JPH10177147A

JPH10177147A - 光学装置及び光学装置の走査方法

Info

Publication number: JPH10177147A
Application number: JP8338636A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Sekikawa; 義人関川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高速化及び高解像度化を実現すると共に、装
置の小型化及び高画質化とを両立させる。【解決手段】走査ラインを主走査方向に同時２分割す
る光学装置において、２つの光ビームを走査中央位置に
至る中心線106 に対して主走査方向に各々±αの角度で
ポリゴンミラー104 に入射させる。そして、ポリゴンミ
ラーが角度α回転する間に偏向された２つの光ビームに
よる全走査角を±2 αとする。これにより、走査中央位
置でのビーム径を同じにすることができ、高速化及び高
解像度化を達成した同時２分割の光学装置において、装
置の小型化及び高画質化とをより高いレベルで両立させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザビームプ
リンタやディジタル複写機などの画像記録装置で使用さ
れる、画像情報に応じて光ビームを感光体上に走査露光
するための光学装置及び光学装置の走査方法に係り、詳
細には、２つの光ビームによって感光体上の１走査ライ
ンを２分割して同時に走査する光学装置及び光学装置の
走査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な走査光学装置は、回転多
面鏡（以下ポリゴンミラーと呼ぶ）に入射する光ビーム
の主走査方向と対応する光束幅よりもポリゴンミラーの
面幅（Face幅）のほうが大きくなっており、この面幅は
走査角がどのポジションであっても、入射するビームの
光束を全て網羅できる大きさに設定されている（所謂ア
ンダーフィルド（Underfilled ）光学系）。

【０００３】このアンダーフィルド光学系では、図１０
に示すように、主走査方向と対応する方向の光束幅がＤ
₀である入射光がポリゴンミラーにより偏向されると
き、偏向された光ビーム( 偏向ビーム) の主走査方向に
対応する方向の光束幅が走査位置とは無関係にすべて入
射光束幅と等しくなる。すなわち、走査開始位置(Start
Of Scan(SOS))に至る偏向ビーム、走査中央位置（Cente
r Of Scan(COS))に至る偏向ビーム、走査終了位置(End
Of Scan(EOS))に至る偏向ビームの主走査方向に対応す
る方向の光束幅を各々Ｄs 、Ｄc 、Ｄe としたとき、Ｄ
₀＝Ｄs ＝Ｄc ＝Ｄe が成立する。これにより、各走査
位置での光量及びビーム径（感光体上に収束される光ス
ポットの有効径）が一様となり、画質の劣化が少ないと
いう特徴がある。

【０００４】ところで、最近では、走査光学装置を使用
したレーザビームプリンタやディジタル複写機などの画
像記録装置に対し、記録速度の高速化及び高解像度化が
さらに要求されてきている。上記走査光学装置におい
て、これらの高速化及び高解像度化の要求に答えるに
は、まず、ポリゴンミラーの回転数を増加させることに
より、光ビームが感光体上の１走査ラインを走査するの
に要する時間を短縮することが考えられる。

【０００５】しかし、上記ポリゴンミラーは、通常、駆
動モータによってダイレクトに回転駆動されるが、現
在、この種の駆動モータの回転数の上限は15,000rpm
（ボールベアリング使用時）であり、このような高速回
転モータは大幅なコストアップを招くため現実的には使
用し難い。また、空気軸受を使用したとしても40,000rp
mが限度である。そのため、ポリゴンミラーの回転数を
増加させることによって高速化及び高解像度化を図るに
は限界がある。

【０００６】そこで、ポリゴンミラーの偏向面の数を多
くすることが考えられるが、偏向面の数が増えるとポリ
ゴンミラーが大径化して通常の駆動モータでは駆動し難
いという問題が発生する。例えば、アンダーフィルド光
学系においては、A3の用紙幅を走査して、感光体上のビ
ーム径を60μm 程度にしようとした場合、ポリゴンミラ
ーを10面以上にしようとすると、ポリゴンミラー径は10
0mm を越えてしまう。この問題を解決するために、先行
技術の特開昭50-93719号公報においては、ポリゴンミラ
ーの大径化を避けるための技術としてオーバーフィルド
(Overfilled)光学系が開示されている( 図７）。

【０００７】上記公報記載の走査光学装置は、図７に示
すように、光ビーム発生手段81、変調手段82、走査方向
に曲率を持った平凸シリンドリカルレンズ86、結像レン
ズ88、ポリゴンミラー90、倒れ補正用シリンドリカルレ
ンズ92、感光体ドラム94よりなり、同公報には、ポリゴ
ンミラー90は20〜30面、走査角（±α）は±12〜18°が
良い旨が記載されている。

【０００８】このオーバーフィルド光学系によれば、図
１１に示すように、ポリゴンミラーに入射させる光ビー
ムの主走査方向と対応する方向の光束幅を、ポリゴンミ
ラーの面幅より広くすることで、ポリゴンミラーを小径
化させることができ、これにより、ポリゴンミラーの面
数を増やしても大径化を避けることができる。

【０００９】しかし、さらなる高速化のためポリゴンミ
ラー90の面数を増やすと、必然的に１つの偏向面が光ビ
ームを走査する走査角が小さくなるため、ポリゴンミラ
ー90から一定の距離の位置における走査幅は走査角の減
少に伴って小さくなる。つまり従来と同じ走査幅を確保
するにはポリゴンミラー90から感光体ドラム94までの距
離を大きくする必要があり、これにより光走査装置の大
型化を招くという問題があった。例えば、図８に示すよ
うに、走査角（±α）が±12〜18°で、A3サイズ相当の
走査幅297mm を得ようとすると、結像光学系の焦点距離
ｆは500mm 以上となってしまう。

【００１０】また、従来技術では、感光体94上のビーム
径の中心値を150 μm 程度に想定しているが、現在は、
高解像度化にともない、60μm 程度が相場であり、オー
バーフィルド光学系とはいえ、図９に示すように、ポリ
ゴンミラーの面数が20〜30面になってしまうとポリゴン
内接径は60mmを越えてしまい、安価なモータでは駆動し
難い。なお、図９では、走査幅297mm 、ビーム径55μm
を想定している。

【００１１】以上のようにオーバーフィルド光学系を採
用したとしても、高速化、高解像度化及び小型化をすべ
て実現する上で限度がある。

【００１２】そこで、高速化及び高解像度化を実現する
と共に装置の小型化を図った技術として、特開昭63-477
18号公報に示すように、感光体の表面を主走査方向に沿
って分割走査する、光学装置が提案されている。なお、
同公報にはオーバーフィルド光学系に関する記述はな
い。

【００１３】特開昭63-47718号公報に開示された光学装
置は、図１２に示すように、ポリゴンミラー９の同一偏
向面に対して垂直でかつ異なる入射角をもって同一点上
に２個のレーザ光源からの２つの光ビームを入射させ、
ポリゴンミラー９からの２つの偏向ビームにより感光体
上の分割領域１０、１１を各々同時に２分割走査する。
なお、この光学装置では、２個のレーザ光源からの光ビ
ームの偏向面への入射角の差を、感光体３の被走査面に
対する全走査角θに対してθ／２とし、各々θ／２の走
査角で感光体上を走査する。

【００１４】この光学装置によれば、２つの光ビームに
より被走査面を同時に２分割走査するので１つの光ビー
ムで走査する光学装置と比べて高速化及び小型化が実現
できる。

【００１５】なお、この光学装置のポリゴンミラー径の
大きさは、感光体上のビーム径を所望の大きさにすべく
設定されたポリゴンミラーから出射される光束の幅Ｄn
の大きさに依存する。この出射光束幅Ｄn は、アンダー
フィルド光学系においては入射光の入射角度と入射光束
幅Ｄ₀、オーバーフィルド光学系においては入射角度と
ポリゴンミラーの面幅（Facet 幅）とで決定される。

【００１６】すなわち、図１３に示すように、走査中央
位置COS に至る点線で示すＡビーム24の出射光束の幅Ｄ
n は、入射されたＢビーム22の入射角をβ、Ａビームの
入射角をβ＋２α、走査角を２α（±α）、ポリゴンミ
ラーへ入射する光束幅をＤ₀、ポリゴンミラー偏向面の
主走査方向と対応する方向の面幅をFAとすると、アンダ
ーフィルド光学系では、Ｄn ＝Ｄ0 ×COS （（β＋2 α）/2） (1) となり、オーバーフィルド光学系ではＤn ＝FA×COS （（β＋２α）/2） (2) となる。

【００１７】なお、図１３では、Ａビームによる走査範
囲（−範囲）は、走査開始位置SOS〜走査中央位置COS
であり、Ｂビームによる走査範囲（＋範囲）は、走査中
央位置COS 〜走査終了位置EOS である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭63-47718号公報に開示された従来技術では、(1) 、
(2) 式に現実的な値として、α＝１５°、β＝４５°を
代入すると、Ｄn に対してＤ0 若しくはFAを約1.26倍の
大きさに設定する必要が生じ、ポリゴンミラー径を小さ
くする上で限度がある、という問題が有る。

【００１９】また、図１３に示すように、走査中央位置
COS では、この位置方向に出射されて感光体上に収束さ
れるＢビーム25及びＡビーム24のビーム径を同じ径にし
た方が画質の点で好ましく、これを実現しようとする
と、ポリゴンミラーから出射されて走査中央位置COS に
至る光束の幅ＤｎをＡビームとＢビームとで同じにする
必要がある。アンダーフィルド光学系では、Ｂビーム25
の光束幅Ｄn は、入射角度がβであることにより、次式
で与えられる。

【００２０】Ｄn ＝Ｄ0 ×COS （β／２） (3) (1) 式と(3) 式とからわかるように、アンダーフィルド
光学系において走査中央位置COS に出射されるＡビーム
とＢビームのビーム径を同じにするためには、入射光束
幅Ｄ0 の値をＡビームとＢビームとで異なる値に設定し
なければならなくなる。

【００２１】また、オーバーフィルド光学系では、Ｂビ
ーム25の光束幅Ｄn は、入射角度がβであることによ
り、次式で与えられる。

【００２２】Ｄn ＝FA×COS （β／２） (4) (2) 式と(4) 式とからわかるように、オーバーフィルド
光学系において走査中央位置COS に出射されるＡビーム
とＢビームのビーム径を同じにするためには、ポリゴン
ミラーの面幅FAをＡビームとＢビームとで異なる値に設
定しなければならなくなり、これは物理的に実現不可能
である。

【００２３】すなわち、上記従来技術では、２ビームの
つなぎ目となる走査中央位置COS においてＡビームとＢ
ビームのビーム径を同じにすることは困難若しくは不可
能である。このように走査中央位置COS においてビーム
径が異なれば、走査中央位置COS で記録される画像に急
激な線幅差が発生し、画質に重大な悪影響を与えるとい
う問題がある。

【００２４】さらに近年は、さらなる高速化／高解像度
化が要求されており、上記公報に開示された技術を使用
した場合でも、ポリゴンミラーは15面以上の面数が必要
となるため、ポリゴンミラーの大径化を避けるためオー
バーフィルド光学系の構成をとらざるをえなくなる。

【００２５】上記従来技術においてオーバーフィルド光
学系の構成をとった場合、オーバーフィルド光学系に特
有の以下のような問題が発生する。

【００２６】ポリゴンミラーに入射させる光ビームの光
束の一部を走査光束として切り取るようにして使用する
ため、走査角（走査位置）によって、FNo （カメラで言
う所の“明るさ”を示す）が変化し、これとリンクして
結像位置（感光体の近傍）でのビーム径の一様性が悪く
なるという欠点がある。

【００２７】ここでいうFNo について解説を加える。FN
o は、ポリゴンミラーにより偏向されたレーザビームを
感光体上に収束させる結像光学系の焦点距離をｆ、回転
多面鏡から出射される光束の幅( 出射光束幅) をＤn と
すると、 FNo ＝ f/Ｄn (5) で表される。また、感光体上のビーム径Ｌ_bは、ビーム
の波長λとF Noの積にほぼ比例関係にあり、比例係数を
k として(5) 式を用いると、Ｌ_b ＝ k λ・FNo ＝ k λ・f/Ｄn (6) で表される。(6) 式より、ビーム径Ｌ_bと焦点距離f と
は比例関係にあり、ビーム径Ｌ_bと光束の幅Ｄn とは反
比例関係にある。すなわち、焦点距離ｆが長くなると、
同じビーム径にしようとした場合は、Ｄn を大きくする
必要があるため、ポリゴンミラーは大きくなる。

【００２８】ここで、アンダーフィルド光学系では、図
１０で既に示したように、Ｄn は走査角に拘わらず一定
であるのに対して、オーバーフィルド光学系では、図１
１に示すように、走査角により出射光束幅Ｄn が変化す
る。すなわち、走査開始位置SOS に至る光束の幅をＤs
、走査中央位置COS に至る光束の幅をＤc 、走査終了
位置EOS に至る光束の幅をＤe としたとき、Ｄs ＜Ｄc ＜Ｄe ＜Ｄ₀ となり、(5) 、(6) 式より感光体上での走査位置に応じ
てFNo 及びビーム径Ｌ_bが変化する。このビーム径Ｌ_b
は、(4) 式が示すようにＤn =FA ×COS(^*****)の関係
にあるため、COS(^*****) の逆数である1/COS(^*****)
の因子によって各走査位置で変化する。よって、1/COS(
^*****) の因子の比、すなわちFNo の比がビーム径Ｌ_b
の一様性を表すパラメータとなる。

【００２９】図１３の例では、因子1/COS(^*****) は、ビーム23の走査位置(SOS) で 1/COS( β＋4 α)/2) ビーム24の走査位置(COS) で 1/COS( β＋2 α)/2) ビーム25の走査位置(COS) で 1/COS( β/2) ビーム26の走査位置(EOS) で 1/COS((β-2α)/2) となる。

【００３０】ポリゴンミラー面数;n=20 とすると、ポリ
ゴンミラー1 面当りの角度は、360°/20=18°となるの
で、ポリゴンミラー回転角±α/2は±9 °以下( αは18
°以下) となる。

【００３１】α=15 °、β=45 °とすると、ビーム23の走査位置(SOS) で 1/COS(( β＋4 α)/2)
= 1.643 ビーム24の走査位置(COS) で 1/COS(( β＋2 α)/2)
= 1.260 ビーム25の走査位置(COS) で 1/COS(β/2) ──
= 1.082 ビーム26の走査位置(EOS) で 1/COS(( β-2α)/2)
= 1.009 となる。これより、SOS とEOS におけるF Noの比は、1.
643/1.009=1.628 となり、EOS におけるビーム径を60μ
m とした場合、SOS におけるビーム径は100 μm程度と
なってしまい、画質上は受けられられないレベルとなっ
てしまう。また、2 ビームのつなぎ目となる走査中央位
置COS では、FNo において1.082 と1.260の段差が発生
するため、ビーム径におきかえると60μm と70μm とな
る。10μmの段差は、画質に重大な悪影響を及ぼし、走
査中央位置COS で急激な線幅差が発生する。

【００３２】さらに、従来のオーバーフィルド光学系で
は入射光軸から離れるサイドほどガウシアン分布のピー
クに近い部分を切り取ることとなるため、入射光軸から
離れるサイドの光量の減少量はビーム径の減少量を越え
て大きくなる( 後述する図５、図６参照) 。すなわち、
走査中央位置におけるビーム径の段差と共に、走査中央
位置と入射光軸から離れたサイドとで急激な光量の段差
が発生し、画質に重大な悪影響を及ぼすという問題があ
る。

【００３３】本発明は、上記事実に鑑み成されたもの
で、画像記録の高速化及び高解像度化を実現すると共
に、装置の小型化と高画質化とを両立させた光学装置及
び光学装置の走査方法を提供することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、複数の偏向面を有しかつ該偏
向面に収束された光ビームを主走査方向に偏向させる回
転多面鏡と、被走査面上の走査中央位置を通る中心線に
対して、主走査方向にそれぞれ＋α、−αの角度をなす
２つの光ビームを前記回転多面鏡に入射させる光源部
と、前記回転多面鏡が角度α回転する間に、＋αの角度
をなして入射された光ビームが主走査方向に−２αから
０度の角度範囲で偏向されて走査されると同時に、−α
の角度をなして入射された光ビームが主走査方向に０度
から＋２αまでの角度範囲で偏向されて走査される被走
査面を有する被走査体と、を含んで構成したものであ
る。

【００３５】請求項１の発明では、走査中央位置を通る
中心線に対して角度範囲±２α（走査角）の１／２の角
度±αをなすように２つの光ビームを回転多面鏡に入射
させるようにしたので、回転多面鏡により偏向されて走
査中央位置に至る２つの光ビームの光束幅は等しくな
る。これにより、走査中央位置での２つの光ビームのビ
ーム径が等しくなり、記録画像の線幅の違いからくる画
質の劣化を防ぐことができる。このように本発明では、
入射及び偏向される２つの光ビームが中心線に対して対
称的な性質を有するので、上記のようにビーム径を一様
化して高画質化を図ることができると共に回転多面鏡の
小型化が可能となり、同時２分割走査の光学装置である
ことと相まって、さらなる高速化及び高解像度化を実現
できる。

【００３６】なお、本発明の光学装置では、請求項２記
載のように、前記回転多面鏡の偏向面の面数をｎとした
とき、前記αを３６０度／ｎ×０．６＜ α ＜３６０度／ｎを満たすように設定することが望ましい。

【００３７】すなわち、回転多面鏡の最大回転角は、36
0 度/n以下となるため、α<360度/nが必然的に成立す
る。また、偏向面に光ビームを収束させる光学系の焦点
距離(光路長) を短くすることが可能な本発明において
も面数ｎを多くしすぎると、αが小さくなって焦点距離
が長くなる。これに対し、面数ｎを多くせず、αを小さ
くした場合は、焦点距離が長くなるばかりでなく、無効
走査時間が長くなることで、単位時間当たりに感光体上
へ照射できる光ビームのエネルギも減少してしまう。こ
れらの理由により、αを360 度/n×0.6<αの条件が成立
する値に設定した方が望ましいからである。

【００３８】また、請求項３の発明のように、請求項１
又は請求項２の発明において、前記回転多面鏡の偏向面
に収束された２つの光ビームの主走査方向の各々の光束
幅を、前記偏向面の主走査方向の面幅よりも大きくする
（オーバーフィルド光学系）とすれば、回転多面鏡を小
型化して、さらに高速化及び高解像度化を実現できる。
また、本発明では、オーバーフィルド光学系に特有の走
査線上でのビーム径が非一様となる欠点を回避している
ので、上記効果と高画質化とを高度なレベルで両立でき
る。

【００３９】なお、請求項３の発明のようなオーバーフ
ィルド光学系で２つの光ビームの主走査方向の強度分布
が非一様分布であるときには、回転多面鏡への入射角度
に応じて偏向面による入射光束の強度分布の切り取り方
が異なるので、走査線の各位置での光量の違いが大きく
なる。

【００４０】そこで、請求項４の発明のように、請求項
３の発明において、前記２つの光ビームの主走査方向の
強度分布が非一様分布であるとき、前記回転多面鏡の偏
向面に収束された２つの光ビームの該偏向面での各々の
入射位置を、前記走査線での光量分布が略一定に近づく
ように異なる位置にずらすと良い。このように、２つの
光ビームの偏向面上の入射位置をずらすことによって、
走査線上の光量が略一様に近づき、画質を向上させるこ
とができる。なお、非一様分布として、例えば、入射光
軸で強度ピークとなる所謂ガウシアン分布などがある。

【００４１】本発明の光学装置にオーバーフィルド光学
系を適用した場合にビーム径の一様性を向上させること
ができるが、αの選び方によっては、走査線の各位置の
ビーム径の比が悪化して、画質に悪影響を及ぼす場合も
ある。

【００４２】そこで、請求項５の発明のように、請求項
３又は請求項４の発明において、前記αを、ＣＯＳ（３α÷２）÷ＣＯＳ（α÷２）＞０．７５を満たすように設定する。

【００４３】上式の左辺は、走査線上の走査中央位置に
至る光ビームの光束幅と走査線上の走査開始位置若しく
は走査終了位置での光ビームの光束幅との比となってお
り、上式のように設定することにより、走査線上でのビ
ーム径は、許容範囲以内に収めることができる。

【００４４】また、請求項６の発明は、２つの光ビーム
を射出する光源部と、複数の偏向面を有しかつ該偏向面
に収束された前記光源部からの２つの光ビームを主走査
方向に偏向させる回転多面鏡と、を備え、該回転多面鏡
により偏向された２つの光ビームを、被走査面上の走査
中央位置で２等分割された走査線の各分割線に沿って主
走査方向に各々同時に走査させる光学装置の走査方法に
おいて、前記走査中央位置を通る中心線に対して前記２
つの光ビームの入射光軸が主走査方向にそれぞれ＋α、
−αの角度をなすように前記２つの光ビームを前記回転
多面鏡に入射させ、前記回転多面鏡が角度α回転する間
に、＋αの角度をなして入射された光ビームが主走査方
向に−２αから０度の角度範囲で偏向されて一方の分割
線を走査すると同時に、−αの角度をなして入射された
光ビームが主走査方向に０度から＋２αまでの角度範囲
で偏向されて他方の分割線を走査することを特徴とす
る。

【００４５】請求項６の発明の作用効果は、請求項１の
発明と同様である。

【００４６】

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

【００４７】図１には、本実施の形態の光学装置の構成
を示す上面図が示されている。図１に示すように、本実
施の形態の光学装置は、筐体100 によって覆われてお
り、該筐体100 の内部には、走査用の光ビームを射出す
る２つの光源部が走査範囲の中心を示す中心線106 に対
して左右対称となる位置に各々配置されている。この２
つの光源部は、略ガウシアン分布の光ビームを発光する
半導体レーザ101a、101bを各々備えている。なお、以下
では、半導体レーザ101aが射出する光ビームをＡビーム
といい、101bが射出する光ビームをＢビームといって区
別する。

【００４８】そして、光源部における半導体レーザ101
a、101bの光ビーム射出側には、縦横に異なる拡がり角
を有する光ビームがその焦点位置から発光された場合に
該光ビームを略平行光とする作用を有するコリメータレ
ンズ102a、102b、中央部の光ビームのみを通過させるビ
ーム整形用のスリット111a、111b、及び入射した光ビー
ムを後述するポリゴンミラー104 の偏向面104a近傍に副
走査方向に収束させるシリンドリカルレンズ110a、110b
が各々配置されている。

【００４９】なお、半導体レーザ101a、101bは、図示し
ない制御部と接続されており、この制御部は、画像情報
に基づいて半導体レーザ101a、101bの光ビーム出力を変
調させる制御を行う。また、コリメータレンズ102a、10
2bは、半導体レーザ101a、101bとの間の間隔がコリメー
タレンズ102a、102bの焦点距離よりも略１ｍｍ小さくな
るように配置されており、この配置により、コリメータ
レンズ102a、102bを通過した光ビームは、略平行光とさ
れずに緩い発散光とされる。

【００５０】さらに、シリンドリカルレンズ110a、110b
の光ビーム射出側の延長先には、射出された光ビームを
反射する反射ミラー103a、103bが中心線106 に対して左
右対称の位置に各々配置されている。そして、反射ミラ
ー103a、103bの光ビーム反射側の筐体100 の端部には、
複数の同一面幅FAの偏向面（ミラー面）を側面部に有す
る正多角柱の形状をなすと共に中心軸Ｏの回りに図示し
ない駆動手段によりＰ方向に略等角速度で回転するポリ
ゴンミラー104 が設けられている。なお、ポリゴンミラ
ー104 は、その中心軸Ｏに中心線106 が通過する位置に
配置されている。

【００５１】また、反射ミラー103a、103bとポリゴンミ
ラー104 との間には、主走査方向にのみパワーを有する
２枚組レンズ105-1 及び105-2 からなり、レンズ光軸が
中心線106 と一致するように配置されたＦΘレンズ105
が介在されている。オーバーフィルド光学系の場合、Ｆ
Θレンズ105 は、反射ミラー103a、103bにより反射され
た緩い発散光のＡビーム及びＢビームをポリゴンミラー
104 の面幅FAより幅の広い細長い線像（幅Ｄ0 ）として
主走査方向に収束させる。このとき、Ａビーム及びＢビ
ームは、その中心軸がポリゴンミラー104 の同じ偏向面
104aの同一位置若しくは異なる位置に到達するように入
射される。これより、光ビームは、偏向面104aを含む複
数の偏向面にまたがるように収束する。

【００５２】一方、アンダーフィルド光学系の場合、Ｆ
Θレンズ105 は、反射ミラー103a、103bにより反射され
たＡビーム及びＢビームをポリゴンミラー104 の同じ偏
向面104aに面幅FAより幅の狭い線像として主走査方向に
収束させる。なお、上述したように副走査方向にはシリ
ンドリカルレンズ110a、110bの作用によってポリゴンミ
ラー104 に入射した光ビームが収束される。

【００５３】さらに、ＦΘレンズ105 は、ポリゴンミラ
ー104 により偏向された光ビームが、再びＦΘレンズ10
5 を通過するように配置されており（所謂ダブルパ
ス）、再度通過した光ビームを後述する感光体ドラム10
9 上に光スポットとして収束させると共に、該光スポッ
トを感光体ドラム109 上で主走査方向に略等速度で移動
させる作用を有する。

【００５４】また、光源部やポリゴンミラー104 が配置
されている側と反対側の筐体100 の後端部には、ポリゴ
ンミラー104 の偏向面の副走査方向の傾きのばらつきに
より生じる副走査方向の位置ずれ（所謂面倒れ誤差）を
補正するためのシリンドリカルミラー107 が配置されて
いる。ポリゴンミラー104 により偏向された画像記録用
の光ビームはこのシリンドリカルミラー107 によって反
射されてからシリンドリカルミラー107 の下部に配置さ
れた感光体ドラム109 上に至る。

【００５５】感光体ドラム109 は、光ビームに感応する
感光材料がその表面に塗布された細長い略円柱状の形状
を有しており、主走査方向が、この感光体ドラム109 の
長手方向に略一致するように配置されている。すなわ
ち、ポリゴンミラー104 の回転と共に感光体上の光スポ
ットは主走査方向に走査ライン112 に沿って移動し、走
査ライン112 での画像記録が可能となる。

【００５６】また、この感光体ドラム109 は、回転軸Ｗ
を中心として図示しない駆動手段により一定の回転速度
で回転し、感光体上での走査ラインを副走査方向に順次
移動させる。なお、ポリゴンミラー104 による１つの走
査ラインの画像記録に対応する偏向は、1 つの偏向面に
よる偏向が対応している。

【００５７】さらに、筐体100 の後端部であって、１走
査ラインでの画像記録開始前に偏向されＦΘレンズ105
を再通過したＡビームの経路上には画像記録開始前のＡ
ビームを検出するＳＯＳ（Start Of Scan)センサ108 が
配置されている。ＳＯＳセンサ108 は、図示しない制御
部と接続されており、制御部はＳＯＳセンサ108 の出力
信号を検出した時点から所定時間経過後に、画像情報に
基づいて半導体レーザ101a、101bの制御を同時に開始す
ることによりＡビーム及びＢビームによる同時分割走査
を行う。

【００５８】次に、ポリゴンミラー104 と、入射される
Ａビーム及びＢビームとの関係について図２を用いて説
明する。なお、図２では、Ａビームを点線、Ｂビームを
実線で示し、ＦΘレンズ105 を１枚のレンズに省略して
示している。

【００５９】図２の上面図（左図）に示したように、本
実施の形態の光学装置の走査角度は、走査中央位置COS
に至る中心線106 に対して±２αとされている。すなわ
ち、走査開始位置SOS に至るライン113 が中心線106 に
対してなす角度が−２α、走査終了位置EOS に至るライ
ン114 が中心線106 に対してなす角度が＋２αとなる。
なお、図では中心線106 に対して右側方向(Aビームの入
射方向) をプラス方向としている。

【００６０】そして、走査角度±αの場合に、ポリゴン
ミラー104 の偏向面104aに入射されるＡビームの入射光
軸120 の中心線106 に対する入射角度が＋αとされ、同
じ偏向面104aに入射されるＢビームの入射光軸123 の中
心線106 に対する入射角度が−αとされている。

【００６１】さらに、ポリゴンミラー104 の回転角（１
つの偏向面により偏向ビームが走査角度±２αの範囲を
走査される間にポリゴンミラー104 が回転する角度）
が、２つのビームの入射角度と同じα（±α／２）とさ
れている。すなわち、ポリゴンミラー104 が角度α回転
するうちに、入射されたＡビーム( 入射光軸120 ) がSO
S に至る偏向光軸121 からCOS に至る偏向光軸122 まで
偏向されると同時に、入射されたＢビーム( 入射光軸12
3 ) がCOS に至る偏向光軸125 からEOS に至る偏向光軸
124 まで偏向される。これにより、感光体上の1 走査ラ
インが同時に2 分割走査される。

【００６２】なお、本実施の形態では、図２の側面図
（右図）が示すように、ポリゴンミラー104 により偏向
された偏向ビームが入射ビームの下方を通過するように
各構成部が配置されている。

【００６３】次に、本実施の形態の作用を説明する。画
像情報に応じて2 つの光源部から各々射出された光ビー
ムは、反射ミラー103a、103bにより反射されてＦΘレン
ズ105 を通過し、このＦΘレンズ105 の作用によりポリ
ゴンミラー104 の偏向面104aに主走査方向に収束される
と共にシリンドリカルレンズ110a、110bの作用により副
走査方向に収束される。このとき、アンダーフィルド光
学系の場合は、入射光束が偏向面104a内に収まるように
収束され、オーバーフィルド光学系の場合は、入射光束
が偏向面104aを含む複数の偏向面にまたがるように主走
査方向に細長い線像として収束される。

【００６４】ポリゴンミラー104 の略等角速度の回転と
共に、偏向面104aに収束されたＡビーム及びＢビームは
主走査方向と対応する方向に走査角度±２αの範囲内で
略等角速度で偏向され、再びＦΘレンズ105 を通過す
る。画像記録前の偏向ビームはSOS センサ108 に到達
し、検出信号が出力されてから所定時間経過後に画像記
録が開始される。画像記録開始後の偏向ビームは、シリ
ンドリカルミラー107 によって反射され、面倒れ補正さ
れてから感光体ドラム109 上に至る。例えば、中心線10
6 の方向に偏向された光ビームは、感光体ドラム109 の
走査ライン112 の走査中央位置COS に、ライン113 の方
向に偏向された光ビームは走査ライン112 の走査開始位
置SOS に、ライン114 の方向に偏向された光ビームは走
査ライン112の走査終了位置EOS に至る。

【００６５】感光体ドラム109 に到達した偏向ビーム
は、ＦΘレンズ105 の作用によって感光体ドラム109 上
に光スポットとして収束すると共に主走査方向に略等速
度で移動する。このとき、ポリゴンミラー104 の回転と
共にＡビームによる光スポットが走査ライン112 のSOS
からCOS に走査され、この走査と同時にＢビームによる
光スポットが走査ライン112 のCOS からEOS に同時に走
査される。

【００６６】本実施の形態では、図２に示したように走
査中央位置COS に至る中心線106 に対して走査角±２α
の１／２の入射角度±αでＡビーム及びＢビームを入射
させるようにしたので、２ビームによる走査角±２αの
同時走査が可能となると共に走査中央位置COS に至る偏
向光軸122 、125 の偏向ビームの出射光束幅Ｄn は等し
くなる。これにより、走査中央位置での２ビームのビー
ム径が等しくなり、記録画像の線幅の違いからくる画質
の劣化を防ぐことができる。また、偏向ビームの出射光
束幅Ｄn (SOSのときn=1 ; COS のときn=2 ; EOS のとき
n=3 とする) は、入射光束幅をＤ0 、偏向面の面幅をFA
とすると、アンダーフィルド光学系では、Ｄ₁＝Ｄ0 ×COS(3 α/2) (7) Ｄ₂＝Ｄ0 ×COS(α/2) (8) Ｄ₃＝Ｄ0 ×COS(3 α/2) (9) となり、オーバーフィルド光学系では、Ｄ₁＝ FA ×COS(3 α/2) (10) Ｄ₂＝ FA ×COS(α/2) (11) Ｄ₃＝ FA ×COS(3 α/2) (12) となる。ここで、現実的な値としてα=15 °を(7) 〜(1
2)式に代入すると、Ｄnに対して、入射幅Ｄ0 又は面幅F
Aを約1.01倍以内の大きさに設定するだけで良いため、
ポリゴンミラー径を小さくすることができる。

【００６７】また、図１及び図２の構成においては、１
つのビーム当たりの走査角度が２αであるが、２つのビ
ームで±２αとできるため、一般的な１つのビームで走
査する光学系と比較すると、ポリゴンミラーの面数が同
じでも、焦点距離( 光路長)を1/2 にすることができ、
高解像度化と共にポリゴンミラー径を小さくすることが
できる。

【００６８】このように本実施の形態の光学装置は、単
一のポリゴンミラー104 により２つの光ビームで１走査
ライン111 を同時に２分割走査するタイプの光学装置の
うちでポリゴンミラー径を最小にできるものである。

【００６９】また、本実施の形態の光学装置でオーバー
フィルド光学系の構成をとった場合、各走査位置におけ
るFNo の比、すなわちビーム径は、(6) 式及び(7) 〜(1
2)式より、因子1/COS(^*****）に比例して定まり、この
因子は、偏向ビーム121 の走査位置で1/COS(3 α/2) 偏向ビーム122 の走査位置で1/COS(α/2) 偏向ビーム125 の走査位置で1/COS(α/2) 偏向ビーム124 の走査位置で1/COS(3 α/2) となる。

【００７０】ここで、ポリゴンミラー面数ｎ＝２０とす
ると、ポリゴンミラー１面当たりの角度は、360 °/20=
18°となるので、ポリゴンミラー回転角±α/2は±9 °
以下( αは18°以下) となる。360 °/20 ×0.6=10.8°
であるため、α=15 °とすると、因子1/COS(^*****）
は、偏向ビーム121 の走査位置(SOS) で1/COS(3 α/2)=1.08
2 偏向ビーム122 の走査位置(COS) で1/COS(α/2)=1.009 偏向ビーム125 の走査位置(COS) で1/COS(α/2)=1.009 偏向ビーム124 の走査位置(EOS) で1/COS(3 α/2) =1.0
82 となり、SOS ・EOS とCOS の各走査位置におけるFNo の
比を、1.082/1.009=1.072 に収めることが可能となり、
ビーム径の一様性を向上させることができる。これによ
り、オーバーフィルド光学系を用いたことによる高速化
及びポリゴンミラーの小型化を実現すると共に、ビーム
径が走査位置により一様でないというオーバーフィルド
光学系の欠点を解消し、高画質化を図ることができる。
また、上述したように偏向ビーム122 、偏向ビーム125
の走査位置においてFNo の段差が発生することもなく、
この点においても画質の向上を図ることができる。

【００７１】このように本実施の形態の光学装置にオー
バーフィルド光学系を適用した場合にビーム径の一様性
を向上させることができるが、αの選び方によっては、
SOS・EOS とCOS のFNo の比が悪化して、画質に悪影響
を及ぼす場合もあるので、次式を満たすαを選択した方
が望ましい。

【００７２】ＣＯＳ（３α／２）／ＣＯＳ（α／２）＞０．７５ (13) (13)式の左辺は、(7) 〜(12)式よりＤ₁（又はＤ₃）÷
Ｄ₂に相当し、さらにＦΘレンズ105 の焦点距離ｆが一
定であることから、（COS でのFNo ÷SOS(EOS)でのFNo)
にも等しい。

【００７３】この(13)式の左辺の（COS でのFNo ÷SOS
(EOS)でのFNo)が(13)式の右辺の境界値である0.75に等
しい場合、各走査位置でのFNo の比率は、0.25の範囲内
で変化する。従って、ビーム径とFNo とは比例関係にあ
ることから、一例として平均的なビーム径(SOS〜COS の
中間又はCOS 〜EOS の中間の走査位置でのビーム径) を
75μm とすると、上記FNo の比率に従って感光体上での
ビーム径は、誤差も考慮してほぼ60〜90μm の範囲内に
収められ、画質の許容範囲内となることがわかる( 先行
技術である特願平6-315091号公報の記載参照) 。

【００７４】さらに、本実施の形態の光学装置では、オ
ーバーフィルド及びアンダーフィルドのいずれのタイプ
の光学系においてもポリゴンミラー104 の偏向面の面数
をｎとしたとき、αが次の不等式を満たすように各構成
部を配置する方が望ましい。

【００７５】３６０°×０．６／ｎ＜ α ＜３６０°／ｎ (14) すなわち、ポリゴンミラーの一面当たりの最大回転角
は、360 °/n以下となるため、α<360°/nが必然的に成
立する。また、焦点距離( 光路長) を短くすることが可
能な本実施の形態においてもポリゴンミラー面数ｎを多
くしすぎると、αが小さくなって焦点距離が長くなる。
これに対し、面数ｎを多くせず、αを小さくした場合
は、焦点距離が長くなるばかりでなく、無効走査時間が
長くなることで、単位時間当たりに感光体上へ照射でき
る光ビームのエネルギも減少してしまう。これらの理由
により、αを360 °/n×0.6<αの条件が成立する値に設
定した方が望ましい。

【００７６】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態について説明する。第１の実施の形態は、オーバー
フィルド及びアンダーフィルドのいずれの光学系にも適
用されたが、第２の実施の形態はオーバーフィルド光学
系にのみ適用される。なお、第２の実施の形態の構成
は、第１の実施の形態の構成と同様であるので、同一の
符号を付して詳細な説明を省略する。

【００７７】第２の実施の形態に係るオーバーフィルド
光学装置では、図５に参照されるように、ポリゴンミラ
ーにより反射された光束のすべてを感光体上で走査され
る偏向ビームとして使用するのではなく、ガウシアン分
布の入射光束の一部、特に端部を切り取るようにして使
用する。なお、図５は、従来のオーバーフィルド光学装
置に関する図であるが、同様のことは本発明の実施の形
態についても当てはまる。

【００７８】図５より、入射光束は偏向面への入射角度
が増加するほど入射光束が切り取られるため、入射光軸
から離れた偏向ビームほど光量が減少する。このように
入射光軸から離れた偏向ビームほど光量が減少する要因
として、入射光軸から離れるほど出射光束Ｄ_nが減少す
ることが挙げられる。なお、上述したように、出射光束
Ｄ_nの減少による明るさの減少を示す度合いとして、Ｄ
_nに反比例するFNo を用いる（FNo が小さいほど明る
い）。

【００７９】ところが、入射光束がガウシアン分布など
のようにビーム強度が一様でない分布の場合、走査角に
よって入射光束の分布の切り取られ方が異なるため、走
査角に応じた実際の光量は単純にＤ_nやFNo にのみ依存
するのではなくなる。例えば、図５に示したように、走
査開始位置SOS に至る出射光束はガウシアン分布の片側
がピーク近傍まで切り取られるのに対し、走査中央位置
COS に至る出射光束は、ガウシアン分布の強度の小さい
端部のみが切り取られる。従って、走査開始位置SOS に
至る出射光束の実際の光量は、走査中央位置COS に至る
実際の出射光束の光量と比べて、その出射光束幅Ｄ_nの
違い以上に減少する。

【００８０】ここで、走査開始位置COS での値を１とし
た場合における各々の走査位置（走査角）での実際の光
量及び１／FNo の変化のグラフを図６に示す。図６が示
すように、実際の光量の比（実線部）は、出射光束幅Ｄ
_nで計算された１／FNo （点線部）と比べて、入射光軸
から離れるに従い（走査角が−側に小さいほど）、急激
に減少していくことがわかる。従って、走査角による出
射光束幅Ｄ_nの違いを減少させた第１の実施の形態にお
いても、一様でない分布の入射光束の走査角毎の切り取
られ方の違いによる光量変化まで防止することができな
いという問題点がある。

【００８１】そこで、第２の実施の形態では、上記問題
点を解決するために、ポリゴンミラー104 の偏向面104a
への入射光束の入射位置を図３のように設定したもので
ある。

【００８２】ここで、図３は、ポリゴンミラー104 の１
つの偏向面104aが中心線106 に対して垂直となる回転位
置になった場合の配置を表したもので、この回転位置
は、偏向されたＡビームがSOS とCOS の中間の走査位置
を走査し、偏向されたＢビームがCOS とEOS の中間の走
査位置を走査している場合の回転位置に相当している。
なお、図３では、Ａビーム及びＢビームの主走査方向と
対応する方向の分布がガウシアン分布であることを想定
しており、その入射光軸120 、123 での強度がピークと
されている。

【００８３】図３に示すように、入射されたＡビームの
入射光軸120 が、偏向面104aと中心線106 とが交わる点
131 から主走査方向に対応する方向の左側（SOS 方向)
にｄ _a離れた偏向面104a上の点130aに到達すると共に、
入射されたＢビームの入射光軸123 が、点131 から主走
査方向に対応する方向の右側(EOS方向) にｄ_b離れた偏
向面104a上の点130b( 点130aとは異なる位置) に到達す
るように各構成部が配置されている。

【００８４】図３のポリゴンミラー104 の回転位置は、
既に述べたように各ビームがその走査範囲の中間を走査
している場合の配置なので、Ａビームが走査開始位置CO
S を走査する時点( 図より前の時点) では、ガウシアン
分布のピークを示す入射光軸120 は点130aよりもさらに
偏向面104aの中心近傍の点に到達する。すなわち、COS
を走査する際に入射されたＡビームは、偏向面104aによ
りガウシアン分布の端部のみが切り取られ、ピーク部と
その近傍を含んだ光束が出射される。これにより、走査
開始位置COS での光量の減少を防止することができる。

【００８５】また、Ｂビームが走査開始位置EOS を走査
する時点( 図より後の時点) では、ガウシアン分布のピ
ークを示す入射光軸123 は点130bよりもさらに偏向面10
4aの中心近傍の点に到達する。すなわち、EOS を走査す
る際に入射されたＢビームは、偏向面104aによりガウシ
アン分布の端部のみが切り取られ、ピーク部とその近傍
を含んだ光束が出射される。これにより、走査終了位置
EOS での光量の減少を防止することができる。

【００８６】このように走査位置COS 、EOS での出射光
束幅Ｄ_nは変えることができないが、ガウシアン分布の
入射ビームのピーク位置を所定量ずらすことにより走査
位置COS 、EOS で可能な限り、ガウシアン分布の端部で
はないピーク部とその近傍を使用し、これによって、入
射光軸から離れた走査位置での光量の低下を防ぐことが
できる。なお、ずらす量が大きすぎると、走査中央位置
COS での光量が低下するので、各走査位置での光量の差
が小さくなるようにずらす量を決定する。なお、ガウシ
アン分布以外の非一様分布でも、第２の実施の形態を適
用できる。この場合、入射ビームをずらす量をビームの
分布に応じて定めることはいうまでもない。

【００８７】また、走査中央位置COS でFNｏ及び光量の
段差が発生しないように、ＡビームとＢビームのずらす
量は、同一であることが好ましい。すなわち、図３の場
合、ｄ_a＝ｄ_bとする。

【００８８】

【実施例】以上述べた各実施の形態を具体的に設計した
例を以下に説明する。なお、各構成部には上記各実施の
形態と同一の符号が付されている。

【００８９】例えば、ポリゴンミラー104 の偏向面の面
数ｎ＝２０面、ポリゴンミラー104の面幅(Facet幅):FA
＝6.7mm とすると、ポリゴンミラー104 の内接径;PΦ=F
A/TAN(180 ℃/n) ＝6.7mm/TAN(180 °/20)＝42mmとな
り、安価なボールベアリングモータを精度良く回転させ
るためには、充分な大きさにできる。また、20面と面数
が多くなると、形状が円に近くなるため、風損も小さく
なり、モーターにかかる負荷が小さくなるという利点が
ある。

【００９０】また、走査角度±2 αを±30°とし、Ａビ
ーム及びＢビームのポリゴンミラー104 への入射角度で
ある＋αと−αを(13)、(14)式を満たす＋15°と−15°
となるよう設定し、F Θレンズ105 は、2 枚組で焦点距
離が332mm のものを使用し、半導体レーザ101a、101bの
波長; λ＝780nm に設計した。

【００９１】以上のように設計した場合、感光体上の走
査中央位置COS でのビーム径を55μm 程度とすることが
でき、COS でのビーム径及び光量の段差も発生しないた
め、高解像度化の要求に充分答えることができた。さら
に、SOS ・EOS とCOS のFNoの比もCOS(3 ×15°/2)/COS
(15°/2)=0.93となって、主走査方向のビーム径の一様
性を、画質に影響を及ぼさない範囲に収めることができ
た。

【００９２】主走査方向のビーム径一様性は、F Θレン
ズを含む光学系の設計性能にも依存する。例えば上記各
実施の形態の光学装置の光学系に、特願平7-253730号公
報で説明した光学系を適用すると、さらに主走査方向の
ビーム径一様性を向上させることができる。この場合の
設計値を以下に示す。

【００９３】ポリゴンミラー104 とレンズ105-1 の間
隔;dO=18.5mm レンズ105-1 のポリゴンミラー側の曲率半径( 主走査方
向のみ);S1-R=-170.43mm レンズ105-1 のポリゴンミラーから遠い側の曲率;S2-R=
∞ レンズ105-1 の厚さ;T1=9mm レンズ105-1 の屈折率;n1=1.609110( 波長=780nm) レンズ105-1 とレンズ105-2 の間隔;d1=25.998mm レンズ105-2 のポリゴンミラー側の曲率;S1-R=∞ レンズ105-1 のポリゴンミラーから遠い側の曲率半径(
主走査方向のみ);S2-R=122.67mm レンズ105-2 の厚さ;t2=10mm レンズ105-2 の屈折率;n2=1.712268( 波長=780nm) レンズ105-2 とシリンドリカルミラー107 の間隔;d2=29
1.8mm シリンドリカルミラー107 の曲率半径( 副走査方向の
み);R=-163.95mm シリンドリカルミラー107 への入出射の角度; θ=71.24
° シリンドリカルミラー107 と感光体ドラム109 の間隔;L
2=82.5mm といった光学系を使用し、垂直方向のポリゴンミラーへ
の入射角を1.2 °、F Θレンズ105 の傾け角を1.5 °、
ポリゴンミラーへ入射する光束幅; Ｄ0=15mmとした。

【００９４】以上のような設計例では、COS でのビーム
径は54.5μm 、SOS 及びEOS でのビーム径は63μm とす
ることができ、画質上問題のないレベルとすることがで
きた。

【００９５】また、上記設計例での光学装置を、光量の
一様性の観点からみてみると、COSでの光量を1 とした
場合、SOS 及びEOS での光量は0.89となり、画質上問題
はない。

【００９６】しかし、さらに光量の一様性を図るため
に、ポリゴンミラーの偏向面104aへの入射位置をＡビー
ムはSOS の方向へ、ＢビームはEOS の方向へ1mm 平行に
ずれるように入射させた。これは、第２の実施の形態の
光学装置でｄ_a＝ｄ_b＝１mmとする場合に相当する。こ
のときの各走査角での感光体上の光量分布を図４に示
す。なお、図４では、比較のため、Ａビーム及びＢビー
ムを偏向面104aの同一位置に入射させたときの光量分布
を実線で示し、上記のように1mm スライドさせて入射さ
せたときの光量分布を点線で示す。

【００９７】図４に示すように、COS での光量を1 とし
た場合、２ビームをスライド入射させたときのSOS/EOS
での光量は0.92となり、同一位置入射のときのSOS/EOS
での光量0.89より光量が増加した。また、スライド入射
のときの走査角±12°の位置では、走査角0 °のCOS の
位置より光量が増加するが、走査角±12°の位置での光
量を1 とした場合でも、走査角±30°のSOS/EOS の位置
での光量は0.91となり、光量の一様性を改善することが
できた。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、請求項
２及び請求項６の発明によれば、同時２分割走査の光学
装置において、走査中央位置を通る中心線に対して角度
範囲±２α（走査角）の１／２の角度±αをなすように
２つの光ビームを回転多面鏡に入射させるようにしたの
で、走査中央位置での２つの光ビームのビーム径が等し
くなり、記録画像の線幅の違いからくる画質の劣化を防
ぐことができ、高速化及び高解像度化を実現すると共に
小型化と高画質化とを両立できる、という効果が得られ
る。

【００９９】また、請求項３乃至請求項５の発明によれ
ば、同時２分割走査の光学装置において、走査中央位置
を通る中心線に対して角度範囲±２α（走査角）の１／
２の角度±αをなすように２つの光ビームを回転多面鏡
に入射させると共に、回転多面鏡の偏向面に収束された
２つの光ビームの主走査方向の各々の光束幅を、偏向面
の主走査方向の面幅よりも大きくするオーバーフィルド
光学系を適用したので、オーバーフィルド光学系に特有
の走査線上でのビーム径が非一様となり画質が悪化する
という欠点を回避し、回転多面鏡の小型化、高速化及び
高解像度化をより高度なレベルで実現できる、というさ
らなる効果が得られる。

【０１００】特に、請求項４の発明によれば、２つの光
ビームの主走査方向の強度分布が非一様分布であると
き、回転多面鏡の偏向面に収束された２つの光ビームの
該偏向面での各々の入射位置を、前記走査線での光量分
布が略一定に近づくように異なる位置にずらすとように
したので、さらに画質を向上させることができる、とい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る光学装置の構成図で
ある。

【図２】ポリゴンミラーに入射されるＡビーム及びＢビ
ームの走査角度、入射角度及び偏向角度を説明するため
の図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る光学装置で、
ポリゴンミラーに入射されるＡビーム及びＢビームの入
射位置を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光学装置にお
いてＡビーム及びＢビームの入射位置を１ｍｍずらした
ときの、走査角に対する光量の変化を示す図である。

【図５】オーバーフィルド光学系において、ガウシアン
分布の入射光束がポリゴンミラーにより反射されるとき
の出射光束の切り取られ方が走査角毎に異なることを説
明するための図である。

【図６】オーバーフィルド光学系において、出射光束の
切り取られ方が走査角毎に異なることにより生じる光量
の変化を示したグラフである。

【図７】従来のオーバーフィルド光学系の光学装置の構
成を示す図である。

【図８】従来のオーバーフィルド光学系の光学装置にお
いて、最大偏向角度αと結像光学系の焦点距離との関係
を示すグラフである。

【図９】従来のオーバーフィルド光学系の光学装置にお
いて、ポリゴンミラーの面数ととポリゴンミラーの内接
径との関係を示すグラフである。

【図１０】アンダーフィルド光学系において、入射光束
幅と各走査位置に至る出射光束幅との関係を示す図であ
る。

【図１１】オーバーフィルド光学系において、入射光束
幅と各走査位置に至る出射光束幅との関係を示す図であ
る。

【図１２】２つの光ビームによって被走査面を２分割同
時走査する、従来の光学装置の構成を示す図である。

【図１３】上記従来の２分割同時走査の光学装置におい
て、ポリゴンミラーに入射される２つの光ビームの走査
角度、入射角度及び偏向角度を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０１ａ半導体レーザ１０１ｂ半導体レーザ１０４ポリゴンミラー１０５ＦΘレンズ１０９感光体ドラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の偏向面を有しかつ該偏向面に収束
された光ビームを主走査方向に偏向させる回転多面鏡
と、被走査面上の走査中央位置を通る中心線に対して、主走
査方向にそれぞれ＋α、−αの角度をなす２つの光ビー
ムを前記回転多面鏡に入射させる光源部と、前記回転多面鏡が角度α回転する間に、＋αの角度をな
して入射された光ビームが主走査方向に−２αから０度
の角度範囲で偏向されて走査されると同時に、−αの角
度をなして入射された光ビームが主走査方向に０度から
＋２αまでの角度範囲で偏向されて走査される被走査面
を有する被走査体と、を含む光学装置。
【請求項２】前記回転多面鏡の偏向面の面数をｎとし
たとき、前記αを３６０度／ｎ×０．６＜ α ＜３６０度／ｎを満たすように設定したことを特徴とする請求項１の光
学装置。
【請求項３】前記回転多面鏡の偏向面に収束された２
つの光ビームの主走査方向の各々の光束幅を、前記偏向
面の主走査方向の面幅よりも大きくしたことを特徴とす
る請求項１又は請求項２の光学装置。
【請求項４】前記２つの光ビームの主走査方向の強度
分布が非一様分布であるとき、前記回転多面鏡の偏向面に収束された２つの光ビームの
該偏向面での各々の入射位置を、前記走査線での光量分
布が略一定に近づくように異なる位置にずらしたことを
特徴とする請求項３の光学装置。
【請求項５】前記αを、ＣＯＳ（３α÷２）÷ＣＯＳ（α÷２）＞０．７５を満たすように設定したことを特徴とする請求項３又は
請求項４の光学装置。
【請求項６】２つの光ビームを射出する光源部と、複
数の偏向面を有しかつ該偏向面に収束された前記光源部
からの２つの光ビームを主走査方向に偏向させる回転多
面鏡と、を備え、該回転多面鏡により偏向された２つの
光ビームを、被走査面上の走査中央位置で２等分割され
た走査線の各分割線に沿って主走査方向に各々同時に走
査させる光学装置の走査方法において、前記走査中央位置を通る中心線に対して前記２つの光ビ
ームの入射光軸が主走査方向にそれぞれ＋α、−αの角
度をなすように前記２つの光ビームを前記回転多面鏡に
入射させ、前記回転多面鏡が角度α回転する間に、＋αの角度をな
して入射された光ビームが主走査方向に−２αから０度
の角度範囲で偏向されて一方の分割線を走査すると同時
に、−αの角度をなして入射された光ビームが主走査方
向に０度から＋２αまでの角度範囲で偏向されて他方の
分割線を走査することを特徴とする光学装置の走査方
法。