JP2002131671A - 光走査装置およびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光走査光学系においてシェーディングを有効
に軽減し、形成される画像の品質を高めた光走査装置お
よびこれを用いた画像形成装置を得る。 【解決手段】 偏向反射面と被走査面の間に少なくとも
１つの反射部材。反射部材の入射光束に垂直な面に対す
る傾きを、偏向反射面への光束の入射側から副走査断面
を見て時計回りを正としてこれをΘ（°）、関数ｆ
（ｉ）を、ｉが偶数のときｆ（ｉ）＝１、ｉが奇数のと
きｆ（ｉ）＝−１と定義。光源後方から見て時計回りを
正として、光源から出射直後の光束の、偏光方向の主走
査方向に対する角度θが、０°＜θ＜４５°又は−９０
°＜θ＜−４５°を条件１、あるいは−４５°＜θ＜０
°又は４５°＜θ＜９０°を条件２とする。反射部材の
少なくとも一つは、条件１のとき、光源から光束の進行
方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にありｆ(ｎ)×Θ
＞０を満たし、条件２のとき、光源から光束の進行方向
に数えて偏向反射面を除きｎ個目にありｆ(ｎ)×Θ＜０
を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンター、普通紙ファクシミリ、デジタル複写機等に用
いられる光走査装置に関するもので、特に複数の感光体
を有するカラー機等に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザーなどからなる光源からの光束
を、回転多面鏡などからなる光偏向器の偏向反射面によ
り等角速度的に偏向させ、偏向光束を走査結像光学系に
より被走査面上に光スポットとして集光して、被走査面
を等速度的に光走査する光走査装置がある。光走査装置
は、レーザープリンタ、ファクシミリ、デジタル複写装
置等の画像形成装置として広く用いられている。このよ
うな光走査装置には、光走査によって形成される画像の
更なる高品質化と、装置の低コスト化が求められてい
る。光走査装置で書き込まれ、形成される画像の品質に
おける改良すべき点として、シェーディングに起因する
「濃度むら」の問題がある。

【０００３】光走査装置の光学系では、光偏向器の偏向
反射面による光束の偏向が行われ、偏向光束が走査結像
光学系に入射する入射角は１回の偏向ごとに、偏向が行
われる間に連続的に変化する。偏向反射面と被走査面と
の間には、光学系のレイアウトに応じて、偏向光束の光
路を屈曲させるための折り曲げミラーあるいは折り返し
ミラー等の反射光学系が配備される。また、偏向反射面
の回転音が装置外部に漏れないようにするための防音ガ
ラスや、光学系内部に塵等が入り込まないようにするた
めの防塵ガラスなど、透明な平行平板が配備されること
も多い。

【０００４】よく知られているように、光の反射率は入
射角に応じて変化する。このため、防音ガラス、防塵ガ
ラスや、折り返しミラー等による偏向光束の反射率も、
偏向光束の偏向に伴い連続的に変動することになる。し
たがって、被走査面に到達する偏向光束の光強度が、１
回の偏向ごとに連続的に変動することになる。このよう
な１回の偏向内で、すなわち１ラインの光走査内で生じ
る光スポットの光強度の変動は「シェーディング」と呼
ばれている。光走査光学系による光走査にシェーディン
グがあると、書き込まれる画像を可視化した記録画像に
「濃度むら」が現われる。このような濃度むらは、特に
ハーフトーンの画像において目立ちやすく、形成画像の
品質を低下させる一つの要因となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
従来技術の問題点を解消するためになされたもので、光
走査光学系においてシェーディングを有効に軽減するこ
とにより、形成される画像の品質を高めることができる
光走査装置およびこれを用いた画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、光走査装置に関するもの
で、光源と、光源からの光束を偏向する偏向反射面と、
偏向反射面により偏向走査された光束を被走査面上に結
像させる走査結像光学系と、偏向反射面と被走査面の間
に、光束を被走査面に導く少なくとも１つの反射部材と
を有し、偏向反射面への入射光束と走査結像光学系の光
軸とが、偏向面内で開き角を有し、前記反射部材の入射
光束に垂直な面に対する傾きを、偏向反射面への光束の
入射側から副走査断面を見て、時計回りを正としてこれ
をΘ（°）とし、関数ｆ（ｉ）を、ｉが偶数のときｆ
（ｉ）＝１、ｉが奇数のときｆ（ｉ）＝−１と定義し、
光源後方から見て時計回りを正として、光源から出射直
後の光束の、偏光方向の主走査方向に対する角度θが、
０°＜θ＜４５°、または、−９０°＜θ＜−４５°
（条件１）あるいは、−４５°＜θ＜０°、または、４
５°＜θ＜９０° （条件２）のとき、条件１があては
まる場合には、前記反射部材の少なくとも一つは、光源
から光束の進行方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目に
あって、ｆ(ｎ)×Θ＞０の条件を満たし、条件２があて
はまる場合には、前記反射部材の少なくとも一つは、光
源から光束の進行方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目
にあって、ｆ(ｎ)×Θ＜０の条件を満たすことを特徴と
する。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記条件１があてはまる場合には、前記反
射部材の少なくとも一つは、光源から光束の進行方向に
数えて偏向反射面を除きｎ個目にあって、ｆ（ｎ）×Θ
＞０の条件を満たし、かつ、その反射防止コート層数
は、光源から光束の進行方向に数えて偏向反射面を除き
ｎ個目にあってｆ（ｎ）×Θ＜０の条件を満たす前記反
射部材の平均反射防止コート層数より少なく、条件２が
あてはまる場合には、前記反射部材の少なくとも一つ
は、光源から光束の進行方向に数えて偏向反射面を除き
ｎ個目にあって、ｆ（ｎ）×Θ＜０の条件を満たし、か
つ、その反射防止コート層数は、光源から光束の進行方
向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にあってｆ（ｎ）×
Θ＞０の条件を満たす前記反射部材の平均反射防止コー
ト層数よりも少ないことを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、条件１があてはまる場合には、光源から光
束の進行方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にあって
ｆ（ｎ）×Θ＞０を満たす前記反射部材は、光源から光
束の進行方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にあって
ｆ（ｎ）×Θ＜０の条件を満たす前記反射部材より多
く、条件２があてはまる場合には、光源から光束の進行
方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にあってｆ（ｎ）
×Θ＜０の条件を満たす前記反射部材は、光源から光束
の進行方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にあってｆ
（ｎ）×Θ＞０の条件を満たす前記反射部材より多いこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、光走査装置に関す
るもので、光源と、光源からの光束を偏向する偏向反射
面と、偏向反射面により偏向走査された光束を被走査面
上に結像させる走査結像光学系と、偏向反射面と被走査
面の間に配置された少なくとも１枚の透明な平行平板と
を有し、偏向反射面への入射光束と走査結像光学系の光
軸とが偏向面内で開き角を有し、上記透明な平行平板
の、入射光束に垂直な面に対する傾きを、偏向反射面へ
の光束の入射側から副走査断面を見て時計回りを正とし
てこれをΘ´（°）とし、関数ｆ（ｉ）を、ｉが偶数の
ときｆ（ｉ）＝１、ｉが奇数のときｆ（ｉ）＝−１、ｆ
（０）＝１と、定義し、光源後方から見て時計回りを正
として、光源から出射直後の光束の、偏光方向の主走査
方向に対する角度θが０°＜θ＜４５°または、−９０
°＜θ＜−４５° （条件１）あるいは、−４５°＜θ
＜０°または、４５°＜θ＜９０° （条件２）のと
き、条件１があてはまる場合には、前記透明な平行平板
の少なくとも１枚は、光源と上記平行平板の間の偏向反
射面を除いた反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´
＞０の条件を満たし、条件２があてはまる場合には、前
記透明な平行平板の少なくとも１枚は、光源と上記平行
平板の間の偏向反射面を除いた反射部材数をｍ個とし
て、ｆ（ｍ）×Θ´＜０の条件を満たしていることを特
徴とする。

【００１０】請求項５記載の発明は、光走査装置に関す
るもので、光源と、光源からの光束を偏向する偏向反射
面と、偏向反射面により偏向走査された光束を被走査面
上に結像させる走査結像光学系と、偏向反射面と被走査
面の間に配置された複数の透明な平行平板とを有し、偏
向反射面への入射光束と走査結像光学系の光軸とが、偏
向面内で開き角を有し、上記透明な平行平板の、入射光
束に垂直な面に対する傾きを、偏向反射面への光束の入
射側から副走査断面を見て、時計回り正ととしてΘ´
（°）とし、関数ｆ（ｉ）を、ｉが偶数のときｆ（ｉ）
＝１、ｉが奇数のときｆ（ｉ）＝−１、ｆ（０）＝１、
と定義し、光源後方から見て時計回りを正として、光源
から出射直後の光束の、偏光方向の主走査方向に対する
角度θが０°＜θ＜４５°または、−９０°＜θ＜−４
５° （条件１）あるいは、−４５°＜θ＜０°また
は、４５°＜θ＜９０° （条件２）のとき、条件１が
あてはまる場合には、上記透明な平行平板の少なくとも
１枚は、光源と上記平行平板の間の偏向反射面を除いた
反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＞０の条件を
満たしており、かつ、その反射防止コート層数は、奇数
個であれば、時計回りに、光源と上記平行平板の間の偏
向反射面を除いた反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×
Θ´＜０の条件を満たしている上記透明な平行平板の平
均反射防止コート層数より少なく、条件２があてはまる
場合には、上記透明な平行平板の少なくとも１枚は、光
源と該平行平板の間の反射部材（偏向反射面は除く）数
をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＜０の条件を満たしてお
り、かつ、その反射防止コート層数は、奇数個であれ
ば、時計回りに、光源と該平行平板の間の偏向反射面を
除いた反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＞０の
条件を満たしている上記透明な平行平板の平均反射防止
コート層数より少ないことを特徴とする。

【００１１】請求項６記載の発明は、光走査装置に関す
るもので、光源と、光源からの光束を偏向する偏向反射
面と、偏向反射面により偏向走査された光束を被走査面
上に結像させる走査結像光学系と、偏向反射面と被走査
面の間に配置された２枚の透明な平行平板とを有し、偏
向反射面への入射光束と走査結像光学系の光軸とが偏向
面内で開き角を有し、上記透明な平行平板の、入射光束
に垂直な面に対する傾きを、偏向反射面への光束の入射
側から副走査断面を見て時計回り正としてΘ´（°）と
し、関数ｆ（ｉ）を、ｉが偶数のときｆ（ｉ）＝１、ｉ
が奇数のときｆ（ｉ）＝−１、ｆ（０）＝１、と定義
し、光源後方から見て時計回りを正として、光源から出
射直後の光束の、偏光方向の主走査方向に対する角度θ
が０°＜θ＜４５°または、−９０°＜θ＜−４５°
（条件１）あるいは、−４５°＜θ＜０°または、４５
°＜θ＜９０° （条件２）のとき、条件１があてはま
る場合には、上記透明な平行平板の２枚共に、光源と上
記平行平板の間の偏向反射面を除いた反射部材数をｍ個
として、ｆ（ｍ）×Θ´＞０の条件を満たしているか、
あるいは、上記透明な平行平板の１枚のみ、光源と上記
平行平板の間の偏向反射面を除いた反射部材数をｍ個と
して、ｆ（ｍ）×Θ´＞０の条件を満たしており、その
Θ´の絶対値は、他方１枚の平行平板のΘ´の絶対値よ
り大きく、条件２があてはまる場合には、上記透明な平
行平板の２枚共に、光源と上記平行平板の間の偏向反射
面を除いた反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＜
０の条件を満たしているか、あるいは、前記透明な平行
平板の１枚のみ、光源と上記平行平板の間の偏向反射面
を除いた反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＜０
の条件を満たしており、そのΘ´の絶対値は、他方１枚
の平行平板のΘ´の絶対値より大きいことを特徴とす
る。

【００１２】請求項７記載の発明は、請求項１から請求
項６までの何れかに記載されている光走査装置を用いた
画像形成装置であって、被走査面は、感光体からなる像
担持体表面であり、この像担持体表面が偏向光束によっ
て走査されることにより、像担持体表面に静電潜像が形
成されることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる光走査装置およびこれを用いた画像形成装置の
実施の形態について説明する。まず、図１、図２を参照
しながら本発明の原理を説明する。図１は光走査装置の
例を示す主走査対応方向の平面図であり、図２は図１を
下から見た副走査対応方向の断面図である。符号１は光
源、２は反射部材としてのミラー、３は複数の偏向反射
面を有するポリゴンミラー、４は透明体からなる平行平
板、５は折り返しミラーをそれぞれ示している。平行平
板４は、防音ガラス、防塵ガラスなどとして用いられ
る。

【００１４】図１、図２において、半導体レーザーなど
からなる光源１から射出された光束は、図示されないカ
ップリングレンズによってほぼ平行な光束とされ、この
平行光束は反射ミラー２によって斜めに反射され、ポリ
ゴンミラー３の偏向反射面に至る。ポリゴンミラー３に
入射した光束は、ポリゴンミラー３の回転によってその
偏向反射面で偏向走査され、平行平板４を通過し、折り
返しミラー５で所望の方向へ偏向され、図示されない被
走査面に至る構成となっている。ここで、光源１から射
出される光束の偏光方向は、光源１の後方から見て時計
回りを正として、光源１から出射直後の光束の、偏光方
向の主走査方向に対する角度をθ°で表しており、図６
（ａ）に示すように、０°＜θ＜４５°、または、−９
０°＜θ＜−４５°を条件１とし、図６（ｂ）に示すよ
うに、−４５°＜θ＜０°、または、４５°＜θ＜９０
°を条件２としている。なお、図６において、Ｙ軸方向
が主走査方向であり、Ｙ軸とＺ軸の交点が光束を示して
いる。

【００１５】また、ポリゴンミラー３の偏向反射面の回
転角を、図１において、反時計回りを正として、θ_P°
で表し、平行平板４の副走査断面での光束に垂直な面に
対する角度を、図２において、時計回りを正として、θ
_G°で表し、折り返しミラー５の副走査断面での光束の
偏向角を、図２において、時計回りを正として、θ_M°
で表している。

【００１６】走査光学系において、光束が円偏光でない
限り、必ずどこかでシェーディングが発生する。そこ
で、ある光学素子で発生するシェーディングと逆のシェ
ーディングを別の光学素子で発生させて、光学系全体で
シェーディングを低減させる方法を採る。

【００１７】図３から図５までは各光学素子の反射率あ
るいは透過率を示している。何れも、ポリゴンミラー３
の偏向反射面の回転角θ_P°に対するもので、図３はポ
リゴンミラー３の反射率を、図４は折り返しミラー５の
反射率を、図６は透明な平行平板４の透過率をそれぞれ
示している。ここで、ポリゴンミラー３はアルミ面に単
層コートを施したもの、透明な平行平板４はコートなし
のガラス板からなり、折り返しミラー５は基材にアルミ
蒸着しさらに単層コートを施している。

【００１８】図３に示すように、ポリゴンミラー３で
は、｜θ｜＝４５°であればシェーディングはほとんど
ないが、−４５°＜θ＜４５°では右上がりの、−９０
°＜θ＜−４５°または、４５°＜θ＜９０°では左上
がりのシェーディングが発生する。

【００１９】折り返しミラー５では、θ＝０、９０°で
あればシェーディングはほとんどないが、図４に示すよ
うに、０°＜θ＜９０°では、θ_M＞０°であれば右上
がりの、θ_M＜０°であれば左上がりのシェーディング
が発生し、−９０°＜θ＜０°では、θ_M＞０°であれ
ば左上がりの、θ_M＜０°であれば右上がりのシェーデ
ィングが発生する。

【００２０】透明な平行平板４では、θ＝０、９０°で
あればシェーディングはほとんどないが、図５に示すよ
うに、０°＜θ＜９０°では、θ_P＞０°であれば右上
がりの、θ_P＜０°であれば左上がりのシェーディング
が発生し、−９０°＜θ＜０°では、θ_P＞０°であれ
ば左上がりの、θ_P＜０°であれば右上がりのシェーデ
ィングが発生する。

【００２１】よって、例えば、０°＜θ＜４５°の場合
には、ポリゴンミラー３で右上がりのシェーディングが
発生するので、折り返しミラー５をθ_M＜０°とするこ
とにより左上がりのシェーディングを発生させ、光学系
全体のシェーディングを低減することができる。

【００２２】ここで、反射部材の入射光束に垂直な面に
対する傾きを、偏向反射面への光束の入射側から副走査
断面を見て、時計回りを正としてこれをΘ（°）とす
る。また、関数ｆ（ｉ）を、ｉが偶数のときｆ（ｉ）＝
１、ｉが奇数のときｆ（ｉ）＝−１と定義する。偏向反
射面を除き、光源から光束の進行方向に数えた反射部材
の順番をｎとしたとき、折り返しミラー５はｎ＝２であ
り、ｆ（２）＝１である。θ_M＜０°は、Θ＝−θ_M＞０
°であり、ｆ（２）×Θ＞０となり、請求項１記載の条
件と合致する。

【００２３】また、反射防止コート層数が多いほどシェ
ーディングの発生は低減されるため、ポリゴンミラーで
発生するシェーディングと同じ方向にシェーディングを
発生する反射部材では、反射防止コート層数を増やして
反射部材でのシェーディング発生を抑え、ポリゴンミラ
ーで発生するシェーディングと逆方向にシェーディング
を発生する反射部材では反射防止コート層数を減らし、
ポリゴンミラーで発生するシェーディングを相殺させる
ことが望ましい。この条件が請求項２記載の条件であ
る。

【００２４】あるいは、ポリゴンミラーで発生するシェ
ーディングと同じ方向にシェーディングを発生する反射
部材を減らして、ポリゴンミラーで発生するシェーディ
ングと同じ方向のシェーディングをさらに強くすること
を防ぎ、ポリゴンミラーで発生するシェーディングと逆
方向にシェーディングを発生する反射部材はこれを増や
して、ポリゴンミラーで発生するシェーディングを相殺
させることが望ましい。この条件が請求項３記載の条件
である。

【００２５】また、０°＜θ＜４５°の場合には、ポリ
ゴンミラー３で右上がりのシェーディングが発生するの
で、透明な平行平板４をθ_G＞０°とすることにより左
上がりのシェーディングを発生させると、光学系全体の
シェーディングを低減することができる。ここで、光源
１と上記平行平板４との間に存在する反射部材（偏向反
射面は除く）は、ｍ＝１であり、ｆ（１）＝−１であ
る。θ_G＜０°は、Θ＝−θ_G＜０°であり、ｆ（１）×
Θ＞０であり、請求項４記載の条件と合致する。

【００２６】また、反射防止コート層数が多いほどシェ
ーディングの発生は低減されるため、ポリゴンミラーで
発生するシェーディングと同じ方向にシェーディングを
発生する透明な平行平板では、反射防止コートの層数を
増やして透明な平行平板でのシェーディング発生を抑
え、ポリゴンミラーで発生するシェーディングと逆方向
にシェーディングを発生する透明な平行平板では、反射
防止コートの層数を減らしてポリゴンミラーで発生する
シェーディングを相殺させることが望ましい。この条件
が、請求項５記載の条件である。

【００２７】また、平行平板の傾き角が大きいほどシェ
ーディングは大きく発生するため、ポリゴンミラーで発
生するシェーディングと逆方向にシェーディングを発生
する透明な平行平板の傾き角を増やして、ポリゴンミラ
ーで発生するシェーディングを相殺させることが望まし
い。この条件が請求項６記載の条件である。

【００２８】また、各々の請求項で反射部材が偶数個目
か、奇数個目かで、符号の代わる関数ｆ（ｉ）が、用い
られているが、これは、光束が反射部材で反射されるた
びに、光束の進行方向に対する偏光方向が逆になるため
である。

【００２９】次に、本発明にかかる光走査装置およびこ
れを用いた画像形成装置の一実施例を示す。図８は偏向
反射面以降の副走査断面図であり、図７は偏向走査面を
含む平面に光学系を展開した図である。図７、図８にお
いて、符号１は半導体レーザーからなる光源、１２はカ
ップリングレンズ、１３はアパーチャ、１４はシリンド
リカルレンズ、３はポリゴンミラー、６は第１走査結像
レンズ、７は第２走査結像レンズ、８は被走査面、９は
平行平板である防音ガラス、１０は平行平板である防塵
ガラス、２１は第１折り返しミラー、２２は第２折り返
しミラー、２３は第３折り返しミラーをそれぞれ示す。

【００３０】光源１からの発散光はカップリングレンズ
１２で集束され、それ以後の光学系にカップリングされ
る。光束の断面はアパーチャ１３を通ることによって整
形され、シリンドリカルレンズ１４によって副走査方向
にのみ集束され、ポリゴンミラー３の偏光反射面近傍
に、主走査対応方向に長い線像が結ばれる。光束はさら
にポリゴンミラー３の回転駆動によって所定の角度範囲
において偏向され、第１走査結像レンズ６と第２走査結
像レンズ７とによって被走査面８に光スポットとして結
像される。ポリゴンミラー３の偏光反射面は、その回転
により、光束を等角速度的に偏向するのに対し、第１走
査結像レンズ６と第２走査結像レンズ７はｆθ機能を有
していて、被走査面８において上記光スポットを等速度
的に走査させる。

【００３１】光偏向器３の偏向反射面への入射光束と、
第１走査結像レンズ６および第２走査結像レンズ７から
なる走査結像光学系の光軸とが、偏向面内で開き角を有
している。ポリゴンミラー３は防音と防塵を兼ねたケー
スに収納され、光束の入出射位置に、防音ガラスと防塵
ガラスを兼ねた透明な平行平板９が配置されている。し
たがって、光源１側から平行平板９を透過して光偏向器
３の偏向反射面３Ａに光束が入射し、偏向反射された光
束が平行平板９を透過して出射する。図８に示すよう
に、第１走査結像レンズ６と第２走査結像レンズ７との
間には第１折り返しミラー２１が配置されて光束を曲げ
るようになっており、第２走査結像レンズ７と被走査面
８との間にも、第２折り返しミラー２２と第３折り返し
ミラー２３が配置されている。さらに、折り返しミラー
２３と被走査面８との間には、透明な平行平板１０が配
置されている。

【００３２】上記実施例の光偏向器３より後の光学系デ
ータを以下に示す。 光源波長：７８０ｎｍ Ｒｍ：メリジオナル方向曲率半径（ｍｍ） Ｒｓ：サジタル方向曲率半径（ｍｍ） Ｎ ：使用波長での屈折率 Ｘ ：光軸方向の距離（ｍｍ） Ｙ ：光軸と垂直方向の距離（ｍｍ）としたとき、 ＊で示される面は共軸非球面であり、下式で表される。 （Ｙ²）／Ｒ Ｘ＝―――――――――――――――――＋ＡＹ⁴＋ＢＹ⁶＋ＣＹ⁸＋ＤＹ¹⁰ １+√｛１-(１+Ｋ)＊（Ｙ／Ｒ)²｝ …（２）

【００３３】面番号１の面は Ｋ＝２．６６７、Ａ＝１．７９Ｅ−０７、Ｂ＝−１．０
８Ｅ−１２、Ｃ＝−３．１８Ｅ−１４、Ｄ＝３．７４Ｅ
−１８である。 面番号２の面は Ｋ＝０．０２、Ａ＝２．５０Ｅ−０７、Ｂ＝９．６１Ｅ
−１２、Ｃ＝４．５４Ｅ−１５、Ｄ＝−３．０３Ｅ−１
８である。＊＊で示される面は、主走査方向の形状が非
円弧形状であり、副走査方向の曲半径はレンズ高さによ
り連続的に変化する。面番号３の主走査対応方向の形状
は（２）式で表現され、Ｋ＝−７１．７３、 Ａ＝４．
３３Ｅ−０８、 Ｂ＝−５．９７Ｅ−１３、Ｃ＝−１．
２８Ｅ−１６、 Ｄ＝５．７３Ｅ−２１である 面番号３の面は、主走査対応方向における光軸からの距
離：Ｙを変数とする偏向面に直交する面内の曲率半径を
Ｒｓ（Ｙ）としたとき、これらＲｓ（Ｙ）を特定するの
に、次の多項式 Ｃｓ（Ｙ）＝（１／Ｒｓ（０））＋Σｂｊ・Ｙｊ （ｊ＝１、２、３、…） で表すことにする。面番号３の面は、主走査対応方向に
おいて光軸対称でＲｓ（０）＝−４７．７、 Ｂ２＝
１．６０Ｅ−０３、Ｂ４＝−２．３２Ｅ−０７、 Ｂ６
＝ １．６０Ｅ−１１、Ｂ８＝−５．６１Ｅ−１６、
Ｂ１０＝２．１８Ｅ−２０、Ｂ１２＝−１．２５Ｅ−２
４である。

【００３４】なお、本光学系において、厚さ１．９ｍｍ
の防音ガラス（屈折率１．５１１）および厚さ１．９ｍ
ｍの防塵ガラス（屈折率１．５１１）を挿入し、計算し
ている。光源１の偏光は、光源１の後方から見て時計回
りを正として、光源から出射直後の光束の、偏光方向の
主走査方向に対する角度をθで表すと、θ＝１７．１３
°である。

【００３５】偏向器より後の光学素子のコート条件は次
の通りである。

【００３６】この場合の各光学素子のシェーディングを
図１０に示す。０°＜θ＜４５°であるから、条件１に
当てはまる。ポリゴンミラーにより右上がりのシェーデ
ィングが発生している。いま、図７に示すように、光走
査装置を中心にして、偏向反射面３Ａへの光束の入射側
から副走査断面を見た場合を矢印ａで示し、反対側から
副走査断面を見た場合を矢印ｂで示す。図７、図８に示
す実施例では、反射部材を光源１から光束の進行方向に
数えて（偏向反射面３Ａは除く）偶数番目である第２折
り返しミラー２２が、偏向反射面への光束の入射側から
矢印ａで示すように副走査断面を見て（図８の紙面裏側
から見て）、時計回りに光束を偏向するように配置され
ている。また、反射部材を光源１から光束の進行方向に
数えて（偏向反射面は除く）奇数番目である第３折り返
しミラー２３が、偏向反射面３Ａへの光束の入射側から
副走査断面を見て（図８の紙面裏側から見て）、反時計
回りに光束を偏向するように配置されている。こうする
ことによって、左上がりのシェーディングを発生させ光
学系全系のシェーディングを抑えている。

【００３７】さらに、光源１から光束の進行方向に数え
て（偏向反射面は除く）奇数番目で、偏向反射面の回転
軸を含む副走査断面を境に、光源１のある側から図７の
矢印ａで示すように副走査断面を見て（図８の紙面裏側
から見て）、時計回りに光束を偏向する第１折り返しミ
ラー２１は、これを４層コートとし、また、光源１から
光束の進行方向に数えて（偏向反射面は除く）奇数番目
の反射部材であり、偏向反射面への光束の入射側から副
走査断面を見て（図８の紙面裏側から見て）反時計回り
に光束を偏向する第３折り返しミラー２２はこれを２層
コートとすることによって、左上がりのシェーディング
を大きく発生させ、光学系全系のシェーディングを抑え
ている。

【００３８】また、光源から光束の進行方向に数えて
（偏向反射面は除く）偶数番目の反射部材であり、偏向
反射面への光束の入射側から副走査断面を見て（図８の
紙面裏側から見て）、時計回りに光束を偏向する第２折
り返しミラー２２と、光源から光束の進行方向に数えて
（偏向反射面は除く）奇数番目の反射部材であり、偏向
反射面への光束の入射側から副走査断面を見て（図８の
紙面裏側から見て）、反時計回りに光束を偏向する第３
折り返しミラー２３との２つの反射部材に対し、偏向反
射面の回転軸を含む副走査断面を境に光源のある側から
副走査断面を見て（図６の紙面裏側から見て）奇数番目
の反射部材で、時計回りに光束を偏向する第１折り返し
ミラー２１は一つだけとし、左上がりのシェーディング
を大きく発生させ、光学系全系のシェーディングを抑え
ている。この条件は、請求項３記載の条件に対応する。

【００３９】さらに、防塵ガラス９は、光源１との間の
反射部材（偏向反射面は除く）が奇数個であるので、偏
向反射面への光束の入射側から副走査断面を見て（図８
の紙面裏側から見て）、入射光束に垂直な面から反時計
回りに傾けることにより、左上がりのシェーディングを
大きく発生させ、光学系全系のシェーディングを抑えて
いる。この条件は請求項４記載の条件に対応する。

【００４０】また、偏向反射面を除いて光源１との間に
反射部材が存在しない位置に配置されたガラスであっ
て、偏向反射面への光束の入射側から副走査断面を見て
（図８の紙面裏側から見て）、入射光束に垂直な面から
反時計回りに傾いている防音ガラス９が２層コートなの
に対して、防塵ガラス１０はコートなしとすることによ
り、左上がりのシェーディングを大きく発生させ、光学
系全系のシェーディングを抑えている。この条件は請求
項５記載の条件に対応している。

【００４１】また、上記防音ガラス９の傾け角が２°で
あるのに対して、防塵ガラス１０の傾け角を１７°にす
ることによって、左上がりのシェーディングを大きく発
生させ、光学系全系のシェーディングを抑えている。こ
の条件は請求項６記載の条件に対応している。以上によ
り、全系のシェーディングは、図９に示すように４．１
％以下に抑えられている。

【００４２】以上説明した光走査装置は、これを画像形
成装置に用いることができる。すなわち、以上説明した
光走査装置の被走査面は、これを感光体からなる像担持
体表面とし、この像担持体表面に、次の手順に従って電
子写真プロセスを実行すればよい。まず、像担持体表面
が偏向光束によって走査されることにより、像担持体表
面が露光され、像担持体表面に静電潜像が形成される。
静電潜像が形成された像担持体表面をトナーで現像して
トナー像を形成し、これを転写紙に転写する。転写紙は
熱定着工程に付することにより画像を転写紙に定着す
る。転写後の像担持体表面はクリーニング工程に付し、
さらに帯電工程で一様に帯電させて次の露光工程に備え
る。

【００４３】なお、ここでは光源が１つの場合のみを実
施例として挙げているが、複数の半導体レーザー、ＬＤ
アレイ、面発光レーザー等を用いた複数光源を持つ光学
系についても、各々の光源に対して適用できる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１から６に記載された光走査装置
によれば、それぞれの請求項に記載されている条件を満
たすことによって、光学系全系のシェーディングを抑え
ることができる。

【００４５】請求項７記載の画像形成装置によれば、請
求項１から６に記載されている条件を満たす光走査装置
を用いて画像形成装置を構成したため、濃度むらの少な
い、高品質の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を主走
査対応方向から示す光学配置図である。

【図２】上記実施の形態を副走査対応方向から示す光学
配置図である。

【図３】上記実施の形態においてポリゴンミラー回転角
の変化に対するポリゴンミラーの反射率変化を示すグラ
フである。

【図４】上記実施の形態においてポリゴンミラー回転角
の変化に対する折り返しミラーの反射率の変化を示すグ
ラフである。

【図５】上記実施の形態においてポリゴンミラー回転角
の変化に対する平行平板の透過率の変化を示すグラフで
ある。

【図６】上記実施の形態において光源から射出される光
束の偏光方向を光源の後方から見た状態で示す説明図で
ある。

【図７】本発明にかかる光走査装置およびこれを用いた
画像形成装置の実施例を主走査平面対応方向から示す平
面図である。

【図８】上記実施例を副走査対応方向から示す側面図で
ある。

【図９】上記実施例における全光学系のシェーディング
を示すグラフである。

【図１０】上記実施例における各光学部品によって生じ
るシェーディングを示すグラフである。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 反射部材 ３ 光偏向器 ３Ａ 偏向反射面 ４ 平行平板 ５ 反射部材 ６ 第１走査結像素子 ７ 第１走査結像レンズ ８ 第２走査結像レンズ ９ 第３走査結像レンズ １０ 平行平板 ２１ 第１折り返しミラー ２２ 第２折り返しミラー ２３ 第３折り返しミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ Ｆターム(参考） 2C362 AA26 AA28 BA51 BA86 BA87 DA03 DA14 2H045 AA03 BA02 CB35 DA01 2H087 KA19 LA22 PA02 PA17 PB02 QA03 QA07 QA12 QA21 QA32 QA41 RA05 RA08 RA13 5C072 AA03 BA08 BA19 DA01 DA04 HA08 HA13 XA01 XA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 光源からの光束を偏向する偏向反射面と、 偏向反射面により偏向走査された光束を被走査面上に結
   像させる走査結像光学系と、 偏向反射面と被走査面の間に、光束を被走査面に導く少
   なくとも１つの反射部材とを有し、 偏向反射面への入射光束と走査結像光学系の光軸とが、
   偏向面内で開き角を有し、 前記反射部材の入射光束に垂直な面に対する傾きを、偏
   向反射面への光束の入射側から副走査断面を見て、時計
   回りを正としてこれをΘ（°）とし、 関数ｆ（ｉ）を、ｉが偶数のときｆ（ｉ）＝１、ｉが奇
   数のときｆ（ｉ）＝−１と定義し、 光源後方から見て時計回りを正として、光源から出射直
   後の光束の、偏光方向の主走査方向に対する角度θが、 ０°＜θ＜４５°、または、−９０°＜θ＜−４５° （条件１） あるいは、 −４５°＜θ＜０°、または、４５°＜θ＜９０° （条件２） のとき、 条件１があてはまる場合には、前記反射部材の少なくと
   も一つは、光源から光束の進行方向に数えて偏向反射面
   を除きｎ個目にあって、ｆ(ｎ)×Θ＞０の条件を満た
   し、 条件２があてはまる場合には、前記反射部材の少なくと
   も一つは、光源から光束の進行方向に数えて偏向反射面
   を除きｎ個目にあって、ｆ(ｎ)×Θ＜０の条件を満たす
   ことを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 上記の条件１があてはまる場合には、前
   記反射部材の少なくとも一つは、光源から光束の進行方
   向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にあって、ｆ（ｎ）
   ×Θ＞０の条件を満たし、かつ、その反射防止コート層
   数は、光源から光束の進行方向に数えて偏向反射面を除
   きｎ個目にありｆ（ｎ）×Θ＜０の条件を満たす前記反
   射部材の平均反射防止コート層数より少なく、 条件２があてはまる場合には、前記反射部材の少なくと
   も一つは、光源から光束の進行方向に数えて偏向反射面
   を除きｎ個目にあって、ｆ（ｎ）×Θ＜０の条件を満た
   し、かつ、その反射防止コート層数は、光源から光束の
   進行方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にあってｆ
   （ｎ）×Θ＞０の条件を満たす前記反射部材の平均反射
   防止コート層数よりも少ないことを特徴とする請求項１
   記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 前記条件１があてはまる場合には、光源
   から光束の進行方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目に
   あってｆ（ｎ）×Θ＞０の条件を満たす前記反射部材
   は、光源から光束の進行方向に数えて偏向反射面を除き
   ｎ個目にあってｆ（ｎ）×Θ＜０の条件を満たす前記反
   射部材より多く、 前記条件２があてはまる場合には、光源から光束の進行
   方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にあってｆ（ｎ）
   ×Θ＜０の条件を満たす前記反射部材は、光源から光束
   の進行方向に数えて偏向反射面を除きｎ個目にあってｆ
   （ｎ）×Θ＞０の条件を満たす前記反射部材より多いこ
   とを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
4. 【請求項４】 光源と、 光源からの光束を偏向する偏向反射面と、 偏向反射面により偏向走査された光束を被走査面上に結
   像させる走査結像光学系と、 偏向反射面と被走査面の間に配置された少なくとも１枚
   の透明な平行平板とを有し、 偏向反射面への入射光束と走査結像光学系の光軸とが偏
   向面内で開き角を有し、 上記透明な平行平板の、入射光束に垂直な面に対する傾
   きを、偏向反射面への光束の入射側から副走査断面を見
   て時計回りを正としてこれをΘ´（°）とし、 関数ｆ（ｉ）を、ｉが偶数のときｆ（ｉ）＝１、ｉが奇
   数のときｆ（ｉ）＝−１、ｆ（０）＝１と、定義し、 光源後方から見て時計回りを正として、光源から出射直
   後の光束の、偏光方向の主走査方向に対する角度θが ０°＜θ＜４５°または、−９０°＜θ＜−４５° （条件１） あるいは、 −４５°＜θ＜０°または、４５°＜θ＜９０° （条件２） のとき、 条件１があてはまる場合には、前記透明な平行平板の少
   なくとも１枚は、光源と上記平行平板の間の偏向反射面
   を除いた反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＞０
   の条件を満たし、 条件２があてはまる場合には、前記透明な平行平板の少
   なくとも１枚は、光源と上記平行平板の間の偏向反射面
   を除いた反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＜０
   の条件を満たしていることを特徴とする光走査装置。
5. 【請求項５】 光源と、 光源からの光束を偏向する偏向反射面と、 偏向反射面により偏向走査された光束を被走査面上に結
   像させる走査結像光学系と、 偏向反射面と被走査面の間に配置された複数の透明な平
   行平板とを有し、 偏向反射面への入射光束と走査結像光学系の光軸とが、
   偏向面内で開き角を有し、 前記透明な平行平板の、入射光束に垂直な面に対する傾
   きを、偏向反射面への光束の入射側から副走査断面を見
   て、時計回り正ととしてΘ´（°）とし、 関数ｆ（ｉ）を、ｉが偶数のときｆ（ｉ）＝１、ｉが奇
   数のときｆ（ｉ）＝−１、ｆ（０）＝１、と定義し、 光源後方から見て時計回りを正として、光源から出射直
   後の光束の、偏光方向の主走査方向に対する角度θが ０°＜θ＜４５°または、−９０°＜θ＜−４５° （条件１） あるいは、 −４５°＜θ＜０°または、４５°＜θ＜９０° （条件２） のとき、 条件１があてはまる場合には、上記透明な平行平板の少
   なくとも１枚は、光源と上記平行平板の間の偏向反射面
   を除いた反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＞０
   の条件を満たしており、かつ、その反射防止コート層数
   は、奇数個であれば、時計回りに、光源と上記平行平板
   の間の偏向反射面を除いた反射部材数をｍ個として、ｆ
   （ｍ）×Θ´＜０の条件を満たしている上記透明な平行
   平板の平均反射防止コート層数より少なく、 条件２があてはまる場合には、上記透明な平行平板の少
   なくとも１枚は、光源と該平行平板の間の反射部材（偏
   向反射面は除く）数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＜０
   の条件を満たしており、かつ、その反射防止コート層数
   は、奇数個であれば、時計回りに、光源と該平行平板の
   間の偏向反射面を除いた反射部材数をｍ個として、ｆ
   （ｍ）×Θ´＞０の条件を満たしている上記透明な平行
   平板の平均反射防止コート層数より少ないことを特徴と
   する光走査装置。
6. 【請求項６】 光源と、 光源からの光束を偏向する偏向反射面と、 偏向反射面により偏向走査された光束を被走査面上に結
   像させる走査結像光学系と、 偏向反射面と被走査面の間に配置された２枚の透明な平
   行平板とを有し、 偏向反射面への入射光束と走査結像光学系の光軸とが偏
   向面内で開き角を有し、 上記透明な平行平板の、入射光束に垂直な面に対する傾
   きを、偏向反射面への光束の入射側から副走査断面を見
   て時計回り正としてΘ´（°）とし、 関数ｆ（ｉ）を、ｉが偶数のときｆ（ｉ）＝１、ｉが奇
   数のときｆ（ｉ）＝−１、ｆ（０）＝１、と定義し、 光源後方から見て時計回りを正として、光源から出射直
   後の光束の、偏光方向の主走査方向に対する角度θが ０°＜θ＜４５°または、−９０°＜θ＜−４５° （条件１） あるいは、 −４５°＜θ＜０°または、４５°＜θ＜９０° （条件２） のとき、 条件１があてはまる場合には、上記透明な平行平板の２
   枚共に、光源と上記平行平板の間の偏向反射面を除いた
   反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＞０の条件を
   満たしているか、あるいは、上記透明な平行平板の１枚
   のみ、光源と上記平行平板の間の偏向反射面を除いた反
   射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＞０の条件を満
   たしており、そのΘ´の絶対値は、他方１枚の平行平板
   のΘ´の絶対値より大きく、 条件２があてはまる場合には、上記透明な平行平板の２
   枚共に、光源と上記平行平板の間の偏向反射面を除いた
   反射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＜０の条件を
   満たしているか、あるいは、前記透明な平行平板の１枚
   のみ、光源と上記平行平板の間の偏向反射面を除いた反
   射部材数をｍ個として、ｆ（ｍ）×Θ´＜０の条件を満
   たしており、そのΘ´の絶対値は、他方１枚の平行平板
   のΘ´の絶対値より大きいことを特徴とする光走査装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６までの何れかに記
   載されている光走査装置を用いた画像形成装置であっ
   て、被走査面は、感光体からなる像担持体表面であり、
   この像担持体表面が偏向光束によって走査されることに
   より、像担持体表面に静電潜像が形成されることを特徴
   とする画像形成装置。