(57)【要約】【課題】偏向器の偏向面に対する入射角を低減しつつ小型化を実現した光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】第１及び第２の光源からの光束を偏向して第１及び第２の被走査面を主走査方向に走査する偏向器と、副走査断面において、第１及び第２の光源からの光束を偏向器の第１の偏向面に斜入射させる第１及び第２の入射光学系と、を有する光走査装置であって、副走査断面において、偏向器の回転軸に垂直でかつ第１の偏向面における光束の入射位置を通る平面に対する、第１及び第２の光源における各発光点と入射位置とを結ぶ直線の夫々の角度を第１及び第２の角度とするとき、第１及び第２の入射光学系は、第１及び第２の光源からの主光線を、副走査位置において第１及び第２角度の夫々よりも小さい入射角で入射位置に入射させる第１及び第２の屈折部を有する。【選択図】図１
2018072659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光源からの光束を偏向して第１及び第２の被走査面を主走査方向に走査する偏向器と、
副走査断面において、前記第１及び第２の光源からの光束を前記偏向器の第１の偏向面に斜入射させる第１及び第２の入射光学系と、
を有する光走査装置であって、
副走査断面において、前記偏向器の回転軸に垂直でかつ前記第１の偏向面における光束の入射位置を通る平面に対する、前記第１及び第２の光源における各発光点と前記入射位置とを結ぶ直線の夫々の角度を第１及び第２の角度とするとき、
前記第１及び第２の入射光学系は、前記第１及び第２の光源からの主光線を、副走査位置において前記第１及び第２角度の夫々よりも小さい入射角で前記入射位置に入射させる第１及び第２の屈折部を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の屈折部に対する前記主光線の入射角をθｃｌｉｎ、前記第１及び第２の屈折部から出射する前記主光線の前記平面に対する角度をθｃｌｏｕｔ、とするとき、
θｃｌｉｎ＞θｃｌｏｕｔ
なる条件を満たす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の屈折部は、前記副走査断面において、それぞれ前記第１及び第２の屈折部の光軸よりも前記平面に近い位置を前記主光線が通過す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。
【請求項４】
前記第１及び第２の入射光学系は、それぞれ前記第１及び第２の光源からの光束を平行光または収束光に変換する第１の光学素子と、該第１の光学素子で変換された光束を前記入射位置に副走査方向にのみ収束させ、前記第１及び第２の屈折部をそれぞれ構成する第２の光学素子を備えることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
【数１】
2018072659.tif 000006
なる関係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。
ここで、θＬＤは、前記第１の光学系から出射された光束の主光線と、前記平面とのなす角度、
θＰＧは、前記第２の光学系により副走査方向に収束された光束が前記偏向面に入射する際の主光線と、前記平面とのなす角度
【請求項６】
【数２】
2018072659.tif 000007
なる関係を満たすことを特徴とする請求項４または５に記載の光走査装置。
ここで、Ｈｌｄは、前記偏向器の回転軸に垂直で前記第２の光学系により光束が副走査方向に収束された位置から前記第１及び第２の光源までの前記偏向器の回転軸に沿った方向の距離、
Ｌは、前記第１及び第２の光源から前記偏向面までの前記偏向器の回転軸に垂直な方向の距離、
Ｌ２は、前記第２の光学系の主点位置から前記偏向面までの前記偏向器の回転軸に垂直な方向の距離
【請求項７】
【数３】
2018072659.tif 000008
なる関係を満たすことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置。
ここで、θｃｌｉｎは、前記第１の光学系から出射された光束が前記第２の光学系に入射する際の主光線と、前記平面とのなす角度、
θｃｌｏｕｔは、前記第２の光学系により副走査方向に収束された光束が前記第２の光学系から出射する際の主光線と、前記平面とのなす角度
【請求項８】
前記第１及び第２の屈折部が樹脂製であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の屈折部は、一体化して設けられることを特徴とする請求項１乃至８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の光源から前記偏向面までの間の前記第１及び第２の入射光学系を構成する各光学素子が全て透過型の素子であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の入射光学系は、それぞれ前記主光線を通過させる絞りを備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記絞りは、主走査方向の光束幅を規制することを特徴とする請求項１１に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２の光源は、主走査断面内において同一の位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の屈折部はそれぞれシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記第１及び第２の光源は、主走査断面内において同一の位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光走査装置と、該光走査装置により前記被走査面に形成される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１７】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光走査装置と、外部機器から出力された色信号を画像データ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、光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、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）などの画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に用いられる光走査装置として、２つの光源から射出された光束を共通の偏向器により偏向するものが知られている。特許文献１には、２つの光源からの光の夫々を、偏向器における共通の偏向面に対して、副走査断面内において斜入射させる２つの入射光学系を備える光走査装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９４８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、２つの入射光学系の干渉を避けるために、偏向面に対する光の入射角を大きくする必要があるため、被走査面上での走査線曲りや結像性能の劣化が発生する。
【０００５】
この構成において、各入射光学系の干渉を避けつつ入射角を低減するためには、入射光学系の光路長を長くすることが必要になり、装置全体の小型化が難しくなる。
【０００６】
本発明の目的は、偏向器の偏向面に対する入射角を低減しつつ小型化を実現した光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る光走査装置は、第１及び第２の光源からの光束を偏向して第１及び第２の被走査面を主走査方向に走査する偏向器と、副走査断面において、前記第１及び第２の光源からの光束を前記偏向器の第１の偏向面に斜入射させる第１及び第２の入射光学系と、を有する光走査装置であって、副走査断面において、前記偏向器の回転軸に垂直でかつ前記第１の偏向面における光束の入射位置を通る平面に対する、前記第１及び第２の光源における各発光点と前記入射位置とを結ぶ直線の夫々の角度を第１及び第２の角度とするとき、前記第１及び第２の入射光学系は、前記第１及び第２の光源からの主光線を、副走査位置において前記第１及び第２角度の夫々よりも小さい入射角で前記入射位置に入射させる第１及び第２の屈折部を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記光走査装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、偏向器の偏向面に対する入射角を低減しつつ小型化を実現した光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る入射光学系の副走査断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置の説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光走査装置の主走査断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光走査装置の副走査断面図である。
【図５】入射光学系の配置を模式的に示した図である。
【図６】斜入射角を小さく設定した場合の入射光学系の配置を模式的に表した図である。
【図７】副走査断面において本発明の実施形態のような屈折光学系を用いることなく、入射光学系に部品（プリズム）を追加した比較例の図である。
【図８】本発明の効果を模式的に示した図である。
【図９】入射光学系に屈折光学系を備えるものの本発明の第１の実施形態と比較される第１の比較例を示した図である。
【図１０】第１の実施形態の構成および効果を示した図である。
【図１１】入射光学系に屈折光学系を備えるものの本発明の第２の実施形態と比較される第２の比較例を示した図である。
【図１２】第２の実施形態の構成および効果を示した図である。
【図１３】第３の実施形態の構成および効果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載したカラー画像形成装置６０の要部概略図である。光走査装置６１で像担持体である感光ドラム７１、７２、７３、７４のドラム面である被走査面上に画像情報を記録するカラー画像形成装置である。図２において、３１、３２、３３、３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。尚、各現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する図示しない転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる図示しない定着器とが備わっている。
【００１３】
カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の外部機器から出力されたコードデータは、各画像信号（ドットデータ）に変換される。
【００１４】
これらの画像データは、光走査装置６１に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１、４２、４３、４４が出射される。そして、これらの光ビームによって、感光ドラム７１、７２、７３、７４の感光面が主走査方向に走査される。
【００１５】
カラー画像形成装置６０は、上述の如く光走査装置６１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静電潜像を各々対応する感光ドラム７１、７２、７３、７４のドラム面上に形成する。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。
【００１６】
外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサーを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。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６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００１７】
（光走査装置）
以下の説明において、主走査方向とは、偏向器の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向に対応し、副走査方向とは、偏向器の回転軸に平行な方向に対応する。また、主走査断面とは、副走査方向に垂直な断面に対応し、副走査断面とは、主走査方向に垂直な断面に対応する。
【００１８】
本実施形態においては、後に詳述するが、副走査断面において、第１及び第２の光源からの光束をそれぞれ偏向器の同一の偏向面における入射位置へ斜入射させる第１及び第２の入射光学系を備えている。
【００１９】
図３は、本実施形態に係る第１及び第２の入射光学系を有する光走査装置の主走査断面を模式的に示した図である。図３は主走査断面を示すため、副走査断面における第１及び第２の入射光学系は区別されることなく、同一の入射光学系として表わされている。本実施形態において、第１及び第２の入射光学系を構成する各光学素子は全て透過型の素子である。
【００２０】
図３で、１は光源、２は第１の光学系（光学素子）、３は第２の光学系（光学素子）、４は絞り、５は偏向器（ポリゴンミラー）であり、６は結像光学系としての走査結像レンズ系で第１走査レンズ６ａと第２走査レンズ６ｂを備える。７はカバーガラス、８は被走査面（感光体）、１２は集光レンズ、１３は同期検知手段（ＢＤセンサー）である。第１走査レンズ６ａ、第２走査レンズ６ｂは、プラスチック製（樹脂製）である。
【００２１】
１）光源および入射光学系
図３において、光源１は、一つ又は複数の発光点を有するレーザー光源で、単一のチップに一つの発光部を有するシングルビームレーザー又は複数の発光部を有するマルチビームレーザーである。すなわち、副走査断面における後述する光源１ｕ、１ｌ（図１）は、それぞれ一つ又は複数の発光点を有するレーザー光源である。
【００２２】
レーザー光源の波長λ＝７９０ｎｍであるが、必ずしもこれに限られることなく、波長λ＝６５０ｎｍの赤色光やλ＝４３０ｎｍのブルーレーザーであってもよい。光源１から放射された発散光束は、第１の光学系２によって平行光（略平行光を含む）に変換される。
【００２３】
第１の光学系２によって変換される平行光は、第２の光学系３により副走査方向にのみ収束する光束に変換され、副走査断面において偏向器５の偏向反射面５ａの近傍に集光（収束、入射）する。よって、主走査断面においては、偏向反射面５ａの近傍に、光束は線像を形成している。
【００２４】
絞り４は、楕円形状、矩形形状、長円形状などの開口（開口部）を選択可能であり、使用される光源の波長や要求されるビームスポットの大きさや形状により開口の形状を決定すればよい。また、絞り４を複数の部材、例えば副走査方向に縁が伸びて主走査方向の光束を制限するスリット部材と、主走査方向に縁が伸びて副走査方向の光束を制限するスリット部材の２つのスリット部材に分割して設置してもよい。
【００２５】
絞り４を複数の部材に分割して配置する場合、光源１に使用するレーザーの発光点数が多い場合は、主走査方向の光束幅を制限するスリット部材を偏向器近傍に設けた方が、ジッターを低減することができる。また、同様に光源に使用するレーザーの発光点数が多い場合は、副走査方向の光束を制限するスリット部材を走査結像レンズ系と副走査方向において共役な位置（概ね光源１と第１の光学系２の間）に設けた方が、複数のビームの印字間隔の均一性が向上する。このような技術的な観点を考慮した上で、複数の部材に分割した絞りを採用すればよい。
【００２６】
本実施形態において、第１及び第２の入射光学系は、それぞれ主光線（後に詳述する副走査断面）を通過させる少なくとも１枚の絞りを備える。そして、少なくとも１枚の絞りは、少なくとも主走査方向の光束幅を規制することが好ましい。
【００２７】
複数の偏向反射面５ａで構成された偏向器５は、図示しない駆動系により回転軸の周りに回転駆動される。入射光学系によって偏向器５に導かれた入射光束の主光線（絞りの中心位置を通過する光線）は、副走査断面内で偏向反射面５ａに対してある角度をもって入射（斜入射）している。そして、回転駆動する任意の偏向反射面５ａで光束は偏向走査され、走査結像レンズ系６（Ｆθレンズ）に導かれる。
【００２８】
ここで、第１の光学系２、第２の光学系３、絞り４は、光源１からの光束を副走査断面内で偏向器５に斜入射させる入射光学系を構成するが、これについては後に詳述する。
【００２９】
２）結像光学系
結像光学系としての走査結像レンズ系６（走査光学系、Ｆθレンズ、第３光学系）は、プラスチック製の第１の結像レンズ６ａとプラスチック製の第２の結像レンズ６ｂの２枚構成である。この結像光学系は、偏向器５で反射偏向された光束を被走査面８上に結像し、ビームスポットを形成すると共に被走査面８上を等速走査する。第１の結像レンズ６ａと第２の結像レンズ６ｂは、金型に樹脂を充填させ冷却後に型から取り出す既知の成形技術にて製造される。これにより、ガラスレンズを使用した従来の結像レンズより安価に製造できる。
【００３０】
走査結像レンズ系６は、既知のパワー配置により設計される。例えば、第１の結像レンズ６ａは主に主走査方向にパワーを有する非球面レンズとして構成される。レンズ面形状は、既知の関数で表現された非球面形状である。第１の結像レンズ６ａは、副走査断面内のパワーより主走査断面内のパワーの方が大きく、かつ、主走査断面が非円弧で偏向器５側に凹面を向けた凸メニスカスレンズである。主走査断面内の形状は光軸に対して対称であり、副走査方向に対しては入射面と出射面が同じ曲率の略ノンパワー（屈折力が略ゼロ）であっても良く、仕様に応じてパワーを持たせても良い。
【００３１】
一方、第２の結像レンズ６ｂは、主に副走査方向にパワーを持つアナモフィックレンズであり、レンズ面形状は既知の関数で表現された非球面形状である。第２の結像レンズ６ｂは、主走査断面内のパワーより副走査断面内のパワーの方が大きく、かつ、主走査断面の入射面が円弧であり他の面が非円弧の形状をしている。主走査断面内の形状は光軸に対して対称であり、軸上近傍の主走査方向は略ノンパワー（屈折力が略ゼロ）である。
【００３２】
第２の結像レンズ６ｂは、副走査断面の形状に関し、入射面の曲率が極めて緩い略平面、出射面が軸上から軸外にかけて曲率が徐々に変化する凸形状であり、光軸に対して対称形状をしている。入射した光束に対し、主に副走査方向の結像及び主走査方向の若干の歪曲収差の補正を担っている。
【００３３】
ここで、走査結像レンズ系６による副走査方向の結像関係は、偏向反射面５ａと被走査面８が略共役関係となる所謂倒れ補正系となっている。そして、走査結像レンズ系６は、必ずしも上記のような２枚構成をとる必要はなく、１枚構成でも良い。また、既知の関数で表現された非球面形状の他、より結像性能を向上させるために光軸に対して非対称形状にしてもよい。
【００３４】
ここで、カバーガラス７は、副走査断面内で入射光束に対し角度を持つように傾けられている。これは、カバーガラス７での表面反射光が、光源１に回帰しないようにするためである。表面反射光が光源１に回帰してしまうと、光源１のレーザー発振が不安定になり、光量が変動することがある。
【００３５】
３）発光量制御系
光走査装置では、レーザー光源の発光量を所定量に制御することが必要になるため、レーザー光源から出射される光束を光量検出センサーによってモニターしレーザーの駆動電流を制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われる。
【００３６】
４）同期検知系
次に、同期検知系（同期検知光学系および同期検知用受光センサーを備える）について説明する。被走査面８上で有効画像域以外の像高の光束に対し、同期検知光学系により同期検知受光センサーに同期検知光を導き、印字書き出しのタイミングを制御している。同期検知光学系は、既知の構成により達成できる。
【００３７】
（入射光学系）
図１は本実施形態の入射光学系の副走査断面を模式的に示した図であり、図４は本実施形態の入射光学系を用いた光走査装置の副走査断面を模式的に示した図である。図１に示すように、副走査断面で上方向および下方向から同一偏向面（第１の偏向面）５ａに斜入射させることで、偏向器の数を少なくし、偏向器の一つの偏向面で同じ主走査方向に複数の光束を偏向している。
【００３８】
また、偏向器の副走査方向の寸法を小さくするために、同一偏向面に対して副走査方向にある角度をもって入射させている。すなわち、主走査方向に垂直な副走査断面において、第１及び第２の光源（１ｕ、１ｌ）からの光束をそれぞれ偏向器の同一の偏向面（第１の偏向面）における入射位置へ斜入射させる第１及び第２の入射光学系を備えている。
【００３９】
具体的には、第１の入射光学系は、第１の光源１ｕ、第１の光学系（光学素子）２ｕ、第２の光学系（光学素子）３ｕを有する。また、第２の入射光学系は、第１の光源１ｌ、第１の光学系（光学素子）２ｌ、第２の光学系（光学素子）３ｌを有する。本実施形態における第２の光学系３ｕ及び３ｌは、第１及び第２の光源からの主光線を、副走査位置において後述する第１及び第２角度の夫々よりも小さい入射角で偏向面の入射位置に入射させる第１及び第２の屈折部として機能する。
【００４０】
図４で、同一偏向面にて偏向走査された複数の光束は、第１の結像レンズ６ａを通過した後、一方はミラーＭ１及びＭ２を介して第２の結像レンズ６ｂを通過し、さらにミラーＭ３とカバーガラス７を介して、被走査面である感光ドラム８Ｂ上に結像する。他方は、第２の結像レンズ６ｂを通過し、ミラーＭ４とカバーガラス７を介して、被走査面である感光ドラム８Ａ上に結像する。このように、同一偏向面で偏向された複数の光束が、結像光学系（走査光学系）において折り返しミラー等で分離され、各々の光束で対応する被走査面を走査している。
【００４１】
１）一般的な斜入射角（比較例）
ここで、図５に示すように、入射光学系においては、副走査方向に上下の各素子が互いに干渉することなく配置できるようにする必要がある。例えば、鏡筒を含み入射光学系を構成する部品の中で最もサイズの大きくなり易い光源ユニット２００ｕ、２００ｌによって上下に離間する距離が決まった場合、一般的には斜入射角に相当する角度θＰＧは以下のように設定される。すなわち、光源１ｕ、１ｌの副走査方向高さをＨとすると、同一偏向面へ入射する光束の主光線の角度θＰＧは一般に次の式で表わされるように設定されるのが一般的である。
【００４２】
θＰＧ＝ｔａｎ−１（Ｈ／Ｌ）
但し、Ｌは同一偏向面５ａから光源１ｕ、１ｌまでの偏向器５の回転軸に垂直な方向の距離である。
【００４３】
ここで、図６に示すようにθＰＧを小さくすると、光源ユニット２００ｕ、２００ｌによって上下に離間する定められた距離を確保するためには、距離Ｌを大きくする必要があり、光走査装置のコンパクト化を阻害する。
【００４４】
２）本実施形態における斜入射角
本実施形態においては、上述した比較例のような、副走査断面において、第１及び第２の光源からの光束を偏向器の同一の偏向面に斜入射させる一般的な主光線の角度（第１及び第２の角度）θＰＧを設定しない。本実施形態においては、図１に示すように、第１及び第２の角よりそれぞれ小さい角度（第３及び第４の角度）を設定する。
【００４５】
すなわち、本実施形態では、理解し易いように光路を逆に考えた場合、副走査断面内で偏向面５ａの入射位置から光源１に向かう主光線は絞り４の開口を角度θｃｌｏｕｔで通過する。そして、第２の光学系３ｕに入射するが、入射する位置が第２の光学系３ｕの光軸から変位している（具体的には、光軸より下側（図１に示す平面Ｓｏに近い側である））ため、主光線の光路が屈折する。すなわち、角度θｃｌｏｕｔより大きな角度θｃｌｉｎで光源１ｕの位置に到達する。
【００４６】
ここで、平面Ｓｏは、副走査断面において、偏向器の回転軸に垂直でかつ同一偏向面５ａにおける光束の入射位置を通る平面である。
【００４７】
このようにして、本実施形態では、副走査断面内で光源の高さ位置を維持しつつ、
主光線の光路を屈折させることで、偏向器の偏向面への斜入射角を小さくすることができる。すなわち、光源１ｕ、１ｌから射出され、第１の光学系２によって平行光（略平行光を含む）となった光束が第２の光学系３を通過する際の主光線の位置が、第２の光学系３の副走査断面の光軸よりも内側（上下の間隔が近づく）になるようにする。これにより、同一偏向面へ入射する光束の主光線の斜入射角を小さく設定している。
【００４８】
ここでは、第１の光学系２は１枚で構成しているが、諸々の収差を補正するために複数枚で構成しても構わない。また、第２の光学系３は主走査方向にパワーを有さず副走査方向のみにパワーを有するシリンドリカルレンズ１枚で構成しているが、それに限定されるものではない。
【００４９】
３）比較例との対比
図７は、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などの画像形成装置に用いられる光走査装置として、入射光学系に部品（プリズム）を追加した比較例の図である。この比較例では、副走査断面において本実施形態のような屈折光学系を用いることなく、コンパクト化を阻害しないように、入射光学系にプリズムを設けることで光源間の距離を維持しつつ、光路間の距離を狭めることで斜入射角を抑えることができる。しかし、部品点数の増加や高い組み立て精度の要求等でコストアップにつながってしまう。
【００５０】
図８は、図７に示した比較例と同じ距離Ｌを備える本実施形態における第１及び第２の入射光学系を示す。図７に示す比較例の構成に対し、部品点数の増加や高い組み立て精度の要求が無く、斜入射角を抑えることができ、低コストでコンパクトな光走査装置を構成できる。
【００５１】
図９は、入射光学系に屈折光学系を備えるものの本実施形態と比較される第１の比較例を示した図である。また、図１０は本実施形態の入射光学系の配置の詳細を示す。図９及び図１０の（ａ）は、入射光学系の副走査断面を模式的に示した図である。図９及び図１０の（ａ）で、偏向器５の回転軸に垂直で同一偏向面５ａ上における焦線を通る平面Ｓｏに沿って偏向器と光源を結ぶ軸をＹ、それに垂直な軸をＸ、偏向器５の回転軸に平行な軸をＺとそれぞれ定義する。
【００５２】
図９及び図１０の（ｂ）は、各面の座標、（ｃ）は各面の方向余弦（Ｘ成分）、（ｄ）は各面の方向余弦（Ｙ成分）、（ｅ）は第２の光学系３の各面の曲率半径、屈折率及び肉厚の一覧であり、（ｆ）には各箇所での主光線の副走査方向の角度を示している。
【００５３】
図９及び図１０の（ｂ）において第２の光学系３は光学ガラス製であって、図９に示す比較例１では、光源１から出射された光束の主光線は第２の光学系３の副走査断面の光軸と一致するように通る。すなわち、図９に示す比較例１では、光源１から３°の角度（θＬＤ）で出射された光束は、各素子を真っ直ぐ通過し、偏向器５に３°の角度（θＰＧ）で入射する。第２の光学系３に入射する角度（θｃｌｉｎ）及び出射する角度（θｃｌｏｕｔ）の関係は、θｃｌｉｎ＝θｃｌｏｕｔである。
【００５４】
図９及び図１０において、光源１の副走査方向（Ｚ方向）の高さＨｌｄは６．７２ｍｍで、光源ユニット２００を配置するのに必要な高さを確保できており、Ｈｌｄ＝ＬｔａｎθＰＧの関係になっている。これより、従来の配置で、偏向器５に入射する角度θＰＧを３°から２°に小さくすると、光源ユニット２００の配置に必要な副走査方向の高さＨｌｄ＝６．７２ｍｍを確保するためには、距離Ｌは１２８．１５ｍｍから１９２．４４ｍｍに長くなる。
【００５５】
ここで、本実施形態では、図１０に示すように、光源１から出射された光束の主光線が第２の光学系３の副走査断面の光軸よりも下側を通る。すると、第２の光学系３を通過する際に屈折により主光線が曲がり、θｃｌｉｎ（４．６０°）＞θｃｌｏｕｔ（２．００°）の関係となる。
【００５６】
このように本実施形態では、光源１の副走査（Ｚ）方向の高さＨｌｄは、光源ユニット２００を配置するのに必要な高さとして図９に示す比較例と同じＨｌｄ＝６．７２ｍｍを確保しながら、距離Ｌも伸びることなく、斜入射角を小さく設定できる。
【００５７】
本実施形態の効果を十分に発揮し、かつ敏感度や諸収差を劣化させないために、第２の光学系３を配置する望ましい位置は、同一偏向面５ａから第２の光学系３の主点位置までの距離Ｌ２が０．１Ｌ以上０．８Ｌ以下に設定されるべきである。すなわち、以下の関係を満たすことが好ましい。
【００５８】
【数１】
2018072659.tif 000003
【００５９】
下限値を超えると絞り４を設定するスペースが厳しくなってしまい、また上限値を超えると光源ユニットを設定するスペースが厳しくなってしまう。
【００６０】
本実施形態では、少なくとも１つの屈折光学系による屈折を利用して、屈折光学系としての第２の光学系３を通過前の主光線の角度θｃｌｉｎと通過後の主光線の角度θｃｌｏｕｔが、以下なる条件を満たすようにする。
θｃｌｉｎ＞θｃｌｏｕｔ
これにより、主光線が第２の光学系３の副走査断面の光軸を外れて第２の光学系３を通過する。
【００６１】
ここで、本実施形態では、第２の光学系３に入射する角度（θｃｌｉｎ）及び出射する角度（θｃｌｏｕｔ）が５％以上変化することが好ましい。すなわち、以下の関係を満たすことが好ましい。
【００６２】
【数２】
2018072659.tif 000004
【００６３】
ここで、比較例１の配置である図９（ａ）と本実施形態の配置である図１０（ａ）とで、入射光学系を構成する部品点数は同じである。つまり、本実施形態では、部品点数の増加や光走査装置のサイズアップをすることなく、副走査断面内での斜入射角を小さくすることができる。
【００６４】
《第２の実施形態》
本発明の第２の実施形態に関し、図１１及び図１２は第２の光学系３がプラスチック製（樹脂製）の入射光学系の配置の詳細を示し、図１１及び図１２の関係は、図９及び図１０と同様である。すなわち、図１１は入射光学系に屈折光学系を備えるものの本実施形態と比較される第２の比較例を示し、図１２は本実施形態の入射光学系の配置の詳細を示す。
【００６５】
本実施形態のように、第２の光学系３をプラスチック製にすると、材料費が安価であることに加え、光軸に対して非対称なレンズの加工が容易で、レンズの大きさ即ち材料の量そのものを少なく抑えることができ、コストダウンに効果がある。
【００６６】
第２の光学系３の出射面には環境変動に対応するため、回折格子が設けられている。
回折格子により、光源の温度変化の影響（光源光の波長変化）と、光源以降の温度変化の影響が相殺できる。この回折格子は、以下の位相関数φで定義される直線形状である。
【００６７】
【数３】
2018072659.tif 000005
【００６８】
ここで、λは７９０ｎｍ、Ｅ０は−２×１０−３である。また、Ｚｃｌは第２の光学系３の副走査断面の光軸を０とした出射面に沿った副走査方向高さである。
【００６９】
図１１及び図１２に示す通り、プラスチック製の第２の光学系を用いた場合もガラス製の第２の光学系と同様に、部品点数の増加や光走査装置のサイズアップをすることなく副走査斜入射角を小さくすることができる。さらに、本実施形態では、材料費が安価で、また、例えば図１２（ａ）に示したように第２の光学系の副走査断面の光軸に対して非対称な形状とすることで、材料の量を抑え、コストダウンすることができる。
【００７０】
《第３の実施形態》
本発明の第３の実施形態に関し、図１３（ａ）は上下の入射光学系の第２の光学系３をプラスチックで一体に成形したものを示した図である。上下の入射光学系の第２の光学系３を一体に成形したものを用いると、組み立てが容易になる他、上下の第２の光学系３をより近接して配置できるようになる。
【００７１】
また、一般にプラスチック製のレンズは、ガラス製のレンズに比べて環境変動、特に温度変化の影響を受け易いと言われている。第２の光学系３をプラスチック製としたとき、温度が２０℃上昇した場合の光源１から出射された光束の各箇所での主光線の角度を図１３（ｂ）に、同一偏向面５ａ上での焦線の高さ（Ｚ方向）及び変動量を図１３（ｃ）にそれぞれ示している。
【００７２】
図１３（ｃ）に示す通り、温度が上昇すると同一偏向面５ａ上での焦線の高さが変化する。通常は許容できる量であるが、例えば走査光学系の副走査倍率が高い等で極力小さくしたい場合、対策が必要となる。対策として、上下の入射光学系の第２の光学系３をプラスチックで一体に成形して一体化すると、同一偏向面５ａ上での焦線の高さ変化を抑えることができる。すなわち、レンズの膨張で屈折力が弱まることと、上下一体化されてシフト量の増加で屈折力が強くなることとが相殺できる。
【００７３】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７４】
（変形例１）
上述した実施形態では、第１の光学系２と第２の光学系３を別個に設けたが、１つのレンズで両方の機能を持たせても良い。
【００７５】
（変形例２）
上述した実施形態では、第１の光学系２によって平行光（略平行光を含む）に変換されるものであったが、収束光に変換されるものであっても良い。
【符号の説明】
【００７６】
１・・光源、２・・第１の光学系、３・・第２の光学系、４・・絞り、５・・偏向器、Ｓｏ・・平面
【図１】
2018072659.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018072659.tif 000013
【図６】
2018072659.tif 000014
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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