(57)【要約】【課題】偏向反射面による光ビームのケラレによる、光スポットの光量や光スポット径の変化に対処可能な光走査装置を実現する。【解決手段】光走査装置は、光源１から光偏向器３に到る光路上に開口素子７を有し、光偏向器の偏向反射面に入射する光ビームの主走査方向の光束径が、偏向反射面の主走査方向の長さよりも小さく、光偏向器３により偏向される光ビームの偏向範囲の周辺部が走査されるとき、偏向反射面に入射する光ビームの一部が被走査面に向かって反射されず、開口素子７ａは、副走査方向の開口幅を、開口部の主走査方向の中心部から少なくとも一方の周辺部に向かって次第に減少させ、光ビームの、被走査面に向かって反射されない部分は、開口素子の開口部の主走査方向の少なくとも一方の側の周辺部を通過した光束部分を含む。【選択図】図１
2014174330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出した光ビームを、光偏向器の偏向反射面により偏向走査し、偏向走査された光ビームを走査結像光学系により被走査面に向けて集光して光スポットを形成し、前記被走査面の光走査を行う光走査装置において、
光源から光偏向器に到る光路上に開口素子を有し、
光偏向器の偏向反射面に入射する光ビームの主走査方向の光束径が、前記偏向反射面の主走査方向の長さよりも小さく、
前記光偏向器により偏向走査される前記光ビームの偏向範囲の周辺部が走査されるとき、前記偏向反射面に入射する光ビームの一部が被走査面に向かって反射されず、
前記開口素子は、副走査方向の開口幅を、前記開口部の主走査方向の中心部から少なくとも一方の周辺部に向かって次第に減少させ、
前記光ビームの、被走査面に向かって反射されない部分は、前記開口素子の開口部の主走査方向の少なくとも一方の側の周辺部を通過した光束部分を含むことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
光偏向器が回転多面鏡であり、
光源から前記回転多面鏡に到る光路上に、光偏向器へ向かう光ビームを、偏向反射面近傍で副走査方向に集束させる線像結像光学系を有し、
該線像結像光学系よりも光源側の前記光路上に、前記回転多面鏡に向かう光ビームの副走査方向の幅を規制する第１の開口素子を有し、
前記線像結像光学系よりも偏向反射面側の前記光路上に、第２の開口素子を有し、
該第２の開口素子は、入射する光ビームの主走査方向の光束幅よりも小さく、副走査方向の開口幅が主走査方向の周辺部に向かって次第に小さくなる開口形状を有するものであることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項２記載の光走査装置において、
線像形成光学素子と第２の開口素子の間隔：Ｌ、前記線像形成光学素子の副走査方向の焦点距離：ｆ、第１の開口素子の副走査方向の開口幅：ａが、条件：
Ｌ＜ｆ−０．５・ｆ／ａ  
を満足することを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載の光走査装置において、
開口素子の１以上は、少なくとも主走査方向において、光偏向器の基準軸に対して位置決め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１〜３の任意の１に記載の光走査装置において、
開口素子の１以上は、入射する光ビームに対し、主走査方向の任意の位置に固定可能であることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の光走査装置において、
光偏向器が回転多面鏡であり、
光走査の同期を取るための同期検知部を有し、
一部が被走査面に向かって反射されない反射光ビームが、前記同期検知部を光走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
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光走査手段として、
請求項１〜６の任意の１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】
この発明は、光走査装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザプロッタ、レーザファクシミリ装置等の画像形成装置に関連して広く知られている。
【０００３】
光走査装置は、光源から射出した光ビームを光偏向器により偏向走査し、偏向走査された光ビームを走査結像光学系により被走査面に向けて集光し、光スポットを形成する。
【０００４】
そして、この光スポットにより被走査面の光走査を行う。
【０００５】
光ビームを偏向走査する光偏向器としては、偏向反射面により光ビームを反射させ、偏向反射面の揺動や回転により反射された光ビームの偏向を行うものが良く知られている。
【０００６】
光走査の高速化を目して、偏向反射面の小面積化が試みられている（特許文献１）。
【０００７】
偏向反射面により偏向走査される光ビームは、所定の光束径に調整されて、所定の方向から偏向反射面に入射する。
【０００８】
このように定方向から入射する光ビームに対し、偏向反射面は揺動もしくは回転するので、揺動もしくは回転に伴い「偏向反射面上における光光束径」が変化する。
【０００９】
このように変化した光光束径が、偏向反射面の「主走査方向の幅」を超えると、入射する光ビームの一部が被走査面側へ反射されなくなる。
【００１０】
このように、偏向反射面の揺動または回転により、偏向反射面への入射光ビームの一部が被走査面側へ反射されなくなる現象は、光ビームの「ケラレ」と呼ばれている。
【００１１】
偏向反射面により反射される光ビームに「ケラレ」があると、偏向反射面により偏向走査される光ビームの光束断面積が時間的に変化することになる。
【００１２】
被走査面を光走査している状態で「光束断面積が変化」すると、被走査面に形成される光スポットの光強度が変化すると共に、光スポット径も変化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明は、偏向反射面による光ビームのケラレに起因する、光スポットの光強度変化や光スポット径の変化に対処可能な光走査装置の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の光走査装置は、光源から射出した光ビームを、光偏向器の偏向反射面により偏向走査し、偏向走査された光ビームを走査結像光学系により被走査面に向けて集光して光スポットを形成し、前記被走査面の光走査を行う光走査装置において、光源から光偏向器に到る光路上に開口素子を有し、光偏向器の偏向反射面に入射する光ビームの主走査方向の光束径が、前記偏向反射面の主走査方向の長さよりも小さく、前記光偏向器により偏向走査される前記光ビームの偏向範囲の周辺部が走査されるとき、前記偏向反射面に入射する光ビームの一部が被走査面に向かって反射されず、前記開口素子は、副走査方向の開口幅を、前記開口部の主走査方向の中心部から少なくとも一方の周辺部に向かって次第に減少させ、前記光ビームの、被走査面に向かって反射されない部分は、前記開口素子の開口部の主走査方向の少なくとも一方の側の周辺部を通過した光束部分を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の光走査装置では、１以上の開口素子による光ビームの副走査方向の遮光量が、主走査方向の中心部から周辺部へ「次第に増加」する。
【００１６】
従って、偏向反射面による光ビームのケラレ量は、光束断面の主走査方向の端部側から連続的に漸増する。
【００１７】
従って、光ビームの光量や光スポットの「ケラレによる変化」も急激な変化とならずに、緩やかな変化になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光走査装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】開口素子の開口形状の例を３例示す図である。
【図３】回転多面鏡の偏向反射面による光ビームのケラレを説明する図である。
【図４】回転多面鏡の偏向反射面による光ビームのケラレを説明する図である。
【図５】第１及び第２の開口素子の使用を説明するための図である。
【図６】画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は、光走査装置の実施の１形態を示している。
【００２１】
この光走査装置は「電子写真プロセスの露光プロセス」を実行する。
【００２２】
図１において、符号１は「光源としての半導体レーザ」を示している。  
また、符号２で示す「結像光学系」は、カップリングレンズ６と開口素子７と、線像結像光学系としてのシリンドリカルレンズ８とを有する。
【００２３】
符号３は「光偏向器」を示す。光偏向器３は回転多面鏡であり、以下において「ポリゴンミラー」とも称する。
【００２４】
符号４は「走査結像光学系」を示し、符号１１は「折り返しミラー」、符号５は光導電性の感光体ドラム、符号５ａは感光体ドラム５の感光面を示す。
【００２５】
また、符号１３は「同期検知部」を示す。
【００２６】
折り返しミラー１１は、光学系のレイアウトによっては省略可能である。
【００２７】
半導体レーザ１から射出した発散性の光ビームは、結像光学系２に入射する。  
結像光学系２に入射した光ビームは、カップリングレンズ６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６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。  
カップリングレンズ６は、光軸方向および主走査方向・副走査方向に調整可能であり、調整により光束の集束状態を所望の光束形態に変換する。
【００２８】
なお、主走査方向・副走査方向は、光源から被走査面に到る光路上の任意の位置において「被走査面上における光走査の主走査・副走査の方向に対応する方向」である。
【００２９】
光束形態を変換された光ビームは開口素子７を通り、光束周辺部を遮光される所謂「ビーム整形」を受け、所定の「光束断面形状」とされる。
【００３０】
ビーム整形された光ビームは、シリンドリカルレンズ８により副走査方向にのみ集光され、光偏向器３の偏向反射面の近傍に「主走査方向に長い線像」として結像する。
【００３１】
以下において、光偏向器３は「ポリゴンミラー３」とも称する。
【００３２】
ポリゴンミラー３の偏向反射面により反射された光ビームは、ポリゴンミラー３の等速回転により等角速度的に偏向走査される。
【００３３】
偏向反射面により反射された光ビームの偏向走査は、ポリゴンミラー３の回転により偏向反射面が切り替わるのに応じて周期的に繰り返される。
【００３４】
光ビームが「１面の偏向反射面により偏向走査される角度範囲」を「偏向範囲」と呼ぶ。
【００３５】
偏向走査される光ビームは、走査結像光学系４と折り返しミラー１１により光導電性の感光体ドラム５の感光面５ａ上に導光され、感光面５ａ上に光スポットを形成する。
【００３６】
この光スポットによる光走査の方向が「主走査方向」であり、感光面５ａ上で主走査方向に直交する方向が「副走査方向」である。
【００３７】
感光面５ａは「被走査面」の実体を成すものであり、以下においては被走査面５とも称する。感光面５ａの、光スポットにより主走査される領域を「光走査領域」と呼ぶ。
【００３８】
また、光走査により画像を書き込まれる領域を「画像書き込み領域」と称する。
【００３９】
走査結像光学系４は、ｆθレンズ９と、長尺トロイダルレンズ１０とにより構成されている。  
走査結像光学系４は、副走査方向においては前記「主走査方向に長い線像」と被走査面５ａの走査線位置を共役関係としている。
【００４０】
このようにして、ポリゴンミラー３における偏向反射面の「面倒れ」が補正される。
【００４１】
ｆθレンズ９は、被走査面５ａ上における光スポットの走査速度を等速化する機能を有している。
【００４２】
同期検知部１３は、ポリゴンミラー３により偏向走査されて、光走査領域に向かって偏向する光ビームを検出し、光走査開始の同期信号を発生させる。
【００４３】
即ち、同期検知部１３は、上記「光走査領域に向かって偏向する光ビーム」を反射させるミラーと、反射された光ビームを受光するセンサと、集光レンズとを有する。
【００４４】
集光レンズは、光ビームをセンサ上に集光する。
【００４５】
説明中の実施の形態において、発明の特徴の一端は、前記ビーム整形を行う開口素子７の「開口形状」にある。
【００４６】
即ち、開口素子７の開口形状は、副走査方向の開口幅を、開口部の主走査方向の中心部から少なくとも一方の周辺部に向かって次第に減少させる形状である。
【００４７】
図２に、このような開口形状の代表的な例を３例、図２に示す。  
図２（ａ）に例示する開口素子７ａの開口形状は「主走査方向を長軸方向とする楕円形状」である。
【００４８】
図２（ｂ）に例示する開口素子７ｂの開口形状は「主走査方向に長い長孔の、長手方向の両周辺部が、主走査方向の周辺部に向かって次第に減少する形状」である。
【００４９】
図２（ｃ）に例示する開口素子７ｃの開口形状は「主走査方向に長い横長の菱形形状」である。
【００５０】
これら開口素子７ａ、７ｂ、７ｃは何れも「主走査方向の周辺部で副走査方向の開口幅が次第に減少する開口形状」を有し、図１に示す開口素子７として用いることができる。
【００５１】
図１において、ポリゴンミラー３の偏向反射面に入射する光ビームの「光束断面」の大きさは、偏向反射面よりも小さい。
【００５２】
従って、光ビームは、その全てが偏向反射面に入射することができる。
【００５３】
なお、説明中の例においては、光源側からポリゴンミラー３に入射する光ビームは、偏向反射面近傍に「主走査方向に長い線像」に結像している。
【００５４】
図３を参照して、ポリゴンミラー３による光ビームの偏向走査の１例を説明する。
【００５５】
図３(ａ)〜（ｃ）は、ポリゴンミラー３の回転軸に直交する平面（「主走査断面」）上に、光ビームを射影した状態における偏向走査の様子を示している。
【００５６】
図３（ａ）〜（ｃ）において、符号ＬＩは「入射光ビーム」、符号ＬＲは「反射光ビーム」をそれぞれ示す。
【００５７】
図３に即して具体的に説明する。
【００５８】
ポリゴンミラー３は、偏向反射面の内接円直径：１８ｍｍで、回転中心から距離：９ｍｍの位置に６面の偏向反射面が形成されたものである。
【００５９】
入射光ビームＬＩは主走査断面上で光束幅：３．８ｍｍを有し、基準軸ＮＡＸに対して５５度の角をなして、偏向反射面に入射している。
【００６０】
反射光ビームＬＲは、図３（ａ）の「走査開始位置」および（ｃ）の「走査終了位置」では、基準軸ＮＡＸに対して±４０°の角度で反射している。  
図３（ａ）の走査開始位置および（ｃ）の走査終了位置では、入射光ビームＬＩの一部が偏向反射面から食み出して、正規の方向に反射されない。  
「正規の方向」とは「光走査領域に向かう方向」である。また、光ビームを正規の方向に反射させつつある偏向反射面を「正規の偏向反射面」と言う。
【００６１】
図３（ａ）の走査開始位置では、入射光ビームＬＩの「図で下方の部分」は正規の偏向反射面から食み出している。
【００６２】
この光ビーム部分は、隣接する偏向反射面により光走査領域外に向けて反射される。
【００６３】
このため、正規の方向へ反射される反射光ビームＬＲの光束幅は３．５ｍｍ(＜３．８ｍｍ)となっている。
【００６４】
図３（ｂ）の走査中央位置では、入射光ビームＬＩの全部が同一の偏向反射面で反射され、反射光ビームＬＲの光束幅は、入射光ビームＬＩの光束幅：３．８ｍｍに等しい。
【００６５】
図３（ｃ）の走査終了位置では、入射光ビームＬＩの「図で上方の部分」は正規の偏向反射面から食み出し、隣接する偏向反射面により光走査領域外に向けて反射される。
【００６６】
このため、正規の方向へ反射される反射光ビームＬＲの光束幅は３．５ｍｍ(＜３．８ｍｍ)となっている。
【００６７】
図３（ａ）や（ｃ）において、入射光ビームＬＩのうちで、正規の偏向反射面から食み出した光束部分を、正規の偏向反射面により「ケラれた光束部分」と呼ぶ。
【００６８】
このように「正規の偏向反射面による入射光ビームのケラレは「偏向範囲の周辺部」で生じる。
【００６９】
「偏向範囲の周辺部」以外の領域では、ポリゴンミラー３の偏向反射面により「入射光ビームの全て」が正規の方向へ反射されて偏向走査される。
【００７０】
「偏向範囲の周辺部」では、ポリゴンミラー３に入射する光ビームＬＩの一部が「偏向反射面によるケラレ」により正規の方向（被走査面へ向かう方向）へ反射されない。
【００７１】
図４を参照して詳細に説明する。
【００７２】
図４（ａ）は、図３（ａ）に示す走査開始位置における、ポリゴンミラー３と入射光ビームＬＩ、反射光ビームＬＲの関係を示している。
【００７３】
光束幅：ｄｉｎで正規の偏向反射面（面１)に入射する入射光ビームＬＩは、図で下方の部分が、正規の偏向反射面から隣接する偏向反射面（面６）の側へ食み出している。
【００７４】
偏向反射面（面６）の側へ食み出した光束部分は「正規の方向」へ反射されない。
【００７５】
正規の方向へ反射される反射光ビームＬＲの光束幅：ｄａは、光束幅：ｄｉｎよりも小さい（ｄａ＜ｄｉｎ）。
【００７６】
図４（ｂ）は、図３（ｂ）に示す走査中央位置における、ポリゴンミラー３と入射光ビームＬＩ、反射光ビームＬＲの関係を示している。
【００７７】
光束幅：ｄｉｎで正規の偏向反射面（面１）に入射する入射光ビームＬＩは、全て正規の偏向反射面で反射されて反射光ビームＬＲとなる。
【００７８】
反射光ビームＬＲの光束幅：ｄｃは、光束幅：ｄｉｎに等しい（ｄｃ＝ｄｉｎ）。
【００７９】
図４（ｃ）は、図３（ｃ）に示す走査終了位置における、ポリゴンミラー３と入射光ビームＬＩ、反射光ビームＬＲの関係を示している。
【００８０】
光束幅：ｄｉｎで正規の偏向反射面（面１）に入射する入射光ビームＬＩは、図で上方の部分が、正規の偏向反射面から隣接する偏向反射面（面２）の側へ食み出している。
【００８１】
偏向反射面（面２）の側へ食み出した光束部分は「正規の方向」へ反射されない。
【００８２】
正規の方向へ反射される反射光ビームＬＲの光束幅：ｄｅは、光束幅：ｄｉｎよりも小さい（ｄｅ＜ｄｉｎ）。
【００８３】
開口素子７の開口形状は、図２に例示した如く「主走査方向の周辺部で副走査方向の開口幅が次第に減少」する形状である。
【００８４】
従って、開口素子７によりビーム整形された光ビームの光束断面形状も、開口部と同様の形状となっている。
【００８５】
そして「正規の偏向反射面でケラれる光束部分」は、開口形状の主走査方向の周辺部の「副走査方向の開口幅が次第に減少する部分」を通過した光束部分である。
【００８６】
例えば、図２（ｂ）の場合、副走査方向の開口幅が一定の領域（領域Ｉとする。）と、副走査方向の開口幅が次第に減少する領域と（領域ＩＩとする。）がある。  
この場合、「正規の偏向反射面でケラれる光束部分」は、開口形状の主走査方向の周辺部の領域ＩＩを通過した光束部分である。  
図２（ａ）、（ｃ）の場合も「正規の偏向反射面でケラれる光束部分」は、開口形状の主走査方向の周辺部の「副走査方向の開口幅が次第に減少する部分」を通過した光束部分である。
【００８７】
説明中の実施の形態では、光走査用の光学系は、偏向反射面の大きさが入射光ビームの光束断面より大きい所謂「アンダフィールド光学系」を基本構成としている。
【００８８】
このため、偏向走査による偏向の画角は従来からのアンダフィールド光学系と同様に設定でき、所謂オーバフィールド光学系で問題となる「装置の大型化」を回避できる。
【００８９】
そして、説明中の光走査装置では、光走査の「高速化、高密度化への対応」は、ポリゴンミラー３の小型化により実現している。
【００９０】
通常のアンダフィールド光学系で「６面のポリゴンミラー」を採用する場合、内接円半径：１６〜１８ｍｍ程度で用いている。
【００９１】
説明中の例では上記の如く、ポリゴンミラー３の内接円半径は９ｍｍで小型である。
【００９２】
ポリゴンミラー３の小型化により風損が低減され、更に重量低減により軸受けの小径化が可能となり摩擦力が低下することなどから高速回転が可能となる。
【００９３】
通常は「偏向反射面数を一定にして内接円半径を小さく」すると偏向反射面が小さくなり、偏向可能な角度が狭くなり、所望の書込幅を得るために光走査装置が大型化し易い。
【００９４】
説明中の実施の形態では「偏向範囲内の周辺でのみ、入射光ビームＬＩの一部が被走査面５ａに向けて反射されない」構成としている。  
この実施の形態では、被走査面５ａの光走査による「画像書き込み領域」は従来のアンダフィールド光学系と同様である。
【００９５】
偏向範囲の端部近傍で正規の偏向反射面でケラれた反射光ビームは「同期検知用の光ビーム」として用いる。
【００９６】
同期検知部１３に入射する反射光ビームでは、偏向反射面の回転に伴い「偏向反射面によりケラれる光束面積が増大」するように変化する。
【００９７】
このため、同期検知部１３を走査する反射光ビームには、光量低下と「光スポット径の主走査方向の増大」が生じる。
【００９８】
入射光ビームの光束断面は、偏向反射面近傍では「主走査方向に長い線像」にちかく、開口素子７によるビーム整形を受けている。
【００９９】
従って、入射光ビームの有する光量は、主走査方向の周辺部に向かって漸減している。
【０１００】
従って、入射光ビームの「ケラレ量の変化」による上記「光量低下」と「光スポット径の増大」は、急減な変化とはならず、緩やかな変化となる。
【０１０１】
このような「緩やかな変化」であるため上記「光量変化」は、光源である半導体レーザ１の発光光量を上記「変化に応じて増加」させることで補正できる。
【０１０２】
あるいは、同期検知部１３におけるセンサ（フォトダイオード）の感度を調整して補正することもできる。
【０１０３】
「光スポット径の増大」の影響は、画像書き込み領域における影響に比して小さい。  
光スポット径の増大は、同期検知部のセンサの受光量の減少に繋がるが、増大の変化は緩やかであるので、上記の発光光量やセンサの感度の調整で対応できる。
【０１０４】
開口形状が「矩形形状」である従来の開口素子を用いると「ケラレによる光束断面積の変化」が大きく、光量低下や光スポット径の増大も急激に生じる。
【０１０５】
このため、光源の発光光量の増大やセンサの感度調整で対応するのは困難である。
【０１０６】
ポリゴンミラー３の正規の偏向反射面によりケラれる範囲は物理的に決まるから、その範囲での「光量や光スポット径の変動」を上記の如くして減らすことが可能である。
【０１０７】
上に説明した実施の形態例では、正規の偏向反射面でケラれた入射光ビームが、同期検知部に向かって反射される構成とした。
【０１０８】
上記の如く、この発明では開口素子の開口部形状を上記の如くしたことにより「光ポット径の劣化や光量変動」を小さく抑えることができる。
【０１０９】
従って「画像書き込み領域の周辺部から同期検知部に至る偏向範囲」を、入射光ビームがケラれる範囲とし、ポリゴンミラーの大きさをより小さく設定することも可能である。
【０１１０】
この発明の「開口素子の開口形状」では、前記光量変化や光スポット径の劣化が急激に発生せず徐々に変化していくことから、上記のようにしても画像への影響は小さい。
【０１１１】
オーバフィールド光学系では画像書き込みの全領域で光スポット径や光量が変化する。
【０１１２】
この発明では画像書き込み領域外、もしくは画像書き込み領域の端部のみでの変化であり、なお且つ前記開口形状によりその変化量も小さいことが大きなメリットとなる。
【０１１３】
「偏向反射面により一部をケラれた反射光ビームが光走査する領域」を画像書き込み領域の中心側（例えば端部から２０ｍｍなど）に近づけた場合を考える。
【０１１４】
このときには「光量が低下する領域」が光走査領域の周辺にも含まれる。
【０１１５】
光量の変化は緩やかであるから、かかる光量の低下に対しても、光源の出力(発光量)を増大させることで補正が可能である。
【０１１６】
このように、ポリゴンミラー３の大きさを任意に設定でき、ポリゴンミラーの回転数を達成することにより、光走査の高速化、高密度化に対応可能となる。
【０１１７】
このとき「同期検知に必要な光量」が得られなくなることも考えられる。  
上の説明では、走査開始側、終了側ともに、入射光ビームの一部がケラれている。
【０１１８】
このようにせずに、同期検知部１３を配置する側（例えば走査開始側）では「ケラレ」を発生させず、例えば走査終了側でのみケラレが起こるように設定することも可能である。
【０１１９】
このとき「ケラレによる光スポット径や光量の変化が小さい」ことが大きな効果と成る。
【０１２０】
上記の如く、入射光ビームのケラレが「走査終了側でのみ」起こるようにする場合、開口形状は「主走査方向の一方のみで副走査方向の幅が次第に減少」するようにできる。
【０１２１】
図２に例示した開口素子７ａ、７ｂ、７ｃは、単体構造で開口形状を実現しているが、これに限らず、２個の開口素子により開口形状を構成することもできる。
【０１２２】
この発明では、偏向反射面で入射光ビームの一部がケラれる構成となっている。  
光ビームがケラれるときの「光スポット径や光量の変化」は、開口形状により緩やかな変化となっている。
【０１２３】
しかし、偏向反射面に入射する入射光ビームの入射位置が変化すると「光スポット径や光量の変化」は設計通りにならない。
【０１２４】
偏向反射面に入射する入射光ビームの入射位置は、光源と「光ビームを所望の光束状態とし、射出方向を決定するカップリングレンズ」の位置変化により変化する。
【０１２５】
上記入射位置はまた「光源とカップリングレンズを保持する光源ユニット」の傾きなどによっても影響される。
【０１２６】
一般に、光源は、光源基盤や光学素子を保持する光学箱の壁面の近くに配置することから、光偏向器から離れて配置される。  
このため、光源から射出する光ビームの射出方向が変化すると、偏向反射面における入射位置も大きく変化し、偏向反射面による入射光ビームのケラれ量が変化する。
【０１２７】
入射光ビームの「偏向反射面への入射位置」の変動は、開口素子を偏向反射面に近づけて配置することによって低減できる。
【０１２８】
しかし、光源とポリゴンミラーの間には、入射光束を「ポリゴンミラーの反射面近傍で副走査方向に結像させる」ための線像形成光学素子が配置される。  
線像形成光学素子としては、一般にシリンドリカルレンズが用いられる。
【０１２９】
シリンドリカルレンズ透過後の光ビームは、偏向反射面に向かうにつれて副走査方向の光束幅が急速に小さくなる。  
単一の開口素子を用いる場合には、上記の如く、なるべく偏向反射面に近づけて配置するのがよい。
【０１３０】
しかし、シリンドリカルレンズと偏向反射面との間に単一の開口素子を配置する場合、
開口素子やシリンドリカルレンズの特に光軸方向の取り付け誤差の影響が問題となる。
【０１３１】
図５（ａ）は、この状態を示している。図５において、位置Ａ、位置Ｂは「同一の開口素子７の２つの位置」を例示している。図５の上下方向が副走査方向である。
【０１３２】
開口素子７を「正しい取り付け位置Ａ」に取り付けるべき場合に、実際の取り付け位置が「位置Ｂ」に狂ってしまうと、実線から点線のように通過光量が減ってしまう。
【０１３３】
また、偏向反射面に入射する光ビームのＮ．Ａが変化すると「開口幅が変わると光スポット径が変化するのと同じ理由」で光スポット径も変化する。
【０１３４】
その結果、光量や光スポット径の変動が増大し画像品質を低下させる原因となる。
【０１３５】
これを避けるには、線像形成光学素子であるシリンドリカルレンズより光源側に第１の開口素子、シリンドリカルレンズと光偏向器の間に第２の開口素子を配置するのがよい。
【０１３６】
図５（ｂ）は、第１の開口素子７１をシリンドリカルレンズの光源側に設け、第２の開口素子７２をシリンドリカルレンズ８の偏向反射面３Ａ側に設けた状態を示している。
【０１３７】
第１の開口素子７１により「光ビームの副走査方向の幅」を規制する。
【０１３８】
また、第２の開口素子７２により、主走査方向の幅と、主走査方向における副走査方向の開口幅の変化を規制する。
【０１３９】
図５（ｃ）は、第１の開口素子７１の開口形状を示している。
【０１４０】
第１の開口素子７１の開口形状は、この図に示すように「主走査方向中心で得たい副走査方向の開口幅」を持つ矩形形状でよい。
【０１４１】
シリンドリカルレンズ８に入射する光ビームは略平行光束であることから、開口素子７１やシリンドリカルレンズ８の取り付け誤差などの影響を受けることがない。  
シリンドリカルレンズ８を光軸方向に移動させて「副走査方向の像面湾曲を調整」することも可能となる。
【０１４２】
第２の開口素子７２は、シリンドリカルレンズ８を透過した光ビームに対して、主走査方向（図面に直交する方向）の光束幅を規制する。
【０１４３】
即ち、開口素子７２の「主走査方向の開口幅」は、上記光ビームの主走査方向の光束幅より小さい。
【０１４４】
シリンドリカルレンズ８と偏向反射面３Ａの間では、光ビームの主走査方向のビーム形状はシリンドリカルレンズ８への入射前と同じく略平行光束である。
【０１４５】
このため、第２の開口素子７２の「主走査方向の位置」をシリンドリカルレンズ８と偏向反射面３Ａの間で「取り付け誤差などの影響」を受けずに決めることができる。
【０１４６】
図５（ｄ）は、第２の開口素子７２の開口形状の１例を示している。この開口形状は、図２（ｂ）に示す開口素子７ｂの開口形状と同様のものである。
【０１４７】
開口素子７２の開口の主走査方向の長さは、入射してくる光ビームの主走査方向の光束幅より小さい。
【０１４８】
２つの開口素子７１、７２でシリンドリカルレンズ８を挟んで配置することで、偏向反射面３Ａに入射する入射光ビームの入射位置の変動を低減できる。
【０１４９】
従って、偏向反射面での入射光ビームの「ケラレ量」を安定させることができる。
【０１５０】
このように第１、第２の開口素子を用いる場合は、「副走査方向の開口幅」を２枚の開口素子により合成的に「主走査方向の中心部から周辺部に向かって次第に減少」させる。
【０１５１】
光量面などから「最大に入射光ビームの最大のケラレ量」を決定している場合に、ポリゴンミラーのサイズを極限まで小さくすることが可能となる。
【０１５２】
これは、ポリゴンミラーの高速回転に有利となる。また、光量変動が低減することで、先に説明した同期検知の精度が向上するなどのメリットも得られる。
【０１５３】
上記の如く、第２の開口素子７２の「主走査方向の位置」をシリンドリカルレンズ８と偏向反射面３Ａの間で「取り付け誤差などの影響」を受けずに決めることができる。
【０１５４】
そして、第２の開口素子７２を偏向反射面３Ａに近づけることにより、偏向反射面３Ａへの入射光ビームの入射位置の変動を小さくできる。
【０１５５】
しかし、シリンドリカルレンズ８から偏向反射面３Ａに向かう入射光ビームは、副走査方向に集束している。
【０１５６】
このため、開口素子７２が偏向反射面３Ａに近づき過ぎると、その位置における入射光ビームの副走査方向の光束幅は非常に小さい。  
このような状況では、開口素子７２の開口形状を「主走査方向の周辺に向かい、副走査方向の開口部が次第に小さくなる形状」に加工することが困難となることが考えられる。
【０１５７】
一般的な光走査装置に用いられる開口素子の開口幅は、副走査方向には１ｍｍ以上あり「主走査方向に長い楕円形状の開口形状」を形成することは勿論可能である。
【０１５８】
しかし、偏向反射面３Ａに向かって副走査方向に集束する入射光ビームの副走査方向の幅が０．５ｍｍ以下となると、妥当なコストで開口形状を形成することは難しくなる。
【０１５９】
シリンドリカルレンズと第２の開口素子の間隔をＬ、シリンドリカルレンズの副走査方向の焦点距離をｆ、第１の開口素子の副走査方向の開口幅をａとする。
【０１６０】
開口形状の形成の容易性や、取り付けの位置精度出しの容易性の面から、これらは、以下の条件：
Ｌ＜ｆ−０．５・ｆ／ａ  
を満足するのが良い。
【０１６１】
条件の右辺の「０．５」は、長さの次元を持ち、単位は「ｍｍ」である。
【０１６２】
ポリゴンミラーへの入射光ビームの入射位置変動の低減については先に説明した。  
更に精度を求める場合には、開口素子は少なくとも主走査方向において、光偏向器の基準軸に対し位置決めされていることが望ましい。
【０１６３】
特に、主走査方向の光ビームの光束幅を決める開口素子７２については、その主走査方向の位置精度により、偏向反射面への「主走査方向の入射位置」が変化する。
【０１６４】
そこで、少なくとも主走査方向において「光偏向器の基準軸に対し位置決め」するのが良い。基準軸とは「光偏光器の光学箱内での位置を決めている軸」である。  
例えば、基準軸をポリゴンミラーの回転軸とし、回転軸に対し開口素子の位置を決めると「ポリゴンミラーの内接円半径」は、ポリゴンミラーの中心を基準とし決まる。
【０１６５】
従って、この内接円半径が変動すると、光ビームのケラレ量に影響する。  
ポリゴンミラーの回転軸を基準として「開口素子の主走査方向の位置」を決めると、偏向反射面上の入射光ビームの主走査方向の入射位置変動の積み上がりは小さくできる。
【０１６６】
ポリゴンミラーの偏向反射面上での入射光ビームの主走査方向の入射位置変動の低減について「開口素子配置に関する別の方法」を説明する。
【０１６７】
開口素子は「光ビームに対し主走査方向の任意の位置に固定可能」である。  
従って、開口素子を「主走査方向にシフト」することにより、ポリゴンミラーの偏向反射面上で所望の位置に入射光ビームを入射させることが可能となる。  
具体的には、両方の走査端での光量、もしくは光スポット径が所望の値（対称にケラれる場合は同じ値）になるように、開口素子を主走査方向にシフトして位置調整する。
【０１６８】
そして、位置調整後、接着などの方法で固定する。  
メカ精度による偏向反射面上の入射光ビームの主走査方向の位置変動の低減にも限界があるが、上記調整の実施により、前記変動を小さくすることが可能となる。
【０１６９】
以下、この発明の光走査装置を用いた画像形成装置の実施の１形態を、図６を参照して説明する。  
図６の画像形成装置は「タンデム型フルカラーレーザプリンタ」である。
【０１７０】
図６において、装置内の下部側には、給紙カセット１３から給紙される転写紙（図示されず）を搬送する搬送ベルト１７が水平に設けられている。
【０１７１】
搬送ベルト１７上には、感光体７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが、転写紙の搬送方向上流側から上記順序で等間隔に配設されている。
【０１７２】
上記感光体の符号７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＭにおけるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒を表している。
【０１７３】
他の部材に対しても符号にこれらＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して、上記各色の画像の形成に関するものであることを示す。
【０１７４】
感光体７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは全て「同一径に形成」され、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。
【０１７５】
感光体７Ｙを例に採れば、帯電チャージャ８Ｙ、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。  
感光体７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの上に配設されているのは、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する光走査装置である。
【０１７６】
光走査装置は、２段に重ねられたポリゴンミラーを「Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色画像を書き込む光学系」に共用したものである。
【０１７７】
そして、感光体７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを、それぞれ、帯電チャージャと現像装置の間で光走査して画像書き込みを行う。
【０１７８】
１枚または２枚の開口素子は、各色画像書き込み用の光源からポリゴンミラーの偏向反射面にいたる各光路上に、上に説明したようにして設けられている。
【０１７９】
２段に重ねられたポリゴンミラーの各偏向反射面は、入射光ビームよりも大きく、偏向領域の周辺部で入射光ビームが「ケラれる」ようになっている。
【０１８０】
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タイミングローラ１６と、ベルト帯電チャージャ２０が設けられている。
【０１８１】
また、感光体７Ｋよりも搬送ベルト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８、クリーニング装置１２等が順に設けられている。
【０１８２】
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。
【０１８３】
このような構成において、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〜７Ｋに対する「Ｙ〜Ｋ画像用の画像信号」を光走査装置に入力する。
【０１８４】
そして、光走査装置により感光体７Ｙ〜７Ｋをそれぞれ光走査し、各色信号に対応した静電潜像を形成する。
【０１８５】
これらの静電潜像は各々対応する現像装置で現像されてカラートナー像となる。
【０１８６】
各色カラートナー画像は「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」上に順次転写されて重ね合わせられフルカラー画像となる。
【０１８７】
フルカラー画像は定着装置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。
【０１８８】
このような画像形成装置の光走査装置として、この発明のものを用いることにより光偏向器を小型化できる。
【０１８９】
また、光走査開始のタイミングを正確に取ることができ、色ずれが無く、高品位な画像再現性を確保できる。
【０１９０】
上記の如く、この発明によれば、光路長増大などによる光走査装置の大型化を招来することなく、高速、高密度に対応可能な光走査装置を実現可能である。
【０１９１】
具体的には、ポリゴンミラーを小型化し高速回転が可能となる。  
この結果、高密度書込みや高速化への対応も低コストで実施可能となる。
【０１９２】
上には、光ビームの偏向走査を、光偏向器としてポリゴンミラーを用いて行う場合を説明したが、光偏向器はポリゴンミラーに限らない。
【０１９３】
引用文献１に記載されているような「揺動鏡」を偏向反射面として用いて光ビームの偏向走査を行う方式の光走査装置に対しても、この発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１９４】
１        光源  
２        結像光学系  
３        ポリゴンミラー  
４        走査結像光学系  
５        感光体ドラム  
７        開口素子  
７ａ      開口素子  
７ｂ      開口素子  
７ｃ      開口素子  
７１      第１の開口素子  
７２      第２の開口素子    
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９５】
【特許文献１】特開２０１０−１２２２４８号公報
【図１】
2014174330.tif 000003
【図２】
2014174330.tif 000004
【図３】
2014174330.tif 000005
【図４】
2014174330.tif 000006
【図５】
2014174330.tif 000007
【図６】
2014174330.tif 000008