(57)【要約】【課題】製作の複雑化を招くことなく部品点数の削減を図ったマルチビーム走査装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】プリズム保持台１０８には、第１コリメータレンズ及び第２コリメータレンズと対向する面に、それぞれ絞り口１０８ａ及び絞り口１０８ｂが設けられており、絞り口をプリズム保持台１０８に一体的に設けるように構成した。【選択図】　図３
2004021157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源とこれらの光源から発せられたビームを偏向するビーム偏向手段との間の光路上に設けられ、前記複数の光源から発せられるビームの照射位置を露光走査面上で所定間隔に近づけ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、
該保持手段を駆動して、前記ビーム合成手段によって所定間隔に近づけられたビームの照射位置を調整する調整手段と、を備えたマルチビーム走査装置であって、
前記保持手段に、前記ビーム合成手段に入射するビームを絞る絞り口を一体的に設けることを特徴とするマルチビーム走査装置。
【請求項２】
前記保持手段は装置本体に対して回転可能に支持されており、
前記調整手段は、該保持手段を回転方向に調整することを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム走査装置。
【請求項３】
前記保持手段の回転軸は、前記ビーム合成手段によって所定間隔に近づけられた直後のビームの光軸に直交し、かつ複数の光源の発光点を結んだ線に略平行であることを特徴とする請求項２に記載のマルチビーム走査装置。
【請求項４】
前記保持手段は、前記ビーム合成手段を保持しつつ収納する枠体であり、
該枠体の一部に開口部を設け、該開口部を前記絞り口としていることを特徴とする請求項１，２または３に記載のマルチビーム走査装置。
【請求項５】
前記枠体に設けられた開口部を形成する内周壁面のうち、前記保持手段の回転軸に略平行な一対の内周壁面には、ビーム入射側からビーム合成手段側に向かって対向壁面間の距離を小さくする傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のマルチビーム走査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のマルチビーム走査装置と、
該マルチビーム走査装置による露光走査によって、潜像を形成が形成される感光体と、
該感光体上に形成された潜像を現像化する現像手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のレーザビームによる書き込みを行うマルチビーム走査装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル複写機，プリンター及びファクシミリ装置などの画像形成装置において、レーザ書き込み系の書き込み速度を上げるために、複数の光源より射出されるビームを偏光ビームスプリッタによって合成し、同時に複数ラインの走査を行って書き込みを行うマルチビーム走査方式が知られている。
【０００３】
このような方式の例としては、例えば特許第２９４２７２１号公報に開示されているような構成が知られている。
【０００４】
従来技術に係るマルチビーム走査装置について図６を参照して説明する。図６は従来技術に係るマルチビーム走査装置の主要部を示す模式的断面図である。
【０００５】
図示のように、マルチビーム走査装置は、２個の半導体レーザ素子を支持しているレーザ支持体２０１とコリメータレンズ２０２とを一体的に保持する基体２０３と、１／２波長板２０４，合成プリズム２０５，絞り板２０６の三部材を保持するフランジ部２０７と、を備えている。合成プリズム２０５と絞り板２０６は、フランジ部２０７の所定の位置に支持されている。
【０００６】
２個の半導体レーザ素子は同一の偏光方向で配列されている。そして、一方の半導体レーザ素子から出射されたレーザ光は、１／２波長板２０４を通過する際に偏光方向が９０度回転して合成プリズム２０５の偏光ビームスプリット面に入射する。他方の半導体レーザ素子から出射されたレーザ光は、そのまま偏光ビームスプリット面に入射する。
【０００７】
従って、一方のビームは偏光ビームスプリット面で反射され、他方のビームは偏光ビームスプリット面を透過して、２つのビームは合成されて合成プリズム２０５より出てくる。
【０００８】
このように、従来技術に係るマルチビーム走査方式を採用したマルチビーム走査装置においては、合成プリズム２０５と光源（半導体レーザ素子）との間に絞り板２０６を独立部品として、フランジ部２０７に取り付けている構成のために、部品点数が多くなってしまう問題があり、ひいてはコストが増大するという問題が発生していた。
【０００９】
また、部品点数削減のために、ビーム光束の大きさや形状を整形するための絞り板を独立して配置するのではなく、コリメータレンズを保持している鏡筒に絞り機構を設ける装置もあった。
【００１０】
しかし、コリメータ鏡筒に絞り機構を設けている方式では、コリメータ鏡筒を紫外線透過型の樹脂で成型し、紫外線硬化性をもつ接着剤で固定する場合に問題があった。
【００１１】
すなわち、一般に、紫外線透過型の樹脂はレーザも透過してしまうため、紫外線硬化接着部は紫外線を透過する半透明色で成型し、絞り部はレーザを遮断する黒色等の色で成型するという２色成型でコリメータ鏡筒を作製せねばならず、一色成型に比べて大幅にコストが増大していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来技術の場合には、部品点数の増加や、部品の製作に手間がかかるなどの問題があり、ひいてはコストを増加させる原因となっていた。
【００１３】
本発明の目的とするところは、製作の複雑化を招くことなく部品点数の削減を図ったマルチビーム走査装置及び画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、ビーム合成手段を保持する保持手段に、ビーム合成手段に入射するビームを絞る絞り口を一体的に設けるように構成した。
【００１５】
ここで、ビーム合成手段とは、複数の光源から発せられるビームを合成するものであり、複数の光源とこれらの光源から発せられたビームを偏向するビーム偏向手段との間の光路上に設けられる。
【００１６】
また、保持手段は、調整手段により駆動されるように構成されており、この駆動によって、保持手段によって保持されたビーム合成手段も一体的に駆動されて、ビーム合成手段によって合成されたビームの照射位置が調整されるように構成されている。つまり、保持手段は、マルチビーム走査装置本体における所定の位置に、ビーム合成手段を単に保持するために設けられたものではなく、ビーム合成手段を調整可能に保持するために設けられたものである。
【００１７】
また、「保持手段に絞り口を一体的に設ける」とは、保持手段と絞り口が別部品ではなく、これらを１部品として構成することを意味するものである。例えば、保持手段を枠体によって構成し、枠体の一部に開口部を設け、この開口部を絞り口とすることができる。
【００１８】
本発明の構成によって、ビーム合成手段を保持する機能を備えた部品とビームを絞るための機能を備えた部品とを１部品で済むため、部品点数を削減することが可能となる。また、保持手段に絞り口を一体的に設けることによって、面倒な製作作業が新たに生ずるようなこともない。
【００１９】
保持手段の調整機構としては、例えば、保持手段を回転可能に支持しておき、回転方向に調整することが挙げられる。そして、この場合の保持手段の回転軸がビーム合成手段によって合成された直後のビームの光軸に直交し、かつビームの走査露光面に平行な方向となるようにすることによって、各光源からのビームによる露光走査平面間の距離の間隔を調整できる。
【００２０】
また、絞り口を枠体に設けた開口部とした場合に、この開口部を形成する内周壁面のうち、保持手段の回転軸に略平行な一対の内周壁面には、ビーム入射側からビーム合成手段側に向かって対向壁面間の距離を小さくする傾斜面を設けることによって、保持手段を回転させた場合における絞りの変化（実質的な開口面積の変化）を抑制することができる。なお、実質的な開口面積とは、ビームが通り抜けることのできる部分の開口面積を意味する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置の模式的平面図である。図２は本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置における主要部分の模式的平面図である。図３は本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置における主要部分の模式的斜視図である。図４は本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置における主要部分の模式的断面図である。
【００２３】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係るマルチビーム走査装置としてのレーザスキャナユニット１０について、ビーム光路に沿って説明する。
【００２４】
光源としての第１レーザ素子１０１および第２レーザ素子１０２より射出されたビームは、それぞれ第１コリメータレンズ１０３および第２コリメータレンズ１０４に入射する。ここで、入射されたレーザビームは平行光にされる。
【００２５】
そして、平行光にされた後、第２レーザ素子１０２より射出されたレーザビームは複数の光源から発せられるビームの照射位置を露光走査面上で所定間隔に近づけるビーム合成手段としての合成プリズム１０６の反射面１０６ａによって９０度光軸を折り曲げられる。一方、第１レーザ素子１０１から射出されたレーザビームは、１／２波長板１０５を通過する際に偏光方向が９０度回転する。
【００２６】
これにより、偏光方向がそれぞれ９０度異なる二つのレーザビームは、偏光スプリット面１０６ｂによって合成される。その後、合成された二つのレーザビームは、１／４波長板１０７によって直線偏光から円偏光へと変換された後、２次コリメータレンズ１０９，シリンドリカルレンズ１１０を経て第１折り返しミラー１１１によって反射され、ビーム偏向手段としてのポリゴンミラー１１２へと入射する。
【００２７】
ポリゴンミラー１１２によって偏向されたビームは、ｆθレンズ１１３，１１４を通過し、第２折り返しミラー１１５によって図示しない第３折り返しミラーへと導かれる。その後、二つのレーザビームは、図示しないトーリックレンズと第４折り返しミラーによって、最終的に感光体ドラム表面へと導かれる。
【００２８】
なお、本実施の形態に係るマルチビーム走査装置は、デジタル複写機，プリンター及びファクシミリ装置などの各種画像形成装置に適用されるものであるが、画像形成装置については公知技術であるので、その詳細説明は省略する。
【００２９】
本実施の形態に係るマルチビーム走査装置を好適に適用可能な画像形成装置は、感光体（感光体ドラム）を備え、この感光体上に露光走査して、感光体表面に潜像を形成するために、マルチビーム走査装置を用いる。また、画像形成装置には、その他、感光体上に形成された潜像を現像する現像手段と、この現像をシート上に転写する転写手段と、転写した像をシート上に定着させる定着手段等が備えられる。
【００３０】
次に、特に図２及び図３を参照して、レーザビームの合成部付近の構成等について詳しく説明する。図２及び図３はレーザビームの合成を行う部分の構成について示したもので、図２はその上視図であり、図３はその斜視図である。
【００３１】
複数の光源から発せられるビームの照射位置を露光走査面上で所定間隔に近づけるビーム合成手段としての合成プリズム１０６は、保持手段としてのプリズム保持台（枠体）１０８によって保持されている。このプリズム保持台１０８は、合成直後の光軸Ｘに略直交しつつ二つのレーザ素子の発光点を結んだ線と略平行（ビームがポリゴンミラー１１２により走査される走査面に略平行）に位置するＹ軸回りに回動自在に支持されている。
【００３２】
そして、不図示の調整手段としてのプリズム回動手段によって、プリズム保持台１０８を回転駆動することによって、合成プリズム１０６も一体的に回転し、合成プリズム１０６を回転調整することができる。これにより、合成プリズム１０６によって合成された２つのレーザビームによる各々の走査面の間隔を微調整することができる。従って、感光体上に照射される２つのビーム間隔を数μｍの精度で微調整することができる。
【００３３】
プリズム保持台１０８には、図２に示すように合成プリズム１０６の位置決め機能をもつボスＢが３ヶ所設けられており、合成プリズム１０６はプリズム保持台１０８に対して常に正確な位置にて保持されている。本実施の形態では、合成プリズム１０６は接着剤にてプリズム保持台１０８に固定されているが、固定方法については特に限定されるものではなく、押えばね等で固定する手段を用いてもよい。
【００３４】
そして、図３に示すように、プリズム保持台１０８には、第１コリメータレンズ１０３及び第２コリメータレンズ１０４と対向する面に、それぞれ絞り口１０８ａ及び絞り口１０８ｂが設けられている。
【００３５】
従来、合成プリズムを保持する保持部材とは別に、絞りを行うための部材を別部品として設けていた。例えば、合成プリズムを押えるための押えばねに絞り機構をもたせる等していた。これに対して、本実施の形態では合成プリズム１０６を位置決めかつ保持するプリズム保持台１０８に開口部を設け、これを絞り口とすることによって、絞り口をプリズム保持台１０８に一体的に設けるように構成した。
【００３６】
これにより、保持部材とは別に、例えばプリズムの押えばねに絞り機構をもたせた従来の構成よりも、部品点数を削減することができる。このように部品点数を削減できたので、装置コストの低減も図ることができる。
【００３７】
また、部品点数削減のためにコリメータレンズを保持している鏡筒に絞りを設けた従来構成に比べて、鏡筒にビームを遮断する領域が必要でなくなるため、鏡筒を紫外線透過型樹脂の一色成型で作ることが可能となり、装置コストを削減することができる。
【００３８】
つまり、本実施の形態に係るマルチビーム走査装置によって、製作の複雑化を招くことなく、部品点数を削減できる。従って、コスト削減を図ることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態における絞り口１０８ａ及び絞り口１０８ｂは、上述のように枠体であるプリズム保持台１０８に開口部を設けることで形成したものであるが、この開口部の内周端面は、対向する内周壁面間の距離がレーザビームの入射側から出射側（合成プリズム１０６側）に至るまで一定となるように構成されている。
【００４０】
つまり、図４にプリズム保持台１０８の断面を示したように、プリズム台の絞り開口部の縁断面は矩形形状をしており、開口部を形成する内周壁面のうち対向する上下面は平行である。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図５には、第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形態では、絞り口を形成する開口部の内周壁面は、対向する内周壁面間の距離がレーザビームの入射側から出射側に至るまで一定となるように構成する場合を説明した。本実施の形態では、絞り口を形成する開口部の内周壁面のうち、保持部材（プリズム支持台）の回転軸に略平行な一対の内周壁面に、レーザビームの入射側から出射側に向かって対向壁面間距離を小さくする傾斜面を設ける構成とした場合を説明する。
【００４２】
その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４３】
図５は本発明の第２の実施の形態に係るマルチビーム走査装置における主要部分の模式的断面図である。
【００４４】
本実施の形態においては、プリズム保持台１０８に設ける絞り口１０８ａ及び絞り口１０８ｂを形成するための絞り開口部の縁断面は、合成プリズム１０６側に稜線を持つ尖頭形状となっている。つまり、開口部を形成する内周壁面のうち上下面（プリズム保持台１０８の回転軸に平行な一対の内周壁面）の間の距離が、合成プリズム１０６側に向かうにつれて徐々に狭くなるように、それぞれ傾斜する傾斜面で構成されている。
【００４５】
このように開口部を構成することによって、レーザビームが通過する絞り開口面積の変化量が少なくなるという利点がある。この点について、上述した第１の実施の形態において参照した図４と比較して説明する。
【００４６】
図４及び図５においては、合成プリズム１０６を水平に保っているときにおける入射ビーム側から見た開口部の高さをＤとしている。そして、ビーム間隔調整のために、合成プリズム１０６を水平からα度回転させたときの絞り開口部の縁断面を２点鎖線で示し、そのときに入射ビーム側から見た開口部の高さを、第１の実施の形態についてはＤ’とし、第２の実施の形態についてはＤ’’として示している。
【００４７】
これを見ると明らかなように、矩形の断面形状を持つ第１の実施の形態よりも、尖頭形状の断面形状を持つ第２の実施の形態のほうが、合成プリズム１０６の回転角度に対する絞り開口部の高さの変化が少ない（Ｄ−Ｄ’＞Ｄ−Ｄ’’）ことがわかる。
【００４８】
つまり、２ビーム間隔の調整時においては、プリズム１０６の回転量に対して、第２の実施の形態のほうが開口面積（レーザビームが通過可能な開口部の面積）の変動量が少ないため、第２の実施の形態のほうが、安定した絞り径でビーム成形を行うことができるということである。
【００４９】
従って、画像形成装置に適用される場合においては、安定した画質を維持することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、合成プリズム１０６側に最も寄った位置に稜線を持つ尖頭形状としたが、勿論、これは断面の肉厚方向のどこに稜線があっても良い。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ビーム合成手段を保持する保持手段に、ビーム合成手段に入射するビームを絞る絞り口を一体的に設ける構成としたことで、製作の複雑化を招くことなく部品点数の削減を図ることができる。これにより、コストを削減することが可能となる。
【００５２】
また、絞り口として機能する開口部を形成する内周壁面に傾斜面を設けることによって、ビームの照射位置を調整するために、保持手段を回転駆動させる場合においても、絞り口の開口面積の変動量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置の模式的平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置における主要部分の模式的平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置における主要部分の模式的斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るマルチビーム走査装置における主要部分の模式的断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るマルチビーム走査装置における主要部分の模式的断面図である。
【図６】従来技術に係るマルチビーム走査装置の主要部を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１０　レーザスキャナユニット
１０１　第１レーザ素子
１０２　第２レーザ素子
１０３　第１コリメータレンズ
１０４　第２コリメータレンズ
１０５　１／２波長板
１０６　合成プリズム
１０６ａ　反射面
１０６ｂ　偏光スプリット面
１０７　１／４波長板
１０８　プリズム保持台
１０８ａ，１０８ｂ　絞り口（開口部）
１０９　２次コリメータレンズ
１１０　シリンドリカルレンズ
１１１，１１５　折り返しミラー
１１２　ポリゴンミラー
１１３，１１４　ｆθレンズ
【図１】
2004021157.tif 000003
【図２】
2004021157.tif 000004
【図３】
2004021157.tif 000005
【図４】
2004021157.tif 000006
【図５】
2004021157.tif 000007
【図６】
2004021157.tif 000008