JP3920534B2 - 光走査装置・画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光走査装置・画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ等に関連して広く知られた光走査装置は一般に、光源側からの光ビームを光偏向器により偏向させ、ｆθレンズ等の走査結像光学系により被走査面に向けて集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を光走査(主走査)するように構成されている。
被走査面の実体をなすものは光導電性の感光体等である感光媒体の感光面であるが、例えば、２個の感光体に２系統の光走査装置を用いて別個の画像を色違いに形成し、これらの画像を同一の記録媒体上に転写して定着すれば、２色画像を得ることができる。このように、光走査装置と感光体の組み合わせを２組以上用いて、２色画像や多色画像、カラー画像等を得るようにした画像形成装置は「タンデム式画像形成装置」として知られている（特許第２７２５０６７号公報）。このようなタンデム式画像形成装置の一種として、複数の感光媒体が単一の光偏向器を共用する方式のものが有る(上記特許２７２２５０６７号公報、特開平９−１２７４４３号公報等)。
このように、複数の被走査面で光偏向器を共用すると、光偏向器の数を減らすことにより、画像形成装置をコンパクト化・低コスト化することが可能になる。複数の被走査面で光偏向器を共用する場合、共通の光偏向器を挟んで両側に被走査面が配されることになる。各被走査面を光走査する光ビームは、書込開始に先立ち受光手段により受光され、書込開始の同期が取られる。複数の被走査面で光偏向器を共用する場合、光偏向器を挟んで逆の側にある被走査面は、互いに逆向きに光走査されるから、書込開始に先立って光ビームを検出する受光素子の配置位置が逆の配置になる。このため、光偏向器の偏向反射面大きくすることなく各被走査面共通の有効書込幅を確保することが困難になる。
【０００３】
また、光走査装置に樹脂製の光学素子が用いられるような場合、温・湿度等の変化により、樹脂製光学素子の光学特性が変化することがある。このような光学特性の変化が生じると、光ビームが書込む走査長さが変化する。このような走査長さの変化は、樹脂製の光学素子を用いない場合でも、機械的振動等により光学素子の位置ずれが生じたような場合にも生じ得る。
上記タンデム式画像形成装置でこのような「走査長さの変化」が生じると、形成すべき画像がカラー画像である場合に、所謂「色ずれ」が生じてしまう。
上記「走査長さの変化」の問題に対処する方法として、書込開始側と書込終了側とに各々受光手段を配し、各受光手段の受光時間差に基づき、各光ビームの画周波数を調整する方法があるが（特開平９−５８０５３号公報）、この方式を上記「複数の被走査面で光偏向器を共用」するタンデム式画像形成装置に採用しようとすると、書込終了側に受光手段配置用のスペースを必要とするため、有効書込幅の確保がより困難になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述したところに鑑み、複数の被走査面が光偏向器を共用する方式の光走査装置において、光偏向器の偏向反射面を大きくすることなく、各被走査面に共通の有効走査幅を確保できるようにすることを課題とする。
【０００５】
また、被走査面を複数の光ビームで同じ走査するマルチビーム方式の光走査を行う場合に、光走査装置を大型化することなく、走査線長さの変化を補正できるようにすることを別の課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の光走査装置は「回転軸から離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器を共有する複数の被走査面を光偏向器の両側に有し、各被走査面を走査するための複数の光ビームを光偏向器により偏向させ、偏向された各光ビームにより各被走査面を互いに平行に主走査して書込みを行い、書込開始に先立ち各光ビームを受光手段により受光して検出する光走査装置」であって、以下の如き特徴を有する。
即ち、光偏向器の回転軸を含み、主走査線に平行な面を「基準面」とするとき、光偏向器の両側にある被走査面を走査する基準光ビームの光偏向器による各「規準反射位置」を、基準面に対して２次元的に僅かに非対称とすることにより、各被走査面に共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面の両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段による検出領域を確保した。
若干付言すると上記「回転軸から離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器」は、偏向反射面を回転させ、偏向反射面による反射光ビームを等角速度的に偏向させる方式のものであるが、偏向反射面の回転における回転軸が偏向反射面から離れた位置にあるものを言う。このような光偏向器として代表的なものは「回転多面鏡」であるが、偏向反射面が１面である回転単面鏡や、偏向反射面が２面である回転２面鏡でも、回転軸が偏向反射面内に位置しないものは、この発明における「回転軸から離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器」である。
【０００７】
また「偏向された各光ビームにより各被走査面を互いに平行に主走査する」における「互いに平行」は勿論、数学的に厳密な平行ではなく、誤差的に許容される平行である。従って、各被走査面に対する主走査線は何れも「基準面」に対して平行になる。
「規準反射位置」は、偏向反射面により反射された反射光ビームが主走査方向に対して垂直（走査結像光学系による結像作用は考えない）になるときの、主光線に対する反射の起点を言う。この場合、同一の偏向反射面に対し２以上の光ビームが入射し、各入射光ビームが主走査方向に角度を有するときは、それら入射光ビームの１つを基準としてこの光ビームに対して上記の定義を適用する。
この請求項１記載の光走査装置において、基準面の片側の被走査面上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、上記「片側の被走査面」を走査する光ビームの偏向反射面での基準反射点位置は、上記「他方の側の被走査面」を走査する光ビームの偏向反射面での基準反射点位置よりもプラス側にある。
上記請求項１記載の光走査装置において、各被走査面に対応して、光偏向器による偏向光ビームを被走査面に導く走査結像光学系を設け、これら走査結像光学系の少なくとも１対を、基準面に対する鏡面対称の状態から、互いに主走査方向にずらして配置し、これら少なくとも１対の走査結像光学系についてサグ量を同程度に設定できるようにすることができる。
この場合において、基準面の片側の被走査面上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、上記片側の被走査面に導光する１以上の走査結像光学系は、他方の側の被走査面に導光する走査結像光学系よりも主走査方向においてプラス側に配置される。
【０００８】
光走査装置は、複数の光源と、光偏向器と、走査結像光学系と、書込前受光手段と、書込後受光手段とを有する。
「複数の光源」は各々、書込用の光ビームを放射する。
「光偏向器」は、これら複数の光源からの各光ビームを偏向させる。
「走査結像光学系」は、光偏向器によって偏向された複数の偏向光ビームを被走査面に導いて副走査方向に分離した複数の光スポットを形成する。
「書込前受光手段」は、書込開始前に光ビームを受光する。
「書込後受光手段」は、書込終了後に光ビームを受光する。
請求項１記載の光走査装置は「回転軸から離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器を共有する複数の被走査面を光偏向器の両側に有し、各被走査面を走査するための複数の光ビームを光偏向器により偏向させ、偏向された各光ビームにより各被走査面を互いに平行に主走査して書込みを行い、書込開始に先立ち各光ビームを受光手段により受光して検出する光走査装置」であって、以下の特徴を有する。
【０００９】
即ち、書込前受光手段と、書込後受光手段とを有する。
「書込前受光手段」は、各被走査面ごとに書込開始前に光ビームを受光する。
「書込後受光手段」は、各被走査面ごとに書込終了後に光ビームを受光する。
被走査面のうち少なくとも１つは複数の光ビームで走査され、この被走査面に対応する書込前受光手段で複数の光ビームを検知し、書込後受光手段では１つの光ビームのみを検知する。
この請求項１記載の光走査装置において、複数の光ビームで走査される被走査面の「光偏向器でけられずに主走査される範囲」は、各光ビームについて異なる。この場合、光偏向器の回転軸を含み、主走査線に平行な面を基準面とするとき、光偏向器の両側にある被走査面を走査する基準光ビームの光偏向器による各規準反射位置を、基準面に対して２次元的に僅かに非対称とすることができる。
この請求項１記載の光走査装置において、基準面の片側の被走査面での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、上記片側の被走査面を走査する基準光ビームの偏向反射面での基準反射点位置は、他方の側の被走査面を走査する基準光ビームの偏向反射面での基準反射点位置よりもプラス側にある(請求項２)。
上記請求項１または２記載の光走査装置において「各被走査面に対応して、光偏向器による偏向光ビームを被走査面に導く走査結像光学系を設け、これら走査結像光学系の少なくとも１対を、基準面に対する鏡面対称の状態から、互いに主走査方向にずらして配置し、少なくとも上記１対の走査結像光学系についてサグ量を同程度に設定」することができる(請求項３)。
【００１０】
この場合において、基準面の片側の被走査面上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、上記片側の被走査面に導光する１以上の走査結像光学系が、他方の側の被走査面に導光する走査結像光学系よりも主走査方向においてプラス側に配置される(請求項４)。
上記請求項１〜４の任意の１に記載の光走査装置においては、各被走査面に対応した書込前受光手段と書込後受光手段との受光時間差に基づき、各被走査面に対応した画周波数を調整し、各被走査面の走査幅を同一にすることができる(請求項５)。
この場合、光偏向器の偏向反射面数：Ｎ（≧２）に対し、書込前受光手段と書込後受光手段の受光時間差として「Ｎ回以上の測定の平均値」を用いるのがよい(請求項６ ) 。
同様に、請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置においても、１つの光偏向器を共有する複数の被走査面を２つとすることができる(請求項７)。
勿論、これに限らず、３つもしくは４つ以上の被走査面が１つの光偏向器を共有するようにすることも可能である。
【００１１】
上記請求項１〜７記載の任意の１に記載の光走査装置においても、複数の光ビームで走査される被走査面に対応する光源の数を２とし、これら２光源からの光ビームが主走査方向に互いに角をなし、光偏向器の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置することができる(請求項８)。
この請求項８記載の光走査装置においても、２つの被走査面の各々に対応して２つの光源を用い、各被走査面に対応する２つの光源からの各光ビームが主走査方向に互いに角をなし、光偏向器の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置することができる(請求項９)。
２つの光源を用いる場合、これら光源からの２つの光ビームを周知の「ビーム合成プリズム」を用いて合成してもよい。
【００１２】
この発明の画像形成装置は、複数の感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って上記感光面ごとに潜像を形成し、上記各潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、複数の感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、請求項１〜９の任意の１に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする(請求項１０)。上記複数の感光媒体として「光導電性の感光体」を用い、各感光面の均一帯電と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜像が、トナー画像として可視化されるようにすることができる(請求項１１)。
この場合、各感光面に得られるトナー画像は、共通のシート状記録媒体(転写紙やＯＨＰシート(オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート)等)に転写されて定着される。
各感光面に形成された静電線像を異なる色のトナーで可視化するようにすると、２色画像や多色画像あるいはカラー画像を形成することができる。
請求項１０記載の画像形成装置で、各感光媒体として銀塩フィルムを用いることができる。この場合、各感光媒体に形成される潜像は通常の銀塩写真の現像手法で可視化することができる。このような画像形成装置は、たとえば、カラー製版装置として実現できる。例えば、３つの感光媒体に対して、同時に光走査を行って赤版、青版、緑版を同時に形成することができる。
請求項１１記載の画像形成装置は、カラー複写装置やカラープリンタ、カラープロッタ、カラーファクシミリや、２色もしくは多色の画像を形成する複写装置やプリンタ、プロッタ、ファクシミリ等として実施できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１(ａ)において、符号５は「光偏向器」としての回転多面鏡を示している。回転多面鏡５を挟んでその両側に被走査面９Ａ、９Ｂが配されている。被走査面９Ａ、９Ｂは実体的には感光媒体の感光面であり、この実施の形態では「光導電性の感光体の感光面であり、共に、図の上下方向に光走査される。即ち、図１(ａ)の上下方向は主走査方向(主走査線の方向)である。被走査面９Ａ、９Ｂの主走査線の方向は互いに平行である。
符号ＰＳで示す「基準面」は回転多面鏡５の回転軸を含み、上記被走査面９Ａ、９Ｂの主走査線に平行な「仮想的な平面」である。
符号１Ａ、１Ｂは「光源」としての半導体レーザ、符号２Ａ、２Ｂはカップリングレンズ、符号３Ａ、３Ｂはシリンドリカルレンズ、符号１１Ａ、１１Ｂはビーム整形用のアパーチュアを示す。
回転多面鏡５は図示されない「防音用のハウジング」に収納されており、ハウジングには光ビームを通過させるための窓が穿設され、これらの窓を透明なガラスの平行平板による防音ガラス４Ａ、４Ｂが塞いでいる。
光源である半導体レーザ１Ａから放射された光ビームは、カップリングレンズ２Ａにより以後の光学系に適したビーム形態に変換され、アパーチュア１１Ａを通過し、ビーム外周部を遮断されてビーム整形されたのち、シリンドリカルレンズ３Ａにより副走査方向（この明細書中において、光源から被走査面に至る光路上の任意の位置において被走査面上における副走査方向に対応する方向を言う。図１(ａ)において図面に直交する方向）に集束されつつ、防塵ガラス４Ａを介して回転多面鏡５の偏向反射面に入射し、偏向反射面近傍に主走査方向（光源から被走査面に至る光路上の任意の位置において被走査面上における主走査方向に対応する方向を言う）に長い線像として結像する。
【００１４】
偏向反射面に反射された光ビームは「走査結像光学系」を構成する走査レンズ６Ａ、７Ａと光走査装置のケーシングの防塵ガラス８Ａを透過し、走査レンズ６Ａ、７Ａの作用により被走査面９Ａに向かって集光され、被走査面９Ａ上に光スポットを形成する。
同様に、光源である半導体レーザ１Ｂから放射された光ビームは、カップリングレンズ２Ｂにより以後の光学系に適したビーム形態に変換され、アパーチュア１１Ｂを通過してビーム整形されたのち、シリンドリカルレンズ３Ｂにより副走査方向に集束されつつ、防塵ガラス４Ｂを介して回転多面鏡５の偏向反射面に入射し、偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像する。
偏向反射面に反射された光ビームは「走査結像光学系」を構成する走査レンズ６Ｂ、７Ｂと光走査装置のケーシングの防塵ガラス８Ａを透過し、走査レンズ６Ｂ、７Ｂの作用により被走査面９Ｂに向かって集光され、被走査面９Ｂ上に光スポットを形成する。
回転多面鏡５が矢印方向（時計回り）に等速回転すると、反射された各光ビームは等角速度的に偏向する偏向光ビームとなり、各光スポットは各被走査面を主走査する。
図１(ａ)に示されているように、各半導体レーザ１Ａ、１Ｂから回転多面鏡５に至る光路は、基準面ＰＳに関して略対称的に設定されている。
被走査面９Ａを光走査する光ビームは、書込開始に先立ち、ミラーｍＡにより反射されて受光素子１０Ａに導光されて検出される。受光素子１０Ａの受光信号を基準として、その所定時間後に書込開始位置ＣＡから光走査による書込みが開始され、書込終了位置ＦＡで書込みを終了する。
【００１５】
被走査面９Ｂを光走査する光ビームは、書込開始に先立ち、ミラーｍＢにより反射されて受光素子１０Ｂに導光されて検出される。受光素子１０Ｂの受光信号を基準として、その所定時間後に書込開始位置ＣＢから光走査による書込みが開始され、書込終了位置ＦＢで書込みを終了する。
ミラーｍＡと受光素子１０Ａとは被走査面９Ａに対応する「受光手段」を構成し、ミラーｍＢと受光素子１０Ｂとは被走査面９Ｂに対応する「受光手段」を構成する。
カップリングレンズ２Ａ、２Ｂによりカップリングされた各光ビームのビーム形態は「同じビーム形態」である。このビーム形態は「平行ビーム」となることも、「収束性もしくは発散性のビーム」となることもできる。
走査レンズ６Ａ、７Ａで構成される走査結像光学系、走査レンズ６Ｂ、７Ｂで構成される走査結像光学系ともに、光スポットによる主走査を等速化する等速化機能を有している。
図１(ｂ)は、回転多面鏡による各光ビームの偏向の起点の近傍を説明図的に示している。
半導体レーザ１Ａ側からの光ビームＢＡを偏向する位置にある偏向反射面を偏向反射面５Ａ、半導体レーザ１Ｂ側からの光ビームＢＢを偏向する位置にある偏向反射面を偏向反射面５Ｂとして示している。
先ず、光ビームＢＡを考えると、偏向反射面５Ａが図紙の如く基準面ＰＳに対して角：θAをなすとき、偏向反射面５Ａにより反射された光ビームＢＡの主光線が被走査面９Ａの主光線に対して直交する状態となる（このとき走査レンズ６Ａ，７Ａの作用は考えない）。この状態において、光ビームＢＡの主光線が偏向反射面５Ａにより反射される位置が「光ビームＢＡに対する基準反射位置」であり、図中に符号ＲＡで示す。
【００１６】
同様に、偏向反射面５Ｂが図紙の如く基準面ＰＳに対して角：θBをなすとき、偏向反射面５Ｂにより反射された光ビームＢＢの主光線が被走査面９Ｂの主光線に対して直交する状態となる。この状態において、光ビームＢＢの主光線が偏向反射面５Ｂにより反射される位置が「光ビームＢＢに対する基準反射位置」であり、図中に符号ＲＢで示す。
基準反射位置ＲＡ、ＲＢの位置は、回転多面鏡５の回転軸ＡＸを基準として、図の如く特定する。即ち、基準反射位置ＲＡは回転軸ＡＸから基準面ＰＳに直交する方向へ距離：ＸＡだけ離れ、基準面ＰＳに平行な方向へ距離：ＹＡだけ離れている。基準反射位置ＲＢは回転軸ＡＸから基準面ＰＳに直交する方向へ距離：ＸＢだけ離れ、基準面ＰＳに平行な方向へ距離：ＹＢだけ離れている。
基準面ＰＳに平行な方向に関しては正・負を考え、図１(ａ)において上方（光源が存在する側）をプラス側とする。このようにプラス側・マイナス側を定めると、図１(ｂ)に示すように、距離：ＹＡ、ＹＢは共にプラス側にある。また、被走査面９Ａの書込開始側はプラス側で、被走査面９Ｂの書込開始側はマイナス側である。
被走査面９Ａ、９Ｂに共通の有効書込幅（書込開始位置と書込終了位置の間隔）を確保しつつ、基準面ＰＳの両側にある各被走査面９Ａ、９Ｂの書込開始位置ＣＡ、ＣＢの外側に「受光手段による検出領域（受光手段を配置する余裕）」を確保するために、回転多面鏡５による各規準反射位置ＲＡ、ＲＢを、基準面ＰＳに対して「２次元的に僅かに非対称」とすることができる。
即ち、ＸＡ≠ＸＢ、ＹＡ≠ＹＢである。
【００１７】
ここで図１に示した実施の形態に対する具体的な実施例を挙げる。
【００１８】
【実施例】
実施例１
先ず、光源としての半導体レーザ１Ａ，１Ｂから回転多面鏡に至る光路上の光学系のデータを挙げる。半導体レーザ１Ａ、１Ｂ、カップリングレンズ２Ａ、２Ｂ、シリンドリカルレンズ３Ａ，３Ｂは、それぞれ互いに同一のものである。 以下の表記において、Ｒｍ：メリジオナル方向(主走査方向)の曲率半径、Ｒｓ：サジタル方向(副走査方向)の曲率半径、Ｎ：使用波長での屈折率、Ｘ：光軸方向の距離とする。また、上記曲率半径や距離の単位はｍｍである。半導体レーザ１Ａ、１Ｂの発光波長は共に７８０ｎｍを想定している。
面番号 Ｒｍ Ｒｓ(０) Ｘ Ｎ 備考
光源 − − ０．４５３ 半導体レーザー
１ ∞ ∞ ０．３ １．５１４ カバーガラス
２ ∞ ∞ １２．０
３＊ ５２．６ ５２．６ ３．８ １．５１４ Ｃレンズ
４＊ −８．７１ −８．７１
５ ∞ ６４．５ ３．００ １．５１４ ＣＹレンズ
６ ∞ ∞ １２４．５
７ − − − 偏向面
備考における「半導体レーザ」は半導体レーザ１Ａ、１Ｂ、カバーガラスは半導体レーザ１Ａ、１Ｂのキャンのカバーガラス、「Ｃレンズ」はカップリングレンズ２Ａ、２Ｂ、「ＣＹレンズ」はシリンドリカルレンズ３Ａ、３Ｂである。
【００１９】
図１(ａ)に示す防音ガラス４Ａ、４Ｂは共に、厚さ：１．９ｍｍ、屈折率：１．５１４の平行平板であり、基準面ＰＳに対して、互いに対称的に傾き角：８度を有している。
共通の光偏向器としての回転多面鏡５は、面数：６（ポリゴン形状）、回転中心と反射面の距離(内接円半径)：１８ｍｍであり、偏向反射面における有効反射部は「エッジ部から０．２ｍｍを除いた範囲」である。
上記データにおいて、「＊」を付した面(カップリングレンズ２Ａ、２Ｂの両面)は共軸非球面である。数値は示さないが、これらカップリングレンズ２Ａ，２Ｂによる波面収差は良好に補正されている。カップリングレンズ２Ａ、２Ｂから射出する光ビームは共に「平行ビーム」である。
図１(ｂ)に示す角：θA＝θB＝３０度（このとき、光ビームＢＡ、ＢＢの偏向反射面５Ａ、５Ｂへの入射角は２８．４５度である。）であり、基準反射位置ＲＡ、ＲＢの位置を特定する距離：ＸＡ＝１６．２３ｍｍ、ＹＡ＝７．９０ｍｍ、ＸＢ＝１６．４３ｍｍ、ＹＢ＝７．５５ｍｍである。即ち、ＸＢ−ＸＡ＝０．２ｍｍ、ＹＡ−ＹＢ＝０．３５ｍｍであるから、基準反射位置ＲＡ、ＲＢは基準面ＰＳに対し２次元的に「僅か」に非対称である。
次ぎに、走査レンズ６Ａ、７Ａで構成される走査結像光学系および、走査レンズ６Ａ、７Ａで構成される走査結像光学系のデータを示す。走査レンズ６Ａと６Ｂ、走査レンズ７Ａと７Ｂとは、互いに同一のレンズであるが、基準反射位置が基準面に対して非対称であることに起因して、配置が若干異なるので、これら角走査結像光学系のデータは個別的に与える。
【００２０】
走査レンズ６Ａ、７Ａによる走査結像光学系
面番号 Ｒｍ Ｒｓ(０) Ｘ Ｎ 備考
偏向反射面 ∞ ∞ ５２．１ 回転多面鏡
１＊ −３１２．６ −３１２．６ ３１．４ １．５２７ 走査レンズ６Ａ
２＊ −８３．０ −８３．０ ７８．０
３＊＊ −５００ −４７．７ ３．５ １．５２７ 走査レンズ７Ａ
４ −１０００ −２３．３８ １４２．３
５ − − − 被走査面
走査レンズ６Ｂ、７Ｂによる走査結像光学系
面番号 Ｒｍ Ｒｓ(０) Ｘ Ｎ 備考
偏向反射面 ∞ ∞ ５１．９ 回転多面鏡
１＊ −３１２．６ −３１２．６ ３１．４ １．５２７ 走査レンズ６Ｂ
２＊ −８３．０ −８３．０ ７８．０
３＊＊ −５００ −４７．７ ３．５ １．５２７ 走査レンズ７Ｂ
４ −１０００ −２３．３８ １４２．３
５ − − − 被走査面
上記のように、走査レンズ６Ａ、７Ａによる走査結像光学系では、偏向反射面５Ａの基準反射位置ＲＡから走査レンズ６Ａの入射側面に至る距離が「５２．１ｍｍ」であるのに対し、走査レンズ６Ｂ、７Ｂによる走査結像光学系では、偏向反射面５Ｂの基準反射位置ＲＢから走査レンズ６Ｂの入射側面に至る距離が「５１．９ｍｍ」であり、走査レンズ６Ａ、７Ａによる走査結像光学系における対応距離よりも０．２ｍｍ短い。これは前記：ＸＢ−ＸＡ＝０．２ｍｍに対応する。
【００２１】
また、回転多面鏡５の回転中心(回転軸ＡＸの位置)から各走査レンズの頂点までの主走査方向の距離を、走査レンズ６Ａ、６Ｂにつき、それぞれＨＡ１、ＨＢ１とし、走査レンズ７Ａ、７Ｂにつき、それぞれＨＡ２，ＨＢ２とすると、これらは、ＨＡ１＝９．２ｍｍ、ＨＡ２＝９．３ｍｍ、ＨＢ１＝８．８ｍｍ、ＨＢ２＝９．０ｍｍである。即ち、基準面ＰＳに対し、走査レンズ６Ａ、７Ａの配置と走査レンズ６Ｂ、７Ｂの配置が非対称である。このようにすることにより、所謂「サグ（光ビームＢＡ、ＢＢの線像の結像位置と偏向反射面５Ａ、５Ｂとの動的なずれ）」の影響を同程度に設定できる。
「＊」を付された面は共軸非球面であり、次式で表される。
この式の表記で、例えば「Ｙ＾２」は「Ｙ2」を表す。即ち「記号：＾」はべき乗を表す。
面番号１の面（走査レンズ６Ａ、６Ｂの入射側面）では、
Ｋ＝ ２．６６７，Ａ＝ １．７９Ｅ−０７，Ｂ＝−１．０８Ｅ−１２，
Ｃ＝−３．１８Ｅ−１４，Ｄ＝ ３．７４Ｅ−１８
面番号２の面（走査レンズ６Ａ、６Ｂの射出側面）では、
Ｋ＝ ０．０２，Ａ＝ ２．５０Ｅ−０７，Ｂ＝ ９．６１Ｅ−１２，
Ｃ＝ ４．５４Ｅ−１５，Ｄ＝−３．０３Ｅ−１８
である。この表記で例えば「２．５０Ｅ−０７」は「２．５０×１０-7」を表す。
【００２２】
「＊＊」を付された面は、主走査方向の形状が非円弧形状であり、副走査方向の曲率半径は主走査方向に連続的に変化する面である。
面番号３の面(走査レンズ７Ａ、７Ｂの入射側面)における主走査方向の形状は前記（１）式で表現され、
Ｋ＝−７１．７３，Ａ＝ ４．３３Ｅ−０８，Ｂ＝−５．９７Ｅ−１３，
Ｃ＝−１．２８Ｅ−１６，Ｄ＝ ５．７３Ｅ−２１
である。副走査方向の曲率半径は、主走査方向における光軸からの距離：Ｙを変数とする（主走査方向に直交する仮想的な平断面内）曲率半径：Ｒｓ(Ｙ)に対応する曲率：Ｃｓ(Ｙ)を、多項式：
Ｃｓ(Ｙ)＝(１/Ｒｓ(０)）＋Σｂｊ・Ｙ＾ｊ （ｊ＝１，２，３，・・）
で表す。
面番号３の面（走査レンズ７Ａ、７Ｂの入射側面）は、主走査対応方向において光軸対称で、副走査方向の曲率変化は、
Ｒｓ(０)＝−４７．７，ｂ２＝ １．６０Ｅ−０３，ｂ４＝−２．３２Ｅ−０７，ｂ６＝ １．６０Ｅ−１１，ｂ８＝−５．６１Ｅ−１６，ｂ１０＝２．１８Ｅ−２０，ｂ１２＝−１．２５Ｅ−２４
で特定される。
この実施例１に関する光学特性を図４と図５に示す。図４は走査レンズ６Ａ、７Ａによるものであり、図５は走査レンズ６Ｂ、７Ｂによるものである。何れも良好に補正されている。
【００２３】
実施例１において、被走査面上における光スポットの主走査方向のスポット径（最大強度の１／ｅ＾２での幅）を約５０μｍとする場合だと、アパーチュア１１Ａ、１１Ｂにおける主走査方向の開口径を４．５ｍｍにする必要がある。この場合、実施例の回転多面鏡で「偏向反射面でけられずに光走査できる範囲」は
被走査面９Ａに対して：−１６２．９〜１８０．８ｍｍ
被走査面９Ｂに対して：−１７１．０〜１７１．３ｍｍ
となる。従って、被走査面９Ａと９Ｂとに共通の「光走査可能領域」は、１６２．９ｍｍ＋１７１．３ｍｍ＝３３４．２ｍｍあり、例えば、Ａ列３番の短手方向（＝Ａ列４番長手方向）である２９７ｍｍを十分な余裕を持って光走査することができる。また、被走査面９Ａの光走査に関しては書込開始側（プラス側）に９．５ｍｍの余裕があり、被走査面９Ｂの光走査に関しては書込開始側（マイナス側）に８．１ｍｍの余裕があり、これら余裕は「書込開始に先立ち各光ビームを検出するための受光手段」を配備するのに十分である。
即ち、実施例１においては、各被走査面９Ａ、９Ｂに共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面の両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段による検出領域が確保されている。
【００２４】
上に、図１に即して説明した実施の形態と実施例１は、光走査装置としては、回転軸ＡＸから離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器５を共有する複数の被走査面９Ａ、９Ｂを光偏向器５の両側に有し、各被走査面を走査するための複数の光ビームＢＡ、ＢＢを光偏向器５により偏向させ、偏向された各光ビームにより各被走査面９Ａ、９Ｂを互いに平行に主走査して書込みを行い、書込開始に先立ち各光ビームを受光手段ｍＡ、１０ＡおよびｍＢ、１０Ｂにより受光して検出する光走査装置において、光偏向器５の回転軸ＡＸを含み、主走査線に平行な面を基準面ＰＳとするとき、複数の光ビームＢＡ、ＢＢの光偏向器５による各規準反射位置ＲＡ、ＲＢを、基準面ＰＳに対して２次元的に僅かに非対称とすることにより、各被走査面９Ａ、９Ｂに共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面ＰＳの両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段ｍＡ、１０ＡおよびｍＢ、１０Ｂによる検出領域を確保することができる。
そして、基準面ＰＳの片側の被走査面９Ａ上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面９Ｂ上での書込開始側をマイナス側とするとき、片側の被走査面９Ａを走査する光ビームＢＡの偏向反射面５Ａでの基準反射点位置ＲＡが、他方の側の被走査面９Ｂを走査する光ビームＢＢの偏向反射面５Ｂでの基準反射点位置ＲＢよりもプラス側（即ち、ＹＡ（＝７．９０ｍｍ）＞ＹＢ（＝７．５５ｍｍ））にある。
また、各被走査面９Ａ、９Ｂに対応して、光偏向器５による偏向光ビームを被走査面に導く走査結像光学系６Ａ、７Ａ、及び、６Ｂ、７Ｂを有し、これら走査結像光学系の１対は、基準面ＰＳに対する鏡面対称の状態から、互いに主走査方向にずらして配置され（ＨＡ１（＝９．２ｍｍ）＞ＨＢ１（＝８．８ｍｍ）、ＨＡ２（＝９．３ｍｍ）＞ＨＢ２（＝９．０ｍｍ））、１対の走査結像光学系についてサグ量が同程度に設定されている。
【００２５】
さらに、基準面ＰＳの片側の被走査面９Ａ上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面９Ｂ上での書込開始側をマイナス側とするとき、片側の被走査面９Ａに導光する走査結像光学系６Ａ、７Ａが、他方の側の被走査面９Ｂに導光する走査結像光学系６Ｂ、７Ｂよりも主走査方向においてプラス側に配置されている。このように、被走査面９Ａの光走査ではプラス側に受光手段を配置し、被走査面９Ｂの光走査ではマイナス側に受光手段を配するので、上記の如く、各走査結像光学系を互いに非対称に配置することにより、有効書込幅を広くとることができる。
上記の如き構成により、回転多面鏡の偏向反射面を大きくすることなく、即ち、回転多面鏡を大型化することなく、各被走査面９Ａ、９Ｂに共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面の両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段による検出領域を確保できるので、光偏向器を大型化することに伴なう「騒音、振動、消費電力、コストの増大」を有効に回避できる。
図２(ａ)は、光走査装置の別の実施の１形態を示している。繁雑を避けるため、混同の虞がないと思われるものについては図１(ａ)におけると同一の符号を用いた。
この実施の形態の光走査装置はマルチビーム走査方式の光走査装置であって、複数の光源１Ａ，１Ａ’と、これら複数の光源からの各光ビームを偏向させる光偏向器５と、この光偏向器５によって偏向された複数の偏向光ビームを被走査面に導いて副走査方向に分離した複数の光スポットを形成する走査結像光学系６Ａ，７Ａと、書込開始前に光ビームを受光する書込前受光手段ｍＡ、１０Ａと、書込終了後に光ビームを受光する書込後受光手段ＭＡ、１２Ａとを有し、書込前受光手段ｍＡ、１０Ａで各光ビームを検知し、書込後受光手段ＭＡ，１２Ａでは１つの光ビームのみを検知する。
そして、光源１Ａ，１Ａ’の数が２であり、各光源からの光ビームが主走査方向に互いに角：ξをなし、光偏向器５の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置されている。
【００２６】
実施例２
光源１Ａ，１Ａ’は共に、発光波長：７８０ｎｍの半導体レーザである。
半導体レーザ１Ａ，１Ａ’から光偏向器としての回転多面鏡５に至る光路上に配置されたカップリングレンズ２Ａ，２Ａ’は、実施例１におけるカップリングレンズ２Ａと同一のものであり、シリンドリカルレンズ３Ａも、実施例１におけるシリンドリカルレンズ３Ａと同一のものである。従って、各半導体レーザ１Ａ、１Ａ’からの光ビームはカップリングレンズ２Ａ、２Ａ’により平行ビームに変換され、シリンドリカルレンズ３Ａにより回転多面鏡５の偏向反射面近傍に、それぞれ、主走査方向に長い線像として結像する。各線像は副走査方向に相互に分離している。
但し、シリンドリカルレンズ３Ａと回転多面鏡５の偏向反射面との間の距離は、実施例１において「１２４．５ｍｍ」であるが、実施例２においては「１２４．６ｍｍ」である。また、上記角：ξは「３．１度」である。
半導体レーザ１Ａからの光ビームと、半導体レーザ１Ａ’からの光ビームとは、これらの主光線が、主走査方向において基準反射位置ＲＡにおいて互いに交叉するように定められている。この場合の基準反射位置ＲＡは、半導体レーザ１Ａからの光ビームを基準として定められ、半導体レーザ１Ａからの光ビームの主光線が偏向反射面により反射されて被走査面９Ａにおける主走査線の方向に垂直になるときの、偏向反射面への入射位置である。このとき、偏向反射面が主走査方向に対してなす角を図の如く「θ1」とすると、θ1は３０度であり、この状態において、半導体レーザ１Ａからの光ビームは偏向反射面に対し入射角：２８．４５度、半導体レーザ１Ａ’からの光ビームは３１．５５度をもって入射する。
【００２７】
回転多面鏡５も実施例１におけると同一のものであり、走査結像光学系を構成する走査レンズ６Ａ、７Ａおよびその配置も実施例１におけると同一である。 被走査面９Ａ上における光スポットの主走査方向のスポット径（最大強度の１／ｅ＾２での幅）を約５０μｍとする場合、アパーチュア１１Ａ’（各半導体レーザからの光ビームのビーム整形を行うため、同一形状の２つの開口部を所定の位置関係で有する）の各開口部の主走査方向の径は４．５ｍｍになる。このとき偏向反射面によりけられずに光走査できる範囲は以下のようになる。
半導体レーザ１Ａからの光ビーム：−１６２．９〜１８０．８ｍｍ
半導体レーザ１Ａ’からの光ビーム：−１６９．４〜１７２．１ｍｍ
図２(ｂ)において、符号ＬＡ、ＬＡ’はそれぞれ、半導体レーザ１Ａ、１Ａ’からの光ビームが「偏向反射面によりけられずに光走査できる範囲」を模式的に示している。
図示の如く、偏向反射面によりけられずに光走査できる範囲：ＬＡ、ＬＡ’は主走査方向へ互いにずれている。
書込前受光手段・書込後受光手段を配置するのに必要な範囲を（被走査面位置に換算して）「Ｄ」とする。
図２の光走査装置では、被走査面９Ａは、半導体レーザ１Ａ、１Ａ’からの２本の光ビームにより２走査線を同時にマルチビーム走査される。このため、各光ビームの書込開始位置を揃えるためには、２本の光ビームを、書込前受光手段により個別的に検出する必要がある。すると、書込前受光手段を配置すべき位置は、図２(ｂ)に示すように光走査範囲ＬＡ’の範囲内で無ければならない。
【００２８】
また、書込後受光手段により２本の光ビームを共に検出しようとすると、書込後受光手段を配置すべき位置は、図２(ｂ)に示すように光走査範囲ＬＡの範囲内で無ければならない。
即ち、書込前・書込後の各光ビームを検出しようとすると、被走査面９Ａの有効書込幅は、図２(ｂ)の範囲：Ｌ０のように狭くなってしまう。
光ビームを書込前と書込後に検出する目的は「光ビームの走査時間を検出することにより画周波数を調整し、倍率誤差を低減する」ためである。
図２(ａ)に示す如き光走査装置では、２本の光ビームは同一の回転多面鏡により同時に偏向されるのであるから上記走査時間は、各ビームに共通であると考えられるから「２本の光ビームのそれぞれを書込後に検出する必要」は必ずしもない。そこで、書込後受光手段ＭＡ，１２Ａでは１つの光ビームのみを検知するのである。この場合、書込後受光手段により検出されるのは、半導体レーザ１Ａ’からの光ビームである。半導体レーザ１Ａ’からの光ビームは書込前にも検出され、書込後にも検出されるから、各検出の時間差により「走査時間」を算出することができ、このようにして得られる走査時間は半導体レーザ１Ａからの光ビームの走査時間と同一と考えてよい。
このようにすると、書込後受光手段は、図２(ｂ)に示す範囲：Δ（説明中の実施例２では８．７ｍｍの余裕がある）内に設ければ良く、被走査面９Ａの有効書込幅を、図２(ｂ)の範囲：Ｌ１のように(前記範囲：Ｌ０よりも)拡大することができる。
上述の如く、書込終了側で両方の光ビームを検出しようとすると、書込可能な範囲が範囲：Ｌ０のように狭くなり、有効書込幅を確保できなくなったり、有効書込幅を確保するために光偏向器を大きくする必要があるが、実施例２のように、書込終了側では半導体レーザ１Ａ’からの光ビームのみ検知するようにすれば倍率調整が可能になり、しかも上記不具合を解消できる。
【００２９】
請求項１記載の光走査装置の実施の１形態を、図１に倣って図３に示す。
繁雑を避けるため、混同の虞が無いと思われるものについては、図１および図２におけると同一の符号を付した。
図３(ａ)に新たに現れた符号を説明すると、符号１Ｂ’は半導体レーザを示す。半導体レーザ１Ｂ’は半導体レーザ１Ｂと同一のものである。符号２Ｂ’をもって示すカップリングレンズはカップリングレンズ２Ｂと同一のものである。
また、ミラーＭＢと受光素子１２Ｂとは、被走査面９Ｂの光走査において書込終了後の光ビームを検出する書込後受光手段を構成する。
アパーチュア１１Ａ’、１１Ｂ’は、図２に示したアパーチュア１１Ａ’と同一のものである。
実施例３
図３において、半導体レーザ１Ａ’、１Ｂ’、カップリングレンズ２Ａ’、２Ｂ’アパーチュア１１Ａ’、１１Ｂ’、書込後受光手段ＭＡ、１２Ａ、ＭＢ、１２Ｂを除く他の部分の光学的構成を、実施例１の光学的構成と同一にする。
図３(ｂ)に示すように、半導体レーザ１Ａ’からの光ビームＢＡ’は、半導体レーザ１Ａからの光ビームＢＡと、それぞれの主光線が基準反射位置ＲＡ(光ビームＢＡを基準として定められる)において主走査方向に交叉し、半導体レーザ１Ｂ’からの光ビームＢＢ’は、半導体レーザ１Ｂからの光ビームＢＢと、それぞれの主光線が基準反射位置ＲＢ(光ビームＢＢを基準として定められる)において主走査方向に交叉している。光ビームＢＡとＢＡ’、光ビームＢＢとＢＢ’とが主走査方向になす角：ξは、実施例２におけると同じく３．１度である。
【００３０】
基準反射位置ＲＡ、ＲＢの位置を回転多面鏡５の回転軸ＡＸに関連して特定する、図３(ｂ)の各距離：ＸＡ、ＸＢ、ＹＡ、ＹＢは、実施例１におけると同様にＸＡ＝１６．２３ｍｍ、ＹＡ＝７．９０ｍｍ、ＸＢ＝１６．４３ｍｍ、ＹＢ＝７．５５ｍｍであり、従って基準反射位置ＲＡ、ＲＢの位置は、基準面ＰＳに対し２次元的に僅かに非対称である。
偏向反射面５Ａが被走査面９Ａにおける主走査方向と平行な方向に対して角：θAとなる時の光ビームＢＡの偏向反射面５Ａへの入射角は２８．４５度は、光ビームＢＡ’の入射角は３１．５５度である。同じく、偏向反射面５Ｂが被走査面９Ｂにおける主走査方向と平行な方向に対して角：θBとなる時の光ビームＢＢの偏向反射面５Ｂへの入射角は２８．４５度は、光ビームＢＢ’の入射角は３１．５５度である。
被走査面９Ａ、９Ｂとも、２本の光ビームによりマルチビーム走査される。このとき、各被走査面上における各光スポットの主走査方向のスポット径（最大強度の１／ｅ＾２での幅）を約５０μｍと設定する場合、アパーチュア１１Ａ’，１Ｂ’における各開口の径は４．５ｍｍとなり、このとき偏向反射面５Ａ、５Ｂでけられずに走査できる範囲は以下のようになる。
半導体レーザ１Ａからの光ビーム：−１６３〜１８０ｍｍ
半導体レーザ１Ａ’からの光ビーム：−１６９〜１７２ｍｍ
半導体レーザ１Ｂ’からの光ビーム：−１７１〜１７１ｍｍ
半導体レーザ１Ｂからの光ビーム：−１７８〜１６２ｍｍ
書込前受光手段ｍＡ、１０Ａは、書込開始前に、光ビームＢＡとＢＡ’を検出するが、書込後受光手段ＭＡ、１２Ａは、実施例２と同様、光ビームＢＡ’のみを検出する。
【００３１】
同様に、書込前受光手段ｍＢ、１０Ｂは、書込開始前に光ビームＢＢとＢＢ’を検出するが、書込後受光手段ＭＢ、１２Ｂは、光ビームＢＢのみを検出する。また、上記の如く、ＹＡ＞ＹＢであり、被走査面９Ａ側に関する基準反射位置：ＲＡは被走査面９Ｂ側に関する基準反射位置ＲＢよりも「プラス側」にある。また、実施例１において前述した、回転多面鏡５の回転中心(回転軸ＡＸの位置)から各走査レンズの頂点までの主走査方向の距離：ＨＡ１、ＨＢ１、ＨＡ２、ＨＢ２は、実施例１におけると全く同様に、ＨＡ１＝９．２ｍｍ、ＨＡ２＝９．３ｍｍ、ＨＢ１＝８．８ｍｍ、ＨＢ２＝９．０ｍｍである。即ち、基準面ＰＳに対し、走査レンズ６Ａ、７Ａの配置と走査レンズ６Ｂ、７Ｂの配置が非対称である。ＨＡ１＞ＨＢ１，ＨＡ２＞ＨＢ２であるから、被走査面９Ａ側の走査レンズ６Ａ、７Ａは、被走査面９Ｂ側の走査レンズ６Ｂ、７Ｂに比して主走査方向に「プラス側」にある。
実施例３において、半導体レーザ１Ａ、１Ｂからの光ビームＢＡ，ＢＢに関する光学的構成は実施例１のものと全く同一であるから、光ビームＢＡ，ＢＢに関する光学特性は図４と図５に示したものと同じである。半導体レーザ１Ａ’、１Ｂ’ からの光ビームＢＡ’，ＢＢ’に関する光学特性を、図４、図５に倣って図６、図７に示す。図６は走査レンズ６Ａ、７Ａによるものであり、図７は走査レンズ６Ａ、７Ａによるものである。何れも良好に補正されている。
【００３２】
即ち、図３に示した実施の形態および実施例３の光走査装置は、回転軸ＡＸから離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器５を共有する複数の被走査面９Ａ、９Ｂを光偏向器５の両側に有し、各被走査面を走査するための複数の光ビームを光偏向器５により偏向させ、偏向された各光ビームにより各被走査面９Ａ、９Ｂを互いに平行に主走査して書込みを行い、書込開始に先立ち各光ビームを受光手段により受光して検出する光走査装置において、各被走査面ごとに、書込開始前に光ビームを受光する書込前受光手段ｍＡ，１０ＡおよびｍＢ、１０Ｂと、各被走査面ごとに、書込終了後に光ビームを受光する書込後受光手段ＭＡ、１２ＡおよびＭＢ、１２Ｂとを有し、被走査面９Ａ、９Ｂは複数の光ビームで走査され、被走査面９Ａ、９Ｂに対応する書込前受光手段で複数の光ビームを検知し、書込後受光手段では１つの光ビームのみを検知する光走査装置(請求項１)である。
書込終了側で１光ビームのみを検知するので、書込後受光手段の配置が容易で、有効書込幅を大きく確保できる。
また、複数の光ビームで走査される被走査面の「光偏向器でけられずに主走査される範囲」が各光ビームについて異なり、光偏向器５の両側にある被走査面９Ａ、９Ｂを走査する基準光ビームＢＡ、ＢＢの上記光偏向器による各規準反射位置ＲＡ，ＲＢが基準面ＰＳに対して２次元的に僅かに非対称である(請求項１)。
【００３３】
そして、基準面ＰＳの片側の被走査面９Ａでの書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面９Ｂ上での書込開始側をマイナス側とするとき、被走査面９Ａを走査する基準光ビームＢＡの偏向反射面５Ａでの基準反射点位置ＲＡが、他方の側の被走査面９Ｂを走査する基準光ビームＢＢの偏向反射面５Ｂでの基準反射点位置ＲＢよりもプラス側にあり(請求項２)、各被走査面に対応して、光偏向器による偏向光ビームを被走査面に導く走査結像光学系６Ａと７Ａ、および６Ｂと７Ｂを有し、これら走査結像光学系の１対は基準面ＰＳに対する鏡面対称の状態から、互いに主走査方向にずらして配置され、サグ量を同程度に設定されている(請求項３)。
そして、基準面ＰＳの片側の被走査面９Ａ上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面９Ｂ上での書込開始側をマイナス側とするとき、片側の被走査面９Ａに導光する１以上の走査結像光学系６Ａ、７Ａが、他方の側の被走査面９Ｂに導光する走査結像光学系６Ｂ、７Ｂよりも主走査方向においてプラス側にされている(請求項４)。
このような構成の結果、各被走査面上における書込開始側と終了側とで走査範囲が異なることになるので有効書込幅を大きくできる。
図８に、請求項５記載の光走査装置の実施の１形態を特徴部分のみ説明図として示す。
請求項１記載の光走査装置は、上に説明した請求項２〜４の任意の１に記載の光走査装置において、各被走査面に対応した書込前受光手段と書込後受光手段との受光時間差に基づき、各被走査面に対応した画周波数を調整し、各被走査面の走査幅を同一にすることを特徴とする。
光学的構成としては図３(ａ)に示すものを前提とする。
【００３４】
図８において、符号１０Ａ、１２Ａはそれぞれ被走査面９Ａの走査開始側および走査終了側に設けられた受光素子を示している。受光素子１０Ａは、光ビームＢＡとＢＡ’を検出し、受光素子１２Ａは、光ビームＢＡ’のみを検出する。従って、受光素子１０Ａ、１２Ａからは１回のマルチビーム走査に伴い３つの受光信号が発生する。これらをＳＣ、ＳＣ’およびＳＦ’とする。受光信号ＳＣ、ＳＣ’は、光ビームＢＡ、ＢＡ’が受光素子１０Ａに発生させるものであり、受光信号ＳＦ’は光ビームＢＡ’が受光素子１２Ａに発生させるものである。
受光信号ＳＣ、ＳＣ’は、図示されない制御回路へ入力し、光ビームＢＡ、ＢＡ’によるひ書込開始の同期を取るのに使用される。
それとは別に、図８に示すように信号ＳＣ，ＳＣ’、ＳＦ’はカウンタ３０に入力し、カウンタ３０は入力してくる信号をカウントし、そのカウント数を演算器３１に入力する。演算器３１は入力信号に基づき、受光信号ＳＣ’とＳＦ’との時間差を算出する。このように算出された時間差は「光ビームＢＡ、ＢＡ’が受光素子１０Ａ、１２Ａ間を走査する走査時間」に等しく、この走査時間の変動は走査結像光学系の倍率誤差に起因する。
そこで、演算器３１は、算出した走査時間が設計で定められた基準値と異なるとき、基準値との差に応じ、倍率誤差を補正するような画周波数を算出し、算出された画周波数を実現するクロック信号をクロック発生器３２に発生させる。
このように発生されたクロック信号は、半導体レーザ１Ａ，１Ａ’を駆動するＬＤ駆動回路３３、３４に印加される。このようにして、光ビームＢＡ、ＢＡ’の書込みにおける倍率誤差が補正される。
【００３５】
上の説明はそのまま、被走査面９Ｂの側における倍率誤差の補正についての説明になる。
従って、図３に示す如き光学的構成の光走査装置に、請求項５記載の発明を適用することにより、機械的な経時変化や環境変動に拘わらず、被走査面９Ａ、９Ｂに書込まれる画像の主走査方向の幅を同一に揃えることができる。
なお、光偏向器の偏向反射面数：Ｎが２以上である場合には、書込前受光手段と書込後受光手段の受光時間差(走査時間)として、個々の走査ごとの測定値ではなく、Ｎ回以上の測定の平均値を用いるのが良い（請求項６）。
図１に即して説明した実施の形態および実施例１では、１つの光偏向器を５共有する複数の被走査面９Ａ、９Ｂが２つであり、図３に即して説明した実施の形態および実施例３では、１つの光偏向器５を共有する複数の被走査面９Ａ、９Ｂが２つである(請求項７)。
また、図２に即して説明した光走査装置の実施の形態および実施例２では、光源１Ａ、１Ａ’の数が２であり、各光源からの光ビームが主走査方向に互いに角：ξ（＝３．１度）をなし、光偏向器５の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置されている。
また、図３に即して説明した光走査装置および実施例３では、複数の光ビームで走査される被走査面９Ａ、９Ｂに対応する光源の数が２であり、これら２光源からの各光ビームが主走査方向に互いに角：ξ(＝３．１度)をなし、光偏向器５の同一の偏向反射面５Ａ、５Ｂの近傍で互いに交叉するように配置されている（請求項８、９）。
【００３６】
最後に、図９を参照して画像形成装置の実施の１形態を説明する。
この画像形成装置は「カラーレーザプリンタ」である。
カラーレーザプリンタ１００は感光媒体１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ、１１１Ｋとして「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有している。感光媒体１１１Ｒ（１１１Ｇ、１１１Ｂ、１１１Ｋ）の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２Ｒ（１１２Ｇ、１１２Ｂ、１１２Ｋ）、現像装置１１３Ｒ（１１３Ｇ、１１３Ｂ、１１３Ｋ）が設けられている。
感光媒体１１１Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ、１１２Ｋの下方には、これらに共通の転写ベルト１１４が設けられ、この転写ベルト１１４の内周の、各感光媒体に対応する部位に、転写用のコロナチャージャ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂ、１１４Ｋが配置されている。
感光媒体１１１Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ、１１２Ｋの上方には、光走査装置１１７が設けられている。
光走査装置１１７は、例えば、図１に実施の形態を示したもの、あるいは図３に実施の形態を示したものを２組、図の左右方向へタンデム式に並べて構成することもできるし、上記実施の形態のものを２組、特開平９−５８−５３号公報の図２に示されたような具合に、上下方向に組み合わせて構成することもできる。２組の光走査装置として図１に示すものを組み合わせれば、各感光媒体はシングルビーム方式の光走査で画像を書き込まれる。また、２組の光走査装置として図３に示すものを組み合わせれば、各感光媒体はマルチビーム方式の光走査で画像を書き込まれる。
図９において、符号１１６は定着装置、符号Ｐは記録媒体としての転写紙を示している。
【００３７】
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋがそれぞれ時計回りに等速回転され、各表面が帯電ローラ１１２Ｒ〜１１２Ｋにより均一帯電される。
光走査装置１１７は、感光媒体１１１Ｒには赤成分画像に対応する赤成分潜像を書込み、感光媒体１１１Ｇ、１１１Ｂ、１１１Ｋには、それぞれ緑・青・黒成分画像に対応する緑・青・黒成分潜像を書込む。書込み形成された各色成分潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。
これら各色成分潜像は、現像装置１１３Ｒ〜１１３Ｋにより、それぞれ赤．緑・青・黒色のトナーで反転現像され、各感光媒体１１１Ｒ〜１１３Ｋ上に上記各色のトナー画像が形成される。
転写紙Ｐは、転写ベルト１１４により各感光媒体に対する転写位置を順次に搬送され、転写用のコロナチャージャ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂ、１１４Ｋにより順次、感光媒体１１１Ｒからは赤トナー画像、感光媒体１１１Ｇからは緑トナー画像、感光媒体１１１Ｂからは青トナー画像、感光媒体１１１Ｒからは黒トナー画像を転写される。このように転写された各色トナー画像の合成画像として「カラー画像」が形成される。
光走査装置として図３に示す如きものを組み合わせて用いると、各色トナー画像相互の大きさのずれを有効に防止できる。
このようにカラー画像を形成された転写紙Ｐは定着装置１１６においてカラ＾画像を定着されて装置外へ排出される。トナー画像が転写された後の各感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋの表面は、図示されないクリーニング装置により、それぞれクリーニングされて残留トナーや紙粉等が除去される。
【００３８】
なお、転写紙Ｐに代えて前述のＯＨＰシート等を用いることもでき、トナー画像の転写は、中間転写ベルト等の「中間転写媒体」を介して行うようにすることもできる。
なお、光走査装置１１７として、図２に実施の形態を示した光走査装置を４基、タンデム式に配置した構成とすることもできる。
従って、図９に実施の形態を示す画像形成装置は、複数の感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋの感光面に光走査装置１１７による光走査を行って感光面ごとに潜像を形成し、各潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、複数の感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋの感光面の光走査を行う光走査装置として、請求項１〜９の任意の１に記載の光走査装置を用いて実施できるものであり(請求項１０)、各感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋが光導電性の感光体であり、各感光面の均一帯電と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜像が、トナー画像として可視化されるものである(請求項１１)。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光走査装置および画像形成装置を実現することができる。
請求項１〜４に記載の光走査装置は、回転多面鏡の偏向反射面を大きくすることなく、即ち、回転多面鏡を大型化することなく、各被走査面に共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面の両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段による検出領域を確保できるので、光偏向器を大型化することに伴なう「騒音、振動、消費電力、コストの増大」を有効に回避できる。
また、請求項１〜４、７〜９に記載の光走査装置では、マルチビーム走査において有効書込幅を確保しつつ、倍率誤差の補正に必要な走査時間の検出を行うことができる。そして、請求項５、６に記載の光走査装置では、光学系の機械的な経時変化や環境変動による倍率誤差を補正することができる。
そして、この発明の画像形成装置は、この発明の上記光走査装置を用いることにより「騒音、振動、消費電力、コストの増大」を有効に回避しつつ、良好な画像形成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 光走査装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】 光走査装置の別の実施の１形態を説明するための図である。
【図３】 請求項１記載の光走査装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図４】 実施例１に関する光学特性を示す図である。
【図５】 実施例１に関する光学特性を示す図である。
【図６】 実施例３に関する光学特性を示す図である。
【図７】 実施例３に関する光学特性を示す図である。
【図８】 請求項５記載の発明の実施の１形態を特徴部分のみ示す図である。
【図９】 画像形成装置の実施の１形態を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ 半導体レーザ(光源)
２Ａ、２Ｂ カップリングレンズ
３Ａ、３Ｂ シリンドリカルレンズ
４Ａ、４Ｂ 防音ガラス
ＡＸ 回転軸
５Ａ、５Ｂ 偏向反射面
５ 回転多面鏡（光偏向器）
６Ａ、７Ａ 走査レンズ(走査結像光学系)
６Ｂ、７Ｂ 走査レンズ(走査結像光学系)
９Ａ、９Ｂ 被走査面
【発明の属する技術分野】
この発明は光走査装置・画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ等に関連して広く知られた光走査装置は一般に、光源側からの光ビームを光偏向器により偏向させ、ｆθレンズ等の走査結像光学系により被走査面に向けて集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を光走査(主走査)するように構成されている。
被走査面の実体をなすものは光導電性の感光体等である感光媒体の感光面であるが、例えば、２個の感光体に２系統の光走査装置を用いて別個の画像を色違いに形成し、これらの画像を同一の記録媒体上に転写して定着すれば、２色画像を得ることができる。このように、光走査装置と感光体の組み合わせを２組以上用いて、２色画像や多色画像、カラー画像等を得るようにした画像形成装置は「タンデム式画像形成装置」として知られている（特許第２７２５０６７号公報）。このようなタンデム式画像形成装置の一種として、複数の感光媒体が単一の光偏向器を共用する方式のものが有る(上記特許２７２２５０６７号公報、特開平９−１２７４４３号公報等)。
このように、複数の被走査面で光偏向器を共用すると、光偏向器の数を減らすことにより、画像形成装置をコンパクト化・低コスト化することが可能になる。複数の被走査面で光偏向器を共用する場合、共通の光偏向器を挟んで両側に被走査面が配されることになる。各被走査面を光走査する光ビームは、書込開始に先立ち受光手段により受光され、書込開始の同期が取られる。複数の被走査面で光偏向器を共用する場合、光偏向器を挟んで逆の側にある被走査面は、互いに逆向きに光走査されるから、書込開始に先立って光ビームを検出する受光素子の配置位置が逆の配置になる。このため、光偏向器の偏向反射面大きくすることなく各被走査面共通の有効書込幅を確保することが困難になる。
【０００３】
また、光走査装置に樹脂製の光学素子が用いられるような場合、温・湿度等の変化により、樹脂製光学素子の光学特性が変化することがある。このような光学特性の変化が生じると、光ビームが書込む走査長さが変化する。このような走査長さの変化は、樹脂製の光学素子を用いない場合でも、機械的振動等により光学素子の位置ずれが生じたような場合にも生じ得る。
上記タンデム式画像形成装置でこのような「走査長さの変化」が生じると、形成すべき画像がカラー画像である場合に、所謂「色ずれ」が生じてしまう。
上記「走査長さの変化」の問題に対処する方法として、書込開始側と書込終了側とに各々受光手段を配し、各受光手段の受光時間差に基づき、各光ビームの画周波数を調整する方法があるが（特開平９−５８０５３号公報）、この方式を上記「複数の被走査面で光偏向器を共用」するタンデム式画像形成装置に採用しようとすると、書込終了側に受光手段配置用のスペースを必要とするため、有効書込幅の確保がより困難になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述したところに鑑み、複数の被走査面が光偏向器を共用する方式の光走査装置において、光偏向器の偏向反射面を大きくすることなく、各被走査面に共通の有効走査幅を確保できるようにすることを課題とする。
【０００５】
また、被走査面を複数の光ビームで同じ走査するマルチビーム方式の光走査を行う場合に、光走査装置を大型化することなく、走査線長さの変化を補正できるようにすることを別の課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の光走査装置は「回転軸から離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器を共有する複数の被走査面を光偏向器の両側に有し、各被走査面を走査するための複数の光ビームを光偏向器により偏向させ、偏向された各光ビームにより各被走査面を互いに平行に主走査して書込みを行い、書込開始に先立ち各光ビームを受光手段により受光して検出する光走査装置」であって、以下の如き特徴を有する。
即ち、光偏向器の回転軸を含み、主走査線に平行な面を「基準面」とするとき、光偏向器の両側にある被走査面を走査する基準光ビームの光偏向器による各「規準反射位置」を、基準面に対して２次元的に僅かに非対称とすることにより、各被走査面に共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面の両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段による検出領域を確保した。
若干付言すると上記「回転軸から離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器」は、偏向反射面を回転させ、偏向反射面による反射光ビームを等角速度的に偏向させる方式のものであるが、偏向反射面の回転における回転軸が偏向反射面から離れた位置にあるものを言う。このような光偏向器として代表的なものは「回転多面鏡」であるが、偏向反射面が１面である回転単面鏡や、偏向反射面が２面である回転２面鏡でも、回転軸が偏向反射面内に位置しないものは、この発明における「回転軸から離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器」である。
【０００７】
また「偏向された各光ビームにより各被走査面を互いに平行に主走査する」における「互いに平行」は勿論、数学的に厳密な平行ではなく、誤差的に許容される平行である。従って、各被走査面に対する主走査線は何れも「基準面」に対して平行になる。
「規準反射位置」は、偏向反射面により反射された反射光ビームが主走査方向に対して垂直（走査結像光学系による結像作用は考えない）になるときの、主光線に対する反射の起点を言う。この場合、同一の偏向反射面に対し２以上の光ビームが入射し、各入射光ビームが主走査方向に角度を有するときは、それら入射光ビームの１つを基準としてこの光ビームに対して上記の定義を適用する。
この請求項１記載の光走査装置において、基準面の片側の被走査面上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、上記「片側の被走査面」を走査する光ビームの偏向反射面での基準反射点位置は、上記「他方の側の被走査面」を走査する光ビームの偏向反射面での基準反射点位置よりもプラス側にある。
上記請求項１記載の光走査装置において、各被走査面に対応して、光偏向器による偏向光ビームを被走査面に導く走査結像光学系を設け、これら走査結像光学系の少なくとも１対を、基準面に対する鏡面対称の状態から、互いに主走査方向にずらして配置し、これら少なくとも１対の走査結像光学系についてサグ量を同程度に設定できるようにすることができる。
この場合において、基準面の片側の被走査面上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、上記片側の被走査面に導光する１以上の走査結像光学系は、他方の側の被走査面に導光する走査結像光学系よりも主走査方向においてプラス側に配置される。
【０００８】
光走査装置は、複数の光源と、光偏向器と、走査結像光学系と、書込前受光手段と、書込後受光手段とを有する。
「複数の光源」は各々、書込用の光ビームを放射する。
「光偏向器」は、これら複数の光源からの各光ビームを偏向させる。
「走査結像光学系」は、光偏向器によって偏向された複数の偏向光ビームを被走査面に導いて副走査方向に分離した複数の光スポットを形成する。
「書込前受光手段」は、書込開始前に光ビームを受光する。
「書込後受光手段」は、書込終了後に光ビームを受光する。
請求項１記載の光走査装置は「回転軸から離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器を共有する複数の被走査面を光偏向器の両側に有し、各被走査面を走査するための複数の光ビームを光偏向器により偏向させ、偏向された各光ビームにより各被走査面を互いに平行に主走査して書込みを行い、書込開始に先立ち各光ビームを受光手段により受光して検出する光走査装置」であって、以下の特徴を有する。
【０００９】
即ち、書込前受光手段と、書込後受光手段とを有する。
「書込前受光手段」は、各被走査面ごとに書込開始前に光ビームを受光する。
「書込後受光手段」は、各被走査面ごとに書込終了後に光ビームを受光する。
被走査面のうち少なくとも１つは複数の光ビームで走査され、この被走査面に対応する書込前受光手段で複数の光ビームを検知し、書込後受光手段では１つの光ビームのみを検知する。
この請求項１記載の光走査装置において、複数の光ビームで走査される被走査面の「光偏向器でけられずに主走査される範囲」は、各光ビームについて異なる。この場合、光偏向器の回転軸を含み、主走査線に平行な面を基準面とするとき、光偏向器の両側にある被走査面を走査する基準光ビームの光偏向器による各規準反射位置を、基準面に対して２次元的に僅かに非対称とすることができる。
この請求項１記載の光走査装置において、基準面の片側の被走査面での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、上記片側の被走査面を走査する基準光ビームの偏向反射面での基準反射点位置は、他方の側の被走査面を走査する基準光ビームの偏向反射面での基準反射点位置よりもプラス側にある(請求項２)。
上記請求項１または２記載の光走査装置において「各被走査面に対応して、光偏向器による偏向光ビームを被走査面に導く走査結像光学系を設け、これら走査結像光学系の少なくとも１対を、基準面に対する鏡面対称の状態から、互いに主走査方向にずらして配置し、少なくとも上記１対の走査結像光学系についてサグ量を同程度に設定」することができる(請求項３)。
【００１０】
この場合において、基準面の片側の被走査面上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、上記片側の被走査面に導光する１以上の走査結像光学系が、他方の側の被走査面に導光する走査結像光学系よりも主走査方向においてプラス側に配置される(請求項４)。
上記請求項１〜４の任意の１に記載の光走査装置においては、各被走査面に対応した書込前受光手段と書込後受光手段との受光時間差に基づき、各被走査面に対応した画周波数を調整し、各被走査面の走査幅を同一にすることができる(請求項５)。
この場合、光偏向器の偏向反射面数：Ｎ（≧２）に対し、書込前受光手段と書込後受光手段の受光時間差として「Ｎ回以上の測定の平均値」を用いるのがよい(請求項６ ) 。
同様に、請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置においても、１つの光偏向器を共有する複数の被走査面を２つとすることができる(請求項７)。
勿論、これに限らず、３つもしくは４つ以上の被走査面が１つの光偏向器を共有するようにすることも可能である。
【００１１】
上記請求項１〜７記載の任意の１に記載の光走査装置においても、複数の光ビームで走査される被走査面に対応する光源の数を２とし、これら２光源からの光ビームが主走査方向に互いに角をなし、光偏向器の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置することができる(請求項８)。
この請求項８記載の光走査装置においても、２つの被走査面の各々に対応して２つの光源を用い、各被走査面に対応する２つの光源からの各光ビームが主走査方向に互いに角をなし、光偏向器の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置することができる(請求項９)。
２つの光源を用いる場合、これら光源からの２つの光ビームを周知の「ビーム合成プリズム」を用いて合成してもよい。
【００１２】
この発明の画像形成装置は、複数の感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って上記感光面ごとに潜像を形成し、上記各潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、複数の感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、請求項１〜９の任意の１に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする(請求項１０)。上記複数の感光媒体として「光導電性の感光体」を用い、各感光面の均一帯電と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜像が、トナー画像として可視化されるようにすることができる(請求項１１)。
この場合、各感光面に得られるトナー画像は、共通のシート状記録媒体(転写紙やＯＨＰシート(オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート)等)に転写されて定着される。
各感光面に形成された静電線像を異なる色のトナーで可視化するようにすると、２色画像や多色画像あるいはカラー画像を形成することができる。
請求項１０記載の画像形成装置で、各感光媒体として銀塩フィルムを用いることができる。この場合、各感光媒体に形成される潜像は通常の銀塩写真の現像手法で可視化することができる。このような画像形成装置は、たとえば、カラー製版装置として実現できる。例えば、３つの感光媒体に対して、同時に光走査を行って赤版、青版、緑版を同時に形成することができる。
請求項１１記載の画像形成装置は、カラー複写装置やカラープリンタ、カラープロッタ、カラーファクシミリや、２色もしくは多色の画像を形成する複写装置やプリンタ、プロッタ、ファクシミリ等として実施できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１(ａ)において、符号５は「光偏向器」としての回転多面鏡を示している。回転多面鏡５を挟んでその両側に被走査面９Ａ、９Ｂが配されている。被走査面９Ａ、９Ｂは実体的には感光媒体の感光面であり、この実施の形態では「光導電性の感光体の感光面であり、共に、図の上下方向に光走査される。即ち、図１(ａ)の上下方向は主走査方向(主走査線の方向)である。被走査面９Ａ、９Ｂの主走査線の方向は互いに平行である。
符号ＰＳで示す「基準面」は回転多面鏡５の回転軸を含み、上記被走査面９Ａ、９Ｂの主走査線に平行な「仮想的な平面」である。
符号１Ａ、１Ｂは「光源」としての半導体レーザ、符号２Ａ、２Ｂはカップリングレンズ、符号３Ａ、３Ｂはシリンドリカルレンズ、符号１１Ａ、１１Ｂはビーム整形用のアパーチュアを示す。
回転多面鏡５は図示されない「防音用のハウジング」に収納されており、ハウジングには光ビームを通過させるための窓が穿設され、これらの窓を透明なガラスの平行平板による防音ガラス４Ａ、４Ｂが塞いでいる。
光源である半導体レーザ１Ａから放射された光ビームは、カップリングレンズ２Ａにより以後の光学系に適したビーム形態に変換され、アパーチュア１１Ａを通過し、ビーム外周部を遮断されてビーム整形されたのち、シリンドリカルレンズ３Ａにより副走査方向（この明細書中において、光源から被走査面に至る光路上の任意の位置において被走査面上における副走査方向に対応する方向を言う。図１(ａ)において図面に直交する方向）に集束されつつ、防塵ガラス４Ａを介して回転多面鏡５の偏向反射面に入射し、偏向反射面近傍に主走査方向（光源から被走査面に至る光路上の任意の位置において被走査面上における主走査方向に対応する方向を言う）に長い線像として結像する。
【００１４】
偏向反射面に反射された光ビームは「走査結像光学系」を構成する走査レンズ６Ａ、７Ａと光走査装置のケーシングの防塵ガラス８Ａを透過し、走査レンズ６Ａ、７Ａの作用により被走査面９Ａに向かって集光され、被走査面９Ａ上に光スポットを形成する。
同様に、光源である半導体レーザ１Ｂから放射された光ビームは、カップリングレンズ２Ｂにより以後の光学系に適したビーム形態に変換され、アパーチュア１１Ｂを通過してビーム整形されたのち、シリンドリカルレンズ３Ｂにより副走査方向に集束されつつ、防塵ガラス４Ｂを介して回転多面鏡５の偏向反射面に入射し、偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像する。
偏向反射面に反射された光ビームは「走査結像光学系」を構成する走査レンズ６Ｂ、７Ｂと光走査装置のケーシングの防塵ガラス８Ａを透過し、走査レンズ６Ｂ、７Ｂの作用により被走査面９Ｂに向かって集光され、被走査面９Ｂ上に光スポットを形成する。
回転多面鏡５が矢印方向（時計回り）に等速回転すると、反射された各光ビームは等角速度的に偏向する偏向光ビームとなり、各光スポットは各被走査面を主走査する。
図１(ａ)に示されているように、各半導体レーザ１Ａ、１Ｂから回転多面鏡５に至る光路は、基準面ＰＳに関して略対称的に設定されている。
被走査面９Ａを光走査する光ビームは、書込開始に先立ち、ミラーｍＡにより反射されて受光素子１０Ａに導光されて検出される。受光素子１０Ａの受光信号を基準として、その所定時間後に書込開始位置ＣＡから光走査による書込みが開始され、書込終了位置ＦＡで書込みを終了する。
【００１５】
被走査面９Ｂを光走査する光ビームは、書込開始に先立ち、ミラーｍＢにより反射されて受光素子１０Ｂに導光されて検出される。受光素子１０Ｂの受光信号を基準として、その所定時間後に書込開始位置ＣＢから光走査による書込みが開始され、書込終了位置ＦＢで書込みを終了する。
ミラーｍＡと受光素子１０Ａとは被走査面９Ａに対応する「受光手段」を構成し、ミラーｍＢと受光素子１０Ｂとは被走査面９Ｂに対応する「受光手段」を構成する。
カップリングレンズ２Ａ、２Ｂによりカップリングされた各光ビームのビーム形態は「同じビーム形態」である。このビーム形態は「平行ビーム」となることも、「収束性もしくは発散性のビーム」となることもできる。
走査レンズ６Ａ、７Ａで構成される走査結像光学系、走査レンズ６Ｂ、７Ｂで構成される走査結像光学系ともに、光スポットによる主走査を等速化する等速化機能を有している。
図１(ｂ)は、回転多面鏡による各光ビームの偏向の起点の近傍を説明図的に示している。
半導体レーザ１Ａ側からの光ビームＢＡを偏向する位置にある偏向反射面を偏向反射面５Ａ、半導体レーザ１Ｂ側からの光ビームＢＢを偏向する位置にある偏向反射面を偏向反射面５Ｂとして示している。
先ず、光ビームＢＡを考えると、偏向反射面５Ａが図紙の如く基準面ＰＳに対して角：θAをなすとき、偏向反射面５Ａにより反射された光ビームＢＡの主光線が被走査面９Ａの主光線に対して直交する状態となる（このとき走査レンズ６Ａ，７Ａの作用は考えない）。この状態において、光ビームＢＡの主光線が偏向反射面５Ａにより反射される位置が「光ビームＢＡに対する基準反射位置」であり、図中に符号ＲＡで示す。
【００１６】
同様に、偏向反射面５Ｂが図紙の如く基準面ＰＳに対して角：θBをなすとき、偏向反射面５Ｂにより反射された光ビームＢＢの主光線が被走査面９Ｂの主光線に対して直交する状態となる。この状態において、光ビームＢＢの主光線が偏向反射面５Ｂにより反射される位置が「光ビームＢＢに対する基準反射位置」であり、図中に符号ＲＢで示す。
基準反射位置ＲＡ、ＲＢの位置は、回転多面鏡５の回転軸ＡＸを基準として、図の如く特定する。即ち、基準反射位置ＲＡは回転軸ＡＸから基準面ＰＳに直交する方向へ距離：ＸＡだけ離れ、基準面ＰＳに平行な方向へ距離：ＹＡだけ離れている。基準反射位置ＲＢは回転軸ＡＸから基準面ＰＳに直交する方向へ距離：ＸＢだけ離れ、基準面ＰＳに平行な方向へ距離：ＹＢだけ離れている。
基準面ＰＳに平行な方向に関しては正・負を考え、図１(ａ)において上方（光源が存在する側）をプラス側とする。このようにプラス側・マイナス側を定めると、図１(ｂ)に示すように、距離：ＹＡ、ＹＢは共にプラス側にある。また、被走査面９Ａの書込開始側はプラス側で、被走査面９Ｂの書込開始側はマイナス側である。
被走査面９Ａ、９Ｂに共通の有効書込幅（書込開始位置と書込終了位置の間隔）を確保しつつ、基準面ＰＳの両側にある各被走査面９Ａ、９Ｂの書込開始位置ＣＡ、ＣＢの外側に「受光手段による検出領域（受光手段を配置する余裕）」を確保するために、回転多面鏡５による各規準反射位置ＲＡ、ＲＢを、基準面ＰＳに対して「２次元的に僅かに非対称」とすることができる。
即ち、ＸＡ≠ＸＢ、ＹＡ≠ＹＢである。
【００１７】
ここで図１に示した実施の形態に対する具体的な実施例を挙げる。
【００１８】
【実施例】
実施例１
先ず、光源としての半導体レーザ１Ａ，１Ｂから回転多面鏡に至る光路上の光学系のデータを挙げる。半導体レーザ１Ａ、１Ｂ、カップリングレンズ２Ａ、２Ｂ、シリンドリカルレンズ３Ａ，３Ｂは、それぞれ互いに同一のものである。 以下の表記において、Ｒｍ：メリジオナル方向(主走査方向)の曲率半径、Ｒｓ：サジタル方向(副走査方向)の曲率半径、Ｎ：使用波長での屈折率、Ｘ：光軸方向の距離とする。また、上記曲率半径や距離の単位はｍｍである。半導体レーザ１Ａ、１Ｂの発光波長は共に７８０ｎｍを想定している。
面番号 Ｒｍ Ｒｓ(０) Ｘ Ｎ 備考
光源 − − ０．４５３ 半導体レーザー
１ ∞ ∞ ０．３ １．５１４ カバーガラス
２ ∞ ∞ １２．０
３＊ ５２．６ ５２．６ ３．８ １．５１４ Ｃレンズ
４＊ −８．７１ −８．７１
５ ∞ ６４．５ ３．００ １．５１４ ＣＹレンズ
６ ∞ ∞ １２４．５
７ − − − 偏向面
備考における「半導体レーザ」は半導体レーザ１Ａ、１Ｂ、カバーガラスは半導体レーザ１Ａ、１Ｂのキャンのカバーガラス、「Ｃレンズ」はカップリングレンズ２Ａ、２Ｂ、「ＣＹレンズ」はシリンドリカルレンズ３Ａ、３Ｂである。
【００１９】
図１(ａ)に示す防音ガラス４Ａ、４Ｂは共に、厚さ：１．９ｍｍ、屈折率：１．５１４の平行平板であり、基準面ＰＳに対して、互いに対称的に傾き角：８度を有している。
共通の光偏向器としての回転多面鏡５は、面数：６（ポリゴン形状）、回転中心と反射面の距離(内接円半径)：１８ｍｍであり、偏向反射面における有効反射部は「エッジ部から０．２ｍｍを除いた範囲」である。
上記データにおいて、「＊」を付した面(カップリングレンズ２Ａ、２Ｂの両面)は共軸非球面である。数値は示さないが、これらカップリングレンズ２Ａ，２Ｂによる波面収差は良好に補正されている。カップリングレンズ２Ａ、２Ｂから射出する光ビームは共に「平行ビーム」である。
図１(ｂ)に示す角：θA＝θB＝３０度（このとき、光ビームＢＡ、ＢＢの偏向反射面５Ａ、５Ｂへの入射角は２８．４５度である。）であり、基準反射位置ＲＡ、ＲＢの位置を特定する距離：ＸＡ＝１６．２３ｍｍ、ＹＡ＝７．９０ｍｍ、ＸＢ＝１６．４３ｍｍ、ＹＢ＝７．５５ｍｍである。即ち、ＸＢ−ＸＡ＝０．２ｍｍ、ＹＡ−ＹＢ＝０．３５ｍｍであるから、基準反射位置ＲＡ、ＲＢは基準面ＰＳに対し２次元的に「僅か」に非対称である。
次ぎに、走査レンズ６Ａ、７Ａで構成される走査結像光学系および、走査レンズ６Ａ、７Ａで構成される走査結像光学系のデータを示す。走査レンズ６Ａと６Ｂ、走査レンズ７Ａと７Ｂとは、互いに同一のレンズであるが、基準反射位置が基準面に対して非対称であることに起因して、配置が若干異なるので、これら角走査結像光学系のデータは個別的に与える。
【００２０】
走査レンズ６Ａ、７Ａによる走査結像光学系
面番号 Ｒｍ Ｒｓ(０) Ｘ Ｎ 備考
偏向反射面 ∞ ∞ ５２．１ 回転多面鏡
１＊ −３１２．６ −３１２．６ ３１．４ １．５２７ 走査レンズ６Ａ
２＊ −８３．０ −８３．０ ７８．０
３＊＊ −５００ −４７．７ ３．５ １．５２７ 走査レンズ７Ａ
４ −１０００ −２３．３８ １４２．３
５ − − − 被走査面
走査レンズ６Ｂ、７Ｂによる走査結像光学系
面番号 Ｒｍ Ｒｓ(０) Ｘ Ｎ 備考
偏向反射面 ∞ ∞ ５１．９ 回転多面鏡
１＊ −３１２．６ −３１２．６ ３１．４ １．５２７ 走査レンズ６Ｂ
２＊ −８３．０ −８３．０ ７８．０
３＊＊ −５００ −４７．７ ３．５ １．５２７ 走査レンズ７Ｂ
４ −１０００ −２３．３８ １４２．３
５ − − − 被走査面
上記のように、走査レンズ６Ａ、７Ａによる走査結像光学系では、偏向反射面５Ａの基準反射位置ＲＡから走査レンズ６Ａの入射側面に至る距離が「５２．１ｍｍ」であるのに対し、走査レンズ６Ｂ、７Ｂによる走査結像光学系では、偏向反射面５Ｂの基準反射位置ＲＢから走査レンズ６Ｂの入射側面に至る距離が「５１．９ｍｍ」であり、走査レンズ６Ａ、７Ａによる走査結像光学系における対応距離よりも０．２ｍｍ短い。これは前記：ＸＢ−ＸＡ＝０．２ｍｍに対応する。
【００２１】
また、回転多面鏡５の回転中心(回転軸ＡＸの位置)から各走査レンズの頂点までの主走査方向の距離を、走査レンズ６Ａ、６Ｂにつき、それぞれＨＡ１、ＨＢ１とし、走査レンズ７Ａ、７Ｂにつき、それぞれＨＡ２，ＨＢ２とすると、これらは、ＨＡ１＝９．２ｍｍ、ＨＡ２＝９．３ｍｍ、ＨＢ１＝８．８ｍｍ、ＨＢ２＝９．０ｍｍである。即ち、基準面ＰＳに対し、走査レンズ６Ａ、７Ａの配置と走査レンズ６Ｂ、７Ｂの配置が非対称である。このようにすることにより、所謂「サグ（光ビームＢＡ、ＢＢの線像の結像位置と偏向反射面５Ａ、５Ｂとの動的なずれ）」の影響を同程度に設定できる。
「＊」を付された面は共軸非球面であり、次式で表される。
面番号１の面（走査レンズ６Ａ、６Ｂの入射側面）では、
Ｋ＝ ２．６６７，Ａ＝ １．７９Ｅ−０７，Ｂ＝−１．０８Ｅ−１２，
Ｃ＝−３．１８Ｅ−１４，Ｄ＝ ３．７４Ｅ−１８
面番号２の面（走査レンズ６Ａ、６Ｂの射出側面）では、
Ｋ＝ ０．０２，Ａ＝ ２．５０Ｅ−０７，Ｂ＝ ９．６１Ｅ−１２，
Ｃ＝ ４．５４Ｅ−１５，Ｄ＝−３．０３Ｅ−１８
である。この表記で例えば「２．５０Ｅ−０７」は「２．５０×１０-7」を表す。
【００２２】
「＊＊」を付された面は、主走査方向の形状が非円弧形状であり、副走査方向の曲率半径は主走査方向に連続的に変化する面である。
面番号３の面(走査レンズ７Ａ、７Ｂの入射側面)における主走査方向の形状は前記（１）式で表現され、
Ｋ＝−７１．７３，Ａ＝ ４．３３Ｅ−０８，Ｂ＝−５．９７Ｅ−１３，
Ｃ＝−１．２８Ｅ−１６，Ｄ＝ ５．７３Ｅ−２１
である。副走査方向の曲率半径は、主走査方向における光軸からの距離：Ｙを変数とする（主走査方向に直交する仮想的な平断面内）曲率半径：Ｒｓ(Ｙ)に対応する曲率：Ｃｓ(Ｙ)を、多項式：
Ｃｓ(Ｙ)＝(１/Ｒｓ(０)）＋Σｂｊ・Ｙ＾ｊ （ｊ＝１，２，３，・・）
で表す。
面番号３の面（走査レンズ７Ａ、７Ｂの入射側面）は、主走査対応方向において光軸対称で、副走査方向の曲率変化は、
Ｒｓ(０)＝−４７．７，ｂ２＝ １．６０Ｅ−０３，ｂ４＝−２．３２Ｅ−０７，ｂ６＝ １．６０Ｅ−１１，ｂ８＝−５．６１Ｅ−１６，ｂ１０＝２．１８Ｅ−２０，ｂ１２＝−１．２５Ｅ−２４
で特定される。
この実施例１に関する光学特性を図４と図５に示す。図４は走査レンズ６Ａ、７Ａによるものであり、図５は走査レンズ６Ｂ、７Ｂによるものである。何れも良好に補正されている。
【００２３】
実施例１において、被走査面上における光スポットの主走査方向のスポット径（最大強度の１／ｅ＾２での幅）を約５０μｍとする場合だと、アパーチュア１１Ａ、１１Ｂにおける主走査方向の開口径を４．５ｍｍにする必要がある。この場合、実施例の回転多面鏡で「偏向反射面でけられずに光走査できる範囲」は
被走査面９Ａに対して：−１６２．９〜１８０．８ｍｍ
被走査面９Ｂに対して：−１７１．０〜１７１．３ｍｍ
となる。従って、被走査面９Ａと９Ｂとに共通の「光走査可能領域」は、１６２．９ｍｍ＋１７１．３ｍｍ＝３３４．２ｍｍあり、例えば、Ａ列３番の短手方向（＝Ａ列４番長手方向）である２９７ｍｍを十分な余裕を持って光走査することができる。また、被走査面９Ａの光走査に関しては書込開始側（プラス側）に９．５ｍｍの余裕があり、被走査面９Ｂの光走査に関しては書込開始側（マイナス側）に８．１ｍｍの余裕があり、これら余裕は「書込開始に先立ち各光ビームを検出するための受光手段」を配備するのに十分である。
即ち、実施例１においては、各被走査面９Ａ、９Ｂに共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面の両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段による検出領域が確保されている。
【００２４】
上に、図１に即して説明した実施の形態と実施例１は、光走査装置としては、回転軸ＡＸから離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器５を共有する複数の被走査面９Ａ、９Ｂを光偏向器５の両側に有し、各被走査面を走査するための複数の光ビームＢＡ、ＢＢを光偏向器５により偏向させ、偏向された各光ビームにより各被走査面９Ａ、９Ｂを互いに平行に主走査して書込みを行い、書込開始に先立ち各光ビームを受光手段ｍＡ、１０ＡおよびｍＢ、１０Ｂにより受光して検出する光走査装置において、光偏向器５の回転軸ＡＸを含み、主走査線に平行な面を基準面ＰＳとするとき、複数の光ビームＢＡ、ＢＢの光偏向器５による各規準反射位置ＲＡ、ＲＢを、基準面ＰＳに対して２次元的に僅かに非対称とすることにより、各被走査面９Ａ、９Ｂに共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面ＰＳの両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段ｍＡ、１０ＡおよびｍＢ、１０Ｂによる検出領域を確保することができる。
そして、基準面ＰＳの片側の被走査面９Ａ上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面９Ｂ上での書込開始側をマイナス側とするとき、片側の被走査面９Ａを走査する光ビームＢＡの偏向反射面５Ａでの基準反射点位置ＲＡが、他方の側の被走査面９Ｂを走査する光ビームＢＢの偏向反射面５Ｂでの基準反射点位置ＲＢよりもプラス側（即ち、ＹＡ（＝７．９０ｍｍ）＞ＹＢ（＝７．５５ｍｍ））にある。
また、各被走査面９Ａ、９Ｂに対応して、光偏向器５による偏向光ビームを被走査面に導く走査結像光学系６Ａ、７Ａ、及び、６Ｂ、７Ｂを有し、これら走査結像光学系の１対は、基準面ＰＳに対する鏡面対称の状態から、互いに主走査方向にずらして配置され（ＨＡ１（＝９．２ｍｍ）＞ＨＢ１（＝８．８ｍｍ）、ＨＡ２（＝９．３ｍｍ）＞ＨＢ２（＝９．０ｍｍ））、１対の走査結像光学系についてサグ量が同程度に設定されている。
【００２５】
さらに、基準面ＰＳの片側の被走査面９Ａ上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面９Ｂ上での書込開始側をマイナス側とするとき、片側の被走査面９Ａに導光する走査結像光学系６Ａ、７Ａが、他方の側の被走査面９Ｂに導光する走査結像光学系６Ｂ、７Ｂよりも主走査方向においてプラス側に配置されている。このように、被走査面９Ａの光走査ではプラス側に受光手段を配置し、被走査面９Ｂの光走査ではマイナス側に受光手段を配するので、上記の如く、各走査結像光学系を互いに非対称に配置することにより、有効書込幅を広くとることができる。
上記の如き構成により、回転多面鏡の偏向反射面を大きくすることなく、即ち、回転多面鏡を大型化することなく、各被走査面９Ａ、９Ｂに共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面の両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段による検出領域を確保できるので、光偏向器を大型化することに伴なう「騒音、振動、消費電力、コストの増大」を有効に回避できる。
図２(ａ)は、光走査装置の別の実施の１形態を示している。繁雑を避けるため、混同の虞がないと思われるものについては図１(ａ)におけると同一の符号を用いた。
この実施の形態の光走査装置はマルチビーム走査方式の光走査装置であって、複数の光源１Ａ，１Ａ’と、これら複数の光源からの各光ビームを偏向させる光偏向器５と、この光偏向器５によって偏向された複数の偏向光ビームを被走査面に導いて副走査方向に分離した複数の光スポットを形成する走査結像光学系６Ａ，７Ａと、書込開始前に光ビームを受光する書込前受光手段ｍＡ、１０Ａと、書込終了後に光ビームを受光する書込後受光手段ＭＡ、１２Ａとを有し、書込前受光手段ｍＡ、１０Ａで各光ビームを検知し、書込後受光手段ＭＡ，１２Ａでは１つの光ビームのみを検知する。
そして、光源１Ａ，１Ａ’の数が２であり、各光源からの光ビームが主走査方向に互いに角：ξをなし、光偏向器５の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置されている。
【００２６】
実施例２
光源１Ａ，１Ａ’は共に、発光波長：７８０ｎｍの半導体レーザである。
半導体レーザ１Ａ，１Ａ’から光偏向器としての回転多面鏡５に至る光路上に配置されたカップリングレンズ２Ａ，２Ａ’は、実施例１におけるカップリングレンズ２Ａと同一のものであり、シリンドリカルレンズ３Ａも、実施例１におけるシリンドリカルレンズ３Ａと同一のものである。従って、各半導体レーザ１Ａ、１Ａ’からの光ビームはカップリングレンズ２Ａ、２Ａ’により平行ビームに変換され、シリンドリカルレンズ３Ａにより回転多面鏡５の偏向反射面近傍に、それぞれ、主走査方向に長い線像として結像する。各線像は副走査方向に相互に分離している。
但し、シリンドリカルレンズ３Ａと回転多面鏡５の偏向反射面との間の距離は、実施例１において「１２４．５ｍｍ」であるが、実施例２においては「１２４．６ｍｍ」である。また、上記角：ξは「３．１度」である。
半導体レーザ１Ａからの光ビームと、半導体レーザ１Ａ’からの光ビームとは、これらの主光線が、主走査方向において基準反射位置ＲＡにおいて互いに交叉するように定められている。この場合の基準反射位置ＲＡは、半導体レーザ１Ａからの光ビームを基準として定められ、半導体レーザ１Ａからの光ビームの主光線が偏向反射面により反射されて被走査面９Ａにおける主走査線の方向に垂直になるときの、偏向反射面への入射位置である。このとき、偏向反射面が主走査方向に対してなす角を図の如く「θ1」とすると、θ1は３０度であり、この状態において、半導体レーザ１Ａからの光ビームは偏向反射面に対し入射角：２８．４５度、半導体レーザ１Ａ’からの光ビームは３１．５５度をもって入射する。
【００２７】
回転多面鏡５も実施例１におけると同一のものであり、走査結像光学系を構成する走査レンズ６Ａ、７Ａおよびその配置も実施例１におけると同一である。 被走査面９Ａ上における光スポットの主走査方向のスポット径（最大強度の１／ｅ＾２での幅）を約５０μｍとする場合、アパーチュア１１Ａ’（各半導体レーザからの光ビームのビーム整形を行うため、同一形状の２つの開口部を所定の位置関係で有する）の各開口部の主走査方向の径は４．５ｍｍになる。このとき偏向反射面によりけられずに光走査できる範囲は以下のようになる。
半導体レーザ１Ａからの光ビーム：−１６２．９〜１８０．８ｍｍ
半導体レーザ１Ａ’からの光ビーム：−１６９．４〜１７２．１ｍｍ
図２(ｂ)において、符号ＬＡ、ＬＡ’はそれぞれ、半導体レーザ１Ａ、１Ａ’からの光ビームが「偏向反射面によりけられずに光走査できる範囲」を模式的に示している。
図示の如く、偏向反射面によりけられずに光走査できる範囲：ＬＡ、ＬＡ’は主走査方向へ互いにずれている。
書込前受光手段・書込後受光手段を配置するのに必要な範囲を（被走査面位置に換算して）「Ｄ」とする。
図２の光走査装置では、被走査面９Ａは、半導体レーザ１Ａ、１Ａ’からの２本の光ビームにより２走査線を同時にマルチビーム走査される。このため、各光ビームの書込開始位置を揃えるためには、２本の光ビームを、書込前受光手段により個別的に検出する必要がある。すると、書込前受光手段を配置すべき位置は、図２(ｂ)に示すように光走査範囲ＬＡ’の範囲内で無ければならない。
【００２８】
また、書込後受光手段により２本の光ビームを共に検出しようとすると、書込後受光手段を配置すべき位置は、図２(ｂ)に示すように光走査範囲ＬＡの範囲内で無ければならない。
即ち、書込前・書込後の各光ビームを検出しようとすると、被走査面９Ａの有効書込幅は、図２(ｂ)の範囲：Ｌ０のように狭くなってしまう。
光ビームを書込前と書込後に検出する目的は「光ビームの走査時間を検出することにより画周波数を調整し、倍率誤差を低減する」ためである。
図２(ａ)に示す如き光走査装置では、２本の光ビームは同一の回転多面鏡により同時に偏向されるのであるから上記走査時間は、各ビームに共通であると考えられるから「２本の光ビームのそれぞれを書込後に検出する必要」は必ずしもない。そこで、書込後受光手段ＭＡ，１２Ａでは１つの光ビームのみを検知するのである。この場合、書込後受光手段により検出されるのは、半導体レーザ１Ａ’からの光ビームである。半導体レーザ１Ａ’からの光ビームは書込前にも検出され、書込後にも検出されるから、各検出の時間差により「走査時間」を算出することができ、このようにして得られる走査時間は半導体レーザ１Ａからの光ビームの走査時間と同一と考えてよい。
このようにすると、書込後受光手段は、図２(ｂ)に示す範囲：Δ（説明中の実施例２では８．７ｍｍの余裕がある）内に設ければ良く、被走査面９Ａの有効書込幅を、図２(ｂ)の範囲：Ｌ１のように(前記範囲：Ｌ０よりも)拡大することができる。
上述の如く、書込終了側で両方の光ビームを検出しようとすると、書込可能な範囲が範囲：Ｌ０のように狭くなり、有効書込幅を確保できなくなったり、有効書込幅を確保するために光偏向器を大きくする必要があるが、実施例２のように、書込終了側では半導体レーザ１Ａ’からの光ビームのみ検知するようにすれば倍率調整が可能になり、しかも上記不具合を解消できる。
【００２９】
請求項１記載の光走査装置の実施の１形態を、図１に倣って図３に示す。
繁雑を避けるため、混同の虞が無いと思われるものについては、図１および図２におけると同一の符号を付した。
図３(ａ)に新たに現れた符号を説明すると、符号１Ｂ’は半導体レーザを示す。半導体レーザ１Ｂ’は半導体レーザ１Ｂと同一のものである。符号２Ｂ’をもって示すカップリングレンズはカップリングレンズ２Ｂと同一のものである。
また、ミラーＭＢと受光素子１２Ｂとは、被走査面９Ｂの光走査において書込終了後の光ビームを検出する書込後受光手段を構成する。
アパーチュア１１Ａ’、１１Ｂ’は、図２に示したアパーチュア１１Ａ’と同一のものである。
実施例３
図３において、半導体レーザ１Ａ’、１Ｂ’、カップリングレンズ２Ａ’、２Ｂ’アパーチュア１１Ａ’、１１Ｂ’、書込後受光手段ＭＡ、１２Ａ、ＭＢ、１２Ｂを除く他の部分の光学的構成を、実施例１の光学的構成と同一にする。
図３(ｂ)に示すように、半導体レーザ１Ａ’からの光ビームＢＡ’は、半導体レーザ１Ａからの光ビームＢＡと、それぞれの主光線が基準反射位置ＲＡ(光ビームＢＡを基準として定められる)において主走査方向に交叉し、半導体レーザ１Ｂ’からの光ビームＢＢ’は、半導体レーザ１Ｂからの光ビームＢＢと、それぞれの主光線が基準反射位置ＲＢ(光ビームＢＢを基準として定められる)において主走査方向に交叉している。光ビームＢＡとＢＡ’、光ビームＢＢとＢＢ’とが主走査方向になす角：ξは、実施例２におけると同じく３．１度である。
【００３０】
基準反射位置ＲＡ、ＲＢの位置を回転多面鏡５の回転軸ＡＸに関連して特定する、図３(ｂ)の各距離：ＸＡ、ＸＢ、ＹＡ、ＹＢは、実施例１におけると同様にＸＡ＝１６．２３ｍｍ、ＹＡ＝７．９０ｍｍ、ＸＢ＝１６．４３ｍｍ、ＹＢ＝７．５５ｍｍであり、従って基準反射位置ＲＡ、ＲＢの位置は、基準面ＰＳに対し２次元的に僅かに非対称である。
偏向反射面５Ａが被走査面９Ａにおける主走査方向と平行な方向に対して角：θAとなる時の光ビームＢＡの偏向反射面５Ａへの入射角は２８．４５度は、光ビームＢＡ’の入射角は３１．５５度である。同じく、偏向反射面５Ｂが被走査面９Ｂにおける主走査方向と平行な方向に対して角：θBとなる時の光ビームＢＢの偏向反射面５Ｂへの入射角は２８．４５度は、光ビームＢＢ’の入射角は３１．５５度である。
被走査面９Ａ、９Ｂとも、２本の光ビームによりマルチビーム走査される。このとき、各被走査面上における各光スポットの主走査方向のスポット径（最大強度の１／ｅ＾２での幅）を約５０μｍと設定する場合、アパーチュア１１Ａ’，１Ｂ’における各開口の径は４．５ｍｍとなり、このとき偏向反射面５Ａ、５Ｂでけられずに走査できる範囲は以下のようになる。
半導体レーザ１Ａからの光ビーム：−１６３〜１８０ｍｍ
半導体レーザ１Ａ’からの光ビーム：−１６９〜１７２ｍｍ
半導体レーザ１Ｂ’からの光ビーム：−１７１〜１７１ｍｍ
半導体レーザ１Ｂからの光ビーム：−１７８〜１６２ｍｍ
書込前受光手段ｍＡ、１０Ａは、書込開始前に、光ビームＢＡとＢＡ’を検出するが、書込後受光手段ＭＡ、１２Ａは、実施例２と同様、光ビームＢＡ’のみを検出する。
【００３１】
同様に、書込前受光手段ｍＢ、１０Ｂは、書込開始前に光ビームＢＢとＢＢ’を検出するが、書込後受光手段ＭＢ、１２Ｂは、光ビームＢＢのみを検出する。また、上記の如く、ＹＡ＞ＹＢであり、被走査面９Ａ側に関する基準反射位置：ＲＡは被走査面９Ｂ側に関する基準反射位置ＲＢよりも「プラス側」にある。また、実施例１において前述した、回転多面鏡５の回転中心(回転軸ＡＸの位置)から各走査レンズの頂点までの主走査方向の距離：ＨＡ１、ＨＢ１、ＨＡ２、ＨＢ２は、実施例１におけると全く同様に、ＨＡ１＝９．２ｍｍ、ＨＡ２＝９．３ｍｍ、ＨＢ１＝８．８ｍｍ、ＨＢ２＝９．０ｍｍである。即ち、基準面ＰＳに対し、走査レンズ６Ａ、７Ａの配置と走査レンズ６Ｂ、７Ｂの配置が非対称である。ＨＡ１＞ＨＢ１，ＨＡ２＞ＨＢ２であるから、被走査面９Ａ側の走査レンズ６Ａ、７Ａは、被走査面９Ｂ側の走査レンズ６Ｂ、７Ｂに比して主走査方向に「プラス側」にある。
実施例３において、半導体レーザ１Ａ、１Ｂからの光ビームＢＡ，ＢＢに関する光学的構成は実施例１のものと全く同一であるから、光ビームＢＡ，ＢＢに関する光学特性は図４と図５に示したものと同じである。半導体レーザ１Ａ’、１Ｂ’ からの光ビームＢＡ’，ＢＢ’に関する光学特性を、図４、図５に倣って図６、図７に示す。図６は走査レンズ６Ａ、７Ａによるものであり、図７は走査レンズ６Ａ、７Ａによるものである。何れも良好に補正されている。
【００３２】
即ち、図３に示した実施の形態および実施例３の光走査装置は、回転軸ＡＸから離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器５を共有する複数の被走査面９Ａ、９Ｂを光偏向器５の両側に有し、各被走査面を走査するための複数の光ビームを光偏向器５により偏向させ、偏向された各光ビームにより各被走査面９Ａ、９Ｂを互いに平行に主走査して書込みを行い、書込開始に先立ち各光ビームを受光手段により受光して検出する光走査装置において、各被走査面ごとに、書込開始前に光ビームを受光する書込前受光手段ｍＡ，１０ＡおよびｍＢ、１０Ｂと、各被走査面ごとに、書込終了後に光ビームを受光する書込後受光手段ＭＡ、１２ＡおよびＭＢ、１２Ｂとを有し、被走査面９Ａ、９Ｂは複数の光ビームで走査され、被走査面９Ａ、９Ｂに対応する書込前受光手段で複数の光ビームを検知し、書込後受光手段では１つの光ビームのみを検知する光走査装置(請求項１)である。
書込終了側で１光ビームのみを検知するので、書込後受光手段の配置が容易で、有効書込幅を大きく確保できる。
また、複数の光ビームで走査される被走査面の「光偏向器でけられずに主走査される範囲」が各光ビームについて異なり、光偏向器５の両側にある被走査面９Ａ、９Ｂを走査する基準光ビームＢＡ、ＢＢの上記光偏向器による各規準反射位置ＲＡ，ＲＢが基準面ＰＳに対して２次元的に僅かに非対称である(請求項１)。
【００３３】
そして、基準面ＰＳの片側の被走査面９Ａでの書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面９Ｂ上での書込開始側をマイナス側とするとき、被走査面９Ａを走査する基準光ビームＢＡの偏向反射面５Ａでの基準反射点位置ＲＡが、他方の側の被走査面９Ｂを走査する基準光ビームＢＢの偏向反射面５Ｂでの基準反射点位置ＲＢよりもプラス側にあり(請求項２)、各被走査面に対応して、光偏向器による偏向光ビームを被走査面に導く走査結像光学系６Ａと７Ａ、および６Ｂと７Ｂを有し、これら走査結像光学系の１対は基準面ＰＳに対する鏡面対称の状態から、互いに主走査方向にずらして配置され、サグ量を同程度に設定されている(請求項３)。
そして、基準面ＰＳの片側の被走査面９Ａ上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面９Ｂ上での書込開始側をマイナス側とするとき、片側の被走査面９Ａに導光する１以上の走査結像光学系６Ａ、７Ａが、他方の側の被走査面９Ｂに導光する走査結像光学系６Ｂ、７Ｂよりも主走査方向においてプラス側にされている(請求項４)。
このような構成の結果、各被走査面上における書込開始側と終了側とで走査範囲が異なることになるので有効書込幅を大きくできる。
図８に、請求項５記載の光走査装置の実施の１形態を特徴部分のみ説明図として示す。
請求項１記載の光走査装置は、上に説明した請求項２〜４の任意の１に記載の光走査装置において、各被走査面に対応した書込前受光手段と書込後受光手段との受光時間差に基づき、各被走査面に対応した画周波数を調整し、各被走査面の走査幅を同一にすることを特徴とする。
光学的構成としては図３(ａ)に示すものを前提とする。
【００３４】
図８において、符号１０Ａ、１２Ａはそれぞれ被走査面９Ａの走査開始側および走査終了側に設けられた受光素子を示している。受光素子１０Ａは、光ビームＢＡとＢＡ’を検出し、受光素子１２Ａは、光ビームＢＡ’のみを検出する。従って、受光素子１０Ａ、１２Ａからは１回のマルチビーム走査に伴い３つの受光信号が発生する。これらをＳＣ、ＳＣ’およびＳＦ’とする。受光信号ＳＣ、ＳＣ’は、光ビームＢＡ、ＢＡ’が受光素子１０Ａに発生させるものであり、受光信号ＳＦ’は光ビームＢＡ’が受光素子１２Ａに発生させるものである。
受光信号ＳＣ、ＳＣ’は、図示されない制御回路へ入力し、光ビームＢＡ、ＢＡ’によるひ書込開始の同期を取るのに使用される。
それとは別に、図８に示すように信号ＳＣ，ＳＣ’、ＳＦ’はカウンタ３０に入力し、カウンタ３０は入力してくる信号をカウントし、そのカウント数を演算器３１に入力する。演算器３１は入力信号に基づき、受光信号ＳＣ’とＳＦ’との時間差を算出する。このように算出された時間差は「光ビームＢＡ、ＢＡ’が受光素子１０Ａ、１２Ａ間を走査する走査時間」に等しく、この走査時間の変動は走査結像光学系の倍率誤差に起因する。
そこで、演算器３１は、算出した走査時間が設計で定められた基準値と異なるとき、基準値との差に応じ、倍率誤差を補正するような画周波数を算出し、算出された画周波数を実現するクロック信号をクロック発生器３２に発生させる。
このように発生されたクロック信号は、半導体レーザ１Ａ，１Ａ’を駆動するＬＤ駆動回路３３、３４に印加される。このようにして、光ビームＢＡ、ＢＡ’の書込みにおける倍率誤差が補正される。
【００３５】
上の説明はそのまま、被走査面９Ｂの側における倍率誤差の補正についての説明になる。
従って、図３に示す如き光学的構成の光走査装置に、請求項５記載の発明を適用することにより、機械的な経時変化や環境変動に拘わらず、被走査面９Ａ、９Ｂに書込まれる画像の主走査方向の幅を同一に揃えることができる。
なお、光偏向器の偏向反射面数：Ｎが２以上である場合には、書込前受光手段と書込後受光手段の受光時間差(走査時間)として、個々の走査ごとの測定値ではなく、Ｎ回以上の測定の平均値を用いるのが良い（請求項６）。
図１に即して説明した実施の形態および実施例１では、１つの光偏向器を５共有する複数の被走査面９Ａ、９Ｂが２つであり、図３に即して説明した実施の形態および実施例３では、１つの光偏向器５を共有する複数の被走査面９Ａ、９Ｂが２つである(請求項７)。
また、図２に即して説明した光走査装置の実施の形態および実施例２では、光源１Ａ、１Ａ’の数が２であり、各光源からの光ビームが主走査方向に互いに角：ξ（＝３．１度）をなし、光偏向器５の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置されている。
また、図３に即して説明した光走査装置および実施例３では、複数の光ビームで走査される被走査面９Ａ、９Ｂに対応する光源の数が２であり、これら２光源からの各光ビームが主走査方向に互いに角：ξ(＝３．１度)をなし、光偏向器５の同一の偏向反射面５Ａ、５Ｂの近傍で互いに交叉するように配置されている（請求項８、９）。
【００３６】
最後に、図９を参照して画像形成装置の実施の１形態を説明する。
この画像形成装置は「カラーレーザプリンタ」である。
カラーレーザプリンタ１００は感光媒体１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ、１１１Ｋとして「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有している。感光媒体１１１Ｒ（１１１Ｇ、１１１Ｂ、１１１Ｋ）の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２Ｒ（１１２Ｇ、１１２Ｂ、１１２Ｋ）、現像装置１１３Ｒ（１１３Ｇ、１１３Ｂ、１１３Ｋ）が設けられている。
感光媒体１１１Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ、１１２Ｋの下方には、これらに共通の転写ベルト１１４が設けられ、この転写ベルト１１４の内周の、各感光媒体に対応する部位に、転写用のコロナチャージャ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂ、１１４Ｋが配置されている。
感光媒体１１１Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ、１１２Ｋの上方には、光走査装置１１７が設けられている。
光走査装置１１７は、例えば、図１に実施の形態を示したもの、あるいは図３に実施の形態を示したものを２組、図の左右方向へタンデム式に並べて構成することもできるし、上記実施の形態のものを２組、特開平９−５８−５３号公報の図２に示されたような具合に、上下方向に組み合わせて構成することもできる。２組の光走査装置として図１に示すものを組み合わせれば、各感光媒体はシングルビーム方式の光走査で画像を書き込まれる。また、２組の光走査装置として図３に示すものを組み合わせれば、各感光媒体はマルチビーム方式の光走査で画像を書き込まれる。
図９において、符号１１６は定着装置、符号Ｐは記録媒体としての転写紙を示している。
【００３７】
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋがそれぞれ時計回りに等速回転され、各表面が帯電ローラ１１２Ｒ〜１１２Ｋにより均一帯電される。
光走査装置１１７は、感光媒体１１１Ｒには赤成分画像に対応する赤成分潜像を書込み、感光媒体１１１Ｇ、１１１Ｂ、１１１Ｋには、それぞれ緑・青・黒成分画像に対応する緑・青・黒成分潜像を書込む。書込み形成された各色成分潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。
これら各色成分潜像は、現像装置１１３Ｒ〜１１３Ｋにより、それぞれ赤．緑・青・黒色のトナーで反転現像され、各感光媒体１１１Ｒ〜１１３Ｋ上に上記各色のトナー画像が形成される。
転写紙Ｐは、転写ベルト１１４により各感光媒体に対する転写位置を順次に搬送され、転写用のコロナチャージャ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂ、１１４Ｋにより順次、感光媒体１１１Ｒからは赤トナー画像、感光媒体１１１Ｇからは緑トナー画像、感光媒体１１１Ｂからは青トナー画像、感光媒体１１１Ｒからは黒トナー画像を転写される。このように転写された各色トナー画像の合成画像として「カラー画像」が形成される。
光走査装置として図３に示す如きものを組み合わせて用いると、各色トナー画像相互の大きさのずれを有効に防止できる。
このようにカラー画像を形成された転写紙Ｐは定着装置１１６においてカラ＾画像を定着されて装置外へ排出される。トナー画像が転写された後の各感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋの表面は、図示されないクリーニング装置により、それぞれクリーニングされて残留トナーや紙粉等が除去される。
【００３８】
なお、転写紙Ｐに代えて前述のＯＨＰシート等を用いることもでき、トナー画像の転写は、中間転写ベルト等の「中間転写媒体」を介して行うようにすることもできる。
なお、光走査装置１１７として、図２に実施の形態を示した光走査装置を４基、タンデム式に配置した構成とすることもできる。
従って、図９に実施の形態を示す画像形成装置は、複数の感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋの感光面に光走査装置１１７による光走査を行って感光面ごとに潜像を形成し、各潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、複数の感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋの感光面の光走査を行う光走査装置として、請求項１〜９の任意の１に記載の光走査装置を用いて実施できるものであり(請求項１０)、各感光媒体１１１Ｒ〜１１１Ｋが光導電性の感光体であり、各感光面の均一帯電と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜像が、トナー画像として可視化されるものである(請求項１１)。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光走査装置および画像形成装置を実現することができる。
請求項１〜４に記載の光走査装置は、回転多面鏡の偏向反射面を大きくすることなく、即ち、回転多面鏡を大型化することなく、各被走査面に共通の有効書込幅を確保しつつ、基準面の両側にある各被走査面の書込開始位置の外側に受光手段による検出領域を確保できるので、光偏向器を大型化することに伴なう「騒音、振動、消費電力、コストの増大」を有効に回避できる。
また、請求項１〜４、７〜９に記載の光走査装置では、マルチビーム走査において有効書込幅を確保しつつ、倍率誤差の補正に必要な走査時間の検出を行うことができる。そして、請求項５、６に記載の光走査装置では、光学系の機械的な経時変化や環境変動による倍率誤差を補正することができる。
そして、この発明の画像形成装置は、この発明の上記光走査装置を用いることにより「騒音、振動、消費電力、コストの増大」を有効に回避しつつ、良好な画像形成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 光走査装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】 光走査装置の別の実施の１形態を説明するための図である。
【図３】 請求項１記載の光走査装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図４】 実施例１に関する光学特性を示す図である。
【図５】 実施例１に関する光学特性を示す図である。
【図６】 実施例３に関する光学特性を示す図である。
【図７】 実施例３に関する光学特性を示す図である。
【図８】 請求項５記載の発明の実施の１形態を特徴部分のみ示す図である。
【図９】 画像形成装置の実施の１形態を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ 半導体レーザ(光源)
２Ａ、２Ｂ カップリングレンズ
３Ａ、３Ｂ シリンドリカルレンズ
４Ａ、４Ｂ 防音ガラス
ＡＸ 回転軸
５Ａ、５Ｂ 偏向反射面
５ 回転多面鏡（光偏向器）
６Ａ、７Ａ 走査レンズ(走査結像光学系)
６Ｂ、７Ｂ 走査レンズ(走査結像光学系)
９Ａ、９Ｂ 被走査面
Claims (11)
- 回転軸から離れた位置に偏向反射面を有する光偏向器を共有する複数の被走査面を上記光偏向器の両側に有し、各被走査面を走査するための複数の光ビームを上記光偏向器により偏向させ、偏向された各光ビームにより各被走査面を互いに平行に主走査して書込みを行い、書込開始に先立ち各光ビームを受光手段により受光して検出する光走査装置において、
各被走査面ごとに、書込開始前に光ビームを受光する書込前受光手段と、
各被走査面ごとに、書込終了後に光ビームを受光する書込後受光手段と、を有し、上記被走査面のうち少なくとも１つは複数の光ビームで走査され、該被走査面に対応する書込前受光手段で複数の光ビームを検知し、書込後受光手段では１つの光ビームのみを検知し、
複数の光ビームで走査される被走査面の、光偏向器でけられずに主走査される範囲が、各光ビームについて異なり、
光偏向器の回転軸を含み、主走査線に平行な面を基準面とするとき、
光偏向器の両側にある被走査面を走査する基準光ビームの上記光偏向器による各規準反射位置を、上記基準面に対して２次元的に僅かに非対称としたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項１記載の光走査装置において、
基準面の片側の被走査面での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、上記片側の被走査面を走査する基準光ビームの偏向反射面での基準反射点位置が、他方の側の被走査面を走査する基準光ビームの偏向反射面での基準反射点位置よりも、プラス側にあることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１または２記載の光走査装置において
各被走査面に対応して、光偏向器による偏向光ビームを被走査面に導く走査結像光学系を有し、
これら走査結像光学系の少なくとも１対を、基準面に対する鏡面対称の状態から、互いに主走査方向にずらして配置し、上記少なくとも１対の走査結像光学系についてサグ量を同程度に設定したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項３記載の光走査装置において、
基準面の片側の被走査面上での書込開始側をプラス側、他方の側の被走査面上での書込開始側をマイナス側とするとき、
上記片側の被走査面に導光する１以上の走査結像光学系が、他方の側の被走査面に導光する走査結像光学系よりも主走査方向においてプラス側に配置されることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１〜４の任意の１に記載の光走査装置において、
各被走査面に対応した書込前受光手段と書込後受光手段との受光時間差に基づき、各被走査面に対応した画周波数を調整し、各被走査面の走査幅を同一にすることを特徴とする光走査装置。 - 請求項５記載の光走査装置において
光偏向器の偏向反射面数：Ｎ（≧２）に対し、
書込前受光手段と書込後受光手段の受光時間差として、Ｎ回以上の測定の平均値を用いることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１〜６の任意の１に記載の光走査装置において、
１つの光偏向器を共有する複数の被走査面が２つであることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１〜７の任意の１に記載の光走査装置において、
複数の光ビームで走査される被走査面に対応する光源の数が２であり、これら２光源からの各光ビームが主走査方向に互いに角をなし、光偏向器の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項８記載の光走査装置において、
２つの被走査面の各々に対応して２つの光源が用いられ、
各被走査面に対応する２つの光源からの各光ビームが主走査方向に互いに角をなし、光偏向器の同一の偏向反射面の近傍で互いに交叉するように配置されていることを特徴とする光走査装置。 - 複数の感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って上記感光面ごとに潜像を形成し、上記各潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、
複数の感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、請求項１〜９の任意の１に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１０記載の画像形成装置において、
各感光媒体が光導電性の感光体であり、各感光面の均一帯電と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜像が、トナー画像として可視化されることを特徴とする画像形成装置。
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