JP2003107380A - マルチビーム光源ユニット及びマルチビーム走査光学装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で走査線間隔を調整することがで
きるマルチビーム光源ユニット及び画像形成装置を得る
こと。 【解決手段】 複数の光束を偏向手段１７に導光し、該
偏向手段で偏向された複数の光束を被走査面２１上に導
光し、該被走査面上を複数の光束で光走査する為の複数
の光束を出射するマルチビーム光源ユニットであって、
該マルチビーム光源ユニットは出射光束が互いに平行と
なる複数の光源手段１，２と、該複数の光源手段から出
射した光束を合成し、主走査断面内で互いに異なる角度
で該偏向手段側へ出射させる反射面を含むビーム合成手
段９と、を有し、該ビーム合成手段は主走査方向と平行
な軸を回転軸として調整可能であること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマルチビーム光源ユ
ニット及びマルチビーム走査光学装置及び画像形成装置
に関し、特に複数の光源から出射した複数の光束（光ビ
ーム）を合成して複数のラインを同時に並列走査する、
例えばデジタル複写機やレーザビームプリンタやマルチ
ファンクションプリンター（多機能プリンタ）等の画像
形成装置に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりデジタル複写機やレーザビーム
プリンタやマルチファンクションプリンター等の走査光
学装置の高速化の手法として、例えばＮ本（Ｎ≧２）の
光束を被走査面上に副走査方向に所定の間隔で結像さ
せ、光偏向器による偏向走査でＮ本の走査線を同時に形
成し、Ｎ倍の高速化を実現する「マルチビーム走査光学
装置」が知られている。

【０００３】ここで複数ビームの生成法としては、例え
ば複数の光源から出射した複数の光束をビーム合成手段
を用いて略同一方向に出射するように合成し、複数のラ
インを走査する合成方式と、複数の発光点を微小間隔に
集積したモノリシックなマルチビームレーザを用いる方
式がある。

【０００４】後者は発光点を微小間隔で集積するため発
光点の位置決め精度が高く、ビーム間の相対的なずれに
よる走査線間隔のずれを心配する必要が無い。しかしな
がら発光点の集積化により相互の熱的、電気的な干渉が
発生するため、ビーム品質を安定させることが難しく、
集積できる発光点の数に限度がある。

【０００５】一方、前者は複数の独立した光源から出射
した複数の光束を合成するため、光源の数に制限は無く
マルチ化による高速化という点で有利である。しかしな
がらマルチビーム走査光学装置では良好なる光走査を実
現するには被走査面上を走査する走査線の副走査方向の
間隔を一定にしなければならない。特に合成光学系では
光源とコリメーターレンズとが相対的に副走査方向にず
れると、または光源とコリメーターレンズの複数のペア
が相対的に副走査方向へ傾くような姿勢変化が生じると
複数の走査線の間隔が異なり、画像が劣化してしまうと
いう問題点が生じてくる。

【０００６】このため合成光学系では走査線の間隔は初
期調整においては十分な調整精度で所定の走査線間隔に
合わせる機構を必要とし、また機械的な振動や昇温など
の環境変化による走査線間隔の経時変化に対しても走査
線間隔を所定の範囲に維持するための機構が必要であ
る。

【０００７】このような問題点を解決するマルチビーム
走査光学装置が、例えば実開昭６１-１９６７１７号公
報や特許２９４２７２１号公報等で種々と提案されてい
る。

【０００８】実開昭６１-１９６７１７号公報は図１２
に示すよう直交する２方向から２ビームをビーム合成手
段としてのビームスプリッター２９に入射させ、一方の
ビームを全ての面で透過させ、他方のビームを１つの面
で反射させ、該ビームスプリッター２９を任意の軸回り
に回転させることにより、該ビームスプリッター２９か
ら出射するビームを偏向させ、副走査断面内において反
射ビームと透過ビームとの角度差をつけている。即ち、
同公報では２本の合成ビームをシリンドリカルレンズ
（不図示）に入射する副走査方向の角度を異ならせるこ
とにより、被走査面上に離れて結像させ、これにより所
定の走査線間隔に合わせている。

【０００９】一方、特許２９４２７２１号公報は複数の
光源を互いに略平行となるように配置し、それぞれの光
源から出射した光束を対応するコリメーターレンズで略
平行光束に変換し、平行プリズムと三角プリズムとが張
り合わされた複合プリズム（ビーム合成手段）により合
成ビームを発生させている。合成された光束は共有する
平面上において所定のビーム間角度になるように設定さ
れる。このビーム間角度は一方の光源をコリメーターレ
ンズの光軸からわずかにずらすことにより、それぞれの
コリメーターレンズから出射した平行光束に角度差を与
え、複合プリズムは複数ビームを近接して出射する合成
手段の役割を果たしている。

【００１０】副走査方向のライン間隔調整は光源、コリ
メーターレンズ、そして複合プリズムを一体化した光源
ユニットを調整手段により光軸回りに回転させて行って
いる。この回転調整により上記のビーム間角度が副走査
方向への成分を有し、複数ビームは副走査方向に異なっ
た角度でシリンドリカルレンズに入射するので被走査面
上に離れて結像し、所定の走査線間隔に合わせることが
できる。

【００１１】特許２９４２７２１号公報は複数の光源を
略平行に並べて配置しているので複数の光源、コリメー
ターレンズを共通部材で保持しやすく、上記実開昭６１
-１９６７１７号公報に比べて振動や環境変動による光
源間の相対的な姿勢変化に対して強いといえる。また複
数の光源が互いに平行配置なので駆動する共通の回路基
板上に光源を配置できるので部品点数が減り、コストダ
ウンを図ることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記特許
２９４２７２１号公報に示される調整手段は光源ユニッ
トとして光源から複合プリズムまでを一体化した比較的
大きな部材を回転させなければ成らず、回転手段に大き
な駆動力が必要である消費電力を必要とする。また光源
ユニットの回転に付随して光源を駆動させる回路基板も
回転するため、それらが変位できるだけの空間を確保し
なければならず、装置全体が大型化するという問題点も
ある。

【００１３】本発明は簡単な構成で被走査面上における
走査線間隔を調整することができるコンパクトなマルチ
ビーム光源ユニットの提供を目的とする。更に上記マル
チビーム光源ユニットをマルチビーム走査光学装置及び
画像形成装置に適用することにより、良好なる画像を形
成することができるマルチビーム走査光学装置及び画像
形成装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のマルチ
ビーム光源ユニットは、複数の光束を偏向手段に導光
し、該偏向手段で偏向された複数の光束を被走査面上に
導光し、該被走査面上を複数の光束で光走査する為の複
数の光束を出射するマルチビーム光源ユニットであっ
て、該マルチビーム光源ユニットは出射光束が互いに平
行となる複数の光源手段と、該複数の光源手段から出射
した光束を合成し、主走査断面内で互いに異なる角度で
該偏向手段側へ出射させる透過面または反射面を含むビ
ーム合成手段と、を有し、該ビーム合成手段は主走査方
向と平行な軸を回転軸として調整可能であることを特徴
としている。

【００１５】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記複数の光源手段から出射した光束を平行光束と
するコリメーターレンズを有し、該光源手段と該コリメ
ーターレンズのいずれか一方を副走査方向へ移動させて
おくことにより、前記ビーム合成手段から出射される複
数の光束が副走査断面内において角度差を有することを
特徴としている。

【００１６】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記複数の光源手段のうち１つ以上は、同一基
板上に複数の発光点を有するモノリシックマルチビーム
レーザであることを特徴としている。

【００１７】請求項４の発明は請求項１、２又は３の発
明において、前記ビーム合成手段は主走査断面内で互い
に異なる角度で該偏向手段側へ出射させる非平行な面を
有していることを特徴としている。

【００１８】請求項５の発明は請求項４の発明におい
て、前記ビーム合成手段は偏光ビームスプリッターであ
ることを特徴としている。

【００１９】請求項６の発明のマルチビーム走査光学装
置は、複数の光束を出射するマルチビーム光源ユニット
と、該マルチビーム光源ユニットから出射した複数の光
束を反射偏向させる偏向手段と、該偏向手段で偏向され
た複数の光束を被走査面上に導光する結像手段とを有
し、該複数の光束で被走査面上を光走査するマルチビー
ム走査光学装置において、該マルチビーム光源ユニット
は出射光束が互いに平行となる複数の光源手段と、該複
数の光源手段から出射した光束を合成し、主走査断面内
で互いに異なる角度で該偏向手段側へ出射させる透過面
または反射面を含むビーム合成手段と、を有し、該ビー
ム合成手段は主走査方向と平行な軸を回転軸として調整
可能であることを特徴としている。

【００２０】請求項７の発明は請求項６の発明におい
て、前記ビーム合成手段から出射した光束を前記偏向手
段の偏向面上であって、主走査方向に長い線状の光束と
して結像させるシリンドリカルレンズを有していること
を特徴としている。

【００２１】請求項８の発明は請求項６の発明におい
て、前記複数の光源手段から出射した光束を平行光束と
するコリメーターレンズを有し、該光源手段と該コリメ
ーターレンズのいずれか一方を副走査方向へ移動させて
おくことにより、前記ビーム合成手段から出射される複
数の光束が副走査断面内において角度差を有することを
特徴としている。

【００２２】請求項９の発明は請求項６、７又は８の発
明において、前記複数の光源手段のうち１つ以上は、同
一基板上に複数の発光点を有するモノリシックマルチビ
ームレーザであることを特徴としている。

【００２３】請求項１０の発明は請求項６、７、８又は
９の発明において、前記ビーム合成手段は主走査断面内
で互いに異なる角度で該偏向手段側へ出射させる非平行
な面を有していることを特徴としている。

【００２４】請求項１１の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記ビーム合成手段は偏光ビームスプリッターで
あることを特徴としている。

【００２５】請求項１２の発明は請求項６の発明におい
て、前記被走査面上に結像する複数の光束の副走査方向
の間隔を検出する間隔検出手段と、該間隔検出手段から
の信号に基づいて前記ビーム合成手段を調整する調整手
段を有していることを特徴としている。

【００２６】請求項１３の発明は請求項１２の発明にお
いて、前記調整手段は前記間隔検出手段からの信号に基
づいて前記ビーム合成手段の回転量を演算する演算手段
と、該演算手段からの信号に基づいて前記ビーム合成手
段を回動させる回動手段と、を有していることを特徴と
している。

【００２７】請求項１４の発明は請求項１２の発明にお
いて、前記調整手段は複数の光束で被走査面上を走査し
画像形成している間は、前記ビーム合成手段を固定して
いることを特徴としている。

【００２８】請求項１５の発明は請求項１２の発明にお
いて、前記間隔検出手段は前記被走査面上の走査開始の
タイミングを検出する同期信号検出手段を兼ねているこ
とを特徴としている。

【００２９】請求項１６の発明は請求項６の発明におい
て、前記マルチビーム光源ユニットから出射した複数の
光束は前記偏向手段の偏向面にまたがって照射されてい
ることを特徴としている。

【００３０】請求項１７の発明の画像形成装置は、請求
項６乃至１６の何れか１項に記載のマルチビーム走査光
学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記マ
ルチビーム走査光学装置で走査された光ビームによって
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、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
せる定着器とを有することを特徴としている。

【００３１】請求項１８の発明の画像形成装置は、請求
項６乃至１６の何れか１項に記載のマルチビーム走査光
学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信
号に変換して前記マルチビーム走査光学装置に入力せし
めるプリンタコントローラとを有していることを特徴と
している。

【００３２】

【発明の実施の形態】[実施形態１]図１は本発明のマル
チビーム光源ユニットの実施形態１の主走査方向の要部
断面図（主走査断面図）、図２は本発明のマルチビーム
光源ユニットの実施形態１の副走査方向の要部断面図
（副走査断面図）である。

【００３３】尚、本明細書において偏向手段によって光
束（光ビーム）が反射偏向（偏向走査）される方向を主
走査方向、結像手段の光軸及び主走査方向と直交する方
向を副走査方向と定義する。

【００３４】図１、図２において、３１はマルチビーム
光源ユニットであり、略平行に並んで配置された第１、
第２の２つの光源手段１，２と、該２つの光源手段１，
２から出射した光束を合成し、主走査断面内で互いに異
なる角度で偏向手段（不図示）側へ出射させる透過また
は反射面を含むビーム合成手段９等を有している。

【００３５】第１、第２の光源手段１，２は各々半導体
レーザより成り、共に紙面と略垂直方向に直線偏光を出
射するように配置している。このように配置することに
より、半導体レーザは主走査方向に放射角が広く副走査
方向に狭い光束を出射することが可能になる。

【００３６】３，４は各々コリメーターレンズであり、
対応する第１、第２の光源手段１，２から出射した光束
を平行光束（もしくは収束光束もしくは発散光束）に変
換している。

【００３７】５は開口絞りであり、入射光束を制限して
いる。本実施形態ではこの開口絞り５により光束がフレ
アや散乱光になるのを防いでいる。

【００３８】６は１／２波長板であり、後述する三角プ
リズム８の入射面前方に配置されており、第２の光源手
段２から出射した光束の偏光方向を紙面内の直線偏光
（Ｐ偏光）に変換している。

【００３９】ビーム合成手段９は、平行プリズム７と三
角プリズム８とが張り合わされた複合プリズムより構成
されている。この平行プリズム７と三角プリズム８とが
張り合わされた面７ｃには図３に示すように紙面と垂直
な直線偏光（Ｓ偏光）を反射し、紙面内の直線偏光(Ｐ
偏光)を透過する偏光ビームスプリッターとして機能す
る多層膜が形成されている。

【００４０】本実施形態では平行プリズム７の射出面７
ｄと三角プリズム８の入射面８ａとが互いに非平行と成
るように構成しており、さらにビーム合成手段９を主走
査方向と平行な軸１０を回転軸として調整可能と成るよ
うに構成している１１は１／４波長板であり、図３に示
すようにビーム合成手段９で合成された直交する２つの
偏光ビームをそれぞれ円偏光（右円偏光と左円偏光）に
変換する機能を有している。

【００４１】１２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、ビーム合成手
段９から出射した２つの光束（２ビーム）を光偏向器
（不図示）の偏向面上であって、主走査方向に長い線状
の光束として結像させている。

【００４２】１３は絞りであり、シリンドリカルレンズ
１２の後方に配置され、２ビームの光束幅を制限し、主
光線を交わらせる機能を有している。

【００４３】本実施形態において第１の光源手段１から
出射した光束はコリメーターレンズ３により平行光束に
変換され、絞り５により制限されて平行プリズム７の入
射面７ａから入射する。そして入射面７ａから入射した
光束は反射面７ｂ、そして偏光ビームスプリッター面７
ｃで反射され、出射面７ｄから入射光束と略平行な方向
に出射する。

【００４４】一方、第２の光源手段２から出射した光束
はコリメーターレンズ４により平行光束に変換され、絞
り５により制限され、１／２波長板６により紙面内の直
線偏光（Ｐ偏光）に変換され、三角プリズム８の入射面
８ａから入射する。そして入射面８ａから入射した光束
は偏光ビームスプリッター面７ｃを透過し、平行プリズ
ム７の出射面７ｄから出射する。

【００４５】本実施形態では上記の如く三角プリズム８
の入射面８ａは主走査断面内において平行プリズム７の
出射面７ｄと非平行な面であるため、該三角プリズム８
に入射する光束は平行プリズム７に入射する光束に対し
て主走査断面内において異なるビーム間角度θyで出射
する。

【００４６】このように構成した複合プリズム９は、主
走査方向と平行な軸である回転軸１０を中心に回転させ
ることにより、主走査断面内のビーム間角度θyが副走
査方向の成分θzをもち、１／４波長板１１を透過し、
シリンドリカルレンズ１２に入射する。シリンドリカル
レンズ１２に副走査方向にビーム間角度θzをもって入
射した光束は、該シリンドリカルレンズ１２の焦点位置
で異なる位置に結像させることができる。

【００４７】また本実施形態においては図２に示すよう
に第１、第２の２つの光源手段１，２を対応するコリメ
ーターレンズ３，４の光軸から副走査方向にシフトさせ
て配置しておくことにより、ビーム合成手段９に入射す
る２ビームに副走査方向のビーム間角度θyを与え、該
ビーム合成手段９を回転させる前にシリンドリカルレン
ズ１２の焦点位置で所定間隔で結像させておくことがで
きる。これによりビーム合成手段９は所定の間隔を中心
に結像位置を変化させることができる。

【００４８】尚、光源手段（１，２）とコリメーターレ
ンズ（３，４）のいずれか一方を副走査方向へ移動させ
ておくことにより、ビーム合成手段９から出射される複
数の光ビームは該複合プリズムを回転させなくても相対
的に副走査断面内において角度差を与えておくこともで
きる。

【００４９】また本実施形態においては図１、図２に示
すように第１、第２の２つの光源手段１，２とコリメー
ターレンズ３，４とを一体化（点線３２で囲った部分）
にして構成すれば、画角とピント位置を調整した後も環
境変動に対して相対的な位置や姿勢の変化が生じにくく
なり、光源ユニットの性能を安定させることができる。

【００５０】また本実施形態においては１／２波長板や
１／４波長板を図３に示すように複合プリズム９と一体
化にして構成しても良く、これによれば保持部材の部品
が減り、部品構成を簡略化することができる。

【００５１】また本実施形態の光源ユニット３１を後述
するマルチビーム走査光学装置に用いた場合、絞り１３
を可能な限り光偏向器近傍に配置して構成すれば、２ビ
ーム間のジッターや２ビームの副走査方向の間隔差を抑
制することができる。

【００５２】このように本実施形態では上述の如く非平
行な面を有するビーム合成手段（複合プリズム）９を主
走査方向と平行な軸を回転軸として調整可能とすること
により、合成ビーム間の角度を副走査方向の成分を持た
せることができ、これにより被走査面上の複数の光束の
副走査方向の間隔を所定の値に調整することができる。

【００５３】[実施形態２]図４は本発明のマルチビーム
光源ユニットの実施形態２の主走査方向の要部断面図
（主走査断面図）である。同図において前記図１に示し
た要素と同一要素には同符番を付している。

【００５４】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は平行プリズム２７の反射面２７ｂと偏光ビーム
スプリッター面２７ｃとが互いに非平行となるように構
成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施
形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得てい
る。

【００５５】即ち、同図において２９はビーム合成手段
であり、平行プリズム２７と三角プリズム２８とが張り
合わされた複合プリズムより構成されている。この平行
プリズム２７と三角プリズム２８とが張り合わされた面
（偏光ビームスプリッター面）には実施形態１と同様に
偏光ビームスプリッターとして機能する多層膜が形成さ
れている。

【００５６】本実施形態では平行プリズム２７の反射面
２７ｂと偏光ビームスプリッター面２７ｃとが互いに非
平行と成るように構成することにより、平行プリズム２
７から出射する光束は入射光束と異なる角度で出射し、
三角プリズム２８を透過する光束との間にビーム間角度
θyを生成することができる。

【００５７】また前述の実施形態１と同様に複合プリズ
ム２９を主走査方向と平行な軸である回転軸１０を中心
に回転させることにより、主走査面内の２ビーム間角度
θyは副走査方向の成分θzをもち、１／４波長板１１を
透過し、シリンドリカルレンズ１２に入射する。シリン
ドリカルレンズ１２に副走査方向にビーム間角度θzを
もって入射した光束は該シリンドリカルレンズ１２の焦
点位置で異なる位置に結像させることができる。

【００５８】このように本実施形態では上記の如く平行
プリズム２７の反射面２７ｂと偏光ビームスプリッター
面２７ｃとが互いに非平行となるように構成することに
より、前述の実施形態１の平行プリズム７よりも敏感度
を高くすることができ、より大きい範囲を調整すること
ができる。

【００５９】[実施形態３]図５は本発明のマルチビーム
光源ユニットの実施形態３の主走査方向の要部断面図
（主走査断面図）、図６は本発明のマルチビーム光源ユ
ニットの実施形態３の副走査方向の要部断面図（副走査
断面図）である。図５、図６において前記図１、図２に
示した要素と同一要素には同符番を付している。

【００６０】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は第１、第２の２つの光源手段５１，２のうち、
第１の光源手段５１を同一基板上に複数の発光点を有す
るモノリシックマルチビームレーザより構成したことで
あり、その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同
様であり、これにより同様な効果を得ている。

【００６１】即ち、図５、図６において５１は第１の光
源手段であり、２つの発光点５１ａ，５１ｂを集積化し
たモノリシックマルチビームレーザ（モノリシック半導
体レーザ）より成っている。複数ビームの合成の原理は
前述の実施形態１と同様であるが、モノリシック半導体
レーザ５１から出射する２ビームの間に合成するビーム
が位置するように構成している。第１、第２の光源手段
５１，２から出射した３本の光束を合成する構成は実施
形態１と同様である。

【００６２】このように本実施形態では上述の如く少な
くとも１つの光源手段を同一基板上に複数の発光点を有
するモノリシックな半導体レーザにすれば、それまでの
ビーム合成手段を用いたままの簡単な構成でモノリシッ
クに集積されたビーム数だけ走査ビームを増やすことが
できる。

【００６３】尚、本実施形態では一方の光源にモノリシ
ック半導体レーザを用いたが、これに限らず、双方にモ
ノリシック半導体レーザを用いても良く、またモノリシ
ック半導体レーザを前述した実施形態２（及び後述する
実施形態４）に用いても良い。

【００６４】[実施形態４]図７は前述した実施形態１の
マルチビーム光源ユニットをマルチビーム走査光学装置
に適用したときの実施形態４の主走査方向の要部断面図
（主走査断面図）、図８は本発明の実施形態４の副走査
方向の要部断面図（副走査断面図）である。図７、図８
において前記図１、図２に示した要素と同一要素には同
符番を付している。

【００６５】尚、図７においては光源ユニット３１で合
成された２つの平行光束が非常に近接しているので一方
の光束を代表して示している。

【００６６】本実施形態において光源ユニット３１を出
射した２本の光束は凹レンズ１４を通って発散光束に変
換され、シリンドリカルレンズ１２を透過して、折り返
しミラー１６で折り曲げられ、走査レンズ系を構成する
第２、第１のｆθレンズ１９，１８の光軸上（ポリゴン
ミラーの偏向角の略中央）から偏向手段としてのポリゴ
ンミラー１７に入射する（正面入射）。

【００６７】また２本の入射光束は図８に示すように副
走査断面内において角度をもってポリゴンミラーの偏向
面１７ａへ入射し、第１、第２のｆθレンズ１８，１９
に偏向走査の前後で２回透過する。

【００６８】主走査断面内においてポリゴンミラーの偏
向面１７ａへ入射する光束は第１、第２のｆθレンズ１
８，１９を透過することによって略平行光束に変換さ
れ、偏向面１７ａより広い光束幅となって入射する。こ
のように入射光束幅がポリゴンミラーの偏向面より広
く、入射光束の中を偏向面が移動する走査方式はオーバ
ーフィルド走査光学系と呼ばれる。

【００６９】オーバーフィルド走査光学系ではポリゴン
ミラーの１偏向面が実質的な主走査方向の光束幅を制限
する絞りとなり、実施形態１の絞り１３の代わりとな
る。即ち、ポリゴンミラーの偏向面が絞りと一致する２
ビーム間のジッターや２ビームの副走査方向の間隔差に
対して理想的な絞りとして作用する。

【００７０】ポリゴンミラー１７で反射され偏向走査さ
れた光束は第１、第２のｆθレンズ１８，１９、結像レ
ンズ２０により被走査面２１上にスポットとして結像し
略等速度で走査される。結像レンズ２０は主に副走査方
向に結像する機能を有し、入射する２ビームを被走査面
２１上に所定の走査線間隔で結像させている。

【００７１】ところで被走査面２１上の走査線間隔は外
部振動や昇温などによる環境変動でずれてしまうときが
ある。そこで本実施形態では被走査面２１近傍の走査領
域外に設けた間隔検出手段２２により走査線間隔（被走
査面上に結像する複数の光束の副走査方向の間隔）を検
出し、該間隔検出手段２２からの信号（誤差信号）に基
づいて調整手段２５により、常に所定の走査線間隔を保
つように調整している。

【００７２】上記調整手段２５は間隔検出手段２２から
の信号に基づいてビーム合成手段９の回転量を演算する
演算手段２３と、該演算手段２３からの信号に基づいて
該ビーム合成手段を回動させる回動手段２４とを有して
いる。また調整手段２５は複数の光束で被走査面上を走
査している間は、ビーム合成手段９を固定している。

【００７３】上記間隔検出手段２２は被走査面２１上の
走査開始のタイミングを複数の光束毎に制御する同期信
号検出手段としての機能も兼ねており、これにより保持
部品などを削減でき、部品点数の削減によるコストダウ
ンを図っている。

【００７４】ところで副走査方向の走査線間隔の制御は
ページとページとの間のタイミングで行うことが望まし
い。これは調整手段によって駆動されたビーム合成手段
が安定する時間を稼ぐことと、走査線間隔を補正するこ
とによってページ画像形成途中で画像品質が変わらない
ようにするためである。

【００７５】図９はビーム合成手段９の駆動制御ブロッ
ク図である。同図においてページ画像領域形成信号と走
査線間隔検出信号はＣＰＵにてタイミングが判別され、
ページ画像領域形成信号がＯＦＦの状態のとき走査線間
隔検出信号に基づいて調整手段がプリズム回動手段を動
作させる。

【００７６】図１０は走査線間隔ずれを補正するフロー
チャートである。同図においてページ画像の形成が終わ
ってから次のページ画像記録開始信号が発生すると上記
駆動制御ブロック図に基づいて走査線間隔の微調整が行
われ、ページ画像が形成される。走査線間隔ずれ検出や
補正はページ画像形成ごとに行う必要は無く、ある一定
の時間間隔ごとに行ってもよい。

【００７７】このようにページ単位の画像形成中はビー
ム合成手段（複合プリズム）を回転調整しないようにす
れば、ページ単位では同品質の画像を形成することがで
きる、ページ中に品質の異なった画像を形成するのを避
けることができる。

【００７８】尚、本実施形態においては実施形態１のマ
ルチビーム光源ユニットを用いたが、もちろん実施形態
２,３のマルチビーム光源ユニットを用いても良いこと
は言うまでもない。

【００７９】また、本実施形態においては走査レンズ系
を２枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば
単一、もしくは３枚以上のレンズより構成しても良い。

【００８０】また本実施形態においてはオーバーフィル
ド走査光学系に本発明のマルチビーム光源ユニットを用
いたが、これに限らず、アンダーフィルド走査光学系に
用いても良いことは言うまでもない。

【００８１】［画像形成装置］図１１は、前述した実施
形態１，２又は３のマルチビーム光源ユニットを用いた
画像形成装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副
走査断面内における要部断面図である。図１１におい
て、符号１０４は画像形成装置を示す。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１
１７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、図７で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（マルチビーム走査光学装置）１００からは、画像
データＤｉに応じて変調された光ビーム（光束）１０３
が射出され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１
０１の感光面が主走査方向に走査される。

【００８２】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、前記光走査ユニット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。

【００８３】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せしめる。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
の回転断面内における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
して現像される。

【００８４】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（転写器）１０８に
よって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１
１２は感光ドラム１０１の前方（図１１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。

【００８５】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１
１において左側）の定着器へと搬送される。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、転写部から撒送さ
れてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１
１４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せしめる。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せ
しめる。

【００８６】図１１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、先に説明したデータの変換
だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部
や、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制
御を行う。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く出射光束が互
いに平行となる複数の光源手段と、該複数の光源手段か
ら出射した複数の光束を合成し、主走査断面内で互いに
異なる角度で該偏向手段側へ出射させる透過または反射
面を含むビーム合成手段等よりマルチビーム光源ユニッ
トを構成し、かつ該ビーム合成手段を主走査方向と平行
な軸を回転軸として調整可能となるように構成すること
により、簡単な構成で走査線間隔を調整することができ
るマルチビーム光源ユニットを達成することができる。

【００８８】また上記マルチビーム光源ユニットをマル
チビーム走査光学装置や画像形成装置に適用することに
より、良好なる画像を形成することができるマルチビー
ム走査光学装置及び画像形成装置を達成することがで
き。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の主走査断面図

【図２】 本発明の実施形態１の副走査断面図

【図３】 本発明の実施形態２の主走査断面図

【図４】 偏向合成を説明した図

【図５】 本発明の実施形態３の主走査断面図

【図６】 本発明の実施形態３の副走査断面図

【図７】 本発明の実施形態４の主走査断面図

【図８】 本発明の実施形態４の副走査断面図

【図９】 本発明の実施形態のブロック図

【図１０】 本発明の実施形態のブロック図

【図１１】 本発明の走査光学装置を用いた画像形成装
置（電子写真プリンタ）の構成例を示す副走査断面図

【図１２】 従来のプリズム合成手段の図

【符号の説明】

１，２ 光源手段（半導体レーザ） ３，４ コリメーターレンズ ５ 開口絞り ６ １／２波長板 ７ 平行プリズム ８ 三角プリズム ９ ビーム合成手段（複合プリズム） １０ 複合プリズムの回転軸 １１ １／４波長板 １２ シリンドリカルレンズ １３ 絞り １４ 凹レンズ １６ 折り返しミラー １７ 偏向手段（ポリゴンミラー） １８，１９ ｆθレンズ ２０ 結像レンズ ２１ 被走査面、 ２２ 間隔検出手段 ２３ 演算手段 ２４ 回動手段 ２５ 調整手段 ３１ マルチビーム光源ユニット １００ マルチビーム走査光学装置 １０１ 感光ドラム １０２ 帯電ローラ １０３ 光ビーム １０４ 画像形成装置 １０７ 現像装置 １０８ 転写ローラ １０９ 用紙カセット １１０ 給紙ローラ １１１ プリンタコントローラ １１２ 転写材（用紙） １１３ 定着ローラ １１４ 加圧ローラ １１５ モータ １１６ 排紙ローラ １１７ 外部機器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 5/04 Ｇ０２Ｂ 5/04 Ｄ Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｍ Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ｚ Ｆターム(参考） 2C362 AA14 AA45 AA48 BA58 BA60 BA61 BA71 BA84 BB34 DA03 2H042 CA06 CA14 CA17 2H045 AA01 BA22 BA33 DA02 DA04 5C072 AA03 BA02 BA15 BA20 HA02 HA06 HA08 HB08 UA13 XA01 XA05

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光束を偏向手段に導光し、該偏向
   手段で偏向された複数の光束を被走査面上に導光し、該
   被走査面上を複数の光束で光走査する為の複数の光束を
   出射するマルチビーム光源ユニットであって、 該マルチビーム光源ユニットは出射光束が互いに平行と
   なる複数の光源手段と、該複数の光源手段から出射した
   光束を合成し、主走査断面内で互いに異なる角度で該偏
   向手段側へ出射させる透過面または反射面を含むビーム
   合成手段と、を有し、該ビーム合成手段は主走査方向と
   平行な軸を回転軸として調整可能であることを特徴とす
   るマルチビーム光源ユニット。
2. 【請求項２】 前記複数の光源手段から出射した光束を
   平行光束とするコリメーターレンズを有し、該光源手段
   と該コリメーターレンズのいずれか一方を副走査方向へ
   移動させておくことにより、前記ビーム合成手段から出
   射される複数の光束が副走査断面内において角度差を有
   することを特徴とする請求項１記載のマルチビーム光源
   ユニット。
3. 【請求項３】 前記複数の光源手段のうち１つ以上は、
   同一基板上に複数の発光点を有するモノリシックマルチ
   ビームレーザであることを特徴とする請求項１又は２記
   載のマルチビーム光源ユニット。
4. 【請求項４】 前記ビーム合成手段は主走査断面内で互
   いに異なる角度で該偏向手段側へ出射させる非平行な面
   を有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載
   のマルチビーム光源ユニット。
5. 【請求項５】 前記ビーム合成手段は偏光ビームスプリ
   ッターであることを特徴とする請求項４記載のマルチビ
   ーム光源ユニット。
6. 【請求項６】 複数の光束を出射するマルチビーム光源
   ユニットと、該マルチビーム光源ユニットから出射した
   複数の光束を反射偏向させる偏向手段と、該偏向手段で
   偏向された複数の光束を被走査面上に導光する結像手段
   とを有し、該複数の光束で被走査面上を光走査するマル
   チビーム走査光学装置において、 該マルチビーム光源ユニットは出射光束が互いに平行と
   なる複数の光源手段と、該複数の光源手段から出射した
   光束を合成し、主走査断面内で互いに異なる角度で該偏
   向手段側へ出射させる透過面または反射面を含むビーム
   合成手段と、を有し、該ビーム合成手段は主走査方向と
   平行な軸を回転軸として調整可能であることを特徴とす
   るマルチビーム走査光学装置。
7. 【請求項７】 前記ビーム合成手段から出射した光束を
   前記偏向手段の偏向面上であって、主走査方向に長い線
   状の光束として結像させるシリンドリカルレンズを有し
   ていることを特徴とする請求項６記載のマルチビーム走
   査光学装置。
8. 【請求項８】 前記複数の光源手段から出射した光束を
   平行光束とするコリメーターレンズを有し、該光源手段
   と該コリメーターレンズのいずれか一方を副走査方向へ
   移動させておくことにより、前記ビーム合成手段から出
   射される複数の光束が副走査断面内において角度差を有
   することを特徴とする請求項６記載のマルチビーム走査
   光学装置。
9. 【請求項９】 前記複数の光源手段のうち１つ以上は、
   同一基板上に複数の発光点を有するモノリシックマルチ
   ビームレーザであることを特徴とする請求項６、７又は
   ８記載のマルチビーム走査光学装置。
10. 【請求項１０】 前記ビーム合成手段は主走査断面内で
    互いに異なる角度で該偏向手段側へ出射させる非平行な
    面を有していることを特徴とする請求項６、７、８又は
    ９記載のマルチビーム走査光学装置。
11. 【請求項１１】 前記ビーム合成手段は偏光ビームスプ
    リッターであることを特徴とする請求項１０記載のマル
    チビーム光源ユニット。
12. 【請求項１２】 前記被走査面上に結像する複数の光束
    の副走査方向の間隔を検出する間隔検出手段と、該間隔
    検出手段からの信号に基づいて前記ビーム合成手段を調
    整する調整手段を有していることを特徴とする請求項６
    記載のマルチビーム走査光学装置。
13. 【請求項１３】 前記調整手段は前記間隔検出手段から
    の信号に基づいて前記ビーム合成手段の回転量を演算す
    る演算手段と、該演算手段からの信号に基づいて前記ビ
    ーム合成手段を回動させる回動手段と、を有しているこ
    とを特徴とする請求項１２記載のマルチビーム走査光学
    装置。
14. 【請求項１４】 前記調整手段は複数の光束で被走査面
    上を走査し画像形成している間は、前記ビーム合成手段
    を固定していることを特徴とする請求項１２記載のマル
    チビーム走査光学装置。
15. 【請求項１５】 前記間隔検出手段は前記被走査面上の
    走査開始のタイミングを検出する同期信号検出手段を兼
    ねていることを特徴とする請求項１２記載のマルチビー
    ム走査光学装置。
16. 【請求項１６】 前記マルチビーム光源ユニットから出
    射した複数の光束は前記偏向手段の偏向面にまたがって
    照射されていることを特徴とする請求項６記載のマルチ
    ビーム走査光学装置。
17. 【請求項１７】 請求項６乃至１６の何れか１項に記載
    のマルチビーム走査光学装置と、前記被走査面に配置さ
    れた感光体と、前記マルチビーム走査光学装置で走査さ
    れた光ビーム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、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を有することを特徴
    とする画像形成装置。
18. 【請求項１８】 請求項６乃至１６の何れか１項に記載
    のマルチビーム走査光学装置と、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マルチビーム走
    査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有
    していることを特徴とする画像形成装置。