JP2006284822A

JP2006284822A - 光走査装置、および画像形成装置

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Publication number: JP2006284822A
Application number: JP2005103494A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hayashi; 善紀林; Taira Kouchiwa; 平小団扇
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: US20060232659A1; JP4568633B2; US7667868B2

Abstract

【課題】電子写真画像形成装置において、高速化が進み、感光体を複数有するタンデム対応の画像形成装置が普及してきているが、タンデム方式の場合、光源数が増えてしまい、それに伴い、部品点数の増加、複数光源間の波長差に起因する色ずれ、コストアップが生じてしまう。光源数が多くなると、故障の確率が増え、リサイクル性が劣化する。
【解決手段】光源１の出射光束を光束分割手段４で２本に分け、互いに角度をずらして重ねた２枚のポリゴンミラーを同軸で回転させる偏向手段７の上下段のポリゴンミラーにそれぞれ入射させる。偏向手段７によって相異なるタイミングで偏向走査された各光束は、それぞれ所定の光学系である第１走査レンズ、ミラー、第２走査レンズを経て個別の感光体１１に到り主走査を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、普通紙ファックス等に用いられる光走査装置及び画像形成装置に関する。

レーザプリンタ、デジタル複写機、普通紙ファックス等で用いられる電子写真画像形成装置において、カラー化、高速化が進み、感光体を複数（通常は４つ）有するタンデム対応の画像形成装置が普及してきている。カラーの電子写真画像形成装置としては、感光体を１つのみ有し、色の数だけ感光体を回転するという方式もあるが（４色、１ドラムだと４回転する必要有り）、生産性に劣る。
ところが、タンデム方式の場合、どうしても、光源数が増えてしまい、それに伴い、部品点数の増加、複数光源間の波長差に起因する色ずれ、コストアップが生じてしまう。
また、書込ユニットの故障の原因として半導体レーザの劣化が挙げられている。光源数が多くなると、故障の確率が増え、リサイクル性が劣化する。

タンデム方式で光源の数を増やさない工夫がなされた例がある（例えば、特許文献１参照。）。この例では、ピラミダルミラーまたは平板ミラーを用いて、共通の光源からのビームが異なる被走査面を走査するようにしている。しかし、この方法では、光源数は低減できるが、偏向ミラーの面数は最大２面までになり、高速化に対して課題が残る。
上記の問題を解決するため、本発明は、共通の光源からのビームが異なる被走査面を走査する手段として、位相をずらして２段に重ねたポリゴンミラーを用いようとするものである。本発明に類似の構成を有する従来技術がある（例えば、特許文献２参照）。
しかしこの従来技術は走査幅の増大が目的であって、異なる被走査面を走査するためのものではない。

特開２００２−２３０８５号公報特開２００１−８３４５２号公報

以上の問題点の解決のため、本発明は以下の点を目的とする。
１．光源数を減らしながらも、高速な画像出力を可能にする光走査装置を提供する。
２．その際、ゴースト光が発生せず、良好な画像出力を可能にする。
３．１に伴い、部品点数の低減、低コスト化を実現する。
４．１に伴い、ユニット全体の故障率を減少させ、リサイクル性を向上させる。

請求項１に記載の発明では、変調駆動される光源と、共通の回転軸に多面の反射鏡を複数段有する偏向手段と、共通の光源からのビームを分割して前記偏向手段の相異なる段の反射鏡に分割されたビームを入射させる光束分割手段と、複数の被走査面と、前記偏向手段により走査された前記ビームを前記被走査面に導く走査光学系と、前記偏向手段により走査されたビームを検出する受光手段とを有し、前記共通の光源手段から分割したビームが相異なる被走査面を走査するようにした光走査装置において、相異なる段の多面の反射鏡は互いに回転方向の角度がずれており、なおかつ、以下の条件を満足することを特徴とする。
θ／２＜２π／Ｍ − φ
かつ、
θ／２＜φ
かつ、
θ／２＜２α
但し、
θ：受光手段に到達するビームも含めた画角
α：有効走査幅における、反射鏡への平均入射角
φ：相異なる段の多面の反射鏡の回転方向の角度ずれ
Ｍ：多面反射鏡の面数

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光走査装置において、前記回転方向の角度のずれ量はπ／Ｍに略等しいことを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の光走査装置において、前記相異なる段の反射鏡に入射する分割されたビームはそれぞれ複数ビームからなり、前記相異なる被走査面のそれぞれに複数の走査線を形成することを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の光走査装置において、前記被走査面に形成される複数の走査線の副走査方向ピッチを調整するピッチ調整手段が前記光束分割手段と前記偏向手段の間に配置されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記変調駆動される光源は端面発光半導体レーザであり、前記偏向手段方向とは逆の方向に出射する光をモニタする受光手段と、前記光源に対して光量自動制御する手段とを有し、反射鏡への分割されたビームのいずれかが入射角０ではないときに、光量自動制御を行なうことを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記共通の光源が相異なる被走査面を走査するときに、それぞれの被走査面に対して互いに異なる光量を設定することを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の光走査装置を備え、それぞれの被走査面に対応する複数の像担持体を有する画像形成装置を特徴とする。

本発明により、光源数を減らしながらも、高速かつ良好な画像出力を可能にする光走査装置を提供できる。それに伴い、部品点数の低減、低コスト化が実現でき、ユニット全体の故障率が減少し、リサイクル性が向上する。さらに、異なる感光体面を走査するビーム間の品質の差異が低減できる。
広い有効走査幅を確保でき、ゴースト光の発生を抑えることが可能になる。
同一の被走査面に１度の走査で複数の走査線を形成することができ、高速、高密度化を実現できる。
被走査面上の副走査方向の走査線間隔を精度良く補正できる。
適切な濃度で、濃度むらの少ない画像出力が可能となる。
設定光量の調整により、色再現性の優れた画像出力が可能になる。

図１は本発明の構成を示す概要図である。
同図において符号１、１’は光源としての半導体レーザ、２はＬＤ（半導体レーザ）ベース、３、３’はカップリングレンズ、４は光束分割手段としてのハーフミラープリズム、５、５’はシリンドリカルレンズ、６は防音ガラス、７は偏向手段としてのポリゴンミラー、８は第１走査レンズ、９はミラー、１０は第２走査レンズ、１１は被走査面としての感光体、１２は開口絞りをそれぞれ示す。
半導体レーザ１、１’から出射した各２本の発散光束はカップリングレンズ３、３’により、弱い収束光束、または平行光束、または弱い発散光束に変換される。カップリングレンズ３、３’を出たビームは被走査面上でのビーム径を安定させるための開口絞り１２を通過し、ハーフミラープリズム４に入射する。ハーフミラープリズム４に入射した共通の光源からのビームは上下段に分割され、ハーフミラーを出射するビームは全部で４本のビームとなる。

図２は本発明の実施形態であるハーフミラープリズムの副走査断面図である。
ハーフミラープリズム４は光束分岐手段として働き、断面が３角形の部分４１と、平行４辺形の部分４２とからなっている。部分４１と４２の接着面４ａがハーフミラーとなっており、透過光と反射光を１：１の割合で分離する。また、平行４辺形の部分４２の接着面４ａに対向する面４ｂは全反射面であり、方向を変換する機能を有する。ここでは、光束分岐手段としてハーフミラープリズムを用いているが、単体のハーフミラーと通常のミラーを用いて同様の系を構成しても良い。また、ハーフミラーの分離の割合は１：１で有る必要はなく、他の光学系の条件に合わせて設定してももちろん構わない。
ハーフミラープリズム４を出射したビームは上下段それぞれに配備されるシリンドリカルレンズ５、５’により、偏向反射面の近傍にて主走査方向に長い線像に変換される。ここで、偏向手段７は上下段にそれぞれ単体のポリゴンミラー７ａ、７ｂが同心で配置され、互いに回転方向の角度がずらしてある。両ポリゴンミラーは同形で、原理的には任意の多角形からなる。一方の多角形の１辺の中心角をほぼ２等分する角度に他方の多角形の頂点が対応するように重ねてある。それぞれの多角形の頂点から時計回りに隣接する相手側の多角形の頂点を見たとき、両頂点間のそれぞれに対する中心角をφ、φ’（ただし、０＜φ≦φ’）とすれば、両者が任意のの頂点に対して対称配置であれば、φ＝φ’となる。実用的には４面のポリゴンミラーが最も使いやすいので、ここでは４面のポリゴンミラーをφ＝φ’＝４５ｄｅｇとしている。このφ、およびφ’をずれ角と称する。
なお、上下段のポリゴンミラー７ａ、７ｂは一体的に形成されても良いし、別体とし、組み付けても良い。
一般に、ずれ角φは、両ポリゴンミラーが均等にずらしてあるときは、ポリゴンミラーの面数をＭとするとき、φ＝（２π／Ｍ）／２、すなわち、π／Ｍとなる。しかし、ずらし方が均等でない場合は、小さい方のずれ角がφのとき、大きい方のずれ角φ’は、φ’＝２π／Ｍ―φとなる。

図３は２段のポリゴンミラーによる光走査を説明するための図である。
同図において符号１４は遮光部材を示す。
同図に示すように共通の光源からの上段のビームが被走査面である感光体１１ａを走査しているときは下段のビームは被走査面上にビームが到達しないようにし、望ましくは遮光部材１４により遮光するようにする。また、共通の光源からの下段のビームが上段とは異なる感光体１１ｂを走査しているときは上段のビームは被走査面に到達しないようにする。さらに、変調駆動のほうも上段と下段でタイミングをずらし、上段に対応する感光体１１ａを走査するときは、上段に対応する色（例えばブラック）の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行い、下段に対応する感光体１１ｂを走査するときは下段に対応する色（例えばマゼンタ）の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行う。

図４は複数色用の露光のタイミングチャートである。
同図において縦軸は光量、横軸は時間をそれぞれ表す。
共通の光源によりブラックとマゼンタの露光を行い、なおかつ、有効走査領域において、それぞれ全点灯する場合のタイムチャートを同図に示す。実線がブラックに相当する部分、点線がマゼンタに相当する部分を示す。ブラック、マゼンタにおける、書き出しのタイミングは、有効走査幅外に配備される同期受光手段で走査ビームを検知することにより決定される。なお、同期受光手段は図示されていないが、通常はフォトダイオードが用いられる。

図５は色によって露光量を異ならせるためのタイミングチャートである。
図４ではブラックとマゼンタの領域での光量を同じに設定しているが、実際には光学素子の透過率、反射率が相対的に異なるため、光源の光量を同じにしてしまうと、感光体に到達するビームの光量が異なってしまう。そこで、図５に示すように、異なる感光体面を走査するときに互いの設定光量を異ならせることにより、異なる感光体面上に到達するビーム光量を等しくできる。

図６はポリゴンの走査角度を説明するための図である。
同図において符号α、α‘は有効走査幅における反射鏡への平均入射角、θは同期受光手段まで含めた画角、φは異なる段（上下段）の反射鏡の回転方向の一方の角度ずれをそれぞれ示す。
通常は有効走査幅をビームが露光するのに先立ちビームを検出する受光手段のみを配備することが多いが、走査幅の倍率補正用の情報を得るため、有効走査幅を露光した後にビームを検出することもある。その場合には走査開始前、走査開始後の受光手段に到達するビームも含めた画角とする。
なお、同図においては、偏向手段は時計回りに等角速度回転している。
まず、偏向手段への入射ビームと画角に相当するヒームを偏向回転面内で分離するためには、
θ／２＜２α ・・（１）
を満足する必要がある。

ここで、図中のビームＡは走査終了側の画角最周辺のビームであり、ここでは上段（ハッチングされた）の反射鏡により偏向されたビームとする。このとき、上段のビームと共通の光源から出射し、下段の反射鏡により反射されたビームＡ’は被走査面を露光しないようにする必要がある。ビームＡ’とビームＡのなす角は２φまたは２×（２π／Ｍ−φ）を示しており、ビームＡ’が被走査面を走査しないようにするためには、ビームＡ’を同期まで含めた有効幅の外側に来るようにする必要がある。
すなはち、
θ＜２φ、または θ／２＜φ ・・（２）
かつ
θ＜２×（２π／Ｍ−φ）、または θ／２＜２π／Ｍ−φ ・・（３）
とする必要がある。ただし、Ｍは多面反射鏡の面数とする。その際、図に示すように遮光部材２０でビームを遮光すれば良い。

なお、図中のビームＢは走査開始側の画角最周辺のビームであるが、上段のビームと共通の光源から出射し、下段の反射鏡により反射されたビームＢ’は被走査面を露光しないようにする必要があり、同様に上記に示した（２）、（３）式を満たす必要がある。
上記２式において、２π／Ｍ−φとφは互いに異なっていても良いが、最もθを大きく取れる条件は
２π／Ｍ−φ＝φ ・・（４）
となるとき、すなはち、φ＝π／Ｍとなるときで、このとき
θ＜２×π／Ｍ・・（５）
となる。Ｍ＝４の場合、画角θはπ／２ｒａｄ（９０ｄｅｇ）より小さくなる。
（４）式を満足することにより、広い有効走査幅を確保でき、ゴースト光の発生を抑えることが可能である。
また、同図では複数ビームが共通の反射鏡に入射しているが、その際、複数ビームとも式（１）の条件を満足する必要がある。
すなはち、θ／２＜２α、かつ、θ／２＜２α’となる。この条件を満足することにより、同一の被走査面に一度の走査で複数の走査線を形成することができ、高速、高密度化を実現でき、なおかつ、広い有効走査幅を確保でき、ゴースト光の発生を抑えることができる。

図１に記載の複数光源１、１’から出射した複数ビームは異なる２つの感光体にそれぞれ、一回の走査で２つの走査線を形成する。このとき、画素密度に応じて、走査線の副走査方向のピッチを調整する必要がある。ピッチ調整の方法としてよく用いられる方法としては、光源ユニット（１、１’、２、３、３’を１つのユニットとする）を主走査方向および副走査方向に垂直な軸を中心に回転させる方法があるが、この場合、ある感光体においては、所望のピッチとすることができるが、もう一方の感光体については光束分割素子以降の光学素子の形状誤差、取り付け誤差等によりピッチ誤差が生じる。
この不具合を解決するためには光束分割素子と偏向手段の間に副走査方向のピッチを調整する手段を配備する必要がある。

図７はピッチ調整手段の例を示す図である。同図（ａ）は片側調整、同図（ｂ）は両側調整を示す図である。
その一例として、シリンドリカルレンズ５は２１ａ〜２１ｃの中間部材を介してハウジングに装着される。それぞれの装着面には予め硬化性樹脂（例えば光硬化性）を塗布しておく。このとき、２１ａ〜２１ｃはハウジングに対し、「主走査方向に平行な軸回りの偏心調整」と「光軸方向の調整」が可能であり、シリンドリカルレンズ５は中間部材に対して「光軸に平行な軸回りの偏心調整」、「副走査方向の配置調整」が可能であり、ハウジングに対して中間部材が調整可能な方向の少なくとも１つと、中間部材２１に対してシリンドリカルレンズ５の調整可能な方向の少なくとも１つが異なっている。このような構成とすることで、複数の光学特性（ビームウエスト径太り、ビームウエスト位置ずれ低減、ビームスポット位置ずれ低減）を同時に確保でき、なおかつ、シリンドリカルレンズ５を光軸に平行な回りに偏心調整可能とすることで、副走査方向の走査線間隔を最適に設定できる。また、中間部材２１ａのシリンドリカルレンズ５に接する面とハウジングに接する面は平面となっていて調整が容易になっている。調整が終了したら硬化性樹脂を所定の方法（例えば紫外線照射）で硬化させることにより、相互の位置を固定させる。

図８は実際の調整方法を説明するための図である。同図（ａ）は片側調整、同図（ｂ）は両側調整を示す図である。
シリンドリカルレンズ５を冶具で保持しておき、調整すべき方向（ここでは光軸方向位置、光軸に平行な軸回りの偏心、副走査方向の位置）にシリンドリカルレンズ５を移動する。その後、紫外線硬化樹脂を塗布した中間部材２１をシリンドリカルレンズ５およびハウジングに押し当て、紫外線を照射しシリンドリカルレンズを固定する。このような構成とすることで、簡単な構造で容易に複数方向の調整が可能となる。ここで、中間部材２１は透明とすることにより、紫外線硬化樹脂による固定がより容易になる。図７ａのように１つの中間部材２１ａを用いて光学素子を保持することも可能だが、光ビームを挟んで互いに逆側に複数の中間部材２１ｂ、２１ｃを配備することも可能であり、このような構成とすることにより、例えば、ハウジングと中間部材２１（樹脂を想定）の線膨張係数が異なるとき、温度上昇が発生しても光軸に対して光学素子に関し対称的に応力が発生するので、光学素子の姿勢変化は小さくなる。

通常、画像形成装置に用いる半導体レーザは光量自動制御（ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ：以下ＡＰＣと称す）を行い、光出力の安定化を図っている。ＡＰＣとは半導体レーザの光出力を受光素子によりモニタし、半導体レーザの光出力に比例する受光電流の検出信号により、半導体レーザの順方向電流を所望の値に制御する方式のことである。
半導体レーザが端面発光半導体レーザの場合、上記受光素子はカップリングレンズに向かって出射する方向と逆方向に出射した光をモニタするフォトダイオードを用いることが多いが、ＡＰＣを行なう際に、余計なゴースト光が入射すると、上記受光素子で検出する光量が増加してしまう。
例えば、上段の反射鏡へのビームの入射角が０のとき、その反射鏡の反射面が光源方向に正対しているので、この位置でＡＰＣを行なうと、上段での反射ビームが光源に戻り、受光素子で検出する光量が増加してしまう。そのため、書込を実施している下段の反射鏡からのレーザ出力が狙いより少ない発光出力となってしまい、画像濃度が薄くなってしまったり、濃度むらが発生する。同様に、下段の反射鏡へのビーム入射角が０になったとき、上段の反射鏡からのレーザ出力に関して同様の問題を生ずる。
そこで、いずれの反射鏡であっても上記入射角が０であるときはＡＰＣを行なわないように設定しておく。この構成をとることにより、適切な濃度で、濃度むらの少ない画像出力が可能となる。

図９、図１０はビームを分離するための他の実施形態を示す副走査断面図である。
同図において符号１３はプリズムを示す。
それぞれ光源１から開口絞り１２までを示す。カップリングレンズ３を出射したビームが副走査方向の上下に分離された複数の開口絞り１２ａ、１２ｂを通過するようにしている。これにより、ハーフミラーを用いることなく、光束分離が可能になるため、光量確保が容易になり、更に、低コスト化、部品点数の低減が実現できる。
図９は開口絞り１２ａと１２ｂが、ポリゴンミラーの段差相当分だけ離れている例、図１０は両開口絞りが上記より狭い間隔に近づいており、一方の光束が開口を出てからプリズム１３を経由することによって、ポリゴンミラーの段差分の間隔を与えられるようになっている。図１０の構成は図９の構成に比べて光束の中心に近い部分を利用することができるので光量アップにつながる。

図１１は多色画像形成装置の基本的な構成を示す図である。
同図において符号３１は感光体、３２は帯電器、３４は現像器、３５はクリーニング手段、３６は転写用帯電手段、３９は転写ベルト、４０は定着手段、５０は書込ユニット、Ｓは記録紙をそれぞれ示す。また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは画像の色を表し、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックを示す。
感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋは矢印の方向に回転し、回転順に帯電器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ、現像器３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ、転写用帯電手段３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋ、クリーニング手段３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋが配備されている。
帯電器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する帯電部材である。この帯電器と現像器３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋの間の感光体表面に書き込みユニットによりビームが照射され、感光体に静電潜像が形成されるようになっている。そして、静電潜像に基づき、現像器により感光体面上にトナー像が形成される。さらに、転写用帯電手段３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋにより、記録紙Ｓに各色順次転写トナー像が転写され、最終的に定着手段４０により記録試Ｓに画像が定着される。

光学系の実施データを以下に示す。
・光源波長：６５５ｎｍ
・カップリングレンズ焦点距離：１５ｍｍ
・カップリング作用：コリメート作用
・ポリゴンミラー
偏向反射面数：４
内接円半径：７ｍｍ
で、上下段の角度差φは４５（ｄｅｇ）＝４５×π／１８０（ｒａｄ）
・反射鏡への平均入射角
α ＝２８．２２５（ｄｅｇ）＝π×２８．２２５／１８０（ｒａｄ）
α’＝２９．７７５（ｄｅｇ）＝π×２９．７７５／１８０（ｒａｄ）
・また、光束分割手段と偏向手段の間に焦点距離１１０ｍｍのシリンドリカルレンズが配備されており、反射鏡近傍にて主走査方向に長い線像を形成している。

偏向器以降のレンズデータを以下に示す。
第１走査レンズの第１面および第２走査レンズの両面は以下の式（６）、（７）で表現される。
・主走査非円弧式
主走査面内における面形状は非円弧形状をなしており、光軸における主走査面内の近軸曲率半径をＲｍ,光軸からの主走査方向の距離をY,円錐常数をＫ,高次の係数をＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、・・とするとき光軸方向のデプスをＸとして次の多項式で表している。
Ｘ=（Ｙ^２／Ｒｍ）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／Ｒｍ）^２｝＋・・
＋Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ^２＋Ａ３・Ｙ^３＋Ａ４・Ｙ^４＋Ａ５・Ｙ^５＋Ａ６・Ｙ^６＋・・
・・（６）
ここで奇数次の係数Ａ１、Ａ３、Ａ５・・にゼロ以外の数値を代入した場合、主走査方向に非対称形状を有する。
実施例１、２、３ともに偶数次のみを用いており、主走査方向に対称系である。

・副走査曲率式
副走査曲率が主走査方向に応じて変化する式を（７）で示す。
Ｃｓ（Ｙ）＝１／Ｒｓ（０）＋Ｂ１・Ｙ＋Ｂ２・Ｙ^２＋Ｂ３・Ｙ^３＋Ｂ４・Ｙ^４＋Ｂ５・Ｙ^５＋・・・・（７）
ここでＹの奇数乗係数のＢ１、Ｂ３、Ｂ５、・・がゼロ以外の数値を代入した場合、副走査の曲率半径が主走査方向に非対称となる。
また、第１走査レンズの第２面は回転対称非球面であり、以下の式で表現される。
・回転対称非球面
光軸における近軸曲率半径をＲ、光軸からの主走査方向の距離をＹ、円錐常数をＫ、高次の係数をＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、・・とするとき光軸方向のデプスをＸとして次の多項式で表している。
Ｘ＝（Ｙ^２／Ｒ）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／Ｒｍ）^２｝＋
＋Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ^２＋Ａ３・Ｙ^３＋Ａ４・Ｙ^４＋Ａ５・Ｙ^５＋Ａ６・Ｙ^６＋・・・・（８）

第１走査レンズ第１面の形状
Ｒｍ＝ −２７９．９、Ｒｓ＝−６１．
Ｋ −２．９０００００Ｅ＋０１
Ａ４１．７５５７６５Ｅ−０７
Ａ６ −５．４９１７８９Ｅ−１１
Ａ８１．０８７７００Ｅ−１４
Ａ１０ −３．１８３２４５Ｅ−１９
Ａ１２ −２．６３５２７６Ｅ−２４

Ｂ１ −２．０６６３４７Ｅ−０６
Ｂ２５．７２７７３７Ｅ−０６
Ｂ３３．１５２２０１Ｅ−０８
Ｂ４２．２８０２４１Ｅ−０９
Ｂ５ −３．７２９８５２Ｅ−１１
Ｂ６ −３．２８３２７４Ｅ−１２
Ｂ７１．７６５５９０Ｅ−１４
Ｂ８１．３７２９９５Ｅ−１５
Ｂ９ −２．８８９７２２Ｅ−１８
Ｂ１０ −１．９８４５３１Ｅ−１９

第１走査レンズ第２面の形状
Ｒ＝ −８３．６
Ｋ −０．５４９１５７
Ａ４２．７４８４４６Ｅ−０７
Ａ６ −４．５０２３４６Ｅ−１２
Ａ８ −７．３６６４５５Ｅ−１５
Ａ１０１．８０３００３Ｅ−１８
Ａ１２２．７２７９００Ｅ−２３

第２走査レンズ第１面の形状
Ｒｍ＝６９５０、Ｒｓ＝１１０．９
Ｋ０．００００００＋００
Ａ４１．５４９６４８Ｅ−０８
Ａ６１．２９２７４１Ｅ−１４
Ａ８ −８．８１１４４６Ｅ−１８
Ａ１０ −９．１８２３１２Ｅ−２２

Ｂ１ −９．５９３５１０Ｅ−０７
Ｂ２ −２．１３５３２２Ｅ−０７
Ｂ３ −８．０７９５４９Ｅ−１２
Ｂ４２．３９０６０９Ｅ−１２
Ｂ５２．８８１３９６Ｅ−１４
Ｂ６３．６９３７７５Ｅ−１５
Ｂ７ −３．２５８７５４Ｅ−１８
Ｂ８１．８１４４８７Ｅ−２０
Ｂ９８．７２２０８５Ｅ−２３
Ｂ１０ −１．３４０８０７Ｅ−２３

第２走査レンズ第２面の形状
Ｒｍ＝７６６、Ｒｓ＝−６８．２２
Ｋ０．００００００＋００
Ａ４ −１．１５０３９６Ｅ−０７
Ａ６１．０９６９２６Ｅ−１１
Ａ８ −６．５４２１３５Ｅ−１６
Ａ１０１．９８４３８１Ｅ−２０
Ａ１２ −２．４１１５１２Ｅ−２５
Ｂ２３．６４４０７９Ｅ−０７
Ｂ４ −４．８４７０５１Ｅ−１３
Ｂ６ −１．６６６１５９Ｅ−１６
Ｂ８４．５３４８５９Ｅ−１９
Ｂ１０ −２．８１９３１９Ｅ−２３

また、使用波長における走査レンズの屈折率は全て１．５２７２４である。

以下に光学配置を示す。
偏向面から第１走査レンズ第１面までの距離ｄ１：６４ｍｍ
第１走査レンズの中心肉厚ｄ２：２２．６ｍｍ
第１走査レンズ第２面から第２走査レンズ第１面までの距離ｄ３：７５．９ｍｍ
第２走査レンズの中心肉厚ｄ４：４．９ｍｍ
第２走査レンズ第２面から被走査面までの距離ｄ５：１５８．７ｍｍ
なお、屈折率１．５１４、厚さ１．９ｍｍの防音ガラスと防塵ガラスが配置されており、防音ガラスは偏向回転面内において主走査方向に平行な方向に対し１０ｄｅｇ傾いている。
防塵ガラスについては図示されていないが、第２走査レンズと被走査面の間に配備されている。

図１２は光源像の収差図である。同図（ａ）、（ｃ）は像面湾曲、同図（ｂ）、（ｄ）は等速性を表す図である。また、同図（ａ）、（ｂ）は光源１に関する特性、同図（ｃ）、（ｄ）は光源１’に関する特性を示す図である。
同図（ａ）、（ｃ）において、実線は副走査方向の像面湾曲、破線は主走査方向の像面湾曲を示している。同図（ｂ）、（ｄ）において、実線はリニアリティ、破線はＦ−θ特性を示している。
いずれの曲線も良好に補正された状態を示している。

図１３、１４はデフォーカスによる像高毎のビームスポットの変化を示す図である。図１３は光源１に関する特性、図１４は光源１’に関する特性を示す図である。両図において（ａ）は主走査方向のビームスポット径、（ｂ）は副走査方向のビームスポット径を示している。各図において縦軸はビームスポット径（単位μｍ）、横軸はデフォーカス量（単位ｍｍ）をそれぞれ表している。
本データは、カップリングレンズとシリンドリカルレンズの間に、主走査幅５．２５ｍｍ、副走査幅２．１４ｍｍのアパーチャを配備した条件で得たものである。
なお、本実施例においては走査開始側および走査終了側の両方にビーム受光手段を配備しており、上記受光手段まで含めた画角θは７９．４（ｄｅｇ）＝７９．４×π／１８０（ｒａｄ）≒１．３８６（ｒａｄ）となる。
本実施例に用いた各パラメータ、θ、Ｍ、φ、α、α‘は上記条件式（１）〜（４）をすべて満足している。
なお、本発明では１つの感光体を走査するビームを２ビームとしているが、１つの感光体を走査するビームを１ビームとしても良い。また、図１には２つの感光体に対応する図のみ開示しているが、ポリゴンミラーをはさんで、図示された光学系と同様の光学系を配備することにより、４つの感光体を走査することができる。

本発明の本発明の構成を示す概要図である。本発明の実施形態であるハーフミラープリズムの副走査断面図である。２段のポリゴンミラーによる光走査を説明するための図である。複数色用の露光のタイミングチャートである。色によって露光量を異ならせるためのタイミングチャートである。ポリゴンの走査角度を説明するための図である。ピッチ調整手段の例を示す図である。実際の調整方法を説明するための図である。ビームを分離するための他の実施形態を示す副走査断面図である。ビームを分離するための他の実施形態を示す副走査断面図である。多色画像形成装置の基本的な構成を示す図である。光源像の収差図である。デフォーカスによる像高毎のビームスポットの変化を示す図である。デフォーカスによる像高毎のビームスポットの変化を示す図である。

符号の説明

１半導体レーザ
４ハーフミラープリズム
７ポリゴンミラー
１２開口絞り
１３プリズム

Claims

変調駆動される光源と、共通の回転軸に多面の反射鏡を複数段有する偏向手段と、共通の光源からのビームを分割して前記偏向手段の相異なる段の反射鏡に分割されたビームを入射させる光束分割手段と、複数の被走査面と、前記偏向手段により走査された前記ビームを前記被走査面に導く走査光学系と、前記偏向手段により走査されたビームを検出する受光手段とを有し、前記共通の光源手段から分割したビームが相異なる被走査面を走査するようにした光走査装置において、相異なる段の多面の反射鏡は互いに回転方向の角度がずれており、なおかつ、以下の条件を満足することを特徴とする光走査装置。
θ／２＜２π／Ｍ − φ
かつ、
θ／２＜φ
かつ、
θ／２＜２α
但し、
θ：受光手段に到達するビームも含めた画角
α：有効走査幅における、反射鏡への平均入射角
φ：相異なる段の多面の反射鏡の回転方向の角度ずれ
Ｍ：多面反射鏡の面数
請求項１に記載の光走査装置において、前記回転方向の角度のずれ量はπ／Ｍに略等しいことを特徴とする光走査装置。
請求項１または２に記載の光走査装置において、前記相異なる段の反射鏡に入射する分割されたビームはそれぞれ複数ビームからなり、前記相異なる被走査面のそれぞれに複数の走査線を形成することを特徴とする光走査装置。
請求項３に記載の光走査装置において、前記被走査面に形成される複数の走査線の副走査方向ピッチを調整するピッチ調整手段が前記光束分割手段と前記偏向手段の間に配置されることを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記変調駆動される光源は端面発光半導体レーザであり、前記偏向手段方向とは逆の方向に出射する光をモニタする受光手段と、前記光源に対して光量自動制御する手段とを有し、反射鏡への分割されたビームのいずれかが入射角０ではないときに、光量自動制御を行なうことを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記共通の光源が相異なる被走査面を走査するときに、それぞれの被走査面に対して互いに異なる光量を設定することを特徴とする光走査装置。
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の光走査装置を備え、それぞれの被走査面に対応する複数の像担持体を有することを特徴とする画像形成装置。