(57)【要約】【課題】走査光学系におけるスポットのピーク強度の画角依存性を低減し、特にオーバーフィルド走査光学系を用いた高速な光走査装置においても有効走査域全域に渡って微細な印字を得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得ること。【解決手段】光源手段１から出射した光束を光偏向器６の偏向面６ａに該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させる入射光学系と、該光偏向器で反射偏向された光束を被走査面９上へ結像させる結像光学系７８と、を有する光走査装置において、該光偏向器と該被走査面との間の光路中に副走査方向の光束径を制限するスリット部材１０を設け、該被走査面上を走査する光束のスポットのピーク強度が有効走査域全域において、一定もしくは略一定となるようようにしたこと。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段から出射した光束を光偏向器の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させる入射光学系と、該光偏向器で反射偏向された光束を被走査面上へ結像させる結像光学系と、を有する光走査装置において、
該光偏向器と該被走査面との間の光路中に副走査方向の光束径を制限するスリット部材を設け、該被走査面上を走査する光束のスポットのピーク強度が有効走査域全域において、一定もしくは略一定となるようようにしたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記スリット部材の副走査方向のスリット幅は、主走査方向において中央部から周辺部に向かうに従い徐々に広く成るように形成されてい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】
主走査面を上方から見たとき、前記入射光学系の光軸と前記結像光学系の光軸は一致又は略一致していることを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２又は３記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
各々が請求項１、２又は３記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項７】
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項６記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に光源手段から出射した光束を光偏向器としてのポリゴンミラーにより反射偏向させ、走査レンズ系（結像光学系）を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有する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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置においては、装置の高速化、或いは高解像度化に対応するべく、偏向手段として小径ながら多数の反射面（偏向面）を有するポリゴンミラーを用いたオーバーフィルド走査光学系（ＯＦＳ走査光学系）が利用されてきている。
【０００３】
オーバーフィルド走査光学系ではポリゴンミラーのサイズを大型とすることなく多面化ができるため、該ポリゴンミラーを駆動するモータの負荷を軽くしつつ高速な走査が可能となる。
【０００４】
しかしながらオーバーフィルド走査光学系においては、画角（走査角）と共にポリゴンミラーからの反射光束の主走査方向の幅が変化し、その結果、被走査面上でのスポットの大きさや光量分布が走査方向にわたり不均一となるという問題点を有している。
【０００５】
図７はこの種のオーバーフィルド走査光学系を用いた光走査装置における光偏向器近傍の光束の状態を示した図である。
【０００６】
同図において点線で示される光源手段（不図示）からの入射光束７１は光偏向器としてのポリゴンミラー７６に１つのファセット（反射面）７６ａの主走査方向の幅よりも広い幅で入射している。そして入射光束７１の一部はファセット７６ａによって反射偏向されて反射光束７２となり、結像光学系を介して被走査面（不図示）へ導光される。このとき反射光束７２の主走査方向の幅はポリゴンミラー７６によって反射偏向される角度φによって変化する。入射光束７１の強度分布が幅方向で一定であったとしても、反射光束７２の幅はポリゴンミラー７６の回転角φと共に狭くなり、その結果、被走査面に達する光量も画角（走査角）と共に小さくなり、光量分布が不均一となる。
【０００７】
従来、この光量分布の不均一を補正した光走査装置が種々と提案されている（例えば特許文献１，２、３参照）。
【０００８】
特許文献１ではポリゴンミラーへの入射光束中に透過率分布を有するフィルタを挿入することによって、被走査面上での光量分布の不均一を補正している。また特許文献２、３ではポリゴンミラーへの入射光束中にスリットを挿入することによって、被走査面上での光量分布の不均一を補正している。
【特許文献１】
特開平０８−１６０３３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０８９２６号公報
【特許文献３】
特開２００１−１２５０３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献において特許文献１、２は被走査面上における主走査方向の光量分布をほぼ一定にする目的で補正を行っているだけであり、主走査方向の光束幅Ｆナンバーの変化によるスポット形状の変化とピーク強度の変化については何ら考慮されていない。特許文献３ではスリットによって光量分布をほぼ一定にする事とスポット径の面積変化を小さくする２つの概念を開示しているが、これらが同時に発生した場合の課題に関しては考慮されていない。具体的には上記の方法によって画角に依らず反射光束７２の光量を一定としても、光束幅が一定にならない為に、被走査面上のスポットサイズが変動する。この結果、光量が一定であるにもかかわらずスポット（結像スポット）のピーク強度が変動する。すなわち軸外の副走査方向の光束幅を広げて光束光量を軸上とほぼ同じにした場合、必要以上に副走査方向のスポットが小さくなりその結果スポットのピーク強度が軸上のそれよりも大きくなる。
この状態で例えば有効走査域で光束を連続点灯した場合は露光量は一定となるが、微細な文字、ハーフトーンの画像形成のための微小な点を印字する場合には画角による印字品質に差が生じる。即ち画角が大となるところで印字ドット露光分布の最大値が軸上とは異なり、印字のつぶれや逆に全く印字されない等の問題点が生じる。
【００１０】
本発明は走査光学系におけるスポットのピーク強度の画角依存性を低減し、特にオーバーフィルド走査光学系を用いた高速な光走査装置においても有効走査域全域に渡って微細な印字を得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の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の光走査装置は、
光源手段から出射した光束を光偏向器の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させる入射光学系と、該光偏向器で反射偏向された光束を被走査面上へ結像させる結像光学系と、を有する光走査装置において、
該光偏向器と該被走査面との間の光路中に副走査方向の光束径を制限するスリット部材を設け、該被走査面上を走査する光束のスポットのピーク強度が有効走査域全域において、一定もしくは略一定となるようようにしたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記スリット部材の副走査方向のスリット幅は、主走査方向において中央部から周辺部に向かうに従い徐々に広く成るように形成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
主走査面を上方から見たとき、前記入射光学系の光軸と前記結像光学系の光軸は一致又は略一致していることを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明の画像形成装置は、
請求項１、２又は３記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
【００１５】
請求項５の発明の画像形成装置は、
請求項１、２又は３記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【００１６】
請求項６の発明のカラー画像形成装置は、
各々が請求項１、２又は３記載の光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴としている。
【００１７】
請求項７の発明は請求項６の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２は本発明の実施形態１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００１９】
ここで、主走査方向とは光偏向器の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（光偏向器で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは光偏向器の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で結像光学系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。
【００２０】
同図において１は光源手段であり、例えば半導体レーザより成っている。２は光束変換素子（コリメーターレンズ）であり、光源手段１より出射された光束を略平行光束（もしくは発散光束もしくは収束光束）に変換している。４はレンズ系（シリンドリカルレンズ）であり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、コリメーターレンズ２を通過した光束を副走査断面内で後述するポリゴンミラー６の偏向面（反射面）６ａにほぼ線像として結像させている。３は開口絞り（アパーチャー）であり、通過光束を規制してビーム形状を整形している。
【００２１】
５は折り返しミラーであり、開口絞り３で規制された光束をポリゴンミラー６側へ反射させている。６は複数の偏向面を有する正多角柱形状の光偏向器であり、ポリゴンミラー（回転多面鏡）より成り、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００２２】
尚、コリメーターレンズ２、シリンドリカルレンズ４、開口絞り３、折り返しミラー５、第１の走査レンズ７等の各要素は入射光学系（光源部）の一要素を構成している。
【００２３】
本実施形態では光源手段１から出射した光束を入射光学系により主走査断面内において、ポリゴンミラー６の偏向面６ａの幅よりも広い光束幅で反射面（偏向面）６ａに入射させている。
【００２４】
７８は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系（走査レンズ系）であり、第１、第２の２枚の走査レンズ７，８を有しており、ポリゴンミラー６によって反射偏向された画像情報に基づく光束を主走査断面内において被走査面としての感光ドラム面９上にスポットに結像させ、かつ副走査断面内においてポリゴンミラー６の反射面６ａと感光ドラム面９との間を光学的に略共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００２５】
１０はスリット部材（以下、単に「スリット」とも称す。）であり、ポリゴンミラー６と感光ドラム面９との間の光路中に配置されており、副走査方向の光束径を制限し、また被走査面上を走査する光束のスポットのピーク強度が有効走査域全域において、一定もしくは略一定となるようようにしている。
【００２６】
尚、図１ではスリット部材１０を走査レンズ７と走査レンズ８との間に設けているが、ポリゴンミラー６と走査レンズ７との間、または走査レンズ８と感光ドラム面９との間に設けても良い。スリットは光源手段１とポリゴンミラー６の間に設けても良いが走査方向に対するスリット幅の変化が大きくなり、通過光束の形状が大きくなる、像高に対する正確な幅の調整が行ない難いなどの理由からポリゴンミラー６と感光ドラム面９の間の偏向光束中に設けることが望ましい。
【００２７】
このスリット部材１０の副走査方向のスリット幅（開口幅）は、主走査方向において中央部（軸上）から周辺部（軸外）に向かうに従い徐々に広く成るように形成されている。即ち、本実施形態においては所定の入射光束光量分布において、有効走査域端部においてスポットのピーク強度が軸上と同一もしくは略同一になるようにスリット幅を軸上から軸外に向かうに徐々に広く成るように形成している。
【００２８】
尚、上記略一定（略同一）とは有効走査域全域において、中央部と周辺部とのピーク強度の差が±１０％以下できれば±５％のことを言う。また上記所定の光束光量分布は、有効走査域端部におけるポリゴンミラー端部において、最大強度の５０％以上である。
【００２９】
９は被走査面としての感光ドラム面であり、その面上をスポットが等速で走査する。
【００３０】
本実施形態では図１に示すように走査レンズ系７８の光軸Ｌ１と光源手段１からポリゴンミラー６に入射する入射光学系の光軸Ｌ２とが被走査面９上面から見て一致するように構成している。このような構成の走査光学系を以下「軸上入射光学系」と称す。
【００３１】
本実施形態において光源手段１から出射された発散光束はコリメーターレンズ２によって略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ４に入射している。ここでシリンドリカルレンズ４に入射した略平行光束は副走査断面内においては光束は収束して開口絞り３にて規制され、折り返しミラー５を介して第１の走査レンズ７を通過し、ポリゴンミラー６の反射面６ａに入射し、該反射面６ａ近傍にほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。このとき反射面６ａに入射する光束は副走査断面内において、該反射面６ａに対して所定の角度で斜入射している（斜入射光学系）。また主走査断面内における光束はそのままの状態で開口絞り３にて規制され、折り返しミラー５を介して第１の走査レンズ７を通過し、ポリゴンミラー６の偏向角の中央、もしくは略中央から反射面６ａに入射している（正面入射）。このときの略平行光束の光束幅は主走査方向においてポリゴンミラー６の反射面６ａのファセット幅に対し十分広くなるように設定している（オーバーフィルド光学系）。
【００３２】
そしてポリゴンミラー６の反射面６ａで反射偏向された光束は第１の走査レンズ７、スリット１０、そして第２の走査レンズ８を介して感光ドラム面９上にスポットに結像され、該ポリゴンミラー６を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面９上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面９上に画像記録を行なっている。
【００３３】
図３は図１におけるポリゴンミラー近傍の光束の状態を示した図である。
【００３４】
同図において点線で示した領域３１が入射光学系からポリゴンミラー６に入射する入射光束であり、３２がポリゴンミラー６の反射面６ａで反射偏向された光束のうち被走査面に到達する状態の反射光束であり、６ａが入射光束３１に該当するポリゴンミラー６の１つの反射面（以下「ファセット」とも称す。）である。
【００３５】
ポリゴンミラー６は一定回転数で回転しており、ファセット６ａは入射光束３１の中を移動しながら入射光束３１を反射偏向する。このとき反射光束３２の幅はファセット６ａが入射光束と対向したとき図中の回転角φが０のとき最も広く、ファセット幅Ｗ６ａと等しくなる。回転と共に回転角φの絶対値が大きくなると、ファセット６ａが入射光束３１に対し傾斜するため、これによって決定される反射光束３２の幅は小さくなる。
【００３６】
今、回転角０°における反射光束幅をＷｏとし、これを１に正規化すると回転角φ°における反射光束幅Ｗ（φ）は
Ｗ（φ）＝ｃｏｓφ
である。さらに入射光学系からポリゴンミラー６に入射する入射光束３１は一般に光束内で光強度が一定ではない。
【００３７】
図４は図３における入射光束３１の主走査断面内での光強度を示した強度分布図である。同図において縦軸Ｉは光強度であり、光束の中央が最も光強度Ｉｏが高く周辺に行くに従い低下し光強度がＩｅｄｇｅとなる。これは図１に示した半導体レーザが放射状に光束を発散させるが、射出方向中央で最も光強度が高く、角度が大きくなるにつれ光強度が低下する性質を有している為である。このためこれを略平行な光束にした入射光束も同図で示す如く光束端部で光強度が低下する。
【００３８】
同図において矢印４１で示される範囲Ｗｏがポリゴンミラー６の回転角０°におけるファセット６ａによって切り取られ反射光束となる部分、矢印４２で示される範囲Ｗ（φｍａｘ）がポリゴンミラー６の回転角φｍａｘにおけるファセット６ａで反射光束となる部分である。ここで回転角φｍａｘは走査光学系の走査域最端部を走査するときのポリゴン回転角であり、前述の如く、範囲Ｗ（φｍａｘ）は、
Ｗ（φｍａｘ）＝Ｗｏ  ×  ｃｏｓ  （φｍａｘ  ）
で表わされる。
【００３９】
反射光束３２のエネルギーを入射光束３１のうちファセット６ａで切り取られる部分の強度積分で得られるとした場合、同図からも分かるとおり回転角０°における反射光束は入射光束の高強度部分を積分した光エネルギーを有しているのに対し、走査域端部の反射光束は入射光束の低強度部分を積分し、且つ積分する範囲も回転角０°の場合に比べて低い。
【００４０】
さらに主走査方向の光束の幅が画角に応じて変化することにより、該光束が被走査面上に結像した場合、スポット径が変化する。通過光路における焦点距離が一定ならば、一般にはスポット径は光束の幅に反比例する。
【００４１】
図５は被走査面上に結像したスポット（結像スポット）の主走査方向の断面形状を示した図である。同図において横軸ｙは走査位置（像高位置）を示す座標、Ｕ（ｙ）は像高ｙにおける結像スポットの持つ光エネルギーの総和を示すものであり、これは走査光学系を通過した光束のエネルギーに等しい。またＩｍａｘ（ｙ）は同じく像高ｙにおける結像スポットのピーク強度を示すものである。Ｄｘ（ｙ）は結像スポットの主走査方向の広がり幅（以下「スポット径」と称す。）を示しており、具体的にはピーク強度が１／ｅ２の強度に低下するときの幅を示すこととする。
【００４２】
同図において紙面に直交する方向には同様に副走査方向の結像スポットの広がり幅（スポット径）Ｄｚ（ｙ）があるが、ここでは図示を省略する。光エネルギーＵ（ｙ）と副走査方向のスポッ径Ｄｚ（ｙ）が一定であるとすれば、主走査方向のスポット径Ｄｘ（ｙ）が大きくなれば結像スポットのピーク強度Ｉｍａｘ（ｙ）は低下する。
【００４３】
実際には前述したように画角と共に光束のエネルギーも低下する為、さらに結像スポットのピーク強度Ｉｍａｘ（ｙ）は低下する。
【００４４】
図６は本実施形態におけるスリットの要部断面図である。
【００４５】
同図においてスリット１０は長手方向が図１における上下方向、すなわち主走査方向に対応し、短手方向が副走査方向に対応する。黒部は遮光部分であり、スリット部（白部）分のみ光束を通過させる。スリットは中央の幅が狭く左右に離れるにつれて幅を大としている。
【００４６】
尚、製造の容易さから副走査方向の幅は連続的でなく、段階的に広くなるようにしても良い。
【００４７】
同図において１０ａは軸上の光束のスリット上の断面を表し、１０ｂは走査域端部の光束の断面を表している。軸上光束１０ａは前述の理由により主走査方向の幅が広く、また光束の有するエネルギーも大きい。端部光束１０ｂは同様の理由により主走査方向の幅が軸上光束に対して狭く、エネルギーも低いものとなっている。
【００４８】
しかしながらスリット１０の副走査方向の幅は軸上で狭く軸外で広く設定されているため、該スリット１０を通過した光束は軸上光束のエネルギー低下が大きく、端部光束のエネルギー低下は小さい。これによりこのスリット１０が無い場合の被走査面９上の結像スポットのエネルギーの差に対して、スリット１０を用いた場合の差が小さくなる。さらに副走査方向の光束幅が端部光束において広くなるため、その結果、被走査面上での副走査方向のスポット径が端部で小となり、該端部における結像スポットのピーク強度が上昇する。
【００４９】
結像スポットのピーク強度は今まで説明した光束強度分布、ファセットによるけられ以外にも走査光学系の透過率分布、画角による収差変動による変化等も考慮する必要があり、スリットの幅の決定に関して理論解を与えることはできない。しかしながら、いかにこれらの影響を小さいとして具体的なスリットの形状モデルを作成する。
【００５０】
（１）使用する半導体レーザの広がり角は半値全角（ＦＦＰ）９°〜１６°でばらつくとする。角度と強度の関係はガウス分布とする。
【００５１】
（２）コリメータ−レンズのＦ値を７とする。
【００５２】
（３）ポリゴンミラーを８面とし、回転角を±２０．２５°とする。
【００５３】
この構成で入射光束端部の光強度ＩｅｄｇｅはＦＦＰが９°のときで５６．５％、ＦＦＰが１６°のとき８３．５％であった。スリットの設計を行なう場合は、これらの中間で最良の解を得ることが望ましいため、端部強度をその相乗平均値６８．７％として算出を行なう。
【００５４】
この状態でポリゴンミラーを２０．２５°回転させたときの反射光束のエネルギー  Ｕ（φｍａｘ）を計算したところ、軸上を１００％とした場合、
Ｕ（φｍａｘ）＝８７．２％
となった。また光束の幅  Ｗ（φｍａｘ）はコサイン関数に従い減少し、
Ｗ（φｍａｘ）＝９３．８％
となる。これらからスリットのない場合の有効走査域端部における結像スポットのピーク強度は軸上に対し、
Ｕ（φｍａｘ）×Ｗ（φｍａｘ）＝８１．８％
となることが見込まれる。前述のように実際の光学系に当てはめるにはレンズの収差によるピーク光量変化、光学系の透過率、反射率によるピーク光量変化などをさらに考慮する必要があるが、ここでは省略する。
【００５５】
これを元に端部光束の通過位置でのスリット幅を求める場合、該スリット幅を広げることによるエネルギー増加と、副走査方向のスポット径が縮小されることによるピーク強度の上昇の両方が加味される為、強度低下量に対し平方根を求めたうえで逆数を取る。
【００５６】
よって端部光束におけるスリット幅Ｓ（φｍａｘ）は、
2005017896.tif 000003
となり、軸上光束の通過位置に対し１０％幅を広げることで対応ができることが分かる。有効走査域全体にわたって同様の計算を行なうことによってピーク強度を一定にすることが可能である。
【００５７】
このようにスリットが無い状態では最大でピーク強度が８１．８％に低下する場合でも、本実施形態の手法に従いスリットを設計し、挿入することで有効走査域全域にわたってピーク強度をほぼ一定にすることができる。
【００５８】
このとき端部スポットのエネルギーはほぼ
Ｕ（φｍａｘ）×Ｓ（φｍａｘ）＝８７．２×１．１０＝９６．４％
と軸上と同一とはならないが、結像スポットのピーク強度が同等もしくはほぼ同等となるため通常の印字においては何ら問題なく、良好なる印字結果が得られる。
【００５９】
またこの状態でＦＦＰがばらつきの下限９°になった場合を想定すると有効走査域端部でのスポット強度は軸上に対し９６．６％、ばらつきの上限１６°になった場合には１０３．７％と、共に±５％の変動となり、画像形成上問題ない状態に構成できる。
【００６０】
このように本実施形態では上記の如くポリゴンミラー６と感光ドラム面９との間の光路中に配置したスリット部材１０の副走査方向のスリット幅を主走査方向において軸上から軸外に向かうに従い徐々に広く成るように形成することにより、使用する半導体レーザのＦＦＰのばらつきの範囲内のものについて、有効走査域端部における結像スポットのピーク強度を軸上と同等もしくはほぼ同等にすることができ、これにより該半導体レーザのばらつきに依らず良好なる印字を得ることができる。
尚対向入射（正面入射）ではなく斜入射となるときにはスリート開口は左右非対称な形状となる。
すなわち、入射光束に近い反射光（反射角が小さい）に対応するスリット幅が細く逆側を広くすることになる。
【００６１】
［実施形態２］
次に本発明の実施形態２について説明する。
【００６２】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、結像スポットのピーク強度に影響を及ぼす他の要因をも考慮してスリット形状を設定したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００６３】
即ち、本実施形態では光学系の透過率、反射率分布、収差によるぼけ、光束内の強度分布のスポット形状に及ぼす影響等をも考慮して実際のスリット形状を設定している。
【００６４】
実際には、より精度の高いシミュレーションや実験を行い、使用範囲のＦＦＰにおいて有効走査域周辺と有効走査域中央で結像スポットのピーク強度がほぼ一致するように副走査方向のスリット幅（開口幅）を求めればよい。
【００６５】
例えば副走査方向のスリット幅を全域で一定値Ｗｓｏにした場合における走査域両端の光束における結像スポットのピーク強度の低下を算出あるいは測定してＨとする。次にこの光束に対応するポリゴン回転角をφｍａｘとして、この光束通過位置のスリット幅Ｗｓ（φｍａｘ）を次式のように決定すれば良い。
【００６６】
Ｗｓ（φｍａｘ）  ＝  Ｗｓｏ／  ｓｑｒｔ（  Ｈ  ）
尚、その他の部分はその間、或いは  さらに測定点を増やしてそれぞれの位置における幅を上述の方法で決定し、これを多項式関数などで補間する形状にすればよい。この場合、中央から周辺に向かって単調に増加する形状になるとは限らない。
【００６７】
［実施形態３］
次に本発明の実施形態３について説明する。
【００６８】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、副走査方向のスリット幅の変化が光束の中で５％以内になる程度に、スリット１０をポリゴンミラー６から遠ざけて配置したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００６９】
即ち、スリット１０をポリゴンミラー６に近接させるとスリット形状の変化が急になり、特に光束の中で急激にスリット形状が変化することになり、結像スポットがひずむなどの問題点が発生しやすい。
【００７０】
そこで本実施形態では副走査方向のスリット幅の変化が光束の中で５％以内になる程度にスリット１０をポリゴンミラー６から遠ざけることにより、上記の問題点を解決している。
【００７１】
［実施形態４］
次に本発明の実施形態４について説明する。
【００７２】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、折り返しミラー５の位置又は／及び角度を調整することによって、スリット１０上での光束位置を調整可能としたことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００７３】
即ち、上記実施形態３のようにスリットをポリゴンミラーから遠ざけた場合、上記の課題は解決するが、光束が副走査方向にずれてスリットに入射する場合がある。
【００７４】
そこで本実施形態ではこのような場合には反射ミラー５の位置又は／及び角度を調整し、スリット上での光束位置を調整可能とすることにより、副走査方向の非対称なけられや、結像スポットの乱れ等を効果的に防止し、強度ピークの低下を補正している。
【００７５】
［実施形態５］
次に本発明の実施形態５について説明する。
【００７６】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、スリット１０を走査レンズ系の光軸に対し上下方向又は／及び光軸方向に対し回転調整可能としたことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００７７】
即ち、本実施形態ではスリット１０を走査レンズ系の光軸に対し上下方向又は／及び光軸方向に対し回転調整可能とすることにより、光束がスリットにけられないように効果的に補正している。
【００７８】
［実施形態６］
次に本発明の実施形態６について説明する。
【００７９】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、スリット１０を走査方向に移動可能となるように構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００８０】
即ち、本実施形態ではスリット１０を走査方向に移動可能となるように構成することにより、入射光学系からの光束の強度分布非対称性等による被走査面上のスポット強度分布非対称性を効果的に補正している。
【００８１】
［実施形態７］
次に本発明の実施形態７について説明する。
【００８２】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、スリット１０を光束軌跡に合わせて弓状に形成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００８３】
軸上入射光学系ではポリゴンミラーへの入射光束と射出光束を分離するために副走査断面内においては、ポリゴンミラーの回転平面に対し角度を持って光束を入射させている。このため反射偏向された光束は円錐状の曲面に沿って走査され、平面スリット上においては光束の軌跡は弓状になる。
【００８４】
そこで本実施形態ではスリットを光束軌跡に合わせて弓状に形成することにより走査線湾曲を効果的に補正している。
【００８５】
［実施形態８］
次に本発明の実施形態８について説明する。
【００８６】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、スリット１０を平面ではなく、その一部を湾曲させて形成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００８７】
即ち、本実施形態ではスリットを平面ではなく周辺がポリゴンミラーに近づくように湾曲させて形成することにより、走査線湾曲を効果的に補正している。
【００８８】
尚、スリット１０を板金あるいは柔軟性のある樹脂で形成して取り付け部にガイドを形成して、これに沿わせて位置を出すようにすれば簡便に形成できる。
【００８９】
［実施形態９］
尚、以上の各実施形態は被走査面上の結像スポットのピーク強度の変動の発生に関し、オーバーフィルド走査光学系について述べたが、実施形態９はこれに限定されるものではない。
【００９０】
例えば走査される光束のエネルギーはポリゴンミラーの反射面の角度特性や、走査レンズの表面反射の角度特性、折返しミラー等の角度特性によって変動する。また感光体の感度も画角によって変化する。これは感光体表面の反射率が角度によって変化し、反射損失が画角によって変わるためと考えられている。
【００９１】
いま所定の像高（走査位置）における走査光学系において、スリット幅を一定にした場合の結像スポットのピーク強度をＩａ、所望のピーク強度をＩｉとするとき、この像高に変更される光束の通過位置におけるスリット幅をｓｑｒｔ（Ｉｉ／Ｉａ）に設定すれば良い。これにより前述の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００９２】
［画像形成装置］
図８は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは、実施形態１〜９のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【００９３】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【００９４】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【００９５】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図８において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【００９６】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図８において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【００９７】
図８においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００９８】
［カラー画像形成装置］
図９は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、光走査装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図９において、２６０はカラー画像形成装置、２１１，２１２，２１３，２１４は各々実施形態１〜９に示したいずれかの構成を有する光走査装置、２２１，２２２，２２３，２２４は各々像担持体としての感光ドラム、２３１，２３２，２３３，２３４は各々現像器、２５１は搬送ベルトである。
【００９９】
図９において、カラー画像形成装置２６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器２５２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。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ２５３によって、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。これらの画像データは、それぞれ光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム２４１，２４２，２４３，２４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１００】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（２１１，２１２，２１３，２１４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１０１】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４面上に形成している。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。
【０１０２】
前記外部機器２５２としては、例えばＣＣＤセンサ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２６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く適宜に定めたスリット部材を光偏向器と被走査面との間に配置することにより、走査光学系におけるスポットのピーク強度の画角依存性を低減することができ、特にオーバーフィルド走査光学系を用いた高速な光走査装置においても有効走査域全域に渡って微細な印字を得ることができる簡易な構成の光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の主走査断面図
【図２】本発明の実施形態１の副走査断面図
【図３】本発明の実施形態１における光偏向器近傍の入射光束および反射光束を示す図
【図４】図３における入射光束の主走査断面内での強度分布を示した強度分布図
【図５】被走査面上に結像したスポットの主走査方向の断面形状を示した図
【図６】本発明におけるスリットとスリット上の光束の断面形状を示す図
【図７】従来の光偏向器近傍の入射光束および反射光束を示す図
【図８】本発明の画像形成装置の要部断面図
【図９】本発明のカラー画像形成装置の要部断面図
【符号の説明】
１  光源手段
２  光束変換素子（コリメータ−レンズ）
３  開口絞り
４  レンズ系（シリンドリカルレンズ）
５  折り返しミラー
６  光偏向器
６ａ  偏向面
７８  結像光学系（走査レンズ系）
７  第１の走査レンズ
８  第２の走査レンズ
９  被走査面
１０  スリット部材
１００  光走査装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
１０４  画像形成装置
１０７  現像装置
１０８  転写ローラ
１０９  用紙カセット
１１０  給紙ローラ
１１１  プリンタコントローラ
１１２  転写材（用紙）
１１３  定着ローラ
１１４  加圧ローラ
１１５  モータ
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
２１１、２１２、２１３、２１４  光走査装置
２２１、２２２、２２３、２２４  像担持体（感光ドラム）
２３１、２３２、２３３、２３４  現像器
２４１，２４２，２４３，２４４  光束
２５１  搬送ベルト
２５２  外部機器
２５３  プリンタコントローラ
２６０  カラー画像形成装置
【図１】
2005017896.tif 000004
【図２】
2005017896.tif 000005
【図３】
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【図４】
2005017896.tif 000007
【図５】
2005017896.tif 000008
【図６】
2005017896.tif 000009
【図７】
2005017896.tif 000010
【図８】
2005017896.tif 000011
【図９】
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