JP2011100018A - 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】調整不要な簡素な構成で、各光路間の照度分布が揃った走査光学装置を提供する。
【解決手段】走査光学装置は、第1,2の走査ユニットと両走査ユニットで共用される偏向手段を有し、各走査ユニットは、光源と、偏向手段により偏向された光束を被走査面に結像させる１以上の光学素子を含む結像光学手段を有し、各光源からの各光束は、各被走査面を対向する方向に走査し、第１の走査ユニットの主走査方向をＹ軸正方向とするとき、θ1h(Y1min)×θ1rとθ2h(Y1min)×θ2rの正負の符号が一致する。ここで、θ1h(y)、θ2h(y)は、各結像光学手段の光学素子で最も厚い光学素子である第1,2の光学素子の光軸からのＹ方向位置ｙにおける遅相軸とＹ軸とがなす配向角であり、θ1r、θ2rは、第1,2の光学素子に到達した光束の偏光方向とＹ軸とがなす角度であり、Y1minは配向角θ1h(y)が最小となるＹ位置である。
【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カラーレーザービームプリンタやカラーデジタル複写機やカラー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。

近年のカラーレーザプリンタをはじめとするカラー画像形成装置は、低コストで高速かつ高画質である要求が高い。カラー画像形成装置を高速化する方法としては、色ごとに個別に設けられた像担路体に光ビームを走査させて、色ごとの画像を形成し、後に転写媒体上で複数の画像を重ね合わせてカラー画像を形成するタンデム方式が広く知られている。

また、印字速度の高速化のため、複数の光ビームを射出する光源を使用することがある。このとき、各光ビームの偏光方向が不揃いであったとき、像担路体である感光体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）が各光ビーム間で異なってしまう。この結果、被走査面の各像高における光量（照度分布）が各ビーム間で異なってしまう。

この問題を解決するために、光ビームが通過、反射する光学素子について、Ｐ偏光反射率とＳ偏光反射率を略同一にすることで、偏光成分比が設計値に対して変化した場合にも、被走査面上での照度分布ムラが小さくなる走査光学装置が知られている。

例えば、特許文献１では像担持体上でのシェーディング（照度分布）を補正するためにレーザの直線偏光の方向を調整する例が開示されている。特許文献２では照度分布を均一にするために、Ｓ偏光に対する反射率とＰ偏光に対する反射率を略等しくする例が開示されている。

特開平１１−３２６８０７号公報 特開２００１−３３７２８５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、照度分布を補正するために、照度分布を見ながら各々のレーザの偏光方向を調整する必要があり、光源の数が増える程、調整時の組立コストが嵩んでしまう。また、特許文献２に開示された従来技術では、Ｐ偏光、Ｓ偏光の対する反射率を完全に同一にすることは難しい。
そこで、本発明の目的は、調整を必要とせず簡素な構成で、各光路間での照度分布を揃えることを可能にした走査光学装置、並びにそれを含む画像形成装置を提供することである。

本発明の第１の発明に係る走査光学装置は、第１の走査ユニットと、第２の走査ユニットと、該第１の走査ユニットと該第２の走査ユニットとで共用される、光束を偏向走査する偏向手段を有し、
該第１の走査ユニットは、第１の光源手段と、該第１の光源手段から出射された光束を該偏向手段の第１の偏向面に導光する第１の入射光学系と、該偏向手段により偏向された該第１の光源手段からの光束の光路に配設され、該第１の偏向面で偏向された光束を第１の被走査面に結像させる少なくとも１つの光学素子を含む第１の結像光学手段と、を有し、
該第２の走査ユニットは、第２の光源手段と、該第２の光源手段から出射された光束を該第１の光源手段からの光束を偏向する該第１の偏向面とは異なる、該偏向手段の第２の偏向面に導光する第２の入射光学系と、該偏向手段により偏向された該第２の光源手段からの光束の光路に配設され、該第２の偏向面で偏向された光束を第２の被走査面に結像させる少なくとも１つの光学素子を含む第２の結像光学手段と、を有し、
該偏向手段の偏向走査により、該第１及び第２の光源手段からのそれぞれの光束は、該第１及び第２の被走査面を、主走査方向において互いに対向する方向に走査し、
該第１の結像光学手段に含まれる該少なくとも１つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第１の光学素子、該第２の結像光学手段に含まれる該少なくとも１つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第２の光学素子と定義し、該第１の走査ユニットの主走査方向をＹ軸の正の方向とするとき、
θ1ｈ(Y1min)×θ1r＞０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＞０ を満たし、
θ1ｈ(Y1min)×θ1r＜０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＜０ を満たし、
ここで、θ１ｈ（ｙ）及びθ２ｈ（ｙ）は、それぞれ、該第１及び第２の光学素子において、光軸の位置をＹ軸の原点としたときの、Ｙ軸方向における位置ｙにおける遅相軸の方向と主走査方向とのなす角度である配向角であり、θ１ｒ及びθ２ｒは、それぞれ、該第１及び第２の光学素子に到達した光束の偏光方向とＹ軸とのなす角度であり、Ｙ１ｍｉｎは該配向角θ１ｈ（ｙ）が最小となるＹ軸方向における位置である、ことを特徴とする。

本発明の第２の発明に係る走査光学装置は、
第１の走査ユニットと、第２の走査ユニットと、該第１の走査ユニットと該第２の走査ユニットとで共用される、光束を偏向走査する偏向手段を有し、
該第１の走査ユニットは、第１の光源手段と、該第１の光源手段から出射された光束を、該偏向手段の偏向面に導光する第１の入射光学系と、該偏向手段により偏向された該第１の光源手段からの光束の光路に配設され、該偏向面で偏向された光束を第１の被走査面に結像させる少なくとも１つの光学素子を含む第１の結像光学手段と、を有し、該第２の走査ユニットは、第２の光源手段と、該第２の光源手段から出射された光束を該第１の光源手段からの光束を偏向する該偏向面に導光する第２の入射光学系と、該偏向手段により偏向された該第２の光源手段からの光束の光路に配設され、該偏向面で偏向された光束を第２の被走査面に結像させる少なくとも１つの光学素子を含む第２の結像光学手段と、を有し、
該第１及び第２の入射光学系は、該第１及び第２の光源手段からの光束を、該偏向手段の該偏向面に対して、副走査方向において斜めに入射させ、
該第１の結像光学手段に含まれる該少なくとも１つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第１の光学素子、該第２の結像光学手段に含まれる該少なくとも１つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第２の光学素子と定義し、該第１及び第２の光学素子において、遅相軸の方向と主走査方向との為す角度で定義する配向角は、主走査方向において最大値と最小値の差が１５度以上であり、該第１の被走査面の主走査方向をＹ軸の正の方向とするとき、
θ1ｈ(Y1min)×θ1r＞０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＞０ を満たし、
θ1ｈ(Y1min)×θ1r＜０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＜０ を満たし、
ここで、θ１ｈ（ｙ）及びθ２ｈ（ｙ）は、それぞれ、該第１及び第２の光学素子において光軸の位置をＹ軸の原点としたときのＹ軸方向における位置ｙにおける配向角であり、θ１ｒ及びθ２ｒは、それぞれ、該第１及び第２の光学素子に到達した光束の偏光方向とＹ軸とのなす角度であり、Ｙ１ｍｉｎは該配向角θ１ｈ（ｙ）が最小となるＹ軸方向における位置である、ことを特徴とする。

本発明によれば、複数の光路間での照度分布ムラが少なく、高品位な画像を形成することができる走査光学装置、及び画像形成装置を提供することができる。

実施例１における主走査断面の要部概略図 実施例１における副走査断面の要部概略図 実施例１における光源手段の要部概略図 実施例１におけるモールド成形レンズの配向角を示す概略図 実施例１におけるモールド成形レンズの配向角を示すグラフ（（ａ）は３次元表示で表したグラフ、（ｂ）は等高線図で示したグラフ） 実施例１における走査ユニットＳ１の配向角θｈのグラフ 実施例１における走査ユニットＳ１のレーザ偏光方向を示す概略図（（ａ）は主走査方向に対して平行である場合、（ｂ）は主走査方向に対して傾斜している場合）） 実施例１における走査ユニットＳ１のレーザ偏光角θｒ’のグラフ 実施例１におけるレーザ偏光の入射状態を示す概略図 実施例１における走査ユニットＳ１の（θｈ−θｒ’）のグラフ 実施例１における走査ユニットＳ１のθｈ及びθｒ’のグラフ 実施例１における折り返しミラーのＳ，Ｐ偏光に対する反射率のグラフ（（ａ）第１の折り返しミラー（１６ａ，１６ｂ）、（ｂ）第２の折り返しミラー（１７ａ／Ｓ１用）、（ｃ）第２の折り返しミラー（１７ｂ／Ｓ２用）） 実施例１における走査ユニットＳ１の照度分布を示すグラフ 実施例１における走査ユニットＳ２の配向角θｈのグラフ 実施例１の装置構成において走査ユニットＳ２のレーザ回転角が−3.92°の場合のθｈ及びθｒ’のグラフ 実施例１の装置構成において走査ユニットＳ２のレーザ回転角が−3.92°の場合の照度分布を示すグラフ 実施例１における走査ユニットＳ２のθｈ及びθｒ’のグラフ 実施例１における走査ユニットＳ２の照度分布を示すグラフ 実施例２における主走査断面の要部概略図 実施例２における副走査断面の要部概略図 実施例２における折り返しミラーのＳ，Ｐ偏光に対する反射率のグラフ（（ａ）第１の折り返しミラー（１６ａ）、（ｂ）第１の折り返しミラー（１６ｂ）、（ｃ）第２の折り返しミラー（１７ｂ）） 実施例２における走査ユニットＳ１のθｈ及びθｒ’のグラフ 実施例２における走査ユニットＳ１の照度分布を示すグラフ 実施例２の装置構成において走査ユニットＳ２のレーザ回転角が5.51°の場合のθｈ及びθｒ’のグラフ 実施例２の装置構成において走査ユニットＳ２のレーザ回転角が5.51°の場合の照度分布を示すグラフ 実施例２における走査ユニットＳ２のθｈ及びθｒ’のグラフ 実施例２における走査ユニットＳ２の照度分布を示すグラフ 本発明を適用できるカラー画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図

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。

図１は本発明の実施例１における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。
実施例１における走査光学装置は、第１の走査ユニットＳ１及び第２の走査ユニットＳ２（以下、走査ユニットは「ステーション」ともいう）、及び、第１の走査ユニットＳ１及び第２の走査ユニットＳ２により共用される偏向手段５を有する。以下、第２の走査ユニットＳ２における各部材のうち、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。

尚、以下の説明において、主走査方向とは、偏向手段の回転軸及び結像光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向（偏向手段で光束が偏向反射（偏向走査）される方向）である。Ｙ方向は、第１の走査ユニットにおける主走査方向とする。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。主走査断面とは結像光学系の光軸と主走査方向とを含む平面、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である。

第１の走査ユニットＳ１（第２の走査ユニットＳ２）は単一又は複数の光束を放射する第１の光源１ａ（第２の光源１ｂ）、入射光束の集光状態を変化させて出射するコリメータレンズ３ａ（３ｂ）を有している。更に副走査方向のみ屈折力を有するシリンドリカルレンズ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の走査ユニットＳ１（第２の走査ユニットＳ２）は光偏向器５からの光束を各々対応する第１の被走査面８ａ（第２の被走査面８ｂ）にスポットを形成する第１の結像光学系１５ａ（第２の結像光学系１５ｂ）を有している。

第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、同一の光偏向器（偏向手段）５を共用している。又、第１、第２の走査ユニットＳ１，Ｓ２は、該光偏向器５の異なる第１の偏向面５ａ、第２の偏向面５ｂで反射偏向（偏向走査）した光束を用いている。

また、光源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。
コリメータレンズ３ａ（３ｂ）は、光源１ａ（１ｂ）からの光束をカップリングして光源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」に変換する。シリンドリカルレンズ４ａ（４ｂ）は、コリメータレンズ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。
尚、光源１ａ（１ｂ）、コリメータレンズ３ａ（３ｂ）、シリンドリカルレンズ４ａ（４ｂ）等の各要素は第１の入射光学系（第２の入射光学系）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。

走査レンズ系（結像光学系）１５ａ（１５ｂ）は各々２枚の走査レンズ（結像レンズ）である、光偏向器側走査レンズ６ａ（６ｂ）と被走査面側走査レンズ７ａ（７ｂ）、より成り、光偏向器５により反射偏向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。
また走査レンズ系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。

走査レンズ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、走査レンズ６，７の面の形状は、結像光学系１５ａ、１５ｂの光軸Ｌａ、Ｌｂの方向をＸ軸、主走査断面内において光軸Ｌａ、Ｌｂと直交する方向をＹ軸、副走査断面内で光軸Ｌａ、Ｌｂと直交する方向をＺ軸とすると、以下のように表すことができる。
走査レンズ６、７の主走査断面内の面形状は、

で表される。但し、Ｒは曲率半径、Ｋ，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ１０は非球面係数を表す。

副走査断面内の形状は、走査レンズ６，７の入射面と出射面の両面で曲率を、該走査レンズ７の有効部内において、連続的に変化させている。

走査レンズ７の出射面は、走査レンズ系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。

走査レンズ６，７の副走査断面内の形状は、

の連続関数で表せる。但し、ｒ'は副走査方向の曲率半径、Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１０は非球面係数を表す。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。

以下の表に、本実施例における走査レンズ６（光偏向器側走査レンズ），走査レンズ７（被走査面側走査レンズ）のレンズ面形状を表すパラメータを示す。表中では、走査レンズ６の入射面を第１面、出射面を第２面、走査レンズ７の入射面を第３面、出射面を第４面と記載した。また、走査開始側とは、第１の走査ユニットＳ１の走査レンズ６ａ、７ａにおいては図１中下側から光軸Ｌａまでの範囲、第２の走査ユニットＳ２の走査レンズ６ｂ，７ｂにおいては図１中上側から光軸Ｌｂまでの範囲を表す。また、走査終了側とは、第１の走査ユニットＳ１の走査レンズ６ａ，７ａにおいては図１中光軸Ｌａから上側の範囲、第２の走査ユニットＳ２の走査レンズ６ｂ，７ｂにおいては図１中光軸Ｌｂから下側の範囲を表す。表に示されるように、走査レンズ７の出射側面（第４面）は、走査開始側と走査終了側で副走査断面の形状が異なる。

以下に、本実施例における光学パラメータを示す。

第２の走査ユニットＳ２は同期検出手段（以下、「同期検出用光学系」とも記す。）１９ｂを有する。同期検出用光学系１９ｂ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」「ＢＤレンズ」とも記す）９ｂと、同期検出素子（以下、「同期検出用センサ」「ＢＤセンサ」とも記す）１０ｂを有する。同期検出用センサ１０ｂの前方には、配置したスリット（以下、「同期検出用スリット」とも記す。）１１ｂを有する。さらに、被走査面８ｂ上における有効画像領域外の光束を同期検出用センサ１０ｂに導光する光路変更手段（以下、「同期検出用ミラー」とも記す。）１３ｂを有する。

光源１ａと、同期検出用光学系１９ｂの同期検出用センサ１０ｂは、回路基板１２ａ上に一体的に取り付けられている。これにより、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、全体の小型化が図れる。同期検出用センサ１０ｂとレーザ基板１２ａの一体取り付けの副次的な効果として、配線の接続箇所を削減できるのでノイズを少なくすることが可能となり。より信頼性の高い装置を実現できる。

本実施例における同期検出用光学系１９ｂは、同期検出用センサ１０ｂ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）タイミングを決定(制御)している。

同期検出用光学系１９ｂでは、偏向面５ｂ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１１ｂ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１１ｂ上を走査している。

又、副走査断面上では偏向面５ｂと同期検出用スリット１１ｂとが共役関係となるようにして、偏向面５ｂの面倒れ補償系を構成している。

同期検出用スリット１１ｂ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１０ｂ上に入射する光束（ＢＤ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１１ｂ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１１ｂ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１０ｂ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。

本実施例の走査光学装置においては、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１０ｂを有し、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の双方に用いられる。

尚、本実施例では、１つの同期検出用光学系１９ｂ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は、光偏向器５に対して同一方向から２つの光源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つ以上の光源を用いても良い。

また、光源１ａ（１ｂ）から出射された光束の主光線は結像光学系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線をいう。

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。ここで、走査ユニットＳ１と走査ユニットＳ２による被走査面上の主走査方向は、図１中に矢印Ｂで示されるように、対向する方向であり、いわゆる、対向走査光学系を構成する。

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信号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。

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２の走査ユニットＳ２の光源１ｂから出射された光束が、同期検出用ミラー１３ｂ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１の走査ユニットＳ１側の光源１ａを配置したレーザ基板１２ａｂ上に配設された同期検出用センサ１０ｂに導光される。

図２は、図１の走査光学装置における副走査方向の要部断面図（副走査断面図）であり、図１に示すＹ軸のプラス方向からマイナス方向を見た図である。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つの軸上光線Ｌａ、Ｌｂが各々に対応する被走査面８ａ，８ｂに到達するまでの光路の概略を示したものである。

尚、以下の説明において、軸上光線とは、光偏向器５の偏向面５ａ、５ｂにより偏向反射された光線の主光線と、結像光学系１５ａ，１５ｂの光軸Ｌａ（Ｌｂ）との為す角度が０度となるときの光線を示す。
本実施例では、光偏向器５から被走査面８ａ（８ｂ）に至るまでの光路の中に、２枚の折り返しミラー（光路変更手段）１６ａ，１７ａ（１６ｂ，１７ｂ）を配置した。

尚、以下の説明において、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の光路変更手段）１６ａ（１６ｂ）とする。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の光路変更手段）１７ａ（１７ｂ）と表現する。

本実施例では、シリンドリカルレンズ４ａ，４ｂを経て光偏向器５に入射する光線は、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線と光偏向器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枚有し、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する軸上光線Ｌａ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７度、第２の折り返しミラー１７ａへの軸上入射角θ２ａが４２度である。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７度、第２の折り返しミラー１７ｂへの軸上入射角θ２ｂは６２度である。

また、本実施例において、走査レンズ６ａ（６ｂ）を通過した光束が第１の折り返しミラーで反射された後に、再び走査レンズ６ａ（６ｂ）に入射することを回避するため、走査レンズ６ａ（６ｂ）は入射光線の光線高さに対して1.5ｍｍシフト（同図Ｚマイナス方向）させている。これにより、第１の折り返しミラーでの軸上入射角を小さくすることが可能となり、高さＨを更に抑えることができる。

図３に本実施例における走査ユニットＳ１における光源１ａの発光点を概略図で示した。本実施例では、光源１ａ（１ｂ）は、４つの発光部からなるモノリシック４ビームレーザを用いている。このとき、被走査面８ａ（８ｂ）上での副走査方向の光ビームの間隔が所定の間隔となるよう、レーザチップを傾けている。本実施例では所定の光ビーム間隔21.2μｍ（1200ｄｐｉ相当）となるように、レーザチップは、コリメータレンズ光軸回りで3.92度回転させている。

以上が、本実施形態の走査光学装置の構成の概略である。

これより、各ステーション間の照度分布ムラに関しての議論に移る。具体的には、照度分布ムラの要因である、レンズの遅相軸の配向角変化、及び、レーザ偏光方向、影響を考慮した、ステーション間の照度分布ムラの低減について説明する。
はじめに、レンズの遅相軸の配向角変化に関して説明する。

本実施形態では、走査レンズ６ａ，７ａ（６ｂ，７ｂ）は、プラスチック樹脂を型に流しこみ、固形化させるプロセスを踏むモールド成形レンズを使用する。モールド成形レンズは、切削・研削等による機械的加工により製造するガラスレンズに対し、低コストで量産しやすい特徴を有する。しかし、樹脂を型に充填して製造するため、製造過程での樹脂の凝固中の温度勾配等の条件によりプラスチック樹脂の結晶方位が変化し、レンズ全体にわたる一様な結晶方位を実現することは非常に難しい。このため、機械的加工により製造したガラスレンズに比べ、複屈折による影響が大きい特徴がある。これを図４、図５を用いて説明する。

図４に、一般的なモールド成形レンズにおける、複屈折の特性パラメータである配向角の概略図を示す。レンズ４０をモールド成形により成形する過程においては、ゲート部４２からプラスチック樹脂を金型（不図示）に流し込むことで所望の外形を決定し、後に冷却・凝固してレンズ４０を形成する。本レンズのような樹脂製のモールドレンズは、複屈折性を有し、その遅相軸・進相軸の配向方向は一方向には揃わない。即ち、同図に示すように、主走査方向（Ｙ方向）及び副走査方向（Ｚ方向）によって配向方向が異なる。同図では、遅相軸の方向を矢印で示した（以降、配向角は遅相軸のＹ軸に対する角度で統一して示す）。

このとき、モールド成形レンズの光入射面における遅相軸の方向の分布の例として、走査レンズ６ａにおける遅相軸とＹ軸プラス方向（主走査方向）とのなす角度（配向角）θｈを図５（ａ）（ｂ）に示す。図５（ａ）は、Ｙ座標（主走査方向の位置）とＺ座標（副走査方向の位置）に対する配向角θｈを三次元的なグラフとして表したものである。図５（ｂ）は、Ｙ座標（主走査方向の位置）とＺ座標（副走査方向の位置）に対する配向角θｈを、等高線を用いて二次元的に表したものである。θｈの符号の向きは、図４のように光線進行方向に鏡面部を眺めた際に、Ｙ軸プラス方向から反時計回りの向きに遅相軸がある場合をプラス方向とする。

両図に示したように、Ｚ座標の絶対値が大きくなるにつれ、配向角θｈの絶対値も大きくなる傾向がある。また、Ｙ軸を挟んで配向角θｈの符号は反転し、且つ、Ｚ軸を挟んでも配向角θｈの符号は反転する。即ち、Ｙ座標、Ｚ座標が共にプラスの値を持つ（４−Ａ領域）と、Ｙ座標、Ｚ座標が共にマイナスの値を持つ（４−Ｃ領域）の両者は、配向角θｈの符合が一致する。また、一方、Ｙ座標がマイナス且つ、Ｚ座標がプラスの値を持つ（４−Ｂ領域）と、Ｙ座標がプラス且つ、Ｚ座標がマイナスの値を持つ（４−Ｄ領域）の両者は、（４−Ａ領域）及び（４−Ｄ領域）とは異なる配向角θｈの符号で一致する（以降、「鞍型の配向角分布」と称する）。

モールド成形においては、成形する物品の厚さが厚いほど、凝固中の溶融プラスチック内の温度勾配により、結晶方向の分布が明確に現れやすい。そのため、モールド成形したレンズは、厚いほど光学的特性に複屈折性の影響が大きく現れる。そのため、本実施例においては、走査ユニットＳ１（Ｓ２）内の走査レンズのうちで、最大の厚み部分が最も厚い走査レンズ６ａ（６ｂ）に対して本発明を適用する。

本実施例においては、走査レンズ６ａ（６ｂ）を副走査方向（Ｚ方向）のマイナス方向に１．５ｍｍシフトさせて使用していることから、走査レンズ６ａ（６ｂ）有効域のＺ方向の中心に対してはＺ軸のプラス方向に1.5mmずれたラインＬ１上を光線が通過する。図６に、このラインＬ１上における、走査レンズ６ａ（６ｂ）上での、配向角θｈとＹ座標（像高）との関係を示したグラフを示す。配向角θｈは、像高Ｙ＝0mmとなる軸上光線に対して、最大で１１度程度変化する。

続いて、光源からの光束（レーザ光）の偏光方向の被走査面上での照度分布に対する影響を説明する。本実施例においては、前述のモノリシックな４ビームレーザを使用し、被走査面上で所定の副走査間隔となるよう、レーザ発光点チップをコリメータレンズ光軸回りで回転させる（以下、レーザ回転角θｒと称す）。レーザ回転角θｒの影響を確認する前に、まずは、レーザ回転の無い状態でのレーザ偏光状態を以下に示す。
レーザ回転角θｒが０度である場合、光源１ａ（１ｂ）からの光束は偏向面５ａ（５ｂ）にＰ偏向で入射し、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、レーザ光束の偏光方向が結像レンズ１５ａ（１５ｂ）の軸上光線のみＳ偏光状態の直線偏光となるように入射する。図７（ａ）は、走査ユニットＳ１における光源１ａ側から、光偏光器５に向かって眺めた、直線偏光の方向を示す概略図である。偏光面５ａに対してＰ偏光とするため、同図中矢印マークで示したレーザ直線偏光の振動方向の向きは、主走査方向（Ｙ方向）と同一の方向となる。以下、レーザ直線偏光の振動方向の向きとＹ軸との為す角度を「レーザ偏光角θｒ’」と称する。

図７（ｂ）は、レーザ発光点チップをコリメータレンズ光軸回りで回転させた場合、すなわち、レーザ回転角θｒが０度でない場合のレーザ偏光状態の例を示す。同図から明らかなように、レーザ回転θｒを行った場合のレーザ直線偏光の振動方向も、主走査方向（Ｙ軸）に対してθｒだけ傾いている。ここで、レーザ回転角θｒの符号は、光源側から変更面を眺めたとき、反時計周りの方向を正と定義する。走査ユニットＳ１におけるレーザ回転角θｒは、−３．９２°とした。

このように、直線偏光で出射される４ビームレーザ各々のレーザ偏光角θｒ’が、上述のレーザ回転角θｒ分だけ変化することで、結果的に、光偏向器５の偏向面５ａ（５ｂ）を介して走査レンズ６ａ（６ｂ）上に到達するレーザ偏光方向も変化する。本実施例における、走査レンズ６ａ上でのレーザ偏光角θｒ’とＹ座標（像高）との関係を図８に示す。図８に示すように、走査レンズ６ａ上でのレーザ偏光角θｒ’は、Ｙ座標（像高）によらず、一定の値θｒ’＝−３．９２°を持つ。尚、レーザ偏光角θｒ’は、偏向面５ａ（５ｂ）を介してレンズに到達したレーザ偏光方向と、走査レンズの長手方向（Ｙ軸、主走査方向）との為す角度である。又、レーザ偏光角θｒ’の符号は、像高のプラス方向に対応するＹ軸正方向から、光線が被走査面に向かう方向をプラスとする。

以下、二つのパラメータ、レンズ配向角θｈとレーザ偏光角θｒ’が与える照度分布ムラへの影響に関して説明する。

図９は、第１の折り返しミラー１６ａへのレーザ光束の入射状態の説明図である。尚、残りの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９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θ１ａ（°）を用いて以下の式で与えられる。

また、図９に示すように、レーザ偏光角θｒ’を有して第１の折り返しミラー１６ａへレーザ光束が入射している場合、軸外光束の偏光成分割合は、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。

また、折り返しミラーに入射する、軸上光線から軸外光線にかけての任意の入射角γ１ａ（°）において、折り返しミラーでの反射率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）（％）とする。
Ｒｇ（γ１ａ）＝Ｅｓ^２・Ｒｓ（γ１ａ）＋Ｅｐ^２・Ｒｐ（γ１ａ）・・・・（４）

式（４）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が変動すると、Ｓ、Ｐ偏光合計の反射率Ｒｇ（γ１ａ）も変動する。即ち、上記式（２）における、（θｈ−θｒ’）がレンズ通過後の光量分布に影響を与えることがわかる。本実施例の走査ユニットＳ１における（θｈ−θｒ’）を図１０に示し、θｈとθｒ’の関係を図１１に示す。

又、本実施例における走査ユニットＳ１、Ｓ２に配置した折り返しミラー各々の、Ｓ、Ｐ各偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）（％）、Ｒｐ（γ１ａ）（％）を図１２に示す。図１２（ａ）は、第１の折り返しミラー（１６ａ，１６ｂ）のＳ、Ｐ各偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）、Ｒｐ（γ１ａ）を示し、図１２（ｂ）は、第２の折り返しミラー（１７ａ／Ｓ１用）のＳ、Ｐ各偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）、Ｒｐ（γ１ａ）を示し、図１２（ｃ）は、第２の折り返しミラー（１７ｂ／Ｓ２用）のＳ、Ｐ各偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）、Ｒｐ（γ１ａ）を示す。

式（１）〜（４）及び、図１１、図１２に基づいて求めた走査ユニットＳ１のドラム面（被走査面）８ａ上での照度分布を像高０mmの値で正規化し、図１３に示す。
全像高で、像高０mmに対して４％以内の照度分布を満たしていることが判る。

以後、走査ユニットＳ１の光源１ａと同規格のモノリシックな４ビームレーザが走査ユニットＳ２の光源１ｂに使用されていることを前提に、走査ユニットＳ１と走査ユニットＳ２の照度分布の差が小さくする、走査ユニットＳ２の光源１ｂのレーザの回転方向について述べる。具体的には、被走査面８ａ（８ｂ）上での副走査方向の光ビーム間隔を、所定の間隔に走査ユニットＳ１及びＳ２間で合わせる必要があるため、走査ユニットＳ２のレーザ回転角を、走査ユニットＳ１におけるレーザ回転角と同じ大きさで、符号が同符号及び異符号の２ケースについて比較する。

走査ユニットＳ２のレーザ回転角θｒを走査ユニットＳ１のレーザ回転角と同じ角度で同符号にした場合の、被走査面上での照度分布ムラを以下に示す。

図１のように、走査ユニットＳ２の走査レンズ６ｂ，７ｂは、走査ユニットＳ１の走査レンズ６ａ，７ａを、光偏向器の軸を含む平面の中でＹ軸と平行な直線Ｌ０回りに180度回転させた位置に設定されている。走査ユニットＳ２における走査レンズにおける配向角θｈを図１４に示す。

また、本比較例における、走査ユニットＳ２のレーザ回転角θｒは、図７で示した同様の定義で、走査ユニットＳ１におけるレーザ回転角と同じθｒ＝−3.92°とした。

ここで、走査ユニットＳ１での場合と同様に、レーザ回転角θｒを−3.92°とした場合での走査ユニットＳ２における、レンズ配向角θｈとレーザ偏光角θｒ’との関係を図１５に示す。
同図より、レンズ上でのレーザ偏光角θｒ’は、先の走査ユニットＳ１に対して対向側の走査ユニットであることから値が反転して、θｒ’＝＋3.92°となる。

尚、レーザ偏光角θｒ’は、走査ユニットＳ１と同様に、偏向面５ａ（５ｂ）を介して走査レンズ６ｂに到達したレーザ偏光方向と、走査レンズの長手方向（Ｙ軸、主走査方向）とのなす角度である。又、θｒ’の符号は、像高のプラス方向に対応するＹ軸正方向から、光線が使用する領域に向かう方向をプラスとする。

走査ユニットＳ１の場合と同様に、式（１）〜（４）及び、図１２、図１５に基づき求めた、走査ユニットＳ２におけるドラム面（被走査面）８ｂ上での照度分布を図１６に示す。走査ユニットＳ１と走査ユニットＳ２の照度分布において、像高Ｙ＝−156mmにおいて最大２．４ポイントの照度差（走査ユニットＳ１での97.0％、及び、走査ユニットＳ２での99.4％の両者の差分）が生じている。 次に、走査ユニットＳ２のレーザ回転角θｒを走査ユニットＳ１のレーザ回転角と同じ角度で異符号である、3.92°にした場合の、被走査面上での照度分布ムラ照度分布ムラを以下に示す。

走査ユニットＳ１での場合と同様に求めた走査ユニットＳ２のレーザ回転角が3.92°である場合での走査ユニットＳ２の走査レンズ６ｂにおける、レンズ配向角θｈとレーザ偏光角θｒ’との関係を図１７に示す。
同図より、走査レンズ６ｂ上でのレーザ偏光角θｒ’は、先の走査ユニットＳ１に対して180度回転対称の走査ユニットであることから値が反転し、更に、レーザ偏光方向θｒ’も反転していることから、θｒ’＝−3.92°となる。

尚、レーザ偏光角θｒ’の取り方は、走査ユニットＳ１における場合と同様に、偏向面５ｂを介してレンズに到達したレーザ偏光方向と、レンズ長手方向（Ｙ軸方向）とのなす角度であって、光進行方向を向いて、反時計方向を正の角度とする。

式（１）〜（４）及び、図１２、図１７に基づき求めた、走査ユニットＳ２のレーザ回転角が3.92°である場合における走査ユニットＳ２のドラム面上での照度分布を図１８に示す。

この結果から、走査ユニットＳ１と走査ユニットＳ２の照度分布において、像高Ｙ＝−156mmで最大1.4ポイントの照度差（走査ユニットＳ１での97.0％、及び、走査ユニットＳ２での98.4％の両者の差分）を有する。即ち、走査ユニットＳ２のレーザ回転角が−３．９２°である場合での最大照度差2.4ポイントに対しては約半分にすることができる。

走査ユニットＳ２のレーザ回転角が−3.92°である場合は、3.92°である場合に比べて、走査ユニットＳ１，Ｓ２間の照度分布差が大きい。これは、（θｈ−θｒ’）の値の絶対値が各像高において大きく異なるためである。具体的には、像高Ｙ＝＋156ｍｍ相当での（θｈ−θｒ’）の値を比較すると、走査ユニットＳ１で−4°に対し、走査ユニットＳ２では、レーザ回転角が−3.92°である場合は−12°、レーザ回転角が3.92°である場合は−4°である。この差により、式（２）で表現されるＰ偏光強度の割合に差が生じ、その結果として、式（４）で表される各走査ユニットの照度分布に差異が生じてしまう。

以上を纏めると、同一像高における、（θｈ−θｒ’）が、走査ユニットＳ１及びＳ２において差異が大きくならないようにすることで、走査ユニット間の同一像高さにおける照度差を低減することができる。

言い換えると、本実施例のように、走査ユニットＳ１，Ｓ２において同規格の光源を用い、被走査面上での副走査方向のビーム間隔を所定の値とするためにレーザ回転角の絶対値が規定される場合においては、走査ユニットＳ１、Ｓ２における配向角を、光軸を含むX-Z平面（Ｙ軸に垂直な平面）とＹ軸との交点をＹ軸の原点としたときのＹ軸方向の位置ｙの関数として、θ１ｈ（ｙ）、θ２ｈ（ｙ）と定義し、又、走査ユニットＳ１、Ｓ２におけるレンズ上での入射光束の偏光角をθ１ｒ、θ２ｒとおいたとき、レンズ配向角θ１ｈ（ｙ）が最小となる像高Ｙ１ｍｉｎ（Ｙ座標値）において、
θ1ｈ(Y1min)×θ1r＞０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＞０
θ1ｈ(Y1min)×θ1r＜０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＜０ ・・・（５）
を満たすレーザ回転角を選択することにより、走査ユニットＳ１，Ｓ２間において、（θｈ−θｒ’）の差異を小さくすることができ、走査ユニット間の照度分布差を小さくすることができる。

具体的には、本実施例では走査ユニットＳ２のレーザ回転角θｒを、走査ユニットＳ１のレーザ回転角とは反対回りに回転させて、レーザ偏光角θｒ’も走査ユニットＳ１と反対向きに設定している。この結果、走査レンズの配向角θｈが、走査ユニットＳ１と走査ユニットＳ２との間で絶対値が反転する本実施例のような対向走査系においても、（θｈ−θｒ’）の絶対値が揃う向きになった。

以上を総じて、本実施例のように、偏向走査された光線が通過するレンズ上でレンズ材料の偏向方向の配向角が変化するような場合においても、各走査ユニット間でのレーザ偏光方向を適切に設定することで、走査ユニット間の照度分布ムラを小さくすることができる。

本実施例においては、光源１ａ，１ｂはマルチビーム光源を用いたが、本発明の説明としてはこれに限らず、シングルビーム光源の偏光方向を傾けて用いる場合でも同様の効果が得られる。

即ち、シングルビーム光源の偏光方向が、製造上の工程からある一定方向に傾くということが予め判別できる場合には、ステーション毎にレーザの取り付け方向を変え、式（５）を満足させるレーザ偏光方向に設定すれば良い。

本実施例においては、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、実際には光偏向器における偏向面の入射角度特性や、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。

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、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。

２色の画像を形成する画像形成装置に本実施例の走査光学装置を用いる場合には、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、後述するように本実施例の走査光学装置を２つ用いて画像を形成すれば良い。

また、本実施例では走査レンズ１５ａ、１５ｂそれぞれを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、本実施例においては光偏向器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。

尚、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５ｂ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へ向け反射偏向（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、本実施例においては、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、本実施例においては、偏向器５は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。

モールド成形においては、凝固中の温度勾配が形成される結晶方向に大きな影響を与えるので、モールドに溶融樹脂が注入されるゲート部の位置は重要である。従って、モールド成形時に形成される走査レンズ６ａと走査レンズ６ｂ（走査レンズ７ａと走査レンズ７ｂ）それぞれのゲート部のそれぞれの光軸の位置に対する位置は、Ｙ軸方向および走査ユニットＳ１，Ｓ２のそれぞれの光軸方向において同等の位置であることが好ましい。

以下、図１９、図２０を参照して、本発明の第２の実施例の走査光学装置の構成を説明する。図１９は本実施例２の走査光学装置の主走査断面図、図２０は副走査断面図である。

第２の実施例においては、偏光面５ａに入射する光線が、副走査断面内において偏光面５ａに対して斜めに入射する点（斜入射方式）が、第１の実施例とは異なる。また、第２の実施例は、１つの偏向手段の異なる２つの面を同時に使用する第１の実施例とは異なり、同一の偏向面５ａに対して、主走査断面を挟んで副走査方向において下方向から第１の光学素子（３ａ）からの光束が、上方向から第２の光学素子（３ｂ）からの光束が入射する（片側走査系）。各光学素子の働きは、実施例１と同様であるため割愛する。

以下の表に、本実施例における走査レンズ６ａ（６ｂ）（光偏向器側走査レンズ），走査レンズ７ａ、７ｂ（被走査面側走査レンズ）のレンズ面形状を表すパラメータを示す。表中の記載で、走査開始側とは図１中上側から光軸までの範囲を表し、また、走査終了側とは光軸から下側の範囲を表す。表に示されるように、走査レンズ６の出射面（第２面）と、走査レンズ７の入射面（第３面）は、走査開始側と走査終了側で、主走査断面の形状が異なる。

光学パラメータを以下の表に記載する。

尚、以下の記載において、本実施例においては、図２０に示す通り、偏向器５から副走査（Ｚ軸）方向の上方に向かって光線が射出される側の走査ユニットをＳ１、一方、下方に向かって光線が射出される側の走査ユニットをＳ２と称することにする。

本実施例における走査ユニットＳ１、Ｓ２に配置した折り返しミラー各々の、Ｓ、Ｐ各偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）（％）、Ｒｐ（γ１ａ）（％）を図２１に示す。図２１（ａ）は、第１の折り返しミラー（１６ａ）のＳ、Ｐ各偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）、Ｒｐ（γ１ａ）を示し、図２１（ｂ）は、第１の折り返しミラー（１６ｂ）のＳ、Ｐ各偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）、Ｒｐ（γ１ａ）を示し、図２１（ｃ）は、第２の折り返しミラー（１７ｂ）のＳ、Ｐ各偏光成分の反射率Ｒｓ（γ１ａ）、Ｒｐ（γ１ａ）を示す。

また、これより、実施例１と同様に、走査ユニットＳ２のレーザ回転角θｒの回転量を変えた比較例と実施例という形で２つを比較する。始めに、走査ユニットＳ１の照度分布を検討する。走査ユニットＳ１における、レーザ回転角θｒは、＋5.51°とする。

実施例１での場合と同様に、本比較例での走査ユニットＳ１の走査レンズ６ａにおける、レンズ配向角θｈとレーザ偏光角θｒ’との関係を図２４に示す。レーザ偏光角θｒ’は、Ｙ座標（主走査方向）によらず、一定の値θｒ’＝＋5.51°を持つことが判る。
尚、レーザ偏光角θｒ’の取り方は、実施例１と同様である。

式（１）〜（４）及び、図２１、図２２に基づき求めた、本実施例での走査ユニットＳ１におけるドラム面（被走査面）上での照度分布を図２３に示す。図に示すように、全像高で、像高0mmにおける照度に対して4％以内の照度分布を満たしている。

続いて、走査ユニットＳ２について検討する。
本実施例における走査ユニットＳ１とＳ２では、斜入射方式で光線を偏向面に入射させ、走査レンズ６ａ（６ｂ）は走査ユニットＳ１とＳ２で共通に使用される。走査ユニットＳ１とＳ２で、走査レンズ６ａ（６ｂ）上の光束の通過位置は副走査方向（Ｚ方向）の上下に離れている（図２０参照）。副走査方向（Ｚ方向）のシフト量は走査ユニットＳ１側でプラス方向に0.8mmで、一方、走査ユニットＳ２側でマイナス方向に0.8mmである。

即ち、走査ユニットＳ１，Ｓ２間で、同一像高Ｙに到達する光線でもレンズ上で光線が通過するＺ座標は＋0.8mmと−0.8mmと異なるので、図５（ａ）に示す鞍型の配向角分布より、同じＹ座標において走査ユニットＳ１，Ｓ２の光線が通過する位置のレンズ配向角は反転する。

以後、走査ユニットＳ１の光源１ａと同規格のモノリシックな４ビームレーザが走査ユニットＳ２の光源１ｂに使用されていることを前提に、走査ユニットＳ１と走査ユニットＳ２の照度分布の差が小さくする、走査ユニットＳ２の光源１ｂのレーザの回転方向について述べる。具体的には、被走査面８ａ（８ｂ）上での副走査方向の光ビーム間隔を、所定の間隔に走査ユニットＳ１及びＳ２間で合わせる必要があるため、走査ユニットＳ２のレーザ回転角を、走査ユニットＳ１におけるレーザ回転角と同じ大きさで、符号が同符号及び異符号の２ケースについて比較する。走査ユニットＳ２のレーザ回転角θｒを走査ユニットＳ１のレーザ回転角と同じ角度で同符号にした場合の、被走査面上での照度分布ムラを以下に示す。すなわち、走査ユニットＳ２のレーザ回転角θｒは、＋5.51°である。ここで、走査ユニットＳ１での場合と同様に、走査ユニットＳ２における、レンズ配向角θｈとレーザ偏光角θｒ’との関係を図２４に示す。走査レンズ６に入射する、走査ユニットＳ２の光線と、走査ユニットＳ１の光線は、Ｚ方向の中心を挟んでＺ方向で互いに1.6mm異なるため、走査レンズ６上でのレーザ偏光角θｒ’は、走査ユニットＳ１に対し記号が反転し、θｒ’＝−5.51°である。

尚、レーザ偏光角θｒ’の取り方は、実施例１と同様である。式（１）〜（４）及び、図２１、図２４に基づいて求めた走査ユニットＳ２におけるドラム面上での照度分布を図２５に示す。走査ユニットＳ１の照度分布に対し、本比較例の走査ユニットＳ２の照度分布は、像高Ｙ＝−115mmで最大3.0ポイントの照度差（走査ユニットＳ１での98.3％、及び、走査ユニットＳ２での95.3％の両者の差分）が生じる。

次に、走査ユニットＳ２のレーザ回転角θｒを走査ユニットＳ１のレーザ回転角と同じ角度で異符号である、−5.51°にした場合の、被走査面上での照度分布ムラ照度分布ムラを以下に示す。

ここで、走査ユニットＳ１での場合と同様に、本実施例での走査ユニットＳ２における、レンズ配向角θｈとレーザ偏光角θｒ’との関係を図２６に示す。走査レンズ６に入射する領域は、走査ユニットＳ２の光線と、走査ユニットＳ１の光線は、Ｚ方向の中心を挟んでＺ方向で互いに1.6mm異なるため、走査レンズ６上でのレーザ偏光角θｒ’は走査ユニットＳ１に対し反転し、レーザ偏光角θｒ’も反転し、θｒ’＝＋5.51°である。
尚、レーザ偏光角θｒ’の取り方は、実施例１と同様である。

式（１）〜（４）及び、図２１、図２５に基づき求めた、本実施例での走査ユニットＳ２におけるドラム面上での照度分布を図２７に示す。走査ユニットＳ１の照度分布に対して、本実施例の走査ユニットＳ２の照度分布は、像高Ｙ＝＋115mmで最大１．４ポイントの照度差（走査ユニットＳ１での97.0％、及び、走査ユニットＳ２での95.6％の両者の差分）とすることができ、比較例での値3.0ポイントに対しては半分以下に抑えられる。

走査ユニットＳ２のレーザ回転角が5.51°である場合は、−5.51°である場合に比べて、走査ユニットＳ１，Ｓ２間の照度分布差が大きい。これは、（θｈ−θｒ’）の値の絶対値が各像高において、大きく異なるためである。具体的には、像高Ｙ＝−115mm相当での（θｈ−θｒ’）の値を比較すると、走査ユニットＳ１で＋5°、走査ユニットＳ２では、レーザ回転角が5.51°である場合はの比較例で＋17°、レーザ回転角が−5.51°である場合は＋５°である。この差により、式（２）で表現されるＰ偏光強度の割合に差が生じ、その結果として、式（４）で表される各走査ユニットの照度分布に差異が生じてしまう。

すなわち、同一像高における（θｈ−θｒ’）が、走査ユニットＳ１及びＳ２において差異が大きくならないようにすることで、走査ユニット間の同一像高さにおける照度差を低減することができる。従って、実施例２においても、実施例１と同様に、式（５）を満たすことで、走査ユニットＳ１，Ｓ２間における、（θｈ−θｒ’）の差異を小さくすることができ、走査ユニット間の同一像高さにおける照度差を低減できる。

具体的には、本実施例では走査ユニットＳ２のレーザ回転角θｒを、走査ユニットＳ１とは符号を反転することで、レーザ偏光角θｒ’も走査ユニットＳ１と反対向きに取ることができる。この結果、走査レンズの配向角θｈが、走査ユニットＳ１と走査ユニットＳ２との間で絶対値が反転する本実施例のような片側走査斜入射方式においても、（θｈ−θｒ’）の絶対値が揃う向きになった。

以上を総じて、本実施例のように、偏向走査された光線が通過するレンズ上でレンズ材料の偏向方向の配向角が変化する場合においても、各走査ユニット間でのレーザ偏光方向を適切に設定することで、走査ユニット間の照度分布ムラを小さくすることができる。

斜入射方式、片側走査系の構成に適用する本実施例の効果は、光線が通過するレンズ上での配向角θｈが大きく変化する時に特に有益なものとなる。本実施例２では、光線が入射する領域内での配向角θｈの最大値が8.5°、最小値が−11.0°であり、最大値と最小値の差は19.5°の領域を使用した。この結果から、光線が通過するレンズ上での配向角θｈの最大値と最小値の差が１５度以上であるときに、本発明がより顕著な効果を得ることを本発明者は見出した。

以上、本実施例のように、偏向走査された光線が通過するレンズ上で配向角が変化するような場合においても、各走査ユニット間でのレーザ偏光方向を適切に設定することで、走査ユニット間の照度分布ムラを小さくすることができる。

本実施例においては、光源１ａ，１ｂはマルチビーム光源を用いたが、本発明の説明としてはこれに限らず、シングルビーム光源の偏光方向を傾けて用いる場合でも同様の効果が得られる。即ち、シングルビーム光源の偏光方向が、製造上の工程からある一定方向に傾くということが予め判別できる場合には、ステーション毎にレーザの取り付け方向を変え、式（５）を満足させるレーザ偏光方向に設定すれば良い。

実施例２においても、実施例１の場合と同様に、モールド成形時に形成される走査レンズ６ａと走査レンズ６ｂ（走査レンズ７ａと走査レンズ７ｂ）それぞれのゲート部のそれぞれの光軸の位置に対する位置は、Ｙ軸方向および走査ユニットＳ１，Ｓ２のそれぞれの光軸方向において同等の位置であることが好ましい。また、走査ユニットＳ１，Ｓ２内の走査レンズのうちで、最も厚いレンズのみに対して式（５）を満足させる構成にすることによって、本発明の十分な効果を得ることができる。

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。

［カラー画像形成装置］
図３０は本発明の実施例１または２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または２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ビーム４１，４２，４３，４４が射出される。これらの光ビーム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ビーム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。

１ａ,１ｂ・・・光源
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（ポリゴンミラー）
５ａ，５ｂ・・・偏向面
６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ・・・走査レンズ（結像レンズ）
８ａ，８ｂ・・・被走査面（感光ドラム面）
１５ａ、１５ｂ・・・結像光学系
２１，２３・・・走査光学装置

Claims (7)

1. 第１の走査ユニットと、第２の走査ユニットと、該第１の走査ユニットと該第２の走査ユニットとで共用される、光束を偏向走査する偏向手段を有する走査光学装置であって、
   該第１の走査ユニットは、第１の光源手段と、該第１の光源手段から出射された光束を該偏向手段の第１の偏向面に導光する第１の入射光学系と、該偏向手段により偏向された該第１の光源手段からの光束の光路に配設され、該第１の偏向面で偏向された光束を第１の被走査面に結像させる少なくとも１つの光学素子を含む第１の結像光学手段と、を有し、
   該第２の走査ユニットは、第２の光源手段と、該第２の光源手段から出射された光束を該第１の光源手段からの光束を偏向する該第１の偏向面とは異なる、該偏向手段の第２の偏向面に導光する第２の入射光学系と、該偏向手段により偏向された該第２の光源手段からの光束の光路に配設され、該第２の偏向面で偏向された光束を第２の被走査面に結像させる少なくとも１つの光学素子を含む第２の結像光学手段と、を有し、
   該偏向手段の偏向走査により、該第１及び第２の光源手段からのそれぞれの光束は、該第１及び第２の被走査面を、主走査方向において互いに対向する方向に走査し、
   該第１の結像光学手段に含まれる該少なくとも１つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第１の光学素子、該第２の結像光学手段に含まれる該少なくとも１つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第２の光学素子と定義し、該第１の走査ユニットの主走査方向をＹ軸の正の方向とするとき、
   θ1ｈ(Y1min)×θ1r＞０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＞０ を満たし、
   θ1ｈ(Y1min)×θ1r＜０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＜０ を満たし、
   ここで、θ１ｈ（ｙ）及びθ２ｈ（ｙ）は、それぞれ、該第１及び第２の光学素子において、光軸を含むＹ軸に垂直な平面とＹ軸との交点をＹ軸の原点としたときの、Ｙ軸方向における位置ｙにおける遅相軸の方向と主走査方向とのなす角度である配向角であり、θ１ｒ及びθ２ｒは、それぞれ、該第１及び第２の光学素子に到達した光束の偏光方向とＹ軸とのなす角度であり、Ｙ１ｍｉｎは該配向角θ１ｈ（ｙ）が最小となるＹ軸方向における位置である、
   ことを特徴とする走査光学装置。
2. 第１の走査ユニットと、第２の走査ユニットと、該第１の走査ユニットと該第２の走査ユニットとで共用される、光束を偏向走査する偏向手段を有する走査光学装置であって、
   該第１の走査ユニットは、第１の光源手段と、該第１の光源手段から出射された光束を、該偏向手段の偏向面に導光する第１の入射光学系と、該偏向手段により偏向された該第１の光源手段からの光束の光路に配設され、該偏向面で偏向された光束を第１の被走査面に結像させる少なくとも１つの光学素子を含む第１の結像光学手段と、を有し、該第２の走査ユニットは、第２の光源手段と、該第２の光源手段から出射された光束を該第１の光源手段からの光束を偏向する該偏向面に導光する第２の入射光学系と、該偏向手段により偏向された該第２の光源手段からの光束の光路に配設され、該偏向面で偏向された光束を第２の被走査面に結像させる少なくとも１つの光学素子を含む第２の結像光学手段と、を有し、
   該第１及び第２の入射光学系は、該第１及び第２の光源手段からの光束を、該偏向手段の該偏向面に対して、副走査方向において斜めに入射させ、
   該第１の結像光学手段に含まれる該少なくとも１つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第１の光学素子、該第２の結像光学手段に含まれる該少なくとも１つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第２の光学素子と定義し、該第１及び第２の光学素子において、遅相軸の方向と主走査方向との為す角度で定義する配向角は、主走査方向において最大値と最小値の差が１５度以上であり、該第１の被走査面の主走査方向をＹ軸の正の方向とするとき、
   θ1ｈ(Y1min)×θ1r＞０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＞０ を満たし、
   θ1ｈ(Y1min)×θ1r＜０ の場合は、θ2ｈ(Y1min)×θ2r＜０ を満たし、
   ここで、θ１ｈ（ｙ）及びθ２ｈ（ｙ）は、それぞれ、該第１及び第２の光学素子において光軸を含むＹ軸に垂直な平面とＹ軸との交点をＹ軸の原点としたときのＹ軸方向における位置ｙにおける配向角であり、θ１ｒ及びθ２ｒは、それぞれ、該第１及び第２の光学素子に到達した光束の偏光方向とＹ軸とのなす角度であり、Ｙ１ｍｉｎは該配向角θ１ｈ（ｙ）が最小となるＹ軸方向における位置である、
   ことを特徴とする走査光学装置。
3. 前記第１及び第２の光学素子は、モールド成形により形成され、モールド成形時に形成される該第１及び第２の光学素子それぞれのゲート部のそれぞれの光軸の位置に対する位置は、前記Ｙ軸方向および前記第１及び第２の結像光学手段のそれぞれの光軸方向において同じ位置であることを特徴とする請求項１または２に記載の走査光学装置。
4. 前記複数の光源手段のそれぞれは、複数の発光点を有することを特徴とする請求項１または２に記載の走査光学装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一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。
6. 各々が請求項１乃至４のいずれか一項に記載の走査光学装置から成る複数の走査光学装置と、該複数の走査光学装置の被走査面に配置され、それぞれ異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有していることを特徴とするカラー画像形成装置。
7. 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光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを備えたことを特徴とする請求項６に記載のカラー画像形成装置。

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