JPH11295624A - 光ビーム走査装置 - Google Patents

光ビーム走査装置

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JPH11295624A
JPH11295624A JP10094512A JP9451298A JPH11295624A JP H11295624 A JPH11295624 A JP H11295624A JP 10094512 A JP10094512 A JP 10094512A JP 9451298 A JP9451298 A JP 9451298A JP H11295624 A JPH11295624 A JP H11295624A
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JP
Japan
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laser
light
semiconductor laser
light emitting
light beam
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Application number
JP10094512A
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English (en)
Inventor
Shin Mogi
伸 茂木
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の発光点のレーザ光出射光軸方向の位置
ずれを補正して感光体上に結像するスポット形状を均一
になるよう組み付けられ、また取り付け機構として部品
交換時に部品の互換性が確保されるものにすること。 【解決手段】 複数の半導体による光源を内蔵する複数
ビーム半導体レーザとコリメートレンズと走査レンズ等
を用いて感光体に対して光書き込み作用を行なうもので
あって、それら複数の光源の光軸方向の設置位置差に対
応して前記複数ビーム半導体レーザをほぼ主走査方向の
面内にて傾斜させて組付ける。また、そのために、複数
ビーム半導体レーザを傾斜させて取り付ける機構とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はLBP等に用いら
れ、複数の光源により感光体等への光書き込みを行なう
光ビーム走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5はレーザプリンタ等に使用する従来
の複数光源をもつ光ビーム走査装置の構成図である。
【0003】複数の発光点を有する複数ビーム半導体レ
ーザ1(以後、複数ビーム半導体レーザを半導体レーザ
と略称する)の前方には、コリメートレンズ2、シリン
ダレンズ3が順次に配列され、ポリゴンミラー4の反射
方向には走査レンズ5、感光体ドラム6が配列されてい
る。また、走査レンズ5と感光体ドラム6の間には、ポ
リゴンミラー4に反射されたレーザ光の一部を反射する
同期検知ミラー7が配置され、同期検知ミラー7の反射
方向には同期検知センサ8が配置されている。そして、
半導体レーザ1にはレーザ駆動回路9の出力が接続され
ている。また上述のほとんどの部品は図のように光学箱
10に設置される。
【0004】図6は半導体レーザ1の斜視図を示し、ベ
ースステム11の一方の面には台形ステム12が設けら
れ、台形ステム12上にはレーザチップ13とフォトダ
イオード14が固定されている。そして、これらレーザ
チップ13及びフォトダイオード14を載置した台形ス
テム12をカバーするようにして、ベースステム11に
キャップ15が取り付けられ、キャップ15の先端面に
はレーザ光La、Lbを透過するガラス製の窓16が設
けられている。また、ベースステム11の逆側の面に
は、レーザチップ13とフォトダイオード14を図示し
ないレーザ駆動制御系に接続するための通電端子17が
設けられている。
【0005】図7はレーザチップ13の正面図を示し、
台形ステム12上のレーザチップ13は一般にはMOC
VD法又はMBE法等の気相成長法により製造される。
またその内部には複数の発光点21a、21bが形成さ
れ、かつそれらチップの上面に金属電極が固定され、金
属電極に通電ワイヤ22a、22bが半田付けされてい
る。
【0006】図示しないレーザ駆動制御系より通電端子
17を介してレーザ駆動信号が送信されると、通電ワイ
ヤ22a、22bを経由して電流がレーザチップ13に
与えられ、それらによって前面に設けられた2個の発光
点21a、21bからレーザ光が窓16を通って出射さ
れる。
【0007】図8は感光体ドラム6上を走査するビーム
スポットP1、P2の説明図である。
【0008】ビームスポットP1、P2は、副走査方向
に隣接する走査線に対応して分離しながら、主走査方向
においても所定の間隔Sで分離されている。従って、半
導体レーザ1中のレーザチップ13に形成された複数の
発光点は、主走査方向に対しては離れ、副走査方向に対
しては近接させてほぼ主走査方向に平行に設置する。こ
のようにして、半導体レーザ1から出射した複数のレー
ザ光は、コリメートレンズ2及びシリンドリカルレンズ
3を通過後に、ポリゴンミラー4によって偏向走査さ
れ、その後に走査レンズ5を通過して感光体ドラム6上
を結像走査される。このとき、各発光点21a、21b
から出射したそれぞれのレーザ光は、書込走査線に対し
て副走査方向にオフセットした状態となっており、隣接
する走査線を他の隣接する発光点が受け持っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例では、複数の発光点の副走査方向のピッチ間調整等
は以前より行なわれていたが、発光点間のレーザ出射光
軸方向の位置ずれ(ピントずれ)に関しては何らかの考
慮もされたことがなく、そのためそれら発光点を含むレ
ーザチップの半導体レーザパッケージに対する製造上の
取り付け誤差分のずれがそのまま生じ、発光点別の印字
品質の不均一性の原因となっていた。
【0010】そのため、本発明の第1の目的は、複数の
発光点のレーザ光出射光軸方向の位置ずれを補正して組
み付けることにより、感光体上に結像するスポット形状
を均一にすることである。
【0011】また、本発明の第2の目的は、複数の発光
点間の位置ずれ(ピントずれ)によって起こるスポット
径の不均一化に対して、部品交換などのサービス時等に
も部品の互換性が確保され、かつ精度も十分に得られる
補正を可能にすることである。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本出願に係る発明は、複数の発光点を内蔵する複数
ビーム半導体レーザのパッケージ全体を傾けて取り付け
部材に設置することを特徴とする。
【0013】また本発明は、半導体レーザを傾けて調整
し固定する機構を装置自体に具備させることを特徴とす
る。
【0014】上記構成によれば、発光点間のピント誤差
をモニタ装置によりモニタしながら、複数のビームが集
光する位置をほぼ同一にするように半導体レーザを傾け
て組み付ける。
【0015】また半導体レーザを傾ける機構を具備させ
ることで、それらの部品交換時には互換性を維持出来、
再調整等にも比較的簡単に対応できる。
【0016】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1は本発明の
特徴を最もよく表わす図面であり光ビーム走査装置を上
部からみた模式図、図2は複数ビーム半導体レーザの断
面図、図3は感光体近傍のレーザビームの図である。
【0017】それらの図において1は複数ビーム半導体
レーザ、25は鏡筒、26はホルダ、27は接着剤、2
8a、28bはそれぞれレーザチップであり、他のもの
は前記従来例と同様であるので符号の説明は省略する。
【0018】次に上記構成においても、複数ビームによ
る感光体への書き込みは、従来例でも述べたように、光
源の半導体レーザの発光点同士は副走査方向にはわずか
に走査線ピッチ分だけ変位させられ、ほぼ主走査方向に
平行に近い形態で配置されて複数ビームでの書き込み作
用が行なわれている。また、それら副走査方向のピッチ
を正しく位置出しするためには発光点の回転によるピッ
チ間調整なども以前より行なわれている。
【0019】本実施形態の特徴は、図2に示すように、
例えば発光点21a、21bの設置位置に関して半導体
レーザ1のパッケージ内において、製造時の取り付け誤
差に起因するレーザ出射方向の設置位置ズレ量である発
光点変位差δ0 をもつ場合であっても、それらの誤差の
影響が感光体6上でのビームスポットの集光位置の差に
現われないようにするものである。それは、図1に示す
如く、複数の発光点21a、21bをピント方向(光軸
方向)で差が無く、ほぼ同様に感光体ドラム6上の表面
位置に揃えようとするものである。そして、その方法は
半導体レーザのパッケージ全体をほぼ主走査方向の面内
だけで傾けて調整し設置させるものである。ここでそれ
らの設置角度を見積もってみれば、一般の2ビームレー
ザなどでは主走査側の発光点間隔は50μm〜200μ
m位であって、例えば100μmの間隔でレーザ出射方
向の発光点変位差δ0 が3μmあったとすれば、それら
の量を補正するために、半導体レーザパッケージを傾け
る場合の補正角度θ0 はθ 0 =tan-1(3/100)
≒1.7°となる。
【0020】このように本実施形態では、半導体レーザ
の製造時の精度に起因して多くは発生する発光点変位差
δ0 を光ビーム走査装置の組付時に減少させようとする
ものである。また本実施形態では複数のレーザチップ2
8a、28bを用いたものを示しているが、従来例で示
した1つのレーザチップ13に複数の発光点21a、2
1bを持つものでもやはり同様である。但し、その場
合、発光点変位差δ0 はそれら1つのチップの半導体レ
ーザパッケージ内の台形ステム12への設置傾き角精度
のみがほぼ支配的となるため複数のレーザチップを設置
する場合よりは設置誤差が減り、発光点変位差δ0 は多
少小さく見積もれる。但し、総じて言えば、ほとんどの
場合の生産設備による組付精度は、複数のレーザチップ
を用いた場合であっても、発光点変位差δ0 は最大で8
μm程度と考えられるため、その量に対応して補正する
補正角度θ0 はθ0 =±5°程度となり、それらの角度
範囲であれば半導体レーザを傾けて組付ければ複数の発
光点に対応する有効なピント合わせが行なえる。
【0021】また、発光点21a、21bより出射した
レーザ光La、Lbに対応する感光体ドラム6上を走査
するレーザビームは、図3のLa′、Lb′であって、
それぞれの最も集光する位置は図3ではBwa、Bwb
の位置にあたり、これらはいわゆるビームウエスト位置
であって、ほぼ感光体ドラム6の表面位置にあたる。そ
してこの集光位置BwaとBwbの差である集光位置差
δZ は、光ビーム走査装置の光学系の縦倍率をm0 とす
れば、δZ ≒m0 ・δ0 の関係があり、発光点変位差δ
0 が縦倍率で拡大された値となる。但し、現実には集光
位置差δZ が厳密には0にならず多少存在しても、ビー
ムスポットが略同一に見られる範囲内(いわゆる書き込
み深度内)に追い込むことが出来れば、ほぼ目的を達成
したと考えられる。
【0022】次にこれらの具体的な組み付けについて
は、レーザユニットと呼ばれるものとして治具を用いて
組み付けられる場合が多く、それらは図1のように半導
体レーザ1、金属や合成樹脂でつくられたホルダ26、
コリメートレンズ2、コリメートレンズを取り付けた鏡
筒25などの部品より構成される。その中で半導体レー
ザ1がホルダ26に圧入して取り付ける際に、レーザビ
ームを発光させながら、また鏡筒25に取り付けたコリ
メートレンズ2によって三次元的にピント調整と照射位
置調整を行なう工程を同時に行なうのがよい。それらの
調整の際に用いる測定系は、図1のAの矢印で示す位置
に相当するところに配置する光ビームを集光させるため
の集光レンズやCCDカメラ等であり、これらによって
その集光性を確認する。そのように、それらのレーザユ
ニットの単位で組付けが成され、調整の確認がされれば
よいが、半導体レーザ1は、初めに保持する生産装置の
一部であるハンドリング装置により角度変位されて圧入
されることになる。更に複数の発光点のピント位置とC
CDカメラ上の複数のビームの集光位置とが光学倍率的
に変位量的に換算されていて、かつそれらがハンドリン
グ装置の変位角度に換算されていれば補正量が分かって
作業性がよい。
【0023】上記実施形態に特有の効果は、ほぼ主走査
方向のみに半導体レーザを傾ける角度機構があればよ
く、圧入して取り付けるため他の付加部材が不要な点で
ある。(第2実施形態)図4は第2実施形態の特徴を最
もよく表わす図であり、30は補助ホルダ、31は調整
ネジ、32はバネであり、他のものは第1実施形態等と
同様であるので符号の説明は省略する。
【0024】次に上記構成において、前述の第1実施形
態で示した如く、複数の発光点をもつ複数ビーム半導体
レーザ1は光軸方向の発光点変位差δ0 をもつ場合を示
したが、本実施形態ではレーザユニット部に半導体レー
ザ1全体の傾き角の調整機構を具備させることを特徴と
する。
【0025】レーザユニットとは前述したように、例え
ばコリメートレンズ2や鏡筒25、ホルダ26、半導体
レーザ1等より構成され、本実施形態では図4のように
補助ホルダ30、調整ネジ31、バネ32等を付加する
ことにより、半導体レーザ1の取り付け角度調整機能を
レーザユニットとして、つまり光ビーム走査装置の一部
として具備することを特徴としながら、それら装置の内
部で角度決めがされて設置されることを特徴とする。
【0026】本実施形態での角度調整方向は複数の発光
点がほぼ主走査方向に揃っていることから第1実施形態
と同様に主走査方向にのみ変位する。またそれらの調整
方法は上述のレーザユニットの単位で実施されていれば
よく、上述の角度やコリメートレンズ2を含むピント、
照射位置調整などが行なわれた後に光学箱10の外周に
ある壁部等に取り付けられればよい。また他方、レーザ
ユニットが初めから光学箱10の一部に取り付けられ、
その後にやはりピントや照射位置等の調整がなされても
やはり同じようによい。どちらにしても光ビーム走査装
置の一部に調整機構を具備させた調整であって、組付け
調整のためのCCDカメラ等の測定装置もほぼ同様のも
のによって行なわれる。更にバネやネジに変えてゴムや
板バネ等の他の弾性部材を用いてもよく、また紫外線硬
化型やその他の接着剤の使用によってもよい。あくまで
主走査方向の平面内で傾斜する自由度があって変位させ
るようにしてあれば同様の調整は成される。
【0027】本実施形態に特有の効果は、装置の一部と
して半導体レーザの角度調整機構をもつため、電子写真
装置に於ける光ビーム走査装置の互換性やサービス性の
向上が期待できる点である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のレーザビームの集光位置を同一にするように半導
体レーザを傾けて組み付けるため、感光体上の複数の発
光点によるビームスポットが均一となり、印字品質の安
定が図れる。
【0029】また、本発明によれば、装置のサービス時
を含め部品交換の互換性を高め、ビームスポットに対す
る調整精度を高め印字品質を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る光ビーム走査装置
の模式図
【図2】本発明の第1実施形態に係る複数ビーム半導体
レーザの断面図
【図3】本発明の第1実施形態に係る感光体近傍のレー
ザビームの図
【図4】本発明の第2実施形態に係る光ビーム走査装置
の断面図
【図5】従来例を示す複数光源をもつ光ビーム走査装置
の構成図
【図6】従来例を示す複数ビーム半導体レーザの内部斜
視図。
【図7】従来例を示すレーザチップの正面図。
【図8】従来例を示す感光体上を走査するビームスポッ
トの説明図。
【符号の説明】
1 複数ビーム半導体レーザ 2 コリメートレンズ 3 シリンダレンズ 4 ポリゴンミラー 5 走査レンズ 6 感光体ドラム 7 同期検知ミラー 8 同期検知センサ 9 レーザ駆動回路 10 光学箱 11 ベースステム 12 台形ステム 13 レーザチップ 14 フォトダイオード 15 キャップ 16 窓 17 通電端子 21a、21b 発光点 22a、22b 通電ワイヤ 25 鏡筒 26 ホルダ 27 接着剤 28a、28b レーザチップ 30 補助ホルダ 31 調整ネジ 32 バネ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の半導体による光源を内蔵する複数
    ビーム半導体レーザとコリメートレンズと走査レンズ等
    を用いて感光体に対して光書き込み作用を行なうもので
    あって、それら複数の光源の光軸方向の設置位置差に対
    応して前記複数ビーム半導体レーザをほぼ主走査方向の
    面内にて傾斜させて組付けたことを特徴とする光ビーム
    走査装置。
  2. 【請求項2】 複数の半導体による光源を内蔵する複数
    ビーム半導体レーザを主走査方向の面内にて傾斜させて
    取り付ける機構を具備することを特徴とする請求項1記
    載の光ビーム走査装置。
  3. 【請求項3】 複数の半導体による光源は複数のレーザ
    チップ別に具備され、あるいは1つのレーザチップの中
    に具備されるものであって、かつそれらを内蔵する複数
    ビーム半導体レーザを具備することを特徴とする請求項
    1または2に記載の光ビーム走査装置。
  4. 【請求項4】 複数ビーム半導体レーザの設置傾斜角度
    は±5°以下で行なうことを特徴とする請求項1乃至3
    の内のいずれの1項に記載の光ビーム走査装置。
JP10094512A 1998-04-07 1998-04-07 光ビーム走査装置 Pending JPH11295624A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003266777A (ja) * 2002-03-19 2003-09-24 Fuji Xerox Co Ltd マルチビーム光源装置及びこのマルチビーム光源装置を備えた光走査装置
JP2009003103A (ja) * 2007-06-20 2009-01-08 Ricoh Printing Systems Ltd 光源装置、合成光源装置、光走査装置、及び画像形成装置
CN107855767A (zh) * 2017-10-17 2018-03-30 歌尔股份有限公司 光学模组组装设备及方法

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