JP2000267031A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビーム径の均一性を維持しつつ被走査面上で
複数光束の走査線湾曲による色ずれや色むらを抑制でき
る光走査装置を得る。 【解決手段】 正面入射光学系ではｆθレンズを傾ける
方向でＢｏｗの発生する方向が異なるため、複数の光束
の間で、偏向器に対する光束の方向を変更したり反射に
より対称像を形成させたりすれば、Ｂｏｗの方向を一致
させることができる。そこで、ｆθレンズ２２Ａ，２２
Ｂの傾け角度βｉ、βｊ、折り返し数Ｎｉ，Ｎｊの関係
が、｛βｉ×（−１）^Ni）／（βｊ×（−１）^Nj）＞
０｝を満足するように構成する。従って、ｆθレンズの
傾け角が左右逆（βの符号は同符号）のときは偏向器以
降の折り返し数の差を０または偶数、レンズ傾け角が左
右同じ（β符号は異符号）の場合は折り返し数を奇数の
関係となり、被走査面上のＢｏｗを同一方向とすること
ができる。

Description

【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、
デジタル複写機等に用いられる光走査装置にかかり、特
に、複数光束を用いて複数感光体または同一感光体の異
なる位置を走査し異なる色にて画像を形成するときに光
束を走査する光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多色画像を記録するプリンタやデジタル
複写機の走査露光装置として複数光束を単一の偏向器の
異なる反射面を用いて偏向走査し異なる感光体を露光す
る光走査装置が知られている（特開昭５９−１８８６１
６号公報参照）。

【０００３】この技術は、図８に示すように、複数感光
体１４０、１４２を複数光束Ｌ１，Ｌ２で露光走査する
光走査装置において、複数の光源からの光束は各々同一
の回転多面鏡等の偏向器１１０の異なる反射面により偏
向走査し、各光束に対応した複数の結像レンズ１２０、
１２２により結像され複数の感光体１４０、１４２を露
光走査している。このように、単一の偏向器１１０での
み複数の感光体１４０、１４２を露光走査するので、装
置の低価格化や小型化を図ることができる。この技術で
は、感光体による反射光（ゴースト光）が感光体に再結
像しないように光束を偏向反射面に垂直な平面に対し傾
けて入射させることにより、発生する弓状の走査線湾曲
（所謂Ｂｏｗ）が異なる反射面で走査される複数光束間
で同一となるように各光束の反射面に対する偏向反射面
に垂直な面とのなす角度を略逆に構成している。

【０００４】しかしながら、各光束は所定角度を持って
ｆθレンズへ入射するため光束のねじれや像面湾曲が発
生して均一な光束径（所謂ビーム径）を得ることができ
ない。また、回転多面鏡への入射角度を逆方向にするこ
とで走査線湾曲（Ｂｏｗ）が同一方向となるようにして
その差を抑制するようにしているが、偏向器から被走査
面までの反射による折り返し数によっては、走査線湾曲
が異なる方向になる場合があり、光学設計の自由度が少
ないものであった。

【０００５】また、特開平３−２６４９７０号公報に記
載の技術では、単一偏向手段の複数反射面を利用し、各
光束の折り返し数の差を奇数とし、各光束の露光距離を
規定することで偏向器の面倒れによるピッチむらすなわ
ち時間的に変化する走査線の変動方向を同方向とし色ず
れを解消する光走査装置が提案されている。しかしなが
ら、この技術では、走査線湾曲による色ずれの方が大き
く発生し、走査線湾曲差といった時間変動しない色ずれ
を解消することができなかった。

【０００６】ところで、ポリゴンミラーで代表される回
転多面鏡等の偏向器のサイズの小型化、光学性能の左右
対称性確保の点から有利とされている所謂正面入射／ダ
ブルパス走査光学系の技術が知られている（特開平９−
９６７７３号公報参照）。この技術には、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り
ダブルパス光学系の課題である入射光のｆθレンズ表面
反射による迷光を防止して安価でかつ良好な光学性能を
確保可能な点も開示されている。

【０００７】このような正面入射走査光学系は、入射光
束と射出光束を分離するため、偏向面に対し副走査方向
に所定角度で入射させる必要があり、その結果、Ｂｏｗ
が生じる。このＢＯＷは、単色の記録装置であれば画像
領域全域で数百μｍ程度まではほとんど認知されず実使
用上も問題はない。

【０００８】図９及び図１０に示すように、対称配置の
正面入射走査光学系によって異なる感光体１４０，１４
２を露光走査し多色画像を形成しようとする場合、複数
光束Ｌ１，Ｌ２を同一偏向器１１０の複数反射面で同時
に走査して、異なる感光体１４０、１４２を露光走査し
多色画像を形成する。しかしながら、複数感光体１４
０、１４２の各々における走査線ではＢｏｗの方向が異
なるものとなる。

【０００９】このため、例えば、図１１（Ａ）に示すよ
うに、Ｂｏｗが生じている走査線の頂点で走査線位置を
合わせた場合、最大、Ｂｏｗの２倍の走査線湾曲差（△
Ｘ）が生じる。また、図１１（Ｂ）に示すように、Ｂｏ
ｗを重複させて、色ずれが一番小さくなるように走査線
位置を合わせた場合であっても、Ｂｏｗと同量の走査線
湾曲差△Ｘが生じる。このため、異なる色で画像を形成
する場合には、色ずれとして認知されかつ画像の中央と
端部で色ずれ量が変化するので、色ムラが生じて良好な
多色画像を得ることができない。

【００１０】また、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を補正する技術が開示されている。しかしなが
ら、この技術では、平行平面板を回転することでｆθ特
性が変化し、主走査方向の色ずれが生じると共に回転調
整機構が必要になるというさらなる問題が生じる。

【００１１】また、特開昭５９−１８８６１６公報に
は、複数の偏向反射面への入射角度を回転多面鏡回転軸
に対し逆方向に傾け、対称に配置された光学系によって
被走査面上で走査線を同一方向に湾曲させ色ずれのない
画像を得る技術が開示されている。しかしながら、各光
束は所定角度を有してｆθレンズへ入射されるため、光
束のねじれが発生し均一なビーム径を得ることができな
い。このことは、複数反射面を用いて同時走査する走査
光学系に正面入射光学系を適用する場合、ｆθレンズへ
の入射角度が大きいため特に顕著となり、大幅なビーム
径不均一が発生する。

【００１２】さらに、上記のように、入射光束を副走査
方向に所定角度で入射させる場合には、偏向反射面で反
射されたときに走査端部を走査する光束ほどねじれが発
生し、ビーム径は、走査中央部と走査端部で異なること
になり、実用的ではない。ｆθレンズの傾け角度とビー
ム径均一性は関係を有しており、ｆθレンズを傾けるこ
とにより走査領域全域のビーム径を均一にすることがで
きるが、ｆθレンズを傾けた場合でも、副走査方向のビ
ーム径と、主走査方向のビーム径の差が一致するとは限
らない。

【００１３】また、ｆθレンズの傾け角度と被走査面上
におけるＢｏｗとも関係を有している。すなわち、ｆθ
レンズの傾け角と、光束の偏向反射面への副走査方向入
射角により発生する被走査面上におけるＢｏｗが０にな
る角度と、が一致するとは限らず、例えば、ｆθレンズ
を傾けずに光束の入射角度を傾けたときに発生するＢｏ
ｗよりさらに大きいＢｏｗが逆方向に発生する場合もあ
る。

【００１４】結果的に感光体上のＢｏｗはｆθレンズの
傾斜角度に依存して変化することになり、レンズ傾斜角
度によっては各光束を逆方向の入射角度で偏向器へ入射
したにも係わらずＢｏｗが逆方向に発生して色ずれを補
正できない場合がある。

【００１５】また、光学配置の自由度、特に平面ミラー
等のミラーの枚数差の制限は大きな課題である。一般に
複数感光体は偏向器の回転軸に垂直な平面に対し同一側
に配置される。この際露光走査の大きさは光路長と平面
ミラー等のミラーでの折り返し数で略決定する。折り返
し回数を増やして小型化しミラー折り返し回数差を０ま
たは偶数とするためには２枚のミラーを追加しなければ
ならずコスト高になる。

【００１６】さらに、走査線湾曲がある走査装置の倒れ
補正光学系に円筒ミラー（シリンドリカルミラー）を用
いた場合、走査中央の光束と走査端部の光束とで円筒ミ
ラーへの入射位置および入射角度が異なるため円筒ミラ
ー折り返し方向によっては副走査方向像面湾曲または共
役点ずれが発生し副走査方向ビーム径が不均一となった
りピッチむらが発生したりして良好な画像を得ることが
できない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実を
考慮し、ビーム径の均一性を維持しつつ被走査面上で複
数光束の走査線湾曲による色ずれや色むらを抑制できる
光走査装置を得ることが目的である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光走査装置は、少なくとも複数の反射面を備
えて該複数の反射面のうち異なる反射面へ向けて主走査
方向と交差する副走査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の各々を前記主走査方向に偏
向走査する偏向手段と、前記複数の光束の各々に対応し
かつ各々偏向走査された光束を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複数の走査光学系と、前
記複数の光束の各々に対応しかつ各々偏向走査された光
束を折り返す複数の折返手段と、を備えた光走査装置に
おいて、前記複数光束のうち１光束を基準光束とし、前
記基準光束に対応する走査光学系の光軸と偏向手段の回
転軸に垂直な平面となす角度をβｉとし、基準光束の光
路において偏向手段と被走査面との間の折返手段による
折り返し数をＮｉとし、前記複数光束のうち基準光束以
外の１光束を対象光束とし、該対象光束に対応する走査
光学系の光軸と偏向手段の回転軸に垂直な平面となす角
度をβｊとし、対象光束の光路において偏向手段と被走
査面との間の折返手段による折り返し数をＮｊとすると
き、基準光束と対象光束とは、以下の関係を満たすよう
に構成されることを特徴とする。

【００１９】 （βｉ×（−１）^Ni）／（βｊ×（−１）^Nj）＞０ 但し、角度は反時計回転方向を正符号としかつ時計回転
方向を負符号とする。すなわち、副走査断面に投影した
光路においてｆθレンズ等の走査光学系の光軸から垂直
平面に向かって時計回り方向の回転角度の符号を負、反
時計回り方向の角度の符号を正とする。

【００２０】本発明により、偏向手段および走査光学系
として例えばｆθレンズの傾けによって発生する被走査
面上のＢｏｗは同一方向となり、被走査面での色ずれ量
を減少もしくは一致させることが可能になる。

【００２１】本発明の光走査装置では、前記偏向手段へ
入射される光束は、前記反射面近傍に主走査方向に長い
線像を結像させるアナモフィック光学系によって副走査
方向に集束された光束であり、前記角度βｉ，βｊの絶
対値が大きい光束側の副走査方向の偏向反射面と被走査
面との共役倍率の絶対値を小さく設定することができ
る。

【００２２】ｆθレンズ等の走査光学系の光軸と、回転
多面鏡等の偏向器の回転軸に垂直な平面となす角度が大
きい場合、発生するＢｏｗの量が大きくなる。そこで、
発生するＢｏｗが大きい光束の共役倍率をＢｏｗの発生
が小さい光束の共役倍率より小さく設定する。これによ
って、図６に示すように、発生するＢｏｗ差を減少させ
たり、Ｂｏｗ差を０としたりさせることができ、被走査
面上において走査線を略一致させて色ずれを抑制させる
ことができる。

【００２３】本発明の光走査装置では、前記角度βｉ，
βｊに対応する、前記偏向手段へ入射される光束の光軸
が前記偏向手段の回転軸に垂直な平面となす角度をα
ｉ、αｊとするとき、基準光束と対象光束とは、｛｜α
ｉ｜＞｜αｊ｜のとき｜βｉ｜＜｜βｊ｜｝の関係を満
たすように構成することができる。

【００２４】このように、光束の副走査方向の入射角度
が大きい光束に対応するｆθレンズ等の走査光学系の傾
け角度を小さく設定することによって、発生するＢｏｗ
の大きさを同様にすることができ、より色ずれの小さい
良好な画像を得ることができる。

【００２５】また、他の発明の光走査装置は、少なくと
も複数の反射面を備えて該複数の反射面のうち異なる反
射面へ向けて主走査方向と交差する副走査方向に所定角
度だけ光軸が傾くように入射された複数の光束の各々を
前記主走査方向に偏向走査する偏向手段と、前記複数の
光束の各々に対応しかつ各々偏向走査された光束を光ス
ポットが走査されるように被走査面上に集束させる複数
の走査光学系と、前記複数の光束の各々に対応しかつ各
々偏向走査された光束を折り返す複数の折返手段と、を
備えた光走査装置において、前記偏向手段へ入射される
光束は、前記反射面近傍に主走査方向に長い線像を結像
させるアナモフィック光学系によって副走査方向に集束
された光束であり、前記折返手段の少なくとも１つを副
走査方向にのみ曲率を有する円筒ミラーで構成すること
及び副走査方向にのみパワーを有する円筒レンズをさら
に備えることの少なくとも一方によって倒れ補正機能を
有させて、前記複数の光束のうち少なくとも１つの光束
について、前記偏向手段へ入射されるときの光軸が前記
偏向手段の回転軸に垂直な平面となす角度をαとし、対
応する走査光学系の光軸と偏向手段の回転軸に垂直な平
面となす角度をβとし、前記円筒ミラー及び円筒レンズ
の少なくとも一方への光束への入射角度をγとし、前記
偏向手段と円筒ミラー及び円筒レンズの少なくとも一方
との間の折り返し数をＭとしたとき、｛α×β＜０でか
つβ×γ×（−１）^M＞０、但し、角度は反時計回転方
向を正符号としかつ時計回転方向を負符号とする。すな
わち、副走査断面に投影した光路においてαは入射光束
から回転軸と垂直な平面に向かって反時計方向を正、時
計方向を負とし、γは入射光束から円筒ミラー入射位置
における法線に向かって反時計方向を正、時計方向を負
の符号とする。｝関係を満たすように構成したことを特
徴とする。

【００２６】本発明によると、偏向手段への光束入射角
とｆθレンズ光軸の傾けの方向を異なる方向へ傾けるこ
とによって偏向手段への光束入射が副走査方向に角度を
有することに起因する光束のねじれによるビーム径の不
均一を防止すると同時にｆθレンズ傾きにより発生する
円筒ミラー上での走査線の湾曲方向を走査中央光束の円
筒ミラー上副走査入射角に対し走査端部光束の入射角度
を小さくする方向に設定することにより被走査面上での
副走査像画湾曲を抑制し偏向反射面共役位置のずれを防
止することができる。

【００２７】前記発明の光走査装置では、前記角度αと
前記角度βとの間は、（−０．２＞α／β＞−０．４）
の関係を満たすように構成することができる。

【００２８】これによって、光束入射角度αで偏向手段
に入射し、偏向走査された光束がｆθレンズに対し（α
＋β）の角度をもって入射される。このとき角度α、β
を上式を満足するように設定することによって、偏向手
段へ副走査方向に角度を有して入射することによる光束
のねじれによるビーム径の不均一を実使用上問題のない
範囲に押さえることができる。

【００２９】このように、本発明によれば、安価／小型
でかつ、複数光束の走査線が被走査面上で同一方向かつ
略同一湾曲量としてＢｏｗ差による色ずれを防止し、ビ
ーム径の均一性を維持しつつピッチむらを防止した良好
な画像を得ることができる多色画像記録装置を提供する
ことが可能となる。また、本発明によれば、人に認知さ
れ易い色ずれに特に効果を奏し、特別な光学素子を追加
することなく複数光束の走査線が被走査面上で同一方向
かつ略同一湾曲量としてＢｏｗ差による色ずれ又は色む
らを減少させると同時に被走査面でのビーム径を走査領
域全域にわたって一定とすることができる。

【００３０】また、副走査方向の像面湾曲を補正し共役
点のずれを小さくした良好な倒れ補正性能が得ることが
できる光走査装置を提供することができる。

【００３１】

【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。

【００３２】［第１実施の形態］図２及び図１には、本
発明の実施の形態にかかる光走査装置の概略構成を示し
た。図２は光走査装置の斜視図を示し、図１は光走査装
置を副走査対応方向より見た矢視図（図２の矢印Ｘ方向
からみた矢視図）を示している。また、次の表１には本
実施の形態の偏向面２４Ｘ以降の主要光学データを示し
た。

【００３３】

【表１】

【００３４】なお、以下の説明では、回転多面鏡２４に
よって反射偏向された光束（レーザビーム）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、感光体表面を被走査面とする。

【００３５】図２及び図１に示すように、第１実施の形
態の光走査装置はレーザビーム（レーザ光）である光束
ＬＡを出射する光源１０Ａと、光束ＬＢを出射する光源
１０Ｂとを備えている。光源１０Ａの出射側には光束Ｌ
Ａを略平行とするコリメートレンズ１２Ａ、及び通過す
る光束ＬＡを所望のスポット径とする開口部１４Ａが順
に設けられている。開口部１４Ａの光束ＬＡの出射側に
は整形光学系１６Ａ、反射ミラー１８Ａ、及び回転多面
鏡等の偏向器２４が順に設けられている。光束ＬＡは、
整形光学系１６Ａによって副走査方向に集束されて主走
査方向に長い線像となるように光束整形がなされる。整
形光学系１６Ａから出射された光束ＬＡは、反射ミラー
１８Ａによって偏向器２４の偏向反射面２４Ｘへ向けて
案内される。偏向反射面２４Ｘは、上記線像すなわち整
形光学系１６Ａによる副走査方向に集束される光束位置
近傍に設けられる。

【００３６】なお、本実施の形態では偏向器２４を光束
ＬＡ，ＬＢの各々を偏向走査する単一の偏向器として用
いる。このため、以下の説明では、光束ＬＡ，ＬＢの各
々に対応する偏向反射面２４Ｘを、便宜上２４Ａ、２４
Ｂとして説明する。

【００３７】偏向器２４によって偏向走査された光束Ｌ
Ａは、ｆθレンズ２２Ａによって感光体３４Ａ上すなわ
ち被走査面上に結像される。ｆθレンズ２２Ａは、周知
のように、被走査面上を集束スポットが等速度で走査さ
れるように、偏向器２４により等角速度で偏向される光
束ＬＡを等速度に変換する機能を有している。なお、光
束ＬＡは整形光学系１６Ａにより副走査方向に集束作用
を受けた後に偏向器２４に対して略正面から入射され
る。このとき、光束ＬＡは入射光束と射出光束を分離す
るために、偏向器２４の回転軸ＣＬに対し垂直な平面Ｖ
と所定角度をなすよう設定されている。

【００３８】偏向器２４の光束の出射側には、ｆθレン
ズ２２Ａ、平面ミラー２６Ａ、円筒ミラー２８Ａ、平面
ミラー３０Ａ、開口３２Ａ、及び感光体３４Ａが順に設
けられている。

【００３９】偏向反射面２４Ａにより反射された後の光
束ＬＡは、ｆθレンズ２２Ａを通過し平面ミラー２６Ａ
により折り返される。この後、円筒ミラー２８Ａにより
副走査方向に屈折力を受けて、平面ミラー３０Ａにより
折り返され、開口３２Ａを通過して感光体３４Ａを露光
走査する。なお、円筒ミラー２８Ａでは、主に副走査方
向に結像作用を有し偏向反射面２４Ａに線状に集束した
光束をｆθレンズ２２Ａとの合成屈折力にて被走査面状
に結像させるためのものである。

【００４０】同様に、光源１０Ｂの出射側にはコリメー
トレンズ１２Ｂ、開口部１４Ｂ、整形光学系１６Ｂ、反
射ミラー１８Ｂ、及び偏向器２４が順に設けられてい
る。整形光学系１６Ｂから出射された光束ＬＢは、反射
ミラー１８Ｂによって偏向器２４の偏向反射面２４Ｘへ
向けて案内され、偏向器２４によって偏向走査された光
束ＬＢは、ｆθレンズ２２Ｂ、平面ミラー２６Ｂ、円筒
ミラー２８Ｂ、平面ミラー３０Ｂ、及び開口３２Ｂを介
して感光体３４Ｂ上すなわち被走査面上に結像される。

【００４１】従って、光束ＬＡ，ＬＢは偏向反射面２４
Ａ，２４Ｂにより反射された後、その光軸が偏向器２４
の回転軸ＣＬに対し垂直な平面Ｖと所定の角度を持って
配置されたｆθレンズ２２Ａ，２２Ｂを通過し平面ミラ
ー２６Ａ，２６Ｂにより折り返された後、主に副走査方
向に結像作用を持ち偏向反射面に線状に集束した光束を
ｆθレンズ２６Ａ，２６Ｂとの合成屈折力にて被走査面
状に結像させる各光束毎に設けられた円筒ミラー２８
Ａ，２８Ｂにより副走査方向に屈折力を受け平面ミラー
３０Ａ，３０Ｂにより折り返され感光体３４Ａ，３４Ｂ
を露光走査する。

【００４２】感光体３４Ａ，３４Ｂは露光されることに
よって潜像を形成し、各感光体３４Ａ，３４Ｂ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。

【００４３】ここで、各光学素子に対する光束ＬＡ，Ｌ
Ｂの光路がなす角度について説明する。本実施の形態で
は、図１に示すように、光束ＬＡは角度αｉをもって上
方（図１の紙面の上方向）から偏向反射面２４Ａへ入射
され、光束ＬＢは角度αｊをもって下方（図１の紙面の
下方向）より偏向反射面２４Ｂへ入射されている。この
各角度の符号は、光束の光路を基準として偏向器２４の
回転軸ＣＬに垂直な平面Ｖに向かう方向が時計回り方向
のときを負、反時計回り方向のときを正とする。本実施
の形態では、光束ＬＡの偏向器２４への副走査方向の入
射角度αｉ＝＋２．４°、光束ＬＢの偏向器２４への副
走査方向の入射角度αｊ＝＋１．５°でともに正に設定
されている。

【００４４】また、本実施の形態では、ｆθレンズ２２
Ａ，２２Ｂによりビーム径が走査中央部と走査端部で差
がでるのを避けるために、ｆθレンズ２２Ａ，２２Ｂの
光軸が偏向面２４Ａ，２４Ｂに垂直な面に対し傾くよう
に設置している。ところで、ｆθレンズの傾け角度とビ
ーム径の均一性とは関係がある。

【００４５】図３には、ｆθレンズの傾け角度とビーム
径の均一性との関係を示した。図３から理解されるよう
に、ｆθレンズ傾け角度β＝０のときのビーム径均一性
に示されるように副走査方向の入射角度α＝２．４°の
ときで強度が１／ｅ²となる幅（所謂ビーム径）が走査
中央部と走査端部で７０μｍ異なることになり、実用的
ではない。また、この場合、ｆθレンズを傾けることに
より走査領域全域のビーム径を均一にすることができる
が、図３ではｆθレンズの傾け角度β＝−８°で副走査
方向（Ｔａｎ）のビーム径差６μｍ、主走査方向（Ｓａ
ｇ）のビーム径差０μｍとなりビーム不均一性を回避す
ることができない。一方、図３から理解されるように、
ｆθレンズの傾け角度が６．８°近傍であればビーム径
差は５μｍ以下に収めることができる。これは実用的な
数値である。

【００４６】そこで、本実施の形態では、ｆθレンズ２
２Ａ，２２Ｂの傾け角度βｉ，βｊとして、光束ＬＡと
光束ＬＢのＢｏｗが同一量となりかつ主走査ビーム径差
が１０μｍ以下となるようにβｉ＝−７°、βｊ＝−
７．３°と設定している。各角度の符号は、光軸から偏
向器２４の回転軸ＣＬに垂直な平面Ｖに向かう方向が時
計回り方向のときを負、反時計回り方向のときを正とし
ている。

【００４７】本実施の形態では、ｆθレンズ２２Ａ，２
２Ｂの各々を傾ける角度βｉ、βｊはともに負に設定さ
れており、偏向器２４への斜入射およびｆθレンズ２２
Ａ，２２Ｂの傾け角によって発生する平面ミラー２６
Ａ，２６Ｂ上のＢｏｗは、光束ＬＡは山状になり、光束
ＬＢは谷状になるというように逆形状になる。このため
被走査面上でＢｏｗによる色ずれを無くすために、偏向
器以降の光束ＬＡ，ＬＢの折り返し数をＮｉ，Ｎｊとし
たとき各々３回とする。これによって、被走査面上にお
いてＢｏｗは同一方向に設定することができる。

【００４８】このように構成することにより感光体３４
Ａ，３４Ｂ上のＢｏｗはｆθレンズ２２Ａ，２２Ｂを傾
けないとき、光束ＬＡが−５５μｍ、光束ＬＢが−７３
μｍに対して、ｆθレンズ２２Ａ，２２Ｂの傾けによっ
てＢｏｗは光束ＬＡ，ＬＢともに＋１７２μｍとなり色
ずれをなくすとともに走査中央と走査端部とのビーム径
差を小さくすることができる。

【００４９】なお、本実施の形態のように、ｆθレンズ
２２Ａ，２２Ｂを傾けることによって、ダブルパス光学
系においてレンズ面による入射光束の表面反射が迷光と
なって被走査面に入射される問題を解消することもでき
る。

【００５０】上記説明した、ｆθレンズ２２Ａ，２２Ｂ
の傾け角度βｉ、βｊ、折り返し数Ｎｉ，Ｎｊの関係
は、次の（１）式で表すことができる。この（１）式を
満足すれば、被走査面上のＢｏｗを同一方向とすること
ができる。

【００５１】 βｉ×（−１）^Ni）／（βｊ×（−１）^Nj）＞０ …（１） この（１）式は、被走査面上のＢｏｗを同一方向に向か
わせる関係を表している。すなわち、正面入射光学系で
はｆθレンズを傾ける方向でＢｏｗの発生する方向が異
なる。このため、複数の光束の間で、偏向器に対する光
束の方向を変更したり反射により対称像を形成させたり
すれば、Ｂｏｗの方向を一致させることができる。そこ
で、ｆθレンズの傾け角が左右逆（βの符号は同符号）
のときは偏向器以降の折り返し数の差を０または偶数と
し、レンズ傾け角が左右同じ（β符号は異符号）の場合
は折り返し数を奇数とすることにより被走査面上のＢｏ
ｗを同一方向とすることができる。

【００５２】また、本実施の形態では、円筒ミラー２８
Ａ，２８Ｂによって、副走査方向に結像させると共に倒
れ補正光学系を構成している。このときの円筒ミラー２
８Ａ，２８Ｂへの入射角度γｉ、γｊの符号は、光束の
光路から円筒ミラー２８Ａ，２８Ｂの法線へ向かう方向
が時計回り方向のときを負、反時計回り方向を正とする
と、互いに正である。その結果、図１に示すように、光
束ＬＡは下方（図１の紙面の下方向）へ折り返され、光
束ＬＢは上方（図１の紙面の上方向）へ折り返されてい
る。

【００５３】本実施の形態では、円筒ミラーによる折り
返し角（円筒ミラー２８Ａ，２８Ｂへの入射角度γｉ、
γｊ）を互いに正となるように設定したことによって、
円筒ミラー上の走査線湾曲により走査中央の光束による
円筒ミラーの入射角に対し、走査端部の光束による円筒
ミラーの入射角を小さくでき、副走査方向の像面湾曲を
補正することができる。これによって、反射面の面倒れ
が１２０秒時の共役点ずれは約０．２ｍｍとなった。

【００５４】この場合、光束の入射角度α、ｆθレンズ
の傾け角度β、円筒ミラーの入射角度γ、偏向器から円
筒ミラーとの間の折り返し数Ｍの間の関係は、次の
（２）式で表すことができる。この（２）式を満足すれ
ば、副走査方向の像面湾曲を補正することができる。

【００５５】 β×β＜０， β×γ×（−１）^M＞０ …（２） すなわち、α×βが負であることは光束の偏向器への入
射角とｆθレンズの傾け角が逆方向に角度を有すること
である。このように、偏向反射面への副走査方向の入射
角αに対しｆθレンズの傾け角βを逆方向に傾けること
により、偏向器への斜入射によるビーム径の不均一をｆ
θレンズの傾けによって補正することができる。

【００５６】この場合、走査中央のビーム径と走査端部
のビーム径の差（ビーム径差）を最小にするｆθレンズ
の傾け角βは偏向器への副走査方向の入射角αによって
異なる。すなわち入射角αの絶対値（｜α｜）が大きい
と、ビーム径差を最小にする傾け角βの絶対値（｜β
｜）もまた大きくなる。このため、ビーム径差を実使用
上問題のない所定値、例えば１０μｍ程度に抑制するた
めには、図３に示すように、偏向面の入射角度αとｆθ
レンズの傾け角度βの比（α／β）を−０．２〜−０．
４の間に設定することが望ましい。

【００５７】また、β×γ×（−１）^Mの符号が正であ
ることは、ビーム不均一を防止するｆθレンズの傾け角
度のときに生じる走査中央の光束と走査端部の光束の円
筒ミラー上での走査線湾曲すなわち入射位置に差がある
ことを利用するものである。すなわち、走査中央の光束
の副走査方向の入射角度より走査端部の光束の副走査方
向の入射角度が小さくなる方向に折り返すことにより、
走査中央の光束に対する円筒ミラーのパワーより走査端
部の光束に対するパワーが小さくなるようにでき、負に
湾曲する副走査方向の像面湾曲を補正して、共役点のず
れを小さくすることができ、良好な倒れ補正性能を得る
ことができる。

【００５８】なお、本実施の形態では２つの感光体を用
いた場合を説明したが，同じ構成の走査装置および感光
体を追加するか、または図４のように、同一偏向反射面
で２つの光束を走査する走査装置を本実施の形態のよう
に左右で構成することにより４色のフルカラー記録装置
を形成することが可能である。

【００５９】図４の光走査装置は、図示は省略したが、
光束ＬＡ，Ｌａ，ＬＢ．Ｌｂを出射する光源、コリメー
トレンズ、開口部、整形光学系が順に設けられている。
図示を省略した整形光学系から出射された光束ＬＡ，Ｌ
ａは、反射ミラー１８Ａによって、光束ＬＢ，Ｌｂは、
反射ミラー１８Ｂによって、単一の偏向器２４へ案内さ
れ、偏向走査される。光束ＬＡ，Ｌａは、ｆθレンズ２
２Ａによって感光体３４Ａ，３４ａ上の各々に結像され
る。同様に、光束ＬＢ，Ｌｂは、ｆθレンズ２２Ｂによ
って感光体３４Ｂ，３４ｂ上の各々に結像される。な
お、偏向器２４と感光体３４Ａ，３４ａの間には、平面
ミラー２６Ａ，２６ａ、円筒ミラー２８Ａ，２８ａ、及
び平面ミラー３０Ａ，３０ａが順に設けられている。

【００６０】従って、光束ＬＡ，Ｌａ，ＬＢ，Ｌｂの各
々は偏向器２４により偏向走査された後、ｆθレンズ２
２Ａ，２２Ｂを通過し平面ミラー２６Ａ、２６ａ，２６
Ｂ，２６ｂにより折り返された後、円筒ミラー２８Ａ，
２８ａ，２８Ｂ，２８ｂにより副走査方向に屈折力を受
け平面ミラー３０Ａ，３０ａ，３０Ｂ，３０ｂにより折
り返され感光体３４Ａ，３４ａ，３４Ｂ，３４ｂを露光
走査する。

【００６１】感光体３４Ａ，３４ａ，３４Ｂ，３４ｂの
各々が露光されることによって各色に対応する潜像が形
成され、各感光体３４Ａ，３４ａ，３４Ｂ，３４ｂ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。

【００６２】〔第２実施の形態〕本発明の実施の形態に
かかる光走査装置は上記実施の形態と同様の構成であ
り、光学データのみが異なるものである。このため、同
一部部には同一符号を付して詳細な説明を省略する。次
の表２には本実施の形態の偏向面２４Ｘ以降の主要光学
データを示した。

【００６３】

【表２】

【００６４】整形光学系より出射した各光束Ａ、Ｂはｆ
θレンズ２２Ａ，２２Ｂを通過し偏向器へ入射する。こ
のとき、偏向器への副走査入射角度は第１実施の形態と
同様に、光束ＬＡがαｉ＝＋２．４°、αｊ＝＋１．５
°である。偏向器２４で反射された光束は再びｆθレン
ズ２２Ａ，２２Ｂを通過し折り返しミラー２６Ａ，２６
Ｂで反射される。ｆθレンズ２２Ａ，２２Ｂの傾け角度
はβｉ＝−８°、βｊ＝−５．８°であり、各光束の偏
向器２４への入射角度αに応じてビーム径の均一性が最
良となる角度とした。

【００６５】平面ミラー２６Ａにより反射された光束Ｌ
Ａは円筒ミラー２８Ａで反射され、感光体３４Ａ上に結
像、露光走査される。円筒ミラー２８Ａの入射角γｉ＝
＋１０°、曲率半径は１５４．３２で光束ＬＡの共役倍
率は−０．３である。

【００６６】平面ミラー２６Ｂにより反射された光束Ｌ
Ｂは円筒ミラー２８Ｂで反射され、感光体３４Ｂ上に結
像、露光走査される。円筒ミラー２８Ｂの入射角γｊ＝
＋１０°、曲率半径は１６９．４１で光束ＬＢの共役倍
率は−０．３５である。

【００６７】本実施の形態はｆθレンズの傾け角度β
ｉ，βｊの符号、偏向器２４以降の折り返し数Ｎｉ，Ｎ
ｊは第１実施の形態と同様で（１）式、（２）式を満た
しており、被走査面上でのＢｏｗ方向は一致している。
また、入射角αの符号および偏向器２４と円筒ミラー２
８との間の折り返し数Ｍもまた第１実施の形態と同様で
あり、（２）式を満たしており、円筒ミラーの折り返し
角γは副走査方向像面湾曲が小さくなる方向に折り返し
ている。

【００６８】ここで、図５には、ｆθレンズの傾け角度
と被走査面上におけるＢｏｗとの関係を示した。光束Ｌ
Ａのｆθレンズ２２Ａの傾け角度は光束ＬＢより大きい
ため、図５に示すように、光束ＬＡ側のＢｏｗの発生が
多くなる。そこで、本実施の形態では光束ＬＡの偏向反
射面と被走査面との共役倍率を−０．３とし、光束ＬＢ
の共役倍率を−０．３５とすることによって、被走査面
上のＢｏｗの量を光束ＬＡ、光束ＬＢ共に１２０μｍと
同一量とした。このようにすることによって、被走査面
上でのＢｏｗの方向および大きさを一致させることがで
きる。

【００６９】ところで、共役倍率を異ならせるために
は、いくつかの方法があるが本実施の形態では偏向器か
ら円筒ミラーまでの距離と円筒ミラーから被走査面まで
の距離を異ならせ、被走査面上で結像するように円筒ミ
ラーの曲率半径を合わせることで前記倍率となるように
設定した。

【００７０】本実施の形態では、Ｂｏｗ量を同一とした
が、完全に一致させる必要は無く、Ｂｏｗ差が人の目に
色ずれとして認知できる大きさ以下、例えば１／２画素
以下に軽減させるように共役倍率に差をつけることでも
十分に効果は得ることができる。本実施の形態において
共役倍率を光束ＬＡと光束ＬＢとで異ならせると同一の
ケラレ量の場合、被走査面上ビーム径が光束ＬＡと光束
ＬＢとで異なる場合が発生するが、開口部１４Ａ，１４
Ｂの開口幅を異ならせるか、整形光学系の倍率を変化さ
せて総合倍率を光束ＬＡと光束ＬＢとで合わせることで
同一のビーム径を得ることができる。

【００７１】このように、本実施の形態によれば、ｆθ
レンズ等の走査光学系の光軸と、回転多面鏡等の偏向器
の回転軸に垂直な平面となす角度が大きい場合に、発生
するＢｏｗが大きい光束の共役倍率をＢｏｗの発生が小
さい光束の共役倍率より小さく設定する。これによっ
て、図６に示すように、発生するＢｏｗ差を減少させた
り、Ｂｏｗ差を０としたりさせることができ、被走査面
上において走査線を略一致させて色ずれを抑制させるこ
とができる。

【００７２】［第３実施の形態〕図７には、本発明の実
施の形態にかかる光走査装置の概略構成を、光走査装置
を副走査対応方向より見た矢視図（図２の矢印Ｘ方向か
らみた矢視図）を示しているとして示した。また、次の
表３には本実施の形態の偏向面２４Ｘ以降の主要光学デ
ータを示した。

【００７３】

【表３】

【００７４】整形光学系より出射した各光束ＬＡ、ＬＢ
はｆθレンズ２２Ａ，２２Ｂを通過し偏向器２４へ入射
する。このとき、光束ＬＡの偏向面２４Ａへの副走査入
射角度αｉ＝＋２．４°、光束ＬＢの偏向面への副走査
入射角度αｊ＝−２．４で両光束共に紙面上方より偏向
器へ入射している。

【００７５】偏向器２４で反射された光束は再びｆθレ
ンス２２Ａ，２２Ｂを通過し、折り返しミラー２６Ａ，
２６Ｂで反射される。本実施の形態では、ｆθレンズ２
２Ａ，．２２Ｂの傾け角度はβｉ＝−６．８°、βｊ＝
＋６．８°でともに偏向器２４の回転軸ＣＬに垂直な平
面Ｖに対し下方へ角度を有するように設定している。

【００７６】この場合、平面ミラー２６Ａ，２６Ｂ上で
の走査線湾曲は光束ＬＡ，光束ＬＢともに走査中央の高
さが高い山状である。この場合、光束ＬＡと光束ＬＢの
偏向器２４以降の折り返し数を差が奇数となるように異
ならせることによって、この走査線の湾曲を被走査面上
で同一方向とすることができる。本実施の形態では光束
ＬＡ側の折り返し数Ｎｉを２、光束ＬＢ側の折り返し数
Ｎｊを３とすることで被走査面状のＢｏｗを一致させて
いる。

【００７７】平面ミラー２６Ａにより反射された光束Ｌ
Ａは円筒ミラー２８Ａで反射され、感光体３４Ａ上に結
像、露光走査される。円筒ミラー２８Ａの入射角γｉ＝
＋３１．６°、曲率半径は２２０．７１で光束ＬＡの共
役倍率は−０．４９である。

【００７８】光束ＬＡにおいて角度αの符号は正、角度
βの符号は負であり、偏向器２４と円筒ミラーとの間の
折り返しＭは１となる。これによって円筒ミラーの折り
返し角γを正とすることにより、走査中央の光束の副走
査方向のい入射角度より走査端部の光束の副走査方向の
入射角度が小さくなる方向に折り返され、副走査方向の
像面湾曲が補正されて、共役点湾曲も小さくなる。

【００７９】平面ミラー２６Ｂにより反射された光束Ｌ
Ｂは円筒ミラー２８Ｂで反射され感光体３４Ｂ上に結
像、露光走査される。円筒ミラー２８Ｂの入射角γｊ＝
２５．８７°、８ｂの曲率半径は２０８．６で光束ＬＢ
の共役倍率は−０．４９である。

【００８０】光束ＬＢにおいて角度αの符号は負、角度
βの符号は正であり、偏向器２４と円筒ミラーとの間の
折り返し数Ｍは２となる。これによって円筒ミラーの折
り返し角γを正とすることにより、走査中央の光束の副
走査方向の入射角度より走査端部の光束の副走査方向の
入射角度が小さくなる方向に折り返され、副走査方向像
面湾曲が補正されて、共役点湾曲も小さくなる。

【００８１】本実施の形態では角度α、βともに異符号
であるが絶対値は同じである。そこで、被走査面上のＢ
ｏｗの量を同一とし方向、量ともに一致させ色ずれをな
くするために光束ＬＡ、光束ＬＢともに共役倍率を−
０．４９として被走査面上のＢｏｗを光束ＬＡ，光束Ｌ
Ｂととともに１５５μｍとした。

【００８２】本実施の形態によれば、ｆθレンズの傾け
角度βｉ，βｊの符号、偏向器以降の折り返し数Ｎｉ，
Ｎｊは第１実施の形態と異なるが（１）式を満たすこと
によって、被走査面でのＢｏｗ方向は一致させることが
できる。

【００８３】また、偏向器への入射角α、の符号、およ
び偏向器と円筒ミラーとの間の折り返しＭ、、円筒ミラ
ーの折り返し角γもまた第１実施の形態と異なる符号／
数値であるが、（２）式を満たすことによって、副走査
方向像面湾曲が補正することができる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ｆ
θレンズ等の走査光学系の傾け角度と偏向手段から被走
査面までの折り返し回数を走査光学系の傾けによって発
生するＢｏｗが被走査面上で同一方向に湾曲するように
設定することができるため、色ずれの少ない良好なカラ
ー画像を得ることができる、という効果がある。

【００８５】また、ｆθレンズ等の走査光学系の傾け角
が大きい光束に対する偏向手段から被走査面までの共役
倍率を小さく設定することによって、色ずれの量をより
小さくすることができる、という効果がある。

【００８６】また、偏向手段の偏向反射面への副走査方
向の入射角度が大きい光束側のｆθレンズ等の走査光学
系の傾け角度を小さく設定することによって、被走査面
上でのＢｏｗの量を一致させ、色ずれの量をより小さく
することかできる、という効果がある。

【００８７】また、ｆθレンズ等の走査光学系の傾け角
をビーム均一性が確保できる角度に設定し、円筒ミラー
の折り返し方向を走査中央光束の円筒ミラー等の副走査
方向入射角度より走査端部の光束の副走査方向の入射角
度が小さくなる方向に折り返すことによって、走査中央
の光束に対する円筒ミラー等のパワーより走査端部の光
束に対するパワーが小さくなるようにすることによっ
て、副走査方向の像両湾曲を補正することができる、と
いう効果がある。

【００８８】また、α／βを−０．２〜−０．４の間に
設定することで走査中央の光束のビーム径と走査端部の
光束のビーム径との差をを実使用に影響の無い程度に小
さくすることができるとともにダブルパス／正面入射光
学系において迷光の発生を防止することができる、とい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態の光走査装置における副走査方
向からみた光学配置を示すイメージ図である。

【図２】第１実施の形態の光走査装置の概略構成を示す
斜視図である。

【図３】ｆθレンズの傾け角度とビーム径差の変化量と
の関係を示す線図である。

【図４】第１実施の形態の光走査装置を、フルカラー記
録装置に応用した変形例を示し、副走査方向からみた光
学配置を示すイメージ図である。

【図５】ｆθ傾け角度と被走査面上のＢｏｗとの関係を
示す線図である。

【図６】同一方向のＢｏｗによる色ずれの説明図であ
る。

【図７】第３実施の形態にかかる光走査装置の副走査方
向からみた光学配置を示すイメージ図である。

【図８】従来の光走査装置の概略構成を示す斜視図であ
る。

【図９】従来の光走査装置の概略構成の他例を示す斜視
図である。

【図１０】図９の光走査装置を副走査方向からみた光学
配置を示すイメージ図である。

【図１１】逆方向に発生するＢｏｗによる色ずれの説明
図である。

【符号の説明】

１０Ａ，１０Ｂ：光源 １２Ａ，１２Ｂ：コリメーターレンズ １４Ａ，１４Ｂ：開口部（スリット） １６Ａ，１６Ｂ：整形光学系（円筒レンズ） １８Ａ，１８Ｂ：平面ミラー ２２Ａ，２２Ｂ：ｆθレンズ ２４：偏向器（回転多面鏡） ２４Ｘ，２４Ａ，２４Ｂ：偏向反射面 ２６Ａ，２６Ｂ：平面ミラー ２８Ａ，２８Ｂ：円筒ミラー ３０Ａ，３０Ｂ：平面ミラー ３４Ａ，３４Ｂ：感光体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも複数の反射面を備えて該複数
   の反射面のうち異なる反射面へ向けて主走査方向と交差
   する副走査方向に所定角度だけ光軸が傾くように入射さ
   れた複数の光束の各々を前記主走査方向に偏向走査する
   偏向手段と、前記複数の光束の各々に対応しかつ各々偏
   向走査された光束を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複数の走査光学系と、前記複数の光
   束の各々に対応しかつ各々偏向走査された光束を折り返
   す複数の折返手段と、を備えた光走査装置において、 前記複数光束のうち１光束を基準光束とし、前記基準光
   束に対応する走査光学系の光軸と偏向手段の回転軸に垂
   直な平面となす角度をβｉとし、基準光束の光路におい
   て偏向手段と被走査面との間の折返手段による折り返し
   数をＮｉとし、 前記複数光束のうち基準光束以外の１光束を対象光束と
   し、該対象光束に対応する走査光学系の光軸と偏向手段
   の回転軸に垂直な平面となす角度をβｊとし、対象光束
   の光路において偏向手段と被走査面との間の折返手段に
   よる折り返し数をＮｊとするとき、 基準光束と対象光束とは、以下の関係を満たすように構
   成されることを特徴とする光走査装置。 （βｉ×（−１）^Ni）／（βｊ×（−１）^Nj）＞０ 但し、角度は反時計回転方向を正符号としかつ時計回転
   方向を負符号とする。
2. 【請求項２】 前記偏向手段へ入射される光束は、前記
   反射面近傍に主走査方向に長い線像を結像させるアナモ
   フィック光学系によって副走査方向に集束された光束で
   あり、前記角度βｉ，βｊの絶対値が大きい光束側の副
   走査方向の偏向反射面と被走査面との倍率の絶対値を小
   さく設定することを特徴とする請求項１に記載の光走査
   装置。
3. 【請求項３】 前記角度βｉ，βｊに対応する、前記偏
   向手段へ入射される光束の光軸が前記偏向手段の回転軸
   に垂直な平面となす角度をαｉ、αｊとするとき、基準
   光束と対象光束とは、以下の関係を満たすように構成さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。 ｜αｉ｜＞｜αｊ｜のとき｜βｉ｜＜｜βｊ｜
4. 【請求項４】 少なくとも複数の反射面を備えて該複数
   の反射面のうち異なる反射面へ向けて主走査方向と交差
   する副走査方向に所定角度だけ光軸が傾くように入射さ
   れた複数の光束の各々を前記主走査方向に偏向走査する
   偏向手段と、前記複数の光束の各々に対応しかつ各々偏
   向走査された光束を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複数の走査光学系と、前記複数の光
   束の各々に対応しかつ各々偏向走査された光束を折り返
   す複数の折返手段と、を備えた光走査装置において、 前記偏向手段へ入射される光束は、前記反射面近傍に主
   走査方向に長い線像を結像させるアナモフィック光学系
   によって副走査方向に集束された光束であり、前記折返
   手段の少なくとも１つを副走査方向にのみ曲率を有する
   円筒ミラーで構成すること及び副走査方向にのみパワー
   を有する円筒レンズをさらに備えることの少なくとも一
   方によって倒れ補正機能を有させて、 前記複数の光束のうち少なくとも１つの光束について、
   前記偏向手段へ入射されるときの光軸が前記偏向手段の
   回転軸に垂直な平面となす角度をαとし、対応する走査
   光学系の光軸と偏向手段の回転軸に垂直な平面となす角
   度をβとし、前記円筒ミラー及び円筒レンズの少なくと
   も一方への光束への入射角度をγとし、前記偏向手段と
   円筒ミラー及び円筒レンズの少なくとも一方との間の折
   り返し数をＭとしたとき、 以下の関係を満たすように構成したことを特徴とする光
   走査装置。 α×β＜０でかつβ×γ×（−１）^M＞０ 但し、角度は反時計回転方向を正符号としかつ時計回転
   方向を負符号とする。
5. 【請求項５】 前記角度αと前記角度βとの間は、以下
   の関係を満たすように構成したことを特徴とする請求項
   １または４に記載の光走査装置。 −０．２＞α／β＞−０．４