JP2000098285A - マルチビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビーム間隔調整作業の作業効率と精度を向上
させる。 【解決手段】 複数のレーザビームＰ₁ ，Ｐ₂ を発生す
るマルチビーム半導体レーザ１１を保持するレーザホル
ダ１１ａは、光学箱８の側壁８ａに設けられた嵌合穴８
ｂに回転自在に支持され、ビーム間隔を調整するための
所定の回転角度に角度調整を行なったうえで、ビス８ｃ
によって光学箱８に固着される。嵌合穴８ｂは光軸方向
に内径が縮小するテーパー状の嵌合面を有し、これに、
同じくテーパー状の嵌合面を有するレーザホルダ１１ａ
の筒状部を嵌合させることで、レーザホルダ１１ａを回
転させるときのガタを防ぎ、光軸ぶれを回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタやデジタル複写機等に用いられるマルチビーム走査
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザビームプリンタ等の電子写
真装置において、複数のレーザビームを用いて複数のラ
インを同時に書き込むマルチビーム走査装置が開発され
ている。

【０００３】これは、互いに離間した複数のレーザビー
ムを同時に走査するもので、図６に示すように、マルチ
ビーム光源ユニット１０１の光源であるマルチビーム半
導体レーザ１１１（図７参照）から２本のレーザビーム
を発生させ、それぞれコリメータレンズ１１２によって
平行化したうえで、シリンドリカルレンズ１０２を経
て、回転多面鏡１０３の反射面に照射し、結像レンズ１
０４と折り返しミラー１０５を経て回転ドラム上の感光
体に結像させる。

【０００４】２本のレーザビームは回転多面鏡１０３の
反射面に入射し、それぞれ主走査方向に走査され、回転
多面鏡１０３の回転による主走査と回転ドラムの回転に
よる副走査に伴なって感光体に静電潜像を形成する。

【０００５】なお、シリンドリカルレンズ１０２は、各
レーザビームを回転多面鏡１０３の反射面に線状に集光
する。これは、前述のように感光体に結像する点像が、
回転多面鏡１０３の面倒れによって歪を発生するのを防
止する機能を有する。また、結像レンズ１０４は、球面
レンズ部とトーリックレンズ部からなり、シリンドリカ
ルレンズ１０２と同様に感光体上の点像の歪を防ぐ機能
を有するとともに、前記点像が感光体上で主走査方向に
等速度で走査されるように補正する機能を有する。

【０００６】２本のレーザビームは、それぞれ、主走査
面（ＸＹ平面）の末端で検出ミラー１０６によって分離
され、主走査面の反対側の光センサ１０７に導入され、
図示しないコントローラにおいて書き込み開始信号に変
換されてマルチビーム半導体レーザ１１１に送信され
る。マルチビーム半導体レーザ１１１は書き込み開始信
号を受けて両レーザビームの書き込み変調を開始する。

【０００７】このように両レーザビームの書き込み変調
のタイミングを調節することで、回転ドラム上の感光体
に形成される静電潜像の書き込み開始（書き出し）位置
を制御する。

【０００８】シリンドリカルレンズ１０２、回転多面鏡
１０３、結像レンズ１０４等は、光学箱１０８の底壁に
組み付けられる。各光学部品を光学箱１０８に組み付け
たうえで、光学箱１０８の上部開口を図示しないふた部
材によって閉塞する。

【０００９】図７に示すように、マルチビーム半導体レ
ーザ１１１は、前述のように複数のレーザビームを同時
に発光するもので、レーザホルダ１１１ａを介してコリ
メータレンズ１１２を内蔵する鏡筒１１２ａと一体的に
結合されたユニットとして、レーザ駆動回路基板ととも
に光学箱１０８の側壁１０８ａに組み付けられる。

【００１０】マルチビーム光源ユニット１０１の組み付
けに際しては、マルチビーム半導体レーザ１１１を保持
するレーザホルダ１１１ａを光学箱１０８の側壁１０８
ａに設けられた嵌合穴１０８ｂに挿入し、レーザホルダ
１１１ａにコリメータレンズ１１２の鏡筒１１２ａをか
ぶせてコリメータレンズ１１２のピント調整や光軸合わ
せを行なったうえで、鏡筒１１２ａをレーザホルダ１１
１ａに接着する。続いて、図８の（ａ）に示すように、
レーザホルダ１１１ａを嵌合穴１０８ｂ内で回転させる
ことで、各レーザビームの発光点Ｂ₁ ，Ｂ₂ を結ぶ直線
すなわちレーザアレイＮの傾斜角度θの調整を行なう。
これは、図８の（ｂ）に示すように、マルチビーム半導
体レーザ１１１から発生される２つのレーザビームのビ
ーム間隔を調整して、回転ドラム上の結像点Ａ₁ ，Ａ₂
の主走査方向のピッチＳと副走査方向のピッチすなわち
ライン間隔Ｔを設計値に一致させる調整作業である。こ
の作業を行なったうえで、ビス等を用いてレーザホルダ
１１１ａを光学箱１０８の側壁１０８ａに固定する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、マルチビーム光源ユニットを回転自在
に嵌合させる光学箱の嵌合穴が、中心軸に平行な円筒状
の穴であり、これにマルチビーム光源ユニットの円筒部
を嵌合させて、ビーム間隔調整のための角度調整を行な
う構成であるから、マルチビーム光源ユニットを回転さ
せるときにガタが生じやすく、光軸ぶれのためにビーム
間隔調整作業の作業効率や精度が悪いという未解決の課
題がある。

【００１２】ビーム間隔の調整は、誤差の許容値が数μ
ｍ以下と極めて厳しいものであるため、マルチビーム光
源ユニットを光学箱に組み付けるときの角度調整の作業
効率が悪いと、組立コストが大幅に上昇し、マルチビー
ム走査装置の低価格化と高精度化を著しく妨げる。

【００１３】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、ビーム間隔の調整作
業の作業効率および精度を大幅に向上できるマルチビー
ム走査装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のマルチビーム走査装置は、マルチビーム半
導体レーザとこれを保持するレーザホルダを備えたマル
チビーム光源ユニットと、前記マルチビーム半導体レー
ザから発生された複数のレーザビームをそれぞれ走査し
て感光体に結像させる走査結像手段と、前記マルチビー
ム光源ユニットを回転自在に支持する光源ユニット嵌合
部を備えた筐体と、該筐体に前記マルチビーム光源ユニ
ットを固着する固着手段を有し、前記筐体の前記光源ユ
ニット嵌合部と前記マルチビーム光源ユニットが、軸方
向に径寸法が縮小する筒状の嵌合面を備えていることを
特徴とする。

【００１５】筐体の光源ユニット嵌合部に対するマルチ
ビーム光源ユニットの回転角度を調整するための調整手
段が設けられているとよい。

【００１６】

【作用】マルチビーム光源ユニットを筐体である光学箱
の嵌合穴等に嵌合させた状態でマルチビーム光源ユニッ
トを回転させ、複数のレーザビームのビーム間隔の調整
を行なったうえで、ビス等の固着手段によってマルチビ
ーム光源ユニットを光学箱に組み付ける。

【００１７】光学箱の嵌合部が直円筒状の嵌合面を有す
る嵌合穴であると、マルチビーム光源ユニットを回転さ
せるときの拘束力が弱くて、マルチビーム光源ユニット
を回転させるときにガタが発生し、ビーム間隔の調整作
業の作業効率や精度が劣化する。そこで、径寸法が軸方
向に縮小する筒状の嵌合面を筐体に設けて、同様に径寸
法が軸方向に縮小するマルチビーム光源ユニットの嵌合
面を嵌合させることで、マルチビーム光源ユニットを回
転調整するときのガタを低減する。

【００１８】ビーム間隔調整作業におけるガタによる光
軸ぶれを回避して、作業効率と精度を大幅に改善でき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２０】図１は一実施の形態によるマルチビーム走
査装置を示すもので、これは、マルチビーム光源ユニッ
ト１の光源であるマルチビーム半導体レーザ１１（図２
参照）から２本の光ビームであるレーザビームＰ₁ ，Ｐ
₂ を発生させ、それぞれコリメータレンズ１２によって
平行化したうえで、シリンドリカルレンズ２を経て、回
転多面鏡３の反射面３ａに照射し、回転多面鏡３ととも
に走査結像手段を構成する結像レンズ４と折り返しミラ
ー５を経て図示しない回転ドラム上の感光体に結像させ
る。

【００２１】２本のレーザビームＰ₁ ，Ｐ₂ は回転多面
鏡３の反射面３ａに入射し、それぞれ主走査方向に走査
され、回転多面鏡３の回転による主走査と回転ドラムの
回転による副走査に伴なって感光体に静電潜像を形成す
る。

【００２２】なお、シリンドリカルレンズ２は、各レー
ザビームＰ₁ ，Ｐ₂ を回転多面鏡３の反射面３ａに線状
に集光する。これは、前述のように感光体に結像する点
像が、回転多面鏡３の面倒れによって歪を発生するのを
防止する機能を有する。また、結像レンズ４は、球面レ
ンズ部とトーリックレンズ部からなり、シリンドリカル
レンズ２と同様に感光体上の点像の歪を防ぐ機能を有す
るとともに、前記点像が感光体上で主走査方向に等速度
で走査されるように補正する機能を有する。

【００２３】２本のレーザビームＰ₁ ，Ｐ₂ は、それぞ
れ、主走査面（ＸＹ平面）の末端で検出ミラー６によっ
て分離され、主走査面の反対側の光センサ７に導入さ
れ、図示しないコントローラにおいて書き込み開始信号
に変換されてマルチビーム半導体レーザ１１に送信され
る。マルチビーム半導体レーザ１１は書き込み開始信号
を受けて両レーザビームＰ₁ ，Ｐ₂ の書き込み変調を開
始する。

【００２４】このように両レーザビームＰ₁ ，Ｐ₂ の書
き込み変調のタイミングを調節することで、回転ドラム
上の感光体に形成される静電潜像の書き込み開始（書き
出し）位置を制御する。

【００２５】シリンドリカルレンズ２、回転多面鏡３、
結像レンズ４等は、筐体である光学箱８の底壁に組み付
けられる。各光学部品を光学箱８に組み付けたうえで、
光学箱８の上部開口を図示しないふた部材によって閉塞
する。

【００２６】マルチビーム半導体レーザ１１は、前述の
ように複数のレーザビームＰ₁ ，Ｐ₂ を同時に発光する
もので、図３に示すように、レーザホルダ１１ａを介し
てコリメータレンズ１２を内蔵する鏡筒１２ａと一体的
に結合されたユニットとして、レーザ駆動回路基板とと
もに光学箱８の側壁８ａに組み付けられる。

【００２７】このようなマルチビーム光源ユニット１の
組み付けに際しては、マルチビーム半導体レーザ１１を
保持するレーザホルダ１１ａを光学箱８の側壁８ａに設
けられた光源ユニット嵌合部である嵌合穴８ｂに嵌合さ
せて回転自在に支持し、レーザホルダ１１ａにコリメー
タレンズ１２の鏡筒１２ａをかぶせてコリメータレンズ
１２のピント調整や光軸合わせ等の３次元的調整を行な
ったうえで、鏡筒１２ａをレーザホルダ１１ａに接着す
る。マルチビーム半導体レーザ１１は、図２に示すよう
に、ステム２１と一体である台座２１ａに固定されたレ
ーザチップ２２と、レーザチップ２２の２つの発光点か
ら発光されるレーザビームＰ₁ ，Ｐ₂ の発光量をモニタ
するフォトダイオード２３と、レーザチップ２２等に通
電するための通電端子２４を有し、レーザチップ２２等
はキャップ２５によって覆われている。フォトダイオー
ド２３の出力は、レーザチップ２２の発光量を一定に保
つためのＡＰＣ動作に利用される。

【００２８】マルチビーム半導体レーザ１１を保持する
レーザホルダ１１ａは、光学箱８の側壁８ａに組み付け
る工程で、図４の（ｂ）に光学箱８の内側からみた立面
図で示すように、嵌合穴８ｂ内で回転させることで、各
レーザビームＰ₁ ，Ｐ₂ の発光点を結ぶ直線すなわちレ
ーザアレイＮの傾斜角度θの調整を行なう。これは、マ
ルチビーム半導体レーザ１１から発生される２つのレー
ザビームＰ₁ ，Ｐ₂ のビーム間隔を調整し、回転ドラム
上の結像点Ａ₁ ，Ａ₂ の主走査方向のピッチＳと副走査
方向のピッチすなわちライン間隔Ｔを設計値に一致させ
る調整作業である（図４の（ｃ）参照）。

【００２９】光学箱８の嵌合穴８ｂに対してレーザホル
ダ１１ａを回転させるときに、嵌合穴８ｂによる拘束力
が弱いとガタが発生し、光軸ぶれのために作業効率や精
度が著しく劣化する。そこで、嵌合穴８ｂの嵌合面を、
光学箱８の内側へ向かって径寸法である内径が軸方向に
直線的に縮小するいわゆるテーパー形状の筒状面にする
ことによって、レーザホルダ１１ａとの接触面積を増大
させ、レーザホルダ１１ａを回転させるときにガタが発
生するのを防ぐ。

【００３０】嵌合穴８ｂに嵌合するレーザホルダ１１ａ
の嵌合面も、同様にテーパー形状の筒状面であり、レー
ザホルダ１１ａを、光学箱８の内側へ押し付けた状態で
回転させると、嵌合穴８ｂ内で光軸に向かってレーザホ
ルダ１１ａを追い込む力（拘束力）が生じるように構成
されている。

【００３１】このように光学箱８とマルチビーム光源ユ
ニット１の嵌合面をテーパー形状にすることで、マルチ
ビーム光源ユニット１を回転させるときのガタを防ぎ、
光軸ぶれを低減してビーム間隔調整作業の作業効率と精
度を大幅に向上できる。

【００３２】ビーム間隔調整のためにマルチビーム光源
ユニット１を回転させる作業は以下のような手順で行な
われる。まず、光学箱８の側壁８ａに、レーザホルダ１
１ａの長孔に係合する固着手段であるビス８ｃによって
レーザホルダ１１ａを仮止めする。このときレーザホル
ダ１１ａと光学箱８の側壁８ａの間にビス８ｃを貫通さ
せるリング状のスペーサ８ｄを介在させるとよい。

【００３３】図４の（ａ）に示すように、光学箱８の側
壁８ａには調整手段である調整ねじ８ｅが保持されてお
り、その先端はレーザホルダ１１ａの上端に係合する。
レーザホルダ１１ａは、調整ねじ８ｅを引き上げてレー
ザホルダ１１ａを調整しろの一端まで回転させた状態で
仮止めされる。続いて、調整ねじ８ｅを回してレーザホ
ルダ１１ａの上端を押し下げることでレーザホルダ１１
ａを回転させ、レーザアレイＮが所定の傾斜角度θにな
るように回転角度の調整を行なう。

【００３４】このような調整作業ののち、ビス８ｃを締
め付けてレーザホルダ１１ａを光学箱８の側壁８ａに固
着する。

【００３５】なお、本実施の形態においては２つの発光
点を有するレーザチップを用いたが、発光点すなわちレ
ーザビームの数はいくつでもよい。また、レーザ駆動回
路基板や鏡筒やコリメータレンズ等の組立手順について
も任意に変更自在である。さらには光学箱に対するレー
ザホルダの固定も、ビス等の締結手段に限定されること
なく、接着等他の方法でもよい。

【００３６】図５は一変形例を示す。これは、レーザホ
ルダ２１ａを嵌合させる光学箱２８の側壁２８ａの嵌合
穴２８ｂとレーザホルダ２１ａの嵌合面の断面形状が２
次曲線状に湾曲するように径寸法を縮小させたものであ
る。これによって、レーザホルダ２１ａを回転させたと
きにこれを光軸方向へ追い込む力がより一層安定するた
め、光軸ぶれをより一層確実に抑制し、調整作業の作業
効率を向上させる効果が期待できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。

【００３８】マルチビーム半導体レーザから発光される
複数のレーザビームのビーム間隔の調整を行なう作業の
作業効率と精度を大幅に向上できる。これによって装置
の高精細化を促進し、かつ、組立コストを大幅に低減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態によるマルチビーム走査装置を示
す模式斜視図である。

【図２】図１の装置のマルチビーム半導体レーザを拡大
して示す拡大斜視図である。

【図３】マルチビーム光源ユニットを示す断面図であ
る。

【図４】ライン間隔の調整作業を説明する図である。

【図５】一変形例を示す断面図である。

【図６】一従来例によるマルチビーム走査装置を示す模
式斜視図である。

【図７】図６の装置のマルチビーム光源ユニットを示す
断面図である。

【図８】図６の装置におけるライン間隔の調整作業を説
明する図である。

【符号の説明】 １ マルチビーム光源ユニット ２ シリンドリカルレンズ ３ 回転多面鏡 ４ 結像レンズ ８，２８ 光学箱 ８ａ，２８ａ 側壁 ８ｂ，２８ｂ 嵌合穴 ８ｃ ビス ８ｅ 調整ねじ １１ マルチビーム半導体レーザ １１ａ，２１ａ レーザホルダ １２ コリメータレンズ １２ａ 鏡筒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチビーム半導体レーザとこれを保持
   するレーザホルダを備えたマルチビーム光源ユニット
   と、前記マルチビーム半導体レーザから発生された複数
   のレーザビームをそれぞれ走査して感光体に結像させる
   走査結像手段と、前記マルチビーム光源ユニットを回転
   自在に支持する光源ユニット嵌合部を備えた筐体と、該
   筐体に前記マルチビーム光源ユニットを固着する固着手
   段を有し、前記筐体の前記光源ユニット嵌合部と前記マ
   ルチビーム光源ユニットが、軸方向に径寸法が縮小する
   筒状の嵌合面を備えていることを特徴とするマルチビー
   ム走査装置。
2. 【請求項２】 筐体の光源ユニット嵌合部に対するマル
   チビーム光源ユニットの回転角度を調整するための調整
   手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の
   マルチビーム走査装置。
3. 【請求項３】 レーザホルダが、コリメータレンズを保
   持する鏡筒と一体であることを特徴とする請求項１また
   は２記載のマルチビーム走査装置。