JP2003057585A - レーザ走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏向手段の加工誤差の影響を受けにくく、偏
向面への副走査方向の入射角度が小さくても複数の光束
を効率良く光路分離することができるレーザ走査装置を
提供する。 【解決手段】 第１光学系を構成する第１，第２レンズ
(G1,G2)の少なくとも一方の副走査方向のパワーを負に
し、第１光学系全体では負又は弱い正のパワーとする。
偏向反射面(S)に対して副走査方向にわずかに異なる角
度で入射した２本の光束は、負パワーのレンズから射出
するとき、互いの距離と角度が更に広がることになり、
光路分離用ミラー(10b,10c)での光路分離が可能となる
ようなレーザ光束間の距離が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ走査装置に関
するものであり、例えばカラーレーザプリンタ，カラー
デジタル複写機等の画像形成装置において、レーザ光を
走査しながら被走査面上に画像を露光記録するレーザ走
査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ走査装置によってカラー画像を作
成する場合、通常、４個の被走査部(例えば、Ｙ：イエ
ロー，Ｍ：マゼンタ，Ｃ：シアン，Ｂ：ブラックの各色
用の感光体)が必要である。そして、４個の被走査部に
対して画像記録を行うタンデム型のレーザ走査装置は、
以下の３種のタイプ〜に大別される。 ：光源系１個，偏向手段１個及び走査系１個から成る
プリントヘッドを１個有するタイプ。 ：光源系１個，偏向手段１個及び走査系１個から成る
プリントヘッドを４個有するタイプ。 ：光源系４個，偏向手段１個及び走査系１〜４個から
成るプリントヘッドを１個有するタイプ。

【０００３】タイプの場合、プリントヘッドによる書
き込みが可能な場所は１箇所(つまり走査線１ライン分)
しかないため、その場所に被走査部を順番に移動させな
ければならない。したがって、画像形成の高速化は困難
である。タイプの場合、プリントヘッドの数と被走査
部の数とが同じであるため、画像形成の高速化が可能で
あり、またタイプで必要とされる光路分離手段が不要
である。しかし、プリントヘッドを構成する部品のなか
で比較的高価な偏向手段が４個も必要であるため、コス
ト面で不利である。

【０００４】タイプの場合、高速化と低コスト化を実
現することが可能である。しかし、４つの光源系からの
光束をどのようにして１つの偏向手段に入射させるかと
いう点と、偏向後の光束をどのようにして光路分離し４
つの被走査部に導くかという点が問題となる。さらにタ
イプは、偏向手段を中心にその両側に走査系を配置す
るタイプＡと、偏向手段の片側のみに走査系を配置する
タイプＢと、に分けられるが、タイプＡでも片側の２光
束を走査系内で光路分離しなければならない。したがっ
て、副走査方向に光路分離を行う構成にする必要があ
る。副走査方向に光路分離を行うレーザ走査装置として
は、複数の光束を副走査方向に異なる角度で偏向面に入
射させるものが、特開平１１−６４７５４号公報や特開
平８−１２２６７３号公報で提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−１２２６７
３号公報で提案されているレーザ走査装置は、走査系の
後ろに複数の折り返しミラーを配置して光路を分離する
構成になっている。このような構成では、偏向面と被走
査面との間に位置する走査系が偏向面の近傍に偏った配
置になってしまう。一般的なレーザ走査系では、副走査
方向について偏向面と被走査面との共役関係を成立させ
ることにより、複数の偏向面の角度のバラツキの影響を
抑えており(いわゆる面倒れ補正系である。)、上記レー
ザ走査装置も同様である。このため、走査系が偏向面の
近傍に偏ってしまうと副走査倍率が高くなり、偏向手段
の回転軸から偏向面までの距離のバラツキ(つまり加工
誤差による偏向面の出入り)の影響が被走査面側で大き
く発生してしまう。

【０００６】特開平１１−６４７５４号公報で提案され
ているレーザ走査装置では、走査系を構成している２枚
のレンズ間に配置したミラーで光路を分離しているた
め、上記副走査倍率に起因する問題は生じない。しか
し、偏向手段とミラーとの間に位置するレンズ(走査系
の一部)は副走査方向に正パワーを有する単レンズであ
るため、そのレンズに入射する２光束が成す角度は入射
前よりも射出後の方が小さく、光路を分離する上での効
率は悪い。このような構成で光路を分離するには、偏向
手段や上記レンズに入射させる光束間の角度や距離を大
きくしておく必要がある。しかしそのようにすると、偏
向手段が副走査方向に大型化してコスト高になるだけで
なく、光束がレンズの光軸から離れた位置を通ることに
なるためボウ(Ｂｏｗ)やビームの崩れが大きくなってし
まう。特開平１１−６４７５４号公報で提案されている
レーザ走査装置では、ボウを改善するために光路分離後
の光束が通るレンズを偏心させているが、レンズの偏心
はビームの崩れに関しては不利に作用する。

【０００７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、偏向手段の加工誤差の影響
を受けにくく、偏向面への副走査方向の入射角度が小さ
くても複数の光束を効率良く光路分離することができる
レーザ走査装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明のレーザ走査装置は、複数の光源と、各
光源からの光束を偏向させる単一の偏向手段と、その偏
向手段で偏向した複数の光束を複数の感光体に分けて導
くとともに各感光体上で結像走査させる走査光学系と、
を備えたレーザ走査装置であって、前記偏向手段が、少
なくとも副走査方向に互いに異なる角度で入射してきた
複数の光束を同一面で偏向させ、前記走査光学系が、前
記偏向手段の同一面で偏向した複数の光束に対して共通
に配置された第１光学系と、その第１光学系を通過した
複数の光束に対して光源毎に複数配置された第２光学系
と、を有するとともに、前記第１光学系に副走査方向の
パワーが負のレンズを少なくとも１枚有することを特徴
とする。

【０００９】第２の発明のレーザ走査装置は、上記第１
の発明の構成において、前記第１光学系が、副走査方向
に負のパワーを有する負レンズと、副走査方向に正のパ
ワーを有する正レンズと、で構成されており、更に以下
の条件式(i)を満たすことを特徴とする。 ｜Fn｜／Fp＜1.5 …(i) ただし、 Fn：負レンズの副走査方向の焦点距離、 Fp：正レンズの副走査方向の焦点距離、 である。

【００１０】第３の発明のレーザ走査装置は、上記第１
の発明の構成において、前記副走査方向のパワーが負の
レンズの面形状が、主走査方向に軸非対称であることを
特徴とする。

【００１１】第４の発明のレーザ走査装置は、上記第１
の発明の構成において、前記偏向手段の同一面で偏向す
る複数の光束の主光線が、前記第１光学系の入射面より
各光源側で交差することを特徴とする。

【００１２】第５の発明のレーザ走査装置は、上記第１
の発明の構成において、前記第１光学系全体のパワーが
副走査方向に負であることを特徴とする。

【００１３】第６の発明のレーザ走査装置は、上記第１
の発明の構成において、前記第２光学系の光軸が前記第
１光学系の光軸に対して少なくとも副走査方向に偏心し
ており、副走査方向の位置について以下の条件式(ii)又
は(iii)を満たすことを特徴とする。 P1＜P2、P1＜P3、P2＜P4、P3＜P4 …(ii) P1＞P2、P1＞P3、P2＞P4、P3＞P4 …(iii) ただし、 P1：第１光学系の光軸位置、 P2：第１光学系からの光束の主光線射出位置、 P3：第２光学系の光軸位置、 P4：第２光学系への光束の主光線入射位置、 である。

【００１４】第７の発明のレーザ走査装置は、上記第６
の発明の構成において、前記第１光学系の射出面が副走
査方向に負のパワーを有し、前記第２光学系の入射面が
副走査方向に正のパワーを有することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施したレーザ走
査装置を、図面を参照しつつ説明する。ここで挙げる実
施の形態は、前記タイプに属する２つのタイプＡ，Ｂ
のレーザ走査装置である。つまり、タイプＡの実施の形
態は偏向手段の両側に配置された２つの走査光学系が各
々２光束を光路分離する方式のレーザ走査装置であり、
タイプＢの実施の形態は偏向手段の片側に配置された１
つの走査光学系が４光束を光路分離する方式のレーザ走
査装置である。ただし、いずれの実施の形態もカラーレ
ーザプリンタ，カラーデジタル複写機等の画像形成装置
に使用されるものであり、例えばＹＭＣＢの各色に対応
した４つの感光体に対して同時に画像記録を行うタイプ
のタンデム型レーザ走査装置である。また、各実施の形
態のレーザ走査装置では１つの光源が１本のレーザ光束
を射出し、１つの感光体に対する露光走査を１本のレー
ザ光束で行う構成になっているが、これに限らない。例
えば、２本以上のレーザ光束を射出するマルチビームタ
イプの光源を用いて、１つの感光体に対する露光走査を
２本以上のレーザ光束で行う構成にしてもよい。

【００１６】まず、タイプＡのレーザ走査装置を説明す
る。図１にタイプＡのレーザ走査装置を主走査断面で示
し、図２にタイプＡのレーザ走査装置を副走査断面で示
す。ただし、図１は光路展開状態での光学構成全体を示
しており、図２中の光路分離用ミラー(10b,10c)や折り
返しミラー(11a〜11d)は図１中では図示省略している。
また図２では、図１中の偏向器(5)より前の光学構成を
図示省略している。なお、図１，図２中のＸ，Ｙ，Ｚは
互いに直交する方向を示しており、偏向器(5)の回転軸
(5x)に対して平行な方向をＺ方向とし、被走査面(I)上
での主走査方向をＹ方向とし、光軸(AX1)に対して平行
な方向をＸ方向としている。また、主走査方向はレーザ
光束(La,Lb,Lc,Ld)が各被走査面(I)を走査する方向であ
り、副走査方向は主走査方向に対して垂直な方向であ
る。

【００１７】図１，図２中、1a,1b,1c,1dは光源、2a,2
b,2c,2dはコリメータレンズ、3a,3b,3c,3dはシリンダレ
ンズ、4A,4Bは光路合成用ミラー、5は偏向器(ここでは
ポリゴンミラーを示すがこれに限らない。)、Sは偏向反
射面(つまりミラー面から成る偏向面)、G1(6A,6B)は第
１レンズ、G2(7A,7B)は第２レンズ、G3(8a,8b,8c,8d)は
第３レンズ、I(9a,9b,9c,9d)は被走査面(つまり感光体
の表面)、10b,10cは光路分離用ミラー、11a,11b,11c,11
dは折り返しミラー、AX1は第１レンズ(G1)及び第２レン
ズ(G2)から成る第１光学系の光軸、AX2は第３レンズ(G
3)から成る第２光学系の光軸である。

【００１８】タイプＡのレーザ走査装置は、１本のレー
ザ光束(La,Lb,Lc,Ld)をそれぞれ発する４つの光源(1a,1
b,1c,1d)と、コリメータレンズ(2a〜2d)，シリンダレン
ズ(3a〜3d)及び光路合成用ミラー(4A,4B)から成る光源
光学系と、各光源(1a〜1d)から発せられた計４本のレー
ザ光束(La〜Ld)を偏向させる単一の偏向器(5)と、を備
えている。各光源(1a〜1d)から発せられたレーザ光束(L
a〜Ld)は、コリメータレンズ(2a〜2d)とシリンダレンズ
(3a〜3d)でそれぞれビーム整形された後、光路合成用ミ
ラー(4A,4B)で主走査方向に光路合成される。ビーム整
形の結果、各レーザ光束(La〜Ld)は、主走査方向につい
ては略平行光となり、副走査方向については偏向器(5)
の偏向反射面(S)近傍で集光することになる。

【００１９】そして、各光源光学系でビーム整形及び光
路合成された４本のレーザ光束(La〜Ld)は、偏向器(5)
において異なる位置にある２つの偏向反射面(S)で、２
本ずつ同時に偏向反射される。このとき、一方の偏向反
射面(S)には２本のレーザ光束(La,Lb)が副走査方向に互
いに異なる角度で入射し、他方の偏向反射面(S)には２
本のレーザ光束(Lc,Ld)が副走査方向に互いに異なる角
度で入射する。図４に示すように、２本のレーザ光束(L
a,Lb;Lc,Ld)は各偏向反射面(S)上で副走査方向に僅かな
距離の差(ｚ１×２)と僅かな角度の差(θ１×２)を持
つ。この差はコリメータレンズ(2a〜2d)等の光源光学系
の大きさに比べて充分小さいため、このレーザ走査装置
では光路合成用ミラー(4A,4B)を配置することで光源光
学系の干渉を避けている。なお、このレーザ走査装置で
は、シリンダレンズ(3a〜3d)と偏向器(5)との間で光路
合成を行っているが、コリメータレンズ(2a〜2d)の後ろ
で光路合成を行うことで、２本のレーザ光束(La,Lb;Lc,
Ld)が１個のシリンダレンズを共有する構成としてもよ
い。

【００２０】またレーザ走査装置は、第１レンズ(G1)及
び第２レンズ(G2)から成る１つの第１光学系と、第３レ
ンズ(G3)から成る２つの第２光学系と、を有する走査光
学系を２つ備えている。その２つの走査光学系が、偏向
器(5)を中心として左右面対称に配置されており、その
面対称に配置されている各走査光学系には、偏向器(5)
で偏向したレーザ光束(La〜Ld)が２本ずつ入射する。偏
向器(5)の同一の偏向反射面(S)で偏向した２本のレーザ
光束(La,Lb;Lc,Ld)に対して、各第１光学系(6A,7A;6B,7
B)は共通に配置されており、２つの第１光学系(6A,7A;6
B,7B)を通過した計４本のレーザ光束(La〜Ld)に対し
て、第２光学系(8a〜8d)は光源(1a〜1d)毎に配置されて
いる。このレーザ走査装置では、各光源(1a〜1d)から１
本ずつレーザ光束(La〜Ld)が射出するので、レーザ光束
(La〜Ld)毎に第２光学系(8a〜8d)が配置されることにな
る。

【００２１】一方の第１光学系(6A,7A)を通過した２光
束(La,Lb)のうち、レーザ光束(La)は折り返しミラー(11
a)で反射された後、第３レンズ(8a)を通って感光体(9a)
上で結像し、レーザ光束(Lb)は光路分離用ミラー(10
b)，折り返しミラー(11b)の順で反射された後、第３レ
ンズ(8b)を通って感光体(9b)上で結像する。他方の第１
光学系(6B,7B)を通過した２光束(Lc,Ld)のうち、レーザ
光束(Ld)は折り返しミラー(11d)で反射された後、第３
レンズ(8d)を通って感光体(9d)上で結像し、レーザ光束
(Lc)は光路分離用ミラー(10c)，折り返しミラー(11c)の
順で反射された後、第３レンズ(8c)を通って感光体(9c)
上で結像する。以上のようにして、各走査光学系は光路
分離用ミラー(10b,10c)で２本のレーザ光束(La,Lb;Lc,L
d)を２つの感光体(9a,9b;9c,9d)に１本ずつ分けて導く
とともに、第１〜第３レンズ(G1〜G3)から成る第１，第
２光学系で、各レーザ光束(La,Lb;Lc,Ld)をスポット状
に集光させて各感光体(9a,9b;9c,9d)に対する露光走査
を行う。

【００２２】次に、タイプＢのレーザ走査装置を説明す
る。図３は、タイプＢのレーザ走査装置を図２と同様に
副走査断面で示しており、偏向器(5)より前の光学構成
は図示省略している。ただし、タイプＡと同様、光源，
コリメータレンズ，シリンダレンズ及び光路合成用ミラ
ーを備えており、ビーム整形及び主走査方向の光路合成
が行われた４本のレーザ光束(La,Lb,Lc,Ld)を、偏向器
(5)の同一偏向反射面(S)に入射させる構成になってい
る。図３中、5は偏向器(ここではポリゴンミラーを示す
がこれに限らない。)、Sは偏向反射面(つまりミラー面
から成る偏向面)、G1(6)は第１レンズ、G2(7)は第２レ
ンズ、G3(8a,8b,8c,8d)は第３レンズ、I(9a,9b,9c,9d)
は被走査面(つまり感光体の表面)、10b,10c,10dは光路
分離用ミラー、11a,11b,11c,11dは折り返しミラー、AX1
は第１レンズ(G1)及び第２レンズ(G2)から成る第１光学
系の光軸である。

【００２３】コリメータレンズ等から成る光源光学系
(不図示)でビーム整形及び光路合成された４本のレーザ
光束(La,Lb,Lc,Ld)は、偏向器(5)において同一位置にあ
る１つの偏向反射面(S)で同時に偏向反射される。この
とき、偏向反射面(S)には４本のレーザ光束(La,Lb,Lc,L
d)が副走査方向に互いに異なる角度で入射し、図５に示
すように異なる角度で偏向反射され、図３に示すように
第１レンズ(G1)及び第２レンズ(G2)から成る１つの第１
光学系に入射する。偏向器(5)の同一の偏向反射面(S)で
偏向した４本のレーザ光束(La〜Ld)に対して、第１光学
系(6,7)は共通に配置されており、１つの第１光学系(6,
7)を通過した計４本のレーザ光束(La〜Ld)に対して、第
２光学系(8a〜8d)は光源(不図示)毎に配置されている。
このレーザ走査装置では、各光源から１本ずつレーザ光
束(La〜Ld)が射出するので、レーザ光束(La〜Ld)毎に第
２光学系(8a〜8d)が配置されることになる。

【００２４】第１光学系(6,7)を通過した４光束(La〜L
d)のうち、レーザ光束(La)は折り返しミラー(11a)で反
射された後、第３レンズ(8a)を通って感光体(9a)上で結
像する。レーザ光束(Lb)は光路分離用ミラー(10b)，折
り返しミラー(11b)の順で反射された後、第３レンズ(8
b)を通って感光体(9b)上で結像する。レーザ光束(Lc)は
光路分離用ミラー(10c)，折り返しミラー(11c)の順で反
射された後、第３レンズ(8c)を通って感光体(9c)上で結
像する。レーザ光束(Ld)は光路分離用ミラー(10d)，折
り返しミラー(11d)の順で反射された後、第３レンズ(8
d)を通って感光体(9d)上で結像する。以上のようにし
て、走査光学系は光路分離用ミラー(10b,10c,10d)で４
本のレーザ光束(La〜Ld)を４つの感光体(9a〜9d)に１本
ずつ分けて導くとともに、第１〜第３レンズ(G1〜G3)か
ら成る第１，第２光学系で、各レーザ光束(La〜Ld)をス
ポット状に集光させて感光体(9a〜9d)に対する露光走査
を行う。

【００２５】表１〜表５に、タイプＡのレーザ走査装置
に用いられている走査光学系のコンストラクションデー
タを示し、表６〜表１１に、タイプＢのレーザ走査装置
に用いられている走査光学系のコンストラクションデー
タを示す。タイプＡ，Ｂでの設計波長はどちらも７８０
ｎｍであり、偏向器(5)への入射光束(La,Lb,Lc,Ld)と第
１光学系の光軸(AX1)とが主走査断面内で成す角度(すな
わち入射開角)は、タイプＡでは６５°であり、タイプ
Ｂでは６０°である。また、表３，表８に示す偏向反射
面(S)上での光路分離量は、各レーザ光束(La,Lb,Lc,Ld)
の主光線の配置(図４，図５)を、光軸(AX1)を基準とし
た副走査方向の位置ｚ１(ｍｍ)と反射角度θ１(°)で表
現したものである。なお、媒質に用いられている樹脂と
しては、例えば非晶質ポリオレフィン系樹脂(商品名：
ＺＥＯＮＥＸ等)が挙げられる。

【００２６】表１，表６に示す基本データは、光路展開
状態(つまり光路が折り曲げられていない状態)でのコン
ストラクションデータを示しており、表１，表６中の面
頂点座標と表２，表７中の偏心データは、グローバル座
標系(Ｘ，Ｙ，Ｚ)におけるローカル座標系(ｘ，ｙ，ｚ)
の原点及びベクトルで各光学面(面頂点基準)の配置を表
している{なお、()内に数値が記載されている心厚は偏
心を考慮しないときの直線距離である。}。また、表
１，表６中の曲率半径の欄に「自由曲面」と記載されて
いる光学面は、その面形状が以下の式(FS)によって表現
される自由曲面である。タイプＡに用いられている自由
曲面の自由曲面係数Ｃ_ijを表４と表５に示し、タイプＢ
に用いられている自由曲面の自由曲面係数Ｃ_ijを表９〜
表１１に示す(ただし、E-n=×10^-nである。)。

【００２７】

【数１】

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】

【表４】

【００３２】

【表５】

【００３３】

【表６】

【００３４】

【表７】

【００３５】

【表８】

【００３６】

【表９】

【００３７】

【表１０】

【００３８】

【表１１】

【００３９】次に、上記タイプＡ，Ｂの実施の形態を従
来タイプの構成例１，２と比較することで、本発明によ
り得られる効果等を説明する。図６，図７に、タイプ
Ａ，Ｂの実施の形態における偏向反射面(S)から光路分
離位置(D)までの副走査断面構成をそれぞれ示す。ただ
し、作用を分かりやすくするために、コンストラクショ
ンデータの値に比べて角度や曲率を誇張して図示すると
ともに、ここでは光軸(AX1)よりも上側で第１光学系(G
1,G2)に入射するレーザ光束(L)について説明する{な
お、図７ではレーザ光束(L)１本のみを図示し他の３本
は図示省略している。}。光路分離手段として用いられ
ている光路分離用ミラー(10b,10c,10d)に関しては、反
射面が実際には光軸(AX1)に対して傾きを持っている
が、ここでは反射面が光軸(AX1)に対して垂直に位置す
るものとして光路分離位置(D)を表現している。また、
図８，図９に従来タイプの構成例１，２を副走査断面で
それぞれ示す。構成例１は特開平１１−６４７５４号公
報に記載されているものに相当し、構成例２は特開平８
−１２２６７３号公報に記載されているものに相当す
る。

【００４０】以下の角度に関する説明は、全て第１光学
系(G1,G2)の光軸(AX1)を基準とした副走査方向について
のものである。また、角度θ１〜θ４，距離ｚ１，ｚ
３，ｚ４，ｚ０，ｚ２の定義は以下の通りである。 θ１：偏向反射面(S)での反射角度。 θ２：第１レンズ(G1)からの射出角度。 θ３：第２レンズ(G2)からの射出角度。 θ４：第１レンズ(G1)のパワーが無いと仮定した場合
の、第２レンズ(G2)からの射出角度。 ｚ１：偏向反射面(S)上での光軸(AX1)からレーザ光束
(L)までの距離。 ｚ３：第２レンズ(G2)射出位置での光軸(AX1)からレー
ザ光束(L)までの距離。 ｚ４：光路分離位置(D)での光軸(AX1)からレーザ光束
(L)までの距離。 ｚ０：第１光学系(G1,G2)のパワーが無いと仮定した場
合の、光路分離位置(D)での光軸(AX1)からレーザ光束
(L)までの距離。 ｚ２：第１レンズ(G1)のパワーが無いと仮定した場合
の、光路分離位置(D)での光軸(AX1)からレーザ光束(L)
までの距離。

【００４１】図６に示すように、タイプＡの実施の形態
に用いられている第１光学系では、第１レンズ(G1)が副
走査方向にパワーを持っておらず、第２レンズ(G2)が副
走査方向に負のパワーを持っている。したがって、第１
レンズ(G1)射出後の角度θ２は偏向反射面(S)での反射
角度θ１と同じであるが、第２レンズ(G2)射出後の角度
θ３は偏向反射面(S)での反射角度θ１よりも大きくな
る。ゆえに、タイプＡの実施の形態における光路分離位
置(D)での光軸(AX1)からレーザ光束(L)までの距離ｚ４
と、第１光学系のパワーが無いと仮定した場合の光路分
離位置(D)での光軸(AX1)からレーザ光束(L)までの距離
ｚ０と、の間には、ｚ０＜ｚ４の関係があることは明ら
かである。したがってタイプＡの実施の形態によれば、
複数の光束を容易に光路分離することが可能である。

【００４２】図７に示すように、タイプＢの実施の形態
に用いられている第１光学系では、第１レンズ(G1)が副
走査方向に負のパワーを持っており、第２レンズ(G2)が
副走査方向に正のパワーを持っている。第２レンズ(G2)
の正のパワーよりも第１レンズ(G1)の負のパワーの方が
強く、第１レンズ(G1)の副走査方向の焦点距離をFnと
し、第２レンズ(G2)の副走査方向の焦点距離をFpとする
と、その焦点距離の比：｜Fn｜／Fp＝０．５である。た
だし、第１光学系全体では弱い正のパワーになる。

【００４３】このタイプＢの実施の形態のように、第１
光学系にガラスレンズを用いる場合には、製造上の都合
によりそのガラスレンズを球面レンズとすることが望ま
しい。その場合、第１光学系の主な役割は主走査方向に
ｆθ特性を持たせることであるため、ガラスレンズには
主走査方向に正のパワーが必要となり、上記製造上の制
約からガラスレンズは副走査方向にも正のパワーを持つ
ことになる。このガラスレンズの正パワーによって、レ
ーザ光束(L)は光軸(AX1)方向に屈折する。このため、第
１レンズ(G1)がパワーを持たないと仮定した場合の光路
分離位置(D)での光軸(AX1)からレーザ光束(L)までの距
離ｚ２は非常に小さくなり、光路分離が難しくなる。

【００４４】図７に示すように、偏向反射面(S)での反
射角度θ１と、第１レンズ(G1)からの射出角度θ２と、
第２レンズ(G2)からの射出角度θ３と、の間には、θ３
＜θ１＜θ２の関係があるものの、このタイプＢの実施
の形態のように第１レンズ(G1)に負のパワーを持たせる
と、光軸(AX1)からレーザ光束(L)までの距離ｚ３を、角
度θ２によってある程度大きくする効果が得られる。さ
らに、第１レンズ(G1)がパワーを持たないと仮定した場
合の第２レンズ(G2)からの射出角度θ４に対して、θ３
＞θ４の関係が成立するという効果が得られる。これら
の効果により、光路分離位置(D)でｚ２＜ｚ４の関係が
成立する。したがってタイプＢの実施の形態によれば、
複数の光束を容易に光路分離することが可能である。

【００４５】上述した各実施の形態の特徴的な構成から
分かるように、走査光学系が、同一面で偏向した複数の
光束に対して共通に配置された第１光学系と、その第１
光学系を通過した複数の光束に対して光源毎に複数配置
された第２光学系と、を有するとともに、第１光学系に
副走査方向のパワーが負のレンズを少なくとも１枚有す
ることが望ましい。このようにレーザ走査装置を構成す
れば、以下に説明するように偏向手段の加工誤差の影響
を受けにくくなり、偏向面への副走査方向の入射角度が
小さくても複数の光束を効率良く光路分離することがで
きる。

【００４６】前記タイプに属するタンデム型のレーザ
走査装置において、同一偏向面に入射させた複数のレー
ザ光束を複数の感光体に分けて導くには、上述した各実
施の形態のように、偏向面に対するレーザ光束の入射角
度が少なくとも副走査方向に互いに異なるようにして、
その入射角度差で複数のレーザ光束を空間的に光路分離
し、偏向後のレーザ光束を走査光学系内の光路分離手段
によって更に光路分離する構成が、高速化・低コスト化
を実現する上で望ましい。さらに、副走査方向に負のパ
ワーを有するレンズを光路分離前の第１光学系に少なく
とも１枚用いれば、第１光学系全体が副走査方向に負又
は弱い正のパワーを持つことになり、光路分離後の第２
光学系は必然的に副走査方向に強い正のパワーを持つこ
とになる。したがって、走査光学系の副走査倍率は低く
なり、偏向手段の回転軸から偏向面までの距離のバラツ
キ(つまり加工誤差による偏向面の出入り)の影響を受け
にくくなる。この点で、タイプＡの実施の形態のよう
に、第１光学系全体のパワーは副走査方向に負であるこ
とが望ましい。

【００４７】また、副走査方向に負のパワーを有するレ
ンズを第１光学系に少なくとも１枚用いると、偏向面に
対して副走査方向にわずかに異なる角度で入射した複数
のレーザ光束が、負のパワーを有するレンズから射出す
るとき、互いの距離と角度が更に広がることになり、光
路分離手段での光路分離が容易に可能となるようなレー
ザ光束間の距離が得られる。さらに各実施の形態のよう
に、偏向手段の同一面で偏向する複数の光束の主光線
が、第１光学系の入射面より前側(つまり各光源側)で交
差することが望ましい。第１光学系の手前で分離し始め
ている複数のレーザ光束が、第１光学系の負パワーによ
って更に角度が大きくなって、その間隔が広がるからで
ある。たとえ第１光学系全体の副走査方向のパワーがノ
ンパワー又は弱い正のパワーであったとしても、副走査
方向に負のパワーを有するレンズが第１光学系にあれ
ば、レーザ光束の光路分離効果を得ることが可能であ
る。

【００４８】またタイプＢの実施の形態のように、副走
査方向に負のパワーを有する負レンズ(G1)と、副走査方
向に正のパワーを有する正レンズ(G2)と、で第１光学系
を構成し、更に以下の条件式(i)を満たすことが、光路
分離を効果的に行う上で望ましい。この条件式(i)の範
囲を外れると、レーザ光束の光路分離は困難になる。 ｜Fn｜／Fp＜1.5 …(i) ただし、 Fn：負レンズの副走査方向の焦点距離、 Fp：正レンズの副走査方向の焦点距離、 である。

【００４９】図８に示す構成例１では、第１，第２レン
ズ(G1,G2)間にミラー(M)が光路分離手段として配置され
ている。第１，第２レンズ(G1,G2)が第１，第２光学系
にそれぞれ相当し、ミラー(M)が光路分離用ミラー(10b,
10c,10d)相当するので、この点では前述した各実施の形
態と同様の構成になっている。しかし、第１光学系はｆ
θレンズ(G1)１枚で構成されており、しかも副走査方向
に正のパワーを有している。このため、偏向反射面(S)
での反射角度θ１よりも、第１光学系(G1)の副走査方向
の射出角度θ２の方が小さくなる。したがって、タイプ
Ｂの実施の形態において第１レンズ(G1)が負のパワーを
持たないと仮定した場合と同様、構成例１における光路
分離は難しく、θ１＝３．４°という大きな反射角度を
必要としている。

【００５０】図９に示す構成例２では、第１〜第３レン
ズ(G1〜G3)から成る走査光学系の後に光路分離手段が配
置される構成になっており、走査光学系には第２光学系
に相当するものが存在しない。前述した各実施の形態と
は、この点で大きく異なっている。このような構成の場
合、先に説明したように副走査倍率が高くなり、偏向手
段の回転軸から偏向面までの距離のバラツキ(つまり加
工誤差による偏向面の出入り)の影響が被走査面(I)側で
大きくなってしまう。光路分離に関しては、走査光学系
(G1〜G3)全体の副走査方向の強い正のパワーを全て光路
分離前に持っているため、タイプＢの実施の形態の場合
以上に不利である。また、構成例２では第１レンズ(G1)
が負レンズから成っており、その第１レンズ(G1)内で４
本のレーザ光束(La,Lb,Lc,Ld)が交差している。レーザ
光束(La〜Ld)が負の第１レンズ(G1)のほぼ中央(つまり
主点)を通過しているということは、レーザ光束(La〜L
d)の主光線は屈折しないということであり、前述した負
レンズによる光路分離効果を有していないということで
ある。

【００５１】以上の構成例１，２との比較により、各実
施の形態において、第１光学系が副走査方向に負パワー
のレンズを有すること、及び第１光学系の入射面より前
側で光束が互いに交差すること、により得られる光路分
離効果は明らかである。また、偏向手段としてポリゴン
ミラーを用いた場合、回転している反射面と光束の入射
位置との関係は、その反射面の角度毎に異なる。そのた
め、高い像面性能を必要とする場合、主走査形状も副走
査形状も走査光学系の光軸に対して主走査方向に非対称
であることが望まれる。しかし、第２光学系の副走査形
状を主走査方向に軸非対称にすると、４個必要な第３レ
ンズ(G3)を１種類のレンズで構成することができなくな
ってしまう。そこで、第１光学系内の負レンズに非対称
成分を持たせ、第３レンズ(G3)は対称系とすることが望
ましい。そのように構成すれば、第３レンズ(G3)を１種
類とすることができ、製造上有益である。タイプＢの実
施の形態おいて、副走査方向のパワーが負の第１レンズ
(G1)の面形状を主走査方向に軸非対称にしているのはこ
のためである。

【００５２】さらに、ボウ等の副走査方向の像面性を良
くするには、図２に示すタイプＡの実施の形態のよう
に、第２光学系の光軸(AX2)が第１光学系の光軸(AX1)に
対して少なくとも副走査方向に偏心しており、副走査方
向の位置について以下の条件式(ii)又は(iii)を満たす
ことが望ましい。 P1＜P2、P1＜P3、P2＜P4、P3＜P4 …(ii) P1＞P2、P1＞P3、P2＞P4、P3＞P4 …(iii) ただし、 P1：第１光学系の光軸(AX1)位置、 P2：第１光学系からの光束の主光線射出位置、 P3：第２光学系の光軸(AX2)位置、 P4：第２光学系への光束の主光線入射位置、 である。

【００５３】第２光学系を副走査方向に偏心させて配置
することは、特開平１１−６４７５４号公報でも紹介さ
れているが、タイプＡの実施の形態とは偏心の方向が逆
になっている。タイプＡの実施の形態におけるパワー配
置の場合、条件式(ii)又は(iii)を満たすように配置す
ることは波面収差の面でも優れており、良好なビーム形
状を得ることができる。つまり、ビーム形状に影響を与
える波面収差とボウの両方を抑えることができるのであ
る。またタイプＡの実施の形態のように、第１光学系の
射出面が副走査方向に負のパワーを有し、第２光学系の
入射面が副走査方向に正のパワーを有することが、収差
補正上更に好ましい。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、偏
向手段の加工誤差の影響を受けにくく、偏向面への副走
査方向の入射角度が小さくても複数の光束を効率良く光
路分離することができるレーザ走査装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タイプＡの実施の形態を示す主走査断面図。

【図２】タイプＡの実施の形態を示す副走査断面図。

【図３】タイプＢの実施の形態を示す副走査断面図。

【図４】タイプＡの実施の形態における偏向反射面上で
の光路分離量を説明するための光路図。

【図５】タイプＢの実施の形態における偏向反射面上で
の光路分離量を説明するための光路図。

【図６】タイプＡの実施の形態を構成している第１光学
系を示す副走査断面図。

【図７】タイプＢの実施の形態を構成している第１光学
系を示す副走査断面図。

【図８】従来タイプの構成例１を示す副走査断面図。

【図９】従来タイプの構成例２を示す副走査断面図。

【符号の説明】

1a,1b,1c,1d …光源 2a,2b,2c,2d …コリメータレンズ 3a,3b,3c,3d …シリンダレンズ 4a,4c …光路合成用ミラー(光路合成手段) 5 …偏向器(偏向手段) S …偏向反射面(偏向面) G1,6A,6B,6 …第１レンズ(第１光学系の一部，走査光
学系の一部) G2,7A,7B,7 …第２レンズ(第１光学系の一部，走査光
学系の一部) G3,8a,8b,8c,8d …第３レンズ(第２光学系，走査光学
系の一部) I,9a,9b,9c,9d …被走査面(感光体) 10b,10c,10d …光路分離用ミラー(光路分離手段) 11a,11b,11c,11d …折り返しミラー AX1 …第１光学系の光軸 AX2 …第２光学系の光軸

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 木下 博喜 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2C362 AA07 AA10 BA04 BA50 BA86 BB14 2H045 BA22 BA34 CA04 CA34 CA55 CA68 2H087 KA19 LA22 PA03 PA17 PB03 QA03 QA12 QA21 QA22 QA25 QA26 QA31 QA36 QA41 QA42 QA45 QA46 RA05 RA11 UA01 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB22 DB24 DB30 DC04 DC07 EA01 FA01 5C072 AA03 BA02 BA05 HA02 HA06 HA10 HA13 QA14 XA01 XA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光源と、各光源からの光束を偏向
   させる単一の偏向手段と、その偏向手段で偏向した複数
   の光束を複数の感光体に分けて導くとともに各感光体上
   で結像走査させる走査光学系と、を備えたレーザ走査装
   置であって、 前記偏向手段が、少なくとも副走査方向に互いに異なる
   角度で入射してきた複数の光束を同一面で偏向させ、前
   記走査光学系が、前記偏向手段の同一面で偏向した複数
   の光束に対して共通に配置された第１光学系と、その第
   １光学系を通過した複数の光束に対して光源毎に複数配
   置された第２光学系と、を有するとともに、前記第１光
   学系に副走査方向のパワーが負のレンズを少なくとも１
   枚有することを特徴とするレーザ走査装置。
2. 【請求項２】 前記第１光学系が、副走査方向に負のパ
   ワーを有する負レンズと、副走査方向に正のパワーを有
   する正レンズと、で構成されており、更に以下の条件式
   (i)を満たすことを特徴とする請求項１記載のレーザ走
   査装置； ｜Fn｜／Fp＜1.5 …(i) ただし、 Fn：負レンズの副走査方向の焦点距離、 Fp：正レンズの副走査方向の焦点距離、 である。
3. 【請求項３】 前記副走査方向のパワーが負のレンズの
   面形状が、主走査方向に軸非対称であることを特徴とす
   る請求項１記載のレーザ走査装置。
4. 【請求項４】 前記偏向手段の同一面で偏向する複数の
   光束の主光線が、前記第１光学系の入射面より各光源側
   で交差することを特徴とする請求項１記載のレーザ走査
   装置。
5. 【請求項５】 前記第１光学系全体のパワーが副走査方
   向に負であることを特徴とする請求項１記載のレーザ走
   査装置。
6. 【請求項６】 前記第２光学系の光軸が前記第１光学系
   の光軸に対して少なくとも副走査方向に偏心しており、
   副走査方向の位置について以下の条件式(ii)又は(iii)
   を満たすことを特徴とする請求項１記載のレーザ走査装
   置； P1＜P2、P1＜P3、P2＜P4、P3＜P4 …(ii) P1＞P2、P1＞P3、P2＞P4、P3＞P4 …(iii) ただし、 P1：第１光学系の光軸位置、 P2：第１光学系からの光束の主光線射出位置、 P3：第２光学系の光軸位置、 P4：第２光学系への光束の主光線入射位置、 である。
7. 【請求項７】 前記第１光学系の射出面が副走査方向に
   負のパワーを有し、前記第２光学系の入射面が副走査方
   向に正のパワーを有することを特徴とする請求項６記載
   のレーザ走査装置。