JP4355546B2 - マルチビーム走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル複写機やレーザプリンタ等の書込系に用いられる光走査装置に適用され、特に、複数の光ビームにより感光体等の被走査面上を同時に走査して記録速度を向上させ得るマルチビーム光走査装置に関する。

特開２００１−４９４１号公報

デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置は周知である。従来の１ビーム走査装置で記録速度を向上させる方法として、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、ポリゴンモータの負荷が増大し、その耐久性や騒音、振動等が問題となり、限界がある。そこで、一度に複数の光ビームを走査させることで複数ラインを同時に記録するマルチビーム走査装置が提案されている。

マルチビーム走査装置における従来技術としては、例えば、プリズムによるビーム合成手段や、あるいは、複数の発光素子を同一のチップ上に有するレーザーダイオードアレイを用いることなどが知られているが、いずれもコストが高かったり、厳しい調整精度が要求されるなど、課題が大きかった。

一方で、これらの課題を解決するものとして、簡単な構造で且つ低価格で組立性に優れたマルチビーム走査装置が上記特許文献１に開示されている。このマルチビーム走査装置は、光源部より射出される複数の光束の射出方向がある一点で交差するように設定し、加えて、その交差する点の近傍に光束径規制手段を配設している。

これにより、マルチビームにおける副走査ビームピッチの調整を、双方の光束が形成する角の２等分線上を回転軸とし、当該軸に対し回動させる事により可能としている。また、この走査装置においては、光源部の配置位置精度を緩和することが出来るため、低コスト化に大幅に有利である。

しかしながら、双方の光源から出射される光束に対するビームスポット径の劣化を防ぐためには、複数の光束が成す角を出来るだけ小さくする必要があり、すなわち、互いのカップリングレンズを極力近接させて配置する必要がある。

上記特許文献１の実施形態では、光源の間隔を主走査方向に約８ｍｍで設定してあるが、光源間隔がこれ以上大きくなった場合、ポリゴンミラーへの入射角が広がってしまう方向となり、所定の有効走査幅を確保できなくなってしまう。

また一方で、前述のように、カップリングレンズを近接させて配置することにより、該カップリングレンズを保持している接着層からの漏れ光（ゴースト光）が生じてしまうという問題がある。

すなわち、光源からの光束が、カップリングレンズを保持する接着層に入射してしまい、その光束が接着層により屈折され、偏向手段（ポリゴンミラー）によって反射され、走査光束に追従して移動する、いわゆるゴースト光となって感光体面上に露光され、異常画像となってしまう場合がある。

ここで、従来のマルチビーム走査装置の一例における漏れ光（ゴースト光）の発生について図２，３を参照して説明する。
図２において、２個の半導体レーザ１，２がホルダ部材３の裏側に設けられた嵌合穴に圧入されて支持されている。ホルダ部材３の表側には、１対のカップリングレンズ５，６を保持するための保持部４が凸設されている。カップリングレンズ５，６は、上記保持部４との隙間にＵＶ硬化接着剤７を充填して固定されている。

このような構成において、半導体レーザ１からの光束が接着層７に入射してしまい、接着層７によって屈折された光束がアパーチャ（光束規制手段）８の所定の開口部８ａを通らず（すなわち半導体レーザ２側の開口部８ｂを通過して）、その光束（漏れ光）がポリゴンミラー１０に至ってしまう。なお、漏れ光（ゴースト光）は半導体レーザ２側でも発生し得るが、ここでは図の上側の半導体レーザ１側におけるゴースト光のみについて図示説明している。

ポリゴンミラー１０により反射されたゴースト光が、図３に示すように、ｆθレンズ１１や図示しないミラー等を経て感光体面上に露光されると、異常画像となってしまう。

一般に、接着剤の塗布量を非常に厳密な量に管理するのは難しく、また、温度により接着層が膨張・収縮するため、接着層の厚みを完全に一定にすることは不可能である。そのため、所定の厚さより僅かでも接着層の厚みが大きくなると上記のような漏れ光（ゴースト光）が生じてしまうことになる。

本発明は、従来のマルチビーム走査装置における上述の問題を解決し、漏れ光（ゴースト光）の発生を防止してカップリングレンズの近接配置を可能とし、高精度な走査を行うことのできるマルチビーム走査装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、複数の光源と、各光源に対応して設けられたカップリングレンズと、前記光源から出射され前記カップリングレンズを通過した光束を偏向させる偏向手段を有し、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面上に結像させるマルチビーム走査装置であって、前記各光源から出射され前記各カップリングレンズを通過した各光束が前記偏向手段の近傍で交差するように設定されているマルチビーム走査装置において、前記各カップリングレンズはホルダ部材に接着層を介して保持され、前記ホルダ部材の先端に、前記各光源から出射され前記接着層を透過した光束を遮る遮光部材を設けたことにより解決される。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記ホルダ部材は基部よりも先端部の幅が狭くなっており、前記遮光部材は前記ホルダ部材の先端部よりも大きな幅に設けられ、前記カップリングレンズは、前記ホルダ部材の先端部近傍で且つ前記遮光部材の近傍に接着されていることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記遮光部材は、前記カップリングレンズの有効径の外側に配置されることを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記カップリングレンズを通過した光束を所定の大きさに整形する光束規制手段を有し、該光束規制手段が前記カップリングレンズと前記偏向手段の間で前記遮光部材に近接して配置されていることを提案する。

また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記遮光部材が前記ホルダ部材と一体的に形成されていることを提案する。

本発明のマルチビーム走査装置によれば、光源から出射された光がカップリングレンズの接着層に入射した場合でも、接着層からの漏れ光によるゴースト光の発生を防ぐことができる。また、ゴースト光の発生を防止できるのでカップリングレンズの近接配置が可能となり、高精度な走査を高速で行うことができる。

請求項２の構成により、接着層からの漏れ光を広く有効に防ぐことができる。
請求項３の構成により、遮光部材をカップリングレンズの有効径の外側に配置したことで、本来の走査光を遮ることがない。

請求項４の構成により、光束規制手段を遮光部材に近接して配置したので、遮光部材による漏れ光の防止に加えてより確実に漏れ光を防ぐことができる。
請求項５の構成により、遮光部材をカップリングレンズのホルダ部材と一体的に形成したので、部品点数及び組み立て工数を少なくしてコストダウンを図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るマルチビーム走査装置の一例を示す断面構成図である。この図に示すマルチビーム走査装置において、図３で説明した従来例と同じあるいは同等の部分には同じ符号を用いて説明する。

図１において、光源である２個の半導体レーザ１，２がホルダ部材３の裏側に設けられた嵌合穴に圧入されて支持されている。ホルダ部材３の表側には、１対のカップリングレンズ５，６を保持するための保持部４が凸設されている。保持部４の両側にはカップリングレンズ５，６がＵＶ硬化接着剤７により接着固定されている。カップリングレンズ５，６の前方には光源部からの光束径を所定の大きさに整形するためのアパーチャ（光束規制手段）８が配置されている。

半導体レーザ１，２よりカップリングレンズ５，６を経て射出された各光ビームはアパーチャ８の開口部８ａ，８ｂを通過し、シリンドリカルレンズ９を経た後、偏向手段としてのポリゴンミラー１０に反射され、図示しないｆθレンズ１１やミラー等を経て感光体面上に露光される。本例のマルチビーム走査装置では、各光源（半導体レーザ１，２）から出射されカップリングレンズ５，６により平行光とされた光ビーム（走査光）は、偏向手段であるポリゴンミラー１０面上（少なくともポリゴンミラー１０の近傍）で交差するように設けられている。

さて、本実施形態の走査装置では、カップリングレンズ５，６を保持するための保持部４の先端に遮光部１２が設けられている。遮光部１２は、保持部４の厚みと両側のＵＶ硬化接着剤層７，７の厚みを足した分にほぼ等しい幅（図の上下方向の長さ）を有している。もちろん、遮光部１２は、両側のカップリングレンズ５，６の有効径の外側に位置するような大きさであり、走査光を遮ることの無いように設けられる。

なお、遮光部１２は、保持部４と一体的に形成しても良いし、保持部４とは別部材で構成して保持部４の先端に装着しても良い。保持部４と一体成形とすれば、部品点数及び製造工程数を少なくしてコストダウンを計ることが可能である。

本例の走査装置においては、上記遮光部１２を保持部４の先端に設けたことにより、接着層７のバラツキにより図２で説明したように半導体レーザ１，２からの光束が接着層７に入射した場合でも、接着層７を透過した光は遮光部１２によって遮られるため、ポリゴンミラー１０さらには感光体面まで到達することがなく、ゴースト光による異常画像の発生を防ぐことができる。

また上述したように、遮光部１２をカップリングレンズ５，６の有効径の外側に位置して設けたことにより、遮光部１２が本来の走査光を遮ることがなく、さらに、遮光部１２をカップリングレンズ５，６の近傍（図の左右方向において）に位置していることから、半導体レーザ１，２からの光束が接着層７に入射した場合の余裕度（接着層7により屈折された光束を遮る範囲）を大きくしている。

そして、本例の走査装置では、アパーチャ８を、カップリングレンズ５，６とシリンドリカルレンズ９の間で遮光部１２に近接して配置している。図２で説明した従来例のように、アパーチャ８をシリンドリカルレンズ９の近くに配置した場合、半導体レーザ１から出て接着層７によって屈折された光束が反対側の開口部８ｂを通過してゴースト光となってしまっていたが（半導体レーザ２側でも同様）、本例のようにアパーチャ８を遮光部１２に（カップリングレンズ５，６に）近接して配置することにより、光源（半導体レーザ）１又は２側からの漏れ光束がアパーチャ８の反対側の開口部８ｂ又は８ａを通過することなく遮られ、上記遮光部１２を設けたことと合わせて、ゴースト光の発生をより確実に防ぐことができる。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、３ビーム以上のマルチビーム走査装置においても上記２ビームの実施形態の場合と同様に接着層の下流側に遮光部（１２）を設けることで対応できる。

本発明に係るマルチビーム走査装置の一例を示す断面構成図である。 従来のマルチビーム走査装置の一例を示す断面構成図である。 その走査装置においてゴースト光が発生する様子を示す模式図である。

符号の説明

１，２ 半導体レーザ
３ ホルダ部材
４ 保持部（ホルダ部材）
５，６ カップリングレンズ
７ 接着剤層
８ アパーチャ（光束規制手段）
８ａ，８ｂ 開口部
９ シリンドリカルレンズ
１０ ポリゴンミラー（偏向手段）
１２ 遮光部

Claims (5)

1. 複数の光源と、各光源に対応して設けられたカップリングレンズと、前記光源から出射され前記カップリングレンズを通過した光束を偏向させる偏向手段を有し、前記偏向手段によって偏向された光束を被走査面上に結像させるマルチビーム走査装置であって、
   前記各光源から出射され前記各カップリングレンズを通過した各光束が前記偏向手段の近傍で交差するように設定されているマルチビーム走査装置において、
   前記各カップリングレンズはホルダ部材に接着層を介して保持され、
   前記ホルダ部材の先端に、前記各光源から出射され前記接着層を透過した光束を遮る遮光部材を設けたことを特徴とするマルチビーム走査装置。
2. 前記ホルダ部材は基部よりも先端部の幅が狭くなっており、前記遮光部材は前記ホルダ部材の先端部よりも大きな幅に設けられ、
   前記カップリングレンズは、前記ホルダ部材の先端部近傍で且つ前記遮光部材の近傍に接着されていることを特徴とする、請求項１に記載のマルチビーム走査装置。
3. 前記遮光部材は、前記カップリングレンズの有効径の外側に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載のマルチビーム走査装置。
4. 前記カップリングレンズを通過した光束を所定の大きさに整形する光束規制手段を有し、該光束規制手段が前記カップリングレンズと前記偏向手段の間で前記遮光部材に近接して配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチビーム走査装置。
5. 前記遮光部材が前記ホルダ部材と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム走査装置。

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