(57)【要約】【課題】大型化、コストアップを抑え、被走査面上での光量むらを低減する光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】隣接する発光点間で主走査方向及び副走査方向に距離を持つように、出射する光ビームの射出方向を回転軸として回転して配置される光源と、該光源から偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分を多く含む状態で入射する光ビームを主走査方向に偏向走査する光偏向器４と、光偏向器４で偏向された光ビームを感光体７に結像する走査光学系と、前記光ビームを感光体７に導く折り返しミラーＭ１，Ｍ２と、を備える光走査装置において、折り返しミラーＭ１，Ｍ２は、走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズＬより感光体７側に配置され、前記光源は、前記折り返しミラーのうち最も偏角が大きい折り返しミラーＭ２の反射率が、前記走査レンズ光軸を挟み反光源側で高くなる方向に回転され配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光点を直線上に配列してなり、隣接する該発光点間で主走査方向及び副走査方向に距離を持つように、出射する光ビームの射出方向を回転軸として回転して配置される光源と、
該光源から偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分を多く含む状態で入射する光ビームを主走査方向に偏向走査する光偏向器と、
該光偏向器で偏向された光ビームを被走査面に結像する走査光学系と、
前記光ビームを被走査面に導く折り返しミラーと、を備える光走査装置において、
前記折り返しミラーは、前記走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより被走査面側に配置され、
前記光源は、前記折り返しミラーのうち最も偏角が大きい折り返しミラーの反射面で、前記走査レンズ光軸を挟み光源側よりも該光源の反対側で入射する光ビームの反射率が高くなる方向に回転され配置されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、
前記折り返しミラーを複数持ち、
該複数の折り返しミラーの全てが、前記走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより被走査面側に配置されることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光走査装置において、
光偏向器を配置する空間をその他の空間に対し略密閉する構造とし、該密閉空間への光ビームの入射出用の開口部に配置される平行平板を持ち、
前記平行平板の透過率は、前記走査レンズ光軸を挟み反光源側で高くなっていることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
複数の被走査面に対応して、それぞれ複数の発光点を直線上に配列してなり、隣接する該発光点間で主走査方向及び副走査方向に距離を持つように、出射する光ビームの射出方向を回転軸として回転して配置される複数の光源と、
前記複数の光源それぞれから偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分を多く含む状態で入射する光ビームを主走査方向に偏向走査する単一の光偏向器と、
光偏向器で偏向された光ビームを対応する被走査面に結像する走査光学系と、
前記複数の光源毎に、光ビームを対応する被走査面に導く複数の折り返しミラーと、を備える光走査装置において、
前記折り返しミラーは、前記走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより対応する被走査面側に配置され、
前記複数の光源はそれぞれ、対応する前記折り返しミラーのうち最も偏角が大きい折り返しミラーの反射面で、前記走査レンズ光軸を挟み光源側よりも該光源の反対側で入射する光ビームの反射率が高くなる方向に回転され配置されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光走査装置において、
光偏向器を配置する空間をその他の空間に対し略密閉する構造とし、該密閉空間への光ビームの入射出用の開口部に配置される平行平板を持ち、
前記平行平板の透過率は、前記走査レンズ光軸を挟み反光源側で高くなっていることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する手段として請求項１〜５のいずれかに記載の光走査装置を具備した画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等の光走査装置、及び、これを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ等に関連して広く知られた光走査装置は一般に、光源側からの光ビームを光偏向器により偏向させ、ｆθレンズ等の走査結像光学系により被走査面に向けて集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を光走査(主走査)するように構成されている。被走査面の実体をなすものは光導電性の感光体等である感光媒体の感光面である。
【０００３】
光偏向器は、回転多面鏡を高速回転する物が一般的であり、光偏向器を略密閉した空間に配置する構成により、高速回転に伴う騒音を抑制する、光偏向器の高速回転に伴う熱の発生を、走査光学系を構成する走査レンズなどの光学素子に伝えることを抑制する、空気中のちりなどの偏向反射面への付着を防ぐなどの効果を得ることができる。
【０００４】
近年、走査レンズ等の光学素子は光学特性向上のため、自由な面形状を形成可能な樹脂製のものが多く採用されており、前記光偏向器の熱が空気中を伝播して光学素子に伝わることにより、走査レンズの特に主走査方向に温度分布が生じ、レンズ面形状が乱れ、光学性能を著しく低下させてしまう。また、光偏向器の偏向反射面にちりなどが付着し曇りが生じると、偏向走査される方向に光量むらが発生し、画像における濃度むらの発生、カラー機においては色味の変化などが生じ光学特性が著しく低下してしまう。このちり等による偏向反射面の曇りは、回転下流側のエッジ部に付着するため、光偏向器の偏向方向により光束が曇り部にかかり光量むらが生じる。この光量むらは、経時的な変動として現れるため曇り自体を発生させない構造にする必要がある。
【０００５】
光源としては、高速化、高密度化の要求に答えるためにマルチビーム光源が多く用いられる。その方式は様々であるが、複数の発光点を直線上に配列し１つのパッケージに収めているＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）アレイを用いることが多い。複数のＬＤを用いて合成する方式もあるが、１つのパッケージで複数の発光点を持つＬＤアレイは温度変動などの外乱に対し安定であり、特に被走査面上で所望の副走査方向でのビームピッチを安定して得ることができる方式である。
【０００６】
通常、発光点間隔は狭いもので１４〜３０μｍ程度離れており、光学系と組み合わせて被走査面上で所望の副走査ビームピッチを得るためには、ＬＤアレイを光軸周りに回転させ、副走査方向の発光点間隔を調整する必要がある。この調整量（回転量）は、組み合わせる光学系の倍率により決定されるが、例えば３０μｍの発光点間隔を持つＬＤアレイを用いる場合、光偏向器で光ビームが偏向される断面に対し１０〜４５ｄｅｇ程度で使用されることが多い。
【０００７】
従来から、前記被走査面としての感光体上で主走査方向の光量分布は、画像における濃度むら、色味の変化などの発生を生じさせるため課題として捕らえられている。
【０００８】
特許文献１においては、光源の偏光の方向をポリゴンミラーの回転軸に対し傾かせた光走査装置において、光路中で最も上流に位置する折り返しミラーの、光源に近い側のＳ偏光の割合を、反光源側のＳ偏光の割合に対し小さくし、ポリゴンミラーによる偏向で発生する反射率の変化を補正し前記課題の解決を試みている。
【０００９】
しかし、特許文献１においては、最も上流に配置される折り返しミラーでの反射率を反光源側で高くなるようにすることで課題解決を目論んでいるが、最も偏角が大きい折り返しミラーが最も上流に配置されず、且つ、図７に示すが如く副走査方向に折り返す方向が最も上流側の折り返しミラーと異なる場合（図中Ａ）などは、上流の折り返しミラーでの反射率を特許文献１の通りとしても、下流側の折り返しミラーによる光量むらの発生が大きくなり課題解決は困難である。
【００１０】
また、特許文献１においては、主走査方向に屈折力を持つ走査レンズを複数の折り返しミラーの間に配置し、下流側の折り返しミラーへの主走査方向両端での入射角度を小さくし、光量むらの発生感度を最も上流の折り返しミラーのほうが高くなるようにすることを前提としているが、主走査方向に屈折力を持つ走査レンズより上流側に折り返しミラーを配置した場合、走査レンズを光偏向器より離す必要があり、走査レンズが大型化し光走査装置の大型化、コストアップなど別の課題も生じる。
【００１１】
特に、カラー機などに対応した複数の感光媒体が単一の光偏向器を共用する方式の光走査装置においては、最も偏角が大きい折り返しミラーを最も上流に配置することは、装置の大型化につながり現実的ではない。
【００１２】
更に、特許文献１では、折返しミラーを１枚の構成とする場合は、主走査方向に屈折力を持つ複数の走査レンズの間に配置しているが、レイアウト上の制約は大きく、特にカラー機の場合は装置の大型化につながることが考えられ、光学レイアウト上の新たな課題が生じる。
【００１３】
また、主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより被走査面側に折り返しミラーを配置したほうが、折り返しミラーへの入射角を小さくすることができ、偏光が光軸に対し回転する方向にばらついた時に、光量むらへの影響を低減可能となる。
【００１４】
更に、前記説明の通り、光学特性の劣化の抑制、感光体上での経時的な主走査方向の光量分布の発生を抑制するために、光偏向器を略密閉した空間に配置する構成にし、光ビームの入射出部を平行平板ガラスとする必要がある。この時、平行平板ガラスにおいても透過率が主走査方向に変化するため、感光体上での光量むらを低減するためには無視できない値となり、特許文献１の技術では課題解決が難しい。
【００１５】
【特許文献１】特開２００５-３２６７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、光学特性の劣化を低減した光走査装置において、大型化、コストアップを抑え、被走査面上での光量むらを低減する光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、カラー機において、各色の光量むらを低減させ、且つ、各色の光量むらの発生量及び発生状態を一致させる光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、出力画像において濃度むら、色味の変化を抑える光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕  複数の発光点を直線上に配列してなり、隣接する該発光点間で主走査方向及び副走査方向に距離を持つように、出射する光ビームの射出方向を回転軸として回転して配置される光源と、該光源から偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分を多く含む状態で入射する光ビームを主走査方向に偏向走査する光偏向器と、該光偏向器で偏向された光ビームを被走査面に結像する走査光学系と、前記光ビームを被走査面に導く折り返しミラーと、を備える光走査装置において、前記折り返しミラーは、前記走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより被走査面側に配置され、前記光源は、前記折り返しミラーのうち最も偏角が大きい折り返しミラーの反射面で、前記走査レンズ光軸を挟み光源側よりも該光源の反対側で入射する光ビームの反射率が高くなる方向に回転され配置されていることを特徴とする光走査装置。
〔２〕  前記〔１〕に記載の光走査装置において、前記折り返しミラーを複数持ち、該複数の折り返しミラーの全てが、前記走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより被走査面側に配置されることを特徴とする光走査装置。
〔３〕  前記〔１〕または〔２〕に記載の光走査装置において、光偏向器を配置する空間をその他の空間に対し略密閉する構造とし、該密閉空間への光ビームの入射出用の開口部に配置される平行平板を持ち、前記平行平板の透過率は、前記走査レンズ光軸を挟み反光源側で高くなっていることを特徴とする光走査装置。
〔４〕  複数の被走査面に対応して、それぞれ複数の発光点を直線上に配列してなり、隣接する該発光点間で主走査方向及び副走査方向に距離を持つように、出射する光ビームの射出方向を回転軸として回転して配置される複数の光源と、前記複数の光源それぞれから偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分を多く含む状態で入射する光ビームを主走査方向に偏向走査する単一の光偏向器と、光偏向器で偏向された光ビームを対応する被走査面に結像する走査光学系と、前記複数の光源毎に、光ビームを対応する被走査面に導く複数の折り返しミラーと、を備える光走査装置において、前記折り返しミラーは、前記走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより対応する被走査面側に配置され、前記複数の光源はそれぞれ、対応する前記折り返しミラーのうち最も偏角が大きい折り返しミラーの反射面で、前記走査レンズ光軸を挟み光源側よりも該光源の反対側で入射する光ビームの反射率が高くなる方向に回転され配置されていることを特徴とする光走査装置。
〔５〕  前記〔４〕に記載の光走査装置において、光偏向器を配置する空間をその他の空間に対し略密閉する構造とし、該密閉空間への光ビームの入射出用の開口部に配置される平行平板を持ち、前記平行平板の透過率は、前記走査レンズ光軸を挟み反光源側で高くなっていることを特徴とする光走査装置。
〔６〕  電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する手段として前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の光走査装置を具備した画像形成装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光走査装置によれば、複数の発光点を直線上に配列してなり、隣接する該発光点間で主走査方向及び副走査方向に距離を持つように、出射する光ビームの射出方向を回転軸として回転して配置される光源と、該光源から偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分を多く含む状態で入射する光ビームを主走査方向に偏向走査する光偏向器と、該光偏向器で偏向された光ビームを被走査面に結像する走査光学系と、前記光ビームを被走査面に導く折り返しミラーと、を備える光走査装置において、前記折り返しミラーは、前記走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより被走査面側に配置されるので、光学素子のレイアウト性を向上し、且つ大型化、コストアップなどを抑制することができる。また、前記光源は、前記折り返しミラーのうち最も偏角が大きい折り返しミラーの反射面で、前記走査レンズ光軸を挟み光源側よりも該光源の反対側で入射する光ビームの反射率が高くなる方向に回転され配置されているので、被走査面上の光量むらを低減させることができる。さらに、タンデム型カラー機に対応した光走査装置として、各色での光量むらの低減、各色の主走査方向での光量むらの一致させることが可能となる。
また本発明の画像形成装置によれば、本発明の光走査装置の採用により、濃度むら、色味の変化の少ない画像形成装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る光走査装置及び画像形成装置の構成について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態を説明するための概略配置図である。
先ず、図１を参照すると、少なくとも光源１、カップリングレンズ２、シリンドリカルレンズ３、ポリゴンミラー４の偏向走査面、走査レンズＬは、同一平面上に配置されており、光源１は、走査光学系であって主走査方向を長手とする走査レンズＬに対して主走査方向の一方の端部側に配置されている。なお、折り返しミラーは省略している。
【００２０】
ここで、光源１の一態様である半導体レーザから放射された発散性の光束はカップリングレンズ２により以後の光学系に適した光束形態に変換される。カップリングレンズ２により変換された光束形態は、平行光束であることも、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束であることもできる。
【００２１】
ついでカップリングレンズ２からの光束はシリンドリカルレンズ３により副走査方向に集光され、光偏向器としてのポリゴンミラー４の偏向反射面に入射する。
【００２２】
偏向反射面により反射された光束は、ポリゴンミラー４の等速回転とともに等角速度的に偏向し、走査光学系としての走査レンズＬを透過して被走査面である感光体７上に集光する。これにより、偏向光束は被走査面上に光スポットを形成し、被走査面の光走査を行う。
【００２３】
図２に、本発明に係る光走査装置の基本構成としての副走査断面図を示す。光源１から走査レンズＬまでは前記説明の通りであるが、走査レンズＬ以降では被走査面としての感光体７に光ビームを導くために折り返しミラーＭ１，Ｍ２が配置される。
【００２４】
本発明では、光源１には発光点が直線上に並んだＬＤアレイを用いている。そして、光学系の倍率にあわせて被走査面上で所望の副走査ピッチが得られるように、図３に示すように、出射する光ビームの射出方向を回転軸として回転され配置される。この時の回転方向は、図中の発光点Ｐ１，Ｐ２間あるいは発光点Ｐ１’，Ｐ２’間のように副走査方向の間隔（図中△）が得られていればどちら側に回転していても問題は無い。しかし、後で説明する光量むらの発生に関係し、具体的には副走査方向に光ビームを折り返す折り返しミラーの主走査方向両端での反射率が光量むらを低減するようになる方向に光源１を回転させる必要がある。なお、光源１の回転量は、光偏向器（ポリゴンミラー４）で偏向される偏向面に対し１０〜４５ｄｅｇ程度で使われることが多い。
【００２５】
まず、ポリゴンミラー４における反射を考える。
この場合、ＬＤアレイの光源１は、発光点が並ぶ方向に偏光方向が向いているため、光偏向器としてのポリゴンミラー４に対してはＳ偏光成分よりもＰ偏光成分が多く含まれる状態で入射する。この結果、ポリゴンミラー４での反射率は、ポリゴンミラーの回転に伴うポリゴンミラーへの入射角の変化に応じて、光源１側に偏向される時に高く、反光源側（光源１とは反対側）に偏向される時に低くなる。この傾向は、ポリゴンミラー４に入射する光ビームの偏光がＰ偏光成分を多く含むほど強くなる。つまり、先に述べたように実際にはＬＤアレイはその発光点間隔が３０μｍ程度あることから、１０〜４５ｄｅｇ程度回転し使用されることが多く、Ｐ偏光成分が多く含まれた状態でポリゴンミラー４に入射されていることとなる。なお、光源１側への偏向とは、ポリゴンミラー４での反射光が走査レンズＬの光軸を中心として、光源１側に反射されることといい、反光源側への偏向とは、前記光軸に対して光源１とは反対側に反射されることをいう。
【００２６】
この状態において、ポリゴンミラー４の反射率に対して、光源１の回転方向による影響は小さい。これは、ポリゴンミラー４の偏光反射面４ｍへの入射光と反射光を含む平面（図４中点線）が、偏向する方向に寄らず一定であるためである。反射においては、前記平面に直交する方向（Ｓ偏光）での反射率が高くなる。そして、図４に示すように、回転方向が異なっていてもＳ偏光成分、Ｐ偏光成分の比率は変わらないため反射率の変化は小さくなることとなる。なお、図４において実線の矢印が入射する光ビームの偏光方向を示している。図中の点線、矢印は模式的に表しておりその角度は実際とは異なる。
【００２７】
しかし、前記説明の通り、Ｐ偏光成分が多く含まれた状態でポリゴンミラー４の偏向反射面４ｍに光ビームが入射するため、光源１側に対し反光源側で光量が低くなって光量むらが発生することになる。
【００２８】
つぎに、折り返しミラーにおける反射を考える。
折り返しミラーは、光偏向器（ポリゴンミラー４）で偏向される光ビームを副走査方向に反射する機能を持つ。このため、入射光と反射光を含む平面は、主走査方向の光源１側、中央、反光源側という位置によって異なる。ここで、折り返しミラーに入射する光ビームの偏光方向は、主走査方向の位置に寄らず略一定（偏向方向が逆転するほどの大きな変化は無い）であるため、入射光の偏光方向（ＬＤアレイ（光源１）の回転方向）により、反射率が主走査方向で異なることとなる。
【００２９】
そこで、本発明では、前記説明の光偏向器（ポリゴンミラー４）における光量むらを低減する為に、折り返しミラーの反射率が走査レンズの光軸（走査レンズ光軸）を挟み反光源側で高くなるように入射光の偏光方向、つまり、ＬＤアレイ（光源１）の回転方向を決める。この時、副走査方向に反射する偏角が最も大きい折り返しミラーでＬＤアレイ（光源１）の回転方向を決める必要がある。
【００３０】
例えば、図２に示すような光走査装置においては、２枚の折り返しミラーＭ１，Ｍ２のうち上流側の折り返しミラーＭ１を基準としてＬＤアレイ（光源１）の回転方向を決めると、光偏向器（ポリゴンミラー４）での光量むらを低減できず、より光量むらを大きく発生させてしまう。これは、上流側のミラーＭ１の副走査方向の偏角が鋭角で、下流側の折り返しミラーＭ２の副走査方向の偏角が鈍角である点、光ビームを副走査方向に折り返す方向が異なる点によるものである。なお、ここでいう偏角とは、入射光と反射光のなす角をいう。
【００３１】
図５に、２枚の折り返しミラーＭ１，Ｍ２での光ビームの偏光方向と、入射光と反射光を含む平面を示す。図５（ａ）が折り返しミラーＭ１の反射面、図５（ｂ）が折り返しミラーＭ２の反射面である。
図５において、入射光と反射光を含む平面を点線、偏光方向を実線とすると、上流側の折り返しミラーＭ１と下流側の折り返しミラーＭ２で、副走査方向に反射する方向が異なるため、入射光と反射光を含む平面を示す点線の向きが変化する。一方、偏光方向は変化しない（図中はミラー面を入射方向から見ているため反転）ため、各々の折り返しミラーＭ１，Ｍ２で反射率が高くなる方向は異なることとなる。本実施例では、上流の折り返しミラーＭ１では光源１側で反射率が高くなり、下流側の折り返しミラーＭ２では反光源側で反射率が高くなる。説明を加えると、例えば下流側の折り返しミラーＭ２の反光源側は点線に対し垂直な方向のＳ偏光成分が多く（点線に直交する成分）、光源１側はＳ偏光成分が少ない（偏光方向が点線に近い）。この結果、反光源側で反射率が高いこととなる。
【００３２】
次に、各々の折り返しミラーＭ１，Ｍ２の副走査方向の偏角について説明する。
偏角が小さいほど、図５に示す入射光と反射光を含む平面（点線）は、両端で中央の状態に近づく（図中垂直になる方向に動く）。つまり、折り返しミラーでの左右両端での反射率の差は小さくなる。下流側のミラーＭ２では、偏角が大きいため、入射光と反射光を含む平面（点線）は、両端でより倒れていくため、折り返しミラーでの左右両端での反射率の差は大きくなる。
【００３３】
つまり、上流側の折り返しミラーＭ１で反射率を最適化する方向に、偏光方向、つまりＬＤアレイ（光源１）の回転方向を決めると、下流側のミラーＭ２での反射率の差が大きいため、被走査面（感光体７）上で光量むらを低減できないこととなる。このため、副走査方向への偏角が最も大きい（鈍角となる）折り返しミラー（図２では下流側の折り返しミラーＭ２）にて、ＬＤアレイ（光源１）の回転方向を決める必要がある。
【００３４】
以上のように本発明では、副走査方向への偏角が最も大きい（鈍角となる）折り返しミラー（図２では下流側の折り返しミラーＭ２）を基準として、図５（ｂ）の関係になるように、ＬＤアレイ（光源１）を回転させる。図６にその具体例を示す。この図は、図１においてカップリングレンズ２から光源１をみたときの発光点の回転状態を示している。このとき、２つの発光点が水平状態のときから左方向に所定角度αで回転している。所定角度αは、１０〜４５ｄｅｇが好ましい。
【００３５】
更に、折り返しミラーの配置として、折り返しミラーが１枚、あるいは複数枚のいずれの場合でも、全ての折り返しミラーを主走査方向に屈折力を持つ走査レンズより被走査面側に置く構成がよい。これは、例えば１枚構成の走査レンズの場合など、折り返しミラーを走査レンズより上流に配置すると、光偏向器から走査レンズを離す必要が生じ、走査レンズが大型化したり光学レイアウトが困難となり光走査装置が大型化してしまうためである。
また、２枚構成においても走査レンズ間の距離が近い拡大系の走査光学系においては、前記説明と同様である。
【００３６】
更に、主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより被走査面側に折り返しミラーを持つ場合、折り返しミラー両端での主走査方向の入射角は若干小さくなる。これは、前記折り返しミラー両端での反射率差が無くなるほどの効果は無く、前記効果は失われない範囲であるが、折り返しミラーへ入射する光ビームの偏光方向が若干ばらついた場合において、図５での点線が若干垂直方向になるため光量むら変動への影響は小さくなる。
【００３７】
走査レンズ間隔の広い走査光学系においては、被走査面側に配置される走査レンズの主走査方向の屈折力は弱く、負の屈折力、もしくはゼロに近い屈折力とすることが可能であり、この場合は、レイアウト性向上、装置の小型化のために走査レンズ間に折り返しミラーを配置しても前記効果は得られることとなる。
【００３８】
以上のことをまとめると、本発明に係る光走査装置（図２）は、複数の発光点を直線上に配列してなり、隣接する該発光点間で主走査方向及び副走査方向に距離を持つように、出射する光ビームの射出方向を回転軸として回転して配置される光源（図３）と、該光源から偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分を多く含む状態で入射する光ビームを主走査方向に偏向走査する光偏向器（ポリゴンミラー４）と、該光偏向器で偏向された光ビームを被走査面（感光体７）に結像する走査光学系（走査レンズＬ）と、前記光ビームを被走査面に導く折り返しミラー（折り返しミラーＭ１，Ｍ２）と、を備える光走査装置において、前記折り返しミラーは、前記走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズ（走査レンズＬ）より被走査面側に配置され、前記光源は、前記折り返しミラーのうち最も偏角が大きい折り返しミラー（折り返しミラーＭ２）の反射面で、前記走査レンズ光軸を挟み光源側よりも該光源の反対側で入射する光ビームの反射率が高くなる方向に回転され配置されていることを特徴とするものである。
【００３９】
つぎに、本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態として、カラー機に対応する光走査装置について説明する。
図７は、本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態の構成を示す概略図である。
すなわち、本発明に係る光走査装置（光走査装置３０）は、複数の被走査面（感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）に対応して、それぞれ複数の発光点を直線上に配列してなり、隣接する該発光点間で主走査方向及び副走査方向に距離を持つように、出射する光ビームの射出方向を回転軸として回転して配置される複数の光源（例えば、図３に示すもの）と、前記複数の光源それぞれから偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分を多く含む状態で入射する光ビームを主走査方向に偏向走査する単一の光偏向器（ポリゴンミラー４）と、光偏向器で偏向された光ビームを対応する被走査面に結像する走査光学系（走査レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）と、前記複数の光源毎に、光ビームを対応する被走査面に導く複数の折り返しミラー（折り返しミラーＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４，Ｍ１５，Ｍ１６，Ｍ１７，Ｍ１８）と、を備える光走査装置において、前記折り返しミラーは、前記走査光学系を構成する主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズより対応する被走査面側に配置され、前記複数の光源はそれぞれ、対応する前記折り返しミラーのうち最も偏角が大きい折り返しミラー（折り返しミラーＭ１２，Ｍ１４，Ｍ１６，Ｍ１８）の反射面で、前記走査レンズ光軸を挟み光源側よりも該光源の反対側で入射する光ビームの反射率が高くなる方向に回転され配置されていることを特徴とするものである。
【００４０】
図８に、本実施形態における折り返しミラーの２種類の配置例を示す。なお、光源１の回転方向と折り返しミラーの関係による光量むら低減については第１の実施の形態と同じ効果が得られるため説明を割愛する。
図８において、楕円で囲っている折り返しミラー（図８（ａ）では折り返しミラーＭ１２，Ｍ１４，Ｍ１６，Ｍ１８、図８（ｂ）では折り返しミラーＭ２２，Ｍ２４，Ｍ２６，Ｍ２８）が、副走査方向の偏角が最も大きくなる折り返しミラーであり、このミラーで反光源側の反射率が高くなるように、ＬＤアレイ（光源１）の回転方向を決めることとなる。
【００４１】
なお、カラー画像を形成する画像形成装置（カラー機）に対応する光走査装置においては、図８に示す通り、各色（感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋそれぞれ）に対応する折り返しミラーは複数配置される。例えば、図８（ａ）の感光体７Ｙには２つの折り返しミラーＭ１１，Ｍ１２が配置される。この時、最も上流側の折り返しミラーを副走査方向の偏角が最も大きくすることは現実的ではない。また、主走査方向に正の屈折力を持つ走査レンズの前、すなわち図中、光偏向器（ポリゴンミラー４）と走査レンズ（走査レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）の間に配置することは、複数の感光体を単一の光偏向器で走査する光学系においては現実的ではない。
【００４２】
また、カラー機において、各色に対応する光源１全てを第１の実施形態で説明した構成にすることで、各色で残存している光量むらの状況は揃うこととなる。この結果、単色での濃度むらのみでなく、各色の画像を重ね合わせてカラー画像を得る際の主走査方向での色味の変化も低減することが可能となる。つまり、カラー機で特有の課題となる画像品質である色むらの低減を達成可能となる。
【００４３】
ところで、図２，図７に示す光走査装置において、光偏向器（ポリゴンミラー４）を配置する空間をその他の空間（周辺空間）に対し略密閉する構造とし、前記密閉空間への光ビームの入射出用の開口部に配置される平行平板を持ち、前記平行平板の透過率は、走査レンズ光軸を挟み反光源側で高くなっていることが望ましい。
【００４４】
平行平板の必要性、つまり光偏向器を配置する空間をその他の空間に対し略密閉する構造とする効果については、前にも述べたが、（１）高速回転に伴う騒音を抑制する、（２）光偏向器の高速回転に伴う熱の発生を、走査光学系を構成する走査レンズなどの光学素子に伝えることを抑制する、（３）空気中のちりなどの偏向反射面への付着を防ぐなどの効果を得ることができる。
【００４５】
近年、走査レンズ等の光学素子は光学特性向上のため、自由な面形状を形成可能な樹脂製のものが多く採用されており、前記光偏向器（ポリゴンミラー４）の熱が空気中を伝播して光学素子に伝わることにより、走査レンズの特に主走査方向に温度分布が生じ、レンズ面形状が乱れ、光学性能を著しく低下させてしまう。また、光偏向器の偏向反射面にちりなどが付着し曇りが生じると、偏向走査される方向に光量むらが発生し、画像における濃度むらの発生、カラー機においては色味の変化などが生じ光学特性が著しく低下してしまう。このちり等による偏向反射面の曇りは、回転下流側のエッジ部に付着するため、光偏向器の偏向方向により光束が曇り部にかかり光量むらが生じる。この光量むらは、経時的な変動として現れるため曇り自体を発生させない構造にする必要がある。
【００４６】
以上のことから、本発明に係る光走査装置では光偏向器（ポリゴンミラー４）を配置する空間を略密閉とし、平行平板を介して光ビームが光偏向器（ポリゴンミラー４）に入射出する構成とする。
【００４７】
なお、平行平板を光ビームが透過する際に、光源側と反光源側で光量差が生じる。これは、平行平板を偏芯配置する偏芯量により比率が変化するためである（偏芯配置の方向は例えば図７に示す通りである）。この時、前記平行平板の透過率は、走査レンズ光軸を挟み反光源側で高くなるように配置することが望ましい。先に述べた光偏向器（ポリゴンミラー４）での光源１側と反光源側での反射率の差は大きく、前記折り返しミラーとＬＤアレイ（光源１）の回転方向のみでなく、平行平板の偏芯を用いて光量むらを低減することが可能となる。
【００４８】
次に、本発明に係る光走査装置を用いた画像形成装置の一実施の形態を、図９を参照しながら説明する。本実施の形態は、本発明に係る光走査装置３０をタンデム型フルカラーレーザプリンタに適用した例である。
図９において、画像形成装置１００内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット１３から給紙される転写紙Ｓを搬送する搬送ベルト１７が設けられている。この搬送ベルト１７上にはイエローＹ用の感光体７Ｙ，マゼンタＭ用の感光体７Ｍ，シアンＣ用の感光体７Ｃ及びブラックＫ用の感光体７Ｋが、転写紙の搬送方向上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付けて区別するものとする。
【００４９】
これらの感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスにしたがって各プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。感光体７Ｙを例に採れば、帯電チャージャ８Ｙ、光走査装置３０の一部である光走査光学系６Ｙ、現像装置１０Ｙ、転写チャージャ１１Ｙ、クリーニング装置１２Ｙ等が順に配設されている。他の感光体７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対しても同様である。即ち、本実施の形態では、感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの表面を各色毎に設定された被走査面ないしは被照射面とするものであり、各々の感光体に対して光走査装置３０の一部である光走査光学系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが１対１の対応関係で設けられている。
【００５０】
また、搬送ベルト１７の周囲には、感光体７Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ１６と、ベルト帯電チャージャ２０が設けられ、感光体７Ｋよりもベルト１７の回転方向下流側に位置させてベルト分離チャージャ２１、除電チャージャ１８、クリーニング装置１２等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ２１よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置２４が設けられ、排紙トレイ２６に向けて排紙ローラ２５で結ばれている。
【００５１】
このような概略構成において、例えば、フルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各色の画像信号に基づき各々の光走査装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによる光ビームの光走査で、各感光体表面に、各色信号に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々の対応する現像装置で色トナーにより現像されてトナー像となり、搬送ベルト１７上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー像は定着装置２４で定着された後、排紙ローラ２５により排紙トレイ２６に排紙される。
【００５２】
上記画像形成装置の光走査光学系６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋを、前述の本発明に係る光走査装置３０とすることで、被走査面での光量むらを有効に補正し、濃度むら、色味の変化の小さい、高品位な画像再現性が確保できる画像形成装置を実現することができる。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明の光走査装置に関する具体的な数値実施例を挙げる。
（実施例１）
図１に示す光走査装置を前提に、副走査断面の構成を図１０に示すように、走査レンズＬ以降で感光体７に光ビームを導くために折り返しミラーＭ１’，Ｍ２’を配置したものとした。このとき、光源１として用いられる半導体レーザは発光波長：６５９ｎｍのもので、放射される発散性の光束はカップリングレンズ２（焦点距離：２７ｍｍ）により「弱い発散光束」に変換され、副走査方向にのみ屈折力を持つレンズ３で、ポリゴンミラー４の偏向反射面４ｍの位置に「主走査方向に長い線像」として結像する。
【００５４】
ポリゴンミラー４は、偏向反射面数：６で内接円半径：１３ｍｍのものである。また、ポリゴンミラー４の回転軸と偏向反射面４ｍは平行に形成されており、偏向反射面４ｍに光ビームは、主走査方向においては像高０に向かう光束に対し約６８°で入射されている。カップリングレンズ２から射出された光束を規制するアパーチャは、主走査方向に２．３ｍｍ、副走査方向に２．２ｍｍの矩形アパーチャを用いる。
【００５５】
なお、走査レンズＬは１枚構成で、面形状、配置位置は表１に示す通りである。表１における面番号として、偏向面はポリゴンミラー４の偏向反射面４ｍ、１は走査レンズＬの光入射側の面、２は光出射側の面、５は被走査面（感光体７）である。また、下記Ｘは、各面がポリゴンミラー４の回転軸に垂直な面に投影したときの光軸方向の距離を示し、表中のＮ（屈折率）は、波長６５９ｎｍでの値である。
【００５６】
【表１】
2010096792.tif 000003
【００５７】
また、走査レンズＬのレンズ面形状は次式（１）で与えられる。
【００５８】
【数１】
2010096792.tif 000004
【００５９】
また、本実施例の走査レンズＬにおける非球面係数は表２のとおりである。
【００６０】
【表２】
2010096792.tif 000005
【００６１】
ここで、光源１の発光点は２つで、図６に示すように、図１においてカップリングレンズ２から光源１をみたときの２つ発光点を水平状態のときから左方向にα＝１０．５ｄｅｇで回転して用いた。
【００６２】
また、図１０に示す形態で走査レンズＬと感光体７の間に２枚の折り返しミラーＭ１，Ｍ２を配置した。そのうち、上流側の折り返しミラーＭ１’をポリゴンミラー４の回転軸に対し１２ｄｅｇ、下流側の折り返しミラーＭ２’を４０ｄｅｇだけ副走査方向に傾けて配置した。このときの２枚の折り返しミラーＭ１’，Ｍ２’での光ビームの偏光方向と、入射光と反射光を含む平面を図１１に示す。図１１（ａ）が折り返しミラーＭ１’の反射面、図１１（ｂ）が折り返しミラーＭ２’の反射面である。また、いずれも反射面を入射側から見た図である。
また、本光学系においては、厚さ１．９ｍｍの防音ガラス（屈折率１．５１４３）を挿入し、該防音ガラスを１２ｄｅｇだけ偏向面内で傾けて配置した。
【００６３】
以上の構成で、被走査面上の光量を測定した。その結果を図１２（ａ）に示す。また、光源１の回転方向を反転させて同様の測定を行った結果を図１２（ｂ）に示す。なお、図１２における縦軸のシェーディングとは、被走査面上の主走査方向の最大光量に対する変動の比率である。
【００６４】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態を説明するための概略配置図である。
【図２】本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図３】光源であるＬＤアレイにおける発光点の回転関係を示す図である。
【図４】ポリゴンミラーの偏光反射面における入射光と反射光を含む平面と光ビームの偏光方向との関係を示す図である。
【図５】折り返しミラーにおける入射光と反射光を含む平面と光ビームの偏光方向との関係を示す図である。
【図６】図５（ｂ）に対応するＬＤアレイにおける発光点の回転状態を示す図である。
【図７】本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図８】図７の光走査装置における折り返しミラーの配置例示す断面図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図１０】実施例１の光走査装置の副走査断面における配置関係を示す概略図である。
【図１１】実施例１の折り返しミラーにおける入射光と反射光を含む平面と光ビームの偏光方向との関係を示す図である。
【図１２】実施例１の被走査面上の光量の測定結果である。
【符号の説明】
【００６６】
１    光源（ＬＤアレイ）
２    カップリングレンズ
３    シリンドリカルレンズ
４    ポリゴンミラー（光偏向器）
４ｍ    偏向反射面
６Ｙ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｋ    光走査光学系
７，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ    感光体（被走査面）
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ    帯電チャージャ
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ    現像装置
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ    転写チャージャ
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ    クリーニング装置
１３    給紙カセット
１７    搬送ベルト
１８    除電チャージャ
２０    ベルト帯電チャージャ
２１    ベルト分離チャージャ
２４    定着装置
２５    排紙ローラ
２６    排紙トレイ
３０    光走査装置
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４    走査レンズ（走査光学系）
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ１’，Ｍ２’，Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４，Ｍ１５，Ｍ１６，Ｍ１７，Ｍ１８，Ｍ２１，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ２４，Ｍ２５，Ｍ２６，Ｍ２７，Ｍ２８    折り返しミラー
ｇ，ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４    防塵ガラス
ＰＧ    平行平板ガラス
Ｐ１，Ｐ１’，Ｐ２，Ｐ２’    発光点
Ｓ    転写紙
【図１】
2010096792.tif 000006
【図２】
2010096792.tif 000007
【図３】
2010096792.tif 000008
【図４】
2010096792.tif 000009
【図５】
2010096792.tif 000010
【図６】
2010096792.tif 000011
【図７】
2010096792.tif 000012
【図８】
2010096792.tif 000013
【図９】
2010096792.tif 000014
【図１０】
2010096792.tif 000015
【図１１】
2010096792.tif 000016
【図１２】
2010096792.tif 000017