JP2004029751A - 走査光学装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、被走査面上での結像スポットの照度分布の対称性、均一性の向上を目的とする。
【解決手段】そのために、偏向面に入射する光束を偏向面より広い光束としたＯＦＳ走査光学装置で、主走査断面内に於いて、光源であるそれぞれのレーザの発光点からの射出分布の中心軸と、それに対応する光学系の光軸とがなす角度、また主走査断面内のレーザビーム放射角の全角幅を規制する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走査光学装置、及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に高速、高記録密度を達成するために複数光源の発光点から生成されるレーザビームを用いて画像形成を行なうようにした、特に光源手段から出射された光束を主走査方向の偏向面よりも広い範囲に受けて感光体面上を光走査するオーバーフィールド走査光学系（以下、ＯＦＳ走査光学系と称す）を用いた、レーザビームプリンタやデジタル複写機等の装置に好適な走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機やレーザービームプリンタでは近年更なる高速化が要求され、それに伴い偏向器であるポリゴンミラーの偏向面を増やして走査することを可能にするＯＦＳ光学系や光源の数を増やして複数の走査線の同時走査を行うマルチビーム走査光学装置が発明されてきている。
【０００３】
一般に光源に使用される媒体は半導体レーザであり、発光点からはガウス分布を持った光束がある拡がり幅をもって射出される。
【０００４】
これを入射光学系で規制された拡がり角の光束に形成された後、この入射光束の一部をポリゴンミラーの偏向面で切り取るようにして走査光束を形成する。
【０００５】
回転する偏向面に対して光束は固定されているため、回転に伴い使用する光束の使用域が変わってくる。
【０００６】
ガウス分布を持つ光束の切り取り方が刻々変わることで、走査光束の強度に分布が生じ、これが被走査面上での照度分布となり、画像の濃度ムラになる。
【０００７】
これを解決する手段としては、特許文献１に示されているグラデーションＮＤフィルタの使用や電気的補正をおこなう特許文献２など補正を行う技術が種々発明されており、更に特許文献３においては入射側に開口部を設けて構成を簡略化するといった工夫がなされている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１４９２３号公報
【特許文献２】
特開平４−２５５８７４号公報
【特許文献３】
特開平１１−２１８７０２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の発明においては照度分布を改善できる反面、部品構成が複雑になり、コストの上昇を招くといったデメリットを伴っている。
【００１０】
ＮＤフィルタや開口部を設けるといった発明は、部品の加工精度や組立公差、または部品のばらつきによっては効果が充分得られないという問題点もある。
【００１１】
ただそれよりも、前記種々の発明は光源が正常な状態で配置されていることを前提としており、光源である半導体レーザのチップが光軸に対して主走査方向に傾いて組み立てられていると、コリメートレンズを出射した後の略平行光束の強度中心は光軸からシフトし、ポリゴンミラーが切り出す入射光束の強度分布が非対称になってしまう。
【００１２】
極端な場合は被走査面上に形成される走査線の強度ピークが走査有効範囲外に位置し、強度分布が傾いて初期の２倍以上に達する場合がある。
【００１３】
複数の光源を用いたＯＦＳ走査光学装置を考えた場合、個々の半導体レーザから出射される分布が異なるといった事態が予想され、偏向面であるポリゴンミラー偏向面で全光束を一致させたとしてもこの光束を用いて走査を行うと照度分布が走査線ごとに異なることとなり、画像に於いては画像全体が不均一な濃度になってしまうといった事態が発生する。
【００１４】
このような事態に対しては前述の発明による対策では対処が困難である。
【００１５】
本発明はこれら問題点に鑑み、複数の光源を用いたＯＦＳ走査光学装置で走査した時、光源から発せられる出射光束の分布及び射出軸を規定することで、被走査面における照度分布を略対称とし、高速化に対応しながらも高画質な走査光学装置の提供を目的としている。
【００１６】
また本発明は、高画質化に伴って付加しがちな構造を極力抑え、コスト上昇を抑えながらも照度分布が走査中心軸に対して略対称とできる走査光学装置の提供をも目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明の請求項１の走査光学装置においては、少なくとも２つの発光点から射出した少なくとも２つの光束を偏向手段に導く第１の光学系と、前記偏向手段にて偏向された複数の光束を被走査面上に光スポットとして結像させる第２の光学系とを有する走査光学装置であって、
前記偏向手段の偏向面に入射する光束は、主走査方向において該偏向面より広い光束としており、主走査断面内において、前記少なくとも２つの発光点からの射出分布の中心軸とそれぞれに対応する第１の光学系の光軸とがなす角度を夫々αｉとし、そのうち光軸に対して最も角度が離散している２つの光束の角度をα１、α２とし、前記αｉ同志が成す最大偏差をαε、主走査断面内における前記少なくとも２つの発光点から射出された光束の放射角の全角幅を夫々θｉとし、そのうち最も全角幅の差が大きい２つのビーム放射角をθ１、θ２とし、その差分をθε＝│θ１―θ２│としたとき、
２≧｜α１−α２｜≧０
４≧｜α１＋α２｜≧０
２≧αε／（１＋θε）≧０
をそれぞれ満たすことを特徴としている。
但し、θｉは各光束の強度分布ピークの１／ｅ＾２となるまでの範囲
【００１８】
請求項２記載の走査光学装置は、請求項１記載の走査光学装置であって、前記被走査面上における有効走査域の両端部の光束の照度分布の強度差が４％以内であることを特徴としている。
【００１９】
請求項３記載の走査光学装置は、前記請求項１又は請求項２記載の走査光学装置であって、第１の光学系は、第３の光学系と第４の光学系を備え、前記少なくとも２つの発光点のうち一方の発光点から射出した光束を偏向手段に導く第３の光学系の光軸と他方の発光点から射出した光束を偏向手段に導く第４の光学系の光軸とが主走査断面内において所定の開き角を有して前記偏向手段の偏向面に入射することを特徴としている。
【００２０】
請求項４記載の走査光学装置は、請求項１又は請求項２記載の走査光学装置であって、前記少なくとも２つの発光点はモノリシックマルチ半導体レーザに搭載されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項５記載の走査光学装置は、請求項１又は請求項２記載の走査光学装置であって、前記少なくとも２つの発光点から射出した少なくとも２つの光束は、前記第１の光学系内のビーム合成系にて合成され、前記偏向手段の偏向面に導かれることを特徴としている。
【００２２】
請求項６記載の走査光学装置は、請求項１〜５のいづれか一項記載の走査光学装置であって、前記第１の光学系の前記偏向手段の偏向面に入射する入射光軸と第２の光学系とを主走査断面に投影したとき、２つの光軸は略一致することを特徴としている。
【００２３】
請求項７記載の走査光学装置は、請求項１〜６のいづれか一項記載の走査光学装置であって、前記少なくとも２つの発光点から射出した少なくとも２つの光束は副走査断面内において前記偏向手段の偏向面に対し斜め方向から入射することを特徴としている。
【００２４】
請求項８記載の走査光学装置は、請求項１〜７のいづれか一項記載の走査光学装置であって、前記少なくとも２つの発光点は互いに少なくとも主走査方向に離間していることを特徴としている。
【００２５】
請求項９記載の走査光学装置は、請求項８記載の走査光学装置であって、前記偏向手段の偏向面に入射する前記少なくとも２つの発光点から射出した少なくとも２つの光束の主光線のうち互いに成す角度が最も大きい主光線同志の成す角度が０度以上６度以下であることを特徴としている。
【００２６】
請求項１０記載の走査光学装置は、請求項１〜７のいづれか一項記載の走査光学装置であって、前記少なくとも２つの発光点は副走査方向にのみ離間していることを特徴としている。
【００２７】
請求項１１記載の走査光学装置は、請求項１〜１０のいづれか一項記載の走査光学装置であって、前記少なくとも２つの発光点は半導体レーザに搭載されており、前記偏向手段の偏向面は、主走査断面において、前記偏向手段の偏向面に入射する少なくとも２つの光束の夫々の光束内における光量分布最大値の１／２以上の光量となる範囲を移動することを特徴としている。
【００２８】
請求項１２記載の走査光学装置は、請求項１〜１１のいづれか一項記載の走査光学装置であって、前記走査光学装置は、少なくとも３つの発光点を有することを特徴としている。
【００２９】
請求項１３記載の画像形成装置であって、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とから成ることを特徴としている。
【００３０】
請求項１４の画像形成装置は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとから成ることを特徴としている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図５は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。
【００３２】
図５において、符号１０４は画像形成装置を示す。
【００３３】
この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは、実施形態１〜３に示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【００３４】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査光学装置１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【００３５】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像させる。現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。
【００３６】
用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図５において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【００３７】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図５において左側）の定着器へと搬送される。
【００３８】
定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着させる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出させる。
【００３９】
図５においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明データの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査光学装置内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００４０】
以下、図を用いて本発明に用いられる走査光学装置について詳細に説明する。
【００４１】
（実施形態１）
図１は本発明におけるＯＦＳマルチビーム走査光学装置への実施形態を主走査断面で示したものである。
【００４２】
図中、１はレーザユニットであり、２つの発光点を持つ半導体レーザからなる光源２とコリメートレンズ３とを有しており、所定の光学調整をすることによって２つの略平行光を射出する。
【００４３】
本実施形態におけるレーザユニット１は被走査面１２上における走査線の照度分布が走査中心軸に対し、略対称となるように初期調整するため、調整手段２３により光源の発光点を含む主走査平面に垂直な副走査方向の軸を中心とした回転構造がとられて構成されている。
【００４４】
またこの時、２つの発光点は所定の副走査間隔となるよう、走査光学装置の結像倍率を考慮した配置としており、例えば２つの発光点の中間点を回転中心とし、光軸周りに光源を回転させて所望の副走査間隔となるよう設定している。
【００４５】
ただ、副走査方向の結像倍率がそれほど高くない場合は、副走査方向に沿った方向に配列させて所定の倍率で走査面に投影させてもよい。
【００４６】
４は負の屈折力を有する発散レンズ（負レンズ）であり、５は通過光束を規制してビーム形状を整形する絞り板（開口絞り）である。
【００４７】
６は副走査方向にのみ所定の屈折力を有しているシリンドリカルレンズであり、７は折り返しミラーでレーザユニット１から射出した光束を光偏向器１０側へ反射させる。
【００４８】
なお、発散レンズ４、絞り板５、シリンドリカルレンズ６、折り返しミラー７、そして後述する走査レンズ８，９等の各要素は入射光学系（第１の光学系）２１の一要素を構成している。
【００４９】
１０は光偏向器としての１２面のポリゴンミラー（回転多面鏡）であり、モータ等の駆動手段（不図示）により図中矢印方向に一定速度で回転している。
【００５０】
２３はｆθ特性と結像性能を有する結像光学系（第２の光学系）であり、主走査方向に所定のパワーを有する第１、第２の走査レンズ８，９を有する走査レンズ系（ｆθレンズ系）２２と、副走査方向にのみ所定のパワーを有する長尺のシリンドリカルレンズ（長尺レンズ）１１とを有しており、光偏向器１０で偏向された光束を被走査面１２上に結像させると共に副走査断面内において光偏向器１０の偏向面１０ａと被走査面１２との間を略共役関係にすることにより、該偏向面の倒れを補正している。
【００５１】
なお、長尺レンズ１１は主走査方向に屈折力を持たず、被走査１２上での副走査方向のスポット径及び像面湾曲を一定に保つためにレンズの長手方向に於いて副走査断面内における屈折力を変化させており、このような形状を容易に形成するために走査レンズ８、９と合せ、このレンズもプラスチックにより射出成形されたものを使用している。
【００５２】
１２は被走査面としての感光ドラム面である。
【００５３】
本実施形態では入射光学系２１の光軸と結像光学系２３の光軸とを主走査断面内に投射したとき、これらの光軸が互いに略一致するように構成している。
【００５４】
すなわち、入射光学系２１を出射した光束は主走査断面内において光偏向器１０の偏向角の中央、もしくは略中央において偏向面１０ａに入射するように各要素を構成している。
【００５５】
本実施形態において半導体レーザ２から光変調され射出した各光束はコリメートレンズ３によって略平行光に変換され、発散レンズ４により弱発散光束に変換され、絞り板５により制限されてシリンドリカルレンズ６に入射する。
【００５６】
ここでシリンドリカルレンズ６に入射した弱発散光束は副走査断面内において収束光束とされ、折り返しミラー７を介して第２、第１の走査レンズ９，８を通過し、光偏向器１０の偏向面１０ａに入射し、該偏向面１０ａ近傍にほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。
【００５７】
このとき偏向面１０ａに入射する光束は、図２に示すように光偏向器１０の回転軸と結像光学系２２の光軸を含む副走査断面内に於いて、該光偏向器１０の回転軸と垂直な平面（光偏向器の回転平面）に対して所定の角度で斜入射している。
【００５８】
（斜入射光学系）
また、主走査断面内における光束はそのままの状態で折り返しミラー７を介して第２、第１の走査レンズ９，８を透過することにより略平行光に変換され、光偏向器１０の偏向角の中央、もしくは略中央から偏向面１０ａの偏向面幅に対し必要かつ充分広くなるように設定している。
【００５９】
そして光偏向器１０の偏向面１０ａでそれぞれのビーム幅が完全に一致された後、反射偏向された光束は第１、第２の走査レンズ８，９、長尺レンズ１１を介して感光ドラム面１２上に導光され、該光偏向器１０を矢印方向に回転させることによって該感光ドラム面１２上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査し、これにより記録媒体としての感光ドラム面１２上に画像記録を行う。
【００６０】
更に、本実施形態の走査光学装置においては、光偏向器１０による偏向された複数の光束の一部を利用して複数の光束の被走査面１２上での走査開始タイミングを検知する検知手段（図示せず）を有している。
【００６１】
さて、ここで偏向面幅と一致した幅で走査される光束が用意されても、肝心の分布が走査線ごとに偏っていては照度分布が対称、または均一にならない。
【００６２】
そこで本発明に於いては光源である半導体レーザから射出される光束の出射方向と放射される光束の拡がり角を以下のように規定している。
２≧｜α１−α２｜≧０　　（１）
４≧｜α１＋α２｜≧０　　（２）
２≧αε／（１＋θε）≧０　（３）
式で表される記号については、光源であるそれぞれのレーザの発光点からの射出分布の中心軸と、各第１の光学系の光軸とがなす角度をそれぞれ図中に示すα１、α２とした時、その隔差｜α１−α２｜をαε、また同面内のレーザビーム放射角の全角幅をそれぞれθ１、θ２とし、その差分をθε＝│θ１―θ２│として設定している。
【００６３】
但し、θｉはガウス分布における強度の１／ｅ＾２で規定される範囲とする。
【００６４】
ここで、α１、α２は射出方向がお互いに同一方向の角度を持つ時は同符号、互いに離間する方向である時に異符号となる。
【００６５】
（１）、（２）式においては、射出方向角度αの差分を２度以内に抑え、また、各光軸からの離間量の絶対値をも２度以内に抑えることで照度分布に隔差がでないようにしている。
【００６６】
また、射出方向が同じでも放射角θが大きく異なっては効果が得られないため、（３）式で制限することで、射出方向とともに放射角θも揃った光源に設定した。
【００６７】
偏向面１０ａで切り取られる光束が同じ幅でも、光束のガウス分布の使用領域の不一致により走査される同一像高の照度が異なってしまうことを制限している。
【００６８】
放射角θが異なると、偏向面１０ａより広い光束幅とされて偏向面に入射するその各光束幅が異なることとなり、光束中心から偏向面幅という同一距離で切り取った光束の端部光量が一致しなくなる問題起こる。
【００６９】
本発明では、主走査断面において、偏向面１０ａがこの偏向面で反射偏向される２つの光束の端部光量を、それぞれの光束内における光量分布の最大値から１／２以上である範囲を移動することで走査される同一像高の照度が異なってしまうことを制限している。
【００７０】
同図における設定は以下のようになっている。
α１：１．６度
α２：１．８度
θ１：３４．９度
θ２：３３．６度
【００７１】
これを前記条件式に当てはめると、
αε＝０．２
θε＝１．３
（１）式の値　　　０．４
（２）式の値　　　３．４
（３）式の値　　　１．０８３
であり、条件式をそれぞれ満たしている。
【００７２】
この条件を満たすためには予めそのように設定された光源を用いるか、調整手段２４として回転調整機構２４ａを設けて出射の軸を上記条件に当てはまるよう調整する。
【００７３】
具体的には、回転調整を行う際には光源の発光点近傍を回転中心とし、主走査方向に対して上記設定になるよう調整することになるが、その方法は特に限定されることはなく、光軸や配置の位置関係を崩さない範囲であればどんな方法でも良い。
【００７４】
以上述べてきたように、上記条件式を満たすことにより、光源より射出された光束が偏向器であるポリゴンミラーの回転により偏向面で切り出される異なる光束域でも走査域における照度分布の対称性を崩すことなく走査することができる。
【００７５】
なお、本実施形態における走査域両端部の照度分布の強度差は４％以内となっており、良好な画像を得るためには適正な値となっている。
【００７６】
更に可能であれば、照度分布の対称性を更に向上させるために前記条件式は、
１．７≧｜α１−α２｜≧０　　（４）
３．５≧｜α１＋α２｜≧０　　（５）
２≧αε／（１＋θε）≧０　　（６）
と設定されていることが望ましい。
【００７７】
２つめの実施形態として、２つの独立した光源を用いた場合を挙げて説明する。
【００７８】
（実施形態２）
図３は本実施形態における主走査断面図である。
【００７９】
図中、３１ａ、３１ｂはレーザユニットであり、半導体レーザからなる光源３２ａ及び３２ｂ、コリメートレンズ３３ａと３３ｂ、を有しており、所定の光学調整をすることによってこれら２つの略平行光を射出する。
【００８０】
３４ａ、３４ｂはそれぞれ負の屈折力を有する発散レンズ（負レンズ）であり、コリメートレンズからの略平行光束を弱発散光束としている。
【００８１】
３５ａ、３５ｂは絞り板（開口絞り）であり、通過光束を規制してビーム形状を整形している。
【００８２】
３６はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、絞り板３５を通過した光束を副走査断面内で光偏向器４０の偏向面（反射面）４０ａにほぼ線像として結像させている。
３７は折り返しミラーであり、レーザユニット３１ａ，３１ｂから射出した光束を光偏向器４０側へ反射させている。
【００８３】
なお、発散レンズ３４ａ、３４ｂ、絞り板３５ａ、３５ｂ、シリンドリカルレンズ３６、折り返しミラー３７、そして走査レンズ３８，３９等の各要素は入射光学系２１の一要素を構成しているのはひとつ目の実施形態同様である。
【００８４】
４０は光偏向器としてのポリゴンミラー（回転多面鏡）であり、モータ等の駆動手段（不図示）により図中矢印方向に一定速度で回転している。
【００８５】
２３はｆθ特性と結像性能を有する結像光学系であり、主走査方向に所定のパワーを有する第１、第２の走査レンズ３８ａ，３８ｂを有する走査レンズ系（ｆθレンズ系）３８と、副走査方向にのみ所定のパワーを有する長尺のシリンドリカルレンズ（長尺レンズ）３９とを有しており、光偏向器４０で偏向された光束を被走査面１２上に結像させると共に副走査断面内において光偏向器４０の偏向面４０ａと被走査面１２との間を略共役関係にすることにより、該偏向面の倒れを補正している。
【００８６】
更に、光偏向器４０による偏向された複数の光束の一部を利用して複数の光束の被走査面１２上での走査開始タイミングを検知する検知手段（図示せず）を有している。
【００８７】
なお、長尺レンズ３９は主走査方向に屈折力を持たず、被走査面１２上での副走査方向のスポット径及び像面湾曲を一定に保つためにレンズの長手方向に於いて副走査断面内における屈折力を変化させており、この形状を達成するためにプラスチックを成形して作成している。
【００８８】
１２は被走査面としての感光ドラム面である。
【００８９】
本実施形態においても入射光学系２１の光軸と結像光学系２３の光軸とを主走査断面内に投射したとき、これらの光軸が互いに略一致するように構成している。
【００９０】
この実施形態において、２つの入射光束は偏向反射面であるポリゴン反射面で完全に一致する。
【００９１】
これらの光束に、図示しない検知手段により各ビームの発光タイミングが制御された画像信号を光源に送り、それぞれの光束が走査面上での書き出し位置が一致するよう時間的に制御された光束を被走査面上に走査する。
【００９２】
本実施例においても偏向反射面での光束を一致させても、光束ごとに使用される強度分布が異なっていると、たとえ書き出し位置が揃っていても像面上での同一像高に照射される光量の差となって濃度むらを起こし、画像品質を低下させてしまう。
【００９３】
そこで、このような２つの光源にとる光束で走査する際にも前記条件式を当てはめて、規制することにより画質の維持を図る。
【００９４】
本実施形態に対しては以下のように条件を設定してある。
α１：１．２度
α２：１．５度
θ１：３６．９度
θ２：３３．８度
【００９５】
これを前記条件式に当てはめると、
αε＝０．３
θε＝３．１
（１）式の値　　　０．３
（２）式の値　　　２．７
（３）式の値　　　０．０７３
となる。
【００９６】
本実施形態の場合、α１、α２はそれぞれの光軸に対しての角度であり、このように光源が別部品であるにせよ同じ手法で規制することができる。
【００９７】
このような別光源での合成系（放射配置）においては、それぞれで光源の光束の分布方向を合せればよいので光源の位置調整としては自由度が高い。
【００９８】
また、別光源同士の開き角については、本実施例においては６度以下としている。
【００９９】
これは照度分布を一様に保つことの他に、以下のような理由からである。
【０１００】
今、２つのレーザから射出された光束は、お互い開き角を伴っているため偏向面により走査される際に主走査方向に時間的ズレを伴う。
【０１０１】
この時、先に走査された光束が走査終了側端部に達し、更に次の走査を始めようとする時、追いかけるもう一つの走査光束が終了端部に達していないと重ね打ちなどが起り画質の劣化を招く。
【０１０２】
そのため重ね打ちが起らないように開き角は小さくすべきであるが、各々の光源周りに配置される光学素子などを考慮するとある程度の開き角は必要となる。
【０１０３】
この観点から開き角を必要最小限にしてあまり大きく取らないことが有効であり、また、偏向面へ入射する角度として考えた場合、偏向面へ正面から入射する光束に比べて６度以下の角度で光束を偏向面に入射、投影させるとその面積は０．５％以下の差で抑えることができ、開き角と偏向角度による照度分布のばらつきを問題ないレベルに抑えることができる。
【０１０４】
光源の回転調整や位置調整を行う場合、光源がを同一基板上に配置されていても光源の位置調整機構を２つの光源間で同期した機構にしたものなどを用いれば部品点数を削減することも可能であるし、別基板にした場合では２つの光源間で同じ部品が使用できるためコストｕｐを抑えられる。
【０１０５】
もちろん、上記条件に見合った光源を用いることが望ましいが、調整する場合は前述の実施形態同様、光源の発光点やその近傍を回転中心とした調整を行えばよい。
【０１０６】
いずれにせよ、本発明により予め照度分布が画像走査操作域で対称にすることが可能となりなるため、組上げた後に改めて照度分布を調整する工数が削減され、更に歩留りの面でも向上することが見込まれるため大幅なコストダウンが可能となる。
【０１０７】
ここまで２ビームの光束を使用した走査光学装置について述べてきたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば発光点を３つ以上で構成しても良い。
【０１０８】
その際、光源はシングル半導体レーザを３つ以上組合わせても良いし、３つ以上の発光点を一方向に配列したモノリシックマルチ半導体レーザを用いても構わない。
【０１０９】
更に、発光点を３つ以上備えた面発光レーザを用いても良い。
【０１１０】
複数の光源を組合わせる際には、前述の手法、すなわち主走査方向に開き角を持たせて合成しても良いし（放射配置）、またはプリズムやミラーを用いて光束を合成しても良い。
【０１１１】
このようにそれぞれの場合において、本発明の条件に当てはめて構成するようにすれば、更に４以上の発光点で構成された走査光学装置においても同様の効果が得られる。
【０１１２】
また本実施例においては、１２面構成のポリゴンミラーを用いて説明してきたが、本発明においてはこれに限定されることなく８面、１０面、１４面など、高速化において必要な面数を設定して配置すればよい。
【０１１３】
更に、本発明の偏向手段は、ポリゴンミラーに限定されない。カルバノミラー、等の偏向手段も適用できる。
【０１１４】
（実施形態３）
ここに４つの発光点を備えた走査光学装置を３つめの実施形態として以下に説明する。
【０１１５】
図４は２つの発光点を有するモノリシックマルチ半導体レーザを２つ用いて４ビーム構成とした走査光学装置の主走査断面図である。
【０１１６】
構成としては先述の図１とビーム数が異なることであり、わかりやすくするために図１と同一の機能を有する部品については同一符号を記している。
【０１１７】
よって図１と異なるのはレーザユニットを１ａ、１ｂと複数有していることと、２つのレーザユニットから射出された光束を合成するハーフミラー３を用いていることである。
【０１１８】
レーザユニット１ａと１ｂはそれぞれ２つの発光点を有するモノリシックマルチ半導体レーザを光源とし、それぞれの発光点からはθ１〜θ４の大きさを持った放射角を持った光束がそれぞれα１〜α４の射出軸で射出されている。
【０１１９】
本実施形態のようにレーザユニットを複数用いる系においても、前述の実施形態同様に扱うことができ、この時の各発光点は、
α１：−０．４度　α２：０．９度　α３：１．３度　α４：０．２度
θ１：３４．８度　θ２：３４．１度　θ３：３４．２度　θ４：３３．７度という構成であり、これより
αε＝｜１．３−（−０．４）｜＝１．７
θε＝｜３４．８−３３．７｜＝１．１
であり、
（１）式の値　　１．７
（２）式の値　　０．９
（３）式の値　　１．５４５
となる。
【０１２０】
このように２ビーム同様、条件式の範囲に各光源を設定しているため、画質を良好に維持することができる。
【０１２１】
また、合成された光束が条件式に合致する関係にあれば良いため、本実施形態のようにミラーで合成する手法のほか、互いに主走査方向に開き角を持たせてポリゴン偏向面近傍で光束を合致させる手法（実施形態２のような放射配置）であっても前記条件式を満たしているのであれば同様に扱うことができるのはいうまでもないであろう。
【０１２２】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、複数の光源を用いたＯＦＳ走査光学系で走査した時、光源から発せられる出射光束の分布及び射出軸を規定することで、被走査面における照度分布を略対称とし、高速化に対応しながらも高画質な走査光学装置を提供することが可能となる。
【０１２３】
また本発明により、高画質化に伴って付加しがちな構造を極力抑え、コスト上昇を抑えながらも照度分布が走査中心軸に対して略対称とできる走査光学装置の提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のＯＦＳマルチビーム走査光学装置の主走査断面を示す図である。
【図２】実施形態１のＯＦＳマルチビーム走査光学装置の副走査断面を示す図である。
【図３】実施形態２のＯＦＳマルチビーム走査光学装置の主走査断面を示す図である。
【図４】実施形態３のＯＦＳマルチビーム走査光学装置の主走査断面を示す図である。
【図５】本発明によるマルチ走査光学装置を使用した画像形成装置を示す図である。
【符号の説明】
１　レーザユニット
２　光源
３　コリメートレンズ
４　発散レンズ
５　絞り
６　シリンドリカルレンズ
７　折り返しミラー
８、９　走査レンズ系
１０　ポリゴンミラー
１１　長尺シリンドリカルレンズ
１２　被走査面

Claims (14)

1. 少なくとも２つの発光点から射出した少なくとも２つの光束を偏向手段に導く第１の光学系と、前記偏向手段にて偏向された複数の光束を被走査面上に光スポットとして結像させる第２の光学系とを有する走査光学装置であって、
   前記偏向手段の偏向面に入射する光束は、主走査方向において前記偏向面より広い光束としており、
   主走査断面内において、前記少なくとも２つの発光点からの射出分布の中心軸とそれぞれに対応する第１の光学系の光軸とがなす角度を夫々αｉとし、そのうち光軸に対して最も角度が離散している２つの光束の角度をα１、α２とし、前記αｉ同志が成す最大偏差をαε、主走査断面内における前記少なくとも２つの発光点から射出された光束の放射角の全角幅を夫々θｉとし、そのうち最も全角幅の差が大きい２つのビーム放射角をθ１、θ２とし、その差分をθε＝│θ１―θ２│としたとき、
   ２≧｜α１−α２｜≧０
   ４≧｜α１＋α２｜≧０
   ２≧αε／（１＋θε）≧０
   をそれぞれ満たすことを特徴とする走査光学装置。
   但し、θｉは各光束の強度分布ピークの１／ｅ＾２となるまでの範囲
2. 前記被走査面上における有効走査域の両端部の光束の照度分布の強度差が４％以内である請求項１記載の走査光学装置。
3. 前記第１の光学系は、第３の光学系と第４の光学系を備え、前記少なくとも２つの発光点のうち一方の発光点から射出した光束を偏向手段に導く第３の光学系の光軸と他方の発光点から射出した光束を偏向手段に導く第４の光学系の光軸とが主走査断面内において所定の開き角を有して前記偏向手段の偏向面に入射する請求項１又は請求項２記載の走査光学装置。
4. 前記少なくとも２つの発光点はモノリシックマルチ半導体レーザに搭載されている請求項１又は請求項２記載の走査光学装置。
5. 前記少なくとも２つの発光点から射出した少なくとも２つの光束は、前記第１の光学系内のビーム合成系にて合成され、前記偏向手段の偏向面に導かれる請求項１又は請求項２記載の走査光学装置。
6. 前記第１の光学系の前記偏向手段の偏向面に入射する入射光軸と第２の光学系とを主走査断面に投影したとき、２つの光軸は略一致する請求項１〜５のいづれか一項記載の走査光学装置。
7. 前記少なくとも２つの発光点から射出した少なくとも２つの光束は副走査断面内において前記偏向手段の偏向面に対し斜め方向から入射する請求項１〜６のいづれか一項記載の走査光学装置。
8. 前記少なくとも２つの発光点は互いに少なくとも主走査方向に離間している請求項１〜７のいづれか一項記載の走査光学装置。
9. 前記偏向手段の偏向面に入射する前記少なくとも２つの発光点から射出した少なくとも２つの光束の主光線のうち互いに成す角度が最も大きい主光線同志の成す角度が０度以上６度以下である請求項８記載の走査光学装置。
10. 前記少なくとも２つの発光点は副走査方向にのみ離間している請求項１〜７のいづれか一項記載の走査光学装置。
11. 前記少なくとも２つの発光点は半導体レーザに搭載されており、
    前記偏向手段の偏向面は、主走査断面において、前記偏向手段の偏向面に入射する少なくとも２つの光束の夫々の光束内における光量分布最大値の１／２以上の光量となる範囲を移動する請求項１〜１０のいづれか一項記載の走査光学装置。
12. 前記走査光学装置は、少なくとも３つの発光点を有する請求項１〜１１のいづれか一項記載の走査光学装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の走査光学装置と、
    前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とから成ることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとから成ることを特徴とする画像形成装置。

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