(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部を有する光源部からの発散光束を偏向器の偏向面近傍に略線状に結像し、その偏向器により偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させて走査する複数ビーム走査装置であって、
前記光源部を構成する半導体レーザチップ及び半導体レーザチップの裏面から発出される光束を受光するモニター用受光素子を収納し、前記光源部からの前記発散光束を通過させるレーザ窓を有するレーザチップケースと、
前記光源部からの光束を線状に結像する線像結像光学系と、
この線像結像光学系により結像した線像の近傍に配置された偏向反射面を有する偏向器と、
前記偏向器により走査される走査光束を妨げないように前記偏向器の周囲を囲うカバーと、
を備え、
前記モニター用受光素子が、前記半導体レーザチップの裏面から発出された光束が前記モニター用受光素子で拡散されて前記レーザ窓を通過し前記偏向器のカバーの方向になるように傾けて配置され、
前記カバーが、前記レーザ窓を通過した前記拡散光が前記被走査面に到達しないように配置されたこと、
を特徴とする複数ビーム走査装置。
【請求項２】
前記レーザ窓を通過した前記発散光速を集光するカップリングレンズと、
前記カップリングレンズで集光した光束を前記偏向器に向けて反射するミラーと、
をさらに備え、
前記モニタ用受光素子により拡散されて前記レーザ窓を通過する光が、前記モニタ用受光素子による半導体レーザチップの裏面から発出される光束の反射光であり、
前記カバーに、前記ミラーからの反射光束及び前記偏向器からの走査光束を通過させる空隙及び前記モニタ用受光素子からの前記反射光を含む該モニタ用受光素子からの拡散光を遮光する壁が備えられてれていること、
を特徴とする請求項１に記載の複数ビーム走査装置。
【請求項３】
前記カバーは、反射防止塗装または反射防止加工が施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の複数ビーム走査装置。
【請求項４】
前記カバーは、光源部からの拡散光が照射される部分を含む部分に低反射率体が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３いづれか一項に記載の複数ビーム走査装置。
【請求項５】
前記カバーは、前記拡散光の前記カバーによる反射方向が主走査方向の画像領域外側に到達するように配置されていることを特徴とする請求項１〜４いづれか一項に記載の複数ビーム走査装置。
【請求項６】
前記カバーは、前記拡散光の前記カバーによる反射方向が副走査方向の画像領域外側に到達するように反射面に角度が付けられていることを特徴とする請求項１〜５いづれか一項に記載の複数ビーム走査装置。
【請求項７】
請求項１〜６いづれか一項に記載の複数ビーム走査装置を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号によって変調される複数のビームを走査する光書込ユニットとしての複数ビーム走査装置における光学系レイアウトに関し、特にレーザプリンタ、レーザ複写機等に用いる複数ビーム走査装置及びこの複数ビーム走査装置を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、拡散光により結像用の感光体上に照射される外乱光が生じない走査光学装置を提供することを目的として特開平５−２７１８９号が知られている。この走査光学装置は、レーザチップの裏面から射出された光のうち、レーザ基台の内壁で拡散されレーザ窓を通過した拡散光をコリメートレンズと半導体レーザとの間に設けられた遮光部材によって遮光し、コリメートレンズへの到達を防止している。また、この特開平５−２７１８９号では、半導体レーザのパッケージの内部に遮蔽板を配置して拡散光の除去を試みている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では発光点の近傍に遮蔽板を配置しているため正規の必要な光、即ち走査光を遮蔽板でカットする（遮る）ことになったり、正規の光の妨げにならないように配置したため問題となっている拡散光を充分除去することが出来ない等の問題があり、実用的かつ効果的ではない。
【０００４】
さらに、上記従来例では、この遮蔽板を開口絞りの代わりに用いることを提案しているが、発光点の近傍であるため、及び発散している光束の途中に配置する必要があるため、その位置精度が非常に厳しくなり現実的ではない。また、光源ユニット間での光量バラツキが大きく発生し、光量調整範囲を大きく取る必要が生じユニット構成上の技術課題が増えるという問題もある。
【０００５】
また、光源が複数の発光点を有する場合、モニターを行うフォトダイオードの大きさは、発光点が１つの場合の大きさの、約発光点数倍大きくする必要があり、より一層拡散光を発生させやすくなる。例えば発光点が１つの場合のフォトダイオードの大きさが２０μｍ角であったとすると、発光点が４つの場合はその４倍の約８０μｍの長さが必要となる。さらに、レーザ窓に関しても発光点が１つの場合に比べて大きくする必要があり、拡散光がレーザパッケージから射出される可能性はより大きくなり、上述した拡散光除去はより困難になるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、複数の発光部を有する光源部（半導体レーザ）において、発光部の発光出力のモニターを行うフォトダイオードの表面での反射により発生する拡散光（反射光、ゴースト光）が被走査面に到達し、異常画像として現れることを未然に防ぐこ
とができる複数ビーム走査装置及びこの複数ビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、偏向器のカバー面による反射を抑え、ゴースト光の新たな発生要因となることを未然に防ぐことができる複数ビーム走査装置及びこの複数ビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明のその他の目的は、偏向器のカバー面での反射により発生する拡散光が被走査面に到達し、異常画像を発生させることを未然に防ぐことができる複数ビーム走査装置及びこの複数ビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、複数の発光部を有する光源部からの発散光束を偏向器の偏向面近傍に略線状に結像し、その偏向器により偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させて走査する複数ビーム走査装置であって、前記光源部を構成する半導体レーザチップ及び半導体レーザチップの裏面から発出される光束を受光するモニター用受光素子を収納し、前記光源部からの前記発散光束を通過させるレーザ窓を有するレーザチップケースと、前記光源部からの光束を線状に結像する線像結像光学系と、
この線像結像光学系により結像した線像の近傍に配置された偏向反射面を有する偏向器と、前記偏向器により走査される走査光束を妨げないように前記偏向器の周囲を囲うカバーと、を備え、前記モニター用受光素子が、前記半導体レーザチップの裏面から発出された光束が前記モニター用受光素子で拡散されて前記レーザ窓を通過し前記偏向器のカバーの方向になるように傾けて配置され、前記カバーが、前記レーザ窓を通過した前記拡散光が前記被走査面に到達しないように配置されたこと、を特徴とする複数ビーム走査装置である。
【００１０】
この構成では、半導体レーザの裏面から発出されたモニタ用の光がレーザチップケース内で拡散されて、モニタ用フォトダイオードの表面での反射によりレーザチップケース内でさらに拡散され前記レーザ窓を通過した場合でも、拡散光が被走査面に行くことがないようにすることが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の複数ビーム走査装置において、前記レーザ窓を通過した前記発散光速を集光するカップリングレンズと、前記カップリングレンズで集光した光束を前記偏向器に向けて反射するミラーと、をさらに備え、前記モニタ用受光素子により拡散されて前記レーザ窓を通過する光が、前記モニタ用受光素子による半導体レーザチップの裏面から発出される光束の反射光であり、前記カバーに、前記ミラーからの反射光束及び前記偏向器からの走査光束を通過させる空隙及び前記モニタ用受光素子からの前記反射光を含む該モニタ用受光素子からの拡散光を遮光する壁が備えられてれていることを特徴とする。
【００１２】
この構成では、レイアウトのコンパクト化が図られるとともに、半導体レーザの裏面から発出されたモニタ用の光がレーザチップケース内で拡散され、主にレーザチップの裏面からの光束の反射光で構成されるモニター用ダイオードからの拡散光がレーザ窓を通過して偏向器のカバーに向かっても、偏向器のカバーが遮光を行うため、走査光束を遮ることなく拡散光が被走査面に行かないようにすることが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の複数ビーム走査装置において、前記カバーは、反射防止塗装または反射防止加工が施されていることを特徴としている。
【００１４】
この構成では、半導体レーザの裏面から発出されたモニタ用の光がレーザチップケース内で拡散されレーザ窓を通過した場合でも、拡散光は偏向器の反射防止塗装または反射防止加工が施されている偏向器のカバーに向かい、偏向器のカバーが遮光を行うため、走査光束を遮ることなく拡散光が被走査面に行かないようにすることが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。さらに、カバーからの二次反射光を反射防止塗装または反射防止加工により低減でき、二次反射光がゴースト光の新たな発生要因となることを未然に防ぐことができる。
【００１５】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３いづれか一項に記載の複数ビーム走査装置において、前記カバーは、光源部からの拡散光が照射される部分を含む部分に低反射率体が取り付けられていることを特徴としている。
【００１６】
この構成では、半導体レーザの裏面から発出された光がレーザチップケース内で拡散されレーザ窓を通過した場合でも、拡散光は偏向器の低反射率体が取り付けられているカバーに向かい、偏向器のカバーが遮光を行うため、走査光束を遮ることなく拡散光が被走査面に行かないようにすることが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。さらに、カバーからの二次反射光を低反射率体により低減でき、二次反射光がゴースト光の新たな発生要因となることを未然に防ぐことができる。
【００１７】
また、請求項５の発明は、請求項２に記載の複数ビーム走査装置において、前記カバーは、前記拡散光の前記カバーによる反射方向が主走査方向の画像領域外側に到達するように配置されていることを特徴としている。
【００１８】
この構成では、半導体レーザの裏面から発出された光がレーザチップケース内で拡散されレーザ窓を通過した場合でも、拡散光は偏向器のカバーに向かい、偏向器カバーが遮光を行うため、走査光束を遮ることなく拡散光が被走査面に行かないようにすることが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。さらに、偏向器のカバー面での反射により発生する拡散光が主走査方向の画像領域外側に向かうので、偏向器のカバー面での反射による異常画像の発生を未然に防ぐことができる。
【００１９】
また、請求項６の発明は、請求項２に記載の複数ビーム走査装置において、前記カバーは、前記拡散光の前記カバーによる反射方向が副走査方向の画像領域外側に到達するように反射面に角度が付けられていることを特徴としている。
【００２０】
この構成では、半導体レーザの裏面から発出された光がレーザチップケース内で拡散されレーザ窓を通過した場合でも、拡散光は偏向器のカバーに向かい、偏向器カバーが遮光を行うため、走査光束を遮ることなく拡散光が被走査面に行かないようにすることが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。さらに、偏向器のカバー面での反射により発生する拡散光が副走査方向の画像領域外側に向かうので、偏向器のカバー面での反射による異常画像の発生を未然に防ぐことができる。
【００２１】
また、請求項７の発明は、請求項１〜６いづれか一項に記載された複数ビーム走査装置を用いた画像形成装置であることを特徴とする。
【００２２】
この構成では、レーザチップケースからの拡散光が偏向器カバーにより遮られるので走査光に発光部の発光出力のモニターを行うフォトダイオードの表面での反射により発生する拡散光（反射光、ゴースト光）が被走査面に到達し、異常画像として現れることを未然に防ぐことができる複数ビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態における複数ビーム走査装置の走査光学系の全体構成を説明するための図である。
【００２４】
図１に示すように、この走査光学系は、本実施形態では書き込みユニットとして用いられ、複数の発光点を有する光源１と、光源１から放射された発散性の光束（ＦＢ１〜ＦＢ４）を集光するカップリングレンズ２と、カップリングレンズ２で集光した光束径を規制する絞り１０と、この規制された光束を線状に結像する線像結像光学系３と、この線像結像光学系３により結像した線像の近傍に配置された偏向反射面４ａを有する偏向器４と、感光体ドラム等の被走査媒体７と、偏向器４と被走査媒体７との間に配置されている、ｆθレンズ５及び長尺レンズ６と、被走査媒体７に向けて光路を折り曲げて、レイアウトのコンパクト化等をする反射ミラー８と、同期をとるための同期検知系１００とを備えている。
【００２５】
前記光源１は、本実施形態では半導体レーザであり、発散性の光束を放射する。光源１からの光束は、カップリングレンズ２を透過した後、絞り１０により光束径を規制された後、線像結像光学系３により偏向器４の偏向反射面４ａ近傍に線状に結像される。
【００２６】
前記偏向器４は、本実施形態では回転多面鏡を有し、入射光束を等角速度的に偏向する。偏向器４と被走査媒体７との間にｆθレンズ５と長尺レンズ６とを配置し、それらの合成系により、ミラー８を介した後、被走査媒体７上に結像スポットを形成する。この結像スポットは偏向器４の回動によって被走査媒体７上を走査する。
【００２７】
また、前記同期検知系１００は、本実施形態では、同期検知センサ２３，同期検知センサ２３に光束を導く結像素子２２，及びミラー２１から構成されている。
【００２８】
前記複数の発光点を有する光源１は、図１の例では各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ４に対応した４つの発光点を有しており、半導体レーザの構造からチップの前後に光を放射する。前側（偏向器側）の発光光束をＦＢ１〜ＦＢ４で示し、後側の発光光束をＢＢ１〜ＢＢ４で示す。後側に放射された光束は発光出力モニター用のフォトダイオード３０によって発光出力のモニターが行われる。
【００２９】
図３は複数の発光点を有する光源１を半導体レーザパッケージに展開した場合の模式図である。図中、１ａ〜１ｄは上記複数の発光点、３０は発光出力のモニターを行うためのフォトダイオードである。なお、１Ａはレーザチップケース、１Ｂはレーザ窓、１Ｃは放
熱器、１Ｄはステムである。
【００３０】
図１に示すように半導体レーザチップには、光走査用に用いている光束ＦＢ（発光光束ＦＢ１〜ＦＢ４）の他に出力モニターに用いられている後ろ側の光束ＢＢ（発光光束ＢＢ１〜ＢＢ４）が存在する。この光束ＢＢは、出力モニター用のフォトダイオード３０により出力モニターされ、フィードバック回路により発光出力を正規の値に設定することに用いられている。
【００３１】
このフォトダイオード３０に当たった光が、フォトダイオード３０の表面で反射し、レーザチップケース１Ａ内で拡散光となってレーザパッケージの開口であるレーザ窓１Ｂを通過していわゆるゴースト光（図２のｇ参照）となり、その光が書き込みユニットの光学ハウジング内を反射して被走査媒体７の被走査面７ａ（図１参照）にたどり着き、異常画像（図２のＧ参照）を引き起こすことがあった。これに対し一般的には、モニター用のフォトダイオード３０を傾けて配置することにより、拡散光がパッケージの外にでないように、もしくは書き込みとは関係ない方向に逃がすように構成されている。しかし、フォトダイオードをあまり傾けすぎると感度が鈍くなるため、フォトダイオードを傾けることが可能な角度にも限度がある。
【００３２】
図２は図１に示した走査光学系を主走査方向から見た図である。図２の例では線像結像光学系３と偏向器４との間にミラー９を配し、レイアウトのコンパクト化を図っている。複数の発光点１ａ〜１ｄを有する半導体レーザの光源１から発光した光束が正規の光路を通って被走査媒体７の被走査面７ａを走査する状態をＬで示す。これに対し、モニター用のフォトダイオード３０（図１参照）に反射した光がゴースト光となり被走査面７ａに到達する状態を示したものがｇである。モニター用のフォトダイオード３０（図１，３参照）は上記のように反射光が正規の走査光近傍を通らないように傾けて配置されているため、この例では図に示すように斜めに走査光学系を横切り、被走査面７ａに到達する。このゴースト光は偏向器４により偏向されないため、絶えず同じ位置（図２の例では被走査面７ａ上のＧ）に光が当たり続け、微量の光であってもそのエネルギーは被走査媒体７上に蓄積され、画像を形成しうるに充分なエネルギー量となり、異常画像として現れてしまう。そこで、複数の発光点を有する半導体レーザを光源１とした走査光学系の上記のような不具合点・構造的な欠点を解決する方法を提案したのが本案である。
【００３３】
複数の発光点を有する半導体レーザの光源１における光出力モニター用のフォトダイオード３０の傾け角度から、拡散光（ゴースト光ｇ）の発出する方向は一義的に決定されるので、ゴースト光ｇの光路は容易に予測可能であり、ゴースト光ｇが被走査面７ａの画像領域に到らないような光学配置の導出は可能であり、そのような設計を行うことにより異常画像の発生を防ぐことができる。また、ゴースト光ｇの光路は予測できることから、偏向器４のカバーを遮光部材の代わりとするような配置位置の導出も可能となる。
【００３４】
図４は本発明の一実施形態に係わる複数ビーム走査装置の偏向器の配置を示す図である。例えば、図２の例のような場合では図４のように偏向器を配置すれば、走査光束Ｌを遮ることなく、ゴースト光ｇのみ除去することができる。更に、偏向器のカバー４１には反射防止塗装または表面を荒らす等の反射防止加工を施し、二次的な拡散光・反射光（ゴースト光）の発生を抑える手段を講じておけば、偏向器カバー４１からの拡散光による更なるゴースト光の発生要因となることを防止することができる。
【００３５】
また、二次的な拡散光・反射光（ゴースト光）の発生を抑える手段として、反射防止塗装または表面を荒らす等の反射防止加工を施したプレート等の別部材である低反射率体を偏向器カバー４１に貼り付けるようにしてもよく、羅紗紙等の反射防止部材を取り付ける
ようにしてもよい。
【００３６】
また、偏向器のカバー４１の角度を、偏向器のカバー４１で反射した光束が被走査面７ａに到達しないように、例えば図５の如く設定することによっても更なるゴースト光の発生を防止することができる。
【００３７】
図５は、本発明の変形例に係わる偏向器カバーの一例を示す図である。例えば、図５に示すように、遮光部材としての偏向器カバー４１に副走査方向の角度を持たせ、遮光部材が仰角または俯角を有するように設置すれば、仮に偏向器カバー４１で反射しても反射
光は被走査媒体７の画像領域から副走査方向外側に逃すことができる。
【００３８】
また主走査方向についても、偏向器カバー４１において、拡散光が当たる部分及びその近傍の面の構成・形状を拡散光の反射する方向が被走査面７ａに光が行かない方向、即ち被走査媒体７の画像領域から主走査方向外側になるようにすれば、正規の走査光束を遮る
ことなく、更に効果的に確実に拡散光（ゴースト光）を遮光でき望ましい。
【００３９】
さらに、偏向器カバー４１による画像領域から外れた拡散光の到達する部分に、例えば、上記反射防止処理、反射防止手段を設けておけば拡散光の悪影響をより完全に防止することができる。なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の複数ビーム走査装置によれば、半導体レーザのレーザチップケースのレーザ窓を通過した拡散光が被走査面に行かないようにすることが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。
【００４１】
また、請求項２の複数ビーム走査装置によれば、レイアウトのコンパクト化を図りながら、レーザ窓を通過した拡散光が偏向器のカバーに向かい偏向器のカバーが遮光を行うとともに、走査光束はカバーの空隙から出射するため、走査光束を遮ることなく拡散光が被走査面に行かないようにすることが出来、異常画像の発生を未然に防ぐことができる。
【００４２】
また、請求項３の複数ビーム走査装置によれば、請求項１又は２の発明の効果に加えて、偏向器のカバーからの二次反射光を反射防止塗装または反射防止加工により低減でき、二次反射光がゴースト光の新たな発生要因となることを未然に防ぐことができる。
【００４３】
また、請求項４の複数ビーム走査装置によれば、請求項１〜３の発明の効果に加えて、偏向器のカバーからの二次反射光を低反射率体により低減でき、二次反射光がゴースト光の新たな発生要因となることを未然に防ぐことができる。
【００４４】
また、請求項５の複数ビーム走査装置によれば、請求項１〜４の発明の効果に加えて、偏向器のカバー面での反射により発生する拡散光が主走査方向の画像領域外側に向かうので、偏向器のカバー面での反射による異常画像の発生を未然に防ぐことができる。
【００４５】
また、請求項６の複数ビーム走査装置によれば、請求項１〜５の発明の効果に加えて、偏向器のカバー面での反射により発生する拡散光が副走査方向の画像領域外側に向かうので、偏向器のカバー面での反射による異常画像の発生を未然に防ぐことができる。
【００４６】
また、請求項７の画像形成装置によれば、拡散光が被走査面に到達し、異常画像として現れることが未然に防がれるので良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  走査光学系の一例の全体構成を説明するための図である。
【図２】  図１に示した走査光学系を主走査方向から見た図である。
【図３】  複数の発光点を有する光源１を半導体レーザパッケージに展開した場合の模式図である。
【図４】  本発明の一実施形態に係わる複数ビーム走査装置の偏向器の配置を示す図である。
【図５】  本発明の変形例に係わる偏向器カバーの一例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ    発光点（発光部）
１    光源
ＦＢ１〜ＦＢ４    光束
４    偏向器
７ａ    被走査面
１Ｂ    レーザ窓
１Ａ    レーザチップケース
ｇ    ゴースト光（拡散光）
４１    偏向器のカバー
【図１】
0003875813.tif 000002
【図２】
0003875813.tif 000003
【図３】
0003875813.tif 000004
【図４】
0003875813.tif 000005
【図５】
0003875813.tif 000006