(57)【要約】【課題】複数の光路で中心像高に反射するビーム光束Ｑ３，Ｑ４の位相を一致させ易くすることができる光走査装置を提供する。【解決手段】複数の光源１１，１２から放射されたビーム光束Ｑ３，Ｑ４をそれぞれ異なる面によって偏向する一つの回転多面鏡１７と、回転多面鏡１７の異なる面によって偏向走査される各ビーム光束Ｑ３，Ｑ４を異なる被走査面１８，１９上に結像する光走査装置において、回転多面鏡１７の面数をｎ、回転多面鏡１７のビーム光束Ｑ３，Ｑ４の入射状態に関連する０を除く自然数をｋ、回転多面鏡１７への入反射角度をα（ｒａｄ）としたとき、α＝２π（１／２−ｋ／ｎ）を満たすようにｋ及びｎを設定した。【選択図】      図１
2009086420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源から放射されたビーム光束をそれぞれ異なる面によって偏向する一つの回転多面鏡と、該回転多面鏡の異なる面によって偏向走査される各ビーム光束を異なる被走査面上に結像する光走査装置において、
前記回転多面鏡の面数をｎ、前記回転多面鏡の前記ビーム光束の入射状態に関連する０を除く自然数をｋ、前記回転多面鏡への入反射角度をα（ｒａｄ）としたとき、
α＝２π（１／２−ｋ／ｎ）
を満たすようにｋ及びｎを設定したことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記回転多面鏡の面数をｎ、前記回転多面鏡の前記ビーム光束の入射状態に関連する０を除く自然数をｋ、前記回転多面鏡への入反射角度をα（ｒａｄ）としたとき、
α＝２π（１／２−ｋ／ｎ）＜π／２
を満たすようにｋ及びｎを設定したことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光源から放射されたビーム光束をそれぞれ異なる面によって偏向する一つの回転多面鏡と、該回転多面鏡の異なる面によって偏向走査される各ビーム光束を異なる被走査面上に結像する光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置、特に、タンデム方式のカラー画像形成装置においては、複数の感光体の表面を被走査面として光走査装置によりビーム光束を走査する事で各色の静電潜像を形成し、現像ユニットによって静電潜像がトナー像として可視化され、そのトナー像を中間転写体に重ね合わせたうえで転写紙にカラー画像転写している。
【０００３】
また、このような光走査装置としては、各色用の複数の感光体の各表面にビーム光束を照射（走査）している。
【０００４】
この際、光走査装置は、例えば、レーザーダイオードのような半導体レーザーからの拡散光をコリメートレンズによりカップリングして平行光束とした後、副走査方向にのみ正のパワーを持つシリンダーレンズ（シリンドリカルレンズ）により回転多面鏡の面上に主走査方向に線状に集光させる。
【０００５】
さらに、回転多面鏡の面上で集光されたビーム光束は等角速度運動する多面鏡によって偏向走査される。
【０００６】
多面鏡ミラーで偏光走査されたビーム光束はｆθレンズにより走査面上で等速直線走査に変換される。
【０００７】
ｆθレンズは、２群２枚の構成をとる場合が多く、第１レンズに走査特性を補正する機能の大部分を持たせている場合が多い。
【０００８】
この際、ビーム光束を１つの回転多面鏡の同一鏡面に入射させる方式と、２色分のビーム光束を１つの多面鏡に入射させ、残り２色のビームを前述したビーム光束と異なる鏡面に入射させて光走査を行う方式（例えば、特許文献１参照）とがある。
【０００９】
前者の方式は、走査特性の要となる第１のｆθレンズに４本のビーム光束を入射させる事が可能であり、各４本のビーム光束毎の走査特性のばらつきが出にくいというメリットがある。しかしながら、４本のビーム光束を個別の感光体に入射させるため、副走査方向にビーム光束を分離させる必要がある。
【００１０】
これにより、第１のｆθレンズの副走査方向に有効領域を大きく確保する必要があり、ビーム光束の分離機能と収差補正機能とを両立させなければならないことから、ｆθレンズの設計難易度が高くなるというデメリットがある。
【００１１】
これに対し、後者の方式の場合、１つの第１のｆθレンズには２本分のビーム光束を透過させるだけで良いため、ｆθレンズの設計難易度は前者の方式に比べ低くなるというメリットがある。
【００１２】
しかしながら、第１のｆθレンズを２つ使用する必要があるため、走査特性が各色でばらつくというデメリットがある。
【００１３】
但し、ｆθレンズのリニアリティはビデオ信号のクロック周波数を変調させたり、ＰＷＭ変調により電気的に補正可能である。
【００１４】
従って、ｆθレンズの走査特性のばらつきは電気的に補正することが可能であり、後者の方式の問題点は解決することができる。
【００１５】
以上の観点から、後者の方式を採用する方が、ｆθレンズの設計の難易度が低く、より良好に収差補正されたｆθレンズを得る事が可能である。
【特許文献１】特開平０６−２１７０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところが、上記の如く構成された光走査装置にあっては、後者の方式の場合、図４に示すように、回転多面鏡１に対して両サイド（対称位置）からビーム光束Ｑ１，Ｑ２を入射する構成となる。
【００１７】
この際、回転多面鏡１の面数と、ビーム光束Ｑ１，Ｑ２の回転多面鏡１への入反射角度との関係が厳密でないと走査の位相がずれてしまう。
【００１８】
即ち、図４に示すように、図示上側の光路は像高センターにビーム光束Ｑ１が位置しているが、図示下側の光路は像高センターではないところにビーム光束Ｑ２が位置している。
【００１９】
このため、ビデオ信号を書き出し始めるトリガーとなる光検出器（図示せず）は２つ必要となってしまうため、受光半導体が複数必要となり、コストアップの要因となるという問題があった。
【００２０】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、複数の光路で中心像高に反射するビーム光束の位相を一致させ易くす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】
【００２１】
本発明の光走査装置は、複数の光源から放射されたビーム光束をそれぞれ異なる面によって偏向する一つの回転多面鏡と、該回転多面鏡の異なる面によって偏向走査される各ビーム光束を異なる被走査面上に結像する光走査装置において、前記回転多面鏡の面数をｎ、前記回転多面鏡の前記ビーム光束の入射状態に関連する０を除く自然数をｋ、前記回転多面鏡への入反射角度をα（ｒａｄ）としたとき、
α＝２π（１／２−ｋ／ｎ）
を満たすようにｋ及びｎを設定したことを特徴とする。
【００２２】
この際、前記回転多面鏡の面数をｎ、前記回転多面鏡の前記ビーム光束の入射状態に関連する０を除く自然数を変数ｋ、前記回転多面鏡への入反射角度をα（ｒａｄ）としたとき、
α＝２π（１／２−ｋ／ｎ）＜π／２
を満たすようにｋ及びｎを設定するのがより好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の光走査装置は、複数の光路で中心像高に反射するビーム光束の位相を一致させ易くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の一実施形態に係る光走査装置について、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の一実施形態に係る光走査装置の光学系の説明図、図２は本発明の一実施形態に係る光走査装置の作用説明図、図３は本発明の一実施形態に係る光走査装置における回転多面鏡の面数とビーム光束の入射状態に関連する自然数と回転多面鏡への入反射角度との関係の説明図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る光走査装置は、ビーム光束Ｑ３，Ｑ４を放射するレーザーダイオード等の複数の光源１１，１２と、複数の光源１１，１２からのビーム光束Ｑ３，Ｑ４をカップリングして平行光束とする複数のコリメートレンズ１３，１４と、コリメートレンズ１３，１４を透過したビーム光束Ｑ３，Ｑ４を主走査方向に長く略線状に集光させるように副走査方向にのみ正のパワーを持つ複数のシリンドリカルレンズ１５，１６と、複数のシリンドリカルレンズ１５，１６からの各ビーム光束Ｑ３，Ｑ４をそれぞれ異なる面によって偏向する一つの回転多面鏡１７と、回転多面鏡１７で偏向走査された各ビーム光束Ｑ３，Ｑ４を異なる被走査面（例えば、傾斜ミラー）１８，１９にビームスポットとして結像せしめる複数のｆθレンズ２０，２１並びにシリンドリカルレンズ２２，２３と、を備えている。
【００２７】
回転多面鏡１７は、図２に示すように、２つのビーム光束Ｑ３，Ｑ４が入射するうちの一方のビーム光束Ｑ３の回転多面鏡１７の面上の反射点ｐから回転多面鏡１７の回転中心点Ｏの方向に向かって、垂線をおろした直線とｘ軸との角度をθとする。
【００２８】
反射点位置にオフセットが無い場合には、垂線は点Ｏを通過するが、オフセットがある場合には点Ｏを通過しない。
【００２９】
図２はオフセットが無い場合を示している。また、この時、反射したビーム光束Ｑ３はｙ軸と平行となるものとする。
【００３０】
入反射角度αは、ビーム光束Ｑ３の入射光と反射光とのなす角度を示しており、ｎを回転多面鏡１７の面数とする。この時、
α＝２π（１／２−ｋ／ｎ）…式１
を満たすようにｎ及び変数ｋを設定する事で、図２に示すような図示上側光路と図示下側光路とで中心像高での走査位置が一致する。これにより、上下で走査方向は逆になるが、中心像高での走査位置が一致しているため、走査は線分ｐｐ’とｘ軸の交点ｏ’の近傍を中心に点対称な走査とすることができる。
【００３１】
従って、上下光路での走査タイミングは１つの制御信号で制御することが可能となる。また、走査方向が逆になるので、データの書き出し方向を逆にすることに注意すれば、光検出手段（図示せず）は１つあれば十分である。
【００３２】
また、ここで変数ｋについて説明する。変数ｋは回転多面鏡１７の反射する面と走査ビームが中心像高に位置する場合の回転多面鏡１７の傾き具合によって決まる０を除く自然数である。
【００３３】
例えば、図３に示すようにθ＝πｋ／ｎ（ｒａｄ）とすれば、
（ｎ，ｋ）＝（９，１）の時、θ＝π／９（ｒａｄ）＝２０（ｄｅｇ）、
（ｎ，ｋ）＝（９，２）の時、θ＝２π／９（ｒａｄ）＝４０（ｄｅｇ）、
（ｎ，ｋ）＝（９，３）の時、θ＝π／３（ｒａｄ）＝６０（ｄｅｇ）、
となる。
【００３４】
尚、図示しないが、（ｎ，ｋ）＝（９，５）の場合には、θ＝５π／９（ｒａｄ）＝１００（ｄｅｇ）となる。
【００３５】
その時の入反射角度は、式１で算出するとα＝−２０（ｄｅｇ）となり、反対側からの入射となるため、k≧５の場合は除外する。変数ｋが除外される範囲はｎによって異なる。
【００３６】
従って、変数ｋは、光学系（光路）に対するレイアウト設計の容易性を考慮すると、ｋ＝３とするのが好ましい。
このように変数ｋは回転多面鏡17の反射した光路が像高中心に位置する時、回転多面鏡のどの面でどの回転角で反射するかを示す変数である。
【００３７】
尚、上記式１に対して、
α＝２π（１／２−ｋ／ｎ）＜π／２…式２
とし、この式２において入反射角度α≦π／２と限定するとこにより、９０（ｄｅｇ）を超える鈍角反射にすると、（ｎ，ｋ）＝（９，１）の場合のように、上側光路は下側から入射、下側光路は上側から入射という具合にビーム光束Ｑ３，Ｑ４が回転多面鏡１７の光路手前でクロスしてしまうからである。
【００３８】
こうなると、回転多面鏡１７の面上でビーム光束Ｑ３，Ｑ４を主走査方向に線状に集光するシリンドリカルレンズ２２，２３の配置が困難になる。また、回転多面鏡１７の面で鈍角反射の領域が多くなるため、反射率が低下し、光効率が低下する。
【００３９】
このように、本発明の光走査装置によれば、複数の光路で中心像高に反射するビーム光束Ｑ３，Ｑ４の位相が一致し易く、光走査の同期を取るための光検出器が１つあれば、ビデオデータの書き出しタイミングを容易に取ることができ、コストダウンに貢献することができる。また、検出器が一つであるので、検出器までの光路、検出器の配置スペースも１つ分のみで良く、光学設計を簡素化することができ、検出器等の配線の配策も簡素化することができる。さらに、検出器から参照する同期信号が１つであるので、処理回路等の設計も簡素化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る光走査装置の光学系の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光走査装置の作用説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光走査装置における回転多面鏡の面数とビーム光束の入射状態に関連する自然数と回転多面鏡への入反射角度との関係の説明図である。
【図４】従来の光走査装置における回転多面鏡へのビーム光束の入射状態の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｑ３…ビーム光束
Ｑ４…ビーム光束
１１…光源
１２…光源
１７…回転多面鏡
１８…被走査面
１９…被走査面
【図１】
2009086420.tif 000003
【図２】
2009086420.tif 000004
【図３】
2009086420.tif 000005
【図４】
2009086420.tif 000006