JPH10206761A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置を大型化せずに高速・高解像な光ビー
ムの走査をする。 【解決手段】 垂直面に対して相互に異なる角度の位置
であって、水平面との間の角度が相互に異なる角度α、
βで複数の光ビームＬ_AA、Ｌ_ABを回転多面鏡１６にそれ
ぞれ入射するような位置に、一対の半導体レーザ１２
Ａ、１２Ｂが配置される。半導体レーザ１２Ａ、１２Ｂ
と回転多面鏡１６との間の光路中に一対の集光レンズ１
４Ａ、１４Ｂ及び結像レンズ１８が配置される。下部寄
りの位置に感光体２０が配置され、半導体レーザ１２
Ａ、１２Ｂからの２本の光ビームの進行方向であって回
転多面鏡１６と感光体２０の被走査面２０Ａとの間の相
互に異なった位置に、一対の反射鏡２２Ａ、２２Ｂが配
置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ビームを走査し
て画像の書き込みを行う光走査装置、特に、主走査方向
の走査を分割して行う光走査装置に関し、例えばデジタ
ル複写機やレーザプリンタ等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
プリンタに使用される光走査装置としては、画像データ
に応じて変調された光線である光ビームを例えば回転多
面鏡等の反射型の偏向器により反射して偏向した後、例
えばｆθレンズ等の結像レンズにより被走査面上にスポ
ットとして集光させて、画像書き込みを行うものが、広
く用いられている。尚ここでｆθレンズとは、回転多面
鏡により等角速度で偏向されている光ビームを被走査面
上に等速度で走査させるべく屈折させるレンズのことで
ある。

【０００３】近年、光走査装置の画像書き込みに関する
要求は非常に厳しくなり、高解像度の画像を高速で出力
することが望まれている。そして、この要求に応えるに
は、単位時間当たり走査ライン数を上げる必要があり、
回転多面鏡を用いた装置では、回転多面鏡を駆動するス
キャナモータの回転数を上げなければならない。

【０００４】また、高精細な画像書き込みを行うには、
被走査面上を走査する光ビームのビーム径を小さくする
必要があるが、レーザビームの集光特性から、結像位置
でのビーム径を小さくするには、結像光学系に入射する
ビーム径を大きくしなければならない。従って、回転多
面鏡を用いた光走査装置で高精細な画像書き込みを行う
には、全走査画角に対して大径の光ビームが回転多面鏡
の反射面からはみ出ないようにするために、回転多面鏡
を大径化しなければならなかった。

【０００５】すなわち、高速高画質な画像書き込みを従
来の光走査装置で実現しようとすると、大径な回転多面
鏡を高速回転させる必要があり、消費電力の増大および
スキャナモータへの負荷増大による信頼性の低下という
問題が発生する。

【０００６】ここで、スキャナモータの回転数を抑制す
るには、回転多面鏡の反射面数を多くすればよい。しか
し、回転多面鏡の反射面数を増加させると、偏向角が小
さくなり同一寸法の画像書き込みに必要な光路長が長く
なるため、装置の大型化という別の問題を引き起こす。

【０００７】この問題を解決するものとして、特開平５
−２６４９１５号公報に示す技術が知られており、図８
はこの公報に開示された実施例を示す図である。

【０００８】つまり、この実施例では、２個の半導体レ
ーザ１２Ａ、１２Ｂが、回転多面鏡１６の回転軸１６Ａ
を通る中心線ＣＬを挟んだ相互に反対側であって、走査
ビームＬ_BA、Ｌ_BBの走査する平面と干渉しないように走
査ビームＬ_BA、Ｌ_BBの走査面に対して垂直方向にオフセ
ットして、配置されている。この結果、回転多面鏡１６
の同一の反射面１６Ｂに、２本のレーザビームである光
ビームがそれぞれ照射されることになる。

【０００９】そして、この実施例によれば、１本毎の光
ビームによる走査角度を角度２φと小さくして、被走査
媒体２０の表面を主走査方向に沿って２分割して走査す
る形となる。この為、回転多面鏡１６と被走査媒体２０
の間の距離を、１本の光ビームにより走査角度を角度４
φとして走査していた場合とほぼ同じにでき、高速化を
実現し且つ、装置の大型化を抑制することができる。

【００１０】しかし、この実施例の場合でも、回転多面
鏡１６の反射面１６Ｂの数を増やすと回転多面鏡１６は
さらに大径化するため、スキャナモータへの負荷も更に
大きくなる。

【００１１】この問題を解決するには、オーバーフィル
ド光学系技術が有効である。このオーバーフィルド光学
系技術とは、回転多面鏡の反射面に反射面幅よりも幅広
な光ビームを照射する技術であり、回転多面鏡の反射面
の利用状態を、反射面幅よりも幅広な光ビームを照射し
て反射面全面を利用するオーバーフィルドな状態にすれ
ば、回転多面鏡を小径化することが可能となる。

【００１２】ここで、２本の光ビームにより主走査方向
を分割走査する方式において、反射面１６Ｂの利用状態
をオーバーフィルドな状態とした構成を図９に示す。

【００１３】この図の半導体レーザ１２Ｂから射出され
た光ビームは、集光レンズ１４Ｂにより幅広の光ビーム
に整形されて、回転多面鏡１６に入射する。回転多面鏡
１６は、この幅広の光ビームのうち反射面１６Ｂの幅相
当分の光ビームのみを逐次反射しながら偏向し、この偏
向された光ビームが結像レンズ４により集光されつつ、
被走査媒体２０の表面に走査される。

【００１４】すなわち、オーバーフィルドな状態では、
回転多面鏡１６の反射面１６Ｂが実効的な光学絞りとし
て作用する。このため、アンダーフィルドな状態のよう
に回転多面鏡１６の回転に伴う反射面１６Ｂからの光ビ
ームのはみ出しを考慮する必要がないので、反射面１６
Ｂを小さくでき、結果として回転多面鏡１６の小径化が
可能となる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オーバ
ーフィルドな状態で、二方から２本の光ビームを回転多
面鏡１６に入射する構成では、回転多面鏡１６の反射面
１６Ｂの隣面により反射された光ビームが分割走査して
いるもう一方の走査領域を同時に走査する二重露光が発
生するという問題がある。

【００１６】ここで、二重露光の現象を図１０に基づき
説明する。回転多面鏡１６に入射した幅広な光ビームＬ
₁ は、反射面１６Ｂにより反射されて光ビームＬ₂ とな
り、回転多面鏡１６が矢印方向に回転することにより偏
向されつつ走査される。このとき、入射した光ビームＬ
₁ と反射された光ビームＬ ₂ とは、中心線ＣＬを挟んで
位置する。

【００１７】ところが、回転多面鏡１６に対しオーバー
フィルドな状態で入射している幅広な光ビームＬ₁ は、
反射面１６Ｂのみならず隣面であるところの反射面１６
Ｃにも入射するので、反射面１６Ｃで反射された光ビー
ムＬ₃ が同時に生じる。

【００１８】そして、中心線ＣＬにより区画された領域
Ａ及び領域Ｂの内の光ビームＬ₃ が存在する領域Ａ側
は、本来、中心線ＣＬを挟んで光ビームＬ₁ と対称な方
向から入射する光ビーム（図示しない）による画像情報
が書き込まれるべき領域である。この為、光ビームＬ₃
による走査によって、領域Ａ側に本来書き込まれる情報
の上に、領域Ｂ側に書き込まれるべき情報を重畳して書
き込むことになり、この書き込みの状態を二重露光とい
う。

【００１９】ここで、二重露光が行われるときの被走査
面上での光ビームの振る舞いを図１１及び図１２により
詳細に説明する。二重露光の概念図を示す図１１より、
上側に走査線Ａによる情報、下側に走査線Ｂによる情報
が書き込まれるのが理想であるのに対し、それぞれ走査
線Ａ₁ 、Ｂ₁ の情報が重畳して書き込まれることにな
る。

【００２０】ところが、現実には走査線Ａと走査線Ａ₁
とが途中で途切れることなく書き込まれることはない。
つまり、実際の走査では、図１２に示すように、回転多
面鏡１６の面数により一義的に決定される偏向可能な最
大角度θと光学系の焦点距離とで走査可能最大長Ｓ₁ が
決まり、この走査可能最大長Ｓ₁ よりも短い距離Ｓが画
像エリアとなり、この距離Ｓの外側を無効走査範囲と呼
ぶ。

【００２１】そして、（Ｓ／Ｓ₁ ）×１００を有効走査
率と、呼ぶことにする。図１２に示すように、無効走査
範囲では二重露光は発生しない。従って、有効走査率を
下げれば二重露光部分をなくすことができるが、そのた
めには有効走査率を約５０％とする必要がある。

【００２２】前述したように、偏向可能な最大角度θは
回転多面鏡１６の面数により一義的に決定される値であ
るので、画像エリアを一定として有効走査率を下げる
と、被走査面から偏向点までの距離Ｌ₁ は非常に長くな
る。この結果、１本の光ビームで走査する場合とほぼ同
じ距離となってしまい、２本の光ビームを入射する構成
の利点が損なわれてしまう。

【００２３】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、装置を大型化せずに高速・高
解像な光ビームの走査ができる光走査装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、複数の光源からそれぞれ発
せられた光ビームを偏向器の同一の偏向面により同時に
偏向し、偏向された該複数の光ビームで被走査面上を分
割して走査する光走査装置において、前記複数の光源
が、偏向器の軸線及び偏向器による主走査の中心線を含
む平面に対して相互に異なる位置であって、偏向器の回
転軸と直交する平面に対して相互に異なる角度で、複数
の光ビームを偏向器にそれぞれ入射するような位置に、
配置され、複数の光ビームがそれぞれ単独で反射される
複数の反射鏡を、偏向器と被走査面との間に配置する、
ことを特徴とする。

【００２５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、複数の光ビームそれぞれが単独で反射され
る反射鏡を個々に移動可能として、被走査面上における
複数の光ビームによるそれぞれの走査線の相対的位置関
係を調整し得るようにしたことを特徴とする。

【００２６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、複数の反射鏡の全てを移動可能としたこと
を特徴とする。

【００２７】請求項４記載の発明は、請求項２記載の発
明において、被走査面上における複数の光ビームによる
それぞれの走査線の相対的位置関係を調整し得ない反射
鏡が、複数の反射鏡に含まれていることを特徴とする。

【００２８】請求項５記載の発明は、請求項２記載の発
明において、反射鏡を複数の光ビームに対しそれぞれ２
枚以上有し、それぞれの反射鏡が、被走査面上における
複数の走査線の相対的な位置ずれのうち、主走査方向の
位置、副走査方向の位置及びスキューのいずれかのみを
調整可能としたことを特徴とする。

【００２９】請求項６記載の発明は、請求項２乃至５記
載の発明において、被走査面上における複数の走査線の
相対的位置関係を調整して、複数の走査線を滑らかにつ
なぎ合わせることを特徴とする。

【００３０】請求項７記載の発明は、請求項２乃至６記
載の発明において、被走査面上における複数の走査線の
相対的位置関係を組立て時に調整することを特徴とす
る。

【００３１】請求項８記載の発明は、請求項２乃至７記
載の発明において、複数の光ビームから走査開始の同期
信号をそれぞれ検出することを特徴とする。

【００３２】請求項１に係る光走査装置の作用を以下に
説明する。複数の光源から発せられた光ビームを偏向器
の同一の偏向面により同時に偏向する。そして、偏向さ
れる複数の光ビームで、被走査面を分割して走査する。

【００３３】また、偏向器の軸線及び偏向器による主走
査の中心線を含む平面（例えば垂直面）に対して相互に
異なる位置であって、偏向器の回転軸と直交する平面
（例えば水平面）に対して相互に異なる角度で複数の光
ビームを偏向器にそれぞれ入射するような位置に、これ
ら複数の光源が配置される。さらに、偏向器と被走査面
の間に複数の反射鏡を配置し、それぞれの反射鏡は分割
して偏向して走査される複数の光ビームのうち任意の１
本のみを反射する。

【００３４】従って、複数の光源が、例えば垂直面だけ
でなく水平面に対しても相互に異なるような位置に配置
され、これら複数の光源からの光ビームのうち任意の１
本のみを複数の反射鏡がそれぞれ反射するので、光路を
相互に異ならせつつ被走査面を分割して走査できること
になる。この為、二重露光せずに高速で高解像な光ビー
ムの走査が可能となり、さらに大型化されない光走査装
置となる。

【００３５】請求項２に係る光走査装置の作用を以下に
説明する。本請求項も請求項１と同様の作用を奏する。
但し、本請求項は、複数の光ビームの光路上に設けられ
た反射鏡をそれぞれ独立に移動して、被走査面上におけ
る走査線の位置および走査線の姿勢を独立に調整するこ
とで、被走査面上における複数の走査線の相対的な位置
ずれを補正し、分割走査におけるつなぎ目を目立たなく
する。

【００３６】請求項３に係る光走査装置の作用を以下に
説明する。本請求項も請求項２と同様の作用を奏する。
但し、本請求項は、複数の光ビームの光路上に設けられ
た反射鏡をすべて移動可能として、つなぎ合わせたあと
の走査線の被走査面に対する絶対的位置関係であるレジ
ストレーションも調整可能とする。

【００３７】請求項４に係る光走査装置の作用を以下に
説明する。本請求項も請求項２と同様の作用を奏する。
但し、本請求項は、複数の光ビームの光路上に設けられ
た反射鏡の内のいずれかを、被走査面上における複数の
光ビームによるそれぞれの走査線の相対的位置関係を調
整し得ないものとし、調整手段を有するものと有しない
ものを混在させた。

【００３８】この為、調整手段を有さない反射鏡を経た
光ビームを基準として、位置調整可能な光ビームによる
走査線の位置を合わせることができ、調整機構を簡略化
し、装置の低コスト化と維持性の向上が図れる。

【００３９】請求項５に係る光走査装置の作用を以下に
説明する。本請求項も請求項２と同様の作用を奏する。
但し、本請求項は、複数の光ビームのそれぞれの光路上
に設ける反射鏡を２枚以上とし、各反射鏡は被走査面上
における複数の走査線の相対的な位置ずれのうち、主走
査方向の位置、副走査方向の位置及び、スキューのいず
れかのみを調整可能としている。

【００４０】すなわち、反射鏡の調整方向にはＸ軸、Ｙ
軸、Θ軸の３軸回りの３方向があるので、３自由度ある
ことになり、これを１枚の反射鏡で３自由度の調整をし
ようとすると、調整機構が複雑となり、調整アルゴリズ
ムも複雑となる。また、光走査装置の小型化を図り、限
られた空間内に装置を収容するために、複数の折り返し
ミラーをもつことが多い。

【００４１】従って、１枚の反射鏡に１自由度の調整機
構を持たせることにより、調整機構を簡略化するととも
に、単純で見通しの良い調整アルゴリズムを可能とす
る。

【００４２】請求項６に係る光走査装置の作用を以下に
説明する。本請求項も請求項２乃至５と同様の作用を奏
する。但し、本請求項は、被走査面上における複数の走
査線の相対的位置関係を調整して、複数の走査線間のつ
なぎ目に屈曲が発生しないように滑らかにつなぎ合わせ
るものである。

【００４３】請求項７に係る光走査装置の作用を以下に
説明する。本請求項も請求項２乃至６と同様の作用を奏
する。但し、本請求項は、被走査面上における複数の走
査線の相対的位置関係を、装置の組立て時に調整し、固
定する構成としたので、調整完了後に調整箇所を強固に
固定することができ、経時的な位置ずれを抑制し、長期
間にわたって高画質が維持される。

【００４４】請求項８に係る光走査装置の作用を以下に
説明する。本請求項も請求項２乃至７と同様の作用を奏
する。但し、本請求項は、複数の光ビームのそれぞれが
単独で反射される反射鏡を空間的に離して配置したの
で、すべての走査ビームの走査開始位置信号を検出可能
となり、結果として、画像書き込みタイミングを正確に
制御でき、良好な画像を得られることになる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態を説明する。

【００４６】図１及び図２は、本発明に係る第一の実施
の形態による光走査装置の概要を示す図である。

【００４７】図１及び図２に示すように、回転多面鏡１
６が複数の偏向面である反射面１６Ｂを有する偏向器と
され、この回転多面鏡１６の軸線である回転軸１６Ａ及
び回転多面鏡１６による主走査の中心線ＣＬを含む平面
を垂直面とし、回転多面鏡１６の回転軸１６Ａと直交す
る平面を水平面とする。

【００４８】図２に示すようにこの垂直面に対して相互
に異なる角度の位置であって、図１に示すように水平面
との間の角度が相互に異なる角度α、βで複数の光ビー
ムＬ _AA、Ｌ_ABを回転多面鏡１６にそれぞれ入射するよう
な位置に、複数の光源である一対の半導体レーザ１２
Ａ、１２Ｂが配置されている。但し、角度αは角度βよ
り大きな角度とされている。

【００４９】そして、一対の半導体レーザ１２Ａ、１２
Ｂと回転多面鏡１６との間のそれぞれの光路中には、主
走査方向に対して緩い発散光に変換すると共に副走査方
向に対して収束光に変換する一対の集光レンズ１４Ａ、
１４Ｂが、それぞれ配置されており、これら集光レンズ
１４Ａ、１４Ｂと回転多面鏡１６との間の光路中には、
結像レンズ１８が配置されている。

【００５０】一方、図１上、下部寄りの位置には、円筒
状の被走査媒体である感光体２０が配置されており、こ
の感光体２０の外周面が被走査面２０Ａとされている。
半導体レーザ１２Ａ、１２Ｂからの２本の光ビームの進
行方向であって回転多面鏡１６と感光体２０の被走査面
２０Ａとの間の相互に異なった位置には、これら２本の
光ビームが感光体２０の円周方向のほぼ同一位置に到達
するようにそれぞれ反射角度が設定される一対の反射鏡
２２Ａ、２２Ｂが、配置されており、複数の光ビームを
複数の反射鏡２２Ａ、２２Ｂがそれぞれ単独で反射する
ようになっている。

【００５１】さらに、回転多面鏡１６で反射されて走査
ビームＬ_BA及び走査ビームＬ_BBとなった２本の光ビーム
の回転多面鏡１６の反射面１６Ｂから感光体２０の表面
までのそれぞれの光路長（つまり、レンズの屈折率を考
慮した光学的距離）が略等しくなるように、これら一対
の反射鏡２２Ａ、２２Ｂは配置されている。尚、図１及
び図２では反射鏡２２Ａ、２２Ｂを平面ミラーとしてい
るが、これらは副走査方向に曲率をもつシリンドリカル
ミラーであってもよい。

【００５２】また、回転多面鏡１６の反射面１６Ｂと感
光体２０の表面との間は幾何光学的に略共役な関係とな
っており、回転多面鏡１６の反射面１６Ｂの面倒れに起
因して感光体２０の表面の副走査方向に発生するピッチ
むらを抑制するようになっている。

【００５３】そして、集光レンズ１４Ａ、１４Ｂから結
像レンズ１８への入射される光ビームＬ_AA、Ｌ_ABの水平
面となす角度α、β及び、結像レンズ１８から反射鏡２
２Ａ、２２Ｂに出射した走査ビームＬ_BA、Ｌ_BBが水平面
となす角度α₁ 、β₁ は、結像レンズ１８への光ビーム
Ｌ_AA、Ｌ_ABと結像レンズ１８からの走査ビームＬ_BA、Ｌ
_BBとが干渉しないこと及び、２本の走査ビームＬ_BA、Ｌ
_BBがそれぞれ独立に反射鏡２２Ａ、２２Ｂに入射可能で
あること、という２つの要件を満足する範囲で、できる
だけ小さいことが望ましい。

【００５４】さらに、図１及び図２に示すように、反射
鏡２２Ｂは無効走査範囲内の寸法で主走査方向に沿って
延長されるように形成され、この反射鏡２２Ｂに対して
光路の後方にピックアップミラー３０及びＳＯＳセンサ
３２を設け、反射鏡２２Ｂ及びピックアップミラー３０
で反射された走査ビームＬ_BBをＳＯＳセンサ３２に導く
ようにする。尚、図示しないが、走査ビームＬ_BA用のＳ
ＯＳセンサも同様に配置されている。

【００５５】次に、本実施の形態の作用を以下に説明す
る。水平面との間の角度が相互に異なる角度α、βをな
して２つの半導体レーザ１２Ａ、１２Ｂから発せられた
光ビームＬ_AA、Ｌ_ABは、それぞれ集光レンズ１４Ａ、１
４Ｂによって、主走査方向に対して緩い発散光に変換さ
れると共に副走査方向に対して収束光に変換されて、結
像レンズ１８に入射される。

【００５６】この結像レンズ１８を透過した２本の光ビ
ームＬ_AA、Ｌ_ABは、回転多面鏡１６の反射面１６Ｂ近傍
で結像しつつ、主走査方向に長い線像として回転多面鏡
１６の同一の反射面１６Ｂに、オーバーフィルドな状態
で入射して反射される。そして、回転多面鏡１６の回転
により反射して偏向されてそれぞれ走査ビームＬ_BA、Ｌ
_BBとされた２本の光ビームは、主走査方向に一定の角度
を保って偏向されながら、単一の結像レンズ１８に再び
それぞれ入射する。

【００５７】この結像レンズ１８により屈折された走査
ビームＬ_BA、Ｌ_BBは、水平面との間の角度が相互に異な
る角度α₁ 、β₁ で進行し、走査ビームＬ_BAが反射鏡２
２Ａにより進行方向を変えられると共に、走査ビームＬ
_BBが反射鏡２２Ｂにより進行方向を変えられる。但し、
角度α₁ は角度β₁ より大きな角度とされている。

【００５８】尚、回転多面鏡１６へ入射する前には必ず
しも結像レンズ１８を透過させる必要はないが、結像レ
ンズ１８を２回透過させれば、回転多面鏡１６の偏向角
度内で副走査方向にオフセットさせて光ビームを入射す
る構成において、装置を偏平形状にできるとともに、結
像レンズ１８の光軸近傍を使用でき光学性能の劣化を少
なくできる。

【００５９】以上より、一対の半導体レーザ１２Ａ、１
２Ｂが、垂直面だけでなく水平面に対しても相互に異な
るような位置に配置され、これら一対の半導体レーザ１
２Ａ、１２Ｂからの光ビームのうち任意の１本のみを複
数の反射鏡２２Ａ、２２Ｂがそれぞれ反射するので、光
路を相互に異ならせつつ感光体２０の被走査面２０Ａを
分割して走査できることになる。この為、二重露光せず
に高速で高解像な光ビームの走査が可能となり、さらに
大型化されない光走査装置となる。

【００６０】次に、隣面からの反射光の除去について説
明する。図２において、走査線Ａ、Ｂが画像情報をもっ
た走査ビームＬ_BA、Ｌ_BBの走査軌跡であり、走査線
Ａ₁ 、Ｂ₁ が隣面から反射される光ビームＬ_CA、Ｌ_CBに
よる走査軌跡を表している。

【００６１】本実施の形態では、回転多面鏡１６に対し
て複数の光ビームを水平面に対して相互に角度を異なら
せて入射させているので、回転多面鏡１６で反射され結
像レンズ１８を透過したあとの２本の走査ビームＬ_BA、
Ｌ_BBも、水平面に対し相互に異なる角度を有している。
そして、画像情報をもつ走査ビームと隣面によって反射
されたこれに対応する光ビームとは水平面に対し同一の
角度をなしている。

【００６２】従って、画像情報をもつ走査ビームと隣面
の反射による光ビームとが無効走査範囲分の距離を隔て
て並んだ状態で、水平面とある角度をなして偏向されて
いることになる。

【００６３】そして、２本の走査ビームＬ_BA、Ｌ_BBがそ
れぞれ単独で反射されるように反射鏡２２Ａ、２２Ｂを
位置することで、画像情報をもつ走査ビームＬ_BA、Ｌ_BB
に対応する範囲のみを反射鏡２２Ａ、２２Ｂによって進
行方向を変えることができ、これによって、画像情報の
みを感光体２０上に到達することができる。

【００６４】つぎに、画像情報出力のタイミングを制御
するための走査ビームＬ_BA、Ｌ_BBの走査開始位置（Star
t Of Scan 、以下「ＳＯＳ」と言う）信号の取り出しに
ついて説明する。

【００６５】本実施の形態では、書き始めから走査中心
までの前半部分の領域である走査領域Ａの画像情報をも
つ走査ビームＬ_BAと、画像中心から走査方向に沿って書
き終わり側の後半部分の領域である走査領域Ｂの画像情
報をもつ走査ビームＬ_BBとが、空間的に距離を隔てて走
査されている。

【００６６】このため、走査領域Ｂの画像情報を選択的
に取り出している反射鏡２２Ｂを無効走査範囲内の寸法
で主走査方向に沿って延長することで、走査領域Ａに影
響することなく走査領域ＢのＳＯＳ信号を取り出すこと
ができ、反射鏡２２Ｂに対して光路の後方のピックアッ
プミラー３０でＳＯＳ信号をＳＯＳセンサ３２に導くこ
とが可能となる。

【００６７】尚、ピックアップミラー３０を走査する前
後の光ビームが感光体２０へ到達するのを防ぐために、
ピックアップミラー３０と感光体２０との間に遮光部材
を設ければなお良い。また、走査領域ＡのＳＯＳ信号の
取り出しについては図示しないが、従来より用いられて
いる方法が適用できる。

【００６８】つまり、走査ビームＬ_BA、Ｌ_BBと同一平面
内で偏向して主走査方向に沿って分割して走査する場
合、走査領域ＢのＳＯＳ信号は、走査領域Ａの画像エリ
アと重なるため、ここからＳＯＳ信号を取り出そうとす
ると走査領域Ａの画像が欠落してしまい、走査領域Ｂの
ＳＯＳ信号の取り出しが難しかった。

【００６９】しかし、上記のような本実施の形態によれ
ば、走査領域Ａだけでなく走査領域ＢのＳＯＳ信号を容
易に取り出せるので、２つの走査線の画像書き出しタイ
ミングを正確に制御することができ、高画質な画像が得
られる。

【００７０】つぎに、被走査面２０Ａ上の２本の走査線
の位置合わせについて説明する。図３に２本の走査線
Ａ、Ｂのずれを分類した図を示す。ここでは、副走査方
向（縦方向）、主走査方向（横方向）及び、スキュー
（回転方向）のずれが、調整すべき対象である。

【００７１】図４に示すように、この３種類のずれを反
射鏡２２Ａ、２２Ｂでそれぞれ補正するには、Ｘ軸、Ｙ
軸、或いはΘ軸（Ｘ−Ｙ平面内にあってＸ軸と角度をな
す軸）の内のいずれかの軸回りに、反射鏡２２Ａ、２２
Ｂを回転させればよい。

【００７２】ところが、一枚の反射鏡に上記３軸に対応
した３自由度の調整機能を与えた場合、調整機構をもつ
反射鏡の数を少なくできる反面、機構が複雑になって、
反射鏡の回転と被走査面２０Ａ上の位置ずれの関係の見
通しが悪くなり、調整アルゴリズムが複雑になるという
問題がある。この為、一枚の反射鏡にもたせる調整自由
度は少ないほうが望ましいことになる。

【００７３】また、調整レベルに関して、複数の走査線
の相対的位置関係を合わせるのみの場合と、相対的な位
置関係を合わせた走査線をさらに被走査面２０Ａ上の絶
対的な位置にも合わせる場合とでは、必要な機構が大き
く異なる。

【００７４】上記内容を前提として、図１及び図２に示
した構成での２本の走査線の位置合わせについて、以下
に説明する。

【００７５】一対の反射鏡２２Ａ、２２Ｂは別体として
構成されているので、各反射鏡２２Ａ、２２Ｂを個別に
動かすことにより、感光体２０上の走査線Ａ、Ｂの位置
を独立に調整できる。従って、各反射鏡２２Ａ、２２Ｂ
を個別に動かして２つの走査線Ａ、Ｂの相対的位置関係
を調整し、つなぎ目を目立たなくすることができる。

【００７６】このように一対の反射鏡２２Ａ、２２Ｂを
共に調整可能とすることにより、感光体２０に対する走
査線Ａ、Ｂの絶対的位置関係（つまり、走査方向レジス
トレーション及び、副走査方向レジストレーション）を
含め、走査線間の位置関係を調整できるので、高画質な
画像を用紙の規定の位置にプリントすることが可能とな
る。

【００７７】一方、一対の反射鏡２２Ａ、２２Ｂの内の
いずれか一方を固定して調整機能を省いた構成とすれ
ば、機構を単純化でき、コスト低減、組立て性改善、調
整工数の短縮等のメリットがある。この場合、固定され
た反射鏡を通過する走査ビームを基準として、移動可能
な反射鏡を通過する走査ビームを合わせ込む形となる。

【００７８】ところで、図１及び図２に示した構成で
は、前述したように水平面に対しオフセットして配置し
た光源から、水平面に対し角度をなして回転多面鏡１６
に光ビームを入射させる構成としているので、被走査面
２０Ａ上の走査線Ａ、Ｂに少なからず湾曲が発生する。
この場合の走査線のつなぎ合わせについて、図５に基づ
き説明する。

【００７９】まず、組立直後の走査線Ａ、Ｂは、副走査
方向、主走査方向及び、回転ずれをもっている。そし
て、この３つの誤差成分を上述のいずれかの方法で調整
すれば、走査線Ａ、Ｂがつながり、連続した線となる。
しかし、走査線Ａ、Ｂに湾曲成分がある場合、つなぎ目
で屈曲した状態となり、この状態で用紙上に出力された
画像では、つなぎ目が認識されることになる。

【００８０】そこで、走査線Ａ、Ｂに湾曲がある場合
は、走査線Ａ、Ｂに意図的に微量の回転を与え、全体と
して湾曲量は大きくなっても、つなぎ目をスムーズにつ
なぐ調整を行う。この微量の回転は調整アルゴリズムの
変更により付与可能であり、前述の調整自由度があれば
調整でき、新たな調整自由度は必要ない。

【００８１】以上より、本実施の形態とすれば、複数の
走査線でも相対的位置関係および絶対的位置関係を精度
よく調整可能である。しかし、調整可能な機構は、稼働
部がずれることにより経時的位置関係がずれる可能性を
秘めている。そこで、上記した調整を光走査装置の組立
時に行い、調整完了後に調整箇所を強固に固定すること
により、経時的な位置ずれを抑制する。

【００８２】また、この光走査装置を搭載した画像形成
装置に、走査線の位置ずれを検出する検出手段が具備さ
れれば、所定の位置ずれ量に達した時点で、再度補正を
行うことができ、経時変化、環境変化に伴う画質劣化を
も防止できる。

【００８３】次に、本発明の第二の実施の形態による光
走査装置を以下に説明する。尚、第一の実施の形態で説
明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複し
た説明を省略する。

【００８４】図６及び図７に、本発明の第二の実施の形
態による光走査装置の概要を示す。本実施の形態の第一
の実施の形態との大きな違いは、光路中にそれぞれの光
ビームが単独で反射される反射鏡を各２枚づつ有するこ
とである。

【００８５】具体的には、第一の実施の形態と同様であ
ってそれぞれ回転多面鏡１６の上部側寄りの位置に、半
導体レーザ１２Ａ、１２Ｂが配置され、第一の実施の形
態と同様であってそれぞれ回転多面鏡１６の下部側寄り
の位置に、一対の反射鏡２２Ａ、２２Ｂが、配置されて
いる。

【００８６】さらに、一対の反射鏡２２Ａ、２２Ｂから
の２本の走査ビームＬ_BA、Ｌ_BBの進行方向であって反射
鏡２２Ａ、２２Ｂと感光体２０の被走査面２０Ａとの間
の相互に異なった位置には、これら２本の走査ビームＬ
_BA、Ｌ_BBが感光体２０の円周方向のほぼ同一位置に到達
するようにそれぞれ反射角度が設定される一対の反射鏡
２４Ａ、２４Ｂが、配置されており、複数の走査ビーム
Ｌ_BA、Ｌ_BBを反射鏡２４Ａ、２４Ｂがそれぞれ単独で反
射するようになっている。

【００８７】尚、本例では反射鏡２４Ａ、２４Ｂは副走
査方向に曲率をもつシリンドリカルミラーである。

【００８８】また、回転多面鏡１６の反射面１６Ｂ上で
は、第一の実施の形態と同じく、主走査方向に長い線像
として結像されるとともに、回転多面鏡１６の反射面と
感光体２０の表面は幾何光学的に略共役な関係となって
いる。

【００８９】次に、本実施の形態の作用を以下に説明す
る。一対の半導体レーザ１２Ａ、１２Ｂからそれぞれ発
せられた光ビームＬ_AA、Ｌ _ABは、水平面に対し角度α、
βをなして結像レンズ１８に入射される。

【００９０】結像レンズ１８を透過した２本の光ビーム
Ｌ_AA、Ｌ_ABは、オーバーフィルドな状態で回転多面鏡１
６の同一の反射面１６Ｂに入射し、回転多面鏡１６の回
転により反射しつつ偏向される。そして、それぞれ走査
ビームＬ_BA、Ｌ_BBとされた２本の光ビームは、主走査方
向に一定の角度を保って偏向されながら、単一の結像レ
ンズ１８に再びそれぞれ入射する。

【００９１】この結像レンズ１８により主走査方向に屈
折された走査ビームＬ_BA、Ｌ_BBは、水平面との間の角度
が相互に異なる角度α₁ 、β₁ で進行し、走査ビームＬ
_BAが反射鏡２２Ａにより進行方向を変えられると共に、
走査ビームＬ_BBが反射鏡２２Ｂにより進行方向を変えら
れる。

【００９２】さらに、第一の反射鏡群２２Ａ、２２Ｂで
反射された２本の走査ビームＬ_BA、Ｌ_BBはそれぞれ第二
の反射鏡群２４Ａ、２４Ｂに向けて進む。そして、走査
ビームＬ_BAは反射鏡２４Ａにより、走査ビームＬ_BBは反
射鏡２４Ｂによって第一の反射鏡群２２Ａ、２２Ｂのと
きと同じく、それぞれ独立して反射され、２本の走査ビ
ームＬ_BA、Ｌ_BBが感光体２０の円周方向のほぼ同一位置
に到達するようになる。

【００９３】一方、隣面からの反射光の除去メカニズム
は第一の実施の形態と同様であり、第一の反射鏡群２２
Ａ、２２Ｂにより、無効走査範囲を隔てて走査されてい
る画像情報をもつ走査ビームＬ_BA、Ｌ_BBと隣面で反射さ
れた光ビームＬ_CA、Ｌ_CBとから、画像情報をもつ走査ビ
ームに対応する範囲のみを選択的に反射させて進行方向
を変え、第二の反射鏡群２４Ａ、２４Ｂに導くことにな
る。

【００９４】なお、隣面で反射された光ビームＬ_CA、Ｌ
_CBの除去は、第一の反射鏡群２２Ａ、２２Ｂに限定され
るものではなく、第二の反射鏡群２４Ａ、２４Ｂで行っ
てもよい。また、ＳＯＳ信号の取り出しについては、第
一の実施の形態とほぼ同様であるので、説明を省略す
る。

【００９５】つぎに、被走査面２０Ａ上の２本の走査線
の位置合わせについて説明する。本実施の形態では光路
上に反射鏡を２枚もつので、すべて可動ミラーとすると
４自由度分の補正能力を有する。但し、補正すべき位置
ずれは３種類であるから、例えば、反射鏡２２Ａは副走
査方向の移動、反射鏡２４Ａは主走査方向の移動、反射
鏡２４Ｂは回転という割り付けをすれば、すべての移動
可能な反射鏡は１自由度のみの調整機構を具備すればよ
い。

【００９６】また、シリンドリカルミラーは母線を含む
平面内で回転することによりスキュー補正を行うことが
できるので、シリンドリカルミラーにスキュー補正を割
り付けると、平面反射鏡をＸ軸及びＹ軸と角度をもった
軸回りに回転させるよりも機構を単純にできる。

【００９７】以上より、本発明による第二の実施の形態
として示した構成とすれば、複数の走査線も相対的位置
関係および絶対的位置関係を精度よく調整可能である。

【００９８】尚、上記実施の形態では、光源を一対とし
たが光源は３つ以上の複数としてもよく、この場合には
反射鏡を光源の数に対応して増加させることとする。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、隣面によって反射される光ビームの影響を受け
ずに反射面をオーバーフィルドな状態で使用できるの
で、高速・高画質な光ビームの走査が可能となり、装置
を大型化させない光走査装置を提供できる。

【０１００】請求項２の発明によれば、複数の走査ビー
ムに対し単独で反射される反射鏡を動かして走査ビーム
の位置関係を調整するので、走査線の位置ずれを精度よ
く補正でき、分割走査のつなぎ目を目立たなくできる。

【０１０１】請求項３の発明によれば、複数の走査ビー
ムに対し単独で反射される反射鏡をすべて可動としたの
で、走査線の位置ずれを精度よく補正できる。

【０１０２】請求項４の発明によれば、すくなくとも１
本の走査ビームを無調整とし、残りの走査ビームをこれ
に合わせて調整する方式としたので、調整機構を簡略化
でき、装置の低コスト化と維持性の向上がはかれる。

【０１０３】請求項５の発明によれば、１枚の反射鏡に
具備する調整方向を１自由度としたので、機構を単純化
でき、装置の低コスト化と維持性の向上がはかれるとと
もに、見通しのよい調整アルゴリズムを構築できる。

【０１０４】請求項６の発明によれば、結像レンズを２
回通過して走査したとき等に発生する走査線の湾曲を考
慮して走査ビームを繋ぐので、つなぎ目の目立たない良
好な画質が得られる。

【０１０５】請求項７の発明によれば、複雑な調整を組
立て時に行った時点で、強固に固定するので、長期間に
わたって高画質が維持される。

【０１０６】請求項８の発明によれば、すべての走査ビ
ームのＳＯＳ信号を取り込める構成としたので、画像書
き込みタイミングを正確に制御でき、良好な画像を得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に係る光走査装置の
概要を示す側面図である。

【図２】本発明の第一の実施の形態に係る光走査装置の
概要を示す平面図である。

【図３】走査線のずれを分類し、説明するための図であ
る。

【図４】反射鏡の回転方向を示す図である。

【図５】走査線の湾曲を考慮したつなぎ合わせを説明す
る図である。

【図６】本発明の第二の実施の形態に係る光走査装置の
概要を示す側面図である。

【図７】本発明の第二の実施の形態に係る光走査装置の
概要を示す平面図である。

【図８】先行技術の概要を示す図である。

【図９】オーバーフィルドな反射状態とした構成の説明
図である。

【図１０】隣面反射の発生を説明するための図である。

【図１１】二重露光の概念図である。

【図１２】二重書き込みと有効走査率の関係を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１２Ａ 半導体レーザ（光源） １２Ｂ 半導体レーザ（光源） １６ 回転多面鏡（偏向器） １６Ｂ 反射面（偏向面） １６Ａ 回転軸 ２０ 感光体（被走査媒体） ２０Ａ 被走査面 ２２Ａ 反射鏡 ２２Ｂ 反射鏡 ２４Ａ 反射鏡 ２４Ｂ 反射鏡

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光源からそれぞれ発せられた光ビ
   ームを偏向器の同一の偏向面により同時に偏向し、偏向
   された該複数の光ビームで被走査面上を分割して走査す
   る光走査装置において、 前記複数の光源が、偏向器の軸線及び偏向器による主走
   査の中心線を含む平面に対して相互に異なる位置であっ
   て、偏向器の回転軸と直交する平面に対して相互に異な
   る角度で、複数の光ビームを偏向器にそれぞれ入射する
   ような位置に、配置され、 複数の光ビームがそれぞれ単独で反射される複数の反射
   鏡を、偏向器と被走査面との間に配置する、 ことを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 複数の光ビームそれぞれが単独で反射さ
   れる反射鏡を個々に移動可能として、被走査面上におけ
   る複数の光ビームによるそれぞれの走査線の相対的位置
   関係を調整し得るようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 複数の反射鏡の全てを移動可能としたこ
   とを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
4. 【請求項４】 被走査面上における複数の光ビームによ
   るそれぞれの走査線の相対的位置関係を調整し得ない反
   射鏡が、複数の反射鏡に含まれていることを特徴とする
   請求項２記載の光走査装置。
5. 【請求項５】 反射鏡を複数の光ビームに対しそれぞれ
   ２枚以上有し、それぞれの反射鏡が、被走査面上におけ
   る複数の走査線の相対的な位置ずれのうち、主走査方向
   の位置、副走査方向の位置及びスキューのいずれかのみ
   を調整可能としたことを特徴とする請求項２記載の光走
   査装置。
6. 【請求項６】 被走査面上における複数の走査線の相対
   的位置関係を調整して、複数の走査線を滑らかにつなぎ
   合わせることを特徴とする請求項２乃至５記載の光走査
   装置。
7. 【請求項７】 被走査面上における複数の走査線の相対
   的位置関係を組立て時に調整することを特徴とする請求
   項２乃至６記載の光走査装置。
8. 【請求項８】 複数の光ビームから走査開始の同期信号
   をそれぞれ検出することを特徴とする請求項２乃至７記
   載の光走査装置。