JP2001215423A - 光走査方法及び光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のビームによって同時走査を行う際に、
各ビームを出力する発光点の副走査方向の配置間隔によ
らずに、ＢＯＷ差とピッチずれを低減する。 【解決手段】 コリメータレンズ５６によって、レーザ
アレイ５０と回転多面鏡５２の反射面５２Ａとをアフォ
ーカルで且つ共役な関係とし、第１、第２のシリンダミ
ラー６４Ａ、６４Ｂによって、回転多面鏡５２の反射面
５２Ａと感光体ドラム１６の周面の走査位置とを、アフ
ォーカルで且つ共役な関係とする。これにより、レーザ
アレイ５０の各発光点から出射された複数の光ビームＬ
Ｂは、互いに平行な（同一進行方向）状態で、且つ副走
査方向に角度を持たずに、回転多面鏡５２の反射面５２
Ａに入射して偏向され、ｆθレンズ６２、第１、第２の
シリンダミラー６４Ａ、６４Ｂによって、互いに平行な
状態で感光体ドラム１６の周面に入射するとともに、各
々当該周面上に結像される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査方法及び光
走査装置に係り、特に、光源から出射された複数の光ビ
ームを偏向手段の反射面に入射させることにより偏向さ
せ、前記偏向手段によって偏向された前記複数の光ビー
ムによって被走査面上を同時に主走査する光走査装置に
おける光走査方法及び光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタや電子写真複写機等の光
ビームにより画像を記録する画像記録装置が普及してい
る。このような画像記録装置では、光走査装置によって
光ビームを感光体上に走査させている。

【０００３】光走査装置では、一般に、半導体レーザか
ら出力した光ビームを画像データに基づいて変調し、コ
リメータレンズ等を介して、所定速度で回転する回転多
面鏡の反射面に入射させる。この回転多面鏡の回転によ
り、光ビームの入射角が連続的に変化しながら偏向さ
れ、光ビームが感光体上を主走査する。また、回転多面
鏡の反射面に反射された光ビームは、ｆθレンズ、シリ
ンダミラー（又シリンダレンズ）等を介して、感光体へ
と案内され、感光体上を一定速度で走査するとともに、
感光体上に結像される。これにより、感光体に画像が露
光記録される。

【０００４】ところで、近年の画像形成装置の高速化の
要求に伴って、光走査装置の走査速度の向上が望まれて
いる。光走査装置の高速化を図る技術としては、複数の
光ビームを用いて、１回の走査で複数の走査線を同時に
走査する同時走査方式が知られている。

【０００５】この同時走査方式の光走査装置の光学系
（以下、「複数ビーム走査光学系」という）の設計にお
いては、複数の光ビーム間の「ＢＯＷ差」及び「ピッチ
ずれ」を考慮する必要がある。図９には２本の光ビーム
で走査する場合のＢＯＷ差、図１０には２本の光ビーム
で走査する場合のピッチずれが示されており、各図にお
いて、破線が理想的な走査線の位置、実線が実際の走査
線の位置である。

【０００６】ＢＯＷ差とは、各光ビームによって形成さ
れる走査線の湾曲量が異なり、主走査方向の走査位置に
よって副走査方向の２つの光ビームの間隔が変化してい
ることを意味する。また、ピッチずれとは、２つの光ビ
ームが、当該光ビーム間の副走査方向の間隔が所定値か
らずれた状態で同時走査され、走査線の間隔が粗密にな
ることを意味する。複数の光ビームを用いて、１回の走
査で複数の走査線を同時に走査させる場合に、このよう
なＢＯＷ差やピッチずれが生じると、副走査方向に画像
ムラが生じて画質が低下してしまう。高画質の画像出力
を得るためには、このＢＯＷ差及びピッチずれの低減が
求められる。

【０００７】一般に、ＢＯＷ差とピッチずれは、複数ビ
ームが光学系の光軸からずれるほど生じやすくなる。従
来は複数といっても２本、多くても４本のビームが１列
に配置されたものがほとんどであり、光源に各ビームを
出力する発光点を一列に配置したときに、実際の発光点
の間隔が大きくても（図１１中の距離ａ参照）、光源全
体を副走査方向に対して斜めに傾けることによって、見
かけ上副走査方向の発光点の間隔を小さくでき（図１１
中の距離ｂ参照）、複数ビームの光源からのずれを小さ
く抑えることができた。このため、ＢＯＷ差とピッチず
れの低減は比較的容易であった。

【０００８】しかしながら、更なる高速化のために更に
ビーム数が増えると、光源を副走査方向に傾けてＢＯＷ
差及びピッチずれを低減した場合、今度は主走査方向に
複数ビームが大きく離れることによる影響が大きくなる
という問題があった。詳しくは、主走査方向に複数ビー
ムが離れると、各ビームが主走査方向の同一点を走査す
るタイミングが異なるため、主走査方向の画素位置を揃
えるためのバッファメモリの量が増大し、また回転多面
鏡の反射面の主走査方向の幅を大幅に広げなければなら
ないということがある。

【０００９】特開平５−２９４００５号公報には、光源
に面発光レーザを用いてビームを２次元的に配置するこ
とによって、ビーム数を増やしても、ビームが光学系の
光軸から大きく離れることを防ぐ技術が開示されてい
る。しかしながら、発光点が２次元的に配置された光源
の場合、従来の１列配置の光源のように、光源全体を傾
けて、見かけ上の副走査方向の発光点間隔を縮めること
ができないので、ＢＯＷ差とピッチずれは光学的に解決
することが望まれる。以下に示すように、従来より、Ｂ
ＯＷ差やピッチずれを光学的に低減するための技術がい
くつか提案されている。

【００１０】＜ＢＯＷ差を低減するための技術＞ fsinθレンス゛を用いる：特開平1-163717号公報光学系の
副走査方向の横倍率を小さくする：特開平2-54211号公
報、特開平9-281421号公報 複数個所で発生するＢＯＷ差を互いに相殺する：特開
平2-129614号公報、特開平8-118725号公報 複数ヒ゛ームが交差する位置を指定する：公報特開平6-18
802号公報、特開平7-209596号公報、特開平9-274152号公
報 ＢＯＷ差の許容量で限定する：特開平6-202019号公報 副走査方向の像面湾曲とＢＯＷ差をハ゛ランスさせる：特
開平7-199109号公報 非球面レンス゛を用いる：特開平1-180501号公報、特開平8
-297256号公報、特開平9-33850号公報、特開平9-146030号
公報、特開平10-333069号公報、特開平11-84285号公報 複数ヒ゛ームのＢＯＷの方向を揃える：特開平10-68898号
公報、特開平10-293260号公報 ＜ピッチずれを低減するための技術＞ 複数ビームを被走査面に平行に入射させる：特開平7-
209596号公報、特開平9-274151号公報 このように、ＢＯＷ差及びピッチずれの何れか一方を低
減させるものは様々提案されているが、実際の同時走査
方式の光走査装置では、ＢＯＷ差及びピッチずれの両者
の低減が必要である。上記の技術のうち、ＢＯＷ差及び
ピッチずれの両者に言及しているものは、特開平7-2095
96号公報に開示されている技術のみである。

【００１１】特開平7-209596号公報に開示されている技
術は、図１２に示すように、レーザダイオード１００、
１０２から出射された光ビーム１０４、１０６を、コリ
メータレンズ１０８、シリンドリカルレンズ１１０を介
して、回転多面鏡１１２に入射させる。回転多面鏡１１
２に入射した光ビーム１０４、１０６を、当該回転多面
鏡１１２の反射面によって反射した後、ｆθレンズ及
び、シリンドリカルレンズ又はシリンドリカルミラーを
備えたアナモルフィック運動補償光学系（ＭＣＯ）１１
４を通過させることによって、システム軸（光学系の光
軸）１１６と平行にして、光走査装置から出力するよう
になっている。すなわち、光走査装置の主出口光線をテ
レセントリックとすることにより、ＢＯＷ差及びピッチ
ずれの発生を抑えていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、複数ビーム
走査光学系においてＢＯＷ差が発生する原因は、前にも
述べたように、光ビームが光学系の光軸を通らないこと
であるが、より具体的には、以下の２つの要因が挙げら
れる。

【００１３】・光ビームが副走査方向に角度を持って回
転多面鏡２００に入射する（図１３参照） ・光ビームが副走査方向にパワーを有するｆθレンズ２
０２を通過する際に、当該ｆθレンズ２０２の光軸外を
通過する、或いは、ビームが副走査方向に角度を持って
ｆθレンズ２０２に入射する（図１４参照）。

【００１４】特開平7-209596号公報に開示されている技
術では、光源として用いられている半導体レーザアレイ
の発光点間隔（レーザダイオード１００、１０２の間
隔）が２５μｍと小さかったため、２つの光ビーム１０
４、１０６の回転多面鏡１１２や、アナモルフィック運
動補償光学系１１４のｆθレンズに対する副走査方向の
角度の影響を無視でき、ＢＯＷ差及びピッチずれの両者
を低減することができた。

【００１５】しかしながら、図１２からも分かるよう
に、２つの光ビーム１０４、１０６が副走査方向に異な
る角度で回転多面鏡１１２に入射するため、発光点間隔
が副走査方向に大きくなると、光ビームの回転多面鏡１
１２に対する副走査方向の入射角度が大きくなり、回転
多面鏡１１２による偏向によってＢＯＷ差が発生してし
まう。また、光ビーム１０４、１０６がｆθレンズ（ア
ナモルフィック運動補償光学系）の光軸外に角度を持っ
て入射するため、発光点間隔が大きくなると、同様に、
ＢＯＷ差が発生する。

【００１６】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたもので、複数のビームによって同時走査を行う際
に、各ビームを出力する発光点の副走査方向の配置間隔
によらずに、ＢＯＷ差とピッチずれを低減することがで
きる光走査方法及び光走査装置を提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、光源から出射された複数
の光ビームを偏向手段の反射面に入射させることにより
偏向させ、前記偏向手段によって偏向された前記複数の
光ビームによって被走査面上を同時に主走査する光走査
方法であって、主走査方向と直交する方向において、前
記複数の光ビームが、少なくとも前記偏向手段の反射面
に互いに平行な状態で入射し、主走査方向と直交する方
向において、前記偏向手段によって偏向された複数の光
ビームを、前記偏向手段の反射面と前記被走査面との間
をアフォーカルな関係として、各々前記被走査面上に結
像させる、ことを特徴としている。

【００１８】また、請求項２に記載の発明は、光源から
出射された複数の光ビームを偏向手段の反射面に入射さ
せることにより偏向させ、前記偏向手段によって偏向さ
れた前記複数の光ビームによって被走査面上を同時に主
走査する光走査装置において、主走査方向と直交する方
向において、前記複数の光ビームが、少なくとも前記偏
向手段の反射面に互いに平行な状態で入射させる第１の
光学手段と、主走査方向と直交する方向において、前記
偏向手段によって偏向された複数の光ビームを、前記偏
向手段の反射面と前記被走査面との間をアフォーカルな
関係として、各々前記被走査面上に結像させる第２の光
学手段と、を有することを特徴としている。

【００１９】請求項１及び請求項２に記載の発明によれ
ば、複数の光ビームが、主走査方向と直交する方向（以
下、「副走査方向」という）において、互いに平行な状
態（平行光ではなく、進行方向が同じという意味）で偏
向手段の反射面に入射する。すなわち、複数の光ビーム
は、偏向手段の反射面に入射する際に、各々の光軸が副
走査方向において互いに平行となっているので、偏向手
段による偏向に伴って、ＢＯＷ差が発生することを防ぐ
ことができる。

【００２０】また、偏向手段の反射面と被走査面との間
がアフォーカル（平行状態で光ビームが入射して出射す
る）な関係となっているので、偏向手段によって偏向さ
れた複数の光ビームは、平行な状態で被走査面に入射す
る。このように、アフォーカルな関係とすることによ
り、例えばｆθレンズ通過時等、偏向手段の反射面から
被走査面に入射するまでの間でＢＯＷ差が発生すること
を抑えることができるとともに、偏向手段の反射面と被
走査面間の距離が変動したときのピッチずれの発生を抑
えることができる。

【００２１】すなわち、請求項１及び請求項２に記載の
発明は、複数の光ビームによって被走査面上を同時走査
する場合のＢＯＷ差及びピッチずれの発生を抑える（又
は低減する）ことができる。

【００２２】なお、請求項３に記載されているように、
前記光源が、前記複数の光ビームを互いに平行な状態で
出射し、前記第１の光学手段が、前記光源と前記偏向手
段の反射面との間をアフォーカルで且つ共役な関係とす
るとよい。

【００２３】この場合、請求項４前記第１の光学手段
が、前記光源から発散光束となって出射された光ビーム
を略平行光束にするコリメータレンズと、前記主走査方
向と直交する方向に集光するパワーを有し、前記コリメ
ータレンズによって略平行光束とされた光ビームを、前
記偏向手段の反射面上に主走査方向に長い線状に結像さ
せるシリンダレンズとからなり、前記コリメータレンズ
の光ビームの進行方向下流側の焦点位置と、前記シリン
ダレンズの光ビームの進行方向上流側の焦点位置とを略
一致させて、前記コリメータレンズ及び前記シリンダレ
ンズを配置するようにするとよい。

【００２４】偏向手段の反射面の面倒れ補正を同時に行
うためには、請求項５に記載されているように、第２の
光学手段が、前記偏向手段によって偏向された複数の光
ビームを、前記偏向手段の反射面と前記被走査面との間
を共役な関係として、各々前記被走査面上に結像させる
ようにするとよい。

【００２５】この場合、請求項６に記載されているよう
に、前記第２の光学手段が、主走査方向にのみ集光する
パワーを有するｆθ光学系と、前記主走査方向と直交す
る方向に集光するパワーを有する第１のシリンダ光学系
と、前記主走査方向と直交する方向に集光するパワーを
有する第２のシリンダ光学系とから構成され、前記第１
のシリンダ光学系の光ビームの進行方向下流側の焦点位
置と、前記第２のシリンダ光学系の光ビームの進行方向
上流側の焦点位置とを略一致させて、前記第１のシリン
ダ光学系及び前記第２のシリンダ光学系を配置するよう
にするよい。また、請求項７に記載されているように、
前記第１のシリンダ光学系の前記主走査方向と直交する
方向に集光するパワーが、前記第２のシリンダ光学系の
前記主走査方向と直交する方向に集光するパワーよりも
小さいようにするとよい。

【００２６】更に、請求項８に記載されているように、
前記光源が、複数の発光点が２次元的に配置されている
面発光レーザアレイとするとよい。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明に係
る実施形態の１例を詳細に説明する。

【００２８】図１には、画像形成装置１０の概略構成が
示されている。図１に示されるように、画像形成装置１
０はケーシング１２によって被覆されている。

【００２９】ケーシング１２内には、画像形成部１４が
設けられている。画像形成部１４は、図１に示される矢
印Ａ方向に定速回転する円筒状の感光体ドラム１６と、
所望の画像データ（本実施の形態における画像形成装置
１０は白黒画像を対象としているため、グレイスケール
の画像データ）に基づいて光ビームを（図１の矢印Ｂ参
照）感光体ドラム１６に向けて、主走査しながら照射す
る光走査装置１８とを含んで構成されていいる。

【００３０】感光体ドラム１６の周面近傍には帯電器２
０が配設されている。帯電器２０は、感光体ドラム１６
を一様に帯電させる。帯電器２０により一様に帯電され
た感光体ドラム１６は、矢印Ａ方向に回転することによ
って、光走査装置１８からの光ビームが照射される。こ
れにより、感光体ドラム１６の周面上に潜像が形成され
る。

【００３１】また、光走査装置１８による光ビームの照
射位置よりも感光体ドラム１６の回転方向下流側には、
感光体ドラム１６の周面に対向して、感光体ドラム１６
にトナーを供給する現像器２２が配設されている。現像
器２２から供給されたトナーは、光走査装置１８によっ
て光ビームが照射された部分にトナーを付着するように
なっている。これにより感光体ドラム１６の周面上にト
ナー像が形成される。

【００３２】現像器２２の配設位置よりも感光体ドラム
１６の回転方向下流側（感光体ドラム１６の軸芯垂下位
置）には、感光体ドラム１６の周面に対向して、転写用
帯電体２４が配設されている。転写用帯電体２４は、用
紙トレイ２６又は手差しトレイ２８から、感光体ドラム
１６と転写用帯電体２４の間に案内された用紙３０に、
感光体ドラム１６の周面上に形成されたトナー像を転写
する。

【００３３】転写用帯電体２４の配設位置よりも感光体
ドラム１６の回転方向下流側には、感光体ドラム１６に
対向して、クリーナー３２が配設されている。クリーナ
ー３２により、転写後に感光体ドラム１６の周面に残留
しているトナーが除去される。

【００３４】トナー像が転写された用紙３０は、矢印Ｃ
方向に搬送される。感光体ドラム１６よりも用紙３０の
搬送方向下流側には、加圧ローラ３４と加熱ローラ３６
を含んで構成している定着器３８が配設されている。定
着器３８では、搬送されてきたトナー像が転写された用
紙３０を加熱及び加圧し、トナーを融解固定する。すな
わち、定着器３８では所謂定着処理が施され、用紙３０
上に所定の画像が記録される。定着処理が施され、画像
が記録された用紙３０は排出トレイ４０に排出される。

【００３５】次に、光走査装置の構成について詳しく説
明する。図２には、光走査装置１８の詳細構成が示され
ている。

【００３６】図２に示されるように、光走査装置１８
は、光源として、アレイ状の半導体レーザ（以下、「レ
ーザアレイ」）５０を備えている。また、偏向手段とし
て、側面に複数の反射面５２Ａが設けられた正多角形状
（本実施の形態では正六角形）に形成されており、図示
しないモータによって矢印Ｄ方向に高速で回転される回
転多面鏡５２を備えている。

【００３７】レーザアレイ５０は、複数の発光点５４が
２次元配列された面発光レーザとなっている。図３に
は、このレーザアレイ５０の一例が示されている。図３
に示すようにレーザアレイ５０には、所定の間隔で、主
走査方向に６個、副走査方向に６個の計３６個の発光点
５４が２次元的に配置されている。また、主走査方向に
並んだ発光点５４は、副走査方向に隣合う発光点５４と
の距離を６等分した距離を１ステップとし、副走査方向
に１ステップずつ段階的にずらされて配置されている。
すなわち、副走査方向に限って見れば、１ステップ毎に
発光点５４が配置されていることになる。このように副
走査方向に段階的にずらして発光点５４を配置すること
により、全ての発光点５４が異なる走査線を走査するこ
とができるようになっている（３６本の走査線を同時走
査可能）。

【００３８】レーザアレイ５０の各発光点５４からは、
所望の画像データに基づいて変調された光ビームＬＢが
射出される。なお、レーザアレイ５０は面発光レーザで
あるので、複数の光ビームＬＢは、平行に（平行光では
なく、光ビームの進行方向が同じという意味）出射され
る。

【００３９】各発光点５４から射出された複数の光ビー
ムＬＢの進行方向下流側には、図２に示すように、コリ
メータレンズ５６、アパチャー５８、シリンダレンズ６
０、ミラー６１が順に配置されている。各発光点５４か
ら射出された複数の光ビームＬＢは、コリメータレンズ
５６、アパチャー５８、シリンダレンズ６０、ミラー６
１を介して、回転多面鏡５２に到達するようになってい
る。

【００４０】コリメータレンズ５６は、各発光点５４か
ら射出された複数の光ビームＬＢを発散光から略平行光
に変換するとともに、当該コリメータレンズ５６の像側
（光ビームの進行方向下流側）焦点位置で交差するよう
に収束する。

【００４１】アパチャー５８は、このコリメータレンズ
５６の像側焦点位置に配置されている。コリメータレン
ズ５６によって略平行光とされた複数の光ビームＬＢ
は、アパチャー５８を通過することによって同時に整形
される。なお、アパチャー５８の位置では全ての光ビー
ムＬＢが交差するので、アパチャー５８によるビームの
けられ方は、全ての光ビームＬＢで同じである。

【００４２】シリンダレンズ６０は、副走査方向にのみ
パワーを有しており、複数の光ビームＬＢは、シリンダ
レンズ６０によって各々副走査方向に収束された後、ミ
ラー６１に反射されて回転多面鏡５２に案内される。

【００４３】また、シリンダレンズ６０は、当該シリン
ダレンズの物体側（光ビームの進行方向上流側）焦点位
置がアパチャー５８の配置位置と一致するように、且つ
像側焦点位置が回転多面鏡５２の反射面５２Ａ上となる
ように配置されている。

【００４４】このようにシリンダレンズ６０を配置する
ことにより、レーザアレイ５０と回転多面鏡５２の反射
面５２Ａとが、副走査方向においてアフォーカルで且つ
共役な関係となる。したがって、複数の光ビームＬＢ
は、回転多面鏡５２の反射面５２Ａ上で主走査方向に長
い線状に各々結像されるとともに、副走査方向において
互いに平行に、且つ回転多面鏡５２の反射面５２Ａに対
して副走査方向に角度を持たずに、回転多面鏡５２の反
射面５２Ａに入射する。

【００４５】回転多面鏡５２に入射した複数の光ビーム
は、当該回転多面鏡５２の回転によって、各反射面５２
Ａに対する光ビームの入射角度が連続的に変化して偏向
される。これにより、複数の光ビームＬＢが、同時に感
光体ドラム１６の表面を矢印Ｅ方向（主走査方向）に走
査しながら照射される。

【００４６】回転多面鏡５２の反射面５２Ａにより反射
された光ビームＬＢの進行方向には、第１のレンズ６２
Ａ及び第２のレンズ６２Ｂで構成され、主走査方向にの
みパワーを有するｆθレンズ６２が配置されている。こ
のｆθレンズ６２によって、各光ビームＬＢが感光体ド
ラム１６に光ビームを照射するときの走査速度が等速度
になる。

【００４７】ｆθレンズ６２よりも光ビームの進行方向
下流側には、副走査方向にのみパワーを有する第１のシ
リンダミラー６４Ａが配設されている。また、第１のシ
リンダミラー６４Ａによる光ビームＬＢの反射方向に
は、副走査方向にのみパワーを有する第２のシリンダミ
ラー６４Ｂが配設されている。第１のシリンダミラー６
４Ａ、第２のシリンダミラー６４Ｂによって、各光ビー
ムＬＢは感光体ドラム１６へと案内されるとともに、感
光体ドラム１６の周面上に結像される。

【００４８】また、第１のシリンダミラー６４Ａ、第２
のシリンダミラー６４Ｂは、第１のシリンダミラー６４
Ａの像側焦点位置と第２のシリンダミラー６４Ｂの物体
側焦点位置とが一致するように（当該２ミラー間の光路
長が、第１のシリンダミラーの焦点距離と第２のシリン
ダミラーの焦点距離の和となるように）配置されてい
る。これにより、回転多面鏡５２の反射面５２Ａと感光
体ドラム１６の周面の走査位置とが、副走査方向におい
てアフォーカルで且つ共役な関係とされている。

【００４９】ただし、第１のシリンダミラー６４Ａ、第
２のシリンダミラー６４Ｂは両方とも正のパワー（集光
するパワーのことであり、このパワーが大きい程、焦点
距離が短い）を有する必要がある。正負、或いは負正の
組合せではアフォーカルで且つ共役な関係とすることは
できない。なお、以下では、第１、第２のシリンダミラ
ー６４Ａ、６４Ｂを特に区別しない場合は、シリンダミ
ラー６４と呼んで説明する。

【００５０】次に、本実施の形態の作用を図４を参照し
て説明する。

【００５１】レーザアレイ５０の各発光点５４から出射
された複数（副走査方向に並んだ３６本）の光ビーム
は、コリメータレンズ５６によって略平行光とされ、ア
パチャー５８によって成形され、シリンダレンズ６０に
よって副走査方向に収束されて、回転多面鏡５２の反射
面５２Ａに入射する。回転多面鏡５２に入射した複数の
光ビームは、当該回転多面鏡５２の回転によって偏向さ
れる。

【００５２】このときレーザアレイ５０と回転多面鏡５
２の反射面５２Ａとがアフォーカルで且つ共役な関係と
なっているので、各発光点５４から出射された複数の光
ビームは、互いに平行な（同一進行方向）状態で、且つ
回転多面鏡５２の反射面５２Ａに対して副走査方向に角
度を持たずに、回転多面鏡５２の反射面５２Ａに入射す
る。すなわち、回転多面鏡５２の反射面５２Ａには、複
数の光ビームが光走査装置１８の光学系の光軸Ｌ１と平
行に入射する。これにより、回転多面鏡５２での光ビー
ムＬＢの偏向によるＢＯＷ差の発生を抑えることができ
る。

【００５３】回転多面鏡５２の回転によって偏向された
複数の光ビームＬＢは、互いに平行な状態で、ｆθレン
ズ６２に入射する。ｆθレンズ６２に入射した複数の光
ビームＬＢは、感光体ドラム１６の周面上で光ビームを
主走査するときの走査速度が等速度される。このｆθレ
ンズ６２は主走査方向にのみパワーを有しているので、
複数の光ビームＬＢは、ｆθレンズ６２の透過によって
もＢＯＷ差は発生しない。

【００５４】ｆθレンズ６２を透過した複数の光ビーム
は、副走査方向にのみパワーを有する第１のシリンダミ
ラー６４Ａ及び第２のシリンダミラー６４Ｂによって、
感光体ドラム１６の周面上に結像される。すなわち、複
数の光ビームＬＢは、ＢＯＷ差のないまま、感光体ドラ
ム１６の周面上に結像される。

【００５５】また、シリンダミラー１枚で結像する場合
は、図５に示すように、複数ビームが非平行な状態で感
光体ドラム１６に入射するため、光走査装置１８と感光
体ドラム１６の周面間の距離変動等によってピッチずれ
が発生することがある。上記のように、第１のシリンダ
ミラー６４Ａ及び第２のシリンダミラー６４Ｂと２枚の
シリンダミラーを用いて、回転多面鏡５２の反射面５２
Ａと感光体ドラム１６の周面の走査位置とがアフォーカ
ルな関係となっているので、複数ビームを平行な状態で
感光体ドラム１６の周面に入射させることができ、ピッ
チずれの発生を抑制することもできる。

【００５６】このように、本実施の形態では、ＢＯＷ差
及びピッチずれの発生を抑えつつ、同時に、３６本の光
ビームによって感光体ドラム１６の周面上を走査して、
３６本の走査線の画像を書き込むことができる。

【００５７】また、回転多面鏡５２の複数の反射面５２
Ａの倒れ差を補正（所謂面倒れ補正）するために、回転
多面鏡５２の反射面５２Ａと感光体ドラム１６の周面の
走査位置とを共役な関係とすることが一般的であるが、
上記ではこの共役関係も同時に満たしている。すなわ
ち、面倒れ補正も同時に行うことができる。

【００５８】次に、具体的に数値を挙げて、このときの
書込み密度（走査線間隔）について説明する。本実施の
形態では、主走査方向に３０μｍ間隔で６個、副走査方
向に３０μｍ間隔で６個の計３６（＝６×６）個の発光
点５４が２次元配列され、且つ主走査方向に並んだ発光
点５４が、副走査方向に５μｍずつ段階的にずらされて
配置されたレーザアレイ５０を使用している。すなわ
ち、副走査方向に限って見れば、５μｍ間隔で発光点５
４が配置されていることになり、副走査方向に５μｍ間
隔で３６本の光ビームＬＢがレーザアレイ５０から出射
される。

【００５９】また、このレーザアレイ５０では、副走査
方向の両端の発光点間隔が１８０μｍ、すなわち、両端
ビーム間の距離が１８０μｍとなる。これは、従来技術
による光学系では、ＢＯＷ差とピッチずれの両者を同時
に低減することは難しい値である。

【００６０】また、コリメータレンズ５６の焦点距離は
２５ｍｍ、シリンダレンズの焦点距離は１００ｍｍとな
っている。従って、回転多面鏡５２に入射する際には、
複数の光ビームの副走査方向のビーム間隔は４（＝１０
０／２５）倍に拡大されている。

【００６１】また、回転多面鏡５２と感光体ドラム１６
間の光路長は３６０ｍｍとなっており、この間に配置さ
れる第１のシリンダミラー６４Ａ及び第２のシリンダミ
ラー６４Ｂの焦点距離と位置関係は表１のようになって
いる。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１に示すように、回転多面鏡５２と感光
体ドラム１６間の共役倍率が、０．５２９（＝６８．７
７／１３０）であるので、光走査装置１８の光学系全体
の副走査方向の倍率は、２．１１６（＝４×０．５２
９）倍となる。したがって、副走査方向間隔が５μｍで
レーザアレイから出射された複数の光ビームは、感光体
ドラム１６上で結像された際には１０．５８（＝５×
２．１１６）μｍ間隔、すなわち２４００ｄｐｉ（副走
査方向の画像書込み密度）で画像を書込むことが可能と
なる。

【００６４】このように、本実施の形態では、光源から
出射される複数の光ビーム間の副走査方向距離が大きく
ても（１８０μｍ）、ＢＯＷ差及びピッチずれの発生を
抑えて、複数の光ビームで同時走査を行って、高速且つ
高書き込み密度（２４０ｄｐｉ）で画像を書き込むこと
ができる。

【００６５】ところで、シリンダミラー６４（特に第２
のシリンダミラー６４Ｂ）は、回転多面鏡５２の後段に
配置され、偏向走査される光ビームを反射するので長尺
となる。光走査装置１８の小型化のためには、このシリ
ンダミラー６４の長さを短くすることが望まれ、そのた
めには、シリンダミラー６４、特に第２のシリンダミラ
ー６４Ｂを感光体ドラム１６から出来る限り離して配置
する必要がある。

【００６６】また、第２のシリンダミラー６４Ｂが感光
体ドラム１６に近いと、当該ミラー面上のビーム径が小
さくなり、当該ミラー面上の傷や汚れが光ビームＬＢの
結像状態に及ぼす影響が大きくなってしまう（傷や汚れ
が大きく写る）。この傷や埃の影響を小さくするために
も、第２のシリンダミラー６４Ｂを感光体ドラム１６か
らできるだけ遠ざけることが望ましい。一方、画像形成
装置１０の小型化のためには、光走査装置１８と感光体
ドラム１６とを近づけて配設することが要求され、回転
多面鏡５２と感光体ドラム１６間の距離（光路長）に制
限が設けられることがある。

【００６７】ここで、回転多面鏡５２と感光体ドラム１
６間の距離（光路長）及び共役倍率（副走査方向の書込
み密度）を変えずに、第２のシリンダミラー６４Ｂと感
光体ドラム１６の距離（光路長）を変える例を表２に示
す。なお、表２は、回転多面鏡５２と感光体ドラム１６
間の光路長は３６０ｍｍ、回転多面鏡５２と感光体ドラ
ム１６間の共役倍率は−０．５とした場合の例である。

【００６８】

【表２】

【００６９】表２において、Ｎｏ．３の例では、第１の
シリンダミラー６４Ａの焦点距離（１２０ｍｍ）と、回
転多面鏡５２と第１のシリンダミラー６４Ａ間の光路長
（１２０．３４６６３５ｍｍ）が略等しくなっている。
また、第２のシリンダミラー６４Ｂの焦点距離（６０ｍ
ｍ）と、第２のシリンダミラー６４Ｂと感光体ドラム１
６間の光路長（５９．６５３３ｍｍ）が略等しくなって
いる。

【００７０】この場合、図６に示すように、第１のシリ
ンダミラー６４Ａから出射した光ビームＬＢは副走査方
向において略平行光となる。以下、このときの第１のシ
リンダミラー６４Ａの焦点距離をＦ１、第２のシリンダ
ミラー６４Ｂの焦点距離をＦ２として説明する。

【００７１】Ｎｏ．４、５、６の例のように、第１のシ
リンダミラー６４Ａの焦点距離をＦ１よりも長くする
と、第１のシリンダミラー６４Ａの焦点距離よりも回転
多面鏡５２と第１のシリンダミラー６４Ａ間の光路長が
短く、第２のシリンダミラー６４Ｂの焦点距離よりも第
２のシリンダミラーと感光体ドラム１６間の光路長が長
くなる。この場合、図７に示すように、第１のシリンダ
ミラーからの出射光は発散光となり、第２のシリンダミ
ラー６４Ｂと感光体ドラム１６の光路長は、前述のＦ２
よりも長くなっている。

【００７２】一方、Ｎｏ．１、２の例のように、第１の
シリンダミラー６４Ａの焦点距離をＦ１よりも短くする
と、第１のシリンダミラー６４Ａの焦点距離よりも回転
多面鏡５２と第１のシリンダミラー６４Ａ間の光路長が
長く、第２のシリンダミラー６４Ｂの焦点距離よりも第
２のシリンダミラーと感光体ドラム１６間の光路長が短
くなる。この場合、図８に示すように、第１のシリンダ
ミラーからの出射光は集束光となり、第２のシリンダミ
ラー６４Ｂと感光体ドラム１６の光路長は、前述のＦ２
よりも短くなっている。

【００７３】このように、第１のシリンダミラー６４Ａ
の物体側焦点位置と、回転多面鏡５２の反射面５２Ａと
の位置関係を選択することによって、すなわち第１のシ
リンダミラー６４Ａから出射する光ビームの収束状態を
変えることによって、回転多面鏡５２と感光体ドラム１
６間の光路長及び共役倍率（副走査方向の書込み密度）
を変えなくても、第２のシリンダミラー６４Ｂと感光体
ドラム１６間の光路長を調整することができる。言いか
えると、感光体ドラム１６の周面に光ビームを結像させ
るために、第１及び第２のシリンダミラー６４Ａ、６４
Ｂと２枚のシリンダミラーを使用することにより、感光
体ドラム１６からシリンダミラー（第２のシリンダミラ
ー６４Ｂ）間の光路長を調整することが可能となる。

【００７４】なお、当然ながら、回転多面鏡５２と感光
体ドラム１６との間の光路長又は共役倍率が変化して
も、第１のシリンダミラー６４Ａから出射する光ビーム
の収束状態を変えることによって、第２のシリンダミラ
ー６４Ｂと感光体ドラム１６間の光路長を調整すること
ができる。

【００７５】ただし、本実施の形態のように、ｆθレン
ズ６２が副走査方向にパワーを有さない場合は、副走査
方向の像面湾曲を実使用上問題のない程度に低減するた
めに、回転多面鏡５２と感光体ドラム１６間の共役関係
を縮小系（共役倍率＜１）、すなわち第１のシリンダレ
ンズ６０の焦点距離よりも第２のシリンダレンズの焦点
距離を短くすることが望ましい。

【００７６】なお、上記では、ｆθレンズ、第１のシリ
ンダミラー、第２のシリンダミラーを用いて光学系を構
成した例を示したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。ｆθレンズの代わりにｆθミラーを用いたり、
第１、第２のシリンダミラーの少なくとも一方をシリン
ダレンズに代えてもよいことは、言うまでもない。

【００７７】また、上記では、本発明が適用された光走
査装置１８を単色画像を形成する画像形成装置１０に使
用する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。光ビームを走査して画像を形成する画
像形成装置であればよい。

【００７８】

【発明の効果】上記に示したように、本発明は、複数の
ビームによって同時走査を行う際に、各ビームを出力す
る発光点の副走査方向の配置間隔によらずに、ＢＯＷ差
とピッチずれを低減することができるという優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る光走査装置が搭載
された画像形成装置の概略構成図である。

【図２】 本発明の実施の形態に係る光走査装置の詳細
構成を示す斜視図である。

【図３】 レーザアレイにおける発光点の配置の一例を
示す図である。

【図４】 本発明の実施の形態に係る光走査装置の光学
系（シリンダミラーを２つ用いた場合のレーザアレイか
ら感光体ドラムまでの光学系）を示すブロック図であ
る。

【図５】 シリンダミラーが１つの場合のレーザアレイ
から感光体ドラムまでの光学系の例を示すブロック図で
ある。

【図６】 第１のシリンダミラーの物体側焦点位置と、
回転多面鏡の反射面とが一致している場合の、回転多面
鏡の反射面から感光体ドラムまでの光学系を示すブロッ
ク図である。

【図７】 回転多面鏡の反射面から第１のシリンダミラ
ーまでの距離が当該第１のシリンダミラーの物体側焦点
距離よりも短い場合の、回転多面鏡の反射面から感光体
ドラムまでの光学系を示すブロック図である。

【図８】 回転多面鏡の反射面から第１のシリンダミラ
ーまでの距離が当該第１のシリンダミラーの物体側焦点
距離よりも長い場合の、回転多面鏡の反射面から感光体
ドラムまでの光学系を示すブロック図である。

【図９】 ＢＯＷ差を説明するための図である。

【図１０】 ピッチずれを説明するための図である。

【図１１】 発光点を一列配置した光源を使用していた
ときの、ＢＯＷ差及びピッチずれを低減する技術（従来
技術）を説明するための図である。

【図１２】 従来のＢＯＷ差及びピッチずれを光学的に
低減する光学系の構成を示すブロック図である。

【図１３】 回転多面鏡による偏向によってＢＯＷが発
生する要因を説明するための図である。

【図１４】 ｆθレンズの透過によってＢＯＷが発生す
る要因を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 画像形成装置 １６ 感光体ドラム １８ 光走査装置 ５０ レーザアレイ ５２ 回転多面鏡 ５２Ａ 反射面 ５４ 発光点 ５６ コリメータレンズ ５８ アパチャー ６０ シリンダレンズ ６２ ｆθレンズ ６４Ａ 第１のシリンダミラー ６４Ｂ 第２のシリンダミラー ＬＢ 光ビーム Ｌ１ 光軸

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射された複数の光ビームを偏
   向手段の反射面に入射させることにより偏向させ、前記
   偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームによっ
   て被走査面上を同時に主走査する光走査方法であって、 主走査方向と直交する方向において、前記複数の光ビー
   ムが、少なくとも前記偏向手段の反射面に互いに平行な
   状態で入射し、 主走査方向と直交する方向において、前記偏向手段によ
   って偏向された複数の光ビームを、前記偏向手段の反射
   面と前記被走査面との間をアフォーカルな関係として、
   各々前記被走査面上に結像させる、 ことを特徴とする光走査方法。
2. 【請求項２】 光源から出射された複数の光ビームを偏
   向手段の反射面に入射させることにより偏向させ、前記
   偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームによっ
   て被走査面上を同時に主走査する光走査装置において、 主走査方向と直交する方向において、前記複数の光ビー
   ムが、少なくとも前記偏向手段の反射面に互いに平行な
   状態で入射させる第１の光学手段と、 主走査方向と直交する方向において、前記偏向手段によ
   って偏向された複数の光ビームを、前記偏向手段の反射
   面と前記被走査面との間をアフォーカルな関係として、
   各々前記被走査面上に結像させる第２の光学手段と、 を有することを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】 前記光源が、前記複数の光ビームを互い
   に平行な状態で出射し、 前記第１の光学手段が、前記光源と前記偏向手段の反射
   面との間をアフォーカルで且つ共役な関係とする、 ことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 【請求項４】 前記第１の光学手段が、 前記光源から発散光束となって出射された光ビームを略
   平行光束にするコリメータレンズと、 前記主走査方向と直交する方向に集光するパワーを有
   し、前記コリメータレンズによって略平行光束とされた
   光ビームを、前記偏向手段の反射面上に主走査方向に長
   い線状に結像させるシリンダレンズとからなり、 前記コリメータレンズの光ビームの進行方向下流側の焦
   点位置と、前記シリンダレンズの光ビームの進行方向上
   流側の焦点位置とを略一致させて、前記コリメータレン
   ズ及び前記シリンダレンズを配置する、 ことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 【請求項５】 第２の光学手段が、前記偏向手段によっ
   て偏向された複数の光ビームを、前記偏向手段の反射面
   と前記被走査面との間を共役な関係として、各々前記被
   走査面上に結像させる、 ことを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に
   記載の光走査装置。
6. 【請求項６】 前記第２の光学手段が、 主走査方向にのみ集光するパワーを有するｆθ光学系
   と、 前記主走査方向と直交する方向に集光するパワーを有す
   る第１のシリンダ光学系と、 前記主走査方向と直交する方向に集光するパワーを有す
   る第２のシリンダ光学系とから構成され、 前記第１のシリンダ光学系の光ビームの進行方向下流側
   の焦点位置と、前記第２のシリンダ光学系の光ビームの
   進行方向上流側の焦点位置とを略一致させて、前記第１
   のシリンダ光学系及び前記第２のシリンダ光学系を配置
   する、 ことを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
7. 【請求項７】 前記第１のシリンダ光学系の前記主走査
   方向と直交する方向に集光するパワーが、前記第２のシ
   リンダ光学系の前記主走査方向と直交する方向に集光す
   るパワーよりも小さい、 ことを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
8. 【請求項８】 前記光源が、複数の発光点が２次元的に
   配置されている面発光レーザアレイである、 ことを特徴とする請求項２乃至請求項７の何れか１項に
   記載の光走査装置。