JP2002148546A5 - - Google Patents

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【書類名】 明細書
【発明の名称】 光走査装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数のビームを偏向器の同一偏向面へ前記偏向器の回転軸と直交する面に対して異なる角度をもって斜め入射させて偏向し、前記走査レンズを出射させて被走査面を走査露光する光走査装置において、
前記ビームが斜め入射することによって生じる被走査面上でのスポット形状の歪み、及び走査方向のビーム径差が、何れのビームにおいても所定範囲に納まるように、前記走査レンズを前記偏向器の回転軸と直交する面に対して傾けたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】 前記同一偏向面へ入射する前記ビームは２本であり、また、前記走査レンズが前記偏向器の回転軸に平行な方向にパワーを持たず、
一方のビームのスポット形状のスキュー補正不足が、他方のビームのスポット形状のスキュー補正過多となるように、前記走査レンズの傾け角度を設定したことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】 前記同一偏向面へ入射する前記ビームは２本であり、また、前記走査レンズが前記偏向器の回転軸に平行な方向にパワーを持たず、偏向後の被走査面端部を走査するビームの副走査対応方向の各周辺光の、前記走査レンズに入射する主走査方向入射角度差と前記走査レンズから出射する主走査対応方向出射角度差とが、一方のビームは正負逆となり、他方のビームの副走査対応方向の各周辺光の、前記走査レンズに入射する主走査方向入射角度差と、前記走査レンズから出射する主走査対応方向出射角度差とが同一符号となるように、前記走査レンズを副走査方向へ傾けたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】 複数光源から発せられた複数のビームを偏向面の主走査方向幅より大きい幅として偏向器へ入射し、同一の偏向面で偏向して、複数のビームにより複数の感光体を走査露光する光走査装置において、
複数のビームが、偏向器の回転軸に直交する平面に対し異なる角度で入射すると共に同一の偏向面へ入射する前に交差し、且つ、偏向器の回転軸を含み被走査面の中心を通る平面に対して主走査方向に０でない角度で同一の偏向面へ入射し、偏向面で偏向された後に交差することを特徴とする光走査装置。
【請求項５】 前記０でない所定の角度をαｉ、偏向器の内接半径をｒ、偏向器の回転軸を含み被走査面の中心を通る平面が偏向面を通る位置と、レーザービーム強度分布の最大光量となる偏向面での位置との距離δが、０＜δ≦ｒ×ｓｉｎ（αｉ／２）であることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】 前記ビームを２本として、偏向器への射角光と、偏向器の回転軸と直交する面とのなす角度をβ１、β２とし、偏向面から被走査面側の最初の折り返しミラーまでの距離をＬ、偏向面上でのビームの間隔をｔとしたとき、ｔ／Ｌ≒ｔａｎ（β１−β２）であることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【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、デジタル複写機などに用いられる光走査装置に係わり、詳細には複数ビームを同一の偏向器により偏向走査する光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年ドキュメントの多色化が進み画像形成装置においてもカラー画像の生産性の向上を図る試みがされており、複数の感光体を用いてカラー画像の生産性を向上させたカラーレーザプリンタが商品化されている。
【０００３】
これら複数感光体を使用する画像形成装置に用いられる露光装置は各感光体に対応した複数の走査装置を並列に配置する方法が用いられているが、小型化また、部品点数を少なくし、より低コストとするために複数ビームを単一の偏向器により偏向し複数感光体を走査する方式が特開２０００−１８０７５（以下従来例１）により提案されている。
【０００４】
従来例１においては、図１１に示すように、複数ビームを単一の偏向器３８の偏向面へ入射するとともに、複数ビームを偏向器３８の回転軸に直交する平面に対して、異なる角度、すなわち、副走査対応方向に異なる角度で偏向面に入射することにより複数ビームの分離を容易にしている。
【０００５】
しかし、副走査対応方向へ異なる角度で偏向器３８に入射させただけでは、複数の走査ビームの分離は容易になるが、偏向器３８へ入射する入射ビームと偏向された走査ビームを分離するためには、副走査方向に大きな入射角度差をつけなければならず、走査線湾曲量の増大もしくはＳｐｏｔ形状のくずれが顕著になる。
【０００６】
この問題点に対して１つの解決案を示したのが、特開平１０−２０６７６１号（以下従来例２）である。
【０００７】
従来例２には、図１２及び図１３に示すように、被走査面を分割走査する光学系であり、２つの光源４０Ａ，４０Ｂが走査レンズ４２の光軸を基準として主走査方向に分割して設けられており、且つ、回転軸と直交する平面に対し異なる入射角度を持って入射するようにして、複数のビーム間の分離を行っている。そして、複数の感光体を走査する場合においても同様の配置とすることにより入射ビームと走査ビームの分割を行うことが可能である。
【０００８】
この従来例２では、副走査対応方向の入射角度を小さくすることが望ましいと記載されているが、偏向面上で複数のビームが交差しているため第１の走査ビームＡと第２の走査ビームＢを分離するため比較的大きな入射角度差が必要であり、やはり走査線湾曲量の増大もしくはＳｐｏｔ形状のくずれが生じてしまう。
【０００９】
また、従来例２を特開平８−１７１０６９号（従来例３）で開示されている偏向面の主走査方向幅より大きい幅のビームを偏向器へ入射する、いわゆるオーバーフィルド光学系に適用した場合、次のような問題点が発生する。
【００１０】
偏向器の回転軸と直交する方向、すなわち、主走査方向に相異なる角度を持って２つのビームを偏向器へ入射させると、ガウシアン分布に代表される所定の強度分布を持つレーザービームをトランケートするビーム間で偏向面の回転および移動によるＦナンバーの変化が非対称となり、走査開始端と走査終了端で光量差が発生し濃度差が生じるとともにビーム間でＦナンバーの変化が逆となって、走査開始端と走査終了端での光量がビーム間で逆になるため、光量差が微少であっても多色画像形成装置においては、色あいが異なり色ムラが発生する。
【００１１】
また、副走査対応方向に角度を持って入射させると、偏向後の光束が湾曲するため走査レンズの走査中央部と走査端部とでビームが通過する位置が異なりスポット形状の変形が生じることになる。
【００１２】
このスポット形状の変形を抑止するために特開２０００−１９４４３（以下従来例４）では、図１４に示すように、走査レンズ４４の光軸を偏向器の回転軸に直交し、偏向反射位置を含む平面と平行に副走査方向にγずらして配置する。
【００１３】
しかし、副走査方向にパワーを持つ走査レンズ４４をずらすため部品取付誤差や調整誤差により走査レンズ４４を通過する位置が異なるとＳｐｏｔ形の変形を抑止する効果が小さくなる。
【００１４】
複数ビームを用いた場合さらに深刻で、副走査方向にパワーを持つため、走査ビームを干渉させないためには、副走査対応方向の入射角度差を大きくする必要が生じる。そうすると偏向器で反射された複数ビーム間の湾曲差が大きくなり、走査レンズの走査中央部と走査端部の入射位置差がより大きくなって、Ｓｐｏｔ形状の変形度合いが走査ビーム間で大きくなる。
【００１５】
また、走査レンズの光軸をずらしても最適化できる位置は限られているため、最適化できない走査ビームはＳｐｏｔ形の変形を増長させることになる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれらの問題点を考慮し、小型かつ低コストでありながら、複数ビームの入射ビームと走査ビームの合成分離を容易とし、被走査面における光量均一性を改善した光走査装置を提供することを目的とする。
【００１７】
加えて、複数ビームを同一偏向面で偏向走査した際に生じるＳｐｏｔ形状の変化を最小とした光走査装置を提供することをもうひとつの目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数のビームを副走査方向に異なる入射角度を持って走査レンズへ入射させ、且つ偏向器の同一偏向面へ前記偏向器の回転軸と直交する面に対して斜め入射させて偏向し、前記走査レンズを出射させて被走査面を走査露光する光走査装置において、前記ビームが斜め入射することによって生じる被走査面上でのスポット形状の歪み、及び走査方向のビーム径差が、何れのビームにおいても所定範囲に納まるように、前記走査レンズをその光軸が、偏向器回転軸と直交する平面に対し傾く、すなわち、副走査対応方向へ傾けたことを特徴としている。
【００１９】
上記構成では、複数のビームが同一偏向面に斜め入射することによって生じる被走査面上でのスポット形状の歪み、及び走査方向のビーム径差を走査レンズを傾けて補正する場合、１つのビームに着目して最適な状態とするのではなく、何れのビームにおいても、スポット形状の歪み、及びビーム径差が実用上問題の生じない範囲に納まるように、走査レンズを副走査対応方向へ傾けることで、被走査面でのビーム径均一性を改善できる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記同一偏向面へ入射する前記ビームは２本であり、また、前記走査レンズが副走査方向にパワーを持たず、一方のビームのスポット形状のスキュー補正不足が、他方のビームのスポット形状のスキュー補正過多となるように、前記走査レンズの傾け角度を設定したことを特徴としている。
【００２１】
上記構成では、副走査対応方向に角度を持って偏向器に入射することによって生じるビームのスポット形状の歪み（Ｓｐｏｔ Ｒｏｔａｔｉｏｎ）を、一方のビームの周辺光束のスキューの補正不足が、他方のビーム周辺光束のスキューの補正過多となるように補正することで、両方のビームのスポット形状を実使用に支障がないまでに改善でき、ビーム径差を小さくすることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、前記同一偏向面へ入射する前記ビームは２本であり、また、前記走査レンズが副走査方向にパワーを持たず、偏向後の被走査面端部を走査するビームの副走査対応方向の各周辺光の、前記走査レンズに入射する主走査方向入射角度差と、前記走査レンズから出射する主走査対応方向出射角度差とが、一方のビームは正負逆となり、他方のビームの副走査対応方向の各周辺光の、前記走査レンズに入射する主走査方向入射角度差と、前記走査レンズから出射する主走査対応方向出射角度差とが同一符号となるように、前記走査レンズを副走査方向へ傾けたことを特徴としている。
【００２３】
上記構成では、走査両端において、一方のビームの各副走査対応方向マージナルレイの主走査方向角度差が、前記走査レンズの入射時と出射時での符号が正負で逆転し、他方のビームは、副走査対応方向マージナルレイの主走査方向角度差が走査レンズの入射時と出射時とで同一符号となるように、前記走査レンズの副走査方向傾き角度を設定することで２ビームで共通の走査レンズを用いても、２本のビームのスポット形状の変化を良好に補正することができ低コストでありながら被走査面全面にわたって良好なビーム径を得ることが可能となる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、複数光源から発せられた複数のビームを偏向面の主走査方向幅より大きい幅として偏向器へ入射し、同一の偏向面で偏向して、複数のビームにより複数の感光体を走査露光する光走査装置において、複数のビームが、偏向器の回転軸に直交する平面に対し異なる角度で入射すると共に同一の偏向面へ入射する前に交差し、且つ、偏向器の回転軸を含み被走査面の中心を通る平面に対して主走査方向に０でない角度で同一の偏向面へ入射し、偏向面で偏向された後に交差することを特徴としている。
【００２５】
上記構成では、複数のビームを偏向器の回転軸と直交する平面に対し異なる角度を持って同一の偏向面に入射させると共に、偏向器への入射前にビームを副走査方向において交差させることにより、複数の走査ビームの分離スペースを確保し走査ビームの分離を容易にすることができる。
【００２６】
加えて、偏向器へ入射するビームは、偏向器の回転軸を含み被走査面の中心を通る平面に対して主走査方向に０でない所定の角度を持っているので、複数の入射ビームの合成が容易にできる。
【００２７】
また、偏向器へ入射するビームの光束幅が偏向面より大きく偏向面が実質的に絞りの機能を有するいわゆるオーバーフィルド光学系においては、複数ビームが偏向後に主走査方向で交差することにより、Ｆナンバーの非対称による走査開始端と走査終了端における光量差を、レーザービーム強度分布中心を被走査面中心に近づけることにより補正し濃度差を小さくする効果を有する。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、前記０でない所定の角度をαｉ、偏向器の内接半径をｒ、偏向器の回転軸を含み被走査面の中心を通る平面が偏向面を通る位置と、レーザービーム強度分布の最大光量となる偏向面での位置の距離δが、０＜δ≦ｒ×ｓｉｎ（αｉ／２）であることを特徴としている。
【００２９】
オーバーフィルド光学系において、主走査方向に角度を持って偏向器へ入射するビームの偏向面への入射位置が上記のように構成されることで、Ｆナンバーの左右差によって生じる光量差とレーザービーム強度分布中心が被走査面からずれることによる光量部分布左右差が相互に補正されるように作用するため、走査開始端と走査終了端で光量が異なることによる濃度差もしくは複数ビームによる色むらを防止することができる。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、前記ビームを２本として、偏向器への入射光と、偏向器の回転軸に直交する面とのなす角度をβ１、β２とし、偏向面から被走査面側の最初の折り返しミラーまでの距離をＬ、偏向面上でのビームの間隔をｔとしたとき、ｔ／Ｌ≒ｔａｎ（β１−β２）であることを特徴としている。
【００３１】
上記構成により、２本の走査ビームの分離位置におけるビームの間隔は、副走査方向の入射角度差による走査ビーム間のスペースだけでなく、偏向面上のビームの間隔を２本の走査ビームの分離スペースに加えることができるので、偏向後に生じる走査線湾曲や走査線傾きがあっても容易に走査ビームを分離することができる。
【００３２】
また、ｔ／Ｌ≒ｔａｎ（β１−β２）の場合、走査ビームの分離マージンが２×ｔとなると同時に、２本の入射ビームが最初のミラーから副走査方向にずれた位置で交差するため入射ビームと走査ビームとのスペースと走査ビーム間のスペースを最大とすることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明にかかる実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１及び図２に示すように第１実施形態に係わる光走査装置１０は４つの光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを備えており、この光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄから出射するレーザービームＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで感光体３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋを走査露光することで、４色の多色画像を得る。
【００３４】
ここで、１つの偏向器１８の偏向面には、レーザービームＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが入射されるが、説明を重複させないために、図１で示す偏向器１８の右側で偏向されるレーザービームＡ、Ｂを例に採って説明する。
【００３５】
光源１２Ａ、１２Ｂから出射されたレーザービームＡ、Ｂはカップリングレンズ１４Ａ、１４Ｂにより集光され緩い発散光としてカップリングレンズ１４Ａ、１４Βから出射される。
【００３６】
レーザービームＡ、Ｂはカップリングレンズ１４Ａ、１４Ｂの後に設けられた整形光学系１６Ａ、１６Ｂにより副走査対応方向に集束され、レーザービームＡは第１ミラー２０で直接偏向器１８に向かって折り返され、レーザービームＢは反射ミラー２２を返して、第１ミラー２０により折り返され、偏向器１８に向う。
【００３７】
第１ミラー２０により折り返されたレーザービームＡ、Ｂは走査レンズを兼ねる走査結像レンズ２４により略平行光とされ、偏向面１８Ａの上に主走査対応方向に長い線像として結像される。
【００３８】
偏向器１８の偏向面１８Ａで偏向されたレーザービームＡ、Ｂは、ふたたび走査結像レンズ２４を通過し主走査対応方向に集光されつつ略等速で走査され、レーザービームＡ、Ｂを分離する第２ミラー２６Ａ、２６Ｂにより折り返され、副走査集束光学素子である円筒状ミラー２８Ａ、２８Ｂに入射する。
【００３９】
円筒状ミラー２８Ａ、２８Ｂに入射したレーザービームＡ、Ｂは副走査方向に集束し、最終折り返しミラー３０Ａ、３０Ｂにより折り返され、カバーガラスを通過して感光体３２Ｙ，３２Ｍを走査する。
【００４０】
感光体３２Ｙ，３２Ｍが走査露光されると、潜像が形成され潜像に応じて現像され可視化されるとともに中間転写体４０に転写される。中間転写体４０の上では感光体３２Ｙ，３２Ｍの上の現像像が重ね合わされて多色画像が形成され、この画像を媒体であるペーパーＰに転写、定着することによりカラープリントを得る。
【００４１】
なお、上述したように、本実施例では、４つのレーザービームで４つの感光体を走査露光することで、４色の多色画像を得られることはいうまでもない。
【００４２】
図３に示すように、光走査装置１０において、偏向器１８の回転軸１８Ｂに直交する平面Ｌに対する入射角度は、レーザービームＡが斜め下方から２．４°、レーザービームＢが斜め下方から１．５°であり、いわゆるサジタルオフセット入射光学系を構成している。
【００４３】
このように、副走査方向に斜め入射されたレーザービームＡ、Ｂは、偏向器１８により偏向走査され、走査結像レンズ２４に入射する。走査結像レンズ２４は、主走査方向のみＰｏｗｅｒを持ち副走査方向にＰｏｗｅｒを持たない、いわゆるシリンダレンズである。
【００４４】
シリンダレンズである理由は、副走査方向にパワーをもつと副走査方向に屈折するため入射ビームと走査ビームが近づいてしまい、分離のためにより大きな副走査角度が必要となりＳｐｏｔ形状の変化が大きくなることを避けると共に、一度の研磨工程と切り出し工程により複数のシリンダレンズを製作することが可能なため低コストに製作できるためである。
【００４５】
また、本実施例においては走査結像レンズ２４の光軸を、偏向器１８の回転軸１８Ｂに直交する平面Ｌに対して６．８°副走査方向に傾けて配置し、レーザービームＡ、Ｂの感光体３２Ｙ、３２Ｍの被走査面上でのビーム径を走査中央部と走査端部とで均一にしている。
【００４６】
なぜなら、偏向面１８Ａヘ副走査方向に斜めにレーザービームを入射すると、走査ビームの偏向面は平面にならず円錐状となり、走査端部にいくほどその走査ビームがスキューして、周辺光の走査結像レンズ２４への入射角度に差が生じてしまいＳｐｏｔ形状が変化し、走査中央部と走査端部とでビーム径が異なってしまう。
【００４７】
加えて本実施例のように、レーザービームＡ、Ｂを副走査方向に異なる角度で偏向器１８に入射させた場合、走査ビームのスキューの度合いも異なり、レーザービームＡ、Ｂのいずれかの走査ビームで走査中央部のビーム径と走査端部のビーム径が大きく異なってしまう。
【００４８】
このため、本実施例は、レーザービームＡ，Ｂを、副走査方向に１．５°と２．４°と異なる角度で偏向器１８へ入射することによって生じるＢｅａｍ Ｓｐｏｔの歪み（Ｓｐｏｔ Ｒｏｔａｔｉｏｎ）を、一方のレーザービームＡは過補正すなわち副走査方向周辺光両側の光線の主走査対応方向の角度差を走査結像レンズ２４への入射と出射とで反転し、他方のレーザービームＢは補正不足、すなわち副走査方向周辺光両側の光線の主走査対応方向の角度差が走査結像レンズの入射と出射で同一符号となるように走査結像レンズ２４の副走査方向傾き角度を６．８°に設定した。簡単に言えば、走査結像レンズ２４を副走査方向へ傾けなければ、走査結像レンズ２４への副走査方向周辺光量側の光線の主走査対応方向角度差は入射と出射における符号は同一であるが、傾け角度によっては、差が逆になるということである。
【００４９】
これにより、走査結像レンズ２４（本実施例では２枚）が２ビーム共用しても、レーザービームＡ、ＢのＳｐｏｔ形状の変化を良好に補正することができ、低コストでありながら感光体の被走査面全面にわたって良好なビーム径を得ることができる。
【００５０】
ここで、図４に、本実施例における走査中央部と走査端部における被走査面上のレーザービームＡ、Ｂのビーム径の差を示し、図５にレーザービームのＳｐｏｔ形状の変化を示す。
【００５１】
図４に示すグラフにおいて、副走査角度が２．４°のレーザービームＡは走査結像レンズ２４の傾け角度が８°を下限に、傾き角度が小さくなると走査中央部と走査端部でビーム径差が大きくなる。また、副走査角度が１．５°のレーザービームＢは傾け角度が５．６°を下限に、傾け角度が大きくなると走査中央部と走査端部でビーム径差が大きくなる。
【００５２】
これからするとレーザービームＡ、Ｂのビーム径差を小さくする走査結像レンズ２４の傾け角度は、ビーム径差の曲線が交差する約６．８°近辺であることが望ましい。
【００５３】
そして、図４のグラフに対応したレーザービームＡ，ＢのＳｐｏｔ形状の変化を示したものが図５である。レーザービームＢの副走査入射角度が１．５°のとき、走査両端部のＳｐｏｔ形状は走査結像レンズ２４の傾け角度が５．６°（ａ）のときがもっとも崩れが少なく、傾き角度６．８°（ｂ）までは形状の変化は少ない。
【００５４】
しかし、走査結像レンズ２４の傾き角度が８°（ｃ）では急激にＳｐｏｔ形状が悪化する。これは副走査入射角度が１．５°で生じる周辺光束のスキューに対し走査結像レンズ２４の傾け角度を増すにしたがいＳｐｏｔ形状のスキューを補正される量が大きくなり、５．６°を境に補正過多になり８°以上ではかえってＳｐｏｔ形状を悪化させることを示している。
【００５５】
一方、副走査入射角度が２．４°のレーザービームＡの場合、走査結像レンズ２４の傾け角８°（ｆ）近傍で周辺光束のスキュー補正が良好となり、走査両端部のＳｐｏｔ形状の変化は小さいが、それ以下では周辺光束のスキュー補正が不足し、傾け角５．６°（ｄ）では補正不足が大きくＳｐｏｔ形状が乱れていることがわかる。
【００５６】
このように副走査入射角度の異なる２つのレーザービームＡ、Ｂに対し、一方のレーザービームＡは周辺光束のスキューが補正過多となり、もう一方のレーザービームＢは、周辺光束のスキューが補正不足となるように、走査結像レンズ２４の傾け角度を設定することにより両方のレーザービームのＳｐｏｔ形状を実使用に支障がないまでに改善しビーム径差の小さい光走査装置を提供することが可能となる。
【００５７】
また、本実施例における光源１２Ａ、１２Ｂより発せられるレーザービームＡ，Ｂは、前述のように偏向器１８の回転軸に直交する平面に対し、副走査方向に異なる角度で入射するとともに、第１ミラー２０の近傍で交差するようになっているが、加えて、図６に示すように、主走査方向においては偏向器１８の回転軸を含み感光体の被走査面の中心を通る平面に対し、レーザービームＡ、Ｂは、相反する方向からα１＝α２＝４°の角度をもって斜めから偏向器１８へ入射する。
【００５８】
また、偏向器１８の回転軸を含み感光体の被走査面の中心を通る平面に対し、δ＝０．３２ｍｍずれるようにレーザービームＡ、Ｂを偏向面１８Ａに入射させると共に、偏向器１８の同一回転角度において、レーザービームＡ，Ｂが偏向後に主走査方向に交差する構成をとる。
【００５９】
このように構成することにより、図１に示す光源１２Ａ、１２Ｂ、カップリングレンズ１４Ａ、１４Ｂ、及び整形光学系１６Ａ、１６Ｂを干渉させることなく配置することができると同時に、最小の副走査入射角差でありながら、副走査方向において偏向器１８への入射ビームと走査ビームの分離スペースを確保することができ、複数走査ビームの分離が容易に可能となる。
【００６０】
次に、偏向器１８の回転角度が同一のときレーザービームＡ，Ｂが偏向後に主走査方向に交差する構成をとるようにオフセットさせた効果について、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００６１】
図６は、偏向器１８へ入射するレーザービームＡ，Ｂを主走査断面方向から見た図であり、レーザービームＡは走査結像レンズ２４の光軸より紙面上方からα１の角度、またレーザービームＢはα２の角度を持って光軸より下方から偏向器１８へ入射する。
【００６２】
このとき偏向器１８が同一回転角度のときにレーザービームＡとレーザービームＢは、偏向反射後に交差するように、偏向器１８の回転軸と感光体の被走査面中心を含む平面、すなわち走査結像レンズ２４の光軸を含む平面からδだけオフセットして入射する。
【００６３】
図７に示すように、偏向器１８へ入射するレーザービームの光束幅が偏向面１８Ａより大きく、偏向面１８Ａが実質的に絞りの機能を有するいわゆるオーバーフィルド光学系において、被走査面の光量分布は実質的なＦナンバーに相当する走査ビーム方向から見た偏向面１８Ａの主走査方向投影幅とガウシアン分布を代表とするレーザービーム強度分布に依存する。
【００６４】
偏向器１８へレーザービームＡを走査結像レンズ２４の光軸を含む平面Ｍに対し，主走査方向に斜めから入射させる場合、最大走査画角をθとするとレーザービームＡが−θ角度走査されるとき偏向器１８は、偏向面１８Ａの法線Ａ１が走査結像レンズ２４の光軸と平行になる位置から−（θ−α１）／２°回転するため、偏向面１８Ａの主走査方向幅は走査ビーム方向から見て偏向面１８Ａの主走査方向幅は、ｌ×ｃｏｓ（（θ−α１）／２）の大きさになる。
【００６５】
逆に＋θ角度走査されるときは法線Ａ２は（θ＋α１）／２°回転し、走査ビームの進行方向から見た偏向面１８Ａの主走査方向幅は、ｌ×ｃｏｓ（（θ＋α１）／２）の大きさになる。
【００６６】
走査画角が−θのときの走査ビーム進行方向から見た偏向面の主走査方向幅をｄ（−θ）、走査画角が＋θのときの主走査方向幅をｄ（＋θ）とすると、θおよびαは正数であるからｄ（−θ）＞ｄ（＋θ）となる。このため、主走査方向に斜めに入射している側のＦナンバーのほうが小さくなり光束の強度分布が一様であれば斜め入射側の光量が高くなる。
【００６７】
一方、レーザービームはガウシアン分布に代表される強度分布を有している。オーバーフィルド光学系の場合、偏向面の回転および移動に伴い、ある強度分布を持つレーザービームＡの一部を切り取る形で反射偏向するため、レーザービームＡのどの部分を反射するかによって被走査面上の光量が変化する。
【００６８】
よって、主走査方向に斜めから入射させた場合、図８に示されるように、レーザービーム強度分布中心を走査結像レンズ２４の光軸を含む平面と一致させると、被走査面において入射ビームと走査レンズ光軸を含む平面とのなす角度と、走査結像レンズ２４の焦点距離を乗じた位置だけ入射側と逆側が最大光量となり、結果的に被走査面において走査両端部で光量が異なってしまう。
【００６９】
これらによる光量不均一を補正するために、偏向器１８の回転軸を含み被走査面の中心を通る平面に対し、レーザービーム強度分布の最大光量となる位置が距離δ〔０＜δ≦ｒ×ｓｉｎ（α１／２）〕ずれるように、レーザービームＡが斜め入射するように補正している。
【００７０】
レーザービーム強度分布中心をずらすには、被走査面中心を走査する偏向器１８の回転角度時に偏向面の中央にレーザービーム強度中心を一致させることにより補正可能で、その偏向面角度はα１／２度であり、偏向面中央は被走査面中心を通る平面からδ＝ｒ×ｓｉｎ（α／２）だけ斜め入射方向に移動するから、あらかじめその量だけずらしてレーザービームＡを入射させればよい。
【００７１】
しかし、Ｆナンバー変化は走査両端部において斜め入射する側が小さく、反対側が大きいためＦナンバー変化による光量不均一はレーザービーム強度分布による光量不均一と逆側になるため、δ＝ｒ×ｓｉｎ（α１／２）ずらすとＦナンバーによる不均一分斜め入射側の光量が大きくなる。よって、δは０＜δ≦ｒ×ｓｉｎ（α１／２）の範囲とすることが望ましい。
【００７２】
なお、本実施例において偏向器内接半径ｒは１２．５ｍｍ、α１＝４°であるので、ｒ×ｓｉｎ（α１／２）は０．４３６であり、δ＝０．３２ｍｍは本発明の範囲にある。また、図９には、本実施例でδを変化させたときの走査両端光量差が示されている。本実施例ではδを０．３２近傍にすることで両端光量差を補正することができる。
【００７３】
このように、１本のレーザービームＡをオーバーフィルド光学系で走査結像レンズ２４の光軸を含む平面に対し主走査方向に斜めから入射させた場合でも、走査両端の光量差が補正できるという効果があるが、本実施例では２本のレーザービームＡ、Ｂを用いており、各々を相異なる側から入射させているため、互いに逆の方向に０．３２ｍｍずつずらして偏向面１８へ入射させることにより個々の光量差を補正するとともに２色間の光量不均一を補正し、色むらのない良好な多色画像を得ることが可能である。
【００７４】
［第２実施例］
図１０に示すように、基本的な構成は、第１実施例とほぼ同じであるが、第２実施例ではレーザービームＡ，Ｂの偏向器１８への副走査方向入射角度β１、β２を各々２．５°、１．２°とし、偏向面１８から第１ミラー３６までの距離Ｌを１３５ｍｍにしており、レーザービームＡ、Ｂを同一の第１ミラー３６により偏向器１８へ折り返している。
【００７５】
このとき、レーザービームＡ、Ｂは第１ミラー３６の面上で交差するように偏向面１８の上でのレーザービームＡとレーザービームＢの入射位置間隔ｔを３ｍｍとし、ｔａｎ（β１−β２）≒ｔ／Ｌの関係となっている。
【００７６】
本実施例のように、レーザービームＡ，Ｂを走査ビームと入射ビームに分離す位置で交差する構成をとることにより入射側で生じる複数ビームの副走査入射角度差に起因するマージンの減少を防止することができるため、最小の副走査入射角度で、最大の入射ビームと内側の走査ビーム間のマージンを確保することができ、第１ミラー３６の配置を容易にすることが可能である。
【００７７】
また、上記のように構成すると複数走査ビーム間のマージンが走査ビーム間の副走査角度差の余弦に偏向器１８から第２ミラーまでの距離を乗じた量に、偏向面上のビーム間隔ｔを足し合わせた量になり、最小の副走査入射角度差で最大の走査ビーム間のマージンを確保することができ、副走査斜入射に起因する走査線湾曲や部品精度に起因する走査線の傾きが生じても複数の走査ビームを分離することが容易になる。
【００７８】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１〜請求項３では、走査レンズを傾け、副走査斜め入射する複数ビームのＳｐｏｔ形状のＳｋｅｗを補正することで複数ビームのＳｐｏｔ形状変化を良好に補正でき被走査面全面に渡って均一なＢｅａｍ径を得ることができる。
【００７９】
請求項４では、複数ビームを副走査方向には偏向器入射前に交差し、主走査方向には偏向反射後に交差させることにより複数の入射ビーム、走査ビームともの分離スペースを確保でき合成分離を容易にできると共に、被走査面の光量不均一を防止することができる。
【００８０】
請求項５では、Ｆナンバーの不均一とレーザービーム強度分布による光量不均一を相殺するような位置にレーザービームを入射させることで、走査開始端と終了端での光量差をなくし、プリントの濃度差の発生を防止することができる。
【００８１】
請求項６では、最小の副走査入射角度差で最大の走査ビーム間のマージンを確保することができ、副走査斜入射に起因する走査線湾曲や部品精度に起因する走査線の傾きが生じても複数の走査ビームを分離することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態に係る光走査装置の平面構成図である。
【図２】 第１実施形態に係る光走査装置の側面図である。
【図３】 第１実施形態に係る光走査装置の光学系の副走査断面図である。
【図４】 走査中央部と走査端部における被走査面上のビーム径差を示すグラフである。
【図５】 走査中央部と走査端部における被走査面上のスポット形状を示す図である。
【図６】 第１実施形態に係る光走査装置の光学系の主走査断面図である。
【図７】 オーバーフィルド光学系における光束幅と強度分布の関係を示す図である。
【図８】 オーバーフィルド光学系における主走査方向の光量不均一性を示すグラフである。
【図９】 オーバーフィルド光学系におけるオフセット量と光量差との関係を示すグラフである。
【図１０】 第２実施形態に係る光走査装置の光学系の副走査断面図である。
【図１１】 従来例１の光走査装置の側面図である。
【図１２】 従来例２の光走査装置の光学系の副走査断面図である。
【図１３】 従来例２の光走査装置の光学系の主走査断面図である。
【図１４】 従来例４の光走査装置の光学系の副走査断面図である。
【符号の説明】
１８ 偏向器
２４ 走査結像レンズ（走査レンズ）
３６ 第１ミラー（最初の折り返しミラー）