(57)【要約】【課題】走査の高速化を達成しつつ、小型化も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の光源からの第１の光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査すると共に、第２の光源からの第２の光束を同期検知部へ偏向する偏向器と、第１及び第２の光束を偏向器に入射させる第１及び第２の入射光学系と、偏向器によって偏向された第１及び第２の光束を被走査面及び同期検知部に導光する第１及び第２の結像光学系と、を有する光走査装置であって、第１及び第２の入射光学系は、第１及び第２の光束の収束度を変換する第１及び第２の光学素子を備えており、第２の光学素子の焦点距離は、第１の光学素子の焦点距離よりも短いことを特徴とする。【選択図】図１
2019020517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源からの第１の光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査すると共に、第２の光源からの第２の光束を同期検知部へ偏向する偏向器と、
前記第１及び第２の光束を前記偏向器に入射させる第１及び第２の入射光学系と、
前記偏向器によって偏向された前記第１及び第２の光束を前記被走査面及び前記同期検知部に導光する第１及び第２の結像光学系と、
を有する光走査装置であって、
前記第１及び第２の入射光学系は、前記第１及び第２の光束の収束度を変換する第１及び第２の光学素子を備えており、
前記第２の光学素子の焦点距離は、前記第１の光学素子の焦点距離よりも短いことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記偏向器は、ポリゴンミラーであり、
主走査断面内において、前記第１の結像光学系の光軸に平行な方向での前記偏向器の外接円上における前記被走査面から最も遠い位置を通り、前記光軸に垂直な直線を第１の直線、前記第１の結像光学系における前記偏向器に最も近い光学面の面頂点を通り、前記光軸に垂直な直線を第２の直線としたとき、前記第２の入射光学系及び前記第２の結像光学系は、前記第１の直線と前記第２の直線との間に配置されてい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】
主走査断面内において、前記偏向器の中心を通り、前記第１の結像光学系の光軸に垂直な直線を第３の直線、前記第１の光源の中心発光点を通り、前記光軸に垂直な直線を第４の直線としたとき、前記第２の入射光学系及び前記第２の結像光学系は、前記第３の直線と前記第４の直線との間に配置されてい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】
主走査断面内において、前記第１の結像光学系に設けられる前記被走査面に最も近い第３の光学素子の、前記第１の結像光学系の光軸を挟んで前記第１の入射光学系とは反対側の主走査方向の端部を通り、前記光軸に平行な直線を第５の直線としたとき、前記第２の入射光学系及び前記第２の結像光学系は、前記光軸と前記第５の直線との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記偏向器は、ポリゴンミラーであり、
主走査断面内において、前記第１の結像光学系の光軸に平行な方向での前記偏向器の外接円上における前記被走査面から最も遠い位置を通り、前記光軸に垂直な直線を第１の直線、前記第１の結像光学系における前記偏向器に最も近い光学面の面頂点を通り、前記光軸に垂直な直線を第２の直線、前記第１の結像光学系に設けられる前記被走査面に最も近い第３の光学素子の前記光軸を挟んで前記第１の入射光学系とは反対側の主走査方向の端部を通り、前記光軸に平行な直線を第５の直線、前記第１の直線と前記光軸との第１の交点と、前記第２の直線と前記第５の直線との第２の交点とを通る直線を第６の直線としたとき、前記第２の入射光学系及び前記第２の結像光学系は、前記第１の直線、前記第５の直線及び前記第６の直線によって囲まれる領域に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第１の入射光学系に設けられる前記第１の光束の一部を分割する第４の光学素子と、前記第１の光束の光量を制御するための信号を出力する検出器と、前記分割された光束を前記検出器に導光する第３の結像光学系と、を備えており、
前記第２の結像光学系は、前記第１の結像光学系の光軸を挟んで、該検出器とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第１の入射光学系は、前記第１の結像光学系の光軸を挟んで、前記第２の入射光学系とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第２の光源のＦＦＰは、前記第１の光源のＦＦＰよりも広いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記第２の入射光学系のＦナンバーは、前記第１の入射光学系よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一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１１】
請求項１乃至９のいず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、特に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】
従来、被走査面を走査するタイミングを決定するための同期検知部を備えた光走査装置が知られている。
特許文献１は、第１及び第２の光源からの第１及び第２の光束を偏向して被走査面及び同期検知部を主走査方向に走査する偏向器と、第１及び第２の光源からの第１及び第２の光束を偏向器に入射させる第１及び第２の入射光学系と、を有する光走査装置を開示している。このように、光源及び入射光学系を画像形成用と同期検知用とで個々に設けることにより、光走査装置による走査の高速化を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２１９７５５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は、光源及び入射光学系のそれぞれを複数備えているため、装置全体の小型化を達成することが困難であった。
そこで、本発明は、走査の高速化を達成しつつ、小型化も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の光源からの第１の光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査すると共に、第２の光源からの第２の光束を同期検知部へ偏向する偏向器と、第１及び第２の光束を偏向器に入射させる第１及び第２の入射光学系と、偏向器によって偏向された第１及び第２の光束を被走査面及び同期検知部に導光する第１及び第２の結像光学系と、を有する光走査装置であって、第１及び第２の入射光学系は、第１及び第２の光束の収束度を変換する第１及び第２の光学素子を備えており、第２の光学素子の焦点距離は、第１の光学素子の焦点距離よりも短いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、走査の高速化を達成しつつ、小型化も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におけるポリゴンミラーの位相を示した図。
【図３】焦点距離が互いに異なるアナモフィックレンズによって同一幅の平行光束が生成される様子を示した図。
【図４】焦点距離が互いに異なるアナモフィックレンズによって同一出射角の光束が平行光束に変換される様子を示した図。
【図５】同期検知を画像形成用光源から出射した光束を用いて行う光走査装置の主走査断面図。
【図６】第一実施形態に係る光走査装置の主走査断面図。
【図７】第一実施形態に係る光走査装置の同期検知用結像光学系による副走査方向のＬＳＦ像面を示した図。
【図８】第二実施形態に係る光走査装置の主走査断面図。
【図９】第二実施形態に係る光走査装置の同期検知用結像光学系による副走査方向のＬＳＦ像面を示した図。
【図１０】第一及び第二実施形態それぞれに係る光走査装置における同期検知と画像形成の各タイミングチャート。
【図１１】第三実施形態に係る光走査装置の主走査断面図。
【図１２】第三実施形態に係る光走査装置の一体成形レンズの斜視図。
【図１３】実施形態に係る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】
以下に、本実施形態に係る光走査装置を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。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画像形成用結像光学系の光軸（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は、第一実施形態に係る光走査装置１１の主走査断面図を示している。
【００１１】
光走査装置１１は、第１の光源１ｐ、副走査開口２ｐ、第１のコリメーターレンズ３ｐ、第２のコリメーターレンズ４ｐ、シリンドリカルレンズ５ｐ、主走査開口６ｐ、及び光路分割素子（第４の光学素子）７ｐを備えている。
また、光走査装置１１は、ＡＰＣ用レンズ８ｐ、ＡＰＣセンサ（検出器）９ｐ、ポリゴンミラー（偏向器）１０ｐ、第１の結像光学素子１１ｐ、第２の結像光学素子（第３の光学素子）１２ｐ、第１の防塵ガラス１３ｐ、及び第２の防塵ガラス１４ｐを備えている。
また、光走査装置１１は、第２の光源１ｂ、開口２ｂ、アナモフィックレンズ３ｂ、同期検知用レンズ４ｂ、及び同期検知用センサ（同期検知用検出器）５ｂを備えている。
そして、同期検知用レンズ４ｂと同期検知用センサ５ｂとで、同期検知部が構成される。
【００１２】
第１の光源１ｐは、垂直共振器面発光型（ＶＣＳＥＬ）型の半導体レーザーであり、発光点を複数有しており、各発光点の発振波長は６８０ｎｍである。本実施形態では、第１の光源１ｐは、一列に配置された３２個の発光点を有している。なお、第１の光源１ｐに用いる半導体レーザーとしては、端面発光型の半導体レーザーでも構わない。また、発光点の数は１個でも構わない。また、複数の発光点同士で互いに波長が異なっていても構わない。
また、本実施形態では、被走査面１５ｐ上における複数のスポットの副走査方向の間隔を、第１の光源１ｐの複数の発光点の配列方向を主走査方向に対して傾けることで、１２００ｄｐｉに対応するように調整している。
【００１３】
副走査開口２ｐは、第１の光源１ｐから出射した光束（第１の光束）ＬＡの副走査方向の幅を制限する。
第１のコリメーターレンズ（第１の光学素子）３ｐは、８９ｍｍの焦点距離を有しており、副走査開口２ｐを通過した光束ＬＡを平行光束に変換する。なおここで、平行光束とは、厳密な平行光束だけでなく、弱発散光束や弱収束光束等の略平行光束を含むものとする。換言すると、第１のコリメーターレンズ３ｐは、副走査開口２ｐを通過した光束ＬＡの収束度を変換する。
本実施形態では、第１のコリメーターレンズ３ｐは、ガラスレンズ２枚を貼り合わせて作成された接合レンズである。
主走査方向に並んだ複数の発光点からの複数の光束ＬＡが単一のレンズを通過すると、像面湾曲により発光点の位置に応じてピント位置がずれてしまう。この影響は、光束ＬＡの通過位置が第１のコリメーターレンズ３ｐの有効域の端部に近づくほど顕著になってくる。そのため、凹面と凸面の２枚のレンズを貼り合わせた第１のコリメーターレンズ３ｐを用いることによって像面湾曲を補正している。
【００１４】
本実施形態に係る光走査装置１１では、第１の光源１ｐ、副走査開口２ｐ及び第１のコリメーターレンズ３ｐは、レーザーユニット１ｕの内部に配置されている。
【００１５】
第２のコリメーターレンズ４ｐは、光軸方向に移動可能であり、被走査面１５ｐ上でのスポット形状を、光走査装置１１の組立調整時において最適になるように微調整するために設けられている。
シリンドリカルレンズ５ｐは、第２のコリメーターレンズ４ｐを通過した光束ＬＡを副走査断面内でポリゴンミラー１０ｐの偏向面３０２の近傍で線像として結像させている。また、シリンドリカルレンズ５ｐも光軸方向に移動可能であり、被走査面１５ｐ上での副走査方向に沿ったスポット形状を調整することができる。
主走査開口６ｐは、シリンドリカルレンズ５ｐを通過した光束ＬＡの主走査方向の幅を制限する。
【００１６】
光路分割素子７ｐは、主走査開口６ｐを通過した光束ＬＡを２つの光束に分割する（光束ＬＡの一部を分割する）。一方の光束ＬＡは、ポリゴンミラー（回転多面鏡）１０ｐに入射し、他方の光束ＬＣは、ＡＰＣ用レンズ８ｐによってＡＰＣセンサ９ｐ上に集光される。
ここで、ＡＰＣセンサ９ｐは、入射した光束ＬＣをモニタリングすることで、第１の光源１ｐから出射する光束ＬＡの光量を一定の値に制御するために設けられている。
【００１７】
なお、副走査開口２ｐ、第１のコリメーターレンズ３ｐ、第２のコリメーターレンズ４ｐ、シリンドリカルレンズ５ｐ、主走査開口６ｐ及び光路分割素子７ｐによって、本実施形態に係る光走査装置１１の画像形成用入射光学系（第１の入射光学系）７５ａが構成される。
また、ＡＰＣ用レンズ８ｐによって、本実施形態に係る光走査装置１１のＡＰＣ光学系（第３の結像光学系）９５が構成される。
【００１８】
ポリゴンミラー１０ｐは、複数の偏向面を有しており、図中矢印Ａの方向に回転している。本実施形態では、ポリゴンミラー１０ｐの偏向面数は５面であり、略正五角形の形状を有している。
【００１９】
表１は、ポリゴンミラー１０ｐの諸元値を示している。
【表１】
2019020517.tif 000003
【００２０】
なお、本実施形態では、被走査面１５ｐ上の軸上像高へ偏向される際の光束ＬＡがポリゴンミラー１０ｐの偏向面３０２上に入射する点を軸上偏向点と称し、光走査装置１１の原点とする。
そして、この原点を中心とし、後述する画像形成用結像光学系８５ａの光軸方向をＸ軸、主走査断面内でＸ軸に垂直な方向をＹ軸とする。また、主走査断面に垂直な方向をＺ軸とする。
また、Ｙ軸方向及びＺ軸方向はそれぞれ、主走査方向及び副走査方向に対応する。
【００２１】
画像形成用入射光学系７５ａから入射した光束ＬＡは、ポリゴンミラー１０ｐによって偏向され、第１の結像光学素子１１ｐ及び第２の結像光学素子１２ｐによって被走査面１５ｐ上に集光（導光）される。
なお、第１の結像光学素子１１ｐ及び第２の結像光学素子１２ｐによって、本実施形態に係る光走査装置１１の画像形成用結像光学系（第１の結像光学系）８５ａが構成される。
【００２２】
第１の防塵ガラス１３ｐ及び第２の防塵ガラス１４ｐは、画像形成用入射光学系７５ａ、画像形成用結像光学系８５ａ、後述する同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂを収容する光学箱２ｕ内に粉塵が入り込まないように設けられている。
【００２３】
本実施形態に係る光走査装置１１では、画像情報に応じて第１の光源１ｐから光変調されて出射した複数（本実施形態では３２本）の光束ＬＡが、副走査開口２ｐによって副走査方向の光束幅が制限される。そして、副走査開口２ｐを通過した光束ＬＡは、第１のコリメーターレンズ３ｐによって平行光束に変換され、第２のコリメーターレンズ４ｐを通過し、シリンドリカルレンズ５ｐによって副走査断面内においてのみ集光される。そして、シリンドリカルレンズ５ｐを通過した光束ＬＡは、主走査開口６ｐによって主走査方向の光束幅が制限され、ポリゴンミラー１０ｐの偏向面３０２の近傍において線像（主走査方向に長手の像）として結像する。
【００２４】
そして、ポリゴンミラー１０ｐによって反射偏向された複数の光束ＬＡは、第１の結像光学素子１１ｐ及び第２の結像光学素子１２ｐによって、被走査面１５ｐ上に導光され、スポットが形成される。
本実施形態に係る光走査装置１１は、ポリゴンミラー１０ｐを図中矢印Ａ方向に回転させることによって、被走査面１５ｐ上を図中矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面上に複数の走査線を同時に形成し、画像記録を行っている。
【００２５】
なお、図１において、ＬＡ１及びＬＡ３はそれぞれ、被走査面１５ｐ上の走査開始側の最軸外像高及び走査終了側の最軸外像高へ入射する光束を示しており、ＬＡ２は、被走査面１５ｐ上の軸上像高へ入射する光束を示している。
また、図１において、１５ｓ、１５ｃ及び１５ｅはそれぞれ、被走査面１５ｐ上の走査開始側の最軸外像高、軸上像高及び走査終了側の最軸外像高の位置を示している。
【００２６】
本実施形態に係る光走査装置１１では、光路分割素子７ｐを通過する前の光束ＬＡの光路と光束ＬＡ２の光路とがなす角度は７２．３５度であり、光路分割素子７ｐを透過した後の光束ＬＡの光路と光束ＬＡ２の光路とがなす角度は７０．０度である。
また、光路分割素子７ｐによって反射された光束ＬＣの光路と光束ＬＡ２の光路とがなす角度は１１１．６５度である。
【００２７】
次に、画像形成用入射光学系７５ａ、画像形成用結像光学系８５ａ、後述する同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂ、及びＡＰＣ光学系９５の諸元値を以下の表２及び表３に示す。
【００２８】
【表２】
2019020517.tif 000004
【００２９】
【表３】
2019020517.tif 000005
【００３０】
なお、表２において、Ｒは主走査方向の曲率、ｒは副走査方向の曲率、ｄは肉厚、及びＮは波長６８０ｎｍのときの屈折率を示している。また、表３における各数値は、以下の式（１）乃至式（４）における係数である。ここで「Ｅ−ｘ」は「×１０−ｘ」を示している。
【００３１】
第１の結像光学素子１１ｐ及び第２の結像光学素子１２ｐは非球面形状を有しており、主走査断面内における形状（母線形状）は、各結像光学素子と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光軸と直交する方向をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する方向をＺ軸としたとき、以下の式（１）及び式（２）によって表される。
【００３２】
【数１】
2019020517.tif 000006
ここで、Ｒは、主走査方向の曲率半径、Ｋ、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８、Ｂ１０は非球面係数である。また、各非球面係数の添字ｓ及びｅはそれぞれ、走査開始側及び走査終了側を意味している。
【００３３】
また、第１の結像光学素子１１ｐ及び第２の結像光学素子１２ｐの副走査断面内における形状（子線形状）は、以下の式（３）及び式（４）によって表される。
【００３４】
【数２】
2019020517.tif 000007
ここで、ｒ’は光軸外における副走査方向の曲率半径、ｒは光軸上における副走査方向の曲率半径、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０は変化係数である。また、各変化係数の添字ｓ及びｅはそれぞれ、走査開始側及び走査終了側を意味している。
【００３５】
次に、本実施形態に係る光走査装置１１の同期検知用光学系について説明する。
一般的に、光走査装置では、被走査面上を書き出すタイミングを決定する必要がある。本実施形態に係る光走査装置１１では、第１の光源１ｐの射出タイミングを決めるために、同期検知用光学系を設けている。
【００３６】
第２の光源１ｂは、端面発光型の半導体レーザーであり、発光点の数は一つである。また、発振波長は７８０ｎｍである。ただし、発光点の数は複数であっても構わない。
開口２ｂは、第２の光源１ｂから出射した光束（第２の光束）ＬＢの主走査方向及び副走査方向における幅を制限する。本実施形態に係る光走査装置１１では、コストダウンを図るために、同期検知用光学系では絞りとして一つの開口２ｂのみを設けている。
アナモフィックレンズ（第２の光学素子）３ｂは、主走査断面内及び副走査断面内の双方において光学的なパワーを有しており、開口２ｂを通過した光束ＬＢを平行光束に変換し、且つ副走査断面内でポリゴンミラー１０ｐの偏向面３０１の近傍で線像として結像させている。なおここで、平行光束とは、厳密な平行光束だけでなく、弱発散光束や弱収束光束等の略平行光束を含むものとする。換言すると、アナモフィックレンズ３ｂは、開口２ｂを通過した光束ＬＢの収束度を変換する。
本実施形態に係る光走査装置１１では、コストダウンを図るために、同期検知用光学系にコリメーターレンズ及びシリンドリカルレンズを設ける代わりに、一つのアナモフィックレンズ３ｂを設けている。
【００３７】
本実施形態に係る光走査装置１１では、第２の光源１ｂ、開口２ｂ及びアナモフィックレンズ３ｂは、レーザーユニット３ｕの内部に配置されている。
また、開口２ｂ及びアナモフィックレンズ３ｂによって、本実施形態に係る光走査装置１１の同期検知用入射光学系（第２の入射光学系）７５ｂが構成される。
【００３８】
なお、アナモフィックレンズ３ｂの主走査方向の焦点距離は２０ｍｍであり、第１のコリメーターレンズ３ｐの焦点距離８９ｍｍに比べて、短く設定されている。その理由は後ほど詳述する。
【００３９】
そして、同期検知用入射光学系７５ｂから入射した光束ＬＢは、ポリゴンミラー１０ｐによって偏向され、同期検知用レンズ４ｂによって同期検知用センサ５ｂ上に集光（導光）される。
なお、同期検知用レンズ４ｂによって、本実施形態に係る光走査装置１１の同期検知用結像光学系（第２の結像光学系）８５ｂが構成される。
【００４０】
本実施形態に係る光走査装置１１では、同期検知用入射光学系７５ｂを通過した光束ＬＢの光路と光束ＬＡ２の光路とがなす角度は８０度であり、ポリゴンミラー１０ｐによって偏向された後の光束ＬＢの光路と光束ＬＡ２の光路とがなす角度は６０度である。
【００４１】
同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂの諸元値は、上記の表２及び表３に示されている。
【００４２】
図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１１における同期検知時及び画像形成開始時それぞれにおけるポリゴンミラー１０ｐの位相（位置）１０ｐ１及び１０ｐ２を示している。
【００４３】
本実施形態に係る光走査装置１１では、画像形成用入射光学系７５ａを通過した光束ＬＡと同期検知用入射光学系７５ｂを通過した光束ＬＢとはそれぞれ、ポリゴンミラー１０ｐの互いに異なる偏向面３０２及び３０１に入射する。
上述の通り、ポリゴンミラー１０ｐは、図中矢印Ａの方向に回転している。
【００４４】
図２（ａ）に示されているように、ポリゴンミラー１０ｐが位相１０ｐ１に到達すると、第２の光源１ｂが発光し、同期検知用センサ５ｂに光束ＬＢが到達する。
ここで、３０３は位相１０ｐ１における偏向面３０１の面法線であり、３０４は偏向面３０１によって偏向された光束ＬＢの光路である。
【００４５】
次に、図２（ｂ）に示されているように、位相１０ｐ１から位相１０ｐ２まで１７度だけポリゴンミラー１０ｐが回転すると、第１の光源１ｐが発光し、被走査面１５ｐ上における画像形成のための走査が開始される。
ここで、３０５は位相１０ｐ２における偏向面３０１の面法線であり、３０６は偏向面３０２によって偏向された光束ＬＡ１の光路である。
【００４６】
次に、本実施形態の特徴について説明する。
本実施形態に係る光走査装置１１では、装置の小型化を図るように同期検知光学系を配置している。
具体的には、そのために、同期検知用入射光学系７５ｂのアナモフィックレンズ３ｂの焦点距離を短くすることによって、同期検知用入射光学系７５ｂの光路長を短縮し、それにより、本実施形態に係る光走査装置１１の小型化を達成している。
【００４７】
本実施形態に係る光走査装置１１では、表２に示されているように、画像形成用入射光学系７５ａの第１のコリメーターレンズ３ｐの主走査方向の焦点距離に比べて、同期検知用入射光学系７５ｂのアナモフィックレンズ３ｂの主走査方向の焦点距離は短くなっている。
【００４８】
また、本実施形態に係る光走査装置１１では、同期検知用入射光学系７５ｂのアナモフィックレンズ３ｂの主走査方向の焦点距離を短くすることによって、光走査装置１１の小型化を達成すると共に、以下に示す効果も得ることができる。
【００４９】
図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第２の光源１ｂから出射した光束ＬＢが焦点距離２５ｍｍ及び７５ｍｍのアナモフィックレンズ３ｂによって互いに同一幅の平行光束に変換される様子を示している。
【００５０】
図３（ａ）及び（ｂ）からわかるように、焦点距離が短いアナモフィックレンズ３ｂの方がアナモフィックレンズ３ｂによって略平行光束に変換される対象となる第２の光源１ｂからの光束ＬＢの射出角θが大きくなるため、変換された平行光束の光量は大きくなる。逆に言うと、焦点距離が長いレンズを用いてしまうと、変換された平行光束の光量は低下してしまう。
【００５１】
図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第２の光源１ｂから互いに同一の出射角で出射した光束ＬＢが互いに異なる焦点距離のアナモフィックレンズ３ｂによって平行光束に変換される様子を示している。
図４（ａ）及び（ｂ）からわかるように、焦点距離が長いアナモフィックレンズ３ｂを用いた方が、アナモフィックレンズ３ｂの主走査方向の有効径を大きくしなければならない。
そのため、同期検知用入射光学系７５ｂの主走査方向のサイズが大きくなってしまい、これは光走査装置の大型化に繋がってしまう。
逆に言うと、焦点距離が短いアナモフィックレンズ３ｂを用いると、アナモフィックレンズ３ｂの主走査方向の有効径を小さくすることができ、光走査装置の小型化に繋がる。
【００５２】
以上に示したように、本実施形態に係る光走査装置１１では、同期検知用入射光学系７５ｂのアナモフィックレンズ３ｂの主走査方向の焦点距離を短くすることによって、光走査装置１１の小型化を達成すると共に、同期検知用センサ５ｂ上に集光される光束ＬＢの光量も増大させることができる。
【００５３】
次に、光源の種類とレンズとの関係について考える。
ＶＣＳＥＬ光源は、Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ（ＮＦＰ）が広い一方で、Ｆａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ（ＦＦＰ）が狭いという特性を有している。
そして、ＦＦＰはガウス分布であるため、ＶＣＳＥＬ光源のようにＦＦＰが狭いと、光量分布が先鋭化し、入射瞳の中央部と端部とで通過する光線の光量差が大きくなる。
【００５４】
ここで、図３（ａ）のように、第２の光源１ｂにＶＣＳＥＬを用いて、第２の光源１ｂから出射した光束を焦点距離が短いアナモフィックレンズ３ｂによって平行光束に変換する場合を考える。
上記のように、アナモフィックレンズ３ｂの焦点距離が短いと、第２の光源１ｂからアナモフィックレンズ３ｂまでの光束の射出角θが大きくなるため、入射瞳の中央部と端部とで通過する光線の光量差がさらに大きくなる。
そのため、同期検知用センサ５ｂ上において集光し、スポットを形成する際に、入射瞳端部を通過した光線の光量が小さくなっているため、実効的な光束幅が減少することにより、実効的なＦナンバーが小さくなってしまう。
そのため、同期検知用センサ５ｂ上における主走査方向のスポット径が大きくなってしまい、検知速度が遅くなることで検知精度が低下してしまう。
【００５５】
そこで、本実施形態に係る光走査装置１１では、同期検知用入射光学系７５ｂの第２の光源１ｂとして、ＦＦＰがＶＣＳＥＬよりも広い端面発光型のレーザー光源を採用しており、これにより、アナモフィックレンズ３ｂの焦点距離を短くすることができる。
従って、本実施形態に係る光走査装置１１では、画像形成用入射光学系７５ａの第１の光源１ｐと同期検知用入射光学系７５ｂの第２の光源１ｂとは、互いに違う種類の光源である。
すなわち、画像形成用入射光学系７５ａの第１の光源１ｐとしてＶＣＳＥＬ光源を用いている一方で、同期検知用入射光学系７５ｂの第２の光源１ｂとしては、端面発光型のレーザー光源を用いている。
【００５６】
なお、本実施形態に係る光走査装置１１では、第１の光源１ｐのＦＦＰは、主走査方向及び副走査方向共に７．９度である。
一方、第２の光源１ｂのＦＦＰは、主走査方向で１２度、副走査方向で３０度となっている。ここで、第２の光源１ｂについては主走査方向と副走査方向とでＦＦＰが逆転していても構わない。
【００５７】
また、本実施形態に係る光走査装置１１では、画像形成用入射光学系７５ａのＦナンバーは、主走査方向では１１．７、副走査方向では２２．９である。
一方、同期検知用入射光学系７５ｂのＦナンバーは、主走査方向では３．８、副走査方向では９．６である。
【００５８】
図５は、同期検知を画像形成用光源から出射した光束を用いて行う光走査装置１００の主走査断面図である。
【００５９】
光走査装置１００は、光源１０１、副走査開口１０２、第１のコリメーターレンズ１０３、第２のコリメーターレンズ１０４、シリンドリカルレンズ１０５、主走査開口１０６、及び光路分割素子１０７を備えている。
また、光走査装置１００は、ＡＰＣ用レンズ１０８、ＡＰＣセンサ１０９、ポリゴンミラー１１０、第１の結像光学素子１１１ｐ、及び第２の結像光学素子１１２ｐを備えている。
また、光走査装置１００は、第１の防塵ガラス１１３ｐ、第２の防塵ガラス１１４ｐ、同期検知用レンズ１０４ｂ、同期検知用センサ１０５ｂを備えている。
すなわち、光走査装置１００は、２つの光源及び２つの入射光学系を備える本実施形態の光走査装置１１とは異なり、画像形成用と同期検知用とで兼用される１つの光源及び１つの入射光学系のみを備えている。
【００６０】
光走査装置１００の入射光学系１７５は、副走査開口１０２、第１のコリメーターレンズ１０３、第２のコリメーターレンズ１０４、シリンドリカルレンズ１０５、主走査開口１０６及び光路分割素子１０７によって構成される。
また、光走査装置１００の画像形成用結像光学系１８５ａは、第１の結像光学素子１１１ｐ及び第２の結像光学素子１１２ｐによって構成される。
また、光走査装置１００の同期検知用結像光学系１８５ｂは、同期検知用レンズ１０４ｂによって構成される。
【００６１】
光走査装置１００では、矢印Ａの方向にポリゴンミラー１１０が所定の角度まで回転すると、光源１０１から出射した光束が同期検知用センサ１０５ｂに入射し、書き出しタイミングが決定される。
そして、さらにポリゴンミラー１１０が回転すると、光束は被走査面１１５ｐ上の１１５ｓに到達することで、被走査面１１５ｐ上における走査、すなわち画像情報の書き出しが開始される。
【００６２】
光走査装置１００では、光源１０１から出射する光束の光量Ｉは、被走査面１１５ｐ上において要する単位面積当たりの光エネルギーと、入射光学系１７５及び画像形成用結像光学系１８５ａによる損失とから決定される。
そして、同期検知用センサ１０５ｂに入射する光束の光量は、光量Ｉに対する入射光学系１７５及び同期検知用結像光学系１８５ｂによる損失から決定される。
【００６３】
すなわち、光走査装置１００では、所望される被走査面１１５ｐ上における照射スポットの光量が小さくなればなるほど、光源１０１の光量Ｉは小さくできる。
しかしながら、光源１０１の発光光量Ｉが小さくなると、同期検知用センサ１０５ｂに入射する光束の光量も小さくなってしまう。
【００６４】
一方で、本実施形態に係る光走査装置１１では、画像形成用の第１の光源１ｐと同期検知用の第２の光源１ｂとが設けられている。
そのため、第１の光源１ｐ及び第２の光源１ｂの発光光量をそれぞれ適切に設定することで、被走査面１５ｐに入射する光束の光量と同期検知用センサ５ｂに入射する光束の光量とを独立に制御することができる。
【００６５】
さらに、本実施形態に係る光走査装置１１では、同期検知用結像光学系８５ｂのアナモフィックレンズ３ｂとして焦点距離が短いレンズを用いているため、第２の光源１ｂからアナモフィックレンズ３ｂまでの光束ＬＢの射出角θが大きくなる。そのため、変換された平行光束の光量は大きくなる。
従って、焦点距離が長いレンズを用いた場合に比べて、第２の光源１ｂの発光光量を小さくすることができ、これにより、第２の光源１ｂの長寿命化も達成することができる。
【００６６】
次に、本実施形態に係る光走査装置１１の同期検知用光学系の配置について説明する。
図６（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る光走査装置１１の主走査断面図を示している。
【００６７】
図６（ａ）及び（ｂ）に示されているように、本実施形態に係る光走査装置１１では、主走査断面内に投影したとき、画像形成用結像光学系８５ａの光軸８０１を挟んで、画像形成用入射光学系７５ａの反対側に、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂが配置されている。
【００６８】
図６（ａ）において、８０２は、光軸８０１方向において、ポリゴンミラー１０ｐの外接円上で被走査面１５ｐから最も遠い位置を通り、主走査断面内の光軸８０１に垂直な方向（すなわち、主走査方向）に平行な直線（第１の直線）である。
また、８０３は、第１の結像光学素子１１ｐのポリゴンミラー１０ｐ側光学面（画像形成用結像光学系８５ａの最も偏向器側の光学面）の面頂点を通り、主走査方向に平行な直線（第２の直線）である。
このとき、装置の小型化を達成するために、本実施形態に係る光走査装置１１では、主走査断面内に投影したとき、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０２と直線８０３との間に配置されている。
【００６９】
また、図６（ｂ）において、８０５は、ポリゴンミラー１０ｐの中心を通り、主走査方向に平行な直線（第３の直線）であり、８０６は、第１の光源１ｐの中心発光点を通り、主走査方向に平行な直線（第４の直線）である。
このとき、装置の小型化を達成するために、本実施形態に係る光走査装置１１では、主走査断面内に投影したとき、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０５と直線８０６との間に配置されている。
【００７０】
また、図６（ａ）において、８０８は、主走査方向に有効径が最も大きい、すなわち被走査面１５ｐに最も近い第２の結像光学素子１２ｐの光軸８０１を挟んで画像形成用入射光学系７５ａとは反対側の主走査方向端部１２ｐ’を通り、光軸８０１に平行な直線（第５の直線）である。
ここで、主走査方向端部１２ｐ’は、不図示の取り付け部も考慮した第２の結像光学素子１２ｐの外形の端部を表している。なお、外形を含めた第２の結像光学素子１２ｐの大きさは、有効径の約１．２〜１．３倍である。
このとき、装置の小型化を達成するために、本実施形態に係る光走査装置１１では、主走査断面内に投影したとき、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０８と光軸８０１との間に配置されている。
【００７１】
また、図６（ａ）において、８０９は、直線８０２と光軸８０１との交点（第１の交点）８０Ａと、直線８０３と直線８０８との交点（第２の交点）８０Ｂとを通る直線（第６の直線）である。
このとき、装置の小型化を達成するために、本実施形態に係る光走査装置１１では、主走査断面内に投影したとき、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０２、８０８及び８０９によって囲まれる三角形領域８１２内に配置されている。
これは、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂが、第１の光源１ｐから出射し、ポリゴンミラー１０ｐによって偏向された光束ＬＡを遮光しないようにするためである。
このため、本実施形態に係る光走査装置１１では、領域８１２内に配置されるように同期検知用光学系の光路長を設定している。
【００７２】
以上のことをまとめると、本実施形態に係る光走査装置１１では、装置の小型化を達成するために、主走査断面内に投影したとき、光軸方向においては、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０２と直線８０３との間に配置されていることが好ましい。
また、本実施形態に係る光走査装置１１では、装置の小型化を達成するために、主走査断面内に投影したとき、光軸方向においては、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０５と直線８０６との間に配置されていることがより好ましい。
また、本実施形態に係る光走査装置１１では、装置の小型化を達成するために、主走査断面内に投影したとき、主走査方向においては、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０８と光軸８０１との間に配置されていることが好ましい。
加えて、本実施形態に係る光走査装置１１では、装置の小型化を達成するために、主走査断面内に投影したとき、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０２、８０８及び８０９によって囲まれる三角形領域８１２内に配置されていることがより好ましい。
【００７３】
本実施形態に係る光走査装置１１では、２つの光源、すなわち第１の光源１ｐ及び第２の光源１ｂ、及び２つの入射光学系、すなわち画像形成用入射光学系７５ａ及び同期検知用入射光学系７５ｂを設けている。それにより、走査速度の高速化を達成している。
また、上記を満たすように、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂを配置しており、それにより、光走査装置の小型化も達成している。
【００７４】
また、本実施形態に係る光走査装置１１では、第２の光源１ｂからポリゴンミラー１０ｐ上の偏向点までの光路長と、該偏向点から同期検知用センサ５ｂまでの光路長とを略同一に設定している。
これにより、第２の光源１ｂ及び同期検知用センサ５ｂそれぞれの主走査方向位置を近づけることが容易となり、不図示のそれぞれを制御するための電気基板を共通化させることができる。
そのため、光走査装置の小型化に加えて、低コスト化も達成することもできる。
【００７５】
次に、本実施形態に係る光走査装置１１の同期検知用センサ５ｂ上における副走査方向のスポット形状について説明する。
【００７６】
本実施形態に係る光走査装置１１では、同期検知用レンズ４ｂによる副走査方向における結像位置をＬＳＦ（Ｌｉｎｅ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）像面の略中心になるようにしている。
ここで、ＬＳＦとは、所定の結像位置において評価したい方向（主走査方向若しくは副走査方向）に対して垂直な方向（副走査方向若しくは主走査方向）に、結像スポットの点像分布強度関数を重ね合わせて規格化したものである。
すなわち、ここでは、副走査方向におけるスポット形状を議論するため、所定の結像位置において副走査方向に対して垂直な主走査方向に、結像スポットの点像分布強度関数を重ね合わせて規格化して得られたＬＳＦを考える。
また、ＬＳＦのピーク強度の１／ｅ２におけるスライス幅を、ＬＳＦスポット径と称する。
【００７７】
そして、ＬＳＦ像面とは、所定の結像スポットに対して、光軸方向のデフォーカス量に対するＬＳＦスポット径の変化をプロットしたものである。
【００７８】
図７は、本実施形態に係る光走査装置１１の同期検知用結像光学系８５ｂによる副走査方向のＬＳＦ像面を示している。換言すると、図７は、本実施形態に係る光走査装置１１の同期検知用結像光学系８５ｂにおけるデフォーカス量に対する副走査方向のＬＳＦスポット径の変化を示している。
なお、図７では、同期検知用センサ５ｂの配置位置をデフォーカス量の原点としている。
【００７９】
本実施形態に係る光走査装置１１では、副走査方向のＬＳＦスポット径がデフォーカス範囲内で一番小さくなる光軸上の位置に同期検知用センサ５ｂを配置している。
また、例えば、同期検知用センサ５ｂ上に付着したゴミやケバの大きさに比べて同期検知用センサ５ｂ上に形成されるスポットが十分に大きくない場合には、同期検知用センサ５ｂ上での光量が低下する虞がある。
また、同期検知用センサ５ｂの受光範囲に対してスポットが大き過ぎる場合にも、同期検知用センサ５ｂ上での光量が低下し、正確に同期検知することができない可能性がある。
従って、光軸に沿って同期検知用センサ５ｂが移動しても、副走査方向のＬＳＦスポット径の変化が鈍感であることが望ましい。
そのためには、同期検知用センサ５ｂに入射する光束ＬＢの角度を狭くすることが好ましい。
【００８０】
一方、図５に示されている光走査装置１００のような構成において、同期検知用センサ１０５ｂの取り込み角度を狭くしようとすると次の弊害が生じる。
【００８１】
光走査装置１００では、１つの入射光学系１７５で画像形成用と同期検知用とを兼用しているために、入射光学系１７５において光束幅を狭めると、被走査面１１５ｐ上に形成されるスポットが大きくなるために、所望の画質を達成することができない。
さらに、入射光学系１７５において光束幅を狭めると、入射光学系１７５を通過した光束の明るさが暗くなるため、レーザー光源１０１は定格を越えた出力が要求され、それにより、被走査面１１５ｐ上でのスポット形状がぼけ、画質が劣化してしまう。
なお、入射光学系１７５において光束幅を狭めずに、同期検知用結像光学系１８５ｂに新たに副走査開口を設けることで、被走査面１１５ｐ上でのスポット劣化を改善することはできる。
しかしながら、上記のように、光源１０１から出射する光束の光量Ｉは、被走査面１１５ｐ上において要する単位面積当たりの光エネルギーと、入射光学系１７５及び画像形成用結像光学系１８５ａによる損失とから決定される。
そのため、同期検知用結像光学系１８５ｂに新たに副走査開口を設けると、同期検知用センサ１０５ｂ上での光量低下が発生する。
【００８２】
本実施形態に係る光走査装置１１では、画像形成用と同期検知用とでそれぞれ光源及び入射光学系が設けられている。
そのため、同期検知用センサ５ｂの取り込み角度を狭くするためには、第２の光源１ｂ及び同期検知用入射光学系７５ｂを調整すれば良い。
それにより、被走査面１５ｐ上でのスポット形状を維持すると共に、同期検知用センサ５ｂ上での光量確保及び良好なスポット形状を達成することができる。
【００８３】
本実施形態に係る光走査装置１１において、具体的には、第２の光源１ｂとして、定格が第１の光源１ｐよりも高いレーザー光源を用いている。
また、本実施形態に係る光走査装置１１では、開口２ｂの副走査方向の開口径は０．９ｍｍである。さらに、副走査方向において、画像形成用入射光学系７５ａよりも同期検知用入射光学系７５ｂのほうが入射Ｆナンバーが暗くなっている。ここで、入射Ｆナンバーとは、光束の取り込み角に対応している。
【００８４】
本実施形態に係る光走査装置１１では、図７に示されているように、同期検知用センサ５ｂが配置位置から±２ｍｍの範囲で移動しても、副走査方向のＬＳＦスポット径はほとんど変化しない。
従って、同期検知用センサ５ｂが光軸方向にずれた位置に取り付けられたとしても、ゴミやケバによる検知精度低下や、スポットのセンサ面からのはみ出しは発生しない。
【００８５】
［第二実施形態］
図８は、第二実施形態に係る光走査装置２１の主走査断面図を示している。
なお、同一の構成部材については、同一の符番を付して説明を省略する。
【００８６】
上述のように、光軸に沿って同期検知用センサ５ｂが移動しても、副走査方向のＬＳＦスポット径の変化を鈍感にするためには、同期検知用センサ５ｂに入射する光束ＬＢの角度を狭くすればよい。
そのための方法として、同期検知用センサ５ｂの手前に、可能な限り小さい開口絞りを配置すること、同期検知用レンズ４ｂの副走査方向の焦点距離を長くすること等が挙げられる。
前者の方法については、製造可能な絞り径には限界があるという問題が挙げられる。
また、後者の方法について、同期検知用レンズ４ｂの副走査方向の焦点距離を長くすれば、絞り径の大きさを変えることなく同期検知用センサ５ｂ上でＬＳＦスポット径を大きくすることができる。
しかしながら、同期検知用レンズ４ｂとして焦点距離の長いレンズを用いると、ポリゴンミラー１０ｐの偏向面から同期検知用センサ５ｂまでの光路長が長くなってしまい、装置の大型化に繋がる。
【００８７】
そこで、本実施形態に係る光走査装置２１では、主走査断面内において、同期検知用結像光学系８５ｂ及び同期検知用センサ５ｂを、光軸８０１を挟んで同期検知用入射光学系７５ｂとは反対側、すなわち画像形成用入射光学系７５ａと同じ側に配置している。
また、主走査断面内において、同期検知用結像光学系８５ｂ及び同期検知用センサ５ｂを、画像形成用入射光学系７５ａを挟んで、ＡＰＣ光学系９５及びＡＰＣセンサ９ｐとは反対側に配置している。
これにより、装置を大型化させないように、ポリゴンミラー１０ｐの偏向面から同期検知用センサ５ｂまでの光路長を長くすることができる。
【００８８】
第一実施形態に係る光走査装置１１では、図７に示されているように、同期検知用センサ５ｂ上での副走査方向のＬＳＦスポット径は、デフォーカス±２ｍｍの範囲で、約６０μｍの大きさを保つことができている。
本実施形態に係る光走査装置２１では、以下に示すように、第一実施形態に係る光走査装置１１よりもさらにＬＳＦスポット径をデフォーカス方向に対して安定させることができるように構成している。
【００８９】
同期検知用レンズ４ｂの出射面から同期検知用センサ５ｂまでの光軸に沿った距離は、第一実施形態に係る光走査装置１１では５６．４ｍｍである一方で、第二実施形態に係る光走査装置２１では７６．２ｍｍとしている。
本実施形態に係る光走査装置２１では、同期検知用レンズ４ｂの出射面から同期検知用センサ５ｂまでの距離を長くするために、同期検知用レンズ４ｂの出射面の曲率を緩くしている。また、本実施形態に係る光走査装置２１の同期検知用レンズ４ｂの焦点距離を、第一実施形態に係る光走査装置１１の同期検知用レンズ４ｂの焦点距離よりも長くしている。
これにより、第２の光源１ｂの出射強度を下げることなく、ＬＳＦスポット径を太らせることができる。
【００９０】
図９は、本実施形態に係る光走査装置２１の同期検知用結像光学系８５ｂにおけるデフォーカス量に対する副走査方向のＬＳＦスポット径の変化を示している。
図９に示されているように、副走査方向のＬＳＦスポット径は、デフォーカス±３ｍｍの範囲で、約１８５μｍの大きさを保つことができている。
【００９１】
なお、本実施形態に係る光走査装置２１における同期検知用入射光学系７５ｂの主走査方向のＦナンバーは３．８であり、副走査方向のＦナンバーは２８．９である。
【００９２】
次に、本実施形態に係る光走査装置２１における同期検知について説明する。
まず、第一実施形態に係る光走査装置１１では、ポリゴンミラー１０ｐの同期検知のための光束ＬＢが入射する偏向面３０１と画像形成のための光束ＬＡが入射する偏向面３０２とは、互いに異なる偏向面である。
そのため、偏向面３０１と偏向面３０２とで面情報が異なるために、面分割誤差を予め測定することで、良好な画像を得ることができる。
【００９３】
ここで、面分割誤差とは、対応する偏向面間での同期検知から画像書き出し開始までの時間差のばらつきである。
ポリゴンミラー１０ｐが完全な正五角形であれば、全ての対応する偏向面の間で同期検知から画像書き出しまでの時間差は同一である。
しかしながら、製造誤差により、ポリゴンミラー１０ｐの回転中心から各偏向面までの距離の間にばらつきがあると、偏向面毎に同期検知から画像書き出し開始までの時間差にばらつき、すなわち面分割誤差が生じてしまう。
そのような場合に、全ての偏向面に対して、同一の画像書き出しタイミングを設定してしまうと、偏向面毎で実際の画像書き出しタイミングが異なってしまい、画像不良が発生する。
【００９４】
そこで、本実施形態に係る光走査装置２１では、ポリゴンミラー１０ｐの同期検知のための光束ＬＢが入射する偏向面と画像形成のための光束ＬＡが入射する偏向面とを、互いに同じ偏向面にしている。
これにより、同期検知と画像形成とで、偏向面の面情報を同じにすることができるため、面分割誤差の測定は不要となり、組み立て時のタクトタイムを減少できると共に、同期検知の正確性を向上させることができる。
【００９５】
本実施形態に係る光走査装置２１では、図８に示されているように、主走査断面内において、第２の光源１ｂを、第１の結像光学素子１１ｐの主走査方向における走査開始側端部近傍に配置している。また、本実施形態に係る光走査装置２１では、同期検知用センサ５ｂを、第１の結像光学素子１１ｐの主走査方向における走査終了側端部近傍に配置している。
【００９６】
ここで、ポリゴンミラー１０ｐの各偏向面を３０１、３０２、３０３、３０４及び３０５と呼び、偏向面３０１で同期検知を行なう場合を考える。
そのとき、所定のタイミングにおいてポリゴンミラー１０ｐが所定の位相に回転したとき、第２の光源１ｂが発光することによって光束ＬＢが出射した後、偏向面３０１によって反射され、同期検知用センサ５ｂに入射し、同期検知が行なわれる。
そして、さらにポリゴンミラー１０ｐが１４度回転した際に、同一の偏向面３０１に対して第１の光源１ｐからの光束ＬＡが入射し偏向されることによって、画像書き出しが開始される。
【００９７】
以上のことを含めて、図１０（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第一実施形態に係る光走査装置１１及び本実施形態に係る光走査装置２１における同期検知と画像形成の各タイミングチャートを示している。
【００９８】
図１０（ａ）に示されているように、第一実施形態に係る光走査装置１１では、タイミングｔｂから所定の時間において偏向面３０１によって偏向された光束ＬＢによって同期検知が行われる（黒領域）。その後タイミングｔｓにおいて異なる偏向面３０２によって偏向された光束ＬＡによって画像書き出しが開始され、タイミングｔｅにおいて画像書き出しが終了する（ハッチング領域）。
そして、タイミングｔ０においてポリゴンミラー１０ｐは、３６０／５＝７２度だけ回転し、タイミングｔｂから所定の時間において偏向面３０５によって偏向された光束ＬＢによって同期検知が行われる。その後タイミングｔｓにおいて異なる偏向面３０１によって偏向された光束ＬＡによって画像書き出しが開始され、タイミングｔｅにおいて画像書き出しが終了する。以後、これを繰り返す。
【００９９】
一方、本実施形態に係る光走査装置２１では、図１０（ｂ）に示されているように、タイミングｔｂから所定の時間において偏向面３０１によって偏向された光束ＬＢによって同期検知が行われる（黒領域）。その後タイミングｔｓにおいて同一の偏向面３０１によって偏向された光束ＬＡによって画像書き出しが開始され、タイミングｔｅにおいて画像書き出しが終了する（ハッチング領域）。
そして、タイミングｔ０においてポリゴンミラー１０ｐは、３６０／５＝７２度だけ回転し、タイミングｔｂから所定の時間において偏向面３０５によって偏向された光束ＬＢによって同期検知が行われる。その後タイミングｔｓにおいて同一の偏向面３０５によって偏向された光束ＬＡによって画像書き出しが開始され、タイミングｔｅにおいて画像書き出しが終了する。以後、これを繰り返す。
【０１００】
このように、本実施形態に係る光走査装置２１では、所定の区間（すなわち、ポリゴンミラー１０ｐが３６０／５＝７２度だけ回転する区間）において、同期検知と画像形成とが同一の偏向面を用いて行われる。
そのため、面分割誤差の測定は不要となり、組み立て時のタクトタイムを減少できると共に、同期検知の正確性を向上させることができる。
【０１０１】
［第三実施形態］
図１１は、第三実施形態に係る光走査装置３１の主走査断面図を示している。
なお、同一の構成部材については、同一の符番を付して説明を省略する。
【０１０２】
本実施形態に係る光走査装置３１では、第一及び第二実施形態に係る光走査装置１１及び２１とは異なり、アナモフィックレンズ３ｂと同期検知用レンズ４ｂとが一体に成形された一体成形レンズ２０１が設けられている。
すなわち、一体成形レンズ２０１は、一つの面に二つの光学面を備えている。
これにより、光走査装置の更なる小型化及び低コスト化を達成している。
【０１０３】
図１２は、本実施形態に係る光走査装置３１の一体成形レンズ２０１の斜視図を示している。
図１２に示されているように、本実施形態に係る光走査装置３１では、第２の光源１ｂから出射し、開口２ｂを通過した光束ＬＢは、光軸２１２に沿ってアナモフィックレンズ部２１１に入射する。
その後、光束ＬＢは、ポリゴンミラー１０ｐの偏向面によって偏向され、光軸２１４に沿って同期検知用レンズ部２１３に入射し、同期検知用センサ５ｂ上に集光される。
【０１０４】
なお、本実施形態に係る光走査装置３１では、光軸２１２と光軸２１４との間の角度は１０度である。
また、２１５は、アナモフィックレンズ部２１１及び同期検知用レンズ部２１３の両光学部を保持する一体成形レンズ２０１の外形部を示しており、外形部２１５と両レンズ部２１１及び２１３とを樹脂で一体成形すると、低コストで製造することができる。
【０１０５】
上記のように、本実施形態に係る光走査装置３１では、同期検知用入射光学系７５ｂの光路と同期検知用結像光学系８５ｂの光路との間の角度は１０度である。
この角度を大きくしてしまうと、一体成形レンズ２０１の主走査方向の長さが大きくなってしまうことに注意が必要である。
【０１０６】
本実施形態に係る光走査装置３１のように、アナモフィックレンズ３ｂと同期検知用レンズ４ｂとを主走査方向に一体に成形した一体成形レンズ２０１を用いることにより、部品点数削減及びタクトタイム短縮を達成することができる。
【０１０７】
なお、本実施形態に係る光走査装置３１では、アナモフィックレンズ部２１１の光軸２１２と同期検知用レンズ部２１３の光軸２１４とは主走査断面に平行である。
しかしながら、アナモフィックレンズ部２１１による反射光が第２の光源１ｂに戻ることによる発振の不安定化を防ぐために、光軸２１２及び光軸２１４の主走査断面に対する角度を数分程度持たせても構わない。
【０１０８】
また、本実施形態に係る光走査装置３１では、アナモフィックレンズ部２１１の焦点距離は４０ｍｍであり、画像形成用入射光学系７５ａの第１のコリメーターレンズ３ｐの焦点距離よりも短くすることで、装置の小型化を達成している。
また、本実施形態に係る光走査装置３１では、アナモフィックレンズ部２１１、同期検知用レンズ部２１３及び外形部２１５を樹脂素材で一体成形することによって、一体成形レンズ２０１を製造している。
また、アナモフィックレンズ部２１１のパワーを有する光学面は回折格子を有しており、昇温によるピント差をキャンセルできるように格子間隔が設定されている。
【０１０９】
また、本実施形態に係る光走査装置３１では、第一実施形態に係る光走査装置１１と同様に、装置の小型化を達成するために、主走査断面内に投影したとき、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０５と直線８０６との間に配置されている。
【０１１０】
このように、実施形態に係る光走査装置３１では、同期検知用入射光学系７５ｂ及び同期検知用結像光学系８５ｂは、直線８０５と直線８０６との間に配置することに加えて、アナモフィックレンズ３ｂと同期検知用レンズ４ｂとを主走査方向に一体に成形した一体成形レンズ２０１を用いることにより、装置の更なる小型化を達成している。
【０１１１】
また、本実施形態に係る光走査装置３１における同期検知用入射光学系７５ｂの主走査方向のＦナンバーは６．７であり、副走査方向のＦナンバーは１２．１である。
【０１１２】
［画像形成装置］
図１３は、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画像形成装置６０の要部副走査断面図を示している。
【０１１３】
画像形成装置６０は、光走査装置を４個並行して配置し、各々が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。
画像形成装置６０は、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る光走査装置１１、１２、１３、１４、像担持体としての感光体ドラム２２、２３、２４、２５、現像器３２、３３、３４、３５、搬送ベルト５１、及びプリンタコントローラ５３を備えている。
【０１１４】
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（コードデータ）が入力される。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）、Ｋ（ブラック）の各画像パターンに変換される。これらの画像パターンは、画像信号及び画像情報として、それぞれ光走査装置１１、１２、１３、１４に入力される。そして、これらの光走査装置１１、１２、１３、１４からは、各色の画像パターンに応じて変調された光束４１、４２、４３、４４が出射する。これらの光線によって感光体ドラム２２、２３、２４、２５の感光面が主走査方向に走査される。
【０１１５】
画像形成装置６０では、例えば、光走査装置１１にはＣ（シアン）、光走査装置１２にはＭ（マゼンタ）、光走査装置１３にはＹ（イエロー）、光走査装置１４にはＫ（ブラック）の画像信号が入力される。そして、各々並行して感光体ドラム２２、２３、２４、２５の感光面上に画像信号を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１１６】
画像形成装置６０は、上述の如く４つの光走査装置１１、１２、１３、１４により各々の画像データに基づいた光束を用いて、各色の静電潜像を各々対応する感光体ドラム２２、２３、２４、２５の感光面上に形成している。その後、各色の静電潜像が現像器３２、３３、３４、３５によって各色トナー像に現像され、現像された各色トナー像が被転写材に転写器によって多重転写され、転写されたトナー像が定着器５４によって定着され、１枚のフルカラー画像が形成される。
【０１１７】
なお、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。
また、画像形成装置６０は、４個の光走査装置及び感光体ドラムの構成に限定されるものではない。例えば、光走査装置と感光体ドラムとがそれぞれ１個のみで構成されていても構わない。また、光走査装置と感光体ドラムとがそれぞれ２個、３個、若しくは５個以上で構成されていても構わない。
【符号の説明】
【０１１８】
１ａ、１ｂ  光源（第１の光源、第２の光源）
３ｂ  アナモフィックレンズ（第２の光学素子）
３ｐ  第１のコリメーターレンズ（第１の光学素子）
５ｂ  同期検知用センサ（同期検知部）
１０ｐ  ポリゴンミラー（偏向器）
１１  光走査装置
１５ｐ  被走査面
７５ａ、７５ｂ  入射光学系（第１の入射光学系、第２の入射光学系）
８５ａ、８５ｂ  結像光学系（第１の結像光学系、第２の結像光学系）
ＬＡ、ＬＢ  光束（第１の光束、第２の光束）
【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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