(57)【要約】【課題】簡単な手段で光学倍率の非対称な不均一性を改善し、被走査面上の複数の走査線の間隔が走査領域において実用上問題ない程度に均一な光走査装置およびそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の光源からの出射された複数の光束を偏向走査するための光偏向素子及び偏向走査された前記複数の光束を被走査面上に走査結像させる走査光学素子から構成される光走査装置において、前記走査光学素子の光軸と前記被走査面の法線の方向を、前記光偏向素子により前記光束が偏向走査される平面内において異ならせた。【選択図】      図１
2004219868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源からの出射された複数の光束を偏向走査するための光偏向素子及び偏向走査された前記複数の光束を被走査面上に走査結像させる走査光学素子から構成される光走査装置において、前記走査光学素子の光軸と前記被走査面の法線の方向を、前記光偏向素子により前記光束が偏向走査される平面内において異ならせたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記光源から出射される光束と前記走査光学素子の光軸は、前記光偏向素子により光束が偏向走査される平面内において方向が異ならせたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記走査光学素子は光軸に対して回転非対称な形状の屈折面または反射面を１面含む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】
前記複数の光束は４本以上であることを特徴とする請求項１、２、及び３の何れかに記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１、２、３、及び４の何れかに記載の光走査装置を具備した画像形成装置。
【請求項６】
請求項項１、２、３、及び４の何れかに記載の光走査装置を複数個具備した画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】
従来からの光走査装置は、光偏向素子として光偏光素子、走査光学素子として走査光学素子あるいはＦθミラーが一般に利用されている。また、記録の高速化、高密度化に伴い、複数の光束を用い複数の走査線を同時に形成する例も多く見られる。複数の光束を用いる場合、光束が偏向走査される平面に垂直な方向（副走査方向と称する）に関して各光束に対応する光源を僅かに異なる位置に配置し、光源から被走査面までの光学倍率を乗じて被走査面で所定の走査線間隔になるようにしている。光束が偏向走査される範囲（走査領域と称する）において前記光学倍率が不均一である場合、被走査面での複数の走査線の間隔が走査領域で不均一になる。特に光偏光素子へ入射光束が走査光学素子光軸と方向が異なる場合、光路長が走査光学素子光軸に対して非対称に変化するため、走査領域において前記光学倍率の非対称な不均一性が発生する。
【０００２】
光学倍率を走査領域で均一にする方法として副走査方向の曲率半径が主走査方向の形状と独立に変化する回転非対称な形状の面を２面用いて走査光学素子を構成する例がある（例えば、特許文献１参照）。これは非対称な光路長の変化を補正して光学倍率を対称にすることができ優れた方式であるが、構成の簡素化という課題がある。
【特許文献１】
特開２００１−００４９５１号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、簡単な手段で光学倍率の非対称な不均一性を改善し、被走査面上の複数の走査線の間隔が走査領域において実用上問題ない程度に均一な光走査装置およ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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題目的は、複数の光源からの出射された複数の光束を偏向走査するための光偏向素子及び偏向走査された前記複数の光束を被走査面上に走査結像させる走査光学素子から構成される光走査装置において、前記走査光学素子の光軸と前記被走査面の法線の方向を、前記光偏向素子により前記光束が偏向走査される平面内において異ならせることによって達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、以下図面を参照して説明する。
【０００６】
１は光源、２は光束、３は光偏向素子、４は走査光学素子、５は被走査面、６は走査光学素子４の光軸、７は被走査面５の法線、８は走査開始端、９は走査終了端である。光偏向素子３は回転多面鏡、走査光学素子４は３枚のレンズ、被走査面５は感光ドラムで構成されている。
【０００７】
諸元を表１に示す。表中の（１）は光偏光素子３の反射面、（２）乃至（７）は走査光学素子４を構成する３枚のレンズの面、（８）は被走査面５の面である。Ｒは主走査方向の光軸近傍の曲率半径、ｒは走査垂直方向の光軸近傍の曲率半径、ｔｈは面間距離、ｎは屈折率である。
【０００８】
【表１】
2004219868.tif 000003
【０００９】
（２）乃至（６）面は回転対称な面、（７）面は回転非対称な面である。（７）面の形状を以下に示す。主走査方向をＸ、副走査方向をＹ、光軸方向をＺとして、形状は式（１）で与えられる。
【００１０】
Ｚ＝ｆ０（Ｘ、Ｙ）＋ｆ２（Ｘ、Ｙ）…式（１）
ここでｆ０（Ｘ、Ｙ）は基本的なトーリック形状を表し、ｆ２（Ｘ、Ｙ）は回転非対称な追加関数を表す。各面と光軸の交点を原点としたローカル座標系のＸＺ平面における断面が式（２）で表され、ＸＺ平面にあり、Ｘ軸に平行で、Ｚ軸に沿って原点からｒの距離にある軸について回転対称である。
【００１１】
ｆ０（Ｘ、Ｙ）＝（Ｘ２／Ｒ／（１＋ＳＱＲＴ（１−（Ｘ／Ｒ）２））…式（２）
ＹＺ平面における断面は曲率半径ｒの円である。ｆ２（Ｘ、Ｙ）は式（３）で表される。
【００１２】
ｆ２（Ｘ、Ｙ）＝ΣａｌｍＸｌＹｍ  …式（３）
ここでａｌｍは定数であり、表２に示す。
【００１３】
【表２】
2004219868.tif 000004
【００１４】
また、光偏光素子に関する仕様を表３に示す。
【００１５】
【表３】
2004219868.tif 000005
【００１６】
走査光学素子の光軸６と被走査面の法線７のなす角度φ＝−０．４ｄｅｇである。
【００１７】
図４に走査角度による光路長の変化を示す。走査角度は走査開始端側を（＋）、
また光路長差は走査角度０ｄｅｇの場合との差で表し、増大側を（＋）とする。図５に被走査面上の複数の走査線間隔の相対値を示す。走査角度０ｄｅｇを基準とする。図５において、５１が本願実施例のφ＝−０．４ｄｅｇ、５２が従来例のφ＝０ｄｅｇである。φ＝０ｄｅｇの場合はａ２２＝−１．０Ｅ−６として像点位置を被走査面に合わせている。図からわかるように、φ＝−０．４ｄｅｇとすることにより、走査線間隔の非対称な不均一性を補正することができ、走査領域における走査線間隔の不均一性は約１／２に低減される。
【００１８】
次に本発明の作用を図２および図３を用いて説明する。走査光学素子４の光軸６と被走査面５の法線７は光束２が偏向走査される平面内（ＸＺ平面内）において方向を異ならせて配置している。これにより、走査領域の一方の端部（図２における走査開始端８）では被走査面５が走査光学素子４から遠ざかり、他方の端部（図２における走査終了端９）では走査光学素子４に近づく。これに伴う倍率の変化を簡単に示す。図３の上部は走査開始端、下部は走査終了端の何れも副走査方向の状態を示している。走査光学素子４に対する物点位置を光偏光素子３の反射面上に置き、走査光学素子４からの距離をＬ１とする。物点位置が光偏光素子３の反射面上あることは本願の効果を得るために必須の構成要件ではないが、光偏光素子３の反射面の倒れ補正を目的とした一般的な構成であるので、それに準じている。また、走査光学素子４から被走査面５までの距離は夫々異なるが、走査光学素子４の副走査方向の曲率半径を変化させて像点位置を何れも被走査面５に一致するようにしている。但し、像点位置を被走査面５に一致させることは本願の効果を得るための必須要件ではなく、焦点深度の範囲内であれば実用上差支えないものである。走査光学素子４からの像点位置までの距離を夫々Ｌ２Ｓ、Ｌ２Ｔとする。走査光学素子４による副走査方向光学倍率を、走査開始端がＭＳ、走査終了端がＭＴとおくと、夫々式（４）、式（５）で表される。
【００１９】
ＭＳ＝Ｌ２Ｓ／Ｌ１…式（４）
ＭＴ＝Ｌ２Ｔ／Ｌ１…式（５）
光源１から走査光学素子４の物点までの光学倍率は光路が共通のため同一であることから、走査開始端８と走査終了端９の光源から被走査面５までの光学倍率の比は上記ＭＳとＭＴの比となる。図２および３の場合、Ｌ２Ｓ＞Ｌ２ＴなのでＭＳ＞ＭＴであり、走査開始端８が走査終了端９よりＬ２Ｓ／Ｌ２Ｔ大きくなる。なお、走査光学素子４の主点間隔については無視している。
【００２０】
以上から、走査光学素子４の光軸６と被走査面５の法線７は光束２が偏向走査される平面内において方向が異なるように配置することにより、複数の走査線の間隔を走査領域において非対称に変化させることがわかる。
【００２１】
前記の実施例においては光源１、光偏光素子３および走査光学素子４までの相対位置を維持して被走査面５を傾けたが、逆に光源１、光偏光素子３および被走査面５の相対位置を維持して走査光学素子４を傾けても同様の原理で走査領域における倍率を変化させることができるので、同様の効果を得ることができる。またこの場合、必ずしも複数枚のレンズの光軸を一致させておく必要はなく、一部のレンズを傾けることも可能である。特に副走査方向に大きいパワーを有するレンズを傾けると有効性が高いことは容易に推察される。
【００２２】
また、走査光学素子４と被走査面５の間に反射鏡を配し、この反射鏡を傾けても同様な結果が得られる。
【００２３】
４本以上の複数光束を用いる場合には２本の場合に比べて、走査領域における倍率の不均一性の走査線間隔に対する影響が３倍以上になるため、さらに有効である。
【００２４】
さらには、光走査装置を複数個用いて複数色画像形成装置を構成する例がある。この時、複数色間相互の位置ずれなどの発生を抑えるためには各光走査装置の走査線間隔の相対値を厳しく抑える必要があり、その手段としても本発明は有効である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な手段で光学倍率の非対称な不均一性を改善し、被走査面上の複数の走査線の間隔が走査領域において実用上問題ない程度に均一な光走査装置およ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】
【図１】本発明の実施例を示す構成図
【図２】本発明の実施例を示す構成図
【図３】本発明の実施例を示す構成図
【図４】光路長の変化を示すグラフ
【図５】走査線の間隔を示すグラフ
【符号の説明】
１は光源、２は光束、３は光偏向素子、４は走査光学素子、５は被走査面、６は走査光学素子の光軸、７は被走査面の法線である。
【図１】
2004219868.tif 000006
【図２】
2004219868.tif 000007
【図３】
2004219868.tif 000008
【図４】
2004219868.tif 000009
【図５】
2004219868.tif 000010