JP2004258173A - 光学走査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、レーザビームの光量損失を効果的に回避することができるともに、光偏向素子を大型化することなく、各レーザビームに対する感光体上での有効走査範囲を確保することができる光学走査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】光源であるマルチビーム半導体レーザ２から発生したレーザビームＢ１、Ｂ２は、コリメータレンズ３により略平行光束とされ、各々、コリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム１９の間に設けられたアパーチャ１８により断面の寸法精度が高いレーザビームに整形される。アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ１は、シリンドリカルレンズ４により集光される。一方、アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ２は、偏向光学素子である三角プリズム１９に入射し、三角プリズム１９の内部反射面２２により反射され光路が変更された後、シリンドリカルレンズ４により集光される。次いで、レーザビームＢ１、Ｂ２は、所定のチルト角αを成して回転多面鏡の反射面に入射する。
【選択図】 図２
【解決手段】光源であるマルチビーム半導体レーザ２から発生したレーザビームＢ１、Ｂ２は、コリメータレンズ３により略平行光束とされ、各々、コリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム１９の間に設けられたアパーチャ１８により断面の寸法精度が高いレーザビームに整形される。アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ１は、シリンドリカルレンズ４により集光される。一方、アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ２は、偏向光学素子である三角プリズム１９に入射し、三角プリズム１９の内部反射面２２により反射され光路が変更された後、シリンドリカルレンズ４により集光される。次いで、レーザビームＢ１、Ｂ２は、所定のチルト角αを成して回転多面鏡の反射面に入射する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタやレーザファクシミリ等で使用する光学走査装置であって、複数のレーザビームを用いて複数のラインを同時に書き込むマルチビーム型の光学走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザビームを光源として用いたレーザビームプリンタやレーザファクシミリ等の光学走査装置が開発されている。この様なレーザビーム光学走査装置においては、感光体に対する記録速度の高速化を図るべく、複数のレーザビームを用いて複数のラインを同時に書き込むマルチビーム型の光学走査装置も開発されている。又、特に、半導体レーザは、ＯＮ／ＯＦＦ制御が簡単であり、かつ小型であるという利点があるため、当該半導体レーザを光源として複数用いたレーザビーム光学走査装置の開発が頻繁に行われている。この様な光学走査装置においては、例えば、２個の半導体レーザを光源として用い、これらの半導体レーザからそれぞれ出射された２本のレーザ光を、ポリゴンミラー等の偏向手段により偏向し、感光体上に走査することにより静電潜像を形成している。
【０００３】
又、上記の様な複数の半導体レーザを光源として用いた光学走査装置においては、これら２本のレーザ光の光量損失を減少させるべく、感光体上での当該２本のレーザ光の相対的な位置関係を精度良く合わせる必要がある。
【０００４】
図５に従来の光学走査装置におけるレーザビーム発生部の平面図を示す。このレーザビーム発生部は、２個の半導体レーザを光源として用い、これらの半導体レーザからそれぞれ出射された２本のレーザ光を、ビーム合成素子により近接した光路上を進行する２本のビームとし、当該ビーム合成素子から出射された２本のレーザビームを１個のアパーチャにより整形するものである。
【０００５】
即ち、図５に示す様に、半導体レーザ１０１から出射されたレーザビームＬ１、及び半導体レーザ１０２から出射されたレーザビームＬ２は、各々、これらのレーザビームを略平行光束にするために設けられたコリメータレンズ１０３、１０４に入射し、次いで、ビーム合成素子１０５に入射する。このビーム合成素子１０５は、断面が略平行四辺形であるプリズム１０６と、断面が略直角三角形であるプリズム１０７を貼り合わせたものであり、貼り合わせ面をビーム合成面１０８としたものである。尚、当該ビーム合成面１０８はハーフミラーにより構成されている。ビーム合成面１０８により合成されたレーザビームＬ１、Ｌ２は、ビーム合成素子１０５から出射するとともに、シリンドリカルレンズ１０９により集光され、次いで、アパーチャ１１０により整形される（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ここで、アパーチャ１１０には、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂成形により加工したものが用いられ、一般に、安定した寸法精度で生産することが可能であるため、上記アパーチャ１１０を透過して整形されたレーザ光の断面における寸法精度も高いと言える。
【０００７】
しかし、上記従来技術においては、上述のごとく、ビーム合成面１０８はハーフミラーにより構成されている。従って、レーザビームＬ１においては、プリズム１０６により反射されてビーム合成面１０８に入射する際に、レーザビームＬ２においては、プリズム１０７に入射してビーム合成面１０８を透過する際に、その一部が当該ハーフミラーにより反射光１１１として反射してしまうため、レーザビームＬ１、Ｌ２の一部が無駄になってしまい、そもそもレーザ光の光量損失が大きいとい不都合があった。例えば、上記ハーフミラーの透過と反射の比率が５：５の場合、レーザビームＬ１、Ｌ２の５０％が無駄になっていた。
【０００８】
又、この様なレーザ光の光量損失を補うためには、高出力の半導体レーザを使用する必要があるが、当該高出力の半導体レーザは非常に高価であるため、装置全体の大幅なコストアップの原因となっていた。
【０００９】
そこで、上記問題を回避する手段として、ハーフミラーを含めたビーム合成素子を使用しないで、シングルビーム光源を複数並べたビーム発生部が一般的に使用されている。当該ビーム発生部の構成を図６、図７に示す。
【００１０】
図６に示す様に、半導体レーザ１１２から出射されたレーザビームＬ３、及び半導体レーザ１１３から出射されたレーザビームＬ４は、各々、コリメータレンズ１１４、１１５に入射して略平行な光束とされた後、アパーチャ１１６、１１７により整形される。
【００１１】
ここで、図７に示す様に、レーザビームＬ３、Ｌ４は、所定のチルト角θを成して光偏向素子（図７においては、回転多面鏡）１１８に入射するように、アパーチャ１１６、１１７により整形される。光偏向素子１１８により反射されたレーザビームＬ３、Ｌ４は、結像レンズ１１９により集束された後、当該チルト角θを維持したまま所定の走査方向に偏向走査される（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
このビーム発生部は、上述のごとく、ハーフミラーを含めたビーム合成素子を使用していないため、半導体レーザから出射されたレーザビームの一部がハーフミラーにより反射されることがない。従って、レーザビームの光量損失を効果的に回避することができると言える。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−１４２０１４号公報（第８頁、第１図）
【特許文献２】
特開平９−１４６０２４号公報（第４−５頁、第１図、第４図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図６、図７に示した従来技術においては、上述のごとく、レーザビームＬ３、Ｌ４は、所定のチルト角θを成して光偏向素子１１８に入射するとともに、結像レンズ１１９により集束された後も、当該チルト角θを維持したまま、感光体上において走査される。即ち、チルト角θに対応した走査位置のズレが生じた状態で、レーザビームＬ３、Ｌ４は感光体上において走査される。又、複数のレーザビーム間にこの様な走査位置のズレが生じている場合、各レーザビームに対する感光体上での有効走査範囲を確保するためには、当該ズレに対応した光偏向素子の回転が必要になるが、上記従来技術においては、チルト角θが大きな値となっているため、複数のレーザビーム間における走査位置のズレも大きくなってしまう。従って、この場合に、各レーザビームに対する感光体上での有効走査範囲を確保するためには、光偏向素子の回転角を大きくしなければならず、結果として、光偏向素子自体のサイズが拡大するという不都合が生じていた。又、光偏向素子の拡大に伴い、結像レンズのサイズも拡大する必要が生じてしまい、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合が生じていた。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決し、レーザビームの光量損失を効果的に回避することができるともに、光偏向素子を大型化することなく、各レーザビームに対する感光体上での有効走査範囲を確保することができる光学走査装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、第１のビーム発生手段と第２のビーム発生手段とを備える光学走査装置であって、第１のビーム発生手段は、第１のレーザ光を発生する第１の光源と、第１のレーザ光を略平行光束にする第１のコリメータレンズと、第１のコリメータレンズにより略平行光束とされた第１のレーザ光を整形する第１のアパーチャとを備え、第２のビーム発生手段は、第２のレーザ光を発生する第２の光源と、第２のレーザ光を略平行光束にする第２のコリメータレンズと、第２のコリメータレンズにより略平行光束とされた第２のレーザ光を整形する第２のアパーチャとを備え、第１のアパーチャは、第１のコリメータレンズと、第１及び第２のレーザ光が近接した状態で光偏向素子へ入射するように、第２のアパーチャにより整形された第２のレーザ光を偏向する偏向光学素子との間に設けられるとともに、第２のアパーチャは、第２のコリメータレンズと偏向光学素子との間に設けられ、偏向光学素子は、第１及び第２のレーザ光の光偏向素子への入射角の差が微差となるように、前記第２のレーザ光を偏向することを特徴とする。
【００１７】
ここで、本発明においては、偏向光学素子は、多角形プリズム若しくは反射ミラーのいずれか一方から選択されたものとすることができる。
【００１８】
又、本発明は、少なくとも、第１のビーム発生手段と第２のビーム発生手段とを備える光学走査装置であって、第１のビーム発生手段は、第１のレーザ光を発生する第１の光源と、第１のレーザ光を略平行光束にする第１のコリメータレンズとを備え、第２のビーム発生手段は、第２のレーザ光を発生する第２の光源と、第２のレーザ光を略平行光束にする第２のコリメータレンズとを備え、第１及び第２のコリメータレンズにより略平行光束とされた第１及び第２のレーザ光を整形するアパーチャが、第１及び第２のコリメータレンズと、第１及び第２のレーザ光が近接した状態で光偏向素子へ入射するように、アパーチャにより整形された第２のレーザ光を偏向する偏向光学素子との間に設けられており、偏向光学素子は、第１及び第２のレーザ光の光偏向素子への入射角の差が微差となるように、第２のレーザ光を偏向することを特徴とする。
【００１９】
又、本発明は、少なくとも、第１のビーム発生手段と第２のビーム発生手段とを備える光学走査装置であって、第１のビーム発生手段は、第１のレーザ光を発生する第１の光源と、第１のレーザ光を略平行光束にする第１のコリメータレンズと、第１のコリメータレンズを内蔵し保持する第１の鏡筒と、第１の鏡筒に装着され、第１のコリメータレンズにより略平行光束とされた第１のレーザ光を整形する第１のアパーチャを有する第１のコリメータレンズユニットとを備え、第２のビーム発生手段は、第２のレーザ光を発生する第２の光源と、第２のレーザ光を略平行光束にする第２のコリメータレンズと、第２のコリメータレンズを内蔵し保持する第２の鏡筒と、第２の鏡筒に装着され、第２のコリメータレンズにより略平行光束とされた第２のレーザ光を整形する第２のアパーチャを有する第２のコリメータレンズユニットとを備え、第１のアパーチャは、第１のコリメータレンズと、第１及び第２のレーザ光が近接した状態で光偏向素子へ入射するように、第２のアパーチャにより整形された第２のレーザ光を偏向する偏向光学素子との間に設けられるとともに、第２のアパーチャは、第２のコリメータレンズと偏向光学素子との間に設けられ、偏向光学素子は、第１及び第２のレーザ光の光偏向素子への入射角の差が微差となるように、第２のレーザ光を偏向することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光学走査装置の全体構成を示す概略図であり、図２は、本発明の実施形態に係る光学走査装置におけるビーム発生部の平面図である。
【００２１】
図１に示された光学走査装置は、マルチビーム型の光学走査装置であり、これは、図１に示した２個の光源ユニット５０の各々に設けられたビーム発生部１の光源である半導体レーザ２からレーザビームＢ１、Ｂ２を同時に発生させ、それぞれコリメータレンズ３によって略平行化した上で、シリンドリカルレンズ４により集光させ、その後、光偏向素子である回転多面鏡５の反射面６に入射させ、回転多面鏡５の回転による主走査によりそれぞれ主走査方向Ｘに走査され、回転多面鏡５とともに走査結像手段を構成する結像レンズ７を経て、回転ドラム８の副走査方向Ｙへの回転により回転ドラム８上の結像面である感光体に結像させ、感光体に静電潜像を形成するものである。
【００２２】
各ビーム発生部１に設けられた光源である半導体レーザ２から発生したレーザビームＢ１、Ｂ２は、各ビーム発生部１に設けられたコリメータレンズ３により略平行光束とされる。
【００２３】
コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２は、各々、各ビーム発生部１に設けられたアパーチャ１８により断面形状が整形される。又、図１、図２に示す様に、これら２つのアパーチャ１８は、どちらもコリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム１９の間に設けられているが、特に、コリメータレンズ３側（半導体レーザ２側）に近接して設けられている。尚、当該三角プリズム１９については、後に詳しく説明する。
【００２４】
又、図２に示す様に、アパーチャ１８には、コリメータレンズ３の端面に対向し、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２を整形するためのスリット２１が形成されている。このアパーチャ１８には、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂射出成形（例えば、ＡＢＳ樹脂の射出成形）により加工したものが用いられ、スリット２１の高精度な内径寸法が実現されたものが用いられる。レーザビームＢ１、Ｂ２を、この様な高精度な内径寸法を有するアパーチャ１８に透過させることにより、断面の寸法精度が高いレーザビームＢ１、Ｂ２を整形することが可能になる。
【００２５】
尚、上記加工法を用いれば、アパーチャ１８を安価に生産することができるが、スリット２１の内径寸法を高精度かつ安定して実現できる加工法であれば、例えば、切削加工法やエッチング等の高価な加工法を用いて生産しても良い。
【００２６】
アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ１は、シリンドリカルレンズ４により、回転多面鏡５の反射面６に線状に集光される。
【００２７】
一方、アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ２は、偏向光学素子である三角プリズム１９に入射し、三角プリズム１９の内部反射面２２により反射され光路が変更された後、シリンドリカルレンズ４により、回転多面鏡５の反射面６に線状に集光される。この際、三角プリズム１９は、レーザビームＢ１、Ｂ２が近接した状態で光偏向素子である回転多面鏡５へ入射するように、アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ２を偏向する。
【００２８】
ここで、本実施形態においては、上述のごとく、アパーチャ１８は、コリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム１９の間に設けられているため、当該アパーチャ１８により断面の寸法精度が高くなる様に整形されたレーザビームＢ２を、三角プリズム１９に入射させることが可能となり、結果として、レーザビームＢ１、Ｂ２を高精度で限界まで近接させることが可能になる。
【００２９】
又、本実施形態においては、偏向光学素子として、三角プリズム１９のみを使用し、ハーフミラーは使用していないため、ハーフミラーを用いた場合に発生するレーザビームの光量損失を効果的に回避することができる。又、レーザビームの光量損失を補うために、非常に高価な高出力の半導体レーザを使用する必要がないため、装置全体の大幅なコストアップを回避することができる。尚、使用する偏向光学素子は、レーザビームの光量損失を効果的に回避できるものであれば良く、例えば、反射ミラー（レーザミラー）や菱形プリズム、その他の多角形プリズムを使用しても良い。
【００３０】
各ビーム発生部１から出射されたレーザビームＢ１、Ｂ２は、シリンドリカルレンズ４により集光された後、レーザビームＢ１、Ｂ２の光軸が、照射点である回転多面鏡５の反射面６を中心として所定のチルト角αを成すように、回転多面鏡５の反射面６に入射する。ここで、本実施形態においては、上述のごとく、アパーチャ１８は、高精度な内径寸法を有しており、コリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム１９の間に設けられているため、断面の寸法精度が高いレーザビームＢ１、Ｂ２を整形することが可能になるとともに、当該断面の寸法精度が高いレーザビームＢ２を三角プリズム１９に入射、及び反射させることが可能となる。従って、レーザビームＢ１、Ｂ２を精度良く近接させることが可能になるため、当該チルト角αを微少値（例えば、３°〜５°）とすることが可能になる。
【００３１】
即ち、三角プリズム１９は、レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角の差が微差となるように、レーザビームＢ２を偏向する。従って、各レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角に僅かな差（即ち、角度α）が設けられた状態で、これらのレーザビームＢ１、Ｂ２を回転多面鏡５の反射面６に入射させることが可能になる。
【００３２】
回転多面鏡５は、多面体（一般には５〜１０角程度）のミラーであり、中心軸に取り付けられた回転モータ（図示せず）により一定の角速度で高速回転を行う。シリンドリカルレンズ４により集光されたレーザビームＢ１、Ｂ２は、回転多面鏡５により角度を変えて放射状に反射され、回転ドラム８のＸ軸方向（主走査方向）に当該レーザ光を走査することが可能となる。
【００３３】
ここで、本実施形態においては、図１に示す様に、レーザビームＢ１、Ｂ２が、上記チルト角αを維持したまま、回転ドラム８の主走査方向に偏向走査されるように、回転多面鏡５が回転モータ（図示せず）により一定の角速度で高速回転を行う。この際、チルト角αに対応した走査位置のズレが生じた状態で、レーザビームＢ１、Ｂ２は回転ドラム８上において走査されるが、本実施形態においては、上述のごとく、チルト角αは微少値であるため、レーザビームＢ１、Ｂ２間における走査位置のズレも小さくなっている。従って、各レーザビームＢ１、Ｂ２に対する回転ドラム８上での有効走査範囲を確保するために、回転多面鏡５の回転角を大きくする必要がなく、結果として、回転多面鏡８のサイズを拡大することなく、各レーザビームＢ１、Ｂ２に対する回転ドラム８上での有効走査範囲を確保することが可能となる。又、回転ドラム８の拡大に伴う結像レンズ７の拡大を回避することができるため、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合も回避することができる。
【００３４】
結像レンズ７は、球面レンズ部とトーリックレンズ部からなり、シリンドリカルレンズ４と同様に感光体上の点像の歪を防ぐ機能を有するとともに、前記点像が感光体上で主走査方向に等速度で走査されるように補正する機能を有する。この様な補正を必要とするのは、回転多面鏡５から回転ドラム８までの距離は、回転ドラム８の端部と中央部では異なるため、一定速度で回転する回転多面鏡５に一定間隔でＯＮ／ＯＦＦを繰り返すレーザ光を照射しても、回転ドラム８上での走査速度は一定にならないため、回転多面鏡５により広がったレーザ光の反射角度を絞り込んで偏向し、回転ドラム８上に等間隔にレーザ光を投光する必要があるからである。
【００３５】
２つの半導体レーザ２は、前述のように複数のレーザビームＢ１、Ｂ２を同時に発光するもので、レーザホルダ１１に保持されており、レーザ駆動回路基板１３とともに光学箱１４の開口部１５を介して側壁１６に組み付けられる。コリメータレンズ３は、鏡筒１２に保持されており、当該鏡筒１２と一体となって筐体である光学箱１４の底壁１７に組み付けられる。
【００３６】
又、シリンドリカルレンズ４、回転多面鏡５、結像レンズ７、アパーチャ１８、三角プリズム１９等の各光学部品は、筐体である光学箱１４の底壁１７に組み付けられる。各光学部品を光学箱１４に組み付けた上で、光学箱１４の上部開口を蓋部材（図示せず）によって閉塞する。
【００３７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各部の構造、形状等を適宜変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００３８】
例えば、上記実施形態においては、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２は、各々、各ビーム発生部１に設けられたアパーチャ１８により整形される構成としたが、図３に示す様に、２つのマルチビーム半導体レーザ２を、コリメータレンズ３に入射するレーザビームＢ１、Ｂ２が互いに略平行となるように配置し、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２に対して共通のアパーチャ２３を設けて整形する構成としても良い。
【００３９】
この場合、図３に示す様に、ビーム発生部９は、レーザビームＢ１、Ｂ２を発生する半導体レーザ２と、レーザビームＢ１、Ｂ２を略平行光束にするコリメータレンズ３とを備えている。
【００４０】
レーザビームＢ１、Ｂ２は、コリメータレンズ３により略平行光束とされた後、アパーチャ２３により整形されるが、このうちレーザビームＢ２は、偏向光学素子である多角形プリズム２４に入射し、多角形プリズム２４の反射面２５、２６により反射され光路が変更された後、シリンドリカルレンズ４により、回転多面鏡５の反射面６に線状に集光される。この際、多角形プリズム２４は、レーザビームＢ１、Ｂ２が近接した状態で回転多面鏡５へ入射するように、上記レーザビームＢ２を偏向する。
【００４１】
又、アパーチャ２３は、図３に示す様に、２つのコリメータレンズ３と偏向光学素子である多角形プリズム２４の間に設けられているが、特に、コリメータレンズ３側（半導体レーザ２側）に近接して設けられている。又、上記実施形態と同様に、偏向光学素子として当該多角形プリズム２４のみを使用し、ハーフミラーは使用していないため、ハーフミラーを用いた場合に発生するレーザビームの光量損失を効果的に回避することができるとともに、レーザビームの光量損失を補うために、非常に高価な高出力の半導体レーザを使用する必要がないため、装置全体の大幅なコストアップを回避することができる。
【００４２】
又、図３に示す様に、アパーチャ２３には、コリメータレンズ３の端面に対向し、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２を整形するための２つのスリット２７が形成されており、上記実施形態において説明したアパーチャ１８と同様に、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂射出成形（例えば、ＡＢＳ樹脂の射出成形）により加工したものが用いられ、２つのスリット２７の高精度な内径寸法が実現されたものが用いられる。又、上述のごとく、アパーチャ２４は、コリメータレンズ３と偏向光学素子である多角形プリズム２４の間に設けられている。従って、この場合も、上記実施形態と同様に、断面の寸法精度が高いレーザビームＢ１、Ｂ２を整形することが可能になる。
【００４３】
又、この場合も、上記実施形態と同様に、多角形プリズム２４により、レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角の差が微差となるように、レーザビームＢ２を偏向することができるため、各レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角に僅かな差（即ち、角度α）が設けられた状態で、これらのレーザビームＢ１、Ｂ２を回転多面鏡５の反射面６に入射させることが可能になり、結果として、レーザビームＢ１、Ｂ２は、上記チルト角αを維持したまま、回転ドラム８の主走査方向に偏向走査されることになる。従って、回転多面鏡８のサイズを拡大することなく、各レーザビームＢ１、Ｂ２に対する回転ドラム８上での有効走査範囲を確保することが可能となるとともに、回転ドラム８の拡大に伴う結像レンズ７の拡大を回避することができるため、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合も回避することができる。尚、その他の構成については、図１に示した上記実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４４】
又、上記実施形態においては、コリメータレンズ３は、レーザホルダ１１と一体的に結合した鏡筒１２に保持され、アパーチャ１８は、筐体である光学箱１４の底壁１７に組み付けられる構成としたが、図４に示す様に、アパーチャをコリメータレンズの保持部材である鏡筒と一体的に成形する構成としても良い。
【００４５】
この場合、図４に示す様に、ビーム発生部１０は、レーザビームＢ１、Ｂ２を発生する半導体レーザ２、及び、レーザビームＢ１、Ｂ２を略平行光束にするコリメータレンズ３と、コリメータレンズ３を内蔵し保持する鏡筒２９と、鏡筒２９に装着され、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２を整形するアパーチャ１８により構成されたコリメータレンズユニット２８とを備えている。尚、鏡筒２９には、光源であるマルチビーム半導体レーザ２から発生した２本のレーザビームＢ１、Ｂ２を、コリメータレンズ３に入射させるためのスリット３０が形成されている。
【００４６】
この場合も、上記実施形態において説明した様に、アパーチャ１８により整形されたレーザビームのうち、レーザビームＢ２は、偏向光学素子である三角プリズム１９に入射し、三角プリズム１９の内部反射面２２により反射され光路が変更された後、シリンドリカルレンズ４により、回転多面鏡５の反射面６に線状に集光される。この際、上記実施形態と同様に、三角プリズム２２は、レーザビームＢ１、Ｂ２が近接した状態で回転多面鏡５へ入射するように、上記レーザビームＢ２を偏向する。
【００４７】
又、上記実施形態と同様に、アパーチャ１８は、コリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム２２の間に設けられており、特に、コリメータレンズ３側（半導体レーザ２側）に近接して設けられており、又、偏向光学素子として三角プリズム１９のみを使用し、ハーフミラーは使用していないため、ハーフミラーを用いた場合に発生するレーザビームの光量損失を効果的に回避することができるとともに、レーザビームの光量損失を補うために、非常に高価な高出力の半導体レーザを使用する必要がないため、装置全体の大幅なコストアップを回避することができる。
【００４８】
又、上記実施形態において説明した様に、アパーチャ１８は、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂射出成形（例えば、ＡＢＳ樹脂の射出成形）により加工したものが用いられ、スリット２１の高精度な内径寸法が実現されたものが用いられるため、断面の寸法精度が高いレーザビームＢ１、Ｂ２を整形することが可能になり、又、三角プリズム２２は、レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角の差が微差となるように、レーザビームＢ２を偏向する。従って、各レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角に僅かな差（即ち、角度α）が設けられた状態で、これらのレーザビームＢ１、Ｂ２を回転多面鏡５の反射面６に入射させることが可能になり、レーザビームＢ１、Ｂ２は、上記チルト角αを維持したまま、回転ドラム８の主走査方向に偏向走査されることになる。従って、回転多面鏡８のサイズを拡大することなく、各レーザビームＢ１、Ｂ２に対する回転ドラム８上での有効走査範囲を確保することが可能となるとともに、回転ドラム８の拡大に伴う結像レンズ７の拡大を回避することができるため、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合も回避することができる。尚、その他の構成については、図１に示した上記実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４９】
又、上記実施形態においては、２つのビーム発生部を備えた光学走査装置に基づいて説明を行ったが、当該ビーム発生部は２つに限定されず、本発明は、２以上の複数のビーム発生部を備える光学走査装置であれば、いすれにも適用することができる。例えば、ｎ個のビーム発生部、即ち、第１、第２、第３、…第ｎのビーム発生部を備える光学走査装置の場合、上記実施形態において、図１〜図４を用いて説明した２つのビーム発生部と偏向光学素子との構成を、例えば、第１、第３のビーム発生部と偏光光学素子との構成や、第１、第ｎのビーム発生部と偏光光学素子との構成に適宜適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、説明した様に、本発明に係る光学走査装置においては、偏向光学素子としてプリズムのみを使用し、ハーフミラーは使用していないため、ハーフミラーを用いた場合に発生するレーザビームの光量損失を効果的に回避することができる。又、レーザ光の光量損失を補うために、高出力の半導体レーザを使用する必要がないため、装置全体の大幅なコストアップを回避することができる。
【００５１】
又、本発明に係る光学走査装置においては、各ビーム発生部に設けられたアパーチャは、コリメータレンズと偏向光学素子であるプリズムの間に設けられており、又、当該アパーチャには、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂射出成形により加工したものが用いられ、アパーチャに形成されたスリットの高精度な内径寸法が実現されたものが用いられるため、断面の寸法精度が高いレーザビームを整形することが可能になる。従って、各アパーチャにより整形された複数のレーザビームを高精度で限界まで近接させることが可能になるとともに、当該複数のレーザビームが成すチルト角αを小さな値にすることができるため、複数のレーザビーム間における走査位置のズレを小さくすることができ、結果として、回転多面鏡のサイズを拡大することなく、各レーザビームに対する回転ドラム上での有効走査範囲を確保することができる。又、回転ドラムの拡大に伴う結像レンズの拡大を回避することができるため、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の実施形態に係る光学走査装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明の実施形態に係る光学走査装置におけるビーム発生部の平面図である。
【図３】は、本発明の実施形態に係る光学走査装置におけるビーム発生部の変形例を示す正面図である。
【図４】は、本発明の実施形態に係る光学走査装置におけるビーム発生部の変形例を示す正面図である。
【図５】は、従来の光学走査装置におけるビーム発生部の平面図である。
【図６】は、従来の光学走査装置におけるビーム発生部の平面図である。
【図７】は、従来の光学走査装置の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ ビーム発生部
２ マルチビーム半導体レーザ
３ コリメータレンズ
４ シリンドリカルレンズ
５ 回転多面鏡
７ 結像レンズ
８ 回転ドラム
９、１０ ビーム発生部
１４ 光学箱
１８ アパーチャ
１９ 三角プリズム
２３ アパーチャ
２４ 多角形プリズム
２８ コリメータレンズユニット
２９ 鏡筒
Ｂ１、Ｂ２ レーザビーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタやレーザファクシミリ等で使用する光学走査装置であって、複数のレーザビームを用いて複数のラインを同時に書き込むマルチビーム型の光学走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザビームを光源として用いたレーザビームプリンタやレーザファクシミリ等の光学走査装置が開発されている。この様なレーザビーム光学走査装置においては、感光体に対する記録速度の高速化を図るべく、複数のレーザビームを用いて複数のラインを同時に書き込むマルチビーム型の光学走査装置も開発されている。又、特に、半導体レーザは、ＯＮ／ＯＦＦ制御が簡単であり、かつ小型であるという利点があるため、当該半導体レーザを光源として複数用いたレーザビーム光学走査装置の開発が頻繁に行われている。この様な光学走査装置においては、例えば、２個の半導体レーザを光源として用い、これらの半導体レーザからそれぞれ出射された２本のレーザ光を、ポリゴンミラー等の偏向手段により偏向し、感光体上に走査することにより静電潜像を形成している。
【０００３】
又、上記の様な複数の半導体レーザを光源として用いた光学走査装置においては、これら２本のレーザ光の光量損失を減少させるべく、感光体上での当該２本のレーザ光の相対的な位置関係を精度良く合わせる必要がある。
【０００４】
図５に従来の光学走査装置におけるレーザビーム発生部の平面図を示す。このレーザビーム発生部は、２個の半導体レーザを光源として用い、これらの半導体レーザからそれぞれ出射された２本のレーザ光を、ビーム合成素子により近接した光路上を進行する２本のビームとし、当該ビーム合成素子から出射された２本のレーザビームを１個のアパーチャにより整形するものである。
【０００５】
即ち、図５に示す様に、半導体レーザ１０１から出射されたレーザビームＬ１、及び半導体レーザ１０２から出射されたレーザビームＬ２は、各々、これらのレーザビームを略平行光束にするために設けられたコリメータレンズ１０３、１０４に入射し、次いで、ビーム合成素子１０５に入射する。このビーム合成素子１０５は、断面が略平行四辺形であるプリズム１０６と、断面が略直角三角形であるプリズム１０７を貼り合わせたものであり、貼り合わせ面をビーム合成面１０８としたものである。尚、当該ビーム合成面１０８はハーフミラーにより構成されている。ビーム合成面１０８により合成されたレーザビームＬ１、Ｌ２は、ビーム合成素子１０５から出射するとともに、シリンドリカルレンズ１０９により集光され、次いで、アパーチャ１１０により整形される（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ここで、アパーチャ１１０には、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂成形により加工したものが用いられ、一般に、安定した寸法精度で生産することが可能であるため、上記アパーチャ１１０を透過して整形されたレーザ光の断面における寸法精度も高いと言える。
【０００７】
しかし、上記従来技術においては、上述のごとく、ビーム合成面１０８はハーフミラーにより構成されている。従って、レーザビームＬ１においては、プリズム１０６により反射されてビーム合成面１０８に入射する際に、レーザビームＬ２においては、プリズム１０７に入射してビーム合成面１０８を透過する際に、その一部が当該ハーフミラーにより反射光１１１として反射してしまうため、レーザビームＬ１、Ｌ２の一部が無駄になってしまい、そもそもレーザ光の光量損失が大きいとい不都合があった。例えば、上記ハーフミラーの透過と反射の比率が５：５の場合、レーザビームＬ１、Ｌ２の５０％が無駄になっていた。
【０００８】
又、この様なレーザ光の光量損失を補うためには、高出力の半導体レーザを使用する必要があるが、当該高出力の半導体レーザは非常に高価であるため、装置全体の大幅なコストアップの原因となっていた。
【０００９】
そこで、上記問題を回避する手段として、ハーフミラーを含めたビーム合成素子を使用しないで、シングルビーム光源を複数並べたビーム発生部が一般的に使用されている。当該ビーム発生部の構成を図６、図７に示す。
【００１０】
図６に示す様に、半導体レーザ１１２から出射されたレーザビームＬ３、及び半導体レーザ１１３から出射されたレーザビームＬ４は、各々、コリメータレンズ１１４、１１５に入射して略平行な光束とされた後、アパーチャ１１６、１１７により整形される。
【００１１】
ここで、図７に示す様に、レーザビームＬ３、Ｌ４は、所定のチルト角θを成して光偏向素子（図７においては、回転多面鏡）１１８に入射するように、アパーチャ１１６、１１７により整形される。光偏向素子１１８により反射されたレーザビームＬ３、Ｌ４は、結像レンズ１１９により集束された後、当該チルト角θを維持したまま所定の走査方向に偏向走査される（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
このビーム発生部は、上述のごとく、ハーフミラーを含めたビーム合成素子を使用していないため、半導体レーザから出射されたレーザビームの一部がハーフミラーにより反射されることがない。従って、レーザビームの光量損失を効果的に回避することができると言える。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−１４２０１４号公報（第８頁、第１図）
【特許文献２】
特開平９−１４６０２４号公報（第４−５頁、第１図、第４図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図６、図７に示した従来技術においては、上述のごとく、レーザビームＬ３、Ｌ４は、所定のチルト角θを成して光偏向素子１１８に入射するとともに、結像レンズ１１９により集束された後も、当該チルト角θを維持したまま、感光体上において走査される。即ち、チルト角θに対応した走査位置のズレが生じた状態で、レーザビームＬ３、Ｌ４は感光体上において走査される。又、複数のレーザビーム間にこの様な走査位置のズレが生じている場合、各レーザビームに対する感光体上での有効走査範囲を確保するためには、当該ズレに対応した光偏向素子の回転が必要になるが、上記従来技術においては、チルト角θが大きな値となっているため、複数のレーザビーム間における走査位置のズレも大きくなってしまう。従って、この場合に、各レーザビームに対する感光体上での有効走査範囲を確保するためには、光偏向素子の回転角を大きくしなければならず、結果として、光偏向素子自体のサイズが拡大するという不都合が生じていた。又、光偏向素子の拡大に伴い、結像レンズのサイズも拡大する必要が生じてしまい、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合が生じていた。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決し、レーザビームの光量損失を効果的に回避することができるともに、光偏向素子を大型化することなく、各レーザビームに対する感光体上での有効走査範囲を確保することができる光学走査装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、第１のビーム発生手段と第２のビーム発生手段とを備える光学走査装置であって、第１のビーム発生手段は、第１のレーザ光を発生する第１の光源と、第１のレーザ光を略平行光束にする第１のコリメータレンズと、第１のコリメータレンズにより略平行光束とされた第１のレーザ光を整形する第１のアパーチャとを備え、第２のビーム発生手段は、第２のレーザ光を発生する第２の光源と、第２のレーザ光を略平行光束にする第２のコリメータレンズと、第２のコリメータレンズにより略平行光束とされた第２のレーザ光を整形する第２のアパーチャとを備え、第１のアパーチャは、第１のコリメータレンズと、第１及び第２のレーザ光が近接した状態で光偏向素子へ入射するように、第２のアパーチャにより整形された第２のレーザ光を偏向する偏向光学素子との間に設けられるとともに、第２のアパーチャは、第２のコリメータレンズと偏向光学素子との間に設けられ、偏向光学素子は、第１及び第２のレーザ光の光偏向素子への入射角の差が微差となるように、前記第２のレーザ光を偏向することを特徴とする。
【００１７】
ここで、本発明においては、偏向光学素子は、多角形プリズム若しくは反射ミラーのいずれか一方から選択されたものとすることができる。
【００１８】
又、本発明は、少なくとも、第１のビーム発生手段と第２のビーム発生手段とを備える光学走査装置であって、第１のビーム発生手段は、第１のレーザ光を発生する第１の光源と、第１のレーザ光を略平行光束にする第１のコリメータレンズとを備え、第２のビーム発生手段は、第２のレーザ光を発生する第２の光源と、第２のレーザ光を略平行光束にする第２のコリメータレンズとを備え、第１及び第２のコリメータレンズにより略平行光束とされた第１及び第２のレーザ光を整形するアパーチャが、第１及び第２のコリメータレンズと、第１及び第２のレーザ光が近接した状態で光偏向素子へ入射するように、アパーチャにより整形された第２のレーザ光を偏向する偏向光学素子との間に設けられており、偏向光学素子は、第１及び第２のレーザ光の光偏向素子への入射角の差が微差となるように、第２のレーザ光を偏向することを特徴とする。
【００１９】
又、本発明は、少なくとも、第１のビーム発生手段と第２のビーム発生手段とを備える光学走査装置であって、第１のビーム発生手段は、第１のレーザ光を発生する第１の光源と、第１のレーザ光を略平行光束にする第１のコリメータレンズと、第１のコリメータレンズを内蔵し保持する第１の鏡筒と、第１の鏡筒に装着され、第１のコリメータレンズにより略平行光束とされた第１のレーザ光を整形する第１のアパーチャを有する第１のコリメータレンズユニットとを備え、第２のビーム発生手段は、第２のレーザ光を発生する第２の光源と、第２のレーザ光を略平行光束にする第２のコリメータレンズと、第２のコリメータレンズを内蔵し保持する第２の鏡筒と、第２の鏡筒に装着され、第２のコリメータレンズにより略平行光束とされた第２のレーザ光を整形する第２のアパーチャを有する第２のコリメータレンズユニットとを備え、第１のアパーチャは、第１のコリメータレンズと、第１及び第２のレーザ光が近接した状態で光偏向素子へ入射するように、第２のアパーチャにより整形された第２のレーザ光を偏向する偏向光学素子との間に設けられるとともに、第２のアパーチャは、第２のコリメータレンズと偏向光学素子との間に設けられ、偏向光学素子は、第１及び第２のレーザ光の光偏向素子への入射角の差が微差となるように、第２のレーザ光を偏向することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光学走査装置の全体構成を示す概略図であり、図２は、本発明の実施形態に係る光学走査装置におけるビーム発生部の平面図である。
【００２１】
図１に示された光学走査装置は、マルチビーム型の光学走査装置であり、これは、図１に示した２個の光源ユニット５０の各々に設けられたビーム発生部１の光源である半導体レーザ２からレーザビームＢ１、Ｂ２を同時に発生させ、それぞれコリメータレンズ３によって略平行化した上で、シリンドリカルレンズ４により集光させ、その後、光偏向素子である回転多面鏡５の反射面６に入射させ、回転多面鏡５の回転による主走査によりそれぞれ主走査方向Ｘに走査され、回転多面鏡５とともに走査結像手段を構成する結像レンズ７を経て、回転ドラム８の副走査方向Ｙへの回転により回転ドラム８上の結像面である感光体に結像させ、感光体に静電潜像を形成するものである。
【００２２】
各ビーム発生部１に設けられた光源である半導体レーザ２から発生したレーザビームＢ１、Ｂ２は、各ビーム発生部１に設けられたコリメータレンズ３により略平行光束とされる。
【００２３】
コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２は、各々、各ビーム発生部１に設けられたアパーチャ１８により断面形状が整形される。又、図１、図２に示す様に、これら２つのアパーチャ１８は、どちらもコリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム１９の間に設けられているが、特に、コリメータレンズ３側（半導体レーザ２側）に近接して設けられている。尚、当該三角プリズム１９については、後に詳しく説明する。
【００２４】
又、図２に示す様に、アパーチャ１８には、コリメータレンズ３の端面に対向し、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２を整形するためのスリット２１が形成されている。このアパーチャ１８には、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂射出成形（例えば、ＡＢＳ樹脂の射出成形）により加工したものが用いられ、スリット２１の高精度な内径寸法が実現されたものが用いられる。レーザビームＢ１、Ｂ２を、この様な高精度な内径寸法を有するアパーチャ１８に透過させることにより、断面の寸法精度が高いレーザビームＢ１、Ｂ２を整形することが可能になる。
【００２５】
尚、上記加工法を用いれば、アパーチャ１８を安価に生産することができるが、スリット２１の内径寸法を高精度かつ安定して実現できる加工法であれば、例えば、切削加工法やエッチング等の高価な加工法を用いて生産しても良い。
【００２６】
アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ１は、シリンドリカルレンズ４により、回転多面鏡５の反射面６に線状に集光される。
【００２７】
一方、アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ２は、偏向光学素子である三角プリズム１９に入射し、三角プリズム１９の内部反射面２２により反射され光路が変更された後、シリンドリカルレンズ４により、回転多面鏡５の反射面６に線状に集光される。この際、三角プリズム１９は、レーザビームＢ１、Ｂ２が近接した状態で光偏向素子である回転多面鏡５へ入射するように、アパーチャ１８により整形されたレーザビームＢ２を偏向する。
【００２８】
ここで、本実施形態においては、上述のごとく、アパーチャ１８は、コリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム１９の間に設けられているため、当該アパーチャ１８により断面の寸法精度が高くなる様に整形されたレーザビームＢ２を、三角プリズム１９に入射させることが可能となり、結果として、レーザビームＢ１、Ｂ２を高精度で限界まで近接させることが可能になる。
【００２９】
又、本実施形態においては、偏向光学素子として、三角プリズム１９のみを使用し、ハーフミラーは使用していないため、ハーフミラーを用いた場合に発生するレーザビームの光量損失を効果的に回避することができる。又、レーザビームの光量損失を補うために、非常に高価な高出力の半導体レーザを使用する必要がないため、装置全体の大幅なコストアップを回避することができる。尚、使用する偏向光学素子は、レーザビームの光量損失を効果的に回避できるものであれば良く、例えば、反射ミラー（レーザミラー）や菱形プリズム、その他の多角形プリズムを使用しても良い。
【００３０】
各ビーム発生部１から出射されたレーザビームＢ１、Ｂ２は、シリンドリカルレンズ４により集光された後、レーザビームＢ１、Ｂ２の光軸が、照射点である回転多面鏡５の反射面６を中心として所定のチルト角αを成すように、回転多面鏡５の反射面６に入射する。ここで、本実施形態においては、上述のごとく、アパーチャ１８は、高精度な内径寸法を有しており、コリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム１９の間に設けられているため、断面の寸法精度が高いレーザビームＢ１、Ｂ２を整形することが可能になるとともに、当該断面の寸法精度が高いレーザビームＢ２を三角プリズム１９に入射、及び反射させることが可能となる。従って、レーザビームＢ１、Ｂ２を精度良く近接させることが可能になるため、当該チルト角αを微少値（例えば、３°〜５°）とすることが可能になる。
【００３１】
即ち、三角プリズム１９は、レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角の差が微差となるように、レーザビームＢ２を偏向する。従って、各レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角に僅かな差（即ち、角度α）が設けられた状態で、これらのレーザビームＢ１、Ｂ２を回転多面鏡５の反射面６に入射させることが可能になる。
【００３２】
回転多面鏡５は、多面体（一般には５〜１０角程度）のミラーであり、中心軸に取り付けられた回転モータ（図示せず）により一定の角速度で高速回転を行う。シリンドリカルレンズ４により集光されたレーザビームＢ１、Ｂ２は、回転多面鏡５により角度を変えて放射状に反射され、回転ドラム８のＸ軸方向（主走査方向）に当該レーザ光を走査することが可能となる。
【００３３】
ここで、本実施形態においては、図１に示す様に、レーザビームＢ１、Ｂ２が、上記チルト角αを維持したまま、回転ドラム８の主走査方向に偏向走査されるように、回転多面鏡５が回転モータ（図示せず）により一定の角速度で高速回転を行う。この際、チルト角αに対応した走査位置のズレが生じた状態で、レーザビームＢ１、Ｂ２は回転ドラム８上において走査されるが、本実施形態においては、上述のごとく、チルト角αは微少値であるため、レーザビームＢ１、Ｂ２間における走査位置のズレも小さくなっている。従って、各レーザビームＢ１、Ｂ２に対する回転ドラム８上での有効走査範囲を確保するために、回転多面鏡５の回転角を大きくする必要がなく、結果として、回転多面鏡８のサイズを拡大することなく、各レーザビームＢ１、Ｂ２に対する回転ドラム８上での有効走査範囲を確保することが可能となる。又、回転ドラム８の拡大に伴う結像レンズ７の拡大を回避することができるため、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合も回避することができる。
【００３４】
結像レンズ７は、球面レンズ部とトーリックレンズ部からなり、シリンドリカルレンズ４と同様に感光体上の点像の歪を防ぐ機能を有するとともに、前記点像が感光体上で主走査方向に等速度で走査されるように補正する機能を有する。この様な補正を必要とするのは、回転多面鏡５から回転ドラム８までの距離は、回転ドラム８の端部と中央部では異なるため、一定速度で回転する回転多面鏡５に一定間隔でＯＮ／ＯＦＦを繰り返すレーザ光を照射しても、回転ドラム８上での走査速度は一定にならないため、回転多面鏡５により広がったレーザ光の反射角度を絞り込んで偏向し、回転ドラム８上に等間隔にレーザ光を投光する必要があるからである。
【００３５】
２つの半導体レーザ２は、前述のように複数のレーザビームＢ１、Ｂ２を同時に発光するもので、レーザホルダ１１に保持されており、レーザ駆動回路基板１３とともに光学箱１４の開口部１５を介して側壁１６に組み付けられる。コリメータレンズ３は、鏡筒１２に保持されており、当該鏡筒１２と一体となって筐体である光学箱１４の底壁１７に組み付けられる。
【００３６】
又、シリンドリカルレンズ４、回転多面鏡５、結像レンズ７、アパーチャ１８、三角プリズム１９等の各光学部品は、筐体である光学箱１４の底壁１７に組み付けられる。各光学部品を光学箱１４に組み付けた上で、光学箱１４の上部開口を蓋部材（図示せず）によって閉塞する。
【００３７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各部の構造、形状等を適宜変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００３８】
例えば、上記実施形態においては、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２は、各々、各ビーム発生部１に設けられたアパーチャ１８により整形される構成としたが、図３に示す様に、２つのマルチビーム半導体レーザ２を、コリメータレンズ３に入射するレーザビームＢ１、Ｂ２が互いに略平行となるように配置し、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２に対して共通のアパーチャ２３を設けて整形する構成としても良い。
【００３９】
この場合、図３に示す様に、ビーム発生部９は、レーザビームＢ１、Ｂ２を発生する半導体レーザ２と、レーザビームＢ１、Ｂ２を略平行光束にするコリメータレンズ３とを備えている。
【００４０】
レーザビームＢ１、Ｂ２は、コリメータレンズ３により略平行光束とされた後、アパーチャ２３により整形されるが、このうちレーザビームＢ２は、偏向光学素子である多角形プリズム２４に入射し、多角形プリズム２４の反射面２５、２６により反射され光路が変更された後、シリンドリカルレンズ４により、回転多面鏡５の反射面６に線状に集光される。この際、多角形プリズム２４は、レーザビームＢ１、Ｂ２が近接した状態で回転多面鏡５へ入射するように、上記レーザビームＢ２を偏向する。
【００４１】
又、アパーチャ２３は、図３に示す様に、２つのコリメータレンズ３と偏向光学素子である多角形プリズム２４の間に設けられているが、特に、コリメータレンズ３側（半導体レーザ２側）に近接して設けられている。又、上記実施形態と同様に、偏向光学素子として当該多角形プリズム２４のみを使用し、ハーフミラーは使用していないため、ハーフミラーを用いた場合に発生するレーザビームの光量損失を効果的に回避することができるとともに、レーザビームの光量損失を補うために、非常に高価な高出力の半導体レーザを使用する必要がないため、装置全体の大幅なコストアップを回避することができる。
【００４２】
又、図３に示す様に、アパーチャ２３には、コリメータレンズ３の端面に対向し、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２を整形するための２つのスリット２７が形成されており、上記実施形態において説明したアパーチャ１８と同様に、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂射出成形（例えば、ＡＢＳ樹脂の射出成形）により加工したものが用いられ、２つのスリット２７の高精度な内径寸法が実現されたものが用いられる。又、上述のごとく、アパーチャ２４は、コリメータレンズ３と偏向光学素子である多角形プリズム２４の間に設けられている。従って、この場合も、上記実施形態と同様に、断面の寸法精度が高いレーザビームＢ１、Ｂ２を整形することが可能になる。
【００４３】
又、この場合も、上記実施形態と同様に、多角形プリズム２４により、レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角の差が微差となるように、レーザビームＢ２を偏向することができるため、各レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角に僅かな差（即ち、角度α）が設けられた状態で、これらのレーザビームＢ１、Ｂ２を回転多面鏡５の反射面６に入射させることが可能になり、結果として、レーザビームＢ１、Ｂ２は、上記チルト角αを維持したまま、回転ドラム８の主走査方向に偏向走査されることになる。従って、回転多面鏡８のサイズを拡大することなく、各レーザビームＢ１、Ｂ２に対する回転ドラム８上での有効走査範囲を確保することが可能となるとともに、回転ドラム８の拡大に伴う結像レンズ７の拡大を回避することができるため、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合も回避することができる。尚、その他の構成については、図１に示した上記実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４４】
又、上記実施形態においては、コリメータレンズ３は、レーザホルダ１１と一体的に結合した鏡筒１２に保持され、アパーチャ１８は、筐体である光学箱１４の底壁１７に組み付けられる構成としたが、図４に示す様に、アパーチャをコリメータレンズの保持部材である鏡筒と一体的に成形する構成としても良い。
【００４５】
この場合、図４に示す様に、ビーム発生部１０は、レーザビームＢ１、Ｂ２を発生する半導体レーザ２、及び、レーザビームＢ１、Ｂ２を略平行光束にするコリメータレンズ３と、コリメータレンズ３を内蔵し保持する鏡筒２９と、鏡筒２９に装着され、コリメータレンズ３により略平行光束とされたレーザビームＢ１、Ｂ２を整形するアパーチャ１８により構成されたコリメータレンズユニット２８とを備えている。尚、鏡筒２９には、光源であるマルチビーム半導体レーザ２から発生した２本のレーザビームＢ１、Ｂ２を、コリメータレンズ３に入射させるためのスリット３０が形成されている。
【００４６】
この場合も、上記実施形態において説明した様に、アパーチャ１８により整形されたレーザビームのうち、レーザビームＢ２は、偏向光学素子である三角プリズム１９に入射し、三角プリズム１９の内部反射面２２により反射され光路が変更された後、シリンドリカルレンズ４により、回転多面鏡５の反射面６に線状に集光される。この際、上記実施形態と同様に、三角プリズム２２は、レーザビームＢ１、Ｂ２が近接した状態で回転多面鏡５へ入射するように、上記レーザビームＢ２を偏向する。
【００４７】
又、上記実施形態と同様に、アパーチャ１８は、コリメータレンズ３と偏向光学素子である三角プリズム２２の間に設けられており、特に、コリメータレンズ３側（半導体レーザ２側）に近接して設けられており、又、偏向光学素子として三角プリズム１９のみを使用し、ハーフミラーは使用していないため、ハーフミラーを用いた場合に発生するレーザビームの光量損失を効果的に回避することができるとともに、レーザビームの光量損失を補うために、非常に高価な高出力の半導体レーザを使用する必要がないため、装置全体の大幅なコストアップを回避することができる。
【００４８】
又、上記実施形態において説明した様に、アパーチャ１８は、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂射出成形（例えば、ＡＢＳ樹脂の射出成形）により加工したものが用いられ、スリット２１の高精度な内径寸法が実現されたものが用いられるため、断面の寸法精度が高いレーザビームＢ１、Ｂ２を整形することが可能になり、又、三角プリズム２２は、レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角の差が微差となるように、レーザビームＢ２を偏向する。従って、各レーザビームＢ１、Ｂ２の回転多面鏡５への入射角に僅かな差（即ち、角度α）が設けられた状態で、これらのレーザビームＢ１、Ｂ２を回転多面鏡５の反射面６に入射させることが可能になり、レーザビームＢ１、Ｂ２は、上記チルト角αを維持したまま、回転ドラム８の主走査方向に偏向走査されることになる。従って、回転多面鏡８のサイズを拡大することなく、各レーザビームＢ１、Ｂ２に対する回転ドラム８上での有効走査範囲を確保することが可能となるとともに、回転ドラム８の拡大に伴う結像レンズ７の拡大を回避することができるため、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合も回避することができる。尚、その他の構成については、図１に示した上記実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４９】
又、上記実施形態においては、２つのビーム発生部を備えた光学走査装置に基づいて説明を行ったが、当該ビーム発生部は２つに限定されず、本発明は、２以上の複数のビーム発生部を備える光学走査装置であれば、いすれにも適用することができる。例えば、ｎ個のビーム発生部、即ち、第１、第２、第３、…第ｎのビーム発生部を備える光学走査装置の場合、上記実施形態において、図１〜図４を用いて説明した２つのビーム発生部と偏向光学素子との構成を、例えば、第１、第３のビーム発生部と偏光光学素子との構成や、第１、第ｎのビーム発生部と偏光光学素子との構成に適宜適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、説明した様に、本発明に係る光学走査装置においては、偏向光学素子としてプリズムのみを使用し、ハーフミラーは使用していないため、ハーフミラーを用いた場合に発生するレーザビームの光量損失を効果的に回避することができる。又、レーザ光の光量損失を補うために、高出力の半導体レーザを使用する必要がないため、装置全体の大幅なコストアップを回避することができる。
【００５１】
又、本発明に係る光学走査装置においては、各ビーム発生部に設けられたアパーチャは、コリメータレンズと偏向光学素子であるプリズムの間に設けられており、又、当該アパーチャには、例えば、金属板をプレス加工したものや、樹脂射出成形により加工したものが用いられ、アパーチャに形成されたスリットの高精度な内径寸法が実現されたものが用いられるため、断面の寸法精度が高いレーザビームを整形することが可能になる。従って、各アパーチャにより整形された複数のレーザビームを高精度で限界まで近接させることが可能になるとともに、当該複数のレーザビームが成すチルト角αを小さな値にすることができるため、複数のレーザビーム間における走査位置のズレを小さくすることができ、結果として、回転多面鏡のサイズを拡大することなく、各レーザビームに対する回転ドラム上での有効走査範囲を確保することができる。又、回転ドラムの拡大に伴う結像レンズの拡大を回避することができるため、光学走査装置全体の大型化やコストアップという不都合も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の実施形態に係る光学走査装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明の実施形態に係る光学走査装置におけるビーム発生部の平面図である。
【図３】は、本発明の実施形態に係る光学走査装置におけるビーム発生部の変形例を示す正面図である。
【図４】は、本発明の実施形態に係る光学走査装置におけるビーム発生部の変形例を示す正面図である。
【図５】は、従来の光学走査装置におけるビーム発生部の平面図である。
【図６】は、従来の光学走査装置におけるビーム発生部の平面図である。
【図７】は、従来の光学走査装置の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ ビーム発生部
２ マルチビーム半導体レーザ
３ コリメータレンズ
４ シリンドリカルレンズ
５ 回転多面鏡
７ 結像レンズ
８ 回転ドラム
９、１０ ビーム発生部
１４ 光学箱
１８ アパーチャ
１９ 三角プリズム
２３ アパーチャ
２４ 多角形プリズム
２８ コリメータレンズユニット
２９ 鏡筒
Ｂ１、Ｂ２ レーザビーム
Claims (4)
- 少なくとも、第１のビーム発生手段と第２のビーム発生手段とを備える光学走査装置であって、
前記第１のビーム発生手段は、第１のレーザ光を発生する第１の光源と、前記第１のレーザ光を略平行光束にする第１のコリメータレンズと、前記第１のコリメータレンズにより略平行光束とされた前記第１のレーザ光を整形する第１のアパーチャとを備え、
前記第２のビーム発生手段は、第２のレーザ光を発生する第２の光源と、前記第２のレーザ光を略平行光束にする第２のコリメータレンズと、前記第２のコリメータレンズにより略平行光束とされた前記第２のレーザ光を整形する第２のアパーチャとを備え、
前記第１のアパーチャは、前記第１のコリメータレンズと、前記第１及び第２のレーザ光が近接した状態で光偏向素子へ入射するように、前記第２のアパーチャにより整形された前記第２のレーザ光を偏向する偏向光学素子との間に設けられるとともに、前記第２のアパーチャは、前記第２のコリメータレンズと前記偏向光学素子との間に設けられ、前記偏向光学素子は、前記第１及び第２のレーザ光の光偏向素子への入射角の差が微差となるように、前記第２のレーザ光を偏向することを特徴とする光学走査装置。 - 前記偏向光学素子は、多角形プリズム若しくは反射ミラーのいずれか一方から選択されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
- 少なくとも、第１のビーム発生手段と第２のビーム発生手段とを備える光学走査装置であって、
前記第１のビーム発生手段は、第１のレーザ光を発生する第１の光源と、前記第１のレーザ光を略平行光束にする第１のコリメータレンズとを備え、
前記第２のビーム発生手段は、第２のレーザ光を発生する第２の光源と、前記第２のレーザ光を略平行光束にする第２のコリメータレンズとを備え、
前記第１及び第２のコリメータレンズにより略平行光束とされた前記第１及び第２のレーザ光を整形するアパーチャが、前記第１及び第２のコリメータレンズと、前記第１及び第２のレーザ光が近接した状態で光偏向素子へ入射するように、前記アパーチャにより整形された前記第２のレーザ光を偏向する偏向光学素子との間に設けられており、前記偏向光学素子は、前記第１及び第２のレーザ光の光偏向素子への入射角の差が微差となるように、前記第２のレーザ光を偏向することを特徴とする光学走査装置。 - 少なくとも、第１のビーム発生手段と第２のビーム発生手段とを備える光学走査装置であって、
前記第１のビーム発生手段は、第１のレーザ光を発生する第１の光源と、前記第１のレーザ光を略平行光束にする第１のコリメータレンズと、前記第１のコリメータレンズを内蔵し保持する第１の鏡筒と、前記第１の鏡筒に装着され、前記第１のコリメータレンズにより略平行光束とされた第１のレーザ光を整形する第１のアパーチャを有する第１のコリメータレンズユニットとを備え、
前記第２のビーム発生手段は、第２のレーザ光を発生する第２の光源と、前記第２のレーザ光を略平行光束にする第２のコリメータレンズと、前記第２のコリメータレンズを内蔵し保持する第２の鏡筒と、前記第２の鏡筒に装着され、前記第２のコリメータレンズにより略平行光束とされた第２のレーザ光を整形する第２のアパーチャを有する第２のコリメータレンズユニットとを備え、
前記第１のアパーチャは、前記第１のコリメータレンズと、前記第１及び第２のレーザ光が近接した状態で光偏向素子へ入射するように、前記第２のアパーチャにより整形された前記第２のレーザ光を偏向する偏向光学素子との間に設けられるとともに、前記第２のアパーチャは、前記第２のコリメータレンズと前記偏向光学素子との間に設けられ、前記偏向光学素子は、前記第１及び第２のレーザ光の光偏向素子への入射角の差が微差となるように、前記第２のレーザ光を偏向することを特徴とする光学走査装置。
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