JPH11305153A - ２ビーム走査用光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源装置自体の部品点数を低減し、コスト低
減を可能とした２ビーム用走査光源装置を得る。 【解決手段】 独立した２つの発光源１、２から放射
されるビームを、別個のカップリングレンズ３、４によ
りカップリングしたのち、合成プリズム部材５ａにより
合成して放射する光源装置であって、合成プリズム部材
５ａは、反射面６とビームスプリット面７の２面を有
し、これら２面は所定の距離だけ離れており、カップリ
ングレンズ３によりカップリングされたビームは、反射
面６とビームスプリット面７とで順次反射され、カップ
リングレンズ４によりカップリングされたビームは、ビ
ームスプリット面７を透過する２ビーム走査用光源装置
において、合成プリズム部材５ａに屈折力を持たせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
レーザファクシミリ、レーザ印刷機、レーザプロッタ等
に適用可能な２ビーム走査用光源装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光走査による画像記録の高速化を目的と
し、複数の走査線を一度に走査するマルチビーム走査装
置が知られている。このようなマルチビーム走査装置の
一形態として、２つの発光源からのビームを利用する２
ビーム走査装置が知られている。

【０００３】上記２ビーム走査装置の光源部分の態様と
しては、発光源から放射された２つのビームを合成プリ
ズム部材を用いて合成するものがある。このような従来
技術として、特開平１０−３０４７公報に記載された２
ビーム走査用光源装置が知られている。この従来技術
は、独立した２つの光源からのビームを別個にコリメー
トした後、合成プリズム部材により合成して放射する光
源装置であって、２個のコリメートレンズの配列方向の
傾き角と光軸間距離を調整可能とし、また、２つの光源
の少なくとも一方を対向するコリメートレンズの光軸か
らずらすことにより、上記２ビームの、主走査対応方向
における近づき度と、副走査対応方向における遠ざかり
度、上記２ビームをコリメートする２個のコリメートレ
ンズのビーム合成後における副走査対応方向の光軸間隔
を可調整とした２ビーム走査用光源装置に関するもので
ある。しかし、上記従来技術は、２つの光源からのビー
ムを合成するための合成プリズム部材とは別にコリメー
トレンズやシリンダレンズを必要とするため、装置全体
の部品点数が多くなり、従って組付時の工数も多くな
り、コストアップになるといった課題を有していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の課題に鑑みてなされたもので、独立した２つの発光
源からのビームを合成して放射する光源装置において、
２ビームを合成する合成部材に屈折力を持たせたことに
より、光源装置自体の部品点数を低減し、コスト低減を
可能とした２ビーム用走査光源装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、独立した２つの発光源から放
射されるビームを、別個のカップリングレンズによりカ
ップリングしたのち、合成プリズム部材により合成して
放射する光源装置であって、上記合成プリズム部材は、
反射面とビームスプリット面の２面を有し、これら２面
は所定の距離だけ離れており、一方のカップリングレン
ズによりカップリングされたビームは、上記反射面とビ
ームスプリット面とで順次反射され、他方のカップリン
グレンズによりカップリングされたビームは、ビームス
プリット面を透過する２ビーム走査用光源装置におい
て、上記合成プリズム部材に屈折力を持たせたことを特
徴とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の２
ビーム走査用光源装置において、合成プリズム部材のビ
ームが出射する側の面に屈折力を持たせたことを特徴と
する。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の２
ビーム走査用光源装置において、合成プリズム部材のビ
ームが入射する側の面に屈折力を持たせたことを特徴と
する。

【０００８】請求項４記載の発明は、請求項１記載の２
ビーム走査用光源装置において、合成プリズム部材のビ
ームが出射する側の面及び入射する側の面に屈折力を持
たせたことを特徴とする。

【０００９】請求項５記載の発明は、請求項１、２、３
又は４記載の２ビーム走査用光源装置において、屈折力
は、カップリング機能を有する屈折力又はシリンダレン
ズ機能を有する屈折力であることを特徴とする。

【００１０】請求項６記載の発明は、請求項１又は５記
載の２ビーム走査用光源装置において、２つの発光源が
レーザダイオード素子で、一方の発光源と合成プリズム
部材との間に１／２波長板を設け、合成プリズム部材の
ビームスプリット面が偏光ビームスプリット面であるこ
とを特徴とする。

【００１１】

【実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明にかか
る２ビーム走査用光源装置の実施の形態について説明す
る。図１において、符号１、２は発光源を示しており、
この実施の形態では、レーザダイオード素子が左右に配
列されている。発光源１からのビームの放射方向にはカ
ップリングレンズ３が、発光源２からのビームの放射方
向にはカップリングレンズ４が配置されている。カップ
リングレンズ３、４を透過したビームの進路上には、合
成プリズム５ａが配置されている。

【００１２】合成プリズム部材５ａは、その内部に反射
面６とビームスプリット面７とを互いに平行、かつ、所
定の距離をおいて有してなる略直方体のもので、その長
手方向を発光源１、２の配列方向に合わせて配置してあ
る。合成プリズム部材５ａの材質は特に限定されない
が、プラスチック等の樹脂とすることにより、容易に成
形加工が可能となる。

【００１３】２つの発光源１、２から放射されたビーム
は、カップリングレンズ３、４でカップリングされた後
に、合成プリズム部材５ａにより合成されるようになっ
ている。すなわち、発光源１から放射されたビームは、
カップリングレンズ３によりカップリングされ、合成プ
リズム部材５ａ内に入射し、反射面６でビームスプリッ
ト面７に向けて反射される。ビームスプリット面７は、
反射面６により反射されたビームを再び反射するととも
に、他方のカップリングレンズ４によりカップリングさ
れたビームを透過させる。これら２ビームは、シリンダ
レンズ部８ａにより対応する方向に集束され、長い２つ
の線像として、例えばポリゴンミラーの偏向反射面上に
結像される。

【００１４】図１に示す合成プリズム部材の例では、合
成プリズム部材５ａの成形時に、ビームが出射する側の
面にシリンダレンズ部８ａが一体に設けられ、このシリ
ンダレンズ部８ａにシリンダレンズと同機能の屈折力を
持たせている。その屈折力は図６に示す従来の２ビーム
走査光源装置のシリンダレンズと同じ作用を有するよう
に構成されている。図６に示す従来例では、光源１から
放射されたビームは、カップリングレンズ３でカップリ
ングされた後、合成プリズム部材５ｆ内に入射し、反射
面６によりビームスプリット面７の方向に反射され、次
にビームスプリット面７で反射され、合成プリズム部材
５ｆの外へ放射されていた。また、発光源２から放射さ
れたビームは、カップリングレンズ４でカップリングさ
れた後、合成プリズム部材５ｆ内に入射し、ビームスピ
リット面７を透過した後、合成プリズム５ｆの外へ放射
されていた。これら２つのビームは、合成プリズム部材
５ｆで合成された後、別個に設けられたシリンダレンズ
８により対応する方向に集束され、ポリゴンミラー面な
どに長い２つの線像として結像されていた。

【００１５】しかし、図１に示す実施の形態において
は、合成プリズム部材５ａの出射側の面にシリンダレン
ズ部８ａを設け、このシリンダレンズ部８ａに、従来は
別部品としていたシリンダレンズと同じ屈折力を持たせ
たことにより、従来の２ビーム走査光源装置では別部品
として用意する必要があったシリンダレンズを省略する
ことができ、部品点数を減らすことができる。

【００１６】図２に示す実施の形態では、合成プリズム
部材５ｂにおいて、ビームが入射する側の面にシリンダ
レンズ部９ｂ、１０ｂを設け、このシリンダレンズ部９
ｂ、１０ｂに従来は、別部品としていたシリンダレンズ
と同じ屈折力を持たせたものである。左右方向に配列さ
れた発光源１、２から出射したレーザビームの通路に
は、それぞれカップリングレンズ３、４が配置され、さ
らにその後方に合成プリズム部材５ｂの上記シリンダレ
ンズ部９ｂ、１０ｂが位置している。合成プリズム部材
５ｂの上記シリンダレンズ部９ｂとの対応位置には反射
面６があり、上記シリンダレンズ部１０ｂとの対応位置
にはビームスプリット面７がある。

【００１７】発光源１から放射されたビームは、カップ
リングレンズ３によりカップリングされた後、合成プリ
ズム部材５ｂ内に入射し、反射面６によりビームスプリ
ット面７の方向に反射されて折り曲げられ、次にビーム
スプリット面７で反射されて折り曲げられ、合成プリズ
ム部材５ｂの外へ放射される。一方、発光源２から放射
された光は、カップリングレンズ４によりカップリング
された後、合成プリズム部材５ｂ内に入射し、ビームス
プリット面７を透過した後、合成プリズム５ｂの外へ放
射される。

【００１８】図２に示す実施の形態においては、合成プ
リズム部材５ｂのビームが入射する側の面にシリンダレ
ンズ部９ｂ、１０ｂを設け、これらに従来は別部品とし
ていたシリンダレンズと同じ屈折力を持たせたことによ
り、従来の２ビーム走査光源装置では別部品として用意
する必要があったシリンダレンズを省略することがで
き、部品点数を減らすことができる。

【００１９】図３に示す実施の形態では、合成プリズム
部材５ｃのビームが入射する側の面にカップリングレン
ズ部３ｃ、４ｃを一体に設け、このカップリングレンズ
部３ｃ、４ｃに、従来は別部品としていたカップリング
レンズと同じ屈折力を持たせたものである。上記カップ
リングレンズ部３ｃ、４ｃは発光源１、２との対応位置
にあり、合成プリズム部材５ｃの上記カップリングレン
ズ部３ｃ、４ｃとの対応位置に反射面６とビームスプリ
ット面７がある。

【００２０】発光源１から放射されたビームは、合成プ
リズム部材５ｃのビームが入射する側の面に設けられた
カップリングレンズ部３ｃでカップリングされた後、合
成プリズム部材５ｃ内に入射し、反射面６によりビーム
スプリット面７の方向に反射されて折り曲げられ、次に
ビームスプリット面７で反射されて折り曲げられ、合成
プリズム部材５ｃの外へ放射される。一方、発光源２か
ら放射された光は、合成プリズム部材５ｃのビームが入
射する側の面に設けられたカップリングレンズ部４ｃで
カップリングされた後、合成プリズム部材５ｃ内に入射
し、ビームスプリット面７を透過した後、合成プリズム
５ｃの外へ放射される。これらの２つのビームは、合成
プリズム部材５ｃで合成された後、別個に設けられたシ
リンダレンズ８ｃによりそれぞれのビームは対応する方
向に集束され、長い２つの線像として偏向反射面に結像
されるようになっている。

【００２１】図３に示す実施の形態においては、合成プ
リズム部材５ｃのビームが入射する側の面にカップリン
グレンズ部３ｃ、３ｃを設け、これらに従来は別部品と
していたカップリングレンズと同じ屈折力を持たせたこ
とにより、従来の２ビーム走査光源装置では別部品とし
て用意する必要があったカップリングレンズを省略する
ことができ、部品点数を減らすことができる。

【００２２】図４に示す実施の形態では、合成プリズム
部材５ｄのビームが入射する側の面にカップリングレン
ズ部３ｄ、４ｄを設け、これにカップリングレンズと同
機能を有する屈折力を持たせ、また、ビームが出射する
側の面にシリンダレンズ部８ｄを設け、これにシリンダ
レンズと同機能を有する屈折力を持たせたものである。

【００２３】一方の発光源１から放射されたビームは、
合成プリズム部材５ｄのビームが入射する側の面に設け
られたカップリングレンズ部３ｄでカップリングされた
後、合成プリズム部材５ｄ内に入射し、反射面６により
ビームスプリット面７の方向に反射されて折り曲げら
れ、次にビームスプリット面７で反射されて折り曲げら
れ、シリンダレンズ部８ｄにより対応する方向に集束さ
れ、線像として偏向反射面に結像される。他方の発光源
２から放射された光は、ビームが入射する側の面に設け
られたカップリングレンズ部４ｄでカップリングされた
後、合成プリズム部材５ｄ内に入射し、ビームスプリッ
ト面７を透過した後、シリンダレンズ部８ｄにより対応
する方向に集束され、線像として偏向反射面に結像され
る。よって、偏向反射面には２つの線像が結像されてい
る。

【００２４】図４に示す実施の形態においては、合成プ
リズム部材５ｄのビームが入射する側の面にカップリン
グレンズ部３ａ、３ｂを一体成形によって設け、ビーム
が出射する側の面にシリンダレンズ部８ｄを一体成形に
よって設けている。そして、これらに従来は別部品とし
ていたカップリングレンズ及びシリンダレンズと同じ屈
折力を持たせたことにより、カップリングレンズ及びシ
リンダレンズを別部品として用意する必要がなくなり、
部品点数を減らすことができる。

【００２５】本発明において、合成プリズム部材のビー
ムスプリット面は、例えば半透鏡面であってもよいが、
半透鏡面では光利用効率が低いという難点がある。そこ
で、図５に示す実施の形態のように、発光源１、２をレ
ーザダイオード素子とし、発光源１と合成プリズム部材
５ｅとの間に１／２波長板１１を配置し、合成プリズム
部材５ｅにおけるビームスプリット面７は、Ｐ偏光を透
過し、Ｓ偏光を反射する偏光ビームスプリット面偏光ビ
ームスプリット面とするとよい。

【００２６】発光源１から放射されるビームをＳ偏光と
すると、このビームは１／２波長板１１によりＰ偏光に
変換され、合成プリズム部材５ｅのビームが入射する側
の面に設けられたカップリングレンズ部３ｅでカップリ
ングされた後、合成プリズム部材５ｅ内に入射する。そ
して、反射面６によりビームスプリット面７の方向に反
射されて折り曲げられ、次にビームスプリット面７で反
射されて折り曲げられ、シリンダレンズ部８ｅにより対
応する方向に集束され、線像として偏向反射面に結像さ
れる。一方、発光源２から放射された光は、ビームが入
射する側の面に設けられたカップリングレンズ部４ｅで
カップリングされた後、合成プリズム部材５ｅ内に入射
し、ビームスプリット面７を透過した後、シリンダレン
ズ部８ｄにより対応する方向に集束され、線像として偏
向反射面に結像される。

【００２７】このように、発光源をレーザダイオード素
子とすれば、放射されるビームは実質的に直線偏光状態
であるので、一方の発光源１と合成プリズム部材５ｅと
の間に１／２波長板１１を配置し、合成プリズム部材５
ｅにおけるビームスプリット面７を偏光ビームスプリッ
ト面とすることにより、発光源１からのビームをビーム
スプリット面７で効率よく反射し、発光源２からのビー
ムはビームスプリット面７で効率よく透過させることが
可能となり、光の利用効率を高めることができる。

【００２８】本発明にかかる光源装置から出射した２つ
のビームは、既に説明したように、例えばポリゴンミラ
ーの偏向反射面に線像として結像され、この線像は偏向
反射面で反射され、ｆθレンズを透過して例えば感光体
上に光スポットとして結像され、上記ポリゴンミラーの
回転によって上記光スポットが感光体上を走査する。こ
の光走査装置は周知であるから詳細な説明は省略する。
本発明にかかる光源装置は２つのビームを出射するた
め、同時に２つの光スポットが感光体上を走査すること
となる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、独立した
２つの発光源から放射されるビームを、別個のカップリ
ングレンズによりカップリングしたのち、合成プリズム
部材により合成して放射する光源装置であって、上記合
成プリズム部材は、反射面とビームスプリット面の２面
を有し、これら２面は所定の距離だけ離れており、一方
のカップリングレンズによりカップリングされたビーム
は、上記反射面とビームスプリット面とで順次反射さ
れ、他方のカップリングレンズによりカップリングされ
たビームは、ビームスプリット面を透過する２ビーム走
査用光源装置において、上記合成プリズム部材に屈折力
を持たせたため、合成プリズム部材によりレンズを兼用
することができ、部品点数を減らすことができ、従って
組み立て工数も減らすことができ、コストの低減を図る
ことができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の２ビーム走査用光源装置において、合成プリズム部
材のビームが出射する側の面に屈折力を持たせたため、
従来は出射側に別個に設けていたレンズを設けることな
く同様の効果を得ることができ、部品点数及び組み立て
工数を減らすことができ、コストを低減を図ることがで
きる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の２ビーム走査用光源装置において、合成プリズム部
材のビームが入射する側の面に屈折力を持たせたため、
従来は入射側に別個に設けていたレンズを設けることな
く同様の効果を得ることができ、部品点数及び組み立て
工数を減らすことができ、コストを低減を図ることがで
きる。

【００３２】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載の２ビーム走査用光源装置において、合成プリズム部
材のビームが出射する側の面及び入射する側の面に屈折
力を持たせたため、従来は出射側及び入射側に別個に設
けていたレンズを設けることなく同様の効果を得ること
ができ、部品点数及び組み立て工数を減らすことがで
き、コストを低減を図ることができる。

【００３３】請求項５記載の発明は、請求項１、２、３
又は４記載の２ビーム走査用光源装置において、屈折力
は、カップリング機能を有する屈折力又はシリンダレン
ズ機能を有する屈折力としたため、従来は出射側及び入
射側に別個に設けていたカップリングレンズ又はシリン
ダレンズを設けることなく同様の効果を得ることがで
き、部品点数及び組み立て工数を減らすことができ、コ
ストを低減を図ることができる。

【００３４】請求項６記載の発明によれば、請求項１又
は５記載の２ビーム走査用光源装置において、２つの発
光源がレーザダイオード素子で、一方の発光源と合成プ
リズム部材との間に１／２波長板を設け、合成プリズム
部材のビームスプリット面が偏光ビームスプリット面と
したため、直線偏光状態で放射される２ビームの光利用
効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる２ビーム走査用光源装置の実施
の形態を示す斜視図である。

【図２】本発明にかかる２ビーム走査用光源装置の別の
実施の形態を示す斜視図である。

【図３】本発明にかかる２ビーム走査用光源装置のさら
に別の実施の形態を示す斜視図である。

【図４】本発明にかかる２ビーム走査用光源装置のさら
に別の実施の形態を示す斜視図である。

【図５】本発明にかかる２ビーム走査用光源装置のさら
に別の実施の形態を示す斜視図である。

【図６】従来の２ビーム走査用光源装置の例を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ 発光源 ２ 発光源 ３ カップリングレンズ ４ カップリングレンズ ５ 合成プリズム部材 ６ 反射面 ７ ビームスプリット面 １１ １／２波長板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 独立した２つの発光源から放射されるビ
   ームを、別個のカップリングレンズによりカップリング
   したのち、合成プリズム部材により合成して放射する光
   源装置であって、 上記合成プリズム部材は、反射面とビームスプリット面
   の２面を有し、これら２面は所定の距離だけ離れてお
   り、一方のカップリングレンズによりカップリングされ
   たビームは、上記反射面とビームスプリット面とで順次
   反射され、他方のカップリングレンズによりカップリン
   グされたビームは、ビームスプリット面を透過する２ビ
   ーム走査用光源装置において、 上記合成プリズム部材に屈折力を持たせたことを特徴と
   する２ビーム走査用光源装置。
2. 【請求項２】 前記合成プリズム部材のビームが出射す
   る側の面に屈折力を持たせたことを特徴とする請求項１
   記載の２ビーム走査用光源装置。
3. 【請求項３】 前記合成プリズム部材のビームが入射す
   る側の面に屈折力を持たせたことを特徴とする請求項１
   記載の２ビーム走査用光源装置。
4. 【請求項４】 前記合成プリズム部材のビームが出射す
   る側の面及び入射する側の面に屈折力を持たせたことを
   特徴とする請求項１記載の２ビーム走査用光源装置。
5. 【請求項５】 前記屈折力は、カップリング機能を有す
   る屈折力又はシリンダレンズ機能を有する屈折力である
   ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の２ビー
   ム走査用光源装置。
6. 【請求項６】 前記２つの発光源がレーザダイオード素
   子で、一方の発光源と合成プリズム部材との間に１／２
   波長板を設け、合成プリズム部材のビームスプリット面
   が偏光ビームスプリット面であることを特徴とする請求
   項１又は５記載の２ビーム走査用光源装置。