(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向と交差する副走査方向に各々入射光と反射光が重複しないように副走査方向で同一方向に所定角度だけ光軸が傾くように入射された複数の光束を反射すると共に前記主走査方向に偏向させる偏向手段と、前記偏向手段により前記副走査方向に異なる角度で反射された複数の光束について各々光スポットが走査されるように被走査面上に集束させる走査光学系と、を備えた光走査装置において、
前記走査光学系を、前記複数の光束について前記主走査方向に結像させる同一の第１光学系と、前記複数の光束の各々に対応されかつ前記副走査方向に集束させる複数の第２光学系とから構成しかつ前記偏向手段の偏向面と被走査面とが副走査方向に共役関係となるように前記第１光学系と第２光学系を構成し、
前記光軸が傾くように複数の光束を入射させることで生じる被走査面上における複数の走査線の湾曲について副走査方向の走査線湾曲の差が抑制されるように、前記偏向手段による偏向位置と被走査面との関係として副走査方向の前記走査光学系の共役倍率を、複数光束の間で異なるように設定した
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記偏向手段における副走査方向の反射角度が大きい光束側の共役倍率を、副走査方向の反射角度が小さい光束側の共役倍率より小さく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。
【請求項３】
副走査方向について、偏向された光束の光軸と第１光学系の光軸とのなす角度が大きい光束側の共役倍率を、前記偏向された光束の光軸と第１光学系の光軸とのなす角度が小さい光束より小さく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。
【請求項４】
各光束に対応して各光束の大きさを制限する開口手段を各々有し、該開口手段は副走査方向の幅が異なることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記偏向手段へ光束を入射するための複数の光束を射出する光源をさらに有し、前記複数の光束の各々に対する該光源から被走査面までの副走査方向の倍率を相互に略同一と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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置にかかり、特に、複数光束を用いて同一感光体の異なる位置の走査や複数の感光体の走査を行い画像を記録するレーザー複写機、レーザープリンタ、レーザーファクシミリ等の光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の光束（レーザービーム）により同一感光体の異なる位置もしくは異なる感光体を露光走査し静電潜像を形成することにより多色画像を記録するプリンタやデジタル複写機等が広く知られている。例えば、異なる被走査面を複数ビームで露光走査する光走査装置が提案されている（特開昭５６−１６１５６６号、特開平２−５８０１４号公報参照）。
【０００３】
図９に示すように、異なる被走査面を複数ビームで露光走査する光走査装置では、複数の光源からの光束は各光源毎に設けられた変調器およびビーム整形光学系を介して同一回転多面鏡へ入射される。回転多面鏡により偏向された各光束は同一のｆθレンズを通過した後、平面鏡により分離され、各光束毎に設けられた円筒レンズに入射された後、異なる位置を走査される。走査露光され形成された潜像は異なる色の現像により多色の画像を記録する。なお、異なる走査位置は同一記録媒体の異なる位置または異なる記録材料でも可能である。
【０００４】
この走査装置は２本の光束をｆθレンズ出射後に空間的に分離するために各光束のｆθレンズヘの副走査方向入射角度を異ならせている。ところが、ｆθレンズヘ副走査方向に角度を持って入射することにより走査線の湾曲（所謂Ｂｏｗ）が生じる。このため、円筒レンズを被走査面の手前に配置することによって、弓状の走査線の湾曲を補正することが示されている。
【０００５】
ところで、回転多面鏡の小型化、光学性能の左右対称性確保の点で有利なものとして所謂正面入射ダブルパス走査光学系が提案されている（特開平９−９６７７３号公報参照）。この正面入射ダブルパス走査光学系では、主走査方向のみ曲率を有するｆθレンズを傾けて配置することによって、ダブルパス光学系で生じやすい入射光のｆθレンズ表面反射による迷光を防止して安価でありながら良好な光学性能を確保することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、正面入射走査光学系において入射光束と出射光束とを分離するために偏向面に対し副走査方向に所定角度で光束を入射するより生じるＢｏｗは、単色の記録装置であれば数百μｍ程度までのＢｏｗであれば殆ど認知できず実用上も問題無いが、複数光束で異なる位置を露光走査して異なる色の画像を形成する記録装置では、複数光束間でＢｏｗの度合いが異なり、異なる色で画像を形成すると数十μｍの差であっても色ずれとして認知される。すなわち、図１０に示すように、図１０（イ）に示す走査線Ａと図１０（ロ）に示す走査線Ｂとで異なる湾曲となる場合、図１０（ハ）に示す多色画像として合成されると、色ずれとして容易に認知されることになる。また、Ｂｏｗの差は画像中央と画像端部で色ずれ量が変化することであり、色ムラとなり良好な画像を得ることができない。
【０００７】
このＢｏｗの防止を図るため、特開昭５６−１５１５６６号には被走査面の前に円筒レンズの焦点を位置させることが提案されている。しかしながら、円筒レンズ焦点に被走査面が配置されるために、回転多面鏡への斜入射によるＢｏｗを完全には補正できない。
【０００８】
また、特開平２−５８０１４号にはｆθレンズの出射主平面を偏向面近傍に配置し、被走査面手前に配置したトーリック面を有するアナモフィックな集光レンズを各光束毎に設けることによって副走査方向の像面湾曲を小さくしつつ、偏向器への斜入射によるＢｏｗを補正することが示されている。しかしながら、出射主平面を偏向反射面近傍にする必要がありｆθレンズ設計自由度を制限することになると共にアナモフィック集光レンズは被走査面前に配置するため大型化し、製造が困難である。
【０００９】
なお、特開平２−２８９８１６号公報には平行平面板を副走査対応方向に回転することによってＢｏｗを補正する技術が提案されているが、平行平面板を回転すると、ｆθ特性が変化することになり、主走査方向の色ずれが生じる。
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮して、安価でかつ小型化可能に、複数光束間の位置ずれを抑制することが可能な光走査装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、複数の光束により同一感光体の異なる位置または異なる感光体を露光走査して多色画像を記録するときに、形成される走査線に湾曲が存在すると、視認され易い色ずれが生じるということに着目し、本発明に到達したものである。
【００１２】
本発明は、主走査方向と交差する副走査方向に各々入射光と反射光が重複しないように副走査方向で同一方向に所定角度だけ光軸が傾くように入射された複数の光束を反射すると共に前記主走査方向に偏向させる偏向手段と、前記偏向手段により前記副走査方向に異なる角度で反射された複数の光束について各々光スポットが走査されるように被走査面上に集束させる走査光学系と、を備えた光走査装置において、前記走査光学系を、前記複数の光束について前記主走査方向に結像させる同一の第１光学系と、前記複数の光束の各々に対応されかつ前記副走査方向に集束させる複数の第２光学系とから構成しかつ前記偏向手段の偏向面と被走査面とが副走査方向に共役関係となるように前記第１光学系と第２光学系を構成し、前記光軸が傾くように複数の光束を入射させることで生じる被走査面上における複数の走査線の湾曲について副走査方向の走査線湾曲の差が抑制されるように、前記偏向手段による偏向位置と被走査面との関係として副走査方向の前記走査光学系の共役倍率を、複数光束の間で異なるように設定したことを特徴とする。
【００１３】
本発明では、走査光学系によって、副走査方向に異なる角度で反射された複数の光束の各々を光スポットが被走査面上で走査線として走査されるように集束させる。例えば異なる位置で光スポットが走査されるように集束させることができる。この走査光学系は、第１光学系と第２光学系から構成される。第１光学系は複数の光束を主走査方向に結像させるもので、第２光学系は複数の光束の各々を副走査方向に集束させるものである。偏向手段には副走査方向に所定角度だけ光軸が傾くように光束が入射されるので、走査光学系にも光軸が傾くように光束が入射される。これにより、被走査面上に形成される走査線は湾曲する（所謂Ｂｏｗが生じる）ことになる。そこで、走査線湾曲の差が抑制されるように、偏向位置と被走査面との関係として副走査方向の走査光学系の共役倍率を、複数光束の間で異なるように設定する。例えば、発生するＢｏｗが大きい光束に対応する共役倍率を小さくし逆にＢｏｗの発生が小さい光束に対応する共役倍率を大きくする。これによって、被走査面でのＢｏｗの量が一致したり減少させたりできる。このように、光束を走査した場合に生じる走査線の湾曲について複数光束の間の湾曲の差を抑制することによって、新規の光学素子を追加することなく視認され易い色ずれや色むらを減少させることができる。
【００１４】
本発明の光走査装置では、前記偏向手段における副走査方向の反射角度が大きい光束側の共役倍率を、副走査方向の反射角度が小さい光束側の共役倍率より小さく設定することができる。
【００１５】
被走査面上に形成される走査線は、偏向手段による反射角度が大きくなるに従って湾曲が大きくなる。すなわち、偏向手段への入射角度が大きくなるに従って湾曲が大きくなる。これは偏向面への副走査方向の斜入射によって発生する偏向走査面の湾曲が大きくなるためである。これによって、偏向面の副走査方向の反射角度（入射角度）が大きい光束に対応する共役倍率を小さくすることによって複数光束間の走査線湾曲の差を減少させたり一致させたりすることができる。これによれば、各光束の偏向手段以降の共役倍率を異なるように設定したのでＢｏｗ差を抑制でき、色ずれのない良好なカラー画像を得ることができるという効果がある。
【００１６】
また、本発明の光走査装置では、副走査方向について、偏向された光束の光軸と第１光学系の光軸とのなす角度が大きい光束側の共役倍率を、前記偏向された光束の光軸と第１光学系の光軸とのなす角度が小さい光束より小さく設定することができる。
【００１７】
光走査装置では、迷光が生じたり主走査による光束の大きさが変化することがある。このような迷光や主走査端部におけるビーム径の太りを防止することやＢｏｗの絶対値を小さくするために、ｆθレンズで代表される第１光学系を副走査方向に傾けることが知られている。このように、第１光学系を傾けることによって、例えば、Ｂｏｗの絶対値が小さくなるが、差に変化はない。このため、副走査方向について、偏向された光束の光軸と第１光学系の光軸とのなす角度が大きい光束側の共役倍率を、前記偏向された光束の光軸と第１光学系の光軸とのなす角度が小さい光束より小さく設定することによって複数光束間の走査線湾曲差を減少させたり一致させたりすることができる。これによれば、ｆθレンズ等の第１光学系の光軸と偏向光束のなす角度が大きい光束側の共役倍率を小さく設定できるので、所謂ダブルパス正面入射光学系において迷光等の防止のためｆθレンズを傾けて配置した光学系であってもＢｏｗ差を０もしくは減少させることができる効果がある。
【００１８】
また、本発明の光走査装置では、各光束に対応して各光束の大きさを制限する開口手段を各々有し、該開口手段は副走査方向の幅を異ならせることができる。
【００１９】
偏向面から被走査面の間の倍率を各光束間で異なるものすると、光源から偏向面までの光学系を共有または同一部品で構成した場合、各光束の副走査方向の倍率が異なることとなり、被走査面上の副走査方向のビーム径に差が生じることとなる。そこで、各光束に対応して設けられた開口手段の開口について副走査方向の幅を異ならせ、副走査方向のビーム径が各光束間で略一致するようにすることで、被走査面上において副走査方向のビーム径に差が生じることがない。これによれば、各光束に対応する副走査方向の開口幅を異なるように構成することによって共役倍率の違いによって副走査方向の光束径の差が生じることを防止することができる効果がある。
【００２０】
また、本発明の光走査装置では、前記偏向手段へ光束を入射するための複数の光束を射出する光源をさらに有し、前記複数の光束の各々に対する該光源から被走査面までの副走査方向の倍率を相互に略同一とすることができる。すなわち、各光束に対応する共役倍率を異ならせると共に、各光束の光源から被走査面までの光学素子による副走査方向の倍率を略同一とする。
【００２１】
開口幅を異ならせて副走査方向のビーム径を略一致させると開口による光束のケラレ量が異なるものとなり、透過率が各光束間で異なる。このため、同一のエネルギで露光しようとすると、出射光量に差が生じる。ゼログラフィー（Ｘｅｒｏｇｒａｐｈｈｙ）のバラ付きや光走査装置の本来のバラつきに、さらに複数光束間の出射光量に差が生じることは、出射光量の範囲を拡大することになり光源（例えばレーザ）が高価格になる。また、レーザアレイ等の複数光源を用いて複数走査線を形成するように同時走査する光走査装置では、走査線の間隔が異なることになる。そこで、光源から被走査面までの副走査方向の倍率を略同一とすることによって、副走査方向のビーム径を略一致させると共に出射光量および走査線の間隔を略一致させることができる。このように、光源から被走査面までの副走査方向の倍率を各光束で略等しく構成することによって、Ｂｏｗ差による色ずれを防止でき、光量利用効率を向上できると共に、副走査方向の光束径を等しくする効果がある。また、ＬＤアレイ等を用いた同時走査光学系においても走査線間隔を各色間で略一致させることができるという効果がある。
【００２２】
また、本発明の光走査装置では、前記複数の第２光学系は、円筒面を有する反射光学素子で構成し、該反射光学素子への光束の入射角度の各々を異ならせることが好ましい。
【００２３】
共役倍率を異ならせるには、第２光学系の焦点距離および配置を異ならせる必要がある。屈折光学素子によって焦点距離をかえるには曲率半径または屈折率をかえる必要があり、共通の部品を用いることができない。そこで、複数の第２光学系の各々を円筒面を有する反射光学素子で構成することによって、部品の共通化を実施でき、より低価格となるように設計することができる。また、円筒面を有する反射光学素子で構成した第２光学系に各光束が入射する角度を異ならせることにより同一曲率半径の素子を利用可能である。このように、円筒鏡への入射角度を異ならせることにより、同一部品である円筒鏡を用いて低価格化を実現するという効果がある。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態は、複数の光束として２本の光束を採用し、回転多面鏡により偏向し、走査結像させる光走査装置に本発明を適用したものである。
【００２５】
［第１実施の形態］
図２は、本実施の形態の光走査装置の概略を斜視図で示したものであり、図３は、図２の矢印Ｅｙ方向（副走査方向）について見た図である。図２及び図３に示すように、本実施の形態の光走査装置は、複数の光束を偏向する偏向手段としての回転多面鏡２８と、回転多面鏡２８によって反射偏向された光束が照射される画像記録用の感光体が塗布された感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂと、各々光束を出射するレーザダイオードアセンブリ２０Ａ，２０Ｂとを含んで構成されている。回転多面鏡２８は正多角柱形状で構成され、その側面部は各々偏向面２８Ａとして機能する平面鏡で形成されている。回転多面鏡２８は、略鉛直方向の回転軸Ｏを中心として図示しないモータ等の駆動手段によって所定の角速度で矢印Ｐ方向に回転され、光源からの光束が等角速度で偏向されるように設置されている。
【００２６】
なお、以下の説明では、回転多面鏡２８によって反射偏向された光束の軌跡によって形成される面を主走査面、この主走査面と感光体ドラム表面とが交わって形成される方向を主走査方向、該主走査面に交差（特に直交）する方向を副走査方向とする。また、感光体ドラム表面を被走査面とする。
【００２７】
第１のレーザダイオードアセンブリ２０Ａは、主走査方向に対応する方向の拡がり角が副走査方向に対応する方向の広がり角よりも大きい拡散光である発散光束を射出する光源としての半導体レーザ１４Ａと、該半導体レーザ１４Ａから射出された光束を整形するためのコリメータレンズ１６Ａと、ビ一ム成形用すなわち光束を所望のスポット径とするための開口絞り１８Ａとから構成されている。なお、半導体レーザ１４Ａは、図示しない変調手段により画像信号に応じてオン・オフ制御されるようになっている。このレーザダイオードアセンブリ２０Ａは、光束ＬＡを出射する。
【００２８】
開口絞り１８Ａの射出側には、円筒レンズ２２Ａが設けられている。円筒レンズ２２Ａは、透過した光束ＬＡを副走査方向にのみ収束させるように設けられており、回転多面鏡２８の偏向面２８Ａまたはその近傍で収束させることにより、光束ＬＡを主走査方向に沿う方向に細長い線像として結像させるための整形光学系である。
【００２９】
レーザダイオードアセンブリ２０Ａから放出される光束ＬＡの軸上でかつ、円筒レンズ２２Ａの出射側には光束ＬＡを回転多面鏡２８へ向けて正面から入射させるための平面鏡２４Ａが配置されている。
【００３０】
平面鏡２４Ａと回転多面鏡２８との間には、回転多面鏡２８によって反射偏向された光束ＬＡを感光体ドラム３０Ａに光スポットとして収束させることにより結像させると共に、結像された光スポットが偏向走査によって感光体ドラム３０の表面で等速で移動させるためのｆθレンズ系２６が配置されている。このｆθレンズ系２６は、第１レンズ２６Ｆ及び第２レンズ２６Ｓから構成され、平面鏡２４Ａによって回転多面鏡２８に正面から入射された光束ＬＡ及び回転多面鏡２８によって反射偏向された光束ＬＡが共に入射されるように配置されている。
【００３１】
すなわち、回転多面鏡２８による反射偏向の前後２回、光束ＬＡがこのｆθレンズ系２６を通過するようになっており、本光学系は全体として、所謂正面入射ダブルパス光学系を形成している。なお、回転多面鏡２８への入射光と回転多面鏡２８からの反射光とが重複することを避けるために、回転多面鏡２８への入射光の方向は、回転多面鏡２８の回転軸と直交する方向から副走査方向へ傾斜した方向とされている。
【００３２】
第２のレーザダイオードアセンブリ２０Ｂは、第１のレーザダイオードアセンブリ２０Ａと同様に、半導体レーザ１４Ｂと、コリメータレンズ１６Ｂと、開口絞り１８Ｂとから構成されている。このレーザダイオードアセンブリ２０Ｂは、光束ＬＢを出射する。また、開口絞り１８Ｂの射出側には、円筒レンズ２２Ｂ、平面鏡２４Ｂが順に配置されており、光束ＬＢがｆθレンズ系２６へ至る構成とされている。
【００３３】
このように、本実施の形態では、回転多面鏡２８による反射偏向の前後２回、２本の光束ＬＡ，ＬＢがｆθレンズ系２６を通過するようになっており、本光学系は全体として、所謂正面入射ダブルパス光学系を形成している。
【００３４】
回転多面鏡２８により反射偏向された光束ＬＡのｆθレンズ系２６の出射側には、反射鏡３２Ａ、円筒鏡３４Ａ、反射鏡３６Ａが順に設けられている。回転多面鏡２８により反射偏向された光束ＬＡは、反射鏡３２Ａで反射され、円筒鏡３４Ａで反射され、反射鏡３６Ａで反射されて感光体ドラム３０Ａへ到達する。
【００３５】
同様に、回転多面鏡２８により反射偏向された光束ＬＢのｆθレンズ系２６の出射側には、反射鏡３２Ｂ、円筒鏡３４Ｂ、反射鏡３６Ｂが順に設けられている。回転多面鏡２８により反射偏向された光束ＬＢは、反射鏡３２Ｂで反射され、円筒鏡３４Ｂで反射され、反射鏡３６Ｂで反射されて感光体ドラム３０Ｂへ到達する。
【００３６】
本実施の形態では、上記ｆθレンズ系２６は、偏向走査された光束を感光体ドラムの表面（被走査面）上に結像する結像光学素子として機能する。すなわち、結像光学素子は主に主走査方向に結像作用を有し等角速度で偏向される光束を等速度に変換する機能を有して各光束が共通に通過する第１光学系である。
【００３７】
また、円筒鏡３４Ａ，３４Ｂの各々は、各光束の各々についての第２光学系として機能する。すなわち、第２光学系は、主に副走査方向に結像作用を有して偏向反射面に線状に集束した光束をｆθレンズ系２６との合成屈折力にて感光体ドラムの表面（被走査面）上に結像させるものであり、光束毎に対応されている。
【００３８】
従って、複数（本実施の形態では２本）の光束は整形光学系（円筒レンズ２２Ａ，２２Ｂ）を経た後に、副走査方向に異なる角度で偏向反射面に入射する。回転多面鏡２８にて偏向された各光束は同一のｆθレンズ２６に異なる角度で入射し結像作用を受けた後に出射し、異なる反射鏡３２Ａ，３２Ｂにより分離され各光束に対応する円筒鏡３４Ａ，３４Ｂに入射され、反射鏡３６Ａ，３６Ｂに案内されて異なる感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂを走査露光する。
【００３９】
感光体ドラム３０Ａは、光束に感光する感光材料が表面に塗布された細長い略円柱形状に形成されている。感光体ドラム３０Ａは、回転多面鏡２８により走査される光束の主走査方向に沿う方向（図２の矢印Ｑ方向）に、感光体ドラム３０Ａの長手方向が略一致するように配置されている。この感光体ドラム３０Ａは、回転軸を中心として図示しない駆動手段によって予め定められた一定の回転速度で矢印Ｓ方向に回転する構成とされている。
【００４０】
なお、感光体ドラム３０Ｂは、感光体ドラム３０Ａと同様の構成であるため、説明を省略する。
【００４１】
上記の各感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂは露光されると潜像を生じ、各感光体ドラム上の潜像に対応して異なる色の現像が行われることで多色の可視像が得られる。この可視像を同一記録媒体に転写することで多色プリントを得ることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では感光体ドラムが２個の場合を説明するが、同様の構成の走査装置および感光体ドラムを追加することにより４色の記録装置を形成することができる。
【００４３】
上記ｆθレンズ２６は本発明の第１光学系に相当し、円筒鏡３４Ａ，３４Ｂは本発明の第２光学系に相当する。また、開口絞り１８Ａ，１８Ｂは、本発明の開口手段に相当する。
【００４４】
図１には、本実施の形態の光走査装置における副走査方向の光束についての展開図を示した。光束ＬＡ，ＬＢは各々異なる角度でｆθレンズ２６（第１光学系）に入射され、ｆθレンズ２６を通過し偏向面２８Ａに入射される。偏向面２８Ａにより反射された各光束ＬＡ，ＬＢは再びｆθレンズ２６を通過した後に、反射鏡（折り返し鏡）３２Ａ，３２Ｂにより各々反射分離される。この後に、各光束ＬＡ，ＬＢに対応して設けられた円筒鏡３４Ａ，３４Ｂ（第２光学系）に光束ＬＡ，ＬＢの各々が入射される。これら円筒鏡３４Ａ，３４Ｂにより反射された光束ＬＡ，ＬＢの各々は被走査面である感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂに結像される。
【００４５】
なお、第２光学系として機能する円筒鏡３４Ａ，３４Ｂは円筒反射素子に限定されるものではなく円筒レンズまたは走査中央と走査端部とで副走査方向の曲率が変化する変形円筒レンズでもよい。
【００４６】
なお上記では、偏向面２８Ａと感光体ドラムの被走査面は副走査方向に共役であるため、偏向面２８Ａのｆθレンズ系２６（第１光学系）による共役像位置（共役面２８Ｘ）から円筒鏡３４Ａ（第２光学系）までを距離Ｓ１ａ、共役像位置（共役面２８Ｘ）から円筒鏡３４Ｂ（第２光学系）までを距離Ｓ１ｂ、円筒鏡３４Ａから被走査面までを距離Ｓ２ａ、円筒鏡３４Ｂから被走査面までを距離Ｓ２ｂとする。
【００４７】
上記において、光束ＬＡ，ＬＢの偏向面２８Ａに対する副走査方向の入射角度は、光束ＬＡが大きな角度とされている。この場合、図４に示すように、光束ＬＡ，ＬＢの入射角度αA，αB（αA＞αB）とされることにより、入射角度が大きな光束ＬＡの偏向反射による光束の軌跡により形成される面がより大きくたわむことになる。これによって、走査線の湾曲は入射角度が大きな光束ＬＡ側が大きくなる。
【００４８】
そこで、本実施の形態では光束ＬＡに関する距離Ｓ２ａを光束ＬＢに関する距離Ｓ２ｂより小さくして、感光体ドラム上に結像するように円筒鏡３４Ａ，３４Ｂの各々の曲率半径を設定する。すなわち、偏向面２８Ａへの副走査方向の入射角度が大きい光束側の共役倍率を小さく設定する。これによって、走査線湾曲の度合いを変更することができ、光束ＬＡ，ＬＢの感光体ドラム表面（被走査面）における走査線湾曲の差を低減させることができる。
【００４９】
詳細には、偏向面２８Ａと感光体ドラム表面（被走査面）は副走査方向に共役であるため、偏向面の第１光学系（ｆθレンズ系２６）による共役像位置から第２光学系（円筒鏡３４Ａ，３４Ｂ）までの距離Ｓ１、第２光学系から被走査面までの距離Ｓ２との関係は、共役倍率β（β＝Ｓ２／Ｓ１）で表される。すなわち、光束ＬＡに関して共役倍率βａ（βａ＝Ｓ２ａ／Ｓ１ａ）であり、光束ＬＢに関して共役倍率βｂ（βｂ＝Ｓ２ｂ／Ｓ１ｂ）である。偏向面２８Ａから被走査面までの光路長は光束ＬＡと光束ＬＢとで同一であるため、距離については、Ｓ１ａ＞Ｓ１ｂ、Ｓ２ａ＜Ｓ２ｂの関係となる。これにより、光束ＬＡ，ＬＢについての共役倍率は、｜βａ｜＜｜βｂ｜の関係となる。
【００５０】
このように、本実施の形態では偏向面２８Ａへの副走査方向の入射角度が大きい光束側の共役倍率を小さく設定しているので、走査線湾曲の度合いを光束毎に変更することができ、光束間で生じる走査線湾曲の差を低減させることができ、Ｂｏｗ差を低減させることができる。これによって、色ずれや色ムラを抑制した良好な多色画像を得ることができる。
【００５１】
［第２実施の形態］
本実施の形態は、偏向された光束とｆθレンズ系の光軸とのなす角度関係によりＢｏｗ差を抑制する場合に本発明を適用したものである。なお、本実施の形態は上記実施の形態と略同様の構成であるため、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、本実施の形態では、従来の光走査装置と比較しつつ説明する。
【００５２】
図５に示すように、本実施の形態の光走査装置では、光束ＬＡ，ＬＢは各々異なる角度でｆθレンズ２６（第１光学系）に入射され、ｆθレンズ２６を通過し偏向面２８Ａに入射される。本実施の形態では、偏向面２８Ａには、光束ＬＡが入射角度αA＝２．４度、光束ＬＢが入射角度αB＝１．５度で入射されるように設定している。偏向面２８Ａにより反射された各光束ＬＡ，ＬＢは再びｆθレンズ２６を通過した後に反射鏡（折り返し鏡）３２Ａ，３２Ｂにより各々反射分離され、この後に、円筒鏡３４Ａ，３４Ｂ（第２光学系）に各々入射され、これら円筒鏡３４Ａ，３４Ｂにより反射された光束ＬＡ，ＬＢの各々が被走査面である感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂに結像される。
【００５３】
本実施の形態のｆθレンズ系２６の第１レンズ２６Ｆ，及び第２レンズ２６Ｓの各々は、その光軸に対して傾けて配置されている。具体的には、偏向された光束により形成される面（軌跡の面）に垂直な面に対して７度傾くと共に、入射光束とのなす角度が大きくなる方向に傾くように配置されている。これは、主走査方向のビーム径が走査端部で太らないようにするためであると共に、ダブルパス光学系においてレンズ面による表面反射が迷光となって被走査面に入射されることを抑制するためである。
【００５４】
このため、斜入射により生じるＢｏｗをｆθレンズ系２６によって過補正することになり、偏向面２８Ａへの入射角度が大きい光束の方がＢｏｗの発生量は小さくなる。すなわち、ｆθレンズ系２６はその光軸が入射光束とのなす角度が大きくなるように設定されるため、偏向された光束に対しては相対的に偏向面２８Ａへの入射角度が大きい光束側の方がｆθレンズ系２６とのなす角度が小さくなり、過補正の量が小さく、発生するＢｏｗが小さくなる。
【００５５】
これよって、偏向面２８Ａへの入射角度が相対的に小さいがｆθレンズ系２６と偏向後の光束のなす角度が大きい光束ＬＢの共役倍率を小さくすることによってＢｏｗ差を低減することができる。
【００５６】
次の表１には従来の偏向面以降の主要光学データを示し、表２には本実施の形態の偏向面以降の主要光学データを示した。
【００５７】
【表１】
0003747668.tif 000002
【００５８】
【表２】
0003747668.tif 000003
【００５９】
従来の光走査装置は円筒鏡３４Ａ，３４Ｂは共通の曲率半径２１０．７９ｍｍの同一部品を用いている。また、ｆθレンズ系２６から円筒鏡３４Ａ，３４Ｂまでの距離は２２９ｍｍ、および円筒鏡３４Ａ，３４Ｂから各感光体３０Ａ，３０Ｂまでの距離も１４５．６ｍｍとほぼ同一でありこの時の共役倍率は光束ＬＡ、光束ＬＢとも約−０．５１である。この時のＢｏｗ差による色ずれの計測結果を図６に示す。Ｂｏｗ差によって生じる２色間色ずれは走査中心から端部になるにつれ増加し、最大像高において２２μｍ発生する。走査密度６００ｄｏｔ／ｉｎｃｈとすると走査ピッチは４２．３μｍとなり最太１／２ｄｏｔ色ずれが生じることになり、視認されることなる。
【００６０】
これに対し、本実施の形態では光束ＬΒに対し光束ＬＡのｆθレンズ系２６から円筒鏡３４Ａまでの距離を２１５ｍｍと短く、円筒鏡３４Ａから感光体ドラム３０Ａまでを１５９．２ｍｍと長く構成した。このときの共役倍率βａは光束ＬＡが−０．５８であり、光束ＬＢは−０．５１である。このように構成したときのＢｏｗ差による色ずれの計測結果を図７に示した。図から理解されるように、Ｂｏｗ差は最大２μｍであり、従来の光走査装置に比べて約１／１０になっている。
【００６１】
このように、本実施の形態では、ｆθレンズ系２６をその光軸に対して傾けて配置すると共に、ｆθレンズ系２６と偏向後の光束のなす角度が大きい光束ＬＢ側の共役倍率を小さく設定しているので、光束間で発生するＢｏｗ差を抑制でき、このＢｏｗ差による色ずれを抑制することができる。
【００６２】
［第３実施の形態］
本実施の形態は、被走査面上において副走査方向の光束径を考慮したものである。なお、本実施の形態は、上記実施の形態と略略同様の構成のため、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６３】
上記実施の形態では、偏向面から被走査面の間の倍率を各光束間で異ならせて、色ずれを低減させているが、回転多面鏡２８以前の光学系を全て共通（共有または同一部品）とした場合、各光束の副走査方向の倍率が異なる。すなわち、半導体レーザから感光体ドラム（被走査面）までの光学倍率が異なり、感光体ドラム（被走査面）上において副走査方向の光束径が異なることになる。
【００６４】
例えば、第２実施の形態の光学系で開口絞り１８Ａ，１８Ｂの副走査方向幅を１．６ｍｍとすると、共役倍率を共通にしたとき、１／ｅ2強度で定まる副走査方向の光束径は５５μｍ程度であるのに対し、上記のように共役倍率を調整すると、光束ＬＡについては６３μｍとなる。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、感光体ドラム（被走査面）上において副走査方向の光束径が各光束間で略一致するように、各光束に対応して設けられた開口絞りについて副走査方向の幅を異ならせている。具体的には、光束ＬＡの開口絞り１８Ａの副走査方向幅を１．８ｍｍと設定する。
【００６６】
このようにすることによって、光束ＬＡの副走査方向の光束径を５５μｍとすることができ、感光体ドラム（被走査面）上において副走査方向の光束径に差が生じることがない。従って、本実施の形態によれば、副走査方向の光束径に差が生じない光走査装置を得ることができる。
【００６７】
［第４実施の形態］
本実施の形態は、光束の光量を考慮したものである。なお、本実施の形態は、上記実施の形態と略略同様の構成のため、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６８】
上記実施の形態では、偏向面から被走査面の間の倍率を各光束間で異ならせて色ずれを低減させたり、開口絞りの開口幅を調整して副走査方向の光束径差を抑制したりしているが、各光束について開口幅を異ならせると、開口絞りを通過する光量に差が生じることになる。このため、同一の光量を維持するためには、半導体レーザの出射光量を異ならせる必要があり、各光束における光量可変範囲が異なることになる。
【００６９】
通常、半導体レーザを使用する場合には、一定駆動電流にて１走査線相当のパルス点灯をしたときに光量低下が生じる現象がある（所謂ドループ）。この現象は定格出力に対して出射光量が低い場合に顕著に発生することが知られており、実際に半導体レーザを使用するときのレーザ出力の下限値を決定するときに考慮される。例えば、レーザプリンタなどに使用される近赤外近傍に発振波長を有する半導体レーザでは出力下限値が１ｍＷ近傍のものが多く、この光量を下回ると被走査面内の露光量変動が大きくなり、良好な画質を得ることができない。また、最大定格を越えて発光させると半導体レーザ端面が破壊されたり駆動電流が上昇したりする現象が生じて信頼性を損ねるために、出力の上限値は最大定格を越えないように設定する必要がある。従って、半導体レーザの出射光量範囲は最大定格とドループが許容できる範囲内に設定する必要がある。
【００７０】
ところが、走査光学系の透過率、半導体レーザの発散角、及び顕像化方式（例えばＸｅｒｏｇｒａｐｈｙ）にはばらつきがあるので、上記のように開口絞りにおける透過光量の差があるときには、最大定格の大きい半導体レーザが必要となりコスト高になる。
【００７１】
そこで、本実施の形態では、副走査方向における光源（半導体レーザ）から被走査面（感光体ドラム）までの倍率を各光束で略同一とするように構成する。
【００７２】
具体的には、円筒レンズ２２Ａ（整形光学系）の曲率半径を５４．７３４ｍｍ、円筒レンズ２２Ｂの曲率半径を５３．６２６ｍｍとする。これによって、副走査方向の倍率が光束ＬＡ、光束ＬＢともに６．３５となる。なお、回転多面鏡２８以降の光学系は第２実施の形態と同一であり、開口絞り１８Ａ，１８Ｂの副走査方向の開口幅はともに１．６ｍｍである。
【００７３】
上記の構成とすることにより、光束ＬＡに関する光学系透過率は２０．９、光束ＬＢに関する光学系透過率は２０．８と略一致し、副走査方向の光束径は光束ＬＡ，光束ＬＢともに５５μｍとなる。
【００７４】
なお、光源としては、２つの半導体レーザに代えて、発光点間隔が２０μｍのＬＤアレイを用いることができる。この場合、上記構成で被走査面上における走査線間隔は１２７μｍとなり、６００ｄｐｉの走査線密度の設定で３ライン飛び越し走査により複数ラインを同時走査する光学系を構成することができ、複数色間で走査線間隔が異なることない同時走査光学系を提供することができる。
【００７５】
［第５実施の形態］
本実施の形態は、共役倍率の変更をより容易に行うためのものである。なお、本実施の形態は、上記実施の形態と略略同様の構成のため、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７６】
図８に示すように、本実施の形態では、円筒鏡３４Ａ，３４Ｂへの光束の入射角度を異なるように設定している。
【００７７】
具体的には、ｆθレンズ系２６はその光軸が偏向面２８Ａに垂直な面（回転多面鏡２８の回転軸Ｏと直交する面）に対し７．２度だけ、入射光束とのなす角度が大きくなる方向に傾けて配置されている。また、入射光束と回転多面鏡２８の回転軸Ｏと垂直な面とのなす角度が光束ＬＡは２．８度、光束ＬＢは１．５度としｆθレンズ系２６出射後に光束分離が容易なように設定した。
【００７８】
ここで、第２光学系として用いる円筒鏡３４Ａ，３４Ｂの焦点距離は｛−２／（Ｒ×ｃｏｓα）｝で表すことができる。なお、αは円筒鏡入射角度であり、Ｒは円筒鏡曲率半径である。
【００７９】
このため、同一曲率半径でも入射角度αを異なるように設定すれば焦点距離を異ならせることができる。そこで、本実施の形態では、入射角度を各光束で異ならせるように設定することで、同一曲率半径を持つ同一部品の円筒鏡を用いて低価格化を図りながら、Ｂｏｗ差を無くすように共役倍率を異ならせるように構成している。
【００８０】
次の表３には本実施の形態の偏向面以降の主要光学データを示した。
【００８１】
【表３】
0003747668.tif 000004
【００８２】
Ｂｏｗ差を無くすようにするためには回転多面鏡以降の共役倍率を光束ＬＡは光束ＬＢの１．２１倍とすればよい。従って、本実施の形態では光束ＬＡの共役倍率を−０．５２６、光束Ｂの共役倍率を−０．４３４とするように、円筒鏡３４Ａ（第２光学系）の焦点距離を９７．３ｍｍ、円筒鏡３４Ｂの焦点距離を９０．４とし、円筒鏡から被走査面までの距離を光束ＬＡについては１４９．７５ｍｍ，光束ＬＢについては１３０．６８ｍｍとなりように配置する。
【００８３】
このように本実施の形態では、第２光学系である円筒鏡の焦点距離および配置を異ならせることによって共役倍率を異ならせているので、低価格でかつ簡単な構成で、Ｂｏｗ差が略０となり、色ずれのない良好な画像を得ることができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、各光束の偏向手段以降の共役倍率を異なるように設定したのでＢｏｗ差を抑制することができ、色ずれのない良好なカラー画像を得ることができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係わる光走査装置における共役倍率を説明するための説明図である。
【図２】  本発明の第１実施形態に係わる光走査装置の構成図である。
【図３】  光走査装置の副走査方向光学配置を示す側面図である。
【図４】  偏向反射面の斜入射によるＢｏｗの発生の説明図である。
【図５】  第２実施形態の光走査装置概略を示す側面図である。
【図６】  従来のＢｏｗ差による色ずれを示した線図である。
【図７】  第２実施の形態のＢｏｗ差による色ずれを示した線図である。
【図８】  第５実施の形態の光走査装置概略を示す側面図である。
【図９】  従来の光走査装置の構成図である。
【図１０】  走査線湾曲差による色ずれ発生を説明する説明図である。
【符号の説明】
ＬＡ，ＬＢ        光束
１４Ａ，１４Ｂ    半導体レーザ
１６Ａ，１６Ｂ    コリメータレンズ
１８Ａ，１８Ｂ    開口絞り
２２Ａ，２２Ｂ    円筒レンズ
２６              ｆθレンズ系
２８              回転多面鏡
２８Ａ            偏向面
２８Ｘ            共役面
３０Ａ，３０Ｂ    感光体ドラム
３２Ａ，３２Ｂ    反射鏡
３４Ａ，３４Ｂ    円筒鏡
【図１】
0003747668.tif 000005
【図２】
0003747668.tif 000006
【図３】
0003747668.tif 000007
【図４】
0003747668.tif 000008
【図５】
0003747668.tif 000009
【図６】
0003747668.tif 000010
【図７】
0003747668.tif 000011
【図８】
0003747668.tif 000012
【図９】
0003747668.tif 000013
【図１０】
0003747668.tif 000014