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JP4497577B2 - マルチビーム光走査装置 - Google Patents

マルチビーム光走査装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチビーム光走査装置に関し、特に光源手段から出射した複数の光束を光偏向器としてのポリゴンミラーにより反射偏向させfθ特性を有する結像光学系を介して被走査面としての感光ドラム面上を光走査して画像情報を記録するようにした、特に走査線のピッチ間隔(ラインピッチ間隔)が一定となり良好なる画像が常に得られる、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンター(LBP)やデジタル複写機等の装置に好適なマルチビーム光走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりレーザービームプリンターやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光走査装置においては単一の発光部(発光点)を有する光源手段から画像信号に基づいて光変調され出射した光束をコリメーターレンズにより略平行光束に変換し、開口絞りにより該光束を制限して副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズに入射する。シリンドリカルレンズに入射した略平行光束のうち主走査面内においてはそのまま略平行光束の状態で出射する。副走査面内においては収束してポリゴンミラー(回転多面鏡)から成る光偏向器の偏向面(反射面)にほぼ線像として結像している。そしてポリゴンミラーの偏向面で反射偏向された光束をfθ特性を有する結像光学系(fθレンズ)を介して被走査面としての感光ドラム面上に導光し、該ポリゴンミラーを回転させることによって該感光ドラム面上を光走査して画像情報の記録を行っている。
【0003】
また近年、電子写真プロセスを有する画像形成装置の高速化及び高精細化の要求に応える為、光源手段を複数の発光部から構成し、各発光部から独立に光変調された複数の光束を感光ドラム面上に導光し、該複数の光束で複数ライン同時に光走査するマルチビーム光走査装置が種々と提案されている。
【0004】
ところで記録媒体としての感光ドラムの表面には数%の反射率があり、光走査を行う際には戻り光の影響を避けるために、ポリゴンミラーから反射偏向された光束を該感光ドラム面の面法線に対し数度副走査方向に傾けて該感光ドラム面へ入射させている。
【0005】
このことはマルチビーム光走査装置においても同様であり、ポリゴンミラーで反射偏向された複数の光束を感光ドラムの面法線に対し数度副走査方向に傾けて該感光ドラム面へ入射させている。しかしながらマルチビーム光走査装置においては感光ドラム面に入射する光束の副走査方向の入射角によって走査線のピッチ間隔(ラインピッチ間隔)が変化してしまい、画像上におけるピッチムラの要因となることが問題点となっていた。
【0006】
特開平10-243186 号公報には感光ドラム面に入射する光束の副走査方向の入射角による走査線のピッチ間隔が変化すること利用して副走査方向の画素密度の切り換えを行うようにしたマルチビーム光走査装置が開示されている。同公報では結像光学系に含まれる光学素子の位置、感光ドラムの受光位置、感光ドラムでの受光位置での形状のうち、少なくとも1つを変化させて光束と感光ドラムとで形成される角度を変更させるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら結像光学系に含まれる光学素子の位置、感光ドラムの受光位置、感光ドラムでの受光位置での形状等の光学部品の配置を調整することは高精度な調整が必要となり、また精度的にも不利になるという問題点がある。
【0008】
本発明は光源手段を構成する複数の発光部の副走査方向の間隔を適切に設定することにより、感光ドラムに入射する光束の副走査方向の入射角による走査線のピッチ間隔ズレを高精度に補正し、ピッチムラがなく常に良質なる画像を形成することができるマルチビーム光走査装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明のマルチビーム光走査装置は、
複数の発光部が副走査方向に配列された光源手段と、前記複数の発光部から出射された複数の光束を光偏向器に導く入射光学系と、前記光偏向器の偏向面にて偏向走査された複数の光束を同一の感光ドラム面に結像させる結像光学系と、を有するマルチビーム光走査装置であって、
副走査断面内において、前記光偏向器の偏向面にて偏向走査された複数の光束を前記感光ドラム面の法線に対して斜方向から前記感光ドラム面に入射させており、
前記光偏向器の偏向面にて偏向走査された複数の光束のうち任意の光束が前記感光ドラム面に入射する位置での前記感光ドラム面の法線に対する副走査方向の入射角と前記任意の光束と隣り合う光束が前記感光ドラム面に入射する位置での前記感光ドラム面の法線に対する副走査方向の入射角との入射角度差が一定となるように、前記複数の光束のうち任意の光束が前記感光ドラム面に入射する位置での前記感光ドラム面の法線に対する副走査方向の入射角が大きくなるに従い、前記複数の発光部のうち前記任意の光束を出射する発光部と前記任意の光束と隣り合う光束を出射する発光部との副走査方向の間隔が小さく設定されていることを特徴としている。
【0010】
請求項2の発明のレーザービームプリンターは、請求項1に記載のマルチビーム光走査装置と、前記被走査面上に設けられた感光ドラムを有することを特徴としている。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【0057】
【0058】
【0059】
【0060】
【0061】
【0062】
【0063】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【発明の実施の形態】
[実施形態1]
図1(A)は本発明のマルチビーム走査光学装置をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態1の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図1(B)は図1(A)の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。
【0069】
同図において1は光源手段であり、複数の発光部(発光点)を副走査方向に配列した半導体レーザーアレイより成り、各々独立に光変調された複数の光束を出射している。
【0070】
2はコリメーターレンズであり、光源手段1から出射された複数の光束を略平行光束に変換している。3は開口絞りであり、通過光束(光量)を制限している。4はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り3を通過した複数の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。
【0071】
尚、コリメーターレンズ2、開口絞り3、シリンドリカルレンズ4等の各要素は入射光学系の一要素を構成している。
【0072】
5は偏向手段としての、例えばポリゴンミラー(回転多面鏡)より成る光偏向器であり、モーター等の駆動手段(不図示)により図中矢印5a1方向に等速(一定速度)で回転している。
【0073】
6はfθ特性を有する結像光学系(結像手段)であり、主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する単一の走査レンズより成っている。
【0074】
7は折り返しミラーであり、走査レンズ6を通過した複数の光束の光路を折り曲げている。8は記録媒体としての感光ドラムであり、副走査方向に等速(一定速度)で回転している。
【0075】
本実施形態において画像情報に応じて光源手段1から独立に光変調され出射した複数(本実施形態では2本)の発散光束はコリメーターレンズ2によって略平行光束に変換され、開口絞り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に入射した複数の略平行光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器(ポリゴンミラー)5の偏向面5aにほぼ線像(主走査方向に長手の線像)として結像している。そして光偏向器5の偏向面5aで偏向された複数の光束(図1(B)において実線と破線)を走査レンズ6により折り返しミラー7を介して感光ドラム8の面法線に対し角度θだけ、副走査方向に傾けて該感光ドラム8面上に入射させ、該光偏向器5を矢印5a1方向に回転させることによって、該感光ドラム8面上を矢印8a1方向(主走査方向)に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム8面上に所望の画素密度で画像記録を行なっている。
【0076】
光源手段1から出射した2本の光束が感光ドラム8面上に到達したときの副走査方向の間隔Liθ(mm)は副走査方向の画素密度A(dpi) によって、通常以下の式(1) で決まる。
【0077】
【数3】
【0078】
また光源手段1を構成する2つの発光部の副走査方向の間隔Lo(mm)は2本の光束の感光ドラム8面上の副走査方向の間隔Liθ(mm)と、光源手段1から感光ドラム8面までの全光学系(入射光学系と結像光学系)における副走査方向のトータル横倍率の絶対値(以下「副走査方向のトータル横倍率」と称す。)βs(倍)とから次式(2) で決まる。
【0079】
【数4】
【0080】
図2は本実施形態において複数の光束が感光ドラム8面に入射する様子を示した副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。
【0081】
本実施形態におけるマルチビーム光走査装置では同図に示すように光走査の際に感光ドラム8面からの戻り光を防止する為、光源手段(不図示)から出射した2本の光束10a,10bを該感光ドラム8面の面法線に対して各々角度(入射角)θだけ、副走査方向に傾けて感光ドラム8面へ入射させている。ここで入射角θはθ≦2(deg) であれば戻り光の問題はほぼ抑えられるが、入射角θが大きい方が効果が大きい。
【0082】
本実施形態では光束数n=2本、副走査方向の画素密度A=1200(dpi) 、副走査断面内における感光ドラム8の半径r=12(mm)であり、2本の光束10a,10bは副走査断面内において感光ドラム8の円周上のごく僅かな範囲を光走査するので、感光ドラム8面は直線近似された線状とみなされるものとして考える。このとき2本の光束10a,10bが感光ドラム8面上に到達する副走査方向の間隔Liθ(mm)は次式(3) で表わされ、初期に設定された光束間隔(2本の光束10a,10bの間隔)Li(Li0)(mm)よりも広くなる。
【0083】
【数5】
【0084】
これは1回の光走査で描かれる複数の走査線(ライン)の間隔が広がり、次の光走査で描かれる走査線との間隔が狭くなることを意味しており、画像上ではピッチムラが問題となる。
【0085】
そこで本実施形態では感光ドラム8面近傍における複数の光束のうち、ある1つの光束10bと隣り合う光束10aとの光束間隔Li(mm)が、角度θに基づいて所定の間隔Liθ(mm)よりも狭くなるように設定している。
【0086】
即ち、本実施形態では光源手段1から感光ドラム8までの全光学系(入射光学系及び結像光学系)における副走査方向のトータル横倍率の絶対値をβs(倍)、光源手段1から出射された複数の光束のうち、ある1つの光束が感光ドラム8面へ入射する位置での副走査方向の入射角をθ(rad) 、副走査方向の画素密度をA(dpi) 、複数の発光部の副走査方向の間隔をLo(mm)としたとき、次式(4) を満たすように、該複数の発光部の副走査方向の間隔Lo(mm)を設定し、これにより該感光ドラム8面近傍における光束間隔Li(mm)を副走査方向の画素密度から決められている所定の間隔Liθ(mm)よりも狭くして、感光ドラム8に入射する光束の副走査方向の入射角による走査線のピッチ間隔ズレを高精度に補正している。即ち、感光ドラム8面上における副走査方向の走査線のピッチ間隔が等間隔となるように設定している。
【0087】
尚、上記の所定の間隔とは画素密度に対応する副走査方向の間隔である。
【0088】
【数6】
【0089】
走査線のピッチ間隔誤差は副走査方向の画素密度で決まる走査線のピッチ間隔の±10%以内であれば画像上ではピッチムラとして目立たないことが実験的に判っており、上記式(4) の範囲規定は画像上、問題が無い範囲内で設定上の配置の自由度を持たせている。
【0090】
尚、このとき感光ドラム8面近傍における光束間隔Li(mm )は、
【0091】
【数7】
【0092】
となる。
【0093】
もしくは副走査断面内における感光ドラム8の半径をr(mm)としたとき、
【0094】
【数8】
【0095】
なる条件を満足している。
【0096】
尚、本実施形態では感光ドラム8面と光学的に等価な位置に光源手段1から出射される複数の光束の結像位置を検出するためのCCD等の検出素子(撮像素子)を設け、該検出素子を角度θと等しい角度だけ該感光ドラム8の面法線に対して副走査方向に傾けて該複数の光束の結像位置を検出し、該検出された情報(例えば複数の光束の結像位置間隔等)に基づいて、該感光ドラム8面に入射する光束の副走査方向の入射角によって生じる走査線のピッチ間隔ズレを、上述の如く光源手段1を構成する複数の発光部の副走査方向の間隔Lo(mm)を調整することにより補正している。
【0097】
表−1に本実施形態における数値例を示す。
【0098】
【表1】
【0099】
上記表−1に示した数値例より本実施形態では感光ドラム8面上における2本の光束10a,10bの副走査方向の間隔Liθが所望の値となり、また光束10bと次の光走査で到達する光束11aとの間隔Liθも所望の値となる。即ち、隣り合う走査線のピッチ間隔は実用上、問題無いレベルで一定(副走査方向の画素密度に相当した間隔)となり、これにより本実施形態ではピッチムラがない常に良好なる画質が得られるマルチビーム走査装置を得ている。
【0100】
尚、本実施形態では2本の光束を用いて感光ドラム8面上を同時に光走査したが、それに限らず、例えばそれ以上の本数の光束を用いて該感光ドラム8面上を同時に光走査しても良い。即ち、本実施形態では感光ドラム8面に入射する複数の光束の副走査方向の入射角に応じて光源手段1を構成する複数の発光部の副走査方向の間隔を適切に調整することにより、該感光ドラム8面上の走査線のピッチ間隔ムラを良好に補正することができる。また光源手段も半導体レーザアレイに限らず、例えばシングル半導体レーザを複数個並べて使用してもよい。
【0101】
尚、複数の発光部の副走査方向の間隔の調整方法としては、例えば回転調整方法や副走査方向へ平行移動させる方法等が考えられるが、これに限定されることはなく、該複数の発光部の副走査方向の間隔が調整できるなら他の方法を利用しても良い。このとき前述の如く検出素子からの情報に基づいて複数の発光部の副走査方向の間隔を調整すれば良い。
【0102】
[実施形態2]
図3は本発明の実施形態2の感光ドラム面の一部分の要部断面図(副走査断面図)であり、複数の光束が感光ドラム面に入射する様子を示している。
【0103】
本実施形態では光束数n=5本、副走査方向の画素密度A=600(dpi) 、副走査断面内における感光ドラム8の半径r=5(mm)としてマルチビーム走査装置の更なるマルチ化を行い、それを使用した画像形成装置の更なる高速化を図ると同時に感光ドラム8の小型化を図った例を示してある。
【0104】
本実施形態においては画像情報に応じて光源手段(不図示)から独立に光変調され出射した5本の発散光束を光偏向器(不図示)で反射偏向させた後、結像光学系(不図示)により折り返しミラー(不図示)を介して感光ドラム8面の面法線に対し角度θだけ副走査方向に傾けて感光ドラム8面上に入射させ、該感光ドラム8面上を5本の光束で同時に光走査している。
【0105】
このとき同時に光走査される光束数が多く、また感光ドラム8が小型化されているので感光ドラム8面の副走査断面は、もはや直線とは近似し難く円弧と見なすのが妥当である。
【0106】
本実施形態においては感光ドラム8面付近で各光束と隣り合う光束との光束間隔Li(Li0)は一定であり、その光束間隔Liは前述の実施形態1と同様に副走査方向の画素密度から決まる。しかしながら各光束が感光ドラム8面へ到達したときの円周上の間隔は入射角の増加に従い広くなる。即ち、図3中の光束10a〜光束10eは互いに略平行で、かつ光束間隔は略等間隔Li0であるが、光束10aが感光ドラム8面へ入射する角度(面法線に対して副走査方向の角度)θaはθa=30.0(deg) 、‥‥‥‥‥、光線10dが感光ドラム8面へ入射する角度θdはθd=31.7(deg) で異なり、感光ドラム8面上の副走査方向の間隔も光束10a〜光束10b(Liθab)よりも光束10d〜光束10e(Liθde)の方が広くなる。
【0107】
図4は5本の光束が感光ドラム面に入射する様子を示した副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。
【0108】
同図において光束10aが感光ドラム8面へ到達する位置をa、光束10bが感光ドラム8面へ到達する位置をb、‥‥‥‥、光束10eが感光ドラム8面へ到達する位置をe、副走査断面内における感光ドラム8の曲率中心をo、感光ドラム8面に入射する光束10aの副走査方向の入射角をθa(rad) 、同じく感光ドラム8面に入射する光束10bの副走査方向の入射角をθb(rad) としたとき、直線ao、boとで成す角∠aobは
∠aob =θb −θa =Δθab …(5)
となる。
【0109】
また半径r(mm)の感光ドラム8面上の円弧a,bの間隔Liθabは
Liθab=Δθab×r …(6)
となる。
【0110】
よって、ある光束と隣り合う光束との入射角度差Δθが等しければ、感光ドラム8面上の走査ラインのピッチ間隔も一定となることが判る。
【0111】
そこで本実施形態では光源手段から出射された複数の光束のうち、ある1つの光束が感光ドラム8面へ入射する位置での副走査方向の入射角と、隣り合う光束が該感光ドラム8面へ入射する位置での副走査方向の入射角との入射角度差Δθが一定と成るように設定している。
【0112】
本実施形態において感光ドラム8面上のピッチ間隔を副走査方向の画素密度A(dpi) から決まる所定間隔Liθ(mm)にするための入射角度差Δθ(rad) は、ある1つの光束が感光ドラム8面に入射角θ(rad) で入射したとき
【0113】
【数9】
【0114】
となる。
【0115】
そこで、ある光束と隣り合う光束とにおける入射角度差Δθを上記式(7) を満たすように光源手段を構成する複数の発光部の副走査方向の間隔を設定すれば、走査線のピッチ間隔は所定の間隔(副走査方向の画素密度から決まる間隔)に補正することができる。
【0116】
即ち、光源手段から出射された複数の光束のうち、ある1つの光束が感光ドラム8ヘ入射する位置での副走査方向の入射角をθ(rad) 、副走査断面内における感光ドラム8の半径をr(mm)、副走査方向の画素密度をA(dpi) 、該光源手段から感光ドラム8までの全光学系における副走査方向のトータル横倍率の絶対値をβs(倍)、該光源手段の発光部の副走査方向の間隔をLo(mm)としたとき、次式(8) を満足すれば良い。
【0117】
【数10】
【0118】
本実施形態では式(8) を満足するように複数の発光部の副走査方向の間隔を適切に設定している。
【0119】
ところで光源手段から出射された各光束10a,10b,10c,10d,10eが感光ドラム8面へ入射する角度を各々順にθa,θb,θc,θd,θe、複数の発光部の副走査方向の間隔を各々順にLoθab,Loθbc,Loθcd,Loθdeとしたとき、
θa<θb<θc<θd<θe
より
Loθab≠Loθbc≠Loθcd≠Loθde
となることが判る。
【0120】
そこで本実施形態では上記式(8) を満足するように光源手段の発光部の副走査方向の間隔を不等間隔に設定することにより、隣り合う光束との入射角度差Δθを一定とすることができ、これにより感光ドラム8面上の走査線のピッチ間隔を副走査方向の画素密度に応じた等間隔に補正することができる。尚、複数の発光部を出射した後の複数の光束の光束間隔は不等間隔に設定されている。
【0121】
表−2に本実施形態における数値例を示す。
表−2に示すように副走査方向の入射角θが大きくなるに従って、隣り合う光束を出射する発光部の副走査方向の間隔Loが小さくなるように設定している。
【0122】
【表2】
【0123】
このように本実施形態では表−2に示す如く感光ドラム8面に入射する角度が各光束毎に異なるが、複数の発光部の副走査方向の間隔を適切に調整することにより、ある光束と隣り合う光束との入射角度差Δθを一定に補正することができる。
【0124】
ここで前記式(2) で表わされる補正前と式(8) で表わされる補正後での感光ドラム8面上の走査線のピッチ間隔を比較すると、表−3に示した通りとなる。
【0125】
【表3】
【0126】
表−3に示すように補正前では感光ドラム8面に入射する光束の入射角及びある光束と隣り合う光束との入射角度差Δθによって走査線のピッチ間隔は所望の間隔から大きくズレてしまうが、本実施形態のように複数の発光部の副走査方向の間隔を適切に設定することにより、感光ドラム8面に入射する光束の入射角及び感光ドラム8面上を同時に光走査する光束数によらず、常に所望の走査線のピッチ間隔に補正することができる。これにより本実施形態では感光ドラム8や折り返しミラー等の本体配置の制約を受けることがなく、常にピッチムラが無く良好なる画質が得られるマルチビーム光走査装置を得ることができる。
【0127】
参考例1
図5は本発明の参考例1の複数の発光部を有する光源手段の要部断面図(光軸と直交する断面図)である。
【0128】
本参考例において前述の実施形態2と異なる点は光源手段を光軸と平行な軸の周りを回転させることにより、5つの発光部の副走査方向の間隔が所望の値(等間隔)になるように設定したことである。
【0129】
即ち、同図においてYは主走査方向、Zは副走査方向、50は光源手段であり、5つの発光部51a〜51eが直線上に配列されたモノリシックな半導体レーザアレイより成っている。図5では光源手段50を、入射光学系の光軸に対して発光部51a〜51eの間隔が副走査方向(Z方向)に対して等間隔となるように角度αだけ回転させた状態を示している。
【0130】
前記図3に示された感光ドラム8面上の走査線のピッチ間隔は副走査方向の画素密度で決まるピッチ間隔の±10%以内であれば画像上ではピッチムラとして目立たないことが実験的に判っており、従って5つの発光部51a〜51eの副走査方向の間隔に下記の許容範囲を持たせることができる。
【0131】
走査線のピッチ間隔は前記式(6) に示したように感光ドラム面上への入射角度差Δθによって決まるので、入射角度差Δθが±5%以内となるように5つの発光部51a〜51eの副走査方向の間隔を決めればよい。
【0132】
ある1つの光束が半径r(mm)の感光ドラムヘ入射角θ(rad) 、隣り合う光束との光束間隔Li(mm)で入射する場合の感光ドラム面上への入射角度差Δθ(rad) は以下の式(9) で表わされる。
【0133】
【数11】
【0134】
前記式(6) より感光ドラム面上での走査線のピッチ間隔Liθ(mm)は以下の式(10)で表わされる。
【0135】
【数12】
【0136】
そこで以下の式(11)で示すように感光ドラム面上での走査線のピッチ間隔Liθ(mm)を副走査方向の画素密度A(dpi) から決まる所定の値に設定すればピッチムラを補正することができる。
【0137】
【数13】
【0138】
ここで走査線のピッチ間隔を±10%以内に抑えるためには入射角度差Δθ(rad) は以下の式(12)を満足すればよい。
【0139】
【数14】
【0140】
即ち、ある1つの光束と隣り合う光束との光束間隔Li(mm)が以下の式(13)を満足すればよい。
【0141】
【数15】
【0142】
ここである1つの光束と隣り合う光束との光束間隔Li(mm)と副走査方向のトータル副走査倍率βs(倍)とから5つの発光部51a〜51eの副走査方向の間隔Lo(mm)は次式(14)で表わされる。
【0143】
【数16】
【0144】
即ち、5つの発光部51a〜51eの副走査方向の間隔Lo(mm)は次式(15)を満足すればよい。
【0145】
【数17】
【0146】
そこで参考例1では式(15)の許容範囲内に収まるように光源手段50を光軸と平行な回転軸の周りを回転させて5つの発光部51a〜51eの副走査方向の間隔を調整することにより走査線のピッチ間隔ズレを補正している。
【0147】
参考例1では5つの発光部51a〜51eの間隔が90.000μmであり、主走査方向と平行に配列されている。光源手段50を光軸と平行な回転軸の周りを2.568(deg) 回転させることによって、副走査方向の間隔LoをLo=4.033μmに調整している。
【0148】
表−4に参考例1の数値例を示す。
【0149】
【表4】
【0150】
但し、ΔLiθ=Liθ’−Liθ
RLiθ=ΔLθ×A/25.4×100
これにより本実施形態ではモノリシックな半導体レーザアレイを使用した場合に複数の発光部の副走査方向の間隔を不等間隔にしなくとも画像上のピッチムラを目立たなくすることができ、且つモノリシックな半導体レーザアレイを回転調整可能にした、製造及び調整が容易なマルチビーム光走査装置を得ている。
【0151】
参考例2
図6は本発明の参考例2の飛び越し走査を行なうマルチビーム光走査装置の感光ドラム面の一部分の要部断面図(副走査断面図)であり、複数の光束が感光ドラム面に入射する様子を示している。同図において図3と示した要素と同一要素には同符番を付している。
【0152】
本参考例において前述の実施形態1、2、参考例1と異なる点は走査方式を飛び越し走査としたことである。その他の構成及び光学的作用は前述の実施形態1、2、参考例1と略同様である。尚、副走査方向の走査線のピッチ間隔を補正する手段は前述の実施形態1、2、参考例1と略同様な手段を用いている。
【0153】
即ち、本参考例では複数の発光部を副走査方向に配列して成る光源手段から画像情報に応じて該複数の発光部のうち何本かの発光部を周期的に飛び越して何本かの発光部を選択して発光させ、該発光した複数の光束を偏向手段に導光し、該偏向手段で偏向された複数の光束を副走査方向に等速回転する感光ドラムの面法線に対し角度θだけ副走査方向に傾けて該感光ドラム面に入射させ、該感光ドラム面上を該複数の光束が所定の間隔で飛び越し走査して、記録媒体としての感光ドラム面上に画像情報の記録を行なっている。
【0154】
図6においては光源手段から出射した2本の光束が同時に感光ドラム面上に導光されるが、実線で示される光束10aと光束10bは破線で示される2ラインを飛び越して光走査している。即ち、光源手段は2本の発光部(ライン)を飛び越して発光していることになる。このような走査方式は一般に飛び越し走査と称し、飛び越すライン本数が多いほど走査線のピッチ間隔誤差が大きくなることが問題となる。
【0155】
そこで本参考例では、例えば前述の参考例1と同様に複数の発光部の副走査方向の間隔を適切に調整することにより、感光ドラム面上における副走査方向の走査線のピッチ間隔が等間隔となるように、即ち感光ドラム面上の走査線のピッチ間隔を所望の値になるように補正している。
【0156】
本参考例において飛び越す発光部(ライン)の本数をN(本)としたとき、ある1つの光束と隣り合う光束との感光ドラム面上に到達する位置の間隔の目標値Liθ(mm)は副走査方向の画素密度A(dpi )から次式(16)で与えられる。
【0157】
【数18】
【0158】
よって感光ドラム面上では1/(N+1)の副走査方向の画素密度に相当する間隔を与えれることに等しい。
【0159】
ここで走査線のピッチ間隔を±10%以内に抑えるためには入射角度差Δθ(rad) は以下の式(c) を満足すればよい。
【0160】
【数19】
【0161】
即ち、前記式(13)と同様にある1つの光束と隣り合う光束との光束間隔Li(mm)が次式(17)を満足するように設定すればよい。
【0162】
【数20】
【0163】
また前記(14)式より複数の発光部の副走査方向の間隔Lo(mm)が次式(18)を満足するように設定すればよい。
【0164】
【数21】
【0165】
表−5に本参考例の数値例を示す。
【0166】
【表5】
【0167】
画素密度600(dpi) で走査線を2本飛び越した光束との間隔は副走査方向の画素密度200(dpi) 時の間隔に相当する127μmとなり、参考例1と同様に光源手段を光軸と平行な回転軸の周りを回転させることによって複数の発光部の副走査方向の間隔Lo(mm)を調整している。
【0168】
これにより複数の光束が飛び越し走査等で感光ドラム面上の大きく離れた位置を光走査する場合においてもピッチムラが無く常に良好なる画像が得られるマルチビーム光走査装置を得ている。
【0169】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く光源手段を構成する複数の発光部の副走査方向の間隔を適切に設定することにより、感光ドラム面ヘの入射角による走査線のピッチ間隔誤差を補正し、また感光ドラムの半径が小さかったり、同時に光走査する光束数が多かったり、飛び越し走査したりする際に感光ドラムの円周上における走査線のピッチ間隔誤差を補正し、これによりピッチムラが生じない常に良好なる画像が得られるマルチビーム光走査装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1の主走査方向及び副走査方向の要部断面図
【図2】 本発明の実施形態1の複数の光束が感光ドラム面に入射する様子を示した副走査方向の要部断面図
【図3】 本発明の実施形態2の複数の光束が感光ドラム面に入射する様子を示した副走査方向の要部断面図
【図4】 本発明の実施形態2の複数の光束が感光ドラム面に入射する様子を示した副走査方向の要部断面図
【図5】 本発明の参考例1の光源手段の副走査方向の要部断面図
【図6】 本発明の参考例2の複数の光束が感光ドラム面に入射する様子を示した副走査方向の要部断面図
【符号の説明】
1,50 光源手段(半導体レーザアレイ)
2 コリメーターレンズ
3 開口絞り
4 シリンドリカルレンズ
5 偏向手段(ポリゴンミラー)
6 結像光学系(fθレンズ)
7 折り返しミラー
8 記録媒体(感光ドラム)
9 光軸
10a,10b,10c,10d,10e,11a 光束
51 発光手段

Claims (2)

  1. 複数の発光部が副走査方向に配列された光源手段と、前記複数の発光部から出射された複数の光束を光偏向器に導く入射光学系と、前記光偏向器の偏向面にて偏向走査された複数の光束を同一の感光ドラム面に結像させる結像光学系と、を有するマルチビーム光走査装置であって、
    副走査断面内において、前記光偏向器の偏向面にて偏向走査された複数の光束を前記感光ドラム面の法線に対して斜方向から前記感光ドラム面に入射させており、
    前記光偏向器の偏向面にて偏向走査された複数の光束のうち任意の光束が前記感光ドラム面に入射する位置での前記感光ドラム面の法線に対する副走査方向の入射角と前記任意の光束と隣り合う光束が前記感光ドラム面に入射する位置での前記感光ドラム面の法線に対する副走査方向の入射角との入射角度差が一定となるように、前記複数の光束のうち任意の光束が前記感光ドラム面に入射する位置での前記感光ドラム面の法線に対する副走査方向の入射角が大きくなるに従い、前記複数の発光部のうち前記任意の光束を出射する発光部と前記任意の光束と隣り合う光束を出射する発光部との副走査方向の間隔が小さく設定されていることを特徴とするマルチビーム光走査装置。
  2. 請求項1に記載のマルチビーム光走査装置と、前記被走査面上に設けられた感光ドラムを有することを特徴とするレーザービームプリンター。
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