JP2008304529A - マルチビーム走査装置及び当該装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光源を備え、各光源の寿命が大略同じであるようにすることで、光源の交換のタイミングを大略揃えて、装置のメンテナンス性を大幅に向上させる。
【解決手段】複数の光源と、各光源から発せられる光ビームを集光するとともに合成する第一の光学系と、光学系からの各光ビームを偏向する偏向器と、偏向器で偏向走査された光ビームを被走査面上に結像させる第二の光学系と、被走査面上での走査開始位置のタイミングを決定するための同期検出手段と、を備えるマルチビーム走査装置であって、複数の光源のうち、同期検出のために用いられる同期検出用光源は、被走査面への走査露光にも用いられ、同期検出用光源以外の光源は、被走査面に露光するための画像形成用光源として用いられ、同期検出用光源での定格に対する出力の比が、画像形成用光源での定格に対する出力の比よりも小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１本の光ビームを発する光源を複数個備えるマルチビーム走査装置及び当該装置を備えた画像形成装置に関する。

例えば、デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置の分野においては、画像形成の高速化に対応すべく、感光体ドラム表面等を露光走査するための光ビームを複数本出射するようにしたマルチビーム走査装置を用いた画像形成装置が種々開発されている。

このマルチビーム走査装置は、複数本の光ビームを出射する光源と、出射された各光ビームを主走査方向に走査するポリゴンミラーと、走査された各光ビームを像担持体に導く走査レンズ等を備えたものが一般的であり、近年では、複数の発光点を有するアレイ光源を二個以上備えて、各アレイ光源から出射される複数の光ビームを合成して出射する構成の光源部を備えたものが出現してきている。

マルチビーム走査装置において、複数本の光ビームを用いて複数ライン分の画像データを同時に記録して良好な画質を得ようとするためには、各光ビームにおける主走査方向の走査開始位置を揃える必要がある。

そのために、有効走査範囲外であり且つ被走査面よりも走査開始側に同期検出センサを設けて、画像形成開始前に同期検出用光ビームが同期検出センサに照射され、同期検出センサから出力された検出信号から所定時間後に画像形成用光ビームが出射されることで、各画像形成用光ビームの走査開始位置の同期を取っている。

しかしながら、同期検出用光ビームでは、同期検出のために光ビームを発光した時間分だけ他の光ビームよりも発光時間が長くなっている。そのために、同期検出用光源は、他の画像形成用光源よりも製品寿命が短くなり、他の画像形成用光源よりも早く交換する必要がある。複数の光源の交換のタイミングがまちまちであるために、光源交換の作業を頻繁に行う必要があるので、メンテナンス性が悪いという問題がある。とりわけ、複数の発光点が配置されたアレイ光源の場合、複数の発光点の中から選択された発光点が同期検出用に使用されてその同期検出用発光点が寿命となったとき、他の発光点がまだ利用可能であったとしも当該アレイ光源自体を交換せざるを得ないという問題がある。

特許文献１には、画像形成用光源と同期検出用光源とを別々に配置し、同期検出用光源から発せられた同期検出用光ビームの光強度を画像形成用光源から発せられた画像検出用光ビームのそれよりも低くすることが開示されている。しかしながら、特許文献１の発明では、同期検出用光源は、同期検出用光ビームの光強度が画像検出用光ビームのそれよりも低く且つ感光体ドラムの感光閾値よりも低く設定されており、走査上手側に配設された同期制御用受光部で受光されて同期信号を出力するためだけに用いられる光源である。すなわち、同期検出用光源は、画像形成の目的には使用されていない。

特許文献２には、レーザ光源の現在までの発光に伴う累積負荷を求める累積負荷算出手段と、画像データの走査記録位置を決定するための基準となる同期検出用光ビームをいずれのレーザ光源で発光させるかを選択する選択手段と、を備えて、当該選択手段は、累積負荷を参照して、複数のレーザ光源のうちいずれのレーザ光源が同期検出用光ビームを発光するかを選択することが開示されている。しかしながら、特許文献２の発明は、同期検出用光ビームを発光させるための光源を複数のレーザ光源の中から選択するために、累積負荷算出手段や選択手段や光量調整手段を必要とし、構成の複雑化やコストアップを招くという問題を有している。

また、特許文献３には、光偏向器の偏向面において、走査開始側の領域を高反射部分とし、偏向面の他の領域を低反射部分とすることが開示されている。しかしながら、特許文献３の発明では、高反射部分が走査開始側にあって低反射部分がそのあとに続くという光偏向器の偏向面の構成を開示するだけである。
特開昭６２−２１９７５７号公報。 特開平１１−３２６７９９号公報。 特開平０５−１０７４８８号公報。

したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、少なくとも１本の光ビームを発する光源を複数個備えるマルチビーム走査装置において、各光源の寿命を大略同じとすることで光源の交換のタイミングが大略揃えられることにより、装置のメンテナンス性が大幅に向上するマルチビーム走査装置及び当該装置を備えた画像形成装置を提供することである。

課題を解決するための手段および作用・効果

上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、
複数の光源と、
各光源から発せられる光ビームを集光するとともに合成する第一の光学系と、
前記光学系からの各光ビームを偏向する偏向器と、
偏向器で偏向走査された光ビームを被走査面上に結像させる第二の光学系と、
被走査面上での走査開始位置のタイミングを決定するための同期検出手段と、を備えるマルチビーム走査装置であって、
前記複数の光源のうち、同期検出のために用いられる同期検出用光源は、被走査面への走査露光にも用いられ、前記同期検出用光源以外の光源は、被走査面に露光するための画像形成用光源として用いられ、
前記同期検出用光源での定格に対する出力の比が、画像形成用光源での定格に対する出力の比よりも小さいことを特徴とするマルチビーム走査装置が提供される。

一般に、光源の寿命は、「光源の出力／光源の定格」と「光源の発光時間」とで決まることが知られている。「光源の出力／光源の定格」が小さいほど、定格に対して能力的に余裕のある状態で発光させることになるので、光源の寿命が長くなる。また、現在までの発光時間が短いほど、光源の寿命が長くなる。

同期検出用光源が同期検出及び走査露光の両方に用いられる場合、同期検出の分だけ画像形成用光源よりも長時間発光することになる。その結果、同期検出用光源の寿命が画像形成用光源の寿命より短いために、光源又はマルチビーム走査装置の交換が行われてきた。

これに対して、本願発明の構成によれば、発光時間が長い同期検出用光源の「光源の出力／光源の定格」を小さくすることで、長時間発光による短寿命化をカバーして、同期検出用光源の寿命を画像形成用光源の寿命と同程度にすることができる。その結果、光源又はマルチビーム走査装置の交換のタイミングが大略揃えられることにより、装置のメンテナンス性が大幅に向上する。

複数の光源間で出力が同じである場合には、複数の光源のうち、定格の大きい光源は、同期検出用光源として用いられる。同期検出用光源を能力的に余裕のある状態で発光させることで同期検出用光源の長寿命につながり、同期検出用光源の寿命を画像形成用光源の寿命と同程度にすることができる。

複数の光源間で定格が同じである場合には、複数の光源から発せられる各光ビームのうち、低出力の光ビームは、同期検出用光源から発せられた光ビームとして用いられる。同期検出用光源を能力的に余裕のある状態で発光させることで同期検出用光源の長寿命につながり、同期検出用光源の寿命を画像形成用光源の寿命と同程度にすることができる。

同期検出用光源での定格に対する出力の比を、画像形成用光源での定格に対する出力の比よりも小さくすることに加えて、同期検出用光源から発せられて偏向器で偏向走査された光ビームの光強度が、画像形成用光源から発せられて偏向器で偏向走査された光ビームの光強度と大略同じになるように、第一の光学系の透過率及び／又は反射率を構成する。

複数の光源間で出力が同じである場合に定格がさほど大きくない光源であっても同期検出用光源として用いることができる。複数の光源間で定格が同じである場合に同期検出用の光ビームとしてより低出力での光ビームが使用可能となる。同期検出用光源を能力的に余裕のある状態で発光させることで同期検出用光源の長寿命につながり、同期検出用光源の寿命を画像形成用光源の寿命と同程度にすることができる。

同期検出用光源からの光ビームの光強度が、画像形成用光源からの光ビームの光強度と大略同じとするための一つ方法として、第一の光学系を構成する光学素子において、同期検出用光源の光ビームが進行する光路上に存する光学素子に対して透過率を大きくする膜を形成する。

同期検出用光源からの光ビームの光強度が、画像形成用光源からの光ビームの光強度と大略同じとするための別の方法として、第一の光学系を構成する光学素子が反射面を含む場合において、同期検出用光源から発せられた光ビームが反射する反射面に対して反射率を大きくする膜を形成する。

光源は、一つの発光点を有する単光源であってもよいが、好適には、複数の発光点を有するアレイ光源である。小さな領域に複数の発光点を備えるアレイ光源の方が、発光点の劣化速度が早くなる。したがって、光源としてアレイ光源を用いる方が、単光源よりも、本願発明の効果が顕著に発揮される。

上述のマルチビーム走査装置は、複数の光ビームを走査することにより画像を形成する画像形成装置に適用される。

以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置のマルチビーム走査装置１について、図１を参照しながら詳細に説明する。

図１は、画像形成装置（例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらを複合的に備えたもの）に組み込まれている本発明の第一実施形態に係るマルチビーム走査装置１の模式的な上面図である。画像形成装置そのものは公知の構成のものであるから画像形成装置について簡単に説明するとともに、マルチビーム走査装置１について詳細に説明する。

まず、画像形成装置の全体構成について説明する。

画像形成装置は、レーザダイオード素子（あるいは、半導体レーザ素子）から成る光源を複数個備えるマルチビーム式のデジタル複写機であり、画像読取部、画像信号処理部、メモリユニット部、制御部、マルチビーム走査装置１、作像系、給紙部、定着部などから構成されている。

画像読取部は、原稿を画像データとして読み取り、読み取った画像データを電気信号に変換して画像信号処理部に出力する。画像信号処理部は、画像読取部から送られてきた画像データの電気信号を２値化データに変換して、メモリユニット部に格納する。メモリユニット部は、画像信号処理部によって補正された画像データを露光走査処理の単位であるライン単位で画像情報メモリに格納する。そして、制御部による水平同期制御に従って、画像データをライン単位で制御部に出力する。ここでは一回の水平同期周期に複数のレーザビームを用いて複数ライン同時に露光走査するため、複数ライン分のデータを一度に出力する。

マルチビーム走査装置１は、制御部による水平同期制御に従って、画像メモリから制御部経由で送られてくる画像データに応じて光ビームを変調させながら出射して感光体ドラムの表面（すなわち、被走査面）を露光し、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。マルチビーム走査装置１については、構成と処理内容との詳細な説明を後述する。

制御部は、メモリユニット部とマルチビーム走査装置１との間にあり、メモリユニット部から順次画像データを読み出し、マルチビーム走査装置１に対して、読み出した画像データに応じて感光体ドラムを露光走査させる。その際、露光走査のタイミング調整処理を行う。作像系では、先ず帯電チャージャが、回転駆動される感光体ドラムを所定の電位に帯電させ、その後、マルチビーム走査装置１によって感光体ドラム上に静電潜像が形成されると、現像器が感光体ドラム上の静電潜像を現像してトナー像を生成する。転写チャージャは感光体ドラム上のトナー像を記録紙上に転写させる。クリーナは記録紙へのトナー像転写後に、感光体ドラム上に残留したトナーを掻き落とす。

給紙部では、給紙カセットに収容された記録紙を、給紙ローラが回転して一枚ずつ繰り出し、繰り出された記録紙を転写チャージャに向けて送り出す。定着部は、一対のローラを有し、記録紙上のトナー像をこれらローラによる熱圧着処理で定着させる。

次に、図１を参照しながら、第一実施形態に係るマルチビーム走査装置１について説明する。

１０は、画像形成用光源であり、複数の発光点（レーザダイオード）を有して、図１に示すように複数本の光ビームＡ１を出射する。すなわち、画像形成用光源１０は、発光点が主走査方向に対して所定の角度で並ぶようにレーザダイオードが配設されているアレイ光源である。

１２ａは、画像形成用光源１０から出射された拡散光を平行光にするコリメータレンズであり、１２ｂはシリンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズ１２ｂは、画像形成用光源１０からの光ビームＡ１を被走査面に結像するとともに、倒れ角と称されるポリゴンミラー４０の反射面の傾きを補正する。コリメータレンズ１２ａ及びシリンドリカルレンズ１２ｂによって、画像形成用光源１０からの光ビームＡ１を集光する集光光学系を構成する。

２０は、同期検出用光源であり、複数の発光点（レーザダイオード）を有して、図１に示すように複数本の光ビームを出射する。すなわち、同期検出用光源２０は、発光点が主走査方向に対して所定の角度で並ぶようにレーザダイオードが配設されているアレイ光源である。そして、同期検出用光源２０から出射された複数本の光ビームのうち、少なくとも一つの光ビームＢ１が画像検出及び同期検出の両方のために用いられる。画像検出及び同期検出用光ビームＢ１以外の光ビームは、走査露光（画像検出）のために用いられる。

２２ａは、同期検出用光源２０から出射された拡散光を平行光にするコリメータレンズであり、２２ｂは、シリンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズ２２ｂは、同期検出用光源２０からの光ビームを被走査面に結像するとともに、倒れ角と称されるポリゴンミラー４０の反射面の傾きを補正する。コリメータレンズ２２ａ及びシリンドリカルレンズ２２ｂによって、同期検出用光源２０からの光ビームを集光する集光光学系を構成する。

３０は、合成光学素子としてのビームスプリッタである。ビームスプリッタ３０は、画像形成用光源１０からの光ビームをハーフミラー面で９０度の角度で偏向させるとともに、同期検出用光源２０からの光ビームをそのまま透過させることによって各光ビームを合成して、それらをポリゴンミラー４０に向けて出射する。集光光学系（コリメータレンズ１２ａ及びシリンドリカルレンズ１２ｂ）及びビームスプリッタ３０は、第一の光学系を構成する。通常、ビームスプリッタ３０においてはハーフミラーが用いられているので、透過光（図１では同期検出用光源２０からの光ビーム）と反射光（図１では画像形成用光源１０からの光ビーム）との光強度比は、１：１である。なお、後述するように、ビームスプリッタ３０における透過光と反射光との光強度比を１：１以外とすることも可能である。

４０は、複数の偏向反射面（ミラー面からなる偏向面）を有する偏向器としてのポリゴンミラーである。不図示のモータによって高速で回転駆動される偏向反射面でビームスプリッタ３０からの光ビームが反射されて、走査される。

５０はｆθ特性を有するマルチビーム走査光学系（第二の光学系）である。マルチビーム走査光学系５０は、負の屈折力を有する球面レンズと、正の屈折力を有するトーリックレンズから構成されている。マルチビーム走査光学系５０は、ポリゴンミラー４０によって偏向反射された光ビームを感光体ドラム面（被走査面）上で等速移動させるための光学系である。

６０は同期検出手段としてのＳＯＳ（Start of Scan）センサ（フォトダイオード）である。ＳＯＳセンサ６０は、光ビームが感光体ドラム面（被走査面）上に走査されるときの有効走査範囲外にあって、走査開始側に配置される。ＳＯＳセンサ６０は、マルチビーム走査における主走査方向の画像形成開始位置（書き出し位置）を検出して、基準となる同期信号（ビーム検出信号）を発生するために使用される。同期信号（ビーム検出信号）を用いて、感光体ドラム面（被走査面）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。

第一実施形態として示した図１においては、画像形成用光源１０は、二つのレーザダイオードを有しており、定格が１０ｍＷであるレーザダイオードを５ｍＷの出力で使用されるアレイ光源である。そして、同期検出用光源２０は、三つのレーザダイオードを有しており、定格が２０ｍＷであるレーザダイオードを５ｍＷの出力で使用されるアレイ光源である。すなわち、画像形成用光源１０と同期検出用光源２０とを５ｍＷ出力という共通の出力で使用する場合には、定格の大きい方を同期検出用光源２０として使用している。

上記のように、長時間発光が要求される同期検出用光源２０を能力的に余裕のある状態（光源の定格に対する出力が小さい状態）で発光させることで同期検出用光源２０の長寿命につながり、同期検出用光源２０の寿命を画像形成用光源１０の寿命と同程度にすることができ、マルチビーム走査装置１及び画像形成装置のメンテナンス性が大幅に向上する。

次に、本発明の第二実施形態に係るマルチビーム走査装置１を図２を参照しながら説明するが、その基本的な構成は上述した第一実施形態と同じであるので、重複する部分の説明を省略して、相違点を中心に説明する。両実施形態において、同一の部分や相当する部分には、同じ符号を付してある。

第一実施形態のマルチビーム走査装置１と比較すると、画像形成用光源１０と同期検出用光源２０とビームスプリッタ３０とが相違している。

第二実施形態として示した図２においては、画像形成用光源１０は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が１０ｍＷであるレーザダイオードを５ｍＷの出力で使用している単光源である。そして、同期検出用光源２０は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が１０ｍＷであるレーザダイオードを４ｍＷの出力で使用している単光源である。すなわち、画像形成用光源１０と同期検出用光源２０との間で、定格が１０ｍＷという共通の定格のものを使用する場合には、同期検出用光源２０の出力を画像形成用光源１０の出力よりも低くして（画像形成用光源１０の５ｍＷ出力に対して４ｍＷ出力で）使用している。

同期検出用光源２０を低出力で使用する場合には、同期検出用光源２０の光ビームが進行する光路上には、同期検出用光源２０の光ビームの光強度不足を補うための光強度向上手段が設けられる。このような光強度向上手段としては、図２に示した第二実施形態では、ビームスプリッタ３０に対して、透過率を大きくする膜としての反射防止膜９が設けられている。すなわち、ビームスプリッタ３０において、同期検出用光源２０の光ビームが入射する入射面上に、反射防止膜９がコーティングされているので、ビームスプリッタ３０の透過側（同期検出用光源２０の光ビームが進行する側）の透過率がアップする。その結果、同期検出用光源２０を低出力で用いても、画像形成用光源１０の光ビーム及び同期検出用光源２０の光ビームは、同程度の光強度でポリゴンミラー４０に向けて出射することができる。

上記のように、同期検出用光源２０と画像形成用光源１０との間で、定格が同じである場合には、同期検出用光源２０を低出力で使用するとともに、同期検出用光源２０の光ビームの光路上に存する光学素子（ビームスプリッタ３０）に対して、光強度向上手段としての反射防止膜９が設けられる。その結果、同期検出用光源２０を能力的に余裕のある状態（低出力）で発光させることで同期検出用光源２０の長寿命につながり、同期検出用光源２０の寿命を画像形成用光源１０の寿命と同程度にすることができ、マルチビーム走査装置１及び画像形成装置のメンテナンス性が大幅に向上する。

次に、本発明の第三実施形態に係るマルチビーム走査装置１を図３を参照しながら説明するが、その基本的な構成は上述した第二実施形態と同じであるので、重複する部分の説明を省略して、相違点を中心に説明する。両実施形態において、同一の部分や相当する部分には、同じ符号を付してある。

第二実施形態のマルチビーム走査装置１と比較すると、光強度向上手段としての反射防止膜９が形成される場所が相違している。

第三実施形態として示した図３においては、画像形成用光源１０は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が１０ｍＷであるレーザダイオードを５ｍＷの出力で使用している単光源である。そして、同期検出用光源２０は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が１０ｍＷであるレーザダイオードを４ｍＷの出力で使用している単光源である。すなわち、画像形成用光源１０と同期検出用光源２０との間で、定格が１０ｍＷという共通の定格のものを使用する場合には、同期検出用光源２０の出力を画像形成用光源１０の出力よりも低くして（画像形成用光源１０の５ｍＷ出力に対して４ｍＷ出力で）使用している。

同期検出用光源２０側を低出力で使用する場合には、同期検出用光源２０の光ビームが進行する光路上には、同期検出用光源２０の光ビームの光強度不足を補うための光強度向上手段が設けられる。このような光強度向上手段としては、図３に示した第三実施形態では、同期検出用光源２０の集光光学系を構成するコリメータレンズ２２ａに対して、透過率を大きくする膜としての反射防止膜９が設けられている。すなわち、コリメータレンズ２２ａにおいて、同期検出用光源２０の光ビームが入射する入射面上に、反射防止膜９がコーティングされているので、コリメータレンズ２２ａにおける透過率がアップして、同期検出用光源２０の光ビームの透過光強度がアップする。その結果、同期検出用光源２０を低出力で用いても、画像形成用光源１０の光ビーム及び同期検出用光源２０の光ビームは、同程度の光強度でポリゴンミラー４０に向けて出射することができる。

上記のように、同期検出用光源２０と画像形成用光源１０との間で、定格が同じである場合には、同期検出用光源２０を低出力で使用するとともに、同期検出用光源２０の光ビームの光路上に存する光学素子（コリメータレンズ２２ａ）に対して、光強度向上手段としての反射防止膜９が設けられる。その結果、同期検出用光源２０を能力的に余裕のある状態（低出力）で発光させることで同期検出用光源２０の長寿命につながり、同期検出用光源２０の寿命を画像形成用光源１０の寿命と同程度にすることができ、マルチビーム走査装置１及び画像形成装置のメンテナンス性が大幅に向上する。

次に、本発明の第四実施形態に係るマルチビーム走査装置１を図４を参照しながら説明するが、その基本的な構成は上述した第三実施形態と同じであるので、重複する部分の説明を省略して、相違点を中心に説明する。両実施形態において、同一の部分や相当する部分には、同じ符号を付してある。

第三実施形態のマルチビーム走査装置１と比較すると、光強度向上手段としての反射防止膜９が形成される場所が相違している。

第四実施形態として示した図４においては、画像形成用光源１０は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が１０ｍＷであるレーザダイオードを５ｍＷの出力で使用される単光源である。そして、同期検出用光源２０は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が１０ｍＷであるレーザダイオードを４ｍＷの出力で使用される単光源である。すなわち、画像形成用光源１０と同期検出用光源２０との間で、定格が１０ｍＷという共通の定格のものを使用する場合には、同期検出用光源２０の出力を画像形成用光源１０の出力よりも低くして（画像形成用光源１０の５ｍＷ出力に対して４ｍＷ出力で）使用している。

同期検出用光源２０側を低出力で使用する場合には、同期検出用光源２０の光ビームが進行する光路上には、同期検出用光源２０の光ビームの光強度不足を補うための光強度向上手段が設けられる。このような光強度向上手段としては、図４に示した第四実施形態では、同期検出用光源２０の集光光学系を構成するシリンドリカルレンズ２２ｂに対して、透過率を大きくする膜としての反射防止膜９が設けられている。すなわち、シリンドリカルレンズ２２ｂにおいて、同期検出用光源２０の透過した光ビームが出射する出射面上に、反射防止膜９がコーティングされているので、シリンドリカルレンズ２２ｂにおける透過率がアップして、同期検出用光源２０の光ビームの透過光強度がアップする。その結果、同期検出用光源２０を低出力で用いても、画像形成用光源１０の光ビーム及び同期検出用光源２０の光ビームは、同程度の光強度でポリゴンミラー４０に向けて出射することができる。

上記のように、同期検出用光源２０と画像形成用光源１０との間で、定格が同じである場合には、同期検出用光源２０を低出力で使用するとともに、同期検出用光源２０の光ビームの光路上に存する光学素子（シリンドリカルレンズ２２ｂ）に対して、光強度向上手段としての反射防止膜９が設けられる。その結果、同期検出用光源２０を能力的に余裕のある状態（低出力）で発光させることで同期検出用光源２０の長寿命につながり、同期検出用光源２０の寿命を画像形成用光源１０の寿命と同程度にすることができ、マルチビーム走査装置１及び画像形成装置のメンテナンス性が大幅に向上する。

次に、本発明の第五実施形態に係るマルチビーム走査装置１を図５を参照しながら説明するが、その基本的な構成は上述した第四実施形態と同じであるので、重複する部分の説明を省略して、相違点を中心に説明する。両実施形態において、同一の部分や相当する部分には、同じ符号を付してある。

第四実施形態のマルチビーム走査装置１と比較すると、異なった定格の光源が同期検出用光源２０及び画像形成用光源１０に対して使用されていることが相違している。

第五実施形態として示した図５においては、画像形成用光源１０は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が８ｍＷであるレーザダイオードを５ｍＷの出力で使用される単光源である。そして、同期検出用光源２０は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が６ｍＷであるレーザダイオードを３ｍＷの出力で使用している単光源である。すなわち、画像形成用光源１０及び同期検出用光源２０に対して、定格が８ｍＷ及び６ｍＷというように異なった定格のものを使用する場合には、同期検出用光源２０の出力を画像形成用光源１０の出力よりも低くして（画像形成用光源１０の５ｍＷ出力に対して３ｍＷ出力で）使用している。

同期検出用光源２０側を低出力で使用する場合には、同期検出用光源２０の光ビームが進行する光路上には、同期検出用光源２０の光ビームの光強度不足を補うための光強度向上手段が設けられる。このような光強度向上手段としては、図５に示した第五実施形態では、シリンドリカルレンズ２２ｂに対して、透過率を大きくする膜としての反射防止膜９が設けられている。すなわち、シリンドリカルレンズ２２ｂにおいて、同期検出用光源２０の透過した光ビームが出射する出射面上に、反射防止膜９がコーティングされているので、シリンドリカルレンズ２２ｂにおける透過率がアップして、同期検出用光源２０の光ビームの透過光強度がアップする。その結果、同期検出用光源２０を低出力で用いても、画像形成用光源１０の光ビーム及び同期検出用光源２０の光ビームは、同程度の光強度でポリゴンミラー４０に向けて出射することができる。

上記のように、同期検出用光源２０と画像形成用光源１０との間で、定格が異なっている場合には、同期検出用光源２０を低出力で使用するとともに、同期検出用光源２０の光ビームの光路上に存する光学素子（シリンドリカルレンズ２２ｂ）に対して、光強度向上手段としての反射防止膜９が設けられる。その結果、同期検出用光源２０を能力的に余裕のある状態（低出力）で発光させることで同期検出用光源２０の長寿命につながり、同期検出用光源２０の寿命を画像形成用光源１０の寿命と同程度にすることができ、マルチビーム走査装置１及び画像形成装置のメンテナンス性が大幅に向上する。

次に、本発明の第六実施形態に係るマルチビーム走査装置１を図６を参照しながら説明するが、その基本的な構成は上述した第一実施形態と同じであるので、重複する部分の説明を省略して、相違点を中心に説明する。両実施形態において、同一の部分や相当する部分には、同じ符号を付してある。

第一実施形態のマルチビーム走査装置１と比較すると、光源からポリゴンミラー４０に至るまでの第一の光学系の構成が相違している。

第六実施形態として示した図６においては、画像形成用光源１０が三つの別体の光源から構成されていて、各画像形成用光源１０の前方には、コリメータレンズ１２ａ及びシリンドリカルレンズ１２ｂがそれぞれ配設されている。また、同期検出用光源２０が一つの光源から構成されていて、同期検出用光源１０の前方には、コリメータレンズ２２ａ及びシリンドリカルレンズ２２ｂが配設されている。そして、合成光学素子として、ビームスプリッタ３０の代わりに、積層ミラー体３２が用いられている。積層ミラー体３２は、複数のミラーを異なる角度で積層したものであり、画像形成用光源１０からの光ビーム及び同期検出用光源２０からの光ビームを所定の角度で偏向させて、各光ビームをポリゴンミラー４０に向けて出射する。

画像形成用光源１０としての各光源は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が８ｍＷであるレーザダイオードを５ｍＷの出力で使用している単光源である。そして、同期検出用光源２０は、一つのレーザダイオードを有しており、定格が６ｍＷであるレーザダイオードを３ｍＷの出力で使用される単光源である。すなわち、画像形成用光源１０と同期検出用光源２０との間で、定格が８ｍＷ及び６ｍＷという異なった定格のものを使用する場合には、同期検出用光源２０の出力を画像形成用光源１０の出力よりも低くして（画像形成用光源１０の５ｍＷ出力に対して３ｍＷ出力で）使用している。

同期検出用光源２０側を低出力で使用する場合には、同期検出用光源２０の光ビームが進行する光路上には、同期検出用光源２０の光ビームの光強度不足を補うための光強度向上手段が設けられる。このような光強度向上手段としては、図６に示した第六実施形態では、コリメータレンズ２２ａに対して、透過率を大きくする膜としての反射防止膜９が設けられている。すなわち、コリメータレンズ２２ａにおいて、同期検出用光源２０の透過した光ビームが出射する出射面上に、反射防止膜９がコーティングされているので、コリメータレンズ２２ａにおける透過率がアップして、同期検出用光源２０の光ビームの透過光強度がアップする。その結果、同期検出用光源２０を低出力で用いても、画像形成用光源１０の光ビーム及び同期検出用光源２０の光ビームは、同程度の光強度でポリゴンミラー４０に向けて出射することができる。なお、コリメータレンズ２２ａに反射防止膜９を設ける代わりに、積層ミラー体３２において、同期検出用光源２０の光ビームを反射するミラーの反射率を他のミラーの反射率より大きくすることも可能である。

上記のように、同期検出用光源２０と画像形成用光源１０との間で、定格が異なっている場合には、同期検出用光源２０を低出力で使用するとともに、同期検出用光源２０の光ビームの光路上に存する光学素子（コリメータレンズ２２ａ）に対して、光強度向上手段としての反射防止膜９が設けられる。その結果、同期検出用光源２０を能力的に余裕のある状態（低出力）で発光させることで同期検出用光源２０の長寿命につながり、同期検出用光源２０の寿命を画像形成用光源１０の寿命と同程度にすることができ、マルチビーム走査装置１及び画像形成装置のメンテナンス性が大幅に向上する。

なお、光強度向上手段、すなわち透過率を大きくする膜、としての反射防止膜９は、一般に、同期検出用光源２０の光ビームが透過する各種光学素子の入射面及び／又は出射面に形成されるべきものであり、上記実施形態のように同期検出用光源２０の光ビームが透過する光学素子の入射面又は出射面のいずれか一面に限定されるのではなく、同期検出用光源２０の光ビームが透過する複数の光学素子が有する入射面及び／又は出射面の上に形成することも可能である。また、同期検出用光源２０の光ビームが透過する局所的な部分に形成することも可能である。透過率を大きくする膜としては、上述した反射防止膜以外にも、干渉膜や多層膜が適用可能である。

上記実施形態２乃至５のようにビームスプリッタ３０を用いるとともに同期検出用光源２０を低出力で用いる場合には、同期検出用光源２０が透過側に配置されているが、同期検出用光源２０を反射側に配置することも可能である。実施形態２乃至５のビームスプリッタ３０では、ハーフミラーが用いられているので、反射光及び透過光の光強度がほぼ１：１となっている。同期検出用光源２０を反射側に配置する場合、ビームスプリッタ３０の反射面での反射率をアップさせる（すなわち、透過光の光強度＜反射光の光強度にする）ために、反射面をハーフミラーより高反射率のものとする。例えば、高反射率の誘電体多層膜または金属材料を反射面にコーティングする。

さらにまた、同期検出用光源２０の透過光又は反射光を積極的にアップさせる代わりに、画像形成用光源１０の透過光又は反射光をダウンさせることも可能である。すなわち、同期検出用光源での定格に対する出力の比が、画像形成用光源での定格に対する出力の比よりも小さいということを満足するのであれば、同期検出用光源２０の透過光又は反射光が画像形成用光源１０の透過光又は反射光よりも相対的に大きくするための様々な構成を採用することができる。

画像形成装置において使用される、本発明の第一実施形態に係るマルチビーム走査装置の模式的な上面図である。 本発明の第二実施形態に係るマルチビーム走査装置の模式的な上面図である。 本発明の第三実施形態に係るマルチビーム走査装置の模式的な上面図である。 本発明の第四実施形態に係るマルチビーム走査装置の模式的な上面図である。 本発明の第五実施形態に係るマルチビーム走査装置の模式的な上面図である。 本発明の第六実施形態に係るマルチビーム走査装置の要部の模式的な上面図である。

符号の説明

１：マルチビーム走査装置
９：反射防止膜（光強度向上手段）
１０：画像形成用光源
１２ａ：コリメータレンズ
１２ｂ：シリンドリカルレンズ
２０：同期検出用光源
２２ａ：コリメータレンズ
２２ｂ：シリンドリカルレンズ
３０：ビームスプリッタ（合成光学素子）
３２：積層ミラー体（合成光学素子）
４０：ポリゴンミラー（偏向器）
５０：マルチビーム走査光学系（第二の光学系）
６０：ＳＯＳセンサ（同期検出手段）
Ａ１：画像形成用光ビーム
Ｂ１：画像検出及び同期検出用光ビーム

Claims (8)

1. 複数の光源と、
   各光源から発せられる光ビームを集光するとともに合成する第一の光学系と、
   前記光学系からの各光ビームを偏向する偏向器と、
   偏向器で偏向走査された光ビームを被走査面上に結像させる第二の光学系と、
   被走査面上での走査開始位置のタイミングを決定するための同期検出手段と、を備えるマルチビーム走査装置であって、
   前記複数の光源のうち、同期検出のために用いられる同期検出用光源は、被走査面への走査露光にも用いられ、前記同期検出用光源以外の光源は、被走査面に露光するための画像形成用光源として用いられ、
   前記同期検出用光源での定格に対する出力の比が、画像形成用光源での定格に対する出力の比よりも小さいことを特徴とするマルチビーム走査装置。
2. 前記複数の光源のうち、定格の大きい光源は、同期検出用光源として用いられることを特徴とする、請求項１記載のマルチビーム走査装置。
3. 前記複数の光源から発せられる各光ビームのうち、低出力の光ビームは、同期検出用光源から発せられた光ビームとして用いられることを特徴とする、請求項１記載のマルチビーム走査装置。
4. 前記同期検出用光源から発せられて偏向器で偏向走査された光ビームの光強度が、画像形成用光源から発せられて偏向器で偏向走査された光ビームの光強度と大略同じになるように、第一の光学系の透過率及び／又は反射率を構成することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のマルチビーム走査装置。
5. 前記第一の光学系を構成する光学素子において、同期検出用光源の光ビームが進行する光路上に存する光学素子に対して透過率を大きくする膜を形成することを特徴とする、請求項４記載のマルチビーム走査装置。
6. 前記第一の光学系を構成する光学素子が反射面を含む場合において、同期検出用光源から発せられた光ビームが反射する反射面に対して反射率を大きくする膜を形成することを特徴とする、請求項４記載のマルチビーム走査装置。
7. 前記光源は、複数の発光点を有するアレイ光源であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のマルチビーム走査装置。
8. 複数の光ビームを走査することにより画像を形成する画像形成装置であって、
   前記複数の光ビームを走査する走査装置として、請求項１乃至７のいずれかに記載のマルチビーム走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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