断面内において屈折力（曲率）を有するシリンドリカル面である。この各シリンドリカル面によって、第１及び第２の光束が副走査断面内で集光されることで、偏向器５の基準面９に対して両側の偏向面の夫々の近傍に線像が形成される。
【００６８】
このように、本実施例では、１つの光源から出射した光束より第１及び第２の光束を生成する構成を採っており、光源１、カップリングレンズ２、及び絞り３を第１及び第２の光束で共用しているため、各部材を複数設ける必要がない。これにより、部品点数を少なくして、装置全体の小型化を実現することができる。
【００６９】
なお、分離素子４１により第１及び第２の光束を分離することができるのであれば、必要に応じて第２の光束が分離素子４１を通過するように構成してもよい。その際、シリンダレンズ４２の代わりに、分離素子４１によって第２の光束を副走査断面内で集光させるようにしてもよい。また、分離素子４１をハーフミラーなどで構成し、分離された第１及び第２の光束の光路の夫々にシリンダレンズを設けてもよい。このとき、分離素子４１によって第１及び第２の光束を生成することができるため、絞り３の代わりに、第１及び第２の光束の光路の夫々に１つの開口が設けられた絞りを配置してもよい。
【００７０】
本実施例に係る偏向器５は、４つの偏向面を有する回転多面鏡（ポリゴンミラー）であり、不図示の駆動部（モータ）の駆動力により一定速度で回転しながら第１及び第２の光束を偏向することで、被走査面７の有効領域を主走査方向に走査する。なお、偏向器５としては、５つ以上の偏向面を有する回転多面鏡を採用してもよい。
【００７１】
偏向器５により偏向された第１及び第２の光束の夫々は、結像光学系６が有する第１及び第２の結像光学系６１，６２によって、被走査面７の有効領域における第１及び第２の領域７１，７２に導光される。本実施例に係る第１及び第２の結像光学系６１，６２は、上述した実施形態とは異なり、互いに一体的に形成された複合素子（複合レンズ）である。よって、本実施例では、第１及び第２の結像光学系６１，６２をプラスチックモールドレンズとして一体成形することができるため、上述した実施形態と比較して部品点数を削減し、装置全体の製造及び組み立ての工数を低減することが可能になる。
【００７２】
本実施例に係る光走査装置１１０の設計例を表１乃至５に示す。ただし、各表においては、光源１から第１の領域７１までの光路中の各光学部材を第１光学系とし、光源１から第２の領域７２までの光路中の各光学部材を第２光学系としている。また、表２，４における角度α１，α２の夫々は、偏向器５に入射するときの第１及び第２の光束とｘ軸とのなす角度を示している。
【００７３】
【表１】
2018097086.tif 000003
【００７４】
【表２】
2018097086.tif 000004
【００７５】
【表３】
2018097086.tif 000005
【００７６】
【表４】
2018097086.tif 000006
【００７７】
【表５】
2018097086.tif 000007
【００７８】
次に、本実施例に係る各光学面（レンズ面）の面形状について説明する。
【００７９】
本実施例に係るカップリングレンズ２、分離素子４１、シリンダレンズ４２、第１の結像光学系６１、及び第２の結像光学系６２の夫々の入射面及び出射面の面頂点を含む主走査断面内での形状（母線形状）は、以下の式で表される。ここでは、各光学面の面頂点と各光軸との交点を原点とし、光軸方向の軸をＸ軸、主走査断面内においてＸ軸と直交する軸をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸に直交する軸をＺ軸、としたローカル座標系ＸＹＺを定めている。
【００８０】
【数１】
2018097086.tif 000008
【００８１】
但し、Ｒは光軸上における主走査断面内での曲率半径（母線曲率半径）であり、ｋ，Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ１０，Ｂ１２，Ｂ１４，Ｂ１６は主走査断面内での非球面係数である。なお、非球面係数Ｂ２〜Ｂ１６は、各光軸（Ｘ軸）の両側で（Ｙ軸方向におけるプラス側とマイナス側とで）互いに数値を異ならせてもよい。これにより、母線形状を光軸に対して主走査方向に非対称な形状とすることができる。本実施例に係る第１及び第２の結像光学系６１，６２の各光学面の主走査断面内での形状は、表３，５に示す通り１２次までの項を含む非球面形状となっている。
【００８２】
表３おける各係数について、添え字ｕはＹ軸方向におけるプラス側（光源１と同じ側）を示し、添字ｌはＹ軸方向におけるマイナス側（光源１とは反対側）を示している。添え字ｕ及びｌが付いていない係数は、両側で共通の係数である。
【００８３】
また、本実施例に係る第１及び第２の結像光学系６１，６２の入射面及び出射面の、主走査方向の各位置における副走査断面内での形状（子線形状）は、以下の式で表される。なお、子線形状は、主走査方向における各位置（各像高）での母線上の面法線を含む主走査断面に垂直な断面内での面形状と言い換えることができる。
【００８４】
【数２】
2018097086.tif 000009
【００８５】
なお、ｍｉ＿ｊは副走査断面内での非球面係数である。また、ｒ´は、主走査方向において光軸からＹだけ離れた位置における副走査断面内での曲率半径（子線曲率半径）を示しており、以下の式で表される。
【００８６】
【数３】
2018097086.tif 000010
【００８７】
但し、ｒは光軸上での子線曲率半径であり、Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６，Ｅ８，Ｅ１０，Ｅ１２，Ｅ１４，Ｅ１６は子線変化係数である。子線変化係数Ｅ２〜Ｅ１６をＹ軸方向におけるプラス側とマイナス側とで互いに異なる数値とすることで、子線形状の非球面量を主走査方向において非対称に設定することができる。なお、上記式は偶数項のみを含んでいるが、必要に応じて奇数項を加えてもよい。
【００８８】
また、子線形状Ｓの式におけるＺの１次の項は、副走査断面内でのレンズ面のチルト量（子線チルト量）に寄与する項である。よって、Ｙ軸方向におけるプラス側での非球面係数ｍ０＿１ｕ〜ｍ１６＿１ｕとマイナス側での非球面係数ｍ０＿１ｌ〜ｍ１６＿１ｌとを互いに異なる数値とすることで、子線チルト量を主走査方向において非対称に変化させることができる。
【００８９】
本実施例に係る第１及び第２の結像光学系６１，６２は、主走査断面内において、偏向器５により偏向された光束が被走査面７を非等速で走査するように、すなわちｆθ特性（等速特性）を満たさないように構成されている。各結像光学系にｆθ特性を持たせるためには、主走査断面内での光学面の形状を、軸上像高と軸外像高とで大きく異ならせる必要がある。ここで、各結像光学系を偏向器５に近づけ過ぎると、主走査断面内における光学面の形状変化が急峻になり、コマ収差が増大してしまう。よって、各結像光学系の光学性能とｆθ特性とを両立するためには、各結像光学系を偏向器５からある程度離して配置する必要がある。
【００９０】
これに対して、本実施例では、被走査面７において光束が等速性を満たさないような走査特性を第１及び第２の結像光学系６１，６２に持たせている。これにより、各結像光学系の光学性能を保ちつつ、各結像光学系をより偏向器５に近接して配置することを可能にし、各結像光学系及び装置全体の更なる小径化を実現している。また、この構成により、各結像光学系の設計自由度を高めることができるという効果も得られる。
【００９１】
本実施例に係る各結像光学系の走査特性は、偏向器５による走査角度（偏向角度）をθ、走査角度θで偏向された光束の被走査面７での主走査方向の集光位置（像高）をＹ［ｍｍ］、軸上像高での結像係数をＫ［ｍｍ］、とするとき以下の式（１９）で表される。
Ｙ＝Ｋ×θ＋Ｐ×θ３・・・（１９）
【００９２】
集光位置Ｙは、絶対座標系ｘｙｚにおける位置ではなく、ローカル座標系ＸＹＺでの位置を示している。すなわち、第１の光束の集光位置Ｙは、第１の結像光学系６１の光軸６１０と被走査面７との交点７１１からの距離を示し、第２の光束の集光位置Ｙは、第２の結像光学系の光軸６２０と被走査面７との交点７１３からの距離を示す。
【００９３】
また、結像係数Ｋは、各結像光学系に平行光束が入射する場合の走査特性であるｆθ特性：Ｙ＝ｆθにおけるｆに相当する係数（Ｋθ係数）であり、ｆθ特性を平行光束以外の光束に対して拡張するための係数である。すなわち、結像係数Ｋは、各結像光学系に平行光束を含むあらゆる収束度を持つ光束が入射する場合に、集光位置Ｙと走査角度θとを比例関係にするための係数である。本実施例においては、各結像光学系に平行光束が入射しているため、結像係数Ｋは各結像光学系の光軸上での焦点距離に等しくなる。
【００９４】
なお、式（１９）におけるＰは、本実施例に係る第１及び第２の結像光学系６１，６２の走査特性を決定するための係数（走査特性係数）である。表１に示す通り、本実施例においてはＰ＝９である。例えば、Ｐ＝０のときは、式（１９）はＹ＝Ｋθとなりｆθ特性に相当するが、Ｐ≠０のときは、式（１９）は集光位置Ｙと走査角度θとが比例関係にならない走査特性となる。
【００９５】
ここで、式（１９）を走査角度θで微分すると、以下の式（２０）に示すように、被走査面７での光束の走査角度θに対する走査速度が得られる。
ｄＹ／ｄθ＝Ｋ＋３Ｐ×θ２・・・（２０）
【００９６】
さらに、式（２０）を軸上像高における速度ｄＹ（０）／ｄθ＝Ｋで除すると、以下の式（２１）に示すようになる。
（ｄＹ／ｄθ）／Ｋ＝１＋３Ｐ×θ２／Ｋ・・・（２１）
【００９７】
式（２１）は、軸上像高に対する各軸外像高での等速性のずれ量、すなわち軸上像高での部分倍率に対する軸外像高での部分倍率のずれ量（部分倍率ずれ）を表している。本実施例に係る光走査装置１１０は部分倍率を有するため、Ｐ≠０の場合は、軸上像高と軸外像高とで光束の走査速度が異なることになる。つまり、軸外像高における走査位置（単位時間あたりの走査距離）は部分倍率ずれに応じて間延びしてしまうため、この部分倍率ずれを考慮せずに被走査面７を光走査した場合は、被走査面７に形成される像の劣化（印字性能の劣化）を招いてしまう。
【００９８】
そこで、本実施例においては、不図示の制御部により、Ｐ≠０の場合に部分倍率ずれに応じて光源１の発光の制御、具体的には光源１の変調タイミング（発光タイミング）及び変調時間（発光時間）の制御を行っている。これにより、被走査面７における走査位置及び走査時間を電気的に補正することができるため、部分倍率ずれ及び像の劣化を補正し、ｆθ特性を満たす場合と同様に良好な印字性能を得ることが可能になる。
【００９９】
以下の表６に、本実施例に係る光走査装置１１０が、上記の各条件式を満たしているかどうかの判定結果を示す。光走査装置１１０は、上述した第１の条件及び第２の条件に関する各条件式を全て満たしている。また、光走査装置１１０は、副走査斜入射系ではないが、条件式（１７）を満たしているため第３の条件を満足している。
【０１００】
【表６】
2018097086.tif 000011
【０１０１】
以上、本実施例に係る光走査装置１１０は、各光学部材の夫々を単一化した構成を採ることで、従来の構成と比較して部品点数を削減し、装置全体の更なる小型化及び簡素化を実現することができる。
【０１０２】
［実施例２］
以下、本発明の実施例２に係る光走査装置１２０について説明する。本実施例に係る光走査装置１２０において、上述した実施例１に係る光走査装置１１０と同等の構成については説明を省略する。
【０１０３】
図６は本実施例に係る光走査装置１２０の要部概略図である。本実施例に係る光走査装置１２０は、第１及び第２の結像光学系６１，６２の夫々が複数の結像素子から成るという点で、実施例１に係る光走査装置１１０とは異なる。また、光走査装置１２０の各設計値も光走査装置１１０とは異なり、光走査装置１２０の走査画角は光走査装置１１０の走査画角よりも大きくなっている。
【０１０４】
本実施例に係る光走査装置１２０の設計例を表７乃至１１に示す。
【０１０５】
【表７】
2018097086.tif 000012
【０１０６】
【表８】
2018097086.tif 000013
【０１０７】
【表９】
2018097086.tif 000014
【０１０８】
【表１０】
2018097086.tif 000015
【０１０９】
【表１１】
2018097086.tif 000016
【０１１０】
本実施例に係る光走査装置１２０は、実施例１に係る光走査装置１１０よりも走査画角が大きい構成を採っているため、光軸方向における光路長をより短縮して小型化を実現することができる。
【０１１１】
以下の表１２に、本実施例に係る光走査装置１２０が、上記の各条件式を満たしているかどうかの判定結果を示す。光走査装置１２０は、上述した第１の条件及び第２の条件に関する各条件式を全て満たしている。また、光走査装置１２０は、条件式（１７）及び（１８）を何れも満たしていないが、表７及び９に示す通り副走査斜入射系（β１≠０、β２≠０）であるため第３の条件を満足している。
【０１１２】
【表１２】
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【０１１３】
［画像形成装置］
図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０４の要部概略図（副走査断面図）である。画像形成装置１０４は、上述した実施形態に係る光走査装置（光走査ユニット）１００を備えている。
【０１１４】
図７に示すように、画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７から出力されたコードデータＤｃが入力される。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換され、光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像信号Ｄｉに応じて変調された光束１０３が出射され、この光束１０３によって感光ドラム１０１の感光面（被走査面）が主走査方向に走査される。なお、プリンタコントローラ１１１は、前述したデータの変換だけでなく、後述するモータ１０５などの画像形成装置内の各部の制御を行う。
【０１１５】
静電潜像担持体（感光体）としての感光ドラム１０１は、モータ１０５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光束１０３に対して副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光面を一様に帯電させる帯電ローラ１０２が感光面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電した感光面上に、光走査ユニット１００からの光束１０３が照射されるように構成されている。
【０１１６】
上述したように、光束１０３は画像信号Ｄｉに基づいて変調されており、この光束１０３を照射することによって感光面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、光束１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光面に当接するように配設された現像器１０７によって、トナー像として現像される。
【０１１７】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１と対向するように配設された転写ローラ（転写器）１０８によって、被転写材としての用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図７において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１０６が配設されており、これにより用紙カセット１０９内の用紙１１２が搬送路へ送り込まれる。
【０１１８】
未定着トナー像が転写された用紙１１２は、さらに感光ドラム１０１後方（図７において左側）の定着器へと搬送される。定着器は、内部に定着ヒータ（不図示）を有する定着ローラ１１３と、この定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されている。この定着器は、転写ローラ１０８から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４との圧接部にて加圧しながら加熱することにより、用紙１１２上の未定着トナー像を定着させる。さらに、定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１５が配設されており、トナー像が定着された用紙１１２は画像形成装置１０４の外に排出される。
【０１１９】
なお、光走査ユニット１００、感光ドラム１０１、及び現像器１０７の夫々を複数設けることにより、画像形成装置１０４をカラー画像形成装置としてもよい。例えば、上述した実施例１又は２に係る光走査装置を４つ設けることにより、並行して４つの感光ドラムに画像情報を記録するカラー画像形成装置を実現することができる。また、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のラインセンサを備えたカラー画像読取装置を、外部機器１１７として画像形成装置１０４に接続することにより、カラーデジタル複写機を構成してもよい。
【０１２０】
［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【０１２１】
例えば、各結像光学系を構成する結像素子の数は、上述した各実施例におけるものに限らず、適宜選択し得るものである。また、各実施例においては、光源が１つの発光点のみを有するシングルビームレーザであるとして説明したが、光源として複数の発光点を有するモノリシックマルチビームレーザを採用してもよい。なお、各実施例では、簡単のために、光源の発光タイミングを同期検知する同期検知系についての説明は省略したが、既知の同期検知系を設けることで光源の発光タイミングを制御するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１  光源
５  偏向器
７  被走査面
４１  分離素子
６１  第１の結像光学系
６２  第２の結像光学系
７１  第１の領域
７２  第２の領域
【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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