JPH09230274A - 光学走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で像面湾曲又は共役点の湾曲を低
減する。 【解決手段】 光偏向器に入射する光束を副走査方向に
所定の角度傾けて配置する。そして、シリンダレンズに
入射する光束が母線から離れた所定の高さで入射するよ
うにシリンダレンズを配置する。このような配置によ
り、シリンダレンズに形成される走査線にたわみが生じ
ると共に、このたわみが母線から離れた高さで光束がシ
リンダレンズに入射する際のずれにより補正され、像面
湾曲又は共役点の湾曲が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機あるいはレ
ーザプリンタなどのようにレーザビームを走査して画像
の記録や表示を行ったり、画像の読み取り等を行う画像
形成装置に備えられた光学走査装置に係り、詳細には、
副走査方向の像面湾曲、或いは光偏向器の面倒れが補正
された光学走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザプリンタやデジタル複写機
に適用される光学走査装置には、特開昭６１−１７２１
０９号公報や特開平６−１８８０３号公報所載の方式が
知られている。特開平６−１８８０３号公報所載の光学
走査装置の構成を図１０に示す。

【０００３】図１０に示すように、従来の光学走査装置
は、感光体ドラム１３１（被走査面）と、防塵構造とな
っている図示しない筐体内に配設された半導体レーザ１
２１と、半導体レーザ１２１の発散光束を略平行化する
コリメータレンズ１２２と、感光体ドラム１３１上のレ
ーザ光束の集束状態を規定するためのスリット１２３
と、画像情報に応じて変調されたレーザ光束を所定の走
査角の範囲内で偏向するための回転多面鏡１２６（光偏
向器に相当）と、回転多面鏡１２６の近傍に線状にレー
ザ光束を結像させるためのシリンダーレンズ１２４（後
述する第１の結像光学系に該当する）と、反射ミラー１
２５と、回転多面鏡１２６により偏向走査されたレーザ
光束の走査速度を補正すると共に感光体ドラム１３１の
近傍にレーザ光束を結像させるためのｆθレンズ１２７
（後述する第２の結像光学系に該当する）と、反射ミラ
ー１２８と、回転多面鏡１２６の所謂面倒れによるレー
ザ光束の走査方向（主走査方向）に対して垂直な方向
（副走査方向）に対する振れを補正するシリンダミラー
１３４（後述する第３の結像光学系に該当する）と、筐
体内に埃が入り込まないように装着されるウィンドウ１
３０と、反射ミラー１２８の直前でかつ走査開始側端の
記録に用いられない領域に配置されてレーザ光束を所定
方向に反射させる光束位置検出反射ミラー１３２と、ミ
ラー１３２による反射光束を光電変換して画像信号に対
する同期信号として用いる光束位置検出センサ１３３
と、から構成されている。

【０００４】なお、特開昭６１−１７２１０９号公報所
載のように、回転多面鏡１２６の面倒れ補正用のシリン
ダミラー１３４は長尺のシリンダーレンズに置き換えら
れる場合もある。

【０００５】上記従来の光学走査装置では、パワーを持
たない平面ミラーを除いて考えれば、すべての光学部品
の光軸は同一面上にあり、副走査方向においては光束は
全ての光学部品の光軸上を進んでおり、図２に示すよう
に光偏向器で走査された光束が形成する走査線は直線に
なる。

【０００６】ここで、特開平６−１８８０３号公報と、
特開昭６１−１７２１０９号公報所載の光学走査装置の
像面湾曲を図３、図４を用いて説明する。図３はシリン
ダミラー（特開平６−１８８０３号公報）、図４はシリ
ンダーレンズ（特開昭６１−１７２１０９号公報）を用
いた時の像面湾曲を示したものである。これらの図で
は、縦軸がｆθレンズの光軸を０°とした時の走査角、
横軸が被走査面を０とした時の結像位置を示し、光束は
−方向から＋方向へと進むことを意味している。なお、
これらの図では、点線が主走査方向、実線が副走査方向
を示している。

【０００７】図３、図４が示すように、主走査方向の像
面湾曲は、像面から離れないように設計することができ
るが、副走査方向の像面は走査角が大きくなるにつれて
−方向に湾曲している。この湾曲方向は、第３の結像光
学系としてシリンダミラーが用いられる場合、ｆθレン
ズの構成によって湾曲する方向は、±いずれの方向も取
り得るが、シリンダーレンズが用いられる場合は、シリ
ンダーレンズに入射する角度が垂直から離れるほど焦点
位置が−方向にずれる特性を有するので、湾曲する方向
は必ず−方向である。

【０００８】一方、上記第３の結像光学系は、倒れ補正
光学系と呼ばれ、光偏向器の反射面と被走査面を共役関
係にするものであるが、実際には光偏向器との共役点は
走査範囲全体に渡って被走査面上にあるわけではなく、
走査位置によって共役点は被走査面に対して前後に移動
する（以下、共役点の湾曲と称す）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光学走査装置では、以下のような問題が生じる。

【００１０】すなわち、上述した湾曲が大きいと、被走
査面に照射されるレーザ光束の副走査方向のビーム径が
ばらついたり、光偏向器の面倒れに起因する副走査方向
の走査位置ずれ（以下、ピッチムラと称す）が走査位置
によって発生したりしなかったりすることにより、被走
査面を均一に露光することができない、という問題があ
った。

【００１１】この問題を解決するため、従来の光学部品
の光軸が同一平面上にある光学系では、副走査方向の像
面湾曲或いは共役点の湾曲を低減するには、第３の結像
光学系、すなわちシリンダミラー或いはシリンダーレン
ズを被走査面に可能な限り近づけて配置する方法が考え
られるが、通常、その配置位置は光学走査装置が搭載さ
れる画像形成装置等内のレイアウトによって制限される
ため、必ずしも被走査面近傍に配置できるとは限らず、
また被走査面にシリンダミラー或いはシリンダーレンズ
を近づけると、それらの寸法が長くなり、コストアップ
につながるという新たな問題が生じる。

【００１２】本発明は上記事実を考慮し、光偏向器の倒
れ補正光学系としてシリンダミラー或いはシリンダミラ
ーが用いられる場合、それらの光学系の位置を被走査面
に近づけることなく、副走査方向の像面湾曲或いは共役
点の湾曲を低減した光学走査装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、光源からの光ビームの径を整形
して主走査方向と対応する方向に長い線像として結像さ
せる第１の結像光学系と、前記線像の結像位置または該
結像位置の近傍に反射面を持ち、入射された光ビームを
主走査方向と対応する方向に等角速度で偏向させる偏向
手段と、前記偏向手段により偏向された光ビームを主走
査方向において被走査面上に結像させる第２の結像光学
系と、前記偏向手段により偏向された光ビームを副走査
方向において前記被走査面上に結像させると共に、前記
反射面と前記被走査面とを略共役な関係とする第３の結
像光学系と、を有する光学走査装置において、前記光源
からの光ビームの光束中心が前記偏向手段の回転軸に直
角な軸に対して所定の角度をなすように前記光ビームを
前記偏向手段に入射させると共に、前記所定の角度で入
射させたことにより発生する前記第３の結像光学系に形
成される走査線のたわみが、前記被走査面の走査幅にお
ける副走査方向の像面湾曲又は前記偏向手段の反射面に
対する共役点の湾曲を補正するように前記第３の結像光
学系を配置したことを特徴とする。

【００１４】請求項１の発明では、まず、第１の結像光
学系が、光源からの光ビームの径を整形して主走査方向
と対応する方向に長い線像として偏向手段の反射面又は
その近傍に結像させる。偏向手段は、入射された光ビー
ムを主走査方向と対応する方向に等角速度で偏向させ
る。第２の結像光学系は、偏向手段により偏向された光
ビームを主走査方向において被走査面上に結像させる。
そして、第３の結像光学系は、偏向手段により偏向され
た光ビームを副走査方向において被走査面上に結像させ
ると共に反射面と被走査面とを略共役な関係とする。こ
こで、光源からの光ビームの光束中心が偏向手段の回転
軸に直角な軸に対して所定の角度をなすように光ビーム
を偏向手段に入射させているので、第３の結像光学系に
形成される走査線にたわみが生じる。そして、第３の結
像光学系が上記のように配置されているので、走査線の
たわみは、被走査面の走査幅における副走査方向の像面
湾曲又は偏向手段の反射面に対する共役点の湾曲を補正
する。このように簡単な構成により、被走査面の走査幅
における副走査方向の像面湾曲又は偏向手段の反射面に
対する共役点の湾曲が低減される。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記偏向手段に入射する光ビームが、偏向角の略中
央から前記偏向手段に入射することを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明では、偏向手段に入射する
光ビームは、偏向角の略中央から前記偏向手段に入射す
る。すなわち、いわゆる正面入射とされている。ここ
で、偏向角とは、偏向手段により偏向された光ビームに
より形成される主走査面の両端の偏向ビームがなす角度
である。このように配置することにより、第３の結像光
学系に入射する走査線のたわみは左右対称となり、走査
中央に対して左右対称となる副走査方向の像面湾曲の補
正効果が向上する。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の前記第３の結像光学系が、シリンダミラーで構成され
ると共に、副走査方向の結像位置又は共役点が走査幅の
全面に渡って前記被走査面又はその近傍となるように、
前記シリンダミラーの折り返し角度を設定したことを特
徴とする。

【００１８】請求項３の発明では、副走査方向の結像位
置又は共役点が走査幅の全面に渡って被走査面又はその
近傍となるように、シリンダミラーの折り返し角度が設
定されているので、湾曲の補正が可能となる。

【００１９】請求項４の発明は、請求項１又は請求項２
の前記第３の結像光学系が、シリンダーレンズで構成さ
れると共に、副走査方向の結像位置又は共役点が走査幅
の全面に渡って前記被走査面又はその近傍となるよう
に、前記シリンダーレンズへ光ビームが入射する高さを
前記シリンダーレンズの母線から直交する方向へずらし
たことを特徴とする。

【００２０】請求項４の発明では、シリンダーレンズへ
光ビームが入射する高さをシリンダーレンズの母線から
直交する方向へずらしたので、副走査方向の結像位置又
は共役点が走査幅の全面に渡って被走査面又はその近傍
とすることが可能となり、湾曲の補正ができる。

【００２１】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、前記第３の結像光学系の走査中央に入射する光ビー
ムが、前記走査線の走査端に到達する光ビームの入射位
置よりも前記母線から離れていることを特徴とする。

【００２２】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５
のいずれか１項の発明において、前記第３の結像光学系
に形成される走査線のたわみが所定の量となるように前
記第２の結像光学系を偏心させて配置したことを特徴と
する。

【００２３】請求項６の発明では、第３の結像光学系に
形成される走査線のたわみが所定の量となるように第２
の結像光学系が偏心されて配置されているので、レイア
ウト上の都合に拘束されることなく第３の結像光学系に
入射する光束の走査線のたわみを容易に増減させること
ができる。これにより、さらに各構成要素のレイアウト
の自由度が拡がり、湾曲補正が容易となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態を説明する。

【００２５】（第１の実施の形態）図１には、本第１実
施形態に係る光学走査装置１０が示されている。光学走
査装置１０の図示しない筐体の一端側には、本発明の偏
向手段としての回転多面鏡２６が配置されている。

【００２６】回転多面鏡２６は正多角柱状とされ、その
側面には複数の反射面が形成されている。回転多面鏡２
６は、鉛直方向に沿って延びる回転軸Ｏを中心として、
図示しないモータ等の駆動手段により所定の角速度で回
転される。この回転多面鏡２６の回転に伴い、回転多面
鏡２６の反射面２６Ａに入射された光ビームは、該反射
面で反射されると共に等角速度で偏向される。以下では
回転多面鏡２６による光ビームの偏向方向を主走査方
向、主走査方向に直交する方向を副走査方向と称する。

【００２７】なお、後述するように、回転多面鏡２６に
入射する光ビームは、回転多面鏡２６の回転軸Ｏに直角
な軸に対し所定の角度をなすように配置されている。

【００２８】一方、図示しない筐体の他端側には、本発
明の光源としてのレーザダイオード２１（以下、ＬＤ２
１と称する）が配置されており、ＬＤ２１の光ビーム射
出側にはコリメータレンズ２２が配置されている。ＬＤ
２１は図示しないドライバに接続されており、前記ドラ
イバにより画像信号に応じてオンオフ制御される。コリ
メータレンズ２２の光ビーム射出側には、第１の折返ミ
ラー１８が配置されている。

【００２９】さらに、第１の折返ミラー１８により反射
される光ビームの光路上で回転多面鏡２６の正面（主走
査方向に沿った走査範囲の中央）に対応する位置には、
第２の折返ミラーが配置されている（いわゆる正面入
射）。

【００３０】また、第１の折返ミラー１８と第２の折返
ミラー２５との間には、本発明の回転非対称光学系とし
てのシリンダーレンズ２４（第１の結像光学系）が配置
されている。このシリンダーレンズ２４は、該レンズを
透過した光ビームを副走査方向に対応する方向において
のみ反射面２６Ａ又はその近傍で収束させることによ
り、主走査方向と対応する方向に細長い線像として結像
させる。

【００３１】なお、このシリンダーレンズ２４は、図示
しない筐体の底部に形成された基準平面（回転多面鏡２
６の回転軸と直交する平面、すなわち水平面）上に、母
線が基準平面に平行となる向きで、かつ第１の折返ミラ
ー１８から射出された光ビームの光軸が母線上に入射さ
れるように取付けられている。

【００３２】また、コリメータレンズ２２と第１の折返
ミラー１８との間には、負のパワーを有する球面レンズ
４６が配置されている。ＬＤ２１から発散光として射出
された光ビームは、コリメータレンズ２２によって平行
光とされた後に球面レンズ４６によって再び発散光とさ
れて第１の折返ミラー１８に入射される。

【００３３】また、第２の折返ミラー２５と回転多面鏡
２６との間にはｆθレンズ２７（第２の結像光学系）が
配置されている。このｆθレンズ２７は、回転多面鏡２
６により等角速度で偏向された光ビームを後述する感光
体ドラム３１の周面（被走査面）に光スポットとして結
像させると共に、該光スポットが感光体ドラム３１の周
面上を一定速度で走査されるように光路を補正する。

【００３４】なお、第２の折返ミラー２５により反射さ
れた光ビームは、回転多面鏡２６の反射面２６Ａに入射
し、回転する回転多面鏡２６により偏向されてｆθレン
ズ２７に入射するが、反射面２６Ａに入射する前に、ｆ
θレンズ２７を透過するように構成することもできる。
すなわち、反射面２６Ａへの入射前及び反射後の２回、
ｆθレンズ２７を光ビームが透過するという所謂ダブル
パスの構成である。勿論、光ビームが反射面２６Ａによ
り反射された後にのみｆθレンズ２７を透過するように
構成しても良い。

【００３５】また、ｆθレンズ２７の光ビーム射出側に
は平面ミラー２８が配置されており、平面ミラー２８の
光ビーム射出側には、副走査方向にのみパワーを有し回
転多面鏡１２の面倒れ補正を行うためのシリンダミラー
３４（第３の結像光学系）が配置されている。

【００３６】また、シリンダミラー３４の光ビーム射出
側には、図示しない筐体に設けられた光ビームが通過す
るための開口が位置しており、この開口には筐体内への
塵埃の侵入を防止するためのウインドウ３０が取付けら
れている。ｆθレンズ２７を透過した光ビームは、平面
ミラー２８、シリンダミラー３４で順に反射され、ウイ
ンドウ３０を透過して筐体の外部へ射出される。

【００３７】また、光学走査装置１０の下方側には感光
体ドラム３１が配置されており、ウイ ンドウ３０を透過
した光ビームは、前述したｆθレンズ２７の作用によ
り、感光体ドラム３１の周面（被走査面）に光スポット
として結像されると共に、感光体ドラム３１の周面上を
一定速度で走査される。なお、被走査面上で走査された
光スポットにより形成される線を走査線という。感光体
ドラム３１は図示しないモータの駆動力が伝達されて回
転される。この感光体ドラム３１の回転により副走査が
行われ、感光体ドラム３１の周面上に画像（潜像）が形
成される。

【００３８】次に、本発明の実施の形態に係る光学走査
装置における像面湾曲又は共役点湾曲を補正する作用を
説明する。

【００３９】まず、回転多面鏡２６への光束の入射を副
走査方向に傾けた場合、被走査面に形成される走査線が
副走査方向のたわみが発生することを図５を用いて説明
する。

【００４０】図５に示すように、回転多面鏡２６の偏向
面２６ＡにＬＤ２１からの入射光束４を回転軸Ｏ及び偏
向面２６Ａを横断する面に対して有限の角度Θを有する
ように入射した場合、偏向光束５は、偏向光束５−１、
５−２に示すような軌跡を描く。なお、図５において、
横断面３は回転軸Ｏ及び偏向面２６Ａを共に直角に横断
する面を示している。

【００４１】このように偏向光束が図５のような軌跡を
描くため、図６（ａ）に示すように、第３の結像光学系
として構成されたシリンダミラー３４に入射するレーザ
光束の走査線８にたわみが発生する（特開昭５３−３１
１４７号公報参照）。

【００４２】図６（ｂ）は図６（ａ）を第３の結像光学
系の母線１２Ａの方向から見た様子を示すものであり、
被走査面の走査幅中央を照射する光束を実線、走査幅端
を照射する光束が点線で示されている。走査線８は、図
６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように走査中央で走査線
８の母線１２Ａからの偏差が＋方向（母線１２Ａより光
学走査装置の上面方向）に最大となり、走査端に近づく
に従って該偏差が減少していき、走査端では母線１２Ａ
からの偏差が母線１２Ａを挟んで走査中央とは反対の−
方向で最大の偏差を示すようになる。これにより、この
ままでは従来技術のように図３に示したような像面湾曲
が発生する。

【００４３】本実施の形態では、逆に上記走査線８のた
わみを利用し、回転多面鏡２６、シリンダーミラー３
４、及び回転体ドラム３１を適切に配置することによ
り、像面湾曲或いは共役点の湾曲を補正するというもの
である。以下に、その補正原理を図７を用いて説明す
る。なお、第１の実施の形態では、第３の結像光学系と
してシリンダミラー３４を用いた場合の補正を扱う。

【００４４】図７（ａ）、（ｂ）は、図６（ｂ）と同様
に、第３の結像光学系の母線方向から見た図であり、各
々折り返し角度が異なる配置が例に挙げられている。但
し、折り返し角度とは、シリンダミラー３４に入射する
光束と該ミラーで反射する光束とがなす角度である。な
お、図７では、平面ミラー２８の図示を省略している。

【００４５】図７（ａ）に示す折り返し角度から図７
（ｂ）に示す折り返し角度へと、シリンダミラー３４や
感光体ドラム３１等の配置を変えても走査中央における
シリンダミラー３４から感光体ドラム３１の被走査面ま
での距離（以下、「ｌ中」とする）は変わらないが、走
査端におけるシリンダミラー３４から被走査面までの距
離（以下、「ｌ端」とする）は折り返し角度によって変
化することがわかる。

【００４６】ここで、図７（ａ）に示すように折り返す
と、ｌ端は短くなるので、走査端の結像位置或いは共役
点は被走査面に対して＋に移動する。走査中央の結像位
置或いは共役点の湾曲はｌ中が変化しないので移動せ
ず、その結果として副走査方向の像面湾曲或いは共役点
の湾曲は＋側に変化する。従って、この折り返し方法
を、図３に示すように副走査方向の像面が走査角が大き
くなるにつれて−方向に変化するような本光学走査装置
等に適用すれば、従来は−方向に湾曲していた副走査方
向の像面或いは共役点を低減することができる。

【００４７】また、図３とは逆に、副走査方向の像面が
走査角が大きくなるにつれて＋方向に変化するような系
の場合は、図７（ｂ）のような折り返しとすれば、上記
と反対の挙動を示すため、同様に副走査方向の像面或い
は共役点の湾曲を低減することができる。なお、図７で
は走査中央の光束はシリンダミラー３４の母線上に入射
しているが、母線上に入射させなくてもｌ中とｌ端との
大小関係は変化させることはできるので同様の効果を奏
することができる。

【００４８】（第２の実施の形態）第１の実施の形態で
は、第３の結像光学系としてシリンダミラー３４を用い
た場合の湾曲補正について説明したが、倒れ補正光学系
としてシリンダーレンズを用いた場合でも同様に湾曲補
正することもできる。これを第２の実施の形態として以
下に説明する。なお、第２の実施の形態に係る光学走査
装置の構成は、シリンダミラー３４のかわりにシリンダ
ーレンズ３５（図８参照）が配置されており、他の構成
については第１の実施の形態とほぼ同様の構成であるの
で同一の符号を付して説明を省略する。

【００４９】第２の実施の形態では、像面湾曲或いは共
役点の湾曲を、シリンダーレンズ３５に入射する光ビー
ムの入射高さ（該レンズに入射した光ビームのレンズ光
軸からの距離）を調節することにより補正しようとする
ものである。この補正原理について図８を用いて説明す
る。

【００５０】図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、シリンダ
ーレンズ３５への入射高さが各々変化した時の被走査面
の結像位置の変化を示している。図８（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）が示すように、入射高さが次第に母線から離れて
いくほど結像位置は被走査面からレンズ側へと移動して
いく。従って、第１の実施の形態と同様に第３の結像光
学系に入射する走査線８をたわませることにより、走査
中央と走査端との結像位置に差をつけることができる。
例えば走査端の光束をシリンダーレンズの母線上に入射
させ、走査中央の光束を母線から離れた位置に入射させ
ると副走査方向の像面は走査角が大きくなるにつれて＋
方向に移動する。この構成を図４に示したような第３の
結像光学系にシリンダーレンズを用いた光学系に適用す
れば、従来、−方向に湾曲していた副走査方向の像面湾
曲を相殺し、像面湾曲或いは共役点の湾曲を低減するこ
とができる。なお、上記の説明では、走査端の光束はシ
リンダーレンズの母線上に入射しているが、走査線全体
をシリンダーレンズの母線から離しても同様の効果を奏
することができる。

【００５１】通常では、副走査方向の像面湾曲は走査中
央に対して、ほぼ左右対称となる場合が多い。従って、
第３の結像光学系に入射する光束の走査線のたわみは左
右対称となる場合が多い。図１に示すように、光偏向器
に主走査方向について側方から光束を入射させると、走
査線のたわみは左右対称とはならない。左右対称とする
ためには、主走査方向については走査中央から入射させ
る（以下、「正面入射」という）ことが必要となる。

【００５２】従来の光学系のように、光学系が同一平面
上に形成される場合は、正面入射させると、入射光束と
光偏向器によって偏向された光束が重なってしまうた
め、ビームスプリッタ等の特殊な光学部品を追加しない
限り実装できないが、本発明の場合は図５のΘで示され
るように副走査方向について角度を有するため、光偏向
器への入射光束と偏向光束が重なることなく、実装する
ことができる。

【００５３】正面入射の副次的な効果として、光偏向器
に対して正面入射すると、光偏向器の反射面上に投影さ
れる光束幅が最小となるので、回転多面鏡に必要な反射
面の幅が最小となり、回転多面鏡を小径化或いは面数を
増やすことができる。これにより、光偏向器を駆動する
モータの負荷を低減することができる、という効果が生
じる。

【００５４】また、この光学系に特願平６−３１５０９
１号公報所載のような所謂オーバーフィルド光学系（Ov
erfilled）を用いた場合、Ｆナンバーの変化が左右対称
となるので、主走査方向のビーム径や露光エネルギーの
分布が左右対称となり、Overfilled光学系特有の主走査
方向のビーム径や露光エネルギーの分布の不均一さを最
小にすることができる。

【００５５】以上述べたように、第３の結像光学系に入
射する光束で形成される走査線をたわませ、シリンダミ
ラーの折り返し角度又はシリンダーレンズへの入射高さ
を適宜設定することにより、副走査方向の像面湾曲或い
は共役点の湾曲を補正することができる。

【００５６】なお、第１及び第２の実施の形態におい
て、上記構成を実装設計する際に重要な点は、従来例の
ように光学系が本来有している湾曲と、第３の結像光学
系に入射する走査線のたわみ量と、シリンダミラーの折
り返し角度或いはシリンダーレンズへの入射高さの３つ
を適切に組み合わせて副走査方向の像面湾曲或いは共役
点の湾曲を補正することである。

【００５７】（第３の実施の形態）上記各実施の形態で
は、第３の結像光学系の配置位置は、光学走査装置が搭
載される画像形成装置内のレイアウトによって制限され
るため、適切なシリンダミラー折り返し角度或いはシリ
ンダーレンズへの入射高さに設定できない場合がある。
また、第３の結像光学系に入射する走査線のたわみ量は
光偏向器への副走査方向の入射角（図５のΘ）によって
変えることができるが、この変更により、光学系を形成
するほとんどの光学部品の位置が変わるため、光学部品
を収納する筐体の形状に対する影響が大きい。

【００５８】そこで、第３の実施の形態では、レイアウ
ト上の都合に拘束されることなく第３の結像光学系に入
射する光束の走査線のたわみを容易に増減させる方法と
して、光偏向器で走査された光束が入射する第２の結像
光学系を偏心させて配置する方法を以下に開示する。な
お、上記各実施の形態と同様の構成については同一の符
号を付して説明を省略する。

【００５９】第２の結像光学系の偏心の例を図９（ａ）
〜（ｄ）に示す。図９（ａ）の例では、回転多面鏡によ
って反射された光束が、第２の結像光学系として用いら
れる副走査方向に曲率を有するｆθレンズ２７の光軸か
ら所定の距離離れた高さを通過するようにｆθレンズ２
７が偏心されて配置されている。

【００６０】また、図９（ｂ）の例では、回転多面鏡に
よって反射された光束がｆθレンズ２７の光軸に対して
有限の角度をなすように、ｆθレンズ２７が傾けられて
配置されている。

【００６１】また、図９（ｃ）の例では、図９（ｂ）の
例と同様にｆθレンズ２７を反射光束に対して傾けて配
置しているが、光束が光偏向器に入射する入射光束と、
光偏向器により反射偏向された反射光束がｆθレンズ２
７を２回通過する構成となっている。この構成が所謂ダ
ブルパスと称されているものである。

【００６２】図９（ａ）、（ｂ）のような光学系では、
光偏向器に入射する入射光束が第２の結像光学系である
ｆθレンズと干渉しないように光偏向器に対する副走査
方向の入射角（図５のΘ）を大きくとる必要があるが、
Θが大きいと被走査面上の走査線のたわみが許容される
よりも大きくなったり、走査端で結像位置でのビーム
径、すなわちビームウエスト径が大きくなってしまう、
という問題がある。

【００６３】これに対し、図９（ｃ）のようなダブルパ
スの構成では、光偏向器への入射光束がｆθレンズを避
ける必要がないので、角度Θの選択に自由度が大きいと
いう長所がある。

【００６４】さらに、図９（ｄ）の例では、光偏向器の
反射面の法線とｆθレンズの光軸とを一致させて配置し
ている。結像光学系の偏心のさせ方は、ｆθレンズの入
射光束の走査線のたわみを変化させる方法であれば前述
の限りではない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
６の発明によれば、光偏向器の倒れ補正光学系としてシ
リンダミラー或いはシリンダーレンズが用いられる場
合、それらの光学系の位置を被走査面に近づけることな
く、副走査方向の像面湾曲或いは共役点の湾曲を低減す
ることができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る光学走査装置の構成図
である。

【図２】第３の結像光学系に形成される走査線を示す図
である。

【図３】被走査面での像面湾曲を示す図である。

【図４】被走査面での共役点の湾曲を示す図である。

【図５】回転多面鏡２６に入射する光束と偏向光束とを
示す図である。

【図６】第３の結像光学系に形成された走査線がたわん
だ状態を示す図であって、（ａ）は、第３の結像光学系
と該光学系に形成された走査線のたわみの斜視図、
（ｂ）は第３の結像光学系に入射する光束のたわみを母
線方向から示した図である。

【図７】第１の実施の形態に係る光学走査装置のシリン
ダミラーの折り返し角度を説明するための図であって、
（ａ）はシリンダミラーの反射光束が光偏向器への入射
光束と交わらない場合、（ｂ）は反射光束が入射光束と
交わる場合の各構成要素の配置図である。

【図８】第２の実施の形態に係る光学走査装置のシリン
ダーレンズへの入射光束の高さと被走査面近傍の結像位
置との関係をを各々示す図であって、（ａ）は入射光束
がレンズ光軸に対して対称の場合、（ｂ）は入射光束が
光軸に対して所定の高さずれている場合、（ｃ）は入射
光束の光軸に対する高さが（ｂ）よりもさらに大きくず
れている場合の結像位置を示す図である。

【図９】第３の実施の形態に係る光学走査装置のｆθレ
ンズの配置例を各々示す図であって、（ａ）はｆθレン
ズが副走査方向に曲率を有する場合、（ｂ）は反射光束
がｆθレンズの光軸に対して有限の角度をなす場合、
（ｃ）は、反射光束がｆθレンズを２回通過する場合、
（ｄ）は、光偏向器の反射面の法線とｆθレンズの光軸
とを一致させて配置した場合の配置を示している。

【図１０】従来の光学走査装置の構成図である。

【符号の説明】

２６ 光偏向器 ２７ ｆθレンズ系 ２８ 光偏向器 ３１ 感光体ドラム ３４ シリンダミラー ３５ シリンダーレンズ ７０ レーザダイオードアセンブリ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光ビームの径を整形して主走
   査方向と対応する方向に長い線像として結像させる第１
   の結像光学系と、 前記線像の結像位置または該結像位置の近傍に反射面を
   持ち、入射された光ビームを主走査方向と対応する方向
   に等角速度で偏向させる偏向手段と、 前記偏向手段により偏向された光ビームを主走査方向に
   おいて被走査面上に結像させる第２の結像光学系と、 前記偏向手段により偏向された光ビームを副走査方向に
   おいて前記被走査面上に結像させると共に、前記反射面
   と前記被走査面とを略共役な関係とする第３の結像光学
   系と、 を有する光学走査装置において、 前記光源からの光ビームの光束中心が前記偏向手段の回
   転軸に直角な軸に対して所定の角度をなすように前記光
   ビームを前記偏向手段に入射させると共に、 前記所定の角度で入射させたことにより発生する前記第
   ３の結像光学系に形成される走査線のたわみが、前記被
   走査面の走査幅における副走査方向の像面湾曲又は前記
   偏向手段の反射面に対する共役点の湾曲を補正するよう
   に前記第３の結像光学系を配置したことを特徴とする光
   学走査装置。
2. 【請求項２】 前記偏向手段に入射する光ビームが、偏
   向角の略中央から前記偏向手段に入射することを特徴と
   する請求項１の光学走査装置。
3. 【請求項３】 前記第３の結像光学系は、シリンダミラ
   ーで構成されると共に、副走査方向の結像位置又は共役
   点が走査幅の全面に渡って前記被走査面又はその近傍と
   なるように、前記シリンダミラーの折り返し角度を設定
   したことを特徴とする請求項１又は請求項２の光学走査
   装置。
4. 【請求項４】 前記第３の結像光学系は、シリンダーレ
   ンズで構成されると共に、副走査方向の結像位置又は共
   役点が走査幅の全面に渡って前記被走査面又はその近傍
   となるように、前記シリンダーレンズへ光ビームが入射
   する高さを前記シリンダーレンズの母線から直交する方
   向へずらしたことを特徴とする請求項１又は請求項２の
   光学走査装置。
5. 【請求項５】 前記第３の結像光学系の走査中央に入射
   する光ビームは、前記走査線の走査端に到達する光ビー
   ムの入射位置よりも前記母線から離れていることを特徴
   とする請求項４の光学走査装置。
6. 【請求項６】 前記第３の結像光学系に形成される走査
   線のたわみが所定の量となるように前記第２の結像光学
   系を偏心させて配置したことを特徴とする請求項１乃至
   請求項５のいずれか１項の光学走査装置。