JP2009008896A - マルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

マルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 走査線ピッチを均一にし、高精細な画像が得られるマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を得ること。
【解決手段】 複数の発光部を有する光源手段と光束を偏向走査する偏向面を有する回転多面鏡と光束を偏向面上に結像させる第１の光学系と光束を被走査面上に結像させる第２の光学系とを有し、第１の光学系の光軸が偏向面の偏向軸に垂直な面に対して副走査断面内において特定の角度を有するように配置され、第２の光学系の偏向面と被走査面との間の副走査倍率が第２の光学系の光軸における結像倍率に対して走査開始側端部における結像倍率が大きく、走査終了側端部における結像倍率が小さい、又は第２の光学系の偏向面と被走査面との間の副走査倍率が第２の光学系の光軸における結像倍率に対して走査開始側端部における結像倍率が小さく、走査終了側端部における結像倍率が大きいこと。
【選択図】 図１

Description

本発明はマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ（LBP）やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。特に高速、高記録密度を達成する為に光源手段として複数の光源（発光部）を使用したマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
従来から光源手段として複数の光源（発光部）を使用したマルチビーム光走査装置が種々と提案されている（特許文献１、２参照）。
図４５はこの種のマルチビーム光走査装置における主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
同図において１は光源手段（マルチビーム光源）であり、複数の発光部（発光点）（図４５では発光部Ａと発光部Ｂの２つ）から構成されるモノリシックマルチビーム半導体レーザーから成っている。
複数の発光部Ａ、Ｂから射出した夫々の光束はコリメータレンズ２で平行光束とされ、シリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束され、開口絞り３で整形される。そして開口絞り３で整形された光束は、回転多面鏡であるポリゴンミラー５の偏向面５ａにおい主走査方向に長く延びた焦線状に結像される。
上記コリメータレンズ２とシリンドリカルレンズ４の各要素は入射光学系ＬＡの一要素を構成している。
さらに図中矢印５ｃ方向に一定角速度で回転しているポリゴンミラー５によって偏向走査された夫々の光束は結像光学系（ｆθレンズ系）６によって感光ドラムから成る被走査面7上にスポット状に集光され、図中矢印７ｂ方向に一定速度で走査される。
ここでｆθレンズ系６は第１ｆθレンズ６ａと第２ｆθレンズ６ｂの２枚で構成されている。
この様なマルチビーム光走査装置においては、図４６に示す様に複数の発光部Ａ、Ｂを副走査方向に縦に並べて配置してしまうと、被走査面上での副走査方向のそれぞれの走査線の間隔（ピッチ）が記録密度よりも大幅に間隔が開いてしまう。
従って、通常は図４７に示す様に複数の発光部Ａ、Ｂを斜めに配置してその斜めの角度δを調整することにより、被走査面７上での副走査方向の走査線の間隔を記録密度に合わせて正確に調整している。
特開２００４−３０２０６２号公報 特開２００４−０７０１０８号公報
カラーＬＢＰやデジタルカラー複写機などの画像形成装置においては、高速化の要求から最近は上記のようなマルチビーム光走査装置が使用されることが多い。
また、同時にコンパクト化の要求から、特許文献２に示されるように１つの回転多面鏡で複数の被走査面を走査する為に、例えば回転多面鏡の偏向面の回転軸に垂直な面に対して光束を副走査方向に斜め方向から入射させる（以下、「斜入射走査光学系」と称す。）構成が多用される。
前述したようなマルチビーム光走査装置においては、回転多面鏡の偏向面と被走査面との間のｆθレンズ系の副走査断面内（副走査方向）の結像倍率が有効画像領域全域に亙って均一となるように設定することが重要である。
何故ならばｆθレンズ系の副走査断面内の結像倍率が均一でないと、被走査面上における複数ビームの副走査方向の走査線ピッチが有効画像領域内において一定とならないからである。
ところが斜入射走査光学系において、前述したようなマルチビーム光源を使用した場合には有効走査領域全域においてｆθレンズ系の副走査断面内の結像倍率を一定にすると以下に示す問題点が存在した。つまり結像倍率を一定にすると被走査面上における複数ビームの副走査方向の走査線ピッチが走査開始側と走査終了側で異ってしまう。
以下、その理由を図面を用いて説明する。
図４８はマルチビーム光源を使用した斜入射走査光学系から構成されるマルチビーム光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
図４８において１は光源手段であり、２つの発光部（光源）１ａ、１ｂから構成されるマルチ半導体レーザ（マルチビーム光源）である。
図４８において、主走査方向をｙ軸、光源手段１から出射した光線が進む方向（コリメータレンズの光軸に平行で光線が進む方向）をｘ軸、ｘ軸とｙ軸に直交する副走査方向をｚ軸とする。２つの発光部１ａ、１ｂは矢印Ｏ方向から見ると、図４９に示されるようになっている。ここでは２つの発光部１ａ、１ｂを斜めに配置してその斜めの角度δを調整することにより、被走査面７上での副走査方向の走査線の間隔を記録密度に合わせて正確に調整している。
２つの発光部１ａ、１ｂから射出した２本の光束（図４８では単純の為に光束は１本のみを示している。）はコリメータレンズ２で平行光束とされ、シリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束される。そしてシリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束された２本の光束は、開口絞り３でそれぞれの断面形状が整形され、偏向手段である回転多面鏡（ポリゴンミラー）５の偏向面５ａにおいて主走査方向に長く延びた焦線状に結像される。
上記コリメータレンズ２とシリンドリカルレンズ４の各要素は入射光学系ＬＡの一要素を構成している。
さらに図中矢印５ｃ方向に一定角速度で回転している回転多面鏡５の偏向面５ａによって偏向走査された２本の光束は、２枚のレンズ６１、６２を有する結像光学系６によって被走査面（感光ドラム面）7上に各々スポット状に集光される。そして、被走査面7上に集光された２本の光束により図中矢印７ｂ方向に一定速度で走査される。
尚、以下、結像光学系６を「ｆθレンズ系６」と称し、レンズ６１を「第１ｆθレンズ６１」、レンズ６２を「第２ｆθレンズ６２」と称す。
８は防塵ガラスであり、光走査装置内部に塵やトナー等が進入するのを防止する為に設けられている。
ここにおいて、ｆθレンズ系６は主走査断面内においては、平行光束を被走査面7上に結像させる。さらにｆθレンズ系６は副走査断面内においては、シリンドリカルレンズ４によって偏向面５ａに副走査方向に結像された結像位置（焦線位置）と被走査面7とを共役な関係としている。所謂倒れ補正光学系を構成している。
図５０、図５１は各々マルチビーム光源を使用した斜入射走査光学系の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図５０は偏向面５ａから被走査面7までの結像光学系６の副走査断面図、図５１は２つの発光部１ａ、１ｂから偏向面５ａまでの入射光学系ＬＡの副走査断面図である。
２つの発光部１ａ、１ｂから偏向面５ａまでの入射光学系ＬＡは、偏向面５ａの回動軸に垂直な面（図５１では点線で示している）に対して、斜め下方に２．５度の角度を成して配置されている。そして２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束は、偏向面５ａの回動軸に垂直な面に対して、斜め下方から２．５度の角度を成して入射している。
偏向面５ａで偏向反射された２本の光束は偏向面５ａの回動軸に垂直な面（図５０では点線で示している）に対して斜め上方に２．５度の角度を成して反射され、ｆθレンズ系６によって被走査面7上にそれぞれスポット状に集光される。
ここで、図４９に示すように２つの発光部１ａ．１ｂを斜めに配置した場合には、偏向面５ａに入射する２本の光束の主走査方向の角度がそれぞれ異なる為、偏向面５ａで反射された後の２本の光束の反射角もそれぞれ異なってしまう。その為に被走査面7上において互いに主走査方向の離れた位置にスポットが結像されてしまう。
よって、この様な構成の光走査装置においては、どちらか一方の基準の発光部から出射した光束が被走査面上に結像する位置に、もう一方の発光部から出射した光束の結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらして画像データを送っている。
尚、上記基準の発光部から出射した光束とは、通常は走査方向に先行する発光部から出射した光束のことであり、図４９においては発光部１ａから出射した光束がこれに相当する。
図５２は図４８において走査開始側（図４８の上側）を走査しているときの２本の光束の主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
最初に発光部１ａ（不図示）から出射された光束ａが偏向面５ａ（実線で示す）で反射されてa１の方向に反射され図５２の右方向にあるｆθレンズ系６（不図示）により被走査面7上に結像される。
同じタイミングのときに発光部１ｂ（不図示）から出射された光束ｂは偏向面５ａ（実線で示す）で反射されてｂ１の方向に反射され図５２の右方向にあるｆθレンズ系６（不図示）により被走査面7上に結像される。
同じタイミングで偏向面５ａ（実線で示す）で反射された後の２本の光束ａ，ｂはそれぞれ異なるａ１，ｂ１の方向に反射される。従って２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ，ｂは被走査面7上において互いに主走査方向に離れた位置にスポットが結像されてしまうこととなる。
従って、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたとき（このときの偏向面を５ｂとして点線で示す）に画像データを送っている。
このとき、発光部１ｂから出射して偏向面５ｂで反射された光束ｂはｂ１'の方向（ａ１と同じ方向）に反射され、被走査面7上において主走査方向で先行する光束ａと同じ位置に結像する。
図５３は図４８において走査開始側（図４８の上側）を走査しているときの２本の光束ａ，ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査方向の要部断面（副走査断面図）である。
ここで、図５３を見ると、所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射される発光部１ｂからの光束ｂの反射点は、以下のようになる。つまり光束ｂの反射点は、発光部１ａからの光束ａが偏向面５ａ（実線で示す）で反射される反射点に対して、ｆθレンズ系６から遠ざかる方向にずれていることが解る。
図５３において、２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ、ｂは、開口絞り３のところで副走査断面内で交差し、偏向面５ａ上に所定間隔をもって副走査方向に離れた位置に焦線状に結像される。
そして、偏向面５ａ（実線で示す）で同じタイミングで反射された２本の光束ａ、ｂはｆθレンズ系６によって被走査面7上に副走査方向に特定の間隔を隔てて位置７ａと位置７ｂに結像される。
ここで、被走査面7は図５３の下方から上方に矢印Ａで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの下側をライン状に走査する。
被走査面7の位置７ａと位置７ｂの間隔は、例えば副走査方向の解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ系６から遠ざかる方向にずれているため偏向面５ｂ上で副走査方向上方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で下方にずれた位置７ｂ'に結像されてしまう。つまり、被走査面7上における走査線の間隔が解像度から決定された間隔に対して広くなってしまうことが理解出来る。
図５４は図４８において走査終了側（図４８の下側）を走査しているときの２本の光束ａ，ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す主走査断面図である。
最初に発光部１ａ（不図示）から出射された光束ａが偏向面５ａ（実線で示す）で反射されてa１の方向に反射され図５４の右方向にあるｆθレンズ系６(不図示）により被走査面7上に結像される。
同じタイミングのときに発光部１ｂ（不図示）から出射された光束ｂは偏向面５ａ（実線で示す）で反射されてｂ１の方向に反射され図５４の右方向にあるｆθレンズ系６(不図示）により被走査面7上に結像される。
同じタイミングで偏向面５ａ（実線で示す）で反射された後の２本の光束ａ，ｂはそれぞれ異なるａ１、ｂ１の方向に反射される。従って、２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ、ｂは被走査面7上において互いに主走査方向に離れた位置にスポットが結像されてしまうこととなる。
従って、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたとき（このときの偏向面を５ｂとして点線で示す）に画像データを送っている。
このとき、発光部１ｂから出射して偏向面５ｂで反射された光束ｂはｂ１'の方向（a１と同じ方向）に反射され、被走査面7上において主走査方向で先行する光束ａと同じ位置に結像する。
図５５は図４８において走査終了側（図４８の下側）を走査しているときの２本の光束ａ、ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査断面図である。
ここで、図５５を見ると、所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射される発光部１ｂからの光束ｂの反射点は、以下のようになる。つまり光束ｂの反射点は、発光部１ａからの光束ａが偏向面５ａ（実線で示す）で反射される反射点に対して、ｆθレンズ系６に近づく方向にずれていることが解る。
図５５において、２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ、ｂは、開口絞り３のところで副走査断面内で交差し、偏向面５ａ上に所定間隔をもって副走査方向に離れた位置に焦線状に結像される。
そして、偏向面５ａ（実線で示す）で同じタイミングで反射された２本の光束ａ、ｂはｆθレンズ系６によって被走査面7上に副走査方向に特定の間隔を隔てて位置７ａと位置７ｂに結像される。
ここで、被走査面7は図５５の下方から上方に矢印Ａで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの下側をライン状に走査する。
被走査面7の位置７ａと位置７ｂの間隔は、例えば副走査方向に解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたとき偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ系６に近づく方向にずれているため、偏向面５ｂ上で副走査方向下方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で上方にずれた位置７ｂ'に結像されてしまう。つまり、被走査面7上における走査線の間隔が解像度から決定された間隔に対して狭くなってしまうことが理解出来る。
その結果として図５６に示すように、被走査面7上において走査開始側では２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ、ｂによる走査線の間隔が特定の間隔よりも広くなり、走査終了側では狭くなってしまい、ピッチムラとなってしまう。
なお、図５６において被走査面7は図の下方から上方に矢印Ａで示す方向に移動している。
上述したようにマルチビーム光源を図４９に示すのように配置して使用した場合には以下のようになる。つまり有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にすると、被走査面上における複数ビームの副走査方向の走査線ピッチが走査開始側と走査終了側で異なってしまう。特に走査開始側及び走査終了側の端部でピッチムラが目立ってしまうという問題点が存在した。
本発明は走査線ピッチを均一にし、高精細な画像が得られるマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
請求項１の発明のマルチビーム光走査装置は、
主走査方向に間隔を有する複数の発光部を有する光源手段と、
前記複数の発光部から出射した複数の光束を偏向走査する回転多面鏡と、
副走査断面内において前記複数の発光部から出射した複数の光束を前記回転多面鏡の偏向面の上に結像させる第１の光学系と、
前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された複数の光束を被走査面上に結像させる第２の光学系と、を有し、
副走査断面内において前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面とを共役な関係としたマルチビーム光走査装置において、
前記回転多面鏡の偏向面に入射する複数の光束の各々は、副走査断面内において前記回転多面鏡の偏向面の回転軸に垂直な面に対して斜め方向から入射しており、
前記第２の光学系の光軸上における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率は、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より大きく、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より小さい、または、
前記第２の光学系の光軸上における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率は、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より小さく、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より大きいことを特徴としている。
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記光源手段は、複数の発光部が同一基板上に形成されたモノリシックマルチビーム半導体レーザーであることを特徴としている。
請求項３の発明は請求項１の発明において、
前記光源手段は、１つ以上の発光部を有する複数の光源部から成り、前記第１の光学系は、前記複数の光源部から出射した１つ以上の光束を同一方向に出射せしめるビーム合成手段を有することを特徴としている。
請求項４の発明は請求項１乃至３のいずれか１項の発明において、
前記被走査面の移動方向下流側を副走査方向のプラス方向、前記被走査面の移動方向上流側を副走査方向のマイナス方向と定義した場合、前記回転多面鏡の偏向面に入射する複数の光束の各々は、前記回転多面鏡の偏向面の回転軸に垂直な面に対して副走査方向の斜めマイナス方向から入射されているとき、前記第２の光学系の光軸上における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率は、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より小さく、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より大きいことを特徴としている。
請求項５の発明は請求項１乃至３のいずれか１項の発明において、
前記被走査面の移動方向上流側を副走査方向のプラス方向、前記被走査面の移動方向下流側を副走査方向のマイナス方向と定義した場合、前記回転多面鏡の偏向面に入射する複数の光束の各々は、前記回転多面鏡の偏向面の回転軸に垂直な面に対して副走査方向の斜めマイナス方向から入射されているとき、前記第２の光学系の光軸上における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率は、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より大きく、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より小さいことを特徴としている。
請求項６の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマルチビーム光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体の上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。
請求項７の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマルチビーム光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
請求項８の発明のカラー画像形成装置は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマルチビーム光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴としている。
請求項９の発明は請求項８の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
本発明によれば走査線ピッチを均一にし、高精細な画像が得られるコンパクトなマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の実施例１のマルチビーム光走査装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
図２は図１において回転多面鏡５の偏向面５ａで斜め上方に反射された光束の通過する光学系（図２では図１に示す反射ミラーＢで反射される光束が通過する光学系）の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
図３、図４は各々図２の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図３は回転多面鏡５の偏向面５ａから被走査面７までの結像光学系６の副走査断面図であり、反射ミラーＢによる折り返しは省略して示している。
図４は２つの発光部（発光点）１ａ，１ｂから偏向面５ａまでの入射光学系ＬＡの副走査断面図であり、２つの発光部１ａ，１ｂから射出した２本の光束が回転多面鏡５の偏向面５ａに対して副走査方向に斜め下方から入射している様子を示している。
尚、以下の説明において、主走査方向（ｙ方向）とは偏向手段の回転軸及び結像光学系の光軸（ｘ方向）に垂直な方向（偏向手段で光束が偏向走査される方向）である。副走査方向（ｚ方向）とは偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは結像光学系の光軸と主走査方向とを含む平面である。副走査断面とは結像光学系の光軸を含み主走査断面に垂直な断面である。
図１から図４において、光源手段１は、主走査方向に間隔を有する複数（本実施例では２つ）の発光部１ａ、１ｂが同一基板上に形成されたモノリシックマルチビーム半導体レーザー（マルチビーム光源）から成っている。
図２において主走査方向をｙ軸、光源手段１から出射した光線が進む方向（コリメータレンズの光軸に平行で光線が進む方向）をｘ軸、ｘ軸とｙ軸に直交する副走査方向をｚ軸とする。２つの発光部１ａ、１ｂは矢印Ｏ方向から見たとき、図５に示すようになっている。ここでは２つの発光部１ａ、１ｂを斜めに配置してその斜めの角度δを調整することにより、被走査面７上での副走査方向の走査線の間隔(ピッチ）を記録密度に合わせて正確に調整している。
光源手段１から射出した２本の発散光束（図では単純の為に光束は１本のみを示している）は第１の光学素子であるコリメータレンズ２により平行光束に変換され、第２の光学素子であるシリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束される。
なお、本実施例における第１の光学素子２は、光束の状態を平行光束に変換したが、これに限らず、発散性を弱めた発散光束もしくは収束光束にも変換可能である。
シリンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束された２本の光束は、開口絞り３でそれぞれの断面形状を整形され、偏向手段である回転多面鏡（ポリゴンミラー）５の偏向面５ａにおいて主走査方向に長く延びた焦線状に結像される。
上記コリメータレンズ２とシリンドリカルレンズ４の各要素が第１の光学系としての入射光学系ＬＡの一要素を構成する。
尚、入射光学系ＬＡの光軸は、回転多面鏡５の偏向面５ａの偏向軸に垂直な面に対して副走査断面内においてゼロではない特定の角度（本実施例では２.５度）を有するように配置される（所謂、斜入射走査光学系という構成である）。
言い換えると、回転多面鏡５の偏向面に入射する複数の光束の各々は、副走査断面内において回転多面鏡５の偏向面の回転軸に垂直な面に対して斜め方向から入射している。
さらに図中矢印５ｃ方向に一定角速度で回転している回転多面鏡５の偏向面５ａによって偏向された２本の光束は、２枚のレンズ６１、６２から成る第２の光学系としての結像光学系６によって被走査面（感光ドラム面）7上に夫々スポット状に集光される。さらに２本の光束で被走査面7上は図中矢印７ｂ方向に一定速度で走査される。
結像光学系６は副走査断面において回転多面鏡５の偏向面５ａと被走査面７とを共役な関係とし、該回転多面鏡５の偏向面５ａで偏向走査された２本の光束を被走査面７上に結像させる。
尚、前述した如く以下、結像光学系６を「ｆθレンズ系６」と称し、レンズ６１を「第１のｆθレンズ６１」、レンズ６２を「第２のｆθレンズ６２」と称す。
８は防塵ガラスであり、光走査装置内部に塵やトナー等が進入するのを防止する為に設けられている。
ここにおいて、ｆθレンズ系６は主走査断面内においては平行光束を被走査面7上にスポット状に結像させる。さらにｆθレンズ系６は副走査断面内においてはシリンドリカルレンズ４によって偏向面５ａに結像された結像位置（焦線位置）と被走査面7とを共役な関係とする、面倒れ補正光学系を構成する。
本実施例においては、１つの回転多面鏡５に複数の光束を入射させ、複数の被走査面（感光ドラム面）7-1、7-2上を同時に光走査する構成としている。
第１のｆθレンズ６１から出射して被走査面7-1に向かう光束は、反射ミラーA-1で反射され、第２のｆθレンズ６２に入射し、更に反射ミラーA-2で反射されて被走査面7-1上を走査する。
一方、第１のｆθレンズ６１から出射して被走査面7-2に向かう光束は、別個に設けられた同じ形状の第２ｆθレンズ６２に直接入射し、反射ミラーＢで反射されて被走査面7-2上を走査する。
尚、偏向面５ａで偏向された２本の光束は、第１のｆθレンズ６１を共に通過している。
本実施例のマルチビーム光走査装置を２つ横に並列して配置することによってカラー画像形成装置を構成することとなる。
本実施例は、図３、図４に示すように２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束が回転多面鏡５の偏向面５ａに対して副走査方向に斜め下方から入射し、偏向面５ａで斜め上方に反射される構成に関するものである。
表１、表２に本実施例におけるマルチビーム光走査装置の光学系の諸特性を示す。
ｆθレンズ系６を構成する第１のｆθレンズ６１、第２のｆθレンズ６２の各レンズ面の主走査断面の形状は、各レンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸とする。さらに副走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸としたときに、
なる式で表わされる非球面形状である。
なを、Ｒは曲率半径、ｋは離心率、Ｂ４からＢ１６は非球面係数である。
ここで、Ｙのプラス側（図２における上側）とマイナス側（図２における下側）で係数が異なる場合は、プラス側の係数には添字ｕを附し、マイナス側の係数には添字ｌを附している。
なお、第２のｆθレンズ６２の回転多面鏡５側の主走査断面形状は円弧形状である。また、第１のｆθレンズ６１の両レンズ面と第２ｆθレンズの回転多面鏡５側のレンズ面の副走査断面の形状は、副走査断面の曲率半径がｒである円弧形状である。
次に、第２のｆθレンズ６２の被走査面7側のレンズ面の副走査断面の形状は、副走査断面の曲率半径r'が、レンズ面のＹ座標により連続的に変化し、
で表される形状をしている。
ｒは光軸上における副走査断面の曲率半径、Ｄ２からＤ１０は副走査断面の曲率半径の変化係数である。
ここで、Ｙのプラス側（図２における上側）とマイナス側（図２における下側）で係数が異なる場合は、プラス側の係数には添字ｕを附し、マイナス側の係数には添字ｌを附している。
ここで、本実施例の具体的な走査方法に関して説明する。
図６は図２において走査開始側（図２の上側に相当する）を走査しているときの２本の光束の主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す主走査断面図である。
最初に発光部１ａ（不図示）から出射された光束ａが偏向面５ａ（実線で示す）で反射されてa１の方向に反射され図６の右方向にあるｆθレンズ系６(不図示）により被走査面7上に結像される。
同じタイミングのときに発光部１ｂ（不図示）から出射された光束ｂは偏向面５ａ（実線で示す）で反射されてｂ１の方向に反射され図６の右方向にあるｆθレンズ系６(不図示）により被走査面7上に結像される。
同じタイミングで偏向面５ａ（実線で示す）で反射された後の２本の光束ａ、ｂはそれぞれ異なるａ１、ｂ１の方向に反射される。従って２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ、ｂは被走査面7上において互いに主走査方向に離れた位置にスポットが結像されてしまうこととなる。
従って、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたとき（このときの偏向面を５ｂとして点線で示す）に画像データを送っている。
このとき、発光部１ｂから出射して偏向面５ｂで反射された光束ｂはｂ１'の方向（ａ１と同じ方向）に反射され、被走査面7上において主走査方向で先行する光束ａと同じ位置に結像する。
図7は図２において走査開始側（図２の上側に相当する）を走査しているときの２本の光束ａ、ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査断面図である。
ここで、図７を見ると、所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射される発光部１ｂからの光束ｂの反射点は、以下のようになる。つまり光束ｂの反射点は、発光部１ａからの光束ａが偏向面５ａ（実線で示す）で反射される反射点に対して、ｆθレンズ系６から遠ざかる方向にずれていることが解る。
図７において、２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ、ｂは、開口絞り３のところで副走査断面内で交差し、偏向面５ａ上に所定間隔をもって副走査方向に離れた位置に焦線状に結像される。
そして、偏向面５ａ（実線で示す）で同じタイミングで反射された２本の光束ａ，ｂはｆθレンズ系６によって被走査面7上に副走査方向に特定の間隔を隔てて位置７ａと位置７ｂに結像される。
ここで、被走査面7は図７の下方から上方に矢印Ａで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの下側をライン状に走査する。
図7において、図の下方を副走査方向のマイナス方向（被走査面7の移動方向の上流側）、図の上方を副走査方向のプラス方向（被走査面7の移動方の下流側）と定義する。
被走査面７上の結像位置７ａと結像位置７ｂとの間隔は、例えば副走査方向の解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ系６から遠ざかる方向にずれているため偏向面５ｂ上で副走査方向上方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で下方にずれた位置７ｂ'の位置に結像される。
図８は図２において走査終了側（図２の下側に相当する）を走査しているときの２本の光束ａ、ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す主走査断面図である。
最初に発光部１ａ（不図示）から出射された光束ａが偏向面５ａ（実線で示す）で反射されてa１の方向に反射され図８の右方向にあるｆθレンズ系６(不図示）により被走査面7上に結像される。
同じタイミングのときに発光部１ｂ（不図示）から出射された光束ｂは偏向面５ａ（実線で示す）で反射されてｂ１の方向に反射され図８の右方向にあるｆθレンズ系６(不図示）により被走査面7上に結像される。
同じタイミングで偏向面５ａ（実線で示す）で反射された後の２本の光束ａ、ｂはそれぞれ異なるａ１、ｂ１の方向に反射される。従って２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ、ｂは被走査面7上において互いに主走査方向に離れた位置にスポットが結像されてしまうこととなる。
従って、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたとき（このときの偏向面を５ｂとして点線で示す）に画像データを送っている。
このとき、発光部１ｂから出射して偏向面５ｂで反射された光束ｂはｂ１'の方向（ａ１と同じ方向）に反射され、被走査面7上において主走査方向で先行する光束ａと同じ位置に結像する。
図９は図２において走査終了側（図２の下側に相当する）を走査しているときの２本の光束ａ、ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査断面図である。
ここで、図９を見ると、所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射される発光部１ｂからの光束ｂの反射点は、以下のようになる。つまり光束ｂの反射点は、発光部１ａからの光束ａが偏向面５ａ（実線で示す）で反射される反射点に対して、ｆθレンズ系６に近づく方向にずれていることが解る。
図９において、２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ、ｂは、開口絞り３のところで副走査断面内で交差し、偏向面５ａ上に所定間隔をもって副走査方向に離れた位置に焦線状に結像される。
そして、偏向面５ａ（実線で示す）で同じタイミングで反射された２本の光束ａ、ｂはｆθレンズ系６によって被走査面7上に副走査方向に特定の間隔を隔てて位置７ａと位置７ｂに結像される。
ここで、被走査面7は図９の下方から上方に矢印Ａで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの下側をライン状に走査する。
図９において、図の下方を副走査方向のマイナス方向（被走査面7の移動方向の上流側）、図の上方を副走査方向のプラス方向（被走査面7の移動方の下流側）と定義する。
被走査面７上の結像位置７ａと結像位置７ｂとの間隔は、例えば副走査方向の解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ系６に近づく方向にずれているため偏向面５ｂ上で副走査方向下方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で上方にずれた位置７ｂ'の位置に結像される。
その結果として有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定であれば図１０に示すようにピッチムラが生じる。つまり被走査面7上において走査開始側では２つの発光部１ａ、１ｂから出射した光束ａ、ｂによる走査線の間隔が特定の間隔よりも広くなり、走査終了側では狭くなり、その結果、ピッチムラとなってしまう。
ところが、本実施例においては、有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にはせず、ｆθレンズ系６の被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外（走査開始側端部）における副走査倍率βｓを小さくしている。
逆に、ｆθレンズ系６の被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外（走査終了側端部）における副走査倍率βｅを大きくなるように設定している。
つまり本実施例ではβｓ＜βｅとしている。
なお、図１０において、被走査面7は、図の下方から上方に矢印Ａで示す方向に移動している。
図１１に本実施例における偏向面５ａと被走査面７との間のｆθレンズ系６の副走査断面内での結像倍率（副走査倍率）を示す。
図１１において横軸は被走査面7上での走査像高（ｍｍ）であり、像高のプラス側が走査開始側（図２の上側、図１０の走査開始側）であり、像高のマイナス側が走査終了側（図２の下側、図１０の走査終了側）である。
図１１から明らかなように走査中央部の副走査倍率βｃに対して、走査開始側（像高のプラス側）における副走査倍率βｓが小さく、逆に走査終了側（像高のマイナス側）における副走査倍率βｅが大きくなるように設定されている。つまり本実施例ではβｓ＜βｃ＜βｅとしている。
図１２に図１１における光軸上（走査中央部）の副走査倍率βｃを１に正規化した副走査倍率の一様性を示す。
図１２から解るように光軸上（走査中央部）の副走査倍率βｃに対して、全走査領域において一様とはなっていない。
具体的には走査開始側（像高のプラス側）における副走査倍率βｓが小さく、逆に走査終了側（像高のマイナス側）における副走査倍率βｅが大きくなるように副走査倍率の一様性をくずした設定としている。
図１３に副走査方向の走査線間隔の一様性を示す。
本実施例においては発光部１ａから出射した光束が感光ドラム面７上に結像する位置に、発光部１ｂから出射した光束ｂの結像位置を合わせる様に、所定時間δＴだけタイミングをずらすようにしている。図１３はそのとき（副走査倍率が一定となるようにしたとき）の発光部１ａから出射した光束ａと発光部１ｂから出射した光束ｂが感光ドラム面７上に結像したときの副走査方向の走査線間隔の一様性を示している。
なお、ここでは、副走査方向の画像解像度を600DPIとして、走査中央部において４２.３３μｍとなるようにし、４２.３３μｍを１に正規化している。
図１４に本実施例の実際の副走査方向の走査線間隔を示す。
図１３と比較すると、図１４の方の副走査方向の走査線間隔の一様性が良好であることが解る。
具体的な走査線間隔のばらつきは、画像解像度600DPIの４２.３３μｍに対して、41.91μｍから42.59μｍと、小さなばらつきで納まっており良好な性能が得られていることが解る。
本実施例の斜入射走査光学系の構成を採用したマルチビーム光走査装置においては、マルチビーム光源を使用した場合に、有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にすると、以下に示す問題点が生じてくる。つまり被走査面７上における複数ビームの副走査方向の走査線ピッチが走査開始側と走査終了側で異なってくる。
そこで本実施例では前記図１１に示した様に故意にｆθレンズ系６の副走査倍率を有効走査領域内で一様とはせず、ｆθレンズ系６の被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外（走査開始側端部）における副走査倍率βｓを小さくしている。
そして、逆に、ｆθレンズ系６の被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外（走査終了側端部）の副走査倍率βｅを大きくしている。
これによって被走査面7上における副走査方向の走査線間隔が一定となるようにしている。
より正確に表現すれば図７、図９に示す様に被走査面７の移動方向下流側を副走査方向のプラス方向、上流側を副走査方向のマイナス方向と定義する。その場合、入射光学系ＬＡを偏向面の偏向軸に垂直な面に対して副走査断面内においてマイナス方向からゼロではない特定の角度を有するように配置する。
そのときにｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率βをｆθレンズ系６の光軸上における結像倍率βｃに対して走査の開始側端部における結像倍率βｓを小さく、走査の終了側端部の結像倍率βｅを大きく設定する。
これによって被走査面7上における副走査方向の走査線間隔を一定となるようにしている。
つまり本実施例ではβｓ＜βｃ＜βｅとしている。
それによって、斜入射走査光学系の構成を採用したマルチビーム走査装置において、走査線ピッチを均一にし、高精細な画像出力に好適なマルチビーム走査装置の提供が可能となる。さらにはコンパクトで高速、高精細な画像出力が可能なカラーＬＢＰやデジタルカラー複写機の提供を可能としている。
ここで、本実施例に対して、斜入射走査光学系の構成を採用したマルチビーム光走査装置において有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にした場合の比較例に関して説明する。
比較例
表３、表４に比較例におけるマルチビーム光走査装置の光学系の諸特性を示す。
比較例においてｆθレンズ系６を構成する第１のｆθレンズ６１、第２のｆθレンズ６２の各レンズ面の主走査断面の形状及び第２のｆθレンズ６２の被走査面7側のレンズ面の副走査断面の形状を表す式は、前述の実施例１で表した式と同一である。
なお、比較例における主走査方向及び副走査方向の断面図は実施例１における図１から図４に示した断面図と同様の配置であり、２つの発光部１ａ、１ｂの配置も実施例１における図５と同じ配置である。
図１５に本発明の比較例における偏向面５ａと被走査面7との間のｆθレンズ系６の副走査倍率を示す。
図１５において横軸は被走査面7上での走査像高（ｍｍ）であり、像高のプラス側が走査開始側（図２の上側、図１０の走査開始側）であり、像高のマイナス側が走査終了側（図２の下側、図１０の走査終了側）である。
図１５から明らかなように図１１に比較して有効走査領域内において副走査倍率が均一に設計されていることが解る。
図１６に図１５における走査中央部の副走査倍率βｃを１に正規化した副走査倍率の一様性を示す。
図１６から解るように図１２に比較して有効走査領域内において良好な副走査倍率の一様性であることが解る。
図１７に比較例において副走査方向の走査線間隔の一様性を示す。
比較例においては発光部１ａから出射した光束ａが感光ドラム面上に結像する位置に、発光部１ｂから出射した光束ｂの結像位置を合わせる様に、所定時間δＴだけタイミングをずらすようにしている。図１７はそのときの発光部１ａから出射した光束ａと発光部１ｂから出射した光束ｂが感光ドラム面上に結像したときの副走査方向の走査線間隔の一様性を示している。
なお、ここでは、副走査方向の画像解像度を600DPIとして、走査中央部において４２.３３μｍとなるようにし、４２.３３μｍを１に正規化している。
図１６の副走査倍率の一様性と比較すると、図１７の方の副走査方向の走査線間隔の一様性は大きくくずれていることが解る。
図１８に比較例の実際の副走査方向の走査線間隔を示す。
具体的な走査線間隔のばらつきは、画像解像度600DPIの４２.３３μｍに対して、41.27μｍから43.42μｍまで、P-P2.15μｍと大きくばらついてしまっている。
先の本発明の実施例１においては、41.91μｍから42.59μｍまで、P-P0.68μｍしかばらついていない為、本比較例のばらつきは約３倍程度上昇していることが解る。
本比較例で解るように、斜入射走査光学系においてマルチビーム光源を使用した場合に、有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査方向の倍率を一定に設計してしまうと、以下に示す問題点がある。つまり被走査面７上における複数ビームの副走査方向の走査線ピッチが走査開始側と走査終了側で異なってしまう。
従って本実施例のようにマルチビーム光源を使用した場合には図１１に示す様に故意にｆθレンズ系の副走査倍率を有効走査領域内で一様とはせず、走査の開始側端部における副走査倍率βｓを小さく、走査の終了側端部βｅの副走査倍率を大きく設定する。これによって被走査面7上における副走査方向の走査線間隔を一定となるようにする、ということが非常に大きな効果を得られることが理解できる。
尚、本実施例においては複数の発光部（具体的には２つの発光部）から構成されるモノリシックマルチビーム半導体レーザーを使用している例を示したが、発光部の数は２つに限定されるものではなく、２つ以上であれば同様の効果が得られる。
また、本実施例においては、複数の発光部（具体的には２つの発光部）から構成されるモノリシックマルチビーム半導体レーザーを使用している例を示した。しかし本発明はそれに限定されることはなく、１つの発光部から構成されるシングルビーム半導体レーザーを複数用い、既知のビーム合成手段によりビーム合成し、同一方向に出射する場合においても同様の効果を得ることが出来ることは言うまでもない。
また、複数の発光部から構成されるモノリシックマルチビーム半導体レーザー（光源部）を複数用いて既知のビーム合成手段によりビーム合成し、同一方向に出射する場合においても同様の効果を得ることが出来る。
次に本発明の実施例２について説明する。
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、被走査面７の移動方向を実施例１とは逆方向に設定したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
本実施例２においても、回転多面鏡５の偏向面に入射する複数の光束の各々は、副走査断面内において回転多面鏡５の偏向面の回転軸に垂直な面に対して斜め方向から入射している。
なお、本実施例における主走査方向及び副走査方向の断面図は、前述した実施例１における図１から図４に示した断面図と同様の配置である。
図１９は本発明の実施例２の走査開始側（図２の上側に相当する）を走査しているときの２本の光束ａ，ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査断面図である。図１９において前記図７に示した要素と同一要素には同符番を付している。
ここで被走査面7は実施例１とは逆に図１９の上方から下方に矢印Ｂで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの上側をライン状に走査させることになる。
従って、２つの発光部１ａ、１ｂから出射される２本の光束ａ，ｂの副走査方向の上下関係も実施例１とは逆に設定している。
図１９において、移動方向上流側（図２では上方に相当する）がプラス方向、移動方向下流側（図２では下方に相当する）がマイナス方向となる。
被走査面上の結像位置７ａと結像位置７ｂとの間隔は、例えば副走査方向の解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ系６から遠ざかる方向にずれているため偏向面５ｂ上で副走査方向、上方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で下方にずれた位置７ｂ'の位置に結像される。
図２０は本発明の実施例２の走査終了側（図２の下側に相当する）を走査しているときの２本の光束ａ，ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査断面図である。図２０において前記図９に示した要素と同一要素には同符番を付している。
図２０は上記図１９と同様、被走査面7は図２０の上方から下方に矢印Ｂで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの上側をライン状に走査させることになる。
従って、２つの発光部１ａ、１ｂから出射される２本の光束ａ，ｂの副走査方向の上下関係も上記の如く実施例１とは逆に設定されている。
図２０において、移動方向上流側（図２では上方に相当する）がプラス方向、移動方向下流側（図２では下方に相当する）がマイナス方向となる。
被走査面７上の結像位置７ａと結像位置７ｂとの間隔は、例えば副走査方向の解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ系６に近づく方向にずれているため偏向面５ｂ上で副走査方向、下方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で上方にずれた位置７ｂ'の位置に結像される。
その結果として有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定であれば図２１に示すようにピッチムラが生じる。つまり被走査面7上において走査開始側では２つの発光部１ａ、１ｂから出射した光束ａ、ｂによる走査線の間隔が特定の間隔よりも狭くなり、走査終了側では広くなり、その結果、ピッチムラとなってしまう。
ところが、本実施例においては、有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にはせず、走査開始側端部における副走査倍率βｓを大きく、逆に走査終了側端部における副走査倍率βｅを小さくなるように設定している。つまり本実施例ではβｅ＜βｓとしている。
なお、図２１において、被走査面7は、図の上方から下方に矢印Ｂで示す方向に移動している。
表５、表６に本発明の実施例２におけるマルチビーム光走査装置の諸特性を示す。
なお、ｆθレンズ系６を構成する第１ｆθレンズ６１、第２ｆθレンズ６２の各レンズ面の主走査断面の形状及び第２ｆθレンズ６２の被走査面7側のレンズ面の副走査断面の形状を表す式は、前述の実施例１で表した式と同一である。
また、２つの発光部１ａ、１ｂの配置は、上述した如く実施例１に対して副走査方向で上下逆であり、図２２にその配置を示す。
図２３に本発明の実施例２における偏向面５ａと被走査面7との間のｆθレンズ系６の副走査倍率を示す。
図２３において横軸は被走査面7上での走査像高（ｍｍ）であり、像高のプラス側が走査開始側（図２の上側に相当し、図２１の走査開始側）であり、像高のマイナス側が走査終了側（図２の下側に相当し、図２１の走査終了側）である。
図２３から明らかなように走査中央部の副走査倍率βｃに対して、走査開始側端部（像高のプラス側）における副走査倍率βｓが大きく、逆に走査終了側端部（像高のマイナス側）における副走査倍率βｅが小さくなるように設定されている。つまり本実施例ではβｅ＜βｃ＜βｓとしている。
図２４に図２３における走査中央部の副走査倍率を１に正規化した副走査倍率の一様性を示す。
図２４から解るように走査中央部の副走査倍率βｃに対して、全走査領域において一様とはなっていない。具体的には走査開始側（像高のプラス側）における副走査倍率βｓが大きく、逆に走査終了側（像高のマイナス側）における副走査倍率βｅが小さくなるように、副走査倍率の一様性をくずした設定としている。
図２５に副走査方向の走査線間隔の一様性を示す。
本実施例においては発光部１ａから出射した光束ａが感光ドラム面７上に結像する位置に、発光部１ｂから出射した光束ｂの結像位置を合わせる様に、所定時間δＴだけタイミングをずらすようにしている。図２５はそのとき（副走査倍率が一定となるようにしたとき）の発光部１ａから出射した光束ａと発光部１ｂから出射した光束ｂが感光ドラム面７上に結像したときの副走査方向の走査線間隔の一様性を示している。
なお、ここでは、副走査方向の画像解像度を600DPIとして、走査中央部において４２.３３μｍとなるようにし、４２.３３μｍを１に正規化している。
図２４と比較すると、図２５の方の副走査方向の走査線間隔の一様性が良好であることが解る。
図２６に本実施例の実際の副走査方向の走査線間隔を示す。
具体的な走査線間隔のばらつきは、画像解像度600DPIの４２.３３μｍに対して、42.20μｍから42.85μｍと、小さなばらつきで納まっており、良好なえう光学性能が得られていることが解る。
本実施例の斜入射走査光学系の構成を採用したマルチビーム光走査装置においては、有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にすると、以下に示す問題点がある。つまり被走査面７上における複数ビームの副走査方向の走査線ピッチが走査開始側と走査終了部側で異なってしまう。
そこで本実施例では図２３に示す様に故意にｆθレンズ系６の副走査倍率を有効走査領域内で一様とはせず、走査の開始側端部における副走査倍率βｓを大きく、走査の終了側端部の副走査倍率βｅを小さく設定している。これにより被走査面7上における副走査方向の走査線間隔が一定となるようにしている。
より正確に表現すれば、図１９、図２０に示すように被走査面7の移動方向上流側を副走査方向のプラス方向、下流側を副走査方向のマイナス方向と定義する。
その場合、入射光学系ＬＡを偏向面５ａの偏向軸に垂直な面に対して副走査断面内においてマイナス方向からゼロではない特定の角度を有するように配置する。
そのときにｆθレンズ系６の回転多面鏡５の偏向面と被走査面7との間の副走査断面内の結像倍率βがｆθレンズ系６の光軸における結像倍率βｃに対して走査の開始側端部における結像倍率βｓを大きく、走査の終了側端部の結像倍率βｅを小さく設定する。
これによって被走査面7上における副走査方向の走査線間隔が一定となるようにしている。つまり本実施例ではβｅ＜βｃ＜βｓとしている。
それによって、斜入射走査光学系の構成を採用したマルチビーム走査装置において、走査線ピッチを均一にし、高精細な画像出力に好適なマルチビーム走査装置の提供が可能となる。さらにはコンパクトで高速、高精細な画像出力が可能なカラーＬＢＰやデジタルカラー複写機の提供を可能としている。
図２７、図２８は各々本発明の実施例３の副走査断面図である。図２７は回転多面鏡５の偏向面５ａから被走査面７までの結像光学系６の副走査断面図であり、反射ミラーＢによる折り返しは省略して示している。図２８は２つの発光部（発光点）１ａ，１ｂから偏向面５ａまでの入射光学系ＬＡの副走査断面図であり、２つの発光部１ａ，１ｂから射出した２本の光束が回転多面鏡５の偏向面５ａに対して副走査方向に斜め下方から入射している様子を示している。図２７、図２８において図３、図４に示した要素と同一要素には同符番を付している。
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、２つの発光部１ａ、１ｂから出射する２本の光束を偏向面５ａの回動軸に垂直な面に対して副走査方向、斜め上方から２．５度の角度を成して偏向面５ａへ入射させたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
つまり本実施例においては実施例１とは逆に２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ，ｂを偏向面５ａの回動軸に垂直な面に対して副走査方向に斜め上方から２．５度の角度を成して偏向面５ａに入射させている。
尚、本実施例において被走査面7の移動方向は前述の実施例１と同じ方向である。
また、本実施例における主走査方向の断面図は実施例１における図２に示した断面図と同様の配置である。
また、２つの発光部１ａ、１ｂの配置は、前述した実施例１と同じであり、図５に示すように配置されている。
図２９は本発明の実施例３の走査開始側（図２の上側に相当する）を走査しているときの２本の光束ａ、ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査断面図である。図２９において前記図７に示した要素と同一要素には同符番を付している。
ここで、被走査面7は図２９の下方から上方に矢印Ａで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの下側をライン状に走査する。
図２９において、移動方向上流側（図２では上方に相当する）がプラス方向、移動方向下流側（図２では下方に相当する）がマイナス方向となる。
被走査面７上の結像位置７ａと結像位置７ｂの間隔は、例えば副走査方向の解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ系６から遠ざかる方向にずれているため偏向面５ｂ上で副走査方向下方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で上方にずれた位置７ｂ'の位置に結像される。
図３０は本発明の実施例３の走査終了側（図２の下側に相当する）を走査しているときの２本の光束ａ，ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査断面図である。図３０において前記図９に示した要素と同一要素には同符番を付している。
ここで、被走査面7は図３０の下方から上方に矢印Ａで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの下側をライン状に走査する。
図３０において、移動方向上流側（図２では上方に相当する）がプラス方向、移動方向下流側（図２では下方に相当する）がマイナス方向となる。
被走査面７上の結像位置７ａと結像位置７ｂの間隔は、例えば副走査方向の解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ６に近づく方向にずれているため偏向面５ｂ上で副走査方向上方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で下方にずれた位置７ｂ'の位置に結像される。
その結果として有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定であれば図３１に示すようにピッチムラが生じる。つまり被走査面7上において走査開始側では２つの発光部１ａ、１ｂから出射した光束ａ、ｂによる走査線の間隔が特定の間隔よりも狭くなり、走査終了側では広くなり、その結果、ピッチムラとなってしまう。
なお、図３１において被走査面7は、図の下方から上方に矢印Ａで示す方向に移動している。
ここで、前述した実施例２で説明した図２１と上記図３１の２つの発光部１ａ、１ｂのｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定である場合の被走査面7上での走査線間隔の非対称性は同じであることが解る。
ともにｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定の場合は、走査開始側端部では２つの発光部１ａ、１ｂから出射した光束ａ，ｂによる走査線の間隔が特定の間隔よりも狭くなり、走査終了側端部では広くなっている。
つまり、前記実施例２では、入射光学系ＬＡから射出する光束を副走査方向、下方斜め方向から入射させ、被走査面7の移動方向を図の上方から下方に設定している。本実施例では、入射光学系ＬＡから射出する光束を副走査方向、上方斜め方向から入射させ、被走査面7の移動方向を図の下方から上方に設定している。
この場合、実施例２と本実施例の場合とでは、ｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定の場合の２つの発光部１ａ、１ｂの被走査面7上での走査線間隔の非対称性は同じになる。
従って、本実施例においては有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にはせず、実施例２と同様に走査開始側端部における副走査倍率βｓを大きく、逆に走査終了側端部における副走査倍率βｅを小さくなるように設定している。つまり本実施例ではβｅ＜βｓとしている。
よって、本実施例のマルチビーム光走査装置は、前述した実施例２のマルチビーム光走査装置をそのまま使用することが可能である。
従って、本実施例におけるマルチビーム光走査装置の光学系の諸特性は、前述した表５、表６と同一である。
但し、２つの発光部１ａ、１ｂの配置は、前述した実施例１と同じであり、図５に示した配置となっている。
図３２に本発明の実施例３における偏向面５ａと被走査面7との間のｆθレンズ系６の副走査倍率を示す。
図３２において横軸は被走査面7上での走査像高（ｍｍ）であり、像高のプラス側が走査開始側（図２の上側に相当し、図３1の走査開始側）であり、像高のマイナス側が走査終了側（図２の下側に相当し、図３１の走査終了側）である。
図３２から明らかなように走査中央部の副走査倍率βｃに対して、走査開始側端部（像高のプラス側）における副走査倍率βｓが大きく、逆に走査終了側端部（像高のマイナス側）における副走査倍率βｅが小さくなるように設定されている。つまり本実施例ではβｅ＜βｃ＜βｓとしている。
図３３に図３２における走査中央部の副走査倍率βｃを１に正規化した副走査倍率の一様性を示す。
図３３から解るように走査中央部の副走査倍率βｃに対して、全走査領域において一様とはなっていない。具体的には、走査開始側（像高のプラス側）における副走査倍率βｓが大きく、逆に走査終了側（像高のマイナス側）における副走査倍率βｅが小さくなるように副走査倍率の一様性をくずした設定としている。
図３４に副走査方向の走査線間隔の一様性を示す。
本実施例においては発光部１ａから出射した光束ａが感光ドラム面７上に結像する位置に、発光部１ｂから出射した光束ｂの結像位置を合わせる様に、所定時間δＴだけタイミングをずらすようにしている。図３４はそのとき（副走査倍率が一定となるようにしたとき）の発光部１ａから出射した光束ａと発光部１ｂから出射した光束ｂが感光ドラム面７上に結像したときの副走査方向の走査線間隔の一様性を示している。
なお、ここでは、副走査方向の画像解像度を600DPIとして、走査中央部において４２.３３μｍとなるようにし、４２.３３μｍを１に正規化している。
図３３と比較すると、図３４の方の副走査方向の走査線間隔の一様性が良好であることが解る。
図３５に本実施例の実際の副走査方向の走査線間隔を示す。
具体的な走査線間隔のばらつきは、画像解像度600DPIの４２.３３μｍに対して、42.20μｍから42.85μｍと、小さなばらつきで納まっており良好な性能が得られていることが解る。
本実施例の斜入射走査光学系の構成を採用したマルチビーム光走査装置においては、有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にすると、以下に示す問題点がある。つまり被走査面７上における複数ビームの副走査方向の走査線ピッチが走査開始側と走査終了部側で異なってしまう。
そこで本実施例では図３２に示す様に故意にｆθレンズ系６の副走査倍率を有効走査領域内で一様とはせず、走査の開始側端部における副走査倍率βｓを大きく、走査の終了側端部の副走査倍率βｅを小さく設定している。これにより被走査面7上における副走査方向の走査線間隔が一定となるようにしている。
図２９、図３０において、上述した如く、図の下方を副走査方向のプラス方向（被走査面7の移動方向の上流側）と定義する。さらに図の上方を副走査方向のマイナス方向（被走査面7の移動方の下流側）と定義すれば、入射光学系ＬＡは偏向面５ａの偏向軸に垂直な面に対して副走査方向においてマイナス方向からゼロではない特定の角度を有するように配置されていることになる。
より正確に表現すれば、図２９、図３０に示すように被走査面7の移動方向上流側を副走査方向のプラス方向、下流側を副走査方向のマイナス方向と定義する。その場合、入射光学系ＬＡを偏向面５ａの偏向軸に垂直な面に対して副走査断面内においてマイナス方向からゼロではない特定の角度を有するように配置する。そのときにｆθレンズ系６の回転多面鏡５の偏向面と被走査面7との間の副走査断面内の結像倍率βが、ｆθレンズ系６の光軸における結像倍率βｃに対して走査の開始側端部における結像倍率βｓを大きく、走査の終了側端部の結像倍率βｅを小さく設定する。これによって被走査面7上における副走査方向の走査線間隔を一定となるようにしている。つまり本実施例ではβｅ＜βｃ＜βｓとしている。
それによって、斜入射走査光学系の構成を採用したマルチビーム走査装置において、走査線ピッチを均一にし、高精細な画像出力に好適なマルチビーム走査装置の提供が可能となる。さらにはコンパクトで高速、高精細な画像出力が可能なカラーＬＢＰやデジタルカラー複写機の提供を可能としている。
次に本発明の実施例４について説明する。
本実施例において前述の実施例１と異なる点は、２つの発光部１ａ、１ｂから出射する２本の光束を偏向面５ａの回動軸に垂直な面に対して副走査方向に斜め上方から２．５度の角度を成して偏向面５ａに入射させたことである。さらに被走査面７の移動方向を実施例１とは逆方向に設定したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
つまり本実施例においては実施例１とは逆に２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ，ｂを偏向面５ａの回動軸に垂直な面に対して副走査方向に斜め上方から２．５度の角度を成して偏向面５ａに入射させている。これは前述の実施例３と同様である。
また、本実施例においては、被走査面7の移動方向を実施例１とは逆方向に設定している。これは前述の実施例２と同様である。
なお、本実施例における主走査方向の断面図は実施例１における図２に示した断面図と同様の配置である。また、本実施例における副走査方向の断面図は本発明の実施例３における図２７、図２８に示した断面図と同様の配置である。また、２つの発光部１ａ、１ｂの配置は、実施例２と同じであり、図２２に示した配置となっている。
図３６は本発明の実施例４の走査開始側（図２の上側に相当する）を走査しているときの２本の光束ａ，ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査断面図である。図３６において図７に示した要素と同一要素には同符番を付している。
ここで被走査面7は実施例１とは逆に図３６の上方から下方に矢印Ｂで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの上側をライン状に走査させることになる。
従って、２つの発光部１ａ、１ｂから出射される２本の光束ａ，ｂの副走査方向の上下関係も実施例１とは逆に設定している。
図３６において、移動方向上流（図では上方に相当する）がマイナス方向、移動方向下流（図では下方に相当する）がプラス方向となる。
被走査面７上の結像位置７ａと結像位置７ｂとの間隔は、例えば副走査方向の解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ系６から遠ざかる方向にずれているため偏向面５ｂ上で副走査方向下方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で上方にずれた位置７ｂ'の位置に結像される。
図３７は本発明の実施例４の走査終了側（図２の下側に相当する）を走査しているときの２本の光束ａ，ｂの主光線が偏向面５ａで反射される様子を示す副走査断面図である。図３７において前記図９に示した要素と同一要素には同符番を付している。
図３７は上記図３６と同様、被走査面7は図３７の上方から下方に矢印Ｂで示す方向に移動しており、先行する光束ａで被走査面7上をまずライン状に走査し、次に後行する光束ｂで、先行する光束ａで走査されたラインの上側をライン状に走査させることになる。
従って、２つの発光部１ａ、１ｂから出射される２本の光束ａ，ｂの副走査方向の上下関係も上記の如く実施例１とは逆に設定されている。
図３７において、移動方向上流（図では上方に相当する）がマイナス方向、移動方向下流（図では下方に相当する）がプラス方向となる。
被走査面７上の結像位置７ａと結像位置７ｂの間隔は、例えば副走査方向の解像度が600DPIであれば通常は、
の間隔であり、副走査方向の解像度に依存して決定される。
ところが、主走査方向に先行する光束ａが被走査面7上に結像する位置に、後行する光束ｂの結像位置を合わせる様に所定時間δＴだけタイミングをずらしたときの偏向面５ｂ（点線で示す）で反射された光束ｂは、以下のようになる。つまり光束ｂは、このときの偏向面５ｂがｆθレンズ系６に近づく方向にずれているため、偏向面５ｂ上で副走査方向上方にずれた位置から偏向反射されてｂ１'の方向に反射される。
従って、被走査面7上においては位置７ｂに対して副走査方向で下方にずれた位置７ｂ'の位置に結像される。
その結果として有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定であれば図３８に示すようにピッチムラが生じる。つまり被走査面7上において走査開始側では２つの発光部１ａ、１ｂから出射した光束ａ、ｂによる走査線の間隔が特定の間隔よりも広くなり、走査終了側では狭くなり、その結果、ピッチムラとなってしまう。
なお、図３８において、被走査面7は、図の上方から下方に矢印Ｂで示す方向に移動している。
ここで、前記実施例１で説明した図１０と上記図３８の２つの発光部１ａ、１ｂの、ｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定である場合の被走査面7上での走査線間隔の非対称性は同じであることが解る。
ともにｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定の場合は、走査開始側端部では２つの発光部１ａ、１ｂから出射した２本の光束ａ，ｂによる走査線の間隔が特定の間隔よりも広くなり、走査終了側端部では狭くなっている。
つまり、前記実施例１では、入射光学系ＬＡから射出する光束を副走査方向、下方斜め方向から入射させ、被走査面7の移動方向を図の下方から上方に設定している。本実施例では、入射光学系ＬＡから射出する光束を副走査方向、上方斜め方向から入射させ、被走査面7の移動方向を図の上方から下方に設定している。
この場合、実施例１と本実施例の場合とでは、ｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率が一定の場合の２つの発光部１ａ、１ｂの被走査面7上での走査線間隔の非対称性は同じになる。
従って、本実施例においては、有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にはせず、実施例１と同様に走査開始側端部における副走査倍率βｓを小さく、逆に走査終了側端部における副走査倍率βｅを大きくなるように設計している。つまり本実施例ではβｓ＜βｅとしている。
よって、本実施例のマルチビーム光走査装置は、前述した実施例１のマルチビーム光走査装置をそのまま使用することが可能である。
従って、本実施例におけるマルチビーム光走査装置の光学系の諸特性は、前述した表１、表２と同一である。
但し、２つの発光部１ａ、１ｂの配置は、前記実施例２と同じであり、図２２に示した配置となっている。
図３９に本発明の実施例４における偏向面５ａと被走査面7との間のｆθレンズ系６の副走査倍率を示す。
図３９において横軸は被走査面7上での走査像高（ｍｍ）であり、像高のプラス側が走査開始側（図２の上側に相当し、図３８の走査開始側）であり、像高のマイナス側が走査終了側（図２の下側に相当し、図３８の走査終了側）である。
図３９から明らかなように走査中央部の副走査倍率βｃに対して、走査開始側端部（像高のプラス側）における副走査倍率βｓが小さく、逆に走査終了側端部（像高のマイナス側）における副走査倍率βｅが大きくなるように設定されている。つまり本実施例ではβｓ＜βｃ＜βｅとしている。
図４０に図３９における走査中央部の副走査倍率βｃを１に正規化した副走査倍率の一様性を示す。
図４０から解るように、走査中央部の副走査倍率βｃに対して、全走査領域において一様とはなっていない。具体的には、走査開始側（像高のプラス側）における副走査倍率βｓが小さく、逆に走査終了側（像高のマイナス側）における副走査倍率βｅが大きくなるように、副走査倍率の一様性をくずした設定としている。
図４１に副走査方向の走査線間隔の一様性を示す。
本実施例においては発光部１ａから出射した光束ａが感光ドラム面７上に結像する位置に、発光部１ｂから出射した光束ｂの結像位置を合わせる様に、所定時間δＴだけタイミングをずらすようにしている。図４１はそのとき（副走査倍率が一定となるようにしたとき）の発光部１ａから出射した光束ａと発光部１ｂから出射した光束ｂが感光ドラム面７上に結像したときの副走査方向の走査線間隔の一様性を示している。
なお、ここでは、副走査方向の画像解像度を600DPIとして、走査中央部において４２.３３μｍとなるようにし、４２.３３μｍを１に正規化している。
図４０と比較すると、図４１の方の副走査方向の走査線間隔の一様性が良好であることが解る。
図４２に本実施例の実際の副走査方向の走査線間隔を示す。
具体的な走査線間隔のばらつきは、画像解像度600DPIの４２.３３μｍに対して、42.20μｍから42.85μｍと、小さなばらつきで納まっており良好な性能が得られていることが解る。
本実施例の斜入射走査光学系の構成を採用したマルチビーム光走査装置においては、有効走査領域全域においてｆθレンズ系６の副走査断面内の結像倍率を一定にすると、以下に示す問題点がある。つまり被走査面７上における複数ビームの副走査方向の走査線ピッチが走査開始側と走査終了部側で異なってしまう。
そこで本実施例では図３９に示す様に故意にｆθレンズ系６の副走査倍率を有効走査領域内で一様とはせず、走査の開始側端部における副走査倍率βｓを小さく、走査の終了側端部の副走査倍率βｅを大きく設定している。これにより被走査面7上における副走査方向の走査線間隔が一定となるようにしている。
図３６、図３７において、上述した如く、図の下方を副走査方向のプラス方向（被走査面7の移動方向の下流側）と定義する。さらに図の上方を副走査方向のマイナス方向（被走査面7の移動方の上流側）と定義すれば、入射光学系ＬＡは偏向面５ａの偏向軸に垂直な面に対して副走査方向においてマイナス方向からゼロではない特定の角度を有するように配置されていることになる。
より正確に表現すれば、図３６、図３７に示すように被走査面7の移動方向下流側を副走査方向のプラス方向、上流側を副走査方向のマイナス方向と定義する。
その場合、入射光学系ＬＡを偏向面５ａの偏向軸に垂直な面に対して副走査方向においてマイナス方向からゼロではない特定の角度を有するように配置する。
そのときにｆθレンズ系６の回転多面鏡５の偏向面５ａと被走査面7との間の副走査断面内の結像倍率が、ｆθレンズ系６の光軸における結像倍率βｃに対して走査の開始側端部における結像倍率βｓを小さく、走査の終了側端部の結像倍率βｅを大きくする。
これによって被走査面7上における副走査方向の走査線間隔を一定となるようにしている。つまり本実施例ではβｓ＜βｃ＜βｅとしている。
それによって、斜入射走査光学系の構成を採用したマルチビーム走査装置において、走査線ピッチを均一にし、高精細な画像出力に好適なマルチビーム走査装置の提供が可能となる。さらにはコンパクトで高速、高精細な画像出力が可能なカラーＬＢＰやデジタルカラー複写機の提供を可能としている。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
[画像形成装置]
図４３は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号104は画像形成装置を示す。この画像形成装置104には、パーソナルコンピュータ等の外部機器117からコードデータDcが入力する。このコードデータDcは、装置内のプリンタコントローラ111によって、画像データ（ドットデータ）Diに変換される。この画像データDiは、実施例１から４のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット（マルチビーム光走査装置）100に入力される。そして、この光走査ユニット100からは、画像データDiに応じて変調された光ビーム103が出射され、この光ビーム103によって感光ドラム101の感光面が主走査方向に走査される。
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム101は、モータ115によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム101の感光面が光ビーム103に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム101の上方には、感光ドラム101の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ102が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ102によって帯電された感光ドラム101の表面に、前記光走査ユニット100によって走査される光ビーム103が照射されるようになっている。
先に説明したように、光ビーム103は、画像データDiに基づいて変調されており、この光ビーム103を照射することによって感光ドラム101の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム10３の照射位置よりもさらに感光ドラム101の回転方向の下流側で感光ドラム101に当接するように配設された現像器107によってトナー像として現像される。
現像器107によって現像されたトナー像は、感光ドラム101の下方で、感光ドラム101に対向するように配設された転写器の一要素を構成する転写ローラ108によって被転写材たる用紙112上に転写される。用紙112は感光ドラム101の前方（図４３において右側）の用紙カセット109内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット109端部には、給紙ローラ110が配設されており、用紙カセット109内の用紙112を搬送路へ送り込む。
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙112はさらに感光ドラム101後方（図４３において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ113とこの定着ローラ113に圧接するように配設された加圧ローラ114とで構成されている。そして転写部から搬送されてきた用紙112を定着ローラ113と加圧ローラ114の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙112上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ113の後方には排紙ローラ116が配設されており、定着された用紙112を画像形成装置の外に排出せしめる。
図４３においては図示していないが、プリントコントローラ111は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ115を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
[カラー画像形成装置]
図４４は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、光走査装置（マルチビーム光走査装置）を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図４４において、360はカラー画像形成装置、311，312、313，314は各々実施例に示したいずれかの構成を有する光走査装置である。341，342，343，344は各々像担持体としての感光ドラム、321，322，323，324は各々現像器、351は搬送ベルトである。
図４４において、カラー画像形成装置360には、パーソナルコンピュータ等の外部機器352からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ353によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置311，312，313，314に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム331，332，333，334が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム341，342，343，344の感光面が主走査方向に走査される。
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置（311，312）、（313，314）を２個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。そして各々平行して感光ドラム341，342，343，344面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置311，312，313，314により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム341，342，343，344面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
前記外部機器352としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置360とで、カラーデジタル複写機が構成される。
本発明の実施例１の副走査方向の要部断面図 図１の光学系の主走査方向の要部断面図 本発明の実施例１の副走査方向の要部断面図 本発明の実施例１の副走査方向の断面図 本発明の実施例１における２つの発光部の配置を示す図 本発明の実施例１において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す主走査断面図 本発明の実施例１において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 本発明の実施例１において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す主走査断面図 本発明の実施例１において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 本発明の実施例１において被走査面上における２本の走査線間隔の変化を示す図 本発明の実施例１における副走査倍率を示す図 本発明の実施例１における副走査倍率の一様性を示す図 本発明の実施例１において副走査方向の走査線間隔の一様性を示す図 本発明の実施例１における実際の副走査方向の走査線間隔を示す図 比較例における偏向面と被走査面間のｆθレンズの副走査倍率を示す図 図１５における副走査倍率の一様性を示す図 比較例において副走査方向の走査線間隔の一様性を示す図 比較例における実際の副走査方向の走査線間隔を示す図 本発明の実施例２において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 本発明の実施例２において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 本発明の実施例２において被走査面上における２本の走査線間隔の変化を示す図 本発明の実施例２における２つの発光部の配置を示す図 本発明の実施例２における偏向面と被走査面間のｆθレンズの副走査倍率を示す図 図２３における副走査倍率の一様性を示す図 本発明の実施例２において副走査方向の走査線間隔の一様性を示す図 本発明の実施例２における実際の副走査方向の走査線間隔を示す図 本発明の実施例３における偏向面から被走査面までの結像光学系の副走査方向の断面図 本発明の実施例３における発光部から偏向面までの入射光学系の副走査方向の断面図 本発明の実施例３において２本の光束の偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 本発明の実施例３において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 本発明の実施例３において被走査面上における２本の走査線間隔の変化を示す図 本発明の実施例３における偏向面と被走査面間のｆθレンズの副走査倍率を示す図 図３２における副走査倍率の一様性を示す図 本発明の実施例３において副走査方向の走査線間隔の一様性を示す図 本発明の実施例３における実際の副走査方向の走査線間隔を示す図 本発明の実施例４において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 本発明の実施例４において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 本発明の実施例４において被走査面上における２本の走査線間隔の変化を示す図 本発明の実施例４における偏向面と被走査面間のｆθレンズの副走査倍率を示す図 図３９における副走査倍率の一様性を示す図 本発明の実施例４において副走査方向の走査線間隔の一様性を示す図 本発明の実施例４における実際の副走査方向の走査線間隔を示す図 本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図 本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図 従来の複数光源を使用したマルチビーム光走査装置の主走査方向の断面図を示す図 複数の発光部を副走査方向に縦に並べて配置した場合に発光部の配置を示す図 複数の光源を斜めに配置した場合の発光部の配置を示す図 マルチビーム光源を使用した斜入射走査光学系を主走査方向から見た要部概略図 ２つの光源を斜めに配置して場合の発光部の配置を示す図 マルチビーム光源を使用した斜入射走査光学系を副走査方向から見た要部概略図 マルチビーム光源を使用した斜入射走査光学系を副走査方向から見た要部概略図 図４８において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す主走査断面図 図４８において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 図４８において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す主走査断面図 図４８において２本の光束が偏向面で反射される様子を示す副走査断面図 被走査面上における２本の走査線間隔の変化を示す図
符号の説明
１：光源手段
２：第１の光学素子（コリメータレンズ）
３：開口絞り
４：第２の光学素子（シリンドリカルレンズ）
５：偏向手段（回転多面鏡）
６：第２光学系（ｆθレンズ系）
7：被走査面
８：防塵ガラス
ＬＡ：第１光学系（入射光学系）

Claims (9)

  1. 主走査方向に間隔を有する複数の発光部を有する光源手段と、
    前記複数の発光部から出射した複数の光束を偏向走査する回転多面鏡と、
    副走査断面内において前記複数の発光部から出射した複数の光束を前記回転多面鏡の偏向面の上に結像させる第１の光学系と、
    前記回転多面鏡の偏向面で偏向走査された複数の光束を被走査面上に結像させる第２の光学系と、を有し、
    副走査断面内において前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面とを共役な関係としたマルチビーム光走査装置において、
    前記回転多面鏡の偏向面に入射する複数の光束の各々は、副走査断面内において前記回転多面鏡の偏向面の回転軸に垂直な面に対して斜め方向から入射しており、
    前記第２の光学系の光軸上における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率は、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より大きく、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より小さい、または、
    前記第２の光学系の光軸上における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率は、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より小さく、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より大きいことを特徴とするマルチビーム光走査装置。
  2. 前記光源手段は、複数の発光部が同一基板上に形成されたモノリシックマルチビーム半導体レーザーであることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光走査装置。
  3. 前記光源手段は、１つ以上の発光部を有する複数の光源部から成り、前記第１の光学系は、前記複数の光源部から出射した１つ以上の光束を同一方向に出射せしめるビーム合成手段を有することを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光走査装置。
  4. 前記被走査面の移動方向下流側を副走査方向のプラス方向、前記被走査面の移動方向上流側を副走査方向のマイナス方向と定義した場合、前記回転多面鏡の偏向面に入射する複数の光束の各々は、前記回転多面鏡の偏向面の回転軸に垂直な面に対して副走査方向の斜めマイナス方向から入射されているとき、前記第２の光学系の光軸上における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率は、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より小さく、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマルチビーム光走査装置。
  5. 前記被走査面の移動方向上流側を副走査方向のプラス方向、前記被走査面の移動方向下流側を副走査方向のマイナス方向と定義した場合、前記回転多面鏡の偏向面に入射する複数の光束の各々は、前記回転多面鏡の偏向面の回転軸に垂直な面に対して副走査方向の斜めマイナス方向から入射されているとき、前記第２の光学系の光軸上における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率は、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査開始側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より大きく、前記第２の光学系の前記被走査面上を走査する光束の走査終了側の軸外における前記回転多面鏡の偏向面と前記被走査面との間の副走査断面内の結像倍率より小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマルチビーム光走査装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマルチビーム光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体の上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマルチビーム光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマルチビーム光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
  9. 外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項８に記載のカラー画像形成装置。
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