JPH11174356A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体面からの正反射光によるゴーストの発
生や、戻り光によるレーザ光源の発光量の変動等を防止
することができるマルチビーム走査光学系及びそれを用
いた画像形成装置を得ること。 【解決手段】 複数の光源部を有する光源手段から出射
された複数の光束を光偏向器の偏向面に各々入射させ、
該偏向面で偏向反射された複数の光束を対応する結像手
段と反射部材とを介して感光体面上の副走査方向に近接
した位置に各々導光し、該感光体面上を該複数の光束で
同時に走査を行なうマルチビーム走査光学系であって、
該感光体面に入射する複数の光束の主光線が該感光体面
の法線に対して副走査断面内で相対的に非対称な角度か
ら入射するように、該主光線に対する該反射部材の角度
を設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマルチビーム走査光
学系及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に光源手
段から光変調され出射した複数の光束を用いて感光体面
上の近接した位置を同時に走査して画像情報を記録する
ようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザー
ビームプリンター（ＬＢＰ）やディジタル複写機等の装
置に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザービームプリンター等の
画像形成装置に用いられる走査光学系においては画像信
号に応じて光源手段（レーザ光源）から光変調され出射
した光束を、例えば回転多面鏡より成る光偏向器により
周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する結像光学系によっ
て感光性の記録媒体（感光体）面上にスポット状に集束
させ、その面上を光走査して画像記録を行なっている。

【０００３】この種の走査光学系においては感光体面か
らの正反射光によるゴーストの発生や、戻り光によるレ
ーザ光源の発光量の変動等を防止する為に、例えばレー
ザ光源から出射した光束を該感光体面の面法線に対して
所定の角度傾けて該感光体面に入射させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら複数の光
ビームを用いて感光体面上の異なる領域を同時に走査を
行う従来のマルチビーム走査光学系においては、該感光
体面に入射する複数の光束間の相対的な角度の関係に関
する考慮がなされておらず、その為感光体面からの正反
射光によるゴーストの発生や、戻り光によるレーザ光源
の発光量の変動等を生じさせるという問題点があった。

【０００５】本発明は感光体面に入射する複数の光束の
主光線が該感光体面の法線に対して副走査断面内で相対
的に非対称な角度から入射するように各要素を構成する
ことにより、該感光体面からの正反射光によるゴースト
の発生や、戻り光によるレーザ光源の発光量の変動等を
防止することができる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の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のマルチビーム走
査光学系は、 (1) 複数の光源部を有する光源手段から出射された複数
の光束を光偏向器の偏向面に各々入射させ、該偏向面で
偏向反射された複数の光束を対応する結像手段と反射部
材とを介して感光体面上の副走査方向に近接した位置に
各々導光し、該感光体面上を該複数の光束で同時に走査
を行なうマルチビーム走査光学系であって、該感光体面
に入射する複数の光束の主光線が該感光体面の法線に対
して副走査断面内で相対的に非対称な角度から入射する
ように、該主光線に対する該反射部材の角度を設定した
ことを特徴としている。

【０００７】特に(1-1) 前記感光体面に入射する複数の
光束の主光線は、該感光体面の法線に対して共に同一側
から入射することや、(1-2) 前記感光体面に入射する複
数の光束の主光線は、該感光体面の法線に対して互いに
異なる側から入射することや、(1-3) 前記感光体面上の
副走査方向に近接した位置とは前記複数の光束の主光線
の入射点が１０ライン以内に位置することであること
や、(1-4) 前記法線とは前記感光体面に入射する複数の
光束の入射点のうち最も離れた領域の中間点と、該感光
体の回転中心とを結ぶ線のことであること、等を特徴と
している。

【０００８】(2) 複数の光源部を有する光源手段から出
射された複数の光束を光偏向器の偏向面に対し副走査断
面内で斜入射させ、該光偏向器で偏向反射された複数の
光束を対応する結像手段と反射部材とを介して感光体面
上の副走査方向に近接した位置に各々導光し、該感光体
面上を該複数の光束で同時に走査を行なうマルチビーム
走査光学系であって、該感光体面に入射する複数の光束
の主光線が該感光体面の法線に対して副走査断面内で相
対的に非対称な角度から入射するように、該主光線に対
する該反射部材の角度を設定したことを特徴としてい
る。

【０００９】特に(2-1) 前記感光体面に入射する複数の
光束の主光線は、該感光体面の法線に対して共に同一側
から入射することや、(2-2) 前記感光体面に入射する複
数の光束の主光線は該感光体面の法線に対して互いに異
なる側から入射することや、(2-3) 前記感光体面上の副
走査方向に近接した位置とは前記複数の光束の主光線の
入射点が１０ライン以内に位置することであることや、
(2-4) 前記法線とは前記感光体面に入射する複数の光束
の入射点のうち最も離れた領域の中間点と、該感光体の
回転中心とを結ぶ線のことであること、等を特徴として
いる。

【００１０】本発明の画像形成装置は、 (3) 上記(1),(1-1) 乃至(1-4),(2),(2-1) 乃至(2-4) の
いずれか一項記載のマルチビーム走査光学系を用いて画
像形成を行なうことを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１、図２は各々本発明をレーザ
ービームプリンタ（ＬＢＰ）等の画像形成装置に適用し
たときの実施形態１の光偏向器以降の副走査方向、及び
光偏向器以前の主走査方向の要部断面図である。

【００１２】図中、１１ａ，１１ｂは各々光源手段（レ
ーザ光源）としての光源部であり、半導体レーザーより
成っている。１２ａ，１２ｂは各々複数の光源部１１
ａ，１１ｂに対応するコリメーターレンズであり、対応
する光源部１１ａ，１１ｂから出射した光束を略平行光
束に変換している。１３ａ，１３ｂは各々複数の光源部
１１ａ，１１ｂに対応するシリンドリカルレンズであ
り、副走査断面内に所定の屈折力を有している。１４は
反射ミラーであり、光源部１１ｂから出射した光束を後
述する光偏向器側へ反射させている。

【００１３】尚、コリメーターレンズ１２ａ，１２ｂ、
シリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂ、そして反射ミラ
ー１４等の各要素は光学手段の一要素を構成している。

【００１４】１は光偏向器であり、例えば上下２段の偏
向面を有するポリゴンミラー（回転多面鏡）より成って
おり、駆動手段としてのポリゴンモータ（不図示）によ
り図中矢印Ｈ方向に所定の速度で回転している。２は光
偏向器１の回転軸である。

【００１５】３ａ，３ｂは各々複数の光源部１１ａ，１
１ｂに対応する結像手段としてのｆθ特性を有するｆθ
レンズであり、単レンズより成っており、光偏向器１で
偏向反射された複数の光束を対応する反射部材としての
折り返しミラー４ａ，４ｂを介して感光体（感光ドラ
ム）面５上の副走査方向に近接した位置（入射位置Ｃ）
に各々結像させている。６ａは光源部１１ａから出射し
た光束の主光線、６ｂは光源部１１ｂから出射した光束
の主光線である。

【００１６】本実施形態においては感光体面５に入射す
る複数の光束の主光線６ａ，６ｂが該感光体面５の法線
Ｂに対して副走査断面内で相対的に非対称な角度から入
射するように、各主光線６ａ，６ｂに対する折り返しミ
ラー４ａ，４ｂの角度（傾斜角度）を設定している。

【００１７】尚、本明細書において感光体面５上の副走
査方向に近接した位置とは複数の光束の主光線６ａ，６
ｂの入射点が１０ライン以内に位置することであり、ま
た法線とは感光体面５に入射する複数の光束の入射点の
うち最も離れた領域の中間点と、該感光体の回転中心Ｏ
とを結ぶ線（線分）のことである。

【００１８】本実施形態において２つの光源部１１ａ，
１１ｂのうち一方の光源部１１ａより出射した光束は、
該光源部１１ａと対応するコリメーターレンズ１２ａに
より略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ１３
ａにより光偏向器１の上段の偏向面１ａの位置Ｄ近傍に
ほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像してい
る。また他方の光源部１１ｂから出射した光束は該光源
部１１ｂと対応するコリメーターレンズ１２ｂにより略
平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ１３ｂを経
て反射ミラー１４を介して光偏向器１の下段の偏向面１
ｂの位置Ｅ近傍にほぼ線像（主走査方向に長手の線像）
として結像している。

【００１９】本実施形態において一方の光源部１１ａか
ら光偏向器１の偏向面１ａに入射するまでの光路と、他
方の光源部１１ｂから反射ミラー１４を介して偏向面１
ｂに入射するまでの光路とは図２の紙面に対して垂直方
向（副走査方向）に各々高さが異なるように構成してい
る。

【００２０】そして上下２段の偏向面１ａ，１ｂで偏向
反射された複数の光束は各々対応するｆθレンズ３ａ，
３ｂと折り返しミラー４ａ，４ｂとを介して感光体面５
の法線Ｂに対して副走査断面内で相対的に非対称な角度
から、該感光体面５上の副走査方向に近接した位置に各
々入射（結像）している。

【００２１】このとき本実施形態では前述の如く感光体
面５に入射する複数の光束の入射点のうち最も離れた領
域の中間点と、該感光体の回転中心Ｏとを結ぶ法線（線
分）をＢとし、主光線６ａが折り返しミラー４ａで反射
後に感光体面５に入射する角度をα（法線Ｂとなす角
度）、同様に主光線６ｂが折り返しミラー４ｂで反射後
に感光体面５に入射する角度をβ（法線Ｂとなす角度）
としたとき、α≠βとなるように各主光線６ａ，６ｂに
対する折り返しミラー４ａ，４ｂの角度（傾斜角度）を
設定している。尚、本実施形態では感光体面５に入射す
る複数の光束の主光線６ａ，６ｂが法線Ｂに対して共に
同一側から入射するように構成している。

【００２２】これにより本実施形態では副走査断面内に
おいて感光体の表面で正反射する光束の成分を互いに異
なる方向（図１中α′、β′）へ進行させることによっ
て、光路を逆行することなく、正反射光によるゴースト
の発生や、戻り光による半導体レーザーの発光量の変動
等を防止することができる。

【００２３】そして光偏向器１を図中矢印Ｈ方向に回転
させることによって感光体面５上を複数の光束で主走査
方向に走査し、該主走査方向の露光と共に該感光体の副
走査方向の回転に伴なって所定の位置で感光体面５を順
次露光している。尚、本実施形態ではこのときの感光体
面５上の副走査方向の走査線間隔を本装置の副走査方向
の走査線密度の整数倍に略一致させている。

【００２４】このように本実施形態においては上述の如
く複数の光束を用いて感光体面５上の副走査方向に近接
した位置を同時に走査する際、感光体面５に入射する複
数の光束の主光線６ａ，６ｂが該感光体面５の法線Ｂに
対して副走査断面内で相対的に非対称な角度から入射す
るように、各主光線６ａ，６ｂに対する折り返しミラー
４ａ，４ｂの角度を適切に設定することにより、該感光
体面５からの正反射光が複数の光束間の光路を逆方向し
て戻ることにより発生するゴーストや、戻り光により発
生する半導体レーザーの発光量の変動等を防止してい
る。

【００２５】図３は本発明をレーザービームプリンタ
（ＬＢＰ）等の画像形成装置に適用したときの実施形態
２の光偏向器以降の副走査方向の要部断面図である。同
図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付
している。

【００２６】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は感光体面に入射する複数の光束の主光線が、該
感光体面の法線に対して副走査断面内で互いに異なる側
から入射するように各要素を構成したことである。その
他の構成及び光学作用は実施形態１と略同様であり、こ
れにより同様な効果を得ている。

【００２７】即ち、本実施形態においては前述の実施形
態１と同様に副走査断面内において対応する折り返しミ
ラー４ａ，４ｂを介した後の複数の光束の主光線６ａ、
６ｂが法線Ｂとなす角度を各々α、βとしたとき、α≠
βとなるように構成し、かつ感光体面５の法線に対して
互いに異なる側から入射（法線Ｂを挟んで両側から入
射）するように、各主光線６ａ，６ｂに対する折り返し
ミラー４ａ，４ｂの角度（傾斜角度）を設定している。

【００２８】このように本実施形態においては上述の如
く感光体面５の法線Ｂを挟んで両側から光束の主光線６
ａ，６ｂを入射させる場合においても、該主光線６ａ、
６ｂが法線Ｂとなす角度α、βをα≠βとなるように構
成することによって前述の実施形態１と同様の効果を得
ている。

【００２９】図４、図５は各々本発明をレーザービーム
プリンタ（ＬＢＰ）等の画像形成装置に適用したときの
実施形態３の光偏向器以降の副走査方向、及び光偏向器
以前の副走査方向の要部断面図である。図４、図５にお
いて図１に示した要素と同一要素には同符番を付してい
る。

【００３０】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で光源手
段から出射した複数の光束を斜め方向から入射させたこ
とである。その他の構成及び光学的作用は前述の実施形
態１と略同様であり、これにより同様な効果を得てい
る。

【００３１】即ち、図４、図５において５１は光源手段
（レーザ光源）であり、複数の光源部５１ａ，５１ｂを
有しており、該複数の光源部５１ａ，５１ｂは各々半導
体レーザーより成っている。５２ａ，５２ｂは各々複数
の光源部５１ａ，５１ｂに対応するコリメーターレンズ
であり、各々の光源部５１ａ，５１ｂから出射した複数
の光束を略平行光束に変換している。５３ａ，５３ｂは
各々複数の光源部５１ａ，５１ｂに対応するシリンドリ
カルレンズであり、副走査断面内に所定の屈折力を有し
ている。

【００３２】尚、コリメーターレンズ５２ａ，５２ｂと
シリンドリカルレンズ５３ａ，５３ｂ等の各要素は光学
手段（斜入射光学系）の一要素を構成している。

【００３３】４１は光偏向器であり、ポリゴンミラー
（回転多面鏡）より成っており、駆動手段としてのポリ
ゴンモータ（不図示）により図中矢印Ｈ方向に所定の速
度で回転している。４２はポリゴンミラーの回転軸であ
る。

【００３４】４３ａ，４３ｂは各々複数の光源部５１
ａ，５１ｂに対応する結像手段としてのｆθレンズであ
り、副走査方向に所定量、偏心させて構成しており、光
偏向器４１で偏向反射された画像情報に基づく複数の光
束を対応する折り返しミラー４ａ，４ｂを介して感光体
面５面上の副走査方向に近接した位置に各々結像させて
いる。

【００３５】本実施形態において２つの光源部５１ａ，
５１ｂから各々出射した光束は、該光源部５１ａ，５１
ｂと対応するコリメーターレンズ５２ａ，５２ｂにより
略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ５３ａ，
５３ｂに入射している。シリンドリカルレンズ５３ａ，
５３ｂに入射した略平行光束のうち主走査断面内におい
てはそのまま略平行光束の状態で射出する。また副走査
断面内においては収束して共通の光偏向器４１の偏向面
（反射面）４１ａにほぼ線像として結像している。この
とき複数の光束は偏向面４１ａに対し副走査断面内で斜
め方向から入射している。そして光偏向器４１の偏向面
４１ａに垂直な軸に対して角度θで偏向反射された画像
情報に基づく複数の光束は各々対応するｆθレンズ４３
ａ，４３ｂと折り返しミラー４ａ，４ｂを介して感光体
面５上の副走査方向に近接した位置に同時に結像してい
る。

【００３６】このとき本実施形態においては前述の実施
形態１と同様に主光線６ａが折り返しミラー４ａで反射
後に感光体面５に入射する角度をβ（法線Ｂとなす角
度）、同様に主光線６ｂが折り返しミラー４ｂで反射後
に感光体面５に入射する角度をα（法線Ｂとなす角度）
としたとき、α≠βとなるように各主光線６ａ，６ｂに
対する折り返しミラー４ａ，４ｂの角度（傾斜角度）を
設定している。本実施形態では感光体面５に入射する複
数の光束の主光線６ａ，６ｂが法線Ｂに対して共に同一
側から入射するように構成している。

【００３７】これにより本実施形態では副走査断面内に
おいて感光体の表面で正反射する光束の成分を互いに異
なる方向（図４中α′、β′）へ進行させることによっ
て、光路を逆行することなく、正反射光によるゴースト
の発生や、戻り光による半導体レーザーの発光量の変動
等を防止することができる。

【００３８】そして光偏向器４１を図中矢印Ｈ方向に回
転させることによって感光体面５上を複数の光束で主走
査方向に走査し、該主走査方向の走査と共に該感光体の
副走査方向の回転に伴なって所定の位置で感光体面５を
順次露光している。尚、本実施形態ではこのときの感光
体面５上の副走査方向の走査線間隔を本装置の副走査方
向の走査線密度の整数倍に略一致させている。

【００３９】このように本実施形態においては上述の如
く複数の光束を用いて感光体面５上の副走査方向に近接
した位置を同時に走査する際、該感光体面５に入射する
複数の光束の主光線６ａ，６ｂが該感光体面５の法線Ｂ
に対して副走査断面内で相対的に非対称な角度から入射
するように、各主光線６ａ，６ｂに対する折り返しミラ
ー４ａ，４ｂの角度（傾斜角度）を適切に設定すること
により、該感光体面５からの正反射光が複数の光束間の
光路を逆方向して戻ることにより発生するゴーストや、
戻り光により発生する半導体レーザーの発光量の変動等
を防止している。

【００４０】尚、本実施形態では感光体面５に入射する
複数の光束の主光線６ａ．６ｂが法線Ｂに対して共に同
一側から入射するように構成したが、これに限らず、例
えば前述の実施形態２と同様に該感光体面５の法線Ｂに
対して副走査断面内で互いに異なる側から入射するよう
に各要素を構成しても良い。

【００４１】また各実施形態においては折り返しミラー
４ａ，４ｂを用いて感光体面５に入射する複数の光束の
主光線６ａ，６ｂが該感光体面５の法線Ｂに対して副走
査断面内で相対的に非対称な角度から入射するようにし
たが、これに限定されることはなく、副走査断面内で相
対的に非対称な角度から入射させることができる手段な
ら何を用いて本発明は前述の実施形態と同様に適用する
ことができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く感光体面に入
射する複数の光束の主光線が該感光体面の法線に対して
副走査断面内で相対的に非対称な角度から入射するよう
に各要素を構成することにより、該感光体面からの正反
射光によるゴーストの発生や、戻り光によるレーザ光源
の発光量の変動等を効果的に防止することができるマル
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】 本発明の実施形態１の主要部分の副走査断面
図

【図２】 本発明の実施形態１の主要部分の主走査断面
図

【図３】 本発明の実施形態２の主要部分の副走査断面
図

【図４】 本発明の実施形態３の主要部分の副走査断面
図

【図５】 本発明の実施形態３の主要部分の副走査断面
図

【符号の説明】

１，４１ 光偏向器（ポリゴンミラー） ２ 回転軸 ３ａ，３ｂ，４３ａ，４３ｂ 結像手段（ｆθレンズ） ４ａ，４ｂ 反射部材（折り曲げミラー） ５ 感光体面（感光体面） ６ａ，６ｂ 主光線 １１ａ，１１ｂ，５１ａ，５１ｂ 光源部（半導体レー
ザー） １２ａ，１２ｂ，５２ａ，５２ｂ コリメーターレンズ １３ａ，１３ｂ，５３ａ，５３ｂ シリンドリカルレン
ズ １４ 反射ミラー Ａ 接線 Ｂ 法線 Ｃ 光線入射位置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光源部を有する光源手段から出射
   された複数の光束を光偏向器の偏向面に各々入射させ、
   該偏向面で偏向反射された複数の光束を対応する結像手
   段と反射部材とを介して感光体面上の副走査方向に近接
   した位置に各々導光し、該感光体面上を該複数の光束で
   同時に走査を行なうマルチビーム走査光学系であって、 該感光体面に入射する複数の光束の主光線が該感光体面
   の法線に対して副走査断面内で相対的に非対称な角度か
   ら入射するように、該主光線に対する該反射部材の角度
   を設定したことを特徴とするマルチビーム走査光学系。
2. 【請求項２】 前記感光体面に入射する複数の光束の主
   光線は、該感光体面の法線に対して共に同一側から入射
   することを特徴とする請求項１のマルチビーム走査光学
   系。
3. 【請求項３】 前記感光体面に入射する複数の光束の主
   光線は、該感光体面の法線に対して互いに異なる側から
   入射することを特徴とする請求項１のマルチビーム走査
   光学系。
4. 【請求項４】 前記感光体面上の副走査方向に近接した
   位置とは前記複数の光束の主光線の入射点が１０ライン
   以内に位置することであることを特徴とする請求項１の
   マルチビーム走査光学系。
5. 【請求項５】 前記法線とは前記感光体面に入射する複
   数の光束の入射点のうち最も離れた領域の中間点と、該
   感光体の回転中心とを結ぶ線のことであることを特徴と
   する請求項１のマルチビーム走査光学系。
6. 【請求項６】 複数の光源部を有する光源手段から出射
   された複数の光束を光偏向器の偏向面に対し副走査断面
   内で斜入射させ、該光偏向器で偏向反射された複数の光
   束を対応する結像手段と反射部材とを介して感光体面上
   の副走査方向に近接した位置に各々導光し、該感光体面
   上を該複数の光束で同時に走査を行なうマルチビーム走
   査光学系であって、 該感光体面に入射する複数の光束の主光線が該感光体面
   の法線に対して副走査断面内で相対的に非対称な角度か
   ら入射するように、該主光線に対する該反射部材の角度
   を設定したことを特徴とするマルチビーム走査光学系。
7. 【請求項７】 前記感光体面に入射する複数の光束の主
   光線は、該感光体面の法線に対して共に同一側から入射
   することを特徴とする請求項６のマルチビーム走査光学
   系。
8. 【請求項８】 前記感光体面に入射する複数の光束の主
   光線は該感光体面の法線に対して互いに異なる側から入
   射することを特徴とする請求項７のマルチビーム走査光
   学系。
9. 【請求項９】 前記感光体面上の副走査方向に近接した
   位置とは前記複数の光束の主光線の入射点が１０ライン
   以内に位置することであることを特徴とする請求項６の
   マルチビーム走査光学系。
10. 【請求項１０】 前記法線とは前記感光体面に入射する
    複数の光束の入射点のうち最も離れた領域の中間点と、
    該感光体の回転中心とを結ぶ線のことであることを特徴
    とする請求項６のマルチビーム走査光学系。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれか一項記載
    のマルチビーム走査光学系を用いて画像形成を行なうこ
    とを特徴とする画像形成装置。