JP4497618B2 - 光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は斜入射光学系を用いた光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正することにより、高速で且つ高精細な画像形成に好適な、例えばレーザービームプリンタやデジタル複写機等の装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりレーザービームプリンタやデジタル複写機等に用いられる光走査光学系（及び光走査装置）は光源手段としての半導体レーザーと、該光源手段から出射した光束を光偏向器の偏向面近傍に主走査方向に長い線状の光束として結像させる第１の光学系と、該光偏向器で反射偏向（偏向走査）された光束を被走査面上に結像させると共に、該光偏向器の偏向面と該被走査面とを副走査断面内において略共役な関係とする第２の光学系とを有している。
【０００３】
このような光走査光学系の第２の光学系はｆθレンズと呼ばれるアナモフィックな結像光学系であり、従来は高価なガラスレンズを複数枚用いて構成されており、小型化を図るのが難しかった。
【０００４】
しかしながら近年はプラスチックの成型技術・型の加工技術の進展に伴い高価なガラスレンズを複数枚で構成されていた結像光学系（ｆθレンズ）を安価なプラスチックレンズで構成することが可能に成ってきており、また実用化もされてきている。
【０００５】
ところがガラスレンズをプラスチックレンズで置き換えただけでは装置の小型化に対してはやはり不十分である。さらにガラスレンズのパワーと同じパワーをプラスチックレンズに必要とする為、環境特性に劣るプラスチックを使用した場合の環境変動による結像性能の劣化も問題になってくる。
【０００６】
そこで光偏向器で反射偏向する前に光源と光偏向器との間の光路中に収束レンズを配置するポストオブジェクティブ型の光走査光学系が、小型で低価格な装置を実現するものとして知られている。特に環境特性を良好にする為にｆθレンズのパワーを小さく設定する場合、ｆθ特性が補正不足となる為、光偏向器の偏向面を凸形状とすることがよく行なわれている。この場合、収差補正の対称性という観点から、光源からの光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成し、入射した光束に対して（入射点における偏向面の法線に対して）左右対称に反射偏向させることが多い。
【０００７】
また近年はレーザービームプリンタやデジタル複写機の装置に対してより高速、高精細な性能が要求されてきている。
【０００８】
装置の高速化を図る為には光偏向器を高速回転させる必要がある。また高精細化を図る為には結像スポットを小径化する必要がある為、光束幅は大きくしなければならず、従って光束を反射偏向する光偏向器自体も大きくしなければならない。
【０００９】
高速化と高精細化を両立する為には光偏向器を高速回転させ、且つ大型化しなければならないが、実際は両者を同時に満足させることは非常に困難である。
【００１０】
そこでこのような課題を解決するものとして光偏向器の偏向面に入射する光束の主走査方向の光束幅が、光偏向器の複数の偏向面に跨って入射（照射）するように構成された、所謂オーバーフィルド走査方式を用いる光走査光学系が種々と提案されており、また実用化も成されている。
【００１１】
オーバーフィルド走査方式においては走査角度によって主走査方向の結像スポットサイズが変化してしまうという特性がある為、その影響を最小にする為に、従来のように光偏向器に入射する光束を主走査断面内から入射させずに、光源から出射した光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成し、入射した光束に対して（入射点における偏向面の法線に対して）左右対称に反射偏向させることが望ましい。
【００１２】
さらに上記光走査光学系に光源手段として複数の発光部を有するマルチビームレーザー光源を用いることによって、なお一層の高速化に対して有利となる。
【００１３】
もう１つの高速化を達成する手段としては、例えば光源から出射した光束を光偏向器の第１の偏向面に入射させ、この第１の偏向面により反射偏向された光束を伝達光学系を介して上記光偏向器の第１の偏向面とは異なる第２の偏向面に再度入射させて偏向走査を行う、所謂２回入射走査方式と呼ばれる光走査光学系が知られている。
【００１４】
この２回入射走査方式には、所謂倍角走査方式と呼ばれる方式、また光偏向器の第２の偏向面に入射する光束が偏向面の移動に追従して移動する所謂面追従方式と呼ばれる方式があるが、両方式とも伝達光学系を偏向面内に配置することが難しい為、光源から出射した光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成し、伝達光学系も主走査方向の偏向面に対して副走査方向にずらして配置する構成を採っている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のような光源から出射した光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射させるような構成の光走査光学系、光走査装置及び画像形成装置においては図１６に示すように主走査方向ｙ、副走査方向ｚ、光軸方向ｘの座標系を有する光束（光ビーム）が副走査方向に所定の角度を持ってポリゴンミラー９６の偏向面９６ａに入射すると、ここで反射偏向された光束は一平面内を走査せずコニカルな曲面状を走査する為に光束の座標系が回転してしまう。このとき走査中心の光束Ｌ0 の座標系は回転しないが、走査領域の両端の光束Ｌ１，Ｌ２は各々図１７に示すように互いに逆向きにその座標系が回転してしまう。
【００１６】
この走査領域の両端の座標系が回転した光束をアナモフィックな結像光学系により被走査面上に結像させようとしてもビームスポット形状（以下、単に「スポット形状」とも称す。）が崩れてしまい一点に収束されずに、被走査面上で良好なる結像を得ることが出来ないという問題点が存在することは良く知られている。
【００１７】
この問題点に対して従来の、光源から出射した光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射させる構成の光走査光学系においては、走査レンズもしくは補正レンズを副走査方向に偏心して配置したり、レンズの或る面だけを副走査方向に偏心させたりすること等によって、被走査面上のスポット形状を或る程度改善することが可能である。
【００１８】
従来よりスポット形状を改善するにあたっては、スポットダイアグラムの広がりの程度、或いはビームスポットの等高度曲線の形状等の評価を行なうことによって該スポット形状の改善を行なっていた。
【００１９】
しかしながら実際はスポット形状を良好に補正するだけでは良好なる画像出力を得る為には不十分である。具体的には、被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正しなければ良好なる画像出力を得ることは難しい。即ちスポットの形状がそこそこ良好に補正されたとしても、ピーク光量の絶対値が低ければ被走査面である感光ドラム面において良好なる静電潜像を形成することが出来なくなってしまうからである。
【００２０】
従来においては被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性ということを考慮していない為に結果として出力画像が劣化してしまうという問題点が存在していた。
【００２１】
例えば特開平６−１８８００号公報では、光源から出射した光束が光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成された光走査光学系において、偏向面の主走査断面内での形状を楕円形状とし、補正レンズの入射面及び出射面を副走査方向に変位させた形状としてスポット形状を或る程度補正したポストオブジェクティブ型の光走査光学系が開示されている。しかしながら、この例においてはスポット形状の崩れをスポットダイアグラムを視覚的に評価しているだけであり、さらにそのスポットの形状の補正も未だ不十分であり、被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性は補正されておらず、高精細な画像出力を得ることは難しいという問題点があった。
【００２２】
特開平７−２７９９１号公報では、光源から出射した光束が光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して前記光偏向器に入射するように構成された光走査光学系において、偏向面の主走査断面内での形状を楕円形状とし、補正レンズの入射面を副走査方向に変位させた形状としてスポット形状を或る程度補正したポストオブジェクティブ型の光走査光学系が開示されている。しかしながら、この例においてはスポット形状の崩れの程度として光束（ビーム光）の副走査方向に拡開した光成分による主走査方向の像面湾曲と、光束の主走査方向に拡開した光成分による副走査方向の像面湾曲とを評価しているだけであり、またこの評価方法は特定の方向の断面における拡開した光成分による像面湾曲しか評価することが出来ず、それ以外の断面における拡開した光成分の像面湾曲等が考慮されていない。さらに主走査方向の像面湾曲の補正も不十分であり、軸外における被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値は軸上に対して相対的に低く、高精細な画像出力を得ることは難しいという問題点があった。
【００２３】
特開平１０−２０２３０号公報では、光源から出射した光束を光偏向器の第１偏向面に入射させ、この第１偏向面により偏向された光束を伝達光学系を介して上記光偏向器の第１偏向面とは異なる第２偏向面に再度入射させ、その再入射光が第２偏向面の移動に伴って追従するという所謂面追従方式の光走査光学系において、走査レンズを副走査方向に偏心配置、もしくは走査レンズを副走査方向に湾曲させてスポット形状を或る程度補正した光学系が開示されている。しかしながらこの例においては、スポット形状の崩れの程度としてビームスポットの等高度曲線の形状を良好に補正しているに過ぎない。前述した様に良好なる画像出力を得る為にはスポット形状を良好に補正するだけでは不十分であり、被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正しなければならないのであって、その点が全く考慮されておらず、そのため良好なる画像出力を得ることは難しいという問題点があった。
【００２４】
特開平１１−２４２１７９号公報では、光源から出射した光束が光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成された光走査光学系において、走査レンズを副走査方向にシフトした構成のポストオブジェクティブ型光走査光学系が開示されている。しかしながら、この例においては走査線の湾曲及びｆθ特性・像面湾曲だけを評価しているだけであり、また走査レンズを副走査方向にシフトしている目的も走査線湾曲のみを考慮しているだけであり、出力画像に大きな影響を与えるスポット形状の崩れに関しては何の考慮もされていない為、良好なる画像出力を得ることが難しいという問題点があった。
【００２５】
本発明は斜入射光学系を用いた光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置において、被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正することにより、従来問題となっていたスポットの回転に起因する出力画像の劣化を効果的に補正すると共に、高速で且つ高精細な画像形成を行なうことができる光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の光走査装置は、光源手段と、前記光源手段から出射された光束を副走査断面内において光偏向器の偏向面に対して斜め方向から入射させる入射光学系と、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置であって、
前記結像光学系により前記被走査面上の有効走査領域内における各スポットのピーク光量の最大値と最小値を各々ＥMAX 、ＥMINとしたとき、
【数１】
なる条件を満足するように、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束の主走査方向の２本のマージナル光線の前記被走査面上における副走査方向の入射点の差をΔｓ、前記被走査面上に結像されるスポットの副走査方向のピーク光量に対して１／ｅ2 となる径をＤｓとしたとき、
【数２】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２７】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束の主走査方向の光束幅をｄ、前記入射光学系からの光束が副走査断面内において前記光偏向器の偏向面に対して斜め方向から入射する角度をα、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束の主走査断面内にて定義される走査角度をθ、前記結像光学系の副走査方向の横倍率をβとしたとき、
【数３】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２８】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、前記結像光学系を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面の副走査断面内における光軸は、有効走査領域の中心位置に向かう前記偏向面で偏向された光束の中心軸に対して副走査方向にシフトして配置されていることを特徴としている。
【００２９】
請求項４の発明は請求項１乃至３のいずれか一項の発明において、前記結像光学系を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面の副走査断面内における光軸は、有効走査領域の中心位置に向かう前記偏向面で偏向された光束の中心軸に対して副走査方向に傾いて配置されていることを特徴としている。
【００３０】
請求項５の発明は請求項１乃至４のいずれか一項の発明において、前記結像光学系を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面の副走査断面内の曲率半径は、前記結像光学系の光軸から主走査方向に離れるに従って連続的に変化していることを特徴としている。
【００３１】
請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれか一項の発明において、前記光源手段は、複数の光束を出射する複数の発光部を有することを特徴としている。
【００３２】
請求項７の発明の画像形成装置は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の光走査装置と、前記光走査装置の被走査面に配置された感光ドラムと、前記感光ドラム上を光束が走査することによって形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段と、を備えたことを特徴としている。
【００８０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の光走査光学系（光走査装置）をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）であり、図２は図１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００８１】
図中、１は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。２は変換素子部（コリメーターレンズ部）であり、第１のコリメーターレンズ（貼り合せレンズ）２ａと第２のコリメーターレンズ２ｂとを有しており、光源手段１から出射された発散光束を弱発散光束に変換している。３は開口絞りであり、通過光束の副走査方向の光束幅を制限してビーム形状を整形している。４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有し、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向面にほぼほぼ線像として結像させている。
【００８２】
尚、コリメーターレンズ部２、開口絞り３、そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学系である第１の光学系５１の一要素を構成している。本実施形態では光源手段１から出射した光束が副走査断面内において光偏向器６の偏向面６ａに対し斜め方向から所定の角度で入射するように第１の光学系５１を配置している（斜入射光学系）。
【００８３】
６は光偏向器であるポリゴンミラーであり、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定角速度で回転している。
【００８４】
５２は第２の光学系としての結像光学系（ｆθレンズ系）であり、走査レンズ部１１と補正レンズ部１２とを有している。
【００８５】
走査レンズ部１１は凹レンズより成る第１の走査レンズ１１ａと凸レンズより成る第２の走査レンズ１１ｂとを有し、光偏向器６により一定角速度で反射偏向された光束を主に主走査方向において被走査面８上に結像させると共に、被走査面８上において一定速度となるように補正を行なっている。即ち、走査レンズ部１１は主に主走査方向の像面湾曲収差とｆθ特性を良好に補正している。また第１の光学系５１を出射した光束を光偏向器６の偏向面６ａに入射させる前に走査レンズ部５を通してから偏向面６ａに入射させるような構成としている。即ち走査レンズ部５が第１の光学系５１の機能の一部を分担するような構成としている。このような構成をダブルパスと称す。
【００８６】
補正レンズ部１２はプラスチック材料より成る単一の補正レンズ７を有している。補正レンズ７は主走査方向には殆どパワーを有せず副走査方向に強いパワーを有しており、光偏向器６により反射偏向（偏向走査）された光束を主に副走査方向において被走査面８上に結像させると共に、副走査断面内において光偏向器６の偏向面６ａと被走査面８とを略共役な関係としている。
【００８７】
８は被走査面であり、例えば感光ドラム面から成っている。
【００８８】
本実施形態において半導体レーザー１から光変調され出射した発散光束はコリメーターレンズ部２によって弱発散光束に変換され、開口絞り３によって光量が制限され、シリンドリカルレンズ４に入射している。ここでシリンドリカルレンズ４に入射した光束のうち副走査断面内においては光束は収束され第２の走査レンズ１１ｂ、第１の走査レンズ１１ａとを透過して光偏向器６の偏向面６ａに入射し、該偏向面６ａ近傍にほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。このとき偏向面６ａに入射する光束は光偏向器６の偏向面６ａに対し斜め方向から所定の角度を有して入射している（斜入射光学系）。即ち第１の光学系５１からの光束は副走査断面内において偏向面６ａに対し斜め方向から入射している。
【００８９】
他方の主走査断面内においては光束はそのままの状態（弱発散光束の状態）で第２の走査レンズ１１ｂ、第１の走査レンズ１１ａとを透過することによって略平行光束に変換され、光偏向器６による走査角度の略中央から偏向面６ａに入射している（正面入射）。このときの略平行光束の光束幅は主走査方向において光偏向器６の偏向面６ａのファセット幅に対し十分広くなるように設定している（オーバーフィルド走査光学系）。
【００９０】
そして光偏向器６の偏向面６ａで反射偏向された光束は第１の走査レンズ１１ａ、第２の走査レンズ１１ｂ、そして補正レンズ７を介して感光ドラム面８上に導光され、該光偏向器６を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面８上に画像記録を行なっている。
【００９１】
本実施形態においては図３に示すように第１の光学系（不図示）を通過した光束の主走査方向の光束幅の方が、光偏向器６の偏向面６ａの主走査方向の幅よりも広い状態で入射させている（所謂オーバーフィルド光学系）。
【００９２】
一方、従来一般的に用いられている光走査光学系は図４に示すように第１の光学系（不図示）を通過した光束の主走査方向の光束幅が、光偏向器６の偏向面６ａの主走査方向の幅よりも狭い状態で入射させている（所謂アンダーフィルド光学系）。
【００９３】
図３、図４から解るように第２の光学系（不図示）に入射させる光束の主走査方向の光束幅を同じと仮定した場合、明らかにオーバーフィルド光学系の方が光偏向器６を小さく、かつ偏向面の面数も多く設定することが可能である為、高速・高解像度化に対して非常に有利となる。
【００９４】
一方、オーバーフィルド光学系において図３に示すように光偏向器６に入射させる光束をアンダーフィルド光学系と同様な方向から入射させてしまうと、主走査方向の走査領域の両端部における第２の光学系に入射する主走査方向の光束幅に大きな非対称が生じてしまう。その結果、被走査面上において走査の開始側と終了側とで主走査方向のスポット径に大きな差が生じ、かつ光量も大きく変化してしまう。
【００９５】
よって本実施形態においては、上記弊害を許容出来る程度まで押さえる為に、光偏向器６に入射させる光束は図１に示すように主走査方向の走査範囲の略中央から入射させている（正面入射）。即ち、光源手段１から出射した光束は光偏向器６による走査角度の略中央から偏向面６ａに入射している。
【００９６】
一方、このような入射方法をとった場合には、第１の、第２の光学系５１，５２を同一平面（主走査平面）上に配置することができない為、光偏向器６に入射させる光束を主走査平面に対して所定の角度で下方から該光偏向器６に入射させている（斜入射光学系）。
【００９７】
本実施形態のような所謂副走査斜入射光学系（以下、単に「斜入射光学系」と称す。）を用いた光走査光学系においては、前述したように偏向面６ａで反射偏向された光束が形成する面は平面とはならずコニカルな曲面を形成する為に補正レンズ７に対してスキュー入射することになる。その為に、特に主走査方向の有効走査領域の端部においてスキュー入射により発生する収差が結像スポット形状（以下、単に「スポット形状」とも称す。）に悪影響を及ぼし、該スポット形状が劣化してしまい、所望のスポット形状が得られなくなってしまう。さらに上記スキュー入射の影響で被走査面８上において走査線の湾曲も同時に発生してしまう。
【００９８】
本実施形態における補正レンズ７は上記スキュー入射によるスポット形状の劣化を、該補正レンズ７に入射する光束が、該補正レンズ７の主走査方向の中央位置における副走査断面内の面頂点から副走査方向に所定量ずれた位置に入射するように、該補正レンズ７を配置するとともに、有効走査領域中心において該補正レンズ７に入射する光束に対して、該補正レンズ７をチルトさせることによって効果的に補正すると同時に走査線の湾曲をも良好に補正している。
【００９９】
具体的には図５に示すように補正レンズ７に入射する光束を該補正レンズ７の副走査断面内の面頂点よりも副走査方向上方に入射させ、且つ補正レンズ７を入射する光束に対して下向きにチルトさせている。
【０１００】
さらに本実施形態における補正レンズ７は、その副走査断面内の曲率半径がレンズ光軸から主走査方向に離れるに従って連続的に変化するような形状としている。補正レンズ７の副走査断面内の曲率半径を一定のまま、即ち単純なシリンドリカル形状及びトーリック形状にしてしまうと副走査方向の像面湾曲が残存してしまう。この副走査方向の像面湾曲を小さく押さえる為には補正レンズ７を被走査面８側に近づけていけば良いが、あまり近づけてしまうと補正レンズ７が長くなってしまい好ましくない。また補正レンズ７の副走査断面内の曲率半径を一定のままにして、該補正レンズ７の両端部を被走査面８側に湾曲させるような形状とすることによっても副走査方向の像面湾曲を小さく押さえることも可能である。しかしながら上記の如きレンズ形状にしてしまうと、スキュー入射によるスポット形状の劣化を補正することが困難となってしまう。
【０１０１】
したがって本実施形態における補正レンズ７は副走査断面内の曲率半径がレンズ光軸から主走査方向に離れるに従って連続的に変化するような形状とすることによって、副走査方向の像面湾曲を全画像範囲に亙って良好に補正を行なうと同時にスキュー入射によるスポット形状の劣化を効果的に補正している。
【０１０２】
従来から斜入射光学系におけるスポット形状の劣化の補正は種々と行われていたが、その形状を改善するにあたっては幾何光学的な光線追跡によるスポットダイアグラムの広がりの程度、或いは波動光学的な結像スポット（以下、単に「スポット」とも称す。）の等強度曲線の形状等の評価を行なうことによってスポット形状を改善していた。
【０１０３】
しかしながら、実際は幾何光学的な光線追跡によるスポットダイアグラムの広がりの程度、或いは波動光学的な結像スポットの等強度曲線の形状等が見た目で良好な形状に補正されたとしても、それだけでは良好なる画像出力を得るには不十分である場合が多い。
【０１０４】
具体的には被走査面８上の任意の走査位置におけるスポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値と、走査中心の比較的崩れの少ないスポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値との比をある値以上になるように補正しなければ充分とはいえない。
【０１０５】
斜入射光学系におけるスポット形状の劣化は光束がレンズにスキュー入射することによって、光束の周辺部の収差に非対称性が発生することが主な原因であるが、光束の主光線近傍の収差にもある程度の非対称性が発生する。
【０１０６】
このように劣化したスポットは光束の周辺部における収差の非対称性がある程度改善されれば、該スポットを幾何光学的な光線追跡によるスポットダイアグラムの広がりの程度、或いは波動光学的なスポットの等強度曲線の形状が見た目で良く補正されているように見えてしまう。
【０１０７】
しかしながら光束の主光線近傍の収差の非対称性はまだ残存している為にスポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値が、走査中央部のピーク光量の絶対値に比べて充分に高いレベルまで補正されていないことが多い。
【０１０８】
ピーク光量が充分に高いレベルまで補正されていないと、感光ドラム等の被走査面８上において良好なる静電潜像を形成することが出来ず、結果として良好なる出力画像を得ることが出来なくなってしまう。
【０１０９】
本出願人の検討によれば被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率ＥMIN ／ＥMAX が０．８を下回ったときに出力画像に劣化が認められることが判明した。
【０１１０】
より具体的には比率ＥMIN ／ＥMAX が０．８程度に低下すると、ハーフトーンの階調パターンにおいて、低濃度の場合には各ドットの再現性が劣化してしまい濃度が乗らず白く抜けてしまい、高濃度の場合には各ドットの間が埋まって黒く潰れてしまうという現象が発生する。
【０１１１】
比率ＥMIN ／ＥMAX が０．８を下回ったときに出力画像に劣化が認められるという結果は、一般的にStrehl比強度と呼ばれ、無収差における回折像の中心強度Ｉ0 と収差により輝度の低下した回折像の中心強度Ｉとの比Ｉ／Ｉ0 が０．８以上であるとする、所謂Strehl比強度の限界にほぼ一致する。
【０１１２】
一般的な画像形成装置等に用いられる光走査光学系においては主走査・副走査方向の被走査面側のＦナンバー（F ／no. ）は明るくても３０程度であり、特に主走査方向の走査中央位置においては非対称収差が殆ど発生しないので、光束内部での高次収差の影響をそれ程考慮する必要はない。この場合、前記スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX は無収差における回折像の中心強度Ｉ0 と実質的に等しくなると考えても良い。
【０１１３】
ところが本実施形態のような斜入射光学系を用いた光走査光学系においては、前述のように補正レンズ７に入射する光束を、該補正レンズ７の副走査断面内の面頂点よりも副走査方向上方に入射させている為、主走査方向の走査中央位置であっても副走査方向に非対称収差が発生する。この場合、スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX は無収差における回折像の中心強度Ｉ0 とは等しくならず、該中心強度Ｉ0 よりも若干低い値をとる。
【０１１４】
本実施形態においては被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最小値ＥMIN を、無収羞における回折像の中心強度Ｉ0 と比較するのでは無く、被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と比較するところに特徴がある。即ち、被走査面８上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正するのである。
【０１１５】
上記のように補正する理由は、例えば場所による結像性能の差による濃淡の差は明確に視認出来てしまい、画像としては品質が低下して認識されてしまうが、ハーフトーンの階調パターン等のように結像性能の影響を受け易い画像であっても全体的に微小な収差がオフセットとしてのった場合は、その影響は全体的に画像の濃度が微小に変化するだけであり、画像としては品質が低下したようには認識されないからである。重要なのは被走査面８上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性なのである。
【０１１６】
本実施形態においては上記ピーク光量の絶対値の比率を評価尺度として、図６に示すように被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率が、
【０１１７】
【数１７】
【０１１８】
なる条件を満足するようにスポット形状の劣化を補正することにより、出力画像の劣化を効果的に補正し高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１１９】
具体的に被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率ＥMIN ／ＥMAX を０．８以上となるようにスポット形状の劣化を補正する為には、偏向面６ａで反射偏向された光束の主走査方向の２本のマージナル光線の、被走査面８上における副走査方向の入射点（到達点）の差Δｓをある値以下に補正することによってほぼ達成することが出来る。
【０１２０】
ここで図７を用いて詳細に説明する。図７は本実施形態の有効走査領域の端部における光束が第２の光学系５２を通過し被走査面８に入射する様子を示した要部概略図である。
【０１２１】
同図において光束の主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌは前述した如くその光束の座標系が回転してしまう為に、第２の光学系５２によって被走査面８上に入射したときに１点に集まることが出来ず、同図に示すように主に副走査方向にΔｓだけ離れた位置に入射してしまう。
【０１２２】
一方、走査中央部における光束の主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ、Ｌは光束の座標系が回転していない為に、被走査面８上に入射したときに副走査方向にずれが生じない。このように主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ、Ｌにずれが生じていないときのスポットの副走査方向のピーク光量に対して１／ｅ2 （ｅ：自然対数の底）となる径（スポット径）をＤｓとし、主走査・副走査方向の像面にデフォーカスが無い場合の前記ＥMIN ／ＥMAX とΔｓ／Ｄｓとの関係をシミュレーションした結果を示したのが図８である。同図から明らかに被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN の比率ＥMIN ／ＥMAX を０．８以上とする為には、比率Δｓ／Ｄｓが０．９以下でなければならないことが解る。
【０１２３】
そこで本実施形態においては比率ＥMIN ／ＥMAX を０．８以上とする為に、具体的には光束の主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌの被走査面８上に入射したときの副走査方向のずれ量Δｓと、主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌにずれが生じていないときのスポットの副走査方向のピーク光量に対して１／ｅ2 となる径Ｄｓとの比であるΔｓ／Ｄｓを図９に示すように
【０１２４】
【数１８】
【０１２５】
なる条件を満足するように補正している。
【０１２６】
上記条件式（２）は前述したように主走査・副走査方向の像面にデフォーカスが無い場合の条件であり、主走査・副走査方向の像面に少しでもデフォーカスが存在する場合には上記条件式（２）の上限値はもっと小さな値としなければならない。よって一般的な斜入射光学系を用いた光走査光学系においては出力画像の劣化を効果的に補正し高精細な画像出力を得る為に、上記条件式（１）を満足させる為には必ず上記条件式（２）を満足させなければならない。
【０１２７】
本実施形態においては上記各条件式（１）、（２）を共に満足するようにスポット形状の劣化を補正することにより、出力画像の劣化を効果的に補正し高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１２８】
表−１に本実施形態の光走査光学系の諸特性を示す。
【０１２９】
表−１においてＲｍ、Ｒｓは各々主走査断面、副走査断面内の曲率半径を表わしている。補正レンズ７の主走査断面内での形状は曲率半径がＲである円弧形状であり、一方副走査断面内での形状は主走査方向のレンズ面座標がＹであるところの曲率半径ｒ´が、
r'=r(1+D2Y2+D4Y4+D6Y6+D8Y8+D10Y10)
（但し、ｒは光軸上の曲率半径、D2,D4,D6,D8,D10 は各係数）
なる式で表わされる。
【０１３０】
【表１】
【０１３１】
ここで有効走査領域の端部における光束が走査レンズ部５、補正レンズ部７を通過し、被走査面８に入射したときに、主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌが副走査方向にΔｓだけ離れた位置に入射するという現象について図１０（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。
【０１３２】
図１０（Ａ）は本実施形態の第１の光学系（不図示）を通過した光束が光偏向器６の偏向面６ａによって反射偏向されて第２の光学系５２を経て被走査面８に至るまでの光路を示した主走査断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の副走査断面図である。ここで説明を簡単にする為に第２の光学系５２は模式的に描いている。
【０１３３】
光偏向器６の偏向面６ａで反射偏向される光束の最大の走査角度θのとき、該偏向面６ａによって反射偏向される光束の主走査方向の光束幅をｄとすると、主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌは光偏向器６の偏向面６ａによって反射偏向される位置が図示した座標系においてＸ方向にＰだけずれが生じる。このずれ量Ｐは走査角度θと光束幅ｄを用いて、
【０１３４】
【数１９】
【０１３５】
で表わされる。
【０１３６】
前述の如く主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌが図示した座標系においてＸ方向にＰだけのずれが生じると、この２本のマージナル光線Ｕ，Ｌは光偏向器６の偏向面６ａによって反射偏向された後の光束が進む方向に垂直な断面内でΔｄだけのずれが発生する。
【０１３７】
このずれ量Δｄは第１の光学系からの光束が副走査断面内において光偏向器６の偏向面６ａに対し斜め方向から入射する角度（以下、「斜入射角」とも称す。
）αを用いて、
【０１３８】
【数２０】
【０１３９】
で表わされる。
【０１４０】
ここで、第２の光学系５２の副走査方向の横倍率をβとすると、上記ずれ量Δｄに該横倍率βを掛けた量だけ、２本のマージナル光線Ｕ，Ｌは被走査面８上において副走査方向に入射点（到達点）がずれることになる。
【０１４１】
このときのずれ量Δｓは、
【０１４２】
【数２１】
【０１４３】
で表わされる。
【０１４４】
よって上記条件式（２）は以下のように表わすことができる。
【０１４５】
【数２２】
【０１４６】
即ち、全有効走査範囲において上記条件式（３）を満足するように走査角度θ、光束幅ｄ、斜入射角α、横倍率β等を適当に設定することにより、出力画像の劣化を効果的に補正し、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ることが可能となる。
【０１４７】
上記条件式（３）は第２の光学系５２の副走査断面内の光軸が、光偏向器６の偏向面６ａで偏向走査され有効走査領域の中心位置に向かう光束の中心軸に一致している場合を想定している。即ち、第２の光学系５２を素直に配置した場合には上記条件式（３）を満足することが必須となる。
【０１４８】
一方、本実施形態のように補正レンズ７を前記光束の中心軸に対して副走査方向に所定量ずらして配置したり、副走査方向に所定量チルトして配置した場合には、その配置によって前記ずれ量Δｓの値を小さくするように補正することが可能である為、上記条件式（３）を満足することが必ずしも必須となる訳ではない。しかしながら上記条件式（３）の範囲を超えて斜入射角α、横倍率β、走査角度θ等を設定してしまうと、前記条件式（１）
【０１４９】
【数２３】
【０１５０】
を満足する為の設定が難しくなってくる為、上記条件式（３）を満足することが望ましい。
【０１５１】
本実施形態においては外接円径φ２９ｍｍの１２面体より成る光偏向器（ポリゴンミラー）を使用し、最大の走査角度θが２７°あるから、該光偏向器で反射偏向された光束の幅ｄは、
ｄ＝７．５６(mm)
となる。また斜入射角αが０．８度、横倍率βが０．５７倍であり、実施形態１の副走査方向のスポット径Ｄｓは０．０６４ｍｍ（６４μｍ）であるから、
【０１５２】
【数２４】
【０１５３】
となり、これは上記条件式（３）を満足している。
【０１５４】
このように本実施形態においては上述の如く被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率を上記条件式（１）を満足するようにスポット形状の劣化を補正することにより、出力画像の劣化を効果的に補正し、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１５５】
より具体的には補正レンズ７に入射する光束を副走査断面内の面頂点よりも所定量、副走査方向に変位させて入射させ、さらに補正レンズ７をチルトさせることによりスポット形状の劣化と走査線の湾曲を補正し、また斜入射角α、第２の光学系の副走査方向の横倍率β、最大の走査角度θ等を適切に設定することにより、上記各条件式（２），（３）を満足させ、これにより出力画像の劣化を効果的に補正し、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１５６】
尚、本実施形態においては補正レンズ７をチルトさせることにより主に走査線の湾曲を補正しているが、補正レンズの少なくとも１面の副走査断面内の光軸の高さを主走査方向の長手位置に応じて連続的に変化させることによって補正することも可能である。
【０１５７】
また本実施形態では補正レンズ７を変位させたが、これに限らず、第２の光学系５２を構成する他のレンズを変位させても良い。
【０１５８】
また本実施形態においては高速・高精細化に有利な所謂オーバーフィルド走査方式より走査光学系を構成しているが、さらに光源手段として複数の発光部を有するマルチビームレーザー光源等を用いることにより、さらに高速・高精細化に対して有利な構成とすることも可能である。
【０１５９】
［実施形態２］
図１１は本発明の光走査光学系（光走査装置）をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態２の主走査方向の要部断面図、図１２は図１１の副走査方向の要部断面図である。図１２においては簡単の為、第１の光学系を省略して図示している。図１１、図１２において前記図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１６０】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、光走査光学系をアンダーフィルド走査光学系より構成した点、第２の光学系６２を第１、第２の２枚の走査レンズ６２ａ，６２ｂより構成した点である。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１６１】
即ち、同図において６２は第２の光学系であり、共にプラスチック材料より成る光偏向器６側に凹面を向けた強い正のパワーを有する第１の走査レンズ６２ａと、光偏向器６側に凸面を向けた弱い正のパワーを有する第２の走査レンズ６２ｂとを有しており、該第１、第２の走査レンズ６２ａ，６２ｂの光軸は共に主走査断面内に配置されている。
【０１６２】
本実施形態では第１の光学系６１を通過した光束の主走査方向の光束幅の方が光偏向器６の偏向面６ａの主走査方向の幅よりも狭い状態で入射させる、所謂アンダーフィルド走査光学系より構成しており、光偏向器６の偏向面６ａに入射させる光束を副走査断面内において主走査平面に対して１．３度の角度で入射させている。
【０１６３】
即ち、本実施形態において第１、第２の走査レンズ６２ａ，６２ｂに入射する偏向面６ａからの光束は、該第１、第２の走査レンズ６２ａ，６２ｂの主走査方向の中央位置における副走査断面内の面頂点から副走査方向上方に所定量ずれた位置に入射するような配置となっており、また入射する光束に対して第１、第２の走査レンズ６２ａ，６２ｂが下向きにチルトするような配置としている。
【０１６４】
前述の実施形態１においては補正レンズ１枚のみを上述の如き配置していたが、本実施形態においては第１、第２の２枚の走査レンズ６２ａ，６２ｂを上記の如き配置にすることによって、より一層のスポット形状の補正と走査線の湾曲補正を効果的に行なっている。
【０１６５】
図１３は本実施形態の被走査面上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率を示した説明図である。同図に示すように有効走査域全域に亙って前記条件式（１）が満足されており、これにより出力画像の劣化が無く、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１６６】
図１４は本実施形態のΔｓ／Ｄｓの特性値を示す説明図である。同図に示すように有効走査域全域に亙って前記条件式（２），（３）が満足されており、これにより出力画像の劣化が無く、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１６７】
表−２に本実施形態の光走査光学系の諸特性を示す。
【０１６８】
表−２において第１、第２の走査レンズの主走査断面内の非球面形状は、各レンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸としたときに、
【０１６９】
【数２５】
【０１７０】
但し、Rmは曲率半径、k 、B4〜B10 は非球面係数
なる式で表わされる。
【０１７１】
また副走査断面の形状は主走査方向のレンズ面座標がＹであるところの曲率半径Ｒｓ´が、
Rs'=Rs(1+D2y2+D4y4+D6y6+D8y8+D10y10)
但し、Rsは光軸上における曲率半径、D2〜D10 は各係数
なる式で表わされる。
【０１７２】
【表２】
【０１７３】
尚、各実施形態１、２においては光偏向器の偏向面を平面と想定しているが、該光偏向器に入射する光束を収束光束とし、該偏向面の形状を凸面形状としたり、ポストオブジェクティブタイプの光走査光学系とすることも可能である。この種のポストオブジェクティブタイプの光走査光学系の場合、収差補正の対称性から斜入射光学系が必須である為、本発明の光走査光学系が最も適していると言える。またポストオブジェクティブタイプの光走査光学系の場合は第２の光学系（ｆθレンズ系）を構成する走査レンズの主走査方向のパワーを弱くすることができる為、該走査レンズに安価なプラスチック材料を用いた場合の環境変動に対する光学特性の劣化を低減させることが可能となるので、本発明の光走査光学系を適用することによって高画質に対してより一層好適な光走査光学系を得ることができる。
【０１７４】
また各実施形態１、２においては第１の光学系からの光束を光偏向器の偏向面に１回だけ反射偏向させて光走査を行う光走査光学系を示したが、これに限らず、例えば第１の光学系からの光束を光偏向器の第１の偏向面に入射させ、この第１の偏向面により反射偏向された光束を伝達光学系を介して再度光偏向器の第２の偏向面に入射させる構成の、所謂２回入射走査方式とした光走査光学系においても本発明は前述の各実施形態１，２と同様に適用することができる。
【０１７５】
即ち、この２回入射走査方式の光走査光学系は、例えば光源手段から出射した光束を第１の光学系により副走査断面内において光偏向器の第１の偏向面に対し斜め方向から所定の角度で入射させ、該第１の偏向面により反射偏向された光束を第１のレンズを透過させて第１のミラーで反射させ、該第１のミラーで反射された光束を第２、第３のレンズを透過させて第２のミラーで反射させた後、再度光偏向器の第１の偏向面とは異なる第２の偏向面に入射させ、該第２の偏向面で反射偏向させた後、第２の光学系により被走査面上にスポットを形成させて光走査を行なう。尚、上記第１、第２、第３のレンズ、第１、第２のミラーの各要素が伝達光学系の一要素を構成している。
【０１７６】
このような２回入射走査方式の光走査光学系は必ず斜入射光学系の構成をとることになり、前述の如きスポット形状の崩れによるピーク光量の一様性が問題点になっている。２回入射走査方式に本発明の実施形態１、２の光走査光学系を適用することにより、従来より問題点となっていたスポットのピーク光量の一様性が改善され、高速・高精細な画像出力に対してより一層有利な光走査光学系を得ることが可能となる。
【０１７７】
図１５は本発明の光走査光学系（光走査装置）を用いた画像形成装置である電子写真プリンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図である。
【０１７８】
図中、１００は先に説明した本発明の実施形態１〜２のいずれかの光走査光学系を示す。１０１は静電潜像担持体である感光ドラムであり、該感光ドラム１０１の上方には該感光ドラム１０１の表面を一ように帯電させる帯電ローラ１０２が該表面に当接している。該帯電ローラ１０２の当接位置よりも下方の上記感光ドラム１０１の回転方向Ａ下流側の帯電された表面には、光走査装置１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１７９】
光ビーム１０３は、画像データに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって上記感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成する。
該静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに上記感光ドラム１０１の回転方向Ａ下流側で該感光ドラム１０１に当接するように配設された現像装置１０７によってトナー像として現像される。該トナー像は、上記感光ドラム１０１の下方で該感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって転写材である用紙１０２上に転写される。該用紙１０２は上記感光ドラム１０１の前方（図１５において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。該用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１０２を搬送路へ送り込む。
【０１８０】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１０２はさらに感光ドラム１０１後方（図１５において左側）の定着器へと搬送される。該定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３と該定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１０２を上記定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１０２上の未定着トナー像を定着する。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１０２をプリンタの外に排出する。
【０１８１】
また上記の画像形成装置は、例えば被走査面上に結像されたスポットによって露光されない部分が画像として現像される、所謂バックグラウンド露光方式の画像形成装置に対しても好適である。バックグラウンド露光方式の画像形成装置の場合は、例えば画像情報のないバックの白い部分をスポットによって露光する必要がある。この場合に斜入射光学系によるスポットの劣化が充分に補正されていないと、バックの白が奇麗に白くならず、スポットの劣化した部分が黒くカブってしまうという現象が発生する。
【０１８２】
本発明の画像形成装置はスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正している為に、バックグラウンド露光方式を採用してもカブりの無い高品質に出力画像を得ることが可能となる。
【０１８３】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く斜入射光学系を用いた光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置において、従来考慮されていなかった被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の一様性を良好に補正することにより、高速・高精細で且つ装置全体が小型で簡易な構成の光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図
【図２】 本発明の実施形態１の副走査方向の要部断面図
【図３】 アンダーフィルド光学系の光偏向器ヘの入射の様子を示す図
【図４】 オーバーフィルド光学系の光偏向器ヘの入射の様子を示す図
【図５】 本発明の実施形態１における補正レンズに入射する光束の様子を示す図
【図６】 本発明の実施形態１における結像スポットのピーク光量比を示す図
【図７】 副走査斜入射における主走査方向のマージナル光線の結像を示す図
【図８】 被走査面上におけるＥMIN ／ＥMAX とΔｓ／Ｄｓの関係を示す図
【図９】 本発明の実施形態１におけるΔｓ／Ｄｓの特性を示す図
【図１０】 斜入射における主走査方向のマージナル光線の副走査方向のずれを説明する図
【図１１】 本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図
【図１２】 本発明の実施形態２の副走査方向の要部断面図
【図１３】 本発明の実施形態２における結像スポットのピーク光量比を示す図
【図１４】 本発明の実施形態２におけるΔｓ／Ｄｓの特性を示す図
【図１５】 本発明の光走査光学系を用いた電子写真プリンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図
【図１６】 斜入射した光束が光偏向器で反射偏向された後の様子を説明する図
【図１７】 斜入射した光束が光偏向器で反射偏向された後の座標系を説明する図
【符号の説明】
１ 光源手段（半導体レーザー）
２ コリメーターレンズ部
２ａ，２ｂ コリメーターレンズ
３ 開口絞り
４ シリンドリカルレンズ
６ 光偏向器
７ 補正レンズ
８ 被走査面（感光ドラム）
１１ 走査レンズ部
１１ａ 第１の走査レンズ
１１ｂ 第２の走査レンズ
１２ 補正レンズ部
５１，６１ 第１の光学系
５２，６２ 第２の光学系
６２ａ 第１の走査レンズ
６２ｂ 第２の走査レンズ
１００ 光走査光学系
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０７ 現像装置
１０８ 転写ローラ
１０９ 用紙カセット
１１０ 給紙ローラ
１１２ 転写材（用紙）
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１６ 排紙ローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は斜入射光学系を用いた光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正することにより、高速で且つ高精細な画像形成に好適な、例えばレーザービームプリンタやデジタル複写機等の装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりレーザービームプリンタやデジタル複写機等に用いられる光走査光学系（及び光走査装置）は光源手段としての半導体レーザーと、該光源手段から出射した光束を光偏向器の偏向面近傍に主走査方向に長い線状の光束として結像させる第１の光学系と、該光偏向器で反射偏向（偏向走査）された光束を被走査面上に結像させると共に、該光偏向器の偏向面と該被走査面とを副走査断面内において略共役な関係とする第２の光学系とを有している。
【０００３】
このような光走査光学系の第２の光学系はｆθレンズと呼ばれるアナモフィックな結像光学系であり、従来は高価なガラスレンズを複数枚用いて構成されており、小型化を図るのが難しかった。
【０００４】
しかしながら近年はプラスチックの成型技術・型の加工技術の進展に伴い高価なガラスレンズを複数枚で構成されていた結像光学系（ｆθレンズ）を安価なプラスチックレンズで構成することが可能に成ってきており、また実用化もされてきている。
【０００５】
ところがガラスレンズをプラスチックレンズで置き換えただけでは装置の小型化に対してはやはり不十分である。さらにガラスレンズのパワーと同じパワーをプラスチックレンズに必要とする為、環境特性に劣るプラスチックを使用した場合の環境変動による結像性能の劣化も問題になってくる。
【０００６】
そこで光偏向器で反射偏向する前に光源と光偏向器との間の光路中に収束レンズを配置するポストオブジェクティブ型の光走査光学系が、小型で低価格な装置を実現するものとして知られている。特に環境特性を良好にする為にｆθレンズのパワーを小さく設定する場合、ｆθ特性が補正不足となる為、光偏向器の偏向面を凸形状とすることがよく行なわれている。この場合、収差補正の対称性という観点から、光源からの光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成し、入射した光束に対して（入射点における偏向面の法線に対して）左右対称に反射偏向させることが多い。
【０００７】
また近年はレーザービームプリンタやデジタル複写機の装置に対してより高速、高精細な性能が要求されてきている。
【０００８】
装置の高速化を図る為には光偏向器を高速回転させる必要がある。また高精細化を図る為には結像スポットを小径化する必要がある為、光束幅は大きくしなければならず、従って光束を反射偏向する光偏向器自体も大きくしなければならない。
【０００９】
高速化と高精細化を両立する為には光偏向器を高速回転させ、且つ大型化しなければならないが、実際は両者を同時に満足させることは非常に困難である。
【００１０】
そこでこのような課題を解決するものとして光偏向器の偏向面に入射する光束の主走査方向の光束幅が、光偏向器の複数の偏向面に跨って入射（照射）するように構成された、所謂オーバーフィルド走査方式を用いる光走査光学系が種々と提案されており、また実用化も成されている。
【００１１】
オーバーフィルド走査方式においては走査角度によって主走査方向の結像スポットサイズが変化してしまうという特性がある為、その影響を最小にする為に、従来のように光偏向器に入射する光束を主走査断面内から入射させずに、光源から出射した光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成し、入射した光束に対して（入射点における偏向面の法線に対して）左右対称に反射偏向させることが望ましい。
【００１２】
さらに上記光走査光学系に光源手段として複数の発光部を有するマルチビームレーザー光源を用いることによって、なお一層の高速化に対して有利となる。
【００１３】
もう１つの高速化を達成する手段としては、例えば光源から出射した光束を光偏向器の第１の偏向面に入射させ、この第１の偏向面により反射偏向された光束を伝達光学系を介して上記光偏向器の第１の偏向面とは異なる第２の偏向面に再度入射させて偏向走査を行う、所謂２回入射走査方式と呼ばれる光走査光学系が知られている。
【００１４】
この２回入射走査方式には、所謂倍角走査方式と呼ばれる方式、また光偏向器の第２の偏向面に入射する光束が偏向面の移動に追従して移動する所謂面追従方式と呼ばれる方式があるが、両方式とも伝達光学系を偏向面内に配置することが難しい為、光源から出射した光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成し、伝達光学系も主走査方向の偏向面に対して副走査方向にずらして配置する構成を採っている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のような光源から出射した光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射させるような構成の光走査光学系、光走査装置及び画像形成装置においては図１６に示すように主走査方向ｙ、副走査方向ｚ、光軸方向ｘの座標系を有する光束（光ビーム）が副走査方向に所定の角度を持ってポリゴンミラー９６の偏向面９６ａに入射すると、ここで反射偏向された光束は一平面内を走査せずコニカルな曲面状を走査する為に光束の座標系が回転してしまう。このとき走査中心の光束Ｌ0 の座標系は回転しないが、走査領域の両端の光束Ｌ１，Ｌ２は各々図１７に示すように互いに逆向きにその座標系が回転してしまう。
【００１６】
この走査領域の両端の座標系が回転した光束をアナモフィックな結像光学系により被走査面上に結像させようとしてもビームスポット形状（以下、単に「スポット形状」とも称す。）が崩れてしまい一点に収束されずに、被走査面上で良好なる結像を得ることが出来ないという問題点が存在することは良く知られている。
【００１７】
この問題点に対して従来の、光源から出射した光束を光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射させる構成の光走査光学系においては、走査レンズもしくは補正レンズを副走査方向に偏心して配置したり、レンズの或る面だけを副走査方向に偏心させたりすること等によって、被走査面上のスポット形状を或る程度改善することが可能である。
【００１８】
従来よりスポット形状を改善するにあたっては、スポットダイアグラムの広がりの程度、或いはビームスポットの等高度曲線の形状等の評価を行なうことによって該スポット形状の改善を行なっていた。
【００１９】
しかしながら実際はスポット形状を良好に補正するだけでは良好なる画像出力を得る為には不十分である。具体的には、被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正しなければ良好なる画像出力を得ることは難しい。即ちスポットの形状がそこそこ良好に補正されたとしても、ピーク光量の絶対値が低ければ被走査面である感光ドラム面において良好なる静電潜像を形成することが出来なくなってしまうからである。
【００２０】
従来においては被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性ということを考慮していない為に結果として出力画像が劣化してしまうという問題点が存在していた。
【００２１】
例えば特開平６−１８８００号公報では、光源から出射した光束が光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成された光走査光学系において、偏向面の主走査断面内での形状を楕円形状とし、補正レンズの入射面及び出射面を副走査方向に変位させた形状としてスポット形状を或る程度補正したポストオブジェクティブ型の光走査光学系が開示されている。しかしながら、この例においてはスポット形状の崩れをスポットダイアグラムを視覚的に評価しているだけであり、さらにそのスポットの形状の補正も未だ不十分であり、被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性は補正されておらず、高精細な画像出力を得ることは難しいという問題点があった。
【００２２】
特開平７−２７９９１号公報では、光源から出射した光束が光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して前記光偏向器に入射するように構成された光走査光学系において、偏向面の主走査断面内での形状を楕円形状とし、補正レンズの入射面を副走査方向に変位させた形状としてスポット形状を或る程度補正したポストオブジェクティブ型の光走査光学系が開示されている。しかしながら、この例においてはスポット形状の崩れの程度として光束（ビーム光）の副走査方向に拡開した光成分による主走査方向の像面湾曲と、光束の主走査方向に拡開した光成分による副走査方向の像面湾曲とを評価しているだけであり、またこの評価方法は特定の方向の断面における拡開した光成分による像面湾曲しか評価することが出来ず、それ以外の断面における拡開した光成分の像面湾曲等が考慮されていない。さらに主走査方向の像面湾曲の補正も不十分であり、軸外における被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値は軸上に対して相対的に低く、高精細な画像出力を得ることは難しいという問題点があった。
【００２３】
特開平１０−２０２３０号公報では、光源から出射した光束を光偏向器の第１偏向面に入射させ、この第１偏向面により偏向された光束を伝達光学系を介して上記光偏向器の第１偏向面とは異なる第２偏向面に再度入射させ、その再入射光が第２偏向面の移動に伴って追従するという所謂面追従方式の光走査光学系において、走査レンズを副走査方向に偏心配置、もしくは走査レンズを副走査方向に湾曲させてスポット形状を或る程度補正した光学系が開示されている。しかしながらこの例においては、スポット形状の崩れの程度としてビームスポットの等高度曲線の形状を良好に補正しているに過ぎない。前述した様に良好なる画像出力を得る為にはスポット形状を良好に補正するだけでは不十分であり、被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正しなければならないのであって、その点が全く考慮されておらず、そのため良好なる画像出力を得ることは難しいという問題点があった。
【００２４】
特開平１１−２４２１７９号公報では、光源から出射した光束が光偏向器の偏向面に対し斜め方向から所定の角度を有して光偏向器に入射するように構成された光走査光学系において、走査レンズを副走査方向にシフトした構成のポストオブジェクティブ型光走査光学系が開示されている。しかしながら、この例においては走査線の湾曲及びｆθ特性・像面湾曲だけを評価しているだけであり、また走査レンズを副走査方向にシフトしている目的も走査線湾曲のみを考慮しているだけであり、出力画像に大きな影響を与えるスポット形状の崩れに関しては何の考慮もされていない為、良好なる画像出力を得ることが難しいという問題点があった。
【００２５】
本発明は斜入射光学系を用いた光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置において、被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正することにより、従来問題となっていたスポットの回転に起因する出力画像の劣化を効果的に補正すると共に、高速で且つ高精細な画像形成を行なうことができる光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の光走査装置は、光源手段と、前記光源手段から出射された光束を副走査断面内において光偏向器の偏向面に対して斜め方向から入射させる入射光学系と、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置であって、
前記結像光学系により前記被走査面上の有効走査領域内における各スポットのピーク光量の最大値と最小値を各々ＥMAX 、ＥMINとしたとき、
【数１】
なる条件を満足するように、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束の主走査方向の２本のマージナル光線の前記被走査面上における副走査方向の入射点の差をΔｓ、前記被走査面上に結像されるスポットの副走査方向のピーク光量に対して１／ｅ2 となる径をＤｓとしたとき、
【数２】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２７】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束の主走査方向の光束幅をｄ、前記入射光学系からの光束が副走査断面内において前記光偏向器の偏向面に対して斜め方向から入射する角度をα、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束の主走査断面内にて定義される走査角度をθ、前記結像光学系の副走査方向の横倍率をβとしたとき、
【数３】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２８】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、前記結像光学系を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面の副走査断面内における光軸は、有効走査領域の中心位置に向かう前記偏向面で偏向された光束の中心軸に対して副走査方向にシフトして配置されていることを特徴としている。
【００２９】
請求項４の発明は請求項１乃至３のいずれか一項の発明において、前記結像光学系を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面の副走査断面内における光軸は、有効走査領域の中心位置に向かう前記偏向面で偏向された光束の中心軸に対して副走査方向に傾いて配置されていることを特徴としている。
【００３０】
請求項５の発明は請求項１乃至４のいずれか一項の発明において、前記結像光学系を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面の副走査断面内の曲率半径は、前記結像光学系の光軸から主走査方向に離れるに従って連続的に変化していることを特徴としている。
【００３１】
請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれか一項の発明において、前記光源手段は、複数の光束を出射する複数の発光部を有することを特徴としている。
【００３２】
請求項７の発明の画像形成装置は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の光走査装置と、前記光走査装置の被走査面に配置された感光ドラムと、前記感光ドラム上を光束が走査することによって形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段と、を備えたことを特徴としている。
【００８０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の光走査光学系（光走査装置）をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）であり、図２は図１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００８１】
図中、１は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。２は変換素子部（コリメーターレンズ部）であり、第１のコリメーターレンズ（貼り合せレンズ）２ａと第２のコリメーターレンズ２ｂとを有しており、光源手段１から出射された発散光束を弱発散光束に変換している。３は開口絞りであり、通過光束の副走査方向の光束幅を制限してビーム形状を整形している。４はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有し、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向面にほぼほぼ線像として結像させている。
【００８２】
尚、コリメーターレンズ部２、開口絞り３、そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学系である第１の光学系５１の一要素を構成している。本実施形態では光源手段１から出射した光束が副走査断面内において光偏向器６の偏向面６ａに対し斜め方向から所定の角度で入射するように第１の光学系５１を配置している（斜入射光学系）。
【００８３】
６は光偏向器であるポリゴンミラーであり、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定角速度で回転している。
【００８４】
５２は第２の光学系としての結像光学系（ｆθレンズ系）であり、走査レンズ部１１と補正レンズ部１２とを有している。
【００８５】
走査レンズ部１１は凹レンズより成る第１の走査レンズ１１ａと凸レンズより成る第２の走査レンズ１１ｂとを有し、光偏向器６により一定角速度で反射偏向された光束を主に主走査方向において被走査面８上に結像させると共に、被走査面８上において一定速度となるように補正を行なっている。即ち、走査レンズ部１１は主に主走査方向の像面湾曲収差とｆθ特性を良好に補正している。また第１の光学系５１を出射した光束を光偏向器６の偏向面６ａに入射させる前に走査レンズ部５を通してから偏向面６ａに入射させるような構成としている。即ち走査レンズ部５が第１の光学系５１の機能の一部を分担するような構成としている。このような構成をダブルパスと称す。
【００８６】
補正レンズ部１２はプラスチック材料より成る単一の補正レンズ７を有している。補正レンズ７は主走査方向には殆どパワーを有せず副走査方向に強いパワーを有しており、光偏向器６により反射偏向（偏向走査）された光束を主に副走査方向において被走査面８上に結像させると共に、副走査断面内において光偏向器６の偏向面６ａと被走査面８とを略共役な関係としている。
【００８７】
８は被走査面であり、例えば感光ドラム面から成っている。
【００８８】
本実施形態において半導体レーザー１から光変調され出射した発散光束はコリメーターレンズ部２によって弱発散光束に変換され、開口絞り３によって光量が制限され、シリンドリカルレンズ４に入射している。ここでシリンドリカルレンズ４に入射した光束のうち副走査断面内においては光束は収束され第２の走査レンズ１１ｂ、第１の走査レンズ１１ａとを透過して光偏向器６の偏向面６ａに入射し、該偏向面６ａ近傍にほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。このとき偏向面６ａに入射する光束は光偏向器６の偏向面６ａに対し斜め方向から所定の角度を有して入射している（斜入射光学系）。即ち第１の光学系５１からの光束は副走査断面内において偏向面６ａに対し斜め方向から入射している。
【００８９】
他方の主走査断面内においては光束はそのままの状態（弱発散光束の状態）で第２の走査レンズ１１ｂ、第１の走査レンズ１１ａとを透過することによって略平行光束に変換され、光偏向器６による走査角度の略中央から偏向面６ａに入射している（正面入射）。このときの略平行光束の光束幅は主走査方向において光偏向器６の偏向面６ａのファセット幅に対し十分広くなるように設定している（オーバーフィルド走査光学系）。
【００９０】
そして光偏向器６の偏向面６ａで反射偏向された光束は第１の走査レンズ１１ａ、第２の走査レンズ１１ｂ、そして補正レンズ７を介して感光ドラム面８上に導光され、該光偏向器６を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面８上に画像記録を行なっている。
【００９１】
本実施形態においては図３に示すように第１の光学系（不図示）を通過した光束の主走査方向の光束幅の方が、光偏向器６の偏向面６ａの主走査方向の幅よりも広い状態で入射させている（所謂オーバーフィルド光学系）。
【００９２】
一方、従来一般的に用いられている光走査光学系は図４に示すように第１の光学系（不図示）を通過した光束の主走査方向の光束幅が、光偏向器６の偏向面６ａの主走査方向の幅よりも狭い状態で入射させている（所謂アンダーフィルド光学系）。
【００９３】
図３、図４から解るように第２の光学系（不図示）に入射させる光束の主走査方向の光束幅を同じと仮定した場合、明らかにオーバーフィルド光学系の方が光偏向器６を小さく、かつ偏向面の面数も多く設定することが可能である為、高速・高解像度化に対して非常に有利となる。
【００９４】
一方、オーバーフィルド光学系において図３に示すように光偏向器６に入射させる光束をアンダーフィルド光学系と同様な方向から入射させてしまうと、主走査方向の走査領域の両端部における第２の光学系に入射する主走査方向の光束幅に大きな非対称が生じてしまう。その結果、被走査面上において走査の開始側と終了側とで主走査方向のスポット径に大きな差が生じ、かつ光量も大きく変化してしまう。
【００９５】
よって本実施形態においては、上記弊害を許容出来る程度まで押さえる為に、光偏向器６に入射させる光束は図１に示すように主走査方向の走査範囲の略中央から入射させている（正面入射）。即ち、光源手段１から出射した光束は光偏向器６による走査角度の略中央から偏向面６ａに入射している。
【００９６】
一方、このような入射方法をとった場合には、第１の、第２の光学系５１，５２を同一平面（主走査平面）上に配置することができない為、光偏向器６に入射させる光束を主走査平面に対して所定の角度で下方から該光偏向器６に入射させている（斜入射光学系）。
【００９７】
本実施形態のような所謂副走査斜入射光学系（以下、単に「斜入射光学系」と称す。）を用いた光走査光学系においては、前述したように偏向面６ａで反射偏向された光束が形成する面は平面とはならずコニカルな曲面を形成する為に補正レンズ７に対してスキュー入射することになる。その為に、特に主走査方向の有効走査領域の端部においてスキュー入射により発生する収差が結像スポット形状（以下、単に「スポット形状」とも称す。）に悪影響を及ぼし、該スポット形状が劣化してしまい、所望のスポット形状が得られなくなってしまう。さらに上記スキュー入射の影響で被走査面８上において走査線の湾曲も同時に発生してしまう。
【００９８】
本実施形態における補正レンズ７は上記スキュー入射によるスポット形状の劣化を、該補正レンズ７に入射する光束が、該補正レンズ７の主走査方向の中央位置における副走査断面内の面頂点から副走査方向に所定量ずれた位置に入射するように、該補正レンズ７を配置するとともに、有効走査領域中心において該補正レンズ７に入射する光束に対して、該補正レンズ７をチルトさせることによって効果的に補正すると同時に走査線の湾曲をも良好に補正している。
【００９９】
具体的には図５に示すように補正レンズ７に入射する光束を該補正レンズ７の副走査断面内の面頂点よりも副走査方向上方に入射させ、且つ補正レンズ７を入射する光束に対して下向きにチルトさせている。
【０１００】
さらに本実施形態における補正レンズ７は、その副走査断面内の曲率半径がレンズ光軸から主走査方向に離れるに従って連続的に変化するような形状としている。補正レンズ７の副走査断面内の曲率半径を一定のまま、即ち単純なシリンドリカル形状及びトーリック形状にしてしまうと副走査方向の像面湾曲が残存してしまう。この副走査方向の像面湾曲を小さく押さえる為には補正レンズ７を被走査面８側に近づけていけば良いが、あまり近づけてしまうと補正レンズ７が長くなってしまい好ましくない。また補正レンズ７の副走査断面内の曲率半径を一定のままにして、該補正レンズ７の両端部を被走査面８側に湾曲させるような形状とすることによっても副走査方向の像面湾曲を小さく押さえることも可能である。しかしながら上記の如きレンズ形状にしてしまうと、スキュー入射によるスポット形状の劣化を補正することが困難となってしまう。
【０１０１】
したがって本実施形態における補正レンズ７は副走査断面内の曲率半径がレンズ光軸から主走査方向に離れるに従って連続的に変化するような形状とすることによって、副走査方向の像面湾曲を全画像範囲に亙って良好に補正を行なうと同時にスキュー入射によるスポット形状の劣化を効果的に補正している。
【０１０２】
従来から斜入射光学系におけるスポット形状の劣化の補正は種々と行われていたが、その形状を改善するにあたっては幾何光学的な光線追跡によるスポットダイアグラムの広がりの程度、或いは波動光学的な結像スポット（以下、単に「スポット」とも称す。）の等強度曲線の形状等の評価を行なうことによってスポット形状を改善していた。
【０１０３】
しかしながら、実際は幾何光学的な光線追跡によるスポットダイアグラムの広がりの程度、或いは波動光学的な結像スポットの等強度曲線の形状等が見た目で良好な形状に補正されたとしても、それだけでは良好なる画像出力を得るには不十分である場合が多い。
【０１０４】
具体的には被走査面８上の任意の走査位置におけるスポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値と、走査中心の比較的崩れの少ないスポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値との比をある値以上になるように補正しなければ充分とはいえない。
【０１０５】
斜入射光学系におけるスポット形状の劣化は光束がレンズにスキュー入射することによって、光束の周辺部の収差に非対称性が発生することが主な原因であるが、光束の主光線近傍の収差にもある程度の非対称性が発生する。
【０１０６】
このように劣化したスポットは光束の周辺部における収差の非対称性がある程度改善されれば、該スポットを幾何光学的な光線追跡によるスポットダイアグラムの広がりの程度、或いは波動光学的なスポットの等強度曲線の形状が見た目で良く補正されているように見えてしまう。
【０１０７】
しかしながら光束の主光線近傍の収差の非対称性はまだ残存している為にスポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値が、走査中央部のピーク光量の絶対値に比べて充分に高いレベルまで補正されていないことが多い。
【０１０８】
ピーク光量が充分に高いレベルまで補正されていないと、感光ドラム等の被走査面８上において良好なる静電潜像を形成することが出来ず、結果として良好なる出力画像を得ることが出来なくなってしまう。
【０１０９】
本出願人の検討によれば被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率ＥMIN ／ＥMAX が０．８を下回ったときに出力画像に劣化が認められることが判明した。
【０１１０】
より具体的には比率ＥMIN ／ＥMAX が０．８程度に低下すると、ハーフトーンの階調パターンにおいて、低濃度の場合には各ドットの再現性が劣化してしまい濃度が乗らず白く抜けてしまい、高濃度の場合には各ドットの間が埋まって黒く潰れてしまうという現象が発生する。
【０１１１】
比率ＥMIN ／ＥMAX が０．８を下回ったときに出力画像に劣化が認められるという結果は、一般的にStrehl比強度と呼ばれ、無収差における回折像の中心強度Ｉ0 と収差により輝度の低下した回折像の中心強度Ｉとの比Ｉ／Ｉ0 が０．８以上であるとする、所謂Strehl比強度の限界にほぼ一致する。
【０１１２】
一般的な画像形成装置等に用いられる光走査光学系においては主走査・副走査方向の被走査面側のＦナンバー（F ／no. ）は明るくても３０程度であり、特に主走査方向の走査中央位置においては非対称収差が殆ど発生しないので、光束内部での高次収差の影響をそれ程考慮する必要はない。この場合、前記スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX は無収差における回折像の中心強度Ｉ0 と実質的に等しくなると考えても良い。
【０１１３】
ところが本実施形態のような斜入射光学系を用いた光走査光学系においては、前述のように補正レンズ７に入射する光束を、該補正レンズ７の副走査断面内の面頂点よりも副走査方向上方に入射させている為、主走査方向の走査中央位置であっても副走査方向に非対称収差が発生する。この場合、スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX は無収差における回折像の中心強度Ｉ0 とは等しくならず、該中心強度Ｉ0 よりも若干低い値をとる。
【０１１４】
本実施形態においては被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最小値ＥMIN を、無収羞における回折像の中心強度Ｉ0 と比較するのでは無く、被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と比較するところに特徴がある。即ち、被走査面８上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正するのである。
【０１１５】
上記のように補正する理由は、例えば場所による結像性能の差による濃淡の差は明確に視認出来てしまい、画像としては品質が低下して認識されてしまうが、ハーフトーンの階調パターン等のように結像性能の影響を受け易い画像であっても全体的に微小な収差がオフセットとしてのった場合は、その影響は全体的に画像の濃度が微小に変化するだけであり、画像としては品質が低下したようには認識されないからである。重要なのは被走査面８上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性なのである。
【０１１６】
本実施形態においては上記ピーク光量の絶対値の比率を評価尺度として、図６に示すように被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率が、
【０１１７】
【数１７】
【０１１８】
なる条件を満足するようにスポット形状の劣化を補正することにより、出力画像の劣化を効果的に補正し高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１１９】
具体的に被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率ＥMIN ／ＥMAX を０．８以上となるようにスポット形状の劣化を補正する為には、偏向面６ａで反射偏向された光束の主走査方向の２本のマージナル光線の、被走査面８上における副走査方向の入射点（到達点）の差Δｓをある値以下に補正することによってほぼ達成することが出来る。
【０１２０】
ここで図７を用いて詳細に説明する。図７は本実施形態の有効走査領域の端部における光束が第２の光学系５２を通過し被走査面８に入射する様子を示した要部概略図である。
【０１２１】
同図において光束の主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌは前述した如くその光束の座標系が回転してしまう為に、第２の光学系５２によって被走査面８上に入射したときに１点に集まることが出来ず、同図に示すように主に副走査方向にΔｓだけ離れた位置に入射してしまう。
【０１２２】
一方、走査中央部における光束の主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ、Ｌは光束の座標系が回転していない為に、被走査面８上に入射したときに副走査方向にずれが生じない。このように主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ、Ｌにずれが生じていないときのスポットの副走査方向のピーク光量に対して１／ｅ2 （ｅ：自然対数の底）となる径（スポット径）をＤｓとし、主走査・副走査方向の像面にデフォーカスが無い場合の前記ＥMIN ／ＥMAX とΔｓ／Ｄｓとの関係をシミュレーションした結果を示したのが図８である。同図から明らかに被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN の比率ＥMIN ／ＥMAX を０．８以上とする為には、比率Δｓ／Ｄｓが０．９以下でなければならないことが解る。
【０１２３】
そこで本実施形態においては比率ＥMIN ／ＥMAX を０．８以上とする為に、具体的には光束の主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌの被走査面８上に入射したときの副走査方向のずれ量Δｓと、主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌにずれが生じていないときのスポットの副走査方向のピーク光量に対して１／ｅ2 となる径Ｄｓとの比であるΔｓ／Ｄｓを図９に示すように
【０１２４】
【数１８】
【０１２５】
なる条件を満足するように補正している。
【０１２６】
上記条件式（２）は前述したように主走査・副走査方向の像面にデフォーカスが無い場合の条件であり、主走査・副走査方向の像面に少しでもデフォーカスが存在する場合には上記条件式（２）の上限値はもっと小さな値としなければならない。よって一般的な斜入射光学系を用いた光走査光学系においては出力画像の劣化を効果的に補正し高精細な画像出力を得る為に、上記条件式（１）を満足させる為には必ず上記条件式（２）を満足させなければならない。
【０１２７】
本実施形態においては上記各条件式（１）、（２）を共に満足するようにスポット形状の劣化を補正することにより、出力画像の劣化を効果的に補正し高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１２８】
表−１に本実施形態の光走査光学系の諸特性を示す。
【０１２９】
表−１においてＲｍ、Ｒｓは各々主走査断面、副走査断面内の曲率半径を表わしている。補正レンズ７の主走査断面内での形状は曲率半径がＲである円弧形状であり、一方副走査断面内での形状は主走査方向のレンズ面座標がＹであるところの曲率半径ｒ´が、
r'=r(1+D2Y2+D4Y4+D6Y6+D8Y8+D10Y10)
（但し、ｒは光軸上の曲率半径、D2,D4,D6,D8,D10 は各係数）
なる式で表わされる。
【０１３０】
【表１】
【０１３１】
ここで有効走査領域の端部における光束が走査レンズ部５、補正レンズ部７を通過し、被走査面８に入射したときに、主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌが副走査方向にΔｓだけ離れた位置に入射するという現象について図１０（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。
【０１３２】
図１０（Ａ）は本実施形態の第１の光学系（不図示）を通過した光束が光偏向器６の偏向面６ａによって反射偏向されて第２の光学系５２を経て被走査面８に至るまでの光路を示した主走査断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の副走査断面図である。ここで説明を簡単にする為に第２の光学系５２は模式的に描いている。
【０１３３】
光偏向器６の偏向面６ａで反射偏向される光束の最大の走査角度θのとき、該偏向面６ａによって反射偏向される光束の主走査方向の光束幅をｄとすると、主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌは光偏向器６の偏向面６ａによって反射偏向される位置が図示した座標系においてＸ方向にＰだけずれが生じる。このずれ量Ｐは走査角度θと光束幅ｄを用いて、
【０１３４】
【数１９】
【０１３５】
で表わされる。
【０１３６】
前述の如く主走査方向の２本のマージナル光線Ｕ，Ｌが図示した座標系においてＸ方向にＰだけのずれが生じると、この２本のマージナル光線Ｕ，Ｌは光偏向器６の偏向面６ａによって反射偏向された後の光束が進む方向に垂直な断面内でΔｄだけのずれが発生する。
【０１３７】
このずれ量Δｄは第１の光学系からの光束が副走査断面内において光偏向器６の偏向面６ａに対し斜め方向から入射する角度（以下、「斜入射角」とも称す。
）αを用いて、
【０１３８】
【数２０】
【０１３９】
で表わされる。
【０１４０】
ここで、第２の光学系５２の副走査方向の横倍率をβとすると、上記ずれ量Δｄに該横倍率βを掛けた量だけ、２本のマージナル光線Ｕ，Ｌは被走査面８上において副走査方向に入射点（到達点）がずれることになる。
【０１４１】
このときのずれ量Δｓは、
【０１４２】
【数２１】
【０１４３】
で表わされる。
【０１４４】
よって上記条件式（２）は以下のように表わすことができる。
【０１４５】
【数２２】
【０１４６】
即ち、全有効走査範囲において上記条件式（３）を満足するように走査角度θ、光束幅ｄ、斜入射角α、横倍率β等を適当に設定することにより、出力画像の劣化を効果的に補正し、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ることが可能となる。
【０１４７】
上記条件式（３）は第２の光学系５２の副走査断面内の光軸が、光偏向器６の偏向面６ａで偏向走査され有効走査領域の中心位置に向かう光束の中心軸に一致している場合を想定している。即ち、第２の光学系５２を素直に配置した場合には上記条件式（３）を満足することが必須となる。
【０１４８】
一方、本実施形態のように補正レンズ７を前記光束の中心軸に対して副走査方向に所定量ずらして配置したり、副走査方向に所定量チルトして配置した場合には、その配置によって前記ずれ量Δｓの値を小さくするように補正することが可能である為、上記条件式（３）を満足することが必ずしも必須となる訳ではない。しかしながら上記条件式（３）の範囲を超えて斜入射角α、横倍率β、走査角度θ等を設定してしまうと、前記条件式（１）
【０１４９】
【数２３】
【０１５０】
を満足する為の設定が難しくなってくる為、上記条件式（３）を満足することが望ましい。
【０１５１】
本実施形態においては外接円径φ２９ｍｍの１２面体より成る光偏向器（ポリゴンミラー）を使用し、最大の走査角度θが２７°あるから、該光偏向器で反射偏向された光束の幅ｄは、
ｄ＝７．５６(mm)
となる。また斜入射角αが０．８度、横倍率βが０．５７倍であり、実施形態１の副走査方向のスポット径Ｄｓは０．０６４ｍｍ（６４μｍ）であるから、
【０１５２】
【数２４】
【０１５３】
となり、これは上記条件式（３）を満足している。
【０１５４】
このように本実施形態においては上述の如く被走査面８上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率を上記条件式（１）を満足するようにスポット形状の劣化を補正することにより、出力画像の劣化を効果的に補正し、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１５５】
より具体的には補正レンズ７に入射する光束を副走査断面内の面頂点よりも所定量、副走査方向に変位させて入射させ、さらに補正レンズ７をチルトさせることによりスポット形状の劣化と走査線の湾曲を補正し、また斜入射角α、第２の光学系の副走査方向の横倍率β、最大の走査角度θ等を適切に設定することにより、上記各条件式（２），（３）を満足させ、これにより出力画像の劣化を効果的に補正し、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１５６】
尚、本実施形態においては補正レンズ７をチルトさせることにより主に走査線の湾曲を補正しているが、補正レンズの少なくとも１面の副走査断面内の光軸の高さを主走査方向の長手位置に応じて連続的に変化させることによって補正することも可能である。
【０１５７】
また本実施形態では補正レンズ７を変位させたが、これに限らず、第２の光学系５２を構成する他のレンズを変位させても良い。
【０１５８】
また本実施形態においては高速・高精細化に有利な所謂オーバーフィルド走査方式より走査光学系を構成しているが、さらに光源手段として複数の発光部を有するマルチビームレーザー光源等を用いることにより、さらに高速・高精細化に対して有利な構成とすることも可能である。
【０１５９】
［実施形態２］
図１１は本発明の光走査光学系（光走査装置）をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態２の主走査方向の要部断面図、図１２は図１１の副走査方向の要部断面図である。図１２においては簡単の為、第１の光学系を省略して図示している。図１１、図１２において前記図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１６０】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、光走査光学系をアンダーフィルド走査光学系より構成した点、第２の光学系６２を第１、第２の２枚の走査レンズ６２ａ，６２ｂより構成した点である。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１６１】
即ち、同図において６２は第２の光学系であり、共にプラスチック材料より成る光偏向器６側に凹面を向けた強い正のパワーを有する第１の走査レンズ６２ａと、光偏向器６側に凸面を向けた弱い正のパワーを有する第２の走査レンズ６２ｂとを有しており、該第１、第２の走査レンズ６２ａ，６２ｂの光軸は共に主走査断面内に配置されている。
【０１６２】
本実施形態では第１の光学系６１を通過した光束の主走査方向の光束幅の方が光偏向器６の偏向面６ａの主走査方向の幅よりも狭い状態で入射させる、所謂アンダーフィルド走査光学系より構成しており、光偏向器６の偏向面６ａに入射させる光束を副走査断面内において主走査平面に対して１．３度の角度で入射させている。
【０１６３】
即ち、本実施形態において第１、第２の走査レンズ６２ａ，６２ｂに入射する偏向面６ａからの光束は、該第１、第２の走査レンズ６２ａ，６２ｂの主走査方向の中央位置における副走査断面内の面頂点から副走査方向上方に所定量ずれた位置に入射するような配置となっており、また入射する光束に対して第１、第２の走査レンズ６２ａ，６２ｂが下向きにチルトするような配置としている。
【０１６４】
前述の実施形態１においては補正レンズ１枚のみを上述の如き配置していたが、本実施形態においては第１、第２の２枚の走査レンズ６２ａ，６２ｂを上記の如き配置にすることによって、より一層のスポット形状の補正と走査線の湾曲補正を効果的に行なっている。
【０１６５】
図１３は本実施形態の被走査面上の有効走査領域内における各スポットの波動光学的な強度分布のピーク光量の絶対値の最大値ＥMAX と最小値ＥMIN との比率を示した説明図である。同図に示すように有効走査域全域に亙って前記条件式（１）が満足されており、これにより出力画像の劣化が無く、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１６６】
図１４は本実施形態のΔｓ／Ｄｓの特性値を示す説明図である。同図に示すように有効走査域全域に亙って前記条件式（２），（３）が満足されており、これにより出力画像の劣化が無く、高精細な画像出力に好適な光走査光学系を得ている。
【０１６７】
表−２に本実施形態の光走査光学系の諸特性を示す。
【０１６８】
表−２において第１、第２の走査レンズの主走査断面内の非球面形状は、各レンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸としたときに、
【０１６９】
【数２５】
【０１７０】
但し、Rmは曲率半径、k 、B4〜B10 は非球面係数
なる式で表わされる。
【０１７１】
また副走査断面の形状は主走査方向のレンズ面座標がＹであるところの曲率半径Ｒｓ´が、
Rs'=Rs(1+D2y2+D4y4+D6y6+D8y8+D10y10)
但し、Rsは光軸上における曲率半径、D2〜D10 は各係数
なる式で表わされる。
【０１７２】
【表２】
【０１７３】
尚、各実施形態１、２においては光偏向器の偏向面を平面と想定しているが、該光偏向器に入射する光束を収束光束とし、該偏向面の形状を凸面形状としたり、ポストオブジェクティブタイプの光走査光学系とすることも可能である。この種のポストオブジェクティブタイプの光走査光学系の場合、収差補正の対称性から斜入射光学系が必須である為、本発明の光走査光学系が最も適していると言える。またポストオブジェクティブタイプの光走査光学系の場合は第２の光学系（ｆθレンズ系）を構成する走査レンズの主走査方向のパワーを弱くすることができる為、該走査レンズに安価なプラスチック材料を用いた場合の環境変動に対する光学特性の劣化を低減させることが可能となるので、本発明の光走査光学系を適用することによって高画質に対してより一層好適な光走査光学系を得ることができる。
【０１７４】
また各実施形態１、２においては第１の光学系からの光束を光偏向器の偏向面に１回だけ反射偏向させて光走査を行う光走査光学系を示したが、これに限らず、例えば第１の光学系からの光束を光偏向器の第１の偏向面に入射させ、この第１の偏向面により反射偏向された光束を伝達光学系を介して再度光偏向器の第２の偏向面に入射させる構成の、所謂２回入射走査方式とした光走査光学系においても本発明は前述の各実施形態１，２と同様に適用することができる。
【０１７５】
即ち、この２回入射走査方式の光走査光学系は、例えば光源手段から出射した光束を第１の光学系により副走査断面内において光偏向器の第１の偏向面に対し斜め方向から所定の角度で入射させ、該第１の偏向面により反射偏向された光束を第１のレンズを透過させて第１のミラーで反射させ、該第１のミラーで反射された光束を第２、第３のレンズを透過させて第２のミラーで反射させた後、再度光偏向器の第１の偏向面とは異なる第２の偏向面に入射させ、該第２の偏向面で反射偏向させた後、第２の光学系により被走査面上にスポットを形成させて光走査を行なう。尚、上記第１、第２、第３のレンズ、第１、第２のミラーの各要素が伝達光学系の一要素を構成している。
【０１７６】
このような２回入射走査方式の光走査光学系は必ず斜入射光学系の構成をとることになり、前述の如きスポット形状の崩れによるピーク光量の一様性が問題点になっている。２回入射走査方式に本発明の実施形態１、２の光走査光学系を適用することにより、従来より問題点となっていたスポットのピーク光量の一様性が改善され、高速・高精細な画像出力に対してより一層有利な光走査光学系を得ることが可能となる。
【０１７７】
図１５は本発明の光走査光学系（光走査装置）を用いた画像形成装置である電子写真プリンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図である。
【０１７８】
図中、１００は先に説明した本発明の実施形態１〜２のいずれかの光走査光学系を示す。１０１は静電潜像担持体である感光ドラムであり、該感光ドラム１０１の上方には該感光ドラム１０１の表面を一ように帯電させる帯電ローラ１０２が該表面に当接している。該帯電ローラ１０２の当接位置よりも下方の上記感光ドラム１０１の回転方向Ａ下流側の帯電された表面には、光走査装置１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１７９】
光ビーム１０３は、画像データに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって上記感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成する。
該静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに上記感光ドラム１０１の回転方向Ａ下流側で該感光ドラム１０１に当接するように配設された現像装置１０７によってトナー像として現像される。該トナー像は、上記感光ドラム１０１の下方で該感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって転写材である用紙１０２上に転写される。該用紙１０２は上記感光ドラム１０１の前方（図１５において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。該用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１０２を搬送路へ送り込む。
【０１８０】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１０２はさらに感光ドラム１０１後方（図１５において左側）の定着器へと搬送される。該定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３と該定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１０２を上記定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１０２上の未定着トナー像を定着する。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１０２をプリンタの外に排出する。
【０１８１】
また上記の画像形成装置は、例えば被走査面上に結像されたスポットによって露光されない部分が画像として現像される、所謂バックグラウンド露光方式の画像形成装置に対しても好適である。バックグラウンド露光方式の画像形成装置の場合は、例えば画像情報のないバックの白い部分をスポットによって露光する必要がある。この場合に斜入射光学系によるスポットの劣化が充分に補正されていないと、バックの白が奇麗に白くならず、スポットの劣化した部分が黒くカブってしまうという現象が発生する。
【０１８２】
本発明の画像形成装置はスポットの光強度分布におけるピーク光量の絶対値の一様性を良好に補正している為に、バックグラウンド露光方式を採用してもカブりの無い高品質に出力画像を得ることが可能となる。
【０１８３】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く斜入射光学系を用いた光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置において、従来考慮されていなかった被走査面上におけるスポットの光強度分布におけるピーク光量の一様性を良好に補正することにより、高速・高精細で且つ装置全体が小型で簡易な構成の光走査光学系と光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図
【図２】 本発明の実施形態１の副走査方向の要部断面図
【図３】 アンダーフィルド光学系の光偏向器ヘの入射の様子を示す図
【図４】 オーバーフィルド光学系の光偏向器ヘの入射の様子を示す図
【図５】 本発明の実施形態１における補正レンズに入射する光束の様子を示す図
【図６】 本発明の実施形態１における結像スポットのピーク光量比を示す図
【図７】 副走査斜入射における主走査方向のマージナル光線の結像を示す図
【図８】 被走査面上におけるＥMIN ／ＥMAX とΔｓ／Ｄｓの関係を示す図
【図９】 本発明の実施形態１におけるΔｓ／Ｄｓの特性を示す図
【図１０】 斜入射における主走査方向のマージナル光線の副走査方向のずれを説明する図
【図１１】 本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図
【図１２】 本発明の実施形態２の副走査方向の要部断面図
【図１３】 本発明の実施形態２における結像スポットのピーク光量比を示す図
【図１４】 本発明の実施形態２におけるΔｓ／Ｄｓの特性を示す図
【図１５】 本発明の光走査光学系を用いた電子写真プリンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図
【図１６】 斜入射した光束が光偏向器で反射偏向された後の様子を説明する図
【図１７】 斜入射した光束が光偏向器で反射偏向された後の座標系を説明する図
【符号の説明】
１ 光源手段（半導体レーザー）
２ コリメーターレンズ部
２ａ，２ｂ コリメーターレンズ
３ 開口絞り
４ シリンドリカルレンズ
６ 光偏向器
７ 補正レンズ
８ 被走査面（感光ドラム）
１１ 走査レンズ部
１１ａ 第１の走査レンズ
１１ｂ 第２の走査レンズ
１２ 補正レンズ部
５１，６１ 第１の光学系
５２，６２ 第２の光学系
６２ａ 第１の走査レンズ
６２ｂ 第２の走査レンズ
１００ 光走査光学系
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０７ 現像装置
１０８ 転写ローラ
１０９ 用紙カセット
１１０ 給紙ローラ
１１２ 転写材（用紙）
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１６ 排紙ローラ
Claims (7)
- 光源手段と、前記光源手段から出射された光束を副走査断面内において光偏向器の偏向面に対して斜め方向から入射させる入射光学系と、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置であって、
前記結像光学系により前記被走査面上の有効走査領域内における各スポットのピーク光量の最大値と最小値を各々ＥMAX 、ＥMINとしたとき、
- 前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束の主走査方向の光束幅をｄ、前記入射光学系からの光束が副走査断面内において前記光偏向器の偏向面に対して斜め方向から入射する角度をα、前記光偏向器の偏向面にて偏向された光束の主走査断面内にて定義される走査角度をθ、前記結像光学系の副走査方向の横倍率をβとしたとき、
- 前記結像光学系を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面の副走査断面内における光軸は、有効走査領域の中心位置に向かう前記偏向面で偏向された光束の中心軸に対して副走査方向にシフトして配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
- 前記結像光学系を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面の副走査断面内における光軸は、有効走査領域の中心位置に向かう前記偏向面で偏向された光束の中心軸に対して副走査方向に傾いて配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光走査装置。
- 前記結像光学系を構成するレンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面の副走査断面内の曲率半径は、前記結像光学系の光軸から主走査方向に離れるに従って連続的に変化していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光走査装置。
- 前記光源手段は、複数の光束を出射する複数の発光部を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光走査装置。
- 請求項１乃至６の何れか一項に記載の光走査装置と、前記光走査装置の被走査面に配置された感光ドラムと、前記感光ドラム上を光束が走査することによって形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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