JP2003185959A - マルチビーム走査光学系および画像形成装置 - Google Patents

マルチビーム走査光学系および画像形成装置

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JP2003185959A JP2001381862A JP2001381862A JP2003185959A JP 2003185959 A JP2003185959 A JP 2003185959A JP 2001381862 A JP2001381862 A JP 2001381862A JP 2001381862 A JP2001381862 A JP 2001381862A JP 2003185959 A JP2003185959 A JP 2003185959A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 良好なビームピッチが得られ、濃度むら等の
異常画像の発生を抑えることができるマルチビーム走査
光学系を得る。 【解決手段】 対をなす光源とカップリングレンズを複
数対有し下式を満足するマルチビーム走査光学系。 １２．７＜（Ｄ×β０×ｍ０×ｄｐｉ）／（２×ＮＡ）
＜３８．１ β０＝（β＋-β-）／（ｎ-１） （ここで、β＋：カップリングレンズを通過した複数ビ
ームのうち、主光線の副走査方向への傾き角の差が最も
大きくなる２つのビームのうち、副走査方向で、よりプ
ラス側に位置するビームの主光線傾き量。β-：カップ
リングレンズから通過した複数ビームのうち、主光線の
副走査方向への傾き角の差が最も大きくなる２つのビー
ムのうち、副走査方向で、よりマイナス側に位置するビ
ームの主光線傾き量。Ｄ：主走査方向アパーチャ径。Ｎ
Ａ：Ｄに対する有効ＮＡ（開口数）。ｍ０：全系の副走
査横倍率。ｄｐｉ：１インチ当りのドット数。ｎ：光源
とカップリングレンズの対の数）

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のレーザ光源
より出射されたレーザビームを光偏向器により像担持体
上に走査させるレーザビーム走査装置および画像形成装
置に関するもので、デジタル複写機、プリンタ、レーザ
ファクシミリ、レーザ印刷機、レーザプロッタ等に適用
可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、複数の光源から出射されるレーザ
ビームを走査ビームとして出射する光学手段を１つのハ
ウジングに一体的に形成し、ハウジングより出射される
各走査ビームを各走査ビームに対応して設けられた複数
の像担持体表面にそれぞれ結像させて複数色の画像を形
成し、各像担持体上の画像を記録紙に重ね転写してカラ
ー画像を得るカラー画像形成装置が知られるようになっ
てきた。
【０００３】例えば、４つの感光体ドラムを記録紙の搬
送方向に配列し、これらの各感光体ドラムに対応した走
査ビームで同時に露光して潜像をつくり、これらの潜像
をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどのそれぞ
れ異なる色の現像剤を使用する現像器で可視像化したの
ち、これらの可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて
転写し、カラー画像を得るデジタル複写機やレーザプリ
ンタなどの多色画像形成装置が実用化されている。
【０００４】このような多色画像形成装置にて光走査す
る際、複数の走査手段が用いられるが、その走査手段を
配置するために大きなスペースが必要となり、装置全体
が大型化することから、特開平４−１２７１１５号公報
に開示されているように、複数の光ビームを単一の偏向
器に入射させて走査し、光学素子を副走査方向に重ね合
わせて配置する方式等が提案されている。この公報に開
示されているように、複数の光ビームを単一の偏向器に
入射させ、各走査手段を階層状に構成することで、光走
査装置を一体ハウジングで構成し、構成を簡素化する試
みがなされている。
【０００５】ここで、従来の一般的なマルチビーム走査
光学系について概略を説明する。図９において、符号１
は光源、２はカップリングレンズ、３はアパーチャ、４
は偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像を形成する第
１結像光学系、５は光偏向器、６は感光体からなる像担
持体の被走査面に光スポットを形成する第２結像光学系
からなる書込走査光学系、７は像担持体としての感光体
をそれぞれ示している。光源１から出射した光ビームは
カップリングレンズ２によって整形され、アパーチャ３
を通過後に、第１結像光学系４によって光偏向器５の偏
向反射面近傍に主走査方向に長い線像を形成する。光偏
向器５の回転によって所定の角度範囲で変更される光ビ
ームは、第２結像光学系６によって感光体７の表面上に
結像させられるとともに、感光体７の表面上を走査す
る。左右に走査光学系が配置され、単一の光偏向器５を
共用するようにレイアウトされている。
【０００６】図１０は上記マルチビーム走査光学系の副
走査方向での断面図で、第２結像光学系６内に副走査方
向へ積み重ねた光学素子８が含まれている。図８（ａ）
は、レーザ光源１から光偏向器５までの構成を副走査対
応方向から示した概略図である。レーザ光源１から出射
した光ビームはカップリングレンズ２によりカップリン
グされ、光偏向器５の偏向反射面近傍に主走査方向に長
い線像を形成する第１結像光学系を通過して光偏向器５
近傍に主走査方向に長い線像を形成する。
【０００７】近年、走査光学系の光学素子にはプラスチ
ック材料が多く使われている。プラスチックは量産性に
優れている一方で、成形時の金型内温度の分布や金型か
ら取り出した後の冷却が一律に行われないなどが原因
で、形状が理想のものから外れてしまうことも多い。走
査光学系においては、主走査方向に長い形状の光学素子
が多く、副走査方向に光学素子が曲がってしまうことも
あり、保持方法によっては走査線曲がりなどの副走査対
応方向へのドット位置ずれとなる。図１２（ａ）は走査
線相互の副走査方向のドット位置ずれの様子を示してお
り、図１２（ｂ）は副走査方向のドット位置ずれが補正
された状態を示している。
【０００８】また、光学素子のハウジングへの取り付け
誤差も走査面上での副走査対応方向へのドット位置ずれ
となり、無視できない大きさになる場合が多い。特にタ
ンデム型のフルカラー複写機において問題となる。タン
デム型フルカラー複写機は、シアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応
して４つの像担持体としての感光体ドラムを転写ベルト
の搬送面に沿って列設しておき、ビーム走査装置により
各感光体ドラムに対応して設けられたビームを走査し
て、感光体ドラム周面に静電潜像を形成すると共に、該
当する色のトナーで顕像化し、これを搬送ベルトによっ
て搬送されるシート上に順次転写して多色画像を形成す
るようになっている。そのため、各色ごとに副走査対応
方向のドット位置ずれが生じると、色ずれなどが生じて
画質が低下する。
【０００９】上記のような多色画像形成装置で形成され
るカラー画像の品質を向上させるポイントは、各光ビー
ムによる走査線の位置をいかに所定の位置に正確に重ね
合わせるかである。各走査線の重ね誤差の形態として
は、副走査位置のずれ、傾きのずれ、曲がりがある。近
年のように、低コスト、取り扱いの容易性などの観点か
らプラスチックレンズが用いられるようになると、温度
変動などの環境変化でプラスチックレンズが歪み、プラ
スチックレンズを透過した光ビームによる走査線が曲が
るという問題がある。そこで、本出願人の出願にかかる
特開平１０−２６８２１７号公報記載の発明では、各光
ビームに対応するレンズ群を構成するレンズのうちの一
つをスリット状のプラスチックレンズとし、このプラス
チックレンズを、その副走査方向に強制的に撓ませるこ
とによって走査線の曲りを調整するようにした湾曲調整
手段を設けている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平１０−２６
８２１７号公報記載の発明は、走査線の曲がりに着目し
てこれを調整するものであり、各走査線の副走査対応方
向の相対的な位置関係、すなわちビームピッチに関して
は考慮されていない。
【００１１】そこで、本願請求項１記載の発明は、良好
なビームピッチが得られ、濃度むら等の異常画像の発生
を抑えることができるマルチビーム走査光学系を提供す
ることを目的とする。請求項２記載の発明は、ｆθレン
ズ素子が大きくならず、光量ロスも発生せず、ビームス
ポット径も良好なことを特長とするマルチビーム走査光
学系を提供することを目的とする。
【００１２】請求項３記載の発明は、良好なビームピッ
チが得られ、濃度むら等の異常画像の発生も抑えること
ができるマルチビーム走査光学系を提供することを目的
とする。請求項４記載の発明は、ｆθレンズ素子が大き
くならず、光量ロスも発生せず、ビームスポット径も良
好なことを特長とするマルチビーム走査光学系を提供す
ることを目的とする。
【００１３】請求項５記載の発明は、解像度、階調性が
劣化せず、良好なベタ画像が得られることを特長とする
マルチビーム走査光学系を提供することを目的とする。
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記
載のマルチビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供
することを目的とする。
【００１４】請求項７ないし９記載の発明は、簡単な構
成で、複数の走査線相互の、被走査面上での副走査対応
方向のドット位置ずれを減少させることができるマルチ
ビーム走査装置を提供することを目的とする。請求項１
０記載の発明は、請求項７ないし９記載のマルチビーム
走査装置を用いた画像形成装置を提供することを目的と
する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかるマルチビーム走査光学系および画像形成装置の
実施形態について説明する。図１、図２は、本発明にか
かるマルチビーム走査光学系の一実施形態を示すもの
で、光源とカップリングレンズの対が複数対配置された
マルチビーム走査装置の光学配置図である。図１、図２
において、２個の発光源はそれぞれ半導体レーザ３０
１，３０２で、それぞれの半導体レーザに対応したカッ
プリングレンズ３０３，３０４が存在する。半導体レー
ザ３０１、３０２はカップリングレンズ３０３、３０４
との光軸を一致させ主走査方向に対称に射出角度を持た
せ、光偏向器としてのポリゴンミラー３０７の反射点で
射出軸が交差するようレイアウトされている。
【００１６】各半導体レーザ３０１，３０２より射出し
た光ビームは、カップリングレンズ３０３，３０４で略
平行光束とされ、ビーム整形手段を透過した後一つのシ
リンダレンズ３０８で副走査方向にのみ集束されてポリ
ゴンミラー３０７の偏向反射面近傍に主走査方向に長い
線像として結ばれる。各光ビームはさらにポリゴンミラ
ー３０７で一括して走査され、ｆ−θレンズ３１０、ト
ロイダルレンズ３１１により像担持体としての感光体３
１２上に結像される。バッファメモリ３２１には発光源
３０１，３０２ごとに１ライン分の印字データが蓄えら
れ、書き込み制御部３２２の制御によってポリゴンミラ
ー３０７の偏向反射面１面毎にそれに対応した印字デー
タが読み出され、半導体レーザ駆動部３２３により半導
体レーザ３０１，３０２が駆動されて２ラインずつ同時
に感光体３１２上を走査し、２ラインずつ同時に光記録
がおこなわれる。
【００１７】このとき、以下の式を満足するものとす
る。 １２．７＜（Ｄ×β０×ｍ０×ｄｐｉ）／（２×ＮＡ）＜３８．１ （１ ） ここで、β０＝（β＋−β−）／（ｎ−１） β＋：カップリングレンズを通過した複数ビームのう
ち、主光線の副走査方向への傾き角の差が最も大きくな
る２つのビームのうち、副走査方向で、よりプラス側に
位置するビームの主光線傾き量：単位はｒａｄ（ラジア
ン） β−：カップリングレンズから通過した複数ビームのう
ち、主光線の副走査方向への傾き角の差が最も大きくな
る２つのビームのうち、副走査方向で、よりマイナス側
に位置するビームの主光線傾き量：単位はｒａｄ（ラジ
アン） Ｄ：主走査方向アパーチャ径 ＮＡ：Ｄに対する有効ＮＡ（開口数） ｍ０：全系の副走査横倍率 ｄｐｉ：１インチ当りのドット数 ｎ：光源とカップリングレンズの対の数 を示す。
【００１８】上記の式は、複数ビームの副走査方向光源
側ピッチと被走査面上に結像する副走査方向の走査線ピ
ッチの関係を表した式で、上限値、下限値を超えると、
濃度むら等の異常画像を発生し、良好な画像が得られな
くなる。
【００１９】上記の（１）式は、走査光学系全系の副走
査横倍率の適正値を規定する式であり、ｍ０は下式を満
足することが望ましい。 １≦ｍ０≦１５ （２） ｍ０が１より小さくなると、走査レンズを形成する光学
素子が大きくなり、光量ロスが発生する。ｍ０が１５よ
り大きくなると、走査レンズを形成する光学素子内へ入
射するビーム光束が大きくなるため、波面収差が劣化
し、ビームスポット径が太りやすくなる。
【００２０】上記マルチビーム走査光学系において、カ
ップリングレンズ３０３，３０４から出射する光束の主
走査断面内での傾きを規定することが望ましく、そのた
めに下式を満足することが望ましい。 ０＜θ０≦（１０／１８０）×π （３） ここで、θ０＝θ＋−θ− θ０：カップリングレンズを通過する複数ビームの主走
査方向への開き角：単位はｄｅｇ（度） θ＋：カップリングレンズを通過する複数ビームのう
ち、主走査方向への傾き角の差が最も大きくなる２つの
ビームのうち、主走査方向で、よりプラス側に位置する
ビームの主光線傾き量：単位はｄｅｇ（度） θ−：カップリングレンズを通過する複数ビームのう
ち、主走査方向への傾き角の差が最も大きくなる２つの
ビームのうち、主走査方向で、よりマイナス側に位置す
るビームの主光線傾き量：単位はｄｅｇ（度） θ０が上限を超えると、ポリゴンスキャナ３０７の偏向
反射点のサグにより、被走査面３１２上の像面湾曲が劣
化する。
【００２１】上記（３）式を満足するマルチビーム走査
光学系において、主走査方向および副走査方向の走査位
置を適正に保つために、下式を満足することが望まし
い。 ０＜｜β０×θ０｜＜０．００００２ （４） 上記（４）式の範囲を外れると、被走査面３１２上のビ
ームピッチが安定せず、調整時の分解能が低くなり、高
画質が得られない。
【００２２】前記（１）式を満足するマルチビーム走査
光学系においては、下式を満足することが望ましい。 ０．３＜（Ｄ×β０×ｍ０）／（２×ＮＡ×Ｗ）＜１．５ （５） ここで、Ｗ：被走査面３１２上の副走査方向の１／ｅ２
ビームスポット径。上式（５）において、０．３より小
さいと隣り合うドットの重なりが大きすぎ、解像度、階
調性の劣化を招く。１．５より大きいと、ベタ画像が再
現できなくなる。
【００２３】前記（１）式を満足するマルチビーム走査
光学系において、ポリゴンミラー３０７より前の光学系
による副走査横倍率ｍ１と、ポリゴンミラー３０７より
後の光学系による副走査横倍率ｍ２の関係が下式を満足
することが望ましい。 ２＜ｍ１ ２×ｍ２＜８５ （６） 上記（６）式の下限を超えると、走査レンズの外形寸法
が大きくなり、上限を超えると、被走査面３１２上のビ
ームピッチの変動が大きくなる。
【００２４】次に、別の実施形態について説明する。こ
の実施形態は、複数の光源と、光源の数よりも少ない数
のカップリングレンズよりなるマルチビーム走査光学系
において、下式を満足することを特徴とする。 １２．７＜（Ｄ×β０×ｍ０×ｄｐｉ）／（２×ＮＡ）＜３８．１ （ ７） ここで、β０（ｒａｄ）＝（β＋−β−）／（ｎ−１） Ｄ：主走査方向アパーチャ径 ＮＡ：Ｄに対する有効ＮＡ（開口数） ｍ０：全系の副走査横倍率 ｎ：光源とカップリングレンズの対の数 を示す。上記式（７）は、複数ビームの副走査方向光源
側ピッチと、被走査面上に結像する副走査方向の走査線
ピッチの関係を表した式で、上限値、下限値を超える
と、濃度むら等の異常画像を発生し、良好な画像が得ら
れなくなる。
【００２５】上記式（７）を満足するマルチビーム走査
光学系において、全系の副走査横倍率の適正値を規定す
るのが望ましく、そのために、ｍ０が下式を満足するこ
とが望ましい。 ０．５≦ｍ０≦１５ （８） ｍ０が０．５より小さくなると、走査レンズを形成する
光学素子が大きくなり、光量ロスが発生する。ｍ０が１
５より大きくなると、走査レンズを形成する光学素子内
へ入射するビーム光束が大きくなるため、波面収差が劣
化しビームスポット径が太りやすくなる。
【００２６】次に、さらに別の実施形態について説明す
る。この実施形態は、複数の光源を有するマルチビーム
走査光学系において、下式を満足することを特徴とす
る。 ０．３＜（Ｄ×β０×ｍ０）／（２×ＮＡ×Ｗ）＜１．５ （９） ここで、 β０＝（β＋−β−）／（ｎ−１） Ｄ：主走査方向アパーチャ径 ＮＡ：Ｄに対する有効ＮＡ（開口数） ｍ０：全系の副走査横倍率 ｎ：光源とカップリングレンズの対の数 Ｗ：被走査面上の副走査方向の１／ｅ２ビームスポット
径 を示す。上記（９）式で、０．３より小さいと、隣り合
うドットの重なりが大きすぎ、解像度、階調性の劣化を
招き、１．５より大きいと、ベタ画像が再現できなくな
る。
【００２７】以上説明したマルチビーム走査光学系を用
いて、画像形成装置を構成することができる。すなわ
ち、感光体からなる像担持体表面に、上記マルチビーム
走査装置による光走査を行って潜像を形成し、この潜像
を可視化して画像を得るように構成する。この画像形成
装置は、上記像担持体表面に、帯電、露光、現像、転
写、定着、クリーニング、除電という一連の電子写真プ
ロセスを実行することによって画像を得るようになって
いる。
【００２８】なお、複数ビームを形成する光源ユニット
として、図３に示すように、２個の発光源が間隔ｄｓ＝
２５μｍでモノリシックに配列された半導体レーザアレ
イ２０１をｎ＝２個用い、コリメートレンズ２０２の光
軸Ｃを対称として副走査方向に配置させてなる構成も考
えられる。この構成によれば、図７に示すように、半導
体レーザアレイ２０１を、コリメートレンズ２０２の光
軸Ｃを回転中心として回転させれば、被走査面上におけ
る副走査対応方向の光スポット間隔を調整することがで
きる。
【００２９】図５は、上記のような構成の光源ユニット
を用いた光源部の構成例を示す。図５において、半導体
レーザアレイ４０３、４０４はそれぞれ主走査方向に所
定角度（図示の例では約１．５°の微小角度）だけ傾斜
したベース部材４０５の裏側に形成された嵌合孔（図示
されず）に個別に、円筒状のヒートシンク部４０３−
１、４０４−１が嵌合されている。押え部材４０６、４
０７の突起４０６−１、４０７−１が上記ヒートシンク
部４０３−１、４０４−１の切り欠き部に合わせて発光
源の配列方向が合わせられ、背面側からネジ４１２でベ
ース部材４０５に固定されている。
【００３０】また、コリメートレンズ４０８、４０９
が、それぞれその外周をベース部材４０５の半円状の取
り付けガイド面４０５−４、４０５−５に沿わせて配置
され、光軸方向の調整が行われ、発光点から射出した発
散ビームが平行光束となるように位置決めされ接着され
ている。なお、図５に示す実施形態では、上記のように
各半導体レーザアレイ４０３，４０４からの光線が主走
査面内で交差するように設定するため、光線に沿って前
記嵌合孔および半円状の取り付けガイド面４０５−４、
４０５−５を傾けて形成している。ベース部材４０５
は、円形のテーブル状に一体に形成された円筒状係合部
４０５−３がホルダ部材４１０に係合され、ホルダ部材
４１０の貫通孔４１０−２，４１０−３を貫通したネジ
４１３をベース部材４０５ネジ孔４０５−６、４０５−
７にねじ込むことによってホルダ部材４１０に固定さ
れ、光源ユニットを構成している。
【００３１】光学ハウジングの取り付け壁４１１に設け
られた基準孔４１１−１にホルダ部材４１０の円筒部４
１０−１が嵌合され、表側よりスプリング６１１が挿入
され、ストッパ部材６１２が円筒部突起４１０−３に係
合することによって、ホルダ部材４１０が取り付け壁４
１１の裏側に密着して保持され、上記した光源ユニット
が光学ハウジングの取り付け壁４１１に取り付けられて
いる。このとき、スプリング６１１の一端を取り付け壁
４１１の突起４１１−２に引っかけることで、円筒部中
心を回転軸とした回転力を発生させている。この回転力
を係止するように設けられた調節ネジ６１３により、光
軸の周りθにユニット全体を回転させることができ、図
４（１）に示すように、各ビームスポット列を１ライン
分ずらして交互に配列するように調節することができ
る。アパーチャ４１５には、各半導体レーザアレイに対
応させてスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付
けられて光ビームの射出径を規定する。
【００３２】図６は光源部の別の実施形態を示す。この
実施形態は、２個の半導体レーザアレイからの光ビーム
を、ビーム合成手段を用いて合成するものである。図６
において、半導体レーザアレイおよびコリメートレンズ
は図５に示す実施形態と同様、ベース部材６０１、６０
２に一つずつ支持され、第１、第２の光源部を構成して
いる。第１のベース部材６０１、第２のベース部材６０
２は共通のフランジ部材６０７に設けた孔６０７−１、
６０７−２に円筒状係合部を係合させネジで固定されて
いる。第２のベース部材６０２には調節ネジ６０６が螺
合され、この調節ネジ６０６の突出量を裏側から調節す
ることで、両腕部６０２−１を捩じって半導体レーザア
レイおよびコリメートレンズの保持部だけが副走査方向
βに傾くことができるようになっている。これにより各
々のビームスポットの配列を１ライン分ずらし、図４
（２）に示すような配列となるよう調節することができ
る。
【００３３】平行四辺形柱部と三角柱部からなるプリズ
ム６０８は、第２の光源部の各ビームを斜面６０８−１
で反射し、ビームスプリッタ面６０８−２で反射して、
直接通過してきた第１の光源部の各ビームに近接させて
射出する。近接された複数のビームはポリゴンミラーで
一度に偏向走査され、像担持体上に各ビームスポットが
結像する。アパーチャ６１５は同様に光学ハウジングに
支持さる。図示の実施形態では、各半導体レーザアレイ
からの光ビームはほぼ重なっているため、共通のスリッ
トを設けている。
【００３４】フランジ部材６０７はホルダ部材６０９に
保持され、光学ハウジングへは図５に示す前記実施形態
と同様に、取り付け壁６１０に設けられた基準孔６１０
−１にホルダ部材６０９の円筒部６０９−１を嵌合し、
ユニット全体を回転することで、各ビームスポットの配
列の傾きを補正できるようにしている。
【００３５】複数の光ビームの、被走査面上における副
走査対応方向のドット位置ずれは、図８（ｂ）（ｃ）
（ｄ）に示す光学配置例によって減少させることができ
る。図８（ｂ）は、複数のレーザ光源から射出されたビ
ームをそれぞれ対応する像担持体に結像させる光学素子
群がビーム毎に設けられているマルチビーム走査装置に
おいて、上記光学素子群を構成するカップリングレンズ
２とポリゴンミラーなどからなる光偏向器５の間に、副
走査対応方向へ駆動可能なプリズム７を配設したもので
ある。このプリズム７を副走査対応方向に駆動すること
で、光偏向器５に入射する光ビームの副走査対応方向の
位置および光ビームの角度を変化させ、被走査面上での
副走査対応方向のドット位置ずれを減少させることがで
きる。
【００３６】図８（ｃ）は、複数のレーザ光源から射出
されたビームをそれぞれ対応する像担持体に結像させる
光学素子群がビーム毎に設けられているマルチビーム走
査装置において、上記光学素子群を構成するカップリン
グレンズ２と光偏向器５の間にプリズム７を配設したも
ので、このプリズム７は、その入射光束の中心を回転軸
として回転可能としたものである。このプリズム７を回
転させることで、偏向器５へ入射する光ビームの副走査
対応方向の位置およびビームの角度を変化させ、被走査
面上での副走査対応方向のドット位置ずれを減少させる
ことができる。
【００３７】図８（ｄ）は、複数のレーザ光源から射出
されたビームをそれぞれ対応する像担持体に結像させる
光学素子群がビーム毎に設けられているマルチビーム走
査装置において、上記光学素子群を構成するカップリン
グレンズ２と光偏向器５の間に、副走査対応方向へ傾け
回転可能なプリズム７を配設したものである。このプリ
ズム７を回転することで光偏向器７へ入射する光ビーム
の副走査対応方向の位置および光ビームの角度を変化さ
せ、被走査面上での副走査対応方向のドット位置ずれを
減少させることができる。
【００３８】上記図８（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すプリズ
ム７の各駆動方法は、単独で用いてもよいし、いずれか
を組合せて使用しても同様の効果が得られる。
【００３９】図８（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す副走査方向
のビームピッチ調整手段を有するマルチビーム走査光学
系も、これを複写機、プリンタ、その他の画像形成装置
に適用することができる。図１１は、本発明にかかるマ
ルチビーム走査光学系を適用することができる画像形成
装置の例を示す。図１１に示す例は、マルチビーム走査
光学系を搭載したタンデム式のフルカラー画像形成装置
である。像担持体をなす４個の感光体ドラム７が並列的
に配置されて４色に対応するようになっており、走査光
学系は、共通の軸で一体として回転駆動される２枚のポ
リゴンミラーからなる光偏向器５と、この光偏向器５を
挟んで両側に二つずつ、合計４個対称形に配置された走
査光学系を有してなる。符号８は、走査光学系の一部を
構成する光学素子を示している。
【００４０】それぞれの感光体ドラム７の周りには、一
連の電子写真プロセスを実行するための各種ユニットが
配置されるが、図１１には、露光工程を実行する上記走
査光学系と、走査光学系で露光されることにより感光体
ドラム７の表面に形成された静電潜像を現像するための
現像ユニット２０のみが記載されている。それぞれの感
光体ドラム７の静電潜像は、マゼンタ、シアン、イエロ
ー、ブラックの現像剤（トナー）によって現像され、こ
れら各色の画像は、搬送ローラ２１によって搬送される
転写紙に、位置合わせをして重ねて転写され、フルカラ
ーの画像が転写紙に形成される。転写紙の画像は定着ユ
ニットによって熱定着され、ハードコピーが得られる。
【００４１】
【発明の効果】請求項１および３記載の発明によれば、
被走査面上において良好なビームピッチが得られ、濃度
むら等の異常画像の発生を抑えたマルチビーム走査光学
系を得ることができる。
【００４２】請求項２および４記載の発明によれば、走
査結像光学系の素子が大きくならず、光量ロスも発生せ
ず、被走査面におけるビームスポット径も良好なマルチ
ビーム走査光学系を得ることができる。
【００４３】請求項５記載の発明によれば、解像度、階
調性が劣化せず、良好なベタ画像を得ることができるマ
ルチビーム走査光学系を提供することができる。
【００４４】請求項６記載の発明によれば、請求項１か
ら５に記載されている効果を得ることができるマルチビ
ーム走査光学系を用いて画像形成装置を構成することに
より、画質の良好な画像を得ることができる。
【００４５】請求項７、８および９記載の発明によれ
ば、簡単な構成で被走査面上での副走査対応方向のドッ
ト位置ずれを減少させることが可能なマルチビーム走査
光学系を提供することができる。また、光学素子単品の
形状公差と組付けの公差に対する許容度を有効に緩和さ
せることを可能にしたマルチビーム走査光学系を提供す
ることができる。
【００４６】請求項１０記載の発明によれば、請求項
７、８および９記載のマルチビーム走査光学系を用いて
画像形成装置を構成することにより、請求項７、８およ
び９記載のマルチビーム走査光学系によって得られる効
果と同様の効果を得ることができる。特に、フルカラー
の画像形成装置において、色ズレを減少させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるマルチビーム走査光学系の実施
形態を示す斜視図である。
【図２】上記実施形態の副走査対応方向の面を示す光学
配置図である。
【図３】上記実施形態に用いることができる光源部の例
を示す斜視図である。
【図４】マルチビーム走査光学系による被走査面上での
光スポット位置とその修正の様子をモデル的に示す正面
図である。
【図５】本発明に適用可能な光源部分の具体的構成例を
示す分解斜視図である。
【図６】本発明に適用可能な光源部分の別の具体的構成
例を示す分解斜視図である。
【図７】図３に示す光源部を用いた被走査面上での副走
査対応方向光スポット間隔調整の様子を示す斜視図であ
る。
【図８】走査光学系中の光源から光偏向器までの各種構
成例を示す光学配置図で、（ａ）は従来例を、（ｂ）は
カップリングレンズと光偏向器との間に副走査対応方向
に移動可能なプリズムが配置された例を、（ｃ）はカッ
プリングレンズと光偏向器との間に入射光束を回転軸と
して回転可能なプリズムが配設された例を、（ｄ）はカ
ップリングレンズと光偏向器との間に副走査対応方向へ
傾き回転可能なプリズムが配設された例を示す。
【図９】一般的に知られているマルチビーム走査光学系
の例を示す光学配置図である。
【図１０】上記マルチビーム走査光学系を副走査対応方
向から見た光学配置図である。
【図１１】マルチビーム走査光学系を用いた画像形成装
置の例を概略的に示す正面図である。
【図１２】マルチビーム走査光学系による被走査面上に
おける副走査対応方向の光ドットの様子を示すもので、
（ａ）は位置ずれず生じている場合を、（ｂ）は位置ず
れが補正されている場合をそれぞれ示す斜視図である。
【符号の説明】
３０１ 光源 ３０２ 光源 ３０３ カップリングレンズ ３０４ カップリングレンズ ３０７ 光偏向器 ３１０ 走査レンズ ３１１ 走査レンズ ３１２ 被走査面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板橋 彰久 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 高梨 健一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大杉 友哉 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2C362 AA07 AA10 AA13 BA84 2H045 BA22 BA33 CB24 CB33 DA02 DA04 5C051 AA02 CA07 DA09 DC04 DC05 DC07 5C072 AA03 BA19 DA10 HA02 HA06 HA09 HA10 HA13 HB10 QA14 XA05

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対をなす光源とカップリングレンズを複
    数対有してなるマルチビーム走査光学系において、下式
    を満足することを特徴とする。 １２．７＜（Ｄ×β０×ｍ０×ｄｐｉ）／（２×ＮＡ）
    ＜３８．１ ここで、β０＝（β＋−β−）／（ｎ−１） β＋：カップリングレンズを通過した複数ビームのう
    ち、主光線の副走査方向への傾き角の差が最も大きくな
    る２つのビームのうち、副走査方向で、よりプラス側に
    位置するビームの主光線傾き量 β−：カップリングレンズから通過した複数ビームのう
    ち、主光線の副走査方向への傾き角の差が最も大きくな
    る２つのビームのうち、副走査方向で、よりマイナス側
    に位置するビームの主光線傾き量 Ｄ：主走査方向アパーチャ径 ＮＡ：Ｄに対する有効ＮＡ（開口数） ｍ０：全系の副走査横倍率 ｄｐｉ：１インチ当りのドット数 ｎ：光源とカップリングレンズの対の数 を示す。
  2. 【請求項２】 ｍ０が下式を満足す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。 １≦ｍ０≦１５
  3. 【請求項３】 複数の光源と、光源の数よりも少ない数
    のカップリングレンズよりなるマルチビーム走査光学系
    において、下式を満足することを特徴とする。 １２．７＜（Ｄ×β０×ｍ０×ｄｐｉ）／（２×ＮＡ）
    ＜３８．１ ここで、β０（ｒａｄ）＝（β＋−β−）／（ｎ−１） Ｄ：主走査方向アパーチャ径 ＮＡ：Ｄに対する有効ＮＡ（開口数） ｍ０：全系の副走査横倍率 ｄｐｉ：１インチ当りのドット数 ｎ：光源とカップリングレンズの対の数 を示す。
  4. 【請求項４】 ｍ０が下式を満足することを特徴とする
    請求項３記載のマルチビーム走査光学系。 ０．５≦ｍ０≦１５
  5. 【請求項５】 複数の光源と、光源の数よりも少ない数
    のカップリングレンズよりなるマルチビーム走査光学系
    において、下式を満足することを特徴とする。 ０．３＜（Ｄ×β０×ｍ０）／（２×ＮＡ×Ｗ）＜１．
    ５ ここで、β０＝（β＋−β−）／（ｎ−１） Ｄ：主走査方向アパーチャ径 ＮＡ：Ｄに対する有効ＮＡ（開口数） ｍ０：全系の副走査横倍率 ｎ：光源とカップリングレンズの対の数 Ｗ：被走査面上の副走査方向の１／ｅ２ビームスポット
    径 を示す。
  6. 【請求項６】 像担持体の被走査面に光走査装置による
    光走査を行って潜像を形成し、上記潜像を可視化して画
    像を得る画像形成装置であって、 像担持体の被走査面に光走査を行う光走査装置として、
    請求項１から５のいずれかに記載のマルチビーム走査装
    置が用いられていることを特徴とする画像形成装置。
  7. 【請求項７】 複数のレーザ光源から射出されたビーム
    をそれぞれ対応する像担持体に結像させる光学素子群が
    ビーム毎に設けられているマルチビーム走査装置におい
    て、 上記光学素子群を構成するカップリングレンズと光偏向
    器との間にプリズムが配設され、このプリズムは副走査
    対応方向に移動可能であることを特徴とする光走査装
    置。
  8. 【請求項８】 複数のレーザ光源から射出されたビーム
    をそれぞれ対応する像担持体に結像させる光学素子群が
    ビーム毎に設けられているマルチビーム走査装置におい
    て、 上記光学素子群を構成するカップリングレンズと光偏向
    器との間にプリズムが配設され、このプリズムは、その
    入射光束を回転軸として回転可能であることを特徴とす
    るマルチビーム走査装置。
  9. 【請求項９】 複数のレーザ光源から射出されたビーム
    をそれぞれ対応する像担持体に結像させる光学素子群が
    ビーム毎に設けられているマルチビーム走査装置におい
    て、 上記光学素子群を構成するカップリングレンズと光偏向
    器との間にプリズムが配設され、このプリズムは副走査
    対応方向へ傾き回転可能であることを特徴とするマルチ
    ビーム走査装置。
  10. 【請求項１０】 像担持体の被走査面に光走査装置によ
    る光走査を行って潜像を形成し、上記潜像を可視化して
    画像を得る画像形成装置であって、 像担持体の被走査面に光走査を行う光走査装置として、
    請求項６から８のいずれかに記載のマルチビーム走査装
    置が用いられていることを特徴とする画像形成装置。
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