JP4359003B2 - 光偏向装置・光走査方法・光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光走査方法、この光走査方法を実施するための光走査装置、この光走査装置に用いられる光偏向装置、及び上記光走査装置を用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光走査装置は、光プリンタやデジタル複写装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関連して広く知られている。光走査装置の改良目標のひとつとして「光走査の高速化」がある。
【０００３】
光走査の高速化に有効な方法として、１度に複数の走査線を光走査するマルチビーム走査方法があるが、シングルビーム走査方法であれマルチビーム走査方法であれ、偏向光束の偏向速度を高速化することにより、更なる高速化を実現することが可能になる。
【０００４】
偏向光束の偏向速度を高速化する方法としては、例えば、回転多面鏡の回転数を増大させることが考えられるが、回転数の増大に共ない、消費電力増大、騒音・振動の発生を招来し、光偏向器自体の耐久性も劣化する。
【０００５】
偏向速度の高速化の方法として、回転多面鏡における偏向反射面数を多くして、回転多面鏡の１回転当たりの偏向回数を大きくすることも考えられる。しかし、単に偏向反射面数を多くすると、必然的に回転多面鏡の半径が大きくなり、回転多面鏡の慣性能率は半径の２乗に比例するので、半径の大きい回転多面鏡を高速回転させるための消費電力増大が避けられない。
【０００６】
これを避けるには、回転多面鏡の半径を増大させることなく偏向反射面数を増やさねばならないが、このようにすると個々の偏向反射面が小さくなって、偏向光束の偏向角が小さくなってしまい、光走査に必要とされる光走査領域長を確保するのに、回転多面鏡から被走査面に至る光路長を大きくする必要が生じ、これは光走査装置の大型化を招来する。
【０００７】
回転多面鏡のほかに良く知られた光偏向器として「揺動ミラー」があるが、揺動ミラーを固定ミラーと組合せ、固定ミラーと揺動ミラーとの間で光束を複数回反射させることにより、高速且つ広偏向角の光束偏向を行う光偏向方法（以下、便宜上「多重反射偏向」と呼ぶ）が提案されている（特開平４−５２６１８号公報）。
【０００８】
揺動ミラーとして、近来、マイクロマシンの分野で「高速偏向が可能な正弦波振動を行うマイクロ揺動ミラー」が開発されているので、このようなマイクロ揺動ミラーを用いることにより、光走査の高速化が可能となる。
【０００９】
しかしながら、上記公報記載の多重反射偏向で光束を偏向させると、偏向光束に、後述する「スキュー」が発生し、偏向光束の波面収差に劣化が生じる。偏向光束の波面収差が劣化すると、被走査面上に良好な光スポットを小径に形成することができなくなり、高密度で高精細の光走査を行うことができなくなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は光走査において、広偏向角かつ高速で、なおかつの偏向光束のスキューを有効に軽減した多重反射偏向を実現することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の光偏向装置は、光偏向器と、１以上の固定ミラーとを有する。
「光偏向器」は、軸のまわりに偏向反射面を回転もしくは揺動させて、上記軸に直交する面に対して傾いた方向から入射する光束を反射偏向させる。従って、上記「軸」は回転軸もしくは揺動軸である。
「固定ミラー」は、光偏向器における偏向反射面に対向して配置され、偏向反射面との間で、光束を複数回反射させる。
【００１２】
上記の如く、光偏向器は「偏向反射面を回転もしくは揺動させて光束を偏向させる」ので、光偏向器としては回転多面鏡や揺動ミラーを用いることができる。「固定ミラーが対向する偏向反射面」は、現に光束を偏向させる偏向反射面であり、光偏向器として回転多面鏡を用いるときには、光源側からの光束を入射される位置に位置する偏向反射面である。
【００１３】
請求項１記載の光偏向装置では「１または２個の固定ミラーが、副走査断面内において、上記軸（回転軸もしくは揺動軸）に対して傾いて」いる。
【００１４】
「副走査断面」は、光偏向器の偏向反射面の軸、即ち、回転軸もしくは揺動軸と「偏向反射面へ入射する光源側からの光束の主光線」とを含む面を言う。
【００１５】
即ち、上述した特開平４−５２６１８号公報に記載された多重反射偏向では、固定ミラーは、副走査断面内において「揺動ミラーの揺動軸に対して平行」に設定されており、このために偏向光束にスキューが発生して波面収差を劣化させるのであるが、この発明の光偏向器では、固定ミラーを副走査断面内で偏向反射面の回転軸もしくは揺動軸に対して傾けることにより、後述するように偏向光束におけるスキューを有効に軽減するのである。
【００１６】
光偏向器の偏向反射面に対して対向させる固定ミラーは、１面もしくは２面である。
２面の固定ミラーを用いるときは、これら２面の固定ミラーを副走査方向に（並ぶように）配置する。また、固定ミラー面が１面であるときも２面であるときも、入射光束を偏向反射面との間で３回以上反射させて偏向光束とすることができる。
【００１７】
請求項１記載の光偏向装置においては、２面の固定ミラーの、副走査断面内での傾き角を互いに逆とし、各固定ミラーのミラー面と偏向反射面との距離が、副走査断面内において、両者の間隙部へ向って増大するように設定し、偏向光束が上記間隙部から射出するように構成できる（請求項３）。
【００１８】
この請求項３記載の光偏向装置において、偏向反射面により最初に反射されて一方の固定ミラーに入射した光束を、上記一方の固定ミラーのミラー面で１回反射させた後、偏向反射面を介して他方の固定ミラーのミラー面に入射させるように構成できる（請求項４）。
【００１９】
また、請求項１記載の光走査装置は、入射光束が偏向反射面との間で３回以上反射する間に「偏向反射面における反射位置の移動方向が、副走査方向において反転」するように、各固定ミラーの配置を設定する。請求項２または３記載の光偏向装置においても同様である。
【００２０】
上記請求項１〜４の任意の１に記載の光偏向装置において「偏向光束を、偏向反射面に入射する光束に対し副走査断面内で角をなすように射出させる」ことができる（請求項５）。このようにすると、偏向光束が光源側へ戻るのを完全に防止できる。
【００２１】
上記請求項１〜５の任意の１に記載の光偏向装置において、光偏向器を「高速揺動するマイクロ揺動ミラー」とすることができる（請求項６）。
【００２２】
この発明の光走査方法は「光源側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法」である。
【００２３】
「走査結像光学系」は、１枚以上のレンズで構成することもできるし、結像機能を持つ１面以上の結像ミラーで構成することもでき、１枚以上のレンズと１面以上の結像ミラーとの組合せにより構成することもできる。
【００２４】
請求項７記載の光走査方法は、光偏向装置として、上記記載のものを用いることを特徴とする。
【００２５】
即ち、請求項７記載の光走査方法は、光偏向装置として、請求項１〜６の任意の１に記載の光偏向装置を用いる。
【００２６】
請求項７記載の光走査方法においては「光源からの光束をカップリングし、カップリングされた光束を線像結像光学系により副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面で最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させる」ようにできる（請求項８）。このようにすると、光偏向器として回転多面鏡を用いる場合における偏向反射面の面倒れ、光偏向器として揺動ミラーを用いる場合における揺動軸の軸ぶれによる「走査線の副走査方向への変動」を補正することができる。
【００２７】
この発明の光走査方法では、光偏向器として請求項１〜６に記載の適宜の光偏向装置が用いられるが、この発明の光偏向装置では上述の如く「偏向反射面の回転もしくは揺動に直交する面に対して傾いた方向から入射する光束を、反射偏向させる」ので、偏向光束自体も上記軸に直交する面に対して傾くことになり、偏向光束のこの傾きは、被走査面上における走査線（光スポットの移動軌跡）に曲がりを生じる原因となる。
【００２８】
このような走査線の曲がりには、走査結像光学系に含まれるレンズや結像ミラーにシフト（副走査方向への位置ずらし）やティルト（光軸の副走査方向への傾き）を与えることにより有効に軽減できるが、有効な方法として、上記請求項７または８記載の光走査方法において、走査線の曲がりを補正するために「レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズを１枚以上、走査結像光学系に用いる」ことができる（請求項９）。
【００２９】
この発明の光走査装置は「光源側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面に導光して光スポットを形成し、上記光スポットにより上記被走査面の光走査を行う光走査装置」である。
【００３０】
請求項１０記載の光走査装置は、光偏向装置として上記の光偏向装置を用いることを特徴とする。
【００３１】
光偏向装置としては、請求項１〜６の任意の１に記載の光偏向装置を用いることができる。
【００３２】
上記請求項１０記載の光走査装置は、光源からの光束をカップリングするカップリングレンズと、このカップリングレンズによりカップリングされた光束を副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面で最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させる線像結像光学系を有することができる（請求項１１）。
【００３３】
また、上記請求項１０または１１記載の光走査装置の走査結像光学系は「走査線の曲がりを補正するために、レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズを１枚以上有する」ことができる（請求項１２）。
【００３４】
なお、この発明の光走査装置は、シングルビーム走査装置として実施できることは勿論、マルチビーム走査装置として実施することもでき、この発明の光走査方法（請求項７〜９）は、シングルビーム走査方法としてもマルチビーム走査方法としても実施できる。
【００３５】
この発明の画像形成装置は「感光媒体を光走査して画像形成を行う画像形成装置」であって、感光媒体の光走査に、請求項１０〜１２の任意の１に記載の光走査装置を用いることを特徴とする（請求項１３）。
【００３６】
「感光媒体」としては公知の種々のものを用いることができる。例えば、熱により発色する発色性印画紙を感光媒体とし、これを光走査し、光スポットによる「熱エネルギ」で発色させて画像形成を行うことができる。
【００３７】
感光媒体によっては、光走査により感光媒体に潜像を形成し、この潜像を可視化することにより画像形成を行うようにすることができる（請求項１４）。この場合、例えば、感光媒体として銀塩フィルムを用いることができる。銀塩フィルムに光走査により形成された潜像は「通常の銀塩写真のプロセス」に従い、現像・定着を行うことができる。このような画像形成装置は、光製版器や光描画装置として実施することができる。
【００３８】
感光媒体には「光導電性の感光体」を用いることもできる。この場合、潜像は静電潜像として形成され、トナー画像として可視化され、トナー画像は「シート状の記録媒体に最終的に担持」される（請求項１５）。
【００３９】
光導電性の感光体として周知の酸化亜鉛感光紙を用いると、酸化亜鉛感光紙上に形成されたトナー画像をそのまま「酸化亜鉛感光紙をシート状の記録媒体として」定着することができる。
【００４０】
繰り返し使用可能な光導電性の感光体を用いる場合は、感光体上に形成されたトナー画像を、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）等のシート状の記録媒体に、直接もしくは中間転写ベルト等の中間転写媒体を介して転写し、定着することにより所望の画像を得ることができる。
【００４１】
これら画像形成装置は、デジタル複写機や光プリンタ、光プロッタ、ファクシミリ装置等として実施できる。
【００４２】
以下、前述の「偏向光束のスキュー」を説明するために、後述する実施例に対して「比較例」となるものを説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、比較例光走査装置の光学配置を示している。
図１（ａ）は、副走査方向から見た状態を示し、（ｂ）は主走査方向から見た状態を示す。（ｂ）の図の面が「副走査断面」となっている。
【００４３】
光源である半導体レーザ１０から放射された発散性のレーザ光束は、カップリングレンズ１２により、以後の光学系に適した光束形態に変換される。カップリングレンズ１２から射出する光束の光束形態は「平行光束」であることも「弱い集束光束」であることも「弱い発散光束」であることもできるが、この例においては、カップリングレンズ１２の機能がコリメート機能で、入射発散光束を実質的な平行光束とする。
【００４４】
この平行光束は、アパーチュア１４の開口部を通過する際に光束周辺部を遮断されて「ビーム整形」される。ビーム整形された光束（平行光束）は、シリンドリカルレンズ１６により副走査方向にのみ集光され、副走査方向にのみ集束しつつ入射ミラー１８に入射して反射され、光偏向装置２０に入射して偏向される。
【００４５】
光偏向装置２０による偏向光束は、ミラー２２（図１（ｂ）に示す）により反射されて、走査結像光学系を構成する２枚のレンズ２４、２６を透過し、同レンズ２４、２６の作用により被走査面２８上に光スポットとして集光する。そして、この光スポットが被走査面２８を光走査する。被走査面２８は実体的には感光媒体の感光面である。
【００４６】
なお、入射ミラー１８および／またはミラー２２は、光学系のレイアウトによっては省略することもできる。
【００４７】
図１（ｃ）は、光偏向装置２０を示している。光偏向装置２０は、揺動ミラー２０Ａと、この揺動ミラー２０Ａを高速で揺動させる駆動装置２０Ｂと、固定ミラー２０Ｃとで構成されている。揺動ミラー２０Ａの反射面が「偏向反射面」である。固定ミラー２０Ｃは勿論、装置空間に対して固定的である。
【００４８】
入射ミラー１８により反射された光束が、揺動ミラー２０Ａの揺動軸に直交する平面に対して傾いて（この時の上記平面に対する傾き角を「偏向反射面への入射角」と呼ぶ）入射すると、偏向反射面により反射された光束は、固定ミラー２０Ｃと偏向反射面との間で反射を繰り返す。即ち、光束は、揺動ミラー２０Ａの偏向反射面と固定ミラー２０Ｃとの間で「多重反射」する。
【００４９】
この多重反射を副走査方向についてみると、図１（ｄ）に示す如くなる。固定ミラー２０Ｃのミラー面は、揺動ミラー２０Ｃの揺動軸と平行に設定されているので、多重反射の際、副走査方向の入射角・反射角は変化せず、所定回数の反射の後、図の如く偏向反射面２０Ａにより反射されて偏向光束となる。
【００５０】
一方、上記多重反射を主走査方向についてみると、図１（ｅ）に示す如くになる。図１（ｅ）では、揺動ミラー２０Ａの揺動により、偏向反射面は固定ミラー２０Ｃに対して傾いており、このため、多重反射による反射が繰り返されるに従い、主走査方向の入射角・反射角は次第に増大し、最後に偏向反射面で反射された光束は、大きな偏向角をもった偏向光束になる。
【００５１】
即ち、主走査方向に関しては、偏向反射面の傾きによる反射光束の偏向角が、多重反射により増幅されるのである。このように、多重反射偏向では、揺動ミラー２０Ａにおける偏向反射面の揺動角が微小でも、偏向光束に多きな偏向角を与えることができる。揺動角が微小であると、揺動周期を短くして揺動周波数を大きくできるので、偏向光束の偏向回数を増大させることができ、光走査を高速化することができる。
【００５２】
以下、前述した偏向光束における「スキュー」を説明する。スキューというのは、簡単に言えば「光束の捩れ」である。具体的な例に即して説明する。
【００５３】
図１の比較例光走査装置においては、前述のように、半導体レーザ１０からの光束はカップリングレンズ１２により平行光束化されたのち、アパーチュア１４によりビーム整形される。アパーチュアの開口形状は、矩形形状であって、そのサイズは主走査方向に１．３５ｍｍ、副走査方向に０．５ｍｍである。
【００５４】
即ち、ビーム整形された光束は、主・副走査方向に１．３５ｍｍ×０．５ｍｍの矩形形状の光束断面をもった平行光束となる。
【００５５】
以下、入射ミラー１８より後のデータを示す。
【００５６】
偏向反射面（揺動ミラー２０Ａのミラー面）への入射角：１９．４度
偏向反射面の有効振れ角：３．７１度
偏向反射面と固定ミラーの距離：０．３ｍｍ
偏向反射面での反射回数：５回 。
【００５７】
【００５８】
ここに、
Rm：主走査方向の近軸曲率半径
Rs：副走査方向の近軸曲率半径
Ｎ：使用波長：665nmでの屈折率
Ｄ：面間隔
である。
【００５９】
面番号：２、３、４、５の各レンズ面は、主走査方向の座標をＹ、副走査方向の座標をＺ（Ｙ、Ｚの原点は、光軸に対応する軸である）、光軸方向のデプスをＸとして、
と表すことができる。ここに、
Cs(Y)=1/Rs＋b2・Y^2＋b4・Y^4＋b6・Y^6＋・・・・
Z0(Y)=d0＋d2・Y^2＋d4・Y^4＋d6・Y^6＋・・・・
である。なお、上記式で例えば「Y^6」は「Ｙの６乗」を表す。
【００６０】
上記式を用いると、レンズ２４、２６の各面は、以下のように特定される。
【００６１】
面番号２(レンズ２４の入射側面)
Km=1.85E+02,a4=-3.0E-06,a6=-2.905E-09,a8=-3.4E-11,a10=5.0E-12
b2=3.95E-04,b4=-9.533E-07,b6=1.906E-09,b8=1.57E-10,b10=-3.37E-13,
b12=4.326E-15
d0=0,d2=0,d4=0,・・・・
面番号３(レンズ２４の射出側面)
Km=-1.93E-01,a4=2.91E-06,a6=1.375E-09,a8=-5.348E-12,a10=2.535E-14
b2=-3.253E-04,b4= 2.14E-07,b6=5.939E-09,b8=2.108E-11,b10=1.117E-13,
b12=1.201E-15
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号４(レンズ２６の入射側面)
Km=-1.39E+01,a4=-1.102E-06,a6=-9.881E-10,a8=1.072E-12,a10=2.258E-15,
a12=-1.035E-18,a14=-1.427E-23
b2=-5.281E-06,b4=1.462E-08,b6=-3.916E-11,b8=3.006E-13,b10=5.198E-16,
b12=4.551E-18
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号５(レンズ２６の射出側面)
Km=-6.91E+01,a4=-2.188E-06,a6=4.3228E-10,a8=2.7814E-12,a10=-1.214E-15,
a12=7.686E-19,a14=4.073E-22
b2=-1.0E-04,b4=5.5E-07,b6=1.5E-10,b8=2.0E-12,b12=2.0E-18
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
上の表記において例えば「E-10」は「１０の―１０乗」を示し、この数値が直前の数値に掛かる。
【００６２】
レンズ２４、２６は中央像高に向かう光束に対し、反時計回りにティルトされている。また、レンズ２４の入射側面は中央像高に向かう光束に対し図１の上方向（Ｚ方向の正の側）に０．３ｍｍシフトされ、走査レンズ２６の入射側面は中央像高に向かう光束に対し図１の上方向（Ｚ方向の正の側）に１．１ｍｍシフトされている。
【００６３】
ここで、偏向光束におけるスキューを説明する。
図２(ａ)は、アパーチュア１４によりビーム整形された直後の光束(平行光束)の光束断面形状を示している。この光束断面形状は、アパーチュア１４の開口形状と同形である。光束は、その後、シリンドリカルレンズ１６で副走査方向に集光され、入射ミラー１８で反射され、集束しつつ光偏向器２０の揺動ミラー２０Ａの偏向反射面へ入射し、固定ミラー２０Ｃとの間で多重反射される。
【００６４】
この多重反射が行われるとき、図２(ａ)に示す光束断面形状の４隅(黒丸で示す)を通る光線を光線追跡してみると、図２（ｂ）、（ｃ）の如くになる。図２（ｂ）に示すのは、偏向反射面と固定ミラーとが平行になったときの光線追跡結果を示している。このとき、偏向光束は被走査面上で像高：０に光スポットを形成する。
【００６５】
図２（ｂ）において、符号２−１は、入射ミラー１８から偏向反射面に入射したときの、偏向反射面上における光束断面形状（図２(ａ)の４隅のを通る光線により囲まれる光束断面形状）を示す。以下、図２（ｂ）における符号２−２、２−３、２−４、２−５は、多重反射における固定ミラーでの１回目〜４回目の反射位置における光束断面形状を示し、符号２−６は最後に偏向反射面で反射されて偏向光束となる時の反射位置における光束断面形状を示している。
【００６６】
図から理解されるように、入射ミラー１８側からの光束は、副走査方向に集束しつつ入射してくるので、多重反射の際に光束断面の副走査方向の幅は次第に減少し、最後に偏向反射面で反射される位置において、主走査方向に長い線像として結像する（図２(ａ)の光束断面形状２−６）。
【００６７】
図２(ａ)に示すように、光スポットの像高：０に対しては偏向光束に「スキュー」は発生していない。
【００６８】
図２（ｃ）は、偏向光束が周辺像高部を光走査するときの光束断面形状の変化を示している。符号２−１１、２−１２、２−１３、２−１４、２−１５、２−１６で示す光束断面形状が、図２（ｂ）における光束断面形状２−１〜２−６にそれぞれ対応する。
【００６９】
図２（ｃ）を見ると、周辺像高部へ向う偏向光束は、光偏向装置における多重反射の際に、反射が繰り返されるにつれて、光束断面が次第に時計回りに回転しているのがわかる。この光束の回転(捩れ)がスキューである。像高：０に対して反対側の周辺像高へ向う偏向光束には、図２（ｂ）と逆の向き(反時計まわり)のスキューが発生する。
【００７０】
スキューの発生する原因は、入射ミラーから揺動ミラーへ入射する入射角が０でなく、光スポットの像高が０以外の状態では「偏向反射面と固定ミラーとが平行でない」ために、入射光束の光束断面の４隅を通る光線に対する光路長が変化することにある。
【００７１】
このように、同じ光束内で光線の光路長に付均一が生じると、偏向光束の波面収差が劣化する。波面収差の劣化は、被走査面上に形成される光スポットのスポット径に影響する。即ち、光スポットの像高が０から増大して周辺像高へ向うに連れて、波面収差が劣化すると、スポット径が像高：０から周辺像高へ向って次第に増大する「ビーム太り」を発生してしまう。
【００７２】
図３図は、ビーム太りを説明するための図である。
図３(ａ)は、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のデフォーカス量に対する変化」を中心像高(像高：０)と周辺像高(像高：２５．７ｍｍ)で示したものである。
また、図３(ｂ)は、被走査面上における光スポットの「副走査査方向のスポット径のデフォーカス量に対する変化」を中心像高(像高：０)と周辺像高(像高２５．７ｍｍ)で示したものである。
【００７３】
図から明らかなように、主・副走査方向とも、像高：０では光スポットはスポット径も小さく、深度余裕も大きいが、周辺像高ではビーム太りが生じ、デフォーカスに対するビーム系の変動も大きくなっている。
【００７４】
【発明の実施の形態】
図４は、この発明の光走査装置の実施の１形態を特徴部分のみ示している。図１に示した光走査装置例(比較例光走査装置)との違いは、光偏向装置にある。
【００７５】
即ち、図４の実施の形態において「光偏向装置」は、図１の例におけると同様の「揺動ミラー２０Ａを駆動装置で揺動駆動する光偏向器」に対し、２面の固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅを組合せたものである。
【００７６】
図４(副走査断面を示す)に示すように、２面の固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅは、副走査方向(図の上下方法)に配置され、図示のように入射光束を偏向反射面との間で３回以上（この例では４回）反射させて偏向光束とするものであり、２面の固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅの、副走査断面内での傾き角：θ１、θ２が互いに逆で、各固定ミラーの「ミラー面と偏向反射面との距離」は、副走査断面内において、両者の間隙部３０へ向って増大するように設定され、偏向光束は、固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅの間隙部３０から射出する。
【００７７】
さらに、揺動ミラー２０Ａの偏向反射面により最初に反射されて一方の固定ミラー２０Ｄに入射した光束は、一方の固定ミラー２０Ｄのミラー面で１回反射された後、偏向反射面を介して他方の固定ミラー２０Ｅのミラー面に入射し、入射光束が偏向反射面との間で３回以上反射する間に、偏向反射面における反射位置の移動方向が副走査方向において反転するように、各固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅの配置が設定され、偏向光束は、偏向反射面に（入射ミラー１８の側から）入射する光束に対し、副走査断面内で角をなすように射出する。
【００７８】
【実施例】
以下、図４の実施の形態に関する具体的な実施例を、先に挙げた比較例光走査装置の場合に倣って示す。「光源としての半導体レーザから、入射ミラーを介して光偏向装置に入射するまでの光学配置」は、比較例光走査装置の場合と全く同じである。
【００７９】
実施例１
偏向反射面への入射角：１９．４度
偏向反射面での有効振れ角：３．７１度
Ｌ（偏向反射面と固定ミラー２０Ｄの上端縁部までの距離）：０．３５ｍｍ
偏向反射面での反射回数：５回
θ1：２６．０２2度
θ2：９．７度
面番号：２、３、４、５の各レンズ面は、前記（１）式で表すことができ、以下の如くに特定される。なお、面番号２と５の面は「レンズ面の子線頂点を結んだ母線が副走査方向に湾曲」している（請求項２２）。
【００８０】
面番号２(レンズ２４の入射側面)
Km=1.85E+02,a4=2.08E-06,a6=-2.905E-09,a8=-1.15E-11,a10=2.196E-14
b2=3.95E-04,b4=-9.533E-07,b6=1.906E-09,b8=1.57E-10,b10=-3.37E-13,
b12=4.326E-15
d2=2.0E-04,d4=3.08E-06,d6= 2.3E-08・・・・
面番号３（レンズ２４の射出側面）
Km=-1.93E-01,a4=2.91E-06,a6=1.375E-09,a8=-5.348E-12,a10=2.535E-14
b2=-3.253E-04,b4= 2.14E-07,b6=5.939E-09,b8=2.108E-11,b10=1.117E-13,
b12=1.201E-15
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号４(レンズ２６の入射側面)
Km=-1.39E+01,a4=-1.102E-06,a6=-9.881E-10,a8=1.072E-12,a10=2.258E-15,
a12=-1.035E-18,a14=-1.427E-23
b2=-5.281E-06,b4=1.462E-08,b6=-3.916E-11,b8=3.006E-13,b10=5.198E-16,
b12=4.551E-18
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号５(レンズ２６の射出側面)
Km=-6.91E+01,a4=-2.188E-06,a6=4.3228E-10,a8=2.7814E-12,a10=-1.214E-15,
a12=7.686E-19,a14=4.073E-22
b2=8.18E-05,b4=-1.48E-07,b6=1.26E-10,b8=7.0E-14,b12=4.5E-18
d2=-4.0E-05,d4=-5.0E-09,d6=4.38E-11,・・・・
レンズ２４、２６は、中央像高に向かう光束に対し、反時計回りにティルトされ、レンズ２４入射側面は、中央像高に向かう光束に対し上方向（Ｚ軸の正の方向き）に０．３ｍｍシフトされ、レンズ２６の入射側面は、中央像高に向かう光束に対し上方向（Ｚ軸の正の方向き）に１．１ｍｍシフトされている。
【００８１】
この実施例１の場合、偏向反射面と固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅとの間における多重反射の際の、前記図２(ａ)に示す光束断面形状の４隅(黒丸で示す)を通る光線を光線追跡してみると、図５（ａ）、（ｂ）の如くになる。図５（ａ）に示すのは、偏向反射面と固定ミラーとが平行になったときの光線追跡結果を示している。このとき、偏向光束は被走査面上で像高：０に光スポットを形成する。
【００８２】
図５（ａ）において、符号５−１は、入射ミラー１８から偏向反射面に入射して反射され、固定ミラー２０Ｄに入射したときの、固定ミラー２０Ｄのミラー面における光束断面形状を示す。以下、図５（ａ）における符号５−２、５−３、５−４は、多重反射における固定ミラー２０Ｅでの反射位置(多重反射における２回目〜４回目の反射位置)における光束断面形状を示し、符号５−５は最後に偏向反射面で反射されて偏向光束となる時の反射位置における光束断面形状を示している。
【００８３】
即ち、固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅによる反射位置は、反射回数が１回目から３回目までは、副走査方向の上方へ移り、その後、副走査方向の下方へ反転する。
【００８４】
図５（ａ）に示すように、光スポットの像高：０に対しては偏向光束に「スキュー」は発生していない。
【００８５】
図５（ｂ）は、偏向光束が周辺像高部を光走査するときの光束断面形状の変化を示している。符号５−１１、５−１２、５−１３、５−１４、２−１５で示す光束断面形状が、図２（ｂ）における光束断面形状５−１〜５−５にそれぞれ対応する。
【００８６】
この図５（ｂ）から明らかなように、実施例１においては、像高：０においても、周辺像高に向う偏向光束においても、スキューは有効に補正されている。
【００８７】
比較例光走査装置においては、固定ミラー２０Ｃの反射面が副走査方向においては、偏向反射面と平行であるため、周辺像高の走査に向う光束の反射位置は、偏向反射面・固定ミラーのミラー面の双方に対し一方へずれるのみであり、これが、周辺像高へ向うに連れてスキューを増大させる原因となっている。
【００８８】
これに対し、実施例１では、固定ミラーにおける反射位置が、副走査方向において、両方向へ移動するので、このことがスキューを低減ないし補正させるように作用する。
【００８９】
図６（ａ）、（ｂ）に、実施例１での、被走査面上における光スポットの「主・副走査方向のスポット径のデフォーカス量に対する変化」を図３(ａ)、（ｂ）に倣い、中心像高(像高：０)と周辺像高(像高：２５．７ｍｍ)に対して示す。
【００９０】
図から明らかなように、主・副走査方向とも、像高：０および周辺像高において、光スポットはスポット径も小さく、深度余裕も大きい。即ち、比較例光走査装置の場合に比してスキューの影響は極めて有効に軽減されている。
【００９１】
また、比較例光走査装置では、図２に示すように、固定ミラー面２０Ｃ上での光束通過範囲で、スキューにより光束が傾くため、偏向光束として偏向反射面により最後に反射された光束が固定ミラーにより「ケラれない」ようにするための、固定ミラー２０Ｃのエッジ部の加工が困難になるが、実施例１では、偏向反射面への入射角が反射毎に変化し、なおかつ、入射角の符号が異なる場合があるので、最終的に「スキューによる光束の傾き」が小さく、従って、固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅの開口部３０のエッジ（スリット）の加工が容易である。
【００９２】
図７に、実施の別形態を特徴部分のみ示す。図１に示した光走査装置例(比較例光走査装置)との違いは、光偏向装置にある。
【００９３】
即ち、図７の実施の形態において「光偏向装置」は、図１の例におけると同様の「揺動ミラー２０Ａを駆動装置で揺動駆動する光偏向器」に対し、１面の固定ミラー２０Ｆを組合せたものである。
【００９４】
図７(副走査断面を示す)に示すように、１面の固定ミラー２０Ｆは、図示のように入射光束を偏向反射面との間で３回以上（この例では４回）反射させて偏向光束とするものであり、固定ミラー２０Ｆは「副走査断面内で傾き角：θ」を有し、入射光束が偏向反射面との間で３回以上反射する間に、偏向反射面における反射位置の移動方向が副走査方向において反転し（請求項６）、偏向光束は、偏向反射面に（入射ミラー１８の側から）入射する光束に対し、副走査断面内で角をなすように射出する（請求項７）。
【００９５】
【実施例】
以下、図７の実施の形態に関する具体的な実施例を、先に挙げた比較例光走査装置の場合に倣って示す。「光源としての半導体レーザから、入射ミラーを介して光偏向装置に入射するまでの光学配置」は、比較例光走査装置の場合と全く同じである。
【００９６】
実施例２
偏向反射面への入射角：１９．４度
偏向反射面での有効振れ角：３．７１度
Ｌ（偏向反射面と固定ミラー２０Ｄの上端縁部までの距離）：０．３５ｍｍ
偏向反射面での反射回数：５回
θ：５．５５度
面番号：２、３、４、５の各レンズ面は、前記（１）式で表すことができ、以下の如くに特定される。なお、面番号２と５の面は「レンズ面の子線頂点を結んだ母線が副走査方向に湾曲」している（請求項２２）。
【００９７】
面番号２(レンズ２４の入射側面)
Km=1.85E+02,a4=2.08E-06,a6=-2.905E-09,a8=-1.15E-11,a10=2.196E-14
b2=3.95E-04,b4=-9.533E-07,b6=1.906E-09,b8=1.57E-10,b10=-3.37E-13,
b12=4.326E-15
d2=2.0E-04,d4=3.08E-06,d6= 2.3E-08・・・・
面番号３（レンズ２４の射出側面）
Km=-1.93E-01,a4=2.91E-06,a6=1.375E-09,a8=-5.348E-12,a10=2.535E-14
b2=-3.253E-04,b4= 2.14E-07,b6=5.939E-09,b8=2.108E-11,b10=1.117E-13,
b12=1.201E-15
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号４(レンズ２６の入射側面)
Km=-1.39E+01,a4=-1.102E-06,a6=-9.881E-10,a8=1.072E-12,a10=2.258E-15,
a12=-1.035E-18,a14=-1.427E-23
b2=-5.281E-06,b4=1.462E-08,b6=-3.916E-11,b8=3.006E-13,b10=5.198E-16,
b12=4.551E-18
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号５(レンズ２６の射出側面)
Km=-6.91E+01,a4=-2.188E-06,a6=4.3228E-10,a8=2.7814E-12,a10=-1.214E-15,
a12=7.686E-19,a14=4.073E-22
b2=8.18E-05,b4=-1.48E-07,b6=1.26E-10,b8=7.0E-14,b12=4.5E-18
d2=-4.0E-05,d4=-5.0E-09,d6=4.38E-11,・・・・
レンズ２４、２６は、中央像高に向かう光束に対し、反時計回りにティルトされ、レンズ２４入射側面は、中央像高に向かう光束に対し上方向（Ｚ軸の正の方向き）に０．３ｍｍシフトされ、レンズ２６の入射側面は、中央像高に向かう光束に対し上方向（Ｚ軸の正の方向き）に１．１ｍｍシフトされている。
【００９８】
即ち、偏向反射面とレンズ２４の入射側面との距離を除き、レンズ２４、２６は実施例１のものと全く同様である。
【００９９】
図８（ａ）、（ｂ）に、実施例２での、被走査面上における光スポットの「主・副走査方向のスポット径のデフォーカス量に対する変化」を図３(ａ)、（ｂ）に倣い、中心像高(像高：０)と周辺像高(像高：２５．７ｍｍ)に対して示す。
【０１００】
図から明らかなように、主・副走査方向とも、像高：０および周辺像高において、光スポットはスポット径も小さく、深度余裕も大きい。このことから、比較例光走査装置の場合に比してスキューの影響は、実施例２においても有効に軽減されていることが分かる。
【０１０１】
また、スキューが小さいので、固定ミラー２０Ｆの上側エッジの加工が容易である。
【０１０２】
上に説明した実施例１、２では、偏向反射面が１面しかない揺動ミラーを用いているが、ポリゴンミラー等の回転多面鏡を用いても良い。上の実施例１、２に用いられた揺動ミラー２０Ａは、主走査方向の鏡面幅が４ｍｍと小さいマイクロ揺動ミラーで、有効振れ角も３．７１度と微小であるため、偏向角を大きくとっても、有効走査幅は、５０．４ｍｍと小さい。しかし、実施例の光学系を「主走査方向に複数個並べて配置」することにより、有効書込幅を増大させることができる。
【０１０３】
図９には、画像形成装置の実施の１形態を示す。この画像形成装置は「レーザプリンタ」である。
【０１０４】
「レーザプリンタ」は、感光媒体９１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９１の周囲には、帯電手段９２（接触式の帯電ローラを例示したが、勿論、コロナチャージャを用いても良い）、現像装置９４、転写手段９５（コロナ放電を利用する方式のものを示したが、接触式の転写ローラでも良い）、クリーニング装置９７が配備されている。
【０１０５】
また、レーザ光束ＬＢによる光走査装置９３が設けられ、帯電ローラ９２と現像装置９４との間で「光書込による露光」を行うようになっている。
【０１０６】
図９において、符号９６は定着装置、符号Ｓは「シート状の記録媒体」としての転写紙を示している。
【０１０７】
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９１が時計回りに等速回転され、その表面が帯電手段９２により均一帯電され、光走査装置９３のレーザ光束ＬＢの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。
【０１０８】
この静電潜像は、現像装置９４により反転現像され、感光媒体９１上にトナー画像が形成される。転写紙Ｓは、感光媒体９１上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングをあわせて転写部へ送りこまれ、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写手段９５の作用によりトナー画像を静電転写される。
【０１０９】
トナー画像を転写された転写紙Ｓは定着装置９６へ送られ、定着装置９６においてトナー画像を定着されて外部へ排出される。トナー画像が転写された後の感光媒体９１の表面は、クリーニング装置９７によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等を除去される。なお、転写紙に代えて前述のＯＨＰシート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。
【０１１０】
光走査装置９３として、上に説明した実施例１や実施例２の光走査装置を（必要に応じて複数組、図面に直交する方向へ並べて）用いることにより、良好な画像形成を実行することができる。
【０１１１】
上に、図４、図７に即して説明した実施の形態における光偏向装置は、軸のまわりに偏向反射面を回転もしくは揺動させて、上記軸に直交する面に対して傾いた方向から入射する光束を反射偏向させる光偏向器２０Ａと、この光偏向器における偏向反射面に対向して配置され、偏向反射面との間で複数回反射させる１以上の固定ミラー２０Ｃ、２０Ｄ（あるいは２０Ｆ）とを有し、１以上の固定ミラーの、副走査断面内における上記軸に対する傾き角：θ１、θ２（もしくはθ）が、被走査面を光走査する偏向光束のスキューを有効に軽減するように定められた光偏向装置である。
【０１１２】
また、図７の光偏向装置では、固定ミラー２０Ｆが１面である（請求項２）。
【０１１３】
図４の光偏向装置では、固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅが２面で副走査方向に配置され、入射光束を偏向反射面との間で３回以上反射させて偏向光束とし、２面の固定ミラー２０Ｄ、２９Ｅの、副走査断面内での傾き角：θ１、θ２が互いに逆で、各固定ミラーのミラー面と偏向反射面との距離が副走査断面内において、両者の間隙部３０へ向って増大するように設定され、偏向光束が間隙部３０から射出する。また、偏向反射面により最初に反射されて一方の固定ミラー２０Ｄに入射した光束を、一方の固定ミラーのミラー面で１回反射させた後、偏向反射面２０Ａを介して他方の固定ミラー２０Ｅのミラー面に入射させる。
【０１１４】
図４、図７の光偏向装置とも、入射光束が偏向反射面との間で３回以上反射する間に、偏向反射面における反射位置の移動方向が副走査方向において反転するように、各固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅ（もしくは２０Ｆ）の配置が設定され、偏向光束は、偏向反射面２０Ａに入射する光束に対し副走査断面内で角をなすように射出する。
【０１１５】
また、実施例１、２の光偏向装置とも、光偏向器は「高速揺動するマイクロ揺動ミラー」である。
【０１１６】
従って、図４、図７や実施例１、２の光偏向装置を用いると、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法において、光偏向装置として請求項１記載の光偏向装置を用いる光走査方法が実施される。
【０１１７】
図７や実施例２の光偏向装置を用いると、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法で、光偏向装置として請求項２記載の光偏向装置を用いる光走査方法が実施される。
【０１１８】
さらに、図４や実施例１の光偏向装置を用いると、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法において、光偏向装置として上記光偏向装置を用いる光走査方法が実施される。
【０１１９】
図４、図７や実施例１、２の光偏向装置を用いると、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法が実施される。
【０１２０】
また、図４、図７や実施例１、２の光偏向装置を用いると、光源１０からの光束をカップリングし、カップリングされた光束を線像結像光学系１６により副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面２０Ａで最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させる光走査方法（請求項１４）が実施される。
【０１２１】
実施例１、２とも、走査線の曲がりを補正するために、レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズが１枚以上、走査結像光学系に用いられている。
【０１２２】
図４、図７や実施例１、２の光走査装置は、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査装置において、光偏向装置として請求項１記載の光偏向装置を用いる光走査装置であり、図７、実施例２の光走査装置は、光偏向装置として請求項２記載の光偏向装置を用いる光走査装置である。
【０１２３】
図４、実施例１の光走査装置は、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査装置において、光偏向装置として請求項１記載の光偏向装置を用いる光走査装置である。
【０１２４】
図４、図７、実施例１、実施例２の光走査装置は、光偏向装置としてこの発明の光偏向装置を用いる光走査装置である。
【０１２５】
図４、図７、実施例１、２の光走査装置とも、光源１０からの光束をカップリングするカップリングレンズ１２と、このカップリングレンズによりカップリングされた光束を副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面で最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させる線像結像光学系１６とを有し、実施例１、２の光走査装置は何れも、走査結像光学系が、走査線の曲がりを補正するために、レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズを１枚以上有する。
【０１２６】
また、図９に示した画像形成装置は、感光媒体９１を光走査して画像形成を行う画像形成装置で、感光媒体９１の光走査に、上記請求項１０または１１記載の光走査装置９３を用いるものであり、感光媒体９１の光走査により、感光媒体に潜像が形成され、この潜像が可視化されるものであり、感光媒体９１が光導電性の感光体であり、潜像が静電潜像として形成され、トナー画像として可視化され、トナー画像がシート状の記録媒体Ｓに最終的に担持される。
【０１２７】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、新規な光偏向装置・光走査方法・光走査装置及び画像形成装置を実現できる。
この発明の光偏向装置は、光走査の高速化を可能にするとともに、偏向光束のスキューを有効に軽減するので、光スポットの小径化をおこないつつ、なおかつ光スポットの像高による変動を有効に軽減して良好な光走査を可能とする。
【０１２８】
従って、この光偏向装置を用いる光走査装置により、良好な光走査を実現でき、上記光走査装置を用いる画像形成装置は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】比較例光走査装置を説明するための図である。
【図２】比較例光走査装置における偏向光束のスキューを説明するための図である。
【図３】偏向光束のスキューに起因するスポット径の変動を説明するための図である。
【図４】発明の実施の１形態を特徴部分のみ示す図である。
【図５】実施例１におけるスキューの軽減効果を説明するための図である。
【図６】実施例１におけるスポット径変動の改善を説明するための図である。
【図７】発明の実施の別形態を特徴部分のみ示す図である。
【図８】実施例２におけるスポット径変動の改善を説明するための図である。
【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】
１８ 入射ミラー
２０Ａ 揺動ミラー（偏向反射面）
２０Ｄ、２０Ｅ 固定ミラー
【発明の属する技術分野】
この発明は、光走査方法、この光走査方法を実施するための光走査装置、この光走査装置に用いられる光偏向装置、及び上記光走査装置を用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光走査装置は、光プリンタやデジタル複写装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関連して広く知られている。光走査装置の改良目標のひとつとして「光走査の高速化」がある。
【０００３】
光走査の高速化に有効な方法として、１度に複数の走査線を光走査するマルチビーム走査方法があるが、シングルビーム走査方法であれマルチビーム走査方法であれ、偏向光束の偏向速度を高速化することにより、更なる高速化を実現することが可能になる。
【０００４】
偏向光束の偏向速度を高速化する方法としては、例えば、回転多面鏡の回転数を増大させることが考えられるが、回転数の増大に共ない、消費電力増大、騒音・振動の発生を招来し、光偏向器自体の耐久性も劣化する。
【０００５】
偏向速度の高速化の方法として、回転多面鏡における偏向反射面数を多くして、回転多面鏡の１回転当たりの偏向回数を大きくすることも考えられる。しかし、単に偏向反射面数を多くすると、必然的に回転多面鏡の半径が大きくなり、回転多面鏡の慣性能率は半径の２乗に比例するので、半径の大きい回転多面鏡を高速回転させるための消費電力増大が避けられない。
【０００６】
これを避けるには、回転多面鏡の半径を増大させることなく偏向反射面数を増やさねばならないが、このようにすると個々の偏向反射面が小さくなって、偏向光束の偏向角が小さくなってしまい、光走査に必要とされる光走査領域長を確保するのに、回転多面鏡から被走査面に至る光路長を大きくする必要が生じ、これは光走査装置の大型化を招来する。
【０００７】
回転多面鏡のほかに良く知られた光偏向器として「揺動ミラー」があるが、揺動ミラーを固定ミラーと組合せ、固定ミラーと揺動ミラーとの間で光束を複数回反射させることにより、高速且つ広偏向角の光束偏向を行う光偏向方法（以下、便宜上「多重反射偏向」と呼ぶ）が提案されている（特開平４−５２６１８号公報）。
【０００８】
揺動ミラーとして、近来、マイクロマシンの分野で「高速偏向が可能な正弦波振動を行うマイクロ揺動ミラー」が開発されているので、このようなマイクロ揺動ミラーを用いることにより、光走査の高速化が可能となる。
【０００９】
しかしながら、上記公報記載の多重反射偏向で光束を偏向させると、偏向光束に、後述する「スキュー」が発生し、偏向光束の波面収差に劣化が生じる。偏向光束の波面収差が劣化すると、被走査面上に良好な光スポットを小径に形成することができなくなり、高密度で高精細の光走査を行うことができなくなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は光走査において、広偏向角かつ高速で、なおかつの偏向光束のスキューを有効に軽減した多重反射偏向を実現することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の光偏向装置は、光偏向器と、１以上の固定ミラーとを有する。
「光偏向器」は、軸のまわりに偏向反射面を回転もしくは揺動させて、上記軸に直交する面に対して傾いた方向から入射する光束を反射偏向させる。従って、上記「軸」は回転軸もしくは揺動軸である。
「固定ミラー」は、光偏向器における偏向反射面に対向して配置され、偏向反射面との間で、光束を複数回反射させる。
【００１２】
上記の如く、光偏向器は「偏向反射面を回転もしくは揺動させて光束を偏向させる」ので、光偏向器としては回転多面鏡や揺動ミラーを用いることができる。「固定ミラーが対向する偏向反射面」は、現に光束を偏向させる偏向反射面であり、光偏向器として回転多面鏡を用いるときには、光源側からの光束を入射される位置に位置する偏向反射面である。
【００１３】
請求項１記載の光偏向装置では「１または２個の固定ミラーが、副走査断面内において、上記軸（回転軸もしくは揺動軸）に対して傾いて」いる。
【００１４】
「副走査断面」は、光偏向器の偏向反射面の軸、即ち、回転軸もしくは揺動軸と「偏向反射面へ入射する光源側からの光束の主光線」とを含む面を言う。
【００１５】
即ち、上述した特開平４−５２６１８号公報に記載された多重反射偏向では、固定ミラーは、副走査断面内において「揺動ミラーの揺動軸に対して平行」に設定されており、このために偏向光束にスキューが発生して波面収差を劣化させるのであるが、この発明の光偏向器では、固定ミラーを副走査断面内で偏向反射面の回転軸もしくは揺動軸に対して傾けることにより、後述するように偏向光束におけるスキューを有効に軽減するのである。
【００１６】
光偏向器の偏向反射面に対して対向させる固定ミラーは、１面もしくは２面である。
２面の固定ミラーを用いるときは、これら２面の固定ミラーを副走査方向に（並ぶように）配置する。また、固定ミラー面が１面であるときも２面であるときも、入射光束を偏向反射面との間で３回以上反射させて偏向光束とすることができる。
【００１７】
請求項１記載の光偏向装置においては、２面の固定ミラーの、副走査断面内での傾き角を互いに逆とし、各固定ミラーのミラー面と偏向反射面との距離が、副走査断面内において、両者の間隙部へ向って増大するように設定し、偏向光束が上記間隙部から射出するように構成できる（請求項３）。
【００１８】
この請求項３記載の光偏向装置において、偏向反射面により最初に反射されて一方の固定ミラーに入射した光束を、上記一方の固定ミラーのミラー面で１回反射させた後、偏向反射面を介して他方の固定ミラーのミラー面に入射させるように構成できる（請求項４）。
【００１９】
また、請求項１記載の光走査装置は、入射光束が偏向反射面との間で３回以上反射する間に「偏向反射面における反射位置の移動方向が、副走査方向において反転」するように、各固定ミラーの配置を設定する。請求項２または３記載の光偏向装置においても同様である。
【００２０】
上記請求項１〜４の任意の１に記載の光偏向装置において「偏向光束を、偏向反射面に入射する光束に対し副走査断面内で角をなすように射出させる」ことができる（請求項５）。このようにすると、偏向光束が光源側へ戻るのを完全に防止できる。
【００２１】
上記請求項１〜５の任意の１に記載の光偏向装置において、光偏向器を「高速揺動するマイクロ揺動ミラー」とすることができる（請求項６）。
【００２２】
この発明の光走査方法は「光源側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法」である。
【００２３】
「走査結像光学系」は、１枚以上のレンズで構成することもできるし、結像機能を持つ１面以上の結像ミラーで構成することもでき、１枚以上のレンズと１面以上の結像ミラーとの組合せにより構成することもできる。
【００２４】
請求項７記載の光走査方法は、光偏向装置として、上記記載のものを用いることを特徴とする。
【００２５】
即ち、請求項７記載の光走査方法は、光偏向装置として、請求項１〜６の任意の１に記載の光偏向装置を用いる。
【００２６】
請求項７記載の光走査方法においては「光源からの光束をカップリングし、カップリングされた光束を線像結像光学系により副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面で最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させる」ようにできる（請求項８）。このようにすると、光偏向器として回転多面鏡を用いる場合における偏向反射面の面倒れ、光偏向器として揺動ミラーを用いる場合における揺動軸の軸ぶれによる「走査線の副走査方向への変動」を補正することができる。
【００２７】
この発明の光走査方法では、光偏向器として請求項１〜６に記載の適宜の光偏向装置が用いられるが、この発明の光偏向装置では上述の如く「偏向反射面の回転もしくは揺動に直交する面に対して傾いた方向から入射する光束を、反射偏向させる」ので、偏向光束自体も上記軸に直交する面に対して傾くことになり、偏向光束のこの傾きは、被走査面上における走査線（光スポットの移動軌跡）に曲がりを生じる原因となる。
【００２８】
このような走査線の曲がりには、走査結像光学系に含まれるレンズや結像ミラーにシフト（副走査方向への位置ずらし）やティルト（光軸の副走査方向への傾き）を与えることにより有効に軽減できるが、有効な方法として、上記請求項７または８記載の光走査方法において、走査線の曲がりを補正するために「レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズを１枚以上、走査結像光学系に用いる」ことができる（請求項９）。
【００２９】
この発明の光走査装置は「光源側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面に導光して光スポットを形成し、上記光スポットにより上記被走査面の光走査を行う光走査装置」である。
【００３０】
請求項１０記載の光走査装置は、光偏向装置として上記の光偏向装置を用いることを特徴とする。
【００３１】
光偏向装置としては、請求項１〜６の任意の１に記載の光偏向装置を用いることができる。
【００３２】
上記請求項１０記載の光走査装置は、光源からの光束をカップリングするカップリングレンズと、このカップリングレンズによりカップリングされた光束を副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面で最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させる線像結像光学系を有することができる（請求項１１）。
【００３３】
また、上記請求項１０または１１記載の光走査装置の走査結像光学系は「走査線の曲がりを補正するために、レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズを１枚以上有する」ことができる（請求項１２）。
【００３４】
なお、この発明の光走査装置は、シングルビーム走査装置として実施できることは勿論、マルチビーム走査装置として実施することもでき、この発明の光走査方法（請求項７〜９）は、シングルビーム走査方法としてもマルチビーム走査方法としても実施できる。
【００３５】
この発明の画像形成装置は「感光媒体を光走査して画像形成を行う画像形成装置」であって、感光媒体の光走査に、請求項１０〜１２の任意の１に記載の光走査装置を用いることを特徴とする（請求項１３）。
【００３６】
「感光媒体」としては公知の種々のものを用いることができる。例えば、熱により発色する発色性印画紙を感光媒体とし、これを光走査し、光スポットによる「熱エネルギ」で発色させて画像形成を行うことができる。
【００３７】
感光媒体によっては、光走査により感光媒体に潜像を形成し、この潜像を可視化することにより画像形成を行うようにすることができる（請求項１４）。この場合、例えば、感光媒体として銀塩フィルムを用いることができる。銀塩フィルムに光走査により形成された潜像は「通常の銀塩写真のプロセス」に従い、現像・定着を行うことができる。このような画像形成装置は、光製版器や光描画装置として実施することができる。
【００３８】
感光媒体には「光導電性の感光体」を用いることもできる。この場合、潜像は静電潜像として形成され、トナー画像として可視化され、トナー画像は「シート状の記録媒体に最終的に担持」される（請求項１５）。
【００３９】
光導電性の感光体として周知の酸化亜鉛感光紙を用いると、酸化亜鉛感光紙上に形成されたトナー画像をそのまま「酸化亜鉛感光紙をシート状の記録媒体として」定着することができる。
【００４０】
繰り返し使用可能な光導電性の感光体を用いる場合は、感光体上に形成されたトナー画像を、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）等のシート状の記録媒体に、直接もしくは中間転写ベルト等の中間転写媒体を介して転写し、定着することにより所望の画像を得ることができる。
【００４１】
これら画像形成装置は、デジタル複写機や光プリンタ、光プロッタ、ファクシミリ装置等として実施できる。
【００４２】
以下、前述の「偏向光束のスキュー」を説明するために、後述する実施例に対して「比較例」となるものを説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、比較例光走査装置の光学配置を示している。
図１（ａ）は、副走査方向から見た状態を示し、（ｂ）は主走査方向から見た状態を示す。（ｂ）の図の面が「副走査断面」となっている。
【００４３】
光源である半導体レーザ１０から放射された発散性のレーザ光束は、カップリングレンズ１２により、以後の光学系に適した光束形態に変換される。カップリングレンズ１２から射出する光束の光束形態は「平行光束」であることも「弱い集束光束」であることも「弱い発散光束」であることもできるが、この例においては、カップリングレンズ１２の機能がコリメート機能で、入射発散光束を実質的な平行光束とする。
【００４４】
この平行光束は、アパーチュア１４の開口部を通過する際に光束周辺部を遮断されて「ビーム整形」される。ビーム整形された光束（平行光束）は、シリンドリカルレンズ１６により副走査方向にのみ集光され、副走査方向にのみ集束しつつ入射ミラー１８に入射して反射され、光偏向装置２０に入射して偏向される。
【００４５】
光偏向装置２０による偏向光束は、ミラー２２（図１（ｂ）に示す）により反射されて、走査結像光学系を構成する２枚のレンズ２４、２６を透過し、同レンズ２４、２６の作用により被走査面２８上に光スポットとして集光する。そして、この光スポットが被走査面２８を光走査する。被走査面２８は実体的には感光媒体の感光面である。
【００４６】
なお、入射ミラー１８および／またはミラー２２は、光学系のレイアウトによっては省略することもできる。
【００４７】
図１（ｃ）は、光偏向装置２０を示している。光偏向装置２０は、揺動ミラー２０Ａと、この揺動ミラー２０Ａを高速で揺動させる駆動装置２０Ｂと、固定ミラー２０Ｃとで構成されている。揺動ミラー２０Ａの反射面が「偏向反射面」である。固定ミラー２０Ｃは勿論、装置空間に対して固定的である。
【００４８】
入射ミラー１８により反射された光束が、揺動ミラー２０Ａの揺動軸に直交する平面に対して傾いて（この時の上記平面に対する傾き角を「偏向反射面への入射角」と呼ぶ）入射すると、偏向反射面により反射された光束は、固定ミラー２０Ｃと偏向反射面との間で反射を繰り返す。即ち、光束は、揺動ミラー２０Ａの偏向反射面と固定ミラー２０Ｃとの間で「多重反射」する。
【００４９】
この多重反射を副走査方向についてみると、図１（ｄ）に示す如くなる。固定ミラー２０Ｃのミラー面は、揺動ミラー２０Ｃの揺動軸と平行に設定されているので、多重反射の際、副走査方向の入射角・反射角は変化せず、所定回数の反射の後、図の如く偏向反射面２０Ａにより反射されて偏向光束となる。
【００５０】
一方、上記多重反射を主走査方向についてみると、図１（ｅ）に示す如くになる。図１（ｅ）では、揺動ミラー２０Ａの揺動により、偏向反射面は固定ミラー２０Ｃに対して傾いており、このため、多重反射による反射が繰り返されるに従い、主走査方向の入射角・反射角は次第に増大し、最後に偏向反射面で反射された光束は、大きな偏向角をもった偏向光束になる。
【００５１】
即ち、主走査方向に関しては、偏向反射面の傾きによる反射光束の偏向角が、多重反射により増幅されるのである。このように、多重反射偏向では、揺動ミラー２０Ａにおける偏向反射面の揺動角が微小でも、偏向光束に多きな偏向角を与えることができる。揺動角が微小であると、揺動周期を短くして揺動周波数を大きくできるので、偏向光束の偏向回数を増大させることができ、光走査を高速化することができる。
【００５２】
以下、前述した偏向光束における「スキュー」を説明する。スキューというのは、簡単に言えば「光束の捩れ」である。具体的な例に即して説明する。
【００５３】
図１の比較例光走査装置においては、前述のように、半導体レーザ１０からの光束はカップリングレンズ１２により平行光束化されたのち、アパーチュア１４によりビーム整形される。アパーチュアの開口形状は、矩形形状であって、そのサイズは主走査方向に１．３５ｍｍ、副走査方向に０．５ｍｍである。
【００５４】
即ち、ビーム整形された光束は、主・副走査方向に１．３５ｍｍ×０．５ｍｍの矩形形状の光束断面をもった平行光束となる。
【００５５】
以下、入射ミラー１８より後のデータを示す。
【００５６】
偏向反射面（揺動ミラー２０Ａのミラー面）への入射角：１９．４度
偏向反射面の有効振れ角：３．７１度
偏向反射面と固定ミラーの距離：０．３ｍｍ
偏向反射面での反射回数：５回 。
【００５７】
ここに、
Rm：主走査方向の近軸曲率半径
Rs：副走査方向の近軸曲率半径
Ｎ：使用波長：665nmでの屈折率
Ｄ：面間隔
である。
【００５９】
面番号：２、３、４、５の各レンズ面は、主走査方向の座標をＹ、副走査方向の座標をＺ（Ｙ、Ｚの原点は、光軸に対応する軸である）、光軸方向のデプスをＸとして、
Cs(Y)=1/Rs＋b2・Y^2＋b4・Y^4＋b6・Y^6＋・・・・
Z0(Y)=d0＋d2・Y^2＋d4・Y^4＋d6・Y^6＋・・・・
である。なお、上記式で例えば「Y^6」は「Ｙの６乗」を表す。
【００６０】
上記式を用いると、レンズ２４、２６の各面は、以下のように特定される。
【００６１】
面番号２(レンズ２４の入射側面)
Km=1.85E+02,a4=-3.0E-06,a6=-2.905E-09,a8=-3.4E-11,a10=5.0E-12
b2=3.95E-04,b4=-9.533E-07,b6=1.906E-09,b8=1.57E-10,b10=-3.37E-13,
b12=4.326E-15
d0=0,d2=0,d4=0,・・・・
面番号３(レンズ２４の射出側面)
Km=-1.93E-01,a4=2.91E-06,a6=1.375E-09,a8=-5.348E-12,a10=2.535E-14
b2=-3.253E-04,b4= 2.14E-07,b6=5.939E-09,b8=2.108E-11,b10=1.117E-13,
b12=1.201E-15
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号４(レンズ２６の入射側面)
Km=-1.39E+01,a4=-1.102E-06,a6=-9.881E-10,a8=1.072E-12,a10=2.258E-15,
a12=-1.035E-18,a14=-1.427E-23
b2=-5.281E-06,b4=1.462E-08,b6=-3.916E-11,b8=3.006E-13,b10=5.198E-16,
b12=4.551E-18
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号５(レンズ２６の射出側面)
Km=-6.91E+01,a4=-2.188E-06,a6=4.3228E-10,a8=2.7814E-12,a10=-1.214E-15,
a12=7.686E-19,a14=4.073E-22
b2=-1.0E-04,b4=5.5E-07,b6=1.5E-10,b8=2.0E-12,b12=2.0E-18
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
上の表記において例えば「E-10」は「１０の―１０乗」を示し、この数値が直前の数値に掛かる。
【００６２】
レンズ２４、２６は中央像高に向かう光束に対し、反時計回りにティルトされている。また、レンズ２４の入射側面は中央像高に向かう光束に対し図１の上方向（Ｚ方向の正の側）に０．３ｍｍシフトされ、走査レンズ２６の入射側面は中央像高に向かう光束に対し図１の上方向（Ｚ方向の正の側）に１．１ｍｍシフトされている。
【００６３】
ここで、偏向光束におけるスキューを説明する。
図２(ａ)は、アパーチュア１４によりビーム整形された直後の光束(平行光束)の光束断面形状を示している。この光束断面形状は、アパーチュア１４の開口形状と同形である。光束は、その後、シリンドリカルレンズ１６で副走査方向に集光され、入射ミラー１８で反射され、集束しつつ光偏向器２０の揺動ミラー２０Ａの偏向反射面へ入射し、固定ミラー２０Ｃとの間で多重反射される。
【００６４】
この多重反射が行われるとき、図２(ａ)に示す光束断面形状の４隅(黒丸で示す)を通る光線を光線追跡してみると、図２（ｂ）、（ｃ）の如くになる。図２（ｂ）に示すのは、偏向反射面と固定ミラーとが平行になったときの光線追跡結果を示している。このとき、偏向光束は被走査面上で像高：０に光スポットを形成する。
【００６５】
図２（ｂ）において、符号２−１は、入射ミラー１８から偏向反射面に入射したときの、偏向反射面上における光束断面形状（図２(ａ)の４隅のを通る光線により囲まれる光束断面形状）を示す。以下、図２（ｂ）における符号２−２、２−３、２−４、２−５は、多重反射における固定ミラーでの１回目〜４回目の反射位置における光束断面形状を示し、符号２−６は最後に偏向反射面で反射されて偏向光束となる時の反射位置における光束断面形状を示している。
【００６６】
図から理解されるように、入射ミラー１８側からの光束は、副走査方向に集束しつつ入射してくるので、多重反射の際に光束断面の副走査方向の幅は次第に減少し、最後に偏向反射面で反射される位置において、主走査方向に長い線像として結像する（図２(ａ)の光束断面形状２−６）。
【００６７】
図２(ａ)に示すように、光スポットの像高：０に対しては偏向光束に「スキュー」は発生していない。
【００６８】
図２（ｃ）は、偏向光束が周辺像高部を光走査するときの光束断面形状の変化を示している。符号２−１１、２−１２、２−１３、２−１４、２−１５、２−１６で示す光束断面形状が、図２（ｂ）における光束断面形状２−１〜２−６にそれぞれ対応する。
【００６９】
図２（ｃ）を見ると、周辺像高部へ向う偏向光束は、光偏向装置における多重反射の際に、反射が繰り返されるにつれて、光束断面が次第に時計回りに回転しているのがわかる。この光束の回転(捩れ)がスキューである。像高：０に対して反対側の周辺像高へ向う偏向光束には、図２（ｂ）と逆の向き(反時計まわり)のスキューが発生する。
【００７０】
スキューの発生する原因は、入射ミラーから揺動ミラーへ入射する入射角が０でなく、光スポットの像高が０以外の状態では「偏向反射面と固定ミラーとが平行でない」ために、入射光束の光束断面の４隅を通る光線に対する光路長が変化することにある。
【００７１】
このように、同じ光束内で光線の光路長に付均一が生じると、偏向光束の波面収差が劣化する。波面収差の劣化は、被走査面上に形成される光スポットのスポット径に影響する。即ち、光スポットの像高が０から増大して周辺像高へ向うに連れて、波面収差が劣化すると、スポット径が像高：０から周辺像高へ向って次第に増大する「ビーム太り」を発生してしまう。
【００７２】
図３図は、ビーム太りを説明するための図である。
図３(ａ)は、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のデフォーカス量に対する変化」を中心像高(像高：０)と周辺像高(像高：２５．７ｍｍ)で示したものである。
また、図３(ｂ)は、被走査面上における光スポットの「副走査査方向のスポット径のデフォーカス量に対する変化」を中心像高(像高：０)と周辺像高(像高２５．７ｍｍ)で示したものである。
【００７３】
図から明らかなように、主・副走査方向とも、像高：０では光スポットはスポット径も小さく、深度余裕も大きいが、周辺像高ではビーム太りが生じ、デフォーカスに対するビーム系の変動も大きくなっている。
【００７４】
【発明の実施の形態】
図４は、この発明の光走査装置の実施の１形態を特徴部分のみ示している。図１に示した光走査装置例(比較例光走査装置)との違いは、光偏向装置にある。
【００７５】
即ち、図４の実施の形態において「光偏向装置」は、図１の例におけると同様の「揺動ミラー２０Ａを駆動装置で揺動駆動する光偏向器」に対し、２面の固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅを組合せたものである。
【００７６】
図４(副走査断面を示す)に示すように、２面の固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅは、副走査方向(図の上下方法)に配置され、図示のように入射光束を偏向反射面との間で３回以上（この例では４回）反射させて偏向光束とするものであり、２面の固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅの、副走査断面内での傾き角：θ１、θ２が互いに逆で、各固定ミラーの「ミラー面と偏向反射面との距離」は、副走査断面内において、両者の間隙部３０へ向って増大するように設定され、偏向光束は、固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅの間隙部３０から射出する。
【００７７】
さらに、揺動ミラー２０Ａの偏向反射面により最初に反射されて一方の固定ミラー２０Ｄに入射した光束は、一方の固定ミラー２０Ｄのミラー面で１回反射された後、偏向反射面を介して他方の固定ミラー２０Ｅのミラー面に入射し、入射光束が偏向反射面との間で３回以上反射する間に、偏向反射面における反射位置の移動方向が副走査方向において反転するように、各固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅの配置が設定され、偏向光束は、偏向反射面に（入射ミラー１８の側から）入射する光束に対し、副走査断面内で角をなすように射出する。
【００７８】
【実施例】
以下、図４の実施の形態に関する具体的な実施例を、先に挙げた比較例光走査装置の場合に倣って示す。「光源としての半導体レーザから、入射ミラーを介して光偏向装置に入射するまでの光学配置」は、比較例光走査装置の場合と全く同じである。
【００７９】
実施例１
偏向反射面への入射角：１９．４度
偏向反射面での有効振れ角：３．７１度
Ｌ（偏向反射面と固定ミラー２０Ｄの上端縁部までの距離）：０．３５ｍｍ
偏向反射面での反射回数：５回
θ1：２６．０２2度
θ2：９．７度
【００８０】
面番号２(レンズ２４の入射側面)
Km=1.85E+02,a4=2.08E-06,a6=-2.905E-09,a8=-1.15E-11,a10=2.196E-14
b2=3.95E-04,b4=-9.533E-07,b6=1.906E-09,b8=1.57E-10,b10=-3.37E-13,
b12=4.326E-15
d2=2.0E-04,d4=3.08E-06,d6= 2.3E-08・・・・
面番号３（レンズ２４の射出側面）
Km=-1.93E-01,a4=2.91E-06,a6=1.375E-09,a8=-5.348E-12,a10=2.535E-14
b2=-3.253E-04,b4= 2.14E-07,b6=5.939E-09,b8=2.108E-11,b10=1.117E-13,
b12=1.201E-15
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号４(レンズ２６の入射側面)
Km=-1.39E+01,a4=-1.102E-06,a6=-9.881E-10,a8=1.072E-12,a10=2.258E-15,
a12=-1.035E-18,a14=-1.427E-23
b2=-5.281E-06,b4=1.462E-08,b6=-3.916E-11,b8=3.006E-13,b10=5.198E-16,
b12=4.551E-18
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号５(レンズ２６の射出側面)
Km=-6.91E+01,a4=-2.188E-06,a6=4.3228E-10,a8=2.7814E-12,a10=-1.214E-15,
a12=7.686E-19,a14=4.073E-22
b2=8.18E-05,b4=-1.48E-07,b6=1.26E-10,b8=7.0E-14,b12=4.5E-18
d2=-4.0E-05,d4=-5.0E-09,d6=4.38E-11,・・・・
レンズ２４、２６は、中央像高に向かう光束に対し、反時計回りにティルトされ、レンズ２４入射側面は、中央像高に向かう光束に対し上方向（Ｚ軸の正の方向き）に０．３ｍｍシフトされ、レンズ２６の入射側面は、中央像高に向かう光束に対し上方向（Ｚ軸の正の方向き）に１．１ｍｍシフトされている。
【００８１】
この実施例１の場合、偏向反射面と固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅとの間における多重反射の際の、前記図２(ａ)に示す光束断面形状の４隅(黒丸で示す)を通る光線を光線追跡してみると、図５（ａ）、（ｂ）の如くになる。図５（ａ）に示すのは、偏向反射面と固定ミラーとが平行になったときの光線追跡結果を示している。このとき、偏向光束は被走査面上で像高：０に光スポットを形成する。
【００８２】
図５（ａ）において、符号５−１は、入射ミラー１８から偏向反射面に入射して反射され、固定ミラー２０Ｄに入射したときの、固定ミラー２０Ｄのミラー面における光束断面形状を示す。以下、図５（ａ）における符号５−２、５−３、５−４は、多重反射における固定ミラー２０Ｅでの反射位置(多重反射における２回目〜４回目の反射位置)における光束断面形状を示し、符号５−５は最後に偏向反射面で反射されて偏向光束となる時の反射位置における光束断面形状を示している。
【００８３】
即ち、固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅによる反射位置は、反射回数が１回目から３回目までは、副走査方向の上方へ移り、その後、副走査方向の下方へ反転する。
【００８４】
図５（ａ）に示すように、光スポットの像高：０に対しては偏向光束に「スキュー」は発生していない。
【００８５】
図５（ｂ）は、偏向光束が周辺像高部を光走査するときの光束断面形状の変化を示している。符号５−１１、５−１２、５−１３、５−１４、２−１５で示す光束断面形状が、図２（ｂ）における光束断面形状５−１〜５−５にそれぞれ対応する。
【００８６】
この図５（ｂ）から明らかなように、実施例１においては、像高：０においても、周辺像高に向う偏向光束においても、スキューは有効に補正されている。
【００８７】
比較例光走査装置においては、固定ミラー２０Ｃの反射面が副走査方向においては、偏向反射面と平行であるため、周辺像高の走査に向う光束の反射位置は、偏向反射面・固定ミラーのミラー面の双方に対し一方へずれるのみであり、これが、周辺像高へ向うに連れてスキューを増大させる原因となっている。
【００８８】
これに対し、実施例１では、固定ミラーにおける反射位置が、副走査方向において、両方向へ移動するので、このことがスキューを低減ないし補正させるように作用する。
【００８９】
図６（ａ）、（ｂ）に、実施例１での、被走査面上における光スポットの「主・副走査方向のスポット径のデフォーカス量に対する変化」を図３(ａ)、（ｂ）に倣い、中心像高(像高：０)と周辺像高(像高：２５．７ｍｍ)に対して示す。
【００９０】
図から明らかなように、主・副走査方向とも、像高：０および周辺像高において、光スポットはスポット径も小さく、深度余裕も大きい。即ち、比較例光走査装置の場合に比してスキューの影響は極めて有効に軽減されている。
【００９１】
また、比較例光走査装置では、図２に示すように、固定ミラー面２０Ｃ上での光束通過範囲で、スキューにより光束が傾くため、偏向光束として偏向反射面により最後に反射された光束が固定ミラーにより「ケラれない」ようにするための、固定ミラー２０Ｃのエッジ部の加工が困難になるが、実施例１では、偏向反射面への入射角が反射毎に変化し、なおかつ、入射角の符号が異なる場合があるので、最終的に「スキューによる光束の傾き」が小さく、従って、固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅの開口部３０のエッジ（スリット）の加工が容易である。
【００９２】
図７に、実施の別形態を特徴部分のみ示す。図１に示した光走査装置例(比較例光走査装置)との違いは、光偏向装置にある。
【００９３】
即ち、図７の実施の形態において「光偏向装置」は、図１の例におけると同様の「揺動ミラー２０Ａを駆動装置で揺動駆動する光偏向器」に対し、１面の固定ミラー２０Ｆを組合せたものである。
【００９４】
図７(副走査断面を示す)に示すように、１面の固定ミラー２０Ｆは、図示のように入射光束を偏向反射面との間で３回以上（この例では４回）反射させて偏向光束とするものであり、固定ミラー２０Ｆは「副走査断面内で傾き角：θ」を有し、入射光束が偏向反射面との間で３回以上反射する間に、偏向反射面における反射位置の移動方向が副走査方向において反転し（請求項６）、偏向光束は、偏向反射面に（入射ミラー１８の側から）入射する光束に対し、副走査断面内で角をなすように射出する（請求項７）。
【００９５】
【実施例】
以下、図７の実施の形態に関する具体的な実施例を、先に挙げた比較例光走査装置の場合に倣って示す。「光源としての半導体レーザから、入射ミラーを介して光偏向装置に入射するまでの光学配置」は、比較例光走査装置の場合と全く同じである。
【００９６】
実施例２
偏向反射面への入射角：１９．４度
偏向反射面での有効振れ角：３．７１度
Ｌ（偏向反射面と固定ミラー２０Ｄの上端縁部までの距離）：０．３５ｍｍ
偏向反射面での反射回数：５回
θ：５．５５度
【００９７】
面番号２(レンズ２４の入射側面)
Km=1.85E+02,a4=2.08E-06,a6=-2.905E-09,a8=-1.15E-11,a10=2.196E-14
b2=3.95E-04,b4=-9.533E-07,b6=1.906E-09,b8=1.57E-10,b10=-3.37E-13,
b12=4.326E-15
d2=2.0E-04,d4=3.08E-06,d6= 2.3E-08・・・・
面番号３（レンズ２４の射出側面）
Km=-1.93E-01,a4=2.91E-06,a6=1.375E-09,a8=-5.348E-12,a10=2.535E-14
b2=-3.253E-04,b4= 2.14E-07,b6=5.939E-09,b8=2.108E-11,b10=1.117E-13,
b12=1.201E-15
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号４(レンズ２６の入射側面)
Km=-1.39E+01,a4=-1.102E-06,a6=-9.881E-10,a8=1.072E-12,a10=2.258E-15,
a12=-1.035E-18,a14=-1.427E-23
b2=-5.281E-06,b4=1.462E-08,b6=-3.916E-11,b8=3.006E-13,b10=5.198E-16,
b12=4.551E-18
d0=0,d2=0,d4= 0,・・・・
面番号５(レンズ２６の射出側面)
Km=-6.91E+01,a4=-2.188E-06,a6=4.3228E-10,a8=2.7814E-12,a10=-1.214E-15,
a12=7.686E-19,a14=4.073E-22
b2=8.18E-05,b4=-1.48E-07,b6=1.26E-10,b8=7.0E-14,b12=4.5E-18
d2=-4.0E-05,d4=-5.0E-09,d6=4.38E-11,・・・・
レンズ２４、２６は、中央像高に向かう光束に対し、反時計回りにティルトされ、レンズ２４入射側面は、中央像高に向かう光束に対し上方向（Ｚ軸の正の方向き）に０．３ｍｍシフトされ、レンズ２６の入射側面は、中央像高に向かう光束に対し上方向（Ｚ軸の正の方向き）に１．１ｍｍシフトされている。
【００９８】
即ち、偏向反射面とレンズ２４の入射側面との距離を除き、レンズ２４、２６は実施例１のものと全く同様である。
【００９９】
図８（ａ）、（ｂ）に、実施例２での、被走査面上における光スポットの「主・副走査方向のスポット径のデフォーカス量に対する変化」を図３(ａ)、（ｂ）に倣い、中心像高(像高：０)と周辺像高(像高：２５．７ｍｍ)に対して示す。
【０１００】
図から明らかなように、主・副走査方向とも、像高：０および周辺像高において、光スポットはスポット径も小さく、深度余裕も大きい。このことから、比較例光走査装置の場合に比してスキューの影響は、実施例２においても有効に軽減されていることが分かる。
【０１０１】
また、スキューが小さいので、固定ミラー２０Ｆの上側エッジの加工が容易である。
【０１０２】
上に説明した実施例１、２では、偏向反射面が１面しかない揺動ミラーを用いているが、ポリゴンミラー等の回転多面鏡を用いても良い。上の実施例１、２に用いられた揺動ミラー２０Ａは、主走査方向の鏡面幅が４ｍｍと小さいマイクロ揺動ミラーで、有効振れ角も３．７１度と微小であるため、偏向角を大きくとっても、有効走査幅は、５０．４ｍｍと小さい。しかし、実施例の光学系を「主走査方向に複数個並べて配置」することにより、有効書込幅を増大させることができる。
【０１０３】
図９には、画像形成装置の実施の１形態を示す。この画像形成装置は「レーザプリンタ」である。
【０１０４】
「レーザプリンタ」は、感光媒体９１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９１の周囲には、帯電手段９２（接触式の帯電ローラを例示したが、勿論、コロナチャージャを用いても良い）、現像装置９４、転写手段９５（コロナ放電を利用する方式のものを示したが、接触式の転写ローラでも良い）、クリーニング装置９７が配備されている。
【０１０５】
また、レーザ光束ＬＢによる光走査装置９３が設けられ、帯電ローラ９２と現像装置９４との間で「光書込による露光」を行うようになっている。
【０１０６】
図９において、符号９６は定着装置、符号Ｓは「シート状の記録媒体」としての転写紙を示している。
【０１０７】
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９１が時計回りに等速回転され、その表面が帯電手段９２により均一帯電され、光走査装置９３のレーザ光束ＬＢの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。
【０１０８】
この静電潜像は、現像装置９４により反転現像され、感光媒体９１上にトナー画像が形成される。転写紙Ｓは、感光媒体９１上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングをあわせて転写部へ送りこまれ、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写手段９５の作用によりトナー画像を静電転写される。
【０１０９】
トナー画像を転写された転写紙Ｓは定着装置９６へ送られ、定着装置９６においてトナー画像を定着されて外部へ排出される。トナー画像が転写された後の感光媒体９１の表面は、クリーニング装置９７によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等を除去される。なお、転写紙に代えて前述のＯＨＰシート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。
【０１１０】
光走査装置９３として、上に説明した実施例１や実施例２の光走査装置を（必要に応じて複数組、図面に直交する方向へ並べて）用いることにより、良好な画像形成を実行することができる。
【０１１１】
上に、図４、図７に即して説明した実施の形態における光偏向装置は、軸のまわりに偏向反射面を回転もしくは揺動させて、上記軸に直交する面に対して傾いた方向から入射する光束を反射偏向させる光偏向器２０Ａと、この光偏向器における偏向反射面に対向して配置され、偏向反射面との間で複数回反射させる１以上の固定ミラー２０Ｃ、２０Ｄ（あるいは２０Ｆ）とを有し、１以上の固定ミラーの、副走査断面内における上記軸に対する傾き角：θ１、θ２（もしくはθ）が、被走査面を光走査する偏向光束のスキューを有効に軽減するように定められた光偏向装置である。
【０１１２】
また、図７の光偏向装置では、固定ミラー２０Ｆが１面である（請求項２）。
【０１１３】
図４の光偏向装置では、固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅが２面で副走査方向に配置され、入射光束を偏向反射面との間で３回以上反射させて偏向光束とし、２面の固定ミラー２０Ｄ、２９Ｅの、副走査断面内での傾き角：θ１、θ２が互いに逆で、各固定ミラーのミラー面と偏向反射面との距離が副走査断面内において、両者の間隙部３０へ向って増大するように設定され、偏向光束が間隙部３０から射出する。また、偏向反射面により最初に反射されて一方の固定ミラー２０Ｄに入射した光束を、一方の固定ミラーのミラー面で１回反射させた後、偏向反射面２０Ａを介して他方の固定ミラー２０Ｅのミラー面に入射させる。
【０１１４】
図４、図７の光偏向装置とも、入射光束が偏向反射面との間で３回以上反射する間に、偏向反射面における反射位置の移動方向が副走査方向において反転するように、各固定ミラー２０Ｄ、２０Ｅ（もしくは２０Ｆ）の配置が設定され、偏向光束は、偏向反射面２０Ａに入射する光束に対し副走査断面内で角をなすように射出する。
【０１１５】
また、実施例１、２の光偏向装置とも、光偏向器は「高速揺動するマイクロ揺動ミラー」である。
【０１１６】
従って、図４、図７や実施例１、２の光偏向装置を用いると、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法において、光偏向装置として請求項１記載の光偏向装置を用いる光走査方法が実施される。
【０１１７】
図７や実施例２の光偏向装置を用いると、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法で、光偏向装置として請求項２記載の光偏向装置を用いる光走査方法が実施される。
【０１１８】
さらに、図４や実施例１の光偏向装置を用いると、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法において、光偏向装置として上記光偏向装置を用いる光走査方法が実施される。
【０１１９】
図４、図７や実施例１、２の光偏向装置を用いると、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査方法が実施される。
【０１２０】
また、図４、図７や実施例１、２の光偏向装置を用いると、光源１０からの光束をカップリングし、カップリングされた光束を線像結像光学系１６により副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面２０Ａで最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させる光走査方法（請求項１４）が実施される。
【０１２１】
実施例１、２とも、走査線の曲がりを補正するために、レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズが１枚以上、走査結像光学系に用いられている。
【０１２２】
図４、図７や実施例１、２の光走査装置は、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査装置において、光偏向装置として請求項１記載の光偏向装置を用いる光走査装置であり、図７、実施例２の光走査装置は、光偏向装置として請求項２記載の光偏向装置を用いる光走査装置である。
【０１２３】
図４、実施例１の光走査装置は、光源１０側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系２４、２６により被走査面２８に導光して光スポットを形成し、光スポットにより被走査面の光走査を行う光走査装置において、光偏向装置として請求項１記載の光偏向装置を用いる光走査装置である。
【０１２４】
図４、図７、実施例１、実施例２の光走査装置は、光偏向装置としてこの発明の光偏向装置を用いる光走査装置である。
【０１２５】
図４、図７、実施例１、２の光走査装置とも、光源１０からの光束をカップリングするカップリングレンズ１２と、このカップリングレンズによりカップリングされた光束を副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面で最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させる線像結像光学系１６とを有し、実施例１、２の光走査装置は何れも、走査結像光学系が、走査線の曲がりを補正するために、レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズを１枚以上有する。
【０１２６】
また、図９に示した画像形成装置は、感光媒体９１を光走査して画像形成を行う画像形成装置で、感光媒体９１の光走査に、上記請求項１０または１１記載の光走査装置９３を用いるものであり、感光媒体９１の光走査により、感光媒体に潜像が形成され、この潜像が可視化されるものであり、感光媒体９１が光導電性の感光体であり、潜像が静電潜像として形成され、トナー画像として可視化され、トナー画像がシート状の記録媒体Ｓに最終的に担持される。
【０１２７】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば、新規な光偏向装置・光走査方法・光走査装置及び画像形成装置を実現できる。
この発明の光偏向装置は、光走査の高速化を可能にするとともに、偏向光束のスキューを有効に軽減するので、光スポットの小径化をおこないつつ、なおかつ光スポットの像高による変動を有効に軽減して良好な光走査を可能とする。
【０１２８】
従って、この光偏向装置を用いる光走査装置により、良好な光走査を実現でき、上記光走査装置を用いる画像形成装置は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】比較例光走査装置を説明するための図である。
【図２】比較例光走査装置における偏向光束のスキューを説明するための図である。
【図３】偏向光束のスキューに起因するスポット径の変動を説明するための図である。
【図４】発明の実施の１形態を特徴部分のみ示す図である。
【図５】実施例１におけるスキューの軽減効果を説明するための図である。
【図６】実施例１におけるスポット径変動の改善を説明するための図である。
【図７】発明の実施の別形態を特徴部分のみ示す図である。
【図８】実施例２におけるスポット径変動の改善を説明するための図である。
【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】
１８ 入射ミラー
２０Ａ 揺動ミラー（偏向反射面）
２０Ｄ、２０Ｅ 固定ミラー
Claims (15)
- 軸のまわりに偏向反射面を回転もしくは揺動させて、上記軸に直交する面に対して傾いた方向から入射する光束を反射偏向させる光偏向器と、
この光偏向器における上記偏向反射面に対向して配置され、上記偏向反射面との間で光束を複数回反射させる１面もしくは２面の固定ミラーとを有し、
入射光束が偏向反射面との間で３回以上反射する間に、偏向反射面における反射位置の移動方向が副走査方向において反転するように、上記１面もしくは２面の固定ミラーの、副走査断面内における上記軸に対する傾き角と配置とが設定されたことを特徴とする光偏向装置。 - 請求項１記載の光偏向装置において、
固定ミラーが１面であることを特徴とする光偏向装置。 - 請求項１記載の光偏向装置において、
固定ミラーが２面で副走査方向に配置され、上記２面の固定ミラーの、副走査断面内での傾き角が互いに逆で、各固定ミラーのミラー面と偏向反射面との距離が、上記副走査断面内において、両者の間隙部へ向って増大するように設定され、偏向光束が上記間隙部から射出することを特徴とする光偏向装置。 - 請求項３記載の光偏向装置において、
偏向反射面により最初に反射されて一方の固定ミラーに入射した光束を、上記一方の固定ミラーのミラー面で１回反射させた後、上記偏向反射面を介して他方の固定ミラーのミラー面に入射させることを特徴とする光偏向装置。 - 請求項１〜４の任意の１に記載の光偏向装置において、
偏向光束を、偏向反射面に入射する光束に対し副走査断面内で角をなすように射出させることを特徴とする光偏向装置。 - 請求項１〜５の任意の１に記載の光偏向装置において、
光偏向器が高速揺動するマイクロ揺動ミラーであることを特徴とする光偏向装置。 - 光源側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面に導光して光スポットを形成し、上記光スポットにより上記被走査面の光走査を行う光走査方法において、
光偏向装置として、請求項１〜６の任意の１に記載の光偏向装置を用いることを特徴とする光走査方法。 - 請求項７記載の光走査方法において、
光源からの光束をカップリングし、カップリングされた光束を線像結像光学系により副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面で最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させることを特徴とする光走査方法。 - 請求項７または８記載の光走査方法において、
走査線の曲がりを補正するために、レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズを１枚以上、走査結像光学系に用いることを特徴とする光走査方法。 - 光源側からの光束を光偏向装置により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系により被走査面に導光して光スポットを形成し、上記光スポットにより上記被走査面の光走査を行う光走査装置において、
光偏向装置として、請求項１〜６の任意の１に記載の光偏向装置を用いることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１０記載の光走査装置において、
光源からの光束をカップリングするカップリングレンズと、このカップリングレンズによりカップリングされた光束を副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面で最後に反射される位置の近傍において、主走査方向に長い線像として結像させる線像結像光学系を有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１０または１１記載の光走査装置において、
走査結像光学系が、走査線の曲がりを補正するために、レンズ面の子線頂点を連ねた線が副走査方向に湾曲するレンズを１枚以上有することを特徴とする光走査装置。 - 感光媒体を光走査して画像形成を行う画像形成装置において、
感光媒体の光走査に、請求項１０〜１２の任意の１に記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１３記載の画像形成装置において、
感光媒体の光走査により、上記感光媒体に潜像が形成され、この潜像が可視化されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１４記載の画像形成装置において、
感光媒体が光導電性の感光体であり、潜像が静電潜像として形成され、トナー画像として可視化され、上記トナー画像がシート状の記録媒体に最終的に担持されることを特徴とする画像形成装置。
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