JP5891652B2 - レーザー走査光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザー走査光学装置、特に、画像データに基づいて変調される光源手段から発せられる直線偏光しているレーザー光束で被走査面上を走査するレーザー走査光学装置に関する。

通常、この種のレーザー走査光学装置では偏光器（ポリゴンミラー）を用いてレーザー光束を偏向させているが、一の主走査において偏向器への入射角が直線的に変化するため、偏向された光束の強度は偏向角に応じて直線的に変化し、最終的に被走査面での光量むら（シェーディング）となる。被走査面での光量むらを解消するために、従来では、最も被走査面に近い反射部材に偏向器での偏向光束の強度分布を打ち消す又は緩和するよう膜構成を工夫していた。例えば、特許文献１，２参照。

しかし、複数の光源手段及び光路を有するタンデム型に対応したレーザー走査光学装置にあっては、光源手段の配置角がそれぞれ異なる場合、複数の被走査面のそれぞれの光量むらを解消させるには、各光源手段に対応する反射部材ごとに偏光特性の異なる膜構成とする必要があり、これではコストアップにつながる。

特許第２７２７５７２号公報 特開２００９−１６９２４８号公報

本発明の目的は、各光路における反射部材を共通の膜構成として複数の被走査面上での光量むらを低減できるレーザー走査光学装置を提供することにある。

本発明の一形態であるレーザー走査光学装置は、
直線偏光しているレーザー光束を射出する複数の光源手段と、
前記複数の光源手段のそれぞれから発せられた光束を偏向走査する単一の偏向器と、
前記偏向器により偏向された光束をそれぞれの光源手段に対応する複数の被走査面上に結像させる走査光学素子と、
前記偏向器と前記複数の被走査面との間のそれぞれの光路上に設けられ、前記偏向器により偏向された光束を副走査方向に折り返す反射部材と、
を備えたレーザー走査光学装置において、
少なくとも一つの光路では前記反射部材は複数設置されており、
前記それぞれの光路における最も被走査面に近い位置に配置された反射部材は同じ膜構成からなり、
前記複数の光源手段の直線偏光振動方向は、光束の進行方向に対して時計回りを正として、発光点を含んで前記偏向器の回転軸に垂直な平面に対して＋Ａ°と−Ａ°の２種類が存在し、
前記それぞれの光路における最も被走査面に近い位置に配置された反射部材は、直線偏光の異なる振動方向に対しても偏向角変化に伴う前記偏向器での反射率の傾斜を打ち消す反射率傾斜を持つように、前記偏向器による走査方向をＹ軸としたとき、複数の反射部材からなる光路において、各反射部材の長手方向がＹ軸に平行であり、前記光路の複数の反射部材のうち、間に反射部材を挟まない連続する二つの反射部材において、光路上において前記偏向器に近い反射部材を前反射部材、被走査面に近い反射部材を後反射部材としたとき、Ｙ軸に垂直な平面上での前反射部材と後反射部材との法線がなす角度が、Ｙ軸に垂直な平面上での前反射部材への入射角をαとしたとき、それぞれの光源手段の配置角に合わせて、（９０−α）°〜（１８０−α）°の間、又は、（１８０−α）°〜（２７０−α）°の間に、前記反射部材が配置されていること、
を特徴とする。

前記レーザー走査光学装置においては、配置角の異なる複数の光源手段に対して、反射部材をコ字型配置又はＺ型配置とすることで、反射部材における反射率傾斜によって偏向器における反射率傾斜を打ち消す又は緩和させ、各被走査面での光量分布傾斜を低減させている。コ字型配置とは、Ｙ軸に垂直な平面上での前反射部材と後反射部材との法線がなす角度が、Ｙ軸に垂直な平面上での前反射部材への入射角をαとしたとき、それぞれの光源手段の配置角に合わせて、（９０−α）°〜（１８０−α）°の間、に反射部材を配置したことをいう。Ｚ型配置とは、（１８０−α）°〜（２７０−α）°の間に反射部材を配置したことをいう。

換言すれば、異なる光源手段の配置角に対して、反射部材の二つの配置態様（コ字型配置及びＺ型配置）を組み合わせることで、最終反射部材に入射する光束のＰ偏光比率に分布を持たせ、偏向器で偏向された光束の強度分布を打ち消すような強度分布を持たせている。それゆえ、各光路における最も被走査面に近い位置に配置された反射部材は同じ膜構成とすることができる。

本発明によれば、各光路における反射部材を共通の膜構成として複数の被走査面上での光量むらを低減でき、コストダウンが達成される。

一実施例であるレーザー走査光学装置を示す斜視図である。 前記レーザー走査光学装置の副走査方向の立面図である。 前記レーザー走査光学装置におけるポリゴンミラーでの入射角の変化及び反射率の変化を示すグラフである。 反射部材のＺ型配置とコ字型配置を示す説明図である。 入射面に対する偏光の振動方向の角度を示す説明図である。 Ｚ型配置における入射面のずれを示す斜視図である。 コ字型配置における入射面のずれを示す斜視図である。 入射面に対する偏光の振動方向の角度変化を示す説明図である。 発光素子の配置角と配置の組合せ例１におけるＰ偏光比率変化を示す説明図である。 発光素子の配置角と配置の組合せ例２におけるＰ偏光比率変化を示す説明図である。 発光素子の配置角と配置の組合せ例３におけるＰ偏光比率変化を示す説明図である。 発光素子の配置角と配置の組合せ例４におけるＰ偏光比率変化を示す説明図である。 最終反射部材の偏光反射率を示すグラフである。 ポリゴンミラーにおける反射率傾斜及び被走査面での光量分布を示すグラフである。 反射部材の法線がなす角に対する反射部材の入射面がなす角（α＝３０°）を示すグラフである。 反射部材を３枚設けた場合の入射面に対する直線偏光の振動方向の変化を示す説明図である。 コ字型配置及びＺ型配置の各反射部材のなす角度の範囲を示す説明図である。 発光素子の配置角及び反射部材の配置による反射部材の反射率の傾斜を示すグラフである。 後反射部材の入射時のＰ偏光比率及び後反射部材の反射率を示すグラフである。

以下、本発明に係るレーザー走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

（レーザー走査光学装置、図１及び図２参照）
一実施例であるレーザー走査光学装置１は、図１及び図２に示すように、タンデム方式のカラー画像形成装置に用いられるものであり、図１及び図２において、ｙ、ｍ、ｃ、ｋはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の光路に配置された部材であることを意味し、説明の文章においていずれの色にも該当する場合には添字としての記載は省略する。

レーザー走査光学装置１は、四つの感光体ドラム４０ｙ，４０ｍ，４０ｃ，４０ｋ上にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するように構成されている。感光体ドラム４０上に形成された４色の画像（静電潜像）はトナーにて現像された後、図示しない中間転写ベルト上に１次転写／合成され、記録材上に２次転写される。この種の画像形成プロセスは周知であり、その説明は省略する。

光源光学系１０は、主として、レーザダイオードアレイからなる四つの発光素子１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋと、コリメータレンズ１２ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２ｋと、開口部（絞り）１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｋと、シリンダレンズ１６とで構成されている。各発光素子１１から放射されたレーザー光束（拡散光）は各コリメータレンズ１２により平行光とされ、各開口部１３を通過する。発光素子１１ｙから放射された光束Ｂｙは、光路合成ミラー１４ｙで反射されてミラー１５へ向かう。発光素子１１ｍから放射された光束Ｂｍは、光路合成ミラー１４ｍで反射されてミラー１５へ向かう。発光素子１１ｃから放射された光束Ｂｃは、光路合成ミラー１４ｃで反射されてミラー１５へ向かう。発光素子１１ｋから放射された光束Ｂｋは、光路合成ミラー１４ｋで反射されてミラー１５へ向かう。ここで、光路合成ミラー１４とは各光束の光路を同一方向（ｘ方向）にするように配置された反射部材である。

前記ミラー１５で反射されたそれぞれの光束は、シリンダレンズ１６を透過してポリゴンミラー１７の偏向面の近傍で副走査方向ｚに集光される。ポリゴンミラー１７は所定の速度で回転駆動され、それぞれの光束は主走査方向ｙに偏向走査される。各光束はポリゴンミラー１７の回転軸に垂直な面に対して所定の互いに異なる角度で偏向面に入射する。

ポリゴンミラー１７から各光束の進行方向ｘに関しては、走査光学系２０として、第１走査レンズ２１、第２走査レンズ２２、第３走査レンズ２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋ、反射部材（ミラー）２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋ，２５ｙ，２５ｍ，２５ｃ，２６ｃ、平行平板（防塵用ウインドウガラス）２８ｙ，２８ｍ，２８ｃ，２８ｋが配置されている。

ポリゴンミラー１７の偏向面（反射面）で同時に偏向されたそれぞれの光束は、第１走査レンズ２１及び第２走査レンズ２２を透過する。光束Ｂｙは、反射部材２４ｙで反射され、第３走査レンズ２３ｙを透過し、さらに、反射部材２５ｙで反射され、平行平板２８ｙを透過して感光体ドラム４０ｙ上で結像し、主走査方向ｙに走査する。光束Ｂｍは、反射部材２４ｍで反射され、第３走査レンズ２３ｍを透過し、さらに、反射部材２５ｍで反射され、平行平板２８ｍを透過して感光体ドラム４０ｍ上で結像し、主走査方向ｙに走査する。光束Ｂｃは、反射部材２４ｃで反射され、第３走査レンズ２３ｃを透過し、さらに、反射部材２５ｃ，２６ｃで反射され、平行平板２８ｃを透過して感光体ドラム４０ｃ上で結像し、主走査方向ｙに走査する。光束Ｂｋは、第３走査レンズ２３ｋを透過し、反射部材２４ｋで反射され、平行平板２８ｋを透過して感光体ドラム４０ｋ上で結像し、主走査方向ｙに走査する。

前記走査光学系２０において、走査レンズ２１，２２は全ての光路ｙ，ｍ，ｃ，ｋに共通に配置されており、走査レンズ２３は各光路ｙ，ｍ，ｃ，ｋに個別に配置されている。また、光路折返し用の反射部材２４，２５は光路ｙには２枚、光路ｍには２枚、光路ｃには３枚、光路ｋには１枚配置されている。図２に示されているように、光路ｙ，ｍでは反射部材２４ｙ，２５ｙ，２４ｍ，２５ｍがＺ型の光路を形成するように配置され、光路ｃでは反射部材２４ｃ，２５ｃ，２６ｃがコ字型の光路を形成するように配置されている。光路ｋでは反射部材２４ｋがＺ型の光路を形成するように配置されている。

光源光学系１０において、各発光素子（レーザダイオードアレイ）１１の配置角（偏向平面を基準として光束の進行方向の時計回りを正とする）は、以下の表１に示すように、素子１１ｙが−４５°、素子１１ｍが−４５°、素子１１ｃが４５°、素子１１ｋが−４５°とされている。

ポリゴンミラー１７への入射角の偏向角による変化は図３（Ａ）に示すとおりであり、偏向角による反射率の変化は図３（Ｂ）に示すとおりである。

反射部材２４，２５のコ字型配置とＺ型配置の副走査方向の断面構成は図４（Ａ），（Ｂ）に示すとおりである。Ｚ型配置では（図４（Ａ）参照）、第２反射部材２５の出射光線が、複数の任意の第２反射部材２５への入射光線を含む平面を基準として、第１反射部材２４への入射光線と反対側にある。コ字型配置では（図４（Ｂ）参照）、第２反射部材２５の出射光線が、複数の任意の第２反射部材２５への入射光線を含む平面を基準として、第１反射部材２４への入射光線と同じ側にあるように第２反射部材２５を配置している。

図５では、反射部材に入射するときの入射面に対する偏光の振動方向の角度及びそのときのＰ偏光成分とＳ偏光成分を示している。光軸に垂直な平面に投影しており、紙面奥方が光束の進行方向である。縦軸は入射面、横軸は入射面に垂直な平面であり、光軸を原点としている。二重線矢印で表わす反射部材への入射時の偏光振動方向を入射面及び入射面に垂直な平面に投影すると、Ｐ偏光比率、Ｓ偏光比率が求められる。

ところで、ポリゴンミラー１７による主走査の画像走査開始点をＳＯＩ(start of image)、画像走査終了点をＥＯＩ(end of image)と称する。図６（Ａ），（Ｂ）には、本実施例において、ＳＯＩ及びＥＯＩにおけるＺ型配置の第１反射部材２４と第２反射部材２５に入射する光線及び入射面のずれを立体的に示している。各反射部材２４，２５の入射面が交差する平面を考えたときの入射面のずれである。入射面のずれは、第１反射部材２４の入射面から第２反射部材２５の入射面に対する傾きの角度で表わされる。ＳＯＩ側とＥＯＩ側とで入射面のずれ方向は逆になる。

図７（Ａ），（Ｂ）には、本実施例において、ＳＯＩ及びＥＯＩにおけるコ字型配置の第１反射部材２４と第２反射部材２５に入射する光線及び入射面のずれを立体的に示している。各反射部材２４，２５の入射面が交差する平面を考えたときの入射面のずれである。入射面のずれは、第１反射部材２４の入射面から第２反射部材２５の入射面に対する傾きの角度で表わされる。ＳＯＩ側とＥＯＩ側とで入射面のずれ方向は逆になる。

図８は、反射部材２４，２５間で入射面がずれた場合の、入射面に対する偏光の振動方向の角度変化を示している。光軸に垂直な平面に投影しており、紙面奥方が光束の進行方向である。縦軸は入射面、横軸は入射面に垂直な平面であり、光軸を原点としている。空間的に偏光の振動方向は変わらないが、入射面のずれによって軸が３０°回転し、入射面に対する偏光の振動方向の角度が４５°から７５°へ変化する。

図９は、発光素子１１の配置角が−４５°であり、反射部材２４，２５がＺ型配置の光路において（組合せ例１）、第２反射部材２５に入射する際の入射面に対する偏光の振動方向の角度及びＳ偏光比率を示している。入射面のずれがＳＯＩ側は負方向、ＥＯＩ側は正方向なので、入射面に対する偏光の振動方向の角度変化はＳＯＩ側は正、ＥＯＩ側は負となる。よって、ＳＯＩ側はＰ偏光比率が高く、ＥＯＩ側はＰ偏光比率が低くなる。

図１０は、発光素子１１の配置角が−４５°であり、反射部材２４，２５がコ字型配置の光路において（組合せ例２）、第２反射部材２５に入射する際の入射面に対する偏光の振動方向の角度及びＳ偏光比率を示している。入射面のずれがＳＯＩ側は正方向、ＥＯＩ側は負方向なので、入射面に対する偏光の振動方向の角度変化はＳＯＩ側は負、ＥＯＩ側は正となる。よって、ＳＯＩ側はＰ偏光比率が低く、ＥＯＩ側はＰ偏光比率が高くなる。

図１１は、発光素子１１の配置角が４５°であり、反射部材２４，２５がコ字型配置の光路において（組合せ例３）、第２反射部材２５に入射する際の入射面に対する偏光の振動方向の角度及びＳ偏光比率を示している。入射面のずれがＳＯＩ側は正方向、ＥＯＩ側は負方向なので、入射面に対する偏光の振動方向の角度変化はＳＯＩ側は負、ＥＯＩ側は正となる。よって、ＳＯＩ側はＰ偏光比率が高く、ＥＯＩ側はＰ偏光比率が低くなる。

図１２は、発光素子１１の配置角が４５°であり、反射部材２４，２５がＺ型配置の光路において（組合せ例４）、第２反射部材２５に入射する際の入射面に対する偏光の振動方向の角度及びＳ偏光比率を示している。入射面のずれがＳＯＩ側は負方向、ＥＯＩ側は正方向なので、入射面に対する偏光の振動方向の角度変化はＳＯＩ側は正、ＥＯＩ側は負となる。よって、ＳＯＩ側はＰ偏光比率が低く、ＥＯＩ側はＰ偏光比率が高くなる。

図１３は、本実施例における最終反射部材のＰ偏光反射率及びＳ偏光反射率を示している。ここで、最終とは、各光路において最も被走査面に近い位置に配置されていることを意味する。

図１４（Ａ）は、本実施例におけるポリゴンミラー１７、第２反射部材２５の反射率傾斜を示し、図１４（Ｂ）は、被走査面における光量分布傾斜を示している。全ての光路において、最も被走査面に近い反射部材の反射率傾斜は、ポリゴンミラー１７での反射率傾斜を打ち消す又は軽減しており、被走査面における光量分布傾斜は十分に小さい。

図１５は、前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角に対する、前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角を示している。ここで、各光路に配置した複数の反射部材のうち、間に反射部材を挟まない連続する二つの反射部材において、光路上においてポリゴンミラーに近い反射部材を前反射部材、被走査面に近い反射部材を後反射部材と称する。前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角が１８０°までは単調増加であり、前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角が１８０°のときに前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角は１８０°となる。このとき、両反射部材の反射面が平行になり、入射面が一致する。前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角が１８０°を超えると、単調減少となる。

図１６は、３枚の反射部材で、第１及び第２反射部材がコ字型配置、第２及び第３反射部材がＺ型配置を混在させたとき、それぞれの反射部材の入射面に対する直線偏光の振動方向の変化を示している。第１反射部材で入射面に対する直線偏光の振動方向が＋４５°のとき、コ字型配置の入射面変化がＺ型配置の入射面変化より大きければ、一つの光路において二つの配置を混在させてもよい。

図１７は、コ字型配置及びＺ型配置における前反射部材２４及び後反射部材２５のなす角度の範囲を示している。

図１８（Ａ）は、Ｚ型配置とコ字型配置における各反射部材の入射面がなす角を示している。図１８（Ｂ）は、発光素子の配置角を４５°とした場合の入射面に対する偏光の振動方向の角度を示し、図１９（Ａ），（Ｂ）は同じ場合の後反射部材への入射時のＰ偏光比率及び後反射部材の反射率を示している。図１８（Ｃ）は、発光素子の配置角を−４５°とした場合の入射面に対する偏光の振動方向の角度を示し、図１９（Ｃ），（Ｄ）は同じ場合の後反射部材への入射時のＰ偏光比率及び後反射部材の反射率を示している。具体的数値は以下の表２に示すとおりである。

以上の構成からなるレーザー走査光学装置において、各発光素子１１から放射された光束をポリゴンミラー１７で偏向する際、偏向角によってポリゴンミラー１７への入射角（入射角は反射面の法線ベクトルと光軸ベクトルとのなす角と定義する）が単調増加又は単調減少する（図３（Ａ）参照）。そのため、ポリゴンミラー１７の反射面の角度特性（入射角に対する反射率特性）に従って、ポリゴンミラー１７において反射率傾斜（反射率傾斜とは、被走査面上に向かう光束ごとの反射率の差が、偏向角によって略単調増加又は略単調減少している状態）が発生する（図３（Ｂ）参照）。

また、反射部材に入射する光束は、直線偏光であることが多く、偏光の振動方向を持つ。偏光の振動方向は光軸に対して変化せず、反射する際に入射面（反射面の法線及び入射光線と反射光線を含む面）が定義されると入射面に対する偏光の振動方向の角度が決まる（図５参照）。入射面に対する偏光の振動方向の角度は、光束の進行方向の時計回りを正とする。入射面に対する偏光の振動方向によって、入射光束のＰ偏光とＳ偏光の比率が決まる。Ｐ偏光とＳ偏光はそれぞれ反射率特性が異なるため（図１３参照）、反射面において、偏向角によって入射光束の偏光比率に傾斜があると、反射率傾斜を生じる。

反射部材の長手方向のベクトルが走査線と略平行に配置されていると想定すると、偏向角による入射光束の偏光比率の傾斜は、各反射部材の各偏向角において入射面が異なるために生じる。ＣＯＩ（center of image）に入射する光路では、各反射部材の法線と入射光線とは常に共通の面内にあるために入射面は同一であり、入射面に対する偏光の振動方向の角度はほぼ変わらず、入射光束の偏光比率もほぼ変わらない。ＣＯＩ以外の偏向角で被走査面に入射する光路では、各反射部材の長手方向ベクトルを軸とした回転角次第で変化するため、反射面の法線と入射光線とで定義される入射面も反射部材間で変化する。また、偏向角に応じた入射面の変化は、ＣＯＩの入射面を基準として、ＳＯＩ側とＥＯＩ側とで対称となり（図６、図７参照）、偏向角が大きいほど変化も大きい。

ここで、２枚の反射部材におけるＺ型配置、コ字型配置について詳述する。Ｚ型配置とは、ポリゴンミラーによる走査方向をＹ軸としたとき、複数の反射部材からなる光路において、各反射部材の長手方向がＹ軸に平行であり、該光路の複数の反射部材のうち、間に反射部材を挟まない連続する二つの反射部材において、ポリゴンミラーに近い反射部材を前反射部材、被走査面に近い反射部材を後反射部材としたとき、Ｙ軸に垂直な平面で考えたときの前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角度が、Ｙ軸に垂直な平面で考えたときの前反射部材への入射角をα°としたとき、発光素子の配置角に合わせて、（１８０−α）°〜（２７０−α）°のときである。このとき、後反射部材の出射光線は、Ｙ軸に垂直な平面で考えたとき、後反射部材の入射光線を基準として、前反射部材の入射光線と反対側にある（図１７右側図参照）。

一方、コ字型配置とは、ポリゴンミラーによる走査方向をＹ軸としたとき、複数の反射部材からなる光路において、各反射部材の長手方向がＹ軸に平行であり、該光路の複数の反射部材のうち、間に反射部材を挟まない連続する二つの反射部材において、ポリゴンミラーに近い反射部材を前反射部材、被走査面に近い反射部材を後反射部材としたとき、Ｙ軸に垂直な平面で考えたときの前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角度が、Ｙ軸に垂直な平面で考えたときの前反射部材への入射角をα°としたとき、発光素子の配置角に合わせて、（９０−α）°〜（１８０−α）°のときである。このとき、後反射部材の出射光線は、Ｙ軸に垂直な平面で考えたとき、後反射部材の入射光線を基準として、前反射部材の入射光線と同じ側にある（図１７左側図参照）。

各偏向角において、反射部材間での入射面の変化によって、入射面に対する偏光の振動方向の角度が変化する（図８参照）。Ｚ型配置の場合、ＳＯＩ側の角変化は正、ＥＯＩ側は負となる。一方、コ字型配置の場合は逆転し、ＳＯＩ側の角変化は負、ＥＯＩ側は正となる。

光源手段において、各光路ｙ，ｍ，ｃ，ｋに対応する発光素子は光源基板に決まった間隔で配置されている。そして、被走査面上で所望の副走査間隔を得るために、光源基板を回転させて調整を行う。副走査方向ｚの光学倍率は各光路ｙ，ｍ，ｃ，ｋにおいて同一なので、光源基板上の複数の発光素子の副走査方向間隔を同一とするため、ある発光素子の配置角をＡ°とすると、Ａ°以外に可能な発光素子の配置間隔は−Ａ°となる。

ここで、発光素子の配置角が−４５°前後の場合で、Ｚ型配置を考える（図９参照）。Ｚ型配置の第１反射部材の入射面に対する偏光の振動方向の角度が全偏向角で同様に−４５°前後とすると（図９の中央図参照）ＳＯＩでは１０°〜４０°変化し、入射面に対する偏光の振動方向の角度は−３５°〜−５°となる（図９左図参照）。一方、ＥＯＩでは入射面の変化が対称となり、入射面に対する偏光の振動方向の角度は−８５°〜−５５°となる（図９右図参照）。入射面に対する偏光の振動方向の角度の絶対値が４５°未満のときはＰ偏光比率が高く、４５°を超えるときはＰ偏光比率が低くなる。Ｐ偏光反射率はＳ偏光反射率よりも低いため、Ｐ偏光比率が高い場合は、Ｐ偏光比率が低い場合に比べて、反射率が低くなる。即ち、発光素子の配置角が−４５°前後のときは、Ｚ型配置の第２反射部材でのＳＯＩの反射率は低く、ＥＯＩの反射率は高くなり、反射率傾斜が生じることになる。

ＳＯＩ側に発光素子が配置されているとき、ポリゴンミラーにおけるＳＯＩ光路の入射角は小さく、ＥＯＩ光路の入射角は大きいため、ポリゴンミラーの反射面の角度特性によって、ポリゴンミラーの反射面におけるＳＯＩ光路の反射率は高く、ＥＯＩ光路の反射率は低くなり、Ｚ型配置の第２反射部材とは逆の反射率傾斜になることで、打ち消し又は軽減される。

次に、発光素子の配置角が−４５°前後の場合で、コ字型配置を考える（図１０参照）。コ字型配置の第１反射部材の入射面に対する偏光の振動方向の角度が全偏向角で同様に−４５°前後とすると（図１０の中央図参照）ＳＯＩでは−１０°〜−４０°変化し、入射面に対する偏光の振動方向の角度は−８５°〜−５５°となる（図１０左図参照）。一方、ＥＯＩでは入射面の変化が対称となり、入射面に対する偏光の振動方向の角度は−３５°〜−５°となる（図１０右図参照）。即ち、ＳＯＩ側のＰ偏光比率が高いため、第２反射部材でのＳＯＩの反射率は高く、ＥＯＩの反射率は低くなり、反射率傾斜が生じることになる。但し、ＳＯＩ側に発光素子が配置されているとき、第２反射部材の反射率傾斜は、ポリゴンミラーの反射率傾斜と同様の傾向であり、反射率傾斜は増幅される。

そこで、発光素子の配置角が４５°前後の場合で、コ字型配置を考える（図１１参照）。コ字型配置の第１反射部材の入射面に対する偏光の振動方向の角度が全偏向角で同様に４５°前後とすると（図１１の中央図参照）ＳＯＩでは−１０°〜−４０°変化し、入射面に対する偏光の振動方向の角度は５°〜３５°となる（図１１左図参照）。一方、ＥＯＩでは入射面の変化が対称となり、入射面に対する偏光の振動方向の角度は５５°〜８５°となる（図１０右図参照）。即ち、ＳＯＩ側のＰ偏光比率が高く、ＥＯＩ側のＰ偏光比率が低いため、第２反射部材でのＳＯＩの反射率は低く、ＥＯＩの反射率は高くなり、反射率傾斜が生じることになる。ＳＯＩ側に発光素子が配置されているとき、第２反射部材の反射率傾斜は、ポリゴンミラーの反射率傾斜を打ち消す又は軽減される。

また、発光素子の配置角が４５°前後の場合で、Ｚ型配置を考える（図１２参照）。Ｚ型配置の第１反射部材の入射面に対する偏光の振動方向の角度が全偏向角で同様に４５°前後とすると（図１２の中央図参照）ＳＯＩでは１０°〜４０°変化し、入射面に対する偏光の振動方向の角度は５５°〜８５°となる（図１２左図参照）。一方、ＥＯＩでは入射面の変化が対称となり、入射面に対する偏光の振動方向の角度は５°〜３５°となる（図１２右図参照）。即ち、ＳＯＩ側のＰ偏光比率が低く、ＥＯＩ側のＰ偏光比率が高いため、第２反射部材でのＳＯＩの反射率は高く、ＥＯＩの反射率は低くなり、反射率傾斜が生じることになる。ＳＯＩ側に発光素子が配置されているとき、第２反射部材の反射率傾斜は、ポリゴンミラーの反射率傾斜を増幅してしまう。

それぞれの発光素子の配置角に対して、Ｚ型配置又はコ字型配置を適切に利用することで、各光路ｙ，ｍ，ｃ，ｋにおける最も被走査面に近い位置に配置された反射部材を同じ膜構成としても、ポリゴンミラーにおける反射率傾斜を打ち消す又は軽減することができ、被走査面における光量分布傾斜を低減させることができる（図１４参照）。これにて、光量分布傾斜の低減のために偏光特性の異なる複数の反射部材が不要となり、換言すれば、同じ膜構成とすることができ、コストダウンにつながる。

ところで、少なくとも一つの光路に三つの反射部材が配置されているとき、第１反射部材と第２反射部材とがコ字型に配置され、第２反射部材と第３反射部材とがＺ型に配置され、第１反射部材の法線と第２反射部材の法線とがなす角度が４５°以上であり、第２反射部材の法線と第３反射部材の法線とがなす角度が１７０°以上であることが好ましい。具体的な配置角及び各反射部材の法線、入射面がなす角は以下の表３、表４に示す。

入射面に対する偏光の振動方向の角度の変化は、前記コ字型配置と前記Ｚ型配置とで正負が逆なので、コ字型配置とＺ型配置とが混在している場合には、角度変化の絶対値が大きい配置の影響が優勢となる（図１６参照）。

コ字型配置の場合、前反射部材と後反射部材において、Ｙ軸に垂直な平面で投影したときの前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角は、前反射部材への入射角をα°とすると、（９０−α）°〜（１８０−α）°になる（図１７左図参照）。この角度範囲では、前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角は、前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角に対して必ず右肩上がりとなる（図１５参照）。

前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角が１８０°のときは、それぞれの入射面は一致するため、入射面に対する直線偏光の振動方向を変化させない。また、前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角が９０°のときが最も振動方向を変化させる。

Ｚ型配置の場合、コ字型配置をなす前反射部材と後反射部材において、Ｙ軸に垂直な平面で投影したときの前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角は、前反射部材への入射角をα°とすると、（１８０−α）°〜（２７０−α）°になる（図１７右図参照）。この角度範囲では、１８０°を必ず含むため、そのときは、前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角が１８０°となり、それぞれの入射面は一致し、入射面に対する直線偏光の振動方向を変化させない。また、Ｙ軸に垂直な平面で投影したときの前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角が１８０°前後のとき、前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角は１８０°に近い値となり、入射面に対する直線偏光の振動方向の変化は小さい。

コ字型配置の前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角が、Ｚ型配置の前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角より大きくするために、各配置の前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角を規定する。まず、コ字型配置の前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角を４５°以上とする。このとき、コ字型配置の前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角は、２０°以上となる。さらに、Ｚ型配置の前反射部材の法線と後反射部材の法線とがなす角を１７０°以上とする。このとき、Ｚ型配置の前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角は２０°以下となる。この角度条件では、常に、コ字型配置の前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角が、Ｚ型配置の前反射部材の入射面と後反射部材の入射面とがなす角よりも大きい。

本実施例では、光路ｃにおいて、第１反射部材と第２反射部材がコ字型配置、第２反射部材と第３反射部材がＺ型配置である。Ｙ軸に垂直な平面で考えたときの第１反射部材の法線と第２反射部材の法線とがなす角は９２．１７°であり、第１反射部材の入射面と第２反射部材の入射面がなす角はＳＯＩにおいて４５．０７°である（表４参照）。また、Ｙ軸に垂直な平面で考えたときの第２反射部材の法線と第３反射部材の法線とがなす角は２０３．６６°であり、第２反射部材の入射面と第３反射部材の入射面とがなす角はＳＯＩにおいて１５．４１°である（表４参照）。各反射部材の入射面がなす角の絶対値は第１反射部材と第２反射部材によるコ字型配置が第２反射部材と第３反射部材によるＺ型配置より大きいため、入射面に対する直線偏光の振動方向の変化に対して光路ｃはコ字型配置の影響が大きく、コ字型配置のみと考えることができる。

なお、本発明に係るレーザー走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。

以上のように、本発明は、レーザー走査光学装置に有用であり、特に、反射部材を共通の膜構成で複数の被走査面上での光量むらを低減できる点で優れている。

１…レーザー走査光学装置
１０…光源光学系
１１…発光素子
１７…ポリゴンミラー
２０…走査光学系
２１，２２，２３…走査レンズ
２４，２５，２６…反射部材
４０…感光体ドラム

Claims (4)

1. 直線偏光しているレーザー光束を射出する複数の光源手段と、
   前記複数の光源手段のそれぞれから発せられた光束を偏向走査する単一の偏向器と、
   前記偏向器により偏向された光束をそれぞれの光源手段に対応する複数の被走査面上に結像させる走査光学素子と、
   前記偏向器と前記複数の被走査面との間のそれぞれの光路上に設けられ、前記偏向器により偏向された光束を副走査方向に折り返す反射部材と、
   を備えたレーザー走査光学装置において、
   少なくとも一つの光路では前記反射部材は複数設置されており、
   前記それぞれの光路における最も被走査面に近い位置に配置された反射部材は同じ膜構成からなり、
   前記複数の光源手段の直線偏光振動方向は、光束の進行方向に対して時計回りを正として、発光点を含んで前記偏向器の回転軸に垂直な平面に対して＋Ａ°と−Ａ°の２種類が存在し、
   前記それぞれの光路における最も被走査面に近い位置に配置された反射部材は、直線偏光の異なる振動方向に対しても偏向角変化に伴う前記偏向器での反射率の傾斜を打ち消す反射率傾斜を持つように、前記偏向器による走査方向をＹ軸としたとき、複数の反射部材からなる光路において、各反射部材の長手方向がＹ軸に平行であり、前記光路の複数の反射部材のうち、間に反射部材を挟まない連続する二つの反射部材において、光路上において前記偏向器に近い反射部材を前反射部材、被走査面に近い反射部材を後反射部材としたとき、Ｙ軸に垂直な平面上での前反射部材と後反射部材との法線がなす角度が、Ｙ軸に垂直な平面上での前反射部材への入射角をαとしたとき、それぞれの光源手段の配置角に合わせて、（９０−α）°〜（１８０−α）°の間、又は、（１８０−α）°〜（２７０−α）°の間、に前記反射部材が配置されていること、
   を特徴とするレーザー走査光学装置。
2. 複数の光源手段の直線偏光の振動方向は、発光点を含んで前記偏向器の回転軸に垂直な平面に対して２０°〜７０°であること、を特徴とする請求項１に記載のレーザー走査光学装置。
3. 各光路に配置された反射部材の数は同一ではないこと、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザー走査光学装置。
4. 少なくとも一つの光路には第１反射部材、第２反射部材及び第３反射部材が配置されており、第１反射部材と第２反射部材とがコ字型に配置され、第２反射部材と第３反射部材とがＺ型に配置され、第１反射部材の法線と第２反射部材の法線とがなす角度が４５°以上であり、第２反射部材の法線と第３反射部材の法線とがなす角度が１７０°以上であること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のレーザー走査光学装置。

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