JP4138999B2

JP4138999B2 - マルチビーム光走査装置

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Publication number: JP4138999B2
Application number: JP10021499A
Authority: JP
Inventors: 真金青木; 浩司酒井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: JP2000292722A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置の書き込み光学系や、計測器、検査装置等に応用されるマルチビーム光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置の書き込み光学系に用いられる光走査装置では、画像情報に基づいて変調された光ビームを光源から出射し、この変調された光ビームを偏向器やレンズ等の光学系により記録媒体の被走査面上に微小な光スポットとして結像して主走査方向に走査し、画像情報の記録を行っている。
このような光走査装置においては、高密度記録を行うために被走査面上でのスポット径の微小化が必要とされているが、そのためｆθレンズ等からなる走査光学系の少なくとも１つのレンズ面を非球面化することによりスポット径を微小化することが行われている。そして、非球面形状を有したレンズをプラスチック材料で成形することにより、微小スポット化を達成しつつ低コストな走査光学系を実現している。しかし、プラスチックレンズを用いた走査光学系においては、光スポットを微小化した時に温度などの環境変化によるプラスチックレンズの屈折率変化や形状変化により、被走査面上の光スポット径が変動する問題がある。
そこで上記問題を解決するため、偏向器前のコリメートレンズとシリンドリカルレンズを個別に動かして主走査方向と副走査方向のビーム径を補正する光走査装置が提案されている（特開平４−５８２１１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は一つの光ビームを走査する光走査装置に適用されるものであり、複数の光ビームを同時に走査するマルチビーム光走査装置では、副走査方向のビームスポット径を補正するためにシリンドリカルレンズを動かすと、副走査方向のビームスポット径は所望の大きさに補正されても、被走査面上での複数ビームのビームピッチが逆に望ましいピッチからずれてしまう問題がある。
【０００４】
ここで図１０は、副走査方向に４つの発光部が並んだ４チャンネル−半導体レーザーアレー（４ｃｈ−ＬＤアレー）からの４ビームを同時に被走査面上に結像して主走査方向に走査するマルチビーム光走査装置において、従来のシリンドリカルレンズの移動によりスポット径を補正する場合の例を示す図であり、光源ユニットから被走査面に至る４ビームの通り方を、主走査方向と垂直で光軸を含む断面（副走査断面）に展開して示した図である。また、図７は副走査方向の断面形状が凸のシリンドリカルレンズを通過する４ビームの中の１つのビームの主光線の通り方を示す図であり、（ａ）は光ビームの走査方向（主走査方向）に平行で光軸を含む断面（主走査断面）における主光線の様子を示す図、（ｂ）は主走査方向と垂直で光軸を含む断面（副走査断面）における主光線の様子を示す図である。
【０００５】
４ｃｈ−ＬＤアレーは隣接発光部間のピッチが３０μｍピッチであるが、被走査面上では副走査方向に５次の飛び越し走査を行って１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）の隣接２１．１７μｍピッチの走査線間隔となっている。高温時にはプラスチックレンズの屈折率変化や形状変化により、被走査面の結像位置が走査レンズから遠ざかる方向に移動し、被走査面上ではビームスポット径が太る。これを補正するために、シリンドリカルレンズを光源側に移動させて被走査面に結像するようにするとビームスポット径は元に戻るが、シリンドリカルレンズを移動させたことで偏向器前の副走査方向の光学的横倍率が大きく変わってしまう。偏向器以降の走査レンズは温度変化により結像位置は変化するが、光学的横倍率はそれほど大きくは変化しない。このため、偏向器前の副走査方向の光学的横倍率が大きく変化し過ぎるために、被走査面上での４ビームの副走査方向ピッチが変わってしまう。すなわち２５℃程度の室温で等ピッチＰ１＝Ｐ２＝Ｐ３（＝Ｐ０）としていたものが、例えば５０℃の高温になると各々Ｐ１’（≠Ｐ１），Ｐ２’（≠Ｐ２），Ｐ３’（≠Ｐ３）に変わり、室温時のピッチＰ０とは異なってしまい、画質の劣化を引き起こす。
また、温度が低温側へ変化したときには、被走査面上での４ビームのピッチの変化は逆になる。
例えば、５次の飛び越し走査で作った１２００ｄｐｉの隣接走査線で各々２１．１７μｍであった３つのビームピッチは、高温時５０℃では１９．４１μｍと１９．４２μｍと１９．４１μｍとなり、低温時５℃では２２．７３μｍと２２．７４μｍと２２．７３μｍとなってしまう。
【０００６】
また、温度などの環境変化だけでなく、マルチビーム光走査装置を組み立てる時に、レンズなどの各部品の製造誤差のため、組み付けた時にビームスポット径がずれてしまうことがある。これをシリンドリカルレンズを光軸方向に調整して、被走査面上で所望のビームスポット径に調整する場合があるが、この時にも同様に被走査面上での複数ビームのビームピッチが望ましいピッチからずれてしまうという問題も有る。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、マルチビーム光走査装置において、環境変動の発生時や、組立調整時に、ビームスポット径とビームピッチの補正を同時に行えるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係るマルチビーム光走査装置は、少なくとも光源と光学素子を有し複数の光束を放射する光源ユニットと、該光源ユニットからの複数の光束を偏向器近傍に主走査方向に伸びる各々の線像として結像する第一結像素子と、上記複数の光束を偏向反射面で反射し主走査方向に偏向走査する偏向器と、副走査方向で上記偏向器の偏向反射面近傍と被走査面近傍を略光学的共役関係に置く走査光学系を有しており、上記第一結像素子が光軸方向に変位し、その変位の前後での複数光束の各光束の副走査方向の交差位置が、上記偏向器の近傍に位置するように、上記第一結像素子の変位に伴って、上記光源ユニットが光軸方向で上記第一結像素子の変位方向と同じ方向に変位することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係るマルチビーム光走査装置は、請求項１の構成に加えて、光走査装置の環境変動を検知する検知手段と、該検知手段からの情報に応じて変位する第一結像素子の変位手段と、上記検知手段からの情報に応じて変位する光源ユニットの変位手段を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係るマルチビーム光走査装置は、請求項２の構成に加えて、上記検知手段は光走査装置の温度を検知することを特徴とする。
請求項４に係るマルチビーム光走査装置は、請求項２の構成に加えて、上記検知手段として、被走査面での複数光束の少なくとも一つの光束のビームスポット径を検知する検知手段か、複数光束の副走査方向のビームピッチを検知する検知手段のいずれかを少なくとも有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係るマルチビーム光走査装置は、請求項１乃至４のいずれか１つの構成に加えて、主走査方向のビームスポット径を独立に補正する手段を有することを特徴とする。
請求項６に係るマルチビーム光走査装置は、請求項１乃至５のいずれか１つの構成に加えて、主走査方向と副走査方向のビームスポット径を同時に補正する手段を有することを特徴とする。
請求項７に係るマルチビーム光走査装置は、請求項１乃至６のいずれか１つの構成に加えて、走査光学系は少なくとも一部がプラスチック材料で構成されていることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、少なくとも光源と光学素子を有し複数の光束を放射する光源ユニットと、該光源ユニットからの複数の光束を偏向器近傍に主走査方向に伸びる各々の線像として結像する第一結像素子と、上記複数の光束を偏向反射面で反射し主走査方向に偏向走査する偏向器と、副走査方向で上記偏向器の偏向反射面近傍と被走査面近傍を略光学的共役関係に置く走査光学系を有するマルチビーム光走査装置のビームスポット径及びビームピッチの調整方法において、上記第一結像素子が光軸方向に変位し、その変位の前後での複数光束の各光束の副走査方向の交差位置が上記偏向器の近傍に位置するように、上記第一結像素子の変位に伴って、上記光源ユニットが光軸方向で上記第一結像素子の変位方向と同じ方向に変位することによりビームスポット径及びビームピッチを調整することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明の構成及び動作を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第一の実施例を示す図であってマルチビーム光走査装置の概略構成を示す斜視図である。この実施例は、マルチビーム光走査装置をデジタル複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置の書き込み光学系として用いた例であり、画像情報に基づいて変調された光ビームを複数の光源から出射し、この変調された複数の光ビームを偏向器やレンズ等の光学系により記録媒体である感光体２０の被走査面２０Ａ上に微小な光スポットとして結像して主走査方向（感光体の回転軸方向）に走査し、画像情報の記録を行うものである。尚、画像形成装置としては、書き込み光学系である光走査装置の他に、帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、除電装置等が感光体２０の周囲に配設されているが、これらの図示は省略している。
【００１３】
図１に示すマルチビーム光走査装置は、光源と光学素子を有し複数の光束を放射する光源ユニット１０と、光源ユニット１０からの複数の光束を偏向器近傍に主走査方向に伸びる各々の線像として結像する第一結像素子１３と、上記複数の光束を偏向反射面１４Ａで反射し主走査方向に偏向走査する偏向器１４と、副走査方向で上記偏向器１４の偏向反射面近傍と被走査面近傍を略光学的共役関係に置く走査光学系１６〜１９を有しており、第一結像素子１３としてはシリンドリカルレンズ等が用いられ、偏向器１４としては、複数の偏向反射面１４Ａを有し、モータ（図示せず）の回転軸１５に固定されて高速回転する回転多面鏡が用いられる。また、走査光学系は、球面レンズや非球面レンズからなる複数の走査レンズ１６，１７，１９とミラー１８を組み合わせて構成している。
【００１４】
複数の光束を放射する光源ユニット１０としては種々の構成のものがあり、例えば図２に示すように、
（ａ）副走査方向に４つの発光点ｃｈ１〜ｃｈ４が配列した４ビームの半導体レーザーアレー（ＬＤアレー）１と、カップリングレンズ２及びアパーチャー３を組み合わせて４ビームを放射するタイプ、
（ｂ）１ビーム半導体レーザー（ＬＤ）１−１，１−２とカップリングレンズ２−１，２−２及びアパーチャー３−１，３−２を組み合わせたものを２つ設け、２ビームをプリズム４で合成して放射するタイプ、
（ｃ）１ビーム半導体レーザー（ＬＤ）１０１，１０２，１１１，１１２とカップリングレンズ１０４，１０５，１１４，１１５が２つづつ固定された２つの保持部材１０３，１１３をベース部２０１の開口部２０１−１，２０１−２の位置に固定し、このベース部２０１とビーム合成プリズム２０２をホルダー２０３に固定したものであり、さらにホルダー２０３の円筒状のビーム出射部２０３−１を図示しないユニットの保持部で回転可能に支持し、レバー２０３−１の操作でホルダー２０３を回転して４ビームの副走査方向のビームピッチを調整可能としたタイプ、
（ｄ）４ビームの半導体レーザーアレー（ＬＤアレー）１と、カップリングレンズ２を組合せ、ＬＤアレー１を主走査方向に対して所定の角度θ傾けて副走査方向のビームピッチを調整するタイプ、
などがある。
尚、ビーム数は上記の例のような２ビームや４ビームに限らず、３ビームや６ビーム、８ビーム等でも良く、複数のＬＤからのビームを合成するタイプではプリズムを使ったタイプ以外にプリズムを使わないタイプでも良い。また、１つのビームを複数ビームに分割して出射するタイプ等でも良い。
【００１５】
図１に示すような構成のマルチビーム光走査装置を組み立てる際、走査レンズなどの各部品の製造誤差のため、組み付けた時に被走査面２０Ａ上のビームスポット径がずれてしまうことがあるが、これはシリンドリカルレンズ等からなる第一結像素子１３を光軸方向で図中のａまたはｂ方向に調整することにより、被走査面２０Ａ上で所望のビームスポット径に調整することができる。しかし、第一結像素子１３を光軸方向に移動すると、複数ビームのビームピッチが変化するという問題が有る。そこで本発明は、ビームスポット径の調整とビームピッチの補正を同時に行えるようにするものであり、以下に複数ビームのビームピッチを望ましいピッチにする調整法を示す。
【００１６】
図１に示すマルチビーム光走査装置では、被走査面２０Ａの横で複数ビームが通過する位置にＣＣＤ素子やフォトダイオード等からなる検知手段４０を配設し、被走査面２０Ａ上のビームスポット径とビームピッチを検知している。
まずビームスポット径が良好となるようにシリンドリカルレンズ等からなる第一結像素子１３を光軸方向で図中のａまたはｂ方向に変位させて調整する（図７はシリンドリカルレンズを変位して複数ビームの中の１つを調整する際の様子を示している）。次に複数ビームを放射する光源ユニット１０を光軸方向で第一結像素子１３の変位方向と同じ方向（ａ’またはｂ’方向）へ所定量変位させ、所定のビームピッチとなるように調整する。
【００１７】
次に、本方式でビームピッチがビームスポット径とは独立に調整される原理を図３を用いて説明する。図３は光源ユニット１０から放射された４ビームの主光線が第１結像素子１３、偏向反射面１４Ａ、走査レンズ系１６〜１９を介して被走査面２０Ａ上に結像した状態を示す図であり、主走査方向と垂直で光軸を含む断面（副走査断面）における様子を示している。
まず、環境変動等の何らかの原因で副走査方向の結像位置が被走査面２０Ａから（＋）方向にずれた場合、その結像位置のずれを補正するようにシリンドリカルレンズ等からなる第一結像素子１３を光源側（図中のｂ方向）へ変位させる。次に光源ユニット１０を第一結像素子１３から遠ざける方向（図中のｂ’方向）へ変位させる。このようにすると複数ビームの各々は第一結像素子１３の変位の前後において、副走査方向の交差位置を偏向器４の反射面近傍に位置させることができる。走査光学系は各部品の製造誤差が有っても、副走査方向で偏向器の反射面近傍（点Ｐ）と被走査面近傍（点Ｑ）を略光学的共役関係に保っているので、第一結像素子１３の変位の前後で、複数光束の各々が偏向器の反射面近傍で交差していれば、被走査面近傍でも交差する。すなわち第一結像素子１３の変位の前後において被走査面上で副走査方向のビームピッチは変動しないようになる。また、上記とは逆に結像位置が被走査面から（−）方向にずれた場合には、その結像位置のずれを補正するようにシリンドリカルレンズ等からなる第一結像素子１３を光源から遠ざける方向（図中のａ方向）へ変位させる。次に光源ユニット１０を第一結像素子１３に近づける方向（図中のａ’方向）へ変位させればよい。
以上のようにして被走査面２０Ａ上のビームスポット径と副走査方向のビームピッチを同時に補正することができる。
【００１８】
（実施例２）
次に図４は本発明の第二の実施例を示す図であってマルチビーム光走査装置の概略構成を示す斜視図である。本実施例のマルチビーム光走査装置の基本的な構成は図１に示した第一の実施例と同様であり、同符号を付したものは同じ構成部品である。
図４に示すマルチビーム光走査装置においては、被走査面２０Ａの横で複数ビームが通過する位置にＣＣＤ素子やフォトダイオード等からなる検知手段４０を配設し、被走査面２０Ａ上のビームスポット径とビームピッチを検知しているが、さらに環境変動を検知する手段として、環境変動の一つである温度を検知する温度センサ４１を走査光学系の中の一つの走査レンズ１７の上に配設している。尚、図４は、上記２つの検知手段４０，４１の両方を有している例であるが、ビームスポット径の変化と副走査ビームピッチの変化には温度等の環境変動との相関があるので、片方の検知手段だけ有している構成でもよい。特に温度だけの検知の場合は検知手段を安価にすることができる。また、ビームスポット径だけの検知やビームピッチだけの検知でもよい。
【００１９】
この検知手段４０及び／または温度センサ４１からの検知情報（ビームスポット径、ビームピッチ、温度）は制御部３０に入力され、制御部３０はその検知情報に応じて第一結像素子１３の変位手段や光源ユニット１０の変位手段を制御して第一結像素子１３や光源ユニット１０を変位する。ここでシリンドリカルレンズ等からなる第一結像素子１３の変位手段は、例えばラック・ピニオン機構３１とその機構を駆動するモータ３２で構成することができ、光源ユニット１０の変位手段も同様にラック・ピニオン機構３３とその機構を駆動するモータ３４で構成することができる。またモータ３２，３４としては、回転方向を切り替えることができ、且つ回転量を容易に制御できるステッピングモータ等が用いられる。尚、変位手段は上記のラック・ピニオン機構以外に、リードスクリュー方式や、圧電素子による変位方式など、変位を制御できる手段であれば何でもよい。
【００２０】
温度等の環境が変動した時は、検知手段４０及び／または温度センサ４１からの検知情報に応じて制御部３０が上記変位手段のモータ３２，３４を駆動し、第一の実施例の説明と同じように第一結像素子１３と光源ユニット１０を変位し、マルチビームにおけるビームスポット径とビームピッチの補正を両立させる。
一例として、光源ユニット１０に４ｃｈ−ＬＤアレーを用いて４ビームで走査する場合、５次の飛び越し走査で作った１２００ｄｐｉの隣接走査線の３つのビームピッチは、室温２５℃で各々２１．１７μｍであるが、本実施例のように補正を両立させることにより、高温時５０℃では３つのビームピッチは２１．１４μｍと２１．１４μｍと２１．１４μｍとなり、低温時５℃では３つのビームピッチは２１．１８μｍと２１．１８μｍと２１．１８μｍとなり、室温２５℃でのビームピッチと殆ど変わらぬピッチに補正することができる。
【００２１】
（実施例３）
次に図５は本発明の第三の実施例を示す図であってマルチビーム光走査装置の概略構成を示す斜視図である。本実施例のマルチビーム光走査装置は、図４に示した第二の実施例の構成に加えて、主走査方向のビームスポット径を独立に補正する手段として、光源ユニット１０と第一結像素子１３の間の光路に主走査方向に凹形状のシリンドリカルレンズ１２を配置し、且つそのシリンドリカルレンズ１２を光軸方向に移動調整する調整機構を設けたものである。そして調整機構としては、第一結像素子１３や光源ユニット１０の変位手段と同様に、ラック・ピニオン機構３５とその機構を駆動するモータ３６で構成され、モータ３６の駆動は、検知手段４０，４１からの検知情報（ビームスポット径、ビームピッチ、温度等）に応じて制御部３０によって制御される。尚、その他の構成は図４と同様であり、同符号を付したものは同じ構成部品である。
【００２２】
図５に示すマルチビーム光走査装置においては、光源ユニット１０からの複数の出射光束は各々集束光として出射され、主走査方向に凹形状のシリンドリカルレンズ１２と第一結像素子１３を通って偏向器１４近傍に主走査方向に伸びる線像として結像した後、偏向器１４の反射面１４Ａで反射され、走査光学系１６〜１９を介して被走査面２０Ａ上に結像され、被走査面２０Ａ上を主走査方向に走査される。そして検知手段４０，４１からの検知情報（ビームスポット径、ビームピッチ、温度等）に応じて制御部３０により各調整機構が制御され、主走査方向のビームスポット径のずれは、主走査方向に凹形状のシリンドリカルレンズ１２をラック・ピニオン機構３５とモータ３６からなる調整機構で光軸方向に移動調整することにより補正され、副走査方向のビームスポット径のずれは、副走査方向に凸形状のシリンドリカルレンズからなる第一結像素子１３をラック・ピニオン機構３１とモータ３２からなる調整機構で光軸方向に移動調整することにより補正されるので、被走査面２０Ａ上で良好なビームスポットを得ることができる（図８に上記２つのレンズ１２，１３により複数ビームの１つが調整される様子を示す）。
また、ビームピッチが変化した場合には、光源ユニット１０をラック・ピニオン機構３３とモータ３４からなる変位手段で光軸方向に変位させることにより、副走査方向のビームピッチも所定のピッチに調整することができる。
【００２３】
以上のように、本実施例では光源ユニット１０と偏向器１４の間の光路上に主走査方向に凹形状のシリンドリカルレンズ１２と、副走査方向に凸形状のシリンドリカルレンズからなる第一結像素子１３を配設し、且つその２つのレンズをそれぞれ独立に移動調整する手段を設けて確実な位置制御を行うことができるので、主走査方向と副走査方向のビームスポット径をそれぞれ独立に補正することができ、良好なビームスポットを得ることができる。また、同時に光源ユニット１０の位置制御も行うことができるので、副走査方向のビームピッチも所定のピッチに調整することができる。
【００２４】
（実施例４）
次に図６は本発明の第四の実施例を示す図であってマルチビーム光走査装置の概略構成を示す斜視図である。本実施例のマルチビーム光走査装置は、図４に示した第二の実施例と略同様な構成であるが、光源ユニット１０と偏向器１４の間の光路上に配置される第一結像素子として、主走査方向と副走査方向のビームスポット径を同時に補正することができる補正レンズ１３’を用いたものであリ、この補正レンズ１３’としては、例えば主走査方向に凹で副走査方向に凸のアナモフィック面を有するアナモフィック補正レンズが用いられる。
【００２５】
図６に示すマルチビーム光走査装置においては、光源ユニット１０からの複数の出射光束は各々集束光として出射され、アナモフィック補正レンズ１３’を通って偏向器１４近傍に主走査方向に伸びる線像として結像した後、偏向器１４の反射面１４Ａで反射され、走査光学系１６〜１９を介して被走査面２０Ａ上に結像され、被走査面２０Ａ上を主走査方向に走査される。そして主走査方向のビームスポット径のずれ、または副走査方向のビームスポット径のずれを検知手段４０で検知し、その検知情報に基づいて制御部３０によりラック・ピニオン機構３１とモータ３２からなる調整機構を制御し、アナモフィック補正レンズ１３’を光軸方向に移動調整することにより、被走査面２０Ａ上で良好なビームスポットを得ることができる（図９にアナモフィック補正レンズにより複数ビームの１つが調整される様子を示す）。
ここで、環境変動に伴う主走査方向のビームスポット径のずれ量と、副走査方向のビームスポット径のずれ量は一般に異なるため、アナモフィック補正レンズ１３’は、該レンズの移動距離に対して主・副のビームスポット径のずれ補正量が適切になるように主走査、副走査の形状が予め設定されている。
また、ビームピッチが変化した場合には、光源ユニット１０をラック・ピニオン機構３３とモータ３４からなる変位手段で光軸方向に変位させることにより、副走査方向のビームピッチも所定のピッチに調整することができる。
【００２６】
以上のように、本実施例では光源ユニット１０と偏向器１４の間の光路上に主走査方向と副走査方向のビームスポット径を同時に補正することができるアナモフィック補正レンズ１３’を配設し、且つその補正レンズを移動調整する手段を設けて確実な位置制御を行うことができるので、１つの移動調整機構で主走査方向と副走査方向のビームスポット径を同時に補正することができ、良好なビームスポットを得ることができる。また、同時に光源ユニット１０の位置制御も行うことができるので、副走査方向のビームピッチも所定のピッチに調整することができる。
【００２７】
以上の実施例１，２，３または４に示した構成のマルチビーム光走査装置においては、走査光学系を構成する走査レンズ１６，１７，１９の少なくとも一つはポリカーボネート（ＰＣ）やアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリオレフィン系樹脂などのプラスチック材料で構成するので、安価に走査光学系を構成することができる。また、環境変化によるプラスチックの屈折率変化や形状変化により、被走査面２０Ａ上のビームスポット径が変動するという従来の問題に対しては、上記各実施例で述べたようにビームスポット径とビームピッチを補正する手段を設けているので、ビームピッチの変動を招くことなくビームスポット径を補正することができる。
【００２８】
また、走査光学系の光学素子をプラスチック樹脂部とガラスを張り合わせたハイブリッド光学素子で構成した場合、走査光学系では素子サイズが大きくなるためにプラスチック樹脂部が厚くなり、そのためビームスポット径などが環境で変動するという問題があるが、本発明のマルチビーム光走査装置においては、走査光学系にハイブリッド光学素子を適用した場合にも、上記各実施例で述べたようにビームスポット径とビームピッチを補正する手段を設けているので、ビームピッチの変動を招くことなくビームスポット径を補正することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係るマルチビーム光走査装置においては、少なくとも光源と光学素子を有し複数の光束を放射する光源ユニットと、該光源ユニットからの複数の光束を偏向器近傍に主走査方向に伸びる各々の線像として結像する第一結像素子と、上記複数の光束を偏向反射面で反射し主走査方向に偏向走査する偏向器と、副走査方向で上記偏向器の偏向反射面近傍と被走査面近傍を略光学的共役関係に置く走査光学系を有しており、上記第一結像素子が光軸方向に変位し、その変位の前後での複数光束の各光束の副走査方向の交差位置が、上記偏向器の近傍に位置するように、上記第一結像素子の変位に伴って、上記光源ユニットが光軸方向で上記第一結像素子の変位方向と同じ方向に変位することにより、簡単な手段で被走査面上のビームスポット径と副走査方向のビームピッチを同時に補正することができる。
【００３０】
請求項２に係るマルチビーム光走査装置においては、請求項１の構成に加えて、光走査装置の環境変動を検知する検知手段と、該検知手段からの情報に応じて変位する第一結像素子の変位手段と、上記検知手段からの情報に応じて変位する光源ユニットの変位手段を有することにより、検知手段で環境をモニターして、その時の環境による変動に応じて第一結像素子と光源ユニットの変位を行うことができるので、環境変動によるビームスポット径と副走査方向のビームピッチの変動を確実に補正することができる。
【００３１】
請求項３に係るマルチビーム光走査装置においては、請求項２の構成に加えて、上記検知手段は光走査装置の温度を検知することにより、温度変化によるビームスポット径と副走査方向のビームピッチの変動を確実に補正することができる。また検知手段として比較的安価な温度センサを用いているので、光走査装置の製造コストの低減を図れる。
請求項４に係るマルチビーム光走査装置においては、請求項２の構成に加えて、上記検知手段として、被走査面での複数光束の少なくとも一つの光束のビームスポット径を検知する検知手段か、複数光束の副走査方向のビームピッチを検知する検知手段のいずれかを少なくとも有することにより、ビームスポット径あるいはビームピッチの変化を確実に検知することができ、環境や組み付け誤差等によるビームスポット径と副走査方向のビームピッチの変動を確実に補正することができる。
【００３２】
請求項５に係るマルチビーム光走査装置においては、請求項１乃至４のいずれか１つの構成に加えて、主走査方向のビームスポット径を独立に補正する手段を有することにより、主走査方向と副走査方向のビームスポット径を確実に補正することができ、画像形成装置の書き込み系に用いた場合には、より画質を向上することができる。
請求項６に係るマルチビーム光走査装置においては、請求項１乃至５のいずれか１つの構成に加えて、主走査方向と副走査方向のビームスポット径を同時に補正する手段を有することにより、一つの補正手段で主走査方向と副走査方向のビームスポット径を確実に且つ安価に補正することができる。
請求項７に係るマルチビーム光走査装置は、請求項１乃至６のいずれか１つの構成に加えて、走査光学系は少なくとも一部がプラスチック材料で構成されていることにより、安価に光走査装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例を示す図であってマルチビーム光走査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明のマルチビーム光走査装置に用いられる光源ユニットの構成例を示す図である。
【図３】本発明に係るマルチビーム光走査装置における光源ユニットから被走査面に至る４ビームの通り方を副走査断面に展開して示した図である。
【図４】本発明の第二の実施例を示す図であってマルチビーム光走査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第三の実施例を示す図であってマルチビーム光走査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の第四の実施例を示す図であってマルチビーム光走査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】副走査方向凸のシリンドリカルレンズによりビーム径を調整する際の様子を、主走査断面と副走査断面に展開して示す図である。
【図８】主走査方向凹のシリンドリカルレンズと副走査方向凸のシリンドリカルレンズによりビーム径を調整する際の様子を、主走査断面と副走査断面に展開して示す図である。
【図９】アナモフィックレンズによりビーム径を調整する際の様子を、主走査断面と副走査断面に展開して示す図である。
【図１０】従来のマルチビーム光走査装置における光源ユニットから被走査面に至る４ビームの通り方を副走査断面に展開して示した図である。
【符号の説明】
１：半導体レーザーアレー（ＬＤアレー）
１−１，１−２，１０１，１０２，１１１，１１２：半導体レーザー（ＬＤ）
２，２−１，２−２，１０４，１０５，１１４，１１５：カップリングレンズ
３，３−１，３−２：アパーチャー
４，２０２：合成プリズム
１０：光源ユニット
１２：主走査方向に凹形状のシリンドリカルレンズ
１３：第一結像素子（副走査方向に凸形状のシリンドリカルレンズ）
１３’：アナモフィック補正レンズ
１４：偏向器
１４Ａ：偏向反射面
１５：モータの回転軸
１６，１７，１９：走査レンズ
１８：ミラー
２０：感光体
２０Ａ：被走査面
３０：制御部
３１，３３，３５：ラック・ピニオン機構
３２，３４，３６：モーター
４０：検知手段
４１：温度センサ

Claims

少なくとも光源と光学素子を有し複数の光束を放射する光源ユニットと、該光源ユニットからの複数の光束を偏向器近傍に主走査方向に伸びる各々の線像として結像する第一結像素子と、上記複数の光束を偏向反射面で反射し主走査方向に偏向走査する偏向器と、副走査方向で上記偏向器の偏向反射面近傍と被走査面近傍を略光学的共役関係に置く走査光学系を有するマルチビーム光走査装置において、
上記第一結像素子が光軸方向に変位し、その変位の前後での複数光束の各光束の副走査方向の交差位置が、上記偏向器の近傍に位置するように、上記第一結像素子の変位に伴って、上記光源ユニットが光軸方向で上記第一結像素子の変位方向と同じ方向に変位することを特徴とするマルチビーム光走査装置。
請求項１記載のマルチビーム光走査装置において、光走査装置の環境変動を検知する検知手段と、該検知手段からの情報に応じて変位する第一結像素子の変位手段と、上記検知手段からの情報に応じて変位する光源ユニットの変位手段を有することを特徴とするマルチビーム光走査装置。
請求項２記載のマルチビーム光走査装置において、上記検知手段は光走査装置の温度を検知することを特徴とするマルチビーム光走査装置。
請求項２記載のマルチビーム光走査装置において、上記検知手段として、被走査面での複数光束の少なくとも一つの光束のビームスポット径を検知する検知手段か、複数光束の副走査方向のビームピッチを検知する検知手段のいずれかを少なくとも有することを特徴とするマルチビーム光走査装置。
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のマルチビーム光走査装置において、主走査方向のビームスポット径を独立に補正する手段を有することを特徴とするマルチビーム光走査装置。
請求項１乃至５のいずれか１つに記載のマルチビーム光走査装置において、主走査方向と副走査方向のビームスポット径を同時に補正する手段を有することを特徴とするマルチビーム光走査装置。
請求項１乃至６のいずれか１つに記載のマルチビーム光走査装置において、走査光学系は少なくとも一部がプラスチック材料で構成されていることを特徴とするマルチビーム光走査装置。
少なくとも光源と光学素子を有し複数の光束を放射する光源ユニットと、該光源ユニットからの複数の光束を偏向器近傍に主走査方向に伸びる各々の線像として結像する第一結像素子と、上記複数の光束を偏向反射面で反射し主走査方向に偏向走査する偏向器と、副走査方向で上記偏向器の偏向反射面近傍と被走査面近傍を略光学的共役関係に置く走査光学系を有するマルチビーム光走査装置のビームスポット径及びビームピッチの調整方法において、
上記第一結像素子が光軸方向に変位し、その変位の前後での複数光束の各光束の副走査方向の交差位置が上記偏向器の近傍に位置するように、上記第一結像素子の変位に伴って、上記光源ユニットが光軸方向で上記第一結像素子の変位方向と同じ方向に変位することによりビームスポット径及びビームピッチを調整することを特徴とするマルチビーム光走査装置のビームスポット径及びビームピッチの調整方法。