JP2001228422A

JP2001228422A - マルチビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置

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Publication number: JP2001228422A
Application number: JP2000359562A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ishibe; 芳浩石部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2001-08-24
Anticipated expiration: 2020-11-27
Also published as: EP1107038A3; JP3397765B2; KR100384431B1; KR20010062227A; DE60045655D1; EP1107038B1; US6489982B2; EP1107038A2; US20010015747A1

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑な調整を必要とせず効果的に複数光源か
らの光束の結像位置のずれを低減することによって高速
で、しかも高画質な画像が得られるマルチビーム光走査
光学系及びそれを用いた画像形成装置を得ること。【解決手段】複数の光源を有する光源手段から出射し
た複数の発散光束を略平行光束、もしくは収束光束に変
換する第１の光学系と、略平行光束、もしくは収束光束
に変換された光束を主走査方向に長い線状の光束として
結像させる第２の光学系と、入射された複数の光束を主
走査方向に反射偏向する偏向手段と、入射光束の光束幅
を制限する絞りと、偏向手段で反射偏向された複数の光
束を被走査面上に結像させると共に副走査断面内におい
て偏向面と被走査面とを略共役な関係とする第３の光学
系と、を有するマルチビーム光走査光学系において、条
件式（１）を満足するように各要素を設定すること。

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走査
光学系及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に複数
の光源を有する光源手段を用いることによって、高速
で、かつ高記録密度を達成することができる、例えばレ
ーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装
置に好適なものである。更に、カラー画像形成装置にも
好適である。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のマルチビーム光走査光学系
の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。

【０００３】同図において複数の光源（発光部）を有す
る、例えばマルチビーム半導体レーザー（複数光源）７
１から出射した複数の光束はコリメーターレンズ７２に
より略平行光束もしくは収束光束に変換され、開口絞り
７３によってその光束断面の大きさが制限され、シリン
ドリカルレンズ７４に入射する。シリンドリカルレンズ
７４に入射した光束のうち主走査断面内においてはその
ままの状態で射出する。また副走査断面内においては収
束して光偏向器７５の偏向面（反射面）７５ａにほぼ線
像（主走査方向に長手の線像）として結像する。尚、コ
リメーターレンズ７２、開口絞り７３、シリンドリカル
レンズ７４等の各要素は入射光学系の一要素を構成して
いる。そして光偏向器７５の偏向面７５ａで反射偏向さ
れた複数の光束は結像光学系(ｆθレンズ系)７６により
感光ドラム面７７上にスポット状に結像され、該光偏向
器７５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光
ドラム面７７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で
光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム
面７７上に画像記録を行なっている。

【０００４】このようなマルチビーム走査光学系におい
ては画像の書き出し位置を正確に制御する為に、画像信
号を書き出す直前に書き出し位置同期信号検出手段を設
けるのが一般的である。

【０００５】ここで図７において７８は折り返しミラー
（ＢＤミラー）であり、感光ドラム面７７上の走査開始
位置のタイミングを調整する為の書き出し位置同期信号
検知用の光束（ＢＤ光束）を後述するＢＤセンサー８１
側へ反射させている。７９はスリット（ＢＤスリット）
であり、感光ドラム面７７と等価な位置に配されてい
る。８０は結像手段としてのＢＤレンズであり、ＢＤミ
ラー７８とＢＤセンサー８１とを共役な関係にする為の
ものであり、ＢＤミラー７８の面倒れを補正している。
８１は書き出し位置同期信号検出素子としての光センサ
ー（ＢＤセンサー）である。尚、ＢＤスリット７９、Ｂ
Ｄレンズ８０、そしてＢＤセンサー８１等の各要素は書
き出し位置同期信号検出手段９１の一要素を構成してい
る同図においてはＢＤセンサー８１からの出力信号を用い
て感光ドラム面７７上への画像記録の走査開始位置のタ
イミングを調整している。

【０００６】このようなマルチビーム走査光学系におい
ては図８に示すように複数の光源（発光部）Ａ、Ｂを
副走査方向に縦に並べて配置してしまうと、被走査面上
での副走査方向のそれぞれの走査線の問隔が記録密度よ
りも大幅に開いてしまう為、通常は図９に示すように複
数の光源Ａ、Ｂを主走査方向に対し副走査方向に斜めに
配置して、その斜めの角度δを調整することにより、被
走査面上での副走査方向のそれぞれの走査線の間隔を記
録密度に合わせて正確に調整している。

【０００７】また複数の光源から出射される光束の波長
に相対的な誤差が生じた場合、被走査面上においてそれ
ぞれの発光部に対応した主走査及び副走査方向のピント
に相対的なずれが発生してしまうことによって画質の劣
化を招いてしまう。そこでコリメーターレンズには色収
差を良好に補正したものを使用することにより、複数の
光源から出射される光束の波長に相対的な誤差が生じた
場合でも主走査及び副走査方向のピントに相対的なずれ
が発生しないような構成とし、これにより効果的に画質
の劣化を防止することが行われていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする謀題】前記従来のような講成
のマルチビーム光走査光学系においては複数の光源を主
走査方向に対し副走査方向に斜めに配置している為に図
１０に示すように複数の光源Ａ、Ｂから出射した各光束
は光偏向器（ポリゴンミラー）の偏向面上で主走査方向
に離れた位置に入射し、且つ光偏向器から反射偏向され
る各光束の角度もそれぞれ異なる為に被走査面７７上に
おいて互いに主走査方向に離れた位置にスポットが結像
されることになる（光線Ａ１と光線Ｂ１）。

【０００９】よって、このような構成のマルチビーム光
走査光学系においては、ある１つの基準の光源が被走査
面上に結像する位置に他の光源からの光束の結像位置を
合わせるように所定時問δＴだけタイミングをずらして
画像データを送っている。

【００１０】δＴだけ時間がずれたときの偏向面７５ａ
は図中、偏向面７５ｂの角度に設定され、このとき該偏
向面７５ｂで反射偏向される光線Ｂ２は矢印Ｂ２′の方
向、即ち光線Ａ１と同じ矢印Ａ１′方向に反射偏向され
ることによって互いのスポットの結像位置が一致するこ
とになる。

【００１１】しかしながらこのとき、なんらかの原因、
例えば光学系を保持する光学ユニットと被走査面との位
置誤差や、該光学ユニットに光学部品を組み付けるとき
の組つけ誤差等で主走査方向にピントずれが発生した場
合、ここでは被走査面７７の正規の位置７７ａが７７ｂ
の位置にずれてしまったと仮定すると、同図から明らか
なように各々の光線の結像位置が主走査方向にδＹだけ
ズレが発生してしまう。

【００１２】従来、このような複数光源（マルチ半導体
レーザー）からの光束の主走査方向の結像位置のずれの
発生によって、印字精度の低下や画質の劣化を招いてし
まうという問題点が存在していた。

【００１３】主走査方向にピントがずれる要因は様々で
あり、それら全てをゼロにすることは非常に難しく、そ
れを仮に調整するにしても調整工程にコストがかかって
しまう。さらに最近においてはコストの観点からｆθレ
ンズにプラスチック材料を用いた光学系を使用すること
が多い。プラスチックレンズは射出成型で製作される
が、その面の精度は光学硝子を研磨することによって得
られる精度に比べれば劣っている。特にレンズのある部
分では設計値に対して凸に誤差が生じるが他の部分では
凹に誤差が生じるということが起こりやすい。このよう
な面精度の誤差によるピントずれに対しては被走査面全
域に亙ってピントずれを補正することができない。よっ
て複数光源からの光束の主走査方向の結像位置のずれの
発生による画質の劣化を補正することは非常に難しいと
いう間題点がある。

【００１４】本発明はマルチビーム光走査光学系を構成
する各要素を適切に設定することにより、複雑な調整を
必要とせず、効果的に複数光源からの光束の主走査方向
の結像位置のずれを低減させることができ、高速で、し
かも高画質な画像を得ることができるマルチビーム光走
査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１のマルチビーム
光走査光学系は、少なくとも主走査方向に間隔を有する
複数の光源を有する光源手段と、該光源手段から出射し
た複数の発散光束を略平行光束、もしくは収束光束に変
換するコリメーターレンズと、該複数の光束を主走査方
向に反射偏向する偏向手段と、該コリメーターレンズと
該偏向手段との間に配され入射光束の光束幅を制限する
絞りと、該偏向手段で反射偏向された複数の光束を被走
査画上に結像させると共に副走査断面内において該偏向
面と該被走査面とを略共役な関係とする結像光学系と、
を有するマルチビーム光走査光学系において、該複数の
光源の主走査方向の発光点間隔をＳ１、該コリメーター
レンズ焦点距離をｆ１、該絞りから該偏向手段の偏向面
までの距離をＬ１、該結像光学系の主走査方向の焦点距
離をｆ３、該被走査画上における主走査方向の１インチ
当たりの画素数をＮ１としたとき、

【外２】

【００１６】なる条件を満足することを特徴としてい
る。

【００１７】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記マルチビーム光走査光学系は前記偏向手段で反
射偏向された複数の光束のうちの１つの光束を用いて前
記被走査面上の走査開始位置のタイミングを制御する書
き出し位置同期信号検出手段を有し、前記光源手段から
出射した複数の光束のうちの１つの光束に対して該被走
査面上の走査開始位置のタイミングを制御することを特
徴としている。

【００１８】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記マルチビーム光走査光学系は前記偏向手段で反
射偏向された複数の光束の全てを用いて前記被走査面上
の走査開始位置のタイミングを制御する書き出し位置同
期信号検出手段を有し、前記光源手段から出射した複数
の光束に対して該被走査面上の走査開始位置のタイミン
グを制御することを特徴としている。

【００１９】請求項４の発明は請求項２又は３の発明に
おいて、前記書き出し位置同期信号検出手段はスリット
を有し、該スリットは該スリットに入射する光束の中心
方向に対して移動可能であることを特徴としている。

【００２０】請求項５の発明は請求項２又は３の発明に
おいて、前記書き出し位置同期信号検出手段はスリット
を有し、該スリットは該スリットに入射する光束の中心
に対して略垂直な断面内において回動可能であることを
特徴としている。

【００２１】

【発明の実施の形態】〔実施形態１〕図１は本発明のマ
ルチビ一ム光走査光字系をレーザービームプリンタやデ
シタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形
態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）であ
る。

【００２２】尚、本明細書において光偏向器によって光
束が反射偏向（偏向走査）される方向を主走査方向、ｆ
θレンズ系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。

【００２３】同図において１は光源手段であり、複数の
光源（発光部）１ａ、１ｂを有する例えばモノリシック
マルチビーム半導体レーザー（複数光源）より成ってい
る。尚、光源の数は２つに限らず、３つ以上であっても
良い。２は第１の光学系としてのコリメーターレンズで
あり、マルチ半導体レーザー１から出射した複数の発散
光束を略平行光束、もしくは収束光束に変換している。
４は第２の光学系としてのシリンドリカルレンズであ
り、副走査断面内にのみ所定の屈折力を有している。３
は絞りであり、コリメーターレンズ２と光偏向器５との
間に配されており、入射光束の光束幅を制限している。

【００２４】５は偏向手段としての光偏向器であり、例
えばポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、ポ
リゴンモーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印
Ａ方向に均一速度で回転している。

【００２５】６はｆθ特性を有する第３の光学系として
のｆθレンズ系（結像光学系）であり、第１、第２のｆ
θレンズ６ａ、６ｂの２枚のレンズより成っており、副
走査断面内において偏向面５ａと被走査面７とを略共役
な関係にしており、光偏向器５によって反射偏向された
画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面
７上に結像させている。

【００２６】７は被走査面としての感光ドラム面（記録
媒体面）である。

【００２７】本実施形態において画像情報に応じてマル
チ半導体レーザー１から出射した複数の発散光束はコリ
メーターレンズ２により略平行光束、もしくは収束光束
に変換され、シリンドリカルレンズ４に入射する。シリ
ンドリカルレンズ４に入射した光束のうち主走査断面内
においてはそのままの状態で射出し、絞り３によってそ
の光束断面の大きさが制限される。また副走査断面内に
おいては収束して絞り３によってその光束断面の大きさ
が制限され、光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走
査方向に長手の線像）として結像する。そして光偏向器
５の偏向面５ａで反射偏向された複数の光束はｆθレン
ズ系６により感光ドラム面７上にスポット状に結像さ
れ、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによっ
て、該感光ドラム面７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に
等速度で光走査している。これにより記録媒体である感
光ドラム面７上に画像記録を行なっている。

【００２８】本実施形態においては複数の光源１ａ、１
ｂの主走査方向の最大の発光点間隔をＳ１、コリメータ
ーレンズ２の焦点距離をｆ１、絞り４から光偏向器５の
偏向面５ａまでの距離をＬ１、ｆθレンズ系６の主走査
方向の焦点距離をｆ３、被走査面７上における主走査方
向の１インチ当たりの画素数をＮ１としたとき、

【外３】

【００２９】なる条件を満足するように各要素を設定し
ている。これによりマルチ半導体レーザー１から出射さ
れた光束の被走査面７上における主走査方向の結像位置
のずれの発生を効果的に防止している。

【００３０】尚、本実施形態に於いて更に望ましくは条
件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

【外４】

【００３１】以下、図２、図３を用いて前述した原因に
よりピントずれが発生した場合の被走査面上における光
束の結像位置ずれを説明する。尚、図２、図３において
は説明を簡単にする為、光源手段の光源の数を２つとし
ている。また上記と同様に２つの光源１ａ、１ｂの主走
査方向の最大の発光点間隔をＳ１、コリメーターレンズ
２の焦点距離をｆ１、絞り４から光偏向器５の偏向面５
ａまでの距離をＬ１、ｆθレンズ系６の主走査方向の焦
点距離をｆ３、コリメーターレンズ２から光偏向器５の
偏向面５ａまでの距離をＬ２とする。

【００３２】本実施形態では、２つの光源１ａ、１ｂか
ら発生した２つの光束の光束幅は、同一の絞り３で制限
されている。

【００３３】今、仮に図２に示すように絞り３がコリメ
ーターレンズ２の位置に一致しているものとする。この
とき偏向面５ａ上での２つの光束の離間距離ｈは、

【外５】

【００３４】で表わされる。

【００３５】一方、図３に示すようにシリンドリカルレ
ンズ４と光偏向器５との間の位置に絞り３があった場合
の偏向面５ａ上での２つの光束の離間距離ｈ′はコリメ
ーターレンズ２を出射した後の２つの光束の成す角度が
一定に保たれるので、

【外６】

【００３６】で表わされる。

【００３７】偏向面５ａで反射偏向された後の２つの光
束は前述のとおり同じ角度でｆθレンズ系６に入射す
る。よってｆθレンズ系６を出射した後の２つの光束の
成す角度は、

【外７】

【００３８】で表わされることになるから、これが、即
ち主走査方向にピントが１ｍｍずれたときの２つの光束
が結像する位置のずれ量δＹを表わしていることにな
る。

【００３９】２つの光束が結像する位置のずれ量δＹの
許容量は出力解像度により異なるが、一般に出力解像度
によって決定される記録密度の１／４を超えると画質劣
化が目立ち始める。

【００４０】一方、主走査方向のピントずれ量は、様々
な要因で引き起こされる。しかし、ピントずれが大きい
と出力画像の品質が劣化してしまうため、通常は、±２
ｍｍ程度の範囲に収まるように設計製造されるのが普通
である。

【００４１】本実施形態においては主走査方向のピント
ずれの実力及び実際の結像位置のずれ量δＹに対する画
質劣化の影響度を考慮してピントずれ１ｍｍあたりのず
れ量δＹの値を記録密度の４分の１までに押さえるよう
に設定している。

【００４２】なお、２つの光束が結像する位置のずれ量
δＹは、主走査方向のピントずれのみによって発生する
ものではなく、例えば、ＢＤセンサー（同期検出用セン
サー）からの出力信号の立ち上がりの誤差、等によって
も発生するものである。

【００４３】そのため、好ましくは、条件式（１ａ）の
如く、ピントずれ１ｍｍあたりのズレ量δＹの値を記録
密度の１／８に設定するのが好ましい。条件式（１ａ）
の如く設定しておけば、主走査方向のピントずれで発生
する２つの光束が結像する位置のずれ量δＹに、ＢＤセ
ンサー（同期検出用センサー）からの出力信号の立ち上
がりの誤差、等によって発生するずれ量が加わっても画
質劣化を効果的に防止することができる。

【００４４】表−１に本発明の実施形態１のマルチビー
ム光走査光学系の光学配置と第１、第２のｆθレンズ６
ａ、６ｂの非球面係数を示す。

【００４５】以下に表−１の各部材の説明を行う。

【００４６】第１のｆθレンズ６ａは、プラスチックの
トーリックレンズであり、第１のｆθレンズ６ａの光偏
向器５側の面及び被走査面７側の面の形状は、主走査断
面が非球面形状であり、副走査断面が球面形状である。

【００４７】第２のｆθレンズ６ｂは、プラスチックの
トーリックレンズであり、第２のｆθレンズ６ｂの光偏
向器５側の面及び被走査面７側の面の形状は、主走査断
面が非球面形状であり、副走査断面が球面形状である。

【００４８】本発明では、第１のｆθレンズ６ａ、第２
のｆθレンズ６ｂの面形状は、表−１の形状に限定され
ることなく、被走査面７上で許容の光学特性を得られれ
ばどのような形態でも良い。

【００４９】また、本発明のｆθレンズは、パワー（屈
折力）を有するミラーも含まれる。

【００５０】また、本発明では、結像光学系６のレンズ
枚数も２枚に限定されることなく、１枚でも３枚以上の
形態にも適用できる。

【００５１】本発明は、図３のようにモノリシックなマ
ルチ半導体レーザー１の光束の光束幅を同一の絞り３で
制限する形態で特に顕著に効果が得られる。但し、本発
明はその形態に限定されるものでない。

【００５２】ここでは、簡単のためにモノリシックなマ
ルチビーム半導体レーザー１を用いて説明したが、例え
ば、シングルビーム半導体レーザーをプリズム、等のビ
ーム合成手段によって合成するような形態においても同
様な効果得られる。また、複数のモノリシックなマルチ
ビーム半導体レーザーをビーム合成手段によって合成す
るような形態に適用した場合には、より一層の効果得ら
れる。

【００５３】また、本発明の偏向器５は、ポリゴンミラ
ーに限定されない。偏向器がガルバノミラーの形態にも
適用できる。

【００５４】更に、本発明は、カラー画像形成装置にも
適用できる。

【００５５】

【表１】

【００５６】第１、第２のｆθレンズ６ａ、６ｂの主走
査断面の非球面形状は、各レンズ面と光軸との交点を原
点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と
直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交す
る軸をＺ軸としたときに、

【外８】

【００５７】なる式で表わされる。

【００５８】尚、Ｒは曲率半径、ｋ、Ｂ₄〜Ｂ₁₀は非球
面係数である。

【００５９】一方、副走査断面の形状は主走査方向のレ
ンズ面座標がｙであるところの曲率半径ｒ′が、ｒ′＝ｒ（１＋Ｄ₂ｙ²＋Ｄ₄ｙ⁴＋Ｄ₆ｙ⁶＋Ｄ₈ｙ⁸＋Ｄ₁₀
ｙ¹⁰）なる式で表わされる形状をしている。

【００６０】尚、ｒは光軸上における曲率半径、Ｄ₂〜
Ｄ₁₀は各係数である。

【００６１】ここで各係数がｙの値の正負によって異な
る場合はｙの値が正のときは係数として添字ｕのついた
Ｄ_2u〜Ｄ_10uを用いて計算された曲率半径ｒ′となって
おり、ｙの値が負のときは係数として添字１のついたＤ
₂₁〜Ｄ₁₀₁を用いて計算された曲率半径ｒ′となってい
る。

【００６２】本実施形態のマルチビーム光走査光学系を
使用するレーザービームプリンタあるいはデジタル複写
機等の画像形成装置の被走査面上における主走査方向の
記録密度を１２００ＤＰＩにした場合、前記条件式
（１）の各値は

【外９】

【００６３】

【外１０】

【００６４】となり、前記条件式（１）

【外１１】

【００６５】を満足している。

【００６６】即ち、本実施形態のマルチビーム光走査光
学系においては複数の光源１ａ、１ｂの主走査方向の最
大の発光点間隔Ｓ１、コリメーターレンズ２の焦点距離
ｆ１、絞り３から光偏向器５の偏向面５ａまでの距離Ｌ
１、ｆθレンズ系６の主走査方向の焦点距離ｆ３等のパ
ラメータを前記条件式（１）を満足するように設定する
ことによって、主走査方向のピントずれが１ｍｍ発生し
たとしても２つの光源１ａ、１ｂからの光束の結像位置
のずれ量δＹが０．８５７μｍというごく微少な量に押
さえることが可能となる。

【００６７】このように本実施形態においてはマルチビ
ーム光走査光学系を構成する各要素を適切に設定するこ
とにより、複雑な調整を必要とせず効果的に複数光源か
らの光束の被走査面７上における結像位置のずれを低減
することができ、これにより高速で、しかも高画質な画
像を得ることができる。

【００６８】〔実施形態２〕図４は本発明のマルチビー
ム光走査光学系をレーザービームプリンタやデジタル複
写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態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
おいて図１に示した要素と同一要素には同符番を付して
いる。

【００６９】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は書き出し位置同期信号検出手段２１を有するマ
ルチビーム光走査光学系において、書き出し位置同期信
号の検出に用いられる像高においてピントずれも補正し
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。

【００７０】即ち、同図において８は反射手段であり、
折り返しミラー（以下、「ＢＤミラー」と記す。）より
成っており、感光ドラム面７上の走査開始位置のタイミ
ングを調整する為の書き出し位置同期信号検知用の光束
（ＢＤ光束）を書き出し位置同期信号検出素子１１側へ
反射させている。

【００７１】９はスリット（以下、「ＢＤスリット」と
記す。）であり、感光ドラム面７と等価な位置に配され
ている。このＢＤスリット９は該ＢＤスリット９に入射
する光束の中心方向に対して移動可能となるように構成
されている。

【００７２】１０は結像手段としての結像レンズ（以
下、「ＢＤレンズ」と記す。）であり、ＢＤミラー８と
書き出し位置同期信号検出素子１１とを共役な関係にす
る為のものであり、ＢＤミラー８の面倒れを補正してい
る。

【００７３】１１は書き出し位置同期信号検出素子とし
ての光センサー（以下、「ＢＤセンサー」と記す。）で
あり、本実施形態では該ＢＤセンサー１１からの出力信
号を検知して得られた書き出し位置同期信号（ＢＤ信
号）を用いて感光ドラム面７上への画像記録の走査開始
位置のタイミングを調整している。

【００７４】尚、ＢＤスリット９、ＢＤレンズ１０、そ
してＢＤセンサー１１等の各要素は書き出し位置同期信
号検出手段２１の一要素を構成している。書き出し位置
同期信号検出手段２１は複数の光源１ａ、１ｂから出射
した光束各々に対して感光ドラム面７上の走査開始位置
のタイミングを制御している。

【００７５】本実施形態において書き出し位置同期信号
（ＢＤ信号）の検出に用いられる光束（ＢＤ光束）はｆ
θレンズ系６のレンズ有効部の端部を使用している。一
方、ｆθレンズ系６を構成する第１、第２のｆθレンズ
６ａ、６ｂをプラスチック材料を使用して射出成形にて
製作した場合、レンズ有効部の端部に面精度の誤差が大
きく乗り易い。それによって書き出し位置同期信号の検
出に用いられる像高におけるピントずれは、画像有効部
内に比べて大きくなり易い。

【００７６】ここで画像有効部内においてピントずれが
無く、書き出し位置同期信号の検出に用いられる像高に
おいてピントずれが発生した場合を考える。この状態を
図示したのが図５である。

【００７７】図５では見やすくする為に書き出し位置同
期信号の検出に用いられるＢＤ光束をミラーで折り返さ
ない状態で示している。書き出し位置同期信号の検出に
用いられる像高においてピントずれが発生した場合、同
図で示すようにＢＤスリット９の位置で光線Ａと光線Ｂ
とが交わらずにδＹのずれを生じてしまう。このような
状態で光線Ａ、光線Ｂそれぞれの光線で書き出し位置同
期信号の検出を行なってしまうと、逆に画像有効部内に
おいて、ほぼδＹだけ光線Ａと光線Ｂの結像位置のずれ
が発生してしまう。

【００７８】そこで本実施形態においては、このような
不都合を回避する為にＢＤスリット９を書き出し位置同
期信号の検出に用いられるＢＤ光束の中心方向に対して
移動可能な構成としている。そして実際のピントずれ量
δｘの量だけＢＤスリット９をＢＤ光束の中心方向に移
動することによって画像有効域内における光線Ａと光線
Ｂの結像位置のずれを補正している。

【００７９】〔実施形態３〕図６は本発明の実施形態３
の書き出し位置同期信号検出手段の主要部分を示した要
部概略図である。同図において図４に示した要素と同一
要素には同符番を付している。

【００８０】本実施形態において前述の実施形態２と異
なる点は書き出し位置同期信号検出手段２１のＢＤスリ
ット９を書き出し位置同期信号の検出に用いられるＢＤ
光束の中心に対して略垂直な断面内において回動可能と
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２と略同様であり、これにより同様な
効果を得ている。

【００８１】即ち、前記実施形態２においてはＢＤスリ
ット９をピントずれ量δｘの量だけＢＤ光束の中心方向
へ移動することによって光線Ａと光線Ｂの結像位置のず
れを補正しているが、本実施形態においてはＢＤスリッ
ト９を書き出し位置同期信号の検出に用いられるＢＤ光
束の中心に対して略垂直な断面内において、該ＢＤ光束
の中心に対して回動させることによって光線Ａと光線Ｂ
の結像位置のずれを補正している。

【００８２】ここで例えば書き出し位置同期信号の検出
に用いられる像高においてピントずれが仮に３ｍｍ発生
したとする。前述したとおり主走査方向のピントずれが
１ｍｍ発生したときの２つの光源１ａ、１ｂからの光束
の結像位置のずれ量ΔＹは０．８５７μｍであるから、
３ｍｍピントがずれた場合は２．５７１μｍだけ結像位
置がずれることになる。ＢＤスリット９面上での２つの
スポットの副走査方向の間隔は、例えば主走査方向の記
録密度１２００ＤＰＩの場合は２１．１７μｍであるか
ら、

【外１２】

【００８３】だけ、ＢＤスリット９を回動させれば光線
Ａと光線Ｂの結像位置のずれを補正することが可能とな
る。

【００８４】尚、各実施形態２、３においては書き出し
位置同期信号の検出に用いられる像高においてピントず
れが発生した場合を考えたが、それ以外の場合、例えば
走査光学系と被走査面間の位置誤差等によって画像有効
域全域に亙って光線Ａと光線Ｂの結像位置のずれが発生
してしまった場合等においても同様な効果が得られるこ
とはいうまでも無い。

【００８５】尚、各実施形態２、３では光源手段１から
出射された複数の光束、全てに対して書き出し位置同期
信号の検出を行なったが、これに限らず、例えば該複数
の光束のうち１つの光束だけでも本発明は前述の実施形
態２、３と同様に適用することができる。

【００８６】図１１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。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、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１
０３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。

【００８７】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。

【００８８】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
される。

【００８９】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。用紙１１２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１
１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１
１２を搬送路へ送り込む。

【００９０】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、転写部から搬送さ
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。

【００９１】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、
後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御
を行う。

【００９２】更に、本発明は、感光ドラムを複数有する
タンデム式のカラー画像形成装置にも適用できる。

【００９３】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く複数の光源の
主走査方向の最大の発光点間隔、コリメーターレンズの
焦点距離、絞りから偏向面までの距離、ｆθレンズ系の
焦点距離等、これらの関係を所望の範囲内に適切に設定
することにより、複雑な調整を必要とせず効果的に複数
光源からの光束の主走査方向の結像位置のずれを低減す
ることができ、これにより高速で、しかも高画質な画像
を得ることができるマルチビーム光走査光学系及びそれ
を用いた画像形成装置を達成することができる。

【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のピントずれが発生した場
合の被走査面上における光源手段からの光束の結像位置
ずれ量を説明する主走査断面図。

【図３】本発明の実施形態１のピントずれが発生した場
合の被走査面上における光源手段からの光束の結像位置
ずれ量を説明する主走査断面図。

【図４】本発明の実施形態２の主走査断面図。

【図５】本発明の実施形態２の書き出し位置同期信号の
検出に用いられる像高においてピントずれが発生した場
合の２つの光線の様子を説明する主走査断面図。

【図６】本発明の実施形態３の書き出し位置同期信号検
出手段の要部概略図。

【図７】従来のマルチビーム光走査光学系の主走査断面
図。

【図８】従来のマルチビーム光走査光学系における複数
光源の配置を示す説明図。

【図９】従来のマルチビーム光走査光学系における複数
光源の配置を示す説明図。

【図１０】マルチビーム光走査光学系においてピントず
れが発生した場合を説明する主走査断面図。

【図１１】本発明の画像形成装置を示す図。

【符号の説明】

１光源手段（マルチ半導体レーザー）１ａ、１ｂ光源２第２の光学系（コリメーターレンズ）３絞り４第２の光学系（シリンドリカルレンズ）５偏向手段（ポリゴンミラー）６第３の光学系（ｆθレンズ系）７被走査面（感光ドラム面）８反射手段（ＢＤミラー）９スリット１０結像手段（ＢＤレンズ）１１書き出し位置同期信号検出素子（ＢＤセンサー）２１書き出し位置同期信号検出手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 13/18 Ｈ０４Ｎ 1/036 ＺＨ０４Ｎ 1/036 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも主走査方向に間隔を有する複
数の光源を備えた光源手段と、該光源手段から出射した
複数の発散光束を略平行光束、もしくは収束光束に変換
するコリメーターレンズと、該複数の光束を主走査方向
に反射偏向する偏向手段と、該コリメーターレンズと該
偏向手段との間に配され入射光束の光束幅を制限する絞
りと、該偏向手段で反射偏向された複数の光束を被走査
面上に結像させると共に副走査断面内において該偏向面
と該被走査面とを略共役な関係とする結像光学系と、を
有するマルチビーム光走査光学系において、該複数の光源の主走査方向の発光点間隔をＳ１、該コリ
メーターレンズ焦点距離をｆ１、該絞りから該偏向手段
の偏向面までの距離をＬ１、該結像光学系の主走査方向
の焦点距離をｆ３、該被走査面上における主走査方向の
１インチ当たりの画素数をＮ１としたとき、【外１】なる条件を満足することを特徴とするマルチビーム光走
査光学系。
【請求項２】前記マルチビーム光走査光学系は前記偏
向手段で反射偏向された複数の光束のうちの１つの光束
を用いて前記被走査面上の走査開始位置のタイミングを
制御する書き出し位置同期信号検出手段を有し、前記光
源手段から出射した複数の光束のうちの１つの光束に対
して該被走査面上の走査開始位置のタイミングを制御す
ることを特徴とする請求項１記載のマルチビーム光走査
光学系。
【請求項３】前記マルチビーム光走査光学系は前記偏
向手段で反射偏向された複数の光束の全てを用いて前記
被走査面上の走査開始位置のタイミングを制御する書き
出し位置同期信号検出手段を有し、前記光源手段から出
射した複数の光束に対して該被走査面上の走査開始位置
のタイミングを制御することを特徴とする請求項１記載
のマルチビーム光走査光学系。
【請求項４】前記書き出し位置同期信号検出手段はス
リットを有し、該スリットは該スリットに入射する光束
の中心方向に対して移動可能であることを特徴とする請
求項２又は３記載のマルチビーム光走査光学系。
【請求項５】前記書き出し位置同期信号検出手段はス
リットを有し、該スリットは該スリットに入射する光束
の中心に対して略垂直な断面内において回動可能である
ことを特徴とする請求項２又は３記載のマルチビーム光
走査光学系。
【請求項６】前記複数の光源は、モノリシックデバイ
スであることを特徴とする請求項１記載のマルチビーム
走査光学系。
【請求項７】請求項１に記載のマルチビーム走査光学
系と、前記被走査面に配置された感光体と、前記マルチ
ビーム走査光学系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
着器とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項１に記載のマルチビーム走査光学
系と、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系に入力せしめるコ
ントローラとを備えたことを特徴とする画像形成装置。