JPH1164754A

JPH1164754A - マルチビーム走査装置

Info

Publication number: JPH1164754A
Application number: JP22824497A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kawamura; 篤川村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-25
Also published as: JP3933759B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の偏向光束により複数の画像を同時に書き
込む方式のマルチビーム走査装置において、走査線曲が
りを有効に補正し、且つ、低コストでの実現を可能にす
る。【解決手段】共通の回転多面鏡により偏向される複数の
光束により、複数の画像を同時に書き込む方式のマルチ
ビーム走査装置において、同一の偏向反射面により偏向
される複数の光束に対して共通に配備される主レンズ１
２Ａと、複数の光束Ｌ１，Ｌ２の個々に対して配備され
る補正レンズ１６Ａ１，１６Ａ２と、各偏向光束を、対
応する被走査部へ導くように光路を屈曲させる光路屈曲
手段１４Ａ１，１４Ａ２，１７Ａとを有し、補助レンズ
１６Ａ１，１６Ａ２は、主レンズ１２Ａよりも各被走査
部側に配備され、同一の偏向反射面１０Ａに入射する複
数光束Ｌ１，Ｌ２は、回転多面鏡の回転軸方向におい
て、互いに異なる入射角θ，−θで入射し、複数の補助
レンズは同一の形状を有し、対応する光束の、偏向反射
面へ入射角に応じて、副走査対応方向へのシフト量：Δ
Ｚが設定される。

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、より詳細には、共通の回転多面鏡により偏向され
る複数の光束により、複数の画像を同時に書き込む方式
のマルチビーム走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像形成装置に関連して、４つの
感光体のそれぞれに光走査による潜像形成を行い、形成
された４つの静電潜像をそれぞれイエロー、マゼンタ、
シアン、黒のトナーで現像し、得られる４色のトナー画
像をシート上の記録媒体上で重ね合わせてカラー画像を
得る方式のものが知られている。このようなカラー画像
形成方式において、各感光体の光走査を、感光体ごとに
個別的に設けた光走査装置により別個に行うものも知ら
れているが、値の張る光走査装置を４組用いるのはコス
ト的に得策でない。複数の感光体に対して、回転多面鏡
と結像光学系とを共通化したカラー画像形成装置も知ら
れているが（特開平８−３１３８３３号公報）、結像光
学系を共通化したことにより、各光束の光スポットが各
感光体上で描く軌跡である走査線に曲がりが発生する。
この走査線曲がりを補正・軽減させるために、上記公報
記載の発明では、防塵ガラスである平行平板ガラスを
「偏向光束に対して非垂直」にするとともに、回転多面
鏡による偏向角を「走査線の曲がりが少なく」なるよう
に狭めている。

【０００３】しかしながら、平行平板ガラスを傾けるこ
とによる走査線曲がり補正量は微小量であり、この補正
量を大きくするために平行平板ガラスを厚くすると、非
点隔差等の他の光学特性が劣化する。また、回転多面鏡
による偏向角を狭めると、所望の走査幅を得るのに回転
多面鏡以後の光路長を長くしなければならず、複数の偏
向光束に対して結像光学系を共通化するために結像光学
系を回転多面鏡に近接させる必要があり、このため偏向
光束による結像倍率が大きくなる。このため感光体上に
結像する光スポットのスポット径を小さくすることが困
難になり、光スポットにおける光エネルギの集中性が低
くなるので、これを補償するために高出力の光源が必要
となる。また、偏向角が狭いと、１ライン分の光束偏向
時間が短くなり、１画素を書き込むための時間が短くな
るため偏向光束を変調する変調周波数を高くする必要が
あり、高周波の変調ドライバ回路が必要になる。上記の
ような高出力の光源や高周波の変調ドライバ回路は高価
であるので、カラー画像形成装置の低コスト化に対する
妨げになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、複数の偏
向光束により複数の画像を同時に書き込む方式のマルチ
ビーム走査装置において、走査線曲がりを有効に補正
し、且つ、マルチビーム走査装置の低コストな実現を可
能にすることを課題とする。

【０００５】

【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「それぞれが主走査対応方向に長い線像に結
像し、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する共
通の回転多面鏡により偏向される複数の光束により、複
数の画像を同時に書き込む方式のマルチビーム走査装
置」である。「主走査対応方向」は、個々の光束に関
し、光源から被走査部に至る光路上で主走査方向と対応
する方向であり、「副走査対応方向」は、個々の光束に
関し、光源から被走査部に至る光路上で副走査方向と対
応する方向である。

【０００６】請求項１記載の発明のマルチビーム走査装
置は以下の如き特徴を有する。即ち、各偏向光束が、主
レンズと補助レンズとにより、対応する被走査部に集光
される。各偏向光束は光路屈曲手段により対応する被走
査部へ導かれる。「主レンズ」は、回転多面鏡における
「同一の偏向反射面により偏向される複数の光束」に対
して共通に配備され、主として複数の偏向光束を主走査
対応方向において各被走査部に集光させる機能と、光走
査を等速化する機能を有する。「補助レンズ」は、複数
の光束の個々に対して配備され、主レンズと共働して対
応する偏向光束を被走査部上に集光させるとともに、主
・副走査対応方向の所望の光学特性を与える機能を有す
る。各補助レンズは、主レンズよりも、対応する各光束
の被走査部側に配備される。従って、偏向光束は先ず主
レンズを透過し、次いで補助レンズを透過して被走査部
に至る。「光路屈曲手段」は、各偏向光束を、対応する
被走査部へ導くように光路を屈曲させる手段である。
「同一の偏向反射面に入射する複数光束」は、回転多面
鏡の回転軸方向において、互いに異なる入射角で入射す
る。複数の補助レンズは同一の形状を有し、対応する光
束の、偏向反射面への入射角に応じて、副走査対応方向
へのシフト量：ΔＺが設定される。

【０００７】即ち、回転多面鏡における同一の偏向反射
面に入射する複数の光束がＮ光束あるとすれば、同一の
偏向反射面により偏向されたＮ光束は、共通の主レンズ
を透過する。そしてそののち、Ｎ光束の個々は、個別的
に（各光束に応じて配備された）補助レンズを透過して
対応する被走査部に光スポットとして集光する。上記シ
フト量：ΔＺは、個々の補助レンズに入射する偏向光束
に関連した走査線曲がりを有効に軽減するように、各補
助レンズに応じて設定される。シフト量：ΔＺは「ΔＺ
＝０」の場合を含む。上記のように、各光束は偏向反射
面近傍に主走査対応方向に長い線像として結像している
ので、主レンズと補助レンズとは、各光束に就き「偏向
反射面位置と被走査部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」とする機能を持ち、従って
回転多面鏡における「面倒れ」を補正する機能を有す
る。

【０００８】各偏向光束による光スポットが走査する被
走査部は、具体的には光導電性の感光体の感光面であ
る。各被走査部となる感光体は偏向光束ごとに異なって
も良いし、感光体をベルト状として、２以上の偏向光束
が同一の感光体の異なる部分に同時に画像書込みを行う
ようにすることもできる。

【０００９】回転多面鏡の同一の偏向反射面に入射する
光束数は、光学配置の観点からして４〜５光束程度が限
度と考えられるが、実用的な観点からすると「２光束が
同一の偏向反射面に入射する」ようにするのが良い。こ
の場合、即ち、回転多面鏡の同一の偏向反射面に入射す
る光束を２光束とするとき、これらが「回転多面鏡の回
転軸に直交する面に対して略対称的」に入射するよう
に、且つ、入射角の絶対値：｜θ｜ラジアンが条件：（１）０．０１＜｜θ｜＜０．１５を満足するようにするのが良い（請求項２）。

【００１０】｜θ｜が０．０１ラジアン以下となると、
偏向される２光束が互いに近接しすぎ、各光束を別個の
被走査部へ導くように光路を屈曲させる光路屈曲光学手
段の配備が困難になったり、あるいは偏向反射面から被
走査部を成す感光体に至る光路長が長くなり、画像形成
装置の大型化を招来したりする問題がある。また、｜θ
｜が０．１５ラジアン以上になると、走査線曲がりが大
きくなり、補助レンズのシフト量：ΔＺの調整で有効に
補正することが困難になる。

【００１１】上記請求項２記載の発明の場合、同一の偏
向反射面により反射された２光束は、回転多面鏡の回転
軸に平行な方向において互いに異なる方向に向かうが、
これら２光束が「回転多面鏡の回転軸に平行な方向にお
いて交叉する位置」は「偏向反射面と主レンズの被走査
部側レンズ面との間」に位置することが好ましい（請求
項３）。上記交叉位置が、主レンズの被走査部側レンズ
面よりも被走査部側に位置する場合には、回転多面鏡が
回転軸方向に大型化し駆動モータの負荷も増大する。上
記交叉位置が偏向反射面よりも光源側に位置する場合に
は、主レンズの副走査対応方向のレンズ幅が著しく大き
くなり、主レンズのコストが高くなる。

【００１２】上記請求項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、補助レンズの副走査対応方
向の焦点距離をｆｚとするとき、前記入射角：θが０で
ない光束に対する補助レンズに就いて、入射角：θと上
記ΔＺおよびｆｚが条件：（２）０．０５＜（１／θ）・ΔＺ／ｆｚ＜０．４を満足することが好ましい（請求項４）。θが小さい場
合、適正なΔＺも小さくて良く、両者の比：ΔＺ／θは
ある一定範囲にあることが好ましい。また、補助レンズ
は、対応する偏向光束に関して、偏向反射面と被走査部
とを、副走査対応方向において幾何光学的に共役な関係
にするための主要な光学要素であり「正のパワー」を持
ち、上記ｆｚは「実質的に補助レンズと被走査部との面
間隔」となる。（２）式の上限の０．４以上になると、
ΔＺが大きく、補助レンズの周辺部で補助レンズの屈折
作用が過大になり、入射角：θの符号が逆になる２つの
偏向光束において「逆向きの走査線曲がり（カラー画像
の形成において、色ずれ等の原因となる）」が発生す
る。また下限の０．０５以下になると、ΔＺが小さく、
走査線曲がりを補正する効果が小さい。

【００１３】回転多面鏡の偏向反射面に入射する各光束
は、主走査対応方向に於いて、弱い発散性の光束である
ことも、弱い集束性の光束であることもできるが、これ
らを「主走査対応方向に関して略平行光束」とすること
ができ、この場合には、主レンズを「ｆθレンズ」、補
助レンズを「長尺トロイダルレンズ」とすることができ
る（請求項５）。この場合、上記ｆθレンズを「両面が
共軸回転対称非球面である光軸回転対称なレンズ」と
し、補助レンズを「入射側面が主走査対応方向に非円弧
形状を持つ樽型トロイダル面で、射出側面がノーマルト
ロイダル面」である長尺トロイダルレンズとすることが
できる（請求項６）。請求項７記載のマルチビーム走査
装置は、それぞれが主走査対応方向に長い線像に結像
し、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する共通
の回転多面鏡により偏向される複数の光束により、複数
の画像を同時に書き込む方式のマルチビーム走査装置で
あって、共通の回転多面鏡の２つの偏向反射面のそれぞ
れにより２光束が偏向され、上記２つの偏向反射面によ
り偏向される２対の２光束の各対に対して、請求項１〜
６の任意の１に記載されている１個の主レンズと、２個
の補助レンズが配備され、同時に偏向される４光束によ
り、４つの感光体を同時走査する装置である。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１において、回転多面鏡１０に
は４つの独立した光源からの４光束Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，
Ｌ４が入射する。光束Ｌ１，Ｌ２は回転多面鏡１０の同
じ偏向反射面に入射し、光束Ｌ３，Ｌ４は回転多面鏡１
０の同じ偏向反射面に入射するが、光束Ｌ１，Ｌ２の入
射する偏向反射面と、光束Ｌ３，Ｌ４の入射する偏向反
射面とは異なる偏向反射面である。光束Ｌ１は、回転多
面鏡１０により反射されると主レンズ１２Ａを透過し、
ミラー１４Ａ１により光路を折り曲げられ、補助レンズ
１６Ａ１を透過して作像ユニット１００Ｙに入射する。
光束Ｌ２は、回転多面鏡１０により反射されると主レン
ズ１２Ａを透過し、ミラー１４Ａ２により光路を折り曲
げられ、補助レンズ１６Ａ２を透過し、ミラー１７Ａに
より再度、光路を折り曲げられて作像ユニット１００Ｍ
に入射する。光束Ｌ３は、回転多面鏡１０により反射さ
れると主レンズ１２Ｂを透過し、ミラー１４Ｂ１により
光路を折り曲げられ、補助レンズ１６Ｂ１を透過し、ミ
ラー１７Ｂにより再度、光路を折り曲げられて作像ユニ
ット１００Ｃに入射する。光束Ｌ４は、回転多面鏡１０
により反射されると主レンズ１２Ｂを透過し、ミラー１
４Ｂ２により光路を折り曲げられ、補助レンズ１６Ｂ２
を透過して作像ユニット１００Ｋに入射する。ミラー１
４Ａ１，１４Ａ２，１７Ａ，１４Ｂ１，１４Ｂ２，１７
Ｂは「光路屈曲手段」を構成する。作像ユニット１００
Ｋ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙは「構成的には同一
のもの」で、現像に用いられるトナーの色が異なる。作
像ユニット１００Ｋでは黒トナーが用いられ、作像ユニ
ット１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙでは、それぞれシア
ントナー、マゼンタトナー、イエロートナーが用いられ
る。

【００１５】各作像ユニットは、動作も共通しているの
で、作像ユニット１００Ｙでの作像プロセスを例にとり
説明する。作像ユニット１００Ｙに設けられた光導電性
の感光体１０１はドラム形状であって、反時計回りに回
転しつつ帯電手段である帯電ローラ１０３により均一に
帯電され、光束Ｌ１によりイエロー潜像を画像書込みさ
れる。書込みにより形成されたイエロー潜像は、現像装
置１０５によりイエロートナーで現像されてイエロート
ナー画像となる。即ち、感光体１０１の感光面は光束Ｌ
１に対する「被走査部」である。同様にして、作像ユニ
ット１００Ｋでは黒潜像の書込み形成と黒トナーによる
現像が行われて黒トナー画像が形成される。作像ユニッ
ト１００Ｃ，１００Ｍには、シアントナー画像、マゼン
タトナー画像が形成される。

【００１６】これら各色のトナー画像を担持するシート
状の記録媒体（記録紙やオーバヘッドプロジェクタ用の
シート等）Ｓは、図示されない転写・搬送手段（搬送ベ
ルトと、その裏面側から転写電界を印加する転写手段の
組合せ）により矢印方向に搬送され、黒トナー画像、シ
アントナー画像、マゼンタトナー画像、イエロートナー
画像を順次に重ね合わせられて転写される。記録媒体Ｓ
は上記の如く形成されたカラー画像を図示されない定着
手段により定着され、装置外へ排出される。

【００１７】図２は、図１に示した２光束Ｌ１，Ｌ２の
「結像状態を説明」するための図である。図２において
Ｚ方向は「回転多面鏡１０の回転軸に平行な方向」、Ｘ
方向は「主レンズ１２Ａの光軸方向」である。図２にお
いて、Ｘ軸を含み図面に直交する平面を想像すると、こ
の平面は「回転多面鏡１０の回転軸に直交する平面」で
ある。光束Ｌ２を例に取って説明すると、光束Ｌ２は上
記「回転多面鏡１０の回転軸に直交する平面」に対して
角：θをもって、回転多面鏡１０の偏向反射面１０Ａに
入射し、上記平面に対して−θの反射角で反射され、主
レンズ１２Ａに入射する。入射角：θは、図２に示すよ
うに、上記平面から時計回りの角を「正」とする。主レ
ンズ１２Ａを透過した光束Ｌ２は、ミラー１４Ａ２によ
り反射され、補助レンズ１６Ａ２を透過して被走査部１
００２に至る。被走査部１００２は、作像ユニット１０
０Ｍの感光体の感光面である。破線で示す光束Ｌ１は、
偏向反射面１０Ａに上記平面に対して−θの入射角で入
射し、反射されると補助レンズ１６Ａ１を透過し、ミラ
ー１４Ａ１により反射され、被走査部１００１に至る。
被走査部１００１は作像ユニット１００Ｙの感光体１０
１の感光面である。

【００１８】図２における符号１０００は、ミラー１４
Ａ１，１４Ａ２による被走査部１００１，１００２の虚
像としての「仮想的な被走査面」を示している。符号１
６Ａ２’は、ミラー１４Ａ２による補助レンズ１６Ａ２
の虚像である。図２に示したように、ミラー１４Ａ１，
１４Ａ２を無いものとして考えた「仮想的な光学配置
（補助レンズの虚像１６Ａ２’および仮想的な被走査面
１０００）」で見ると、補助レンズ１６Ａ１，１６Ａ２
（虚像１６Ａ２’）は、Ｘ軸に平行な「対称軸」を含み
図面に直交する平面に対して対称的に配備されている。
図２において、図面に直交する方向をＹ方向とすると、
Ｙ方向は、光束Ｌ１，Ｌ２に対して「主走査対応方向」
である。このとき、副走査対応方向を上記「仮想的な光
学配置」において考えると、図２におけるＺ方向が「副
走査対応方向」になる。

【００１９】このとき、補助レンズ１６Ａ２における
「副走査対応方向のシフト量」であるΔＺは、補助レン
ズ１６Ａ２の虚像１６Ａ２’における光軸と、主レンズ
１２Ａを透過した光束Ｌ２の主光線の透過位置との間隔
として定義される。シフト量：ΔＺは、図２に示すよう
にＺ軸の「正の向きのずれ」を正とする。各補助レンズ
に対すシフト量：ΔＺは「各光束による光走査の走査線
曲がりを可及的に補正する」ように設定される。同じ主
レンズ１２Ａと共働する２つの補助レンズ１６Ａ１，１
６Ａ２は、図２２に示す「仮想的な光学配置」におい
て、互いに「対称軸」に対して対称的に配備される。図
１に示す、別の主レンズ１２Ｂ、補助レンズ１６Ｂ１，
１６Ｂ２やミラー１４Ｂ１，１４Ｂ２，１７Ｂ等の配置
も、図２に示す光学配置と同様である。

【００２０】図３は、回転多面鏡１０の異なる偏向反射
面により偏向される光束Ｌ１，Ｌ４の、光源から被走査
部に至る光路を展開状態で示す図である。光束Ｌ２は光
束Ｌ１に、また光束Ｌ３は光束Ｌ４に重なっていると考
えれば良い。符号１０００および２０００は仮想的な被
走査面を示している。

【００２１】光束Ｌ１は、光源（半導体レーザ）１から
放射されてカップリングレンズ２によりカップリングさ
れ、アパーチュア４’により「ビーム成形」され、シリ
ンドリカルレンズ６により副走査対応方向に集光され、
回転多面鏡１０の偏向反射面１０Ａの近傍に「主走査対
応方向に長い線像」に結像し、偏向反射面１０Ａに反射
されると主レンズ１２Ａと補助レンズ１６Ａ１を透過
し、これらレンズの作用により被走査面１０００（実際
には図２の被走査部１００１）上に光スポットとして集
光する。光束Ｌ４は、光源４から放射されてカップリン
グレンズ３によりカップリングされ、アパーチュア５に
よりビーム成形され、シリンドリカルレンズ７により副
走査対応方向に集光され、回転多面鏡１０の偏向反射面
１０Ｂの近傍に主走査対応方向に長い線像に結像し、偏
向反射面１０Ｂに反射されると主レンズ１２Ｂと補助レ
ンズ１６Ｂ２を透過し、これらレンズの作用により被走
査面２０００（実際には作像ユニット１００Ｋの感光体
面）上に光スポットとして集光する。図３には示されて
いないが、光束Ｌ２，Ｌ３に関する光源側配置や主レン
ズ、補助レンズの配置も上記と同様である。

【００２２】主レンズ１２Ａは、主として、等角速度的
に偏向される光束Ｌ１，Ｌ２を主走査対応方向に関して
各被走査部に結像させる機能と、これら光束による光走
査を等速化する機能を持ち、補助レンズ１６Ａ１，１６
Ａ２は、主レンズ１２Ａと共働して、偏向光束Ｌ１，Ｌ
２を対応する被走査部上に集光させるとともに、主・副
走査対応方向の所望の光学特性を与える機能を有してい
る。同様に、主レンズ１２Ｂは、主として、等角速度的
に偏向される光束Ｌ３，Ｌ４を主走査対応方向に関して
各被走査部に結像させる機能と、これら光束による光走
査を等速化する機能を持ち、補助レンズ１６Ｂ１，１６
Ｂ２は、主レンズ１２Ｂと共働して、偏向光束Ｌ３，Ｌ
４を対応する被走査部上に集光させるとともに、主・副
走査対応方向の所望の光学特性を与える機能を有してい
る。

【００２３】図１〜３に即して説明した実施の形態は、
「それぞれが主走査対応方向に長い線像に結像し、線像
の結像位置近傍に偏向反射面１０Ａ，１０Ｂを有する共
通の回転多面鏡１０により偏向される複数の光束によ
り、複数の画像を同時に書き込む方式のマルチビーム走
査装置」で、同一の偏向反射面１０Ａ(１０Ｂ)により偏
向される複数の光束Ｌ１，Ｌ２(Ｌ３，Ｌ４)に対して共
通に配備される主レンズ１２Ａ(１２Ｂ)と、複数の光束
Ｌ１，Ｌ２(Ｌ３，Ｌ４)の個々に対して配備される補正
レンズ１６Ａ１，１６Ａ２(１６Ｂ１，１６Ｂ２)と、各
偏向光束を対応する被走査部へ導くように光路を屈曲さ
せる光路屈曲手段１４Ａ１，１４Ａ２，１７Ａ(１４Ｂ
１，１４Ｂ２，１７Ｂ)とを有し、主レンズ１２Ａ(１２
Ｂ)は主として、複数の偏向光束Ｌ１，Ｌ２(Ｌ３，Ｌ
４)を主走査対応方向において各被走査部に集光させる
機能と光走査を等速化する機能とを有し、補助レンズ１
６Ａ１，１６Ａ２(１６Ｂ１，１６Ｂ２)は、主レンズ１
２Ａ(１２Ｂ)よりも各被走査部側に配備され、主レンズ
１２Ａ(１２Ｂ)と共働して、対応する偏向光束を被走査
部上に集光させるとともに、主・副走査対応方向の所望
の光学特性を与える機能を有し、同一の偏向反射面１０
Ａ(１０Ｂ)に入射する複数光束Ｌ１，Ｌ２は回転多面鏡
１０の回転軸方向において、互いに異なる入射角：θ，
−θで入射し、複数の補助レンズ１６Ａ１，１６Ａ２
(１６Ｂ１，１６Ｂ２)は同一の形状を有し、対応する光
束Ｌ１，Ｌ２(Ｌ３，Ｌ４)の、偏向反射面１０Ａ(１０
Ｂ)へ入射角に応じて副走査対応方向へのシフト量：Δ
Ｚが設定される。

【００２４】上記実施の形態はまた、それぞれが主走査
対応方向に長い線像に結像し、線像の結像位置近傍に偏
向反射面を有する共通の回転多面鏡１０により偏向され
る複数の光束Ｌ１〜Ｌ４により、複数の画像を同時に書
き込む方式のマルチビーム走査装置であって、共通の回
転多面鏡１０の２つの偏向反射面１０Ａ，１０Ｂのそれ
ぞれにより２光束Ｌ１，Ｌ２およびＬ３，Ｌ４が偏向さ
れ、２つの偏向反射面１０Ａ，１０Ｂにより偏向される
２対の２光束の各対に対して１個の主レンズ１２Ａおよ
び１２Ｂと、２個の補助レンズ１６Ａ１，１６Ａ２およ
び１６Ｂ１，１６Ｂ２が配備され、同時に偏向される４
光束により、４つの感光体を同時走査するマルチビーム
走査装置（請求項７）である。

【００２５】

【実施例】図１〜図３に即して説明した実施の形態を以
下の如き具体的な実施例として実施した。光源としての
半導体レーザは、発光波長：７８０ｎｍのものを用い、
光源からの放射光束をカップリングレンズにより「平行
光束」化し、シリンドリカルレンズにより回転多面鏡の
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
させるようにした。従って、回転多面鏡により偏向され
る各偏向光束は「主走査対応方向において平行光束」で
ある。主レンズは「ｆθレンズ」とし、補助レンズは
「長尺トロイダルレンズ」とした（請求項５）。さら
に、ｆθレンズを「両面が共軸回転対称非球面」の単レ
ンズとし、補助レンズの入射側面を「主走査対応方向に
非円弧形状を持つ樽型トロイダル面」、射出側面を「ノ
ーマルトロイダル面」とした（請求項６）。

【００２６】「共軸回転対称非球面」は、レンズ光軸方
向に座標：Ｘをとり、光軸直交方向に座標：Ｙをとると
き、近軸曲率半径をＲ、円錐定数をＫ、高次の係数を
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．．として、Ｘ＝(Ｙ²/Ｒ）/［１＋√{１−(１＋Ｋ)(Ｙ/Ｒ)²}] ＋Ａ・Ｙ⁴＋Ｂ・Ｙ⁶＋Ｃ・Ｙ⁸＋Ｄ・Ｙ¹⁰＋Ｆ・Ｙ¹²＋Ｇ・Ｙ¹⁴＋Ｈ・Ｙ¹⁶＋Ｉ・Ｙ¹⁸＋．．．（３）なる式におけるＲ，Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，．．を与えて
特定される曲線形状（これを「非円弧形状」という）を
Ｘ軸の回りに回転して得られる曲面である。

【００２７】また、樽型トロイダル面は、上記「非円弧
曲線」を、この非円弧曲線と同一平面内にあり、Ｘ軸上
で上記非円弧形状からＲｘだけ離れた「Ｙ軸に平行な
軸」の回りに回転して得られる曲面である。

【００２８】図２に即して説明した、主レンズ１２Ａと
補助レンズ１６Ａ２（の虚像：１６Ａ２’）の配備の実
例を挙げる。補助レンズ１６Ａ１の配備は、図２に示し
たように、主レンズ１２Ａの光軸を対称軸として、Ｚ方
向（回転多面鏡１０の回転軸方向）において補助レンズ
１６Ａ２（の虚像１６Ａ２’）と対称的に配備すればよ
い。主レンズ１２Ｂ、補助レンズ１６Ｂ１，１６Ｂ２の
配備は、上記主レンズ１２Ａ、補助レンズ１６Ａ１，１
６Ａ２の配備と全く同様に行うことができる。

【００２９】主レンズ１２Ａおよび補助レンズ１６Ａ２
のレンズ面番号を回転多面鏡の側から順次、面番号１〜
４とし、各面の曲率半径（非円弧に就いては近軸曲率半
径）を主走査対応方向（図２のＹ方向）に就いて「Ｒ
ｍ」、副走査対応方向（図２におけるＺ方向）に就いて
「Ｒｓ」とし、図２のＸ軸方向（主レンズ・補助レンズ
とも、前記「仮想的な光学配置」において、光軸はＸ軸
方向に平行である）における面間隔を「Ｄ」とする。ま
た、各レンズの屈折率を「Ｎ」とする。

【００３０】面番号ＤＲｍＲｓＮ０(偏向反射面) 37.955 １ 10.00 -172.1 -172.1 1.57251 ２ 61.96 -56.4 -56.4 ３ 4.0 -460.0 -31.0 1.57251 ４ 83.32 -700.0 -15.7 。

【００３１】主レンズの入射側面（第１面）の共軸回転
対称非球面形状Ｒ（Ｒｍ＝Ｒｓ）＝−１７２．１，Ｋ＝３．５４，Ａ＝
１．１１Ｅ−７，Ｂ＝−３．８１Ｅ−１１，Ｃ＝−
３．４３Ｅ−１４，Ｄ＝１．０８Ｅ−１７主レンズの射出側面（第２面）の共軸回転対称非球面形
状Ｒ（Ｒｍ＝Ｒｓ）＝−５６．４，Ｋ＝０．０２７，Ａ＝
４．２８Ｅ−７，Ｂ＝−３．６１Ｅ−１１，Ｃ＝
２．１Ｅ−１４，Ｄ＝−２．８Ｅ−１７上記において、例えば「Ｅ−７」は「１０~⁷」を意味
し、この値が直前の数値に掛けられるのである。

【００３２】補助レンズの入射側面（第３面）の樽型ト
ロイダル面図２におけるＸＹ面の形状（Ｙ方向は「主走査対応方
向」である）Ｒ（Ｒｍ）＝−４６０．０，Ｋ＝−１３１，Ａ＝１．
０５Ｅ−７，Ｂ＝−２．０５Ｅ−１２，Ｃ＝−４．４３
Ｅ−１６，Ｄ＝−６．３３Ｅ−２１Ｆ＝２．２２Ｅ−２４，Ｇ＝６．７７Ｅ−２８，Ｈ
＝４．４１Ｅ−３２，Ｉ＝−１．５Ｅ−３５樽型トロイダル面は、この非円弧形状をＸ方向にＲｓ＝
−１５．７だけ離れ、Ｙ方向に平行な軸の回りに回転し
て得られる曲面である。補助レンズの射出側面（第４
面）は通常の「ノーマルトロイダル面」である。

【００３３】主レンズ１２Ａへの光束Ｌ２の入射角：θ
＝０．０６（ラジアン）、補助レンズ１６Ａ２のシフト
量：ΔＺ＝０．５０２（ｍｍ）、補助レンズ１６Ａ２の
副走査対応方向の焦点距離：ｆｚ＝３９．５である。

【００３４】従って、上記入射角：θは、条件：０．０
１＜｜θ｜＜０．１５を満足し（請求項２）、入射角：
θとΔＺとｆｚによる「(１/θ)・ΔＺ/ｆｚ」は０．２
０２であって、条件：０．０５＜（１／θ）・ΔＺ／ｆ
ｚ＜０．４を満足する（請求項４）。

【００３５】光束Ｌ１は、偏向反射面に回転多面鏡の光
軸に直交する平面に対して入射角：−θ＝−０．０６ラ
ジアンで入射し、補助レンズ１６Ａ１（補助レンズ１６
Ａ２と同一のレンズである）のシフト量：ΔＺは−０．
５０２（ｍｍ）となる。光束Ｌ２に関する主レンズ１２
Ａと補助レンズ１６Ａ２とによる結像における「像面湾
曲」、「走査線曲がり」、「ｆθ特性」を図４に示す。
これらは、光束Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４に就いても同様のもの
になる。

【００３６】図２に示したように、実施例における光束
Ｌ１，Ｌ２は、偏向反射面１０Ａにより反射されたのち
「回転多面鏡の回転軸に平行な方向（Ｚ方向）におい
て、偏向反射面１０Ａと主レンズ１２Ａの被走査部側レ
ンズ面との間」で交叉する（請求項３）が、実施例に於
いては特に、上記交叉位置を偏向反射面１０Ａと主レン
ズ１２Ａの射出側面との中央部に設定している。このよ
うに設定したため、回転多面鏡１０および主レンズ１２
Ａの副走査対応方向（図２のＺ方向）の幅を、シングル
ビームによる光走査の場合よりも「３ｍｍ増加させただ
け」ですませることができ、回転多面鏡、主レンズの製
造コストの上昇を抑えることができた。

【００３７】上に説明した実施例では、主レンズ１個に
対して２個の補助レンズを組み合わせたが、主レンズ１
個に対して３個の補助レンズを組み合わせても良く、こ
の場合の３つの光束の入射角をそれぞれθ，０，−θと
し、３つの補助レンズのシフト量を、それぞれΔｚ，
０，−Δｚとなるようにすることもできる。

【００３８】

【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、コストの高い回転多面鏡を
複数の光束に共用し、同じ偏向反射面で同時に偏向され
る複数光束に対して主レンズを共通化したのでマルチビ
ーム走査装置を安価に構成できる。また、主レンズを共
通化したことにより発生する走査線曲がりを、偏向光束
ごとに設けた補助レンズのシフト量で補正するので、走
査光学系としての光学性能を保ったまま走査線曲がりを
有効に補正することができる。請求項２，３，４記載の
発明では、走査線曲がりを有効に補正しつつ、画像形成
装置を小型化することが可能になり、回転多面鏡や主レ
ンズのサイズ増加を有効に軽減できる。請求項５〜７記
載の発明では、主レンズ・補助レンズの構成が簡単で、
マルチビーム走査装置の小型化、低コスト化が容易にな
る。上には、同一の被走査部を走査する光束は１光束で
あるとしたが、同一の被走査部を複数の光束で走査し、
同一の被走査部の複数ラインを同時に走査する複数ライ
ン同時走査方式にこの発明を適用することも可能であ
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】実施の形態における主レンズ１２Ａと補助レン
ズ１６Ａ１，１６Ａ２配置を説明するための図である。

【図３】実施の形態における光束Ｌ１，Ｌ４の、結像光
路を説明するための図である。

【図４】実施例に関する像面湾曲・走査線曲がり・ｆθ
特性を示す図である。

【符号の説明】

１０回転多面鏡１２Ａ主レンズ１４Ａ１，１４Ａ２，１７Ａミラー１６Ａ１，１６Ａ２補助レンズ１００Ｋ，１００Ｃ，１００Ｃ，１００Ｙ作像ユ
ニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが主走査対応方向に長い線像に結
像し、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する共
通の回転多面鏡により偏向される複数の光束により、複
数の画像を同時に書き込む方式のマルチビーム走査装置
において、同一の偏向反射面により偏向される複数の光束に対して
共通に配備される主レンズと、上記複数の光束の個々に
対して配備される補正レンズと、各偏向光束を、対応する被走査部へ導くように光路を屈
曲させる光路屈曲手段とを有し、上記主レンズは主として、上記複数の偏向光束を主走査
対応方向において各被走査部に集光させる機能と、光走
査を等速化する機能とを有し、上記補助レンズは、上記主レンズよりも各被走査部側に
配備され、主レンズと共働して、対応する偏向光束を被
走査部上に集光させるとともに、主・副走査対応方向の
所望の光学特性を与える機能を有し、同一の偏向反射面に入射する複数光束は、回転多面鏡の
回転軸方向において、互いに異なる入射角で入射し、上記複数の補助レンズは、同一の形状を有し、対応する
光束の偏向反射面への入射角に応じて、副走査対応方向
へのシフト量：ΔＺが設定されることを特徴とするマル
チビーム走査装置。
【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、回転多面鏡の同一の偏向反射面に入射する光束は２光束
で、これらは回転多面鏡の回転軸に直交する面に対して
略対称的に入射し、入射角の絶対値を｜θ｜ラジアンと
するとき、｜θ｜が条件：（１）０．０１＜｜θ｜＜０．１５を満足することを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項３】請求項２記載のマルチビーム走査装置にお
いて、同一の偏向反射面により偏向された２光束が、回転多面
鏡の回転軸に平行な方向において交叉する位置が、上記
偏向反射面と主レンズの被走査部側レンズ面との間に位
置することを特徴とするマルチビーム走査装置。
【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、補助レンズの副走査対応方向の焦点距離をｆｚとすると
き、入射角：θが０でない光束に対する補助レンズに就い
て、入射角：θと上記ΔＺおよびｆｚが条件：（２）０．０５＜（１／θ）・ΔＺ／ｆｚ＜０．４を満足することを特徴とするマルチビーム走査装置。
【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、回転多面鏡に入射する複数の光束が何れも、主走査対応
方向に略平行光束であり、主レンズがｆθレンズで、補
助レンズが長尺トロイダルレンズであることを特徴とす
るマルチビーム走査装置。
【請求項６】請求項５記載のマルチビーム走査装置にお
いて、ｆθレンズは両面が共軸回転対称非球面であり、補助レンズは、入射側面が主走査対応方向に非円弧形状
を持つ樽型トロイダル面で、射出側面がノーマルトロイ
ダル面であることを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項７】それぞれが主走査対応方向に長い線像に結
像し、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する共
通の回転多面鏡により偏向される複数の光束により、複
数の画像を同時に書き込む方式のマルチビーム走査装置
において、共通の回転多面鏡の２つの偏向反射面のそれぞれにより
２光束が偏向され、上記２つの偏向反射面により偏向さ
れる２対の２光束の各対に対して、請求項１〜６の任意
の１に記載されている１個の主レンズと、２個の補助レ
ンズが配備され、同時に偏向される４光束により、４つ
の感光体を同時走査することを特徴とするマルチビーム
走査装置。