(57)【要約】【課題】十分な小型化を達成した光走査装置を提供する。【解決手段】本発明に係る光走査装置は、第１及び第２の光束を第１の偏向面で偏向して第１及び第２の被走査面のそれぞれを主走査方向に走査し、かつ第３及び第４の光束を第２の偏向面で偏向して第３及び第４の被走査面のそれぞれを主走査方向に走査する偏向器と、偏向器によって偏向された第１及び第２の光束のそれぞれを第１及び第２の被走査面に導光する第１及び第２の結像光学系と、偏向器によって偏向された第３及び第４の光束のそれぞれを第３及び第４の被走査面に導光する第３及び第４の結像光学系と、を備え、副走査断面内において、偏向器によって偏向された第１及び第２の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数は、偏向器によって偏向された第３及び第４の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数よりも多いことを特徴とする。【選択図】図２
2018036512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光束を第１の偏向面で偏向して第１及び第２の被走査面のそれぞれを主走査方向に走査し、かつ第３及び第４の光束を第２の偏向面で偏向して第３及び第４の被走査面のそれぞれを主走査方向に走査する偏向器と、
前記偏向器によって偏向された前記第１及び第２の光束のそれぞれを前記第１及び第２の被走査面に導光する第１及び第２の結像光学系と、
前記偏向器によって偏向された前記第３及び第４の光束のそれぞれを前記第３及び第４の被走査面に導光する第３及び第４の結像光学系と、を備え、
副走査断面内において、前記偏向器によって偏向された前記第１及び第２の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数は、前記偏向器によって偏向された前記第３及び第４の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数よりも多いことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向面上の第１の偏向点から前記第１の被走査面までの距離は、前記第２の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向点から前記第２の被走査面までの距離より短い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の結像光学系と前記第３及び第４の結像光学系とは、前記偏向器を挟んで互いに対向配置されており、
前記第１乃至第４の被走査面それぞれと前記第１乃至第４の結像光学系それぞれの光軸との交点をそれぞれ、第１、第２、第３及び第４の交点とし、該第１乃至第４の交点を通る第１の直線を含み、且つ、主走査方向に平行な平面を第１の平面とし、該第１の平面に垂直であり、且つ、前記偏向器の中心を通る法線を第１の法線としたとき、前記第１の法線及び前記第１の平面の交点である第５の交点と前記第２の交点との間の距離は、前記第１の交点と前記第５の交点との間の距離よりも短く、且つ、前記第３の交点と前記第５の交点との間の距離は、前記第４の交点と前記第５の交点との間の距離よりも短く、
前記偏向器の回転軸と前記第１の法線とは互いに非平行であり、
前記偏向器の中心は、前記第２の交点と前記第３の交点とを結ぶ線分の垂直二等分面内には無い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】
前記第１及び第３の光束はそれぞれ、副走査断面内において、前記偏向器の回転軸に垂直な主走査断面に対して＋α度の角度を有して、前記第１及び第２の偏向面に斜入射しており、
前記第２及び第４の光束はそれぞれ、副走査断面内において、前記偏向器の回転軸に垂直な主走査断面に対して−α度の角度を有して、前記第１及び第２の偏向面に斜入射しており、
前記第２の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向面上の第１の偏向点から前記第２の被走査面までの距離をＴｃｉ、前記第１の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向面上の前記第１の偏向点から前記第１の被走査面までの距離をＴｃｏ、前記第２の交点と前記第３の交点との間の距離をＤｐ、前記偏向器の回転軸が前記第１の法線に対してなす角度をφ、前記偏向器の中心と前記第１の偏向点との間の距離をＬｐとしたとき、
【数１】
2018036512.tif 000036
を満たす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】
前記第２の交点と前記第５の交点との間の距離は、前記第３の交点と前記第５の交点との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項３または４に記載の光走査装置。
【請求項６】
副走査断面内において、前記偏向器によって偏向された前記第１及び第２の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数、及び前記偏向器によって偏向された前記第３及び第４の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数は、共に１つ以上であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
副走査断面内において、前記偏向器によって偏向された前記第１及び第２の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数、及び前記偏向器によって偏向された前記第３及び第４の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数はそれぞれ、２つ及び１つであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記偏向器によって偏向された前記第１、第２、第３及び第４の光束のうちの軸上光束の光路はそれぞれ、自身の光路とは交差しないことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記第１の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向面上の第１の偏向点から前記第１の被走査面までの距離と、前記第３の結像光学系の光軸に沿った前記第２の偏向面上の第２の偏向点から前記第３の被走査面までの距離とは互いに異なり、且つ、
前記第２の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向点から前記第２の被走査面までの距離と、前記第４の結像光学系の光軸に沿った前記第２の偏向点から前記第４の被走査面までの距離とは互いに異なることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記第１の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向面上の第１の偏向点から前記第１の被走査面までの距離と、前記第４の結像光学系の光軸に沿った前記第２の偏向面上の第２の偏向点から前記第４の被走査面までの距離とは互いに等しいことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第３の結像光学系の光軸に沿った前記第２の偏向面上の第２の偏向点から前記第３の被走査面までの距離は、前記第４の結像光学系の光軸に沿った前記第２の偏向点から前記第４の被走査面までの距離より長いことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記第１の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向面上の第１の偏向点から前記第１の被走査面までの距離は、前記第２の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向点から前記第２の被走査面までの距離より短く、
前記第３の結像光学系の光軸に沿った前記第２の偏向面上の第２の偏向点から前記第３の被走査面までの距離は、前記第４の結像光学系の光軸に沿った前記第２の偏向点から前記第４の被走査面までの距離より長く、
前記第１の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向点から前記第１の被走査面までの距離と、前記第４の結像光学系の光軸に沿った前記第２の偏向点から前記第４の被走査面までの距離とは互いに同一であり、
前記第２の結像光学系の光軸に沿った前記第１の偏向点から前記第２の被走査面までの距離と、前記第３の結像光学系の光軸に沿った前記第２の偏向点から前記第３の被走査面までの距離とは互いに同一であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記偏向器によって偏向された前記第１及び第２の光束それぞれが通過する第１及び第２の光学部を含む第１の結像光学素子を備えており、
前記第１及び第２の光学部それぞれの形状は、前記第１の偏向面上の前記第１の光束のうちの軸上光束の第１の偏向点及び前記偏向器の中心を通る第２の直線を含み、主走査方向に平行な第２の平面に対して、主走査断面内及び副走査断面内双方で互いに異なっていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記偏向器によって偏向された前記第３及び第４の光束それぞれが通過する第３及び第４の光学部を含む第２の結像光学素子を備えており、
前記第１及び第２の結像光学素子は、互いに同一形状であり、且つ、主走査方向を軸として１８０度回転した関係で配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の光走査装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか一項に記載の光走査装置と、該光走査装置によって前記第１乃至第４の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１６】
請求項１乃至１４の何れか一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、例えばレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）やデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、多段結像レンズを採用し、且つ、少ないミラー枚数で、ある光束が、その他の光束を導光する結像光学系に入射することを防いでいる、複数の光束の各々を複数の被走査面それぞれに導光する複数の結像光学系を備えた光走査装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０８８３４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に開示されている光走査装置では、偏向器に近い側の感光体に入射する光束が結像レンズに再入射することを防ぐために、ミラーによる該光束の反射角度をある程度大きくしているため、装置全体の小型化が十分ではない。
そこで、本発明では、十分な小型化を達成した光走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る光走査装置は、第１及び第２の光束を第１の偏向面で偏向して第１及び第２の被走査面のそれぞれを主走査方向に走査し、かつ第３及び第４の光束を第２の偏向面で偏向して第３及び第４の被走査面のそれぞれを主走査方向に走査する偏向器と、偏向器によって偏向された第１及び第２の光束のそれぞれを第１及び第２の被走査面に導光する第１及び第２の結像光学系と、偏向器によって偏向された第３及び第４の光束のそれぞれを第３及び第４の被走査面に導光する第３及び第４の結像光学系と、を備え、副走査断面内において、偏向器によって偏向された第１及び第２の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数は、偏向器によって偏向された第３及び第４の光束のうちの軸上光束の光路同士の交差点の数よりも多いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、十分な小型化を達成した光走査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一実施形態に係る光走査装置の主走査断面図。
【図２】第一実施形態に係る光走査装置の結像光学系の副走査断面図。
【図３】第一実施形態に係る光走査装置の入射光学系の副走査断面図。
【図４】第一実施形態に係る光走査装置による各被走査面上における像面湾曲の主走査方向位置依存性を示した図。
【図５】第一実施形態に係る光走査装置の各結像光学系のｆθ特性の主走査方向位置依存性を示した図。
【図６】第一実施形態に係る光走査装置による各被走査面上における走査線曲がりの主走査方向位置依存性を示した図。
【図７】第二実施形態に係る光走査装置の主走査断面図。
【図８】第二実施形態に係る光走査装置の結像光学系の副走査断面図。
【図９】第二実施形態に係る光走査装置の入射光学系の副走査断面図。
【図１０】第三実施形態に係る光走査装置の主走査断面図。
【図１１】第三実施形態に係る光走査装置の結像光学系の副走査断面図。
【図１２】第三実施形態に係る光走査装置の入射光学系の副走査断面図。
【図１３】本発明の条件式の物理的な意味を説明するための模式図。
【図１４】第一乃至第三実施形態のいずれかに係る光走査装置が搭載されたカラー画像形成装置の要部副走査断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態に係る光走査装置について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。
【０００９】
なお、以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）は、偏向器の回転軸及び光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向に対応し、副走査方向（Ｚ方向）は、偏向器の回転軸に平行な方向に対応する。また、主走査断面は、副走査方向に垂直な断面に対応し、副走査断面は、主走査方向に垂直な断面に対応する。
【００１０】
［第一実施形態］
図１（ａ）及び（ｂ）は、第一実施形態に係る光走査装置１００の主走査断面図を示している。図２は、第一実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系の副走査断面図を示している。図３は、第一実施形態に係る光走査装置１００の入射光学系の副走査断面図を示している。
なお、図１（ａ）及び（ｂ）では、ミラーにより折り返された光路を展開して図示しており、ミラーについては図示していない。
【００１１】
本実施形態に係る光走査装置１００は、光源１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄ、開口絞り２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄ、カップリングレンズ３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄ、及びシリンドリカルレンズ４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを備えている。
また、光走査装置１００は、偏向器５、第１の結像レンズ６及び６’、第２の結像レンズ（第１及び第２の結像光学素子）７及び７’、ミラー（反射光学素子）Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ１’、Ｍ２’及びＭ３’、及びハウジング９を備えている。
【００１２】
光源１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄとしては、発光点を有する半導体レーザーなどが用いられる。
開口絞り２ａ及び２ｂはそれぞれ、被走査面８ａ及び８ｂ上でのスポット径（スポットのピーク光量の１／ｅ２スライス径）が等しくなるように、副走査方向において互いに異なる開口径を有しており、光源１ａ及び１ｂより射出された光束ＲＡ及びＲＢの副走査方向の光束径を制限する。
同様に、開口絞り２ｃ及び２ｄはそれぞれ、被走査面８ｃ及び８ｄ上でのスポット径が等しくなるように、副走査方向において互いに異なる開口径を有しており、光源１ｃ及び１ｄより射出された光束ＲＣ及びＲＤの副走査方向の光束径を制限する。
【００１３】
カップリングレンズ３ａ及び３ｃはそれぞれ、光源１ａ及び１ｃより出射した光束ＲＡ及びＲＣを、副走査断面内では略平行光束、主走査断面内では弱収束光束に変換する。
一方で、カップリングレンズ３ｂ及び３ｄはそれぞれ、光源１ｂ及び１ｄより出射した光束ＲＢ及びＲＤを、副走査断面内では略平行光束、主走査断面内では弱発散光束に変換する。
ここで、カップリングレンズ３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄそれぞれの出射面をアナモフィック面とする。そして、カップリングレンズ３ａと３ｂ、及び３ｃと３ｄそれぞれの出射面の主走査断面内での曲率半径を互いに異ならせることで、各収束度を所望の値に設定している。
また、ここで、略平行光束とは、弱発散光束、弱収束光束及び平行光束を含むものとする。
シリンドリカルレンズ４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄはそれぞれ、副走査断面内に有限のパワー（屈折力）を有しており、カップリングレンズ３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄを通過した光束ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ及びＲＤを副走査断面内のみにおいて集光する。
【００１４】
このようにして、光源１ａ及び１ｂから出射した光束ＲＡ及びＲＢは、偏向器５の偏向面５ａの近傍において副走査断面内のみにおいて集光され、主走査方向に長い線像として結像される。
また、光源１ｃ及び１ｄから出射した光束ＲＣ及びＲＤは、偏向器５の偏向面５ａ’の近傍において副走査断面内のみにおいて集光され、主走査方向に長い線像として結像される。
なお、開口絞り２ａ、カップリングレンズ３ａ及びシリンドリカルレンズ４ａによって、本実施形態に係る光走査装置１００の入射光学系（第１の入射光学系）ＬＡが構成される。
また、開口絞り２ｂ、カップリングレンズ３ｂ及びシリンドリカルレンズ４ｂによって、本実施形態に係る光走査装置１００の入射光学系（第２の入射光学系）ＬＢが構成される。
また、開口絞り２ｃ、カップリングレンズ３ｃ及びシリンドリカルレンズ４ｃによって、本実施形態に係る光走査装置１００の入射光学系（第３の入射光学系）ＬＣが構成される。
また、開口絞り２ｄ、カップリングレンズ３ｄ及びシリンドリカルレンズ４ｄによって、本実施形態に係る光走査装置１００の入射光学系（第４の入射光学系）ＬＤが構成される。
【００１５】
上記のように、本実施形態に係る光走査装置１００の入射光学系ＬＡ乃至ＬＤの各々は、開口絞り２ａと２ｂ、及び２ｃと２ｄの開口の形状が互いに異なり、また、カップリングレンズ３ａと３ｂ、及び３ｃと３ｄの出射面の形状が互いに異なっている以外は、互いに同じ構成をとっている。そして、入射光学系ＬＡ及びＬＢそれぞれの光軸に沿った光源１ａ及び１ｂそれぞれから偏向面５ａまでの各距離及び入射光学系ＬＣ及びＬＤそれぞれの光軸に沿った光源１ｃ及び１ｄから偏向面５ａ’までの各距離は、互いに同じである。
これにより、各光学部品の配置を共通化し、また、各光学部品を保持する保持部の種類及び組み立て工具の種類を削減し、生産性を向上させることができる。
【００１６】
本実施形態に係る光走査装置１００の入射光学系ＬＡ乃至ＬＤは、副走査断面内において偏向面５ａ及び５ａ’に対して斜め方向から（偏向面５ａ及び５ａ’の法線に対して角度を有して）光束ＲＡ乃至ＲＤを入射させる副走査斜入射光学系である。
このような副走査斜入射光学系を採用することにより、偏向器５の偏向面の副走査方向に沿ったサイズの大型化を抑制しつつ、各光束を分離して偏向することが可能になる。
ここで、図１（ａ）、（ｂ）、図２及び図３に示されているように、偏向器５の偏向面５ａ及び５ａ’上における光束ＲＡ乃至ＲＤのうちの軸上光束の主光線が偏向されるときの偏向点（基準点）をそれぞれＣ０（第１の偏向点）及びＣ０’（第２の偏向点）とする。また、偏向点Ｃ０及びＣ０’を含み、偏向器５の回転軸に垂直な面（基準面）をＦｐとする。
換言すると、基準面Ｆｐ（第２の平面）は、偏向点Ｃ０及び偏向器５の中心を通る直線（第２の直線）を含み、主走査方向に平行な平面である。
ここで、基準面Ｆｐに対する光束の斜入射角が大きすぎると、被走査面８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄ上における波面収差の捩れによるスポットの崩れを補正することが困難となる。一方で、基準面Ｆｐに対する光束の斜入射角が小さすぎると、光源１ａ乃至１ｄそれぞれから出射した光束ＲＡ乃至ＲＤの分離が困難になる。
本実施形態に係る光走査装置１００では、光束ＲＡ及びＲＣの偏向面への斜入射角αを−３．０°、光束ＲＢ及びＲＤの偏向面への斜入射角αを＋３．０°と、斜入射角の絶対値を同一に設定している。これにより、スポットの崩れの補正や各光路の分離を容易に行うことができる。
【００１７】
偏向器５は、外接円半径２０ｍｍの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）が発生させる駆動力により、矢印Ａ方向に一定速度で回転している。それにより、光束ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ及びＲＤをそれぞれ、被走査面８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄに向けて偏向する。
第１の結像レンズ６及び６’、第２の結像レンズ７及び７’は、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィック結像レンズであり、偏向器５によって偏向された光束ＲＡ乃至ＲＤを被走査面８ａ乃至８ｄ上に集光（導光）する。
ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ１’、Ｍ２’及びＭ３’は、光束を偏向する手段である。
【００１８】
なお、第１の結像レンズ６、第２の結像レンズ７及びミラーＭ３によって、本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系（第１の結像光学系）ＳＡが構成される。
また、第１の結像レンズ６、第２の結像レンズ７、及びミラーＭ１及びＭ２によって、本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系（第２の結像光学系）ＳＢが構成される。
また、第１の結像レンズ６’、第２の結像レンズ７’、及びミラーＭ１’及びＭ２’によって、本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系（第３の結像光学系）ＳＣが構成される。
また、第１の結像レンズ６’、第２の結像レンズ７’及びミラーＭ３’によって、本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系（第４の結像光学系）ＳＤが構成される。
【００１９】
光源１ａから出射した光束（第１の光束）ＲＡは、開口絞り２ａを通過し、カップリングレンズ３ａによって光束の平行度が変換される。そして、変換された光束ＲＡは、シリンドリカルレンズ４ａによって副走査断面内のみにおいて集光され、副走査方向上側から偏向器５の偏向面５ａ（第１の偏向面）に入射する。
また、光源１ｂから出射した光束（第２の光束）ＲＢは、開口絞り２ｂを通過し、カップリングレンズ３ｂによって光束の平行度が変換される。そして、変換された光束ＲＢは、シリンドリカルレンズ４ｂによって副走査断面内のみにおいて集光され、副走査方向下側から偏向器５の偏向面５ａに入射する。
また、光源１ｃから出射した光束（第３の光束）ＲＣは、開口絞り２ｃを通過し、カップリングレンズ３ｃによって光束の平行度が変換される。そして、変換された光束ＲＣは、シリンドリカルレンズ４ｃによって副走査断面内のみにおいて集光され、副走査方向上側から偏向器５の偏向面５ａ’（第２の偏向面）に入射する。
また、光源１ｄから出射した光束（第４の光束）ＲＤは、開口絞り２ｄを通過し、カップリングレンズ３ｄによって光束の平行度が変換される。そして、変換された光束ＲＤは、シリンドリカルレンズ４ｄによって副走査断面内のみにおいて集光され、副走査方向下側から偏向器５の偏向面５ａ’に入射する。
【００２０】
光源１ａから出射し、偏向器５の偏向面５ａに入射した光束ＲＡは、偏向器５により偏向走査された後、結像光学系ＳＡによって被走査面８ａ上に集光され、被走査面（第１の被走査面）８ａを等速度で走査する。
また、光源１ｂから出射し、偏向器５の偏向面５ａに入射した光束ＲＢは、偏向器５により偏向走査された後、結像光学系ＳＢによって被走査面８ｂ上に集光され、被走査面（第２の被走査面）８ｂを等速度で走査する。
また、光源１ｃから出射し、偏向器５の偏向面５ａ’に入射した光束ＲＣは、偏向器５により偏向走査された後、結像光学系ＳＣによって被走査面８ｃ上に集光され、被走査面（第３の被走査面）８ｃを等速度で走査する。
また、光源１ｄから出射し、偏向器５の偏向面５ａ’に入射した光束ＲＤは、偏向器５により偏向走査された後、結像光学系ＳＤによって被走査面８ｄ上に集光され、被走査面（第４の被走査面）８ｄを等速度で走査する。
なお、偏向器５は矢印Ａ方向に回転しているため、偏向走査された光束ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ及びＲＤはそれぞれ、被走査面８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄを矢印Ｂ方向に走査する。
なお、本実施形態では、被走査面８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄとして、感光ドラムを用いている。
感光ドラム８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄ上における副走査方向の露光分布の作成は、主走査露光毎に、感光ドラム８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄを副走査方向に回転させることによって達成している。
このようにして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色に対応する感光ドラム８ａ乃至８ｄを露光走査することによって、４色の画像を同時に形成することが可能になる。
また、本実施形態に係る光走査装置１００では、偏向器５を４つの光源１ａ乃至１ｄに対して共用することにより、部品点数を削減して装置の低コスト化を行っている。
なお、本実施形態に係る光走査装置１００では、主走査断面内において、入射光学系ＬＡ乃至ＬＤの各光軸（又は偏向面５ａ及び５ｂに入射する光束の主光線）と結像光学系ＳＡ乃至ＳＤの各光軸とのなす角度βは９０°となっている。
【００２１】
次に、本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系ＳＡ乃至ＳＤの特徴、特に互いに異なる構成について説明する。
【００２２】
上記のように、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤはそれぞれ、偏向器５によって偏向された光束ＲＡ乃至ＲＤを被走査面８ａ乃至８ｄ上に集光し、スポット像を形成している。
結像光学系ＳＡ及びＳＢはそれぞれ、副走査断面内において、偏向器５の偏向面５ａと被走査面８ａ及び８ｂとが光学的に共役関係となるように構成されている。
同様に、結像光学系ＳＣ及びＳＤはそれぞれ、副走査断面内において、偏向器５の偏向面５ａ’と被走査面８ｃ及び８ｄとが光学的に共役関係となるように構成されている。
すなわち、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤは、副走査断面内における各偏向面の倒れ角の相違（面倒れ）による影響の補正（面倒れ補正）を行う面倒れ補正光学系となっている。
【００２３】
本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系ＳＡ乃至ＳＤにおいては、光路上で偏向器５に最も近い第１の結像レンズ６及び６’は、基準面Ｆｐに対して鏡面対称な形状（上下２つの光束に対して同一形状）となっている。
一方で、各光路上で被走査面８ａ乃至８ｄに最も近い第２の結像レンズ７及び７’は、基準面Ｆｐに対して非対称な形状となっている。
具体的には、第２の結像レンズ７及び７’は、基準面Ｆｐに対して上側のレンズ部の形状と下側のレンズ部の形状とが、主走査断面内及び副走査断面内双方で互いに異なっている。
すなわち、第２の結像レンズ７及び７’はそれぞれ、第１のレンズ部７ａ及び７’ａと第２のレンズ部７ｂ及び７’ｂとが副走査方向に配列されて成る多段レンズである。
このような多段レンズを採用することで、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤそれぞれを構成する結像レンズの枚数を削減し、光走査装置１００の小型化及び低コスト化を達成している。
【００２４】
光源１ａから出射し、偏向器５の偏向面５ａによって偏向された光束ＲＡは、第１の結像レンズ６及び第２の結像レンズ７の第１のレンズ部（第１の光学部）７ａによって集光され、ミラーＭ３（第１の反射光学素子）によって反射されて、被走査面８ａに入射する。
また、光源１ｂから出射し、偏向器５の偏向面５ａによって偏向された光束ＲＢは、第１の結像レンズ６及び第２の結像レンズ７の第２のレンズ部（第２の光学部）７ｂによって集光され、ミラーＭ１（第２の反射光学素子）及びＭ２（第３の反射光学素子）によって反射されて、被走査面８ｂに入射する。
また、光源１ｃから出射し、偏向器５の偏向面５ａ’によって偏向された光束ＲＣは、第１の結像レンズ６及び第２の結像レンズ７’の第２のレンズ部（第３の光学部）７’ｂによって集光され、ミラーＭ１’（第４の反射光学素子）及びＭ２’（第５の反射光学素子）によって反射されて、被走査面８ｃに入射する。
また、光源１ｄから出射し、偏向器５の偏向面５ａ’によって偏向された光束ＲＤは、第１の結像レンズ６及び第２の結像レンズ７’の第１のレンズ部（第４の光学部）７’ａによって集光され、ミラーＭ３’（第６の反射光学素子）によって反射されて、被走査面８ｄに入射する。
【００２５】
一般的に、光走査装置を画像形成装置本体内に配置する際には、複数の感光ドラムの配列方向に沿った光走査装置の一方の端部が排紙あるいは給紙経路に近接している。
そのため、光走査装置のその一方の端部における高さを低くすることができれば、その分、画像形成装置のサイズを小さくすることができる。
例えば、図１４は、本実施形態又は以下に示す第二若しくは第三実施形態に係る光走査装置１５０が搭載された画像形成装置５０の副走査断面図を示しており、図中において、光走査装置１５０の左下端部が画像形成装置５０の給紙経路に近接している。
【００２６】
そこで、本実施形態に係る光走査装置１００では、図２に示されているように、被走査面８ａ乃至８ｄそれぞれと結像光学系ＳＡ乃至ＳＤそれぞれの光軸との交点ＰＡ（第１の交点）、ＰＢ（第２の交点）、ＰＣ（第３の交点）及びＰＤ（第４の交点）をつなげた直線（第１の直線）Ｐを含み、且つ主走査方向に平行な平面（第１の平面）Ｆｄの法線に対して、偏向器５の回転軸を傾けている（非平行にしている）。
そして、本実施形態に係る光走査装置１００では、点ＰＡ乃至ＰＤは方向Ｐに沿って互いに等間隔であり、点ＰＢと点ＰＣ、又は点ＰＡと点ＰＤとの間の中間点ＰＥを通る平面Ｆｄの法線をＦｄ０とし、法線Ｆｄ０と基準面Ｆｐとの交点をＯとする。
この時、本実施形態に係る光走査装置１００では、偏向器５は、交点Ｏからずれた位置に配置されている。換言すると、偏向器５の回転軸と基準面Ｆｐとの交点をＰ０とすると、図２において点Ｐ０が点Ｏに対して右側にずれるように、偏向器５は配置されている。
さらに換言すると、本実施形態に係る光走査装置１００では、平面Ｆｄに垂直であり、且つ、偏向器５の中心を通る法線（第１の法線）Ｆｄ２と平面Ｆｄとの交点（第５の交点）ＰＦと交点ＰＢとの間の距離は、交点ＰＡと交点ＰＦとの間の距離よりも短く、且つ、交点ＰＣと交点ＰＦとの間の距離は、交点ＰＤと交点ＰＦとの間の距離よりも短くなっている。そして、偏向器５の回転軸と法線Ｆｄ２とは互いに非平行であり、偏向器５の中心は、交点ＰＢと交点ＰＣとを結ぶ線分の垂直二等分面内には無いように、偏向器５は配置されている。なお、偏向器５の中心とは、偏向器５の回転軸と基準面Ｆｐとの交点Ｐ０である。
すなわち、光走査装置１００内の直線Ｐに沿った一方の端部の側（図２中右側）に偏向器５をずらして配置することによって、光走査装置１００の他方の端部の側（図２中左側）のＦｄ０方向の高さを低くすることができる。それにより、光走査装置１００を小型化できると共に、光走査装置１００が搭載される画像形成装置のサイズも小さくすることができる。
【００２７】
上記のように、本実施形態に係る光走査装置１００では、偏向器５の回転軸を平面Ｆｄの法線に対して傾け、且つ、偏向器５をずらして配置している。
これにより、偏向器５から外側の被走査面８ａと８ｄそれぞれまでの光路長は、互いに同一となっている。
【００２８】
また、本実施形態に係る光走査装置１００では、第１の結像レンズ６、６’及び第２の結像レンズ７、７’のサイズを小さくし、且つ、作製コストを低減させるために、各レンズを、光路上において、ミラーＭ１乃至Ｍ３’に対して偏向器５側に配置している。
この場合、ミラーＭ１乃至Ｍ３’の配置の自由度が低くなってしまい、偏向器５の回転軸を平面Ｆｄの法線に対して傾けても、全てのミラーを面取り不要にしつつ光走査装置の高さを低減することは困難である。
そこで、本実施形態に係る光走査装置１００では、直線Ｐに沿った一方の端部の側、すなわち、偏向器５をずらして配置した側の結像光学系ＳＡ及びＳＢに関して、外側の結像光学系ＳＡの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ａまでの距離を、内側の結像光学系ＳＢの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ｂまでの距離よりも短くしている。
これにより、第１の結像レンズ６、６’及び第２の結像レンズ７、７’を光路上において、ミラーＭ１乃至Ｍ３’に対して偏向器５側に配置しても、全てのミラーを面取り不要にしつつ光走査装置１００の高さを低減することができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る光走査装置１００では、副走査断面内において、偏向器５によって偏向された光束ＲＡのうちの軸上光束の光路と、偏向器５によって偏向された光束ＲＢのうちの軸上光束の光路とは、少なくとも１つの交差点（図２においては２つの交差点）において互いに交差している。
同様に、副走査断面内において、偏向器５によって偏向された光束ＲＣのうちの軸上光束の光路と、偏向器５によって偏向された光束ＲＤのうちの軸上光束の光路とは、少なくとも１つの交差点（図２においては１つの交差点）において互いに交差している。
ここで、本実施形態に係る光走査装置１００では、直線Ｐに沿った一方の端部の側、すなわち、偏向器５をずらして配置した側の該交差点の数が他方の端部の側の該交差点の数より多くなるように、ミラーＭ１乃至Ｍ３’を配置している。
換言すると、本実施形態に係る光走査装置１００では、副走査断面内において、偏向器５によって偏向された光束ＲＡ及びＲＢのうちの軸上光束の光路同士の交差点の数は、偏向器５によって偏向された光束ＲＣ及びＲＤのうちの軸上光束の光路同士の交差点の数よりも多くなっている。
このようにして、全てのミラーを面取り不要にしつつ、ある被走査面に入射する光束が、それ以外の被走査面に向けて光束を反射させるためのミラーに入射することを防ぐことができると共に、ミラーの数を最小限にできる。これによって、光走査装置１００の小型化を達成することができる。
また、特許文献１に開示されている光走査装置では、偏向器に近い側の感光体に入射する光束を反射する第１ミラーによって、偏向器から遠い側の感光体に入射する光束がケラレないようにするために、第１ミラーの端部を大きく面取りする等の加工が必要である。そのため、ミラーの製造コストが増加し、光走査装置のコストアップにつながっていた。
一方で、本実施形態に係る光走査装置１００では、全てのミラーを面取り不要にできるため、光走査装置の低コスト化も達成している。
【００３０】
また、本実施形態に係る光走査装置１００では、直線Ｐに沿った一方の端部の側、すなわち、偏向器５をずらして配置した側及び他方の端部の側双方において、該交差点を１つ以上設けるように、ミラーＭ１乃至Ｍ３’を配置している。
これにより、内側の被走査面８ｂへ光束を反射するミラーＭ１が外側の被走査面８ａに入射する光束の光路と向かい合い、また、内側の被走査面８ｃへ光束を反射するミラーＭ１’が外側の被走査面８ｄに入射する光束の光路と向かい合う。
それにより、ある被走査面に入射する光束が、それ以外の被走査面に光束を入射させるためのミラーを通過することを防ぐために、ミラーに大きな面取り部を設ける必要が無くなり、ミラーの製造コストを抑えることができる。
【００３１】
以上の構成により、該交差点を有さない従来の光走査装置と比べて、本実施形態に係る光走査装置１００では、全てのミラーを面取り不要にしつつ、ミラーの数を最小限にできることによって、光走査装置１００の小型化を達成することができる。
また、点ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ及びＰＤの間の間隔を小さくすることによって、画像形成装置に設けられる複数の感光ドラムの配置間隔を狭めることができる。
そして、光走査装置１００内の点ＰＡ乃至ＰＤをつなげた直線Ｐに沿った一方の端部の側の高さを低減できることによって、光走査装置１００が設けられる画像形成装置のサイズを小さくすることができる。
【００３２】
また、一般的には、偏向器によって偏向されて被走査面に入射する光束の光路が、自身の光路と交差するように、偏向器と結像レンズの間に光束を通過させるようにミラーを配置する方法も考えられる。
しかしながら、偏向器と結像レンズとの間には、通常、偏向器のモータ、モータを制御するための基板や結像レンズを取り付けるための座面などが密集して配置されている。
このため、自身の光路と交差させる方法では、感光ドラムピッチに対して冗長性がなく、特に一定以下にドラムピッチを狭くできなくなるという課題が発生する。
【００３３】
これに対して、本実施形態に係る光走査装置１００では、副走査断面内において、光束ＲＡ乃至ＲＤのうちの軸上光束の光路は、自身の光路と交差しないように、ミラーＭ１乃至Ｍ３’を配置している。
これにより、点ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ及びＰＤの間の間隔を任意に設定できる、すなわち、光走査装置１００が搭載される画像形成装置に設けられている複数の感光ドラムの配置間隔を任意に設定することができる。
【００３４】
本実施形態に係る光走査装置１００は、上記の構成に対応して、以下の条件式（１）を満たしている。
１．０５＜（Ｔｃｉ−Ｔｃｏ）／Ａ＜１．９０  ・・・（１）
ここで、Ｔｃｉは、光軸を含む副走査断面内における偏向器５の軸上光束の偏向点Ｃ０から内側の被走査面８ｂ又は８ｃまでの光路長である。また、Ｔｃｏは、光軸を含む副走査断面内における偏向器５の軸上光束の偏向点Ｃ０から外側の被走査面８ａ又は８ｄまでの光路長である。また
【数１】
2018036512.tif 000003
である。
そして、Ｄｐは、点ＰＡと点ＰＢ、点ＰＢと点ＰＣ、及び点ＰＣと点ＰＤとの間の距離であり、αは、光軸を含む副走査断面内における偏向面５ａ及び５ａ’の法線に対する偏向器５からの軸上光束の出射角度である。また、φは、平面Ｆｄの法線Ｆｄ０が偏向器５の回転軸に対してなす角度、Ｌｐは、偏向器５の中心と偏向点Ｃ０との間の距離である。
【００３５】
図１３は、条件式（１）の物理的な意味を説明するための模式図を示している。
なお、図１３においては、外側の被走査面８ａに光束を集光する結像光学系ＳＡと内側の被走査面８ｂに光束を集光する結像光学系ＳＢとの間の関係についてのみ示している。
【００３６】
図１３では、光軸を含む副走査断面内において、内側の被走査面８ｂへ向けて光束を反射するミラーＭ１の軸上光束の反射点Ｃ１が、外側の被走査面８ａへ入射する軸上光束の光路上にある場合を示している。
このような場合には、後に詳しく導出して示すように、（Ｔｃｉ−Ｔｃｏ）はＡと略一致、すなわち、
【数２】
2018036512.tif 000004
となる。
【００３７】
もし、（Ｔｃｉ−Ｔｃｏ）／Ａが条件式（１）の下限を下回ると、ミラーＭ１に、外側の被走査面８ａへ入射する軸上光束が入射してしまう。
若しくは、副走査断面内において、光束ＲＡのうちの軸上光束の光路と、光束ＲＢのうちの軸上光束の光路とが互いに交差しないように、ミラーＭ１が偏向器５の側に配置されることとなる。この場合、ミラーＭ１に大きな面取部を設けることが必要となり、コストアップに繋がる。
一方で、（Ｔｃｉ−Ｔｃｏ）／Ａが条件式（１）の上限を上回ると、ミラーＭ１が、光束ＲＡのうちの軸上光束の光路に対して、不要に偏向器５から離れた位置に配置されることとなる。
それにより、光走査装置１００の基準面Ｆｐ内の主走査方向に垂直な方向の幅が不要に長くなってしまう。
加えて、結像光学系ＳＢの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ｂまでの距離と結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離とを等しくした場合に、図２に示されているように、被走査面８ｃへ向けて光束を反射するミラーＭ１’に被走査面８ｄへ入射する軸上光束が入射してしまう可能性が高くなる。
【００３８】
なお、本実施形態に係る光走査装置１００は、以下の条件式（１ａ）を満たしていることがより好ましい。
１．１０＜（Ｔｃｉ−Ｔｃｏ）／Ａ＜１．５０  ・・・（１ａ）
【００３９】
本実施形態に係る光走査装置１００は、条件式（１ａ）を満たすことによって、光走査装置１００ひいてはそれが搭載される画像形成装置の小型化及びミラーの数を最小限にできる。それに加えて、結像光学系ＳＡの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ａまでの距離と、結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離とを互いに等しく、且つ、結像光学系ＳＢの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ｂまでの距離と、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離とを互いに等しくすることができる。
それにより、第１のレンズ部７ａ及び第２のレンズ部７ｂを有する第２の結像レンズ７と第１のレンズ部７’ａ及び第２のレンズ部７’ｂを有する第２の結像レンズ７’とを同一形状で作製することができ、結像レンズを成形するための金型の種類を最小限に抑えることができる。
【００４０】
なお、本実施形態に係る光走査装置１００では、以下の表１乃至表８に示されているように、α＝３度、φ＝１３度、Ｔｃｉ＝２０６．１１４ｍｍ、Ｔｃｏ＝１６１．１１４ｍｍ、Ｄｐ＝６０ｍｍ、Ｌｐ＝５．６８３ｍｍと設定されている。
従って、Ａ＝３４．４８ｍｍとなり、すなわち、（Ｔｃｉ−Ｔｃｏ）／Ａ＝４５／３４．４８＝１．３１となり、本実施形態に係る光走査装置１００は、条件式（１）及び（１ａ）を満たしていることがわかる。
【００４１】
次に、条件式（１）に含まれるＡの導出について説明する。
【００４２】
まず、図１３に示されているように、偏向器５によって偏向された光束ＲＡのうちの軸上光束の光路と基準面Ｆｐとの交点をＣ４とし、交点Ｃ４と点Ｏとの間の距離をＬ０としたとき、以下の式（２）が得られる。
Ｌ０＝１．５Ｄｐ／ｃｏｓφ  ・・・（２）
【００４３】
次に、結像光学系ＳＡの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ａまでの距離と結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離とを互いに同一にした場合、点Ｏと点Ｐ０との間の距離Ｌ３は、以下の式（３）のように表される。
【数３】
2018036512.tif 000005
【００４４】
そうすると、点Ｃ０と点Ｃ４との間の距離Ｌ２は、式（２）及び式（３）を用いて、以下の式（４）のように表される。
Ｌ２＝Ｌ０―Ｌ３−Ｌｐ
＝１．５Ｄｐ／ｃｏｓφ−１．５Ｄｐ×ｔａｎ（α＋φ）−Ｌｐ  ・・・（４）
【００４５】
次に、被走査面８ａへ向けて光束を反射するミラーＭ３の軸上光束の反射点をＣ３としたとき、点Ｃ１と点Ｃ３との間の距離Ｌ４は、以下の式（５）のように表される。
【数４】
2018036512.tif 000006
【００４６】
そして、被走査面８ｂへ向けて光束を反射するミラーＭ２の軸上光束の反射点をＣ２とし、点Ｃ２を含み平面Ｆｄに平行な平面をＦｄ１とし、偏向器５によって偏向された光束ＲＡのうちの軸上光束の光路に沿った、平面Ｆｄ１と点Ｃ１との間の距離をＬ５とする。
この時、光走査装置１００を画像形成装置内に配置する際に、光走査装置１００のＦｄ０方向の高さは、距離Ｄｐよりも小さいことが望まれる。
特に、偏向器５によって偏向された光束ＲＡのうちの軸上光束の光路に沿った、平面Ｆｄ１と点Ｃ３との間の距離、すなわちＬ４＋Ｌ５が間隔Ｄｐの０．５倍であるときが最も理想的である。
従って、本実施形態に係る光走査装置１００は、以下の式（６）を満たすように設計し、且つ、画像形成装置内に配置するようにしている。
Ｌ５＝０．５Ｄｐ−Ｌ４  ・・・（６）
【００４７】
次に、点Ｃ１と点Ｃ２との間の距離Ｌ６は、式（５）及び（６）を用いて、以下の式（７）のように表される。
【数５】
2018036512.tif 000007
【００４８】
そして、点Ｃ０と点Ｃ１との間の距離をＬ７、点Ｃ０と点Ｃ３との間の距離をＬ８としたとき、本実施形態に係る光走査装置１００では、傾き角度φは十分小さいため、Ｌ７≒Ｌ８と近似することができる。
このとき、偏向器５によって偏向された光束ＲＡ又はＲＢのうちの軸上光束の光路に沿った、平面Ｆｄと平面Ｆｄ１との間の距離をＬｃとすると、光路長Ｔｃｉ及びＴｃｏはそれぞれ、以下の式（８）及び（９）のように表される。
Ｔｃｉ＝Ｌ７＋Ｌ６＋Ｌｃ  ・・・（８）
Ｔｃｏ＝Ｌ７＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌｃ  ・・・（９）
【００４９】
ここで、図１３に示されているように、光軸を含む副走査断面内において、内側の被走査面８ｂへ向けて光束を反射するミラーＭ１の軸上光束の反射点Ｃ１が、外側の被走査面８ａへ入射する軸上光束の光路上にあるとすると、光路長Ｔｃｉと光路長Ｔｃｏとの差Ａは、式（４）、（６）及び（７）を用いて、以下の式（１０）のように表される。
【数６】
2018036512.tif 000008
【００５０】
次に、本実施形態に係る光走査装置１００の具体的な配置及び設計について説明する。
【００５１】
表１は、入射光学系ＬＡ及び結像光学系ＳＡの諸元値及び光学配置を示しており、表２は、入射光学系ＬＡ及び結像光学系ＳＡのレンズ形状を示している。
表３は、入射光学系ＬＢ及び結像光学系ＳＢの諸元値及び光学配置を示しており、表４は、入射光学系ＬＢ及び結像光学系ＳＢのレンズ形状を示している。
表５は、入射光学系ＬＣ及び結像光学系ＳＣの諸元値及び光学配置を示しており、表６は、入射光学系ＬＣ及び結像光学系ＳＣのレンズ形状を示している。
表７は、入射光学系ＬＤ及び結像光学系ＳＤの諸元値及び光学配置を示しており、表８は、入射光学系ＬＤ及び結像光学系ＳＤのレンズ形状を示している。
【００５２】
【表１】
2018036512.tif 000009
【００５３】
【表２】
2018036512.tif 000010
【００５４】
【表３】
2018036512.tif 000011
【００５５】
【表４】
2018036512.tif 000012
【００５６】
【表５】
2018036512.tif 000013
【００５７】
【表６】
2018036512.tif 000014
【００５８】
【表７】
2018036512.tif 000015
【００５９】
【表８】
2018036512.tif 000016
【００６０】
表１、表３、表５及び表７において、面頂点及び反射点の座標は、基準点Ｐ０を原点（０，０，０）としたときのものであり、単位はミリメートルである。
また、ミラーの反射点は、軸上光束の反射点であり、ミラーの光軸の方向は、ミラーの反射面の面法線の方向に対応している。
【００６１】
本実施形態に係る光走査装置１００のシリンドリカルレンズ４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄの出射面は、回折格子が形成された回折面で構成されている。
シリンドリカルレンズ４ａ乃至４ｄは、プラスチック材料を用いた射出成型により形成されており、環境変動に起因する屈折パワーの変化を半導体レーザーの波長変化に起因する回折パワーの変化により補償する温度補償光学系となっている。
ここで、シリンドリカルレンズ４ａ乃至４ｄの出射回折面は、回折次数をＭ、設計波長をλとしたとき、位相関数ψ＝２πＭ／λ（Ｃ３Ｚ２）により定義される。
なお、本実施形態に係る光走査装置１００では、１次回折光を用いているため、回折次数Ｍ＝１、設計波長λ＝７９０ｎｍであり、Ｃ３は係数である。
【００６２】
本実施形態に係る光走査装置１００の第１の結像レンズ６及び６’、第２の結像レンズ７の第１及び第２のレンズ部７ａ及び７ｂ、第２の結像レンズ７’の第１及び第２のレンズ部７’ａ及び７’ｂの入射面及び出射面の母線形状（主走査断面内での形状）は、いずれも１２次までの関数で表される非球面形状となっている。
【００６３】
ここで、各レンズ面（光学面）と各光軸との交点を原点とし、光軸をＸ軸、主走査断面内においてＸ軸と直交する軸（主走査方向）をＹ軸とするとき、母線形状Ｘは以下の式（１１）で表される。
【数７】
2018036512.tif 000017
【００６４】
ここで、Ｒは主走査断面内での曲率半径（母線曲率半径）であり、Ｋは離心率、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８、Ｂ１０、Ｂ１２は非球面係数である。
なお、非球面係数Ｂｉ（ｉ＝４、６、８、１０、１２）は、表２、表４、表６及び８に示されているように、光軸に対して光源とは反対側（図１（ａ）及び（ｂ）における＋Ｙ側）と光源側（図１（ａ）及び（ｂ）における−Ｙ側）とにおいて、互いに数値を異ならせている。そして、＋Ｙ側の係数には添字ｕを付し（すなわち、Ｂｉ＿ｕ）、−Ｙ側の係数には添字ｌを付している（すなわち、Ｂｉ＿ｌ）。
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。
【００６５】
また、本実施形態に係る光走査装置１００の第１の結像レンズ６及び６’、第２の結像レンズ７の第１及び第２のレンズ部７ａ及び７ｂ、第２の結像レンズ７’の第１及び第２のレンズ部７’ａ及び７’ｂの入射面及び出射面の子線形状Ｓ（副走査断面内での形状）は、以下の式（１２）で表される。
【数８】
2018036512.tif 000018
なお、子線形状Ｓは、主走査方向における各位置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を示しており、式におけるｍｊｋは非球面係数である。
【００６６】
ここで、非球面係数ｍｊｋ（ｉ＝２、４、６、８、１０、及びｋ＝１）は、表２、表４、表６及び８に示されているように、光軸に対して光源とは反対側（図１（ａ）及び（ｂ）における＋Ｙ側）と光源側（図１（ａ）及び（ｂ）における−Ｙ側）とにおいて、互いに数値を異ならせている。そして、＋Ｙ側の係数には添字ｕを付し（すなわち、ｍｉ＿ｋ＿ｕ）、−Ｙ側の係数には添字ｌを付している（すなわち、ｍｉ＿ｋ＿ｌ）。
また、Ｚの１次（ｋ＝１）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。
従って、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。
【００６７】
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（１３）で表される。
【数９】
2018036512.tif 000019
ここで、ｒは光軸上での子線曲率半径であり、Ｅ２、Ｅ４、Ｅ６、Ｅ８、Ｅ１０は子線変化係数である。
【００６８】
なお、子線変化係数Ｅｉ（ｉ＝２、４、６、８、１０）は、表２、表４、表６及び８に示されているように、光軸に対して光源とは反対側（図１（ａ）及び（ｂ）における＋Ｙ側）と光源側（図１（ａ）及び（ｂ）における−Ｙ側）とにおいて、互いに数値を異ならせている。そして、＋Ｙ側の係数には添字ｕを付し（すなわち、Ｅｉ＿ｕ）、−Ｙ側の係数には添字ｌを付している（すなわち、Ｅｉ＿ｌ）。
これにより、子線形状の非球面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。
なお、本実施形態に係る光走査装置１００では、各レンズ面の形状を上記の表現式によって定義しているが、これに限られず、他の表現式によって定義しても構わない。
【００６９】
本実施形態に係る光走査装置１００では、表２、表４、表６及び表８に示されているように、第２の多段結像レンズ７の第１及び第２のレンズ部７ａ及び７ｂ、第２の多段結像レンズ７’の第１及び第２のレンズ部７’ａ及び７’ｂの入射面及び出射面の母線形状及び子線形状（子線曲率及び子線チルト量）が互いに異なっている、すなわち非対称になっている。
これにより、結像光学系ＳＡ及びＳＢ、及び結像光学系ＳＣ及びＳＤ双方が互いに異なる結像性能を満たすようにしつつ、結像光学系ＳＡ及びＳＢの第２の結像レンズ、及び結像光学系ＳＣ及びＳＤの第２の結像レンズを一体化させることで、レンズコストを低減することができる。
【００７０】
本実施形態に係る光走査装置１００では、この多段結像レンズを通過した光束をミラーによって折り曲げるため、光走査装置１００の高さを抑えること及びミラーの数を減らすことが課題となる。
そこで、本実施形態に係る光走査装置１００では、上記のように、偏向器５を傾けたり、各結像光学系に対応する光束の光路長を調整することによって、ミラーの数を最小限にしつつ、光走査装置１００の高さを低減している。
【００７１】
一方で、互いに異なる光路長のそれぞれに対応させるために、第２の多段結像レンズ７の第１及び第２のレンズ部７ａ及び７ｂ、第２の多段結像レンズ７’の第１及び第２のレンズ部７’ａ及び７’ｂの間の形状差を大きくし過ぎると、それぞれを一体成型することが困難になってしまう。
そこで、本実施形態に係る光走査装置１００では、各結像性能を互いに異ならせつつ、第２の多段結像レンズ７の第１及び第２のレンズ部７ａ及び７ｂ、第２の多段結像レンズ７’の第１及び第２のレンズ部７’ａ及び７’ｂの間の形状差を小さくするために、偏向面５ａ、５ａ’に入射する光源１ａ乃至１ｄから出射した各光束の主走査断面内での収束度（結像光学系ＳＡ乃至ＳＤの収束度）を適切に設定している。
具体的には、主走査断面内において、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤの後側主平面から被走査面８ａ乃至８Ｄまでの光学的な距離（光路長）をＳｋ（ｍｍ）、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤの焦点距離をｆ（ｍｍ）とするとき、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤの収束度はｍ＝１−Ｓｋ／ｆとして表すことができる。
この収束度ｍに応じて、偏向面５ａ、５ａ’に入射する光源１ａ乃至１ｄから出射した光束の主走査断面内での状態は異なり、すなわち、ｍ＝０のときは平行光束、ｍ＜０のときは発散光束、ｍ＞０のときは収束光束となる。
【００７２】
本実施形態に係る光走査装置１００では、主走査断面内において、光源１ａから出射し、カップリングレンズ３ａを通過した光束ＲＡを弱収束光束としており、結像光学系ＳＡにおいて、Ｓｋ＝１３５．８４８、ｆ＝１３６．９６６、ｍ＝＋０．００８に設定している。
同様に、主走査断面内において、光源１ｂから出射し、カップリングレンズ３ｂを通過した光束ＲＢを弱発散光束としており、結像光学系ＳＢにおいて、Ｓｋ＝１７９．３６１、ｆ＝１３４．２２４、ｍ＝−０．３３６に設定している。
また、主走査断面内において、光源１ｃから出射し、カップリングレンズ３ｃを通過した光束ＲＣを弱発散光束としており、結像光学系ＳＣにおいて、Ｓｋ＝１７９．３６１、ｆ＝１３４．２２４、ｍ＝−０．３３６に設定している。
同様に、主走査断面内において、光源１ｄから出射し、カップリングレンズ３ｄを通過した光束ＲＤを弱収束光束としており、結像光学系ＳＤにおいて、Ｓｋ＝１３５．８４８、ｆ＝１３６．９６６、ｍ＝＋０．００８に設定している。
【００７３】
本実施形態に係る光走査装置１００の第２の多段結像レンズ７及び７’はそれぞれ、第１及び第２のレンズ部７ａと７ｂとの境界部、及び第１及び第２のレンズ部７’ａと７’ｂとの境界部に対応する副走査方向の外形中心位置が基準面Ｆｐ内に含まれるように、配置されている。
そして、第２の多段結像レンズ７は、第１及び第２のレンズ部７ａ及び７ｂの光軸がそれぞれ、基準面Ｆｐに対して副走査方向下方及び上方に２．２４ｍｍだけシフトさせた位置にくるように、配置されている。
また、第２の多段結像レンズ７’は、第１及び第２のレンズ部７’ａ及び７’ｂの光軸がそれぞれ、基準面Ｆｐに対して副走査方向上方及び下方に２．２４ｍｍだけシフトさせた位置にくるように、配置されている。
これにより、第２の多段結像レンズ７の第１及び第２のレンズ部７ａ及び７ｂ、及び第２の多段結像レンズ７’の第１及び第２のレンズ部７’ａ及び７’ｂの各光軸を、それぞれのレンズ部への光束の入射位置の近傍に設けることができる。
そのため、面形状と結像性能との対応が取り易くなり、成型時の面形状の評価を容易に行うことができる。
【００７４】
一般に、走査像高をＹ（ｍｍ）、その走査像高Ｙに対応する走査画角をθ（ｒａｄ）、とするとき、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤの走査特性（Ｋθ特性）は、Ｙ＝Ｋθなる式で表される。そして、その走査像高Ｙに対する走査画角θの比の値である係数Ｋは、Ｋθ係数と呼ばれる。
本実施形態に係る光走査装置１００では、結像光学系ＳＡとＳＢとの間、及び結像光学系ＳＣとＳＤとの間で、各々等速度性を満たしつつ、互いに異ならせることで、第２の多段結像レンズ７の第１及び第２のレンズ部７ａと７ｂとの間の形状差、及び第２の多段結像レンズ７’の第１及び第２のレンズ部７’ａと７’ｂとの間の形状差を小さくすることができている。
【００７５】
また、本実施形態に係る光走査装置１００では、偏向器５を挟んで対向配置されており、且つ、偏向器５の異なる偏向面５ａ及び５ａ’それぞれに副走査断面内において同一の角度で斜入射し、偏向される各光束を集光する結像光学系同士が、互いに結像性能が異なるように設定されている。
具体的には、結像光学系ＳＢの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ｂまでの距離は、結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離よりも長く設定されている。
また、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離、結像光学系ＳＡの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ａまでの距離よりも長く設定されている。
これにより、光束ＲＢを被走査面８ｂに反射するミラー及び光束ＲＣを被走査面８ｃに反射するミラーの数を最小限に抑えつつ、且つ、面取りも不要にしている。
また、特に光走査装置１００の結像光学系ＳＤ側の高さを低減することができる。
【００７６】
また、本実施形態に係る光走査装置１００では、光走査装置１００の一方の端部の高さを低減させるために、偏向器５の回転軸を傾けている。そして、偏向器５の回転軸を傾けたことによる偏向器５と外側の被走査面８ａ及び８ｄとの位置関係の非対称性を補償するために、偏向器５を中心位置からずらしている。
これにより、結像光学系ＳＡの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ａまでの距離と、結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離とを互いに同一にすることができる。
このため、結像光学系ＳＡ及びＳＤを互いに光学的に等価にすることができ、また、設計性能を統一することで、光走査装置１００を画像形成装置に用いた際の色ずれを最小限に抑えることができる。
また、結像光学系ＳＡとＳＤとでＫθ特性が同一にできるため、画像クロックを共通にでき、回路基板のコストを抑えることができる。
【００７７】
さらに、本実施形態に係る光走査装置１００では、結像光学系ＳＢの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ｂまでの距離と、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離とも互いに同一であり、且つ、互いに同一である結像光学系ＳＡの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ａまでの距離、及び結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離よりも長い。
また、光束ＲＡの偏向器５の偏向面５ａへの副走査斜入射角度は、光束ＲＣの偏向器５の偏向面５ａ’への副走査斜入射角度と同一である一方で、光束ＲＤの偏向器５の偏向面５ａ’への副走査斜入射角度とは符号が反対である。
同様に、光束ＲＢの偏向器５の偏向面５ａへの副走査斜入射角度は、光束ＲＣの偏向器５の偏向面５ａ’への副走査斜入射角度とは符号が反対である一方で、光束ＲＤの偏向器５の偏向面５ａ’への副走査斜入射角度とは同一である。
これにより、第２の多段結像レンズ７及び７’を上下非対称でありながら、互いに同一形状にすることができ、一種類のレンズ成形金型だけで作製することができ、金型及び成形管理にかけるリソースを低減することができる。
【００７８】
上記のように、本実施形態に係る光走査装置１００では、光束ＲＡの偏向器５の偏向面５ａへの副走査斜入射角度と、光束ＲＤの偏向器５の偏向面５ａ’への副走査斜入射角度とは互いに符号が反対であり、且つ、光束ＲＢの偏向器５の偏向面５ａへの副走査斜入射角度と、光束ＲＣの偏向器５の偏向面５ａ’への副走査斜入射角度とは互いに符号が反対である。
これにより、複数の被走査面８ａ乃至８ｄの配列方向に沿った光走査装置１００の一方の端部の高さを低減している。
さらに、本実施形態に係る光走査装置１００では、このような配置に合わせて、偏向器５の回転軸を傾け、そして、偏向器５を中心位置からずらしている。また、上記のように、光源１ａ乃至１ｄそれぞれから出射し、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤそれぞれによって被走査面８ａ乃至８ｄそれぞれに集光される各光束の光路長を調整している。これによって、効果的に光走査装置１００の一方の端部の高さの低減とミラーの低コスト化とを両立させている。
また、本実施形態に係る光走査装置１００では、それぞれ副走査方向に非対称形状な第２の多段結像レンズ７及び７’が、偏向器５を挟んで対向配置されており、且つ、両レンズは互いに同一形状で、主走査方向を軸として１８０度回転した関係で配置されている。
具体的には、内側の結像光学系ＳＢ及びＳＣでは、第２の結像レンズ７の第２のレンズ部７ｂと第２の結像レンズ７’の第２のレンズ部７’ｂとで、子線チルト量に対応する係数ｍ０＿１だけ、互いに絶対値は同じで符号が反転しており、その他の非球面係数は同一に設定されている。
同様に、外側の結像光学系ＳＡ及びＳＤでは、第２の結像レンズ７の第１のレンズ部７ａと第２の結像レンズ７’の第１のレンズ部７’ａとで、子線チルト量に対応する係数ｍ０＿１だけ、互いに絶対値は同じで符号が反転しており、その他の非球面係数は同一に設定されている。
【００７９】
本実施形態に係る光走査装置１００では、複数の被走査面８ａ乃至８ｄの配列方向の被走査面８ａ側に偏向器５をずらしており、その反対側において、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離が、結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離よりも長くなるように、光走査装置１００は設計されている。
これにより、偏向器５の偏向面５ａ’によって偏向された光束ＲＤのミラーＭ１’への入射、及びミラーＭ１’によって反射された光束ＲＣの第２の結像レンズ７’への再入射を防ぎつつ、光走査装置１００の高さを低減することができる。
【００８０】
以上、本実施形態に係る光走査装置１００では、副走査方向の高さを低減することによる小型化及び低コスト化を達成することができる。
【００８１】
図４（ａ）は、本実施形態に係る光走査装置１００による被走査面８ａ上における主走査方向及び副走査方向の像面湾曲（デフォーカス）の主走査方向位置依存性を示している。また、図４（ｂ）は、本実施形態に係る光走査装置１００による被走査面８ｂ上における主走査方向及び副走査方向の像面湾曲（デフォーカス）の主走査方向位置依存性を示している。
図４（ａ）及び（ｂ）に示されているように、被走査面８ａ及び８ｂ上における像面湾曲は良好に補正されていることがわかる。
なお、上記のように、本実施形態に係る光走査装置１００では、結像光学系ＳＡとＳＤとは互いに光学的に等価であり、また、結像光学系ＳＢとＳＣとも互いに光学的に等価である。
そのため、被走査面８ｃ及び８ｄについては説明は省略するが、被走査面８ｃ及び８ｄ上においても、同様に、像面湾曲は良好に補正されている。
【００８２】
図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１００の結像光学系ＳＡ及びＳＢのｆθ特性ｄｙ１の主走査方向位置依存性を示している。
ここで、ｆθ特性ｄｙ１とは、被走査面上において、実際に光束が到達する位置（実際の像高）とその設計値（理想的な像高）との差分を意味している。
図５（ａ）及び（ｂ）に示されているように、結像光学系ＳＡ及びＳＢのｆθ特性ｄｙ１は良好に補正されていることがわかる。
なお、上記のように、本実施形態に係る光走査装置１００では、結像光学系ＳＡとＳＤとは互いに光学的に等価であり、また、結像光学系ＳＢとＳＣとも互いに光学的に等価である。
そのため、結像光学系ＳＣ及びＳＤについては説明は省略するが、結像光学系ＳＣ及びＳＤにおいても、同様に、ｆθ特性ｄｙ１は良好に補正されている。
【００８３】
図６（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１００による被走査面８ａ及び８ｂ上における走査線曲がりｄｚの主走査方向位置依存性を示している。
ここで、走査線曲がりｄｚとは、被走査面上における、各像高での副走査方向の結像位置と軸上像高での副走査方向の結像位置との差分を意味している。
図６（ａ）及び（ｂ）に示されているように、被走査面８ａ及び８ｂ上双方において、走査線曲がりｄｚは１０μｍ以下であり、形成される画像に影響を与えるレベルのものではないことがわかる。
なお、上記のように、本実施形態に係る光走査装置１００では、結像光学系ＳＡとＳＤとは互いに光学的に等価であり、また、結像光学系ＳＢとＳＣとも互いに光学的に等価である。
そのため、被走査面８ｃ及び８ｄについては説明は省略するが、被走査面８ｃ及び８ｄ上においても、同様に、走査線曲がりｄｚは形成される画像に影響を与えるレベルのものではない。
【００８４】
［第二実施形態］
図７（ａ）及び（ｂ）は、第二実施形態に係る光走査装置２００の主走査断面図を示している。図８は、第二実施形態に係る光走査装置２００の結像光学系の副走査断面図を示している。図９は、第二実施形態に係る光走査装置２００の入射光学系の副走査断面図を示している。
なお、図７（ａ）及び（ｂ）では、ミラーにより折り返された光路を展開して図示しており、ミラーについては図示していない。
【００８５】
第二実施形態に係る光走査装置２００は、第一実施形態に係る光走査装置１００と定性的には同一の構造であり、定量的には異なっている。
【００８６】
以下に、本実施形態に係る光走査装置２００の具体的な配置及び設計について説明する。
【００８７】
表９は、入射光学系ＬＡ及び結像光学系ＳＡの諸元値及び光学配置を示しており、表１０は、入射光学系ＬＡ及び結像光学系ＳＡのレンズ形状を示している。
表１１は、入射光学系ＬＢ及び結像光学系ＳＢの諸元値及び光学配置を示しており、表１２は、入射光学系ＬＢ及び結像光学系ＳＢのレンズ形状を示している。
表１３は、入射光学系ＬＣ及び結像光学系ＳＣの諸元値及び光学配置を示しており、表１４は、入射光学系ＬＣ及び結像光学系ＳＣのレンズ形状を示している。
表１５は、入射光学系ＬＤ及び結像光学系ＳＤの諸元値及び光学配置を示しており、表１６は、入射光学系ＬＤ及び結像光学系ＳＤのレンズ形状を示している。
【００８８】
【表９】
2018036512.tif 000020
【００８９】
【表１０】
2018036512.tif 000021
【００９０】
【表１１】
2018036512.tif 000022
【００９１】
【表１２】
2018036512.tif 000023
【００９２】
【表１３】
2018036512.tif 000024
【００９３】
【表１４】
2018036512.tif 000025
【００９４】
【表１５】
2018036512.tif 000026
【００９５】
【表１６】
2018036512.tif 000027
【００９６】
本実施形態に係る光走査装置２００では、表９乃至表１６に示されているように、α＝３度、φ＝１８度、Ｔｃｉ＝１９９．１１４ｍｍ、Ｔｃｏ＝１６１．１１４ｍｍ、Ｄｐ＝６０ｍｍ、Ｌｐ＝５．６８３ｍｍと設定されている。
従って、Ａ＝３４．７３ｍｍとなり、すなわち、（Ｔｃｉ−Ｔｃｏ）／Ａ＝３８／３４．７３＝１．０９となり、本実施形態に係る光走査装置２００は、条件式（１）を満たしていることがわかる。
このことから、本実施形態に係る光走査装置２００では、条件式（１）が満たされることによって、光走査装置２００、ひいては光走査装置２００が搭載される画像形成装置の十分な小型化を達成することができる。
また、結像光学系ＳＢの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ｂまでの距離と、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離とを互いに一致させることができる。それと共に、結像光学系ＳＡの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ａまでの距離と、結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離とも互いに一致させることができる。
これにより、第２の多段結像レンズ７及び７’を上下非対称でありながら、互いに同一形状にすることができ、一種類のレンズ成形金型だけで作製することができ、金型及び成形管理にかけるリソースを低減することができる。
【００９７】
［第三実施形態］
図１０（ａ）及び（ｂ）は、第三実施形態に係る光走査装置３００の主走査断面図を示している。図１１は、第三実施形態に係る光走査装置３００の結像光学系の副走査断面図を示している。図１２は、第三実施形態に係る光走査装置３００の入射光学系の副走査断面図を示している。
なお、図１０（ａ）及び（ｂ）では、ミラーにより折り返された光路を展開して図示しており、ミラーについては図示していない。
【００９８】
第一実施形態に係る光走査装置１００は、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離が、結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離よりも長くなるように設計されていた。
これに対して、本実施形態に係る光走査装置３００は、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離と、結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離とが互いに同一になるように設計されている。
これにより、結像光学系ＳＣと結像光学系ＳＤとを互いに光学的に等価にすることができる。
そのため、第２の多段結像レンズ７’の第１及び第２のレンズ部７’ａ及び７’ｂを基準面Ｆｐに対して鏡面対称な形状（上下２つの光束に対して同一形状）とすることができ、第２の多段結像レンズ７’を容易に成形することができる。
【００９９】
また、上記のことから、本実施形態に係る光走査装置３００では、結像光学系ＳＡの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ａまでの距離と、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離と、結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離とが互いに同一になっている。
そして、結像光学系ＳＢの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ｂまでの距離が、他の光路長より長くなっている。
これにより、４つの結像光学系ＳＡ乃至ＳＤを２つの光学設計値のみで構成することができ、開発及び製造時の検査を簡易にして、光走査装置の製造コストを抑えることができる。
【０１００】
以下に、本実施形態に係る光走査装置３００の具体的な配置及び設計について説明する。
【０１０１】
表１７は、入射光学系ＬＡ及び結像光学系ＳＡの諸元値及び光学配置を示しており、表１８は、入射光学系ＬＡ及び結像光学系ＳＡのレンズ形状を示している。
表１９は、入射光学系ＬＢ及び結像光学系ＳＢの諸元値及び光学配置を示しており、表２０は、入射光学系ＬＢ及び結像光学系ＳＢのレンズ形状を示している。
表２１は、入射光学系ＬＣ及び結像光学系ＳＣの諸元値及び光学配置を示しており、表２２は、入射光学系ＬＣ及び結像光学系ＳＣのレンズ形状を示している。
表２３は、入射光学系ＬＤ及び結像光学系ＳＤの諸元値及び光学配置を示しており、表２４は、入射光学系ＬＤ及び結像光学系ＳＤのレンズ形状を示している。
【０１０２】
【表１７】
2018036512.tif 000028
【０１０３】
【表１８】
2018036512.tif 000029
【０１０４】
【表１９】
2018036512.tif 000030
【０１０５】
【表２０】
2018036512.tif 000031
【０１０６】
【表２１】
2018036512.tif 000032
【０１０７】
【表２２】
2018036512.tif 000033
【０１０８】
【表２３】
2018036512.tif 000034
【０１０９】
【表２４】
2018036512.tif 000035
【０１１０】
本実施形態に係る光走査装置３００では、表１７乃至表２４に示されているように、α＝３度、φ＝６度、Ｔｃｉ＝２２１．１１４ｍｍ、Ｔｃｏ＝１６１．１１４ｍｍ、Ｄｐ＝６０ｍｍ、Ｌｐ＝５．６８３ｍｍと設定されている。
従って、Ａ＝３４．１１ｍｍとなり、すなわち、（Ｔｃｉ−Ｔｃｏ）／Ａ＝６０／３４．１１＝１．７６となり、本実施形態に係る光走査装置２００は、条件式（１）を満たしていることがわかる。
このことから、本実施形態に係る光走査装置３００では、条件式（１）が満たされることによって、光走査装置３００、ひいては光走査装置３００が搭載される画像形成装置の十分な小型化を達成することができる。
【０１１１】
本実施形態に係る光走査装置３００では、第一実施形態に係る光走査装置１００に比べて、複数の被走査面の配列方向及び主走査方向を含む平面Ｆｄの法線に対して偏向器５の回転軸がなす角度（傾け角度）φを小さくしている一方で、光路長差（Ｔｃｉ−Ｔｃｏ）を大きくすることにより、条件式（１）が満たされている。
これにより、光走査装置３００の結像光学系ＳＡ乃至ＳＤの間の非対称性を極力抑え、印刷時の熱によるハウジングの変形を低減しつつ、光走査装置３００の一方の端部の高さを効果的に低減している。
【０１１２】
また、もし結像光学系ＳＢの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ｂまでの距離を延ばすと共に、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離も延ばすと、ミラーＭ１’が被走査面８ｄに集光される光束ＲＤの光路よりも外側に飛び出してしまう。それにより、ミラー同士の干渉や光走査装置３００の横幅増加といった課題が生じる。
そのため、本実施形態に係る光走査装置３００では、結像光学系ＳＡの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ａまでの距離と、結像光学系ＳＣの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｃまでの距離と、結像光学系ＳＤの光軸に沿った偏向面５ａ’上の偏向点Ｃ０’から被走査面８ｄまでの距離とが互いに同一とし、且つ、それらの光路長を、結像光学系ＳＢの光軸に沿った偏向面５ａ上の偏向点Ｃ０から被走査面８ｂまでの距離より短くすることで、上記課題を解消している。
【０１１３】
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組合せ、変形及び変更が可能である。
【０１１４】
例えば、第一乃至第三実施形態に係る光走査装置では、光源１ｂ及び１ｃそれぞれから出射した光束ＲＢ及びＲＣそれぞれを反射するミラーを２枚ずつ、光源１ａ及び１ｄそれぞれから出射した光束ＲＡ及びＲＤそれぞれを反射するミラーを１枚ずつ設けているが、これに限定されない。光源１ｂ及び１ｃそれぞれから出射した光束ＲＢ及びＲＣそれぞれを反射するミラーの数が、光源１ａ及び１ｄそれぞれから出射した光束ＲＡ及びＲＤそれぞれを反射するミラーの数よりも多ければ、第一乃至第三実施形態に係る効果を十分に得ることができる。
【０１１５】
また、第一乃至第三実施形態に係る光走査装置では、偏向器５をずらして配置した側、すなわち、副走査断面内において、結像光学系ＳＡによって集光される光源１ａから射出された光束のうちの軸上光束の光路と、結像光学系ＳＢによって集光される光源１ｂから射出された光束のうちの軸上光束の光路との交差点の数は２つである。
一方で、反対側、すなわち、副走査断面内において、偏向器５によって偏向された光束ＲＣのうちの軸上光束の光路と、偏向器５によって偏向された光束ＲＤのうちの軸上光束の光路との交差点の数は１つである。
しかしながら、これに限られず、例えば、偏向器５をずらして配置した側の該交差点の数が３つ、反対側の該交差点の数が２つでも良く、偏向器５をずらして配置した側の該交差点の数が反対側の該交差点の数よりも多ければ、第一乃至第三実施形態に係る効果を十分に得ることができる。
【０１１６】
また、第一乃至第三実施形態に係る光走査装置では、第２の結像レンズ７及び７’を多段レンズで構成したが、これに限られず、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤのそれぞれに第２の結像レンズを１つずつ独立して設けてもよい。
また、結像光学系ＳＡ乃至ＳＤ各々において、結像レンズの数は２枚に限らず、１枚のみ、または、３枚以上であってもよい。
【０１１７】
また、第一乃至第三実施形態に係る光走査装置では、第２の多段結像レンズ７の第１及び第２のレンズ部７ａ及び７ｂ、第２の多段結像レンズ７’の第１及び第２のレンズ部７’ａ及び７’ｂは、それらの光学面の間の境界部が不連続になり、それらの間に段差があるように、形成されているが、これに限られない。
例えば、該境界部近傍において、各光学面をスプライン形状にして（例えば、第１及び第２のレンズ部７ａ及び７ｂの入射面同士をスプライン関数で接続して）連続性を有した境界部を形成してもよい。
または、第２の多段結像レンズ７及び７’の各レンズ部の各光学面を主走査方向及び副走査方向に関する冪多項式で表現してもよい。
【０１１８】
また、光源１ａ乃至１ｄ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用いてもよい。
【０１１９】
［画像形成装置］
図１４は、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る光走査装置１５０が搭載されたカラー画像形成装置５０の要部副走査断面図である。
【０１２０】
画像形成装置５０は、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る光走査装置１５０を用いて、像担持体である各感光ドラム面上に画像情報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。
画像形成装置５０は、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る光走査装置１５０、像担持体としての感光ドラム２１、２２、２３、２４及び現像器３１、３２、３３、３４を備えている。また、画像形成装置５０は、搬送ベルト５１、プリンタコントローラ５３及び中間転写体５４を備えている。
【０１２１】
画像形成装置５０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２から出力されたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号（コードデータ）が入力される。入力された色信号は、画像形成装置５０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）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。変換された各画像データはそれぞれ、光走査装置１５０に入力される。そして、光走査装置１５０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、これらの光ビームによって感光ドラム２１、２２、２３、２４の感光面が露光される。
【０１２２】
感光ドラム２１、２２、２３、２４の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ（不図示）が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラによって帯電された感光ドラム２１、２２、２３、２４の表面に、光走査装置１５０によって光ビーム４１、４２、４３、４４が照射されるようになっている。
【０１２３】
上で述べたように、光ビーム４１、４２、４３、４４は各色の画像データに基づいて変調されており、光ビーム４１、４２、４３、４４を照射することによって感光ドラム２１、２２、２３、２４の表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、感光ドラム２１、２２、２３、２４に当接するように配設された現像器３１、３２、３３、３４によってトナー像として現像される。
【０１２４】
現像器３１乃至３４によって現像されたトナー像は、中間転写体（転写器）５４によって、搬送ベルト５１上を搬送される不図示の用紙（被転写材）上に多重転写され、１枚のフルカラー画像が形成される。
【０１２５】
以上のようにして、未定着トナー像が転写された用紙は、さらに感光ドラム２１乃至２４後方の不図示の定着器へと搬送される。定着器は、内部に定着ヒータを有する定着ローラとこの定着ローラに圧接するように配設された加圧ローラとで構成されている。搬送されてきた用紙は、定着ローラと加圧ローラの圧接部にて加圧しながら加熱されることにより、用紙上の未定着トナー像が定着される。さらに定着ローラの後方には不図示の排紙ローラが配設されており、排紙ローラは定着された用紙を画像形成装置５０の外に排出せしめる。
【０１２６】
カラー画像形成装置５０は、光走査装置１５０が、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に対応する感光ドラム２１、２２、２３、２４の感光面上に画像信号（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。
外部機器５２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５０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
なお、プリンタコントローラ５３は、前述したデータの変換だけでなく、モータなどの画像形成装置５０内の各部の制御も行う。
【符号の説明】
【０１２７】
５  偏向器
５ａ、５ａ’  偏向面（第１、第２の偏向面）
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  被走査面（第１、第２、第３、第４の被走査面）
１００  光走査装置
ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤ  光束（第１、第２、第３、第４の光束）
ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ  結像光学系（第１、第２、第３、第４の結像光学系）
【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】
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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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【図１４】
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