JPH11109266A - マルチビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マルチビーム走査装置の設計に起因する固有の
走査線曲がりを有効に補正する。 【解決手段】光源側からの各ビームを光偏向器３０の偏
向反射面３１に、この偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘ
に斜めに交わる方向から入射させて等角速度的に偏向さ
せ、各偏向ビームを被走査面５０上に光スポットとして
集光させ、複数ラインの同時走査を行うマルチビーム走
査装置において、光源１０側からの複数ビームを被走査
面５０上に複数の光スポットとして集光する走査結像光
学系４１は１以上のレンズを有して構成され、レンズ４
１における１以上の面として、少なくとも１ビームの走
査線の曲がりを補正する補正屈折面４１Ｂを有する。

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、マルチビーム走
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光源側からのビームを光偏向器により等
角速度的に偏向させ、偏向ビームを被走査面上に光スポ
ットとして集光させて光走査を行う光走査装置は各種プ
リンタ等に関連して広く知られている。従来このような
光走査装置は一般的に、光源側からのビームと、偏向ビ
ームが偏向掃引する面とが同一平面上にあるように光学
配置が設定されており、このような光学配置のために以
下の如き問題がある。

【０００３】即ち、第１に「光走査装置の床面積」が大
きくなる。第２に、光偏向器としては回転多面鏡が最も
一般的であるが、回転多面鏡の回転軸は偏向反射面から
離れているため、光源側からのビームの偏向反射面への
入射位置が、偏向反射面の回転に伴い偏向反射面に対し
て変位し、偏向ビームの偏向の起点が変動する所謂「サ
グ」が発生するが、光走査の基準になる「光スポットの
像高：０を実現する偏向ビームの方向」と「光源側から
偏向反射面への入射ビームの方向」とが例えば６０度程
度の角をなすので、光走査領域の像高：０の両側にサグ
が非対称に発生し、良好な光走査のためには、像面湾曲
や「ｆθ特性等の等速特性」を非対称に補正する必要が
生じ、走査結像光学系の設計が難しくなる。

【０００４】これらの問題を一挙に解決できる光学配置
として、光源側からのビームを光偏向器の偏向反射面
に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入
射させて等角速度的に偏向させ、偏向ビームを被走査面
上に光スポットとして集光させ、光源側から偏向反射面
への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対して、光走
査が対称的になるようにする光学配置が考えられる。

【０００５】このようにすると、光源から光偏向器に至
る光学系部分と、光偏向器以後の光学系部分とを上下に
重ねるようにレイアウトできるので、光走査装置の床面
積を小さくして光走査装置のコンパクト化を図ることが
できる。また、サグは発生するにしても像高：０に対称
的に発生するので、等速特性や像面湾曲の補正が容易で
ある。

【０００６】しかしながら反面、このような光学配置に
は以下の如き問題がある。即ち、光源側からのビームを
光偏向器の偏向反射面に、偏向反射面の回転軸に斜めに
交わるように入射させるため、偏向ビームは円錐面を掃
引するように偏向し、このため、偏向ビームが「以後の
光学系に入射する位置」が、偏向に伴い副走査対応方向
（光源から被走査面に至る光路上で副走査方向と対応す
る方向）において少なからず変動する。このため、被走
査面上における光スポットの軌跡が直線にならず所謂
「走査線曲がり」が発生してしまうのである。

【０００７】光源側からのビームを光偏向器の偏向反射
面近傍に、主走査対応方向（光源から被走査面に至る光
路上で主走査方向に対応する方向）に長い線像とし、偏
向ビームに対する走査結像光学系を「主・副走査対応方
向のパワーの異なるアナモフィックな光学系」とし、偏
向反射面位置と被走査面位置とを「副走査対応方向にお
いて略共役な関係にする」ことは、光偏向器における
「偏向反射面の面倒れ」を補正する方法として広く行わ
れており、上記共役関係が完全であれば、上記の走査線
曲がりも自動的に補正されることになるが、面倒れ補正
の場合の「偏向ビームの副走査対応方向への変動」は微
少であることが前提であり、上記のように「偏向ビーム
が円錐面を掃引するように偏向することに起因する大き
な走査線曲がり」を上記「共役関係」で補正することは
難しく、無理にそのような補正を行おうとすれば像面湾
曲等、走査結像光学系に求められる他の光学性能が犠牲
になりかねない。

【０００８】上記の「光源側からのビームを光偏向器の
偏向反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる
方向から入射させて等角速度的に偏向させ、偏向ビーム
を被走査面上に光スポットとして集光させ、光源側から
偏向反射面への入射方向と上記回転軸とを含む平面に対
して、光走査が対称的になるようにする光学配置」によ
る上記利点・問題点は、同一の被走査面上の複数ライン
を、複数の光スポットで同時に光走査する「マルチビー
ム走査装置」の場合にも全く同様である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、複数の発
光部を有する光源側からの複数ビームを光偏向器の偏向
反射面に、この偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向
から入射させて等角速度的に偏向させ、複数の偏向ビー
ムを被走査面上に副走査方向に分離した複数の光スポッ
トとして集光させ、被走査面の複数ラインを同時に光走
査するマルチビーム走査装置において、走査線曲がりを
有効に補正することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明のマルチビーム
走査装置は「光源側からのビームを光偏向器の偏向反射
面に、該偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入
射させて等角速度的に偏向させ、偏向ビームを被走査面
上に光スポットとして集光させ、被走査面を光走査する
光走査装置で、光源が互いに近接した発光部を有し、各
発光部からのビームが被走査面上で副走査方向に互いに
分離した複数の光スポットを形成し、これら複数の光ス
ポットで複数ラインを同時に走査するマルチビーム走査
装置」であって、以下の特徴を有する（請求項１）。

【００１１】即ち、光源側からの複数のビームを被走査
面上に、副走査方向に分離した複数の光スポットとして
集光する「走査結像光学系」が、１以上のレンズを有し
て構成され、上記（１以上の）レンズにおける１以上の
面として、走査線の曲がりを補正する「補正屈折面」を
有する。補正屈折面は、該補正屈折面に入射する複数ビ
ームのうちの「少なくとも１ビームの入射位置における
副走査断面内の固有傾き」が、該ビームの光走査装置固
有の走査線曲がりを補正するように、上記入射位置に応
じて定められている。補正屈折面による走査線曲がり補
正機能は、最適の補正を行うものとしては上記少なくと
も１ビームに対して機能するが、光源における発光部が
互いに近接しているため、実際には他のビームに対して
も有効な走査線曲がり補正効果が得られる。

【００１２】上記「光源側からのビームを光偏向器の偏
向反射面に、偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向か
ら入射させる」とは、光源側から入射する各ビームの主
光線と、偏向反射面の回転軸が「同一面」に含まれ、上
記主光線が回転軸と「直角でない角」をなすことを意味
する。上記主光線と回転軸とが成す角は、光走査装置の
光学配置に応じて定まるが「７０〜８９度程度」が適当
である。なお、光源側からの各ビームの主光線と上記回
転軸とは同一平面内にあるが、このことは、必ずしも、
全てのビームと上記回転軸とが同一平面内にあることを
意味しない。個々のビームが回転軸と共有する平面は
「上記回転軸を共有する互いに異なる平面」であること
ができるのである。もっとも、この発明において、光源
における複数の発光部は互いに近接しているので、個々
のビームが回転軸と共有する平面が互いに一致しない場
合でも、各平面は近接したものと成る。

【００１３】「光偏向器」としては、回転多面鏡を初
め、回転単面鏡や回転２面鏡を用いることができる。光
偏向器が回転多面鏡であるときは、偏向反射面の回転軸
は偏向反射面と分離するが、光偏向器として回転単面鏡
を用いれば、偏向反射面の回転軸が偏向反射面にあるよ
うにすることができる。

【００１４】「走査結像光学系が、光源側からのビーム
を被走査面上に光スポットとして集光する」とは、走査
結像光学系の機能が、光偏向器への直前の入射ビームお
よび偏向ビームに対して作用する場合、及び偏向ビーム
にのみ作用する場合を含む。特開平６−７５１６２号公
報には、偏向反射面に一体化され、偏向反射面への入射
面と、反射ビームが射出する射出面とを屈折面とした
「回転レンズ鏡」が開示されており、このような回転レ
ンズ鏡は、その機能が「光偏向器への直前の入射ビーム
および偏向ビームに対して作用する」ものである。この
発明における「走査結像光学系」は、このような回転レ
ンズ鏡により構成することも、あるいは上記回転レンズ
鏡を含んで構成することもでき、そのような場合上記
「入射面および／または射出面」を「補正屈折面」とす
ることができる。

【００１５】補正屈折面は、走査結像光学系に含まれる
レンズの一つの面として形成しても良いし、２以上の面
として形成し、２以上の面のそれぞれによる補正効果を
合わせて所望の走査線曲がり補正を実現するようにして
も良い。

【００１６】「副走査断面」は、光偏向器よりも被走査
面側に位置するレンズに関しては、主走査対応方向に直
交する平断面を意味する。また、走査結像光学系が前記
回転レンズ鏡である場合や、回転レンズ鏡が走査結像光
学系に含まれる場合、回転レンズ鏡の入射面に関して
は、光源側からの入射ビームの主光線と副走査対応方向
とに平行な平断面を副走査断面とし、射出側面に関して
は、射出ビームにおける主光線と副走査対応方向とに平
行な平断面を副走査断面とする。

【００１７】「光走査装置固有の走査線曲がり」は、走
査結像光学系に「補正屈折面による走査線曲がり補正機
能」を持たせずにマルチビーム走査装置を設計した場合
に、設計上で生じる走査線曲がりを言う。即ち、光走査
装置固有の走査線曲がりは、光走査装置の設計により決
定されるものであり、それゆえに、このような走査線曲
がりを補正するような補正屈折面を設計的に決定できる
のである。

【００１８】「走査結像光学系」は、これを「単一のレ
ンズ」により構成し、光偏向器と被走査面との間に配備
することができる（請求項２）。この場合において、補
正屈折面は、走査結像光学系をなす単玉のレンズの一方
の面および／または他方の面であることができる。

【００１９】上記請求項１または２記載の走査結像光学
系において、補正屈折面を「走査結像光学系のレンズ面
のうち、最も被走査面側にあるもの」として形成できる
（請求項３）。このようにすると、補正屈折面よりも被
走査面側の光路上に屈折面が無いので、補正屈折面の設
計が容易となる。

【００２０】光走査装置では、光書込みによる各ドット
が主走査方向に可及的に等間隔となるようにする必要が
あり、これを実現するのに、偏向ビームを変調するタイ
ミングを電気的に調整する方法と、光走査が等速的にな
されるように走査結像光学系自体の光学的な特性（ｆθ
特性等）を設定する方法、あるいは上記電気的な補正と
光学的な補正を共用する方法がある。電気的な調整では
高度の等速性補正は難しく、記録画像に高品質が要求さ
れるような場合には、走査結像光学系が「等角速度的に
偏向する偏向ビームによる光走査を等速化する機能」を
有することが好ましい（請求項４）。

【００２１】前述したように、光偏向器としては回転単
面鏡を用いることもでき、このような光偏向器には「回
転多面鏡におけるような偏向反射面の面倒れ」が無く、
従って面倒れ補正機能を持たせる必要は無いが、光偏向
器として回転多面鏡のように複数の偏向反射面を持つも
のが用いられる場合には、面倒れを補正する機能が必要
となる。この発明のマルチビーム走査装置は、光源側か
らの複数ビームをそれぞれ、光偏向器の偏向反射面近傍
に主走査対応方向に長い線像として結像させる「線像結
像光学系」を有し、走査結像光学系が「光偏向器による
各偏向ビームの偏向の起点近傍と被走査面位置とを、副
走査対応方向において幾何光学的に略共役関係とする機
能を有する」ように構成できる（請求項５）。このよう
にすることにより、光偏向器における偏向反射面の「面
倒れ」を補正することができる。この機能は、これを徹
底させれば、前述のように「走査線の曲がり」は発生し
なくなるのであるが、実際には、前記等速特性や像面湾
曲等を良好に補正するとの前提のもとでは、共役関係の
完全な実現は困難であり、ここでは走査結像光学系に必
要とされる光学特性との兼ね合いにおいて実現され、面
倒れを補正できるような共役関係をいう。

【００２２】上記請求項１〜５の任意の１に記載のマル
チビーム走査装置において、光源における複数の発光部
は「光偏向器の偏向反射面の回転軸を含む平面内で互い
に微小距離離れている」ようにすることができる。この
ようにすると、偏向反射面へ入射する全てのビームの主
光線と偏向反射面の回転軸とは「同一の平面」を共有
し、各ビームの走査はこの平面に対して対称的となる。

【００２３】なお、この明細書中において光源の発光部
は、必ずしも現実の発光部に限らない。例えば、空間的
にかなり離れた２つの発光源からのビームでも、これら
を例えば偏向ビームスプリッタ等を用いて合成し、合成
された２ビームの仮想的な発光部を互いに近接させるこ
とができるので、このような仮想的な発光部が互いに近
接する場合も、この明細書中においては「互いに近接し
た複数の発光部」と称するのである。

【００２４】上記請求項１〜６の任意の１に記載のマル
チビーム走査装置において、光源として「モノリシック
な半導体レーザアレイ」を用いることができ（請求項
７）、この場合において、発光部が２個のものを用いる
ことができる（請求項８）。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明のマルチビーム
走査装置の実施の１形態を説明するための図である。図
１（ａ）は「光源から被走査面に至る光学配置を主走査
対応方向から見た状態」を示している。光源１０は、発
光部として半導体レーザＬＤ１とＬＤ２とを近接して有
するモノリシックな半導体レーザアレイであり、各半導
体レーザＬＤ１，ＬＤ２からの発散性の各ビームは、カ
ップリングレンズ１５により「以後の光学系」にカップ
リングされる。カップリング後の各ビーム（図の繁雑を
避けるため、図中には１ビームのみを描いた）は、平行
ビームとなることもできるし、弱い発散性もしくは弱い
集束性のビームとなってもよい。カップリングされた各
ビームは、次いでアパーチュア２０を通過することによ
りビーム周辺部を遮光により除去され、所謂「ビーム整
形」される。ビーム整形された各ビームは、図１（ａ）
の面内に平行な面内のみ正のパワーを持つシリンダレン
ズ２５を透過し、同レンズ２５の作用により副走査対応
方向に集光しつつ「光源側からのビーム」として、回転
多面鏡である光偏向器３０の偏向反射面３１に入射し、
偏向反射面３１の近傍に主走査対応方向（図面に直交す
る方向）に長い２つの線像として結像する。偏向反射面
３１により反射された各ビームは走査結像光学系４１に
入射し、走査結像光学系４１の作用により被走査面５０
上に副走査方向に離れた２つの光スポットとして集光す
る。各反射ビームは、光偏向器３０の等速回転に伴い等
角速度的に偏向し、光スポットは被走査面５０（実体的
には、この位置に配備される光導電性の感光体の感光
面）を光走査する。走査結像光学系４１は「光走査を等
速化する機能」を持つ。

【００２６】図１（ａ）において、光源１０からの各ビ
ームの主光線と、光偏向器３０の偏向反射面３１の回転
軸３０Ａｘ（回転多面鏡３０自体の回転軸）とは「同一
平面内」にある。図１（ｂ）は（ａ）の、光偏向器３０
から被走査面に至る光学配置を、光偏向器３０における
偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘの方向から見た図であ
る。前述のように、光源１０からの各ビームの主光線
と、光偏向器３０の偏向反射面３１の回転軸３０Ａｘ
（回転多面鏡３０自体の回転軸）とは同一平面内にある
が、図１（ｂ）ではこの同一平面を平面ＰＬで示す。こ
のように「回転軸３０Ａｘと、光源側からの偏向反射面
３１への入射ビームの主光線が平面ＰＬ内にある」ため
光走査は平面ＰＬに対称的になる。

【００２７】走査結像光学系４１は「単一のレンズ」と
して構成され、光スポットによる光走査を等速化する機
能と、偏向反射面３１の位置と被走査面５０の位置とを
副走査対応方向において幾何光学的に略共役な関係とす
る機能とを有し、補正屈折面４１Ｂを有する。補正屈折
面４１Ｂは、補正屈折面４１Ｂへの一方の偏向ビームの
入射位置における副走査断面内の固有傾き：β₄₁が「該
一方の偏向ビームの光走査装置固有の走査線曲がりを補
正する」ように上記入射位置に応じて定められている。

【００２８】以上を要約すると、図１に示す実施の形態
を示すマルチビーム走査装置は、光源側からのビームを
光偏向器３０の偏向反射面３１に、偏向反射面の回転軸
３０Ａｘに斜めに交わる方向から入射させて等角速度的
に偏向させ、偏向ビームを被走査面５０上に光スポット
として集光させ、被走査面５０を光走査する光走査装置
で、光源１０が互いに近接した発光部ＬＤ１，ＬＤ２を
有し、各発光部からのビームが被走査面５０上で副走査
方向に互いに分離した複数の光スポットを形成し、これ
ら複数の光スポットで、複数ラインを同時に走査するマ
ルチビーム走査装置であって、光源１０側からの複数の
ビームを、副走査方向に分離した複数の光スポットとし
て被走査面５０上に集光する走査結像光学系４１が１以
上のレンズを有して構成され、レンズ４１における１以
上の面として、走査線の曲がりを補正する補正屈折面４
１Ｂを有し、補正屈折面４１Ｂは、補正屈折面４１Ｂに
入射する複数ビームのうちの少なくとも１ビームの入射
位置における副走査断面内の固有傾き：β₄₁が、該ビー
ムの光走査装置固有の走査線曲がりを補正するように上
記入射位置に応じて定められている（請求項１）。

【００２９】また、走査結像光学系４１は単一のレンズ
により構成されて、光偏向器３０と被走査面５０との間
の光路上に配備され（請求項２）、走査結像光学系４１
における最も被走査面側に位置するレンズ面が補正屈折
面４１Ｂであり（請求項３）、走査結像光学系４１は
「等角速度的に偏向する各偏向ビームによる光走査を等
速化する機能」を有し（請求項４）、光源側からの複数
ビームをそれぞれ、光偏向器３０の偏向反射面３１近傍
に主走査対応方向に長い線像として結像させる線像結像
光学系２５を有し、走査結像光学系４１は、光偏向器３
０による偏向の起点近傍と被走査面位置とを、副走査対
応方向において幾何光学的に略共役関係とする機能を有
する（請求項５）。さらに、光源１０における複数の発
光部ＬＤ１，ＬＤ２は、光偏向器３０の偏向反射面３１
を含む平面内で互いに微小距離離れており（請求項
６）、光源１０は「モノリシックな半導体レーザアレ
イ」であって（請求項７）、半導体レーザアレイにおけ
る発光部の数が２個である（請求項８）。

【００３０】

【実施例】以下、図１に即して説明した実施の形態に関
する具体的な実施例を挙げる。光源１０としては、発光
部として発光波長７８０ｎｍの半導体レーザＬＤ１，Ｌ
Ｄ２を発光部間隔：９μｍで配列した「モノリシックな
半導体レーザアレイ」を用いた。光源１０から被走査面
５０に至る光路上において、光源から数えて第ｉ番目の
面（各レンズのレンズ面の他、半導体レーザアレイユニ
ットのカバーガラスおよび偏向反射面を含む）の、主・
副走査対応方向の曲率半径（非円弧形状にあっては近軸
曲率半径）をそれぞれ「ＲmiおよびＲsi」、第ｉ番目の
面と第ｉ＋１番目の面との面間隔を「Ｄi」、屈折面を
有する光学部材の材質の屈折率を「Ｎ」で表す。

【００３１】 i Ｒmi Ｒsi Ｄi Ｎ 光学部材 ０ 4.45 1.511 半導体レーザ １ ∞ ∞ 0.30 カバーガラス ２ ∞ ∞ 2.00 ３ ∞ ∞ 2.50 1.675 カップリングレンズ ４ -5.3856 -5.3856 14.00 ５ ∞ 45.995 3.0 1.519 シリンダレンズ ６ ∞ ∞ ７ ∞ ∞ 38.21 偏向反射面 ８ 199.5 -40.03 18.00 1.519 走査結像光学系 ９ -212 -15.85 17.00 。

【００３２】光源１０側からの２ビームのうち、発光部
ＬＤ１からのビームの主光線は、図１（ａ）に示すよう
に、光偏向器３０の回転軸３０Ａｘに直交する平面ＳＦ
に対して「３度の角」をなすように入射する。従って、
上記入射主光線と回転軸３０Ａｘとの成す角は８７度で
ある。カップリングレンズ１５の作用は「コリメート作
用」であり、カップリングされた各ビームは「平行ビー
ム」となる。光源１０における発光部ＬＤ１，ＬＤ２の
位置は、図１（ａ）で、偏向反射面３１による偏向ビー
ムの偏向角が０のとき、即ち、各偏向ビームの主光線が
図１（ｂ）の面ＰＬ内に成る状態において、回転軸３０
Ａｘに直交する面ＳＦから下方への「各発光部」のシフ
ト量（ｍｍ）：Ｚで表され、このシフト量：Ｚは、発光
部ＬＤ１に対してＺ＝−３．４０２８ｍｍで、発光部Ｌ
Ｄ２に対してはＺ＝を−３．４１１８である。Ｚの負号
が「下方へのシフト」を表している。走査結像光学系４
１の入射側面４１Ａ（上記１覧における第８面）は以下
のように特定される。即ち、入射側面の「対称軸を含み
主走査対応方向に平行な平面内の形状」は、上記対称軸
方向にＸ軸、主走査対応方向にＹ軸を取るとき、非球面
に関連して広く知られた式、即ち、Ｒm を近軸曲率半
径、Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．を定数として、 Ｘ(Ｙ)＝（Ｙ²/Ｒm）／［１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ/Ｒm)
²}］＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰＋．．． で表され、近軸曲率半径：Ｒm及び定数：Ｋ，Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，．.により特定される「非円弧形状」である。

【００３３】入射側面４１Ａに就き、上記Ｒm，Ｋ，
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の通りである。 Ｒm＝ １９９．５，Ｋ＝−３５．１３８，Ａ＝−１．
９８Ｅ−７，Ｂ＝２．１７Ｅ−１１，Ｃ＝ １．９Ｅ−
１５，Ｄ＝−１．８８Ｅ−１９ 。

【００３４】走査結像光学系４１の入射側面４１Ａの
「副走査断面」内の曲率:Ｃs は、主走査対応方向の座
標：Ｙに応じて、 Ｃs(Ｙ)＝｛１/Ｒs(０)｝＋Σａ_j・Ｙ＊＊２ｊ で表される式に応じて変化している。ｊは自然数：１，
２，３，．．．である。「Ｙ＊＊２ｊ」は「Ｙの２ｊ
乗」を表す。

【００３５】入射側面４１Ａに就いて、上記Ｒs(０)，
ａ_jは以下のとおりである。

【００３６】Ｒs（０）＝−４０．０３，ａ₁＝７．３１
Ｅ−６，ａ₂＝−１．１５Ｅ−８，ａ₃＝ １．３Ｅ−１
１，ａ₄＝−８．２８Ｅ−１５，ａ₅＝ ２．９Ｅ−１
８，ａ₆＝−５．０７Ｅ−２２，ａ₇＝ ３．３６Ｅ−２
６ 以上のようにして、入射側面４１Ａの形状が特定され
る。

【００３７】走査結像光学系４１の射出側面４１Ｂの形
状は以下のように特定する。射出側面４１Ｂは前述の通
り「補正屈折面」であり、副走査断面内の固有傾き：β
₄₁が「光走査装置固有の走査線曲がりを補正する」よう
に、入射位置に応じて定められている。換言すれば、固
有傾き：β₄₁は、主走査対応方向の座標：Ｙの関数：β
₄₁(Ｙ)である。

【００３８】射出側面４１Ｂの形状を特定するのに、先
ず、固有傾き：β₄₁(Ｙ)≡０の場合を「設計基準」とし
て考え、この設計基準において、射出側面４１Ｂの対称
軸を含み主走査対応方向に平行な面内の形状と副走査断
面内の形状とを、入射側面４１Ａの場合と同様、上記
式：Ｘ(Ｙ)，曲率：Ｃｓ(Ｙ)を用いて与え、しかるのち
上記固有傾き：β₄₁を与えて形状を特定する。

【００３９】射出側面４１Ｂに就き、設計基準における
上記Ｒm，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の通りである。 Ｒm＝−２１２，Ｋ＝ ２．１０６，Ａ＝−３．７１Ｅ
−７，Ｂ＝１．７１Ｅ−１１，Ｃ＝−５．９３Ｅ−１
５，Ｄ＝１．４９Ｅ−１８ 。

【００４０】射出側面４１Ｂに就いて、設計基準におけ
る上記Ｒs(０)，ａ_jは以下のとおりである。 Ｒs（０）＝−１５．８５，ａ₁＝３．１９Ｅ−６，ａ₂
＝−９．１３Ｅ−１０，ａ₃＝−５．３７Ｅ−１２，ａ₄
＝６．４９Ｅ−１５，ａ₅＝−３．４２Ｅ−１８，ａ₆＝
８．４９Ｅ−２２，ａ₇＝−８．０７Ｅ−２６ 以上のようにして、入射側面４１Ａの「設計基準」の形
状が特定される。

【００４１】「固有傾き」の特定を行う前に若干説明を
補足する。上記のデータにおいて「Ｅとそれにつづく数
値」は「１０のべき乗」を表す。例えば「Ｅ−９」は
「１０~⁹」を意味し、この数値が直前の数値にかかるの
である。図１に示す光学配置を前記データに従って実現
すると、走査結像光学系４１が設計基準の状態（固有傾
き：β₄₁(Ｙ)≡０の状態）であるときは「走査線の曲が
り」が発生する。このように発生する走査線曲がりは、
光学配置によるものであり、光学設計の結果として生じ
るものである。従って、この状態において存在する「走
査線曲がり」が「光走査装置固有の走査線曲がり」であ
る。発光源ＬＤ１からのビームに対する光走査装置固有
の走査線曲がりを、図２に曲線２−２で示し、発光部Ｌ
Ｄ２からのビームに対する光走査装置固有の走査線曲が
りを図３に曲線３−２で示す。

【００４２】固有傾き：β₄₁(Ｙ)は、発光部ＬＤ１から
のビームに対する走査線曲がりを補正するように定めら
れる。上記固有傾きは、座標：Ｙの関数として「関数形
を解析表現として与える」こともできるが、ここでは、
いくつかの代表的なＹ座標値に対するとびとびの値を一
覧として与える。

【００４３】固有傾き：β₄₁(Ｙ)； Ｙ（ｍｍ） β₄₁(Ｙ)（度） -60 0.25505 -45 0.15855 -30 0.11746 -15 0.04090 0 0.00000 15 0.04090 30 0.11746 45 0.15855 60 0.25505
。

【００４４】Ｙ座標全域にわたる固有傾き：β₄₁(Ｙ)は
上記の「とびとびの値」を滑らかに補完することにより
得ることができる。

【００４５】上記の如く固有傾き：β₄₁(Ｙ)を与える
と、射出側面４１Ｂ、即ち「補正屈折面」の副走査断面
内の曲率中心を主走査方向に連ねた「曲率中心線（設計
基準状態では前記対称軸を含み主走査対応方向に平行な
面内にある）」は、１平面内に無く、３次元的な曲線に
なる。上記「固有傾き」を入れた補正屈折面を用いるこ
とにより、発光部ＬＤ１からのビームに対する走査線曲
がりは、図２の曲線２−１のように実質的に完全に補正
され、発光部ＬＤ２からのビームに対する走査線曲がり
は、図３の曲線３−１のように極めて良好に補正される
（このように、発光部ＬＤ２からのビームの走査線曲が
りも極めて良好に補正されるのは、発光部ＬＤ２が発光
部ＬＤ１に極めて接近しており、補正屈折面の作用が発
光部ＬＤ２からのビームに対しても有効に作用するから
である）。従って、これら２ビームにより、極めて直線
性の良いマルチビーム走査を実現することができる。図
２、図３の「表」は上記走査線曲がりの数値である。

【００４６】図４に、実施例における走査結像光学系４
１の等速特性（ｆθ特性）を、各発光部からのビームに
ついて示す。等速特性も極めて良好である。なお、実施
例のような走査結像レンズは、３次元面形状形成装置に
より各レンズ面に対応する型を作製し、この型を用いた
プラスチック成形により容易且つ大量に、従って安価に
作製可能である。実施例に示したように、互いに近接し
た２つの発光部からのビームに対して走査線曲がりを極
めて良好に補正できるのであるから、発光部の数を３以
上に増やしても、これらを互いに極めて近接させれば、
３以上のビームの走査線曲がりを良好に補正できること
は容易に理解できるであろう。また実施例に用いた走査
結像光学系４１は、発光部ＬＤ１からのビームに対して
は、走査線曲がりを完全に補正できるのであるから、こ
の走査結像光学系４１をマルチビームでなく、シングル
ビームの走査装置に対しても良好に用い得ることは言う
までもない。

【００４７】上記実施例では、２つの発光部を偏向反射
面の回転軸とを含む同一の平面上に配置したが、複数の
発光部が互いに近接していれば、これらは、必ずしも同
一の平面上になくても良い。この場合には、複数の光ス
ポットは被走査面上で副走査方向のみならず、主走査方
向にも分離するが、分離量は小さく、サグの非対称性が
実質的な問題となることはない。

【００４８】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規なマルチビーム走査装置を実現できる。この発明
のマルチビーム走査装置は、各偏向ビームの偏向掃引す
る面が非平面であることに起因する「光走査装置固有の
走査線曲がり」を、補正屈折面により良好に補正でき、
主走査を直線化して極めて良好な光走査を実現すること
ができる。請求項２記載の発明では、走査結像レンズが
単玉のレンズであるので、製造コストが安価で、マルチ
ビーム走査装置のコンパクト化を容易に実現できる。さ
らに、請求項３記載の発明では、走査結像光学系の設計
が容易で、請求項４記載の発明のマルチビーム走査装置
は「光走査の等速性」を容易に実現でき、請求項５記載
の発明では、回転多面鏡の偏向反射面の面倒れを有効に
補正できる。また、請求項６記載の発明ではサグが像高
０に対して対称的となり、請求項７，８記載の発明では
複数の発光部の間隔が固定的であるので、発光部間隔の
調整が不用である。また、この発明のマルチビーム走査
装置は、光源から光偏向器に至る光学系部分と、光偏向
器以後の光学系とを上下に重ねるように配備できるの
で、床面積を小さくしてコンパクトに構成できる。ま
た、光源側から偏向反射面への入射方向と上記回転軸と
を含む平面に対して光走査が対称的になるので、「サ
グ」は発生するにしても像高：０に略対称的に発生する
ので、走査結像光学系における等速特性や像面湾曲の補
正が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の１形態を説明するための図で
ある。

【図２】実施例における発光部ＬＤ１からのビームに対
する走査線曲がり補正効果を説明するための図である。

【図３】実施例における発光部ＬＤ２からのビームに対
する走査線曲がり補正効果を説明するための図である。

【図４】実施例における走査結像光学系の等速特性を示
す図である。

【符号の説明】

１０ 光源（モノリシックな半導体レーザアレイ） ＬＤ１，ＬＤ２ 発光部としての半導体レーザ ３０ 光偏向器 ３１ 偏向反射面 ３０Ａｘ 偏向反射面の回転軸 ４１ 走査結像光学系 ４１Ａ 入射側面 ４１Ｂ 射出側面（補正屈折面） ５０ 被走査面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源側からのビームを光偏向器の偏向反射
   面に、該偏向反射面の回転軸に斜めに交わる方向から入
   射させて等角速度的に偏向させ、偏向ビームを被走査面
   上に光スポットとして集光させ、被走査面を光走査する
   光走査装置で、光源が互いに近接した発光部を有し、各
   発光部からのビームが上記被走査面上で副走査方向に互
   いに分離した複数の光スポットを形成し、これら複数の
   光スポットで複数ラインを同時に走査するマルチビーム
   走査装置において、 光源側からの複数のビームを、副走査方向に分離した複
   数の光スポットとして被走査面上に集光する走査結像光
   学系が１以上のレンズを有して構成され、 上記レンズにおける１以上の面として、走査線の曲がり
   を補正する補正屈折面を有し、 上記補正屈折面は、該補正屈折面に入射する複数ビーム
   のうちの少なくとも１ビームの入射位置における副走査
   断面内の固有傾きが、該ビームの光走査装置固有の走査
   線曲がりを補正するように、上記入射位置に応じて定め
   られていることを特徴とするマルチビーム走査装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のマルチビーム走査装置にお
   いて、 走査結像光学系が単一のレンズにより構成され、光偏向
   器と被走査面との間の光路上に配備されることを特徴と
   するマルチビーム走査装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のマルチビーム走査
   装置において、 走査結像光学系における最も被走査面側に位置するレン
   ズ面が補正屈折面であることを特徴とするマルチビーム
   走査装置。
4. 【請求項４】請求項１または２または３記載のマルチビ
   ーム走査装置において、 走査結像光学系が、等角速度的に偏向する偏向ビームに
   よる光走査を等速化する機能を有することを特徴とする
   マルチビーム走査装置。
5. 【請求項５】請求項１または２または３または４記載の
   マルチビーム走査装置において、 光源側からの複数ビームをそれぞれ、光偏向器の偏向反
   射面近傍に主走査対応方向に長い線像として結像させる
   線像結像光学系を有し、 走査結像光学系が、上記光偏向器による各偏向ビームの
   偏向の起点近傍と被走査面位置とを、副走査対応方向に
   おいて幾何光学的に略共役関係とする機能を有すること
   を特徴とするマルチビーム走査装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５の任意の１に記載のマルチビ
   ーム走査装置において、 光源における複数の発光部は、光偏向器の偏向反射面の
   回転軸を含む平面内で互いに微小距離離れていることを
   特徴とするマルチビーム走査装置。
7. 【請求項７】請求項１〜６の任意の１に記載のマルチビ
   ーム走査装置において、 光源は、モノリシックな半導体レーザアレイであること
   を特徴とするマルチビーム走査装置。
8. 【請求項８】請求項７記載のマルチビーム走査装置にお
   いて、 光源である半導体レーザアレイにおける発光部の数が２
   個であることを特徴とするマルチビーム走査装置。