JP7417425B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置に関し、特にレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）やデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）等の画像形成装置に好適なものである。

従来、光走査装置において結像レンズの光学面に入射した光束の一部が反射されることによって生じる不要光が被走査面に到達することで、印字性能の低下が引き起こされることが知られている。

特許文献１は、偏向器に最も近い結像レンズの入射面を副走査断面内において平面、若しくは偏向器側に向かって凸形状の曲面とすることで、被走査面に到達する不要光を低減することができる光走査装置を開示している。

特開２００２－３２３６６５号公報

特許文献１に開示されている光走査装置では、反射光を発散光にするようにレンズ面を設けているため、一部の反射光は依然として不要光となり被走査面に到達する可能性がある。
そこで本発明は、不要光が被走査面に到達することを抑制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。

本発明に係る光走査装置は、光束を偏向して被走査面を走査する偏向器と、偏向器からの光束を被走査面に導光する光学面を含む結像光学素子とを備え、結像光学素子は、偏向器に隣接して配置されており、偏向器上の第１の偏向点において偏向された後、光学面によって反射された軸上光束のうち、第１の偏向点を含み結像光学素子の光軸に垂直な第１の断面において第１の偏向点に近い側の第１のマージナル光線は、第１の断面における第１の偏向点に対して副走査方向に４ｍｍ以上離間した位置に向かって進行し、軸上光束の第１の断面における副走査方向の光束幅は、軸上光束の光学面における副走査方向の光束幅よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、不要光が被走査面に到達することを抑制することができる光走査装置を提供することができる。

本実施形態に係る光走査装置の主走査断面内及び副走査断面内における展開図。 本実施形態に係る光走査装置の一部模式的斜視図。 本実施形態に係る光走査装置の一部主走査断面図及び一部副走査断面図。 本実施形態に係る光走査装置の一部主走査断面図及び一部副走査断面図。 偏向器によって偏向された光束の各光線がレンズ面によって反射される様子を示した図。 本実施形態に係る光走査装置の一部主走査断面図及び一部副走査断面図。 本実施形態に係る光走査装置の一部主走査断面図及び一部副走査断面図。 実施形態に係るカラー画像形成装置の要部副走査断面図。

以下に、本実施形態に係る光走査装置を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。

なお、以下の説明において、主走査方向とは、偏向器で光束が偏向走査される方向である。副走査方向とは、偏向器の回転軸に平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向に垂直な断面である。副走査断面とは、主走査方向に垂直な断面である。

図１（ａ）は、本実施形態に係る光走査装置１０の主走査断面内における展開図を示している。また、図１（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１０が備える入射光学系及び走査光学系の副走査断面内における展開図を示している。
また、図２は、本実施形態に係る光走査装置１０の一部模式的斜視図を示している。

なおここで、光走査装置１０は、互いに同一の構成であり、偏向器１１を挟んで互いに対称に配置される左側走査系１０Ｌ及び右側走査系１０Ｒを有している。
そして、左側走査系１０Ｌと右側走査系１０Ｒとはそれぞれ、第１及び第２の被走査面１００８及び１２０８と第３及び第４の被走査面１１０８及び１３０８とを対向走査している。
従って、以下に示す構成は左側走査系１０Ｌ及び右側走査系１０Ｒの双方に同様に適用することができるため、以下では説明の簡略化のために、左側走査系１０Ｌのみについて説明を行う。

本実施形態に係る光走査装置１０は、第１及び第２の光源１００１及び１２０１と、第１及び第２のコリメータレンズ１００２及び１２０２とを備えている。
また、本実施形態に係る光走査装置１０は、第１及び第２のシリンドリカルレンズ１００３及び１２０３と、第１及び第２の開口絞り１００４及び１２０４とを備えている。
また、本実施形態に係る光走査装置１０は、偏向器１１と、第１のｆθレンズ１００６及び１２０６（結像光学素子）とを備えている。

また、本実施形態に係る光走査装置１０は、第２のｆθレンズ１００７及び１２０７を備えている。
また、本実施形態に係る光走査装置１０は、偏向器１１等の光学素子を保持する筐体１４０１（保持部材）と、カバー部材１４０２とを備えている。

第１及び第２の光源１００１及び１２０１としては、半導体レーザー等が用いられる。なお、第１及び第２の光源１００１及び１２０１から射出される光束ＬＡ及びＬＢ（第１及び第２の光束）の偏光は、概ね主走査断面に平行な直線偏光となる。すなわち、偏向器１１の偏向面での反射時において、第１及び第２の光源１００１及び１２０１から偏向器１１へ入射する光束ＬＡ及びＬＢは、ｓ偏光成分よりｐ偏光成分の方が多くなる。
第１及び第２のコリメータレンズ１００２及び１２０２は、第１及び第２の光源１００１及び１２０１から出射した光束ＬＡ及びＬＢを平行光束に変換する。なおここで、平行光束とは、厳密な平行光束だけでなく、弱発散光束や弱収束光束等の略平行光束も含むものとする。

第１及び第２のシリンドリカルレンズ１００３及び１２０３は、副走査断面内において有限のパワー（屈折力）を有しており、第１及び第２のコリメータレンズ１００２及び１２０２を通過した光束ＬＡ及びＬＢを副走査方向に集光する。
第１及び第２の開口絞り１００４及び１２０４は、第１及び第２のシリンドリカルレンズ１００３及び１２０３を通過した光束ＬＡ及びＬＢの光束径を制限する。
このようにして、第１及び第２の光源１００１及び１２０１から出射した光束ＬＡ及びＬＢは、偏向器１１の近傍において副走査方向にのみ集光され、主走査方向に長い線像として結像される。

偏向器１１は、不図示のモーター等の駆動手段により図中矢印Ａ方向に回転することにより、偏向器１１に入射した光束ＬＡ及びＬＢを偏向する。なお、偏向器１１は、例えばポリゴンミラー等で構成される。
第１のｆθレンズ１００６及び第２のｆθレンズ１００７は、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィック結像レンズである。そして、第１のｆθレンズ１００６及び第２のｆθレンズ１００７は、偏向器１１によって偏向された光束ＬＡを第１の被走査面１００８に集光（導光）する。

また、第１のｆθレンズ１２０６及び第２のｆθレンズ１２０７は、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィック結像レンズである。そして、第１のｆθレンズ１２０６及び第２のｆθレンズ１２０７は、偏向器１１によって偏向された光束ＬＢを第２の被走査面１２０８に集光（導光）する。
このとき、偏向器１１は図中Ａ方向に回転しているため、偏向走査された光束ＬＡ及びＬＢはそれぞれ、第１及び第２の被走査面１００８及び１２０８を図中Ｂ方向に走査する。

本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のコリメータレンズ１００２、第１のシリンドリカルレンズ１００３及び第１の開口絞り１００４によって第１の入射光学系７５ａが構成される。そして、第２のコリメータレンズ１２０２、第２のシリンドリカルレンズ１２０３及び第２の開口絞り１２０４によって第２の入射光学系７５ｂが構成される。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のｆθレンズ１００６及び第２のｆθレンズ１００７によって第１の走査光学系８５ａ（第１の結像光学系）が構成される。そして、第１のｆθレンズ１２０６及び第２のｆθレンズ１２０７によって第２の走査光学系８５ｂが構成される。

なお、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１及び第２の入射光学系７５ａ及び７５ｂの光軸はそれぞれ、副走査断面内において主走査断面に対して－３．０°及び＋３．０°の角度をなしている。

また、本実施形態では、第１及び第２の被走査面１００８及び１２０８として、第１及び第２の感光ドラム１００８及び１２０８を用いている。
そして、第１及び第２の感光ドラム１００８及び１２０８上における副走査方向の露光分布の作成は、主走査露光毎に、第１及び第２の感光ドラム１００８及び１２０８を副走査方向に回転させることによって達成している。

なお、偏向器１１と第１及び第２の走査光学系８５ａ及び８５ｂに設けられているｆθレンズとの間には、光路を折り返すための不図示のミラー部材が設けられている。
以下の説明では、議論を簡略化するために展開光路のみを用いて説明を行い、ミラー部材の説明は省略する。

次に、本実施形態に係る光走査装置１０の第１の入射光学系７５ａ及び第１の走査光学系８５ａの諸特性を以下の表１及び表２に示す。
なお、第２の入射光学系７５ｂ及び第２の走査光学系８５ｂについてはそれぞれ、第１の入射光学系７５ａ及び第１の走査光学系８５ａに対してＺ座標及び仰角の符号を変えるだけでよいため、表１及び表２、且つそれらに関する以下の説明では省略する。

また、表１及び表２では、軸上光束ＬＡｏｎと偏向器１１との交点Ｇ０（以下、偏向点Ｇ０と称する。）を原点とし、主走査方向をＹ軸、副走査方向をＺ軸、そしてＹ軸及びＺ軸に垂直な方向をＸ軸としている。
また、表２において、「Ｅ－ｘ」は、「×１０^－ｘ」を意味している。

本実施形態に係る光走査装置１０の第１のｆθレンズ１００６及び第２のｆθレンズ１００７の各レンズ面の主走査断面内における非球面形状（母線形状）は、以下の式（１）で表される。

ここで、Ｒは曲率半径、ｋは離心率、Ｂｉ（ｉ＝４、６、８、１０、１２）は非球面係数である。なお、ｙに関してプラス側とマイナス側とで係数Ｂｉが異なる場合は、表２にあるように、プラス側の係数には添字ｕを付し（すなわち、Ｂｉｕ）、マイナス側の係数には添字ｌを付している（すなわち、Ｂｉｌ）。

また、第１のｆθレンズ１００６及び第２のｆθレンズ１００７の各レンズ面の副走査断面内における非球面形状（子線形状）は、以下の式（２）で表される。

ここで、Ｍ_ｊｋ（ｊ＝０～１２、及びｋ＝１）は非球面係数である。

なお、本実施形態における子線チルト量とは、Ｍ_０１を指す。従って、子線チルト面とはＭ_０１が０ではない面を指し、子線チルト変化面とはＭ_ｊ１（ｊ＝１～１２）の少なくとも一つが０ではない面を指す。

また、副走査断面内における曲率半径ｒ’は、レンズ面のｙ座標に従って、以下の式（３）のように連続的に変化する。

ここで、ｒは光軸上における曲率半径、Ｅ_ｊ（ｊ＝１～１０）は変化係数である。

次に、本実施形態に係る光走査装置１０の特徴及びそれによる効果について説明する。
上述のように、偏向器に最も近い結像レンズの入射面からの反射光を発散光にするように結像レンズを設けている従来の光走査装置では、一部の反射光は依然として不要光となり被走査面に到達する可能性がある。

また、偏向器を挟んで二つの結像光学系が互いに対向して配置されている光走査装置では、一方の結像光学系において発散するように反射された不要光が他方の結像光学系に入射した場合、やはり印字性能の低下を引き起こしてしまう。
そこで本実施形態に係る光走査装置１０では、以下の構成を採ることによって、不要光が被走査面に到達することを抑制することができる。

図３（ａ）及び図４（ａ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１０の一部主走査断面図を示している。
また、図３（ｂ）及び図４（ｂ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１０の一部副走査断面図を示している。

また、図３（ａ）及び（ｂ）には、第１の光源１００１から出射し、偏向器１１によって軸上像高に到達するように偏向された軸上光束ＬＡｏｎが第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ（光学面）によって反射される際の光路も示されている。
同様に、図４（ａ）及び（ｂ）には、第１の光源１００１から出射し、軸上光束ＬＡｏｎが第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂ（光学面）によって反射される際の光路も示されている。

図３（ｂ）に示されているように、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射された軸上光束ＬＡｏｎは、偏向点Ｇ０（第１の偏向点）を含み主走査断面（ＸＹ断面）及び副走査断面（ＸＺ断面）に垂直な第１の断面（ＹＺ断面）内において偏向点Ｇ０から副走査方向に離間量Ｄ１だけ離間した位置Ｐ１に到達する。
なお、ここで離間量Ｄ１としては、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射された軸上光束ＬＡｏｎのうち、第１の断面上において偏向点Ｇ０に最も近い位置Ｐ１に到達する光線で評価する。

そして、本実施形態に係る光走査装置１０では、この位置Ｐ１に到達する軸上光束ＬＡｏｎを遮光するように遮光部１５００を設けている。
これにより、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射された軸上光束ＬＡｏｎを遮光部１５００によって遮光することができ、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａからの不要光の影響を低減している。

なお、遮光部１５００は、筐体１４０１に突起部として一体で成形して設けることができるが、これに限らず、筐体１４０１とは別体の遮光部材として設けてもよい。
また、遮光部１５００は、筐体１４０１に溝を形成することで設けても構わない。

また、図４（ｂ）に示されているように、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射された軸上光束ＬＡｏｎは、第１の断面内において偏向点Ｇ０から副走査方向に離間量Ｄ２だけ離間した位置Ｐ２に到達する。
なお、ここで離間量Ｄ２としては、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射された軸上光束ＬＡｏｎのうち、第１の断面内において偏向点Ｇ０に最も近い位置Ｐ２に到達する光線で評価する。

そして、本実施形態に係る光走査装置１０では、この位置Ｐ２に到達する軸上光束ＬＡｏｎを遮光するように遮光部１５００を設けている。
これにより、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射された軸上光束ＬＡｏｎを遮光部１５００によって遮光することができ、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂからの不要光の影響を低減している。

一般的に、偏向器１１の副走査方向における厚みは２ｍｍ程度であり、偏向点Ｇ０はその中心になるように設計される。
そして、偏向器１１の動作に伴う気流や組付け誤差等も考慮して、偏向器１１の中心から遮光部１５００までの副走査方向におけるクリアランス（偏向点Ｇ０から遮光部１５００の偏向器１１側端部までの副走査方向における距離）Ｄ０は、少なくとも４ｍｍ必要である。

もしクリアランスＤ０が４ｍｍ未満であると、偏向器１１の動作に伴う気流が遮光部１５００によって跳ね返されることで偏向器１１の動作に悪影響を及ぼす可能性がある。
また、遮光部１５００に溜まった汚れが偏向器１１に付着したり、組付け時に偏向器１１と遮光部１５００との干渉を引き起こす可能性がある。

そのため、本実施形態に係る光走査装置１０では、偏向点Ｇ０から副走査方向にクリアランスＤ０の範囲を含まないように遮光部１５００を設けている。
また、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂによって反射された軸上光束ＬＡｏｎが第１の断面内において偏向点Ｇ０から副走査方向にクリアランスＤ０の範囲に到達しないように、第１の走査光学系８５ａを設計している。
これにより、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂからの不要光の遮光を達成しやすくすることができる。

以上のことから、本実施形態に係る光走査装置１０では、以下の式（４ａ）が満たされるように、第１の走査光学系８５ａを設計している。
Ｄ１≧４ｍｍ ・・・（４ａ）
換言すると、本実施形態に係る光走査装置１０では、偏向器１１上の偏向点Ｇ０において偏向された後、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射された軸上光束ＬＡｏｎ（反射軸上光束）のうち、第１の断面上において偏向点Ｇ０に近い側のマージナル光線（第１のマージナル光線）は、第１の断面上において偏向点Ｇ０に対して副走査方向に４ｍｍ以上離間した位置に向かって進行する。

そして、本実施形態に係る光走査装置１０では、以下の式（４ｂ）及び（４ｃ）が満たされるように、遮光部１５００を設けると共に、第１の走査光学系８５ａを設計することが好ましい。
Ｄ０≧４ｍｍ ・・・（４ｂ）
Ｄ２≧４ｍｍ ・・・（４ｃ）
ここで本実施形態に係る光走査装置１０では、Ｄ０＝５．００ｍｍ、Ｄ１＝７．０４ｍｍ及びＤ２＝１５．４３ｍｍであるため、式（４ａ）乃至（４ｃ）を満たしている。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、以下の式（５ａ）及び（５ｂ）を満たすように、遮光部１５００を設けると共に、第１の走査光学系８５ａを設計することが好ましい。
Ｄ１≧Ｄ０≧４ｍｍ ・・・（５ａ）
Ｄ２≧Ｄ０≧４ｍｍ ・・・（５ｂ）
これにより、遮光部１５００の第１のｆθレンズ１００６側端部、すなわち遮光面１５００ａで第１のｆθレンズ１００６によって反射された軸上光束ＬＡｏｎを遮光することができる。
そのため、偏向器１１に対して第１の走査光学系８５ａの反対側、すなわち第３及び第４の被走査面１１０８及び１３０８に光束を導光する走査光学系（第２の結像光学系）を含む右側走査系１０Ｒにおいて不要光を発生させないようにする効果が高くなる。

次に、第１のｆθレンズ１００６によって反射される軸上光束ＬＡｏｎの副走査方向における光束径について検討する。

まず、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射される軸上光束ＬＡｏｎの入射面１００６ａ上及び位置Ｐ１上における副走査方向の光束幅（以下、副走査光束幅と称する。）Ｗｒ１及びＷｄ１はそれぞれ、０．３４ｍｍ及び０．０２ｍｍとなっている。
すなわち、位置Ｐ１上における副走査光束幅Ｗｄ１は、入射面１００６ａ上における副走査光束幅Ｗｒ１より小さくなっているため、遮光部１５００の副走査方向におけるサイズを小さくすることができる。

また、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射される軸上光束ＬＡｏｎの出射面１００６ｂ上及び位置Ｐ２上における副走査光束幅Ｗｒ２及びＷｄ２はそれぞれ、０．４７ｍｍ及び１．５９ｍｍとなっている。
すなわち、位置Ｐ２上における副走査光束幅Ｗｄ２は、出射面１００６ｂ上における副走査光束幅Ｗｒ２より大きくなっている。
このような構成は、遮光部１５００のサイズを小さくするためには不利ではあるが、本実施形態に係る光走査装置１０は、離間量Ｄ２が十分大きくなるように設計されているため問題とはならない。

また、入射面１００６ａ上における副走査光束幅Ｗｒ１に対して位置Ｐ１上における副走査光束幅Ｗｄ１が１／２以下になっていれば、遮光部１５００のサイズを小さくすることができる効果を十分に得ることができる。本実施形態に係る光走査装置１０は、この条件を満足している。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、以下においても示すように、軸上光束ＬＡｏｎの集光点が、入射面１００６ａ上の軸上光束ＬＡｏｎの主光線の反射点（第１の反射点）を含み主走査断面（ＸＹ断面）及び副走査断面（ＸＺ断面）に垂直な第２の断面（ＹＺ断面）と第１の断面との間にはない。
すなわち、本実施形態に係る光走査装置１０では、入射面１００６ａ上によって反射された軸上光束ＬＡｏｎは、第１の断面に対して第１のｆθレンズ１００６とは反対側で集光する。
しかしながら、これに限らず、軸上光束ＬＡｏｎの集光点は、第２の断面と第１の断面との間にあってもよい。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、遮光部１５００はＹＺ断面に平行な遮光面１５００ａによって遮光を行うように構成されている。
そして、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂによって反射される軸上光束ＬＡｏｎの主光線の遮光面１５００ａに対する入射角度（主走査断面に対してなす角度（鋭角））θ１及びθ２はそれぞれ、１９．７°及び３６．３°となっている。

このように本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のｆθレンズ１００６によって反射された軸上光束ＬＡｏｎの主光線の遮光面１５００ａに対する入射角度が４５°以下となるように設計することが好ましい。
これにより、遮光部１５００が一体に形成される筐体１４０１の表面が平滑であっても反射率を低減することができ、不要光の遮光効果を高めることができる。

上記に示したように、第１のｆθレンズ１００６によって反射された軸上光束ＬＡｏｎを遮光するための遮光部１５００は、筐体１４０１に一体で形成されている。
一方、第１のｆθレンズ１２０６によって反射された光束ＬＢ（不図示）を遮光するための遮光部１５００は、カバー部材１４０２に一体で形成すればよい。
しかしながらこれに限らず、光束ＬＢを遮光するための遮光部１５００は、カバー部材１４０２とは別体の遮光部材として設けることもできる。
また、光束ＬＢを遮光するための遮光部１５００は、カバー部材１４０２に溝を形成することで設けても構わない。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のｆθレンズ１００６によって反射された軸上光束ＬＡｏｎを遮光部１５００に到達するまでに屈折若しくは反射させる光学部材を設けていない。
換言すると、本実施形態に係る光走査装置１０では、第２の断面と遮光部１５００の遮光面１５００ａを含む第３の断面との間における軸上光束ＬＡｏｎの光路上には光学素子が設けられていない。
本実施形態に係る光走査装置１０をこのように構成することで、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂによる軸上光束ＬＡｏｎの反射に伴う不要光の光路を第１のｆθレンズ１００６の形状のみでコントロールすることができる。それにより、単純な遮光構成を達成することができる。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、主走査断面内において遮光部１５００の遮光面１５００ａを偏向点Ｇ０に対して第１のｆθレンズ１００６の反対側に設けることが好ましい。
本実施形態に係る光走査装置１０をこのように構成することで、偏向点Ｇ０と第１のｆθレンズ１００６との間にスペースを設けることができ、容易に組立を行うことができる。

しかしながら、これに限らず、主走査断面内において遮光部１５００の遮光面１５００ａを偏向点Ｇ０と第１のｆθレンズ１００６との間に設けても構わない。
このように構成した場合、組立の難度は上昇するが、偏向器１１上のスペースを確保することができ、気流の取り回し等において有利となる。

次に、本実施形態の原理について説明する。
図５は、偏向器１１の偏向点Ｇ０において偏向された軸上光束ＬＡｏｎの各光線がレンズ面Ｓによって反射される様子を示している。
なお、以下で示す角度は、副走査断面内において主走査断面に対してなす角度であり、図５において正の方向は個別に定義する。

まず、図５に示されているように、偏向点Ｇ０において偏向された軸上光束ＬＡｏｎの主光線Ｌｐは、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_ｐ１に角度αで入射するとする。ここで位置Ｐ_ｐ１は、第１の断面に垂直なＸ方向（第１の方向、光軸方向）において偏向点Ｇ０からＸだけ離間しているとする。また、角度αについては偏向面から離間する方向、すなわち、図５において紙面内の反時計回りの方向を正としている。

そして、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_ｐ１において面法線がなす角度（すなわち、チルト量）をβとしたとき、レンズ面Ｓによって反射された主光線Ｌｐは、第１の断面上の位置Ｐ_ｐ２に角度α＋２βで入射する。ここで、偏向点Ｇ０と位置Ｐ_ｐ２との間の第１の断面内における離間量をＤｐと定義する。また、角度βについては面法線が偏向面から離間する方向、すなわち、図５において紙面内の時計回りの方向を正としている。

このとき離間量Ｄｐは、以下の式（６）のように表される。
Ｄｐ＝Ｘｔａｎα＋Ｘｔａｎ（α＋２β）
＝Ｘ｛ｔａｎα＋（ｔａｎα＋ｔａｎ２β）／（１－ｔａｎα・ｔａｎ２β）｝
・・・（６）

ここで、角度α及びβは通常小さいため、式（６）は以下の式（７）のように近似することができる。

次に、図５に示されているように、偏向点Ｇ０において偏向された直後に偏向点Ｇ０を含む主走査断面に近い側のマージナル光線Ｌｎは、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_ｎ１に角度α－Δαで入射するとする。ここで、Δαは正の数とする。
そして、レンズ面Ｓによって反射されたマージナル光線Ｌｎは、第１の断面上の位置Ｐ_ｎ２に角度（α－Δα）＋２（β＋Δβ）で入射する。
ここで、Δβは、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_ｐ１における面法線がなす角度と位置Ｐ_ｎ１における面法線がなす角度との差である。なおΔβは、レンズ面Ｓが偏向点Ｇ０側に凹面の時に正となり、凸面の時に負となる。
また、偏向点Ｇ０と位置Ｐ_ｎ２との間の第１の断面内における離間量をＤｎと定義する。

同様に、偏向点Ｇ０において偏向された直後に偏向点Ｇ０を含む主走査断面から遠い側のマージナル光線Ｌｆは、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_ｆ１に角度α＋Δαで入射するとする。
そして、レンズ面Ｓによって反射されたマージナル光線Ｌｆは、第１の断面上の位置Ｐ_ｆ２に角度（α＋Δα）＋２（β－Δβ）で入射する。
ここで、偏向点Ｇ０と位置Ｐ_ｆ２との間の第１の断面内における離間量をＤｆと定義する。

このとき、離間量Ｄｎ及びＤｆは、式（７）と同様に以下の式（８ａ）及び（８ｂ）のように表される。

また、レンズ面Ｓ上の主光線Ｌｐとの交点である位置Ｐ_ｐ１における副走査断面内における曲率半径を－Ｒ、軸上光束ＬＡｏｎの光束径（副走査断面での光束幅）を２ａとしたとき、Δα及びΔβは以下の式（９ａ）及び（９ｂ）のように表される。なお、図５に示されているレンズ面Ｓは凹面であり、Ｒが正のときは凹面、負の時は凸面となる。

従って、式（８ａ）及び（８ｂ）はそれぞれ、式（９ａ）及び（９ｂ）を用いて、以下の式（１０ａ）及び（１０ｂ）のように書き直すことができる。

ここで、α、β、ａ、Ｘ及びＲは、以下の式（１１ａ）、（１１ｂ）及び（１１ｃ）を満たすように設定すればよい。
Ｄｐ≧４ｍｍ ・・・（１１ａ）
Ｄｎ≧４ｍｍ ・・・（１１ｂ）
Ｄｆ≧４ｍｍ ・・・（１１ｃ）
なお通常、式（１１ｂ）及び（１１ｃ）を満たしていれば、式（１１ａ）は満たされることに注意されたい。

ここで、第１の走査光学系８５ａの光学性能を確保するためには、α、ａ及びＸの設計自由度は通常低くなる。
そのため、実効的にはβ及びＲの設計自由度を利用して、式（１１ａ）乃至（１１ｃ）を満たすように本実施形態に係る光走査装置１０を設計することになる。

ここで式（１０ａ）及び（１０ｂ）からわかるように、Ｒ及びβを正にすると共に、βの値を大きくするほど、離間量Ｄｎ及びＤｆは大きくなる。
一方、βが負になるようにレンズ面Ｓの向きを変える、すなわち、レンズ面Ｓの法線方向を反時計回りに回転させると、離間量Ｄｎ及びＤｆは、小さくなってしまう。
また、Ｒが負になるようにレンズ面Ｓを凸にすると、離間量Ｄｆは大きくなる一方で離間量Ｄｎは小さくなるため、式（１１ｂ）及び（１１ｃ）を同時に満たすことが困難となる。

従って、βが正になるようにレンズ面Ｓを傾ける（反射した軸上光束ＬＡｏｎが偏向器１１から離間するようにチルトさせる）と共に、Ｒが正になるようにレンズ面Ｓを凹面、すなわち凹形状の曲面にすることが、式（１１ａ）乃至（１１ｃ）を満たすために有効である。

また、上述のようにαは設計自由度が低いため、α＝０°の条件下においても、式（１１ａ）乃至（１１ｃ）を満たすようにすることで、余裕を持って本実施形態の効果を得ることができる。

そのため本実施形態に係る光走査装置１０では、式（７）、（１０ａ）及び（１０ｂ）にα＝０°を代入して得られる以下の式（１２ａ）、（１２ｂ）及び（１２ｃ）を用いて、式（１１ａ）乃至（１１ｃ）を満たすようにβ、ａ、Ｘ及びＲを設定すればよい。

なお、上記の導出においては角度α及びβの符号を便宜上互いに逆方向にとっているが、角度α及びβの符号を互いに同方向にとり、上記の導出においてαを（－α）若しくはβを（－β）と置き換えても同じ結果が得られる。

次に、本実施形態に係る光走査装置１０において設けられている第１のｆθレンズ１００６による軸上光束ＬＡｏｎの反射に対する上記の計算結果を示す。

本実施形態に係る光走査装置１０では、偏向器１１によって偏向された軸上光束ＬＡｏｎが第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射される際には、Ｘ＝１７．１５６ｍｍ、Ｒ＝１７ｍｍ、α＝３．０°（０．０５２ｒａｄ）、β＝８．３６°（０．１４６ｒａｄ）及び２ａ＝０．３４ｍｍである。
そのため、式（７）、（１０ａ）及び（１０ｂ）から、Ｄｐ＝６．９０ｍｍ、Ｄｎ＝６．８９ｍｍ及びＤｆ＝６．９０ｍｍと求めることができる。

ここで、Ｄｎ＜Ｄｆであることは、本実施形態に係る光走査装置１０では、軸上光束ＬＡｏｎの集光点が、第２の断面と第１の断面との間にはないことを意味している。
換言すると、Ｄｎ＜Ｄｆであることは、本実施形態に係る光走査装置１０では、軸上光束ＬＡｏｎの主光線及びマージナル光線は、入射面１００６ａ上の軸上光束ＬＡｏｎの主光線の反射点を含むＹＺ断面と偏向点Ｇ０を含むＹＺ断面との間では交差しないことを意味している。

また、表１及び表２に示されている本実施形態に係る光走査装置１０における諸元値を用いたシミュレーションからは、Ｄｐ＝７．０５ｍｍ、Ｄｎ＝７．０４ｍｍ及びＤｆ＝７．０６ｍｍと求められ、上記の結果と略一致していることがわかる。なおこの際には、離間量Ｄｎが図３（ｂ）に示されている離間量Ｄ１に対応する。

また、式（１２ａ）、（１２ｂ）及び（１２ｃ）からは、Ｄｐ＝５．０１ｍｍ、Ｄｎ＝５．００ｍｍ及びＤｆ＝５．０２ｍｍと求めることができる。
従って、本実施形態に係る光走査装置１０における第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによる反射では、余裕を持って式（１１ａ）乃至（１１ｃ）を満たしていることがわかる。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、偏向器１１によって偏向された軸上光束ＬＡｏｎが第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射される際には、Ｘ＝２３．８８５ｍｍ、Ｒ＝１４．５５６ｍｍ、α＝－０．９６°（－０．０１７ｒａｄ）、β＝１１．７３°（０．２０５ｒａｄ）及び２ａ＝０．４７ｍｍである。
そのため、式（７）、（１０ａ）及び（１０ｂ）から、Ｄｐ＝８．９２ｍｍ、Ｄｎ＝９．１７ｍｍ及びＤｆ＝８．６６ｍｍと求めることができる。

一方、表１及び表２に示されている本実施形態に係る光走査装置１０における諸元値を用いたシミュレーションからは、Ｄｐ＝１６．２１ｍｍ、Ｄｎ＝１５．４３ｍｍ及びＤｆ＝１７．０２ｍｍと求められ、上記の結果と一致していないことがわかる。
これは、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射された光線は入射面１００６ａによって屈折されることが上記の導出では考慮されていないためである。

しかしながら定性的には、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによる反射においても上記の原理を同様に適用することができる。そのため、出射面１００６ｂにおいてもβが正になるようにチルトさせると共に、Ｒが正になるように凹面とすることが有効である。
またこの際には、離間量Ｄｎが図４（ｂ）に示されている離間量Ｄ２に対応する。

なお、本実施形態に係る光走査装置１０では、上記のように、第１及び第２のｆθレンズ１００６及び１００７のうち、偏向器１１に最も近接して（隣接して）配置されている第１のｆθレンズ１００６における反射について議論している。
これは、偏向点Ｇ０に対する間隔が短いレンズほど反射光線の発散が小さく、強度の大きい反射光が偏向器１１に到達しやすくなるためである。

一方、偏向点Ｇ０に対する間隔が大きい第２のｆθレンズ１００７に対しても、本実施形態の効果を得ることができる。
しかしながら、そのように遠距離に設けられた第２のｆθレンズ１００７による反射では、光線は発散される。そのため偏向器１１に到達する不要光の強度が小さくなると共に、偏向器１１に最も近い第１のｆθレンズ１００６との間で上記とは異なる方法で遮光することができる。
そのため、第２のｆθレンズ１００７に対しては本実施形態に係る遮光構成の要望は低くなる。

また、上記で議論したように、偏向器１１に近いレンズ面からの反射光が問題となりやすいため、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａからの反射光に対して本実施形態に係る遮光方法が有効である。

しかしながら、本実施形態を採用する光走査装置では、偏向器１１に近い側のレンズ面である第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａは、第１の走査光学系８５ａの副走査倍率等の結像性能を確保するように形状が決まってしまう。そのため、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａを本実施形態のように設計することができない可能性がある。

一方、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂに関しては、一般的に設計自由度が高いため、本実施形態のように設計しやすい。
そのため、本実施形態の効果を得るために、少なくとも第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂに対して本実施形態のように設計することも有効である。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂは、互いに同方向にチルトしていると共に、互いに同方向の曲率を有していることが好ましい。
換言すると、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のｆθレンズ１００６はメニスカス形状を有しており、すなわち入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂが互いに異符号のパワーを有していることが好ましい。
本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のｆθレンズ１００６をこのように設計することで、入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂ双方からの不要光を低減することができやすくなっている。

一方、第１の走査光学系８５ａの結像性能の観点から、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂのチルト方向が互いに逆であると、マージナル光線の光路間の差が大きくなり、収差が悪化する可能性がある。
同様に、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂがチルトを有した状態で、曲率の方向が互いに逆である、すなわち互いに同符号のパワーを有していると、その分さらにマージナル光線の光路間の差が大きくなる。そのため、収差が悪化する可能性がある。
従って、結像性能の観点においても、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂは、互いに同方向にチルトすると共に、互いに同方向の曲率を有することが好ましい。

本実施形態に係る光走査装置１０における上記のシミュレーション結果では、わずかながらＤｎ＜Ｄｆとなっており、すなわち第１のｆθレンズ１００６によって反射された軸上光束ＬＡｏｎは、収束光として遮光部１５００に入射する。
本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のｆθレンズ１００６を上記のように設計することで、遮光部１５００の遮光面１５００ａの副走査方向における幅を、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂ上における光束径よりも小さくすることができる。
加えて、本実施形態に係る光走査装置１０では、遮光部１５００の位置が配置誤差によって第１の断面に垂直なＸ方向にずれた場合においても、遮光部１５００の遮光面１５００ａ上において光束径が大きく変わりにくくなる効果が得られる。

一方、第１のｆθレンズ１００６によって反射された軸上光束ＬＡｏｎが発散光として遮光部１５００に入射する場合には、遮光部１５００の遮光面１５００ａの副走査方向における幅を第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂ上における光束径よりも大きくする必要がある。

加えて、軸上光束ＬＡｏｎが、第１のｆθレンズ１００６によって反射され、遮光部１５００に入射する前に一旦集光した後、発散光として遮光部１５００に入射する場合には、遮光部１５００の位置が配置誤差によってＸ方向にずれた場合に、遮光部１５００の遮光面１５００ａ上において光束径が大きく変わる可能性がある。
以上のことから、第１のｆθレンズ１００６によって反射された軸上光束ＬＡｏｎを発散光として遮光部１５００に入射させることは好ましくない。

上記では、軸上光束ＬＡｏｎが第１のｆθレンズ１００６によって反射された際の不要光について議論してきたが、次に軸外光束が第１のｆθレンズ１００６によって反射された際の不要光について議論する。

軸外光束の反射光については、主走査断面内において副走査断面に対しても角度を有するため、筐体１４０１の横壁等に当たることで遮光される可能性が高くなる。そのため、軸上光束ＬＡｏｎの反射光と比べて、偏向器１１若しくは第２及び第４の被走査面１１０８及び１３０８上に到達する可能性が低くなり、問題とはなりにくい。
しかしながら、軸外光束の反射光についても考慮することで、本実施形態の効果をさらに得ることができる。

図６（ａ）及び図７（ａ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１０の一部主走査断面図を示している。
また、図６（ｂ）及び図７（ｂ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１０の一部副走査断面図を示している。

なお、図６（ａ）及び（ｂ）には、第１の光源１００１から出射し、偏向器１１によって偏向された最軸外光束ＬＡｏｕｔが第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射される際の光路も示されている。
同様に、図７（ａ）及び（ｂ）には、第１の光源１００１から出射し、偏向器１１によって偏向された最軸外光束ＬＡｏｕｔが第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射される際の光路も示されている。

ここで、最軸外光束ＬＡｏｕｔとは、偏向器１１を図３（ａ）及び図４（ａ）に示されている位置から主走査断面内において２２．５７°だけ回転した状態で偏向することで、最軸外像高を走査する光束ＬＡである。
なお、図６（ｂ）及び図７（ｂ）では、副走査断面内に投影された光路が示されている。

図６（ｂ）に示されているように、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射された最軸外光束ＬＡｏｕｔは、偏向器１１による最軸外光束ＬＡｏｕｔの偏向点Ｇ０ｏｕｔ（第２の偏向点）を含み主走査断面（ＸＹ断面）及び副走査断面（ＸＺ断面）に垂直な第４の断面（ＹＺ断面）内において偏向点Ｇ０ｏｕｔから副走査方向に離間量Ｄ１ｏｕｔだけ離間した位置Ｐ１ｏｕｔに到達する。
なお、ここで離間量Ｄ１ｏｕｔとしては、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射された最軸外光束ＬＡｏｕｔのうち、第４の断面内において偏向点Ｇ０ｏｕｔに最も近い位置Ｐ１ｏｕｔに到達する光線で評価する。

また、図７（ｂ）に示されているように、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射された最軸外光束ＬＡｏｕｔは、第４の断面内において偏向点Ｇ０ｏｕｔから副走査方向に離間量Ｄ２ｏｕｔだけ離間した位置Ｐ２ｏｕｔに到達する。
なお、ここで離間量Ｄ２ｏｕｔとしては、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射された最軸外光束ＬＡｏｕｔのうち、第４の断面内において偏向点Ｇ０ｏｕｔに最も近い位置Ｐ２ｏｕｔに到達する光線で評価する。

そして、本実施形態に係る光走査装置１０では、この位置Ｐ１ｏｕｔ及びＰ２ｏｕｔに到達する最軸外光束ＬＡｏｕｔを遮光するように遮光部１５００を設けることが好ましい。
これにより、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂによって反射された最軸外光束ＬＡｏｕｔを遮光部１５００によって遮光することができ、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂからの不要光の影響を低減している。

そして、本実施形態に係る光走査装置１０は、以下の式（１３ａ）及び（１３ｂ）を満たすように設計することが好ましい。
Ｄ１ｏｕｔ≧４ｍｍ ・・・（１３ａ）
Ｄ２ｏｕｔ≧４ｍｍ ・・・（１３ｂ）
換言すると、本実施形態に係る光走査装置１０では、偏向器１１上の偏向点Ｇ０ｏｕｔにおいて偏向された後、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂによって反射された最軸外光束ＬＡｏｕｔ（反射最軸外光束）のうち、第４の断面上において偏向点Ｇ０ｏｕｔに近い側のマージナル光線（第２のマージナル光線）は、第４の断面上において偏向点Ｇ０ｏｕｔに対して副走査方向に４ｍｍ以上離間した位置に向かって進行することが好ましい。

次に、本実施形態に係る光走査装置１０において設けられている第１のｆθレンズ１００６による最軸外光束ＬＡｏｕｔの反射に対する計算結果を示す。

本実施形態に係る光走査装置１０では、偏向器１１によって偏向された最軸外光束ＬＡｏｕｔが第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射される際には、Ｘｏｕｔ＝１５．１３９ｍｍ、Ｒｏｕｔ＝３０．６７ｍｍ、αｏｕｔ＝３．０°（０．０５２ｒａｄ）、βｏｕｔ＝７．３８°（０．１２９ｒａｄ）及び２ａｏｕｔ＝０．４２ｍｍである。

ここで、偏向点Ｇ０ｏｕｔにおいて偏向された最軸外光束ＬＡｏｕｔの主光線Ｌｐｏｕｔは、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_{ｐ１ｏｕｔ}に角度αｏｕｔで入射するとする。ここで位置Ｐ_{ｐ１ｏｕｔ}は、第４の断面に垂直なＸ方向（第１の方向）において偏向点Ｇ０ｏｕｔからＸｏｕｔだけ離間しているとする。
そして、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_{ｐ１ｏｕｔ}において面法線がなす角度をβｏｕｔとしたとき、レンズ面Ｓによって反射された主光線Ｌｐｏｕｔは、第４の断面上の位置Ｐ_{ｐ２ｏｕｔ}に角度αｏｕｔ＋２βｏｕｔで入射する。ここで、偏向点Ｇ０ｏｕｔと位置Ｐ_{ｐ２ｏｕｔ}との間の離間量をＤｐｏｕｔと定義する。

同様に、偏向点Ｇ０ｏｕｔにおいて偏向された直後に偏向点Ｇ０ｏｕｔを含む主走査断面に近い側のマージナル光線Ｌｎｏｕｔは、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_{ｎ１ｏｕｔ}に角度αｏｕｔ－Δαｏｕｔで入射するとする。
そして、レンズ面Ｓによって反射されたマージナル光線Ｌｎｏｕｔは、第４の断面上の位置Ｐ_{ｎ２ｏｕｔ}に角度（αｏｕｔ－Δαｏｕｔ）＋２（βｏｕｔ＋Δβｏｕｔ）で入射する。
ここで、Δβｏｕｔは、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_{ｐ１ｏｕｔ}における面法線がなす角度と位置Ｐ_{ｎ１ｏｕｔ}における面法線がなす角度との差である。また、偏向点Ｇ０ｏｕｔと位置Ｐ_{ｎ２ｏｕｔ}との間の離間量をＤｎｏｕｔと定義する。

また、偏向点Ｇ０ｏｕｔにおいて偏向された直後に偏向点Ｇ０ｏｕｔを含む主走査断面から遠い側のマージナル光線Ｌｆｏｕｔは、レンズ面Ｓ上の位置Ｐ_{ｆ１ｏｕｔ}に角度αｏｕｔ＋Δαｏｕｔで入射するとする。
そして、レンズ面Ｓによって反射されたマージナル光線Ｌｆｏｕｔは、第４の断面上の位置Ｐ_{ｆ２ｏｕｔ}に角度（αｏｕｔ＋Δαｏｕｔ）＋２（βｏｕｔ－Δβｏｕｔ）で入射する。
ここで、偏向点Ｇ０ｏｕｔと位置Ｐ_{ｆ２ｏｕｔ}との間の離間量をＤｆｏｕｔと定義する。

また、レンズ面Ｓ上の主光線Ｌｐｏｕｔとの交点である位置Ｐ_{ｐ１ｏｕｔ}における副走査断面内における曲率半径を－Ｒｏｕｔ、最軸外光束ＬＡｏｕｔの光束径を２ａｏｕｔとする。

このとき、表１及び表２に示されている本実施形態に係る光走査装置１０における諸元値を用いたシミュレーションからは、Ｄｐｏｕｔ＝５．４１ｍｍ、Ｄｎｏｕｔ＝５．６１ｍｍ及びＤｆｏｕｔ＝５．２２ｍｍと求められる。なおこの際には、離間量Ｄｆｏｕｔが離間量Ｄ１ｏｕｔに対応する。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、偏向器１１によって偏向された最軸外光束ＬＡｏｕｔが第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射される際には、Ｘｏｕｔ＝１８．９０１ｍｍ、Ｒｏｕｔ＝１９．１７３ｍｍ、αｏｕｔ＝－０．９１°（－０．０１６ｒａｄ）、βｏｕｔ＝１０．１７°（０．１７８ｒａｄ）及び２ａｏｕｔ＝０．５０ｍｍである。

このとき、表１及び表２に示されている本実施形態に係る光走査装置１０における諸元値を用いたシミュレーションからは、Ｄｐｏｕｔ＝１０．１７ｍｍ、Ｄｎｏｕｔ＝９．８１ｍｍ及びＤｆｏｕｔ＝１０．５３ｍｍと求められる。なおこの際には、離間量Ｄｎｏｕｔが離間量Ｄ２ｏｕｔに対応する。

従って、本実施形態に係る光走査装置１０における第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂによる最軸外光束ＬＡｏｕｔの反射では、式（１３ａ）及び（１３ｂ）を満たしていることがわかる。

また、本実施形態に係る光走査装置１０は、以下の式（１４ａ）及び（１４ｂ）を満たすように設計されていることが好ましい。
Ｄ１ｏｕｔ≧Ｄ０≧４ｍｍ ・・・（１４ａ）
Ｄ２ｏｕｔ≧Ｄ０≧４ｍｍ ・・・（１４ｂ）
これにより、遮光部１５００の第１のｆθレンズ１００６側端部、すなわち遮光面１５００ａによって最軸外光束ＬＡｏｕｔを遮光することができる。そのため、偏向器１１に対して第１の走査光学系８５ａの反対側、すなわち右側走査系１０Ｒにおいて不要光を発生させないようにする効果が高くなる。

以上のように、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂによって反射された軸上光束ＬＡｏｎ及び最軸外光束ＬＡｏｕｔ等の光束を遮光部１５００によって十分に遮光することができる。
これにより、偏向器１１に対して第１の走査光学系８５ａの反対側、すなわち右側走査系１０Ｒに対する不要光の影響を大幅に低減した光走査装置１０を提供することができる。

また、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａによって反射される最軸外光束ＬＡｏｕｔの入射面１００６ａ上及び位置Ｐ１ｏｕｔ上における副走査光束幅Ｗｒ１ｏｕｔ及びＷｄ１ｏｕｔはそれぞれ、０．４２ｍｍ及び０．３９ｍｍとなっている。
すなわち、位置Ｐ１ｏｕｔ上における副走査光束幅Ｗｄ１ｏｕｔは、入射面１００６ａ上における副走査光束幅Ｗｒ１ｏｕｔより小さくなっているため、この構成により、遮光部１５００の副走査方向におけるサイズを小さくすることができる。

同様に、第１のｆθレンズ１００６の出射面１００６ｂによって反射される最軸外光束ＬＡｏｕｔの出射面１００６ｂ上及び位置Ｐ２ｏｕｔ上における副走査光束幅Ｗｒ２ｏｕｔ及びＷｄ２ｏｕｔはそれぞれ、０．５０ｍｍ及び０．７２ｍｍとなっている。
すなわち、位置Ｐ２ｏｕｔ上における副走査光束幅Ｗｄ２ｏｕｔは、出射面１００６ｂ上における副走査光束幅Ｗｒ２ｏｕｔより大きくなっている。
このような構成は、遮光部１５００のサイズを小さくするためには不利ではあるが、本実施形態に係る光走査装置１０は、離間量Ｄ２ｏｕｔが十分大きくなるように設計されているため問題とはならない。

本実施形態に係る光走査装置１０では、第１の走査光学系８５ａによる第１の被走査面１００８上の照射位置を主走査方向において一様にするために、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂそれぞれにおける最軸外光束の通過位置でのチルト量は、軸上光束ＬＡｏｎの通過位置でのチルト量よりも小さくなっていることが好ましい。

換言すると、本実施形態に係る光走査装置１０では、偏向器１１上の偏向点Ｇ０ｏｕｔにおいて偏向された最軸外光束ＬＡｏｕｔの主光線の入射面１００６ａでの反射点（第２の反射点）上の副走査断面内におけるチルト量は、入射面１００６ａの軸上光束ＬＡｏｎの主光線の反射点（第１の反射点）上の副走査断面内におけるチルト量より小さくなっていることが好ましい。
すなわち、本実施形態に係る光走査装置１０では、角度βｏｕｔが角度βに比べて小さくなりやすいため、第１のｆθレンズ１００６によって反射された軸外光束も十分に遮光することができるように、角度βが大きくなるように設計することが好ましい。

同様に、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１の走査光学系８５ａによる第１の被走査面１００８上の副走査方向におけるスポット径を主走査方向において一様にするために、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂそれぞれにおける最軸外光束の通過位置での曲率半径は、軸上光束ＬＡｏｎの通過位置での曲率半径よりも緩く（大きく）なっていることが好ましい。

換言すると、本実施形態に係る光走査装置１０では、偏向器１１上の偏向点Ｇ０ｏｕｔにおいて偏向された最軸外光束ＬＡｏｕｔの主光線の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂでの反射点上の副走査断面内におけるパワーの絶対値は、入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂの軸上光束ＬＡｏｎの主光線の反射点上の副走査断面内におけるパワーの絶対値より小さくなっていることが好ましい。
すなわち、本実施形態に係る光走査装置１０では、曲率半径Ｒｏｕｔが曲率半径Ｒに比べて大きくなりやすい。そのため、第１のｆθレンズ１００６によって反射された軸外光束も十分に遮光することができるように、曲率半径Ｒが小さくなるように設計することが好ましい。

しかしながら、曲率半径Ｒを小さくし過ぎると、第１の断面上において軸上光束ＬＡｏｎが発散光束となるように離間量Ｄｆが小さくなってしまい、遮光部１５００では不要光を遮光することができなくなることに注意する必要がある。

また、上記に示したように、レンズ面をチルトさせると共に凹面に設計することによって得られる本実施形態の効果は、回折面を用いても得ることができる。
具体的には、レンズ面をチルトさせることによって得られるものと同等の効果は、構造周期が一定である回折面を設けることによっても得ることができる。
ここでいう構造周期が一定である回折面とは、回折面に形成されている回折格子の中心から副走査方向に沿ってｋ番目の格子部までの距離が、ｋの一次式で表される回折面を意味する。

また、レンズ面を凹面に形成することによって得られるものと同等の効果は、構造周期が二次関数で変化する回折面を設けることによっても得ることができる。
ここでいう構造周期が二次関数で変化する回折面とは、回折面に形成されている回折格子の中心から副走査方向に沿ってｋ番目の格子部までの距離が、ｋの二次式で表される回折面を意味する。
従って、レンズ面を回折面と曲面とを組み合わせた形状に設計することによっても、本実施形態の効果を得ることができる。

図１（ａ）に示されているように、本実施形態に係る光走査装置１０は、偏向器１１を挟んで対向する第１及び第２の被走査面１００８及び１２０８と第３及び第４の被走査面１１０８及び１３０８とを走査している。
そして、このような構成においては、左側走査系１０Ｌ及び右側走査系１０Ｒの一方に設けられているレンズ面による反射光が偏向器１１を挟んで反対側の他方に不要光として到達しやすいため、問題となる。
そのため、本実施形態に係る光走査装置１０を上記に示したように設計することで、そのような不要光の低減を図ることができる。

また、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１の入射光学系７５ａの光軸は、副走査断面内において主走査断面に対して３．０°の角度をなしている。すなわち、本実施形態に係る光走査装置１０では、第１の入射光学系７５ａを通過した光束ＬＡは、偏向器１１に３．０°の角度で斜入射する。
本実施形態に係る光走査装置１０をこのような構成に設計することで、偏向器１１によって偏向された光束ＬＡは、３．０°の角度で第１のｆθレンズ１００６に向かうこととなる。

そのため、第１のｆθレンズ１００６の入射面１００６ａ及び出射面１００６ｂそれぞれにおいて、角度βをα＝０°である場合と比べて小さくすることができる。
その結果、本実施形態に係る光走査装置１０では、マージナル光線の光路間の差を小さくすることができ、収差の観点から有利となる。

また、収差の観点からβが小さくなるように第１のｆθレンズ１００６を設計すると、Ｄｐ等の離間量が小さくなり、不要光の影響が大きくなるため、本実施形態による遮光方法が有効になる。

以上に示したように本実施形態に係る光走査装置１０を設計することで、一方の走査光学系に設けられているレンズ面によって反射された光が偏向器１１及び偏向器１１を挟んで反対側の他方の走査光学系に向かわないようにすることができる。
これにより、本実施形態に係る光走査装置１０では、そのような不要光の影響を大幅に低減することができる。

以上、好ましい実施形態について説明したが、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。

［画像形成装置］
図８は、本実施形態に係る光走査装置１０が搭載されたカラー画像形成装置９０の要部副走査断面図を示している。

画像形成装置９０は、本実施形態に係る光走査装置１０を用いて、像担持体である各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。
画像形成装置９０は、本実施形態に係る光走査装置１０、像担持体としての感光ドラム（感光体）２３、２４、２５、２６及び現像器１５、１６、１７、１８を備えている。また、画像形成装置９０は、搬送ベルト９１、プリンタコントローラ９３及び定着器９４を備えている。

画像形成装置９０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器９２から出力されたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号（コードデータ）が入力される。
入力された色信号は、画像形成装置９０内のプリンタコントローラ９３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。
変換された各画像データはそれぞれ、光走査装置１０の各々に入力される。そして、光走査装置１０からはそれぞれ、各画像データに応じて変調された光ビーム１９、２０、２１、２２が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム２３、２４、２５、２６の感光面が露光される。

感光ドラム２３、２４、２５、２６の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ（不図示）が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラによって帯電された感光ドラム２３、２４、２５、２６の表面に、光走査装置１０によって光ビーム１９、２０、２１、２２が照射されるようになっている。
上で述べたように、光ビーム１９、２０、２１、２２は各色の画像データに基づいて変調されており、光ビーム１９、２０、２１、２２を照射することによって感光ドラム２３、２４、２５、２６の表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、感光ドラム２３、２４、２５、２６に当接するように配設された現像器１５、１６、１７、１８によってトナー像として現像される。

現像器１５乃至１８によって現像されたトナー像は、感光ドラム２３乃至２６に対向するように配設された不図示の転写ローラ（転写器）によって搬送ベルト９１上を搬送される不図示の用紙（被転写材）上に多重転写され、１枚のフルカラー画像が形成される。

以上のようにして、未定着トナー像が転写された用紙は、さらに感光ドラム２３、２４、２５、２６の後方（図８において左側）に設けられた定着器９４へと搬送される。定着器９４は、内部に定着ヒータ（不図示）を有する定着ローラとこの定着ローラに圧接するように配設された加圧ローラとで構成されている。転写部から搬送されてきた用紙は、定着ローラと加圧ローラとの圧接部によって加圧しながら加熱されることにより、用紙上の未定着トナー像が定着される。さらに定着ローラの後方には不図示の排紙ローラが配設されており、排紙ローラは定着された用紙を画像形成装置９０の外に排出せしめる。

カラー画像形成装置９０は、光走査装置１０を用いて、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に対応して感光ドラム２３、２４、２５、２６の感光面上に画像信号（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。
外部機器９２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９０とで、カラーデジタル複写機が構成される。

１０ 光走査装置
１１ 偏向器
１００６、１２０６ 第１のｆθレンズ（結像光学素子）
１００６ａ 第１のｆθレンズの入射面（光学面）
１００６ｂ 第１のｆθレンズの出射面（光学面）
１００８、１２０８ 被走査面
Ｇ０ 偏向点（第１の偏向点）
ＬＡ、ＬＢ 光束
ＬＡｏｎ 軸上光束

Claims (20)

1. 光束を偏向して被走査面を走査する偏向器と、
   前記偏向器からの光束を前記被走査面に導光する光学面を含む結像光学素子とを備え、
   前記結像光学素子は、前記偏向器に隣接して配置されており、
   前記偏向器上の第１の偏向点において偏向された後、前記光学面によって反射された軸上光束のうち、前記第１の偏向点を含み前記結像光学素子の光軸に垂直な第１の断面において前記第１の偏向点に近い側の第１のマージナル光線は、前記第１の断面における前記第１の偏向点に対して副走査方向に４ｍｍ以上離間した位置に向かって進行し、
   前記軸上光束の前記第１の断面における副走査方向の光束幅は、前記軸上光束の前記光学面における副走査方向の光束幅よりも小さいことを特徴とする光走査装置。
2. 前記軸上光束の前記第１の断面における副走査方向の光束幅は、前記軸上光束の前記光学面における副走査方向の光束幅の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記軸上光束の集光点は、前記光学面上の前記軸上光束の主光線の反射点を含み前記光軸に垂直な第２の断面と前記第１の断面との間にないことを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
4. 前記軸上光束を遮光する遮光部材を備え、該遮光部材の遮光面に対する前記軸上光束の主光線の入射角は４５°以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光走査装置。
5. 前記遮光部材は、前記偏向器を保持する保持部材に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 前記光学面上の前記軸上光束の主光線の反射点を含み前記光軸に垂直な第２の断面と前記遮光面を含む第３の断面との間における前記軸上光束の光路上には光学素子が設けられていないことを特徴とする請求項４または５に記載の光走査装置。
7. 前記遮光面は、主走査断面内において前記第１の偏向点に対して前記結像光学素子とは反対側に配置されることを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の光走査装置。
8. 光束を偏向して被走査面を走査する偏向器と、
   前記偏向器からの光束を前記被走査面に導光する光学面を含む結像光学素子と、
   前記偏向器上の第１の偏向点において偏向された後、前記光学面によって反射された軸上光束を遮光する遮光面を含む遮光部材とを備え、
   前記軸上光束のうち、前記第１の偏向点を含み前記結像光学素子の光軸に垂直な第１の断面において前記第１の偏向点に近い側の第１のマージナル光線は、前記第１の断面における前記第１の偏向点に対して副走査方向に４ｍｍ以上離間した位置に向かって進行し、
   前記軸上光束の前記第１の断面における副走査方向の光束幅は、前記軸上光束の前記光学面における副走査方向の光束幅よりも小さく、
   前記遮光面は、主走査断面内において前記第１の偏向点に対して前記結像光学素子とは反対側に配置され、
   前記遮光面に対する前記軸上光束の主光線の入射角は４５°以下であることを特徴とする光走査装置。
9. 前記光学面は、前記結像光学素子の入射面であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光走査装置。
10. 前記光学面は、副走査断面において前記偏向器に向かって凹形状を有していることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置。
11. 前記光学面は、前記軸上光束が前記偏向器から離間するように副走査断面内においてチルトしていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光走査装置。
12. 前記結像光学素子の入射面及び出射面は、副走査断面内において互いに同一の方向にチルトしていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光走査装置。
13. 前記結像光学素子の入射面及び出射面は、副走査断面において前記偏向器に向かって凹形状を有していることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光走査装置。
14. 前記第１の偏向点と前記光学面上の前記軸上光束の主光線の反射点との間の前記第１の断面に垂直な第１の方向に沿った距離をＸ［ｍｍ］、前記光学面に入射する際の前記軸上光束が副走査断面内において主走査断面に対してなす角度をα［ｒａｄ］、前記光学面の前記反射点上における面法線が副走査断面内において主走査断面に対してなす角度をβ［ｒａｄ］、前記光学面の前記反射点上の副走査断面内における曲率半径を－Ｒ［ｍｍ］、前記光学面における前記軸上光束の副走査断面での光束幅を２ａ［ｍｍ］としたとき、
    

    

    

    

    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の光走査装置。
15. 

    

    

    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１４に記載の光走査装置。
16. 前記偏向器上の第２の偏向点において偏向された後、前記光学面によって反射された最軸外光束のうち、前記第２の偏向点を含み前記光軸に垂直な第４の断面上において前記第２の偏向点に近い側の第２のマージナル光線は、前記第４の断面における前記第２の偏向点に対して副走査方向に４ｍｍ以上離間した位置に向かって進行することを特徴とする請求項１乃至１５の何れか一項に記載の光走査装置。
17. 前記光学面において、前記偏向器上の第２の偏向点にて偏向された最軸外光束の主光線の反射点上での副走査断面内におけるチルト量は、前記軸上光束の主光線の反射点上での副走査断面内におけるチルト量よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至１６の何れか一項に記載の光走査装置。
18. 前記光学面において、前記偏向器上の第２の偏向点にて偏向された最軸外光束の主光線の反射点での副走査断面内におけるパワーの絶対値は、前記軸上光束の主光線の反射点上での副走査断面内におけるパワーの絶対値よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至１７の何れか一項に記載の光走査装置。
19. 請求項１乃至１８の何れか一項に記載の光走査装置と、該光走査装置により前記被走査面に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器とを備えることを特徴とする画像形成装置。
20. 請求項１乃至１８の何れか一項に記載の光走査装置と、外部機器から出力された信号を画像データに変換して前記光走査装置に入力するプリンタコントローラとを備えることを特徴とする画像形成装置。

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