(57)【要約】      （修正有）【課題】低コスト、小型で良好な画像を形成できる副走査斜入射の光走査装置を提供する。【解決手段】光走査装置は、光束を主走査方向に偏向する偏向手段４と、副走査断面内において光束を互いに異なる入射角で偏向面に入射させる複数の入射光学系ＬＡ１〜ＬＡ４と、偏向手段４により偏向された光束を被走査面上に集光する結像光学系と、を有し、副走査断面において、複数の入射光学系ＬＡ１〜ＬＡ４からの複数の光束は、同符号の入射角で偏向面４に入射する複数の光束を含む第一光束群と、第一光束群の入射角の符号とは異なる同符号の入射角で偏向面に入射する複数の光束を含む第二光束群と、からなり、結像光学系は、第一光学群および第二光束群の少なくとも一方に対し、光束群に含まれる全ての光束を同一の反射面で反射する反射光学素子を備えており、第一光束群に対する反射光学素子と第二光束群に対する反射光学素子との数の差は偶数である。【選択図】図１
2015219496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を主走査方向に偏向する偏向面を備える偏向手段と、副走査断面内において光束を互いに異なる入射角で前記偏向面に入射させる複数の入射光学系と、前記偏向手段により偏向された光束を被走査面上に集光する結像光学系と、を有する光走査装置であって、
副走査断面内において、前記複数の入射光学系からの複数の光束は、同符号の入射角で前記偏向面に入射する複数の光束を含む第一光束群と、前記第一光束群の入射角の符号とは異なる同符号の入射角で前記偏向面に入射する複数の光束を含む第二光束群と、から成り、
前記結像光学系は、前記第一光束群および前記第二光束群の少なくとも一方に対し、該光束群に含まれる全ての光束を同一の反射面で反射する反射光学素子を備えており、
前記第一光束群に対する前記反射光学素子と前記第二光束群に対する前記反射光学素子との数の差は偶数であることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
光路上において前記偏向反射面に最も近く配置された前記反射光学素子を第一反射光学素子とし、前記第一光束群の複数の光束が該第一反射光学素子で反射されるとしたとき、前記第二光束群の複数の光束のうち最も前記第一反射光学素子に近接する光束は、副走査断面における前記偏向反射面の法線となす角が最も小さい光束であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記結像光学素子のうち少なくとも１面は、前記複数の入射光学系からの光束ごとに個別に対応した光学機能面が前記変更手段の前記回転軸に平行な方向である副走査方向に並んだ形状を有する、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】
前記被走査面に最も近く配置された前記結像光学素子の少なくとも１面は、前記複数の入射光学系からの光束ごとに個別に対応した光学機能面が前記変更手段の前記回転軸に平行な方向である副走査方向に並んだ形状を有する、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】
前記結像光学系は、前記第一光束群の光路において、前記第一反射光学素子よりも前記偏向器側に配置される第一結像光学素子を有し、
前記第一光束群の複数の光束ごとに対応した個別の光学機能面が副走査方向に並んだ形状を有する前記結像光学素子の光軸と前記第一結像光学素子の光軸との副走査断面内でのなす角をΔθ（°）としたとき、
Δθ≦１０
を満たす、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】
前記偏向反射面から前記被走査面までの距離をＴｃ、前記偏向反射面から前記複数の入射光学系からの光束ごとに個別に対応した光学機能面が副走査方向に並んだ形状を有する前記結像光学素子までの距離をＴｓとしたとき、
【数１】
2015219496.tif 000030
を満たすことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記結像光学系における、副走査方向の結像倍率をβs、前記被走査面における副走査方向のスポット径をＤs、光束の波長をλ、前記第一反射光学素子で反射されない光束のうち、もっとも前記第一反射光学素子に近接する光束の副走査断面内での前記偏向反射面へ入射角の絶対値をαmin、前記偏向手段から前記第一反射光学素子までの距離をＴMとしたときに、
【数２】
2015219496.tif 000031
を満たすこと、を特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項８】
光学機能面が副走査方向に上下に並んだ形状を有する前記結像光学素子の少なくとも１つは、前記第一反射光学素子の直後に設置される、ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記結像光学系は２以上の結像光学素子を含み、該結像光学素子のうち、最も前記被走査面に近い位置に配置される結像光学素子は、すべての前記反射光学素子よりも前記被走査面側に設置される、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記第一反射光学素子を有する光路に配置された反射光学素子であって、前記偏向面から前記被走査面に向かって第ｉ番目の前記反射光学素子の面法線の副走査断面内における前記回転軸に垂直な断面である主走査断面となす角度（°）をθMiとおくとき、
【数３】
2015219496.tif 000032
但し、
sign(i)＝＋１      (i:偶数のとき)
sign(i)＝−１      (i:奇数のとき)
を満たすことを特徴とする、請求項２に記載の光走査装置。
【請求項１１】
該複数の入射光学系は前記回転軸に垂直な断面内において互いに異なる角度で前記偏向反射面へ入射す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】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光走査装置を有す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、走査光学系及びそれを用いた画像形成装置に関し、例えば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（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、タンデム式の画像形成装置に搭載される光走査装置として、複数の光束をポリゴンミラーに対して副走査断面内で斜入射（副走査斜入射）させる斜入射光学系を採用し、複数の感光ドラム間でポリゴンミラーを共用して小型化を図ったものが提案されている。
【０００３】
特許文献１及び２には、複数の感光ドラムそれぞれへ向かうすべての光をポリゴンミラーの一つの偏向面に入射させる斜入射光学系（片側走査光学系）を採用することにより、設置面積の低減を図った構成が記載されている。特許文献１では、すべての感光ドラムへ向かう複数の光束が入射する第一結像レンズと、２つの感光ドラムへ向かう２つの光束を反射する共通の折り返しミラーと、その後に２つの感光ドラムに向かう光束が入射する共通の第二結像レンズと、を有する構成が提案されている。また、特許文献２においては、ポリゴンミラーユニットが４つの感光ドラムの副走査方向における設置位置の外側に配置され、かつ被走査面に近い側の結像レンズから出射するすべての光束が個別に分離反射されて各感光ドラムに向かう光走査装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３１６７３号公報
【特許文献２】特開２００５−２１９５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複写機やＬＢＰの設置面積を低減するために、感光ドラム間の距離（Ｄｐ）を短くして光走査装置の設置面積を低減した場合、特許文献１、２で開示される従来技術において以下の課題がある。
【０００６】
特許文献１では、２つの感光ドラムに共通の第二結像レンズに光線を入射させ、かつ他の感光ドラムへ向かう光束の光路が第二結像レンズと干渉しないようにする必要がある。そのため、共通ミラーで反射される光束を共通ミラーの面法線に対して鈍角に入射させ、光束をより高く上げる必要がある。また光走査装置に用いられるｆθ特性を有する結像光学系では、ポリゴンの偏向面から被走査面までに一定の光路長を必要とする。光路長が短い場合は、走査画角の増大による主走査方向端部での性能劣化の恐れがある。また結像レンズの設置位置に制約があり結像レンズをより被走査面側に配置しなければならない場合は、レンズの大型化とそれに伴うコストアップが発生する。以上の理由により光学性能と設置面積の小型化を両立した場合、特許文献１では、高さ方向の小型化と結像レンズの低コスト化が困難という課題がある。
【０００７】
特許文献２では、すべての結像レンズを通過した後で、各感光ドラムへ向かう光束の光路を反射により分離している。各感光ドラムに光束を導きつつ、光走査装置の設置面積を４つの感光ドラムの設置面積と略同等にするためには、ポリゴンミラーに対して極端に結像レンズを近接させる必要が発生し、結像倍率の増大を招く。結像倍率が増大すると、結像性能の劣化や印字位置精度の劣化を招く恐れがあるため、特許文献２の手法では、高精細な画像を担保しつつ、光走査装置の小型化を達成することは困難である。
【０００８】
そこで本発明は、片側走査光学系を採用している光走査装置において、小型化を達成しつつ良好な画像が得られる安価な光走査装置及び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、光束を主走査方向に偏向する偏向面を備える偏向手段と、副走査断面内において光束を互いに異なる入射角で前記偏向面に入射させる複数の入射光学系と、前記偏向手段により偏向された光束を被走査面上に集光する結像光学系と、を有する光走査装置であって、副走査断面内において、前記複数の入射光学系からの複数の光束は、同符号の入射角で前記偏向面に入射する複数の光束を含む第一光束群と、前記第一光束群の入射角の符号とは異なる同符号の入射角で前記偏向面に入射する複数の光束を含む第二光束群と、から成り、前記結像光学系は、前記第一光束群および前記第二光束群の少なくとも一方に対し、該光束群に含まれる全ての光束を同一の反射面で反射する反射光学素子を備えており、前記第一光束群に対する前記反射光学素子と前記第二光束群に対する前記反射光学素子との数の差は偶数である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安価で小型、かつ良好な画像を形成できる走査光学系、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】
【００１１】
【図１】実施例１の光走査装置の要部の主走査断面図
【図２】実施例１の結像光学系の要部の副走査断面図
【図３】実施例１の入射光学系ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４の要部の副走査断面図
【図４】実施例１の入射光学系ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４を光源手段側から見た図
【図５】実施例１の同期検知光学系ＬＣの要部の副走査断面図
【図６】実施例１の仮想面での光線高さの像高依存性の説明図
【図７】実施例１の第二結像レンズ５ｂ２上での光線通過領域の説明図
【図８】実施例１の図２に記載の断面Ａの説明図
【図９】実施例１の式（２）の説明図
【図１０】実施例１の折り返しミラーの反射面の説明図
【図１１】実施例１および参考例の第一共通ミラー近傍図
【図１２】実施例１の式（８）の説明図
【図１３】実施例２の結像光学系ＬＢの要部の副走査断面図
【図１４】実施例１および実施例２の光走査装置の画像形成装置
【図１５】共通ミラー１枚の構成を有する光走査装置の副走査断面（参考図）
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）とは偏向手段の回転軸（または揺動軸）及び結像光学系の光軸に垂直な方向（回転多面鏡で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）である。副走査方向（Ｚ方向）とは偏向手段の回転軸（または揺動軸）と平行な方向である。また主走査断面とは主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面（副走査方向に垂直な断面）である。また副走査断面（子線断面）とは主走査方向に垂直な断面である。
【００１３】
また以下の実施例の主走査方向および副走査方向の位置は第一結像レンズ５aの光軸を基準とするものとする。
【実施例１】
【００１４】
本実施例の走査光学系及びそれを用いた光走査装置は、発光点から出射したレーザー光束を所望の形状に変換する入射光学系ＬＡ１、ＬＡ２，ＬＡ３，ＬＡ４（まとめてＬＡと称する）を有する。また、入射光学系によって所望の形状に変換されたレーザー光束を、被走査面である感光ドラム面を走査するために偏向反射するために回転軸を中心に一定速度で回転する回転多面鏡を有する。さらに、回転多面鏡によって偏向反射されたレーザー光束を感光ドラム面の所望の位置に集光させるための結像光学系ＬＢ、及び感光ドラム面へのレーザー光束の照射開始タイミングを決定するための同期検出光学系（以下ＢＤ光学系）ＬＣを具備している。
【００１５】
図１は、本発明の実施例１の要部の主走査断面図である。図２は本発明の実施例１の走査光学系ＬＢの要部の副走査断面図である。図３は本発明の実施例１の入射光学系ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４の要部の副走査断面図である。図４は本発明の実施例１の入射光学系ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４を後述の光源手段１側から見た図である。図５は本発明の実施例１のＢＤ光学系ＬＣの要部の副走査断面図である。
【００１６】
表１は本実施例の構成のうち、（面の曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、屈折率Ｎ（以後、ＲＤＮとも記載する）や非球面係数以外の）主たる構成を示している。表２は本実施例の入射光学系と結像光学系のＲＤＮである。表３は本実施例のＢＤ光学系のＲＤＮである。表４は本実施例の入射光学系のアナモフィックコリメータレンズの母線方向および子線方向の曲率半径および回折格子の位相関数を示している。表５は本実施例の結像光学系の光学面の非球面係数を示している。表６は、本実施例のＢＤ光学系のＢＤレンズの非球面係数を示している。
【００１７】
次に、図１から図５を用いて各光学系の構成について述べる。
【００１８】
入射光学系ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４の構成は、回転多面鏡への副走査断面内での入射角度、及び主走査断面内での入射角度が異なる以外は互いに同一構成のため、代表してＬＡ１の構成について説明する。ＬＡ１は、光源手段１、開口絞り２、アナモフィックコリメータレンズ３より構成される。光源手段１は、発光点を有する半導体レーザーである。開口絞り２は光源手段１から出射した光束を所望の形状に切り取るものであり、ここでは矩形絞りとしている。ただし、開口絞り２は必要ならば、楕円等の任意の形状でも本発明には影響ない。アナモフィックコリメータレンズ３は、光源１から出射し、開口絞り３で所望の形状に成形された光束の収束度を変更するものである。ここでは、主走査方向には略平行光、副走査方向では回転多面鏡の偏向反射面近傍で集光するような光束に変換している（光源の像を形成している）。尚、略平行光とは、弱発散光、弱収束光および平行光を含むものとする。またアナモフィックレンズ３を、光源手段１からの光束を略平行光に変換するコリメータレンズと、平行光を回転多面鏡の偏向点近傍で副走査方向にのみ集光させるシリンドリカルレンズとに光学的機能を分担してもいい。
【００１９】
図１から分かるようにＬＡ１とＬＡ３からの光束は主走査断面内で同一の入射角度で回転多面鏡へ入射している。同様にＬＡ２とＬＡ４からの光束は主走査断面内で同一の入射角度で回転多面鏡へ入射している。
【００２０】
また図３からＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３，ＬＡ４からの光束は、それぞれ副走査断面内においては互いに異なる角度で回転多面鏡４の偏向反射面４ａに入射している。より具体的には、入射光学系ＬＡ１、ＬＡ２からの光束（第一光束群）の副走査断面における偏向反射面４ａへの入射角は、互いに異なるが同じ符号を有する。また、入射光学系ＬＡ３、ＬＡ４からの光束（第二光束群）の副走査断面における偏向反射面４ａへの入射角は、互いに異なるが第一光束群の入射角の符号とは異なる符号を有する。すなわち、第１光束群と第２光束群は、主走査断面を挟んで異なる側から、副走査断面内で偏向反射面４ａに入射している。この副走査断面内での入射角度に相互間で差を持たせることによって後述の光線分離手段での光線分離、及び分離された光線の各ドラム面への導光が可能となっている。
【００２１】
光偏向器としての回転多面鏡（ポリゴンミラー）４は、複数の偏向面４Ａを有しており、図１中に示した矢印Ａの方向に一定速度で回転している。入射光学系ＬＡからの光束は、一定速度で回転する回転多面鏡４で偏向反射され、結像光学系ＬＢへ導光される（図１）。本実施例では、低コスト化、低騒音化を達成するためにポリゴンミラー４は副走査方向高さが２ｍｍの薄型のポリゴンを用いている。また、ＬＡ１及びＬＡ４からの各光束が偏向面４Ａに入射する副走査方向での位置の差は、１ｍｍ以内となっていることが望ましい。１ｍｍ以上となると、ポリゴンミラーの副走査方向の高さを高くする必要が発生し、ポリゴンミラーの回転による騒音の増大や、ポリゴンミラーの回転駆動に必要な電力の増大、駆動寿命の低下等を招く恐れがある。
【００２２】
結像光学系ＬＢは、ポリゴンミラー４によって偏向反射された光束を感光ドラム面近傍で集光させるための結像光学素子である、第一結像レンズ５Ａ（第一結像光学素子）及び第二結像レンズ５Ｂを含む。第一結像レンズ５Ａ及び第二結像レンズ５Ｂはそれぞれ、主走査方向及び副走査方向に正の屈折力を有する。ただし、主走査方向と副走査方向の屈折力の大きさは異なる。また主走査方向においては、fθ特性を有しており、ポリゴンミラー４によって偏向反射された光束が被走査免上を一定速度で走査するように感光ドラム面近傍に集光させることを可能としている。また結像光学系ＬＢはポリゴンミラー４の偏向面（偏向反射面）４Ａの近傍と感光ドラム面８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋとを光学的に共役関係にすることで、偏向面４Ａの面倒れ補償を行っている（図１）。尚、本実施例では、感光ドラム面は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する感光ドラム面８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋより構成される。
【００２３】
また、感光ドラム面８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋに入射する光束に対応する入射光学系はそれぞれＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４である。（図２、図３、図４）
図２より、結像光学系ＬＢの第一結像レンズ５ａは、すべての感光ドラムに向かう光束に対して共通の結像レンズである。第二結像レンズ５ｂは、感光ドラム８ｙ、８ｍに向かう光束用の第二結像レンズ５ｂ１、及び感光ドラム８ｃ、８ｋに向かう光束用の第二結像レンズ５ｂ２より構成される。
【００２４】
ポリゴンミラー４の偏向面４Ａから感光ドラム面８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋまでの光路中には、光線分離手段としての折り返しミラー６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈが配置されている。折り返しミラーは、第一結像レンズ５ａと第二結像レンズ５ｂの間、または、第二結像レンズ５ｂと感光ドラム面との間に配置され、各感光ドラム面へ向かう光束を適宜分離反射することで、各光束を対応する感光ドラム面に導光している。
【００２５】
ただし折り返しミラー６ａから６ｈは図１では不図示としている。折り返しミラー６ａは感光ドラム８ｙおよび８ｍに向かう光線のみを反射するための第一共通ミラー（共通反射光学素子、第一共通反射光学素子）である。折り返しミラー６ｂ（共通反射光学素子）は折り返しミラー６ａで反射分離された２つの光束を第二結像レンズ５ｂ1に導光するための第二共通ミラー（共通反射光学素子）である。折り返しミラー６ａ、６ｂは、第一結像レンズ５ａと第二結像レンズ５ｂ１の間の光路に配置されている。折り返しミラー６ｃは第二結像レンズ５ｂ１を通過した２つの光束のうち、感光ドラム面８ｙに導光される光束のみを反射する。折り返しミラー６ｄ、６ｅは、第二結像レンズ５ｂ１を通過した２つの光束のうち、感光ドラム面８ｍに向かう光束を導光する。折り返しミラー６ｆは第二結像レンズ５ｂ２を通過した２つの光束から、感光ドラム８ｃに向かう光束のみを反射する。折り返しミラー６ｇは折り返しミラー６ｆで反射された光束のみを反射し感光ドラム８ｃに導光する。折り返しミラー６ｈは感光ドラム８ｋに向かう光束のみを反射し導光する。
【００２６】
同期検知手段としてのＢＤ光学系ＬＣを図５に示す。ＢＤ光学系ＬＣは、ＢＤレンズ１０、ＢＤセンサ１１より構成される。ＢＤレンズ１０は主走査方向と副走査方向の屈折力が異なるトーリックレンズである。ＢＤセンサ１１はフォトダイオードで構成され、φ１．５ｍｍ程度の受光面を有する。またＢＤセンサ１１は副走査方向に対して平行に設置される。ポリゴンミラー４の偏向面４ａによって所望の角度で偏向反射された光束は、ＢＤレンズに入射することで、ＢＤセンサ近傍で主走査方向には集光し、副走査方向では広がった状態となるように変換される。このように主走査方向に集光することで、画像情報の同期タイミング（ＢＤ信号）を高精度に検知することができ、また副走査方向に広がらせることでＢＤセンサ上のゴミ等による検知精度低下を防止できる。ＢＤ信号をＢＤセンサ上の所望の位置に光束が到達した際に検知することで、ポリゴンミラーの回転速度の制御及び、画像の書き出しタイミングの制御が行える。尚、本実施例では画像印字時のＢＤ信号取得に用いるのは入射光学系ＬＡ３からの光束のみとしているが、ＬＡ３以外の１つ以上の入射光学系もしくはすべての入射光学系からの光束で画像印字用のＢＤ信号を取得してもいい。
【００２７】
本実施例の光走査装置は、画像情報に基づいて入射光学系ＬＡ１からＬＡ４の光源手段１は光束を強度変調して出射する。光束は入射光学系ＬＡを通過後、入射光学系ＬＡ１からＬＡ４のすべての光束をポリゴンミラー４の同一の偏向面４ａで偏向反射される。偏向反射された光束は結像光学系５を通過して感光ドラム面８の所望の位置に集光することにより、任意の画像情報を記録している。
【００２８】
本実施例は、入射光学系ＬＡ（ＬＡ１からＬＡ４）をそれぞれ副走査方向に異なる角度を有して配置すること、および同一の偏向面４ａに入射させて偏向反射することで、光学素子の共通化を行い、省スペース化と低コスト化を達成している。
【００２９】
次に結像光学系ＬＢの構成について述べる。
【００３０】
第一結像レンズ５ａは、感光ドラム面８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋに向かうすべての光束が通過する共通のレンズであり、主走査方向に強い屈折力（パワー）を有し、副走査方向には弱い正のパワーを付加している。ただし、本発明の結像光学系は、前述の第一結像レンズ５ａの主走査方向、及び副走査方向のパワーの正負、および強さに限定されるものではない。
【００３１】
第二結像光学系５ｂは、主走査方向に弱い屈折力を有し、副走査方向に強い屈折力を有する。第二結像光学系５ｂ上では、斜入射光学系の特徴として周辺部で光束がねじれて入射することで、波面収差の劣化が発生し、結果として被走査面上での結像スポットの劣化が生じやすい。そのため、光束のねじれによる波面収差の劣化を補正するように第二結像光学系５ｂの子線形状は、周辺に向かうにしたがって子線の副走査方向へのチルト量が変化する面形状を採用している。表５に記載した本実施例の第二結像光学系５ｂの子線チルト変化形状ｍ０＿１項からｍ０＿１２項までが面のチルト量に対応した項目である。この子線チルトの効果によって、本実施例では周辺部でも良好なスポット形状を確保している。
【００３２】
また第二結像光学系５ｂは、感光ドラム面８ｙ、８ｍへの光束用の第二結像レンズ５ｂ１、及び感光ドラム面８ｃ、８ｋへの光束用の第二結像レンズ５ｂ２より構成される。第二結像レンズ５ｂ１と５ｂ２は、それぞれ異なる光学性能を有する光学機能部が副走査方向に並んだ多段トーリックレンズであり、それぞれを通過する光束が到達する感光ドラム面８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋと対応させてそれぞれ光学機能部５ｂ１ｙ，５ｂ１ｍ、５ｂ２ｃ，５ｂ２ｋと称する。
【００３３】
ただし光学機能部とは第二結像レンズ５ｂにおいて、ある感光ドラム８に対応する光束が入射する第二結像レンズ５ｂの第一面および第二面をあわせたものである。ここで、光路上において、第一面とはポリゴンミラー４に近い側、第二面とは感光ドラム面８に近い側を示している。
【００３４】
以降、光学機能部５ｂ２ｃと５ｂ２ｋについて説明する。尚、光学機能部５ｂ１ｙ、５ｂ１ｍも以下で述べる構成と同様の構成をとればいいので、説明を省略する。
【００３５】
光学機能部５ｂ２ｃと５ｂ２ｋを通過する光束について、それぞれの入射系の副走査斜入射角を比較すると、表１より副走査斜入射角の絶対値は異なるが、符号は同一である。次に、コニカルスキャンについて詳細に述べる。まず副走査斜入射角を有する光束がポリゴンミラー４の偏向面４ａで偏向反射されたときの軌跡、すなわち、偏向面４ａと第一結像レンズ５ａの間のＹＺ方向に平行な仮想平面における光線の通過位置、を図６に示す。偏向面４ａから２０ｍｍだけ感光ドラム面に近づいた位置での入射光学系ＬＡ２からの光束の光線高さを表している。ただし図６において、ＹＺ方向の原点は第一結像レンズ５ａの光軸と交わる点としている。図６のように、軸上像高が最も光線高さの絶対値が小さく、周辺像高にいくに従って光線高さの絶対値は大きくなる。
【００３６】
この関係性（主走査方向への走査画角に対する像高（Ｚ）の関係）は、主走査方向への走査画角をθ（°）、副走査斜入射角をα（°）、仮想面までの偏向面からの距離をＬ（ｍｍ）とすると、
【数１】
2015219496.tif 000003
となる。つまり、斜入射光学系の場合、軸外に向かうにしたがって光線の副走査方向の高さが大きくなり、また、斜入射角αが大きいほど光線高さの絶対値は大きくなる。
【００３７】
この、軸上像高より軸外像高のほうが副走査方向の光線高さの絶対値が大きいという関係性は副走査方向に弱い正のパワーを有する第一結像レンズ５aを通過しても変わることがない。そのため、第二結像レンズ５ｂの第一面（偏向面４ａ側の面）への光束の入射位置としては、軸上から軸外へ向かって副走査方向の光線高さが大きくなるように湾曲する。
【００３８】
第二結像レンズ５ｂ１、５ｂ２それぞれには、副走査断面内での偏向反射面４ａへの斜入射角の絶対値は異なるが符号は等しい入射系ＬＡからの光束が入射する。そのため、先述の考察から、第二結像レンズ５ｂの第一面を通過する二つの入射光学系ＬＡからの光束の第二結像レンズ５ｂの第一面上通過位置は、軸上から軸外に向かうにしたがって同一方向に、異なる大きさだけ湾曲することとなる。
【００３９】
図７に第二結像レンズ５ｂ２の第一面における光学機能部５ｂ２ｃと５ｂ２ｋを通過する光束の光線通過高さの主走査方向通過位置及び斜入射角に対する依存性を示す。ただし図７において、ＹＺ方向の原点は第一結像レンズ５aの光軸と交わる点とする。表７ａに第二結像レンズ５ｂ２の第一面における光学機能部５ｂ２ｃと５ｂ２ｋを通過する光束の光線通過高さの主走査方向通過位置及び斜入射角に対する依存性を示す。また、表７ｂに第二結像レンズ５ｂ２の第二面における光学機能部５ｂ２ｃと５ｂ２ｋを通過する光束の光線通過高さの主走査方向通過位置及び斜入射角に対する依存性を示す。ただし、表７ａと表７ｂにおける主走査方向、および副走査方向位置の座標系は、第一結像レンズ５ａの光軸を基準として算出している。図７より明らかなように、第二結像レンズ５ｂ２の光学機能部５ｂ２ｃと５ｂ２ｋを通過する光束のうち、光学機能部５ｂ２ｋの軸上像高を通過する光束と、光学機能部５ｂ２ｃの最軸外像高を通過する光束が、副走査方向における互いにの距離が最も近接することがわかる。そのため、光学機能部５ｂ２ｃと５ｂ２ｋの光学機能面の境界部は、前述の最も副走査方向へ近接している光束から公差を含めて十分な距離だけ離れた位置となるように設定されている。尚、第二結像レンズ５ｂの具体的な構成は本発明の効果に寄与しないため、本発明は第二結像レンズ５ｂの具体的な構成に制限されるものではない。
【００４０】
次に、本発明の主たる部分である第一結像レンズ５ａ、第二結像レンズ５ｂ１、第一共通ミラー６ａ、第二共通ミラー６ｂ、及びＬＡ１〜ＬＡ４からの光束の副走査断面内での関係性について詳細に述べる。
【００４１】
図２において、第一結像レンズ５ａを通過したすべての光束のうちＬＡ３及びＬＡ４からの光束（第二光束群）は、他の光学素子を介さずに第二結像光学系５ｂ２に入射する。一方、ＬＡ１、ＬＡ２からの２つの光束（第一光束群）は、第一共通ミラー６ａで反射された後に、第二結像レンズ５ｂ１に導光するための第二共通ミラー６ｂで反射された後に第二結像レンズ５ｂ１に入射する。
【００４２】
ここで、図２中の第二結像レンズ５ｂ２に光束が入射する直前の位置における第一結像レンズ５ａの光軸に対して垂直な断面である断面Ａでの各光束と第二結像レンズ５ｂ２との関係性を示したものが図８である。図８において、ＬＡ３及びＬＡ４からの２つの光束のコニカルスキャンの方向と、共通ミラー６ｂで反射された時点でのＬＡ１、及びＬＡ２からの光束のコニカルスキャンの方向は、副走査方向に略一致している。これは、ＬＡ１及びＬＡ２からの光束が、第一共通ミラー６ａ及び第二共通ミラー６ｂを介して第二結像レンズ５ｂ１に入射しており、第一共通ミラー６ａ及び第二共通ミラー６ｂの面法線ベクトルの第一結像レンズ５ａの光軸ベクトルとの内積が同一符号であるためである。そのため、第二結像レンズ５ｂ１に入射する際のＬＡ１及びＬＡ２からの光束は、共通ミラー６ａで反射される前に対して副走査方向に逆のコニカルスキャンとなっている。
【００４３】
また第二結像レンズ５ｂ１に入射する際の各光束のうち、ＬＡ４と最近接する光束はＬＡ２の光束である。ＬＡ２の光束は、斜入射角度がＬＡ１に比べて小さいため、コニカルスキャンの量（主走査方向の位置における光軸位置を基準とする副走査方向の変位量）も小さい。そのため、第二結像レンズ５ｂ１の光軸と第一結像レンズ５ａの光軸を略平行とした場合でも、結果として第二結像レンズ５ｂ１と光束との配置的な干渉は発生せず、光走査装置の鉛直方向の大きさを低減することを可能としている。このように、ＬＡ１、ＬＡ２からの光束（第一光束群）の光路上の共通ミラーの数とＬＡ３、ＬＡ４からの光束（第二光束群）の光路上の共通ミラーの数に偶数枚の差をもたせる。これにより、ある斜入射角を有する光束の光路上の共通ミラーで反射された後のコニカルスキャンの方向は、斜入射角の符号が異なる光路のコニカルスキャンの方向と一致する。これにより、光束と光学素子の干渉が発生しにくくなる。その結果として、光学箱の小型化を達成できる。ただし本実施例ではＬＡ３，ＬＡ４からの光束の光路上に設置された共通ミラーの数は０枚としている。
【００４４】
また第二結像レンズ５ｂと第一結像レンズ５ａの光軸の副走査断面内においてなす角度Δθ[deg]は、
【数２】
2015219496.tif 000004
とすることにより、折り返しミラー６ｃとポリゴンミラーの光学箱鉛直方向の離間量を低減できるため、光走査装置の高さ低減により効果的である。ここで第二結像レンズ５ｂには副走査方向上下に異なる光学機能部が設定されている。そのため第二結像５ｂレンズの光軸は、光学的には定義できない。そこで本実施例での第二結像レンズの光軸は、主走査断面に展開した際に第一結像レンズ５ａの光軸と平行な方向と定義する。
【００４５】
図９を参照しながら、式（２）について詳細に説明する。図９は、図２のうち、式（２）に関わる部位のみを取り出して模式的に示したものである。
【００４６】
図９（ａ）は、Δθ=０の場合を示しており、図９（ｂ）はΔθ=１０°の場合を示している。ただし、図９（ａ）、（ｂ）の一点鎖線は、ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４の光束の軸上主光線を示している。また、図９（ｂ）の鎖線部は図９（ａ）との変更部位を示している。ここで、図９（ａ）においては、第一共通ミラー６ａ、第二共通ミラー６ｂ、及び第二結像レンズ５ｂ１と、ＬＡ４からの光束とは、十分に位置が離間している。そのため、配置が干渉することで光線がケラレるという問題は発生しない。
【００４７】
一方、図９（ｂ）においては、Δθ＝１０°としたことで、折り返しミラー６ｃの副走査方向の位置を、図９（ａ）における折り返しミラー６ｃと同等とするためには、第二共通ミラー６ｂをより第一共通ミラー６ａに副走査方向に近接させる必要がある。そのため、ＬＡ４からの光束と第二共通ミラー６ｂとが干渉しやすくなっており、結果として、ＬＡ４からの光束をケラずに第二共通ミラー６ｂを配置することは困難となる。
【００４８】
第一共通ミラー６ａの面法線と第二共通ミラー６ｂの面法線とが、副走査断面内でなす角度をθab（°）としたときに、
【数３】
2015219496.tif 000005
を満たしていると、光学箱の高さ低減により好適である。本実施例では、表８より、
｜90−θab｜＝0.21
となり、（３）式を満足している。
【００４９】
（３）式の意味するところは、第二共通ミラーで反射された後のＬＡ１とＬＡ２からの光束の第一結像レンズ５ａの光軸に対する角度を間接的に制限しているものである。（３）式を満たすことで折り返しミラー６ｃとポリゴンミラー４の光学箱の鉛直方向の離間量を低減できるために、光走査装置の高さ低減により効果的である。
【００５０】
副走査断面内での偏向面４ａへの入射角が正（負）である複数の光束の光路に３枚以上の共通ミラーが含まれている場合は、以下のように、上記の（３）式を一般化して考えることができる。すなわち、該光路に沿って偏向面から被走査面側に向かって第ｉ番目の共通ミラーＭｉの面法線の副走査断面内における主走査断面となす角度θMi(°)は、
【数４】
2015219496.tif 000006
但し、
sign(i)＝＋１      (i:偶数)
sign(i)＝−１      (i:奇数)
を満たすようにすると、光走査装置の高さ低減により効果的である。
【００５１】
ところで、光走査装置に用いられる折り返しミラーは、図１０のように反射面の短手側端部領域1mm程度は使用不可領域とすることが多い。その理由としては、短手側端部領域は使用環境下での腐食が発生しやすく、腐食した領域を用いて光束を反射すると、印字品質の劣化を招く恐れがあるためである。そのため、折り返しミラーの配置時には、反射分離する光束以外の光束を使用不可領域が遮光しないように配置することが重要である。
【００５２】
図１５には後述の参考例および本実施例の第一共通ミラー近傍図を示している。図１１（ａ）は参考例の近傍図で、図１１（ｂ）は本実施例の近傍図である。本実施例においては、共通ミラー６ａの面法線の第一結像レンズ５ａの光軸に対する角度をθ6aとしたときに、
【数５】
2015219496.tif 000007
とすることで、短手側端部領域と近接するＬＡ３の光束との離間量を増やすことができ、θ6aを30°以下にした場合に比べ、共通ミラー６ａを第一結像レンズ５ａにより近接して配置できる。そのため、ポリゴンミラー４の偏向面４ａから第二結像レンズ５ｂ１までの光路長を短くすることができる。その結果として、第二結像レンズ５ｂ１上を通過する光束の通過面積を低減できるので、第二結像レンズ５ｂ１の小型化が可能となり低コスト化に好適である。尚、印字品質と光走査装置の小型化を両立するため、結像光学系ＬＢにおける最も副走査方向のパワーの強いレンズの設置位置は次の条件式を満たすことが好適である。
【００５３】
【数６】
2015219496.tif 000008
ここで、Ｔcは偏向面４ａ上の偏向点から被走査面までの距離、Ｔsは偏向面４ａ上の偏向点から副走査方向のパワーの強いレンズの第一面（入射側の面、偏向器側の面）までの距離である。本実施例では、
（Ｔc−Ｔs）／Ｔs≒1.4
となっており印字品質と小型化の両立を達成している。条件式（６）の下限を超えると、副走査方向のパワーの強いレンズが被走査面近くに設定されるため、レンズの大型化による高コスト化を招く恐れがある。また、条件式（６）の上限を超えると、副走査方向のパワーの強いレンズが偏向面近くに設定されるため、副走査倍率が上がり、ポリゴンの面倒れや面偏心による走査線のピッチ間隔ムラの増大を招き、印字性能を劣化させる恐れがある。
【００５４】
また光走査装置の結像光学系ＬＢの副走査方向の結像倍率βsは、
【数７】
2015219496.tif 000009
とするのが好適である。本実施例ではβs=−1.36倍であり、印字品質と小型化の両立を図っている。
【００５５】
第一共通ミラー６ａで反射する光束（第一光束群）以外の光束（第二光束群）をケらないためには、次の条件式を満たすことが好ましい。
【数８】
2015219496.tif 000010
ここで、ＴMは偏向面４ａ上の偏向点から第一共通ミラー６ａまでの距離、Fno.inは結像光学系ＬＢの軸上像高における入射Ｆナンバー、Fno.outは結像光学系ＬＢの軸上像高における射出Ｆナンバーである。Ｄsは副走査方向のスポット径、λは使用波長、ｋはトランケーションナンバー、αminは入射光学系ＬＡ１からＬＡ４のうちの最も絶対値の小さい斜入射角の絶対値である。ここで、トランケーションナンバーｋは、瞳強度一定の条件で、矩形では１．４、円又は楕円では１．６４５で与えられる。しかし、瞳強度一定でない場合のｋは変わるので、本発明のおいては、トランケーションナンバーｋを固定値１．５として扱ってもよいものとする。条件式（８）は、入射光学系ＬＡ１からＬＡ４のうちの最も絶対値の小さい斜入射角の光束において、副走査方向高さの小さい側のマージナル光線と共通ミラー６ａとの副走査高さ方向の離間量の目安となるものである(図１２参照)。
【００５６】
式(８)の真偽は、次の情報から評価される。
・被走査面でのスポット径Ｄｓ＝ｋ×Fno.out×λ
・結像光学系ＬＢの副走査方向の結像倍率βs＝−Fno.out /Fno.in
・第一結像レンズ５ａにほとんど副走査方向の屈折力がない場合の入射光学系ＬＡ１からＬＡ４のうちの最も絶対値の小さい斜入射角の光束の主光線の共通ミラー６ａの設置位置における副走査方向高さＴM×tan(αmin)
【００５７】
具体的には、第一結像レンズ５ａの副走査方向の屈折力がほとんどない場合の、入射光学系ＬＡ１〜ＬＡ４から射出され、ポリゴンミラー４の偏向面４ａで偏向反射された光束の主光線とマージナル光線の副走査方向の相対角度差Δα（°）は、
【数９】
2015219496.tif 000011
となる。そのため、第一共通ミラー設置位置における入射光学系ＬＡ１からＬＡ４のうちの最も絶対値の小さい斜入射角の光束の副走査方向高さの小さい側のマージナル光線の副走査高さΔＺは、
【数１０】
2015219496.tif 000012
となる。また先述のように折り返しミラーの端部１ｍｍ程度は腐食の恐れがあり、使用できない。
【００５８】
また公差によって光束の副走査方向高さは、０．５ｍｍ程度は変動する恐れがある。また少なくとも、第一結像光学系５ａを副走査方向にはさむ２つの光束は、第一共通ミラー設置位置において式(１０)のΔＺの２倍程度は離間していると考えられる。そのため、第一共通ミラー６ａで光束を遮光しないためには、式(８)を満たしていることが好適と考えられる。
【００５９】
本実施例での、入射光学系ＬＡ２と共通ミラーの光線位置での式(８)は、表１および副走査方向のスポット径７５μm、矩形絞りのトランケーションナンバーｋ＝１．４という情報から、
【数１１】
2015219496.tif 000013
となり、条件式(８)を満たす。尚、楕円絞りの場合は、ｋ＝１．６４５となる。通常の光走査装置の絞りは略矩形形状、もしくは略楕円形状で用いられるためこのどちらかの値、もしくは中間値のｋ＝１．５を用いてもよい。以上の考察より、第一共通ミラー６ａと第一共通ミラー６ａで反射されない光束は十分な副走査方向離間量を有しており、光束が遮光される恐れはない。
【００６０】
参考として、特許文献１のように共通ミラーが１枚しか入らない構成での副走査断面を図１５に示す。図１５では、実施例１の図２にあたる副走査断面を提示している。
【００６１】
図１５の４０、４０ａ、５０ａ、５０ｂ１、５０ｂ２はそれぞれ、実施例１のポリゴンミラー４０、ポリゴンミラーの偏向面４０ａ、第一結像レンズ５ａ、第二結像レンズ５ｂ１、及び５ｂ２に対応している。６０ａから６０ｇまでは第一結像レンズ５０ａを通過したすべての光束を感光ドラム面８ｙから８ｋに分離導光するための折り返しミラーである。
【００６２】
６０ａは感光ドラム面８ｙ及び８ｍに向かう光束を反射する第一共通ミラーであり、反射された２つの光束を第二結像レンズ５０ｂ１に導光している。６０ｂは第二結像レンズ５ｂ１を通過した２つの光束のうち、感光ドラム面８ｙに導光される光束を反射する折り返しミラーである。６０ｃおよび６０ｄは、第二結像レンズ５０ｂ１を通過した２つの光束のうち、感光ドラム面８ｍに向かう光束を導光するための折り返しミラーである。６０ｆは第二結像レンズ５０ｂ２を通過した２つの光束から、感光ドラム面８ｃに向かう光束を反射するための折り返しミラーであり、６０ｅは６０ｆで反射された光束を感光ドラム８ｃに導光するための折り返しミラーである。６０ｇは感光ドラム面８ｋに向かう光束を導光するための折り返しミラーである。８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋはそれぞれ実施例１と同様の感光ドラム面であり、感光ドラムＹ、感光ドラムＭ，感光ドラムＣ，感光ドラムＫの表面に対応する。参考例では、感光ドラム面８ｙ、８ｍに向かう光束を分離するための折り返しミラー６０ａの直後に、第二結像レンズ５０ｂ１が設置され、かつ感光ドラム面８ｙに折り返しミラー６０ｂの１枚のみで導光している。そのため、第二結像レンズ５０ｂ１と第一結像レンズ５０ａ通過直後の光束が配置的に干渉しないためには、折り返しミラー６０ａの面法線方向を第一結像レンズ５０ａの光軸に対してなるべく鈍角となる方向に設置する必要がある。そのためには、ポリゴンミラー４０を参考図１での感光ドラムＹより左側に設置する必要があるが、その場合は光学箱の設置面積の増大を招く。またポリゴンミラー４０ａと感光ドラムＹの距離を鉛直方向に離間させてもいいが、その場合は、光学箱の高さが増大する。また第二結像レンズ５ｂ１をより被走査面側に設置することもできるが、その場合は、第二結像レンズ５ｂ１上の走査面積の増大につながり、第二結像レンズ５ｂ１の大型化を招く。つまり、参考例では、配置自由度に制限があり、レンズの小型化と光学箱の小型化を同時に達成することは、困難である。また一層の小型化のために、感光ドラム間距離Ｄｐを小さくした場合は、その影響は顕著に発生する。
【００６３】
以上、参考例について述べた。
本実施例では、参考例に比べ、第二結像レンズ５ｂ１前の共通ミラーを増やすことで、レンズの小型化、光学箱の小型化、低設置面積化を達成している。
【実施例２】
【００６４】
本実施例の光走査装置について、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。
【００６５】
実施例１の図２に対応する本実施例の副走査断面を図１３に示す。表９に本実施例の光走査装置の、（ＲＤＮや非球面係数以外の）主たる構成を記載する。表１０に本実施例の光走査装置の結像光学系の非球面係数を記載する。その他の主要な項目は実施例１と同様のためここでは省略する。図１３の２４、２４ａ、２５ａ、２５ｂ１、２５ｂ２はそれぞれ、実施例１のポリゴンミラー２４、ポリゴンミラーの偏向面２４ａ、第一結像レンズ５ａ、第二結像レンズ５ｂ１、５ｂ２に対応している。２６ａから２６ｈは、第一結像レンズ２５ａを通過した光束を反射してそれぞれ対応する感光ドラム面８ｙから８ｋに導光するための８枚の折り返しミラーである。
【００６６】
２６ａは感光ドラム面８ｙ、８ｍに向かう光線を反射するための第一共通ミラーであり、反射された２つの光束を第二結像レンズ２５ｂ１に導光している。２６ｂは第二結像レンズ５ｂ１を通過した２つの光束を導光するための第二共通ミラーである。２６ｃは感光ドラム面８ｙに導光される光束を反射する折り返しミラーであり、２６ｄおよび２６eは、第二結像レンズ２５ｂ１を通過した２つの光束のうち、感光ドラム面８ｍに向かう光束を導光するための折り返しミラーである。２６ｆは第二結像レンズ２５ｂ２を通過した２つの光束のうち、感光ドラム８ｃに向かう光束を反射するための折り返しミラーであり、２６ｇは２６ｆで反射された光束を感光ドラム８ｃに導光するための折り返しミラーである。２６ｈは感光ドラム８ｋに向かう光束を導光するための折り返しミラーである。８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋはそれぞれ実施例１と同様の感光ドラム面であり、感光ドラムＹ、感光ドラムＭ、感光ドラムＣ、感光ドラムＫの表面に存在する。
【００６７】
図１３において実施例１と大きく異なる点は、第二結像レンズ２５ｂ１と第二共通ミラー２６ｂの配置位置の関係である。実施例１では、第二共通ミラー６ｂの直後に第二結像レンズ５ｂ１が設置されるのに対し、本実施例では第二共通ミラー２６ｂの直前に第二結像レンズ２５ｂ１が設置される。そのため、本実施例では、第二結像レンズ２５ｂ１をより偏向面４a側に設置できるため、第二結像レンズ２５ｂ１上の光束の走査面積を低減でき、結果として一層のレンズの小型化を達成している。また実施例１で、第二結像レンズ５ｂ１、５ｂ２の構成について詳細に述べた。実施例１では、第二結像レンズ５ｂ２の第一面（入射面、すなわち偏向面側の面）、第二面（出射面、すなわち感光ドラム面側の面）は、ともに上下別の光学機能面５ｂ２ｃ、５ｂ２ｋと設定した。これに対し、本実施例では、第二結像レンズ２５ｂ２の第一面は上下に共通の光学機能面２５ｂ２ｃｋとした。この理由としては、実施例１に比べ、第二結像レンズ２５ｂ２の設置位置が偏向面４ａ側に近接している。そのため第二結像レンズ２５ｂ２上を通過する、２つの感光ドラム面に向かう光束がより近接しているために、公差の発生によって下の光学機能面を通過するはずの光束が上の光学機能面を通過する、といった現象が発生しやすい。この影響を回避するために、上下共通の光学機能面としている。ただし上下の光学機能面を通過する光束が公差を含めて、十分に離間している場合は、第一面も上下別の光学機能面に設定すればいい。第二面は実施例１と同様に上下で別の光学機能面を設定しており、異なる副走査斜入射角の光束に対して個別に最適化されている。
【００６８】
本実施と参考例（図１５）の構成と異なる点は、共通ミラーを２枚設置している点にある。この効果によって、第一共通ミラー２６ａの面法線を第一結像レンズ２５の光軸に対して鈍角となる方向に設置しても、第二結像レンズ２５ｂ１直後に設置された第二共通ミラー２６ｂで感光ドラム面８ｙ、８ｍ側に２つの光束を導光することが可能となる。それにより、光学箱の設置面積の増大や、高さ方向の増加などの、光学箱の大型化を招くことなく、レンズの小型化も同時に達成している。また第二結像レンズ２５ｂ１通過直後の折り返しミラーを２つの光束に共通の折り返しミラーとすることで、２つの光束を別々の折り返しミラーを設置して、反射する場合に比べ、折り返しミラー同士の干渉の影響がなくなるために設置自由度が向上する。
【００６９】
［カラー画像形成装置］
図１４は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、複数の走査光学装置を並べ、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１４において、９１はカラー画像形成装置、１０１は実施例１または２に示した構成を有する走査光学装置、１１１〜１１４は各々像担持体としての感光ドラム、１１５〜１１８は各々現像器、１２１は搬送ベルト、９４は定着器である。
【００７０】
図において、カラー画像形成装置９１には、パーソナルコンピュータ等の外部機器９２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９３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、それぞれ走査光学装置１０１に入力される。そして、走査光学装置１０１からは、各画像データに応じて変調された光束１３１〜１３４が出射され、これらの光束によって感光ドラム１１１〜１１４の感光面が主走査方向に走査される。
【００７１】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は走査光学装置（１０１、１０２）を並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色のうちの２色に対応し、各々平行して感光ドラム１１１〜１１４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。
【００７２】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く走査光学装置１０１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潜像を各々対応する感光ドラム１１１〜１１４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。
【００７３】
前記外部機器９２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９１とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００７４】
【表１】
2015219496.tif 000014
【００７５】
【表２】
2015219496.tif 000015
【００７６】
【表３】
2015219496.tif 000016
【００７７】
【表４】
2015219496.tif 000017
ただし位相関数は
【数１２】
2015219496.tif 000018
と表現される。
ここでｋは、回折次数を表し、ここではｋ＝１としている。またλは、波長でありλ=790nmとしている。
【００７８】
【表５】
2015219496.tif 000019
【００７９】
ただし非球面形状は以下の表現式で定義する。レンズの曲面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をｚ軸とする。そのときの、Ｘ−Ｙ平面と曲面の切断面を母線、Ｘ軸方向に平行でＸ−Ｚ平面と曲面の切断面を子線としたとき、母線形状は表現式（Ａ）であらわす。
【００８０】
【数１３】
2015219496.tif 000020
子線の形状は表現式（Ｂ）であらわす。
【数１４】
2015219496.tif 000021
以上より、実際の面形状ｘは
【数１５】
2015219496.tif 000022
となる。
ここで、Ｙの値により変化する子線の曲率半径ｒ’は式（Ｄ）であらわす。
【数１６】
2015219496.tif 000023
ただし式（Ｂ）、および式（Ｄ）はＹ≧０を上側の光学面、Ｙ≦０を下側の光学面としてそれぞれで個別に非球面係数を設定する。
面偏心量とは、第一結像レンズ５ａの光軸を基準として表記の値の副走査方向座標から式（Ｃ）を展開することを示す。
また結像レンズ５ｂについては５ｂの次の文字が図１Ｂの副走査断面図に記載のレンズと一致し、次のＬＡ＊(＊には１〜４が入る)と記載されているものが、入射光学系ＬＡ＊に対応する。
【００８１】
【表６】
2015219496.tif 000024
ここで子線形状は表現式（Ｅ）であらわされる。母線の定義は式（Ａ）と同一だが、子線は母線に直交する方向でＸ−Ｚ平面と曲面の切断面を子線と定義する。
【００８２】
【表７ａ】
2015219496.tif 000025
【００８３】
【表７ｂ】
2015219496.tif 000026
【００８４】
【表８】
2015219496.tif 000027
【００８５】
【表９】
2015219496.tif 000028
【００８６】
【表１０】
2015219496.tif 000029
【符号の説明】
【００８７】
１：光源手段
４：回転多面鏡（ポリゴンミラー）（偏向手段）
４ａ：偏向面（偏向反射面）
５：結像レンズ（結像光学素子）
５ａ：第一の結像レンズ
５ｂ：第二の結像レンズ６ａ：第一共通ミラー（共通反射光学素子、第一共通反射光学素子）
６ｂ：折り返しミラー（共通反射光学素子）
８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋ：感光ドラムの被走査面
ＬＡ，ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４：入射光学系
ＬＢ：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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【図１５】
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