JP2004271906A - 走査式光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで安価な走査式光学装置を提供する。
【解決手段】レーザホルダ１の鏡筒保持部１ａ，１ｂには、半導体レーザ２，３が圧入して保持されている。鏡筒保持部１ａ，１ｂは半導体レーザ２，３の光路を互いに副走査方向に所定角度θを持って交差するように光軸を傾斜させて設けられており、鏡筒の外形の一部が一体化されている。鏡筒保持部１ａ，１ｂの先端部には、コリメータレンズ６，７の接着部１ｅ，１ｆが主走査方向に各２箇所設けられている。コリメータレンズ６，７は照射位置やピントを調整するため、コリメータレンズ６を保持した状態でレーザ光の光学特性を検出しながらＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に調整を行い、接着部１ｅに接着固定される。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ等の画像形成装置、特に、感光体等に対して光書き込み走査を行う走査式光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を、図９〜図１４を用いて説明する。図９はカラー画像をプリントする画像形成装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して独立した像担持体（以下、感光ドラムと表記）１２０を持つ。感光ドラム１２０は導電体に感光層を塗布したもので、走査式光学装置から出射されたレーザ光により静電潜像を形成する。１２１は図示しない画像読取装置もしくはパーソナルコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいてレーザ光を照射する走査式光学装置、１２２は摩擦帯電されたトナーで感光ドラム上にトナー像を形成する現像器、１２３は前記感光ドラム上のトナー像を転写用紙に搬送するための中間転写ベルト、１２４はトナー像を形成する用紙を格納する給紙カセット、１２５は用紙上に転写されたトナー像を熱により用紙に定着させる定着器、１２６は定着された転写用紙を積載する排紙トレイ、１２７は感光ドラムに残ったトナーを清掃するクリーナーである。
【０００３】
画像形成は、走査式光学装置１２１から画像情報に基づいてレーザ発光した光を感光ドラム１２０上に照射することで、帯電器により帯電された感光ドラム１２０に静電潜像を形成する。その後現像器１２２内で摩擦帯電されたトナーを前記静電潜像に付着させることで前記感光ドラム１２０上にトナー像が形成される。前記トナー像は前記感光ドラム１２０上から中間転写ベルト１２３上に転写され、本体下部に設けられた給紙カセット１２４から搬送された用紙にトナー像を再度転写することで画像が用紙に形成される。用紙上に転写された画像は定着器１２５によりトナーを定着され、排紙トレイ上に積載される。
【０００４】
図１０は図９の画像形成部を示した図であり、左右対称形状であるため図中の記号は片側のみ示す。図中の走査式光学装置１２１は、画像情報に基づいて発光したレーザ光を偏向走査する回転多面鏡１２８（以下、ポリゴンミラー）、レーザ光を等速走査およびドラム上でスポット結像させるｆθレンズ１２９、１３０、ビームを所定の方向へ反射する複数の折り返しミラー１３１ａ〜１３１ｄ、走査式光学装置１２１を埃から保護するための防塵ガラス１３２を経て、レーザ光により感光ドラム１２０へ静電潜像を形成する。走査式光学装置１２１は、機械本体のコンパクト化に伴い、従来のように感光ドラムから離れた位置から照射していた方式ではなく、感光ドラム１２１に近い位置に配置されるようになってきており、図１０に示すように、１台のポリゴンモータユニットで４つの感光ドラムを照射する方式が使用されており、ポリゴンミラー１２８のそれぞれ対向面に複数のレーザ光を照射する２つの走査グループを形成している。また、ユニットのコンパクト化を図るため複数の折り返しミラー１３１ａ〜１３１ｄを使用しており、異なる２光路のレーザ光をそれぞれ感光ドラム上に結像させるため、２枚のレンズを張り合わせるもしくは２光路を一体成型したモールドレンズを使用している。この平行光学系ではそれぞれの光路に対してレーザ光を偏向走査する偏向面が必要で、分厚いポリゴンミラー、もしくは２段構成のポリゴンミラーが使用されている。
【０００５】
しかし前述のようなポリゴンミラーを使用した光学系に対して、薄型化を達成できる図１１に示すような薄いポリゴンミラー１３３を使用する光学系がある。これはポリゴンミラー１３３に対して各レーザ光を副走査方向にそれぞれ異なる角度で入射・出射させ、所定のビーム間隔が得られる地点で各感光ドラムへ照射するビームを分離する光学系である。レーザ光はポリゴンミラー１３３で偏向走査された後に共通のｆθレンズ１３５、１３６を透過し、それぞれ２枚の折り返しミラーと１枚の凹面ミラー１３４ｂ、１３４ｅを経由して感光ドラムに照射される。またそのレーザ光の分離構成は、内側の感光ドラムに対して光路の途中に配置された折り返しミラー１３４ｄで図中下側を偏向走査されるレーザ光を、上側を偏向走査されるレーザ光と交差するように図中上部方向へ反射させ、走査式光学装置上部に配置された複数の折り返しミラー１３４ｅ、１３４ｆで感光ドラムへ照射する構成である。図１１の斜入射光学系の場合、ｆθレンズは主走査方向に屈折力を持ったものとして前記の平行光学系の場合と同様の作用が行なわれるため同じように配置できるが、副走査方向に対してはレンズ光軸に対して斜入射するため感光ドラム上で集光する性能を確保することは原理的に困難である。そのため各レーザ光の分離後に副走査方向に集光するための凹面ミラー１３４ｂ、１３４ｅが必然的に付加される構成となっている。（またこれら凹面ミラーに替えて、副走査方向に屈折力を持った第三の結像レンズを付加しても作用は同じである。）
【０００６】
他方、前記の斜入射光学系ではポリゴンミラーから出射された後に、一つの走査グループ内に合計４枚の結像光学素子を配置する必要があるため光学素子を削減させた斜入射光学系として、ｆθレンズの第二の結像レンズを各レーザ光の分離後にそれぞれ配置した構成も提案されている。この構成により、第二の結像レンズは各レーザ光それぞれに必要となるが、凹面ミラーもしくは第三の結像レンズを必要としないため３枚の結像光学素子で感光ドラム上にレーザ光を集光することができ、その結果前記凹面ミラーもしくは第三の結像レンズを使用した斜入射光学系と比較して、走査式光学装置の小型化が図ることができている。
【０００７】
こうした副走査方向の斜入射光学系のレーザ光源は、各感光体ドラムに対応して４つ設けられているが、図１１に示すような左右対称形状の光学系の場合、２つの光源１５１，１５２を保持する２つの鏡筒部１５３，１５４と２つのコリメータレンズ１５５，１５６とレーザを発光させる２つの電気回路基板１５７，１５８とからなる。これらのレーザ光源は、図１３の副走査方向の断面図に示すように副走査方向に距離を持って並べられるか、図１４の上面図に示すように折り返しミラー１５９を用いて副走査方向からずらして配置されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１３のようにレーザ光源を副走査方向に距離を持って並べるためには、レーザ光源間が短いと各鏡筒部が干渉してしまい配置できないため、レーザ光源からポリゴンミラーまでの入射光学系の距離を長くする必要が有り、走査式光学装置が大きくなってしまうという問題があった。
【０００９】
一方、図１４のように折り返しミラーを用いてレーザ光源を副走査方向からずらして配置する構成においては、上記走査式光学装置が大きくなってしまう問題を解決できるが、折り返しミラーを用いる必要があるため、部品点数も多くなり、コストアップとなってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、コンパクトで安価な走査式光学装置を提供することである。
【００１１】
【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、出射した光束が副走査方向で所定の角度をなして互いに交差する、異なる筐体にパッケージ化された複数の光源と、前記複数の光源から出射したそれぞれの光束を略平行な光束にそれぞれ変換する複数のコリメータレンズと、前記複数の光源から出射した光束をそれぞれ異なる対象物に結像させる走査結像手段とを有する走査式光学装置において、前記ぞれぞれの光源およびコリメータレンズを保持する鏡筒部を、それぞれの光源の光軸を傾斜させて一体化して設けるとともに、前記それぞれの光源またはコリメータレンズを照射位置およびピント方向に独立して調整可能に保持する鏡筒部材を備えた走査式光学装置として構成される。
【００１２】
このようにすれば、光源の光学特性を満足させながら光源から走査結像手段への入射光学系の光路長を短くすることができる。このため、折り返しミラー等を設けること無く、コンパクトで安価な走査式光学装置を提供することが可能となる。
【００１３】
前記走査結像手段を配置した筐体を有し、前記鏡筒部材の鏡筒部の外形を用いて前記鏡筒部材を前記筐体に位置決めして取り付けるようにすることが好適である。
【００１４】
このようにすれば、複数の光源と筐体に配置された走査結像手段の各光学部品との位置関係を精度良く保証することができる。
【００１５】
前記複数のコリメータレンズは、前記それぞれの鏡筒部先端の主走査方向に設けられ、該コリーメタレンズを鏡筒部先端に接着する接着部によって保持されることが好適である。
【００１６】
このようにすれば、コリメータレンズの調整および接着時に調整装置と干渉することなく確実にコリメータレンズを保持することが可能となり、コリメータレンズを近接させて３軸方向の調整および接着が可能となる。
【００１７】
前記走査結像手段は、同一反射面によって反射することにより前記複数の光源から出射した複数の光束を走査して、それぞれ異なる対象物に結像させる走査手段を含み、前記走査手段によって走査された光束を検知し、該光束の主走査方向の同期信号を出力する同期検知手段と、前記鏡筒部材で保持された複数の光源の１つに対応する光束を前記同期検知手段に導くスリット部とを前記鏡筒部材に設けることが好適である。
【００１８】
複数の光源と前記スリット部の寸法公差等の影響が少なく位置関係を保証できるので、同期検知手段により精度良く光束を検知することができる。さらには、副走査方向に前記鏡筒部材で保持された複数の光源が保持されているため、同期検知手段により光束を検知される光源と同期検知手段を設けない他の光源とを同じ走査開始位置のタイミングとすることができる。
【００１９】
前記走査結像手段を配置した筐体の同一面に、一方の鏡筒部材に対して設けられたスリット部を、他方の鏡筒部材に対して、該他方の鏡筒部材に設けられたスリット部の逆側となるように、それぞれスリット部を有する前記鏡筒部材を二つ配置することが好適である。
【００２０】
このようにすれば、他方の鏡筒部材に保持された光源との主走査方向の間隔を短く配置することができる。このため、光源を同一方向に配置した場合にも走査部により走査可能な角度を広くできるため、走査光学手段の光路長を短くできる。また、走査手段をはさんだ２つの鏡筒部材を配置した面の逆側は、入射系の部品がないため、走査手段に近づけることで、走査式光学装置をコンパクトにすることが可能となる。
【００２１】
前記二つの鏡筒部材により保持される複数の光源が同一基板に取り付けられることが好適である。
【００２２】
このようにすれば、部品点数の低減ができる。さらには、筐体の外側に配置される電気回路基板を小さくできるため、走査式光学装置をコンパクトにすることが可能となる。
【００２３】
また、本発明は、前記いずれかの走査式光学装置と、複数の感光体と、
を備え、画像情報に基づく光束を、前記走査式光学装置の走査結像手段によって走査し、前記感光体上に結像させることにより、前記感光体上に潜像を形成する画像形成装置として構成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に従って説明する。
【００２５】
（第一の実施形態）
以下に、図１〜図６を参照して第一の実施形態に係る走査式光学装置について説明する。本実施形態及び以下の実施形態において説明する本発明に係る走査式光学装置は、図９に示すように画像形成装置に搭載し、画像情報に基づくレーザ光を感光ドラム上に照射することにより静電潜像を形成することができるものである。画像形成装置の他の構成については、従来の技術の説明と共通するので説明を省略する。本発明に係る走査式光学装置を適用し得る画像形成装置としては、電子写真式の複写機等があるが、これらに限られない。
【００２６】
図１は第一の実施形態である走査式光学装置１００の全体構成を示す斜視図、図２はレーザホルダ部の断面図、図３は走査式光学装置と感光ドラム等の画像形成部を示す概略断面図、図４はポリゴンミラー部の光路を示す部分断面図、図５はレーザホルダ部の取り付けに関する部分斜視図、図６はコリメータレンズの調整に関する説明図である。
【００２７】
第一の実施形態では感光ドラム９１１〜９１４等の下部に走査式光学装置１００を配置しており、本実施形態で使用する走査式光学装置１００は１枚のポリゴンミラー１０に対して両側にそれぞれ２本のレーザ光束が入射し、各々の感光ドラム９１１〜９１４を照射光Ｅ１〜Ｅ４で露光する方式である。ここで、走査式光学装置１００は小型化を達成するために薄型ポリゴンミラー１０を使用した斜入射光学系であって、レーザ光束はポリゴンミラー１０を出射した後方で上下の各光路を分離するために、図４（ａ）に示すようにポリゴンミラー面の法線とポリゴンの回転方向で定義される平面を基本平面（図１２のＸ―Ｙ平面）とすると、図中の基本平面に対して互いに反対の角度θで入射する光学系である。一般的に、前記基本平面と偏向走査光との相対角度は画像性能上３°以下が良いとされており、本実施形態ではこれらを前提に説明する。本実施形態では、光学的な特性をそろえるため、斜入射角を基本平面に対して互いに反対且つ同一の角度としている。また、本実施形態での光学的配置は中央にポリゴンミラー１０を配置しており、各感光ドラム９１１〜９１４への光学パスはポリゴンミラー１０の回転中心において対称形状であるため、ここでは、照射光Ｅ１、Ｅ２の走査グループに対して説明する。
【００２８】
図１および図２において、１はレーザホルダ（鏡筒部材）で、１つの筐体（パッケージ）に１つの発光点を有する光源としての半導体レーザ（シングルビームレーザ）２，３を鏡筒保持部（鏡筒部）１ａ，１ｂに圧入して保持している。４は電気回路基板で、半導体レーザ２，３に電気的に接続されており、レーザ駆動回路が設けられている。５は電気回路基板４上に設けられた同期検知手段としてのＢＤセンサ（ビーム検知センサ）で、後述のポリゴンミラー１０に反射された光束を検知して主走査方向の同期信号を出力することで、画像端部の走査開始位置のタイミングを調整している。ここで、鏡筒保持部１ａ，１ｂは半導体レーザ２，３の光路を互いに副走査方向に所定角度θを持って交差するように光軸を傾斜させて設けられており、鏡筒の外形の一部が一体化されている。このため、半導体レーザ２，３の間隔を近接して保持することが可能である。鏡筒保持部１ａ，１ｂの先端側には各半導体レーザ２，３に対応する絞り部１ｃ，１ｄが設けられ、半導体レーザ２，３から射出された光束を所望の最適なビーム形状に成形している。鏡筒保持部１ａ，１ｂのさらに先端には、絞り部１ｃ，１ｄを通過した各光束を略平行光束に変換するコリメータレンズ６，７の接着部１ｅ，１ｆが主走査方向に各２箇所設けられている。ここで、コリメータレンズ６，７は照射位置やピントを調整するため、図６（ａ）に示すように調整用チャッキング部５１ａ，５１ｂ，５１ｃの３箇所でコリメータレンズ６を確実に保持した状態でレーザ光の光学特性を検出しながらＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に調整を行い、位置が決定すると紫外線硬化形の接着剤を紫外線照射することで接着部１ｅに接着固定される。図６（ｂ）に示すように、コリメータレンズ７の調整もレーザホルダ１を１８０度回転させて同様に行い、位置が決定すると接着部１ｆに接着固定される。このように、コリメータレンズ６，７の接着部１ｅ，１ｆを主走査方向に設けているので、コリメータレンズ６，７を近接させて一体化された鏡筒を有するレーザホルダ１に対して３軸方向の調整および接着が可能となる。
【００２９】
４０は走査式光学装置１００の各光学部品を格納する光学ケースであり、光学ケース４０の側壁には図５で示すように、レーザホルダ１を位置決めするための勘合穴部４０ａおよび長穴部４０ｂが副走査方向に設けられており、レーザホルダ１の鏡筒保持部１ａ，１ｂの外形部に設けられた勘合部１ｍ，１ｎを勘合させて取り付けられるようにしている。このように、半導体レーザ２，３を保持して光路を形成する鏡筒保持部１ａ，１ｂの外形部に設けられた勘合部１ｍ，１ｎを勘合させて光学ケース４０にレーザホルダ１を取り付けているので、半導体レーザ２，３と光学ケース４０に格納された各光学部品との位置関係を精度良く保証することができる。
【００３０】
８は副走査方向のみに所定の屈折力を有しているシリンドリカルレンズであり、半導体レーザ２，３から射出された光束に対応するレンズ部８ａ，８ｂが一体成形されている。９はＢＤレンズで前述のＢＤセンサ５の受光面にポリゴンミラー１０に反射された光束を結像している。ここで、ＢＤセンサ５の直前にはレーザホルダ１に設けられたＢＤスリット部１ｇがあり、主走査方向に狭く副走査方向に長い開口であるため、ＢＤセンサ５に受光される光束を主走査方向に規制することで主走査方向に精度良く光束を検知することができる。なお本実施形態では、半導体レーザ２に対応した位置にＢＤセンサ５およびＢＤスリット部１ｇが設けられており、半導体レーザ３に対応したＢＤセンサは設けられていない。これは、半導体レーザ２，３が副走査方向に１つのレーザホルダ１に設けられているため、半導体レーザ３による画像端部の走査開始位置のタイミングは半導体レーザ２と同じタイミングとすることができるためである。
【００３１】
ポリゴンミラー１０は、不図示のモータを一定速度で回転させることで、半導体レーザから射出された光束を偏向走査する。２１は第１の結像レンズで、第２の結像レンズ２２，２３と共にレーザ光を等速走査および感光ドラム９１１，９１２上でスポット結像させるｆθレンズであるが、第１の結像レンズ２１は半導体レーザ２，３から射出された光束が互いに異なる角度で入射するためシリンダーレンズで構成しており、副走査方向には、半導体レーザ２の光束に対して配置した第２の結像レンズ２２および半導体レーザ３の光束に対して配置した第２の結像レンズ２３で結像させる。２４〜２６は光束を所定の方向へ反射する折り返しミラーであり、２４は半導体レーザ２の光束に対して配置された最終折り返しミラーである。２５は半導体レーザ３の光束に対して配置された分離用折り返しミラーである。２６は半導体レーザ３の光束に対して配置された最終折り返しミラーである。ここで、ポリゴンミラー１０での反射位置は図４（ａ）、（ｂ）に示すように、同一でもミラー面高さ方向にずれていても良く、ポリゴンミラー１０での反射位置を図４（ｂ）のようにずらすことで、分離用折り返しミラー２５の位置をより手前に配置することが可能である。ここで、ポリゴンミラー１０が走査手段に相当し、走査光学手段はポリゴンミラー１０、第１の結像レンズ２１、第２の結像レンズ２２，２３、および折り返しミラー２４〜２６を含んで構成される。
【００３２】
９１１は導電体に感光層を塗布した感光ドラム、９２１は前記感光ドラムを所定の電位に帯電させる帯電器、９３１は静電潜像にトナーにより画像を形成する現像器、９４１は感光ドラムに残ったトナーを清掃するクリーナーである。他の感光ドラム９１２〜９１４についても同様の構成を有する。
【００３３】
次に、半導体レーザ２，３から射出された光束が感光ドラム９１１、９１２に照射光Ｅ１、Ｅ２として走査されるまでの流れを説明する。
【００３４】
半導体レーザ２，３から射出された光束はレーザホルダ１の絞り部１ｃ，１ｄによってその光束断面の大きさが制限され、コリメータレンズ６，７により略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ８のレンズ部８ａ，８ｂに入射する。シリンドリカルレンズ８に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で透過され、副走査断面内においては収束してポリゴンミラー１０の同一面にほぼ線像として結像する。この際、副走査方向に角度θを持って斜入射される。そして、ポリゴンミラー１０が回転することで偏向走査しながら、副走査方向に角度θを持って射出される。ポリゴンミラー１０から射出された２本の光束のうち、半導体レーザ２から射出した光束がレーザホルダ１に設けられたＢＤスリット部１ｇを通り、ＢＤセンサ５に受光される。この際、光束を主走査方向に規制することで主走査方向に精度良く光束を検知することができる。ＢＤセンサ５が半導体レーザ２から射出した光束を検知して同期信号を出力し、半導体レーザ２，３による画像端部の走査開始位置のタイミングを調整する。ここで、半導体レーザ２，３が副走査方向に１つのレーザホルダ１に設けられているため、半導体レーザ３による画像端部の走査開始位置のタイミングは半導体レーザ２と同じタイミングとすることができる。タイミング調整されて半導体レーザ２，３から射出された光束は、第１の結像レンズ２１を透過する。その後、半導体レーザ２から射出した光束は第２の結像レンズ２２を透過して最終折り返しミラー２４によって反射されて感光ドラム９１１に照射光Ｅ１として結像走査される。一方、半導体レーザ３から射出した光束は分離用折り返しミラー２５により下側に反射された後、第２の結像レンズ２３を透過して最終折り返しミラー２６によって反射されて感光ドラム９１２に照射光Ｅ２として結像走査される。
【００３５】
以上、説明したように、レーザホルダ１の光軸を傾斜して一体化された鏡筒保持部１ａ，１ｂに半導体レーザ２，３を圧入して保持することで、半導体レーザ２，３の間隔を近接して保持することが可能であると共にコリメータレンズ６，７を３軸に調整後、接着固定して保持することで、半導体レーザ２，３の光学特性を満足させながらポリゴンミラー１０までの入射光学系において、光路長を短くできる。
【００３６】
また、半導体レーザ２に対応した位置にあるＢＤセンサ５および鏡筒保持部１ａ，１ｂに半導体レーザ２，３を圧入して保持した上記レーザホルダ１にＢＤスリット部１ｇが設けられているため、半導体レーザ２，３とＢＤスリット部１ｇの寸法公差等の影響が少なく位置関係を保証できるので、ＢＤセンサ５により精度良く光束を検知することができる。さらには、半導体レーザ３に対応したＢＤセンサを設けなくとも、半導体レーザ３による画像端部の走査開始位置のタイミングは半導体レーザ２と同じタイミングとすることができる。
【００３７】
また、半導体レーザ２，３を保持して光路を形成する鏡筒保持部１ａ，１ｂの外形部に設けられた勘合部１ｍ，１ｎを、光学ケース４０の側壁の副走査方向に設けられた勘合穴部４０ａおよび長穴部４０ｂに勘合させて、光学ケース４０にレーザホルダ１を取り付けているので、半導体レーザ２，３と光学ケース４０に格納された各光学部品との位置関係を精度良く保証することができる。
【００３８】
また、コリメータレンズ６，７の接着部１ｅ，１ｆを主走査方向に設けているので、調整用チャッキング部５１ａ，５１ｂ，５１ｃの３箇所が、接着部１ｅ，１ｆや先に接着固定されたコリメータレンズと干渉することなく３箇所で確実にコリメータレンズを保持することが可能となり、コリメータレンズ６，７を近接させて一体化された鏡筒を有するレーザホルダ１に対して３軸方向の調整および接着が可能となる。さらには、レーザホルダ１を１８０度回転させてコリメータレンズ６，７の各調整および接着を行うので、副走査方向に角度θ傾いた状態でも、同一の調整および接着用装置を用いることができ、不要な設備投資を避けることもできる。
【００３９】
（第二の実施形態）
以下に、図７、図８を参照して第二の実施形態に係る走査式光学装置について説明する。図７は第二の実施形態である走査式光学装置２００の全体構成を示す斜視図、図８はレーザホルダ部の断面図である。
【００４０】
第二の実施形態では、第一の実施形態と同じ構成のものにおいては、同一の符号を用いて説明を省略する。
【００４１】
図７、図８において、１１はレーザホルダ（鏡筒部材）で、レーザホルダ１と同一部品であり、１つの筐体（パッケージ）に１つの発光点を有する光源としての半導体レーザ１２，１３を鏡筒保持部（鏡筒部）１１ａ，１１ｂに圧入して保持している。１４は電気回路基板で、半導体レーザ２，３，１２，１３に電気的に接続されており、レーザ駆動回路が設けられている。５，１５は電気回路基板４上に設けられた同期検知手段としてのＢＤセンサで、ポリゴンミラー１０に反射された光束を検知して主走査方向の同期信号を出力することで、画像端部の走査開始位置のタイミングを調整している。ここで、鏡筒保持部１１ａ，１１ｂは半導体レーザ１２，１３の光路を互いに副走査方向に所定角度θを持って交差するように光軸を傾斜させて設けられており、鏡筒の外形の一部が一体化されている。このため、半導体レーザ１２，１３の間隔を近接して保持することが可能である。鏡筒保持部１１ａ，１１ｂの先端側には各半導体レーザ１２，１３に対応する絞り部１１ｃ，１１ｄが設けられ、半導体レーザ１２，１３から射出された光束を所望の最適なビーム形状に成形している。鏡筒保持部１１ａ，１１ｂのさらに先端には、絞り部１１ｃ，１１ｄを通過した各光束を略平行光束に変換するコリメータレンズ１６，１７の接着部１１ｅ，１１ｆが主走査方向に各２箇所設けられている。ここで、コリメータレンズ１６，１７はコリメータレンズ６，７と同様に、照射位置やピントの調整を行い、接着部１１ｅ，１１ｆに接着固定される。
【００４２】
ここで、レーザホルダ１１のＢＤスリット部１１ｇをレーザホルダ１と逆側に、レーザホルダ１のＢＤスリット部１ｇをレーザホルダ１１と逆側に配置するため、レーザホルダ１１はレーザホルダ１を１８０度回転させた状態で、半導体レーザ１２の位置が半導体レーザ３の隣に、半導体レーザ１３の位置が半導体レーザ２の隣になるように、光学ケース４０の同一面に配置されている。このため、半導体レーザ２，３と半導体レーザ１２，１３の主走査方向の間隔を、ポリゴンミラー１０の対向する走査光学系への反射面に合わせて短く配置することが可能となる。このように、半導体レーザ２，３，１２，１３を同一方向に配置した場合にもポリゴンミラー１０により走査可能な角度を広くできるため、走査光学系の光路長を短くできる。また、ポリゴンミラー１０を挟んでレーザホルダ１，１１を配置した面の逆側は、入射系の部品がないため、ポリゴンミラー１０に近づけることで走査式光学装置をコンパクトにすることが可能となる。
【００４３】
レーザホルダ１１の光学ケース４０に対する位置決めもレーザホルダ１と同様になされている。このため、半導体レーザ１２，１３と光学ケース４０に格納された各光学部品との位置関係を精度良く保証することができる。
【００４４】
ここで、半導体レーザ２，３および半導体レーザ１２，１３は互いの内側をコモン信号となるようにレーザホルダ１の鏡筒保持部１ａ，１ｂおよびレーザホルダ１１の鏡筒保持部１１ａ，１１ｂに圧入保持されている。このため、電気回路基板１４ではコモン信号を中央にして信号パターンを形成できるため、信号パターンの引き回しが容易になる。また、レーザホルダ１１が保持する各部品を含めてレーザホルダ１と完全に同じになるため、生産時の組立や管理が容易となり、コストダウン効果がある。また、半導体レーザ２，３，１２，１３およびＢＤセンサ５，１５を同一の電気回路基板１４に配置しているため、部品点数およびコストの低減ができる。さらには、光学ケース４０の外側に配置される電気回路基板１４を小さくできるため、走査式光学装置をコンパクトにすることが可能となる。
【００４５】
１８は副走査方向のみに所定の屈折力を有しているシリンドリカルレンズであり、半導体レーザ１２，１３から射出された光束に対応するレンズ部１８ａ，１８ｂが一体成形されている。１９はＢＤレンズで前述のＢＤセンサ１５の受光面にポリゴンミラー１０に反射された後に反射ミラー２０でもう一度反射された光束を結像している。ここで、ＢＤセンサ１５の直前にはレーザホルダ１１に設けられたＢＤスリット部１１ｇがあり、主走査方向に狭く副走査方向に長い開口であるため、ＢＤセンサ１５に受光される光束を主走査方向に規制することで主走査方向に精度良く光束を検知することができる。なお本実施形態では、半導体レーザ１２に対応した位置にＢＤセンサ１５およびＢＤスリット部１１ｇが設けられており、半導体レーザ１３に対応したＢＤセンサは設けられていない。これは、半導体レーザ１２，１３が副走査方向に１つのレーザホルダ１に設けられているため、半導体レーザ１３による画像端部の走査開始位置のタイミングは半導体レーザ１２と同じタイミングとすることができるためである
【００４６】
次に、半導体レーザ１２，１３から射出された光束は感光ドラム９１３、９１４に照射光Ｅ３、Ｅ４として走査されるが、ポリゴンミラー１０により偏向走査された後に感光ドラム９１に結像されるまでは、照射光Ｅ１、Ｅ２と同様であるため省略し、ＢＤセンサ１５に受光されるまでの流れを説明する。
【００４７】
半導体レーザ１２，１３から射出された光束はレーザホルダ１１の絞り部１１ｃ，１１ｄによってその光束断面の大きさが制限され、コリメータレンズ１６，１７により略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ１８のレンズ部１８ａ，１８ｂに入射する。シリンドリカルレンズ１８に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で透過され、副走査断面内においては収束してポリゴンミラー１０の同一面にほぼ線像として結像する。この際、副走査方向に角度θを持って斜入射される。そして、ポリゴンミラー１０が回転することで偏向走査しながら、副走査方向に角度θを持って射出される。ポリゴンミラー１０から射出された２本の光束のうち、半導体レーザ１２から射出してポリゴンミラー１０に反射された光束が反射ミラー２０でもう一度反射した後レーザホルダ１１に設けられたＢＤスリット部１１ｇを通り、ＢＤセンサ１５に受光される。この際、光束を主走査方向に規制することで主走査方向に精度良く光束を検知することができる。ＢＤセンサ１５が半導体レーザ１２から射出した光束を検知して同期信号を出力し、半導体レーザ１２，１３による画像端部の走査開始位置のタイミング調整を行う。ここで、半導体レーザ１２，１３が副走査方向に１つのレーザホルダ１１に設けられているため、半導体レーザ１３による画像端部の走査開始位置のタイミングは半導体レーザ１２と同じタイミングとすることができる。
【００４８】
以上、説明したように、レーザホルダ１１のＢＤスリット部１１ｇをレーザホルダ１と逆側に、レーザホルダ１のＢＤスリット部１ｇをレーザホルダ１１と逆側にして光学ケース４０の同一面に配置されているため、半導体レーザ２，３と半導体レーザ１２，１３の主走査方向の間隔を、ポリゴンミラー１０の対向する走査光学系への反射面に合わせて短く配置することが可能となる。このため、半導体レーザ２，３，１２，１３を同一方向に配置した場合にもポリゴンミラー１０により走査可能な角度を広くできるため、走査光学系の光路長を短くできる。また、ポリゴンミラー１０をはさんだレーザホルダ１，１１を配置した面の逆側は、入射系の部品がないため、ポリゴンミラー１０に近づけることで走査式光学装置２００をコンパクトにすることが可能となる。
【００４９】
また、半導体レーザ２，３，１２，１３およびＢＤセンサ５，１５を同一の電気回路基板１４に配置しているため、部品点数およびコストの低減ができる。さらには、光学ケース４０の外側に配置される電気回路基板１４を小さくできるため、走査式光学装置をコンパクトにすることが可能となる。
【００５０】
他には、第一の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５１】
第一の実施形態の走査式光学装置１００において、１枚のポリゴンミラーに対して両側にそれぞれ２本のレーザ光束が入射し、４つの感光ドラムを露光する方式について説明したが、１枚のポリゴンミラーの片側に４本のレーザ光束を入射し、４つの感光ドラムを露光する方式や、１枚のポリゴンミラーの片側に２本のレーザ光束を入射し、２つの感光ドラムを露光する走査式光学装置を２つ用いて、４つの感光ドラムを露光する方式でも良く本発明を限定するものではない。また、第一の実施形態および第二の実施形態の走査式光学装置１００、２００において、１つの筐体に１つの発光点を有する半導体レーザを用いているが、１つの筐体に複数の発光点を有する半導体レーザを用いても良く、その場合は感光体ドラムを操作する走査線本数が比例して多くなるため、さらに高速な書き込みに適することができる。また、レーザホルダ１において、半導体レーザ２，３を圧入保持した後、コリメータレンズ６，７を照射位置、ピント方向に調整して接着する構成としているが、コリメータレンズ６，７を先に、レーザホルダ１に設けた勘合部に勘合させて取り付け、半導体レーザ２，３をレーザ光の光学特性を検出しながら照射位置、ピント方向に調整して接着する構成としても良い。また、第二の実施形態の走査式光学装置２００において、ＢＤセンサ１５を電気回路基板１４上に配置しているが、本発明を限定するものではなく反射ミラー２０を設けずに、ポリゴンミラー１０に反射された光束がＢＤセンサ１５に受光されるような光学ケース４０内の別の場所に設けても良い。
【００５２】
本発明は、以下の実施態様を含む。
【００５３】
（実施態様１） 出射した光束が副走査方向で所定の角度をなして互いに交差する、異なる筐体にパッケージ化された複数の光源と、前記複数の光源から出射したそれぞれの光束を略平行な光束にそれぞれ変換する複数のコリメータレンズと、前記複数の光源から出射した光束をそれぞれ異なる対象物に結像させる走査結像手段とを有する走査式光学装置において、
前記ぞれぞれの光源およびコリメータレンズを保持する鏡筒部を、それぞれの光源の光軸を傾斜させて一体化して設けるとともに、前記それぞれの光源またはコリメータレンズを照射位置およびピント方向に独立して調整可能に保持する鏡筒部材を備えた走査式光学装置。
【００５４】
（実施態様２） 前記走査結像手段を配置した筐体を有し、前記鏡筒部材の鏡筒部の外形を用いて前記鏡筒部材を前記筐体に位置決めして取り付ける実施態様１に記載の走査式光学装置。
【００５５】
（実施態様３） 前記複数のコリメータレンズは、前記それぞれの鏡筒部先端の主走査方向に設けられ、該コリーメタレンズを鏡筒部先端に接着する接着部によって保持される実施態様１または２に記載の走査式光学装置。
【００５６】
（実施態様４） 前記走査結像手段は、同一反射面によって反射することにより前記複数の光源から出射した複数の光束を走査して、それぞれ異なる対象物に結像させる走査手段を含み、
前記走査手段によって走査された光束を検知し、該光束の主走査方向の同期信号を出力する同期検知手段と、前記鏡筒部材で保持された複数の光源の１つに対応する光束を前記同期検知手段に導くスリット部とを前記鏡筒部材に設けた実施態様１乃至３のいずれかに記載の走査式光学装置。
【００５７】
（実施態様５） 前記走査結像手段を配置した筐体の同一面に、一方の鏡筒部材に対して設けられたスリット部を、他方の鏡筒部材に対して、該他方の鏡筒部材に設けられたスリット部の逆側となるように、それぞれスリット部を有する前記鏡筒部材を二つ配置した実施態様４に記載の走査式光学装置。
【００５８】
（実施態様６） 前記二つの鏡筒部材により保持される複数の光源が同一基板に取り付けられた実施態様５に記載の走査式光学装置。
【００５９】
（実施態様７） 実施態様１乃至６のいずれかに記載の走査式光学装置と、
複数の感光体と、
を備え、
画像情報に基づく光束を、前記走査式光学装置の走査結像手段によって走査し、前記感光体上に結像させることにより、前記感光体上に潜像を形成する画像形成装置。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンパクトで安価な走査式光学装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態である走査式光学装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施形態であるレーザホルダ部の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態である走査式光学装置と感光ドラム等の画像形成部を示す概略断面図である。
【図４】本発明の一実施形態であるポリゴンミラー部の光路を示す部分断面図である。
【図５】本発明の一実施形態であるレーザホルダ部の取り付けに関する部分斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態であるコリメータレンズの調整に関する説明図である。
【図７】本発明の第二の実施形態である走査式光学装置の全体構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第二の実施形態であるレーザホルダ部の断面図である。
【図９】従来例の画像形成装置を示す概略断面図である。
【図１０】従来例の走査式光学装置と感光ドラム等の画像形成部を示す概略断面図である。
【図１１】従来例の走査式光学装置と感光ドラム等の画像形成部を示す概略断面図である。
【図１２】感光ドラムへのレーザ光束の説明図である。
【図１３】従来例のレーザホルダ部の配置を示す副走査方向の断面図である。
【図１４】従来例のレーザホルダ部の配置を示す上面図である。
【符号の説明】
１，１１ レーザホルダ
２，３，１２，１３ 半導体レーザ
４，１４ 電気回路基板
５，１５ ＢＤセンサ
６，７，１６，１７ コリメータレンズ
８，１８ シリンドリカルレンズ
９，１９ ＢＤレンズ
１０ ポリゴンミラー
２１ 第１の結像レンズ
２２，２３ 第２の結像レンズ
２４〜２６ 折り返しミラー
４０ 光学ケース
９１１〜９１４ 感光ドラム
１００，２００ 走査式光学装置

Claims (1)

1. 出射した光束が副走査方向で所定の角度をなして互いに交差する、異なる筐体にパッケージ化された複数の光源と、前記複数の光源から出射したそれぞれの光束を略平行な光束にそれぞれ変換する複数のコリメータレンズと、前記複数の光源から出射した光束をそれぞれ異なる対象物に結像させる走査結像手段とを有する走査式光学装置において、
   前記ぞれぞれの光源およびコリメータレンズを保持する鏡筒部を、それぞれの光源の光軸を傾斜させて一体化して設けるとともに、前記それぞれの光源またはコリメータレンズを照射位置およびピント方向に独立して調整可能に保持する鏡筒部材を備えた走査式光学装置。

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