(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部が被走査面上において所定の間隔になるように配列された半導体レーザチップ、該半導体レーザチップの裏面から発射された光束を受光するために所定の角度傾けて配置されるモニター用受光素子、及び前記半導体レーザチップ及び前記モニター用受光素子が収納され前記半導体レーザチップの表面から発射された光を開口部より出射するケースを有する光源部と、この光源部からの発散光束をカップリングするレンズと、このレンズからの光束を偏向する偏向器と、カップリングするレンズと前記偏向器との間に配置された絞りと、前記偏向器により偏向された光束を前記被走査面上に光スポットとして結像する結像系とを備え、前記半導体レーザチップの裏面から発射されて前記ケース内に配置された前記モニター用受光素子で拡散され前記開口部を通過した拡散光を前記被走査面に到達する以前に遮るとともに走査光を妨げない遮光部材を、前記絞りと前記被走査面との間であって前記所定の角度に基づいて導出される位置に、前記拡散光が前記被走査面に到達しないように角度をつけて配置したことを特徴とする複数ビーム走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の複数ビーム走査装置において、前記遮光部材は前記光源部からの拡散光が前記被走査面に到達しないように、走査平面に対して仰角もしくは俯角を有することを特徴とする複数ビーム走査装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の複数ビーム走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザプリンタ、レーザ複写機等に用いられる複数ビーム走査装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビーム走査装置は、光源部から出射された発散光をコリメートレンズ、シリンドリカルレンズなどを介して回転多面鏡で偏向走査し、結像レンズを介して感光体等の被走査面を走査している。上記光源部は、前後に発散光を発射する半導体レーザチップと、この半導体レーザチップの裏面から発射された光をモニターするモニター用フォトダイオードと、このモニター用フォトダイオード及び上記半導体レーザチップが収納され半導体レーザチップの前面から発射された光をレーザ窓から出射させるパッケージとを有する。上記半導体レーザチップは変調部により画像信号で変調され、感光体の被走査面に画像が書き込まれて画像（静電潜像）が形成される。
【０００３】
特開平５−２７１８９号公報には、上記ビーム走査装置において、半導体レーザチップの裏面から発射された光のうちパッケージとしてのレーザ基台の内壁で拡散されてレーザ窓から出射された拡散光をコリメートレンズと光源部との間に設けられた遮光部材によって遮光してコリメートレンズへの到達を防止するようにしたものや、上記遮光部材を開口絞りの代りに用いるようにしたものが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平５−２７１８９号公報記載のビーム走査装置では、半導体レーザチップの裏面から発射された光のうちレーザ基台の内壁で拡散されてレーザ窓から出射された拡散光をコリメートレンズと光源部との間に設けられた遮光部材によって遮光してコリメートレンズへの到達を防止するようにしているが、発光点の近傍に遮光部材を配置するために、半導体レーザチップの表面から発射された正規の必要な光を遮光部材でカットして（遮って）しまったり、遮光部材を正規の光の妨げとならないように配置するするために半導体レーザチップの裏面から発射されてレーザ基台の内部で拡散されてレーザ窓から出射された拡散光を遮光部材で十分に除去することができない等の問題があり、実用的かつ効果的ではない。
【０００５】
また、上記特開平５−２７１８９号公報記載のビーム走査装置において上記遮光部材を開口絞りの代りに用いるようにしたものでは、遮光部材は、発光点の近傍で、かつ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、上記特開平５−２７１８９号公報記載のビーム走査装置では、光源部間の光量のばらつきが大きく発生し、光量調整範囲を大きくとる必要が生じ、装置構成上の技術課題が増える。
【０００６】
一方、光源部として複数の発光点を有する光源部を用いるようにした場合には、モニター用フォトダイオードの大きさは光源部が１つの発光点を有する光源部である場合におけるモニター用フォトダイオードの大きさの約発光点数倍大きくする必要があり、正規の光以外の拡散光をより一層発生させやすくなる。例えば、光源部の発光点が１つの場合におけるモニター用フォトダイオードの大きさが２０μｍ角であったとすると、光源部の発光点が４つの場合にはモニター用フォトダイオードの大きさはその４倍の約８０μｍ角の大きさが必要となる。また、レーザ窓に関しても光源部の発光点が１つの場合に比べて大きくする必要があり、正規の光以外の拡散光がパッケージから出射される可能性がより大きくなる。
【０００７】
請求項１に係る発明は、半導体レーザチップからの光束のモニター用受光素子の表面での反射により発生する拡散光が被走査面に到達して異常画像として現わ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提供することを目的とする。
【０００８】
請求項１に係る発明は、被走査面に画像を形成するための正規の光を遮ることなく不要な拡散光のみを除去することができる複数ビーム走査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、遮光部材による光反射を抑えて遮光部材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複数ビーム走査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
請求項１に係る明は、遮光部材の表面での光反射により発生する拡散光が被走査面に到達して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を提供することを目的とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、遮光部材の表面での光反射により発生する拡散光が被走査面に到達して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を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明は、光源部の内部のモニター用受光素子の表面での光反射により発生する拡散光を最も効果的かつ効率的に除去することができる複数ビーム走査装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、複数の発光部が被走査面上において所定の間隔になるように配列された半導体レーザチップ、該半導体レーザチップの裏面から発射された光束を受光するために所定の角度傾けて配置されるモニター用受光素子、及び前記半導体レーザチップ及び前記モニター用受光素子が収納され前記半導体レーザチップの表面から発射された光を開口部より出射するケースを有する光源部と、この光源部からの発散光束をカップリングするレンズと、このレンズからの光束を偏向する偏向器と、カップリングするレンズと前記偏向器との間に配置された絞りと、前記偏向器により偏向された光束を前記被走査面上に光スポットとして結像する結像系とを備え、前記半導体レーザチップの裏面から発射されて前記ケース内に配置された前記モニター用受光素子で拡散され前記開口部を通過した拡散光を前記被走査面に到達する以前に遮るとともに走査光を妨げない遮光部材を、前記絞りと前記被走査面との間であって前記所定の角度に基づいて導出される位置に、前記拡散光が前記被走査面に到達しないように角度をつけて配置したものである。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の複数ビーム走査装置において、前記遮光部材は前記光源部からの拡散光が前記被走査面に到達しないように、走査平面に対して仰角もしくは俯角を有するものである。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の複数ビーム走査装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施形態の全体構成を説明するための図である。複数の発光点を有する光源１は前面（表面）から複数本の発散性光束ＦＢ１〜ＦＢ４を発射し、この光束ＦＢ１〜ＦＢ４は集光レンズ２を透過して集光された後に、光束を規制するための絞り３により光束径が規制されて線像結像光学系４により偏向器５の偏向反射面５ａの近傍に線状に結像される。偏向器５は、例えば回転多面鏡が用いられて図示しない駆動部により回転駆動され、線像結像光学系４からの光束を等角速度的に偏向する。
【００２２】
偏向器５と被走査媒体６との間にはｆθレンズ７及び長尺レンズ８からなる結像系が配置され、偏向器５で偏向された光束はｆθレンズ７及び長尺レンズ８によりミラー９を介して被走査媒体６の被走査面上に結像スポットとして結像される。この結像スポットは偏向器５の回転により被走査媒体６の被走査面上を主走査方向に走査する。
【００２３】
被走査媒体６は、例えばドラム状の感光体が用いられて複数のローラ１０に張架され、駆動部により回転駆動されて書き込み位置では副走査方向に移動する。この感光体６は、図示しない帯電器により一様に帯電された後に、ミラー９からの複数本の走査光が照射される書き込み位置を通過する。光源１から画像信号で変調された複数本の光束が出射され、感光体６は書き込み位置にてミラー９からの複数本の走査光による露光で画像が書き込まれて画像（静電潜像）が形成される。
【００２４】
ミラー１１、結像素子１２及び同期検知センサ１３は同期をとるための同期検知系を構成し、ｆθレンズ７からの走査光は書き込み領域外でミラー１１により反射されて結像素子１２により同期検知センサ１３上に結像される。同期検知センサ１３は結像素子１２からの入力光を検知して同期検知信号を生成する。光源１は同期検知センサ１３からの同期検知信号に同期して画像信号により変調される。
【００２５】
複数の発光点を有する光源１は、本実施形態では４つの発光点を有する４チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）構成の半導体レーザとしての半導体レーザチップからなり、半導体レーザの構造から前後に４本ずつの発散性光束ＦＢ１〜ＦＢ４、ＢＢ１〜ＢＢ４を発射する。半導体レーザチップ１の表面から発射された光束ＦＢ１〜ＦＢ４は集光レンズ２へ出射され、半導体レーザチップ１の裏面（後面）から発射された光束ＢＢ１〜ＢＢ４は発光出力モニター用のフォトダイオードからなる受光素子１４で光量がモニターされる。図示しない光量制御装置はモニター用フォトダイオード１４の出力値に基づいて半導体レーザチップ１の発光出力を正規の値に設定する。
【００２６】
図２は本実施形態の光源部を示す。この光源部１５は上記半導体レーザチップ１及びモニター用フォトダイオード１４をケースとしてのパッケージ１６内に収納したものであり、半導体レーザチップ１の表面から発射された光束ＦＢ１〜ＦＢ４はパッケージ１６の開口部としてのレーザ窓１６ａを通して集光レンズ２へ出射される。半導体レーザチップ１の各チャンネルｃｈ１〜ｃｈ４は、それぞれ図示しない変調部により同期検知センサ１３からの同期検知信号に同期して画像信号により変調されて光束ＦＢ１〜ＦＢ４、ＢＢ１〜ＢＢ４を発射する。
【００２７】
この第１の実施形態の複数ビーム走査装置は書込ユニットの光学ハウジング内に設置されている。半導体レーザチップ１の裏面から発射された光束ＢＢ１〜ＢＢ４がモニター用フォトダイオード１４に当たってその表面で反射され、拡散光となってパッケージ１６のレーザ窓１６ａを通過していわゆるゴースト光となる。従来は、そのゴースト光が書込ユニットの光学ハウジング内で反射されて被走査面にたどりつき、異常画像を引き起こすことがあった。
【００２８】
これに対して、従来装置は、一般的には、モニター用フォトダイオード１４を傾けて配置することにより、上記拡散光がパッケージ１６の外に出ないように、もしくは感光体６に対する画像書き込みとは関係がない方向へ逃がすように構成されている。しかし、モニター用フォトダイオード１４をあまり傾け過ぎると、その感度が鈍くなるため、モニター用フォトダイオード１４を傾けることが可能な角度に限度がある。また、前述のように、上記特開平５−２７１８９号公報記載のビーム走査装置では、不要な拡散光をコリメートレンズと光源部との間に設けられた遮光部材によって遮光してコリメートレンズへの到達を防止するようにしているが、前述のような不具合がある。
【００２９】
図３は本実施形態の主走査面を見た図である。本実施形態では、線像結像光学系４は結像光学系４ａとミラー４ｂ（図１では図示を省略）により構成されて副走査方向に屈折力を有し、レイアウトのコンパクト化が図られている。ミラー４ｂは結像光学系４ａからの光束を偏向器５へ反射し、結像光学系４ａは絞り３からの光束をミラー４ｂを介して偏向器５の偏向反射面５ａの近傍に線状に結像する。
【００３０】
光源１の表面から出射された光束ＦＢ１〜ＦＢ４が正規の光路を通って感光体６の被走査面を走査する状態を図３にＬで示す。これに対して、半導体レーザチップ１の裏面から発射されてモニター用フォトダイオード１４の表面で反射され、拡散光となってパッケージ１６のレーザ窓１６ａを通過してゴースト光となり、感光体６の被走査面に到達する状態を図３にｇで示す。
【００３１】
モニター用フォトダイオード１４はその反射光が正規の光路近傍を通らないように傾けて配置され、このため本実施形態では上記ゴースト光は走査光学系を横切って感光体６の被走査面に向かう。ゴースト光は、偏向器５により偏向されないので、仮に絶えず被走査面上の同じ位置Ｇに当たり続けると、微量の光であってもそのエネルギーが感光体６上に蓄積されて感光体６上に画像を形成し得るに十分なエネルギー量となり、異常画像として現われてしまうという構造的欠点を持つことになる。
【００３２】
そこで、複数の発光点を有する光源１を用いた複数ビーム走査装置において、上述した不具合、構造的欠点を解決したのが本実施形態である。モニター用フォトダイオード１４の傾け角度から、上記ゴースト光の発射方向は一義的に決定されるので、上記ゴースト光の光路は容易に予測可能であり、上記ゴースト光を遮断して正規の走査光束を妨げない遮光部材の配置位置は導出可能である。例えば図４に示すように上記ゴースト光を遮断して正規の走査光束を妨げない遮光部材としての遮光板１７が線像結像光学系４の横における光源部１５と被走査面との間に配置され、この遮光板１７は正規の走査光束を遮ることなく上記ゴースト光のみを除去する。
【００３３】
この第１の実施形態は、複数の発光部が副走査方向に被走査面上において所定の間隔になるように配列された半導体レーザチップ１、該半導体レーザチップ１からの光束を受光するモニター用受光素子１４、及び前記半導体レーザチップ１及び前記モニター用受光素子１４が収納され前記半導体レーザチップ１の表面から発射された光を開口部としてのレーザ窓１６ａより出射するケースとしてのパッケージ１６を有する光源部１５と、この光源部１５からの発散光束をカップリングするレンズとしての集光レンズ２と、光束を偏向する偏向器５と、カップリングするレンズ２と偏向器５との間に配置され副走査方向に屈折力を有し前記レンズ２からの光束を前記偏向器５の偏向面近傍に略線状に結像する第１結像系としての線像結像光学系４と、前記偏向器５により偏向された光束を前記被走査面上に光スポットとして結像するｆθレンズ７及び長尺レンズ８からなる第２結像系とを備え、前記半導体レーザチップ１の裏面から発射されて前記ケース１６内で拡散され前記開口部１６ａを通過した光を前記被走査面に到達する以前に遮る遮光部材としての遮光板１７を前記光源部１５と前記被走査面との間に配置したので、半導体レーザチップからの光束のモニター用受光素子の表面での反射により発生する拡散光が被走査面に到達して異常画像として現われることを未然に防ぐことができる。
【００３４】
また、第１の実施形態は、前記遮光部材１７は前記被走査面上に画像を形成するための走査光を遮ることの無いように配置したので、被走査面に画像を形成するための正規の光を遮ることなく不要な拡散光のみを除去することができる。
【００３５】
また、本発明の第２の実施形態は、上記第１の実施形態において、遮光板１７には、反射防止塗装、もしく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くようにしたものである。
【００３６】
この第２の実施形態は、上記第１の実施形態において、前記遮光部材１７は反射防止塗装もしくは反射防止加工が施されたものからなるので、遮光部材による光反射を抑えて遮光部材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。
【００３７】
また、本発明の第３の実施形態は、上記第１の実施形態において、遮光板１７として反射率の低い材質からなる遮光板を用いるようにしたものである。
この第３の実施形態は、上記第１の実施形態において、前記遮光部材１７は反射率の低い材質からなるので、遮光部材による光反射を抑えて遮光部材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。
【００３８】
また、本発明の第４の実施形態では、上記第１の実施形態において、遮光板１７は、その反射光束が主走査方向において感光体６の被走査面に到達しないような取り付け角度で配置し、これにより更なるゴースト光の発生防止を図ることができる。また、遮光板１７は副走査方向に所定の角度を持たせて０走査平面に対して仰角もしくは俯角を有するように設置し、これにより仮にゴースト光が遮光板１７で反射してもその反射光は感光体６から逃がすことができる。
【００３９】
この第４の実施形態は、上記第１の実施形態において、前記遮光部材１７は前記光源部１５からの拡散光が主走査方向において前記被走査面に到達しないような角度を付けて配置されているので、遮光部材の表面での光反射により発生する拡散光が被走査面に到達して異常画像を発生させることを未然に防ぐことができる。
【００４０】
また、第４の実施形態は、上記第１の実施形態において、前記遮光部材１７は前記光源部１５からの拡散光が前記被走査面に到達しないように、走査平面に対して仰角もしくは俯角を有するので、遮光部材の表面での光反射により発生する拡散光が被走査面に到達して異常画像を発生させることを未然に防ぐことができる。
【００４１】
また、本発明の第５の実施形態は、上記第１の実施形態において、遮光板１７を図４に示すように集光レンズ２と偏向器５との間に配置したものであり、遮光板１７が正規の走査光束を遮ることがなく、最も小さいサイズの遮光板１７で効果的に確実に拡散光（上記ゴースト光）を遮光できて望ましい。
【００４２】
この第５の実施形態は、上記第１の実施形態において、前記遮光部材１７は前記レンズ２と前記偏向器５との間に配置されているので、光源部の内部のモニター用受光素子の表面での光反射により発生する拡散光を最も効果的かつ効率的に除去することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明によれば、上記構成により、半導体レーザチップからの光束のモニター用受光素子の表面での反射により発生する拡散光が被走査面に到達して異常画像として現われることを未然に防ぐことができる。また、被走査面に画像を形成するための正規の光を遮ることなく不要な拡散光のみを除去することができ、遮光部材の表面での光反射により発生する拡散光が被走査面に到達して異常画像を発生させることを未然に防ぐことができる。
【００４８】
請求項２に係る発明によれば、上記構成により、遮光部材の表面での光反射により発生する拡散光が被走査面に到達して異常画像を発生させることを未然に防ぐことができる。
【００４９】
請求項３に係る発明によれば、上記構成により、請求項１または２に係る発明と同様な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の全体構成を説明するための斜視図である。
【図２】同実施形態の光源部を示す一部切欠斜視図である。
【図３】同実施形態を説明するための概略図である。
【図４】同実施形態の一部を示す概略図である。
【符号の説明】
１      半導体レーザチップ
２      集光レンズ
４      線像結像光学系
５      偏向器
７      ｆθレンズ
８      長尺レンズ
１４      モニター用受光素子
１５      光源部
１６      パッケージ
１６ａ      レーザ窓
１７      遮光板
【図１】
0003773676.tif 000002
【図２】
0003773676.tif 000003
【図３】
0003773676.tif 000004
【図４】
0003773676.tif 000005