(57)【要約】      （修正有）【課題】入射光学系を小型化する光走査装置を提供する。【解決手段】光源１Ａ〜１Ｄと、光源から出射する光束を偏向して被走査面を光走査する偏向器６と、光源からの光束を偏向器に導く入射光学系２０と、偏向器からの光束を被走査面に集光する結像光学系と、を有する光走査装置１００であって、入射光学系は、入射光学素子２Ａ〜２Ｄと、光源からの光束を規制して有効光束を抽出する開口絞り４と、入射光学素子を保持する保持部材と、を備え、開口絞りの開口は、入射光学素子の光軸方向に垂直な第１の方向における幅が、光軸方向と第１の方向とに垂直な第２の方向における幅よりも長い形状であり、第１の方向において、入射光学素子の光軸から開口の一端までの距離は、光軸から開口の他端までの距離よりも短く、保持部材は、第１の方向において、入射光学素子の光学面を一端の側のみで保持する。【選択図】図１
2016099521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から出射する光束を偏向して被走査面を光走査する偏向器と、前記光源からの光束を前記偏向器に導く入射光学系と、前記偏向器からの光束を前記被走査面に集光する結像光学系と、を有する光走査装置であって、
前記入射光学系は、入射光学素子と、前記光源からの光束を規制して有効光束を抽出する開口絞りと、前記入射光学素子を保持する保持部材と、を備え、
前記開口絞りの開口は、前記入射光学素子の光軸方向に垂直な第１の方向における幅が、前記光軸方向と前記第１の方向とに垂直な第２の方向における幅よりも長い形状であり、
前記第１の方向において、前記入射光学素子の光軸から前記開口の一端までの距離は、前記光軸から前記開口の他端までの距離よりも短く、
前記保持部材は、前記第１の方向において、前記入射光学素子の光学面を前記一端の側のみで保持することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記入射光学素子は、前記光源からの光束の収束度を変換することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記入射光学素子は、前記光源からの光束の収束度を大きくするカップリングレンズであ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】
前記保持部材は、前記光源と前記入射光学素子とを保持することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１の方向において、前記被走査面における前記有効光束の、設計スポット径をＳ、有効走査領域での最大スポット径をＳｍ、とするとき、
【数１】
2016099521.tif 000025
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記開口絞りは、前記入射光学素子と前記偏向器との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記入射光学系は、前記光源と前記入射光学素子との間に配置された遮光絞りを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記開口の形状は矩形であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記入射光学素子の光学面において前記有効光束が通過する有効通過領域の前記第１の方向における幅をＤｍ、前記有効通過領域の前記第２の方向における幅をＤｓ、とするとき、
【数２】
2016099521.tif 000026
なる条件を満足することを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記入射光学素子の光学面において前記有効光束が通過する有効通過領域の中心と前記光軸との前記第１の方向における距離をｄ、前記有効通過領域の前記第１の方向における幅をＤｍ、前記有効通過領域の前記第２の方向における幅をＤｓ、とするとき、
【数３】
2016099521.tif 000027
なる条件を満足することを特徴とする請求項８又は９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記入射光学素子の光学面において前記有効光束が通過する有効通過領域の中心と前記光軸との前記第１の方向における距離をｄ、前記有効通過領域の前記第１の方向における幅をＤｍ、前記有効通過領域の前記第２の方向における幅をＤｓ、前記入射光学素子の外径をＲ、とするとき、
【数４】
2016099521.tif 000028
【数５】
2016099521.tif 000029
なる条件のいずれかを満足することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記入射光学素子の光学面において前記有効光束が通過する有効通過領域の中心と前記光軸との前記第１の方向における距離をｄ、前記有効通過領域の前記第１の方向における幅をＤｍ、前記第１の方向において前記入射光学素子の光軸の位置を０としたときの位置Ｙにおける波面収差量をＷ（Ｙ）、とするとき、
【数６】
2016099521.tif 000030
を満足することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記開口絞りの開口の形状は楕円であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記入射光学素子の光学面において前記有効光束が通過する有効通過領域の中心と前記光軸との前記第１の方向における距離をｄ、前記有効通過領域の前記第１の方向における幅をＤｍ、とするとき、
【数７】
2016099521.tif 000031
なる条件を満足す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】
前記入射光学素子の光学面において前記有効光束が通過する有効通過領域の中心と前記光軸との前記第１の方向における距離をｄ、前記有効通過領域の前記第１の方向における幅をＤｍ、前記入射光学素子の外径をＲ、とするとき、
【数８】
2016099521.tif 000032
【数９】
2016099521.tif 000033
なる条件のいずれかを満足することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光走査装置。
【請求項１６】
前記入射光学素子の光学面において前記有効光束が通過する有効通過領域の中心と前記光軸との前記第１の方向における距離をｄ、前記有効通過領域の前記第１の方向における幅をＤｍ、前記第１の方向において前記入射光学素子の光軸の位置を０としたときの位置Ｙにおける波面収差量をＷ（Ｙ）、とするとき、
【数１０】
2016099521.tif 000034
なる条件を満足することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１７】
前記保持部材は、前記入射光学素子の光学面の外周を３等分する３点で該光学面を保持することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１８】
前記入射光学系は、前記光源からの光束を前記偏向器に斜入射させることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１９】
前記入射光学系は、前記入射光学素子を複数備えることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項２０】
前記複数の入射光学素子は、共通の保持部により保持されることを特徴とする請求項１９に記載の光走査装置。
【請求項２１】
前記共通の保持部は、前記複数の入射光学素子の光学面の夫々において、前記入射光学素子の光学面において前記有効光束が通過する有効通過領域の前記第１の方向における一端と対向することを特徴とする請求項２０に記載の光走査装置。
【請求項２２】
前記複数の入射光学素子を通過した光束の夫々は、前記偏向器における互いに異なる偏向面に入射することを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の光走査装置と、該光走査装置により前記被走査面に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２４】
請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の光走査装置と、外部機器から出力された信号を画像データに変換して前記光走査装置に入力するプリンタコントローラを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光走査装置に関し、例えば、レーザビームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置が備える光走査装置として、偏向器により偏向された光束を被走査面上に集光する結像レンズを小型化することにより、装置全体の小型化及び低コスト化を図ったものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、副走査方向における外形中心と光軸とが一致しない結像レンズを備え、偏向器により偏向された光束がその外形中心を通過するように構成された光走査装置が記載されている。この構成では、結像レンズにおいて光束が通過しない不要な部分が少ないため、結果として装置全体を小型化することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の光走査装置においては、光源からの光束を偏向器に導く入射光学系の小型化については考慮されていないため、装置全体の小型化及び低コスト化の余地がある。
【０００６】
本発明の目的は、光走査装置が有する入射光学系を小型化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光走査装置は、光源と、該光源から出射する光束を偏向して被走査面を光走査する偏向器と、前記光源からの光束を前記偏向器に導く入射光学系と、前記偏向器からの光束を前記被走査面に集光する結像光学系と、を有する光走査装置であって、前記入射光学系は、入射光学素子と、前記光源からの光束を規制して有効光束を抽出する開口絞りと、前記入射光学素子を保持する保持部材と、を備え、前記開口絞りの開口は、前記入射光学素子の光軸方向に垂直な第１の方向における幅が、前記光軸方向と前記第１の方向とに垂直な第２の方向における幅よりも長い形状であり、前記第１の方向において、前記入射光学素子の光軸から前記開口の一端までの距離は、前記光軸から前記開口の他端までの距離よりも短く、前記保持部材は、前記第１の方向において、前記入射光学素子の光学面を前記一端の側のみで保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光走査装置が有する入射光学系を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置の要部概略図（主走査断面図）。
【図２】本発明の実施形態に係る光走査装置の要部概略図（副走査断面図）。
【図３】本発明の実施形態に係る光走査装置の入射光学系近傍の要部拡大図。
【図４】本発明の実施形態に係る光源ユニットの要部概略図。
【図５】本発明の実施例１に係る入射光学系の要部概略図。
【図６】本発明の実施例１に係る入射光学素子における有効通過領域を示す図。
【図７】比較例１に係る入射光学素子における有効通過領域を示す図。
【図８】本発明の実施例１における偏心量と波面収差との関係を示す図。
【図９】本発明の実施例１における波面収差とスポット径肥大率との関係を示す図。
【図１０】本発明の実施例２に係る入射光学系の要部概略図。
【図１１】本発明の実施例２に係る入射光学素子における有効通過領域を示す図。
【図１２】比較例２に係る入射光学素子における有効通過領域を示す図。
【図１３】本発明の実施例２における偏心量と波面収差との関係を示す図。
【図１４】本発明の実施例２における波面収差とスポット径肥大率との関係を示す図。
【図１５】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部概略図。
【図１６】本発明の変形例に係る入射光学系の要部概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。以下の説明において、主走査方向とは、偏向器の回転軸方向と光軸方向とに垂直な方向（偏向器により被走査面が光走査される方向）であり、副走査方向とは、偏向器の回転軸に平行な方向である。また、主走査断面とは、副走査方向に垂直な断面（主走査方向と光軸とを含む断面）であり、副走査断面とは、主走査方向に垂直な断面（副走査方向と光軸とを含む断面）である。
【００１１】
図１〜図３は、本実施形態に係る光走査装置の要部概略図であり、図１はＸＹ断面図（主走査断面図）を、図２はＺＸ断面図（副走査断面図）を、図３はＹＺ断面図を、夫々示している。図２は光走査装置における偏向器から被走査面までを示し、図３は光走査装置における光源から偏向器までを拡大して示している。なお、図１では、折り返しミラーにより折り返された光路を展開し、折り返しミラーを省略している。また、図３では、図１及び図２における偏向器の右側の結像光学系に対応する入射光学系のみを示している。
【００１２】
本実施形態に係る光走査装置１００は、４つの異なる色相に対応する画像情報を、４つの異なる被走査面（感光面）１０Ａ〜１０Ｄ上に同時に記録するタンデム型の光走査装置である。光走査装置１００は、光源１Ａ〜１Ｄと、入射光学系２０と、偏向器６と、結像光学系３０Ａ、３０Ｂと、反射光学系４０Ａ、４０Ｂと、防塵ガラス１２Ａ〜１２Ｄと、を有する。本実施形態において、光源１Ａ〜１Ｄは、発散光束を出射する半導体レーザであり、偏向器６は、駆動部（モータ）７が発生させる駆動力により一定速度で回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）である。結像光学系３０Ａ及び３０Ｂの夫々は、結像光学素子（結像レンズ）８Ａ、９Ａ、９Ｂ及び８Ｂ、９Ｃ、９Ｄを備え、反射光学系４０Ａ及び４０Ｂの夫々は、反射光学素子（折り返しミラー）Ｍ１〜Ｍ３及びＭ´１〜Ｍ´３を備えている。
【００１３】
また、入射光学系２０は、カップリングレンズ（入射光学素子）２Ａ〜２Ｄと、シリンドリカルレンズ３Ａ〜３Ｄと、光束の形状を整える開口絞り４と、光源１Ａ〜１Ｄ及び入射光学素子２Ａ〜２Ｄを保持する保持部材５Ａ〜５Ｄと、を備えている。カップリングレンズ２Ａ〜２Ｄは、光束の収束度（集光状態）を変換する光学素子であり、シリンドリカルレンズ３Ａ〜３Ｄは、副走査断面内においてのみパワーを有する光学素子である。開口絞り４には、光源１Ａ〜１Ｄに対応する４つの開口が形成されている。図３に示すように、入射光学系２０は、副走査断面内において、偏向器６の回転軸に垂直な平面に対して光軸を傾けて（本実施形態では各々３°）配置されており、偏向面６１に光束を斜入射させる副走査斜入射系である。
【００１４】
図３に示すように、光源１Ａ〜１Ｄとカップリングレンズ２Ａ〜２Ｄと保持部材５Ａ〜５Ｄとの夫々は、光源ユニットＰＡ〜ＰＤとして一体的に構成されている。光源ユニットＰＡ〜ＰＤの内部において、カップリングレンズ２Ａ〜２Ｄの手前には、保持部材５Ａ〜５Ｄの内壁で反射した不要光束がカップリングレンズ２Ａ〜２Ｄに入射することを抑制するための、遮光絞り５０Ａ〜５０Ｄが設けられている。この遮光絞り５０Ａ〜５０Ｄは、飽くまで不要光束を遮光するための絞りであって、被走査面上に光スポットとして集光される有効光束を形成するのは開口絞り４である。図４は、光源ユニットＰＡの要部斜視図である。図４に示すように、保持部材５Ａの一端には光源１Ａが圧入されており、他端にはカップリングレンズ２Ａが位置調整された状態で保持部５１〜５３を介して接着固定されている。なお、光源ユニットＰＢ〜ＰＤの構成も、光源ユニットＰＡの構成と同様である。
【００１５】
図１〜図３に示すように、光源１Ａ〜１Ｄから出射した発散光束の夫々は、入射光学系２０におけるカップリングレンズ２Ａ〜２Ｄにより略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ３Ａ〜３Ｄにより副走査断面内において屈折させられる。その後、各光束が開口絞り４により規制されることで、形状が整えられた有効光束ＲＡ〜ＲＤが抽出され、副走査断面内において偏向器６の偏向面６１の近傍に集光される。これにより、偏向面６１上に主走査方向に長い線像が形成される。そして、有効光束ＲＡ〜ＲＤは、偏向器６により偏向されて、対応する反射光学系４０Ａ、４０Ｂを介して結像光学系３０Ａ、３０Ｂによって被走査面１０Ａ〜１０Ｄ上に集光される。このような構成の光走査装置１００を画像形成装置内に設けることにより、被走査面１０Ａ〜１０Ｄに配置された感光ドラムの感光面の夫々を光スポットによって主走査方向に光走査して、各感光面上に静電潜像を形成することができる。
【００１６】
ここで、本実施形態に係る開口絞りには、入射光学素子の光軸方向に垂直な第１の方向（長手方向）における幅が、その光軸方向と第１の方向とに垂直な第２の方向（短手方向）における幅よりも長い開口が設けられている。そして、第１の方向において、入射光学素子の光軸から開口の一端までの距離は、その光軸から開口の他端までの距離よりも短くなっている。言い換えると、開口絞りの開口の中心と入射光学素子の光軸とが第１の方向において互いに一致せずにずれて（偏心して）いる。そして、本実施形態に係る保持部材は、第１の方向において、入射光学素子の光学面をその一端の側のみで保持している。この構成によれば、各入射光学素子を小型化することができるため、ひいては入射光学系及び光走査装置の小型化及び低コスト化を実現することが可能になる。
【００１７】
［実施例１］
以下、本発明の実施例１に係る入射光学系２０について詳細に説明する。図５は、本実施例に係る入射光学系２０の要部概略図であり、図５（ａ）は光源１Ａから開口絞り４までの光路図（ＸＹ断面図）、図５（ｂ）は開口絞り４の概略図（ＺＸ平面図）、を夫々示している。なお、図５では、入射光学系２０における光源１Ａに対応する部分のみを示しており、他の部分を省略している。図５（ｂ）に示すように、開口絞り４の開口の形状は、長辺が主走査方向（第１の方向：長手方向）に対応し、短辺が副走査方向（第２の方向：短手方向）に対応する矩形形状である。このとき、カップリングレンズ２Ａの光学面において、開口絞り４により抽出される有効光束ＲＡが通過する有効通過領域の形状は、開口絞り４の開口形状の相似形となる。
【００１８】
図６は、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの出射側の光学面（出射面）の要部概略図である。図６に示すように、カップリングレンズ２Ａの光学面は円形であり、光軸はその中心を通っている。カップリングレンズ２Ａの光学面において、有効光束ＲＡが通過する有効通過領域２２は、開口絞り４の開口形状と同様に、長辺が主走査方向（第１の方向：長手方向）に対応し、短辺が副走査方向（第２の方向：短手方向）に対応する矩形形状となっている。また、保持部材５Ａは、カップリングレンズ２Ａの外周を３等分する３点に配置された保持部５１〜５３を含んでおり、この保持部５１〜５３を介してカップリングレンズ２Ａを保持している。この３つの保持部５１〜５３によって、カップリングレンズ２Ａの保持姿勢の安定性や保持強度を確保することができる。
【００１９】
このとき、カップリングレンズ２Ａと保持部５１〜５３とを固定する接着剤２１の一部が、カップリングレンズ２Ａの光学面上に乗り上げてしまうため、接着剤２１と有効通過領域２２との干渉を避けるように保持部５１〜５３を配置する必要がある。本実施例では、接着剤２１と有効通過領域２２の角（頂点）との干渉を避けるために、Ｘ方向（第１の方向）においては、保持部材５Ａによりカップリングレンズ２Ａの光学面を一端のみで保持する構成を採っている。具体的には、有効通過領域２２の長手方向における両端のうち、一端と対向するように保持部５１を設け、他端と対向する位置には保持部を設けないようにしている。
【００２０】
ただし、図７に示す比較例１のように、カップリングレンズ２Ａの光軸２３と開口絞り４の開口の中心（有効通過領域２２の中心）とが一致している構成においては、保持部５１に接する接着剤２１と有効通過領域２２とが近接してしまう。よって、接着剤２１と有効通過領域２２の端部との干渉を避けるために、接着剤２１の乗り上げ分や、各部材の組付け誤差・製造誤差等を考慮してカップリングレンズ２Ａの光学面及び外径の大きさを設計する必要がある。具体的には、カップリングレンズ２Ａの光軸２３からその外形端（光学面端）までの距離を、有効通過領域２２の長辺の半値の１．７倍程度確保する必要がある。このため、カップリングレンズ２Ａの光学面及び外径が大きくなり、カップリングレンズ２Ａの小型化が困難になってしまう。
【００２１】
そこで、本実施例においては、開口の中心（有効通過領域２２の中心）とカップリングレンズ２Ａの光軸２３とをＸ方向において互いに一致させないように（偏心するように）開口絞り４を配置している。このとき、図６に示すように、有効通過領域２２がＸ方向（長手方向）において保持部５１から遠ざかるように偏心させている。すなわち、カップリングレンズ２Ａの光軸２３から有効通過領域２２（開口絞り４の開口）の保持部５１側の端部（一端）までの距離が、光軸２３から反対側の端部（他端）までの距離よりも短くなるように構成している。
【００２２】
なお、有効通過領域２２の保持部と対向していない側の端部については、接着剤２１との干渉を考慮する必要がないため、カップリングレンズ２Ａの光軸２３から外形端までの距離は、有効通過領域２２の中心から角までの距離の１．３５倍程度であればよい。したがって、本実施例に係る構成によれば、カップリングレンズ２Ａの光学面及び外径を大きくしなくても、光源１Ａから出射した有効光束ＲＡが接着剤２１と干渉することを抑制することができるため、カップリングレンズ２Ａの小型化が可能になる。
【００２３】
上述したように、カップリングレンズ２Ａの外径は、有効通過領域２２とカップリングレンズ２Ａの外形端との間隔が十分に確保されるように設計する必要がある。具体的には、カップリングレンズ２Ａの光軸２３から外形端までの距離を、保持部５１がある側では有効通過領域２２の長辺の半値の１．７倍程度、保持部がない側では有効通過領域２２の対角長の半値の１．３５倍程度、夫々確保する必要がある。ここで、光軸２３と開口絞り４の開口の中心とが一致している場合、有効通過領域２２の長辺の半値の１．７倍の値と有効通過領域２２の対角長の半値の１．３５倍の値とが等しいときは、その値に基づいてカップリングレンズ２Ａの外径を規定すればよい。
【００２４】
しかし、光軸２３と開口絞り４の開口の中心とが一致している場合において、両値が互いに異なる場合は、いずれか大きい方の値に基づいてカップリングレンズ２Ａの外径を規定する必要がある。有効通過領域２２の長辺の半値の１．７倍の値の方が大きい場合は、有効通過領域２２の長辺の長さ（長手方向における幅）をＤｍ、有効通過領域２２の短辺の長さ（短手方向における幅）をＤｓ、とすると、以下の条件式（１）を満たすことになる。
【００２５】
【数１】
2016099521.tif 000003
【００２６】
条件式（１）を変形すると、以下の条件式（２）が導出される。
【００２７】
【数２】
2016099521.tif 000004
【００２８】
つまり、条件式（２）を満たす場合は、保持部５１がある側で（保持部５１がある側における有効通過領域２２とカップリングレンズ２Ａの外形端との間隔を考慮して）カップリングレンズ２Ａの外径を規定する必要がある。この場合、上述したように、有効通過領域２２が長手方向において保持部５１から遠ざかるように開口絞り４の開口を偏心させることで、カップリングレンズ２Ａの外径の小型化が可能になる。本実施例では、Ｄｍ＝３．６６（ｍｍ）、Ｄｓ＝２．２２（ｍｍ）であるため、条件式（２）を満足している。
【００２９】
一方で、条件式（２）を満たさない場合は、保持部がない側で（保持部がない側における有効通過領域２２とカップリングレンズ２Ａの外形端との間隔を考慮して）カップリングレンズ２Ａの外径を規定する必要がある。この場合、有効通過領域２２が長手方向において保持部５１から遠ざかるように開口絞り４の開口を偏心させてしまうと、開口絞り４の開口が偏心していない構成よりもカップリングレンズ２Ａの外径が大きくなってしまう。
【００３０】
なお、図６に示した構成に係るカップリングレンズ２Ａの光軸２３から外形端までの距離は、図７に示した構成に係る距離に対して有効通過領域２２の偏心量（ずれ量）を加味した距離だけ確保する必要がある。すなわち、保持部５１がある側では、有効通過領域２２の長辺の半値から偏心量を差し引いた値の１．７倍程度、保持部がない側では、光軸２３から有効通過領域２２の角までの距離の１．３５倍程度、夫々確保する必要がある。よって、図６のカップリングレンズ２Ａの外径が、図７のカップリングレンズ２Ａの外径よりも小さくなるのは、光軸２３と有効通過領域２２の中心との長手方向における距離（偏心量）をｄとするとき、以下の条件式（３）及び（４）を満たすときである。
【００３１】
【数３】
2016099521.tif 000005
【００３２】
【数４】
2016099521.tif 000006
【００３３】
条件式（３）及び（４）より、以下の条件式（５）が導出される。
【００３４】
【数５】
2016099521.tif 000007
【００３５】
つまり、条件式（５）を満たさない場合は、図６に示したように有効通過領域２２を偏心させると、図７に示した有効通過領域２２を偏心させない構成よりもカップリングレンズ２Ａの外径が大きくなってしまう。本実施例においては、ｄ＝０．０８（ｍｍ）であり、右辺の値は０．１９となるため、条件式（５）を満足している。
【００３６】
また、図６に示した構成に係るカップリングレンズ２Ａの外径が、保持部５１がある側と保持部がない側とのどちらで規定されるかは、偏心量ｄの値によって異なる。具体的には、以下の条件式（６）を満足するときは保持部５１がある側、条件式（６）を満足しないときは保持部がない側で規定される。
【００３７】
【数６】
2016099521.tif 000008
【００３８】
本実施例においては、保持部がない側でカップリングレンズ２Ａの外径が規定されているため、カップリングレンズ２Ａの外径をＲ（ｍｍ）とすると、以下の条件式（７）が導出され、少なくとも必要な外径は５．９６（ｍｍ）であることがわかる。
【００３９】
【数７】
2016099521.tif 000009
【００４０】
一方で、比較例１においては、保持部５１がある側でカップリングレンズ２Ａの外径が規定されているため、以下の条件式（８）が導出され、少なくとも必要な外径は６．２２（ｍｍ）であることがわかる。
【００４１】
【数８】
2016099521.tif 000010
【００４２】
よって、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの外径Ｒが、比較例１に係るカップリングレンズ２Ａの外径よりも小さくなるのは、以下の条件式（９）を満たすときである。
【００４３】
【数９】
2016099521.tif 000011
【００４４】
本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの外径Ｒは６．０（ｍｍ）であり、条件式（９）の左辺は５．９６（ｍｍ）、条件式（９）の右辺は６．２２（ｍｍ）であるため、条件式（９）を満足している。すなわち、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの外径は、必要な外径の最小値よりも余裕をとっているため製造誤差等の影響が小さく、かつ比較例１における外径の最小値よりも小さくなっている。
【００４５】
なお、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの外径が、保持部５１がある側で規定される場合に、その外径Ｒが比較例１に係るカップリングレンズ２Ａの外径よりも小さくなるのは、以下の条件式（１０）を満たすときである。
【００４６】
【数１０】
2016099521.tif 000012
【００４７】
以上、本実施例の効果を得るための幾何学的な条件について説明した。ここで、本実施例においては、カップリングレンズ２Ａの光軸２３に対して偏心した位置を有効光束ＲＡが通過するため、その偏心方向において波面収差が非対称に変化して光学性能が劣化してしまう。そこで、本実施例に係る光学的な条件について、以下で詳細に説明する。
【００４８】
図８は、本実施例における偏心量ｄと波面収差との関係を示す図であり、偏心方向（有効通過領域２２の長手方向）における波面収差が偏心量ｄに応じてどの程度変化するのかを表している。図８から分かるように、偏心量ｄと波面収差とは略比例関係であり、偏心量ｄが大きくなるほど波面収差が劣化している。なお、ここでの波面収差とは、有効通過領域２２の長手方向においてカップリングレンズ２Ａの光軸２３の位置を０としたときの位置Ｙにおける波面収差量をＷ（Ｙ）とするとき、以下の（１１）により定義されるものであり、その単位はλである。
【００４９】
【数１１】
2016099521.tif 000013
【００５０】
図９は、本実施例における波面収差と、被走査面１０Ａにおける有効走査領域（有効光束ＲＡにより走査される領域）内での有効通過領域２２の長手方向においての最大スポット径の変化量と、の関係を示す図である。ここでは、ＬＳＦをピーク値の１／ｅ２で評価（スライス）したときの幅をスポット径と定義し、スポット径の設計値（本実施例では６０μｍ）に対する肥大率を最大スポット径の変化量として示している。このとき、本実施例に係る光走査装置１００の光学性能（印字性能）を良好に保つためには、スポット径の肥大率が５％以下になるようにすることが望ましい。すなわち、有効通過領域２２の長手方向において、被走査面１０Ａにおける有効光束ＲＡの、スポット径の設計値（設計スポット径）をＳ、有効走査領域内での最大スポット径をＳｍ、とするとき、条件式（１２）を満足するように光学設計をすることが望ましい。
【００５１】
【数１２】
2016099521.tif 000014
【００５２】
また、図９より、スポット径の肥大率が５％であるときの波面収差は０．２３λであるため、以下の条件式（１３）を満足するように偏心量ｄを設定することが望ましい。
【００５３】
【数１３】
2016099521.tif 000015
【００５４】
以上、本実施例に係る入射光学系２０によれば、カップリングレンズ２Ａの外径を比較例１よりも小型化することができる。なお、カップリングレンズ２Ａと同様に、他のカップリングレンズ２Ｂ〜２Ｄについても、夫々の外径を小型化することができる。
【００５５】
［実施例２］
以下、本発明の実施例２に係る入射光学系２０について詳細に説明する。本実施例が実施例１に対して異なる点は、開口絞り４に形成された開口の形状が楕円形状であるという点である。図１０は、本実施例に係る入射光学系２０の要部概略図であり、図５（ａ）は光源１Ａから開口絞り４までの光路図（ＸＹ断面図）、図５（ｂ）は開口絞り４の概略図（ＺＸ平面図）、を夫々示している。図５（ｂ）に示すように、開口絞り４の開口の形状は、長軸が主走査方向（第１の方向：長手方向）に対応し、短軸が副走査方向（第２の方向：短手方向）に対応する楕円形状である。
【００５６】
図１１は、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの出射側の光学面（出射面）の要部概略図である。図１１に示すように、有効光束ＲＡが通過する有効通過領域２２は、開口絞り４の開口形状と同様に、長軸が主走査方向（第１の方向：長手方向）に対応し、短軸が副走査方向（第２の方向：短手方向）に対応する楕円形状となっている。また、図１２は、比較例２に係るカップリングレンズ２Ａの出射側の光学面の要部概略図であり、光軸２３と有効通過領域２２の中心（開口絞り４の中心）とが一致した構成を示している。
【００５７】
実施例１と同様に、本実施例においても、有効通過領域２２が長手方向において保持部５１から遠ざかるように開口絞り４を偏心させることで、カップリングレンズ２Ａの光軸２３と開口の中心（有効通過領域２２の中心）とを一致させないようにしている。すなわち、カップリングレンズ２Ａの光軸２３から有効通過領域２２（開口絞り４の開口）の保持部５１側の端部までの距離が、光軸２３から反対側の端部までの距離よりも短くなるように構成している。これにより、カップリングレンズ２Ａの光学面及び外径を大きくしなくても、光源１Ａから出射した有効光束ＲＡが接着剤２１と干渉することを抑制することができるため、カップリングレンズ２Ａの小型化が可能になる。
【００５８】
なお、図１２に示した構成においては、カップリングレンズ２Ａの光軸から外形端までの距離を、保持部５１がある側では有効通過領域２２の長軸半径の１．７倍程度、保持部がない側では有効通過領域２２の長軸半径の１．３５倍程度、夫々確保する必要がある。すなわち、比較例２においては、カップリングレンズ２Ａの外径を、有効通過領域２２の長径の１．７倍程度確保しなければならない。一方、図１１に示した構成に係るカップリングレンズ２Ａの光軸２３から外形端までの距離は、図１２に示した構成に係る距離に対して有効通過領域２２の偏心量を加味した距離だけ確保する必要がある。すなわち、本実施例においては、保持部５１がある側では、有効通過領域２２の長軸半径から偏心量を差し引いた値の１．７倍程度、保持部がない側では、有効通過領域２２の長軸半径に偏心量を加えた値の１．３５倍程度、夫々確保する必要がある。
【００５９】
よって、図１１に示した構成に係るカップリングレンズ２Ａの外径が、図１２に示した構成に係るカップリングレンズ２Ａの外径よりも小さくなるのは、以下の条件式（１４）及び（１５）を満たすときである。ただし、有効通過領域２２の長径（長手方向における幅）をＤｍ、有効通過領域２２の偏心量をｄ、としている。
【００６０】
【数１４】
2016099521.tif 000016
【００６１】
【数１５】
2016099521.tif 000017
【００６２】
条件式（１４）及び（１５）より、以下の条件式（１６）が導出される。
【００６３】
【数１６】
2016099521.tif 000018
【００６４】
つまり、条件式（１６）を満たさない場合は、図１１に示したように有効通過領域２２を偏心させると、図１２に示した有効通過領域２２を偏心させない構成よりもカップリングレンズ２Ａの外径が大きくなってしまう。本実施例においては、Ｄｍ＝４．３０（ｍｍ）、ｄ＝０．１５（ｍｍ）であり、右辺の値は０．５８となるため、条件式（１６）を満足している。
【００６５】
また、本実施例のように、楕円形状の開口が形成された開口絞り４を採用した場合、カップリングレンズ２Ａの外径が、保持部５１がある側と保持部がない側とのどちらで規定されるかは、偏心量ｄの値に応じて決定されることになる。具体的に、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの外径が、保持部がない側で規定されるのは、以下の条件式（１７）を満たすときであり、条件式（１７）を満たさない場合は、保持部５１がある側で外径が規定されることになる。
【００６６】
【数１７】
2016099521.tif 000019
【００６７】
本実施例においては、条件式（１７）を満足していないため、カップリングレンズ２Ａの外径は保持部５１がある側で規定される。このとき、以下の条件式（１８）が導出され、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａが少なくとも必要とする外径は６．８０（ｍｍ）であることがわかる。
【００６８】
【数１８】
2016099521.tif 000020
【００６９】
となり、一方で、比較例２においては、以下の条件式（１９）が導出され、少なくとも必要な外径は７．３１（ｍｍ）であることがわかる。
【００７０】
【数１９】
2016099521.tif 000021
【００７１】
よって、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの外径Ｒが、比較例１に係るカップリングレンズ２Ａの外径よりも小さくなるのは、以下の条件式（２０）を満たすときである。
【００７２】
【数２０】
2016099521.tif 000022
【００７３】
本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの外径Ｒは７．０（ｍｍ）であり、条件式（２０）の左辺は６．８０（ｍｍ）、条件式（２０）の右辺は７．３１（ｍｍ）であるため、条件式（２０）を満足している。すなわち、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの外径は、必要な外径の最小値よりも余裕をとっているため製造誤差等の影響が小さく、かつ比較例２における外径の最小値よりも小さくなっている。
【００７４】
なお、本実施例に係るカップリングレンズ２Ａの外径が、保持部がない側で規定される場合に、その外径Ｒが比較例２に係るカップリングレンズ２Ａの外径よりも小さくなるのは、以下の条件式（２１）を満たすときである。
【００７５】
【数２１】
2016099521.tif 000023
【００７６】
図１３は、図８と同様に本実施例における偏心量ｄと波面収差との関係を示す図であり、図１４は、図９と同様に波面収差と有効走査領域内での最大スポット径の変化量との関係を示す図である。本実施例においても、印字性能を良好に保つためには、スポット径の肥大率が５％以下になるように、すなわち条件式（１２）を満足するように光学設計をするすることが望ましい。また、図１４より、スポット径の肥大率が５％であるときの波面収差は０．４３λであるため、以下の条件式（２２）を満足するように偏心量ｄを設定することが望ましい。
【００７７】
【数２２】
2016099521.tif 000024
【００７８】
なお、本実施例に係る条件式（２２）の上限値が実施例１に係る条件式（１３）の上限値と異なるのは、開口絞り４の開口形状が異なるために、波面収差が同量であってもそれ対するスポット径の変化量が異なるためである。
【００７９】
［画像形成装置］
図１５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置６０の要部概略図（ＺＸ断面図）である。画像形成装置６０は、上述した各実施例のいずれかに係る光走査装置１００を備え、４つの感光ドラムの感光面上に並行して画像情報を記録する、タンデムタイプのカラー画像形成装置である。
【００８０】
図１５に示すように、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からは、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が出力される。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換され、光走査装置１００に入力される。なお、プリンタコントローラ５３は、前述したデータの変換だけでなく、後述するモータなどの画像形成装置６０内の各部の制御を行う。
【００８１】
そして、光走査装置１００は、各画像データに応じて変調された光束４１〜４４により、像担持体としての感光ドラム（感光体）１０Ａ〜１０Ｄの感光面（被走査面）を主走査方向（Ｙ方向）に走査する。感光ドラム１０Ａ〜１０Ｄの夫々は、不図示のモータによって時計廻りに回転させられ、この回転に伴って、各感光ドラムの感光面が光束４１〜４４に対して副走査方向（Ｚ方向）に移動する。光束４１〜４４の夫々により、不図示の帯電ローラにより帯電させられた各感光ドラムの各感光面が露光されることで、各感光面上に静電潜像が形成される。
【００８２】
その後、感光ドラム１０Ａ〜１０Ｄの感光面上に形成された各色の静電潜像は、現像器３１〜３４の夫々によって各色のトナー像として現像される。そして、各色のトナー像は、不図示の転写器によって、搬送ベルト５４により搬送されてきた被転写材に多重転写された後、定着器７０によって定着させられる。以上の工程により、１枚のフルカラー画像が形成される。
【００８３】
なお、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のラインセンサを備えたカラー画像読取装置を、外部機器５２として画像形成装置６０に接続することにより、カラーデジタル複写機を構成してもよい。
【００８４】
［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【００８５】
例えば、上述した実施形態においては、カップリングレンズとして、発散光束を略平行光束に変換する光学素子を採用したが、光束の収束度を大きくするものであればこれに限られず、弱発散光束や収束光束に変換するような光学素子を採用してもよい。また、複数のカップリングレンズや複数のシリンドリカルレンズの夫々を一体化したものや、カップリングレンズとシリンドリカルレンズとを一体化したものなど、光学面を複数備えた１つの入射光学素子を採用してもよい。このとき、入射光学素子として、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィックレンズを採用してもよい。
【００８６】
各実施例に係る開口絞りには、矩形又は楕円形状の開口が設けられているが、開口の形状としては、主走査方向に長いものであればこれらの形状に限られるものではない。例えば、矩形を構成する各辺の少なくとも１辺を曲線にした略矩形や、矩形の各頂点をなくした略円形状又は略楕円形状等を採用してもよい。なお、各実施例においては、４つの光源に対応する４つの開口が形成された１つの開口絞りを採用しているが、これに限らず、複数の開口絞りを設けてもよい。例えば、個々の光源に対応する４つの開口絞りを設けてもよいし、上下又は左右に隣接する開口絞り同士を一体化したものを２つ設けてもよい。
【００８７】
各実施例に係る保持部材は、カップリングレンズの外周を３等分する３点に配置された３つの保持部を含んでいるが、カップリングレンズの保持姿勢の安定性や保持強度を確保できる構成であれば、保持部の配置や数はこれに限られない。また、各本実施例においては、カップリングレンズと保持部とを接着剤により固定しているが、これに限らず、保持部としてツメやバネ等を採用することにより、接着剤を用いずにカップリングレンズを固定する構成を採ってもよい。この場合、カップリングレンズの光学面におけるツメやバネ等の乗り上げ量が、接着剤の乗り上げ量に対応するため、有効通過領域を偏心させることにより、各実施例に係る構成と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、各実施例においては、光源とカップリングレンズとを共通の保持部材により保持する構成を採っているが、これに限られるものではない。例えば、光源とカップリングレンズとを別々の保持部材により保持し、各々の相対位置が所望の位置関係となるように設定してもよい。なお、図１６に示すように、複数のカップリングレンズを保持する保持部材の夫々を一体化した複眼ホルダを採用してもよい。このとき、隣接するカップリングレンズにおける、有効通過領域と対向する保持部同士を共通化した構成を採ってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１Ａ〜１Ｄ  光源
２Ａ〜２Ｄ  カップリングレンズ（入射光学素子）
４  開口絞り
５Ａ〜５Ｄ  保持部材
６  偏向器
２０  入射光学系
３０Ａ、３０Ｂ  結像光学系
５１〜５３  保持部
１００  光走査装置
【図１】
2016099521.tif 000035
【図２】
2016099521.tif 000036
【図３】
2016099521.tif 000037
【図４】
2016099521.tif 000038
【図５】
2016099521.tif 000039
【図６】
2016099521.tif 000040
【図７】
2016099521.tif 000041
【図８】
2016099521.tif 000042
【図９】
2016099521.tif 000043
【図１０】
2016099521.tif 000044
【図１１】
2016099521.tif 000045
【図１２】
2016099521.tif 000046
【図１３】
2016099521.tif 000047
【図１４】
2016099521.tif 000048
【図１５】
2016099521.tif 000049
【図１６】
2016099521.tif 000050