JP4728584B2 - 光走査装置、画像形成装置及びカラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光書き込み光学系を構成する光走査装置、画像形成装置及びカラー画像形成装置に関する。

従来、レーザプリンタ等の画像形成装置の出力速度向上のため、一度に複数の光束により被走査媒体（感光体等の像形成体）上を光走査し画像を形成するマルチビーム光走査装置が開発されてきている。光源としては半導体レーザ（ＬＤ）を複数個組み合わせたり、複数の発光点を有する半導体レーザアレイ（ＬＤＡ）が用いられたりしている。また、二次元的に配設された複数の発光レーザを有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬ）を単独で使用する方式も開発されている。

従来技術例として、まず、複数光源の組合せに関して、半導体レーザとカップリングレンズの対を主走査方向に並べ、それを支持部材により一体的に支持し（光源部）、その支持部材を副走査方向に並べ、各光源から射出される光束を近接させて射出するビーム合成手段とからなり、主走査方向に投影した場合に各光源部から射出する光束は偏向反射面（ポリゴン反射面）近傍で交差するように構成されることを特徴とした「マルチビーム光源装置」及び「マルチビーム走査装置」がある（例えば、特許文献１，２参照）。

一方、二次元的に発光点を配設した光源に関して、書き込み速度を確保しつつ、記録画像の濃度むらを有効に軽減する「マルチビーム走査装置」や走査速度を確保しながら記録画像の濃度むらを有効に低減でき、また、熱ストロークの問題を回避し、かつ記録画像の高密度化を実現する「マルチビーム走査装置」がある（例えば、特許文献３，４参照）。また、上記特許文献３及び４と基本構成が同じものとして、「多重光線レーザースキャナの面発光レーザーパターン」や「マルチビーム光源、光走査装置、並びに画像形成方法および装置」がある（例えば、特許文献５，６参照）。
特開平１１−２３９８８号公報 特開平９−２３６７６３号公報 特開平１０−３０１０４４号公報 特開２００１−３５０１１１号公報 特開平９−３６４９７号公報 特開２００３−２５５２４７号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２記載の発明は、ビーム合成手段は半導体レーザの偏光を利用しており、光利用効率を考慮すると各半導体レーザのビームの発散方向（活性層の方向）はそろえておく必要があるため、光路の途中に１／２波長板を必要とする。よってビーム合成手段はコストアップしてしまう。

上記特許文献３及び４記載の発明は、複数の発光源を二次元的に配列した光源を用いて光走査装置を構成しているが、光源は１個から成り、光源を複数個組み合わせる場合の方法に関しては述べられていない。

上記特許文献５及び６記載の発明は、光源として、二次元的に配設された複数の発光レーザを有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬ）が開示されているが、それを複数組み合わせる場合に関しては述べられていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、上記面発光レーザアレイを複数組み合わせて光源装置を構成し、更なる高速化を図る光走査装置、画像形成装置及びカラー画像形成装置を提供することを目的とする。本発明の具体的な目的は以下の通りである。

本発明は、光源として、二次元的に配設された複数の発光レーザを有する垂直キャビティ面発光レーザアレイを用い、それとカップリングレンズとの組み（光源部）を、複数組み組み合わせることにより、被走査媒体上を光走査する光束の本数を増やし、画像形成装置の出力速度の向上を図ることを目的とする。

また、本発明は、各光源から射出する光束が主走査方向において交差するように構成することにより、偏向反射面上における各光束の分離を小さくし、偏向反射面を小さくすることを可能とし、それにより偏向器を小さくすることを可能にすることを目的とする。

また、本発明は、被走査面上の走査光束の結像像面の倒れを低減でき、各光スポットの結像性能（像面湾曲、倍率誤差、等）の劣化を防ぐことを目的とする。

また、本発明は、各光源部を近接して保持することにより、温度変動等による環境変動の影響が略等しくし、光学特性（走査ピッチや結像位置変動）に対する影響を小さくすることを目的とする。

また、本発明は、面発光レーザは動作電流が小さいため発熱量も小さく、配列された隣接発光点間の熱干渉の影響も小さい事を利用してマルチビーム光源ユニットを構成することを目的とする。

また、本発明は、ビーム合成プリズムにより合成される光束の偏光方向を９０°異ならせる事により、１／２波長板が不要な構成とすることを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の光走査装置は、光源からの光束を偏向器に導き、偏向器により偏向された光束は走査光学系により被走査媒体上に光スポットを形成し偏向走査する光走査装置において、光源は独立して変調可能な複数の発光点を二次元的に配設した垂直キャビティ面発光レーザアレイであり、光源と、光源から射出した発散光束をカップリングするカップリングレンズとからなる組みを複数組合せて光源装置を構成し、光源とカップリングレンズとからなる複数の組みから射出された光束は、光束を規制する開口絞りを介して光束を合成する光束合成手段により合成されるように構成されており、複数の光源の発光点の配列は同一であり、複数の光源の偏光方向のうち少なくとも１つの光源は、他の光源と偏光方向が９０度異なり、光源から射出される光束の光強度分布は円形であることを特徴とする。

また、本発明の光走査装置において、複数の組みは、支持部材を介して一体的に支持され、偏向器の回転軸に直交する平面である主走査平面に投影して見た場合に、射出する複数の光束が交差するように構成されていることを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、本発明の光走査装置を搭載したことを特徴とする。

本発明のカラー画像形成装置は、本発明の光走査装置を搭載したことを特徴とする。

本発明によれば、１つの発光点からの光束により被走査媒体上を光走査する場合に比べ、偏向器の回転速度を下げる事ができることにより、偏向器による消費電力を低減でき、発熱量も下げることができる。また、偏向器を構成するモータを小さくすることができ、材料消費の削減が図れる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の光源装置を含むマルチビーム光走査装置の全体構成の一例を主走査方向から見た状態を模式的に示す図である。なお、各光学素子の保持部品は省略している。
二次元的に配設された複数の発光点を有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬ）からなる光源１Ａと、光源１Ａからの発散光束を集光するカップリングレンズ２Ａ（第１結像光学系）とからなる組みと、光源１Ｂからの発散光束を集光するカップリングレンズ２Ｂとからなる組みは一体的に支持部材（図示せず）により支持され、光源部１２を構成する。

光源部１２およびその周辺部の構造の詳細を説明する。光源部１２は、光源１Ａおよび光源１Ｂをアルミダイキャスト製のホルダ１０１Ａ、１０１Ｂ（図示せず）に各々固定され、各ホルダは裏側よりネジをとおして共通の支持部材１０２（図示せず）に固定される。ホルダ１０１Ａ、１０１Ｂは板状部材を裏側よりネジをとおして間に光源１Ａ、１Ｂを挟み込み保持する構成としても良いし、かん合穴に各々圧入する構成としても良い。

カップリングレンズ２Ａ、２Ｂは、対応する光源１Ａ、１Ｂの発散光束をカップリングし、平行光束、収束光束、発散光束の任意の状態となるようにレンズ光軸方向の位置を合わせて、光源と対に支持部材１０２上に形成したＶ溝形状またはＵ溝形状の支持部１０３Ａ、１０３Ｂ（図示せず）との隙間（又はレンズと支持部接触面の周りの隙間）にＵＶ硬化接着剤を塗布し固定される。ここで、上記ホルダ１０１Ａ、１０１Ｂと支持部材１０２は、１つの部品として一体的に形成しても良い。

光源部１２は、支持部材上に形成された円筒部１０４（図示せず）を保持部材１０５（図示せず）の裏側よりかん合穴１０６に上記円筒部を係合させ、各支持部材上に形成した位置決め部を基準に当接し、保持部材１０５の表側よりネジをとおして固定する。ここで、支持部材１０２は円筒部１０４の中心を回転中心として回転可能とし、任意の位置にて固定する構造とする。これにより支持部材から射出する光束の配列を傾けることができる。

上記のように構成した保持部材１０５は、走査光学手段を収納する光学ハウジング１０８（図示せず）に組み付けられ走査光学手段に複数のビームを入射せしめる。保持部材１０５は、直接光学ハウジングに組み付けても良いし、ブラケットを介して組み付けても良い。
一方、光源である面発光レーザアレイの駆動回路が形成される基板１０９（図示せず）が支柱１１０（図示せず）に固定され、半導体レーザのリードをハンダづけして回路接続がなされる。
以上が光源装置の説明である。

光源部１２において、光源１Ａから射出した複数の光束は、開口絞り３Ａにより光束幅を規制され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ５（第２結像光学系）により偏向器６（ポリゴンスキャナ）の偏向反射面６Ａ近傍に主走査方向に長い線状に集光される。

偏向器６は回転軸６Ｂを軸として等角速度で回転しており、入射光束を等角速度的に偏向する。偏向器６と被走査媒体９との間に、第３結像光学系７（走査光学系：図中では２枚レンズ構成であるが、枚数は問わず、また反射光学系で構成しても、組み合わせて構成しても良い）を配置し、偏向反射面６Ａにより偏向された光束８Ａは被走査媒体９上に光スポット１０Ａを形成する。実際には、光源１Ａは面発光レーザアレイから構成されるため、複数本の光束が同時に偏向反射面６Ａにより偏向され、複数個の光スポットを被走査媒体上に形成するが、ここでは代表して１つの光束および光スポットでそれを示している。光スポット１０Ａは偏向器６の回転（図中矢印方向）によって被走査媒体９上を、図中矢印方向へ光走査する。

同様に、光源１Ｂからの射出した複数の光束は、開口絞り３Ｂにより光束幅を規制され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ５（第２結像光学系）により偏向器６（ポリゴンスキャナ）の偏向反射面６Ａ近傍に主走査方向に長い線状に集光される。ここで、開口絞り３Ａと３Ｂは別体であっても良いし、一体に形成しても良い。

偏向反射面６Ａにより偏向された光束８Ｂは被走査媒体９上に光スポット１０Ｂを形成する。ここでも、光源１Ｂは面発光レーザアレイから構成されるため、複数本の光束が光走査されるが、上記と同様に代表して１つの光束および光スポットでそれを示している。光スポット１０Ｂは偏向器６の回転（図中矢印方向）によって被走査媒体９上を、図中矢印方向へ光走査する。

光源１Ａから射出した光束と、光源１Ｂから射出した光束は、偏向反射面６Ａ近傍で交差するように構成する。光源１Ａから射出した光束に対し、光源１Ｂから射出した光束は、光源１Ａ、１Ｂそれぞれの射出光束の成す角φの半分の角度（φ／２）偏向器６をずらした状態で偏向走査するように構成する。そのように構成することにより、偏向反射面６Ａにより反射した光源１Ａ、１Ｂそれぞれから射出した光束８Ａ、８Ｂは、走査光学系である第３結像光学系における光路を略同じくすることができ、それにより、被走査面上の走査光束の結像像面の倒れを低減でき、各光スポットの結像性能（像面湾曲、倍率誤差、等）の劣化を防ぐことができる。つまり、主走査平面上に投影したときに、光源部１２の各光源からの複数の射出光束の中心線が偏向器の偏向反射面６Ａ近傍で交差するように配置構成する事である。

光源部１２は、光源１Ａ、１Ｂそれぞれからの複数の射出光束の中心線（射出軸）の交差点近傍を通る、各射出軸の空間的な中心線１４（又は１４と略平行な軸）を回転軸として回転可能な構成とする。これにより各光源部から射出する光束の配列を傾けることができる。

同期検知光学系１１は、偏向器６により偏向された光束を、ミラー１１−３と同期検知用結像素子１１−２を経た後、フォトダイオード等により構成される同期検知センサー１１−１に偏向光束を導く。そして光束が同期検知センサー１１−１上を通過する際に同期信号を発し、同期回路（図示せず）により演算処理され、書き込み開始信号をあるタイミングの後発信する。ここで言うあるタイミングとは、同期検知センサー１１−１の検知位置から書き込み開始位置に光束が至るまでの時間である（但しこの間光源は発光していない）。

同期検知用結像素子１１−２は、副走査方向にのみパワー（屈折力）を持つレンズ、主走査方向にのみパワーを持つレンズ、主副両方向にパワーを持つレンズのいずれでも良い。また、同期検知用結像素子１１−２として、レンズの代わりに、パワーを持つ曲面ミラー等を用いても良い。また、同期検知用結像素子１１−２を用いず、ミラー１１−３に上述のようなパワーを持たせて同期検知センサー１１−１に直接導くようにして、同期検知光学系１１を構成しても良い。以上が光走査装置の説明である。

図２は図１で示した光源部１２を２個、光束合成手段を用いて合成し、被走査面９上を走査する光束の本数をさらに増加させた構成例である。

第１の光源部１２において、光源１Ａ−１から射出した複数の光束は、開口絞り３Ａ−１により光束幅を規制され、光束合成手段であるビーム合成プリズム４を介し（透過）、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ５（第２結像光学系）により偏向器６（ポリゴンスキャナ）の偏向反射面６Ａ近傍に主走査方向に長い線状に集光される。

光源１Ｂ−１からの射出した光束も同様で、ビーム合成プリズム４を介し（透過）、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ５（第２結像光学系）により偏向器６（ポリゴンスキャナ）の偏向反射面６Ａ近傍に主走査方向に長い線状に集光される。

光源１Ａ−１から射出した複数の射出光束の中心線と、光源１Ｂ−１から射出した複数の射出光束の中心線は、被走査面上における各光スポットの結像性能の劣化を防ぐため、偏向反射面６Ａ近傍で交差するように構成する。

同様に、第２の光源部１３においても、光源１Ａ−２からの射出した光束は、開口絞り３Ａ−２により光束幅を規制され、ビーム合成プリズム４を介し（反射）、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ５（第２結像光学系）により偏向器６（ポリゴンスキャナ）の偏向反射面６Ａ近傍に主走査方向に長い線状に集光される。光源１Ｂ−２からの射出した光束も同様である。

また、光源部１２と同様に、被走査面上における各光スポットの結像性能の劣化を防ぐため、光源１Ａ−２から射出した複数の射出光束の中心線と、光源１Ｂ−２から射出した複数の射出光束の中心線は、偏向反射面６Ａ近傍で交差するように構成する。

光源部１２は、光源１Ａ−１、１Ｂ−１それぞれからの複数の射出光束の中心線（射出軸）の交差点近傍を通る、各射出軸の空間的な中心線１４（又は１４と略平行な軸）を回転軸として回転可能な構成とする。

同様に、光源部１３も、光源それぞれからの複数の射出光束の中心線（射出軸）の交差点近傍を通る、各射出軸の空間的な中心線１５（又は１５と略平行な軸）を回転軸として回転可能な構成とする。これにより各光源部から射出する光束の配列を傾けることができる。

偏向反射面６Ａにより偏向された各光束は被走査媒体９上に光スポットを形成し、光スポットは偏向器６の回転（図中矢印方向）によって被走査媒体９上を、図中矢印方向へ光走査する。

光束合成手段であるビーム合成プリズム４は、偏光分離膜４Ａを有し、光源部１２からの射出光束は偏光分離膜４Ａを透過し、光源部１３からの射出光束は、偏光分離膜４Ａで反射されてビーム合成プリズム４から射出する様に構成する。

特開平９−２３６７６３号公報（特許文献２）や特開平１１−２３９８８号公報（特許文献１）で開示されているように、従来は光源部１３からの光束がビーム合成プリズム４に入射する手前に１／２波長板を配設し、各光源部からの光束の偏光分離膜４Ａにおける偏光方向を９０゜異ならせ、透過もしくは反射させることにより光束を合成していた。この理由は、従来光源として利用していた端面発光型の半導体レーザ（ＬＤ）は、ＬＤの活性層に水平な方向と垂直な方向で光束の発散角が異なるため、光源であるＬＤの偏光方向を各光源部で９０゜回転させる事ができなかったためで、以下にその説明を記す。

図３（ａ）は半導体レーザ（ＬＤ）から射出する光束の発散状態を説明する図で、半導体レーザ１６内部で電子が共振しエネルギーレベルが有るレベルに達すると、活性層１７ａの発光点１７ｂよりレーザ光が放射される。このレーザ光は、発光点１７ｂにおける回折により、活性層と垂直な方向と水平な方向で放射角が異なり、強度分布は楕円状にレーザ光は放射される。

このため、光源であるＬＤを９０゜回転させると、図４（ａ）に示すように、開口絞り２３の開口径に対し、開口絞り２３を照射する各光束は光束２４、２５の様に強度分布の楕円の方向が９０゜回転してしまう。これにより、開口絞り２３に対する光束２４、２５の関係が異なることにより、各光束の被走査面上における光スポットの光量およびビームスポット径に違いが生じ、画像品質の劣化の要因となってしまう。

これに対し、二次元的に配設された複数の発光点を有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬ）は、図３（ｂ）に示すように、面発光レーザアレイ２０の基板面上に配設された発光点（２１ａ〜２１ｄ）から、強度分布は略円形状にレーザ光は放射される。これにより、図４（ｂ）に示すように、開口絞り２３の開口径に対し、開口絞り２３を照射する光束２６の強度分布は略円形になるため、レーザの偏光方向により強度分布は影響を受けない。但し、発光点の位置が異なるため、図５に示すようにカップリングレンズ２から射出した各光束の主光線の方向が異なってしまう。このため、開口絞り３の配置位置によっては、各光束の開口絞りに対する照射状態に差が出てしまい、上述の各光束の被走査面上における光スポットの光量およびビームスポット径の違いが生じてしまい、画像品質の劣化の要因となる。

そこで、開口絞り３をカップリングレンズの焦点位置Ｓに配置することにより、各光束の開口絞り３の照射状態が等しくなり、上記課題を解決することができる。

二次元的に配設された複数の発光点を有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ（ＶＣＳＥＬ）は、偏光方向のそろったものを用いる。そうすることにより、ビーム合成プリズム４によりビームを合成することが可能になる。そして、ビーム合成プリズム４に入射する光束の偏光方向を、光束を透過させる側と反射させる側で９０゜異ならせる事により、従来ビーム合成を行う場合に必要であった１／２波長板が不要になり、ビーム合成プリズムの構成を簡単にすることにより、部品のコストダウンが可能になる。

光源部１２からの射出光束と光源部１３からの射出光束は、偏光方向を９０度ずらしているため、ビーム合成プリズム４以降の各光学素子への入射角（または反射角）に対する透過または反射特性が異なるため、被走査面上の各走査位置において照射光量に差が生じ、それにより光量むらが発生する。この光量むらは、特にカラー画像出力機においては、出力画像の濃度むらとして現れ、画像品質の劣化要因となってしまう。この光量むらを低減する方法としては、ビーム合成プリズム４の直後に１／４波長板を配置し、光束の偏光方向を４５度旋回することにより低減可能である。

図６に光束合成手段であるビーム合成プリズムを用いた別の構成の光源装置の例を示す。光源部１１２、１１３は保持部材１１１に保持され、光源部１１２から光束１１２Ａ、１１２Ｂが、光源部１１３から光束１１３Ａ、１１３Ｂが射出される。光源は面発光レーザアレイから構成されるため、複数本の光束が同時に射出されるが、前記と同様にここでは代表して１つの光束で表現している。

ビーム合成プリズム２７は偏光分離膜２７Ｂを有し、光源部１１２からの射出光束は偏光分離膜２７Ｂを透過する。光源部１１３の面発光レーザアレイの偏光方向は、光源部１１２の面発光レーザアレイの偏光方向に対し９０度回転した状態で組み付けられ、光源部１１３からの射出光束はプリズム面２７Ａと偏光分離膜２７Ｂで順次反射されて、ビーム合成プリズム２７から射出する様に構成する。

このような構成にする事により、光源部１１２と１１３は同一の平面上に配置することができるため、光源である面発光レーザアレイを駆動させるための駆動ボードを１枚構成にすることができ、構成を簡素化することが可能になる。なお、図６に示す構成は、主走査方向から見た構成としても良いし、副走査方向から見た構成としても良い。

また、このような構成にすることにより、各光源部は近接して共通の保持部材１０５に保持することになり、温度変動等による環境変動の影響が略等しくなり、光学特性（走査ピッチや結像位置変動）に対する影響を小さくすることができる。さらに、光源部を構成しているホルダと支持部材、光源部を共通に保持する保持部材の線膨張係数が近い材質、もしくは同一の材質を用いることにより、温度変動による各部材の伸縮の比率を略等しくし、温度変動が生じたときに歪みによる変形や、ネジ締結部で発生する応力による歪みによる変形を低減し、各光源からの射出光束の被走査面上における相対的な位置関係を維持できるようになる。

被走査面上における、各光源から射出した光束の照射位置の構成例を図７により説明する。
図７は、光源である面発光レーザアレイからの射出光束の被走査面上における照射位置を模式的に示した図である。図７（ａ）は、光源１Ａ’と１Ｂ’それぞれによる光スポットが、走査線としては交互に（千鳥に）並ぶように構成した例である。１つの光源からの射出光束の各光束の間を、別の光源からの射出光束で補完する様にした構成である。

このような構成は、発光点同士の間隔がドループの問題やクロストークの問題により狭くすることができない場合に、上記のように光源を複数組み合わせることにより被走査面上の走査ピッチをより狭く（狭ピッチ）する事ができ、より高密度な光書き込みが可能になる。
図７（ｂ）は、１つの光源から射出した光束に続いて、次の光源から射出した光束により被走査面上を光走査する場合の例である。

このほかの構成例としては、飛び越し走査方式（インターレース走査方式）と呼ばれる方式がある。これは特許第２５０８８７１号公報や特許第２９３９８１３号公報に開示されているように、光束の間を複数回の走査により埋めていく方式であり、図７（ａ）の方式よりさらに高密度な書き込みが可能になるが、ラインデータをため込んでおくためのメモリを大量に必要とする課題も有する。

図７の例は、光源である面発光レーザアレイを２個組み合わせた場合の例であるが、もっと多くを組み合わせる場合も上記と同様である。

副走査方向において、光源である面発光レーザアレイの各発光点どおしの位置関係と、被走査媒体上の各光スポットの相対的な位置関係は、光源と被走査媒体との間にある結像系（図１の例ではカップリングレンズ、シリンドリカルレンズ５、第３結像光学系７）の副走査方向の合成倍率：βに応じて決定され、被走査媒体上における各走査線の走査間隔（走査ピッチ）が所望の値になるように設定される。

上記の実施例は、１つの光源部に光源である面発光レーザアレイとカップリングレンズ（第１結像光学系）からなる組みを２個組み合わせた場合の例であるが、さらに多くを組み合わせても良い。例えば、図６において光源部１１２と１１３のどちらか一方又は両方を３個の光源として構成しても良い。

同様に上記の実施例は、光源装置として２つの光源部を組み合わせた場合の例であるが、さらに多くの光源部を組み合わせて光源装置を構成しても良い。また逆に、ビーム合成手段であるビーム合成プリズムにより合成される光源部の片方を、１つの光源からの光束としその他の光源部からの光束を複数の光源からの光束としても良い。

このように複数の光源を用い光源部を構成し、さらに光源部を複数個組み合わせることにより、被走査媒体９上を走査する光束の数を増やすことができる。これより、本書き込み光学系を搭載する画像形成装置の出力速度の向上を図ることができる。また、逆に出力速度を変えなくて良い場合は、偏向器の回転速度の低減を図ることができ、消費電力の低減、発熱量の低減、等環境に対し配慮した書き込み光学系を構成することが可能になる。

図８は本発明の走査光学系が搭載される画像形成装置３０を説明する図である。原稿３１はコンタクトガラス３２上に置かれ、ランプ３３で照らされ、照射された原稿による画像はミラーでスキャナレンズブロック３４へ導かれ、ＣＣＤにより画像データとして処理され、画像データ３５は本発明のマルチビーム光走査装置３６にデータ転送され、画像信号に基づきＬＤはＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、感光体ドラム４６上を光スポットが走査する。帯電器４０により帯電された感光体上を光走査し静電潜像を形成し、現像器３７によりトナー像として現像され、給紙トレイ３８から紙が給紙ローラー３９により感光体へ導かれ、転写ローラー４５により転写され、定着器４１により定着され、排紙ローラー４４により排紙トレイ４２に排出される。感光体４６は除電・クリーナー４３により除電およびクリーニングがなされ、再び帯電からの工程を繰り返す。

上記画像形成装置に、本発明の光源ユニット、または光走査装置を組み込むことにより、光利用効率に無駄のないマルチビーム書き込みが可能な画像形成装置を形成することができる。

また、本発明の光源ユニット、または光走査装置を、感光体ドラムを複数本並べ、カラートナーによる像を重ね合わせカラー画像を形成するカラー画像形成装置に組み込むことにより、高速出力が可能なカラー画像形成装置を形成することができる。

さらに本発明の画像形成装置と電子演算装置（コンピュータ等）、画像情報通信システム（ファクシミリ等）等とをネットワークを介し接続することにより、１台の画像形成装置で複数の機器からの出力を処理することができる情報処理システムを形成することができる。また、ネットワーク上に複数の画像形成装置を接続すれば、各出力要求から各画像形成装置の状態（ジョブの混み具合、電源が入っているかどうか、故障しているかどうか等）を知ることができ、一番状態の良い（使用者の希望に一番適した）画像出力装置を選択し、出力を行うことができるようになる。

以上説明したように、本発明の各実施例によれば、複数の光束により被走査媒体上を光走査するマルチビーム書き込み光学系に関することから、１つの発光点からの光束により被走査媒体上を光走査する場合に比べ、偏向器の回転速度を下げる事ができる。これにより、偏向器による消費電力を低減でき、発熱量も下げることができる。また、偏向器を構成するモータを小さくすることができ、材料消費の削減が図れる。

また、本発明の実施例によれば、被走査媒体上を光走査する光束の本数を増やし、画像形成装置の出力速度を上げることができる。

また、本発明の実施例によれば、偏向反射面上における各光束の分離を小さくし、偏向反射面を小さくすることを可能とし、それにより偏向器を小さくすることができる。被走査面上の走査光束の結像像面の倒れを低減でき、各光スポットの結像性能（像面湾曲、倍率誤差、等）の劣化を防ぐことができる。

また、本発明の実施例によれば、温度変動等による環境変動の影響が略等しくし、光学特性（走査ピッチや結像位置変動）に対する影響を小さくすることができる。

また、本発明の実施例によれば、面発光レーザの利点を利用したマルチビーム光源ユニットを構成することができる。

また、本発明の実施例によれば、１／２波長板が不要となる。

また、本発明の実施例によれば、マルチビーム書き込みが可能な光走査装置、画像形成装置、及びカラー画像形成装置を形成することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

本発明は、光書き込み光学系を搭載したレーザプリンタ、レーザ複写機、レーザファックス、印刷機等に適用できる。

本発明の実施例１に係るマルチビーム光走査装置の構成を示す図である。 本発明の実施例２に係るマルチビーム光走査装置の構成を示す図である。 本発明の実施例２に係る光束の発散状態を示す図である。 本発明の実施例２に係る光束の強度分布状態を示す図である。 本発明の実施例２に係る光束の射出方向を示す図である。 本発明の実施例３に係る光源装置の構成を示す図である。 本発明の実施例４に係る光束の照射位置の構成を示す図である。 本発明の実施例５に係る画像形成装置の構成を示す図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 光源
２Ａ，２Ｂ カップリングレンズ
３Ａ，３Ｂ，２３ 開口絞り
４，２７ ビーム合成プリズム
４Ａ，２７Ｂ 偏光分離膜
５ シリンドリカルレンズ（第２結像光学系）
６ 偏向器
６Ａ 偏向反射面
６Ｂ 回転軸
７ 第３結像光学系
８Ａ，８Ｂ，２４，２５ 光束
９ 被走査媒体
１０Ａ，１０Ｂ 光スポット
１１ 同期検知光学系
１１−１ 同期検知センサー
１１−２ 同期検知用結像素子
１１−３ ミラー
１２，１３ 光源部
１４，１５ 中心線
１７ａ 活性層
１７ｂ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 発光点
２０ 面発光レーザアレイ
２７Ａ プリズム面
３０ 画像形成装置
３１ 原稿
３２ コンタクトガラス
３３ ランプ
３４ スキャナレンズブロック
３５ 画像データ
３６ マルチビーム光走査装置
３７ 現像器
３８ 給紙トレイ
３９ 給紙ローラー
４０ 帯電器
４１ 定着器
４２ 排紙トレイ
４３ 除電・クリーナー
４４ 排紙ローラー
４５ 転写ローラー
４６ 感光体ドラム
１１１ 保持部材
１１２，１１３ 光源部
１１２Ａ，１１２Ｂ，１１３Ａ，１１３Ｂ 光束

Claims (4)

1. 光源からの光束を偏向器に導き、前記偏向器により偏向された光束は走査光学系により被走査媒体上に光スポットを形成し偏向走査する光走査装置において、
   前記光源は独立して変調可能な複数の発光点を二次元的に配設した垂直キャビティ面発光レーザアレイであり、
   前記光源と、前記光源から射出した発散光束をカップリングするカップリングレンズとからなる組みを複数組合せて光源装置を構成し、
   前記光源と前記カップリングレンズとからなる複数の組みから射出された光束は、前記光束を規制する開口絞りを介して合成する光束合成手段により合成されるように構成されており、
   前記複数の光源の発光点の配列は同一であり、前記複数の光源の偏光方向のうち少なくとも１つの光源は、他の光源と偏光方向が９０度異なり、
   前記光源から射出される光束の光強度分布は円形であることを特徴とする光走査装置。
2. 前記複数の組みは、支持部材を介して一体的に支持され、
   偏向器の回転軸に直交する平面である主走査平面に投影して見た場合に、射出する複数の光束が交差するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 請求項１又は２に記載の光走査装置を搭載した画像形成装置。
4. 請求項１又は２に記載の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置。

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