(57)【要約】    【課題】  結像光学素子面上での副走査方向の光束分離を十分確保し、且つ装置の副走査方向の高さを低く抑えることのできること。    【解決手段】  光源手段、偏向手段、入射光学系、そして少なくとも１枚の透過型の結像光学素子と少なくとも１枚の反射型光学素子とを備えた結像光学系を有し、結像光学素子には偏向手段で偏向走査された光束が結像光学素子の第一の透過面、第二の透過面の順で通過し、反射型光学素子の反射面にて反射された後、結像光学素子の第三の透過面、第四の透過面の順で再通過しており、結像光学素子の第一の透過面と第四の透過面は少なくとも副走査方向の形状が異なる面で構成され、副走査断面内において偏向手段で偏向走査された光束は反射光学素子で折り返され反射した後の光束が第三の透過面を通過する方向に第一の透過面において屈折又は回折され、かつ条件式（１）を満足するように各要素を設定すること。【選択図】    図２
2011059558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段と、偏向手段と、前記光源手段から出射した光束を前記偏向手段に入射させる入射光学系と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる少なくとも１枚の透過型の結像光学素子を備えた結像光学系と、前記結像光学素子と前記被走査面との間の光路中に少なくとも１枚の反射型光学素子と、を有する光走査装置であって、
前記結像光学素子には、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束が前記結像光学素子の第一の透過面及び前記結像光学素子の第二の透過面の順で前記結像光学素子を通過し、前記反射型光学素子の反射面にて反射された後、前記結像光学素子の第三の透過面及び前記結像光学素子の第四の透過面の順で前記結像光学素子を再通過しており、前記第一の透過面と、前記第四の透過面は、少なくとも副走査方向の形状が異なっており、副走査断面内において、前記偏向手段で偏向走査された光束は、前記反射光学素子で折り返され反射した後の光束が前記第三の透過面を通過する方向に、前記第一の透過面において屈折又は回折され、
前記偏向手段で偏向走査された光束のうち主走査断面内において走査中央に入射する光束の主光線と、前記主光線と前記第一の透過面との交点における前記第一の透過面の法線との副走査断面内においてなす角をγ（°）、前記偏向手段で偏向走査された光束のうち主走査断面内において走査中央に入射する光束が前記第一の透過面で屈折又は回折された後の光束の主光線と、前記主光線と前記第一の透過面との交点における前記第一の透過面の法線との副走査断面内においてなす角をγ´（°）とするとき、
０．５°＜γ−γ´＜１０°
なる条件を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記偏向手段で偏向走査された光束のうち主走査断面内において走査中央に入射する光束の主光線と、その光束が前記反射光学素子で折り返され前記第四の透過面を出射した後の光束の主光線との副走査断面内におけるなす角をφ（°）とするとき、
５°＜φ＜１５°
なる条件を満足す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】
副走査断面内において、前記入射光学系から出射した光束は、前記偏向手段の偏向面に斜め方向から入射してい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】
前記入射光学系から出射した光束の主走査方向の光束幅は、前記偏向手段の偏向面の主走査方向の幅より広いことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記結像光学素子は副走査断面内の面が非球面形状より成る子線非球面を少なくとも１面有することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記子線非球面は前記結像光学素子の前記偏向手段側の面であることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記結像光学素子は副走査断面内の傾き角が主走査方向の場所により変化する子線チルト変化面を少なくとも１面有することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記子線チルト変化面は前記結像光学素子の前記偏向手段側に２面形成されていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
【請求項９】
副走査断面内において、主走査方向において走査中心を走査するときの前記偏向手段の偏向面と前記反射光学素子の反射面とのなす角の絶対値をα（°）とするとき、
α＜３°
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体の上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、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１から９の何れか１項に記載の光走査装置と、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光走査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。
【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、特に電子写真プロセスを有する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（多機能プリンタ）等の画像形成装置に関するものである。
【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には光走査装置が用いられている。この光走査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（光ビーム）を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させている。そして偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学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。
【０００３】
また、従来から装置全体のコンパクト化を目的として結像光学系を１枚の結像レンズで構成した光走査装置が種々と提案されている（特許文献１参照）。また、従来から光偏向器と被走査面との間に配した光学系に、自由曲面で構成された１枚の結像レンズと１枚の平面ミラーとを組み合わせ、該平面ミラーで光束を折り返すことで装置全体の小型化を図った光走査装置が種々と提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４８５５２号公報
【特許文献２】特開２００８−１５８４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１ではプラスチック材より成る１枚の結像レンズにより光源からの光束を被走査面上に結像させる際、該結像レンズのレンズ形状や配置等を適切に構成することにより、レンズの厚みを薄く抑え、プラスチック化に適した光走査装置を提供している。
【０００６】
特許文献２では結像光学系を結像レンズ１枚と平面ミラー１枚から構成し、結像レンズを透過した光束が平面ミラーで折り返され、再度結像レンズを入射方向と逆方向から透過させることによって装置全体の小型化を図った光走査装置を提供している。また、特許文献２に開示された光走査装置は、平面ミラーを副走査方向に傾かせることで光偏向器側の結像レンズ面上での入射光束と出射光束の分離、若しくは出射光束と光偏向器との分離を達成している。
【０００７】
近年、さらに結像レンズ面上での副走査方向の光束分離を十分確保し、且つ平面ミラーを副走査方向に傾かせた場合や、光偏向器に斜め方向から光束を入射させた場合においても装置自体の高さを低く抑えることのできる光走査装置が望まれている。
【０００８】
本発明は結像光学素子面上での副走査方向の光束分離を十分確保し、且つ装置の副走査方向の高さを低く抑えることのできる光走査装置及びそれを用いた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】
【０００９】
本発明の光走査装置は光源手段と、偏向手段と、前記光源手段から出射した光束を前記偏向手段に入射させる入射光学系と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる少なくとも１枚の透過型の結像光学素子を備えた結像光学系と、前記結像光学素子と前記被走査面との間の光路中に少なくとも１枚の反射型光学素子と、を有する光走査装置であって、前記結像光学素子には、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束が結像光学素子の第一の透過面及び前記結像光学素子の第二の透過面の順で前記結像光学素子を通過し、前記反射型光学素子の反射面にて反射された後、前記結像光学素子の第三の透過面及び前記結像光学素子の第四の透過面の順で前記結像光学素子を再通過しており、前記第一の透過面と、前記第四の透過面は、少なくとも副走査方向の形状が異なっており、副走査断面内において、前記偏向手段で偏向走査された光束は、前記反射光学素子で折り返され反射した後の光束が前記第三の透過面を通過する方向に、前記第一の透過面において屈折又は回折され、前記偏向手段で偏向走査された光束のうち主査断面内において走査中央に入射する光束の主光線と、前記主光線と前記第一の透過面との交点における前記第一の透過面の法線との副走査断面内においてなす角をγ（°）、前記偏向手段で偏向走査された光束のうち主走査断面内において走査中央に入射する光束が前記第一の透過面で屈折又は回折された後の光束の主光線と、前記主光線と前記第一の透過面との交点における前記第一の透過面の法線との副走査断面内においてなす角をγ´（°）とするとき、
０．５°＜γ−γ´＜１０°
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば結像光学素子面上での副走査方向の光束分離を十分確保し、且つ装置の副走査方向の高さを低く抑えることのできる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の結像光学系の副走査断面図
【図２】本発明の実施例１の光走査装置の主走査断面図及び副走査断面図
【図３】本発明の実施例１の像面湾曲を表すグラフ及びｆθ特性を表すグラフ及びスポットプロファイルの説明図
【図４】本発明の実施例１の走査線曲がりを表すグラフ及び走査結像レンズS1面の副走査チルト変化のグラフ
【図５】比較例の結像光学系の副走査断面図及び光走査装置の副走査断面図
【図６】本発明の実施例２の結像光学系の副走査断面図
【図７】本発明の実施例２の光走査装置の主走査断面図及び副走査断面図
【図８】本発明の実施例２の像面湾曲を表すグラフ及びｆθ特性を表すグラフ及びスポットプロファイルの説明図
【図９】本発明の実施例２の走査線曲がりを表すグラフ及び走査結像レンズS1面の副走査チルト変化のグラフ
【図１０】本発明の実施例３の結像光学系の副走査断面図
【図１１】本発明の実施例３の光走査装置の主走査断面図及び副走査断面図
【図１２】本発明の実施例３の像面湾曲を表すグラフ及びｆθ特性を表すグラフ及びスポットプロファイルの説明図
【図１３】本発明の実施例３の走査線曲がりを表すグラフ及び走査結像レンズS1面の副走査チルト変化のグラフ
【図１４】本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図１５】本発明のカラー画像形成装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
〔実施例１〕
図１は本発明の光走査装置の実施例１の光走査装置に用いる結像光学系の一部分の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図２（Ａ）は本発明の光走査装置の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図２（Ｂ）は本発明の光走査装置の実施例１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００１３】
尚、以下の本実施例の説明において、結像光学系の光軸または軸上とは被走査面の中心で被走査面に垂直方向の軸のことである。言い方を換えれば、光軸または軸上とは結像光学素子のレンズ面頂点を通り被走査面に垂直方向の軸のことである。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、副走査方向（偏向手段の回転軸と平行な方向）を法線とする断面である。主走査方向（Ｙ方向）とは、偏向手段で偏向走査される光束を主走査断面に投射した方向である。副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。
【００１４】
図中、１は光源手段であり、例えば半導体レーザー等より成っている。２は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。３は集光レンズ(コリメータレンズ)であり、光源手段１から出射された発散光束を弱収束光束に変換している。尚、集光レンズ３は入射光束を収束光束に限らず、平行光束もしくは発散光束に変換しても良い。４はレンズ系(シリンドリカルレンズ)であり、副走査断面内（副走査方向）にのみ特定のパワーを有しており、開口絞り２を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面（反射面）５ａに線像として結像させている。
【００１５】
尚、集光レンズ３とシリンドリカルレンズ４を１つの光学素子（アナモフィックレンズ）として一体的に構成しても良い。また開口絞り２、集光レンズ３、そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学系（集光光学系）ＬＡの一要素を構成している。
【００１６】
９は装置全体をコンパクトにするための平面ミラーであり、シリンドリカルレンズ4を通過した光束を偏向させて、後述する光偏向器５に導いている。５は偏向手段としての光偏向器であり、外接円直径９ｍｍの８面より成るポリゴンミラーより成っている。この光偏向器５はモーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００１７】
本実施例では光源手段１から出射した光束を入射光学系ＬＡにより主走査断面内において、光偏向器５の偏向面（反射面）５ａの幅よりも広い光束幅で偏向面５ａに入射させる、所謂オーバーフィルドタイプの走査光学系（OFS）を用いている。そのため、開口絞り２は副走査方向にビームを制限するものであり、主走査方向に関しては、光偏向器５の偏向面５ａが実質的にビームを制限する部材となっている。
【００１８】
オーバーフィルドタイプの走査光学系は、光偏向器の大きさを大きくする事なく偏向面の面数を増やす事が可能であり、装置の高速化において有効な技術である。偏向面の面数が増える一方、一つの面で偏向できる偏向角は小さくなるため、一般的に偏向点から被走査面までの光路長が長くなる。よって、本実施例では後述する結像光学系LBの平面ミラー７で光束を折り返す構成とすることで、オーバーフィルドタイプの走査光学系であっても、光走査装置をコンパクトにすることを可能としている。
【００１９】
ＬＢは結像光学系であり、ｆθ特性を有する透過型の結像光学素子としての少なくとも１枚の結像レンズ（プラスチックレンズ）６と該結像レンズ６と被走査面８との間の光路中に反射光学素子としての少なくとも1枚のミラー７を有している。透過型の結像光学素子としては、屈折光学素子と回折光学素子等を含むが、本実施例では全て屈折光学素子で構成されている。
【００２０】
図１は図２（Ａ）の結像レンズ６とミラー７の一部分を拡大した説明図である。図１に示す結像レンズ６において、S1は不図示の光偏向器５側にあるレンズ入射面（第一の透過面）、S2aはミラー７側にあるレンズ出射面（第二の透過面）である。S2bはミラー７で折り返された光束が再入射するレンズ再入射面（第三の透過面）、S3は不図示の光偏向器５側にあるレンズ再出射面（第四の透過面）である。なお、上記レンズ入射面S1、レンズ出射面S2a、レンズ再入射面S2b、レンズ再出射面S3を以下、単に「面」とも称す。
【００２１】
本実施例では、光偏向器５の偏向面５ａにて偏向走査された光束が面S1、面S2aの順で結像レンズ６を通過し、ミラー７の反射面７ａにて反射された後、面S2b、面S3の順で結像レンズ６を再通過している。本実施例では、この４つの面S1、S2a、S2b、S3で光束が屈折されることになる。特に面S1を通過する光束は、副走査断面内において、ミラー７で折り返され反射した後の光束が面S2bを通過する方向に屈折（結像光学素子が回折光学素子で構成されているときは回折）している。
【００２２】
本実施例におけるミラー７は主走査断面及び副走査断面ともにノンパワーの平面ミラーより成っている。結像光学系ＬＢを複数の透過型の結像光学素子と複数の反射型光学素子を有するように構成しても良い。
【００２３】
結像光学系ＬＢは、光偏向器５によって偏向走査された画像情報に基づく光束を主走査断面内(主走査方向)において被走査面としての感光ドラム面８上にスポットに結像させている。また副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面８との間を光学的に共役関係にすることにより、面倒れ補正を行っている。通常、ポリゴンミラーなどの複数の偏向面が存在する光偏向器の場合、偏向面毎に副走査方向への偏向面の倒れ角が異なるため、面倒れ補正光学系を採用することが一般的である。８は被走査面としての感光ドラム面、８ａは走査中央、つまり被走査面８の主走査方向の中央である。
【００２４】
１０は同期検出用の折り返しミラー（ＢＤミラー）であり、感光ドラム面８上の走査開始位置のタイミングを調整するための同期検出用の光束（ＢＤ光束）を後述する同期検出素子１２側へ反射させている。１１は同期検出用の同期検知レンズ（ＢＤレンズ）であり、同期検出素子１２の近傍に設けた不図示のスリット面上にＢＤ光束を結像（集光）させている。１２は同期検出素子としての光センサー（ＢＤセンサー）であり、本実施例では該ＢＤセンサー１２からの出力信号を検知して得られた同期信号（ＢＤ信号）を用いて感光ドラム面８上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。１３は筐体である。尚、ＢＤミラー１０、ＢＤレンズ１１、そしてＢＤセンサー１２等の各要素は同期位置検出手段（ＢＤ光学系）の一要素を構成している。
【００２５】
本実施例において画像情報に応じて半導体レーザー１から光変調され出射した発散光束は開口絞り２によって光束幅と断面形状が整えられ、コリメータレンズ3によって弱収束光束に変換される。そしてシリンドリカルレンズ４、折り返しミラー９を介して、主走査断面内においては光偏向器５の偏向角の中央もしくは略中央から偏向面５aに入射（正面入射）する。また副走査断面内においては偏向面５aに対し副走査方向に所定の角度（偏向面５ａの法線に対して３°）を持って入射（斜入射）する。
【００２６】
オーバーフィルドタイプの走査光学系においては、偏向面で光束がけられるため、被走査面上に結像されるスポット径が像高により変化してしまう。偏向面での光束のけられを最小限にするため、オーバーフィルドタイプの走査光学系では、主走査断面においては結像光学系の光軸方向から光束を入射させることが一般的である。そのため、偏向面への入射光束と偏向面で偏向された偏向光束を空間的に分離するため、副走査断面内では斜めに光束を入射させる必要がある。
【００２７】
そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は結像レンズ６を通過し、平面ミラー７で反射されて、再度結像レンズ６を入射方向とは逆方向から再通過している。そして結像レンズ６を通過した光束は、感光ドラム面８上にスポット状に結像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８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としての感光ドラム面８上に画像記録を行なっている。
【００２８】
また、本実施例においては、光偏向器５で偏向走査された走査光束の一部を平面ミラー１０により光源手段１方向に折り返し、同期検知用レンズ１１を介して同期検知センサー１２に入射させている。これにより本実施例では、各走査毎において同期検知信号を発生させ、画像の書き出し位置を揃える書き出しタイミングの制御を行っている。
【００２９】
本実施例においては上記の如く光偏向器５の偏向面５ａで偏向された光束が結像レンズ６を１度通過した後、平面ミラー7で折り返され、再度入射方向とは逆方向から結像レンズ６を通過している。このように構成することにより、装置全体のコンパクト化を図っている。次に本実施例におけるレンズ面形状及び光学配置を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2011059558.tif 000003
【００３１】
表１に示したレンズ配置の座標の原点は、図２（Ｂ）に示した符番Ｃ0としている。Ｃ0は画像中心を走査する光束の主光線の偏向反射点である。
【００３２】
本実施例の結像レンズ６の４つのレンズ面（レンズ入射面S1、レンズ出射面S2a、レンズ再入射面S2b、レンズ再出射面S3）の母線形状は、10次までの関数として表せる非球面形状により構成している。ここで、面S2aと面S2bは同一の形状式で定義される一つの面として構成している。結像レンズ６のそれぞれのレンズ面は表１に示したレンズ配置位置を原点として表現された以下に述べる非球面式から定義される。例えば、レンズ入射面S1においては、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（45.000、0.000、2.358）を非球面式の原点としている。そして、各レンズ面の面形状は、各レンズ面の原点を通り、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、
【００３３】
【数１】
2011059558.tif 000004
【００３４】
（但し、Rは母線曲率半径，K，B4，B6，B8，B10，は非球面係数）
なる式で表されるものである。
【００３５】
また、副走査方向と対応する子線方向が、
【００３６】
【数２】
2011059558.tif 000005
【００３７】
なる式で表されるものである。Sは母線方向の各々の位置における母線の法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義される子線形状である。
【００３８】
ここで主走査方向に光軸からＹ離れた位置における副走査方向の曲率半径（子線曲率半径）ｒ´は、
【００３９】
【数３】
2011059558.tif 000006
【００４０】
（但し、ｒは光軸上の子線曲率半径，D2，D4，D6，D8，D10，D12は子線変化係数）
なる式で表される。
【００４１】
また、Mj_kは子線方向の非球面を表す係数である。例えば、Mj_1はZの１次項であり、副走査方向の面の傾き（子線チルト）を表している。本実施例では、主走査方向に0,2,4,6,8,10,12次の係数を使って子線チルト量を変化させている。また、Mj_3は副走査方向に非対称な非球面を表すものであり、副走査断面内において斜め方向から光束がレンズ面を通過することにより発生する副走査方向のコマ収差の補正に使用している。
【００４２】
本実施例では、表１に示した通り結像レンズ６の光偏向器５側(偏向手段側）の面は副走査断面内の面が非球面形状よリ成る子線非球面より成っている。本実施例では、この子線非球面を少なくとも１面有している（本実施例では面S1,S3の２面）。
【００４３】
さらに、本実施例では、表１に示した通り結像レンズ６の光偏向器５側にあるレンズ入射面S1とレンズ再出射面S3の主走査方向の形状は同じであり、副走査方向の形状が互いに異なる多段トーリック面より成っている。
【００４４】
主走査方向の非球面係数を同じにしたとしても、副走査方向の形状が異なるため、面S1と面S3の境界の部分である程度の段差が生じてしまう。結像レンズ６を射出成形で作製する場合、この段差の近傍において面のヒケが生じ易い。そのため、多段トーリック面側における入射光束と出射光束のマージナル光線の副走査間隔を１．５ｍｍ程度とっておく必要がある。尚、本実施例では面形状を上記定義式により函数を定義したが、本発明の権利の範囲はこれを制限するものではない。
【００４５】
本実施例では光束の発振波長λがλ＝７９０ｎｍの赤外光源を光源手段１として用いている。また像高Ｙと偏向反射角θとの比例係数κ（Ｙ＝κθ）はκ＝１８０（rad／mm）である。
【００４６】
図３（Ａ）は本発明の実施例１の主走査方向と副走査方向の像面湾曲を表すグラフである。図３（Ａ）においてｄｍが主走査方向の像面湾曲、ｄｓが副走査方向の像面湾曲を示している。画像の有効幅（Ｗ＝２１０ｍｍ）において、主走査方向の像面湾曲は０．１６ｍｍ、副走査方向の像面湾曲は０．０５ｍｍであり、ともに良好に低減されていることが分かる。
【００４７】
図３（Ｂ）は本発明の実施例１のｆθ特性を表すグラフである。図３（Ｂ）においては実際に光束が到達する位置から理想像高を引いた差分を示している。最大で０．１３ｍｍのズレが生じている。このままで使用するには多少大きい値であるが、画像クロックを各像高に合わせて変化させることで、ｆθ特性を低減させることは可能である。ただ、ｆθ特性のズレが大きくなりすぎると、主走査方向のスポット径自体が変化してしまう。本実施例では潜像の深さに影響を及ぼすスポット径に対しては十分問題ないレベルのｆθ特性を示している。
【００４８】
図３（Ｃ）は各像高におけるスポットの断面形状を示した説明図である。図３（Ｃ）においては各像高におけるスポットのピーク光量の２％、５％、１０％、１３．５％、３６．８％、５０％のスライスで切った断面を示している。
【００４９】
通常、副走査断面内において光偏向器の偏向面に対して斜め方向から光束を入射させる光走査装置では、波面収差の捩れによりスポットが回転する現象が見られる。本実施例においては各面のパワー配置、レンズのチルト量、シフト量を最適化することで波面収差の捩れを低減している。特に、レンズ入射面S1とレンズ再出射面S3の２面において、副走査方向における面の傾き角（子線チルト量）を主走査方向に変化させることにより、上述の波面収差の捩れによるスポット回転と次に述べる走査線湾曲を同時に良好に補正する事を可能としている。
【００５０】
なお、以下、副走査方向における面の傾き角（子線チルト量）が主走査方向の場所により変化する面を「子線チルト変化面」とも称す。本実施例では上記の如く子線チルト変化面を結像レンズ６の光偏向器５側(偏向手段側）に２面形成している（本実施例では面S1,S3）。
【００５１】
面S2a、面S2bにも子線チルト量が主走査方向に変化する面を導入することも可能であるが、面S2a、面S2bにおいては光束が十分分離していないため、光束が十分分離している面S1、面S3に導入するのが効果的である。
【００５２】
図４（Ａ）は本発明の実施例１の被走査面に到達する走査線湾曲を表すグラフである。通常、モノクロの画像形成装置においては走査線湾曲は０．２ｍｍ以内に抑える必要がある。本実施例においては走査線湾曲を１３．６μｍに抑えており、カラー機で使用しても問題ないレベルとなっている。
【００５３】
〔本実施例の効果〕
次に図１及び図２（Ｂ）を用いて本発明の特徴部分であるレンズ入射面S1における走査光束の屈折作用（ビーム跳ね上げ）の効果について説明を行う。
【００５４】
本実施例においては、結像光学素子（結像レンズ）６の材質の屈折率をｎとする。更に光偏向器５で偏向走査された光束のうち主走査方向の走査中央を走査する光束の主光線Ｌ０と、主光線Ｌ０と結像レンズ６のレンズ入射面S1との交点におけるレンズ入射面S1の法線（鎖線）ＨＳ１との副走査断面内におけるなす角をγ（°）とする。また、面S1で屈折された光束の主光線Ｌ０と面S1の法線（鎖線）ＨＳ１との副走査断面内におけるなす角をγ´（°）とする。そのとき、
０．５°＜γ−γ´＜１０°・・・(1)
なる条件を満足させている。
【００５５】
条件式(1)はレンズ入射面S1における走査光束の屈折作用（ビーム跳ね上げ）に関するものである。条件式(1)の下限値を超えると平面ミラー７を大きく傾ける事で光束分離を行う必要があり、偏向反射点C0と被走査面８までの距離や光走査装置の副走査方向の高さが大きくなってしまうのでよくない。条件式(1)の上限値を超えると面S1を大きく傾かせた事で発生するコマ収差を補正する事が困難となるためよくない。
【００５６】
本実施例における角γ（°）は、
γ＝１３．７°
である。また、角γ´は結像レンズ６の屈折率ｎがｎ＝１．５２７８１であるため、
γ´＝８．９２°
となる。よって、面S1により光束（走査光束の屈折作用）は
γ−γ´＝γ−Asin（sinγ／ｎ）＝４．７８°
跳ね上げられることになる。これは上記条件式(1)を満たしている。さらに好ましくは上記条件式(1)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００５７】
２．７°＜γ−γ´＜９．０°・・・（1a）
また光偏向器５で偏向された光束のうち主走査断面内において走査中央に入射する光束の主光線Ｌ０と、その光束が平面ミラー７で折り返され結像レンズ６のレンズ再出射面S3を出射した後の光束の主光線Ｌ００との副走査断面内におけるなす角をφ（°）とする。そのとき、
５°＜φ＜１５°・・・(2)
なる条件を満足させている。
【００５８】
条件式(2)は上記角度φを規定するための条件である。条件式(2)を満たすことで、図２（Ｂ）に示したように光走査装置の副走査方向をコンパクトにする事ができると共に、偏向反射点Ｃ0と被走査面８との副走査方向の距離も小さくする事ができる。
【００５９】
本実施例における角φ（°）は、
φ＝９．８０°
である。これは、条件式(2)を満足している。
【００６０】
本実施例における偏向反射点Ｃ0と被走査面８との副走査方向の距離Ｈａ（ｍｍ）及び光走査装置（筐体１３）の副走査方向の高さＨｂ（ｍｍ）は、それぞれ
Ｈａ＝２３．９ｍｍ
Ｈｂ＝２９ｍｍ、
である。これは後述する比較例に比して、装置全体をコンパクトにすることが可能となっている。さらに好ましくは上記条件式(2)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６１】
５．５°＜φ＜１３．５°・・・（2a）
また、副走査断面内において、主走査方向において走査中心を走査するときの光偏向器５の偏向面５ａと平面ミラー７の反射面（ミラー面）７ａとのなす角の絶対値をα（°）とする。そのとき、
α＜３°・・・(3)
なる条件を満足させている。
【００６２】
条件式(3)は上記角度αを規定するための条件である。条件式(3)を満たすことで、平面ミラー７を大きく傾かせることなく多段トーリック面側での光束分離を容易にする事ができ、光走査装置のコンパクト化を達成する事ができる。
【００６３】
本実施例における角α（°）は、
α＝０°
である。これは、条件式(3)を満足している。
【００６４】
本実施例では、上記の如く平面ミラー7を光偏向器５の回転軸と平行になるように配置し（α＝０°）、面S1で光束（ビーム）を大きく跳ね上げる事でミラーを傾けなくても、多段トーリック面側での光束分離を容易にしている。さらに好ましくは上記条件式(3)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００６５】
α＜２．５°・・・（3a）
また、面S1は図４（Ｂ）に示したように、軸上から軸外に向かうに従い副走査方向の傾き角の絶対値が大きくなるように変化させている。このように構成することにより、光束の跳ね上げによる光束分離と前述した波面収差の捩れ、走査線曲がりの補正の両立を図っている。
【００６６】
また、面S1を副走査方向に大きく傾けている事で、副走査方向にコマ収差が発生してしまう。これを子線方向で３次の非球面を用いる事で、図３（Ｃ）に示したように副走査方向のコマ収差を良好に補正している。３次の非球面はレンズ面のどの位置に入れても効果はあるが、入射光束に対して面が副走査方向に大きく傾いている面S1に入れるのが最も有効である。
〔比較例の説明〕
次に、比較例として設計した結像光学系の例について説明する。図５（Ａ）は、比較例に関わる結像光学系の副走査断面図である。図５（Ｂ）は、比較例に関わる光走査装置の副走査断面図である。主走査断面図に関しては実施例１とほぼ同じであるため省略する。図５（Ａ）、（Ｂ）において図１及び図２（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６７】
比較例におけるレンズ面形状及び光学配置を表２に示す。非球面形状式やレンズ面の原点の取り方は実施例１と同じである。
【００６８】
【表２】
2011059558.tif 000007
【００６９】
比較例では、面S1に入射する光束の主光線Ｌ０と面S1の法線（鎖線）ＨＳ１との副走査断面内においてなす角γ（°）が、
γ＝−７．５７°
である。また、面S1で屈折された光束の主光線Ｌ０と面S1の法線（鎖線）ＨＳ１との副走査断面内においてなす角をγ´（°）とすると、角γ´は結像レンズ６の屈折率ｎがｎ＝１．５２７８１であるため、
γ´＝−４．９５°
となる。よって、面S1により光束（走査光束の屈折作用）は
γ−γ´＝γ−Asin（sinγ／ｎ）＝−２．６２°
跳ね上げられることになる。
【００７０】
比較例では、光偏向器５の偏向面５ａと平面ミラー７の反射面（ミラー面）７ａとの副走査断面内におけるなす角の絶対値をα（°）を
α＝７°
と大きく傾かせる事により、多段トーリック面側での光束分離を達成している。図５（Ｂ）から分かる通り、このように平面ミラー７を大きく傾かせて設計した場合、偏向反射点Ｃ0と被走査面８との副走査方向の距離や光走査装置の副走査方向の高さが大きくなってしまっている。
【００７１】
具体的には、偏向反射点Ｃ0と被走査面８との副走査方向の距離Ｈａ（ｍｍ）及び光走査装置（筐体１３）の副走査方向の高さＨｂ（ｍｍ）が、それぞれ
Ｈａ＝５１．９ｍｍ、
Ｈｂ＝４１ｍｍ
である。これは前記実施例１に対して、それぞれ高さＨａは２８ｍｍ、高さＨｂは１２ｍｍ大きくなってしまっている。
【００７２】
このように本実施例では上述した如く結像レンズ６のレンズ入射面S1を条件式(1)で示した範囲内で副走査方向に傾かせる事で、結像レンズ６の多段トーリック面上での副走査方向の光束分離を十分取ることができる。且つ本実施例では上述した如く平面ミラー７を大きく傾かせた比較例の場合に比べて光走査装置の副走査方向の高さを低くする事が可能となる。
〔実施例２〕
図６は本発明の光走査装置の実施例２の結像光学系の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図７（Ａ）は本発明の光走査装置の実施例２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図７（Ｂ）は本発明の光走査装置の実施例２の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図６、図７（Ａ），（Ｂ）において図１、図２（Ａ），（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００７３】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は面S1における光束の跳ね上げ（光束の屈折作用）の効果を若干緩めたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００７４】
本実施例においても前述の実施例１と同様に主走査断面内においては光偏向器５の偏向角の中央もしくは略中央から偏向面５aに入射（正面入射）する。また副走査断面内においては偏向面５aに対し副走査方向に角度（偏向面の法線に対して３°）を持って入射（斜入射）する。次に本実施例におけるレンズ面形状及び光学配置を表３に示す。
【００７５】
【表３】
2011059558.tif 000008
【００７６】
尚、ここに用いた非球面形状式やレンズ面の原点の取り方は前述の実施例１と同じである。
【００７７】
本実施例の結像レンズ6の４つのレンズ面（レンズ入射面S1、レンズ出射面S2a、レンズ再入射面S2b、レンズ再出射面S3）の母線形状は、10次までの関数として表せる非球面形状により構成している。ここで、面S2aと面S2bは同一の形状式で定義される一つの面として構成している。
【００７８】
本実施例においても、表３に示した通り結像レンズ６の光偏向器５側にあるレンズ入射面S1、とレンズ再出射面S3の主走査方向の形状は同じであり、副走査方向の形状を異ならせた多段トーリック面を採用している。また、本実施例においても実施例１同様、多段トーリック面側における入射光束と出射光束のマージナル光線の副走査間隔を１．５ｍｍ程度とってある。本実施例では光束の発振波長λがλ＝７９０ｎｍの赤外光源を光源手段１として用いている。また像高Ｙと偏向反射角θとの比例係数κ（Ｙ＝κθ）はκ＝１８０（rad／mm）である。
【００７９】
図８（Ａ）は本発明の実施例２の主走査方向と副走査方向の像面湾曲を表すグラフである。図８（Ａ）においてｄｍが主走査方向の像面湾曲、ｄｓが副走査方向の像面湾曲を示している。画像の有効幅（Ｗ＝２１０ｍｍ）において、主走査方向の像面湾曲は０．１７ｍｍ、副走査方向の像面湾曲は０．１１ｍｍであり、ともに良好に低減されていることが分かる。
【００８０】
図８（Ｂ）は本発明の実施例２のｆθ特性を表すグラフである。図８（Ｂ）においては実際に光束が到達する位置から理想像高を引いた差分を示している。最大で０．１３６ｍｍのズレが生じている。このままで使用するには多少大きい値であるが、画像クロックを各像高に合わせて変化させることで、ｆθ特性を低減させることは可能である。ただ、ｆθ特性のズレが大きくなりすぎると、主走査方向のスポット径自体が変化してしまう。
【００８１】
本実施例では潜像の深さに影響を及ぼすスポット径に対しては十分問題ないレベルのｆθ特性を示している。
【００８２】
図８（Ｃ）は各像高におけるスポットの断面形状を示した説明図である。図８（Ｃ）においては各像高におけるスポットのピーク光量の２％、５％、１０％、１３．５％、３６．８％、５０％のスライスで切った断面を示している。
【００８３】
通常、副走査断面内において斜め方向から光束を入射させる光走査装置では、波面収差の捩れによりスポットが回転する現象が見られる。本実施例においては各面のパワー配置、レンズのチルト量、シフト量を最適化することで波面収差の捩れを低減している。特に、レンズ入射面S1とレンズ再出射面S3の２面において、副走査方向における面の傾き角（子線チルト量）を主走査方向に変化させることにより、上述の波面収差の捩れによるスポット回転と次に述べる走査線湾曲を同時に良好に補正する事を可能としている。
【００８４】
面S2a、面S2bにも子線チルト量が主走査方向に変化する面を導入することも可能であるが、面S2a、面S2bにおいては光束が十分分離していないため、光束が十分分離している面S1、面S3に導入するのが効果的である。
【００８５】
図９（Ａ）は本発明の実施例２の被走査面に到達する走査線湾曲を表すグラフである。通常、モノクロの画像形成装置においては走査線湾曲は０．２ｍｍ以内に抑える必要がある。本実施例においては走査線湾曲を１４．６μｍに抑えており、カラー機で使用しても問題ないレベルとなっている。
【００８６】
次に、図６及び図７（Ｂ）を用いて本発明の特徴部分であるレンズ入射面S1における走査光束の屈折作用（ビーム跳ね上げ）の効果について説明を行う。
【００８７】
本実施例では面S1に入射する光束の主光線Ｌ０と面S1の法線（鎖線）ＨＳ１との副走査断面内におけるなす角γ（°）が、
γ＝８．１３°
である。また、面S1で屈折された光束の主光線Ｌ０と面S1の法線（鎖線）ＨＳ１との副走査断面内におけるなす角をγ´（°）とすると、角γ´は結像レンズ６の屈折率ｎがｎ＝１．５２７８１であるため、
γ´＝５．３１°
となる。よって、面S1により光束（走査光束の屈折作用）は
γ−γ´＝γ−Asin（sinγ／ｎ）＝２．８２°
跳ね上げられることになる。これは、前述の実施例１に比して結像レンズ６の面S1における光束の跳ね上げの効果を若干緩めている。
【００８８】
本実施例では、光偏向器５の偏向面５ａと平面ミラー７の反射面７ａとの副走査断面内におけるなす角の絶対値α（°）を条件式(3)を満たすように２°として平面ミラー７を上向きに傾かせている。面S1を副走査方向に傾かせる事により、平面ミラー7を副走査方向に少し傾かせるだけで、多段トーリック面側での光束分離を可能にしている。
【００８９】
また、面S1は図９（Ｂ）に示したように、軸上から軸外に向かうに従い副走査方向の傾き角の絶対値が大きくなるように変化させている。このように構成することにより、光束の跳ね上げによる光束分離と前述した波面収差の捩れ、走査線曲がりの補正の両立を図っている。
【００９０】
また、面S1を副走査方向に大きく傾けている事で、副走査方向にコマ収差が発生してしまう。これを子線方向で３次の非球面を用いる事で、図８（Ｃ）に示したように副走査方向のコマ収差を良好に補正している。３次の非球面はレンズ面のどの位置に入れても効果はあるが、入射光束に対して面が副走査方向に大きく傾いている面S1に入れるのが最も有効である。
【００９１】
また、光偏向器５で偏向走査された光束のうち主走査方向の走査中央を走査する光束の主光線Ｌ０と、その光束が平面ミラー７で折り返され結像レンズ６の面S3を出射した後の光束の主光線Ｌ００との副走査断面内におけるなす角φ（°）は
φ＝１３．１１°
である。これは上記条件式(2)を満たしている。
【００９２】
条件式(2)を満たすことで、図６（Ｂ）に示したように光走査装置の副走査方向をコンパクトにする事ができると共に、偏向反射点Ｃ0と被走査面８との副走査方向の距離も小さくする事ができる。
【００９３】
本実施例における偏向反射点Ｃ0と被走査面８との副走査方向の距離Ｈａ（ｍｍ）及び光走査装置（筐体１３）の副走査方向の高さＨｂ（ｍｍ）は、それぞれ
Ｈａ＝３２．９ｍｍ
Ｈｂ＝３３ｍｍ、
である。これは前述した比較例に比して装置全体をコンパクトにすることが可能となっている。
【００９４】
このように本実施例では上述した如く前述の実施例１に比して結像レンズ６の面S1における光束の跳ね上げの効果を若干緩めている。このように構成することによっても結像レンズ６の多段トーリック面上での副走査方向の光束分離を十分取ることができ、且つ平面ミラー７を大きく傾かせた比較例の場合に比べて光走査装置の副走査方向の高さを低くする事が可能となる。
〔実施例３〕
図１０は本発明の光走査装置の実施例３の結像光学系の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図１１（Ａ）は本発明の光走査装置の実施例３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図１１（Ｂ）は本発明の光走査装置の実施例３の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図１０、図１１（Ａ），（Ｂ）において図１、図２（Ａ），（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００９５】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は面S1における光束の跳ね上げ（光束の屈折作用）の効果を更に強めたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００９６】
本実施例においても前述の実施例１と同様に主走査断面内においては光偏向器５の偏向角の中央もしくは略中央から偏向面５aに入射（正面入射）する。また副走査断面内においては偏向面５aに対し副走査方向に角度（偏向面の法線に対して３°）を持って入射（斜入射）する。次に本実施例におけるレンズ面形状及び光学配置を表４に示す。
【００９７】
【表４】
2011059558.tif 000009
【００９８】
尚、ここに用いた非球面形状式やレンズ面の原点の取り方は前述の実施例１と同じである。
【００９９】
本実施例の結像レンズ6の４つのレンズ面（レンズ入射面S1、レンズ出射面S2a、レンズ再入射面S2b、レンズ再出射面S3）の母線形状は、10次までの関数として表せる非球面形状により構成している。ここで、面S2aと面S2bは同一の形状式で定義される一つの面として構成している。
【０１００】
本実施例においても、表４に示した通り結像レンズ６の光偏向器５側にあるレンズ入射面S1、とレンズ再出射面S3の主走査方向の形状は同じであり、副走査方向の形状を異ならせた多段トーリック面を採用している。また、本実施例においても実施例１同様、多段トーリック面側における入射光束と出射光束のマージナル光線の副走査間隔を１．５ｍｍ程度とってある。本実施例では光束の発振波長λがλ＝７９０ｎｍの赤外光源を光源手段１として用いている。また像高Ｙと偏向反射角θとの比例係数κ（Ｙ＝κθ）はκ＝１８０（rad／mm）である。
【０１０１】
図１２（Ａ）は本発明の実施例３の主走査方向と副走査方向の像面湾曲を表すグラフである。図１２（Ａ）においてｄｍが主走査方向の像面湾曲、ｄｓが副走査方向の像面湾曲を示している。画像の有効幅（Ｗ＝２１０ｍｍ）において、主走査方向の像面湾曲は０．１３ｍｍ、副走査方向の像面湾曲は０．０３ｍｍであり、ともに良好に低減されていることが分かる。
【０１０２】
図１２（Ｂ）は本発明の実施例３のｆθ特性を表すグラフである。図１２（Ｂ）においては実際に光束が到達する位置から理想像高を引いた差分を示している。最大で０．１０６ｍｍのズレが生じている。このままで使用するには多少大きい値であるが、画像クロックを各像高に合わせて変化させることで、ｆθ特性を低減させることは可能である。ただ、ｆθ特性のズレが大きくなりすぎると、主走査方向のスポット径自体が変化してしまう。本実施例では潜像の深さに影響を及ぼすスポット径に対しては十分問題ないレベルのｆθ特性を示している。
【０１０３】
図１２（Ｃ）は各像高におけるスポットの断面形状を示した説明図である。図１２（Ｃ）においては各像高におけるスポットのピーク光量の２％、５％、１０％、１３．５％、３６．８％、５０％のスライスで切った断面を示している。
【０１０４】
通常、副走査断面内において斜め方向から光束を入射させる光走査装置では、波面収差の捩れによりスポットが回転する現象が見られる。本実施例においては各面のパワー配置、レンズのチルト量、シフト量を最適化することで波面収差の捩れを低減している。特に、レンズ入射面S1とレンズ再出射面S3の２面において、副走査方向における面の傾き角（子線チルト量）を主走査方向に変化させることにより、上述の波面収差の捩れによるスポット回転と次に述べる走査線湾曲を同時に良好に補正する事を可能としている。
【０１０５】
面S2a、面S2bにも子線チルト量が主走査方向に変化する面を導入することも可能であるが、面S2a、面S2bにおいては光束が十分分離していないため、光束が十分分離している面S1、面S3に導入するのが効果的である。
【０１０６】
図１３（Ａ）は本発明の実施例３の被走査面に到達する走査線湾曲を表すグラフである。通常、モノクロの画像形成装置においては走査線湾曲は０．２ｍｍ以内に抑える必要がある。本実施例においては走査線湾曲を１５．４μｍに抑えており、カラー機で使用しても問題ないレベルとなっている。
【０１０７】
次に、図１０及び図１１（Ｂ）を用いて本発明の特徴部分であるレンズ入射面S1における走査光束の屈折作用（ビーム跳ね上げ）の効果について説明を行う。
【０１０８】
本実施例では面S1に入射する光束の主光線Ｌ０と面S1の法線（鎖線）ＨＳ１との副走査断面内におけるなす角γ（°）が、
γ＝２４．４７°
である。また、面S1で屈折された光束の主光線Ｌ０と面S1の法線（鎖線）ＨＳ１との副走査断面内におけるなす角をγ´（°）とすると、角γ´は結像レンズ６の屈折率ｎがｎ＝１．５２７８１であるため、
γ´＝１５．７３°
となる。よって、面S1により光束（走査光束の屈折作用）は
γ−γ´＝γ−Asin（sinγ／ｎ）＝８．７４°
跳ね上げられることになる。これは、前述の実施例１に比して結像レンズ６の面S1における光束の跳ね上げの効果を更に強めている。
【０１０９】
本実施例では、光偏向器５の偏向面５ａと平面ミラー７の反射面７ａとの副走査断面内におけるなす角の絶対値α（°）を条件式(3)を満たすように２°として平面ミラー７を下向きに傾かせている。実施例１に対して面S1を副走査方向に大きく傾かせ、面S1を通過した後の光束を大きく跳ね上げる構成とした事で、平面ミラー７を実施例２とは逆に下向きに傾かせて、多段トーリック面側での必要な光束分離を行っている。
【０１１０】
また、面S1は図１３（Ｂ）に示したように、軸上から軸外に向かうに従い副走査方向の傾き角の絶対値が大きくなるように変化させている。このように構成することにより、光束の跳ね上げによる光束分離と前述した波面収差の捩れ、走査線曲がりの補正の両立を図っている。
【０１１１】
また、面S1を副走査方向に大きく傾けている事で、副走査方向にコマ収差が発生してしまう。これを子線方向３次の非球面を用いる事で、図１２（Ｃ）に示したように副走査方向のコマ収差を良好に補正している。３次の非球面はレンズ面のどの位置に入れても効果はあるが、入射光束に対して面が副走査方向に大きく傾いている面S1に入れるのが最も有効である。
【０１１２】
また、光偏向器５で偏向された光束のうち主走査方向の走査中央を走査する光束の主光線Ｌ０と、その光束が平面ミラー７で折り返され結像レンズ６の面S3を出射した後の光束の主光線Ｌ００との副走査断面内におけるなす角φ（°）は
φ＝５．９９°
である。これは上記条件式(2)を満たしている。
【０１１３】
条件式(2)を満たすことで、図１１（Ｂ）に示したように光走査装置の副走査方向をコンパクトにする事ができると共に、偏向反射点Ｃ0と被走査面８との副走査方向の距離も小さくする事ができる。
【０１１４】
本実施例における偏向反射点Ｃ0と被走査面８との副走査方向の距離Ｈａ（ｍｍ）及び光走査装置（筐体１３）の副走査方向の高さＨｂ（ｍｍ）は、それぞれ
Ｈａ＝１３．９ｍｍ
Ｈｂ＝２４ｍｍ、
である。これは前述した比較例に比して装置全体をコンパクトにすることが可能となっている。
【０１１５】
このように本実施例では上述した如く前述の実施例１に比して結像レンズ６の面S1における光束の跳ね上げの効果を更に強めている。このように構成することによっても結像レンズ６の多段トーリック面上での副走査方向の光束分離を十分取ることができ、且つ平面ミラー７を大きく傾かせた比較例の場合に比べて光走査装置の副走査方向の高さを低くする事が可能となる。
【０１１６】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例１から３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。
【０１１７】
［画像形成装置］
図１４は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータDｃが入力する。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に変換される。この画像データDｉは、実施例１〜３のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１１８】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５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の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２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１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１１９】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム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ドラム１０１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。
【０１２０】
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に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１４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１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１２１】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１４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（図示せず）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。そして転写部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せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１２２】
図１４においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内の駆動モータなどの制御を行う。
【０１２３】
本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において本発明の実施例１〜３の構成はより効果を発揮する。
【０１２４】
［カラー画像形成装置］
図１５は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、光走査装置（光結像光学系）を４個並べ各々並行して像担持体である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。図１５において、６０はカラー画像形成装置、９１，９２，９３，９４は各々実施例１〜３に示したいずれかの構成を有する光走査装置、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。尚、図１５においては現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器（不図示）と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器（不図示）とを有している。
【０１２５】
図１５において、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。これらの色信号は、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）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置９１，９２，９３，９４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の感光面が主走査方向に走査される。
【０１２６】
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置（９１，９２，９３，９４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。そして各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４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。
【０１２７】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置９１，９２，９３，９４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ドラム２１，２２，２３，２４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。
【０１２８】
前記外部機器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６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【符号の説明】
【０１２９】
１．光源手段（半導体レーザー）、５．偏向手段（ポリゴンミラー）、５ａ．偏向面、６．結像光学素子（結像レンズ）、７．反射光学素子（平面ミラー）、８．被走査面(感光ドラム面）、ＬＡ．入射光学系、ＬＢ．結像光学系
【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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