JP2004170771A - 光源装置、光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度、湿度などの環境条件が変動しても、第１結像光学系と第１結像光学系保持部材との位置関係を安定して維持することができる光源装置を提供し、この光源装置を用いた、高精度の光走査装置および画像形成装置を得る。
【解決手段】第１結像光学系保持手段１１は、第１結像光学系１０の外径部に当接されるＶ形溝を備えており、そのＶ形溝に第１結像光学系を載せ、支持手段１２により第１結像光学系１０をＶ形溝に押圧して支持する。Ｖ形溝のなす角度をθとするとき、
６０ｄｅｇ≦θ≦１０５ｄｅｇ
の条件式を満足している。θが狭過ぎる場合は、第１結像光学系１０が組み付け時に倒れやすく、逆にθが広過ぎる場合は、第１結像光学系１０が組み付け時に回転しやすくなる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置に用いられる光源装置、この光源装置を有する光走査装置、およびこの光走査装置を搭載したレーザプリンタ、レーザ複写機等の画像形成装置に関するもので、画像出力システムにも利用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成装置のデジタル化が進み、半導体レーザを光源とした光書き込み装置、これを用いた画像形成装置などの機器が次々と開発されてきている。そのようなデジタル機器が市場において一般的に使用されるに伴って、画像出力スピードに関しても、従来のアナログ機器並の画像出力スピードが要求されるようになってきた。このような市場からの要求に応えるため、回転多面鏡を用いた光書き込み装置では、回転多面鏡の回転速度を高めることで対応していた。しかし、それにも騒音や発熱などの面で限界があるため、半導体レーザを合成して複数光源化し、あるいは、半導体レーザアレイ（ＬＤＡ）を用いることによって発光点を複数化し、これによって高速化が図られるようになってきている。これによって光源装置の構成も様々な方法が提案されてきた。
【０００３】
光源装置の構成として、第１結像光学系を第１結像光学系保持部材に対し接着剤を用いて固定する構造のものが開発されている（例えば、特許文献１参照。）。この構造によれば、組立部品点数が少なく、組み付け作業も簡単である。このような光学部品を固定するための接着剤として、紫外線硬化型の接着剤が主に用いられる。紫外線硬化型接着剤を用いた接着固定作業は、第１結像光学系と第１結像光学系保持部材相互の位置関係を調整した状態で、接着剤に紫外線を照射するだけの簡単な作業であり、それでいて必要とする硬度が得られるため広く採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、紫外線硬化型接着剤は、完全に硬化するまでには時間がかかり、全く動かなくなるまでには１ヶ月程度かかるため、その間、次の作業を行うことができず、安置して保管しておくほかはない。また、接着剤は環境の変化に弱いという難点がある。特に、画像形成装置内には、光源装置や定着装置等の熱源があり、この熱源の発熱によって、温度や湿度が変化し、接着剤が膨張・収縮していた。接着剤が膨張・収縮すると、第１結像光学系と第１結像光学系保持部材との位置関係が狂い、ピントずれによるビームスポット径の太り、走査線曲がりの発生、走査ピッチムラの拡大などによって光学性能が劣化し、画質の劣化の要因となっていた。
【０００５】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、温度、湿度などの環境条件が変動しても、第１結像光学系と第１結像光学系保持部材との位置関係を安定して維持することができる光源装置を提供し、この光源装置を用いた、高精度の光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
その具体的な方法として、第１結像光学系保持部材による第１結像光学系の保持構造にして、接着剤を用いることなく、支持部材を用いて支持する構成を提案する。第１結像光学系保持手段は、第１結像光学系の外径部に当接されるＶ形溝を備えており、そのＶ形溝に第１結像光学系を載せ、支持手段により第１結像光学系を上記Ｖ形溝に押圧して支持する構成をとる。接着剤を用いないため、温度変動時に第１結像光学系と第１結像光学系保持部材との位置関係を安定して維持することができる。
【０００７】
Ｖ形溝を構成する二つの面のなす角度は任意と言うわけではなく、二つの面のなす角度が狭過ぎる場合は、第１結像光学系が組み付け時に倒れやすくなる。逆に上記二つの面のなす角度が広過ぎる場合は、第１結像光学系が組み付け時に回転しやすくなる。そのため、Ｖ形溝部のＶの角度はある範囲内にある必要があり、第１結像光学系の組み付け時に組み付け誤差の生じにくい角度範囲を提案する。これが請求項１記載の発明の目的である。
【０００８】
環境変動に伴い、光源装置を構成している各部材は膨張・収縮を起こす。その際に各部材相互の関係を狂わせないためには、各部材が比例拡大・比例縮小する必要がある。そのためには、第１結像光学系と第１結像光学系保持部材と支持手段と光源保持部材の線膨張率は同じであることが望ましい。しかしながら、希望どおりの線膨張率を持った材質を選定することは難しい。それぞれの部材の線膨張率を見ると、第１結像光学系はガラス製の部材であるため一番小さく、その他の部品の材質はその機能によって変わるが、ガラスに一番近い材質を選択すること、もしくは各構成部品の線膨張率の差が小さくなるように構成することが好ましい。そこで、請求項２記載の発明は、そのような構成にすることにより、環境変動時の各部材の膨張・収縮による位置関係の狂いを小さくすることができる光源装置を提供することを目的とする。ただし、環境変動時の書き込み光学系全系での変動を、光源と第１結像光学系との位置関係の変動で補正する場合、第１結像光学系保持部材、支持手段、光源保持部材の線膨張率は走査光学系によって決定される。
【０００９】
第１結像光学系保持部材のＶ形溝部が柔らかいと、このＶ形溝部に第１結像光学系を載せ、支持手段によりＶ形溝部の二つの傾斜面に第１結像光学系の外径部を押圧し支持したときに、第１結像光学系の外径部がＶ形溝部にめり込む。これが第１結像光学系を傾いた状態で組み付ける要因になり、それに伴い環境変動時に第１結像光学系の姿勢変化の要因にもなる。したがって、第１結像光学系保持部材のＶ形溝部は適度な硬度を有している必要がある。請求項３、４記載の発明は、上記Ｖ形溝部に適度な硬度をもたせることにより、第１結像光学系の組み付け時および環境変動時の姿勢変化の発生を抑制することができる光源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
画像出力速度を向上させるためには、複数の書き込み光で被走査媒体を走査するのが有効である。そこで、請求項５記載の発明は、光源装置が複数の光源と複数の第１結像光学系とを有することにより、画像出力速度の向上図ることができる光源装置を提供することを目的とする。
【００１１】
第１結像光学系保持部材のＶ形溝部に第１結像光学系を載せ、支持手段により押圧し支持する構成において、各構成部品の線膨張率が異なると、環境変動時の膨張及び収縮の際に各構成部品の変化量に差が生じる。請求項６記載の発明は、上記各構成部品の変化量の差を吸収させるために指示手段を弾性体とし、膨張及び収縮の際の、各構成部品の変化量の差により生じる応力を打ち消し、第１結像光学系の姿勢変化の低減を図ることができる光源装置を提供することを目的とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、本発明にかかる光源装置に、偏向器、走査光学系、同期検知光学系、等を組み合わせることにより、光走査装置を構成することを目的とする。
請求項８記載の発明は、請求項７の光走査装置と、現像器、クリーニング装置、定着装置、給紙装置、排紙装置等の電子写真プロセスを実行するユニットを組み合わせることにより画像形成装置を構成することを目的とする。
【００１３】
本発明によれば、上記各目的を達成することにより、光源と第１結像光学系の位置関係の狂いを抑制し、光学性能の劣化、すなわち、ピントずれによるビームスポット径の太り、走査線曲がりの発生、走査ピッチムラの拡大等に伴う出力画像の画像品質の劣化を押さえることができる。
【００１４】
なお、本願発明に関連のある先行技術として、特許文献２、特許文献３に記載の発明がある。
特許文献２記載の発明は、光源と、コリメータレンズと、コリメータレンズを光源からの光束に沿って案内する案内手段と、案内手段にコリメートレンズを押圧する付勢手段とを有してなる光源装置に関するもので、上記案内手段は、コリメートレンズの外周面が当接されるＶ形溝を備えている。この先行技術は、コリメートレンズの組み付けの簡便さを目的としている。コリメートレンズの外周面をＶ形溝で受ける構造になっているため、外見上は本願発明に似ているが、コリメートレンズの案内手段における組み付け性に関して、本願発明のように、Ｖ形溝部のＶの角度範囲は、第１結像光学系の組み付け時に組み付け誤差の生じにくい角度範囲にする、あるいは、構成部品の線膨張率の差を一定範囲内にする、というような課題については全く考慮されていない。
【００１５】
特許文献３記載の発明は、半導体レーザ（以下「ＬＤ」という）と、コリメータレンズと、コリメータレンズの保持部材と、ＬＤとコリメータレンズの位置関係を調整する調整手段とを有してなる光源ユニットに関するものである。この発明は、コリメータレンズの光軸に対し、ＬＤからの射出光束の光軸を精度良く調整することを目的とするものであって、コリメータレンズの組み付け時に、偏心を抑制することに関しては全く考慮されていない。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１０−２８４８０３号公報
【特許文献２】
特開平８−７２９４号公報
【特許文献３】
特許第２７４９７３４号公報
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる光源装置、光走査装置および画像形成装置の実施の形態について説明する。
図１は本発明の光源装置を用いた光走査装置の全体構成の一例を示す。図１において、符号１Ａ、１Ｂは光源としての半導体レーザ（ＬＤ）を示す。図１に示す例では、ＬＤの数は２個であるが、３個以上であってもかまわない。各半導体レーザ１Ａおよび１Ｂからの発散光束の進路上には、これらの発散光束をカップリングするカップリングレンズ２Ａおよび２Ｂ、光束幅を規制する開口絞り３Ａおよび３Ｂ、シリンダレンズ４、回転多面鏡からなる光偏向器５が配置されている。上記カップリングレンズ２Ａおよび２Ｂは第１結像光学系をなす。これら半導体レーザ１Ａおよび１Ｂ、カップリングレンズ２Ａおよび２Ｂ、開口絞り３Ａおよび３Ｂによって光源装置を構成している。この光源装置から出射した光束はほぼ平行光束となっていて、線像結像光学系であるシリンダレンズ４を透過することにより副走査方向にのみ収束され、光偏向器５の偏向反射面５Ａ近傍に種走査方向に長い線状に結像される。上記光源は、ライン上に並んだｍ個（ｍ＝２、３、４、・・、ｉ、・・：ｍは整数）の発光点を有する半導体レーザアレイ（ＬＤＡ）で構成してもよい。
【００１８】
光偏向器５により偏向されたレーザ光束の進路上には、第２結像光学系６が配置され、さらにその前方には被走査媒体７が配置されている。光偏向器５による主走査平面内（偏向走査平面内）において、発光点から被走査媒体７までの間で、光源から射出した光束が交差するように各光学素子は配置されている。図に示す例では、偏向反射面５Ａ近傍で交差するように配置されているが、偏向反射面５Ａより光源側で交差しても、被走査媒体７側で交差してもかまわない。被走査媒体７は感光体からなる像担持体で、ドラム状のものでも、ベルト状のものでも、平板状のものでもかまわない。
【００１９】
光偏向器５は副走査方向に向いた回転軸５Ｂを軸として等角速度回転しており、偏向反射面５Ａへの入射光束を等角速度的に偏向する。光偏向器５と被走査媒体７との間に第２結像光学系６が配置され、光偏向器５で偏向された光束８Ａおよび８Ｂは第２結像光学系６によって被走査媒体７上に結像スポット７Ａおよび７ｂを形成するように構成されている。図１に示す例では、第２結像光学系６がレンズ２枚で構成されているが、レンズ枚数は問わない。また反射光学系で構成しても良い。被走査媒体７上の結像スポット７Ａと７Ｂは、光偏向器５の回転（図中矢印で示す時計方向の回転）によって被走査媒体７上を、間隔Ｐｍをもって図中矢印で示す上から下方向へ光走査する。この結像スポット７Ａと７Ｂの間隔Ｐｍは、光束が主走査平面内で交差するように配置されている関係上、必然的に発生する。
【００２０】
被走査媒体７上における所定の光走査範囲外において、走査光を検出する同期検知光学系１００が配置されている。同期検知光学系１００は、光偏向器５により偏向された所定の光走査範囲外の光束を反射するミラー１０３と、このミラー１０３による反射光の進路上に配置された同期検知用光学系１０２、およびフォトダイオード等から構成される同期検知素子１０１を有してなる。ミラー１０３によって反射された偏向光束は、同期検知用光学系１０２を経て同期検知素子１０１に導かれ、偏向光束が同期検知素子１０１の受光面を通過した際に検出信号が発せられ、図示されない同期検知回路に入力されて演算処理され、上記検出信号が発せられた後の「あるタイミング」で書き込み開始信号が発信される。ここで言う「あるタイミング」とは、同期検知素子１０１の検知位置から、被走査媒体７上の書き込み開始位置に光束が至るまでの時間である。
【００２１】
一般的に同期検知素子１０１は被走査媒体７と距離的に略等価な位置に配置される。また、同期検知用光学系１０２は同期検知素子１０１近傍に配置されることにより、副走査方向に関し偏向反射面５Ａと同期検知素子１０１との間で縮小光学系を構成し、偏向反射面の面倒れにより同期検知素子１０１に光束が入射しなくなることがないように、変動量を縮小している。なお、主走査方向に関しては同期信号の検知精度を維持するために、同期検知素子１０１近傍で光束を集光させる必要があるが、副走査方向に関してはその限りではない。また、光偏向器５が精度良く作られている場合、もしくは同期検知素子１０１に光束が入射する場合は、同期検知用光学系１０２は無くてもかまわない。
【００２２】
光源１Ａと光源１Ｂによる結像スポット７Ａと７Ｂは、主走査方向に間隔Ｐｍを持っているため、光源１Ａに対する発光開始（書き込み開始）信号が発せられ、その光束の結像スポット７Ａにより被走査媒体７上に光書き込みが開始された後、上記間隔Ｐｍに相当するタイミングがおかれて、結像スポット７Ｂが書き込み開始位置に到達したとき、結像スポット７Ｂに対する書き込み開始信号が発せられ、結像スポット７Ｂにより被走査媒体７上に光書き込みが開始される。
【００２３】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本発明にかかる光源装置の具体的構成例について説明する。図２（ａ）は、カップリングレンズ１０側から光源１６方向に、カップリングレンズ１０の光軸方向から（図２（ｂ）に記載の矢印Ａの方向から）見た図である。図２（ｂ）は，光源装置をカップリングレンズ１０の上方向から（図２（ａ）に記載の矢印Ｂの方向から）見た図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）を裏側から（図２（ｂ）に記載の矢印Ｃの方向から）見た図である。ここでいうカップリングレンズ１０は、図１の例におけるカップリングレンズ２Ａまたは２Ｂに相当し、光源１６は、図１の例における半導体レーザ１Ａまたは２Ｂに相当する。また、上記カップリングレンズ１０は第１結像光学系を構成している。この第１結像光学系であるカップリングレンズ１０は、第１結像光学系保持部材であるホルダ１１０上に載せられている。ホルダ１１０は、カップリングレンズ１０を載せる部分が掘り下げられて、Ｖ形の対をなす当接面１３を有してなるＶ形溝部になっている。このＶ形溝部にカップリングレンズ１０を載せた状態で、カップリングレンズ１０の一部がＶ形溝部の上面から突出するようにＶ形溝部の深さが設定されている。ホルダ１１０の上記Ｖ形溝部の上面には支持手段１２が渡されている。この支持手段１２は、具体的にはカップリングレンズ１０を上から押圧する押圧部材であって、支持手段１２がカップリングレンズ１０を押圧することにより、Ｖ形溝部を構成する上記当接面１３にカップリングレンズ１０が当接されて支持されている。支持手段１２は、カップリングレンズ１０の光軸方向の位置調整を行った後、ネジ１４によりホルダ１１に固定され、上記のようにカップリングレンズ１０を押圧している。
【００２４】
図２（ｂ）（ｃ）に示すように、光源である半導体レーザ（ＬＤ）１６は、光源支持部材（図示せず）により光源保持部材１５に固定され、光源保持部材１５はホルダ１１にネジ１８により固定されている。この固定の際に、光源保持部材１５をホルダ１１の端面１７に沿わせて移動させながら、半導体レーザ１６とカップリングレンズ１０の位置関係、すなわち図中のＸＹ方向の位置関係を調整する。その後ネジ１８により光源保持部材１５をホルダ１１に固定する。
半導体レーザ１６は光源支持部材を用いることなく、光源保持部材１５に設けた穴、例えば、半導体レーザ１６の外周より少し小さめに開けた穴に圧入することにより固定してもよい。こうすれば、部品点数の低減を図ることができる。
【００２５】
上記のように構成された光源装置において課題となるのは、ホルダ１１のＶ形溝部の当接面１３上にカップリングレンズ１０の外周部を当接させ、支持手段１２で押圧したとき、カップリングレンズ１０をホルダ１１に沿って、正しい姿勢で組み付けるためにはどの様な構造にすればよいかということである。図３は、カップリングレンズ１０とホルダ１１の一部及び支持手段１２の間で働く応力を矢印で示す。支持手段１２によりカップリングレンズ１０が押圧される力Ｆａと、Ｖ形溝部の当接面１３からカップリングレンズ１０が受ける反発力Ｆｂ、Ｆｃがバランスを取ることにより、カップリングレンズ１０の姿勢を維持している。図３からわかるように、Ｖ形溝部のＶ字をなす二つの当接面１３がなす角度により、組み付け状態におけるカップリングレンズ１０の姿勢変化の起こりやすい方向が変わる。Ｖ形溝部の角度が小さい場合は、当接面１３を結んだ軸（水平方向の軸）の回りに回転するα回転（上下方向の回転）が起こりやすくなり、Ｖ形溝部の角度が大きい場合は、支持手段１２からの力が及ぶ方向（図中Ｙ軸）の回りに回転するβ回転（水平方向の回転）が起こりやすくなる。また、半導体レーザ１６との位置関係の調整のためにカップリングレンズ１０はＶ形溝部に沿って前後方向（図２（ｂ）におけるＺ軸方向）に位置調整されるが、その際にも当接面１３とカップリングレンズ１０の間に発生する摩擦力により、α回転及びβ回転が発生する。さらに、位置調整が終わった後、支持手段１２をネジ１４によりホルダ１１に固定する際に、ネジの回転（図２（ｂ）に矢印で示す）に伴って支持手段１２も連れ回りでねじれ回転を起こし、カップリングレンズ１０のβ回転が発生する。
【００２６】
そこで、Ｖ形溝を構成する二つの当接面１３のなす角度θを変えて、α方向とβ方向の各回転の発生度合いを実験により評価したところ、図４に示すような結果になった。この結果から、Ｖ形溝部の角度θは以下の範囲内にする必要があることがわかる。
６０ｄｅｇ≦θ≦１０５ｄｅｇ
【００２７】
光源装置を構成している各部材は、温度、湿度などの環境条件の変動に伴い膨張・収縮を起こす。その際に各部材の位置関係を狂わせないためには、各構成部材が比例拡大・比例縮小する必要がある。そのためには、光源装置を構成するカップリングレンズ１０、ホルダ１１、支持手段１２、光源保持部材１５、光源支持部材等の線膨張率が、同じもしくは近いことが望ましい。しかし、現実には希望どおりの線膨張率が得られる材質を使用することは難しい。カップリングレンズ１０はガラス製であることが多く、その場合、線膨張率は一番小さくなる。その他の構成部品はその果たすべき機能によって変わるが、ガラスに一番近い材質を選択すること、もしくは各構成部品の線膨張率の差が小さくなるように選択することが望ましい。そのような構成にすることにより、環境変動時の各部材の膨張・収縮による位置関係の狂いを小さくすることができる。ガラスの場合、その線膨張率Ｌｇは
Ｌｇ＝０．８〜０．９×１０−５ ［１／Ｋ−１］
であり、他の部材もこれとほぼ同じ線膨張率の材質を選ぶとすると、例えばニッケル鋼の場合その線膨張率Ｌｎは
Ｌｎ＝０．９４×１０−５ ［１／Ｋ−１］
で、要求仕様を満足するが、材質の価格が高く実用化しにくい。
【００２８】
そこで各種材質について実験したところ、鋼材の場合は良好に姿勢を維持することができ、アルミ材の場合は、姿勢変動はあるが、要求仕様は達成できることがわかった。実験は、組み付け調整を行った光源装置に環境変化を与え、環境変化を与える前後の、カップリングレンズの姿勢の変化量を測定し、評価した。温度変化の範囲は−３０℃〜＋８０℃とした。なお、光源装置に対する要求仕様は、カップリングレンズの姿勢の変動量で４μｍ以下とした。実験結果を図５に示す。
本実験結果より、光源装置を構成している部材の線膨張率の差：Δは以下の条件式を満足する必要があることがわかる。
Δ＜１．６×１０−５ ［１／Ｋ−１］
ただし、環境変動時の書き込み光学系全系での変動を、環境変動により生じる半導体レーザ１６とカップリングレンズ１０との位置変動（ホルダ１１等の部材の伸縮により起こる）で補正する場合は、組み合わせる走査光学系によって、必要とする変動量が決定され、それによりホルダ１１等の構成部材の線膨張率を決定する必要がある。
【００２９】
ホルダ１１のＶ形溝部の当接面１３にカップリングレンズ１０を当接させ、支持手段１２によりカップリングレンズ１０を押圧しホルダ１１で支持する場合に、ホルダ１１のＶ形溝部の当接面１３が柔らかいと、カップリングレンズ１０の外径部が組み付け調整時に当接面１３にめり込み、あるいは引っかかり、カップリングレンズ１０の姿勢を狂わせてしまうという不具合が発生する。この姿勢の変化量は２〜５μｍ程度の小さな量で、組み付け調整時にこれを検知することは困難である。この姿勢の狂いが発生した状態で光走査装置あるいは画像形成装置に組み込まれた場合、環境変動時にホルダ１１等の伸縮によりカップリングレンズ１０の姿勢変化が起きる。すなわち、カップリングレンズ１０は、弾性体からなる支持手段１２により押圧されているため、環境条件の変動によるずれが許容され、また、環境条件が原状に復帰することによって、ずれた状態から正規の位置に戻ろうとする。こうしてカップリングレンズ１０とホルダ１１との位置関係が調整状態から狂い、光学性能の劣化の要因となる。組み付け時にずれていた量が、すべて動くとするとその変化量は２〜５μｍとなり、無視できないずれ量になる。
【００３０】
この解決手段として、光源装置を構成する部材の硬度を規定することにより、ホルダ１１へのカップリングレンズ１０の組み付け調整時の当接面１３へのめり込み、もしくは引っかかりを低減する方法がある。構成部材の材質の硬さを変えながら、実験により構成部材の必要硬度を求めた。具体的な実験方法は線膨張率を規定する場合の方法と同じである。実験結果を図６に示す。硬さはブリネル硬さ（ＨＢ）であらわしている。
本実験結果より、光源装置を構成している部材の硬さ：ＨＢは以下の条件式を満足する必要があることがわかった。
ＨＢ≧１００
ただし、上記硬さを必要とする部分は、少なくともカップリングレンズ１０の外径部が当接する当接面１３の部位であればよい。構成部材の全体が上記硬さを必要とするわけではない。よって、表面処理等により、当接面１３の硬度のみを上げる処理で対応してもよい。
【００３１】
画像出力速度を向上させるためには、光偏向器の偏向速度すなわち回転多面鏡の場合はその回転速度を上げる方法と、被走査媒体上における走査光束の本数を増やす方法とがあるが、光偏向器の偏向速度の向上には限界があり、走査光束の複数化を図るのが望ましい。図７は、光源を２つにした場合の具体的な例を示す。図７において、ホルダ１１１上に、カップリングレンズ１１０Ａ、１１０Ｂを保持するＶ形溝部１１３Ａ、１１３Ｂを主走査方向に並べて形成し、各カップリングレンズ１１０Ａ、１１０Ｂを、支持手段１１２Ａ、１１２Ｂにより上記Ｖ形溝部１１３Ａ、１１３Ｂに押圧することによって支持する。半導体レーザからなる光源１１６Ａ、１１６Ｂは光源保持部材１１５Ａ、１１５Ｂに取り付けられ、この光源保持部材１１５Ａ、１１５Ｂがホルダ１１１に固定されることにより、光源１１６Ａ、１１６Ｂがホルダ１１１に固定されている。各光源１１６Ａ、１１６Ｂから射出する光束は主走査方向に角度を有しており、光源装置から射出した光束は、主走査断面内にて交差するように構成されている。
【００３２】
図８は主走査平面内において、３個の光源から光束が射出され、偏向反射面近傍で交差するように構成された場合の光源装置の例を示している。半導体レーザからなる光源１Ａ、１Ｂ、１Ｃからの出射光束は、主走査平面において、光偏向器５の偏向反射面５Ａ近傍で交差するように光源装置が配置されている。上記各光束は第１結像光学系を構成する３個のカップリングレンズ２を透過し、偏向反射面５Ａによりそれぞれ別の方向に偏向される。符号８Ａ、８Ｂ、８Ｃは偏向された３つの光束を示している。各偏向光束８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、図示されない第２結像光学系を透過することにより前述の被走査媒体７上に収束され結像スポットが形成され、かつ、被走査媒体７上を主走査方向においてそれぞれ相互間に間隔をおいて走査する。なお、図８に示す例では３個の光源を有しているが、３個以上であってもよい。この場合も、上述のように被走査媒体７上を複数の結像スポットが相互間に間隔をおいて走査する。
【００３３】
図２、図３に示すように、カップリングレンズ１０を、ホルダ１１のＶ形溝部に載せ、支持手段１２により押圧し支持する構成において、環境条件の変動が生じると光源装置の各構成部品はその線膨張率に従い伸縮を起こす。その際、それぞれの線膨張率が異なることにより、構成部材間に応力による歪みが発生する。カップリングレンズ１０に変形が生じると、光学特性の劣化の原因になるため、カップリングレンズ１０の変形は避けなければならない。その歪みを打ち消し吸収させるために、支持手段１２を弾性体とし、環境変化によって生じる各部材の変形による応力を吸収するようにする。また、支持手段１２を弾性体とすることにより、カップリングレンズ１０にかかる押圧力を減少させ、カップリングレンズ１０の組み付け調整時にその姿勢がずれ、そのまま組み付けられた場合に、ずれた状態からの変動量を小さくする。すなわち、カップリングレンズ１０の姿勢変化を低減する。
【００３４】
これまで説明してきた本発明にかかる光源装置を、光偏向器、走査光学系、同期検知光学系、等と組み合わせることにより、図１に示すような光走査装置を構成することができる。
また、図１に示すような光走査装置を、電子写真プロセスによる露光工程を受け持つユニットとし、電子写真プロセスを実行するための他のユニットを設けることによって画像形成装置を構成することができる。図９は、本発明にかかる光走査装置が搭載される画像形成装置の例を示す。図９において、原稿３１はコンタクトガラス３２上に置かれ、ランプ３３で照明され、照明された原稿３１の画像はミラーでスキャナレンズブロック３４へ導かれ、撮像素子であるＣＣＤの受光面に結像され、画像データに変換される。画像データ３５は光書込光学装置３６にデータ転送され、画像信号に基づき半導体レーザからなる光源がＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、前述の光走査装置について説明したとおり、被走査面である感光体ドラム２０上に上記光源からの光束が光スポットとして結像されるとともにこの光スポットが走査する。感光体ドラム２０の表面は、帯電器４０により予め一様に帯電されていて、帯電された感光体ドラム２０の表面上を光走査し静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器３７によりトナー像として現像され、給紙トレイ３８から転写紙が給紙ローラー３９により感光体ドラム２０に導かれ、転写ローラー５０により上記トナー像が転写紙に転写される。転写紙のトナー像は定着器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。感光体ドラム２０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、再び帯電からの電子写真プロセスを繰り返す。
【００３５】
さらに、本発明にかかる画像形成装置を、コンピュータ等の電子演算装置、ファクシミリ等を含む画像情報通信システムなどにネットワークを介して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、例えば、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、すなわち、使用者の希望に一番適した画像出力装置を選択し、画像出力を行うことができるようになる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１記載の光源装置によれば、第１結像光学系の組み付け時に発生する、第１結像光学系の姿勢の組み付け誤差を低減することができる。
【００３７】
請求項２記載の光源装置によれば、環境条件変動時の各構成部材の膨張・収縮による第１結像光学系とその保持手段との位置関係の狂いを小さくすることができる。
【００３８】
請求項３、４記載の光源装置によれば、第１結像光学系の組み付け時および環境変動時の、第１結像光学系の姿勢変化の発生を抑制することができる。
【００３９】
請求項５記載の光源装置によれば、光源装置を複数の光源と複数の第１結像光学系とから構成することにより、画像出力速度を向上させることができる。
【００４０】
請求項６記載の光源装置によれば、環境条件の変動によって構成部材が膨張及び収縮し、そのときの膨張及び収縮量の差により生じる応力を打ち消すことにより、第１結像光学系の姿勢変化を低減することができる。
【００４１】
請求項７記載の発明によれば、請求項１〜６のいずれかに記載の光源装置を、光偏向器、走査光学系、同期検知光学系、等と組み合わせることによって、光走査装置を構成することができる。
また、複数の光束により被走査媒体上を走査する光走査装置とすることより、１つの発光点からの光束により被走査媒体上を走査する場合に比べ、光偏向器の回転速度を下げても走査速度を高めることができる。これにより、光偏向器による消費電力を低減することができ、また、発熱量も下げることができる。これによって環境対応の光走査装置を得ることができる。
【００４２】
請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の光走査装置を、現像器、クリーニング装置、定着装置、給紙装置、排紙装置等とを組み合わせることにより画像形成装置を構成することができる。
また、本発明によれば、環境条件が変動しても、第１結像光学系と第１結像光学系保持部材との位置関係を安定して維持することができる。またそれにより、ピントずれによるビームスポット径太り、走査線の曲がりの発生、走査ピッチムラの拡大等、光学性能の劣化に伴う出力画像の画像品質の劣化を押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を主走査平面方向から示す光学配置図である。
【図２】本発明にかかる光源装置の実施の形態を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。
【図３】同上光源装置において第１結像光学系にかかる力関係を示すための光源装置の要部拡大正面図である。
【図４】光源装置が有するＶ形溝を構成する二つの当接面のなす角度を変えて第１結像光学系の回転の発生度合いを実験により評価した結果を示す図表である。
【図５】第１結像光学系を組み付け調整を行った光源装置に環境変化を与える前後の、第１結像光学系の姿勢の変化量を測定し評価した結果を示す図表である。
【図６】光源装置の構成部材の材質硬さを変えながら構成部材の必要硬度を実験により求めた結果を示す図表である。
【図７】本発明にかかる光源装置の別の実施形態を示す分解斜視図である。
【図８】本発明にかかる光走査装置の別の実施形態を主走査平面方向から示す光学配置図である。
【図９】本発明にかかる画像形成装置の実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
１Ａ 光源としての半導体レーザ
１Ｂ 光源としての半導体レーザ
２Ａ 第１結像光学系
２Ｂ 第１結像光学系
５ 光偏向器
６ 第２結像光学系
７ 被走査媒体
１０ 第１結像光学系
１１ 第１結像光学系保持部材
１２ 支持手段
１３ 当接面

Claims (8)

1. 光源保持手段により保持された光源と、この光源からの発散光束をカップリングする第１結像光学系と、第１結像光学系を保持する第１結像光学系保持手段と、第１結像光学系を第１結像光学系保持手段に支持する支持手段とを有する光源装置において、
   第１結像光学系保持手段は第１結像光学系の外径部が当接されるＶ形溝を備え、このＶ形溝のなす角度をθとするとき、以下の条件式を満足していることを特徴とする光源装置。
   ６０ｄｅｇ≦θ≦１０５ｄｅｇ
2. 請求項１記載の光源装置において、第１結像光学系と、第１結像光学系保持手段と、支持手段を構成する各材質の線膨張率の差：Δは以下の条件式を満足していることを特徴とする光源装置。
   Δ＜１．６×１０^−５ ［１／Ｋ^−１］
3. 請求項１記載の光源装置において、第１結像光学系保持手段を構成する材質の少なくとも一部は、ブリネル硬さ：ＨＢが以下の条件式を満足していることを特徴とする光源装置。
   ＨＢ≧１００
4. 請求項３記載の光源装置における条件式を満足する第１結像光学系保持手段の部分は、第１結像光学系の外径部が当接する部分であることを特徴とする光源装置。
5. 請求項１記載の光源装置において、光源装置は、光源と第１結像光学系との組合せを複数有していることを特徴とする光源装置。
6. 請求項１記載の光源装置において、支持手段は弾性を有することを特徴とする光源装置。
7. 光源装置からの光束を光偏向器の偏向反射面近傍において主走査方向に長い線像として結像させる第２結像光学系と、光偏向器により偏向走査された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる第３結像光学系とを有する光走査装置において、光源装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載されている光源装置であることを特徴とする光走査装置。
8. 電子写真プロセスを実行することにより画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光工程を実行する装置として請求項７に記載の光書込装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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