JPH11231236A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二重書き込みを防止する構成で、繋ぎめ部分
の画質を維持する。 【解決手段】 図４（Ａ）に示すように単一の回転多面
鏡１６の同一の反射面で偏向された２つの光ビームによ
る２つの走査線Ａ、Ｂを繋ぎあわせるため、角度誤差は
２本の光ビームとも同一方向に発生する。また、分割し
て走査される２つの走査線Ａ、Ｂの繋ぎめでは、走査線
Ａにおける回転多面鏡１６の反射面に対する共役点と、
走査線Ｂにおける回転多面鏡１６の反射面に対する共役
点とが共に、感光体２０の表面に対し光ビーム進行方向
上流側に設定されている。このため、図４（Ｃ）に示す
ように走査線Ａ、Ｂは共に、感光体の表面で理想の走査
位置Ｒに対し副走査方向に沿って同一方向（下方）にず
れることとなり、繋ぎめを目立たなくすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置に係
り、より詳しくは、２つの光源からそれぞれ発せられた
光ビームを回転多面鏡の同一の反射面により同時に偏向
し、偏向された２つの光ビームで被走査面上を主走査方
向に分割して走査する光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタル複写機やレーザプリンタ
に使用される光走査装置は、画像情報に応じてオン、オ
フされるレーザビームを偏向器により等角速度で偏向
し、結像レンズにより被走査媒体上を等速度で走査する
スポットに結像して画像形成する構成となっており、レ
ーザビームを射出する光源としては、レーザダイオード
を使用し、偏向器としては、多角柱形状の側面を反射面
とする回転多面鏡を使用し、結像レンズとしては、等角
速度偏向を等速度走査に変換するｆθレンズを使用する
のが一般的であった。

【０００３】近年、デジタル複写機やレーザプリンタの
普及に伴い、高速化・高解像度化の要求が高まり、単位
時間当たりの書き込み本数を増加させることが望まれて
いるが、従来の構成のままで回転多面鏡の回転数を上げ
て書き込み本数を増加させようとすると、回転多面鏡を
駆動するモータヘの負荷が増加し、消費電力の増大、信
頼性の低下という問題を引き起こす。

【０００４】この問題を解決する方法として、本願の出
願人は、特願平９−１４１３９号にて、２つの光源部か
ら射出した光ビームを、回転多面鏡の回転軸と結像レン
ズの光軸とを含む平面を挟んで相互に異なる側から回転
多面鏡の同一の反射面に入射させ、主走査方向に沿って
一本の走査線を分割して同時に走査させる技術を提案し
ている。

【０００５】例えば、図９に示す光走査装置８０におい
て、２つの光源部８２Ａ、８２Ｂから射出した光ビーム
を、回転多面鏡８４の回転軸８４Ａと結像レンズ８６の
光軸８６Ａとを含む平面を挟んで相互に異なる側から、
回転多面鏡８４の同一の反射面８４Ｂに入射させ、主走
査方向に沿って一本の走査線を２つに分割して感光体ド
ラム８８の表面８８Ａを２つの光ビームで同時に走査す
る。

【０００６】このように１つの走査線を分割走査するこ
とにより、回転多面鏡の同一の回転角に対して走査可能
な範囲が広がる。また、被走査面上における走査長を同
一とすれば、各分割走査線に対応する偏向角が小さくな
るので、回転多面鏡を多面化でき、高速・高解像化が達
成できる。

【０００７】さらに、光走査装置の構成を、回転多面鏡
に入射する光ビームを回転多面鏡の反射面の主走査方向
面幅よりも幅広とする所謂オーバーフィルド光学系とす
ることで、回転多面鏡が小径となり、回転多面鏡を駆動
するモータの負荷を軽減できるので、高速・高解像に対
応しつつ、光走査装置の信頼性を向上させることができ
る。

【０００８】そして、オーバーフィルド光学系と分割走
査とを組み合せた光走査装置で新たに発生する問題（す
なわち、画像情報に基づき変調された光ビームを偏向す
る反射面に隣接した反射面にあふれ出て反射された光ビ
ームが、不要光ビームとなって二重書き込みすること）
を防止するために、回転多面鏡の回転軸に直交する平面
に対する回転多面鏡への２つの入射光ビームの入射角度
を異ならせるとともに、回転多面鏡から被走査面までの
光路上に光ビーム毎に反射鏡を設けている。

【０００９】画像情報に基づき変調された光ビームと不
要光ビームとは主走査方向に隣接して走査される。例え
ば、図１０に示すように、画像情報に基づき変調された
光ビームによる走査線Ａと、隣接面で反射された不要光
ビームによる走査線Ａ₁ とは主走査方向に隣接する。同
様に画像情報に基づき変調された光ビームによる走査線
Ｂと、同じ光源から射出された不要光ビームによる走査
線Ｂ₁ とは主走査方向に隣接する。

【００１０】そこで、２つの光源部から入射した光ビー
ムを副走査方向に沿って角度を異ならせて偏向し、副走
査方向にずらして設置された反射鏡によって、画像情報
に基づき変調された光ビームのみを反射し、被走査面上
で繋ぎあわせる。これにより二重書き込みを防止してい
る。

【００１１】このように、特願平９−１４１３９号にて
提案した技術によれば、高速・高解像に対応可能で且つ
信頼性の高い光走査装置を提供できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記では、繋
ぎめ部分の画質の確保や装置の小型化については、具体
的な施策が提案されておらず、これらの点で改善の余地
がある。

【００１３】本発明は、上記問題点を解消するために成
されたものであり、二重書き込みを防止する構成で、繋
ぎめ部分の画質確保及び装置の小型化を実現することが
できる光走査装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【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記載の光走査装置は、２つの光源からそれ
ぞれ発せられた光ビームがそれぞれ別個のビーム整形光
学系を透過して回転多面鏡の同一の反射面で同時に偏向
され、偏向された２つの光ビームが単一の結像光学系を
透過してそれぞれ別個の反射鏡で反射し、反射した２つ
の光ビームが被走査面上を分割して走査すると共に、前
記２つの光源からの光ビームが、前記回転多面鏡の回転
軸及び前記結像光学系の光軸を含む平面を挟んで相互に
異なる側から、前記回転多面鏡の回転軸と直交する平面
に対し相互に異なる角度で、前記回転多面鏡に入射する
光走査装置であって、分割して走査される２つの走査線
の繋ぎめでは、一方の走査線における前記回転多面鏡の
反射面に対する共役点と、他方の走査線における前記回
転多面鏡の反射面に対する共役点とが、前記被走査面に
対して光ビーム進行方向上流側又は下流側の同じ側に設
定されていることを特徴とする。

【００１５】上記請求項１記載の光走査装置には、二重
書き込みを防止するため、光路上に一本の光ビームのみ
を選択的に反射する反射鏡が設けられており、通常これ
らの反射鏡は副走査方向にずらして配置されている。

【００１６】主走査方向に沿って１つの走査線を分割し
て走査する場合、走査線の繋ぎめであわせ込むべきもの
には、少なくとも組立て時に調整するものとして、主走
査方向の位置ずれ、副走査方向の位置ずれ、及び繋ぎめ
のビーム径差が挙げられる。

【００１７】このうち主走査方向の位置ずれ及び副走査
方向の位置ずれは、光路上に光ビーム毎に設けた反射鏡
の反射角度・位置を独立に調整することで、又は各光源
からの光ビーム射出タイミングを電気的に制御すること
で、補正可能である。

【００１８】また、繋ぎめのビーム径差は、光源と光源
からの光ビームを整形する各光ビーム毎のビーム整形光
学系との光軸方向の距離を調整してフォーカス調整する
ことで、補正可能である。

【００１９】さらに、画質として、繋ぎめを認識させな
いために考慮すべき項目として、ピッチむらが挙げられ
る。回転多面鏡を用いた光走査装置では、回転多面鏡の
加工誤差や組立て誤差に起因する面倒れが無視できず、
被走査面上の副走査方向に発生するピッチむらを抑制す
るために、回転多面鏡の反射面と被走査面を幾何光学的
に共役な関係とする所謂面倒れ補正光学系を構成するの
が一般的である。

【００２０】図３には、面倒れ補正光学系を模式的に示
した副走査断面図を示す。この図３に示すように、回転
多面鏡１６の反射面１６Ｂに倒れδがあると偏向光ビー
ムには２δの角度誤差が生じる。これに対して、結像光
学系（図３では屈折力Ｐとして示す）を適宜設定するこ
とにより、回転多面鏡１６の反射面１６Ｂと被走査面２
０とを副走査断面内で共役な関係（物像関係）として、
角度誤差をもつ偏向光ビームの進行方向を補正して理想
の書き込み位置近傍に結像させる。

【００２１】図３の破線Ｕ１は被走査面２０に対し光ビ
ーム進行方向上流側に共役点Ｖ１が設定された場合、実
線Ｕ２は被走査面２０に対し光ビーム進行方向下流側に
共役点Ｖ２が設定された場合を、それぞれ示している。
どちらの場合も、同一の角度誤差に対する被走査面２０
上の副走査方向ずれ量ΔＹは、ほぼ同じ量（向きは反
対）となる。

【００２２】図３は結像光学系の光軸を含む副走査断面
を示しているが、共役関係は偏向角に対応して変化する
のが普通であり、走査範囲全域で副走査方向のずれ量Δ
Ｙが所定の範囲に収まるように設定しようとすると、共
役点は走査範囲内で被走査面の前後を移動することにな
る。

【００２３】走査線を分割しない従来の光走査装置で
は、任意の走査位置で副走査方向のずれ量ΔＹ（図３参
照）を十分小さく抑えておけば、画質上問題となること
はないが、本発明に係る光走査装置のような副走査方向
の偏向角度を異ならせ且つ光ビーム毎に反射する独立の
反射鏡を備えた分割走査方式では、繋ぎあわせる２つの
光ビームが副走査断面で異なる光路を通ることになるた
め、共役点の設定状態が画質に大きく影響する。

【００２４】図４（Ａ）には分割走査の概念図を、図４
（Ｂ）〜（Ｄ）には繋ぎめの拡大図をそれぞれ示す。副
走査方向の位置ずれは組立て時に調整するため、ピッチ
むらの中央同士はほぼ一致させられるが、回転多面鏡１
６の各反射面の面倒れに起因した副走査方向のずれ量Δ
Ｙは調整不可能である。

【００２５】請求項１記載の光走査装置では、単一の回
転多面鏡の同一の反射面で偏向された２つの光ビームに
よる２つの走査線を繋ぎあわせるため、角度誤差は２本
の光ビームとも同一方向に発生する。また、分割して走
査される２つの走査線の繋ぎめでは、一方の走査線にお
ける回転多面鏡の反射面に対する共役点と、他方の走査
線における回転多面鏡の反射面に対する共役点とが、被
走査面に対して光ビーム進行方向上流側又は下流側の同
じ側に設定されている。

【００２６】このように各走査線における回転多面鏡の
反射面に対する共役点が、被走査面に対して同じ側に設
定されているので、各走査線は被走査面上で副走査方向
に沿って同一方向にずれることとなり、繋ぎめのピッチ
むらがほぼ同位相となり、繋ぎめを目立たなくすること
ができる。

【００２７】即ち、各走査線における回転多面鏡の反射
面に対する共役点がともに、被走査面に対して光ビーム
進行方向上流側に設定されている場合、図４（Ｃ）に示
すように各走査線は被走査面上で副走査方向に沿って理
想の走査位置Ｒに対し一方の側（例えば下側）にずれ、
上記共役点（２つの共役点）がともに、被走査面に対し
て光ビーム進行方向下流側に設定されている場合、図４
（Ｄ）に示すように各走査線は被走査面上で副走査方向
に沿って理想の走査位置Ｒに対し他方の側（例えば上
側）にずれる。

【００２８】なお、上記２つの共役点が、被走査面を挟
んで光ビーム進行方向反対側にある場合は、図４（Ｂ）
に示すように各走査線は被走査面上で副走査方向に沿っ
て理想の走査位置Ｒに対し互いに反対側にずれてしま
い、被走査面上での副走査方向のずれが大きくなる。こ
のとき例えば、回転多面鏡が台座に斜めに組付けられる
と、図５に示すように副走査方向ずれ量ΔＹは回転多面
鏡の回転角ωに対し正弦曲線を描くように変動し、図３
に示すように共役点が被走査面を挟んで反対側にある
と、ピッチむらは逆位相となりドットずれはずれ量ΔＹ
の２倍になる。

【００２９】次に、請求項２記載の光走査装置は、請求
項１記載の光走査装置において、分割して走査される２
つの走査線の繋ぎめでは、一方の走査線における被走査
面上のピッチむらの振幅と、他方の走査線における被走
査面上のピッチむらの振幅とが、ほぼ同一量に設定され
ていることを特徴とする。

【００３０】実際の副走査方向のずれ量ΔＹには、共役
倍率が関係する。図６（Ａ）は、共役倍率の異なる二つ
の光ビームの光路を示した副走査断面図であり、図６
（Ｂ）は、被走査面近傍の拡大図である。

【００３１】共役倍率が異なる場合、請求項２に記載し
たように、２つの走査線の繋ぎめで、一方の走査線にお
ける被走査面上のピッチむらの振幅と、他方の走査線に
おける被走査面上のピッチむらの振幅とがほぼ同一量に
なるよう設定することが望ましい。例えば、図６
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、共役点Ｖ１、Ｖ２の位置
を調整して、各走査線における被走査面上のピッチむら
の振幅がほぼ同一量になるよう設定することにより、繋
ぎめをより目立たなくすることができる。

【００３２】次に、請求項３記載の光走査装置は、２つ
の光源からそれぞれ発せられた光ビームが回転多面鏡の
同一の反射面で同時に偏向され、偏向された２つの光ビ
ームが単一の結像光学系を透過してそれぞれ別個の反射
鏡で反射し、反射した２つの光ビームが被走査面上を分
割して走査すると共に、前記２つの光源からの光ビーム
が、前記回転多面鏡の回転軸及び前記結像光学系の光軸
を含む平面を挟んで相互に異なる側から、前記回転多面
鏡の回転軸と直交する平面に対し相互に異なる角度で、
前記回転多面鏡に入射する光走査装置であって、副走査
断面内における光ビームの折り返し方向が、折り返され
る光ビームが回転多面鏡への入射光ビームと交わらない
方向に設定された単一の長尺折り返しミラーが、前記結
像光学系と前記反射鏡との間の光路上に設けられている
ことを特徴とする。

【００３３】この請求項３記載の発明は、二つの光源部
からの光ビームを、結像光学系の光軸を含む平面（副走
査断面）を挟んで相互に異なる側から、回転多面鏡の回
転軸と直交する平面に対し相互に異なる角度で、回転多
面鏡に入射する分割型光走査装置を小型化するための発
明である。

【００３４】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、光路のレイアウト
を示す副走査断面図である。まず、基本光路を示す図７
（Ａ）について説明する。本発明に係る結像光学系とし
ての二枚組みの結像レンズ１８Ａ、１８Ｂは、副走査方
向にパワーをもっておらず、この図７（Ａ）の構成は偏
向の前後で同一の結像レンズを二回透過するダブルパス
の構成となっている。

【００３５】一方の光源から射出した光ビームＬＢＡ１
（なお、ＬＢはＬｉｇｈｔ Ｂｅａｍの略、３文字目の
Ａは第一の光ビームを、４文字目の１は偏向前を表す）
は、副走査方向に角度αを成して回転多面鏡１６の反射
面１６Ｂに入射する。副走査方向にパワーを持たない結
像レンズ１８Ａ、１８Ｂをダブルパスした光ビームは、
角度（−α）を成す偏向光ビームＬＢＡ２（なお、４文
字目の２は偏向後を表す）となる。

【００３６】他方の光源から射出した光ビームＬＢＢ１
（なお、３文字目のＢは第二の光ビームを表す）は副走
査方向に角度βを成して回転多面鏡１６の反射面１６Ｂ
に入射する。副走査方向にパワーを持たない結像レンズ
１８Ａ、１８Ｂをダブルパスした光ビームは、角度（−
β）を成す偏向光ビームＬＢＢ２となる。

【００３７】副走査方向に成す角度α、βの差は、結像
光学系の後段に、光ビーム毎に設けられた反射鏡の配置
間隔により決定される。

【００３８】図７（Ａ）の基本光路を光走査装置の筐体
に実装するにあたっては、装置を小型化するために光路
の折り返しが有効である。

【００３９】そこで、図７（Ｂ）、（Ｃ）は、水平方向
の長さに同じ制約を加えたときの二つの折り返し例を示
しており、図７（Ｂ）は、折り返した光ビームが回転多
面鏡への入射光ビームと交わらないレイアウトを示し、
図７（Ｃ）は、折り返した光ビーム回転多面鏡への入射
光ビームと交わるレイアウトを示している。

【００４０】このうち図７（Ｃ）の構成では、回転多面
鏡１６への入射角度が大きい光ビームＬＢＢ２（破線）
を結像レンズ１８Ｂと干渉しない方向に折り返さなけれ
ばならないため、長尺折り返しミラー２２で折り返した
光ビームＬＢＢ２の煽り角度が大きくなり、装置が高さ
方向に大型化する。煽り角を小さくするには、長尺折り
返しミラー２２を結像レンズ１８Ｂから離さなければな
らず、光軸方向の装置大型化を招く。

【００４１】これに対し、図７（Ｂ）の構成では、回転
多面鏡１６への入射角度が小さい光ビームＬＢＡ２（実
線）を結像レンズ１８Ｂと干渉しない方向に折り返せば
良く、長尺折り返しミラー２２で折り返した光ビームＬ
ＢＡ２の煽り角度が、図７（Ｃ）の構成にくらべて小さ
くなり、装置を高さ方向に小型化できる。即ち、図７
（Ｂ）の構成は装置の小型化に有利な折り返し方法とい
える。

【００４２】次に、請求項４記載の光走査装置では、請
求項３記載の光走査装置において、前記結像光学系と前
記長尺折り返しミラーとに挟まれた位置に、２つの光源
部から射出された光ビームを回転多面鏡に入射させるた
めの折り返しミラーが各光ビーム毎に設けられ、前記折
り返しミラーで折り返され回転多面鏡の反射面で偏向さ
れた光ビームが、何れの折り返しミラーにも入射するこ
となく前記長尺折り返しミラーに入射することを特徴と
する。

【００４３】この請求項４記載の発明は、回転多面鏡へ
の入射光学系の光路折り返しを含め、装置を小型化する
ための発明である。光走査装置への実装にあたっては、
例えば、図８（Ａ）に示す回転多面鏡１６への入射光ビ
ームＬＢＡ１、ＬＢＢ１の光路もコンパクトにレイアウ
トする必要がある。

【００４４】図８（Ａ）、（Ｂ）は、長尺折り返しミラ
ー２２と結像レンズ１８Ｂとに挟まれた位置に、光源か
らの光ビームを回転多面鏡１６に向けて反射する折り返
しミラー２７Ａ、２７Ｂを配置した図である。この構成
では、光源部から射出した光ビームＬＢＡｌを折り返し
ミラー２７Ａで反射して上側に向かう光路としたのち、
結像レンズ１８Ａ、１８Ｂを透過して回転多面鏡１６の
反射面１６Ｂに入射させる。反射偏向された光ビームは
再び結像レンズ１８Ａ、１８Ｂを透過し、長尺折り返し
ミラー２２により上方に折り返される。

【００４５】ここで、本発明による構成では、偏向光ビ
ームが、何れの折り返しミラーにも入射することなく長
尺折り返しミラーに入射する。すなわち、結像光学系
（結像レンズ１８Ａ、１８Ｂ）を透過した偏向光ビーム
が折り返しミラーに干渉することなく長尺折り返しミラ
ーに入射するので、回転多面鏡からの出射光学系の光路
に影響することなく、回転多面鏡への入射光学系の光路
を各光ビーム毎の折り返しミラーによって折り返すこと
ができ、装置をさらに小型化することができる。

【００４６】例えば、図８（Ｂ）では、折り返しミラー
２７は各入射光ビーム毎に独立に設けられているので、
夫々のミラー高さを適宜決定できる。そこで、折り返し
ミラー２７Ｂの高さを折り返しミラー２７Ａよりも低く
すれば、二つの光路とも十分な光路間隙ＳＡ、ＳＢを確
保できるので、回転多面鏡１６への入射光ビームの副走
査方向の入射角度を小さく設定することができる。

【００４７】これに対して、図７（Ｃ）の構成で同様の
効果を得るには、長尺折り返しミラー２２が主走査方向
に沿って副走査方向の幅が異なる特殊な形状としなけれ
ばならず、通常の矩形ミラーを使用した場合、光ビーム
ＬＢＡ１、ＬＢＡ２の分離が副走査方向レイアウトの制
約条件となり、角度αを大きく設定しなければならな
い。この結果、結像レンズが厚くなる、走査線の湾曲が
大きくなるなどの問題が発生する。即ち、本発明に係る
図８（Ｂ）の構成の方が優れている。

【００４８】次に、請求項５記載の光走査装置では、請
求項４記載の光走査装置において、前記各光ビーム毎の
折り返しミラーは、対応する光ビームを射出する光源部
に対し、前記回転多面鏡の回転軸及び前記結像光学系の
光軸を含む平面を挟んで反対側に配置されていることを
特徴とする。

【００４９】このように各光ビーム毎の折り返しミラー
を、対応する光ビームを射出する光源部に対し、回転多
面鏡の回転軸及び結像光学系の光軸を含む平面を挟んで
反対側に配置することで、２つの光源部の間隔を短くし
ても充分な光路長を確保することができる。即ち、充分
な光路長を確保しつつ、２つの光源部の間隔を短くし光
走査装置を小型化することができる。

【００５０】

【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。

【００５１】図１に示す本発明に係る分割型の光走査装
置１０では、第一のレーザダイオード１２Ａから射出し
た光ビームは、コリメータレンズ１４Ａにより緩やかな
発散光ビームとされ、スリット２５Ａにより所望のビー
ム幅の光ビームに整形されたのち、シリンドリカルレン
ズ２６Ａにより副走査方向に収束する光ビームとされ
る。主走査方向には発散、副走査方向には収束の特性を
もつ光ビームは、折り返しミラー２７Ａで反射して副走
査方向に沿って上側に向かい、結像レンズ１８Ｂ、１８
Ａを透過する。この光ビームは、結像レンズ１８Ｂ、１
８Ａを透過することにより主走査方向にほぼ平行な光ビ
ームとなり、副走査方向に沿って上側に向かう光ビーム
として回転多面鏡１６に入射する。

【００５２】回転多面鏡１６の反射面１６Ｂ上では、光
ビームは主走査方向に長い線状に結像し、主走査方向の
光ビーム幅は、反射面１６Ｂの主走査方向の面幅より広
く、複数の反射面に跨る長さとなっている。

【００５３】回転多面鏡１６が図示せぬ駆動モータによ
り矢印Ｑ方向に回転することにより、偏向された光ビー
ムは、再び結像レンズ１８Ａ、１８Ｂを透過したのち、
折り返しミラー２７Ａよりも上部を通過して長尺折り返
しミラー２２に入射し、結像レンズ１８Ｂよりも上方に
折り返される。結像レンズ１８Ｂ、１８Ａ及び回転多面
鏡１６よりも上部を通過した光ビームは、副走査方向に
正のパワーをもつ円筒鏡２４Ａにより、副走査方向に絞
られ、感光体ドラム２０の表面の走査開始点２０Ａから
走査中心点２０Ｂまでを等速度で走査するスポットとし
て結像される。

【００５４】一方、第二のレーザダイオード１２Ｂから
射出した光ビームも、第一のレーザダイオード１２Ａか
ら射出した光ビームと、走査中心線を含む平面に対しほ
ぼ対称な光路をたどって、感光体ドラム２０の表面の走
査中心点２０Ｂから走査終了点２０Ｃまでを等速度で走
査するスポットとして結像される。

【００５５】２つの光源から射出した光ビームによる走
査線は、走査中心点２０Ｂを繋ぎめとして、感光体ドラ
ム２０の表面を主走査方向に２つに分割されたものであ
り、走査開始点２０Ａから走査終了点２０Ｃまでの一本
の走査線を形成する。

【００５６】第一の光源１２Ａと第二の光源１２Ｂと
は、走査中心線に対して主走査対応方向に対称な位置に
配置され、且つ、互いに走査中心線を跨いで折り返しミ
ラー２７Ａ、２７Ｂに入射する光路レイアウトとなって
いる。このため、走査中心線を跨がないレイアウトに比
べて、光路長を確保しつつ２つの光源間距離を短くでき
る。この結果、筐体の主走査対応方向の寸法を短くする
ことができ、装置の小型化が図れる。

【００５７】ところで、感光体ドラム２０の周囲には、
図示しない帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニン
グ装置等の周知の画像形成プロセス機器が配置されてい
る。帯電した感光体ドラム２０の表面を、画像信号に基
づいて変調された光ビームで走査することで、画像信号
に応じた潜像が感光体ドラム２０の表面に形成され、該
潜像は現像装置による現像処理でトナー像となり、この
トナー像は転写装置によって記録用紙に転写される。こ
のようにして印字処理が実行される。

【００５８】回転多面鏡１６は、内接円半径４６ｍｍ、
反射面数２４面とされている。解像度６００ｄｐｉとし
て、回転多面鏡を駆動するモータの回転数を通常使用範
囲の２００００ｒｐｍとすると、対応可能な用紙搬送ス
ピードは約３４０ｍｍ／秒となる。これは、Ａ４用紙を
横送りした場合で、約８０枚／分の印字速度となり、従
来に比べて大幅な印字処理の高速化が達成できる。

【００５９】また、このときのビデオ信号の変調速度
は、一つの光源で構成された光走査装置にくらべ低減さ
れ、十分対応可能なスピード（約３３ＭＨｚ）となる。

【００６０】結像レンズ１８Ａ、１８Ｂは、回転多面鏡
１６側から凹円筒面、平面、平面、凸円筒面で構成さ
れ、各円筒面は主走査対応方向にのみ屈折力を有し、回
転多面鏡１６により等角速度で偏向される光ビームを感
光体ドラム上２０で等速度で走査させる所謂ｆθ特性を
持つレンズである。

【００６１】副走査方向には、円筒鏡２４のみが屈折力
を有し、該円筒鏡２４により回転多面鏡１６の反射面１
６Ｂと感光体ドラムの表面２０とが幾何光学的に略共役
な関係となっている。

【００６２】図２は、回転多面鏡の共役点の湾曲を示す
図である。共役点位置は、＋側が感光体表面に対し奥
（内部）側に対応する。走査位置は、０が繋ぎめに対応
し、−側が第二のレーザダイオードから射出した光ビー
ムによる走査に対応し、＋側が第一のレーザダイオード
から射出した光ビームによる走査に対応する。本実施形
態では、繋ぎめの共役点はともに感光体表面に対し奥側
に設定して、面倒れによるピッチ変動（ピッチむら）を
同位相としている。

【００６３】このように繋ぎめの共役点をともに、感光
体表面に対し奥側に設定し面倒れによるピッチ変動を同
位相としているので、各走査線がずれるとしても、各走
査線は感光体表面上で副走査方向に沿って同じ方向にず
れることとなり、繋ぎめを目立たなくすることができ
る。

【００６４】また、上記に加え、２つの走査線の繋ぎめ
で、一方の走査線におけるピッチ変動の振幅と、他方の
走査線におけるピッチ変動の振幅とをほぼ同一量になる
よう設定することが望ましい。この場合、２つの走査線
を形成する夫々の光路で共役倍率が異なっても、ピッチ
変動の位相、振幅を一致させ、繋ぎめをより目立たなく
することができる。

【００６５】なお、図２のグラフにおいて、−側の走査
端で共役点の湾曲が大きいのは、第二のレーザダイオー
ド１２Ｂから射出された光ビームが回転多面鏡１６の回
転軸１６Ａに直交する平面に対して成す角度βが、第一
のレーザダイオード１２Ａから射出された光ビームが回
転多面鏡１６の回転軸１６Ａに直交する平面に対して成
す角度αよりも大きいからである（β＞α）。

【００６６】一例として、上記角度α、βは以下のよう
に設定することができる。 α＝１．２° β＝２．７° また、回転多面鏡１６の反射面１６Ｂへの入射光ビーム
が走査中心線に対して主走査方向になす角度γ、及び第
一の光源１２Ａから射出した光ビームの偏向角度θ１、
第二の光源１２Ｂから射出した光ビームの偏向角度θ２
は以下のように設定することができる。

【００６７】γ＝±１２．８° θ１＝０°〜２５．６° θ２＝−２５．６°〜０° この場合、折り返しミラー２７Ａの反射面上の光ビーム
位置は、折り返しミラー２７Ｂの反射面上の光ビーム位
置にくらべて、約２．６ｍｍ高い。従って、折り返しミ
ラー２７Ｂの上端を折り返しミラー２７Ａの上端よりも
約２．６ｍｍ下げて取り付けることができる。具体的に
は、ミラーの副走査方向幅を異ならせてもよいし、筐体
のミラーデータムに高低差を設けてもよい。

【００６８】この結果、長尺ミラー２２への入射高さが
低い方の偏向光ビーム（第一の光源１２Ａに対応する偏
向光ビーム）が、ミラー高さが低い方の折リ返しミラー
２７Ｂの上側を通過するよう構成されているので、入射
光路上に設けられた折り返しミラー２７Ａ、２７Ｂと偏
向光ビームとの間隙を２つの光路ともに十分確保するこ
とができる。

【００６９】また、副走査方向に角度をつけた光ビーム
を回転多面鏡１６に入射した場合、偏向光ビームに走査
線湾曲が生じることが知られている。ところが、副走査
断面に投影したときに、折り返された光ビームと回転多
面鏡１６への入射光ビームとが交わらない図１の光路の
場合、折り返しミラー２２上での走査線は、折り返しミ
ラー２７Ａ、２７Ｂから離れる方向（鉛直方向上側）に
湾曲する。即ち、折り返された光ビームと回転多面鏡１
６への入射光ビームとが交わらない図１の光路は、入射
光路上に設けられた折り返しミラー２７Ａ、２７Ｂと偏
向光ビームとの間隙を確保するには有利な構成といえ
る。

【００７０】なお、走査線の湾曲は、円筒鏡２４Ａ、２
４Ｂの位置で最大となるが、該円筒鏡２４Ａ、２４Ｂの
補正効果により、感光体ドラム２０上では、約２０ミク
ロン以下に補正される。

【００７１】また、繋ぎめにおけるビーム径差は、スリ
ット２５Ａ、２５Ｂの幅とシリンドリカルレンズ２６
Ａ、２６Ｂを適宜設定することにより、補正することが
できる。

【００７２】また、上記実施形態では、画像形成装置に
内蔵された光走査装置の例を説明したが、本発明に係る
光走査装置は、光走査装置により原稿面を走査して該原
稿面からの反射光又は透過光に基づいて原稿を読み取る
読取装置についても適用可能であり、同様の効果を得る
ことができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、分割した走査線を同一の反射面で偏向するとと
もに、各走査線における回転多面鏡の反射面に対する共
役点が、被走査面に対して同じ側に設定されているの
で、各走査線がずれるとしても、各走査線は被走査面上
で副走査方向に沿って同一方向にずれることとなり、繋
ぎめのピッチむらがほぼ同位相となり、繋ぎめを目立た
なくすることができる。

【００７４】また、請求項２の発明によれば、請求項１
に加えて、２つの走査線の繋ぎめで、一方の走査線にお
ける被走査面上のピッチむらの振幅と、他方の走査線に
おける被走査面上のピッチむらの振幅とがほぼ同一量に
なるよう設定し、副走査方向ずれを二つの走査線で直接
補正するので、２つの走査線を形成する夫々の光路で共
役倍率が異なっても、ピッチむらの位相、振幅を一致さ
せ、繋ぎめをより目立たなくすることができる。

【００７５】また、請求項３の発明によれば、長尺折り
返しミラーで折り返した光ビームが回転多面鏡への入射
光ビームと交わらないよう構成したので、装置の小型化
が達成できるとともに、回転多面鏡の反射面への入射光
ビームが副走査方向に成す角度を小さくし、高品質な結
像特性を得ることができる。

【００７６】また、請求項４の発明によれば、偏向光ビ
ームが何れの折り返しミラーにも入射することなく長尺
折り返しミラーに入射するよう構成したので、回転多面
鏡からの出射光学系の光路に影響することなく、回転多
面鏡への入射光学系の光路を各光ビーム毎の折り返しミ
ラーによって折り返すことができ、装置をさらに小型化
することができる。

【００７７】また、請求項５の発明によれば、各光ビー
ム毎の折り返しミラーを、対応する光ビームを射出する
光源部に対し、回転多面鏡の回転軸及び結像光学系の光
軸を含む平面を挟んで反対側に配置したので、充分な光
路長を確保しつつ、２つの光源部の間隔を短くし光走査
装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施形態における光走査装置の構成を示
す斜視図である。

【図２】回転多面鏡の反射面に対する共役点の湾曲を示
すグラフである。

【図３】面倒れ補正光学系を模式的に示した副走査断面
図である。

【図４】（Ａ）は分割走査の概念図であり、（Ｂ）は２
つの走査線における回転多面鏡の反射面に対する共役点
が被走査面を挟んで互いに反対側にある場合の２つの走
査線の繋ぎめを拡大した図であり、（Ｃ）は２つの走査
線における回転多面鏡の反射面に対する共役点がともに
被走査面に対して光ビーム進行方向上流側に設定されて
いる場合の２つの走査線の繋ぎめを拡大した図であり、
（Ｄ）は２つの走査線における回転多面鏡の反射面に対
する共役点がともに被走査面に対して光ビーム進行方向
下流側に設定されている場合の２つの走査線の繋ぎめを
拡大した図である。

【図５】逆位相のピッチむらを説明するための図であ
る。

【図６】（Ａ）は共役倍率の異なる二つの光ビームの光
路を示した副走査断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけ
る被走査面近傍の拡大図である。

【図７】（Ａ）は回転多面鏡への入射光ビーム及び回転
多面鏡からの出射光ビームの光路レイアウトを示す副走
査断面図であり、（Ｂ）は各光ビーム毎の反射鏡で折り
返した光ビームが回転多面鏡への入射光ビームと交わら
ないよう設定された光路レイアウトを示す副走査断面図
であり、（Ｃ）は各光ビーム毎の反射鏡で折り返した光
ビームが回転多面鏡への入射光ビームと交わるよう設定
された光路レイアウトを示す副走査断面図である。

【図８】（Ａ）は光走査装置における光路レイアウトの
全容を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対応する側
面図である。

【図９】従来の分割型光走査装置の概略構成図である。

【図１０】画像情報に基づき変調された光ビームと不要
光ビームとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１０ 光走査装置 １２Ａ、１２Ｂ 光源部 １４Ａ、１４Ｂ コリメータレンズ １６ 回転多面鏡 １８Ａ、１８Ｂ 結像レンズ ２０ 感光体ドラム ２２ 長尺折り返しミラー ２４Ａ、２４Ｂ 円筒鏡 ２５Ａ、２５Ｂ スリット ２６Ａ、２６Ｂ シリンドリカルレンズ ２７Ａ、２７Ｂ 折り返しミラー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの光源からそれぞれ発せられた光ビ
   ームがそれぞれ別個のビーム整形光学系を透過して回転
   多面鏡の同一の反射面で同時に偏向され、偏向された２
   つの光ビームが単一の結像光学系を透過してそれぞれ別
   個の反射鏡で反射し、反射した２つの光ビームが被走査
   面上を分割して走査すると共に、前記２つの光源からの
   光ビームが、前記回転多面鏡の回転軸及び前記結像光学
   系の光軸を含む平面を挟んで相互に異なる側から、前記
   回転多面鏡の回転軸と直交する平面に対し相互に異なる
   角度で、前記回転多面鏡に入射する光走査装置であっ
   て、 分割して走査される２つの走査線の繋ぎめでは、一方の
   走査線における前記回転多面鏡の反射面に対する共役点
   と、他方の走査線における前記回転多面鏡の反射面に対
   する共役点とが、前記被走査面に対して光ビーム進行方
   向上流側又は下流側の同じ側に設定されていることを特
   徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 分割して走査される２つの走査線の繋ぎ
   めでは、一方の走査線における被走査面上のピッチむら
   の振幅と、他方の走査線における被走査面上のピッチむ
   らの振幅とが、ほぼ同一量に設定されていることを特徴
   とする請求項１記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 ２つの光源からそれぞれ発せられた光ビ
   ームが回転多面鏡の同一の反射面で同時に偏向され、偏
   向された２つの光ビームが単一の結像光学系を透過して
   それぞれ別個の反射鏡で反射し、反射した２つの光ビー
   ムが被走査面上を分割して走査すると共に、前記２つの
   光源からの光ビームが、前記回転多面鏡の回転軸及び前
   記結像光学系の光軸を含む平面を挟んで相互に異なる側
   から、前記回転多面鏡の回転軸と直交する平面に対し相
   互に異なる角度で、前記回転多面鏡に入射する光走査装
   置であって、 副走査断面内における光ビームの折り返し方向が、折り
   返される光ビームが回転多面鏡への入射光ビームと交わ
   らない方向に設定された単一の長尺折り返しミラーが、
   前記結像光学系と前記反射鏡との間の光路上に設けられ
   ていることを特徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】 前記結像光学系と前記長尺折り返しミラ
   ーとに挟まれた位置に、２つの光源部から射出された光
   ビームを回転多面鏡に入射させるための折り返しミラー
   が各光ビーム毎に設けられ、 前記折り返しミラーで折り返され回転多面鏡の反射面で
   偏向された光ビームが、何れの折り返しミラーにも入射
   することなく前記長尺折り返しミラーに入射することを
   特徴とする請求項３記載の光走査装置。
5. 【請求項５】 前記各光ビーム毎の折り返しミラーは、
   対応する光ビームを射出する光源部に対し、前記回転多
   面鏡の回転軸及び前記結像光学系の光軸を含む平面を挟
   んで反対側に配置されていることを特徴とする請求項４
   記載の光走査装置。