JPH1158827A - レーザアレイ画像形成装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高画質化を容易に実現し得るレーザアレイ画
像形成装置の作製方法を提供する。 【解決手段】 あらかじめ設計光軸上に設定された基準
光源４からの光ビームをレーザアレイ１の反射部材１−
１に照射し、その反射光が基準光源４の発光点に戻るよ
うに、レーザアレイを主走査方向、副走査方向の移動お
よび回転により調整する。次に、結像レンズ等からなる
光学系２をレーザアレイ１と基準光源４の間に配置し、
光学系２に取りつけた反射部材２−１に基準光源４から
の光ビームを照射し、その反射光が基準光源４の発光点
に戻るように、光学系２を主走査方向、副走査方向に移
動および回転することで調整する。このように調整した
レーザアレイ１と光学系２を組み込んでレーザアレイ画
像形成装置を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザアレイ画像
形成装置に係り、特に高精度な位置出しを可能としたレ
ーザアレイ画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザアレイ画像形成装置は、複数の半
導体レーザをアレイ上に配列することにより、従来のよ
うに半導体レーザを走査する機構を不要とした装置であ
る。

【０００３】この種の装置として、例えば特開平１−１
５２６８３号公報には、半導体レーザ・ビーム・スキャ
ナが開示されている。この装置は、２次元あるいは列状
に配列された複数の半導体レーザを有する半導体レーザ
アレイと、この半導体レーザアレイからのすべてのレー
ザビームが通過し、感光体上ですべてのビームが集光す
るように配置された光学手段を備えている。この装置に
よれば、高速で、無騒音で、かつ信頼性の高い画像形成
装置が可能と考えられている。

【０００４】また、特開昭６４−４２６６７号公報に
は、半導体レーザをアレイ化して構成したレーザビーム
プリンタが開示されている。この装置においても、半導
体レーザアレイ、および、感光体上ですべてのビームが
集光するように配置された光学手段を備えており、高速
で、無騒音で、かつ信頼性の高い画像形成装置が実現可
能と考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの画像形成装置
においては、半導体レーザアレイと感光体上のレーザ集
光位置が１対１対応になっている。そのため、半導体レ
ーザアレイや光学手段が位置ずれを起こしたり、傾いた
りすると、目標の感光体上に、各集光ビームを精度良
く、照射できなくなる。これは、画質劣化を引き起こす
原因となる。

【０００６】本発明者は、この点に注目し、レーザアレ
イ画像形成装置において高画質を実現するためには、半
導体レーザアレイ、感光体上でビームを集光させるため
の光学手段、および感光体のそれぞれについて、高精度
な位置決めを行なう必要があるという新規な課題を見出
した。

【０００７】従って本発明の目的は、高画質化を容易に
実現し得るレーザアレイ画像形成装置の作製方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の半導
体レーザをアレイ上に配置したレーザアレイ、およびレ
ーザアレイからの光ビームを集光する光学系に反射部材
をそれぞれ形成し、基準光源からの基準光をこの反射部
材に照射し、反射部材からの反射光の状態に応じて、レ
ーザアレイおよび光学系を調整することにより、達成さ
れる。

【０００９】このように本発明では、基準光による反射
光を用いて、レーザアレイおよび光学系を調整するの
で、高精度な位置決めが可能となり、レーザアレイ画像
形成装置の高画質化を実現できる。

【００１０】この基準光は、事前に感光体の取付け面又
は感光体面に照射され、その反射光に基づいて、基準光
自体を位置調整することで、精度の向上を図っている。
また、レーザアレイおよび光学系の調整は、その中心位
置ずれおよび傾きについて行うので、それらの取付けは
極めて正確に行うことができる。

【００１１】さらに、本発明に係るレーザアレイ画像形
成装置は、レーザアレイおよび光学系の少なくとも一方
に、基準光源からの基準光を反射する反射部材を備える
ので、設置後の調整も簡単で、装置の高画質化を容易に
実現できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図1（ａ）、（ｂ）は、本発明に
係るレーザアレイ画像形成装置の作製方法の原理図であ
る。まず、図１（ａ）に示すように、あらかじめ設計光
軸上に設定された基準光源４からの光ビームをレーザア
レイ１の反射部材１−１に照射し、その反射光が基準光
源４の発光点に戻るように、レーザアレイを主走査方
向、副走査方向の移動および回転により調整する。次
に、結像レンズ等からなる光学系２をレーザアレイ１と
基準光源４の間に配置し、光学系２に取りつけた反射部
材２−１に基準光源４からの光ビームを照射し、その反
射光が基準光源４の発光点に戻るように、光学系２を主
走査方向、副走査方向に移動および回転することで調整
する。

【００１３】すなわち本発明は、レーザアレイ１および
光学系２に反射部材１−１、２−１をそれぞれ形成し、
あらかじめ設計上の光軸位置に設定された基準光源４を
用いて、この基準光源４からの光ビームを反射部材１−
１、２−１に照射し、その反射光の位置に基づいて、レ
ーザアレイ１と光学系２を高精度に調整することができ
るので、感光面にレーザアレイ１からの集光ビームを高
精度に照射可能となる。本発明により、レーザアレイ画
像形成装置の高画質化を容易に実現し得る。

【００１４】図２乃至図７は、本発明に係るレーザアレ
イ画像形成装置の作製方法の一実施例を示すものであ
る。この内、図２乃至図４はレーザアレイの取付けにつ
いて示し、図５乃至図７は光学系の取付けについて示
す。

【００１５】まず、図２において、基準光源４からの光
ビームを反射部材３−１が取り付けられた感光体取付け
面（感光体面）３に照射し、そこからの反射光により基
準光を設計光軸位置に設定する。次に感光体取付け面
（感光体面）３を移動し、この基準光をレーザアレイ１
に設けた反射部材１−１に照射し、ｘ軸、ｙ軸、ｘ軸回
り、ｙ軸回り、ｚ軸回りの調整を行う。

【００１６】ここで、具体的な調整例について、図を用
いて説明する。 （１）レーザアレイの高精度取付け（図２乃至図４） 図２において、反射部材１−１に基準光源４からの光ビ
ームを照射する。図３に示すように、反射部材１−１は
レーザアレイ１の上方に配置される。反射部材１−１か
らの反射光は、図４に示すような基準光源４に設けた受
光板４−１に照射される。ここで受光板４−１上の反射
光５が基準光源４の中心部に移動するように、レーザア
レイ１に設けた各ステ−ジを調整する。図４に示すよう
な反射光５が受光板４−１に戻ったときは、まずＺ軸
（光軸）回りのズテ−ジを調整し、反射光５の中央部の
暗部がＹ軸に平行になるようにする。次にｘ軸、ｙ軸、
ｘ軸回り、ｙ軸回りのステ−ジを調整し、反射光５が基
準光源４に一致するようにする。これでｙ軸、ｘ軸回
り、ｙ軸回りの調整が終了する。そして、レーザアレイ
１のｙ軸ステ−ジをａだけ＋方向に移動し、基準光源４
がレーザアレイ１のｘ軸上に来るようにする。これでｘ
軸方向の調整が終了する。 （２）光学系の高精度取付け（図５乃至図７） 図５において、反射部材２−１に基準光源４から光ビー
ムを照射する。反射部材２−１は、図６のように、光学
系２の上方に配置される。反射部材２−１からの反射光
は、図７に示すように、基準光源４に設けた受光板４−
１に照射される。図７に示すような反射光５が受光板に
戻ったときは、レーザアレイ１のｘ軸、ｙ軸、ｘ軸回
り、ｙ軸回りのステ−ジを調整し、反射光５が基準光源
に一致するようにする。これでｙ軸、ｘ軸回り、ｙ軸回
りの調整が終了する。そしてレーザアレイ１のｙ軸ステ
−ジをｂだけ＋方向に移動し、基準光源４がレーザアレ
イ１のｘ軸上に来るようにする。これでｘ軸方向の調整
が終了する。

【００１７】ここで、レーザアレイ１および光学系２の
取付けにどの程度の精度が要求されるかを、実施例１を
基にシミュレ−ションを行って算出した。図８は、感光
体上で高画質を得るために必要なビーム径変動２０％以
下の許容値を、レーザアレイ（ＬＤ）および光学系（レ
ンズ）のそれぞれの中心位置ずれ、および傾きについて
示したものである。また図９の（ａ）は、受光板４−１
上での中心位置ずれ許容範囲６を示し、同図（ｂ）は、
傾き許容範囲７を示す。受光板４−１上の反射光が中心
位置ずれ許容範囲６および傾き許容範囲７内に収まるよ
うに、レーザアレイ１および光学系２を搭載した各ステ
−ジを調整する。

【００１８】図１０（ａ）、（ｂ）は、レーザアレイ１
の中心位置ずれ（Ｚ軸方向）、および光学系２の中心位
置ずれ（Ｚ軸方向）の調整方法を示す図である。ビーム
検出器８の位置調整は、同図（ａ）のように、レーザア
レイ１と同じ波長λの光源９を十字等の印がついた集光
板１０に照射し、集光板１０上にピントが合うように、
ビーム検出器８をｚ軸方向に移動して行う。また、レー
ザアレイ１と光学系２間のＺ軸方向の位置調整は、同図
（ｂ）のように、レーザアレイ１と同じ波長λの光源９
を光路上から取り除き、レーザアレイ１からの光ビーム
を集光板１０上で観察し、集光板１０上で光ビームが最
小となるように、光学系２をｚ軸方向に移動し調整す
る。

【００１９】以上により、レーザアレイ１および光学系
２をｘ，ｙ，ｚ軸方向およびｘ，ｙ，ｚ軸回りに高精度
に調整可能となる。

【００２０】本実施例１の効果としては、レーザアレイ
１上に反射部材を形成し、レーザアレイ１の発光面と、
ほぼ同一平面に反射面を配置することを可能としたの
で、より高精度な位置、傾き調整が簡単で安価に実現で
きる。また、反射面の中央部に非反射部材を設置し、こ
の反射面からの反射光の暗部の方向を調整することで、
レーザアレイのｚ軸回りの傾き調整を可能としたので、
ほぼ同時に位置、傾き調整を実施することができる。ま
た、基準光源からの基準ビームを感光体取付け面（又は
感光体面）を基準として調整するので、この基準光源を
用いて調整したレーザアレイ、光学系も感光体取付け面
（又は感光体面）に対して高精度に調整可能となる。

【００２１】図１１は、レーザアレイ１に取り付ける反
射部材１−１の配置を示す図である。同図（ａ）は、反
射部材１−１をｘ軸上に配置した例であり、実施例１と
同様の効果を得ることができる。（ｂ）は、反射部材１
−１をｘ軸およびｙ軸上に配置した例であり、実施例１
と同様の効果を得ることができるとともに、両軸に反射
部材が形成されているので、各ステ−ジによる調整後さ
らに、その調整精度を確認することができる。（ｃ）
は、反射部材１−１をｘ軸およびｙ軸上に各１組づつ配
置した例であり、実施例１と同様の効果を得ることがで
きるとともに、両軸に反射部材が形成されているので、
各ステ−ジによる調整後さらに、その調整精度をｘ、ｙ
軸の正、負両方向で確認することができる。

【００２２】図１２は、光学系２に取り付ける反射部材
２−１の配置を示す図である。同図（ａ）は、反射部材
２−１をｘ軸上に配置した例であり、実施例１と同様の
効果を得ることができる。（ｂ）は、反射部材２−１を
ｘ軸およびｙ軸上に配置した例であり、実施例１と同様
の効果を得ることができるとともに、両軸に反射部材が
形成されているので、各ステ−ジによる調整後さらに、
その調整精度を確認することができる。（ｃ）は、反射
部材２−１をｘ軸およびｙ軸上に各１組づつ配置した例
であり、実施例１と同様の効果を得ることができるとと
もに、両軸に反射部材が形成されているので、各ステ−
ジによる調整後さらに、その調整精度をｘ、ｙ軸の正、
負両方向で確認することができる。

【００２３】図１３は、レーザアレイ１のｚ軸回りの傾
き調整を行う際の基準となる反射部材１−１に形成され
た暗部（低反射部）の形状について示したものである。
同図（ａ）は、レーザアレイ１の上方に取り付けられた
反射部材１−１を示すものである。（ｂ）は、反射部材
１−１として長方形状の暗部をｘ軸およびｙ軸方向に配
置したものである。ｘ軸およびｙ軸の両軸を使用して調
整可能となる。また一方の軸で調整後、他方の軸でその
精度を確認できる。これによりさらに高精度な調整が可
能となる。（ｃ）は、三角形状の暗部をｘ軸あるいはｙ
軸方向に配置したものである。三角形の頂点がレーザア
レイの軸中心線上に配置されている。こうすることで、
反射光の三角形の頂点が受光板上の軸中心線上に移動す
るように傾きステ−ジを調整する。これによりさらに高
精度な調整が可能となる。（ｄ）は、三角形状の暗部を
ｘ軸およびｙ軸方向に配置したものである。ｘ軸および
ｙ軸の両軸を使用して調整可能となる。また１方の軸で
調整後、他方の軸でその精度を確認できる。これにより
さらに高精度な調整が可能となる。

【００２４】このように本発明に係るレーザアレイ画像
形成装置の作製方法によれば、レーザアレイおよび光学
系に反射部材が形成され、あらかじめ設計上の光軸位置
に設定された基準光源を用い、この基準光源からのビー
ムをレーザアレイに取り付けた反射部材および光学系に
とりつけた反射部材に照射し、その反射光の位置に基づ
いて、レーザアレイおよび光学系を高精度に取りつける
ができるので、感光面にレーザアレイからの集光ビーム
を常に高精度に照射可能となる。しかも本発明では、比
較的簡易な装置構成で、各構成要素を高精度に位置決め
できるものであある。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、レーザアレイ画像形成
装置の高画質化を容易に実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るレーザアレイ
画像形成装置の作製方法の原理を示す図である。

【図２】レーザアレイの位置の調整と取付け方法を示す
図である。

【図３】レーザアレイに配置された反射部材の位置と形
状を示す図である。

【図４】受光板における反射光を基準光源に一致させる
方法を示す図である。

【図５】光学系の位置の調整と取付け方法を示す図であ
る。

【図６】光学系に配置された反射部材の位置と形状を示
す図である。

【図７】受光板における反射光を基準光源に一致させる
方法を示す図である。

【図８】高画質を得るために必要なビーム径変動の許容
値を示した図である。

【図９】（ａ）は反射光の中心位置ずれ許容範囲を示す
図、（ｂ）は傾き許容範囲を示す図である。

【図１０】（ａ）はビーム検出器のｚ軸調整を示す図、
（ｂ）はレーザアレイと光学系間のｚ軸調整を示す図で
ある。

【図１１】レーザアレイに取り付ける反射部材の配置を
示すもので、（ａ）は反射部材をｘ軸上に配置した例、
（ｂ）は反射部材をｘ軸およびｙ軸上に配置した例、
（ｃ）は反射部材をｘ軸およびｙ軸上に各１組づつ配置
した例をそれぞれ示す図である。

【図１２】光学系に取り付ける反射部材の配置を示すも
ので、（ａ）は反射部材をｘ軸上に配置した例、（ｂ）
は反射部材をｘ軸およびｙ軸上に配置した例、（ｃ）は
反射部材をｘ軸およびｙ軸上に各１組づつ配置した例を
それぞれ示す図である。

【図１３】（ａ）はレーザアレイの上方に取り付けられ
た反射部材を示す図、（ｂ）は反射部材として長方形状
の暗部をｘ軸およびｙ軸方向に配置した図、（ｃ）は三
角形状の暗部をｘ軸あるいはｙ軸方向に配置した図、
（ｄ）は三角形状の暗部をｘ軸およびｙ軸方向に配置し
た図である。

【符号の説明】

１ レーザアレイ １−１ 反射部材 ２ 光学系 ２−１ 反射部材 ３ 感光体 ３−１ 反射部材 ４ 基準光源 ４−１ 受光板

フロントページの続き (72)発明者 足利 英昭 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体レーザをアレイ上に配置し
   たレーザアレイと、前記レーザアレイからの光ビームを
   集光する光学系と、前記光学系により集光した光ビーム
   を照射して画像を形成する感光体とを有するレーザアレ
   イ画像形成装置の作製方法であって、前記レーザアレイ
   および光学系に反射部材をそれぞれ形成し、基準光源か
   らの基準光を前記レーザアレイおよび光学系にそれぞれ
   形成した反射部材に照射し、前記各反射部材からの反射
   光の状態に基づいて、前記レーザアレイおよび光学系を
   調整することを特徴とするレーザアレイ画像形成装置の
   作製方法。
2. 【請求項２】 前記基準光源からの基準光を前記感光体
   の取付け面又は感光体面に照射し、前記感光体の取付け
   面又は感光体面からの反射光に基づいて前記基準光の位
   置調整を行うことを特徴とする請求項１記載のレーザア
   レイ画像形成装置の作製方法。
3. 【請求項３】 前記レーザアレイおよび光学系の調整
   は、前記レーザアレイおよび光学系の中心位置ずれおよ
   び傾きについて行うことを特徴とする請求項１記載のレ
   ーザアレイ画像形成装置の作製方法。
4. 【請求項４】 前記レーザアレイの反射部材が、前記レ
   ーザアレイの基板上に形成されることを特徴とする請求
   項１記載のレーザアレイ画像形成装置の作製方法。
5. 【請求項５】 前記レーザアレイの反射部材が、前記レ
   ーザアレイの基板周囲に形成されることを特徴とする請
   求項１記載のレーザアレイ画像形成装置の作製方法。
6. 【請求項６】 前記反射部材が、前記レーザアレイ又は
   光学系に複数個形成されることを特徴とする請求項１記
   載のレーザアレイ画像形成装置の作製方法。
7. 【請求項７】 前記反射部材が、低反射部を有すること
   を特徴とする請求項１記載のレーザアレイ画像形成装置
   の作製方法。
8. 【請求項８】 前記低反射部が、前記反射部材に複数個
   形成されることを特徴とする請求項７記載のレーザアレ
   イ画像形成装置の作製方法。
9. 【請求項９】 前記低反射部の形状が長方形状であるこ
   とを特徴とする請求項７又は８記載のレーザアレイ画像
   形成装置の作製方法。
10. 【請求項１０】 前記低反射部の形状が三角形状である
    ことを特徴とする請求項７又は８記載のレーザアレイ画
    像形成装置の作製方法。
11. 【請求項１１】 複数の半導体レーザをアレイ上に配置
    したレーザアレイと、前記レーザアレイからの光ビーム
    を集光する光学系と、前記光学系により集光した光ビー
    ムを照射して画像を形成する感光体とを有するレーザア
    レイ画像形成装置であって、前記レーザアレイおよび光
    学系の少なくとも一方は、基準光源からの基準光を反射
    する反射部材を有することを特徴とするレーザアレイ画
    像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記反射部材は、低反射部を有するこ
    とを特徴とする請求項１１記載のレーザアレイ画像形成
    装置。