JP3487550B2 - マルチビーム走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機や
レーザプリンタ等の書込系に用いられる光走査装置に適
用され、特に、複数の光ビームにより感光体等の被走査
面上を同時に走査して記録速度を向上させ得るマルチビ
ーム光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の書込系に用いられる光走
査装置において記録速度を向上させる手段として偏向手
段なるポリゴンミラーの回転速度を上げる方法がある。
しかし、この方法では、ポリゴンモータの負荷が増大
し、その耐久性や騒音、振動等が問題となり、限界があ
る。

【０００３】そこで、一度に複数のレーザビームを走査
させることで複数ラインを同時に記録するマルチビーム
走査装置が提案されている。その一例として、例えば特
開平６−３３１９１３号公報に開示されるように、複数
個の半導体レーザによる光源手段からの光束をビームス
プリッタを用いて合成する方法がある。同公報では、単
一光束を射出する半導体レーザ及びカップングレンズと
その保持部材とからなる２個の光源ユニットをキューブ
型のビームスプリッタに対して直交する方向から入射さ
せるように配置し、各々アパーチャにより整形された平
行光束を合成するようにしている。各光束は記録領域外
に配備されたセンサにより副走査方向での位置検出がな
され、ビームスプリッタと半導体レーザとの光路中に配
設したプリズム対の相対角度を変更することで、光束の
光軸を補正するようにしている。しかしながら、この方
法は、各ビームの光軸精度を高精度に制御する必要があ
り、調整機構が複雑で調整作業も容易でない。

【０００４】この他、同様に複数個の半導体レーザ或い
は１個の半導体レーザアレイを用いて複数の光束を射出
させるようにしたものを例示すると、以下のようなもの
がある。例えば、特公平６−９４２１５号公報によれ
ば、単一光束を射出する半導体レーザ及びカップングレ
ンズとその保持部材とからなる２個の光源ユニットをキ
ューブ型のビームスプリッタに対して直交する方向から
入射させるように配置し、各々アパーチャにより整形さ
れた平行光束を合成するようにしている。特開平１０−
２４３１８６号公報によれば、単一光束を射出する半導
体レーザ及びカップングレンズとその保持部材とからな
る２個の光源ユニットをキューブ型のビームスプリッタ
に対して直交する方向から入射させるように配置し、合
成された光束を単一のカップリングレンズを通して平行
光束とした後、アパーチャにより整形させるようにして
いる。特開平１０−２１３７７３号公報によれば、複数
の発光源がモノリシックに形成された半導体レーザアレ
イを副走査方向に発光源が並ぶように配設し、単一のカ
ップリングレンズを通して平行光束とするようにしてい
る。この際、各光束は走査レンズの射出側からポリゴン
ミラーに入射される。各光束の光束径はポリゴンミラー
の１面の径よりも大きくポリゴンミラーの回転に応じて
反射された分のみが走査されるオーバーフィールド光学
系を構成するようにしている。

【０００５】一方、複数の半導体レーザとカップリング
レンズとをモジュール化し、各々の光束をビーム合成手
段により近接させて合成射出させることで組立性に優れ
た新規のマルチビーム光源手段によるマルチビーム走査
装置が提案されている。これにより、簡単な構造で容易
に副走査ピッチの調節ができるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように半導体
レーザによる光源ユニットを２つ以上備えてビームスプ
リッタ等を用いてビーム合成する方法においては、環境
変化により光学ハウジングや各光源ユニットの構成部品
が変形し、光源ユニット自身の姿勢変動や半導体レーザ
とそのカップリングレンズとの配設誤差が生じ、被走査
面にて副走査のビームピッチが変動し易い。従って、副
走査ピッチを計測する検出機構を設け、その検出結果に
基づきピッチを補正する補正機構を設けることが不可欠
である。特に、前述した特開平６−３３１９１３号公報
では各ビーム毎にプリズムを用いて光軸を微調整し正常
な方向性を維持することによりフィードバック補正して
いるため、構造が複雑化しコスト的にも高価となる。

【０００７】これに対し、前述したモジュール化してな
る提案例によれば、複数の半導体レーザとそのカップリ
ングレンズとを同一のベース部材上に一体的に支持し、
各光束を主走査方向に所定角度隔てて射出させること
で、光源ユニット全体の回転のみで副走査ピッチの調節
を可能とし、組立性が著しく改善されている。また、半
導レーザを近接して配設することによりビーム合成手段
を用いなくとも同様な効果が得られる方式も提案されて
いる。

【０００８】しかしながら、これらの何れの提案例方式
も、ビーム射出位置が光軸（回転軸）から外れているた
めに、副走査ピッチの調整に伴いビーム射出点も変動し
てしまい、ビームが傾いてしまうという欠点がある。結
果として、半導体レーザとカップリングレンズとの配置
調整において微少な回転量に抑え込むための光軸調整精
度が必要となる。

【０００９】そこで、本発明は、簡単な構造でマルチビ
ーム走査を可能とすることにより低価格で組立性に優れ
たマルチビーム走査装置を提供することを目的とする。

【００１０】また、高密度化に伴う像面でのビームスポ
ットの小径化により偏向面で反射する光束径が拡大する
ため、偏向手段の大型化が余儀なくされ高速回転の支障
になっている点を考慮し、本発明は、偏向手段を大型化
せずに高速・高密度記録への適用範囲を拡大し得るマル
チビーム走査装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
少なくとも、複数の光束を出射する光源部と、前記光束
を偏向する偏向手段とを具備し、主走査方向と副走査方
向とを有する被走査面上に、前記偏向手段により偏向さ
れた光束を副走査方向にずらして結像するマルチビーム
走査装置において、前記複数の発光源を主走査方向に配
列して光軸を中心に一体に回転自在に構成し、前記光源
部から出射される前記複数の光束の射出方向が各々交差
するように設定した。

【００１２】従って、複数の光束の射出方向が交差する
ため、ピッチ調整に伴う光源部の回転によっても光束位
置の変動がない上に、傾くことなく各々の光束を形成で
きるので、光源部分の配置調整における精度を緩和で
き、低価格で生産性のよいマルチビーム走査装置を提供
できる。

【００１３】 また、前記光源部から出射される前記複
数の光束を、前記偏向手段の近傍又は前記偏向手段の偏
向面上で交差するように設定した。

【００１４】従って、複数の光束が偏向手段の偏向面上
において離れていると各偏向面径を大きめにしなければ
ならないが、偏向手段の近傍で交差させることにより、
各偏向面径が小さくて済み、偏向手段の小型化を図るこ
とができ、偏向手段駆動用のモータの負荷が軽減して高
速回転が可能となり、さらに高速・高密度化が可能なマ
ルチビーム走査装置を提供できる。

【００１５】 また、前記光源部から出射される光の光
束径を所定の大きさに整形する光束径規制手段を、光束
の交差する点近傍に配設した。

【００１６】従って、複数の光束の射出方向が交差する
ため、ピッチ調整に伴う光源部の回転によっても光束位
置の変動がない上に、この交差する点近傍に光束径規制
手段が配設されているので、傾くことなく各々の光束径
を形成でき、光源部分の配置調整における精度を緩和で
き、低価格で生産性のよいマルチビーム走査装置を提供
できる。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】 そして、前記偏向手段の各偏向面を前記
光束径規制手段とし、前記偏向手段へ入射する光束径を
少なくとも主走査方向で偏向面径より大きくした。

【００２２】従って、従来にあっては、偏向手段の回転
に応じて光束の反射位置を１面内で移動させているた
め、光束径の拡大に伴って偏向面も拡大させる必要があ
ったが、偏向手段へ偏向面径より大きい光束径を入射さ
せるオーバーフィールド光学系とし、偏向手段の各偏向
面を光束径規制手段としたことにより、偏向面径＝有効
光束径となるので偏向面径が小さくて済み、偏向手段の
小径化を図ることができ、偏向手段駆動用のモータの負
荷が軽減して高速回転が可能となり、さらに高速・高密
度化が可能なマルチビーム走査装置を提供できる。

【００２３】 請求項２記載の発明は、請求項１記載の
マルチビーム走査装置において、前記偏向手段の各偏向
面をその１辺の大きさよりも小さくした。

【００２４】従って、偏向手段の各偏向面がその１辺の
大きさよりも小さいことにより、偏向手段の偏向面端部
のダレによる面精度の劣化を回避でき、各偏向面の分割
角度や回転中心からの距離のばらつきにより生じる偏向
面径の差を低減できるので、安定したビームスポット径
が得られ高品位な画像記録が可能となり、また、副走査
方向において光束径が小さくなっても偏向手段の厚みを
確保でき剛性を損なうことがない。

【００２５】 請求項３記載の発明は、複数の光源と、
これらの光源から出射される光を所定の集束又は発散性
を有する光束にするカップリングレンズとを具備する光
源部と、前記光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段
により偏向された光束を主走査方向と副走査方向とを有
する被走査面上に結像する結像手段とを有し、複数の光
束の結像位置を前記被走査面の副走査方向にずらすよう
にしたマルチビーム走査装置において、前記複数の発光
源を主走査方向に配列して光軸を中心に一体に回転自在
に構成し、前記光源部から出射される前記複数の光束の
射出方向を交差するように設定した。

【００２６】従って、複数の光束の射出方向が交差する
ため、ピッチ調整に伴う光源部の回転によっても光束位
置の変動がない上に、傾くことなく各々の光束を形成で
きるので、光源部分の配置調整における精度を緩和で
き、低価格で生産性のよいマルチビーム走査装置を提供
できる。

【００２７】 また、前記光源部から出射される前記複
数の光束を、前記偏向手段の近傍又は前記偏向手段の偏
向面上で交差するように設定した。

【００２８】従って、複数の光束が偏向手段の偏向面上
において離れていると各偏向面径を大きめにしなければ
ならないが、偏向手段の近傍で交差させることにより、
各偏向面径が小さくて済み、偏向手段の小型化を図るこ
とができ、偏向手段駆動用のモータの負荷が軽減して高
速回転が可能となり、さらに高速・高密度化が可能なマ
ルチビーム走査装置を提供できる。

【００２９】 また、前記光源部から出射される光の光
束径を所定の大きさに整形する光束径規制手段を、光束
の交差する点近傍に配設した。

【００３０】従って、複数の光束の射出方向が交差する
ため、ピッチ調整に伴う光源部の回転によっても光束位
置の変動がない上に、この交差する点近傍に光束径規制
手段が配設されているので、傾くことなく各々の光束径
を形成でき、光源部分の配置調整における精度を緩和で
き、低価格で生産性のよいマルチビーム走査装置を提供
できる。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】 そして、前記偏向手段の各偏向面を前記
光束径規制手段とし、前記偏向手段へ入射する光束径を
少なくとも主走査方向で偏向面径より大きくした。

【００３６】従って、従来にあっては、偏向手段の回転
に応じて光束の反射位置を１面内で移動させているた
め、光束径の拡大に伴って偏向面も拡大させる必要があ
ったが、偏向手段へ偏向面径より大きい光束径を入射さ
せるオーバーフィールド光学系とし、偏向手段の各偏向
面を光束径規制手段としたことにより、偏向面径＝有効
光束径となるので偏向面径が小さくて済み、偏向手段の
小径化を図ることができ、偏向手段駆動用のモータの負
荷が軽減して高速回転が可能となり、さらに高速・高密
度化が可能なマルチビーム走査装置を提供できる。

【００３７】 請求項４記載の発明は、請求項２記載の
マルチビーム走査装置において、前記偏向手段の各偏向
面をその１辺の大きさよりも小さくした。

【００３８】従って、偏向手段の各偏向面がその１辺の
大きさよりも小さいことにより、偏向手段の偏向面端部
のダレによる面精度の劣化を回避でき、各偏向面の分割
角度や回転中心からの距離のばらつきにより生じる偏向
面径の差を低減できるので、安定したビームスポット径
が得られ高品位な画像記録が可能となり、また、副走査
方向において光束径が小さくなっても偏向手段の厚みを
確保でき剛性を損なうことがない。

【００３９】 請求項５記載の発明は、複数の発光源を
モノリシックに形成してなる半導体レーザアレイとこの
半導体レーザアレイからの光を所定の集束又は発散性を
有する光束にするカップリングレンズとからなる光源手
段と、前記光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段に
より偏向走査された光ビームを主走査方向と副走査方向
とを有する被走査面上に結像する結像手段とを有し、複
数の光束の結像位置を前記被走査面の副走査方向にずら
すようにしたマルチビーム走査装置において、前記複数
の発光源を主走査方向に配列して光軸を中心に一体に回
転自在にするとともに少なくとも主走査方向に集束作用
を有する集束手段を配設した。

【００４０】従って、複数の光束の射出方向が交差する
ため、副走査ピッチ調整に伴う光源手段の回転によって
も光束位置の変動がない上に、傾くことなく各々の光束
を形成できるので、半導体レーザアレイとカップリング
レンズの配置調整における精度を緩和でき、低価格で生
産性のよいマルチビーム走査装置を提供できる。

【００４１】 また、前記集束手段による各光束の交差
する点近傍に光の光束径を所定の大きさに整形する光束
径規制手段を備える。

【００４２】従って、複数の光束の射出方向が交差する
ため、副走査ピッチ調整に伴う光源手段の回転によって
も光束位置の変動がない上に、この交差する点近傍に光
束径規制手段が配設されているので、傾くことなく各々
の光束径を形成でき、半導体レーザアレイとカップリン
グレンズの配置調整における精度を緩和でき、低価格で
生産性のよいマルチビーム走査装置を提供できる。

【００４３】 そして、前記偏向手段の各偏向面を前記
光束径規制手段とし、前記偏向手段へ入射する光束径を
少なくとも主走査方向で偏向面径より大きくした。

【００４４】従って、従来にあっては、偏向手段の回転
に応じて光束の反射位置を１面内で移動させているた
め、光束径の拡大に伴って偏向面も拡大させる必要があ
ったが、偏向手段へ偏向面径より大きい光束径を入射さ
せるオーバーフィールド光学系とし、偏向手段の各偏向
面を光束径規制手段としたことにより、偏向面径＝有効
光束径となるので偏向面径が小さくて済み、偏向手段の
小径化を図ることができ、偏向手段駆動用のモータの負
荷が軽減して高速回転が可能となり、さらに高速・高密
度化が可能なマルチビーム走査装置を提供できる。

【００４５】 請求項６記載の発明は、請求項５記載の
マルチビーム走査装置において、前記偏向手段の各偏向
面をその１辺の大きさよりも小さくした。

【００４６】従って、偏向手段の各偏向面がその１辺の
大きさよりも小さいことにより、偏向手段の偏向面端部
のダレによる面精度の劣化を回避でき、各偏向面の分割
角度や回転中心からの距離のばらつきにより生じる偏向
面径の差を低減できるので、安定したビームスポット径
が得られ高品位な画像記録が可能となり、また、副走査
方向において光束径が小さくなっても偏向手段の厚みを
確保でき剛性を損なうことがない。

【００４７】 請求項７記載の発明は、請求項６記載の
マルチビーム走査装置において、前記光源手段からの光
が発散光束となるようにカップリングレンズを配設し
た。

【００４８】従って、光源手段からの光束を発散光束と
したことにより、幾何光学的に偏向手段の偏向面と像面
とを共役な関係となる面倒れ補正光学系を構成しても副
走査方向での光束のウエスト位置を偏向面上からずらす
ことができ、偏向面径を確保して光束径を精度良く規制
できるので、安定したビームスポット径が得られ、高品
位な画像記録が可能となる。

【００４９】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図５に基づいて説明する。図１は光源として汎用
の半導体レーザを２個用いたマルチビーム走査装置の光
源部構成を示し、図２はその主走査方向Yにおける断面
図を示す。

【００５０】図１において、２個の半導体レーザ１，２
はアルミダイキャスト製のベース部材３の裏側に主走査
方向に８mm間隔（カップリングレンズを並列して配設可
能な距離）で隣接形成された嵌合穴３ａ（図２参照）に
各々圧入され支持されている。また、カップリングレン
ズ４，５は各々の半導体レーザ１，２から射出される光
ビームが所定の発散性を有する光束となるようにＸ方向
の位置を合わせ、また、所定のビーム射出方向となるよ
うにＹ，Ｚ方向の位置を合わせて、半導体レーザ１，２
と対に形成したＵ字状の支持部３ｂとの隙間にＵＶ硬化
接着剤を充填して固定されている。これらの半導体レー
ザ１，２とベース部材３とカップリングレンズ４，５と
を主体として光源部６が構成されている。

【００５１】ここで、本実施の形態では、図２に示すよ
うに嵌合穴３ａを主走査方向Ｙに光軸Ｃを対称軸として
互いに所定角度をなして形成されており、カップリング
レンズ４，５との軸を一致させることにより所定の交差
位置Ｐで交差するようにしている。

【００５２】なお、本実施の形態では、嵌合穴３ａを傾
けて形成しているが、傾けなくとも半導体レーザ１，２
の軸に対してカップリングレンズ４，５を偏心させて配
設し所定のビーム射出角度を得るようにしてもよい。

【００５３】ベース部材３は保持部材７にねじ８により
固定され、その光軸Ｃを中心軸とした円筒部外周７ａを
光学ハウジングに形成した側壁９の嵌合穴９ａに係合さ
せてして位置決めされ、スプリング１０を通して圧縮
し、リング状の押え部材１１をつば部７ｂに引っ掛け
て、圧縮力により側壁９に当接するように支持されてい
る。また、スプリング１０の立ち曲げ部１０ａを押え部
材１１の穴１１ａに係合させ、反対側の腕１０ｂを側壁
９の突起９ｂに引っ掛けて時計回りのねじり力を発生さ
せ保持部材７に形成した回転止め部７ｃを調節ねじ１２
に突き当てて、調節ねじ１２により光軸回りの回転調節
を可能としている。調節ねじ１２は側壁９に形成したね
じ（図示せず）により保持されている。

【００５４】このように形成された光源部６から射出さ
れる２つの光ビームＢ１，Ｂ２は図３に示すようにそれ
らの交差位置Ｐに配設させた光束径規制手段であるアパ
ーチャ１３において所定の大きさとなるようにその光束
径が規制され、所定の径に整形される。アパーチャ１３
は光源部６から偏向手段であるポリゴミラーに至る光路
中でこのポリゴンミラー近傍に配設するのがよく、ポリ
ゴンミラー反射面上であってもよい。

【００５５】ここでは、ポリゴンミラーの反射面（偏向
面）上で各光ビームを交差させた実施の形態として説明
する。図４は図１に示したような構成の光源部６を用い
たマルチビーム走査装置の構成例を示している。本実施
の形態では、各半導体レーザ１，２より射出された光ビ
ームＢ１，Ｂ２の交差位置をポリゴンミラー１４の反射
面１４ａ上に設定し、かつ、ポリゴンミラー１４の反射
面径をアパーチャ径と同一としている。なお、本実施の
形態では、ポリゴンミラー１４の反射面１４ａは１０面
としている。

【００５６】図４において、光源部６中のカップリング
レンズ４，５を経て射出される光ビームＢ１，Ｂ２は、
シリンダレンズ１５を経た後、ミラー１６で反射され、
ポリゴンミラー１４の正面から斜め上向きに入射され
る。このとき、光源部６より射出される各光ビームＢ
１，Ｂ２を発散光束となすことで、図５(ａ)に示すよう
に光束Ｂをポリゴンミラー１４の反射面径Ｍより大きく
しているので、ポリゴンミラー１４により反射された光
ビームＢ１′，Ｂ２′は図５(ｂ)に示すように所定の光
束径に整形される。

【００５７】各々の光ビームＢ１′，Ｂ２′は結像手段
としての走査レンズ１７、ミラー１８、走査レンズ１９
を経て被走査面をなす感光体２０上に所定のスポット径
のビームＢ１″，Ｂ２″として結像される。また、各ビ
ームＢ１″，Ｂ２″の走査線間隔（副走査ピッチ）Ｐは
前述したように光軸回りの回転角θにより記録密度の隣
接ピッチに調節され同時に走査される（図４中の抽出図
参照）。

【００５８】なお、変形例を示す図６のように、ポリゴ
ンミラー１４の反射面１４ａの大きさを各面の一辺の大
きさよりも小さめに形成してもよい。図示例では、反射
面１４ａ以外の部分１４ｂは面取り等により段差をもた
せ、かつ、反射率の低い粗し面とされている。なお、こ
の他にも、例えば、マスクを貼り付ける、反射面のみを
蒸着で形成する等によってもよい。

【００５９】本発明の第二の実施の形態を図７に基づい
て説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示す（以降の実施の形態でも同様と
する）。本実施の形態は、例えば、２個の発光源２１
ａ，２１ｂをモノリシックに形成してなる半導体レーザ
アレイ２２を有する光源手段２３を用いたマルチビーム
走査装置への適用例を示し、図７はそのマルチビーム走
査装置の光源部構成の主走査方向Ｙの断面図を示す。

【００６０】半導体レーザアレイ２２はアルミダイキャ
スト製のベース部材２４の裏側に形成された嵌合穴２４
ａに発光源２１ａ，２１ｂを主走査方向Ｙに配列するよ
うに圧入され支持されている。発光源２１ａ，２１ｂの
サイズは約１００μｍとされている。カップリングレン
ズ２５は各々の発光源２１ａ，２１ｂから射出される光
ビームが所定の発散性を有する光束なるようにＸ方向の
位置を合わせ、また、カップリングレンズ２５の光軸に
対称に発光源２１ａ，２１ｂが配設されるようにＹ，Ｚ
方向の位置を合わて支持部２４ｂとの隙間にＵＶ硬化接
着剤を充填して固定されている。

【００６１】カップリングレンズ２５より射出した各光
ビームは光軸Ｃから偏心して配設されるため、カップリ
ングレンズ２５の焦点位置で一旦交差し発散していく
が、本実施の形態では、集束手段となる集束レンズ２６
により偏向手段であるポリゴンミラー２７の反射面（偏
向面）２７ａで再度交差するように設定されている。

【００６２】なお、本実施の形態の場合も第一の実施の
形態の場合と同様に、再度交差する位置での光束径をポ
リゴンミラー２７の反射面径より大きくすることで反射
された光束が所定の光束径となるようにしている。ま
た、ベース部材２４は保持部材２８にねじにより固定さ
れ、光軸回りの回転調整よりピッチ調節が行われるが、
この保持部材２８は第一の実施の形態における保持部材
７等と同様であるので、説明を省く。

【００６３】本発明の第三の実施の形態を図８に基づい
て説明する。本実施の形態は、第一の実施の形態の場合
と同様に、光源として汎用の半導体レーザを２個用いた
マルチビーム走査装置への適用例を示し、図８はその光
源部の主走査方向Ｙにおける断面図を示す。

【００６４】第一の実施の形態の場合との対比では、第
一の実施の形態中のなお書きに示したように、半導体レ
ーザ１，２に対する嵌合穴３ａが傾けずに形成されてお
り、カップリングレンズ４，５を主走査方向に光軸Ｃと
偏心して配置することで互いに所定角度を有して射出さ
れるように設定されている。また、保持部材７内には半
導体レーザ１，２から出射された各々のビームを合成す
るためのビーム合成手段３１が配設されている。

【００６５】このビーム合成手段３１は、三角柱プリズ
ム３２と平行四辺形柱プリズム３３とを貼り合わせたも
のである。これにより、半導体レーザ１の射出ビームは
ビーム合成手段３１を通過し、半導体レーザ２の射出ビ
ームは平行四辺形柱プリズム３３の斜面３３ａ、三角柱
プリズム３２の接合面３２ａで反射され、半導体レーザ
１のビーム射出方向に合わせて射出される。各半導体レ
ーザ１，２はその射出位置が光軸Ｃに対して対称に主走
査方向に一定間隔隔離して配列するように配置され、ポ
リゴンミラー１４の近傍で交差するように各射出方向が
設定されている。

【００６６】なお、ベース部材３は保持部材７にねじ８
により固定され、その光軸Ｃ回りの回転調整によりピッ
チ調整が行われるが、前述した実施の形態の場合と同様
であり、説明を省略する。

【００６７】また、本実施の形態では、各半導体レーザ
１，２の発光点で隔離して徐々に近づけるよう射出方向
を傾けたが、次の第四の実施の形態のように集束レンズ
を配設することで射出方向を変更しても効果は同様であ
る。

【００６８】本発明の第四の実施の形態を図９に基づい
て説明する。本実施の形態は、第一、第三の実施の形態
の場合と同様に、光源として汎用の半導体レーザを２個
用いたマルチビーム走査装置への適用例を示し、図９は
その光源部の主走査方向Ｙにおける断面図を示す。

【００６９】本実施の形態では、半導体レーザ１，２毎
にアルミダイキャスト製のベース部材４１，４２が用意
され、各々のベース部材４１，４２に形成された嵌合穴
４１ａ，４２ａに圧入され支持されている。これらのベ
ース部材４１，４２は同材質のフランジ部材４３の直交
する取付け面４３ａ，４３ｂに支持されている。フラン
ジ部材４３内には直交する方向から半導体レーザ１，２
より出射された各々のビームを合成するためのキューブ
型のビームスプリッタ４４が配設されている。

【００７０】半導体レーザ１，２に各々対応するカップ
リングレンズ４，５は各々の半導体レーザ１，２の射出
ビームが所定の発散性を有する光束となるように突起状
の支持部４３ａ，４３ｂに各々Ｘ位置を合わせて接着
し、一方、各ベース部材４１，４２は所定のビーム射出
方向となるようにＹ、Ｚの位置を合わせてねじ止め固定
される。

【００７１】ここで、本実施の形態では、カップリング
レンズ４，５の軸上に半導体レーザ１，２の発光点を配
置し、主走査方向に平行に一定間隔離隔される構成とし
ており、各ビームは２枚構成の集束手段としての集束レ
ンズ４５の前レンズ４５ａと後レンズ４５ｂの光路中で
一旦交差され、後レンズ４５ｂを射出した後に再度ポリ
ゴンミラー１４の近傍で交差するように射出方向が設定
されている。集束レンズ４５の前レンズ４５ａはフラン
ジ部材４３に一体的に組み込まれ、後レンズ４５ｂは光
源部とは別体に保持されている。

【００７２】なお、フランジ部材４３は保持部材４６に
ねじにより固定され光軸回りの回転調整によりピッチ調
整が行われるが、前述の実施の形態の場合と同様である
ので、説明を省略する。

【００７３】また、各半導体レーザ１，２はその射出位
置が光軸Ｃに対して対称に主走査方向に一定間隔隔離し
て配列するように配置してもよく、集束レンズ４５の前
レンズ４５ａと後レンズ４５ｂの光路中で交差させなく
ても、カップリングレンズ４，５と集束レンズ４５との
光路中で一旦交差させても構わない。また、集束レンズ
は図７に示した半導体レーザアレイ２２を用いた場合の
例のように１枚で構成してもよい。

【００７４】さらに、前述したように各ビームの交差回
数は何回でもよく、光源部６とポリゴンミラー１４との
光路中でポリゴンミラー１４に最も近い交差位置（実施
の形態では、ポリゴンミラー１４の反射面１４ａ上）に
アパーチャを配設することにより、各ビーム間の姿勢や
中心の位置が単一のアパーチャにより制御されるので、
ピッチ調整によってずれを生じることがない。

【００７５】また、これらの第三、第四の実施の形態で
は、ピッチ調整を光源部の回転により行なうため、各半
導体レーザ１，２、ビーム合成手段３１，４４を光源部
６として一体的にまとめて構成したが、この限りではな
く、ピッチ調整を行なうには一方の光軸に対して他方の
光軸を副走査方向に微少に傾けることができる構成とす
ればよく、別々に支持しても効果は同様である。

【００７６】さらに、何れの場合にも各ビームの書出し
位置タイミングをとる同期検知において、単一の同期検
知センサを時系列に通過するので、個別に同期検知信号
を得ることができる。

【００７７】なお、これらの実施の形態では、何れも２
ビームの場合への適用例としたが、３ビーム以上の場合
にも同様に適用し得るのはもちろんである。

【００７８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、光源部か
ら出射される複数の光束の射出方向が各々交差するよう
に設定したので、ピッチ調整に伴う光源部の回転によっ
ても光束位置の変動がない上に、傾くことなく各々の光
束を形成することができ、光源部分の配置調整における
精度を緩和でき、低価格で生産性のよいマルチビーム走
査装置を提供することができる。

【００７９】 また、光源部から出射される複数の光束
を、偏向手段の近傍又は偏向手段の偏向面上で交差する
ように設定したので、各偏向面径が小さくて済み、偏向
手段の小型化を図ることができ、偏向手段駆動用のモー
タの負荷が軽減して高速回転が可能となり、さらに高速
・高密度化が可能なマルチビーム走査装置を提供するこ
とができる。

【００８０】 また、複数の光束の射出方向が交差する
ため、ピッチ調整に伴う光源部の回転によっても光束位
置の変動がない上に、この交差する点近傍に光束径規制
手段が配設されているので、傾くことなく各々の光束径
を形成することがき、光源部分の配置調整における精度
を緩和でき、低価格で生産性のよいマルチビーム走査装
置を提供することができる。

【００８１】

【００８２】

【００８３】 そして、偏向手段へ偏向面径より大きい
光束径を入射させるオーバーフィールド光学系とし、偏
向手段の各偏向面を光束径規制手段としたことにより、
偏向面径＝有効光束径となるので偏向面径が小さくて済
み、偏向手段の小径化を図ることができ、偏向手段駆動
用のモータの負荷が軽減して高速回転が可能となり、さ
らに高速・高密度化が可能なマルチビーム走査装置を提
供することができる。

【００８４】 請求項２記載の発明によれば、請求項１
記載のマルチビーム走査装置において、偏向手段の各偏
向面がその１辺の大きさよりも小さいことにより、偏向
手段の偏向面端部のダレによる面精度の劣化を回避で
き、各偏向面の分割角度や回転中心からの距離のばらつ
きにより生じる偏向面径の差を低減できるので、安定し
たビームスポット径が得られ高品位な画像記録が可能と
なり、また、副走査方向において光束径が小さくなって
も偏向手段の厚みを確保でき剛性を損なうことがない。

【００８５】 請求項３記載の発明によれば、光源部か
ら出射される複数の光束の射出方向を交差するように設
定したので、ピッチ調整に伴う光源部の回転によっても
光束位置の変動がない上に、傾くことなく各々の光束を
形成することができ、光源部分の配置調整における精度
を緩和でき、低価格で生産性のよいマルチビーム走査装
置を提供することができる。

【００８６】 また、光源部から出射される複数の光束
を、偏向手段の近傍又は偏向手段の偏向面上で交差する
ように設定したので、各偏向面径が小さくて済み、偏向
手段の小型化を図ることができ、偏向手段駆動用のモー
タの負荷が軽減して高速回転が可能となり、さらに高速
・高密度化が可能なマルチビーム走査装置を提供するこ
とができる。

【００８７】 また、複数の光束の射出方向が交差する
ため、ピッチ調整に伴う光源部の回転によっても光束位
置の変動がない上に、この交差する点近傍に光束径規制
手段が配設されているので、傾くことなく各々の光束径
を形成でき、光源部分の配置調整における精度を緩和で
き、低価格で生産性のよいマルチビーム走査装置を提供
することができる。

【００８８】

【００８９】

【００９０】 そして、偏向手段へ偏向面径より大きい
光束径を入射させるオーバーフィールド光学系とし、偏
向手段の各偏向面を光束径規制手段としたことにより、
偏向面径＝有効光束径となるので偏向面径が小さくて済
み、偏向手段の小径化を図ることができ、偏向手段駆動
用のモータの負荷が軽減して高速回転が可能となり、さ
らに高速・高密度化が可能なマルチビーム走査装置を提
供することができる。

【００９１】 請求項４記載の発明によれば、請求項３
記載のマルチビーム走査装置において、偏向手段の各偏
向面がその１辺の大きさよりも小さいことにより、偏向
手段の偏向面端部のダレによる面精度の劣化を回避で
き、各偏向面の分割角度や回転中心からの距離のばらつ
きにより生じる偏向面径の差を低減できるので、安定し
たビームスポット径が得られ高品位な画像記録が可能と
なり、また、副走査方向において光束径が小さくなって
も偏向手段の厚みを確保でき剛性を損なうことがない。

【００９２】 請求項５記載の発明によれば、半導体レ
ーザアレイにおける複数の発光源を主走査方向に配列す
るとともに少なくとも主走査方向に集束作用を有する集
束手段を配設したので、複数の光束の射出方向が交差す
るため、副走査ピッチ調整に伴う光源手段の回転によっ
ても光束位置の変動がない上に、傾くことなく各々の光
束を形成することができ、半導体レーザアレイとカップ
リングレンズの配置調整における精度を緩和でき、低価
格で生産性のよいマルチビーム走査装置を提供すること
ができる。

【００９３】 また、複数の光束の射出方向が交差する
ため、副走査ピッチ調整に伴う光源手段の回転によって
も光束位置の変動がない上に、この交差する点近傍に光
束径規制手段が配設されているので、傾くことなく各々
の光束径を形成でき、半導体レーザアレイとカップリン
グレンズの配置調整における精度を緩和でき、低価格で
生産性のよいマルチビーム走査装置を提供することがで
きる。

【００９４】 そして、偏向手段へ偏向面径より大きい
光束径を入射させるオーバーフィールド光学系とし、偏
向手段の各偏向面を光束径規制手段としたことにより、
偏向面径＝有効光束径となるので偏向面径が小さくて済
み、偏向手段の小径化を図ることができ、偏向手段駆動
用のモータの負荷が軽減して高速回転が可能となり、さ
らに高速・高密度化が可能なマルチビーム走査装置を提
供することができる。

【００９５】 請求項６記載の発明によれば、請求項５
記載のマルチビーム走査装置において、偏向手段の各偏
向面がその１辺の大きさよりも小さいことにより、偏向
手段の偏向面端部のダレによる面精度の劣化を回避で
き、各偏向面の分割角度や回転中心からの距離のばらつ
きにより生じる偏向面径の差を低減できるので、安定し
たビームスポット径が得られ高品位な画像記録が可能と
なり、また、副走査方向において光束径が小さくなって
も偏向手段の厚みを確保でき剛性を損なうことがない。

【００９６】 請求項７記載の発明によれば、請求項６
記載のマルチビーム走査装置において、光源手段からの
光束を発散光束としたことにより、幾何光学的に偏向手
段の偏向面と像面とを共役な関係となる面倒れ補正光学
系を構成しても副走査方向での光束のウエスト位置を偏
向面上からずらすことができ、偏向面径を確保して光束
径を精度良く規制できるので、安定したビームスポット
径が得られ、高品位な画像記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態を示す光源手段の分
解斜視図である。

【図２】その主走査方向における断面図である。

【図３】アパーチャによる光束整形の様子を示す斜視図
である。

【図４】マルチビーム走査装置の全体構成例を示す斜視
図である。

【図５】ポリゴンミラーの反射面を光束径規制手段とし
た場合の反射面の様子を説明するための斜視図である。

【図６】その変形例を示す斜視図である。

【図７】本発明の第二の実施の形態を示す光源手段の主
走査方向における断面図である。

【図８】本発明の第三の実施の形態を示す光源部の主走
査方向における断面図である。

【図９】本発明の第四の実施の形態を示す光源部の主走
査方向における断面図である。

【符号の説明】

１，２ 光源 ４，５ カップリングレンズ ６ 光源部 １３ 光束径規制手段 １４ 偏向手段 １４ａ 偏向面、光束径規制手段 １７，１９ 結像手段 ２０ 被走査面 ２１ａ，２１ｂ 発光源 ２２ 半導体レーザアレイ ２３ 光源手段 ２５ カップリングレンズ ２６ 集束手段 ２７ 偏向手段 ２７ａ 偏向面 ４５ 集束手段

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、複数の光束を出射する光源
   部と、前記光束を偏向する偏向手段とを具備し、主走査
   方向と副走査方向とを有する被走査面上に、前記偏向手
   段により偏向された光束を副走査方向にずらして結像す
   るマルチビーム走査装置において、前記複数の発光源を主走査方向に配列して光軸を中心に
   一体に回転自在に構成し、 前記光源部から出射される前記複数の光束の射出方向が
   前記偏向手段の近傍又は前記偏向手段の偏向面上で各々
   交差するように設定し、 前記光源部から出射される光の光束径を所定の大きさに
   整形する光束径規制手段を、光束の交差する点近傍に配
   設し、 前記偏向手段の各偏向面を前記光束径規制手段とし、前
   記偏向手段へ入射する光束径を少なくとも主走査方向で
   偏向面径より大きくし たことを特徴とするマルチビーム
   走査装置。
2. 【請求項２】 前記偏向手段の各偏向面をその１辺の大
   きさよりも小さくした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. 【請求項３】 複数の光源と、これらの光源から出射さ
   れる光を所定の集束又は発散性を有する光束にするカッ
   プリングレンズとを具備する光源部と、前記光束を偏向
   する偏向手段と、前記偏向手段により偏向された光束を
   主走査方向と副走査方向とを有する被走査面上に結像す
   る結像手段とを有し、複数の光束の結像位置を前記被走
   査面の副走査方向にずらすようにしたマルチビーム走査
   装置において、前記複数の発光源を主走査方向に配列して光軸を中心に
   一体に回転自在に構成し、 前記光源部から出射される前記複数の光束の射出方向を
   前記偏向手段の近傍又は前記偏向手段の偏向面上で交差
   するように設定し、 前記光源部から出射される光の光束径を所定の大きさに
   整形する光束径規制手段を、光束の交差する点近傍に配
   設し、 前記偏向手段の各偏向面を前記光束径規制手段とし、前
   記偏向手段へ入射する光束径を少なくとも主走査方向で
   偏向面径より大きくし たことを特徴とするマルチビーム
   走査装置。
4. 【請求項４】 前記偏向手段の各偏向面をその１辺の大
   きさよりも小さくしたことを特徴とする請求項３記載の
   マルチビーム走査装置。
5. 【請求項５】 複数の発光源をモノリシックに形成して
   なる半導体レーザアレイとこの半導体レーザアレイから
   の光を所定の集束又は発散性を有する光束にするカップ
   リングレンズとからなる光源手段と、前記光束を偏向す
   る偏向手段と、前記偏向手段により偏向走査された光ビ
   ームを主走査方向と副走査方向とを有する被走査面上に
   結像する結像手段とを有し、複数の光束の結像位置を前
   記被走査面の副走査方向にずらすようにしたマルチビー
   ム走査装置において、 前記複数の発光源を主走査方向に配列して光軸を中心に
   一体に回転自在にするとともに少なくとも主走査方向に
   集束作用を有する集束手段を配設し、 前記集束手段による各光束の交差する点近傍に光の光束
   径を所定の大きさに整形する光束径規制手段を備え、 前記偏向手段の各偏向面を前記光束径規制手段とし、前
   記偏向手段へ入射する光束径を少なくとも主走査方向で
   偏向面径より大きくし たことを特徴とするマルチビーム
   走査装置。
6. 【請求項６】 前記偏向手段の各偏向面をその１辺の大
   きさよりも小さくしたことを特徴とする請求項５記載の
   マルチビーム走査装置。
7. 【請求項７】 前記光源手段からの光が発散光束となる
   ようにカップリングレンズを配設したことを特徴とする
   請求項６記載のマルチビーム走査装置。