JP3703433B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート等の転写材(記録媒体)上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる光走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、レーザー複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置では、高生産性の要求から印字の高速化、また高画質の要求から記録密度の細密化の方向に進んでいる。
【0003】
しかし、高速化に伴いレーザーの変調周波数が増加するなどしてレーザー駆動回路の応答が追従しなくなる等の問題が発生していた。
【0004】
また、ポリゴンミラー等の光偏向器においてもミラー自身の面数増加の限界や、ポリゴンミラーを回すモーターの回転数にも限界があった。
【0005】
このような問題を解決するために複数の光ビームで被走査面である感光体表面を一括走査する方法が提案されている。
【0006】
この種の光走査装置においては、光偏向器の1つの偏向面に対し複数の光ビームを入射させ、該偏向面で偏向反射した複数の光ビームを結像光学系を介して被走査面上の異なった領域に導光し、該被走査面上を同時に光走査して画像情報の記録を行っている。
【0007】
一方、プリンタとしての使用が可能になってきているレーザー複写機や、レーザービームプリンタ等に用いられる光走査装置においては、その使用されるコンピュータ等の環境状態やソフトウエア等により単位長さ当たりのドット(画素)数で示される解像度(記録密度)、すなわち光ビームで言うところの主走査方向、副走査方向のピッチを変える必要がある。
【0008】
解像度を変更する手段として、単数の光ビームを放射する光源装置を使用している場合にはポリゴンミラーの回転数と被走査面である感光体表面の周速度の相対関係を変更するとともに光ビームの主走査方向の発光間隔、すなわち画像クロック周波数を変えることにより対応が可能である。
【0009】
しかし、複数の光ビームで感光体表面を一括走査する方法では、上記の解像度を変更する手段のみでは光偏向器の1つの偏向面に入射した複数の光ビーム間の副走査方向のピッチを変えられないという問題点がある。
【0010】
そこで、複数の光ビームを放射する光源装置においては、複数の光ビームが一定のピッチを形成している光源装置全体を光軸周りに回動させることで副走査方向のピッチの変更、あるいはピッチの変更とともに感光体表面の周速度を変えることで解像度の変更を行っていた。
【0011】
また、複数の発光素子を用いた複数の光ビームを合成する手段として、2つの発光素子を用いる光源装置においては、1つの合成部を有し、合成手段として偏光プリズムを用いるものが提案されている。
【0012】
しかし、3つ以上の発光素子を用いる光源装置では2つ以上の合成部を備える必要があり、少なくとも2つの発光素子からの光ビームが2つ以上の合成部を通過することになることから偏光方向の違いを利用する偏光プリズムが使用できなくなる。そこで偏光方向に関わらず一定の比率で反射、透過を行うハーフミラーを備えた合成プリズムが使用されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【0014】
解像度を切り替えるために光源装置を回動させる場合、敏感度が非常に高く調整が困難であった。
【0015】
また、さらなる高生産性の要求とも相まって光ビームの本数が増すことで3つ以上の発光素子を使用する必要性が生じ、合成部が増加することによって光源装置が大型化し、安定性のある調整も困難となる。
【0016】
また、合成手段においては3つ以上の発光素子を用いて2つ以上の合成部を有する光源装置においてはハーフミラーを備えた合成プリズムが用いられているが、合成部が増加するほどハーフミラーによる効率低下が発生し、より大きな光量の発光素子(半導体レーザー)が必要となる。
【0017】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、解像度の切り替えを容易に行うことが可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。さらには、合成によるレーザーパワーの損失を最小限に抑えることが可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
第一の光ビームと第二の光ビームとを入射させ、これらの光ビームを合成させて第一光ビーム郡を出射する第一光ビーム合成部材と、
前記第一光ビーム郡と第三光ビームまたは光ビーム郡とを入射させ、これらの光ビームを合成させて第二光ビーム郡を出射する第二光ビーム合成部材と、
光ビームを偏向走査する光偏向手段と、
を有し、前記光偏向手段の一つの偏向面に対し合成された光ビーム郡を入射させ、偏向面で偏向反射した光ビームを、結像光学系を介して被走査面上の異なった領域に導光し、被走査面上を同時に光走査する光走査装置において、
前記第一光ビーム合成部材と前記第二光ビーム合成部材とはそれぞれ独立して回転可能で、
前記第一光ビーム合成部材を回転させることにより、前記第一光ビーム合成部材より出射される前記第一光ビーム郡のビームの間隔を所定の間隔に調整する第一調整手段と、
前記第二光ビーム合成部材を回転させることにより、前記第一調整手段により調整された前記第一光ビーム郡と、前記第三光ビームまたは前記光ビーム郡とにより合成される第二光ビーム郡のビームの間隔の調整を行う第二調整手段と、を有することを特徴とする。
【0019】
前記光偏向手段の一つの偏向面に対し入射される、合成された光ビーム郡は、3つ以上の奇数本の光ビームであり、該光ビームの数をn本とした場合にそれぞれ、(n+1)/2,(n−1)/2本の光ビームのピッチを固定調整した2組のビーム群A,Bに分けられ、
前記第二光ビーム合成部材を回転させることにより、
前記2組のビーム群の光ビームを副走査方向に対して、A1 ,B1 ,A2 ,・・・,B(n-1)/2 ,A(n+1)/2 の順序で一括走査する第1の走査位置と、A1 ,A2 ,・・・,A(n+1)/2 ,B1 ,B2 ,・・・,B(n-1)/2 ,あるいはB1 ,B2 ,・・・,B(n-1)/2 ,A1 ,A2 ,・・・,A(n+1)/2 の順序で一括走査する第2の走査位置とに切り替えるとともに、
前記第1の走査位置における被走査面上の隣接する光ビームの副走査方向のピッチは、前記第2の走査位置における被走査面上の隣接する光ビームの副走査方向のピッチの1/2となることも好適である。
【0020】
前記光偏向手段の一つの偏向面に対し入射される、合成された光ビーム郡は、4つ以上の偶数本の光ビームであり、該光ビームの数をn本とした場合にそれぞれ、n/2本の光ビームのピッチを固定調整した2組のビーム群A,Bに分けられ、
前記第二光ビーム合成部材を回転させることにより、
前記2組のビーム群の光ビームを副走査方向に対して、A1 ,B1 ,A2 ,・・・,An/2 ,Bn/2 あるいはB1 ,A1 ,B2 ・・,Bn/2 ,An/2 の順序で一括走査する第1の走査位置と、A1 ,A2 ,・・・,An/2 ,B1 ,B2 ,・・・,Bn/2 あるいはB1 ,B2 ,・・・Bn/2 ,A1 ,A2 ,・・・,An/2の順序で一括走査する第2の走査位置とに切り替えるとともに、
前記第1の走査位置における被走査面上の隣接する光ビームの副走査方向のピッチは、前記第2の走査位置における被走査面上の隣接する光ビームの副走査方向のピッチの1/2となることも好適である。
【0021】
前記第1の走査位置から前記第2の走査位置に切り替えた際に、前記光偏向手段の偏向面の切り替え速度を1/2に変更する制御手段を備えることも好適である。
【0022】
前記光偏向手段の一つの偏向面に対し入射される、合成された光ビーム郡のうち少なくとも2つの光ビームを合成する合成手段が複数設けられ、前記複数の合成手段のうち少なくとも1つは偏光プリズムを有し、前記複数の光ビームの全てが多くとも1度のみ偏光プリズムを通ることも好適である。
【0023】
前記光偏向手段の一つの偏向面に対し入射される、合成された光ビーム郡のうち少なくとも1つの光ビームが前記複数の合成手段全て対して透過光となることも好適である。
【0028】
画像形成装置にあっては、上記記載の光走査装置を備え、該光走査装置から出射された光束を、像担持体面上に導光して該像担持体を走査し、該像担持体上に形成された静電潜像を現像して得られたトナー画像を転写材に転写することを特徴とする。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【0030】
本発明は複数の光ビームを用いて感光体等の被走査面上を同時に光走査する際、該光ビームの走査方向(以下、主走査方向)と直交する方向(以下、副走査方向)のピッチ(走査間隔)を2段階に変更し得るピッチ間調整手段を有し、複数の解像度(記録密度)で画像情報の記録を行うようにしたものである。なお、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【0031】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る光走査装置および該光走査装置に搭載される光源装置は、例えばレーザー複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に搭載される。
【0032】
図3に示したように、画像形成装置50は、得られた画像情報に基づいたレーザーを光走査装置52によって発射させ、プロセスカートリッジ53に内蔵された像担持体としての感光体6上にレーザーを照射する。
【0033】
以下に、画像形成手段による画像形成動作について説明する。
【0034】
感光体6上には潜像が形成され、プロセスカートリッジ53によって、この潜像がトナーにより現像化される。
【0035】
一方、シート積載板上に積載されたシートが、給送ローラ、および、分離パッドによって一枚づつ分離されながら給送され、各搬送ローラによって、さらに下流側に搬送され、この搬送されたシート上に、上述の感光体6上に形成されたトナーによる現像が転写手段54によって転写される。
【0036】
そして、この未定着のトナー像が形成されたシートは、さらに下流側に搬送され、定着手段55によってトナー像が定着されて、その後、排出ローラによって機外に排出される。
【0037】
図2は本発明の第1の実施の形態に係る光走査装置52の概略斜視図であり、光ビームを像担持体に導光するための反射鏡を取り除いて示したものである。
【0038】
図2において、1は少なくとも1つの発光部を有する光源手段としての半導体レーザを合成し、少なくとも3本以上の光ビームを同時に放射する光源装置である。
【0039】
3はシリンドリカルレンズであり、副走査方向のみに所定の屈折力を有している。
【0040】
光偏向器4は回転多面鏡よりなり、回転駆動用モータ13よりなる駆動手段により図中矢印w1方向に一定速度で回転している。光偏向器4は不図示の制御系により所定の回転数に制御されている。
【0041】
5はf−θレンズ等よりなる結像手段であり、光偏向器4からの複数の光ビームを集光し、被走査面である感光体6面上のそれぞれ異なる露光位置に結像させている。
【0042】
感光体6は不図示の回転機構により図中矢印w2方向へ一定速度で回動している。
【0043】
7は同期検出手段および光ビームピッチ検出手段であり、光ビームの走査開始側Lfの位置に設けており、反射ミラー71と水平同期信号および光ビームピッチ検出回路72とを有している。
【0044】
光ビームピッチ検出手段7は、感光体6面上の走査開始位置のタイミングを調整する水平同期信号(BD信号)および感光体6面上に光偏向器4の1つの偏向面で偏向反射、一括走査されるL1からLnのn本の光ビームの副走査方向のピッチ間隔信号を得るために、光偏向器4で偏向反射された光ビームの一部を反射ミラー71を介して光ビームピッチ検出回路72で受光している。
【0045】
また、不図示の発光制御回路により光ビームピッチ検出回路72からのBD信号を用い、該BD信号に同期して光源装置1から放射される複数の光ビームの発光タイミングを制御している。さらに、該検出回路72からのピッチ間隔信号を用い、光ビームのピッチ間隔調整も行っている。
【0046】
図1は本発明の第1の実施の形態に係る光源装置1の概略斜視図であり、それぞれに1つの発光部をもつ4つの発光素子を備えた形態である。
【0047】
101乃至104はそれぞれ1つの発光部を有する発光素子としての半導体レーザであり、各発光素子より放射される光ビームはそれぞれA1,A2,B1,B2である。
【0048】
111乃至114はコリメータレンズであり、発光素子101乃至104より放射された光ビームを略平行光束にしており、対応する発光素子の光軸に一致させて配設されている。
【0049】
121,122は1/2波長板であり、略平行光束に変換された光ビームA2,B1の偏光方向を90度旋回させるものである。
【0050】
131,132は合成手段として合成プリズムの一種である偏光プリズムであり、面131aは偏光方向を90度旋回された光ビームA2をすべて透過し、また偏光方向を旋回されていない光ビームA1をすべて反射することでそれぞれの効率を落とすことなく合成された光ビームAとしてハーフミラー合成プリズム133に向けて放射される。同様に面132aで光ビームB1は全透過、光ビームB2は全反射され、合成光ビームBとして放射される。
【0051】
ここで、合成光ビームAは偏光方向の異なる光ビームA1,A2が副走査方向に所定のピッチで調整、放射されたものであり、同様に合成光ビームBは偏光方向の異なる光ビームB1,B2が副走査方向に所定のピッチで調整、放射されたものである。
【0052】
合成手段としてのハーフミラー合成プリズム133(以下、ハーフミラーと呼ぶ)は面133aにより光ビームA,Bそれぞれの半分を透過し、半分を反射することで、約半分の効率でさらに合成された光ビームABとして、1/4波長板123により円偏光状態にそろえられた後、図2におけるシリンドリカルレンズ3に向けて放射される。1/4波長板123は図の位置でなく、合成光ビームA,Bが通過する偏光プリズム131とハーフミラー133の間、および偏光プリズム132とハーフミラー133の間に各1つずつ備えてもかまわない。
【0053】
ここで、合成光ビームABは円偏光された光ビームA1,A2,B1,B2が副走査方向に所定のピッチで調整、放射されたものである。
【0054】
また、この形態においては光ビームA1,A2が1度だけ偏光プリズム131を通過するようにしてあり、光ビームB1,B2が1度だけ偏光プリズム132を通過するようにしてある。
【0055】
さらに、光ビームA2は通過するすべての合成プリズム(偏光プリズム131とハーフミラー133)において透過光となり光源装置1の絶対的な光軸とすることができる。
【0056】
次に、光ビーム間の副走査方向のピッチ調整方法について図1,図4を用いて述べる。図4は、被走査面における副走査方向の光ビームのピッチ(走査間隔)を説明するための図である。
【0057】
第1の走査位置における被走査面のピッチを21.15(μm)(解像度で1200dpi)、第2の走査位置における被走査面のピッチを42.3(μm)(解像度で600dpi)としたとき、偏光プリズム132を不図示の角度調整手段によりプリズム長手方向軸を中心にw3の方向に回転させ、図4に示すように被走査面における副走査方向の光ビームB1,B2のピッチ(走査間隔)を42.3(μm)に調整する。
【0058】
また、偏光プリズム132を、光ビームB1の光軸を中心としたw4の方向に回転させることでB1,B2のピッチを同様に調整することが可能となる。
【0059】
さらに、発光素子103あるいは104を光軸と直交する水平軸を中心としたw5の方向に回転、または光軸と直交する垂直軸方向w6に移動することでもB1,B2のピッチを調整することが可能となる。
【0060】
同様に、偏光プリズム131の回転あるいは発光素子101,102の回転、移動によって図4に示すように被走査面における副走査方向の光ビームA1,A2のピッチを42.3(μm)に調整する。
【0061】
次に、ハーフミラー133を偏光プリズム131,132と同じように、切り替え手段としての不図示の角度調整手段により回転させることで図4(a)に示すようにA1,A2およびB1,B2のピッチを42.3(μm)に保ったまま光ビームA1,B1のピッチ(A2,B2のピッチも同様)を21.15(μm)に調整することで副走査方向に隣接するすべての光ビームのピッチを21.15(μm)とすることができる。ここで、角度調整手段は切り替え手段を構成している。
【0062】
図4(b)に示すように、光ビームA1とB1の副走査方向の順序を変えても同様に隣接する光ビームのピッチを21.15(μm)にすることができ、第1の走査位置を実現することができる。
【0063】
さらに、図4におけるA1,A2およびB1,B2は図1におけるA1,A2およびB1,B2と一意的に対応する必要はなく、A1とA2、B1とB2は入れ替わっても何ら問題はない。
【0064】
次に、光ビーム間の副走査方向のピッチ間切り替え方法について図4,図5を用いて説明する。図5は、被走査面における副走査方向の光ビームのピッチを説明するための図である。
【0065】
ハーフミラー133の回転で光ビームA,Bのピッチを可変可能なことは前述したとおりである。ここで、隣接する光ビームのピッチを21.15(μm)に調整した第1の走査位置の状態からさらにハーフミラー133を所定角度回転させることにより第2の走査位置への切り替えが可能となる。
【0066】
つまり、図4(a)の状態において、副走査矢印方向に被走査面が移動する場合、被走査面移動方向に対して遅れる方向(図を正視した場合の下側)に光ビームB1,B2を63.45(μm)移動させることで図5(a)に示すように光ビームA1,A2および光ビームB1,B2のピッチ(42.3μm)を保ったままA2,B1のピッチを42.3(μm)に変更することが可能となる。
【0067】
同様に図4(a)の状態において、被走査面移動方向に対して進む方向(図を正視した場合の上側)に光ビームB1,B2を105.75(μm)移動させることで図5(b)に示すように光ビームA1,A2および光ビームB1,B2のピッチ(42.3μm)を保ったままB2,A1のピッチを42.3(μm)に変更することが可能となる。
【0068】
あるいは図4(b)の状態において、光ビームB1,B2を被走査面移動方向に対して遅れる方向(図を正視した場合の下側)に105.75(μm)、進む方向(図を正視した場合の上側)に63.45(μm)移動させることで図5(a)あるいは図5(b)に示すように光ビームのピッチを変更することが可能となる。
【0069】
次に、光源装置1を用いて光走査装置の解像度を切り替える手段について図2および図4、図5を用いて説明する。
【0070】
光源装置1が図4(a)(b)に示す第1の走査位置に設定されている時、光偏向器4は回転駆動用モータ13により図中矢印w1方向に一定速度Vで回転している。該光偏向器4は不図示の制御系により制御されている。
【0071】
ここで、光源装置1が第1の走査位置から図5(a)(b)に示す第2の走査位置に切り替えられると、検出回路72によって感光体6上に走査される光ビームのピッチが切り替わったことが検知される。
【0072】
検知方法としては、1つのビーム群の中の光ビームのピッチが経時的に変化しない構成を取り得ることができれば、例えば光ビームA1とB1のピッチが光ビームA1とA2のピッチの1/2となっている時に第1の走査位置と判別することができ、例えば光ビームA2とB1のピッチが光ビームA1とA2のピッチに等しくなっているときに第2の走査位置と判別することができる。
【0073】
しかし、1つのビーム群の中の光ビームのピッチが経時的に変化する場合には、走査位置の切り替え検知とは別に、ビーム群の中の光ビームのピッチも正確に検知し、調整する必要があるため、光偏向器4から反射ミラー71を介して検出回路72の光ビーム検知面に至る光学的な距離を光偏向器4から感光体6の表面までの距離と一致するよう調整して配置する。
【0074】
また、検出回路72を光走査装置内に一体的に配置する際には、光偏向器4から光ビーム検知面、感光体6表面までの距離を同じく配置することが困難となる場合があるので、このときは光偏向器4から感光体6表面、光偏向器4から光ビーム検知面の比をあらかじめ決めておき、光走査装置を画像形成装置等の本体に配設したときに同等の比率になるよう検出回路を調整して配置する。
【0075】
光ビームのピッチの切り替えは光源装置内に合成プリズムの回転角度切り替え検知機構を備えることで検出してもかまわないし、また検出回路72および該検知機構を併用してもかまわない。
【0076】
光ビームのピッチが切り替わったことを検知すると、検知信号が不図示の偏向器制御系(制御手段)に送られ、回転駆動用モータ13の回転数を変更することで光偏向器4の速度をV/2に変更する。
【0077】
さらに、該検知信号が不図示の画像クロック発生回路に送られ、画像クロック周波数を1/4にすることで主走査方向、副走査方向の解像度が1/2に変更される。
【0078】
また、不図示の画像制御回路に該検知信号を送ることで、光ビームB1で走査する画像データと光ビームA1で走査する画像データとを入れ替える。
【0079】
上述したように、本実施の形態によれば、切り替え手段によるハーフミラー133の回転のみで、光ビームの副走査方向のピッチを第1の走査位置と第2の走査位置との2段階に容易に切り替えることが可能となる。
【0080】
また、この光源装置1を光走査装置に搭載する場合、第2の走査位置に切り替えた際には光偏向器の偏向面切り替え速度を1/2にすることで連続的に光ビームの副走査方向のピッチを2倍にすることができ、2段階の解像度で光ビームの照射が可能となる。
【0081】
また、3つ以上の発光素子を用いた光源装置においては、合成手段である合成プリズムの少なくとも1つを偏光プリズムとすることでレーザーパワーの損失を最小限に抑えることができる。
【0082】
さらに、1つの発光素子からの少なくとも1つの光ビームをすべて透過光にすることによって光源装置としての絶対的な光軸とすることができ、光走査装置に搭載する場合の位置合わせ、あるいはピッチ間調整を容易に行うことが可能となる。
【0083】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態に係る光源装置について図6を用いて説明する。ここで符号の記載なきものに関しては図1と同じものであるので説明は省略する。また同一の名称を用いているものに関しても図1と同じ働きをするものとして説明を省略する
図6は本実施の形態に係る光源装置の概略斜視図であり第1の実施の形態で説明した光源装置1の別の実施形態を示すものであり、それぞれに1つの発光部をもつ4つの発光素子を備えた形態である。
【0084】
151,152は合成手段としてのハーフミラーであり、面151aは光ビームA1,A2それぞれの半分を透過し、半分を反射することで、約半分の効率で合成された光ビームAとして偏光プリズム153に向けて放射される。同様に面152aで光ビームB1,B2がそれぞれ半透過、半反射され、約半分の効率で合成された光ビームBとして偏光プリズム153に向けて放射される。
【0085】
161は1/2波長板であり、略平行光束に変換された光ビームAの偏光方向を90度旋回させる。
【0086】
153は合成手段としての偏光プリズムであり、面153aにより偏光方向を90度旋回された光ビームAをすべて透過し、また偏光方向を旋回されていない光ビームBをすべて反射することでそれぞれの効率を落とすことなく合成された光ビームABとして1/4波長板123により円偏光状態にそろえられた後、図2におけるシリンドリカルレンズ3に向けて放射される。
【0087】
この形態においても、光ビームA1,A2,B1,B2が1度だけ偏光プリズム153を通過するようにしてある。
【0088】
さらに、光ビームA2は通過するすべての合成プリズム151,153において透過光となり本光源装置の絶対的な光軸とすることができる。
【0089】
光ビーム間のピッチ調整方法および第1及び第2の走査位置の切り替えについては第1の実施の形態と同様であり、図1と同じ位置に配置された合成プリズムの同様の動作でなし得ることができる。
【0090】
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態に係る光源装置について図7を用いて説明する。ここで記号の記載なきものに関しては図1と同じものであるので説明は省略する。また同一の名称を用いているものに関しても図1と同じ働きをするものとして説明を省略する。
【0091】
図7は本実施の形態に係る光源装置の概略斜視図であり第1の実施の形態で説明した光源装置1の別の実施形態を示すものであり、それぞれに1つの発光部をもつ3つの発光素子801乃至803を備えた形態である。また、811乃至813はコリメータレンズである。
【0092】
831は合成手段としての偏光プリズムであり、1/2波長板821で偏光方向を90度旋回された光ビームA2をすべて透過し、偏光方向を旋回されていない光ビームA1をすべて反射することで合成された光ビームAとしてハーフミラー832に向けて放射される。
【0093】
832は合成手段としてのハーフミラーであり、光ビームA,B1のそれぞれの半分を透過し、半分を反射することで、約半分の効率でさらに合成された光ビームABとして、1/4波長板822により円偏光状態にそろえられた後、図2におけるシリンドリカルレンズ3に向けて放射される。
【0094】
また、この形態においては光ビームA1,A2が1度だけ偏光プリズム831を通過するようにしてある。
【0095】
さらに、光ビームA2は通過するすべての合成プリズム831,832において透過光となり本光源装置の絶対的な光軸とすることができる。
【0096】
また、831をハーフミラー,832を偏光プリズムとした上で1/2波長板821を図7の破線位置に配置することでも同様の効果が得られる。
【0097】
このとき、光ビームA1,A2,B1は1度だけ偏光プリズム832を通過することになる。
【0098】
次に、ビーム間の副走査方向のピッチ間切り替え方法について図7および図8を用いて述べる。図8は被走査面における副走査方向の光ビームのピッチを説明するための図である。
【0099】
第1の走査位置における被走査面のピッチを21.15(μm)(解像度で1200dpi)、第2の走査位置における被走査面のピッチを42.3(μm)(解像度で600dpi)としたとき、図8に示すように被走査面における光ビームA1、A2のピッチ(走査間隔)を42.3(μm)に調整する。
【0100】
次に、ハーフミラー(偏光プリズム)832を不図示の角度調整手段により回転させることで図8(a)に示すようにA1,A2のピッチを42.3(μm)に保ったまま光ビームA1,B1のピッチを21.15(μm)に調整することで副走査方向に隣接するすべての光ビームのピッチを21.15(μm)とし、第1の走査位置を実現することができる。
【0101】
さらに、図8(a)の状態において、副走査矢印方向に被走査面が移動する場合、被走査面移動方向に対して遅れる方向(図を正視した場合の下側)あるいは進む方向(図を正視した場合の上側)に63.45(μm)移動させることで図8(b)に示すようにすべての隣接する光ビームのピッチを42.3(μm)とすることができ、第2の走査位置を実現することが可能となる。
【0102】
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態に係る光源装置について図9を用いて説明する。ここで記号の記載なきものに関しては図1と同じものであるので説明は省略する。また同一の名称を用いているものに関しても図1と同じ働きをするものとして説明を省略する。
【0103】
図9は本実施の形態に係る光源装置の概略斜視図であり第1の実施の形態で説明した光源装置1の別の実施形態を示すものであり、それぞれに1つの発光部をもつ5つの発光素子901乃至905を備えた形態である。また、911乃至915はコリメータレンズである。
【0104】
931は合成手段としてのハーフミラーであり、光ビームA1,A2のそれぞれの半分を透過し、半分を反射することで、約半分の効率で合成された光ビームA′としてハーフミラー932に向けて放射される。
【0105】
同様に、合成手段としてのハーフミラー932は光ビームA′,A3を合成し、光ビームAとして偏光プリズム934に向けて放射される。また、合成手段としてのハーフミラー933は光ビームB1,B2を合成し、光ビームBとして偏光プリズム934に向けて放射される。
【0106】
合成手段としての偏光プリズム934は1/2波長板921で偏光方向を90度旋回された光ビームAをすべて透過し、偏光方向を旋回されていない光ビームBをすべて反射することで合成された光ビームABとして、1/4波長板922により円偏光状態にそろえられた後、図2におけるシリンドリカルレンズ3に向けて放射される。
【0107】
次に、ビーム間の副走査方向のピッチ間切り替え方法について図9および図10を用いて述べる。図10は被走査面における副走査方向の光ビームのピッチを説明するための図である。
【0108】
第1の走査位置における被走査面のピッチを21.15(μm)(解像度で1200dpi)、第2の走査位置における被走査面のピッチを42.3(μm)(解像度で600dpi)としたとき、図10に示すように被走査面における光ビームA1,A2,A3のピッチ(走査間隔)をそれぞれ42.3(μm)に調整する。
【0109】
同様に光ビームB1,B2のピッチ(走査間隔)を42.3(μm)に調整する。
【0110】
このとき、B1,B2は入れ替わってもかまわないし、またA1,A2,A3の順序はこれに限るものではない。
【0111】
次に、偏光プリズム934を不図示の角度調整手段により回転させることで図10(a)に示すようにA1,A2,A3およびB1,B2のピッチを42.3(μm)に保ったまま光ビームA1,B1のピッチを21.15(μm)に調整することで副走査方向に隣接するすべての光ビームのピッチを21.15(μm)とし、第1の走査位置を実現することができる。
【0112】
さらに図10(a)の状態において、副走査矢印方向に被走査面が移動する場合、被走査面移動方向に対して遅れる方向(図を正視した場合の下側)あるいは進む方向(図を正視した場合の上側)に105.75(μm)移動させることで図10(b)に示すようにすべての隣接する光ビームのピッチを42.3(μm)とすることができ、第2の走査位置を実現することが可能となる。
【0113】
(第5の実施の形態)
上述した第2〜第4の実施の形態において1つの発光部をもつ複数の発光素子とハーフミラー合成部で構成された光源部を複数の発光部をもつ発光素子に代用しても同様の効果を得ることができる。
【0114】
本発明の第5の実施の形態に係る光源部についての一例を図11を用いて説明する。
【0115】
図11(a)は図9における発光素子901,902から光ビームA1,A2を合成する合成手段としてのハーフミラー931までを示したものである。また図11(b)はこれを2つの発光部をもつ1つの発光素子901′に代用したものである。911′はコリメータレンズであり、発光素子901′より放射された光ビームA1,A2を略平行光束にしており、該光ビームの光軸に一致させて配設されている。
【0116】
このとき1つの発光素子の中の光ビーム間のピッチは一定に製作されているため、調整は発光素子の光軸周りの回転によって行うことができる。
【0117】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、容易に光ビームピッチの切り替えが可能となる。
【0118】
また、合成手段のうち少なくとも1つを偏光プリズムにするとともにすべての光ビームが多くとも1度だけ偏光プリズムを通るようにすることで、レーザーの効率低下を最小限にとどめる(パワーの損失を半分にする)ことができる。
【0119】
さらに、少なくとも1つの光ビームをすべて透過光にすることによって、光源装置の絶対的な光軸とすることができ、光ビームの副走査方向のピッチの調整および解像度切り替えを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る光源装置の概略斜視図である。
【図2】第1の実施の形態に係る光走査装置の概略斜視図である。
【図3】画像形成装置の概略図である。
【図4】被走査面における副走査方向の光ビームのピッチを説明するための図である。
【図5】被走査面における副走査方向の光ビームのピッチを説明するための図である。
【図6】第2の実施の形態に係る光源装置の概略斜視図である。
【図7】第3の実施の形態に係る光源装置の概略斜視図である。
【図8】被走査面における副走査方向の光ビームのピッチを説明するための図である。
【図9】第4の実施の形態に係る光源装置の概略斜視図である。
【図10】被走査面における副走査方向の光ビームのピッチを説明するための図である。
【図11】(a)は図8における発光素子901,902から光ビームA1,A2を合成するハーフミラー931までを示したものであり、(b)はこれを2つの発光部をもつ1つの発光素子901′に代用したものである。
【符号の説明】
1 光源装置
3 シリンドリカルレンズ
4 光偏向器
5 結像手段
6 感光体
7 同期検出手段,光ビームピッチ検出手段
13 回転駆動用モータ
50 画像形成装置
52 光走査装置
71 反射ミラー
72 水平同期信号,光ビームピッチ検出回路
101〜104,801〜803,901〜905,901′ 発光素子(半導体レーザ)
111〜114,811〜813,911〜915,911′ コリメータレンズ
121,122,161,821,921 1/2波長板
123,822,922 1/4波長板
131,132,153,831,934 偏光プリズム
131a,132a,133a,151a,152a 面
133,151,152,832,931,932,933 ハーフミラー
A,A1〜A3,B,B1,B2,AB 光ビーム
Claims (7)
- 第一の光ビームと第二の光ビームとを入射させ、これらの光ビームを合成させて第一光ビーム郡を出射する第一光ビーム合成部材と、
前記第一光ビーム郡と第三光ビームまたは光ビーム郡とを入射させ、これらの光ビームを合成させて第二光ビーム郡を出射する第二光ビーム合成部材と、
光ビームを偏向走査する光偏向手段と、
を有し、前記光偏向手段の一つの偏向面に対し合成された光ビーム郡を入射させ、偏向面で偏向反射した光ビームを、結像光学系を介して被走査面上の異なった領域に導光し、被走査面上を同時に光走査する光走査装置において、
前記第一光ビーム合成部材と前記第二光ビーム合成部材とはそれぞれ独立して回転可能で、
前記第一光ビーム合成部材を回転させることにより、前記第一光ビーム合成部材より出射される前記第一光ビーム郡のビームの間隔を所定の間隔に調整する第一調整手段と、
前記第二光ビーム合成部材を回転させることにより、前記第一調整手段により調整された前記第一光ビーム郡と、前記第三光ビームまたは前記光ビーム郡とにより合成される第二光ビーム郡のビームの間隔の調整を行う第二調整手段と、を有することを特徴とする光走査装置。 - 前記光偏向手段の一つの偏向面に対し入射される、合成された光ビーム郡は、3つ以上の奇数本の光ビームであり、該光ビームの数をn本とした場合にそれぞれ、(n+1)/2,(n−1)/2本の光ビームのピッチを固定調整した2組のビーム群A,Bに分けられ、
前記第二光ビーム合成部材を回転させることにより、
前記2組のビーム群の光ビームを副走査方向に対して、A1 ,B1 ,A2 ,・・・,B(n-1)/2 ,A(n+1)/2 の順序で一括走査する第1の走査位置と、A1 ,A2 ,・・・,A(n+1)/2 ,B1 ,B2 ,・・・,B(n-1)/2 ,あるいはB1 ,B2 ,・・・,B(n-1)/2 ,A1 ,A2 ,・・・,A(n+1)/2 の順序で一括走査する第2の走査位置とに切り替えるとともに、
前記第1の走査位置における被走査面上の隣接する光ビームの副走査方向のピッチは、前記第2の走査位置における被走査面上の隣接する光ビームの副走査方向のピッチの1/2となることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 - 前記光偏向手段の一つの偏向面に対し入射される、合成された光ビーム郡は、4つ以上の偶数本の光ビームであり、該光ビームの数をn本とした場合にそれぞれ、n/2本の光ビームのピッチを固定調整した2組のビーム群A,Bに分けられ、
前記第二光ビーム合成部材を回転させることにより、
前記2組のビーム群の光ビームを副走査方向に対して、A1 ,B1 ,A2 ,・・・,An/2 ,Bn/2 あるいはB1 ,A1 ,B2 ・・,Bn/2 ,An/2 の順序で一括走査する第1の走査位置と、A1 ,A2 ,・・・,An/2 ,B1 ,B2 ,・・・,Bn/2 あるいはB1 ,B2 ,・・・Bn/2 ,A1 ,A2 ,・・・,An/2の順序で一括走査する第2の走査位置とに切り替えるとともに、
前記第1の走査位置における被走査面上の隣接する光ビームの副走査方向のピッチは、前記第2の走査位置における被走査面上の隣接する光ビームの副走査方向のピッチの1/2となることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 - 前記第1の走査位置から前記第2の走査位置に切り替えた際に、前記光偏向手段の偏向面の切り替え速度を1/2に変更する制御手段を備えることを特徴とする請求項2または3のいずれかに記載の光走査装置。
- 前記光偏向手段の一つの偏向面に対し入射される、合成された光ビーム郡のうち少なくとも2つの光ビームを合成する合成手段が複数設けられ、前記複数の合成手段のうち少なくとも1つは偏光プリズムを有し、前記複数の光ビームの全てが多くとも1度のみ偏光プリズムを通ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記光偏向手段の一つの偏向面に対し入射される、合成された光ビーム郡のうち少なくとも1つの光ビームが前記複数の合成手段全て対して透過光となることを特徴とする請求項5に記載の光走査装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光走査装置を備え、該光走査装置から出射された光束を、像担持体面上に導光して該像担持体を走査し、該像担持体上に形成された静電潜像を現像して得られたトナー画像を転写材に転写することを特徴とする画像形成装置。
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