(57)【要約】【課題】一般的に複雑になる走査光束の間隔の調整を、簡単に行うことができる光源装置、光走査装置および画像形成装置を得る。各光源から射出される光束の、光源から光束合成手段の射出位置までの光路長を等しくすることにより、各光源部の共通化を図る。【解決手段】光源１０１−１，１０２−１、１０６−１，１０７−１と光源からの発散光束を集光しカップリングする第１結像光学系１０４，１０５とを具備してなる組みが複数組み並べられ支持部材１０３，１０８を介して一体的に支持された光源部、この光源部を複数個有し各光源部より射出される光束を近接させて射出する光束合成手段１１２を有してなる光源装置。光源の発光点から光束合成手段１１２の射出位置までの光路長が各射出光束において略等しくなるように各光源部が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と光源からの発散光束を集光しカップリングする第１結像光学系とを具備してなる組みが複数組み並べられ支持部材を介して一体的に支持された光源部、この光源部を複数個有し各光源部より射出される光束を近接させて射出する光束合成手段を有してなる光源装置であって、
光源の発光点から光束合成手段の射出位置までの光路長が各射出光束において略等しくなるように各光源部が配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置を搭載し、この光源装置からの光束を偏向させて被走査面上を走査させる光偏向器を具備した光走査装置であって、光源装置と光偏向器との間に配置され光偏向器の偏向反射面近傍に線像を形成する第２結像光学系と、光偏向器により偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像する第３結像光学系を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項２記載の光走査装置において、各光源部は共通の保持部材により保持され、少なくとも１つの光源部と上記保持部材との間に光路補正部材が挿入され、光源の発光点と光束合成手段の射出位置との光路長が各射出光束において略等しくなるように構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項３記載の光走査装置において、光路補正部材は光源部の副走査方向の傾きを規制し、かつ、光源部の傾きを調整可能な構成であることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項２記載の光走査装置において、各光源から射出する光束の射出方向は、副走査方向において略等しいことを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項２記載の光走査装置において、光源部から射出する複数の光束は、これを主走査平面に投影して見た場合に、被走査面に至る光路中において交差するように構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項６記載の光走査装置において、光源部から射出する複数の光束は、偏向器の偏向反射面近傍で交差するように構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項６記載の光走査装置において、各光源部は、各射出光束の交差点近傍を通る軸を回転軸として回転可能な構成であることを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項８記載の光走査装置において、回転軸は射出光束の空間的中心線に対し略平行であることを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
電子写真プロセスを実行することにより像担持体の表面に画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行するために請求項２乃至９に記載の光走査装置を搭載していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、レーザ複写機、レーザファックス、印刷機などに適用することができる光源装置、この光源装置を用いた光走査装置およびこの光走査装置を搭載した上記レーザプリンタ、レーザ複写機、レーザファックス、印刷機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対をなす半導体レーザとカップリングレンズを複数対主走査方向に並べ、それを支持部材により一体的に支持してサブユニットを構成し、上記支持部材を副走査方向に並べ、光源としての上記各半導体レーザから射出される光束を近接させて射出するビーム合成手段を具備し、光源からの光束を主走査方向に投影した場合に、各サブユニットから射出する光束は偏向反射面（例えば、ポリゴンミラーの偏向反射面）近傍で交差するように構成されたマルチビーム光源装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。しかしながら、特許文献１、特許文献２に記載されている発明では、副走査方向に並べられて支持部材で支持された各光源から射出される光束の光路長の差は考慮されていない。
【０００３】
対をなす半導体レーザとカップリングレンズを複数対主走査方向に並べ、それを支持部材により一体的に支持してサブユニットを構成し、上記支持部材を副走査方向に並べ、光源としての上記各半導体レーザから射出される光束を近接させて射出するビーム合成手段を具備し、サブユニットの上記支持部材とそれを保持する保持部材の間に姿勢調整部材を設け、サブユニットの支持部材の副走査方向に対する傾きの調整を行うことを可能とし、主走査方向に投影した場合に各サブユニットから射出する光束が偏向反射面（例えば、ポリゴンミラーの偏向反射面）近傍で交差するように構成されたマルチビーム光源装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、やはり副走査方向に並べられた各光源から射出する光束の光路長の差は考慮されていない。
【特許文献１】特開平１１−２３９８８号公報
【特許文献２】特開２００２−１６６５９８号公報
【特許文献３】特開２００３−２９１８０号公報
【０００４】
レーザプリンタ等の画像形成装置における画像出力速度を向上させるため、一度に複数の光束により被走査媒体（例えば、感光体等の像形成体）上を光走査し、画像を形成するマルチビーム光走査装置が開発されてきている。マルチビーム光走査装置の光源としては、半導体レーザ（以下「ＬＤ」という場合もある）を複数個組み合わせたもの、あるいは、複数の発光点を有する半導体レーザアレイ（ＬＤＡ）が用いられている。
【０００５】
上記光源を含む光源装置としては、特許文献１，２に記載されているように、半導体レーザとカップリングレンズとからなる対ないしは組を複数主走査方向に並べ、各対ないしは組ごとに支持部材により一体的に支持し、これらの支持部材を副走査方向に並べ、各光源から射出される光束を近接させて射出するビーム合成手段を具備してなるマルチビーム光源装置が知られている。
【０００６】
これら従来の技術は、支持部材に光源とカップリングレンズを支持してサブユニットとし、ビーム合成手段である合成プリズムにより各サブユニットから射出される光束を近接させ合成しているが、各サブユニットから射出される光束の光路が異なることより、光路長に差が生じる。また、各サブユニットは熱変動等の環境変動の影響により光学特性、例えば、走査ピッチや結像位置変動などに大きく影響を受ける。
【０００７】
また、光源であるＬＤは主走査方向に並んで配置され、各射出光束は共通の光偏向器により偏向され、共通の走査光学系により被走査面上に光スポットとして結像される。ところが、ＬＤは主走査方向に並んで配置されているため、光偏向器と走査光学系との位置関係が異なり、反射点に差（これを「サグ」という）が生じ、結像性能に差が生じる難点がある。
【０００８】
複数の光源からの射出光束は、各光学部品の組み付け誤差や各光学部品および保持部品の加工誤差等により、被走査媒体上の走査ピッチが狙いの値からずれてしまう。
また、複数のサブユニットを組み合わせてマルチビーム光源ユニットを構成する際に、各サブユニットから射出される光束相互の位置関係も上記の各種誤差によりずれてしまう。その結果、画像形成時に濃度むらが生じ、形成される画像の品質が低下することになる。上記従来の光源装置あるいはこれを用いた光走査装置がカラー画像形成装置に用いられる場合は、上記各種の誤差が色むらとなり、やはり、形成されるカラー画像の品質が低下することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明では、上記従来技術の課題に対する解決方法を提供し、かつ一般的に複雑になる走査光束の間隔の調整を、簡単に行うことができる光源装置、光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。各請求項記載の発明の目的は以下のとおりである。
【００１０】
請求項１記載の発明は、各光源から射出される光束の、光源から光束合成手段の射出位置までの光路長を等しくすることにより、各光源部（サブユニット）の共通化を図ることができるようにした光源装置を提供することにある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、本発明にかかる光源装置を組み込むことにより、マルチビーム書き込みが可能な光走査装置を提供することを目的とする。
【００１２】
請求項３または４記載の発明は、各光源部の副走査方向の傾き調整ができるようにした光走査装置を提供することを目的とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、各光源部を並べて配置することにより、光源部の熱変動等の環境変動の影響による光学特性（例えば、走査ピッチや結像位置変動など）の劣化を小さくすることができる光走査装置を提供することを目的とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、各光束が主走査方向において交差するように構成することにより、偏向反射面上における各光束の分離を小さくし、偏向反射面を小さくし、偏向器を小さくすることを可能にした光走査装置を提供すことを目的とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、各光源から射出する光束相互の、光偏向器の偏向反射面と走査光学系との位置関係が異なることによる、反射点の差（サグ）による、結像性能の差を少なくすることができる光走査装置を提供することを目的とする。
【００１６】
請求項８または９記載の発明は、各光学部品の組み付け誤差や各光学部品および保持部品の加工誤差等による被走査媒体上の走査ピッチのズレを、調整により修正することができるようにした光走査装置を提供することを目的とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、本発明にかかる光走査装置を画像形成装置に組み込むことにより、マルチビーム書き込みが可能で、高品質の画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、光源と光源からの発散光束を集光しカップリングする第１結像光学系とを具備してなる組みが複数組み並べられ支持部材を介して一体的に支持された光源部、この光源部を複数個有し各光源部より射出される光束を近接させて射出する光束合成手段を有してなる光源装置であって、光源の発光点から光束合成手段の射出位置までの光路長が各射出光束において略等しくなるように各光源部が配置されていることを最も主要な特徴とする。
【００１９】
本発明はまた、上記の光源装置を搭載し、この光源装置からの光束を偏向させて被走査面上を走査させる光偏向器を具備した光走査装置であって、光源装置と光偏向器との間に配置され光偏向器の偏向反射面近傍に線像を形成する第２結像光学系と、光偏向器により偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像する第３結像光学系を有することを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる光源装置によれば、各光源部の共通化を図ることができるようになり、部品点数の低減を図ることができる。
本発明にかかる光走査装置によれば、本発明にかかる光源装置を組み込むことにより、光源部の共通化を図り、部品点数の低減を実現した、マルチビーム書き込みが可能な光走査装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明にかかるマルチビーム光源装置の基本構成の一例を示す。図１において、光源である半導体レーザ（ＬＤ）１０１−１、１０２−１はアルミダイキャスト製のホルダ（図示せず）に個別に保持されて固定され、各ホルダは裏側よりネジをとおして支持部材１０３に固定される。ホルダは板状の部材としてこれに裏側からネジをとおし、上記板状の部材間に半導体レーザ（ＬＤ）１０１−１、１０２−１を挟み込み保持する構成としてもよいし、嵌合孔に各々圧入して固定する構成としてもよい。各半導体レーザ１０１−１、１０２−１の前方には、第１結像光学系としてのカップリングレンズ１０４、１０５が、支持部材１０３の上記半導体レーザと対に形成したＶ字状の支持部１０３−１、１０３−２おいて支持されて配置されている。
【００２２】
カップリングレンズ１０４、１０５は各々の半導体レーザの発散光束をカップリングし、平行光束、収束光束、発散光束の任意の状態となるようにレンズ光軸方向の位置を合わせて上記支持部１０３−１、１０３−２に配置され、この支持部１０３−１、１０３−２との隙間または接触面にＵＶ硬化接着剤を塗布することによって固定されている。対ないしは組をなす半導体レーザとカップリングレンズは、その２対ないしは２組が一つの支持部材１０３を介し一体的に支持され、第１の光源部（サブユニット１）を構成している。
【００２３】
同様に第２の光源部も、ホルダ（図示せず）に二つの半導体レーザ１０６−１、１０７−１が保持固定され、各ホルダは支持部材１０８に固定されることによって半導体レーザ１０６−１、１０７−１が支持部材１０８に固定されている。支持部材１０８には、半導体レーザ１０６−１、１０７−１の前方において第１結像光学系であるカップリングレンズ１１９、１０９が固定されている。したがって、対をなす半導体レーザとカップリングレンズが２対、支持部材１０８を介して一体的に支持され、第２の光源部（サブユニット２）を構成している。第１の光源部と第２の光源部を構成する上記ホルダと支持部材は１部材として一体に構成してもよい。
【００２４】
第１、第２の光源部は、以下のような構成により光軸方向であるＸ軸に対称に、共通の保持部材１１０の上下に配置されている。保持部材１１０の上下には嵌合孔１１０−１、１１０−２が形成され、この各嵌合孔１１０−１、１１０−２には各支持部材１０３，１０８に形成された円筒部１０３−６、１０８−６が、保持部材１１０の裏側から嵌合されている。各支持部材１０３，１０８は３箇所に位置決め部１０３−３、１０３−４、１０３−５及び１０８−３、１０８−４、１０８−５を有している。これら各３点を基準としてこれを保持部材１１０の裏面に当接させ、上記各位置決め部に通したネジを保持部材１１０の表側よりねじ込むことにより、上記支持部材１０３，１０８を有してなる第１、第２の光源部が保持部材１１０に固定されている。支持部材１０３、１０８は円筒部１０３−６、１０８−６の中心軸線を回転中心として回転可能とし、任意の位置にて固定する構造となっている。これにより支持部材１０３，１０８から射出する光束の配列を傾けることができる。
【００２５】
保持部材１１０には各半導体レーザに対応した開口絞りが設けられた板すなわちアパーチャ１１１、半導体レーザ１０６−１、１０７−１からの射出ビームを半導体レーザ１０１−１または１０２−１の光軸に近接させて射出する光束合成手段としてのビーム合成プリズム１１２が支持される。
【００２６】
上記のように構成した保持部材１１０はホルダ部材１１３に保持され、走査光学手段を収納する光学ハウジング（図示せず）に組み込まれている。ホルダ部材１１３はその全端から突出した円筒部１１３−１を有し、この円筒部１１３−１の中心に上記走査光学手段の光軸を合わせて取り付けることで、走査光学手段に複数のビームを入射するようになっている。ホルダ部材１１３は、直接光学ハウジングに組み付けてもよいし、ブラケットを介して組み付けてもよい。
【００２７】
ホルダ部材１１３の一側面からはアーム１１３−３が突出していて、このアーム１１３−３を調節ネジ１１５で上下させることによって、前記円筒部１１３−１を回転軸として回転可能に保持されている。これにより各支持部材１０３，１０８から射出する光束の配列を傾けることができる。
【００２８】
各半導体レーザ１０１−１、１０１−２、１０７−１、１０７−２の背後にはこれらの半導体レーザの駆動回路が形成された回路基板１１４が支柱１１３−２に固定されることによって配置されている。各半導体レーザのリードは回路基板１１４の所定の半田付けランドにハンダづけされ、回路接続がなされている。
【００２９】
図２は、本発明にかかるマルチビーム光走査光学系の全体構成の一例を、主走査方向から見た状態で模式的に示す。図１について説明したマルチビーム光源装置を、図２では光源装置１３としており、また、各光学素子の保持部品は省略して示している。図２において、半導体レーザ（ＬＤ）からなる光源１ａと、この光源１ａからの発散光束を集光するカップリングレンズ２ａとからなる組みと、光源１ｂと、この光源１ｂからの発散光束を集光するカップリングレンズ２ｂとからなる組みは、前述のようにベース部材によって一体的に支持され、光源部１２Ａを構成している。上記カップリングレンズ２ａ、２ｂは第１結像光学系を構成している。上記光源部１２Ａはサブユニット１を構成している。この光源部１２Ａと対をなすもう一つのサブユニット２をなす光源部が配置されているが、図２には図示されていない。サブユニット２をなす光源部は光源部１２Ａと同様に２組の光源とカップリングレンズの組みを保持部材によって一体的に支持し、光源部１２Ａに重なるように配置されている。符号４はビーム合成プリズムを示す。ビーム合成プリズム４は、光源部１２Ａと光源部１２Ｂそれぞれから射出する光束の光軸を、副走査方向に近接させて射出させる。
【００３０】
光源１ａから射出された光束は、開口絞り３ａにより光束幅を規制され、ビーム合成プリズム（光束合成手段）４を介し、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ５により光偏向器６（ポリゴンスキャナ）の偏向反射面６Ａ近傍に主走査方向に長い線状に集光される。シリンドリカルレンズ５は第２結像光学系を構成している。光偏向器６は、図示の例ではポリゴンミラーからなるポリゴンスキャナが用いられている。
【００３１】
光偏向器６は、図示されない駆動モータにより回転軸６Ｂを軸として等角速度で回転駆動され、入射光束を偏向反射面６Ａによって等角速度的に偏向する。光偏向器６と被走査媒体９との間に、第３結像光学系７が配置され、偏向反射面６Ａにより偏向された光束８ａは第３結像光学系７によって被走査媒体９上に光スポット１０ａを形成する。第３結像光学系７は走査光学系を構成していて、図２に示す例では２枚のレンズで構成されているが、レンズの枚数は問わず、また反射光学系で構成してもよいし、レンズと反射光学系を組み合わせて構成してもよい。光スポット１０ａは、光偏向器６が図２において矢印方向すなわち時計方向に回転することによって、被走査媒体９上を図に示す矢印方向に（上から下に向かって）光走査する。第３結像光学系７はｆθ機能を有していて、等角速度的に偏向される光束を、被走査媒体９上では等速度的に走査させるようになっている。
【００３２】
光源１ｂから射出した光束も同様に、開口絞り３ｂにより光束幅を規制され、ビーム合成プリズム４を介し、線像結像光学系でありかつ第２結像光学系であるシリンドリカルレンズ５により光偏向器６（ポリゴンスキャナ）の偏向反射面６Ａ近傍に主走査方向に長い線状に集光される。開口絞り３ａと３ｂは一体であっても別体であってもかまわない。偏向反射面６Ａにより偏向された光束８ｂは被走査媒体９上に光スポット１０ｂを形成し、光スポット１０ｂは光偏向器６が上記のように回転することによって、被走査媒体９上を、図中矢印方向に（上から下に向かって）光走査する。被走査媒体９は、光走査によって画像が形成される感光体であり、形成された画像及びこの画像のトナーによる可視像の担持体でもある。
【００３３】
光源１ａから射出した光束と、光源１ｂから射出した光束は、光偏向器６の偏向反射面６Ａ近傍で交差するように、第１結像光学系、第２結像光学系を構成する。光源１ａから出射した光束に対し、光源１ｂから出射した光束は、各光源１ａ、１ｂから射出されたそれぞれの光束相互がなす角度φの半分の角度（φ／２）だけ光偏向器６をずらした状態で偏向走査するように構成する。そのように構成することにより、光源１ａ、１ｂそれぞれから射出し偏向反射面６Ａにより反射された光束は、走査光学系である第３結像光学系において、主走査対応方向から見て同じ光路を通ることになる。それにより、被走査面９上における走査光束の結像面の倒れを低減でき、結像性能すなわち像面湾曲、倍率誤差等の劣化を防ぐことができる。上記構成を言い換えると、主走査平面上に投影したときに、光源部１２Ａの各光源からの射出光束が、光偏向器の偏向反射面６Ａ近傍で交差するように第１結像光学系、第２結像光学系を配置し構成することである。
同様に、光源部１２Ｂの各光源からの射出光束も光偏向器６の偏向反射面６Ａ近傍で交差するように結像光学系を配置する。
【００３４】
光源部１２Ａは、光源１ａ、１ｂそれぞれからの射出光束の光軸すなわち射出軸の交差点近傍を通る、空間的な中心線１４Ａまたはこの中心線１４Ａと略平行な軸を回転軸として回転可能な構成とする。同様に、光源部１２Ｂも、射出光束の光軸（射出軸）の交差点近傍を通る、空間的な中心線１４Ｂまたは中心線１４Ｂと略平行な軸を回転軸として回転可能な構成とする。
【００３５】
符号１１は同期検知光学系を示している。同期検知光学系１１は、光偏向器６により偏向された光束を、ミラー１１−３と同期検知用結像素子１１−２を経た後、フォトダイオード等により構成される同期検知センサー１１−１に偏向光束を導く。そして光束が同期検知センサー１１−１上を通過する際に同期信号を発し、同期回路（図示せず）により演算処理され、書込開始信号をあるタイミングの後発信する。ここで言うあるタイミングとは、同期検知センサー１１−１の検知位置から書込開始位置に光束が至るまでの時間である。同期検知用結像素子１１−２は、副走査方向にのみパワー（屈折力）を持つレンズ、主走査方向にのみパワーを持つレンズ、主副両方向にパワーを持つレンズのいずれでもよい。また、同期検知用結像素子１１−２として、レンズの代わりに、パワーを持つ曲面ミラー等を用いてもよい。また、同期検知用結像素子１１−２を用いることなく、ミラー１１−３に上述のようなパワーを持たせ、同期検知センサー１１−１に直接光束を導きかつ収束させるように、同期検知光学系１１を構成してもよい。
【００３６】
図３は光源装置１３の構成を詳細に示したもので、上下方向が副走査方向である。図３において、上下すなわち副走査対応方向に対をなす光源１Ａおよびカップリングレンズ２Ａの裏側に隠れて、もう一対の光源とカップリングレンズが同一の支持部材上に支持されて配置されている。同様に、上下一対の光源１Ｂおよびカップリングレンズ２Ｂの裏側に隠れて、もう一対の光源とカップリングレンズが同一の支持部材上に支持されて配置されている。したがって、上下一対の光源が主走査対応方向に配置されていることになる。光源１Ａおよび１Ｂから射出した発散光束は、それぞれ対応するカップリングレンズ２Ａおよび２Ｂにより別個にカップリングされて集光され、それぞれ対応する開口絞り３Ａおよび３Ｂにより光束幅を規制され、光束合成手段としてのビーム合成プリズム４によってビーム合成される。ビーム合成プリズム４は偏光分離膜４−１を有し、光源１Ａからの光束が偏光分離膜４−１を透過するように配置されている。光源１Ｂからの光束は、１／２波長板４−２により偏光面を当初の状態から９０度旋回され、プリズム面４−３に反射されて上記偏光分離膜４−１に導かれ、この偏光分離膜４−１で反射されてビーム合成プリズム４から射出するように、ビーム合成プリズム４が配置されている。
【００３７】
光源１Ａからの射出光束と光源１Ｂからの射出光束は偏光方向が９０度ずれているため、各光学素子における透過特性および反射特性が異なり、被走査面上の各走査位置において光量に差が生じ、それにより光量むらが発生する。この光量むらは、特にカラー画像を出力する画像形成装置においては、出力画像の濃度むらとして目立ち、画像品質を劣化させる要因となる。この光量むらを低減するには、ビーム合成プリズム４の直後に１／４波長板を配置し、光束の偏光方向を４５度旋回させるとよい。
【００３８】
カップリングレンズ２Ａ、２Ｂの光軸(図３において鎖線で示す)は互いに平行で、ビーム合成プリズム４以後は、図３に示すように１本に合成されて合成光軸ＡＸとなる。
ビーム合成プリズム４からの射出光束は図示のように、副走査方向において近接してビーム合成プリズム４から射出する。
【００３９】
光源１Ａおよび１Ｂの発光部１Ａ−１、１Ｂ−１の光束の射出方向は副走査方向において略平行で、それぞれ対応するカップリングレンズ２Ａおよび２Ｂの光軸に対して副走査方向に、互いに逆向きに、すなわち、図示の例では、それぞれの光軸の外側、さらに換言すれば、発光部１Ａ−１の光束はその光軸より上側に、発光部１Ｂ−１の光束はその光軸より下側にずれている。このためビーム合成プリズム４でビーム合成された光束Ｂ１およびＢ２は平行ではなく、副走査方向において互いに角度を持っている。また、各光源部を近接させて共通のホルダで保持しているため、各光源部は熱変動等の環境変動の影響が等しくなり、光学特性の変動すなわち走査ピッチや結像位置変動に対する影響を小さくすることができる。
【００４０】
光源である半導体レーザの各発光点の相対的な位置関係は、光源と被走査面との間にある結像系（図２に示す例では、カップリングレンズ２ａ，２ｂ、シリンドリカルレンズ５、第３結像光学系７からなる光学系）の副走査方向の合成倍率（β）に応じ、被走査媒体９上における各走査線の走査間隔すなわち走査ピッチが所望の値になるように決定される。
【００４１】
図３において、符号１２Ａは、上側に対をなして主走査対応方向に配置された２個一組からなる光源部すなわち光源１Ａとその裏側に隠れている光源からなる光源部（サブユニット）を示している。同様に、符号１２Ｂは、下側に対をなして主走査対応方向に配置された２個一組からなる光源部すなわち光源１Ｂとその裏側に隠れている光源からなる光源部（サブユニット）を示している。光源１Ｂから射出する光束は、プリズムの反射面４−３と偏光分離膜４−１の間の距離分（これを図３ではＬで示している）だけ、光源１Ａから射出する光束よりも、偏向器６の偏向反射面６Ａまでの光路長が長くなる。このため、光源部（サブユニット）から射出する光束の交差角φを光源部１２Ａと１２Ｂにおいて同じ角度にした場合、光源部１２Ａから射出する光束の交差する位置と光源部１２Ｂから射出する光束の交差する位置にズレが生じる。
【００４２】
上記ズレが発生する理由を、図４を参照しながらより具体的に説明する。図４は光源装置１３を、光路を平面上に展開して主走査対応方向から見た図で、関係をわかりやすくするため、ビーム合成プリズム４の射出面を基準として示している。図４において、ビーム合成プリズム４を透過する光束を射出する光源１５ａ、１５ｂは、それぞれの射出光束が主走査平面と平行な面内において交差角φを持つように配置され、上記射出光束がビーム合成プリズム４−Ａ（図中点線で表示）を透過後、位置１７にて交差するようになっている。ビーム合成プリズム４にて反射偏向される光束を射出する光源１６ａ、１６ｂは、それぞれの射出光束が主走査平面と平行な面内においてやはり交差角φを持つように配置され、上記射出光束がビーム合成プリズム４−Ｂにより反射偏向された後、位置１８にて交差するようになっている。軸１９は、光源１５ａと１５ｂ、光源１６ａと１６ｂの空間的な中心線である。
【００４３】
光源部１２Ａと１２Ｂから射出される光束は、ビーム合成プリズム４における経路が異なるため、実際の光路長が異なり、実質の光路長は図４にビーム合成プリズム４−Ａ、４−Ｂで示す様になる。ビーム合成プリズム４で反射偏向される光束は、ビーム合成プリズム４−Ｂによる浮き上がりが発生し、交差位置が伸びて位置１７に近づくが、ビーム合成プリズムによる光路長の差を埋めるほどは伸びないため、位置１７と位置１８は図４にΔで示す分だけずれてしまう。図１について説明したように、被走査面上での結像性能の劣化を防ぐためには、光束の交差位置を偏向反射面近傍とする必要がある。そのためには位置１７と位置１８を一致させる必要がある。従来は光源部１２Ａと１２Ｂの交差角φを異なる角度に設定し対応していた。
【００４４】
しかし、上記従来例の場合、光源部１２Ａと１２Ｂを別々に調整する必要が生じ、調整工程において調整量を変え、また、調整後の光源部を別々に保管管理する必要があり、作業が煩雑になってしまう。また、光源１２Ａと１２Ｂを間違えて組み付ける可能性が発生する。それを避けるために、光源１２Ａと１２Ｂを構成する部品を別部品とすると部品の共通化が図れなくなりコストアップにつながる。
【００４５】
そこで本発明では、図４における光源１５ａと１５ｂの偏向反射面に対する距離を、図に示す上記ずれΔに相当する量だけ伸ばし、すなわち光偏向器から遠ざけ、位置１７を位置１８に近づけかつ位置１７と位置１８が一致するようにする。図５はその例を示している。図５に示すように、光束合成手段としてのビーム合成プリズム４を透過する側の光源部を光偏向器から遠ざけることにより、光源部１２Ａと１２Ｂの交差角φ（図２、図４参照）を同じ角度とした場合でも、各光源部からの射出光束の交差位置を一致させることができる。上記光源部を光偏向器から遠ざける量は、プリズム４の反射面４−３と偏光分離膜４−１の間の距離Ｌ（図３参照）に略等しい量とする。こうすることにより、一方の光源部１２Ａから射出した光束の交差位置と、他方の光源部１２Ｂから射出した光束の射出位置を一致させることができる。これにより、上記光束の交差位置を偏向反射面近傍にすることが可能となるため、被走査面上での結像性能の劣化を防ぐことができる。
【００４６】
合成プリズム４を透過する側の光源部を光偏向器から遠ざける手段としては、ベース部材に段差を設けて各光源部の光軸方向の位置を変え、光路長に差をつけることが考えられる。しかし、ベース部材に直接段差を設ける場合、ベース部材の形状が複雑になるため、光源部とそれを保持するベース部材との間に、光路補正用の部材を配置することにより、光路長を変えるようにしてもよい。
【００４７】
図６に上記光路補正部材を用いて光源部の副走査方向の傾きを規制し、光源部の傾きを調整可能な構成の例を示す。図６において、光源１Ａとカップリングレンズ２Ａは支持部材２３Ａにより一体的に、光源１Ｂとカップリングレンズ２Ｂは支持部材２３Ｂにより一体的に、それぞれ支持されている。支持部材２３Ａは光路補正部材２２を介しベース部材２１に固定され、支持部材２３Ｂは直接ベース部材２１に固定されている。光路補正部材２２は支持部材２３Ａの副走査方向の傾きを規制する。光源１Ａから射出した光束と光源１Ｂから射出した光束はビーム合成プリズム４を透過し、あるいは反射されて、互いに開き角θを持って射出される。光路補正部材２２は、図７に示すように、円筒形の部材の、軸線方向の一端面が傾きωをもって切断された形状とし、軸Ｇにより貫かれる２つの面をそれぞれ光源部とベース部材２１に当接させ、軸Ｇを回転軸として回転可能な構成となっている。このような構成となっているため、光路補正部材２２を回転させることにより、支持部材２３Ａのベース部材２１に対する傾き角を調整することが可能となっている。
【００４８】
図８は、各光源から射出された光束による光スポットの、被走査面上における配置例を示す模式図である。各光スポットは副走査方向に走査間隔Ｐｉで配列されている。この走査間隔Ｐｉは書込密度により決定される値で、６００ｄｐｉの場合は４２．３μｍ、１２００ｄｐｉの場合は２１．２μｍである。図８において、符号２４Ａ−１と２４Ａ−２はビーム合成プリズム４を透過する側の光源部からの光スポットを示し、２４Ｂ−１と２４Ｂ−２はビーム合成プリズム４を反射偏向される側の光源部からの光スポットを示している。符号２４Ａ−３、２４Ｂ−３はそれぞれの光源部からの光スポットの中心点を示す。
【００４９】
図６、図７に示す例のように、光路補正部材２２を回転調整することにより、支持部材２３Ａを含む光源部１２Ａの副走査方向の傾き量を調整することができるように構成したものにおいては、上記傾き量の調整に伴い射出光束Ｂ１の射出方向すなわち射出角（θ）が調整される。上記射出角（θ）が変化することにより、光源部１２Ａから射出する光束によって被走査面上に形成される光スポット２４Ａ−１と２４Ａ−２は副走査方向にシフトされ、各光源部からの光束の相互間隔、したがって走査間隔Ｐｉ３が変化する。すなわち走査間隔Ｐｉ３を調整することが可能になる。
【００５０】
図２に戻って、符号１４Ａは、主走査方向に対をなして配置された二つの光源１ａ，１ｂを含む一つの光源部から射出される二つの光束の、光軸（射出軸）の交差点近傍を通る空間的な中心線を示す。同様に構成された光源部が副走査方向に重ねて配置され、上記空間的な中心線と同様のかつこの中心線と平行で副走査方向に重なる中心線がある。上記中心線１４Ａまたはこの中心線１４Ａと略平行な上記中心線を回転軸として回転させたとする。中心線１４Ａを中心に回転させることにより、光源１ａと１ｂの副走査方向の発光点間隔を変えることができる。
【００５１】
前述のように、光源の発光点間隔と被走査媒体上での光スポットの相対的な位置関係は、光源と被走査媒体との間にある結像系の、副走査方向の合成倍率：βにより決定される。図８において、被走査媒体上の光スポット２４Ａ−１と２４Ａ−２は、発光点間隔の変化量にβを掛けた量だけ、中心点２４Ａ−３を回転中心として回転し、上記光るスポット相互の副走査方向の走査間隔Ｐｉ１が変化する。これにより、被走査媒体上の走査間隔を調整することが可能になる。また、上記空間的な中心線を回転軸とすることにより、各光源の発光点の相対的な位置を、略同じ変化量で調整することが可能になり、位置関係の調整が容易になる。
【００５２】
前記光源部１２Ｂにおいても同様で、被走査媒体上の光スポット２４Ｂ−１と２４Ｂ−２の間隔Ｐｉ２を調整することが可能になる。つまり、光源部内部の間隔すなわち１つの光源部から射出する複数の光束によって被走査媒体上に形成される光スポット相互の間隔は、光源部を回転調整することにより調整することが可能である。また、光源部相互の間隔すなわち１つの光源部から射出する光束の被走査面上における光スポットと別の光源部から射出する光束の被走査面上における光スポットとの相互間隔は、光路補正部材を回転調整することにより調整することが可能である。このようにして、被走査面上における全ての走査線間隔が調整可能になる。
【００５３】
光源部からの射出光束の空間的な中心線（またはこれに略平行な軸）を回転軸として回転調整することの効果として、以下が挙げられる。
光学素子の加工誤差および組み付け誤差等が発生すると、被走査媒体９上の走査間隔Ｐｉは狙いの間隔にならずにずれてしまう。しかし、光源部を空間的な中心線を回転軸として回転可能とすることにより、光源装置を構成する部品の加工誤差や書込光学系を構成する各構成部品の加工誤差等により、被走査媒体上の光束の走査間隔が所望の間隔からずれても、正しい走査間隔に調整することができる。
【００５４】
以上説明した実施例は、１つの光源部（サブユニット）を、光源である半導体レーザとカップリングレンズ（第１結像光学系）からなる組みを２組組合せて構成した例であるが、さらに多くの光源とカップリングレンズの組を組み合わせて一つの光源部を構成してもよい。同様に、光源装置として、２つの光源部（サブユニット）を組合せた例になっていたが、さらに多くの光源部を組み合わせて光源装置を構成してもよい。このように複数の光源（ＬＤ）を用い光源部を構成し、さらに光源部を複数個組み合わせることにより、被走査媒体９上を走査する光束の数を増やすことができる。これより、本発明にかかる光走査装置を画像形成装置に搭載することにより、画像形成装置の出力速度の向上を図ることができる。また、逆に出力速度を変えない場合は、偏向器の回転速度の低減を図ることができ、消費電力の低減、発熱量の低減など、環境に対し配慮した書込光学系を構成することが可能になる。
【００５５】
また、光源は半導体レーザに限らず、公知の適宜のものを用いることができる。例えば、複数の発光点をモノリシックにアレイ配列した半導体レーザアレイを用い、発光点から射出する複数の発散光束を共通のカップリングレンズによりカップリングするように構成してもよい。
【００５６】
図９は本発明にかかる走査光学系が搭載される画像形成装置３０の実施例を示す。図９において、原稿３１は、画像形成装置３０の上面に水平に固定されたコンタクトガラス３２上に載置され、原稿３１の下面の画像がランプ３３で照明されるようになっている。照明された原稿３１の画像はミラーでスキャナレンズブロック３４へ導かれ、スキャナレンズブロック３４に装着されている撮像素子であるＣＣＤにより画像データとして処理され、この画像信号３５は本発明にかかる前述のマルチビーム光走査装置にデータ転送される。図９では、光走査装置を符号３６で示している。光走査装置３６は、前述のように、光源である半導体レーザ（ＬＤ）からの光束を感光体ドラム２０上に光スポットとして収束させ、かつ、感光体ドラム２０上を被走査面として走査させる。この光スポットによる走査が主走査である。感光体ドラム２０は時計方向に回転駆動され、この回転によって副走査が行われる。半導体レーザは画像信号３５に基づいてＯＮ／ＯＦＦするため、帯電器４０により予め均一に帯電された感光体上に、画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器３７により現像され、トナー像が形成される。給紙トレイ３８から給紙ローラー３９により感光体ドラム２０の位置に導かれる転写紙に、転写ローラー４０により上記トナー像が転写される。転写紙のトナー像は定着器４１により定着され、排紙ローラー４４により排紙トレイ４２に排出される。転写後の感光体２０は除電・クリーナー４３により除電およびクリーニングがなされ、再び帯電からの電子写真プロセスを繰り返す。
【００５７】
上記画像形成装置に、本発明のかかる光源装置、または光走査装置を組み込むことにより、マルチビーム書き込みが可能な画像形成装置を形成することができる。
さらに、本発明にかかる画像形成装置とコンピュータなどの電子演算装置、ファクシミリなどの画像情報通信システム等を、ネットワークを介し接続することにより、１台の画像形成装置で複数の機器からの出力を処理することができる情報処理システムを形成することができる。また、ネットワーク上に複数の画像形成装置を接続すれば、各出力要求から各画像形成装置の状態、例えば、ジョブの混み具合、電源が入っているかどうか、故障しているかどうか、等々を知ることができ、一番状態の良い、あるいは、使用者の希望に一番適した画像出力装置を選択し、出力を行わせることができるようになる。
【００５８】
本発明によれば、光路長補正部材を回転可能とすることにより、各光源部を保持している保持部品の加工誤差や光束合成手段の加工誤差等により、光源部から射出した光束の被走査媒体上の位置がずれた場合に、光源部の副走査方向における傾き（姿勢）の調整ができるようになり、それに伴い被走査媒体上の走査位置の調整ができるようになる。
光源部における各光源から射出する光束の射出方向を、副走査方向において略等しくすることにより、各光源部に対する、熱変動等の環境変動の影響を略等しくすることが可能になり、被走査面上における各光束の光学特性、例えば、走査ピッチや結像位置変動の劣化を小さくすることができる。
【００５９】
各光束が主走査方向において交差するように構成することにより、偏向反射面上における各光束の分離を小さくし、偏向反射面を小さくすることを可能とし、偏向器を小さくすることが可能になる。
各光源から射出する光束相互の、光偏向器と走査光学系との位置関係が異なることによる、光偏向器における反射点の差（サグ）による、結像性能の差を少なくすることができる。
【００６０】
光源部を回転可能とすることにより、保持部品や書込光学系を構成する各構成部品の加工誤差により、被走査媒体上の光束の走査間隔が所望の間隔からずれた場合に、正しい走査間隔に調整できるようになる。
本発明にかかる光源ユニット、または光走査装置を画像形成装置に組み込むことにより、マルチビーム書き込みが可能な、かつ、高い品質の画像を形成することができる画像形成装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、レーザプリンタ、レーザ複写機、レーザファックス、印刷機などの画像形成装置、特に、カラー画像形成装置に適している。本発明はまた、上記画像形成装置に用いるのに好適な光源装置、この光源装置を用いた光走査装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明にかかる光源装置の実施例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明にかかる光走査装置の実施例を主走査方向から見た状態で模式的に示す平面図である。
【図３】本発明にかかる光源装置の実施例を副走査方向から見た状態で模式的に示す側面図である。
【図４】上記光源装置の実施例を平面上に展開して主走査対応方向から見た平面図である。
【図５】本発明にかかる光源装置の別の実施例を副走査方向から見た状態で模式的に示す側面図である。
【図６】本発明にかかる光源装置のさらに別の実施例を副走査方向から見た側面断面図である。
【図７】図６に示す実施例中の光路補正部材を示す斜視図である。
【図８】各光源から射出された光束による被走査面上における光スポットの配置例を示す模式図である。
【図９】本発明にかかる光源装置および光走査装置を適用可能な画像形成装置の例を簡略化して示す正面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１−１    光源
１０２−１    光源
１０６−１    光源
１０７−１    光源
１０３    支持部材
１０４    第１結像光学系
１０５    第１結像光学系
１０８    支持部材
１０９    第１結像光学系
１１０    保持部材
１１９    第１結像光学系
１１２    光束合成手段
【図１】
2005156625.tif 000003
【図２】
2005156625.tif 000004
【図３】
2005156625.tif 000005
【図４】
2005156625.tif 000006
【図５】
2005156625.tif 000007
【図６】
2005156625.tif 000008
【図７】
2005156625.tif 000009
【図８】
2005156625.tif 000010
【図９】
2005156625.tif 000011