(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、感光体上で不規則な白筋が発生する問題が生じる。【解決手段】副走査方向に並べた２つの発光素子と、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、ビ−ムの一部を通過させる開口部を備えた制限開口板と、前記２本のビームを走査方向に偏向反射させる光偏向器を有する光走査装置において、前記発光素子および／または前記コリメータレンズの位置を調整することにより、前記開口部を前記２本のビームが通過する直前における前記２本のビームのパワー比を、１．０５倍（１０５％）〜１．４０倍（１４０％）とし、感光体表面における前記２本のビームのパワーおよびビーム径をほぼ同一としたことを特徴とするので、白筋の発生を防止することができる。【選択図】  図３
2007199543.tif 000002
【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前記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前記２本のビームを走査方向に偏向反射させる光偏向器とを有する光走査装置において、
前記発光素子および／または前記コリメータレンズの位置を調整することにより、
前記開口部を前記２本のビームが通過する直前における前記２本のビームのパワー比を、１．０５倍（１０５％）〜１．４０倍（１４０％）として、
感光体表面における前記２本のビームのパワーおよびビーム径をほぼ同一としたことを特徴とする光走査装置
【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６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７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８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８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前記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前記２本のビームを走査方向に偏向反射させる光偏向器とを有する光走査装置において、前記発光素子および／または前記コリメータレンズの位置を調整することにより、前記開口部を前記２本のビームが通過する直前における前記２本のビームのパワー比を、１．０５倍（１０５％）〜１．４０倍（１４０％）として、感光体表面における前記２本のビームのパワーおよびビーム径をほぼ同一としたことを特徴とするものである。かかる構成により、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、発光素子から出射される光量が異なっていても、感光体上で白筋やバンディング等の不具合を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る光走査装置は、制限開口板に、光束を通過する直前のパワ−およびビ−ム径をあらかじめ指定した調整ねらい値の範囲に調整することにより、２本のビ−ム同士のパワ−およびビ−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】
【００１５】
図１〜図５を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１〜図４に本発明に係る光走査装置の一実施例を示す。
【００１７】
図１は、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。
【００１８】
図２は、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を備えている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
前記従来の方法によりビ−ムを感光体上まで導光する調整を完了したら、図３のように、感光体上において２本のビームのパワー（Ｐ’１、Ｐ’２）およびビーム径を略同一にする調整をする為に、コリメ−タレンズ２の下流に設置した制限開口板１０の開口部１２の直前に治具ポジションセンサ１３（以後、「ＰＳＤ」と呼ぶ。）をセットする。
【００２３】
ここで、ＰＳＤ１３とは、実際に入光されるビ−ムの光束位置およびパワ−を別々にモニタ電圧として出力する高精度位置検出素子（ポジション・センシング・ディテクタ−）をいう。光束位置とモニタ電圧の関係は、正比例（リニアリティ、直線的連続性）の関係となっており、パワーとモニタ電圧の関係も、正比例の関係となっている。このＰＳＤは、その出力端子に演算装置、アンプ装置等を接続し、ＰＳＤに入光されたビ−ムの現状の光束位置およびパワ−をデイスプレイに表示するようにすることが一般的な使用方法である。以下の実施例は、ＰＳＤを一般的な使用方法で用いることを前提にして説明する。
【００２４】
前記開口部１２の直前にセットしたＰＳＤ１３に、コリメータレンズ２を通過した後の２本のビームが各々にＰＳＤ１３に入光するように、ＰＳＤ１３より上流側に配置する光走査部品のＤＳＬＤ１１および／またはコリメータレンズ２を動かしてアライメント調整をする。
【００２５】
さらに、開口部１２直前における前記２本のビームのパワー比が、１．０５倍（１０５％）〜１．４０倍（１４０％）となるようにＤＳＬＤ１１および／またはコリメータレンズ２を動かしてアライメント調整する。
【００２６】
ここで、２本のビームのパワー比を１．０５倍（１０５％）〜１．４０倍（１４０％）にするためのアライメント調整は、作業者が、ディスプレイに表示されたビ−ムの光束位置およびパワ−を見ながら、予め設定された調整ねらい値内に入るように、ＤＳＬＤ１１および／またはコリメータレンズ２の位置を微調整して行う。
【００２７】
調整ねらい値は、開口部１２の直前におけるパワー比（Ｐ２／Ｐ１）が、１．０５倍（１０５％）〜１．４０倍（１４０％）となるパワ−差つく光束位置およびパワ−になるように、ビームＬ１、ビームＬ２のそれぞれについて設定されている。そして、ビームＬ２の調整ねらい値は、ビームＬ１とパワ−差がつく光束位置およびパワ−に調整できるよう、ビームＬ１の調整ねらい値と異なる調整ねらい値が設定されている。つまり、ビームＬ１・Ｌ２の調整ねらい値は、ＰＳＤ１３を退避させた後において、感光体上でのビームのパワ−（Ｐ’１、Ｐ’２）およびビ−ム径がそれぞれほぼ同一で、かつ、出射側のパワ−差が調整範囲内の値になる様に予め設定されているものである。
【００２８】
前記したアライメント調整は、具体的には、まずＤＳＬＤ１１の発光素子Ｓ１を点灯させ、ビームＬ１をＰＳＤ１３へ入光させて、ビームＬ１の調整ねらい値となる光束位置およびパワ−になるようＤＳＬＤ１１および／またはコリメータレンズ２の位置を微調整する。
【００２９】
前記ビームＬ１のアライメント調整完了後、発光素子Ｓ１を消灯させ、発光素子Ｓ２を点灯し、ビームＬ２をビームＬ１と同様、ＤＳＬＤ１１および／またはコリメータレンズ２の位置を微調整する。
【００３０】
前記アライメント調整により、各ビ−ムを調整ねらい値の範囲内に入光したら、ＰＳＤ１３を退避させ、再度感光体上においてパワ−（Ｐ’１、Ｐ’２）およびビ−ム径がそれぞれほぼ同一で、かつ、出射側のパワ−差が調整範囲内の値になっているか各計測器にて確認をおこない、調整範囲外であれば上記アライメントの再調整および他の個別調整工程に戻ることを繰り返し、調整範囲内になるまで調整を実施する。
【００３１】
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副走査平面内において集光される。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、副走査方向に遮蔽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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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５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。
【００４１】
開口部へのアライメント調整時に、作業者がディスプレイに表示されたビ−ムの光束位置およびパワ−を見ながら、予め設定された調整ねらい値内に入る作業方法を例示したが、ディスプレイの変わりとしてモニタ出力として使用できる計測器の表示板等でも用いてもよい。
【００４２】
また実施例において、制限開口板の直前にＰＳＤ１３を設置して調整する方法を例示したが、ＰＳＤ１３の代わりにスケ−ルを利用して粗調整する方法等挙げられるが、同時にパワ−計測ができなくなるので、この場合はパワ−を計測できるセンサ−を設置して代用し、制限開口板の直前のビ−ムのパワ−比を１０５％〜１４０％にすることで、感光体上でのパワ−（Ｐ’１、Ｐ’２）およびビ−ム径がほぼ同一にとなる光走査装置の調整ができる方法を使用しても問題としない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の光走査装置によって、感光体上において２本のビ−ム同士のパワ−およびビ−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】
【００４４】
【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】本発明に係る制限開口板の正面図である。（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に偏向手段を設けた事を示す光路展開図である。
【図６】従来のＭＳＬＤを搭載した光走査装置の平面図である。
【図７】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８】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】
【００４５】
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】
2007199543.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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