JP4134297B2

JP4134297B2 - マルチビーム走査装置

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Publication number: JP4134297B2
Application number: JP2004078410A
Authority: JP
Inventors: 善博浜
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: JP2004310070A

Description

この発明は、複数の発光素子から射出される複数の光ビームを偏向器を用いて偏向させて、偏向された複数の光ビームの各々を、結像光学系を介して複数の被走査面の各々で同時に走査させるマルチビーム走査装置に関する。

従来、複数の光ビームの各々を複数の被走査面の各々で同時に走査させるマルチビーム走査装置、いわゆるタンデム方式のマルチビーム走査装置が種々提案されて実用に供している。このようなタンデム方式のマルチビーム走査装置は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成機器に備えられている。これらの機器では、マルチビーム走査装置により複数の被走査面の各々で複数の光ビームの各々を同時に走査させてそれぞれのカラーに対応した静電潜像を形成して、それらの静電潜像をそれぞれ異なったカラーの現像器により現像して、現像したそれぞれの画像を順次転送して重ね合わせることによりカラー画像を形成している。

上述したマルチビーム走査装置は、ｆθ特性を有しているｆθレンズ、複数の光ビームの光路を偏向するためにそれぞれの光路上に配置された複数のミラー、副走査方向にレーザー光束を収束させるパワーを有するとともに、主走査方向の像面湾曲やｆθ特性誤差などの収差を補正するためにそれぞれの光路上に配置された複数のシリンドリカルレンズなどを備えている。近年コストダウンに伴って部品点数が削減される傾向にあり、例えば部品の共用化を図るために、ポリゴンミラーなどの偏向器やｆθレンズなどは装置内に１つしか備えられていないものが普及している。

上述のような装置の場合、ポリゴンミラーの反射面に向かってそれぞれ異なった角度から光ビームが入射し、反射後それらの光ビームは偏向して、ｆθレンズをそれぞれ異なった位置で複数通過している。従って、ｆθレンズ、言い換えると装置内の光学系をその光軸以外で通過する光ビームが存在し、その光軸以外を通過することに起因した走査湾曲が発生してしまう。すなわち、光ビームが装置内の光学系を介して被走査面上で形成する走査ラインが、光学系の歪曲収差に起因したボウという歪んだラインになってしまう。

複数の光ビームの各々はｆθレンズをそれぞれ異なった像高で通過するため、発生するボウの歪み具合はそれぞれ異なる。走査ラインがボウになると形成される画像が歪んで画質が劣化するだけでなく、それぞれの静電潜像を重ね合わせたときに色ずれが発生してしまい、さらに画質を劣化させてしまう。そのため、ｆθレンズより像側に配置されているシリンドリカルレンズの各々を、それらに入射する光ビームの各々に対して副走査方向に偏芯させて配置することにより、被走査面上におけるボウを補正していた。

また、このようなタンデム方式のマルチビーム走査装置においてカラー画像を形成する際に、上記のボウとは別に、画像を劣化させる現象がある。その現象とは走査ラインの副走査方向のずれである。走査ラインの副走査方向のずれが発生すると、色別に形成されたそれぞれの静電潜像を重ね合わせたときに色ずれが発生してしまい、画質を劣化させてしまう。そのため、ｆθレンズと各シリンドリカルレンズとの間に配置されているそれぞれのミラーの角度を調整し、走査ラインの副走査方向の補正をしていた。

ところが、発生している走査ラインの副走査方向に応じてミラーの角度を調整すると、その光ビームの光路が変化してしまい、その光路の変化に起因して再びボウが被走査面上で形成されてしまう。従って従来は、シリンドリカルレンズを湾曲させて変形させることによりシリンドリカルレンズの湾曲特性を変化させてこのボウを略補正していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２６８２１７号公報（第２〜４頁、第１、５、６図）

しかしながら、シリンドリカルレンズを湾曲させて変形させるような調整作業は、作業者にとって煩雑な作業であり、また、熟練を要する作業である。さらに、このように光学素子に外力を加えて強制的に変形させることは、光学素子そのものの光学特性を劣化させてしまうことになる。すなわち、このシリンドリカルレンズを変形させることは、製造工程が増加し装置の組み立てに時間が掛かるためコストアップに繋がり、さらに、形成される画質を劣化させる一つの要因となってしまっている。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、作業者の負担を軽減し、かつ光学素子の光学特性の劣化を招くことなく良好なカラー画像を得ることを可能とするマルチビーム走査装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一態様に係るマルチビーム走査装置は、複数の発光素子から射出される複数の光ビームを偏向器を用いて偏向させて結像光学系を介して複数の被走査面の各々で同時に走査させるものである。このマルチビーム走査装置に備えられている結像光学系は、偏向器に偏向された複数の光ビームの全てが入射する第１の結像光学系と、その第１の結像光学系を通過した複数の光ビームの各々の光路を偏向する回動自在に支持された複数の光路偏向手段と、その複数の光路偏向手段の各々に偏向された複数の光ビームの各々が入射する複数の第２の結像光学系とを備えており、さらに、複数の光路偏向手段の各々と、それらに対応する複数の第２の結像光学系の各々とを連動させる複数の連動手段を備えている。このとき、第１の結像光学系は例えばｆθレンズであったり、第２の結像光学系は例えば光ビームを副走査方向に収束させるパワーを有する光学系であったりする。すなわち、光路偏向手段と第２の結像光学系とを連動手段により連動可能に構成しているため、光路偏向手段を回動させて光ビームの光路を変化させた場合であっても、常に、その光ビームを第２の結像光学系の所定位置に入射させることが可能となる。

また、上記マルチビーム走査装置において、複数の連動手段の各々は、複数の光路偏向手段の各々の回動に伴って、それらに対応する前記第２の結像光学系が移動するように、複数の光路偏向手段の各々と、それらに対応する前記複数の第２の結像光学系の各々とを連結しているレバー部を各々有している。さらに、これらの複数のレバー部の各々は、第２の結像光学系の各々が、それらに対応する複数の光路偏向手段の各々を中心に、光路偏向手段の回動の角度の２倍の角度を回動するよう形成されている。このように、光路偏向手段と第２の結像光学系とを機械的に連動するよう構成することによって、互いの部位を容易に連動させることを可能としている。また、複数の連動手段の各々は、光路偏向手段それぞれにおける光ビームそれぞれの偏向点と、光路偏向手段それぞれの回動中心と、それらに対応する第２の結像光学系それぞれの回動中心とが一致するよう形成されている。

また、上記マルチビーム走査装置は、複数の被走査面の各々で形成されるスポット形状を規定する複数の開口部の各々と、それらに対応する複数の第２の結像光学系の各々とを相対的に移動しない状態で配置している。すなわち、第２の結像光学系が移動しても開口部が第２の結像光学系に対して相対的に固定された状態を保つ（言い換えると、第２の結像光学系に伴って開口部も同様に移動する）よう構成することによって、光路偏向手段を回動させて光ビームの光路を変化させた場合であっても、被走査面に常に安定した形状のスポットを形成させることが可能となる。

また、上記マルチビーム走査装置において、複数の第２の結像光学系の各々は光ビームの入射面に凹部を有し、複数の開口部の各々はそれらの凹部の各々に嵌合している。すなわち、第２の結像光学系に開口部を嵌合させることによって、第２の結像光学系が移動しても、開口部は、第２の結像光学系に対して容易に相対的に固定された状態を保つことができる。

以上のように本発明のマルチビーム走査装置は、第１の結像光学系と、複数の第２の結像光学系の各々との間に光路偏向手段をそれぞれ備えており、さらに、複数の光路偏向手段の各々と、それらに対応する複数の第２の結像光学系の各々とを連動させる複数の連動手段を備えている。すなわち、光路偏向手段と第２の結像光学系とを連動手段により連動可能に構成しているため、光路偏向手段を回動させて光ビームの光路を変化させた場合であっても、常に、その光ビームを第２の結像光学系の所定位置に入射させることが可能となる。従って、第２の結像光学系を、第１の結像光学系で発生した走査湾曲誤差を良好に補正している状態で保持できる。そのため、光路偏向手段の角度調整を行った場合であっても、その調整に起因した走査湾曲誤差は発生しない。その結果、各光ビームの被走査面の各々での走査ラインのずれを容易に補正することができ、色ずれをなくし、正確な色彩と鮮明な像を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態のマルチビーム走査装置１００の構成を示す図である。このマルチビーム走査装置１００は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリなどに備えられている、複数の光ビームの各々を複数の被走査面の各々で同時に走査させることにより走査面上に画像を形成する、いわゆるタンデム方式のマルチビーム走査装置である。本実施形態で説明するマルチビーム走査装置１００を備えた画像形成機器は、それぞれの被走査面に形成された静電潜像をそれぞれ異なったカラー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の現像器により現像して、現像したそれぞれの画像を順次転送して重ね合わせることによりカラー画像を形成している。図１は、このマルチビーム走査装置１００の構成を分かり易くするため、この装置の外枠であるハウジング２００の上面を覆っている蓋部材を取り除いた状態で、この装置全体を上面から覗いた図である。また、図２は、本発明の実施形態のマルチビーム走査装置１００の一部の構成を側面から観察した図である。以下に、図１及び図２を用いて、このマルチビーム走査装置１００の構成と作用を説明する。

このマルチビーム走査装置１００は、被走査面上に走査される光ビームを射出する光源部１１０を備えている。この光源部１１０には、発光素子である４つのレーザダイオード１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、及び１１０ｄが備えられている。

これら発光素子であるレーザダイオード１１０ａ〜１１０ｄは全て同一の波長を発振するものであって、その光軸方向と直交する断面が楕円形状を有している光ビームを射出する。また、これらのレーザダイオード１１０ａ〜１１０ｄは、これらのレーザダイオードの点灯・消灯駆動を行う制御回路基板１１４上に実装されている。光源部１１０はこの制御回路基板１１４に支持されており、さらに、この制御回路基板１１４はハウジング２００の底面に形成されている図示しない支持部材により支持されている。すなわち、これらのレーザダイオード１１０ａ〜１１０ｄは、ハウジング２００に実質的に支持されている。なお、ここでいう被走査面とは、感光ドラム３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、及び３００Ｋのことを示している。

レーザダイオード１１０ａ〜１１０ｄから発振されるそれぞれの光ビームは、光源部１１０内のそれぞれの光路上に配置されている図示しないコリメータレンズなどにより平行光に変換される。平行光に変換されたそれぞれの光ビームは、光源部１１０内のそれぞれの光路上に配置されている図示しない偏向ミラーなどにより光路を偏向されて、主走査方向では一致した位置であって、副走査方向では同一間隔でかつ平行となるように列をなして射出口１１２から射出する。本明細書では、被走査面のそれぞれにおいて光ビームのそれぞれが走査される方向を主走査方向とし、その主走査方向に直交する方向を副走査方向とする。

射出口１１２から射出したそれぞれの光ビームは上述したように光軸方向と直交する断面が楕円形状を有している光束であって、図１の紙面と水平な方向が長軸側となっており、図１の紙面と略垂直な方向が短軸側となっている。これらの光ビームは、偏向ミラー１２０により偏向されて、シリンドリカルレンズ１１３に導かれる。

シリンドリカルレンズ１１３は、後述するポリゴンミラー１３２の反射面近傍においてそれぞれの光ビームが副走査方向においてのみ収束するようなパワーを有している。従って、これらの光ビームの各々は、長軸側の倍率を変更されることなく短軸側の倍率のみを変更されてポリゴンミラー１３２の反射面近傍において収束する。またその際、これらの光ビームの全ては、ポリゴンミラー１３２の反射面の副走査方向において、実質的同一位置に収束する。すなわち、これらの光ビームの各々は、ポリゴンミラー１３２の反射面の上記位置にそれぞれ異なった角度から入射し収束する。

ポリゴンミラー１３２は、ポリゴンミラー１３２を回転駆動させるモータ１３４により軸１３２ａ中心に矢印Ａ方向に一定速度で回転する。また、モータ１３４は、モータ１３４の駆動制御を行う駆動制御回路基板１３６に実装されており、この駆動制御回路基板２６は、ハウジング２００の底面に形成されている図示しない支持部材により支持されている。

ポリゴンミラー１３２の反射面近傍の上記位置に収束したこれらの光ビームは、第１レンズ群１４０に向かって偏向される。これらの光ビームはそれぞれ異なった角度で反射面の上記位置に入射しているため、これらの光ビームは上記位置で交差し、偏向後、主走査方向には一致したままで副走査方向には角度を持ち光軸Ｏから離れるように進行していく。ここで、偏向されたこれらの光ビームを、図２において上からそれぞれ光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫとする。この第１レンズ群１４０はハウジング２００の側面に形成されている図示しない支持部材により支持されている。

ポリゴンミラー１３２の反射面近傍の上記位置に一旦収束し偏向した光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、及びＬＫのそれぞれは、第１レンズ群１４０と、光ビームそれぞれの光路上に配置されている調整ミラー１５４Ｙ、１５４Ｍ、１５４Ｃ、及び１５４Ｋと、同じく光ビームそれぞれの光路上に配置されている第２レンズ群１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ、及び１６０Ｋから構成されている結像光学系を介して、それぞれの感光ドラム３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、及び３００Ｋ上に収束して主走査方向に等速度で走査される。

第１レンズ群１４０は、例えばｆθ特性を有しているｆθレンズであったり、第２レンズ群１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ、及び１６０Ｋは、例えば副走査方向に光ビームを収束させるパワーを有するシリンドリカルレンズであったりする。なお、ポリゴンミラー１３２の反射面近傍の上記位置における光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、及びＬＫの収束位置と、感光ドラム３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、及び３００Ｋにおけるこれらの光ビームの収束位置とは副走査方向に関してのみ共役関係にあるため、ポリゴンミラー１３２における面倒れが補正されている。従って、これらの光ビームの各々はポリゴンミラー１３２のいずれの面で反射しても、それぞれの感光ドラム上において主走査方向に直線的に走査される。

なお、本実施形態のように、単一のポリゴンミラーを用いているタンデム方式のマルチビーム走査装置においては、それぞれの光ビームの光路長を確保するために、一般に、調整ミラーを第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置している。

また、それぞれの被走査面上におけるそれぞれの光ビームの全走査範囲のうち、実際の描画に用いられる走査範囲の外側に位置する未描画領域において、走査方向を遡る側の領域の端部周辺に達したそれぞれの光ビームを反射する図示しない反射ミラーが備えられており、第２レンズ群１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ、及び１６０Ｋから射出してこの反射ミラーに入射したそれぞれの光ビームは、センサ部１８０に導かれる。

センサ部１８０は受光素子を備えている。この受光素子は、ハウジング２００の側面に形成されている図示しない支持部材により支持されており、上述の反射ミラーを介して、それぞれの被走査面と光学的に等価な位置に配置されている。また、受光素子の受光面上には、遮光板が設けられており、それぞれの光ビームが走査範囲の外側の所定位置に達してから出力信号が得られるよう構成されている。この受光素子の出力信号の立ち上がりを検出することによりそれぞれの光ビームが走査範囲の外側の所定位置に達したことが検出される。すなわち、この受光素子は水平同期用のセンサとして備えられたものである。

上述したように、ポリゴンミラー１３２に偏向された光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、先ず、第１レンズ群１４０に入射する。このときこれらの光ビームの各々は、第１レンズ群１４０をそれぞれ異なった位置で入射し、かつ進行している。説明を加えると、これらの光ビームの各々は第１レンズ群１４０に、主走査方向に対しては第１レンズ群１４０の光軸Ｏと平行して入射しており、副走査方向に対しては光軸Ｏとそれぞれ異なった角度で入射しており、いずれの光ビームも光軸Ｏ以外を通過して、光軸Ｏから徐々に離れる方向に進行している。従って、これらの光ビームの各々はそれぞれ異なった走査湾曲誤差を持って第１レンズ群１４０から射出する。

第１レンズ群１４０から射出したそれぞれの光ビームは、それぞれの光路上に配置されている偏向ミラーまたは調整ミラーに向かって進行する。これらの光ビームのうち、先ず光ビームＬＹについて説明する。

第１レンズ群１４０から射出した光ビームＬＹは、偏向ミラー１５２Ｙに反射され、さらに調整ミラー１５４Ｙに反射され、第２レンズ群１６０Ｙに入射する。この第２レンズ群１６０Ｙは上述したように、副走査方向に光ビームを収束させるパワーを有しており、さらに主走査方向の像面湾曲やｆθ特性誤差などの収差を補正する機能を有している。ここで、第２レンズ群１６０Ｙは、光ビームＬＹが第１レンズ群１４０をその光軸Ｏと異なった角度で進行しているために発生している走査湾曲誤差を、その基準軸を光軸Ｏから副走査方向へ平行にシフトして配置されることにより補正している。説明を加えると、このとき光ビームＬＹは、第２レンズ群１６０Ｙに、その基準軸から副走査方向に所定量ずれた位置で平行に入射している。

また、調整ミラー１５４Ｙは感光ドラム３００Ｙにおける光ビームＬＹによる走査ラインの副走査方向Ｆのずれを補正する機能を有している。具体的には、この調整ミラー１５４Ｙが図２に示されている矢印Ｂ方向に回動すると、感光ドラム３００Ｙにおける光ビームＬＹによる走査ラインの副走査方向Ｆが変化する。従って、この調整ミラー１５４Ｙを適度に回動させることにより走査ラインの副走査方向Ｆのずれを補正することができる。以上のように補正が行われた光ビームＬＹは、感光ドラム３００Ｙ上で走査される。

また、第１レンズ群１４０から射出した光ビームＬＭは、偏向ミラー１５２Ｍに反射され、さらに調整ミラー１５４Ｍに反射され、第２レンズ群１６０Ｍに入射する。この第２レンズ群１６０Ｍは、第２レンズ群１６０Ｙと同様の機能を有しており、光ビームＬＭが第１レンズ群１４０をその光軸Ｏと異なった角度で進行しているために発生している走査湾曲誤差を、その基準軸を光軸Ｏから副走査方向へ平行にシフトさせて配置されることにより補正している。このとき光ビームＬＭは、第２レンズ群１６０Ｍに、その基準軸から副走査方向に所定量ずれた位置で平行に入射する。また、調整ミラー１５４Ｍは、感光ドラム３００Ｍにおける光ビームＬＭによる走査ラインの副走査方向Ｇを、矢印Ｃ方向に回動されることにより補正することができる。以上のように補正が行われた光ビームＬＭは、感光ドラム３００Ｍ上で走査される。なお、この光ビームＬＭは、第１レンズ群１４０を光ビームＬＹより光軸Ｏに近側で通過している。従って、発生する走査湾曲誤差も光ビームＬＹに比べて少なく、第２レンズ群１６０Ｍの基準軸からの偏芯量も少なくてすむ。

また、第１レンズ群１４０から射出した光ビームＬＣは、偏向ミラー１５２Ｃに反射され、さらに調整ミラー１５４Ｃに反射され、第２レンズ群１６０Ｃに入射する。この第２レンズ群１６０Ｃも、第２レンズ群１６０Ｙと同様の機能を有しており、光ビームＬＣが第１レンズ群１４０をその光軸Ｏと異なった角度で進行しているために発生している走査湾曲誤差を、その基準軸を光軸Ｏから副走査方向へ平行にシフトさせて配置されることにより補正している。このとき光ビームＬＣは、第２レンズ群１６０Ｃに、その基準軸から副走査方向に所定量ずれた位置で平行に入射する。また、調整ミラー１５４Ｃは、感光ドラム３００Ｃにおける光ビームＬＣによる走査ラインの副走査方向Ｈを、矢印Ｄ方向に回動されることにより補正することができる。以上のように補正が行われた光ビームＬＣは、感光ドラム３００Ｃ上で走査される。なお、この光ビームＬＣは、第１レンズ群１４０を光ビームＬＹより光軸Ｏに近側で通過している。従って、発生する走査湾曲誤差も光ビームＬＹに比べて少なく、第２レンズ群１６０Ｃの基準軸からの偏芯量も少なくてすむ。

また、第１レンズ群１４０から射出した光ビームＬＫは、調整ミラー１５４Ｋに反射され、第２レンズ群１６０Ｋに入射する。この第２レンズ群１６０Ｋも、第２レンズ群１６０Ｙと同様の機能を有しており、光ビームＬＫが第１レンズ群１４０をその光軸Ｏと異なった角度で進行しているために発生している走査湾曲誤差を、その基準軸を光軸Ｏから副走査方向へ平行にシフトさせて配置されることにより補正している。このとき光ビームＬＫは、第２レンズ群１６０Ｋに、その基準軸から副走査方向に所定量ずれた位置で平行に入射する。また、調整ミラー１５４Ｋは、感光ドラム３００Ｋにおける光ビームＬＫによる走査ラインの副走査方向Ｉを、矢印Ｅ方向に回動されることにより補正することができる。以上のように補正が行われた光ビームＬＫは、感光ドラム３００Ｋ上で走査される。

ところが、被走査面上で発生している走査ラインの副走査方向のずれを補正するために調整ミラーの角度を調整すると、調整ミラーに偏向された後の光ビームの光路が調整ミラーの角度調整前に比べて変化してしまう。そのため、光ビームの第２レンズ群に対する入射角度が変化し、第２レンズ群に入射する光ビームと第２レンズ群の基準軸との偏芯量が変化し、さらに、被走査面に達するまでの光ビームの光路長が変化してしまう。その結果、被走査面上でボウが形成されてしまう。別の言い方をすると、第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置されている調整ミラーの角度を変化させると光ビームの光路が変化するため、第２レンズ群により補正していた第１レンズ群による走査湾曲誤差がその光路変化に伴い発生し、被走査面上でボウが形成されてしまう。このことは光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、及びＬＫのいずれにも該当することである。

図３は、調整ミラー１５４Ｙ及び第２レンズ群１６０Ｙ近傍の構成を詳細に示した図である。調整ミラー１５４Ｙはハウジング２００の側面に形成されている図示しない支持部材により回動自在に支持されている。この調整ミラー１５４Ｙと第２レンズ群１６０Ｙとは、２等辺牽引リンク１７０により連動するよう構成されている。なお、他の光ビームＬＭ、ＬＣ、及びＬＫの光路上に配置されている調整ミラー１５４及び第２レンズ群１６０近傍の構成は、この調整ミラー１５４Ｙ及び第２レンズ群１６０Ｙ近傍の構成と同様であり、この２等辺牽引リンク１７０と同様の作用を有する２等辺牽引リンクをそれぞれ備えているため、ここではこの図３に示されている構成を代表して説明し、他の光ビームの光路上の構成の説明は省略する。

２等辺牽引リンク１７０は、回動することのない固定レバー１７２と、中心レバー１７４と、連結レバー１７６と、スライドレバー１７８及び１７９から構成されている。この２等辺牽引リンク１７０は、調整ミラー１５４Ｙが支点Ｐを中心に矢印Ｂ方向に角度Δθ回転すると、その回転に連動して第２レンズ群１６０Ｙを、支点Ｐを中心に矢印Ｂ方向に角度Δ２θ回転させる機能を有している。

２等辺牽引リンク１７０に備えられている固定レバー１７２は、ハウジング２００の側面に形成されている図示しない支持部材により支持されている。この固定レバー１７２の一端は支点Ｐを中心に支持されており、もう一端はスライドレバー１７８の一端を支持している。また、中心レバー１７４の一端は調整ミラー１５４Ｙに固定されており、長溝１７４ａが形成されているもう一端はスライドレバー１７８及び１７９の一端を支持している。また、連結レバー１７６は調整ミラー１５４Ｙと第２レンズ群１６０Ｙとを連結しており、その一端は支点Ｐを中心に支持されており、もう一端は第２レンズ群１６０Ｙを保持している保持枠１６２Ｙに固定されている。また、この連結レバー１７６はそれらの端部の間でスライドレバー１７９の一端を支持している。また、スライドレバー１７８及び１７９は長手方向の長さが同一である。さらには、支点Ｐから固定レバー１７２のもう一端までの長さと、支点Ｐからスライドレバー１７９の一端を支持している箇所までの連結レバー１７６の長さは等しく形成されている。従って、中心レバー１７４を角度Δθ回転させると、連結レバー１７６は角度Δ２θ回転する。以下に、この２等辺牽引リンク１７０の作用を説明する。

感光ドラム３００Ｙ上における光ビームＬＹの走査ラインの副走査方向Ｆのずれを補正するために調整ミラー１５４Ｙを支点Ｐを中心に矢印Ｂ方向に角度Δθ回転させると、その回転に伴って中心レバー１７４も支点Ｐを中心に矢印Ｂ方向に角度Δθ回転する。中心レバー１７４が角度Δθ回転すると、長溝１７４ａに係合しているスライドレバー１７８の一端が図３中の点Ｓ１中心に回動し且つスライドレバー１７９の一端が図３中の点Ｓ２中心に回動し、これらのレバーの他端が調整ミラー１５４Ｙの反射面と略直交する方向にスライドする。このとき、固定レバー１７２と中心レバー１７４とがなす角度はΔθ変化し、中心レバー１７４と連結レバー１７６とがなす角度も同様の方向にΔθ変化する。従って、連結レバー１７６は支点Ｐを中心に矢印Ｂ方向に角度Δ２θ回転する。

支点Ｐは、調整ミラー１５４Ｙ（中心レバー１７４も含む）と連結レバー１７６の回転中心であるとともに、光ビームＬＹの調整ミラー１５４Ｙ上における偏向点でもある。従って調整ミラー１５４Ｙを角度Δθ回転させると、調整ミラー１５４Ｙ偏向後の光ビームＬＹの光路は、支点Ｐを中心に矢印Ｂ方向に角度Δ２θ回転しつつ、第２レンズ群１６０Ｙに向かって進行するような光路になる。このとき、第２レンズ群１６０Ｙは保持枠１６２Ｙを介して連結レバー１７６と固定されている。そのため、調整ミラー１５４Ｙの回動に関わらず、第２レンズ群１６０Ｙに対する光ビームＬＹの光路は相対的に変化することはない。すなわち、光ビームＬＹは、調整ミラー１５４Ｙの回動に関わらず、第２の結像光学系の所定位置に入射する。なお、この所定位置とは、上述した第１レンズ群１４０で発生した走査湾曲誤差を補正するために光ビームＬＹが第２レンズ群１６０Ｙの基準軸Ｑから副走査方向に所定量ｄずれた（偏芯量ｄ）位置で平行に入射する位置を示したものである。

以上のように、調整ミラー１５４Ｙの回動に関わらず光ビームＬＹは第２の結像光学系の所定位置に入射するため、光ビームＬＹと第２レンズ群１６０Ｙの基準軸Ｑとの偏芯量ｄは一定に保たれる。また、調整ミラー１５４Ｙの回転中心、及び第２レンズ群１６０Ｙの回転中心が一致していることから調整ミラー１５４Ｙと第２レンズ群１６０Ｙとの間隔は一定に保たれ、さらに、光ビームＬＹの調整ミラー１５４Ｙ上における偏向点、調整ミラー１５４Ｙの回転中心、及び第２レンズ群１６０Ｙの回転中心が一致していることから光ビームＬＹは、第２レンズ群１６０Ｙの基準軸Ｑと常に平行に入射する。従って、第２レンズ群１６０Ｙは、第１レンズ群１４０で発生した走査湾曲誤差を良好に補正している状態で保持されている。その結果、調整ミラー１５４Ｙの角度調整を行った場合であっても、その調整に起因した走査湾曲誤差は発生しない。

図４は、本発明の別の実施形態のマルチビーム走査装置に備えられている調整ミラー１５４Ｙ及び第２レンズ群１６０Ｙ近傍の構成を詳細に示した図である。なお、この実施形態のマルチビーム走査装置において、図１から図３で示す実施形態のマルチビーム走査装置と同一の構成には、同一の符号を付してここでの詳細な説明は省略する。

この実施形態のマルチビーム走査装置に備えられている第２レンズ群１６０Ｙの入射面には、開口部１６４Ｙが取り付けられている。この開口部１６４Ｙは主走査方向に延在する開口を有している。この開口部１６４Ｙの開口は、感光ドラム３００Ｙ上における光ビームＬＹのスポット形状や走査範囲をある程度規定する機能を有しており、迷光などによる画質低下を防止している。第２レンズ群１６０Ｙはその基準軸を含む側断面が入射面側及び射出面側の両方に凹部を有した形状となっており、開口部１６４Ｙはこの第２レンズ群１６０Ｙの入射面側の凹部に嵌め込まれている。

開口部１６４Ｙは第２レンズ群１６０Ｙに嵌め込まれており互いが固定されている状態であるため、調整ミラー１５４Ｙの回動に関わらず、光ビームＬＹの光路と開口部１６４Ｙの開口との位置関係は一定に保たれる。従って、開口部１６４Ｙの開口は、常に、光ビームＬＹのスポット形状や走査範囲を良好に規定することができる。

なお、開口部１６４Ｙは、第２レンズ群１６０Ｙにより整形された光ビームＬＹのスポット形状や走査範囲を規定できるように、第２レンズ群１６０Ｙの射出面側の凹部に嵌め込んでもよい。

以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。

本発明の実施形態のマルチビーム走査装置の構成を示す図である。本発明の実施形態のマルチビーム走査装置の一部の構成を側面から観察した図である。本発明の実施形態のマルチビーム走査装置に備えられている調整ミラー及び第２レンズ群近傍の構成を詳細に示した図である。本発明の別の実施形態のマルチビーム走査装置に備えられている調整ミラー及び第２レンズ群近傍の構成を詳細に示した図である。

符号の説明

１００マルチビーム走査装置
１４０第１レンズ群
１５４Ｙ、１５４Ｍ、１５４Ｃ、１５４Ｋ調整ミラー
１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ、１６０Ｋ第２レンズ群
１７０２等辺牽引リンク

Claims

複数の発光素子から射出される複数の光ビームを、偏向器を用いて偏向させて結像光学系を介して複数の被走査面の各々で同時に走査させるマルチビーム走査装置において、
前記結像光学系は、前記偏向器に偏向された前記複数の光ビームの全てが入射する第１の結像光学系と、
前記第１の結像光学系を通過した前記複数の光ビームの各々の光路を偏向する回動自在に支持された複数の光路偏向手段と、
前記複数の光路偏向手段の各々に偏向された前記複数の光ビームの各々が入射する複数の第２の結像光学系と、を備え、
さらに、前記複数の光路偏向手段の各々と、前記複数の光路偏向手段に対応する前記複数の第２の結像光学系の各々と、を連動させる複数の連動手段を備えていること、を特徴とするマルチビーム走査装置。
前記複数の連動手段の各々は、前記複数の光路偏向手段の各々と、前記対応する前記複数の第２の結像光学系の各々と、の距離を一定に保つように、前記複数の光路偏向手段の各々と、前記対応する前記複数の第２の結像光学系の各々と、を連動させること、を特徴とする請求項１に記載のマルチビーム走査装置。
前記複数の連動手段の各々は、前記複数の光路偏向手段の各々の回動に伴って、前記対応する前記第２の結像光学系が移動するように、前記複数の光路偏向手段の各々と、前記対応する前記複数の第２の結像光学系の各々と、を連結しているレバー部を各々有していること、を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のマルチビーム走査装置。
前記複数のレバー部の各々は、前記第２の結像光学系の各々が、前記第２の結像光学系の各々に対応する前記複数の光路偏向手段の各々を中心に、前記対応する前記複数の光路偏向手段の回動の角度の２倍の角度を回動するよう形成されていること、を特徴とする請求項３に記載のマルチビーム走査装置。
前記複数の連動手段の各々は、前記複数の光路偏向手段の各々における前記複数の光ビームの各々の偏向点と、前記複数の光路偏向手段の各々の回動中心と、前記対応する前記複数の第２の結像光学系の各々の回動中心と、が一致するよう形成されていること、を特徴とする請求項４に記載のマルチビーム走査装置。
前記複数の被走査面の各々で形成されるスポット形状を規定する複数の開口部の各々と、前記複数の開口部の各々に対応する前記複数の第２の結像光学系の各々と、を相対的に移動しない状態で配置していること、を特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマルチビーム走査装置。
前記複数の第２の結像光学系の各々は、前記光ビームの入射面に凹部を有し、
前記複数の開口部の各々は、前記複数の第２の結像光学系の各々の前記凹部に嵌合していること、を特徴とする請求項６に記載のマルチビーム走査装置。
前記第１の結像光学系はｆθレンズであること、を特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のマルチビーム走査装置。
前記複数の第２の結像光学系の各々は、前記光ビームを副走査方向に収束させるパワーを有する光学系であること、を特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のマルチビーム走査装置。