JP4579260B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタおよびレーザファクシミリ等の記録装置における書込系に用いられる光走査装置に係り、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著しく向上させる光走査装置および画像形成装置に関する。
レーザプリンタおよびレーザファクシミリ等の記録装置の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、偏向手段として用いられる光偏向器としての回転多面鏡、すなわちポリゴンミラー、の回転速度を上げる方法がある。しかしながら、この方法では、ポリゴンミラーの回転駆動に用いられるモータの耐久性や騒音、振動および半導体レーザの変調スピード等が問題となって、記録速度を制限する。そこで、一度に複数の光ビームを走査して複数ラインを同時に記録することにより記録速度を向上するマルチビーム光走査装置が提案されている。
例えば、本出願人は、先に、特許文献１（特開平１１−０２３９８８号）、特許文献２（特開平１１−２１２００６号）および特許文献３（特開２０００−７５２２７号）等において、上述の問題を解決し、複数のレーザ光ビームを射出するマルチビーム光源装置を提案した。これら先願のマルチビーム光源装置は、例えば、複数の半導体レーザ、該半導体レーザにそれぞれ対応して設けられるカップリングレンズおよびこれら半導体レーザと各対応するカップリングレンズとを主走査方向に配列して一体的に保持する光源保持部材を有する第１の光源部と、この第１の光源部とほぼ同様に構成した第２の光源部と、これら第１および第２の光源部の光ビームを近接させて射出するためのビーム合成手段とを備えて構成する。
例えば、本出願人は、先に、特許文献１（特開平１１−０２３９８８号）、特許文献２（特開平１１−２１２００６号）および特許文献３（特開２０００−７５２２７号）等において、上述の問題を解決し、複数のレーザ光ビームを射出するマルチビーム光源装置を提案した。これら先願のマルチビーム光源装置は、例えば、複数の半導体レーザ、該半導体レーザにそれぞれ対応して設けられるカップリングレンズおよびこれら半導体レーザと各対応するカップリングレンズとを主走査方向に配列して一体的に保持する光源保持部材を有する第１の光源部と、この第１の光源部とほぼ同様に構成した第２の光源部と、これら第１および第２の光源部の光ビームを近接させて射出するためのビーム合成手段とを備えて構成する。
また、前記ビーム合成手段を持たず、第１の光源部に相当する構成の単一の光源部のみを用いたマルチビーム光源装置も、提案している。
ところで、これらの光源装置において、小型化および低コスト化の観点より、カップリングレンズは、光源保持部材に紫外線（ＵＶ）硬化接着剤等で接着固定されている。カップリングレンズを光源保持部材に直接接着することにより、カップリングレンズのセルが不要となり、複数のカップリングレンズ間を一層近接させて配置することができる。
単一の光源部を有するマルチビーム光源装置の一例の構成を図２４に示す。図２４は、マルチビーム光源装置の構成を示す分解斜視図であり、２個の半導体レーザ１００１および１００２に、それぞれ対応してカップリングレンズ１００３および１００４が設けられている。これらカップリングレンズ１００３および１００４は、互いに対をなし、半導体レーザ１００１および１００２からの射出光を走査光学系にカップリングする。これらの部材を一体に保持する光源保持部材１００５が、マルチビーム光源装置に設けられている。
ところで、これらの光源装置において、小型化および低コスト化の観点より、カップリングレンズは、光源保持部材に紫外線（ＵＶ）硬化接着剤等で接着固定されている。カップリングレンズを光源保持部材に直接接着することにより、カップリングレンズのセルが不要となり、複数のカップリングレンズ間を一層近接させて配置することができる。
単一の光源部を有するマルチビーム光源装置の一例の構成を図２４に示す。図２４は、マルチビーム光源装置の構成を示す分解斜視図であり、２個の半導体レーザ１００１および１００２に、それぞれ対応してカップリングレンズ１００３および１００４が設けられている。これらカップリングレンズ１００３および１００４は、互いに対をなし、半導体レーザ１００１および１００２からの射出光を走査光学系にカップリングする。これらの部材を一体に保持する光源保持部材１００５が、マルチビーム光源装置に設けられている。
この光源保持部材１００５は、半導体レーザ１００１および１００２を主走査方向に並列させて圧入支持させるための２個の嵌合孔が設けられている。半導体レーザ１００１および１００２は、それぞれ嵌合孔に光源保持部材１００５の背面側から圧入されて取付けられる。また、光源保持部材１００５の前面側の中央部には、支持突起部１００５ａを突出形成し、この支持突起部１００５ａには、紫外線硬化接着剤を用いてカップリングレンズ１００３および１００４を固定する。
また、上述した第１の光源部、第２の光源部およびビーム合成手段を有するマルチビーム光源装置の一例の構成を図２５に示す。図２５は、マルチビーム光源装置の構成を示す分解斜視図であり、マルチビーム光源装置は、半導体レーザ１０１１，１０１２，１０２１，１０２２、カップリングレンズ１０１３，１０１４，１０２３，１０２４、光源保持部材１０１５，１０２５およびプリズム１０３０を具備している。
また、上述した第１の光源部、第２の光源部およびビーム合成手段を有するマルチビーム光源装置の一例の構成を図２５に示す。図２５は、マルチビーム光源装置の構成を示す分解斜視図であり、マルチビーム光源装置は、半導体レーザ１０１１，１０１２，１０２１，１０２２、カップリングレンズ１０１３，１０１４，１０２３，１０２４、光源保持部材１０１５，１０２５およびプリズム１０３０を具備している。
半導体レーザ１０１１，１０１２、カップリングレンズ１０１３，１０１４および光源保持部材１０１５からなる部分は、第１の光源部を構成し、半導体レーザ１０２１，１０２２、カップリングレンズ１０２３，１０２４および光源保持部材１０２５からなる部分は第２の光源部を構成している。これら第１の光源部および第２の光源部は、それぞれいずれも図２４における半導体レーザ１００１，１０００２、カップリングレンズ１００３，１００４および光源保持部材１００５からなる部分と同様に構成されており、光源保持部材１０１５には支持突起部１０１５ａが突設され、光源保持部材１０２５には支持突起部１０２５ａが突設されている。
プリズム１０３０は、平行四辺形柱部１０３１、三角形柱部１０３２および１／２波長板１０３３を有しており、半導体レーザ１０１１，１０１２，１０２１および１０２２の各発光点から射出される複数の光ビームを走査光学系の光軸に対して副走査方向に近接させて射出させるビーム合成手段を構成している。１／２波長板１０３３は、プリズム１０３０の平行四辺形柱部１０３１における半導体レーザ１０２１および１０２２からのレーザビームの入射部分に設けられている。
プリズム１０３０は、平行四辺形柱部１０３１、三角形柱部１０３２および１／２波長板１０３３を有しており、半導体レーザ１０１１，１０１２，１０２１および１０２２の各発光点から射出される複数の光ビームを走査光学系の光軸に対して副走査方向に近接させて射出させるビーム合成手段を構成している。１／２波長板１０３３は、プリズム１０３０の平行四辺形柱部１０３１における半導体レーザ１０２１および１０２２からのレーザビームの入射部分に設けられている。
半導体レーザ１０２１および１０２２側からの射出光は、平行四辺形柱部１０３１の斜辺面で反射された後、三角柱部１０３２との境界面でさらに反射されることにより、この三角柱部１０３２部分を透過する半導体レーザ１０１１および１０１２側からの射出光と副走査方向に近接した状態としてプリズム１０３０から射出される。
上述したマルチビーム光源装置における半導体レーザとカップリングレンズは、所望の副走査ビームピッチが得られるように、位置決め調整されて光源保持部材に保持されている。しかしながら、半導体レーザとカップリングレンズの位置決め調整を高精度に行うことは困難であり、調整誤差、マルチビーム光源装置を光学ハウジングに取り付ける際の取付誤差、光学素子の加工ばらつき、光学素子の組み付けばらつきおよび光学ハウジングの加工ばらつき等により、所望の副走査ビームピッチは維持されない。そこで、先に述べた、特許文献２および特許文献３等においては、図２６に示すように、射出ビームの光軸と略一致する方向の軸線を回転軸Ｃとして光源部を回転する（以下、このような回転を「γ回転」と称する）ことにより、射出ビームの射出方向を変化させて、被走査面上で所望の副走査方向についてのビームスポット間隔、つまり副走査ビームピッチ、が得られるように調整することを可能としている。
上述したマルチビーム光源装置における半導体レーザとカップリングレンズは、所望の副走査ビームピッチが得られるように、位置決め調整されて光源保持部材に保持されている。しかしながら、半導体レーザとカップリングレンズの位置決め調整を高精度に行うことは困難であり、調整誤差、マルチビーム光源装置を光学ハウジングに取り付ける際の取付誤差、光学素子の加工ばらつき、光学素子の組み付けばらつきおよび光学ハウジングの加工ばらつき等により、所望の副走査ビームピッチは維持されない。そこで、先に述べた、特許文献２および特許文献３等においては、図２６に示すように、射出ビームの光軸と略一致する方向の軸線を回転軸Ｃとして光源部を回転する（以下、このような回転を「γ回転」と称する）ことにより、射出ビームの射出方向を変化させて、被走査面上で所望の副走査方向についてのビームスポット間隔、つまり副走査ビームピッチ、が得られるように調整することを可能としている。
例えば、対応する半導体レーザおよびカップリングレンズの各組が、それぞれの射出光をポリゴンスキャナミラーの反射面で交差するように主走査方向に角度を持っている場合には、光源部をγ回転することにより、各々の射出ビームは副走査方向に角度を持ち、像面上でのビームスポット位置は副走査方向に変化する。つまり、図２７に示すように回転軸Ｃが、２つの光源の主走査方向の中心にある場合には、像面上での副走査方向のビームスポットＳ１およびＳ２の位置が、γ回転によって、図２７に示すように、副走査方向については上下逆方向に移動して、副走査のビームスポット間隔が変化する。
ところで、近年のデジタル複写機およびレーザプリンタ等においては、従来機に比してより高い画質を得るために、書込密度を一層高密度へシフトしており、それぞれの光ビームの被走査面上での位置精度への要求も非常に高くなっている。上述した特許文献１、特許文献２および特許文献３等に示された構成における被走査面上の各光ビームの位置精度は、カップリングレンズの接着時の初期調整により良好に調整されるが、温度および湿度の変動等の環境変動に対する光ビームの位置精度には課題があった。
上述したカップリングレンズの接着時には、各光ビームが被走査面上で所望の位置となるように位置決めされて、図２８に示されるように、カップリングレンズ１００３等のカップリングレンズＣＬが紫外線硬化接着剤等からなる接着層ＧＬを介して光源保持部材１００５等の光源保持部材ＳＭ（の支持突起部１００５ａ等）に接着固定される。
上述したカップリングレンズの接着時には、各光ビームが被走査面上で所望の位置となるように位置決めされて、図２８に示されるように、カップリングレンズ１００３等のカップリングレンズＣＬが紫外線硬化接着剤等からなる接着層ＧＬを介して光源保持部材１００５等の光源保持部材ＳＭ（の支持突起部１００５ａ等）に接着固定される。
しかしながら、例えば半導体レーザの発光点位置のばらつきなどのような、各構成部品の部品精度、または調整機の組み付け精度等の影響により、図２９に示すように、光源保持部材ＳＭ１２に対してカップリングレンズＣＬが偏心して固定され、カップリングレンズＣＬと光源保持部材ＳＭ１２との間の接着層ＧＬに偏りおよびそれに伴う不均一が発生してしまう。この結果、初期調整時には各光ビームの位置精度は良好に調整されるが、環境変動時において、接着層ＧＬが膨張または収縮する際に、接着層ＧＬの厚みの違いなどによって、例えば図２９に示す矢印のように、カップリングレンズＣＬの位置が副走査方向にも変化する。このように、光源とカップリングレンズＣＬとが初期調整時の位置関係を保てないため、初期調整時の各光ビームの位置精度、すなわち被走査面上での副走査方向のビームスポット間隔等を良好に保つことができない。
また、図２６に示すように光源部をγ回転させて、被走査面上で所望の副走査ビームスポット間隔が得られるように調整する場合には、光源部と共に半導体レーザまたは半導体レーザアレイ等の光源も同時に回転してしまう。一般に、光源として用いられる、半導体レーザおよび半導体レーザアレイ等のような端面発光レーザの場合には、発振領域は、活性層の方向に対して垂直方向と平行方向とで発散角が異なり、活性層の方向に長い形状となるため、射出されるレーザ光束の形は、活性層の方向と直交する方向に長い楕円形となる。したがって、光源が回転すると、楕円形のビームが回転するため、ポリゴンミラーの偏向方向に対応する主走査方向と、前記主走査方向に直交する方向となる副走査方向とにそれぞれ対応する光源の発散角が回転に伴って変化する。それゆえ、このような構成では、次のような問題が生じる。
カップリング効率（アパーチャ射出直後の光パワー／光源から射出された直後の光パワー）が悪くなり、感光体を露光するのに必要な光量を確保することが困難になる。
・光ビームの太さが変化することにより、ビームスポット径が変動する（光ビームが太くなるとビームスポット径は小さくなり、光ビームが細くなるとビームスポット径は太くなる）。
・特に、光ビームが細くなった場合には、発散角のばらつきの影響を受けやすくなり、安定したビームスポット径が得られなくなる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、副走査方向についての光ビームのビームスポット間隔を含む光ビームの良好な調整位置精度、およびその調整に伴うビームスポット径の変動が少なく安定したビームスポットを得ることを可能とするマルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器からの光束を被走査面に導く結像光学系とを備えた光走査装置および該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
・光ビームの太さが変化することにより、ビームスポット径が変動する（光ビームが太くなるとビームスポット径は小さくなり、光ビームが細くなるとビームスポット径は太くなる）。
・特に、光ビームが細くなった場合には、発散角のばらつきの影響を受けやすくなり、安定したビームスポット径が得られなくなる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、副走査方向についての光ビームのビームスポット間隔を含む光ビームの良好な調整位置精度、およびその調整に伴うビームスポット径の変動が少なく安定したビームスポットを得ることを可能とするマルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器からの光束を被走査面に導く結像光学系とを備えた光走査装置および該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
本発明の請求項１の目的は、各々１個以上の発光部を有する複数個の光源および該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズを有するマルチビーム光源装置を備え、光源を回転することなく、副走査方向のビームスポット間隔の良好な調整が可能で、調整によるビームスポット径変動が少なく安定したビームスポット径を維持することができ、しかも光量変動が少なく、特に、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を低下させ、副走査方向のビームスポット位置の微調整を可能とし、より精密なビームスポット間隔調整を実現することができると共に、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を複数設定でき、粗調整と微調整を使い分けることができて、作業効率を大幅に向上することが可能なマルチビーム光源装置を備えた光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、副走査方向についての光ビームのビームスポット間隔を含む光ビームの良好な調整位置精度およびその調整に伴うビームスポット径の変動が少なく安定したビームスポットが得られる光走査装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
請求項１に記載した本発明に係る光走査装置は、上述した目的を達成するために、
各々１個以上の発光部を有する複数個の光源と、該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズとを有するマルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器からの光束を被走査面に導く結像光学系とを備える光走査装置において、
前記カップリングレンズを保持する第１のレンズセルおよび第２のレンズセルを更に備え、
前記第１のレンズセルおよび前記第２のレンズセルは前記カップリングレンズを保持したまま回動可能であり、
前記各カップリングレンズは、それぞれ前記各対応する光源に対して、当該カップリングレンズの光軸とほぼ平行な軸線を回転軸として回動可能であり、
副走査方向の位置関係において、前記第１のレンズセルの第１の回転軸の第１の軸線は、前記カップリングレンズの光軸と前記光源の発光部との間に設定され、
副走査方向の位置関係において、前記第２のレンズセルの第２の回転軸の第２の軸線は、前記光源の発光部に対して前記カップリングレンズの光軸と反対側に設定されていることを特徴としている。
各々１個以上の発光部を有する複数個の光源と、該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズとを有するマルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器からの光束を被走査面に導く結像光学系とを備える光走査装置において、
前記カップリングレンズを保持する第１のレンズセルおよび第２のレンズセルを更に備え、
前記第１のレンズセルおよび前記第２のレンズセルは前記カップリングレンズを保持したまま回動可能であり、
前記各カップリングレンズは、それぞれ前記各対応する光源に対して、当該カップリングレンズの光軸とほぼ平行な軸線を回転軸として回動可能であり、
副走査方向の位置関係において、前記第１のレンズセルの第１の回転軸の第１の軸線は、前記カップリングレンズの光軸と前記光源の発光部との間に設定され、
副走査方向の位置関係において、前記第２のレンズセルの第２の回転軸の第２の軸線は、前記光源の発光部に対して前記カップリングレンズの光軸と反対側に設定されていることを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係る画像形成装置は、請求項１に記載の光走査装置を備えたことを特徴としている。
［作用］
本発明の請求項１による光走査装置は、各々１個以上の発光部を有する複数個の光源と、該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズとを有するマルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器からの光束を被走査面に導く結像光学系とを備える光走査装置において、
前記カップリングレンズを保持する第１のレンズセルおよび第２のレンズセルを更に備え、
前記第１のレンズセルおよび前記第２のレンズセルは前記カップリングレンズを保持したまま回動可能であり、
前記各カップリングレンズは、それぞれ前記各対応する光源に対して、当該カップリングレンズの光軸とほぼ平行な軸線を回転軸として回動可能であり、
副走査方向の位置関係において、前記第１のレンズセルの第１の回転軸の第１の軸線は、前記カップリングレンズの光軸と前記光源の発光部との間に設定され、
副走査方向の位置関係において、前記第２のレンズセルの第２の回転軸の第２の軸線は、前記光源の発光部に対して前記カップリングレンズの光軸と反対側に設定されている。
このような構成により、各々１個以上の発光部を有する複数個の光源、および該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズを有するマルチビーム光源装置を備える光走査装置において、光源を回転することなく、副走査方向のビームスポット間隔の良好な調整が可能で、調整によるビームスポット径変動が少なく安定したビームスポット径を維持することができ、しかも光量変動が少なく、特に、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を低下させ、副走査方向のビームスポット位置の微調整を可能とし、より精密なビームスポット間隔調整を実現することができると共に、第１のレンズセルの回動により副走査方向の微調整が可能となり、また、第２のレンズセルの回動により副走査方向の粗調整が可能となる。このように、カップリングレンズの回転調整軸２つ持つことにより、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を２つ設定でき、粗調整と微調整を使い分けることができて、作業効率を大幅に向上させることが可能である。
本発明の請求項１による光走査装置は、各々１個以上の発光部を有する複数個の光源と、該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズとを有するマルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器からの光束を被走査面に導く結像光学系とを備える光走査装置において、
前記カップリングレンズを保持する第１のレンズセルおよび第２のレンズセルを更に備え、
前記第１のレンズセルおよび前記第２のレンズセルは前記カップリングレンズを保持したまま回動可能であり、
前記各カップリングレンズは、それぞれ前記各対応する光源に対して、当該カップリングレンズの光軸とほぼ平行な軸線を回転軸として回動可能であり、
副走査方向の位置関係において、前記第１のレンズセルの第１の回転軸の第１の軸線は、前記カップリングレンズの光軸と前記光源の発光部との間に設定され、
副走査方向の位置関係において、前記第２のレンズセルの第２の回転軸の第２の軸線は、前記光源の発光部に対して前記カップリングレンズの光軸と反対側に設定されている。
このような構成により、各々１個以上の発光部を有する複数個の光源、および該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズを有するマルチビーム光源装置を備える光走査装置において、光源を回転することなく、副走査方向のビームスポット間隔の良好な調整が可能で、調整によるビームスポット径変動が少なく安定したビームスポット径を維持することができ、しかも光量変動が少なく、特に、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を低下させ、副走査方向のビームスポット位置の微調整を可能とし、より精密なビームスポット間隔調整を実現することができると共に、第１のレンズセルの回動により副走査方向の微調整が可能となり、また、第２のレンズセルの回動により副走査方向の粗調整が可能となる。このように、カップリングレンズの回転調整軸２つ持つことにより、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を２つ設定でき、粗調整と微調整を使い分けることができて、作業効率を大幅に向上させることが可能である。
本発明の請求項２による画像形成装置は、請求項１に記載の光走査装置を備えている。
このような構成により、高品位な画像再現性を確保することができる画像形成装置を実現することができる。
このような構成により、高品位な画像再現性を確保することができる画像形成装置を実現することができる。
本発明によれば、副走査方向についての光ビームのビームスポット間隔を含む光ビームの良好な調整位置精度およびその調整に伴うビームスポット径の変動が少なく安定したビームスポットを得ることを可能とするマルチビーム光源装置を備えた光走査装置および画像形成装置を提供することができる。
さらに、本発明の請求項１の光走査装置によれば、各々１個以上の発光部を有する複数個の光源と、該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズとを有するマルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器からの光束を被走査面に導く結像光学系とを備える光走査装置において、
前記カップリングレンズを保持する第１のレンズセルおよび第２のレンズセルを更に備え、
前記第１のレンズセルおよび前記第２のレンズセルは前記カップリングレンズを保持したまま回動可能であり、
前記各カップリングレンズは、それぞれ前記各対応する光源に対して、当該カップリングレンズの光軸とほぼ平行な軸線を回転軸として回動可能であり、
副走査方向の位置関係において、前記第１のレンズセルの第１の回転軸の第１の軸線は、前記カップリングレンズの光軸と前記光源の発光部との間に設定され、
副走査方向の位置関係において、前記第２のレンズセルの第２の回転軸の第２の軸線は、前記光源の発光部に対して前記カップリングレンズの光軸と反対側に設定されていることにより、光源を回転することなく、副走査方向のビームスポット間隔の良好な調整が可能で、調整によるビームスポット径変動が少なく安定したビームスポット径を維持することができ、しかも光量変動が少なく、特に、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を低下させ、副走査方向のビームスポット位置の微調整を可能とし、より精密なビームスポット間隔調整を実現することができると共に、第１のレンズセルの回動により副走査方向のビームスポット間隔の微調整が可能となり、第２のレンズセルの回動により副走査方向のビームスポット間隔粗調整が可能となり、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を２つ設定でき、粗調整と微調整を使い分けることができて、作業効率を大幅に向上することが可能となる。
さらに、本発明の請求項１の光走査装置によれば、各々１個以上の発光部を有する複数個の光源と、該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズとを有するマルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器からの光束を被走査面に導く結像光学系とを備える光走査装置において、
前記カップリングレンズを保持する第１のレンズセルおよび第２のレンズセルを更に備え、
前記第１のレンズセルおよび前記第２のレンズセルは前記カップリングレンズを保持したまま回動可能であり、
前記各カップリングレンズは、それぞれ前記各対応する光源に対して、当該カップリングレンズの光軸とほぼ平行な軸線を回転軸として回動可能であり、
副走査方向の位置関係において、前記第１のレンズセルの第１の回転軸の第１の軸線は、前記カップリングレンズの光軸と前記光源の発光部との間に設定され、
副走査方向の位置関係において、前記第２のレンズセルの第２の回転軸の第２の軸線は、前記光源の発光部に対して前記カップリングレンズの光軸と反対側に設定されていることにより、光源を回転することなく、副走査方向のビームスポット間隔の良好な調整が可能で、調整によるビームスポット径変動が少なく安定したビームスポット径を維持することができ、しかも光量変動が少なく、特に、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を低下させ、副走査方向のビームスポット位置の微調整を可能とし、より精密なビームスポット間隔調整を実現することができると共に、第１のレンズセルの回動により副走査方向のビームスポット間隔の微調整が可能となり、第２のレンズセルの回動により副走査方向のビームスポット間隔粗調整が可能となり、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を２つ設定でき、粗調整と微調整を使い分けることができて、作業効率を大幅に向上することが可能となる。
本発明の請求項２の画像形成装置によれば、請求項１に記載の光走査装置を用いた構成とすることにより、高品位な画像再現性を確保することができる画像形成装置を実現することができる。
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の光源装置を詳細に説明する。
〈第１の実施の形態〉
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光源装置の要部となるカップリングレンズの接着に係る構成を示している。
図１には、コリメータレンズ等のカップリングレンズＣＬおよび該カップリングレンズＣＬを接着固定する光源保持部材としての４個のレンズ支持部ＳＭ１〜ＳＭ４を示している。４個のレンズ支持部ＳＭ１〜ＳＭ４は、カップリングレンズＣＬの周囲に９０°間隔で配置され、カップリングレンズＣＬの周面を９０°間隔の４点で、例えば紫外線硬化接着剤等を用いた接着層ＧＬを介して接着固定している。
〈第１の実施の形態〉
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光源装置の要部となるカップリングレンズの接着に係る構成を示している。
図１には、コリメータレンズ等のカップリングレンズＣＬおよび該カップリングレンズＣＬを接着固定する光源保持部材としての４個のレンズ支持部ＳＭ１〜ＳＭ４を示している。４個のレンズ支持部ＳＭ１〜ＳＭ４は、カップリングレンズＣＬの周囲に９０°間隔で配置され、カップリングレンズＣＬの周面を９０°間隔の４点で、例えば紫外線硬化接着剤等を用いた接着層ＧＬを介して接着固定している。
カップリングレンズＣＬを保持固定するための従来の接着保持方法としては、図２８に示すように、カップリングレンズＣＬを周面の１個所で接着保持する片持ち状態での保持であったため、先に述べたように環境変動によるカップリングレンズＣＬの位置変動を抑制することができなかった。これに対して、本発明によれば、カップリングレンズＣＬの接着保持部をカップリングレンズＣＬの周面に複数個所設けることにより、環境変動時におけるカップリングレンズＣＬの位置変動を効果的に抑制することが可能となる。
すなわち、図１に示すように、カップリングレンズＣＬの周面の９０°間隔の４点で光源保持部材のレンズ支持部ＳＭ１〜ＳＭ４に接着層ＧＬを介して接着する。このようにした場合、環境変動時には、４個所の接着部それぞれより応力が発生する。このとき、カップリングレンズＣＬの位置変動は、それぞれ対向する方向からの力によって相殺され、大きく低減される。また、カップリングレンズＣＬが光源保持部材に偏心して固定され、カップリングレンズＣＬと光源保持部材との間の接着層ＧＬに偏りが発生した場合においても、従来１方向にのみ発生していた力に対し、カップリングレンズＣＬを保持する別の保持接着部より、その力を抑制する方向への力が発生する。
このため、カップリングレンズＣＬの位置変動は、効果的に低減される。
すなわち、図１に示すように、カップリングレンズＣＬの周面の９０°間隔の４点で光源保持部材のレンズ支持部ＳＭ１〜ＳＭ４に接着層ＧＬを介して接着する。このようにした場合、環境変動時には、４個所の接着部それぞれより応力が発生する。このとき、カップリングレンズＣＬの位置変動は、それぞれ対向する方向からの力によって相殺され、大きく低減される。また、カップリングレンズＣＬが光源保持部材に偏心して固定され、カップリングレンズＣＬと光源保持部材との間の接着層ＧＬに偏りが発生した場合においても、従来１方向にのみ発生していた力に対し、カップリングレンズＣＬを保持する別の保持接着部より、その力を抑制する方向への力が発生する。
このため、カップリングレンズＣＬの位置変動は、効果的に低減される。
〈第２の実施の形態〉
さらに、環境変動時におけるカップリングレンズの位置変動を抑制する方法として、図２に示すように３点で接着した場合を例にとって説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る光源装置の要部となるカップリングレンズの接着に係る構成を示している。
図２には、カップリングレンズＣＬおよび該カップリングレンズＣＬを接着固定する光源保持部材の３個のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３を示している。３個のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３は、カップリングレンズＣＬの周囲に１２０°間隔で配置され、カップリングレンズＣＬの周面を１２０°間隔の３点で、例えば紫外線硬化接着剤等を用いた接着層ＧＬを介して接着固定している。
上述した第１の実施の形態においても説明したように、カップリングレンズＣＬの接着保持部を３点持つことにより、環境変動時におけるカップリングレンズＣＬの位置変動は抑制できる。
さらに、環境変動時におけるカップリングレンズの位置変動を抑制する方法として、図２に示すように３点で接着した場合を例にとって説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る光源装置の要部となるカップリングレンズの接着に係る構成を示している。
図２には、カップリングレンズＣＬおよび該カップリングレンズＣＬを接着固定する光源保持部材の３個のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３を示している。３個のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３は、カップリングレンズＣＬの周囲に１２０°間隔で配置され、カップリングレンズＣＬの周面を１２０°間隔の３点で、例えば紫外線硬化接着剤等を用いた接着層ＧＬを介して接着固定している。
上述した第１の実施の形態においても説明したように、カップリングレンズＣＬの接着保持部を３点持つことにより、環境変動時におけるカップリングレンズＣＬの位置変動は抑制できる。
図２に示す本発明の構成によれば、カップリングレンズＣＬの各接着保持部、すなわち接着層ＧＬを介在したレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３、において、カップリングレンズＣＬと接着層ＧＬの厚みが異なった場合においても、各接着保持部におけるカップリングレンズＣＬと光源保持部材のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３との接着部の接着層ＧＬの断面積を等しくしておくことにより（図３参照）、環境変動による接着層ＧＬの膨張または収縮により発生する応力は、カップリングレンズＣＬと光源保持部材のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３との接着層ＧＬによる接着部において等しくすることができる。さらに、図４に矢印で示す、力の作用する方向についても、カップリングレンズＣＬと光源保持部材のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３との接着部を結ぶことにより形成される多角形の重心位置とカップリングレンズＣＬの中心位置が一致していることにより、作用する力はつり合い、カップリングレンズＣＬの位置は変化しない。
このとき、カップリングレンズＣＬおよび光源保持部材のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３の接着面の形状を平面とし、接着層ＧＬの厚みを均一にすることによって、環境変動時における接着層ＧＬの膨張または収縮による影響を、一層低減することが可能となる。
上述した第１および第２の実施の形態に示すような構成の光源装置とすることにより、環境変動時においても、接着剤の膨張または収縮によるカップリングレンズＣＬの位置変動を低減させることができる。
上述した第１および第２の実施の形態に示すような構成の光源装置とすることにより、環境変動時においても、接着剤の膨張または収縮によるカップリングレンズＣＬの位置変動を低減させることができる。
〈第３の実施の形態〉
さらに、カップリングレンズを接着する複数の保持部は、光軸にほぼ直交する平面内において対向する方向に位置しないことが望ましい。
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る光源装置の要部となるカップリングレンズの接着に係る構成を示している。
図５には、図２とほぼ同様にカップリングレンズＣＬおよび該カップリングレンズＣＬを接着固定する光源保持部材の３個のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３を示している。３個のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３は、カップリングレンズＣＬの周囲に１２０°間隔で配置され、カップリングレンズＣＬの周面を１２０°間隔の３点で、例えば紫外線硬化接着剤等を用いた接着層ＧＬを介して接着固定している。
さらに、カップリングレンズを接着する複数の保持部は、光軸にほぼ直交する平面内において対向する方向に位置しないことが望ましい。
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る光源装置の要部となるカップリングレンズの接着に係る構成を示している。
図５には、図２とほぼ同様にカップリングレンズＣＬおよび該カップリングレンズＣＬを接着固定する光源保持部材の３個のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３を示している。３個のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３は、カップリングレンズＣＬの周囲に１２０°間隔で配置され、カップリングレンズＣＬの周面を１２０°間隔の３点で、例えば紫外線硬化接着剤等を用いた接着層ＧＬを介して接着固定している。
すなわち、カップリングレンズＣＬは、光源保持部材のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３に接着層ＧＬにより接着されて保持されている。この接着層ＧＬを形成する接着剤としては、紫外線硬化接着剤が多く用いられる。紫外線硬化接着剤は、カップリングレンズＣＬと光源保持部材のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３との間にそれぞれ充填されており、紫外線（ＵＶ）を照射することによって、紫外線硬化接着剤が硬化して、カップリングレンズＣＬは光源保持部材に固定される。この紫外線照射は、接着層ＧＬの硬化時の変動を抑制するために、接着剤に対して均一に照射させる必要がある。このため、図６に部分詳細図を示すように、接着層ＧＬ部分（カップリングレンズＣＬと光源保持部材のレンズ支持部ＳＭ１１〜ＳＭ１３との接着部）に対向する方向から紫外線を照射することが望ましい。このような構成とした光源装置によれば、接着層ＧＬの対向方向から接着剤に対して均一に紫外線を照射させることが可能となる。
この第３の実施の形態による光源装置では、紫外線照射個所を設け、紫外線硬化接着剤に均一に照射させることを可能とし、接着剤硬化時のカップリングレンズの位置変動を抑制して、光ビーム射出方向の初期調整精度を向上し得るようにしている。
この第３の実施の形態による光源装置では、紫外線照射個所を設け、紫外線硬化接着剤に均一に照射させることを可能とし、接着剤硬化時のカップリングレンズの位置変動を抑制して、光ビーム射出方向の初期調整精度を向上し得るようにしている。
〈第４の実施の形態〉
半導体レーザから射出された全ての光ビームをポリゴンミラーの反射面近傍で主走査方向について交差させることが望ましい。
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る光源装置の要部となる光学系に係る構成を模式的に展開して示している。
図７には、半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２、ポリゴンミラーＰＭ、走査光学系ＳＯ１，ＳＯ２および被走査面ＳＰが示されている。
反射面Ｄ１は、半導体レーザＬＤ１から射出された光ビームが被走査面ＳＰにおいてある像高Ｐ１に到達する際のポリゴンミラーＰＭの反射面をあらわしている。また、反射面Ｄ２は、半導体レーザＬＤ２から射出された光ビームが被走査面ＳＰにおいて同一の像高Ｐ２に到達する際のポリゴンミラーＰＭの反射面をあらわしている。各光ビームは、ポリゴンミラーＰＭに入射するときに、ある角度Δαだけ分離されている。したがって、同一の像高Ｐ１，Ｐ２に到達するための反射面には、これら反射面Ｄ１と反射面Ｄ２との角度差に相当する走査の時間的な遅れが生じる。
半導体レーザから射出された全ての光ビームをポリゴンミラーの反射面近傍で主走査方向について交差させることが望ましい。
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る光源装置の要部となる光学系に係る構成を模式的に展開して示している。
図７には、半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２、ポリゴンミラーＰＭ、走査光学系ＳＯ１，ＳＯ２および被走査面ＳＰが示されている。
反射面Ｄ１は、半導体レーザＬＤ１から射出された光ビームが被走査面ＳＰにおいてある像高Ｐ１に到達する際のポリゴンミラーＰＭの反射面をあらわしている。また、反射面Ｄ２は、半導体レーザＬＤ２から射出された光ビームが被走査面ＳＰにおいて同一の像高Ｐ２に到達する際のポリゴンミラーＰＭの反射面をあらわしている。各光ビームは、ポリゴンミラーＰＭに入射するときに、ある角度Δαだけ分離されている。したがって、同一の像高Ｐ１，Ｐ２に到達するための反射面には、これら反射面Ｄ１と反射面Ｄ２との角度差に相当する走査の時間的な遅れが生じる。
すなわち、図８に示す状態の場合には、半導体レーザＬＤ１およびＬＤ２から射出された２つの光ビームは、かなり異なった光路を通っており、図７に示す状態の場合は、半導体レーザＬＤ１およびＬＤ２から射出された２つの光ビームは全く同じ光路を通っている。光ビームが、各光学素子において異なる位置を通過すると、当然異なる光学作用を受けるから、被走査面上で主走査方向の同じ像高Ｐ１，Ｐ２に達する２つの光ビームにおける収差等の光学特性は異なったものとなり、特に走査線ピッチの像高間変動に対する影響は非常に大きい。
そこで、この実施の形態では、図７に示すように、ポリゴンミラーＰＭの反射面近傍において、半導体レーザＬＤ１およびＬＤ２からの２つの光ビームを交差させることにより、被走査面ＳＰ上において主走査方向について同一の像高Ｐ１およびＰ２に達するときに、光学素子の主走査方向についてのほぼ同じ光路を通るようになり、走査線曲がり等を効果的に低減することができる。また、ポリゴンミラーＰＭよりも像面側の各光学部品のばらつきによる各光ビーム間の主走査方向についての書込位置変動は、全ての光ビームについてほぼ同量となり、各ビーム間における主走査方向についての書込位置ずれは効果的に抑制される。
そこで、この実施の形態では、図７に示すように、ポリゴンミラーＰＭの反射面近傍において、半導体レーザＬＤ１およびＬＤ２からの２つの光ビームを交差させることにより、被走査面ＳＰ上において主走査方向について同一の像高Ｐ１およびＰ２に達するときに、光学素子の主走査方向についてのほぼ同じ光路を通るようになり、走査線曲がり等を効果的に低減することができる。また、ポリゴンミラーＰＭよりも像面側の各光学部品のばらつきによる各光ビーム間の主走査方向についての書込位置変動は、全ての光ビームについてほぼ同量となり、各ビーム間における主走査方向についての書込位置ずれは効果的に抑制される。
さらに、同じ像高Ｐ１，Ｐ２にて結像する全ての光ビームを、走査光学系の主走査方向についてのほぼ同じ位置を通過させることにより、走査光学系を構成するレンズの収差の影響を小さく抑え、しかも、主走査方向についての結像位置は、各ビーム共に精度良く合致させることができ、同期検知後全ての光ビームに共通に遅延時間を設定しても、書込始めの像高での主走査方向についての位置ずれを効果的に抑制することが可能となる。
さらに、図７のような構成とすることにより、ポリゴンミラーＰＭの内接円半径を最小とすることが可能となる。
このような実施の形態の光源装置によれば、光学的なサグの影響を低減することができ、環境変動時においても、被走査面上で、良好なビーム位置精度を確保しつつ、良好な光学性能を得ることができる。また、ポリゴンミラーを小さくすることが可能となり、騒音の低減にも寄与する。
さらに、図７のような構成とすることにより、ポリゴンミラーＰＭの内接円半径を最小とすることが可能となる。
このような実施の形態の光源装置によれば、光学的なサグの影響を低減することができ、環境変動時においても、被走査面上で、良好なビーム位置精度を確保しつつ、良好な光学性能を得ることができる。また、ポリゴンミラーを小さくすることが可能となり、騒音の低減にも寄与する。
〈第５の実施の形態〉
次に第５の実施の形態に係る光源装置について、例えば、一対の半導体レーザと各対応するカップリングレンズとを主走査方向に並置して一体的に保持してなる２ビーム光源装置を例にとって説明する。
すなわち、図９は、本発明の第５の実施の形態に係る光源装置の要部となる構成を模式的に示している。
図９に示す光源装置は、半導体レーザ１，２、カップリングレンズ３，４、および光源保持部材５を具備している。
この光源装置は、各々シングルビームの半導体レーザからなる２個の半導体レーザ１および２を用いる２ビーム光源装置として構成されている。これら半導体レーザ１および２に、それぞれ対応してカップリングレンズ３および４が設けられている。これらカップリングレンズ３および４は、互いに対をなし、半導体レーザ１および２からの射出光を走査光学系にカップリングする。
次に第５の実施の形態に係る光源装置について、例えば、一対の半導体レーザと各対応するカップリングレンズとを主走査方向に並置して一体的に保持してなる２ビーム光源装置を例にとって説明する。
すなわち、図９は、本発明の第５の実施の形態に係る光源装置の要部となる構成を模式的に示している。
図９に示す光源装置は、半導体レーザ１，２、カップリングレンズ３，４、および光源保持部材５を具備している。
この光源装置は、各々シングルビームの半導体レーザからなる２個の半導体レーザ１および２を用いる２ビーム光源装置として構成されている。これら半導体レーザ１および２に、それぞれ対応してカップリングレンズ３および４が設けられている。これらカップリングレンズ３および４は、互いに対をなし、半導体レーザ１および２からの射出光を走査光学系にカップリングする。
さらに、これらの部材を一体に保持する光源保持部材５が設けられている。この光源保持部材５には、例えば、半導体レーザ１および２を主走査方向に所要間隔で並列させて圧入支持させるための２個の嵌合孔が設けられている。半導体レーザ１および２は、それぞれ２個の嵌合孔に光源保持部材５の背面側から圧入されて取付けられる。また、光源保持部材５の前面側には、５個のレンズ支持部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，および５ｅが突設されている。レンズ支持部５ａは、２個の嵌合孔の中間部に対応して配設され、両側面をカップリングレンズ３および４の外周面に対応する凹湾曲面としている。レンズ支持部５ｂおよび５ｃは、半導体レーザ１に対応する嵌合孔の周囲をレンズ支持部５ａと共に１２０°間隔で囲むように配設され且つそれぞれカップリングレンズ３の外周面に対応する凹湾曲面として形成している。また、レンズ支持部５ｄおよび５ｅは、半導体レーザ２に対応する嵌合孔の周囲をレンズ支持部５ａと共に１２０°間隔で囲むように配設され且つそれぞれカップリングレンズ４の外周面に対応する凹湾曲面として形成している。カップリングレンズ３は、レンズ支持部５ａ，５ｂおよび５ｃとの間にそれぞれ例えば紫外線硬化接着剤を充填して硬化させることにより、光源保持部材５に固定される。
カップリングレンズ４は、レンズ支持部５ａ，５ｄおよび５ｅとの間にそれぞれ、例えば紫外線硬化接着剤を充填して硬化させることにより、光源保持部材５に固定される。
半導体レーザ１とそれに対応するカップリングレンズ３は、光軸を一致させ、半導体レーザ２とそれに対応するカップリングレンズ４は光軸を一致させ、且つこれらの光軸は光偏向器としてのポリゴンミラー近傍で交差するように相互間において角度θをなすような傾斜が付されて、光源保持部材５に保持されている。
上述したように、半導体レーザ１およびそれに対応するカップリングレンズ３からなる光源部と、半導体レーザ２およびそれに対応するカップリングレンズ４からなる光源部とは、図９に示すように、主走査方向に所定の距離を隔てて配置されており、それぞれの光ビームは主走査方向に角度θをなして射出される。また、光源保持部材５は、両光ビームがなす角θのほぼ中心位置を回転軸として、回動し得るように適宜なる支持部材に支持されている。
半導体レーザ１とそれに対応するカップリングレンズ３は、光軸を一致させ、半導体レーザ２とそれに対応するカップリングレンズ４は光軸を一致させ、且つこれらの光軸は光偏向器としてのポリゴンミラー近傍で交差するように相互間において角度θをなすような傾斜が付されて、光源保持部材５に保持されている。
上述したように、半導体レーザ１およびそれに対応するカップリングレンズ３からなる光源部と、半導体レーザ２およびそれに対応するカップリングレンズ４からなる光源部とは、図９に示すように、主走査方向に所定の距離を隔てて配置されており、それぞれの光ビームは主走査方向に角度θをなして射出される。また、光源保持部材５は、両光ビームがなす角θのほぼ中心位置を回転軸として、回動し得るように適宜なる支持部材に支持されている。
これらの光ビームは主走査方向に角度θを持っているため、光源保持部材５を回動させることにより、副走査方向に持たせる角度を加減することにより、図１０に示すように、ビームスポットＢＳ１とＢＳ２の副走査方向についての間隔を調整することが可能となる。副走査方向のビームスポット間隔が調整可能であるため、各光源部の光軸のアラインメント調整精度を緩和することができ、量産性に適した光源装置を実現することが可能となる。
このような実施の形態による光源装置によれば、副走査方向のビームスポット間隔が調整可能であるため、光源部の光軸のアラインメント調整精度を緩和することが可能となり、量産性に適する光源装置を実現することができる。
このような実施の形態による光源装置によれば、副走査方向のビームスポット間隔が調整可能であるため、光源部の光軸のアラインメント調整精度を緩和することが可能となり、量産性に適する光源装置を実現することができる。
〈第６の実施の形態〉
次に、光源装置の第６の実施の形態として、光源保持部材が、単一または複数の発光部を支持する２個の第１の光源保持部材と、これら２個の第１の光源保持部材およびそれらに対応する２個のカップリングレンズを一体的に支持する第２の光源保持部材を有して構成する光源装置について説明する。
すなわち、図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る光源装置の要部となる構成を模式的に示している。図１１に示す光源装置は、光源１１，１２、カップリングレンズ１３，１４、第１の光源保持部材１５Ａ，１５Ｂおよび第２の光源保持部材１５Ｃを具備している。
例えば、半導体レーザや半導体レーザアレイのような光源１１および１２は、それぞれ第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂに図１２に示すように、圧入したり、図１３に示すようにばね１６で押えたり、またはねじ締結による螺着などの方法により固定され保持される。これら第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂは、各対応するカップリングレンズ１３および１４と共に、第２の光源保持部材１５Ｃに一体的に保持されている。
次に、光源装置の第６の実施の形態として、光源保持部材が、単一または複数の発光部を支持する２個の第１の光源保持部材と、これら２個の第１の光源保持部材およびそれらに対応する２個のカップリングレンズを一体的に支持する第２の光源保持部材を有して構成する光源装置について説明する。
すなわち、図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る光源装置の要部となる構成を模式的に示している。図１１に示す光源装置は、光源１１，１２、カップリングレンズ１３，１４、第１の光源保持部材１５Ａ，１５Ｂおよび第２の光源保持部材１５Ｃを具備している。
例えば、半導体レーザや半導体レーザアレイのような光源１１および１２は、それぞれ第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂに図１２に示すように、圧入したり、図１３に示すようにばね１６で押えたり、またはねじ締結による螺着などの方法により固定され保持される。これら第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂは、各対応するカップリングレンズ１３および１４と共に、第２の光源保持部材１５Ｃに一体的に保持されている。
光源１１および１２として半導体レーザアレイ等の高価な光源を使用する場合、このような形態とすれば、一方の光源が破損または故障した場合等に、該当するもののみを比較的容易に交換することが可能となり、光源を多数用いる場合において、光源の破損または故障によるリスクを最小限とすることができる。
また、光ビームの射出方向を初期調整する際に、カップリングレンズ１３および１４が第２の光源保持部材１５Ｃに接着固定されていても、第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂは、光軸にほぼ直交する平面内で移動可能であるため、第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂの移動による光源１１および１２の移動によって、光ビームの射出方向を調整することができる。
また、光ビームの射出方向を初期調整する際に、カップリングレンズ１３および１４が第２の光源保持部材１５Ｃに接着固定されていても、第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂは、光軸にほぼ直交する平面内で移動可能であるため、第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂの移動による光源１１および１２の移動によって、光ビームの射出方向を調整することができる。
また、カップリングレンズ１３および１４は、ピント方向を調整し、例えば第１〜第５の実施の形態と同様にして、環境変動を低減するように第２の光源保持部材１５Ｃに接着固定されていれば、初期調整時の光ビームの射出方向のずれは、第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂで調整することが可能となる。
さらに、第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂと第２の光源保持部材１５Ｃの材質は一致していることが望ましい。何故なら、第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂと第２の光源保持部材１５Ｃは、螺着締結等により一体に固定されるため、両者の線膨張係数が異なると、締結点間の伸びの違い等により、変形が生じる。そこで、第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂと、第２の光源保持部材１５Ｃとの材質を一致させ、線膨張係数をほぼ一致させることにより、温度変化時の、線膨張係数差による変形は低減され、高密度な光走査装置においても安定したビームスポット間隔を維持することにより、高品位な画像再現性を確保することが可能な光走査装置を実現することが可能となる。また、加工性、コストの面から材質の選択の範囲を広げた場合においても、上述した理由により、少なくとも第１の光源保持部材１５Ａおよび１５Ｂと第２の光源保持部材１５Ｃとの締結部の材質を一致させておくことが望ましい。
半導体レーザアレイ等の高価な光源を使用する場合、この第６の実施の形態によれば、複数の光源のうちの一部が破損した場合にも比較的容易に交換することが可能となり、光源を多数用いる場合における光源の破損によるリスクを最小限とすることができる。また、光源交換後の射出ビームの方向を、容易に調整することが可能となり、光源交換後においても、良好なビーム位置精度を確保することが可能である。
以上のように、光源部を部分毎に交換可能にしたことにより、部品のリサイクルを容易に実現することができる。また、第１の光源保持部材と、第２の光源保持部材の材質を一致させ、線膨張係数をほぼ一致させることにより、温度変化時における線膨張係数差による変形が低減され、高密度な光走査装置においても安定したビームスポット間隔を維持することにより、高品位な画像再現性を確保することができる光走査装置を実現することができる。
以上のように、光源部を部分毎に交換可能にしたことにより、部品のリサイクルを容易に実現することができる。また、第１の光源保持部材と、第２の光源保持部材の材質を一致させ、線膨張係数をほぼ一致させることにより、温度変化時における線膨張係数差による変形が低減され、高密度な光走査装置においても安定したビームスポット間隔を維持することにより、高品位な画像再現性を確保することができる光走査装置を実現することができる。
〈第７の実施の形態〉
図１４は、本発明の第７の実施の形態に係るマルチビーム方式の光走査装置の要部の構成を示す斜視図である。この実施の形態の光走査装置は、図１、図２、図５、図７、図９、または図１１等に従った光源装置を用いている。
すなわち、図１４に示す光走査装置は、光源装置２１、アパーチャ（絞り開口）２２、シリンドリカルレンズ２３、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２４、ｆθレンズ２５、トロイダルレンズ２６、反射ミラー２７および感光体２８を具備する。マルチビーム光源装置２１は、この場合、図９または図１１等に示した２ビーム光源装置であり、半導体レーザおよびカップリングレンズを備えている。ｆθレンズ２５およびトロイダルレンズ２６は、走査結像光学系を構成する。
光源装置２１から射出される２つのレーザ光ビームは、アパーチャ２２を通過する際に、光束周辺部が遮断除去されてビーム整形され、線像結像光学系としてのシリンドリカルレンズ２３に入射する。シリンドリカルレンズ２３は、屈折力、つまりパワーのない方向を主走査方向に向けて配置され、副走査方向については、正のパワーを持ち、入射する光ビームを副走査方向に集束させる。
図１４は、本発明の第７の実施の形態に係るマルチビーム方式の光走査装置の要部の構成を示す斜視図である。この実施の形態の光走査装置は、図１、図２、図５、図７、図９、または図１１等に従った光源装置を用いている。
すなわち、図１４に示す光走査装置は、光源装置２１、アパーチャ（絞り開口）２２、シリンドリカルレンズ２３、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２４、ｆθレンズ２５、トロイダルレンズ２６、反射ミラー２７および感光体２８を具備する。マルチビーム光源装置２１は、この場合、図９または図１１等に示した２ビーム光源装置であり、半導体レーザおよびカップリングレンズを備えている。ｆθレンズ２５およびトロイダルレンズ２６は、走査結像光学系を構成する。
光源装置２１から射出される２つのレーザ光ビームは、アパーチャ２２を通過する際に、光束周辺部が遮断除去されてビーム整形され、線像結像光学系としてのシリンドリカルレンズ２３に入射する。シリンドリカルレンズ２３は、屈折力、つまりパワーのない方向を主走査方向に向けて配置され、副走査方向については、正のパワーを持ち、入射する光ビームを副走査方向に集束させる。
すなわち、光源装置２１から射出された光ビームを、シリンドリカルレンズ２３によりポリゴンミラー２４の近傍において主走査方向に長い線像として結像させる。このシリンドリカルレンズ２３は、光源装置２１から射出される光ビームを、光偏向器であるポリゴンミラー２４の偏向反射面近傍に集光する。この光ビームを偏向反射面により反射するポリゴンミラー２４を等速回転駆動することにより、該ポリゴンミラー２４の等速回転に伴って光ビームを等角速度的に偏向走査する。ポリゴンミラー２４の等速回転に伴って偏向される光ビームは、走査結像光学系をなすｆθレンズ２５およびトロイダルレンズ２６を通過するとともに、反射ミラー２７により反射偏向されて、被走査面の実体をなす光導電性の感光体２８上に集光結像される。ｆθレンズ２５およびトロイダルレンズ２６は、これら光ビームを、感光体２８表面上で、副走査方向に分離した２つの光スポットとして集光し、これら２つの光スポットにより２本の走査線として同時走査する。
このような光走査装置における光源装置２１として、第１〜第６の実施の形態において説明したような光源装置を使用することにより、良好な光学性能を維持しつつ各光ビームの位置精度が、環境変動によらず安定している光走査装置を実現することができる。
このような光走査装置における光源装置２１として、第１〜第６の実施の形態において説明したような光源装置を使用することにより、良好な光学性能を維持しつつ各光ビームの位置精度が、環境変動によらず安定している光走査装置を実現することができる。
〈第８の実施の形態〉
図１５は、本発明の第８の実施の形態に係る画像形成装置であるレーザプリンタの要部の構成を模式的に示す縦断面図である。この実施の形態のレーザプリンタは、光走査装置として、図１４に示した光走査装置、すなわち図１、図２、図５、図７、図９、または図１１等に従った光源装置を用いた光走査装置を用いている。
すなわち、図１５に示すレーザプリンタ１００は、像担持体１１１、帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５、定着装置１１６、光走査装置１１７、カセット１１８、レジストローラ対１１９、給紙コロ１２０、搬送路１２１、排紙ローラ対１２２およびトレイ１２３を具備している。
レーザプリンタ１００は、像担持体１１１として円筒状に形成された光導電性の感光体を有している。像担持体１１１の周囲には、帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４およびクリーニング装置１１５が配備されている。ここでは、帯電手段として帯電ローラ１１２を用いているが、帯電手段としてコロナチャージャを用いることもできる。
図１５は、本発明の第８の実施の形態に係る画像形成装置であるレーザプリンタの要部の構成を模式的に示す縦断面図である。この実施の形態のレーザプリンタは、光走査装置として、図１４に示した光走査装置、すなわち図１、図２、図５、図７、図９、または図１１等に従った光源装置を用いた光走査装置を用いている。
すなわち、図１５に示すレーザプリンタ１００は、像担持体１１１、帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５、定着装置１１６、光走査装置１１７、カセット１１８、レジストローラ対１１９、給紙コロ１２０、搬送路１２１、排紙ローラ対１２２およびトレイ１２３を具備している。
レーザプリンタ１００は、像担持体１１１として円筒状に形成された光導電性の感光体を有している。像担持体１１１の周囲には、帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４およびクリーニング装置１１５が配備されている。ここでは、帯電手段として帯電ローラ１１２を用いているが、帯電手段としてコロナチャージャを用いることもできる。
さらに、レーザビームＬＢ１、ＬＢ２により光走査を行う光走査装置１１７が設けられており、帯電ローラ１１２と現像装置１１３との中間点において、像担持体１１１に対して光書込による露光を行う。なお、カセット１１８には、記録媒体としての転写紙Ｐが収納される。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体１１１が時計回りに等速回転され、その像担持体１１１の表面が帯電ローラ１１２により均一に帯電された後、光走査装置１１７のレーザビームＬＢ１およびＬＢ２の光書込により露光されて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、いわゆる「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。この静電潜像は、現像装置１１３によって反転現像され、像担持体１１１上にトナー画像が形成される。
転写紙Ｐが収納されたカセット１１８は、画像形成装置１００の本体に脱着可能である。カセット１１８が図１５に示されるように装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ１２０により取り出されて給紙搬送系に給紙される。給紙搬送系においては、レジストローラ対１１９が、給紙された転写紙Ｐの先端部を捉える。そして、レジストローラ対１１９は、像担持体１１１上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Ｐを転写部へ送り込む。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体１１１が時計回りに等速回転され、その像担持体１１１の表面が帯電ローラ１１２により均一に帯電された後、光走査装置１１７のレーザビームＬＢ１およびＬＢ２の光書込により露光されて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、いわゆる「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。この静電潜像は、現像装置１１３によって反転現像され、像担持体１１１上にトナー画像が形成される。
転写紙Ｐが収納されたカセット１１８は、画像形成装置１００の本体に脱着可能である。カセット１１８が図１５に示されるように装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ１２０により取り出されて給紙搬送系に給紙される。給紙搬送系においては、レジストローラ対１１９が、給紙された転写紙Ｐの先端部を捉える。そして、レジストローラ対１１９は、像担持体１１１上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Ｐを転写部へ送り込む。
送り込まれた転写紙Ｐは、転写部においてトナー画像に重ね合わせられ、転写ローラ１１４の作用によりトナー画像が転写紙Ｐに静電転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着装置１１６へ送られて、定着装置１１６においてトナー画像が定着され、さらに搬送路１２１を通って、排紙ローラ対１２２によってトレイ１２３上に排出される。トナー画像が転写された後の像担持体１１１の表面は、クリーニング装置１１５によってクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
このようにして、像担持体１１１に光走査により潜像を形成し、該潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、像担持体１１１を光走査する光走査装置として、図１４に示した光走査装置を用いる。像担持体１１１は、光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより静電潜像が形成され、形成された静電潜像がトナー画像として可視化される。
このようにして、像担持体１１１に光走査により潜像を形成し、該潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、像担持体１１１を光走査する光走査装置として、図１４に示した光走査装置を用いる。像担持体１１１は、光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより静電潜像が形成され、形成された静電潜像がトナー画像として可視化される。
これら第７および第８の実施の形態によれば、上述した光源装置を使用することによって、高品位な画像再現性を確保することができる光走査装置、および、それを用いた画像形成装置を実現することができる。また、本発明は、記録速度を向上させる手段として、一度に複数の光ビームを走査して複数ラインを同時に記録することにより記録速度を向上する光走査装置であり、ポリゴンミラー（回転多面鏡）の回転速度を上げることなく、記録速度を向上させるため、省電力化を実現することが可能となる。
〈第９の実施の形態〉
本発明の第９の実施の形態は、光源全体を回転することなく、カップリングレンズ透過後の光ビームの射出角度を変えることを可能とする光源装置である。
図１６に示すように、カップリングレンズＣＬは、その光軸Ａに平行な軸線上の回転軸Ｂを持つ。図１６に示す「×印」は、光源としての半導体レーザの（光軸の）位置を示している。例えば、図１６の状態から図１７の状態へカップリングレンズＣＬを回転軸Ｂを中心として１８０°回転させる。この時、光源は回転しないように固定しておく。この場合、図１６および図１７からわかるように、カップリングレンズＣＬを回転させることによって、カップリングレンズＣＬから射出される光ビームの副走査方向についての角度を変化させることが可能となる。図１７に示すように、このときのカップリングレンズＣＬの副走査方向へのシフト量をＺ１とすると、被走査面上でのビームスポット位置のシフト量Ｚ２は、
Ｚ２＝Ｚ１×ｍ （ｍ：全系の副走査方向横倍率）
であらわされる。
本発明の第９の実施の形態は、光源全体を回転することなく、カップリングレンズ透過後の光ビームの射出角度を変えることを可能とする光源装置である。
図１６に示すように、カップリングレンズＣＬは、その光軸Ａに平行な軸線上の回転軸Ｂを持つ。図１６に示す「×印」は、光源としての半導体レーザの（光軸の）位置を示している。例えば、図１６の状態から図１７の状態へカップリングレンズＣＬを回転軸Ｂを中心として１８０°回転させる。この時、光源は回転しないように固定しておく。この場合、図１６および図１７からわかるように、カップリングレンズＣＬを回転させることによって、カップリングレンズＣＬから射出される光ビームの副走査方向についての角度を変化させることが可能となる。図１７に示すように、このときのカップリングレンズＣＬの副走査方向へのシフト量をＺ１とすると、被走査面上でのビームスポット位置のシフト量Ｚ２は、
Ｚ２＝Ｚ１×ｍ （ｍ：全系の副走査方向横倍率）
であらわされる。
例えば、図２４等のように、半導体レーザとそれに対応するカップリングレンズを、主走査方向に２組対をなして配置したマルチビーム光源装置においては、それぞれの光源とカップリングレンズをこの実施の形態に従った構成とすることによって、カップリングレンズＣＬの回転により、シフト量Ｚ１およびＺ２を変化させることができ、被走査面上で所望の副走査ビームスポット間隔を得ることが可能となる。
ここでは、理解を容易にするために、カップリングレンズＣＬを１８０°回転させた場合を例として説明したが、カップリングレンズＣＬの回転に伴って、シフト量Ｚ１の値は連続的に変化するので、所望の変化量となるようにカップリングレンズＣＬの回転量を決めることができる。
この第９の実施の形態の構成によれば、副走査方向のビームスポット間隔を調整する際に、光源を回転させることなく、副走査方向のビームスポット間隔の良好な調整が可能であり、調整によるビームスポット径変動が少なく安定したビームスポット径を維持して、光量変動が少ないマルチビーム光源装置を実現することが可能である。
ここでは、理解を容易にするために、カップリングレンズＣＬを１８０°回転させた場合を例として説明したが、カップリングレンズＣＬの回転に伴って、シフト量Ｚ１の値は連続的に変化するので、所望の変化量となるようにカップリングレンズＣＬの回転量を決めることができる。
この第９の実施の形態の構成によれば、副走査方向のビームスポット間隔を調整する際に、光源を回転させることなく、副走査方向のビームスポット間隔の良好な調整が可能であり、調整によるビームスポット径変動が少なく安定したビームスポット径を維持して、光量変動が少ないマルチビーム光源装置を実現することが可能である。
〈第１０の実施の形態〉
本発明の第１０の実施の形態による光源装置は、上述した第９の実施の形態に基づいて具体的に構成した光源装置の例である。
光源装置の要部である光源としての半導体レーザＬＤ、カップリングレンズＣＬ、並びにこれらをそれぞれ支持し且つ相対的に回動可能な第１のセルＳＣ１および第２のセルＳＣ２からなる部分を図１８および図１９に示している。
図１８および図１９に示すように、半導体レーザＬＤは、第１のセルＳＣ１に固定され保持されている。カップリングレンズＣＬは、第１のセルＳＣ１に対して、γ回転方向に回動可能として設けられた第２のセルＳＣ２に、所望の光束状態で且つ射出方向となるように、位置および方向が調整されて、固定され保持されている。この時、カップリングレンズＣＬの光軸Ａ１と第２のセルＳＣ２の回転軸Ｂ１は一致しておらず、また、第２のセルＳＣ２の回転軸Ｂ１は、光源である半導体レーザＬＤの光軸とカップリングレンズＣＬの光軸Ａ１との間に配置されている。
本発明の第１０の実施の形態による光源装置は、上述した第９の実施の形態に基づいて具体的に構成した光源装置の例である。
光源装置の要部である光源としての半導体レーザＬＤ、カップリングレンズＣＬ、並びにこれらをそれぞれ支持し且つ相対的に回動可能な第１のセルＳＣ１および第２のセルＳＣ２からなる部分を図１８および図１９に示している。
図１８および図１９に示すように、半導体レーザＬＤは、第１のセルＳＣ１に固定され保持されている。カップリングレンズＣＬは、第１のセルＳＣ１に対して、γ回転方向に回動可能として設けられた第２のセルＳＣ２に、所望の光束状態で且つ射出方向となるように、位置および方向が調整されて、固定され保持されている。この時、カップリングレンズＣＬの光軸Ａ１と第２のセルＳＣ２の回転軸Ｂ１は一致しておらず、また、第２のセルＳＣ２の回転軸Ｂ１は、光源である半導体レーザＬＤの光軸とカップリングレンズＣＬの光軸Ａ１との間に配置されている。
この実施の形態のように、カップリングレンズＣＬ、すなわち第２のセルＳＣ２の回転軸Ｂ１をカップリングレンズＣＬの光軸Ａ１と光源である半導体レーザの光軸位置との間に設定することにより、カップリングレンズＣＬの回転に対応するビームスポット位置の変動の感度が低くなり、微調整が可能となって、より良好な副走査ビームスポット間隔を得ることができる。この実施の形態によれば、副走査方向のビームスポット間隔を調整する際に、光源を回転させることなく、副走査方向のビームスポット間隔の良好な調整を行なうことが可能である。したがって、調整によるビームスポット径変動が少なく、ビームスポット径を安定して維持し、そして光量変動が少ないマルチビーム光源装置を実現することが可能である。
この第１０の実施の形態に示された光源装置によれば、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を低くし、副走査方向のビームスポット位置の微調整を可能として、より精密なビームスポット間隔調整を実現することができる。
この第１０の実施の形態に示された光源装置によれば、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を低くし、副走査方向のビームスポット位置の微調整を可能として、より精密なビームスポット間隔調整を実現することができる。
〈第１１の実施の形態〉
次に、本発明に係る第１１の実施の形態による光源装置として、カップリングレンズの回転軸を２つ設ける構成につい図２０および図２１を参照して説明する。
図２０および図２１に示すように、光源としての半導体レーザＬＤは、第１のセルＳＣ１１に固定保持されている。カップリングレンズＣＬは、第１のセルＳＣ１１に対し回転軸Ｂ１１についてγ回転方向に回動可能として設けられる第２のセルＳＣ１２に、所望の光束状態で且つ射出方向となるように位置および方向が調整され、固定保持されている。さらに、第１のセルＳＣ１１に対して、第２のセルＳＣ１２とは別の回転軸Ｂ１２についてγ回転方向に回動可能として設けられる第３のセルＳＣ１３に、第２のセルＳＣ２が保持されている。
次に、本発明に係る第１１の実施の形態による光源装置として、カップリングレンズの回転軸を２つ設ける構成につい図２０および図２１を参照して説明する。
図２０および図２１に示すように、光源としての半導体レーザＬＤは、第１のセルＳＣ１１に固定保持されている。カップリングレンズＣＬは、第１のセルＳＣ１１に対し回転軸Ｂ１１についてγ回転方向に回動可能として設けられる第２のセルＳＣ１２に、所望の光束状態で且つ射出方向となるように位置および方向が調整され、固定保持されている。さらに、第１のセルＳＣ１１に対して、第２のセルＳＣ１２とは別の回転軸Ｂ１２についてγ回転方向に回動可能として設けられる第３のセルＳＣ１３に、第２のセルＳＣ２が保持されている。
第２のセルＳＣ１２の回転軸Ｂ１１は、先に第１０の実施の形態に関連して説明した通り、カップリングレンズＣＬ、すなわち第２のセルＳＣ１２、の回転軸Ｂ１１をカップリングレンズＣＬの光軸Ａ１１と光源の光軸位置との間に設定することにより、カップリングレンズＣＬの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を低くして、副走査方向のビームスポット位置の微調整を可能とし、しかも第３のセルＳＣ１３の回転軸は、カップリングレンズＣＬの光軸Ａ１１と光源の光軸位置とで挟まれる領域よりも外側に配置する事でカップリングレンズＣＬの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を高くし、副走査方向のビームスポット位置の粗調整を可能とする。このようにした結果、副走査ビームスポット間隔の調整時に、粗調整と微調整を使い分けることができ、調整の作業効率が大幅に向上する。また、このような構成とすれば、副走査方向のビームスポット間隔を調整する際に、光源である半導体レーザＬＤを回転させることなく、副走査方向のビームスポット間隔の良好な調整が可能であり、調整によるビームスポット径変動も少なく、安定したビームスポット径を維持して、光量変動が少ないマルチビーム光源装置を実現することが可能である。
この第１１の実施の形態の光源装置によれば、カップリングレンズの回転調整軸を複数本持つことにより、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を複数設定でき、粗調整と微調整を使い分けることができて、作業効率を大幅に向上することが可能である。
この第１１の実施の形態の光源装置によれば、カップリングレンズの回転調整軸を複数本持つことにより、カップリングレンズの回転に対するビームスポット位置の変動の感度を複数設定でき、粗調整と微調整を使い分けることができて、作業効率を大幅に向上することが可能である。
〈第１２の実施の形態〉
図２２は、本発明の第１２の実施の形態に係るマルチビーム方式の光走査装置の要部の構成を示す斜視図である。この実施の形態の光走査装置は、図１６、図１７と図１９、または図２０と図２１等に従った光源装置を用いている。
すなわち、図２２に示す光走査装置は、光源装置３１、アパーチャ（絞り開口）３２、シリンドリカルレンズ３３、ポリゴンミラー３４、ｆθレンズ３５、トロイダルレンズ３６、反射ミラー３７および感光体３８を具備する。マルチビーム光源装置３１は、この場合、図１６、図１７、図１９、または図２０と図２１等に示した光源装置からなる２ビーム光源装置であり、半導体レーザおよびカップリングレンズを備えている。ｆθレンズ３５およびトロイダルレンズ３６は、走査結像光学系を構成する。
図２２は、本発明の第１２の実施の形態に係るマルチビーム方式の光走査装置の要部の構成を示す斜視図である。この実施の形態の光走査装置は、図１６、図１７と図１９、または図２０と図２１等に従った光源装置を用いている。
すなわち、図２２に示す光走査装置は、光源装置３１、アパーチャ（絞り開口）３２、シリンドリカルレンズ３３、ポリゴンミラー３４、ｆθレンズ３５、トロイダルレンズ３６、反射ミラー３７および感光体３８を具備する。マルチビーム光源装置３１は、この場合、図１６、図１７、図１９、または図２０と図２１等に示した光源装置からなる２ビーム光源装置であり、半導体レーザおよびカップリングレンズを備えている。ｆθレンズ３５およびトロイダルレンズ３６は、走査結像光学系を構成する。
光源装置３１から射出される２つのレーザ光ビームは、アパーチャ３２を通過する際に、光束周辺部が遮断除去されてビーム整形され、線像結像光学系としてのシリンドリカルレンズ３３に入射する。シリンドリカルレンズ３３は、屈折力、つまりパワーのない方向を主走査方向に向けて配置され、副走査方向については、正のパワーを持ち、入射する光ビームを副走査方向に集束させる。すなわち、光源装置３１から射出された光ビームを、シリンドリカルレンズ３３によりポリゴンミラー３４の近傍において主走査方向に長い線像として結像させる。このシリンドリカルレンズ３３は、光源装置３１から射出される光ビームを、光偏向器であるポリゴンミラー３４の偏向反射面近傍に集光する。この光ビームを偏向反射面により反射するポリゴンミラー３４を等速回転駆動することにより、該ポリゴンミラー３４の等速回転に伴って光ビームを等角速度的に偏向走査する。ポリゴンミラー３４の等速回転に伴って偏向される光ビームは、走査結像光学系をなすｆθレンズ３５およびトロイダルレンズ３６を通過するとともに、反射ミラー３７により反射偏向されて、被走査面の実体をなす光導電性の感光体３８上に集光結像される。ｆθレンズ３５およびトロイダルレンズ３６は、これら光ビームを、感光体３８表面上で、副走査方向に分離した２つの光スポットとして集光し、これら２つの光スポットにより２本の走査線として同時走査する。
このような光走査装置における光源装置３１として、第９〜第１１の実施の形態において説明したような光源装置を使用することにより、良好な光学性能を維持しつつ各光ビームの位置精度が、環境変動によらず安定している光走査装置を実現することができる。
このような光走査装置における光源装置３１として、第９〜第１１の実施の形態において説明したような光源装置を使用することにより、良好な光学性能を維持しつつ各光ビームの位置精度が、環境変動によらず安定している光走査装置を実現することができる。
〈第１３の実施の形態〉
図２３は、本発明の第１３の実施の形態に係る画像形成装置であるレーザプリンタの要部の構成を模式的に示す縦断面図である。この実施の形態のレーザプリンタは、光走査装置として、図２２に示した光走査装置、すなわち図１６、図１７と図１９、または図２０と図２１等に従った光源装置を用いた光走査装置を用いている。
すなわち、図２３に示すレーザプリンタ２００は、像担持体２１１、帯電ローラ２１２、現像装置２１３、転写ローラ２１４、クリーニング装置２１５、定着装置２１６、光走査装置２１７、カセット２１８、レジストローラ対２１９、給紙コロ２２０、搬送路２２１、排紙ローラ対２２２およびトレイ２２３を具備している。
レーザプリンタ２００は、像担持体２１１として円筒状に形成された光導電性の感光体を有している。像担持体２１１の周囲には、帯電ローラ２１２、現像装置２１３、転写ローラ２１４およびクリーニング装置２１５が配備されている。ここでは、帯電手段として帯電ローラ２１２を用いているが、帯電手段としてコロナチャージャを用いることもできる。
図２３は、本発明の第１３の実施の形態に係る画像形成装置であるレーザプリンタの要部の構成を模式的に示す縦断面図である。この実施の形態のレーザプリンタは、光走査装置として、図２２に示した光走査装置、すなわち図１６、図１７と図１９、または図２０と図２１等に従った光源装置を用いた光走査装置を用いている。
すなわち、図２３に示すレーザプリンタ２００は、像担持体２１１、帯電ローラ２１２、現像装置２１３、転写ローラ２１４、クリーニング装置２１５、定着装置２１６、光走査装置２１７、カセット２１８、レジストローラ対２１９、給紙コロ２２０、搬送路２２１、排紙ローラ対２２２およびトレイ２２３を具備している。
レーザプリンタ２００は、像担持体２１１として円筒状に形成された光導電性の感光体を有している。像担持体２１１の周囲には、帯電ローラ２１２、現像装置２１３、転写ローラ２１４およびクリーニング装置２１５が配備されている。ここでは、帯電手段として帯電ローラ２１２を用いているが、帯電手段としてコロナチャージャを用いることもできる。
さらに、レーザビームＬＢ１、ＬＢ２により光走査を行う光走査装置２１７が設けられており、帯電ローラ２１２と現像装置２１３との中間点において、像担持体２１１に対して光書込による露光を行う。なお、カセット２１８には、記録媒体としての転写紙Ｐが収納される。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体２１１が時計回りに等速回転され、その像担持体２１１の表面が帯電ローラ２１２により均一に帯電された後、光走査装置２１７のレーザビームＬＢの光書込により露光されて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、いわゆる「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。この静電潜像は、現像装置２１３によって反転現像され、像担持体２１１上にトナー画像が形成される。
転写紙Ｐが収納されたカセット２１８は、画像形成装置２００の本体に脱着可能である。カセット２１８が図２３に示されるように装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ２２０により取り出されて給紙搬送系に給紙される。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体２１１が時計回りに等速回転され、その像担持体２１１の表面が帯電ローラ２１２により均一に帯電された後、光走査装置２１７のレーザビームＬＢの光書込により露光されて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、いわゆる「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。この静電潜像は、現像装置２１３によって反転現像され、像担持体２１１上にトナー画像が形成される。
転写紙Ｐが収納されたカセット２１８は、画像形成装置２００の本体に脱着可能である。カセット２１８が図２３に示されるように装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ２２０により取り出されて給紙搬送系に給紙される。
給紙搬送系においては、レジストローラ対２１９が、給紙された転写紙Ｐの先端部を捉える。そして、レジストローラ対２１９は、像担持体２１１上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Ｐを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｐは、転写部においてトナー画像に重ね合わせられ、転写ローラ２１４の作用によりトナー画像が転写紙Ｐに静電転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着装置２１６へ送られて、定着装置２１６においてトナー画像が定着され、さらに搬送路２２１を通って、排紙ローラ対２２２によってトレイ２２３上に排出される。トナー画像が転写された後の像担持体２１１の表面は、クリーニング装置２１５によってクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
このようにして、像担持体２１１に光走査により潜像を形成し、該潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、像担持体２１１を光走査する光走査装置として、図２２に示した光走査装置を用いる。像担持体２１１は光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより静電潜像が形成され、形成された静電潜像がトナー画像として可視化される。
このようにして、像担持体２１１に光走査により潜像を形成し、該潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、像担持体２１１を光走査する光走査装置として、図２２に示した光走査装置を用いる。像担持体２１１は光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより静電潜像が形成され、形成された静電潜像がトナー画像として可視化される。
これら第１２および第１３の実施の形態によれば、上述した光源装置を使用することによって、高品位な画像再現性を確保することができる光走査装置およびそれを用いた画像形成装置を実現することができる。また、本発明は、記録速度を向上させる手段として、一度に複数の光ビームを走査して複数ラインを同時に記録することにより記録速度を向上する光走査装置であり、ポリゴンミラー（回転多面鏡）の回転速度を上げることなく、記録速度を向上させるため、省電力化を実現することが可能となる。
ＣＬ カップリングレンズ
ＳＭ１〜ＳＭ４，ＳＭ１１〜ＳＭ１３ 光源保持部材
ＧＬ 接着層
ＬＤ，ＬＤ１，ＬＤ２ 半導体レーザ（光源）
ＰＭ ポリゴンミラー（回転多面鏡）
ＳＯ１，ＳＯ２ 走査光学系
ＳＰ 被走査面
Ｄ１，Ｄ２ 反射面
ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ１１，ＳＣ１２，ＳＣ１３ セル
１，２，１１，１２， 半導体レーザ
３，４，１３，１４ カップリングレンズ
５，１５ 光源保持部材
５ａ〜５ｄ 支持突起部
２１，３１ マルチビーム光源装置
２２，３２ アパーチャ（絞り開口）
２３，３３ シリンドリカルレンズ
２４，３４ ポリゴンミラー（回転多面鏡）
２５，３５ ｆθレンズ
２６，３６ トロイダルレンズ
２７，３７ 反射ミラー
２８，３８ 感光体
１００，２００ レーザプリンタ
１１１，２１１ 像担持体
１１２，２１２ 帯電ローラ
１１３，２１３ 現像装置
１１４，２１４ 転写ローラ
１１５，２１５ クリーニング装置
１１６，２１６ 定着装置
１１７，２１７ 光走査装置
１１８，２１８ カセット
１１９，２１９ レジストローラ対
１２０，２２０ 給紙コロ
１２１，２２１ 搬送路
１２２，２２２ 排紙ローラ対
１２３，２２３ トレイ
ＳＭ１〜ＳＭ４，ＳＭ１１〜ＳＭ１３ 光源保持部材
ＧＬ 接着層
ＬＤ，ＬＤ１，ＬＤ２ 半導体レーザ（光源）
ＰＭ ポリゴンミラー（回転多面鏡）
ＳＯ１，ＳＯ２ 走査光学系
ＳＰ 被走査面
Ｄ１，Ｄ２ 反射面
ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ１１，ＳＣ１２，ＳＣ１３ セル
１，２，１１，１２， 半導体レーザ
３，４，１３，１４ カップリングレンズ
５，１５ 光源保持部材
５ａ〜５ｄ 支持突起部
２１，３１ マルチビーム光源装置
２２，３２ アパーチャ（絞り開口）
２３，３３ シリンドリカルレンズ
２４，３４ ポリゴンミラー（回転多面鏡）
２５，３５ ｆθレンズ
２６，３６ トロイダルレンズ
２７，３７ 反射ミラー
２８，３８ 感光体
１００，２００ レーザプリンタ
１１１，２１１ 像担持体
１１２，２１２ 帯電ローラ
１１３，２１３ 現像装置
１１４，２１４ 転写ローラ
１１５，２１５ クリーニング装置
１１６，２１６ 定着装置
１１７，２１７ 光走査装置
１１８，２１８ カセット
１１９，２１９ レジストローラ対
１２０，２２０ 給紙コロ
１２１，２２１ 搬送路
１２２，２２２ 排紙ローラ対
１２３，２２３ トレイ
Claims (2)
- 各々１個以上の発光部を有する複数個の光源と、該各光源にそれぞれ個別に対応するカップリングレンズとを有するマルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光束を偏向する光偏向器と、該光偏向器からの光束を被走査面に導く結像光学系とを備える光走査装置において、
前記カップリングレンズを保持する第１のレンズセルおよび第２のレンズセルを更に備え、
前記第１のレンズセルおよび前記第２のレンズセルは前記カップリングレンズを保持したまま回動可能であり、
前記各カップリングレンズは、それぞれ前記各対応する光源に対して、当該カップリングレンズの光軸とほぼ平行な軸線を回転軸として回動可能であり、
副走査方向の位置関係において、前記第１のレンズセルの第１の回転軸の第１の軸線は、前記カップリングレンズの光軸と前記光源の発光部との間に設定され、
副走査方向の位置関係において、前記第２のレンズセルの第２の回転軸の第２の軸線は、前記光源の発光部に対して前記カップリングレンズの光軸と反対側に設定されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１に記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
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| JP2007044303A JP4579260B2 (ja) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | 光走査装置および画像形成装置 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH05506104A (ja) * | 1989-03-17 | 1993-09-02 | ファナック ロボティックス ノース アメリカ インコーポレイテッド | レーザービーム等の平行ビームを配送するための装置 |
| JPH1090613A (ja) * | 1996-09-13 | 1998-04-10 | Toshiba Corp | マルチビーム走査装置 |
| JP2001142021A (ja) * | 1999-11-11 | 2001-05-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 光源装置 |
-
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