JPH11142771A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多段回転多面鏡を用いた光走査装置において
スポットサイズの不同や面倒れ補正効果の不同がなく良
好な光走査を可能にする。 【解決手段】 光源１からの光束を分離する分離光学系
４と、角度位相が異なるように同軸に多段に積み重ねら
た回転多面鏡７と、偏向された複数の光束を被走査面１
３上で同一の走査線に結像させる走査光学系１２とを有
し、分離光学系４から回転多面鏡７までの間にレンズが
配置されておらず、回転多面鏡７の面倒れの補正を行う
光学系が、光源１と分離光学系４の間のシリンドリカル
レンズ３と回転多面鏡７より後に配置された単一の長尺
レンズ１１とからなり、回転多面鏡７で偏向された複数
の光束が副走査方向において回転多面鏡７の反射面近傍
の共通の結像点Ｐから出て行くよう各光束の進行方向を
偏向させるプリズム９を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置に関
し、特に、多段に重ねられた複数の回転多面鏡を用いた
光走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザービームプリンター等に用いられ
る光走査装置では、高速化のため、単位時間当たりの走
査線数を増加させることへの要求が強い。しかし、回転
多面鏡（ポリゴンミラー）を用いる光走査装置では、多
面鏡の回転数には上限がある。軸受に空気軸受を用いて
も、実用的な回転数は４０，０００〜５０，０００ｒｐ
ｍに制限される。

【０００３】一方、多面鏡の１回転当たりの走査数（走
査線数）を増加させるために多面鏡の面数を増加させる
と、所定の反射面の大きさを確保するためには多面鏡の
直径が増大する。また、１つの反射面で光ビームを偏向
できる偏向角が減少する。

【０００４】偏向角の減少に伴ってある走査幅を確保す
るためには、走査光学系の焦点距離が増加する。被走査
面上に所定の大きさの光スポットを結像させるために
は、光ビームのＮＡ（開口数）を一定値以上にしなけれ
ばならないため、走査光学系の焦点距離の増加に比例し
て多面鏡の反射面上での光ビームの大きさが大きくな
り、反射面の大きさをさらに増加させる必要がある。

【０００５】そのため、ますます回転多面鏡の大きさが
大きくなり、高速回転を行うのが難しくなる。その結
果、反射面の面数の増加の効果は回転数の減少で相殺さ
れ、単位時間当たりの走査数はさほど増加できない。

【０００６】回転多面鏡の１反射面当たりの偏向角を大
きくできないのは、多面鏡の反射面の境界部に光ビーム
が入射しないようにするため、多面鏡の回転角度を有効
に活用できないことが原因である。一般に、多面鏡の１
つの反射面に対応する回転角（あるいは時間）に対し
て、実際の走査に活用できるのはその７０％にすぎな
い。

【０００７】そこで、複数の多面鏡を位相を変えて積層
し、各多面鏡を交互に使用することで、各反射面の大き
さを拡大でき、多面鏡の回転角を有効に活用できる。１
つの光源か出た光ビームを２つに分離し、２段に積み重
ねた多面鏡各々に各光ビームを入射させ、一方の光束が
走査を終了した直後に他方の光束が走査を開始するよう
に構成することで、走査範囲を走査している期間の隙間
の時間を短くすることができる。このような場合、反射
面１面当たりの回転角に対して９０％程度を実際の走査
に利用できる。

【０００８】このような２段（多段）多面鏡を用いたい
従来例には、以下のようなものがある。特公昭４８−１
６００２号のものは、集束レンズの後側に２段回転多面
鏡が配置されているもので、多面鏡より後側には光学系
が配置されていない。また、面倒れ補正光学系はなく、
分離された２つのビームに対して各々偏向器を置くこと
で電気的に補正している。

【０００９】また、特公平２−５４５２５号（特開昭５
８−２２４３２５号）のものは、２段回転多面鏡には分
離された２つの平行光束が入射し、共通の１つの走査レ
ンズによって被走査面上に結像するものであるが、面倒
れ補正光学系に関する記述はない。多面鏡に平行光束が
入射しているので、少なくとも共役型の面倒れ補正光学
系を用いることはあり得ない。

【００１０】また、特公平６−７５９７３号（特開昭６
１−１６６５６０号）のものは、面倒れ補正光学系につ
いて述べられており、また、２つの光束に分離した後に
各光束をシャッターで交互に遮ることで、走査効率を上
げている。

【００１１】これらの公知例を面倒れ補正光学系に関し
て比較すると、特公昭４８−１６００２号のものは、面
倒れ補正を電気的に行うので、構造が複雑である、特公
平２−５４５２５号のものは、面倒れ補正光学系がない
か、少なくとも共役型面倒れ補正光学系ではないので、
多面鏡の面倒れの影響を受ける、特公平６−７５９７３
号のものは、面倒れ補正光学系があるが、その第３図に
示されているように、各多面鏡で偏向後の各光束に対し
て光学面が個別に設けられたレンズ（すなわち、複数の
シリンドリカルレンズを合体したレンズ）を用いている
ため、２つの光学面（シリンドリカルレンズ面）の特性
の差により、光束毎にスポットサイズが異なったり、面
倒れ補正効果が異なるという問題がある。そのため画質
を劣化させる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術のこ
のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、多段回転多面鏡を用いた光走査装置においてスポッ
トサイズの不同や面倒れ補正効果の不同がなく良好な光
走査を可能にすることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光走査装置は、単一の光源から射出された光束を複
数の光束に分離する分離光学系と、互いに角度位相が異
なるように同軸に多段に積み重ねられ、前記複数の光束
の数と同数設けられ、各々の光束が別々に反射面に入射
して各々偏向する回転多面鏡と、偏向された複数の光束
を被走査面上で同一の走査線を描くように結像させる走
査光学系と、光学的に回転多面鏡の面倒れの補正を行う
面倒れ補正光学系とを有する光走査装置において、前記
分離光学系で光束が分離された後から前記回転多面鏡の
反射面に入射するまでの間に、少なくとも副走査方向に
光学パワーを有する光学素子が配置されていないことを
特徴とするものである。

【００１４】本発明のもう１つの光走査装置は、単一の
光源から射出された光束を複数の光束に分離する分離光
学系と、互いに角度位相が異なるように同軸に多段に積
み重ねられ、前記複数の光束の数と同数設けられ、各々
の光束が別々に反射面に入射して各々偏向する回転多面
鏡と、偏向された複数の光束を被走査面上で同一の走査
線を描くように結像させる走査光学系と、光学的に回転
多面鏡の面倒れの補正を行う面倒れ補正光学系とを有す
る光走査装置において、前記面倒れ補正光学系は、前記
光源と前記分離光学系の間に配置された副走査方向に光
学パワーを有する光学素子と、前記回転多面鏡で偏向さ
れた複数の光束が全て通過する単一の副走査方向に光学
パワーを有する光学素子とからなることを特徴とするも
のである。

【００１５】本発明のさらにもう１つの光走査装置は、
単一の光源から射出された光束を複数の光束に分離する
分離光学系と、互いに角度位相が異なるように同軸に多
段に積み重ねられ、前記複数の光束の数と同数設けら
れ、各々の光束が別々に反射面に入射して各々偏向する
回転多面鏡と、偏向された複数の光束を被走査面上で同
一の走査線を描くように結像させる走査光学系と、光学
的に回転多面鏡の面倒れの補正を行う面倒れ補正光学系
とを有する光走査装置において、前記分離光学系で光束
が分離された後から前記回転多面鏡の反射面に入射する
までの間に、少なくとも副走査方向に光学パワーを有す
る光学素子が配置されておらず、かつ、前記面倒れ補正
光学系は、前記光源と前記分離光学系の間に配置された
副走査方向に光学パワーを有する光学素子と、前記回転
多面鏡で偏向された複数の光束が全て通過する単一の副
走査方向に光学パワーを有する光学素子とからなること
を特徴とするものである。

【００１６】これらの光走査装置において、回転多面鏡
で偏向された複数の光束が副走査方向において回転多面
鏡の反射面近傍の共通の結像点から出て行くよう、各光
束の進行方向を偏向させる光学手段を備えていることが
望ましい。

【００１７】その光学手段としては、複数の平面状の屈
折面から構成することができ、その場合、その平面状の
屈折面は、走査光学系を構成する何れかのレンズの入射
側あるいは射出側の面に設けることができる。また、そ
の光学手段として、複数の平面状の反射面から構成する
こともできる。

【００１８】また、分離光学系を光束分割面を境に２つ
の透明ブロックを貼り合わせてなる貼り合わプリズムか
ら構成することもできる。

【００１９】また、被走査面に近接した位置でかつ光束
の所要の走査範囲の両側に、主走査方向にその位置が調
整可能な遮蔽板を設けることが望ましい。

【００２０】本発明の別の光走査装置は、単一の光源か
ら射出された光束を複数の光束に分離する分離光学系
と、互いに角度位相が異なるように同軸に多段に積み重
ねられ、前記複数の光束の数と同数設けられ、各々の光
束が別々に反射面に入射して各々偏向する回転多面鏡
と、偏向された複数の光束を被走査面上で同一の走査線
を描くように結像させる走査光学系と、光学的に回転多
面鏡の面倒れの補正を行う面倒れ補正光学系とを有する
光走査装置において、被走査面に近接した位置でかつ光
束の所要の走査範囲の両側に、主走査方向にその位置が
調整可能な遮蔽板を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００２１】以上の本発明においては、分離光学系で光
束が分離された後から回転多面鏡の反射面に入射するま
での間に、少なくとも副走査方向に光学パワーを有する
光学素子が配置されておらず、また、面倒れ補正光学系
が、光源と分離光学系の間に配置された副走査方向に光
学パワーを有する光学素子と、回転多面鏡で偏向された
複数の光束が全て通過する単一の副走査方向に光学パワ
ーを有する光学素子とからなるので、分離光学系で分離
された複数の光束が同一の共役型面倒れ補正光学系を通
過することで、各々別々の光学系を通過するとき生ずる
スポットサイズの不同や面倒れ補正効果の不同を除去す
ることが可能になり、良好な光走査を可能になる。本発
明の光走査装置を例えば画像形成装置に応用した場合に
は、画質が向上する。また、被走査面に近接した位置で
かつ光束の所要の走査範囲の両側に、主走査方向にその
位置が調整可能な遮蔽板を設けたので、複数の光束の何
れかを選択的に透過させるようなシャッター手段を必要
とせず、構造が簡素で安価かつ信頼性が高いものが構成
できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の光走
査装置の実施例について説明する。図１は本発明の１実
施例の光走査装置の構成を示す主走査面内の光路図、図
２はその副走査面内の光路図である。以下、本発明で
は、光学系の任意の位置において、その位置における光
学系の光軸を含み偏向器である多段回転多面鏡の回転軸
に平行な面を副走査面と定義し、光軸を含み副走査面に
垂直な面を主走査面と定義する。さらに、主走査面内に
おいて、光軸に垂直な方向を主走査方向と定義し、ま
た、副走査面内において、光軸に垂直な方向を副走査方
向と定義する。

【００２３】この実施例の光走査装置は、図１及び図２
に示すように、単一の光源１（半導体レーザー）から射
出した光束は、コリメータレンズ２で略平行な光束に変
換された後に、副走査方向にのみパワーを持つシリンド
リカルレンズ３によって副走査方向に集束し主走査方向
では略平行な光束に変換される。この光束は、ハーフミ
ラー４で光量が等しい２つの光束に分割される。

【００２４】ハーフミラー４で分割された２つの光束の
一方はミラー５を介して、他方は光路長調整ミラー６を
介して向きを変えられて２段回転多面鏡７に入射する。
このとき、２つの光束は互いに平行でかつ２段回転多面
鏡７の回転軸８（図１の紙面に垂直な軸）とは直交する
面内にあるように配置される。また、分割された各々の
光束において、副走査方向の集束ビーム集束点ａ、ｂに
２段回転多面鏡７を構成する各々の回転多面鏡７ａ、７
ｂの反射面７ａｍ、７ｂｍが位置するように配置されて
いる。そのために、光路調整ミラー６により２つの光束
のハーフミラー４から２段回転多面鏡７までの光路長を
等しくなるよるように調整している。この実施例では、
これらハーフミラー４とミラー５と光路調整ミラー６を
合わせてビームスプリッターを構成している。

【００２５】２段回転多面鏡７は、同一の大きさの２つ
の回転多面鏡７ａと回転多面鏡７ｂを回転軸８を中心に
して同軸に積層して構成されており、各多面鏡７ａ、７
ｂは各々、６つの反射面を持つ正六角柱の形をしてお
り、２つの多面鏡７ａ、７ｂは回転軸８を中心に角度３
０°だけ相互にずらして重ねてある。すなわち、２つの
多面鏡７ａ、７ｂが１回転する間に１２回の偏向走査が
可能である。

【００２６】２段回転多面鏡７で偏向された各光束は、
副走査面内において断面が凹型でＶ字形をなしている平
面の入射面９ａ、９ｂを有するプリズム９の各入射面９
ａ、９ｂで向きを変えられ、主走査方向にのみパワーを
有する結像レンズ１０と主として副走査方向にパワーを
有し被走査面１３に近接配置された長尺レンズ１１とか
らなる走査光学系１２に入射した後に、被走査面１３上
で同一の走査線を形成するように結像する。

【００２７】走査光学系１２は、回転多面鏡７ａ、７ｂ
の反射面７ａｍ、７ｂｍと被走査面１３が副走査面内に
おいて光学的な共役関係を保つように構成されており、
各々の反射面７ａｍ、７ｂｍの面倒れによる走査線の副
走査方向の変位を補償するようになっている。したがっ
て、副走査面内において、共通の走査光学系１２を通過
する２つの光束を同一の走査線に結像させるためには、
回転多面鏡７の反射面の位置においても、２つの光束が
１つの結像点Ｐを通過するように構成する必要がある。

【００２８】そこで、本発明では、反射面７ａｍ、７ｂ
ｍで反射された２つの光束が重ならない位置に、副走査
方向に各光束の向きを変えるプリズム９等の光学素子を
配置することによって、仮想的には２段回転多面鏡７の
反射面７ａｍ、７ｂｍ近傍の１つの仮想の結像点Ｐから
２つの光束が出て行くよう偏向させ、かつ、実際の結像
点ａ、ｂは各光束に対応して各々回転多面鏡７ａ、７ｂ
の反射面７ａｍ、７ｂｍ上に分かれて存在することを可
能にしている。

【００２９】このように、分割され各々別の回転多面鏡
７ａ、７ｂの反射面７ａｍ、７ｂｍで反射された２つの
光束は、同一の走査光学系１２を通過する。特に、副走
査面断面内において同一のレンズ系１２を通過するの
で、各光束に対して個別のレンズ系を設ける従来の方法
に比べて安価に構成できるのはもちろんのこと、複数の
レンズのレンズ面形状の差あるいは材料の特性差に起因
する結像性能の劣化が生じない。

【００３０】この実施例では、走査光学系１２は結像レ
ンズ１０と長尺レンズ１１とで構成されている。結像レ
ンズ１０は主走査面内でしか屈折力を有しないので、図
１、図２のようにプリズム９の後側に配置してもよい
し、プリズム９の前側に配置してもよい。

【００３１】また、２つの光束は走査光学系１２の光軸
に対して各々偏心して入射し、かつ、光軸Ｏ−Ｏ’（あ
るいは子午面）に対して副走査方向に対称な位置に入射
する。もし、被走査面１３上に描かれる走査線に湾曲を
生じさせてしまうと、子午面に対して対称の湾曲形状に
なり、１つの走査線に重ねることが困難になる。したが
って、本発明で用いる走査光学系１２においては、偏向
される光束が偏心して入射しても被走査面１３上におい
て走査線が湾曲しないか実用上無視し得る程度に湾曲量
を低減するための光学的な配慮が必要である。

【００３２】さらに、上記原因でやむを得ず走査線の湾
曲が残存してしまう場合にも、湾曲形状が対称であるこ
とを利用して、一方の光束を副走査面内で奇数回折り返
し（反射し）、他方の光束を偶数回折り返すことで、湾
曲の方向を揃えることができる。このようにすれば、あ
る程度走査線の湾曲が残存していても、実用上問題な
い。

【００３３】ハーフミラー４とミラー５と光路調整ミラ
ー６からなるビームスプリッターで分離された２つの光
束の間隔はどのような値でも取り得るが、間隔が小さい
場合には、２段階に積層した回転多面鏡７ａ、７ｂの回
転軸８方向の間隔を小さくする必要が生ずる。回転多面
鏡７ａ、７ｂの反射面７ａｍ、７ｂｍ上では光束は副走
査方向には集束状態にあるので、反射面７ａｍ、７ｂｍ
の副走査方向の大きさはさほど必要ないが、反射面の有
効に使えない部分の大きさや、回転多面鏡として加工可
能な厚みを考慮すると、回転多面鏡７ａ、７ｂの間隔は
極端には小さくできない。回転多面鏡７ａ、７ｂの反射
面７ａｍ、７ｂｍの副走査方向の余裕を考慮すると、回
転多面鏡７ａ、７ｂの間隔は最小限２ｍｍ程度である。

【００３４】本発明においては、２つの光束を１つの走
査線に重ね合わせるために、プリズム９等を用いるが、
２つの光束の断面が重なってしまうと個々の光束の向き
を別々の入射面９ａ、９ｂを介して個別に変えることが
できない。したがって、２つ光束の間隔が大きい方がこ
のプリズム９等を配置しやすい。例えばレーザービーム
プリンター等の画像形成装置に用いる光走査装置では、
走査光学系を通過する光束の副走査方向の大きさは最も
大きいところで１〜４ｍｍ程度あるので、それ以上の間
隔を持たせることが望ましい。

【００３５】一方、２つの光束の間隔が大きいと、２つ
の光束が共通して通過する走査光学系１２の副走査方向
の大きさが大きくなるので、精度を確保するのが困難に
なりコストも上昇する。上記の要因を考えると、２つの
光束の間隔は２〜５ｍｍの範囲にあることが望ましい。

【００３６】以下、図１、図２に示した実施例の光走査
装置の動作を図３〜図５を参照にして説明する。図３の
２段回転多面鏡７の位置では、回転多面鏡７ａ（図では
紙面の手前側）に入射して反射面７ａｍで偏向された一
方の光束は、プリズム９の入射面９ａを経て走査光学系
１２を通過した後、ビーム検出用ミラー１４で反射され
てビーム検出器１５に向かう。ビーム検出器１５では、
入射した光束に応じてパルス信号を出力し、このパルス
信号によって水平同期信号が生成され、画像信号の書き
出しの時間的な基準とされる。

【００３７】このとき、回転多面鏡７ｂ（図では背後
側）で偏向された他方の光束（２点鎖線で表示）は、プ
リズム９の入射面９ｂを経て走査光学系１２を通過した
後、被走査面１３上の書き込み領域Ｌの外側に向かう。
ところが、本発明の光走査装置を画像形成装置に用いる
ような場合には、書き込み領域Ｌ外でも光束が入射する
ことになり、不要な画像が形成されてしまう。そこで、
書き込み領域Ｌ外に向かう光束を遮蔽する遮蔽板１６を
書き込み領域Ｌの外側に対応する位置に設ける必要があ
る。

【００３８】遮蔽板１６は光路上のどこにあってもよい
が、なるべく被走査面１３に近い方が光束の偏向される
幅が大きくなるので、より正確に不要な光束を遮蔽でき
る。もちろん、回転多面鏡７ｂで偏向された光束が向か
う領域が画像形成装置の画像形成領域の外側にあるのな
ら、このような遮蔽板は設ける必要がない。

【００３９】ビーム検出器１５には、回転多面鏡７ａで
偏向された光束と、回転多面鏡７ｂで偏向された光束が
入射するが、２つの光束は被走査面１３上では同一の走
査線に重なるので、ビーム検出器１５を被走査面１３と
共役な位置に置くことで、ビーム検出器１５上に入射す
る位置を同一にすることが可能となる。さらに、２つの
光束は単一の走査光学系１２に対して子午面を挟んで上
下対称に入射しているので、２つの光束のビーム検出位
置と被走査面１３上での走査開始位置の相対差がなく、
２つの光束の走査開始点が相違することはない。

【００４０】図４の２段回転多面鏡７の位置では、回転
多面鏡７ａで偏向された光束は被走査面１３上の走査開
始位置に到達する。このときに回転多面鏡７ｂで偏向さ
れた光束（２点鎖線で表示）は光軸Ｏ−Ｏ’から見て図
３の位置よりさらに外側に移動している。

【００４１】図１の２段回転多面鏡７の位置では、回転
多面鏡７ａで偏向された光束は走査光学系１２の光軸Ｏ
−Ｏ’を略通過する。一方、回転多面鏡７ｂで偏向され
た光束は走査光学系１２に入射することはないので、図
１には図示していない。

【００４２】図５の２段回転多面鏡７の位置では、回転
多面鏡７ａで偏向された光束は被走査面１３上において
書き込み領域Ｌの後端に達する。このとき、回転多面鏡
７ｂで偏向された光束（２点鎖線で表示）はビーム検出
用ミラー１４の手前側を通過する。このときも、図３あ
るいは図４の場合と同様に、回転多面鏡７ｂで偏向され
た光束が被走査面１３に到達しないように遮蔽板１６に
より遮蔽する必要がある。

【００４３】この状態からさらに２段回転多面鏡７を回
転させると、今度は回転多面鏡７ｂで偏向された光束が
ビーム検出用ミラー１４に入射して次の走査が始まる。
すなわち、次は回転多面鏡７ｂによって走査が行われ
る。

【００４４】このように、回転多面鏡７ａと回転多面鏡
７ｂで交互に走査を行う。図でも明らかなように、２つ
の回転多面鏡７ａ、７ｂで偏向される２つの光束が同時
に被走査１３面に達しないように、遮蔽手段を工夫する
ことで、図５の状態の直後に、次の走査の図３の状態に
することが可能となるので、２段回転多面鏡７の回転期
間を極めて有効に活用できる。

【００４５】図３、図５で図示した遮蔽板１６を主走査
方向に調整可能とすることで、図３の状態と図５の状態
を時間的により正確に近接させることができ、２段回転
多面鏡７の回転周期をより有効に走査に活用できる。

【００４６】次に、他の実施例について説明する。以下
の実施例で参照する図６〜図７には、副走査面内におけ
る２段回転多面鏡７より後の光路図を示してある。結像
レンズ１０の後側にプリズム６を配置し、さらにその後
側に長尺レンズ１１を配置する場合、図６（結像レンズ
は図示を省いてある。）に示すように、プリズムと長尺
レンズを一体に構成して変形長尺レンズ１１’とするす
ることも可能である。この変形長尺レンズ１１’の入射
側の面は、副走査断面内において凹型でＶ字形をなす入
射面９ａと９ｂからなり、変形長尺レンズ１１’の射出
側の面１７は、主として副走査方向にパワーを有する面
からなる。作用は、図１、図２のプリズム９の作用と長
尺レンズ１１の作用を併せた作用を有する。このように
プリズム９と長尺レンズ１１を一体に構成する場合に
は、プラスチックで一体に成形するのが好ましい。この
実施例の場合は、一体にすることで安価に製造でき、ま
た、プリズム面９ａ、９ｂとレンズ面１７の相対位置精
度を向上させることができる効果がある。

【００４７】ところで、図１〜図５の実施例の走査光学
系１２の構成は１例であり、走査光学系１２を構成する
レンズの数は２枚に限らない。例えば、主走査断面と副
走査断面で光学パワーの異なるアナモフィック特性を持
ち、少なくとも主走査断面において円弧でない非球面走
査レンズを用いれば、走査光学系１２を１枚のレンズ構
成（すなわち、単玉走査レンズ）とすることも可能であ
る。その場合、図２に示したような副走査断面でＶ字形
を有するプリズム９の後側に上記の非球面走査レンズを
配置すればよい。

【００４８】このような単玉走査レンズの主走査方向の
大きさを小さくするためには、なるべく単玉走査レンズ
を２段回転多面鏡７に近づけるのが好ましい。ところ
が、上記のような単玉走査レンズと２段回転多面鏡７の
間にプリズム９が存在すると、単玉走査レンズは２段回
転多面鏡７より距離を離して設置せざるを得ない。そこ
で、図７に示すように、走査光学系を構成する単玉走査
レンズ１２’を通過した２つの光束が副走査断面内で１
度交差した後に副走査断面内において凸型でＶ字形をな
す入射面を持つプリズム９’に入射させることによっ
て、単玉走査レンズ１２’を２段回転多面鏡７に接近さ
せることが可能となる。この構成においても、２つの光
束による走査線をプリズム９’によって同一の走査線に
重ね合わせることができる。

【００４９】走査光学系内に置かれるプリズム９、９’
の代わりに、図８に示すように、副走査断面において山
形あるいは谷形に角度をもって配置された２つのミラー
面１８ａ、１８ｂからなる２枚鏡１８によって各光束を
反射させて、被走査面１３上で１つの走査線を形成する
ことも可能である。

【００５０】さらにこの場合、２つのミラー面１８ａ、
１８ｂを一体とせずに互いに角度を調整可能とすること
で、より正確に２つの回転多面鏡７ａ、７ｂで偏向走査
される走査線を一致させることができる。

【００５１】この図８に関して、光走査装置を外形を小
さく納めるためには、一般に折り返しミラーを用いて走
査光学系の光路を折りたたむ必要がある。この折り返し
ミラーと上記のミラー面１８ａ、１８ｂを兼用させるこ
とで、安価で簡素な装置を構成することができる。

【００５２】一方、この２つのミラー面１８ａ、１８ｂ
を１つの光学素子の表面に形成すると、２つのミラー面
の相対的な位置角度を正確に加工できるので、上記のよ
うな調整が不要となる。

【００５３】ところで、図２のビームスプリッターの構
成において、光源１からの光束を分割分離するハーフミ
ラー４の表面に薄膜を形成して所望と特性の反射率ある
いは透過率のハーフミラー４を得ている場合には、成膜
条件のばらつき等により、反射率あるいは透過率が変動
する。この場合、光束のハーフミラー４への入射角度を
調整することにより、ハーフミラー４で分離される２つ
の光束の光量を同一にすることが可能となる。ただし、
ハーフミラー４の角度を変化させると、分離された後の
２つの光束の間隔や距離が変化するので、他のミラー
５、６の角度を変えて光束の間隔や角度を所要の値を満
たすよう調整する必要がある。

【００５４】光源１からの光束を分割分離するビームス
プリッターは、図２のようにハーフミラー４とミラー５
と光路調整ミラー６の組み合わせでなくとも、例えば図
９に示すように、光束分割面（ハーフミラー面）４’を
境に２つの透明ブロックを貼り合わせてなるプリズム１
９であってもよい。また、図１０に示すように、光束分
割面（ハーフミラー面）４’を境に２つの透明ブロック
を貼り合わせてなるプリズム１９’であってもよい。何
れのプリズム１９、１９’も、分割された２つの光束の
間隔や光路を調整するための反射面５’が設けられてい
る。

【００５５】このように、ビームスプリッターを貼り合
わプリズムで構成すると、プリズムの角度、寸法は比較
的高精度に加工しやすいので、分離された２本の光束の
間隔や平行度を必要な値に納めることが容易である。ま
た、２本の光束の調整が不要になる。

【００５６】以上、本発明の光走査装置を実施例に基づ
いて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定され
ず種々の変形が可能である。また、多段回転多面鏡の回
転多面鏡数及び分離された光束の数は必ずしも２でなく
ても、３以上であってもよい。しかし、この場合は、１
つの反射面当たりの光束の偏向角が減少してしまうの
で、実際には２つの回転多面鏡で２つの光束を交互に走
査する構成が好適である。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光走査装置によると、分離光学系で光束が分離された
後から回転多面鏡の反射面に入射するまでの間に、少な
くとも副走査方向に光学パワーを有する光学素子が配置
されておらず、また、面倒れ補正光学系が、光源と分離
光学系の間に配置された副走査方向に光学パワーを有す
る光学素子と、回転多面鏡で偏向された複数の光束が全
て通過する単一の副走査方向に光学パワーを有する光学
素子とからなるので、分離光学系で分離された複数の光
束が同一の共役型面倒れ補正光学系を通過することで、
各々別々の光学系を通過するとき生ずるスポットサイズ
の不同や面倒れ補正効果の不同を除去することが可能に
なり、良好な光走査を可能になる。本発明の光走査装置
を例えば画像形成装置に応用した場合には、画質が向上
する。また、被走査面に近接した位置でかつ光束の所要
の走査範囲の両側に、主走査方向にその位置が調整可能
な遮蔽板を設けたので、複数の光束の何れかを選択的に
透過させるようなシャッター手段を必要とせず、構造が
簡素で安価かつ信頼性が高いものが構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の光走査装置の構成を示す主
走査面内の光路図である。

【図２】本発明の１実施例の光走査装置の構成を示す副
走査面内の光路図である。

【図３】本発明の１実施例の光走査装置の動作を説明す
るための図である。

【図４】本発明の１実施例の光走査装置の動作を説明す
るためのもう１つの図である。

【図５】本発明の１実施例の光走査装置の動作を説明す
るためのさらに別の図である。

【図６】別の実施例の副走査面内における２段回転多面
鏡より後の光路図である。

【図７】さらに別の実施例の副走査面内における２段回
転多面鏡より後の光路図である。

【図８】もう１つの実施例の副走査面内における２段回
転多面鏡より後の光路図である。

【図９】ビームスプリッターの別の実施例の副走査面内
における光路図である。

【図１０】ビームスプリッターのさらに別の実施例の副
走査面内における光路図である。

【符号の説明】

ａ、ｂ…集束ビーム集束点 Ｐ…共通の結像点（仮想） Ｌ…書き込み領域 Ｏ−Ｏ’…光軸 １…光源 ２…コリメータレンズ ３…シリンドリカルレンズ ４…ハーフミラー ４’…光束分割面（ハーフミラー面） ５…ミラー ５’…反射面 ６…光路長調整ミラー ７…２段回転多面鏡 ７ａ、７ｂ…回転多面鏡 ７ａｍ、７ｂｍ…回転多面鏡の反射面 ８…２段回転多面鏡の回転軸 ９…凹型プリズム ９ａ、９ｂ…プリズムの平面の入射面 ９’…凸型プリズム １０…結像レンズ １１…長尺レンズ １１’…変形長尺レンズ １２…走査光学系 １２’…単玉走査レンズ（走査光学系） １３…被走査面 １４…ビーム検出用ミラー １５…ビーム検出器 １６…遮蔽板 １７…変形長尺レンズの射出側の面 １８ａ、１８ｂ…ミラー面 １８…２枚鏡 １９、１９’…貼り合わプリズム

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一の光源から射出された光束を複数の
   光束に分離する分離光学系と、互いに角度位相が異なる
   ように同軸に多段に積み重ねられ、前記複数の光束の数
   と同数設けられ、各々の光束が別々に反射面に入射して
   各々偏向する回転多面鏡と、偏向された複数の光束を被
   走査面上で同一の走査線を描くように結像させる走査光
   学系と、光学的に回転多面鏡の面倒れの補正を行う面倒
   れ補正光学系とを有する光走査装置において、 前記分離光学系で光束が分離された後から前記回転多面
   鏡の反射面に入射するまでの間に、少なくとも副走査方
   向に光学パワーを有する光学素子が配置されていないこ
   とを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 単一の光源から射出された光束を複数の
   光束に分離する分離光学系と、互いに角度位相が異なる
   ように同軸に多段に積み重ねられ、前記複数の光束の数
   と同数設けられ、各々の光束が別々に反射面に入射して
   各々偏向する回転多面鏡と、偏向された複数の光束を被
   走査面上で同一の走査線を描くように結像させる走査光
   学系と、光学的に回転多面鏡の面倒れの補正を行う面倒
   れ補正光学系とを有する光走査装置において、 前記面倒れ補正光学系は、前記光源と前記分離光学系の
   間に配置された副走査方向に光学パワーを有する光学素
   子と、前記回転多面鏡で偏向された複数の光束が全て通
   過する単一の副走査方向に光学パワーを有する光学素子
   とからなることを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】 単一の光源から射出された光束を複数の
   光束に分離する分離光学系と、互いに角度位相が異なる
   ように同軸に多段に積み重ねられ、前記複数の光束の数
   と同数設けられ、各々の光束が別々に反射面に入射して
   各々偏向する回転多面鏡と、偏向された複数の光束を被
   走査面上で同一の走査線を描くように結像させる走査光
   学系と、光学的に回転多面鏡の面倒れの補正を行う面倒
   れ補正光学系とを有する光走査装置において、 前記分離光学系で光束が分離された後から前記回転多面
   鏡の反射面に入射するまでの間に、少なくとも副走査方
   向に光学パワーを有する光学素子が配置されておらず、
   かつ、 前記面倒れ補正光学系は、前記光源と前記分離光学系の
   間に配置された副走査方向に光学パワーを有する光学素
   子と、前記回転多面鏡で偏向された複数の光束が全て通
   過する単一の副走査方向に光学パワーを有する光学素子
   とからなることを特徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】 前記回転多面鏡で偏向された複数の光束
   が副走査方向において前記回転多面鏡の反射面近傍の共
   通の結像点から出て行くよう、各光束の進行方向を偏向
   させる光学手段を備えていることを特徴とする請求項１
   から３の何れか１項記載の光走査装置。
5. 【請求項５】 前記光学手段が複数の平面状の屈折面か
   らなることを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
6. 【請求項６】 前記の平面状の屈折面が走査光学系を構
   成する何れかのレンズの入射側あるいは射出側の面に設
   けられていることを特徴とする請求項５記載の光走査装
   置。
7. 【請求項７】 前記光学手段が複数の平面状の反射面か
   らなることを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
8. 【請求項８】 前記分離光学系が光束分割面を境に２つ
   の透明ブロックを貼り合わせてなる貼り合わプリズムか
   らなることを特徴とする請求項１から７の何れか１項記
   載の光走査装置。
9. 【請求項９】 被走査面に近接した位置でかつ光束の所
   要の走査範囲の両側に、主走査方向にその位置が調整可
   能な遮蔽板を設けたことを特徴とする請求項１から８の
   何れか１項記載の光走査装置。
10. 【請求項１０】 単一の光源から射出された光束を複数
    の光束に分離する分離光学系と、互いに角度位相が異な
    るように同軸に多段に積み重ねられ、前記複数の光束の
    数と同数設けられ、各々の光束が別々に反射面に入射し
    て各々偏向する回転多面鏡と、偏向された複数の光束を
    被走査面上で同一の走査線を描くように結像させる走査
    光学系と、光学的に回転多面鏡の面倒れの補正を行う面
    倒れ補正光学系とを有する光走査装置において、 被走査面に近接した位置でかつ光束の所要の走査範囲の
    両側に、主走査方向にその位置が調整可能な遮蔽板を設
    けたことを特徴とする光走査装置。