JP2002287057A - マルチビーム走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的な振動等に対して強くピッチ変動の少
ない、且つ、環境安定性にも優れたマルチビーム走査光
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】 光源から出射した光束を発散光束もしく
は収束光束に変換する第１の光学系とを有する光束変換
手段を複数有する光源ユニットと、光源ユニットから出
射された複数の光束を合成し略同一方向に出射させるビ
ーム合成手段と、合成された複数の光束を主走査方向に
長い線像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、反
射偏向された複数の光束を被走査面上に結像させる第３
の光学系とを有し、複数の光束の副走査方向の相対的な
位置を調整することによって、複数の光束の被走査面上
における副走査方向の相対的な結像位置を調整する調整
手段を有していること。

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走査光
学系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為に光源として複数の光源を使用
した、例えばレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）やデジ
タル複写機等に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザービームプリンタやデジタ
ル複写機等で適用されるマルチビーム走査光学系を用い
た画像形成装置は、複数の異なる発光点（レーザ光源）
から出射された複数の光束を回転多面鏡等の光偏向器と
ｆθレンズ等から構成される共通のマルチビーム走査光
学系により、被走査面である感光体等の記録媒体面上の
互いに副走査方向に分離した異った位置に複数の光スポ
ットとして導光し，記録媒体面上を主走査方向に同時に
走査して画像情報の記録を行っている。

【０００３】このような従来の画像形成装置においては
同時に走査される隣接するスポットの副走査方向の距
離、言い換えれば複数のスポットによる走査線ピッチが
精度良く調整されていなければならない。

【０００４】また近来の画像形成装置においては出力画
像の解像度を可変にすることが意図され、このような観
点から記録媒体面上を主走査方向に同時に走査される複
数の走査線ピッチの幅を変更できることが望ましい。

【０００５】さらに最近は高記録密度と高速出力がより
一層求められており、画像形成装置におけるマルチビー
ム走査光学系の発光点の数も、２、３、４‥‥と増加さ
せる必要が生じてきている。

【０００６】従来、複数のスポットによる走査線ピッチ
を調整或いは変更するには複数の光源とビーム合成プリ
ズム等から構成される光源ユニットを光学系の光軸と垂
直な面内で光軸を中心に回転させて行なっている。この
種のマルチビーム走査装置が、例えば特開平7-１8１4１
2号公報で提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら同公報に
おける走査線ピッチの調整方法は複数の光源とビーム合
成プリズム等から構成される光源ユニットを光学系の光
軸と垂直な面内で光軸を中心に回転させる構成となる
為、機械的な振動等に対して走査線ピッチが変化しやす
いという問題点がある。また半導体レーザ等のレーザ光
源が可動部分に固定されている為、環境変動（例えば温
度変化等）に対する安定性に欠け、環境変動とともにピ
ッチ間隔が変化しやすいという問題点もある。

【０００８】本発明は機械的な振動等に対して強くピッ
チ変動の少ない、且つ、環境安定性にも優れたマルチビ
ーム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。

【０００９】更に本発明は少なくとも１つの光源を複数
の発光点を有するモノリシックマルチビームレーザーか
ら構成することによって、より一層の高速化、高画質化
に対応したマルチビーム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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のマルチ
ビーム走査光学系は、光源と、該光源から出射した光束
を発散光束もしくは収束光束に変換する第１の光学系と
を有する光束変換手段を複数有する光源ユニットと、該
光源ユニットから出射された複数の発散光束もしくは収
束光束を合成し、略同一方向に出射させるビーム合成手
段と、該ビーム合成手段により合成された複数の発散光
束もしくは収束光束を主走査方向に長い線像として結像
させる第２の光学系と、該第２の光学系の結像位置もし
くはその近傍に偏向面を有し、入射された複数の発散光
束もしくは収束光束を主走査方向に反射偏向する偏向手
段と、該偏向手段で反射偏向された複数の発散光束もし
くは収束光束を被走査面上に結像させる第３の光学系
と、を有するマルチビーム走査光学系において、該複数
の発散光束もしくは収束光束の副走査方向の相対的な位
置を調整することによって、該複数の光束の該被走査面
上における副走査方向の相対的な結像位置を調整する調
整手段を有していることを特徴としている。

【００１１】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て，前記ビーム合成手段はビーム合成プリズムを有して
いることを特徴としている。

【００１２】請求項３の発明は請求項２の発明におい
て，前記調整手段は、前記ビーム合成プリズムを、主走
査断面内にあり、かつ被走査面に対して略平行な軸を中
心に回転させていることを特徴としている。

【００１３】請求項４の発明は請求項１の発明におい
て，前記調整手段は、前記複数の光束変換手段のうち、
少なくとも１つの光束変換手段を副走査方向に移動させ
ていることを特徴としている。

【００１４】請求項５の発明は請求項３又は４の発明に
おいて，前記第３の光学系の主走査断面内における偏向
手段側の主点から、前記複数の発散光束もしくは複数の
収束光束の自然収束点までの距離は各々等しいことを特
徴としている。

【００１５】請求項６の発明は請求項５の発明におい
て，前記複数の光束変換手段のうち、少なくとも１つの
光束変換手段の一要素を構成する光源を複数の発光点を
有するモノリシックマルチビームレーザーより構成した
ことを特徴としている。

【００１６】請求項７の発明は請求項６の発明におい
て，前記モノリシックマルチビームレーザーの複数の発
光点から出射した複数の光束の該被走査面上における副
走査方向の相対的な結像位置の調整は、該モノリシック
マルチビームレーザーを光軸周りに回転させることによ
って行うことを特徴としている。

【００１７】請求項８の発明のマルチビーム光走査装置
は、請求項１乃至７の何れか１項に記載のマルチビーム
走査光学系を１つの筐体に収めたことを特徴としてい
る。

【００１８】請求項９の発明の画像形成装置は、請求項
８項に記載のマルチビーム光走査装置と、前記被走査面
に配置された感光体と、前記マルチビーム光走査装置で
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、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。

【００１９】請求項１０の発明の画像形成装置は、請求
項８項に記載のマルチビーム光走査装置と、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を有し
ていることを特徴としている。

【００２０】

【発明の実施の形態】［実施形態１］図１は本発明のマ
ルチビーム走査光学系の実施形態１の要部概略図であ
る。

【００２１】尚、本明細書においてはｆθレンズ系の光
軸と光偏向器により偏向された光束とが形成する面を主
走査断面、ｆθレンズ系の光軸を含み主走査断面と直交
する面を副走査断面と定義する。

【００２２】同図において１１は光源ユニットであり、
２つの光束変換手段１１ａ・１１ｂを有している。光束
変換手段１１ａ・１１ｂは各々半導体レーザよりなる光
源（レーザ光源）１ａ・１ｂと、該レーザ光源１ａ・１
ｂから出射した光束を収束光束または発散光束（本実施
形態においては収束光束）に変換する第１の光学系とし
ての変換素子（集光レンズ）２ａ・２ｂとを有してい
る。変換素子２ａ・２ｂの焦点距離は互いに異ってい
る。

【００２３】尚、本実施形態においてはレーザ光源を２
個用いた２ビーム走査光学装置を示しているが、レーザ
光源は３つ以上でも良い。即ち、光束変換手段は３つ以
上でも良い。

【００２４】３はビーム合成手段であり、ビーム合成プ
リズムより成り、収束光束に変換された２つの光束を略
同一の方向に出射するように合成している。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、副走査方
向のみに所定の屈折力を有している。５は開口絞りであ
り、シリンドリカルレンズ４から出射された光束を所望
の最適なビーム形状に整形している。

【００２５】尚、光源ユニット１、ビーム合成プリズム
３、シリンドリカルレンズ４、開口絞り５等の各要素は
入射光学手段の一要素を構成している。

【００２６】６は偏向手段としての光偏向器であり、例
えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、モータ等
の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度
で回転している。

【００２７】７は第３の光学系としてのｆθ特性を有す
るｆθレンズ系であり、単一のｆθレンズより成り、光
偏向器６により偏向された２つの光束を被走査面として
の感光体８面上にスポット状に結像させている。ｆθレ
ンズ７は副走査断面内において光偏向器６の偏向面（反
射面）６ａもしくはその近傍と感光体８面もしくはその
近傍との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能
を有している。

【００２８】８は記録媒体としての感光体（感光ドラ
ム）である。９１は調整手段であり，光束変換手段１１
ａを副走査方向に移動可能と成るようにしている。

【００２９】本実施形態において画像情報に応じて光源
１ａ・１ｂから光変調され出射した２つの光束は各々対
応する変換素子２ａ・２ｂにより収束光束に変換され、
ビーム合成プリズム３により略同一の方向に出射するよ
うに合成される。ビーム合成プリズム３により合成され
出射した２つの光束（収束光束）は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出射
して開口絞り５を通過する（一部遮光される）。また副
走査断面内においては収束して開口絞り５を通過し（一
部遮光される）光偏向器６の偏向面６ａ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６の偏向面６ａで反射偏向された２つの光束は各々ｆ
θレンズ７により感光体８面上にスポット状に結像さ
れ、該光偏向器６を矢印Ａ方向に回転させることによっ
て、該感光体８面上を矢印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体
８面上に２本の走査線を同時に形成し、画像記録を行っ
ている 図２は図１のマルチビーム走査光学系のレーザ光源から
光偏向器の偏向面に至るまでの主走査方向の要部断面図
（主走査断面図）、図３は図１のマルチビーム走査光学
系のレーザ光源から光偏向器の偏向面に至るまでの副走
査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図２、図
３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。

【００３０】図２、図３において２つのレーザ光源１ａ
・１ｂは主走査断面内で離れて配列されており、レーザ
光源１ａ・１ｂから出射された２つの光束は各々対応す
る変換素子２ａ・２ｂによって収束光束に変換された
後、ビーム合成プリズム３に入射する。尚、レーザ光源
１ａ・１ｂから出射された２つの光束は共に直線偏光
で、偏光方向は同じ向きである。

【００３１】レーザ光源１ａから出射され変換素子２ａ
により収束光束に変換された光束は、ビーム合成プリズ
ム３の入射面３５から入射し、面３１によって反射さ
れ、さらに同プリズム３の偏光ビームスプリッタ面３２
によって反射され、同プリズム３の出射面３６に配置さ
れた１／４波長板３３を通り円偏光に変換され出射して
いる。

【００３２】レーザ光源１ｂから出射され変換素子２ｂ
により収束光束に変換された光束は、ビーム合成プリズ
ム３の入射面３５に配置された１／２波長板３４を通
り、偏光方向を９０度旋回され、該ビーム合成プリズム
３の偏光ビームスプリッタ面３２を透過し、該ビーム合
成プリズム３の出射面３６に配置された１／４波長板３
３を通り円偏光に変換される。

【００３３】ともに円偏光に変換された２つの光束はシ
リンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束さ
れ、途中、開口絞り５によって光束幅を制限され、光偏
向器６の偏向面６ａ上、もしくはその近傍で主走査方向
に長い焦線状にそれぞれ結像される。

【００３４】ここで、レーザ光源１ａ・１ｂを主走査断
面内に配列した場合、図３から解るようにレーザ光源１
ａ・１ｂから出射した２つの光束は光偏向器６の偏向面
６ａ上、もしくはその近傍で副走査方向に同一の位置Ｐ
点に結像することになる。

【００３５】ここで、レーザ光源１ａから出射した光束
を副走査方向に平行移動させた場合を考える。

【００３６】図４はレーザ光源１ａとそれに対応する変
換素子２ａを中心軸Ｌｘに対して同じ量δｚ₁だけ副走
査方向（図面上、上方）に移動させた場合の副走査断面
図である。

【００３７】同図において中心軸Ｌｘに対してδｚ₁だ
け上方から出射した収束光束Ｌａ１はビーム合成プリズ
ム３を通り、シリンドリカルレンズ４によって副走査方
向のみに収束され、開口絞り５によって光束幅が制限さ
れて光偏向器６の偏向面６ａ上、もしくはその近傍に基
準点Ｐに対し副走査方向上方にδｚ₂だけ離れた点Ｑの
位置に焦線状に結像される。

【００３８】変換素子２ａから出射した光束が平行光束
の場合は出射光束が副走査方向にずれたとしても、光偏
向器６の偏向面６ａ上、もしくはその近傍の副走査方向
の結像位置は変化することは無く、常に点Ｐに結像する
ことは容易に理解できる。

【００３９】本実施形態においては変換素子２ａから出
射した光束を収束光束とすることによって、中心軸Ｌｘ
に対してδｚ₁だけ上方からから出射した収束光束を光
偏向器６の偏向面６ａ上、もしくはその近傍に、副走査
方向上方に基準点Ｐより距離δｚ₂だけ離れた位置Ｑに
結像させている。そして位置Ｑに結像した光束は不図示
の走査光学系によって不図示の被走査面上に基準点Ｐに
比べて副走査方向下方に距離δｚ₃だけ離れた位置に結
像される。

【００４０】即ち、変換素子２ａから出射した光束を収
束光束とすれば、レーザー光源１ａと変換素子２ａを同
じ量だけ変位させて、該変換素子２ａから出射した光束
を副走査方向に変位させることによって、被走査面８上
の副走査方向の結像位置を調整することができる。

【００４１】具体的には、レーザ光源１ａと変換素子２
ａとから成る光束変換手段１１ａを調整手段９１で副走
査方向（図面上、上下方向）に移動させ、被走査面８上
の副走査方向の相対的な結像位置を調整することによ
り、被走査面８上における副走査方向の走査線ピッチの
幅を調整（もしくは変更）する構成としている。尚、本
実施形態では光束変換手段１１ａを副走査方向に移動さ
せたが、光束変換手段１１ｂ、もしくは光束変換手段１
１ａと光束変換手段１１ｂとを相対的に副走査方向に移
動させても被走査面８上における副走査方向の走査線ピ
ッチを調整（もしくは変更）することができる。

【００４２】ここで変換素子２ａから出射した光束を収
束光束としたときに、該変換素子２ａから距離δｚ₁だ
け上方からから出射した収束光束が光偏向器６の偏向面
６ａ上、もしくはその近傍に、副走査方向上方に距離δ
ｚ₂だけ離れた位置Ｑに結像する原理を図５を参照して
説明する。

【００４３】図５は図１のマルチビーム走査光学系にお
ける副走査方向のピッチ間隔の調整の原理を説明する副
走査断面図である。同図において、Ｒは変換素子２ａか
ら出射された収束光束を表している。４はシリンドリカ
ルレンズであり、該シリンドリカルレンズ４に入射する
光束は、該シリンドリカルレンズ４を通過しないとき
は、該シリンドリカルレンズ４から距離Ｓｄの位置に結
像するような収束光束となっている。シリンドリカルレ
ンズ４の副走査断面内の焦点距離をｆｓとすると、該シ
リンドリカルレンズ４に入射した収束光束はシリンドリ
カルレンズ４から距離Ｓｋの位置に結像する(ここが偏
向面６ａになる)。

【００４４】ここで、Ｓｄ・ｆｓ・Ｓｋの間には、

【００４５】

【数１】

【００４６】なる関係が成り立つ。

【００４７】ここで、シリンドリカルレンズ４に入射す
る光束が副走査方向に距離δｚ₁だけずれて入射した場
合、その光束の副走査方向の結像点位置における副走査
方向のズレ量δｚ₂は、同図から明らかに、

【００４８】

【数２】

【００４９】の関係が成り立っているから、

【００５０】

【数３】

【００５１】となる。

【００５２】ここでは、シリンドリカルレンズ４に入射
する光束を収束光束として説明しているが、発散光束の
場合も同様、副走査方向の結像点位置をずらすことがで
きる(発散光束の場合は、ずれる方向が逆になる)こと
は、上記説明から容易に理解できる。

【００５３】このように本実施形態においては上述の如
くレーザ光源１ａ・１ｂから出射した光束を対応する変
換素子２ａ・２ｂによって収束光束に変換し、光源１ａ
・１ｂと変換素子２ａ・２ｂとから構成される光束変換
手段１１ａ・１１ｂのうちの一方の光束変換手段１１ａ
を副走査方向（図面上、上下）に移動させることによっ
て、被走査面８上の副走査方向の相対的な結像位置を調
整することにより、被走査面８上における副走査方向の
走査線ピッチの幅を調整（もしくは変更）する構成とし
ている。この為、従来のような、複数の光源とビーム合
成プリズム等から構成される光源ユニットを光学系の光
軸と垂直な面内で光軸を中心に回転させる構成に比べ
て、調整に際して変位させる部品点数が少なく機械的振
動に対して強い構成をとることが可能であり、副走査方
向のピッチ変化のない、高画質化に対応したマルチビー
ム走査光学系を得ることができる。

【００５４】本実施形態では上記マルチビーム走査光学
系を１つの筐体（マルチビーム光走査装置）に収めてい
る。尚、本実施形態ではｆθレンズ系を１枚のレンズよ
り構成したが、これに限らず、２枚以上のレンズより構
成しても良い。

【００５５】［実施形態２］図６は本発明のマルチビー
ム走査光学系の実施形態２のレーザ光源から光偏向器の
偏向面に至るまでの主走査断面図である。図７は図６の
副走査断面図である。図６、図７において図２、図３に
示した要素と同一要素には同符番を付している。

【００５６】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は調整手段９１によってビーム合成プリズム３
を、主走査断面内にあり、かつ被走査面に略平行な軸
（回転軸）Ｙを中心に回転させることによって、被走査
面８上の副走査方向の相対的な結像位置を調整すること
により、被走査面８上における副走査方向の走査線ピッ
チを調整（もしくは変更）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。

【００５７】即ち、本実施形態においてはビーム合成プ
リズム３を、主走査断面内にあり、かつ被走査面に略平
行な軸Ｙを中心に回転させることによって、被走査面上
における２つの光束の副走査方向の相対的な結像位置
（走査線ピッチ）を調整（もしくは変更）する構成とし
ている。

【００５８】本実施形態においては図７に示すようにビ
ーム合成プリズム３を軸Ｙを中心に角度だけ回転させて
いる。これによりレーザ光源１ｂから出射し変換素子２
ｂによって収束光束に変換された光束はビーム合成プリ
ズム３の入射面と出射面の２つの面の屈折作用により、
副走査方向下方にδｚ_b(負の値)だけずれてシリンドリ
カルレンズ４に入射する。

【００５９】一方、光源１ａから出射し変換素子２ａに
よって収束光束に変換された光束は合成プリズム３の入
射面と出射面の２つの面の屈折作用と反射面３１と偏光
ビームスプリッタ面３２の反射作用により、副走査方向
上方にδｚ_a(正の値)だけずれてシリンドリカルレンズ
４に入射する。即ち、変換素子２ａによって収束光束に
変換された光束はビーム合成プリズム３の入射面３５に
より下方に屈折される。次にビーム合成プリズム３の面
３１によって上方に反射される。さらにビーム合成プリ
ズム３の偏光ビームスプリッタ面３２によって下方に反
射され、最後にビーム合成プリズム３の出射面３６によ
り屈折され、最終的にビーム合成プリズム３の入射面３
５に入射するときと同じ角度でビーム合成プリズム３か
ら出射されることになる。

【００６０】このときビーム合成プリズム３の面３１か
ら偏光ビームスプリッタ面３２までの距離が長い為に、
ビーム合成プリズム３から出射される光束は副走査方向
上方にδｚ_a(正の値)だけずれて出射することになる。
最終的に、２本の収束光束は副走査方向にδｚ₁＝δｚ_b
−δｚ_aだけ相対的にずれることになる。このずれ量δ
ｚ₁はビーム合成プリズム３の回転角によって変化す
る。

【００６１】本実施形態においてはビーム合成プリズム
３のみを、主走査断面内にあり、かつ被走査面に略平行
な軸Ｙを中心に回転させ、その回転角を調整することに
よって、被走査面８上における副走査方向の走査線ピッ
チを調整（もしくは変更）する構成としている。

【００６２】このような構成を採ることにより、従来の
ような複数の光源とビーム合成プリズム等から構成され
る光源ユニットを光学系の光軸と垂直な面内で光軸を中
心に回転させる構成に比べて調整に際して変位させる部
品をビーム合成プリズム３のみとすることができ、調整
機構が簡略化され、且つ、機械的振動に対しても強い構
成をとることが可能となる。

【００６３】さらに本実施形態のようにビーム合成プリ
ズム３を回転させる場合は、該ビーム合成プリズム３の
回転角に対する２本の収束光束の副走査方向のずれ量δ
ｚ₁の値が小さい為、換言すれば調整の敏感度が小さい
為に調整作業の効率アップを図ることも可能となり、さ
らには環境変動（例えば温度変化等）に対する安定性に
も優れた構成とすることが可能となる。

【００６４】尚、本実施形態においても変換素子２ａ・
２ｂから出射する光束を収束光束として説明している
が、発散光束としても同様な効果を得ることが可能であ
ることは言うまでもない。

【００６５】［実施形態３］図８は本発明のマルチビー
ム走査光学系の実施形態３のレーザ光源から光偏向器の
偏向面に至るまでの主走査断面図である。同図において
図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。

【００６６】本実施形態において前述の実施形態１もし
くは実施形態２と異なる点は光束変換手段１１ｂの一要
素を構成する変換素子２ｂを光束変換手段１１ａの一要
素を構成する変換素子２ａよりもビーム合成プリズム３
側へ所定量δｘだけずらして配置したことである。その
他の構成及び光学的作用は実施形態１もしくは実施形態
２と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。

【００６７】即ち、本実施形態においてはレーザ光源１
ａ・１ｂは光軸方向に同じ位置に配置してあるが、変換
素子２ｂを変換素子２ａよりもビーム合成プリズム３側
へ所定量δｘだけずらして配置している。

【００６８】本実施形態においても変換素子２ａ・２ｂ
から出射する光束は収束光束としている。レーザ光源１
ａ・１ｂから出射した２つの光束が変換素子２ａ・２ｂ
を経てビーム合成プリズム３によって合成され、不図示
の走査光学系を通り、被走査面８上に至る光路長を考え
ると、レーザ光源１ｂから出射した光束はビーム合成プ
リズム３の中で反射される分だけ、レーザ光源１ａから
出射した光束よりも光路長が長くなってしまう。この場
合、例えば図９に示すようにレーザ光源１ａ・１ｂから
変換素子２ａ・２ｂまでの距離を等しく配置してしまう
と、変換素子２ａ・２ｂの焦点距離が同じであると，２
つの収束光束の自然収束点までの距離が互いに異なって
しまうことになる。

【００６９】具体的には変換素子２ａから出射した光束
の自然収束点Ｐの方が、変換素子２ｂから出射した光束
の自然収束点Ｑよりも、レーザ光源１ａ・１ｂからみて
遠方にずれてしまう。走査光学系の光偏向器側（物体
側）の主点から、２つの光束の自然収束点までの距離を
一致させないと、２つの光束の光軸方向の結像位置は一
致しない為、これらの光束を走査光学系で結像してしま
うと、２つの光束の被走査面８上における光軸方向の結
像位置にずれが生じてしまうという不都合が生じる。
尚、ここで自然収束点とは、変換素子２ａ・２ｂから出
射した収束光束が、ｆθレンズ７を介さない場合にスポ
ット状に結像される位置のことである。また、変換素子
２ａ・２ｂから出射した光束が発散光束の場合には、上
記スポット状に結像される点の虚像の位置となる。

【００７０】そこで本実施形態においては光源１ａ・１
ｂを光軸方向に同じ位置に配置すると共に、変換素子２
ｂを変換素子２ａよりもビーム合成プリズム３側へ所定
量δｘだけずらして配置している。これにより走査光学
系の光偏向器側主点から、２つの収束光束の自然収束点
までの距離を一致させ、被走査面８上において２つの光
軸方向の結像位置を一致させている。

【００７１】尚、本実施形態においては光源１ａ・１ｂ
を光軸方向に同じ位置に配置し、変換素子２ｂを変換素
子２ａよりもビーム合成プリズム３側へ所定量δｘだけ
ずらして配置することによって、走査光学系の光偏向器
側主点から各収束光束の自然収束点までの距離を一致さ
せているが、これに限らず、例えば変換素子２ａ・２ｂ
を光軸方向に同じ位置に配置し、レーザ光源１ｂをレー
ザ光源１ａよりもビーム合成プリズム３側から遠ざかる
方向へ所定量ずらして配置しても同様な効果を得ること
ができる。また変換素子２ｂとレーザ光源１ｂを変換素
子２ａとレーザ光源１ａに対して相対的に所定量ずらし
て配置しても同様な効果を得ることができる。

【００７２】本実施形態において被走査面８上における
副走査方向の走査線ピッチの調整（もしくは変更）は、
前述した実施形態１もしくは実施形態２と同等な調整方
法で行っている。

【００７３】また本実施形態３においても変換素子２ａ
・２ｂから出射する光束は収束光束としているが、発散
光束とした場合においても同様な効果を得ることが可能
である。

【００７４】［実施形態４］図１０は本発明のマルチビ
ーム走査光学系の実施形態４のレーザ光源から光偏向器
の偏向面に至るまでの主走査断面図である。同図におい
て図２に示した要素と同一要素には同符番を付してい
る。

【００７５】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は光束変換手段３１ａ・３１ｂの一要素を構成す
るレーザ光源２１ａ・２１ｂを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ーから構成し、該モノリ
シックマルチビームレーザー２１ａ・２１ｂを光軸周り
に回転させることによって、被走査面上における副走査
方向の走査線ピッチを調整（もしくは変更）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。

【００７６】即ち、本実施形態においてはレーザ光源２
１ａ・２１ｂを各々複数の発光点（２１ａ１・２１ａ
２，２１ｂ１・２１ｂ２）を有するモノリシックマルチ
ビームレーザーより構成している。

【００７７】前述の実施形態１〜３においては、それぞ
れのレーザ光源１ａ・１ｂは単一の発光点（光源）から
なるシングルビームレーザーを用いている。この構成を
とることによって高記録密度と高速出力は十分可能であ
るが、今後一層の高記録密度・高速出力が要求されてい
る。このような要求に対応する為には光偏向器の回転数
に限界がある為、発光点の数を増加させる必要が生じ
る。ここで、単一の発光点からなるシングルビームレー
ザーから出射する光束を３以上合成するのは、その合成
機構が複雑になり機械的振動に対して弱くなってしまう
と同時に、各光束に対応した走査線ピッチ調整も非常に
複雑なものとなってしまう。

【００７８】そこで本実施形態においては上記の如くレ
ーザ光源２１ａ・２１ｂを各々複数の発光点（２１ａ１
・２１ａ２，２１ｂ１・２１ｂ２）を有するモノリシッ
クマルチビームレーザーより構成としている。

【００７９】それぞれのモノリシックマルチビームレー
ザー２１ａ・２１ｂは図１１に示すように所定の角度δ
を有して主走査方向に対して傾けて配置されており、そ
の角度δを調整することにより被走査面上における副走
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
調整している。

【００８０】モノリシックマルチビームレーザー２１ａ
・２１ｂは光軸周りに回転することによって正確に副走
査方向のピッチ間隔の調整（もしくは変更）を行った
後、固定する。

【００８１】この状態の時、被走査面上における各発光
点（２１ａ１・２１ａ２，２１ｂ１・２１ｂ２）から出
射した光束の結像位置は図１２に示すように、発光点２
１ａ１・２１ａ２の結像位置と発光点２１ｂ１・２１ｂ
２の結像位置に相対的なずれが残ったままである。

【００８２】そこで本実施形態においては、この相対的
なずれを、例えば前述の実施形態２と同様にビーム合成
プリズム３のみを、主走査断面内にあり、かつ被走査面
に略平行な軸Ｙを中心に回転させることによって調整
（もしくは変更）する構成としている（尚、この相対的
なずれの調整は実施形態１に示した調整方法を用いても
良い。）．このような構成とすれば、合成機構は前述の
実施形態１〜３に示したビーム合成プリズムをそのまま
使用することができ、機械的振動に対して強い構成をと
ることが可能であり、環境変動に対する安定性にも優れ
た構成とすることが可能となる。

【００８３】また従来のような複数の光源とビーム合成
プリズム等から構成される光源ユニットを光学系の光軸
と垂直な面内で光軸を中心に回転させる構成において
は、図１２に示すような発光点２１ａ１・２１ａ２の結
像位置と発光点２１ｂ１・２１ｂ２の結像位置の相対的
なずれを調整してしまうと、既に調整されている発光点
２１ａ１と発光点２１ａ２及び発光点２１ｂ１と発光点
２１ｂ２の結像位置（副走査方向のピッチ間隔）が変化
してしまい、再度調整する必要性が生じてくる。

【００８４】これに対して本実施形態では、上記のよう
な調整方法を採れば発光点２１ａ１・２１ａ２の結像位
置と発光点２１ｂ１・２１ｂ２の結像位置との相対的な
ずれを調整しても、既に調整されている発光点２１ａ１
と発光点２１ａ２及び発光点２１ｂ１と発光点２１ｂ２
の結像位置（副走査方向のピッチ間隔）は変化しないの
で、調整工程の簡略化が図れるという効果をも有する。

【００８５】尚、本実施形態においては２つのレーザ光
源２１ａ・２１ｂを共にモノリシックマルチビームレー
ザーより構成したが、どちらか一方でも良い。

【００８６】［画像形成装置］図１３は、前述した実施
形態１乃至４の何れかのマルチビーム走査光学系（マル
チビーム光走査装置）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方向の要部断面図で
ある。図１３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）Ｄ
ｉに変換される。この画像データＤｉは、各実施形態１
乃至４の何れかで示した光走査ユニット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
光学系）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。

【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（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１３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。

【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
３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。

【００９１】図１３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。

【００９２】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く複数の光束の
副走査方向の相対的な位置を調整することによって、被
走査面上における副走査方向の相対的な結像位置を調整
（もしくは変更）することにより、機械的な振動等に対
して強くピッチ変動の少ない、且つ、環境安定性にも優
れたマルチビーム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。

【００９３】更に本発明によれば前述の如くレーザ光源
を複数の発光点を有するモノリシックマルチビームレー
ザーから構成することにより、より一層の高速化、高画
質化に対応したマルチビーム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のマルチビーム走査光学
系の要部概略図

【図２】 本発明の実施形態１のマルチビーム走査光学
系の光源手段から光偏向器までの主走査断面図

【図３】 本発明の実施形態１のマルチビーム走査光学
系の光源手段から光偏向器までの副走査断面図

【図４】 本発明の実施形態１のマルチビーム走査光学
系における副走査方向のピッチ間隔調整方法を説明する
図

【図５】 本発明の実施形態１のマルチビーム走査光学
系における副走査方向のピッチ間隔調整の原理を説明す
る図

【図６】 本発明の実施形態２のマルチビーム走査光学
系の光源手段から光偏向器までの主走査断面図

【図７】 本発明の実施形態２のマルチビーム走査光学
系の光源手段から光偏向器までの副走査断面図

【図８】 本発明の実施形態３のマルチビーム走査光学
系の光源手段から光偏向器までの主走査断面図

【図９】 収束光束の自然収束点までの距離が異なるこ
とを説明する図

【図１０】 本発明の実施形態４のマルチビーム走査光
学系の光源手段から光偏向器までの主走査断面図

【図１１】 本発明の実施形態４のマルチビーム走査光
学系の一方の光源の各発光点の配置を示す図

【図１２】 本発明の実施形態４のマルチビーム走査光
学系の被走査面上における結像位置を示す図

【図１３】 本発明の光走査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方向の要部
断面図

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 光源（シングルビームレーザー） ２１ａ，２１ｂ 光源（モノリシックマルチビームレ
ーザー） ２ａ，２ｂ 変換素子 ３ ビーム合成プリズム ４ シリンドリカルレンズ ５ 開口絞り ６ 偏向手段（光偏向器） ６ａ 偏向面 ７ ｆθレンズ（走査レンズ） ８ 被走査面（感光ドラム面） １１ 光源ユニット １１ａ，１１ｂ 光束変換手段 ３１ａ，３１ｂ 光束変換手段 ９１ 調整手段 １００ マルチビーム走査光学系 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 Ｆターム(参考） 2C362 AA13 AA14 AA43 AA48 BA61 BA84 BA90 DA03 2H045 AA01 BA22 BA33 CA03 CB65 DA02 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB22 DB24 DB30 DC02 DC04 DC07 DE21 FA01 5C072 AA03 BA03 BA13 DA02 DA04 DA10 DA21 HA02 HA06 HA09 HA13 HB20 XA01 XA05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、該光源から出射した光束を発散
   光束もしくは収束光束に変換する第１の光学系とを有す
   る光束変換手段を複数有する光源ユニットと、該光源ユ
   ニットから出射された複数の発散光束もしくは収束光束
   を合成し、略同一方向に出射させるビーム合成手段と、
   該ビーム合成手段により合成された複数の発散光束もし
   くは収束光束を主走査方向に長い線像として結像させる
   第２の光学系と、該第２の光学系の結像位置もしくはそ
   の近傍に偏向面を有し、入射された複数の発散光束もし
   くは収束光束を主走査方向に反射偏向する偏向手段と、
   該偏向手段で反射偏向された複数の発散光束もしくは収
   束光束を被走査面上に結像させる第３の光学系と、を有
   するマルチビーム走査光学系において、 該複数の発散光束もしくは収束光束の副走査方向の相対
   的な位置を調整することによって、該複数の光束の該被
   走査面上における副走査方向の相対的な結像位置を調整
   する調整手段を有していることを特徴とするマルチビー
   ム走査光学系。
2. 【請求項２】 前記ビーム合成手段はビーム合成プリズ
   ムを有してい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。
3. 【請求項３】 前記調整手段は、前記ビーム合成プリズ
   ムを、主走査断面内にあり、かつ被走査面に対して略平
   行な軸を中心に回転させていることを特徴とする請求項
   ２記載のマルチビーム走査光学系。
4. 【請求項４】 前記調整手段は、前記複数の光束変換手
   段のうち、少なくとも１つの光束変換手段を副走査方向
   に移動させてい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。
5. 【請求項５】 前記第３の光学系の主走査断面内におけ
   る偏向手段側の主点から、前記複数の発散光束もしくは
   複数の収束光束の自然収束点までの距離は各々等しいこ
   とを特徴とする請求項３又は４記載のマルチビーム走査
   光学系。
6. 【請求項６】 前記複数の光束変換手段のうち、少なく
   とも１つの光束変換手段の一要素を構成する光源を複数
   の発光点を有するモノリシックマルチビームレーザーよ
   り構成したことを特徴とする請求項５記載のマルチビー
   ム走査光学系。
7. 【請求項７】 前記モノリシックマルチビームレーザー
   の複数の発光点から出射した複数の光束の該被走査面上
   における副走査方向の相対的な結像位置の調整は、該モ
   ノリシックマルチビームレーザーを光軸周りに回転させ
   ることによって行う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系。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７の何れか１項に記載のマ
   ルチビーム走査光学系を１つの筐体に収めたことを特徴
   とするマルチビーム光走査装置。
9. 【請求項９】 請求項８項に記載のマルチビーム光走査
   装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記マル
   チビーム光走査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、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。
10. 【請求項１０】 請求項８項に記載のマルチビーム光走
    査装置と、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
    コントローラとを有していることを特徴とする画像形成
    装置。