JP6244663B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、被走査面を光によって走査する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。一般的に、この画像形成装置は、感光性を有するドラムの表面をレーザ光で走査し、該ドラムの表面に潜像を形成するための光走査装置を備えている。

上記光走査装置は、光源、偏向器前光学系、回転多面鏡、及び走査光学系などを有している。光源から射出されたレーザ光は、偏向器前光学系を介して回転多面鏡に入射し、回転多面鏡の反射面で偏向された後、走査光学系を介してドラムに導光される。なお、回転多面鏡の反射面は、「偏向反射面」とも呼ばれている。

回転多面鏡にレーザ光を入射させる方式として、アンダーフィルドタイプとオーバーフィルドタイプがある。以下では、便宜上、アンダーフィルドタイプを「ＵＦタイプ」、オーバーフィルドタイプを「ＯＦタイプ」ともいう。

ＵＦタイプでは、主走査方向に対応する方向に関して、上記偏向反射面の長さよりも入射光の幅が小さい（例えば、特許文献１参照）。この場合、入射光のすべてが偏向反射面で反射される。

ＯＦタイプでは、主走査方向に対応する方向に関して、上記偏向反射面の長さよりも入射光の幅が大きい（例えば、特許文献２参照）。この場合、入射光における周辺の光は偏向反射面に入射しない。

近年、画像形成装置に対して、さらなる画像形成の高速化、及びさらなる画像の高品質化への要求が高まっている。

しかしながら、従来の画像形成装置では、大型化や高コスト化を招くことなく、要求されるレベルの高速化及び高品質化を実現するのは困難であった。

本発明は、光源から射出され、複数の反射面が形成されている回転多面鏡で反射された光束によって、被走査面上の走査領域を主走査方向に走査する光走査装置において、前記回転多面鏡と前記被走査面との間に配置された走査光学系を備え、前記回転多面鏡の回転軸に直交する平面に正射影したとき、前記回転多面鏡に入射する光束の幅は、前記回転多面鏡の反射面の前記主走査方向に対応する方向に関する長さよりも小さく、前記回転多面鏡で反射された光束が、前記走査領域の中央部に向かうタイミングでは、前記回転多面鏡に入射する光束の全てが、一の反射面で反射され、前記回転多面鏡で反射された光束が、前記走査領域の両端部のうちの少なくとも一側の端部に向かうタイミングでは、前記回転多面鏡に入射する光束の一部が、前記一の反射面で反射され、その残りが他の反射面で反射され、前記回転多面鏡で反射された光束は、前記走査領域の両端部の一側及び他側に向かう各タイミングで、前記回転多面鏡に入射する光束の一部が、前記一の反射面で反射され、その残りが他の反射面で反射され、前記他の反射面で反射されることによる光量低下が大きい側の端部は、前記回転多面鏡に入射する光束の全てが前記一の反射面で反射されると仮定したときに、前記走査光学系により発生する前記主走査方向の光量分布において光量が高い側の端部と一致していることを特徴とする光走査装置である。

なお、本明細書においては「走査領域」とは、被走査面上において、光走査によって画像（潜像を含む）が形成される領域を意味している。

本発明の光走査装置によれば、大型化や高コスト化を招くことなく、被走査面を高速で、精度良く光走査することができる。

本発明の一実施形態に係る複合機の概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置の構成を説明するための図（その１）である。 図１における光走査装置の構成を説明するための図（その２）である。 図１における光走査装置の構成を説明するための図（その３）である。 図１における光走査装置の構成を説明するための図（その４）である。 偏向器前光学系と光偏向器との位置関係を説明するための図である。 回転多面鏡の内接円を説明するための図である。 光偏向器に入射する光束の光束幅ｄｉｎを説明するための図である。 光偏向器で偏向された光束が、感光体ドラムの走査領域における走査開始位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とを説明するための図である。 光偏向器で偏向された光束が、感光体ドラムの走査領域の中央位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とを説明するための図である。 光偏向器で偏向された光束が、感光体ドラムの走査領域における走査終了位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とを説明するための図である。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は、それぞれ本実施形態における開口板の例を説明するための図である。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、それぞれ従来の開口板を説明するための図である。 ｄ１＝３．０ｍｍ、回転多面鏡の面数が６の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝３．０ｍｍ、回転多面鏡の面数が７の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝３．０ｍｍ、回転多面鏡の面数が８の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝３．０ｍｍ、回転多面鏡の面数が９の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝３．５ｍｍ、回転多面鏡の面数が６の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝３．５ｍｍ、回転多面鏡の面数が７の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝３．５ｍｍ、回転多面鏡の面数が８の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝３．５ｍｍ、回転多面鏡の面数が９の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝４．０ｍｍ、回転多面鏡の面数が６の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝４．０ｍｍ、回転多面鏡の面数が７の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝４．０ｍｍ、回転多面鏡の面数が８の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 ｄ１＝４．０ｍｍ、回転多面鏡の面数が９の場合の、ｄ２／ｄ１と走査半画角の関係を説明するための図である。 変形例１を説明するための図（その１）である。 変形例１を説明するための図（その２）である。 変形例１を説明するための図（その３）である。 変形例２を説明するための図（その１）である。 変形例２を説明するための図（その２）である。 変形例２を説明するための図（その３）である。 変形例２を説明するための図（その４）である。 変形例２を説明するための図（その５）である。 図３４（Ａ）〜図３４（Ｄ）は、それぞれ開口板の変形例を説明するための図である。 同期検知センサを説明するための図である。 図３６（Ａ）及び図３６（Ｂ）は、それぞれ補正残差を説明するための図である。 Ｓ偏光成分よりもＰ偏光成分が強い光束が光検出器に入射する場合とＳ偏光のみの光束が光検出器に入射する場合との違いを説明するための図である。 Ｓ偏光のみの光束が光検出器に入射する場合の光量分布を説明するための図である。 Ｓ偏光成分よりもＰ偏光成分が強い光束が光検出器に入射する場合の光量分布を説明するための図である。 Ｓ偏光成分の強度：Ｐ偏光成分の強度が２７：７３程度のときの光量分布の一例を説明するための図である。 「けられ」による光量分布に及ぼす開口部の形状の影響を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２５に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としての複合機２０００の概略構成が示されている。

この複合機２０００は、複写機、プリンタ、及びファクシミリの機能を有し、本体装置１００１、読取装置１００２、及び自動原稿給紙装置１００３などを備えている。

本体装置１００１は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、中間転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

読取装置１００２は、本体装置１００１の上側に配置され、原稿を読み取る。すなわち、読取装置１００２は、いわゆるスキャナ装置である。ここで読み取られた原稿の画像情報は、本体装置１００１のプリンタ制御装置２０９０に送られる。

自動原稿給紙装置１００３は、読取装置１００２の上側に配置され、セットされた原稿を読取装置１００２に向けて送り出す。この自動原稿給紙装置１００３は、一般にＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）と呼ばれている。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信、及び公衆回線を介したデータ通信を制御する。

プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、読取装置１００２からの画像情報あるいは通信制御装置２０８０を介した画像情報を光走査装置２０１０に送る。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転する。

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、プリンタ制御装置２０９０からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて色毎に変調された光により、対応する帯電された感光体ドラムの表面をそれぞれ走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。また、各感光体ドラムがそれぞれ像担持体である。そこで、以下では、各感光体ドラムの表面を被走査面あるいは像面ともいう。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ（図示省略）からのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って中間転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。これにより、中間転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。カラー画像が転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

光走査装置２０１０は、一例として図２〜図５に示されるように、２つの光源（２２００Ａ、２２００Ｂ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、光偏向器２１０４、４つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８枚の折り返しミラー（２１０６Ａ、２１０６Ｂ、２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ、２１０８ａ、２１０８ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジングの所定位置に組み付けられている。

なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、光偏向器２１０４の回転軸に沿った方向をＺ軸方向として説明する。また、以下では、便宜上、各光学部材における主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

光源２２００Ａと光源２２００Ｂは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。各光源は、いずれも２つの発光部を有しており、少なくともＺ軸方向に関して離間している２つの光束を射出する。

ここでは、光源２２００Ａから射出される２つの光束のうち、＋Ｚ側の光束を「光束Ｌａ」といい、−Ｚ側の光束を「光束Ｌｂ」という。また、光源２２００Ｂから射出される２つの光束のうち、＋Ｚ側の光束を「光束Ｌｄ」といい、−Ｚ側の光束を「光束Ｌｃ」という。

カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００Ａから射出された光束Ｌａの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００Ａから射出された光束Ｌｂの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００Ｂから射出された光束Ｌｃの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００Ｂから射出された光束Ｌｄの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

シリンドリカルレンズ２２０４ａは、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束Ｌａの光路上に配置され、該光束をＺ軸方向に関して集光する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束Ｌｂの光路上に配置され、該光束をＺ軸方向に関して集光する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束Ｌｃの光路上に配置され、該光束をＺ軸方向に関して集光する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束Ｌｄの光路上に配置され、該光束をＺ軸方向に関して集光する。

開口板２２０２ａは、開口部を有し、シリンドリカルレンズ２２０４ａを介した光束Ｌａを整形する。

開口板２２０２ｂは、開口部を有し、シリンドリカルレンズ２２０４ｂを介した光束Ｌｂを整形する。

開口板２２０２ｃは、開口部を有し、シリンドリカルレンズ２２０４ｃを介した光束Ｌｃを整形する。

開口板２２０２ｄは、開口部を有し、シリンドリカルレンズ２２０４ｄを介した光束Ｌｄを整形する。

各開口板の開口部を通過した光束は、光偏向器２１０４に入射する。

各光源と光偏向器２１０４との間の光路上に配置されている光学系は、「偏向器前光学系」とも呼ばれている。

光偏向器２１０４は、２段構造の回転多面鏡を有している。各回転多面鏡には６面の鏡面がそれぞれ形成されており、各鏡面が偏向反射面である。そして、１段目（下段）の回転多面鏡では、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束Ｌｂ及び開口板２２０２ｃの開口部を通過した光束Ｌｃがそれぞれ偏向され、２段目（上段）の回転多面鏡では、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束Ｌａ及び開口板２２０２ｄの開口部を通過した光束Ｌｄがそれぞれ偏向されるように配置されている。

ここでは、光束Ｌａ及び光束Ｌｂは光偏向器２１０４の＋Ｘ側に偏向され、光束Ｌｃ及び光束Ｌｄは光偏向器２１０４の−Ｘ側に偏向される。

走査レンズ２１０５ａ及び走査レンズ２１０５ｂは、光偏向器２１０４の＋Ｘ側に配置され、走査レンズ２１０５ｃ及び走査レンズ２１０５ｄは、光偏向器２１０４の−Ｘ側に配置されている。

そして、走査レンズ２１０５ａと走査レンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、走査レンズ２１０５ａは２段目の回転多面鏡に対向し、走査レンズ２１０５ｂは１段目の回転多面鏡に対向している。また、走査レンズ２１０５ｃと走査レンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、走査レンズ２１０５ｃは１段目の回転多面鏡に対向し、走査レンズ２１０５ｄは２段目の回転多面鏡に対向している。

光偏向器２１０４で偏向された光束Ｌａは、走査レンズ２１０５ａ、折り返しミラー２１０６Ａ、折り返しミラー２１０７ａ、及び折り返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。

光偏向器２１０４で偏向された光束Ｌｂは、走査レンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６Ａ、及び折り返しミラー２１０７ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。

光偏向器２１０４で偏向された光束Ｌｃは、走査レンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６Ｂ、及び折り返しミラー２１０７ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。

光偏向器２１０４で偏向された光束Ｌｄは、走査レンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６Ｂ、折り返しミラー２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。

各感光体ドラム上の光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って該感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。

光偏向器２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置されている光学系は、「走査光学系」とも呼ばれている。

ここで、図６に示されるように、Ｚ軸方向からみたとき、回転多面鏡の回転中心を通り、Ｘ軸に平行な軸を「基準軸」とする。

Ｚ軸方向からみたとき、光源から射出され、偏向反射面に入射する光束の進行方向と上記基準軸とのなす角をθｉｎと表記する。ここでは、θｉｎ＝５５．０°となるように設定されている。

また、図８に示されるように、Ｚ軸方向からみたとき、開口板の開口部を通過した光束の幅をｄｉｎと表記する。この光束が光偏向器２１０４に入射する。ここでは、ｄｉｎ＝３．８ｍｍとなるように設定されている。

回転多面鏡に内接する円（図７参照）の直径は１８ｍｍである。そこで、回転多面鏡の回転中心から各偏向反射面に下ろした垂線の長さは９ｍｍである。また、６つの偏向反射面を区別する必要があるときは、反時計まわりに面１、面２、面３、面４、面５、面６とする。

次に、光源２２００Ａから射出され、光偏向器２１０４に入射する光束と、光偏向器２１０４で偏向された光束について図９〜図１１を用いて説明する。ここでは、回転多面鏡の面１で反射された光束が、対応する感光体ドラムの走査領域に向かうものとする。

図９には、光偏向器２１０４で偏向された光束が、対応する感光体ドラムの走査領域における走査開始位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とが示されている。このとき、光偏向器２１０４に入射する光束の全てが回転多面鏡の面１に入射するのではなく、光偏向器２１０４に入射する光束の一部は面６に入射するように設定されている。そこで、回転多面鏡の面１で反射されて、対応する感光体ドラムの走査開始位置に向かう光束の幅ｄｓは、光偏向器２１０４に入射する光束の幅ｄｉｎよりも小さくなる。すなわち、このとき、光偏向器２１０４では、入射光束の一部が「けられ」ることとなる。ここでは、ｄｓ＝３．５ｍｍとなるように設定されている。

このとき、回転多面鏡の面１で反射された光束の進行方向と基準軸とのなす角θｓは、４０．０°である。また、基準軸に対する面１の傾斜角θ１は、４２．５°である。

図１０には、光偏向器２１０４で偏向された光束が、対応する感光体ドラムの走査領域の中央位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とが示されている。このとき、光偏向器２１０４に入射する光束の全てが回転多面鏡の面１に入射するように設定されている。そこで、回転多面鏡の面１で反射されて、対応する感光体ドラムの走査領域の中央位置に向かう光束の幅ｄｃは、光偏向器２１０４に入射する光束の幅ｄｉｎと同じである。すなわち、このとき、光偏向器２１０４では、入射光束の「けられ」はない。このとき、基準軸に対する面１の傾斜角θ１は、６２．５°である。

図１１には、光偏向器２１０４で偏向された光束が、対応する感光体ドラムの走査領域における走査終了位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とが示されている。このとき、光偏向器２１０４に入射する光束の全てが回転多面鏡の面１に入射するのではなく、光偏向器２１０４に入射する光束の一部は面２に入射するように設定されている。そこで、回転多面鏡の面１で反射されて、対応する感光体ドラムの走査終了位置に向かう光束の幅ｄｅは、光偏向器２１０４に入射する光束の幅ｄｉｎよりも小さくなる。すなわち、このとき、光偏向器２１０４では、入射光束の一部が「けられ」ることとなる。ここでは、ｄｅ＝３．５ｍｍとなるように設定されている。

このとき、回転多面鏡の面１で反射された光束の進行方向と基準軸とのなす角θｅは、４０．０°である。また、基準軸に対する面１の傾斜角θ１は、８２．５°である。

「θｓ＋θｅ」は、いわゆる走査画角に対応する角度であり、ここでは８０．０°である。また、θｓ及びθｅは、「走査半画角」と呼ばれている。

ここでは、感光体ドラムの走査領域における走査開始位置は、主走査方向に関する該走査領域の一側端部であり、感光体ドラムの走査領域における走査終了位置は、主走査方向に関する該走査領域の他側端部である。

なお、光源２２００Ｂから射出され、光偏向器２１０４に入射する光束と、光偏向器２１０４で偏向された光束についても、上記光源２２００Ａから射出された光束と同様に設定されている。

図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）には、本実施形態における開口板として用いることができる開口板の例が示されている。本実施形態における開口板の開口部は、副走査対応方向に関する長さ（開口幅）が、主走査対応方向における両端部分で、主走査対応方向における中央部分よりも小さくなる形状を有している。この場合は、走査領域の両端部と中央部での光量差及びスポット径の差を小さくすることができる。

なお、比較例として、図１３（Ａ）には、従来のＵＦタイプの光走査装置で用いられている開口板の例が示され、図１３（Ｂ）には、従来のＯＦタイプの光走査装置で用いられている開口板の例が示されている。

ところで、従来のＵＦタイプの光走査装置では、画像形成の高速化や画素密度の高密度化に対応するには、主走査方向に対応する方向に関して、偏向反射面の長さを大きくする必要があるため、回転多面鏡における面数を少なくするか、回転多面鏡における外接円の直径を大きくする必要があった。

しかしながら、上記面数を少なくすると、回転多面鏡の回転数を大きくしなければならない不都合があった。一方、上記外接円の直径を大きくした場合は、回転多面鏡の風損が増加し、消費電力が増加するという不都合があった。なお、光源数を増やし１つの偏向反射面で偏向されるビーム数を多くすることが考えられるが、光源数の増加とともに光源の駆動回路も大型化し、高コスト化を招く。

また、従来のＯＦタイプの光走査装置では、画像形成の高速化や画素密度の高密度化に対応するには、１０面以上の回転多面鏡を用いる必要があるため、走査画角が小さくなり、光走査装置の大型化を招くという不都合があった。また、光束の周辺部が使用されないため、光利用効率が低いという不都合があった。

本実施形態における光走査装置２０１０では、（１）従来のＵＦタイプの光走査装置よりも、回転多面鏡を小型化することができる。そのため、消費電力を増加させることなく、回転多面鏡を高速で回転させることが可能となる。そして、光源数を増加させることなく、すなわち、高コスト化を招くことなく、画像形成の高速化や画素密度の高密度化に対応することができる。

また、本実施形態における光走査装置２０１０では、（２）従来のＯＦタイプの光走査装置よりも、走査画角を大きくすることができる。そのため、大型化を招くことなく、画像形成の高速化や画素密度の高密度化に対応することができる。

ところで、像面上での主走査方向のビーム径を６０〜１００μｍ程度とするには、光偏向器で偏向された光束の、主走査対応方向に関する幅（光束幅）は３〜４ｍｍ程度が必要である。ここで、主走査方向に関して、感光体ドラムの走査領域の端部を露光するときの光束の光束幅をｄ１、感光体ドラムの走査領域の中央部を露光するときの光束の光束幅をｄ２とする。また、Ｚ軸方向からみたときの、回転多面鏡の回転中心から偏向反射面に下ろした垂線の長さをＡとする。なお、この長さＡは、回転多面鏡に内接する円（図７参照）の半径と同じである。

図１４〜図１７には、ｄ１＝３．０ｍｍのときの、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図１４には、回転多面鏡における面数が６面であって、Ａ＝７ｍｍ、θｉｎ＝５５°の場合、Ａ＝８ｍｍ、θｉｎ＝５５°の場合、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝５５°の場合、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝６０°の場合、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝６５°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図１５には、回転多面鏡における面数が７面であって、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝５０°の場合、Ａ＝１０ｍｍ、θｉｎ＝５０°の場合、Ａ＝１１ｍｍ、θｉｎ＝５０°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図１６には、回転多面鏡における面数が８面であって、Ａ＝１１ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１２ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１３ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図１７には、回転多面鏡における面数が９面であって、Ａ＝１３ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１４ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１５ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図１４〜図１７によれば、例えば、ｄ２／ｄ１を１よりも大きく１．２以下の範囲内とし、走査半画角を３０°以上とする場合、ｄ１＝３．０ｍｍのときは、回転多面鏡における面数は８面以下が好ましいことがわかる。仮に、回転多面鏡における面数を９面にすると、Ａの値を１５ｍｍ以上とする必要があり、回転多面鏡が大型化する。

図１８〜図２１には、ｄ１＝３．５ｍｍのときの、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図１８には、回転多面鏡における面数が６面であって、Ａ＝７ｍｍ、θｉｎ＝５５°の場合、Ａ＝８ｍｍ、θｉｎ＝５５°の場合、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝５５°の場合、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝６０°の場合、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝６５°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図１９には、回転多面鏡における面数が７面であって、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝５０°の場合、Ａ＝１０ｍｍ、θｉｎ＝５０°の場合、Ａ＝１１ｍｍ、θｉｎ＝５０°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図２０には、回転多面鏡における面数が８面であって、Ａ＝１１ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１２ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１３ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図２１には、回転多面鏡における面数が９面であって、Ａ＝１３ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１４ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１５ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図１８〜図２１によれば、例えば、ｄ２／ｄ１を１よりも大きく１．２以下の範囲内とし、走査半画角を３０°以上とする場合、ｄ１＝３．５ｍｍのときは、回転多面鏡における面数は８面以下が好ましいことがわかる。但し、回転多面鏡における面数を８面にすると、Ａの値を１２ｍｍ以上にする必要がある。仮に、回転多面鏡における面数を９面にすると、Ａの値を１５ｍｍ以上とする必要があり、回転多面鏡が大型化する。

図２２〜図２５には、ｄ１＝４．０ｍｍのときの、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図２２には、回転多面鏡における面数が６面であって、Ａ＝７ｍｍ、θｉｎ＝５５°の場合、Ａ＝８ｍｍ、θｉｎ＝５５°の場合、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝５５°の場合、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝６０°の場合、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝６５°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図２３には、回転多面鏡における面数が７面であって、Ａ＝９ｍｍ、θｉｎ＝５０°の場合、Ａ＝１０ｍｍ、θｉｎ＝５０°の場合、Ａ＝１１ｍｍ、θｉｎ＝５０°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図２４には、回転多面鏡における面数が８面であって、Ａ＝１１ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１２ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１３ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図２５には、回転多面鏡における面数が９面であって、Ａ＝１３ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１４ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合、Ａ＝１５ｍｍ、θｉｎ＝４５°の場合について、ｄ２／ｄ１と走査半画角との関係が示されている。

図２２〜図２５によれば、例えば、ｄ２／ｄ１を１よりも大きく１．２以下の範囲内とし、走査半画角を３０°以上とする場合、ｄ１＝４．０ｍｍのときは、回転多面鏡における面数は８面以下が好ましい。但し、回転多面鏡における面数を７面にすると、Ａの値を９ｍｍ以上にする必要がある。また、回転多面鏡における面数を８面にすると、Ａの値を１３ｍｍ以上にする必要がある。仮に、回転多面鏡における面数を９面にすると、ｄ２／ｄ１を１よりも大きく１．２以下の範囲内とするとともに、走査半画角を３０°以上とすることは困難である。

ところで、光走査装置２０１０を組立てる際に、像面と光学的に等価な位置にビーム径検出器を配置し、走査領域の両端におけるビーム径が同等になるように、回転多面鏡への入射光束の入射位置が調整される。なお、光走査装置２０１０を組立てる際に、像面と光学的に等価な位置に光パワーメータ等の光量検出器を配置し、走査領域の両端における光強度が同等になるように、回転多面鏡への入射光束の入射位置が調整されても良い。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、２つの光源（２２００Ａ、２２００Ｂ）、偏向器前光学系、光偏向器２１０４、及び走査光学系などを備えている。

偏向器前光学系は、光源から射出された光束を整形する開口部を有する４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）を含んでいる。各開口板の開口部は、副走査対応方向に関する開口幅が、主走査対応方向に関して中央部よりも両端部のほうが小さい形状である。

また、回転多面鏡で反射された光束が、対応する感光体ドラムの走査領域の中央部に向かうタイミングでは、回転多面鏡に入射する光束の全てが、一の反射面で反射され、回転多面鏡で反射された光束が、対応する感光体ドラムの走査領域の各端部に向かうタイミングでは、回転多面鏡に入射する光束の一部が、一の反射面で反射され、その残りが他の反射面で反射されるように設定されている。

この場合は、回転多面鏡を小型化するとともに、走査画角を大きくすることができる。そこで、大型化や高コスト化を招くことなく、被走査面を高速で、精度良く光走査することができる。

そして、複合機２０００は、光走査装置２０１０を備えているため、結果として、大型化や高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することができる。

なお、上記実施形態では、ｄｉｎが３．８ｍｍの場合について説明したがこれに限定されるものではない。例えば、ｄｉｎが３．５ｍｍの場合が図２６〜図２８に示されている。

図２６には、光偏向器２１０４で偏向された光束が、感光体ドラムの走査領域における走査開始位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とが示されている。このとき、ｄｓ＝３．２ｍｍであり、ｄｓ＜ｄｉｎの関係にある。

そして、回転多面鏡の面１で反射された光束の進行方向と基準軸とのなす角θｓは、４０．０°である。また、基準軸に対する面１の傾斜角θ１は、４２．５°である。

図２７には、光偏向器２１０４で偏向された光束が、感光体ドラムの走査領域の中央位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とが示されている。このとき、ｄｃ＝３．５ｍｍであり、ｄｃ＝ｄｉｎの関係にある。また、基準軸に対する面１の傾斜角θ１は、６２．５°である。

図２８には、光偏向器２１０４で偏向された光束が、感光体ドラムの走査領域における走査終了位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とが示されている。このとき、ｄｅ＝３．５ｍｍであり、ｄｅ＝ｄｉｎの関係にある。

そして、回転多面鏡の面１で反射された光束の進行方向と基準軸とのなす角θｅは、４０．０°である。また、基準軸に対する面１の傾斜角θ１は、８２．５°である。

この場合、感光体ドラムの走査領域における走査開始位置に向かうタイミングでは、入射光束は光偏向器２１０４で「けられ」るが、感光体ドラムの走査領域における走査終了位置に向かうタイミングでは、入射光束は光偏向器２１０４で「けられ」ない。また、この場合の走査画角は８０．０°である。

また、上記実施形態では、回転多面鏡に内接する円の直径が１８ｍｍの場合について説明したがこれに限定されるものではない。必要とされるｄ２／ｄ１の値及び走査半画角に応じて、回転多面鏡に内接する円の直径を設定することができる。

また、上記実施形態では、回転多面鏡に６面の鏡面が形成されている場合について説明したがこれに限定されるものではない。例えば、回転多面鏡に７面の鏡面が形成されている場合が図２９に示されている。

ここでは、Ｚ軸方向からみたとき、光源から射出され、偏向反射面に入射する光束の進行方向と上記基準軸とのなす角θｉｎは、６０．０°となるように設定されている。

回転多面鏡に内接する円（図３０参照）の直径は２６ｍｍである。また、７つの偏向反射面を区別する必要があるときは、反時計まわりに面１、面２、面３、面４、面５、面６、面７とする。

そして、例えば、ｄｉｎが３．５ｍｍの場合が図３１〜図３３に示されている。

図３１には、光偏向器２１０４で偏向された光束が、感光体ドラムの走査領域における走査開始位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とが示されている。このとき、ｄｓ＝３．５ｍｍであり、ｄｓ＝ｄｉｎの関係にある。

そして、回転多面鏡の面１で反射された光束の進行方向と基準軸とのなす角θｓは、３６．０°である。また、基準軸に対する面１の傾斜角θ１は、４２．０°である。

図３２には、光偏向器２１０４で偏向された光束が、感光体ドラムの走査領域の中央位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とが示されている。このとき、ｄｃ＝３．５ｍｍであり、ｄｃ＝ｄｉｎの関係にある。また、基準軸に対する面１の傾斜角θ１は、６０．０°である。

図３３には、光偏向器２１０４で偏向された光束が、感光体ドラムの走査領域における走査終了位置に向かうタイミングでの、回転多面鏡に対する入射光束と反射光束とが示されている。このとき、ｄｅ＝３．３５ｍｍであり、ｄｅ＜ｄｉｎの関係にある。

このとき、回転多面鏡の面１で反射された光束の進行方向と基準軸とのなす角θｅは、３６．０°である。また、基準軸に対する面１の傾斜角θ１は、７８．０°である。

この場合、感光体ドラムの走査領域における走査終了位置に向かうタイミングでは、入射光束は光偏向器２１０４で「けられ」るが、感光体ドラムの走査領域における走査開始位置に向かうタイミングでは、入射光束は光偏向器２１０４で「けられ」ない。また、この場合の走査画角は７２．０°である。

ところで、感光体ドラムの走査領域における走査開始位置に向かうタイミング及び感光体ドラムの走査領域における走査終了位置に向かうタイミングのいずれかで、入射光束が光偏向器２１０４で「けられ」る場合、開口板の開口部は、副走査対応方向に関する長さ（開口幅）が、主走査対応方向における入射光束の「けられ」る側に対応する端部で、主走査対応方向における中央部分よりも小さくなる形状を有していても良い（図３４（Ａ）〜図３４（Ｄ）参照）。

被走査面上の走査領域における主走査方向の位置は像高と呼ばれている。そして、以下では、主走査方向に関して、走査領域の中央位置を「中央像高」ともいい、走査領域の両端部を「周辺像高」ともいう。なお、一般的に、像高は、中央像高を０とする座標で表現される。例えば、主走査方向に関する走査領域の長さが３００ｍｍの場合、中央像高が０、一側の周辺像高が＋１５０ｍｍ、他側の周辺像高が−１５０ｍｍである。また、走査領域における画像が形成される領域を「画像領域」ともいう。また、以下では、煩雑さを避けるため、光偏向器で偏向された光束であって、光偏向器で入射光束の一部が「けられ」ている光束を、単に光偏向器で「けられ」た光束ともいう。

ところで、上記実施形態では、感光体ドラムの走査領域の端部に向かう光束が、光偏向器２１０４で「けられ」た光束であるため、一例として図３５に示されるように、光偏向器２１０４で偏向された書き込み開始前の光束が入射される同期検知センサ２１１５を備えていると、光偏向器２１０４で「けられ」た光束が、同期検知センサ２１１５で受光される。なお、以下では、同期検知センサ２１１５で受光される光束を「同期検知用光束」ともいう。この場合、同期検知用光束に、ビームスポット径の太りや光量低下が生じる。ここでは、回転多面鏡の回転軸に直交する平面に正射影したとき、同期検知センサ２１１５に向かう光束と光偏向器２１０４に入射する光束とのなす角度は、走査領域に向かう光束と光偏向器２１０４に入射する光束とのなす角度よりも小さい。また、以下では、同期検知センサ２１１５が設けられている位置を「同期検知位置」ともいう。

上記ビームスポット径の太りについては、その変化量が数μｍ程度と小さいため、最終画像への影響は小さい。一方、光量低下については、光量不足による同期検知エラーを招くおそれがある。

また、感光体ドラムの走査領域の端部であって、画像領域に含まれる領域に向かう光束も、光偏向器２１０４で「けられ」た光束となる。この場合、画像の端部に濃度むらが生じ、画像品質を低下させるおそれがある。

光量変動については、主走査方向に関して光源の出力を変化させる補正方法が一般的である。理論的には光量が低下した分だけ光源の発光光量を上げ、感光体ドラム表面での光量を一様にすることは可能である。また、同期検知用光束の光量低下については、同期検知センサの感度を上げることで対応可能である。

感光体ドラム表面での主走査方向に関する光量変動は、予測不可能なほど任意に変化するものではなく、なだらかな曲線を描いて変化する。また、光偏向器で「けられ」たことによる光量変化は、略１次関数的な光量減少である。

このため、例えば主走査方向に関して１ｍｍ〜５ｍｍくらいの細かい調整ピッチで光量を測定し、該測定結果に基づいて光量補正を行うのではなく、主走査方向に関して細かくても５ｍｍ、もしくは粗く３０〜５０ｍｍの調整ピッチで光量を測定し、該測定結果に基づいて光量補正を行うことで、調整時間を短縮可能で低コストな光走査装置を提供することができる。

図３６（Ａ）及び図３６（Ｂ）には、光量補正前の光量変動幅と光量補正後の光量変動幅（補正残差）の例が示されている。図３６（Ａ）及び図３６（Ｂ）における縦軸は感光体ドラム表面での光量であり、横軸は主走査方向に関する位置（像高）である。そして、図３６（Ａ）は光量補正前の光量変動幅が大きい例であり、図３６（Ｂ）は光量補正前の光量変動幅が小さい例である。図３６（Ａ）及び図３６（Ｂ）に示されるように、光量補正前の光量変動幅が大きい場合に調整ピッチが粗いと、補正残差が大きくなってしまう。

図３６（Ａ）及び図３６（Ｂ）における補正残差は、調整位置を挟んで隣り合う２つの領域での光量差である。該隣り合う２つの領域での光量が２〜３％程度異なっていると、画像で濃淡として現れ、画像品質が低下することが実験などで確認されている。このため、調整ピッチを粗くするには、なるべく光量変動が小さいことが望ましい。なお、調整ピッチを細かくすることで補正残差を小さくすることができるが、調整時間が増大しコストアップを招く。

例えば、図３６（Ｂ）での補正残差が画像で濃淡で現れない限界とした場合、図３６（Ａ）では、画像に不要な濃淡が現れてしまう。

光源の出力範囲の幅は、無限ではなく個々に決まった値（例えば、１ｍＷ〜１０ｍＷなど）を有している。この出力範囲は、光走査装置内の光学部材の透過率や反射率のばらつきや、感光体の経年変化を調整するためにも使われるため、光偏向器での「けられ」による光量低下を小さくしたい。

そこで、上記実施形態において、光偏向器に入射する光束が、偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分が強い光束となるように、光源が、光束の射出方向を軸として、該軸まわりに回動されていても良い。

通常、特に１つの発光部を有するシングルＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を含む光源は、射出される光束が、偏向反射面に対しＳ偏光になるように配置される。また、発散角は、主走査対応方向に広く副走査対応方向で狭くなる。この場合、偏向反射面で反射され走査レンズ及び折り返しミラーを介して感光体ドラムに照射される光束の光量は、主走査方向の位置に関して、中央像高に対し周辺像高で低くなる。

一方、シングルＬＤを光束の射出方向を軸として、該軸まわりに回動させ、光偏向器に入射する光束を、偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分が強い光束にすると、感光体ドラムに照射される光束の光量は、主走査方向の位置に関して、中央像高に対し周辺像高で高くなる。この場合、光偏向器での「けられ」により周辺像高での光量が減少しても、周辺像高での光量減少を小さくすることができる。

一例として図３７〜図３９を用いて説明する。図３７には、偏向反射面に対しＳ偏光のみの光束を光偏向器に入射させた場合、及び、偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分が強い光束を光偏向器に入射させた場合の各々について、像高０に対する各像高での光量比の例が示されている。偏向反射面に対しＳ偏光のみの光束が光偏向器に入射した場合は、中央像高で光量が高く、偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分が強い光束が光偏向器に入射した場合は、周辺像高で光量が高くなる。

いずれの光束についても光偏向器での「けられ」による光量低下は同じため、最終的に感光体ドラム表面では、図３８及び図３９に模式図的に示されるように、偏向反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分が強い光束が光偏向器に入射した場合の方が光量低下が小さい。

一例として、走査光学系が、半画角が約４０度の１枚構成の走査レンズと、偏角が約３６度の偏向器側の折り返しミラーと、偏角が約１０４度の被走査面側のミラーとを含む場合に、光源から射出され光偏向器に向かう光束のＳ偏光成分の強さ：Ｐ偏光成分の強さを２７：７３程度としたときの光量分布が図４０に示されている。

この結果、調整ピッチを細かくすることなく、及びコストアップを招くことなく、補正残差の低減が実現可能となる。

光偏向器で偏向された書き込み開始前の光束が入射される同期検知センサ（図３５参照）を備えていると、偏向反射面に対しＳ偏光になるように光源が配置されている場合は、周辺像高で光量が低下するため、光偏向器と同期検知センサとの間に配置されている光学系の構成（例えば、同期レンズや折り返しミラーの配置など）にもよるが、同期検知センサでの受光光量は、中心像高での光量の５０％程度まで減少することがある。

この状態で更に光偏向器での「けられ」による光量低下があると、同期検知センサの感度を上げるだけの対応では厳しく、光源の発光光量を大きく上げる必要がある。しかしながら、光源の出力範囲の幅は無限ではなく個々に決まった値を持つため、発光光量の調整範囲が大きいことは課題となる。

この課題についても、光源を回動させて光偏向器に入射する光束を偏光反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分が強い光束とすることで、周辺像高の光量が増加し、改善することが可能となる。

また、上記実施形態において、走査領域の一側端部に向かう光束の光偏向器での「けられ」量と、走査領域の他側端部に向かう光束の光偏向器での「けられ」量とが異なっていても良い。

光偏向器に入射する光束の偏光方向を、偏向反射面に対しＳ偏光から傾けた場合、感光体ドラムに導光するための折り返しミラーは、その偏向角やコーティング条件により、主走査対応方向に関する一側端部近傍での反射率と他側端部近傍での反射率とは異なり、感光体ドラム表面での光量も走査領域の一側端部と他側端部とで異なる。折り返しミラーの偏向角は光走査装置のレイアウトにより決まるため、走査領域の一側端部と他側端部とで光量差が生じることが多い。

そこで、上記実施形態において、光源からの光束の光偏向器での入射位置、及び入射角を最適に設定し、走査領域の一側端部に向かう光束の光偏向器での「けられ」量と、走査領域の他側端部に向かう光束の光偏向器での「けられ」量とを異ならせても良い。

具体的には、走査領域の一側端部に向かう光束が光偏向器で大きく「けられ」るように、主走査対応方向に関して、光偏向器に入射する光束の入射位置をシフトさせれば、走査領域の他側端部に向かう光束が光偏向器で「けられ」る量は小さくなる。この結果、走査領域の一側端部と他側端部とで光量差を生じさせることが可能となる。

もともと走査光学系で生じていた主走査対応方向に関する一側端部と他側端部との光量差をキャンセルし、主走査対応方向に関して光量を略均一にすることが可能である。この結果、主走査方向に関する全域での光量分布も小さく抑えることが可能となり、補正残差を低減させることができる。

すなわち、回転多面鏡と被走査面との間に配置された走査光学系を備え、回転多面鏡で反射された光束は、走査領域の両端部の一側及び他側に向かう各タイミングで、回転多面鏡に入射する光束の一部が、一の反射面で反射され、その残りが他の反射面で反射される場合、前記他の反射面で反射されることによる光量低下が大きい側の端部は、回転多面鏡に入射する光束の全てが前記一の反射面で反射されると仮定したときに、走査光学系により発生する主走査方向の光量分布において光量が高い側の端部と一致している。

また、光偏向器で偏向された書き込み開始前の光束が入射される同期検知センサ（図３５参照）を備えている場合、同期検知用光束の光量確保も課題となる。同期検知センサは、書き込み開始前の光束が入射される位置に配置されているため、光量低下は書き込み開始から書き込み終了までの領域よりも大きい。

感光体ドラムの走査領域の端部近傍での光量低下は、光偏向器に入射する光束を偏光反射面に対しＳ偏光成分よりＰ偏光成分が強い光束とすることで低減される。この場合、同期検知用光束についても、光偏向器での「けられ」による光量低下が小さくなる。そこで、光源の発光光量を大きくすることなく、同期検知センサの感度を調整することで、同期検知精度に対する同期検知用光束の光量低下の影響を低減することができる。

従来のＯＦタイプの光走査装置に比べると、上記実施形態の光走査装置２０１０は、光路長が短くて小型化に有利であるが、より小型化を目指すには、走査光学系における光路長（偏向反射面から被走査面までの距離）を短くするため、走査レンズの焦点距離を短くする必要がある。

この場合、走査レンズの画角が大きくなるため、光源からの光束が光偏向器で「けられ」始める位置は、主走査方向に関して画像領域の中央部に寄ることとなり、周辺像高に向かう光束の光偏向器での「けられ」量が大きくなる。この結果、周辺像高、例えば同期検知位置では、光偏向器での「けられ」による光量低下が大きくなってしまう。

同期検知用光束の光量が不足する場合には、光源から光偏向器に入射する光束の入射位置及び入射角を調整し、光偏向器での「けられ」量を変化させることで解決できる。

具体的には、書き込み開始位置での光量と書き込み終了位置での光量とを同一にするのではなく、同期検知位置での光量と書き込み終了位置での光量との差が小さくなるように調整する。もちろん、同期検知用光束の光量不足は、同期検知センサの感度を高くすることで対応可能であるため、同期検知位置での光量と書き込み終了位置での光量とを一致させる必要はなく、所望の同期検知精度が得られれば良い。つまり、書き込み開始位置での光量が、書き込み終了位置での光量よりも高くなるように設定すれば良い。

以上は、光偏向器で「けられ」た光束が画像領域内に向かう場合について説明したが、例えば同期検知位置に向かう光束のみが光偏向器で「けられ」た光束である場合は、光偏向器に入射する光源からの光束の入射位置及び入射角を最適に設定して、同期検知用光束の光量を確保しても、書き込み開始位置に向かう光束、及び書き込み終了位置に向かう光束のいずれも光偏向器で「けられ」た光束でない場合も考えられる。この場合は、同期検知センサが設けられていても、書き込み開始位置での光量を、書き込み終了位置での光量よりも高く設定する必要がないことは言うまでもない。

また、光偏向器での「けられ」量が走査レンズの画角の増大とともに大きくなると、光量補正のための調整ピッチを細かくしないと補正残差が大きくなる。調整ピッチを粗くするためにはなるべく光量変動が小さいことが望ましい。この解決方法として、更に光源と光偏向器との間に配置されている開口板における開口部の形状を矩形（長方形）とすることが考えられる。

開口部の形状が矩形の場合、感光体ドラム表面で同じビームスポット径を得ようとしたときの、主走査対応方向に関する開口部の長さは、他の形状に比べ最も小さくなる。このため、同じビームスポット径を得るとき、開口部の形状が矩形の場合、光偏向器での「けられ」始めは、周辺像高近傍に向かう光であり、画像領域における光量変化を小さくすることができる（図４１参照）。

また、開口板における開口部の形状が、主走査対応方向に関する両端近傍で、副走査対応方向の寸法が小さくなる形状のとき、該両端近傍を通過した光が光偏向器で「けられ」るようにすることが望ましい。

開口板は、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）のいずれであっても良い。開口部の形状をこのような形状とすることで、光束の主走査方向に関する端部が光偏向器で「けられ」たときに生じる光量低下を最小限に抑えることができる。開口部の形状が矩形の場合に比べ、「けられ」る面積が少なくてすむため、光量変動が小さくなる。また、ビームスポット径に関しても、開口部が矩形形状の場合に比べて、太りを小さくすることができる。この場合、主走査対応方向に関する開口部の寸法は大きくなり、「けられ」始めは中央像高側に寄る（走査範囲内で「けられ」ない領域が小さくなる）が、「けられ」たときの影響を小さく抑えることができる。

例えば、図４１に示されるように、開口部の形状が長円（図１２（Ｂ）参照）の場合は、開口部の形状が矩形１の場合に比べ、「けられ」始める（光量低下が始まる）像高は、中央像高に近づく。これは単純に、主走査対応方向に関する開口部の寸法が大きいためである。また、開口部の形状が矩形２の場合と比べると、同じ像高から「けられ」始めているが、光量減少は小さい。

光偏向器で「けられ」る範囲は物理的に決まることから、その範囲での光量低下やビームスポット径の太りを抑制することが重要である。光束が光偏向器で「けられ」る範囲を、開口板により副走査対応方向の幅が小さくなる光束の領域内とすることで、光量低下及びビームスポット径の太りを抑制することができる。

上記説明したように、走査光学系の画角、つまり「けられ」始めの位置が走査領域の中央部に近くなるか、周辺部のみ（例えば同期検知位置のみなど）となるかを使い分けることで、光量低下やビームスポット径の太りを抑制することが可能となる。

また、上記実施形態において、光源にモノリシックな端面発光レーザアレイや面発光レーザアレイを用いても良い。

また、上記実施形態では、それぞれ２つの発光部を有する２つの光源が用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、それぞれ１つの発光部を有する４つの光源を用いても良い。また、それぞれ１つの発光部を有する２つの光源を用い、各光源から射出された光束を２分割しても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置として複合機の場合について説明したが、これに限定されるものではない。画像形成装置が、単独の複写機、プリンタ、及びファクシミリ装置であっても良い。

また、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

２０００…複合機（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ，２０３０ｂ，２０３０ｃ，２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…光偏向器、２１０５ａ，２１０５ｂ，２１０５ｃ，２１０５ｄ…走査レンズ（走査光学系の一部）、２１１５…同期検知センサ、２２００Ａ，２２００Ｂ…光源、２２０１ａ，２２０１ｂ，２２０１ｃ，２２０１ｄ…カップリングレンズ、２２０２ａ，２２０２ｂ，２２０２ｃ，２２０２ｄ…開口板、２２０４ａ，２２０４ｂ，２２０４ｃ，２２０４ｄ…シリンドリカルレンズ。

特開２００５−９２１２９号公報 特開平１０−２０６７７８号公報

Claims (9)

1. 光源から射出され、複数の反射面が形成されている回転多面鏡で反射された光束によって、被走査面上の走査領域を主走査方向に走査する光走査装置において、
   前記回転多面鏡と前記被走査面との間に配置された走査光学系を備え、
   前記回転多面鏡の回転軸に直交する平面に正射影したとき、前記回転多面鏡に入射する光束の幅は、前記回転多面鏡の反射面の前記主走査方向に対応する方向に関する長さよりも小さく、
   前記回転多面鏡で反射された光束が、前記走査領域の中央部に向かうタイミングでは、前記回転多面鏡に入射する光束の全てが、一の反射面で反射され、
   前記回転多面鏡で反射された光束が、前記走査領域の両端部のうちの少なくとも一側の端部に向かうタイミングでは、前記回転多面鏡に入射する光束の一部が、前記一の反射面で反射され、その残りが他の反射面で反射され、
   前記回転多面鏡で反射された光束は、前記走査領域の両端部の一側及び他側に向かう各タイミングで、前記回転多面鏡に入射する光束の一部が、前記一の反射面で反射され、その残りが他の反射面で反射され、
   前記他の反射面で反射されることによる光量低下が大きい側の端部は、前記回転多面鏡に入射する光束の全てが前記一の反射面で反射されると仮定したときに、前記走査光学系により発生する前記主走査方向の光量分布において光量が高い側の端部と一致していることを特徴とする光走査装置。
2. 前記回転多面鏡で反射された書込開始前の光束が入射される同期検知センサを備え、
   前記走査領域における書き込み開始位置での光量は、書き込み終了位置での光量より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光源と前記回転多面鏡との間の光路上に配置され、前記光源から射出された光束を整形する開口部を有する開口板を更に備え、
   前記開口部は、前記主走査方向に直交する副走査方向に対応する方向に関する開口幅が、前記主走査方向に対応する方向に関して、少なくとも一側の端部で中央部よりも小さい形状であ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。
4. 前記光源と前記回転多面鏡との間の光路上に配置され、前記光源から射出された光束を整形する開口部を有する開口板を更に備え、
   前記開口部の形状は、矩形形状であ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。
5. 前記回転多面鏡に入射する光束は、前記回転多面鏡の反射面に対してＳ偏光成分よりもＰ偏光成分が強い光束であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 前記回転多面鏡における前記反射面の数は、６以上、８以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 前記走査領域の両端では、光束のスポット径が等しいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 前記走査領域の両端では、光束の光強度が等しいことを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 少なくとも１つの像担持体と、
   前記少なくとも１つの像担持体を画像情報によって変調された光束により走査する請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
   
   

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