JP2016126056A - 光走査装置及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な走査画角を確保し、光源への戻り光の時分割走査に対する影響を小さくしつつ、効率良く時分割走査を行うことができる光走査装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る光走査装置は、第１の発光点を有する光源と、第１の発光点から射出された光束を第１及び第２の光束に分離する分離手段と、第１及び第２の光束のそれぞれを第１及び第２の偏向面によって偏向する偏向器と、偏向器によって偏向された第１及び第２の光束のそれぞれを第１及び第２の被走査面に導光する第１及び第２の結像光学系と、を備え、主走査断面内における第１の光束の第１の偏向面に対する第１の入射方向と第２の光束の第２の偏向面に対する第２の入射方向との成す角度θが適切に設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザービームプリンタや複写機などの画像形成装置に用いられる光走査装置に関する。

近年、光源から射出された光束を分離し、分離された各光束をそれぞれ複数の偏向面によって偏向させることによって複数の被走査面を時分割走査する光走査装置が提案されている。

特許文献１は、光源から射出された光束を光束分離手段によって分離し、分離された各光束をそれぞれ４面ポリゴンミラーの複数の偏向面に対して４５度方向から入射させ、そして偏向させることによって複数の被走査面を時分割走査する光走査装置を開示している。
特許文献２は、光源から射出された光束を光束分離手段によって分離し、分離された各光束をそれぞれ６面ポリゴンミラーの複数の偏向面に対して３０度方向から入射させ、そして偏向させることによって複数の被走査面を時分割走査する光走査装置を開示している。

特開２００８−２５７１６９号公報 特開２０１２−１９４３３３号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示されている光走査装置では、単一の光源から複数の被走査面に書き込みを行うことで低コスト化は図れるが、４５度以下の走査画角しか確保できないため、十分な走査画角を確保することができない。
そこで、本発明は、十分な走査画角を確保し、光源への戻り光の時分割走査に対する影響を小さくしつつ、効率良く時分割走査を行うことができる光走査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光走査装置は、第１の発光点を有する光源と、第１の発光点から射出された光束を第１及び第２の光束に分離する分離手段と、第１及び第２の光束のそれぞれを第１及び第２の偏向面によって偏向する偏向器と、偏向器によって偏向された第１及び第２の光束のそれぞれを第１及び第２の被走査面に導光する第１及び第２の結像光学系と、を備え、第１の偏向面から偏向器の回転方向に沿って数えたときの第２の偏向面をＬ番目の偏向面とし、主走査断面内における第１の光束の第１の偏向面に対する第１の入射方向と第２の光束の第２の偏向面に対する第２の入射方向との成す角度をθ、偏向器の偏向面の総数をＮ、とするとき、

なる条件式を満たすことを特徴とする。

本発明の光走査装置によれば、十分な走査画角を確保し、光源への戻り光の時分割走査に対する影響を小さくしつつ、効率良く時分割走査を行うことができる。

第一実施形態に係る光走査装置の主走査断面図。 第一実施形態に係る光走査装置における時分割走査を説明する図。 第一実施形態に係る光走査装置の部分拡大図。 第一実施形態に係る光走査装置において時分割走査を行うための構成を示した図。 第一実施形態に係る光走査装置において、２つの偏向面によって同時に正反射が発生している様子を示した図。 第一実施形態に係る光走査装置における偏向器の回転角度に対する各被走査面上の走査タイミングチャートを示した図。 本発明に係る光走査装置が搭載されたカラー画像形成装置の要部概略図。

以下、本発明に係る光走査装置について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本発明を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。

なお、以下の説明において、主走査方向（Ｙ方向）は、偏向器の回転軸及び結像光学系の光軸（Ｘ方向）に垂直な方向に対応し、副走査方向（Ｚ方向）は、偏向器の回転軸に平行な方向に対応する。また、主走査断面は、副走査方向に垂直な断面に対応し、副走査断面は、結像光学系の光軸及び副走査方向を含む断面（主走査方向に垂直な断面）に対応する。

近年、光走査装置において、高速化、小型化や低コスト化が求められている。

まず、光走査装置の高速化を達成するために、一度に複数本の走査線を書き込むことができるマルチビーム化が提案されている。
特に最近では、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ（垂直共振器面発光レーザー））と呼ばれる面発光型の半導体レーザーの開発が進んでいる。ＶＣＳＥＬを用いることによって、光走査装置は、従来の端面発光型の半導体レーザーでは実現が困難な数の発光点を有する光源を備えることが可能となる。
しかしながら、光走査装置の高速化を達成するために、光源としてＶＣＳＥＬなどの一度に複数本の走査線を書き込むことができるマルチビーム光源を使用すると、コストが高くなる。

また、光走査装置の高速化を達成するために、ポリゴンミラーの面数を増やすことも考えられるが、ポリゴンミラーの面数が増えると走査画角が小さくなるため、ある一定の走査領域を確保するためには光学素子の焦点距離を長くする必要があり、小型化に適さない。

以上のように、光走査装置の高速化を達成するために、マルチビーム光源を用いたり、ポリゴンミラーの面数を増やしても、走査画角を確保しつつ、光走査装置の小型化及び低コスト化を達成するには困難が伴う。

図１は、本発明の第一実施形態に係る光走査装置１００の主走査断面図である。

光走査装置１００は、光源１０１、コリメータレンズ１０２、光束分離素子（分離手段）１０３、シリンドリカルレンズ１０４ａ及び１０４ｂ、反射ミラー１０５ａ及び１０５ｂ、開口絞り１０６ａ及び１０６ｂを備えている。また、光走査装置１００は、偏向器１０７、第１のｆθレンズ１０８ａ及び１０８ｂ、第２のｆθレンズ１０９ａ及び１０９ｂ、防塵手段１１０ａ及び１１０ｂ、被走査面１１１ａ及び１１１ｂを備えている。なお、被走査面１１１ａ及び１１１ｂは、不図示の感光体の表面であってもよい。

光源１０１は、少なくとも一つの発光点（第１の発光点）を有しており、例えば端面発光型のレーザーやＶＣＳＥＬ等の面発光型の半導体レーザーなどが用いられる。
コリメータレンズ１０２は、光源１０１より出射した光束を略平行光束に変換する。なおここで、略平行光束とは、弱発散光束、弱収束光束及び平行光束を含むものとする。
光束分離素子１０３は、コリメータレンズ１０２を通過した光束を異なる方向に進行する２つの光束（第１の光束及び第２の光束）に分離する。例えば、光束分離素子１０３は、プリズムなどによって構成される。
シリンドリカルレンズ１０４ａ及び１０４ｂはそれぞれ、副走査断面内に有限のパワー（屈折力）を有しており、光束分離素子１０３によって分離された各光束を副走査方向に集光する。
反射ミラー１０５ａ及び１０５ｂはそれぞれ、シリンドリカルレンズ１０４ａ及び１０４ｂを通過した光束を偏向器１０７に向けて反射する。
開口絞り１０６ａ及び１０６ｂはそれぞれ、反射ミラー１０５ａ及び１０５ｂによって反射された光束の光束幅を制限する。
このようにして、各光束は、偏向器１０７の偏向面の近傍において副走査方向にのみ集光され、主走査方向に長い線像として結像される。
なお、光源１０１、コリメータレンズ１０２、光束分離素子１０３、シリンドリカルレンズ１０４ａ及び１０４ｂ、反射ミラー１０５ａ及び１０５ｂ、開口絞り１０６ａ及び１０６ｂによって、光走査装置１００の入射光学系が構成される。

偏向器１０７は、不図示のモータにより図中矢印Ａ方向に回転することにより、異なる偏向面に入射した各光束を被走査面１１１ａ及び１１１ｂに向けて偏向する。例えば、偏向器１０７は、ポリゴンミラーなどで構成される。
第１のｆθレンズ１０８ａ及び１０８ｂ、第２のｆθレンズ１０９ａ及び１０９ｂは、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィック結像レンズであり、偏向器１０７によって偏向された各光束を被走査面１１１ａ及び１１１ｂ上に集光（導光）する。
防塵手段１１０ａ及び１１０ｂは、光走査装置１００の内部へのゴミ等の侵入を防ぐために設けられており、例えば、ガラス板などで構成される。
なお、第１のｆθレンズ１０８ａ、第２のｆθレンズ１０９ａによって、光走査装置１００の第１の結像光学系が構成される。第１のｆθレンズ１０８ｂ、第２のｆθレンズ１０９ｂによって、光走査装置１００の第２の結像光学系が構成される。また、第１の結像光学系及び第２の結像光学系をまとめて結像光学系と呼ぶ場合がある。
従って、偏向器１０７及び結像光学系によって、被走査面１１１ａ及び１１１ｂが走査される。なお、偏向器１０７は図中矢印Ａ方向に回転しているので、被走査面１１１ａ及び１１１ｂは図中矢印Ｂ方向に走査される。
なお、被走査面１１１ａ及び１１１ｂにおける副走査方向の露光箇所の移動は、第１及び第２の結像光学系において主走査方向に走査して露光する毎に、被走査面１１１ａ及び１１１ｂを副走査方向に移動させることによって実行している。

次に、本実施形態に係る光走査装置１００の入射光学系及び結像光学系の諸特性をそれぞれ以下の表１及び表２に示す。

なお、表１及び表２において、各レンズ面と光軸との交点を原点としたときの、光軸方向、主走査断面内において光軸と直交する軸、及び副走査断面内において光軸と直交する軸をそれぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸としている。また、表１及び表２において、「Ｅ−ｘ」は、「×１０^-x」を意味している。

本実施形態のコリメータレンズ１０２は、収差補正の為の非球面形状を有する回転対称なガラスモールドレンズである。その形状は、以下の式（１）で表される。

ここで、Ｒは曲率半径、ｋは離心率、Ｃ_ｉ（ｉ＝２，４，６）は非球面係数である。

第１のｆθレンズ１０８ａ及び１０８ｂ、第２のｆθレンズ１０９ａ及び１０９ｂにおける各レンズ面の主走査断面における非球面形状は、以下の式（２）で表される。

ここで、Ｒは曲率半径、ｋは離心率、Ｂ_ｉ（ｉ＝４、６、８、…、１６）は非球面係数である。なお、ｙに関してプラス側とマイナス側で係数Ｂ_ｉが異なる場合は、表２にあるように、プラス側の係数には添字ｕを付し（すなわち、Ｂ_iu）、マイナス側の係数には添字ｌを付している（すなわち、Ｂ_il）。

第１のｆθレンズ１０８ａ及び１０８ｂ、第２のｆθレンズ１０９ａ及び１０９ｂにおける各レンズ面の副走査断面における非球面形状は、以下の式（３）で表される。

ここで、Ｍ_ｊ＿４（ｊ＝０、２、４、６、８）は非球面係数である。なお、ｙに関してプラス側とマイナス側で係数Ｍ_{j_4}が異なる場合は、表２にあるように、プラス側の係数には添字ｕを付し（すなわち、Ｍ_{j_4u}）、マイナス側の係数には添字ｌを付している（すなわち、Ｍ_{j_4l}）。
また、副走査断面の曲率半径ｒ’は、レンズ面のｙ座標に従って、以下の式（４）のように連続的に変化する。

ここで、ｒは光軸上における副走査断面の曲率半径、Ｅ_ｊ（ｊ＝２、４、６、８、１０）は副走査断面の曲率半径の変化係数である。なお、ｙに関してプラス側とマイナス側で係数Ｅ_ｊが異なる場合は、表２にあるように、プラス側の係数には添字ｕを付し（すなわち、Ｅ_ju）、マイナス側の係数には添字ｌを付している（すなわち、Ｅ_jl）。

次に、本実施形態に係る光走査装置１００において、偏向器１０７から光源１０１へ戻る光束（以下、戻り光と称する。）が発生しないように、時分割走査を行う構成について説明する。

図２（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る光走査装置１００における時分割走査を説明する図である。具体的に、図２（ａ）は偏向器１０７によって偏向された光束が被走査面１１１ａを走査し始めた状態を示しており、図２（ｂ）は偏向器１０７によって偏向された光束が被走査面１１１ａを走査し終えた状態を示している。

ここで、時分割走査とは、図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、一方の被走査面１１１ａを光束が走査しているときに、他方の被走査面１１１ｂの画像領域（有効走査領域）内に光束が到達しない走査方法のことを指す。

図２（ａ）に示されるように、被走査面１１１ａの画像領域を光束２０１ａが走査し始めると、光束２０１ｂは被走査面１１１ｂの画像領域に入射することなく、被走査面１１１ｂの画像領域より外側を走査する。
そして、図２（ｂ）に示されるように、被走査面１１１ａの画像領域を光束２０２ａが走査し終えると、光束２０２ｂは被走査面１１１ｂの画像領域に入射することなく、被走査面１１１ｂの画像領域より外側を走査する。そして、偏向器１０７の隣の偏向面で反射した光束２０２ｃは被走査面１１１ｂの画像領域に入射しない。
さらに、光束が被走査面１１１ａを走査している間に、光束２０２ｃが偏向面の法線方向に反射する正反射は起こらず、従って光源１０１への戻り光も発生しない。

続いて、光束が被走査面１１１ｂの画像領域を走査するときは、光束は被走査面１１１ａの画像領域に入射することなく、被走査面１１１ａの画像領域より外側を走査し、且つ、光源１０１への戻り光も発生しない。

次に、本実施形態に係る光走査装置１００において、光源１０１への戻り光が発生せずに時分割走査を可能にするための各光学素子の配置条件等を説明する。

図３は、本実施形態に係る光走査装置１００の部分拡大図を示している。

図３において、θは反射ミラー１０５ａによって反射された光束と反射ミラー１０５ｂによって反射された光束との間の角度である。また、θｉｎは反射ミラー１０５ａによって反射された光束と第１のｆθレンズ１０８ａの光軸との間の角度である。

本実施形態に係る光走査装置１００では、θ及びθｉｎはそれぞれ、５６度及び６２度に設定されている。このように配置することで図２に示されるような時分割走査を行うことができる。
その理由を説明するために、次に、光源１０１への戻り光が発生せずに時分割走査を可能にするための幾何学的な条件について説明する。

図４は、本実施形態に係る光走査装置１００において時分割走査を行うための構成を示している。

入射光束４０１ａ及び４０１ｂはそれぞれ、偏向器１０７の偏向面４０３及び４０５に入射する光束である。出射光束４０２ａ及び４０２ｂはそれぞれ、偏向器１０７の偏向面４０３及び４０５によって反射され出射する光束である。
点Ｏは、偏向器１０７の回転中心である。点Ｄは、入射光束４０１ａと偏向面４０３との交点である。点Ｅは、入射光束４０１ｂと偏向面４０５との交点である。点Ｆは、入射光束４０１ａの延長線と入射光束４０１ｂの延長線との交点である。
偏向器１０７は、面数がＮ面（すなわち、Ｎは偏向器１０７の偏向面の総数）ある、外角βの正多角形のポリゴンミラーである。偏向面４０３は、偏向器１０７の第ｍ番目（ｍは任意の整数）の面であり、偏向面４０４は、偏向器１０７の第ｍ＋Ｌ番目（Ｌは任意の整数）の面である。偏向面４０５は、偏向面４０４が外角βの１／２だけ点Ｏを中心に回転したときの偏向面である。
入射光束４０１ａと出射光束４０２ａとの間の角度は２αである。偏向面４０３の法線と偏向面４０４の法線との間の角度はＬβである。入射光束４０１ａと入射光束４０１ｂとの間の角度はθ１である。

偏向器１０７が正多角形のポリゴンミラーの場合、第ｍ番目の偏向面によって被走査面を走査し終えた後に、偏向器１０７が外角βだけ回転すると、第ｍ＋１番目の面が被走査面を走査し始める。つまり、偏向器１０７の走査周期は外角βに対応する。

最も効率良く時分割走査を行うためには、各々の被走査面を交互に走査することが必要となる。
そのためには、一方の被走査面を第ｍ番目の偏向面によって走査した後に、他方の被走査面を第ｍ＋Ｌ番目の偏向面が走査周期の１／２だけずれて走査し始めればよい。

従って、最も効率良く時分割走査を行うためには、一方の被走査面を第ｍ番目の偏向面４０３によって走査した後に、他方の被走査面を第ｍ＋Ｌ番目の偏向面４０４が外角βの１／２だけ回転した状態、すなわち偏向面４０５によって走査し始めるようにすればよい。

図４から、角度θ１（度）は以下の式（５）で表される。

また、角度α（度）は以下の式（６）で表される。

従って、式（５）及び式（６）より、角度θ１は以下の式（７）で表される。

ここで、角度β（度）は正Ｎ角形の外角なので、式（７）は以下の式（８）に書き直せる。

従って、角度θ１を式（８）のように設定することで、最も効率よく時分割走査を行うことができる。

次に、光源１０１への戻り光の時分割走査に対する影響を最も小さくするための条件について議論する。

まず、入射光束の偏向面への入射方向が偏向面の法線と一致したときに、光源１０１への戻り光が発生する。
従って、対向する各被走査面に対する時分割走査において、光源１０１への戻り光の影響を最も小さくするためには、対向する各被走査面を走査する各偏向面によって同時に正反射が発生することが好ましい。

図５は、本実施形態に係る光走査装置１００において、各偏向面５０３及び５０４によって同時に正反射が発生している様子を示している。

入射光束５０１ａ及び５０１ｂはそれぞれ、偏向器１０７の偏向面５０３及び５０４に入射する光束である。
点Ｏは、偏向器１０７の回転中心である。点Ｄは、入射光束５０１ａと偏向面５０３との交点である。点Ｅは、入射光束５０１ｂと偏向面５０４との交点である。
偏向面５０３は、偏向器１０７の第ｍ番目（ｍは任意の整数）の面であり、偏向面５０４は、偏向器１０７の第ｍ＋Ｌ番目（Ｌは任意の整数）の面である。
入射光束５０１ａと入射光束５０１ｂとの間の角度はθ２である。

図５において、角度θ２（度）は以下の式（９）で表される。

ここで、角度β（度）は正Ｎ角形の外角なので、式（９）は以下の式（１０）のように書き直される。

以上より、反射ミラー１０５ａによって反射された光束と反射ミラー１０５ｂによって反射された光束との間の角度θ（度）が以下の式（１１）を満たすようにすることが好ましい。

すなわち、光源への戻り光の時分割走査に対する影響を小さくしつつ、効率良く時分割走査を行うためには、角度θが式（１１）を満たすように、本実施形態に係る光走査装置１００の各光学素子を配置することが好ましい。

従って、式（１１）に式（８）及び式（１０）を代入すると、以下の式（１２）が得られる。

ただし、式（１２）の条件式を満たすためには、（２Ｌ＋１）×（３６０／Ｎ）−１８０＜Ｌ×（３６０／Ｎ）より、０＜Ｌ＜（Ｎ／２）−１の関係を満たさなければならない。

なお、角度θが式（１２）の下限を下回ると、各被走査面の画像領域の走査が分離されず重なってしまい、すなわち時分割走査ができなくなる。一方で、角度θが式（１２）の上限を上回っても、光源への戻り光の時分割走査に対する影響を小さくしつつ、効率良く時分割走査を行うことが可能ではあるが、好ましい設計とはならない。

また、式（１１）の条件式は、反射ミラー１０５ａによって反射された光束と第１のｆθレンズ１０８ａの光軸との間の角度θｉｎ（度）が以下の式（１３）を満たすことであると換言することもできる。

ここで、γ（度）は、入射光束５０１ａと第１のｆθレンズ１０８ａの光軸との間の角度である。

ここで、偏向器１０７への各入射光束と第１のｆθレンズ１０８ａ及び１０８ｂの各光軸がｙ−ｚ平面に対して対称となるように各光学素子が配置される場合、角度２α（度）は以下の式（１４）のように書き表すことができる。

また、角度γ（度）は以下の式（１５）のように書き表すことができる。

従って、式（１３）は、以下の式（１６）のように書き直すことができる。

ただし、式（１６）の条件式を満たすためには、９０−（Ｌ／２）×（３６０／Ｎ）＜１８０−（（２Ｌ＋１）／２）×（３６０／Ｎ）より、０＜Ｌ＜（Ｎ／２）−１の関係を満たさなければならない。

本実施形態では、偏向器１０７は正五角形のポリゴンミラーであり、隣接する２つの偏向面で時分割走査を行うこととする。従って、Ｎ及びＬはそれぞれ、５及び１となる。
従って、式（１２）及び式（１６）はそれぞれ、以下の式（１７）及び式（１８）のようになる。

次に、本実施形態に係る光走査装置１００における実際の時分割走査に対する条件式（１７）及び（１８）の影響について議論する。

図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、本実施形態に係る光走査装置１００における偏向器１０７の回転角度に対する各被走査面上の走査タイミングチャートを示している。具体的には、図６（ａ）は、θが５６度、θｉｎが６２度になるように各光学素子が配置された場合における走査タイミングチャートを示している。図６（ｂ）は、θが３６度、θｉｎが７２度になるように各光学素子が配置された場合における走査タイミングチャートを示している。図６（ｃ）は、θが７２度、θｉｎが５４度になるように各光学素子が配置された場合における走査タイミングチャートを示している。
すなわち、図６（ｂ）は、最も効率よく時分割走査を行うことができるように各光学素子が配置された場合における走査タイミングチャートを示している。一方で、図６（ｃ）は、対向する各被走査面に対する時分割走査において、光源１０１への戻り光の影響を最も小さくするように各光学素子が配置された場合における走査タイミングチャートを示している。
図６（ａ）に対応する各光学素子の配置（θが５６度、θｉｎが６２度）は、式（１７）及び式（１８）を満たしている。一方で、図６（ｂ）に対応する各光学素子の配置（θが３６度、θｉｎが７２度）及び図６（ｃ）に対応する各光学素子の配置（θが７２度、θｉｎが５４度）は、式（１７）及び式（１８）を満たしていない。

図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において、６０１、６０２及び６０３で囲まれている領域の偏向器１０７の回転角度で、被走査面１１１ａの画像領域が走査されている。６０１の領域では、偏向器１０７の第１面によって被走査面１１１ａの画像領域が走査されている。６０２の領域では偏向器１０７の第２面によって被走査面１１１ａの画像領域が走査されている。６０３の領域では偏向器１０７の第３面によって被走査面１１１ａの画像領域が走査されている。
また、６０４、６０５及び６０６で囲まれている領域の偏向器１０７の回転角度で、被走査面１１１ｂの画像領域が走査されている。６０４の領域では、偏向器１０７の第５面によって被走査面１１１ｂの画像領域が走査されている。６０５の領域では偏向器１０７の第１面によって被走査面１１１ｂの画像領域が走査されている。６０６の領域では偏向器１０７の第２面によって被走査面１１１ｂの画像領域が走査されている。
６０７、６０８、６０９及び６１０は、光源１０１への戻り光が発生している偏向器１０７の回転角度領域を示している。６０７の領域では、偏向器１０７の第１面で正反射した光束が開口絞り１０６ａを通過して光源１０１へ戻っており、６０８の領域では、偏向器１０７の第２面で正反射した光束が開口絞り１０６ａを通過して光源１０１へ戻っている。６０９の領域では、偏向器１０７の第５面で正反射した光束が開口絞り１０６ｂを通過して光源１０１へ戻っており、６１０の領域では、偏向器１０７の第１面で正反射した光束が開口絞り１０６ｂを通過して光源１０１へ戻っている。

図６（ａ）を見ると、領域６０１乃至６１０がすべて重なることなく分離することができていることがわかる。従って、θが５６度、θｉｎが６２度になるように各光学素子が配置することによって、光源への戻り光の時分割走査に対する影響を小さくしつつ、効率良く時分割走査を行うことができる。

一方で、図６（ｂ）を見ると、領域６０１乃至６０６は、本実施形態に係る光走査装置１００が最も効率よく時分割走査を行うことができていることがわかる。しかしながら、領域６０７、６０８、６０９及び６１０はそれぞれ、領域６０５、６０６、６０１及び６０２に重なっているため、被走査面１１１ａ及び１１１ｂの画像領域の時分割走査中に光源１０１への戻り光が発生していることがわかる。
光源１０１への戻り光が発生した場合、光源１０１の発光が不安定となるため、一般に、光源１０１への戻り光が発生しているときには、光源１０１は発光させない。
そのため、図６（ｂ）に対応する配置では、被走査面１１１ａ及び１１１ｂの画像領域の時分割走査中に光源１０１への戻り光が回避できなくなる。そのため、被走査面１１１ａ及び１１１ｂ上の画像形成時に光源１０１が発光しない時間領域ができてしまい、良好な画像形成を行うことができなくなる。

また、図６（ｃ）を見ると、領域６０７と６０９、及び領域６０８と６１０がそれぞれ同一の角度領域で重なっており、且つ、領域６０７乃至６１０が領域６０１乃至６０６と重なっていない。そのため、対向する被走査面１１１ａ及び１１１ｂに対する時分割走査において、光源１０１への戻り光の影響が最も小さくなっていることがわかる。しかしながら、領域６０１と６０４の一部、領域６０２と６０５の一部、及び領域６０３と６０６の一部がそれぞれ重なっているため、時分割走査ができていないことがわかる。

図７は、本発明に係る光走査装置が搭載されたカラー画像形成装置９０の要部概略図である。本発明に係るカラー画像形成装置は、複数の光走査装置を並べ、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。

カラー画像形成装置９０は、本発明に係る光走査装置１１、１２、像担持体としての感光ドラム（感光体）２３、２４、２５、２６を備えている。また、カラー画像形成装置９０は、現像器１５、１６、１７、１８、搬送ベルト９１、定着器９４、及び用紙カセット９５を備えている。

カラー画像形成装置９０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器９２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号（コードデータ）が入力する。外部機器９２から出力されたこれらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ９３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（画像信号）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１１、１２に入力される。そして、光走査装置１１、１２からは、各画像データに応じて変調された光束１９、２０、２１、２２が出射し、これらの光ビームによって感光ドラム２３、２４、２５、２６の感光面が主走査方向に走査される。

感光ドラム２３乃至２６は、不図示のモータによって回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム２３乃至２６の感光面が光ビーム１９乃至２２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２３乃至２６の上方には、感光ドラム２３乃至２６の表面を一様に帯電せしめる不図示の帯電ローラが表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラによって帯電された感光ドラム２３乃至２６の表面に、光走査装置１１、１２から射出される光束１９乃至２２が照射されるようになっている。

先に説明したように、光束１９乃至２２は、画像データに基づいて変調されており、光ビーム１９乃至２２を照射することによって感光ドラム２３乃至２６の表面、すなわち感光面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、光束１９乃至２２の照射位置よりもさらに感光ドラム２３乃至２６の回転方向の下流側で感光ドラム２３乃至２６に当接するように配設された現像器１５乃至１８によってトナー像として現像される。

現像器１５乃至１８によって現像されたトナー像は、感光ドラム２３乃至２６の下方で、感光ドラム２３乃至２６に対向するように配設された不図示の転写ローラ（転写器）によって、被転写材たる不図示の用紙上に順に転写される。用紙は感光ドラム２３乃至２６の前方（図７において下側）の用紙カセット９５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９５の端部には、不図示の給紙ローラが配設されており、給紙ローラによって用紙カセット９５内の用紙が搬送ベルト９１へ送り込まれ、搬送ベルト９１が用紙を感光ドラム２３乃至２６まで搬送する。

以上のようにして、未定着トナー像が転写された用紙は、さらに感光ドラム２３乃至２６の後方（図７において左側）の定着器９４へ搬送される。定着器９４は、内部に定着ヒータ（不図示）を有する定着ローラとこの定着ローラに圧接するように配設された加圧ローラとで構成されている。そして、搬送されてきた用紙を定着ローラと加圧ローラの圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙上の未定着トナー像を定着せしめる。さらに定着器９４の後方には不図示の排紙ローラが配設されており、定着された用紙を画像形成装置９０の外部に排出する。

なお、プリンタコントローラ９３は、先に説明したデータの変換だけでなく、感光ドラム２３乃至２６を駆動するモータに加えて、画像形成装置９０内の各構成要素や、光走査装置１１、１２内のポリゴンモータなどの制御を行う。

また、外部機器９２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９０とで、カラーデジタル複写機が構成される。

本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかしながら、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、１２００ｄｐｉ以上の画像形成装置において本発明に係る光走査装置の構成はより効果を発揮する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の第一実施形態に係る光走査装置１００では、光源１０１から射出された光束を光束分離素子１０３によって異なる方向に進行する２つの光束に分離して、それぞれの光束が２つの被走査面１１１ａ及び１１１ｂを走査していた。しかしながら、本発明はこれに限られず、光源から射出された光束を光束分離素子によって異なる方向に進行する３つ以上の光束に分離して、それぞれの光束が３つ以上の被走査面を走査するように構成することもできる。

また、本発明は、奇数枚の偏向面を有する偏向器を備える光走査装置に有効である。

１００ 光走査装置
１０１ 光源
１０３ 光束分離素子（分離手段）
１０７ 偏光器
１０８ａ 第１のｆθレンズ（第１の結像光学系）
１０８ｂ 第１のｆθレンズ（第２の結像光学系）
１０９ａ 第２のｆθレンズ（第１の結像光学系）
１０９ｂ 第２のｆθレンズ（第２の結像光学系）
１１１ａ 被走査面（第１の被走査面）
１１１ｂ 被走査面（第２の被走査面）

Claims (10)

1. 第１の発光点を有する光源と、
   前記第１の発光点から射出された光束を第１及び第２の光束に分離する分離手段と、
   前記第１及び第２の光束のそれぞれを第１及び第２の偏向面によって偏向する偏向器と、
   前記偏向器によって偏向された前記第１及び第２の光束のそれぞれを第１及び第２の被走査面に導光する第１及び第２の結像光学系と、を備え、
   前記第１の偏向面から前記偏向器の回転方向に沿って数えたときの前記第２の偏向面をＬ番目の偏向面とし、主走査断面内における前記第１の光束の前記第１の偏向面に対する第１の入射方向と前記第２の光束の前記第２の偏向面に対する第２の入射方向との成す角度をθ、前記偏向器の偏向面の総数をＮ、とするとき、
   

   

   なる条件式を満たすことを特徴とする光走査装置。
2. 主走査断面内における前記第１の入射方向と前記第１の結像光学系の光軸方向との成す角度をθ_inとするとき、
   

   

   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記第１の入射方向と前記第２の入射方向とは、前記第１の結像光学系の光軸に垂直な平面に対して互いに対称であることを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
4. 前記第１の結像光学系の光軸方向と前記第２の結像光学系の光軸方向とは、前記第１の結像光学系の光軸に垂直な平面に対して互いに対称であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記第１の光束が前記第１の被走査面における有効走査領域に入射するとき、前記第２の光束は前記第２の被走査面における有効走査領域に入射しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 前記偏向器の偏向面の総数は、奇数であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置。
7. 前記光源は、複数の発光点を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光走査装置。
8. 前記光源は、面発光レーザを含むことを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光走査装置と、該光走査装置によって前記第１及び第２の被走査面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、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. 外部機器から出力され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するプリンタコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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