(57)【要約】【課題】低コスト化を実現しつつ、被走査面における複数の光束による光量分布の偏りの発生を抑制することができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の発光部を有する光源と、偏向器と、結像光学系と、を備える光走査装置で、偏向器に入射する光束は、振動方向が主走査断面に対して傾いた直線偏光であり、主走査断面内において、走査領域における第１及び第２の端部に入射する主光線と光軸とのなす角度は互いに異なり、偏向器により偏向された直後の光束のうち、第１の端部に向かう光束の光量は、第２の端部に向かう光束の光量よりも少なく、第１の端部に向かう光束の結像光学系に入射する直前の光量に対する被走査面に入射する直前の光量の比の値は、第２の端部に向かう光束の結像光学系に入射する直前の光量に対する被走査面に入射する直前の光量の比の値よりも大きい。【選択図】図１
2018101028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部を有する光源と、該光源からの光束を偏向して被走査面における走査領域を主走査方向に走査する偏向器と、該偏向器により偏向された光束を前記走査領域に導光する結像光学系と、を備え、
前記偏向器に入射する光束は、振動方向が主走査断面に対して傾いた直線偏光であり、
主走査断面内において、前記走査領域における第１及び第２の端部に入射する主光線と光軸とのなす角度は互いに異なり、
前記偏向器により偏向された直後の光束のうち、前記第１の端部に向かう光束の光量は、前記第２の端部に向かう光束の光量よりも少なく、
前記第１の端部に向かう光束の前記結像光学系に入射する直前の光量に対する前記被走査面に入射する直前の光量の比の値は、前記第２の端部に向かう光束の前記結像光学系に入射する直前の光量に対する前記被走査面に入射する直前の光量の比の値よりも大きいことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記直線偏光のＳ偏光成分において、前記偏向器により偏向された直後の光束のうち、前記第１の端部に向かう光束の光量は、前記第２の端部に向かう光束の光量よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の端部に向かう光束の前記結像光学系に入射する直前の光量に対する前記被走査面に入射する直前の光量の比の値は、主走査方向において光軸に対称な分布形状の線上にある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。
【請求項４】
第１及び第２の被走査面にそれぞれ対応する第１及び第２の結像光学系を備え、前記偏向器が共用される光走査装置であって、
前記第１及び第２の結像光学系の少なくとも一方が前記結像光学系となることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１の端部及び第２の端部に入射する主光線と前記光軸とのなす角度をθｕ及びθｌとするとき、
【数１】
2018101028.tif 000009
なる関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記直線偏光の振動方向と、主走査断面とのなす角度をθe、
前記偏向器によって走査された光束の主光線が前記被走査面と直交するときの、前記偏向器におけるＳ偏光及びＰ偏光の反射率の入射角度依存性の微分係数の絶対値を夫々ａｂＳ、ａｂＰとするとき、
【数２】
2018101028.tif 000010
なる関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光源から前記偏向器への光路中に、光束を集光する集光素子と、光束を制限するスリット部材と、を備えた入射光学系を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の端部に入射する主光線と前記光軸とのなす角度の少なくとも一方が可変であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
主走査断面内において、前記第１の端部は、前記結像光学系の光軸に対して前記光源の側の端部であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記第１の端部に入射する主光線と前記光軸とのなす角度は、前記第２の端部に入射する主光線と前記光軸とのなす角度より大きいことを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１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。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光走査装置と、外部機器から出力された色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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に関し、例えば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。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置で、光源から出射する光束が直線偏光である場合、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の比率が特定の値（偏向器および結像光学系の各光学素子の反射・透過特性に依存）から外れていると、被走査面に入射する光束による光量分布に偏りが生じる。
【０００３】
光源を回転させることで、各光学素子を経由した光束のＳ偏光成分とＰ偏光成分の比率を特定の値に変化させて、光量分布の偏りを調整する方法が知られている。しかし、光源として複数の発光点を有するマルチビームレーザーを採用する場合、被走査面上での各光束の副走査方向における間隔を調整するために光源を回転させる必要があるため、光量分布の偏りを調整することはできない。
【０００４】
特許文献１には、偏向器に起因する光量分布の傾きと結像光学系に含まれる折り返しミラーに起因する光量分布の傾きとを相殺するように偏光の回転方向を規定することについて記載されている。これにより、被走査面に入射する光束による光量分布の偏りを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０１１１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、折り返しミラーに所定の反射特性を持たせるために専用の反射膜を設ける必要があり、一般的な反射膜を使用することができないため、高コスト化を招いてしまう。
【０００７】
本発明は、低コスト化を実現しつつ、被走査面における複数の光束による光量分布の偏りの発生を抑制することができる光走査装置及びそれ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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る光走査装置は、複数の発光部を有する光源と、該光源からの光束を偏向して被走査面における走査領域を主走査方向に走査する偏向器と、該偏向器により偏向された光束を前記走査領域に導光する結像光学系と、を備え、前記偏向器に入射する光束は、振動方向が主走査断面に対して傾いた直線偏光であり、主走査断面内において、前記走査領域における第１及び第２の端部に入射する主光線と光軸とのなす角度は互いに異なり、前記偏向器により偏向された直後の光束のうち、前記第１の端部に向かう光束の光量は、前記第２の端部に向かう光束の光量よりも少なく、前記第１の端部に向かう光束の前記結像光学系に入射する直前の光量に対する前記被走査面に入射する直前の光量の比の値は、前記第２の端部に向かう光束の前記結像光学系に入射する直前の光量に対する前記被走査面に入射する直前の光量の比の値よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記光走査装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低コスト化を実現しつつ、被走査面における複数の光束による光量分布の偏りの発生を抑制することができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置の主走査断面図
【図２】本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置の説明図
【図３】マルチビームレーザー（２ビームタイプ）の模式図
【図４】マルチビームレーザー（４ビームタイプ）の模式図
【図５】第１の実施形態に係る光走査装置の副走査断面図
【図６】従来の光走査装置の主走査断面図
【図７】第２の実施形態に係る光走査装置の副走査断面図
【図８】反射面に対するＳ偏光及びＰ偏光の反射率の入射角度依存性を示した図
【図９】偏向器によって偏向走査される光束の光量分布を示すグラフ
【図１０】透過面に対するＳ偏光及びＰ偏光の透過率の入射角度依存性を示した図
【図１１】従来の光走査装置における偏向器での反射による光量分布、結像光学系を通過することによる光量分布、及び被走査面上における光量分布を示した図
【図１２】第１の実施形態に係る光走査装置における偏向器での反射による光量分布、結像光学系を通過することによる光量分布、及び被走査面上における光量分布を示した図
【図１３】第２結像レンズの主走査断面形状を模式的に示した図
【図１４】主走査偏心率とコスト比の関係を示すグラフ
【図１５】偏向反射面におけるＳ偏光成分及びＰ偏光成分の影響度の光源回転角依存性を示した図
【図１６】第１の実施形態の応用例について説明した図
【図１７】斜入射光学系の副走査断面を模式的に示した図
【図１８】第２の実施形態において結像光学系Ｂを通過することによる光量分布が傾きを備える場合の偏向器での反射による光量分布、結像光学系Ａを通過することによる光量分布、及び被走査面Ａ上における光量分布を示した図
【図１９】上記の第２の実施形態における偏向器での反射による光量分布、結像光学系Ｂを通過することによる光量分布、及び被走査面Ｂ上における光量分布を示した図
【図２０】第２の実施形態において結像光学系Ｂを通過することによる光量分布が湾曲を備える場合の偏向器での反射による光量分布、結像光学系Ａを通過することによる光量分布、及び被走査面Ａ上における光量分布を示した図
【図２１】上記の第２の実施形態における偏向器での反射による光量分布、結像光学系Ｂを通過することによる光量分布、及び被走査面Ｂ上における光量分布を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置としてカラー画像形成装置６０の要部概略図である。光走査装置６１で像担持体である感光ドラム７１、７２、７３、７４のドラム面である被走査面上に画像情報を記録するカラー画像形成装置である。図２において、３１、３２、３３、３４は各々現像装置（現像器）、５１は搬送ベルトである。尚、各現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する図示しない転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる図示しない定着器とが備わっている。
【００１４】
カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２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。装置内のプリンタコントローラ５３によって、外部機器から出力された各色信号は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像信号は、光走査装置６１に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像信号に応じて変調された光ビーム４１、４２、４３、４４が出射され、感光ドラム７１、７２、７３、７４の感光面上をこれらの光ビームが主走査方向に走査する。
【００１５】
カラー画像形成装置６０は、上述の如く光走査装置６１により、各々の画像信号に基づいた光ビームを用いて各色の静電潜像を各々対応する感光ドラム７１、７２、７３、７４のドラム面上に形成する。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。
【００１６】
外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサー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６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００１７】
（光走査装置）
以下の説明において、主走査方向は、偏向器の回転軸及び光学系の光軸に垂直な方向に対応し、副走査方向は、偏向器の回転軸に平行な方向に対応する。また、主走査断面は、副走査方向に垂直な断面に対応し、副走査断面は、光学系の光軸及び副走査方向を含む断面に対応する。
【００１８】
主走査断面を模式的に示した図１で、１は光源、２は集光素子、３はシリンドリカルレンズ、４は絞り、５は偏向器としてのポリゴンミラーであり、６は結像レンズ群で第１結像レンズ６ａと第２結像レンズ６ｂを備える。７はカバーガラス、８は被走査面（感光体）、Ｍ１は折り返しミラーである。本実施形態で、結像レンズ群６および折り返しミラーＭ１は、結像光学系を構成する。
【００１９】
光源１は、複数の光源として複数の発光点を有するレーザー光源で、単一のチップに副走査方向に離間した複数の発光部を有するマルチビームレーザーである。波長λ＝７９０ｎｍの赤外レーザーであるが、必ずしもこれに限られることなく、波長λ＝６５０ｎｍの赤色レーザーやλ＝４３０ｎｍの青色レーザーであってもよい。光源１から放射された発散光束は、集光素子２によって略平行光に変換される。
【００２０】
集光素子２によって変換される略平行光は、シリンドリカルレンズ３により副走査方向に収束する光束に変換され、偏向器５の偏向面５ａ近傍に集光する。よって，偏向面５ａ近傍に、光束は線像を形成している。
【００２１】
絞り４は、楕円形状、矩形形状、長円形状、菱形形状などの開口を有しており、使用される光源の波長や要求されるビームスポットの大きさや形状により決定すればよい。また，絞りを複数の部材、例えば副走査方向に縁が伸びて主走査方向の光束を制限するスリット部材と、主走査方向に縁が伸びて副走査方向の光束を制限するスリット部材の２つのスリット部材に分割して設置してもよい。
【００２２】
光源１に使用するレーザーの発光点数が多い場合は、主走査方向の光束を制限するスリット部材を偏向器近傍に設けた方が、ジッターを低減することができる。また、同様に光源１に使用するレーザーの発光点数が多い場合は、副走査方向の光束を制限するスリット部材を結像レンズと共役な位置（概ね光源１と集光素子２の間）に設けた方が、複数のビームの印字間隔の均一性が向上する。このような技術的な観点を考慮した上で、複数の部材に分割した絞りを採用すればよい。
【００２３】
複数の偏向面（反射面）で構成された偏向器５は、図示しない駆動系により回転軸により回転駆動される。光源１から偏向器５への光路中に設けられる入射光学系によって偏向器５に導かれた入射光束は、回転駆動する任意の偏向面で偏向走査され、結像レンズ群６（ｆθレンズ）に導かれる。
【００２４】
次に、結像レンズ群６の作用について述べる。結像レンズ群６（ｆθレンズ）は、ガラス製またはプラスチック製の第１結像レンズ６ａと第２結像レンズ６ｂの２枚構成である。結像レンズ群６は、偏向器５で反射偏向された光束を被走査面８上に集光し、ビームスポットを形成する。このビームスポットは、被走査面８上を等速走査する。プラスチック製の結像レンズは、金型に樹脂を充填させ冷却後に型から取り出す既知の成形技術にて製造される。これにより、ガラスレンズを使用した従来の走査レンズより安価に製造できる。
【００２５】
結像レンズ群６は、既知のパワー配置により設計される。例えば、第１結像レンズ６ａは主に主走査方向にパワーを有するレンズとして構成される。レンズ面形状は、既知の関数で表現された形状である。主走査断面内の形状は光軸に対して対称であり、副走査方向に対しては入射面と出射面が同じ曲率の略ノンパワー（屈折力が略ゼロ）であっても良く、仕様に応じてパワーを持たせても良い。
【００２６】
一方の第２結像レンズ６ｂは、主に副走査方向にパワーを持つ非球面レンズであり、レンズ面形状は既知の関数で表現された非球面形状である。第２結像レンズ６ｂは、主走査断面内のパワーより副走査断面内のパワーの方が大きく、主走査断面内の形状は光軸に対して対称であり、軸上近傍の主走査方向は略ノンパワー（屈折力が略ゼロ）である。
【００２７】
副走査断面の形状は、入射面の曲率が極めて緩い略平面、出射面が軸上から軸外にかけて曲率が徐々に変化する凸形状であり、光軸に対して対称形状をしている。入射した光束に対し、主に副走査方向の結像及び主走査方向の若干の歪曲収差の補正を担っている。
【００２８】
そして、結像レンズ群６による副走査方向の結像関係は、偏向反射面５ａと被走査面８が略共役関係となる所謂倒れ補正系となっている。なお、結像レンズ群６を構成する結像レンズ（結像光学素子）の枚数は２枚に限らず、１枚あるいは３枚以上であっても良い。
【００２９】
また、結像光学系は必ずしも上記のような構成をとる必要はなく、例えば、より結像性能を向上させるために光軸に対して非対称形状にしてもよい。
【００３０】
カバーガラス７は、副走査断面内で入射光束に対し角度を持つように傾けられている。これは、カバーガラス７での表面反射光が光源１に回帰しないようにするためである。カバーガラス７での表面反射光が光源１に回帰してしまうと、光源１のレーザー発振が不安定になり、光量が変動することがある。
【００３１】
本実施形態では、発光量を所定量に制御するため、レーザー光源から出射される光束を光量検出センサーによってモニターし、駆動電流を制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われる。また、同期検知のため、被走査面８上で有効画像域以外の像高の光束に対し、不図示の同期検知光学系を介して同期検知受光センサーに同期検知光を導き、印字書き出しのタイミングを制御している。
【００３２】
上記入射光学系、結像光学系、同期検知光学系などは、不図示の光学箱に精度良く保持され、光走査装置６１を形成している。
【００３３】
（被走査面に入射する光量分布の偏り抑制）
図１において、偏向器５によって偏向走査された光束が被走査面８の走査領域と直交するときの主光線を基準線（光軸）とする。そして、被走査面８の走査領域において、基準線に対し光源１がある側、光源１と反対側の一方における最大走査位置を第１の端部、他方における最大走査位置を第２の端部とする。本実施形態では、以下に述べるように、主走査断面において、第１の端部に入射する主光線と基準線とのなす第１の角度と、第２の端部に入射する主光線と基準線とのなす第２の角度とが異なるようにする。
【００３４】
図３及び図４は、単一のチップに複数の発光部を有するマルチビームレーザーを模式的に示した図である。各発光部１０２ａ、１０２ｂ（又は１０４ａ〜１０４ｄ）から出射された各々の光束の被走査面８上における副走査方向の間隔が所望の量になるように、回転角θeを調整して取り付けている。このとき、各々の光束の被走査面８上における主走査方向の間隔ずれは、発光タイミングの制御により、書き出し位置の調整を行っている。
【００３５】
各々の光束は直線偏光であり、偏光方向は発光部の並ぶ方向に一致する。つまり、偏向器５の回転軸に垂直な平面（主走査断面）に対して回転角θeの方向の直線偏光の光束が出射される。光源１から出射される直線偏光の偏光方向が偏向器５の主走査断面に対して傾いている場合、その傾き角度に応じて、偏向面５ａに対する各光束のＳ偏光成分とＰ偏光成分の比率が変化する。
【００３６】
図８は反射面である偏向面５ａのＳ偏光反射率及びＰ偏光反射率の入射角度依存性を示したグラフである。ここで、本実施形態における偏向面５ａ（アルミ表面で反射）には、一般的な保護膜が設けられている。偏向面５ａの面法線と偏向面５ａへの入射光を含む入射面の面内に電界の振動方向があるＰ偏光の反射率は、入射角度の変化に対して概ね一定である。一方で、偏向面５ａの面法線と偏向面５ａへの入射光を含む入射面の面に直交する方向に電界の振動方向があるＳ偏光の反射率は、入射角度の変化に応じて大きく変化する。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように発光部を２つ有し発光点間隔Ｌｅが９０μｍのマルチビームレーザーを用いた表１に示す従来構成では、回転角θeは３．８８ｄｅｇであった。このとき、光源１から出射される直線偏光の偏光方向の偏向器５の主走査断面に対する傾きは、回転角θeに等しい３．８８ｄｅｇであり、偏向面５ａに対するＰ偏光成分が支配的となる。よって、偏向器５によって偏向走査される光束の光量分布は走査領域全体で概ね均一となる（図８）。
【００３８】
【表１】
2018101028.tif 000003
【００３９】
これに対し、本実施形態では図４に示すように、印刷速度の高速化に対応するため発光部を４つ有する。そして、装置の大型化を避けるため両端の発光点の距離Ｌｅが従来と同じ９０μｍになるよう各発光点同士の間隔Ｌｅ´を３０μｍにした狭ピッチマルチビームレーザーを用いている。また、製造誤差等の影響を抑えて高画質化に寄与するため、副走査方向の横倍率を従来よりも低く設定し、表２に示す構成とし、回転角θeは２１．３７ｄｅｇである。
【００４０】
このとき、光源１から出射される直線偏光の偏光方向の偏向器５の主走査断面に対する傾きは、回転角θeに等しい２１．３７ｄｅｇであり、偏向面５ａに対するＳ偏光成分とＰ偏光成分が含まれる。
【００４１】
【表２】
2018101028.tif 000004
【００４２】
図８に示した通り、偏光面５ａのＳ偏光反射率は入射角度の変化に応じて大きく変化するため、偏向器５によって偏向走査される光束の光量分布は図９のグラフに示すように走査領域内で傾きを持ち、走査開始位置と走査終了位置で大小関係が生じる。具体的には、偏向器５で反射する反射光量は、偏向器５で反射される光束が第１の端部（第１の最大走査位置）に向かう際に対し、第２の端部（第２の最大走査位置）に向かう際の方が高い。すなわち、像高（主走査方向）に対応した偏向器での反射による光量分布が、第１の傾きを備えることとなる。
【００４３】
次に、結像光学系に入射する直前の光量に対する結像光学系を通過して被走査面に入射する直前の光量の比（結像光学系における通過率）を説明する。本実施形態における結像光学系における通過率は、像高（主走査方向）に対応した分布が第２の傾き（第１の傾きとは逆）を備え、第１の傾きと第２の傾きで相殺することで、被走査面に入射する光量分布の偏りを抑える。
【００４４】
すなわち、各像高位置における被走査面に入射する光量Ａは、偏向器により偏向された直後の光束で各像高位置に向かう光量Ｂと、各像高位置に向かう光束の結像光学系における通過率Ｃの積で表わされるため、上述した偏りを抑えることができる。
【００４５】
このように結像光学系における通過率の、像高位置に対応した分布が第２の傾きを備えるように、本実施形態では、第１の端部における主光線と基準線とのなす第１の角度と、第２の端部における主光線と基準線とのなす第２の角度とを異ならせる。具体的には、結像光学系における通過率が、偏向器で反射した直後の光束が第１の端部に向かう際に対し、第２の端部に向かう際の方が低いように、第１の角度と第２の角度とを異ならせる。
【００４６】
結像光学系について、図１は本実施形態の主走査断面を、図５は副走査断面をそれぞれ模式的に示す。偏向器５によって偏向走査された光束を被走査面８上に導光する結像光学系は、結像レンズ６ａ及び結像レンズ６ｂから成る結像レンズ群６と折り返しミラーＭ１、カバーガラス７で構成されている。結像光学系の通過率に関し、結像光学系を通過した後の光量は、各光学素子の通過率としての透過率及び反射率の累積によって決まり、被走査面の走査領域内での光量分布の偏りは主に以下の３つの要素によって決まる。
【００４７】
第一の要素は、結像光学系における各光学素子の通過率の偏向走査による入射角度の変化に起因するものであり、それは基準線に対称な変化である。一例として、図１０はカバーガラス７（屈折率１．５）のＳ偏光透過率及びＰ偏光透過率の入射角度依存性を示したグラフである。一方の偏光に注目してみると、基準線（入射角度０ｄｅｇ）から離れる（入射角度が大きくなる）に従って透過率が徐々に変化していき、カバーガラス７を通過した光束の光量分布は被走査面の走査領域内で基準線に対して略対称な湾曲成分を持つ。
【００４８】
第二の要素は、偏向走査される直線偏光の偏光方向の傾きによって生じるＳ偏光成分とＰ偏光成分の比率の入射角度に応じた変化であり、偏向走査による各光学素子への入射角度と偏向方向の相対角度の変化によって傾き成分を与える。これにより、主に該光学素子を通過した光量分布には被走査面の走査領域内で傾き成分が加わる。
【００４９】
第三の要素は、製造誤差を含む各光学素子内での特性分布である。折り返しミラーは、反射膜を生成する過程で反射面内に膜厚のムラが生じ、部分的に反射率特性が変化することがある。偏向走査によって、折り返しミラーに対する入射角度の変化と同時に反射位置も連続的に変化するため、被走査面の走査領域内の光量分布に不規則な変化を与える場合がある。
【００５０】
また、射出成形によって製造されたプラスチック製の結像レンズには複屈折が発生し易い。複屈折の発生したレンズを光束が通過すると、偏光が回転し走査位置応じてＳ偏光成分とＰ偏光成分の比率が変化、その後の光学素子における透過率及び反射率が変化する。
【００５１】
結像レンズの形状に起因する複屈折は、基準線（光軸）に対してほぼ対称に発生するが、金型構造や成形条件に起因する複屈折は、基準線（光軸）とは無関係に発生する。そのため、プラスチック製の結像レンズを含む結像光学系では、走査領域内の光量分布に基準線に対称な変化と同時に不規則な変化を与える場合がある。
【００５２】
さらに、プラスチック製の結像レンズで発生する複屈折の予測は困難なため、設計段階での対策が十分には行えず、試作段階で対応が必要になるケースもある。同時に、材料ロットの変化や金型の摩耗等で経時的に複屈折が変化する場合もある。
【００５３】
以上のように、結像光学系を通過した光束の光量分布の偏りは、第一の要素として湾曲成分、第二の要素として傾き成分、第三の要素として不規則かつ予測困難な成分を併せ持つことになる。本実施形態では、特に第一の要素に対して効果を発揮し、第三の要素に対しても解決方法を提供することができる。
【００５４】
（比較例との対比）
図１１（ａ）は比較例としての従来の光走査装置（図６）を示し、走査範囲はθｕ＝θｌに設定されている。θuは光源１と同じ側の最大走査位置における主光線と基準線とのなす角、θｌは光源１とは反対側の最大走査位置における主光線と基準線とのなす角である。前述の通り、マルチビームレーザーの回転角θeによって光源１から出射される直線偏光の偏光方向が傾く。そして、図１１（ｂ）に示すように偏向器５によって偏向された直後の光束の光量分布が走査領域内で傾く（像高に対応した光量分布が第１の傾きを備える）。
【００５５】
一方、結像光学系では第一の要素によって図１１（ｃ）に示すように湾曲成分を持った光量分布となる。なお、図１１の各グラフには、分かり易くするため走査領域内の光量分布を１次関数で近似した一点鎖線を追加している。
【００５６】
ここで、被走査面８上における光量分布は、偏向器５によって生じる光量分布（図１１（ｂ））と、結像光学系の通過率分布に相当する結像光学系によって生じる光量分布（図１１（ｃ））を積算したものである。そのため、被走査面８上における光量分布は、図１１（ｄ）に示すように光量分布として傾きを持つ。
【００５７】
このような比較例に対し、本実施形態について図１２を用いて説明する。図１２（ａ）に示すように、走査範囲はθｕ＞θｌに設定されている。そして、マルチビームレーザーの回転角θeによって光源１から出射される直線偏光の偏光方向が傾き、図１２（ｂ）に示すように偏向器５によって偏向された直後の光束の光量分布が走査領域内で傾く。すなわち、像高に対応した光量分布が第１の傾きを備える）。
【００５８】
具体的には、本実施形態では第１の端部に向かう光束の光量は第２の端部に向かう光束の光量よりも少ない（走査開始位置（マイナス像高側）で小さく、走査終了位置（プラス側像高側）で大きくなっている）。
【００５９】
一方、結像光学系では第一の要素によって図１２（ｃ）に示すように湾曲成分を持った光量分布となる。なお、図１２の各グラフには、分かり易くするため走査領域内の光量分布を１次関数で近似した一点鎖線と、実際には走査していない領域の光量分布を示した破線を追加している。
【００６０】
ここで、結像光学系を通過した光束の光量分布、即ち結像光学系における累積透過・反射光量（結像光学系の通過率に対応した通過光量）は、図１２（ｃ）に示す通り、基準線（像高０）に対称に湾曲している。このため、結像光学系に入射する直前の光量に対する被走査面に入射する直前の光量の比の値は、主走査方向において光軸に対称な形状となる。しかし、走査領域を主走査方向に偏らせる、即ち｜θu―θl｜＞０とすることで、走査領域内の光量分布を１次関数で近似した一点鎖線のグラフに傾き（第１の傾きとは逆の第２の傾き）を与えることができる。
【００６１】
すなわち、第１及び第２の端部に向かう光束の結像光学系に入射する直前の光量に対する被走査面に入射する直前の光量の比の値は、主走査方向において光軸に対称な分布形状の線上にあって、両者を結ぶ直線は第２の傾きを備える。本実施形態では、具体的には、走査開始位置（マイナス像高側）と走査終了位置（プラス側像高側）の大小関係が、前述の偏向器５による大小関係と逆になるように、θｕ＞θｌに設定する。
【００６２】
すると、被走査面８上における光量分布は、偏向器５によって生じる光量分布（図１２（ｂ））と、結像光学系の通過率分布に相当する結像光学系によって生じる光量分布（図１２（ｃ））を積算したものである。そのため、被走査面８上における光量分布は、図１２（ｄ）に示すように走査領域内の光量分布を１次関数で近似した一点鎖線のグラフの傾きが小さくなる。すなわち、被走査面８上における光量分布の差について、本実施形態を採用した図１２（ｄ）では、比較例における図１１（ｄ）に比べて良化している。
【００６３】
（実施上の好ましい形態）
ここで、本実施形態をより有効的に実施するための指針として実施上の好ましい形態について説明する。図１３は第２結像レンズ６ｂの主走査断面形状を模式的に示した図であり、（ａ）は従来の形状例、（ｂ）は本実施形態のように走査領域を主走査方向に偏らせ、｜θu―θl｜＞０とした場合の形状例である。本実施形態では、走査領域が広くなった側の主走査方向端部での肉厚を確保するため、中心（基準線）位置での肉厚を増やしている。
【００６４】
ここで、第２結像レンズ６ｂがプラスチック製のレンズである場合、肉厚を増やすことは、材料の体積増加に加えて、成形時の冷却時間を長くする必要が生じ、レンズのコストが上がる要因となる。図１４は、本実施形態における主走査偏心率とθｕ＝θｌの時を基準としたコスト比を示したグラフである。ここで、主走査偏心率は、以下のように定義する。
【００６５】
【数１】
2018101028.tif 000005
【００６６】
図１４に示されるように、主走査偏心率が０．１程度まではレンズのコストは上がらず、それ以上では主走査偏心率が上がるに連れてコストも上がる。そのため、本実施形態の主走査偏心率は０．４８で、コスト比は１．５倍になっている。
【００６７】
主走査偏心率とコスト比の関係は、レンズの形状、大きさ、材質、製造方法等種々の因子によって変動する。また、比較対象とする電気的な補正手段等の構成にも寄るが、高速・高画質な光走査装置を低コストに得るという目的に照らし合わせると主走査偏心率は概ね０．５以下とするのが良い。
【００６８】
続いて、マルチビームレーザーの回転角θeについて、実施上の好ましい形態を説明する。先ず、偏向器による光量分布の傾き（第１の傾き）を簡易的に見極める指針について説明する。図８に関し、偏光面５ａで反射された光束の主光線が被走査面８と直交するときの入射角度におけるＳ偏光の角度依存性の微分係数の絶対値をａｂＳ、Ｐ偏光の角度依存性の微分係数の絶対値をａｂＰとする。
【００６９】
そして、直線偏光の偏光方向、即ち光源１の回転角がθeの時の偏光面５ａに対するＳ偏光成分とＰ偏光成分の比率とａｂＳ及びａｂＰを用いて、Ｓ偏光成分の影響度ｅｆＳとＰ偏光成分の影響度ｅｆＰを次の通り定義する。
【００７０】
【数２】
2018101028.tif 000006
【００７１】
【数３】
2018101028.tif 000007
【００７２】
本実施形態の主走査断面の模式図である図１で、基準線と入射光学系によって偏向器５に導かれた入射光束の主光線とのなす角度は９０ｄｅｇであり、偏光面５ａで反射された光束の主光線が被走査面８と直交するときの入射角度は４５ｄｅｇである。このとき、図８のグラフから入射角度４５ｄｅｇの時のＳ偏光及びＰ偏光の角度依存性の微分係数の絶対値は、ａｂＳ＝０．００２１５、ａｂＰ＝０．０００３１である。このときのｅｆＳとｅｆＰの回転角θe依存性を図１５のグラフに示す。
【００７３】
ｅｆＳ＞ｅｆＰとなる回転角θeの範囲、即ち以下に示す条件式で偏向器による光量分布の傾きを生じるＳ偏光成分の影響が優位となり、本実施形態では回転角θeが８．２５ｄｅｇ以上が推奨される条件となる。
【００７４】
【数４】
2018101028.tif 000008
【００７５】
また、応用例として、図１６に示すように実際の走査領域よりも広い範囲が走査可能な光走査装置を前提に、被走査面８に沿って主走査方向に移動可能な構成にすることができる。第三の要素（製造誤差）で、事前の予測（設計上）とは異なる、若しくは経時的な変化により被走査面における光量分布が変わったとしても対応できる。すなわち、例えば、走査領域Ａから走査領域Ｂへと走査範囲の設定を変えるだけで、電気的な補正手段等に頼らずに被走査面における光量分布の偏りを抑えることができる。
【００７６】
さらに、解像度やピッチ間隔等の変更によりマルチビームレーザーの回転角θeが変わる場合にも、偏向器５による光量分布の傾きの変化に応じて、走査範囲の設定を変えるだけで電気的な補正手段等に頼らずに光量分布の偏りを抑えることができる。
【００７７】
以上、本実施形態によれば、低コスト化を実現しつつ、被走査面における複数の光束による光量分布の偏りの発生を抑制することができる。即ち、本実施形態でなく特許文献１によれば、折り返しミラーに所定の反射特性を持たせるために一般的な反射膜でなく専用の反射膜を設ける必要があり（特許文献１では結像光学系が折り返しミラーを備えない場合には適用できない）、高コストとなる。また、本実施形態でなくカバーガラスの透過率を部分的に変化させたり、特殊な反射率特性を持つ折り返しミラーを使用するという公知技術を用いる場合も、高コストとなってしまう。
【００７８】
《第２の実施形態》
本実施形態は、第１及び第２の被走査面にそれぞれ対応する第１及び第２の結像光学系を備え、偏向器が共用される光走査装置である。図７は、本実施形態の結像光学系の副走査断面を模式的に示した図、図１７は斜入射光学系の副走査断面を模式的に示した図である。ここで、斜入射光学系とは、一つの偏向面に対して副走査方向斜めから光束を入射させる入射光学系のことを指している。
【００７９】
偏向器の数を少なくするため、偏向器の一つの偏向面で同じ方向に複数の光束を偏向している。また、偏向器の副走査方向の寸法を小さくするために同一偏向面に対して副走査方向にある角度をもって入射させている。
【００８０】
同一偏向面にて偏向走査された複数の光束は、第１結像レンズ６ａを通過した後、一方は折り返しミラーＭ１及びＭ２を介して第２結像レンズ６ｂを通過し、さらにカバーガラス７を介して、被走査面である感光ドラム８Ｂ上に集光する。他方は、第２結像レンズ６ｂを通過し、折り返しミラーＭ３とカバーガラス７を介して、被走査面である感光ドラム８Ａ上に集光する。このようにして、同一偏向面で偏向された複数の光束が、結像光学系において折り返しミラー等で分離され、各々の光束で対応する被走査面を走査している。
【００８１】
斜入射光学系を備えた光走査装置においては、各々の光路で折り返しミラーの枚数及び折り返し角度、あるいは結像レンズと折り返しミラーの配置順が異なる。そのため、結像光学系に入射する入射光量に対し、結像光学系を通過した光束の光量分布、即ち結像光学系における累積透過・反射光量（通過光量）が光路毎に異なる場合がある。
【００８２】
図１８乃至図２１は、本実施形態を採用した光走査装置で、結像光学系Ｂを通過することによる光量分布が傾きを備える場合に関連した図１８、図１９は、それぞれ被走査面Ａ、被走査面Ｂに対応する。また、結像光学系Ｂを通過することによる光量分布が湾曲を備える場合に関連した図２０、図２１は、それぞれ被走査面Ａ、被走査面Ｂに対応する。そして、（ｂ）のグラフは偏向器５による光量分布、（ｃ）は結像光学系による光量分布、（ｄ）は被走査面８上における光量分布をそれぞれ示している。
【００８３】
なお、各グラフには、分かり易くするため走査領域内の光量分布を１次関数で近似した一点鎖線と、実際には走査していない領域の光量分布を示した破線を追加している。
【００８４】
本実施形態では、複数の光路で共用している偏向器５による光量分布は傾きを持っている。そして、被走査面８Ａに向かう光路は共に第１の実施形態で説明した通り、θｕ＞θｌと設定することで、被走査面８Ａ上における光量分布の偏りを抑えている。
【００８５】
一方、被走査面８Ｂに向かう光路については、θｕ＞θｌと設定しても被走査面８Ｂ上における像面照度分布の偏りに変化が起こらない（図１９（ｄ））、あるいはθｕ＞θｌと設定すると被走査面８Ｂ上で光量分布の差を増大させる（図２１（ｄ））。
【００８６】
なお、図２１の被走査面８Ｂに向かう光路に限定すると、走査範囲をθｕ＜θｌと設定することで、光量分布の差を低減することはできるが、図２０の被走査面８Ａ上で光量分布の差を増大させることとなる。
【００８７】
従来のように走査範囲をθｕ＝θｌと設定し、各々の被走査面上における光量分布の差が許容量を超え両方の光路で電気的な補正手段を必要とする場合に比べ、本実施形態では片方の光路で電気的な補正手段を省くことができる。そして、他方の被走査面上における光量分布の差は増大するが、これについてのみ電気的な補正を行えばよい。
【００８８】
以上、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、低コスト化を実現しつつ、被走査面における複数の光束による光量分布の偏りの発生を抑制することができる。
【００８９】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は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。
【００９０】
（変形例１）
上述した実施形態では、第１の角度θｕ、第２の角度θｌを設定するものであったが、図１６で述べたように少なくとも一方が可変であるように構成することができる。具体的な手段としては、光源１の発光の開始、終了のタイミング（すなわち印字書き出し、書き終わりのタイミング）を制御する発光制御手段が用いられる。
【００９１】
（変形例２）
上述した実施形態では、結像光学系が折り返しミラーを備えるものであったが、本発明は結像光学系に折り返しミラーを備えないものであっても適用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１・・光源、５・・偏向器、６・・結像レンズ群、８・・被走査面
【図１】
2018101028.tif 000011
【図２】
2018101028.tif 000012
【図３】
2018101028.tif 000013
【図４】
2018101028.tif 000014
【図５】
2018101028.tif 000015
【図６】
2018101028.tif 000016
【図７】
2018101028.tif 000017
【図８】
2018101028.tif 000018
【図９】
2018101028.tif 000019
【図１０】
2018101028.tif 000020
【図１１】
2018101028.tif 000021
【図１２】
2018101028.tif 000022
【図１３】
2018101028.tif 000023
【図１４】
2018101028.tif 000024
【図１５】
2018101028.tif 000025
【図１６】
2018101028.tif 000026
【図１７】
2018101028.tif 000027
【図１８】
2018101028.tif 000028
【図１９】
2018101028.tif 000029
【図２０】
2018101028.tif 000030
【図２１】
2018101028.tif 000031