(57)【要約】【課題】装置を著しく大型化させることなく調整感度を低くし、装置の小型化と良好な組み立て性とを両立させること。【解決手段】複数の光源と、該光源から出射した光束を発散光束若しくは収束光束に変換する変換光学素子と、該複数の光源から出射した複数の光束を合成して略同一方向に出射させるビーム合成手段と、該ビーム合成手段を保持する保持手段と、該光束を偏向して走査する偏向手段と、該ビーム合成手段の保持手段の一部と当接して該ビーム合成手段の回転角度を規制する角度規制手段とを備えるとともに、該ビーム合成手段の回動に伴って複数光束の副走査方向の間隔が変動するレーザ走査装置において、前記ビーム合成手段の保持手段と該角度規制手段との当接部が、該ビーム合成手段の出射面よりも光源側で、且つ、レーザ走査装置の天面と底面よりも内側に位置していることを特徴とする。【選択図】図１
2006195101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、該光源から出射した光束を発散光束若しくは収束光束に変換する変換光学素子と、該複数の光源から出射した複数の光束を合成して略同一方向に出射させるビーム合成手段と、該ビーム合成手段を保持する保持手段と、該光束を偏向して走査する偏向手段と、該ビーム合成手段の保持手段の一部と当接して該ビーム合成手段の回転角度を規制する角度規制手段とを備えるとともに、該ビーム合成手段の回動に伴って複数光束の副走査方向の間隔が変動するレーザ走査装置において、
前記ビーム合成手段の保持手段と該角度規制手段との当接部が、該ビーム合成手段の出射面よりも光源側で、且つ、レーザ走査装置の天面と底面よりも内側に位置していることを特徴とするレーザ走査装置。
【請求項２】
前記角度規制手段の角度規制面は、該ビーム合成手段の保持手段との当接部が該ビーム合成手段の回動に伴って描く円の接線に対して鉛直な平面との間に角度を有する面であり、該角度規制面が該接線と異なる方向に移動することによって該ビーム合成手段の回転角度が調整されることを特徴とする請求項１記載のレーザ走査装置。
【請求項３】
前記ビーム合成手段が、主走査断面内にあって、且つ、被走査面に対して略平行な軸を中心にして回動することを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ走査装置。
【請求項４】
前記角度規制部材が、円錐形状若しくは円錐の一部分を有する形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のレーザ走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置におけるレーザ走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、高速化、高解像度化が強く求められており、複数の光ビームにて感光ドラムを走査するマルチビーム走査装置が広く用いられている。このようなマルチビーム走査装置の例として、例えば特許文献１，２等が提案されている。これらで提案されているマルチビーム走査装置は、複数の光源から出射された複数の光ビームを、ポリゴンミラーとｆθレンズ等から構成される共通のマルチビーム走査光学系により被走査面である感光ドラム上に結像させる。このとき、これら複数の光ビームは感光ドラム上で副走査方向に分離した異なった位置に結像し、感光ドラム上を同時に走査して画像情報の書き込みを行っている。
【０００３】
特許文献１においては、複数のレーザダイオードから出射された複数の光ビームを平行光束にするコリメータレンズと、これらの光ビームを重ね合わせるビーム合成手段（具体的には合成プリズム）とを一体的に保持する一体光源部を有し、この光源部を光軸回りに回動して複数ビームの副走査方向のピッチを調整している。更に具体的には、光源部のハウジングの一部を光軸回りの回転方向に付勢しながらネジの先端に突き当て、このネジをモータ駆動でネジの軸方向に移動させることにより光源部の角度を設定する構成となっている。
【０００４】
一方、特許文献２は、複数のレーザダイオードから出射された複数の光ビームを発散若しくは収束光束に変換する変換レンズと、これらの光ビームを重ね合わせるビーム合成手段（具体的には合成プリズム）とを備え、このビーム合成手段を、主走査断面内にあり被走査面に対して略平行な軸を中心にして回動させることにより、複数ビームの副走査方向のピッチを調整している。尚、ここで言う主走査断面とは、ｆθレンズ系の光軸とポリゴンミラーにより偏向された光束とが形成する面を指すものとする。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４３７０２５号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような、合成プリズムを回動させて感光ドラム上における複数ビームの副走査ピッチを調整しようとするマルチビーム走査装置の場合、一般的に合成プリズムには非常に精密な回転調整が求められる。
【０００７】
例えば、前記特許文献２に示した構成の場合、副走査解像度６００ｄｐｉで感光ドラム上に書き込みを行いたい場合、その副走査方向のビームピッチは設計値４２．３μｍに対して±３μｍ程度の公差で調整することが望ましい。この±３μｍ以内に調整するために１μｍ刻みで副走査ビームピッチを変化させようとした場合、或るマルチビーム走査装置のプリズム回転角度に当て嵌めると、プリズムを約０．７分回転させたところで感光ドラム上の副走査ビームピッチが１μｍ変化する。
【０００８】
これを、特許文献１で示されているような、光源部のハウジングをネジの先端に当接させて回転角度を調整する機構で考えた場合、一般的に無理のない調整感度として調整ネジを１５°回転させたときにプリズムが０．７分回転するような構成にすると、プリズムの回転中心から調整ネジとの当接部までの離間距離は１００ｍｍ以上になってしまい、著しく装置が大型化してしまう。仮にこの離間距離を装置の大きさとして許容され得る３０ｍｍ程度まで縮めるとすると、調整ネジを４〜５°回転させただけで副走査ビームピッチが１μｍ変化してしまい、非常に調整が難しくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の光源から出射される複数の光ビームを合成プリズムで重ね合わせて同時に感光ドラムを走査するマルチビーム走査装置において、感光ドラム上での複数ビームの副走査ピッチを調整するために合成プリズムを回転させる際、装置を著しく大型化させることなく調整感度を低くし、装置の小型化と良好な組み立て性とを両立させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の光源と、該光源から出射した光束を発散光束若しくは収束光束に変換する変換光学素子と、該複数の光源から出射した複数の光束を合成して略同一方向に出射させるビーム合成手段と、該ビーム合成手段を保持する保持手段と、該光束を偏向して走査する偏向手段と、該ビーム合成手段の保持手段の一部と当接して該ビーム合成手段の回転角度を規制する角度規制手段とを備えるとともに、該ビーム合成手段の回動に伴って複数光束の副走査方向の間隔が変動するレーザ走査装置において、前記ビーム合成手段の保持手段と該角度規制手段との当接部が、該ビーム合成手段の出射面よりも光源側で、且つ、レーザ走査装置の天面と底面よりも内側に位置していることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記角度規制手段の角度規制面は、該ビーム合成手段の保持手段との当接部が該ビーム合成手段の回動に伴って描く円の接線に対して鉛直な平面との間に角度を有する面であり、該角度規制面が該接線と異なる方向に移動することによって該ビーム合成手段の回転角度が調整されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ビーム合成手段が、主走査断面内にあって、且つ、被走査面に対して略平行な軸を中心にして回動することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記角度規制部材が、円錐形状若しくは円錐の一部分を有する形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下に挙げる効果を得ることができる。
【００１５】
１．プリズム回転角度の規制位置を、副走査断面で見て合成プリズムの出射面よりも光源側で走査装置の天面と底面の間の領域に配置することにより、レーザユニット部を非常に小型化することができ、延ては走査装置全体を著しく小型化することができる。
【００１６】
２．合成プリズムの回転中心から離間した位置でプリズムの回転角度を規制し、更に角度規制位置では、斜面の移動によって該ビーム合成手段の回転角度を調整するため、斜面の角度によって回転調整感度を任意に決定することができ、回転感度を低下させれば回転調整が非常に容易となり、著しく組み立て性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
＜実施の形態１＞
図１は本発明におけるマルチビーム走査装置の要部概略図である。
【００１９】
尚、以下の説明においては、ｆθレンズ系の光軸とポリゴンミラーにより偏向された光束とが形成する面を主走査断面、ｆθレンズ系の光軸を含み主走査断面と直交する面を副走査断面と定義する。
【００２０】
図１において、３０はマルチビームレーザユニットであり、各々レーザダイオードよりなる２つの光源１ａ，１ｂと、２つのコリメータレンズ２ａ，２ｂ及びそれらを保持するホルダー３により構成されている。但し、コリメータレンズ２ａ，２ｂは便宜上コリメータレンズと呼んでいるが、実際には該光源１ａ，１ｂから出射した光束を僅かに収束若しくは発散した光束へと変換している（本実施の形態では、収束光束として説明する）。
【００２１】
尚、本実施のの形態においては、レーザ光源を２個用いた２ビーム走査装置を示しているが、光源は３つ以上でも良い。即ち、光束変換手段は３つ以上でも良い。又、更に書き込みビーム数を増やす場合には、１つのチップから複数のレーザ光が出射される、いわゆるモノリシックタイプのマルチビームレーザを光源として用いても良い。
【００２２】
４はビーム合成プリズムであり、三角プリズム４ａと平行プリズム４ｂよりなる。この合成プリズム４には、三角プリズム４ａの光束入射面に１／２波長板５が備えられており、又、三角プリズム４ａと平行プリズム４ｂの接合面には偏光ビームスプリッタとして機能する多層膜が形成されているため、光源１ａから出射した光束を反射し、光源１ｂから出射した光束を透過して、２つの光束を近接した略同一方向に出射する。尚、合成プリズム４の出射面には１／４波長板６が備えられており、プリズムを通過してきた２つのビームを直線偏光から円偏光へと変換して、その後のミラーやレンズを通るときに２つのビームの反射率や透過率に差が出ないようにしている。
【００２３】
７はシリンドリカルレンズであり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有し、光束をポリゴンミラーの偏向面（反射面）９ａ上で副走査方向にほぼ線状に結像させる。８は開口絞りであり、シリンドリカルレンズ７から出射された光束を所望の最適なビーム形状に整形している。
【００２４】
９は偏向手段としてのポリゴンミラーであり、ＤＣブラシレスモータ（不図示) により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００２５】
１０はｆθ特性を有するｆθレンズ系であり、ポリゴンミラー９により偏向された２つの光束を被走査面としての感光ドラム１１面上にスポット状に結像させる。
【００２６】
以上の構成により、ポリゴンミラー９の回転と共に２本のビームが感光ドラム１１上を矢印Ｂ方向に等速で走査し、潜像形成を行う。尚、ｆθレンズ１０は副走査断面内においてポリゴンミラー９の偏向面（反射面）９ａ若しくはその近傍と感光ドラム１１面若しくはその近傍との間を共役関係としており、ポリゴンミラーの面倒れによる走査位置のずれを補正している。
【００２７】
次に、図２及び図３を用いてマルチビームレーザユニット及び合成プリズムの回転機構について詳しく述べる。
【００２８】
図２に示すように、マルチビームレーザユニット３０は、２組のレーザダイオードとコリメータレンズを一体的に保持している光源ユニット１５と、合成プリズム４を支持しているプリズム台１６と、プリズム台１６の回転角度を規制する角度規制部材１７と、それらが取り付けられるケース１８によって構成されている。又、光源ユニット１５にはレーザダイオードの駆動基板１９が取り付けられている。
【００２９】
光源ユニット１５には、２組のレーザダイオードとコリメータレンズとが、予めピントと結像位置の調整を経て所定の位置関係をもって固定されている。
【００３０】
合成プリズム４は、両側に支軸を備えるプリズム台１６に押さえバネ２０によって固定されている。勿論、これは接着や両面テープ等で固定しても良い。プリズム台１６は、両側の支軸を中心に回動自在にケース１８に支持されている。このプリズム台１６の回転軸は、実施の形態の冒頭で定義した主走査断面内にあるとともに、感光ドラム上の被走査線と略平行な配置となっている。
【００３１】
又、プリズム台１６には回転軸と直交する方向にアーム１６ａが延びており、その先端付近が角度規制部材１７に当接している。プリズム台１６の支軸にはねじりバネ２１が取り付けられており、プリズム台１６のアーム１６ａは常に付勢を受けて角度規制部材１７に当接している。
【００３２】
角度規制部材１７は、その先端が円錐形状をしており、又、胴体部分にはネジが切られていてケース１８の側壁に累合している。よって、図示しないドライバー等の工具で角度規制部材１７を回転させることにより、プリズム台１６の回転角度の規制面が副走査方向に微少に変位し、合成プリズム４の回転角度を自由に調整できる。
【００３３】
本実施の形態においては、図３に示すように、プリズムの回転中心から角度規制位置までの距離Ｒを２６ｍｍ、角度規制部材１７の斜面の角度θを１４°、角度規制部材１７のネジピッチを０．５ｍｍに設定している。これにより、感光ドラム上での２つのビームの副走査ピッチを１μｍ変化させるためには角度規制部材１７を１５°回転させることができ、組み立て時に無理なく副走査ピッチを調整できるレベルまで調整感度を下げることが可能となっている。このとき、角度規制部材１７の斜面角度θによって任意の調整感度を設定できることは言うまでもなく、角度規制部材１７を取り替えるだけで調整感度を変更できる。
【００３４】
尚、プリズム台のアーム１６ａであるが、図４のように光源よりも遠い方向に延ばしてしまうと、それに伴って入射光路長も長くなってしまう。入射光路長が長くなると、例えば、温度変動等により光軸の角度が副走査方向に変化した場合、その後のシリンドリカルレンズに入射する位置のずれが大きくなり、本来の光学性能が得られなくなる可能性がある。又、保管時に走査装置を置いたり積んだりしようとした場合、このアーム１６ａの部分が走査装置の天面や底面から突出してしまうと非常に扱いづらくなる。よって、アーム１６ａ上の回転角度規制位置は、副走査断面で見て、合成プリズムの出射面よりも光源側で、しかも、走査装置の天面と底面の間の領域に位置していることが望ましい。
【００３５】
以上に述べた構成により、本実施の形態において以下のような作用を得ることができる。
【００３６】
１．プリズム回転角度の規制位置を、副走査断面で見て合成プリズムの出射面よりも光源側で走査装置の天面と底面の間の領域に配置することにより、レーザユニット部を非常に小型化することができ、延ては走査装置全体を著しく小型化することができる。
【００３７】
２．合成プリズムの回転中心から離間した位置でプリズムの回転角度を規制し、更に角度規制位置では、斜面の移動によって該ビーム合成手段の回転角度を調整するため、斜面の角度によって回転調整感度を任意に決定することができ、回転感度を低下させれば回転調整が非常に容易となり、著しく組み立て性が向上する。
【００３８】
＜実施のの形態２＞
図５は本発明を実施した形態２を示す図である。
【００３９】
実施の形態１においては、先端部分に円錐状のテーパ部を持ち胴体部分にネジを切ってある角度規制部材１７を回転させて軸方向の位置を微調整することで、そのテーパ部に当接するプリズム台の角度を微調整させていた。
【００４０】
それに対して、本実施の形態においては、図５に示すように平面テーパ部を持つ角度規制部材１７をボールネジ３１に累合し、ボールネジ３１の回転によりテーパ部を移動させてプリズム台の角度を微調整している。これにより、実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
尚、本実施の形態では、ボールネジを用いているが、例えばラックとウォームギアの組み合わせで角度規制部材を移動させることも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態２を示す図である。
【図６】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    光源
２    コリメータレンズ
４    合成プリズム
９    ポリゴンミラー
１６  プリズム台
１７  角度規制部材
【図１】
2006195101.tif 000003
【図２】
2006195101.tif 000004
【図３】
2006195101.tif 000005
【図４】
2006195101.tif 000006
【図５】
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【図６】
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