(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を含む光源装置と、
前記光源装置からの光を偏向する、複数の偏向反射面を回転軸周りに有する偏向器と、
前記偏向器により所定角度範囲に偏向された光を被走査面に導く走査光学系と、
前記走査光学系の光軸に対して前記光源とは反対側に配置され、前記偏向器により前記所定角度範囲外の所定方向に偏向された光を受光する受光素子と、を備え、
前記光源装置からの光は、前記偏向器により前記所定角度範囲の前記偏向器の回転方向の上流端及び前記所定方向を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が一の偏向反射面で前記角度範囲に反射され、かつ残部の少なくとも一部が前記一の偏向反射面に対して前記回転方向の下流側に隣接する他の偏向反射面で反射され、
前記光源装置からの光が前記角度範囲に偏向されるとき、前記光源装置からの光が前記一の偏向反射面で前記所定方向に反射された後に、かつ前記光源装置からの光が前記一の偏向反射面で前記所定角度範囲の前記上流端に反射される前に、前記回転軸方向から見て、前記他の偏向反射面の法線が前記光源装置からの光の入射方向に平行となる光走査装置。
【請求項２】
前記受光素子は、前記他の偏向反射面で反射される、前記光源装置からの光の前記残部の少なくとも一部の光路に対して前記回転方向の上流側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】
前記光源装置から射出され前記一の偏向反射面に入射する光の主走査方向に対応する方向のビーム幅は、前記一の偏向反射面の主走査方向に対応する方向の幅よりも狭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】
前記光源装置からの光は、前記偏向器により前記所定角度範囲の前記回転方向の下流端を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が前記一の偏向反射面で前記角度範囲に反射され、残部の少なくとも一部が前記一の偏向反射面に対して前記回転方向の上流側に隣接する他の偏向反射面に入射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光源装置は、複数あり、
前記走査光学系は、複数の前記光源装置に対応して、前記偏向器を挟む両側に少なくとも１つずつ配置され、
前記被走査面は、複数の前記走査光学系に対応して複数あり、
各走査光学系は、対応する前記光源装置から射出され前記偏向器で偏向された光を対応する前記被走査面に導き、
前記受光素子の出力信号に基づいて各被走査面の走査開始タイミングが決定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記一の偏向反射面による光の偏向角度範囲をω１、前記所定角度範囲の１／２をω２としたとき、
ω２／ω１＞０．７
が満足されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光源装置は、複数の光を射出し、
前記複数の光のうち前記一の偏向反射面に最も早く入射する光以外の光が前記受光素子に入射することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記複数の光のうち前記一の偏向反射面に最も遅く入射する光が前記受光素子に入射す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】
前記光源装置からの光の前記一の偏向反射面への入射方向と該一の偏向反射面での反射方向は、前記回転軸に垂直な同一面内にあることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記回転軸方向から見て、前記他の偏向反射面の法線が前記光源装置からの光の入射方向に平行となるとき、前記光源装置から光が射出されないことを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
像担持体と、
前記像担持体の表面を走査する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関し、更に詳しくは、光により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光により被走査面を走査する装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２には、光源からの光を、複数の偏向反射面を回転軸周りに有する偏向器で偏向し、偏向された光を走査光学系により被走査面に導く装置が開示されている。
【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、従来の装置では、装置の大型化を抑制しつつ被走査面を高速かつ高密度に走査することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光源を含む光源装置と、前記光源装置からの光を偏向する、複数の偏向反射面を回転軸周りに有する偏向器と、前記偏向器により所定角度範囲に偏向された光を被走査面に導く走査光学系と、前記走査光学系の光軸に対して前記光源とは反対側に配置され、前記偏向器により前記所定角度範囲外の所定方向に偏向された光を受光する受光素子と、を備え、前記光源装置からの光は、前記偏向器により前記所定角度範囲の前記偏向器の回転方向の上流端及び前記所定方向を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が一の偏向反射面で前記角度範囲に反射され、かつ残部の少なくとも一部が前記一の偏向反射面に対して前記回転方向の下流側に隣接する他の偏向反射面で反射され、前記光源装置からの光が前記角度範囲に偏向されるとき、前記光源装置からの光が前記一の偏向反射面で前記所定方向に反射された後に、かつ前記光源装置からの光が前記一の偏向反射面で前記所定角度範囲の前記上流端に反射される前に、前記回転軸方向から見て、前記他の偏向反射面の法線が前記光源装置からの光の入射方向に平行となる光走査装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ被走査面を高速かつ高密度に走査することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態のレーザプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】図１の光走査装置について説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、それぞれポリゴンミラーの偏向動作について説明するための図（その１〜その３）である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、それぞれポリゴンミラーの偏向動作について説明するための図（その４〜その６）である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、それぞれポリゴンミラーの偏向動作について説明するための図（その７〜その９）である。
【図６】第２実施形態のカラープリンタの概略構成を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は、図６の光走査装置について説明するための図であり、図７（Ｂ）は、７面のポリゴンミラーについて説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、それぞれ第２実施形態の実施例１〜３の左右の光走査系における同期検知タイミング、戻り光発生タイミング、書込開始タイミング、書込終了タイミングにおける偏向反射面の法線の基準軸に対する角度と、偏向反射面での最大振り角（偏向角度範囲）を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図５（Ｃ）に基づいて説明する。図１には、第１実施形態の画像形成装置としてのレーザプリンタ５００の概略構成が示されている。
【０００９】
このレーザプリンタ５００は、光走査装置９００、感光体ドラム９０１、帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、トナーカートリッジ９０４、クリーニングブレード９０５、給紙トレイ９０６、給紙コロ９０７、レジストローラ対９０８、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４、定着ローラ９０９、排紙ローラ９１２、及び排紙トレイ９１０などを備えている。
【００１０】
帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４及びクリーニングブレード９０５は、それぞれ感光体ドラム９０１の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム９０１の回転方向に関して、帯電チャージャ９０２→現像ローラ９０３→転写チャージャ９１１→除電ユニット９１４→クリーニングブレード９０５の順に配置されている。
【００１１】
感光体ドラム９０１の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム９０１は、図１における面内で時計回り（矢印方向）に回転するようになっている。帯電チャージャ９０２は、感光体ドラム９０１の表面を均一に帯電させる。
【００１２】
光走査装置９００は、帯電チャージャ９０２で帯電された感光体ドラム９０１の表面に、上位装置（例えばパソコン）からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。これにより、感光体ドラム９０１の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム９０１の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム９０１の回転に伴って現像ローラ９０３の方向に移動する。なお、この光走査装置９００の構成については後述する。
【００１３】
トナーカートリッジ９０４にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ９０３に供給される。現像ローラ９０３は、感光体ドラム９０１の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ９０４から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された潜像は、感光体ドラム９０１の回転に伴って転写チャージャ９１１の方向に移動する。
【００１４】
給紙トレイ９０６には記録紙９１３が格納されている。この給紙トレイ９０６の近傍には給紙コロ９０７が配置されており、該給紙コロ９０７は、記録紙９１３を給紙トレイ９０６から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対９０８に搬送する。該レジストローラ対９０８は、転写チャージャ９１１の近傍に配置され、給紙コロ９０７によって取り出された記録紙９１３を一旦保持するとともに、該記録紙９１３を感光体ドラム９０１の回転に合わせて感光体ドラム９０１と転写チャージャ９１１との間隙に向けて送り出す。
【００１５】
転写チャージャ９１１には、感光体ドラム９０１の表面上のトナーを電気的に記録紙９１３に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム９０１の表面の潜像が記録紙９１３に転写される。ここで転写された記録紙９１３は、定着ローラ９０９に送られる。
【００１６】
この定着ローラ９０９では、熱と圧力とが記録紙９１３に加えられ、これによってトナーが記録紙９１３上に定着される。ここで定着された記録紙９１３は、排紙ローラ９１２を介して排紙トレイ９１０に送られ、排紙トレイ９１０上に順次スタックされる。
【００１７】
除電ユニット９１４は、感光体ドラム９０１の表面を除電する。クリーニングブレード９０５は、感光体ドラム９０１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム９０１の表面は、再度帯電チャージャ９０２の位置に戻る。
【００１８】
次に、光走査装置９００の構成及び作用について図２を用いて説明する。この光走査装置９００は、一例として、図２に示されるように、光源としての半導体レーザ１（レーザダイオード：ＬＤ）と、カップリングレンズ６、開口素子７及びシリンドリカルレンズ８を含む結像光学系２と、偏向器としてのポリゴンミラー３と、走査レンズとしてのｆθレンズ９、トロイダルレンズ１０及び折り返しミラー１１を含む走査光学系４と、反射ミラー１４、同期レンズ１５及び受光素子としてのＰＤ１６（フォトダイオード）を含む同期検知系１３と、半導体レーザ１を駆動する光源ドライバ１００と、を備えている。半導体レーザ１と結像光学系２とを含んで「光源装置」が構成されている。なお、光源ドライバ１００を光源装置の構成要素としても良い。
【００１９】
半導体レーザ１から放射された発散性の光束（光ビーム）は、結像光学系２のカップリングレンズ６において、以後の光学系に適した光束形態に変換される。カップリングレンズ６により変換された光束形態は、平行光束であることも、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束であることもできる。
【００２０】
カップリングレンズ６から射出された光束は、一部（例えば中央部）が、開口素子７の開口を通り、シリンドリカルレンズ８により副走査方向に対応する方向（以下では「副走査対応方向」とも称する）にのみ集光した状態、すなわち主走査方向に対応する方向（以下では「主走査対応方向」とも称する）に長い線像の状態でポリゴンミラー３の偏向反射面に入射される。これは、走査光学系４により偏向反射面の面倒れを補正できるようにするためである。なお、「副走査方向」は、感光体ドラム９０１の回転方向であり、「主走査方向」は、感光体ドラム９０１の長手方向である。
【００２１】
ポリゴンミラー３は、一例として、高さの低い正六角柱状部材から成り、各側面が偏向反射面となっている。すなわち、ポリゴンミラー３は、回転軸周りに６つの偏向反射面を有する６面の回転多面鏡である。ポリゴンミラー３は、不図示の回転機構により、図２に示される矢印の方向に一定の角速度で回転される。以下では、ポリゴンミラー３の回転方向（図２の矢印の方向）を「ミラー回転方向」とも呼ぶ。
【００２２】
そこで、ポリゴンミラー３の偏向反射面に入射された光束（入射光束）は、ポリゴンミラー３の回転により所定の偏向角度範囲内で等角速度的に偏向される。ここでは、各偏向反射面はポリゴンミラー３の回転軸に平行であり、該偏向反射面への入射光束及びその反射光束は、ポリゴンミラー３の回転軸に垂直な面内にある。すなわち、光源装置からの光束は、ポリゴンミラー３により該ポリゴンミラー３の回転軸に垂直な面内で偏向される。
【００２３】
偏向角度範囲内の所定角度範囲に偏向された光束は、ｆθレンズ９及びトロイダルレンズ１０を透過し、折り返しミラー１１により光路を折り返されて、被走査面９０１ａ（感光体ドラム９０１の表面）に集光される。なお、折り返しミラー１１を設けずに、ｆθレンズ９及びトロイダルレンズ１０を介した光を被走査面９０１ａに直接集光させても良い。また、ｆθレンズ９及びトロイダルレンズ１０の一方を設けない構成も可能である。
【００２４】
結果として、上記所定角度範囲に偏向された光束により被走査面９０１ａが主走査方向に走査される。そこで、以下では、上記所定角度範囲を「走査角度範囲」とも称する。
【００２５】
一方、偏向角度範囲内における走査角度範囲よりもミラー回転方向上流側近傍の所定方向に偏向された光束は、同期検知系１３の反射ミラー１４で反射され、同期レンズ１５を介してＰＤ１６に入射される。以下では、ミラー回転方向上流を単に「上流」とも称し、ミラー回転方向下流を単に「下流」とも称する。
【００２６】
ここで、第１実施形態では、ポリゴンミラー３に入射する光ビームの主走査対応方向のビーム径（ビーム幅）はポリゴンミラー３の偏向反射面の主走査対応方向の幅よりも小さく、かつ該偏向反射面の主走査対向方向の中間部では光ビームの略全部が偏向角度範囲に反射され、周辺部では光ビームの一部が偏向角度範囲に反射されない構成とされている。具体的には、従来のアンダーフィルド光学系と概ね同様であるが、ポリゴンミラー３の偏向反射面で偏向角度範囲の上流端近傍に反射される例えば同期検知に用いる光ビームの一部や、該偏向反射面で偏向角度範囲の下流端近傍に反射される光ビームの一部がケラレることとなる。
【００２７】
ここで、アンダーフィルド光学系は、ポリゴンミラーの偏向反射面に該偏向反射面よりも主走査対向方向に狭い光束を入射させ、偏向走査する光学系であり、レーザ走査光学系に最も広く採用されている。
【００２８】
一方、オーバーフィルド光学系は、ポリゴンミラーの偏向反射面に該偏向反射面よりも主走査対向方向に広い光束を入射させ、偏向反射面を主走査対応方向の実質的なアパーチャ（絞り）として偏向走査する光学系である。
【００２９】
オーバーフィルド光学系は、アンダーフィルド光学系と比較して、ポリゴンミラーを大型化することなく多面化できるため、高速化、高密度化に有利である。
【００３０】
しかしながら、オーバーフィルド光学系では、副走査方向に斜入射の光学配置をとる必要があるため、波面収差が劣化しやすく、かつ偏向反射面での光量ロスが大きい。
【００３１】
そこで、第１実施形態では、アンダーフィルド光学系を採用するとともに、以下に詳しく説明するようにポリゴンミラー３の偏向反射面の全域を実質的な反射面として利用することで、高速化、高密度化を達成している。
【００３２】
以下に、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）を参照して、第１実施形態のポリゴンミラー３の偏向動作の具体例を説明する。
【００３３】
ここでは、ポリゴンミラー３は、一例として、回転軸周りに６つの偏向反射面を有する正六角柱形状の回転多面鏡であり、６つの偏向反射面に内接する内接円の直径が１８ｍｍであり、回転中心（回転軸）から９ｍｍの距離に６つの偏向反射面が位置している。
【００３４】
ポリゴンミラー３への入射光束は基準軸に対して−５５°（ただし、基準軸に対してミラー回転方向に測った角度を＋とし、ミラー回転方向とは反対方向に測った角度を−とする。以下同様）で入射する。被走査面における主走査方向の走査開始位置（走査角度範囲の上流端に対応する位置）及び走査終了位置（走査角度範囲の下流端に対応する位置）は、入射光束が基準軸に対してそれぞれ−４０°、＋４０°の角度で反射される位置である。以下では、被走査面における走査開始位置から走査終了位置までの走査角度範囲に対応する領域を「走査領域」と称する。
【００３５】
図３（Ａ）から分かるように、入射光束がポリゴンミラー３により走査開始位置に向けて偏向されるとき、入射光束の一部は一の偏向反射面に入射し該一の偏向反射面で走査開始位置に向けて反射され、残部の少なくとも一部は一の偏向反射面からはみ出して該一の偏向反射面の下流側に隣接する他の偏向反射面に入射し該他の偏向反射面で走査領域外に向けて反射される。すなわち、ポリゴンミラー３により走査開始位置に向けて入射光束が偏向されるとき、該入射光束は隣接する２つの偏向反射面に跨って入射される。
【００３６】
このため、走査開始位置において、反射光束幅は３．５ｍｍであり、入射光束幅３．８ｍｍよりも小さくなっている。
【００３７】
図３（Ｂ）から分かるように、入射光束がポリゴンミラー３により走査中央位置（走査領域における走査開始位置と走査終了位置との中間位置）に向けて偏向されるとき、入射光束の略全部が一の偏向反射面に入射され、該一の偏向反射面で走査領域に向けて反射される。
【００３８】
このため、走査中央位置において、反射光束幅は３．８ｍｍであり、入射光束幅３．８ｍｍに等しくなっている。
【００３９】
図３（Ｃ）から分かるように、入射光束がポリゴンミラー３により走査終了位置に向けて偏向されるとき、入射光束の一部は一の偏向反射面に入射し該一の偏向反射面で走査開始位置に向けて反射され、残部の少なくとも一部は一の偏向反射面からはみ出して該一の偏向反射面の上流側に隣接する他の偏向反射面に入射し、該他の偏向反射面で走査領域外に向けて反射される。すなわち、ポリゴンミラー３により走査終了位置に向けて入射光束が偏向されるとき、該入射光束は２つの偏向反射面に跨って入射される。
【００４０】
このため、走査終了位置において、反射光束幅は３．５ｍｍであり、入射光束幅３．８ｍｍよりも小さくなっている。
【００４１】
以上の説明から分かるように、第１実施形態では、ポリゴンミラー３により走査領域の主走査方向の中間領域（走査領域における走査開始位置近傍及び走査終了位置近傍の双方を除く領域）に向けて光が偏向されるとき、偏向反射面で入射光束の略全てが走査領域に向けて反射されるのに対し、ポリゴンミラー３により走査領域の走査開始位置近傍及び走査終了位置近傍に向けて光が偏向されるとき、偏向反射面で入射光束の一部は走査領域に向けて反射されるが、残部はケラレ、走査領域に向けて反射されない（図４（Ａ）〜図４（Ｃ）参照）。
【００４２】
このように第１実施形態では、上述したケラレのある構成を採用することで、偏向反射面の主走査対応方向の両端部及び中間部（両端部を除く部分）を含む全域が実質的な反射面となるため、該偏向反射面による偏向角度範囲を最大限に広角化できる。このため、所望の走査幅（走査領域の主走査方向の幅、書込幅とも呼ぶ）を確保しつつポリゴンミラー３を小型化できる。
【００４３】
ポリゴンミラーを小型化する際、ポリゴンミラーの面数を一定にして内接円半径を小さくするためには、偏向反射面を小さくする必要がある。この場合に、偏向反射面の主走査対応方向の中間部のみが実質的な反射面となる光束のケラレのない構成を採用すると、偏向角度範囲が狭くなり、所望の走査幅を得るためには走査レンズの焦点距離を長く設定する必要があり、装置（光走査装置）が大型化してしまう。
【００４４】
通常、６面のポリゴンミラーを用いる場合は、内接円半径を１６ｍｍ〜１８ｍｍ程度とするが、第１実施形態では、内接円半径を例えば９ｍｍ程度にしても、走査レンズの焦点距離を長くせずに所望の走査幅を確保できる。すなわち、第１実施形態では、装置の大型化を抑制しつつポリゴンミラー３を小型化することができる。
【００４５】
ポリゴンミラー３の小型化により、風損が低減されるとともに、重量低減により軸受けの小径化が可能となり摩擦力が低下することなどから、ポリゴンミラー３の高速回転（回転数増大）が可能となる。
【００４６】
結果として、第１実施形態では、装置の大型化を抑制しつつ高速かつ高密度の走査を実現することができる。
【００４７】
ところで、高速かつ高密度の走査は、上記ポリゴンミラーの小型化による回転数増大（回転速度増大）の他、ポリゴンミラーの面数を増やすことでも達成可能である。
【００４８】
ポリゴンミラーの内接円半径及び回転数を一定にして面数を増加させると、ポリゴンミラー１回転で被走査面を走査する走査線の本数を増加させることができる。ポリゴンミラーの小型化による回転数増大にも限界があるため、高速かつ高密度の走査に対するポリゴンミラーの面数増加の効果は大きい。
【００４９】
通常、ポリゴンミラー３の内接円半径を一定にして面数を多くすると偏向反射面が小さくなり、この場合に上記光束のケラレのない構成を採用すると、偏向角度範囲が狭くなり、装置の大型化を余儀なくされる。
【００５０】
第１実施形態では、上記ケラレのある構成を採用しているため、装置の大型化を抑制しつつ高速かつ高密度の走査を実現することができる。
【００５１】
しかし、ポリゴンミラーの面数を増加させるほど、走査領域（画像領域や書込領域とも呼ぶ）の画角を確保することが困難となるため、面数の増加（多面化）にも限界がある。
【００５２】
そこで、ポリゴンミラーの多面化と小型化（内接円半径の減少）を併せて行うことで、極力高速かつ高密度の走査を実現することができる。
【００５３】
例えば、ポリゴンミラーの面数を６面から７面に増やし、かつ内接円半径を１８ｍｍから１３〜１４ｍｍ程度に変更することで、ポリゴンミラーの回転数を増大させ、かつ１回転での走査線本数を増加させることができ、被走査面を単位時間に走査する走査線の本数を格段に増加させることができ、高速かつ高密度の走査を実現できる。
【００５４】
ところで、ポリゴンミラーにより走査領域に向けて光を偏向する前に、受光素子（ＰＤ）に光を入射させ、走査開始タイミング（書込開始タイミング）を決める同期信号を得る必要がある。
【００５５】
そこで、第１実施形態では、図２に示されるように、ポリゴンミラー３で偏向されｆθレンズ９の上流端（走査角度範囲の上流端よりも上流側の端）を介した光の光路上に反射ミラー１４を配置し、該反射ミラー１４で反射された光を、同期レンズ１５を介してＰＤ１６に入射させることにしている。
【００５６】
そして、第１実施形態では、光源ドライバ１００が、ポリゴンミラー３での入射光束の反射方向が走査角度範囲の上流端に一致する（走査開始位置に向く）前の所定時間、半導体レーザ１を点灯（同期点灯）させてＰＤ１６に光を入射させることで、ＰＤ１６からの同期信号を得ることができる。この同期信号は、光源ドライバ１００に出力される。光源ドライバ１００は、同期信号入力後の所定タイミング（走査開始タイミング）から走査終了タイミングまでの所定時間、半導体レーザ１を点灯（書込点灯）させる。
【００５７】
すなわち、光源ドライバ１００は、半導体レーザ１の同期点灯、消灯、書込点灯、消灯の一連のサイクルを繰り返し行う。
【００５８】
また、第１実施形態では、光源ドライバ１００は、半導体レーザ１の同期点灯、書込点灯以外に、半導体レーザ１自体がどの程度の光量を出力しているかをモニタするために一定時間（モニタ点灯時間）点灯（モニタ点灯）させる必要がある。例えば、端面発光レーザである半導体レーザ１に対しては、射出方向と反対側に自身の光量をモニタするためのモニタ用ＰＤを配置すれば、半導体レーザ１を点灯することで光量（発光光量）を計測可能である。
【００５９】
また、第１実施形態では、ポリゴンミラー３でケラレた光ビームが、ポリゴンミラー３からの反射光として半導体レーザ１に戻り、半導体レーザ１の出力を不安定にすることを避けるための消灯時間（以下では「戻り光消灯時間」と称する）を設定する必要がある。
【００６０】
つまり、１つの偏向反射面によって１回の偏向を行う時間内に、モニタ点灯時間、同期点灯時間、書込点灯時間に加えて、戻り光消灯時間を設定する必要がある。
【００６１】
ポリゴンミラーの内接円半径を一定にして面数を増やすとポリゴンミラー１回転当たりの走査線本数が増加するため高速かつ高密度の走査については有利となるが、１面で偏向できる角度（偏向角度範囲）は狭くなる。このため、その偏向角度範囲内で書込点灯以外の点灯、消灯を行うためには、モニタ点灯時間、同期点灯時間、戻り光消灯時間の短縮は困難であるため、書込領域の画角を狭くせざるを得ず、所望の書込幅を得るためには、装置の大型化を余儀なくされる。
【００６２】
一方、ポリゴンミラーの偏向反射面の大きさを一定にして面数を減らすと、ポリゴンミラーの小型化による回転数向上が期待でき、高速かつ高密度の走査が可能である。また、例えば７面から６面にすることで１面での偏向角度が７面時の５１．４３度から６０度に増え、同期検知時、書込時などにおける角度（時間）に余裕が出る。しかし、ポリゴンミラーの面数増加ほどの効果はない。
【００６３】
また、ポリゴンミラーの内接円半径は、走査開始位置近傍、走査終了位置近傍に入射する書込光束や同期検知光束のケラレ量を決めるため、光学特性に応じ、最適に設定する必要がある。つまり、ポリゴンミラーの面数と内接円半径は目標とする光学特性、高速化、高密度化の仕様に応じて決めることとなる。
【００６４】
ここで、第１実施形態では、光源装置からの入射光束のうち一の偏向反射面でケラレた光束が入射する、該一の偏向反射面に対して下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が光源装置からの光の入射方向に平行になるタイミング（以下では「戻り光発生タイミング」とも呼ぶ）、すなわち他の偏向反射面への光の入射方向に該他の偏向反射面での光の反射方向が一致するタイミングで、該他の偏向反射面で反射された光が光源に戻るため（図５（Ｂ）参照）、このタイミングで光源を消灯し、戻り光の発生を防止している。
【００６５】
ところで、戻り光発生タイミングでは光源を消灯する必要があるため、一の偏向反射面での１回の偏向走査において、戻り光発生タイミングを書込点灯時間（走査開始タイミングから走査終了タイミングまでの時間）外に設定する必要がある。
【００６６】
一の偏向反射面での１回の偏向走査において、戻り光発生タイミングを書込点灯時間後に設定すると、後に第２実施形態で詳しく説明するように、書込領域の画角の狭角化を抑制しつつ光源装置、ポリゴンミラー、走査光学系、同期検知系をレイアウトするのが困難となることから、ここでは、戻り光発生タイミングを書込点灯時間の前（走査開始タイミングの前）に設定している（図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）参照）。
【００６７】
更に、後に第２実施形態で詳しく説明するように、戻り光発生タイミングを同期点灯時間（同期検知タイミング）の後に設定すると、上記レイアウトの自由度が向上するため、ここでは、戻り光発生タイミングを同期点灯時間の後に設定している（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。なお、上記レイアウトの自由度は劣るが、戻り光発生タイミングを同期点灯時間の前に設定しても良い。
【００６８】
そこで、第１実施形態では、戻り光消灯時間を、同期点灯時間の後、かつ書込点灯時間前に設定している。
【００６９】
以上説明した第１実施形態の光走査装置９００は、半導体レーザ１（光源）及び結像光学系２を含む光源装置と、該光源装置からの光を偏向する、複数の偏向反射面を回転軸周りに有するポリゴンミラー３（偏向器）と、該ポリゴンミラー３により走査角度範囲（所定角度範囲）に偏向された光を被走査面９０１ａに導く走査光学系４と、ポリゴンミラー３により走査角度範囲外の所定方向に偏向された光の光路上に配置されたＰＤ１６（受光素子）と、を備え、光源装置からの光は、ポリゴンミラー３により走査角度範囲の上流端及び所定方向を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が一の偏向反射面で該角度範囲に反射され、かつ残部の少なくとも一部が一の偏向反射面の下流側に隣接する他の偏向反射面で反射され、光源装置からの光が上記角度範囲に偏向されるとき、一の偏向反射面で走査角度範囲の上流端に光が反射される前に、ポリゴンミラー３の回転軸方向から見て、他の偏向反射面の法線が光源装置からの光の入射方向に一致する。
【００７０】
この場合、走査角度範囲の狭角化を抑制しつつポリゴンミラー３の小型化や多面化を図ることができる。
【００７１】
この結果、装置の大型化を抑制しつつ被走査面を高速かつ高密度に走査することができる。
【００７２】
また、第１実施形態では、走査領域の上流端付近及び下流端付近に偏向される光ビームの一部を被走査面に向けて反射しない（ポリゴンミラーの偏向反射面で蹴る）ことにより、ポリゴンミラーを小型化し高速回転可能とする。また、ポリゴンミラーの面数の多面化により１回転での走査線本数を増やすことで、高密度化への対応をコストウエイトの高い光源部の数（光源数）を増やすことなく低コストで実現でき、高速化への対応も同様に光源数を増やすことなく低コストで実施可能となる。
【００７３】
従来、特に書込領域の所望の画角を確保しながら光量を一定にすべく、走査領域周辺で光ビームの一部がケラレるのを防ぐために、ポリゴンミラーを大きくするか、オーバフィルド光学系を採用していた。
【００７４】
これに対し、第１実施形態では、アンダーフィルド光学系を採用し、かつ走査領域の主走査対応方向の周辺部で光ビームの一部がケラレる構成を採用しているため、書込領域の所望の画角を確保しながらポリゴンミラーの小型化や多面化を図ることができる。
【００７５】
一方、ケラレのない従来の光走査装置でポリゴンミラーの小型化や多面化を図ると、偏向角度範囲が小さくなるため、書込領域の所望の画角を確保しようとすると、ポリゴンミラーの大型化によるポリゴンミラーの回転数の低下及び騒音の発生や、装置の大型化などの問題が生じる。
【００７６】
また、光源装置からの光が上記角度範囲に偏向されるとき、光源装置からの光が一の偏向反射面で上記所定方向に反射された後に、ポリゴンミラーの回転軸方向から見て、他の偏向反射面の法線が光源装置からの光の入射方向に平行となる。
【００７７】
この場合、走査角度範囲の狭角化を更に抑制でき、装置の大型化を更に抑制できる。
【００７８】
また、ＰＤ１６は、他の偏向反射面で反射される、光源装置からの光の残部の少なくとも一部の光路に対してポリゴンミラー３の回転方向の上流側に配置されている。
【００７９】
また、光源装置からの光の一の偏向反射面への入射方向及び該光の一の偏向反射面からの反射方向は、ポリゴンミラー３の回転軸に垂直な同一面内にある。
【００８０】
この場合、波面収差の劣化及び一の偏向反射面での光量ロスを抑制できる。
【００８１】
また、光源装置からの光が上記角度範囲に偏向されるとき、ポリゴンミラー３の回転軸方向から見て、他の偏向反射面の法線が光源装置からの光の入射方向に平行となるタイミングでは、光源装置から光が射出されないため、戻り光が発生せず、光源の出力変動が抑制される。
【００８２】
また、ＰＤ１６は、走査光学系の光軸に対して半導体レーザ１とは反対側に配置されているため、光源装置、ポリゴンミラー、走査光学系、同期検知系１３等のレイアウト上の自由度が高い。
【００８３】
また、光源装置からの光は、一の偏向反射面で走査角度範囲の下流端を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が一の偏向反射面で上記角度範囲に反射され、かつ残部の少なくとも一部が一の偏向反射面に対して上流側に隣接する他の偏向反射面に入射する。
【００８４】
この場合、走査角度範囲の狭角化を更に抑制できる。
【００８５】
また、ポリゴンミラー３に入射する光の主走査方向に対応する方向のビーム径は、偏向反射面の主走査方向に対応する方向の幅よりも小さいため、アンダーフィルド光学系において、最大限の広角化を図ることができ、ひいてはポリゴンミラー３の小型化や多面化を図ることができる。
【００８６】
また、レーザプリンタ５００は、感光体ドラム９０１（像担持体）と、該感光体ドラム９０１の表面を走査する光走査装置９００と、を備えるため、高精細な画像を高速で形成できる。
【００８７】
《第２実施形態》
以下、第２実施形態について、図６〜図８（Ｃ）を参照して説明する。
【００８８】
第２実施形態では、ポリゴンミラーの面数を７面、内接円半径を１４ｍｍとし、従来多く使われていた６面で内接円半径１８ｍｍに対し、面数アップと小型化を両立している。
【００８９】
図６には、第２実施形態の画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００９０】
図６に示されるように、装置内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット３０から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト１７が設けられている。この搬送ベルト１７上にはイエローＹ用の感光体ドラム７Ｙ、マゼンタＭ用の感光体ドラム７Ｍ、シアンＣ用の感光体ドラム７Ｃ及びブラックＫ用の感光体ドラム７Ｋが、転写紙の搬送方向上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付けて区別するものとする。
【００９１】
これらの感光体ドラム７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスにしたがって各プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。感光体ドラム７Ｙを例に採れば、帯電チャージャ８Ｙ、光走査系６Ｙ、現像装置１０Ｙ、転写チャージャ１１Ｙ、クリーニング装置１２Ｙ等が順に配設されている。他の感光体ドラム７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対しても同様である。すなわち、第２実施形態では、感光体ドラム７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの表面を各色毎に設定された被走査面（ないしは被照射面）とするものであり、各々の感光体ドラムに対して光走査系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが１対１の対応関係で設けられている。また、搬送ベルト１７の周囲には、感光体ドラム７Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ１６と、ベルト帯電チャージャ２０が設けられ、感光体ドラム７Ｋよりもベルト１７の回転方向下流側に位置させてベルト除電チャージャ２１が設けられている。また、ベルト除電チャージャ２１よりも転写紙搬送方向下流側には、定着ニップを形成する一対の定着ローラ２４ａ、２４ｂを含む定着装置２４が設けられ、排紙トレイ２６に向けて排紙ローラ２５で結ばれている。
【００９２】
このような概略構成において、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体ドラム７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各色の画像信号に基づき各々の光走査系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによる光ビームの光走査で、各感光体ドラム表面に、各色信号に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々の対応する現像装置で色トナーにより現像されてトナー像となり、搬送ベルト１７上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー像は定着装置２４で定着された後、排紙ローラ２５により排紙トレイ２６に排紙される。
【００９３】
カラープリンタ２０００の４つの光走査系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋそれぞれを、前述の第１実施形態に係る光走査装置９００とすることで、高精細なカラー画像を高速で形成可能な画像形成装置を実現することができる。
【００９４】
第２実施形態の光走査装置１０００は、光走査系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋを含んで構成されている。
【００９５】
詳述すると、光走査装置１０００は、図６及び図７（Ａ）に示されるように、一例として、４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に対応する４つの光源装置と、各光源装置からの光を偏向する１つのポリゴンミラーと、４つの光源装置に個別に対応して設けられた４つの走査光学系と、２つの同期検知系とを備えている。
【００９６】
すなわち、各光走査系は、固有の光源装置、４つの光走査系で共通のポリゴンミラー、固有の走査光学系、上下２つの光走査系で共通の同期検知系を含む。ここでは、各光走査系の走査光学系は、１枚の走査レンズ、２枚の折り返しミラーを含んで構成されている。各同期検知系は、ポリゴンミラーで偏向され走査レンズの上流端を介した光の光路上に配置された同期レンズ、該同期レンズを介した光の光路上に配置された同期検知用受光素子（例えばＰＤ）含んで構成されている。なお、同期検知系を光走査系毎に設けても良い。また、各光走査系において、レイアウトに応じて、折り返しミラーは、１枚でも良いし、０枚でも良い。
【００９７】
ここでは、ポリゴンミラーは、一例として、上下２段に配置された、回転軸を共有する２つの回転多面体を含んで構成されている。２つの回転多面体は、一例として、実質的に同形かつ同大であり、回転軸周りの位置も同一である。
【００９８】
図６及び図７（Ａ）において、光走査系６Ｙ，６Ｍの光源装置、走査光学系は、ポリゴンミラーの右側に配置されているため、光走査系６Ｙ，６Ｍを右側の光走査系とも総称する。更に、光走査系６Ｙは上段に配置されているため右側上段の光走査系とも称し、光走査系６Ｍは下段に配置されているため右側下段の光走査系とも称する。同様に、光走査系６Ｃ，６Ｋの光源装置、走査光学系は、ポリゴンミラーの左側に配置されているため、光走査系６Ｃ，６Ｋを左側の光走査系とも総称する。更に、光走査系６Ｃは上段に配置されているため左側上段の光走査系とも称し、光走査系６Ｋは下段に配置されているため左側下段の光走査系とも称する。
【００９９】
ここでは、対向する左側上段及び右側上段の光走査系の走査光学系の光軸は略一致し、対向する左側下段及び右側下段の光走査系の走査光学系の光軸は略一致している。
【０１００】
そこで、左側上段及び右側上段の光走査系の光源装置から射出された２つの光は、ポリゴンミラーの上段の異なる２つの偏向反射面に入射し、該２つの偏向反射面で対応する２つの走査光学系に向けて偏向され、該２つの走査光学系により対応する２つの感光体ドラム７Ｃ、７Ｙの表面（被走査面）に個別に導かれる。
【０１０１】
また、左側下段及び右側下段の光走査系の光源装置から射出された２つの光は、ポリゴンミラーの下段の異なる２つの偏向反射面に入射し、該２つの偏向反射面で対応する２つの走査光学系に向けて偏向され、該２つの走査光学系により対応する２つの感光体ドラム７Ｋ、７Ｍの表面（被走査面）に個別に導かれる。
【０１０２】
このように、第２実施形態の光走査装置１０００では、対向走査方式が採用されている。
【０１０３】
特に、第２実施形態では、図７（Ｂ）及び図７（Ａ）に示されるように、ポリゴンミラーの面数を７面とし、内接円半径を１４ｍｍとしている。また、被走査面の法線を基準軸（０度）としたとき、書込領域の画角は±３８°（トータル７６°、半画角３８°）、右側の光走査系の同期検知光束の入射角を４０．５°、左側の光走査系の同期検知光束の入射角を−４３．５°とする。ポリゴンミラーに入射する光束（入射光束）の入射角は６２°である。ここでは、基準軸から上方に向けて測った角度を＋、下方に向けて測った角度を−とする。
【０１０４】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）の表には、それぞれ第２実施形態の実施例１〜３における左右の光走査系における同期検知タイミング、戻り光発生タイミング、書込開始タイミング、書込終了タイミングでのポリゴンミラーの法線の基準軸に対する角度、及び偏向反射面（１面）での最大振り角（偏向角度範囲）が示されている。上記画角と異なり、ポリゴンミラーに入射する光束の入射角が６２°の場合、被走査面の法線と偏向反射面での反射光とが平行になるときの、該偏向反射面の法線の角度は、３１°となる。
【０１０５】
左側の光走査系では、走査光学系の光軸に対して同期検知用受光素子（例えばＰＤ）が光源と反対側に配置されている。右側の光走査系では、走査光学系の光軸に対して同期検知用受光素子（例えばＰＤ）が光軸に対して光源と同じ側に配置されている。
【０１０６】
実施例１、３では、図８（Ａ）、図８（Ｃ）に示されるように、左側の光走査系において、光源装置からの入射光束がポリゴンミラーの一の偏向反射面で偏向角度範囲内の上流側に偏向される際、該一の偏向反射面に対して下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向（光路）に平行となるタイミング（戻り光発生タイミング）が、一の偏向反射面で反射された光が走査光学系の光軸に対して光源とは反対側に配置された受光素子に入射するタイミングと、一の偏向反射面で反射された光が走査開始位置（書込開始位置）に入射するタイミングとの間になるようにレイアウトされている。
【０１０７】
具体的には、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示されるように、第２実施形態ではポリゴンミラーへの入射光束の入射角が６２°であることから、ポリゴンミラーの一の偏向反射面でケラレた光束の一部を反射する隣接する他の偏向反射面の法線の角度が６２°のとき、ケラレた光束の一部の反射方向（進行方向）が入射光束の入射方向に一致する、すなわち他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行になる（図５（Ａ）〜図５（Ｃ）中、破線矢印がケラレた光束である）。
【０１０８】
このとき、図８（Ａ）の左側の表から分かるように、７面のポリゴンミラーの場合、ケラレた光束の反射方向が入射光束の入射方向に略一致するときの（戻り光発生タイミングでの）偏向反射面の法線の角度は１０．５７°となる（７面ポリゴンの内角は１２８．５７°）。偏向反射面の法線の角度は、同期検知タイミングでは９．２５°、書込開始タイミングでは１２°であり、戻り光発生タイミングでは同期検知タイミングと書込開始タイミングとの間となっている。
【０１０９】
左側の光走査系は、図７（Ａ）において光束を右回り（時計回り）に回転させるため、図８（Ａ）の偏向反射面の法線の角度が、大きくなるにつれ、同期検知タイミング、戻り光発生タイミング、書込開始タイミングと順に移行していく。前述したように、戻り光発生タイミングでは、光源を消灯するのが望ましい。なお、戻り光発生タイミングでは、戻り光が実際に発生しても光源の出力に影響しない程度の微小出力で光源を点灯させても構わない。なお、図７（Ａ）では、便宜上、４つの被走査面のうち２つの被走査面のみを図示している。
【０１１０】
図８（Ａ）の左側の表から分かるように、左側の光走査系において、同期検知タイミングと戻り光発生タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は１．３２°であり、戻り光発生タイミングと書込開始タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は１．４３°である。右側の光走査系において、同期検知タイミングと書込開始タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は１．２５°であり、書込終了タイミングと戻り光発生タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は１．４３°となる。ポリゴンミラーの回転数にもよるが、仮に５００００ｒｐｍでも、ミラー面数が７面の場合、１°あたり３．３μｓの時間があるため、光源を同期検知タイミングで点灯後、消灯し、再度書込開始タイミングで点灯することは、時間的に十分可能であると考えられる。
【０１１１】
例えば、図８（Ｂ）に示される実施例２では、戻り光発生タイミングを同期検知タイミングよりも前に設定している。書込領域の半画角を３８°で固定し、同期検知光束の角度も固定した場合、光源装置から射出されポリゴンミラーに入射する光束（入射光束）の入射角を５６．５°にする必要が生じる。（図５（Ｂ）で左側の同期に向かう反射光より図中下側に反射光をもっていく必要があり、入射角は小さくなる方向に動く）。
【０１１２】
上記図８（Ａ）に示される実施例１の説明の通り、ポリゴンミラーへの入射光束の入射角（入射方向）でポリゴンミラーへの戻り光の反射角（反射方向）が決まることとなる。（実施例２では、ポリゴンミラーへの入射光束の入射角は、上記最小角度差が実施例１と同じ程度になるように設定されている。具体的には、１度以上とされている。）
【０１１３】
実施例２において、左側の光走査系では、戻り光発生タイミングと同期検知タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は１．４３°であり、同期検知タイミングと書込開始タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は２．７５°である。右側の光走査系では、同期検知タイミングと書込開始タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は１．２５°であり、書込終了タイミングと戻り光発生タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は４．１８°となる。
【０１１４】
ここで、第２実施形態では、ポリゴンミラーへの光束の入射角を左右の光走査系で同じにしている。左右の光走査系でポリゴンミラーへの入射角を異ならせることもできるが、左右の光走査系で実質的に同一の走査レンズを採用することがコスト的にもメリットがある。そして、左右の光走査系で実質的に同一の走査レンズを用いた場合、ポリゴンミラーへの入射角を左右の光走査系で異ならせると、左右の光走査系での光学特性が異なってしまう（一方が悪くなる）ため、ポリゴンミラーへの入射角を左右の光走査系で同じにすることが望ましい。
【０１１５】
ポリゴンミラーの回転数にもよるが、仮に上記と同様に該回転数が５００００ｒｐｍでも、ポリゴンミラーの面数が７面だと１度あたり３．３μｓの時間があり、時間間隔的には十分成立可能と考えられる。
【０１１６】
しかし、この場合、右側の光走査系において、ポリゴンミラーへの入射角を６２°から５６．５°にしたことで、ポリゴンミラーへ入射する光束（入射角５６．５°）と、同期検知光束（４０．５°）が近づきすぎ（図７（Ａ）の角度Ａが小さくなりすぎる）、光源とポリゴンミラーとの間に配置される光学素子や、走査光学系の素子との干渉や、組付け時の冶具との干渉が生じるため好ましくない。もしくは、著しく生産性が悪く、コストアップにつながってしまう。
【０１１７】
すなわち、入射光束と同期検知光束は、少なくとも２０°程度は離すことが望ましく、これを実現させるためには書込領域の画角±３８°（トータル７６°）を小さくする必要がある。画角が小さくなると、走査光学系における光路長を長くする必要があり、装置の大型化やビームスポット径の劣化などが生じる。
【０１１８】
また、光源の光量モニタに関しては、光学素子の配置に関係なく、ポリゴンミラーの１面での偏向角度範囲内で実施すれば良い。光量モニタに要する時間は、戻り光発生タイミングで消灯するのとは異なり長い。しかし、右側の光走査系では戻り光発生タイミングから次の同期検知タイミングまでの時間、左側の光走査系では書込終了タイミングから次の同期検知タイミングまでの時間が長く、この時間で十分実施可能である。光量モニタは、どの領域で実施しても光が同期検知系や走査領域に入らなければ問題がなく、ポリゴンミラーで走査される光を用いないため、ポリゴンミラーの偏向反射面によるケラレの影響も受けない。先にも述べたが、ＬＤ（レーザダイオード）では射出方向と逆側に配置されたＰＤを用いて光量をモニタする。
【０１１９】
第２実施形態でも、一の偏向反射面で書込領域の上流端近傍に偏向されるとき、一の偏向反射面で反射された光が書込開始位置（走査開始位置）に入射する前に、一の偏向反射面からはみ出した入射光束の一部が入射する、一の偏向反射面に対して下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行となるようにレイアウトされることで、装置の大型化を抑制しつつポリゴンミラーの小型化や面数アップが実現可能である。更に、一の偏向反射面で反射された光が走査光学系の光軸に対して光源と反対側に配置される受光素子に入射した後に、他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行になるようにレイアウトされることで、装置の大型化を更に抑制することが可能である。
【０１２０】
また、入射光束が走査領域の両端（上流端及び下流端）に向けて偏向されるときに入射光束の一部を蹴る第１及び第２実施形態では、書込領域の画角を±で均等にし、偏向反射面の主走査対応方向の両端でのケラレ量を一致させることが望ましい。そこで、書込領域の画角が、被走査面の法線を０度としたとき、±でほぼ均等であり、かつ第２実施形態の構成を満足すれば、書込領域の画角の広角化を達成できる。
【０１２１】
以上の説明の通り、第１及び２実施形態では、「一の偏向反射面で被走査面に向けて反射されない光束（ケラレた光束）が入射する、該一の偏向反射面に対して下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行となるタイミングが、走査光学系の光軸に対して光源と反対側に配置される受光素子を走査するタイミングと、一の偏向反射面で走査開始位置に向けて光が反射されるタイミングとの間になるように設定」するとともに、ポリゴンミラーに入射する光ビームの主走査対応方向のビーム幅が該ポリゴンミラーの偏向反射面の主走査対応方向の幅よりも小さく、かつ偏向角度範囲内の上流端近傍及び下流端近傍でのみ光ビームの一部が被走査面に向け反射されない構成を採用している。この場合、ポリゴンミラーの面数を従来の６面から７面に増やしかつ小型化を図ることができ、かつ所望の書込領域の画角を確保できることで光路長を長く設定する必要も無く、装置の大型化を抑制しつつ高速かつ高密度の走査を実現できる。更に、１枚の走査レンズで構成される低コストな走査光学系において焦点距離を短く設定することも可能となるため、被走査面上のビームスポット径も小さく絞ることが可能となり、光学特性も向上させることが可能となる。
【０１２２】
また、他の偏向反射面での反射方向が該他の偏向反射面への入射光束の入射方向に一致するタイミングが、一の偏向反射面で反射された光束が受光素子や走査領域に入射するタイミングとは異なるため、受光素子での受光量不足や出力画像（最終画像）のエッジ部での乱れを抑制できる。
【０１２３】
一般的には、アンダフィルド光学系で使用されるポリゴンミラーの面数は６面以下であり、７面以上では全ての光束が偏向反射面でケラレないようにするためには、ポリゴンミラーの内接円半径を大きくする必要があり、ポリゴンミラーの回転数も減少するため、採用に至らない。
【０１２４】
ポリゴンミラーの偏向反射面の端近傍に入射する例えば同期検知に用いる光ビームは一部が偏向反射面でケラレることとなり、光量低下やビームスポット径の劣化（太り）が発生する。
【０１２５】
ビームスポット径の劣化に関しては、変化量も数μｍ程度と小さく、最終画像への影響は小さい。一方、光量低下に関しては、光量不足による同期検知エラー、画像部であれば光量低下による終端での濃度むらの発生など画像品質を劣化させてしまう。
【０１２６】
光量低下への対策としては、光源の出力を走査方向に変化させる補正方法が一般的である。具体的には、光量が低下した分だけ光源の発光光量を上げ、像面上で一定にすることが可能である。また、同期に関しては、同期検知用のＰＤの感度を調整することでも対応可能となる。
【０１２７】
また、第２実施形態では、更に書込領域の画角を広げてポリゴンミラーの小型化を図るため、１つのポリゴンミラーを共用する左右の光走査系の一方（例えば図７（Ａ）の左側の光走査系）において、同期検知用受光素子は、走査光学系の光軸に対して光源と反対側に配置されている。そして、該同期検知用受光素子でのみ同期検知を行うこととしている。つまり、対向走査の片側のみ（左右の光走査系の一方のみ）の同期検知で対向走査の両側（左右の光走査系）の書込開始タイミングを決めることとしている。
【０１２８】
例えば、上記第２実施形態で書込領域の画角を広げた場合、戻り光発生タイミングから書込開始タイミングまでの時間が短くなり、戻り光発生タイミングでの消灯が困難となる。
【０１２９】
そこで、ポリゴンミラーへの光束の入射角を小さくし、戻り光発生タイミングと書込開始タイミングとの時間差を長くすることが考えられる。このとき、先に述べた通り、右側の光走査系（光源側で同期検知する光走査系）では、ポリゴンミラーへの入射光束と同期検知光束の角度差が小さくなる。ポリゴンミラーへの入射光束と同期検知光束の干渉を避けるため同期検知光束の角度も小さくする場合、同期検知光束と書込開始位置に向かう光束（書込開始光束とも称する）との間隔が保てずレイアウトの成立が困難になる。
【０１３０】
しかし、右側の光走査系の同期検知（光源側の同期検知）を廃止し左側の光走査系の同期検知（反光源側の同期検知）のみとすることで、レイアウト上の問題を解決できる。ポリゴンミラーへの光束の入射角を小さくしても、右側の光走査系では同期検知が廃止されているため、入射光束と書込開始光束とが干渉しないように配置すれば良いため、レイアウトが成立できることとなり、かつ画像領域（書込領域）の画角も広げることが可能となる。このときの具体的な数値が実施例３の表である図８（Ｃ）に記載されている。なお、片側同期検知が行われる場合には、図７（Ａ）の右側の光走査系の同期検知系は不要となる。
【０１３１】
具体的には、戻り光抑制タイミングと書込開始タイミングの確保のため、ポリゴンミラーへの光束の入射角を例えば６２°から６０．５°に小さくする。また、画像領域は例えば±３８°から±４０°に広げる。この結果、右側の光学系では同期検知の角度を４０．５°のままにすると、画像領域の書込開始との間隔が０．２５°と狭くなり、レイアウトの成立が困難である。
【０１３２】
更に、ポリゴンミラーへの光束の入射角も小さくなることから、ポリゴンミラーへの入射光束、同期検知光束、書込光束を光学素子の配置も含め干渉させずに配置することが困難なレイアウトとなる。つまり、第２実施形態では、右側の光走査系（光源側で同期検知する光走査系）において同期検知系を用いることは実際には困難である。
【０１３３】
一方、左側の光走査系では、戻り光と書込開始光束との間隔を広げるため、ポリゴンミラーへの光束の入射角を例えば６２°から６０．５°に小さくする。このとき、同期検知光束と戻り光との間隔が狭くなるため、同期検知光束の像高を−４５°とする。この同期検知光束の角度（同期角度）やポリゴンミラーへの光束の入射角は、同期に必要な光量などを考慮して最適に設定できる。例えば、ポリゴンミラーへの光束の入射角を６０．７°、同期角度を−４４．５°などに適宜設定可能である。
【０１３４】
図８（Ｃ）では、左側の光走査系において、戻り光と書込開始光束との角度差が最も小さく１．１８度である。上記第１実施形態での説明同様、この角度差は１°以上確保できれば、レイアウトの成立が可能と考えられる（ポリゴンミラー回転数が５００００ｒｐｍでも３．３μｓの時間を確保可能。実際の回転数はもっと低いことが多い。
【０１３５】
つまり、走査光学系の光軸に対して光源と反対側の同期検知系でのみ同期を取る構成（図７（Ａ）の左側の光走査系）とすることで、更なる広画角化を実現できることとなる。また、この場合も、「一の偏向反射面で被走査面に向けて反射されない光（ケラレた光）が入射する、該一の偏向反射面の下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行となるタイミングが、一の偏向反射面で走査光学系の光軸に対して光源と逆側に配置される受光素子に向けて光が反射されるタイミングと、一の偏向反射面で走査開始位置に向けて光が反射されるタイミングとの間になるように設定」することで、書込領域を最大限に広画角化できる。
【０１３６】
上記第１実施形態でも説明したように、戻り光発生タイミングを同期検知タイミングより前に設定する場合（例えば実施例２の場合）にも、ポリゴンミラーへの入射角を小さくする必要があるが、「一の偏向反射面で被走査面に向けて反射されない光束（ケラレた光束）が入射する、該一の偏向反射面の下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行になるタイミングが、一の偏向反射面で走査光学系の光軸に対して光源と逆側に配置される受光素子に向けて光が反射されるタイミングと、一の偏向反射面で書込開始位置に向けて光が反射されるタイミングとの間になるように設定」するとともに、光源側の同期検知（右側の光走査系の同期検知系）を廃止しポリゴンミラーへの光束の入射角を小さく設定することで広画角化を達成できる。
【０１３７】
次に、上述した片側同期について説明を加える。
【０１３８】
通常、左右の光走査系それぞれで書込開始前に同期検知する。すなわち、両側同期で書込開始のタイミングを決めている。この場合、同期検知と書込開始は同じ光源からの光束と同じポリゴンミラー面で、かつ検知後の時間間隔も短いことから精度良く書込開始位置を設定可能である。
【０１３９】
一方、片側同期の場合、対向側の走査光学系の書込開始タイミングの設定は容易だが、同期検知光束と書込光束を偏向する偏向反射面が異なると、偏向反射面間での形状誤差の影響を受けやすくなる。
【０１４０】
このため、タイミングの設定は、同期検知光束と対向側での書込開始光束が同一の偏向反射面で偏向されるように設定することが望ましい。更に、対向側では同期検知から書込開始の時間が長いことから、ポリゴンミラーの回転ムラの影響を受けやすい。この回転ムラは比較的高周期で発生するため、ポリゴンミラー１回転の時間も計測しておくことでフィードバック制御し安定的にポリゴンミラーを回転させることが可能である。この結果、片側のみの同期検知でも、書込開始位置を精度良く設定することが可能である。
【０１４１】
また、工場出荷時に、様々な誤差要因による書込開始位置の変動をキャンセルするように、左右の光走査系に対応する画像領域が一致するように書込開始のタイミングを計測により設定することも可能である。
【０１４２】
以上説明した第２実施形態の光走査装置１０００では、光源装置は４つあり、走査光学系は４つの光源装置に対応してポリゴンミラー（偏向器）を挟む両側に２つずつ配置され、被走査面は４つの走査光学系に対応して４つあり、各走査光学系は、対応する光源装置から射出されポリゴンミラーで偏向された光を対応する被走査面に導き、ＰＤ（受光素子）の出力信号に基づいて各被走査面の走査開始タイミングが決定される。
【０１４３】
光走査装置１０００によれば、左右の光走査系の一方の同期検知におけるレイアウト上の制約による不都合を解消でき、かつ上記第１実施形態と同様の効果を奏するカラー画像対応の光走査装置を実現できる。
【０１４４】
そこで、第２実施形態のカラープリンタ２０００によれば、光走査装置１０００を備えているため、高精細なカラー画像を高速で形成できる。
【０１４５】
なお、上記第２実施形態では、光走査装置が一体的に構成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各感光体ドラム毎に光走査装置が設けられても良いし、２つの感光体ドラム毎に光走査装置が設けられても良い。
【０１４６】
また、上記第２実施形態では、カラープリンタ２０００は、感光体ドラムを４つ備えているが、これに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムを５つ以上備えていても良い。
【０１４７】
なお、上記各実施形態では、ポリゴンミラーの偏向反射面による偏向角度範囲（総画角）をω１、走査角度範囲の半画角（走査角度範囲の画角の１／２）をω２としたとき、ω２／ω１≧０．７が満足されることが好ましい。
【０１４８】
ω２／ω１が０．７未満になると、画角が狭くなりポリゴンミラーの偏向反射面の走査角度範囲に充分な余裕が生じる。つまり、高速かつ高密度走査のために、各実施形態の構成を徒に採用しても、ポリゴンミラーの内接円半径を小さくすることのみの対応となり、ポリゴンミラーの面数が最適化されない。このため、ポリゴンミラーの面数と内接円半径のバランスがとれず、高速、高密度に向けたポテンシャルを最大限に引き出せない。
【０１４９】
ω２／ω１が０．７以上になるように設定することで、必要な画像領域（書込領域）の画角に対してポリゴンミラーの面数を最適に設定でき、上記第１又は第２実施形態で説明した構成を採用することで、高速、高密度、広画角を限界まで向上することが可能となる。
【０１５０】
また、上記各実施形態では、高速かつ高密度走査のため、一つの被走査面を複数の光ビームで走査するマルチビーム方式を採用した場合、被走査面を走査する複数の光ビームのうちより後行の光ビームを受光素子（例えばＰＤ）に入射させて同期信号を得ることが望ましい。
【０１５１】
例えば、パッケージ内に複数の発光点をもつＬＤＡ（レーザダイオードアレイ）をマルチビーム光源として用いる場合、主走査断面では光源からの発散光束を平行もしくは略平行光に変換するカップリングレンズを透過することで、ポリゴンミラーへ若干ではあるが異なる角度で入射する。この結果、同期検知のための受光素子へ反射するポリゴンミラーの回転角度はビーム間で異なることとなる。例えば２ビームの場合、被走査面を走査する光ビームとしては、先行して走査する（偏向反射面に先に入射する）光ビームと後行で走査する（偏向反射面に後に入射する）光ビームとなる。
【０１５２】
上記各実施形態の光走査装置では、偏向角度範囲内の周辺に向かうほどポリゴンミラーによる光束のケラレが大きくなり光量が低下する。偏向角度範囲内の周辺に配置される同期検知用の受光素子への光量が著しく低下すると光を検知できないおそれがある。同期検知での光源の光量を上げる制御も可能だが、光源の出力範囲にも制限があるため、ポリゴンミラーでのケラレ量はできるだけ小さいほうが良いことは言うまでもない。
【０１５３】
そこで、同期検知に用いる光ビームをマルチビームの中で後行走査する光ビーム（好ましくは、最も後行走査する光ビーム）とすることで光量低下の影響を軽減することができる。後行の光ビームほど、同期検知に向かう光束の偏向反射面上での反射位置は偏向反射面中心側にシフトするため、ポリゴンミラーの偏向反射面での光束のケラレは小さくなり光量低下を軽減できることとなる。
【０１５４】
要は、最も先行する光ビーム以外の光ビームを同期検知に用いることが好ましい。
【０１５５】
また、上記各実施形態では、光源装置からの光の偏向反射面への入射方向と該偏向反射面での反射方向がポリゴンミラーの回転軸に垂直な同一面内にあるが、これに限られなに。例えば、光源装置からの光の偏向反射面への入射角をポリゴンミラーの回転軸に対して傾斜させても良い。すなわち、光源装置からの光を偏向反射面に斜入射させても良い。この場合、戻り光発生タイミングでも、実際には光源への戻り光が発生しないため、戻り光発生タイミングで消灯する必要がない。この場合であっても、ポリゴンミラー３の回転軸方向から見て、他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に一致するタイミング（戻り光発生タイミング）が、一の偏向反射面で走査角度範囲の上流端に光が反射されるタイミングの前であることが好ましい。更に、戻り光発生タイミングが、一の偏向反射面で受光素子に向けて光が反射されるタイミングの後であることがより好ましい。
【０１５６】
また、上記各実施形態では、走査領域の上流端近傍及び下流端近傍に向けて光束を偏向するとき、光束の一部がケラレる構成を採用しているが、要は、走査領域の少なくとも上流端近傍に向けて光束を偏向するときに光束の一部がケラレる構成を採用することが好ましい。すなわち、走査領域の下流端近傍に向けて光束を偏向するときに該光束の一部がケラレない構成としても良い。
【０１５７】
また、同期検知系の構成は、上記各実施形態で説明したものに限らず、適宜変更可能である。例えば、上記第１実施形態において、反射ミラーを省略し、ポリゴンミラーで偏向された光束を同期レンズを介してＰＤに入射させても良い。また、上記各実施形態では、ポリゴンミラーで偏向された光束を走査レンズ（例えばｆθレンズ）を介して同期検知系に導いているが、走査レンズを介さずに同期検知系に導くようにしても良い。また、上記各実施形態では、同期検知系の受光素子として、ＰＤ（フォトダイオード）を用いているが、例えば、フォトトランジスタ等の他のフォトディテクタであっても良い。
【０１５８】
また、光源装置の構成は、上記各実施形態で説明したものに限らず、適宜変更可能である。例えば、上記各実施形態では、光源として、端面発光レーザ（ＬＤ）が用いられているが、これに限らず、例えば面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、その他のレーザ等を用いても良い。また、光源を含む光源装置の数や光源装置における光源の数は、光走査装置の仕様に応じて、適宜変更可能である。
【０１５９】
また、走査光学系の構成は、上記各実施形態で説明したものに限らず、適宜変更可能である。例えば、上記第１実施形態の走査光学系を、トロイダルレンズを省略して、ｆθレンズのみで構成しても良い。また、例えば、上記第２実施形態の各走査光学系を、複数枚の走査レンズで構成しても良い。
【０１６０】
また、例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。
【０１６１】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
【０１６２】
また、画像形成装置として、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、デジタル複写機、ファクシミリ、又はこれらが集約された複合機であっても良い。
【０１６３】
以下に、発明者が上記実施形態及び各変形例を発案するに至った思考プロセスを説明する。
【０１６４】
一般に、例えばレーザプリンタ等の画像形成装置に搭載される光走査装置は、光源からの光ビームを偏向器により偏向させ、ｆθレンズ等の走査レンズを含む走査光学系により被走査面に集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を光走査（主走査）するように構成されている。
【０１６５】
被走査面の実体をなすものは、光導電性の感光体ドラム等の感光媒体の感光面である。例えばレーザプリンタに代表される画像形成装置においては、高速、高画質へのニーズが高く、搭載される光走査装置においても、高速、高密度への要求が強い。高速、高密度への対応としては、偏向器としてのポリゴンミラーの回転数を上げることで対応可能であるが、回転数を上げるにも限界がある。
【０１６６】
この解決手段として、オーバーフィルド光学系の技術が開示されている（例えば特許文献１：特開平１０−２０６７７８号公報参照）。
【０１６７】
オーバーフィルド光学系は、偏向器としてのポリゴンミラーの偏向反射面を小さくし外接円形を大きくすることなく偏向反射面の数を増やし、偏向反射面より主走査対応方向に大きな光束を入射させ、ポリゴンミラーの回転数を上げることなく１回転当たりの走査数を増やすことで、高速化、高密度化に対応する技術である。
【０１６８】
しかし、オーバーフィルド光学系では、ポリゴンミラーの偏向反射面の数を多くしていることから、偏向できる角度が狭い。この結果、被走査面上で所望の主走査方向の書込み幅を確保するためには、ポリゴンミラーから被走査面までの光路長を長くする必要があり、装置が大型化してしまう。
【０１６９】
また、ポリゴンミラーに入射する光束を切り出して走査することから、中心像高から周辺像高に向かい光量が低下してしまう。
【０１７０】
一方、偏向器の偏向反射面よりも主走査対向方向に小さな光束を光偏向器に入射させるアンダーフィルド光学系に関しては、回転数を上げることなく、光源数を増やすマルチビーム書込方式により、高速化、高密度化に対応する技術が広く知られている。
【０１７１】
しかし、光源数を増加させると、光源駆動回路の大型化を招き、コストが大幅に高くなる。光走査装置において、光源を含む光源装置のコスト比率は高く、光走査装置を安価で提供するためには大きな弊害となってしまう。
【０１７２】
さらに、フルカラー機に対応する光走査装置においては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各々異なる色に対応した光走査装置が必要であり、各色に対応する光源を用意する場合には、光源数は更に増加してしまう。
【０１７３】
そこで、本出願人は、特許文献２（特開２００５−０９２１２９号公報）で、カラー機対応のアンダーフィルド光学系において光源数を低減する方式を提案している。具体的には、１つの光源からの光束をハーフミラーなどを用いることで２つの光束に分割し、各々異なる色に対応する被走査面に導く構成である。
【０１７４】
特許文献２によれば、１つの被走査面に対応する光源数は増加するが、この光源を複数の被走査面で共用可能であるため、光走査装置全体での光源数は半減できることとなる。
【０１７５】
しかしながら、特許文献２では、光束を分割する光学素子など構成部品が増加する他、１つの光源からの光束を分割し複数の被走査面に書込む方式であるため、時間分割し順次書込みを行う必要があり、光束分割をしない従来の光学系に比べ、偏向できる角度が狭くなる。この結果、被走査面上で所望の主走査方向の書込み幅を確保するためには、偏向器から被走査面までの光路長を長くする必要があり、装置が大型化してしまう。
【０１７６】
特許文献２では、オーバーフィルド光学系を採用する特許文献１に比べると、光路長の増加は少ないが、高速かつ高密度走査のニーズに加え、小型化、低コスト化への要求も大きい光走査装置にとっては、大きな問題となる。更に、偏向できる角度が小さいと大型化してしまう他、低コストな１枚構成の走査レンズを用いた場合、焦点距離が長くなり、被走査面上でのビームスポット径が大きくなる問題も生じる。
【０１７７】
そこで、以上のような問題を解決すべく、発明者は、上記各実施形態を発案するに至った。
【符号の説明】
【０１７８】
１…半導体レーザ（光源、光源装置の一部）、３…ポリゴンミラー（偏向器）、６…カップリングレンズ（光源装置の一部）、７…開口素子、８…シリンドリカルレンズ（光源装置の一部）、４…走査光学系、９…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、１０…トロイダルレンズ（走査光学系の一部）、１１…折り返しミラー（走査光学系の一部）、７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、９０１…感光体ドラム、５００…レーザプリンタ（画像形成装置）、９００、１０００…光走査装置、９０１ａ…感光体ドラムの表面（被走査面）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７９】
【特許文献１】特許第３５６２１９０号公報
【特許文献２】特許第４４４５２３４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２２２４８号公報
【図１】
0006459056.tif 000002
【図２】
0006459056.tif 000003
【図３】
0006459056.tif 000004
【図４】
0006459056.tif 000005
【図５】
0006459056.tif 000006
【図６】
0006459056.tif 000007
【図７】
0006459056.tif 000008
【図８】
0006459056.tif 000009