JP2001188188A - マルチビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長板を必要とせずに、少ない部品点数によ
り、低コストで、シェーディング特性による画質低下を
効果的に防止する。 【解決手段】 ビーム合成プリズム９は、コリメートレ
ンズ５および６によりコリメートされ且つカップリング
されたＬＤ１および２の射出ビーム、並びにコリメート
レンズ７および８によりカップリングされたＬＤ３およ
び４の射出ビームをほぼ同一方向の光軸に合成する。ビ
ーム合成プリズム９により合成されたビームは、シリン
ドリカルレンズ１０で主走査方向に沿うほぼ直線状に集
光し、ポリゴンミラー１１で反射偏向し且つ偏向角度を
等角速度的に変化させる。ポリゴンミラー１１で反射さ
れたビームは、ｆθレンズ１２、折返しミラー１３およ
びトロイダルレンズ１４を介して感光体１５の被走査面
上に結像する。走査は、ＬＤ１→ＬＤ３→ＬＤ２→ＬＤ
４の順序で行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ（ＬＢＰ）等の光学式プリンタ、ディジタル複写機
（ＰＰＣ）および普通紙ファクシミリ（ＰＰＦ）等に用
いられる光走査装置に係り、特に複数の光ビームを用い
て走査を高速化するマルチビーム走査装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザビームプリンタ等の光学式
プリンタ、ディジタル複写機、および普通紙ファクシミ
リ等に用いられる光走査装置の高速化が要求されてきて
いる。光走査装置において高速化および高密度化を達成
する合理的な方法の一つに複数の光源による光束、つま
りマルチビームを用いる方式がある。すなわち、この種
の光走査装置において高速化を図る場合、単一の光ビー
ムによる走査では、走査用の偏向器等を非常に高速に動
作させなければならないので、騒音の低減および光源の
高出力化等が必要になり、偏向器の製造コストも大幅に
上昇する。そこで、複数の光ビームを被走査面上で副走
査方向に所定のピッチ間隔を存して走査する、いわゆる
マルチビーム走査を採用することにより、偏向器の回転
速度等を高速化することなく高速走査を達成し、高速印
字等を実現することが可能になる。

【０００３】従来のマルチビーム走査装置の一例が特開
平９−２３０２６０号公報に示されている。特開平９−
２３０２６０号公報のマルチビーム走査装置は、光源と
しての複数のレーザダイオードの偏光方向の配置に工夫
を施して、光の有効利用を意図したものである。この特
開平９−２３０２６０号公報のマルチビーム走査装置に
は、λ／２波長板、λ／４波長板または３λ／４波長板
等の波長板を使用して偏光方向を調整し、シェーディン
グ特性等の光量特性を向上することが示されている。ま
た、４ビーム光学系において、光束を合成後に波長板を
使用してシェーディング特性を改善すること、および波
長板を使用せずに一定量のシェーディングを許容してコ
ストダウンを図ることなども検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、高速
化に対応するため、多数の光源によるビームを合成する
マルチビーム方式においては、偏光特性を制御する波長
板を使用して、個々のビームが作る各ラインの像高に対
する光量差を低減し且つライン間の光量差も低減して、
シェーディングを低減し、良好なシェーディング特性を
得るようにしている。２つの光源による２つの光ビーム
の光軸に開き角を持たせ、所定の条件で交差させること
により高性能を達成する交差方式が検討されているが、
この交差方式を用いて、４個以上の光源によるマルチビ
ームにおける高性能化を達成することは、著しく困難で
ある。このため、４個以上の光源によるマルチビーム走
査では、上述した交差方式と偏光を用いる合成方式の併
用が有力であると考えられ、マルチビーム光源としての
レーザダイオードアレイを用いる場合には、低コストな
２チャンネルレーザダイオードアレイと偏光とを用いる
合成方式が有力であると考えられる。

【０００５】また、偏光特性を制御するために、λ／２
波長板等の波長板を用いる方法が知られている。ところ
が、波長板は高価であり、しかも波長板を挿入すること
によって、部品点数が増えるため、部品や組み付けの誤
差によるばらつきが累積されて、画質低下の原因とな
る。本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、
波長板を必要とせずに、少ない部品点数により、低コス
トで、シェーディング特性による画質低下を効果的に防
止し得るマルチビーム走査装置を提供することを目的と
している。本発明の請求項１の目的は、特に、波長板を
用いることなく、シェーディング特性による画質低下を
効果的に防止し得るマルチビーム走査装置を提供するこ
とにある。

【０００６】本発明の請求項２の目的は、特に、４個以
上のレーザダイオードを用いたマルチビーム方式に好適
なマルチビーム走査装置を提供することにある。本発明
の請求項３の目的は、特に、４個のレーザダイオードを
用いたマルチビーム方式に好適なマルチビーム走査装置
を提供することにある。本発明の請求項４の目的は、特
に、レーザダイオードアレイを用いて複数の光源を構成
するマルチビーム方式に好適なマルチビーム走査装置を
提供することにある。本発明の請求項５の目的は、特
に、複数の光源の光量補正を行なって、前記複数の光源
による被走査面上の所定の像高における光強度を所定値
とし、シェーディング特性を改善し得るマルチビーム走
査装置を提供することにある。本発明の請求項６の目的
は、特に、複数の光源の全てについて、所定の像高にお
ける光強度を所定値として、シェーディング特性を改善
し得るマルチビーム走査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明に係るマルチビーム走査装置は、上述した目的を達成
するために、駆動回路により駆動される複数の光源と、
前記複数の光源を所定個数ずつカップリングする複数の
第１の光学系と、前記第１の光学系から射出される各光
束をほぼ同一方向の光軸に合成する合成光学系と、前記
合成光学系により合成された光束を主走査方向に沿うほ
ぼ直線状に集光する第２の光学系と、前記第２の光学系
から射出される光束を偏向し且つ該光束の偏向角度を変
化させて主走査方向の走査を生じさせる偏向手段と、前
記偏向手段により偏向された複数の偏向光束を被走査面
に向けて集光し、且つこれら複数の光束が前記偏向角度
の変化にともなって被走査面を略等速的に走査するよう
にする走査結像素子を含む第３の光学系とを備え、前記
複数の光源に基づく各光束の配列を、シェーディング特
性の非類似な光束が副走査方向に隣接する配列とするこ
とを特徴としている。

【０００８】請求項２に記載した本発明に係るマルチビ
ーム走査装置は、前記複数の光源が、４個以上のレーザ
ダイオードからなり、前記第１の光学系が、前記複数の
光源を構成するレーザダイオードと同数のカップリング
レンズを含むとともに、前記合成光学系が、偏光面を有
するプリズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を
含むことを特徴としている。請求項３に記載した本発明
に係るマルチビーム走査装置は、前記複数の光源が、４
個のレーザダイオードからなり、前記第１の光学系が、
４個のカップリングレンズを含むとともに、前記合成光
学系が、前記４個のうちの各２個のレーザダイオードの
射出光を、光軸が開き角を持つ交差方式により合成し、
且つ、これら２個ずつのレーザダイオードの射出光を合
成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハーフミラー
のいずれか一方を含むことを特徴としている。

【０００９】請求項４に記載した本発明に係るマルチビ
ーム走査装置は、前記複数の光源が、複数の発光点を有
する一対のレーザダイオードアレイを含み、前記第１の
光学系が、前記一対のレーザダイオードアレイにそれぞ
れ対応する一対のカップリングレンズを含むとともに、
前記合成光学系が、前記一対のカップリングレンズの射
出光を合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハー
フミラーのいずれか一方を含むことを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係るマルチビーム走査装置
は、前記駆動回路が、前記複数の光源による被走査面上
の所定の像高における光強度が所定値となるように前記
複数の光源の光量補正を行う手段を含むことを特徴とし
ている。請求項６に記載した本発明に係るマルチビーム
走査装置は、前記所定の像高はすべての光束について同
一の像高であり、前記光強度の前記所定値はすべての光
束について同一の光強度であることを特徴としている。

【００１０】

【作用】すなわち、本発明の請求項１によるマルチビー
ム走査装置は、駆動回路により駆動される複数の光源
を、第１の光学系により所定個数ずつカップリングし、
該第１の光学系から射出される各光束を合成光学系によ
ってほぼ同一方向の光軸に合成し、この合成光学系によ
り合成された光束を第２の光学系によって主走査方向に
沿うほぼ直線状に集光して、この第２の光学系から射出
される光束を、偏向手段にて、偏向し且つ該光束の偏向
角度を変化させて主走査方向の走査を生じさせ、前記偏
向手段により偏向された複数の偏向光束を、第３の光学
系により、被走査面に向けて集光し、且つこれら複数の
光束が前記偏向角度の変化にともなって被走査面を略等
速的に走査するようにするとともに、前記複数の光源に
基づく各光束の配列を、シェーディング特性の非類似な
光束が副走査方向に隣接する配列とする。

【００１１】このような構成により、特に、波長板を用
いることなく、少ない部品点数により、低コストで、シ
ェーディング特性による画質低下を効果的に防止するこ
とができる。また、本発明の請求項２によるマルチビー
ム走査装置は、前記複数の光源が、４個以上のレーザダ
イオードからなり、前記第１の光学系が、前記複数の光
源を構成するレーザダイオードと同数のカップリングレ
ンズを含むとともに、前記合成光学系が、偏光面を有す
るプリズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を含
む。このような構成により、特に、４個以上のレーザダ
イオードを用いたマルチビーム方式にて、波長板を必要
とせずに、少ない部品点数により、低コストで、シェー
ディング特性による画質低下を効果的に防止することが
できる。

【００１２】本発明の請求項３によるマルチビーム走査
装置は、前記複数の光源が、４個のレーザダイオードか
らなり、前記第１の光学系が、４個のカップリングレン
ズを含むとともに、前記合成光学系が、前記４個のうち
の各２個のレーザダイオードの射出光を、光軸が開き角
を持つ交差方式により合成し、且つ、これら２個ずつの
レーザダイオードの射出光を合成する偏光面を有するプ
リズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を含む。
このような構成により、特に、４個のレーザダイオード
を用いたマルチビーム方式にて、波長板を必要とせず
に、少ない部品点数により、低コストで、シェーディン
グ特性による画質低下を効果的に防止することができ
る。

【００１３】本発明の請求項４によるマルチビーム走査
装置は、前記複数の光源が、複数の発光点を有する一対
のレーザダイオードアレイを含み、前記第１の光学系
が、前記一対のレーザダイオードアレイにそれぞれ対応
する一対のカップリングレンズを含むとともに、前記合
成光学系が、前記一対のカップリングレンズの射出光を
合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハーフミラ
ーのいずれか一方を含む。このような構成により、特
に、レーザダイオードアレイを用いて複数の光源を構成
するマルチビーム方式にて、波長板を必要とせずに、少
ない部品点数により、低コストで、シェーディング特性
による画質低下を効果的に防止することができる。

【００１４】本発明の請求項５によるマルチビーム走査
装置は、前記駆動回路が、前記複数の光源による被走査
面上の所定の像高における光強度が所定値となるように
前記複数の光源の光量補正を行う手段を含む。このよう
な構成により、特に、複数の光源の光量補正を行なっ
て、前記複数の光源による被走査面上の所定の像高にお
ける光強度を所定値とし、シェーディング特性を改善す
ることができる。本発明の請求項６によるマルチビーム
走査装置は、前記所定の像高はすべての光束について同
一の像高であり、前記光強度の前記所定値はすべての光
束について同一の光強度である。このような構成によ
り、特に、複数の光源の全てについて、所定の像高にお
ける光強度を所定値として、シェーディング特性を改善
することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
図面を参照して本発明のマルチビーム走査装置を詳細に
説明する。

【００１６】〈第１の実施の形態〉図１は、本発明の第
１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置の要部であ
る光学系の構成を示している。図１に示すマルチビーム
走査装置は、第１のレーザダイオード１（以下、「ＬＤ
１」と称する）、第２のレーザダイオード２（以下、
「ＬＤ２」と称する）、第３のレーザダイオード３（以
下、「ＬＤ３」と称する）、第４のレーザダイオード４
（以下、「ＬＤ４」と称する）、第１のコリメートレン
ズ５、第２のコリメートレンズ６、第３のコリメートレ
ンズ７、第４のコリメートレンズ８、ビーム合成プリズ
ム９、シリンドリカルレンズ１０、ポリゴンミラー１
１、ｆθレンズ１２、折返しミラー１３、トロイダルレ
ンズ１４、感光体１５および同期検知用ミラー１６を具
備している。図１においては、比較のために従来用いら
れているλ／４波長板ＱＬも示している。

【００１７】ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３およびＬＤ４は、
この場合４個の光源としての第１、第２、第３および第
４のレーザダイオードであり、ＬＤ１およびＬＤ２は、
副走査方向に対応する方向に所定間隔を存して配置され
て、例えばアルミダイカスト等の十分な合成を有する部
材からなる第１のベース（図示せず）に固定支持され、
ＬＤ３およびＬＤ４は、副走査方向に対応する方向に所
定間隔を存して配置されて、第２のベース（図示せず）
に固定支持されている。これらＬＤ１〜ＬＤ４は、図示
していない駆動回路により、個別に光量調整可能として
駆動されている。第１のコリメートレンズ５および第２
のコリメートレンズ６は、それぞれＬＤ１およびＬＤ２
から、例えば発散状態として射出される光ビームである
レーザビームを平行光束となるようにコリメートし、且
つ光軸を対称軸として互いに交差する方向となるように
カップリングしてビーム合成プリズム９に導く。

【００１８】第３のコリメートレンズ７および第４のコ
リメートレンズ８は、それぞれＬＤ３およびＬＤ４か
ら、例えば発散状態として射出されるレーザビームを平
行光束となるようにコリメートし、光軸を対称軸として
互いに交差する方向となるようにカップリングしてビー
ム合成プリズム９に導く。すなわち、第１〜第４のコリ
メートレンズ５〜８は、第１の光学系としてのカップリ
ングレンズである。ビーム合成プリズム９は、偏光プリ
ズムを用いた合成光学系であり、第１および第２のコリ
メートレンズ５および６によりカップリングされたＬＤ
１およびＬＤ２の射出ビーム、並びに第３および第４の
コリメートレンズ７および８によりカップリングされた
ＬＤ３およびＬＤ４の射出ビームをほぼ同一方向の光軸
に合成してシリンドリカルレンズ１０に入射させる。ビ
ーム合成プリズム９においては、第１および第２のコリ
メートレンズ５および６によりカップリングされたＬＤ
１およびＬＤ２の射出ビームと、第３および第４のコリ
メートレンズ７および８によりカップリングされたＬＤ
３およびＬＤ４の射出ビームとを偏光面により異なる偏
光方向として合成し、ビーム合成による光量低下を低減
している。

【００１９】シリンドリカルレンズ１０は、第２の光学
系であり、副走査方向にのみ曲率を有していて、ビーム
合成プリズム９により合成されたビームを、主走査方向
に沿うほぼ直線状に集光してポリゴンミラー１１に入射
する。ポリゴンミラー１１は、正多面体を形成する鏡面
を有する偏向手段であり、入射ビームを反射偏向し且つ
回転により偏向角度を等角速度的に変化させて、主走査
方向の走査を生じさせる。第３の光学系としてのｆθレ
ンズ１２は、例えば凹メニスカス状の長尺レンズおよび
平凸状の長尺レンズの組合わせからなり、ポリゴンミラ
ー１１で反射されたビームを折返しミラー１３に入射さ
せる。折返しミラー１３は、ｆθレンズ１２から入射さ
れたビームを偏向し、トロイダルレンズ１４を介して感
光体１５の被走査面上にスポット状に結像させる。シリ
ンドリカルレンズ１０およびトロイダルレンズ１４は、
面倒れ補正光学系として機能する。感光体１５の被走査
面上に結像されるビームスポットは、ポリゴンミラー１
１の回転による等角速度的な偏向角度の変化により、被
走査面を主走査方向に走査する。

【００２０】この場合、後述するように、第１のベース
に固定されたＬＤ１およびＬＤ２は、像高に対する光量
特性、つまりシェーディング特性が互いに類似してお
り、第２のベースに固定されたＬＤ３およびＬＤ４も、
像高に対する光量特性、つまりシェーディング特性が互
いに類似している。そして、感光体１５の被走査面上で
の走査は、ＬＤ１→ＬＤ３→ＬＤ２→ＬＤ４の順序で行
なわれ、このような走査を、感光体１５の回転駆動によ
る被走査面の副走査方向への動作と交互に繰り返す。し
たがって、被走査面上では、シェーディング特性の異な
る走査ラインが隣接するように走査されることになる。
同期検知用ミラー１６は、折返しミラー１３の画像領域
外に配置され、該同期検知用ミラー１６により反射され
たビームは、図示していない同期検知センサ等による同
期検知に供される。なお、波長板が用いられる場合に
は、ビーム合成プリズム９とシリンドリカルレンズ１０
との間にλ／４波長板ＱＬが挿入される。

【００２１】次に、上述したように構成されたマルチビ
ーム走査装置の動作を説明する。上述したように、第１
のベースに光源となるＬＤ１およびＬＤ２が組み付けら
れ、第１の光学系を構成する第１および第２のカップリ
ングレンズ５および６によってカップリングされる。同
様に、第２のベースに光源となるＬＤ３およびＬＤ４が
組み付けられ、第１の光学系を構成する第３および第４
のカップリングレンズ７および８によってカップリング
される。これらカップリングされたレーザビームは、合
成光学系であるビーム合成プリズム９によって、ほぼ同
一方向の光軸に合成された後、第２の光学系であるシリ
ンドリカルレンズ１０に入射する。

【００２２】図１に示す構成において、ポリゴンミラー
１１の反射偏向面には単層コートを施し、１枚の折返し
ミラー１３には４層の多層膜を施した場合を例にとって
説明する。ビーム合成プリズム９とシリンドリカルレン
ズ１０との間にλ／４波長板ＱＬを用いた場合、ＬＤ１
〜ＬＤ４による４つの光束の像高に対する相対光量は、
表１の通りである。

【００２３】

【表１】 シェーディング特性は、被走査面上の像高における光強
度の最大値Ｉmaxと最小値Ｉminとの差と、最大値Ｉmax
との比を百分率で示し、次の数１で定義される。

【００２４】

【数１】 したがって、表１の場合におけるシェーディングは、数
１より４．２％である。ここで示している例は、Ａ３版
用の光走査装置であり、像高は±150mmとし、同期検知
は、＋像高側で行なっているものとした。次に、本発明
に従い、同様の構成において、λ／４波長板ＱＬを取り
除いた場合における光量を求める。第１のベースに取着
されたＬＤ１およびＬＤ２による光束については、表２
に示すようになる。

【００２５】

【表２】 このときのシェーディングは、数１より５．４％とな
る。また、第２のベースに取着されたＬＤ３およびＬＤ
４による光束については、表３に示すようになる。

【００２６】

【表３】 このときのシェーディングは、数１より６．０％とな
る。そして、本発明では、感光体１５の被走査面におけ
る副走査方向の光束配列を、第１のベースに取着された
ＬＤ１およびＬＤ２による光束と第２のベースに取着さ
れたＬＤ３およびＬＤ４による光束が、交互になるよう
に設定する。例えば、ＬＤ１→ＬＤ３→ＬＤ２→ＬＤ４
の順で走査するとき、隣接する２本の光束を平均した相
対光量は、次の表４のようになる。

【００２７】

【表４】 このときの数１に基づくシェーディングは、２．８％と
なる。表１〜表４のシェーディングを示す光量特性は、
図２に示す通りとなる。

【００２８】すなわち、従来と同様にλ／４波長板ＱＬ
を用いた場合には、表１に示した通りとなり、４．２％
のシェーディングを達成し、像高に対する光量変化の勾
配も比較的緩やかである。また、λ／４波長板ＱＬを取
り除いた場合には、表２および表３にそれぞれ示すよう
に、シェーディングが５．４％および６．０％と大き
く、光量変化の勾配も大きい。本発明に従い、λ／４波
長板ＱＬを用いないで、ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３および
ＬＤ４に基づく各光束の配列を、シェーディング特性の
非類似な光束が副走査方向に隣接するように配列するこ
とにより、表４に示すように、像高に対する光量変化の
勾配が極めて緩やかになり、しかも２．８％の平均シェ
ーディング特性を達成している。

【００２９】上述においては、２個のレーザダイオード
を交差方式で合成し、それらの一対を偏光プリズムで合
成して４ビームを作成するようにしている。シェーディ
ング特性を良好にするためにλ／２波長板を使う方法が
知られているが、上述した図１の構成では波長板を使用
しないため、個々の１ラインにおけるシェーディング、
またはライン間のシェーディング差が発生する。そこ
で、シェーディング特性の異なるラインをペアまたはそ
れ以上で組合せて、平均的な光量の分布を平滑化して、
高画質を達成するようにしている。例えば１２００dpi
の場合には、副走査方向のビーム走査ラインのピッチは
２１．２μmであり、これはプリントやコピーの最終検
出器となる人間の眼では検知することができず、２ビー
ムの４２．４μmにて平滑することによって実質的に高
画質を得ることができる。加えて、光量はライン間のシ
ェーディングを低減するように調整することで、さらに
良好な特性を得ることができる。

【００３０】すなわち、一般に、人間の視覚は０．１mm
〜１mm程度の（周期）構造へのレスポンスは良く、この
ような周期的なパターンは目立って見えるが、視野中心
から両側へ外れていくに従って鈍感になることが知られ
ている。例えば、１２００dpiでは、副走査方向のビー
ムピッチは２１．２μm（＝０．０２１２mm）であり、
表４の場合のように２倍の周期（４２．４μm＝０．０
４２４mm）ではあるが、より均一化されていることは、
高画質化上望ましい。もしも副走査方向にＬＤ１→ＬＤ
２→ＬＤ３→ＬＤ４の順で走査した場合には、４倍の周
期（８４．８μm＝０．０８４８mm）でシェーディング
の違いが現れ、視覚の敏感な領域に近付くので周期構造
が目立ち易くなる。また、各光束に対する光量調整は中
心である像高＝０mmの近傍で行われることが多いが、こ
の例では、像高＝−１００mmにおいて、ＬＤ１およびＬ
Ｄ２とＬＤ３およびＬＤ４とのシェーディングを示す光
量変化特性のカーブが交差しており、この像高近傍にお
いて、等しい光量に調整することにより、良好なシェー
ディング特性とすることができ、調整が複雑にならな
い。

【００３１】したがって、複数のビームの合成後のλ／
４波長板ＱＬを取り除いても、各光束の副走査方向の配
列が、シェーディング特性の非類似なものおよび／また
は相補的なものを隣接させているので、各走査ラインが
一定量のシェーディングを有していても、高画質を維持
することができ、しかも低コストである。また、複数の
レーザダイオードアレイを用いる場合、同じ副走査ピッ
チに対して発光点のピッチを２倍またはそれ以上に設定
することができ、製作が容易で低コストな光源を使用す
ることができる。さらに、光量を全体のシェーディング
が最小になるよう調整することができるので、一層効果
的である。このとき、全ての光源についてシェーディン
グ特性で定まる同一の像高付近で、同一の光強度、つま
り光出力、となるように調整することができ、調整が複
雑にならずに済む。

【００３２】〈第２の実施の形態〉図３は、本発明の第
２の実施の形態に係るマルチビーム走査装置の光学系の
要部の構成を示している。本発明の第２の実施の形態に
係るマルチビーム走査装置は、図３に示すように、図１
と実質的に同様の光源としてのＬＤ１（第１のレーザダ
イオード１）、ＬＤ２（第２のレーザダイオード２）、
ＬＤ３（第３のレーザダイオード３）、ＬＤ４（第４の
レーザダイオード４）および第２の光源としてのシリン
ドリカルレンズ１０等を有している。ＬＤ１およびＬＤ
２は、第１のベースＢ１に固定支持されて、第１のレー
ザダイオードアレイ２１（以下、「ＬＤＡ２１」と称す
る）を構成し、ＬＤ３およびＬＤ４は、第２のベースＢ
２に固定支持されて、第２のレーザダイオードアレイ２
２（以下、「ＬＤＡ２２」と称する）を構成している。

【００３３】また、図３のマルチビーム走査装置は、第
１の光学系として、図１の第１〜第４のコリメートレン
ズ５〜８に代えて、コリメートレンズ２３およびコリメ
ートレンズ２４を設け、合成光学系として、図１のビー
ム合成プリズム９に代えてビーム合成ハーフミラー２５
を設けている。ＬＤＡ２１のＬＤ１およびＬＤ２は、コ
リメートレンズ２３によりカップリングされ、ＬＤＡ２
２のＬＤ３およびＬＤ４は、コリメートレンズ２４によ
りカップリングされる。コリメートレンズ２３は、ＬＤ
１およびＬＤ２から、例えば発散状態として射出される
光ビームであるレーザビームを平行光束となるようにコ
リメートするとともに、光軸を対称軸として互いに交差
する方向となるようにカップリングしてビーム合成ハー
フミラー２５に導く。コリメートレンズ２４は、ＬＤ３
およびＬＤ４から、例えば発散状態として射出される光
ビームであるレーザビームを平行光束となるようにコリ
メートするとともに、光軸を対称軸として互いに交差す
る方向となるようにカップリングしてビーム合成ハーフ
ミラー２５に導く。

【００３４】コリメートレンズ２３によりカップリング
されたビームと、コリメートレンズ２４によりカップリ
ングされたビームは、ビーム合成ハーフミラー２５に入
射する。コリメートレンズ２３の光軸は、ビーム合成ハ
ーフミラー２５に、例えば４５°の入射角で入射し、ビ
ーム合成ハーフミラー２５により、この場合、直角に偏
向される。コリメートレンズ２４の光軸は、ビーム合成
ハーフミラー２５に、例えば４５°の入射角で入射し、
ビーム合成ハーフミラー２５を透過する。したがって、
ビーム合成ハーフミラー２５は、直角に偏向されるコリ
メートレンズ２３からのビームと、透過されるコリメー
トレンズ２４からのビームとを合成する。ビーム合成ハ
ーフミラー２５は、例えば偏光面を有する偏光ミラーで
形成され、コリメートレンズ２３からのビームおよびコ
リメートレンズ２４からのビームの偏光方向を適切に配
置して、少ない光量低下でビーム合成を達成する。

【００３５】図３においても、比較のためのλ／４波長
板ＱＬを示しており、ビーム合成ハーフミラー２５で合
成されたビームは、コリメートレンズ２４の光軸に沿っ
て射出され、λ／４波長板ＱＬ（もしあれば）を介して
シリンドリカルレンズ１０に入射する。シリンドリカル
レンズ１０以後の構成は、図１の場合と同様であるとす
る。すなわち、ＬＤＡ２１に光源であるＬＤ１およびＬ
Ｄ２が並設されており、これらＬＤ１およびＬＤ２に共
通の第１の光学系であるコリメートレンズ２３によりカ
ップリングされる。また、ＬＤＡ２２に光源であるＬＤ
３およびＬＤ４が並設されており、これらＬＤ３および
ＬＤ４に共通の第１の光学系であるコリメートレンズ２
４によりカップリングされる。

【００３６】コリメートレンズ２３から射出するビーム
と、コリメートレンズ２４から射出するビームとは、合
成光学系であるビーム合成ハーフミラー２５により、ほ
ぼ同一方向の光軸に合成された後、第２の光学系である
シリンドリカルレンズ１０に入射する。シリンドリカル
レンズ１０以後の後続の光学系についての詳細な説明は
省略するが、図１の場合と同様に、ＬＤＡ２１の共通の
ベースＢ１上に設けられるＬＤ１とＬＤ２は、シェーデ
ィング特性が類似しており、ＬＤＡ２２の共通のベース
Ｂ２上に設けられるＬＤ３とＬＤ４も、シェーディング
特性が類似している。ところが、一般に、異なるベース
上で異なるアレイを構築するＬＤ１およびＬＤ２と、Ｌ
Ｄ３およびＬＤ４とは異なったシェーディング特性を持
ちやすい。なお、シェーディング特性等の光量特性は、
各光学部品のコート（コーティング）の有無、そのコー
ティングの種類、折り返しミラー１３等の枚数、防塵ガ
ラスの有無、および防音ガラスの有無等により特性が異
なるので、図１の場合の特性で代表させている。

【００３７】上述の構成は、一対の２チャンネルのレー
ザダイオードアレイＬＤＡ２１およびＬＤＡ２２、コリ
メートレンズ２３および２４を用いて、偏光面を有する
ビーム合成ハーフミラー２５で合成して４ビームを作成
するようにしている。なお、図３の構成においては、レ
ーザダイオードアレイ（ＬＤＡ）は、２チャンネルのも
ので説明しているが、２チャンネルのレーザダイオード
アレイは、製造上、低コストであり、しかも熱の影響や
クロストーク等に対して対称性があり、特性が揃い易い
という利点もある。また、この図３の構成の場合、ＬＤ
Ａ２１のベースＢ１およびＬＤＡ２２のベースＢ２のレ
ーザダイオードからのビームによる走査ラインを副走査
方向に交互に配置するので、ＬＤＡ２１およびＬＤＡ２
２それぞれの各レーザダイオードの発光点のピッチは、
２倍に広く作成することができるという利点がある。こ
の場合、各レーザダイオードの相互間の熱の影響等が少
なくなり高性能な光源とすることができる。

【００３８】なお、上述の実施の形態においては、複数
のレーザダイオードを用いる方式およびレーザダイオー
ドアレイを用いる方式、共に４ビームで説明したが、４
以上の偶数個のビームを用いる場合には、上述と同様の
考えを適用することができる。また、奇数個のときに
も、類似した考えを適用し、コスト低減のため、１走査
ラインには一定量のシェーディングを許容するが、隣接
するラインで打ち消しあい、画質の劣化をもたらさない
ようにすることができる。また、光量に十分に余裕があ
る場合には、偏光プリズムや偏光ミラー等の偏光合成素
子を用いない構成が考えられるが、その場合にも上述し
た本発明の基本思想は応用することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、駆
動回路により駆動される複数の光源を、第１の光学系に
より所定個数ずつカップリングし、該第１の光学系から
射出される各光束を合成光学系によってほぼ同一方向の
光軸に合成し、この合成光学系により合成された光束を
第２の光学系によって主走査方向に沿うほぼ直線状に集
光して、この第２の光学系から射出される光束を、偏向
手段にて、偏向し且つ該光束の偏向角度を変化させて主
走査方向の走査を生じさせ、前記偏向手段により偏向さ
れた複数の偏向光束を、第３の光学系により、被走査面
に向けて集光し、且つこれら複数の光束が前記偏向角度
の変化にともなって被走査面を略等速的に走査するよう
にするとともに、前記複数の光源に基づく各光束の配列
を、シェーディング特性の非類似な光束が副走査方向に
隣接する配列とする構成により、特に、波長板を用いる
ことなく、少ない部品点数により、低コストで、シェー
ディング特性による画質低下を効果的に防止し得るマル
チビーム走査装置を提供することができる。

【００４０】また、本発明の請求項２のマルチビーム走
査装置によれば、前記複数の光源が、４個以上のレーザ
ダイオードからなり、前記第１の光学系が、前記複数の
光源を構成するレーザダイオードと同数のカップリング
レンズを含むとともに、前記合成光学系が、偏光面を有
するプリズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を
含む構成により、特に、４個以上のレーザダイオードを
用いたマルチビーム方式にて、波長板を必要とせずに、
少ない部品点数により、低コストで、シェーディング特
性による画質低下を効果的に防止することができる。

【００４１】本発明の請求項３のマルチビーム走査装置
によれば、前記複数の光源が、４個のレーザダイオード
からなり、前記第１の光学系が、４個のカップリングレ
ンズを含むとともに、前記合成光学系が、前記４個のう
ちの各２個のレーザダイオードの射出光を、光軸が開き
角を持つ交差方式により合成し、且つ、これら２個ずつ
のレーザダイオードの射出光を合成する偏光面を有する
プリズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を含む
構成により、特に、４個のレーザダイオードを用いたマ
ルチビーム方式にて、波長板を必要とせずに、少ない部
品点数により、低コストで、シェーディング特性による
画質低下を効果的に防止することができる。この請求項
３の構成は、４ビームで走査を行う場合に、性能／コス
トの比が極めて優れた組合せの一つである。

【００４２】本発明の請求項４のマルチビーム走査装置
によれば、前記複数の光源が、複数の発光点を有する一
対のレーザダイオードアレイを含み、前記第１の光学系
が、前記一対のレーザダイオードアレイにそれぞれ対応
する一対のカップリングレンズを含むとともに、前記合
成光学系が、前記一対のカップリングレンズの射出光を
合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハーフミラ
ーのいずれか一方を含む構成により、特に、レーザダイ
オードアレイを用いて複数の光源を構成するマルチビー
ム方式にて、波長板を必要とせずに、少ない部品点数に
より、低コストで、シェーディング特性による画質低下
を効果的に防止することができる。

【００４３】本発明の請求項５のマルチビーム走査装置
によれば、前記駆動回路が、前記複数の光源による被走
査面上の所定の像高における光強度が所定値となるよう
に前記複数の光源の光量補正を行う手段を含む構成によ
り、特に、複数の光源の光量補正を行なって、前記複数
の光源による被走査面上の所定の像高における光強度を
所定値とし、シェーディング特性を改善することができ
る。本発明の請求項６のマルチビーム走査装置によれ
ば、前記所定の像高はすべての光束について同一の像高
であり、前記光強度の前記所定値はすべての光束につい
て同一の光強度である構成により、特に、複数の光源の
全てについて、所定の像高における光強度を所定値とし
て、シェーディング特性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム
走査装置の要部の構成を模式的に示す斜視図である。

【図２】図１のマルチビーム走査装置の動作を説明する
ためのシェーディング特性図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るマルチビーム
走査装置の主要部の構成を模式的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１〜４ 第１〜第４のレーザダイオード（ＬＤ） ５〜８ 第１〜第４のコリメートレンズ ９ ビーム合成プリズム １０ シリンドリカルレンズ １１ ポリゴンミラー １２ ｆθレンズ １３ 折返しミラー １４ トロイダルレンズ １５ 感光体 １６ 同期検知用ミラー ２１，２２ 第１、第２のレーザダイオードアレイ（Ｌ
ＤＡ） ２３，２４ 第１、第２のコリメートレンズ ２５ ビーム合成ハーフミラー Ｂ１，Ｂ２ 第１、第２のベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H045 AA01 BA22 BA23 BA33 CA63 CB35 2H087 KA08 KA18 KA19 LA22 LA24 LA25 RA07 RA08 RA41 RA45 5C072 AA03 BA02 DA02 DA05 DA10 HA06 HA09 HA10 HA13 9A001 HZ34 KK16 KK42

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動回路により駆動される複数の光源
   と、 前記複数の光源を所定個数ずつカップリングする複数の
   第１の光学系と、 前記第１の光学系から射出される各光束をほぼ同一方向
   の光軸に合成する合成光学系と、 前記合成光学系により合成された光束を主走査方向に沿
   うほぼ直線状に集光する第２の光学系と、 前記第２の光学系から射出される光束を偏向し且つ該光
   束の偏向角度を変化させて主走査方向の走査を生じさせ
   る偏向手段と、 前記偏向手段により偏向された複数の偏向光束を被走査
   面に向けて集光し、且つこれら複数の光束が前記偏向角
   度の変化にともなって被走査面を略等速的に走査するよ
   うにする走査結像素子を含む第３の光学系とを備え、 前記複数の光源に基づく各光束の配列を、シェーディン
   グ特性の非類似な光束が副走査方向に隣接する配列とす
   ることを特徴とするマルチビーム走査装置。
2. 【請求項２】 前記複数の光源は、４個以上のレーザダ
   イオードからなり、 前記第１の光学系は、前記複数の光源を構成するレーザ
   ダイオードと同数のカップリングレンズを含むととも
   に、 前記合成光学系は、偏光面を有するプリズムおよび偏光
   ハーフミラーのいずれか一方を含むことを特徴とする請
   求項１に記載のマルチビーム走査装置。
3. 【請求項３】 前記複数の光源は、４個のレーザダイオ
   ードからなり、 前記第１の光学系は、４個のカップリングレンズを含む
   とともに、 前記合成光学系は、前記４個のうちの各２個のレーザダ
   イオードの射出光を、光軸が開き角を持つ交差方式によ
   り合成し、且つ、これら２個ずつのレーザダイオードの
   射出光を合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハ
   ーフミラーのいずれか一方を含むことを特徴とする請求
   項２に記載のマルチビーム走査装置。
4. 【請求項４】 前記複数の光源は、複数の発光点を有す
   る一対のレーザダイオードアレイを含み、 前記第１の光学系は、前記一対のレーザダイオードアレ
   イにそれぞれ対応する一対のカップリングレンズを含む
   とともに、 前記合成光学系は、前記一対のカップリングレンズの射
   出光を合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハー
   フミラーのいずれか一方を含むことを特徴とする請求項
   １に記載のマルチビーム走査装置。
5. 【請求項５】 前記駆動回路は、前記複数の光源による
   被走査面上の所定の像高における光強度が所定値となる
   ように前記複数の光源の光量補正を行う手段を含むこと
   を特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項
   に記載のマルチビーム走査装置。
6. 【請求項６】 前記所定の像高はすべての光束について
   同一の像高であり、前記光強度の前記所定値はすべての
   光束について同一の光強度であることを特徴とする請求
   項５に記載のマルチビーム走査装置。