JP2002258204A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被走査面上における主走査光束のスポット径偏
差が小さい光走査装置を実現する。 【解決手段】本発明の光走査装置は、光源１と、画像情
報に応じて光源１を点灯する光源駆動手段と、光源１か
らの光束を偏向する偏向手段５と、偏向手段５からの光
束を被走査面９上に導く走査結像光学系７，８とを有
し、次の条件：偏向手段による偏向角φが等角速度的
に変化しないこと、偏向手段が等角速度的に運動する
と仮定したとき、有効書込幅の範囲でのリニアリティ偏
差が１０％以下であること、を満足することを特徴とし
たものであり、偏向角φが等角速度的に変化しない偏向
手段を用いたことにより、振動によるバンディング、温
度上昇、騒音、消費電力アップ等を低減することがで
き、また、有効書込幅の範囲での等速偏向時のリニアリ
ティ偏差を１０％以下にすることにより、主走査光束の
ビームスポット径の偏差を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームプリン
タ、レーザビームプロッタ、普通紙を使用するファクシ
ミリ、デジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光
走査装置、及びその光走査装置を用いた画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光束を光偏向器等の偏向手段で偏向さ
せ、その偏向された光束を被走査面に微小なスポット光
として結像させ、被走査面上を主走査方向に等速走査さ
せる光走査装置が従来から知られており、レーザビーム
プリンタ、レーザビームプロッタ、ファクシミリ、デジ
タル複写機等の画像形成装置の潜像書込手段等に応用さ
れている。この光走査装置は、例えばレーザ光源から射
出されたレーザ光を光偏向器で偏向反射することによっ
て像担持体等の被走査面上を走査させ、これと同時に、
上記レーザ光を画像信号に応じて強度変調（例えばオ
ン、オフ）させることにより、被走査面に画像を書き込
むようになっている。

【０００３】上記光偏向器としては、等速回転する回転
多面鏡（ポリゴンスキャナ）が広く用いられているが、
回転多面鏡は装置が大掛かりとなり、また、機械的な高
速回転を伴うため、振動によるバンディング、温度上
昇、騒音、消費電力アップ等の問題がある。一方、マイ
クロマシン技術を用いた、共振構造の正弦波振動を行う
マイクロミラーが提案されている。このマイクロミラー
を光走査装置の偏向手段として用いれば、装置が小型化
され、上記のような振動によるバンディング、温度上
昇、騒音、消費電力などを大幅に低減することができ
る。また、特開平８−７５４７５号公報には、上記のよ
うな共振を利用した偏向ミラーを用いた光走査装置に関
して記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光走査装置の機能とし
て、光偏向器により偏向反射された光束を、被走査面上
において略等速度で走査させるものであること、そし
て、所定の有効書込幅を持っているものであることが一
般的に要求される。前述の共振を利用した偏向ミラーを
用いる場合も同様の機能を備えていることが必要であ
り、正弦波振動する偏向ミラーによって偏向反射された
光束を被走査面上において略等速度で走査させ、また、
同時に広い有効書込幅を獲得するように工夫する必要が
ある。

【０００５】上記のように、偏向手段として共振を利用
した偏向ミラーを用いる場合、正弦波振動する偏向ミラ
ーによって偏向反射された光束を被走査面上において略
等速度で走査させる必要があるが、従来、正弦波振動に
応じて等速度走査させるため、下式で表される結像性能
を有する走査光学系を用いていた。 Ｈ＝Ｋ×sin^-１(φ／２φ_０) ・・・(１) （但し、Ｈ：像高、Ｋ：比例定数、φ：振れ角、φ_０：
振幅）

【０００６】ところが、偏向手段が等角速度的に運動す
ると仮定したときのリニアリティ（等速性）に偏差が生
じ、これにより像高による主走査光束のスポット径に偏
差が発生するという問題がある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、被走査面上における主走査光束のスポット径偏差
が小さい光走査装置、及びそれを用いた画像形成装置を
提供することを目的とする。より詳しくは、請求項１，
２に係る発明は、被走査面上における主走査光束のスポ
ット径偏差が小さい光走査装置を提供することを目的と
し、請求項３に係る発明は、被走査面上における主走査
光束のスポット径偏差が小さく、小型な光走査装置を提
供することを目的とし、請求項４に係る発明は、請求項
１，２または３の目的に加えて、被走査面上の倍率誤差
特性を良好に補正できる光走査装置を提供することを目
的とする。また、請求項５に係る発明は、被走査面上に
おける主走査光束のスポット径偏差が小さい光走査装置
を用い、均一なドット形成が可能で、倍率誤差が良好に
補正された画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する手段
として、請求項１に係る発明は、光源と、画像情報に応
じて前記光源を点灯する光源駆動手段と、前記光源から
の光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段からの光束を
被走査面上に導く走査結像光学系とを有し、次の条件、 偏向手段による偏向角φが等角速度的に変化しないこ
と、 偏向手段が等角速度的に運動すると仮定したとき、有
効書込幅の範囲でのリニアリティ偏差が１０％以下であ
ること、 を満足することを特徴としたものである。

【０００９】請求項２に係る発明は、光源と、画像情報
に応じて前記光源を点灯する光源駆動手段と、前記光源
からの光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段からの光
束を被走査面上に導く走査結像光学系とを有し、次の条
件、 偏向手段による偏向角φが等角速度的に変化しないこ
と、 走査結像光学系が、被走査面上の像高Ｈと画角θが比
例するように補正する機能を有すること、 を満足することを特徴としたものである。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の光走査装置において、前記偏向手段は、主走査方
向について、入射光束に対し対称に光束を偏向すること
を特徴としたものである。また、請求項４に係る発明
は、請求項１，２または３記載の光走査装置において、
前記光源駆動手段は、１ライン内の各画素毎に点灯開始
タイミングを個別に設定する機能を有することを特徴と
したものである。

【００１１】請求項５に係る発明は、帯電手段で像担持
体を帯電した後、光書込手段により該像担持体に光を露
光して潜像を形成し、該潜像を現像手段で現像して可視
像化した後、像担持体上の可視像を転写手段により転写
材に転写して画像を形成する画像形成装置において、前
記光書込手段として、請求項１〜４のうちの何れか一つ
に記載の光走査装置を用いたことを特徴としたものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光走査装置及
びその光走査装置を用いた画像形成装置の構成、動作及
び作用を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明
に係る光走査装置の一実施形態を示す図であり、（ａ）
は光走査装置の主走査方向に沿った断面（主走査断面）
の光学系配置図、（ｂ）は光走査装置の副走査方向に沿
った断面（副走査断面）の光学系配置図、（ｃ）は
（ｂ）の偏向手段の部分Ａを拡大して示す図である。図
１において、符号１は光源である半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）、２は半導体レーザからの発散光束を略平行光束に
するコリメートレンズ、３は光束径を制限するアパーチ
ャ、４は副走査方向にのみ屈折力を持つシリンドリカル
レンズ、５は半導体レーザからの光束を偏向する偏向手
段、５ａは偏向手段の偏向ミラー（偏向面）、５ｂは複
数の固定ミラー、６ａは入射ミラー、６ｂはダミーミラ
ー、７は走査結像光学系の第１走査結像レンズ、８は走
査結像光学系の第２走査結像レンズ、９は被走査面であ
る。

【００１３】図１に示す構成の光走査装置においては、
光源である半導体レーザ１を射出した発散光束はコリメ
ートレンズ２により略平行光束とされ、アパーチャ３で
光束径を絞られた後、主走査方向に長い線像を形成する
ためのシリンドリカルレンズ４を通過する。このシリン
ドリカルレンズ４を通過した光束は、図１（ｂ），
（ｃ）に示すように入射ミラー６ａで反射されることに
より、副走査断面内で入射角を有して偏向手段５の偏向
ミラー（偏向面）５ａに入射する。このとき、偏向ミラ
ー５ａに対し、副走査断面で対向面が異なる複数のミラ
ー５ｂ（第１固定ミラー５ｂ-1、第２固定ミラー５ｂ-
2）を用いて、図１（ｃ）に示すように光束を多重反射
させる。このとき、偏向手段５の偏向ミラー５ａには正
弦波振動を行うマイクロミラーを用い、この偏向ミラー
５ａを偏向器として正弦波振動を行い光束を偏向反射す
る。この際、当然、多重反射しているので走査角は増大
される。また、偏向手段５に傾き角が異なる２つの対向
ミラー５ｂ（第１固定ミラー５ｂ-1、第２固定ミラー５
ｂ-2）を配備することにより、光束分離が可能になり、
尚且つ、波面収差を低減でき、主走査光束のビームスポ
ット径の小径化が実現できる。尚、偏向手段５で偏向反
射された光束は光軸が副走査方向に傾いた状態となる
が、この光軸の副走査方向の傾きは、偏向光束を副走査
方向に傾斜したダミーミラー６ｂで反射することにより
補正される。

【００１４】従来、正弦波振動に応じて次式： Ｈ＝Ｋ×sin^-１(φ／２φ_０) ・・・(１) （但し、Ｈ：像高、Ｋ：比例定数、φ：振れ角、φ_０：
振幅）で示されるような結像性能を有する走査光学系を
用いて等速性（リニアリティ）を補正していたが、主走
査光束のビームスポット径の像高間偏差を発生する。こ
のことを下記の比較例を用いて説明する。以下に比較例
の設計データを示す。

【００１５】［比較例］ 偏向面５ａへの入射角：１９．４ｄｅｇ 偏向面５ａでの有効振れ角：３．７１ｄｅｇ Ｌ：０．３５ｍｍ 偏向面５ａでの反射回数：５回 θ_１：２６．０２ｄｅｇ θ_２：９．７ｄｅｇ

【００１６】ここで図１（ｂ），（ｃ）に図示したダミ
ーミラー６ｂの傾け角βは１１．９ｄｅｇである。さら
に、５回目反射の偏向面の面番号を１、第１走査結像レ
ンズ７の光束入射側のレンズ面の面番号を２、第１走査
結像レンズ７の光束出射側のレンズ面の面番号を３、第
２走査結像レンズ８の光束入射側のレンズ面の面番号を
４、第２走査結像レンズ８の光束出射側のレンズ面の面
番号を５とする。また、Ｒｍを主走査方向の近軸曲率半
径、Ｒｓを副走査方向の近軸曲率半径、Ｎを使用波長６
６５ｎｍでの屈折率とすると、各面の設計データは以下
の表１の通りである。

【００１７】

【表１】

【００１８】走査結像光学系を構成する第１走査結像レ
ンズ７の面番号２，３の面、及び第２走査結像レンズ８
の面番号４，５の面の形状は、以下の式（２）で表せ
る。 Ｘ(Ｙ，Ｚ)＝(１/Ｒｍ)・Ｙ^２/{１+√(１-(１+Ｋｍ)・(１/Ｒｍ)^２・Ｙ^２)} +ａ_４・Ｙ^４+ａ_６・Ｙ^６+・・・ +Ｃｓ(Ｙ)・[Ｚ-Ｚ_０(Ｙ)]^２/{１+√{１-Ｃｓ(Ｙ)^２・[Ｚ-Ｚ_０(Ｙ)]^２ }} ここで、Ｃｓ(Ｙ)＝１/Ｒｓ+ｂ_２・Ｙ^２+ｂ_４・Ｙ^４+ｂ_６・Ｙ^６+・・・ Ｚ_０(Ｙ)＝ｄ_０+ｄ_２・Ｙ^２+ｄ_４・Ｙ^４+ｄ_６・Ｙ^６+・・・ ・・・(２)

【００１９】尚、面番号２の面は走査結像レンズの子線
頂点を結んだ母線が副走査方向に湾曲している。また、
各面における上記（２）式中の各係数は以下の通りであ
る。

【００２０】（面番号２の面） Ｋｍ＝−３．８７ ａ_４＝ａ_６＝ａ_８＝・・・＝０ ｂ_２＝２．０５Ｅ−０４ ｂ_４＝１．００Ｅ−０７ ｄ_２＝−８．０Ｅ−０４ 但し、Ｅ−０４＝×１０^−０４、Ｅ−０７＝×１０
^−０７であり、以下においても同様の意味である。

【００２１】（面番号３の面） Ｋｍ＝３．５１Ｅ−０２ ａ_４＝−３．５３Ｅ−０６ ａ_６＝１．０４Ｅ−０８ ａ_８＝−２．６３Ｅ−１１ ｂ_２＝ｂ_４＝ｂ_６＝・・・＝０ ｄ_０＝０ ｄ_２＝０ ｄ_４＝０

【００２２】（面番号４の面） Ｋｍ＝−１．３９Ｅ＋０１ ａ_４＝−１．１０２Ｅ−０６ ａ_６＝−９．８８１Ｅ−１０ ａ_８＝１．０７２Ｅ−１２ ａ_１０＝２．２５８Ｅ−１５ ａ_１２＝−１．０３５Ｅ−１８ ａ_１４＝−１．４２７Ｅ−２３ ｂ_２＝−１．５１４Ｅ−０５ ｂ_４＝３．３８４Ｅ−０８ ｄ_０＝０ ｄ_２＝１．２Ｅ−０４ ｄ_４＝０

【００２３】（面番号５の面） Ｋｍ＝８．３６Ｅ＋０１ ａ_４＝６．９７３Ｅ−０７ ａ_６＝２．９７３Ｅ−０９ ａ_８＝−１．２３１Ｅ−１１ ａ_１０＝２．８７５Ｅ−１４ ｂ_２＝４．８７Ｅ−０６ ｂ_４＝３．７８Ｅ−０８ ｂ_６＝４．２８Ｅ−１１ ｂ_８＝−７．６５Ｅ−１４ ｂ_１２＝２．０Ｅ−１８ ｄ_０＝０ ｄ_２＝０ ｄ_４＝０

【００２４】第１走査結像レンズ７のＲ１面は中央像高
に向かう光束に対し上方向（Ｚ方向）に０．２ｍｍシフ
トされており、第２走査結像レンズ８のＲ１面は中央像
高に向かう光束に対し上方向（Ｚ方向）に０．５ｍｍシ
フトされている。図２に比較例の光走査装置における像
高に対する等速偏向時のリニアリティを、図３に像高に
対する主走査光束のビームスポット径を、図４に等速偏
向時のリニアリティに対する主走査光束のビームスポッ
ト径を示す。

【００２５】ここで、等速偏向時のリニアリティとは、
偏向手段が等角速度的に運動すると仮定したときのリニ
アリティを示し、下式で表す。 Ｌin(θ)＝{[Ｈ(θ+Δθ)-Ｈ(θ)]／Δθ−[Ｈ(０+Δ
θ)-Ｈ(０)]／Δθ}×１００（％） Ｌin(θ)：画角θにおけるリニアリティ Ｈ(θ)：画角θにおける像高 Δθ：微小角

【００２６】走査結像光学系は偏向器（偏向ミラー５
ａ）の正弦波振動に対応するため、（１）式と概略近い
特性を有しており、周辺像高に行くに従い主走査光束の
ビームスポット径が太る。また、図４に示すように、等
速偏向時のリニアリティと主走査光束のビームスポット
径は概略線形関係となっており、等速偏向時のリニアリ
ティが１５％のとき、主走査光束のビームスポット径は
中央像高に比べて１５．５％太っている。従って、主走
査光束のビームスポット径のばらつきを１０％以下にす
るためには、有効書込幅の範囲での等速偏向時のリニア
リティの偏差が１０％以下であることが必要である（請
求項１）。以下に本発明の実施例の設計データを示す。

【００２７】［実施例］本実施例は図１に示す構成の光
走査装置に、ｆθ特性を有する走査結像光学系を用いた
例である。 偏向面５ａへの入射角：１９．４ｄｅｇ 偏向面５ａでの有効振れ角：３．７１ｄｅｇ Ｌ：０．３５ｍｍ 偏向面５ａでの反射回数：５回 θ_１：２６．０２ｄｅｇ θ_２：９．７ｄｅｇ

【００２８】ここで図１（ｂ），（ｃ）に図示したダミ
ーミラー６ｂの傾け角βは１１．９ｄｅｇである。さら
に、５回目反射の偏向面の面番号を１、第１走査結像レ
ンズ７の光束入射側のレンズ面の面番号を２、第１走査
結像レンズ７の光束出射側のレンズ面の面番号を３、第
２走査結像レンズ８の光束入射側のレンズ面の面番号を
４、第２走査結像レンズ８の光束出射側のレンズ面の面
番号を５とする。また、Ｒｍを主走査方向の近軸曲率半
径、Ｒｓを副走査方向の近軸曲率半径、Ｎを使用波長６
６５ｎｍでの屈折率とすると、各面の設計データは以下
の表２の通りである。

【００２９】

【表２】

【００３０】走査結像光学系を構成する第１走査結像レ
ンズ７の面番号２，３の面、及び第２走査結像レンズ８
の面番号４，５の面の形状は、前述の（２）式で表さ
れ、面番号２の面と５の面は走査結像レンズの子線頂点
を結んだ母線が副走査方向に湾曲している。また、各面
における（２）式中の各係数は以下の通りである。

【００３１】（面番号２の面） Ｋｍ＝−１．８５Ｅ＋０２ ａ_４＝２．０８Ｅ−０６ ａ_６＝−２．９０５Ｅ−０９ ａ_８＝−１．１５Ｅ−１１ ａ_１０＝２．１９６Ｅ−１４ ｂ_２＝３．９５Ｅ−０４ ｂ_４＝−９．５３３Ｅ−０７ ｂ_６＝１．９０６Ｅ−０９ ｂ_８＝１．５７Ｅ−１０ ｂ_１０＝−３．３７Ｅ−１３ ｂ_１２＝４．３２６Ｅ−１５ ｄ_２＝２．０Ｅ−０４ ｄ_４＝３．０８Ｅ−０６ ｄ_６＝２．３Ｅ−０８

【００３２】（面番号３の面） Ｋｍ＝−１．９３Ｅ−０１ ａ_４＝２．９１Ｅ−０６ ａ_６＝１．３７５Ｅ−０９ ａ_８＝−５．３４８Ｅ−１２ ａ_１０＝２．５３５Ｅ−１４ ｂ_２＝−３．２５３Ｅ−０４ ｂ_４＝２．１４Ｅ−０７ ｂ_６＝５．９３９Ｅ−０９ ｂ_８＝２．１０８Ｅ−１１ ｂ_１０＝１．１１７Ｅ−１３ ｂ_１２＝１．２０１Ｅ−１５ ｄ_０＝０ ｄ_２＝０ ｄ_４＝０

【００３３】（面番号４の面） Ｋｍ＝−１．３９Ｅ＋０１ ａ_４＝−１．１０２Ｅ−０６ ａ_６＝−９．８８１Ｅ−１０ ａ_８＝１．０７２Ｅ−１２ ａ_１０＝２．２５８Ｅ−１５ ａ_１２＝−１．０３５Ｅ−１８ ａ_１４＝−１．４２７Ｅ−２３ ｂ_２＝−５．２８１Ｅ−０６ ｂ_４＝１．４６２Ｅ−０８ ｂ_６＝−３．９１６Ｅ−１１ ｂ_８＝３．００６Ｅ−１３ ｂ_１０＝５．１９８Ｅ−１６ ｂ_１２＝４．５５１Ｅ−１８ ｄ_０＝０ ｄ_２＝０ ｄ_４＝０

【００３４】（面番号５の面） Ｋｍ＝−６．９１Ｅ＋０１ ａ_４＝−２．１８８Ｅ−０６ ａ_６＝４．３２２８Ｅ−１０ ａ_８＝２．７８１４Ｅ−１２ ａ_１０＝−１．２１４Ｅ−１５ ａ_１２＝７．６８６Ｅ−１９ ａ_１４＝４．０７３Ｅ−２２ ｂ_２＝８．１８Ｅ−０５ ｂ_４＝−１．４８Ｅ−０７ ｂ_６＝１．２６Ｅ−１０ ｂ_８＝７．０Ｅ−１４ ｂ_１２＝４．５Ｅ−１８ ｄ_２＝−４．０Ｅ−０５ ｄ_４＝−５．０Ｅ−０９ ｄ_６＝４．３８Ｅ−１１

【００３５】第１走査結像レンズ７のＲ１面が中央像高
に向かう光束に対し上方向（Ｚ方向）に０．１ｍｍシフ
トされており、第２走査結像レンズ８のＲ１面は中央像
高に向かう光束に対し上方向（Ｚ方向）に０．１ｍｍシ
フトされている。また、本実施例においては、偏向手段
（偏向器）５は入射光束に対し、主走査方向に関しては
対称に光束を偏向している（請求項３）。これにより、
光学特性が対称になるので、ビームスポット径の偏差が
低減でき、また、有効書込幅を確保した上で小型化が実
現できる。

【００３６】ここで、図５に本実施例の光走査装置にお
ける像高に対する等速偏向時のリニアリティを、図６に
像高に対する主走査光束のビームスポット径を、図７に
像高に対する正弦波振動時のリニアリティを示すが、像
高に対する等速偏向時のリニアリティ偏差が小さくなっ
ており、ビーム位置Ｈが主走査方向について、画角θと
概略比例している（請求項２）。このとき、像高による
主走査光束のビームスポット径はほぼ一定となってお
り、良好な光学特性が得られている。ところが、偏向器
５の偏向ミラー５ａは正弦波振動しているため、図７に
示すように、正弦波振動時のリニアリティは周辺に行く
に従い小さくなり、１ライン内で画像信号の周波数が一
定で、尚且つ、光源の点灯のタイミングが一定であれば
倍率誤差が発生する。

【００３７】そこで請求項４に係る発明では、図１に示
す構成の光走査装置において、画像情報に応じて光源１
の点灯を制御する光源駆動手段（図示せず）は、１ライ
ン内の各画素毎に点灯開始タイミングを個別に設定する
機能を有する構成としている。以下、この請求項４の構
成について、図８に示すモデル図を用いて説明する。

【００３８】図７に示すように、本実施例では周辺像高
に行くに従い、リニアリティが減少する。従って、１ラ
イン内において画像信号の周波数や各画素の点灯開始タ
イミングが一定である場合、図８（ａ）に示すように、
周辺に行くほどドット間隔が狭くなり、画像上で倍率誤
差が発生する。そこで、光源駆動手段により、１ライン
内の各画素での点灯開始のタイミングを個別に設定する
ことにより、図８（ｂ）に示すようにドット間隔を等し
くでき、画像上で倍率誤差が発生しない。また、このま
まだと図８（ｂ）に示すように周辺に行くほど露光分布
の主走査方向の幅が小さくなるが、光源駆動手段に１ラ
イン内の各画素毎に点灯幅を個別に設定する手段を配備
すれば、露光分布の主走査方向の幅を均一にすることが
できる。また、上記により各画素の積分光量が異なる
が、光源駆動手段に１ライン内の各画素毎の点灯時間を
個別に設定する手段を配備すれば、露光分布の積分光量
を各画素毎に均一にすることができる。

【００３９】以上、本発明に係る光走査装置の実施例に
ついて説明したが、本実施例では偏向手段（偏向器）５
として、正弦波振動ミラー（偏向ミラー）５ａと複数の
固定ミラー５ｂ（第１固定ミラー５ｂ-1，第2固定ミラ
ー５ｂ-2）を組み合わせて用いているが、この他に、表
面弾性波による回折を利用して偏向しても良いし、変形
ミラーを等角速度運動させることにより、偏向角が等角
速度的に変化しないようにしても良い。また、有効書込
幅をさらに増大させるために、走査結像光学系を主走査
方向に複数個並べてもよい。さらに、図１の構成例で
は、光源１は１つの半導体レーザであるが、複数の半導
体レーザや、発光点を複数有する半導体レーザアレイ等
を用いた、マルチビーム構成としても同様に実施するこ
とが可能であり、本発明の範疇に入るものである。ま
た、本実施例では、偏向器５を正弦波振動ミラー（偏向
ミラー）５ａと複数の固定ミラー５ｂ（第１固定ミラー
５ｂ-1，第2固定ミラー５ｂ-2）で構成して光束を複数
回反射させているが、偏向器で１度だけ反射するように
してもよい。

【００４０】次に本発明に係る画像形成装置の実施形態
について説明する。図９は本発明に係る画像形成装置の
一実施形態を示す概略構成図である。図９において、符
号１１は像担持体であるドラム状の感光体、１２は感光
体１１を帯電する帯電手段、１３は帯電された感光体１
１に画像情報に応じた光束を露光して潜像を形成する光
書込手段、１４は感光体１１上に形成された潜像を例え
ばトナーで現像して可視像化する現像手段、１５は感光
体１１上の可視像（トナー像）を記録用紙等の転写材１
８に転写する転写手段、１６は転写材１８に転写された
可視像（トナー像）を定着する定着手段、１７は転写後
の感光体１１表面をクリーニングするクリーニング手段
であり、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニング
という工程（電子写真プロセス）により転写材に画像を
形成して出力する。

【００４１】図９において、感光体１１は、ドラム状の
導電性基体の表面に、無機材料あるいは有機材料からな
る光導電体層（感光層）を形成したものであり、感光体
表面が被走査面となる。また、感光体としては、ドラム
状の他、ベルト状のものを用いてもよい。帯電手段１２
は、図示の例ではコロナ帯電器であるが、この他、帯電
ローラ、帯電ブラシ等、種々のものを用いることができ
る。光書込手段１３としては、図１に示した構成の光走
査装置が用いられ、その詳細は前述の実施例で述べた通
りである。現像手段１４としては、現像剤としてトナー
のみの１成分系現像剤を用いた現像器や、現像剤として
トナーとキャリアからなる２成分系現像剤を用いた現像
器等、種々の構成のものを用いることができる。転写手
段１５は、図示の例では転写用帯電器であるが、この
他、転写ローラ、転写ベルト、転写ブラシ等、種々のも
のを用いることができる。定着手段１６は、加熱及び／
または加圧により転写材上の画像を定着するものであ
り、加熱ローラと加圧ローラを用いたローラ定着器や、
ベルトと加熱手段を用いたベルト定着器等、種々の構成
のものを用いることができる。クリーニング手段１７
は、ブレード式、ブラシ式、ローラ式等、種々の構成の
ものを用いることができる。また、図９はモノカラーの
画像形成装置の例であるが、２色以上の多色画像形成装
置やフルカラー画像形成装置の構成とした場合にも、本
発明の光走査装置を光書込手段に適用することができ
る。

【００４２】本発明に係る画像形成装置においては、光
書込手段１３として、例えば図１に示した構成の光走査
装置を用いたことを特徴とするが、これにより、感光体
１１上に潜像を書き込む際の主走査光束のビームスポッ
ト径の偏差を低減できるので、均一なドット形成が可能
で、倍率誤差が良好に補正された画像形成装置を実現で
きる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の光
走査装置では、光源と、画像情報に応じて前記光源を点
灯する光源駆動手段と、前記光源からの光束を偏向する
偏向手段と、該偏向手段からの光束を被走査面上に導く
走査結像光学系とを有し、次の条件：偏向手段による
偏向角φが等角速度的に変化しないこと、偏向手段が
等角速度的に運動すると仮定したとき、有効書込幅の範
囲でのリニアリティ偏差が１０％以下であること、を満
足することを特徴としたものであり、偏向角φが等角速
度的に変化しない偏向手段を用いたことにより、振動に
よるバンディング、温度上昇、騒音、消費電力アップ等
を低減することができる。また、有効書込幅の範囲での
等速偏向時のリニアリティ偏差を１０％以下にすること
により、主走査光束のビームスポット径の偏差を低減す
ることができる。

【００４４】請求項２記載の光走査装置では、光源と、
画像情報に応じて前記光源を点灯する光源駆動手段と、
前記光源からの光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段
からの光束を被走査面上に導く走査結像光学系とを有
し、次の条件：偏向手段による偏向角φが等角速度的
に変化しないこと、走査結像光学系が、被走査面上の
像高Ｈと画角θが比例するように補正する機能を有する
こと、を満足することを特徴としたものであり、偏向角
φが等角速度的に変化しない偏向手段を用いたことによ
り、振動によるバンディング、温度上昇、騒音、消費電
力アップ等を低減することができる。また、被走査面上
の像高Ｈと画角θが比例するように補正する機能を走査
結像光学系が有することにより、主走査光束のビームス
ポット径の偏差を低減することができる。

【００４５】請求項３記載の光走査装置では、請求項１
または２の構成に加えて、前記偏向手段は、主走査方向
について、入射光束に対し対称に光束を偏向することに
より、被走査面上での主走査光束のビームスポット径の
偏差が小さく、且つ有効書込幅を確保した上で小型化を
実現できる光走査装置を提供できる。また、請求項４記
載の光走査装置では、請求項１，２または３の構成に加
えて、前記光源駆動手段は、１ライン内の各画素毎に点
灯開始タイミングを個別に設定する機能を有することに
より、請求項１，２または３の効果に加えて倍率誤差を
補正できる。

【００４６】請求項５記載の画像形成装置では、光書込
手段として、請求項１〜４のうちの何れか一つに記載の
光走査装置を用いたことにより、像担持体上に潜像を書
き込む際の主走査光束のビームスポット径の偏差を低減
できるので、均一なドット形成が可能で、倍率誤差が良
好に補正された画像形成装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光走査装置の一実施形態を示す図
であり、（ａ）は光走査装置の主走査方向に沿った断面
（主走査断面）の光学系配置図、（ｂ）は光走査装置の
副走査方向に沿った断面（副走査断面）の光学系配置
図、（ｃ）は（ｂ）の偏向手段の部分Ａを拡大して示す
図である。

【図２】比較例の光走査装置における像高に対する等速
偏向時のリニアリティを示す図である。

【図３】比較例の光走査装置における像高に対する主走
査光束のビームスポット径を示す図である。

【図４】比較例の光走査装置における等速偏向時のリニ
アリティに対する主走査光束のビームスポット径を示す
図である。

【図５】本実施例の光走査装置における像高に対する等
速偏向時のリニアリティを示す図である。

【図６】本実施例の光走査装置における像高に対する主
走査光束のビームスポット径を示す図である。

【図７】本実施例の光走査装置における像高に対する正
弦波振動時のリニアリティを示す図である。

【図８】１ライン内の各画素毎に点灯開始タイミングを
個別に設定する機能を説明するための図である。

【図９】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１ 光源（半導体レーザ） ２ コリメートレンズ ３ アパーチャ ４ シリンドリカルレンズ ５ 偏向手段（偏向器） ５ａ 偏向ミラー（偏向面） ５ｂ-1 第１固定ミラー ５ｂ-2 第２固定ミラー ６ａ 入射ミラー ６ｂ ダミーミラー ７ 第１走査結像レンズ（走査結像光学系） ８ 第２走査結像レンズ（走査結像光学系） ９ 被走査面 １１ 感光体（像担持体） １２ 帯電手段 １３ 光書込手段（光走査装置） １４ 現像手段 １５ 転写手段 １６ 定着手段 １７ クリーニング手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA03 BA04 BA83 2H045 AB38 CA04 CA34 CA55 CA68 CA99 CB13 DA41 5C072 AA03 CA06 DA02 DA04 DA21 DA23 HA02 HA10 HA11 HB10 HB16 JA07 XA01 XA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、画像情報に応じて前記光源を点灯
   する光源駆動手段と、前記光源からの光束を偏向する偏
   向手段と、該偏向手段からの光束を被走査面上に導く走
   査結像光学系とを有し、次の条件、 偏向手段による偏向角φが等角速度的に変化しないこ
   と、 偏向手段が等角速度的に運動すると仮定したとき、有
   効書込幅の範囲でのリニアリティ偏差が１０％以下であ
   ること、 を満足することを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】光源と、画像情報に応じて前記光源を点灯
   する光源駆動手段と、前記光源からの光束を偏向する偏
   向手段と、該偏向手段からの光束を被走査面上に導く走
   査結像光学系とを有し、次の条件、 偏向手段による偏向角φが等角速度的に変化しないこ
   と、 走査結像光学系が、被走査面上の像高Ｈと画角θが比
   例するように補正する機能を有すること、 を満足することを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の光走査装置におい
   て、 前記偏向手段は、主走査方向について、入射光束に対し
   対称に光束を偏向することを特徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】請求項１，２または３記載の光走査装置に
   おいて、 前記光源駆動手段は、１ライン内の各画素毎に点灯開始
   タイミングを個別に設定する機能を有することを特徴と
   する光走査装置。
5. 【請求項５】帯電手段で像担持体を帯電した後、光書込
   手段により該像担持体に光を露光して潜像を形成し、該
   潜像を現像手段で現像して可視像化した後、像担持体上
   の可視像を転写手段により転写材に転写して画像を形成
   する画像形成装置において、前記光書込手段として、請
   求項１〜４のうちの何れか一つに記載の光走査装置を用
   いたことを特徴とする画像形成装置。