(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに主走査方向及び副走査方向に離間したｎ（ｎは３以上の整数）個の発光点が直線状に所定間隔で離間して配置した発光点列が前記直線と直交する方向に所定間隔でｍ（ｍは２以上の整数）列配置した光源手段から発せられた複数の光束を偏向手段で偏向し、前記偏向手段で偏向された複数の光束を結像光学系で被走査面上に結像させて、前記偏向手段の偏向動作により前記被走査面を複数の光束で主走査方向に走査するとき、
前記被走査面上を走査する複数の走査線の中で、副走査方向に最も離間した２本の走査線の間隔Ｌ（単位：ｍｍ）を測定手段で測定する第１工程と、
ｉ列目（ｉ＝１，２，・・・，ｍ−１）のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって前記被走査面上を走査するときのｎ本の走査線の中で、ｉ＋１列目のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって前記被走査面上を走査するときのｎ本の走査線に最も近い走査線と、ｉ＋１列目のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって前記被走査面上を走査するときのｎ本の走査線の中で、ｉ列目のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって前記被走査面上を走査するときのｎ本の走査線に最も近い走査線との間隔Ｈ（単位：ｍｍ）を測定手段で測定する第２工程とを有し、
前記第１工程、前記第２工程での測定の結果に基づき、被走査面上の副走査方向における解像度をＡ（単位：ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）とするとき、
２／３×（ｍｎ−１）×２５．４／Ａ＜Ｌ＜４／３×（ｍｎ−１）×２５．４／Ａ
０．９Ｌ／（ｍｎ−１）＜Ｈ＜１．１Ｌ／（ｍｎ−１）
を満足するように副走査方向の走査線ピッチ間隔を調整することを特徴とする走査光学装置の走査線ピッチ間隔調整方法。
【請求項２】
前記最も離間した２本の走査線の間隔の測定を、走査有効幅内の少なくとも２ヶ所で測定し、その結果に基づき走査線ピッチ間隔を調整することを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置の走査線ピッチ間隔調整方法。
【請求項３】
前記光源手段を、最も離間した２つの発光点を結ぶ線分の中心を回転中心として光軸回りに回転させて走査線ピッチ間隔調整を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学装置の走査線ピッチ間隔調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査光学装置の走査線ピッチ間隔調整方法に関し、例えばレーザービームプリンタやデジタル複写機、デジタルＦＡＸ等の電子写真装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザービームプリンタ等の電子写真装置において、高速化や高精細化に対応するために複数のレーザービーム（光束）を用いて複数のラインを同時に書き込むマルチビーム走査光学装置が開発されている。
【０００３】
このようなレーザービームプリンタに用いられる走査光学装置は，該レーザービームプリンタの高速化、高精細化によってより高速走査の可能なものが求められており、走査手段であるモーターの回転数、偏向手段であるポリゴンミラーの面数や大きさ等の限界から、特に複数の光束を同時に走査できるマルチビーム走査光学装置の要求が高まっている。
【０００４】
またレーザービームプリンタの高速化、高精細化の要求から、解像度６００ＤＰＩでは約４２μｍだった副走査方向の走査線ピッチ間隔が、１２００ＤＰＩで約２１μｍ、２４００ＤＰＩで約１０．５μｍと狭くなっていて、これにより要求される精度も厳しくなっている。
【０００５】
図９は従来のマルチビーム走査光学装置の要部概略図である。
【０００６】
同図において光源手段としてのマルチビーム半導体レーザー91から独立変調され出射した複数（２本）の発散光束はコリメーターレンズ92により平行光束に変換され、絞り93によって該光束（光量）を制限してシリンドリカルレンズ94に入射する。シリンドリカルレンズ94に入射した平行光束のうち主走査面内においてはそのまま平行光束の状態で射出する。また副走査面内においては集束して回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器95の偏向面（反射面）95aにほぼ線像として結像する。そして光偏向器95の偏向面95aで偏向反射された複数の光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ系）96を介して被走査面としての感光ドラム面98上の互いに異なる領域に導光し、該光偏向器95を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面98上を複数の光束で矢印Ｂ方向（主走査方向）に同時に光走査して画像情報の記録を行っている。
【０００７】
図１０は従来のマルチビーム半導体レーザーユニット900の要部概略図である。
【０００８】
同図においてマルチビーム半導体レーザーユニット900は半導体レーザー光源902とホルダ903とコリメーターレンズ904が内蔵された鏡筒905とから構成されている。半導体レーザー光源902は圧入や接着によってホルダ903に固定され、ホルダ903はコリメーターレンズ904が内蔵された鏡筒905に接着固定されている。マルチビーム半導体レーザーユニット900は光学箱906の圧入孔907に圧入によって仮固定される。その後に、副走査方向の走査線ピッチ間隔の調整をマルチビーム半導体レーザーユニット900をＢ−Ｂ´方向に回転することで行う。Ｂ−Ｂ´方向への回転調整は、ホルダ903に設けられた回転調整用孔909に回転調整用治具910に設けられた回転調整用ピン911を嵌合させて、回転調整用治具を回転させて行い、所定の解像度に対応したピッチ間隔になったところで回転調整を完了する。
【０００９】
図１１は図１０に示した従来のマルチビーム半導体レーザーユニット900が有する発光点の配置図である。同図において図１０に示した要素と同一要素には同符番を付している。同図において801、802は各々発光点である。
【００１０】
図１２は図９における被走査面としての感光ドラム面98を拡大し、従来の副走査方向の走査線ピッチ間隔測定箇所を説明した図である。同図において図９に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００１１】
同図において811、812は各々図１１の発光点801、802から発せられた光束によって被走査面98上を走査（形成）したときの走査線である。
【００１２】
この副走査方向の走査線ピッチ間隔を調整するマルチビーム走査光学装置は従来より種々と提案されている（特許文献１参照）。
【００１３】
走査線ピッチ間隔測定におけるピッチ間隔の検出には、図１３に示されているようにレーザービーム（光束）の走査方向と直交する方向の通過位置変化に対して、その出力が連続的かつ広範囲に変化するセンサパターンＳ１を用い、最初にセンサパターンＳ１を通過する第１のビームの出力値をメモリに記憶しておき、第２のビームがセンサパターンＳ１を通過しその出力が出力されたときに、前記メモリに記憶させておいた第１のビームの出力値との差分をとり、所定の値と比較することで走査間隔の相対距離を検出する方法等が用いられている。同図において811,812,813は各々対応する発光点から発せられた光束によって被走査面上を走査したときの走査線である。
【００１４】
従来では、解像度を６００ｄｐｉにしたい場合、走査線のピッチ間隔が約４２μｍになるように図１２の黒矢印で示す１組の隣接する走査線の間隔Ｌを上記の如く検出、測定し、その結果に基づきマルチビーム半導体レーザーユニット900を図１１のＢ−Ｂ´方向に回転し調整している。走査線のピッチ間隔が４２μｍより広い場合はマルチビーム半導体レーザーユニット900を図１１のＢ方向に回転し、走査線のピッチ間隔が４２μｍより狭い場合はマルチビーム半導体レーザーユニット900を図１１のＢ´方向に回転することにより所望の走査線ピッチ間隔を得ることが出来る。
【特許文献１】特開２０００−１８０７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来例のようにマルチビーム半導体レーザーユニット900の回転によるピッチ間隔調整を行うと、走査線のピッチ間隔測定の測定精度には限度があるため、更なるレーザービームプリンタの高速化、高精細化の要求に応えられなくなってしまうという問題点がある。
【００１６】
本発明は走査線ピッチ間隔を所定の値に統一し、ピッチむらや色ずれの発生を抑え高品質な画像を形成することができる走査光学装置の走査線ピッチ間隔調整方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明の走査光学装置の走査線ピッチ間隔調整方法は、互いに主走査方向及び副走査方向に離間したｎ（ｎは３以上の整数）個の発光点が直線状に所定間隔で離間して配置した発光点列が前記直線と直交する方向に所定間隔でｍ（ｍは２以上の整数）列配置した光源手段から発せられた複数の光束を偏向手段で偏向し、前記偏向手段で偏向された複数の光束を結像光学系で被走査面上に結像させて、前記偏向手段の偏向動作により前記被走査面を複数の光束で主走査方向に走査するとき、
前記被走査面上を走査する複数の走査線の中で、副走査方向に最も離間した２本の走査線の間隔Ｌ（単位：ｍｍ）を測定手段で測定する第１工程と、
ｉ列目（ｉ＝１，２，・・・，ｍ−１）のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって前記被走査面上を走査するときのｎ本の走査線の中で、ｉ＋１列目のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって前記被走査面上を走査するときのｎ本の走査線に最も近い走査線と、ｉ＋１列目のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって前記被走査面上を走査するときのｎ本の走査線の中で、ｉ列目のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって前記被走査面上を走査するときのｎ本の走査線に最も近い走査線との間隔Ｈ（単位：ｍｍ）を測定手段で測定する第２工程とを有し、
前記第１工程、前記第２工程での測定の結果に基づき、被走査面上の副走査方向における解像度をＡ（単位：ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）とするとき、
２／３×（ｍｎ−１）×２５．４／Ａ＜Ｌ＜４／３×（ｍｎ−１）×２５．４／Ａ
０．９Ｌ／（ｍｎ−１）＜Ｈ＜１．１Ｌ／（ｍｎ−１）
を満足するように副走査方向の走査線ピッチ間隔を調整することを特徴としている。
【００１８】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記最も離間した２本の走査線の間隔の測定を、走査有効幅内の少なくとも２ヶ所で測定し、その結果に基づき走査線ピッチ間隔を調整することを特徴としている。
【００１９】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、前記光源手段を、最も離間した２つの発光点を結ぶ線分の中心を回転中心として光軸回りに回転させて走査線ピッチ間隔調整を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば光源手段が有する複数の発光点から発せられた複数の光束によって被走査面上を走査するときの複数の走査線の中で、最も離間した２本の走査線の間隔を測定し、その結果に基づき副走査方向の走査線ピッチ間隔を調整することにより、走査線ピッチ間隔を所定の値に統一し、ピッチむらや色ずれの発生を抑え高品質な画像を形成することができる走査光学装置の走査線ピッチ間隔調整方法を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は本発明の実施例１における走査光学装置の走査線ピッチ間隔調整方法の要部概略図である。
【００３４】
尚、以下の説明において、主走査方向とは回転多面鏡の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（回転多面鏡で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）である。副走査方向とは回転多面鏡の回転軸と平行な方向である。また主走査断面とは主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面である。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面である。
【００３５】
同図において１は直線状に所定の間隔(例えば等間隔)で離間して配置した独立に光変調が可能な３個の発光点(発光部)を有する光源手段であり、端面発光型のマルチビーム半導体レーザーより成っている。尚、発光点の数は３個以上であれば良い。
【００３６】
２は光束変換素子（コリメータレンズ）であり、光源手段１から放射された光束を平行光束（もしくは発散光束もしくは収束光束）に変換している。３は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形している。４は光学系（シリンドリカルレンズ）であり、副走査方向にのみ所定のパワー(屈折力)を有しており、開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面（反射面）５ａにほぼ線像として結像させている。
【００３７】
尚、コリメーターレンズ２、開口絞り３、そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学手段ＬＡの一要素を構成している。またシリンドリカルレンズ４、コリメータレンズ２を１つの光学素子（アナモフィックレンズ）で構成しても良い。
【００３８】
５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば６面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００３９】
６は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系（ｆθレンズ系）であり、単一のプラスチック材料で形成された非球面トーリックレンズ（結像レンズ）より成り、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面８上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと感光ドラム面７との間を共役関係にすることにより、面倒れ補償を行っている。
【００４０】
８は被走査面としての感光ドラム面である。
【００４１】
９は測定手段としての測定器（センサー）であり、光偏向器５の偏向動作により被走査面８を複数の光束で主走査方向に走査するとき、該被走査面８を走査する複数の走査線の中で、副走査方向に最も離間した２本の走査線の間隔を測定している。１０は調整手段であり、測定手段９で測定された結果に基づき副走査方向の走査線ピッチ間隔を調整している。
【００４２】
本実施例における結像レンズ６の屈折面の面形状は以下の形状表現式により表されている。光学面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、
【００４３】
【数１】
0005127122.tif 000002
【００４４】
（但し、Rは曲率半径、K、B4、B6、B8、B10は非球面係数）と表され
副走査方向（光軸を含み主走査方向に対して直交する方向）と対応する子線方向が、
【００４５】
【数２】
0005127122.tif 000003
【００４６】
と表せる。ここで  ｒ'＝ｒ0（１＋Ｄ2Y2＋Ｄ4Y4＋Ｄ6Y6＋Ｄ8Y8＋Ｄ10Y10）
（但し、ｒ0は光軸上の子線曲率半径、Ｄ2、Ｄ4、Ｄ6、Ｄ8、Ｄ10は係数）
Ｓは母線方向の各々の位置における母線の法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義される子線形状である。
【００４７】
尚、本表現式では面形状表現式における次数を制限して記してあるが、本実施例の範囲はこれを制限するものではなく、次数を上げるほど設計自由度が増し、収差が少なくなることは言うまでも無い。また面形状表現式自体も同等の面表現自由度を有した表現式であれば、問題無く本実施例の効果を得ることが可能である。
【００４８】
本実施例における結像レンズ６は、両面にアナモフィック面を有する単レンズにより構成され、主走査面内において第１面（入射面）が偏向器側に凸面を向けた非球面、第２面（出射面）は被走査面側に凸面を向けた円弧よりなり、副走査面内においては、第１面は平面、第２面は被走査面側に凸面を向けた円弧で、その曲率はレンズの有効部内において軸上から軸外に向かい連続的に変化させている。
【００４９】
本実施例において光源手段１より出射した３つの光束はコリメーターレンズ２により平行光束に変換され、絞り３によって該光束（光量）を制限してシリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４に入射した２つの平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま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集束して光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして光偏向器５の偏向面で偏向反射された３つの光束は主走査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折力を有する結像レンズ６を介して感光ドラム面８上の互いに異なる領域に導光され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８上を３つの光束で矢印Ｂ方向（主走査方向）に同時に光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面上１８に画像記録を行っている。
【００５０】
図２は本実施例における光源手段としてのマルチビーム半導体レーザーユニット200の要部概略図である。
【００５１】
同図におけるマルチビーム半導体レーザーユニット200は半導体レーザー光源202とホルダ203とコリメーターレンズ204が内蔵された鏡筒205とから構成されている。半導体レーザー光源202は圧入や接着によってホルダ203に固定され、ホルダ203はコリメーターレンズ204が内蔵された鏡筒205に接着固定されている。マルチビーム半導体レーザーユニット200は光学箱206の圧入孔207に圧入によって仮固定される。その後に、副走査方向の走査線ピッチ間隔の調整をマルチビーム半導体レーザーユニット200をＢ−Ｂ’方向に回転することで行う。Ｂ−Ｂ’方向への回転調整は、ホルダ203に設けられた回転調整用孔209に回転調整用治具210に設けられた回転調整用ピン211を嵌合させて、回転調整用治具を回転させて行い、所定の解像度に対応したピッチ間隔になったところで回転調整を完了する。
【００５２】
次に本実施例の特徴とする、３個の発光点を有するマルチビーム半導体レーザーユニット200から出射された３つの光束によって走査される走査線ピッチ間隔を調整し、調整誤差を小さく抑える方法について説明する。
【００５３】
図３は本実施例におけるマルチビーム半導体レーザーユニット200が有する３個の発光点301,302,303の配置を示した図である。同図において図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００５４】
同図に示すように本実施例におけるマルチビーム半導体レーザーユニット200は３個の発光点301,302,303を有し、該３個の発光点301,302,303が主走査方向及び副走査方向に対して各々所定の間隔、例えば等間隔に離間して配置されている。
【００５５】
走査線ピッチ間隔測定におけるピッチ間隔の検出には、前述した図１３に示す既知の手法であるレーザービームの走査方向と直交する方向の通過位置変化に対して、その出力が連続的かつ広範囲に変化するセンサパターンS1を用い、最初にセンサパターンS1を通過する第１のビームの出力値をメモリに記憶しておき、第２のビームがセンサパターンS1を通過しその出力が出力されたときに、前記メモリに記憶させておいた第１のビームの出力値との差分をとり、所定の値と比較することで走査間隔の相対距離を検出する方法等が用いられている。尚、走査線ピッチ間隔検出方法に関しては上記の方法に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば他の方法でも良い。
【００５６】
図４は本実施例における走査線ピッチ間隔測定箇所の説明図である。
【００５７】
同図において311,312,313は各々発光点301,302,303から発せられた光束によって被走査面８上を走査(形成)したときの走査線である。
【００５８】
光源手段に用いたマルチビーム半導体レーザーユニット200が有する３個の発光点301,302,303から発せられた３つの光束によって被走査面８上を走査するときの３本の走査線の走査線ピッチ間隔を、例えば１２００ｄｐｉの画素密度（解像度）に相当する２１μｍに調整するために３本の走査線の間隔を測定器で測定する。
【００５９】
測定方法は走査有効域の中心付近及び両端で行い、その結果に基づき走査線ピッチ間隔を調整する。
【００６０】
従来では、マルチビーム半導体レーザーユニットの回転によるピッチ間隔調整を行う場合、複数の発光点から発せられた複数の光束によって走査される走査線の中で隣接する走査線の間隔を測定し、その結果に基づき調整を行っていた。
【００６１】
しかしながら走査線のピッチ間隔測定器の測定精度には限度があるため、上記のような調整を行っても、更なるレーザービームプリンタの高速化、高精細化の要求に応えられなくなってしまう。
【００６２】
そこで本実施例では図４の黒矢印で示すように３個の発光点301,302,303から発せられた３つの光束によって被走査面８上を走査したときの３本の走査線311,312,313の中で、最も離間した２本の走査線311、313の間隔Ｌを測定手段９により走査有効幅内の少なくとも２ヶ所で測定し、その結果に基づき副走査方向の走査線ピッチ間隔を調整手段１０で調整している。
【００６３】
ここで走査線ピッチ間隔測定器の測定精度が±２μｍであると、最も離間した走査線ピッチ間隔の調整誤差は±２μｍとなり、走査線数をＰｎとすると近接した走査線の各々のピッチ間隔調整誤差は±２μｍ／（Ｐｎ−１）となり、従来に比べて誤差の低減が可能となる。本実施例においては走査線数が３本であるので、従来では走査線のピッチ間隔調整誤差は±４μｍ程度になるのに対し、本実施例では±１μｍ程度に抑えることが出来る。このことより本実施例は走査線数が多くなるほど有効であることが判る。
【００６４】
本実施例では被走査面上において、副走査方向に最も離間した２本の走査線の間隔をＬ(mm)、走査線の数をＰｎ、該被走査面上の副走査方向における画素密度をＡ(dot/inch)とするとき、走査有効幅内全域で、
２／３×（Ｐｎ−１）×２５．４／Ａ＜Ｌ＜４／３×（Ｐｎ−１）×２５．４／Ａ
・・・（３）
を満足するように走査線ピッチ間隔を調整している。  但し、Ｐｎ＝ｎ×ｍ
尚、本実施例における被走査面上の副走査方向における画素密度（解像度）Ａは１２００dpi以上である。
【００６５】
更に望ましくは上記条件式(3)を次の如く設定するのが良い。
【００６６】
５／６×（Ｐｎ−１）×２５．４／Ａ＜Ｌ＜７／６×（Ｐｎ−１）×２５．４／Ａ
・・・（３ａ）
本実施例では副走査方向において１２００ｄｐｉの画素密度とするため、所望の走査線ピッチ間隔を約２１μｍとし、最も離間した２本の走査線の間隔が４２±１４μｍ以内、つまりは走査線ピッチ間隔が２１±７μｍであれば実用上問題のない走査線間隔になる。
【００６７】
各々の発光点301,302,303から発せられた３つの光束によって被走査面８上を走査したときの３本の走査線311,312,313の各々の間隔が２１μｍよりも大きい場合は、図３において矢印のＢ方向にマルチビーム半導体レーザーユニット200を回転させ、発光点301,302,303から発せられた３つの光束によって被走査面８上を走査したときの３本の走査線311,312,313の各々の間隔が２１μｍよりも小さい場合は、矢印のＢ´方向にマルチビーム半導体レーザーユニット200を回転させて間隔を調整する。
【００６８】
尚、マルチビーム半導体レーザーユニット200の回転中心は最も離間した２つの発光点301、303を結ぶ線分の中心としている。この線分の中心を回転中心として光軸回りに回転させることにより副走査方向の走査線ピッチ間隔調整を行っている。
【００６９】
尚、本実施例においてはマルチビーム半導体レーザーユニット200により出射された３つの光束によって走査される走査線の中で最も離間した２本の走査線間隔を走査有効域の中心付近及び両端で測定し、その結果に基づき走査線ピッチ間隔を調整したが、これに限らず、例えば走査有効幅内の少なくとも２ヶ所で測定し、測定値の平均化を行うように調整しても良い。これにより測定精度がさらに向上するので走査有効幅内での走査線ピッチ間隔をより均等に保つことが可能になる。
【００７０】
本実施例では上記の如く３本の走査線のピッチ間隔を所望の値に調整する際、図４に示すように最も離間した２個の発光点301、303から発せられた２つの光束によって被走査面８上を走査したときの２本の走査線311、313のピッチ間隔Ｌを測定し、その結果に基づきマルチビーム半導体レーザーユニット200の回転による調整を行っている。このような走査線のピッチ間隔の測定法により、本実施例ではピッチ間隔調整時の調整誤差を低減することを可能としている。これにより走査線間隔を所定の値に統一し、ピッチむらや色ずれの発生を抑え高品質な画像を形成することが実現できる。
【００７１】
尚、本実施例では光源手段として端面発光型のマルチビーム半導体レーザーを用いたが、これに限らず、例えば面発光型のマルチビーム半導体レーザーを用いても良い。面発光型のマルチビーム半導体レーザーを用いると、光軸に対しすべての発光点を近接させることが出来るため光学的収差を低減出来る。
【００７２】
また本実施例では結像光学系を単一のプラスチック材料で形成された非球面トーリックレンズより構成したが、レンズ枚数や材料に限定させるものではなく、枚数は２枚以上でも良く、モールドプロセスで成形されたガラスレンズでも良い。また本実施例においては特にプラスチックレンズで顕著な環境変動時のピント移動を補償する為に結像光学系のうち少なくとも一方の面に回折格子面を設けて形成しても良い。本実施例の調整方法に従えば、同様にピッチ間隔の調整誤差を低減出来ることは言うまでもない。
【００７３】
このように本実施例では上述の如く光源手段としてマルチビーム半導体レーザーユニット200を用い、該マルチビーム半導体レーザーユニット200が有する発光点から発せられた複数の光束によって被走査面８上を走査するときの複数の走査線の中で、最も離間した２本の走査線の間隔を測定し、その結果に基づき副走査方向の走査線ピッチ間隔を調整することにより、従来よりもピッチ間隔の調整誤差を低減することを可能としている。これにより本実施例ではピッチむらや色ずれの発生を抑え高品質な画像を形成することを実現している。
【実施例２】
【００７４】
図５は本発明の実施例２における複数の発光点を有する光源手段が有する発光点の配置図、図６は本発明の実施例２における走査線ピッチ間隔測定箇所の説明図である。
【００７５】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は光源手段１１をｍ×ｎのマトリックスで構成されたｍ×ｎの発光点を有する面発光型のマルチビーム半導体レーザーユニットより構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００７６】
即ち、図５において１１は光源手段であり、ｎ（ｎは３以上の整数で本実施例ではｎ＝３）個の発光点が直線状に所定間隔で離間して配置した発光点列が該直線と直交する方向に所定間隔でｍ（ｍは２以上の整数で本実施例ではｍ＝２）列配置した、面発光型のマルチビーム半導体レーザーユニットより成っている。
【００７７】
このマルチビーム半導体レーザーユニット１１は３個の発光点が直線状に等間隔に離間して並んだ発光点列が２列あり、３×２のマトリックスで構成された６個の発光点401、402、403、404、405、406を有している。図６において411、412、413、414、415、416は各々発光点401、402、403、404、405、406から発せられた光束によって被走査面８上を走査（形成）したときの走査線である。
【００７８】
本実施例では前述の実施例１と同様に光源手段１１が有する６個の発光点401、402、403、404、405、406から発せられた６つの光束によって被走査面８上を走査したときの６本の走査線411、412、413、414、415、416の中で、図６の黒矢印で示すように最も離間した２本の走査線411、416の間隔Ｌを測定手段で測定し、その結果に基づき副走査方向の走査線ピッチ間隔を調整手段で調整している(第１工程)。
【００７９】
更に本実施例では最も離間した２本の走査線411、416の間隔のみを測定するのではなく、図６の白矢印で示したように１列目の発光点列から発せられた３つの光束によって被走査面８上を走査したときの３本の走査線411,412,413の中で最も２列目の発光点列から発せられた３つの光束によって被走査面８上を走査したときの３本の走査線414,415,416に近い走査線413と、２列目の発光点列から発せられた３つの光束によって被走査面８上を走査したときの３本の走査線414,415,416の中で最も１列目の発光点列から発せられた３つの光束によって被走査面８上を走査したときの３本の走査線411,412,413に近い走査線414との間隔Ｈを測定手段で測定し、その結果に基づき調整している(第２工程)。これによりすべてのピッチ間隔を低誤差且つ均等に調整することが可能となる。
【００８０】
ここで、θとは、有効走査域内に存在する隣り合う走査線411と走査線412内で定義される。同時刻における走査線411を描く結像点401と走査線412を描く結像点402とを結んだ直線と走査線412の成す角度をθと定義する。
【００８１】
図６では、走査線412を描く結像点402の方が走査線411を描く結像点401よりも先を走っている(図６で言うと、左から右に向い、走査線が描かれていく)。その理由は、光源手段１１において、図５の如く、発光点401と発光点402は、主走査方向に離間しているためである。
【００８２】
時間と共に、ポリゴンミラー（回転多面鏡）が回転することで、図６で言うと、結像点401が左側から右側に走査され、走査線411が描かれる。
【００８３】
同時刻における走査線411を描く結像点401と走査線412を描く結像点402とは、任意の時刻におけるポリゴンミラー（回転多面鏡）の任意の回転角における走査線411を描く結像点401と走査線412を描く結像点402を意味する。つまり、結像点401と結像点402は、同一回転角で定義される点である。
【００８４】
ａは、同時刻における走査線411を描く結像点401と走査線412を描く結像点402を結んだ直線の長さと定義される。
【００８５】
同様に、θとは、有効走査域内に存在する隣り合う走査線412と走査線413内で定義される。同時刻における走査線412を描く結像点402と走査線413を描く結像点403とを結んだ直線と走査線413の成す角度をθと定義する。
【００８６】
同様に、同時刻における走査線412を描く結像点402と走査線413を描く結像点403とを結んだ直線の長さと定義される。
【００８７】
また本実施例の測定方法は前述の実施例１と同様に走査有効域の中心付近及び両端で行い、その結果に基づき走査線ピッチ間隔を調整する。
【００８８】
本実施例における副走査方向のピッチ間隔調整とは、複数の発光点を有するマルチビーム半導体レーザーユニット200を光軸周りに回転させることにより調整するもので、該マルチビーム半導体レーザーユニット200の回転中心は最も離間した２つの発光点を結ぶ線分の中心としている。この線分の中心を回転中心として光軸回りに回転させることにより副走査方向の走査線ピッチ間隔調整を行っている。
【００８９】
ｎ個の発光点が直線状で等間隔に離間して並んだ発光点列がｍ列存在するｍ×ｎのマトリックスで構成されている光源手段において、有効走査域内で同時刻における第１の走査線を描く結像点と第１の走査線と隣り合う第２の走査線を描く結像点とを結んだ直線と第２の走査線の成す角度をθ、同時刻における第１の走査線を描く結像点と第１の走査線と隣り合う第２の走査線を描く結像点とを結んだ直線の長さをａ、該発光点から発せられた複数の光束によって被走査面上を走査するときの複数の走査線の中で、最も離間した２本の走査線のピッチ間隔をＬとすると、１列あたりのピッチ間隔数はｎ−１、それがｍ列あり、列同士の間隔数がｍ−１となるのでピッチ間隔の理想値は、
【００９０】
【数３】
0005127122.tif 000004
【００９１】
となる。また１列あたりの副走査方向の距離ａ(ｎ−１)ｓｉｎθ、列同士の間隔数がｍ−１となるので調整前のピッチ間隔は
【００９２】
【数４】
0005127122.tif 000005
【００９３】
となる。よってピッチ間隔を所望の値にするためには
０．９Ｌ／（ｍｎ−１）＜（Ｌ−ａｍ（ｎ−１）ｓｉｎθ）／（ｍ−１）＜１．１Ｌ／（ｍｎ−１）                                                ・・・（６）
を満足する必要がある。
【００９４】
条件式(6)において、調整前のピッチ間隔Ｐ（Ｌ−ａｍ（ｎ−１）ｓｉｎθ）／（ｍ−１）がピッチ間隔の理想値Ｌ／（ｍｎ−１）であれば完全に走査線間隔を理想値と同様の値にすることが可能となる。またこの調整前のピッチ間隔Ｐ（Ｌ−ａｍ（ｎ−１）ｓｉｎθ）／（ｍ−１）がＬ／（ｍｎ−１）より大きいと走査線間隔は理想値より広く、小さいと理想値より狭いが、条件式(6)の範囲内であれば実用上問題のない走査線間隔になっている。
【００９５】
更に望ましくは上記条件式(6)を次の如く設定するのが良い。
【００９６】
５／６・Ｌ／（ｍｎ−１）＜（Ｌ−ａｍ（ｎ−１）ｓｉｎθ）／（ｍ−１）＜７／６・Ｌ／（ｍｎ−１）                                              ・・・（６a）
また本実施例においてマルチビーム光走査装置の光源手段として６個の発光点を有するマルチビーム半導体レーザーユニットにより出射された６つの光束によって走査される走査線の中で最も離間した２本の走査線間隔を、走査有効域の中心付近及び両端で測定し、その結果に基づき走査線ピッチ間隔を調整したが、これに限らず、例えば走査有効幅内の少なくとも２ヶ所で測定し、測定値の平均化を行うようにしても良い。これにより測定精度が向上するので走査有効幅内での走査線ピッチ間隔をより均等に保つことが可能になる。
【００９７】
尚、本実施例では光源手段として面発光型のマルチビーム半導体レーザーを用いたが、これに限らず、端面発光型のマルチビーム半導体レーザーを用いても良い。
【００９８】
このように本実施例では上述の如く光源手段として面発光型のマルチビーム半導体レーザーを用い、最も離間した２つの発光点から発せられた２つの光束によって走査される走査線の副走査方向の間隔を測定し、走査線ピッチ間隔の調整を行うことにより、ピッチ間隔調整時の調整誤差を低減することを可能としている。また、ｍｉ列目（ｉ＝１，２，・・・，ｍ−１）のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって被走査面上を走査するときのｎ本の走査線と、ｍｉ＋１列目のｎ個の発光点から発せられたｎ本の光束によって被走査面上を走査するときのｎ本の走査線の中で、互いに最も近接している２本の走査線の間隔とを測定し、その結果に基づき走査線のピッチ間隔調整も行うことにより、ｎ個の発光点が直線状で等間隔に離間して並んだ発光点列がｍ列ありｎ×ｍのマトリックスで構成される発光点を有するマルチビーム半導体レーザーユニットを有する光走査装置でも、すべてのピッチ間隔を低誤差且つ均等に調整可能となる。これらより本実施例では副走査方向の走査線間隔を所定の間隔に統一し、ピッチムラや色ずれの発生を抑え高品質な画像を形成することを実現している。
【００９９】
［画像形成装置］
図７は本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号１０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１１７からコードデータDｃが入力する。このコードデータDｃは、装置内のプリンタコントローラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Dｉに変換される。この画像データDｉは、実施例１又は２のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット（マルチビーム走査光学装置）１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データDｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、この光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向に走査される。
【０１００】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって走査される光ビーム１０３が照射されるようになっている。
【０１０１】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データDｉに基づいて変調されており、この光ビーム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
【０１０２】
現像器１０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対向するように配設された転写ローラ１０８によって被転写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光ドラム１０１の前方（図７において右側）の用紙カセット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【０１０３】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図７において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されており、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【０１０４】
図７においては図示していないが、プリントコントローラ１１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１０５】
本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、１２００ｄｐｉ以上において本発明の実施例１または２の構成はより効果を発揮する。
【０１０６】
［カラー画像形成装置］
図８は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、光走査装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図８において、６０はカラー画像形成装置、６１，６２，６３，６４は各々実施例１または２に示したいずれかの構成を有する光走査装置（マルチビーム走査光学装置）、２１，２２，２３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。
【０１０７】
図８において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置６１，６２，６３，６４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１０８】
本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置（６１，６２，６３，６４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１０９】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置６１，６２，６３，６４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム２１，２２，２３，２４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【０１１０】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【０１１１】
このように本実施例では上記の如く結像光学系をトーリック面からなる単レンズより構成し、副走査方向の走査線間隔を、最も離間した２つの発光点から発せられた２本の光束によって走査される走査線の副走査方向の間隔を測定して調整することにより、走査線間隔調整の誤差の少ないマルチビーム走査光学装置を実現することが可能となる。さらに本装置を画像形成装置やカラー画像形成装置へ搭載することにより、走査線むらの少ない高品位な装置の実現が可能となる。
【０１１２】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施例１のマルチビーム走査光学装置の要部概略図
【図２】本発明の実施例１のマルチビーム半導体レーザーユニットの要部概略図
【図３】本発明の実施例１のマルチビーム半導体レーザーユニットが有する発光点の配置図
【図４】本発明の実施例１の走査線ピッチ間隔測定箇所の説明図
【図５】本発明の実施例２のマルチビーム半導体レーザーユニットが有する発光点の配置図
【図６】本発明の実施例２の走査線ピッチ間隔測定箇所の説明図
【図７】本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図８】本発明のカラー画像形成装置の実施例を示す副走査断面図
【図９】従来のマルチビーム走査光学装置の要部概略図
【図１０】従来のマルチビーム半導体レーザーユニットの要部概略図
【図１１】従来のマルチビーム半導体レーザーユニットが有する発光点の配置図
【図１２】従来の走査線ピッチ間隔測定箇所の説明図
【図１３】副走査方向の走査線ピッチ間隔の測定方法を示した図
【符号の説明】
【０１１４】
１  光源手段（面発光型の半導体レーザ）
２  光束変換素子（コリメータレンズ）
３  開口絞り
４  光学系（シリンドリカルレンズ）
５  偏向手段（光偏向器）
ＬＡ  入射光学系
６  結像光学系(結像レンズ)
８  被走査面（感光ドラム面）
６１、６２、６３、６４  マルチビーム走査光学装置
２１、２２、２３、２４  像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４  現像器
４１、４２、４３、４４  光束
５１  搬送ベルト
５２  外部機器
５３  プリンタコントローラ
６０  カラー画像形成装置
１００  走査光学装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
１０４  画像形成装置
１０７  現像装置
１０８  転写ローラ
１０９  用紙カセット
１１０  給紙ローラ
１１１  プリンタコントローラ
１１２  転写材（用紙）
１１３  定着ローラ
１１４  加圧ローラ
１１５  モータ
１１６  排紙ローラ
１１７  外部機器
【図１】
0005127122.tif 000006
【図２】
0005127122.tif 000007
【図３】
0005127122.tif 000008
【図４】
0005127122.tif 000009
【図５】
0005127122.tif 000010
【図６】
0005127122.tif 000011
【図７】
0005127122.tif 000012
【図８】
0005127122.tif 000013
【図９】
0005127122.tif 000014
【図１０】
0005127122.tif 000015
【図１１】
0005127122.tif 000016
【図１２】
0005127122.tif 000017
【図１３】
0005127122.tif 000018