JP2007052446A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のビームを走査する安価な光走査装置であって、複数のビームの相対的な位置の経時変化や環境変動を抑えることができる光走査装置の提供を目的としている。
【解決手段】本発明は、複数の光源８１ａ，８１ｂと、複数のカップリングレンズ８２ａ，８２ｂとを備えた光走査装置において、少なくとも２つ以上のカップリングレンズ８２ａ，８２ｂは、それぞれ、レンズホルダ８８ａ，８８ｂにより保持され、レンズホルダ８８ａ，８８ｂは、弾性部材８４ａ，８４ｂを用いて、少なくともカップリングレンズ８２ａ，８２ｂの光軸に略平行な２つの支持面８６ａ，８７ａ；８６ｂ，８７ｂに押圧されて支持されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザＦＡＸ等の画像形成装置及びこれに用いられる光走査装置に関する。

デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体に像を書き込む像書込装置として光走査装置が用いられている。この光走査装置において、半導体レーザ等の光源、及び光源から発せられた光を所定の平行光／または収束光／または発散光としてカップリングするカップリングレンズとを備えた光源装置には、その光学特性として、光源装置より射出されるレーザ光の方向性（光軸特性）と光束の平行／収束／発散性（カップリング特性）とが要求される。このため、初期調整時及び経時・環境変動時において、発光点とカップリングレンズとの相対位置は、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向に対して、ミクロン〜サブミクロンというオーダーの非常に高い精度を保つことが必要となる。

光源装置におけるカップリングレンズの保持方法としては、図１３のように、カップリングレンズ１００を通常セルと呼ばれる円筒形のレンズホルダ２によって保持し、このレンズホルダ２をＬ型当接面１１ａやＶ形溝等の案内手段に対して、弾性部材３等の付勢手段で付勢することによって保持するものが、従来から知られている。このようなレンズホルダを用いると、例えば厚さが薄くレンズ単体では姿勢が不安定であるような場合にも確実に保持でき、かつ、前記案内手段に沿って移動させることによりカップリング特性の調整が容易に行えるという利点がある。

しかし、前記方法には以下のような問題（Ａ）〜（Ｃ）がある。
（Ａ）図１３をＢ方向から見た図を図１４に示す。レンズホルダ２とＬ型当接面１１ａやＶ形溝等の案内手段との間の摩擦が大きかったり、案内手段の硬さが十分でない場合には、レンズホルダ２が案内手段に完全にはならわず、図１４のように傾いた状態で保持されてしまうことがある。この状態では、レンズホルダ２は、図中に●印で示した２点のみで当接面１１ａに接触して支持されており、非常に不安定な状態であるため、振動や環境温度変動等によりレンズホルダ２の姿勢が変動することがある。カップリングレンズ１００は位置変動に限らず、傾きが変化しても射出されるビームの方向は変化するため、このようなレンズホルダの姿勢変動によっても、射出されるビームの方向は変化する。

（Ｂ）図１３をＣ方向から見た図を図１５に示す。レンズホルダ２を押圧する弾性部材３を図１５のような形状にした場合、例えばレンズホルダ支持部材１０２の線膨張係数より弾性部材３の線膨張係数が大きいと、環境温度が上昇した時に相対的に弾性部材３の方がより多く伸び、結果として、レンズホルダ２は図中矢印方向に力Ｆを受け、当接面に沿った分力Ｆｙ，Ｆｚにより、レンズホルダ２の位置が変動するおそれがある。

（Ｃ）図１６に、図１３の図中に示したｘｚ方向の断面図を示す。通常、ここで光源として用いられているような半導体レーザ１０６のパッケージの材質は通常鉄系材料であり、コリメータレンズ１００の材質はガラスまたは樹脂である。また、光源１０６及びコリメータレンズ１００を支持する支持部材２，１０４にはアルミや樹脂が多く用いられている。このように、半導体レーザ１０６のパッケージ、コリメータレンズ１００、光源保持部材１０４及びコリメータレンズ支持部材２の線膨張係数がそれぞれ異なる場合に、環境温度変動があると、例えばＡを基準として考えるとわかるように、光源１０６の周辺の副走査（ｚ軸）方向の伸び（縮み）量（図中Δｔ_＋Δｔ_）とコリメータレンズ１００の周辺の副走査（ｚ軸）方向の伸び（縮み）量（図中Δｔ_＋Δｔ_＋Δｔ_）とが異なり、副走査（ｚ軸）方向の発光点Ｐの位置とコリメータレンズ１００の光軸位置とにずれが発生する。

また、画像形成装置の出力速度を高めるための主な手段としては、（１）像担持体の移動速度（回転速度）を高める方法と、（２）像担持体を複数用いる方法とがある。

特開平１０−２８４８０３号公報

ここで、（１）の方法を用いた場合には、像担持体の移動速度の増加に伴い、像担持体に像を書き込む光走査装置の書込速度を高める必要が生じる。光走査装置の書込速度を高める方法としては、（ｉ）偏向手段であるポリゴンスキャナの回転速度を高める、（ii）書込ビーム数を増やすなどの方法が挙げられる。しかし、（ｉ）の方法ではモータの耐久性や騒音、振動、及びレーザの変調スピード等が問題となり限界がある。

（ii）の方法を実現するためには、複数のレーザビームを出射するマルチビーム光源装置が必要となる。その１つとしては、例えば１パッケージ内に複数の発光点（発光チャンネル）をもつ半導体レーザアレイを用いる方式があるが、製造プロセス上チャンネル数を増加することが困難であり、また熱的／電気的なクロストークの影響を除去することが難しく、短波長化が困難であるといった理由により、現在では高価な光源手段である。また、市場で用いられる個数の影響などにより、１パッケージ内の発光点の数が多いほど、１つのビーム当りのコストが高くなっている（例えばシングルビームの半導体レーザを４個使うより、１パッケージ内に４つの発光点を持つ半導体レーザアレイを使う方がはるかに高価である）のが現状である。従って、複数のシングルビーム半導体レーザ（あるいは発光点数の少ないマルチビーム半導体レーザ）を用い、ビームを合成して走査を行う光源装置及び複数ビーム走査装置に関する提案が、従来から行われている。この従来例として、特許文献１において従来例として示されたものなどが挙げられる。

ここで、上述のような複数のビームによって像担持体上を走査する光走査装置においては、像担持体上における複数のビームスポットの副走査方向の相対位置（ビームスポット間隔）が所定の値からずれると、それが像として周期的に繰り返されることから、周期的な縞が現れる不良画像を生じやすい。従って、発光点とカップリングレンズとの、副走査方向の相対位置ずれを小さく抑えることが特に重要となる。また、像担持体上における複数のビームスポットの主走査方向の位置のずれは、同期検知手段による同期検知後の発光点点灯タイミングを調整することにより比較的容易に調整することができるが、副走査方向の相対位置ずれを調整するのは困難であり、機構が複雑になる。

特許文献１において従来例として示された例を図１７に示す。この例においては、レンズホルダ３７，３７とコリメータレンズ３８，３８、レンズホルダ３７，３７とフランジ３５の嵌合孔３６，３６との間にはそれぞれ０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ程度のクリアランスがあり、これを埋めるように接着剤でそれぞれが接着固定されている。接着剤は硬化する際の硬化収縮、経時変化、環境変化による変動が大きく、また物のばらつきによってクリアランス等が異なるため、上記接着部の変動量にも物によるばらつきがある。従って、接着剤の硬化収縮、経時変化、環境変化等によって上下のコリメータレンズ３８，３８の相対位置が変化し、上下の２本のビーム４１，４１の相対位置が変動してしまうという問題がある。

また、特許文献１の例においては、半導体レーザは固定し、コリメータレンズのみを３軸方向に動かしてその相対位置を調整し、その上でコリメータレンズを接着固定するが、位置調整幅を考慮してコリメータレンズとレンズ支持部との間には０．２ｍｍ程度のすきまが必要となる。このすきまを接着剤で埋めてレンズを固定するわけであるが、このように元々接着層が厚い上に、位置調整を行うことによってコリメータレンズの位置は±０．１ｍｍ程度ずれ、結果として接着層は０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度と、物によって大きくばらつくことになる。従って、接着剤の硬化収縮、経時変化、環境変化等によるコリメータレンズの位置変動も、物によるばらつきが大きい。また、支持部の接着面がコリメータレンズの同心円状となっているため、図１８に示したようにコリメータレンズ３８の位置が副走査（ｚ軸）方向に偏った位置で接着固定された場合には、副走査（ｚ軸）方向に接着層１１０の厚さの偏りが発生し、環境変動による接着層１１０の伸縮によるコリメータレンズの位置変動の副走査（ｚ軸）方向成分が生じやすい。コリメータレンズの位置変動の副走査方向成分が生じ、かつその変動量の物によるばらつきが大きいと、結果として像担持体上における２つのビームスポットの副走査方向の相対位置の変動が大きくなる。

また、例えば複数のビームのうちの_つに図１３のような光源装置を適用して、プリズム等によってビームを合成して用いた場合、上述の（Ａ）〜（Ｃ）のように、発光点Ｐの位置とコリメータレンズの光軸位置との、図１３中のｙｚ方向の相対的な位置がずれるなどしてコリメータレンズから射出されるビームの方向が変化すると、合成された後の複数のビームの相対位置が変化し、結果として像担持体上における複数のビームスポットの相対位置が変化して出力画像の劣化を生じる。

また、画像形成装置の出力速度を高める手段として、例えばカラー画像形成装置の場合には（２）の方法に従って像担持体を４本用いて出力速度を高めたものなどがあるが、この場合には像担持体の数に対応した書込ビーム数が必要となる。この時、経時変化や環境変動等によって各像担持体上を走査する書込ビーム間の相対位置が変動すると、各色の像が正確に重なり合わない、いわゆる色ずれの状態を生じてしまう。

本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その第１の目的は、複数のビームを走査する安価な光走査装置であって、複数のビームの相対的な位置の経時変化や環境変動を抑えることができる光走査装置を提供することである。また、本発明の第２の目的は、安価に良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、複数の光源と、複数のカップリングレンズとを備えた光走査装置において、少なくとも２つ以上のカップリングレンズは、それぞれ、レンズホルダにより保持され、前記レンズホルダは、弾性部材を用いて、少なくとも前記カップリングレンズの光軸に略平行な２つの支持面に押圧されて支持されていることを特徴とする。

この請求項１に記載された発明によれば、接着剤を使うことなくレンズホルダを支持面に押圧するのみで固定するため、環境変動によってレンズホルダと支持面との距離が変化するようなことがない。従って、合成された後の２つのビームの相対位置の変化も小さく、結果として、走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の変動も小さくできる。

また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記レンズホルダによって保持されるカップリングレンズと対を成す光源は、前記カップリングレンズの光軸に対して略垂直な方向の位置が調整可能であることを特徴とする。

この請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、像担持体上における複数のビームスポットの相対位置を所望の状態に調整することができる。

また、請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、１つのカップリングレンズの光軸に対して略平行で且つ前記カップリングレンズを保持するレンズホルダを支持する２つの支持面を１組の支持部とし、前記レンズホルダを支持する少なくとも２組の支持部が一体の部材として形成されていることを特徴とする。

この請求項３に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、環境変動等によって、複数のカップリングレンズに対応した複数のレンズホルダ支持部がそれぞれ独立に傾いたりすることがなく、万が一、レンズホルダ支持部が傾くようなことがあったとしても、このレンズホルダ支持部によって支持されている２つのカップリングレンズが同じ方向に同じ量だけ傾くため、結果として、２つのビームの相対位置が変動することを抑えられる。

また、請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、１つのカップリングレンズの光軸に対して略平行で且つ前記カップリングレンズを保持するレンズホルダを支持する２つの支持面を１組の支持部とし、前記レンズホルダを支持する少なくとも２組の支持部の、前記レンズホルダに保持されたカップリングレンズの光軸方向、主走査方向及び副走査方向に対する向きが同じであることを特徴とする。

この請求項４に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、光源に対する第１のカップリングレンズの光軸の相対位置ずれ量及び方向と、光源に対する第２のカップリングレンズの光軸の相対位置ずれ量及び方向とが、同程度となるため、結果として、走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の変動を抑えることができる。

また、請求項５に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、１つのカップリングレンズの光軸に対して略平行で且つ前記カップリングレンズを保持するレンズホルダを支持する２つの支持面を１組の支持部とし、前記レンズホルダを支持する少なくとも２組の支持部の、前記レンズホルダに保持されたカップリングレンズの光軸方向、主走査方向及び副走査方向に対する向きが、光軸方向と副走査方向とに平行な副走査面に対して対称であることを特徴とする。

この請求項５に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、光源に対する第１のカップリングレンズの光軸の相対位置ずれ量と、光源に対する第２のカップリングレンズの光軸の相対位置ずれ量とが、少なくとも副走査方向には同程度となるため、結果として、走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の副走査方向の変動を抑えることができる。

また、請求項６に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、レンズホルダまたはレンズホルダを支持する支持面の少なくともいずれか一方に対し、潤滑性を向上させるための手段を施したことを特徴とする。

この請求項６に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、レンズホルダ支持面に対し、レンズホルダが２つの支持面にならって点で支持されるのではなく、線で確実に支持されるため、レンズホルダの姿勢が変動して射出されるビームの方向が変化するのを抑制することができる。

また、請求項７に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、レンズホルダまたはレンズホルダを支持する支持面の少なくともいずれか一方に対し、硬さを向上させるための手段を施したことを特徴とする。

この請求項７に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、支持面がより硬くなり、レンズホルダが２つの支持面にならって点で支持されるのではなく、線で確実に支持されるため、レンズホルダの姿勢が変動して射出されるビームの方向が変化するのを抑制することができる。

また、請求項８に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記弾性部材は、前記レンズホルダの押圧個所を挟んで略対称な位置を締結して固定されることを特徴とする。

この請求項８に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、レンズホルダ支持部と弾性部材との線膨張係数が異なる場合にも、環境変動によってカップリングレンズの位置が変動することを抑えることができる。したがって、２つのビームの相対位置が変動することを抑えられる。

また、請求項９に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記レンズホルダを押圧する前記弾性部材の線膨張係数は、前記レンズホルダを支持するレンズホルダ支持部材の線膨張係数と略等しいことを特徴とする。

この請求項９に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、環境温度が上昇した時に相対的に弾性部材の方がより多く伸びてレンズホルダの位置が変動するといった事態を防止でき、結果として、２つのビームの相対位置が副走査方向に変動するのをさらに小さく抑えられる。

また、請求項１０に記載された画像形成装置は、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の光走査装置を像担持体への像書込手段として用いたことを特徴とする。

この請求項１０に記載された画像形成装置によれば、像担持体上における複数のビームスポットの相対位置の変動が小さく、良好な出力画像が得られる。
また、請求項１１に記載された画像形成装置は、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の光走査装置を複数の像担持体への像書込手段として用いたことを特徴とする。

この請求項１１に記載された画像形成装置によれば、環境変動等による２つのビームの相対位置の変動が小さいため、結果として、２色間の画像同士の位置ずれが小さい良好なカラー画像が得られる。

請求項１に記載された発明によれば、接着剤を使うことなくレンズホルダを支持面に押圧するのみで固定するため、環境変動によってレンズホルダと支持面との距離が変化するようなことがない。従って、合成された後の２つのビームの相対位置の変化も小さく、結果として、走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の変動も小さくできる。

請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、像担持体上における複数のビームスポットの相対位置を所望の状態に調整することができる。

請求項３に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、環境変動等によって、複数のカップリングレンズに対応した複数のレンズホルダ支持部がそれぞれ独立に傾いたりすることがなく、万が一、レンズホルダ支持部が傾くようなことがあったとしても、このレンズホルダ支持部によって支持されている２つのカップリングレンズが同じ方向に同じ量だけ傾くため、結果として、２つのビームの相対位置が変動することを抑えられる。

請求項４に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、光源に対する第１のカップリングレンズの光軸の相対位置ずれ量及び方向と、光源に対する第２のカップリングレンズの光軸の相対位置ずれ量及び方向とが、同程度となるため、結果として、走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の変動を抑えることができる。

請求項５に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、光源に対する第１のカップリングレンズの光軸の相対位置ずれ量と、光源に対する第２のカップリングレンズの光軸の相対位置ずれ量とが、少なくとも副走査方向には同程度となるため、結果として、走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の副走査方向の変動を抑えることができる。

請求項６に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、レンズホルダ支持面に対し、レンズホルダが２つの支持面にならって点で支持されるのではなく、線で確実に支持されるため、レンズホルダの姿勢が変動して射出されるビームの方向が変化するのを抑制することができる。

請求項７に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、支持面がより硬くなり、レンズホルダが２つの支持面にならって点で支持されるのではなく、線で確実に支持されるため、レンズホルダの姿勢が変動して射出されるビームの方向が変化するのを抑制することができる。

請求項８に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、レンズホルダ支持部と弾性部材との線膨張係数が異なる場合にも、環境変動によってカップリングレンズの位置が変動することを抑えることができる。したがって、２つのビームの相対位置が変動することを抑えられる。

請求項９に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られるとともに、環境温度が上昇した時に相対的に弾性部材の方がより多く伸びてレンズホルダの位置が変動するといった事態を防止でき、結果として、２つのビームの相対位置が副走査方向に変動するのをさらに小さく抑えられる。

請求項１０に記載された発明によれば、像担持体上における複数のビームスポットの相対位置の変動が小さく、良好な出力画像が得られる。
請求項１１に記載された発明において、環境変動等による２つのビームの相対位置の変動が小さいため、結果として、２色間の画像同士の位置ずれが小さい良好なカラー画像が得られる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１および図２には、一般的な光走査装置の構成例が示されている。図１において、光源６１，６２から発せられた光はそれぞれ、カップリングレンズ６３，６４により平行光とされ、アパーチャ６５，６６を通り、ビーム合成手段（プリズム）６７によって合成された後、シリンドリカルレンズ６８を通り、ポリゴンスキャナ６９により偏向され、ｆθレンズ７０，７１およびトロイダルレンズ７２を通り、像担持体７３上にビームスポットとして結像されて走査される。図２では、ビーム合成手段６７を用いる代わりに、２つのビームをポリゴンミラー６９上で交差させることによって、ビームを合成している。

以下に示す本発明の光走査装置の各実施形態においては、この図１または図２のような光走査装置における光源およびカップリングレンズ、または、光源、カップリングレンズおよびビーム合成手段の部分のみを示すものとする。また、共通する構成部分については同一符号を付して示す。

図３は、本発明の第１の実施形態を示している。図３において、半導体レーザ８１ａ，８２ｂから発せられたレーザ光はそれぞれ、カップリングレンズ８２ａ，８２ｂを通過後、プリズム８５によって略同じ方向へ合成される。ここで、合成後のビームの光軸の方向に対して、主走査方向、副走査方向を図中矢印のようにすると、光源位置における光軸、主走査、副走査方向はそれぞれ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）のようになる。カップリングレンズ８２ａ，８２ｂはそれぞれレンズホルダ８８ａ，８８ｂに接着またはバネ等で固定され、レンズホルダ８８ａ，８８ｂはそれぞれバネ８４ａ，８４ｂによってレンズホルダ支持部材８３ａ，８３ｂに押圧されて支持されている。レンズホルダ支持部材８３ａ，８３ｂはそれぞれ、光軸方向ｘ１，ｘ２に平行な支持面８６ａ，８７ａ；８６ｂ，８７ｂを２つずつ有し、これら２つの支持面によってレンズホルダ８８ａ，８８ｂを支持している。接着剤を使うことなくレンズホルダ８８ａ，８８ｂを支持面に押圧するのみで固定するため、環境変動によってレンズホルダ８８ａ，８８ｂと支持面８６ａ，８７ａ；８６ｂ，８７ｂとの距離が変化するようなことがない。従って、合成された後の２つのビームの相対位置の変化も小さく、結果として、図１または図２に示したような走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の変動も小さくできる。

レンズホルダ支持部材８３ａ上の支持面８６ａ，８７ａのなす角と、レンズホルダ支持部材８３ｂ上の支持面８６ｂ，８７ｂのなす角は共に９０°である。そして、支持面８６ａ，８７ａと８６ｂ，８７ｂとは、それぞれ、光軸、主走査、副走査方向（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）に対する向きが、副走査面（光軸方向と副走査方向とに平行な面）に対して対称となっている。ここで、カップリングレンズ１つ１つの光軸は、図１６で示したように、環境温度変動によって発光点Ｐに対する相対位置が主走査方向また副走査方向に変動する可能性がある。しかし、図３のような構成によれば、半導体レーザ８１ａに対するカップリングレンズ８２ａの光軸の相対位置ずれ量と、半導体レーザ８１ｂに対するカップリングレンズ８２ｂの光軸の相対位置ずれ量とが、少なくとも副走査方向には同程度となるため、結果として、図１または図２に示したような走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の副走査方向の変動を抑えることができる。

なお、図３には図示されていないが、アパーチャを用いる場合には、例えばカップリングレンズとプリズムとの間に挿入するなどすれば良い。
図４には本発明の第２の実施形態が示されている。図４において、半導体レーザ９１ａ，９２ｂから発せられたレーザ光はそれぞれ、カップリングレンズ９２ａ，９２ｂを通過後、プリズム９５によって略同じ方向へ合成される。ここで、合成後のビームの光軸の方向に対して、主走査方向、副走査方向を図中矢印のようにすると、光源位置における光軸、主走査、副走査方向はそれぞれ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）のようになる。

カップリングレンズ９２ａ，９２ｂはそれぞれレンズホルダ９８ａ，９８ｂに接着またはバネ等で固定され、レンズホルダ９８ａ，９８ｂはそれぞれバネ９４ａ，９４ｂによって、レンズホルダ支持部材９３ａ，９３ｂに押圧されて支持されている。レンズホルダ支持部材９３ａ，９３ｂはそれぞれ、光軸方向ｘ１，ｘ２に平行な支持面９６ａ，９７ａ；９６ｂ，９７ｂを２つずつ有し、これらの２つの支持面によってカップリングレンズ９２ａ，９２ｂを支持している。

レンズホルダ支持部材９３ａ上の支持面９６ａ，９７ａのなす角と、レンズホルダ支持部材９３ｂ上の支持面９６ｂ，９７ｂのなす角は共に９０°である。そして、支持面９６ａ，９７ａと９６ｂ，９７ｂとは、それぞれ光軸，主走査，副走査方向（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）に対する向きが、同じになっている。ここで、カップリングレンズ１つ１つの光軸は、図１６で示したように、環境温度変動によって発光点Ｐに対する相対位置が主走査方向また副走査方向に変動する可能性がある。しかし、図４のような構成によれば、半導体レーザ９１ａに対するカップリングレンズ９２ａの光軸の相対位置ずれ量及び方向と、半導体レーザ９１ｂに対するカップリングレンズ９２ｂの光軸の相対位置ずれ量及び方向とが、同程度となるため、結果として、図１または図２に示したような走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の変動を抑えることができる。

図５には本発明の第３の実施形態が示されている。図５において、カップリングレンズ１０２ａ，１０２ｂはそれぞれレンズホルダ１０５ａ，１０５ｂに接着またはバネ等によって固定されており、レンズホルダ１０５ａ，１０５ｂはそれぞれバネ１０３ａ，１０３ｂによってレンズホルダ支持部材１０１に対して押圧されて支持されている。

２つのレンズホルダ１０５ａ，１０５ｂを支持する支持面１２２は全て（４つとも）レンズホルダ支持部材１０１上に一体的に形成されている。このような構成によれば、環境変動等によって、複数のカップリングレンズに対応した複数のレンズホルダ支持部がそれぞれ独立に傾いたりすることがなく、万が一、レンズホルダ支持部材１０１が傾くようなことがあったとしても、このレンズホルダ支持部材１０１によって支持されている２つのカップリングレンズ１０２ａ，１０２ｂが同じ方向に同じ量だけ傾くため、結果として、２つのビームの相対位置が変動することを抑えられる。

図５の主走査断面が図８に示されている。図８に示すように、本実施形態においては、図２の光走査装置のように、プリズムを用いずポリゴンミラー上でビームを交差することによって２つのビームを合成する手段をとっている。また、図８に示すように、ここでも光軸方向，主走査方向を、２つのそれぞれのビームについて（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）のように定義している。副走査方向はいずれのビームについても紙面垂直方向となる。従って、本実施形態も、図３の実施例と同様に、２組のカップリングレンズ支持面が副走査面に対称となる構成をとっており、図２に示したような走査光学系を通して像担持体上に結像されるビームスポットの相対位置の副走査方向の変動を抑えることができる。

図５におけるＡ部を拡大したのが図７である。図７に示すように、カップリングレンズ１０２ａ，１０２ｂはレンズホルダ１０５ａ，１０５ｂ内に固定され、レンズホルダ１０５ａ，１０５ｂは２つの支持面１２２に対して押圧されて支持されている。また、バネ１０３ａ，１０３ｂは図中に示したレンズホルダ押圧箇所に対して対称な２ヶ所をボルト１２３によって締結されている。従って、このような構成では、レンズホルダ支持部材とレンズホルダ押圧バネとの線膨張係数が異なる場合にも、図１５に示したようなことが起こらず、環境変動によってカップリングレンズの位置が変動することを抑えることができる。結果として、２つのビームの相対位置が変動することを抑えられる。

図６に図５を裏側から見た図を示す。図６において、半導体レーザ１１２ａ，１１２ｂはそれぞれ光源保持部材１１３ａ，１１３ｂに圧入されて固定されている。また、光源保持部材１１３ａ，１１３ｂはボルト１１４にて締結されてレンズホルダ支持部材１０１に固定される。ここで、光源保持部材１１３ａ，１１３ｂにはそれぞれボルト１１４の径より大きい穴が開けられており、図５におけるカップリングレンズ１０２ａ，１０２ｂの光軸に発光点位置が合うように、光源保持部材の位置を主走査方向（図８中、ｙ１，ｙ２）及び副走査方向（図８中、紙面垂直方向）に位置を調整した後に、締結固定される。このような構成により、図１または図２のような光走査装置において、像担持体上における複数のビームスポットの相対位置を所望の状態に調整することができる。

図５において、レンズホルダ支持面に対し、例えばテフロン（登録商標）系の表面処理を施してレンズホルダと支持面との間の潤滑性を向上させると、レンズホルダは２つの支持面にならって、図１４に示したように点で支持されるのではなく、線で確実に支持され、図１４に示したような従来の問題（Ａ）が発生するのを抑制することができる。

また、図５において、例えばレンズホルダ支持部材１０１の材質がアルミであった場合、少なくともレンズホルダ支持面にアルマイト処理を施して表面の硬さを向上させるなどすると、レンズホルダは２つの支持面にならって、図１４に示したように点で支持されるのではなく、線で確実に支持され、図１４に示したような従来の問題（Ａ）が発生するのを抑制することができる。レンズホルダ支持部材１０１の材質を鉄系材料とし、少なくともレンズホルダ支持面に焼き入れ処理を施して表面の硬さを向上させるなどすると、支持面はより硬くなり、従来の問題（Ａ）が発生する可能性をより抑えることができる。

図９および図１０（図９の主走査断面）には、本発明の第４の実施形態が示されている。図９のような構成によっても、図５と同様の作用効果がえられる。図９の実施形態において、カップリングレンズを押圧するバネの線膨張係数をカップリングレンズ支持部材の線膨張係数と同じにすれば、図１５の従来の問題（Ｂ）に示したような問題の発生をなくすことができ、結果として、図９における２つのビーム１４０ａ，１４０ｂの相対位置が副走査方向に変動するのを、さらに小さく抑えられる。

なお、以上の実施形態においては、カップリングレンズの形状はすべて円筒形としたが、本発明の適用はこれに限るものではない。また、以上の実施形態においては、全てビーム数を２つとしたが、本発明の適用はこれに限らない。例えば、上記実施形態において、半導体レーザは１つのパッケージ内に複数の発光点を持つ半導体レーザアレイとしてもよい。例えば図５に示したような光源装置をさらに２つ用い、これらの計４つとなるビームをプリズムで合成するなどしてもよい。

また、２つのレンズホルダ支持面のなす角は、全ての実施形態において９０°としているが、本発明の適用はこれに限るものではない。
図１１には、電子写真プロセスを用いた代表的な画像形成装置の一例が示されている。図１１のような画像形成装置の光走査装置２０２に、前述した第１〜第４の実施形態のような光源装置を用いて、１つの像担持体２００に対して複数のビームで像を書き込むようにすると、像担持体２００上における複数のビームスポットの相対位置の変動が小さく、良好な出力画像が得られる。なお、図中、２０４は帯電器であり、２０６は除電器であり、２０８はクリーニング部であり、２１０は現像器であり、２１２は定着装置であり、２１４は転写部であり、これらは画像形成装置において良く知られたものであるため、詳しく説明しない。

図１２には、電子写真プロセスを用いた代表的なカラー画像形成装置の一例が示されている。図１２の画像形成装置においては、像担持体２００を４つ用いており、４つの像担持体２００に対応する４つの現像器２１０はそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色のトナーを備えている。この４色のトナーを用いて各像担持体２００上に現像された４色のそれぞれの画像は、中間転写ベルト２２０上で重ねられ、最終的に紙上に転写、定着されて、カラー画像を得る。図１２の例では、１つの像担持体２００当たり１つのビームで像を書き込んでいる。このようなカラー画像形成装置の光走査装置２０２に、例えば図９の実施形態のような光源装置を用い、ビーム１４０ａによってシアンの像担持体２００に、ビーム１４０ｂによってマゼンタの像担持体２００にそれぞれ像を書き込むようにすれば、環境変動等によるビーム１４０ａとビーム１４０ｂとの相対位置の変動が小さいため、結果として、シアン画像とマゼンタ画像との位置ずれが小さい、良好なカラー画像が得られる。

一般的な光走査装置の第１の構成例を示す概略図である。 一般的な光走査装置の第２の構成例を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の要部の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る光走査装置の要部の斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る光走査装置の要部の斜視図である。 図５の装置の背面を示す斜視図である。 図５のＡ部拡大図である。 図５の主走査断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る光走査装置の要部の斜視図である。 図９の主走査断面図である。 電子写真プロセスを用いた代表的な画像形成装置の一例を示す概略図である。 電子写真プロセスを用いた代表的なカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。 従来の光走査装置におけるカップリングレンズの保持形態の一例を示す斜視図である。 図１３のＢ方向矢視図である。 図１３のＣ方向矢視図である。 図１３の図中に示したｘｚ方向の断面図である。 従来の光走査装置の要部を示す斜視図である。 図１７の構成におけるコリメータレンズの保持形態を示す概略図である。

符号の説明

８１ａ，８１ｂ…半導体レーザ（光源）８２ａ，８２ｂ…カップリングレンズ８４ａ，８４ｂ…バネ（弾性部材）８６ａ，８７ａ，８６ｂ，８７ｂ・・・支持面８８ａ，８８ｂ…レンズホルダ

Claims (11)

1. 複数の光源と、複数のカップリングレンズとを備えた光走査装置において、
   少なくとも２つ以上のカップリングレンズは、それぞれ、レンズホルダにより保持され、
   前記レンズホルダは、弾性部材を用いて、少なくとも前記カップリングレンズの光軸に略平行な２つの支持面に押圧されて支持されていることを特徴とする光走査装置。
2. 前記レンズホルダによって保持されるカップリングレンズと対を成す光源は、前記カップリングレンズの光軸に対して略垂直な方向の位置が調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. １つのカップリングレンズの光軸に対して略平行で且つ前記カップリングレンズを保持するレンズホルダを支持する２つの支持面を１組の支持部とし、
   前記レンズホルダを支持する少なくとも２組の支持部が一体の部材として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. １つのカップリングレンズの光軸に対して略平行で且つ前記カップリングレンズを保持するレンズホルダを支持する２つの支持面を１組の支持部とし、
   前記レンズホルダを支持する少なくとも２組の支持部の、前記レンズホルダに保持されたカップリングレンズの光軸方向、主走査方向及び副走査方向に対する向きが同じであることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
5. １つのカップリングレンズの光軸に対して略平行で且つ前記カップリングレンズを保持するレンズホルダを支持する２つの支持面を１組の支持部とし、
   前記レンズホルダを支持する少なくとも２組の支持部の、前記レンズホルダに保持されたカップリングレンズの光軸方向、主走査方向及び副走査方向に対する向きが、光軸方向と副走査方向とに平行な副走査面に対して対称であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
6. レンズホルダまたはレンズホルダを支持する支持面の少なくともいずれか一方に対し、潤滑性を向上させるための手段を施したことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
7. レンズホルダまたはレンズホルダを支持する支持面の少なくともいずれか一方に対し、硬さを向上させるための手段を施したことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
8. 前記弾性部材は、前記レンズホルダの押圧個所を挟んで略対称な位置を締結して固定されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
9. 前記レンズホルダを押圧する前記弾性部材の線膨張係数は、前記レンズホルダを支持するレンズホルダ支持部材の線膨張係数と略等しいことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の光走査装置を像担持体への像書込手段として用いたことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の光走査装置を複数の像担持体への像書込手段として用いてカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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