(57)【要約】【課題】  各光源部から射出される光束の光路が異なることより、光路長に差が生じてしまうという課題を克服した光源装置、これを有する光走査装置、画像形成装置等の発明を提供すること。【解決手段】  光源と、光源からの光束を集光しカップリングする第１結像光学系との組みを、支持部材を介して一体に支持し、主走査面に投影した場合に、前記光源部から射出される複数の光束を合成する光束合成手段とからなる光源装置であって、前記光源装置は、前記各光源部から射出する複数の光束の空間的な中心線同士が近接するようにしたことを特徴とする。このような光源装置を有する光走査装置、画像形成装置およびシステム並びに位置決め方法。【選択図】  図１
2005266492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源および前記光源からの光束を集光しカップリングする第１結像光学系からなる複数の組が支持部材を介して一体的に支持され、主走査面に投影した場合に、複数の前記光源から射出された複数の光束が交差する様に構成された光源部と、
複数の前記光源部から射出される複数の光束群を主走査面に投影した場合に、前記各光束群内の空間的な中心線同士が複数の光束群間で互いに近接するように合成する合成手段と、
を備える光源装置であって、
前記光源装置は、前記各光源部から射出される複数の光束の交差位置を略等しくするように配置されたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記各光源の前記光束合成手段からの実質光路長が、各射出光束で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３】
請求項２において、
少なくとも1つの光源部と保持部材との間に光路補正用の部材を設けて前記光路長を略等しくすることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の光源装置において、光源部は、同一の構成の光源部を複数用いたことを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記光源は、レーザダイオード、複数の発光点を直線上に配列した半導体レーザアレイまたは複数の発光点を2次元状に配列した面発光レーザアレイの中から選択される少なくとも１つであることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載の光源装置の少なくとも１つを搭載した光走査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光走査装置を搭載した画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置と、コンピュータとをネットワークを介して接続された画像情報通信システム。
【請求項９】
被走査面上の光スポットの中心点から作成できる中点を中心にして変位させて光走査装置の位置決めを行なう方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法を適用して光源の位置決めを行なうことを特徴とする光走査装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、該装置を有する光走査装置、画像形成装置、システム、光走査装置の位置決めを行なう方法並びに光走査装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光書込式の光学系を搭載したレーザプリンタなどの画像形成装置として、たとえば、特許文献１の特開平１１−２３９８８号公報が知られている。この公報には、半導体レーザとカップリングレンズの対を主走査方向に並べ、それを支持部材により一体的に支持した光源部と、そ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とからなり、主走査方向に画像を投影した場合に各光源部から射出する光束は偏向反射面（ポリゴンミラー反射面）の近傍で交差するように構成されることを特徴としている。しかしながら、この公報の発明は、副走査方向に光源部を並べて重ねる構成としているため、副走査方向に高くなってしまう。つまり、この装置は、機械として高さ方向に大きくなるという課題を有している。
【０００３】
また、環境変動の影響による各保持部材の伸縮については考慮されていないため、各保持部材の伸縮により、各光学素子の相対的な位置関係が狂ってしまい、その結果、副走査ビームピッチのズレを発生させ、得られる画像の形成時の劣化、すなわち、濃度むら、カラー機の場合は色ズレ等の原因となってしまうという欠点があった。
【０００４】
また、特許文献２の特開２００３−２９１８０号公報には、半導体レーザとカップリングレンズの対を主走査方向に並べ、それを支持部材により一体的に支持した光源部と、そ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とからなり、光源部（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、光源部（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光源部から射出する光束は偏向反射面（ポリゴンミラー反射面）の近傍で交差するように構成されることを特徴としている。しかしながら、この公報に記載の発明には、副走査方向に並べられる各支持部材から射出する光束の光路長の差は考慮されていない。さらに、この公報の実施例の記載には、光路長の差が広がる構成を提示していることが示されているにすぎない。
【０００５】
また、特許文献３の特開２００２−３５０７５８号公報には、略平行なレーザ光を照射する２つのレーザ光源と、この光源からの２つのレーザ光を近接させて、照射方向に対し、所定角度（９０゜）で交差する所定の放射方向に向けて、略同じ位置から放射するためのビーム合成手段からなるレーザ走査装置およびこれを備えた画像形成装置の発明が開示されている。この公報に記載の発明には、光源として２つの光源（パッケージ）の合成方法の提示がされているがこの提示のまでであり、光束の光路長の差までは何ら考慮されていない。
【０００６】
さらに、特許文献４の特開２００３−１０７３８１号公報には、複数の発光点を有する半導体レーザアレイ（LDA）からの射出光束を、ビーム合成手段を用いて合成する方法が開示されている。この公報には、偏向器と光源ユニットの間に絞りを設け、その絞りの位置で光束が交差する構成となっているため、偏向器の偏向反射面上で各光束がズレて幅が広がり、このため偏向反射面の面積を大きくしなければならない。その結果、偏向器が大きくなってしまい、書込光学系の小型化が困難になる。また、偏向器を駆動させるためのモータも大きく、その消費電力も大きい。
また、この公報には合成方法の提示までされているのみであり、光束の光路長の差は、依然として何ら考慮されていない。
【特許文献１】特開平１１−２３９８８号公報
【特許文献２】特開２００３−２９１８０号公報
【特許文献３】特開２００２−３５０７５８号公報
【特許文献４】特開２００３−１０７３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
レーザプリンタ等の画像形成装置の出力速度向上のため、一度に複数の光束により被走査媒体である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いる。光源として、半導体レーザ(LD)を複数個組み合わせ、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。
【０００８】
光源装置として、半導体レーザとカップリングレンズとからなる対（組み）を複数個、主走査方向に並べ、支持部材（ホルダ）により一体的に支持して光源部と、この光源部を構成した支持部材と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光束合成手段、とから光源装置を構成するマルチビーム光源装置が発明され開示されている（たとえば特許文献１の特開平１１−２３９８８号公報および特許文献２の特開２００３−２９１８０号公報参照）。
【０００９】
これらの公報には、支持部材に光源とカップリングレンズを支持した光源部と、光束合成手段である合成プリズムにより各光源部から射出される光束を近接させて合成しているが、各光源部から射出される光束の光路が異なるために、光路長に差が生じてしまう。
また、副走査方向に光源部を並べているために副走査方向が高くなり、光源装置を大きくする要因となってしまう。それにより画像形成装置も大きくなってしまうという課題を有する。
【００１０】
上記従来例に対し、光源部支持部材を主走査方向に並べ、各光源から射出される光束を近接させて射出する光束合成手段、とから光源装置を構成するマルチビーム光源装置も発明され開示されている（たとえば特許文献４の特開２００３−１０７３８１号公報）。
しかしながら、この公報にも、各光源部から射出される光束の光路が異なることより、光路長に差が生じてしまうという課題を有している。
本発明は、このような上記課題に対する解決手段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】
【００１１】
請求項１記載の発明は、光源および前記光源からの光束を集光しカップリングする第１結像光学系からなる複数の組が支持部材を介して一体的に支持され、主走査面に投影した場合に、複数の前記光源から射出された複数の光束が交差する様に構成された光源部と、複数の前記光源部から射出される複数の光束群を主走査面に投影した場合に、前記各光束群内の空間的な中心線同士が複数の光束群間で互いに近接するように合成する合成手段と、を備える光源装置であって、前記光源装置は、前記各光源部から射出される複数の光束の交差位置を略等しくするように配置されたことを特徴とする光源装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記各光源の前記光束合成手段からの実質光路長が、各射出光束で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。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、少なくとも1つの光源部と保持部材との間に光路補正用の部材を設けて前記光路長を略等しくすることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３に記載の光源装置において、光源部は、同一の構成の光源部を複数用いたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１において、前記光源は、レーザダイオード、複数の発光点を直線上に配列した半導体レーザアレイまたは複数の発光点を２次元状に配列した面発光レーザアレイの中から選択される少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５に記載の光源装置の少なくとも１つを搭載した光走査装置であり、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光走査装置を搭載した画像形成装置であり、このような請求項７に記載の画像形成装置と、コンピュータとをネットワークを介して接続された画像情報通信システムとすることができる。
【００１７】
また、本発明により、光走査装置の位置決めする方法が提供される。このような方法を適用して、本発明の光走査装置が製造される。
【発明の効果】
【００１８】
すなわち本発明は（たとえば請求項１）、各光源部から射出する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、それにより偏向器を小さくすることを可能とした。また、本発明では、各光源部を主走査方向に配列し、光束合成手段である合成プリズムにより光源部から射出した光束の空間的中心線の各々を近接させることにより、光源装置の副走査方向の高さを抑え、かつマルチビーム光源ユニットを実現することができる。
【００１９】
また請求項２、３に記載の発明は、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、各光源部の各射出光束の走査光学系に対する入射条件を同等にし、被走査面上における結像性能をほぼ同等にすること、および各光源部の共通化を図ることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、各光源部の共通化を図り、組み付け調整の種類を少なくし、管理部品数の低減を図ることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、発光点を直線上に共通の素子の上に配列した半導体レーザアレイ（LDA）や、２次元的に発光点を共通の素子の上に配列した面発光レーザアレイを光源とすることにより、光源装置として更なる多ビーム化を図ることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、上記したいずれかに記載の本発明の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形成することができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、上記したいずれかに記載の本発明の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、特に、被走査面上の光スポットの中心点から作成できる中点を中心にして変位させて光走査装置の位置決めを行いこのような位置決め方法を適用して光源の位置決めを行なうことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を、実施例により、説明する。
【実施例】
【００２５】
[構成・動作例]
図１に、本発明の光源装置を含むマルチビーム光走査装置の全体構成の一例を示す。この図では、主走査方向から見た状態を模式的に示している。なお、図１において、各光学素子の保持部品を省略した。
半導体レーザ（LD）を有する光源1A-1と、この光源からの発散光束(以下、光束と記載する)を集光するカップリングレンズ2A-1（第１結像光学系）とからなる出射部の１組と、光源1A-2からの光束を集光するカップリングレンズ2A-2とからなる出射部の１組とが、支持部材（図示せず）により一体に支持され光源部12Aが構成される。
【００２６】
例えば、前記光源部12Aは、光源1A-1と光源1A-2とを、アルミダイキャスト製のホルダ101-1、101-2（図示せず）に各々固定し、固定された各ホルダを、ネジなどの固定手段を介して共通の支持部材102A（図示せず）に固定して形成されている。ホルダ101-1、101-2は、たとえば板状部材と、ネジ等の固定手段との間に光源1A-1、1A-2を挟持させて保持する構成としても良いし、前記板状部材に穿穴して光源1A-1等を、嵌合等により固定する構成としても良い。
【００２７】
図２に示すように、カップリングレンズ2A-1、2A-2は、それぞれ対応する光源1A-1、1A-2から照射された光束を、平行光束、収束光束または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るようにカップリングして、光源と対（カップル）にし、図２の(ａ)に示す支持部材102A上に形成した溝、たとえば、Ｖ形状溝またはＵ形状溝を支持部103A-1、103A-2（図示せず）に形成し、この溝とカップリングレンズとの隙間（支持部上のカップリングレンズと接触する面と、カップリングレンズとの隙間）に、たとえばＵＶ硬化型接着剤を塗布した後ＵＶを照射して固定することができる。
【００２８】
同様に、図２の(ａ)に示すように、第２の光源部12Bは、ホルダ101B-1、101B -2に光源1B-1、1B-2がそれぞれ固定され、ホルダ101B-1、101B-2は、前記したのと同様にして支持部材102Bに固定され、支持部材102Bには、カップリングレンズ2B-1、2B-2が一体に支持され、光源部12Bが構成される。ここで、上記ホルダと支持部材は、各光源部12A、12Bが、それぞれ異なる支持部材上に独立した１つの部品として、一体に形成されても良い。図２の（ａ）では、複数の光源部12A、12B（二個の光源部）が、１つの支持部材上に一体に形成された例を示している。
【００２９】
図２（ａ）および図５に示すように、光源部12A、12Bは、主走査方向（図中、紙面の矢印方向）に並べて配置し、支持部材上に円筒部104A、104B（図示せず）を形成し、各支持部材に共通の保持部材105（図２（ａ）参照）に、たとえば穿穴して穴106A、106Bを形成し、上記円筒部104A、104Bを、たとえば嵌合手段等を用いて係合させ、各支持部材上に形成した位置決め部を基準にして光源を円筒部に当接し、保持部材105の表側よりネジをとおして固定する。ここで、図２の(ａ)に示す支持部材102A、102Bは、円筒部104A、104Bの中心を回転中心として回転可能とし、任意の位置に固定可能な構造とする。これにより支持部材から射出する光束を傾けることができる。
【００３０】
光源部12A、12Bを主走査方向（たとえば図５の紙面横方向）に並べて配置することにより、前記した特許文献１および特許文献２で開示されている光源装置に対し、副走査方向（たとえば図５の紙面に対して垂直の方向）の高さを低くすることが可能になる。
保持部材105には各光源に対応した、図１及び図４に示すような開口絞り3A-1、3A-2および3B-1、3B-2が設けられた板（アパーチャ）107Aおよび107B、光源1A-1、1A-2からの射出ビームの空間的中心線14Aを、光源1B-1、1B-2からの射出ビームの空間的中心線14Bに、主走査方向と副走査方向とを共に合成させて射出するようにするためのビーム合成プリズム4（光束合成手段）が支持される。ビーム合成プリズム4からの射出ビームの空間的中心線14Aと14Bとは、平行になるように構成されている。そして、本発明では、図５で示されている軸14Aが、各光源からの光束の中心軸（光軸）になっている。
【００３１】
上記のように構成した図５に示す保持部材105は、走査光学手段を収納する光学ハウジング108（図示せず）に組み付けられ走査光学手段に複数のビームを入射せしめる。保持部材105は、直接光学ハウジングに組み付けても良いし、ブラケットを介して組み付けても良い。
一方、光源である半導体レーザ（LD）の駆動回路が形成される基板109（図示せず）が支柱110（図示せず）に固定され、半導体レーザのリードをハンダ等により接合して回路接続がなされる。
以上が光源装置の説明である（請求項１）。
【００３２】
第1の光源部12Aにおいて、光源1A-1から射出した光束は、図１に示すように、開口絞り3A-1により光束幅を規制され、ビーム合成プリズム4（光束合成手段）を介し（透過）、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ5（第２結像光学系）により偏向器6（ポリゴンスキャナ：ポリゴンミラーを用いたスキャナ）の偏向反射面6Aの略一点の近傍に、主走査方向に長く線状に集光される。
【００３３】
図１に示すように、偏向器6は、回転軸6Bを軸として、等角速度で回転しており、入射光束を等角速度で偏向する。偏向器6と被走査媒体9との間に、第３結像光学系7（走査光学系：図１では2枚レンズ構成である例を示す。本発明では、この走査光学系に使用されるレンズの枚数は特に制限されず、また反射光学系（ミラーあるいはミラーとレンズ系）で構成しても、これらを適宜組み合わせて構成しても良い）を配置し、偏向反射面6Aにより偏向された光束8a-A1は、被走査媒体9上に、光スポット10a-A1を形成する。光スポット10a-A1は、偏向器6の回転によって、被走査媒体9上を、たとえば図１に示す矢印の方向へ光走査される（図１のポリゴンスキャナである偏向器６中の矢印方向への回転により光が走査される）。
同様に、光源1A-2からの射出した光束は、開口絞り3A-2により光束幅を規制され、ビーム合成プリズム4を介し（透過）、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ5（第２結像光学系）により偏向器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く、線状に集光される。
【００３４】
ここで、開口絞り3A-1と3A-2は独立して分離されて設けられても良いし、一体に形成されていても良い。
偏向反射面6Aにより偏向された光束8b-A2は被走査媒体9上に、光スポット10b-A2を形成し、光スポット10b-A2は、偏向器6の回転によって、被走査媒体9上を、上記同様に図１に示す矢印方向へ光走査される。
【００３５】
光源1A-1から射出した光束と、光源1A-2から射出された光束は、偏向反射面6A近傍で交差するように構成する。光源1A-1から射出された光束に対し、光源1A-2から射出された光束は、各光源1A-1、1A-2の射出光束の成す角φの半分の角度であるφ/2、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。このように構成することにより、偏向反射面6Aにより反射した光源1A-1、1A-2からの光束8a-A1、8b-A2は、走査光学系である第３結像光学系上の光路を同じくすることができ、それにより、被走査面上の走査光束による結像像面倒れを低減でき、結像性能（像面湾曲、倍率誤差等）の劣化を防ぐことができる。
【００３６】
換言すれば、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偏向器の偏向反射面6A近傍で交差するように配置構成する。
同様に、第2の光源部12Bにおいても、光源1B-1からの射出した光束は、開口絞り3B-1により光束幅を規制され、ビーム合成プリズム4を介し（反射）、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ5（第２結像光学系）により、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。
【００３７】
偏向反射面6Aにより偏向された光束8a-B1は被走査媒体9上に光スポット10a-B1を形成し、光スポット10a-B1は偏向器6の回転（図中矢印方向）によって被走査媒体9上を、図中矢印方向へ光走査する。
光源1B-2からの射出した光束も同様である。
また、光源部12Aと同様に、光源1B-1から射出した光束と、光源1B-2から射出した光束は、偏向反射面6A近傍で交差するように構成し、被走査面上の走査光束による結像像面の倒れを低減し、結像性能（像面湾曲、倍率誤差、等）の劣化を防ぐ構成とする。
【００３８】
図２の（ａ）に示すような光源部12Aは、各光源1A-1、1A-2から射出された光束の光軸（射出軸）の交差点近傍を通る、各光軸の空間的な中心となる線14A（又は14Aと略平行な軸）を回転軸として構成される。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、各光軸の空間的な中心線14B（又は14Bと略平行な軸）を回転軸として回転可能な構成とする。これにより各光源部から射出する光束の配列を傾けることができる。
すなわち、図２（ａ）では、光源ユニットは、２つの光源を有して構成されているが、本発明では、光源ユニットとして、光源を複数有している構成としてもよく、複数の場合には、上述したように、線14Aあるいは14B上には、複数の光束の光軸の交差点を有しており、これらの線分は、光源ユニットの回転対称軸とする構成となっていることが好ましい。
【００３９】
ビーム合成プリズム4（光束合成手段）は偏光分離膜4Aを有し、光源部12Aからの射出光束は偏光分離膜4Aを透過する。光源部12Bからの射出された光束は、図２（ａ）に示す1/2波長板（1/2ラムダ板：1/2λ板）13により、偏光方向を、当初の状態から９０度旋回され、その後、プリズム面4Bと偏光分離膜（偏光分離界面）4Aで、順次反射され、ビーム合成プリズム4から射出する。
このような構成にする事により、光源部12Aと12Bは、平面上（好ましくは同一平面上）に配置することができるため、光源である半導体レーザを駆動させるための駆動ボードを１枚構成とすることができ、構成を簡素化することが可能になる。
【００４０】
光源部12Aからの射出光束と光源部12Bからの射出光束は、1/2波長板13により偏光方向が90度ずれているため、各光学素子に対する入射角（反射角）に対する透過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、特にカラー画像出力機においては、出力画像の濃度むらとなり、画像品質が劣化する原因となってしまう。
この光量むらを低減する方法としては、ビーム合成プリズム4の直後（光束が出射される側）に、1/4波長板（1/4λ板）を配置し、光束の偏光方向を45度旋回することにより、低減可能である。
【００４１】
同期検知光学系11は、たとえば、その構成は、図１に示されるように、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に偏向光束を導くように構成されている。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て、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（あるいは所定時間）の後、発信する。ここで言うあるタイミングとは、たとえば、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（但しこの間光源は発光していなくてもよい）。
【００４２】
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を用いても良い。また、同期検知用結像素子11-2としては、前記したレンズの代わりに、ミラー等を用いても良い。このミラーには、集光力のあるミラー（凹面鏡など）を用いることが好ましい。また、同期検知用結像素子11-2を用いず、ミラー11-3として上述したようなミラーを用いて同期検知センサー11-1に（たとえば直接）導くようにすることもできあるいは上記したようなミラーとレンズを適宜用いて、同期検知光学系11を構成しても良い。
以上が光走査装置の説明である（請求項６）。
【００４３】
図２（ａ）は、光源装置の詳細を説明するための図であり、主走査方向から見た図である。
光源部12Aの各光源1A-1、1A-2からの射出された光束の光軸15A-1、15A-2(それぞれを点線で示す)の空間的な中心線14Aと、光源部12Bの各光源1B-1、1B-2からの射出された光束の光軸15B-1、15B-2(前記同様、点線で示す)の空間的な中心線14Bとは、ビーム合成プリズム4の通過以後は、近接した光束として合成される。
ビーム合成プリズム4から射出される光束は、主走査方向に合成される。
各光源部12A、12Bと、ビーム合成プリズム4は、共通の板状の保持部材105上に並列して一体的に保持される。
【００４４】
図２（ｂ）は光源部から射出する光束の副走査方向の詳細を説明するための図で、副走査方向から見た状態を模式的に示す図である。
光源部12Aの光源1A-1、1A-2から射出する光束の射出方向は、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-1、2A-2の光軸に対して副走査方向に(互いに逆向きに)ずれており、このためビーム合成プリズム4から射出する各光束は、副走査方向において互いに角をなして射出される。
【００４５】
光源部12Bの光源1B-1、1B-2から射出する光束も同様である。なお、図２（ｂ）において、副走査方向から見て、各光源およびカップリングレンズは重なるため、奥側の光源およびカップリングレンズは省略している。
【００４６】
各光源部は、近接して共通の保持部材105に保持することにより、温度変動等による環境変動の影響が略等しくなり、光学特性（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。
さらに、光源部を構成しているホルダと支持部材、光源部を共通に保持する保持部材の線膨張係数が近い材質、もしくは同一の材質を用いることにより、温度変動による各部材の伸縮の比率を略等しくし、温度変動が生じたときに歪みによる変形や、ネジ締結部で発生する応力による歪みによる変形を低減し、各光源からの射出光束の被走査面上における相対的な位置関係を維持できるようになる。
【００４７】
副走査方向において、光源である半導体レーザの各発光点の位置関係と、被走査媒体上の各走査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（図１の例ではカップリングレンズ2A-1、2B-1、・・・、シリンドリカルレンズ5、第３結像光学系7）の副走査方向の合成倍率：βに従って決定され、被走査媒体上における各走査線の走査間隔（走査ピッチ）が所望の値になるように配置が設定される。
【００４８】
しかし、図３に示すように図１に示す光源部12Bから射出した光束の光路長が、光源部12Aから射出した光束に対し、図１に示すビーム合成プリズム4のプリズム面4Bと偏向分離膜4Aとの間隔（図２（ａ）に示す間隔：Ｌ）に相当する分だけ、長くなる。よって、光源部12Aと12Bを同じ構造となるように構成にし、射出する光束の交差角φを、光源部12Aと12Bとで等角度にした場合には、図３に示すように、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。これにより、偏向反射面6A近傍で、少なくともどちらかの光源部から射出した光束が交差しなくなり、結像像面の倒れが発生し、性能劣化につながる。
【００４９】
図３を参照しながら、より詳細に説明する。図３は主走査方向から見た光源装置からの光路を示す図であり、この図は、光路を平面上に展開した図で、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4Cを基準にした模式的に示した図である。このため、他の構成を省略して示してある図にした。
ビーム合成プリズム4を透過する光束を射出する光源1A-1、1A-2は、射出光束が交差角φを持つように配置され、ビーム合成プリズム4D（図中点線で表示）を透過後、位置19にて2つの光束は交差する。ビーム合成プリズム4にて反射偏向する光束を射出する光源1B-1、1B-2は、射出光束がやはり交差角φを持つように配置され、ビーム合成プリズム4Eにより反射偏向後、位置20で2つの光束は交差する。図３において、AXは、光源1A-1と1A-2、光源1B-1と1B-2との空間的な中心線（換言すれば対称軸）の合成光軸である。
【００５０】
ビーム合成プリズム4の実際の光路長が光源部12Aと12Bとで異なるため、実質の光路長は光源部12Bではビーム合成プリズム4Dのように、光源部12Aでは4Eの様になる。反射し偏向される光束は、ビーム合成プリズム4Eによる光束の浮き上がり（実質的に焦点が長くなること）が発生し、交差位置が伸びて位置19に近づくが、ビーム合成プリズムによる光路長の差Ｌを埋めるほどは伸びないため、光束が交差する位置である位置19と位置20とはΔだけ位置がズレてしまう。
【００５１】
図１を説明した時に記載したように、被走査面上での結像性能の劣化を防ぐためには、各光束の交差位置を偏向反射面近傍とし、結像面の倒れを低減する構成とする必要がある。そのためには位置19と位置20を一致させて偏向反射面近傍で交差すればよく、それには、光源部12A、12Bから射出される光束の交差角φを異なる値、たとえばそれぞれの交差角θ1と、θ2とし、偏向反射面6A近傍で各光源部からの射出光束が交差するように設定し対応するようにする方法がある。
【００５２】
その方法を適用するためには、光源部12Aと12Bを別々に調整する必要があり、また調整工程において調整量を変えたりあるいは工程が複雑であったり、さらに調整後の光源部を個々別々に保管したり管理する必要があり、個々の作業が煩雑になる。
また、光源部12Aと12Bとを間違えて組み付ける可能性を避けるために、光源部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、さらなるコストアップおよび管理作業の煩雑化につながる。
【００５３】
本発明では、このような難点を克服するために、図３における光源1A-1と1A-2（光源部12A）のビーム合成プリズム4との距離を図４に示すように、Δに相当する量を光源1Aに対して延長し（ビーム合成プリズム4からΔだけ遠ざける）、位置19と位置20が一致するように工夫した。
【００５４】
このように、図４のようにビーム合成プリズム4を透過する側の光源部をビーム合成プリズム4から遠ざけることにより、光源部12Aと12Bの交差角φ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（略一点で交わるようにする）。
遠ざける量としては、プリズム面4Bと偏光分離膜4Aの間の距離と、光学的に略等しい量とする(光路長をほぼ等しくする)ことにより達成できる。
【００５５】
これにより、各々の光源部からの射出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（請求項２）。
ここで、合成プリズム4に対して、光路長がΔだけ短いほうの光源部を、ビーム合成プリズム4から遠ざける手段としては、保持部材105に段差を設けることにより光路長を変えることができる。しかし、保持部材105に直接段差を設ける場合、保持部材105の形状が複雑になるため、図５に示すように光源部12Aとそれを保持する保持部材105との間に、光路補正部材21を配置することにより光路長を変えても良い（請求項３）。
【００５６】
図６は、被走査面上における、各光源から射出された光束による光スポットの配置を模式的に示す図である。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、たとえば、600dpiの場合には42.3μｍであり、1200dpiの場合には21.2μｍであるとすることができる。
【００５７】
光源部12Aからの射出された光束15A-1、15A-2の光スポットを、それぞれ、17A-1、17A-2とし、光源部12Bから射出された光束15B-1、15B-2の光スポットを、それぞれ、17B-1、17B-2とする。このとき、17A-3、17B-3は、各光源部の光スポット間の中心位置を表す点（中心点）を示す。この中心点は、各光源部から射出された光束の光軸（射出軸）の空間的な中心線14A、14Bが、被走査媒体と交わる位置を示している。
【００５８】
光源部12A、12Bは、上記した空間的な中心線14A、14Bを回転軸として回転可能に構成されている。
このように構成すると、中心線14Aを回転軸として光源部12Aを回転した場合、光源1A-1と1A-2の副走査方向の間隔を変えることができる。光源部12Bも光源部12Aと同様に、光源1B-1と1B-2の副走査方向の間隔を変えることができる。
また、中心点17A-3,17B-3は、光軸14A、14Bが、各光学系を経て被走査媒体に到達する位置を表す点である。このことから、光源1A-1と1A-2、1B-1と1B-2から射出した光束に起因する光スポットは、17A-3および17B-3を中心に変位する事が可能である。すなわち、本発明では、このような配置を採用したことにより、副走査方向の走査間隔を自在に変えることができる。
【００５９】
前述したように、副走査方向において、光源の発光点間隔と被走査媒体上での相対的な位置関係は、間に配置された結像系の合成横倍率：βにより決定される。発光点間隔の副走査方向の変化量にβを掛けた量、被走査媒体上の光スポット17A-1と17A-2、17B-1と17B-2は、中心点17A-3、17B-3を中心として変位し、走査間隔Pi1、Pi2は変化する。
【００６０】
さらに、合成光軸AXを回転中心軸にして、光源装置を回転することにより、被走査面上の光スポットの中心点17A-3、17B-3の、さらにこれらの中心点から作成できる中点18を中心にして変位させることができる。これにより、走査間隔Pi1、Pi2、Pi3すべてを変位することができる。よって、本発明では、光源装置の回転と、光源部の回転とを適宜、組み合わせることにより、走査間隔Pi1、Pi2、Pi3、・・・、のすべてを調整することができる。
【００６１】
これにより、本発明では、被走査媒体上の走査間隔を自在に調整可能になる。また、本発明では、空間的な中心線を回転軸として、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事が可能であり、本発明は、位置関係の調整を容易に行えるようになっている。
【００６２】
光源部から射出される光束の空間的な中心線又は略平行な軸を回転軸として使用して、光源部あるいは光学素子などの位置決め等を回転調整することにより行う効果として、以下の点が挙げられる。
光学素子の加工精度及び組み付けによる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（設計した位置）の間隔からずれてしまう。しかし、光源部からの射出光束の空間的な中心線を、回転軸として回転可能とすることにより、光源装置構成部品の加工誤差や、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、所望あるいは設計予想した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なる。
【００６３】
上述された実施例として、1つの光源部に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個組合せた場合を挙げることができる。この例の変形例として、さらに多くの組（たとえば３、４、・・・など複数の組、ただし、本発明では、組の数は、特に制限されない。）を組み合わせても良い。
【００６４】
このように複数の光源（LD）を用いた光源部を構成し、さらにこのような光源部を複数個組み合わせることにより、被走査媒体9上を走査する光束数を自在に増やすことができる。このように構成することにより、本発明の光源部を含む書込光学系を搭載した画像形成装置では、出力速度の向上を図ることができる。また、出力速度を変えない場合であっても、本発明では、偏向器の回転速度を低減可能とすることができる。これによって、本発明では、消費電力の低減、発熱量の低減、等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。
【００６５】
次に、出力速度の向上を図る手段として、上記したような光源や光源部を増やす以外の手段を以下に示す。
光源に関して、上記実施例では半導体レーザ（LD）を例にして説明を行ったが、本発明では、半導体レーザ（LD）に代えて、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（LDA：モノリシックレーザアレイ）を光源として用いることができる。これにより、本発明では、上述した半導体レーザ（LD）を用いた光源と同等の効果を得ることができる。このような半導体レーザアレイ（LDA）を用いた光源部を使用すると、複数の発光点から射出する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でき、その複数組合せたものも光源部として構成してもよい。
また、本発明では、その他の光源として、複数の発光点を２次元的にアレイ配列した面発光レーザアレイ（面発光型レーザアレイ）を用いてカップリングレンズと組合せて、光源部として構成しても良い（請求項５）。
【００６６】
図７は、本発明の走査光学系が搭載される画像形成装置30の概略構成を示す図である。
たとえば、図７に示すように、原稿31は、コンタクトガラス32上に置かれ、ランプ33で原稿読取り用の光が照射され、原稿上の画像光は、ミラーでスキャナレンズブロック34へ導かれ、ＣＣＤにより画像データとして変換処理され、変換された画像データ35は、本発明のマルチビーム光走査装置36にデータ転送され、画像信号に基づきＬＤはＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、感光体ドラム20上を光スポットとして走査される。そして帯電器40により帯電された感光体上をこの光スポットが光走査して静電潜像を形成し、現像器37によりトナー像として現像され、給紙トレイ38から紙が給紙ローラー39により感光体へ導かれ、転写ローラー40によりこのトナー像が紙に転写された後に、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。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、再び上記したような帯電からの工程を同様に繰り返す。
上記画像形成装置に、本発明の光源ユニット、または光走査装置を組み込むことにより、光利用効率に無駄のない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（請求項７）。
【００６７】
さらに本発明の画像形成装置と電子演算装置（コンピュータ等）、画像情報通信システム（ファクシミリ等）等とをネットワークを介して接続することにより、たとえば1台の画像形成装置で複数の機器からの出力命令（出力ジョブ）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。
【００６８】
また、本発明では、ネットワーク（有線あるいは無線で接続されるインターネット、イントラネットを含むネットワーク：LAN、WAN等の有線あるいは無線で接続されるネットワークを含む。）上に複数の画像形成装置を接続してもよく、このようなシステムを構築すると、各出力要求から各画像形成装置の状態（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）を知ることができ、一番状態の良い、すなわち、使用者の希望に一番適した画像出力装置あるいは画像出力システムを構成でき、使用者は、自在にこのいずれかの画像出力装置を適宜選択でき、また自在に出力を行うことができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の光源部は、光源から射出される複数の光束を、光偏向手段であるポリゴンスキャナの面で交差させることができるようになっている。このような光源部を好ましくは複数有する光走査装置は、前記光源部からの複数の光束を、光偏向手段であるポリゴンスキャナの面に集光（ポリゴンスキャナの面で交差）させる構成を採用しており、このような光走査装置を画像形成装置に採用すれば、さらにコンパクトな光偏向手段とした画像形成装置となり、従来よりもさらにサイズの小さい光走査装置、画像形成装置を提供可能となる。また、これらの装置では、光学部品の配置をさらに簡単に行なうことができ、製造時のコスト低減につながり、また、実質的な部品のコンパクト化、歩留まりの向上、製造時間の短縮など、産業上の利用性が本発明によって増大する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の光源装置を含むマルチビーム光走査装置の全体構成の一例を示す図である。
【図２】（ａ）は、光源装置の詳細を説明するための図であり、主走査方向から見た図であり、（ｂ）は、光源部から射出する光束の副走査方向の詳細を説明するための図で、副走査方向から見た状態を模式的に示す図である。
【図３】主走査方向から見た光源装置からの光路を示す図であり、光路を平面上に展開した図で、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4Cを基準にした模式的に示した図である。
【図４】本発明の光走査装置の空間的な配置と光路差の説明をするための図である。
【図５】保持部材を、走査光学手段を収納する光学ハウジング２１に組み付けた構成を示した図である。
【図６】被走査面上における、各光源から射出された光束による光スポットの配置を模式的に示す図である。
【図７】本発明の光源部を含む走査光学系が搭載される画像形成装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１Ａ、１Ｂ    光源（ＬＤ）
２Ａ、２Ｂ    カップリングレンズ
３Ａ、３Ｂ    アパーチャ
４    ビーム合成プリズム
５    シリンドリカルレンズ
６    ポリゴンスキャナ（偏向器）
７    第３結像光学系
８    光束
９    被走査媒体
【図１】
2005266492.tif 000003
【図２】
2005266492.tif 000004
【図３】
2005266492.tif 000005
【図４】
2005266492.tif 000006
【図５】
2005266492.tif 000007
【図６】
2005266492.tif 000008
【図７】
2005266492.tif 000009