(57)【要約】【課題】光学倍率を小さく設定でき、調整時や外乱等の誤差変動に対して頑健な光走査装置および該光走査装置を使用した画像形成装置を提供する。【解決手段】走査光学系74が、（１）結像光学系として機能するｆθレンズ62およびシリンドリカルレンズ64が入射光学系としても機能し、（２）レーザダイオード52、コンデンサレンズ54、遮光板56、ポリゴンミラー61、ｆθレンズ62、シリンドリカルレンズ62、感光ドラム23の被走査面23aが同一平面内にあり、入射光学系としても使用される上記光学素子へのレーザダイオード52からの入射光束の中心が上記光学素子の近傍からポリゴンミラー61に至る間で主走査平面内にあり、（３）入射光学系として使用される結像光学系の光学素子への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式で表現される。【選択図】図２
2008112104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの射出光を偏向し、被走査面上を走査させる偏向器と、
前記光源からの射出光を入射光束として前記偏向器に導く入射光学系と、
前記偏向器によって偏向された射出光を前記被走査面に結像する結像光学系と、
を備え、
少なくとも前記結像光学系の光軸上における最も前記偏向器に近い光学素子は、前記入射光学系の一部を構成しており、
前記入射光学系として使用される前記結像光学系の光学素子への前記入射光束の中心は、該光学素子近傍から前記偏向器に至る間で主走査平面内にあり、
該光学素子への入射光が使用する位置における入射光学系の光学面の表現式は、前記結像光学系の座標系で表現した時、前記結像光学系の光学面の表現式で表現されること
を特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記偏向器に入射する光が前記偏向器で偏向される位置において、
前記偏向器への前記入射光束の主走査方向の幅は、前記偏向器における偏向面の主走査方向の幅より小さい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】
前記結像光学系を構成する全ての光学素子は前記入射光学系を構成しており、
前記入射光学系は、前記結像光学系への入射光の開口数を前記結像光学系が前記被走査面に結像する光の開口数と略等価にする第一の開口手段を有すること
を特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記入射光学系は、
前記結像光学系のうち入射光学系を構成していない光学素子と同等機能を有する代替光学素子を構成要素として有し、
前記代替光学素子からの射出光の開口数を、前記偏向器により偏向された後、前記結像光学系のうち前記入射光学系を構成している光学素子から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、前記被走査面に結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段を有すること
を特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光源から射出された後に前記入射光学系を経て前記偏向器に至る光束の中心すべてが、前記主走査平面内における画像記録領域に相当する範囲の外側に配置されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記主走査平面内における画像記録領域の外側に配置され、前記偏向器により走査される光を受光し、前記画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成する同期信号形成手段を有し、
前記同期信号形成手段に至る光路は、前記結像光学系の光軸を挟んで前記偏向器への入射光の光路の反対側に配置されていること
を特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記主走査平面内における画像記録領域の外側に配置され、前記偏向器により走査され前記結像光学系より射出される光を受光し、前記画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成する同期信号形成手段を有し、
前記同期信号形成手段に至る光路は、前記結像光学系の光軸に対して前記偏向器への入射光の光路と同じ側に配置されていること
を特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記光源、および、前記入射光学系のうち結像光学系に含まれない光学素子の光軸が前記主走査平面の外側に配置されており、
該光学素子と前記入射光学系のうち結像光学系に含まれる光学素子との間に配置され、  前記光学素子への入射光の光路を偏向して該光路を主走査平面内に屈曲させる屈曲手段を有すること
を特徴とする請求項３または請求項４に記載の光走査装置。
【請求項９】
請求項８に記載の屈曲手段としてプリズムを用いることを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の屈曲手段としてハーフミラーを用いることを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の屈曲手段としてビームスプリッタを用いることを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の屈曲手段として折り返しミラーを用いることを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
前記入射光学系は、前記光源からの射出光を集光するコンデンサレンズを構成要素として有することを特徴とする請求項３〜請求項１２のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記コンデンサレンズはガラス製であることを特徴とする請求項１３に記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記コンデンサレンズは樹脂製であることを特徴とする請求項１３に記載の光走査装置。
【請求項１６】
前記コンデンサレンズの樹脂材料はＰＭＭＡ樹脂であることを特徴とする請求項１５に記載の光走査装置。
【請求項１７】
前記コンデンサレンズの樹脂材料は非晶質または結晶質のオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１５に記載の光走査装置。
【請求項１８】
前記光源はレーザダイオードから成り、
該レーザダイオードは内部に発光量監視用フォトダイオードを有し、
該フォトダイオードの信号を元に光源の発光量を制御する請求項１〜１７のいずれかに記載の光走査装置であって、
前記偏向器で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングにおいて前記光源を消灯する変調制御を行うこと
を特徴とする光走査装置。
【請求項１９】
前記光源はレーザダイオードから成り、
該レーザダイオードは内部に発光量監視用フォトダイオードを有し、
該フォトダイオードの信号を元に光源の発光量を制御する請求項１〜１７のいずれかに記載の光走査装置であって、
前記偏向器で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行うこと
を特徴とする光走査装置。
【請求項２０】
請求項６または請求項７または請求項１２に記載の光走査装置であって、
前記光源はレーザダイオードから成り、
該レーザダイオードは内部に発光量監視用フォトダイオードを有し、
該フォトダイオードの信号を元に光源の発光量を制御し、
前記偏向器で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行うとともに、
前記同期信号形成手段として前記レーザダイオード内部の発光量監視用フォトダイオードを用いるものであって、
前記偏向器で反射された光が前記光源へ到着するタイミングにおいて同期信号を形成すること
を特徴とする光走査装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれかに記載の光走査装置と、
前記被走査面に配置された感光体と、
前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、
前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、
転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とから成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、レーザ光を使用するプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に使用される光走査装置、および該光走査装置を使用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射光学系としてレーザダイオード、コリメータレンズ、開口数を決定する開口瞳(アパーチャ)、偏向器の偏向面面倒れ補正を行うためのシリンドリカルレンズを備え、さらに偏向器後に偏向走査された光束を感光ドラム等の被走査体に結像する結像光学系として等角速度走査を等速走査に変換するfθレンズ、面倒れ補正機能を有するシリンドリカルレンズ等を備えた光走査装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
ところで、光学系の安定度を測る指針として光学倍率がある。倍率が大きいと小さい物像をより拡大した像に変換できる反面、僅かな変分が拡大される性質を持つ。光走査装置の場合における倍率は、例えば光源位置の僅かな配置誤差が拡大され、偏向面や被走査面等において許容されないずれとなって現れる場合がある。
【特許文献１】特開２００５−１２１７１３号公報
【特許文献２】特許２７３６９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような光走査装置においては、光学倍率が大きいために調整時や外乱等の誤差変動に対して弱いという問題があった。すなわち、上述のような光走査装置の光学倍率は、主走査方向ではｆθレンズの類の焦点距離に対するコリメートレンズの焦点距離の比(横倍率)、またはその比の二乗(縦倍率)となり、また主走査方向に垂直な副走査方向には入射光学系のシリンドリカルレンズの焦点距離に対するコリメートレンズの焦点距離の比にさらに結像系の副走査倍率を乗ずることにより得られた比(横倍率)、またはその比の二乗(縦倍率)で算出される。通常、コリメートレンズの焦点距離は数〜数十ｍｍの範囲に設定され、fθレンズの焦点距離は１００〜数百ｍｍの範囲に設定され、またシリンドリカルレンズの焦点距離はこれらの中間程度の範囲に設定される。従って主走査倍率では横倍率で数十倍を超える値となり、縦倍率で数百倍（場合によっては１０００倍）を超える値になってしまう。倍率１０００倍以上の場合、１0μｍの誤差が１０ｍｍ以上に拡大されることを意味している。
【０００５】
なお、被走査面に結像する光強度の１／ｅ2のビーム径をｗ0、開口数をＮＡ、波長をλとすると、円形の開口瞳を用いる場合、次の数式（Ａ）が成立することが一般的に知られている。
【０００６】
ｗ0＝０．８２λ／ＮＡ…数式（Ａ）
また、焦点深度をδZとすると、次の数式（Ｂ）が成立することが一般的に知られている。
【０００７】
δZ＝λ／（２ＮＡ2）…数式（Ｂ）
例えば、波長λを７８０ｎｍ、ビーム径ｗ0を６０μｍとすると、開口数ＮＡは約０．１１となり、焦点深度δZは、３．４３ｍｍとなる。縦倍率１０００倍以上の場合、１０μｍの光軸方向の誤差による焦点の移動量が１０ｍｍ以上になるのに対して焦点深度δZが±３．４３ｍｍしかないために、光学系の調整が非常に難しく、また、環境変動などの外乱に弱いという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、光学倍率を小さく設定でき、調整時や外乱等の誤差変動に対して頑健な光走査装置および該光走査装置を使用した画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る光走査装置は、光源と、前記光源からの射出光を偏向し被走査面上を走査させる偏向器と、前記光源からの射出光を入射光束として偏向器に導く入射光学系と、前記偏向器により偏向された射出光を被走査面に結像する結像光学系と、を備え、少なくとも前記結像光学系の光軸上における最も前記偏向器に近い光学素子は前記入射光学系の一部を構成しており、前記入射光学系として使用される前記結像光学系の光学素子への入射光束の中心は該光学素子近傍から前記偏向器に至る間で主走査平面内にあり、該光学素子の入射光が使用する位置における光学面の表現式は、前記結像光学系の座標系で表現した時、前記結像光学系の光学面の表現式で表現されることを特徴とする。
【００１０】
上記のように構成された本発明の光走査装置によれば、次のような作用効果を奏する。すなわち、結像光学系は、上述のように偏向器によって偏向された射出光を被走査面に結像する際に、その射出光を主走査方向に収束させるとともに副走査方向に収束させる。換言すれば、仮に被走査面に光源を配置し、被走査面側から結像光学系へ所定の開口数の光を入射させると、その光は結像光学系を通過する際に整形されて偏向器の偏向面に照射されることとなる。この原理を利用して、本発明では、結像光学系を構成する光学素子のうち、少なくとも結像光学系の光軸上における最も偏向器に近い光学素子の光学面を、入射光学系の一部としても構成する。なお、上述の結像光学系の光学素子を入射光学系の一部として機能させるためには、次の（イ）および（ロ）の条件を満たしている必要があると考えられる。すなわち、（イ）入射光学系として使用される結像光学系の光学素子への光源からの射出光である入射光束の中心については、該光学素子近傍から偏向器に至る間で主走査平面内にあること、および、（ロ）該光学素子への入射光が使用する位置における入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、本明細書中の実施形態で例示する数式（２）のような結像光学系の光学面の表現式で表現されること、である。上記(イ)により、入射光束は偏向器の偏向面へ略垂直に入射させることができる。また、上記(ロ)により、入射光学系の一部として使用される結像光学系の光学素子における入射光が入射する光学面は、入射光学系の光学面として機能するとともに結像光学系の光学面として機能する。なお、このような光学面としては、入射光を透過させる面や、入射光を反射する面がある。このことにより、光走査装置の光学倍率を低く設定でき、調整時や外乱等の誤差変動に対して頑健な光走査装置あるいは画品質の良い画像形成装置を提供することができる。また、結像光学系の全てを入射光学系の構成要素としたときは、光学倍率が光源と像面部で原理的に略等倍となり、また構造の簡略化とともにコスト低減の効果がある。
【００１１】
この場合、上述の偏向器への入射光全てを偏向器の偏向面で主走査方向へ反射するように構成することが考えられる。具体的には、請求項２のように、偏向器に入射する光が偏向器で偏向される位置において、偏向器への入射光束の主走査方向の幅は、偏向器における偏向面の主走査方向の幅より小さくするような光源を選定する。このように構成すれば、偏向面による光束の主走査方向の整形は行われず、偏向面の加工誤差が被走査面における結像光の特性に影響を及ぼすことを防止できる。なお、このような構成の適用例としては、偏向器への入射光束が主走査方向に収束する場合や、偏向器への入射光束が主走査方向に平行に進行する場合、偏向器への入射光束が主走査方向に拡散する場合が挙げられる。このことにより、例えば、偏向器への入射光束が偏向器の偏向面では結像しない光であっても、その入射光束すべてが偏向面で反射され、反射後の入射光束をその一部が欠けることなく被走査面で結像させることができる。
【００１２】
ところで、光源からの射出光を直接制御、あるいは光源を選別して、上述のように偏向器への入射光全てを偏向器の偏向面で主走査方向へ反射するように構成することは可能であるが、生産性の点では望ましい方法ではない。そこで、請求項３のように、結像光学系を構成する全ての光学素子が入射光学系を構成しており、入射光学系が、結像光学系への入射光の開口数を結像光学系が被走査面に結像する光の開口数と略等価にする第一の開口手段を有することが考えられる。
【００１３】
このように第一の開口手段を設けることにより、被走査面における開口数を所望の値に調整することができ、したがって、感光体の特性に合わせた所望のビーム特性を得ることができる。また、光束の整形手段としてプレス部品や成型部品を使用することができ、生産性が非常に良い。
【００１４】
また、上述のように、前記結像光学系を構成する全ての光学素子が入射光学系を構成するので、入射光学系の焦点距離と結像光学系の焦点距離とがほぼ等しくなり、光学倍率を約１倍と極めて低くすることができる。
【００１５】
なお、被走査面に結像する光のビーム径をｗ、開口数をＮＡ、波長をλとすると次の数式（ハ）が成立することが一般的に知られている。
ｗ∝λ／ＮＡ…式（ハ）
また、請求項４のように、入射光学系が、結像光学系のうち入射光学系を構成していない光学素子と同等機能を有する代替光学素子を構成要素として有し、さらに、代替光学素子からの射出光の開口数を、偏向器により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、被走査面に結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段を有することが考えられる。なお、結像光学系のうち入射光学系を構成していない光学素子としては、シリンドリカルレンズなどの副走査方向に結像する光学素子などが挙げられる。
【００１６】
このように第二の開口手段を設けることにより、全ての結像光学系を入射光学系に使用しない場合であっても被走査面における開口数を所望の値に規定することができ、したがって、感光体の特性に合わせた所望のビーム特性を得ることができる。
【００１７】
また、上述のように、入射光学系が、結像光学系のうち入射光学系を構成していない光学素子と同等機能を有する代替光学素子を構成要素として有するので、結像光学系を構成する全ての光学素子が入射光学系を構成していなくても、光源および第二の開口手段の配置を工夫することによって入射光学系の焦点距離と結像光学系の焦点距離とがほぼ等しくなり、光学倍率を約１倍と極めて低くすることができる。
【００１８】
ところで、請求項５のように、光源から射出された後に前記入射光学系を経て偏向器に至る光束の中心すべてが、主走査平面内における画像記録領域に相当する範囲の外側に配置されていることが考えられる。このように構成すれば、主走査平面内に配置される光源および入射光学系の光学素子が、偏向器の偏向面によって反射された後に被走査面に照射される射出光を遮らず、画像記録領域に影響を及ぼすことがなく、射出光が被走査面へうまく照射される。
【００１９】
ところで、請求項６のように、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置され、偏向器により走査される光を受光し、画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成する同期信号形成手段を有し、同期信号形成手段に至る光路が、結像光学系の光軸を挟んで偏向器への入射光の光路の反対側に配置されていることが考えられる。このように構成すれば、画像形成領域の中心と結像光学系の光軸とを一致させた場合に、射出光が利用可能な結像光学系の有効範囲が結像光学系の光軸に対して左右対称となり、同期信号形成手段に至る光路を結像光学系の有効範囲の両側の一方に配置し、光源から偏向器への入射光の光路を結像光学系の有効範囲の両側の他方に配置することで、結像光学系の有効範囲を最大限に利用することができる。
【００２０】
また、請求項７のように、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置され、偏向器により走査され結像光学系より射出される光を受光し、画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成する同期信号形成手段を有し、同期信号形成手段に至る光路が、前記結像光学系の光軸に対して前記偏向器への入射光の光路と同じ側に配置されていることが考えられる。
【００２１】
このように構成すれば、同期信号形成回路と光源の変調回路とを結像光学系の光軸に対して同じ側に配置することで互いに接近して配置することができ、配線を少なくできるとともに省スペース化を図ることができる。また、同期信号形成手段に至る光路および偏向器への入射光の光路を結像光学系の光軸に対して同じ側に配置することで、例えば上述の二つの光路を例えば共通の折り返しミラーで反射でき、部品点数を低減することができる。
【００２２】
また、請求項８のように、光源、および入射光学系のうち結像光学系に含まれない光学素子の光軸が主走査平面の外側に配置されており、該光学素子と前記入射光学系のうち結像光学系に含まれる光学素子との間に配置され、光学素子への入射光の光路を偏向して該光路を主走査平面内に屈曲させる屈曲手段を有することが考えられる。このように構成すれば、偏向器の偏向面を利用する利用効率を高くすることができる。
【００２３】
なお、上述の屈曲手段については、画像記憶領域内に配置する場合には、入射光を透過させることが可能に構成している必要がある。なお、このような屈曲手段の具体例としては、プリズム（請求項９）や、ハーフミラー（請求項１０）、ビームスプリッタ（請求項１１）などが挙げられる。このように構成すれば、屈曲手段を画像記憶領域内に配置することができるので、装置内部の省スペース化を図ることができる。
【００２４】
また、屈曲手段を画像記憶領域内に配置しない場合には、屈曲手段を、入射光を透過させることが可能に構成してもよいし、入射光を反射するように構成してもよい。なお、入射光を反射するように構成された屈曲手段の具体例としては、折り返しミラーが挙げられる（請求項１２）。
【００２５】
ところで、請求項１３のように、入射光学系が、光源からの射出光を集光するコンデンサレンズを構成要素として有することが考えられる。このように構成すれば、光源から発せられた光の利用効率を高くすることができる。
【００２６】
なお、上述のコンデンサレンズはガラス製であることが考えられる（請求項１４）。このように構成すれば、温度変化や湿度変化に対するコンデンサレンズの特性変化は鈍化でき、結像光の特性の悪化を抑制することができる。
【００２７】
また、上述のコンデンサレンズは樹脂製であることが考えられる（請求項１５）。なお、このようにコンデンサレンズを樹脂製とすることが可能であるには、次のような理由がある。すなわち、本発明では、光学倍率を小さく設定でき、温度や湿度の変化に対するコンデンサレンズの特性変化が結像光の特性に対して拡大されても十分に許容されるような光学倍率を選択することが可能であるからである。また、コンデンサレンズを樹脂製とすることにより、コンデンサレンズの原価を低減することができる。さらに、コンデンサレンズを含む全ての光学素子を樹脂製にすることができ、安価に当該光走査装置を構成することができる。
【００２８】
なお、上述のようなコンデンサレンズの樹脂材料としてはＰＭＭＡ樹脂であることが考えられる（請求項１６）。このように構成すれば、コンデンサレンズの成型性が向上し、その原価をより低減することができる。また、ＰＭＭＡ樹脂の吸湿率が高いことを考慮して、温度変化時に被走査面における焦点位置の変化を焦点深度以下となるようにコンデンサレンズの焦点距離、鏡筒材質、光走査装置のフレーム材料、および結像光学系の主走査方向の光学倍率と副走査方向の光学倍率を選択すれば、コンデンサレンズが吸湿した際の光走査装置の性能や特性を保証することができる。
【００２９】
また、上述のようなコンデンサレンズの樹脂材料としては非晶質または結晶質のオレフィン系樹脂であることが考えられる（請求項１７）。このように構成すれば、オレフィン系樹脂の吸湿性能が低いことを利用して、吸湿の影響を考慮せずに設計することが可能となる。
【００３０】
ところで、偏向器で反射された光が入射光の光路を逆行して光源に戻ってきた場合に、光源を消灯する変調制御を行うことが考えられる。具体的には、請求項１８のように、光源がレーザダイオードから成り、該レーザダイオードは内部に発光量監視用フォトダイオードを有し、該フォトダイオードの信号を元に光源の発光量を制御する請求項１〜１６のいずれかに記載の光走査装置であって、偏向器で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングにおいて前記光源を消灯する変調制御を行うことが考えられる。なお、上述の「光源を消灯する変調制御」においては、微小な電流を流し続けて次の点灯に備えるアイドリング状態も含む。このように構成すれば、偏向器で反射された後に入射光の光路を逆行して光源に戻ってくる光を発光量監視用フォトダイオードが検知することで光源の発光量が意図しないように制御されるのを防ぐことができる。
【００３１】
また、偏向器で反射された光が入射光の光路を逆行して光源に戻ってくるタイミングを避けて光源の発光量制御を行うことが考えられる。具体的には、請求項１９のように、光源はレーザダイオードから成り、該レーザダイオードは内部に発光量監視用フォトダイオードを有し、該フォトダイオードの信号を元に光源の発光量を制御する請求項１〜１７のいずれかに記載の光走査装置であって、偏向器で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行うことが考えられる。このように構成すれば、同様に、偏向器で反射された後に入射光の光路を逆行して光源に戻ってくる光を発光量監視用フォトダイオードが検知したとしても光源の発光量が意図しないように制御されるのを防ぐことができる。
【００３２】
なお、発光量監視用フォトダイオードを有さないレーザダイオードを使用する場合、発光量監視用フォトダイオードをレーザダイオード近傍に配置し、発光量監視を行うことがある。この場合には、偏向器で反射された後に入射光の光路を逆行して光源に戻ってくる光が、発光量監視用フォトダイオードに必ず入射するとは一概には言えないが、一般にレーザダイオードに戻る光が有る場合にはレーザ発振に乱れが生ずるので請求項１８または請求項１９に記載の変調制御を実施すべきである。
【００３３】
ところで、偏向器で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングにおいて同期信号を形成することが考えられる。具体的には、請求項２０のように、請求項６または請求項７または請求項１２に記載の光走査装置であって、光源はレーザダイオードから成り、該レーザダイオードは内部に発光量監視用フォトダイオードを有し、該フォトダイオードの信号を元に光源の発光量を制御し、偏向器で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行うとともに、同期信号形成手段としてレーザダイオード内部の発光量監視用フォトダイオードを用いるものであって、偏向器で反射された光が光源へ到着するタイミングにおいて同期信号を形成することが考えられる。
【００３４】
このように構成すれば、偏向器で反射された後に光源に戻ってくる光を利用して、画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成するので、レーザダイオード内部の発光量監視用フォトダイオードを同期信号形成手段として利用することができ、装置を構成する部品点数を部品の共通化や配線の減少などによって低減することができ、省スペース化を図ることができる。
【００３５】
なお、上述の発明については画像形成装置としても構成される。具体的には、請求項２１に記載の画像形成装置は、請求項１〜２０のいずれかに記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とから成ることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
［第一実施形態］
図１は、本発明が適用された実施形態のレーザプリンタ１を示す概略断面図である。
【００３７】
［レーザプリンタ１の構成の説明］
本実施形態のレーザプリンタ１は、図１に示すように、本体ケース２内に、用紙を給紙するためのフィーダ部４、給紙された用紙に所定の画像を形成するためのプロセスユニット１８、および定着手段としての定着装置１９等を備えている。また、レーザプリンタ１は、ＬＣＤやＬＥＤ等により構成され、レーザプリンタ１の作動状況等を表示する表示部(図示省略)、および各種設定入力用スイッチや電源スイッチ等によって構成され、レーザプリンタ１の動作設定等を行う操作部(図示省略)を本体ケース２の上部に備えている。また、本体ケース２の上部には、画像形成後の用紙を排紙するための排紙トレイ３６が形成されている。また、本体ケース２の上部には、後述する感光ドラム２３に画像信号に応じてレーザ光を照射するスキャナユニット５０が設けられている。なお、以降、このレーザプリンタ１において、排紙トレイ３６が本体ケース２に形成されている側（図１で左側）を「後部」とし、その反対側（図１で右側）を「前部」とする。
【００３８】
［フィーダ部４の構成の説明］
フィーダ部４は、本体ケース２内の底部に、着脱可能に装着された給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板６ａと、給紙トレイ６の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ１２および分離パット６ｂとを備えている。なお、給紙ローラ１２は、用紙の搬送方向に直交する方向の幅寸法が用紙の幅寸法より短く形成され、給紙時において、用紙の幅方向の略中央部のみと接触するように配置されている。また、給紙ローラ１２から画像形成位置Ｐ（感光ドラム２３と転写ローラ２５との接触部、つまり感光ドラム２３上のトナー像が用紙に転写される転写位置）までの間には、湾曲状に形成された搬送経路７が配置されている。なお、本実施形態のレーザプリンタ１では、一つのフィーダ部４を備えているが、これには限られず、２つ以上のフィーダ部４を備えるようにしてもよい。
【００３９】
一方、搬送経路７は、用紙の広幅面を案内する一対のガイド板が配置されることにより湾曲状に形成されている。また、この搬送経路７には、用紙搬送の上流側から順に、給紙ローラ１２および一対のレジストローラ９が配置されている。このうちレジストローラ９は、画像形成位置Ｐの手前に配置され、従動ローラ９ａと駆動ローラ９ｂとから構成されている。
【００４０】
以上のように構成されたフィーダ部４においては、用紙押圧板６ａ上に積層された用紙のうち最上位にある用紙が、給紙ローラ１２に向かって押圧され、その給紙ローラ１２の回転によって給紙ローラ１２と分離パット６ｂとで挟まれた後、１枚毎に給紙される。給紙された用紙は、レジストローラ９に送られ、レジスト処理が行われたのちにレジストローラ９によって画像形成位置Ｐに送られる。
【００４１】
［プロセスユニット１８の構成の説明］
プロセスユニット１８は、本体ケース２内部のうち前部側に配置されている。このプロセスユニット１８は、感光体としての感光ドラム２３、帯電手段としてのスコロトロン型帯電器３７、転写部としての転写ローラ２５等を有するドラムカートリッジと、そのドラムカートリッジに着脱自在な現像カートリッジ２４とから構成されている。現像カートリッジ２４は、トナー収容部２６、現像部としての現像ローラ２７、層厚規制ブレード２８、トナー供給ローラ２９等を備えている。
【００４２】
感光ドラム２３は、主走査方向に延びる回転軸を有するドラム状に形成されており、その側面である感光ドラム面がレーザ光の照射を受ける被走査面２３ａとして機能する。
トナー収容部２６には、現像剤として、正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが充填されている。このトナーは、トナー供給ローラ２９によって現像ローラ２７に供給される。この際、トナー供給ローラ２９と現像ローラ２７との間で摩擦によって正極性に帯電する。さらに、現像ローラ２７上に供給されたトナーは、現像ローラ２７の回転に伴って、層厚規制ブレード２８の摺擦により一定厚さの薄層として現像ローラ２７上に担持される。一方、回転する感光ドラム２３は現像ローラ２７と対向して配置され、ドラム本体が接地されると共に、その表面が有機系感光体材料、例えば、ポリカーボネートなどから構成される、正極性に帯電した感光層により形成されている。
【００４３】
スコロトロン型帯電器３７は、感光ドラム２３の上方に、感光ドラム２３に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。スコロトロン型帯電器３７は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム２３の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【００４４】
そして、感光ドラム２３の表面は、その感光ドラム２３の回転に伴って、まず、スコロトロン型帯電器３７により一様に正極性に帯電された後、スキャナユニット５０からのレーザビームの高速走査により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。
【００４５】
次いで、現像ローラ２７の回転により、現像ローラ２７上に担持され、且つ正極性に帯電されているトナーが、感光ドラム２３に対向して接触する時に、感光ドラム２３の表面に形成される静電潜像（一様に正極性に帯電されている感光ドラム２３の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分）に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによってトナー像（現像剤像）が形成される。
【００４６】
転写ローラ２５は、感光ドラム２３の下方において、この感光ドラム２３に対向するように配置され、前記ドラムカートリッジによって支持されている。この転写ローラ２５は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアス印加電源から転写バイアス（転写順バイアス）が印加されるように構成されている。そのため、感光ドラム２３の表面に担持されたトナー像は、用紙が感光ドラム２３と転写ローラ２５との間を通る間に、画像形成位置Ｐにて用紙に転写される。そしてトナー像が転写された用紙は、感光ドラム２３および転写ローラ２５の回転により定着装置１９に搬送される。
【００４７】
以上のように構成されたプロセスユニット１８は、本体ケース２の開口部（図示省略）から取り出し、その後開口部から本体ケース２内へ再び収納することができる。なお、本体ケース２内から取り出されたプロセスユニット１８は、ドラムカートリッジと現像カートリッジ２４とに分離させることもできる。
【００４８】
［定着装置１９の構成の説明］
定着装置１９は、プロセスユニット１８より後方の搬送方向下流側に配設され、１つの加熱ローラ３１と、この加熱ローラ３１を押圧するように配置された加圧ローラ３２と、これらの下流側に設けられる一対の搬送ローラ３３を備えている。加熱ローラ３１は、アルミ等の金属製で加熱のためのハロゲンランプ等のヒータを備えており、プロセスユニット１８において用紙上に転写されたトナーを、用紙が加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との間を通過する間に熱定着させる。その後、用紙は搬送ローラ３３によって搬送され、その後排紙トレイ３６上に排紙される。
【００４９】
［スキャナユニット５０の構成の説明］
次に、スキャナユニット５０について図１および図２を参照して説明する。なお、図２は第一実施形態のスキャナユニット５０の走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。また、以降、このスキャナユニット５０において、ポリゴンミラー６１によって反射されたレーザビームがｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４へ向けて進行する方向を光軸方向とし、ポリゴンミラー６１によって反射されたレーザビームがｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４を通過する際に左右に走査する方向を主走査方向とし、光軸方向および主走査方向に対して直交する方向を副走査方向とする。また、スキャナユニット５０において、ポリゴンミラー６１に対するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が配置されている側を「後側」とし、その反対側を「前側」とし、レーザダイオード５２に対して折り返しミラー６８，７０が配置されている側を左側とし、その反対側を右側とし、前後方向および左右方向に対して直交する方向を上下方向とする。
【００５０】
図１に示すように、スキャナユニット５０は、本体ケース２内の上部に配置されている。このスキャナユニット５０は、図２に示すように、筐体５１の内部に、レーザダイオード５２、コンデンサレンズ５４、開口瞳５６ａを有する遮光板５６、折り返しミラー５８、ポリゴンモータ６０、ポリゴンモータ６０によって回転駆動される偏向器としてのポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、同期検出センサ６６、折り返しミラー６８、折り返しミラー７０などを備えている。レーザダイオード５２、コンデンサレンズ５４、遮光板５６、折り返しミラー５８、ポリゴンモータ６０、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、同期検出センサ６６、折り返しミラー６８、折り返しミラー７０は、走査光学系を構成する。
【００５１】
そして、図１に示すように、このスキャナユニット５０は、レーザダイオード５２から射出されたのちにポリゴンミラー６１によって反射されたレーザビームが進行する光路上に、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、スキャナユニット５０の外部に設置された折り返しミラー５０００の順に透過または反射するよう設置した構成を有している。なお、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は、結像光学系を構成している。結像光学系としては、図３に例示するようなアークサインレンズ１６２等が用いられる場合もある。アークサインレンズ１６２を結像光学系として用いる場合の偏向器としては、図３に例示するようなガルバノミラー１６１が使用される。このガルバノミラー１６１は、モータ１６０の回転軸に取り付けられており、モータ１６０によって正弦駆動されると、照射されたレーザビームを主走査方向に走査する機能を有する。
【００５２】
［レーザダイオード５２の構成の説明］
図２に示すように、レーザダイオード５２は、半導体レーザからなっている。このレーザダイオード５２は、一般に主走査方向、副走査方向に異なる拡がり角を有する略ガウシアン分布の強度のレーザ光を射出する。
【００５３】
［ポリゴンモータ６０およびポリゴンミラー６１の構成の説明］
ポリゴンモータ６０は、プロセスユニット１８の現像カートリッジ２４の上方に配置されている（図１参照）。そして、ポリゴンモータ６０の回転軸６０ａにはポリゴンミラー６１が取り付けられている。このポリゴンミラー６１は、多角形形状で各辺部に鏡面が設けられた構成を有しており、ポリゴンモータ６０によって回転駆動されると、照射されたレーザビームを主走査方向に走査する機能を有する。
【００５４】
［ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４の構成の説明］
ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は、ポリゴンミラー６１で偏向反射された光束（射出光）を感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像させる。なお、感光ドラム２３に結像する光のビーム径をｗ、遮光板５６の開口数（開口瞳５６ａの数量）をＮＡ、波長をλとすると次の数式（１）が成立することが一般的に知られている。
【００５５】
（数１）
ｗ∝λ／ＮＡ
そして、上述のレーザダイオード５２から射出された光束（射出光）の感光ドラム２３の被走査面２３ａ上への結像点は、ポリゴンミラー６１の回転によって感光ドラム２３の被走査面２３ａ上を走査移動される。
【００５６】
ｆθレンズ６２は、入射面および射出面が回転軸対称の面から構成され、シリンドリカルレンズ６４は、入射面が回転軸対称な面であり、射出面は回転軸対称でない面からなる。なお、本実施形態では、ｆθレンズ６２の入射面は球面、射出面は非球面とし、シリンドリカルレンズ６４の入射面は非球面、射出面はその母線が非球面であるトーリック面としている。このトーリック面は、主走査方向と副走査方向とで屈折力が異なる面である。なお、高次非球面の表現式は次の数式（２）にて表現される。ここでは、主走査方向に平行な軸をｘ、副走査方向に平行な軸をｙ、光の進行方向に平行な軸をｚとする。
【００５７】
（数２）
ｚ＝ｃ・ｈ2／（１+（１−（Ｋ+１）ｃ2・ｈ2））1/2+Ａ・ｈ4+Ｂ・ｈ6+Ｃ・ｈ8+Ｄ・ｈ10+Ｅ・ｈ12+Ｆ・ｈ14+Ｇ・ｈ16+Ｈ・ｈ18
ここで、各記号の定義は次の通りである。
【００５８】
変数ｃ：面の頂点曲率（１／ｍｍ）、つまり曲率半径（ｍｍ）の逆数
変数Ｋ：コーニック係数
変数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ：非球面係数
ｈ2＝ｘ2+ｙ2（ｍｍ2）
変数ｘ、ｙ：面上の座標（ｍｍ）
［走査光学系７４を構成する光学素子群の配置の説明］
本実施形態の走査光学系７４においては、当該走査光学系７４を構成する光学素子群が次のように配置されている。すなわち、図２に示すように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａがこの順に設けられている。また、シリンドリカルレンズ６４の右側には、レーザダイオード５２が配置されている。さらに、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順にコンデンサレンズ５４、遮光板５６、折り返しミラー５８、シリンドリカルレンズ６４、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光が、コンデンサレンズ５４、遮光板５６の開口瞳５６ａ、折り返しミラー５８、シリンドリカルレンズ６４、ｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。また、折り返しミラー５８は、シリンドリカルレンズ６４と感光ドラム２３の被走査面２３ａとの間であって、主走査平面内における画像記録領域の右側に配置されている。また、レーザダイオード５２、コンデンサレンズ５４および遮光板５６についても、主走査平面内における画像記録領域の右側に配置されている。
【００５９】
また、ｆθレンズ６２とシリンドリカルレンズ６４との間であって、主走査平面内における画像記録領域の左側には、同期信号形成手段としての同期検出センサ６６が配置されている。さらに、ポリゴンミラー６１と同期検出センサ６６との間には、ポリゴンミラー６１側から順に、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、折り返しミラー６８、折り返しミラー７０が配置されており、ポリゴンミラー６１の偏向面で偏向されたレーザ光が、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、折り返しミラー６８、折り返しミラー７０をこの順に経て、同期検出センサ６６に導かれるようになっている。
【００６０】
なお、レーザダイオード５２、コンデンサレンズ５４、遮光板５６、折り返しミラー５８、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａ、同期検出センサ６６、折り返しミラー６８および折り返しミラー７０は同一平面内にある。
【００６１】
この際、コンデンサレンズ５４が、レーザダイオード５２からのレーザ光（入射光束）を主走査方向および副走査方向へ絞り、折り返しミラー５８が、コンデンサレンズ５４によって絞られたレーザ光をシリンドリカルレンズ６４へ向けて反射し、シリンドリカルレンズ６４が、折り返しミラー５８によって反射されたレーザ光を副走査方向へ収束させるとともに、ｆθレンズ６２が、シリンドリカルレンズ６４で収束されたレーザ光を主走査方向に絞ってポリゴンミラー６１上に集光させる。また、遮光板５６は、入射光の開口数を、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像される光の開口数と略等価にする。つまり、コンデンサレンズ５４、遮光板５６、折り返しミラー５８、シリンドリカルレンズ６４およびｆθレンズ６２は入射光学系として機能する。またこのことから、入射光学系としても使用されるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式である上述の数式（２）で表現されることとなる。
【００６２】
なおこの場合、ポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅は、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。
【００６３】
また、上述のように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が設けられており、ポリゴンミラー６１からの反射光が感光ドラム２３の被走査面２３ａの表面を主走査方向に略等速で走査するようになっている。つまり、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は結像光学系として機能する。したがって、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系としても機能する。
【００６４】
また、上述のように、レーザダイオード５２、コンデンサレンズ５４、遮光板５６、折り返しミラー５８、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４および感光ドラム２３の被走査面２３ａは同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にあることとなる。
【００６５】
また、上述の同期検出センサ６６に至る射出光の光路は、結像光学系の光軸を挟んでポリゴンミラー６１への入射光の光路の反対側に配置されている。この同期検出センサ６６は、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置されており、ポリゴンミラー６１により走査される光を受光し、画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成する機能を有する。そして、同期検出センサ６６がレーザ光を検出するとレーザダイオード５２から射出されるレーザ光が画像信号に応じて変調されるようになっている。
【００６６】
［第一実施形態の効果］
（１）このように第一実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７４が次の３つの特徴を有している。
【００６７】
（１−１）結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系としても機能するので、結像光学系を構成する光学素子のうち、少なくとも結像光学系の光軸上における最も偏向器に近い光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が該当）の光学面を、入射光学系の一部としても構成する。
【００６８】
（１−２）上述のように、レーザダイオード５２、コンデンサレンズ５４、遮光板５６、折り返しミラー５８、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａが同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にある。
【００６９】
（１−３）入射光学系として使用される結像光学系の光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が該当）への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式（本実施形態では数式（２））で表現されることとなる。
【００７０】
このことにより、入射光束をポリゴンミラー６１の偏向面へ略垂直に入射させることができる。また、光走査装置としての走査光学系７４の光学倍率を低く設定でき、調整時や外乱等の誤差変動に対して頑健な走査光学系７４あるいは画品質の良い画像形成装置としてのレーザプリンタ１を提供することができる。
【００７１】
（２）また、第一実施形態のレーザプリンタ１によれば、レーザダイオード５２から発射された後に、コンデンサレンズ５４、折り返しミラー５８、シリンドリカルレンズ６４およびｆθレンズ６２を経たポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅が、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。このことにより、ポリゴンミラー６１の偏向面による光束の主走査方向の整形は行われず、偏向面の加工誤差が被走査面２３ａにおける結像光の特性に影響を及ぼすことを防止できる。なおこのことは、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に収束する場合や、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に平行に進行する場合、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に拡散する場合に適用される。したがって、例えば、ポリゴンミラー６１への入射光束がポリゴンミラー６１の偏向面では結像しない光であっても、その入射光束すべてがポリゴンミラー６１の偏向面で反射され、反射後の入射光束をその一部が欠けることなく感光ドラム２３の被走査面２３ａで結像させることができる。
【００７２】
（３）また、第一実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７４において、結像光学系を構成する全ての光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系を構成しており、その入射光学系が、結像光学系への入射光の開口数を結像光学系が被走査面に結像する光の開口数と略等価にする第一の開口手段としての遮光板５６を有している。このことにより、感光ドラム２３の被走査面２３ａにおける開口数を所望の値に調整することができ、したがって、感光ドラム２３の被走査面２３ａの特性に合わせた所望のビーム特性を得ることができる。また、光束の整形手段としてプレス部品や成型部品を使用することができ、生産性が非常に良い。
【００７３】
（４）また、第一実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７４において、感光ドラム２３の被走査面２３ａの右端部近傍には光学的に等価にレーザダイオード５２が配置されており、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順に、コンデンサレンズ５４、遮光板５６、折り返しミラー５８、シリンドリカルレンズ６４、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光が、コンデンサレンズ５４、遮光板５６の開口瞳５６ａ、折り返しミラー５８、シリンドリカルレンズ６４およびｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。このことから、レーザダイオード５２から射出された後に入射光学系を経てポリゴンミラー６１に至る光束の中心すべてが、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置されている。このことにより、主走査平面内に配置されるレーザダイオード５２および入射光学系の光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が、ポリゴンミラー６１の偏向面によって反射された後に感光ドラム２３の被走査面２３ａに照射される射出光を遮らず、上述の画像記録領域に影響を及ぼすことがなく、射出光が感光ドラム２３の被走査面２３ａへうまく照射される。
【００７４】
（５）また、第一実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７４において、ｆθレンズ６２とシリンドリカルレンズ６４との間であって、主走査平面内における画像記録領域の左側に同期検出センサ６６が配置されている。さらに、ポリゴンミラー６１と同期検出センサ６６との間には、ポリゴンミラー６１側から順に、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、折り返しミラー６８、折り返しミラー７０が配置されており、ポリゴンミラー６１の偏向面で偏向されたレーザ光の一部が、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、折り返しミラー６８、折り返しミラー７０をこの順に経て、同期検出センサ６６に導かれるようになっている。このことにより、画像形成領域の中心と結像光学系であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４の光軸とを一致させた場合に、射出光が利用可能な結像光学系の有効範囲が結像光学系の光軸に対して左右対称となり、同期検出センサ６６に至る射出光の光路を結像光学系の有効範囲の両側の一方に配置し、レーザダイオード５２からポリゴンミラー６１への入射光の光路を結像光学系の有効範囲の両側の他方に配置することで、結像光学系の有効範囲を最大限に利用することができる。
【００７５】
（６）また、第一実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７４において、入射光学系が、レーザダイオード５２からのレーザ光を集光するコンデンサレンズ５４を構成要素として有するので、レーザダイオード５２から発せられた光の利用効率を高くすることができる。
【００７６】
（７）また、第一実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７４において、コンデンサレンズ５４がＰＭＭＡ樹脂で構成されている。なお、このようにコンデンサレンズを樹脂製とすることが可能であるには、次のような理由がある。すなわち、本実施形態では、光学倍率を小さく設定でき、温度や湿度の変化に対するコンデンサレンズ５４の特性変化が結像光の特性に対して拡大されても十分に許容されるような光学倍率を選択することが可能であるからである。また、コンデンサレンズ５４を樹脂製とすることにより、コンデンサレンズ５４の原価を低減することができる。さらに、コンデンサレンズを含む全ての光学素子を樹脂製にすることができ、安価に当該光走査装置を構成することができる。さらに、ＰＭＭＡ樹脂を採用することでコンデンサレンズ５４の成型性が向上し、その原価をより低減することができる。また、ＰＭＭＡ樹脂の吸湿率が高いことを考慮して、温度変化時に被走査面における焦点位置の変化を焦点深度以下となるようにコンデンサレンズ５４の焦点距離、鏡筒材質、光走査装置としてのスキャナユニット５０のフレーム材料、および結像光学系の主走査方向の光学倍率と副走査方向の光学倍率を選択すれば、コンデンサレンズ５４が吸湿した際のスキャナユニット５０の性能や特性を保証することができる。
【００７７】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態としての第一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。
【００７８】
（１）上記第一実施形態では、走査光学系７４において、コンデンサレンズ５４がＰＭＭＡ樹脂で構成されているが、これには限られず、コンデンサレンズ５４を、非晶質または結晶質のオレフィン系樹脂で構成してもよい。このようにすれば、オレフィン系樹脂の吸湿性能が低いことを利用して、吸湿の影響を考慮せずに設計することが可能となる。また、コンデンサレンズ５４を、ガラス材料で構成してもよい。このようにすれば、温度変化や湿度変化に対するコンデンサレンズ５４の特性変化を鈍化でき、結像光の特性の悪化を抑制することができる。
【００７９】
（２）なお、通常レーザダイオードの発光量を制御する目的で、非印字領域に相当する範囲でレーザダイオードを発光し、発光量監視用フォトダイオードで発光量の測定を行う。上記第一実施形態では、非印字領域にポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿る場合が想定される。その場合、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングにおいてレーザダイオード５２を消灯する変調制御を行うようにするとよい。なお、上述の「光源を消灯する変調制御」においては、微小な電流を流し続けて次の点灯に備えるアイドリング状態も含む。このようにすれば、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行して光源に戻ってくる光を、レーザダイオード５２が内蔵する発光量監視用フォトダイオードが検知することでレーザダイオード５２の発光量が意図しないように制御されるのを防ぐことができる。
【００８０】
（３）また、別の方法として、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行うようにしてもよい。このようにすれば、同様に、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行してレーザダイオード５２に戻ってくる光を、レーザダイオード５２が内蔵する発光量監視用フォトダイオードが検知してもレーザダイオード５２の発光量が意図しないように制御されることがない。
【００８１】
（４）なお、発光量監視用フォトダイオードを有さないレーザダイオードを光源として使用する場合、発光量監視用フォトダイオードをレーザダイオード近傍に配置し、発光量監視を行うことがある。この場合には、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行してレーザダイオードに戻ってくる光が、発光量監視用フォトダイオードに必ず入射するとは一概には言えないが、一般にレーザダイオードに戻る光が有る場合にはレーザ発振に乱れが生ずるので上述の（２）・（３）のような変調制御を実施すべきである。
【００８２】
（５）なお、上記のように、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行う場合、レーザダイオードには逆行してきた光が入射するため、発光量監視用フォトダイオードによってその光が検知される。これを同期信号を形成する手段として利用してもよい。このようにすれば、第一実施形態における同期検出センサ６６とそれに至る光路を形成している部品を削除することができる。
［第二実施形態］
上記第一実施形態では、走査光学系７４において、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系としても機能し、入射光学系の光学素子としてコンデンサレンズ５４を備えることを特徴としている。これに対して第二実施形態では、走査光学系１７４において、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系としても機能するよう構成されていることを特徴としている。
【００８３】
以下に、第二実施形態の走査光学系１７４が備える構成について説明する。なお、図４は、第二実施形態のスキャナユニットの走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。また、第二実施形態では、多くの部分は第一実施形態と共通なので、それらについては第一実施形態と同じ符号を使用して説明を省略する。
【００８４】
［走査光学系１７４を構成する光学素子群の配置の説明］
本実施形態の走査光学系１７４においては、走査光学系１７４を構成する光学素子群が次のように配置されている。すなわち、図４に示すように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａがこの順に設けられている。また、感光ドラム２３の被走査面２３ａの右端部近傍にはレーザダイオード５２が配置されている。さらに、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順に、開口瞳１５６ａを有する遮光板１５６、シリンドリカルレンズ６４、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から発射されたレーザ光は、遮光板１５６の開口瞳１５６ａ、シリンドリカルレンズ６４およびｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。また、レーザダイオード５２、遮光板１５６、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａは、同一平面内にある。
【００８５】
この際、シリンドリカルレンズ６４が、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光（入射光束）を副走査方向へ収束させるとともに、ｆθレンズ６２が、シリンドリカルレンズ６４で収束されたレーザ光を主走査方向に絞ってポリゴンミラー６１上に集光させる。つまり、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は入射光学系として機能する。またこのことから、入射光学系としても使用されるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式である上述の数式（２）で表現されることとなる。
【００８６】
なおこの場合、ポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅は、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。
【００８７】
また、上述のように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が設けられており、ポリゴンミラー６１からの反射光が感光ドラム２３の被走査面２３ａを主走査方向に略等速で走査するようになっている。つまり、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は結像光学系として機能する。したがって、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系としても機能する。
【００８８】
また、上述のように、レーザダイオード５２、遮光板１５６、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａは、同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にあることとなる。
【００８９】
また、感光ドラム２３の被走査面２３ａの左端部近傍には、同期信号形成手段としての同期検出センサ６６が配置され、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４を経たレーザ光（射出光）の一部が、同期検出センサ６６に導かれるようになっている。したがって、同期検出センサ６６に至る射出光の光路が、結像光学系の光軸を挟んでポリゴンミラー６１への入射光の光路の反対側に配置されている。この同期検出センサ６６は、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置されており、ポリゴンミラー６１により走査される光を受光し、画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成する機能を有する。そして、同期検出センサ６６がレーザ光を検出するとレーザダイオード５２から射出されるレーザ光が画像信号に応じて変調されるようになっている。
【００９０】
［第二実施形態の効果］
（１）このように第二実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系１７４が次の３つの特徴を有している。
【００９１】
（１−１）結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系としても機能するので、結像光学系を構成する光学素子のうち、少なくとも結像光学系の光軸上における最も偏向器に近い光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が該当）の光学面を、入射光学系の一部としても構成する。
【００９２】
（１−２）上述のように、レーザダイオード５２、遮光板５６、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａは、同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にある。
【００９３】
（１−３）入射光学系として使用される結像光学系の光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が該当）への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式（本実施形態では数式（２））で表現されることとなる。
【００９４】
このことにより、入射光束をポリゴンミラー６１の偏向面へ略垂直に入射させることができる。また、光走査装置としての走査光学系１７４の光学倍率を低く設定でき、調整時や外乱等の誤差変動に対して頑健な走査光学系１７４あるいは画品質の良い画像形成装置としてのレーザプリンタ１を提供することができる。
【００９５】
また、本実施形態のように結像光学系の全てを入射光学系の構成要素としたときは、光学倍率がレーザダイオード５２と像面部である感光ドラム２３の被走査面２３ａで原理的に略等倍となり、また、走査光学系１７４の構造の簡略化とともにコスト低減の効果がある。
【００９６】
（２）また、第二実施形態のレーザプリンタ１によれば、レーザダイオード５２から発射された後にシリンドリカルレンズ６４およびｆθレンズ６２を経たポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅が、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。このことにより、ポリゴンミラー６１の偏向面による光束の主走査方向の整形は行われず、偏向面の加工誤差が被走査面２３ａにおける結像光の特性に影響を及ぼすことを防止できる。なおこのことは、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に収束する場合や、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に平行に進行する場合、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に拡散する場合に適用される。したがって、例えば、ポリゴンミラー６１への入射光束がポリゴンミラー６１の偏向面では結像しない光であっても、その入射光束すべてがポリゴンミラー６１の偏向面で反射され、反射後の入射光束をその一部が欠けることなく感光ドラム２３の被走査面２３ａで結像させることができる。
【００９７】
（３）また、第二実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系１７４において、結像光学系を構成する全ての光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系を構成しており、その入射光学系が、結像光学系への入射光の開口数を結像光学系が被走査面に結像する光の開口数と略等価にする第一の開口手段としての遮光板１５６を有している。このことにより、感光ドラム２３の被走査面２３ａにおける開口数を所望の値に調整することができ、したがって、感光ドラム２３の被走査面２３ａの特性に合わせた所望のビーム特性を得ることができる。また、光束の整形手段としてプレス部品や成型部品を使用することができ、生産性が非常に良い。
【００９８】
また、上述のように、結像光学系を構成する全ての光学素子が入射光学系を構成するので、入射光学系の焦点距離と結像光学系の焦点距離とがほぼ等しくなり、光学倍率を約１倍と極めて低くすることができる。
【００９９】
（４）また、第二実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系１７４において、感光ドラム２３の被走査面２３ａの右端部近傍にはレーザダイオード５２が配置されており、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順に遮光板１５６、シリンドリカルレンズ６４、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光が、遮光板１５６の開口瞳１５６ａ、シリンドリカルレンズ６４およびｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。このことから、レーザダイオード５２から射出された後に入射光学系を経てポリゴンミラー６１に至る光束の中心すべてが、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置されている。このことにより、主走査平面内に配置されるレーザダイオード５２および入射光学系の光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が、ポリゴンミラー６１の偏向面によって反射された後に感光ドラム２３の被走査面２３ａに照射される射出光を遮らず、上述の画像記録領域に影響を及ぼすことがなく、射出光が感光ドラム２３の被走査面２３ａへうまく照射される。
【０１００】
（５）また、第二実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系１７４において、感光ドラム２３の被走査面２３ａの左端部近傍に、同期信号形成手段としての同期検出センサ６６が配置され、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４を経たレーザ光（射出光）の一部が、同期検出センサ６６に導かれるようになっており、同期検出センサ６６に至る射出光の光路が、結像光学系の光軸を挟んでポリゴンミラー６１への入射光の光路の反対側に配置されている。このことにより、画像形成領域の中心と結像光学系であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４の光軸とを一致させた場合に、射出光が利用可能な結像光学系の有効範囲が結像光学系の光軸に対して左右対称となり、同期検出センサ６６に至る射出光の光路を結像光学系の有効範囲の両側の一方に配置し、レーザダイオード５２からポリゴンミラー６１への入射光の光路を結像光学系の有効範囲の両側の他方に配置することで、結像光学系の有効範囲を最大限に利用することができる。
【０１０１】
（６）なお、通常レーザダイオードの発光量を制御する目的で、非印字領域に相当する範囲でレーザダイオードを発光し、発光量監視用フォトダイオードで発光量の測定を行う。上記第二実施形態では、非印字領域にポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿る場合が想定される。その場合、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングにおいてレーザダイオード５２を消灯する変調制御を行うようにするとよい。なお、上述の「光源を消灯する変調制御」においては、微小な電流を流し続けて次の点灯に備えるアイドリング状態も含む。このようにすれば、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行して光源に戻ってくる光を、レーザダイオード５２が内蔵する発光量監視用フォトダイオードが検知することでレーザダイオード５２の発光量が意図しないように制御されるのを防ぐことができる。
【０１０２】
（７）また、別の方法として、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行うようにしてもよい。このようにすれば、同様に、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行してレーザダイオード５２に戻ってくる光を、レーザダイオード５２が内蔵する発光量監視用フォトダイオードが検知してもレーザダイオード５２の発光量が意図しないように制御されることがない。
【０１０３】
（８）なお、発光量監視用フォトダイオードを有さないレーザダイオードを光源として使用する場合、発光量監視用フォトダイオードをレーザダイオード近傍に配置し、発光量監視を行うことがある。この場合には、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行してレーザダイオードに戻ってくる光が、発光量監視用フォトダイオードに必ず入射するとは一概には言えないが、一般にレーザダイオードに戻る光が有る場合にはレーザ発振に乱れが生ずるので上述の（６）・（７）のような変調制御を実施すべきである。
【０１０４】
（９）なお、上記のように、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行う場合、レーザダイオードには逆行してきた光が入射するため、発光量監視用フォトダイオードによってその光が検知される。これを同期信号を形成する手段として利用してもよい。このようにすれば、第二実施形態における同期検出センサ６６とそれに至る光路を形成している部品を削除することができる。
［第三実施形態］
上記第二実施形態では、走査光学系１７４において、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系としても機能するよう構成されている。これに対して第三実施形態では、走査光学系２７４において、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうちｆθレンズ６２が入射光学系としても機能し、入射光学系の光学素子としてシリンドリカルレンズ２５７を備えることを特徴としている。
【０１０５】
以下に、第三実施形態の走査光学系２７４が備える構成について説明する。なお、図５は、第三実施形態のスキャナユニットの走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。また、第三実施形態では、多くの部分は第一実施形態と共通なので、それらについては第一実施形態と同じ符号を使用して説明を省略する。
【０１０６】
［走査光学系２７４を構成する光学素子群の配置の説明］
本実施形態の走査光学系２７４においては、走査光学系２７４を構成する光学素子群が次のように配置されている。すなわち、図５に示すように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａがこの順に設けられている。また、感光ドラム２３の被走査面２３ａの右端部近傍には、同期検出センサ６６が配置されている。また、ポリゴンミラー６１の右側には、レーザダイオード５２が配置されている。さらに、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順に、開口瞳２５６ａを有する遮光板２５６、折り返しミラー２５８、シリンドリカルレンズ２５７、折り返しミラー２５９、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光は、遮光板２５６の開口瞳２５６ａ、折り返しミラー２５８、シリンドリカルレンズ２５７、折り返しミラー２５９、ｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。また、折り返しミラー２５９は、ｆθレンズ６２とシリンドリカルレンズ６４との間であって、主走査平面内における画像記録領域に相当する範囲およびポリゴンミラー６１から同期検出センサ６６への光束が通過する領域の外側に配置されている。また、レーザダイオード５２、遮光板２５６、折り返しミラー２５８およびシリンドリカルレンズ２５７については、主走査平面内における画像記録領域に相当する範囲およびポリゴンミラー６１から同期検出センサ６６への光束が通過する領域の外側に配置されている。なお、レーザダイオード５２、遮光板２５６、シリンドリカルレンズ２５７、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａ、折り返しミラー２５８および折り返しミラー２５９は、同一平面内にある。
【０１０７】
この際、折り返しミラー２５８が、レーザダイオード５２からのレーザ光（入射光束）をシリンドリカルレンズ２５７へ向けて反射し、シリンドリカルレンズ２５７が、レーザダイオード５２から射出された後に折り返しミラー２５８によって反射されたレーザ光を副走査方向へ収束させ、折り返しミラー２５９が、シリンドリカルレンズ２５７からのレーザ光をｆθレンズ６２へ向けて反射し、ｆθレンズ６２が、シリンドリカルレンズ２５７で収束されたレーザ光を主走査方向に絞ってポリゴンミラー６１上に集光させる。つまり、遮光板２５６、折り返しミラー２５８、シリンドリカルレンズ２５７、折り返しミラー２５９およびｆθレンズ６２は入射光学系として機能する。またこのことから、入射光学系としても使用されるｆθレンズ６２への入射光が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式である上述の数式（２）で表現されることとなる。
【０１０８】
なおこの場合、ポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅は、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。
【０１０９】
また、上述のように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が設けられており、ポリゴンミラー６１からの射出光が感光ドラム２３の被走査面２３ａの表面を主走査方向に略等速で走査するようになっている。つまり、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は結像光学系として機能する。したがって、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうち結像光学系の光軸上における最もポリゴンミラー６１に近い光学素子であるｆθレンズ６２が入射光学系としても機能する。
【０１１０】
なお、シリンドリカルレンズ６４による主走査方向の補正効果がない場合には、ポリゴンミラー６１の偏向面から感光ドラム２３の被走査面２３ａまでの焦点距離が、シリンドリカルレンズ６４による主走査方向の補正効果がある場合の焦点距離に比べて、図３にて例示する距離Ｌ1分だけ長くなる。図３では、シリンドリカルレンズ６４による主走査方向の補正効果がない場合の像面位置を一点鎖線で図示している。なおこの場合、レーザダイオード５２から照射されたレーザ光がポリゴンミラー６１の偏向面に至るまでの距離についても、シリンドリカルレンズ６４による主走査方向の補正効果がある場合の焦点距離に比べて、同様に距離Ｌ1分だけ長くなる。なお、図５では、シリンドリカルレンズ６４による主走査方向の補正効果がない場合のレーザダイオード５２および遮光板２５６の位置を一点鎖線で図示している。
【０１１１】
また、上述のように、レーザダイオード５２、遮光板２５６、シリンドリカルレンズ２５７、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａ、折り返しミラー２５８および折り返しミラー２５９が同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にあることとなる。
【０１１２】
また、上述の遮光板２５６については、シリンドリカルレンズ２５７からの射出光の開口数を、ポリゴンミラー６１により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子であるｆθレンズ６２から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段としての機能を有する。
【０１１３】
また、上述のように、感光ドラム２３の被走査面２３ａの右端部近傍には、同期検出センサ６６が配置され、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４を経たレーザ光（射出光）の一部が、同期検出センサ６６に導かれるようになっている。したがって、同期検出センサ６６に至る射出光の光路が、結像光学系の光軸に対してポリゴンミラー６１への入射光の光路と同じ側に配置されている。この同期検出センサ６６は、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置されており、ポリゴンミラー６１により走査される光を受光し、画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成する機能を有する。そして、同期検出センサ６６がレーザ光を検出するとレーザダイオード５２から射出されるレーザ光が画像信号に応じて変調されるようになっている。
【０１１４】
［第三実施形態の効果］
（１）このように第三実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系２７４が次の３つの特徴を有している。
【０１１５】
（１−１）結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうちｆθレンズ６２が入射光学系としても機能するので、結像光学系を構成する光学素子のうち、少なくとも結像光学系の光軸上における最も偏向器に近い光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２が該当）の光学面を、入射光学系の一部としても構成する。
【０１１６】
（１−２）上述のように、レーザダイオード５２、遮光板２５６、シリンドリカルレンズ２５７、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａ、折り返しミラー２５８および折り返しミラー２５９が同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にある。
【０１１７】
（１−３）入射光学系として使用される結像光学系の光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２が該当）への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式（本実施形態では数式（２））で表現されることとなる。
【０１１８】
このことにより、入射光束をポリゴンミラー６１の偏向面へ略垂直に入射させることができる。また、光走査装置としての走査光学系２７４の光学倍率を低く設定でき、調整時や外乱等の誤差変動に対して頑健な走査光学系２７４あるいは画品質の良い画像形成装置としてのレーザプリンタ１を提供することができる。
【０１１９】
（２）また、第三実施形態のレーザプリンタ１によれば、レーザダイオード５２から射出された後にシリンドリカルレンズ２５７およびｆθレンズ６２を経たポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅が、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。このことにより、ポリゴンミラー６１の偏向面による光束の主走査方向の整形は行われず、偏向面の加工誤差が被走査面２３ａにおける結像光の特性に影響を及ぼすことを防止できる。なおこのことは、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に収束する場合や、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に平行に進行する場合、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に拡散する場合に適用される。したがって、例えば、ポリゴンミラー６１への入射光束がポリゴンミラー６１の偏向面では結像しない光であっても、その入射光束すべてがポリゴンミラー６１の偏向面で反射され、反射後の入射光束をその一部が欠けることなく感光ドラム２３の被走査面２３ａで結像させることができる。
【０１２０】
（３）また、第三実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系２７４において、入射光学系が、結像光学系のうち入射光学系を構成していない光学素子であるシリンドリカルレンズ６４と同等機能を有する代替光学素子としてのシリンドリカルレンズ２５７を構成要素として有し、さらに、シリンドリカルレンズ２５７からの射出光の開口数を、ポリゴンミラー６１により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子であるｆθレンズ６２から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段としての遮光板２５６を有する。このことにより、全ての結像光学系を入射光学系に使用しない場合であっても、光学倍率がレーザダイオード５２と像面部である感光ドラム２３の被走査面２３ａで原理的に略等倍となり、感光ドラム２３の被走査面２３ａにおける開口数を所望の値に調整することができ、したがって、感光ドラム２３の特性に合わせた所望のビーム特性を得ることができる。また、光束の整形手段としてプレス部品や整形部品を使用することができ、生産性が非常によい。
【０１２１】
（４）また、第三実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系２７４において、ポリゴンミラー６１の右側にはレーザダイオード５２が配置されており、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順に、遮光板２５６、折り返しミラー２５８、シリンドリカルレンズ２５７、折り返しミラー２５９、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光は、遮光板２５６の開口瞳２５６ａ、折り返しミラー２５８、シリンドリカルレンズ２５７、折り返しミラー２５９、ｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。このことから、レーザダイオード５２から射出された後に入射光学系を経てポリゴンミラー６１に至る光束の中心すべてが、主走査平面内における画像記録領域に相当する範囲の外側に配置されている。このことにより、主走査平面内に配置されるレーザダイオード５２および入射光学系の光学素子であるｆθレンズ６２が、ポリゴンミラー６１の偏向面によって反射された後に感光ドラム２３の被走査面２３ａに照射される射出光を遮らず、上述の画像記録領域に相当する範囲に影響を及ぼすことがなく、射出光が感光ドラム２３の被走査面２３ａへうまく照射される。
【０１２２】
（５）また、第三実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系２７４において、感光ドラム２３の被走査面２３ａの右端部の近傍に、同期信号形成手段としての同期検出センサ６６が配置され、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４を経たレーザ光の一部が、同期検出センサ６６に導かれるようになっており、同期検出センサ６６に至る射出光の光路が、結像光学系の光軸に対してポリゴンミラー６１への入射光の光路と同じ側に配置されている。このことにより、同期信号形成回路と光源の変調回路とを結像光学系の光軸に対して同じ側に配置することで互いに接近して配置することができ、配線を少なくできるとともに省スペース化を図ることができる。また、同期検出センサ６６に至る射出光の光路およびポリゴンミラー６１への入射光の光路を結像光学系の光軸に対して同じ側に配置することで、例えば上述の二つの光路を例えば共通の一つのミラーで反射でき、部品点数を低減することができる。
【０１２３】
（６）なお、通常レーザダイオードの発光量を制御する目的で、非印字領域に相当する範囲でレーザダイオードを発光し、発光量監視用フォトダイオードで発光量の測定を行う。上記第三実施形態では、非印字領域にポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿る場合が想定される。その場合、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングにおいてレーザダイオード５２を消灯する変調制御を行うようにするとよい。なお、上述の「光源を消灯する変調制御」においては、微小な電流を流し続けて次の点灯に備えるアイドリング状態も含む。このようにすれば、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行して光源に戻ってくる光を、レーザダイオード５２が内蔵する発光量監視用フォトダイオードが検知することでレーザダイオード５２の発光量が意図しないように制御されるのを防ぐことができる。
【０１２４】
（７）また、別の方法として、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行うようにしてもよい。このようにすれば、同様に、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行してレーザダイオード５２に戻ってくる光を、レーザダイオード５２が内蔵する発光量監視用フォトダイオードが検知してもレーザダイオード５２の発光量が意図しないように制御されることがない。
【０１２５】
（８）なお、発光量監視用フォトダイオードを有さないレーザダイオードを光源として使用する場合、発光量監視用フォトダイオードをレーザダイオード近傍に配置し、発光量監視を行うことがある。この場合には、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行してレーザダイオードに戻ってくる光が、発光量監視用フォトダイオードに必ず入射するとは一概には言えないが、一般にレーザダイオードに戻る光が有る場合にはレーザ発振に乱れが生ずるので上述の（６）・（７）のような変調制御を実施すべきである。
【０１２６】
（９）なお、上記のように、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行う場合、レーザダイオードには逆行してきた光が入射するため、発光量監視用フォトダイオードによってその光が検知される。これを同期信号を形成する手段として利用してもよい。このようにすれば、第三実施形態における同期検出センサ６６とそれに至る光路を形成している部品を削除することができる。
［第四実施形態］
上記第一実施形態では、走査光学系７４において、レーザダイオード５２、遮光板５６、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４および感光ドラム２３の被走査面２３ａが同一平面内にあるよう構成されている。これに対して第四実施形態では、走査光学系３７４において、レーザダイオード５２および遮光板３５６、シリンドリカルレンズ６４の代替手段であるシリンドリカルレンズ３５７が、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４および感光ドラム２３の被走査面２３ａとは同一平面内にはないよう構成されていることを特徴とする。
【０１２７】
以下に、第四実施形態の走査光学系３７４が備える構成について説明する。なお、図６は、第四実施形態のスキャナユニットの内部の光学系の概略図である。また、第四実施形態では、多くの部分は第一実施形態などと共通なので、それらについては第一実施形態と同じ符号を使用して説明を省略する。
【０１２８】
［走査光学系３７４を構成する光学素子群の配置の説明］
本実施形態の走査光学系３７４においては、走査光学系３７４を構成する光学素子群が次のように配置されている。すなわち、図６に示すように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２、プリズム３５８、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａがこの順に設けられ、これらポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、プリズム３５８、シリンドリカルレンズ６４および感光ドラム２３の被走査面２３ａは、同一平面内にある。また、プリズム３５８の下方には、レーザダイオード５２が配置されている。さらに、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順に遮光板３５６、シリンドリカルレンズ３５７、プリズム３５８、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光は、遮光板３５６の開口瞳３５６ａ、シリンドリカルレンズ３５７、プリズム３５８、ｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。また、レーザダイオード５２、遮光板３５６およびシリンドリカルレンズ３５７については、主走査平面の外側に配置されている。
【０１２９】
この際、シリンドリカルレンズ３５７が、レーザダイオード５２からのレーザ光（入射光束）を副走査方向へ収束させるとともに、プリズム３５８が、シリンドリカルレンズ３５７を通過したレーザ光をｆθレンズ６２へ向けて反射し、ｆθレンズ６２が、シリンドリカルレンズ３５７で収束されたレーザ光を主走査方向に絞ってポリゴンミラー６１上に集光させる。つまり、遮光板３５６、シリンドリカルレンズ３５７、プリズム３５８およびｆθレンズ６２は入射光学系として機能する。またこのことから、入射光学系としても使用されるｆθレンズ６２への入射光が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式である上述の数式（２）で表現されることとなる。
【０１３０】
なおこの場合、ポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅は、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。
【０１３１】
また、上述のように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２、プリズム３５８およびシリンドリカルレンズ６４が設けられており、ポリゴンミラー６１からの反射光が感光ドラム２３の被走査面２３ａの表面を主走査方向に略等速で走査するようになっている。その際、プリズム３５８は、ポリゴンミラー６１によって偏向された後にｆθレンズ６２を通過したレーザ光をシリンドリカルレンズ６４へ向けて通過させる。つまり、ｆθレンズ６２、プリズム３５８およびシリンドリカルレンズ６４は結像光学系として機能する。したがって、結像光学系として機能するｆθレンズ６２、プリズム３５８およびシリンドリカルレンズ６４のうちプリズム３５８およびｆθレンズ６２が入射光学系としても機能する。
【０１３２】
また、上述のように、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、プリズム３５８、シリンドリカルレンズ６４および感光ドラム２３の被走査面２３ａが同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるプリズム３５８およびｆθレンズ６２へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にあることとなる。
【０１３３】
また、上述の遮光板３５６については、シリンドリカルレンズ３５７からの射出光の開口数を、ポリゴンミラー６１により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子であるｆθレンズ６２から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段としての機能を有する。
【０１３４】
［第四実施形態の効果］
（１）このように第四実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系３７４が次の３つの特徴を有している。
【０１３５】
（１−１）結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうちｆθレンズ６２が入射光学系としても機能するので、結像光学系を構成する光学素子のうち、少なくとも結像光学系の光軸上における最も偏向器に近い光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２が該当）の光学面を、入射光学系の一部としても構成する。
【０１３６】
（１−２）上述のように、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａおよびプリズム３５８が同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にある。
【０１３７】
（１−３）入射光学系として使用される結像光学系の光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２が該当）への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式（本実施形態では数式（２））で表現されることとなる。
【０１３８】
このことにより、入射光束をポリゴンミラー６１の偏向面へ略垂直に入射させることができる。また、光走査装置としての走査光学系３７４の光学倍率を低く設定でき、調整時や外乱等の誤差変動に対して頑健な走査光学系３７４あるいは画品質の良い画像形成装置としてのレーザプリンタ１を提供することができる。
【０１３９】
（２）また、第四実施形態のレーザプリンタ１によれば、レーザダイオード５２から射出された後にシリンドリカルレンズ３５７、プリズム３５８およびｆθレンズ６２を経たポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅が、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。このことにより、ポリゴンミラー６１の偏向面による光束の主走査方向の整形は行われず、偏向面の加工誤差が被走査面２３ａにおける結像光の特性に影響を及ぼすことを防止できる。なおこのことは、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に収束する場合や、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に平行に進行する場合、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に拡散する場合に適用される。したがって、例えば、ポリゴンミラー６１への入射光束がポリゴンミラー６１の偏向面では結像しない光であっても、その入射光束すべてがポリゴンミラー６１の偏向面で反射され、反射後の入射光束をその一部が欠けることなく感光ドラム２３の被走査面２３ａで結像させることができる。
【０１４０】
（３）また、第四実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系３７４において、入射光学系が、結像光学系のうち入射光学系を構成していない光学素子であるシリンドリカルレンズ６４と同等機能を有する代替光学素子としてのシリンドリカルレンズ３５７を構成要素として有し、さらに、シリンドリカルレンズ３５７からの射出光の開口数を、ポリゴンミラー６１により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子であるｆθレンズ６２から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段としての遮光板３５６を有する。このことにより、全ての結像光学系を入射光学系に使用しない場合であっても、光学倍率がレーザダイオード５２と像面部である感光ドラム２３の被走査面２３ａで原理的に略等倍となり、感光ドラム２３の被走査面２３ａにおける開口数を所望の値に調整することができ、したがって、感光ドラム２３の特性に合わせた所望のビーム特性を得ることができる。また、光束の整形手段としてプレス部品や整形部品を使用することができ、生産性が非常によい。
【０１４１】
（４）このように第四実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系３７４において、レーザダイオード５２、遮光板３５６、および入射光学系のうち結像光学系に含まれない光学素子であるシリンドリカルレンズ３５７の光軸が主走査平面の外側に配置されており、シリンドリカルレンズ３５７と入射光学系のうち結像光学系に含まれる光学素子であるｆθレンズ６２との間に、ｆθレンズ６２への入射光の光路を偏向して該光路を主走査平面内に屈曲させるとともにｆθレンズ６２からの入射光を透過させることが可能な屈曲手段としてのプリズム３５８を配置している。このことにより、ポリゴンミラー６１の偏向面を利用する利用効率を高くすることができる。
【０１４２】
（５）また、第四実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系３７４において、シリンドリカルレンズ３５７と入射光学系のうち結像光学系に含まれる光学素子であるｆθレンズ６２との間に配置され、ｆθレンズ６２への入射光の光路を偏向して該光路を主走査平面内に屈曲させる屈曲手段としてプリズム３５８を用いているので、屈曲手段を画像記憶領域内に配置することができ、走査光学系３７４の内部の省スペース化を図ることができる。
【０１４３】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態としての第四実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。
【０１４４】
（１）上記第四実施形態では、走査光学系３７４において、シリンドリカルレンズ３５７と入射光学系のうち結像光学系に含まれる光学素子であるｆθレンズ６２との間に配置され、ｆθレンズ６２への入射光の光路を偏向して該光路を主走査平面内に屈曲させる屈曲手段としてプリズム３５８を用いているが、これには限られず、入射光を一部透過させることが可能な構成であれば他の構成を用いてもよい。一例を挙げると、ハーフミラーやビームスプリッタなどが挙げられる。このように構成しても、上述の屈曲手段を画像記憶領域内に配置することができ、走査光学系３７４の内部の省スペース化を図ることができる。
［第五実施形態］
上記第四実施形態では、走査光学系３７４において、シリンドリカルレンズ３５７と入射光学系のうち結像光学系に含まれる光学素子であるｆθレンズ６２との間に、ｆθレンズ６２への入射光の光路を偏向して該光路を主走査平面内に屈曲させるとともに、ｆθレンズ６２からの入射光を透過させることが可能なプリズム３５８を配置している。これに対して第五実施形態では、走査光学系４７４において、シリンドリカルレンズ４５７と入射光学系のうち結像光学系に含まれる光学素子であるｆθレンズ６２との間に、ｆθレンズ６２への入射光の光路を偏向して該光路を主走査平面内に屈曲させる折り返しミラー４５８を配置し、レーザダイオード５２および遮光板４５６、シリンドリカルレンズ６４の代替手段であるシリンドリカルレンズ４５７が、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４および感光ドラム２３の被走査面２３ａとは同一平面内にはないよう構成されていることを特徴とする。
【０１４５】
以下に、第五実施形態の走査光学系４７４が備える構成について説明する。なお、図７は、第五実施形態のスキャナユニットの内部の光学系の概略図である。また、第五実施形態では、多くの部分は第一実施形態などと共通なので、それらについては第一実施形態と同じ符号を使用して説明を省略する。
【０１４６】
［走査光学系４７４を構成する光学素子群の配置の説明］
本実施形態の走査光学系４７４においては、走査光学系４７４を構成する光学素子群が次のように配置されている。すなわち、図７に示すように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａがこの順に設けられている。また、ｆθレンズ６２とシリンドリカルレンズ６４との間には、折り返しミラー４５８が配置されている。なお、この折り返しミラー４５８については、主走査平面内における画像記録領域に相当する範囲の外側に配置されている。なお、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａおよび折り返しミラー４５８は同一平面内にある。また、ミラー４５８の下方には、レーザダイオード５２が配置されている。さらに、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順に、開口瞳４５６ａを有する遮光板４５６、シリンドリカルレンズ４５７、折り返しミラー４５８、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光は、遮光板４５６の開口瞳４５６ａ、シリンドリカルレンズ４５７、折り返しミラー４５８、ｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。なお、レーザダイオード５２、遮光板４５６およびシリンドリカルレンズ４５７については、主走査平面の外側に配置されている。
【０１４７】
この際、シリンドリカルレンズ４５７が、レーザダイオード５２からのレーザ光（入射光束）を副走査方向へ収束させるとともに、折り返しミラー４５８が、シリンドリカルレンズ４５７からのレーザ光（入射光束）をｆθレンズ６２へ向けて反射し、ｆθレンズ６２が、シリンドリカルレンズ４５７で収束されたレーザ光を主走査方向に絞ってポリゴンミラー６１上に集光させる。つまり、遮光板４５６、シリンドリカルレンズ４５７、折り返しミラー４５８およびｆθレンズ６２は入射光学系として機能する。またこのことから、入射光学系としても使用されるｆθレンズ６２への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式である上述の数式（２）で表現されることとなる。
【０１４８】
なおこの場合、ポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅は、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。
【０１４９】
また、上述のように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が設けられており、ポリゴンミラー６１からの反射光が感光ドラム２３の被走査面２３ａの表面を主走査方向に略等速で走査するようになっている。つまり、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は結像光学系として機能する。したがって、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうち結像光学系の光軸上における最もポリゴンミラー６１に近い光学素子であるｆθレンズ６２が入射光学系としても機能する。
【０１５０】
また、上述のように、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａおよび折り返しミラー４５８が同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にあることとなる。
【０１５１】
また、上述の遮光板４５６については、シリンドリカルレンズ４５７からの射出光の開口数を、ポリゴンミラー６１により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子であるｆθレンズ６２から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段としての機能を有する。
【０１５２】
［第五実施形態の効果］
（１）このように第五実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系４７４において、レーザダイオード５２、遮光板４５６、および入射光学系のうち結像光学系に含まれない光学素子であるシリンドリカルレンズ４５７の光軸が主走査平面の外側に配置されており、シリンドリカルレンズ４５７と入射光学系のうち結像光学系に含まれる光学素子であるｆθレンズ６２との間に、ｆθレンズ６２への入射光の光路を偏向して該光路を主走査平面内に屈曲させる屈曲手段としての折り返しミラー４５８を配置している。なお、この折り返しミラー４５８については、主走査平面内における画像記録領域に相当する範囲の外側に配置されている。このことにより、光学部品の配置の自由度を高めることができる。
【０１５３】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態としての第五実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。
【０１５４】
（１）上記第五実施形態では、走査光学系４７４において、シリンドリカルレンズ４５７と入射光学系のうち結像光学系に含まれる光学素子であるｆθレンズ６２との間に、ｆθレンズ６２への入射光の光路を偏向して該光路を主走査平面内に屈曲させる屈曲手段としての折り返しミラー４５８を配置しているが、これには限られず、主走査平面内における画像記録領域に相当する範囲の外側に配置する構成として、入射光を反射する構成としての折り返しミラー４５８の代わりに、入射光を一部透過させることが可能な構成を配置してもよい。一例を挙げると、プリズムやハーフミラー、ビームスプリッタなどが挙げられる。
［第六実施形態］
上記第一実施形態では、走査光学系７４において、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が入射光学系としても機能し、入射光学系の光学素子としてコンデンサレンズ５４を備えることを特徴としている。これに対して第六実施形態では、走査光学系６７４において、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうちｆθレンズ６２が入射光学系としても機能し、入射光学系の光学素子としてコンデンサレンズ６５４およびシリンドリカルレンズ６５７を備えることを特徴としている。
【０１５５】
以下に、第六実施形態の走査光学系６７４が備える構成について説明する。なお、図８は、第六実施形態のスキャナユニットの走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。また、第六実施形態では、多くの部分は第一実施形態などと共通なので、それらについては第一実施形態などと同じ符号を使用して説明を省略する。
【０１５６】
［走査光学系６７４を構成する光学素子群の配置の説明］
本実施形態の走査光学系６７４においては、走査光学系６７４を構成する光学素子群が次のように配置されている。すなわち、図８に示すように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａがこの順に設けられている。また、ｆθレンズ６２の右側には、レーザダイオード５２が配置されている。さらに、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順にコンデンサレンズ６５４、遮光板６５６、シリンドリカルレンズ６５７、折り返しミラー６５８、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光は、コンデンサレンズ６５４、遮光板６５６の開口瞳６５６ａ、シリンドリカルレンズ６５７、折り返しミラー６５８、ｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。また、折り返しミラー６５８は、シリンドリカルレンズ６４と感光ドラム２３の被走査面２３ａとの間であって、主走査平面内における画像記録領域の右側に配置されている。また、レーザダイオード５２、コンデンサレンズ６５４、遮光板６５６およびシリンドリカルレンズ６５７についても、主走査平面内における画像記録領域の右側に配置されている。
【０１５７】
なお、レーザダイオード５２、コンデンサレンズ６５４、遮光板６５６、シリンドリカルレンズ６５７、折り返しミラー６５８、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａ、および同期検出センサ６６は同一平面内にある。
【０１５８】
この際、コンデンサレンズ６５４が、レーザダイオード５２からのレーザ光（入射光束）を主走査方向および副走査方向へ絞り、シリンドリカルレンズ６５７が、コンデンサレンズ６５４によって絞られたレーザ光を副走査方向へ収束させ、折り返しミラー６５８が、シリンドリカルレンズ６５７によって収束されたレーザ光をｆθレンズ６２へ向けて反射し、ｆθレンズ６２が、折り返しミラー６５８によって反射されたレーザ光を主走査方向に絞ってポリゴンミラー６１上に集光させる。つまり、コンデンサレンズ６５４、遮光板６５６、シリンドリカルレンズ６５７、折り返しミラー６５８およびｆθレンズ６２は入射光学系として機能する。またこのことから、入射光学系としても使用されるｆθレンズ６２への入射光が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式である上述の数式（２）で表現されることとなる。
【０１５９】
なおこの場合、ポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅は、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。
【０１６０】
また、上述のように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が設けられており、ポリゴンミラー６１からの射出光が感光ドラム２３の被走査面２３ａの表面を主走査方向に略等速で走査するようになっている。つまり、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は結像光学系として機能する。したがって、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうち結像光学系の光軸上における最もポリゴンミラー６１に近い光学素子であるｆθレンズ６２が入射光学系としても機能する。
【０１６１】
なお、シリンドリカルレンズ６４による主走査方向の補正効果がない場合には、ポリゴンミラー６１の偏向面から感光ドラム２３の被走査面２３ａまでの焦点距離が、シリンドリカルレンズ６４による主走査方向の補正効果がある場合の焦点距離に比べて、図９にて例示する距離Ｌ2分だけ長くなる。図９では、シリンドリカルレンズ６４による主走査方向の補正効果がない場合の像面位置を一点鎖線で図示している。なおこの場合、レーザダイオード５２から照射されたレーザ光がポリゴンミラー６１の偏向面に至るまでの距離についても、シリンドリカルレンズ６４による主走査方向の補正効果がある場合の焦点距離に比べて、同様に距離Ｌ2分だけ長くなる。
【０１６２】
また、上述のように、レーザダイオード５２、コンデンサレンズ６５４、遮光板６５６、シリンドリカルレンズ６５７、折り返しミラー６５８、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４および感光ドラム２３の被走査面２３ａは同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にあることとなる。
【０１６３】
また、上述の遮光板６５６については、シリンドリカルレンズ６５７からの射出光の開口数を、ポリゴンミラー６１により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子であるｆθレンズ６２から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段としての機能を有する。
【０１６４】
また、上述のように、感光ドラム２３の被走査面２３ａの右端部近傍には、同期検出センサ６６が配置され、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４を経たレーザ光（射出光）の一部が、同期検出センサ６６に導かれるようになっている。したがって、同期検出センサ６６に至る射出光の光路が、結像光学系の光軸に対してポリゴンミラー６１への入射光の光路と同じ側に配置されている。この同期検出センサ６６は、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置されており、ポリゴンミラー６１により走査される光を受光し、画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成する機能を有する。そして、同期検出センサ６６がレーザ光を検出するとレーザダイオード５２から射出されるレーザ光が画像信号に応じて変調されるようになっている。
【０１６５】
［第六実施形態の効果］
（１）このように第六実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系６７４が次の３つの特徴を有している。
【０１６６】
（１−１）結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうちｆθレンズ６２が入射光学系としても機能するので、結像光学系を構成する光学素子のうち、少なくとも結像光学系の光軸上における最も偏向器に近い光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２が該当）の光学面を、入射光学系の一部としても構成する。
【０１６７】
（１−２）上述のように、レーザダイオード５２、コンデンサレンズ６５４、遮光板６５６、シリンドリカルレンズ６５７、折り返しミラー６５８、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａが同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にある。
【０１６８】
（１−３）入射光学系として使用される結像光学系の光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２が該当）への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式（本実施形態では数式（２））で表現されることとなる。
【０１６９】
このことにより、入射光束をポリゴンミラー６１の偏向面へ略垂直に入射させることができる。また、光走査装置としての走査光学系６７４の光学倍率を低く設定でき、調整時や外乱等の誤差変動に対して頑健な走査光学系６７４あるいは画品質の良い画像形成装置としてのレーザプリンタ１を提供することができる。
【０１７０】
（２）また、第六実施形態のレーザプリンタ１によれば、レーザダイオード５２から射出された後に、コンデンサレンズ６５４、シリンドリカルレンズ６５７、折り返しミラー６５８、およびｆθレンズ６２を経たポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅が、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。このことにより、ポリゴンミラー６１の偏向面による光束の主走査方向の整形は行われず、偏向面の加工誤差が被走査面２３ａにおける結像光の特性に影響を及ぼすことを防止できる。なおこのことは、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に収束する場合や、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に平行に進行する場合、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に拡散する場合に適用される。したがって、例えば、ポリゴンミラー６１への入射光束がポリゴンミラー６１の偏向面では結像しない光であっても、その入射光束すべてがポリゴンミラー６１の偏向面で反射され、反射後の入射光束をその一部が欠けることなく感光ドラム２３の被走査面２３ａで結像させることができる。
【０１７１】
（３）また、第六実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系６７４において、入射光学系が、結像光学系のうち入射光学系を構成していない光学素子であるシリンドリカルレンズ６４と同等機能を有する代替光学素子としてのシリンドリカルレンズ６５７を構成要素として有し、さらに、シリンドリカルレンズ６５７からの射出光の開口数を、ポリゴンミラー６１により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子であるｆθレンズ６２から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段としての遮光板６５６を有する。このことにより、全ての結像光学系を入射光学系に使用しない場合であっても、光学倍率を低く設定しつつ、感光ドラム２３の被走査面２３ａにおける開口数を所望の値に調整することができ、したがって、感光ドラム２３の特性に合わせた所望のビーム特性を得ることができる。また、光束の整形手段としてプレス部品や整形部品を使用することができ、生産性が非常によい。
【０１７２】
（４）また、第六実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系６７４において、ｆθレンズ６２の右側には、レーザダイオード５２が配置されており、レーザダイオード５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード５２側から順にコンデンサレンズ６５４、遮光板６５６、シリンドリカルレンズ６５７、折り返しミラー６５８、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光が、コンデンサレンズ６５４、遮光板６５６の開口瞳６５６ａ、シリンドリカルレンズ６５７、折り返しミラー６５８、ｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。このことから、レーザダイオード５２から射出された後に入射光学系を経てポリゴンミラー６１に至る光束の中心すべてが、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置されている。このことにより、主走査平面内に配置されるレーザダイオード５２および入射光学系の光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が、ポリゴンミラー６１の偏向面によって反射された後に感光ドラム２３の被走査面２３ａに照射される射出光を遮らず、上述の画像記録領域に影響を及ぼすことがなく、射出光が感光ドラム２３の被走査面２３ａへうまく照射される。
【０１７３】
（５）また、第六実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系６７４において、感光ドラム２３の被走査面２３ａの右端部の近傍に、同期検出センサ６６が配置され、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４を経たレーザ光の一部が、同期検出センサ６６に導かれるようになっており、同期検出センサ６６に至る射出光の光路が、結像光学系の光軸に対してポリゴンミラー６１への入射光の光路と同じ側に配置されている。このことにより、同期信号形成回路と光源の変調回路とを結像光学系の光軸に対して同じ側に配置することで互いに接近して配置することができ、配線を少なくできるとともに省スペース化を図ることができる。また、同期検出センサ６６に至る射出光の光路およびポリゴンミラー６１への入射光の光路を結像光学系の光軸に対して同じ側に配置することで、例えば上述の二つの光路を例えば共通の一つのミラーで反射でき、部品点数を低減することができる。
【０１７４】
（６）また、第六実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系６７４において、入射光学系が、レーザダイオード５２からのレーザ光を集光するコンデンサレンズ６５４を構成要素として有するので、レーザダイオード５２から発せられた光の利用効率を高くすることができる。
【０１７５】
（７）また、第六実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系６７４において、コンデンサレンズ６５４がＰＭＭＡ樹脂で構成されている。なお、このようにコンデンサレンズを樹脂製とすることが可能であるには、次のような理由がある。すなわち、本実施形態では、光学倍率を小さく設定でき、温度や湿度の変化に対するコンデンサレンズ６５４の特性変化が結像光の特性に対して拡大されても十分に許容されるような光学倍率を選択することが可能であるからである。また、コンデンサレンズ６５４を樹脂製とすることにより、コンデンサレンズ６５４の原価を低減することができる。さらに、コンデンサレンズを含む全ての光学素子を樹脂製にすることができ、安価に当該光走査装置を構成することができる。さらに、ＰＭＭＡ樹脂を採用することでコンデンサレンズ６５４の成型性が向上し、その原価をより低減することができる。また、ＰＭＭＡ樹脂の吸湿率が高いことを考慮して、温度変化時に被走査面における焦点位置の変化を焦点深度以下となるようにコンデンサレンズ６５４の焦点距離、鏡筒材質、光走査装置としてのスキャナユニット５０のフレーム材料、および結像光学系の主走査方向の光学倍率と副走査方向の光学倍率を選択すれば、コンデンサレンズ６５４が吸湿した際のスキャナユニット５０の性能や特性を保証することができる。
【０１７６】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態としての第六実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。
【０１７７】
（１）上記第六実施形態では、走査光学系６７４において、コンデンサレンズ６５４がＰＭＭＡ樹脂で構成されているが、これには限られず、コンデンサレンズ６５４を、非晶質または結晶質のオレフィン系樹脂で構成してもよい。このようにすれば、オレフィン系樹脂の吸湿性能が低いことを利用して、吸湿の影響を考慮せずに設計することが可能となる。また、コンデンサレンズ６５４を、ガラス材料で構成してもよい。このようにすれば、温度変化や湿度変化に対するコンデンサレンズ６５４の特性変化を鈍化でき、結像光の特性の悪化を抑制することができる。
【０１７８】
（２）なお、通常レーザダイオードの発光量を制御する目的で、非印字領域に相当する範囲でレーザダイオードを発光し、発光量監視用フォトダイオードで発光量の測定を行う。上記第七実施形態では、非印字領域にポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿る場合が想定される。その場合、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングにおいてレーザダイオード５２を消灯する変調制御を行うようにするとよい。なお、上述の「光源を消灯する変調制御」においては、微小な電流を流し続けて次の点灯に備えるアイドリング状態も含む。このようにすれば、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行して光源に戻ってくる光を、レーザダイオード５２が内蔵する発光量監視用フォトダイオードが検知することでレーザダイオード５２の発光量が意図しないように制御されるのを防ぐことができる。
【０１７９】
（３）また、別の方法として、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行うようにしてもよい。このようにすれば、同様に、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行してレーザダイオード５２に戻ってくる光を、レーザダイオード５２が内蔵する発光量監視用フォトダイオードが検知してもレーザダイオード５２の発光量が意図しないように制御されることがない。
【０１８０】
（４）なお、発光量監視用フォトダイオードを有さないレーザダイオードを光源として使用する場合、発光量監視用フォトダイオードをレーザダイオード近傍に配置し、発光量監視を行うことがある。この場合には、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行してレーザダイオードに戻ってくる光が、発光量監視用フォトダイオードに必ず入射するとは一概には言えないが、一般にレーザダイオードに戻る光が有る場合にはレーザ発振に乱れが生ずるので上述の（２）・（３）のような変調制御を実施すべきである。
【０１８１】
（４）なお、上記のように、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行う場合、レーザダイオードには逆行してきた光が入射するため、発光量監視用フォトダイオードによってその光が検知される。これを同期信号を形成する手段として利用してもよい。このようにすれば、第七実施形態における同期検出センサ６６とそれに至る光路を形成している部品を削除することができる。
［第七実施形態］
上記第六実施形態では、走査光学系６７４において、感光ドラム２３の被走査面２３ａの右端部近傍には、同期検出センサ６６が配置され、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４を経たレーザ光（射出光）の一部が、同期検出センサ６６に導かれるようになっている。これに対して第七実施形態では、走査光学系７７４において、レーザダイオード７５２の内部に発光量監視用フォトダイオードが内蔵され、このフォトダイオードを同期検出センサとして利用するもので、ｆθレンズ６２を経たレーザ光（射出光）の一部が、主走査平面内における画像記録領域の左側に配置される折り返しミラー７５９、主走査平面内における画像記録領域の右側に配置されるハーフミラー７５８に順次反射、透過されて、レーザダイオード７５２の内部の同期検出センサに導かれるようになっている。
【０１８２】
以下に、第七実施形態の走査光学系７７４が備える構成について説明する。なお、図９は、第七実施形態のスキャナユニットの走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。また、第七実施形態では、多くの部分は第一実施形態などと共通なので、それらについては第一実施形態などと同じ符号を使用して説明を省略する。
【０１８３】
［走査光学系７７４を構成する光学素子群の配置の説明］
本実施形態の走査光学系７７４においては、走査光学系７７４を構成する光学素子群が次のように配置されている。すなわち、図９に示すように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａがこの順に設けられている。また、ｆθレンズ６２の右側には、レーザダイオード７５２が配置されている。さらに、レーザダイオード７５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード７５２側から順に、コンデンサレンズ７５４、遮光板７５６、シリンドリカルレンズ７５７、ハーフミラー７５８、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード５２から射出されたレーザ光は、コンデンサレンズ７５４、遮光板７５６の開口瞳７５６ａ、シリンドリカルレンズ７５７、ハーフミラー７５８、ｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。また、ハーフミラー７５８は、ｆθレンズ６２とシリンドリカルレンズ６４との間であって、主走査平面内における画像記録領域の右側に配置されている。また、レーザダイオード７５２、コンデンサレンズ７５４、遮光板７５６およびシリンドリカルレンズ７５７についても、主走査平面内における画像記録領域の右側に配置されている。
【０１８４】
なお、レーザダイオード７５２、コンデンサレンズ７５４、遮光板７５６、シリンドリカルレンズ７５７、ハーフミラー７５８、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａ、および後述する折り返しミラー７５９は同一平面内にある。
【０１８５】
この際、コンデンサレンズ７５４が、レーザダイオード７５２からのレーザ光（入射光束）を主走査方向および副走査方向へ絞り、シリンドリカルレンズ７５７が、コンデンサレンズ７５４によって絞られたレーザ光を副走査方向へ収束させ、ハーフミラー７５８が、シリンドリカルレンズ７５７によって収束されたレーザ光をｆθレンズ６２へ向けて反射し、ｆθレンズ６２が、ハーフミラー７５８によって反射されたレーザ光を主走査方向に絞ってポリゴンミラー６１上に集光させる。つまり、コンデンサレンズ７５４、遮光板７５６、シリンドリカルレンズ７５７、ハーフミラー７５８およびｆθレンズ６２は入射光学系として機能する。またこのことから、入射光学系としても使用されるｆθレンズ６２への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式である上述の数式（２）で表現されることとなる。
【０１８６】
なおこの場合、ポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅は、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。
【０１８７】
また、上述のように、ポリゴンミラー６１の後方には、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が設けられており、ポリゴンミラー６１からの反射光が感光ドラム２３の被走査面２３ａの表面を主走査方向に略等速で走査するようになっている。つまり、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は結像光学系として機能する。したがって、結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうちｆθレンズ６２が入射光学系としても機能する。
【０１８８】
また、上述のように、レーザダイオード７５２、コンデンサレンズ７５４、遮光板７５６、シリンドリカルレンズ７５７、ハーフミラー７５８、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４および感光ドラム２３の被走査面２３ａは同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２へのレーザダイオード７５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にあることとなる。
【０１８９】
また、上述の遮光板７５６については、シリンドリカルレンズ７５７からの射出光の開口数を、ポリゴンミラー６１により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子であるｆθレンズ６２から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段としての機能を有する。
【０１９０】
また、レーザダイオード７５２の内部には、発光量監視用フォトダイオードが内蔵されており、ｆθレンズ６２を経たレーザ光（射出光）の一部が、主走査平面内における画像記録領域の左側に配置される折り返しミラー７５９に反射され、ハーフミラー７５８を透過し、シリンドリカルレンズ７５７、遮光板７５６の開口瞳７５６ａおよびコンデンサレンズ７５４を順次経て、レーザダイオード７５２の内部の発光量監視用フォトダイオードに導かれるようになっている。この発光量監視用フォトダイオードは同期検出センサとして機能し、ポリゴンミラー６１により走査される光を受光し、画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成する手段として用いられる。そして、発光量監視用フォトダイオードがポリゴンミラー６１により走査される光を検出するとレーザダイオード７５２から射出されるレーザ光が画像信号に応じて変調されるようになっている。つまり、同期検出センサとして利用する発光量監視用フォトダイオードは、ポリゴンミラー６１で反射された光がレーザダイオード７５２へ到着するタイミングにおいて同期信号を形成するようになっている。
【０１９１】
［第七実施形態の効果］
（１）このように第七実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７７４が次の３つの特徴を有している。
【０１９２】
（１−１）結像光学系として機能するｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４のうちｆθレンズ６２が入射光学系としても機能するので、結像光学系を構成する光学素子のうち、少なくとも結像光学系の光軸上における最も偏向器に近い光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２が該当）の光学面を、入射光学系の一部としても構成する。
【０１９３】
（１−２）上述のように、レーザダイオード７５２、コンデンサレンズ７５４、遮光板７５６、シリンドリカルレンズ７５７、ハーフミラー７５８、ポリゴンミラー６１、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、感光ドラム２３の被走査面２３ａが同一平面内にあることから、入射光学系として使用される結像光学系の光学素子であるｆθレンズ６２へのレーザダイオード５２からの入射光束の中心が、ｆθレンズ６２の近傍からポリゴンミラー６１に至る間で主走査平面内にある。
【０１９４】
（１−３）入射光学系として使用される結像光学系の光学素子（本実施形態ではｆθレンズ６２が該当）への入射光束が使用する位置におけるその入射光学系の光学面の表現式が、結像光学系の座標系で表現した時、結像光学系の光学面の表現式（本実施形態では数式（２））で表現されることとなる。
【０１９５】
このことにより、入射光束をポリゴンミラー６１の偏向面へ略垂直に入射させることができる。また、光走査装置としての走査光学系７７４の光学倍率を低く設定でき、調整時や外乱等の誤差変動に対して頑健な走査光学系７７４あるいは画品質の良い画像形成装置としてのレーザプリンタ１を提供することができる。
【０１９６】
（２）また、第七実施形態のレーザプリンタ１によれば、レーザダイオード７５２から射出された後に、コンデンサレンズ７５４、シリンドリカルレンズ７５７、ハーフミラー７５８、およびｆθレンズ６２を経たポリゴンミラー６１への入射光束の主走査方向の幅が、ポリゴンミラー６１に入射する光がポリゴンミラー６１で偏向される位置において、ポリゴンミラー６１における偏向面の主走査方向の幅より小さくなるようになっている。このことにより、ポリゴンミラー６１の偏向面による光束の主走査方向の整形は行われず、偏向面の加工誤差が被走査面２３ａにおける結像光の特性に影響を及ぼすことを防止できる。なおこのことは、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に収束する場合や、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に平行に進行する場合、ポリゴンミラー６１への入射光束が主走査方向に拡散する場合に適用される。したがって、例えば、ポリゴンミラー６１への入射光束がポリゴンミラー６１の偏向面では結像しない光であっても、その入射光束すべてがポリゴンミラー６１の偏向面で反射され、反射後の入射光束をその一部が欠けることなく感光ドラム２３の被走査面２３ａで結像させることができる。
【０１９７】
（３）また、第七実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７７４において、入射光学系が、結像光学系のうち入射光学系を構成していない光学素子であるシリンドリカルレンズ６４と同等機能を有する代替光学素子としてのシリンドリカルレンズ７５７を構成要素として有し、さらに、シリンドリカルレンズ７５７からの射出光の開口数を、ポリゴンミラー６１により偏向された後、結像光学系のうち入射光学系を構成している光学素子であるｆθレンズ６２から射出される射出光の開口数と略等価にするとともに、感光ドラム２３の被走査面２３ａに結像する光の開口数を所望の大きさに規定する第二の開口手段としての遮光板７５６を有する。このことにより、全ての結像光学系を入射光学系に使用しない場合であっても、光学倍率を低く設定しつつ、感光ドラム２３の被走査面２３ａにおける開口数を所望の値に調整することができ、したがって、感光ドラム２３の特性に合わせた所望のビーム特性を得ることができる。また、光束の整形手段としてプレス部品や整形部品を使用することができ、生産性が非常によい。
【０１９８】
（４）また、第七実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７７４において、ｆθレンズ６２の右側には、レーザダイオード７５２が配置されており、レーザダイオード７５２とポリゴンミラー６１との間には、レーザダイオード７５２側から順にコンデンサレンズ７５４、遮光板７５６、シリンドリカルレンズ７５７、ハーフミラー７５８、ｆθレンズ６２が配置されており、レーザダイオード７５２から射出されたレーザ光が、コンデンサレンズ７５４、遮光板７５６の開口瞳７５６ａ、シリンドリカルレンズ７５７、ハーフミラー７５８、ｆθレンズ６２をこの順に経て、ポリゴンミラー６１に導かれるようになっている。このことから、レーザダイオード７５２から射出された後に入射光学系を経てポリゴンミラー６１に至る光束の中心すべてが、主走査平面内における画像記録領域の外側に配置されている。このことにより、主走査平面内に配置されるレーザダイオード５２および入射光学系の光学素子であるｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４が、ポリゴンミラー６１の偏向面によって反射された後に感光ドラム２３の被走査面２３ａに照射される射出光を遮らず、上述の画像記録領域に影響を及ぼすことがなく、射出光が感光ドラム２３の被走査面２３ａへうまく照射される。
【０１９９】
（５）また、第七実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７７４において、入射光学系が、レーザダイオード７５２からのレーザ光を集光するコンデンサレンズ７５４を構成要素として有するので、レーザダイオード７５２から発せられた光の利用効率を高くすることができる。
【０２００】
（６）また、第七実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７７４において、コンデンサレンズ７５４がＰＭＭＡ樹脂で構成されている。なお、このようにコンデンサレンズを樹脂製とすることが可能であるには、次のような理由がある。すなわち、本実施形態では、光学倍率を小さく設定でき、温度や湿度の変化に対するコンデンサレンズ７５４の特性変化が結像光の特性に対して拡大されても十分に許容されるような光学倍率を選択することが可能であるからである。また、コンデンサレンズ７５４を樹脂製とすることにより、コンデンサレンズ７５４の原価を低減することができる。さらに、コンデンサレンズを含む全ての光学素子を樹脂製にすることができ、安価に当該光走査装置を構成することができる。さらに、ＰＭＭＡ樹脂を採用することでコンデンサレンズ７５４の成型性が向上し、その原価をより低減することができる。また、ＰＭＭＡ樹脂の吸湿率が高いことを考慮して、温度変化時に被走査面における焦点位置の変化を焦点深度以下となるようにコンデンサレンズ７５４の焦点距離、鏡筒材質、光走査装置としてのスキャナユニット５０のフレーム材料、および結像光学系の主走査方向の光学倍率と副走査方向の光学倍率を選択すれば、コンデンサレンズ７５４が吸湿した際のスキャナユニット５０の性能や特性を保証することができる。
【０２０１】
（７）また、第七実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７７４において、ポリゴンミラー６１で反射された光が入射光の光路を逆行する経路を辿るタイミングを避けて発光量制御を行う。このことにより、ポリゴンミラー６１で反射された後に入射光の光路を逆行してレーザダイオード７５２に戻ってくる光を、レーザダイオード７５２が内蔵する発光量監視用フォトダイオードが検知しても、レーザダイオード７５２の発光量が意図しないように制御されることがない。
【０２０２】
（８）また、第七実施形態のレーザプリンタ１によれば、走査光学系７７４において、レーザダイオード７５２の内部に発光量監視用フォトダイオードが内蔵されており、ｆθレンズ６２を経たレーザ光（射出光）の一部が、主走査平面内における画像記録領域の左側に配置される折り返しミラー７５９に反射され、ハーフミラー７５８を透過し、シリンドリカルレンズ７５７、遮光板７５６の開口瞳７５６ａおよびコンデンサレンズ７５４を順次経て、レーザダイオード７５２の内部の発光量監視用フォトダイオードに導かれるようになっており、ポリゴンミラー６１で反射された光がレーザダイオード７５２へ到着するタイミングにおいて同期信号を形成するようになっている。このようにすれば、ポリゴンミラー６１で反射された後にレーザダイオード７５２に戻ってくる光を利用して、画像記録領域を走査する光の変調開始時点を決定するための同期信号を形成するので、レーザダイオード７５２の内部の発光量監視用フォトダイオードを同期検出センサ７５２ａとして利用することができ、スキャナユニット５０を構成する部品点数を部品の共通化や配線の減少などによって低減することができ、省スペース化を図ることができる。
【０２０３】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態としての第七実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。
【０２０４】
（１）上記第七実施形態では、走査光学系７７４において、コンデンサレンズ７５４がＰＭＭＡ樹脂で構成されているが、これには限られず、コンデンサレンズ７５４を、非晶質または結晶質のオレフィン系樹脂で構成してもよい。このようにすれば、オレフィン系樹脂の吸湿性能が低いことを利用して、吸湿の影響を考慮せずに設計することが可能となる。また、コンデンサレンズ７５４を、ガラス材料で構成してもよい。このようにすれば、温度変化や湿度変化に対するコンデンサレンズ７５４の特性変化を鈍化でき、結像光の特性の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】第一実施形態のスキャナユニットを内蔵したレーザプリンタの中央断面図である。
【図２】第一実施形態のスキャナユニットの走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。
【図３】第一実施形態のスキャナユニットの走査光学系に偏向器としてガルバノミラーを用いた場合の概略図である。
【図４】第二実施形態のスキャナユニットの走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。
【図５】第三実施形態のスキャナユニットの内部の光学系の概略図である。
【図６】第四実施形態のスキャナユニットの内部の光学系の概略図である。
【図７】第五実施形態のスキャナユニットの走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。
【図８】第六実施形態のスキャナユニットの走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。
【図９】第七実施形態のスキャナユニットの走査光学系の光軸とレンズの配置の関係を示した平面図である。
【符号の説明】
【０２０６】
１…レーザプリンタ、２…本体ケース、４…フィーダ部、６…給紙トレイ、６ａ…用紙押圧板、６ｂ…分離パット、７…搬送経路、９…レジストローラ、９ａ…従動ローラ、９ｂ…駆動ローラ、１２…給紙ローラ、１８…プロセスユニット、１９…定着装置、２３…感光体、２３…感光ドラム、２３ａ…被走査面、２４…現像カートリッジ、２５…転写ローラ、２６…トナー収容部、２７…現像ローラ、２８…層厚規制ブレード、２９…トナー供給ローラ、３１…加熱ローラ、３２…加圧ローラ、３３…排紙ローラ、３３…搬送ローラ、３６…排紙トレイ、３７…スコロトロン型帯電器、５０…スキャナユニット、５１…筐体、５２，７５２…レーザダイオード、５４，６５４，７５４…コンデンサレンズ、５６，１５６，２５６，３５６，４５６，６５６，７５６…遮光板、５６ａ，１５６ａ，２５６ａ，３５６ａ，４５６ａ，６５６ａ，７５６ａ…開口瞳、５８，６８，７０，２５８，２５９，６５８，７５９，５０００…折り返しミラー、６０，１６０…ポリゴンモータ、６０ａ…回転軸、６１…ポリゴンミラー、６２…ｆθレンズ、６４，２５７，３５７，４５７，４５８，６５７，７５７…シリンドリカルレンズ、６６…同期検出センサ、７４，１７４，２７４，３７４，４７４，６７４，７７４…走査光学系、１６１…ガルバノミラー、１６２…アークサインレンズ、３５８…プリズム、７５２ａ…同期検出センサ、７５８…ハーフミラー
【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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