(57)【要約】【課題】仕様の異なる複数の画像形成装置に対し、簡素な構成で異なる光学配置により異なる光学仕様とすることができる光走査装置、結像光学系およびこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】光源からの光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、該偏向器により偏向された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、前記結像光学系は、副走査方向に配列された第１及び第２の光学面を含む結像光学素子を備え、前記第１及び第２の光学面は、互いに異なる屈折力を有し、前記偏向器により偏向された光束は、前記第１及び第２の光学面のうち何れか一方のみを通過する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、該偏向器により偏向された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、
前記結像光学系は、副走査方向に配列された第１及び第２の光学面を含む結像光学素子を備え、
前記第１及び第２の光学面は、互いに異なる屈折力を有し、
前記偏向器により偏向された光束は、前記第１及び第２の光学面のうち何れか一方のみを通過することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の光学面の夫々は、トーリック面であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光源から射出した光束を前記偏向器に導く１以上の入射光学素子を備えた入射光学系と、
少なくとも前記入射光学素子と前記結像光学素子を保持して収納する光学箱と、
を有し、
前記第１及び第２の光学面のうち光束が通過する一方は、
少なくとも入射面と出射面のうち少なくとも片方に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記結像光学系は第１及び第２の結像光学素子を有し、
前記第１及び第２の結像光学素子の一方が副走査方向に配列された前記第１及び第２の光学面を含む結像光学素子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の結像光学素子の他方は、入射面と出射面いずれもがそれぞれ単一の光学面からなることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。 
【請求項６】
前記光学箱もしくは前記第１及び第２の光学面を備えた前記結像光学素子は、
前記第１及び第２の光学面の副走査方向の位置を変更して取り付けるように取り付け座面を複数設けたことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。 
【請求項７】
前記光源からの光束が通過する光学面として前記第１及び第２の光学面を変更可能であるように前記取り付け座面が設けられることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
第１及び第２の光源からの光束を偏向して第１及び第２の被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、該偏向器により偏向された光束を前記第１及び第２の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、
前記結像光学系は、副走査方向に配列された第１及び第２の光学面を含む結像光学素子を備え、
前記第１及び第２の光学面は、互いに異なる屈折力を有し、
前記偏向器により偏向された前記第１及び第２の光源からの光束は、前記第１及び第２の光学面のうち何れか一方のみを通過することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
前記結像光学系は第１及び第２の結像光学素子を備え、
前記第１の結像光学素子は前記第１及び第２の光源からの光束が通過する共通の光学面を有し、
前記第２の結像光学素子は、前記第１及び第２の光学面を有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】
前記第１及び第２の光学面の夫々は、トーリック面である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】
前記第１及び第２の光源からの光束を前記偏向器に入射させる第１及び第２の入射光学系と、該第１及び第２の入射光学系と前記第１及び第２の結像光学素子とを保持する光学箱と、を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の光源から前記第１及び第２の被走査面に至るそれぞれの光路に関し、
前記偏向器の偏向面から前記第１及び第２の被走査面までの距離、もしくは前記偏向器の偏向面から前記第２の結像光学素子の前記第２の結像光学素子までの距離、もしくは前記第１及び第２の入射光学系における前記第１及び第２の光源から前記偏向器の偏向面に副走査方向に斜入射する入射角度のいずれか１つ以上が異なることを特徴とする請求項１１に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２の光源から前記第１及び第２の被走査面に至るそれぞれの光路に対して、前記第２の結像光学素子の前記第１及び第２の光学面のいずれかを光束が通過するように第２の結像光学素子の副走査方向の位置を位置決めして取り付けるための取り付け座面を、前記光学箱が有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の光走査装置。 
【請求項１４】
光源からの光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器により偏向された光束を前記被走査面に集光する光走査装置に用いられる結像光学系であって、
副走査方向に配列された第１及び第２の光学面を含む結像光学素子を備え、
前記第１及び第２の光学面は、互いに異なる屈折力を有し、
前記偏向器により偏向された光束は、前記第１及び第２の光学面のうち何れか一方のみを通過することを特徴とする結像光学系。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光走査装置と、前記光走査装置で走査された光束によって感光体の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、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、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有してい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、結像光学系およびこれを用いた画像形成装置に関し、電子写真プロセスを有する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（多機能プリンタ）などに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真プロセスを用いたレーザビームプリンタ等の露光装置として光走査装置が用いられている。この光走査装置では、パソコン側からの画像信号に応じて光源手段を変調し出射した光束を、入射光学系によりポリゴンミラー（回転多面鏡）のような偏向器に導き、偏向反射面にて偏向させている。
【０００３】
そして、偏向された光束を、ｆθ特性を有する結像光学系によって被走査面としての感光ドラム面にスポット状に集光させ、走査することで画像情報の露光記録を行っている。また近年は、複数の光走査装置を用いて複数の感光ドラム面に導光し、カラー画像を形成するカラー画像形成装置が種々提案されている。
【０００４】
近年、コストダウンの要求から、光走査装置ではｆθ特性を有する結像光学素子（結像レンズ）として光学樹脂材料で製造された樹脂レンズが用いられている。樹脂レンズは、射出成型により複雑な光学面形状を持つ光学素子を安価に精度良く生産することができる。
【０００５】
一方、様々な仕様の画像形成装置に対し、既存の光学部品をそのまま流用した光走査装置を搭載できれば、部品流用率が向上し量産効果により部品コストを低減できることが知られている。ところが、近年、画像形成装置の小型化への要求から光走査装置の小型薄型化の要求が高まっている。これに対応して、既存の画像形成装置に対し仕様を若干変更して新規製品を仕立てる場合には、既存の光学部品をそのまま流用して開発しようとすると、部品の配置自由度が少なく、ミラー枚数の増加や光学部品の干渉といった課題が生じる。
【０００６】
これに対し、複数枚で構成される結像光学系の結像光学素子（結像レンズ）の一部をそのまま流用し、他の結像光学素子（結像レンズ）を別途設計したレンズに置き換えることで配置自由度を向上させたものが知られる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−９２９１５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術には、以下のような改善すべき点がある。即ち、樹脂製のレンズは光学樹脂材料から射出成型で生産されるところ、射出成型に使用される金型は必要精度を得るために型補正を何度も行う必要があり、また新規の型投資も必要になる。したがって、ｆθ特性を有する結像レンズの一部を別途新規な光学素子と入れ替えようとすると、型投資と型作成時間が新たに生じるという課題がある。この課題は、型を用いる硝子製のレンズにおいても同様である。
【０００９】
本発明の目的は、仕様の異なる複数の画像形成装置に対し、簡素な構成で異なる光学配置により異なる光学仕様とすることができる光走査装置、結像光学系およびこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る光走査装置は、光源からの光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、該偏向器により偏向された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、前記結像光学系は、副走査方向に配列された第１及び第２の光学面を含む結像光学素子を備え、前記第１及び第２の光学面は、互いに異なる屈折力を有し、前記偏向器により偏向された光束は、前記第１及び第２の光学面のうち何れか一方のみを通過することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光走査装置は、第１及び第２の光源からの光束を偏向して第１及び第２の被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、前記第１及び第２の光源からの光束を前記偏向器に入射させる第１及び第２の入射光学系と、該偏向器により偏向された光束を前記第１及び第２の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、前記結像光学系は、副走査方向に配列された第１及び第２の光学面を含む結像光学素子を備え、前記第１及び第２の光学面は、互いに異なる屈折力を有し、前記偏向器により偏向された前記第１及び第２の光源からの光束は、前記第１及び第２の光学面のうち何れか一方のみを通過することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る結像光学系は、光源からの光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器により偏向された光束を前記被走査面に集光する光走査装置に用いられる結像光学系であって、副走査方向に配列された第１及び第２の光学面を含む結像光学素子を備え、前記第１及び第２の光学面は、互いに異なる屈折力を有し、前記偏向器により偏向された光束は、前記第１及び第２の光学面のうち何れか一方のみを通過することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記光走査装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、仕様の異なる複数の画像形成装置に対し、簡素な構成で異なる光学配置により異なる光学仕様とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）、（ｂ）は第１の実施形態の光走査装置が第１及び第２の光学配置を採るときの主走査断面の光路展開図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は第１の実施形態の光走査装置が第１及び第２の光学配置を採るときの副走査断面の光路展開図である。
【図３Ａ】第１の実施形態の光走査装置が第１の光学配置を採るときの光学性能を示す図である。
【図３Ｂ】第１の実施形態の光走査装置が第２の光学配置を採るときの光学性能を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は第２の実施形態の光走査装置が第１及び第２の光学配置を採るときの主走査断面の光路展開図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は第２の実施形態の光走査装置が第１及び第２の光学配置を採るときの副走査断面の光路展開図である。
【図６Ａ】第２の実施形態の光走査装置が第１の光学配置を採るときの光学性能を示す図である。
【図６Ｂ】第２の実施形態の光走査装置が第２の光学配置を採るときの光学性能を示す図である。
【図６Ｃ】比較例の光学性能を示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は第３の実施形態の光走査装置が第１及び第２の光学配置を採るときの主走査断面の光路展開図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は第３の実施形態の光走査装置が第１及び第２の光学配置を採るときの副走査断面の光路展開図である。
【図９】別の応用例を示す図である。
【図１０Ａ】第３の実施形態の光走査装置が第１の光学配置を採るときの光学性能を示す図である。
【図１０Ｂ】第３の実施形態の光走査装置が第２の光学配置を採るときの光学性能を示す図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は斜入射光学系を用いた光走査装置の主走査断面図、副走査断面図である。
【図１２】斜入射光学系の説明図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置としてカラー画像形成装置の要部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１３は、本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置としてカラー画像形成装置の要部概略図である。このカラー画像形成装置は、光走査装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光体の感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプである。
【００１８】
図１１において、１０６０はカラー画像形成装置、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４は光走査装置である。また、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４は各々像担持体としての感光ドラム、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４は各々現像器、１０５１は搬送ベルトである。なお、このカラー画像形成装置は、現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器（不図示）と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器（不図示）とを備えている。
【００１９】
図１３において、カラー画像形成装置１０６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１０５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。コードデータであるこれらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ１０５３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像信号（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置１０６１、１０６２、１０６３、１０６４に入力される。
【００２０】
そして、これらの光走査装置（詳細は後述）からは、各画像データに応じて変調された光ビーム１０４１、１０４２、１０４３、１０４４が射出される。そして、これらの光ビームによって、感光ドラム１０７１、１０７２、１０７３、１０７４の感光面が主走査方向に走査される。本実施形態におけるカラー画像形成装置は、光走査装置（１０６１、１０６２、１０６３、１０６４）を各々平行に４個並べ、各々がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。
【００２１】
本実施形態におけるカラー画像形成装置は、上述の如く４つの光走査装置１０６１、１０６２、１０６３、１０６４により、各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の静電潜像を各々対応する感光ドラム面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【００２２】
外部機器１０５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置１０６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００２３】
（光走査装置）
以下、図１、図２、図３Ａ、図３Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置について説明する。尚、以下の説明において、主走査方向とは偏向器の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が偏向走査される方向）であり、副走査方向とは偏向器の回転軸と平行な方向のことである。また、主走査断面とは偏向器の反射面の副走査方向中央を通り、主走査方向を含む断面のことであり、副走査断面とは結像光学系の光軸を含み主走査断面に垂直な断面のことである。
【００２４】
図１（ａ）、（ｂ）は本実施形態の光走査装置が第１及び第２の光学配置を採るときの主走査断面の光路展開図、図２（ａ）、（ｂ）は第１及び第２の光学配置を採るときの副走査断面の光路展開図である。また、図３Ａ、図３Ｂは本実施形態の光走査装置が第１及び第２の光学配置を採るときの光学性能を示す。
【００２５】
１）入射光学系
図１（ａ）で、入射光学素子として集光レンズ２、シリンダーレンズ３、絞り４を備えた入射光学系は、ポリゴンミラー（偏向器）５の偏向面５１に、１以上の発光点を有する光源１からの光束を入射させる。
【００２６】
より具体的には、光源１から放射された発散光束は集光レンズ２によって略平行光に変換される。集光レンズ２は２枚のガラス球面レンズの貼り合わせレンズを示すが、これに限られるものではなく単玉球面レンズやガラスモールドレンズやプラモールドレンズであっても良い。そして、集光レンズ２を通過した略平行光はシリンダーレンズ３により副走査方向に収束する光束に変換され偏向器５の１つの偏向反射面５１近傍に集光する。
【００２７】
本実施形態では、シリンダーレンズ３とポリゴンミラー５の間には絞り４が設けられている。絞り４によって入射光束を制限し、所望の光束断面形状を得ている。この光束断面形状により、被走査面上のスポット形状とスポット径が決まる。本実施形態では、絞り４は楕円形状の開口を有しているが、楕円形状に限られるものではなく、矩形形状、長円形状などの開口あっても良い。なお、図１において、絞り４はシリンダーレンズ３と光偏向器５との間に設けているが、必ずしもこれに限られるものではない。
【００２８】
絞り４は複数の部材に分けて設置しても良い。例えば、副走査方向に淵が伸びて主走査方向の光束を制限するスリット部材をシリンダーレンズ３と偏向器５の間に設け、主走査方向に淵が伸びて副走査方向の光束を制限するスリット部材を図１の光源1と集光レンズ２の間に設けても良い。
【００２９】
ここで、副走査方向の光束を制限するスリット部材を、後述する結像光学系の結像光学素子（走査レンズ、結像レンズ）と共役な位置に設けた方が、複数のビームの印字間隔の均一性が向上する。また、主に主走査方向の光束を制限する絞りは、できるだけ偏向面５１に近づけた方がいい。これは、光源に使用するレーザの発光点数が多い場合に、主走査方向の光束を制限するスリット部材を偏向器近傍に設けた方がジッターを低減することができるからである。
【００３０】
仮に、主に主走査方向の光束を制限する絞りが偏向反射面から遠ざかると、偏向面５１上で各発光点からの光束が大きく分離してしまい、被走査面８がデフォーカスした際に各ビーム間の印字位置が相対的に移動してジッターとなる。このような技術的な観点を考慮し、複数の部材に分割した絞りを採用することが考えられる。
【００３１】
ここで、第１の光学配置と第２の光学配置では、絞り４の大きさは必ずしも一致しない。光学配置により倍率に違いが生じた場合は、絞りの大きさを異ならせて、被走査面８でのスポット径を揃えれば良い。また、光学配置が異なっても後述する第２走査レンズ６２と６３のそれぞれの入射面と出射面のパワー比を最適化し（ベンディングさせ）、全系の倍率関係を同等とした場合は、絞りを共通化しても良い。
【００３２】
なお、集光レンズ２とシリンダーレンズ４は、機能を統合したアナモフィックレンズとして構成しても良く、その際の絞４はアナモフィックレンズの前側か後側のいずれかに設定すれば良い。
【００３３】
ここで、光源１としては複数の発光点を有するレーザ光源（単一のチップに複数の発光部を有するマルチビームレーザ）を用いても良いし、端面発光型のレーザや垂直共振器方式のレーザ（VCSEL:面発光レーザ）を用いても良い。本実施形態では、波長λ＝780nmの赤外レーザを用いるが、必ずしもこれに限られることなく、波長λ＝670nmの赤色レーザやλ＝430nmのブルーレーザであっても良い。なお、面発光レーザを使用する場合は後方出射光を生じないため、被走査面に向かう光束の一部を光路分離して光量検知センサに導き光量をモニターし、光量を制御すると良い。
【００３４】
２）結像光学系
先ず、図１（ａ）を用いて第１の光学配置を説明する。ポリゴンミラー（偏向器）５により偏向された光束を被走査面（感光ドラム面）８に集光する結像光学系６は、光路に沿って順に第１走査レンズ（第１結像レンズ）６１と第２走査レンズ（第２結像レンズ）６２という２個の結像光学素子を備える。ここで、第１の結像光学素子としての第１走査レンズ（第１結像レンズ）６１、第２の結像光学素子としての第２走査レンズ（第２結像レンズ）６２は、樹脂製のレンズである。なお、図１の７はカバーガラスである。
【００３５】
このような結像光学系によって、偏向器５の偏向面５１で偏向走査された光束をｆθ特性を有する第１及び第２走査レンズ６１、６２を介して被走査面（感光ドラム面）８上に導光する。そして、偏向器５を回転させることによって、光束で感光ドラム面８上を走査して画像情報の露光記録を生成し、既知の電子写真プロセスにより可視化している。 
【００３６】
次に、図１（ｂ）を用いて第２の光学配置を説明する。図１（ａ）の第１の光学配置と図１（ｂ）の第２の光学配置の違いは、樹脂製の第２走査レンズが異なっていることである。具体的には、本実施形態では、第２走査レンズにおいて、光軸方向の位置が異なっており、そのため副走査断面内における屈折力（パワー）を異ならせている。なお、本実施形態において、第1の光学配置と第２の光学配置では、偏向器の偏向面５１から被走査面８までの光路長は同一（共通）である。
【００３７】
また、第１の光学配置と第２の光学配置とで、偏向器（ポリゴンミラー）の偏向面から第２の走査レンズまでの距離は異ならせているが、偏向器（ポリゴンミラー）の偏向面から第１の走査レンズまでの距離は同一としている。
【００３８】
なお、本実施形態において、仕様によりいずれかの光学配置（第１もしくは第２の光学配置）が決まれば、その光学配置における走査光学系（偏向器を含む）として後述の多段トーリック面含む結像光学素子の副走査方向における位置が固定される。そして、多段トーリック面含む結像光学素子の副走査方向の位置が変わることなく固定された位置で使用し続ける。
【００３９】
第２の光学配置に関し、図１（ｂ）で、光源１、集光レンズ２、シリンダーレンズ３、絞り４、偏向器５、カバーガラス７は、図１（ａ）と同じである。
【００４０】
ここで、本実施形態では、第２の結像光学素子としての第２走査レンズは、多段トーリック面を備える。即ち、偏向器５に近い側の第１の面と偏向器５から遠い側の第２の面の少なくとも一方が、互いに屈折力が異なる第１及び第２の光学面を有し、該第１及び第２の光学面を、それぞれの光軸が副走査方向に異なるように多段トーリック面として一体的に設ける。
【００４１】
特に本実施形態では、第２走査レンズにおける第２の面として偏向器５から最も遠い面（出射面）を多段トーリック面としている。ここで、多段とは２段以上を意味する。このように、第２走査レンズ６２の出射面（第１の光学面）と第２走査レンズ６３の出射面（第２の光学面）が、上下に積層され一体的に構成された第２の面（多段トーリック面）を形成している。
【００４２】
ここで、第１及び第２の光学面のうち光束が通過する一方は、出射面に限られず、少なくとも入射面と出射面のうち少なくとも片方に設けられれば良い。
【００４３】
また、第２走査レンズにおける第１の面として偏向器５から最も近い面（入射面）については、互いに屈折力が同じ２つの光学面を一体的に設けた面としている。
【００４４】
そして、第１及び第２の光学面の一方を光源からの光束が通過するとき、第１及び第２の光学面の他方を光源からの光束が通過しない配置としている。即ち、多段トーリック面を有する結像光学素子としての第２走査レンズ６２と６３は、図２（ａ）（ｂ）に示されるように、副走査方向の位置を変更して取り付けられている。具体的には、副走査断面内で光軸１０に対して異なる配置になるように、少なくとも多段トーリック面を有する結像光学素子を収納する光学箱、もしくは多段トーリック面を有する結像光学素子に取り付け座面（不図示）を複数設けている。
【００４５】
そして、光源からの光束が通過する光学面として第１及び第２の光学面を変更可能であるように取り付け座面が設けられる。このような、副走査方向の位置を位置決めして取り付けるための取り付け座面への取り付けを、より具体的に述べれば、以下の通りである。即ち、光学箱と多段トーリック面を有する結像光学素子の一方に凸部、他方に凹部が設けられ、凸部と凹部を嵌合させる。
【００４６】
そして、第１の光学面を光源からの光束が通過する仕様であれば、第２の光学面を光源からの光束が通過しない第１の配置を第１の取り付け座面を介して形成する。同様に、第２の光学面を光源からの光束が通過する仕様であれば、第１の光学面を光源からの光束が通過しない第２の配置を第２の取り付け座面を介して形成する。
【００４７】
ここで、本実施形態では、樹脂（プラスチック）製の結像光学素子（走査レンズ、結像レンズ）を用いるが、この樹脂製の結像光学素子は、金型に樹脂を充填させ、冷却後に型から取り出す既知の成形技術にて製造される。これにより、硝子レンズを使用する場合の結像光学素子（走査レンズ、結像レンズ）より安価に製造できる。特に、図２Ａ，図２Ｂに示すように第２走査レンズ６２と６３が、それぞれ第１の光学要素、第２の光学要素として一体的に形成された樹脂レンズとすることで、極めて安価に製造できる。
【００４８】
次に、本実施形態における走査光学系の諸元を第１の光学配置に関して表１、第２の光学配置に関して表２に示す。
【００４９】
【表１Ａ】
2016148758.tif 000003
【００５０】
【表１Ｂ】
2016148758.tif 000004
【００５１】
【表１Ｃ】
2016148758.tif 000005
【００５２】
【表１Ｄ】
2016148758.tif 000006
【００５３】
【表１Ｅ】
2016148758.tif 000007
【００５４】
【表２Ａ】
2016148758.tif 000008
【００５５】
【表２Ｂ】
2016148758.tif 000009
【００５６】
【表２Ｃ】
2016148758.tif 000010
【００５７】
【表２Ｄ】
2016148758.tif 000011
【００５８】
【表２Ｅ】
2016148758.tif 000012
【００５９】
但し、表現式を以下のように定義する。
【００６０】
即ち、レンズ面形状（トーリック形状）は、主走査方向が１6次までの関数で表せる非球面形状とする。光軸との交点を原点とし、光軸方向をｘ軸、主走査面内において光軸と直交する軸をｙ軸、副走査面内において光軸と直交する軸をｚ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、以下の式で表わされる。
【００６１】
【数１】
2016148758.tif 000013
【００６２】
（但し、Rは曲率半径、K、b2、b4、b6、b8、b10、・・・は非球面係数）
但し、表現式を以下のように定義する。
【００６３】
また、副走査方向（光軸を含み主走査方向に対して直交する方向）と対応する子線方向が、以下の式で表わされる。
【００６４】
【数２】
2016148758.tif 000014
【００６５】
ここで 、ｒ’は以下の式で表わされる。
【００６６】
【数３】
2016148758.tif 000015
【００６７】
(但し、r0は光軸上の子線曲率半径、e2、e4、e6、e8、e10、・・・・・は係数）
なお、図１の構成には同期検知手段を示さないが、被走査面８上で有効画像域以外の像高の光束に対し、同期検知光学系により同期検知受光センサに同期検知光を導き、印字書き出しのタイミングを制御している。同期検知光学系は既知の構成により達成できる。また、印字位置検知手段を同期検知手段として使用することも可能である。
【００６８】
本実施形態において、第1の光学配置と第２の光学配置では、偏向器の偏向面５１から被走査面８までの光路長は266.5ｍｍと共通である。また、偏向器の偏向面５１から第２の走査レンズ６２と６３までの距離は128.5ｍｍと123.5ｍｍと違いがある。このため、光学性能を同等とするために第２の走査レンズ６２と６３の屈折力（パワー）が異なっている。なお、第1の光学配置と第２の光学配置の光学性能として、主走査方向の像面湾曲（ｄM）と副走査方向の像面湾曲（ｄS）、主走査方向の印字位置誤差（ｄY）を、図３Ａと図３Ｂに示す（ほぼ光学配置が異なるが同等の性能となっている）。
【００６９】
本実施形態では、偏向器の偏向面５１から第２の走査レンズまでの距離を異ならせたことに関し、それぞれの光路での光学性能を達成する第２の走査レンズ６２と６３を一体的に構成して配置した。これにより、折り返しミラー（不図示）を用いた光路折り曲げの配置自由度を高めた一方で、異なる画像形成装置に対して光学配置が異なる光走査装置を提供することが可能となる。
【００７０】
そして、本実施形態によれば、仕様の異なる複数の画像形成装置に対し、簡素な構成で異なる光学配置、異なる光学仕様の様々な光走査装置を少ない部品点数で提供できる。そして、光学部品の流用率を高めて量産効果でコストを下げるとともに新規の型投資を抑制できる。
【００７１】
《第２の実施形態》
以下、図４、図５、図６Ａ乃至図６Ｃを参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の光学配置と第２の光学配置とで異なる偏向器（ポリゴンミラー）を用いる。具体的には、外接円径と偏向面数が夫々異なる偏向器（ポリゴンミラー）を用いる。第１の実施形態と同一の符号は同一の部材を示し、説明を省略する。そして、本実施形態では、第１の光学配置と第２の光学配置とで、偏向面から被走査面までの光路長を同一（共通）とし、また偏向器（ポリゴンミラー）の偏向面から第１及び第２の走査レンズまでの距離も同一としている。
【００７２】
なお、本実施形態において、仕様によりいずれかの光学配置（第１もしくは第２の光学配置）が決まれば、その光学配置における結像光学系として多段トーリック含む結像光学素子の副走査方向における位置が固定される。そして、多段トーリック面含む結像光学素子の副走査方向の位置が変わることなく固定された位置で使用し続ける。
【００７３】
図４（ａ）に第1の光学配置を示すが、第１の偏向器としての偏向器５、樹脂製の結像光学素子（結像レンズ）である第２走査レンズ６２が光路内に設けられる。また、図４（ｂ）に第２の光学配置を示すが、第１の偏向器としての偏向器５の替りに第２の偏向器としての偏向器５０、樹脂製の第２走査レンズ６２の替りに樹脂製の第２走査レンズ６３が光路内に設けられる。
【００７４】
偏向器５と偏向器５１０とは、外形形状としての外接円径と、反射面数としての偏向面数が異なる。具体的に、第１の光学配置では偏向器５として外接円径がφ４０ｍｍで偏向面数が６面のポリゴンミラーを使用し、第２の光学配置では偏向器５０として外接円径がφ２０ｍｍで偏向面数が４面のポリゴンミラーを使用している。
【００７５】
最大像高を走査するときの最大偏向角度で光束を蹴らない偏向面の大きさを考慮するとき、偏向面数が少ないポリゴンミラーでは外接円を小さくできる。外接円径が小さいと、材料費が安くなったり、ポリゴンミラーを回転させる駆動系の負荷を小さくできるというメリットがある。一方、偏向面数が少ないポリゴンミラーでは、同じ回転速度の場合印字できる走査線の数が少ないというデメリットがある。
【００７６】
よって、画像形成装置の仕様として印字速度が速い製品には偏向面数が多いポリゴンミラーを選択し、印字速度が遅い製品には偏向面数が少ないポリゴンミラーを選択することが望まれている。そこで、図４（ａ）の第1の光学配置は印字速度が早い製品向けの光走査装置、図４（ｂ）の第２の光学配置は印字速度が遅い製品向けの光走査装置としている。
【００７７】
ここで、第1の光学配置と第２の光学配置での光学性能上での課題を説明する。異なる外形形状のポリゴンミラー同士では、同じ画角を走査した場合に結像光学系６の光軸方向で測った偏向面５１（図４（ａ））と５１０（図４（ｂ））の変位量が異なる。このため、結像光学系６として同じ屈折力（パワー）のものを流用すると、偏向面の変位量が異なることで、被走査面８上でのピント位置が変位し、後述するように像面湾曲が生じてしまう。
【００７８】
そこで、本実施形態では、第１の光学配置と第２の光学配置とで第２走査レンズ６２と６３の屈折力（パワー）を異ならせて像面湾曲の発生を低減している。
【００７９】
図５（ａ）、（ｂ）は、夫々第１及び第２の光学配置の副走査断面図である。第２走査レンズ６２と６３はそれぞれの光軸が副走査方向に離間して上下に積層され一体的に構成された多段トーリック面を有している。
【００８０】
また、多段トーリック面を有する結像光学素子としての第２走査レンズは、図５（ａ）、（ｂ）のように、副走査方向の位置を変更して取り付けられている。即ち、副走査断面内で光軸１０に対して異なる配置になるように、多段トーリック面を有する結像光学素子を少なくとも保持して収納する光学箱、もしくは多段トーリック面を有する結像光学素子に複数の取り付け座面を設けている。具体的には、第１の実施形態で説明したものと同様に、凸部と凹部を設け、両者を嵌合させることで取り付け座面を形成する。
【００８１】
次に、本実施形態における走査光学系の諸元を表３、表４に示す。
【００８２】
【表３Ａ】
2016148758.tif 000016
【００８３】
【表３Ｂ】
2016148758.tif 000017
【００８４】
【表３Ｃ】
2016148758.tif 000018
【００８５】
【表３Ｄ】
2016148758.tif 000019
【００８６】
【表３Ｅ】
2016148758.tif 000020
【００８７】
【表４Ａ】
2016148758.tif 000021
【００８８】
【表４Ｂ】
2016148758.tif 000022
【００８９】
【表４Ｃ】
2016148758.tif 000023
【００９０】
【表４Ｄ】
2016148758.tif 000024
【００９１】
【表４Ｅ】
2016148758.tif 000025
【００９２】
本実施形態における第１の光学配置と第２の光学配置の光学性能として、主走査方向の像面湾曲（ｄＭ）と副走査方向の像面湾曲（ｄＳ）、主走査方向の印字位置誤差（ｄＹ）を、図６Ａと図６Ｂに示す。ほぼ光学配置が異なるが同等の性能となっている。なお、比較例を図６Ｃに示す。図６Ｃは表３に示される光学系に外接円φ２０偏向反射面４面のポリゴンミラーを適用した場合である。副走査方向の像面湾曲（ｄＳ）の劣化が確認できる。
【００９３】
本実施形態では、偏向器（ポリゴンミラー）の外形形状を異ならせたことに対し、それぞれの光路での光学性能を達成する第２の走査レンズ６２と６３を一体的に構成して配置した。これにより、折り返しミラー（不図示）を用いた光路折り曲げの配置自由度を高める一方、異なる画像形成装置に対して光学配置が異なる光走査装置を提供することが可能となる。
【００９４】
《第３の実施形態》
以下、図７乃至図９を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の光学配置と第２の光学配置とで、同一の偏向器（ポリゴンミラー）を用い、その偏向面から被走査面までの光路長を異ならせる（偏向器（ポリゴンミラー）の偏向面から第１及び第２の走査レンズまでの距離は同一（共通）である）。このため、光学性能を同等とするために第２の走査レンズ６２と６３の屈折力（パワー）を異ならせている。なお、第１の実施形態と同一の符号は同一の部材を示し、説明を省略する。
【００９５】
なお、本実施形態において、仕様によりいずれかの光学配置（第１もしくは第２の光学配置）が決まれば、その光学配置における走査光学系（偏向器を含む）として多段トーリック面含む結像光学素子の副走査方向における位置が固定される。そして、多段トーリック面含む結像光学素子の副走査方向の位置が変わることなく固定された位置で使用し続ける。
【００９６】
図７（ａ）に第1の光学配置を示す。結像光学系６における結像光学素子は、共に樹脂製の第１走査レンズ６１と第２走査レンズ６５から成る。また、図７（ｂ）に第２の光学配置を示す。結像光学系６における結像光学素子は、共に樹脂製の第１走査レンズ６１と第２走査レンズ６６から成る。
【００９７】
図８（ａ）、図８（ｂ）は、それぞれ第１及び第２の光学配置の副走査断面図である。結像光学素子である第２走査レンズ６５と６６は、それぞれの光軸が副走査方向に離間して上下に積層され一体的に構成された多段トーリック面を有している。また、多段トーリック面を有する結像光学素子は、図８（ａ）（ｂ）のように、副走査方向の位置を変更して取り付けられている。このように複層断面内で光軸10に対して異なる配置になるように、光学素子を収納する光学箱もしくは多段トーリック面を有する走査光学素に複数の取り付け座面を設けている。
【００９８】
即ち、副走査断面内で光軸１０に対して異なる配置になるように、多段トーリック面を有する結像光学素子を少なくとも保持して収納する光学箱、もしくは多段トーリック面を有する結像光学素子に複数の取り付け座面を設けている。具体的には、第１の実施形態で説明したものと同様に、凸部と凹部を設け、両者を嵌合させることで取り付け座面を形成する。
【００９９】
図８（ｃ）に応用例を示す。副走査断面内で偏向器５０１と５０２を２段に重ね、結像光学系６を配置し、その後方に折り返しミラー９１と９２を用いて異なる被走査面８１と８２に走査光束を導いている。偏向器の偏向面から偏向器に近い被走査面８１までの光路長と、偏向器から遠い被走査面８２までの光路長を異ならせたことで、それぞれ1度の光路折り返しで被走査面８１と８２を同一平面上に配置することが可能となっている。
【０１００】
図８（ｃ）では、多段トーリック面として第１及び第２の光学面を有する第２走査レンズを用いて、以下の光学配置を形成している。即ち、第１及び第２の光学面の一方を第１及び第２の偏向器の一方からの光束が通過する仕様であれば、第１及び第２の光学面の他方を第１及び第２の偏向器の一方からの光束が通過しない配置としている。かつ、第１及び第２の光学面の他方を第１及び第２の偏向器の他方からの光束が通過する仕様であれば、第１及び第２の光学面の一方を第１及び第２の偏向器の他方からの光束が通過しない配置としている。
【０１０１】
図９に別の応用例を示す。副走査断面内で偏向器５の左右に第1の光学配置と第２の光学配置の結像光学系を配置した両側走査系である。偏向器５を共通に使用し、左右にそれぞれ結像光学系６を配置し、その後方に折り返しミラー９１と９２を用いて異なる被走査面８１と８２に走査光束を導いている。光路長が同じ結像光学系を使用する場合、偏向器は被走査面８１と８２の中央配置に限定されてしまう。しかし、本実施形態のように光路長が異なる第1の光学配置と第２の光学配の結像光学系を用いることで、偏向器の配置自由度を増すことができる。
【０１０２】
図９の構成で、偏向器５の第１の偏向面に第１の光源からの光束を入射させる第１の入射光学系と、第１の偏向面と異なる第２の偏向面に、第２の光源からの光束を入射させる第２の入射光学系を備えるが、これに限られるものではない。即ち、偏向器５の第１の偏向面に第１の光源からの光束を入射させる第１の入射光学系と、同じ第１の偏向面に、第２の光源からの光束を入射させる第２の入射光学系を備えても良い。この場合、第１及び第２の入射光学系で、同じ第１の偏向面への入射角度を異ならせる配置とすることが考えられる。これについては、後に詳述する。
【０１０３】
次に、本実施形態における走査光学系の諸元を表５、表６に示す。
【０１０４】
【表５Ａ】
2016148758.tif 000026
【０１０５】
【表５Ｂ】
2016148758.tif 000027
【０１０６】
【表５Ｃ】
2016148758.tif 000028
【０１０７】
【表５Ｄ】
2016148758.tif 000029
【０１０８】
【表５Ｅ】
2016148758.tif 000030
【０１０９】
【表６Ａ】
2016148758.tif 000031
【０１１０】
【表６Ｂ】
2016148758.tif 000032
【０１１１】
【表６Ｃ】
2016148758.tif 000033
【０１１２】
【表６Ｄ】
2016148758.tif 000034
【０１１３】
【表６Ｅ】
2016148758.tif 000035
【０１１４】
本実施形態では、第1の光学配置と第２の光学配置で、偏向器５の偏向面５１から第1の走査レンズ６１までの距離は３０ｍｍで共通であり、また偏向面５１から第２の走査レンズ６５、６６までの距離は128.5ｍｍで共通である。一方、偏向面５１から被走査面８までの光路長は２６０ｍｍと２７３ｍｍと違いがある。このため、光学性能を同等とするために、第２の走査レンズ６２と６３の屈折力（パワー）を異ならせる。
【０１１５】
本実施形態における第１の光学配置と第２の光学配置の光学性能として、主走査方向の像面湾曲（ｄＭ）と副走査方向の像面湾曲（ｄＳ）、主走査方向の印字位置誤差（ｄＹ）を、図１０Ａと図１０Ｂに示す。ほぼ光学配置が異なるが、同等の性能となっている。
【０１１６】
なお、前述したように、本実施形態では、第１及び第２の結像光学系が偏向器の異なる偏向面により偏向された光束を第１及び第２の結像光学系によって第１及び第２の被走査面に集光するものであったが、これに限られない。即ち、第１及び第２の結像光学系が偏向器の同一の偏向面により偏向された光束を第１及び第２の結像光学系によって第１及び第２の被走査面に集光するものであっても良い。
【０１１７】
これにより、偏向面の垂線に対して角度を有する斜入射光学系へも適用可能である。即ち、本実施形態では、副走査断面内で偏向器（ポリゴンミラー）に入射する光束が偏向面に対して垂直な数値実施例を示したが、必ずしもこれに限られず、偏向面の垂線に対して角度を有する斜入射光学系としても良い。斜入射光学系では、斜入射角度に応じて結像光学系を最適化する必要があり、異なる斜入射角度に対応したレンズ面形状を第２の走査レンズの副走査方向の異なる位置に作り込んで、実使用に合わせて第２の走査レンズの保持を変えて使用する光学面を設定すれば良い。なお、斜入射光学系については、変形例の欄に詳述する。
【０１１８】
以上、本実施形態では、第１及び第２の光学配置で、偏向面から被走査面までの光路長を異ならせたことに対し、それぞれの光路での光学性能を達成する第２の走査レンズ６５と６６を一体的に構成して配置した。これにより、折り返しミラー（不図示）を用いた光路折り曲げの配置自由度を高める一方で、異なる画像形成装置に対して光学配置が異なる光走査装置を提供することが可能となる。
【０１１９】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１２０】
（変形例１）
本発明は、第１及び第２の光源からの光束を偏向して第１及び第２の被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、第１及び第２の光源からの光束を偏向器に斜入射させる第１及び第２の入射光学系を備える光走査装置に適用できる。図１１、図１２で、入射光学系Ｌ１ａ、Ｌ１ｂは、第１及び第２の光源である光源１ａ、１ｂからの光束を副走査方向に異なる入射角度で偏向器５の同一偏向面に斜入射させる。同様に、入射光学系Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄは、光源１ｃ、１ｄからの光束を副走査方向に異なる入射角度で偏向器５の同一偏向面に斜入射させる。
【０１２１】
偏向器５の偏向面５１で偏向された光束は、それぞれ第１の結像光学素子６１、及び第２の結像光学素子６２／６３と折り返しミラー８１、８２、８３、８４を介し異なる光路にて複数の色光に対応した被走査面に集光される。即ち、被走査面（感光ドラム面）８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに集光される。ここで、複数の色光とはイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色のことである。
【０１２２】
第１の結像光学素子６１においては、第１及び第２の光源からの光束が通過する共通の光学面を有する。また、結像光学素子６２／６３においては、出射面となる互いに屈折力が異なる第１及び第２の光学面（多段トーリック面）が一体的に構成されている。
【０１２３】
なお、図１１、図１２で、Ｘは光軸方向、Ｙは主走査方向、Ｚは副走査方向、Ａは偏向器の偏向面の回転方向、Ｂは集光された光束（スポット）の移動方向である。
【０１２４】
（変形例２）
上述した実施形態では結像光学素子（走査レンズ、結像レンズ）が樹脂製であったが、本発明はこれに限られず、硝子製であっても良い。また、上述した実施形態では偏向器から被走査面に至る光路中に設けられる結像光学素子（走査レンズ、結像レンズ）の個数は２個であったが、１個あるいは３個以上であっても良い。また、上述した実施形態では透過型の結像光学素子（走査レンズ、結像レンズ）であったが、反射型の結像光学素子（走査レンズ、結像レンズ）としても良い。
【０１２５】
（変形例３）
上述した実施形態では、結像光学素子としての第２走査レンズが多段トーリック面を備えるとしたが、第1走査レンズが多段トーリック面を備える、あるいは第1走査レンズおよび第２走査レンズが多段トーリック面を備えるものであっても良い。
【０１２６】
そして、多段トーリック面が形成される面は、入射面または出射面に限られず、多段トーリック面を備えた結像光学素子が少なくとも１つの貼り合わせ面を備える場合、多段トーリック面が形成される面は貼り合わせ面であっても良い。
【０１２７】
（変形例４）
また、上述した実施形態では、結像光学素子としての第２走査レンズにおいて、第２面を多段トーリック面とし、第１面については一体的に設けられた２つの光学面（互いに屈折力が同じ）を有するものであったが、第1面についてはこれに限られない。即ち、副走査方向に配列される２つの結像光学素子の夫々の第1面として１つ（単一）の光学面を共通に用いるものであっても良い。
【符号の説明】
【０１２８】
１・・光源、２・・集光レンズ、３・・シリンダーレンズ、４・・絞り、５・・偏向器（ポリゴンミラー）、６・・結像光学系、６１・・第１の走査レンズ（結像光学素子、結像レンズ）、６２、６３、６５、６６・・第２の走査レンズ（結像光学素子、結像レンズ）
【図１】
2016148758.tif 000036
【図２】
2016148758.tif 000037
【図３Ａ】
2016148758.tif 000038
【図３Ｂ】
2016148758.tif 000039
【図４】
2016148758.tif 000040
【図５】
2016148758.tif 000041
【図６Ａ】
2016148758.tif 000042
【図６Ｂ】
2016148758.tif 000043
【図６Ｃ】
2016148758.tif 000044
【図７】
2016148758.tif 000045
【図８】
2016148758.tif 000046
【図９】
2016148758.tif 000047
【図１０Ａ】
2016148758.tif 000048
【図１０Ｂ】
2016148758.tif 000049
【図１１】
2016148758.tif 000050
【図１２】
2016148758.tif 000051
【図１３】
2016148758.tif 000052