(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光走査用の光束を放射する光源装置と、
上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像として結像させる線像結像レンズと、
上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等角速度的に偏向させる光偏向器と、
上記偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、かつ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラーと、
上記結像ミラーの反射面と少なくとも一枚の平面ミラーの反射面が相対するように対向配置した反射光学系とを有し、
上記結像ミラーの反射面と上記少なくとも一枚の平面ミラーの反射面は、各々光軸に対して偏心しており、上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反射させることにより集束させる光走査装置であって、
上記結像ミラーは、アナモフィックな形状であり、かつ、上記偏向反射面と上記被走査面とが副走査方向において光学的に共役関係にあることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
上記結像ミラーは、主走査平面上で半径Ｒｍをなす曲線を、主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｓで回転させたアナモフィックな形状であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
上記結像ミラーは、主走査平面上で非円弧をなす曲線を主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｓで回転させた非球面形状であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項４】
上記反射光学系は、その反射光が複数の反射鏡の間を通過する構成であり、複数の反射鏡は一体的に構成され、かつ射出光が通過する部分が透明体になっていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項５】
一体的に構成された反射鏡は、防塵ガラスに蒸着を施したものであることを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
【請求項６】
上記反射光学系に入射する光束は、最初に結像ミラーに入射することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項７】
上記反射光学系の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであることを特徴とする請求項６記載の光走査装置。
【請求項８】
光走査用の光束を放射する光源装置と、
上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像として結像させる線像結像レンズと、
上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等角速度的に偏向させる光偏向器と、
上記偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、かつ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラーと、
上記結像ミラーの反射面と少なくとも一枚の平面ミラーの反射面が相対するように対向配置した反射光学系とを有し、
上記結像ミラーの反射面と上記少なくとも一枚の平面ミラーの反射面は、各々光軸に対して偏心しており、上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反射させることにより集束させる光走査装置であって、
上記結像ミラーは、副走査平面上で半径Ｒｓをなす曲線を、副走査平面上での副走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｍで回転させたノーマルトロイダル形状であることを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
上記反射光学系の反射鏡は、一体的に構成されていることを特徴とする請求項８記載の光走査装置。
【請求項１０】
上記反射光学系の反射鏡は、透明体の一部に蒸着を施したものであることを特徴とする請求項８または９記載の光走査装置。
【請求項１１】
光束を結像ミラーでｎ回多重反射させるとき、同期光束を結像ミラーでｎ＋１回以上反射させることを特徴とする請求項１、２または８記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報を乗せた光束を結像ミラーによって走査媒体上に集光させる光走査装置に関するもので、デジタル複写機、レーザプリンタ等の書込光学系、さらには、画像形成装置、計測機、検査装置等に適用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から偏向器によって偏向された光束を、結像ミラーを用いて走査媒体上に集光させるようにした光走査装置が提案されているが、偏向反射面の傾きによる集光位置のずれを補正するいわゆる面倒れ補正を様々な機能で対応している。例えば、特開平１−２００２２１号公報や特開平６−１２３８４４号公報等に記載されているものは、面倒れ補正用の長尺シリンダー素子や（長尺）トロイダルレンズを光学系に配置させることによって、面倒れの補正を行っている。また、特開平４−１９４８１４号公報等に記載されているものは、結像ミラー自体に面倒れの補正機能を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１−２００２２１号公報や特開平６−１２３８４４号公報等に記載されているものは、上述のように、面倒れの補正を行うために、長尺シリンダー素子や（長尺）トロイダルレンズを光学系に配置させているため、コスト高やレイアウトの自由度が減少してしまうという問題がある。
【０００４】
また、特開平４−１９４８１４号公報等に記載されているものは、上述のように、結像ミラー自体に面倒れの補正機能を設けて補正を行っているが、光路の分離をすることが難しく、分離角度を大きくするためには、ハーフミラーを用いなくてはならない。従って、コストが高く、スペースも大きくなってしまう。また、ハーフミラーを用いない場合には、走査線曲がりが大きくなってしまうため、画角を小さくしなければならない。そこで、画角を大きくするために、結像ミラー自体を副走査方向にたわませなければならい。以上のようにコストや加工上において様々な問題がある。
【０００５】
また、特開昭６４−７８２１４号公報記載のものでは、球面から成る凹面鏡と反射鏡とを対向するように配置した反射光学系において、光束を球面から成る凹面鏡と反射鏡との間で多重反射させることによって光走査を行っている。しかしながら、面倒れ補正機能が設けられていないため、ポリゴンミラー等の偏向器の面倒れを補正することができない。つまり、ポリゴンミラー等の偏向器の面倒れから生じるピッチムラを防止することができなという問題がある。
【０００６】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたものであって、面倒れ補正機構を備えた結像ミラーに光束を多重反射させることによって、また、ハーフミラー等を用いることなく、光路を小さい走査線曲がりで分離することができる光走査装置を提供することを目的とする。本発明はまた、同期信号を得るための同期光束の光路を短くすることを可能にし、もって、光走査ユニットのコンパクト化を図ることができる光走査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光走査用の光束を放射する光源装置と、上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像として結像させる線像結像レンズと、上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等角速度的に偏向させる光偏向器と、上記偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、かつ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラーと、上記結像ミラーの反射面と少なくとも一枚の平面ミラーの反射面が相対するように対向配置した反射光学系とを有し、上記結像ミラーの反射面と上記少なくとも一枚の平面ミラーの反射面は、各々光軸に対して偏心しており、上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反射させることにより集束させる光走査装置であって、上記結像ミラーは、アナモフィックな形状であり、かつ、上記偏向反射面と上記被走査面とが副走査方向において光学的に共役関係にあることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記結像ミラーが、主走査平面上で半径Ｒｍをなす曲線を、主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｓで回転させたアナモフィックな形状であることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、上記結像ミラーが、主走査平面上で非円弧をなす曲線を主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｓで回転させた非球面形状であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、上記反射光学系は、その反射光が複数の反射鏡の間を通過する構成であり、複数の反射鏡は一体的に構成され、かつ射出光が通過する部分が透明体になっていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、一体的に構成された反射鏡は、防塵ガラスに蒸着を施したものであることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、上記反射光学系に入射する光束は、最初に結像ミラーに入射することを特徴とする。
請求項７記載の発明は、上記反射光学系の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、光走査用の光束を放射する光源装置と、上記光源装置からの光束を主走査対応方向に長い線像として結像させる線像結像レンズと、上記線像を偏向反射面により反射し、偏向光束として等角速度的に偏向させる光偏向器と、上記偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光させ、かつ、上記光スポットによる光走査を等速化する結像ミラーと、上記結像ミラーの反射面と少なくとも一枚の平面ミラーの反射面が相対するように対向配置した反射光学系とを有し、上記結像ミラーの反射面と上記少なくとも一枚の平面ミラーの反射面は、各々光軸に対して偏心しており、上記反射光学系に入射した光束を上記反射面間で多重反射させることにより集束させる光走査装置であって、上記結像ミラーは、副走査平面上で半径Ｒｓをなす曲線を、副走査平面上での副走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｍで回転させたノーマルトロイダル形状であることを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、反射光学系の反射鏡は、一体的に構成されていることを特徴とする
請求項１０記載の発明は、請求項８記載の発明において、反射光学系の反射鏡は、透明体の一部に蒸着を施したものであることを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、請求項１，２または８記載の発明において、光束を結像ミラーでｎ回多重反射させるとき、同期光束を結像ミラーでｎ＋１回以上反射させることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる光走査装置の実施の形態について説明する。図１において、符号１は、発散光束を出射する光源を示している。この光源１には、レーザダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が使用される。上記光原１から出射した発散光束は、カップリングレンズ２を透過する。上記カップリングレンズ２は、透過光束を集光光束としてもよいし、発散光束としてもよく、あるいは実質的な平行光束としてもよい。
【００１９】
上記カップリングレンズ２を透過した光束は、線像結像素子としてのシリンドリカルレンズ３を透過して副走査方向にのみ集束し、偏向器４の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。上記偏向器４は、入射光束を等角速度的に偏向する。上記偏向器４の偏向反射面により反射された光束は、第１折り返しミラー５によって、結像ミラー（ｆθミラー）７に向かって反射し、結像ミラー７によって集束しつつ、第２折り返しミラー６に向かって出射する。この第２折り返しミラー６へ出射した光束は、第２折り返しミラー６によって、再び結像ミラー７に向かって反射し、結像ミラー７により再び反射されて集束され、上記偏向器４の等角速度的な偏向に伴って、感光体８の被走査面を光スポットとして集光して等速的に光走査する。
【００２０】
従って、図１に示す実施の形態では１つの結像ミラー７しか用いていないが、結像ミラー７で２回反射するため、２つの結像ミラーを用いて収差を補正するものと同じ働きをさせることができる。また、副走査方向について偏向反射面位置と被走査面位置とが幾何光学的に共役な関係となっていて、いわゆる面倒れ補正光学系となっているため、ポリゴンミラー等の偏向器４の面倒れによるピッチムラを補正することができる。
【００２１】
次に、上記結像ミラー７の反射面の形状について説明する。図１２に示すように、結像ミラー７の反射面の形状は、主走査平面上で点Ｏを中心に半径Ｒｍで描かれた曲線Ｘ（Ｈ）を、主走査平面上で、かつ主走査方向に平行な軸αを回転軸として点Ｏ’を中心に半径Ｒｓで回転させたアナモフィックな形状である。従来から、アナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案されているが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大きくなる等の問題があった。しかし、図１、図１２に示すような構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路を分離することができ、さらには、走査線曲がりが小さい光学系を得ることができる。
【００２２】
以下、具体的な実施例を挙げて説明する。図２に示すように、角度θ１は第１折り返しミラー５の傾斜角度を示しており、角度θ２は第２折り返しミラー６の傾斜角度を示している。さらに、角度θ３は結像ミラー７の傾斜角度を示している。上記角度θ１、θ２、θ３は、それぞれ偏向器４による走査平面に直交する線を基準にして時計回りを正としている。また、ｄ１は、上記偏向器４の偏向反射面から第１折り返しミラー５の反射面までの水平方向の距離を示しており、ｄ２は、結像ミラー７の反射面から第１折り返しミラー５の反射面までの水平方向の距離を示している。さらに、ｄ３は、結像ミラー７の反射面から第２折り返しミラー６の反射面までの水平方向の距離を示している。図２では、わかりやすくするために、像高０の光線のみを示している。
【００２３】
（実施例１）
Ｒｍ＝３００    Ｒｓ＝１２８
ｄ１＝４０    ｄ２＝２３．２    ｄ３＝２６．２
θ１＝１８゜    θ２＝１８゜    θ３＝１７．８５゜
【００２４】
図３は、上記実施例１の収差図を示している。図３（ａ）は、偏向器４の回転時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図３（ｂ）に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図３（ｃ）に示す破線は、ｆθ特性を示している。
【００２５】
上記第１、第２折り返しミラー５、６及び上記結像ミラー７の角度θ１、θ２、θ３を種々変えることができ、これによって、レイアウトの自由度を適宜に増すこともできる。
【００２６】
次に、結像ミラー７の形状についての別の例を説明する。図１２において、結像ミラー７の形状を
0003856881.tif 000002
となる曲線Ｘ（Ｈ）を主走査平面上で、かつ主走査方向に平行な軸αを回転軸として点Ｏ’を中心に半径Ｒｓで回転させた非球面形状にすると、より良好に収差を補正することができる。
【００２７】
以下、具体的な実施例を挙げる。
（実施例２）
Ｒｍ＝５１５    Ｒｓ＝１７７．５    Ｋ＝−４．８
ｄ１＝４０    ｄ２＝２３．１    ｄ３＝２６．２
θ１＝１８゜    θ２＝１８゜    θ３＝１９．５７゜
【００２８】
図４は、上記実施例２の収差図を示している。図４は、上記実施例１と同様に、図４（ａ）は、偏向器４の回動時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図４（ｂ）に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図４（ｃ）に示す破線は、ｆθ特性を示している。
【００２９】
上記実施例２においては、円錐定数Ｋのみを使用しているが、非球面係数Ａｉも使用すれば、より良好に収差を補正することができる。
【００３０】
また、レイアウト上から、次に説明する構成にすることも可能である。図５に示すように、偏向器４に入射する光束を副走査方向に入射角度θ４で入射するようにする。そのときの、第１折り返しミラー５の傾斜角度をθ１’、第２折り返しミラー６の傾斜角度をθ２’、結像ミラー７’の傾斜角度をθ３’とする。上記角度θ１’、θ２’、θ３’は、それぞれ時計回りを正としている。また、ｄ１’は、上記偏向器４の偏向反射面から第１折り返しミラー５の反射面までの水平方向の距離を示しており、ｄ２’は、結像ミラー７’の反射面から第１折り返しミラー５の反射面までの水平方向の距離を示している。さらに、ｄ３’は、結像ミラー７’の反射面から第２折り返しミラー６の反射面までの水平方向の距離を示している。
【００３１】
以下、具体的な実施例を挙げる。
（実施例３）
Ｒｍ＝５１５    Ｒｓ＝１８５．５    Ｋ＝−４．８
ｄ１’＝４３．１    ｄ２’＝２４．７    ｄ３’＝２７．１
θ１’＝１２゜    θ２’＝１２゜    θ３’＝１０．７５゜
θ４＝８゜
【００３２】
図６は、上記実施例３の収差図を示している。図６も、上記実施例１、２と同様な収差図であるので説明は省略する。ここで、上記実施例２及び３は、実施例１と比較した場合、ｆθ特性が特に良好になっていることがわかる。
【００３３】
図２、図５において、第１、第２折り返しミラー５、６は、それぞれ独立したものとして説明したが、図７に示すように透明体の平行平板１０に、上記第１、第２折り返しミラー５、６に代えて反射部分５’、６’を設ければ、折り返しミラー５、６を一体的に作ることができ、コストを安くすることができる。上記実施例１ないし３では、θ１＝θ２、θ１’＝θ２’であり、第１、第２折り返しミラー５、６の反射面が同一平面上にあるため、上述のように折り返しミラー５、６を一体的に作ることができる。上記反射部分５’、６’は蒸着等によって平行平板１０に反射膜を形成することによって設けることができる。上記反射部分５’、６’の間は透明で光が通過することができる。
【００３４】
通常、光走査装置は、ほこりなどの侵入を防止するために、図８に示すようにハウジング１１などでほぼ密閉された状態になっている。従って、光走査装置からの射出光は、透明な窓、つまり防塵ガラス１０’を透過して感光体８の被走査面上に至る。従って、上記折り返しミラー５、６に代えた反射部分５’、６’を上記防塵ガラス１０’の所定の位置に蒸着させて作成すれば、コストを削減することができる。
【００３５】
図９に示すように、偏向器４の偏向反射面より反射された光束をまず結像ミラー１２によって折り返し、折り返しミラー１３に向かって反射させ、折り返しミラー１３の反射光を再び結像ミラー１２で折り返しミラー１３に向かって反射させ、折り返しミラー１３の反射光を感光体８に向かわせるようにすれば、光線の分離角度を大きく取ることができ、レイアウトを容易にすることができる。この図には示してないが、図５に示したように、偏向器４に入射する光束を副走査方向に入射角度θ４で入射するようにすることも可能である。また、上記折り返しミラー１３を２枚に分離して構成することも可能である。以下、具体的な実施例を挙げると共に、この実施例の収差図を図１０に示す。ｂ１は、上記偏向器４の偏向反射面から結像ミラー１２の反射面までの水平方向の距離を示しており、ｂ２は、結像ミラー１２の反射面から折り返しミラー１３の反射面までの水平方向の距離を示している。また、角度β１は結像ミラー１２の傾斜角度を示しており、角度β２は折り返しミラー１３の傾斜角度を示している。
【００３６】
（実施例４）
Ｒｍ＝３８０    Ｒｓ＝１３１．３    Ｋ＝−４．４
ｂ１＝５０    ｂ２＝１９．７
β１＝１５゜    β２＝２５．１゜
【００３７】
上記実施例４のように、偏向器４の偏向反射面より反射された光束をまず結像ミラー１２で反射させるようにした場合、図１１に示すように、防塵ガラス１５に蒸着等により所定の位置に反射面として折り返しミラー１６を設ければ、折り返しミラー１６と防塵ガラス１５の二つの機能を兼ねることができ、コストを削減することができる。なお、図１１の例では、折り返しミラー１６は、光束を１回だけ反射し、結像ミラー１２による２回目の反射光束は防塵ガラス１５の無反射面を透過して感光体８に至るようになっていて、図９に示す例のように、折り返しミラー１３が２回反射するものとは異なっているが、光学的には図９の例も図１１の例も実質的な差異はない。
【００３８】
以上説明した実施の形態において、折り返しミラーは平面ミラーである。また、結像ミラーに２度だけ入射させた時の実施例を説明したが、３度以上入射させても可能である。
【００３９】
次に別の実施の形態について説明する。図１３ないし図１４において、光源１から出射した発散光束は、カップリングレンズ２を透過し、シリンドリカルレンズ３を透過して副走査方向のみに集束し、偏向器４の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。上記偏向器４は、入射光束を等角度速度的に偏向する。上記偏向器４の偏向反射面により反射された光束は、結像ミラー７０によって集束しつつ、後述する偏心量（傾斜角度γ１）に応じて第１折り返しミラー５０に向かって反射し、第１折り返しミラー５０によって、再び結像ミラー７０に向かって出射する。この結像ミラー７０に向かって出射した光束は、第２折り返しミラー６０に向かって反射し、第２折り返しミラー６０によって反射され、上記偏向器４の等角速度的な偏向に伴って、感光体８の被走査面を光スポットとして集光して等速的に光走査する。
【００４０】
従って、図１で説明した実施例と同様に、１つの結像ミラー７０しか用いていないが、結像ミラー７０で２回反射するため、２つの結像ミラー７０を用いて収差を補正するものと同じ働きをさせることができる。また、副走査方向について偏向反射面位置と被走査面位置とが幾何光学的に共役な関係となっていて、いわゆる面倒れ補正光学系となっているため、ポリゴンミラー等の偏向器４の面倒れによるピッチムラを補正することができる。
【００４１】
次に、上記結像ミラー７０の反射面の形状について説明する。図１８に示すように、結像ミラー７０の反射面の形状は、副走査平面上で半径Ｒｓをなす曲線を、副走査平面上での副走査方向の軸Ｘを回転軸として点Ｏを中心に半径Ｒｍで回転させたノーマルトロイダル形状である。従来から、アナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案されているが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大きくなる等の問題があった。しかし、図１８に示すような構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路を分離することができ、さらには、走査線曲がりが小さい光学系を得ることができる。
【００４２】
以下、具体的な実施例を挙げて説明する。図１４に示すように、角度γ１は結像ミラー７０の傾斜角度を示しており、角度γ２は第１折り返しミラー５０の傾斜角度を示している。さらに、角度γ３は第２折り返しミラー６０の傾斜角度を示している。上記角度γ１、γ２、γ３は、それぞれ偏向器４による走査平面に直交する線を基準にして時計回りを正としている。また、ｍ１は、上記偏向器４の偏向反射面から結像ミラー７０の反射面までの水平方向の距離を示しており、ｍ２は、第１折り返しミラー５０の反射面から結像ミラー７０の反射面までの水平方向の距離を示している。さらに、ｍ３は、第２折り返しミラー６０の反射面から結像ミラー７０の反射面までの水平方向の距離を示している。図１３では、わかりやすくするために、像高０の光線のみを示している。
【００４３】
（実施例５）
Ｒｍ＝４２０    Ｒｓ＝１４５．５
ｍ１＝６５    ｍ２＝２７．５    ｍ３＝３０．６
γ１＝１５．２４゜    γ２＝２５゜    γ３＝２５゜
【００４４】
図１５は、上記実施例５の収差図を示している。図１５（ａ）は、偏向器４の回転時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図１５（ｂ）に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図１５（ｃ）に示す破線は、ｆθ特性を示している。
【００４５】
上記第１、第２折り返しミラー５０、６０及び上記結像ミラー７０の角度γ１、γ２、γ３を種々変えることができ、これによって、レイアウトの自由度を適宜に増すこともできる。
【００４６】
図１４に示す例は、第１、第２折り返しミラー５０、６０は、それぞれ独立したものとなっていたが、図１６に示すように、上記第１、第２折り返しミラー５０、６０に代えて１枚の第３折り返しミラー９０を設ければ、折り返しミラー５０、６０を一体的に作ることができ、コストを安くすることができる。上記実施例５において、γ２＝γ３であり、反射面が同一平面上にあるため、上述のように折り返しミラー５０、６０を一体的に作ることができる。
【００４７】
通常、光走査装置は、ほこりなどの侵入を防止するために、図１７に示すようにハウジング１１などでほぼ密閉された状態になっている。従って、光走査装置からの射出光は、透明な窓、つまり防塵ガラス１００を透過して感光体８の被走査面上に至る。従って、上記折り返しミラー９０に代えた反射部分９０’を上記防塵ガラス１００の所定の位置に蒸着させて作成すれば、折り返しミラー９０と防塵ガラス１００の二つの機能を兼ねることができ、コストを削減することができる。
【００４８】
次に、本願発明に関連のある参考例について説明する。図１９ないし図２０において、光源１から出射した発散光束は、カップリングレンズ２を透過し、シリンドリカルレンズ３を透過して副走査方向のみに収束し、偏向器４の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。上記偏向器４は、入射光束を等角度速度的に偏向する。上記偏向器４の偏向反射面により反射された光束は、結像ミラー５０’によって集束しつつ、後述する偏心量（傾斜角度ε１）に応じて副走査方向に曲率をもったシリンドリカルミラー６０’に向かって反射し、シリンドリカルミラー６０’によって、再び結像ミラー５０’に向かって出射する。この結像ミラー５０’に向かって出射した光束は、結像ミラー５０’によって、再びシリンドリカルミラー６０’に向かって反射され、シリンドリカルミラー６０’によって反射されて感光体８の被走査面に至る。この反射光は、上記光偏向器４の等角速度的な偏向に伴って、感光体８の被走査面を光スポットとして集光して等速的に光走査する。このように、図１９、図２０に示す参考例は、反射光学系の反射鏡が副走査方向に曲率をもったシリンドリカルミラー６０’である点が、これまでの実施の形態と異なっている。
【００４９】
図１９、図２０に示す例では、図１及び図１３で説明した実施例と同様に、１つの結像ミラー５０’しか用いていないが、結像ミラー５０’で２回反射するため、２つの結像ミラーを用いて収差を補正するものと同じ働きをさせることができる。また、副走査方向について偏向反射面位置と被走査面位置とが幾何光学的に共役な関係となっていて、いわゆる面倒れ補正光学系となっているため、ポリゴンミラー等の偏向器４の面倒れによるピッチムラを補正することができる。
【００５０】
次に、上記結像ミラー５０’の反射面の形状について説明する。結像ミラー５０’の反射面の形状は、上記結像ミラー７の反射面の形状と同様である。従って、結像ミラー５０’の反射面の形状は、図１２に示すように、主走査平面上で点Ｏを中心に半径Ｒｍで描かれた曲線Ｘ（Ｈ）を、主走査平面上で、かつ主走査方向に平行な軸αを回転軸として点Ｏ’を中心に半径Ｒｓで回転させたアナモフィックな形状である。従来から、アナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案されているが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大きくなる等の問題があった。しかし、図１２、図１９に示すような構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路を分離することができ、さらには、走査線曲がりが小さい光学系を得ることができる。
【００５１】
また、上記シリンドリカルミラー６０’は反射鏡として用いており、副走査方向に曲率半径Ｒｃｙをもった形状をしている。このように、反射鏡にシリンドリカルミラー６０’を用いているため、副走査方向の像面湾曲を補正するための設計自由度を増すことが可能である。
【００５２】
図１２に示す上記結像ミラー７と同様に、結像ミラー５０’の形状を
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となる曲線Ｘ（Ｈ）を主走査平面上で、かつ主走査方向に平行な軸αを回転軸として点Ｏ’を中心に半径Ｒｓで回転させた非球面形状にすると、より良好に収差を補正することができる。
【００５３】
以下、具体的な実施例を挙げて説明する。図２０に示すように、角度ε１は結像ミラー５０’の傾斜角度を示しており、角度ε２はシリンドリカルミラー６０’の傾斜角度を示している。上記角度ε１、ε２は、それぞれ偏向器４による走査平面に直交する線を基準にして時計回りを正としている。また、Ｌ１は、上記偏向器４の偏向反射面から結像ミラー５０’の反射面までの水平方向の距離を示しており、Ｌ２は、シリンドリカルミラー６０’の反射面から結像ミラー５０’の反射面までの水平方向の距離を示している。さらに、Ｌ３は、上記偏向器４からの反射光束を反射する結像ミラー５０の反射面から、その結像ミラー５０の反射面からの反射光束を反射するシリンドリカルミラー６０’の反射面までの垂直方向の距離を示している。図２０では、わかりやすくするために、像高０の光線のみを示している。
【００５４】
以下、具体的な実施例を挙げる。
（実施例６）
Ｒｍ＝３８０    Ｒｓ＝１４７．７    Ｋ＝−４．４
Ｌ１＝５０    Ｌ２＝１９．４５    Ｌ３＝１１．６５
ε１＝１５．４６゜    ε２＝２５．１゜    Ｒｃｙ＝１０００
【００５５】
図２１は、上記実施例６の収差図を示している。図２１（ａ）は、偏向器４の回動時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図２１（ｂ）に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図２１（ｃ）に示す破線は、ｆθ特性を示している。
【００５６】
上記実施例６においては、円錐定数Ｋのみを使用しているが、非球面係数Ａｉも使用すれば、より良好に収差を補正することができる。また、シリンドリカルミラー６０’や結像ミラー５０’の角度を種々変えることによって、適宜レイアウトを自由に設定することができる。
【００５７】
次に、上記結像ミラー５０’の形状についての別の例を説明する。図１８に示すように、結像ミラー５０’の反射面の形状は、副走査平面上で半径Ｒｓをなす曲線を、副走査平面上での副走査方向の軸Ｘを回転軸として点Ｏを中心に半径Ｒｍで回転させたノーマルトロイダル形状である。従来から、アナモフィックな結像ミラーを用いた光学系が提案されているが、光路の分離が難しく、走査線曲がりが大きくなる等の問題があった。しかし、図１８、図１９に示すような構成にすれば、ハーフミラー等を用いずに光路を分離することができ、さらには、走査線曲がりが小さい光学系を得ることができる。
【００５８】
以下、具体的な実施例を挙げる。
（実施例７）
Ｒｍ＝４２０    Ｒｓ＝１６１
Ｌ１＝６５    Ｌ２＝２７．６    Ｌ３＝１６．２７
ε１＝１５．２４゜    ε２＝２３．８５゜    Ｒｃｙ＝１０００
【００５９】
図２２は、上記実施例７の収差図を示している。図２２（ａ）は、偏向器４の回動時における動的像面湾曲を示しており、実線は副走査方向、破線は主走査方向を示している。図２２（ｂ）に示す実線は、走査線曲がりを示している。また、図２２（ｃ）に示す破線は、ｆθ特性を示している。
【００６０】
上記実施例７においても、シリンドリカルミラー６０’や結像ミラー５０’の角度を種々変えることによって、適宜レイアウトを自由に設定することができる。この場合も、シリンドリカルミラー６０’は反射鏡として用いており、副走査方向に曲率半径Ｒｃｙをもった形状をしている。反射鏡にシリンドリカルミラー６０’を用いているため、副走査方向の像面湾曲を補正するための設計自由度を増すことが可能である。
【００６１】
次に、本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態について説明する。図２３に示すように、上記偏向器４の偏向反射面により反射された光束は、第１折り返しミラー５、結像ミラー７、第２折り返しミラー６、結像ミラー７の順で反射され、感光体８の被走査面に至る。一方、走査光束の外側の同期光束３１は、第１折り返しミラー５によって、結像ミラー７に向かって反射され、結像ミラー７によって、第２折り返しミラー６に向かって出射する。この第２折り返しミラー６へ出射された同期光束３１は第２折り返しミラー６によって、再び結像ミラー７に向かって反射され、結像ミラー７によって、第３折り返しミラー３３に向かって反射される。この第３折り返しミラー３３に向かって反射された同期光束３１は、結像ミラー７と第１折り返しミラー５との間に配置されている第３折り返しミラー３３によって、再び結像ミラー７に向かって反射され、結像ミラー７によって、同期検知部３２に向かって出射される。このように、走査光束は結像ミラー７によって２回反射されるのに対し、同期光束３１は結像ミラー７によって３回反射されるため、同期光束３１の光路を短くしても同期光束３１を走査光束から充分に離すことができ、ユニットのコンパクト化を図ることができる。結像ミラー７による光束の反射回数は任意であるが、走査光束がｎ回多重反射されるとすれば、同期光束はｎ＋１回以上反射されるものとする。
【００６２】
図２３では、図１で説明した実施例において、同期光束３１を多重反射させた例を示したが、図１３で説明した実施例においても同期光束３１を多重反射させることができる。その例を図２４に示す。図２４において、上記偏向器４の偏向反射面により反射された同期光束３１を、結像ミラー７０によって、第１折り返しミラー５０に向かって反射させ、第１折り返しミラー５０によって、再び結像ミラー７０に向かって出射させる。この結像ミラー７０へ出射された同期光束３１を結像ミラー７０によって、第３折り返しミラー３３に向かって反射させる。この第３折り返しミラー３３へ出射された同期光束３１を第３折り返しミラー３３によって、再び結像ミラー７０に向かって反射させ、結像ミラー７０によって、同期検知部３２に向かって出射させる。上記第３折り返しミラー３３は、同期光束３１のみを結像ミラー７０に向かって反射するミラーである。従って、この実施例においても、同期光束３１を結像ミラー７０で走査光束の反射回数よりも１回多く多重反射させるようになっており、これにより、同期光束３１の光路を短くしても同期光束３１を走査光束から充分に離すことができ、ユニットのコンパクト化を図ることができる。この例の場合も、結像ミラー７０による走査光束の反射回数をｎ回としたとき、、同期光束３１の結像ミラー７０による反射回数はｎ＋１回以上とする。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１または２記載の発明によれば、アナモフィックな結像ミラーに光束を多重反射させるようにしたため、面倒れ補正機能をもたせつつ、ハーフミラー等を用いなくても光路を小さい走査線曲がりで分離させることができる。また、光路長も見かけ上小さくすることができるため、装置全体を小型化にすることができる。
【００６４】
請求項３記載の発明によれば、結像ミラーは、主走査平面上で非円弧をなす曲線を主走査平面上での主走査方向の軸を回転軸として半径Ｒｓで回転させた非球面形状にしたため、像面湾曲や等速性（ｆθ特性）等の収差を良好にすることができる。
【００６５】
請求項４記載の発明によれば、反射光が複数の反射鏡の間を通過する構成の場合、反射鏡は一体的に構成され、かつ射出光が通過する部分が透明体になっているため、コストを低減させることができる。
【００６６】
請求項５記載の発明によれば、一体的に構成された反射鏡は、防塵ガラスに蒸着を施したものであるため、反射鏡と防塵ガラスを兼用することができ、部品点数を低減させ、コストを低減させることができる。
【００６７】
請求項６記載の発明によれば、反射光学系に入射する光束は、最初に結像ミラーに入射するようにしたため、分離角度をより大きくすることができ、レイアウトの自由度を増加することができる。
【００６８】
請求項７記載の発明によれば、反射光学系の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであるため、反射鏡と防塵ガラスを兼用することができ、部品点数を低減させ、コストを低減させることができる。
【００６９】
請求項８記載の発明によれば、ノーマルトロイダル形状の結像ミラーに光束を多重反射させるようにしたため、面倒れ補正機能をもたせつつ、ハーフミラー等を用いなくても光路を小さい走査線曲がりで分離させることができる。また、光路長も見かけ上小さくすることができるため、装置全体を小型化にすることができる。
【００７０】
請求項９記載の発明によれば、反射光学系の反射鏡が、一体的に構成されているため、コストを低減させることができる。
【００７１】
請求項１０記載の発明によれば、反射光学系の反射鏡は、防塵ガラスの一部に蒸着を施したものであるため、反射鏡と防塵ガラスを兼用することができ、部品点数を低減させ、コストを低減させることができる。
【００７３】
請求項１１記載の発明によれば、光束を結像ミラーでｎ回多重反射させるとき、同期光束を結像ミラーでｎ＋１回以上反射させるようにしたため、同期光束の光路を短くしても同期光束を走査光束から充分に離すことができ、ユニットのコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【図２】同上実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図３】本発明にかかる光走査装置の一実施例の収差図である。
【図４】本発明にかかる光走査装置の別の実施例の収差図である。
【図５】本発明にかかる光走査装置の別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図６】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施例の収差図である。
【図７】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図８】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図９】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図１０】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施例の収差図である。
【図１１】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図１２】本発明にかかる光走査装置に用いられる結像ミラーの構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明にかかる光走査装置の別の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【図１４】同上実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図１５】同上の光走査装置の一実施例の収差図である。
【図１６】本発明にかかる光走査装置の別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図１７】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図１８】本発明にかかる光走査装置に用いられる別の結像ミラーの構成を示す斜視図である。
【図１９】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【図２０】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を副走査方向から示す光学配置図である。
【図２１】同上の光走査装置の一実施例の収差図である。
【図２２】同上の光走査装置の別の実施例の収差図である。
【図２３】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【図２４】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施の形態を主走査方向から示す模式図である。
【符号の説明】
１  光源
２  カップリングレンズ
３  シリンドリカルレンズ
４  偏向器
５  第１折り返しミラー
６  第２折り返しミラー
７  結像ミラー
８  感光体
３１  同期光束
３２  同期検知部
３３  第３折り返しミラー
【図１】
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【図２】
0003856881.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003856881.tif 000009
【図７】
0003856881.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0003856881.tif 000025
【図２３】
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【図２４】
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