JPH11125779A - マルチビーム走査装置の光源装置・マルチビーム走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マルチビーム走査装置の光源装置において、画
素密度切り換えに伴う光源ユニットの回転のための時間
を有効に短縮化する。 【解決手段】複数のビームを射出させる光源ユニットを
基準軸の回りに回転させることにより、同時に光走査さ
れる複数ラインの間隔を変化させることにより光書込み
における画素密度を切り換えるようにした光源装置であ
って、基準軸の回りの回転に対する光源ユニットの基準
態位を検出する基準態位検出手段を有し、基準態位を基
準として定まる、異なる画素密度に対応する光源ユニッ
トの動作態位を動作態位：Ａ，動作態位：Ｂとし、光源
ユニットの待機態位を待機態位：ａとするとき、待機態
位：ａを、互いに最も離れた動作態位：ＡとＢの間に設
定し、光源ユニットを回転させる回転手段を制御する制
御手段が、所望の光走査終了後に、光源ユニットを待機
態位：ａに戻すように回転手段を制御する。

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、マルチビーム走
査装置の光源装置・マルチビーム走査装置および画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】潜像担持体に静電潜像を形成し、この静
電潜像をトナー画像として顕像化し、得られるトナー画
像をシート状の記録媒体に転写・定着して所望の画像を
得る画像形成装置は各種プリンタや複写装置として広く
知られている。このような画像形成装置において、静電
潜像を形成するのに、均一帯電された潜像担持体に対し
て光走査装置を用いて静電潜像の書込みを行う方式のも
のが知られている。光走査による潜像形成を行う画像形
成装置において、光走査装置として、独立に点滅を制御
される複数の発光源からの複数ビームを共通の光偏向器
により偏向させ、共通の結像光学系により被走査面上に
互いに副走査方向に分離した複数の光スポットとして集
光せしめ、複数ラインを同時に光走査するマルチビーム
走査装置の使用が意図されている。このようなマルチビ
ーム走査装置の光源装置として、複数ビームを射出する
光源ユニットを所定の基準軸の回りに回転可能とし、回
転手段による光源ユニットの回転により、被走査面上の
複数の光スポットの副走査方向の分離幅を可変にし、マ
ルチビーム走査の走査線ピッチを変更させて、書き込む
べき静電潜像における画素密度を切り換えることが意図
されている。

【０００３】画素密度の切り換えを行うには、光源ユニ
ットの回転を行って走査線ピッチを偏向すると共に、新
たに設定される画素密度に適合するように、作像系（潜
像担持体や現像装置、転写・定着装置等）における作像
条件や、光偏向器となる回転多面鏡の回転数の設定等を
行わねばならない。このように、画素密度の切り換えに
伴う画像形成装置における各種条件の設定のための時間
（以下、画素密度切り換え時間という）は、上記の光源
ユニットの回転に要する時間をＴ（回転）、作像条件や
回転多面鏡の回転数の設定に要する時間をＴ（設定）と
すると、一般にＴ（回転）＞Ｔ（設定）であるので、上
記画素密度切り換え時間は通常、時間：Ｔ（回転）によ
り規制されることになる。画素密度切り換え時間中は
「画像形成を行うことができない」から、画素切り替え
時間はなるべく短いことが望ましい。上記時間：Ｔ（設
定）は通常、画像形成装置のスタートボタンが押されて
から光走査が開始されるまでの間に終了してしまうので
実際上問題とならないが、画素切り換え時間を規制する
Ｔ（回転）が長いと、画像形成装置のユーザは、装置が
使用可能となるまでの時間「待たされる」ことになる。
このため、光源ユニットの回転に要する画素密度切り換
え時間を短縮する試みがなされているがなお十分でな
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、マルチビ
ーム走査装置の光源装置において、画素密度切り換えに
伴う光源ユニットの回転のための時間を有効に短縮化す
ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のマルチビーム
走査装置の光源装置は「独立に点滅を制御される複数の
発光源からのビームをカップリングして複数のビームを
得、これら複数のビームを共通の光偏向器により偏向さ
せ、共通の結像光学系により被走査面上に、副走査方向
に分離した複数の光スポットとして集光させ、複数ライ
ンを同時に光走査するマルチビーム走査装置において、
複数の発光源からのビームをカップリングして複数のビ
ームを射出させる光源ユニットを基準軸の回りに回転さ
せることにより、同時に光走査される複数ラインの間隔
を変化させることにより光書込みにおける画素密度を切
り換えるようにした光源装置」であって、以下の点を特
徴とする。即ち、第１に「基準態位検出手段」を有す
る。この基準態位検出手段は、基準軸の回りの回転に対
する光源ユニットの基準態位を検出する手段である。第
２に、光源ユニットの動作態位として、動作態位：Ａ，
Ｂ，．．Ｎと、待機態位：ａとが設定される。「動作態
位」は、光源ユニットが、マルチビーム走査により画像
書込みを行う態位であり、動作態位ごとに「画素密度」
が異なる。即ち、画素密度の切り替えは、動作態位を切
り替えることにより行われる。「待機態位」は、光源ユ
ニットがマルチビーム走査を行わないときに占める態位
である。

【０００６】上記動作態位および待機態位は、前記基準
態位を基準として定まる。待機態位：ａは、互いに最も
離れた動作態位：ＡとＮの間に（動作態位：Ａ，Ｎに重
ならないように）設定される。最も離れた動作態位：
Ａ，Ｎの間の角としては「１８０度以下の角」をとり、
待機態位：ａがこの１８０度以下の角の領域に含まれる
ようにするのである。動作態位：Ａ，Ｎの間に、別の動
作態位：Ｂがあるとき、待機態位：ａと動作態位：Ｂと
は重なりあっても良い。

【０００７】第３に、光源ユニットを回転させる回転手
段を制御する（マイクロコンピュータ等の）制御手段
が、所望の光走査終了後に、光源ユニットを待機態位に
戻すように回転手段を制御する。従って、新たにマルチ
ビーム走査が行われるときは、光源装置は待機態位から
所望の画素密度に応じた動作態位へと回転する。なお、
被走査面上で複数の光スポットが同時に走査する複数ラ
インは、互いに隣接するものであってもよいし、隣接す
る光スポットで走査されるライン間が複数ライン分の間
隔を持っていても良い。

【０００８】上記光源ユニットの基準態位は、動作態位
および待機態位の何れとも異なる態位として設定するこ
ともできるが、基準態位検出手段により検出される光源
ユニットの基準態位を待機態位：ａとして定めることも
できる（請求項２）。また、待機態位：ａの設定は、最
も離れた動作態位：ＡとＮの中間位置として設定するこ
とができる（請求項３）。このようにすると、光源ユニ
ットが、動作態位：Ａに向かって回転するときも、動作
態位：Ｎに向かって回転するときも、略同じ時間で到達
することができる。待機態位：ａはまた、動作態位：Ａ
〜Ｎのうちで、使用頻度の最も高い態位の近傍に設定し
ても良い。あるいはまた、動作態位が、例えば３態位あ
るとき、これら動作態位を動作態位：Ａ，Ｂ，Ｎとし、
動作態位：ＡとＮが互いに最も離れており、動作態位：
Ｂが動作態位Ａ，Ｎの間にある場合で、動作態位：Ｂの
使用頻度が最も高い態位であるならば、待機態位：ａと
動作態位：Ｂとを合致させてもよい。

【０００９】光源ユニットを回転させる回転手段の「回
転駆動手段」としては、各種のサーボモータ、特にステ
ッピングモータを好適に用いることができるが、この場
合、ステッピングモータを逆回転させて光源ユニットを
「動作態位もしくは待機態位または基準態位」に位置さ
せるとき、ステッピングモータにバックラッシュ除去動
作を行わせることが好ましい（請求項４）。バックラッ
シュに起因する態位誤差を除去できるからである。動作
手段：Ａ〜Ｎは、切り替え可能な画素密度の種類数に等
しく、この数は、画像形成装置の設計条件として決定さ
れるが、特に実用的な場合として、異なる画素密度に対
応する光源ユニットの動作態位が動作態位：Ａ，動作態
位：Ｂの２態位のみとすることができる（請求項５）。
上記光源装置において、独立に点滅を制御される発光源
を２つの半導体レーザとし、各半導体レーザからのビー
ムを別個のカップリングレンズによりカップリングした
のち、各ビームの偏光状態を利用してビーム合成して光
源ユニットから射出させるようにすることができる（請
求項６）。

【００１０】この発明のマルチビーム走査装置は「独立
に点滅を制御される複数の発光源からのビームをカップ
リングし、カップリングされた複数ビームを共通の光偏
向器により偏向させ、共通の結像光学系により被走査面
上に、互いに副走査方向に分離した複数の光スポットと
して集光せしめ、複数ラインを同時に光走査するマルチ
ビーム走査装置」であって、光源装置として請求項１〜
６の任意の１に記載のマルチビーム走査装置用の光源装
置を用いることを特徴とする（請求項７）。また、この
発明の画像形成装置は「潜像担持体に静電潜像を形成
し、形成された静電潜像をトナー画像として顕像化し、
得られるトナー画像を直接もしくは中間転写媒体を介し
てシート状の記録媒体に転写し、転写されたトナー画像
を記録媒体に定着するプロセスを行う画像形成装置」で
あって、均一帯電された潜像担持体に静電潜像を書き込
むための光走査装置として、請求項７記載のマルチビー
ム走査装置を用いることを特徴とする（請求項８）。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は請求項７記載の「マ
ルチビーム走査装置」の実施の１形態を示す図である。
図１（ａ）において、符号４０は「光源装置」を示して
いる。光源装置４０は、その「光源ユニット」が基準軸
の回りに回転可能で、この実施の形態では、光源ユニッ
トからは２本のビームが（平行光束化され、ビーム整形
され、円偏光状態とされた状態で）が射出する。光源装
置４０から射出した２ビーム（２ビームは互いに近接し
ているので、図の繁雑を避けるため、図１（ａ）では１
ビームとして示している。）は、シリンドリカルレンズ
４１により副走査対応方向に集束され、光偏向器である
回転多面鏡４２の偏向反射面近傍に、それぞれ主走査対
応方向に長い線像として結像し、偏向反射面により反射
されるとｆθレンズ４４と光路折り曲げミラー４５を介
して、ハウジング２７の射出窓４６から射出し、被走査
面の実体をなす光導電性の感光体２５を照射し、ｆθレ
ンズ４４の作用により感光体２５上に２つの光スポット
として結像する。これら２つの光スポットは副走査方向
に互いに分離しており、回転多面鏡４２が等速回転する
と感光体２５を２ライン同時に走査する。なお、偏向す
る２ビームは光走査に先立ち、ミラー４７を介して受光
素子４８により受光され光走査開始のための同期信号を
発生させる。

【００１２】即ち、図１（ａ）に実施の形態を示すマル
チビーム走査装置は、独立に点滅を制御される複数の発
光源からのビームをカップリングし、カップリングされ
た複数ビームを共通の光偏向器４１により偏向させ、共
通の結像光学系４１，４４により被走査面２５上に、互
いに副走査方向に分離した複数の光スポットとして集光
せしめ、複数ラインを同時に光走査するマルチビーム走
査装置であり、後述のように、光源装置４０としてこの
発明の「マルチビーム走査装置用の光源装置」を用いた
ものである（請求項７）。

【００１３】図１（ｂ）は、上記光源装置４０における
光源ユニットの内部の光学配置を示している。光源ユニ
ット内には（ｂ）に示すように、２つの発光源としての
半導体レーザ１１１，１１２と、半導体レーザ１１１，
１１２からの光束をカップリングするカップリングレン
ズ１２１，１２２と、１／２波長板１３０および偏光プ
リズム１４０と、アパーチュア１５０および１／４波長
板１６０を有する。偏光プリズム１４０は偏光分離膜１
４２を有し、偏光分離膜１４２はＰ偏光を略１００％透
過させ、Ｓ偏光を略１００％反射する。半導体レーザ１
１１，１１２は独立に点滅を制御されるが、偏光反射膜
１４２に対しては共にＰ偏光として発光する。従って、
半導体レーザ１１１からのビームはカップリングレンズ
１２１によりカップリングされると、偏光プリズム１４
０の偏光分離膜１４２を透過してアパーチュア１５０を
通過し、１／４波長板１６０を透過して光源ユニットか
ら射出する。半導体レーザ１１２からのビームはカップ
リングレンズ１２２によりカップリングされると、１／
２波長板１３０を透過して偏光面を９０度旋回されて
「偏光分離膜１４２に対してＳ偏光」になり、偏光プリ
ズム１４０のプリズム面１４１により全反射され、さら
に偏光分離膜１４２により反射されて偏光プリズム１４
０から射出し、アパーチュア１５０を通過し、１／４波
長板１６０を透過して光源ユニットから射出する。

【００１４】カップリングレンズ１２１，１２２の作用
は、マルチビーム走査装置における光学系の設計に応
じ、カップリング後のビームが「平行光束」となるよう
にすることも、「発散性もしくは集束性の光束」となる
ようにすることもできるが、この実施の形態では、カッ
プリング後のビームが「平行光束」となるような作用、
即ち「コリメート作用」であるとする。従って、光源ユ
ニットからは平行光束化された２ビームが射出する。

【００１５】カップリングレンズ１２１，１２２は「互
いに光軸合わせ」されている。即ち、カップリングレン
ズ１２１，１２２の光軸に合致する光線を仮想的に追跡
すると、これらの光線は偏光分離膜１４２以後の光路に
おいて「互いに合致」する。このように、偏光分離膜１
４２以後の光路において互いに合致する、カップリング
レンズ１２１，１２２の光軸を光源ユニットの「基準光
軸」と称する。半導体レーザ１１１，１１２の発光部の
少なくとも一方は、対応するカップリングレンズの光軸
から微小距離離して配備されている。このため、光源ユ
ニットから射出する２ビームは互いに微小な角度をな
す。アパーチュア１５０は各ビームの光束周辺部分を遮
断し、各ビームに対して所謂「ビーム整形」を行う。ビ
ーム整形は被走査面上に形成すべき光スポットのスポッ
ト形状を適正な形状とするために行われる。１／４波長
板１６０は、光源ユニットから射出する各ビームを「円
偏光」状態とし、被走査面への「到達光エネルギー」が
各ビームの偏光状態の影響を大きく受けないようするた
めに用いられる。これら、アパーチュア１５０、１／４
波長板１６０は光源ユニットとは別体に設けてもよい。

【００１６】図１（ｂ）に示した光学配置の光源ユニッ
トを有する光源装置４０は、独立に点滅を制御される発
光源の数が２であり、これら発光源は半導体レーザ１１
１，１１２であり、各半導体レーザからのビームは別個
のカップリングレンズ１２１，１２２によりカップリン
グされたのち、各ビームの偏光状態を利用してビーム合
成されるものである（請求項６）。

【００１７】図１（ｃ）において符号１１１０，１１２
０は、ビーム合成手段で合成された「２ビームにおける
仮想的な２つの発光部」を示している。即ち、現実には
半導体レーザ１１１，１１２の各発光部は、図１（ｂ）
に示すように互いに所定の間隔離れているが、ビーム合
成手段により合成された２光束を光源側に向かって仮想
的にたどれば、図１（ｃ）に示すように互いに近接した
発光部１１１０，１１２０となるのである。これら仮想
的な発光部１１１０，１１２０は主走査対応方向に距
離：ｄｍだけはなれ、副走査対応方向には距離：ｄｓだ
け離れている。仮想的な発光部１１１０，１１２０の直
線距離を「ｌ」とし、図の如く角：θを定めると、ｄｍ
＝ｌ・ｃｏｓθ、ｄｓ＝ｌ・ｓｉｎθである。

【００１８】図１（ｄ）は、仮想的な発光部１１１０，
１１２０に対応して被走査面上に形成される光スポット
Ｈ１，Ｈ２を示している。光スポットＨ１，Ｈ２は主走
査方向に距離：Ｄｍ、副走査方向に距離：Ｄｓだけ離れ
ている。共通の結像光学系４１，４４の結像倍率を、主
走査対応方向に就き「Ｍｍ」、副走査対応方向に就き
「Ｍｓ」とすると「Ｄｍ＝ｄｍ・Ｍｍ＝Ｍｍ・ｌ・ｃｏ
ｓθ」で「Ｄｓ＝ｄｓ・Ｍｓ＝Ｍｓ・ｌ・ｓｉｎθ」で
ある。従って、光源ユニットを回転させることにより、
図１（ｃ）における角：θを変化させることにより、被
走査面上における光スポットＨ１，Ｈ２の副走査方向の
分離量：Ｄｓを変化させることができる。従って、光源
ユニットの回転を利用して、光スポットＨ１，Ｈ２の副
走査方向の分離量を変更し、走査線ピッチを変更して画
素密度を切り替えることができる。

【００１９】次に、図２を参照して、光源装置における
光源ユニットの回転を説明する。図２（ａ），（ｂ）に
おいて、符号１は「光源ユニット」、符号２は「ブラケ
ット」、符号３は「発光源制御ボード」、符号４は「ス
テッピングモータ」、符号６は「フォトインタラプ
タ」、符号７は「バネ」、符号８は「制御手段」を示し
ている。図１（ｂ）に即して説明した光学配置を内部に
有する光源ユニット１は、図２（ａ）に示すように円筒
状部分１００（前記１／４波長板１６０はこの部分に配
設される）をブラケット２の嵌合孔に嵌合させて配備さ
れる。円筒状部分１００の先端部はフランジ１０１とな
っており、フランジ１０１とブラケット２との間に圧縮
性のバネ１０４が配備され、バネ１０４の弾性力によ
り、光源ユニット１は、ブラケット２に回転可能且つ安
定して装備される。円筒状部分１００の中心軸Ａｘは光
源ユニット１の回転軸で、前述した「基準軸」であり、
前記「基準光軸」と実質的に一致している。従って、光
源ユニット１はブラケット２に対し、基準軸Ａｘの回り
に回転可能である。図１に示す光源装置４０は、図２に
示すブラケット２によりハウジング２７に取り付けられ
ている。発光源制御ボード３は「光源ユニットにおける
各発光源の発光制御を行う」ためのもので、図示されな
いソケットには、外部のメインボードからのハーネスが
差し込まれている。発光源制御ボード３は光源ユニット
１に形成された螺子止め部２０１，２０２，２０３に螺
子３０１，３０２，３０３により螺子止めされて光源ユ
ニット１と一体化されている。光源ユニット１の一部は
フィラー部１０２となって伸び、その先端部は折曲部１
０３となって、（ブラケット２に固定された）フォトイ
ンタラプタ６における発光部と受光部との間に位置する
ようになっている。フォトインタラプタ６が折曲部１０
３を検出するときの「光源ユニット１の態位」が、光源
ユニット１の基準態位である。従って、上記折曲部１０
３とフォトインタラプタ６とは「基準態位検出手段」を
構成する。

【００２０】図２（ｂ）に示すように、フィラー部１０
２とブラケット２との間には緊縮性のバネ７が掛けら
れ、バネ７の弾性力は光源ユニット１に対して反時計回
りのトルクを作用させる。このトルクによる、光源ユニ
ット１の反時計回りの回転習性は、フィラー部１０２に
ステッピングモータ４による回転駆動部材が当接するこ
とにより停止される。ステッピングモータ４は、図２
（ａ）に示すように、ブラケット２に形成された保持部
２０１に保持され、図２（ｂ）に示すように、回転駆動
部材はブラケット２に固定された回りどめ２０５を貫通
してフィラー部１０２に当接している。図２（ｃ）に示
すように、ステッピングモータ４の回転軸４ａには雄螺
子が形成され、回転駆動部材４０１はキャップ状で上記
雄螺子に螺合する雌螺子が形成され、ステッピングモー
タ４の回転軸４ａに螺設されている。図２（ｄ）に示す
ように、回転駆動部材４０１の外周部は「円柱の一部を
円柱軸に平行に削いだ形状」で、回りどめ２０５の「回
転駆動部材４０１の断面形状を持つ孔」を貫通すること
により回転を阻止されるようになっている。従って、ス
テッピングモータ４の回転軸４ａが回転すると、回転駆
動部材４０１は上記螺子の噛み合いによりステッピング
モータ４の回転軸方向へ変位する。この変位により、フ
ィラー部１０２はバネ７の弾性力に抗して光源ユニット
１を図２（ｂ）において時計回りに回転させるか、ある
いはバネ７の弾性力が光源ユニット１を反時計回りに回
転させる。これにより光源ユニット１の正逆方向の回転
が可能である。即ち、光源ユニット１のフィラー部１０
２とステッピングモータ４および回転駆動部材４０１、
回りどめ２０５、バネ７は「回転手段」をなし、ステッ
ピングモータ４は「回転駆動手段」をなす。ステッピン
グモータ４は制御手段８により駆動を制御される。

【００２１】説明中の実施の形態では、マルチビーム走
査による書込みの「画素密度」を、６００ｄｐｉと４０
０ｄｐｉの「２つの画素密度」の間で切り換えるように
なっている。図３において動作態位：Ａは「６００ｄｐ
ｉの画素密度で書込みを行う光源ユニットの動作態
位」、動作態位：Ｂは「４００ｄｐｉの画素密度で書込
みを行う光源ユニットの動作態位」で、異なる画素密度
に対応する光源ユニット１の動作態位が、動作態位：
Ａ，動作態位：Ｂの２態位のみである（請求項５）。符
号Ａｘは前記「基準軸（前記基準光軸と実質的に合致し
ている）」を示す。符号Ｈ．Ｐは「基準態位」を示し、
基準態位：Ｈ．Ｐは、前述の折曲部１０３とフォトイン
タラプタ６とによる「基準態位検出手段」により検出さ
れる。

【００２２】待機態位：ａは、互いに最も離れた動作態
位：Ａ，Ｂの間で、且つ、これら動作態位と重ならない
ように設定される。動作態位：Ａ，Ｂおよび待機態位：
ａは基準態位：Ｈ．Ｐを基準として設定される。

【００２３】この実施の形態では、光源ユニットの「基
準態位検出」は定期的に行われる。例えば、画像形成装
置におけるメインスイッチが「朝一番」にオンになった
とき基準位置検出が行われる。このとき光源ユニットは
待機態位：ａにあるが、マイクロコンピュータ等である
「制御手段」は、メインスイッチがオンになったとき、
画像形成装置の初期設定プログラムの一環としてステッ
ピングモータを逆回転させ、光源ユニットを基準態位：
Ｈ．Ｐにもち来す。このとき、ステッピングモータが逆
回転するので「バックラッシュ」に起因する誤差を除く
ため「バックラッシュ除去動作」を行わせる。このプロ
セスを、図３に矢印ＦＡで示す。即ち、バックラッシュ
に起因する誤差を除くため、光源ユニットに一旦、基準
態位：Ｈ．Ｐを通過せしめ、しかるのち反転させて基準
態位：Ｈ．Ｐに位置させる（基準態位検出手段の出力を
うけた制御手段８がステッピングモータ４を制御して、
上記検出された態位に停止させる）。続いて、制御手段
８はステッピングモータを正回転させて光源ユニットを
回転させ、光源ユニットの態位を待機態位：ａにもち来
す（矢印ＦＢ）。以後、前記メインスイッチがオフされ
て新たにオンされるまでは基準態位検出は行わない。

【００２４】画素密度：６００ｄｐｉが選択されたとき
は、制御装置８はステッピングモータを正回転させて光
源ユニットを作動態位：Ａに持ち来し（矢印ＦＣ）、所
定のマルチビーム走査が終了したら、ステッピングモー
タを逆転させて光源ユニットを待機態位：ａに戻す（矢
印ＦＥ）。このときも、バックラッシュ除去動作を行わ
せる。画素密度：４００ｄｐｉが選択されたときは、制
御装置８は、ステッピングモータを逆転させて光源ユニ
ットを待機態位ａから作動態位：Ｂに持ち来し（矢印Ｆ
Ｄ 「バックラッシュ除去動作」を行わせる）、所定の
マルチビーム走査が終了したら、ステッピングモータを
正転させて光源ユニットを待機態位：ａに戻す（矢印Ｆ
Ｆ）。

【００２５】即ち、図１〜３に即して説明した実施の形
態における「光源装置」は、独立に点滅を制御される複
数の発光源１１１，１１２からのビームをカップリング
して複数のビームを得、これら複数のビームを共通の光
偏向器４２により偏向させ、共通の結像光学系４１，４
４より被走査面２５上に、副走査方向に分離した複数の
光スポットとして集光させ、複数ラインを同時に光走査
するマルチビーム走査装置において、複数の発光源から
のビームをカップリングして複数のビームを射出させる
光源ユニットを基準軸の回りに回転させることにより、
同時に光走査される複数ラインの間隔を変化させること
により光書込みにおける画素密度を切り換えるようにし
た光源装置であって、基準軸Ａｘの回りの回転に対する
光源ユニット１の基準態位：Ｈ．Ｐを検出する基準態位
検出手段１０３，６を有し、基準態位を基準として定ま
る、異なる画素密度に対応する光源ユニットの動作態位
を動作態位：Ａ，動作態位：Ｂとし、光源ユニット１の
待機態位を待機態位：ａとするとき、待機態位：ａを、
互いに最も離れた動作態位：ＡとＢの間に設定し、光源
ユニット１を回転させる回転手段を制御する制御手段８
が、所望の光走査終了後に、光源ユニット１を待機態
位：ａに戻すように回転手段を制御するものであり（請
求項１）、回転手段の回転駆動手段がステッピングモー
タ４であり、制御手段８は、ステッピングモータ４を逆
回転させて、光源ユニット１を動作態位：Ｂもしくは待
機態位：Ｈ．Ｐまたは基準態位に位置させるとき、ステ
ッピングモータ４にバックラッシュ除去動作を行わせる
（請求項５）。

【００２６】さて、図３における矢印ＦＢ，ＦＣ，ＦＦ
で表される回転に必要なステッピングモータ４のステッ
プ数を、それぞれＳＢ、ＳＣ、ＳＦとし、バックラッシ
ュ除去動作に必要な最低のステップ数（往復のステップ
数）をＳＢＲとする。そうすると、図３の矢印ＦＡ，Ｆ
Ｄ、ＦＥに伴うステップ数ＳＡ，ＳＤ，ＳＥはそれぞ
れ、ＳＡ＝ＳＢ＋ＳＢＲ，ＳＤ＝ＳＦ＋ＳＢＲ，ＳＥ＝
ＳＣ＋ＳＢＲとなる。バックラッシュ除去動作に必要な
最小ステップ数：ＳＢＲは数ステップで足りる。図３か
ら、ＳＡ＞ＳＢ，ＳＤ＞ＳＦ，ＳＥ＞ＳＣは明らかであ
る。

【００２７】従来、６００ｄｐｉ、４００ｄｐｉの画素
密度が切り替え可能な、マルチビーム走査装置の光源装
置の光源ユニットの回転に関しては、以下の２方式が意
図されていた。即ち、第１の方式では、光源ユニット
は、マルチビーム走査が行われていないときには動作態
位：Ａ，Ｂの外側の基準位置：Ｈ．Ｐにあり、選択され
た動作態位：Ａ，Ｂを実現するために回転し、マルチビ
ーム走査終了後は必ず基準位置：Ｈ．Ｐに戻る方式であ
る。この方式は、画素密度切り替え時間を規制すること
になる前記時間：Ｔ（回転）が大きく画素密度切り替え
時間が長くなり好ましくない。第２の方式では、光源装
置は最後に選択された画素密度に対応する動作態位に留
まり、画素密度が切り替えられた場合に、それ位前の作
動態位から新たな動作態位へ向けて回転される。この方
式だと画素密度切り替え時間は有効に短縮される。

【００２８】そこで、この従来意図された第２の画素密
度切り替え方式と、上の実施の形態の場合とにおける時
間：Ｔ（回転）を対比してみる。説明を簡単にするため
に、上記実施の形態において待機態位：ａは、動作態
位：Ａ，Ｂの中間位置に設定されているものとする（請
求項３）。そうすると、前記ステップ数において、ＳＣ
＝ＳＦ，ＳＤ＝ＳＥの関係がある。

【００２９】画素密度切り替えとして、以下の４つの場
合を考える。光源ユニットは上記実施例では待機態位：
ａにあり、従来方式では作動態位：ＡまたはＢにある。 イ．６００ｄｐｉでの動作後、４００ｄｐｉでの動作が
求められたとき ロ．４００ｄｐｉでの動作後、６００ｄｐｉでの動作が
求められたとき ハ．４００ｄｐｉでの動作後、４００ｄｐｉでの動作が
求められたとき ニ．６００ｄｐｉでの動作後、６００ｄｐｉでの動作が
求められたとき このときの動作態位切り替えに伴う時間：Ｔ（回転）
を、ステップモータのステップ数（ステップモータの回
転は一定なので、ステップ数が時間と比例する）で表し
て一覧にすると以下のようになる。

【００３０】 実施の形態 従来方式 イ． ＳＤ＝ＳＣ＋ＳＢＲ ＜ ２ＳＣ＋ＳＢＲ ロ． ＳＣ ＜ ２ＳＣ ハ． ＳＤ＝ＳＣ＋ＳＢＲ ＞ ０ ニ． ＳＣ ＞ ０ 。

【００３１】この結果から、一見するとイ．ロの場合は
上記実施の形態が有利であり、ハ．ニの場合には、従来
方式が有利である。しかし、発明の解決課題に立ち戻る
と、この発明において問題としている画素密度切り替え
時間の短縮は、画像形成装置が動作できない時間を短縮
することにあり、画素密度の切り換えに伴う画像形成装
置における各種の条件の再設定のための時間である「画
素密度切り換え時間」には、前記光源ユニットの回転に
要する時間：Ｔ（回転）、作像条件の変更や回転多面鏡
の回転数等の再設定に要する時間：Ｔ（設定）があり、
一般に、Ｔ（回転）＞Ｔ（設定）であるので、上記画素
密度切り換え時間は通常、時間：Ｔ（回転）により規制
させる。

【００３２】従って、画素密度の選択が新たになされる
ときは、画像形成装置の動作が可能になるまでに、必然
に時間：Ｔ（設定）を必要とし、時間：Ｔ（回転）を時
間：Ｔ（設定）よりも短くしてみても、全体としての画
素密度切り替え時間が短縮されるわけでなく、画素密度
切り替え時間を実質的に短縮するには、Ｔ（回転）＞Ｔ
（設定）の条件において、Ｔ（回転）を短縮する必要が
あるのである。

【００３３】このような観点からすると、従来方式は画
素密度切り替え時間の有効な短縮につながらず、上記実
施の形態の場合は、従来方式の場合に比して、画素密度
を切り換えるときのＴ（回転）が有効に短縮されること
により、画素密度切り替え時間を有効に短縮することが
できる。

【００３４】ところで、上に説明した実施の形態の場
合、光源ユニットを基準態位：Ｈ．Ｐに位置させるのは
例えば、画像形成装置のメインスイッチがオンにされた
ときだけであり、以後、光源ユニットは待機態位：ａを
基準として回転制御が行われるので、回転に伴う微小な
態位誤差が積み重なって、所望の画素密度に対応する動
作態位に狂いが生じる虞れがある。これを避ける方法の
一つは、選択された画素密度で動作が終了したら、光源
ユニットを必ず基準態位へ戻し（基準態位検出手段で検
出する）、基準態位を確保した上で、基準態位を基準と
して定まる待機態位：ａに光源ユニットを位置させるよ
うにすればよい。ただし、この方法だと、例えば、６０
０ｄｐｉでの動作が終わった直後に４００ｄｐｉでの動
作が要求されるような場合に、一旦基準位置へ戻り、次
いで待機態位へ移動し、さらに動作態位：Ｂへ移動する
ので、上記実施の形態に比して、時間：Ｔ（回転）が上
記実施の形態の場合よりも長くなってしまう。

【００３５】このような問題を回避するには、図４に示
すように基準態位：Ｈ．Ｐと待機態位：ａとを合致させ
ればよい。即ち、基準態位検出手段により検出される光
源ユニットの基準態位：Ｈ．Ｐを待機態位：ａとして定
める（請求項２）のである。

【００３６】このようにすれば、待機態位：ａが常に一
定するので、動作態位：Ａ，Ｂを常に正確に設定でき、
しかも、画素密度切り替え時間を有効に短縮できる。

【００３７】図５は、この発明の画像形成装置の実施の
１形態を示している。この画像形成装置は、デジタルの
カラー複写装置を兼ねたカラープリンタである。先ずプ
リンタ部１２を説明する。「潜像担持体」である光導電
性の感光体２５は、帯電手段２６により均一帯電された
のち、先に、図１〜３に即して説明したマルチビーム走
査装置（符号４０Ａで示す）による２ライン同時の光走
査によりＹ潜像（イエロートナーにより化視化されるべ
き潜像）を書き込まれる。書込みのためにマルチビーム
走査装置４０Ａに印加される画像信号は、後述する「読
取部」において原稿を読み取って得られる画像信号で
も、コンピュータ等で生成されたイメージ情報でもよ
く、フロッピディスク等に格納されたプリント用の画像
情報をイメージ情報化したものでもよい。

【００３８】書き込まれた静電潜像は現像装置２８（繁
雑をさけるため、単一の装置として描いているが、実際
には、Ｙ(イエロー)、Ｍ(マゼンタ)、Ｃ(シアン)、Ｋ
(黒)色の各トナーによる現像を行う４つの現像装置の集
合体である。）においてＹトナーで現像される。現像で
得られたＹ画像は、カセット３３〜３５の何れかから配
紙されたシート状の記録媒体（転写紙やＯＨＰシート
(オーバヘッドプロジェクタ用の記録シート)）に転写さ
れる。即ち、配紙された記録媒体はレジストローラ３６
により、Ｙ画像の移動に同期をとって転写部へ送りこま
れ、転写手段３０によりＹ画像を転写され、分離手段３
１により感光体２５から分離する。分離した記録媒体は
搬送ベルト３７により定着装置３８でＹ画像を定着さ
れ、装置下部の循環路５０により再度レジストローラ３
６の位置に戻される。この間に、感光体２５はクリーニ
ング装置３２により残留Ｙトナーを除去され、帯電手段
２６により均一帯電され、マルチビーム走査装置４０Ａ
によりＭ潜像を書き込まれ、書き込まれたＭ潜像を現像
装置２８にによりＭトナーで現像される。得られたＭ画
像は、上記Ｙ画像と同様にして記録媒体に転写・定着さ
れ、上記と同様に循環路５０を介してレジストローラ３
６の位置に戻される。同様にして、Ｃ潜像の形成・現像
・Ｃ画像の転写・定着、Ｋ潜像の形成・現像・Ｋ画像の
転写・定着が行われると、記録媒体上にはＹ，Ｎ，Ｃ，
Ｋ画像の「４色画像の重なりあい」によりカラー画像が
形成される。カラー画像を形成された記録媒体はトレイ
３９上に排出される。以上は、カラー画像形成の場合を
説明したが、単色画像を形成する場合には、感光体２５
の帯電・静電潜像の書込み、所望の色のトナーによる現
像、得られた画像の記録媒体への転写・定着を行ってト
レイ３９上に排出すればよい。

【００３９】即ち、プリンタ部１２は、潜像担持体２５
に静電潜像を形成し、形成された静電潜像をトナー像と
して顕像化し、得られるトナー画像を直接、シート状の
記録媒体に転写し、転写されたトナー画像を記録媒体に
定着するプロセスを行う画像形成装置であって、均一帯
電された潜像担持体に静電潜像を書き込むための光走査
装置として、図１等に即して説明した請求項７記載のマ
ルチビーム走査装置を用いる画像形成装置（請求項８）
である。

【００４０】図５に示す画像形成装置はまた、複写すべ
き画像を読取り、画像信号化する手段を有する。この
「複写すべき画像を読取り、画像信号化する手段」は、
図５に示す、画像読取部１１である。読取るべき画像を
有する原稿をＡＤＦ（自動原稿配紙装置）１３にセット
すると、ＡＤＦ１３は該原稿を自動的にコンタクトガラ
ス１４上にセットする。セットされた原稿はリフレクタ
１６を有するランプ１５により照明される。ランプ１５
はミラー１７とともに、図の右方へ所定の速度：Ｖで移
動して原稿を照明走査する。ミラー１７による反射光束
を折り返すミラー１８，１９は一体となって図の右方へ
速度：Ｖ／２で移動し、原稿面からレンズ２１へ至る光
路長を一定に保つ。光束はレンズ２１への入射に先立っ
てフィルタ２０により色分解され、固体イメージセンサ
２２上に結像し、光電変換される。光電変化された信号
は画像処理部２３において２値化、多値化、階調処理、
変倍処理等の画像処理を施され、色分解された画像の画
像信号となり、マルチビーム走査装置４０Ａに送られ
る。上記の読取プロセスをフィルタ２０における色分解
色を赤・緑・青の３色に順次換えて行うことで原稿画像
が３原色に色分解して読み取られる。

【００４１】なお、上には、動作態位がＡ，Ｂの２態位
である場合の実施の形態を説明したが、この発明は、上
記の場合に限らず３以上の動作態位がある場合に容易に
適用できることはいうまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規なマルチビーム走査装置用の光源装置・マルチビ
ーム走査装置および画像形成装置を実現できる。この発
明のマルチビーム走査装置用の光源装置（請求項１〜
６）によれば、画素密度切り替えに伴う光源ユニットの
回転量を有効に小さくして画素密度切り替え時間の有効
な短縮化を計ることができる。また請求項２記載の発明
の光源装置は、待機態位：ａが基準態位として検出され
るので、常に正確な動作態位を実現できる。請求項３記
載の発明の光源装置は、最も離れた２つの動作態位の何
れへも略等しい時間で光源ユニットを回転させることが
できる。請求項４記載の光源装置は、ステッピングモー
タの逆回転時のバックラッシュに起因する誤差を除くこ
とができる。

【００４３】また、この発明のマルチビーム走査装置
（請求項７）は、上記光源装置を用いることにより画素
密度の切り替えを速やかに実現でき、この発明の画像形
成装置（請求項８）は、上記マルチビーム走査装置を用
いることにより副数種の画素密度で画像形成を実行で
き、画素密度の切り替えを速やかに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のマルチビーム走査装置の実施の１形
態を説明するための図である。

【図２】上記実施の形態における光源装置の光源ユニッ
トの回転機構を説明するための図である。

【図３】上記実施の形態における光源ユニットの回転に
よる、動作態位の切り替えを説明するための図である。

【図４】光源ユニットの回転による、動作態位の切り替
えの別例を説明するための図である。

【図５】この発明の画像形成装置の実施の１形態を説明
するための図である。

【符号の説明】

１ 光源ユニット ４ ステッピングモータ ４０ 光源装置 ２５ 潜像担持体 ４１ シリンドリカルレンズ ４４ ｆθレンズ ４２ 回転多面鏡

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】独立に点滅を制御される複数の発光源から
   のビームをカップリングして複数のビームを得、これら
   複数のビームを共通の光偏向器により偏向させ、共通の
   結像光学系により被走査面上に、副走査方向に分離した
   複数の光スポットとして集光させ、複数ラインを同時に
   光走査するマルチビーム走査装置において、複数の発光
   源からのビームをカップリングして複数のビームを射出
   させる光源ユニットを基準軸の回りに回転させることに
   より、同時に光走査される複数ラインの間隔を変化させ
   ることにより光書込みにおける画素密度を切り換えるよ
   うにした光源装置であって、 基準軸の回りの回転に対する光源ユニットの基準態位を
   検出する基準態位検出手段を有し、 上記基準態位を基準として定まる、異なる画素密度に対
   応する光源ユニットの動作態位を動作態位：Ａ，動作態
   位：Ｂ，．．動作態位：Ｎとし、上記光源ユニットの待
   機態位を待機態位：ａとするとき、 待機態位：ａを、互いに最も離れた動作態位：ＡとＮの
   間に設定し、 上記光源ユニットを回転させる回転手段を制御する制御
   手段が、所望の光走査終了後に、上記光源ユニットを待
   機態位に戻すように上記回転手段を制御することを特徴
   とするマルチビーム走査装置の光源装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のマルチビーム走査装置の光
   源装置において、 基準態位検出手段により検出される光源ユニットの基準
   態位が待機態位：ａとして定められていることを特徴と
   するマルチビーム走査装置の光源装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のマルチビーム走査
   装置の光源装置において、 最も離れた動作態位：ＡとＮの中間位置として待機態
   位：ａが設定されていることを特徴とするマルチビーム
   走査装置の光源装置。
4. 【請求項４】請求項１または２または３記載のマルチビ
   ーム走査装置の光源装置において、回転手段の回転駆動
   手段がステッピングモータであり、 制御手段は、上記ステッピングモータを逆回転させて、
   光源ユニットを動作態位もしくは待機態位または基準態
   位に位置させるとき、上記ステッピングモータにバック
   ラッシュ除去動作を行わせることを特徴とするマルチビ
   ーム走査装置の光源装置。
5. 【請求項５】請求項１または２または３または４記載の
   マルチビーム走査装置の光源装置において、 異なる画素密度に対応する光源ユニットの動作態位が、
   動作態位：Ａ，動作態位：Ｂの２態位のみであることを
   特徴とするマルチビーム走査装置の光源装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５の任意の１に記載のマルチビ
   ーム走査装置の光源装置において、 独立に点滅を制御される発光源の数が２であり、これら
   発光源は、半導体レーザであり、各半導体レーザからの
   ビームは別個のカップリングレンズによりカップリング
   されたのち、各ビームの偏光状態を利用してビーム合成
   されることを特徴とするマルチビーム走査装置の光源装
   置。
7. 【請求項７】独立に点滅を制御される複数の発光源から
   のビームをカップリングし、カップリングされた複数ビ
   ームを共通の光偏向器により偏向させ、共通の結像光学
   系により被走査面上に、互いに副走査方向に分離した複
   数の光スポットとして集光せしめ、複数ラインを同時に
   光走査するマルチビーム走査装置であって、 光源装置として請求項１〜６の任意の１に記載のマルチ
   ビーム走査装置用の光源装置を用いることを特徴とする
   マルチビーム走査装置。
8. 【請求項８】潜像担持体に静電潜像を形成し、形成され
   た静電潜像をトナー画像として顕像化し、得られるトナ
   ー画像を直接もしくは中間転写媒体を介してシート状の
   記録媒体に転写し、転写されたトナー画像を記録媒体に
   定着するプロセスを行う画像形成装置であって、 均一帯電された潜像担持体に静電潜像を書き込むための
   光走査装置として、請求項７記載のマルチビーム走査装
   置を用いることを特徴とする画像形成装置。