(57)【要約】【課題】レーザダイオードが出射した光を有効利用できる光走査装置を提供する。【解決手段】レーザダイオード４０は、光を出射する。コリメータレンズ４８は、レーザダイオード４０が出射した光を集光する。ポリゴンミラーは、コリメータレンズ４８を通過した光を偏向する。液体４６は、レーザダイオード４０とコリメータレンズ４８との間に満たされている。液体４６は、レーザダイオード４０から出射される光の広がり角を小さくする役割を果たす。【選択図】図２
2009086459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源が出射した光を集光する光学部材と、
前記光学部材を通過した光を偏向する偏向手段と、
前記光源と前記光学部材との間に満たされた液体と、
を備えること、
を特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記液体の屈折率は、空気の屈折率よりも大きいこと、
を特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光源及び前記光学部材を保持する筐体を、
更に備え、
前記液体は、前記筐体内に封入されていること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光源は、
光を出射する発光部と、
前記発光部を収納するパッケージと、
前記発光部と前記パッケージとの隙間に充填された透明部材と、
を含むレーザダイオードであること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に関し、より特定的には、電子写真法によってトナー画像を形成する画像形成装置に用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、一般的な光走査装置１１０の上視図である。図５において、ｙ軸は主走査方向を示し、ｚ軸は副走査方向を示す。なお、ｚ軸は鉛直方向とも一致する。
【０００３】
図５に示す光走査装置１１０は、例えば、画像形成装置に用いられ、レーザダイオード１１２、コリメータレンズ１１３、シリンドリカルレンズ１１８、ポリゴンミラー１２０及び走査レンズ１２２，１２４を備える。
【０００４】
レーザダイオード１１２は、光を出射する。レーザダイオード１１２から出射された光は、拡散光である。コリメータレンズ１１３は、レーザダイオード１１２が出射した光を集光して略平行光に変換する。シリンドリカルレンズ１１８は、コリメータレンズ１１３を通過した光を、ポリゴンミラー１２０のミラー面近傍においてｚ軸方向に集光する。
【０００５】
ポリゴンミラー１２０は、図示しないモーターにより矢印の方向に回転され、シリンドリカルレンズ１１８を通過してきた光をｙ軸方向に等角速度に偏向する。走査レンズ１２２，１２４は、ポリゴンミラー１２０により偏向された光を等速走査して、該光を感光体ドラム１３２上に結像させる。感光体ドラム１３２は、所定速度で回転駆動される。これにより、光による主走査と感光体ドラム１３２の回転による副走査によって２次元の静電潜像が形成される。
【０００６】
以上のように構成された光走査装置１１０では、前記の通り、レーザダイオード１１２は、拡散光を出射する。そのため、レーザダイオード１１２が出射した光の一部は、コリメータレンズ１１３外に漏れてしまう。すなわち、レーザダイオード１１２が出射した光を有効利用できていない。
【０００７】
なお、本願発明に関連する技術として、特許文献１に記載の顕微鏡の液浸対物レンズや特許文献２に記載の液浸露光装置が提案されている。特許文献１に記載の液浸対物レンズでは、対物レンズが液浸状態とされている。また、特許文献２に記載の液浸露光装置では、ウエハと投影レンズとの間が液浸状態にされている。ただし、特許文献１及び特許文献２には、光走査装置に前記液浸対物レンズ又は液浸露光装置を適用する記載は一切存在しない。更に、特許文献１及び特許文献２には、レーザダイオードが出射した光の有効利用に関する記載も一切存在しない。
【特許文献１】特許３２０３６９８号公報
【特許文献２】特許３８７０２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、レーザダイオードが出射した光を有効利用できる光走査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、光源と、前記光源が出射した光を集光する光学部材と、前記光学部材を通過した光を偏向する偏向手段と、前記光源と前記光学部材との間に満たされた液体と、を備えること、を特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、光源と光学部材との間が液体により満たされている。そのため、光源と光学部材との間が空気層である場合よりも、本発明のほうが光源から出射される光の広がり角が小さくなる。その結果、より多くの光が光学部材に入射するようになり、光源が出射した光を有効利用できる。
【００１１】
本発明において、前記液体の屈折率は、空気の屈折率よりも大きくてもよい。
【００１２】
本発明において、前記光源及び前記光学部材を保持する筐体を、更に備え、前記液体は、前記筐体内に封入されていてもよい。
【００１３】
本発明において、前記光源は、光を出射する発光部と、前記発光部を収納するパッケージと、前記発光部と前記パッケージとの隙間に充填された透明部材と、を含むレーザダイオードであってもよい。
【００１４】
これにより、発光部とパッケージとの隙間に透明部材が充填されていない場合に比べて、光源から出射される光の広がり角が小さくなる。その結果、光源から出射された光をより有効に利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施形態に係る光走査装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、該光走査装置１０の上視図である。なお、図１において、ｙ軸は、主走査方向を示し、ｚ軸は副走査方向を示す。なお、ｚ軸は、鉛直方向とも一致する。
【００１６】
光走査装置１０は、図１に示すように、光源ユニット１２、シリンドリカルレンズ１８、ポリゴンミラー２０、走査レンズ２２，２４及び筐体２９を備える。
【００１７】
光源ユニット１２は、略平行光を出射する。光源ユニット１２の詳細については、後述する。シリンドリカルレンズ１８は、光源ユニット１２から出射された光を、ポリゴンミラー２０のミラー面近傍においてｚ軸方向に集光する。
【００１８】
ポリゴンミラー２０は、図示しないモーターにより矢印の方向に回転され、シリンドリカルレンズ１８を通過してきた光をｙ軸方向に等角速度に偏向する偏向手段としての役割を果たす。走査レンズ２２，２４は、ポリゴンミラー２０により偏向された光を等速走査して、該光を感光体ドラム３２上に結像させる。感光体ドラム３２は、所定速度で回転駆動される。これにより、光による主走査と感光体ドラム３２の回転による副走査によって２次元の静電潜像が形成される。
【００１９】
筐体２９は、図１に示すように、光源ユニット１２、シリンドリカルレンズ１８、ポリゴンミラー２０及び走査レンズ２２，２４を収納する。
【００２０】
以下に、光源ユニット１２の詳細について図面を参照しながら説明する。図２は、光源ユニット１２の光軸に平行な面における断面構造図である。
【００２１】
光源ユニット１２は、図２に示すように、レーザダイオード４０、保持部材４２，４４、液体４６、コリメータレンズ４８及びシール５０，５２を含む。
【００２２】
レーザダイオード４０は、光を出射する光源としての役割を果たす。レーザダイオード４０の構成の詳細については後述する。レーザダイオード４０から出射された光は、拡散光である。コリメータレンズ４８は、レーザダイオード４０が出射した光を集光して略平行光に変換する光学部材としての役割を果たす。コリメータレンズ４８を通過した光は、シリンドリカルレンズ１８及びポリゴンミラー２０側へと進行する。
【００２３】
保持部材４２は、中央に孔が開けられた円板であり、レーザダイオード４０を保持する役割を果たす。レーザダイオード４０は、該孔に挿入されると共に、接着剤又は溶接により保持部材４２に固定される。
【００２４】
保持部材４４は、上面（図２の左端の面）と下面（図２の右端の面）とが貫通した円筒であり、前記保持部材４２が取り付けられると共に、コリメータレンズ４８を保持する役割を果たす。より詳細には、保持部材４４の上面には、レーザダイオード４０が装着された保持部材４２が接着剤又は溶接により固定される。一方、保持部材４４の下面から少し内側（上面側）に入った位置には、コリメータレンズ４８が接着剤により固定される。なお、コリメータレンズ４８と保持部材４４との間及び保持部材４２と保持部材４４との間は、隙間が生じないように封止されている。以上のように、保持部材４２，４４は、レーザダイオード４０及びコリメータレンズ４８を保持する筐体としての役割を果たす。
【００２５】
また、保持部材４４には、孔５４，５６が形成されている。孔５４からは、空気よりも大きな屈折率を有する絶縁性の液体４６が注入される。この際、孔５６からは、保持部材４２，４４内の空気が排出される。これにより、保持部材４２，４４内には、液体４６が封入される。すなわち、レーザダイオード４０とコリメータレンズ４８との間が液体４６により満たされる。液体４６としては、シリコーンオイルやパラフィンオイル等が挙げられる。孔５４，５６はそれぞれ、シール５０，５２により封止される。
【００２６】
次に、レーザダイオード４０の構成について図面を参照しながら説明する。図３は、レーザダイオード４０の断面構造図である。
【００２７】
レーザダイオード４０は、発光部６０、パッケージ６２及び透明樹脂６４を含む。発光部６０は、共振器を半導体基板と平行に作りこみ、へき開した側面から光を出射する素子である。パッケージ６２は、発光部６０をその内部に収納する。パッケージ６２と発光部６０との間には、隙間が存在する。この隙間の内、発光部６０における光が出射する側面とパッケージ６２との隙間には、空気よりも大きな屈折率を有する透明樹脂６４が充填されている。
【００２８】
以上のように構成された光走査装置１０によれば、レーザダイオード４０が出射した光を有効利用することができる。以下に、図４を参照しながら説明する。図４は、レーザダイオード４０から出射される光の分布を示した図である。光Ｂ１は、液体４６が存在しない状態における分布を示しており、光Ｂ２は、液体４６が存在する状態における分布を示している。また、図４において、θ１は、光Ｂ１の広がり角であり、θ２は、光Ｂ２の広がり角である。
【００２９】
図４に示すように、液体４６が存在しない場合の光Ｂ１の広がり角θ１は、液体４６が存在する場合の光Ｂ２の広がり角θ２よりも大きい。理由は以下の通りである。
【００３０】
液体４６が存在しない状態では、レーザダイオード４０の出射面は、空気層と接触している。レーザダイオード４０の光の出射面は、ガラス又は樹脂により形成されており、その屈折率は、空気よりも大きい。したがって、光Ｂ１は、図４に示すように、出射面から空気へと進行する際に、広がるように出射する。
【００３１】
一方、液体４６が存在する状態では、レーザダイオード４０の出射面は、液体４６と接触している。液体４６の屈折率は、空気よりも大きい。したがって、液体４６の屈折率と出射面の屈折率との差は、空気の屈折率と出射面の屈折率との差よりも小さい。そのため、液体４６が存在する状態における出射面から出射した光Ｂ２の広がり角θ２は、図４に示すように、液体４６が存在しない状態における出射面から出射した光Ｂ１の広がり角θ１よりも小さくなる。
【００３２】
前記のように、光Ｂ２の広がり角θ２が小さくなると、コリメータレンズ４８に入射する光量が多くなる。その結果、レーザダイオード４０から出射された光をより有効に利用することが可能となる。
【００３３】
また、光Ｂ２の広がり角θ２が小さくなっているので、コリメータレンズ４８を小型化することができる。その結果、光走査装置１０を小型化することができる。
【００３４】
また、光走査装置１０によれば、図３に示すように、発光部６０における光が出射する側面とパッケージ６２との間には、透明樹脂６４が充填されている。そのため、レーザダイオード４０に透明樹脂６４が充填されていない場合に比べて、レーザダイオード４０から出射される光の広がり角が小さくなる。その結果、レーザダイオード４０から出射された光をより有効に利用することが可能となる。
【００３５】
また、ポリゴンミラー２０により偏向された光は、走査レンズ２２，２４を通過した後、直接に感光体ドラム３２を照射しているが、該光は、ミラーにより進行方向が変えられた後に、感光体ドラム３２を照射してもよい。
【００３６】
また、図１に示す筐体２９の上視図における外形は、四角形状であるが、該筐体２９の外形はこれに限らない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】光走査装置の上視図である。
【図２】光源ユニットの光軸に平行な面における断面構造図である。
【図３】レーザダイオードの断面構造図である。
【図４】レーザダイオードから出射される光の分布を示した図である。
【図５】一般的な光走査装置の上視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  光走査装置
１２  光源ユニット
１３  コリメータレンズ
２０  ポリゴンミラー
２９  筐体
４０  レーザダイオード
４２，４４  保持部材
４６  液体
４８  コリメータレンズ
６０  発光部
６２  パッケージ
６４  透明樹脂
【図１】
2009086459.tif 000003
【図２】
2009086459.tif 000004
【図３】
2009086459.tif 000005
【図４】
2009086459.tif 000006
【図５】
2009086459.tif 000007