(57)【要約】【課題】本発明は、半導体レーザーとコリメータレンズの安定した光軸合わせを行うことができるレンズユニット及びそのレンズユニットを有する走査光学装置を提供することを目的とする。【解決手段】コリメータレンズユニット１９を覆う様に調整用治具２５を設置する。この際、調整用治具支持部２７，２８により構成される突起部２９は、アパーチャ１８の端面５０と鏡筒１２の後面２３に当接する。アパーチャ１８の端面５０はテーパ形状をしているため、アパーチャ１８の端面５０と調整用治具２５の作用点（又は、接点）３２を、コリメータレンズ３を保持する鏡筒１２を移動させるのに充分な位置まで下げることが可能となる。【選択図】    図７
2004170854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられたレーザー光を平行光束にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズを保持する鏡筒と、前記鏡筒に装着され、前記コリメータレンズにより平行光束とされたレーザー光を整形するアパーチャとからなるコリメータレンズユニットであって、
前記アパーチャの端面がテーパ形状であることを特徴とするコリメータレンズユニット。
【請求項２】
前記鏡筒の端面がテーパ形状であることを特徴とする請求項１に記載のコリメータレンズユニット。
【請求項３】
レーザー光を発光する光源と、前記光源から発せられたレーザー光を集光するシリンドリカルレンズと、一定の角速度で回転し、前記シリンドリカルレンズにより集光されたレーザー光を放射状に反射する回転多面鏡を有するとともに、前記光源から発せられたレーザー光を平行光束にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズを保持する鏡筒と、前記鏡筒に装着され、前記コリメータレンズにより平行光束とされたレーザー光を整形するアパーチャとからなるコリメータレンズユニットを有する走査光学装置において、
前記アパーチャの端面がテーパ形状であることを特徴とするコリメータレンズユニットを有する走査光学装置。
【請求項４】
前記鏡筒の端面がテーパ形状であることを特徴とする請求項３に記載のコリメータレンズユニットを有する走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザービームプリンタやレーザーファクシミリ等で使用するレンズユニット及びそのレンズユニットを有する走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザービームを光源として用いたレーザービームプリンタやレーザーファクシミリ等の走査光学装置が開発されており、複数のレーザービームを用いて複数のラインを同時に書き込むマルチビーム型の走査光学装置も開発されている。特に、半導体レーザーは、ＯＮ／ＯＦＦ制御が簡単であり、かつ小型であるという利点があるため、当該半導体レーザーを光源として用いた走査光学装置の開発が頻繁に行われている。この様な走査光学装置においては、光源であるレーザービームから発生する光束を、ポリゴンミラー等の偏向手段により偏向し、感光体上に走査することにより静電潜像を形成している。
【０００３】
又、この様な走査光学装置においては、コリメータレンズを用いてレーザービームから発せられた光を平行光束にし、その後、ポリゴンミラー等の偏向手段に入射させることが一般的に行われている。
【０００４】
このコリメータレンズは、上述のごとく、光源である半導体レーザーから発せられたレーザー光を平行光束にするものであるため、当該半導体レーザーとコリメータレンズとの間の光軸合わせ、即ち、レーザー光の照射位置調整を行う必要がある。そのため、一般には、光学箱（又は、筐体）内に設けられ、コリメータレンズにより平行光束とされたレーザー光を整形するアパーチャが装着された鏡筒（又は、レンズホルダ）内に当該コリメータレンズを保持し、その後、コリメータレンズが保持された鏡筒を光軸方向に移動させることにより、レーザー光の照射位置調整が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４３２９６号公報（第２頁、第６図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、一般に、コリメータレンズが保持された鏡筒を光軸方向に移動させる際には、調整用治具を、鏡筒、及びアパーチャを覆うように設置し、鏡筒、及びアパーチャの端面に当該調整用治具を当接させた状態で調整用治具を光軸方向に移動させることにより鏡筒の位置を調整するが、上記従来の鏡筒、及び当該鏡筒に装着されたアパーチャの端面形状は垂直形状となっているため、調整用治具を、鏡筒、及びアパーチャを覆うように設置する際に、当該調整用治具と、鏡筒、及びアパーチャ端面の作用点（又は、接点）が上方に位置してしまい、鏡筒、及びアパーチャの端面と調整用治具の作用点（又は、接点）を、コリメータレンズを保持する鏡筒を移動させるのに充分な位置まで下げることができない場合がある。この様な状態下で、調整用治具を移動させても、コリメータレンズを保持する鏡筒の移動が困難となり、結果として、半導体レーザーとコリメータレンズの安定した光軸合わせが困難になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決し、半導体レーザーとコリメータレンズの安定した光軸合わせを行うことができるレンズユニット及びそのレンズユニットを有する走査光学装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、光源から発せられたレーザー光を平行光束にするコリメータレンズと、コリメータレンズを保持する鏡筒と、鏡筒に装着され、コリメータレンズにより平行光束とされたレーザー光を整形するアパーチャとからなるコリメータレンズユニットであって、アパーチャの端面がテーパ形状であることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、アパーチャの端面はテーパ形状をしているため、コリメータレンズユニットの安定した位置調整を行うことができるようになり、結果として、光源とコリメータレンズの安定した光軸合わせが実現できることになる。尚、本発明においては、鏡筒の端面がテーパ形状である構成とすることもできる。
【００１０】
又、本発明においては、レーザー光を発光する光源と、光源から発せられたレーザー光を集光するシリンドリカルレンズと、一定の角速度で回転し、シリンドリカルレンズにより集光されたレーザー光を放射状に反射する回転多面鏡を有するとともに、光源から発せられたレーザー光を平行光束にするコリメータレンズと、コリメータレンズを保持する鏡筒と、鏡筒に装着され、コリメータレンズにより平行光束とされたレーザー光を整形するアパーチャとからなるコリメータレンズユニットを有する走査光学装置において、アパーチャの端面がテーパ形状である構成とすることができる。更に、本発明においては、鏡筒の端面がテーパ形状である構成とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットを有する走査光学装置の全体構成を示す概略図である。図１に示された走査光学装置は、マルチビーム型の走査光学装置であり、これは、マルチビーム光源ユニット１の光源であるマルチビーム半導体レーザー２から２本の光ビームであるレーザービームＢ１、Ｂ２を発生させ、それぞれコリメータレンズ３によって平行化した上で、シリンドリカルレンズ４により集光させ、その後、回転多面鏡５の反射面６に入射させ、回転多面鏡５の回転による主走査によりそれぞれ主走査方向Ｘに走査され、回転多面鏡５とともに走査結像手段を構成する結像レンズ７を経て、回転ドラム８の副走査方向Ｙへの回転により回転ドラム８上の結像面である感光体に結像させ、感光体に静電潜像を形成するものである。
【００１２】
ここで、マルチビーム光源ユニット１の光源であるマルチビーム半導体レーザー２から発生した２本のレーザービームＢ１、Ｂ２は、コリメータレンズ３により平行光束とされる。これは、マルチビーム半導体レーザー２は広がり角を有しているため、レーザービームＢ１、Ｂ２を平行光にする必要があるからである。
【００１３】
コリメータレンズ３により平行光束とされたレーザービームＢ１、Ｂ２は、シリンドリカルレンズ４により、回転多面鏡５の反射面６に線状に集光される。これは、回転多面鏡５の面倒れによって、感光体に結像する点像に歪が発生するのを防止するためである。
【００１４】
回転多面鏡５は、多面体（一般には５〜１０角程度）のミラーであり、中心軸に取り付けられた回転モータ（図示せず）により一定の角速度で高速回転を行う。シリンドリカルレンズ４により集光されたレーザービームＢ１、Ｂ２は、回転多面鏡５により角度を変えて放射状に反射され、回転ドラム８の軸方向（主走査方向）に当該レーザー光を走査することが可能となる。
【００１５】
結像レンズ７は、球面レンズ部とトーリックレンズ部からなり、シリンドリカルレンズ４と同様に感光体上の点像の歪を防ぐ機能を有するとともに、前記点像が感光体上で主走査方向に等速度で走査されるように補正する機能を有する。この様な補正を必要とするのは、回転多面鏡５から回転ドラム８までの距離は、回転ドラム８の端部と中央部では異なるため、一定速度で回転する回転多面鏡５に一定間隔でＯＮ／ＯＦＦを繰り返すレーザー光を照射しても、回転ドラム８上での走査速度は一定にならないため、回転多面鏡５により広がったレーザー光の反射角度を絞り込んで偏向し、回転ドラム８上に等間隔にレーザー光を投光する必要があるからである。
【００１６】
２本のレーザービームＢ１、Ｂ２は、それぞれ、主走査面の末端で検出ミラー９によって分離され、主走査面の反対側の光センサ１０に導入され、図示しないコントローラにおいて書き込み開始信号に変換されてマルチビーム半導体レーザー２に送信される。マルチビーム半導体レーザー２は書き込み開始信号を受けて両レーザービームＢ１、Ｂ２の書き込み変調を開始する。この様に、両レーザービームＢ１、Ｂ２の書き込み変調のタイミングを調節することで、回転ドラム８上の感光体に形成される静電潜像の書き込み開始（書き出し）位置を制御する。
【００１７】
マルチビーム半導体レーザー２は、前述のように複数のレーザービームＢ１、Ｂ２を同時に発光するもので、レーザーホルダ１１を介してレーザー駆動回路基板１３とともに光学箱１４の開口部１５を介して側壁１６に組み付けられる。
【００１８】
コリメータレンズユニット１９は、コリメータレンズ３と、コリメータレンズ３を内蔵し保持する鏡筒１２と、鏡筒１２に装着され、コリメータレンズ３により平行光束とされたレーザービームＢ１、Ｂ２を整形するアパーチャ１８により構成されている。この鏡筒１２は、レーザーホルダ１１とは完全に分離しており、又、後述のごとく、調整用治具を用いてコリメータレンズユニット１９を光軸方向に移動させるが、当該移動は、光学箱１４の底壁１７に形成された溝（図示せず）上を鏡筒１２が摺動することにより達成される。
【００１９】
又、シリンドリカルレンズ４、回転多面鏡５、結像レンズ７等の各光学部品は、筐体である光学箱１４の底壁１７に組み付けられる。各光学部品を光学箱１４に組み付けた上で、光学箱１４の上部開口を蓋部材（図示せず）によって閉塞する。
【００２０】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットについて説明する。図２〜図５は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットの概略構成を示すための図であり、図２はコリメータレンズユニットの側面図、図３はコリメータレンズユニットの正面図、図４はコリメータレンズユニットの後面図、図５は図３のＡ−Ａ断面図である。
【００２１】
コリメータレンズユニット１９は、前述のごとく、コリメータレンズ３と、コリメータレンズ３を内蔵し保持する鏡筒１２と、鏡筒１２に装着され、コリメータレンズ３により平行光束とされたレーザービームＢ１、Ｂ２を整形するアパーチャ１８により構成されている。
【００２２】
ここで、図２、図５に示す様に、コリメータレンズ３は、鏡筒１２の端面である後面２３側内部に接着固定されており、アパーチャ１８は鏡筒１２の前面２４側に装着されている。
【００２３】
このアパーチャ１８は、樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）により形成されており、又、図３、図５に示す様に、アパーチャ１８には、コリメータレンズ３の端面に対向し、コリメータレンズ３により平行光束とされたレーザービームＢ１、Ｂ２を整形するためのスリット２１が形成されている。又、このスリット２１の向きを図１に示した主走査方向Ｘに一致させるために、アパーチャ１８をその周方向に回転し、位置調整を行うが、図２〜図５に示す様に、アパーチャ１８には当該回転を制御するための突起部２０が形成されている。又、図２、図５に示す様に、アパーチャ１８の端面５０は、テーパ形状となっている。
【００２４】
又、図４、図５に示す様に、鏡筒１２の後面２３側には、光源であるマルチビーム半導体レーザー２から発生した２本のレーザービームＢ１、Ｂ２を、コリメータレンズ３に入射させるためのスリット２２が形成されている。
【００２５】
図６〜図９は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットを移動させる際の概略構成を示すための図であり、図６は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットに調整用治具を設置する前の状態を概略的に表した前方斜視図であり、図７は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットに調整用治具を設置した後の状態を概略的に表した側面図であり、図８は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットに調整用治具を設置した後の状態を概略的に表した正面図であり、図９は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットに調整用治具を設置した後の状態を概略的に表した後面図である。
【００２６】
図６に示す様に、調整用治具２５は、略長方形の形状からなる上板部２６と、略コ字状の断面形状を有し、上板部２６の短辺４０側に接続された２つの調整用治具支持部２７と、同じく略コ字状の断面形状を有し、上板部２６の長辺３０側に接続された２つの調整用治具支持部２８により構成されている。尚、当該調整用治具２５は、金属（例えば、鉄）等により形成されている。
【００２７】
コリメータレンズ３が保持されたコリメータレンズユニット１９を光軸方向に移動させる際には、まず、図６に示す様に、コリメータレンズユニット１９を覆う様に調整用治具２５をコリメータレンズユニット１９の上方から設置する。次いで、図６〜図９に示す様に、調整用治具支持部２７，２８により構成される４つの突起部２９を、アパーチャ１８の端面５０と鏡筒１２の後面２３に当接させた状態で調整用治具２５を光軸方向（図７の矢印の方向）に移動させることにより、コリメータレンズユニット１９の位置を調整する。
【００２８】
ここで、本実施形態においては、調整用治具２５が設置されると、２つの突起部２９がアパーチャ１８の端面５０と当接するが、前述のごとく、当該アパーチャ１８の端面５０はテーパ形状をしているため、図７、図８に示す様に、調整用治具２５を、鏡筒１２、及びアパーチャ１８を覆う様に上方から設置する際に、アパーチャ１８の端面５０と調整用治具２５の作用点（又は、接点）３２を、コリメータレンズ３を保持する鏡筒１２を移動させるのに充分な位置まで下げることが可能となる。
【００２９】
以上より、本実施形態においては、アパーチャ１８の端面５０はテーパ形状をしているため、アパーチャ１８の端面５０と調整用治具２５の作用点（又は、接点）３２を、コリメータレンズ３を保持する鏡筒１２を移動させるのに充分な位置まで下げることが可能となる。従って、調整用治具２５の移動によるコリメータレンズユニット１９の安定した位置調整を行うことができるようになり、結果として、半導体レーザー２とコリメータレンズ３の安定した光軸合わせが実現できることになる。
【００３０】
又、アパーチャ１８の端面５０はテーパ形状をしているため、図７に示す様に、調整用治具支持部２８の下辺３２の長さに対し、コリメータレンズユニット１９の上端の長さを短くすることが可能になるため（即ち、図７に示した、アパーチャの端面５０の上端部と調整用治具２５の間の距離３１を長くすることが可能になるため）、調整用治具２５を設置する前の、コリメータレンズユニット１９の位置に制限が課されなくなり、結果として、調整用治具２５を設置する際の、コリメータレンズユニット１９の位置決めに柔軟性を持たせることが可能となる。
【００３１】
尚、上記実施形態においては、アパーチャ１８の端面５０をテーパ形状にする構成としたが、図１０に示す様に、鏡筒１２の端面である後面２３もテーパ形状とする構成としても良い。この様な構成にすることにより、上記作用点３２のみならず、鏡筒１２の後面２３と調整用治具２５の作用点（又は、接点）３４についても、コリメータレンズ３を保持する鏡筒１２を移動させるのに充分な位置まで下げることが可能となるため、調整用治具２５の移動によるコリメータレンズユニット１９の安定した位置調整を更に容易に行うことができるようになる。又、図１０に示す様に、調整用治具支持部２８の下辺３２の長さに対し、コリメータレンズユニット１９の上端の長さを更に短くすることが可能になるため（即ち、図１０に示した、アパーチャの端面５０の上端部と調整用治具２５の間の距離３１、及び鏡筒１２の後面２３の上端部と調整用治具２５の間の距離３３を長くすることが可能になるため）、調整用治具２５を設置する際の、コリメータレンズユニット１９の位置決めに、更なる柔軟性を持たせることが可能となる。
【００３２】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各部の構造、形状等を適宜変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００３３】
例えば、上記実施形態においては、コリメータレンズユニットを有する走査光学装置としてマルチビーム型の走査光学装置を用いて説明したが、単数のレーザービームを用いてラインを書き込む走査光学装置にも適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明した様に、本発明に係るレンズユニット及びそのレンズユニットを有する走査光学装置においては、アパーチャ１８の端面５０はテーパ形状をしているため、アパーチャ１８の端面５０と調整用治具２５の作用点（又は、接点）３２を、コリメータレンズ３を保持する鏡筒１２を移動させるのに充分な位置まで下げることが可能となり、結果として、半導体レーザー２とコリメータレンズ３の安定した光軸合わせが実現できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の実施形態に係るシリンドリカルレンズの保持構造を有する走査光学装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットの概略構成を示すための側面図である。
【図３】は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットの概略構成を示すための正面図である。
【図４】は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットの概略構成を示すための後面図である。
【図５】は、図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットに調整用治具を設置する前の状態を概略的に表した前方斜視図である。
【図７】は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットに調整用治具を設置した後の状態を概略的に表した側面図である。
【図８】は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットに調整用治具を設置した後の状態を概略的に表した正面図である。
【図９】は、本発明の実施形態に係るコリメータレンズユニットに調整用治具を設置した後の状態を概略的に表した後面図である。
【図１０】は、本発明の他の実施形態に係るコリメータレンズユニットに調整用治具を設置した後の状態を概略的に表した側面図である。
【符号の説明】
１      マルチビーム光源ユニット
２      マルチビーム半導体レーザー
３      コリメータレンズ
４      シリンドリカルレンズ
５      回転多面鏡
７      結像レンズ
８      回転ドラム
１０    光センサ
１４    光学箱
１８    アパーチャ
１９    コリメータレンズユニット
２１、２２    スリット
２５    調整用治具
２９    突起部
３２、３４    作用点
５０    アパーチャ端面
【図１】
2004170854.tif 000003
【図２】
2004170854.tif 000004
【図３】
2004170854.tif 000005
【図４】
2004170854.tif 000006
【図５】
2004170854.tif 000007
【図６】
2004170854.tif 000008
【図７】
2004170854.tif 000009
【図８】
2004170854.tif 000010
【図９】
2004170854.tif 000011
【図１０】
2004170854.tif 000012