JP2001066525A - 複数ビーム走査装置 - Google Patents

複数ビーム走査装置

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JP2001066525A JP24321599A JP24321599A JP2001066525A JP 2001066525 A JP2001066525 A JP 2001066525A JP 24321599 A JP24321599 A JP 24321599A JP 24321599 A JP24321599 A JP 24321599A JP 2001066525 A JP2001066525 A JP 2001066525A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザの裏面から発出された光が、モ
ニタ用フォトダイオードにより反射し、その反射拡散光
がレーザ窓を通過する場合に、拡散光が被走査面に到達
し、異常画像を発生させることを未然に防ぐことができ
る複数ビーム走査装置を提供する。 【解決手段】 複数の発光点を有する光源1からの発散
光束を偏向器4の偏向面4a近傍に略線状に結像し、そ
の偏向器4により偏向された光束を被走査面上に光スポ
ットとして結像する複数ビーム走査装置に関する。光源
1は半導体レーザであり、半導体レーザはレーザ窓を有
するレーザチップケース内に収納された半導体レーザチ
ップから構成され、その半導体レーザチップの裏面から
発出された光がレーザチップケース内で拡散され、レー
ザ窓を通過した拡散光が被走査面の画像領域を除く部分
に到達するように、拡散光の射出方向を設定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号によって
変調される複数のビームを走査する光書込ユニットとし
ての複数ビーム走査装置における光学系レイアウトに関
し、特にレーザプリンタ、レーザ複写機等に用いる複数
ビーム走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、拡散光により結像用の感光体上に
照射される外乱光が生じない走査光学装置を提供するこ
とを目的として特開平5−27189号が知られてい
る。この走査光学装置は、レーザチップの裏面から射出
された光のうち、レーザ基台の内壁で拡散されレーザ窓
を通過した拡散光をコリメートレンズと半導体レーザと
の間に設けられた遮光部材によって遮光し、コリメート
レンズへの到達を防止している。また、この特開平5−
27189号では、半導体レーザのパッケージの内部に
遮蔽板を配置して拡散光の除去を試みている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では発光点の近傍に遮蔽板を配置しているため正規の
必要な光、即ち走査光を遮蔽板でカットする(遮る)こ
とになったり、正規の光の妨げにならないように配置し
たため問題となっている拡散光を充分除去することが出
来ない等の問題があり、実用的かつ効果的ではない。
【0004】さらに、上記従来例では、この遮蔽板を開
口絞りの代わりに用いることを提案しているが、発光点
の近傍であるため、及び発散している光束の途中に配置
する必要があるため、その位置精度が非常に厳しくなり
現実的ではない。また、光源ユニット間での光量バラツ
キが大きく発生し、光量調整範囲を大きく取る必要が生
じユニット構成上の技術課題が増えるという問題もあ
る。
【0005】また、光源が複数の発光点を有する場合、
モニターを行うフォトダイオードの大きさは、発光点が
1つの場合の大きさの、約発光点数倍大きくする必要が
あり、より一層拡散光を発生させやすくなる。例えば発
光点が1つの場合のフォトダイオードの大きさが20μ
m角であったとすると、発光点が4つの場合はその4倍
の約80μmの長さが必要となる。さらに、レーザ窓に
関しても発光点が1つの場合に比べて大きくする必要が
あり、拡散光がレーザパッケージから射出される可能性
はより大きくなり、上述した拡散光除去はより困難にな
るという問題があった。
【0006】そこで、本発明の目的は、複数の発光部を
有する光源部(半導体レーザ)において、発光部の発光
出力のモニターを行うフォトダイオードの表面での反射
により発生する拡散光(反射光、ゴースト光)が被走査
面に到達し、異常画像として現れることを未然に防ぐこ
とができる複数ビーム走査装置を提供することにある。
【0007】また、本発明の他の目的は、偏向器のカバ
ー面による反射を抑え、ゴースト光の新たな発生要因と
なることを未然に防ぐことができる複数ビーム走査装置
を提供することにある。
【0008】また、本発明のその他の目的は、偏向器の
カバー面での反射により発生する拡散光が被走査面に到
達し、異常画像を発生させることを未然に防ぐことがで
きる複数ビーム走査装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、複数の発光部を有する光源部から
の発散光束を偏向器の偏向面近傍に略線状に結像し、そ
の偏向器により偏向された光束を被走査面上に光スポッ
トとして結像する複数ビーム走査装置であって、前記光
源部は半導体レーザであり、該半導体レーザはレーザ窓
を有するレーザチップケース(パッケージ)内に収納さ
れた半導体レーザチップから構成され、その半導体レー
ザチップの裏面から発出されたモニタ用の光がモニタ用
フォトダイオードの表面での反射によりレーザチップケ
ース内で拡散され前記レーザ窓を通過した場合でも、拡
散光が前記被走査面の画像領域を除く部分に到達するよ
うに、拡散光の射出方向を設定したことを特徴とする複
数ビーム走査装置である。
【0010】この構成では、半導体レーザの裏面から発
出されたモニタ用の光がレーザチップケース内で拡散さ
れレーザ窓を通過した場合でも、拡散光が被走査面に行
かないようにすることが出来、異常画像の発生を未然に
防ぐことができる。
【0011】また、請求項2の発明は、請求項1に記載
の複数ビーム走査装置において、前記レーザ窓を通過し
た拡散光の射出方向を偏向器のカバーの方向になるよう
に設定したことを特徴としている。
【0012】この構成では、半導体レーザの裏面から発
出されたモニタ用の光がレーザチップケース内で拡散さ
れレーザ窓を通過した場合でも拡散光は偏向器のカバー
に向かい、偏向器のカバーが遮光を行うため、走査光束
を遮ることなく拡散光が被走査面に行かないようにする
ことが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができ
る。
【0013】また、請求項3の発明は、請求項2に記載
の複数ビーム走査装置において、前記カバーは、反射防
止塗装または反射防止加工が施されていることを特徴と
している。
【0014】この構成では、半導体レーザの裏面から発
出されたモニタ用の光がレーザチップケース内で拡散さ
れレーザ窓を通過した場合でも、拡散光は偏向器の反射
防止塗装または反射防止加工が施されている偏向器のカ
バーに向かい、偏向器のカバーが遮光を行うため、走査
光束を遮ることなく拡散光が被走査面に行かないように
することが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことがで
きる。さらに、カバーからの二次反射光を反射防止塗装
または反射防止加工により低減でき、二次反射光がゴー
スト光の新たな発生要因となることを未然に防ぐことが
できる。
【0015】また、請求項4の発明は、請求項2に記載
の複数ビーム走査装置において、前記カバーは、光源部
からの拡散光が照射される部分を含む部分に低反射率体
が取り付けられていることを特徴としている。
【0016】この構成では、半導体レーザの裏面から発
出された光がレーザチップケース内で拡散されレーザ窓
を通過した場合でも、拡散光は偏向器の低反射率体が取
り付けられているカバーに向かい、偏向器のカバーが遮
光を行うため、走査光束を遮ることなく拡散光が被走査
面に行かないようにすることが出来、異常画像の発生を
未然に防ぐことができる。さらに、カバーからの二次反
射光を低反射率体により低減でき、二次反射光がゴース
ト光の新たな発生要因となることを未然に防ぐことがで
きる。
【0017】また、請求項5の発明は、請求項2に記載
の複数ビーム走査装置において、前記カバーは、前記拡
散光の前記カバーによる反射方向が主走査方向の画像領
域外側に到達するように配置されていることを特徴とし
ている。
【0018】この構成では、半導体レーザの裏面から発
出された光がレーザチップケース内で拡散されレーザ窓
を通過した場合でも、拡散光は偏向器のカバーに向か
い、偏向器カバーが遮光を行うため、走査光束を遮るこ
となく拡散光が被走査面に行かないようにすることが出
来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。さら
に、偏向器のカバー面での反射により発生する拡散光が
主走査方向の画像領域外側に向かうので、偏向器のカバ
ー面での反射による異常画像の発生を未然に防ぐことが
できる。
【0019】また、請求項6の発明は、請求項2に記載
の複数ビーム走査装置において、前記カバーは、前記拡
散光の前記カバーによる反射方向が副走査方向の画像領
域外側に到達するように反射面に角度が付けられている
ことを特徴としている。
【0020】この構成では、半導体レーザの裏面から発
出された光がレーザチップケース内で拡散されレーザ窓
を通過した場合でも、拡散光は偏向器のカバーに向か
い、偏向器カバーが遮光を行うため、走査光束を遮るこ
となく拡散光が被走査面に行かないようにすることが出
来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。さら
に、偏向器のカバー面での反射により発生する拡散光が
副走査方向の画像領域外側に向かうので、偏向器のカバ
ー面での反射による異常画像の発生を未然に防ぐことが
できる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態におけ
る複数ビーム走査装置の走査光学系の全体構成を説明す
るための図である。
【0022】図1に示すように、この走査光学系は、本
実施形態では書き込みユニットとして用いられ、複数の
発光点を有する光源1と、光源1から放射された発散性
の光束(FB1〜FB4)を集光するカップリングレン
ズ2と、カップリングレンズ2で集光した光束径を規制
する絞り10と、この規制された光束を線状に結像する
線像結像光学系3と、この線像結像光学系3により結像
した線像の近傍に配置された偏向反射面4aを有する偏
向器4と、感光体ドラム等の被走査媒体7と、偏向器4
と被走査媒体7との間に配置されている、fθレンズ5
及び長尺レンズ6と、被走査媒体7に向けて光路を折り
曲げて、レイアウトのコンパクト化等をする反射ミラー
8と、同期をとるための同期検知系100とを備えてい
る。
【0023】前記光源1は、本実施形態では半導体レー
ザであり、発散性の光束を放射する。光源1からの光束
は、カップリングレンズ2を透過した後、絞り10によ
り光束径を規制された後、線像結像光学系3により偏向
器4の偏向反射面4a近傍に線状に結像される。
【0024】前記偏向器4は、本実施形態では回転多面
鏡を有し、入射光束を等角速度的に偏向する。偏向器4
と被走査媒体7との間にfθレンズ5と長尺レンズ6と
を配置し、それらの合成系により、ミラー8を介した
後、被走査媒体7上に結像スポットを形成する。この結
像スポットは偏向器4の回動によって被走査媒体7上を
走査する。
【0025】また、前記同期検知系100は、本実施形
態では、同期検知センサ23,同期検知センサ23に光
束を導く結像素子22,及びミラー21から構成されて
いる。
【0026】前記複数の発光点を有する光源1は、図1
の例では各チャンネルch1〜ch4に対応した4つの
発光点を有しており、半導体レーザの構造からチップの
前後に光を放射する。前側(偏向器側)の発光光束をF
B1〜FB4で示し、後側の発光光束をBB1〜BB4
で示す。後側に放射された光束は発光出力モニター用の
フォトダイオード30によって発光出力のモニターが行
われる。
【0027】図3は複数の発光点を有する光源1を半導
体レーザパッケージに展開した場合の模式図である。図
中、1a〜1dは上記複数の発光点、30は発光出力の
モニターを行うためのフォトダイオードである。なお、
1Aはレーザチップケース、1Bはレーザ窓、1Cは放
熱器、1Dはステムである。
【0028】図1に示すように半導体レーザチップに
は、光走査用に用いている光束FB(発光光束FB1〜
FB4)の他に出力モニターに用いられている後ろ側の
光束BB(発光光束BB1〜BB4)が存在する。この
光束BBは、出力モニター用のフォトダイオード30に
より出力モニターされ、フィードバック回路により発光
出力を正規の値に設定することに用いられている。
【0029】このフォトダイオード30に当たった光
が、フォトダイオード30の表面で反射し、レーザチッ
プケース1A内で拡散光となってレーザパッケージの開
口であるレーザ窓1Bを通過していわゆるゴースト光
(図2のg参照)となり、その光が書き込みユニットの
光学ハウジング内を反射して被走査媒体7の被走査面7
a(図1参照)にたどり着き、異常画像(図2のG参
照)を引き起こすことがあった。これに対し一般的に
は、モニター用のフォトダイオード30を傾けて配置す
ることにより、拡散光がパッケージの外にでないよう
に、もしくは書き込みとは関係ない方向に逃がすように
構成されている。しかし、フォトダイオードをあまり傾
けすぎると感度が鈍くなるため、フォトダイオードを傾
けることが可能な角度にも限度がある。
【0030】図2は図1に示した走査光学系を主走査方
向から見た図である。図2の例では線像結像光学系3と
偏向器4との間にミラー9を配し、レイアウトのコンパ
クト化を図っている。複数の発光点1a〜1dを有する
半導体レーザの光源1から発光した光束が正規の光路を
通って被走査媒体7の被走査面7aを走査する状態をL
で示す。これに対し、モニター用のフォトダイオード3
0(図1参照)に反射した光がゴースト光となり被走査
面7aに到達する状態を示したものがgである。モニタ
ー用のフォトダイオード30(図1,3参照)は上記の
ように反射光が正規の走査光近傍を通らないように傾け
て配置されているため、この例では図に示すように斜め
に走査光学系を横切り、被走査面7aに到達する。この
ゴースト光は偏向器4により偏向されないため、絶えず
同じ位置(図2の例では被走査面7a上のG)に光が当
たり続け、微量の光であってもそのエネルギーは被走査
媒体7上に蓄積され、画像を形成しうるに充分なエネル
ギー量となり、異常画像として現れてしまう。そこで、
複数の発光点を有する半導体レーザを光源1とした走査
光学系の上記のような不具合点・構造的な欠点を解決す
る方法を提案したのが本案である。
【0031】複数の発光点を有する半導体レーザの光源
1における光出力モニター用のフォトダイオード30の
傾け角度から、拡散光(ゴースト光g)の発出する方向
は一義的に決定されるので、ゴースト光gの光路は容易
に予測可能であり、ゴースト光gが被走査面7aの画像
領域に到らないような光学配置の導出は可能であり、そ
のような設計を行うことにより異常画像の発生を防ぐこ
とができる。また、ゴースト光gの光路は予測できるこ
とから、偏向器4のカバーを遮光部材の代わりとするよ
うな配置位置の導出も可能となる。
【0032】図4は本発明の一実施形態に係わる複数ビ
ーム走査装置の偏向器の配置を示す図である。例えば、
図2の例のような場合では図4のように偏向器を配置す
れば、走査光束Lを遮ることなく、ゴースト光gのみ除
去することができる。更に、偏向器のカバー41には反
射防止塗装または表面を荒らす等の反射防止加工を施
し、二次的な拡散光・反射光(ゴースト光)の発生を抑
える手段を講じておけば、偏向器カバー41からの拡散
光による更なるゴースト光の発生要因となることを防止
することができる。
【0033】また、二次的な拡散光・反射光(ゴースト
光)の発生を抑える手段として、反射防止塗装または表
面を荒らす等の反射防止加工を施したプレート等の別部
材である低反射率体を偏向器カバー41に貼り付けるよ
うにしてもよく、羅紗紙等の反射防止部材を取り付ける
ようにしてもよい。
【0034】また、偏向器のカバー41の角度を、偏向
器のカバー41で反射した光束が被走査面7aに到達し
ないように、例えば図5の如く設定することによっても
更なるゴースト光の発生を防止することができる。
【0035】図5は、本発明の変形例に係わる偏向器カ
バーの一例を示す図である。例えば、図5に示すよう
に、遮光部材としての偏向器カバー41に副走査方向の
角度を持たせ、遮光部材が仰角または俯角を有するよう
に設置すれば、仮に偏向器カバー41で反射しても反射
光は被走査媒体7の画像領域から副走査方向外側に逃す
ことができる。
【0036】また主走査方向についても、偏向器カバー
41において、拡散光が当たる部分及びその近傍の面の
構成・形状を拡散光の反射する方向が被走査面7aに光
が行かない方向、即ち被走査媒体7の画像領域から主走
査方向外側になるようにすれば、正規の走査光束を遮る
ことなく、更に効果的に確実に拡散光(ゴースト光)を
遮光でき望ましい。
【0037】さらに、偏向器カバー41による画像領域
から外れた拡散光の到達する部分に、例えば、上記反射
防止処理、反射防止手段を設けておけば拡散光の悪影響
をより完全に防止することができる。なお、本発明は上
記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の
骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することがで
きる。
【0038】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項1の複数
ビーム走査装置によれば、半導体レーザのレーザチップ
ケースのレーザ窓を通過した拡散光が被走査面に行かな
いようにすることが出来、異常画像の発生を未然に防ぐ
ことができる。
【0039】また、請求項2の複数ビーム走査装置によ
れば、レーザ窓を通過した拡散光が偏向器のカバーに向
かい、偏向器のカバーが遮光を行うため、走査光束を遮
ることなく拡散光が被走査面に行かないようにすること
が出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。
【0040】また、請求項3の複数ビーム走査装置によ
れば、請求項2の効果に加えて、偏向器のカバーからの
二次反射光を反射防止塗装または反射防止加工により低
減でき、二次反射光がゴースト光の新たな発生要因とな
ることを未然に防ぐことができる。
【0041】また、請求項4の複数ビーム走査装置によ
れば、請求項2の効果に加えて、偏向器のカバーからの
二次反射光を低反射率体により低減でき、二次反射光が
ゴースト光の新たな発生要因となることを未然に防ぐこ
とができる。
【0042】また、請求項5の複数ビーム走査装置によ
れば、請求項2の効果に加えて、偏向器のカバー面での
反射により発生する拡散光が主走査方向の画像領域外側
に向かうので、偏向器のカバー面での反射による異常画
像の発生を未然に防ぐことができる。
【0043】また、請求項6の複数ビーム走査装置によ
れば、請求項2の効果に加えて、偏向器のカバー面での
反射により発生する拡散光が副走査方向の画像領域外側
に向かうので、偏向器のカバー面での反射による異常画
像の発生を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】走査光学系の一例の全体構成を説明するための
図である。
【図2】図1に示した走査光学系を主走査方向から見た
図である。
【図3】複数の発光点を有する光源1を半導体レーザパ
ッケージに展開した場合の模式図である。
【図4】本発明の一実施形態に係わる複数ビーム走査装
置の偏向器の配置を示す図である。
【図5】本発明の変形例に係わる偏向器カバーの一例を
示す図である。
【符号の説明】
1a〜1d 発光点(発光部) 1 光源 FB1〜FB4 光束 4 偏向器 7a 被走査面 1B レーザ窓 1A レーザチップケース g ゴースト光(拡散光) 41 偏向器のカバー

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の発光部を有する光源部からの発散
    光束を偏向器の偏向面近傍に略線状に結像し、その偏向
    器により偏向された光束を被走査面上に光スポットとし
    て結像する複数ビーム走査装置であって、 前記光源部は半導体レーザであり、該半導体レーザはレ
    ーザ窓を有するレーザチップケース内に収納された半導
    体レーザチップから構成され、その半導体レーザチップ
    の裏面から発出された光がレーザチップケース内で拡散
    され、前記レーザ窓を通過した拡散光が前記被走査面の
    画像領域を除く部分に到達するように、拡散光の射出方
    向を設定したことを特徴とする複数ビーム走査装置。
  2. 【請求項2】 前記レーザ窓を通過した拡散光の射出方
    向を偏向器のカバーの方向になるように設定したことを
    特徴とする請求項1に記載の複数ビーム走査装置。
  3. 【請求項3】 前記カバーは、反射防止塗装または反射
    防止加工が施されていることを特徴とする請求項2に記
    載の複数ビーム走査装置。
  4. 【請求項4】 前記カバーは、光源部からの拡散光が照
    射される部分を含む部分に低反射率体が取り付けられて
    いることを特徴とする請求項2に記載の複数ビーム走査
    装置。
  5. 【請求項5】 前記カバーは、前記拡散光の前記カバー
    による反射方向が主走査方向の画像領域外側に到達する
    ように配置されていることを特徴とする請求項2に記載
    の複数ビーム走査装置。
  6. 【請求項6】 前記カバーは、前記拡散光の前記カバー
    による反射方向が副走査方向の画像領域外側に到達する
    ように反射面に角度が付けられていることを特徴とする
    請求項2に記載の複数ビーム走査装置。
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