(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
複数の光源からの発散光束をカップリングするカップリングレンズ系と、
上記カップリングレンズ系を通過した光束を等角速度的に偏向する偏向器と、
上記偏向器によって偏向された複数の光束を被走査面に向けて集束させ、被走査面を略等速度的に走査する走査光学系とを有し、
上記複数の光源のうち、少なくとも２つの光源から発し、カップリングレンズを通過し、上記偏向器に向かう光束が開き角を有する光学系において、
上記各光源が半導体レーザであり、なおかつ、半導体レーザチップおよびこれを保持するステムが主走査方向において同じ方向に配置されていることを特徴とするマルチビーム走査光源装置。
【請求項２】
各半導体レーザを駆動する電装系に接続する部分がハーネス基板により構成され、そのハーネス基板のグランドを各半導体レーザのグランドに対し共通に接続することを特徴とする請求項１記載のマルチビーム走査光源装置。
【請求項３】
２つの半導体レーザのグランド以外のピンを接続するハーネス基板上の導線部は、抵抗及び電気容量が各半導体の機能が同じピンに対し同等になるようにしてあることを特徴とする請求項２記載のマルチビーム走査光源装置。
【請求項４】
半導体レーザチップは、発散角の大きい方向が主走査平面とほぼ平行になるように配置されていることを特徴とする請求項１記載のマルチビーム走査光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチビーム走査光源装置に関するものであり、特に、ＬＢＰ、デジタル複写機、ＰＰＦ等に適用可能なマルチビーム走査光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光走査装置の高速化がますます要求されてきている。この要求に対応するために、１ビーム走査方式の光走査装置の場合は、偏向器の回転速度を非常に高くしなければならなく、騒音の低減や光源の高出力化等が必要となり、大幅にコストが高くなってしまう。一方、複数ビーム走査方式の場合は、被走査面上で副走査方向にピッチ間隔をおいて複数の光束を走査するため、偏向器の回転速度を高くしなくても高速印字が可能である。
【０００３】
従来の複数ビーム走査方式の光走査装置には、λ／２板と偏光合成素子を用いて複数ビームを合成し、２つの光束を同時に走査するものがあるが、λ／２板や偏光合成素子は高価であると共に、高精度に配置する必要があるため、この光走査装置は低コストを図ることが非常に困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、複数の光源を主走査方向に隔てて、偏向器に向かって出射される複数の光束に開き角をもたせることにより、偏光合成素子を用いることなく複数ビームによって光走査するものがある。この光走査装置は、偏光合成素子を用いる光走査装置に比べて低コストを図ることができるが、従来においてはカップリングレンズを固定するためにレンズセル等を用いているために、カップリングレンズ間の距離が大きくなってしまい、従って、レイアウトを小さくすることができないという問題がある。
【０００５】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、カップリングレンズをホルダに接着固定することにより、カップリングレンズ間の距離を小さくし、レイアウトを小さくすることができるマルチビーム走査光源装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、低コストで、かつ、簡単な構成で温度上昇等の環境変動による副走査方向のビームピッチの変動を抑制して光学的特性を向上させることができるマルチビーム走査光源装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数の光源と、複数の光源からの発散光束をカップリングするカップリングレンズ系と、上記カップリングレンズ系を通過した光束を等角速度的に偏向する偏向器と、上記偏向器によって偏向された複数の光束を被走査面に向けて集束させ、被走査面を略等速度的に走査する走査光学系とを有し、上記複数の光源のうち、少なくとも２つの光源から発し、カップリングレンズを通過し、上記偏向器に向かう光束が開き角を有する光学系において、上記各光源が半導体レーザであり、なおかつ、半導体レーザチップおよびこれを保持するステムが主走査方向において同じ方向に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、各半導体レーザを駆動する電装系に接続する部分がハーネス基板により構成され、そのハーネス基板のグランドを各半導体レーザのグランドに対し共通に接続することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、２つの半導体レーザのグランド以外のピンを接続するハーネス基板上の導線部は、抵抗及び電気容量が各半導体の機能が同じピンに対し同等になるようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、半導体レーザチップは、発散角の大きい方向が主走査平面とほぼ平行になるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかるマルチビーム走査光源装置の実施の形態について説明する。図６に示すように、符号１、２は、本発明に適用可能な複数の光源のうち、主走査方向に並んだ二つの光源を示している。上記光源１、２は、半導体レーザで構成されている。この光源１、２の出射側には、光源１、２から出射された発散光束をカップリングするカップリングレンズ系３がそれぞれ設けられている。このカップリングレンズ系３は、光源１、２から出射された発散光束を収束光束、発散光束、あるいは平行光束に変換するカップリングレンズ３ａと、このカップリングレンズ３ａを透過した光束を整形するアパーチャ３ｂとから構成されている。
【００１１】
図６に示すように、この光学系は、上記光源１、２から出射されカップリングレンズ３ａを通過し偏向器としての回転多面鏡５に向かう各光束が開き角を有する光学系になっている。従って、上記光源１、２から出射され、各カップリングレンズ系３を通過した各光束は、シリンダレンズ４をそれぞれ透過して回転多面鏡５の偏光反射面近傍に互いに集光され、回転多面鏡５によって等角速度的に偏向される。
【００１２】
符号６は、走査光学系としての走査レンズを示している。この走査レンズ６は、回転多面鏡５によって偏向された複数の光束を被走査面７に向けて集束させ、被走査面６上を略等速度的に走査するためのものである。従って、回転多面鏡５によって偏向された複数の光束は、上記走査レンズ６を透過することにより、被走査面７上を略等速度的に走査する。
【００１３】
次に、本発明の特徴について説明する。図１には、上記光源１、２の出射側正面図を示している。上記光源１は、半導体レーザチップ１ａとステム１ｂとホルダ１ｃとから主に構成された半導体レーザで構成されている。上記ホルダ１ｃにはステム１ｂが固着され、このステム１ｂに半導体レーザチップ１ａが保持されている。同様に、上記光源２は、半導体レーザチップ２ａとステム２ｂとホルダ２ｃとから主に構成された半導体レーザで構成されていて、上記ホルダ２ｃにはステム２ｂが固着され、このステム２ｂに半導体レーザチップ２ａが保持されている。半導体レーザチップ１ａおよび半導体レーザチップ２ａは、図７に示すように、発散角の大きい方が主走査平面とほぼ平行になるように配置されている。
【００１４】
前述のように、上記光源１、２は、主走査方向に並んで設けられていて、光源１のステム１ｂと光源２のステム２ｂは、主走査方向において同じ方向に配置され、ステム１ｂ上に半導体レーザチップ１ａが保持され、ステム２ｂ上に半導体レーザチップ２ａが保持されている。すなわち、半導体レーザチップ１ａと半導体レーザチップ２ａ、および、ステム１ｂとステム２ｂが主走査方向において同じ方向にそれぞれ配置されている。なお、図１に示す各ステム１ｂ、２ｂは、主走査方向において右方向にむいてそれぞれ配置されている。
【００１５】
図４に示すように、上記光源１、２は、光学ホルダ８によって保持されている。この光学ホルダ８は、主走査方向に並んだ２つの穴１１、１２が形成されていて、穴１１、１２間の中心部に光軸方向に伸びた突出部１３が形成されている。この突出部１３は、先端側に向けて細くなるように形成されている。光源１は突出部１３の外周に沿うように穴１１内に取り付けられ、光源２は突出部１３の外周に沿うように穴１２内に取り付けられ、前述のように半導体レーザチップ１ａと半導体レーザチップ２ａ、および、ステム１ｂとステム２ｂが主走査方向において同じ方向にそれぞれ配置されていると共に、半導体レーザチップ１ａおよび半導体レーザチップ２ａは、図７に示すように、発散角の大きい方向が主走査平面とほぼ平行になるように配置されている。なお、突出部１３の傾斜により、上記光源１、２から出射された各光束は開き角を形成している。
【００１６】
また、図３および図４に示すように、上記突出部１３の先端部近傍の外周には、二つのカップリングレンズ３ａ、３ａが光源１および光源２の各光束が透過することができる位置にそれぞれ接着剤１４によって固定されている。なお、二つのカップリングレンズ３ａ、３ａは、３軸方向に高精度に位置調整された後、接着剤１４によって突出部１３の先端部近傍の外周にそれぞれ固定されている。
【００１７】
上記光源１、２の各半導体レーザは図示しない電装系によって駆動されるようになっている。図５に示すように、上記光源１、２の各半導体レーザは、電装系に接続する部分がハーネス基板２２によって構成されている。ハーネス基板２２上には、複数の導線部１７、１８、１９、２０、２１が左側から順に形成されている。
【００１８】
上記ハーネス基板２２上の中心に形成された導線部１９は、左右に対称形なＴ字状に形成されていて、ハーネス基板２２のグランドを形成している。この導線部１９の傘部の左側には、光源１の半導体レーザのグランドピン１５（図２参照）が接続され、導線部１９の傘部の右側には、光源２の半導体レーザのグランドピン１６（図２参照）が接続されている。すなわち、ハーネス基板２２のグランドを光源１、２の各半導体レーザのグランドに対し共通に接続している。
【００１９】
このようにすることにより、ハーネス基板２２上の導線部のレイアウトを簡単にすることができると共に、ハーネス基板２２のグランドを形成している導線部１９が左右に対称形なＴ字状に形成されているため、温度上昇等の環境変動による光源１、２の各半導体レーザの変動に対してストレスを均等化することができると共に、温度上昇等の環境変動による副走査方向のビームピッチの変動を抑制して光学的特性を向上させることができる。
【００２０】
また、ハーネス基板２２の導線部１７には、光源１の半導体レーザの駆動ピン２３（図２参照）が接続され、導線部１８には、光源１の半導体レーザの駆動およびグランド以外の他の機能をもつピン２４（図２参照）が接続されている。また、ハーネス基板２２の導線部２１には、光源２の半導体レーザの駆動ピン２５（図２参照）が接続され、導線部２０には、光源２の半導体レーザの駆動およびグランド以外の他の機能をもつピン２６（図２参照）が接続されている。上記導線部１７、１８、２０、２１は、抵抗及び電気容量が光源１、２の各半導体の機能が同じピンに対し同等になるようになっている。すなわち、導線部１７と導線部２１が抵抗及び電気容量が同等になっていて、導線部１８と導線部２０が抵抗及び電気容量が同等になっている。
【００２１】
発明が解決しようとする課題の欄で述べたとおり、従来においてはカップリングレンズを固定するためにレンズセル等を用いているために、カップリングレンズ間の距離が大きくなってしまい、従って、レイアウトを小さくすることができなかったが、上記実施の形態によれば、カップリングレンズ３ａを光学ホルダ８に接着固定しているため、カップリングレンズ間の距離を小さくし、もって、レイアウトを小さくすることができる。
【００２２】
また、半導体レーザチップ１ａと半導体レーザチップ２ａ、および、ステム１ｂとステム２ｂが主走査方向において同じ方向にそれぞれ配置されているため、温度上昇等の環境変動によって半導体レーザチップ１ａおよび半導体レーザチップ２ａと、ステム１ｂおよびステム２ｂとの間で位置ズレが生じても、この位置ズレは同じ方向における位置ズレとすることができ、もって、簡単な構成で温度上昇等の環境変動による副走査方向のビームピッチの変動を抑制して光学的特性を向上させることができると共に、組み付け作業性を向上させることができる。
【００２３】
また、上記光源１、２の各半導体レーザは、電装系に接続する部分がハーネス基板２２によって構成されていると共に、ハーネス基板２２のグランドを光源１、２の各半導体レーザのグランドに対し共通に接続しているため、温度上昇等の環境変動による光源１、２の各半導体レーザの変動に対してストレスを均等化することができると共に、温度上昇等の環境変動による副走査方向のビームピッチの変動を抑制して光学的特性を向上させることができる。
【００２４】
また、光源１、２の各半導体レーザのグランド以外のピン２３、２４、２５、２６を接続するハーネス基板２２上の導線部１７、１８、２１、２０は、抵抗及び電気容量が各半導体の機能が同じピンに対し同等になるようにしてあるため、各半導体の発光特性を向上させることができる。
【００２５】
また、半導体レーザチップ１ａおよび半導体レーザチップ２ａを発散角の大きい方向が主走査平面とほぼ平行になるように配置しているため、温度上昇等の環境変動による副走査方向のビームピッチの変動を抑制して光学的特性を向上させることができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、複数の光源と、複数の光源からの発散光束をカップリングするカップリングレンズ系と、上記カップリングレンズ系を通過した光束を等角速度的に偏向する偏向器と、上記偏向器によって偏向された複数の光束を被走査面に向けて集束させ、被走査面を略等速度的に走査する走査光学系とを有し、上記複数の光源のうち、少なくとも２つの光源から発し、カップリングレンズを通過し、上記偏向器に向かう光束が開き角を有する光学系において、上記各光源が半導体レーザであり、なおかつ、半導体レーザチップおよびこれを保持するステムが主走査方向において同じ方向に配置されているため、簡単な構成で温度上昇等の環境変動による副走査方向のビームピッチの変動を抑制して光学的特性を向上させることができると共に、組み付け作業性を向上させることができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、各半導体レーザを駆動する電装系に接続する部分がハーネス基板により構成され、そのハーネス基板のグランドを各半導体レーザのグランドに対し共通に接続するため、温度上昇等の環境変動による光源の各半導体レーザの変動に対してストレスを均等化することができると共に、温度上昇等の環境変動による副走査方向のビームピッチの変動を抑制して光学的特性を向上させることができる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明において、２つの半導体レーザのグランド以外のピンを接続するハーネス基板上の導線部は、抵抗及び電気容量が各半導体の機能が同じピンに対し同等になるようにしてあるため、各半導体の発光特性を向上させることができる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、半導体レーザチップは、発散角の大きい方向が主走査平面とほぼ平行になるように配置されているため、温度上昇等の環境変動による副走査方向のビームピッチの変動を抑制して光学的特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるマルチビーム走査光源装置に適用可能な光源の例を示す出射側正面図である。
【図２】上記光源を示す出射側とは反対側の正面図である。
【図３】本発明にかかるマルチビーム走査光源装置に適用可能なカップリングレンズの例を示す正面図である。
【図４】本発明にかかるマルチビーム走査光源装置の実施の形態を示す平面図である。
【図５】上記実施の形態に適用可能なハーネス基板を示す正面図である。
【図６】上記実施の形態に適用可能な光学系を示す光学配置図である。
【図７】上記実施の形態に適用可能な光源の発散光束を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    光源
１ａ  半導体レーザチップ
１ｂ  ステム
１ｃ  ホルダ
２    光源
２ａ  半導体レーザチップ
２ｂ  ステム
２ｃ  ホルダ
３    カップリングレンズ系
３ａ  カップリングレンズ
３ｂ  アパーチャ
４    シリンダレンズ
５    回転多面鏡
６    走査レンズ
７    被走査面
８    光学ホルダ
１１    穴
１２    穴
１３    突出部
１４    接着剤
１５    グランドピン
１６    グランドピン
１７    導線部
１８    導線部
１９    導線部
２０    導線部
２１    導線部
２２    ハーネス基板
２３    駆動ピン
２４    光源１の半導体レーザの駆動およびグランド以外の他の機能をもつピン
２５    駆動ピン
２６    光源２の半導体レーザの駆動およびグランド以外の他の機能をもつピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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