(57)【要約】【課題】光学箱の高さを低くし、かつ反射ミラーの配置精度が高い光走査装置及び画像形成装置を得ること。【解決手段】光源手段からの光束を偏向手段を介して結像光学系により被走査面に導光する際、結像光学系は走査光束Ｒａｙ１が結像光学素子の副走査方向の外形中心からずれた位置を通過する結像光学素子Ｇ１を有しており、副走査断面内において結像光学素子Ｇ１の両端面のうち、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が近い側の端面を端面Ａ、遠い側の端面を端面Ｂと定義したとき、結像光学素子Ｇ１を通過した光束を反射して端面Ａ側に光路を折り曲げる第１の反射ミラーＭ１と、反射光束を反射する第２の反射ミラーＭ２とを有しており、第２の反射ミラーＭ２は偏向手段と結像光学素子Ｇ１との間であって、第２の反射ミラーＭ２の一部が結像光学素子Ｇ１の端面Ａの延長面上に存在するように配置されていること。【選択図】図１Ｂ
2015108834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源手段と、該第１の光源手段から出射する光束を偏向して第１の被走査面を主走査方向に走査する偏向手段と、該偏向手段により偏向された光束を前記第１の被走査面に導光する結像光学系と、を備える光走査装置であって、
前記結像光学系は、前記偏向手段からの光束を集光する結像光学素子と、該結像光学素子からの光束を反射する第１の反射素子と、該第１の反射素子からの光束を反射して前記第１の被走査面に導光する第２の反射素子と、を有し、
前記第２の反射素子は、前記結像光学素子の光軸方向における前記偏向手段と前記結像光学素子との間に配置されており、
前記第２の反射素子の一部は、前記主走査方向に垂直な副走査断面内において、前記結像光学素子の一方の端面の延長面と他方の端面の延長面との間に存在しており、
前記副走査断面内において、前記第１の光源手段から出射して前記結像光学素子に入射する第１の光束の主光線と前記偏向手段の回転軸に垂直な主走査断面との成す角度をα（ｄｅｇ）、前記第１の光束が入射する前記偏向手段の偏向点から前記結像光学素子の出射面までの前記光軸方向における距離をＬ１（ｍｍ）、前記偏向点から前記第１の光束が反射される前記第１の反射素子の反射点までの前記光軸方向における距離をＬ２（ｍｍ）、前記結像光学素子の副走査方向における長さをｈ（ｍｍ）、前記偏向点と前記結像光学素子の外形中心との副走査方向における距離をσ（ｍｍ）、前記第２の反射素子に入射する前記第１の光束の主光線と前記主走査断面との成す角度をθ（ｄｅｇ）、とするとき、
【数１】
2015108834.tif 000011
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】
６．５（ｄｅｇ）＜θ＜１８．０（ｄｅｇ）
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】
前記結像光学系は、前記結像光学素子以外の結像光学素子を有していな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】
前記副走査断面内において、前記第１の光源手段から出射して前記偏向手段により偏向された光束は、前記結像光学素子の外形中心から前記一方の端面側にずれた位置を通過しており、前記第１の反射素子は、前記結像光学素子からの光束を前記一方の端面側に折り曲げていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。  
【請求項５】
第２の光源手段をさらに備え、前記偏向手段は、前記第１及び第２の光源手段からの光束の夫々を同一の偏向面で偏向しており、前記結像光学系は、前記第２の光源手段からの光束を第２の被走査面に導光していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記副走査断面内において、前記第２の光源手段から出射して前記偏向手段により偏向された光束は、前記結像光学素子の外形中心から前記他方の端面側にずれた位置を通過しており、前記第２の反射素子の一部は、前記一方の端面の延長面上に存在しており、前記結像光学系は、前記結像光学素子を通過した前記第２の光源手段からの光束を反射して前記第２の被走査面に導光する第３の反射素子を有す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】
前記副走査断面内において、前記第１の反射素子から前記第２の反射素子までの光路と、前記結像光学素子の出射面から前記第３の反射素子までの光路と、は互いに交差しないことを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記副走査断面内において、前記第２の反射素子は、空間的に前記偏向手段に最も近い被走査面に光束を導光していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記第１の反射素子と前記第２の反射素子とを前記光軸方向に垂直な断面に投射したとき、夫々の一部が互いに重な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】
前記結像光学素子と前記第１の反射素子と前記第２の反射素子とを前記偏向手段の回転軸に垂直な断面に投射したとき、夫々が重ならないことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記結像光学素子は、前記副走査断面内において正の屈折力を有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】
前記結像光学素子は、前記第１及び第２の光源手段からの光束の夫々が通過する２つの出射面を有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光走査装置と、前記光走査装置により被走査面の上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】
本発明は光走査装置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（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より光源手段、結像光学系を有する走査光学系を複数と、複数の走査光学系に共通の偏向手段とを有し、前記複数の走査光学系から出射した光束を各々対応する複数の像担持体上に導光し、カラー画像を形成するカラー画像形成装置が種々と提案されている。（特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
上記従来のカラー画像形成装置の主たる構成及び光学的作用を図７、図８を用いて説明する。
【０００４】
図７におけるカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して独立した像担持体（以下、「感光ドラム」と称す。）を有する。感光ドラムは導電体に感光層を塗布したもので、走査光学系から出射された光束（光束）により静電潜像を形成する。
【０００５】
図７において、２１は図示しない画像読取装置もしくはパーソナルコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいて光束を照射する走査光学装置である。２２は前記感光ドラムに摩擦帯電されたトナーによって感光ドラム上にトナー像を形成する現像器、２３は前記感光ドラム上のトナー像を転写用紙に搬送するための中間転写ベルトである。２４はトナー像を形成する転写用紙を格納する給紙カセット、２５は転写用紙に転写されたトナー像を熱により用紙に吸着させる定着器である。２６は定着された転写用紙を積載する排紙トレイ、２７は感光ドラムに残ったトナーを清掃するクリーナーである。
【０００６】
図７において、画像形成は、結像光学系によって画像情報に基づいて光変調され発光した光束を感光ドラム上に照射することで、帯電器により帯電された感光ドラムに静電潜像を形成する。その後現像器２２内で摩擦帯電されたトナーを前記静電潜像に付着させることで前記感光ドラム上にトナー像が形成される。前記トナー像は前記感光ドラム上から中間転写ベルト上に転写され、本体下部に設けられた給紙カセットから搬送された転写用紙にトナー像を再度転写することで画像が転写用紙に形成される。転写用紙上に転写された画像は定着器２５によりトナーが定着され、排紙トレイ２６上に積載される。
【０００７】
図８は図７の走査光学装置２１と、現像器２２を有する画像形成部の副走査断面図である。
【０００８】
尚、図８において画像形成部は、２つの走査ユニットＳＲ、ＳＬを有し、前記２つの走査ユニットＳＲ、ＳＬは光偏向器２８に対して左右対称な構成であるため図中の記号は片側（走査ユニットＳＲ）のみ示し、説明する。
【０００９】
図中の走査ユニットＳＲにおいて、画像情報に基づいて光変調され発光した光束は偏向走査する回転多面鏡２８（ポリゴンミラー）、感光ドラム面４２（４３）上でスポット状に結像させるための２枚のｆθレンズ２９、３０を有する結像光学系ＬＢを経る。そしてｆθレンズ２９、３０を経た光束は、それぞれ特定の方向へ反射する反射ミラー３１ａ（３１ｂ〜３１ｄ）、結像光学系ＬＢを埃から保護するための防塵ガラス３２（３３）を経る。そして防塵ガラス３２（３３）をそれぞれ経た光束により感光ドラム面４２（４３）上へ静電潜像を形成する。尚、４１は光学箱である。
【００１０】
走査光学装置は、画像形成装置のコンパクト化に伴い、図８に示すように、１台のポリゴンミラー２８で４つの感光ドラムを走査露光する方式が使用されるようになってきた。
【００１１】
この方式はポリゴンミラー２８のそれぞれ対向面に２つの光束を照射する２つの走査ユニットＳＲ、ＳＬを有している。各走査ユニットＳＲ、ＳＬはそれぞれポリゴンミラー２８の偏向面（反射面）に、副走査方向（上下）に所定距離だけ平行シフトさせた２つの光束を入射させて偏向走査している。
【００１２】
またこの方式は、上下２光路の光束をそれぞれ感光ドラム面４２，４３上に結像させるための２枚のｆθレンズ２９，３０を設けている。２枚のｆθレンズ２９，３０はそれぞれ同一レンズ面を上下２段に設けた結像光学系ＬＢを構成する。その製造方法は、２枚のレンズを張り合わせる、もしくはモールドレンズとして一体成型されている。
【００１３】
この上下２段にｆθレンズ２９，３０を配置した結像光学系ＬＢを用いる走査ユニットではポリゴンミラー２８として夫々の光路に対して光束を偏向走査する偏向面が必要で、上下方向で分厚いポリゴンミラー、又は２段構成のポリゴンミラーが使用されている。この方式では大型のポリゴンミラーを駆動することになり、モータの負荷が大きくなる傾向がある。
【特許文献１】特開２００４−２１１３３号公報
【特許文献２】特開２００４−７０１０７号公報
【特許文献３】特開２００５−３３８５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記に示した従来のカラー画像形成装置においては、以下に示す種々の課題を有する。
【００１５】
第１の課題は、感光ドラムに光束を導くために非常に多くの反射ミラーを必要としている点である。例えば図８では同一光路中に３枚の反射ミラー３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを用いている。
【００１６】
この結果、部品点数の増大による装置の複雑化、またミラーを収納するスペースが必要になり、装置全体の大型化を招いてしまっている。
【００１７】
これに対し、特許文献１では、結像レンズの大きさを加味し、前記結像レンズを避けるように反射ミラーの反射角度を設定し、同一光路中に反射ミラーを２枚あるいは１枚配置して構成している。
【００１８】
また、特許文献１では、光偏向器に対して内側の被走査面へ導光する光路において、第１ミラーで反射した光束がｆθレンズでケラレないようにするために、第１ミラーの反射角度を大きく設定している。このため、第１ミラーからの反射光束を反射する第２ミラーの位置はｆθレンズから大きく離れた位置になっており、その結果、光学箱の高さ方向の幅が大きくなる傾向にあった。
【００１９】
特許文献３では、結像光学系の副走査方向の高さを低減する方法を開示している。この特許文献３では反射ミラーの反射角度、結像レンズから反射ミラーまでの距離、そして結像レンズの高さに着目し、装置の高さの低減を試みている。特に結像レンズの高さを６〜１０ｍｍと制限することで光路の折り返し角を小さくできるとしている。
【００２０】
しかしながら、結像レンズで一般的に使われるようになってきた樹脂製のレンズ（以下、「樹脂レンズ」とも称す。）において、結像レンズの高さを低くすると次のような問題点を生じる。
【００２１】
型によって成形される樹脂レンズにおいて、レンズの光軸方向の厚みに対してレンズの高さを低くすると型から取り出した直後の冷却時にレンズの上下方向から冷却が進む事になる。この結果、副走査断面内（レンズの高さ方向）でレンズ内部の屈折率分布と複屈折分布を生じやすくなる。この結果、副走査方向の結像性能が著しく低下する。よって特許文献３ではレンズ高さを低減することが困難である。
【００２２】
本発明は光学箱の高さを低くし、かつ良好なる画像を形成することが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】
【００２３】
本発明に係る光走査装置は、第１の光源手段と、該第１の光源手段から出射する光束を偏向して第１の被走査面を主走査方向に走査する偏向手段と、該偏向手段により偏向された光束を前記第１の被走査面に導光する結像光学系と、を備える光走査装置であって、前記結像光学系は、前記偏向手段からの光束を集光する結像光学素子と、該結像光学素子からの光束を反射する第１の反射素子と、該第１の反射素子からの光束を反射して前記第１の被走査面に導光する第２の反射素子と、を有し、前記第２の反射素子は、前記結像光学素子の光軸方向における前記偏向手段と前記結像光学素子との間に配置されており、前記第２の反射素子の一部は、前記主走査方向に垂直な副走査断面内において、前記結像光学素子の一方の端面の延長面と他方の端面の延長面との間に存在しており、前記副走査断面内において、前記第１の光源手段から出射して前記結像光学素子に入射する第１の光束の主光線と前記偏向手段の回転軸に垂直な主走査断面との成す角度をα（ｄｅｇ）、前記第１の光束が入射する前記偏向手段の偏向点から前記結像光学素子の出射面までの前記光軸方向における距離をＬ１（ｍｍ）、前記偏向点から前記第１の光束が反射される前記第１の反射素子の反射点までの前記光軸方向における距離をＬ２（ｍｍ）、前記結像光学素子の副走査方向における長さをｈ（ｍｍ）、前記偏向点と前記結像光学素子の外形中心との副走査方向における距離をσ（ｍｍ）、前記第２の反射素子に入射する前記第１の光束の主光線と前記主走査断面との成す角度をθ（ｄｅｇ）、とするとき、
【００２４】
【数１】
2015108834.tif 000003
【００２５】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２６】
本発明に係る画像形成装置は、上記光走査装置と、前記光走査装置からの光束により被走査面の上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、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば光学箱の高さを低くし、かつ反射ミラーを精度良く配置することが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】
【００２８】
【図１Ａ】本発明の実施例１の主走査断面図
【図１Ｂ】本発明の実施例１の副走査断面図
【図１Ｃ】本発明の実施例１の要部拡大図（副走査断面図）
【図２Ａ】本発明の実施例２の主走査断面図
【図２Ｂ】本発明の実施例２の副走査断面図
【図３Ａ】本発明の実施例３の主走査断面図
【図３Ｂ】本発明の実施例３の副走査断面図
【図４】比較例の副走査断面図
【図５】本発明の実施例の画像形成装置の要部概略図
【図６】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図７】従来の画像形成装置の要部断面図
【図８】従来の画像形成装置の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の光走査装置は、光源手段と、光源手段からの光束を偏向走査する偏向手段と、偏向手段からの光束を被走査面に導光する結像光学系とを有している。
【００３０】
結像光学系は、偏向手段からの走査光束Ｒａｙ１が、光学素子の副走査方向の外形中心からずれた位置を通過する結像光学素子Ｇ１を有している。
【００３１】
ここで副走査断面内において、結像光学素子Ｇ１の両端面のうち、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が近い側の端面を端面Ａ、遠い側の端面を端面Ｂと定義する。
【００３２】
結像光学系は、結像光学素子Ｇ１を通過した光束を反射して端面Ａ側に光路を折り曲げる第１の反射ミラーＭ１と、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束を反射する第２の反射ミラーＭ２とを有している。
【００３３】
第２の反射ミラーＭ２は、偏向手段と結像光学素子Ｇ１との間であって、第２の反射ミラーＭ２の一部が、結像光学素子Ｇ１の端面Ａの延長面上に存在するように配置されている。
【００３４】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００３５】
（実施例１）
図１Ａは本発明の実施例１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１Ｂは本発明の実施例１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。尚、図１Ａは、発明を分かりやすくするために、走査された光線を副走査方向に折り曲げる反射ミラーを省いた展開図で表している。
【００３６】
尚、以下の説明において、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。主走査断面とは、副走査方向（偏向手段の回転軸（または揺動軸）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。
【００３７】
本実施例の光走査装置は、複数の光源手段からの複数の光束を複数の偏向面を有する共通（単一）の光偏向器（ポリゴンミラー）（偏向手段）の異なる偏向面で偏向走査し、夫々異なる結像光学系を介して、夫々異なる感光ドラム面上を光走査するものである。
【００３８】
図中、Ｓ１、Ｓ２は各々第１、第２のステーション（走査光学系）である。
【００３９】
１ａ〜１ｄは各々少なくとも１つの発光部（発光点）を有する光源手段（光源）であり、例えば半導体レーザよって成っている。
【００４０】
２ａ〜２ｄは各々主走査、副走査方向に独立に正の屈折力（パワー）を有するアナモフィックレンズである。アナモフィックレンズ２ａ〜２ｄは各々対応する光源手段１ａ〜１ｄから出射した光束の集光状態を変換する機能と、光束を偏向手段５の偏向面において主走査方向に延伸した線像に変換する機能とを有している。
【００４１】
尚、アナモフィックレンズに限らず、それぞれ独立した機能を有するコリメータレンズとシリンドリカルレンズとを用いて構成しても良い。
【００４２】
３ａ〜３ｄは各々開口絞り（アパーチャ）であり、各々対応するアナモフィックレンズ２ａ〜２ｄから出射する光束を所望の最適なビーム形状に形成している。
【００４３】
尚、アナモフィックレンズ２ａ〜２ｄ及び開口絞り３ａ〜３ｄの各要素はそれぞれ入射光学系（集光光学系）Ｌａ〜Ｌｄの一要素を構成している。
【００４４】
５は偏向手段としての光偏向器であり、複数の偏向面を有する回転多面鏡（ポリゴンミラー）よりなり、モータ等の駆動手段により矢印Ａ方向に等速で回転しており、入射光学系Ｌａ〜Ｌｄからの光束を偏向走査している。
【００４５】
６ａ〜６ｄは各々集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系であり、各々主走査断面内及び副走査断面内に正のパワーを有し、光偏向器５からの複数の光束を光束毎に対応した被走査面１２ａ〜１２ｄ上に結像させている。
【００４６】
本実施例における第１のステーションＳ１側の結像光学系６ａ，６ｂは、各々共通の単一の結像レンズ７ａｂを有している。第２のステーションＳ２側の結像光学系６ｃ，６ｄは、各々共通の単一の結像レンズ７ｃｄを有している。
【００４７】
また結像光学系６ａ〜６ｄは、上記の如く各々光偏向器５によって偏向走査された画像情報に基づく光束を対応する被走査面としての感光ドラム面１２ａ〜１２ｄ上に結像させている。かつ結像光学系６ａ〜６ｄは、各々副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａ、５ｂと感光ドラム面１２ａ〜１２ｄとの間を共役関係にすることにより偏向面５ａ、５ｂの面倒れ補償を行っている。
【００４８】
９ａ、１０ａ、１１ａは各々第１のステーションＳ１側の反射素子としてのミラー（反射ミラー）であり、第１のステーションＳ１内で光路を折り曲げている。９ｂ、１０ｂ、１１ｂは各々第２のステーションＳ２側の反射素子としてのミラー（反射ミラー）であり、第２のステーションＳ２内で光路を折り曲げている。
【００４９】
上記反射ミラー９ａ、９ｂは光線分離手段であり、結像光学系において、上側斜入射光束と下側斜入射光束の分離を行っている。
【００５０】
１２ａ，１２ｂは各々第１のステーションＳ１側の被走査面としての感光ドラム面である。１２ｃ，１２ｄは各々第２のステーションＳ２側の被走査面としての感光ドラム面である。２０は光学箱である。
【００５１】
ここで、光走査装置の機能説明においては簡単のため１つの光源手段１ａから発せられた光束の光路について説明する。
【００５２】
本実施例において画像情報に応じて半導体レーザ１ａから光変調され出射した光束は、対応するアナモフィックコリメータレンズ２ａに入射する。アナモフィックコリメータレンズ２ａは光源手段１ａからの光束を主走査断面内（主走査方向）に関しては平行光束に変換し、副走査断面内（副走査方向）に関しては光偏向器５の偏向面５ａに結像するよう光束の状態を変換している。そして変換された光束は開口絞り３ａによって光量を制限し（一部遮光される）、光偏向器５の偏向面５ａに入射する。
【００５３】
光偏向器５に入射した光束は偏向面５ａにより被走査面方向に偏向走査され、結像光学系６ａを介して感光ドラム面１２ａに導光される。そして光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、感光ドラム面１２ａ上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面１２ａ上に画像記録を行っている。
【００５４】
尚、同期検知手段（不図示）は、ＢＤ光学系（同期検知用光学系）と光を検知するＢＤセンサ（同期検知用センサ）で構成されている。ＢＤ光学系は、光偏向器５で偏向走査された走査光が通過する位置に配設されており、光偏向器５が所定の角度のとき、ＢＤセンサへ導光するＢＤレンズで構成されている。同期検知手段は、光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させ、光偏向器５が所定の角度となるタイミングを検知し、そのタイミングを制御手段（不図示）に出力する。
【００５５】
制御手段は同期検知手段から出力されたタイミングに基づき、光偏向器５の回転速度が一定速度となるように制御する。また、制御手段はタイミングに基づき、複数の各光源手段の発光タイミングを制御する。
【００５６】
本実施例における第１、第２のステーションＳ１、Ｓ２の構成及び光学的作用は同一のため、以下、第１のステーションＳ１を中心に述べる。そして第２のステーションＳ２の各部材のうち第１のステーションＳ１と同じ部材については括弧を付して示す。そして必要に応じて第２のステーションＳ２の各部材について述べる。
【００５７】
本実施例においては入射光学系Ｌａ，Ｌｂ（Ｌｃ，Ｌｄ）が副走査方向に上下に２列になって配置されている（不図示）。そして副走査断面内において偏向面５ａ（５ｂ）に２つの入射光学系Ｌａ，Ｌｂ（Ｌｃ，Ｌｄ）からの光束がそれぞれ上方向斜め、下方向斜めから入射している（斜入射光学系）。偏向面５ａ（５ｂ）に斜入射した２つの光束は、光偏向器５によってそれぞれ上方向、下方向にコニカルスキャンされる。そして２つの光束は結像光学系６ａ，６ｂ（６ｃ、６ｄ）内に配置された光線分離手段９ａ（９ｂ）によって、分離されて２つの異なる感光ドラム面１２ａ，１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）上に結像スポットとして走査される。
【００５８】
本実施例においては対向する２組のステーションＳ１、Ｓ２が、同一の光偏向器５の異なる偏向面５ａ，５ｂを用いて光走査させている。
【００５９】
このように本実施例においては、複数の入射光学系を斜入射光学系より構成し、また複数の結像光学系を光偏向器５に対して対向配置することにより、光学部品を共有化し、光走査装置全体をコンパクト化している。
【００６０】
本実施例は、４つの感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに露光された走査光束により、４色のトナーを紙上に定着させてカラー画像を形成するカラー画像形成装置に用いる光走査装置である。図１Ｂは、４色の色光の画像を形成するための４つの感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが示されている。
【００６１】
図１Ｂ中において、図面上、右側から、イエロー（Ｙ）用ドラム１２ａ、マゼンダ（Ｍ）用ドラム１２ｂ、シアン（Ｃ）用ドラム１２ｃ、ブラック（Ｂｋ）用ドラム１２ｄがそれぞれ配置されている。本実施例では、回転多面鏡により偏向走査された走査光束をイエロー（Ｙ）用結像光学系、マゼンダ（Ｍ）用結像光学系、シアン（Ｃ）用結像光学系、ブラック（Ｂｋ）用結像光学系によって、それぞれの感光ドラムに導光している。
【００６２】
尚、複数の感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄのうち、物理的に光偏向器５に最も近い側のマゼンダ（Ｍ）用ドラム１２ｂ及びシアン（Ｃ）用ドラム１２ｃを以下、光偏向器５に対して内側の感光ドラムと称する。また物理的に光偏向器５に最も遠い側のイエロー（Ｙ）用ドラム１２ａ及びブラック（Ｂｋ）用ドラム１２ｄを以下、光偏向器５に対して外側の感光ドラムと称する。
【００６３】
本実施例においては、副走査方向に離間した２つの光源手段１ａ，１ｂ（１ｃ，１ｄ）からの２つの光束を入射光学系Ｌａ，Ｌｂ（Ｌｃ，Ｌｄ）によって、副走査方向斜め±３度の角度をつけて光偏向器５に入射させている。光偏向器５で偏向走査されて上下２つの走査光束は、共通の結像レンズ７ａｂ（７ｃｄ）を通過後、反射ミラー９ａ（９ｂ）によって分離され、異なる２つの感光ドラム１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）へ導光される。
【００６４】
本実施例では、この２組のステーションＳ１、Ｓ２を光偏向器５を挟んで対向配置することで、一つの光偏向器を用いて４つの光源手段１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄからの光束を４つの感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄへ導いている。
【００６５】
この４つの感光ドラム１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄはそれぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色に対応しており、カラー画像を形成することができる。
【００６６】
図１Ｃは本発明の実施例１のステーションＳ１の一部分の副走査方向の要部拡大図（副走査断面図）である。同図において図１Ｂに示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６７】
図１Ｃに示すように本実施例では、副走査断面内において、光偏向器５で偏向走査された複数（２本）の走査光束が、共通の結像レンズ７ａｂの外形中心Ｃに対して、副走査方向に、上下にずれた位置を通過している。
【００６８】
以下、光偏向器５に対して内側の感光ドラム１２ｂへ向かう走査光束の光路について説明する。
【００６９】
内側の感光ドラム１２ｂへ導光される走査光束は、結像レンズ７ａｂの外形中心Ｃに対して、図中下方、つまり感光ドラム１２ｂ側にずれた位置を通過している。
【００７０】
ここで、結像レンズ７ａｂを結像光学素子Ｇ１（または結像レンズＧ１）と定義し、内側の感光ドラム１２ｂへ導光される走査光束を走査光束Ｒａｙ１と定義する。
【００７１】
さらに、副走査方向において、結像レンズＧ１の両端面のうち、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が近い側の結像レンズＧ１のレンズ端面を端面（第１の端面）Ａ、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が遠い側の結像レンズＧ１のレンズ端面（第２の端面）を端面Ｂと定義する。
【００７２】
このとき、走査光束Ｒａｙ１の結像レンズＧ１の通過位置が近い側の結像レンズＧ１のレンズ端面、つまり感光ドラム側（図１Ｂ中のレンズ下端）の結像レンズＧ１の端面が端面Ａとなる。
【００７３】
また、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が遠い側、つまり感光ドラム１２ｂから遠い側の結像レンズＧ１のレンズ端面（図１Ｂ中のレンズ上端）が端面Ｂとなる。
【００７４】
また、結像レンズＧ１を通過後の走査光束Ｒａｙ１が最初に入射する反射ミラーを第１の反射ミラーＭ１、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束を反射するミラーを第２の反射ミラーＭ２と定義する。
【００７５】
このとき、図１Ｂ、図１Ｃにおいて、反射ミラー９ａが第１の反射ミラーＭ１、反射ミラー１０ａが第２の反射ミラーＭ２となる。このとき、本実施例においては、結像レンズＧ１を通過後の走査光束Ｒａｙ１を第１の反射ミラーＭ１によって反射し、結像レンズＧ１と感光ドラム１２ｂとの間、つまりレンズ端面Ａ側（第１の端面側）に光路を折り曲げている。その後、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束を第２の反射ミラーＭ２によって反射し、感光ドラム１２ｂに導光している。
【００７６】
本実施例においては、このように結像レンズＧ１と第１の反射ミラーＭ１を設定することで、光学箱２０の高さを低減している。以下に図４を用いて理由を説明する。
【００７７】
図４は本実施例に対する比較例である。
【００７８】
図４においても本実施例と同様、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が近い側、つまり感光ドラムに近い側のレンズ端面（図４中のレンズ下端）を端面Ａと定義する。また走査光束Ｒａｙ１の通過位置が遠い側、つまり感光ドラムに遠い側のレンズ端面（図４中のレンズ上端）を端面Ｂと定義する。
【００７９】
図４が本実施例と異なる点は、結像レンズＧ１（図４においては結像レンズ４７）の通過後の走査光束Ｒａｙ１を第１の反射ミラーＭ１（図４においては反射ミラー４１ａ）で反射し、図中のレンズ上方、つまりレンズ端面Ｂ側に光路を折り曲げている点である。
【００８０】
このとき、図４では、第１の反射ミラーＭ１の反射点Ｐが端面Ａ側にあるため、結像レンズＧ１で反射光束がケラレないようにするためには、角度θを大きく設定しなければならない。その結果、比較例においては、第２の反射ミラーＭ２（図４においては反射ミラー４２ａ）の反射点Ｑがより結像レンズＧ１から遠くなってしまい、結像光学系を収める光学箱の高さ方向の幅が大きくなってしまう。
【００８１】
ここで、結像光学系の光軸方向をＸ軸、光偏向器の回転軸の方向をＺ軸と定義し、走査光束Ｒａｙ１が軸上像高に向かうときの偏向走査点Ｏの座標（Ｘ０，Ｚ０）を原点（Ｘ，Ｚ）＝（０，０）とする。
【００８２】
このとき、図４中の第１の反射ミラーＭ１での反射点Ｐの座標は（Ｘ，Ｚ）＝（７０．０，−２．６）、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束の主光線とＸ軸とのなす角度θは２２．６ｄｅｇと大きくなる。さらに、第２の反射ミラーＭ２での反射点Ｑの座標は（Ｘ，Ｚ）＝（２８．６，１４．７）となり、Ｚ方向に光軸から大きく上方に離間してしまう。
【００８３】
そこで、本実施例においては、第１の反射ミラーＭ１で反射する方向を端面Ａ側に設定することで、結像レンズＧ１で反射光束がケラレないようにするために必要な角度θを比較例より小さく抑えている。これにより、本実施例においては、第２の反射ミラーＭ２の反射点Ｑを結像レンズＧ１に近い位置に設定でき、光学箱２０の高さ方向（副走査方向）の幅を小さくすることができる。
【００８４】
ここで、図１Ｃ中の第１の反射ミラーＭ１での反射点Ｐの座標は（Ｘ，Ｚ）＝（７０．０，−２．６）、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束の主光線とＸ軸とのなす角度θは１２．１ｄｅｇと比較例より小さくできる。さらに、第２の反射ミラーＭ２での反射点Ｑの座標は（Ｘ，Ｚ）＝（２８．６，１１．４）となり、光軸からのＺ方向の間隔を小さくできていることが分かる。
【００８５】
走査光学系の光学箱において、反射ミラーが光学箱内の上端あるいは下端に配置されている場合は反射ミラーの短手方向の幅を狭くすると、その分、光学箱の高さを低くすることが可能である。
【００８６】
しかし、反射ミラーは、ミラーの裏面あるいは表面を光学箱側の基準面に突き当ててお辞儀方向（傾斜方向）の配置精度を得ているため、ミラーの短手方向の幅を狭くすると、ミラーのお辞儀方向の配置精度がその分低下してしまう。その結果、感光ドラム上の走査位置ずれが発生し、画像劣化を招いてしまうという二律背反の問題がある。
【００８７】
そこで本実施例では、結像光学系の光軸方向において、第２の反射ミラーＭ２を光偏向器５と結像レンズＧ１との間に配置しており、且つ、第２の反射ミラーＭ２の一部が、結像レンズＧ１の端面Ａの延長面上に存在するように配置、即ち副走査断面内において、第２の反射ミラーの一部が結像光学素子の一方の端面の延長面と他方の端面の延長面との間に存在するように配置している。
【００８８】
このように構成することで、これまで空きスペースだった光偏向器５と結像レンズＧ１との空間の使用が可能になり、下方向にはミラーを伸ばさずとも、第２の反射ミラーＭ２の短手方向の幅を十分に確保することができる。また、第２の反射ミラーＭ２のお辞儀方向の配置精度も十分に確保できる。これにより、本実施例では、光学箱２０の高さを小さく抑えることができ、かつ、良好なる画像を得ることができる。
【００８９】
さらに本実施例では、走査光束Ｒａｙ１が軸上像高に向かうときの偏向手段の偏向点である偏向走査点Ｏから結像レンズＧ１の被走査面側のレンズ面（出射面）までの光軸方向の間隔（距離）をＬ１（ｍｍ）、偏向走査点Ｏから第１の反射ミラーＭ１での反射点Ｐまでの光軸方向の間隔をＬ２（ｍｍ）とする。さらに、走査光束Ｒａｙ１の副走査方向の斜入射角度をα（ｄｅｇ）、偏向走査点Ｏと結像レンズＧ１の外形中心Ｃとの副走査方向の間隔をσ（ｍｍ）とする。
【００９０】
そのとき、
Ｌ１＝４４．４（ｍｍ）、
Ｌ２＝７０．０（ｍｍ）、
α＝３（ｄｅｇ）、
σ＝０（ｍｍ）
となる。また、前述したように、結像レンズＧ１のレンズ高さをｈ（ｍｍ）、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束Ｒａｙ１の主光線と光偏向器の回転軸と垂直な平面との副走査方向になす角度をθ（ｄｅｇ）とすると、
ｈ＝１２（ｍｍ）、
θ＝１２．１（ｄｅｇ）
である。
【００９１】
本実施例においては、上記角度θの値が以下の条件式（１）を満たすように第１の反射ミラーＭ１の配置角度を設定している。
【００９２】
【数２】
2015108834.tif 000004
【００９３】
本実施例においては、上記の各値より、
条件式（１）の左辺は
【００９４】
【数３】
2015108834.tif 000005
【００９５】
条件式（１）の右辺は
【００９６】
【数４】
2015108834.tif 000006
【００９７】
となる。
【００９８】
条件式（１）は、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束Ｒａｙ１が結像レンズＧ１の被走査面側のレンズ面の下方を通過するときの光線通過高さと、角度θとの関係を表す近似式である。
【００９９】
角度θが条件式（１）の左辺の値より小さいと、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束Ｒａｙ１が結像レンズＧ１と十分に離間されず、光束がケラレてしまう。また、角度θが条件式（１）の右辺の値より大きいと、第２の反射ミラーＭ２が結像レンズＧ１から大きく離れてしまい、光学箱の高さ方向幅が大きくなってしまう。
【０１００】
そこで本実施例においては、角度θの値が条件式（１）を満たすように、つまり
６．５（ｄｅｇ）＜θ＜１８．０（ｄｅｇ）
となるように、第１の反射ミラーＭ１の配置角度を設定することで、第１の反射ミラーＭ１からの光束を結像レンズＧ１と干渉させず、かつ、第２の反射ミラーＭ２を光偏向器５と結像レンズＧ１との間の空間に配置して光学箱２０の高さを低くしている。
【０１０１】
さらに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Ｒａｙ１が端面Ａに近づく方向にコニカルスキャンするように副走査方向の斜入射角度を設定している。
【０１０２】
本実施例では、このように設定することで、第１の反射ミラーＭ１での反射点Ｐを端面Ａ側方向によせることができ、角度θを小さく、かつ、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束Ｒａｙ１が結像レンズＧ１にケラレないようにできる。これにより、本実施例では、光学箱２０の高さ方向（副走査方向）の幅を小さく抑える効果を得ている。
【０１０３】
また、本実施例の結像光学系においては、全ての結像レンズと全てのミラーを主走査断面内に投射したとき、互いに重ならない（上下方向に重ならない）ように構成している。これにより、各光学部品を光学箱に容易に組み込むことができ、また組み立て工具の構成も簡易にできる。また、作業効率を高いなどのメリットを生み、組み立てを容易にしている。
【０１０４】
また、本実施例においては、上記のように折り曲げ光路を設定することにより、光学箱の高さを低くすることができ、かつ、一つの光路に対して２枚の反射ミラーのみで構成できる。これにより、光学箱の高さを低くでき、かつ、簡易な光学箱を得ることができる。
【０１０５】
また、本実施例では、外側の感光ドラム１２ａ（１２ｄ）に向かう光路において、１枚の反射ミラー１１ａ（１１ｂ）のみで光路を折り曲げている。これにより、本実施例の光学箱は、６枚の反射ミラーのみで構成でき、光学箱を簡易に構成できる。
【０１０６】
本実施例においては、内側の感光ドラム１２ｂ，１２ｃに向かう光路の光路長と、外側の感光ドラム１２ａ，１２ｄに向かう光路の光路長が同じになるように反射ミラーを設定している。これにより、内側外側でｆθ係数を同じに設定でき、電気的な補正をしなくとも良好な画像を形成できる。
【０１０７】
また、本実施例においては、４つの感光ドラム１２ａ〜１２ｄの高さ（被走査面上の高さ方向の位置）が同じになるように設定している。
【０１０８】
本実施例では、装置全体の簡素化を図るためにそれぞれの結像光学系６ａ〜６ｄの光路中に配置される結像レンズを、一枚の結像レンズのみで構成している。
【０１０９】
結像光学系を一枚の結像レンズのみで構成すると、結像レンズの肉厚は厚くする必要があり、肉厚が厚い場合は、複屈折率による結像性能劣化を抑える為には、結像レンズの高さ方向の幅も大きくする必要がある。
【０１１０】
このようなことから本実施例の結像レンズのサイズは、
肉厚ｄ＝９．６（ｍｍ）、
レンズ高さｈ＝１２（ｍｍ）
と大きい。このように肉厚、高さ方向に大きいレンズの場合、走査光学系の光路はレンズを避けるよう大きく迂回させねばならず、光学箱を小さくするのが困難となる。
【０１１１】
そこで本実施例では、前述したように結像レンズと反射ミラーを配置することで、光束が結像レンズを避けつつ、光学箱のサイズをコンパクトにしている。
【０１１２】
また、反射ミラーを光学箱に保持する際、反射ミラーの裏面（反射面の裏側の面）を光学箱の規準面に突き当てて保持した場合、反射ミラーの厚さ誤差で反射位置がずれてしまい、被走査面上での走査位置ずれが発生し、画像劣化に繋がってしまう。
【０１１３】
そこで本実施例においては、全ての反射ミラーを反射面で突き当て保持できるように、全ての反射ミラーの反射面を下向きに設定している。つまり副走査断面内において、第１の反射ミラーＭ１と第２の反射ミラーＭ２の反射面を、どちらも被走査面に対向して配置している。これにより、各反射ミラーの配置精度を向上させ、良好なる画像を得ることができる。
【０１１４】
また、本実施例においては、結像レンズＧ１を通過後の内側の感光ドラム１２ｂ（１２ｃ）へ向かう光束と、外側の感光ドラム１２ａ（１２ｄ）に向かう光束とが互いに交差しないように反射ミラーを設定している。
【０１１５】
このように設定することで、内側の感光ドラム１２ｂ（１２ｃ）に向かうべき光束が外側の感光ドラム１２ａ（１２ｄ）に到達しにくくし、不要なゴースト光による画像の劣化を防ぐ効果を得ている。
【０１１６】
本実施例では、図面上、光学箱を上方、感光ドラムを下方に配置し、各感光ドラムの上面に各光束を走査させている。しかし、これに限らず、感光ドラムを上方、光学箱を下方に配置し、感光ドラムの下面に光束を走査させるよう構成し、前述したように結像レンズＧ１以後の光束を反射ミラーによって折り曲げるよう設定しても本発明の効果は十分得られる。
【０１１７】
また、本実施例においては、結像レンズＧ１は一体成形の樹脂製レンズであるが、光学性能さえとれていれば、例えばガラスレンズを２段重ねにして構成してもよい。
【０１１８】
本実施例においては、上述した如く光偏向器５で偏向走査された２本の光束が結像レンズＧ１の副走査方向に異なる位置（領域）を通過している。そして、結像レンズＧ１の最も端面Ａに近い位置を通過する走査光束Ｒａｙ１を第１の反射ミラーＭ１によって、端面Ａ側に光路を折り曲げるよう設定している。
【０１１９】
このような構成にすることにより、本実施例では第１の反射ミラーＭ１で反射した光束の結像光学系の光軸に対する角度を狭く設定することができ、光学箱の高さを低くする効果を得ている。
【０１２０】
また、本実施例においては、上述した如く光偏向器５から偏向走査された上下２つの光束のうち、一方の光束を最もＡ端面に近づく方向に設定している。つまり下方向に反射された走査光束Ｒａｙ１を結像レンズＧ１を通過後、第１の反射ミラーＭ１によって、端面Ａ側に光路を折り曲げるよう設定している。
【０１２１】
このような構成にすることにより、第１の反射ミラーＭ１で反射した光束の結像光学系の光軸に対する角度を狭く設定することができ、光学箱の高さを低くする効果を得ている。
【０１２２】
また、本実施例では、一つの光偏向器５で反射した複数の光束を対応する複数の感光ドラム１２ａ〜１２ｄに導く光走査装置において、結像レンズの共通化により、複数の光路の光路長を揃えている。
【０１２３】
このような場合、最も光偏向器に近い側（内側）の感光ドラム１２ｂ，１２ｃへの光路長を稼ぐ必要がある。また、最も光偏向器に近い側の感光ドラム１２ｂ，１２ｃの光路は、結像レンズなどの他の光学部品との干渉を避けるために、上下方向（副走査方向）に光路を迂回させねばならない。このため、最も光偏向器に近い側の感光ドラム１２ｂ，１２ｃへの光路の取り回しが、光学箱の高さを低減できない要因となっている。
【０１２４】
そこで、本実施例においては、最も光偏向器に近い側の感光ドラム１２ｂ，１２ｃへ向かう走査光束Ｒａｙ１の光路について、上記に示した本実施例の構成をとることによって、走査光束Ｒａｙ１の光路の高さ方向（副走査方向）の幅を低減している。ひいては、光学箱の高さを低減する効果を得ている。
【０１２５】
複数の反射ミラーを用いる光学箱においては、反射ミラーの位置が光学箱の高さ方向幅を決める主要因となる。このため、反射ミラー同士が高さ方向に離間していると光学箱の高さ方向幅が大きくなってしまう。
【０１２６】
そこで本実施例では、副走査断面内において、第１の反射素子Ｍ１と第２の反射素子Ｍ２を光軸方向に垂直な断面に投射したとき、オーバーラップするように夫々を配置することにより、光学箱の高さ方向の幅を低減している。
【０１２７】
本実施例においては、走査光束Ｒａｙ１の光路上に２つの反射ミラーＭ１、Ｍ２を配置しているが、第２の反射ミラーＭ２から反射された走査光束Ｒａｙ１を、さらに反射し、感光ドラムに導光する第３の反射ミラーとしての反射ミラーを配置しても良い。
【０１２８】
（実施例２）
図２Ａは本発明の実施例２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２Ｂは本発明の実施例２の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図２Ａ、図２Ｂにおいて図１Ａ、図１Ｃに示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１２９】
本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、光偏向器５に対して片側のステーションＳ１のみを使用したこと、副走査断面内において、２つの光源手段１ａ，１ｂから出射した２つの光束を光偏向器５の回転軸に対して垂直に入射させたことである。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。
【０１３０】
つまり、図中、１２ａ、１２ｂは各々コリメータレンズであり、対応する光源手段１ａ、１ｂから出射された光束を平行光束に変換している。４ａ、４ｂは各々シリンドリカルレンズであり、副走査断面内のみに所定のパワーを有している。
【０１３１】
尚、コリメータレンズ１２ａ、１２ｂとシリンドリカルレンズ４ａ、４ｂを前述の実施例１と同様に１つの光学素子（アナモフィックレンズ）より構成しても良い。またコリメータレンズ１２ａ、１２ｂ，開口絞り３ａ、３ｂ、そしてシリンドリカルレンズ４ａ、４ｂ等の各要素は入射光学系Ｌａ、Ｌｂの一要素を構成している。
【０１３２】
５は偏向面が６面より成る偏向手段としての光偏向器（ポリゴンミラー）であり、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。
【０１３３】
本実施例では、高さ方向（副走査方向）に幅の広い厚肉のポリゴンミラー（回転多面鏡）を使用している。
【０１３４】
６ａ，６ｂは各々結像光学系であり、光偏向器５からの複数の光束を光束毎に対応した被走査面１２ａ，１２ｂ上に結像させている。
【０１３５】
本実施例における複数の結像光学系６ａ、６ｂは、各々結像光学系６ａ、６ｂで共通に用いる第１の結像レンズ７ａｂと、結像光学系６ａ、６ｂで互いに異なる第２の結像レンズ８ａ，８ｂの２枚の結像レンズを有している。
【０１３６】
９ａ、１０ａ、１１ａは各々反射素子としてのミラー（反射ミラー）であり、ステーションＳ１内で光路を折り曲げている。反射ミラー９ａは、光線分離手段として、結像光学系において、上側斜入射光束と下側斜入射光束の分離を行っている。
【０１３７】
本実施例では光偏向器５に対して片側のステーションＳ１のみを使用した光走査装置に本発明を適用している。さらに本実施例の光走査装置は、図２Ｂに示すように副走査断面内において、光偏向器５に対して副走査方向に離間した２つの光束を光偏向器５の回転軸に対して垂直に入射させる、所謂、偏向面内入射光学系で構成されている。
【０１３８】
前述の実施例１の光走査装置は、１つの光偏向器で上下２つの光束を両側に走査させるステーションを２つ用いて４つの感光ドラム上を走査している。これに対して、本実施例の光走査装置は、１つの光偏向器で上下２つの光束を片側に走査させるステーションを１つ用いて２つの感光ドラム上を走査している。この２つの感光ドラムは、例えばそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）の２色に対応しており、カラー画像を形成することができる。
【０１３９】
本実施例では図２Ｂに示すように副走査断面内において光偏向器５で偏向走査された２本の走査光束が、第１の結像レンズ７ａｂの副走査方向の外形中心Ｃに対して、副走査方向、上下にずれた位置を通過している。
【０１４０】
次に光偏向器５に対して内側の感光ドラム１２ｂへ向かう走査光束の光路について説明する。
【０１４１】
ここで、第１の結像レンズ７ａｂを結像レンズ（結像光学素子）Ｇ１と定義し、光偏向器５に対して内側の感光ドラム１２ｂへ導光される走査光束を走査光束Ｒａｙ１と定義する。
【０１４２】
このとき、走査光束Ｒａｙ１は、結像レンズＧ１の外形中心Ｃに対して、副走査方向、上方にずれた位置を通過している。
【０１４３】
ここで、副走査方向において、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が近い側の結像レンズＧ１のレンズ端面を端面Ａ、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が遠い側の結像レンズＧ１のレンズ端面を端面Ｂと定義する。
【０１４４】
このとき、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が近い側の結像レンズＧ１のレンズ端面、つまり感光ドラムから遠い側（図２Ｂ中のレンズ上端）の端面が、端面Ａとなる。また、走査光束の通過位置が遠い側、つまり感光ドラム側のレンズの端面（図２Ｂ中のレンズ下端）が端面Ｂとなる。
【０１４５】
さらに、結像レンズＧ１を通過後の走査光束Ｒａｙ１が最初に入射する反射ミラーを第１の反射ミラーＭ１、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束を反射するミラーを第２の反射ミラーＭ２と定義する。
【０１４６】
このとき、反射ミラー９ａが第１の反射ミラーＭ１、反射ミラー１０ａが第２の反射ミラーＭ２となる。このとき、本実施例においては、結像レンズＧ１を通過後の走査光束Ｒａｙ１を第１の反射ミラーＭ１によって反射し、結像レンズＧ１の上方、つまりレンズ端面Ａ側に光路を折り曲げている。その後、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束を第２の反射ミラーＭ２によって反射し、感光ドラム１２ｂに導光している。
【０１４７】
本実施例においては、このように結像レンズＧ１と第１の反射ミラーＭ１を設定することで、前述の実施例１と同様に光学箱の高さを低減している。
【０１４８】
また、本実施例では、結像光学系の光軸方向において、第２の反射ミラーＭ２が光偏向器５と結像レンズＧ１との間に配置されており、且つ、第２の反射ミラーＭ２の一部が、結像レンズＧ１の端面Ａの延長面上に存在するように配置されている。
【０１４９】
このように構成することで、これまで空きスペースだった光偏向器５と結像レンズＧ１との空間の使用が可能になり、副走査方向、上方にはミラーを伸ばさずとも、第２の反射ミラーＭ２の短手方向の幅を十分に確保することができる。さらには、第２の反射ミラーＭ２のお辞儀方向（傾斜方向）の配置精度も十分に確保できる。これにより、本実施例では、光学箱の高さを小さく抑えることができ、かつ、良好なる画像を得ることができる。
【０１５０】
ここで、走査光束Ｒａｙ１が軸上像高に向かうときの偏向走査点Ｏから結像レンズＧ１の被走査面側のレンズ面（光学面）までの光軸方向の間隔Ｌ１（ｍｍ）は以下の如くである。また、偏向走査点Ｏから第１の反射ミラーＭ１での反射点Ｐまでの光軸方向の間隔Ｌ２（ｍｍ）は以下の如くである。また、走査光束Ｒａｙ１の主光線の副走査方向の斜入射角度α（ｄｅｇ）、偏向走査点Ｏと結像レンズＧ１の外形中心Ｃとの副走査方向の間隔σ（ｍｍ）は以下の如くである。
【０１５１】
Ｌ１＝３２．０（ｍｍ）、
Ｌ２＝５６．０（ｍｍ）、
α＝０（ｄｅｇ）、
σ＝４（ｍｍ）
また、結像レンズＧ１のレンズ高さ（光学素子高さ）ｈ（ｍｍ）、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束Ｒａｙ１の主光線と光偏向器の回転軸と垂直な平面との副走査方向になす角度θ（ｄｅｇ）は、
ｈ＝１６（ｍｍ）、
θ＝１８．０（ｄｅｇ）
である。
【０１５２】
本実施例においては、上記角度θの値が前述した条件式（１）を満たすように第１の反射ミラーＭ１の配置角度を設定している。
【０１５３】
本実施例においては、上記の各値より、
条件式（１）の左辺は
【０１５４】
【数５】
2015108834.tif 000007
【０１５５】
条件式（１）の右辺は
【０１５６】
【数６】
2015108834.tif 000008
【０１５７】
となる。
【０１５８】
本実施例においては、角度θの値が条件式（１）を満たすように、つまり
１１．３（ｄｅｇ）＜θ＜２６．７（ｄｅｇ）
となるように、第１の反射ミラーＭ１の配置角度θを設定することで、第１の反射ミラーＭ１からの光束を結像レンズＧ１と干渉させず、かつ、第２の反射ミラーＭ２を光偏向器と結像レンズＧ１との間の空間に配置して光学箱の高さを低くしている。
【０１５９】
本実施例においては、前述の実施例１が結像光学系を１枚の結像レンズのみで構成したのに対して、２枚の結像レンズで構成することによって、結像性能をさらに向上させている。内側の感光ドラム１２ｂに向かう光束Ｒａｙ１の光路において、第２の反射ミラーＭ２からの反射光束が第２の結像レンズＧ２（図２Ｂにおいては結像レンズ８ｂ）を通過するように設定している。
【０１６０】
尚、本実施例では、一つの光偏向器に対して片側に上下２つの光束を２つの感光ドラム上に走査させることで、２色の画像を形成しているが、上下４つの光束を走査させ、４つの感光ドラム上に導光させてもよい。
【０１６１】
（実施例３）
図３Ａは本発明の実施例２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図３Ｂは本発明の実施例３の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図３Ａ、図３Ｂにおいて図１Ａ、図１Ｃに示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１６２】
本実施例において、前述の実施例２と異なる点は単一の光源手段１から成るシングルビーム光学系に本発明を適用したこと、偏向手段に振動ミラー１５を用いたこと、結像レンズ１３を入射光学系Ｌａの一部として使用するダブルパス構成としたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例２と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１６３】
つまり図３Ａにおいて１は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。２はコリメータレンズであり、光源手段１から出射された光束を平行光束に変換している。３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。４はシリンドリカルレンズであり、副走査断面内（副走査方向）にのみ所定のパワーを有しており、コリメータレンズ２を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器１５の偏向面１５ａに線像として結像させている。１４は折り返しミラーである。
【０１６４】
尚、コリメータレンズ２とシリンドリカルレンズ４を前述の実施例１と同様に１つの光学素子（アナモフィックレンズ）より構成しても良い。またコリメータレンズ２，開口絞り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Ｌａの一要素を構成している。
【０１６５】
１５は偏向手段としての振動ミラーであり、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で振動している。６はｆθ特性を有する結像光学系であり、単一の結像レンズ１３を有している。本実施例では結像レンズ１３の下方を入射光学系Ｌａの一部として使用するダブルパス構成を採用しており、結像レンズ１３上での入射光束、出射光束の光線分離をするために、副走査断面内において、副走査方向に角度をつけて入射させている。
【０１６６】
１２は被走査面としての感光ドラム面（記録媒体面）である。
【０１６７】
前述の実施例２では各々異なる感光ドラム１２ａ，１２ｂへ向かう２つの光束が共通の第１の結像レンズ７ａｂを通過していたのに対して、本実施例においては、単一の結像レンズ１３を通過する光束が向かうのは１つの感光ドラム１２のみである。この１つの感光ドラム１２はブラック（ＢＫ）に対応しており、モノクロの画像を形成している。
【０１６８】
ここで、結像レンズ１３を結像レンズ（結像光学素子）Ｇ１と定義し、感光ドラム１２へ導光される走査光束を走査光束Ｒａｙ１と定義する。
【０１６９】
図３Ｂに示すように本実施例では、副走査断面内において、光偏向器５からの走査光束Ｒａｙ１が、結像レンズＧ１の外形中心Ｃに対して、副走査方向、上方にずれた位置を通過している。
【０１７０】
ここでさらに、副走査方向において、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が近い側の結像レンズＧ１のレンズ端面を端面Ａ、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が遠い側の結像レンズＧ１のレンズ端面を端面Ｂと定義する。
【０１７１】
このとき、走査光束Ｒａｙ１の結像レンズＧ１の通過位置が近い側のレンズ端面、つまり感光ドラム１２から遠い側（図３Ｂ中のレンズ上端）のレンズ端面が端面Ａとなる。また、走査光束Ｒａｙ１の通過位置が遠い側、つまり感光ドラム側のレンズ端面（図３Ｂ中のレンズ下端）が端面Ｂとなる。
【０１７２】
また、結像レンズＧ１を通過後の走査光束Ｒａｙ１が最初に入射する反射ミラーを第１の反射ミラーＭ１、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束を反射するミラーを第２の反射ミラーＭ２と定義する。
【０１７３】
このとき、反射ミラー９が第１の反射ミラーＭ１、反射ミラー１０が第２の反射ミラーＭ２となる。このとき、本実施例においては、結像レンズＧ１を通過後の走査光束Ｒａｙ１を第１の反射ミラーＭ１によって反射し、結像レンズＧ１の上方、つまりレンズ端面Ａ側に光路を折り曲げている。その後、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束を第２の反射ミラーＭ２によって反射し、感光ドラム１２に導光している。
【０１７４】
本実施例においては、このように結像レンズＧ１と第１の反射ミラーＭ１を設定することで、前述の実施例２と同様に光学箱の高さを低減している。
【０１７５】
本実施例では、結像光学系６の光軸方向において、第２の反射ミラーＭ２が光偏向器５と結像レンズＧ１との間に配置されており、且つ、第２の反射ミラーＭ２の一部が、結像レンズＧ１の端面Ａの延長面上に存在するように配置している。
【０１７６】
このように構成することで、これまで空きスペースだった光偏向器５と結像レンズＧ１との空間の使用が可能になり、副走査方向、上方にはミラーを伸ばさずとも、第２の反射ミラーＭ２の短手方向の幅を十分に確保することができる。さらに、第２の反射ミラーＭ２のお辞儀方向（傾斜方向）の配置精度も十分に確保できる。これにより、本実施例では、光学箱２０の高さを小さく抑えることができ、かつ、良好なる画像を得ることができる。
【０１７７】
ここで、走査光束Ｒａｙ１が軸上像高に向かうときの偏向走査点Ｏから結像レンズＧ１の被走査面側のレンズ面までの光軸方向の間隔Ｌ１（ｍｍ）と、偏向走査点Ｏから第１の反射ミラーＭ１での反射点Ｐまでの光軸方向の間隔Ｌ２（ｍｍ）は以下の如くである。また、走査光束Ｒａｙ１の主光線の副走査方向の斜入射角度α（ｄｅｇ）と、偏向走査点Ｏと結像レンズＧ１の外形中心Ｃとの副走査方向の間隔σ（ｍｍ）は以下の如くである。
【０１７８】
Ｌ１＝４０．０（ｍｍ）、
Ｌ２＝７０．０（ｍｍ）、
α＝６（ｄｅｇ）、
σ＝０（ｍｍ）
また、結像レンズＧ１のレンズ高さｈ（ｍｍ）、第１の反射ミラーＭ１からの反射光束Ｒａｙ１の主光線と光偏向器の回転軸と垂直な平面との副走査方向になす角度（ｄｅｇ）は、
ｈ＝１８（ｍｍ）、
θ＝１０．０（ｄｅｇ）
である。
【０１７９】
本実施例においては、角度θの値が前述した条件式（１）を満たすように第１の反射ミラーＭ１の配置角度を設定している。
【０１８０】
本実施例においては、上記の各値より、
条件式（１）の左辺は
【０１８１】
【数７】
2015108834.tif 000009
【０１８２】
条件式（１）の右辺は
【０１８３】
【数８】
2015108834.tif 000010
【０１８４】
となる。
【０１８５】
本実施例においては、角度θの値が条件式（１）を満たすように、つまり
４．８（ｄｅｇ）＜θ＜３１．０（ｄｅｇ）
となるように、第１の反射ミラーＭ１の配置角度を設定することで、第１の反射ミラーＭ１からの光束を結像レンズＧ１と干渉させず、かつ、第２の反射ミラーＭ２を光偏向器と結像レンズＧ１の間の空間に配置して光学箱の高さを低くしている。
【０１８６】
尚、本実施例では偏向手段として振動ミラーを用いたが、これに限らず、ポリゴンミラー（回転多面鏡）を用いて光走査装置を構成しても良い。
【０１８７】
［画像形成装置］
図５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。
【０１８８】
静電潜像担持体（感光ドラム）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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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（転写器）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５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。
【０１９１】
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５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。
【０１９２】
図５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ポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１９３】
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。
【０１９４】
（カラー画像形成装置）
図６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。
【０１９５】
本実施例は、光走査装置により４ビームを走査して各々並行して像担持体である感光ドラム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６において、１００はカラー画像形成装置、１１は実施例１から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。
【０１９６】
図６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、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）、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、光走査装置１１に入力される。そして、光走査装置１１からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が出射され、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。
【０１９７】
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置１１により４ビームを走査し、各々がＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）、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している。
【０１９８】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く光走査装置１１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。
【０１９９】
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１００とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【符号の説明】
【０２００】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  光源手段
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  集束レンズ（アナモフィックレンズ）
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  開口絞り
５  偏向手段（ポリゴンミラー）
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  結像光学系
７ａｂ  第１の結像レンズ
８ａ、８ｂ  第２の結像レンズ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  被走査面（感光ドラム面）
９ａ、１０ａ、１１ａ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂ  反射ミラー
Ｃ０  光学基準軸
２０  光学箱
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ  入射光学系
１１    光走査装置
２１、２２、２３、２４    像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４    現像器
４１、４２、４３、４４    光ビーム
５１    搬送ベルト
５２    外部機器
５３    プリンタコントローラ
６０    カラー画像形成装置
１００  光走査ユニット
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
１０４  画像形成装置
１０７  現像装置
１０８  転写ローラ
１０９  用紙カセット
１１０  給紙ローラ
１１１  プリンタコントローラ
１１２  転写材（用紙）
１１３  定着ローラ
１１４  加圧ローラ
１１５  モータ
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
【図１Ａ】
2015108834.tif 000012
【図１Ｂ】
2015108834.tif 000013
【図１Ｃ】
2015108834.tif 000014
【図２Ａ】
2015108834.tif 000015
【図２Ｂ】
2015108834.tif 000016
【図３Ａ】
2015108834.tif 000017
【図３Ｂ】
2015108834.tif 000018
【図４】
2015108834.tif 000019
【図５】
2015108834.tif 000020
【図６】
2015108834.tif 000021
【図７】
2015108834.tif 000022
【図８】
2015108834.tif 000023