(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に並んだ複数の半導体レーザ、これらの半導体レーザから出射されるレーザビームをそれぞれカップリングする複数のカップリングレンズ、前記複数の半導体レーザおよび前記複数のカップリングレンズを保持するベース部材を具備する光源ユニットと、
この光源ユニットから出射されるレーザビームをそれぞれ成形するための主走査方向に並んだ複数の開口を具備するアパーチャ手段と、を有する光源装置において、
前記ベース部材は前記複数のカップリングレンズを保持するためのカップリングレンズ保持部を備え、
前記複数のカップリングレンズは前記カップリングレンズ保持部の両側に保持され、
前記カップリングレンズ保持部は、前記カップリングレンズの光軸方向に延伸され、一つのレーザビームの光路に配置されているカップリングレンズのコバ部で発生するフレア光が他のレーザビームの光路の上記アパーチャ手段の開口へ侵入することを遮蔽する遮蔽部材として機能することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
光源装置からのレーザビームを偏向走査する光走査装置であって、前記光源装置は請求項１記載の光源装置である光走査装置。
【請求項３】
光源装置からのレーザビームを偏向走査して感光体に照射し、この感光体に画像を形成する画像形成装置であって、前記光源装置は請求項１記載の光源装置である画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源装置に関し、特にレーザプリンタなどに用いられる複数の光源を有する光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ等から送られてくる画像情報等の情報に基づいて、その情報を印字して出力するレーザプリンタなどにおいて、レーザなどの光源装置からの光ビームを情報に基づいて変調して偏向走査し感光体に照射し、これによって感光体に情報に基づいた画像を静電的に記録し、この感光体にトナーを接触させて静電画像に応じてトナー像を付着させ、このトナー像を所定の用紙等に転写する等の方法が採られている。
【０００３】
ところで、半導体レーザなどの光源装置からの光ビームを情報に基づいて偏向する際に、ガルバノミラーなどの正弦波揺動素子やポリゴンミラーなどの回転偏光素子が用いられる。ここで印字出力動作を高速化するためには、感光体に対する走査を高速化する必要があるが、このためにはこの正弦波揺動素子や回転偏光素子の走査速度を高速化しなければならない。しかしながら、このような機械系の要素が含まれた素子の高速化には限界がある。
【０００４】
正弦波揺動素子や回転偏光素子の走査速度を変えずに高速化を達成するための方法として、光源を複数化することが行われている。例えば、２個の半導体レーザを用いて、それぞれの半導体レーザからの光ビームの感光体上の照射位置を走査方向と垂直な方向に所定距離ずらして偏向走査することで、感光体上の２つの走査線を１度に走査することで、正弦波揺動素子や回転偏光素子の走査速度を変えずに走査速度を２倍にすることができる。
【０００５】
しかし、複数の光源からの複数のレーザビームを整形するための複数個の開口が互いに接近して１個のアパーチャに形成されている場合、１つのレーザビームによるフレア光が別のレーザビームの光路に入り込む虞がある。このように別のレーザビームの光路に入り込んだフレア光が、静電画像を形成する感光体上に到達すると、画像を乱し、画像品質の低下をもたらす虞がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、従来のレーザプリンタなどに用いられる光源装置で、複数の光源を用い、複数個の開口が互いに接近して形成されている場合には、１つのレーザビームによるフレア光が別のレーザビームの光路に入り込み画像品質の低下をもたらすという問題があった。
本発明は、比較的簡単な方法でこの問題を解決して、１つのビームによるフレア光が別のビームの光路に入り込んで画像品質の低下をもたらすことのない複数のビームを出射する光源装置の実現を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、主走査方向に並んだ複数の半導体レーザ、これらの半導体レーザから出射されるレーザビームをそれぞれカップリングする複数のカップリングレンズ、前記複数の半導体レーザおよび前記複数のカップリングレンズを保持するベース部材を具備する光源ユニットと、この光源ユニットから出射されるレーザビームをそれぞれ成形するための主走査方向に並んだ複数の開口を具備するアパーチャ手段と、を有する光源装置において、前記ベース部材は前記複数のカップリングレンズを保持するためのカップリングレンズ保持部を備え、前記カップリングレンズ保持部は、前記カップリングレンズの光軸方向に延伸され、一つのレーザビームの光路に配置されているカップリングレンズのコバ部で発生するフレア光が他のレーザビームの光路の上記アパーチャ手段の開口へ侵入することを遮蔽する遮蔽部材として機能することを特徴とする。
【０００８】
これにより、１つのビームによるフレア光が別のビームの光路に入り込むことを防止し、画像品質の低下を低減する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる光源装置を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
本発明を説明する前に比較のために従来の光源装置のいくつかの例について説明する。図１に、従来の光源装置の一例として２本のレーザビームを合成する形の光源の斜視図を示す。
図１において、符号１ａ、１ｂは半導体レーザ、符号２ａ、２ｂはカップリングレンズ、符号３はアパーチャ、符号３ａ、３ｂは開口、符号４はビーム合成プリズム、符号５ａ、５ｂはレーザビームである。
【００１１】
２個の半導体レーザ１ａ、１ｂから出射され、カップリングレンズ２ａ、２ｂでカップリングされた２本のレーザビーム５ａ、５ｂは、２つの開口３ａ、３ｂによってそれぞれ整形された後、ビーム合成プリズム４で合成される。このような光源装置の場合は、２個の開口３ａ、３ｂの間の距離が十分に離れているため、一方のレーザビーム５のカップリングレンズ２から出射された直後に発生するフレア光が、他方のレーザビーム５の開口３に入り込むような虞はない。
なお、このような光源装置をレーザプリンタ等の光書込み装置の光源ユニットとして適用した場合、光源装置から出射したレーザビームは、ポリゴンミラーなどの偏向器により偏向反射された後、走査光学系の作用により、ビームスポットとして感光体ドラムなどの被走査面上を等速で走査される。
【００１２】
図２に、従来の光源装置の他の例として２本のレーザビームを出射する光源と、この２本のレーザビームを整形する２個の開口を有する光源装置の分解斜視図、図３に、この平面断面図を示す。この光源装置では、ビーム合成プリズムを用いないため、図１の例の光源装置と比べて低コストで製造することができる。
図２、図３において、符号１０は光源ユニット、符号１１ａ、１１ｂは半導体レーザ、符号１２ａ、１２ｂはカップリングレンズ、符号１３はアパーチャ、符号１３ａ、１３ｂは開口、符号１４はベース部材、符号１４´はカップリングレンズ保持部、符号１５ａ、１５ｂはレーザビーム、符号１６は光学ハウジング、符号１７は挿入穴、符号１８はアパーチャ保持部、符号１９ａはフレア光線、符号２０ａ、２０ｂはカップリングレンズのコバ部である。
【００１３】
ほぼ主走査方向に並んだ２個の半導体レーザ１１ａ、１１ｂから出射された２本のレーザビーム１５ａ、１５ｂをそれぞれカップリングするカップリングレンズ１２ａ、１２ｂが、ベース部材１４に設けられたカップリングレンズ保持部１４´に接着されて保持されている。半導体レーザ１１ａ、１１ｂ、カップリングレンズ１２ａ、１２ｂを含む光源ユニット１０は、光学ハウジング１６の側壁に設けられた挿入穴１７に挿入される。
２本のレーザビーム１５ａ、１５ｂを整形するための開口１３ａ、１３ｂを持つアパーチャ１３は、光学ハウジング１６に設けられたアパーチャ保持部１８に取り付けられている。図２ではアパーチャ１３のアパーチャ保持部１８への取り付けはビス止めによって行われている。
【００１４】
一般に、半導体レーザから広がり角（発散角）を持って出射されたレーザビーム１５は、カップリングレンズ１２により、以降の光学系の特性に応じて平行光束または弱い収束光束あるいは弱い発散光束にカップリングされる。この時、
（１）カップリングレンズ１２のコバ部２０における全反射光
（２）カップリングレンズ１２の入射面／出射面間の多重反射光
（３）カップリングレンズ１２の出射面側のエッジ部での散乱光、回折光
等の影響により、所望のレーザビームとは異なる予期しないフレア光が発生することがあり得る。とくに（１）の原因によって発生するフレア光が最も強いため、このフレア光が別の光路に入り込まないようにすることが最も大事である。
【００１５】
図２、図３の従来例の光学素子の配置関係を表１に示す。なお、この表１における数値の単位もｍｍとする。また、この例では、アパーチャ（開口）１３とカップリングレンズ１２間の距離をカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ＝８ｍｍにしている。
【００１６】
【表１】
────────────────────────────────────
カップリングレンズの焦点距離            ｆ            ８．０
カップリングレンズの外径                φＤ        φ４．０
カップリングレンズ第１面の曲率半径      Ｒ１          ∞
カップリングレンズ第２面の曲率半径      Ｒ２        −５．３８
カップリングレンズの厚み                ｄ            ２．５
開口の幅                                ｗ            ３．２
２個の開口の間隔                        ｐ            ４．４
発光点とカップリングレンズとの間隔      ｓ            ６．５３
カップリングレンズとアパーチャとの間隔  ｅ            ８．０
────────────────────────────────────
【００１７】
この場合には、カップリングレンズ１２ａのコバ部２０ａで全反射することで発生したフレア光１９ａが、レーザビーム１５ｂ側の開口１３ｂを通過し、レーザビーム１５ｂの光路に入り込む虞があった。レーザビーム１５ｂの光路に入り込んだフレア光１９ａが、光書き込みユニットの走査光学系を通り感光体の感光面に到達し、所望の画像（静電画像）に対して影響を及ぼす。
【００１８】
この図２、図３に上げる従来例の問題を踏まえて、本発明の実施の形態について説明する。
図４に、本発明の一実施の形態の平面断面図を示す。図中の符号は便利のために図２、図３と同一とする。また、光学素子の配置は表２に示すようにカップリングレンズとアパーチャとの間隔ｅ以外は表１の従来例と同じである。なお、この表２における数値の単位はｍｍとする。
【００１９】
【表２】
────────────────────────────────────
カップリングレンズの焦点距離            ｆ            ８．０
カップリングレンズの外径                φＤ        φ４．０
カップリングレンズ第１面の曲率半径      Ｒ１          ∞
カップリングレンズ第２面の曲率半径      Ｒ２        −５．３８
カップリングレンズの厚み                ｄ            ２．５
開口の幅                                ｗ            ３．２
２個の開口の間隔                        ｐ            ４．４
発光点とカップリングレンズとの間隔      ｓ            ６．５３
カップリングレンズとアパーチャとの間隔  ｅ            ５．０
────────────────────────────────────
【００２０】
このように、光源ユニット１０とアパーチャ１３との間隔を、十分に狭くすることにより、カップリングレンズ１２ａのコバ部２０ａで発生したフレア光１９ａは、アパーチャ１３に設けられた２つの開口１３ａ、１３ｂの間の隔壁で遮蔽される。そのため、フレア光１９ａがレーザビーム１５ｂの光路に侵入することを防止することができる。なお、本実施の形態の光学配置では、カップリングレンズ１２とアパーチャ１３との間隔ｅを少なくとも、
ｅ＜７．４（ｍｍ）                                    （１）
とすれば良い。
【００２１】
次に、この実施の形態でカップリングレンズの焦点距離ｆ＝１５．０ｍｍの場合の光学素子の配置の例を表３に示す。なお、この表３における数値の単位はｍｍとする。
【００２２】
【表３】
────────────────────────────────────
カップリングレンズの焦点距離            ｆ          １５．０
カップリングレンズの外径                φＤ        φ６．８
カップリングレンズ第１面の曲率半径      Ｒ１        ５２．５９
カップリングレンズ第２面の曲率半径      Ｒ２        −８．７１
カップリングレンズの厚み                ｄ            ３．８
開口の幅                                ｗ            ３．６
２個の開口の間隔                        ｐ            ７．２
発光点とカップリングレンズとの間隔      ｓ          １２．８４
カップリングレンズとアパーチャとの間隔  ｅ          １７．０
────────────────────────────────────
【００２３】
この例では、カップリングレンズ１２とアパーチャ１３との間隔ｅを少なくとも、
ｅ＜１７．０（ｍｍ）                                  （２）
とすれば、一方のカップリングレンズ１２で発生したフレア光１９が他方の開口１３に侵入するのを防ぐことができる。
【００２４】
ところで、機械構造的なレイアウト上の規制によって、アパーチャ１３を光源ユニット１０に十分接近させることができず、図４の実施の形態の効果が十分得られない場合がある。この場合は、光源ユニット１０とアパーチャ１３の間のスペースの２つのレーザビーム１５の間に、２つのレーザビーム１５を隔てる遮蔽部材を設けることによって、一方のカップリングレンズ１２で発生したフレア光１９が他方の開口１３に侵入するのを防ぐことが可能になる。
【００２５】
図５に、このような構成の本発明の第２の実施の形態の平面断面図を示す。図中の符号は図２、図３、図４などと同じにした。
この実施の形態では、図３などに示す従来例よりも、カップリングレンズ保持部１４´を長くして、２つのレーザビーム１５を隔てる遮蔽部材としての機能を持たせて、フレア光１９ａの他方の開口１３ｂへの侵入を防いでいる。表２の場合と同じ光学配置の場合は、カップリングレンズ保持部１４´の厚みを０．６ｍｍとすると、カップリングレンズ１２の出射面とカップリングレンズ保持部１４´先端までの長さｌを
ｌ＞５．６（ｍｍ）                                    （３）
とすることにより、フレア光１９の他方の開口１３ａ、１３ｂへの侵入を防ぐ効果を得ることができる。
【００２６】
なお、この構成では、光源ユニット１０とアパーチャ１３間の距離を任意に設定できるので、機械構造的なレイアウトの自由度が大幅に拡大される。また、ベース部材１４を樹脂素材のモールド成形にて加工することで、カップリングレンズ保持部１４´を一体に形成することができる。
【００２７】
図６に、本発明の他の実施の形態の分解斜視図を示す。図中の符号は図２などと同じにしてある。この実施の形態では、２つのレーザビーム１５を隔てる遮蔽部材が光学ハウジング１６側にアパーチャ保持部１８の一部として設けられている。
この構成では、アパーチャ１３を薄い板金等のばね性を有する材料で加工することで、アパーチャ保持部１８にばねの作用を利用して勘合して固定することができる。これにより、ビス止め、接着等の必要がなくなり、部品個数の低減、製造工数の削減ができ、製造コストを低減できると共に、リサイクル性を向上することができる。
【００２８】
なお、以上の説明では、半導体レーザ１１、カップリングレンズ１２が２個の場合について述べたが、本発明の実施例はいずれも、一般に半導体レーザ１１、カップリングレンズ１２が複数ｍ≧２で、ビーム本数が複数ｍ≧２の場合についても適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、主走査方向に並んだ複数の半導体レーザ、これらの半導体レーザから出射されるレーザビームをそれぞれカップリングする複数のカップリングレンズ、前記複数の半導体レーザおよび前記複数のカップリングレンズを保持するベース部材を具備する光源ユニットと、この光源ユニットから出射されるレーザビームをそれぞれ成形するための主走査方向に並んだ複数の開口を具備するアパーチャ手段と、を有する光源装置において、前記ベース部材は前記複数のカップリングレンズを保持するためのカップリングレンズ保持部を備え、前記複数のカップリングレンズは前記カップリングレンズ保持部の両側に保持され、前記カップリングレンズ保持部は、前記カップリングレンズの光軸方向に延伸され、一つのレーザビームの光路に配置されているカップリングレンズのコバ部で発生するフレア光が他のレーザビームの光路の上記アパーチャ手段の開口へ侵入することを遮蔽する遮蔽部材として機能することを特徴としている。これにより、比較的簡単な方法で１つのレーザビームの光路で発生するフレア光が他のレーザビームの光路に入り込むことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光源装置の一例の斜視図。
【図２】従来の光源装置の他の例の分解斜視図。
【図３】図２の従来例の平面断面図。
【図４】本発明の光源装置の一実施の形態の平面断面図。
【図５】本発明の光源装置の他の実施の形態の平面断面図。
【図６】本発明の光源装置のさらに他の実施の形態の分解斜視図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ    半導体レーザ
２ａ、２ｂ    カップリングレンズ
３    アパーチャ
３ａ、３ｂ    開口
４    ビーム合成プリズム
５ａ、５ｂ    レーザビーム
１０    光源ユニット
１１ａ、１１ｂ    半導体レーザ
１２ａ、１２ｂ    カップリングレンズ
１３    アパーチャ
１３ａ、１３ｂ    開口
１４    ベース部材
１４´    カップリングレンズ保持部
１５ａ、１５ｂ    レーザビーム
１６    光学ハウジング
１７    挿入穴
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ    アパーチャ保持部
１９ａ    フレア光線
２０ａ、２０ｂ    カップリングレンズのコバ部
【図１】
0004117984.tif 000002
【図２】
0004117984.tif 000003
【図３】
0004117984.tif 000004
【図４】
0004117984.tif 000005
【図５】
0004117984.tif 000006
【図６】
0004117984.tif 000007