JP3640241B2 - マルチビーム光源装置及びマルチビーム走査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置の光書込走査装置に適用され、特に、複数のレーザビームにより感光体等の被走査面上を同時に走査させるために用いられるマルチビーム光源装置及びこれを用いたマルチビーム走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光書込系に用いられる光走査装置において記録速度を向上させる手法として、偏向手段としてのポリゴンミラーの回転速度を上げる方法がある。しかし、この方法ではポリゴンモータの耐久性や騒音、振動、及び、レーザの変調速度等が問題となり、かつ、記録速度の向上にも限界がある。
【０００３】
そこで、一度に複数本のレーザビームを走査して複数の記録ラインを同時に記録させるマルチビーム走査装置が提案されている。例えば、特開昭５６−４２２４８号公報に示されるように複数個の発光源（発光点）をモノリシックにアレイ状に配列させた半導体レーザアレイを光源として用いるようにしている。
【０００４】
通常、半導体レーザの光出力は１走査ライン毎に画像領域外の走査時間を利用して、その光出力を検出し、フィードバック制御により印加電流量の設定が行われる。上述した公報例のような半導体レーザアレイでは発光源（発光点）は複数であるものの、光出力を検出するセンサは共通であるため、光出力の検出〜フィードバックによる出力設定を時系列的に行なわざるを得ない。従って、半導体レーザアレイにおける光源数が多くなるに従い、この処理に要する時間が増加し、１走査毎の画像領域外の走査時間では間に合わなくなる可能性が大きい。間に合わない場合には、ページ間の走査時間を利用して上記の処理を行なうが、これでは、設定した印加電流量を長時間に渡って保持しなければならず、その間にレーザ出力が変動し画像濃度が変化してしまう可能性がある。
【０００５】
この点、特開平７−７２４０７号公報によれば、複数個の半導体レーザアレイの複数の発光点から射出されるレーザ光をプリズム等のビーム合成手段を用いて合成させ、恰も１つの光源から複数本のレーザ光が射出される如く構成したマルチビーム光源ユニットが提案されている。これによれば、１個の半導体レーザアレイに要求される発光点の数を半減させることができるので、これらの発光点の光出力の検出〜フィードバック制御による光出力の設定処理に要する処理時間も半減させることができる。よって、画像濃度の変動を最小限に抑えて、高品質な画像を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
複数個の半導体レーザアレイの各々は、複数個の発光点に対して単一のコリメータレンズが配設されて、各発光点からのレーザ光は平行光束化して、走査光学系に入射させる構成とされる。ここに、走査光学系全体の副走査倍率によりビームスポット列の隣接ピッチが決定されることとなる。
【０００７】
しかしながら、半導体レーザアレイは各々走査光学系全体の副走査倍率によりその配列間隔が像面でのビームスポット列の隣接ピッチに拡大されて投影されるため、半導体レーザアレイの配列角度及び半導体レーザアレイ同士の配置関係を精度よく合わせないとビームスポットの配列順序が合わなかったり、良好なピッチ精度が得られないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、半導体レーザアレイ個々のビームスポット列の副走査ピッチの調整を可能とするとともに、その調整を単純作業で容易かつ確実に行えるようにすることで組立効率を向上させ得るマルチビーム光源装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、半導体レーザアレイのビームスポット列間の相対位置合わせの調整を可能とするとともに、その調整を単純作業で容易かつ確実に行えるようにすることで組立効率を向上させ得るマルチビーム光源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明では、上述のように２個の半導体レーザアレイを用いて多ビームを走査させる場合にも単ビーム時と同等に高品位な画像記録を行わせ得るマルチビーム光源装置及びマルチビーム走査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、直線上に複数個の発光点を有する第１の半導体レーザアレイと、この第１の半導体レーザアレイと同一構造の第２の半導体レーザアレイと、前記第１の半導体レーザアレイから射出される複数のレーザ光をカップリングする第１のカップリングレンズと、前記第２の半導体レーザアレイから射出される複数のレーザ光をカップリングする第２のカップリングレンズと、前記第１の半導体レーザアレイと前記第１のカップリングレンズとを第１の射出軸上に配置させるとともに前記第２の半導体レーザアレイと前記第２のカップリングレンズとを前記第１の射出軸に対して所定角度ずらされた第２の射出軸上に配置させてこれらの部材を一体に支持するベース部材と、を備え、前記第１の半導体レーザアレイを前記第１の射出軸に対して略平行に設定された第１の回転軸を中心に前記ベース部材に回動調整自在に支持させ、前記第２の半導体レーザアレイを前記第２の射出軸に対して略平行に設定されて前記第１の回転軸と非平行な第２の回転軸を中心に前記ベース部材に回動調整自在に支持させてなり、前記ベース部材は、前記第１及び第２の半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を走査して被走査面にビームスポットを形成するための走査光学系の光軸と略平行に設定され、前記第１の半導体レーザアレイの支持位置と前記第２の半導体レーザアレイの支持位置との間を通る第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けられている。
【００１２】
従って、第１及び第２の２個の半導体レーザアレイを各々個別にその射出軸と略平行に設定された第１及び第２の回転軸を中心にベース部材に回動調整自在に支持させるとともに、第１及び第２の回転軸を互いに非平行としてなるので、各半導体レーザアレイのビームスポット列を分離させることができ、半導体レーザアレイ毎に独立してその姿勢を保つことが可能となり、組立効率を向上させることができる。
【００１４】
また、第1、第２の一対の半導体レーザアレイ及びカップリングレンズを同一のベース部材上に支持させるとともに、このベース部材を走査光学系の光軸と略平行に設定された第３の回転軸を中心にホルダ部材に回動調整自在に保持させてなるので、各半導体レーザアレイのビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、直線上に複数個の発光点を有する第１の半導体レーザアレイと、この第１の半導体レーザアレイと同一構造の第２の半導体レーザアレイと、前記第１の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光をカップリングする第１のカップリングレンズと、前記第２の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光をカップリングする第２のカップリングレンズと、前記第１の半導体レーザアレイと前記第１のカップリングレンズとを第１の射出軸上に配置させて前記第１の射出軸に対して略平行に設定された第１の回転軸を中心に一体に回動調整自在に支持する第1のベース部材と、前記第２の半導体レーザアレイと前記第２のカップリングレンズとを第２の射出軸上に配置させて前記第２の射出軸に対して略平行に設定されて前記第１の回転軸と非平行な第２の回転軸を中心に一体に回動調整自在に支持する第２のベース部材と、前記第１及び第２の半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を走査して被走査面にビームスポットを形成するための走査光学系の光軸と略平行に設定され、前記第１の半導体レーザアレイの支持位置と前記第２の半導体レーザアレイの支持位置との間を通る第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けられて前記第１及び第２のベース部材を保持するホルダ部材と、を備える。
【００１６】
従って、第１及び第２の各対毎に半導体レーザアレイ及びカップリングレンズをその射出軸と略平行に設定された第１及び第２の回転軸を中心に各々回動調整自在な第１及び第２のベース部材に一体に支持させるとともに、これらの第１及び第２の回転軸を互いに非平行としてなるので、カップリングレンズと発光点との配置関係を保ったまま半導体レーザアレイ毎のピッチ調整を行うことが可能となり、ピッチ調整に伴う他の光学性能への影響を回避し、容易、かつ、確実に調整を行うことができ、組立効率を向上させることができる。
【００１８】
また、第1、第２の一対のベース部材を同一のホルダ部材上に保持させるとともに、このホルダ部材を走査光学系の光軸と略平行に設定された第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けたので、各半導体レーザアレイのビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のマルチビーム光源装置において、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とは前記走査光学系におけるポリゴンミラー反射点近傍で交差するように設定されている。
【００２０】
従って、第１及び第２の回転軸を走査光学系におけるポリゴンミラー反射点近傍で交差するように設定することで、反射点位置の差による光学性能のばらつきを抑えることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００２１】
請求項４記載の発明のマルチビーム走査装置は、請求項１ないし３の何れか一に記載のマルチビーム光源装置と、このマルチビーム光源装置により出力される複数のレーザ光を偏向走査させる偏向手段と、この偏向手段により偏向走査される複数のレーザ光を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系とを有する走査光学系と、を備える。
【００２２】
従って、各光スポットの間隔の均一なる状態で感光体等の被走査面上への光書込みを行わせることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。まず、本実施の形態の前提として、半導体レーザアレイを用いた場合の結像関係について図１及び図２を参照して説明する。図１は２つの発光点１ａ，１ｂを有する半導体レーザアレイ１の発光点間隔をｄ、その副走査方向成分をｄｓ、走査光学系２の副走査倍率をβとすると、被走査面（感光体面等の像面）３上での副走査ピッチＰｓは、概ね、
Ｐｓ＝β・ｄｓ
で表される。４は焦点距離ｆのコリメートレンズ（カップリングレンズ）である。
【００２４】
ここで、副走査倍率βは通常３〜７倍程度であるので、半導体レーザアレイ１の発光点間隔ｄが比較的狭い（１０〜３０μｍ）場合には、図２（ａ）に示すように発光点１ａ，１ｂの配列方向を副走査方向に配列させ所定の副走査ピッチＰｓ（例えば、１６dot／ｍｍの場合であれば、６３．５μｍ）が得られるように発光点間隔ｄに合わせて副走査倍率βの設計がなされる。一方、半導体レーザアレイ１の発光点間隔ｄが比較的広い（１００〜１５０μｍ）場合には、図２（ｂ）に示すように発光点１ａ，１ｂの配列方向を主走査方向とし射出軸ａに垂直な面内で角度θだけ傾けることにより生ずる副走査方向成分を利用して副走査倍率βの設計がなされる。
【００２５】
ここに、本実施の形態では、図２（ａ）方式を前提としており、基本的には、図３に示すように、４個の発光点１ａ〜１ｄを有する半導体レーザアレイ(発光点間隔１４μｍ)１を用い、コリメートレンズ４の光軸Ｃを対称として副走査方向に正確に配置させた場合に所定の副走査ピッチが得られるように走査光学系２が設計されている(ｄ＝ｄｓ)。
【００２６】
このような前提の下、本実施の形態の構成例を図４ないし図６により説明する。図４は本実施の形態のマルチビーム光源装置の分解斜視図、図５はその組立状態における縦断側面図である。本実施の形態は、各々４個の発光点を有する２個の半導体レーザアレイ１１，１２（第１，２の半導体レーザアレイ）を用いる８ビーム光源装置として構成されている。これらの半導体レーザアレイ１１，１２は同一構造で形成されている。また、これらの半導体レーザアレイ１１，１２に対して対をなし、射出光を平行光として走査光学系にカップリングさせるためのカップリングレンズ１３，１４（第１，２のカップリングレンズ）も設けられている。
【００２７】
半導体レーザアレイ１１，１２は、各々主走査方向に微小に傾斜させた（本実施の形態では約１．５°）ベース部材１５の嵌合穴１５ａ，１５ｂに個別に円筒状ヒートシンク部１６，１７の半分厚を嵌合させ押え部材１８，１９の突起１８ａ，１９ａをヒートシンク部１６，１７の切欠部１６ａ，１７ａに合わせた状態で背面側からねじ２０によりベース部材１５に取付けられている。
【００２８】
また、ベース部材１５はホルダ部材２１に円筒状係合部１５ｃを係合させた状態で、ねじ２２を長穴２１ａ，２１ｂを介してねじ穴１５ｄ，１５ｅにねじ止めすることにより固定されて光源ユニットが構成される。このとき、各半導体レーザアレイ１１，１２の発光点同士の位置合せを行うためベース部材１５をホルダ部材２１に対して円筒状係合部１５ｃの中心を回転軸（第3の回転軸）としてγ方向の角度調整を行うと同時に、この角度調整によっても発光点の配列方向が常に副走査方向との平行を保てるようにヒートシンク部１６，１７の各々の中心を回転軸（第１及び第2の回転軸）として押え部材１８，１９を各々回動させることにより、α方向の角度が補正自在とされている。
【００２９】
カップリングレンズ１３，１４は各々その外周をベース部材１５の半円状の取付面１５ｆ，１５ｇに沿わせて発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着される。
【００３０】
光学ハウジングへの取付けは、取付壁２３に形成された基準穴２３ａにホルダ部材２１の円筒部２１ｃを係合させてねじにより固定される。
【００３１】
なお、本実施の形態では、ヒートシンク部１６，１７の中心である回転軸（第１及び第2の回転軸）を射出軸ａ１，ａ２に、円筒状係合部１５ｃの中心を走査光学系の光軸Ｃに、各々略一致させているが、必ずしも一致させる必要はなく、図６に示すような関係が維持されるよう略平行であればよい。
【００３２】
図６には被走査面（感光体面等の像面）上における半導体レーザアレイ１１，１２の各ビームスポット列の配置関係を示す。図６では、半導体レーザアレイ１１の４個の発光点により形成されるビームスポットを２４ａ〜２４ｄで示し、半導体レーザアレイ１２の４個の発光点により形成されるビームスポットを２５ａ〜２５ｄで示す。半導体レーザアレイ１１，１２において発光点は等間隔に並んでいるため隣接するビームスポット間のピッチＰｓも均等で、本実施の形態では記録ピッチＰに対して１ライン置きに配列するよう副走査倍率βが設計されている。また、各半導体レーザアレイ１１，１２の射出軸ａ１，ａ２が主走査方向に僅かに傾斜されていることでビームスポット列は主走査方向に分離され間隔ｘだけ隔てて配置され、γ方向への回転により各ビームスポット列の配列を1ライン分ずらすことで各ラインを走査するようにしている。
【００３３】
このように、本実施の形態によれば、半導体レーザアレイ１１，１２は各々個別にその射出軸ａ１，ａ２と略一致させて設定された回転軸（第１及び第２の回転軸）を有し各々の回転軸を中心として回動調整可能に支持してなるとともに、これらの回転軸は互いに非平行であるので、被走査面上における各半導体レーザアレイ１１，１２のビームスポット列を分離させることができ、よって、半導体レーザアレイ１１，１２毎に独立して姿勢を保つことが可能となり組立効率が向上する。併せて、一対の半導体レーザアレイ１１，１２及びカップリングレンズ１３，１４が同一のベース部材１５上に支持されているとともに、このベース部材１５は走査光学系２の光軸Ｃと略一致させて設定された回転軸（第３の回転軸）を中心として回動調整可能に支持されているので、各半導体レーザアレイ１１，１２のビームスポット列間の副走査方向の相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上する。よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００３４】
本発明の第二の実施の形態を図７ないし図１０に基づいて説明する。本実施の形態では、図２（ｂ）方式を前提としており、基本的には、図７に示すように、２個の発光点３１ａ，３１ｂを有する半導体レーザアレイ(発光点間隔１００μｍ)３１を用い、コリメートレンズ３２の光軸Ｃを対称として主走査方向に配置させ、光軸Ｃに垂直な面内で角度α回動させ、その副走査方向成分ｄｓ＝ｄ・sinαにより副走査方向に正確な所定の副走査ピッチＰｓが得られるように走査光学系が設計されている。
【００３５】
このような前提の下、本実施の形態の構成例を図８ないし図１０により説明する。図８は本実施の形態のマルチビーム光源装置の分解斜視図、図９はその組立状態における縦断側面図である。本実施の形態は、各々２個の発光点を有する２個の半導体レーザアレイ４１，４２（第１，２の半導体レーザアレイ）を用いる４ビーム光源装置として構成されている。
【００３６】
まず、半導体レーザアレイ４１，４２は各々ベース部材４３，４４（第１，２のベース部材）に形成された嵌合穴４３ａ，４４ａに圧入され固定されている。カップリングレンズ４５，４６（第１，２のカップリングレンズ）は各々その外周をベース部材４３，４４の半円状の取付面４３ｂ，４４ｂに沿わせて各々の半導体レーザアレイ４１，４２の２個の発光点から射出された発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着されている。
【００３７】
これらのベース部材４３，４４は、中間部材４７の主走査方向に微小に傾斜させた取付面４７ａに各々円筒状係合部４３ｃ，４４ｃを係合穴４７ｂ，４７ｃに係合させ、ねじ４８を各々２ヶ所ずつ穴４７ｄ，４７ｅを介してねじ穴４３ｄ，４４ｄにねじ止めすることにより固定されている。また、中間部材４７はホルダ部材４９にねじ５０をねじ穴４７ｆ，４７ｇにねじ止めすることにより固定されている。このようにして光源ユニットが構成されている。ここに、ホルダ部材４９は光学ハウジング取付壁５１に形成された基準穴５１ａに係合し、走査光学系の光軸Ｃと同軸上に位置させて円筒部４９ａが形成されており、この円筒部４９ａの中心を回転軸（第３の回転軸）として回動調整自在に保持されている。
【００３８】
さらに、ねじりスプリング５２は基準穴５１ａから突出してホルダ部材４９の円筒部４９ａに挿入されその一端５２ａが止輪５３の穴５３ａに挿入されるとともにスプリング自身を圧縮させることにより止輪５３を円筒部４９ａ外周に形成された突起部４９ｂに引っ掛け、他端５２ｃが光学ハウジング取付壁５１の係止部５１ｂに引っ掛けられている。これにより、ホルダ部材４９はねじりスプリング５２の付勢力により光学ハウジング取付壁５１に密着するように取付けられている。また、止輪５３の立ち上げ部５３ｃがホルダ部材４９の突起４９ｂに係止することにより、時計方向の回転付勢力が付与されており、この付勢力に抗して調整ねじ５４がハウジングに固定され、ホルダ部材４９の一側に形成されたレバー片４９ｃに突き当てることにより、調整ねじ５４の送りにより円筒部４９ａの中心を回転軸としてγ方向に回転調整自在に保持されている。
【００３９】
このとき、各ベース部材４３，４４についても同時に円筒状係合部４３ｃ，４４ｃの中心を回転軸（第１、第２の回転軸）としてホルダ部材４９に対して回動調整自在に支持させているので、上述のようにホルダ部材４９の回動調整によりγ調整を行っても各ベース部材４３，４４のα方向の角度補正により各半導体レーザアレイ４１，４２は常に所定の角度αを保つように構成されている。
【００４０】
なお、本実施の形態でも円筒状係合部４３ａ，４４ａの中心を射出軸ａ１、ａ２に略一致させているが、必ずしも一致させる必要はなく、図１０に示すような関係が維持されるよう略平行であればよい。
【００４１】
図１０には被走査面（感光体面等の像面）上における半導体レーザアレイ４１，４２の各ビームスポット列の配置関係を示す。図１０では、半導体レーザアレイ４１の発光点により形成されるビームスポットを５５ａ，５５ｂで示し、半導体レーザアレイ４２の発光点により形成されるビームスポットを５６ａ，５６ｂで示す。発光点間隔ｄは走査光学系の倍率によりビームスポット間隔Ｐｍに投影されるが、ビームスポット列毎にα方向に傾けることで副走査ピッチＰに合わせることができる。また、各半導体レーザアレイ４１，４２の射出軸ａ１，ａ２が主走査方向に僅かに傾斜されていることでビームスポット列は主走査方向に分離され間隔ｘだけ隔てて配置され、γ方向への回転することで各ビームスポット列の配列を2ライン分ずらし各ラインを走査するようにしている。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、半導体レーザアレイ４１及びカップリングレンズ４５が射出軸ａ１上に設けられたベース部材４３と、半導体レーザアレイ４２及びカップリングレンズ４６が射出軸ａ２に設けられたベース部材４４とを、各々射出軸ａ１，ａ２と略一致させて設定された非平行な各々の回転軸を中心に回動調整自在としてホルダ部材４９に支持させてなるので、カップリングレンズ４５，４６と発光点との配置関係を保ったまま半導体レーザアレイ４１，４２毎のピッチ調整を行うことが可能となり、ピッチ調整に伴う他の光学性能への影響を回避し、容易、かつ、確実に調整を行うことができ、組立効率が向上する。さらに、これらの一対のベース部材４３，４４を同一のホルダ部材４９上に保持させるとともに、このホルダ部材４９を走査光学系の光軸Ｃと略一致させて設定された回転軸を中心として回動調整自在に設けているので、各半導体レーザアレイ４１，４２のビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００４３】
本発明の第三の実施の形態を図１１に基づいて説明する。本実施の形態は、第一の実施の形態又は第二の実施の形態の如く構成された光源ユニット（マルチビーム光源装置）６１のレーザプリンタへの適用例を示すものである。
【００４４】
上述の如く構成された光源ユニット６１は何れの実施の形態においても、図１１に示すように半導体レーザアレイ６２，６３（１１，１２又は４１，４２に相当する）とカップリングレンズ６４，６５（１３，１４又は４５，４６に相当する）との光軸を射出軸ａ１，ａ２上で一致させることで主走査方向に対称に射出角度を持たせ、走査光学系６６中の偏向手段としてのポリゴンミラー６７の反射点近傍で射出軸ａ１，ａ２（従って、第１及び第２の回転軸）が交差するように配置されている。各半導体レーザアレイ６２，６３から射出された複数のレーザビームはシリンダレンズ６８を介してポリゴンミラー６７で一括して偏向走査され、ビーム結像光学系を構成するｆθレンズ６９、ミラー７０及びトロイダルレンズ７１により被走査面としての感光体７２上に結像され、副走査方向のピッチＰにて複数ライン同時に書込み記録が行われる。
【００４５】
従って、射出軸ａ１，ａ２（第１及び第２の回転軸）を走査光学系６６におけるポリゴンミラー６７の反射点近傍で交差するように設定することで、反射点位置の差による光学性能のばらつきを抑えることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００４６】
なお、第一の実施の形態では、各々４個の発光点を有する半導体レーザアレイ１１，１２を用い、第二の実施の形態では各々２個の発光点を有する半導体レーザアレイ４１，４２を用いたが、このような発光点数に制約されないのはもちろんである。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、第１及び第２の半導体レーザアレイを各々個別にその射出軸と略平行に設定された第１及び第２の回転軸を中心としてベース部材に回動調整自在に支持させるとともに、第１及び第２の回転軸を互いに非平行としてなるので、各半導体レーザアレイのビームスポット列を分離させることができ、半導体レーザアレイ毎に独立してその姿勢を保つことが可能となり、組立効率を向上させることができる。
【００４８】
請求項１記載の発明によれば、第１、第２の一対の半導体レーザアレイ及びカップリングレンズを同一のベース部材上に支持させるとともに、このベース部材を走査光学系の光軸と略平行に設定された第３の回転軸を中心としてホルダ部材に回動調整自在に保持させてなるので、各半導体レーザアレイのビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００４９】
請求項２記載の発明によれば、第１及び第２の各対毎に半導体レーザアレイ及びカップリングレンズをその射出軸と略平行に設定された第１及び第２の回転軸を中心として各々回動調整自在な第１及び第２のベース部材に一体に支持させるとともに、これらの第１及び第２の回転軸を互いに非平行としてなるので、カップリングレンズと発光点との配置関係を保ったまま半導体レーザアレイ毎のピッチ調整を行うことが可能となり、ピッチ調整に伴う他の光学性能への影響を回避し、容易、かつ、確実に調整を行うことができ、組立効率を向上させることができる。
【００５０】
請求項２記載の発明によれば、第１、第２の一対のベース部材を同一のホルダ部材上に保持させるとともに、このホルダ部材を走査光学系の光軸と略平行に設定された第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けたので、各半導体レーザアレイのビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載のマルチビーム光源装置において、第１及び第２の回転軸を走査光学系におけるポリゴンミラー反射点近傍で交差するように設定したので、反射点位置の差による光学性能のばらつきを抑えることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００５２】
請求項４記載の発明のマルチビーム走査装置によれば、請求項１ないし３の何れか一に記載のマルチビーム光源装置を備えるので、各光スポットの間隔の均一なる状態で感光体等の被走査面上への光書込みを行わせることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提として、２つの発光点を有する半導体レーザアレイの発光点ピッチと被走査面における副走査ピッチとの関係を示す光学系説明図である。
【図２】その複数個の発光点の配列方式を示す説明図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態の前提とする発光点の配列方式を示す説明図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態のマルチビーム光源装置を示す分解斜視図である。
【図５】その組立状態における縦断側面図である。
【図６】被走査面上でのビームスポット配列を示す説明図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態の前提とする発光点の配列方式を示す説明図である。
【図８】本発明の第二の実施の形態のマルチビーム光源装置を示す分解斜視図である。
【図９】その組立状態における縦断側面図である。
【図１０】被走査面上でのビームスポット配列を示す説明図である。
【図１１】本発明の第三の実施の形態のレーザプリンタ構成例を示す斜視図である。である。
【符号の説明】
１１ 第１の半導体レーザアレイ
１２ 第２の半導体レーザアレイ
１３ 第1のカップリングレンズ
１４ 第２のカップリングレンズ
１５ ベース部材
２１ ホルダ部材
４１ 第１の半導体レーザアレイ
４２ 第２の半導体レーザアレイ
４３ 第1のベース部材
４４ 第2のベース部材
４５ 第1のカップリングレンズ
４６ 第２のカップリングレンズ
４９ ホルダ部材
６１ マルチビーム光源装置
６２ 第１の半導体レーザアレイ
６３ 第２の半導体レーザアレイ
６４ 第1のカップリングレンズ
６５ 第２のカップリングレンズ
６６ 走査光学系
６７ ポリゴンミラー
６９，７１ 結像光学系
ａ１ 第1の射出軸
ａ２ 第2の射出軸
Ｃ 走査光学系の光軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置の光書込走査装置に適用され、特に、複数のレーザビームにより感光体等の被走査面上を同時に走査させるために用いられるマルチビーム光源装置及びこれを用いたマルチビーム走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光書込系に用いられる光走査装置において記録速度を向上させる手法として、偏向手段としてのポリゴンミラーの回転速度を上げる方法がある。しかし、この方法ではポリゴンモータの耐久性や騒音、振動、及び、レーザの変調速度等が問題となり、かつ、記録速度の向上にも限界がある。
【０００３】
そこで、一度に複数本のレーザビームを走査して複数の記録ラインを同時に記録させるマルチビーム走査装置が提案されている。例えば、特開昭５６−４２２４８号公報に示されるように複数個の発光源（発光点）をモノリシックにアレイ状に配列させた半導体レーザアレイを光源として用いるようにしている。
【０００４】
通常、半導体レーザの光出力は１走査ライン毎に画像領域外の走査時間を利用して、その光出力を検出し、フィードバック制御により印加電流量の設定が行われる。上述した公報例のような半導体レーザアレイでは発光源（発光点）は複数であるものの、光出力を検出するセンサは共通であるため、光出力の検出〜フィードバックによる出力設定を時系列的に行なわざるを得ない。従って、半導体レーザアレイにおける光源数が多くなるに従い、この処理に要する時間が増加し、１走査毎の画像領域外の走査時間では間に合わなくなる可能性が大きい。間に合わない場合には、ページ間の走査時間を利用して上記の処理を行なうが、これでは、設定した印加電流量を長時間に渡って保持しなければならず、その間にレーザ出力が変動し画像濃度が変化してしまう可能性がある。
【０００５】
この点、特開平７−７２４０７号公報によれば、複数個の半導体レーザアレイの複数の発光点から射出されるレーザ光をプリズム等のビーム合成手段を用いて合成させ、恰も１つの光源から複数本のレーザ光が射出される如く構成したマルチビーム光源ユニットが提案されている。これによれば、１個の半導体レーザアレイに要求される発光点の数を半減させることができるので、これらの発光点の光出力の検出〜フィードバック制御による光出力の設定処理に要する処理時間も半減させることができる。よって、画像濃度の変動を最小限に抑えて、高品質な画像を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
複数個の半導体レーザアレイの各々は、複数個の発光点に対して単一のコリメータレンズが配設されて、各発光点からのレーザ光は平行光束化して、走査光学系に入射させる構成とされる。ここに、走査光学系全体の副走査倍率によりビームスポット列の隣接ピッチが決定されることとなる。
【０００７】
しかしながら、半導体レーザアレイは各々走査光学系全体の副走査倍率によりその配列間隔が像面でのビームスポット列の隣接ピッチに拡大されて投影されるため、半導体レーザアレイの配列角度及び半導体レーザアレイ同士の配置関係を精度よく合わせないとビームスポットの配列順序が合わなかったり、良好なピッチ精度が得られないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、半導体レーザアレイ個々のビームスポット列の副走査ピッチの調整を可能とするとともに、その調整を単純作業で容易かつ確実に行えるようにすることで組立効率を向上させ得るマルチビーム光源装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、半導体レーザアレイのビームスポット列間の相対位置合わせの調整を可能とするとともに、その調整を単純作業で容易かつ確実に行えるようにすることで組立効率を向上させ得るマルチビーム光源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明では、上述のように２個の半導体レーザアレイを用いて多ビームを走査させる場合にも単ビーム時と同等に高品位な画像記録を行わせ得るマルチビーム光源装置及びマルチビーム走査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、直線上に複数個の発光点を有する第１の半導体レーザアレイと、この第１の半導体レーザアレイと同一構造の第２の半導体レーザアレイと、前記第１の半導体レーザアレイから射出される複数のレーザ光をカップリングする第１のカップリングレンズと、前記第２の半導体レーザアレイから射出される複数のレーザ光をカップリングする第２のカップリングレンズと、前記第１の半導体レーザアレイと前記第１のカップリングレンズとを第１の射出軸上に配置させるとともに前記第２の半導体レーザアレイと前記第２のカップリングレンズとを前記第１の射出軸に対して所定角度ずらされた第２の射出軸上に配置させてこれらの部材を一体に支持するベース部材と、を備え、前記第１の半導体レーザアレイを前記第１の射出軸に対して略平行に設定された第１の回転軸を中心に前記ベース部材に回動調整自在に支持させ、前記第２の半導体レーザアレイを前記第２の射出軸に対して略平行に設定されて前記第１の回転軸と非平行な第２の回転軸を中心に前記ベース部材に回動調整自在に支持させてなり、前記ベース部材は、前記第１及び第２の半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を走査して被走査面にビームスポットを形成するための走査光学系の光軸と略平行に設定され、前記第１の半導体レーザアレイの支持位置と前記第２の半導体レーザアレイの支持位置との間を通る第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けられている。
【００１２】
従って、第１及び第２の２個の半導体レーザアレイを各々個別にその射出軸と略平行に設定された第１及び第２の回転軸を中心にベース部材に回動調整自在に支持させるとともに、第１及び第２の回転軸を互いに非平行としてなるので、各半導体レーザアレイのビームスポット列を分離させることができ、半導体レーザアレイ毎に独立してその姿勢を保つことが可能となり、組立効率を向上させることができる。
【００１４】
また、第1、第２の一対の半導体レーザアレイ及びカップリングレンズを同一のベース部材上に支持させるとともに、このベース部材を走査光学系の光軸と略平行に設定された第３の回転軸を中心にホルダ部材に回動調整自在に保持させてなるので、各半導体レーザアレイのビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、直線上に複数個の発光点を有する第１の半導体レーザアレイと、この第１の半導体レーザアレイと同一構造の第２の半導体レーザアレイと、前記第１の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光をカップリングする第１のカップリングレンズと、前記第２の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光をカップリングする第２のカップリングレンズと、前記第１の半導体レーザアレイと前記第１のカップリングレンズとを第１の射出軸上に配置させて前記第１の射出軸に対して略平行に設定された第１の回転軸を中心に一体に回動調整自在に支持する第1のベース部材と、前記第２の半導体レーザアレイと前記第２のカップリングレンズとを第２の射出軸上に配置させて前記第２の射出軸に対して略平行に設定されて前記第１の回転軸と非平行な第２の回転軸を中心に一体に回動調整自在に支持する第２のベース部材と、前記第１及び第２の半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を走査して被走査面にビームスポットを形成するための走査光学系の光軸と略平行に設定され、前記第１の半導体レーザアレイの支持位置と前記第２の半導体レーザアレイの支持位置との間を通る第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けられて前記第１及び第２のベース部材を保持するホルダ部材と、を備える。
【００１６】
従って、第１及び第２の各対毎に半導体レーザアレイ及びカップリングレンズをその射出軸と略平行に設定された第１及び第２の回転軸を中心に各々回動調整自在な第１及び第２のベース部材に一体に支持させるとともに、これらの第１及び第２の回転軸を互いに非平行としてなるので、カップリングレンズと発光点との配置関係を保ったまま半導体レーザアレイ毎のピッチ調整を行うことが可能となり、ピッチ調整に伴う他の光学性能への影響を回避し、容易、かつ、確実に調整を行うことができ、組立効率を向上させることができる。
【００１８】
また、第1、第２の一対のベース部材を同一のホルダ部材上に保持させるとともに、このホルダ部材を走査光学系の光軸と略平行に設定された第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けたので、各半導体レーザアレイのビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のマルチビーム光源装置において、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とは前記走査光学系におけるポリゴンミラー反射点近傍で交差するように設定されている。
【００２０】
従って、第１及び第２の回転軸を走査光学系におけるポリゴンミラー反射点近傍で交差するように設定することで、反射点位置の差による光学性能のばらつきを抑えることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００２１】
請求項４記載の発明のマルチビーム走査装置は、請求項１ないし３の何れか一に記載のマルチビーム光源装置と、このマルチビーム光源装置により出力される複数のレーザ光を偏向走査させる偏向手段と、この偏向手段により偏向走査される複数のレーザ光を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系とを有する走査光学系と、を備える。
【００２２】
従って、各光スポットの間隔の均一なる状態で感光体等の被走査面上への光書込みを行わせることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。まず、本実施の形態の前提として、半導体レーザアレイを用いた場合の結像関係について図１及び図２を参照して説明する。図１は２つの発光点１ａ，１ｂを有する半導体レーザアレイ１の発光点間隔をｄ、その副走査方向成分をｄｓ、走査光学系２の副走査倍率をβとすると、被走査面（感光体面等の像面）３上での副走査ピッチＰｓは、概ね、
Ｐｓ＝β・ｄｓ
で表される。４は焦点距離ｆのコリメートレンズ（カップリングレンズ）である。
【００２４】
ここで、副走査倍率βは通常３〜７倍程度であるので、半導体レーザアレイ１の発光点間隔ｄが比較的狭い（１０〜３０μｍ）場合には、図２（ａ）に示すように発光点１ａ，１ｂの配列方向を副走査方向に配列させ所定の副走査ピッチＰｓ（例えば、１６dot／ｍｍの場合であれば、６３．５μｍ）が得られるように発光点間隔ｄに合わせて副走査倍率βの設計がなされる。一方、半導体レーザアレイ１の発光点間隔ｄが比較的広い（１００〜１５０μｍ）場合には、図２（ｂ）に示すように発光点１ａ，１ｂの配列方向を主走査方向とし射出軸ａに垂直な面内で角度θだけ傾けることにより生ずる副走査方向成分を利用して副走査倍率βの設計がなされる。
【００２５】
ここに、本実施の形態では、図２（ａ）方式を前提としており、基本的には、図３に示すように、４個の発光点１ａ〜１ｄを有する半導体レーザアレイ(発光点間隔１４μｍ)１を用い、コリメートレンズ４の光軸Ｃを対称として副走査方向に正確に配置させた場合に所定の副走査ピッチが得られるように走査光学系２が設計されている(ｄ＝ｄｓ)。
【００２６】
このような前提の下、本実施の形態の構成例を図４ないし図６により説明する。図４は本実施の形態のマルチビーム光源装置の分解斜視図、図５はその組立状態における縦断側面図である。本実施の形態は、各々４個の発光点を有する２個の半導体レーザアレイ１１，１２（第１，２の半導体レーザアレイ）を用いる８ビーム光源装置として構成されている。これらの半導体レーザアレイ１１，１２は同一構造で形成されている。また、これらの半導体レーザアレイ１１，１２に対して対をなし、射出光を平行光として走査光学系にカップリングさせるためのカップリングレンズ１３，１４（第１，２のカップリングレンズ）も設けられている。
【００２７】
半導体レーザアレイ１１，１２は、各々主走査方向に微小に傾斜させた（本実施の形態では約１．５°）ベース部材１５の嵌合穴１５ａ，１５ｂに個別に円筒状ヒートシンク部１６，１７の半分厚を嵌合させ押え部材１８，１９の突起１８ａ，１９ａをヒートシンク部１６，１７の切欠部１６ａ，１７ａに合わせた状態で背面側からねじ２０によりベース部材１５に取付けられている。
【００２８】
また、ベース部材１５はホルダ部材２１に円筒状係合部１５ｃを係合させた状態で、ねじ２２を長穴２１ａ，２１ｂを介してねじ穴１５ｄ，１５ｅにねじ止めすることにより固定されて光源ユニットが構成される。このとき、各半導体レーザアレイ１１，１２の発光点同士の位置合せを行うためベース部材１５をホルダ部材２１に対して円筒状係合部１５ｃの中心を回転軸（第3の回転軸）としてγ方向の角度調整を行うと同時に、この角度調整によっても発光点の配列方向が常に副走査方向との平行を保てるようにヒートシンク部１６，１７の各々の中心を回転軸（第１及び第2の回転軸）として押え部材１８，１９を各々回動させることにより、α方向の角度が補正自在とされている。
【００２９】
カップリングレンズ１３，１４は各々その外周をベース部材１５の半円状の取付面１５ｆ，１５ｇに沿わせて発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着される。
【００３０】
光学ハウジングへの取付けは、取付壁２３に形成された基準穴２３ａにホルダ部材２１の円筒部２１ｃを係合させてねじにより固定される。
【００３１】
なお、本実施の形態では、ヒートシンク部１６，１７の中心である回転軸（第１及び第2の回転軸）を射出軸ａ１，ａ２に、円筒状係合部１５ｃの中心を走査光学系の光軸Ｃに、各々略一致させているが、必ずしも一致させる必要はなく、図６に示すような関係が維持されるよう略平行であればよい。
【００３２】
図６には被走査面（感光体面等の像面）上における半導体レーザアレイ１１，１２の各ビームスポット列の配置関係を示す。図６では、半導体レーザアレイ１１の４個の発光点により形成されるビームスポットを２４ａ〜２４ｄで示し、半導体レーザアレイ１２の４個の発光点により形成されるビームスポットを２５ａ〜２５ｄで示す。半導体レーザアレイ１１，１２において発光点は等間隔に並んでいるため隣接するビームスポット間のピッチＰｓも均等で、本実施の形態では記録ピッチＰに対して１ライン置きに配列するよう副走査倍率βが設計されている。また、各半導体レーザアレイ１１，１２の射出軸ａ１，ａ２が主走査方向に僅かに傾斜されていることでビームスポット列は主走査方向に分離され間隔ｘだけ隔てて配置され、γ方向への回転により各ビームスポット列の配列を1ライン分ずらすことで各ラインを走査するようにしている。
【００３３】
このように、本実施の形態によれば、半導体レーザアレイ１１，１２は各々個別にその射出軸ａ１，ａ２と略一致させて設定された回転軸（第１及び第２の回転軸）を有し各々の回転軸を中心として回動調整可能に支持してなるとともに、これらの回転軸は互いに非平行であるので、被走査面上における各半導体レーザアレイ１１，１２のビームスポット列を分離させることができ、よって、半導体レーザアレイ１１，１２毎に独立して姿勢を保つことが可能となり組立効率が向上する。併せて、一対の半導体レーザアレイ１１，１２及びカップリングレンズ１３，１４が同一のベース部材１５上に支持されているとともに、このベース部材１５は走査光学系２の光軸Ｃと略一致させて設定された回転軸（第３の回転軸）を中心として回動調整可能に支持されているので、各半導体レーザアレイ１１，１２のビームスポット列間の副走査方向の相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上する。よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００３４】
本発明の第二の実施の形態を図７ないし図１０に基づいて説明する。本実施の形態では、図２（ｂ）方式を前提としており、基本的には、図７に示すように、２個の発光点３１ａ，３１ｂを有する半導体レーザアレイ(発光点間隔１００μｍ)３１を用い、コリメートレンズ３２の光軸Ｃを対称として主走査方向に配置させ、光軸Ｃに垂直な面内で角度α回動させ、その副走査方向成分ｄｓ＝ｄ・sinαにより副走査方向に正確な所定の副走査ピッチＰｓが得られるように走査光学系が設計されている。
【００３５】
このような前提の下、本実施の形態の構成例を図８ないし図１０により説明する。図８は本実施の形態のマルチビーム光源装置の分解斜視図、図９はその組立状態における縦断側面図である。本実施の形態は、各々２個の発光点を有する２個の半導体レーザアレイ４１，４２（第１，２の半導体レーザアレイ）を用いる４ビーム光源装置として構成されている。
【００３６】
まず、半導体レーザアレイ４１，４２は各々ベース部材４３，４４（第１，２のベース部材）に形成された嵌合穴４３ａ，４４ａに圧入され固定されている。カップリングレンズ４５，４６（第１，２のカップリングレンズ）は各々その外周をベース部材４３，４４の半円状の取付面４３ｂ，４４ｂに沿わせて各々の半導体レーザアレイ４１，４２の２個の発光点から射出された発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着されている。
【００３７】
これらのベース部材４３，４４は、中間部材４７の主走査方向に微小に傾斜させた取付面４７ａに各々円筒状係合部４３ｃ，４４ｃを係合穴４７ｂ，４７ｃに係合させ、ねじ４８を各々２ヶ所ずつ穴４７ｄ，４７ｅを介してねじ穴４３ｄ，４４ｄにねじ止めすることにより固定されている。また、中間部材４７はホルダ部材４９にねじ５０をねじ穴４７ｆ，４７ｇにねじ止めすることにより固定されている。このようにして光源ユニットが構成されている。ここに、ホルダ部材４９は光学ハウジング取付壁５１に形成された基準穴５１ａに係合し、走査光学系の光軸Ｃと同軸上に位置させて円筒部４９ａが形成されており、この円筒部４９ａの中心を回転軸（第３の回転軸）として回動調整自在に保持されている。
【００３８】
さらに、ねじりスプリング５２は基準穴５１ａから突出してホルダ部材４９の円筒部４９ａに挿入されその一端５２ａが止輪５３の穴５３ａに挿入されるとともにスプリング自身を圧縮させることにより止輪５３を円筒部４９ａ外周に形成された突起部４９ｂに引っ掛け、他端５２ｃが光学ハウジング取付壁５１の係止部５１ｂに引っ掛けられている。これにより、ホルダ部材４９はねじりスプリング５２の付勢力により光学ハウジング取付壁５１に密着するように取付けられている。また、止輪５３の立ち上げ部５３ｃがホルダ部材４９の突起４９ｂに係止することにより、時計方向の回転付勢力が付与されており、この付勢力に抗して調整ねじ５４がハウジングに固定され、ホルダ部材４９の一側に形成されたレバー片４９ｃに突き当てることにより、調整ねじ５４の送りにより円筒部４９ａの中心を回転軸としてγ方向に回転調整自在に保持されている。
【００３９】
このとき、各ベース部材４３，４４についても同時に円筒状係合部４３ｃ，４４ｃの中心を回転軸（第１、第２の回転軸）としてホルダ部材４９に対して回動調整自在に支持させているので、上述のようにホルダ部材４９の回動調整によりγ調整を行っても各ベース部材４３，４４のα方向の角度補正により各半導体レーザアレイ４１，４２は常に所定の角度αを保つように構成されている。
【００４０】
なお、本実施の形態でも円筒状係合部４３ａ，４４ａの中心を射出軸ａ１、ａ２に略一致させているが、必ずしも一致させる必要はなく、図１０に示すような関係が維持されるよう略平行であればよい。
【００４１】
図１０には被走査面（感光体面等の像面）上における半導体レーザアレイ４１，４２の各ビームスポット列の配置関係を示す。図１０では、半導体レーザアレイ４１の発光点により形成されるビームスポットを５５ａ，５５ｂで示し、半導体レーザアレイ４２の発光点により形成されるビームスポットを５６ａ，５６ｂで示す。発光点間隔ｄは走査光学系の倍率によりビームスポット間隔Ｐｍに投影されるが、ビームスポット列毎にα方向に傾けることで副走査ピッチＰに合わせることができる。また、各半導体レーザアレイ４１，４２の射出軸ａ１，ａ２が主走査方向に僅かに傾斜されていることでビームスポット列は主走査方向に分離され間隔ｘだけ隔てて配置され、γ方向への回転することで各ビームスポット列の配列を2ライン分ずらし各ラインを走査するようにしている。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、半導体レーザアレイ４１及びカップリングレンズ４５が射出軸ａ１上に設けられたベース部材４３と、半導体レーザアレイ４２及びカップリングレンズ４６が射出軸ａ２に設けられたベース部材４４とを、各々射出軸ａ１，ａ２と略一致させて設定された非平行な各々の回転軸を中心に回動調整自在としてホルダ部材４９に支持させてなるので、カップリングレンズ４５，４６と発光点との配置関係を保ったまま半導体レーザアレイ４１，４２毎のピッチ調整を行うことが可能となり、ピッチ調整に伴う他の光学性能への影響を回避し、容易、かつ、確実に調整を行うことができ、組立効率が向上する。さらに、これらの一対のベース部材４３，４４を同一のホルダ部材４９上に保持させるとともに、このホルダ部材４９を走査光学系の光軸Ｃと略一致させて設定された回転軸を中心として回動調整自在に設けているので、各半導体レーザアレイ４１，４２のビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００４３】
本発明の第三の実施の形態を図１１に基づいて説明する。本実施の形態は、第一の実施の形態又は第二の実施の形態の如く構成された光源ユニット（マルチビーム光源装置）６１のレーザプリンタへの適用例を示すものである。
【００４４】
上述の如く構成された光源ユニット６１は何れの実施の形態においても、図１１に示すように半導体レーザアレイ６２，６３（１１，１２又は４１，４２に相当する）とカップリングレンズ６４，６５（１３，１４又は４５，４６に相当する）との光軸を射出軸ａ１，ａ２上で一致させることで主走査方向に対称に射出角度を持たせ、走査光学系６６中の偏向手段としてのポリゴンミラー６７の反射点近傍で射出軸ａ１，ａ２（従って、第１及び第２の回転軸）が交差するように配置されている。各半導体レーザアレイ６２，６３から射出された複数のレーザビームはシリンダレンズ６８を介してポリゴンミラー６７で一括して偏向走査され、ビーム結像光学系を構成するｆθレンズ６９、ミラー７０及びトロイダルレンズ７１により被走査面としての感光体７２上に結像され、副走査方向のピッチＰにて複数ライン同時に書込み記録が行われる。
【００４５】
従って、射出軸ａ１，ａ２（第１及び第２の回転軸）を走査光学系６６におけるポリゴンミラー６７の反射点近傍で交差するように設定することで、反射点位置の差による光学性能のばらつきを抑えることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００４６】
なお、第一の実施の形態では、各々４個の発光点を有する半導体レーザアレイ１１，１２を用い、第二の実施の形態では各々２個の発光点を有する半導体レーザアレイ４１，４２を用いたが、このような発光点数に制約されないのはもちろんである。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、第１及び第２の半導体レーザアレイを各々個別にその射出軸と略平行に設定された第１及び第２の回転軸を中心としてベース部材に回動調整自在に支持させるとともに、第１及び第２の回転軸を互いに非平行としてなるので、各半導体レーザアレイのビームスポット列を分離させることができ、半導体レーザアレイ毎に独立してその姿勢を保つことが可能となり、組立効率を向上させることができる。
【００４８】
請求項１記載の発明によれば、第１、第２の一対の半導体レーザアレイ及びカップリングレンズを同一のベース部材上に支持させるとともに、このベース部材を走査光学系の光軸と略平行に設定された第３の回転軸を中心としてホルダ部材に回動調整自在に保持させてなるので、各半導体レーザアレイのビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００４９】
請求項２記載の発明によれば、第１及び第２の各対毎に半導体レーザアレイ及びカップリングレンズをその射出軸と略平行に設定された第１及び第２の回転軸を中心として各々回動調整自在な第１及び第２のベース部材に一体に支持させるとともに、これらの第１及び第２の回転軸を互いに非平行としてなるので、カップリングレンズと発光点との配置関係を保ったまま半導体レーザアレイ毎のピッチ調整を行うことが可能となり、ピッチ調整に伴う他の光学性能への影響を回避し、容易、かつ、確実に調整を行うことができ、組立効率を向上させることができる。
【００５０】
請求項２記載の発明によれば、第１、第２の一対のベース部材を同一のホルダ部材上に保持させるとともに、このホルダ部材を走査光学系の光軸と略平行に設定された第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けたので、各半導体レーザアレイのビームスポット列間の副走査方向における相対位置の微調整が可能となり、ピッチ設定精度が向上し、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載のマルチビーム光源装置において、第１及び第２の回転軸を走査光学系におけるポリゴンミラー反射点近傍で交差するように設定したので、反射点位置の差による光学性能のばらつきを抑えることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【００５２】
請求項４記載の発明のマルチビーム走査装置によれば、請求項１ないし３の何れか一に記載のマルチビーム光源装置を備えるので、各光スポットの間隔の均一なる状態で感光体等の被走査面上への光書込みを行わせることができ、よって、高品位な画像記録を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提として、２つの発光点を有する半導体レーザアレイの発光点ピッチと被走査面における副走査ピッチとの関係を示す光学系説明図である。
【図２】その複数個の発光点の配列方式を示す説明図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態の前提とする発光点の配列方式を示す説明図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態のマルチビーム光源装置を示す分解斜視図である。
【図５】その組立状態における縦断側面図である。
【図６】被走査面上でのビームスポット配列を示す説明図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態の前提とする発光点の配列方式を示す説明図である。
【図８】本発明の第二の実施の形態のマルチビーム光源装置を示す分解斜視図である。
【図９】その組立状態における縦断側面図である。
【図１０】被走査面上でのビームスポット配列を示す説明図である。
【図１１】本発明の第三の実施の形態のレーザプリンタ構成例を示す斜視図である。である。
【符号の説明】
１１ 第１の半導体レーザアレイ
１２ 第２の半導体レーザアレイ
１３ 第1のカップリングレンズ
１４ 第２のカップリングレンズ
１５ ベース部材
２１ ホルダ部材
４１ 第１の半導体レーザアレイ
４２ 第２の半導体レーザアレイ
４３ 第1のベース部材
４４ 第2のベース部材
４５ 第1のカップリングレンズ
４６ 第２のカップリングレンズ
４９ ホルダ部材
６１ マルチビーム光源装置
６２ 第１の半導体レーザアレイ
６３ 第２の半導体レーザアレイ
６４ 第1のカップリングレンズ
６５ 第２のカップリングレンズ
６６ 走査光学系
６７ ポリゴンミラー
６９，７１ 結像光学系
ａ１ 第1の射出軸
ａ２ 第2の射出軸
Ｃ 走査光学系の光軸
Claims (4)
- 直線上に複数個の発光点を有する第１の半導体レーザアレイと、
この第1の半導体レーザアレイと同一構造の第２の半導体レーザアレイと、
前記第１の半導体レーザアレイから射出される複数のレーザ光をカップリングする第１のカップリングレンズと、
前記第２の半導体レーザアレイから射出される複数のレーザ光をカップリングする第２のカップリングレンズと、
前記第１の半導体レーザアレイと前記第１のカップリングレンズとを第１の射出軸上に配置させるとともに前記第２の半導体レーザアレイと前記第２のカップリングレンズとを前記第１の射出軸に対して所定角度ずらされた第２の射出軸上に配置させてこれらの部材を一体に支持するベース部材と、
を備え、
前記第１の半導体レーザアレイを前記第１の射出軸に対して略平行に設定された第１の回転軸を中心に前記ベース部材に回動調整自在に支持させ、前記第２の半導体レーザアレイを前記第２の射出軸に対して略平行に設定されて前記第１の回転軸と非平行な第２の回転軸を中心に前記ベース部材に回動調整自在に支持させてなり、
前記ベース部材は、前記第１及び第２の半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を走査して被走査面にビームスポットを形成するための走査光学系の光軸と略平行に設定され、前記第１の半導体レーザアレイの支持位置と前記第２の半導体レーザアレイの支持位置との間を通る第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けられている、マルチビーム光源装置。 - 直線上に複数個の発光点を有する第１の半導体レーザアレイと、
この第１の半導体レーザアレイと同一構造の第２の半導体レーザアレイと、
前記第１の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光をカップリングする第１のカップリングレンズと、
前記第２の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光をカップリングする第２のカップリングレンズと、
前記第１の半導体レーザアレイと前記第１のカップリングレンズとを第１の射出軸上に配置させて前記第１の射出軸に対して略平行に設定された第１の回転軸を中心に一体に回動調整自在に支持する第1のベース部材と、
前記第２の半導体レーザアレイと前記第２のカップリングレンズとを第２の射出軸上に配置させて前記第２の射出軸に対して略平行に設定されて前記第１の回転軸と非平行な第２の回転軸を中心に一体に回動調整自在に支持する第２のベース部材と、
前記第１及び第２の半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を走査して被走査面にビームスポットを形成するための走査光学系の光軸と略平行に設定され、前記第１の半導体レーザアレイの支持位置と前記第２の半導体レーザアレイの支持位置との間を通る第３の回転軸を中心として回動調整自在に設けられて前記第１及び第２のベース部材を保持するホルダ部材と、
を備えるマルチビーム光源装置。 - 前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とは前記走査光学系におけるポリゴンミラー反射点近傍で交差するように設定されている請求項１又は２に記載のマルチビーム光源装置。
- 請求項１ないし３の何れか一に記載のマルチビーム光源装置と、
このマルチビーム光源装置により出力される複数のレーザ光を偏向走査させる偏向手段と、この偏向手段により偏向走査される複数のレーザ光を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系とを有する走査光学系と、
を備えるマルチビーム走査装置。
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