JPH11218701A - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
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- JPH11218701A JPH11218701A JP1906898A JP1906898A JPH11218701A JP H11218701 A JPH11218701 A JP H11218701A JP 1906898 A JP1906898 A JP 1906898A JP 1906898 A JP1906898 A JP 1906898A JP H11218701 A JPH11218701 A JP H11218701A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】LEDアレイを光源とし、高速で光走査領域の
広く、光学配置の自由度が高い走査光学装置を実現す
る。 【解決手段】LEDアレイ1Aおよびその駆動回路を搭
載した回路基板2Aと、各LED発光部からの光束をカ
ップリングするカップリングレンズ3Aと、カップリン
グレンズからの射出光束を各々、主走査対応方向に長い
線像として結像させる線像結像光学系4Aと、各線像の
近傍に偏向反射面6Aを持ち、各光束を同時且つ等角速
度的に偏向させる光偏向手段5Aと、偏向された各光束
を被走査面8上に互いに分離した光スポットとして集光
させ、光偏向手段の偏向反射面位置と被走査面位置とを
副走査対応方向に関して幾何光学的に略共役関係とする
走査結像光学系7Aとを光走査ユニットとしてユニット
化し、複数の光走査ユニットA,Bを共通の被走査面8
に対して主走査対応方向へ配列し、各光走査ユニットに
よる主走査領域を互いに連続させ得るようにした。
広く、光学配置の自由度が高い走査光学装置を実現す
る。 【解決手段】LEDアレイ1Aおよびその駆動回路を搭
載した回路基板2Aと、各LED発光部からの光束をカ
ップリングするカップリングレンズ3Aと、カップリン
グレンズからの射出光束を各々、主走査対応方向に長い
線像として結像させる線像結像光学系4Aと、各線像の
近傍に偏向反射面6Aを持ち、各光束を同時且つ等角速
度的に偏向させる光偏向手段5Aと、偏向された各光束
を被走査面8上に互いに分離した光スポットとして集光
させ、光偏向手段の偏向反射面位置と被走査面位置とを
副走査対応方向に関して幾何光学的に略共役関係とする
走査結像光学系7Aとを光走査ユニットとしてユニット
化し、複数の光走査ユニットA,Bを共通の被走査面8
に対して主走査対応方向へ配列し、各光走査ユニットに
よる主走査領域を互いに連続させ得るようにした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は走査光学装置に関
する。
する。
【0002】
【従来の技術】走査光学装置は、デジタルの複写装置や
光プリンタ等に関連して広く知られている。このような
光走査装置において、光走査による画像書込みの高速化
を目的として、一度に複数ラインを光走査するマルチビ
ーム式の走査光学装置の実現が意図されている。また、
光走査により画像書込みできる領域を拡大する方策とし
て、主走査方向に互いに分離した2系統の光束で、被走
査面を同時に光走査する「広域光走査装置」が知られて
いる(特開昭60−35712号公報)。ところで、従
来の走査光学装置においては、光源として発光強度の大
きい半導体レーザが用いられている。上記のマルチビー
ム式の走査光学装置における光源として半導体レーザア
レイを用いることも意図されているが、半導体レーザア
レイでアレイ化できる半導体レーザ発光部は高々数個に
過ぎず、同時に走査できるライン数も高々数ラインであ
る。また、上記広域光走査装置では、各光源からの光束
を偏向させるのに共通の回転多面鏡を用いており、この
ため、各光源や結像光学系のレイアウトに対する制約が
大きいという問題がある。一方、光書込装置として、従
来からLEDアレイ(発光ダイオードアレイ)を用いる
ものが知られている。LEDアレイは通常、数10〜数
100のLED発光部を有するので、このようなLED
アレイチップを発光部配列方向に密に配列し、セルフォ
ックレンズアレイのような「等倍結像系」を用い、各L
ED発光部の等倍像を被走査面上に結像させる。LED
アレイを用いる光書込装置の問題点は、多数のLEDア
レイのチップを直線上に密に配列しなければならないた
め、光源として多数のチップを必要とする点にある。例
えば、LEDアレイの代表的なものとして、1チップに
LED発光部を128個、400dpiの密度で有する
ものがあるが、このチップの長さは略8mmであるか
ら、例えば210mm幅の領域に書込みを行おうとすれ
ば、上記チップを26個配列する必要があり、チップ配
列における直線性も確保されねばならない。
光プリンタ等に関連して広く知られている。このような
光走査装置において、光走査による画像書込みの高速化
を目的として、一度に複数ラインを光走査するマルチビ
ーム式の走査光学装置の実現が意図されている。また、
光走査により画像書込みできる領域を拡大する方策とし
て、主走査方向に互いに分離した2系統の光束で、被走
査面を同時に光走査する「広域光走査装置」が知られて
いる(特開昭60−35712号公報)。ところで、従
来の走査光学装置においては、光源として発光強度の大
きい半導体レーザが用いられている。上記のマルチビー
ム式の走査光学装置における光源として半導体レーザア
レイを用いることも意図されているが、半導体レーザア
レイでアレイ化できる半導体レーザ発光部は高々数個に
過ぎず、同時に走査できるライン数も高々数ラインであ
る。また、上記広域光走査装置では、各光源からの光束
を偏向させるのに共通の回転多面鏡を用いており、この
ため、各光源や結像光学系のレイアウトに対する制約が
大きいという問題がある。一方、光書込装置として、従
来からLEDアレイ(発光ダイオードアレイ)を用いる
ものが知られている。LEDアレイは通常、数10〜数
100のLED発光部を有するので、このようなLED
アレイチップを発光部配列方向に密に配列し、セルフォ
ックレンズアレイのような「等倍結像系」を用い、各L
ED発光部の等倍像を被走査面上に結像させる。LED
アレイを用いる光書込装置の問題点は、多数のLEDア
レイのチップを直線上に密に配列しなければならないた
め、光源として多数のチップを必要とする点にある。例
えば、LEDアレイの代表的なものとして、1チップに
LED発光部を128個、400dpiの密度で有する
ものがあるが、このチップの長さは略8mmであるか
ら、例えば210mm幅の領域に書込みを行おうとすれ
ば、上記チップを26個配列する必要があり、チップ配
列における直線性も確保されねばならない。
【0003】上述した走査光学装置の場合、偏向光束に
よる被走査面の走査速度が大きいため光源として発光強
度の大きい半導体レーザを用いないと、被走査面の実体
をなす光導電性感光体を感光させて静電潜像を書き込む
ことが難しいという問題があり、このため、LEDを光
源とする走査光学装置は実用化されていなかった。しか
し近来、光導電性の感光体の感度が向上し、より少ない
光量での静電潜像形成が可能になってきている。
よる被走査面の走査速度が大きいため光源として発光強
度の大きい半導体レーザを用いないと、被走査面の実体
をなす光導電性感光体を感光させて静電潜像を書き込む
ことが難しいという問題があり、このため、LEDを光
源とする走査光学装置は実用化されていなかった。しか
し近来、光導電性の感光体の感度が向上し、より少ない
光量での静電潜像形成が可能になってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、LEDアレイを光源とし、高速で、光走査領
域が広く、光学系配置の自由度が高い走査光学装置の実
現を課題とする。
情に鑑み、LEDアレイを光源とし、高速で、光走査領
域が広く、光学系配置の自由度が高い走査光学装置の実
現を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の走査光学装置
は複数の「光走査ユニット」を有する。光走査ユニット
の個々は、回路基板と、カップリングレンズと、線像結
像光学系と、光偏向手段と、走査結像光学系とを有す
る。「回路基板」は、LEDアレイと、その駆動回路を
搭載した基板である。「カップリングレンズ」は、LE
Dアレイの各LED発光部からの光束をカップリングす
る。このカップリングレンズは、光源となる上記各LE
D発光部に共通のレンズである。カップリングレンズの
作用は、各LED発光部からの光束を平行光束化する
「コリメート作用」でもよいし、上記各光束を弱い発散
性もしくは弱い集束性の光束とする作用でもよい。「線
像結像光学系」は、カップリングレンズからの各射出光
束を各々、主走査対応方向(各光走査ユニットにおい
て、光源から被走査面に至る光路上で主走査方向に対応
する方向をいう)に長い線像として結像させる光学系で
あり、上記各射出光束に共通である。線像結像光学系と
しては「副走査対応方向(各光走査ユニットにおいて、
光源から被走査面に至る光路上で副走査方向に対応する
方向をいう)にのみ正のパワーを持つシリンドリカルレ
ンズや凹シリンダミラー」を用いることができる。「光
偏向手段」は、線像結像光学系により結像した各線像の
近傍に偏向反射面を持ち、各光束を同時且つ等角速度的
に偏向させる。光偏向手段としては周知の回転多面鏡や
回転単面鏡、回転2面鏡を利用することができる。「走
査結像光学系」は、光偏向手段により等角速度的に偏向
された各光束に共通に配備され、各光束を被走査面上に
互いに分離した光スポットとして集光させる。走査結像
光学系は、光偏向手段の偏向反射面位置と被走査面位置
とを副走査対応方向に関して幾何光学的に略共役関係と
する。走査結像光学系は、レンズのみ、あるいは結像作
用を持つ凹面鏡により構成でき、さらには、結像機能を
持つ反射鏡とレンズとの混合系として構成することもで
きる。走査結像光学系は勿論、光スポットによる被走査
面の主走査を等速化する機能(fθ特性やリニアリテ
ィ)を有することが好ましい。
は複数の「光走査ユニット」を有する。光走査ユニット
の個々は、回路基板と、カップリングレンズと、線像結
像光学系と、光偏向手段と、走査結像光学系とを有す
る。「回路基板」は、LEDアレイと、その駆動回路を
搭載した基板である。「カップリングレンズ」は、LE
Dアレイの各LED発光部からの光束をカップリングす
る。このカップリングレンズは、光源となる上記各LE
D発光部に共通のレンズである。カップリングレンズの
作用は、各LED発光部からの光束を平行光束化する
「コリメート作用」でもよいし、上記各光束を弱い発散
性もしくは弱い集束性の光束とする作用でもよい。「線
像結像光学系」は、カップリングレンズからの各射出光
束を各々、主走査対応方向(各光走査ユニットにおい
て、光源から被走査面に至る光路上で主走査方向に対応
する方向をいう)に長い線像として結像させる光学系で
あり、上記各射出光束に共通である。線像結像光学系と
しては「副走査対応方向(各光走査ユニットにおいて、
光源から被走査面に至る光路上で副走査方向に対応する
方向をいう)にのみ正のパワーを持つシリンドリカルレ
ンズや凹シリンダミラー」を用いることができる。「光
偏向手段」は、線像結像光学系により結像した各線像の
近傍に偏向反射面を持ち、各光束を同時且つ等角速度的
に偏向させる。光偏向手段としては周知の回転多面鏡や
回転単面鏡、回転2面鏡を利用することができる。「走
査結像光学系」は、光偏向手段により等角速度的に偏向
された各光束に共通に配備され、各光束を被走査面上に
互いに分離した光スポットとして集光させる。走査結像
光学系は、光偏向手段の偏向反射面位置と被走査面位置
とを副走査対応方向に関して幾何光学的に略共役関係と
する。走査結像光学系は、レンズのみ、あるいは結像作
用を持つ凹面鏡により構成でき、さらには、結像機能を
持つ反射鏡とレンズとの混合系として構成することもで
きる。走査結像光学系は勿論、光スポットによる被走査
面の主走査を等速化する機能(fθ特性やリニアリテ
ィ)を有することが好ましい。
【0006】即ち、光走査ユニットは、LEDアレイの
個々のLED発光部からの光束をカップリングレンズで
以後の光学系にカップリングし、カップリングレンズか
ら射出した各光束を線像結像光学系により、主走査対応
方向に長い線像として結像する。そして光偏向手段によ
り等角速度的に偏向させ、各偏向光束を走査結像光学系
により被走査面上に互いに分離した光スポットとして集
光させ、被走査面の光走査を行う。複数の光走査ユニッ
トは、共通の被走査面に対して主走査対応方向へ配列さ
れ、各光走査ユニットによる主走査領域を互いに連続さ
せ得るようにされる。
個々のLED発光部からの光束をカップリングレンズで
以後の光学系にカップリングし、カップリングレンズか
ら射出した各光束を線像結像光学系により、主走査対応
方向に長い線像として結像する。そして光偏向手段によ
り等角速度的に偏向させ、各偏向光束を走査結像光学系
により被走査面上に互いに分離した光スポットとして集
光させ、被走査面の光走査を行う。複数の光走査ユニッ
トは、共通の被走査面に対して主走査対応方向へ配列さ
れ、各光走査ユニットによる主走査領域を互いに連続さ
せ得るようにされる。
【0007】即ち、例えば、各光走査ユニットにおいて
第1のLED発光部を発光させて光走査を行うと、同一
の被走査面上において、各光走査ユニットによる走査に
より書き込まれる線を一本の連続した線として書き込む
ことができる。即ち、この発明の走査光学装置は「広域
光走査が可能」である。
第1のLED発光部を発光させて光走査を行うと、同一
の被走査面上において、各光走査ユニットによる走査に
より書き込まれる線を一本の連続した線として書き込む
ことができる。即ち、この発明の走査光学装置は「広域
光走査が可能」である。
【0008】光走査ユニットにおいて「光スポットが主
走査を行うときに移動する向き」を「主走査の向き」と
呼ぶと、光走査ユニットの主走査の向きは「全ての光走
査ユニットに対して同じ向き」に揃えることができる。
この場合、各光走査ユニットごとに書込み開始の同期光
を検出する同期光検出手段を設けて、各光ユニットにお
ける書込み開始位置を揃えるようにする(請求項2)。
各光走査ユニットの書込み長さ(光走査の開始位置と終
了位置の距離)は光走査ユニットごとに定まっているか
ら、任意の光走査ユニットにおける書込み開始位置が定
まれば該ユニットにおける光走査終了位置は一義的に定
まるので、隣接する光走査ユニットの一方における書込
み開始位置と他方における光走査終了位置が連続するよ
うにすることにより、上記の如く「各光走査ユニットに
よる主走査領域を互いに連続」させることができるので
ある。なお、各光走査ユニットによる書込み長さは、互
いに等しく設定しても良いし、互いに異なるように設定
することもできる。複数の光走査ユニットの、互いに隣
接する光走査ユニットのうちの少なくとも1対において
主走査の向きを逆向きとし、対をなす光走査ユニットの
中間部に、これら(対をなす)光走査ユニットに共通し
て、各書込み開始の同期光を検出する同期光検出手段を
設けてもよい(請求項3)。この場合には、同期光検出
手段により検出される同期光に応じて、隣接する光走査
ユニットの書込み開始位置が互いに連続するようにする
のである。
走査を行うときに移動する向き」を「主走査の向き」と
呼ぶと、光走査ユニットの主走査の向きは「全ての光走
査ユニットに対して同じ向き」に揃えることができる。
この場合、各光走査ユニットごとに書込み開始の同期光
を検出する同期光検出手段を設けて、各光ユニットにお
ける書込み開始位置を揃えるようにする(請求項2)。
各光走査ユニットの書込み長さ(光走査の開始位置と終
了位置の距離)は光走査ユニットごとに定まっているか
ら、任意の光走査ユニットにおける書込み開始位置が定
まれば該ユニットにおける光走査終了位置は一義的に定
まるので、隣接する光走査ユニットの一方における書込
み開始位置と他方における光走査終了位置が連続するよ
うにすることにより、上記の如く「各光走査ユニットに
よる主走査領域を互いに連続」させることができるので
ある。なお、各光走査ユニットによる書込み長さは、互
いに等しく設定しても良いし、互いに異なるように設定
することもできる。複数の光走査ユニットの、互いに隣
接する光走査ユニットのうちの少なくとも1対において
主走査の向きを逆向きとし、対をなす光走査ユニットの
中間部に、これら(対をなす)光走査ユニットに共通し
て、各書込み開始の同期光を検出する同期光検出手段を
設けてもよい(請求項3)。この場合には、同期光検出
手段により検出される同期光に応じて、隣接する光走査
ユニットの書込み開始位置が互いに連続するようにする
のである。
【0009】光走査ユニットにおけるLEDアレイのL
ED発光部の配列方向は、全ての光走査ユニットにおい
て略同じ方向に向けられる。この場合、各光走査ユニッ
トにおけるLEDアレイのLEDアレイ発光部の配列方
向は「主走査対応方向に揃える」ようにしてもよいし、
「副走査対応方向に略平行となる」ようにしてもよい
(請求項4)。LEDアレイチップにおけるLED発光
部の配列ピッチは、例えば400dpiと言うように規
格化されて定まっているが、配列ピッチにはチップ固体
ごとの誤差による「バラツキ」がある。このような場
合、光走査ユニットごとにLED発光部の配列ピッチに
バラツキがあるとき、全ての光走査ユニットにおいて、
LEDアレイのLED発光部配列方向を副走査対応方向
に揃えてしまうと、LEDアレイチップごとの発光部配
列ピッチのバラツキにより、走査線ピッチが不揃いにな
る。このような場合には、LEDアレイにおけるLED
発光部配列方向を副走査対応方向に対して若干傾けるこ
とにより、被走査面上における光スポットの副走査方向
の間隔を調整できるので、このことを利用して走査線ピ
ッチの不揃いを補正できる。上において「LEDアレイ
発光部の配列方向を、副走査対応方向に略平行」となる
ようにするとは、上記配列方向を副走査対応方向に若干
傾けて、走査線ピッチの不揃いを補正する場合を含んで
いる。あるいはまた、上記配列方向の副走査対応方向に
対する角の切り換えにより走査線ピッチを切り換えるよ
うにすることができる。
ED発光部の配列方向は、全ての光走査ユニットにおい
て略同じ方向に向けられる。この場合、各光走査ユニッ
トにおけるLEDアレイのLEDアレイ発光部の配列方
向は「主走査対応方向に揃える」ようにしてもよいし、
「副走査対応方向に略平行となる」ようにしてもよい
(請求項4)。LEDアレイチップにおけるLED発光
部の配列ピッチは、例えば400dpiと言うように規
格化されて定まっているが、配列ピッチにはチップ固体
ごとの誤差による「バラツキ」がある。このような場
合、光走査ユニットごとにLED発光部の配列ピッチに
バラツキがあるとき、全ての光走査ユニットにおいて、
LEDアレイのLED発光部配列方向を副走査対応方向
に揃えてしまうと、LEDアレイチップごとの発光部配
列ピッチのバラツキにより、走査線ピッチが不揃いにな
る。このような場合には、LEDアレイにおけるLED
発光部配列方向を副走査対応方向に対して若干傾けるこ
とにより、被走査面上における光スポットの副走査方向
の間隔を調整できるので、このことを利用して走査線ピ
ッチの不揃いを補正できる。上において「LEDアレイ
発光部の配列方向を、副走査対応方向に略平行」となる
ようにするとは、上記配列方向を副走査対応方向に若干
傾けて、走査線ピッチの不揃いを補正する場合を含んで
いる。あるいはまた、上記配列方向の副走査対応方向に
対する角の切り換えにより走査線ピッチを切り換えるよ
うにすることができる。
【0010】この発明の走査光学装置において、各光走
査ユニットは、カップリングレンズと線像結像光学系と
の間に「ビーム整形用のアパーチュア」を有することが
できる。請求項4記載の発明において、カップリングレ
ンズの作用を「実質的なコリメート作用」とする場合に
は、アパーチュアをカップリングレンズの焦点面近傍に
配備するのが良い(請求項5)。また、各光走査ユニッ
トにおけるLEDアレイは、そのLED発光部配列の中
央を、光走査ユニットにおけるカップリングレンズの光
軸近傍に位置設定するのが良い(請求項6)。請求項5
または6記載の発明の場合、ビーム整形用のアパーチュ
アの実質的な配備位置を線像結像光学系の物体側焦点面
位置とするとともに、カップリングレンズの焦点距離:
fcolと、線像結像光学系の副走査対応方向の焦点距
離:fcyとを互いに等しくすることができる(請求項
7)。
査ユニットは、カップリングレンズと線像結像光学系と
の間に「ビーム整形用のアパーチュア」を有することが
できる。請求項4記載の発明において、カップリングレ
ンズの作用を「実質的なコリメート作用」とする場合に
は、アパーチュアをカップリングレンズの焦点面近傍に
配備するのが良い(請求項5)。また、各光走査ユニッ
トにおけるLEDアレイは、そのLED発光部配列の中
央を、光走査ユニットにおけるカップリングレンズの光
軸近傍に位置設定するのが良い(請求項6)。請求項5
または6記載の発明の場合、ビーム整形用のアパーチュ
アの実質的な配備位置を線像結像光学系の物体側焦点面
位置とするとともに、カップリングレンズの焦点距離:
fcolと、線像結像光学系の副走査対応方向の焦点距
離:fcyとを互いに等しくすることができる(請求項
7)。
【0011】前述したように、被走査面の実体をなすの
は、光導電性の感光体の感光面である。この発明の走査
光学装置における光導電性の感光体としては「光源であ
るLED発光部からの光により静電潜像の形成できるよ
うな高感度のもの」が用いられるが、感光体の形態とし
ては、従来から知られた円筒形状のものや有端・無端の
ベルト状のものを適宜利用できる。ところで、この発明
の走査光学装置では各光走査ユニットに用いられる光源
がLEDアレイであって、LED発光部は64〜256
個もあるので、上記請求項4記載の発明の場合のよう
に、LED発光部の配列方向を副走査対応方向に向けた
場合、被走査面は一度に64〜256ラインが光走査さ
れることになる。簡単のために、被走査面における1m
m当りを10ラインで走査する場合を考えてみると、例
えばLED発光部が128個あれば、一度に光走査され
る幅は12.8mmとなる。光導電性の感光体が円筒形
状である場合、その直径が小さいと、同時に走査される
上記12.8mmの幅のなかで、光スポットの径が円筒
表面の曲率により一定にならなくなる場合が考えられ
る。このような問題を回避するには、各光走査ユニット
に共通の被走査面の実体をなす光導電性の感光体を無端
もしくは有端のベルト状とし、感光体が平面的に張られ
た部分において光走査を行うようにすればよい(請求項
8)。勿論、LED発光部の配列方向が主走査方向に向
いているときには、円筒状の感光体を用いても上記の問
題は生じない。しかし、LED発光部の配列方向を主走
査方向に向ける場合にも、感光体を無端もしくは有端の
ベルト状とし、感光体が平面的に張られた部分において
光走査を行うようにしてよいことは言うまでもない。光
走査ユニットの数は適宜であるが、ユニット数を2とす
る(請求項9)のは、装置のコンパクト化やコストの面
から見て実用的である。
は、光導電性の感光体の感光面である。この発明の走査
光学装置における光導電性の感光体としては「光源であ
るLED発光部からの光により静電潜像の形成できるよ
うな高感度のもの」が用いられるが、感光体の形態とし
ては、従来から知られた円筒形状のものや有端・無端の
ベルト状のものを適宜利用できる。ところで、この発明
の走査光学装置では各光走査ユニットに用いられる光源
がLEDアレイであって、LED発光部は64〜256
個もあるので、上記請求項4記載の発明の場合のよう
に、LED発光部の配列方向を副走査対応方向に向けた
場合、被走査面は一度に64〜256ラインが光走査さ
れることになる。簡単のために、被走査面における1m
m当りを10ラインで走査する場合を考えてみると、例
えばLED発光部が128個あれば、一度に光走査され
る幅は12.8mmとなる。光導電性の感光体が円筒形
状である場合、その直径が小さいと、同時に走査される
上記12.8mmの幅のなかで、光スポットの径が円筒
表面の曲率により一定にならなくなる場合が考えられ
る。このような問題を回避するには、各光走査ユニット
に共通の被走査面の実体をなす光導電性の感光体を無端
もしくは有端のベルト状とし、感光体が平面的に張られ
た部分において光走査を行うようにすればよい(請求項
8)。勿論、LED発光部の配列方向が主走査方向に向
いているときには、円筒状の感光体を用いても上記の問
題は生じない。しかし、LED発光部の配列方向を主走
査方向に向ける場合にも、感光体を無端もしくは有端の
ベルト状とし、感光体が平面的に張られた部分において
光走査を行うようにしてよいことは言うまでもない。光
走査ユニットの数は適宜であるが、ユニット数を2とす
る(請求項9)のは、装置のコンパクト化やコストの面
から見て実用的である。
【0012】
【発明の実施の形態】図1において、符号A,Bは「光
走査ユニット」、符号8は「光走査ユニットA,Bの光
走査に共通の被走査面の実体をなす感光体」を示してい
る。
走査ユニット」、符号8は「光走査ユニットA,Bの光
走査に共通の被走査面の実体をなす感光体」を示してい
る。
【0013】光走査ユニットAはLEDアレイ1Aおよ
びその駆動回路を搭載した回路基板2Aと、カップリン
グレンズ3Aと、シリンドリカルレンズ4Aと、回転多
面鏡5Aと、走査結像光学系7Aと、同期光検出用のフ
ォトセンサ9Aを有する。
びその駆動回路を搭載した回路基板2Aと、カップリン
グレンズ3Aと、シリンドリカルレンズ4Aと、回転多
面鏡5Aと、走査結像光学系7Aと、同期光検出用のフ
ォトセンサ9Aを有する。
【0014】光走査ユニットBはLEDアレイ1Bおよ
びその駆動回路を搭載した回路基板2Bと、カップリン
グレンズ3Bと、シリンドリカルレンズ4Bと、回転多
面鏡5Bと、走査結像光学系7Bと、同期光検出用のフ
ォトセンサ9Bを有する。
びその駆動回路を搭載した回路基板2Bと、カップリン
グレンズ3Bと、シリンドリカルレンズ4Bと、回転多
面鏡5Bと、走査結像光学系7Bと、同期光検出用のフ
ォトセンサ9Bを有する。
【0015】光走査ユニットA,Bの機能は同様のもの
であるので、これらを一緒に説明する。LEDアレイ1
A(1B)は、その駆動回路とともに回路基板2A(2
B)に搭載されている。LEDアレイは、LED発光部
を300dpi〜1200dpiの配列密度で64〜2
56個有するものが知られており、これら公知のものを
適宜利用することができる。この実施の形態において、
LEDアレイ1A(1B)のLED発光部の配列方向
は、副走査対応方向(図面に直交する方向)に設定され
ている。回路基板2A(2B)に、LEDアレイととも
に搭載された駆動回路は、LEDアレイにおける各LE
D発光部の発光出力を独立して制御できるとともに、光
走査時にパルス幅変調等の可能なものである。カップリ
ングレンズ3A(3B)はLEDアレイ1A(1B)に
おける各LED発光部に共通に設けられ、少なくとも1
枚のレンズにより構成され、LEDアレイ1A(1B)
の各LED発光部から放射される光束を、以後の光学系
にカップリングする。カップリングレンズ3A(3B)
の作用は、上記各LED発光部からの光束を「平行光
束」に変換する作用でもよいし、「弱い発散性もしくは
弱い集束性の光束」に変換する作用でもよい。ここでは
説明の具体性のため、カップリングレンズ3A(3B)
のカップリング作用が「コリメート作用」であり、各L
ED発光部からの光束はカップリングレンズ3A(3
B)により実質的な平行光束となるものとする。
であるので、これらを一緒に説明する。LEDアレイ1
A(1B)は、その駆動回路とともに回路基板2A(2
B)に搭載されている。LEDアレイは、LED発光部
を300dpi〜1200dpiの配列密度で64〜2
56個有するものが知られており、これら公知のものを
適宜利用することができる。この実施の形態において、
LEDアレイ1A(1B)のLED発光部の配列方向
は、副走査対応方向(図面に直交する方向)に設定され
ている。回路基板2A(2B)に、LEDアレイととも
に搭載された駆動回路は、LEDアレイにおける各LE
D発光部の発光出力を独立して制御できるとともに、光
走査時にパルス幅変調等の可能なものである。カップリ
ングレンズ3A(3B)はLEDアレイ1A(1B)に
おける各LED発光部に共通に設けられ、少なくとも1
枚のレンズにより構成され、LEDアレイ1A(1B)
の各LED発光部から放射される光束を、以後の光学系
にカップリングする。カップリングレンズ3A(3B)
の作用は、上記各LED発光部からの光束を「平行光
束」に変換する作用でもよいし、「弱い発散性もしくは
弱い集束性の光束」に変換する作用でもよい。ここでは
説明の具体性のため、カップリングレンズ3A(3B)
のカップリング作用が「コリメート作用」であり、各L
ED発光部からの光束はカップリングレンズ3A(3
B)により実質的な平行光束となるものとする。
【0016】カップリングレンズ3A(3B)によりカ
ップリングされた複数の光束はビーム整形用のアパーチ
ュア10A(10B)を通過して、シリンドリカルレン
ズ4A(4B)により副走査対応方向に集光され、副走
査対応方向に互いに近接して分離した「主走査対応方向
に長い線像」に結像する。回転多面鏡5A(5B)は上
記線像の結像位置近傍に偏向反射面6A(6B)を有
し、それぞれ矢印方向(時計回り方向)に等速回転し、
偏向反射面により反射された複数光束を同時且つ等角速
度的に偏向させる。回転多面鏡5A(5B)により偏向
された複数の光束は、走査結像光学系7A(7B)の結
像作用により、被走査面の実体をなす感光体8の表面に
それぞれ光スポットとして集光する。これら複数の光ス
ポットは、カップリングレンズ3A(3B)、シリンド
リカルレンズ4A(4B)、走査結像光学系7A(7
B)による各LED発光部の像である。走査結像光学系
7A(7B)は、この実施の形態においては1枚のレン
ズで構成され、主走査対応方向と副走査対応方向とで正
のパワーの異なる「アナモフィックなfθレンズ」であ
り、副走査対応方向に関しては「偏向反射面6A(6
B)の位置と被走査面位置とを、幾何光学的に略共役な
関係」とする機能を有しており、この機能のため、回転
多面鏡5A(5B)における「面倒れ」を補正する機能
を持つ。フォトセンサ9A(9B)は「同期光検出手
段」であり、回転多面鏡5A(5B)による複数偏向光
束の少なくとも1光束を受光して光書込み開始のための
同期信号を発生させる。LEDアレイ1Aの各LED発
光部から放射された各光束は、書込み開始位置:eから
書込みを開始し、位置:fまでの領域:LAを光走査
し、LEDアレイ1Bの各LED発光部から放射された
各光束は、位置:fから書込みを開始し、書込み終了位
置:gまでの領域:LBを光走査する。従って、被走査
面上の書込み開始位置:eから書込み終了位置:fまで
を、位置:fで連続させて光走査することができる。
ップリングされた複数の光束はビーム整形用のアパーチ
ュア10A(10B)を通過して、シリンドリカルレン
ズ4A(4B)により副走査対応方向に集光され、副走
査対応方向に互いに近接して分離した「主走査対応方向
に長い線像」に結像する。回転多面鏡5A(5B)は上
記線像の結像位置近傍に偏向反射面6A(6B)を有
し、それぞれ矢印方向(時計回り方向)に等速回転し、
偏向反射面により反射された複数光束を同時且つ等角速
度的に偏向させる。回転多面鏡5A(5B)により偏向
された複数の光束は、走査結像光学系7A(7B)の結
像作用により、被走査面の実体をなす感光体8の表面に
それぞれ光スポットとして集光する。これら複数の光ス
ポットは、カップリングレンズ3A(3B)、シリンド
リカルレンズ4A(4B)、走査結像光学系7A(7
B)による各LED発光部の像である。走査結像光学系
7A(7B)は、この実施の形態においては1枚のレン
ズで構成され、主走査対応方向と副走査対応方向とで正
のパワーの異なる「アナモフィックなfθレンズ」であ
り、副走査対応方向に関しては「偏向反射面6A(6
B)の位置と被走査面位置とを、幾何光学的に略共役な
関係」とする機能を有しており、この機能のため、回転
多面鏡5A(5B)における「面倒れ」を補正する機能
を持つ。フォトセンサ9A(9B)は「同期光検出手
段」であり、回転多面鏡5A(5B)による複数偏向光
束の少なくとも1光束を受光して光書込み開始のための
同期信号を発生させる。LEDアレイ1Aの各LED発
光部から放射された各光束は、書込み開始位置:eから
書込みを開始し、位置:fまでの領域:LAを光走査
し、LEDアレイ1Bの各LED発光部から放射された
各光束は、位置:fから書込みを開始し、書込み終了位
置:gまでの領域:LBを光走査する。従って、被走査
面上の書込み開始位置:eから書込み終了位置:fまで
を、位置:fで連続させて光走査することができる。
【0017】図2は、LEDアレイ1A(1B)から被
走査面に至る光路を直線的に展開した状態において、光
学配置を説明図的に示している。図の上下方向が副走査
対応方向である。LEDアレイ1A(1B)の複数のL
ED発光部(LEDアレイ1A,1Bは同一タイプのも
のであり、LEDA発光部数および配列密度は同一であ
る)は、図の領域:a〜b間に副走査対応方向に等間隔
で配列している。実際のLED発光部は64〜256個
と多数であるが、図示の都合で発光部(×印)を5個示
してある。LEDアレイ1A(1B)は、そのLED発
光部配列面を、カップリングレンズ3A(3B)の物体
側焦点面と実質的に合致させて配備されている。このた
め、各LED発光部からの光束は、カップリングレンズ
3A(3B)を透過すると、各光束とも平行光束とな
る。図2において、距離:fcolはカップリングレンズ
3A(3B)の焦点距離である。カップリングレンズ3
A(3B)を透過した各光束(平行光束)は、アパーチ
ュア10A(10B)を通過することにより各々ビーム
整形されたのち、シリンドリカルレンズ4A(4B)を
透過して、回転多面鏡の偏向反射面6A(6B)の位置
に主走査対応方向(図面の直交する方向)に長い線像と
して結像する。このときの結像は、図示のように領域:
a’〜b’の間に行われる。アパーチュア10A(10
B)は、カップリングレンズ3A(3B)の像側焦点面
位置に実質的に合致して配備される。また、LEDアレ
イ1A(1B)におけるLED発光部配列の略中央が、
カップリングレンズ3A(3B)の光軸位置に位置させ
られている。アパーチュア10A(10B)はまた、シ
リンドリカルレンズ4A(4B)の物体側焦点面と略合
致して配備されている。図2に示す距離:fcyはシリン
ドリカルレンズ4A(4B)の焦点距離である。シリン
ドリカルレンズ4A(4B)により結像される各線像
は、このときシリンドリカルレンズ4A(4B)の像側
焦点面(偏向反射面6A(6B)と略合致している)に
結像することになる。偏向反射面6A(6B)による各
偏向光束は、被走査面8上の副走査方向の領域:a''〜
b''の間に光スポットとして集光する。LEDアレイ1
A(1B)におけるLED発光部数を仮に「128個」
とすれば、説明中の実施の形態においては、図1の書込
み開始位置:eと書込み終了位置:gの間の領域を位
置:fで連続させて、128ライン分を同時に光走査す
ることができる訳である。被走査面8上における複数の
光スポットの副走査方向の間隔は、カップリングレンズ
3A(3B)とシリンドリカルレンズ4A(4B)と走
査結像光学系7A(7B)との合成系による副走査対応
方向の結像倍率:mにより定まり、LED発光部の副走
査対応方向の配列間隔:ξに対し、mξである。図2に
示す、焦点距離:fcol,fcyを互いに等しく設定する
と、図2の領域:a〜bと領域:a’〜b’とが等しく
なるので、このようにすると、上記倍率:mは走査結像
光学系7A(7B)の副走査方向の倍率になる。
走査面に至る光路を直線的に展開した状態において、光
学配置を説明図的に示している。図の上下方向が副走査
対応方向である。LEDアレイ1A(1B)の複数のL
ED発光部(LEDアレイ1A,1Bは同一タイプのも
のであり、LEDA発光部数および配列密度は同一であ
る)は、図の領域:a〜b間に副走査対応方向に等間隔
で配列している。実際のLED発光部は64〜256個
と多数であるが、図示の都合で発光部(×印)を5個示
してある。LEDアレイ1A(1B)は、そのLED発
光部配列面を、カップリングレンズ3A(3B)の物体
側焦点面と実質的に合致させて配備されている。このた
め、各LED発光部からの光束は、カップリングレンズ
3A(3B)を透過すると、各光束とも平行光束とな
る。図2において、距離:fcolはカップリングレンズ
3A(3B)の焦点距離である。カップリングレンズ3
A(3B)を透過した各光束(平行光束)は、アパーチ
ュア10A(10B)を通過することにより各々ビーム
整形されたのち、シリンドリカルレンズ4A(4B)を
透過して、回転多面鏡の偏向反射面6A(6B)の位置
に主走査対応方向(図面の直交する方向)に長い線像と
して結像する。このときの結像は、図示のように領域:
a’〜b’の間に行われる。アパーチュア10A(10
B)は、カップリングレンズ3A(3B)の像側焦点面
位置に実質的に合致して配備される。また、LEDアレ
イ1A(1B)におけるLED発光部配列の略中央が、
カップリングレンズ3A(3B)の光軸位置に位置させ
られている。アパーチュア10A(10B)はまた、シ
リンドリカルレンズ4A(4B)の物体側焦点面と略合
致して配備されている。図2に示す距離:fcyはシリン
ドリカルレンズ4A(4B)の焦点距離である。シリン
ドリカルレンズ4A(4B)により結像される各線像
は、このときシリンドリカルレンズ4A(4B)の像側
焦点面(偏向反射面6A(6B)と略合致している)に
結像することになる。偏向反射面6A(6B)による各
偏向光束は、被走査面8上の副走査方向の領域:a''〜
b''の間に光スポットとして集光する。LEDアレイ1
A(1B)におけるLED発光部数を仮に「128個」
とすれば、説明中の実施の形態においては、図1の書込
み開始位置:eと書込み終了位置:gの間の領域を位
置:fで連続させて、128ライン分を同時に光走査す
ることができる訳である。被走査面8上における複数の
光スポットの副走査方向の間隔は、カップリングレンズ
3A(3B)とシリンドリカルレンズ4A(4B)と走
査結像光学系7A(7B)との合成系による副走査対応
方向の結像倍率:mにより定まり、LED発光部の副走
査対応方向の配列間隔:ξに対し、mξである。図2に
示す、焦点距離:fcol,fcyを互いに等しく設定する
と、図2の領域:a〜bと領域:a’〜b’とが等しく
なるので、このようにすると、上記倍率:mは走査結像
光学系7A(7B)の副走査方向の倍率になる。
【0018】すなわち、上に実施の形態を説明した走査
光学装置は「LEDアレイ1Aおよびその駆動回路を搭
載した回路基板2Aと、LEDアレイの各LED発光部
からの光束をカップリングする、各LED発光部に共通
のカップリングレンズ3Aと、カップリングレンズから
の各射出光束を各々、主走査対応方向に長い線像として
結像させる線像結像光学系4Aと、該線像結像光学系に
より結像した各線像の近傍に偏向反射面6Aを持ち、各
光束を同時且つ等角速度的に偏向させる光偏向手段5A
と、該光偏向手段により偏向された各光束に共通に配備
され、各光束を被走査面上に互いに分離した光スポット
として集光させ、光偏向手段の偏向反射面位置と被走査
面位置とを副走査対応方向に関して幾何光学的に略共役
関係とする走査結像光学系7Aとを光走査ユニットとし
てユニット化し、複数の光走査ユニットA,Bを、共通
の被走査面8に対して主走査対応方向へ配列し、各光走
査ユニットによる主走査領域:LA,LBを互いに連続
させ得るようにした走査光学装置(請求項1)である。
また、各光走査ユニットA,Bにおける「主走査の向
き」が同じ方向であり、各光走査ユニットごとに書込み
開始の同期光を検出する同期光検出手段9,9’を有す
る(請求項2)。
光学装置は「LEDアレイ1Aおよびその駆動回路を搭
載した回路基板2Aと、LEDアレイの各LED発光部
からの光束をカップリングする、各LED発光部に共通
のカップリングレンズ3Aと、カップリングレンズから
の各射出光束を各々、主走査対応方向に長い線像として
結像させる線像結像光学系4Aと、該線像結像光学系に
より結像した各線像の近傍に偏向反射面6Aを持ち、各
光束を同時且つ等角速度的に偏向させる光偏向手段5A
と、該光偏向手段により偏向された各光束に共通に配備
され、各光束を被走査面上に互いに分離した光スポット
として集光させ、光偏向手段の偏向反射面位置と被走査
面位置とを副走査対応方向に関して幾何光学的に略共役
関係とする走査結像光学系7Aとを光走査ユニットとし
てユニット化し、複数の光走査ユニットA,Bを、共通
の被走査面8に対して主走査対応方向へ配列し、各光走
査ユニットによる主走査領域:LA,LBを互いに連続
させ得るようにした走査光学装置(請求項1)である。
また、各光走査ユニットA,Bにおける「主走査の向
き」が同じ方向であり、各光走査ユニットごとに書込み
開始の同期光を検出する同期光検出手段9,9’を有す
る(請求項2)。
【0019】また、各光走査ユニットA,BにおけるL
EDアレイ1A,1Bは、LED発光部の配列方向を副
走査対応方向に略平行にして配備されている(請求項
4)。各光走査ユニットA,Bは、カップリングレンズ
3A,3Bと線像結像光学系4A,4Bとの間に、ビー
ム整形用のアパーチュア10A,10Bを有する。カッ
プリングレンズ3A,3Bの作用は実質的な「コリメー
ト作用」であり、アパーチュア10A,10Bの実質的
な配備位置は、カップリングレンズ3A,3Bの像側焦
点面位置である(請求項5)。このように、カップリン
グレンズ3A,3Bの作用が実質的にコリメート作用で
あり、アパーチュア10A,10Bの位置が、対応する
カップリングレンズ3A,3Bの像側焦点面位置である
ので、LEDアレイ1A,1Bの各LED発光部からの
光束はカップリングレンズ3A,3Bを透過後、平行光
束となり、各光束の主光線がアパーチュア10A,10
Bの(副走査対応方向の)中央部を通るテレセントリッ
クな配置になり、アパーチュア10A,10Bのビーム
整形作用を各光束に均一化できる。さらに、各光走査ユ
ニットA,BにおけるLEDアレイ1A,1Bは、その
LED発光部配列の中央が、対応するカップリングレン
ズ3A,3Bの光軸近傍に位置設定される(請求項
6)。このため、LED発光部の配列に対し、カップリ
ングレンズ3A,3Bの有効径を効率良く利用すること
ができる。また、ビーム整形用のアパーチュア10A,
10Bの実質的な配備位置が、線像結像光学系であるシ
リンドリカルレンズ4A,4Bの物体側焦点面位置であ
るので、シリンドリカルレンズ4A,4Bを透過した各
光束の主光線は、回転多面鏡5A,5Bの回転軸に対し
て直交的となる。そして、カップリングレンズ3A,3
Bの焦点距離:fcolと、線像結像光学系であるシリン
ドリカルレンズ4A,4Bの副走査対応方向の焦点距
離:fcyとが互いに等しいので、回転多面鏡の偏向反射
面近傍に結像する線像の副走査対応方向の間隔が、LE
D発光部の間隔と実質的に等しくなる。市販のLEDア
レイは300,400,600,1200dpiという
ように、LED発光部の配列密度が規格化されているの
で、上記のようにすると、被走査面上における光スポッ
トの副走査方向の間隔を、走査結像光学系7A,7Bの
副走査対応方向の倍率とLED発光部の配列密度との関
係のみで容易に設定できる。例えば、1200dpiの
LEDアレイを用い、被走査面上で副走査方向の走査線
ピッチとして600dpiを実現するのであれば、走査
結像光学系における副走査対応方向の横倍率を2倍に設
定すれば良い。また、上に説明した実施の形態では、光
走査ユニットは光走査ユニットAとBの2ユニットであ
る(請求項9)。
EDアレイ1A,1Bは、LED発光部の配列方向を副
走査対応方向に略平行にして配備されている(請求項
4)。各光走査ユニットA,Bは、カップリングレンズ
3A,3Bと線像結像光学系4A,4Bとの間に、ビー
ム整形用のアパーチュア10A,10Bを有する。カッ
プリングレンズ3A,3Bの作用は実質的な「コリメー
ト作用」であり、アパーチュア10A,10Bの実質的
な配備位置は、カップリングレンズ3A,3Bの像側焦
点面位置である(請求項5)。このように、カップリン
グレンズ3A,3Bの作用が実質的にコリメート作用で
あり、アパーチュア10A,10Bの位置が、対応する
カップリングレンズ3A,3Bの像側焦点面位置である
ので、LEDアレイ1A,1Bの各LED発光部からの
光束はカップリングレンズ3A,3Bを透過後、平行光
束となり、各光束の主光線がアパーチュア10A,10
Bの(副走査対応方向の)中央部を通るテレセントリッ
クな配置になり、アパーチュア10A,10Bのビーム
整形作用を各光束に均一化できる。さらに、各光走査ユ
ニットA,BにおけるLEDアレイ1A,1Bは、その
LED発光部配列の中央が、対応するカップリングレン
ズ3A,3Bの光軸近傍に位置設定される(請求項
6)。このため、LED発光部の配列に対し、カップリ
ングレンズ3A,3Bの有効径を効率良く利用すること
ができる。また、ビーム整形用のアパーチュア10A,
10Bの実質的な配備位置が、線像結像光学系であるシ
リンドリカルレンズ4A,4Bの物体側焦点面位置であ
るので、シリンドリカルレンズ4A,4Bを透過した各
光束の主光線は、回転多面鏡5A,5Bの回転軸に対し
て直交的となる。そして、カップリングレンズ3A,3
Bの焦点距離:fcolと、線像結像光学系であるシリン
ドリカルレンズ4A,4Bの副走査対応方向の焦点距
離:fcyとが互いに等しいので、回転多面鏡の偏向反射
面近傍に結像する線像の副走査対応方向の間隔が、LE
D発光部の間隔と実質的に等しくなる。市販のLEDア
レイは300,400,600,1200dpiという
ように、LED発光部の配列密度が規格化されているの
で、上記のようにすると、被走査面上における光スポッ
トの副走査方向の間隔を、走査結像光学系7A,7Bの
副走査対応方向の倍率とLED発光部の配列密度との関
係のみで容易に設定できる。例えば、1200dpiの
LEDアレイを用い、被走査面上で副走査方向の走査線
ピッチとして600dpiを実現するのであれば、走査
結像光学系における副走査対応方向の横倍率を2倍に設
定すれば良い。また、上に説明した実施の形態では、光
走査ユニットは光走査ユニットAとBの2ユニットであ
る(請求項9)。
【0020】図1に示した実施の形態においては、被走
査面の実体をなす感光体8は円筒状であるが、勿論、感
光体としてベルト状のものを用い、感光体が平面的に張
られた部分においてマルチビームの光走査を行うように
できることは言うまでもない(請求項8)。ベルト状の
感光体を用いる場合には、ベルトを駆動する軸を、図1
において上下方向となる主走査対応方向と平行にし、感
光体表面が光走査される部分で図1の図面に直交する平
面となるようにすればよい。図3は、上に説明した実施
の形態における、感光体8の被走査状態を説明図的に示
している。符号DAで示された領域は、光走査ユニット
Aにより光走査された領域であり、符号DBで示す領域
は、光走査ユニットBにより光走査された領域である。
両者の境界部分は、前述したように、同期光検出手段で
あるフォトセンサ9A,9Bによる書込み開始位置の適
正な設定により連続性が保証される。上記実施の形態に
おいて、LEDアレイ1A,1BのLED発光部の配列
方向は副走査対応方向に揃っており、この要な場合は、
光書込み開始位置に対する同期信号を、LEDアレイに
おける全てのLED発光部に対して共通化し、各LED
アレイごとに単一の同期信号で、マルチビームに対する
書込み開始位置を揃えることができる。請求項4記載の
発明において、各光走査ユニットA,BにおけるLED
アレイ1A,1BのLED発光部の配列方向を副走査対
応方向に「略平行」とし、上記配列方向と副走査対応方
向とのなす角を調整して、書込み領域LA,LBによる
走査線ピッチを同一に調整するような場合には、LED
アレイを同一の同期信号で制御したのでは、LED発光
部の配列方向の副走査対応方向に対する傾きに応じて、
光スポットの書込み開始位置が光スポットごとにずれて
しまうので、この場合には、上記傾き角に応じて、光ス
ポットごとの書込み開始のタイミングを個別的に設定し
て駆動回路で実行するようにする。上記実施の形態で、
1つの光走査ユニットによるマルチビーム光走査におい
て、回転多面鏡の偏向反射面数を「N」、感光体の副走
査方向への移動速度をv(mm/sec)、LEDアレ
イにおけるLED発光部数を「n個」、発光部配列密度
を「ρ(dpi)」とすると、回転多面鏡における単位分
あたりの回転数:RM(rpm)は、「RM={60・ρ
・(v/n)}/(25.4N)」で与えられ、nが大
きくなれば、回転多面鏡の回転速度は小さくて良い。こ
の発明の走査光学装置におけるように、光源として、n
=54〜256というような「大きなn」をもつLED
アレイを用いることにより、回転多面鏡の回転数を有効
に小さくでき、回転数が比較的小さく、従って、安価な
モータで回転多面鏡の回転を行うことができる。また、
広域光走査を2つの光走査ユニットで行うため、光走査
ユニットごとの走査領域は従来のものと同程度のもので
よいから、1ラインの書込みに要する時間を従来の光走
査と同程度として従来の2倍の主走査領域を光走査で
き、大面積の記録画像を高速で書込むことができる。上
に説明した実施の形態では、書込み開始位置を決定する
ために、光走査ユニットA,Bごとに、同期光検出手段
としてフォトセンサ9A,9Bを設けた。しかし、以下
のようにすることにより、図1における同期光検出手段
9Aを省略することが可能である。すなわち、光走査ユ
ニットAとBで、回転多面鏡5A,5Bの回転方向を逆
にし、光走査領域LA,LBの書込み開始が共に位置:
fから開始するようにする。図1との関係で言えば、光
走査ユニットAは位置:fから位置:eに向かって光走
査を行うようにし、光走査ユニットBは位置:eから位
置:gに向かって光走査を行うようにする。このように
すれば、図1におけるフォトセンサ9Bの位置に、光走
査ユニットA,Bに「共通の同期光検出手段」を配備す
ることにより、各光走査ユニットにおける同期光を検出
するようにできる(請求項3)。但し、同期光検出手段
を2つの光走査ユニットに共通化した場合、検出した同
期光がどちらのユニットのものであるかを識別する必要
がある。 これには種々の方策が可能であるが、1例と
して以下のようなものが考えられる。すなわち、上に説
明した実施の形態では、各LEDアレイはLED発光部
を副走査対応方向に向けているので、図1のフォトセン
サ9Bの位置に配備される光走査ユニットA,Bに共通
の同期光検出手段として「図面に直交する方向に分離し
た2つの受光部を持つもの」を用いる。そして、同期光
の検出を行う際には、一方のLEDアレイでは、2つの
受光部のうちの一方の受光部にのみ入射できる光束を放
射するLED発光部のみを発光させ、他方のLEDアレ
イでは、他方の受光部にのみ入射できる光束を放射する
LED発光部のみを発光させる。このようにすれば、受
光信号が上記2つの受光部のどちらからのものかによ
り、検出した偏向光束がどちらの光走査ユニットのもの
であるかを識別できる。
査面の実体をなす感光体8は円筒状であるが、勿論、感
光体としてベルト状のものを用い、感光体が平面的に張
られた部分においてマルチビームの光走査を行うように
できることは言うまでもない(請求項8)。ベルト状の
感光体を用いる場合には、ベルトを駆動する軸を、図1
において上下方向となる主走査対応方向と平行にし、感
光体表面が光走査される部分で図1の図面に直交する平
面となるようにすればよい。図3は、上に説明した実施
の形態における、感光体8の被走査状態を説明図的に示
している。符号DAで示された領域は、光走査ユニット
Aにより光走査された領域であり、符号DBで示す領域
は、光走査ユニットBにより光走査された領域である。
両者の境界部分は、前述したように、同期光検出手段で
あるフォトセンサ9A,9Bによる書込み開始位置の適
正な設定により連続性が保証される。上記実施の形態に
おいて、LEDアレイ1A,1BのLED発光部の配列
方向は副走査対応方向に揃っており、この要な場合は、
光書込み開始位置に対する同期信号を、LEDアレイに
おける全てのLED発光部に対して共通化し、各LED
アレイごとに単一の同期信号で、マルチビームに対する
書込み開始位置を揃えることができる。請求項4記載の
発明において、各光走査ユニットA,BにおけるLED
アレイ1A,1BのLED発光部の配列方向を副走査対
応方向に「略平行」とし、上記配列方向と副走査対応方
向とのなす角を調整して、書込み領域LA,LBによる
走査線ピッチを同一に調整するような場合には、LED
アレイを同一の同期信号で制御したのでは、LED発光
部の配列方向の副走査対応方向に対する傾きに応じて、
光スポットの書込み開始位置が光スポットごとにずれて
しまうので、この場合には、上記傾き角に応じて、光ス
ポットごとの書込み開始のタイミングを個別的に設定し
て駆動回路で実行するようにする。上記実施の形態で、
1つの光走査ユニットによるマルチビーム光走査におい
て、回転多面鏡の偏向反射面数を「N」、感光体の副走
査方向への移動速度をv(mm/sec)、LEDアレ
イにおけるLED発光部数を「n個」、発光部配列密度
を「ρ(dpi)」とすると、回転多面鏡における単位分
あたりの回転数:RM(rpm)は、「RM={60・ρ
・(v/n)}/(25.4N)」で与えられ、nが大
きくなれば、回転多面鏡の回転速度は小さくて良い。こ
の発明の走査光学装置におけるように、光源として、n
=54〜256というような「大きなn」をもつLED
アレイを用いることにより、回転多面鏡の回転数を有効
に小さくでき、回転数が比較的小さく、従って、安価な
モータで回転多面鏡の回転を行うことができる。また、
広域光走査を2つの光走査ユニットで行うため、光走査
ユニットごとの走査領域は従来のものと同程度のもので
よいから、1ラインの書込みに要する時間を従来の光走
査と同程度として従来の2倍の主走査領域を光走査で
き、大面積の記録画像を高速で書込むことができる。上
に説明した実施の形態では、書込み開始位置を決定する
ために、光走査ユニットA,Bごとに、同期光検出手段
としてフォトセンサ9A,9Bを設けた。しかし、以下
のようにすることにより、図1における同期光検出手段
9Aを省略することが可能である。すなわち、光走査ユ
ニットAとBで、回転多面鏡5A,5Bの回転方向を逆
にし、光走査領域LA,LBの書込み開始が共に位置:
fから開始するようにする。図1との関係で言えば、光
走査ユニットAは位置:fから位置:eに向かって光走
査を行うようにし、光走査ユニットBは位置:eから位
置:gに向かって光走査を行うようにする。このように
すれば、図1におけるフォトセンサ9Bの位置に、光走
査ユニットA,Bに「共通の同期光検出手段」を配備す
ることにより、各光走査ユニットにおける同期光を検出
するようにできる(請求項3)。但し、同期光検出手段
を2つの光走査ユニットに共通化した場合、検出した同
期光がどちらのユニットのものであるかを識別する必要
がある。 これには種々の方策が可能であるが、1例と
して以下のようなものが考えられる。すなわち、上に説
明した実施の形態では、各LEDアレイはLED発光部
を副走査対応方向に向けているので、図1のフォトセン
サ9Bの位置に配備される光走査ユニットA,Bに共通
の同期光検出手段として「図面に直交する方向に分離し
た2つの受光部を持つもの」を用いる。そして、同期光
の検出を行う際には、一方のLEDアレイでは、2つの
受光部のうちの一方の受光部にのみ入射できる光束を放
射するLED発光部のみを発光させ、他方のLEDアレ
イでは、他方の受光部にのみ入射できる光束を放射する
LED発光部のみを発光させる。このようにすれば、受
光信号が上記2つの受光部のどちらからのものかによ
り、検出した偏向光束がどちらの光走査ユニットのもの
であるかを識別できる。
【0021】なお、光走査ユニットA,Bに対して同期
光検出手段を共通化する場合にも、前述の実施の形態の
ようにフォトセンサ9A,9Bを用いる場合も、光走査
ユニットA,Bの各偏向光束が、互いに他のユニットの
走査領域に入射しないように、光走査ユニットA,B間
は適当な遮光手段で遮光し、同期光検出手段の部分での
み、偏向光束が同手段に入射できるようにする。
光検出手段を共通化する場合にも、前述の実施の形態の
ようにフォトセンサ9A,9Bを用いる場合も、光走査
ユニットA,Bの各偏向光束が、互いに他のユニットの
走査領域に入射しないように、光走査ユニットA,B間
は適当な遮光手段で遮光し、同期光検出手段の部分での
み、偏向光束が同手段に入射できるようにする。
【0022】上の実施の形態において、LEDアレイか
ら回転多面鏡における光路部分の光学配置を、光走査ユ
ニットAとBとで互いに逆にしたが、これらを共に、回
転多面鏡に関して同じ側に配してもよい。上には、各光
走査ユニットにおけるLEDアレイのLED発光部の配
列方向を副走査対応方向にする場合を説明したが、各光
走査ユニットのLEDアレイのLED発光部配列方向を
主走査方向に揃えることも可能である。この場合には、
マルチビーム走査ではなくなる。また、上には、光走査
ユニットを2ユニットとする場合を説明したが、3ユニ
ット以上の光走査ユニットを用いてもよく、その場合の
実施の形態がどのようなものになるかは自明であろう。
ら回転多面鏡における光路部分の光学配置を、光走査ユ
ニットAとBとで互いに逆にしたが、これらを共に、回
転多面鏡に関して同じ側に配してもよい。上には、各光
走査ユニットにおけるLEDアレイのLED発光部の配
列方向を副走査対応方向にする場合を説明したが、各光
走査ユニットのLEDアレイのLED発光部配列方向を
主走査方向に揃えることも可能である。この場合には、
マルチビーム走査ではなくなる。また、上には、光走査
ユニットを2ユニットとする場合を説明したが、3ユニ
ット以上の光走査ユニットを用いてもよく、その場合の
実施の形態がどのようなものになるかは自明であろう。
【0023】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な走査光学装置を実現することができる。この発
明の走査光学装置は、LEDアレイを光源とし、光走査
領域が広く、光束の光書込みが可能である。また、光走
査を行う光学系を光走査ユニットとしてユニット化し、
複数の光走査ユニットを用いるので光学配置の自由度が
高い。請求項3記載の発明では、光走査ユニット数に比
して、同期光検出手段の数を少なくできる。また請求項
4記載の発明によれば、LEDアレイにおけるLED発
光部の数に応じ64〜256ラインを一度にマルチビー
ム光走査で広域光走査することができる。
ば新規な走査光学装置を実現することができる。この発
明の走査光学装置は、LEDアレイを光源とし、光走査
領域が広く、光束の光書込みが可能である。また、光走
査を行う光学系を光走査ユニットとしてユニット化し、
複数の光走査ユニットを用いるので光学配置の自由度が
高い。請求項3記載の発明では、光走査ユニット数に比
して、同期光検出手段の数を少なくできる。また請求項
4記載の発明によれば、LEDアレイにおけるLED発
光部の数に応じ64〜256ラインを一度にマルチビー
ム光走査で広域光走査することができる。
【図1】この発明の走査光学装置の実施の1形態を説明
するための図である。
するための図である。
【図2】上記実施の形態における各光走査ユニットにお
ける副走査対応方向の結像を説明するための図である。
ける副走査対応方向の結像を説明するための図である。
【図3】上記実施の形態における感光体の被走査状態を
説明するための図である。
説明するための図である。
1A LEDアレイ 2A 回路基板 3A カップリングレンズ 4A シリンドリカルレンズ 5A 回転多面鏡 7A 走査結像光学系 8 感光体 9A 同期光検出手段
Claims (9)
- 【請求項1】LEDアレイおよびその駆動回路を搭載し
た回路基板と、 上記LEDアレイの各LED発光部からの光束をカップ
リングする、上記各LED発光部に共通のカップリング
レンズと、 該カップリングレンズからの各射出光束を各々、主走査
対応方向に長い線像として結像させる線像結像光学系
と、 該線像結像光学系により結像した各線像の近傍に偏向反
射面を持ち、各光束を同時且つ等角速度的に偏向させる
光偏向手段と、 該光偏向手段により偏向された各光束に共通に配備さ
れ、各光束を被走査面上に互いに分離した光スポットと
して集光させ、上記光偏向手段の偏向反射面位置と被走
査面位置とを副走査対応方向に関して幾何光学的に略共
役関係とする走査結像光学系とを光走査ユニットとして
ユニット化し、 複数の光走査ユニットを、共通の被走査面に対して主走
査対応方向へ配列し、 各光走査ユニットによる主走査領域を互いに連続させ得
るようにしたことを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項2】請求項1記載の走査光学装置において、 各光走査ユニットにおける主走査の向きが同じ向きであ
り、各光走査ユニットごとに書込み開始の同期光を検出
する同期光検出手段を有することを特徴とする走査光学
装置。 - 【請求項3】請求項1記載の走査光学装置において、 互いに隣接する光走査ユニットのうちの少なくとも1対
において、主走査の向きが逆向きであり、対をなす光走
査ユニットの中間部に、これら光走査ユニットに共通し
て設けられて、各書込み開始の同期光を検出する同期光
検出手段を有することを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項4】請求項1または2または3記載の走査光学
装置において、 各光走査ユニットにおけるLEDアレイは、LED発光
部の配列方向を副走査対応方向に略平行にして配備され
ることを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項5】請求項4記載の走査光学装置において、 カップリングレンズの作用はコリメート作用であり、 各光走査ユニットは、カップリングレンズと線像結像光
学系との間にビーム整形用のアパーチュアを有し、 該アパーチュアの実質的な配備位置が、上記カップリン
グレンズの像側焦点面位置であることを特徴とする走査
光学装置。 - 【請求項6】請求項5記載の走査光学装置において、 各光走査ユニットにおけるLEDアレイは、そのLED
発光部配列の中央が、上記光走査ユニットにおけるカッ
プリングレンズの光軸近傍の位置に設定されることを特
徴とする走査光学装置。 - 【請求項7】請求項5または6記載の走査光学装置にお
いて、 ビーム整形用のアパーチュアの実質的な配備位置が、線
像結像光学系の物体側焦点面位置であり、カップリング
レンズの焦点距離:fcolと、線像結像光学系の副走査
対応方向の焦点距離:fcyとが互いに等しいことを特徴
とする走査光学装置。 - 【請求項8】請求項1〜7の任意の1に記載の走査光学
装置において、 各光走査ユニットに共通の被走査面の実体をなす光導電
性の感光体がベルト状であって、上記感光体が平面的に
張られた部分において光走査が行われることを特徴とす
る走査光学装置。 - 【請求項9】請求項1〜8の任意の1に記載の走査光学
装置において、 光走査ユニット数が2であることを特徴とする走査光学
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1906898A JPH11218701A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1906898A JPH11218701A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 走査光学装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11218701A true JPH11218701A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=11989125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1906898A Pending JPH11218701A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 走査光学装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11218701A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002267972A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-18 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
KR100381856B1 (ko) * | 2000-10-14 | 2003-04-26 | 아이티에스테크놀러지 주식회사 | 노광기용 스캔형 광학계 |
JP2006259574A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置および画像形成装置 |
JP2008076563A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | 走査光学系及び画像形成装置 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP1906898A patent/JPH11218701A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100381856B1 (ko) * | 2000-10-14 | 2003-04-26 | 아이티에스테크놀러지 주식회사 | 노광기용 스캔형 광학계 |
JP2002267972A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-18 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
JP4667624B2 (ja) * | 2001-03-14 | 2011-04-13 | 株式会社リコー | 光走査装置及び画像形成装置 |
JP2006259574A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置および画像形成装置 |
JP2008076563A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | 走査光学系及び画像形成装置 |
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