JPH1096868A

JPH1096868A - ２ビーム走査装置および２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法・マルチビーム走査装置およびマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法

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Publication number: JPH1096868A
Application number: JP2884697A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suhara; 浩之須原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-04-14
Anticipated expiration: 2017-02-13
Also published as: JP3731020B2

Abstract

(57)【要約】【課題】２ビーム走査装置において、２つの光源を同時
に点灯させた状態で、走査領域へ向かう２光束を別個に
検出できる２ビーム検出方法を実現する。【解決手段】走査領域へ向かう２光束の光強度を互いに
異ならせて共通の受光素子６４に集光的に入射させると
ともに、各光束が受光素子６４の受光面６４Ａを通過す
る時間が異なるように受光素子の受光面形状６４Ａを設
定し、受光素子６４からの出力を互いに異なる複数のス
レッシュレベルで矩形信号化し、その内の１つのスレッ
シュレベルにより矩形信号化された信号を一方の光束に
対する検出信号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化
された複数の信号に対して所定の演算を行なって他方の
光束に対する検出信号とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は２ビーム走査装置
および２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法に関す
る。この発明はさらに、マルチビーム走査装置およびマ
ルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】画像信号により強度変調させた光束を偏
向させ、被走査面を画像形成のために走査する光走査装
置は、デジタル複写機や各種光プリンタ等に関連して広
く知られている。近来、走査の高速化を目して、一度に
複数の走査線を同時走査するマルチビーム走査装置が提
案され、中でも、２ビーム走査装置の実用化が活発に意
図されている。

【０００３】２ビーム走査装置では、被走査面を２つの
光スポットで同時に走査するのであるが、２つの光スポ
ットは副走査方向に正確に並んでいるわけではない（正
確に並ばせたとしても、装置の機械振動等の原因で光ス
ポットの位置関係がずれることがあるし、意図的に２つ
の光スポットを主走査方向にずらす場合もある）ので、
同時に走査される２走査線における画像書き出し位置を
揃えるためには、同時に走査を行なう２光束を別個に検
出して、光束ごとに画像書き出し開始の同期を取る必要
がある。このための２光束検出を行なう方法は種々のも
のが知られている（例えば、特開平６−３４４５９２号
公報、同７−７２３９９号公報）。

【０００４】ところで、２ビーム走査装置に用いられる
２つの光源は一般に半導体レーザであって、放射される
光束は直線偏光状態にある。このような直線偏光状態に
ある光束を、光偏向器として一般的なポリゴンミラーに
より偏向させると、偏向反射面による反射角の変動に応
じて反射率が変動し、光スポットの像高により光スポッ
トの強度が変動する（所謂シェーディング）問題があ
り、このようなシェーディングを補正する目的で、半導
体レーザからの光束を１／４波長板に通して円偏光状態
にすることが行なわれることが多い。

【０００５】上記特開平６−３４４５９２号公報開示の
発明では、シェーディング補正が考慮されておらず、シ
ェーディング補正を考慮するとこの発明では２光束を別
個に検出することはできない。

【０００６】特開平７−７２３９９号公報には、シェー
ディング補正を考慮した２光束の検出が開示されている
が、２光束を別個に検出するのに、一方の光源のみを点
灯させる状態と、２つの光源を同時に点灯させる状態と
を必要とし、２ビーム検出が複雑である。

【０００７】光ビームを個別的に検出することは、被走
査面を同時に３以上の光スポットで同時走査するマルチ
ビーム走査装置においても必要である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、２ビーム
走査装置において、２つの光源を同時に点灯させた状態
で、走査領域へ向かう２光束を別個に検出できる新規な
２ビーム検出方法の実現を課題とする。

【０００９】この発明の別の課題は、上記新規な２ビー
ム検出方法を実施した新規な２ビーム走査装置の実現に
ある。

【００１０】この発明はまた、マルチビーム走査装置に
おいて、複数の光源を同時に点灯させた状態で、走査領
域へ向かう複数光束を別個に検出できる新規なマルチビ
ーム検出方法の実現を課題とする。

【００１１】この発明のさらに他の課題は、上記新規な
マルチビーム検出方法を実施した新規なマルチビーム走
査装置の実現にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の２
ビーム走査装置用の２ビーム検出方法は「独立した２つ
の光源からの光束を共通の光偏向器の偏向反射面で反射
させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結
像光学系により被走査面上に２つの光スポットとして集
光させ、２走査線を同時に走査する２ビーム走査装置に
おいて、走査領域へ向かう２光束を互いに分離して検出
する方法」であり、以下の如き特徴を有する。

【００１３】即ち、走査領域へ向かう２光束の光強度を
互いに異ならせて共通の受光素子に集光的に入射させる
とともに、各光束が「受光素子の受光面を通過する時
間」が異なるように受光素子の受光面形状を設定し、受
光素子からの出力を互いに異なる複数のスレッシュレベ
ルで矩形信号化し、その内の１つのスレッシュレベルに
より矩形信号化された信号を一方の光束に対する検出信
号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の
信号に対して所定の演算を行なって他方の光束に対する
検出信号とする。走査領域へ向かう２光束を共通の受光
素子に「集光的に入射させる」とは、受光素子の受光面
に入射する各光束が上記受光面近傍に集光することを意
味する。

【００１４】この請求項１記載の発明において、走査領
域へ向かう２光束の光強度を互いに異ならせる方法とし
ては「各光源の発光強度を異ならせる方法」でもよいし
（請求項２）、各光源を半導体レーザとし、各光源から
の光束を第１の１／４波長板により（シェーディング補
正のために）互いに逆回りの円偏光とし、走査領域へ向
かう２光束を第２の１／４波長板で「偏光方向が互いに
直交する直線偏光」に戻し、これら２光束を共通の偏光
子に通過させることにより互いに光強度の異なる２光束
とする方法でもよい（請求項３）。この場合、偏光子の
方位（偏光光束を全て透過させる方位）は、上記直線偏
光となった一方の光束の偏光方向に対して「非直角、且
つ非平行で非４５度」である。

【００１５】以上の説明から分かるように、請求項３記
載の発明では光源が半導体レーザであることによる放射
光束の直線偏光を利用しているが、請求項２記載の発明
では２光束の偏光特性を利用していないので、請求項２
記載の発明における光源は半導体レーザに限らず、例え
ば発光ダイオードを光源として用いることもできる。

【００１６】共通の受光素子からの出力は複数のスレッ
シュレベルで矩形信号化されるが、互いに異なる２つの
スレッシュレベルで矩形信号化する場合には、高い方の
スレッシュレベルにより矩形信号化された信号をＴ２、
低い方のスレッシュレベルで矩形信号化された信号をＴ
１、上記信号：Ｔ２の反転信号（信号：Ｔ２のハイ・ロ
ウを反転させた信号）をＴ２’とするとき、信号：Ｔ２
を一方の光束の検出信号とし、演算：Ｔ１・Ｔ２’の結
果を他方の検出信号とすることができる（請求項４）。
この請求項４記載の発明は、低い方のスレッシュレベル
で矩形信号化された信号が、光束ごとに分離した信号と
成る程度に、２つの光スポットが主走査方向へ分離して
いる場合に有効である。

【００１７】上記受光素子からの出力を３つのスレッシ
ュレベルで矩形信号化する場合には、高い方のスレッシ
ュレベルにより矩形信号化された信号をＴ３、低い方の
スレッシュレベルで矩形信号化された信号をＴ１、中間
のスレッシュレベルで矩形信号化された信号をＴ２、上
記信号：Ｔ２の反転信号をＴ２’とするとき、信号：Ｔ
２を一方の光束の検出信号とし、演算：Ｔ１・Ｔ２’＋
Ｔ３の結果を他方の検出信号とすることができる（請求
項５）。この方法は、２つの光スポットが主走査方向に
近接していても離れていても有効である。

【００１８】請求項６記載の発明の２ビーム走査装置用
の２ビーム検出方法は「独立した２つの半導体レーザか
らの光束を共通の１／４波長板により互いに逆回りの円
偏光としたのち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させ
て偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光
学系により被走査面上に２つの光スポットとして集光さ
せ、２走査線を同時に走査する２ビーム走査装置におい
て、走査領域へ向かう２光束を互いに分離して検出する
方法」であって、以下の如き特徴を有する。

【００１９】即ち、走査領域へ向かう２光束を別の共通
の１／４波長板を介して偏光ビームスプリッタに入射さ
せて各光束を空間的に分離し、分離された各光束をそれ
ぞれに対応する受光素子に入射させて検出する。

【００２０】請求項７記載の２ビーム走査装置は「独立
した２つの半導体レーザからの光束を共通の１／４波長
板により互いに逆回りの円偏光としたのち、光偏向器の
偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光
束を共通の走査結像光学系により被走査面上に２つの光
スポットとして集光させ、２走査線を同時に走査する２
ビーム走査装置」であって、走査領域へ向かう２光束を
独立に検出するために、受光素子と、光束集光手段と、
光強度差別化手段と、信号化手段と、演算手段とを有す
る。

【００２１】「受光素子」は、走査領域へ向かう２光束
を受光するために、２光束に共通に設けられ、その受光
面の走査方向の幅が、走査直交方向へ直線的に増加する
形状の受光面形状を有する。「走査方向」は、受光素子
の受光面の位置に、理想的な偏向光束の主光線に直交す
る面を考えるとき、偏向光束の偏向に伴い偏向光束が上
記面を横切る方向であり、上記面内において、走査方向
に直交する方向が「走査直交方向」である。

【００２２】「光束集光手段」は、２光束を共通の受光
素子に集光させる手段であり、専用の光学系（レンズや
凹面鏡等）を用いても良いし、走査結像光学系の一部を
兼用させてもよい。「光強度差別化手段」は、受光素子
に入射する２光束の光強度を互いに異ならせる手段であ
る。「信号化手段」は、受光素子の出力を互いに異なる
複数のスレッシュレベルで矩形信号化する手段であり、
各種コンパレータを利用することができる。「演算手
段」は、信号化手段から得られる各信号に対して所定の
演算を行なう手段であり、例えばマイクロコンピュータ
を利用できる。

【００２３】上記請求項７記載の２ビーム走査装置にお
いて、「光強度差別化手段」を、２光束が走査領域へ向
かうとき、各半導体レーザの発光強度を互いに異ならせ
るように、各半導体レーザを制御する光源制御手段とし
て構成できる（請求項８）。

【００２４】あるいは上記「光強度差別化手段」を、走
査領域へ向かう２光束に共通に設けられて２光束を互い
に直交する直線偏光にする１／４波長板と、この１／４
波長板と受光素子との間に配備され、各光束の透過強度
を異ならせるような態位に配備された偏光子とを有する
ように構成してもよい（請求項９）。

【００２５】上記請求項７または８または９記載の２ビ
ーム走査装置においては、「演算手段が、信号化手段か
ら得られる信号により、２つの光スポットの走査直交方
向のピッチを演算する機能を有する」ことができる（請
求項１０）。

【００２６】請求項１１記載の発明の２ビーム走査装置
は「独立した２つの半導体レーザからの光束を共通の１
／４波長板により互いに逆回りの円偏光としたのち共通
の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向さ
れた各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面
上に２つの光スポットとして集光させ、２走査線を同時
に走査する２ビーム走査装置において、走査領域へ向か
う２光束を透過させ、空間的に分離する別の共通の１／
４波長板と、この１／４波長板を透過した２光束を空間
的に分離するための偏光ビームスプリッタと、空間的に
分離された各光束を対応的に受光して検出信号用の出力
を出力する２つの受光素子とを有する」ことを特徴とす
る。

【００２７】なお、上記「走査結像光学系」としてはｆ
θレンズを始めとして、従来からシングルビーム走査装
置に関連して公知の任意の光学系を利用できる。

【００２８】以上は２ビーム走査の場合である。以下に
は「マルチビーム走査」の場合を説明する。請求項１２
記載の発明の、マルチビーム走査装置用のマルチビーム
検出方法は「独立したｎ（≧２）個の光源からの光束
を、共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向さ
せ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系によ
り被走査面上にｎ個の光スポットとして集光させ、ｎ本
の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置におい
て、走査領域へ向かうｎ光束を互いに分離して検出する
方法」であって、以下の如き特徴を有する。

【００２９】即ち、走査領域へ向かうｎ光束の光強度を
互いに異ならせて共通の受光素子に集光的に入射させる
とともに、各光束が受光素子の受光面を通過する時間が
異なるように受光素子の受光面形状を設定し、受光素子
からの出力を互いに異なる複数のスレッシュレベルで矩
形信号化し、その内の１つのスレッシュレベルにより矩
形信号化された信号を１つの光束に対する検出信号と
し、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号
に対して所定の演算を行なって他の光束に対する検出信
号とする。

【００３０】走査領域へ向かうｎ光束の光強度を互いに
異ならせるには、ｎ個の光源の発光強度を異ならせても
良いし（請求項１３）、各光源からの光束を半透鏡で合
成し、光束ごとに、透過させる半透鏡の数を異ならせる
ことにより行ってもよい。

【００３１】ｎ個の光スポットを、共通の受光素子に一
度に１つずつ受光されるように、主走査方向に分離し、
共通の受光素子からの出力を互いに異なるｎ個のスレッ
シュレベルで矩形信号化し、スレッシュレベルの高い側
から数えて第ｉ番目のスレッシュレベルにより矩形信号
化された信号をτｉ(ｉ＝１〜ｎ)、信号：τｉの反転信
号をτｉ’とするとき、信号：τ１を最高光強度の光束
の検出信号とし、演算：τｉ・τｊ’（ｉ＝２〜ｎ，ｊ
＝ｉ−１）を、第ｉ番目の光強度の光束の検出信号とす
ることができる（請求項１４）。

【００３２】マルチビーム走査における独立したｎ個の
光源は、ｎが２であるときには、請求項１〜１１記載の
発明と同様の光源を利用できる。ｎが３以上である場合
にも、ｎ個の光源として、ｎ個のＬＥＤやｎ個の半導体
レーザ、あるいは半導体レーザとＬＥＤとを組み合わせ
て使用することもでき、半導体レーザアレイとＬＥＤと
を組み合わせることもできる。

【００３３】さらに、マルチビーム走査装置の光源とし
て「少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立
した２つの半導体レーザ光源」を用いることができる
（請求項１５）。半導体レーザアレイは、周知の如く、
複数の半導体レーザ発光源をモノリシックに有する光源
であり、各半導体レーザ光源から独立して光束を放射す
ることができる。このような半導体レーザアレイと通常
の単一発光部の半導体レーザとを総称して「半導体レー
ザ光源」と称する。

【００３４】少なくとも一方が半導体レーザアレイであ
る、独立した２つの半導体レーザ光源を用いると、光源
から放射される光束数が最も少ないのは、一方の半導体
レーザ光源が通常の単一発光部を有する半導体レーザ
で、他方の半導体レーザ光源が独立した発光部を２つ有
する半導体レーザアレイの場合であり、この場合の光束
の総数は３になる。

【００３５】請求項１６記載の発明のマルチビーム走査
装置用のマルチビーム検出方法は、「少なくとも一方は
半導体レーザアレイである、独立した２つの半導体レー
ザ光源からの３以上の光束を、共通の１／４波長板によ
り、半導体レーザ光源ごとに互いに逆回りの円偏光とし
たのち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向さ
せ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系によ
り被走査面上に３以上の光スポットとして集光させ、３
以上の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置に
おいて、走査領域へ向かう各光束を互いに分離して検出
する方法」であり、以下の如き特徴を有する。

【００３６】即ち、走査領域へ向かう各光束を別の共通
の１／４波長板を介して偏光ビームスプリッタに入射さ
せ、半導体レーザ光源ごとの光束を空間的に分離し、分
離された各光束群を、それぞれに対応する受光素子に入
射させる。この場合、分離された光束群の一方は１以上
の光束を有し、他方は２以上の光束を有する。

【００３７】２以上の光束を受光する受光素子の受光面
形状は、該受光素子に入射する光束が受光面を通過する
時間が異なるように設定する。２以上の光束を受光する
受光素子からの出力は、互いに異なる複数のスレッシュ
レベルで矩形信号化され、その内の１つのスレッシュレ
ベルにより矩形信号化された信号を１つの光束に対する
検出信号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された
複数の信号に対して所定の演算を行なって他の光束に対
する検出信号とする。

【００３８】即ち、各光束は、２つの受光素子の何れに
より受光されるかにより区別され、さらに、受光素子が
２以上の光束を受光する場合には上記の如き方法で互い
に区別されるのである。偏向光束の総数が３本で、一方
の受光素子が１つの光束しか受光しない場合には、当該
光束は受光素子の出力の検出のみで検出することができ
る。各受光素子が２以上の光束を受光する場合には、受
光素子ごとに上記の如き方法で、各光束の区別を行うこ
とができる。

【００３９】請求項１７記載の発明のマルチビーム走査
装置は「少なくとも一方は半導体レーザアレイである、
独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の光束
を、共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向さ
せ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系によ
り被走査面上に３以上の光スポットとして集光させ、３
以上の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置」
であって、受光素子と、光束集光手段と、光強度差別化
手段と、信号化手段と、演算手段とを有する。

【００４０】「受光素子」は、走査領域へ向かう各光束
を共通に受光し、受光面の走査方向の幅が、走査直交方
向へ直線的に増加する形状の受光面形状を有する。「光
束集光手段」は、３以上の光束を共通の受光素子に集光
させる。「光強度差別化手段」は、受光素子に入射する
各光束の光強度を互いに異ならせる。「信号化手段」
は、受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッシュレ
ベルで矩形信号化する。「信号化手段」は、信号化手段
から得られる各信号に対して所定の演算を行なう。

【００４１】請求項１８記載のマルチビーム走査装置は
「少なくとも一方は半導体レーザアレイである、独立し
た２つの半導体レーザ光源からの３以上の光束を共通の
１／４波長板により、半導体レーザ光源ごとに、互いに
逆回りの円偏光としたのち共通の光偏向器の偏向反射面
で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光束を共通の
走査結像光学系により被走査面上に３以上の光スポット
として集光させ、３以上の走査線を同時に走査するマル
チビーム走査装置」であって、第２の１／４波長板と、
偏光ビームスプリッタと、２つの受光素子と、光強度差
別化手段と、信号化手段と、演算手段とを有する。

【００４２】「第２の１／４波長板」は、走査領域へ向
かう各光束を透過させるべく、各光束に共通である。こ
の第２の１／４波長板を透過することにより、各光束
は、その光束がどちらの半導体レーザ光源から放射され
たかに従い、互いに偏光面が直交した光束となる。「偏
光ビームスプリッタ」は、第２の１／４波長板を透過し
た３以上の光束を、半導体レーザ光源ごとに空間的に分
離する。「２つの受光素子」は、空間的に分離された光
束群を対応的に受光して、検出信号用の出力を出力す
る。２以上の光束を受光する受光素子の受光面形状は、
該受光素子に入射する光束が受光面を通過する時間が異
なるように設定される。

【００４３】「光強度差別化手段」は、２以上の光束を
放射する半導体レーザ光源から放射される光束の光強度
を互いに異ならせる。「信号化手段」は、２以上の光束
を受光する受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッ
シュレベルで矩形信号化する。「演算手段」は、信号化
手段から得られる各信号に対し所定の演算を行なう。

【００４４】上記請求項１７または１８記載のマルチビ
ーム走査装置において、２つの半導体レーザ光源をとも
に半導体レーザアレイとすることができ（請求項１
９）、この場合、同時に走査する走査線の本数は４以上
になる。

【００４５】また、請求項１７または１８または１９記
載のマルチビーム走査装置において、「光強度差別化手
段」は、各光束が走査領域へ向かうとき、各半導体レー
ザ光源の発光部の発光強度を互いに異ならせるように、
各半導体レーザ光源を制御する光源制御手段であること
ができる（請求項２０）。

【００４６】上記請求項１７〜２０の任意の１に記載の
２ビーム走査装置において、演算手段が、信号化手段か
ら得られる信号により、３以上の光スポットの走査直交
方向のピッチを演算する機能を有することができる（請
求項２１）。

【００４７】

【発明の実施の形態】図１（ａ）において符号１０で示
す光源部からは、２ビーム走査用の２つの光束が、それ
ぞれ平行光束として放射される。放射された２光束は光
スポット整形用のアパーチュア板２０の開口部を通過
し、シリンダレンズ３０に入射する。シリンダレンズ３
０は副走査対応方向（光源から被走査面に到る光路を直
線的に展開した仮想的な光路上で副走査方向に平行的に
対応する方向を言い、上記仮想的な光路上で主走査方向
に平行的に対応する方向を主走査対応方向と言う）にの
み集光され、光偏向器であるポリゴンミラー４０の偏向
反射面４１の近傍に、主走査対応方向に長い線像として
結像する。

【００４８】ポリゴンミラー４０が矢印方向へ等速回転
すると、偏向反射面により反射された２光束は偏向光束
となり、「走査結像光学系」であるｆθレンズ３２の作
用により、被走査面５０上に２つの光スポットとして集
光し、被走査面５０を走査する。被走査面位置には通
常、光導電性の感光体が配備されるので、光スポットは
実体的には感光体を走査する。

【００４９】光源部１０は、ケーシング１８内に２つの
半導体レーザ１１，１２と、２つののコリメートレンズ
１３，１４と、半導体レーザ１１からの光束の偏光面を
９０度旋回させる１／２波長板１５と、半導体レーザ１
１，１２からの光束を合成するビーム合成プリズム１６
と、合成された２光束の偏光状態を円偏光状態にするた
めの１／４波長板１７とを有する。

【００５０】半導体レーザ１１，１２から放射された各
光束は、対応するコリメートレンズ１３，１４で平行光
束化されたのちビーム合成プリズム１６に入射する。半
導体レーザ１１からの光束は、ビーム合成プリズム１６
における偏光ビームスプリッタ膜１６２を透過してビー
ム合成プリズム１６から射出する。半導体レーザ１２か
らの光束はビーム合成プリズム１６の斜面１６１で内部
反射し、偏光ビームスプリッタ膜１６２により反射され
てビーム合成プリズム１６から射出する。

【００５１】図１（ａ）の状態において、コリメートレ
ンズ１３，１４は共に「主走査対応方向に平行な同一面
内」にある。半導体レーザ１１，１２は、その内の少な
くとも一方が、対応するコリメートレンズの光軸から、
主・副走査対応方向に微小距離ずれている。図１（ａ）
では、半導体レーザ１２のコリメートレンズ１４の光軸
からの副走査対応方向へのずれが「誇張して」描かれて
いる。即ち、半導体レーザ１１，１２の発光部を結ぶ直
線は主走査対応方向と微少な角：θ_Aをなし、角：θ_Aの
傾きにより、ビーム合成プリズム１６から射出する２光
束は互いに副走査対応方向に微少角傾いている。この微
少角により、被走査面５０上に集光する２つの光スポッ
トの副走査方向の間隔：Ｐ_Sが定まる。

【００５２】また半導体レーザ１１，１２の、対応する
コリメートレンズの光軸からの主走査対応方向の微少な
ずれにより、ビーム合成プリズム１６から射出する光束
は、主走査方向において、図に示すように互いに微少な
角：θ_Bをなす。この角：θ_Bにより被走査面５０上に集
光する２つの光スポットの主走査方向の間隔：Ｐ_Mが定
まる。

【００５３】図１（ａ）の状態において、光源部１０を
コリメートレンズ１３の光軸の回りに回転させることに
より、被走査面５０上の２つの光スポットの間隔を一定
に保ったまま、これらスポットを結ぶ方向を回転させる
ことができ、このことを利用して、上記間隔：Ｐ_M，Ｐ_S
を調整することが可能である。

【００５４】ビーム合成プリズム１６を射出した２光束
は、直線偏光の偏光面が互いに直交しており、このまま
では前述の「シェーディング」が生じるので、１／４波
長板１７を透過させることにより、これらを互いに逆回
りの円偏光状態にする（請求項３）。このようにして、
合成され、シェーディング補正された２光束が光源部１
０から射出する。

【００５５】光源部１０から射出し、ポリゴンミラー４
０により偏向された２光束は走査領域へ向かって偏向す
るが、走査領域へ向かう途上においてｆθレンズ３２を
介してミラー６１へ入射し、ミラー６１により反射され
ると、１／４波長板６２と偏光子６３とを介して受光素
子６４に入射する。受光素子６４は、ミラー６１を介す
る光路上で被走査面５０と等価な位置に配備され（図は
作図の関係でそのように描かれていない）、２光束とも
受光素子６４の受光面上に光スポットとして集光する。
従ってｆθレンズ３２は、請求項７記載の発明におけ
る、２光束を共通の受光素子６４に集光させる「光束集
光手段」を構成している。

【００５６】ミラー６１により反射された２光束は、１
／４波長板６２に入射するときには図１（ｂ）に示すよ
うに「互いに逆向きの円偏光状態」であり、１／４波長
板６２を透過することにより、同図に示すように「互い
に直交する直線偏光状態」に変換される。このように互
いに直交する偏光状態となった２光束は、偏光子６３を
透過する（請求項３）。

【００５７】図１（ｂ）に示すように、偏光子６３の方
位（直線偏光光束を最大限透過させる方向）は、光束Ｂ
１（半導体レーザ１１からの光束）の偏光方向に対して
角：θだけ傾いており、光束Ｂ１，Ｂ２が偏光子６３を
透過する割合は、ｃｏｓ²θ：ｓｉｎ²θになる。そこ
で、角：θを適当に選ぶことにより、受光素子６４の受
光面６４上において、図１（ｂ）に示すように、光束Ｂ
１，Ｂ２の光強度に大小の差が出るようにするのであ
る。

【００５８】即ち、図１の実施の形態において、走査領
域へ向かう２光束に共通に設けられて２光束を互いに直
交する直線偏光にする１／４波長板６２と、この１／４
波長板６２と受光素子６４との間に配備され、各光束の
透過強度を異ならせるような態位に配備された偏光子６
３とは、受光素子６４に入射する２光束の光強度を互い
に異ならせる「光強度差別化手段」を構成している（請
求項９）。

【００５９】かくして、偏向された２光束は走査領域へ
到達するに先立って、光強度を互いに異ならせて共通の
受光素子６４に集光的に入射する（請求項１）。受光素
子６４の受光面は、図１（ｃ）に示すように、直角三角
形形状をしており、直角を挾む２辺の一方は「走査方向
（図の左右方向）に平行」であり、他方は「走査直交方
向（図の上下方向）に平行」である。従って、受光素子
６４は、その受光面６４Ａの走査方向の幅が「走査直交
方向へ直線的に増加する形状」を有しており（請求項
７）、このため各光束Ｂ１，Ｂ２が受光面６４Ａを（走
査方向へ）通過する時間が異なる（請求項１）。なお、
図１（ｃ）において、符号ＳＰ１，ＳＰ２は、光束Ｂ
１，Ｂ２を集光させた光スポットを示す。

【００６０】光束Ｂ１，Ｂ２が受光面６４Ａを通過する
とき、受光素子６４からは受光信号が発せられ、この受
光信号は信号化・演算手段６５により矩形信号化され、
さらに必要な演算を受ける。信号化・演算手段６５は、
請求項７記載の発明における信号化手段と演算手段とを
合わせたものであり、例えばマイクロコンピュータであ
る。受光素子６４からの信号は信号化・演算手段６５に
入力すると、デジタル化され、次いで、２つもしくは３
つのスレッシュレベルを用いて矩形信号化される。

【００６１】最初に、図１（ｃ）に示すように、光束Ｂ
１，Ｂ２の形成する光スポットＳＰ１，ＳＰ２が走査方
向に十分に離れている（図１（ａ）の間隔：Ｐ_Mが十分
に大きい）場合に就き説明する。

【００６２】前述のように、光束Ｂ１の光スポットＳＰ
１の光強度を光スポットＳＰ２の光スポットよりも大き
くし、受光面６４Ａを横切る時間は、光スポットＳＰ１
の方が光スポットＳＰ２よりも短いので、この場合、受
光素子６４から得られる信号は、図２（ａ）に示す如き
ものになる。

【００６３】そこで、この信号を２つのスレッシュレベ
ルＴＨ１，ＴＨ２で矩形信号化すると、低い方のスレッ
シュレベルＴＨ１に応じて、矩形化された信号：Ｔ１、
高い方のスレッシュレベルＴＨ２に応じて矩形化された
信号：Ｔ２がそれぞれ得られる（図２（ｂ））。これら
の信号：Ｔ１，Ｔ２のうち、信号：Ｔ２は光強度の大き
い光束Ｂ１にのみ対応するから、信号：Ｔ２をもって、
光束Ｂ１に対する検出信号：Ｂｅａｍ１とすることがで
きる（図２（ｃ））。

【００６４】また、信号：Ｔ２の反転信号をＴ２’と
し、この信号Ｔ２’と上記信号Ｔ１との積：Ｔ１・Ｔ
２’を演算すると、光強度の小さい光束Ｂ２にのみ対応
する矩形化された信号が得られるので、これを光束Ｂ２
の対する検出信号：Ｂｅａｍ２とすることができる。信
号：Ｔ２の反転信号：Ｔ２’を得ることおよび演算：Ｔ
１・Ｔ２’は勿論、信号化・演算手段６５において行な
われる。

【００６５】光束Ｂ１，Ｂ２に対する画像書き出し位置
の同期は、光束Ｂ１に対しては検出信号：Ｂｅａｍ１の
立ち上がりを、また光束Ｂ２に対しては検出信号：Ｂｅ
ａｍ２の立ち上がりを基準として制御すればよい。

【００６６】偏向光束Ｂ１，Ｂ２が受光素子６４の受光
面６４Ａを横切るときの速さ：ｖは、ポリゴンミラー４
０の回転速度に応じて一義的に定まる。そこで、図２
（ｃ）に示すように検出信号：Ｂｅａｍ１，Ｂｅａｍ２
の継続時間を、図のようにそれぞれｔ₁，ｔ₂とし、図１
（ｃ）に示すように、受光面６４の斜辺部が底辺部と成
す角を角：αとすると「ｖ・（ｔ₂−ｔ₁）ｔａｎα」
は、光スポットＳＰ１，ＳＰ２の副走査方向の間隔（図
１（ａ）の間隔：Ｐ_S）に等しい。従って、信号化・演
算手段６５に、上記時間：ｔ₁，ｔ₂の計時機能と、演
算：ｖ・（ｔ₂−ｔ₁）ｔａｎαを行なう機能を持たせて
おけば、２つの光スポットの走査直交方向のピッチ：Ｐ
_Sを計測することが可能になる（請求項１０）。

【００６７】図３に示すように、２つの光スポットＳＰ
１，ＳＰ２の走査方向の間隔（図１（ａ）の間隔：
Ｐ_M）が小さくなると、上に説明した方法では光束ごと
に分離した検出信号を得ることはできない。この場合に
は、受光素子６４の出力を３つのスレッシュレベルで矩
形信号化する。

【００６８】この場合を図４に示す。図４（ａ）に示す
ように、３つのスレッシュレベルを低い方から順にＴＨ
１，ＴＨ２，ＴＨ３、これらにより矩形信号化された信
号をそれぞれＴ１，Ｔ２，Ｔ３、中間のスレッシュレベ
ル：ＴＨ２で矩形化信号化された信号：Ｔ２の反転信号
をＴ２’とすると、これら及び演算：Ｔ１・Ｔ２’の結
果はそれぞれ図４（ｂ）に示す如きものとなる。

【００６９】これらの信号のうち、信号：Ｔ２は、光強
度の大きい光束Ｂ１にのみ対応するから、信号：Ｔ２を
もって、光束Ｂ１に対する検出信号：Ｂｅａｍ１とする
ことができる（図４（ｃ））。

【００７０】また、演算：Ｔ１・Ｔ２’＋Ｔ３の結果
は、図４（ｃ）に示すように、光強度の小さい光束Ｂ２
にのみ対応するので、これを光束Ｂ２の対する検出信
号：Ｂｅａｍ２とすることができる（請求項５）。必要
な演算は勿論、信号化・演算手段６５において行なわれ
る。

【００７１】このようにして、光スポットＳＰ２が、光
スポットＳＰ１より若干先行している場合（図４（４−
１））、光スポットＳＰ１，ＳＰ２が走査直交方向に完
全に並んでいる場合（図４（４−２））、光スポットＳ
Ｐ１が光スポットＳＰ２に若干先行している場合（図４
（４−３））、光スポットＳＰ１，ＳＰ２が走査方向に
十分に分離している場合（図４（４−４））の何れにお
いても、各光束Ｂ１，Ｂ２を確実に分離して検出でき
る。

【００７２】なお、図１（ａ）の実施の形態において、
シェーディング補正を行なわない場合には１／４波長板
１７は不要であり、この場合には１／４波長板６２も不
要であって、偏光子６３のみで光束Ｂ１，Ｂ２の光強度
を差別化することができ、上記と同様にして各光束の検
出信号を得ることができる。

【００７３】また、図１（ａ）の実施の形態において、
１／４波長板６２により２光束の偏光状態を、互いに直
交する直線偏光状態としたのち、これらを走査方向に並
んだ２つの受光素子に相次いで入射させ、各受光素子の
受光面に偏光子を設け、これら偏光子の偏光の方位を互
いに直交させるようにすることも考えられる。

【００７４】図５は、請求項８記載の発明の実施の１形
態を示している。図１の形態と同じ部分に就いては、図
１（ａ）におけると同一の符号を付した。受光素子６４
は、図１（ｃ）に示す如き受光面形状を有する。

【００７５】この実施の形態では、光強度差別化手段
が、図示されない「光源制御手段」であり、２光束（図
１に即して説明した２光束Ｂ１，Ｂ２）が走査領域へ向
かうとき、半導体レーザ１１，１２の発光強度を互いに
異ならせるように各半導体レーザを制御する（請求項
２）。

【００７６】このとき、半導体レーザ１１の発光強度
が、半導体レーザ１２の発光強度より大きくなるように
制御を行なえば、図２，４に即して説明したのと全く同
様にして、各光束Ｂ１，Ｂ２に対応する検出信号：Ｂｅ
ａｍ１，Ｂｅａｍ２を得ることができる。この場合に
も、演算：ｖ・（ｔ₂−ｔ₁）ｔａｎαにより、２つの光
スポットの走査直交方向のピッチ：Ｐ_Sを計測すること
が可能である。

【００７７】図５の実施の形態では、図１の実施の形態
に比較して、１／４波長板６２や偏光子６３が不要であ
るので、コストの低減化が可能である。

【００７８】図１，図５の実施の形態において、受光素
子６４の受光面の形状は図１（ｃ）に示す形状の斜辺の
側を、光束を迎え入れる側にしても良く、あるいは上下
を逆にして用いても良い。また受光面の形状は、走査直
交方向に頂点を向けた２等辺３角形等、種々の形状が可
能である。

【００７９】図６は請求項１１記載の発明の２ビーム走
査装置の実施の１形態を示す図であり、請求項６記載の
発明の２ビーム検出方法を実施する。

【００８０】図１の実施の形態と同じ部分は、図１
（ａ）におけると同一の符号を付した。図１（ａ）に示
す実施の形態と異なり、１／４波長板６２を透過した２
光束は偏光ビームスプリッタ７０に入射する。図１
（ｂ）に即して説明したように、１／４波長板６２を透
過した２光束は、その偏光状態が互いに直交する直線偏
光状態となっているので、半導体レーザー１１からの光
束（光束Ｂ１とする）は偏光ビームスプリッタ７０を透
過して受光素子７１に集光的に入射する。従って、受光
素子７１の出力により光束Ｂ１の検出信号を得ることが
できる。

【００８１】半導体レーザ１２からの光束（光束Ｂ２と
する）は、偏光ビームスプリッタ７０により反射される
ことにより光束Ｂ１と空間的に分離し、受光素子７２に
入射して対応する検出信号を発生させる。

【００８２】図７は請求項１７記載のマルチビーム走査
装置の実施の１形態を図１（ａ）に倣って示している。
繁雑を避けるため、混同の虞れがないと思われるものに
就いては図１（ａ）におけると同一の符号を用いた。

【００８３】光源部１００は、図１（ａ）に即して説明
したものと同様であるが、半導体レーザ光源として、半
導体レーザアレイ１１０，１２０が用いられている（請
求項１９）。半導体レーザアレイ１１０，１２０は共
に、２つの発光部をモノリシックに有する半導体レーザ
光源で、半導体レーザアレイ１１０，１２０の各発光部
の配列方向は互いに平行となっており、光源部１００か
らは、隣接する光束間の方向が角：θ_Bだけ異なる４本
の平行光束（繁雑を避けるため２本のみが示されてい
る）が放射される。

【００８４】これら４本の光束は、シェーディング対策
のため１／４波長板１７により円偏光となって光源部１
００から放射され、光スポット整形用のアパーチュア板
２００の開口部を通過してシリンダレンズ３０に入射
し、シリンダレンズ３０により副走査対応方向にのみ集
光され、「共通の光偏向器」であるポリゴンミラー４０
の偏向反射面４１の近傍に主走査対応方向に長い線像と
して結像する。ポリゴンミラー４０の回転により偏向さ
れた偏向光束は「共通の走査結像光学系」であるｆθレ
ンズ３２の作用により被走査面５０上に４つの光スポッ
トとして集光し、実体的には感光体の感光面である被走
査面５０を走査する。

【００８５】半導体レーザアレイ１１０，１２０と、こ
れらに対応するコリメートレンズ１３，１４との位置関
係と、図の角：θ_A，θ_Bにより、被走査面５０上におけ
る４つのスポットにおける隣接スポット間の主・副走査
方向の間隔：Ｐ_M，Ｐ_Sが定まる。また、光源部１０を、
コリメートレンズ１３の光軸の回りに回転調整すること
で、Ｐ_M，Ｐ_Sの調整が可能である。

【００８６】即ち、図７は、２つの「半導体レーザ光
源」である半導体レーザアレイ１１０，１２０からの４
光束を、共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向
させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系に
より被走査面５０上に４つの光スポットとして集光さ
せ、４走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置の
実施の形態を示している。

【００８７】この装置は、ｆθレンズ３２を透過して走
査領域へ向かう４光束を受光する共通の受光素子６４０
と、受光素子６４０に向けて上記４光束を反射するミラ
ー６１を有する。受光素子６４０の受光面上に入射する
４光束はいずれも「光束集光手段」であるｆθレンズ３
２により光スポットとして受光面近傍に集光する。

【００８８】この実施の形態においては、半導体レーザ
１１０，１２０の駆動手段（図７に図示されていない）
である「光源制御手段」が「光強度差別化手段」を構成
し、マルチビーム検出を行うときは４つの発光部のそれ
ぞれの発光強度を異ならせ、受光素子６４０に入射する
４光束の光強度を相互に異ならせる（請求項２０）。

【００８９】図８（ｄ）は、４光束に共通の受光素子６
４０における受光面６４０Ａの形状と、受光面６４０Ａ
を順次に通過する４つの光スポットとの関係を説明図的
に示している。図８（ｄ）では、光スポットＳ１〜Ｓ４
相互の、走査方向（図の左右方向）の間隔が実際よりも
縮めて描かれているが、実際には、光スポットＳＰ１〜
ＳＰ４は図の左右方向にもっと離れており、受光面６４
０Ａは一度に１個の光スポットのみを受光するようにな
っている。

【００９０】各光スポットＳＰ１〜ＳＰ４を形成する光
束Ｂ１〜Ｂ４が、図の矢印のように受光面６４０Ａを通
過すると、各光束は光強度が互いに異なり、受光面６４
０Ａは走査方向(図の左右方向)の幅が走査直交方向(図
の上下方向)へ直線的に変化しているので、受光素子６
４０からは図８（ａ）に示すような出力が得られる。

【００９１】この出力を図８（ａ）に示すように互いに
異なる４つのスレッシュレベル：ＴＨ１’〜ＴＨ４’で
「矩形信号化」すると、スレッシュレベル：ＴＨ１’〜
ＴＨ４’に応じて、図８（ｂ）に示すような矩形信号：
τ１〜τ４が得られる。スレッシュレベル：ＴＨ１’〜
ＴＨ４’による矩形信号化は「矩形信号化手段」をなす
マイクロコンピュータ等である信号化・演算手段６５０
により行われる。

【００９２】信号化・演算手段６５０は「演算手段」を
兼ね、矩形信号：τ１〜τ４に対して以下の演算を行
う。即ち、矩形信号：τｉのうち、ｉ＝１〜３に対する
反転信号：τｉ’を生成し、矩形信号：τ２〜τ４との
間で、演算：τ２・τ１’，τ３・τ２’，τ４・τ
３’を行う。演算の結果と矩形信号：τ１とを図８
（ｃ）に示す。

【００９３】演算：τ２・τ１’，τ３・τ２’，τ４
・τ３’の結果は矩形信号で互いに分離し、且つ、矩形
信号：τ１とも分離している。これら矩形信号：τ１，
τ２・τ１’，τ３・τ２’，τ４・τ３’は、それぞ
れ光束Ｂ１〜Ｂ４の光スポットＳＰ１〜ＳＰ４に対応す
るから、光束Ｂ１〜Ｂ４の検出信号：Ｂｅａｍ１〜Ｂｅ
ａｍ４として使用することができる。

【００９４】即ち、図７および図８に即して説明した実
施の形態において、マルチビーム走査装置は、独立した
４個の光源（半導体レーザアレイの発光部）からの光束
を共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、
偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被
走査面上に４個の光スポットとして集光させ、４本の走
査線を同時に走査するマルチビーム走査装置であり、走
査領域へ向かう４光束の光強度を互いに異ならせて共通
の受光素子６４０に集光的に入射させるとともに、各光
束が受光素子６４０の受光面６４０Ａを通過する時間が
異なるように受光素子６４０の受光面６４０Ａの形状が
設定され、受光素子６４０からの出力を互いに異なる複
数のスレッシュレベル：ＴＨ１’〜ＴＨ４’で矩形信号
化し、その内の１つのスレッシュレベルにより矩形信号
化された信号：τ１を１つの光束：Ｂ１に対する検出信
号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の
信号に対して所定の演算を行なって他の光束Ｂ２〜Ｂ４
に対する検出信号とすることにより４光束を互いに分離
して検出するという「請求項１２記載の発明」を実施す
る。

【００９５】そして上記実施の形態では、各光源の発光
強度を異ならせることにより、走査領域へ向かう４光束
の光強度が互いに異ならせられ（請求項１３）、４つの
スレッシュレベルで矩形信号化された信号をτｉに対し
反転信号をτｉ’を用いて、演算：τｉ・τｊ’を行
い、光束の検出信号とする（請求項１４）。また、光源
部の発光部を構成するのは「２つの独立した半導体レー
ザアレイ」である（請求項１５）。

【００９６】図７に示す信号化・演算手段６５０はま
た、４本の光束Ｂ１〜Ｂ４の各々に対応する光スポット
Ｓ１〜Ｓ４が受光面６４０Ａを通過するときの通過速
度：ｖと各通過時間：ｔ₁〜ｔ₄（図８（ｃ）参照）と、
受光面６４０Ａの底角：αを用いて、演算：Ｐ_S1＝ｖ・（ｔ₂−ｔ₁）・ｔａｎα，Ｐ_S2＝ｖ・（ｔ₃
−ｔ₂）・ｔａｎα，Ｐ_S3＝ｖ・（ｔ₄−ｔ₃）・ｔａｎ
α を行い、光スポットＳＰ１〜ＳＰ４の走査直交方向のピ
ッチ：Ｐ_S1〜Ｐ_S3（図８（ｃ）参照）を演算する機能を
有する（請求項２１）。

【００９７】図７，図８に即して説明した実施の形態に
おいて、光源部１０における半導体レーザ光源１１０，
１２０の一方を「通常の単一の発光部を持つ半導体レー
ザ」とすれば３光束で３走査線を一度に走査する場合の
実施の形態となり、また、半導体レーザ光源１１０，１
２０の双方を２以上の発光部を持つものとすることによ
り、一度に４以上の走査線を走査するマルチビーム走査
装置を実現でき、何れの場合も上記と同様にして、各光
束を分離してマルチビーム検出を行うことができ、走査
直交方向のピッチを算出することもできる。

【００９８】図９（ａ）は、請求項１８記載の発明のマ
ルチビーム走査装置の実施の１形態を示している。繁雑
を避けるため、混同の虞れがないと思われるものについ
ては図７におけると同一の符号を用いた。図９（ａ）か
ら１／４波長板６２と偏光ビームスプリッタ７０、受光
素子７１０，７２０を除く部分は、図７の実施の形態と
同様であるので、図９では特徴部分のみ説明する。

【００９９】１／４波長板６２を透過した４光束は偏光
ビームスプリッタ７０に入射する。１／４波長板６２を
透過した４光束は、その偏光状態が互いに直交する直線
偏光状態に戻るので、半導体レーザーアレイ１１０から
の光束（光束Ｂ１，Ｂ２とする）は偏光ビームスプリッ
タ７０を透過して受光素子７１０に集光的に入射する。
一方、半導体レーザ１２０からの光束（光束Ｂ３，Ｂ４
とする）は、偏光ビームスプリッタ７０により反射され
ることにより光束Ｂ１，Ｂ２と空間的に分離し、受光素
子７２０に入射する。

【０１００】即ち、図９（ａ）に示す実施の形態におい
て、半導体レーザアレイである２つの半導体レーザ光源
１１０，１２０からの光束は、共通の１／４波長板１７
により「半導体レーザ光源ごとに互いに逆回りの円偏
光」とされ、共通の光偏向器４０の偏向反射面で反射さ
れて偏向し、偏向された各偏向光束は共通の走査結像光
学系３２により被走査面５０上に４つの光スポットとし
て集光し、４走査線を同時に走査する。

【０１０１】走査領域へ向かう各光束は、別の共通の１
／４波長板６２を透過し、偏光ビームスプリッタ７０に
より半導体レーザ光源１１０，１２０に応じ、空間的に
分離する。空間的に分離された光束群は２つの受光素子
７１０，７２０に受光され、検出信号用の出力を発生さ
せる。図７の実施の形態と同様に、半導体レーザ１１
０，１２０の駆動手段である図示されない「光源制御手
段」が「光強度差別化手段」を構成し、マルチビーム検
出を行うときは、４つの発光部のそれぞれの発光強度を
異ならせ、受光素子６４０に入射する４光束の光強度を
相互に異ならせる（請求項２０）。

【０１０２】受光素子７１０，７２０の受光面形状は、
図９（ｂ）に示すように、底角が直角と角：αとである
直角三角形形状であり、受光面７１０Ａは光束Ｂ１，Ｂ
２による光スポットＳＰ１，ＳＰ２を受光し、受光面７
２０Ａは光束Ｂ３，Ｂ４による光スポットＳＰ３，ＳＰ
４を受光する。

【０１０３】従って、光スポットＳＰ１とＳＰ２、光ス
ポットＳＰ３とＳＰ４とが走査方向に十分離れていて、
各受光面７１０Ａ，７２０Ａが「一度に１個の光スポッ
トを受光する場合」には、前述の図２に即して説明した
のと同様の方法を各受光素子７１０，７２０の出力に対
して行う（図されない信号化・演算手段により行われ
る）ことにより、また、光スポットＳＰ１とＳＰ２、光
スポットＳＰ３とＳＰ４とが走査方向に近接している場
合には、図４に即して説明したのと同様の方法を各受光
素子７１０，７２０の出力に対して行う（図示しない信
号化・演算手段により行われる）ことにより、４光束を
互いに分離して検出することができる。

【０１０４】即ち、図９の実施の形態のマルチビーム走
査装置は請求項１６記載の発明のマルチビーム検出方法
を実施する。

【０１０５】また、４本の光束Ｂ１〜Ｂ４の各々に対応
する光スポットＳ１〜Ｓ４が、それぞれ受光面７１０
Ａ，７２０Ａを通過するときの通過速度：および各通過
時間：ｔ₁〜ｔ₄と、受光面７１０Ａ，７２０Ａの底角：
αを用いて、演算：Ｐ_S1＝ｖ・（ｔ₂−ｔ₁）・ｔａｎα，Ｐ_S3＝ｖ・（ｔ₄−ｔ₃）・ｔａｎα を行えば、光スポットＳＰ１，ＳＰ２の走査直交方向の
ピッチ：Ｐ_S1と光スポットＳＰ１，ＳＰ２の走査直交方
向のピッチ：Ｐ_S3を演算できることは明らかである。光
スポットＳＰ２，ＳＰ３の走査直交方向のピッチ：Ｐ_S3
は、図９（ｂ）に示す走査直交方向の距離：Ｄを用いる
と、演算：Ｐ_S3＝（Ｄ＋ｖ・ｔ₃・ｔａｎα）−ｖ・ｔ₂・ｔａｎα ＝Ｄ＋（ｔ₃−ｔ₂）・ｖ・ｔａｎα を行うことにより知ることができる。

【０１０６】複数の光源からの光束を合成する手段は、
上に説明した例に限らず、図１０の（ａ）に示すような
反射面１６Ａ１と半透鏡面１６Ａ２，１６Ａ３，１６Ａ
４を有するプリズム１６Ａを用いて行っても良いし、
（ｂ）に示すように、反射面１６Ｂ１と半透鏡面１６Ｂ
２，１６Ｂ３，１６Ｂ４を有するプリズム１６Ｂを用い
て行っても良い。このようなプリズムを「光強度差別化
手段」として用いると、互いに等しい光強度の光束を合
成するのみで「各光束の強度を異ならせる」ことができ
る。

【０１０７】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な２ビーム走査装置および２ビーム検出方法を実
現できる。この発明の２ビーム検出方法によれば、２つ
の光源を点灯させた状態で、２光束を確実に検出でき
る。請求項２記載の２ビーム検出方法では、シェーディ
ング補正を行なうか否かに拘らず２光束の検出が可能で
あり、請求項３記載の２ビーム検出方法ではシェーディ
ング補正を行ないつつ２光束を確実に検出できる。

【０１０８】また、この発明の２ビーム走査装置では、
２光束を確実に分離して検出できるので、走査開始の同
期を光束ごとに独立して行なうことができ、良好な２ビ
ーム走査を行なうことができる。また請求項１０記載の
２ビーム走査装置では、同時に走査する２つの走査線の
間隔を計測することが可能である。

【０１０９】また、この発明によれば新規なマルチビー
ム走査装置およびマルチビーム検出方法を実現できる。
この発明のマルチビーム検出方法によれば、複数の発光
部を点灯させた状態で、２以上の光束を確実に検出でき
る。請求項１２〜１４記載のマルチビーム検出方法で
は、シェーディング補正を行なうか否かに拘らず２以上
の光束の検出が可能であり、請求項１５，１６記載のマ
ルチビーム検出方法ではシェーディング補正を行ないつ
つ２以上の光束を確実に検出できる。

【０１１０】また、この発明のマルチビーム走査装置で
は、３以上の光束を確実に分離して検出できるので、走
査開始の同期を光束ごとに独立して行なうことができ、
良好なマルチビーム走査を行なうことができる。また請
求項２１記載のマルチビーム走査装置では、同時に走査
する２以上の走査線の間隔を計測することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項７記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。

【図２】図１の実施の形態における検出信号の形成を説
明するための図である。

【図３】図１の実施の形態における２つの光スポットの
位置関係と、受光素子の受光面との関係の例を示す図で
ある。

【図４】請求項５記載の発明を説明するための図であ
る。

【図５】請求項８記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。

【図６】請求項１１記載の発明の実施の１形態を説明す
るための図である。

【図７】請求項１７記載の発明の実施の１形態を説明す
るための図である。

【図８】図７の実施の形態における検出信号の形成を説
明するための図である。

【図９】請求項１８記載の発明の実施の１形態を説明す
るための図である。

【図１０】複数光束を合成する別の例を２例示す図であ
る。

【符号の説明】

１０光源部１１，１２光源（半導体レーザ）３０シリンダレンズ３２走査結像光学系（ｆθレンズ）４０光偏向器４１偏向反射面５０被走査面６２１／４波長板６３偏光子６４受光素子６４Ａ受光面１００光源部１１０，１２０半導体レーザアレイである半導体
レーザ光源６４０受光素子６４０Ａ受光面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】独立した２つの光源からの光束を共通の光
偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された
各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走査面上に
２つの光スポットとして集光させ、２走査線を同時に走
査する２ビーム走査装置において、走査領域へ向かう２光束を互いに分離して検出する方法
であって、走査領域へ向かう２光束の光強度を互いに異ならせて共
通の受光素子に集光的に入射させるとともに、各光束が
上記受光素子の受光面を通過する時間が異なるように上
記受光素子の受光面形状を設定し、上記受光素子からの出力を互いに異なる複数のスレッシ
ュレベルで矩形信号化し、その内の１つのスレッシュレ
ベルにより矩形信号化された信号を一方の光束に対する
検出信号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対
して所定の演算を行なって他方の光束に対する検出信号
とすることを特徴とする２ビーム走査装置用の２ビーム
検出方法。
【請求項２】請求項１記載の２ビーム走査装置用の２ビ
ーム検出方法において、各光源の発光強度を異ならせることにより、走査領域へ
向かう２光束の光強度を互いに異ならせることを特徴と
する２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法。
【請求項３】請求項１記載の２ビーム走査装置用の２ビ
ーム検出方法において、各光源は半導体レーザであり、各光源からの光束は第１
の１／４波長板により互いに逆回りの円偏光とされてお
り、走査領域へ向かう２光束を第２の１／４波長板で、偏光
方向が互いに直交する直線偏光に戻し、これら２光束を
共通の偏光子に通過させることにより互いに光強度の異
なる２光束とすることを特徴とする２ビーム走査装置用
の２ビーム検出方法。
【請求項４】請求項１または２または３記載の２ビーム
走査装置用の２ビーム検出方法において、共通の受光素子からの出力を互いに異なる２つのスレッ
シュレベルで矩形信号化し、高い方のスレッシュレベル
により矩形信号化された信号をＴ２、低い方のスレッシ
ュレベルで矩形信号化された信号をＴ１、上記信号：Ｔ
２の反転信号をＴ２’とするとき、信号：Ｔ２を一方の光束の検出信号とし、演算：Ｔ１・Ｔ２’の結果を他方の検出信号とすること
を特徴とする２ビーム走査装置用の２ビーム検出方法。
【請求項５】請求項１または２または３記載の２ビーム
走査装置用の２ビーム検出方法において、共通の受光素子からの出力を互いに異なる３つのスレッ
シュレベルで矩形信号化し、高い方のスレッシュレベル
により矩形信号化された信号をＴ３、低い方のスレッシ
ュレベルで矩形信号化された信号をＴ１、中間のスレッ
シュレベルで矩形信号化された信号をＴ２、上記信号：
Ｔ２の反転信号をＴ２’とするとき、信号：Ｔ２を一方の光束の検出信号とし、演算：Ｔ１・Ｔ２’＋Ｔ３の結果を他方の検出信号とす
ることを特徴とする２ビーム走査装置用の２ビーム検出
方法。
【請求項６】独立した２つの半導体レーザからの光束を
共通の１／４波長板により互いに逆回りの円偏光とした
のち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向さ
せ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系によ
り被走査面上に２つの光スポットとして集光させ、２走
査線を同時に走査する２ビーム走査装置において、走査領域へ向かう２光束を互いに分離して検出する方法
であって、走査領域へ向かう２光束を別の共通の１／４波長板を介
して偏光ビームスプリッタに入射させて各光束を空間的
に分離し、分離された各光束をそれぞれに対応する受光
素子に入射させて検出することを特徴とする２ビーム走
査装置用の２ビーム検出方法。
【請求項７】独立した２つの半導体レーザからの光束を
共通の１／４波長板により互いに逆回りの円偏光とした
のち、光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、偏
向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被走
査面上に２つの光スポットとして集光させ、２走査線を
同時に走査する２ビーム走査装置において、走査領域へ向かう２光束を受光する共通の受光素子と、上記２光束を上記共通の受光素子に集光させる光束集光
手段と、上記受光素子に入射する２光束の光強度を互いに異なら
せる光強度差別化手段と、上記受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッシュレ
ベルで矩形信号化する信号化手段と、この信号化手段から得られる各信号に対して所定の演算
を行なう演算手段とを有し、上記受光素子は、その受光面の走査方向の幅が、走査直
交方向へ直線的に増加する形状の受光面形状を有するこ
とを特徴とする２ビーム走査装置。
【請求項８】請求項７記載の２ビーム走査装置におい
て、光強度差別化手段は、２光束が走査領域へ向かうとき、
各半導体レーザの発光強度を互いに異ならせるように、
各半導体レーザを制御する光源制御手段であることを特
徴とする２ビーム走査装置。
【請求項９】請求項７記載の２ビーム走査装置におい
て、光強度差別化手段は、走査領域へ向かう２光束に共通に
設けられて２光束を互いに直交する直線偏光にする１／
４波長板と、この１／４波長板と受光素子との間に配備
され、各光束の透過強度を異ならせるような態位に配備
された偏光子とを有することを特徴とする２ビーム走査
装置。
【請求項１０】請求項７または８または９記載の２ビー
ム走査装置において、演算手段が、信号化手段から得られる信号により、２つ
の光スポットの走査直交方向のピッチを演算する機能を
有することを特徴とする２ビーム走査装置。
【請求項１１】独立した２つの半導体レーザからの光束
を共通の１／４波長板により互いに逆回りの円偏光とし
たのち共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向さ
せ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系によ
り被走査面上に２つの光スポットとして集光させ、２走
査線を同時に走査する２ビーム走査装置において、走査領域へ向かう２光束を透過させる別の共通の１／４
波長板と、この別の１／４波長板を透過した２光束を空間的に分離
する偏光ビームスプリッタと、空間的に分離された各光束を対応的に受光して、検出信
号用の出力を出力する２つの受光素子とを有する２ビー
ム走査装置。
【請求項１２】独立したｎ（≧２）個の光源からの光束
を共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向させ、
偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系により被
走査面上にｎ個の光スポットとして集光させ、ｎ本の走
査線を同時に走査するマルチビーム走査装置において、走査領域へ向かうｎ光束を互いに分離して検出する方法
であって、走査領域へ向かうｎ光束の光強度を互いに異ならせて共
通の受光素子に集光的に入射させるとともに、各光束が
上記受光素子の受光面を通過する時間が異なるように上
記受光素子の受光面形状を設定し、上記受光素子からの出力を互いに異なる複数のスレッシ
ュレベルで矩形信号化し、その内の１つのスレッシュレ
ベルにより矩形信号化された信号を１つの光束に対する
検出信号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対
して所定の演算を行なって他の光束に対する検出信号と
することを特徴とするマルチビーム走査装置用のマルチ
ビーム検出方法。
【請求項１３】請求項１２記載のマルチビーム走査装置
用のマルチビーム検出方法において、各光源の発光強度を異ならせることにより、走査領域へ
向かうｎ光束の光強度を互いに異ならせることを特徴と
するマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法。
【請求項１４】請求項１２または１３記載のマルチビー
ム走査装置用のマルチビーム検出方法において、ｎ個の光スポットを、共通の受光素子に一度に１つずつ
受光されるように、主走査方向に分離し、上記共通の受光素子からの出力を互いに異なるｎ個のス
レッシュレベルで矩形信号化し、スレッシュレベルの高
い側から数えて第ｉ番目のスレッシュレベルにより矩形
信号化された信号をτｉ(ｉ＝１〜ｎ)、信号：τｉの反
転信号をτｉ’とするとき、信号：τ１を最高光強度の光束の検出信号とし、演算：τｉ・τｊ’（ｉ＝２〜ｎ，ｊ＝ｉ−１）を、第
ｉ番目の光強度の光束の検出信号とすることを特徴とす
るマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法。
【請求項１５】請求項１２または１３または１４記載の
マルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法におい
て、光源が、少なくとも一方は半導体レーザアレイである、
独立した２つの半導体レーザ光源であることを特徴とす
るマルチビーム走査装置用のマルチビーム検出方法。
【請求項１６】少なくとも一方は半導体レーザアレイで
ある、独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の
光束を、共通の１／４波長板により半導体レーザ光源ご
とに互いに逆回りの円偏光としたのち共通の光偏向器の
偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光
束を共通の走査結像光学系により被走査面上に３以上の
光スポットとして集光させ、３以上の走査線を同時に走
査するマルチビーム走査装置において、走査領域へ向かう各光束を互いに分離して検出する方法
であって、走査領域へ向かう各光束を別の共通の１／４波長板を介
して偏光ビームスプリッタに入射させて、半導体レーザ
光源ごとの光束を空間的に分離し、分離された各光束群
を、それぞれに対応する受光素子に入射させるととも
に、２以上の光束を受光する受光素子の受光面形状を、
該受光素子に入射する光束が受光面を通過する時間が異
なるように設定し、２以上の光束を受光する受光素子からの出力を互いに異
なる複数のスレッシュレベルで矩形信号化し、その内の
１つのスレッシュレベルにより矩形信号化された信号を
１つの光束に対する検出信号とし、各スレッシュレベルで矩形信号化された複数の信号に対
して所定の演算を行なって他の光束に対する検出信号と
することを特徴とするマルチビーム走査装置用のマルチ
ビーム検出方法。
【請求項１７】少なくとも一方は半導体レーザアレイで
ある、独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の
光束を、共通の光偏向器の偏向反射面で反射させて偏向
させ、偏向された各偏向光束を共通の走査結像光学系に
より被走査面上に３以上の光スポットとして集光させ、
３以上の走査線を同時に走査するマルチビーム走査装置
において、走査領域へ向かう各光束を受光する共通の受光素子と、上記３以上の光束を上記共通の受光素子に集光させる光
束集光手段と、上記受光素子に入射する各光束の光強度を互いに異なら
せる光強度差別化手段と、上記受光素子の出力を互いに異なる複数のスレッシュレ
ベルで矩形信号化する信号化手段と、この信号化手段から得られる各信号に対して所定の演算
を行なう演算手段とを有し、上記受光素子は、その受光面の走査方向の幅が、走査直
交方向へ直線的に増加する形状の受光面形状を有するこ
とを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項１８】少なくとも一方は半導体レーザアレイで
ある、独立した２つの半導体レーザ光源からの３以上の
光束を共通の１／４波長板により、半導体レーザ光源ご
とに互いに逆回りの円偏光としたのち共通の光偏向器の
偏向反射面で反射させて偏向させ、偏向された各偏向光
束を共通の走査結像光学系により被走査面上に３以上の
光スポットとして集光させ、３以上の走査線を同時に走
査するマルチビーム走査装置において、走査領域へ向かう各光束を透過させる別の共通の１／４
波長板と、この別の１／４波長板を透過した３以上の光束を、半導
体レーザ光源ごとに空間的に分離する偏光ビームスプリ
ッタと、空間的に分離された光束群を対応的に受光して、検出信
号用の出力を出力する２つの受光素子とを有し、２以上の光束を放射する半導体レーザ光源から放射され
る光束の光強度を互いに異ならせる光強度差別化手段
と、２以上の光束を受光する受光素子の出力を互いに異なる
複数のスレッシュレベルで矩形信号化する信号化手段
と、この信号化手段から得られる各信号に対して所定の演算
を行なう演算手段とを有し、上記２以上の光束を受光する受光素子の受光面形状を、
該受光素子に入射する光束が受光面を通過する時間が異
なるように設定したことを特徴とするマルチビーム走査
装置。
【請求項１９】請求項１７または１８記載のマルチビー
ム走査装置において、２つの半導体レーザ光源がともに、半導体レーザアレイ
であることを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項２０】請求項１７または１８または１９記載の
マルチビーム走査装置において、光強度差別化手段は、各光束が走査領域へ向かうとき、
各半導体レーザ光源の発光部の発光強度を互いに異なら
せるように、各半導体レーザ光源を制御する光源制御手
段であることを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項２１】請求項１７〜２０の任意の１に記載のマ
ルチビーム走査装置において、演算手段が、信号化手段から得られる信号により、３以
上の光スポットの走査直交方向のピッチを演算する機能
を有することを特徴とするマルチビーム走査装置。