(57)【要約】【課題】  簡易な構成により、ゴーストを回避すると同時に副走査方向に生じる走査線湾曲を最小限に抑えることができる光走査装置を提供する。【解決手段】  第１ｆθレンズ１７は、主走査方向に平行な軸線２４を中心に回転され主走査平面に対して傾き角α1 をなし、第２ｆθレンズ１８は、軸線２５を中心に回転され傾き角α2 をなして配置されている。傾き角α1 、α2 を決定する際には、まず、各ｆθレンズ１７、１８を単独で傾けたときに被走査面７ａ上に生じる走査線湾曲量を測定する。次に、この測定値を基に、走査線湾曲量の総和が小さくなるように、各ｆθレンズ１７、１８の回転方向及び各ｆθレンズ１７、１８間における傾き角の大きさの比を算出する。そして、ゴーストを回避することができる傾き角α1 を求めた上で、算出結果から傾き角α2 を導き出す。【選択図】        図２
2006039399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられる光束を回転駆動する偏向器により偏向させ、複数のレンズユニットを含む走査レンズ群を通して被走査面上に結像させる光走査装置において、
少なくとも２つの前記レンズユニットは、その光軸が主走査平面に対して傾いた状態で配置されており、前記偏向器からｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）のレンズユニットの傾き角をαi で表し、ｉ番目のレンズユニットのみを微小角Αi だけ傾けたときの前記被走査面上の湾曲量Δi より「Ｋi ＝Δi ／Αi 」と定義したときに、「｜Ｋ1 α1 ＋Ｋ2 α2 ＋…＋Ｋn αn ｜≦０．２ｍｍ」を満たす条件にて、各レンズユニットの傾き角が定められることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記走査レンズ群からの光束を前記被走査面に向けて反射させる少なくとも１の光学部材を備え、
各レンズユニットの傾き角は、前記レンズユニットの間で複数回反射された前記光束が前記光学部材に入射しない条件で定められることを特徴とする、請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記偏向器に最も近い前記レンズユニットである第１レンズユニットの傾き角α1 は、以下の式を満たす条件にて定められることを特徴とする、請求項１または２記載の光走査装置。
【数１】
2006039399.tif 000038
ここで、前記光束は光ビームであり、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームの前記偏向器の反射面近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点から前記第１レンズユニットの中心軸線を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：前記第１レンズユニットの中心軸線からその入射面までの距離、
ｒ0 ：前記第１レンズユニットの中心軸線を含み主走査平面に平行な平面から、前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点までの距離、
ｔ0 ：前記偏向器の反射面の副走査対応方向における幅である。
【請求項４】
前記偏向器に最も近い前記レンズユニットである第１レンズユニットの傾き角α1 は、以下の式を満たす条件にて定められることを特徴とする、請求項１または２記載の光走査装置。
【数２】
2006039399.tif 000039
ここで、前記光束は光ビームであり、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームの前記偏向器の反射面近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点から前記第１レンズユニットの中心軸線を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：前記第１レンズユニットの中心軸線からその入射面までの距離、
ｒ0 ：前記第１レンズユニットの中心軸線を含み主走査平面に平行な平面から、前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点までの距離、
ｔ1 ：前記偏向器の反射面の副走査対応方向における幅、
ｔ2 ：前記第１レンズユニットの入射面の副走査対応方向における幅である。
【請求項５】
前記レンズユニットは、前記光束を前記主走査方向に収束するｆθレンズであることを特徴とする、請求項１〜４いずれか一つ記載の光走査装置。
【請求項６】
光源から発せられる光束を回転駆動する偏向器により偏向させ、第１、第２ｆθレンズを含む走査レンズ群を通して被走査面上に結像させる光走査装置において、前記第１、第２ｆθレンズは、その光軸が主走査平面に対して傾いた状態で配置されており、前記第１ｆθレンズの傾き角をα1 、前記第２ｆθレンズの傾き角をα2 で表し、前記第１ｆθレンズのみを微小角Α1 だけ傾けたときの前記被走査面上の湾曲量Δ1 より「Ｋ1 ＝Δ1 ／Α1 」、前記第２ｆθレンズのみを微小角Α2 だけ傾けたときの前記被走査面上の湾曲量Δ2 より「Ｋ2 ＝Δ2 ／Α2 」と定義したときに、「｜Ｋ1 α1 ＋Ｋ2 α2 ｜≦０．２ｍｍ」を満たす条件にて、前記第１、第２ｆθレンズの傾き角α1 、α2 が定められることを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
前記走査レンズ群からの光束を前記被走査面に向けて反射させる少なくとも１の光学部材を備え、
前記第１、第２ｆθレンズの傾き角α1 、α2 は、前記第１、第２ｆθレンズの間で複数回反射された前記光束が前記光学部材に入射しない条件で定められることを特徴とする、請求項６記載の光走査装置。
【請求項８】
前記偏向器に最も近い前記第１ｆθレンズの傾き角α1 は、以下の式を満たす条件にて定められることを特徴とする、請求項６または７記載の光走査装置。
【数３】
2006039399.tif 000040
ここで、前記光束は光ビームであり、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームの前記偏向器の反射面近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点から前記第１ｆθレンズの中心軸線を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：前記第１ｆθレンズの中心軸線からその入射面までの距離、
ｒ0 ：前記第１ｆθレンズの中心軸線を含み主走査平面に平行な平面から、前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点までの距離、
ｔ0 ：前記偏向器の反射面の副走査対応方向における幅である。
【請求項９】
前記偏向器に最も近い前記第１ｆθレンズの傾き角α1 は、以下の式を満たす条件にて定められることを特徴とする、請求項６または７記載の光走査装置。
【数４】
2006039399.tif 000041
ここで、前記光束は光ビームであり、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームの前記偏向器の反射面近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点から前記第１ｆθレンズの中心軸線を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：前記第１ｆθレンズの中心軸線からその入射面までの距離、
ｒ0 ：前記第１ｆθレンズの中心軸線を含み主走査平面に平行な平面から、前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点までの距離、
ｔ1 ：前記偏向器の反射面の副走査対応方向における幅、
ｔ2 ：前記第１ｆθレンズの入射面の副走査対応方向における幅である。
【請求項１０】
前記光源は複数の光源からなることを特徴とする請求項１ないし９いずれか一つ記載の光走査装置。
【請求項１１】
走査対象は写真感材であることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか一つ記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリゴンミラーと複数の走査レンズを備え、光ビームを感光体に集光させながらこれを主走査方向に走査することで、画像を走査記録する光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、写真プリンタやレーザプリンタでは、光源から発された光ビームを被走査面上に光スポットとして集光させ、この光スポットを被走査面上で走査させる光走査装置が備えられる。光走査装置は、光ビームを走査するためのポリゴンミラーと、光ビームをフォーカスするための複数の走査レンズを備えているが、これらの光学部材間で光ビームの一部が多重反射することで、被走査面上に、いわゆるゴーストが生じるという問題があった。
【０００３】
そこで、特許文献１、２に記載の技術では、主走査方向を軸として走査レンズを回転することで反射成分を除去する。これにより、多重反射に起因するゴーストを回避している。
【０００４】
また、特許文献３に記載の技術では、ポリゴンミラーを密封するハウジングの一部を構成するカバー平面板を傾けることで、このカバー平面板での反射によって生じるゴーストを回避することが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３３８４２号公報
【特許文献２】特開平５−３４６５５３号公報
【特許文献３】特開平９−２７４１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、２では、走査レンズを傾けることによってゴーストの発生は避けることができるが、そのトレードオフとして、被走査面上において走査線が副走査方向に湾曲するという新たな問題が生じてしまう。この走査線の湾曲、いわゆるボウの発生により、画質は低下する。一方、特許文献３では、カバー平面板を傾斜させることで生じる走査線の湾曲を補正するために補正平面板を配置しているが、このように新たな光学要素を設けると、装置が複雑化になるとともに、製造コストが上昇してしまう。
【０００７】
本発明では、より簡易な構造により、ゴーストを回避すると同時に副走査方向に生じる走査線湾曲を最小限に抑え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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、光源から発せられる光束を回転駆動する偏向器により偏向させ、複数のレンズユニットを含む走査レンズ群を通して被走査面上に結像させる光走査装置に関し、少なくとも２つの前記レンズユニットを、その光軸が主走査平面に対して傾いた状態で配置し、前記偏向器からｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）のレンズユニットの傾き角をαi で表し、ｉ番目のレンズユニットのみを微小角Αi だけ傾けたときの前記被走査面上の湾曲量Δi より「Ｋi ＝Δi ／Αi 」と定義したときに、「｜Ｋ1 α1 ＋Ｋ2 α2 ＋…＋Ｋn αn ｜≦０．２ｍｍ」を満たす条件にて、各レンズユニットの傾き角を定めることを特徴とする。
【０００９】
前記走査レンズ群からの光束を前記被走査面に向けて反射させる少なくとも１の光学部材を備え、各レンズユニットの傾き角を、前記レンズユニットの間で複数回反射された前記光束が前記光学部材に入射しない条件で定めることが好ましい。
【００１０】
前記偏向器に最も近い前記レンズユニットである第１レンズユニットの傾き角α1 は、以下の式を満たす条件にて定めることが好ましい。
【数５】
2006039399.tif 000003
ここで、前記光束は光ビームであり、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームの前記偏向器の反射面近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点から前記第１レンズユニットの中心軸線を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：前記第１レンズユニットの中心軸線からその入射面までの距離、
ｒ0 ：前記第１レンズユニットの中心軸線を含み主走査平面に平行な平面から、前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点までの距離、
ｔ0 ：前記偏向器の反射面の副走査対応方向における幅である。
【００１１】
また、前記偏向器に最も近い前記レンズユニットである第１レンズユニットの傾き角α1 は、以下の式を満たす条件にて定めることとしてもよい。
【数６】
2006039399.tif 000004
ここで、前記光束は光ビームであり、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームの前記偏向器の反射面近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点から前記第１レンズユニットの中心軸線を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：前記第１レンズユニットの中心軸線からその入射面までの距離、
ｒ0 ：前記第１レンズユニットの中心軸線を含み主走査平面に平行な平面から、前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点までの距離、
ｔ1 ：前記偏向器の反射面の副走査対応方向における幅、
ｔ2 ：前記第１レンズユニットの入射面の副走査対応方向における幅である。
【００１２】
前記レンズユニットは、前記光束を前記主走査方向に収束するｆθレンズであることが好ましい。
【００１３】
本発明は、光源から発せられる光束を回転駆動する偏向器により偏向させ、第１、第２ｆθレンズを含む走査レンズ群を通して被走査面上に結像させる光走査装置に関し、前記第１、第２ｆθレンズを、その光軸が主走査平面に対して傾いた状態で配置し、前記第１ｆθレンズの傾き角をα1 、前記第２ｆθレンズの傾き角をα2 で表し、前記第１ｆθレンズのみを微小角Α1 だけ傾けたときの前記被走査面上の湾曲量Δ1 より「Ｋ1 ＝Δ1 ／Α1 」、前記第２ｆθレンズのみを微小角Α2 だけ傾けたときの前記被走査面上の湾曲量Δ2 より「Ｋ2 ＝Δ2 ／Α2 」と定義したときに、「｜Ｋ1 α1 ＋Ｋ2 α2 ｜≦０．２ｍｍ」を満たす条件にて、前記第１、第２ｆθレンズの傾き角α1 、α2 を定めることを特徴とする。
【００１４】
前記走査レンズ群からの光束を前記被走査面に向けて反射させる少なくとも１の光学部材を備え、前記第１、第２ｆθレンズの傾き角α1 、α2 を、前記第１、第２ｆθレンズの間で複数回反射された前記光束が前記光学部材に入射しない条件で定めることが好ましい。
【００１５】
前記偏向器に最も近い前記第１ｆθレンズの傾き角α1 は、以下の式を満たす条件にて定めることが好ましい。
【数７】
2006039399.tif 000005
ここで、前記光束は光ビームであり、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームの前記偏向器の反射面近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点から前記第１ｆθレンズの中心軸線を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：前記第１ｆθレンズの中心軸線からその入射面までの距離、
ｒ0 ：前記第１ｆθレンズの中心軸線を含み主走査平面に平行な平面から、前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点までの距離、
ｔ0 ：前記偏向器の反射面の副走査対応方向における幅である。
【００１６】
また、前記偏向器に最も近い前記第１ｆθレンズの傾き角α1 は、以下の式を満たす条件にて定めることとしてもよい。
【数８】
2006039399.tif 000006
ここで、前記光束は光ビームであり、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームの前記偏向器の反射面近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点から前記第１ｆθレンズの中心軸線を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：前記第１ｆθレンズの中心軸線からその入射面までの距離、
ｒ0 ：前記第１ｆθレンズの中心軸線を含み主走査平面に平行な平面から、前記偏向器の反射面上における光ビームの反射点までの距離、
ｔ1 ：前記偏向器の反射面の副走査対応方向における幅、
ｔ2 ：前記第１ｆθレンズの入射面の副走査対応方向における幅である。
【００１７】
前記光源は複数の光源からなることが好ましい。また、走査対象は、カラーペーパーをはじめとする写真感材である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、より簡易な構造により、ゴーストを回避すると同時に副走査方向に生じる走査線湾曲を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に示すように、光走査装置２は、光源３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ、光源光学系４、ポリゴンミラー５、走査光学系６から構成される。光源３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、それぞれ画像情報に応じて変調されたＲ用光ビーム、Ｇ用光ビーム、Ｂ用光ビームを発する。光源光学系４は、光源３Ｒ、３Ｇ、３Ｂから発された各光ビームをポリゴンミラー５に照射する。走査光学系６は、ポリゴンミラー５によって偏向された各光ビームを感光性記録紙（被走査面）７上に光スポットとして集光させる。この光スポットが記録紙７の主走査方向に走査されると、１ライン分のカラー画像が走査線８として記録紙７に記録される。以下、光走査装置２を構成する各部の詳細について説明する。
【００２０】
以下の説明において、「主走査平面」を、ポリゴンミラー５の回転軸１３に垂直な平面と定める。また、「副走査対応方向」は、ポリゴンミラー５の回転軸１３に平行な方向、すなわち、記録紙７の副走査方向に対応する方向を表す。「主走査対応方向」は、記録紙７の主走査方向に平行な方向を表す。
【００２１】
光源光学系４はマルチビーム光源光学系であり、コリメータレンズ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ、シリンドリカルレンズ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから構成される。コリメータレンズ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、各光源３Ｒ、３Ｇ、３Ｂからの各光ビームを平行光とする。シリンドリカルレンズ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、副走査対応方向にのみパワーを有し、各コリメータレンズ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから射出された平行光を副走査対応方向に集光する。
【００２２】
ポリゴンミラー５は、多角柱の各側面が反射面５ａとなっているミラーであり、回転軸１３を中心として回転自在である。ポリゴンミラー５は、反射面５ａに入射した光ビームを偏向する。偏向した光ビームは、走査光学系６へ進行する。このポリゴンミラー５は、光走査装置２を覆うカバーが開放されたときにインターロック状態となり、その回転が停止する。また、カバーが閉じられ、光源３から光ビームが出射されていないときは、低速回転のスタンバイ状態とされ、光ビームの走査時は高速回転する。
【００２３】
走査光学系６は、第１ｆθレンズ１７、第２ｆθレンズ１８、シリンドリカルレンズ１９、シリンドリカルミラー２０、フラットミラー２１から構成される。第１ｆθレンズ１７、第２ｆθレンズ１８は、それぞれがレンズユニットである。ここで、レンズユニットとは、単一のレンズ、または一体とされたレンズ群を意味する。
【００２４】
第１ｆθレンズ１７は、第１レンズ２２と第２レンズ２３とから構成される。第１レンズ２２は、入射側が主走査対応方向にのみパワーをもつ凹シリンドリカル面２２ａであり、出射側がいずれの方向にもパワーをもたない平面２２ｂである。第２レンズ２３は、入射側が平面２３ａであり、出射側が主走査対応方向にのみパワーをもつ凸シリンドリカル面２３ｂである。平面２２ｂと平面２３ａが貼り付けられており、第１レンズ２２と第２レンズ２３は一体となっている。なお、凹シリンドリカル面２２ａが第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａとなっている。第２ｆθレンズ１８は、入射側が平面１８ａであり、出射側が主走査対応方向にのみパワーをもつ凸シリンドリカル面１８ｂである。
【００２５】
図２に示すように、第１ｆθレンズ１７は、主走査対応方向に平行な中心軸線２４を中心として、主走査平面に対して傾き角α1 をなすように配置されている。また、第２ｆθレンズ１８は、主走査対応方向に平行な中心軸線２５を中心として、主走査平面に対して傾き角α2 をなすように配置されている。第１ｆθレンズ１７と第２ｆθレンズ１８の傾き角α1 、α2 は、後述の条件式によって定められる。
【００２６】
第１ｆθレンズ１７及び第２ｆθレンズ１８は、ポリゴンミラー５によって偏向された光ビームが、記録紙７上で主走査方向に等速度で走査されるように、収差が補正されている。
【００２７】
シリンドリカルレンズ１９は、入射側が副走査対応方向にのみパワーをもつ凹シリンドリカル面１９ａであり、出射側が平面１９ｂである。シリンドリカルミラー２０は、反射面２０ａが副走査対応方向にのみパワーをもつ凹シリンドリカル面となっている。第２ｆθレンズ１８から出射した光ビームは、シリンドリカルレンズ１９とシリンドリカルミラー２０を経て副走査対応方向に集光される。これにより、ポリゴンミラー５の反射面５ａの垂直性にばらつきがある場合に、光ビームの副走査対応方向への偏向を補正することができる。このため、走査線８の行間隔の不揃いを防ぐことができる。
【００２８】
なお、図３に示すように、シリンドリカルミラー２０は断面がＬ字形状のミラー保持部材２７に保持されている。シリンドリカルミラー２０は、その下面２０ｂと背面２０ｃがミラー保持部材２７の内面２７ａに接しており、ミラー保持部材２７の主走査対応方向における両端部に設けられた板バネ２８によって内面に押し付けられている。これにより、シリンドリカルミラー２０は、確実にミラー保持部材２７に固定される。
【００２９】
図１に示すように、フラットミラー２１は、反射面２１ａでシリンドリカルミラー２０からの光ビームを反射し、記録紙７上に照射する。記録紙７は、図示しない搬送手段によって副走査方向に搬送されており、記録紙７を搬送しながら主走査方向に光ビームを走査露光することで、記録紙７に画像が記録される。
【００３０】
以下では、第１ｆθレンズ１７と第２ｆθレンズ１８の主走査平面に対する傾き角α1 、α2 について説明する。傾き角α1 、α2 は、第１、第２、第３条件を満たすように決定される。なお、以下で用いられている走査線の「湾曲量」は、図４に示すように、描かれる走査線を副走査方向に射影したときの射影長をその大きさとし、走査線の湾曲が副走査方向正方向に対して凸ならば正（図４（Ａ）参照）、凹ならば負（図４（Ｂ）参照）として定義される値である。また、湾曲量を算出する際の露光幅は、光走査装置２が露光可能な任意の幅を適用することができるが、主に用いられる露光幅（例えばＬ判サイズ幅、２Ｌ判サイズ幅、ＫＧ判サイズ幅等）ないしは、露光可能な最大サイズの幅を適用することが好ましい。
【００３１】
まず、一般化した第１条件を示す。ここでは、ポリゴンミラー５に近いｆθレンズからｉ＝１、２、・・・とナンバリングして、i 番目のｆθレンズの傾き角をαi とする。そして、i 番目のｆθレンズのみをαi だけ傾けて配置したとき、記録紙７上に描かれる走査線８の副走査方向における湾曲量をδi とする。αi が小さい場合には、湾曲量δi は傾き角αi に対してほぼ線形であり、「δi ＝Ｋi αi 」と近似することができる。なお、変化率Ｋi は定数である。変化率Ｋi は、ｉ番目のｆθレンズを所定の傾き角（Αi とする）とし、このときの湾曲量（Δi とする）を測定することで算出することができる。「Ｋi ＝Δi ／Αi 」である。また、傾き角αi の正負に関しては、図２中、時計回りを正、反時計回りを負とする。
【００３２】
第１条件は、全ｆθレンズの湾曲量の総和の絶対値「｜Σδi ｜」が最小値をとるように、各ｆθレンズの主走査対応方向に平行な軸線回りの回転方向、及び各傾き角の大きさの比を決定するという条件である。
【００３３】
第１条件を本例において適用すると、湾曲量の総和の絶対値「｜Σδi ｜＝｜δ1 ＋δ2 ｜＝｜Ｋ1 α1 ＋Ｋ2 α2 ｜」が最小値をとるように、第１ｆθレンズ１７、第２ｆθレンズ１８の中心軸線２４、２５回りの回転方向、及び傾き角α1 、α2 の大きさの比「｜α1 ｜：｜α2 ｜」を決定すればよいこととなる。
【００３４】
ここで、図５（Ａ）に示すように、第１ｆθレンズ１７を所定の傾き角Α1 にしたときの湾曲量Δ1 を測定して算出した変化率はＫ1 であり、図５（Ｂ）に示すように、第２ｆθレンズ１８を所定の傾き角Α2 （＝Α1 ）にしたときの湾曲量Δ2 を測定して算出した変化率はＫ2 である。「Ｋ1 ・Ｋ2 ＞０」である場合には各ｆθレンズ１７、１８の回転方向が互いに逆向きとなるようにし、「Ｋ1 ・Ｋ2 ＜０」である場合には各ｆθレンズ１７、１８の回転方向が同じ向きとなるように決定する。これにより、湾曲量δ1 と湾曲量δ2 の符号は互いに正負が逆となる。
【００３５】
傾き角α1 と傾き角α2 の大きさの比は、湾曲量Δ1 と湾曲量Δ2 の大きさの比の逆数比「｜α1 ｜：｜α2 ｜＝｜１／Δ1 ｜：｜１／Δ2 ｜」とする。湾曲量Δ1 と湾曲量Δ2 の大きさの比の逆数比を用いる替わりに、変化率Ｋ1 と変化率Ｋ2 の大きさの比の逆数比「｜α1 ｜：｜α2 ｜＝｜１／Ｋ1 ｜：｜１／Ｋ2 ｜」を用いてもよい。これにより、湾曲量δ1 と湾曲量δ2 の大きさは同じ程度となる。
【００３６】
このように第１条件に基づいて決定された傾き角α1 、α2 により各ｆθレンズ１７、１８を配置すれば、湾曲量δ1 と湾曲量δ2 の符号は互いに逆となり、その大きさが同じ程度となるため、湾曲量δ1 と湾曲量δ2 は互いに打ち消しあい、足し合わせた湾曲量はほぼゼロになると考えられる。各ｆθレンズ１７、１８を正確に配置することが望ましいが、実際には、配置する際に配置誤差等が生じるため、足し合わせた湾曲量に許容誤差を設け、「｜Ｋ1 α1 ＋Ｋ2 α2 ｜≦０．２ｍｍ」を満たす条件の傾き角で各ｆθレンズ１７、１８を配置すればよい。なお、解像度が３００ｄｐｉ〜４００ｄｐｉ露光では、走査線幅が０．０５〜０．１ｍｍ程度であることから、記録紙７の副走査方向における端部に描かれる走査線が途中で途切れないようにするため、「｜Ｋ1 α1 ＋Ｋ2 α2 ｜≦０．１ｍｍ」を満たす条件の傾き角とすることがより好ましく、「｜Ｋ1 α1 ＋Ｋ2 α2 ｜≦０．０５ｍｍ」を満たす条件の傾き角とすることがさらに好ましい。
【００３７】
なお、上記では、走査レンズが２つのレンズユニット（第１ｆθレンズ１７と第２ｆθレンズ１８）によって構成される場合を示したが、３つ以上のレンズユニットによって構成される場合であっても、第１条件を満たすように各レンズユニットの回転方向及び各レンズユニットの傾き角の大きさの比を算出するのは同じである。以下では、走査レンズが３つのレンズユニットによって構成される場合を示す。ここでは、便宜上、具体的な数値を用いて説明する。
【００３８】
走査レンズは、第１ｆθレンズ、第２ｆθレンズ、第３ｆθレンズから構成されることとする。各ｆθレンズを単独で所定の傾き角にしたときの湾曲量を測定し、「Α1 ＝＋１度のとき、Δ1 ＝＋１μｍ」、「Α2 ＝＋１度のとき、Δ2 ＝＋２μｍ」、「Α3 ＝＋１度のとき、Δ3 ＝＋３μｍ」と測定されたとする。
【００３９】
この場合、第１及び第２ｆθレンズの回転方向と、第３ｆθレンズの回転方向とを反対に定め、各ｆθレンズの傾き角の大きさの比は「｜α1 ｜：｜α2 ｜：｜α3 ｜＝１：１: 1 」と決定する。これにより、各湾曲量は「（δ1 、δ2 、δ3 ）＝（＋１μｍ、＋２μｍ、−３μｍ）」となり、湾曲量の総和はゼロとなる。
【００４０】
また、この組み合わせ以外にも、第１及び第３ｆθレンズの回転方向と、第２ｆθレンズの回転方向とを反対に定め、各ｆθレンズの傾き角の大きさ比は「｜α1 ｜：｜α2 ｜：｜α3 ｜＝１：２：１」と決定する。これにより「（δ1 、δ2 、δ3 ）＝（＋１μｍ、−４μｍ、＋３μｍ）」となり、足し合わせた湾曲量はゼロとなる。このように、各ｆθレンズの回転方向及び傾き角の大きさ比は複数通り考えることができ、これらのうちから適当なものを選択すればよい。ここでも、足し合わせた湾曲量に許容誤差を設け、「｜Σδi ｜≦０．２ｍｍ」を満たす条件の傾き角で各ｆθレンズを配置すればよい。なお、「｜Σδi ｜≦０．１ｍｍ」を満たす条件の傾き角とするとより好ましく、「｜Σδi ｜≦０．０５ｍｍ」を満たす条件の傾き角とするとさらに好ましい。
【００４１】
次に第２条件について説明する。第２条件は、傾き角α1 の満たすべき条件を定めており、以下の数式９によって表現される（図７参照）。傾き角α1 は、数式９を満たす範囲内で決定される。
【００４２】
【数９】
2006039399.tif 000007
ここで、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームＬ1 のポリゴンミラー５の反射面５ａ近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：ポリゴンミラー５の反射面５ａ上における光ビームＬ1 の反射点Ｒ0 から第１ｆθレンズ１７の中心軸線２４を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：第１ｆθレンズ１７の中心軸線２４から第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａまでの距離、
ｒ0 ：第１ｆθレンズ１７の中心軸線２４を含み主走査平面に平行な平面から、ポリゴンミラー５の反射面５ａ上における光ビームＬ1 の反射点Ｒ0 までの距離、
ｔ0 ：ポリゴンミラー５の反射面５ａの副走査対応方向における幅である。
【００４３】
以下では、数式９の導出過程を示す。以下では、ポリゴンミラー５に入射する光ビームが、第１ｆθレンズ１７の軸に平行に反射されるときを考える。複数の光ビームが合波せずにポリゴンミラー５に入射する場合には、ポリゴンミラー５への入射角が「全光ビーム入射角の平均値に最も近い」条件を満たす光ビームが、第１ｆθレンズ１７の軸に平行に反射されるときとする。特に、図６に示すように、奇数本の光ビームが等間隔に角度分離されてポリゴンミラー５に入射する場合には、真中の光ビームが第１ｆθレンズ１７の軸に平行に反射されるときとする。また、偶数本の光ビームが等間隔に角度分離されてポリゴンミラー５に入射する場合には、「全光ビーム入射角の平均値に最も近い」２本の光ビームの中央に仮想的な光ビームを想定し、それが第１ｆθレンズ１７の軸に平行に反射されるときとする。上記のように特定された光ビーム、つまり複数の光ビームが合波せずにポリゴンミラー５に入射する場合に、基準とされる光ビームを基準光ビームと呼ぶことにする。
【００４４】
第１ｆθレンズ１７の軸に平行に反射される光ビームをＬ1 とする。複数の光ビームが合波せずにポリゴンミラー５に入射する場合には、基準光ビームをＬ1 とする。図７は、「光ビームＬ1 のポリゴンミラー５の反射面５ａでの偏向」、及び「偏向後に最初に入射する第１ｆθレンズ１７への入射／反射の様子」を示している。図中のＺＸ平面が光ビームＬ1 が走査する面になり、Ｚ方向が主走査対応方向、Ｙ方向が副走査対応方向になる。
【００４５】
光ビームＬ1 のポリゴンミラー５の反射面５ａでの反射点は、
【数１０】
2006039399.tif 000008
と表される。
【００４６】
反射面５ａの副走査対応方向の幅をｔ0 、点Ｒ0 近傍での光ビームＬ1 のビームウェスト径（１３．５％強度直径）をω0 とする。図８に示すように、ポリゴンミラー５に入射するガウスビームの有効域は、そのビーム径（Ｐｅａｋ強度に対して１３．５％の強度のエリア）の２倍までとする。有効域が反射面５ａの反射域から外れないことが入射点位置の条件となるので、ｒ0 の条件は、
【数１１】
2006039399.tif 000009
となる。
【００４７】
また、反射面５ａで反射した光ビームＬ1 は点Ｒ0 を通る。反射した光ビームＬ1 はＸ軸に平行な直線となり、
【数１２】
2006039399.tif 000010
となる。
【００４８】
第１ｆθレンズ１７の傾き角はα1 である。また、反射点Ｒ0 から第１ｆθレンズ１７の中心軸線２４を含み主走査平面に垂直な平面までの距離をξ0 、第１ｆθレンズ１７の中心軸線２４から第１ｆθレンズ１７の入射面２２ａまでの距離をξ1 、光源からの光ビームの波長（マルチレーザ光学系の場合は最長波長）をλとする。
【００４９】
このときの第１ｆθレンズ１７の反射面１７ａを表す直線Ｌ2 は、
【数１３】
2006039399.tif 000011
となる。直線Ｌ1 と直線Ｌ2 の交点、すなわち数式１２かつ数式１３を満足する点が、光ビームＬ1 の第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａでの反射点Ｒ1 であり、
【数１４】
2006039399.tif 000012
となる。
【００５０】
直線Ｌ3 は、
【数１５】
2006039399.tif 000013
となる。
【００５１】
直線Ｌ3 と反射面５ａの端面である点Ａとの距離（線分ＡＢの大きさ）を求めると、
【数１６】
2006039399.tif 000014
となる。点Ｂでのビームプロファイルを考えたとき、１３．５％強度半径をσとすると、有効エリアはその倍の半径２σの領域となるので、この線分ＡＢの大きさが２σより大きいことが、ゴースト光発生を避けるために必要になる。
【００５２】
点Ｂにおけるビーム径（半径σ）を求めるために、点Ｒ0 から点Ｂまでの主光線伝播距離を計算する。点Ｒ0 から点Ｒ1 までの距離は、数式１４より、
【数１７】
2006039399.tif 000015
となる。
【００５３】
また、直線ＡＢは、
【数１８】
2006039399.tif 000016
となり、点Ｒ1 から点Ｂまでの距離は、
【数１９】
2006039399.tif 000017
となる。
【００５４】
点Ｒ0 から点Ｂまでの主光線伝播距離をＱαとすると、
【数２０】
2006039399.tif 000018
となる。ガウシアンビームのビームウェストと伝播の関係の公式を用いると、点Ｂでのビーム（１３．５％強度）半径σは、
【数２１】
2006039399.tif 000019
となる。
【００５５】
以上から、「光ビームＬ3 の点Ｂにおけるビーム有効域内にポリゴンミラー５の反射面５ａが含まれない」条件、すなわち、「線分ＡＢの大きさが光ビームＬ3 の点Ｂにおけるビーム半径σの２倍より大きい」条件は、数式１１、数式１６、数式２０、及び数式２１より、数式９と表される。
【００５６】
数式９を満たす範囲内の傾き角α1 であれば、図９に示すように、第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａで反射した各光ビームは、ポリゴンミラー５の反射面５ａに入射することなく、記録紙７へ到達しない非有効範囲へと進んでゆく。
【００５７】
また、第２条件は、数式９の替わりに、以下の数式２２（図１０参照）を用いてもよい。この場合、傾き角α1 は、数式２２を満たす範囲内で決定される。
【００５８】
【数２２】
2006039399.tif 000020
ここで、
λ：光ビームの波長のうち最も長いもの、
ω0 ：波長λの光ビームＬ1 のポリゴンミラー５の反射面５ａ近傍でのビームウェスト径、
ξ0 ：ポリゴンミラー５の反射面５ａ上における光ビームＬ1 の反射点Ｒ0 から第１ｆθレンズ１７の中心軸線２４を含み主走査平面に垂直な平面までの距離、
ξ1 ：第１ｆθレンズ１７の中心軸線２４から第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａまでの距離、
ｒ0 ：第１ｆθレンズ１７の中心軸線２４を含み主走査平面に平行な平面から、ポリゴンミラー５の反射面５ａ上における光ビームＬ1 の反射点Ｒ0 までの距離、
ｔ1 ：ポリゴンミラー５の反射面５ａの副走査対応方向における幅、
ｔ2 ：第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａの副走査対応方向における幅である。
【００５９】
以下では、数式２２の導出過程を示す。数式２２の導出にあたり、図１０を参照する。ポリゴンミラー５から反射された光ビームをＬ1 、第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａ（直線Ｌ2 ）で反射される成分である光ビームをＬ3 とするとき、ポリゴンミラー５の反射面５ａの点Ｓで再び反射される成分である光ビームＬ4 を考える。このとき、直線Ｌ4 と第１ｆθレンズ１７との最近接距離は、図１０中の線分ＴＵの大きさに相当する。この線分ＴＵの大きさがビームの有効域（ここでは１３．５％ビーム径領域の２倍とする）に比べて大きければ、光ビームＬ4 が第１ｆθレンズ１７に再入射することがない。数式９を求めたときと同様の手順で数式２２を求める。
【００６０】
ポリゴンミラー５の反射面５ａでの反射点は、
【数２３】
2006039399.tif 000021
と表される。また、光ビームＬ1 はＸ軸に平行な直線となり、
【数２４】
2006039399.tif 000022
である。
【００６１】
ポリゴンミラー５に入射するガウスビームの有効域は、そのビーム径（Ｐｅａｋ強度に対して１３．５％の強度のエリア）の２倍までとする。有効域がポリゴンミラー５の反射域から外れないことが入射点位置の条件となるので、ｒ0 の条件は、
【数２５】
2006039399.tif 000023
となる。ここで、ポリゴンミラー５の反射面５ａの副走査対応方向における幅をｔ1 とする。また、第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａの副走査対応方向における幅をｔ2 とする。なお、ξ0 、ξ1 、λは、数式９を導出したときと同様である。
【００６２】
直線Ｌ2 は、
【数２６】
2006039399.tif 000024
である。直線Ｌ1 と直線Ｌ2 の交点、すなわち、数式２４かつ数式２６を満足する点が第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａ（直線Ｌ2 ）上での反射点Ｒ1 であり、
【数２７】
2006039399.tif 000025
となる。
【００６３】
直線Ｌ3 は、
【数２８】
2006039399.tif 000026
となる。ポリゴンミラー５への再入射光である光ビームＬ3 の再入射点Ｓの座標は、数式２８のｙ切片より、
【数２９】
2006039399.tif 000027
となる。
【００６４】
ここで、図１０の座標Ｕを求める。座標Ｕ0 が座標Ｃを中心に−α1 だけ回転したと考える。座標原点をＯとすると、
【数３０】
2006039399.tif 000028
であり、
【数３１】
2006039399.tif 000029
である。
【００６５】
直線Ｌ4 は、
【数３２】
2006039399.tif 000030
となる。
【００６６】
数式３１、数式３２から直線Ｌ3 と点Ｕとの距離（線分ＴＵの大きさ）を求め、変形すると、
【数３３】
2006039399.tif 000031
となる。ここで、計算した値をＱβとおく。
【００６７】
点Ｒ0 から点Ｔまでのビーム伝播距離は、
【数３４】
2006039399.tif 000032
であり、最初の２項は、数式２７及び図１０の直角三角形Ｒ0 Ｒ1 Ｓより、
【数３５】
2006039399.tif 000033
となる。ここで、計算した値をＱγとおく。
【００６８】
一方、線分ＳＴの大きさは、ポリゴンミラー５での再反射光である直線Ｌ4 に垂直でかつ第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａの端面である点Ｕを通過する直線Ｌ5 と点Ｓとの距離に相当する。直線Ｌ5 は、
【数３６】
2006039399.tif 000034
である。線分ＳＴの大きさは、
【数３７】
2006039399.tif 000035
となる。ここで、計算した値をＱδとおく。
【００６９】
点Ｒ0 から点Ｔまでのビーム伝播距離Ｒ0 Ｔは、数式３４、数式３５、数式３７の下、
【数３８】
2006039399.tif 000036
となる。ガウシアンビームのビームウェストと伝播の関係の公式を用いると、点Ｔでのビーム（１３．５％強度）半径σは、
【数３９】
2006039399.tif 000037
となる。
【００７０】
以上から、「光ビームＬ4 の点Ｔにおけるビーム有効領域内に第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａが含まれない」条件、すなわち、「線分ＴＵの大きさが光ビームＬ4 の点Ｔにおけるビーム半径σの２倍より大きい」条件は、数式２５、数式３３、数式３５、数式３７、及び数式３９より、数式２２と表される。
【００７１】
数式２２を満たす範囲内の傾き角α1 であれば、図１１に示すように、第１ｆθレンズ１７の入射面１７ａで反射した各光ビームは、ポリゴンミラー５の反射面５ａで再反射した後、再び入射面１７ａに入射することなく非有効範囲へと進んでゆく。
【００７２】
このように、第２条件を満たす範囲内で傾き角α1 を決定すれば、ポリゴンミラー５と第１ｆθレンズ１７との間で生じる多重反射光によって生じるゴーストを回避することができる。
【００７３】
第３条件は、第１ｆθレンズ１７と第２ｆθレンズ１８との間で多重反射する光ビームの有効域（１３．５％ビーム径領域の２倍）が、シリンドリカルミラー２０の反射面２０ａに入射しないように、またはフラットミラー２１の反射面２１ａに入射しないように、傾き角α1 と傾き角α2 の範囲を定めるという条件である。
【００７４】
第３条件を満たす傾き角α1 、α2 であれば、第１ｆθレンズ１７と第２ｆθレンズ１８との間で多重反射する光ビームの有効域は、図１２に示すように、シリンドリカルミラー２０の反射面２０ａに入射せずに、または、図１３に示すように、フラットミラー２１の反射面２１ａに入射せずに非有効範囲へと進んでゆく。これにより、第１ｆθレンズ１７と第２ｆθレンズ１８との間で多重反射する光ビームによって生じるゴーストを回避することができる。
【００７５】
このように、第１、第２、第３条件を満たすように傾き角α1 、α2 を決定すれば、ポリゴンミラー５と第１ｆθレンズ１７との間、及び第１ｆθレンズ１７と第２ｆθレンズ１８との間での多重反射光によって生じるゴーストを回避することができると同時に、走査線８の湾曲量を最小限に抑えることができる。傾き角α1 、α2 を決定するだけなので、新たに光学要素を設ける必要もない。
【００７６】
なお、上記実施形態では、第１〜第３条件を全て満たすようにして傾き角α1 、α2 を決定したが、第１条件と第２条件のみを満たすようにして傾き角α1 、α2 を決定してもよいし、第１条件と第３条件のみを満たすようにして傾き角α1 、α2 を決定してもよい。
【００７７】
上記実施形態では、搬送される記録紙７に走査線８を記録することとしたが、記録紙７の替わりに、所定の軸を中心に回転する感光体を設け、この感光体上に走査線を記録することとしてもよい。このように、光走査装置２は、写真プリンタだけでなく、レーザプリンタ等にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】光走査装置の概略斜視図である。
【図２】光走査装置の側面図である。
【図３】シリンドリカルミラーの側面図である。
【図４】走査線の湾曲量の説明図である。
【図５】傾き角と走査線湾曲量との関係を示すグラフである。
【図６】ポリゴンミラーと第１ｆθレンズの平面図である。
【図７】ポリゴンミラーと第１ｆθレンズの側面断面図である。
【図８】光ビームの強度分布を示すグラフである。
【図９】ポリゴンミラーと第１ｆθレンズとの間での多重反射光が非有効領域に伝播するときの説明図である。
【図１０】ポリゴンミラーと第１ｆθレンズの側面断面図である。
【図１１】ポリゴンミラーと第１ｆθレンズとの間での多重反射光が非有効領域に伝播するときの説明図である。
【図１２】第１ｆθレンズと第２ｆθレンズとの間での多重反射光が非有効領域に伝播するときの説明図である。
【図１３】第１ｆθレンズと第２ｆθレンズとの間での多重反射光が非有効領域に伝播するときの説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
２  光走査装置
４  光源光学系
５  ポリゴンミラー
７  記録紙
８  走査線
１７  第１ｆθレンズ
１８  第２ｆθレンズ
２４  中心軸線
２５  中心軸線
【図１】
2006039399.tif 000042
【図２】
2006039399.tif 000043
【図３】
2006039399.tif 000044
【図４】
2006039399.tif 000045
【図５】
2006039399.tif 000046
【図６】
2006039399.tif 000047
【図７】
2006039399.tif 000048
【図８】
2006039399.tif 000049
【図９】
2006039399.tif 000050
【図１０】
2006039399.tif 000051
【図１１】
2006039399.tif 000052
【図１２】
2006039399.tif 000053
【図１３】
2006039399.tif 000054