(57)【要約】【課題】２本のビームのパワーと発振波長がほぼ同一となる光走査装置を利用した場合に生じる感光体上での目に見える欠陥として、干渉するビームによって感光体上で不規則な白筋が発生したり、バンディング（濃淡のムラ）が発生等の問題が生じる。【解決手段】副走査方向に並べて位置決めされた２つの発光素子と、該２つの発光素子から出射された２本のビームを略平行にするコリメータレンズと、該コリメータレンズで平行にされた２本のビームの一部を通過させる開口部を備えた制限開口板と、該制限開口板を通過した２本のビームを走査方向に偏向反射させるポリゴンミラーを備えた光偏向器とを有する光走査装置において、前記制限開口板に、副走査方向に位置を変更できる調整機構を設けたことで、感光体上での２本のビーム同士のパワーおよびビーム径をほぼ同一にでき、白筋やバンディング（濃淡のムラ）等の発生を防止することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
副走査方向に並べて位置決めされた２つの発光素子と、
該２つの発光素子から出射された２本のビームを略平行にするコリメータレンズと、
該コリメータレンズで平行にされた２本のビームの一部を通過させる開口部を備えた制限開口板と、
該制限開口板を通過した２本のビームを走査方向に偏向反射させるポリゴンミラーを備えた光偏向器と
を有する光走査装置において、
前記制限開口板に、副走査方向に位置を変更できる調整機構を設けたことを特徴とする光走査装置
【請求項２】
前記コリメータレンズと前記光偏向器の間にシリンダレンズを設け、
該シリンダレンズの直前または直後に前記制限開口板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置
【請求項３】
さらに、前記制限開口板と略同一である別の制限開口板をコリメータレンズの直後に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザープリンタ等をはじめとする光学・電子分野では、光走査装置が一般的に使用されている。
【０００３】
光走査装置は、図９に示すように、複数の発光素子を備え、個々の発光素子が独立して点灯および消灯の制御ができるマルチスポットレーザダイオード（以下、「ＭＳＬＤ」という。）１と、このＭＳＬＤ１より出射された複数のビームを略平行にするコリメータレンズ２と、略平行となった複数のビームを副走査平面内において集光させるシリンダレンズ３と、集光した複数のビームを走査方向に偏向反射させるポリゴンミラーを備えた光偏向器４（多角面鏡回転制御手段又はＭＰＡとも呼ぶ）と、fθレンズ５、反射ミラ−６等で構成される走査光学系を備えている。
ＭＳＬＤ１から出射されたビームは、光偏向器４のポリゴンミラーにより偏向反射され、fθレンズ５によって集光されて感光体７上に画像の記録を行う。
【０００４】
ＭＳＬＤ１の中には、２つの発光素子を備え、独立に点灯および消灯の制御ができ、２本のビームを出射するデュアルスポットレーザダイオード（以下、「ＤＳＬＤ」という）が存在する。このＤＳＬＤは、光源の間隔が狭いので、ＤＳＬＤを光源として使用することにより、単一のビームを出射するレーザダイオードを用いた光走査装置とほぼ同じ部品で走査光学系を構成できる。このため、低コストで高画質の画像を形成できる光走査装置が実現できるので、近年は、ＤＳＬＤを採用した光走査装置が主流となってきている。
【特許文献１】特開２００４−２４６３１１号公報
【特許文献２】特許第３５５７４２３号公報
【特許文献３】特許第２５５０３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このＤＳＬＤは、通常、発光素子と、発光素子の点灯および消灯をする光共振器のセットが、１つの基材上に２セット狭い間隔で並列設置されているため、ＤＳＬＤから出射される２本のビームは、極めて密接したものとなる。このため、ＤＳＬＤから出射された２本のビームは、走査光学系によりそれぞれのビーム径が拡大されることがなくても、図１１に示すように、２本のビームは重なり合い、光結合により位相同期が起こり、干渉状態となる。
【０００６】
２本のビーム間に干渉状態が発生すると、コリメータレンズ２を通過した２本のビームは、ビームパワーの強弱の分布がおきる。この分布は、光の位相が安定しない場合に変動するものであり、２つのビームのパワーがほぼ同一の場合、発振波長もほぼ同一となる。
【０００７】
したがって、２本のビームのパワーと発振波長がほぼ同一である光走査装置を使用した場合、干渉するビームによって、感光体上に不規則な白筋が発生したり、同期タイミングの誤差が生じるジッターが発生する等の問題が発生する。
【０００８】
かかる問題を回避するには、図１０に示すように、ＤＳＬＤを矢印方向に回転させることが有効な手段となる。例えば、光偏向器４により偏向反射されたビームのビーム径が、光偏向器４より下流の走査光学系により拡大され、干渉状態が生じたとしても、ＤＳＬＤを回転させることにより、感光体上に結像したビームの間隔をあけることができる。
【０００９】
しかし、かかる手段を採用するためには、図１０に示すように、ＤＳＬＤの２つの発光点は、回転できる機構を有していなければなければならいため、ＤＳＬＤのコストアップになり、ひいては光走査装置のコストアップになるという新たな問題が生じることになる。
【００１０】
そこで、２つの発光点が固定され、回転しない構造のＤＳＬＤを用いつつ、前記した干渉状態を生じさせない技術が一般的に採用されている。
例えば、特開２００４−２４６３１１号公報には、光源から出射した２本のビームのパワーに差異を持たせることにより、発振波長を異ならせる技術が提案されている。すなわち、一方のビームを遮蔽板によって減光させることにより、２本のビームの発振波長を互いに異ならせ、その状態のまま２本のビームに走査光学系を進ませることにより、感光体上におけるパワーを略同一にするというものである。
【００１１】
しかし、かかる技術は、感光体上におけるビームのパワーを略同一にすることは可能だが、一方のビームの遮蔽は、遮蔽板を副走査方向に移動させることによって行なうため、一方のビームだけ副走査方向のビーム径が大きくなるので、感光体上においてバンディング（濃淡のムラ）等の問題が発生する。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、感光体における２本のビームのパワーおよびビーム径を略同一にすることにより、白筋およびバンディング等の発生を抑制した光走査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】
【００１３】
請求項１に記載の光走査装置は、副走査方向に並べて位置決めされた２つの発光素子と、該２つの発光素子から出射された２本のビームを略平行にするコリメータレンズと、該コリメータレンズで平行にされた２本のビームの一部を通過させる開口部を備えた制限開口板と、該制限開口板を通過した２本のビームを走査方向に偏向反射させるポリゴンミラーを備えた光偏向器とを有する光走査装置において、前記制限開口板に、副走査方向に位置を変更できる調整機構を設けたため、２本のビーム同士のパワーおよびビーム径を略同一に調整できるので、出射時に光量が異なる状態であっても、感光体上で白筋やバンディング等の不具合の発生を抑制することができる。
【００１４】
請求項２に記載の光走査装置は、請求項１において、前記コリメータレンズと前記光偏向器の間にシリンダレンズを設け、該シリンダレンズの直前または直後に前記制限開口板を設けたので、２本のビームの間隔がもっとも離れている箇所に制限開口板を設置することになるので、前記した請求項１の効果に加えて、２本のビームのパワーに差がつけやすく、制限開口板の調整作業の効率を向上できる。すなわち、シリンダレンズは、コリメータレンズを通過した２本のビームの副走査方向の距離が最も離れた位置に設置されるので、シリンダレンズの近傍に制限開口板を設け、制限開口板を副走査方向に動かすと、２本のビームのパワー（光量）に差を設け易くなる。
【００１５】
請求項３に記載の光走査装置は、請求項１または請求項２において、さらに、前記制限開口板と略同一である別の制限開口板をコリメータレンズの直後に設けたので、前記した請求項１および請求項２の効果に加えて、さらに不要な光を除去することができるので、迷光による不具合の発生を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る光走査装置は、２本のビームの一部を遮光する制限開口板に、副走査方向に位置を可変できる調整機構を設けることによって、２本のビームのパワーおよびビーム径をほぼ同一にできるので、白筋やバンディング等の不具合を抑制できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜図１１を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図４に本発明に係る光走査装置の一実施例を示す。
図１は、位置を可変できる調整機構を設けた制限開口板を配置した光走査装置の平面図である。制限開口板１０は、発光素子（ＤＳＬＤ）１１より縦列に出射された２本のビーム８を略平行にするコリメータレンズ２と、該ビーム８をポリゴンミラーの回転によって偏向反射し感光体上を走査する光偏向器４の間における光路上に配置されている。
【００１９】
図２は、調整機構を備えた制限開口板１０の正面図である。この制限開口板１０は、コリメータレンズ２を通過した２本のビーム８のそれぞれの光束の一部を遮蔽する開口部１２と、上下方向（副走査方向）に位置を調整できる調整機構を備えている。調整機構は、図2に示すように、制限開口板に副走査方向の長穴を設け、この長穴にボルトを通して、支柱に固定する一般的な機構を採用することができる。そのほか、調整機構は、制限開口板の副走査方向の位置決め精度を上げるため、支柱に副走査方向の段部を設け、この段部に制限開口板の一端を沿わせ、制限開口板の位置を調整する機構を採用してもよく、支柱と制限開口板の間に直動のスライダ機構を用いても良い。
【００２０】
図３は、本発明に係る光走査装置の要部を示す光路展開図であり、発光素子１１から光偏向器４にいたる上流側における、２本のビーム８の副走査方向の光束を表したものである。
【００２１】
以下に、図１に記載の光走査装置において、２本のビームのパワーおよびビーム径を略同一にする調整方法について説明する。
【００２２】
まず最初に、２本のビームを感光体上まで導光させる。ビームを感光体上まで導光する調整手順については、従来の光走査装置の調整方法であればよく、詳細な説明は省略する。
【００２３】
その後、図３に示すように、制限開口板１０を副走査方向に位置を可変させ、コリメータレンズ２を通過した２本のビームのそれぞれの光束の一部を制限開口板１０により遮蔽し、感光体上において２本のビームのパワーおよびビーム径がそれぞれ略同一になるように調整をおこなう。
【００２４】
図３に示すように、制限開口板１０の開口部１２を通過したビームＬ１、Ｌ２は、シリンダレンズ３によって光偏向器４のポリゴンミラーのミラー面にそれぞれ独立して集光される。この開口部１２は、コリメータレンズ２を通過した２本のビームのそれぞれの光束の一部を遮蔽する大きさに開口されている。そして、制限開口板１０は、副走査方向に調整できる機構を有しているので、発光素子Ｓ１から出射したビームＰ１が遮蔽されてＬ１に減光される割合と、発光素子Ｓ２から出射したビームＰ２が遮蔽されてＬ２に減光される割合は、一般に相違している。すなわち、制限開口板１０よって遮蔽された後のビームＬ１とＬ２のパワー（光量）は、ビーム毎に異なることになる。
【００２５】
前記した感光体上での２本のビームのパワーおよびビーム径を略同一にする調整により、制限開口板１０を通過したビームＬ１、Ｌ２の干渉がなくなる発光光量を求めた場合、図４に示すように、発光素子Ｓ１、Ｓ２の制限開口板におけるパワー比（Ｐ２／Ｐ１）は、１．０５倍（１０５％）〜１．４０倍（１４０％）となる。
【００２６】
パワー比（Ｐ２／Ｐ１）の下限値が１．０５倍（１０５％）であるのは、パワー比（Ｐ２／Ｐ１）が１０５％を下回るとビームＬ１、Ｌ２の波長差がほとんどなく、本発明の目的である干渉（光量変動）を防止する効果を達成できないためである。
【００２７】
また、パワー比（Ｐ２／Ｐ１）の上限値が１．４０倍（１４０％）であるのは、発光素子Ｓ１、Ｓ２間の制限開口板におけるパワー比（Ｐ２／Ｐ１）を１．４０倍（１４０％）よりも大きくすると、干渉（光量変動）を防止できるが、各発光素子のビームパワー（発光光量）の差がありすぎるため、画像濃度に影響がでるからである。すなわち、制限開口板におけるのパワー比（Ｐ２／Ｐ１）を１０５％〜１４０％とすることによって、所定のプリント画像濃度を確保しつつ、ビームパワー（光量）変動を良好に抑制することができる。なお、制限開口板におけるビームのパワー比（Ｐ２／Ｐ１）は１２０％〜１３０％であれば一層好ましい。
【００２８】
また、制限開口板１０の副走査方向における位置を調整することにより、感光体上での各ビーム径を副走査方向（ＳＡＧ）５０μm〜８５μmとし、ビーム径差を±１４μm以内とすることができれば、所定のプリント画像濃度を確保しつつ、光量変動を良好に抑制することができる。
【００２９】
このようにして、２本のビームが感光体上におけるパワー（Ｐ’１、Ｐ’２）およびビーム径がほぼ同一にとなるように発光素子Ｓ１、Ｓ２におけるパワー比を制限開口板の調整により適切に制御する。このことにより、感光体上で隣接するビームの干渉による不規則な白筋およびバンディング等の発生を防止することができ、高画質な画像形成を行なうことができる。
【実施例２】
【００３０】
図５〜図６に本発明に係る他の実施例を示す。尚、実施例１に係る光走査装置と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例１との相違点についてのみ詳細に説明する。
【００３１】
図５および図６は、本発明に係る光走査装置の要部を副走査方向（ＳＡＧ）から見た光路展開図である。制限開口板は、発光素子から光偏向器４にいたる上流側に位置している。
【００３２】
実施例１との相違点は、図５は、ＤＳＬＤ１１を搭載した光走査装置に前記制限開口板１０をシリンダレンズ３に透過する直前に設け、また図６は、前記制限開口板１０をシリンダレンズ３にビームが透過した直後の部分に設けた点である。
【００３３】
前記制限開口板１０をシリンダレンズ３の直前又は直後に備えることで、２本のビーム同士の間隔がもっとも離れている箇所に設置する為、透過率差がつけやすく、制限開口板１０の調整の作業性が向上することを可能とする。
【００３４】
したがって、かかる構成により請求項１の効果に加えて、２本のビームが感光体上でパワー（Ｐ’１、Ｐ’２）およびビーム径がほぼ同一にする調整作業が向上できるので、高画質な画像を形成できる光走査装置を提供することができる。
【実施例３】
【００３５】
図７に本発明に係る他の実施例を示す。尚、実施例１および実施例２に係る光走査装置と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例２との相違点についてのみ詳細に説明する。
【００３６】
図７は、本発明に係る光走査装置の要部を示す光路展開図であり、発光素子から光偏向器４にいたる上流側に位置し、２本のビームの副走査方向（ＳＡＧ）を表したものである。
【００３７】
実施例１および２との相違点として、前記コリメータレンズ２に、光源から出射されたビームの一部を透過した直後に制限開口板を設けた点である。
【００３８】
前記コリメータレンズ２の直後に制限開口板１０を備えることで、２本のビームを出射した不要な光を除去することによる迷光等の対策を可能とする。
【００３９】
したがって、かかる構成により請求項１および請求項２の効果に加えて、感光体上で画像を形成する時に不具合を生じる迷光を抑制することができ、さらに高画質な画像を形成できる光走査装置を提供することができる。
【００４０】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００４１】
例えば、本発明の可変手段を備えた制限開口板において、実施例１記載の上下可変できる手段としてバネおよびゴム等を利用した機構や、制限開口板にシムやブロックをはさむことにより上下へ可変させる手段を利用してもよい。すなわち上下可変できる機構であればよい。
【００４２】
また、制限開口板１０へ通過させるビームＬ１、Ｌ２のパワー変動がなくなる発光光量を求めた場合、発光素子Ｓ１、Ｓ２のパワー比の関係はＰ２／Ｐ１と例示したが、Ｐ１／Ｐ２と逆の関係でも、発光光量の１．０５倍（１０５％）〜１．４０倍（１４０％）であればよい。
【００４３】
また、感光体上でパワーおよびビーム径を測定する計測器については、一般に光走査装置を測定する光学分野で使用する測定器を使用する。また、測定中に光偏向器を動作させた状態の測定（ダイナミック測定）および静止させた状態での測定（スタティック測定）のどちらの状態でも、感光体上で計測できるものであればよい。
【００４４】
また制限開口板への入射位置調整作業で、レンズの屈折により入光ができない等、既存の調整構造のみでは対応が困難な場合、図８のように副走査方向に偏心したレンズ（例えばエクスパンダ）あるいは折り返しミラ−等を設置することにより偏向させて制限開口板に導光させる手段を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
光走査装置に副走査方向に位置を変更できる調整機構を備えることによって、感光体上において２本のビーム同士のパワーおよびビーム径をほぼ同一にできるので、白筋およびバンディング（濃淡のムラ）等の不具合を抑制できる光走査装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る可変手段を備えた制限開口板を配置した光走査装置の平面図である。（実施例１）
【図２】本発明に係る可変手段を備えた制限開口の正面図である。（実施例１）
【図３】本発明に係る光走査装置の要部を示す光路展開図である。（実施例１）
【図４】本発明に係る制限開口板における発光素子の光量の比を表した図である。（実施例１）
【図５】本発明に係る光走査装置の要部を示す光路展開図である。（実施例２）
【図６】本発明に係る光走査装置の要部を示す光路展開図である。（実施例２）
【図７】本発明に係る光走査装置の要部を示す光路展開図である。（実施例３）
【図８】本発明に係る光走査装置の要部に偏向手段を設けた事を示す光路展開図である。
【図９】従来のＭＳＬＤを搭載した光走査装置の平面図である。
【図１０】従来のＤＳＬＤを搭載した光走査装置のビームスポット関係を表した図である。
【図１１】従来のＤＳＬＤを搭載した光走査装置のビームスポット関係を表した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  ＭＳＬＤ
２  コリメータレンズ
３  シリンダレンズ
４  光偏向器（ＭＰＡ）
５  fθレンズ
６  反射ミラ−
７  感光体
８  ビーム
９  光走査装置
１０  制限開口板
１１  ＤＳＬＤ
１２  開口部
Ａ  中心線
Ｌ  ビーム
Ｐ  パワー
Ｓ  発光素子
【図１】
2007199544.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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