JP5116444B2 - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。

特に、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、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。

光走査装置は、光源手段から出射した光束を偏向手段の偏向面にて偏向走査させ、偏向走査された光束を結像光学系により被走査面上に結像させている。

このため、光走査装置の床面積は、基本的に光源手段と偏向手段と結像光学系との位置関係により定まる。

光走査装置の床面積を小さくして、光走査装置をコンパクト化するためには、光源手段から偏向手段の偏向面に至る光路と結像光学系の光軸とがなす主走査断面内の角度を小さくすることが必要である。

また、光走査装置では、偏向手段の偏向面にて偏向走査された同期検出用光束を検出する同期検出手段と、同期検出用光束を同期検出手段に導光する同期検出用素子（同期検出用レンズ）を備えた同期検出用光学系が用いられる。

同期検出手段は、偏向手段の偏向面にて偏向走査された同期検出用光束を検出し、被走査面上での光束の主走査方向の書き出し位置を決定する同期信号を生成する機能を有する。

同期検出用光学系は、走査開始側に配置する必要があり、走査開始側に同期検出用光学系を配置するのための空間を確保しなければならない。
特開平１１−３１１７４９号公報

上記の如く、光源手段から偏向手段の偏向面に至る光路と結像光学系の光軸とがなす主走査断面内の角度を小さくする場合、同期検出用光束が結像光学系を構成する結像光学素子に蹴られないようにしなければならない。

また、偏向手段の偏向面に入射する光束が同期検出用光学系に蹴られることがないようにしなければならず、同期検出用光学系の配置のために光走査装置のコンパクト化が妨げられるという問題があった。

そこで、本発明では、コンパクトな光走査装置の実現を課題とする。

上記課題を解決するために、本願発明の光走査装置は、光源手段と、偏向手段と、前記光源手段から出射した光束を前記偏向手段に導く入射光学系と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された画像形成用光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された同期検出用光束を検出し、前記被走査面上での光束の主走査方向の書き出し位置を決定する同期信号を生成する同期検出手段と、を有する光走査装置であって、前記入射光学系は、光束分離素子を備えており、前記光束分離素子は、前記同期検出用光束の主光線と前記画像形成用光束の主光線とが前記偏向手段の偏向面で離間した位置に入射するように、前記光束分離素子に入射した光束を前記同期検出用光束と前記画像形成用光束に主走査断面内において分離していることを特徴とする。

本発明の光走査装置の構成をとることで、同期検出手段の配置の自由度を増すことができ、コンパクトな光走査装置の実現を達成できる効果を得られる。

（実施例１）
図１は、本実施例の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。

ここで、主走査方向とは、回転多面鏡の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（回転多面鏡で光束が偏向走査される方向）である。
副走査方向とは、回転多面鏡の回転軸と平行な方向である。
また、主走査断面とは、主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面である。
また、副走査断面とは、主走査方向を法線とし、且つ、主走査断面と垂直な断面である。

図１において、１は光源手段であり、例えば、半導体レーザーより成っている。

本実施例では、半導体レーザ１のビーム放射角である半値全角の広い方向を副走査方向と一致させている。
半値全角とは、光量が単位角度あたりの最大光量の１／２以上になる角度範囲と定義される。

２は入射光学系であり、本実施例では、コリメータレンズ３、シリンドリカルレンズ４、開口絞り５より構成されている。
３は、コリメータレンズであり、光源手段１から出射した発散光束を平行光に変換している。
５は開口絞りであり、５ａ、５ｂの２つの開口部を有する（図５参照）。

コリメータレンズ３から出射した平行光束は、開口５ａ、５ｂに入射することで複数の光束として所定のビーム形状に整形される。
４は、シリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定のパワーを有し、副走査断面内に関して後述する偏向手段６に設けられた偏向面６ａに各光束を集光する収束光に変換している。

また、本実施例において、シリンドリカルレンズ４は、光束分離機能も有する光束分離素子（複合機能素子）としており、出射面側の一部を斜めにカットすることで、図２（ｂ）に示すように被走査面８に向かう光束Ａと同期検出手段９に向かう光束Ｂとを主走査方向に分離している。

つまり、シリンドリカルレンズ４は、主走査断面内において、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線とが回転多面鏡の偏向面で離間した位置に入射するように、シリンドリカルレンズ４に入射した光束を光束Ｂと光束Ａに分離している。

また、シリンドリカルレンズ４は、主走査断面内において、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線とが回転多面鏡の偏向面に異なる角度で入射するように、シリンドリカルレンズ４に入射した光束を光束Ｂと光束Ａに分離している。

また、副走査断面において、図９に示すように画像形成用光束Ａに対して、図９中の上側を同期検出用光束Ｂが通過して偏向面に向かう。

偏向面で反射された同期検出用光束Ｂは、図９中の下側の光路を同期検出用光学素子１０を介して同期検出手段９に入射する。

６は、シリンドリカルレンズ４から出射した光束を主走査方向に偏向走査する偏向手段としての回転多面鏡（偏向器）である。

６面構成の回転多面鏡６より成っており、モータ等の駆動手段（不図示）により図中矢印ＰＡ方向に一定速度で回転している。

７は、ｆθ特性とを有する結像光学系であり、結像光学素子としてのプラスチック材料より成る結像レンズ（ｆθレンズ）７ａ、７ｂの２枚系より成っている。

結像光学系７は、回転多面鏡６の偏向面によって偏向走査された画像形成用光束Ａを被走査面上（感光ドラム面８）に結像させている。

また、結像光学系７は、副走査断面内において、回転多面鏡６の偏向面６ａと感光ドラム面８との間を共役関係としている。
つまり、面倒れ補正光学系としている。

８は、被走査面としての感光ドラム面である。
９は、同期検出手段としての同期検出用センサー（ＢＤセンサー）、１０は、同期検出用光学素子としての同期検出用レンズ（ＢＤレンズ）、１１は、同期検出決定手段としての同期検出用スリット（ＢＤスリット）である。

回転多面鏡６の偏向面６ａで偏向走査された光束Ｂは、同期検出用レンズ１０で主走査方向及び副走査方向に収束光に変換される。

主走査方向に関しては、同期検出用スリット１１面上で集光され、副走査方向に関しては、同期検出用センサー９の３ｍｍ後方に集光される。

本実施例において、画像情報に応じて光源手段１から光変調され出射した発散光束はコリメータレンズ３により平行光束に変換され、開口絞り５の開口部５ａ、５ｂを通過する。
平行光束の一部は、開口絞り５で遮光される。

開口部５ａを通過した光束Ａ及び開口部５ｂを通過した光束Ｂは、それぞれシリンドリカルレンズ４に入射し、副走査断面内において、収束光束に変換され回転多面鏡６の偏向面６ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。

主走査断面内においては、画像形成用光束Ａ、同期検出用光束Ｂ共に平行光のままシリンドリカルレンズ４にて主走査方向に分離され、回転多面鏡６の偏向面６ａでそれぞれ異なる方向に偏向走査される。

画像形成用光束Ａは、２枚の結像レンズ７ａ、７ｂにより感光ドラム面８上にスポット状に結像される。

そして、画像形成用光束Ａは、回転多面鏡６を矢印ＰＡ方向に回転させることによって、被走査面上（感光ドラム面８）を矢印ＰＢ方向（主走査方向）に等速度で光走査されている。
これにより、記録媒体である感光ドラム面８上に画像記録を行っている。

同期検出用光束Ｂは、同期検出用レンズ１０により収束光に変換されて、主走査断面内において、同期検出用スリット１１上で集光し、副走査断面内において、同期検出用センサー９の３ｍｍ程度後方に集光している。

回転多面鏡６を矢印ＰＡ方向に回転させることによって、同期検出用光束Ｂは、同期検出スリット１１上を矢印ＰＣ方向（主走査方向）に光走査される。

同期検出用スリット１１のエッジまで走査すると、同期検出用光束Ｂは、同期検出用スリット１１の後方に配置された同期検出用センサー９に入射し始める。

同期検出用センサー９は、同期検出用光束Ｂを受光することで被走査面８上での画像形成用光束Ａの主走査方向の書き出し位置を決定する同期信号を生成し、この同期信号を基にして画像形成用光束Ａの印字開始のタイミングを計っている。

表１に本実施例１における光学設計パラメータを示す。

Ｎｏ．は、面番号、Ｒｙは、主走査方向の曲率半径（ｍｍ）、Ｒｚは、副走査方向の曲率半径（ｍｍ）、Ｄは、面間隔（ｍｍ）、Ｇｌａｓｓは、材質、Ｎは、屈折率を示す。

光源手段（光源）１は、ビーム放射角の主走査方向の半値全角がθ／／＝１０°、ビーム放射角の副走査方向の半値全角がθ⊥＝２９°の半導体レーザである。
θ⊥方向と副走査方向を一致させている。

このような配置にすることにより、画像形成用光束Ａの上側を通る同期検出用光束Ｂの光量を極力大きくしている。

開口絞りの概略形状を図５に示す。
開口絞り５の開口部５ａの形状は楕円形状であり、主走査方向の開口部の幅は４．８ｍｍ、副走査方向の開口部の幅は４．６ｍｍである。
開口部５ｂの形状は、矩形形状であり、主走査方向の開口部の幅は４．８ｍｍ、副走査方向の開口部の幅は４．６ｍｍである。
開口部５ａ、５ｂの中心間距離は、５．６ｍｍであり、副走査方向にずらして配置されている。

このように、本実施例では、画像形成用光束Ａに対して同期検出用光束Ｂの副走査方向の幅を広げ、かつ、開口部５ｂの形状を矩形形状とすることで光束Ｂを光束Ａと等しい光量になるようにしている。
ガラス製のコリメータレンズ３は、両凸の正のパワーを有する球面レンズである。

本実施例１のシリンドリカルレンズ４の概略斜視図を図２に示す。

ガラス製のシリンドリカルレンズ４の入射面４ａは、主走査方向がノンパワーで、副走査方向が正のパワーを有するシリンドリカル面である。

出射面は、副走査断面内において、２段に分かれており、平面４ｂ、平面４ｃで構成されている。

また、開口部５ａを透過した画像形成用光束Ａが透過する下部の出射面４ｂは、入射面４ａの母線と平行である。

開口部５ｂを透過した同期検出用光束Ｂが透過する上部の出射面４ｃは、主走査断面内において、上記の出射面４ｂに対して２１．８°傾斜している。

傾斜方向は、主走査断面内において、入射面４ａの母線と出射面４ｃの頂角が結像光学系７側にくるように傾斜している。

これにより、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線との主走査断面内において定義される光束分離角度は、１２．３°となっている。
偏向手段としての回転多面鏡は、外形（直径）が４０ｍｍであり、６面の偏向面を有する。

結像レンズ７の出射面７ｂを除く結像光学素子としての結像レンズ７ａ、７ｂの光学面（レンズ面）の母線形状は、光軸方向をＸ、主走査方向をＹとしたとき以下の式で定義される。

但し、Ｒｙは、結像光学系の光軸上の主走査方向の曲率半径，Ｋ，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ１０は非球面係数なる式で表されるものである。

また、副走査方向と対応する子線方向は以下の式で定義される。

Ｓは、母線方向の各々の位置における母線の法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義される子線形状である。

ここで主走査方向に光軸からＹ離れた位置における副走査方向の曲率半径（子線曲率半径）Ｒｓ＊が、
Ｒｚ＊＝Ｒｚ（１＋Ｄ２×Ｙ^２＋Ｄ４×Ｙ^４＋Ｄ６×Ｙ^６＋Ｄ８×Ｙ^８＋Ｄ１０×Ｙ^１０）
但し、Ｒｚは光軸上の子線曲率半径，Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１０は子線変化係数なる式で表されるものである。

結像光学素子としての結像レンズ７ｂは、平面をベース面とするレンズ面上に以下の位相関数で表される回折面が施されている。

φ＝ｍλ＝ｂ２ Ｙ^２＋ｂ４ Ｙ^４＋ｂ６ Ｙ^６＋ｂ８ Ｙ^８＋ｂ１０ Ｙ^１０＋（ｄ０＋ｄ１ Ｙ＋ｄ２ Ｙ^２＋ｄ３ Ｙ^３＋ｄ４ Ｙ^４＋ｄ５ Ｙ^５＋ｄ６ Ｙ^６）×Ｚ^２
但し、φは位相関数、ｍは回折次数、λは使用波長（＝７８０ｎｍ）、Ｙはレンズ光軸からの高さ、ｂ２，ｂ４，ｂ６，ｂ８，ｂ１０，ｄ０，ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６は位相係数、本実施形態では＋１次回折光を使用次数とする。

同期検出用レンズ（ＢＤレンズ）１０は、表１に示すように入射面が球面、出射面が副走査方向にのみ所定のパワーを有するシリンドリカル面であるアナモフィックレンズとなっている。

また、同期検出用レンズ１０は、同期検出用光束Ｂの通過位置に合わせて主走査断面に（画像形成用光束Ａが走査される走査面）対して５．５９ｍｍ沈降するように配置している。

同期検出用スリット１１は、同期検出用光束Ｂの通過位置に合わせて主走査断面に（画像形成用光束Ａが走査される走査面）対して９．３０ｍｍ沈降するように配置している。

次に光束分離素子であるシリンドリカルレンズ４の説明をしていく。
図２は、本実施例１のシリンドリカルレンズ４の概略斜視図である。
前述したように、本実施例１のシリンドリカルレンズは光束分離機能を併せ持っている。

ガラス製のシリンドリカルレンズ４の入射面４ａは、主走査方向がノンパワーで、副走査方向が正のパワーを有するシリンドリカル面である。

出射面は、副走査断面内において、２段に分かれており、平面４ｂ、平面４ｃで構成されている。

また、開口部５ａを透過した画像形成用光束Ａが透過する下部の出射面４ｂは、入射面４ａの母線と平行である。

開口部５ｂを透過した同期検出用光束Ｂが透過する上部の出射面４ｃは、主走査断面内において、上記の出射面４ｂに対して２１．８°傾斜している。

傾斜方向は、主走査断面内において、入射面４ａの母線と出射面４ｃの頂角が結像光学系７側にくるように傾斜している。

光束分離角度の単位は、ｄｅｇ．である。

これにより、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線との主走査断面内において定義される光束分離角度は、１２．３°となっている。

開口絞り５の開口部５ａ、５ｂにより副走査方向に分離された２つの画像形成用光束Ａ、同期検出用光束Ｂは共に入射面４ａに入射し、両光束ともに偏向面６ａで集光する（主走査方向に長い線像）ように所定の収束度が与えられる。

その後、画像形成用光束Ａの主光線は、シリンドリカルレンズ４の入射面４ａの母線と平行な平面４ｂを出射し、偏向面６ａに向かって直進する。

これに対して、同期検出用光束Ｂが出射する平面４ｃは、主走査断面内において、入射面であるシリンドリカル面４ａの母線とで結像光学系７側に頂角を持つように出射面４ｂに対して所定の角度だけ傾けて設けられている。

このため、同期検出用光束Ｂは、傾いた平面４ｃを出射することで屈折し、主走査方向において光束Ａに対して結像光学系７から離れる方向に進行する。

また、平面４ｃを出射した同期検出用光束Ｂは、副走査方向において画像形成用光束Ａに接近するように進むため、平面４ｂと平面４ｃの間の段を構成している面４ｄは、同期検出用光束Ｂと干渉しないよう副走査方向に対して斜めにカットしている。

光走査装置の小型化（床面積を小さくする）により結像光学系７が偏向手段に接近してくると、同期検出手段９に至る光路を確保することが困難になる。

また、同期検出手段９に至る光路を確保できても、偏向手段としての回転多面鏡６の偏向面６ａで光束が蹴られないようにすることは更に困難であり、同期検出用センサー９に十分な光量を照射することが困難な場合がある。

これに対して、本実施例１のように、光束分離素子としてのシリンドリカルレンズ４により印字用の画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂを主走査方向に分離している。

よって、偏向面６ａに対して各光束の主光線をそれぞれ離間した位置及び偏向面６ａに対して各光束の主光線をそれぞれ異なる角度で入射させることができる。

本実施例１において、主走査断面内において、画像形成用光束Ａは、被走査面８を走査するために最適な偏向面の位置に入射させられている。

また、画像形成用光束Ａは、主走査断面内において、被走査面８を走査するために最適な角度で偏向面に入射させられている。

本実施例では、シリンドリカルレンズ４の出射面４ｂを出射した画像形成用光束Ａは直進している。

同期検出用光束Ｂが同期検出手段９に入射する開始時に、偏向面６ａで蹴られない位置及び蹴られない角度で偏向面６ａに入射するように光学設計されている。

つまり、同期検出用光束Ｂが同期検出手段９に入射する開始時において、同期検出用光束Ｂの全てが偏向手段６の同一の偏向面に入射するように光学設計されている。

また、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線との主走査断面内において定義される光束分離角度を十分に大きくすることで、入射光学系２を挟んで結像光学系７の反対側に同期検出用光束Ｂが同期検出手段９に至る光路を配置可能にしている。

このような構成にすることで、例えば、結像光学系７を構成する結像レンズ７ａ、７ｂに光束通過部を設けるといったことを避けることが可能になる。

また、回転多面鏡６の偏向面６ａで同期検出用光束Ｂが蹴られないようにすることで同期検出手段９に入射する際の光量の低下を抑えている。

ところで、画像形成用光束Ａが感光ドラム面８上の印字領域（画像形成領域）を走査中、同期検出用光束Ｂも発光状態にあるため、同期検出用光束Ｂも感光ドラム面８上で画像形成用光束Ａを追いかけるように走査してしまう可能性がある。

これを避ける一つの方法は、画像形成用光束Ａが印字領域を走査中、画像形成用光束Ａが入射している偏向面とは異なる偏向面に同期検出用光束Ｂを入射するような構成にすればよい。

具体的には、同期検出用光束Ｂが同期検出手段９に入射する際、結像光学系７から離れる方向に同期検出用光束Ｂをできる限り寄せて画像形成用光束Ａが入射している偏向面とは異なる偏向面に入射させればよい。

図３を用いて説明する。
図３は本実施例１における各瞬間（各時点）の同期検出用光束Ｂの反射方向（偏向方向）を示している。

但し、回転多面鏡の偏向面は、同期検出用光束Ｂが同期検出手段９に入射した瞬間のみを図示している。
また、同期検出用レンズ１０、同期検出用スリット１１、同期検出用センサー９は、省略している。

図３において、光束Ｂ０は、同期検出用光束Ｂが同期検出用センサー９に入射した瞬間の光束を示している。

光束Ｂ１−１および光束Ｂ１−２は、画像形成用光束Ａが印字領域（画像形成領域）内に印字を開始した時の光束Ｂを示している。

また、光束Ａ１は、画像形成用光束Ａが印字領域（画像形成領域）内に印字を開始した同時刻における画像形成用光束Ａの位置を示している。

光束Ｂ１−１および光束Ｂ１−２が同時に存在するのは、同期検出用光束Ｂが偏向面６ａのほかに隣接する偏向面６ｂにも入射しているためである。

これは、主走査断面内において、画像形成用光束Ａが印字開始位置にくるまでに偏向面６ａの位置が移動し、もともと端に寄せていた同期検出用光束Ｂが偏向面６ａからあふれた為である。

偏向面６ａで偏向走査された光束Ｂ１−１および、隣接する偏向面６ｂで偏向走査された光束Ｂ１−２はともに感光ドラム面８とは異なる方向に出射しており、重大な問題にはならない。

その後、回転多面鏡（偏向器）６が回転するにつれて、光束Ｂ１−１はやせ細っていき、光束Ｂ１−２に相当する光束Ｂ２−２のみが残る。

図３中、光束Ｂ２−１は消える直前の光束であり、図３を見ても明らかなように結像光学系７に入射することは無い。

光走査装置では、結像レンズ７ａ、７ｂを保持するための構造部材が結像光学素子としての結像レンズ７ａ、７ｂの周りに存在するため、構造部材で遮光され、光束Ｂ２−１が被走査面８に到達することは無い。

尚、光束Ａ２は、光束Ｂ２−２のみが残る同時刻における画像形成用光束Ａの位置を示している。

その後も、回転多面鏡（偏向器）６は回転し続けるが、同期検出用光束Ｂは隣接する偏向面６ｂにのみ入射するため、感光ドラム面８とは異なる方向に偏向反射される。

図３中、光束Ｂ３は、画像形成用光束Ａが印字領域を走査完了直後の同期検出用光束Ｂを示している。

また、光束Ａ３は、画像形成用光束Ａが印字領域を走査完了直後の同時刻における画像形成用光束Ａを示している。

このように、本実施例１においては、同期検出用光束Ｂが印字領域に入射することを回避できている。

これに対して、回転多面鏡（偏向器）６の偏向面６ａに同期検出用光束Ｂを入射する位置を結像光学系７と離れる方向に十分に寄せていないと、同期検出用光束Ｂが印字領域に入射してしまう問題が起こる。

図４を用いて説明する。
図４は、主走査断面内において、同期検出用光束Ｂを結像光学系７とは反対側の偏向面の端に十分寄せていない場合を図示している。

特に、同期検出用光束Ｂが同期検出手段９に入射した瞬間において、同期検出用光束Ｂが偏向面の中央よりも結像光学系７側に寄っている場合における各瞬間（各時点）の同期検出用光束Ｂの反射方向（偏向方向）を示している。

同期検出手段９の位置は、図４において、同期検出手段９に同期検出用光束Ｂが入射する瞬間の偏向面の角度で同期検出用光束Ｂが反射する方向に設置するものとしている。

図４において、光束Ｂ０は、同期検出用光束Ｂが同期検出手段９に入射した瞬間の光束Ｂを示している。

光束Ｂ１は、画像形成用光束Ａが印字領域（画像形成領域）内で印字を開始した瞬間の同期検出用光束Ｂを示している。

また、光束Ａ１は、光束Ｂ１に対応する画像形成用光束Ａを示している。

画像形成用光束Ａが印字領域（画像形成領域）内で印字を開始する瞬間では、同期検出用光束Ｂは感光ドラム面８に対して異なる方向に出射している。

尚、この例では、画像形成用光束Ａが印字領域（画像形成領域）内で印字を開始する瞬間では、同期検出用光束Ｂは、偏向面６ｂに入射しておらず、図３の光束Ｂ１−２に相当する光束は存在していない。
その後、回転多面鏡６が回転するにつれて、同期検出用光束Ｂは、画像形成用光束Ａを追いかけるように印字領域内に侵入してくる。

図４中、光束Ｂ２−１、光束Ｂ２−２は、同期検出用光束Ｂの一部が偏向面６ａに隣接する偏向面６ｂに入射し始めた瞬間の光束Ｂを示している。
図４中、光束Ｂ３−１、光束Ｂ３−２は、光束Ｂが隣接する偏向面６ｂに全て入射し始める直前の光束Ｂを示している。

図４中、光束Ｂ４は、画像形成用光束Ａが印字領域を走査完了直後の光束Ｂを示している。
また、図４中、光束Ａ２は、光束Ｂ２−１、光束Ｂ２−２に対応する画像形成用光束Ａを示している。
光束Ａ３は、光束Ｂ３−１、光束Ｂ３−２に対応する光束Ａを示している。
光束Ａ４は、光束Ｂ４に対応する光束Ａをそれぞれ示している。

光束Ｂ２−１のように印字領域内に進入した光束Ｂは、光束Ａが感光ドラム面８上で描画した潜像に上書きしてしまうため印字品位を劣化させてしまう問題が起こる。
このように、同期検出用光束Ｂが印字領域内を走査しないように本実施例１では以下の条件式を満たしている。

Ｗ／２＜Ｌ・ｔａｎθ＜Ｗ
ただし、Ｗ：回転多面鏡の偏向面の主走査方向の幅、
Ｌ：光束分離素子としてのシリンドリカルレンズ４の出射面４ｂから偏向面６ａまでの光路長、
θ：同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線との主走査断面内において定義される光束分離角度、
Ｌ・ｔａｎθは、偏向面６ａでの画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂの主走査断面内における離間距離を示している。

下限を下回ると遮光が困難な状態の同期検出用光束Ｂが印字領域内に進入し、上限を上回ると同期検出用光束Ｂが偏向面６ａから大きく溢れ出し、同期検出用センサー９に必要な光量を確保できなくなる恐れがある。

本実施例１では、Ｗ＝２０ｍｍ、Ｌ＝８０．５ｍｍ、θ＝１２．３°より、上限＝２０ｍｍ、下限＝１０ｍｍに対してＬ・ｔａｎθ＝１７．５５ｍｍとなり条件式を満たし、上記の問題を回避している。

本実施例１では、画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂを主走査方向に分離するにあたり、屈折現象を用いて画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂを分離している。
具体的には、シリンドリカルレンズ４の出射面４ｂ、４ｃを相対的に主走査方向に傾けることで屈折現象を発生させている。

このように屈折現象を持たせる構成では、画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂを分離する光束分離面を単純な平面で構成でき、光束分離素子を作りやすくしている。

但し、光束分離方法としては、必ずしも屈折現象による手段に限定される必要はなく、例えば、回折現象を用いてもよい。

この場合における構成方法は、大きく分けて２通りの構成が考えられる。

１つ目は、図７に示すように図２のシリンドリカルレンズ４における出射面４ｂ、４ｃを主走査断面内において平行にしておき、出射面４ｂ、４ｃの少なくとも１面に主走査方向に回折する回折面を設ける方法である。

図７では、シリンドリカルレンズ４の出射面４ｃにのみ回折面を施している。
２つ目は、図８に示すように、出射面４ｂ、４ｃの区分けをなくし、異なる次数の回折光を画像形成用光束Ａ及び同期検出用光束Ｂに割り振る方法である。
図８では、０次光に画像形成用光束Ａを、１次光に同期検出用光束Ｂを割り当てている。

前者の図７は、独立した光束を用いるため光量の点で有利であり、後者の図８は光束を副走査方向に分ける必要がないことから光束分離素子を小型にできる。

更に、別の方法としてミラーもしくはビームスプリッターを用いて光束を分離する方法が考えられる。

ミラーを用いる方法としては、図１２に示すように図２におけるシリンドリカルレンズ４における出射面４ｂ、４ｃを平行にしておく。

そして、シリンドリカルレンズ４の出射面４ｂ、４ｃから出射された画像形成用光束Ａ、同期検出用光束Ｂの少なくとも一方の光路にミラー２１を設置し、画像形成用光束Ａ、同期検出用光束Ｂの出射方向を異ならせる方法である。

図１２では、同期検出用光束Ｂに対して２枚のミラー２１で同期検出用光束Ｂの主光線の出射方向を画像形成用光束Ａの主光線に対して主走査断面内において所定の傾斜角度にしている。

つまり、図１２において、ミラー２１は、主走査断面内において、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線とが異なる角度で偏向手段に入射するように配置されている。

尚、本実施例１では、ミラーを１枚にするとミラーの長さが長くなってしまうため２枚のミラーを用いている。

もう一つは、シリンドリカルレンズ４の出射面４ｂ、４ｃの区分けをなくし、出射面を通過した光束をビームスプリッターで分離する方法である。

図１３において、シリンドリカルレンズ４を通過した後、ビームスプリッター２２で光束を分離して、透過光束を画像形成用光束Ａとして、反射光束を同期検出用光束Ｂとしている。

その後、同期検出用光束Ｂは、ミラー２１で主走査断面内において所定の傾斜方向に反射される。

つまり、図１３において、ミラー２１は、主走査断面内において、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線とが異なる角度で偏向手段に入射するように配置されている。
ミラー２２を用いたのは、ビームスプリッターの長さが長くなることを回避するためである。

前者の図１２は、独立した光束を用いるため光量の点で有利であり、後者の図１３は、光束を副走査方向に分ける必要がないことから光束分離素子を小型にできる。

また、回転多面鏡の偏向面の主走査方向の幅が十分に広い場合は、図１４に示すように光束を主走査方向にシフトさせるだけでも良い。

図１４は、同期検出用光束Ｂを２枚のミラー２１を用いて同期検出用光束Ｂを画像形成用光束Ａと平行となるように配置している。

（実施例２）
図６は、本実施例の光走査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と同一機能を備えた部材、は同じ番号を割り当てている。
１２は、シリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定のパワーを有し、副走査断面内に関して後述する偏向手段６としての回転多面鏡の偏向面６ａに複数の光束の各光束を集光する収束光に変換している。
つまり、シリンドリカルレンズ１２は、偏向面６ａに主走査方向の長い線像を形成している。

図１５を用いて、本実施例２の光束分離素子１３の説明を行う。
１３は、光束分離素子であり、主走査方向に頂角をもつ楔状の形状の素子である。
光束分離素子１３は、中央に開口部１３ａが設けられている。
光束分離素子１５は、光束分離素子１３に入射した光束を画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂに主走査方向に分離している。
光束分離素子１３の開口部１３ａを透過する光束を被走査面８に導光する画像形成用光束Ａとし、開口部以外のその他の部分を透過する光束を同期検出手段９に導光する同期検出用光束Ｂとしている。

また、シリンドリカルレンズ１２と光束分離素子１３は接するように配置され、ユニット化（一体化）されて配置されている。

７ａ、７ｂは、ｆθ特性を有する結像光学系であり、プラスチック材料より成る１枚の結像レンズ（ｆθレンズ）を有する。
結像レンズ（ｆθレンズ）７は、回転多面鏡６の偏向面６ａによって偏向走査された画像形成用光束Ａを被走査面としての感光ドラム面８上に結像させている。
結像レンズ（ｆθレンズ）７は、副走査断面内において、偏向面６ａと感光ドラム面８を光学的に共役関係としている。

本実施例の光走査装置は、面倒れ補正光学系となっている。
１４は、ミラーであり、結像レンズ７ａ（又は結像レンズ７ｂ）を透過した画像形成用光束Ａを結像レンズ７に再度入射させている。
１５は、遮光壁であり、遮光壁１５は、同期検出用光束Ｂが回転多面鏡を隔てて配置された別の結像光学系７ｂに入射しないように同期検出用光束Ｂを遮光している。
１６は、遮光壁であり、３つの機能を有する。

１つ目の機能は、同期検出用光束Ｂが自身の結像光学系７ａの被走査面８に入射しないように図１６の遮光壁１６ａで遮光している。
２つ目の機能は、同期検出用光束Ｂの主走査方向の一部の光束を遮光壁１６ｂで遮光することにより、遮光壁１５ですら遮光できないフレア光束が別の結像光学系７ｂに入射しないようにしている。
３つ目の機能は、同期検出用光束Ｂと偏向面６ａが対向したとき、同期検出用光束Ｂが光源手段１に戻らないように同期検出用光束Ｂの副走査方向の一部の光束（上部の光束）を遮光壁１６ｂで遮光している。

本実施例２において、画像情報に応じて光変調され光源手段１から出射した発散光束は、コリメータレンズ３により弱収束光束に変換される。
このとき、弱収束光束の光束幅は、コリメータレンズ３の外形により決められる。
コリメータレンズ３の出射面から出射された光束は、シリンドリカルレンズ１２に入射し、副走査断面内において、副走査方向にのみ所定のパワーを有するシリンドリカルレンズ１２により収束光束に変換される。

そして、シリンドリカルレンズ１２の出射面から出射された光束は、偏向面６ａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。
また、シリンドリカルレンズ１２から出射した光束は、直後にシリンドリカルレンズ１２に接するように配置された光束分離素子１３により画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂとに分離される。
主走査断面内において、光束Ａ、光束Ｂ共に弱収束光束のまま主走査方向に分離される。

そして、主走査断面内において、画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂは、回転多面鏡６の偏向面６ａでそれぞれ異なる位置に入射する。

つまり、光束分離素子１３は、主走査断面内において、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線とが回転多面鏡６の偏向面で離間した位置に入射するように、光束分離素子１３に入射した光束を光束Ｂと光束Ａに分離している。

また、光束分離素子１３は、主走査断面内において、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線とが回転多面鏡６の偏向面に異なる角度で入射するように、光束分離素子１３に入射した光束を光束Ｂと光束Ａに分離している。

回転多面鏡６の偏向面にて偏向走査された画像形成用光束Ａは、結像レンズ７ａに入射し、ミラー１４の反射面で反射した後、結像レンズ７ａに再度入射することで、感光ドラム面８上にスポット状に結像される。

回転多面鏡６を矢印ＰＡ方向に回転させることによって、感光ドラム面８上を矢印ＰＢ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面８上に画像記録を行っている。

回転多面鏡６の偏向面にて偏向走査された同期検出用光束Ｂは、同期検出用光学素子としての同期検出用レンズ（ＢＤレンズ）１０により収束光束に変換される。

主走査断面内において、同期検出用光束Ｂは、同期検出決定手段としての同期検出用スリット１１上で集光する。

同期検出用光束Ｂは、副走査断面内において、同期検出手段としての同期検出用センサー（ＢＤセンサー）９の３ｍｍ後方に集光している。

回転多面鏡６を矢印ＰＡ方向に回転させることによって、同期検出用スリット（ＢＤスリット）１１上を矢印ＰＣ方向（主走査方向）に光走査する。

同期検出用スリット１１のエッジまで主走査方向に走査すると、同期検出用光束Ｂは、同期検出用スリット１１後方に配置された同期検出用センサー９に入射し始める。

同期検出用センサー９は、同期検出用光束Ｂを受光することで被走査面８上での画像形成用光束Ａの主走査方向の書き出し位置を決定する同期信号を生成し、この同期信号を基にして画像形成用光束Ａの印字開始のタイミングを計っている。

表２に本実施例２における光学設計パラメータを示す。
Ｎｏ．は、面番号、Ｒｙは、主走査方向の曲率半径（ｍｍ）、Ｒｚは、副走査方向の曲率半径（ｍｍ）、Ｄは、面間隔（ｍｍ）、Ｇｌａｓｓは、材質、Ｎは、屈折率を示す。

ガラス製のコリメータレンズ３は平凸の球面レンズであり、直径８ｍｍの外形を有している。
シリンドリカルレンズ１２はガラス製であり、入射面は主走査方向がノンパワー（平面）で、副走査方向が正のパワーを有する球面である。
シリンドリカルレンズ１２の出射面は主走査方向及び副走査方向に共にノンパワー（平面）である。

光束分離素子１３の概略斜視図を図１５に示す。
プラスチック製の光束分離素子１３の入射面及び出射面は共に平面であり、光束分離素子１３の中央部に主走査方向の長さが４．５ｍｍ、副走査方向の長さが３．０ｍｍの楕円形状の開口部１３ａが設けられている。

主走査断面内において、シリンドリカルレンズ１２の出射面１３ｃは、シリンドリカルレンズ１２の入射面１３ｂに対して、２０．３°だけ主走査方向に傾斜している。
光束分離角度の単位は、ｄｅｇ．である。

これにより、同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線との主走査断面内において定義される光束分離角度は１１．６°となっている。

主走査断面内において出射面１３ｃが入射面１３ｂに対して傾斜している方向は、入射面１３ｂと出射面１３ｃがなす頂角が結像光学系７ａ側にくるように傾斜している。

特に、本実施例では、シリンドリカルレンズ１２と光束分離素子１３を別部材とすることで個々の素子を容易に製造できるようにしている。
これにより製造コストを低減している。

偏向手段としての回転多面鏡６は、外形（直径）４０ｍｍであり、６面の偏向面を有する。

結像光学素子としての結像レンズ７ａ（又は７ｂ）は、偏向手段側の光学面（レンズ面）が副走査方向に２段に重ねあわされた２つの光学面を備え、ミラー１４側の光学面（レンズ面）が副走査方向にノンパワー（平面）の１つの光学面を有する。

偏向手段としての回転多面鏡６の偏向面で偏向走査された画像形成用光束Ａが最初に結像光学素子７ａ（又は７ｂ）に入射した際の偏向手段６側の光学面（入射面）を７ｃとしている。

また、画像形成用光束Ａが最初に結像光学素子７ａ（又は７ｂ）に入射した際のミラー側の光学面（出射面）を７ｄとしている。

ミラー１４で反射された画像形成用光束Ａが再び結像レンズ７ａ（又は７ｂ）から出射した際の光学面を７ｅとする。

７ｃ、７ｄ、７ｅの母線形状及び子線形状は、実施例１の結像光学素子７ａで定義した式と同じ式で定義される。

ただし、主走査方向において、結像光学系７ａ（又は７ｂ）の光軸を中心として光源手段側と反光源手段側で結像レンズ７ａ（又は７ｂ）のレンズ形状が異なっている。

光源手段１側の非球面係数には添え字ｕを反光源手段側の非球面係数には添え字ｌをそれぞれ添えて示している。

また、母線形状は直線ではなく以下の式で定義される。
Ｚ＝Ａ０＋Ａ２×Ｙ^２＋Ａ４×Ｙ^４＋Ａ６×Ｙ^６
同期検出用光束Ｂが印字領域内を走査しないように本実施例２では以下の条件式を満たしている。

Ｗ／２＜Ｌ・ｔａｎθ＜Ｗ
ただし、Ｗ：回転多面鏡の偏向面の主走査方向の幅、
Ｌ：光束分離素子としてのシリンドリカルレンズ４の出射面４ｂから偏向面６ａまでの光路長、
θ：同期検出用光束Ｂの主光線と画像形成用光束Ａの主光線との主走査断面内において定義される光束分離角度、
Ｌ・ｔａｎθは、偏向面６ａでの画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂの主走査断面内における離間距離を示している。

下限を下回ると遮光が困難な状態の同期検出用光束Ｂが印字領域内に進入し、上限を上回ると同期検出用光束Ｂが偏向面６ａから大きく溢れ出し、同期検出用センサー９に必要な光量を確保できなくなる恐れがある。

本実施例２では、Ｗ＝２０ｍｍ、Ｌ＝８０．０ｍｍ、θ＝１１．６°より、Ｗ／２＜Ｌ・ｔａｎθ＜Ｗの条件式に関して、上限＝Ｗ＝２０ｍｍ、下限＝Ｗ／２＝１０ｍｍに対して、Ｌ・ｔａｎθ＝１７．６８ｍｍとなり、条件式を満たしている。

本実施例２のように、主走査断面内において、回転多面鏡６を挟んで対称な結像光学系を配置し、複数の感光ドラム面８のそれぞれを異なる画像形成用光束Ａで走査する光走査装置した場合、以下の問題が起こる。

画像形成用光束Ａが偏向走査される偏向面６ａと隣接する偏向面６ｂで同期検出用光束Ｂが偏向反射されると、対向する結像光学系７ｂにフレア光束として同期検出用光束Ｂが入射する問題が起こる。

このような場合、図６に示すように、画質劣化の原因となるフレア光束となった同期検出用光束Ｂを遮光するように遮光壁１５を設ければよい。

ただし、本実施例２のように、同期検出用光束Ｂの主走査方向の光束幅が非常に広いと、遮光壁１５だけでは、フレア光束となった同期検出用光束Ｂの遮光効果は不十分なことがある。

この場合は、図１６に示すように、同期検出用光束Ｂの主走査方向の一部を遮光し光束幅を狭めればよい。

本実施例２では、同期検出用光束Ｂが同期検出用センサー９に入射した時刻に偏向面６ａによって同期検出用光束Ｂがちょうど蹴られなくなるように同期検出用光束Ｂの一部を遮光している。

このとき、同期検出用光束Ｂが同期検出用センサー９に入射する際の光量を低下させず、且つ、同期検出用光束Ｂの一部が対向する結像光学系７ｂに入射することを防いでいる。

また、画像形成用光束Ａが印字領域（画像形成領域）を走査中、同期検出用光束Ｂと偏向面６ａが対向する瞬間がある。

つまり、主走査断面内において、同期検出用光束Ｂが偏向面６ａの法線から入射する瞬間がある（正面入射）。

このとき、同期検出用光束Ｂが光源手段１に戻ってしまい、発光状態を不安定にしてしまう。

このとき、画像形成用光束Ａの光量も揺らいでしまうため印字品位を劣化させてしまう。

これを回避するには、副走査方向において、同期検出用光束Ｂの中央から上側もしくは下側を遮光壁１６ｂにて遮光すればよい。

なぜならば、遮光壁１６ｂが下側に配置されている場合、遮光壁１６ｂに入射してくる同期検出用光束Ｂの光束幅の上部を進行する光束は、偏向面６ａで偏向反射された後、遮光壁１６ｂに入射してくる同期検出用光束Ｂの光束幅の下部の領域を進行する。

つまり、下側に配置された遮光壁１６ｂで偏向面６ａで偏向反射された光束は遮光される。

逆に、遮光壁１６ｂが上側に配置されている場合、遮光壁１６ｂに入射してくる同期検出用光束Ｂの光束幅の下部を進行する光束は、偏向面６ａで偏向反射された後、遮光壁１６ｂに入射してくる同期検出用光束Ｂの光束幅の上部の領域を進行する。

つまり、上側に配置された遮光壁１６ｂで偏向面６ａで偏向反射された光束は遮光される。

よって、同期検出用光束Ｂの中央から上側もしくは下側を遮光壁１６ｂにて遮光すれば、光源手段１への戻り光を遮光できる。

本実施例２では、図１６に示すように、遮光壁１６ｂに入射してくる同期検出用光束Ｂの光束幅の上部を進行する光束を遮光している。

遮光壁１６ｂに入射してくる同期検出用光束Ｂの光束幅の下部を進行する光束を遮光しても同様の効果は得られる。

しかし、遮光壁１６ｂに入射してくる同期検出用光束Ｂの光束幅の上部を進行する光束を遮光した方が更に結像光学系７の厚みを薄くできる効果も得られる。

また、本実施例２では、結像光学素子７ａ（又は７ｂ）に画像形成用光束Ａを２回入射させているために、結像光学素子７ａ（又は７ｂ）が主走査方向に長くなっている。

このため、結像光学素子７ａ（又は７ｂ）を保持する構造部材で遮光されるはずの同期検出用光束Ｂが同期検出用光束Ｂに入射する瞬間が生じている。

よって、遮光壁１５、１６を設けることで本実施形態では上記の問題を回避している。

本実施例２においては、光束分離素子１３をプラスチック製とすることでコストダウンを図った。

しかし、環境温度が変化するとプラスチックは、特に屈折率が変わりやすいため、画像形成用光束Ａと同期検出用光束Ｂの光束分離角度が変化してしまう問題が起こる。

加えて、環境温度が変化することにより光源手段１から出射した光束の波長も変化するため、さらに光束分離角度は変化する。

このような現象が生じると、同期検出用光束Ｂが同期検出用センサー９に入射するタイミングが変わってしまうため、被走査面８上での画像形成用光束Ａの書き出し位置がずれてしまう。

また、光束分離素子を通過した同期検出用光束Ｂを直進させ、画像形成用光束Ａを屈折させている場合は、同期検出用センサー９に入射するタイミングは変わらない。

しかし、画像形成用光束Ａが偏向面６ａに入射する角度が変化するため、被走査面８上での画像形成用光束Ａの書き出し位置がずれてしまう問題が起こる。

この書き出し位置ずれを低減する方法として、光束分離素子１３と同じ材料で同じ角度の頂角を持つ光学素子を光束分離素子１３から同期検出用センサー９までの間の光路中に設ける方法がある。

また、主走査断面内において、光束分離素子１３とは逆に頂角の向きを結像光学系７とは反対側を向くように設置する。

このとき、光束分離角度が変化しても、主走査断面内において、同じ量だけ逆向きに同期検出用光束Ｂの進行方向を変化させることができ、光束分離素子１３で発生した光束分離角度のズレを打ち消すことができる。

他の書き出し位置ずれを低減する方法として、本実施例２のように、同期検出用レンズ１０を結像光学系７側に主走査断面内において偏心させる方法がある。

本実施例２では、主走査断面内において、同期検出用レンズ１０に光束分離素子１３と同じ材料を用い、同期検出用レンズ１０を結像光学系７ａ側に１５．６８ｍｍだけシフト偏心させている。

このとき光束Ｂの通過領域では入射面と出射面のなす角度は２０．３°と光束分離素子の頂角と同程度の傾きとなり上記の方法と同様に光束分離素子で発生した角度ズレを打ち消すことができる。

また、本実施例２において、コリメータレンズ３、シリンドリカルレンズ１２、光束分離素子１３をそれぞれ別の素子としたが、全ての機能を併せ持つ１つの複合機能光学素子として構成しても良い。

図１７にこの複合機能光学素子を示す。
本実施例２の変形例では、プラスチック製であることを想定している。

なぜならば、複合機能光学素子は、主走査方向と副走査方向で異なるパワーを備え、かつ、傾斜部１７ｂ、１７ｃ及び回折面１７ｄを設ける必要があり、モールド成形で製造されることが望ましいためである。

傾斜部とは、主走査断面内において、複合機能光学素子１７の入射面１７ｄ及び出射面１７ａに対して傾斜した傾斜面１７ｂ、１７ｃである。

さらに、プラスチックで製造したほうがガラスを用いた場合に対してより低コストに製造できるためである。

このため、環境温度の変化によりプラスチック製の複合機能光学素子１７の屈折率が変動して被走査面８上にて結像スポットのピント位置が変化してしまう問題が起こる。

よって、複合機能光学素子１７の入射面１７ｄに平面ベースに楕円形状の回折面を設けて、環境温度の変化による複合機能光学素子１７の屈折力の変化分を光束の波長が変化することによる回折量の変化で打ち消すようにしている。

また、光束分離機能を持たせるために、主走査方向において複合機能光学素子１７の上部に結像光学系７ａ側が広がっていくハの字上の溝（傾斜部１７ｂ、１７ｃ）を設けておく。

このように傾斜面１７ｂ、１７ｃを設けることで、同期検出用光束Ｂの一部が溝部にかかり、主走査方向に屈折する。
これにより、同期検出用光束Ｂと画像形成用光束Ａに分離することが可能になる。

このように１つの複合機能光学素子に機能をまとめることでコストダウンを図ることが可能になる。

また、コリメータレンズ３から光束分離素子１３までの光路長を狭めることが可能になり、光源手段１から偏向手段６までの光路長を短くすることができる。

［画像形成装置］
図１０は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面内の要部断面図である。
図１０において、符号１０４は画像形成装置を示す。

この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。

このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。

この画像データＤｉは、実施例１に示した構成を有する光走査装置１００に入力される。

そして、この光走査装置１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査断面上に走査される。

静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。

そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査断面上と直交する副走査断面上に移動する。

感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。

そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。

先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。

この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像手段である現像器１０７によってトナー像として現像される。

現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。

用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１０において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。

用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。

以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１０において左側）の定着器へと搬送される。

定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されている。

そして、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。

更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。

図１０においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
本発明で使用される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の構成はより効果を発揮する。

［カラー画像形成装置］
図１１は、本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。
本実施例は、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ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
図１１において、２６０はカラー画像形成装置である。

２１１、２１２、２１３、２１４は実施例１に示したいずれかの構成を有する結像光学系を示している。
２２１、２２２、２２３、２２４は各々像担持体としての感光ドラムを示している。
２３１、２３２、２３３、２３４は各々現像器、２５１は搬送ベルトを示している。

図１１において、カラー画像形成装置２６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器２５２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。

これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ２５３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。
これらの画像データは、それぞれ結像光学系２１１、２１２、２１３、２１４に入力される。

そして、これらの結像光学系からは、各画像データに応じて変調された光ビーム２４１、２４２、２４３、２４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２２１、２２２、２２３、２２４の感光面が主走査断面上に走査される。

本実施例におけるカラー画像形成装置は、結像光学系（２１１、２１２、２１３、２１４）を４個並べている。

各々の結像光学系がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２２１、２２２、２２３、２２４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。

本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの結像光学系２１１、２１２、２１３、２１４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ドラム２２１、２２２、２２３、２２４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２５２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２６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。

本実施例２についても、上記の図１０、図１１のプリンタコントローラ、現像器、転写手段、感光ドラムを備えた画像形成装置、カラー画像形成装置に適用できる。

本発明の実施例１の主走査断面図 本発明のシリンドリカルレンズ４の斜視図 本発明の同期検出用光束Ｂの走査位置を示す主走査断面図 比較例の同期検出用光束Ｂの走査位置を示す主走査断面図 本発明の開口絞り５の概略形状を示す斜視図 本発明の実施例２の主走査断面図を示す 本発明の回折効果を用いた光束分離素子４の斜視図 本発明の回折効果を用いた光束分離素子４の斜視図 本発明の実施例１の同期検出用光束Ｂの光線追跡図 本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図 本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図 本発明の実施例１の光束分離機能を有するミラー２１の斜視図 本発明の実施例１の光束分離機能を有するビームスプリッター２２の斜視図 本発明の実施例１の光束分離機能を有するミラー２１の斜視図 本発明の実施例２の光束分離素子１３の斜視図 遮光壁の斜視図 本発明の実施例２の変形例の光束分離素子の斜視図

符号の説明

１ 光源手段
２ 入射光学系
３ コリメータレンズ
４ 光束分離素子
５ 開口絞り
６ 偏向手段
７ 結像光学系
８ 被走査面
９ 同期検出手段
１０ 同期検出用光学素子
１１ 同期検出決定手段
１２ シリンドリカルレンズ
１３ 光束分離素子

Claims (8)

1. 光源手段と、偏向手段と、前記光源手段から出射した光束を前記偏向手段に導く入射光学系と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された画像形成用光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された同期検出用光束を検出し、前記被走査面上での光束の主走査方向の書き出し位置を決定する同期信号を生成する同期検出手段と、を有する光走査装置であって、
   前記入射光学系は、光束分離素子を備えており、
   前記光束分離素子は、前記同期検出用光束の主光線と前記画像形成用光束の主光線とが前記偏向手段の偏向面で離間した位置に入射するように、前記光束分離素子に入射した光束を前記同期検出用光束と前記画像形成用光束に主走査断面内において分離していることを特徴とする光走査装置。
2. 前記光束分離素子は、主走査断面内において、前記同期検出用光束の主光線と前記画像形成用光束の主光線とが前記偏向手段の偏向面で離間した位置に入射するように、前記光束分離素子に入射した光束を前記同期検出用光束と前記画像形成用光束に分離している請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光束分離素子は、主走査断面内において、前記同期検出用光束の主光線と前記画像形成用光束の主光線とが異なる角度で前記偏向手段に入射するように、前記光束分離素子に入射した光束を前記同期検出用光束と前記画像形成用光束に分離している請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記光束分離素子は、主走査断面内において、前記同期検出用光束を前記画像形成用光束に対して前記結像光学系と反対側に分離している請求項２又は３に記載の光走査装置。
5. 前記光束分離素子から出射した前記同期検出用光束と前記画像形成用光束は、直接前記変更手段に入射しており、
   前記偏向手段の偏向面の主走査断面内の幅をＷ（ｍｍ）、前記光束分離素子の出射面から前記偏向手段の偏向面までの光路長をＬ（ｍｍ）、前記同期検出用光束の主光線と前記画像形成用光束の主光線との主走査断面内において定義される光束分離角度をθ（ｄｅｇ．）、とした場合、以下の関係を満たす請求項３又は４に記載の光走査装置。
   Ｗ／２＜Ｌ・ｔａｎθ＜Ｗ
6. 前記同期検出用光束が前記同期検出手段に入射する開始時において、前記同期検出用光束の全てが前記偏向手段の同一の偏向面に入射している請求項１乃至５の何れか一項に記載の光走査装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光ドラムと、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光ドラム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手段と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写手段と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とから成る画像形成装置。
8. 請求項１乃至６の何れか一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から成る画像形成装置。

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