(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体レーザをアレイ状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が前記反射光を受光する受光板上の許容範囲に収まるように、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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【請求項６】
前記反射部材が、前記レーザアレイの光軸回りの傾き調整を行う際の基準となる暗部（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。
【請求項７】
前記低反射部が、前記反射部材において直交する２方向に形成されることを特徴とする請求項６記載のレーザアレイ画像形成装置の作製方法。
【請求項８】
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６又は７記載のレーザアレイ画像形成装置の作製方法。
【請求項９】
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６又は７記載のレーザアレイ画像形成装置の作製方法。
【請求項１０】
複数の半導体レーザをアレイ状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が、それぞれ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。
【請求項１１】
前記反射部材は、前記レーザアレイの光軸回りの傾き調整を行う際の基準となる暗部（低反射部）を有することを特徴とする請求項１０記載のレーザアレイ画像形成装置。
【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１−１５２６８３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状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が前記反射光を受光する受光板上の許容範囲に収まるように、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が、それぞれ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
【図１】
0003577905.tif 000002
【図２】
0003577905.tif 000003
【図３】
0003577905.tif 000004
【図４】
0003577905.tif 000005
【図５】
0003577905.tif 000006
【図６】
0003577905.tif 000007
【図７】
0003577905.tif 000008
【図８】
0003577905.tif 000009
【図９】
0003577905.tif 000010
【図１０】
0003577905.tif 000011
【図１１】
0003577905.tif 000012
【図１２】
0003577905.tif 000013
【図１３】
0003577905.tif 000014