JP2000187171A

JP2000187171A - 光ビーム走査装置

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Publication number: JP2000187171A
Application number: JP10365095A
Authority: JP
Inventors: Akito Yoshimaru; 明人吉丸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JP3778714B2

Abstract

(57)【要約】【課題】１つの偏向手段で２つの書き込み系を走査する
ことにより、走査線の繋ぎ合わせ部を精度良く繋ぎ合わ
せ、走査幅の広い、低コスト、コンパクトで高画質な光
ビーム走査装置を実現する。【解決手段】本発明の光ビーム走査装置は、光源１-1
（１-2）と、導光手段２-1，３-1（２-2，３-2）と、偏
向手段４と、結像手段５-1，６-1（５-2，６-2）を有す
る書き込み系を２系統備え、偏向手段４は２系統の書き
込み系Ｉ，IIで共用される単一の偏向手段であり、２つ
の光源１-1，１-2から出射した光ビームを、それぞれ異
なる導光手段により複数の偏向面を有する単一の偏向手
段４の異なる偏向面に導光した後、それぞれ異なる方向
に偏向し、２つの異なる結像手段により、これら２系統
の光ビームを同一の被走査面１０上に導き、被走査面上
の１つの走査領域を２分割して光走査するように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置の光書き込
み装置に応用される光ビーム走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機のデジタル化が進む中で、Ａ１、
Ａ０等の広幅用紙に対応した複写機においてもデジタル
化が進む傾向にあり、さらなる高画質化が要求されてい
る。現在Ａ１，Ａ０等の広幅用紙対応のデジタル複写機
においては、光書き込み装置はＬＥＤアレイを用いて書
き込む方式が主流であるが、これはレーザー光（光ビー
ム）をポリゴンミラー等で偏向走査して書き込む方式に
比較してコスト高であり、画質的にも劣ることは否めな
い。ただし、Ａ０幅でのレーザー光走査による書き込み
を考えた場合、光路長の長さ、レンズの大型化、反射ミ
ラーの長尺化等からユニットの大型化、コスト高が課題
となる。そこでこの課題を解決する手段として、従来よ
り主走査方向（レーザー光の走査方向）に２つの書き込
み系を繋ぎあわせて広幅の走査幅を得る方法が種々提案
されている。

【０００３】例えば、２つの光学系の走査線を主走査方
向に繋ぎ合わせて、広幅の走査幅（書き込み幅）の光書
き込み装置を得る方法に関しては、特開昭６１−１１７
２０号公報や、特開昭６２−６９５７５号公報、特開平
６−２０８０６６号公報などが提案されている。これら
の発明は、いずれも２つのポリゴンミラーと２つの結像
光学系を用いた構成となっており、光書き込み装置のユ
ニットのコンパクト化、低コスト化が図れる。しかしな
がら前者の２つの方式は、同じ方向に走査する２つの走
査線を繋げる方式を用いており、第１の走査線の終端を
第２の走査線の開始端とする必要が有るため、主走査方
向の位置を精度良く揃えるのが技術的に困難であった。
また、副走査方向（被走査面上で主走査方向に直交する
方向）の走査線位置を揃えるためにもポリゴンミラーの
回転の同期をとる必要があり、技術的に課題があった。
また、３番目の発明においては、２つのポリゴンミラー
を逆方向に回転させ、全走査幅のほぼ中央に配置した一
つの同期検知装置で書き出し位置のタイミングを測っ
て、中央から両端に向けて光ビームを走査する構成とし
ているため、主走査方向の走査線の位置合わせを容易に
行うことができる。ただしこの方式では、２つのポリゴ
ンミラーにより２つの走査線は別々に走査されるため、
やはり副走査方向の走査線の位置を揃えるためには、２
つのポリゴンミラーの回転の同期をとる必要があり、実
用化には問題があった。

【０００４】さらに特開平８−７２３０８号公報には、
２つのポリゴンミラーを一つの駆動源で回転させて、該
ポリゴンミラーの回転の同期を取る方法が提案されてい
るが、高速回転する２つのポリゴンミラーを一つの駆動
源で駆動伝達機構を介して同時に回転させることは、実
際には困難であった。また、この従来技術では１つのポ
リゴンミラーの異なる偏向面に２つのビームを入射さ
せ、共通の結像光学系で２つの走査ビームを主走査方向
に繋ぎ合わせる構成の光書き込み系を提案している。し
かし、ポリゴンミラーが１つのため、２つの走査線の副
走査方向の位置合わせは容易に行えるが、２つの走査線
の走査方向が同じため、前述の従来技術と同様に主走査
方向の走査線の位置合わせに問題があり、さらに結像光
学系のレンズも大型化し実用的ではなかった。また、そ
の他にも、特開平９−５６５５号公報、特開平９−１２
７４４０号公報等の発明が提案されているが、これらも
２つ以上のポリゴンミラーと結像光学系を用いた構成と
なっているため、上述の従来技術と同様の技術課題があ
る。従って、上述の技術課題を全て解決する従来技術は
提案されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、２つ
の光学系の走査線を主走査方向に繋ぎ合わせて、広幅の
走査幅の光書き込み装置を得る方法に関しては種々の提
案があり、これらの方法によれば、光書き込み装置のユ
ニットのコンパクト化、低コスト化が図れるが、２つの
走査線の繋ぎ合わせ部を精度良く揃えるための技術（２
つのポリゴンミラーの回転同期を取り、走査線のズレを
補正する技術）の難しさから実用化には至っていない。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、１つの偏向手段（ポリゴンミラー等の偏向器）で２
つの書き込み系を走査することにより、偏向手段の同期
を取る必要をなくし、これにより走査線の繋ぎ合わせ部
を精度良く繋ぎ合わせることができ、走査幅の広い、低
コスト、コンパクトで高画質な光ビーム走査装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る光ビーム走査装置は、光ビームを出
射する光源と、該光源からの光ビームを導光する導光手
段と、その導光された光ビームを偏向する複数の偏向面
を有する偏向手段と、偏向された光ビームを被走査面上
に結像する結像手段を有する書き込み系を２系統備え、
前記偏向手段は２系統の書き込み系で共用される単一の
偏向手段であり、２つの光源から出射した光ビームを、
それぞれ異なる導光手段により、複数の偏向面を有する
単一の偏向手段の異なる偏向面に導光した後、それぞれ
異なる方向に偏向し、２つの異なる結像手段により、こ
れら２系統の光ビームを同一の被走査面上に導き、該被
走査面上の１つの走査領域を、２分割して光走査するよ
うに各要素を構成したことを特徴するものである。すな
わち請求項１に係る光ビーム走査装置においては、同一
の走査面上で分割走査される２つの走査線が１つの偏向
手段により偏向走査されることにより、複数の偏向手段
を使用した場合に比較して、偏向手段自体の同期を取る
必要を無くすことができ、これにより、副走査方向で２
つの走査線の書き出しのタイミングを揃えることが容易
化し、副走査方向の走査線の位置ズレを防止することが
可能となる。

【０００８】請求項２に係る光ビーム走査装置は、請求
項１に記載の光ビーム走査装置において、前記被走査面
上を走査する２つの走査ビームは、走査線の継ぎ目部よ
り、それぞれ逆方向で、両端部に向かって走査されるよ
うに構成したことを特徴とするものである。すなわち請
求項２に係る光ビーム走査装置においては、被走査面上
を走査する２つの走査ビームを、走査線の継ぎ目部より
それぞれ逆方向に両端部に向かって走査することによ
り、主走査方向の書き出しタイミングを揃えることを容
易とし、主走査方向の走査線の位置ズレを防止すること
が可能となる。

【０００９】請求項３に係る光ビーム走査装置は、請求
項１または２に記載の光ビーム走査装置において、１つ
の偏向手段により偏向走査される２つの光ビームを同一
の被走査面に導く２つの結像手段の光軸は、被走査面軸
に対してそれぞれθ₁，θ₂傾けられて配置され、（ただ
し、０°＜｜θ₁｜＜９０°，０°＜｜θ₂｜＜９０°）
それぞれが走査光の光軸傾きを９０°に変更するための
走査方向変更手段としてのミラーを有することを特徴と
するものである。すなわち請求項３に係る光ビーム走査
装置においては、２つの結像手段の配置、構成を上記の
ように定めたことにより、一つの偏向手段と、２つの結
像手段を用いて２つの走査線を主走査方向にずらした形
で繋ぎ合わせることができ、その走査幅を広くすること
が可能となる。

【００１０】請求項４に係る光ビーム走査装置は、請求
項３に記載の光ビーム走査装置において、１つの結像光
学系中に配置する走査方向変更手段として２枚のミラー
を有し、偏向手段を含むビーム走査面に対するそれぞれ
の傾きをα，βとすると、｜α−β｜＝９０° の関係を持たせると共に、前記２枚のミラーは副走査方
向に一定の間隔をおいて重ね合わせた構成とし、さらに
走査光を被走査面に導くための第３のミラーを設けたこ
とを特徴とするものである。すなわち請求項４に係る光
ビーム走査装置においては、結像光学系中のミラーの配
置、角度等を上記のように定めたことにより、２つの結
像手段の結像位置を被走査面上の１走査線上に精度良く
重ね合わせることができ、ビーム径等が均一で高画質な
光ビーム走査装置の実現が可能となる。

【００１１】請求項５に係る光ビーム走査装置は、請求
項３記載の光ビーム走査装置において、被走査面軸と２
つの結像手段の偏向手段を含むビーム走査面上での光軸
のなす角をそれぞれθ₁，θ₂、この２つの光軸を通る光
ビームが走査方向変更手段としてのミラーへ入射する角
度をそれぞれγ₁，γ₂とすると、｜θ₁｜＋２×｜γ₁｜＝９０° ｜θ₂｜＋２×｜γ₂｜＝９０° となるように構成したことを特徴とするものである。す
なわち請求項５に係る光ビーム走査装置においては、２
つの結像手段やミラーの配置、角度等を上記のように定
めたことにより、２つの結像手段の走査線を精度良く１
直線上に揃えることが可能となり、走査線の曲がりや傾
き等の発生しない高画質な光ビーム走査装置の実現が可
能となる。

【００１２】請求項６に係る光ビーム走査装置は、請求
項１乃至５のいずれかに記載の光ビーム走査装置におい
て、２つの結像手段として共通な構成で、共通な結像性
能を持つ物を用いたことを特徴とするものである。すな
わち請求項６に係る光ビーム走査装置においては、２つ
の結像手段として共通な構成で、共通な結像性能を持つ
物を用いるので、２つの分割された走査線部分での性能
を同等とし、全走査幅に渡り均一で安定した高画質な光
ビーム走査装置を実現することが可能となる。また、２
つの結像光学系に共通な物を用いることにより、より低
コストな光ビーム走査装置を実現することが可能とな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ビーム走査
装置の構成、動作を図面を参照して詳細に説明する。図
１は本発明の一実施例を示す図であって、光ビーム走査
装置の概略構成を示す斜視図であり、デジタル複写機等
の画像形成装置の光書き込み装置に用いた例を示すもの
である。図１に示す光ビーム走査装置（光書き込み装
置）は、光ビームを出射する光源として半導体レーザー
（ＬＤ）光源１-1，１-2を２つ備え、各半導体レーザー
光源１-1，１-2の出射ビームに対してそれぞれコリメー
トレンズ２-1，２-2と、シリンドリカルレンズ３-1，３
-2が配設されている。そしてコリメートレンズ２-1，２
-2と、シリンドリカルレンズ３-1，３-2を介してそれぞ
れ導光された２つの光ビームを偏向する複数の偏向面を
有する偏向手段として単一のポリゴンミラー４が設けら
れている。このポリゴンミラー４で偏向された２つの光
ビームを被走査面である感光体ドラム１０上にそれぞれ
結像する結像手段としては、第１のＦθレンズ５-1，５
-2と第２のＦθレンズ６-1，６-2がそれぞれ設けられて
おり、さらに走査方向変更手段として、２系統の光路の
それぞれに２枚のミラーすなわち第１のミラー７-1，７
-2と第２のミラー８-1，８-2が配設されている。さらに
また、結像光学系の光路上には、第１、第２のミラーに
より走査方向を変更された走査光を被走査面である感光
体ドラム１０に導くための第３のミラー９-1，９-2が配
設されている。このように図１に示す光ビーム走査装置
（光書き込み装置）においては、２系統の光書き込み系
を備えており、ポリゴンミラー４は２系統の光書き込み
系で共用される構成である。尚、ここでは偏向手段４よ
り左側半分の光書き込み系を第１書き込み系Ｉ、右側半
分の光書き込み系を第２書き込み系IIと呼ぶものとす
る。

【００１４】第１書き込み系Ｉにおいて、図示されない
駆動装置に制御されて半導体レーザー（ＬＤ）光源１-1
は画像信号に応じて変調されたレーザー光を発光し、こ
のレーザー光はコリメートレンズ２-1で平行光とされ、
コリメートレンズ２-1で平行光とされたレーザービーム
はシリンドリカルレンズ３-1を経てポリゴンミラー４に
入射する。ポリゴンミラー４は図示しないモータにより
回転されており、ポリゴンミラー４に入射したレーザー
ビームは偏向面で反射され偏向走査される。そしてポリ
ゴンミラー４で偏向走査された光ビームは第１、第２の
Ｆθレンズ５-1，６-1によってそれぞれ等角速度偏向か
ら等速偏向に変更され、第１、第２のミラー７-1，８-1
により走査方向を変更された後、第３のミラー９-1によ
って反射されて、被走査面である感光体ドラム１０の方
向に導かれ、感光体ドラム１０上の所定の走査位置の中
央から一方側の端部に向かって走査する。

【００１５】また、第２書き込み系IIは、第１書き込み
系Ｉと同様の構成であり、第１書き込み系をポリゴンミ
ラー４を中心に１８０°回転させた位置に配置されてい
る。そして、ＬＤ光源１-2から出射したレーザー光はコ
リメートレンズ２-2で平行光とされた後、シリンドリカ
ルレンズ３-2を経てポリゴンミラー４に入射し、ポリゴ
ンミラー４で偏向走査され、第１、第２のＦθレンズ５
-2，６-2、第１、第２、第３のミラー７-2，８-2，９-2
を経て感光体１０に至り、感光体ドラム１０上の所定の
走査位置の中央から、第１書き込み系Ｉとは逆方向の端
部に向かって走査される。

【００１６】尚、図１中の符号１１-1，１１-2はそれぞ
れ、第１、第２書き込み系Ｉ，IIの同期検知ユニット
で、各同期検知ユニット１１-1，１１-2はレーザービー
ムの走査領域外に設けられ、レーザービームの１走査毎
にレーザービームの走査タイミングを検知する。また、
図示しない書き込み制御回路は、同期検知ユニット１１
-1，１１-2で検知したタイミングに応じて第１、第２書
き込み系Ｉ，IIのレーザービームの走査タイミングと書
き込み開始位置との同期を取るように構成されている。

【００１７】図２は図１に示す光ビーム走査装置を上方
から見た概略平面図であり、図中のＭの２点鎖線は走査
光が第１、第２のミラー７-1，８-1（７-2，８-2）で反
射される位置（第１、第２のミラーの反射面）を、Ｍ’
の２点鎖線は走査光が第３のミラー９-1（９-2）で反射
される位置（第３のミラーの反射面）をそれぞれ示して
おり、Ｑの１点鎖線は感光体ドラム１０の中心線を、Ｒ
の１点鎖線は走査面上での結像光学系の光軸（走査ビー
ムの光軸）をそれぞれ示している。また、図中の矢印１
３はポリゴンミラー４の回転方向を、矢印１４は感光体
ドラム１０上で走査線が走査される方向（ビーム走査方
向）を示している。また、図３、図４は図２の光ビーム
走査装置をＡ方向から見たときの光路の概略を示す図で
あり、図３は第１書き込み系Ｉだけの光路の概略を、図
４は第１書き込み系Ｉと第２書き込み系IIの両方の光路
の概略を示している。

【００１８】尚、上記の構成の光ビーム走査装置は、通
常、埃等の付着を嫌うため、図示しない光学箱内部に密
閉され、精度良く固定、配置されている。ただしレーザ
ーの出射口は開放する必要があるため、光学箱にはレー
ザー出射口を設け、その出射口には図４に示すように防
塵ガラス１２-1，１２-2等を配置して、埃等の侵入を防
いでいる。

【００１９】以上、本発明に係る光ビーム走査装置の一
構成例を示したが、本発明の光ビーム走査装置では、同
一の感光体ドラム（被走査面）１０上で分割走査される
２つの走査線が１つのポリゴンミラー４により偏向走査
されているため、ポリゴンミラー等の偏向器を複数使用
した場合に比較して、偏向器自体の同期を取る必要がな
い。このため、副走査方向で二つの走査線の書き出しの
タイミングを容易に揃えることができ、副走査方向の走
査線の位置ズレを防止することができる。

【００２０】次に図５に本発明に係る光ビーム走査装置
の別の構成例を示す。この光ビーム走査装置は隣接して
配置された第１書き込み系Ｉと第２書き込み系IIの２つ
の書き込み系を備え、２つのＬＤ光源１-1，１-2から出
射された２つの光ビームをコリメートレンズ２-1，２-
2、シリンドリカルレンズ３-1，３-2を介して、１つの
偏向手段（ポリゴンミラー）４の異なる偏向面に入射し
て偏向し、それぞれ異なる結像光学系（Ｆθレンズ５-
1，６-1），（Ｆθレンズ５-2，６-2）と折り返しミラ
ー９’により被走査面（感光体ドラム１０）上に導光し
て、被走査面上の一つの走査領域を２分割して同方向に
光走査する例を示している。

【００２１】図５の構成例では１つの偏向手段４により
２つの走査線が同時に走査されるため、副走査方向の走
査線のずれは発生しにくい。ただし、主走査方向の走査
線の繋ぎ合わせ部を精度良く揃えるためには、第１書き
込み系Ｉの走査線の終端に合わせて第２書き込み系IIの
走査線を書き始める必要があり、技術的には難しい。ま
た図５に示した例では、各結像光学系の光軸は被走査面
軸（主走査方向と平行な感光体ドラム１０の中心軸）に
対して傾いているが、２つの書き込み系で共用している
１つの折り返しミラー９は被走査面軸に平行に配設され
ているため、走査光の光軸は被走査面の軸に対して直角
より傾いたままとなり、各結像光学系の結像位置が被走
査面上に一致せず、深度方向に傾いた状態となり、結果
としてビーム径が像高により不揃いとなるため、良好な
画質を得ることができない。

【００２２】次に図６に本発明に係る光ビーム走査装置
のさらに別の構成例を示す。この光ビーム走査装置は、
偏向手段４を挾んでほぼ対向して配置され、且つ結像光
学系の光軸が被走査面の軸にほぼ直角に配置された第１
書き込み系Ｉと第２書き込み系IIの２つの書き込み系を
備え、図示しない２つの光源から出射された２つの光ビ
ームを、図示しないコリメートレンズ、シリンドリカル
レンズを介して、１つの偏向手段（ポリゴンミラー）４
の異なる偏向面に入射して、それぞれほぼ対向する方向
に反射、走査し、それぞれ異なる結像光学系（Ｆθレン
ズ５-1，６-1），（Ｆθレンズ５-2，６-2）と異なる折
り返しミラー（７’-1，９’-1），（７’-2，９’-2）
により被走査面（感光体ドラム１０）上に導光して、被
走査面上の一つの走査領域を２分割して互いに逆方向で
両端部に向かって光走査する例を示している。

【００２３】図６の構成例においては、副走査方向の走
査線のずれは発生しにくく、さらにそれぞれの走査線が
走査領域の中央部から両端部に向かって走査されるた
め、中央部に同期検知手段を設けることにより、走査線
の主走査方向の繋ぎ合わせを精度良く行うことができ
る。ただし、この構成によると、結像光学系（Ｆθレン
ズ５-1，６-1），（Ｆθレンズ５-2，６-2）は偏向手段
４を挾んでほぼ対向して配置され、且つその結像光学系
の光軸は、被走査面の軸に対してほぼ直角に配置されて
いるため、２つの走査領域の重なり合う領域が広く、繋
ぎ合わせ後の走査領域の幅を広く取ることができない。

【００２４】次に図７に本発明に係る光ビーム走査装置
のさらに別の構成例を示す。この光ビーム走査装置は、
偏向手段４を挾んでほぼ対向して配置され、且つ結像光
学系の光軸を被走査面の軸に対して直角より傾けて配置
された第１書き込み系Ｉと第２書き込み系IIの２つの書
き込み系を備え、図示しない２つの光源から出射された
２つの光ビームを、図示しないコリメートレンズ、シリ
ンドリカルレンズを介して、１つの偏向手段（ポリゴン
ミラー）４の異なる偏向面に入射して、それぞれほぼ対
向する方向に反射、走査し、それぞれ異なる結像光学系
（Ｆθレンズ５-1，６-1），（Ｆθレンズ５-2，６-2）
と異なる折り返しミラー（７-1，９-1），（７-2，９-
2）により被走査面（感光体ドラム１０）上に導光し
て、被走査面上の一つの走査領域を２分割して互いに逆
方向で両端部に向かって光走査する例を示している。

【００２５】先の図６の構成例では、結像光学系は、そ
の光軸を被走査面の軸に対して直角に配置したものであ
った。これに対して図７では、２つの結像光学系（Ｆθ
レンズ５-1，６-1），（Ｆθレンズ５-2，６-2）の光軸
を被走査面（感光体ドラム１０）の軸に対して直角より
傾けて配置したものである。さらに各結像光学系は、最
終的な走査線の向きを被走査面の軸に平行な方向（主走
査方向）とするため、走査光の走査方向変更手段として
のミラー（７”-1，９”-1），（７”-2，９”-2）を有
しており、このミラーを、被走査面の軸（感光体ドラム
１０の中心軸）に対して傾けて配置している。このた
め、図６の構成と比較して、走査領域幅を最大限に広く
することが可能となる。ただし、図７の構成例では、そ
れぞれの結像光学系において、２枚のミラー（７”-1，
９”-1），（７”-2，９”-2）が被走査面の軸に対して
傾けて配置されているため、図５の場合と同様に、各結
像光学系の結像位置が被走査面上に一致せず、深度方向
に傾いた状態となり、結果としてビーム径が像高により
不揃いとなり、ビーム径の不均一が生じるため、良好な
画質を得ることができない。

【００２６】以上のように図５〜図７に示した構成例で
は、良好な画質が得られない、あるいは走査幅（書き込
み幅）を広く取ることができない等の問題が残る。これ
に対して、前述の図１〜４に示した構成の光ビーム走査
装置では、被走査面（感光体ドラム１０）上を走査する
２つの走査ビームは、走査線の継ぎ目部より、それぞれ
逆方向で、両端部に向かって走査されるように構成して
いるので、主走査方向の書き出しタイミングを容易に揃
えることができ、主走査方向の走査線の位置ズレを防止
することができる。また、この光ビーム走査装置では、
図２に示すように１つの偏向手段（ポリゴンミラー４）
により偏向走査される２つのレーザービームを同一の感
光体ドラム１０に導く２つの結像手段（Ｆθレンズ５-
1，６-1），（Ｆθレンズ５-2，６-2）の光軸Ｒは、感
光体ドラム１０の中心軸（被走査面軸）Ｑに対してそれ
ぞれθ₁，θ₂傾けられて配置されているが、（ただし、
０°＜｜θ₁｜＜９０°，０°＜｜θ₂｜＜９０°）それ
ぞれの結像手段が走査光の光軸Ｒの傾きを９０°に変更
するための走査方向変更手段としての２枚のミラー（７
-1，８-1），（７-2，８-2）を有している構成としたの
で、一つのポリゴンミラー４と、２つの結像光学系を用
いて２つの走査線を主走査方向にずらした形で繋ぎ合わ
せて走査幅の広い光ビーム走査装置（光書き込み装置）
とすることができる。

【００２７】さらに図１〜４に示した構成の光ビーム走
査装置では、それぞれの結像手段の走査方向偏向手段と
しての２枚のミラー（７-1，８-1），（７-2，８-2）を
上下方向に間隔を置いて重なる位置に配置し、さらに最
終的に走査光を被走査面に導くための第３のミラー９-
1，９-2を配置している。そして、図８に示すように、
走査方向偏向手段としての第１、第２のミラー７-1，８
-1（７-2，８-2）の偏向手段４を含むビーム走査面に対
する副走査方向の傾きを、それぞれα，βとした時に、｜α−β｜＝９０° の関係に設定したため、第１のミラー７-1（７-2）に入
射する前のビーム走査面と第２のミラー８-1（８-2）出
射後のビーム走査面は平行になる。このため、走査方向
変更手段としての２枚のミラーの被走査面１０の軸に対
する角度α，βを、このミラー出射後の走査ビームの光
軸が被走査面の軸に直角になるように配置すれば、それ
ぞれの結像光学系の結像点を被走査面上の走査線上に一
致させることができ、ビーム径が均一で、良好な画像を
得ることができる。従って、図１〜４及び図８の構成を
満たすことにより、走査幅（書き込み幅）が広く、高画
質な光書き込み装置を実現することができる。

【００２８】次に図９、図１０は図２と同様の光ビーム
走査装置の概略平面図であり、図１〜４、図８に示した
構成の光ビーム走査装置において、各結像光学系の光軸
Ｒと被走査面の軸Ｑとのなす角度と、走査方向変更手段
としてのミラーの反射面Ｍへ光ビームが入射する角度の
関係を示したものである。図９、図１０に示すように、
図１〜４及び図８に示した構成の光ビーム走査装置にお
いては、被走査面の軸Ｑと２つの結像手段の偏向手段を
含むビーム走査面上での光軸Ｒのなす角をそれぞれ
θ₁，θ₂、この２つの光軸を通る光ビームが走査方向変
更手段としてのミラーの反射面Ｍへ入射する角度をそれ
ぞれγ₁，γ₂とすると、｜θ₁｜＋２×｜γ₁｜＝９０° ｜θ₂｜＋２×｜γ₂｜＝９０° の関係となるように各要素を配置しているが、このよう
な配置とすることにより、２つの結像光学系は被走査面
上の１つの走査線上に結像点を結ぶことが可能となり、
常に安定した高画質を得ることができる。

【００２９】尚、図９はθ₁とθ₂がほぼ同じ角度の場合
であり、この場合は、２つの走査ビームの走査範囲（走
査幅）をほぼ等しくすることができる。また、図１０は
θ₁とθ₂が異なる角度の場合（θ₁＜θ₂）であり、この
場合は、２つの走査ビームの走査幅は異なるものとな
る。しかし、上記の関係を満たしているため、被走査面
上の１つの走査線上に２つの走査ビームの結像点を一致
させることができるので、問題は無い。

【００３０】さらに図１〜４及び図８〜１０の構成の光
ビーム走査装置においては、２つの結像光学系（Ｆθレ
ンズ等）に同じ結像性能を持つ共通な光学系を用いれ
ば、ビーム径、倍率誤差、シェーディング、走査線の曲
がり、その他の結像性能が、分割された２つの走査領域
において同等なものとなるため、性能的に均一で、温度
変動などに対しても安定した光ビーム走査装置（光書き
込み装置）を得ることができる。また、２つの結像光学
系に共通品を使用することは、部品の種類を減らし、製
造ロット数を増やして装置全体のコストを安くすること
ができる。

【００３１】尚、以上の本発明の実施形態においては、
説明の簡略化のため２つの光源から発っせられた２つの
光ビーム（レーザー光）として説明を行ったが、各光源
をマルチビーム光源として、１度に複数の光ビームを走
査する構成の光ビーム走査装置に関しても、同様の構成
で実施することができ、同様な効果を得ることができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の光
ビーム走査装置においては、光ビームを出射する光源
と、該光源からの光ビームを導光する導光手段と、その
導光された光ビームを偏向する複数の偏向面を有する偏
向手段と、偏向された光ビームを被走査面上に結像する
結像手段を有する書き込み系を２系統備え、前記偏向手
段は２系統の書き込み系で共用される単一の偏向手段で
あり、２つの光源から出射した光ビームを、それぞれ異
なる導光手段により、複数の偏向面を有する単一の偏向
手段の異なる偏向面に導光した後、それぞれ異なる方向
に偏向し、２つの異なる結像手段により、これら２系統
の光ビームを同一の被走査面上に導き、該被走査面上の
１つの走査領域を、２分割して光走査するように各要素
を構成したことにより、同一の被走査面上で分割走査さ
れる２つの走査線が単一の偏向手段（１つの偏向器）に
より偏向走査されているため、偏向器を複数使用した場
合と比較して、偏向器自体の同期を取る必要が無い。こ
のため、副走査方向の２つの走査線の書き出しのタイミ
ングを容易に揃えることができ、副走査方向の走査線の
位置ズレを防止することができる。

【００３３】請求項２記載の光ビーム走査装置において
は、請求項１の構成に加えて、被走査面上を走査する２
つの走査ビームを、走査線の継ぎ目部よりそれぞれ逆方
向に両端部に向かって走査することにより、主走査方向
の書き出しタイミングを容易に揃えることができ、主走
査方向の走査線の位置ズレを防止することができる。

【００３４】請求項３記載の光ビーム走査装置において
は、請求項１または２の構成に加えて、１つの偏向手段
により偏向走査される２つの光ビームを同一の被走査面
に導く２つの結像手段の光軸は、被走査面軸に対してそ
れぞれθ₁，θ₂傾けられて配置され、（ただし、０°＜
｜θ₁｜＜９０°，０°＜｜θ₂｜＜９０°）それぞれが
走査光の光軸傾きを９０°に変更するための走査方向変
更手段としてのミラーを有することにより、１つの偏向
手段と、２つの結像手段を用いて２つの走査線を主走査
方向にずらした形で繋ぎ合わせることができ、その走査
幅を広くすることができ、走査幅の広い光ビーム走査装
置を実現できる。従って、本発明を画像形成装置に適用
すれば、書き込み幅の広い光書き込み装置を実現するこ
とができる。

【００３５】請求項４記載の光ビーム走査装置において
は、請求項３の構成に加えて、１つの結像光学系中に配
置する走査方向変更手段として２枚のミラーを有し、偏
向手段を含むビーム走査面に対するそれぞれの傾きを
α，βとすると、｜α−β｜＝９０° の関係を持たせると共に、前記２枚のミラーは副走査方
向に一定の間隔をおいて重ね合わせた構成とし、さらに
走査光を被走査面に導くための第３のミラーを設けたこ
とにより、２つの結像光学系の結像位置を被走査面上の
１走査線上に精度良く重ね合わせることができ、ビーム
径等が均一で高画質な光ビーム走査装置を実現すること
ができる。従って、本発明を画像形成装置に適用すれ
ば、書き込み幅の広い高画質な光書き込み装置を実現す
ることができる。また、ミラー３枚の配置方法の構成
上、温度変動による影響の少ない高画質な光書き込み装
置を提供することができる。

【００３６】請求項５記載の光ビーム走査装置において
は、請求項３の構成に加えて、被走査面軸と２つの結像
手段の偏向手段を含むビーム走査面上での光軸のなす角
をそれぞれθ₁，θ₂、この２つの光軸を通る光ビームが
走査方向変更手段としてのミラーへ入射する角度をそれ
ぞれγ₁，γ₂とすると、｜θ₁｜＋２×｜γ₁｜＝９０° ｜θ₂｜＋２×｜γ₂｜＝９０° となるように構成したことにより、２つの結像手段の走
査線を精度良く１直線上に揃えることができ、走査線の
曲がりや傾き等の発生しない高画質な光ビーム走査装置
を実現することができる。従って、本発明を画像形成装
置に適用すれば、書き込み幅の広い高画質な光書き込み
装置を実現することができる。

【００３７】請求項６記載の光ビーム走査装置において
は、請求項１乃至５のいずれかの構成に加えて、２つの
結像手段として共通な構成で、共通な結像性能を持つ物
を用いたことにより、２つの分割された走査線部分での
性能が同等となり、全走査幅に渡り均一で安定した高画
質な光ビーム走査装置を実現することができる。従っ
て、本発明を画像形成装置に適用すれば、書き込み幅の
広い高画質な光書き込み装置を実現することができる。
また、２つの結像光学系に共通な物を用いることによ
り、より低コストな光書き込み装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図であって、光ビーム
走査装置の概略構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示す光ビーム走査装置を上方から見たと
きの概略平面図である。

【図３】図２の光ビーム走査装置をＡ方向から見たとき
の図であり、第１書き込み系だけの光路の概略を示す図
である。

【図４】図２の光ビーム走査装置をＡ方向から見たとき
の図であり、第１書き込み系と第２書き込み系の両方の
光路の概略を示す図である。

【図５】本発明に係る光ビーム走査装置の別の構成例を
示す斜視図である。

【図６】本発明に係る光ビーム走査装置のさらに別の構
成例を示す斜視図である。

【図７】本発明に係る光ビーム走査装置のさらに別の構
成例を示す斜視図である。

【図８】本発明に係る光ビーム走査装置の結像光学系に
配設される走査方向偏向手段としての２枚のミラーの配
置角度と、ビーム走査面の関係を示す図である。

【図９】図２と同様の構成の光ビーム走査装置の概略平
面図であり、各結像光学系の光軸と被走査面の軸とのな
す角度と、走査方向偏向手段としてのミラーの反射面へ
光ビームが入射する角度の関係を示す図である。

【図１０】図２と同様の構成の光ビーム走査装置の概略
平面図であり、各結像光学系の光軸と被走査面の軸との
なす角度と、走査方向偏向手段としてのミラーの反射面
へ光ビームが入射する角度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１-1，１-2：半導体レーザー（ＬＤ）光源２-1，２-2：コリメートレンズ３-1，３-2：シリンドリカルレンズ４：ポリゴンミラー（偏向手段）５-1，５-2：第１のＦθレンズ（結像手段）６-1，６-2：第２のＦθレンズ（結像手段）７-1，７-2：第１のミラー（走査方向偏向手段）８-1，８-2：第２のミラー（走査方向偏向手段）９-1，９-2：第３のミラー１０：感光体ドラム（被走査面）１１-1，１１-2：同期検知ユニットＩ：第１書き込み系 II：第２書き込み系Ｍ：第１、第２のミラーの反射面Ｍ’：第３のミラーの反射面Ｑ：感光体ドラムの中心軸（被走査面の軸）Ｒ：結像手段の光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを出射する光源と、該光源からの
光ビームを導光する導光手段と、その導光された光ビー
ムを偏向する複数の偏向面を有する偏向手段と、偏向さ
れた光ビームを被走査面上に結像する結像手段を有する
書き込み系を２系統備え、前記偏向手段は２系統の書き
込み系で共用される単一の偏向手段であり、２つの光源
から出射した光ビームを、それぞれ異なる導光手段によ
り、複数の偏向面を有する単一の偏向手段の異なる偏向
面に導光した後、それぞれ異なる方向に偏向し、２つの
異なる結像手段により、これら２系統の光ビームを同一
の被走査面上に導き、該被走査面上の１つの走査領域
を、２分割して光走査するように各要素を構成したこと
を特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項２】請求項１記載の光ビーム走査装置におい
て、前記被走査面上を走査する２つの走査ビームは、走
査線の継ぎ目部より、それぞれ逆方向で、両端部に向か
って走査されるように構成したことを特徴とする光ビー
ム走査装置。
【請求項３】請求項１または２記載の光ビーム走査装置
において、１つの偏向手段により偏向走査される２つの
光ビームを同一の被走査面に導く２つの結像手段の光軸
は、被走査面軸に対してそれぞれθ₁，θ₂傾けられて配
置され、（ただし、０°＜｜θ₁｜＜９０°，０°＜｜
θ₂｜＜９０°）それぞれが走査光の光軸傾きを９０°
に変更するための走査方向変更手段としてのミラーを有
することを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項４】請求項３記載の光ビーム走査装置におい
て、１つの結像光学系中に配置する走査方向変更手段と
して２枚のミラーを有し、偏向手段を含むビーム走査面
に対するそれぞれの傾きをα，βとすると、｜α−β｜＝９０° の関係を持たせると共に、前記２枚のミラーは副走査方
向に一定の間隔をおいて重ね合わせた構成とし、さらに
走査光を被走査面に導くための第３のミラーを設けたこ
とを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項５】請求項３記載の光ビーム走査装置におい
て、被走査面軸と２つの結像手段の偏向手段を含むビー
ム走査面上での光軸のなす角をそれぞれθ₁，θ₂、この
２つの光軸を通る光ビームが走査方向変更手段としての
ミラーへ入射する角度をそれぞれγ₁，γ₂とすると、｜θ₁｜＋２×｜γ₁｜＝９０° ｜θ₂｜＋２×｜γ₂｜＝９０° となるように構成したことを特徴とする光ビーム走査装
置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の光ビー
ム走査装置において、２つの結像手段として共通な構成
で、共通な結像性能を持つ物を用いたことを特徴とする
光ビーム走査装置。