JP2010281996A - 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏向手段で偏向された光束の偏光方向にズレが発生した場合においても、被走査面上の照度分布（光量分布）をムラが少なく、高品質な画像を形成することのできる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置を得ること。
【解決手段】 光源手段から出射した光束を偏向手段に導光する入射光学系と、偏向手段で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、偏向手段と被走査面との間の光路中に配置された、少なくとも２枚の光路変更素子を有する光路変更手段と、を有し、少なくとも２枚の光路変更素子の中で、反射率が最も低い光路変更素子は画像形成に使用する全ての領域で反射率が７０％以下であり、偏向手段により偏向走査された光束の中で、結像光学系の中心軸を含む光束を軸上光束とするとき、反射率が最も低い光路変更素子には、少なくとも２枚の光路変更素子の中で、軸上光束が最も小さい角度で入射していること。
【選択図】 図１

Description

本発明は走査光学装置及びそ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ー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）等の画像形成装置に好適なものである。

従来よりレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）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は走査光学装置が用いられている。この走査光学装置においては、画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束（光ビーム）を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）よりなる偏向器により周期的に偏向させている。そして偏向された光束を、ｆθ特性を有する結像光学系（結像レンズ系）によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。

また、上記の走査光学装置においては感光ドラム面上を光スポットで走査する前に前記感光ドラム面上における画像形成を開始するタイミングを調整するために、光検出器としての同期検出用センサ−が設けられている。

また、走査光学装置では、印字速度の高速化のため、複数の光束を出射する光源手段が使用されることがある。このとき、各光束の偏光方向が不揃いであると、被走査面に到達するまでに通過、反射する光学素子に対してのＰ偏光、Ｓ偏光の成分の割合（偏光成分比）が各光束間で異なってしまう。この結果、被走査面における光量が各光束間で異なってしまう。この問題点を解決する走査光学装置が従来より種々と提案されている（特許文献１、２参照）。

これら特許文献１、２では、光束が通過、反射する光学素子について、Ｐ偏光反射率とＳ偏光反射率を同一にすることで、偏光成分比が設計値に対して変化した場合にも、被走査面上での光量ムラを小さく抑えている。

また、走査光学装置を用いた撮像装置には、処理速度を高めるため、高感度の感光ドラムを使用する場合がある。このときに、高感度の感光ドラムに対応する形で、レーザダイオード（ＬＤ）から出射するレーザ光のパワーを下げると、レーザダイオードの発光が不安定な駆動電流の領域で使用する恐れがある。この問題点を解決する走査光学装置が従来より種々と提案されている（特許文献３参照）。

特許文献３では、光源手段から被走査面までの光路中に光量低減手段を配置することで、レーザダイオードの駆動電流を安定した領域で使用したまま、被走査面上での光量を落とし、高感度ドラムの使用に対応させている。

特開２００１−３３７２８５号公報 特開２００５−３１５９９７号公報 特開平１０−７８５５６号公報

上記特許文献２の走査光学装置では、被走査面上での光量ムラを抑えるために以下の方法が採られている。つまり、偏向手段と被走査面の間に存在する透過部材のフレネル反射成分と、偏向手段と被走査面の間に存在する反射部材の反射膜特性の両者を加味して、被走査面上での照度分布が任意の像高で均一になるよう設計している。

また、偏向手段の偏向面に入射させる光束を副走査方向に斜めに入射させ（斜入射方式）コンパクト化を図った走査光学装置が知られている。この斜入射方式を用いた走査光学装置では、偏向手段の偏向面から偏向反射された後の光束が副走査方向に角度を持って進む。その結果、偏向手段と被走査面との間に存在する結像レンズ上では、結像レンズの有効部の高さ方向で中心部ではない領域を光束が通過する。

このように結像レンズの有効部の高さ方向で中心部ではない領域を光束が通過する際には、結像レンズ内の残留応力に起因した複屈折の影響を受けるため、中心部領域を通過する場合に比べて、光束の偏光方向が変化する。その結果、結像レンズ以降の光学部材で透過、反射する際のＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合が変化することとなり、結果的に被走査面上での照度分布が、結像レンズの複屈折を考慮していなかった場合に比べて、変化してしまう。

以上のことから、偏向手段と被走査面との間に存在する、透過部材のフレネル反射成分と、反射部材の反射膜特性の両者に加えて、透過部材の複屈折による偏光方向の影響まで考慮した上で、被走査面上での照度分布が均一になるよう設計する必要がある。

本発明は偏向手段で偏向走査された光束の偏光方向にズレが発生した場合においても、被走査面上の照度分布（光量分布）をムラが少なく、高品質な画像を形成することができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。

本発明の走査光学装置は、光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向手段に導光する入射光学系と、前記偏向手段で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、前記偏向手段と前記被走査面との間の光路中に配置された、少なくとも２枚の光路変更素子を有する光路変更手段と、を有する走査光学装置において、前記少なくとも２枚の光路変更素子の中で、反射率が最も低い光路変更素子は画像形成に使用する全ての領域で反射率が７０％以下であり、前記偏向手段により偏向走査された光束の中で、前記結像光学系の中心軸を含む光束を軸上光束とするとき、前記反射率が最も低い光路変更素子には、前記少なくとも２枚の光路変更素子の中で、軸上光束が最も小さい角度で入射していることを特徴としている。

本発明によれば偏向手段で偏向走査された光束の偏光方向にズレが発生した場合においても、被走査面上の照度分布（光量分布）をムラが少なく、高品質な画像を形成することができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。

本発明の実施例１における主走査断面図 本発明の実施例１における副走査断面図 本発明の実施例１における第１の折り返しミラーにおける要部概略図 一般的なＰ，Ｓ偏光反射率特性のグラフ 偏光方向のズレ（回転）を示す説明図 低反射及び高折り返しミラーの反射率特性のグラフ 本発明の実施例１における反射率特性を示すグラフ 本発明の実施例１におけるＰ，Ｓ偏光成分比を示すグラフ 本発明の実施例１における反射率及び像面照度比を示すグラフ 本発明の実施例１における複屈折による偏光方向ずれを示すグラフ 本発明の比較例における反射率特性を示すグラフ 本発明の比較例における反射率及び像面照度比を示すグラフ 本発明の比較例における偏光方向ズレを考慮した後のＰ，Ｓ偏光成分比を示すグラフ 本発明の比較例における偏光方向ズレを考慮した後の像面照度比を示すグラフ 本発明の実施例１における偏光方向ズレを考慮した後のＰ，Ｓ偏光成分比を示すグラフ 本発明の実施例１における偏光方向ズレを考慮した後の像面照度比を示すグラフ 本発明の実施例１における副走査断面図 本発明の実施例２における反射率特性を示すグラフ 本発明の実施例２における反射率及び像面照度比を示すグラフ 本発明の実施例２における偏光方向ズレを考慮した後のＰ，Ｓ偏光成分比を示すグラフ 本発明の実施例２における偏光方向ズレを考慮した後の像面照度比を示すグラフ 本発明を適用できるカラー画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図

本発明の走査光学装置は、光源手段から出射した光束を入射光学系で偏向手段に導光し、偏向手段で偏向走査された光束を結像光学系で被走査面上に結像させている。このとき偏向手段と被走査面との間の光路中に、少なくとも２枚の光路変更素子を有する光路変更手段を配置している。そして少なくとも２枚の光路変更素子の中で、反射率が最も低い光路変更素子は画像形成に使用する全ての領域で反射率が７０％以下となるように設定している。偏向手段により偏向走査された光束の中で、結像光学系の中心軸を含む光束を軸上光束とする。このとき、反射率が最も低い光路変更素子には、少なくとも２枚の光路変更素子の中で、軸上光束が最も小さい角度で入射するように設定している。以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１は本発明の実施例１の走査光学装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。図２は図１の走査光学装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。

尚、以下の説明において、副走査方向（Ｚ方向）とは、偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向（偏向手段の回転軸と平行な方向）を法線とする断面である。主走査方向（Ｙ方向）とは、偏向手段で偏向走査される光束を主走査断面に投射した方向である。副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。

図中、Ｓ１，Ｓ２は各々第１、第２の走査ユニット（以下「ステーション」ともいう。）である。本実施例における第１、第２の走査ユニットＳ１、Ｓ２の構成及び光学的作用はほぼ同一のため、以下、図１においては、第１の走査ユニットＳ１を中心に述べる。そして第２の走査ユニットＳ２の各部材のうち第１の走査ユニットＳ１と同じ部材については括弧を付して示す。

第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）は単一（又は複数）の光束を放射する光源手段(光源）１ａ（１ｂ）、入射光束の集光状態を変化させて出射する第１の光学素子３ａ（３ｂ）を有している。更に副走査方向のみ屈折力を有する第２の光学素子４ａ（４ｂ）、主走査方向の光束幅を制限する開口絞り２ａ（２ｂ）、偏向手段としての光偏向器（偏向器）５を有している。さらに第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）は光偏向器５からの光束を各々対応する被走査面８ａ（８ｂ）にスポットを形成する結像光学系１５ａ（１５ｂ）を有している。

本実施例においては第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２が同一の光偏向器（偏向手段）５を併用している。又、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該光偏向器５の異なった偏向面５ａ、５ｂで偏向走査（反射偏向）した光束を用いている。また、光源手段１ａ（１ｂ）を構成する光源部は光走査用の光束を放射するもので、半導体レーザや発光ダイオード等から成っている。第１の光学素子３ａ（３ｂ）は、光源手段１ａ（１ｂ）からの光束をカップリングして光源手段１ａ（１ｂ）から放射された光束を平行光束もしくは弱い収束性の光束あるいは弱い発散性の光束に変換している（以下、「コリメータレンズ」と記す。）。第２の光学素子は、第１の光学素子３ａ（３ｂ）によりカップリングされた光束を、主走査方向に長い線状として光偏向器５の偏向面５ａ（５ｂ）に集光させる副走査方向のみに屈折させるパワーを持つ（以下、「シリンドリカルレンズ」と記す。）。尚、コリメータレンズ（３ａ，３ｂ）、シリンドリカルレンズ（４ａ，４ｂ）等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。

光偏向器５は、例えば６面より成る回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、その外接円の半径が４０ｍｍのものを用いている。光偏向器５はモータ等の駆動手段（不図示）により、一定速度で回転される。本実施例においては、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２がこの光偏向器５を併用しており、かつ第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該光偏向器５の異なった偏向面５ａ、５ｂで偏向走査した光束を用いている。

結像レンズ系（結像光学系）１５ａ（１５ｂ）は各々２枚の結像光学素子としての結像レンズ（走査レンズ）６ａ，７ａ（６ｂ，７ｂ）より成り、光偏向器５により偏向走査された光束を被走査面８ａ（８ｂ）上にスポット状に結像させている。また結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）は副走査断面内において光偏向器５の偏向面又はその近傍と被走査面８ａ（８ｂ）又はその近傍との間を共役関係にすることにより、偏向面５ａ（５ｂ）の面倒れ補正機能を有している。結像レンズ６ａ，７ａ（６ｂ，７ｂ）は設計自由度の高い非球面形状の面を有するプラスチックレンズで構成されている。

本実施例において、光偏光器５側に位置する結像レンズ６ａ（６ｂ）の形状は、次式の関数で表される。例えば、結像光学系１５ａ（１５ｂ）の光軸Ｌａ（Ｌｂ）をＸ軸とする。光偏光器５側に位置する結像レンズ６ａ（６ｂ）と結像光学系１５ａ（１５ｂ）の光軸Ｌａ（Ｌｂ）に対して走査開始側と走査終了側での主走査断面内において光軸Ｌａ（Ｌｂ）と直交する方向をＹ軸とする。又、副走査断面内で光軸Ｌａ（Ｌｂ）と直交する方向をＺ軸とする。このとき、結像レンズ６ａ（６ｂ）の走査開始側の面形状は、

走査終了側の面形状は、

で表される。但し、Ｒは曲率半径、Ｋ，Ｂ_４，Ｂ_６，Ｂ_８，Ｂ_１０は非球面係数、係数のサフィックスｓは走査開始側、ｅは走査終了側を表している。

また、副走査断面内は、結像レンズ６ａ（６ｂ）の入射面と出射面の両面で曲率を、該結像レンズ６ａ（６ｂ）の有効部内において、連続的に変化させている。被走査面８ａ（８ｂ）側に位置する結像レンズ７ａ（７ｂ）の出射面（Ｒ４面）は、結像レンズ系１５ａ（１５ｂ）を構成するレンズ面の中で、最も屈折力（パワー：焦点距離の逆数）が大きくなるように構成されている。結像レンズ６ａ，７ａ（６ｂ，７ｂ）の副走査断面内の形状は、光軸Ｌａ（Ｌｂ）に対して走査開始側と走査終了側で、光軸をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する方向をＹ軸、副走査断面内で光軸と直交する方向をＺ軸としたとき、以下の連続関数で表せる。

走査開始側の面形状は、

走査終了側の面形状は、

で表される。但し、ｒ’は副走査方向の曲率半径、Ｄ_２，Ｄ_４，Ｄ_６，Ｄ_８，Ｄ_１０は非球面係数を表している。尚、副走査方向の曲率半径とは主走査方向の形状（母線）に直交する断面における曲率半径のことである。

以下、表１、表２に本実施例における光学パラメータを示す。表２において、Ｅ−ｘは１０^−ｘを意味する。

１９ａは第１の走査ユニットＳ１の同期検出手段（以下、「同期検出用光学系」とも記す。）である。同期検出用光学系１９ａは、少なくとも主走査方向に屈折力を有する同期検出用光学素子（以下、「同期検出用レンズ」とも記す。）９ａと、同期検出素子（以下、「同期検出用センサ」「ＢＤセンサー」とも記す。）１０ａを有している。さらに、同期検出用センサ１０ａの前方に配置したスリット（以下、「同期検出用スリット」とも記す。）１１ａを有している。さらに、被走査面８ａ上における有効画像領域外の光束を同期検出用センサ１０ａに導光する光路変更素子（以下、「同期検出用ミラー」とも記す。）１３ａを有している。１２ｂは、回路基板であり、光源手段１ｂと、同期検出用光学系１９ａの同期検出用センサ１０ａとを、その回路基板１２ｂ上に一体的に取り付けている。

本実施例における同期検出用光学系１９ａは、同期検出用センサ１０ａからの信号を用いて第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）の被走査面８ａ（８ｂ）への書き出し（同期検出）タイミングを決定(制御)している。同期検出用光学系１９ａでは、偏向面５ａで偏向走査された同期検出用の光束（以下、「同期検出用光束」と記す。）を同期検出用スリット１１ａ面上に結像させる。そして同期検出用光束は光偏向器５の回転に伴って主走査断面内において同期検出用スリット１１ａ上を走査している。又、副走査断面上では偏向面５ａと同期検出用スリット１１ａとが共役関係となるようにして、偏向面５ａの面倒れ補償系を構成している。同期検出用スリット１１ａは端部がナイフエッジ状になっており、同期検出用センサ１０ａ上に入射する光束のタイミングを計ることで画像の書き出し位置を決定している。また同期検出用光束は主走査方向で同期検出用スリット１１ａ面上に結像しているのに対して、副走査方向には同期検出用スリット１１ａ面上では、結像させていない。これにより、同期検出用センサ１０ａの製造誤差による感度ムラやごみ等の付着物による感度ムラが発生しにくい構成としている。本実施例においては、２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２に対して１つの同期検出用センサ１０ａが存在し、この同期検出用センサによって決定される画像の書き出しタイミングは、走査ユニットＳ１，Ｓ２の双方に用いる。

尚、本実施例では、１つの同期検出用光学系１９ａで、２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２の書き出しタイミングを決定する場合を示したが、これに限らず、２つの同期検出用光学系を用いて、各々２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２の書き出しタイミングを決定しても良い。即ち、走査ユニットＳ１，Ｓ２毎に独立に同期検出用光学系を有する構成としてもよい。これによれば、走査ユニットＳ１，Ｓ２毎に独立に同期検出タイミング（同期信号）を検出することで、２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２間の相対的な誤差まで検出することができ、より高精度な書き出しタイミングの検出及び制御が行える。

また、２つの走査ユニットＳ１，Ｓ２には、光偏向器５に対して同一方向から２つの光源手段１ａ（１ｂ）からの光束が入射するように構成されている。尚、本実施例では２つの光源手段１ａ、１ｂを用いた場合を示したが、これに限らず、３つ以上の光源手段を用いても良い。

また、光源手段１ａ（１ｂ）から出射された光束の主光線Ｌａｐ、Ｌｂｐは結像光学系１５ａ（１５ｂ）の光軸Ｌａ（Ｌｂ）に対して７０°の角度を持って光偏向器５に入射している。尚、光束の主光線とは、開口絞り２ａ（２ｂ）の中心を通過する光束Ｌａｐ（Ｌｂｐ）をいう。

次に本実施例の走査光学装置の動作(光学的作用)について説明する。本実施例において、第１（第２）の走査ユニットＳ１（Ｓ２）において、画像情報に応じて光源手段１ａ（１ｂ）から光変調され出射した光束は、コリメータレンズ３ａ（３ｂ）により平行光束もしくは弱い収束性の光束あるいは弱い発散性の光束に変換される。そして変換された光束は、シリンドリカルレンズ４ａ（４ｂ）に入射する。シリンドリカルレンズ４ａ（４ｂ）に入射した光束のうち、主走査断面内においては開口絞り２ａ（２ｂ）を通りそのままの状態で通過する。

一方、副走査断面内においては開口絞り２ａ（２ｂ）を通り収束して、光偏向器５の偏向面５ａ（５ｂ）に線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして光偏向器５の偏向面５ａ（５ｂ）で偏向走査された光束は結像光学系１５ａ（１５ｂ）により感光ドラム面８ａ（８ｂ）上にスポット状に結像される。そして光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、結像光学系１５ａ（１５ｂ）を介した光束で感光ドラム面８ａ（８ｂ）上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより、記録媒体である感光ドラム８ａ（８ｂ）上に画像記録を行っている。

このとき感光ドラム面８ａ（８ｂ）上を光走査する前に同期検出用光学系１９ａを用いて該感光ドラム面８ａ（８ｂ）上の走査開始位置のタイミングを調整する。そのために光偏向器５の偏向面５ａで偏向走査される光束の一部（同期検出用光束）を同期検出用ミラー１３ａで折り返し、同期検出用レンズ９ａにより同期検出用センサ１０ａに導光している。同期検出用光束は被走査面８ａ（８ｂ）上で結像されたスポットが走査される方向Ｂに対して「上流側」、つまり画像書き始め側における、画像形成用の光束から外れた部分（画像形成領域外）の光束を用いている。

本実施例においては、第１の走査ユニットＳ１の光源手段１ａから出射された光束が、同期検出用ミラー１３ａで反射する。そして、光偏向器５に対して対向側に位置する第２の走査ユニットＳ２側の光源手段１ｂを配置したレーザ基板１２ｂ上に配設された同期検出用センサ１０ａに導光される。本実施例における同期検出用センサ１０ａは、上述した如くレーザ基板１２ｂ上に光源手段１ｂと共に一体的に取り付けられている。これにより、本実施例では、回路基板の部品点数を低減し、制御装置への配線をより少なく、小さな面積で製造出来るようにして、全体の小型化を図っている。同期検出用センサ１０ａとレーザ基板１２ｂの一体取り付けの副次的な、影響として、配線の接続箇所が減り、ノイズの乗りにくい構成となることで、より信頼性を高めることができるメリットも存在する。

次に図２に示した本実施例の走査光学装置の構成を説明する。図２は各走査ユニットＳ１，Ｓ２における光偏向器５の２つの偏向面５ａ，５ｂで偏向反射された２つの軸上光束（軸上光線）が各々に対応する被走査面８ａ，８ｂに到達するまでの副走査断面図を示したものである。

尚、以下の説明において、軸上光束とは、光偏向器５の偏向面５ａ，５ｂにより偏向反射された光束の主光線と、結像光学系１５ａ、１５ｂの光軸Ｌａ、Ｌｂとの為す角度が０度となるときの光束をいう。また軸外光束（軸外光線）とは、光偏向器５の偏向面５ａ、５ｂにより偏向反射された光束の主光線と、結像光学系１５ａ、１５ｂの光軸Ｌａ、Ｌｂとの為す角度が０度となるときの光束をいう。

本実施例では、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、光偏向器５から被走査面８ａ、８ｂに至るまでの光路の中に、光路変更素子としての２枚の折り返しミラー（反射ミラー）１６ａ，１７ａ・１６ｂ，１７ｂを有する光路変更手段を配置している。

尚、以下の説明において、各走査ユニットＳ１，Ｓ２における、光偏向器５の偏向面５ａ、５ｂから被走査面８ａ、８ｂに至る光路に沿った向きで考えて、初めに到達する折り返しミラーを第１の折り返しミラー（第１の光路変更素子）１６ａ、１６ｂとする。また、２回目に到達する折り返しミラーを第２の折り返しミラー（第２の光路変更素子）１７ａ、１７ｂとする。また、折り返しミラー(反射ミラー）を単に「ミラー」とも称す。

本実施例では、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、シリンドリカルレンズ４ａ、４ｂを経て光偏向器５に入射する光束は、副走査断面内において光偏向器５の回転中心軸５ｃに対して垂直な向きで設定されている。その結果、偏向面５ａ、５ｂによって偏向反射された直後の光束と光偏向器５の回転中心軸５ｃとの為す角も９０度となる。また、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、折り返しミラーを２枚配置し、光路を折りたたむ構成とすることで、装置全体の小型化を図っている。

各折り返しミラーに対しての軸上光束の入射角（以下、「軸上入射角」と称する。）は、走査ユニットＳ１における第１の折り返しミラー１６ａへの軸上入射角θ１ａが、
θ１ａ＝７°、
第２の折り返しミラー１７ａへの軸上入射角θ２ａが、
θ２ａ＝４２°
である。

一方、走査ユニットＳ２における第１の折り返しミラー１６ｂへの軸上入射角θ１ｂは、
θ１ｂ＝７°、
第２の折り返しミラー１７ｂへの軸上入射角θ２ｂは、
θ２ｂ＝６２°
である。

このように各走査ユニットＳ１，Ｓ２における第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂの軸上入射角を異ならせることで、光偏向器５の座面から被走査面８ａ、８ｂまでの高さＨ（Ｈ１＋Ｈ２）を低く抑えることができる構成とした。つまり、各走査ユニットＳ１，Ｓ２の第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂへの軸上入射角θ２ａ、θ２ｂを異ならせたことで、高さＨを更に低く抑えた構成としている。

また同時に、第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂで折り返された後の光束の向きを、各走査ユニットＳ１，Ｓ２間で揃えている。第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂで折り返された後の光束の向きが走査ユニットＳ１，Ｓ２間で揃えたことのメリットとしては、次のことがある。例えば本走査光学装置を複数搭載する２色以上のカラー画像形成装置を設計する場合に、各像担持体間を等間隔で配置し、且つ、像担持体の被走査面に入射する角度も各々等しく配置する場合に、配置自由度が大きい点がある。

また本実施例では２枚の折り返しミラー１６ａ、１７ａの中で軸上光束が最も大きい角度で入射する第２の折り返しミラー１７ａの光束進行方向の上流側に配置された２つの結像レンズ６ａ、７ａの中で１つの結像レンズ６ａを以下の如く設定している。つまり、結像レンズ６ａを光偏向器の偏向面で光束が偏向走査により形成される面に対して垂直な方向にシフトさせている。

具体的には各走査ユニットＳ１，Ｓ２において結像光学系１５ａ，１５ｂを構成する２つの結像レンズの中で１つの結像レンズ６ａ，６ｂを入射光束の主光線の高さに対して１．５ｍｍシフト（図２においてＺ軸に対し、−方向（反感光ドラム側））させている。これは、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂで反射された後の光束との干渉を避けるためである。これにより、本実施例では、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂでの軸上入射角を小さくすることが容易となり、高さＨを更に低く抑えた構成としている。

また、本実施例では、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂで反射された後の各々の光束が、光偏向器５の回転軸５ｃ方向であって偏向面５ａ、５ｂの上部の領域（空間内）を通過し、交差するように構成している。その後、各々の光束は、対向する結像レンズ７ａ，７ｂの図面上、上部に位置する第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂに到達する。

また、本実施例では、副走査断面内において、２枚の折り返しミラーの中で被走査面に最も近い第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂによって光路変更された直後の各々の軸上光束と、光偏向器５の回転軸５ｃとが互いに非平行となるように構成している。

本実施例においては、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、光源手段１ａ、１ｂからの光束は偏向面５ａ、５ｂにＰ偏光で入射している。そして第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂ及び第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂには、光束の偏光方向が結像光学系１５ａ、１５ｂの軸上光束のみＳ偏光状態の直線偏光となるように入射している。そして、光偏向器５により、光束が被走査面８ａ、８ｂ上を結像光学系１５ａ、１５ｂの軸上から軸外にかけて順次光走査するにつれ、光束の偏光方向はＳ偏光からずれていき、Ｐ偏光成分の割合が増加する。

図３はこのときの走査ユニットＳ１における第１の折り返しミラー１６ａへの光束の入射状態を示した説明図である。尚、残りの折り返しミラーに関しても同様の考え方ができるため、以下の説明では走査ユニットＳ１における第１の折り返しミラー１６ａのみを示す。同図において、ｘ軸、ｙ軸を含む平面を主走査断面として示している。走査用光束が点Ｏから点Ａに向かってｘ軸（軸上光束と同一方向）と角度α（°）をもって進行しているとする。

図３に示すように、第１の折り返しミラー１６ａへの入射角γ１ａ（°）は、走査画角α（°）により変化し、軸上光束の第１の折り返しミラー１６ａへの入射角をθ１ａ（°）を用いて以下の式で与えられる。

また、軸上光束が第１の折り返しミラー１６ａに対してＳ偏光で入射した場合、軸外光束の偏光方向は、Ｐ偏光強度割合Ｅｐ^２と、Ｓ偏光強度割合Ｅｓ^２を以下の割合で有する。

以上の式（２）、（３）により、軸上から軸外にかけてＰ偏光成分は画角とともに連続的に増加する。一方、Ｓ偏光成分は軸上から軸外にかけて連続的に減少する。本実施例では、被走査面８ａ上での光量ムラ（像面照度ムラ）を補正するために、軸上から軸外にかけて光束の折り返しミラーへの入射角度及び偏光方向によって連続的に変化するように設定している。

この結像光学系１５ａ、１５ｂと防塵ガラス１４ａ、１４ｂにより発生する像面照度ムラを、前述した偏光光束の折り返しミラーへの入射角度及び偏光方向に対する反射率を連続的に変化させて補正している。

ここで、反射率の大小とＳ、Ｐ各偏光成分における反射率を考える。一般的な折り返しミラーを斜入射で使用した場合の、Ｓ、Ｐ各偏光成分における反射率特性を図４に示す。同図から、入射角が０°である垂直入射時においては、Ｓ、Ｐ各偏光成分における反射率は等しいが、入射角の値が大きくなるにつれＳ、Ｐ各偏光成分における反射率差は大きく広がってしまう。

上記のようなＳ、Ｐ各偏光成分における反射率差が大きく広がってしまった折り返しミラーを装置内の折り返しミラーに用いると、結像レンズ等の複屈折の影響、或いはレーザ偏光方向のバラつき等の影響から、所望の反射率特性が得られないことがある。これは即ち、折り返しミラーに入射する光束の偏光方向が変化してしまうことで、折り返しミラー上でのＳ、Ｐ各偏光成分の割合が設計値に対してずれてしまうことに起因する。この課題を以下に記述する。

図５は入射光束の偏光方向のズレが発生してしまっている場合の走査ユニットＳ１における第１の折り返しミラー１６ａへの光束の入射状態を示した図である（残りの折り返しミラーに関しても同様である。）。このとき、入射光束の偏光方向のずれを同図で示したようにβ（°）とおくと、式（２）、（３）で求めた軸外光束のＰ偏光強度Ｅｐ^２と、Ｓ偏光強度Ｅｓ^２は以下の割合に変化する。

ここで、第１の折り返しミラー１６ａに入射する、軸上光束から軸外光束にかけての任意の入射角γ１ａ（°）において、第１の折り返しミラー１６ａでの反射率Ｒｇ（γ１ａ）（％）は以下のように表される。但し、任意の入射角γ１ａ（°）における、Ｓ偏光反射率をＲｓ（γ１ａ）（％）、Ｐ偏光反射率をＲｐ（γ１ａ）（％）とした。

Ｒｇ（γ１ａ）（％）＝Ｅｓ^２・Ｒｓ（γ１ａ）（％）＋Ｅｐ^２・Ｒｐ（γ１ａ）（％）
・・・・・・（６）
式（６）から判るとおり、Ｓ、Ｐ各偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）（％）、Ｒｐ（γ１ａ）（％）が異なる場合では、Ｓ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２が変動してしまうと、Ｓ、Ｐ偏光合計の反射率Ｒｇ（γ１ａ）（％）も変動してしまう。即ち、入射光束の偏光方向にずれが生じた際、Ｓ、Ｐ偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）（％）とＲｐ（γ１ａ）（％）の反射率差が大きければ大きい程、設計上のＳ、Ｐ偏光合計の反射率Ｒｇ（γ１ａ）（％）とのずれも大きくなる。逆に、Ｓ、Ｐ偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）（％）とＲｐ（γ１ａ）（％）の反射率差が小さければ、入射光束の偏光方向にずれが生じた際でも、設計上のＳ、Ｐ偏光合計の反射率Ｒｇ（γ１ａ）（％）とのズレは小さい。

また、反射率の絶対値の大小とＳ、Ｐ各偏光成分における反射率差について、図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。同図は、ミラーの反射率が低い場合（図６（ａ））と高い場合（図６（ｂ））の両者において、同じ軸外の入射角で同じ２０％（ポイント）のＳ、Ｐ各偏光成分における反射率差が生じた場合の反射率特性を示したグラフである。このとき、反射率が低い図６（ａ）側において、軸外光束の入射角８０（°）において、Ｓ、Ｐ偏光成分の反射率Ｒｓ（８０（°））（％）とＲｐ（８０（°））（％）は以下の通りである。

Ｒｓ（８０（°））（％）＝５５（％）
Ｒｐ（８０（°））（％）＝３５（％）
また、反射率が高い図６（ｂ）側において、軸外光束の入射角８０（°）において、Ｓ、Ｐ偏光成分の反射率Ｒｓ（８０（°））（％）とＲｐ（８０（°））（％）は以下の通りである。

Ｒｓ（８０（°））（％）＝９５（％）
Ｒｐ（８０（°））（％）＝７５（％）
ここで、前述のＳ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２が変動してしまう場合を考える。Ｓ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２が最も大きく変動してしまう場合を考えると、
（Ｅｓ^２＝０、Ｅｐ^２＝１） 〜 （Ｅｓ^２＝１、Ｅｐ^２＝０）
に変動した場合、或いは、
（Ｅｓ^２＝１、Ｅｐ^２＝０） 〜 （Ｅｓ^２＝０、Ｅｐ^２＝１）
に変動した場合が最も大きく変動する。このときの、設計上のＳ、Ｐ偏光合計の反射率Ｒｇ（８０）（％）とのズレは、Ｓ、Ｐ偏光成分の反射率Ｒｓ（８０（°））（％）とＲｐ（８０（°））（％）の反射率差の値と同値となる。

このように、Ｓ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２が最も大きく変動してしまう場合での、反射率が低い場合（図６（ａ））と反射率が高い場合（図６（ｂ））を比較する。このとき、変動前と変動後の反射率の変化の比率は、反射率の低い場合で、１．５７倍（＝５５％／３５％）、反射率の高い場合で、１．２７倍（＝９５％／７５％）となる。よって、同じ２０％のＳ，Ｐ偏光反射率差であっても、反射率が低い方が、変動後の影響をより受けやすいことが判る。しかしながらまた、一方では、高感度ドラムを用いた際でも、レーザダイオード（ＬＤ）の駆動電流を十分大きく、常にＬＤ発光領域で動作させるためには、反射率の低いミラー（折り返しミラー）を光路中に使用することが有用である。

以上の考察から、同じＳ，Ｐ偏光反射率差であっても偏光方向のずれに対してＳ，Ｐ合計の反射率の影響を受けやすい反射率の低いミラーは元からＳ，Ｐ偏光反射率差の小さい入射角が小さい配置場所に配置することで偏光方向のずれに対しても影響が抑えられる。

本実施例においては、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、軸上反射率が５５％程度の反射率の低いミラー１６ａ，１６ｂを軸上入射角が７°と入射角が小さい配置箇所に配置している。また、軸上反射率が８０％程度の反射率の高いミラー１７ａ，１７ｂをそれぞれ軸上入射角が４２°及び６２°と入射角が大きい配置箇所に配置している。これにより、本実施例では、上記効果を得るようにしている。

また、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、反射率の低いミラー１６ａ，１６ｂを２枚のミラー１６ａ，１７ａ・１６ｂ，１７ｂの中で画像形成領域に相当する任意の入射角に対してのＳ偏光反射率とＰ偏光反射率の変化が最も大きくなるように設定している。また、本実施例では、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、２枚のミラー１６ａ，１７ａ・１６ｂ，１７ｂは、画像形成領域に相当する入射角の中での任意の入射角において、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率の差分が１０％以下となるように設定している。

ここで本実施例の各走査ユニットＳ１，Ｓ２における第１、第２の折り返しミラー１６ａ，１７ａ・１６ｂ，１７ｂの反射率を、図７（ａ）、（ｂ）を用いながら説明する。図７（ａ）、（ｂ）は各々本発明の実施例１における反射率特性を示すグラフである。同図（ａ）は各走査ユニットＳ１、Ｓ２の第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂの反射率特性を示すグラフ、同図（ｂ）は各走査ユニットＳ１、Ｓ２の第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂの反射率特性を示すグラフである。

第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは共通の膜特性を持っている。第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは、共に、軸上光束におけるＳ偏光反射率が５５％とし、Ｐ偏光反射率も５５％と設定した。又、軸外光束におけるＳ偏光反射率が５７％とし、Ｐ偏光反射率が５３％と設定した。このとき、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より４％低くなるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂの反射膜を最適化している。一方、第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂについては、両者で非同一の膜特性を設定した。

走査ユニットＳ１の第２の折り返しミラー１７ａは、軸上光束におけるＳ偏光反射率が８３％とし、Ｐ偏光反射率は７３％と設定した。又、軸外光束におけるＳ偏光反射率が８２％とし、Ｐ偏光反射率は７４％と設定した。このとき、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より１％低くなるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ａの反射膜を最適化している。

走査ユニットＳ２の第２の折り返しミラー１７ｂは、軸上光束におけるＳ偏光反射率が８３％とし、Ｐ偏光反射率は７４％と設定した。又、軸外光束におけるＳ偏光反射率が８３％とし、Ｐ偏光反射率が７３％と設定した。このとき、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より１％低くなるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ｂの反射膜を最適化している。

このとき、設計上のＳ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２を図８（ａ）、（ｂ）に示す。同図（ａ）は走査ユニットＳ１側のＳ、Ｐ各偏光成分比を示すグラフ、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側のＳ、Ｐ各偏光成分比を示すグラフである。同図（ａ）、（ｂ）に示される通り、設計値としては、各走査ユニットＳ１，Ｓ２で共通の第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂでは、軸上光束入射角７°に対応する像高０ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝１、Ｅｐ^２＝０
となる。一方、軸外光束入射角３３°に対応する像高１５６ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝０．０６、Ｅｐ^２＝０．９４
となる。

また、走査ユニットＳ１での第２の折り返しミラー１７ａでは、軸上光束入射角４２°に対応する像高０ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝１、Ｅｐ^２＝０
となる。一方、軸外光束入射角４９°に対応する像高１５６ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝０．７９、Ｅｐ^２＝０．２１
となる。

また、走査ユニットＳ２での第２の折り返しミラー１７ｂでは、軸上光束入射角６２°に対応する像高０ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝１、Ｅｐ^２＝０
となる。一方、軸外光束入射角６６°に対応する像高１５６ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝０．９４、Ｅｐ^２＝０．０６
となる。

図９（ａ）、（ｂ）は各々本発明の実施例１における反射率及び被走査面上の像面照度比（像面照度ムラ）を示したグラフである。同図（ａ）は走査ユニットＳ１側、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側の反射率及び像面照度比を示したグラフである。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、結像光学系１５ａ，１５ｂ及び防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）の影響により、軸外（画像端部）での光量が、軸上（画像中央）の光量より６％増加した（ミラーによる補正前）。さらに、ミラーによる補正分を加えると、上記６％程度の像面照度ムラは、走査ユニットＳ１、Ｓ２共に、１％程度まで改善されている（ミラーによる補正後）。

更にこれ以降では、本実施例において、設計値に対して偏光方向のズレが発生した場合でのＳ，Ｐ合計の反射率に対しての影響を確認していく。具体的には、各走査ユニットＳ１，Ｓ２における結像レンズ６ａ、６ｂの複屈折による偏光方向のズレの影響を確認する。

図１０は、結像レンズ６ａ、６ｂの複屈折の影響による偏光方向のズレを実測により求めたグラフである。偏光方向のズレの実測方法としては、結像レンズから出射された光束に対して偏向板を設置し、それを回転させながら、偏光板の通過後の光量を測定し、最大光量・最小光量となる偏光板の回転角を読み取ることで、偏光方向ずれを推定した。尚、測定方法は、これに限らず、偏向板ではなく、グラントムソンプリズム等の方解石製偏光素子等を用いた手法でも良い。

図１０で測定された偏光方向のずれ量を用いて、Ｓ，Ｐ合計の反射率に対しての影響を確認していくが、これより先、本実施例との比較のため、比較例を導入する。以下、比較例について述べる。
（実施例１に対しての比較例）
比較例では、実施例１とは反対に、軸上反射率が５５％程度の反射率の低いミラーを軸上入射角が４２°及び６２°と入射角が大きい配置箇所に配置し、軸上反射率が９０％程度の反射率の高いミラーを軸上入射角が７°と入射角が小さい配置箇所に配置した。

本比較例の第１、第２の折り返しミラーの反射率を、図１１（ａ）、（ｂ）を用いながら説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は各々本比較例における反射率特性を示すグラフである。同図（ａ）は各走査ユニットＳ１、Ｓ２の第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂの反射率特性を示すグラフ、同図（ｂ）は各走査ユニットＳ１、Ｓ２の第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂの反射率特性を示すグラフである。尚、実施例１に対しては、第１、第２の折り返しミラーの膜特性し変えていないため、符号等の表記はそのままとしている。

本比較例の各走査ユニットＳ１、Ｓ２における第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは共通の膜特性を持っている。第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは、共に、軸上光束におけるＳ偏光反射率が９０％とし、Ｐ偏光反射率も９０％と設定した。又、軸外光束におけるＳ偏光反射率が９０％とし、Ｐ偏光反射率が８５％と設定した。このとき、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より５％低くなるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂの反射膜を最適化している。

一方、本比較例の各走査ユニットＳ１、Ｓ２における第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂについては、両者で非同一の膜特性を設定した。走査ユニットＳ１の第２の折り返しミラー１７ａは、軸上光束におけるＳ偏光反射率が５３％とし、Ｐ偏光反射率は３９％と設定した。又、軸外光束におけるＳ偏光反射率が５６％とし、Ｐ偏光反射率は３７％と設定した。このとき、軸外光束の反射率と軸上光束の反射率は等しくなるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ａの反射膜を最適化している。

走査ユニットＳ２の第２の折り返しミラー１７ｂは、軸上光束におけるＳ偏光反射率が５１％とし、Ｐ偏光反射率は１３％と設定した。又、軸外光束におけるＳ偏光反射率が５４％とし、Ｐ偏光反射率は１０％と設定した。このとき、軸外光束の反射率と軸上光束の反射率は等しくなるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ｂの反射膜を最適化している。このとき、本比較例における、設計上のＳ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２は前記図８（ａ）、（ｂ）と同じとなる。

同図に示される通り、設計値としては、各走査ユニットＳ１、Ｓ２で共通の第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂでは、軸上光束入射角７°に対応する像高０ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝１、Ｅｐ^２＝０
となる。一方、軸外光束の入射角３３°に対応する像高１５６ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝０．０６、Ｅｐ^２＝０．９４
となる。

また、走査ユニットＳ１での第２の折り返しミラー１７ａでは、軸上光束の入射角４２°に対応する像高０ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝１、Ｅｐ^２＝０
となる。一方、軸外光束の入射角４９°に対応する像高１５６ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝０．７９、Ｅｐ^２＝０．２１
となる。

また、走査ユニットＳ２での第２の折り返しミラー１７ｂでは、軸上光束の入射角６２°に対応する像高０ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝１、Ｅｐ^２＝０
となる。一方、軸外光束入射角６６°に対応する像高１５６ｍｍでの偏光成分比は、
Ｅｓ^２＝０．９４、Ｅｐ^２＝０．０６
となる。

図１２（ａ）、（ｂ）は、各々本比較例における反射率及び被走査面上の像面照度比（像面照度ムラ）を示したグラフである。同図（ａ）は走査ユニットＳ１側、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側の反射率及び像面照度比を示したグラフである。上記設定により、結像光学系１５ａ，１５ｂ及び防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）で発生していた６％程度の像面照度ムラは、各走査ユニットＳ１、Ｓ２共に、本比較例におけるミラーを導入することで２％程度まで改善されている（補正後）。

ここで、この比較例において、図１０で示された偏光方向のズレ量が発生した時の、Ｓ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２は、式（４）、（５）を元に、図１３（ａ）、（ｂ）のように求められる。図１３（ａ）、（ｂ）は各々本比較例における偏光方向のズレを考慮した後のＳ、Ｐ各偏光成分比を示すグラフである。同図（ａ）は走査ユニットＳ１側、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側を示している。

さらに、図１４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１３（ａ）、（ｂ）として求められたＳ，Ｐの偏光成分比と、式（６）を元に求めた、本比較例における被走査面上の像面照度比（像面照度ムラ）を示したグラフである。なお、図１４（ａ）、（ｂ）のグラフにおいて、同図（ａ）は走査ユニットＳ１側、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側を示している。

この結果から、軸上光束となる像高０ｍｍでの像面照度を正規化したとき最も光量ムラが大きくなるのは走査ユニットＳ１では像高＋１１７ｍｍ付近で１１％の光量落ちが発生してしまっている。また、走査ユニットＳ２でも像高＋１１７ｍｍ付近で１７％の光量落ちが発生してしまっている。
（実施例１における像面照度ムラ）
ここで、もう一方の実施例１において、偏光方向のズレが発生した場合の像面照度ムラを考える。比較条件を同一にするため、与えた偏光方向のズレは比較例で与えたものと同一とする。

この実施例１において、図１０で示された偏光方向のズレ量が発生した時の、Ｓ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２は、式（４）、（５）を元に、図１５（ａ）、（ｂ）のように求められる。図１５（ａ）、（ｂ）は各々本発明の実施例１における偏光方向のズレを考慮した後のＳ、Ｐ各偏光成分比を示すグラフである。同図（ａ）は走査ユニットＳ１側、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側を示している。

さらに、図１６（ａ）、（ｂ）は、各々図１５（ａ）、（ｂ）として求められたＳ，Ｐの偏光成分比と、式（６）を元に求めた、本比較例における被走査面上の像面照度比（像面照度ムラ）を示したグラフである。なお、図１６（ａ）、（ｂ）のグラフにおいて、同図（ａ）は走査ユニットＳ１側、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側を示している。

この結果から、軸上光束となる像高０ｍｍでの像面照度を正規化したとき、最も光量ムラが大きくなるのは、走査ユニットＳ１では像高＋１１７ｍｍ付近で４％の光量落ちとなり、走査ユニットＳ２でも像高＋１１７ｍｍ付近で３％の光量落ちで抑えられている。よって、本実施例では、前述した比較例に比べて像面照度ムラが小さく抑えられていることが判る。

このように本実施例では少なくとも２枚の折り返しミラーを有する走査ユニットにおいて、反射率が最も低いミラーを、軸上入射角が最も小さな場所に配置することにより、複屈折等に起因する偏光方向のズレに対して像面照度ムラを小さく抑えることができる。

また、本発明者は、本実施例と比較例との対比から、反射率が最も低いミラーは画像形成に使用する全ての領域で反射率が７０％以下である場合に、本効果を用いることができることを見出した。また、本発明者は、本実施例と比較例との対比から、軸上光束の入射角が最も小さい光路変更素子における、該入射角は１５度以下である場合に、本効果を用いることができることを見出した。以後、本実施例では便宜的に、Ｓ偏光の軸上反射率が７０％以下のミラーを「低折り返しミラー」とも称する。

本実施例においては、各走査ユニットＳ１，Ｓ２において、結像光学系１５ａ，１５ｂ及び防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）成分しか考慮していない。しかしながら、実際には光偏向器５における偏向面５ａ，５ｂへの入射角度特性や、回折光学素子の回折効率の差により発生する像面照度ムラ、結像光学系１５ａ，１５ｂの内部吸収による像面照度ムラがある。更に、オーバーフィルド光学系（ＯＦＳ）を用いた際に発生する像面照度ムラ等があり、これらも補正できる。尚、本発明に適用されるオーバーフィルド光学系とは、偏向面５ａ，５ｂに入射する光束の主走査方向の幅が、偏向面５ａ，５ｂの主走査方向の幅より大きい状態で入射する光学系を指し示す。

本実施例では、被走査面上での像面照度比は、軸上の像面照度を基準として、有効走査領域内で±５％以内とするのが好ましい。また、本実施例では、光路中に折り返しミラーを２枚配置したが、３枚以上配置しても良く、また、光路中にシリンドリカルミラーのような屈折力を有する反射光学素子（曲面ミラー）を用いても良い。

以上のように、本実施例では、上述した如く折り返しミラーの反射率を入射角度及び偏光方向によって連続的に変化させている。これにより、本実施例では、被走査面上での像面照度ムラを補正し、複数の走査ユニット間での像面照度ムラの差もより小さくすることができるため、高精細な画像が得られ、且つコンパクトな走査光学装置を達成している。

尚、本実施例においては、図９（ａ）、（ｂ）に示す如く、被走査面上での像面照度比は、軸上の像面照度に対して、有効走査領域内で±５％以内に補償している。また、本実施例においては、図１６（ａ）、（ｂ）に示す如く、偏光方向のズレが生じている場合においても、被走査面上での像面照度比は、軸上の像面照度に対して、有効走査領域内で±５％以内に補償している。

本実施例において、２色の画像が形成される画像形成装置に用いる場合には、走査光学装置を１つだけ用いれば良く、４色の画像が形成されるカラー画像形成装置を用いる場合には、後述するように走査光学装置を２つ用いて画像を形成すれば良い。

［カラー画像形成装置］
図１７は本発明のカラー画像形成装置の要部概略図であり、図１に示す走査光学装置を複数有している。同図では走査光学装置を２組並列にして配置し、２つの光偏向器５Ｌ、５Ｒにより被走査面上に合計４本の走査線を描画している。同図においては、各走査ユニットＳ１〜Ｓ４において、光偏向器５で偏向走査されて第１の結像レンズ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを通過した後の４つの光束を、各々対応する折り返しミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに対し、軸上入射角を７度で入射させている。そして折り返しミラー１６ａ，１６ｃで反射された光束は、各々対応する結像レンズ７ａ，７ｃを介し、対応する折り返しミラー１７ａ，１７ｃに対し、軸上入射角を４２度で入射させている。一方、折り返しミラー１６ｂ，１６ｄで反射された光束は、各々対応する結像レンズ７ｂ，７ｄを介し、対応する折り返しミラー１７ｂ，１７ｄに対し、軸上入射角を６２度で入射させている。その後、折り返しミラー１７ａ，１７ｃ，１７ｂ，１７ｄで反射された光束は、対応する感光ドラム８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ面上に導光される。

なお、本実施例では、図１に示すように第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２のシリンドリカルレンズ４ａ，４ｂを各々独立に設けたが、これに限らず、例えばプラスチックモールド等で一体的に成形しても良い。また、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２においてはコリメータレンズ３ａ，３ｂとシリンドリカルレンズ４ａ，４ｂ等を用いずに、光源手段１ａ，１ｂからの光束を直接、開口絞り２ａ，２ｂを介して光偏向器５に導光しても良い。

また、本実施例では、結像光学系１５ａ、１５ｂを２枚のレンズより構成したが、１枚或いは３枚以上のレンズより構成しても良い。また、本実施例では、光偏向器５（ポリゴンミラー）の偏向面数が６面の場合について説明したが、これに限らず、偏向面数が３面以上の場合（例えば４面、５面、７面等）であっても同様の効果を得ることができる。

また、本実施例では、偏向手段５として回転多面鏡を用いたが、偏向面５ａが軸５ｃを回動軸として往復運動することにより、光束を被走査面８ａ，８ｂへ向け偏向走査（偏向走査）する、両面に鏡面部を有した往復型（振動型）の偏向素子を用いても良い。さらに、本実施例では、２つの入射光束を同一の方向から隣接していない偏向面５ａ、５ｂに対して入射させたが、これに限らず、入射方向が異なる場合や隣接する偏向面に対して入射させる場合であっても同様の効果を得ることができる。

また、本実施例では、光偏向器５を時計回りで回転させているが、これに限らず、反時計回りでも同様の効果を得ることができる。但し、その際もＢＤ光束は被走査面８ａ，８ｂ上で結像されたスポットが走査される方向Ｂに対して「上流側」、即ち画像書き始め側における、画像形成用の光束から外れた部分をＢＤ光束として用いるのが良い。また、本実施例では、単一の光偏向器５における複数の偏向面５ａ、５ｂを用いて、単一の光偏向器から、２つの被走査面へ光束を偏向走査させた。しかし、これに限らず、単一の光偏向器５における単一の偏向面を用いて、１つの被走査面へ光束を偏向走査させた走査光学装置においても、同様の効果を得ることができる。

また、本実施例の入射光学系の光軸は、光偏向器５の回転軸に対して垂直な向きで入射されているが、これに限らず、非垂直な向きで入射させた形態で設定しても、同様の効果を得ることができる。

また、本実施例では、第１の折り返しミラーに入射する軸上光束の偏光方向が、Ｓ偏光となるよう、光束の振動方向を設定した。しかし、これに限らず、第１の折り返しミラーに入射する軸上光束の偏光方向が、Ｐ偏光となるよう、光束の振動方向を設定しても、同様の効果を得ることができる。

また、本実施例では、光源手段を単一の発光部(発光点）より構成したが、これに限らず、複数の発光部を有するマルチビーム半導体レーザ（マルチビーム光源）より構成しても、同様の効果を得ることができる。マルチビーム光源を用いることの利点の１つには、騒音や振動の原因となる光偏向器を高速化することなく、印字の高速、高精細化に対応できることが挙げられる。

以上のように本実施例によれば、上述した如く、装置全体の小型化に有利で、反射率の低い折り返しミラーを使用した上で偏光方向にズレが生じた場合においても、被走査面上の照度分布（光量分布）をムラが少なく、高品質な画像を形成することができる。

次に本発明の実施例２について説明する。尚、実施例２の走査光学装置の主走査断面は図１に示した実施例１における主走査断面図と同じである。また、副走査断面も図２に示した実施例１における副走査断面図と同じである。

本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、走査ユニットＳ１における第２の折り返しミラー１７ａと走査ユニットＳ２における第２の折り返しミラー１７ｂとに共通の薄膜特性を持たせている点である。その他の構成及び光学特性に関する数値は実施例１と同一であり、これにより実施例１と同様な効果を得ている。

図１８（ａ）、（ｂ）は各々本発明の実施例２における反射率特性を示すグラフである。同図（ａ）は各走査ユニットＳ１、Ｓ２の第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂの反射率特性を示すグラフ、同図（ｂ）は各走査ユニットＳ１、Ｓ２の第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂの反射率特性を示すグラフである。

本実施例の各走査ユニットＳ１、Ｓ２の第１の折り返しミラー１６ａ，１６ｂは、前述した実施例１の第１の折り返しミラーと同一であり、光学的機能等は実施例１と同様である。一方、本実施例の各走査ユニットＳ１、Ｓ２の第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂは、実施例１とは異なり、両者で同一の膜特性を設定した。走査ユニットＳ１の第２の折り返しミラー１７ａは、軸上光束におけるＳ偏光反射率が８３％とし、Ｐ偏光反射率は７４％と設定した。又、軸外光束におけるＳ偏光反射率が８３％とし、Ｐ偏光反射率は７３％と設定した。このとき、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より１％低くなるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ａの反射膜を最適化している。走査ユニットＳ２の第２の折り返しミラー１７ｂは、軸上光束におけるＳ偏光反射率が８２％とし、Ｐ偏光反射率は７３％と設定した。又、軸外光束におけるＳ偏光反射率が８２％とし、Ｐ偏光反射率は７４％と設定した。このとき、軸外光束の反射率が軸上光束の反射率より１％低くなるように、入射光束の角度及び偏光方向を考慮し、第２の折り返しミラー１７ｂの反射膜を最適化している。このとき、本実施例における、設計上のＳ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２は、実施例１と同じであるため、図８（ａ）、（ｂ）と同じとなる。

図１９（ａ）、（ｂ）は各々本発明の実施例２における反射率及び像面照度比（像面照度ムラ）を示したグラフである。同図（ａ）は走査ユニットＳ１側、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側の反射率及び像面照度比を示したグラフである。

上記設定により、結像光学系１５ａ，１５ｂ及び防塵ガラス１４ａ，１４ｂの表面反射（フレネル反射）で発生していた６％程度の像面照度ムラは、走査ユニットＳ１、Ｓ２共に、本実施例におけるミラーを導入することで１％程度まで改善されている（補正後）。

この実施例２において、図１０で示された偏光方向のズレ量が発生した時の、Ｓ、Ｐ各偏光成分の割合Ｅｓ^２、Ｅｐ^２は、式（４）、（５）を元に、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように求められる。なお、図２０（ａ）、（ｂ）は各々本発明の実施例２における偏光方向のズレを考慮した後のＳ、Ｐ各偏光成分比を示すグラフである。同図（ａ）は走査ユニットＳ１側、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側を示している。

さらに、図２１（ａ）、（ｂ）は各々図２０（ａ）、（ｂ）として求められたＳ，Ｐの偏光成分比と、式（６）を元に求めた、本発明の実施例２における偏光方向のズレを考慮した後の被走査面上の像面照度比（像面照度ムラ）を示したグラフである。なお、図２１（ａ）、（ｂ）のグラフにおいて、同図（ａ）は走査ユニットＳ１側、同図（ｂ）は走査ユニットＳ２側を示している。

この結果から、軸上光束となる像高０ｍｍでの像面照度を正規化したとき、最も光量ムラが大きくなるのは、走査ユニットＳ１では像高＋１１７ｍｍ付近で５％の光量落ちとなり、走査ユニットＳ２でも像高＋１１７ｍｍ付近で３％の光量落ちで抑えられている。よって、本実施例では、前述した比較例に比べて像面照度ムラが小さく抑えられていることが判る。

このように本実施例では少なくとも２枚の折り返しミラーを有する走査ユニットにおいて、反射率が最も低いミラーを、軸上入射角が最も小さな場所に配置することにより、複屈折等に起因する偏光方向のズレに対して像面照度ムラを小さく抑えることができる。

また、本実施例の特有の利点として、各走査ユニットＳ１、Ｓ２の第２の折り返しミラー１７ａ、１７ｂにおける、２つの薄膜特性を共に満たす反射膜を、該第２の折り返しミラー１７ａ，１７ｂで共通に利用することによって、ミラー製作を容易にしている。

［カラー画像形成装置］
図２２は本発明の実施例１、２のいずれか１つの走査光学装置を用いたカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、走査光学装置を２個並べ各々並行して像担持体である感光体ドラム面上に画像情報（静電潜像）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。同図において、７０はカラー画像形成装置、２１，２３は各々実施例１、２に示した何れかの構成を有する走査光学装置である。５１，５２，５３，５４は各々像担持体としての感光体ドラムである。３１，３２，３３，３４は各々現像器（現像手段）、６１は搬送ベルトである。尚、同図においては現像器で現像されたトナー像を被転写材、転写手段（転写器）で転写し、転写したトナー像を被転写材に定着させる定着器（定着手段）（不図示）とを有している。同図において、カラー画像形成装置７０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器６２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号（コードデータ）が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ６３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データに変換されて、それぞれ走査光学装置２１，２３に入力される。そして、これらの走査光学装置２１、２３からは、各画像データに応じて変調された光束４１，４２，４３，４４が出射される。これらの光束４１、４２、４３、４４によって感光体ドラム５１，５２，５３，５４の感光体ドラム面が主走査方向に走査される。

本実施例を適用できるカラー画像形成装置は走査光学装置２１，２３を２個並べている。そして、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、各々並行して感光体ドラム５１，５２，５３，５４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。本実施例においては、図１７に示した走査ユニットＳ３，Ｓ４，Ｓ１，Ｓ２の順に、各々、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ（ブラック）の色画像が対応している。

本実施例を適用できるカラー画像形成装置は上述の如く２つの走査光学装置２１，２３により各々の画像データに基づいた光束を用いて各色の潜像を各々対応する感光体ドラム５１，５２，５３，５４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。外部機器６２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よい。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７０とで、カラーデジタル複写機が構成される。尚、本発明ではカラー画像形成装置に実施例１、２の何れかにおける走査光学装置を適用したが、もちろんモノクロ用の画像形成装置に適用しても良い。

本発明で使用されるカラー画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において本発明の実施例１〜２の構成はより効果を発揮する。

１ａ,１ｂ 光源手段、２ａ，２ｂ 開口絞り、３ａ，３ｂ コリメータレンズ、４ａ，４ｂ シリンドリカルレンズ、５ 偏向手段、５ａ，５ｂ 偏向面、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ 結像レンズ、８ａ，８ｂ 被走査面、１５ａ，１５ｂ 結像光学系、１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ 光路変更素子、８ａ，８ｂ 被走査面

Claims (10)

1. 光源手段と、前記光源手段から出射した光束を偏向手段に導光する入射光学系と、前記偏向手段で偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、前記偏向手段と前記被走査面との間の光路中に配置された、少なくとも２枚の光路変更素子を有する光路変更手段と、を有する走査光学装置において、
   前記少なくとも２枚の光路変更素子の中で、反射率が最も低い光路変更素子は画像形成に使用する全ての領域で反射率が７０％以下であり、前記偏向手段により偏向走査された光束の中で、前記結像光学系の中心軸を含む光束を軸上光束とするとき、前記反射率が最も低い光路変更素子には、前記少なくとも２枚の光路変更素子の中で、軸上光束が最も小さい角度で入射していることを特徴とする走査光学装置。
2. 前記反射率が最も低い光路変更素子は、前記少なくとも２枚の光路変更素子の中で、画像形成領域に相当する任意の入射角に対してのＳ偏光反射率とＰ偏光反射率の変化が最も大きいことを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
3. 前記少なくとも２枚の光路変更素子は、画像形成領域に相当する光束の入射角の中での任意の入射角において、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率の差分が１０％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学装置。
4. 前記軸上光束が最も小さい角度で入射している光路変更素子に入射する光束の入射角は画像形成領域において１５度以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の走査光学装置。
5. 前記少なくとも２枚の光路変更素子の中で、軸上光束が最も大きい角度で入射する光路変更素子の光束進行方向の上流側に配置された結像光学素子の中で、少なくとも１つの結像光学素子は、前記偏向手段の偏向面で光束が偏向走査により形成される面に対して垂直な方向にシフトしていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の走査光学装置。
6. 前記光源手段は、複数の発光部を有するマルチビーム光源であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の走査光学装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走査された光束によって前記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。
8. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の走査光学装置と、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走査光学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。
9. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の走査光学装置を複数有し、各走査光学装置における被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
10. 外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項８に記載のカラー画像形成装置。