JP4136616B2 - マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4136616B2 JP4136616B2 JP2002330781A JP2002330781A JP4136616B2 JP 4136616 B2 JP4136616 B2 JP 4136616B2 JP 2002330781 A JP2002330781 A JP 2002330781A JP 2002330781 A JP2002330781 A JP 2002330781A JP 4136616 B2 JP4136616 B2 JP 4136616B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- optical
- scanning
- light beams
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/127—Adaptive control of the scanning light beam, e.g. using the feedback from one or more detectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
【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装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に複数の光源から出射した複数の光束（光ビーム）を合成して複数のラインを同時に並列走査する、例えばデジタル複写機やレーザビームプリンタやマルチファンクションプリンター（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりデジタル複写機やレーザビームプリンタやマルチファンクションプリンター等の走査光学装置の高速化の手法として、例えば複数本の光束を被走査面上に副走査方向に所定の間隔で結像させ、光偏向器による走査で複数本の走査線を同時に形成して高速化を実現する「マルチビーム走査光学装置」が知られている。
【０００３】
ここで複数ビームの生成法としては、例えば複数の光源から出射した複数の光束をビーム合成手段を用いて略同一方向に出射するように合成し、複数のラインを走査する合成方式と、複数の発光点を微小間隔に集積したモノリシックなマルチビームレーザを用いる方式がある。
【０００４】
後者は発光点を微小間隔で集積するため発光点の位置決め精度が高く、ビーム間の相対的なずれによる走査線間隔のずれを心配する必要が無い。しかしながら発光点の集積化により相互の熱的、電気的な干渉が発生するため、ビーム品質を安定させることが難しく、集積できる発光点の数に限度がある。
【０００５】
一方、前者は複数の独立した光源から出射した複数の光束を合成し近接して合成できるため、該光源を微小間隔で集積すると同等の効果が得られる。光源の数にも制限は無くマルチ化による高速化という点で有利である。しかしながらマルチビーム走査光学装置では良好なる光走査を実現するには被走査面上を走査する走査線の副走査方向の間隔を一定にしなければならない。特に合成光学系では光源とコリメーターレンズとが相対的に副走査方向にずれると、または光源とコリメーターレンズの複数のペアが相対的に副走査方向へ傾くような姿勢変化が生じると複数の走査線の間隔が異なり、画像が劣化してしまうという問題点が生じてくる。
【０００６】
このため合成光学系では走査線の間隔は初期調整においては十分な調整精度で所定の走査線間隔に合わせる機構(調整手段)を必要とし、また機械的な振動や昇温などの環境変化による走査線間隔の経時変化に対しても走査線間隔を所定の範囲に維持するための機構が必要である。
【０００７】
このような問題点を解決するマルチビーム走査光学装置は従来より種々と提案されている。
【０００８】
図１０は直交する２方向から２ビームをビーム合成手段としてのビームスプリッター８９に入射させ、一方のビームを全ての面で透過させ、他方のビームを１つの面で反射させ、該ビームスプリッター８９を任意の軸回りに回転させることにより、該ビームスプリッター８９から出射するビームを偏向させ、副走査断面内において反射ビームと透過ビームとの角度差をつけている(例えば特許文献１参照)。
【０００９】
即ち、特許文献１では２本の合成ビームをシリンドリカルレンズ（不図示）に入射する副走査方向の角度を異ならせることにより、被走査面上に離れて結像させ、これにより所定の走査線間隔に合わせている。
【００１０】
一方、複数の光源を互いに略平行となるように配置し、それぞれの光源から出射した光束を対応するコリメーターレンズで略平行光束に変換し、平行プリズムと三角プリズムとが張り合わされたビーム合成手段としての複合プリズムにより合成ビームを発生させている(例えば特許文献２参照)。
【００１１】
特許文献２では合成された光束が共有する平面上において所定のビーム間角度になるように設定される。このビーム間角度は一方の光源をコリメーターレンズの光軸からわずかにずらすことにより、それぞれのコリメーターレンズから出射した平行光束に角度差を与え、複合プリズムは複数ビームを近接して出射する合成手段の役割を果たしている。
【００１２】
また光源、コリメーターレンズ、そして複合プリズムは一体化された光学ユニットとし、合成された光束が共有する平面内で常に所定のビーム間角度になるようにする。ライン間隔調整は光学ユニットを光軸回りに回転調整して、上記のビーム間角度が副走査面内の成分を有することにより行なわれる。複数ビームは副走査方向に異なった角度でシリンドリカルレンズに入射するので偏向面近傍において副走査方向に離れて結像し、走査レンズによって所定の結像倍率で被走査面上に再結像され、所定の走査線間隔に合わせることができる。
【００１３】
特許文献２は複数の光源を略平行に並べて配置しているので複数の光源、コリメーターレンズを共通部材で保持しやすく、特許文献１に比べて振動や環境変動による光源間の相対的な姿勢変化に対して強いと云える。また複数の光源が平行配置なので駆動する共通の回路基板上に光源を配置できるなど部品点数を減らすことによりコストダウンが期待できる。
【特許文献１】
実開昭６１−１９６７１７号公報
【特許文献２】
特許２９４２７２１号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで特許文献１、２に示される走査線間隔の調整方法は複数の光束が副走査断面内でシリンドリカルレンズに異なる角度で入射する原理を利用している。
【００１５】
通常、副走査断面内でシリンドリカルレンズに入射する角度は走査線間隔に対して非常に高い敏感度を有する。このため特許文献２では一旦光学ユニットとして主走査面内に角度差を発生させ、該光学ユニット全体を光軸回りに回転させて副走査面内へ微小な角度を生じさせてこの敏感度を低減させている。
【００１６】
しかしながら所定の走査線間隔に高精度に合わせるために敏感度を低減させてしまうと調整範囲が狭くなってしまうという問題点がある。すなわち部品誤差や組み立て精度により０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲で発生する走査線間隔誤差は、この調整方法では吸収できない。したがって従来は組み立て工程で生じる走査線誤差を抑えるために高精度な加工部品や精密な組み立て調整に長い時間を要するなど製造コストが高価になるという問題点があった。
【００１７】
本発明は互いに異なる敏感度を有する複数の調整手段を用いて、大きな調整範囲と高い調整精度とを両立させることができるマルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１８】
【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装置は、複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射した複数の光束をそれぞれ収束光束に変換する第１の光学系と、前記第１の光学系から出射した複数の光束を偏向手段の偏向面に主走査方向に線像として結像させる第２の光学系と、前記第２の光学系から出射した複数の光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面で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、を有するマルチビーム走査光学装置であって、
前記第１の光学系は、互いに光軸が平行になるように配置された複数の集束光学素子を備えており、
前記第１の光学系と前記第２の光学系の間の光路中に、前記複数の集束光学素子を出射した複数の光束を合成するビーム合成手段と、を備えており、
前記複数の光源手段及び前記第１の光学系は、一体化されており、
前記ビーム合成手段を固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記一体化されたユニットを前記第２の光学系の光軸と平行な軸を回転軸として回転調整させて、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第１の調整手段と、
前記一体化されたユニットを固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記ビーム合成手段を前記第２の光学系の光軸と平行な軸を回転軸として回転調整させ、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第２の調整手段と、を有することを特徴としている。
請求項２の発明のマルチビーム走査光学装置は、複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射した複数の光束をそれぞれ収束光束に変換する第１の光学系と、前記第１の光学系から出射した複数の光束を偏向手段の偏向面に主走査方向に線像として結像させる第２の光学系と、前記第２の光学系から出射した複数の光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面で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、を有するマルチビーム走査光学装置であって、
前記第１の光学系は、互いに光軸が平行になるように配置された複数の集束光学素子を備えており、
前記第１の光学系と前記第２の光学系の間の光路中に、前記複数の集束光学素子を出射した複数の光束を合成するビーム合成手段と、を備えており、
前記複数の集束光学素子と、それに対応する前記複数の光源手段はそれぞれ一体化されており、
前記ビーム合成手段を固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記一体化されたそれぞれのユニットの互いの相対的間隔を副走査方向に変化させ、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第１の調整手段と、
前記一体化されたそれぞれのユニットを固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させ ることなく、前記ビーム合成手段を前記第２の光学系の光軸と平行な軸を回転軸として回転調整させ、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第２の調整手段と、を有することを特徴としている。
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、更に、走査線間隔検出手段を備えており、
前記第２の調整手段は、前記走査線間隔検出手段からの信号により駆動機構で自動制御されることを特徴としている。
請求項４の発明は請求項３の発明において、前記駆動機構はページ単位の画像形成中は固定であることを特徴としている。
請求項５の発明の画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか一項に記載のマルチビーム走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記マルチビーム走査光学装置で走査された光束によって前記感光体の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手段と、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。
請求項６の発明の画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか一項に記載のマルチビーム走査光学装置と、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系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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［参考例］
図１（Ａ）は本発明の参考例の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）、図２（Ａ）は図１（Ａ）に示した光学ユニット(マルチビーム光源ユニット)の主走査方向の要部断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の副走査方向の要部断面図である。
【００２０】
ここで、主走査方向とは偏向手段の回転軸及び走査光学系の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査光学手段の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。
【００２１】
図中、３１は光源ユニットであり、略平行に並んで配置された第１、第２の２つの光源手段１，２と、２つの集束光学素子（集束レンズ）３，４を有する第１の光学系３３とを有している。本参考例では第１、第２の２つの光源手段１，２と２つの集束レンズ３，４は一体化されて構成されている。尚、光源手段及びそれに対応する集束光学素子は３つ以上でも良い。
【００２２】
第１、第２の光源手段１，２は各々半導体レーザより成り、共に紙面と略垂直方向に直線偏光を出射するように配置している。このように配置することにより、半導体レーザは主走査方向に放射角が広く副走査方向に狭い光束を出射することが可能になる。
【００２３】
第１の光学系３３を構成する集束レンズ３、４は各々対応する第１、第２の光源手段１，２から出射した光束を発散光束もしくは収束光束に変換している。本参考例では２つの集束レンズ３、４の光軸Ｌが互いに平行もしくは略平行になるように配置している。
【００２４】
５は開口絞りであり、入射光束を制限している。本参考例ではこの開口絞り５により光束がフレアや散乱光になるのを防いでいる。
【００２５】
６は１／２波長板であり、後述する三角プリズム８の入射面８ａに配置されており、図３に示すように第２の光源手段２から出射した光束の偏光方向を紙面内の直線偏光（Ｐ偏光）に変換している。
【００２６】
９はビーム合成手段としての複合プリズムであり、光源ユニット３１を出射した２つの光束を近接した２つの光束に合成している。本参考例におけるビーム合成手段９は平行プリズム７と三角プリズム８とが張り合わされた複合プリズムより構成されている。この平行プリズム７と三角プリズム８とが張り合わされた面７ｃには図３に示すように紙面と垂直な直線偏光（Ｓ偏光）を反射し、紙面内の直線偏光(Ｐ偏光)を透過する偏光ビームスプリッターとして機能する多層膜が形成されている。本実施形態では平行プリズム７の射出面７ｄと三角プリズム８の入射面８ａとが互いに略平行と成るように構成している。
【００２７】
２６，３０は各々第１、第２の調整手段であり、後述する第２の光学系としてのレンズ系（シリンドリカルレンズ）１５に入射する２つの光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる互いに異なる敏感度を有している。尚、敏感度とは単位回転角とそれに対する副走査方向のビーム位置の移動量との比のことである。
【００２８】
第１の調整手段２６は、光源ユニット３１を集束レンズ３、４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸として回転調整することにより、第１、第２の光源手段１，２から出射した２つの光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させて、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整している。
【００２９】
第２の調整手段３０は、駆動機構を構成する駆動モータ２７、駆動手段２８、そして制御手段２９を有し、複合プリズム９を後述する走査線間隔検出手段２２からの信号により、該駆動機構で自動制御し、所定の走査線間隔が保持できるように主走査方向と平行な軸Ｍを回転軸として回転調整することにより、環境変動による走査線間隔誤差を自動補正している。尚、駆動機構は２つの光束で被走査面上を走査している間（ページ単位の画像形成中）は複合プリズム９を固定している。
【００３０】
１１は１／４波長板であり、平行プリズム７の出射面７ｄに配置されており、図３に示すようにビーム合成手段９で合成された直交する２つの偏光ビームを逆回りの２つの円偏光（右円偏光と左円偏光）に変換する機能を有している。合成されたビームを円偏光に変換しておくと偏向走査後に通過する光学部品の透過率、反射率の相対差を減少させ、被走査面上の同一像高に到達する２ビームの光量を揃えることができる。
【００３１】
尚、光源ユニット３１、開口絞り５、１／２波長板６、ビーム合成手段９、１／４波長板１１等の各要素は光学ユニット３２の一要素を構成している。
【００３２】
１３は負の屈折力を有する凹レンズであり、光学ユニット３２を射出した光束を発散光束としている。１４は開口絞りであり、通過光束を規制してビーム形状を成形している。
【００３３】
１５は第２の光学系としてのレンズ系（シリンドリカルレンズ）であり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有している。１６は折り返しミラーであり、シリンドリカルレンズ１５を通過した光束の光路を光偏向器１７側へ折り曲げている。
【００３４】
１７は偏向手段としてのポリゴンミラー（光偏向器）であり、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。
【００３５】
２４は第３の光学系としての走査光学手段（走査光学系）であり、第１、第２の２枚のｆθレンズを有するｆθレンズ系２３とプラスチック材より成る長尺のシリンドリカルレンズ（長尺シリンドリカルレンズ）２０とを有している。本参考例におけるｆθレンズ系２３は第１のｆθレンズとしての球面凹レンズ１８と第２のｆθレンズとしてのシリンドリカルレンズ１９とを有しており、主に主走査方向に屈折力を有し、ｆθ特性と主走査方向の像面湾曲を有効走査領域にわたって良好に補正している。長尺シリンドリカルレンズ２０は主に副走査方向に屈折力を有しており、ポリゴンミラー１７の偏向面と被走査面とを副走査断面内において略共役関係にしており、偏向面の面倒れによって被走査面としての感光ドラム面２１上の照射位置がズレ、画像ピッチムラになることを防いでいる。また長尺シリンドリカルレンズ２０は感光ドラム面２１上における副走査方向の像面湾曲を抑え、かつ倍率を略一定に保ってスポット径の変動を抑えている。
【００３６】
２１は被走査面としての感光ドラム面である。
【００３７】
２２は走査線間隔検出手段であり、被走査面２１近傍の走査領域外に設けており、走査線間隔（被走査面上に結像する複数の光束の副走査方向の間隔）を検出している。本参考例では走査線間隔検出手段２２からの信号（誤差信号）に基づいて第２の調整手段３０が複合プリズム９を回転させることにより走査線間隔を自動的に調整し、常に所定の走査線間隔が保たれるようにしている。
【００３８】
また走査線間隔検出手段２２は被走査面２１上の走査開始のタイミングを２つの光束毎に制御する同期信号検出手段としての機能も兼ねており、これにより保持部品などを削減でき、部品点数の削減によるコストダウンを図っている。
【００３９】
本参考例において第１の光源手段１から出射した光束は集束レンズ３により発散光束もしくは収束光束に変換され、絞り５により制限されて平行プリズム７の入射面７ａから入射する。そして入射面７ａから入射した光束は反射面７ｂ、そして偏光ビームスプリッター面７ｃで反射され、出射面７ｄから入射光束と略平行な方向に出射する。
【００４０】
一方、第２の光源手段２から出射した光束は集束レンズ４により発散光束もしくは収束光束に変換され、絞り５により制限され、１／２波長板６により紙面内の直線偏光（Ｐ偏光）に変換され、三角プリズム８の入射面８ａから入射する。そして入射面８ａから入射した光束は偏光ビームスプリッター面７ｃを透過し、平行プリズム７の出射面７ｄから出射する。
【００４１】
そしてビーム合成手段９で合成された直交する２つの偏光ビームは各々１／４波長板１１により逆回りの２つの円偏光に変換され、凹レンズ１３を通って発散光束に変換され、絞り１４によって制限され、シリンドリカルレンズ１５を透過して、折り返しミラー１６で折り曲げられ、第２、第１のｆθレンズ１９，１８の光軸上（ポリゴンミラーの偏向角の略中央）から偏向手段としてのポリゴンミラー１７に入射する（正面入射）。
【００４２】
また２つの入射光束は図１（Ｂ）に示すように副走査断面内においてθ／２の角度をもってポリゴンミラー１７の偏向面１７ａへ入射し、第１、第２のｆθレンズ１８，１９に偏向走査の前後で２回透過する。
【００４３】
主走査断面内においてポリゴンミラー１７の偏向面１７ａへ入射する２つの光束は第２、第１のｆθレンズ１９、１８を透過することによって略平行光束に変換され、偏向面１７ａより広い光束幅となって入射する。このように入射光束幅がポリゴンミラー１７の偏向面１７ａより広く、入射光束の中を偏向面が移動する走査方式はオーバーフィルド走査光学系（ＯＦＳ走査光学系）と呼ばれる。
【００４４】
オーバーフィルド走査光学系ではポリゴンミラー１７の１偏向面が実質的な主走査方向の光束幅を制限する絞りとなり、絞り１３の代わりとなる。即ち、ポリゴンミラー１７の偏向面が絞りと一致する２ビーム間のジッターや２ビームの副走査方向の間隔差に対して理想的な絞りとして作用する。
【００４５】
ポリゴンミラー１７で反射され偏向走査された２つの光束は第１、第２のｆθレンズ１８，１９、長尺シリンドリカルレンズ２０により被走査面２１上にスポットとして各々結像し略等速度で走査される。長尺シリンドリカルレンズ２０は主に副走査方向に結像する機能を有し、入射する２ビームを被走査面２１上に所定の走査線間隔で結像させている。
【００４６】
本参考例においては上記の如く第１の調整手段２６により光源ユニット３１を集束レンズ３，４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸としてθ１の角度で回転調整することにより、第１、第２の光源手段１，２から出射した２つの光束の主光線の副走査方向の走査線間隔を変化させることができ、これにより光源ユニット３１を組み立てたときに生じるライン間隔誤差を補正している。
【００４７】
ライン間隔の補正原理は副走査方向に屈折力を有するレンズ（凹レンズ１３及びシリンドリカルレンズ１５）に入射する収束光束もしくは発散光束の高さが変わると結像位置の高さが変わることを利用している。ライン間隔の調整敏感度は収束または発散の程度と副走査方向に屈折力を有するレンズの合成焦点距離に関係して決まる。
【００４８】
また本参考例においては上記の如く第２の調整手段３０により複合プリズム９を主走査方向と平行な軸Ｍ回りにθ２の角度で回転調整することにより、平行プリズム８の作用により該複合プリズム９から出射する２つの光束の主光線の副走査方向の走査線間隔を変化させることができ、これにより環境変動による走査線間隔誤差を自動補正している。
【００４９】
複合プリズム９の回転はステッピングモータ等の駆動機構により精密にコントロールすることが可能であり、第１の調整手段２６に比べてコンパクトな構成にすることができるので走査線間隔検出手段２２からの信号でモータ制御することにより自動補正を可能としている。
【００５０】
このように本参考例では上記の如く第１、第２の調整手段２６，３０を備えることにより、該第１の調整手段２６で組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整し、さらに第２の調整手段３０で環境変動による走査線間隔誤差を自動補正して良好なる画像形成を可能としている。
【００５１】
また本参考例ではページ単位の画像形成中は駆動機構を動かさないようにタイミング制御することにより、ライン間隔制御時の画質変化が１ページ中に現れることなく画像品質を一定に保つことができる。即ち、ページ単位の画像形成中は複合プリズム９を回転調整しないようにすれば、ページ単位では同品質の画像を形成することができるのでページ中に品質の異なった画像を形成するのを避けることができる。
【００５２】
また集束レンズ３，４の光軸Ｌを互いに平行もしくは略平行になるように配置することにより、複数の光源手段と複数の集束レンズの構成がコンパクトになり、個々の光源手段を制御する回路基板が平行に配置できるので省スペース化を図ることができる。
【００５３】
また本参考例では合成手段である複合プリズム９を角度θ２だけ回転させる（傾ける）ことにより所定のライン間隔に対して十分な分解能が得られる調整機構とすることができるので環境変動で生じる微小なライン間隔誤差を補正するため自動制御が可能となる。
【００５４】
また本参考例では初期調整として機能する光源ユニット３１全体を光軸回りに回転させても、光源間の副走査方向の間隔を相対的に大きく変化させることができる。
【００５５】
また本参考例では主走査方向を回転軸にすると複合プリズム９を透過するビームと反射するビームとで副走査方向の主光線高さが相対的に変化させることができるので高精度なライン間隔調整が可能となる。
【００５６】
また本参考例ではオーバーフィルド走査光学系とすることにより、ポリゴンミラー１７を小径多面体にすることが可能になり、面数の増加に比例してより高速の走査が可能になる。
【００５７】
［実施形態１］
図４（Ａ）は本発明の実施形態１の光学ユニットを示した主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図４（Ａ）、（Ｂ）において前記図１（Ａ）、（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００５８】
本実施形態において前述の参考例と異なる点は、光源ユニット４１を第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂに分割して構成し、第１の調整手段３６により２つのユニット４１ａ，４１ｂの互いの相対的間隔を副走査方向に変化させたことであり、その他の構成及び光学的作用は参考例と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００５９】
即ち、図４において４１は光源ユニットであり、第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂを有し、第１のユニット４１ａは第１の光源手段１と集束レンズ３とが一体化されており、第２のユニット４１ｂは第２の光源手段２と集束レンズ４とが一体化されており、また第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂの集束レンズ３，４の光軸Ｌは互いに平行、もしくは略平行と成るように配置している。
【００６０】
本実施形態では第１の調整手段３６により、第１、第２のユニット４１ａ，４１ｂの互いの相対的間隔を副走査方向に変化させて調整することにより、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整している。
【００６１】
図４では同図（Ｂ）に示すように第１のユニット４１ａを第２のユニット４１ｂに対して図面上、下側にシフトさせた状態を示している。このように第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂを副走査方向に相対的にシフトさせることにより、光源ユニット４１を組み立てたときに生じる走査線間隔誤差を初期調整の段階で予め補正しておくことができる。組み立て時に生じる主な間隔誤差の要因は第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂが主走査方向と平行な軸回りに回転して発生する相対角度差である。
【００６２】
一方、昇温などの環境変動で生じる走査線間隔誤差は第２の調整手段により、複合プリズム９を集束レンズ３，４の光軸Ｌと平行な軸（第２の光学系１５の光軸）Ｎを回転軸として回転させることにより補正することができる。同図に示す矢印方向に回転させることにより、複合プリズム９で反射される第１の光源手段１からの光束は該複合プリズム９を透過する第２の光源手段２からの光束に対して下側から出射されるので、２ビームの主光線の副走査間隔を調整することができる。
【００６３】
本実施形態において複合プリズム９を光軸回りに回転させる方法は、前記実施形態１で示した主走査方向と平行な軸Ｍ回りに回転させる方法と比べて複合プリズム９の回転による透過光と反射光の光路長差が生じないため、被走査面２１上において複数ビーム間のピントずれが発生しないという利点がある。
【００６４】
本実施形態においても前述の参考例と同様に走査線間隔検出手段を備え、得られた信号をモータ制御部に伝え、複合プリズム９を駆動する機構を備えれば参考例と同様に自動的に環境変動に対する調整手段を構成することができる。これにより環境変動に対しても常に安定した画像を維持することができる。
【００６５】
このように本実施形態では上記の如く第１の調整手段３６により第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂの互いの相対的間隔を副走査方向に変化させることにより、組み立て調整時のライン間隔ずれを初期調整で補正することができ、これにより大きな調整範囲が可能な方法として機能させている。
【００６６】
また本実施形態では複合プリズム９を光軸回りに回転させてもライン間隔を調整する作用を持たせることができる。
【００６７】
尚、実施形態１で説明した第１、第２の調整手段はそれぞれの組み合わせを変えても同様に作用し効果がある。
【００６８】
［実施形態２］
図５（Ａ）は本発明の実施形態２の光学ユニットを示した主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図５（Ａ）、（Ｂ）において前記図１（Ａ）、（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６９】
本実施形態において前述の参考例と異なる点は、光源手段５１を同一基板上に２つの発光点を有する２つのマルチビームレーザ光源６１，６２より構成したこと、第１の調整手段４６によりマルチビームレーザ光源６１，６２もそれぞれ対応する集束レンズ３，４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸として回転調整可能としたことであり、その他の構成及び光学的作用は参考例と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００７０】
即ち、同図において６１，６２は各々第１、第２の光源手段であり、同一基板上に２つの発光点を有するマルチビームレーザ光源より成り、第１の調整手段により集束レンズ３、４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸として回転調整することにより、該第１、第２の光源手段１，２から出射した２つの光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させ、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整して、光源ユニット５１を組み立てたときに生じるライン間隔誤差を補正している。尚、発光点の数は２つに限らず、３つ以上でも良い。
【００７１】
さらに本実施形態においては前記参考例と同様に第１の調整手段４６により第１、第２の光源手段６１，６２と第１の光学系３４とが一体化された光源ユニット５１全体を集束レンズ３、４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸として回転調整することにより、第１、第２の光源手段１，２から出射した２つの光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させ、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整している。これにより第１、第２の光源手段６１，６２から出射した２ビームを副走査方向に所定の間隔で被走査面上に結像させている。
【００７２】
また本実施形態では前述の実施形態１と同様に第２の調整手段３０により複合プリズム９を集束レンズ３，４の光軸Ｌと平行な軸回りに回転させることにより、第１、第２の光源手段６１，６２から出射した２ビーム同志の副走査間隔を調整することができ、これにより４ビームを被走査面２１上に副走査方向に等間隔に調整することができる。また複合プリズム９を前述の参考例と同様に走査線間隔検出手段及び駆動機構と接続すれば、環境変動などで生じる走査線間隔ずれを自動で補正することができ、これにより安定した画像を維持することができる。
【００７３】
尚、本実施形態では第１の調整手段４６によりマルチビームレーザ光源６１，６２及び光源ユニット５１全体を各々回転させ調整したが、少なくとも１つの要素の調整だけでも良い。
【００７４】
このように本実施形態では光源手段としてマルチビームレーザ光源を用いることにより、少ない合成手段でより多くのビームを走査させ、走査線間隔調整を容易に行うことができる。またマルチビームレーザ光源を光軸回りに回転させることにより、マルチビーム間の発光点の間隔を副走査方向に相対的に変化させライン間隔を調整することができる。
【００７５】
尚、上記実施形態１、２において走査線間隔の制御はページとページとの間のタイミングで行なうことが望ましい。これは制御手段によって駆動された複合プリズムが安定する時間を稼ぐことと、ライン間隔を補正することによってページ画像形成途中で画像品質が変わらないようにするためである。
【００７６】
図６はビーム合成手段９の駆動制御ブロック図である。同図においてページ画像領域形成信号と走査線間隔検出信号はＣＰＵにてタイミングが判別され、ページ画像領域形成信号がＯＦＦの状態のとき走査線間隔検出信号に基づいて調整手段がプリズム回動手段を動作させる。
【００７７】
図７は走査線間隔ずれを補正するフローチャートである。同図においてページ画像の形成が終わってから次のページ画像記録開始信号が発生すると上記駆動制御ブロック図に基づいて走査線間隔の微調整が行われ、ページ画像が形成される。走査線間隔ずれ検出や補正はページ画像形成ごとに行う必要は無く、ある一定の時間間隔ごとに行ってもよい。
【００７８】
［画像形成装置］
図８は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図において、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）Dｉに変換される。この画像データDｉは、実施形態１〜３に示した構成を有する光走査ユニット（マルチビーム走査光学装置）１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された複数の光ビーム１０３が射出され、この複数の光ビーム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。
【００７９】
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の感光面が複数の光ビーム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複数の光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【００８０】
先に説明したように、複数の光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この複数の光ビーム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、上記複数の光ビーム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。
【００８１】
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１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１５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。
【００８２】
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８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、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４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。
【００８３】
図８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、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００８４】
［カラー画像形成装置］
図９は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、光走査装置（マルチビーム走査光学装置）を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図９において、２６０はカラー画像形成装置、２１１，２１２，２１３，２１４は各々実施形態１〜３に示したいずれかの構成を有する光走査装置、２１１，２１２，２１３，２１４は各々像担持体としての感光ドラム、２３１，２３２，２３３，２３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【００８５】
図９において、カラー画像形成装置２６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器２５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ２５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム２４１，２４２，２４３，２４４が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４の感光面が主走査方向に走査される。
【００８６】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（２１１，２１２，２１３，２１４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【００８７】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【００８８】
前記外部機器２５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置２６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
【０１０３】
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く第２の光学系に入射する複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる互いに異なる敏感度をもつ複数の調整手段を設けることにより、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整し、さらに環境変動による走査線間隔誤差を自動補正して良好なる画像形成を可能とするマルチビーム走査光学装置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】 本発明の参考例の主走査断面図及び副走査断面図
【図２】 本発明の参考例の光学ユニットの主走査断面図及び副走査断面図
【図３】 本発明の参考例の複合プリズムの構成を示す図
【図４】 本発明の実施形態１の光学ユニットの主走査断面図及び副走査断面図
【図５】 本発明の実施形態２の光学ユニットの主走査断面図及び副走査断面図
【図６】 複合プリズムの駆動制御ブロック図
【図７】 走査線間隔ずれを補正するフローチャート
【図８】 本発明の画像形成装置の要部概略図
【図９】 本発明のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１０】 従来のマルチビーム走査光学装置の要部概略図
【符号の説明】
１、２ 半導体レーザ
６１，６２ マルチビームレーザ光源
３、４ 集束光学素子
５ 開口絞り
６ １／２波長板
７、８ プリズム
９ ビーム合成手段（複合プリズム）
１１ １／４波長板
１３ 凹レンズ
１４ 絞り
１５ 第２の光学系（シリンドリカルレンズ）
１６ ミラー
１７ 偏向手段（ポリゴンミラー）
１８、１９、２０ 走査レンズ
２１ 被走査面
２２ 走査線間隔検出手段
２６ 第１の調整手段
３０ 第２の調整手段
３１ 光源ユニット
３２ 光学ユニット
３３ 第１の光学系
１００ マルチビーム走査光学装置
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
２１１、２１２、２１３、２１４ マルチビーム走査光学装置
２２１、２２２、２２３、２２４ 像担持体（感光ドラム）
２３１、２３２、２３３、２３４ 現像器
２４１ 搬送ベルト
２５１ マルチビームレーザー
２５２ 外部機器
２５３ プリンタコントローラ
２６０ カラー画像形成装置
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に複数の光源から出射した複数の光束（光ビーム）を合成して複数のラインを同時に並列走査する、例えばデジタル複写機やレーザビームプリンタやマルチファンクションプリンター（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりデジタル複写機やレーザビームプリンタやマルチファンクションプリンター等の走査光学装置の高速化の手法として、例えば複数本の光束を被走査面上に副走査方向に所定の間隔で結像させ、光偏向器による走査で複数本の走査線を同時に形成して高速化を実現する「マルチビーム走査光学装置」が知られている。
【０００３】
ここで複数ビームの生成法としては、例えば複数の光源から出射した複数の光束をビーム合成手段を用いて略同一方向に出射するように合成し、複数のラインを走査する合成方式と、複数の発光点を微小間隔に集積したモノリシックなマルチビームレーザを用いる方式がある。
【０００４】
後者は発光点を微小間隔で集積するため発光点の位置決め精度が高く、ビーム間の相対的なずれによる走査線間隔のずれを心配する必要が無い。しかしながら発光点の集積化により相互の熱的、電気的な干渉が発生するため、ビーム品質を安定させることが難しく、集積できる発光点の数に限度がある。
【０００５】
一方、前者は複数の独立した光源から出射した複数の光束を合成し近接して合成できるため、該光源を微小間隔で集積すると同等の効果が得られる。光源の数にも制限は無くマルチ化による高速化という点で有利である。しかしながらマルチビーム走査光学装置では良好なる光走査を実現するには被走査面上を走査する走査線の副走査方向の間隔を一定にしなければならない。特に合成光学系では光源とコリメーターレンズとが相対的に副走査方向にずれると、または光源とコリメーターレンズの複数のペアが相対的に副走査方向へ傾くような姿勢変化が生じると複数の走査線の間隔が異なり、画像が劣化してしまうという問題点が生じてくる。
【０００６】
このため合成光学系では走査線の間隔は初期調整においては十分な調整精度で所定の走査線間隔に合わせる機構(調整手段)を必要とし、また機械的な振動や昇温などの環境変化による走査線間隔の経時変化に対しても走査線間隔を所定の範囲に維持するための機構が必要である。
【０００７】
このような問題点を解決するマルチビーム走査光学装置は従来より種々と提案されている。
【０００８】
図１０は直交する２方向から２ビームをビーム合成手段としてのビームスプリッター８９に入射させ、一方のビームを全ての面で透過させ、他方のビームを１つの面で反射させ、該ビームスプリッター８９を任意の軸回りに回転させることにより、該ビームスプリッター８９から出射するビームを偏向させ、副走査断面内において反射ビームと透過ビームとの角度差をつけている(例えば特許文献１参照)。
【０００９】
即ち、特許文献１では２本の合成ビームをシリンドリカルレンズ（不図示）に入射する副走査方向の角度を異ならせることにより、被走査面上に離れて結像させ、これにより所定の走査線間隔に合わせている。
【００１０】
一方、複数の光源を互いに略平行となるように配置し、それぞれの光源から出射した光束を対応するコリメーターレンズで略平行光束に変換し、平行プリズムと三角プリズムとが張り合わされたビーム合成手段としての複合プリズムにより合成ビームを発生させている(例えば特許文献２参照)。
【００１１】
特許文献２では合成された光束が共有する平面上において所定のビーム間角度になるように設定される。このビーム間角度は一方の光源をコリメーターレンズの光軸からわずかにずらすことにより、それぞれのコリメーターレンズから出射した平行光束に角度差を与え、複合プリズムは複数ビームを近接して出射する合成手段の役割を果たしている。
【００１２】
また光源、コリメーターレンズ、そして複合プリズムは一体化された光学ユニットとし、合成された光束が共有する平面内で常に所定のビーム間角度になるようにする。ライン間隔調整は光学ユニットを光軸回りに回転調整して、上記のビーム間角度が副走査面内の成分を有することにより行なわれる。複数ビームは副走査方向に異なった角度でシリンドリカルレンズに入射するので偏向面近傍において副走査方向に離れて結像し、走査レンズによって所定の結像倍率で被走査面上に再結像され、所定の走査線間隔に合わせることができる。
【００１３】
特許文献２は複数の光源を略平行に並べて配置しているので複数の光源、コリメーターレンズを共通部材で保持しやすく、特許文献１に比べて振動や環境変動による光源間の相対的な姿勢変化に対して強いと云える。また複数の光源が平行配置なので駆動する共通の回路基板上に光源を配置できるなど部品点数を減らすことによりコストダウンが期待できる。
【特許文献１】
実開昭６１−１９６７１７号公報
【特許文献２】
特許２９４２７２１号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで特許文献１、２に示される走査線間隔の調整方法は複数の光束が副走査断面内でシリンドリカルレンズに異なる角度で入射する原理を利用している。
【００１５】
通常、副走査断面内でシリンドリカルレンズに入射する角度は走査線間隔に対して非常に高い敏感度を有する。このため特許文献２では一旦光学ユニットとして主走査面内に角度差を発生させ、該光学ユニット全体を光軸回りに回転させて副走査面内へ微小な角度を生じさせてこの敏感度を低減させている。
【００１６】
しかしながら所定の走査線間隔に高精度に合わせるために敏感度を低減させてしまうと調整範囲が狭くなってしまうという問題点がある。すなわち部品誤差や組み立て精度により０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲で発生する走査線間隔誤差は、この調整方法では吸収できない。したがって従来は組み立て工程で生じる走査線誤差を抑えるために高精度な加工部品や精密な組み立て調整に長い時間を要するなど製造コストが高価になるという問題点があった。
【００１７】
本発明は互いに異なる敏感度を有する複数の調整手段を用いて、大きな調整範囲と高い調整精度とを両立させることができるマルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１８】
【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装置は、複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射した複数の光束をそれぞれ収束光束に変換する第１の光学系と、前記第１の光学系から出射した複数の光束を偏向手段の偏向面に主走査方向に線像として結像させる第２の光学系と、前記第２の光学系から出射した複数の光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面で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、を有するマルチビーム走査光学装置であって、
前記第１の光学系は、互いに光軸が平行になるように配置された複数の集束光学素子を備えており、
前記第１の光学系と前記第２の光学系の間の光路中に、前記複数の集束光学素子を出射した複数の光束を合成するビーム合成手段と、を備えており、
前記複数の光源手段及び前記第１の光学系は、一体化されており、
前記ビーム合成手段を固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記一体化されたユニットを前記第２の光学系の光軸と平行な軸を回転軸として回転調整させて、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第１の調整手段と、
前記一体化されたユニットを固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記ビーム合成手段を前記第２の光学系の光軸と平行な軸を回転軸として回転調整させ、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第２の調整手段と、を有することを特徴としている。
請求項２の発明のマルチビーム走査光学装置は、複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射した複数の光束をそれぞれ収束光束に変換する第１の光学系と、前記第１の光学系から出射した複数の光束を偏向手段の偏向面に主走査方向に線像として結像させる第２の光学系と、前記第２の光学系から出射した複数の光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面で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、を有するマルチビーム走査光学装置であって、
前記第１の光学系は、互いに光軸が平行になるように配置された複数の集束光学素子を備えており、
前記第１の光学系と前記第２の光学系の間の光路中に、前記複数の集束光学素子を出射した複数の光束を合成するビーム合成手段と、を備えており、
前記複数の集束光学素子と、それに対応する前記複数の光源手段はそれぞれ一体化されており、
前記ビーム合成手段を固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記一体化されたそれぞれのユニットの互いの相対的間隔を副走査方向に変化させ、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第１の調整手段と、
前記一体化されたそれぞれのユニットを固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させ ることなく、前記ビーム合成手段を前記第２の光学系の光軸と平行な軸を回転軸として回転調整させ、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第２の調整手段と、を有することを特徴としている。
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、更に、走査線間隔検出手段を備えており、
前記第２の調整手段は、前記走査線間隔検出手段からの信号により駆動機構で自動制御されることを特徴としている。
請求項４の発明は請求項３の発明において、前記駆動機構はページ単位の画像形成中は固定であることを特徴としている。
請求項５の発明の画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか一項に記載のマルチビーム走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記マルチビーム走査光学装置で走査された光束によって前記感光体の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手段と、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。
請求項６の発明の画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか一項に記載のマルチビーム走査光学装置と、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系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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［参考例］
図１（Ａ）は本発明の参考例の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）、図２（Ａ）は図１（Ａ）に示した光学ユニット(マルチビーム光源ユニット)の主走査方向の要部断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の副走査方向の要部断面図である。
【００２０】
ここで、主走査方向とは偏向手段の回転軸及び走査光学系の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査光学手段の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。
【００２１】
図中、３１は光源ユニットであり、略平行に並んで配置された第１、第２の２つの光源手段１，２と、２つの集束光学素子（集束レンズ）３，４を有する第１の光学系３３とを有している。本参考例では第１、第２の２つの光源手段１，２と２つの集束レンズ３，４は一体化されて構成されている。尚、光源手段及びそれに対応する集束光学素子は３つ以上でも良い。
【００２２】
第１、第２の光源手段１，２は各々半導体レーザより成り、共に紙面と略垂直方向に直線偏光を出射するように配置している。このように配置することにより、半導体レーザは主走査方向に放射角が広く副走査方向に狭い光束を出射することが可能になる。
【００２３】
第１の光学系３３を構成する集束レンズ３、４は各々対応する第１、第２の光源手段１，２から出射した光束を発散光束もしくは収束光束に変換している。本参考例では２つの集束レンズ３、４の光軸Ｌが互いに平行もしくは略平行になるように配置している。
【００２４】
５は開口絞りであり、入射光束を制限している。本参考例ではこの開口絞り５により光束がフレアや散乱光になるのを防いでいる。
【００２５】
６は１／２波長板であり、後述する三角プリズム８の入射面８ａに配置されており、図３に示すように第２の光源手段２から出射した光束の偏光方向を紙面内の直線偏光（Ｐ偏光）に変換している。
【００２６】
９はビーム合成手段としての複合プリズムであり、光源ユニット３１を出射した２つの光束を近接した２つの光束に合成している。本参考例におけるビーム合成手段９は平行プリズム７と三角プリズム８とが張り合わされた複合プリズムより構成されている。この平行プリズム７と三角プリズム８とが張り合わされた面７ｃには図３に示すように紙面と垂直な直線偏光（Ｓ偏光）を反射し、紙面内の直線偏光(Ｐ偏光)を透過する偏光ビームスプリッターとして機能する多層膜が形成されている。本実施形態では平行プリズム７の射出面７ｄと三角プリズム８の入射面８ａとが互いに略平行と成るように構成している。
【００２７】
２６，３０は各々第１、第２の調整手段であり、後述する第２の光学系としてのレンズ系（シリンドリカルレンズ）１５に入射する２つの光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる互いに異なる敏感度を有している。尚、敏感度とは単位回転角とそれに対する副走査方向のビーム位置の移動量との比のことである。
【００２８】
第１の調整手段２６は、光源ユニット３１を集束レンズ３、４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸として回転調整することにより、第１、第２の光源手段１，２から出射した２つの光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させて、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整している。
【００２９】
第２の調整手段３０は、駆動機構を構成する駆動モータ２７、駆動手段２８、そして制御手段２９を有し、複合プリズム９を後述する走査線間隔検出手段２２からの信号により、該駆動機構で自動制御し、所定の走査線間隔が保持できるように主走査方向と平行な軸Ｍを回転軸として回転調整することにより、環境変動による走査線間隔誤差を自動補正している。尚、駆動機構は２つの光束で被走査面上を走査している間（ページ単位の画像形成中）は複合プリズム９を固定している。
【００３０】
１１は１／４波長板であり、平行プリズム７の出射面７ｄに配置されており、図３に示すようにビーム合成手段９で合成された直交する２つの偏光ビームを逆回りの２つの円偏光（右円偏光と左円偏光）に変換する機能を有している。合成されたビームを円偏光に変換しておくと偏向走査後に通過する光学部品の透過率、反射率の相対差を減少させ、被走査面上の同一像高に到達する２ビームの光量を揃えることができる。
【００３１】
尚、光源ユニット３１、開口絞り５、１／２波長板６、ビーム合成手段９、１／４波長板１１等の各要素は光学ユニット３２の一要素を構成している。
【００３２】
１３は負の屈折力を有する凹レンズであり、光学ユニット３２を射出した光束を発散光束としている。１４は開口絞りであり、通過光束を規制してビーム形状を成形している。
【００３３】
１５は第２の光学系としてのレンズ系（シリンドリカルレンズ）であり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有している。１６は折り返しミラーであり、シリンドリカルレンズ１５を通過した光束の光路を光偏向器１７側へ折り曲げている。
【００３４】
１７は偏向手段としてのポリゴンミラー（光偏向器）であり、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。
【００３５】
２４は第３の光学系としての走査光学手段（走査光学系）であり、第１、第２の２枚のｆθレンズを有するｆθレンズ系２３とプラスチック材より成る長尺のシリンドリカルレンズ（長尺シリンドリカルレンズ）２０とを有している。本参考例におけるｆθレンズ系２３は第１のｆθレンズとしての球面凹レンズ１８と第２のｆθレンズとしてのシリンドリカルレンズ１９とを有しており、主に主走査方向に屈折力を有し、ｆθ特性と主走査方向の像面湾曲を有効走査領域にわたって良好に補正している。長尺シリンドリカルレンズ２０は主に副走査方向に屈折力を有しており、ポリゴンミラー１７の偏向面と被走査面とを副走査断面内において略共役関係にしており、偏向面の面倒れによって被走査面としての感光ドラム面２１上の照射位置がズレ、画像ピッチムラになることを防いでいる。また長尺シリンドリカルレンズ２０は感光ドラム面２１上における副走査方向の像面湾曲を抑え、かつ倍率を略一定に保ってスポット径の変動を抑えている。
【００３６】
２１は被走査面としての感光ドラム面である。
【００３７】
２２は走査線間隔検出手段であり、被走査面２１近傍の走査領域外に設けており、走査線間隔（被走査面上に結像する複数の光束の副走査方向の間隔）を検出している。本参考例では走査線間隔検出手段２２からの信号（誤差信号）に基づいて第２の調整手段３０が複合プリズム９を回転させることにより走査線間隔を自動的に調整し、常に所定の走査線間隔が保たれるようにしている。
【００３８】
また走査線間隔検出手段２２は被走査面２１上の走査開始のタイミングを２つの光束毎に制御する同期信号検出手段としての機能も兼ねており、これにより保持部品などを削減でき、部品点数の削減によるコストダウンを図っている。
【００３９】
本参考例において第１の光源手段１から出射した光束は集束レンズ３により発散光束もしくは収束光束に変換され、絞り５により制限されて平行プリズム７の入射面７ａから入射する。そして入射面７ａから入射した光束は反射面７ｂ、そして偏光ビームスプリッター面７ｃで反射され、出射面７ｄから入射光束と略平行な方向に出射する。
【００４０】
一方、第２の光源手段２から出射した光束は集束レンズ４により発散光束もしくは収束光束に変換され、絞り５により制限され、１／２波長板６により紙面内の直線偏光（Ｐ偏光）に変換され、三角プリズム８の入射面８ａから入射する。そして入射面８ａから入射した光束は偏光ビームスプリッター面７ｃを透過し、平行プリズム７の出射面７ｄから出射する。
【００４１】
そしてビーム合成手段９で合成された直交する２つの偏光ビームは各々１／４波長板１１により逆回りの２つの円偏光に変換され、凹レンズ１３を通って発散光束に変換され、絞り１４によって制限され、シリンドリカルレンズ１５を透過して、折り返しミラー１６で折り曲げられ、第２、第１のｆθレンズ１９，１８の光軸上（ポリゴンミラーの偏向角の略中央）から偏向手段としてのポリゴンミラー１７に入射する（正面入射）。
【００４２】
また２つの入射光束は図１（Ｂ）に示すように副走査断面内においてθ／２の角度をもってポリゴンミラー１７の偏向面１７ａへ入射し、第１、第２のｆθレンズ１８，１９に偏向走査の前後で２回透過する。
【００４３】
主走査断面内においてポリゴンミラー１７の偏向面１７ａへ入射する２つの光束は第２、第１のｆθレンズ１９、１８を透過することによって略平行光束に変換され、偏向面１７ａより広い光束幅となって入射する。このように入射光束幅がポリゴンミラー１７の偏向面１７ａより広く、入射光束の中を偏向面が移動する走査方式はオーバーフィルド走査光学系（ＯＦＳ走査光学系）と呼ばれる。
【００４４】
オーバーフィルド走査光学系ではポリゴンミラー１７の１偏向面が実質的な主走査方向の光束幅を制限する絞りとなり、絞り１３の代わりとなる。即ち、ポリゴンミラー１７の偏向面が絞りと一致する２ビーム間のジッターや２ビームの副走査方向の間隔差に対して理想的な絞りとして作用する。
【００４５】
ポリゴンミラー１７で反射され偏向走査された２つの光束は第１、第２のｆθレンズ１８，１９、長尺シリンドリカルレンズ２０により被走査面２１上にスポットとして各々結像し略等速度で走査される。長尺シリンドリカルレンズ２０は主に副走査方向に結像する機能を有し、入射する２ビームを被走査面２１上に所定の走査線間隔で結像させている。
【００４６】
本参考例においては上記の如く第１の調整手段２６により光源ユニット３１を集束レンズ３，４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸としてθ１の角度で回転調整することにより、第１、第２の光源手段１，２から出射した２つの光束の主光線の副走査方向の走査線間隔を変化させることができ、これにより光源ユニット３１を組み立てたときに生じるライン間隔誤差を補正している。
【００４７】
ライン間隔の補正原理は副走査方向に屈折力を有するレンズ（凹レンズ１３及びシリンドリカルレンズ１５）に入射する収束光束もしくは発散光束の高さが変わると結像位置の高さが変わることを利用している。ライン間隔の調整敏感度は収束または発散の程度と副走査方向に屈折力を有するレンズの合成焦点距離に関係して決まる。
【００４８】
また本参考例においては上記の如く第２の調整手段３０により複合プリズム９を主走査方向と平行な軸Ｍ回りにθ２の角度で回転調整することにより、平行プリズム８の作用により該複合プリズム９から出射する２つの光束の主光線の副走査方向の走査線間隔を変化させることができ、これにより環境変動による走査線間隔誤差を自動補正している。
【００４９】
複合プリズム９の回転はステッピングモータ等の駆動機構により精密にコントロールすることが可能であり、第１の調整手段２６に比べてコンパクトな構成にすることができるので走査線間隔検出手段２２からの信号でモータ制御することにより自動補正を可能としている。
【００５０】
このように本参考例では上記の如く第１、第２の調整手段２６，３０を備えることにより、該第１の調整手段２６で組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整し、さらに第２の調整手段３０で環境変動による走査線間隔誤差を自動補正して良好なる画像形成を可能としている。
【００５１】
また本参考例ではページ単位の画像形成中は駆動機構を動かさないようにタイミング制御することにより、ライン間隔制御時の画質変化が１ページ中に現れることなく画像品質を一定に保つことができる。即ち、ページ単位の画像形成中は複合プリズム９を回転調整しないようにすれば、ページ単位では同品質の画像を形成することができるのでページ中に品質の異なった画像を形成するのを避けることができる。
【００５２】
また集束レンズ３，４の光軸Ｌを互いに平行もしくは略平行になるように配置することにより、複数の光源手段と複数の集束レンズの構成がコンパクトになり、個々の光源手段を制御する回路基板が平行に配置できるので省スペース化を図ることができる。
【００５３】
また本参考例では合成手段である複合プリズム９を角度θ２だけ回転させる（傾ける）ことにより所定のライン間隔に対して十分な分解能が得られる調整機構とすることができるので環境変動で生じる微小なライン間隔誤差を補正するため自動制御が可能となる。
【００５４】
また本参考例では初期調整として機能する光源ユニット３１全体を光軸回りに回転させても、光源間の副走査方向の間隔を相対的に大きく変化させることができる。
【００５５】
また本参考例では主走査方向を回転軸にすると複合プリズム９を透過するビームと反射するビームとで副走査方向の主光線高さが相対的に変化させることができるので高精度なライン間隔調整が可能となる。
【００５６】
また本参考例ではオーバーフィルド走査光学系とすることにより、ポリゴンミラー１７を小径多面体にすることが可能になり、面数の増加に比例してより高速の走査が可能になる。
【００５７】
［実施形態１］
図４（Ａ）は本発明の実施形態１の光学ユニットを示した主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図４（Ａ）、（Ｂ）において前記図１（Ａ）、（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００５８】
本実施形態において前述の参考例と異なる点は、光源ユニット４１を第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂに分割して構成し、第１の調整手段３６により２つのユニット４１ａ，４１ｂの互いの相対的間隔を副走査方向に変化させたことであり、その他の構成及び光学的作用は参考例と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００５９】
即ち、図４において４１は光源ユニットであり、第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂを有し、第１のユニット４１ａは第１の光源手段１と集束レンズ３とが一体化されており、第２のユニット４１ｂは第２の光源手段２と集束レンズ４とが一体化されており、また第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂの集束レンズ３，４の光軸Ｌは互いに平行、もしくは略平行と成るように配置している。
【００６０】
本実施形態では第１の調整手段３６により、第１、第２のユニット４１ａ，４１ｂの互いの相対的間隔を副走査方向に変化させて調整することにより、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整している。
【００６１】
図４では同図（Ｂ）に示すように第１のユニット４１ａを第２のユニット４１ｂに対して図面上、下側にシフトさせた状態を示している。このように第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂを副走査方向に相対的にシフトさせることにより、光源ユニット４１を組み立てたときに生じる走査線間隔誤差を初期調整の段階で予め補正しておくことができる。組み立て時に生じる主な間隔誤差の要因は第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂが主走査方向と平行な軸回りに回転して発生する相対角度差である。
【００６２】
一方、昇温などの環境変動で生じる走査線間隔誤差は第２の調整手段により、複合プリズム９を集束レンズ３，４の光軸Ｌと平行な軸（第２の光学系１５の光軸）Ｎを回転軸として回転させることにより補正することができる。同図に示す矢印方向に回転させることにより、複合プリズム９で反射される第１の光源手段１からの光束は該複合プリズム９を透過する第２の光源手段２からの光束に対して下側から出射されるので、２ビームの主光線の副走査間隔を調整することができる。
【００６３】
本実施形態において複合プリズム９を光軸回りに回転させる方法は、前記実施形態１で示した主走査方向と平行な軸Ｍ回りに回転させる方法と比べて複合プリズム９の回転による透過光と反射光の光路長差が生じないため、被走査面２１上において複数ビーム間のピントずれが発生しないという利点がある。
【００６４】
本実施形態においても前述の参考例と同様に走査線間隔検出手段を備え、得られた信号をモータ制御部に伝え、複合プリズム９を駆動する機構を備えれば参考例と同様に自動的に環境変動に対する調整手段を構成することができる。これにより環境変動に対しても常に安定した画像を維持することができる。
【００６５】
このように本実施形態では上記の如く第１の調整手段３６により第１、第２の２つのユニット４１ａ，４１ｂの互いの相対的間隔を副走査方向に変化させることにより、組み立て調整時のライン間隔ずれを初期調整で補正することができ、これにより大きな調整範囲が可能な方法として機能させている。
【００６６】
また本実施形態では複合プリズム９を光軸回りに回転させてもライン間隔を調整する作用を持たせることができる。
【００６７】
尚、実施形態１で説明した第１、第２の調整手段はそれぞれの組み合わせを変えても同様に作用し効果がある。
【００６８】
［実施形態２］
図５（Ａ）は本発明の実施形態２の光学ユニットを示した主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図５（Ａ）、（Ｂ）において前記図１（Ａ）、（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６９】
本実施形態において前述の参考例と異なる点は、光源手段５１を同一基板上に２つの発光点を有する２つのマルチビームレーザ光源６１，６２より構成したこと、第１の調整手段４６によりマルチビームレーザ光源６１，６２もそれぞれ対応する集束レンズ３，４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸として回転調整可能としたことであり、その他の構成及び光学的作用は参考例と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００７０】
即ち、同図において６１，６２は各々第１、第２の光源手段であり、同一基板上に２つの発光点を有するマルチビームレーザ光源より成り、第１の調整手段により集束レンズ３、４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸として回転調整することにより、該第１、第２の光源手段１，２から出射した２つの光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させ、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整して、光源ユニット５１を組み立てたときに生じるライン間隔誤差を補正している。尚、発光点の数は２つに限らず、３つ以上でも良い。
【００７１】
さらに本実施形態においては前記参考例と同様に第１の調整手段４６により第１、第２の光源手段６１，６２と第１の光学系３４とが一体化された光源ユニット５１全体を集束レンズ３、４の光軸Ｌと平行な軸を回転軸として回転調整することにより、第１、第２の光源手段１，２から出射した２つの光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させ、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整している。これにより第１、第２の光源手段６１，６２から出射した２ビームを副走査方向に所定の間隔で被走査面上に結像させている。
【００７２】
また本実施形態では前述の実施形態１と同様に第２の調整手段３０により複合プリズム９を集束レンズ３，４の光軸Ｌと平行な軸回りに回転させることにより、第１、第２の光源手段６１，６２から出射した２ビーム同志の副走査間隔を調整することができ、これにより４ビームを被走査面２１上に副走査方向に等間隔に調整することができる。また複合プリズム９を前述の参考例と同様に走査線間隔検出手段及び駆動機構と接続すれば、環境変動などで生じる走査線間隔ずれを自動で補正することができ、これにより安定した画像を維持することができる。
【００７３】
尚、本実施形態では第１の調整手段４６によりマルチビームレーザ光源６１，６２及び光源ユニット５１全体を各々回転させ調整したが、少なくとも１つの要素の調整だけでも良い。
【００７４】
このように本実施形態では光源手段としてマルチビームレーザ光源を用いることにより、少ない合成手段でより多くのビームを走査させ、走査線間隔調整を容易に行うことができる。またマルチビームレーザ光源を光軸回りに回転させることにより、マルチビーム間の発光点の間隔を副走査方向に相対的に変化させライン間隔を調整することができる。
【００７５】
尚、上記実施形態１、２において走査線間隔の制御はページとページとの間のタイミングで行なうことが望ましい。これは制御手段によって駆動された複合プリズムが安定する時間を稼ぐことと、ライン間隔を補正することによってページ画像形成途中で画像品質が変わらないようにするためである。
【００７６】
図６はビーム合成手段９の駆動制御ブロック図である。同図においてページ画像領域形成信号と走査線間隔検出信号はＣＰＵにてタイミングが判別され、ページ画像領域形成信号がＯＦＦの状態のとき走査線間隔検出信号に基づいて調整手段がプリズム回動手段を動作させる。
【００７７】
図７は走査線間隔ずれを補正するフローチャートである。同図においてページ画像の形成が終わってから次のページ画像記録開始信号が発生すると上記駆動制御ブロック図に基づいて走査線間隔の微調整が行われ、ページ画像が形成される。走査線間隔ずれ検出や補正はページ画像形成ごとに行う必要は無く、ある一定の時間間隔ごとに行ってもよい。
【００７８】
［画像形成装置］
図８は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図において、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）Dｉに変換される。この画像データDｉは、実施形態１〜３に示した構成を有する光走査ユニット（マルチビーム走査光学装置）１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された複数の光ビーム１０３が射出され、この複数の光ビーム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。
【００７９】
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の感光面が複数の光ビーム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複数の光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【００８０】
先に説明したように、複数の光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この複数の光ビーム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、上記複数の光ビーム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。
【００８１】
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１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図１５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。
【００８２】
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８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、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４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。
【００８３】
図８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、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００８４】
［カラー画像形成装置］
図９は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、光走査装置（マルチビーム走査光学装置）を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図９において、２６０はカラー画像形成装置、２１１，２１２，２１３，２１４は各々実施形態１〜３に示したいずれかの構成を有する光走査装置、２１１，２１２，２１３，２１４は各々像担持体としての感光ドラム、２３１，２３２，２３３，２３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【００８５】
図９において、カラー画像形成装置２６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器２５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ２５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム２４１，２４２，２４３，２４４が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４の感光面が主走査方向に走査される。
【００８６】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（２１１，２１２，２１３，２１４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【００８７】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【００８８】
前記外部機器２５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置２６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
【０１０３】
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く第２の光学系に入射する複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる互いに異なる敏感度をもつ複数の調整手段を設けることにより、組み立て誤差等で生じる走査線間隔誤差を初期調整し、さらに環境変動による走査線間隔誤差を自動補正して良好なる画像形成を可能とするマルチビーム走査光学装置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】 本発明の参考例の主走査断面図及び副走査断面図
【図２】 本発明の参考例の光学ユニットの主走査断面図及び副走査断面図
【図３】 本発明の参考例の複合プリズムの構成を示す図
【図４】 本発明の実施形態１の光学ユニットの主走査断面図及び副走査断面図
【図５】 本発明の実施形態２の光学ユニットの主走査断面図及び副走査断面図
【図６】 複合プリズムの駆動制御ブロック図
【図７】 走査線間隔ずれを補正するフローチャート
【図８】 本発明の画像形成装置の要部概略図
【図９】 本発明のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１０】 従来のマルチビーム走査光学装置の要部概略図
【符号の説明】
１、２ 半導体レーザ
６１，６２ マルチビームレーザ光源
３、４ 集束光学素子
５ 開口絞り
６ １／２波長板
７、８ プリズム
９ ビーム合成手段（複合プリズム）
１１ １／４波長板
１３ 凹レンズ
１４ 絞り
１５ 第２の光学系（シリンドリカルレンズ）
１６ ミラー
１７ 偏向手段（ポリゴンミラー）
１８、１９、２０ 走査レンズ
２１ 被走査面
２２ 走査線間隔検出手段
２６ 第１の調整手段
３０ 第２の調整手段
３１ 光源ユニット
３２ 光学ユニット
３３ 第１の光学系
１００ マルチビーム走査光学装置
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
２１１、２１２、２１３、２１４ マルチビーム走査光学装置
２２１、２２２、２２３、２２４ 像担持体（感光ドラム）
２３１、２３２、２３３、２３４ 現像器
２４１ 搬送ベルト
２５１ マルチビームレーザー
２５２ 外部機器
２５３ プリンタコントローラ
２６０ カラー画像形成装置
Claims (6)
- 複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射した複数の光束をそれぞれ収束光束に変換する第１の光学系と、前記第１の光学系から出射した複数の光束を偏向手段の偏向面に主走査方向に線像として結像させる第２の光学系と、前記第２の光学系から出射した複数の光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面で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、を有するマルチビーム走査光学装置であって、
前記第１の光学系は、互いに光軸が平行になるように配置された複数の集束光学素子を備えており、
前記第１の光学系と前記第２の光学系の間の光路中に、前記複数の集束光学素子を出射した複数の光束を合成するビーム合成手段と、を備えており、
前記複数の光源手段及び前記第１の光学系は、一体化されており、
前記ビーム合成手段を固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記一体化されたユニットを前記第２の光学系の光軸と平行な軸を回転軸として回転調整させて、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第１の調整手段と、
前記一体化されたユニットを固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記ビーム合成手段を前記第２の光学系の光軸と平行な軸を回転軸として回転調整させ、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第２の調整手段と、を有することを特徴とするマルチビーム走査光学装置。 - 複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射した複数の光束をそれぞれ収束光束に変換する第１の光学系と、前記第１の光学系から出射した複数の光束を偏向手段の偏向面に主走査方向に線像として結像させる第２の光学系と、前記第２の光学系から出射した複数の光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段の偏向面で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、を有するマルチビーム走査光学装置であって、
前記第１の光学系は、互いに光軸が平行になるように配置された複数の集束光学素子を備えており、
前記第１の光学系と前記第２の光学系の間の光路中に、前記複数の集束光学素子を出射した複数の光束を合成するビーム合成手段と、を備えており、
前記複数の集束光学素子と、それに対応する前記複数の光源手段はそれぞれ一体化されており、
前記ビーム合成手段を固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記一体化されたそれぞれのユニットの互いの相対的間隔を副走査方向に変化させ、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第１の調整手段と、
前記一体化されたそれぞれのユニットを固定した状態で、副走査断面内において、前記第２の光学系に入射するそれぞれ収束光束である複数の光束の主光線の成す角度を変化させることなく、前記ビーム合成手段を前記第２の光学系の光軸と平行な軸を回転軸として回転調整させ、前記第２の光学系に入射する前記複数の光束の主光線の副走査方向の相対的間隔を変化させる第２の調整手段と、を有することを特徴とするマルチビーム走査光学装置。 - 更に、走査線間隔検出手段を備えており、
前記第２の調整手段は、前記走査線間隔検出手段からの信号により駆動機構で自動制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチビーム走査光学装置。 - 前記駆動機構はページ単位の画像形成中は固定であ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光学装置。
- 請求項１乃至４の何れか一項に記載のマルチビーム走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記マルチビーム走査光学装置で走査された光束によって前記感光体の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手段と、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。
- 請求項１乃至４の何れか一項に記載のマルチビーム走査光学装置と、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系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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002330781A JP4136616B2 (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| US10/705,911 US6963433B2 (en) | 2002-11-14 | 2003-11-13 | Multibeam scanning optical device and image forming apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002330781A JP4136616B2 (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004163740A JP2004163740A (ja) | 2004-06-10 |
| JP4136616B2 true JP4136616B2 (ja) | 2008-08-20 |
Family
ID=32290108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002330781A Expired - Fee Related JP4136616B2 (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6963433B2 (ja) |
| JP (1) | JP4136616B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4474143B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2010-06-02 | キヤノン株式会社 | 光走査装置の被走査面における像面位置の調整方法 |
| US7557820B2 (en) * | 2005-03-16 | 2009-07-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical multi-beam scanning device and image forming apparatus |
| JP4379391B2 (ja) * | 2005-07-14 | 2009-12-09 | セイコーエプソン株式会社 | 光走査装置、光走査装置の制御方法及び画像表示装置 |
| JP2007140263A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Canon Inc | マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP5063012B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2012-10-31 | キヤノン株式会社 | 光学走査装置及び画像形成装置 |
| JP2008224965A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置、および画像形成装置 |
| EP2189833B1 (en) * | 2007-08-21 | 2017-05-03 | Prysm, Inc. | Multibeam scanning device |
| JP2013101294A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-05-23 | Hitachi Media Electoronics Co Ltd | 走査型投射装置および走査型画像表示装置 |
| JP2014032149A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Ricoh Co Ltd | 物体検出装置 |
| CN108844718A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-20 | 成都理想境界科技有限公司 | 一种激光扫描投影装置、设备和检测方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2942721B2 (ja) | 1995-05-24 | 1999-08-30 | 株式会社リコー | マルチビーム走査装置 |
| US5753907A (en) * | 1995-05-24 | 1998-05-19 | Ricoh Company, Ltd. | Multiple beam scanning apparatus |
| JP3604852B2 (ja) * | 1996-12-28 | 2004-12-22 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及びレーザービームプリンタ |
| JP3595640B2 (ja) * | 1997-02-07 | 2004-12-02 | キヤノン株式会社 | 走査光学系及びレーザービームプリンタ |
| US6469772B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-10-22 | Ricoh Company, Ltd. | Light source unit for optical scanning apparatus used in image forming apparatuses |
| JP2001021822A (ja) * | 1999-07-05 | 2001-01-26 | Canon Inc | 光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP4573943B2 (ja) * | 2000-04-20 | 2010-11-04 | キヤノン株式会社 | 光走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP3902933B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2007-04-11 | キヤノン株式会社 | マルチビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
-
2002
- 2002-11-14 JP JP2002330781A patent/JP4136616B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-11-13 US US10/705,911 patent/US6963433B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004163740A (ja) | 2004-06-10 |
| US20040095625A1 (en) | 2004-05-20 |
| US6963433B2 (en) | 2005-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE45918E1 (en) | Optical scanning apparatus, optical writing apparatus, and image forming apparatus | |
| JP5137428B2 (ja) | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP3902933B2 (ja) | マルチビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP4115104B2 (ja) | 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 | |
| JP2007147826A (ja) | 光書込装置、光書込方法、画像形成装置及び画像形成方法 | |
| JP4136616B2 (ja) | マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP2004184657A (ja) | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP3564026B2 (ja) | 光走査装置及びマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP3778970B2 (ja) | 印刷装置用ラスタ出力走査器 | |
| JP2002287057A (ja) | 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 | |
| JP4266700B2 (ja) | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP4594040B2 (ja) | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP2002055293A (ja) | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP2005156943A (ja) | 光走査装置 | |
| JP2003107380A (ja) | マルチビーム光源ユニット及びマルチビーム走査光学装置及び画像形成装置 | |
| JP2007140263A (ja) | マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP5877818B2 (ja) | 光走査装置、及び画像形成装置 | |
| JP2002139688A (ja) | レーザビームスキャナ | |
| JP2003107379A (ja) | マルチビーム走査装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP2005250103A (ja) | マルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP4898767B2 (ja) | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| US7042481B2 (en) | Laser exposing apparatus | |
| JP2021081582A (ja) | 光源装置 | |
| JP2004163739A (ja) | 光学装置及びそれを有する走査光学装置 | |
| JP2002333586A (ja) | 走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050701 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060801 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060928 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080115 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080310 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080422 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080425 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080520 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080603 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |