(57)【要約】【課題】本発明は、回転非対称なスリット等を用いる事なく主走査方向、副走査方向のＮＡを概略等しくして、被走査面上で等方的な形状の結像光束が得られる光走査装置を提供することを課題とする。【解決手段】第２光学系の焦点距離をｆ２、第３光学系の焦点距離をｆ３、第４光学系の光束が偏向走査される平面内における焦点距離をｆ４、第４光学系の光束が偏向走査される平面に垂直な平面内における横倍率をＭとした時、概略Ｍ＝ｆ２ｆ４／ｆ３２の関係を満たすようにする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光点を有する光源から出射された光束を光偏向手段により被走査面に偏向走査する光走査装置において、上記光偏向手段は上記光束を反射するための反射面を有し、上記光源と上記反射面の間には、光源に近い方から順に、光源からの光束を略平行にするためのコリメート光学系、上記光束が偏向走査される平面内に屈折作用を有する第２光学系、上記光束が偏向走査される平面内において第２光学系と共焦点系をなし、かつ上記反射面近傍に該コリメート光学系からの光束を上記光束が偏向走査される平面に垂直な平面内において結像させる作用を有する回転対称な第３光学系が配置されており、上記反射面と被走査面の間には、上記光束が偏向走査される平面に垂直な平面内において上記反射面と被走査面とを略共役な関係とし、かつ光偏向手段により偏向された光束を被走査面近傍に結像させる作用を有する第４光学系が配置されており、第２光学系の焦点距離をｆ２、第３光学系の焦点距離をｆ３、第４光学系の光束が偏向走査される平面内における焦点距離をｆ４、第４光学系の光束が偏向走査される平面に垂直な平面内における横倍率をＭとした時、概略Ｍ＝ｆ２ｆ４／ｆ３２の関係を満たすことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記コリメート光学系と前記反射面の間に、光束径を制限する開口部材を配置し、該開口部財は光束が偏向走査される平面内と光束が偏向走査される平面に垂直な平面内における開口幅が等しいことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
上記開口部材は前記コリメート光学系の鏡筒と一体化されていることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
上記開口部材は前記コリメート光学系の後側焦点近傍に配置されていることを特徴とする請求項３記載の光走査装置。
【請求項５】
上記光源から出射された光束の拡がり角度は等方的である事を特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、または５に記載の光走査装置を備えたレーザプリンタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザプリンタ等に用いられる光走査装置およびレーザプリンタ装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタの印刷速度の高速化、および高ドット密度化に伴い、複数光束による光走査装置が広く用いられている。これら光走査装置にはアレイ状に配列された半導体レーザ光源を用いる例がある（特許第２７４１１９５号明細書）。
【０００３】
光偏向手段として、反射面を有する回転多面鏡が一般に用いられているが、この反射面の倒れ誤差補正のために、光束が偏向走査される方向（以下主走査方向と称す）とそれに垂直な方向（以下副走査方向と称す）で異なる光学素子の配置をとっている。
【０００４】
このような光走査装置において、スリットなどの光束径を制限する開口部材を用い、その開口を主走査方向と副走査方向で夫々適切な幅として、感光ドラム面上で等方的な形状の結像光束が得られるようにした例がある（特開平６−２０８０６８号公報）。この場合、一般に開口幅は主走査方向と副走査方向で異なる、すなわち回転非対称な形状である。
【０００５】
しかしながら、回転非対称な形状のスリットは配置時の回転誤差を抑える必要があるため、配置上の制約が多い。例えば、コリメート光学系など回転対称な光学素子の鏡筒などとの一体化は困難である。また、回転誤差が大きいと結像光束に影響を及ぼす。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、回転非対称な形状のスリット等を用いる事なく、被走査面上で等方的な形状の結像光束が得られる光走査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、回転対称な開口に対して主走査方向および副走査方向において開口数（ＮＡ）が略同一となるように、光学素子の焦点距離等を最適化することによって達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の作用を模式的に示す。図２に光走査装置の主走査方向の配置を示す。
１１は光源、１２は光束、１０はコリメート光学系、１３は第２光学系、１４は第３光学系、１５は回転多面鏡反射面、１６は第４光学系、１７は被走査面である。第２光学系の焦点距離をｆ２、第３光学系の焦点距離をｆ３、第４光学系の光束が偏向走査される平面内における焦点距離をｆ４とする。コリメート光学系１０を透過した光束１２の径をδ１とする。被走査面１７における光束１２の開口数ＮＡ１は（２）式で与えられる。
【０００９】
ＮＡ１＝δ１ｆ３／（ｆ２ｆ４）　　…（２）
図３に副走査方向の配置を示す。コリメート光学系１０を透過した光束１２の径をδ２とする。第４光学系の副走査方向横倍率をＭとする。被走査面１７における光束１２の開口数ＮＡ２は（３）式で与えられる。
【００１０】
ＮＡ２＝δ２／（ｆ３Ｍ）　　…（３）
（２）式、および（３）式から、ＮＡ１＝ＮＡ２、δ１＝δ２となる条件を求めると、（１）式となる。
【００１１】
Ｍ＝ｆ２ｆ４／ｆ３２　　　　…（１）
図１に本発明の実施例を示す。図において１はレーザ光源、２はコリメータレンズ、３はスリット、４は主走査方向に屈折作用を有するシリンドリカルレンズ、５は球面レンズ、６は回転多面鏡、７は走査レンズ、８は感光ドラム、９は光軸、１０１および１０２は光束である。走査レンズ７は３個のレンズ７１乃至７３で構成されている。レーザ光源１は概略主走査方向に配列された２個の発光点１１および１２を有している。発光点１１、１２から出射された光束１０１、１０２は、コリメート光学系であるコリメータレンズ２、光束径を制限する開口部材であるスリット３、第２光学系であるシリンドリカルレンズ４、第３光学系である球面レンズ５、光偏向手段である回転多面鏡６、第４光学系である走査レンズ７を介して、被走査面である感光ドラム８に結像される。
【００１２】
本発明の実施例の諸元を表１乃至表３に示す。表中の（１）はスリット３の面、（２）、（３）はシリンドリカルレンズ４の面、（４）、（５）は球面レンズ５の面、（６）は回転多面鏡６の反射面、（７）、（８）は走査レンズ７１の面、（９）、（１０）は走査レンズ７２の面、（１１）、（１２）は走査レンズ７３の面、（１３）は感光ドラム８の面である。Ｒは主走査方向の光軸９上の曲率半径、ｒは副走査方向の光軸９上の曲率半径、ｔｈは面間距離、ｎは屈折率である。（１０）は、主走査方向をＸ、副走査方向をＹ、光軸方向をＺとして、（４）式で与えられる。
【００１３】
Ｚ＝ｆ０（Ｘ、Ｙ）＋ｆ２（Ｘ、Ｙ）　…（４）
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。光軸と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（５）式で表され、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。
【００１４】
ｆ０（Ｘ、Ｙ）＝（Ｘ２／Ｒ）／（１＋ＳＱＲＴ（１−（Ｘ／Ｒ）２））　…（５）
従って、ＹＺ平面における断面は曲率半径ｒの円となる。ｆ２（Ｘ、Ｙ）は（６）式で表される。
【００１５】
ｆ２（Ｘ、Ｙ）＝ａ０９ＸＹ２＋ａ１３Ｘ２Ｙ２　　…（６）
ここでａｌｍは定数である。
【００１６】
【表１】
2004020787.tif 000003
【００１７】
【表２】
2004020787.tif 000004
【００１８】
【表３】
2004020787.tif 000005
【００１９】
δ１、δ２＝２．０ｍｍである事を基に、（２）式、（３）式を用いてＮＡ１、ＮＡ２を求めると、次のようになる。
【００２０】
ＮＡ１＝ＮＡ２＝０．０２
このように主走査方向と副走査方向のＮＡが等しくなるので、ドラム面上で概略等方的な形状の結像光束を得る事ができる。
【００２１】
図４にコリメータレンズとスリットの配置例を示す。図において、２１は鏡筒であり、鏡筒を介してコリメータレンズとスリットが一体化されている。また、スリットはコリメータレンズの後側焦点近傍に配置されている。
【００２２】
光源から出射された光束の拡がり角が非等方的である場合には、本実施例のように主走査方向と副走査方向で開口幅の等しいスリットを用いた場合であっても光束内の光量分布は必ずしも等方的とはならない。結像光束の形状はＮＡのみで決定されるものではないため、このような場合厳密な意味で等方的な形状とはなり得ないが、実用上問題無い程度であれば差し支えない。
【００２３】
光源から出射された光束の拡がり角度が等方的である場合には必ずしもスリットを設ける必要は無い。
【００２４】
スリットをコリメータレンズの後側焦点近傍に配置する事は、スリット透過後の複数の光束径を等しくするのに適当である。
【００２５】
スリットをコリメータレンズの鏡筒と一体化する事により、調整等によりコリメータレンズの位置が変わっても上記スリットとの相対的位置関係を維持する事ができ、また部品点数を削減するのに効果がある。
【００２６】
スリットの開口が回転対称であれば、コリメータレンズとスリットが一体化されている場合でも、コリメータレンズを回転させて位置調整する事が可能である。この光走査装置はレーザプリンタ装置の印刷速度の高速化、および高ドット密度化に適している。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば回転非対称なスリット等を用いることなく、主走査方向、副走査方向のＮＡを概略等しくする事ができるため、被走査面上で等方的な形状の結像光束が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図。
【図２】本発明の主走査方向の作用を示す図。
【図３】本発明の副走査方向の作用を示す図。
【図４】本発明のコリメータレンズとスリットの配置例を示す図。
【符号の説明】
１…光源
２…コリメート光学系
３…開口部材
４…第２光学系
５…第３光学系
６…光偏向手段
７…第４光学系
８…被走査面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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