JP4462699B2 - 光走査モジュール、光走査装置、光走査方法、画像形成装置および画像読み取り装置 - Google Patents
光走査モジュール、光走査装置、光走査方法、画像形成装置および画像読み取り装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光走査モジュール、光走査装置、光走査方法、画像形成装置および画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１．発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりとして構成された光走査手段に関する技術として、▲１▼特開平４−９６０１４号公報、▲２▼特開平４−３２８７１５号公報、▲３▼特開平６−３６１３号公報、▲４▼特開平９−１４６１２９号公報、▲５▼特許第２６６８７２５号、▲６▼特許第２７２２６３０号等に開示された技術がある。しかし、これらの公報には、１つのまとまりのある光走査手段を規格サイズ紙と関連させてモジュール化した思想や、他部材に取り付けるための取り付け手段に関する開示がない。
２．発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりとして構成された光走査手段を一方向に複数個並べて配置した光走査装置に関する技術として、▲１▼特開平６−２５５１６９号公報、▲２▼特開平１０−６８８９９号公報、▲３▼特開平１１−９５１５２号公報等に開示された技術がある。しかし、これらの公報には複数個の光走査手段の他部材への固定手段について開示がない。また、２つの光ビームで１走査線を分割して同時走査する際に走査線の継ぎ目部を目立たなくする点についての課題の提起はあるが、明確かつ具体的な解決手法としは把握し難い。
３．２つの光ビームで１走査線を分割して同時走査する際に２つの光ビーム間の継ぎ目部を目立たなくする技術として、特開平１１−１７４３５５号公報には、第１の光ビームによる被走査面における画像データの書き込み位置検出信号であるセンサの検出出力の出力時点と、第２の光ビームによる被走査面における画像データの書き込み位置検出信号であるセンサの検出出力の出力時点との回転多面鏡の面数分の時間差データから平均値を求め、その平均値から第２の光ビームによる画像書き出し位置を算出する旨の開示がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することが可能な光走査モジュールを提供すること、高画質の書き込み、読み取りが可能な光走査方法、光走査装置並びに画像形成装置、画像読み取り装置等を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）．発光源と発光源からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段とを有する光走査モジュールにおいて、
前記発光源および偏向手段への電気配線を行う電極を備え前記偏向手段の可動部を保持する電極基板と、該電極基板と積み重ねて配備する封止基板とを有し、前記電極基板と封止基板との間に前記発光源および前記偏向手段の可動部をフレーム基板により内包して密閉し、
少なくとも前記発光源および該発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段とを実装した光源部基板を、前記電極基板と封止基板との間に積み重ねて配備した（請求項１）。
（２）．発光源と発光源からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段とを有する光走査モジュールにおいて、
前記発光源および偏向手段と電気的に接続された電極や偏向手段の軸受を配備する電極基板の上に、前記発光源および該発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段を実装した光源部基板と、前記偏向手段の可動部を包囲するフレーム基板を積み重ね、封止基板で封止することにより、前記発光源および前記偏向手段の可動部を内包して密閉した（請求項２）。
（３）．（１）または（２）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記発光源と、前記偏向手段と、発光源用駆動回路又は偏向手段用駆動回路とに接続された端子を前記電極基板に一体的に固定した構成とし、前記電極基板には他部材に取り付ける際に該他部材に当接する当接部が形成されると共に、前記端子を前記電極基板の他部材への取り付け手段とした（請求項３）。
（４）．（１）ないし（３）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記フレーム基板に、前記発光源からの光ビームを前記偏向手段へと導く第１の反射手段を一体的に形成してなることとした（請求項４）。
（５）．（１）ないし（４）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記偏向手段により偏向走査された光ビームを前記封止基板に設けられた射出窓へと射出する第２の反射手段を具備した（請求項５）。
（６）．（５）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記フレーム基板に、前記第２の反射手段を一体的に形成した（請求項６）。
（７）．（５）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記第２の反射手段を前記発光源と前記偏向手段との間に配置される結像手段と一体的に設けた（請求項７）。
（８）．（５）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記偏向手段により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズの機能の一部を前記封止基板に設けられた射出窓にもたせた（請求項８）。
（９）．（８）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記走査レンズの一部を前記発光源と前記偏向手段との間に配置される結像手段と一体的に設けた（請求項９）。
（１０）．（１）ないし（９）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記電極基板の外形より外側に突出した放熱板を具備するとともに、前記発光源は放熱板と接合されていることとした（請求項１０）。
（１１）．（１）ないし（１０）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、前記電極基板には前記発光源、前記発光源用駆動回路の少なくとも一部が実装されていることとした（請求項１１）。
（１２）．（１）ないし（１１）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、結像手段を前記電極基板と一体的に設けて、規格サイズの用紙幅の１／ｋ（ｋは正の整数）に応じた幅の走査を可能とした（請求項１２）。
（１３）．発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりのある固体として構成された光走査モジュールを他部材に固定して構成した光走査装置であって、
前記請求項３ないし１２の何れか１つに記載の光走査モジュールをｋ個、前記他部材として構成された、前記発光源や前記偏向手段との配線経路が形成される同一回路基板上に配列して固定した（請求項１３）。
（１４）．発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりのある固体として構成された光走査モジュールを他部材に固定して構成した光走査装置であって、
前記請求項３に記載の光走査モジュールをｋ個、前記他部材として構成された、前記発光源や前記偏向手段との配線経路が形成される同一回路基板上に配列して固定し、
前記光走査モジュールが複数設けられる場合、各光走査モジュールは前記同一回路基板上に前記当接部を当接させて、各々の相対的な傾きを調節することにより走査方向を合わせて位置決め、固定されていることとした（請求項１４）。
（１５）．（１４）に記載の光走査装置において、
前記各光走査モジュールは、前記同一回路基板上に前記当接部を当接させて、走査方向と直交する副走査方向での各々の相対的な位置を調節して位置決め、固定されていることとした（請求項１５）。
（１６）．（１２）ないし（１５）の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記各光走査モジュールから出射される光による走査始端および走査終端を検出する１又は２以上の光検出手段を具備した（請求項１６）。
（１７）．（１６）に記載の光走査装置において、
前記各光走査モジュールによる光の走査終端での光の光検出信号と該走査終端側に隣接する光走査モジュールによる光の走査始端での検出信号との発生タイミングの変化を計測する計測手段を具備した（請求項１７）。
（１８）．（１３）ないし（１７）の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールから出射した光を少なくとも走査方向と直交する副走査方向において被走査面に結像させる作用を有する結像素子を前記光走査モジュールの配列方向に連続して一体的に設けた（請求項１８）。
（１９）．（１８）に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールからの各々の光による走査幅を規制する走査幅規制手段を前記偏向手段から前記結像素子に至る光路中に配備した（請求項１９）。
（２０）．（１９）に記載の光走査装置において、
前記走査幅規制手段は反射部材からなり反射された光ビームを前記光検出手段で検出することとした（請求項２０）。
（２１）．（１３）ないし（２０）の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールに対応して画像データを一時保存する複数のバッファ手段と、
１ライン分の画像データを分割し各光走査モジュール毎に割り当てて各々のバッファ手段に分配する切り換え手段と、
割り当てる画像データ数をカウントするカウント手段を具備することとした（請求項２１）。
（２２）．（２１）に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールについて、各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号をトリガーとしてライン毎に検出可能区間を設けるとともに、該検出可能区間で検出された検知信号のみを用いて前記バッファ手段よりの画像データの読み出し制御を行なうこととした（請求項２２）。
（２３）．（２１）又は（２２）に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう前記偏向手段への回転速度基準信号の位相を調節する位相調整手段を具備することとした（請求項２３）。
（２４）．（２１）又は（２２）に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう前記光検出手段への入射ビームの主走査位置を調節する検出位置調整手段を具備することとした（請求項２４）。
（２５）．（２３）又は（２４）に記載の光走査装置において、
前記複数の光走査モジュール、および同期検知信号を検出する前記光検出手段は前記同一回路基板上に一体的に保持されてなることとした（請求項２５）。
（２６）．（１）ないし（１２）の何れか１つに記載の光走査モジュールをｋ個用いた光走査方法であって、
主走査方向上、ｋ番目の光走査モジュールによる記録終端位置と走査終端検出までの変化と、ｋ＋１番目の光走査モジュールによる走査始端検出と記録開始位置までの変化を合わせてｋ番目の光走査モジュールの記録幅の補正をして光走査を行なうこととした（請求項２６）。
（２７）．均一に帯電された感光体に光書き込み手段から光を照射して潜像を形成し、この潜像を可視像化しさらに記録媒体に転写して記録画像を得る画像形成装置において、
前記光書き込み手段が（１３）ないし（２５）の何れかに記載の光走査装置であることとした（請求項２７）。
（２８）．読み取り原稿を載置する載置手段と、前記載置手段上の原稿を走査する光走査手段と、前記光走査手段による前記載置手段上の原稿の反射光を読み取る読み取り手段とを具備した画像読み取り装置において、
前記光走査手段が、（１３）ないし（２５）、または（２７）の何れか１つに記載の光走査装置とした（請求項２８）。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
［１］第１の実施の形態：
本実施の形態は主として請求項１ないし１２に記載の発明に対応する。
［１−ａ］実施の形態例１：本例は請求項１、３、５、６、７、８、９、１０、１１、１２に対応する。
例１．
本例の光走査モジュール１０１を分解した状態で図１に示し、組み立て状態の光走査モジュール１０１の断面を図２に示す。これらの図において符号４０１はセラミックを矩形板状に成形した基板であり、端子など電極を有する電極基板であり諸部材を保持する電極基板である。
【０００６】
電極基板４０１上には発光源としてのＬＤ（レーザダイオード。以下同じ）チップ４０２、および光量モニタ用のフォトダイオード４０３が接合されたＬＤマウント４０４、ベアチップ４０８に形成された発光源用の駆動回路、ベアチップ４０５−１に形成された偏向手段用駆動回路の他、抵抗、コンデンサ等が電極基板４０１と一体的に実装されている。
【０００７】
電極基板４０１上には、リードフレームからなる配線パターン４１４が一体的に施され、ベアチップ４０８に形成された発光源用の駆動回路、ベアチップ４０５−１に形成された偏向手段用駆動回路の他、抵抗、コンデンサ等と電気的に接続されている。内部結線はワイヤーボンディングまたはハンダにより行われている。
【０００８】
リードフレームからなる配線パターン４１４の端部はセラミック基板４０１の外側に延びていて、電極基板４０１の縁部より少し外側にムカデの脚状にはみ出ていて、Ｌ字状の折曲部が電極基板４０１の平坦な底面４０１−３と同じレベルの平坦面部を形成し、当該電極基板４０１を他部材へ取り付ける取り付け手段２を構成している。この取り付け手段２は端子でもある。
【０００９】
電極基板４０１の底面は、平坦面からなる回路基板１０４の上面への当接部４０１−３を構成し、平坦面同士の接触により、密着性を良好にして取り付け時の安定を得るようにしてある。
【００１０】
このように、電極基板４０１に設けた当接部４０１−３と、取り付け手段２を具備することで、光走査モジュール１０１は、容易に他部材に取り付けることが可能となる。しかも、取り付け手段２は、電極基板４０１と一体的なリードフレームの一部であり、ベアチップ４０８に形成された発光源用の駆動回路、ベアチップ４０５−１に形成された偏向手段用駆動回路等に接続された端子であるので、格別な取り付け手段を設けることなく、取り付ける手段を構成することができ、部品の兼用により、構成を簡易とすることができる。
【００１１】
取り付け手段２は、図示のように、電極基板４０１の対向する縁に設けられており、空間的な広がりを有しており、他部材への取り付けの安定を図ることができる。
【００１２】
リードフレームの一部には電極基板４０１の外形よりも外部に突出する放熱板４１４−１が設けられこの放熱板４１４−１は発熱が大きいＬＤチップ４０２と接合され、また、ポリゴンモータの駆動回路４０５−１とも接合されている。
【００１３】
これにより、発熱の大きい少なくともＬＤチップ４０２が冷却される。よって、ＬＤチップ４０２が熱を発生するにも拘わらずセラミック基板４０１上の収納スペースをより小さくすることができるし、また、放熱板４１４−１をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００１４】
ＬＤチップ４０２からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段としてのポリゴンミラー４０５はアルミニウム板を塑性変形させ中央部を凹状となし円周にマグネッ４０６を接合して、電極基板４０１上に形成されたすり鉢状の円筒部４０１−１に設置されている。マグネット４０６には円周上に交互にＳ極、Ｎ極が着磁され、円筒部に配備したシート状の積層コイル４１５とにより起動力を発生するようになっている。
【００１５】
ポリゴンミラー４０５は図２にも示すように底浅の蓋状をしたキャップ４１０の下方に突出した突起４１０−１、およびポリゴンミラー４０５の中央凹部の底に設けたマグネット４１２、４１３の反発により回転軸の姿勢が保持される一方、すり鉢状部には数μｍの深さのスパイラル（図１参照）が形成されていて、回転により空気圧を発生して非接触に保持する動圧空気軸受を形成することで回転される。
【００１６】
カップリングレンズ４０７は短冊状の形状をしていて、ＬＤチップ４０２から略主走査焦点距離分、離れた位置に配置されることでＬＤチップ４０２からの発散性の光ビームを主走査方向に対応するｘ方向には略平行光束に集束させ、かつ、副走査方向ｙに対応する方向にはポリゴンミラー４０５面で集束するように曲率が設計されている。
【００１７】
このカップリングレンズ４０７は、電極基板４０１上、に設けられた窓４０１−２との主走査方向に対応するｘ方向に沿って設けられた窓４０１−２との隙間に接着材４１１を充填して固定されている。
【００１８】
カップリングレンズ４０７より出射する光ビームは当該カップリングレンズ４０７の曲率中心から偏心して入射されているので、け上げる方向に折曲されて出射されポリゴンミラー４０５で反射させられて再びカップリングレンズ４０７に入射される。
【００１９】
このカップリングレンズ４０７に入射される光ビームは、主走査方向に対応する方向ｘにはポリゴンミラー４０５より大きい光束径となし、ポリゴンミラー４０５で走査される際にポリゴンミラー４０５の１面の主走査方向に対応する方向ｘでは径が規定され、主走査方向と直交する副走査方向に対応する方向ｙではカップリングレンズ４０７に入射し斜面４０７−２で反射される際に該斜面４０７−２の幅で径が規定される。
【００２０】
こうして光束径が規定された光ビームはカップリングレンズ４０７の下面である出射面４０７−３より、キャップ４１０と電極基板４０１で囲まれたパッケージの外部に射出され、回路基板１０４に形成した穴１０４−１から被走査面に向かうが、本例ではカップリングレンズ４０７の出射面４０７−３にｆθ特性を有する走査レンズの一部をなす非球面を形成した第１レンズ４０７−１を貼り付けて構成しており第２レンズ１０９（トロイダルレンズ）とで被走査面に光ビームを結像する。
【００２１】
図２中、符号４１０−３は仕切板を示し、キャップ４１０に一体的に形成されていて、ＬＤチップ４０２からの発散性ビームの不要な部分がカップリングレンズ４０７に入らないようカットしている。
【００２２】
電極基板４０１は各素子の酸化を防ぐため箱状に成形した樹脂製のキャップ４１０と接着されることで密封され、パッケージ化されて光走査モジュール１０１を完成する。
【００２３】
本例では、上記したように、電極基板４０１に、発光源としてのＬＤチップ４０２、発光源用駆動回路が設けられたベアチップ４０８が実装されている。仮に、ＬＤチップ４０２をセラミック基板４０１上に置き、ベアチップ４０８を電極基板４０１外の他部材に取り付けた場合には、ＬＤチップ４０２とベアチップ４０８とを接続するために配線が必要となり、配線距離も長くなるので配線部の抵抗が増し微少電流を制御するＬＤの駆動上、好ましくない。
【００２４】
また、外部の制御部からＬＤチップ４０２に対して、画像信号ラインとパワー電力ラインとを引き込む配線が必要であると共に、さらに、ベアチップ４０８からＬＤチップ４０２に対して画像信号ラインとパワー電力ラインとを接続しなければならない。
【００２５】
この点、本例のように、電極基板４０１上にＬＤチップ４０２とベアチップ４０８を配置した構成では、リードフレームを介してベアチップ４０８とＬＤチップ４０２との間には画像信号ラインとパワー電力ラインとの接続がなされているので、外部の制御部からＬＤチップ４０２に対して、画像信号ラインとパワー電力ラインとを引き込む配線だけすれば足りる。
【００２６】
つまり、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００２７】
本例の光走査モジュール１０１は、偏向手段であるポリゴンミラー４０５と、結像手段であるカップリングレンズ４０７、第１レンズ４０７−１等を具備しており、これらの性能により定まる一定幅の走査が可能である。この走査幅を任意の規格サイズの用紙幅の１／ｋ（ｋは正の整数）に応じて少し余裕をみた大きさに設定すれば、規格サイズの１辺は、ｋの整数倍など、ある規則性を以って長さの設定がなされているので、同じ光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【００２８】
例えば、ある光走査モジュールの走査幅をＡ４サイズの１辺である２１０ｍｍの１／３に余裕を加えた８０ｍｍとすれば、この光走査モジュールを３個並べて構成することにより、２４０ｍｍの走査が可能な光走査装置を構成することができ、Ａ４サイズの走査が可能である。因みにこの例の１個の光走査モジュールでは、Ａ７サイズ（７４ｍｍ）の走査が可能であり、２個の光走査モジュールではＡ５サイズ（１４８ｍｍ）の走査が可能である。
【００２９】
図１に示すように光走査モジュール１０１には主走査方向ｘに沿ってキャップ４１０に2ヶ所の穴４１０−２が設けられている。図３に示すように、回路基板１０４上に光走査モジュール１０１を位置決めする組付工程で組み立てロボットのハンド１００に設けたピン１ａ、１ｂをこれらの穴４１０−１、４１０−２に差し込んで回路基板１０４上に押し付けると同時に移動して位置決めできる構成としている。
例２．
前記例１には、発光源としてのＬＤチップ４０２とこの発光源からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段としてのポリゴンミラー４０５とを有する光走査モジュールが示され、これらＬＤチップ４０２およびポリゴンミラー４０５への電気配線を行う電極を備えポリゴンミラー４０５の可動部を保持する保持体としての電極基板４０１、該電極基板４０１と積み重ねて配備する封止基板としてのキャップ４１０とを有し、これら電極基板４０１とキャップ４１０との間にＬＤチップ４０２およびポリゴンミラー４０５の可動部を内包して密閉している。
【００３０】
さらに、ポリゴンミラー４０５により偏向走査された光ビームを積層面と非平行な方向へと射出する第2の反射手段としての斜面４０７−２を具備している。
【００３１】
ここで、ポリゴンミラー４０５の可動部を内包するフレーム基板を設け、電極基板４０１とキャップ４１０との間に積み重ねて配備するとともに、斜面４０７−２を前記フレーム基板に一体的に形成することもできるが、本例では、前記フレーム基板に代えてキャップ４１０でポリゴンミラー４０５の可動部を内包し、斜面４０７−２をＬＤチップ４０２とポリゴンミラー４０５との間に配置されるカップリングレンズ４０７（結像手段）と一体的に設けた。
【００３２】
このように第２の反射面と結像手段とを一体的に構成することにより、結像系の構成が簡単になるとともに、個々に位置決めして取り付ける場合と比べて、予め一体化して構成することから光学的配置精度も高精度となる。
【００３３】
また、ポリゴンミラー４０５により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズとしての第１レンズ４０７−１の一部をキャップ４１０に設けることもできるが、本例では電極基板４０１に設け、さらに、第１レンズ４０７−１の一部をカップリングレンズ４０７（結像手段）と一体的に設けた。
【００３４】
このように走査レンズの一部を結像手段とを一体的に構成することにより、結像系の構成が簡単になるとともに、個々に位置決めして取り付ける場合と比べて、予め一体化して構成することから光学的配置精度も高精度となる。
例３．
本例の光走査モジュールを図４により説明する。図４において光走査モジュールの全体を符号６０１で示すが、前記図１、図２におけるものと機能的に同じ部材には同じ符号を付し説明する。
【００３５】
図４において、電極基板４０１上にリードフレームによる配線パターン４１４を施し、ＬＤチップ４０２、光導波路７０２が実装されている。ＬＤチップ４０２は放熱板４１４−１上に配備されている。放熱板４１４−１はセラミック基板４０１の外形より外側に突出し、ＬＤチップ４０２と接合されている。
【００３６】
これにより、発熱の大きいＬＤチップ４０２が冷却される。よって、ＬＤチップ４０２が熱を発生するにも拘わらず電極基板４０１上の収納スペースをより小さくすることができるし、また、放熱板４１４−１をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００３７】
ＬＤチップ４０２よりより出射した光ビームは数μｍの薄膜で形成された光導波路７０２内に閉じ込められ、光導波路７０２上に屈折率を連続的に変化させた結像手段としてのモードインデックスレンズ部７０３を形成することで主走査方向に対応する方向に略平行光束として伝搬する。
【００３８】
この伝搬光は同じく光導波路７０２上に形成されたトランスデューサを構成するくし型電極７０４により励起された表面弾性波が発生され、その周波数に応じて矢視ａ方向に光路が折り曲げられ走査される。
【００３９】
走査された伝搬光は射出用グレーティング７０５により副走査方向と対応する方向(伝搬方向)に所定の集束性をもって所定の角度で斜め上方に射出する。本例においては、光ビーム７１２は、パッケージ化するキャップ７０７上に設けたガラス窓７０８から射出される。図中符号７１０は発光源用駆動回路が形成されたベアチップ、符号７１１は偏向手段としてのトランスデューサの駆動回路が形成されるベアチップをそれぞれ示す。
【００４０】
本例においても、発光源としてのＬＤチップ４０２、偏向手段としてのくし型電極７０４および発光源用駆動回路であるベアチップ７１０、偏向手段用駆動回路であるベアチップ７１１等は電極基板４０１に固定されている。リードフレームからなる配線パターン４１４の端部は電極基板４０１の外側に延びていて、電極基板４０１の縁部より少し外側にムカデの脚状にはみ出ていて、Ｌ字状の折曲部が電極基板４０１の平坦な底面４０１−３（図２と同じ）と同じレベルの平坦面部を形成し、光走査モジュールとして一体化された当該電極基板４０１を他部材へ取り付ける取り付け手段２としての端子を構成している。
【００４１】
電極基板４０１は各素子の酸化を防ぐため箱状に成形した樹脂製のキャップ７０７と接着されることで密封され、パッケージ化されて光走査モジュール１０１を完成する。
【００４２】
本例でも、電極基板４０１に設けた当接部４０１−３と、取り付け手段２を具備することで、光走査モジュール１０１は、容易に他部材に取り付けることが可能となる。しかも、取り付け手段２は、電極基板４０１と一体的なリードフレームの一部であり、ベアチップ４０８に形成された発光源用の駆動回路、ベアチップ７１１に形成された偏向手段用駆動回路等に接続された端子であるので、格別な取り付け手段を設けることなく、取り付ける手段を構成することができ、部品の兼用により、構成を簡易とすることができる。
【００４３】
取り付け手段２は、図示のように、電極基板４０１の対向する縁に設けられており、空間的な広がりを有しており、他部材への取り付けの安定を図ることができる。
【００４４】
放熱板４１４−１は電極基板４０１の外形より外側に突出し、ＬＤチップ４０２と接合されている。これにより、発熱の大きいＬＤチップ４０２が冷却される。よって、ＬＤチップ４０２が熱を発生するにも拘わらず電極基板４０１上の収納スペースをより小さくすることができるし、また、放熱板４１４−１をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００４５】
また、本例のように、電極基板４０１上にＬＤチップ４０２と発光源用駆動回路が形成されたベアチップ７１０を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００４６】
また、同じ光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
［１−ｂ］実施の形態例２：本例は請求項１、３、１０、１１、１２に対応する。
本例の光走査モジュール７０１を図５に分解して示す。図５において、セラミック成形による矩形板状の電極基板１１には偏向手段としてのポリゴンミラー１５の回転軸１２および端子１３が一体的に形成されている。
【００４７】
電極基板１１上には、該電極基板１１と一体化されて電極基板を構成する矩形板状のシリコン基板１４が重ねられる。このシリコン基板１４には金属被膜を蒸着することで図示しない電極と配線パターンが形成され、縁部に設けた図示しないリード端子とワイヤーボンディング等により接続がなされている。
【００４８】
電極基板１１上にシリコン基盤１４が重ねられたとき、シリコン基板１４に形成された穴１４ａより、回転軸１２が突き出す。ポリゴンミラー１５の駆動源であるポリゴンモータを駆動するコイル部１６もシリコン基板１４上に配線パターンの一部として渦巻き状のパターンを形成してなるが、本例ではこの渦巻き状のパターンを窒化膜等の絶縁層を介して回転方向に位相を変え3層に形成しており位相の異なる電流を加えることでポリゴンミラー１５を駆動する。
【００４９】
発光源としてのＬＤチップはシリコン基板１４上にエピタキシャル技術を用い直接ＡｌＧａＡｓ層を堆積させ、半導体レーザを構成するクラッド層、活性層を形成できるが、本例では別体で製造した複数の発光源を有する半導体レーザアレイチップを実装面に平行に発光源が配列するようにサブマウントを介してＬＤチップ４０２Ａを実装している。一方、ＬＤチップ４０２Ａの背面光を検出するモニタ用のフォトダイオード１７はシリコン基板上に直接ＧａＡｓ層を堆積させて形成している。よって、シリコン基板１４は本例では、光源部基板である。
【００５０】
カップリングレンズ１８はポリイミド膜やＳｉＯ２膜等を堆積して直接形成することも可能であるが、本例では光束径０．５ｍｍを確保するため生産効率が悪いことから別体で製造し、シリコン基板１４上に実装している。カップリングレンズ１８は石英等の誘電体で形成され実装面に垂直な方向には屈折率分布をもたせ、平行な方向には非球面に形状をダイシングした高さ０．５ｍｍの短冊状の形状をなし各方向で焦点距離の異なるアナモフィックレンズを構成している。
【００５１】
ＬＤチップ４０２Ａには2個の発光源が１００μｍ間隔で形成され、カップリングレンズ１８の屈折率分布の中心位置を実装面と角度θ傾けて設けることで前記した２個の各発光源の射出方向を各々異なる方向とすることができ被走査面上では各ビームスポットが実装面と垂直な方向(副走査方向)に所定の間隔で配列して2ラインを同時に走査するようにしている。なお、半導体レーザの発光源数は2以外でもよく、1でも同様である。
【００５２】
カップリングレンズ１８から出射した光ビームは主走査方向と対応する方向(積層面に平行な側)では平行光束に、副走査方向と対応する方向にはポリゴンミラー１５の反射面近傍で一旦集束するようにレイアウトがなされている。
【００５３】
図５において、発光源用駆動回路１９はＬＤチップ４０２Ａへの電流供給を制御する回路であり、また、偏向手段用駆動回路２０はポリゴンミラー１５を駆動するコイル部１６への電流供給を制御する回路であり、これらは、シリコン基板１４上に直接形成されている。
【００５４】
ポリゴンミラー１５はアルミニウム板をプレス加工により成形したもので、各側面を鏡面加工し中央部穴にスリーブ２１が挿入固定されている。ポリゴンミラー１５の下面には前記コイル部１６に対向して板状のマグネット２２が接合され、穴１４ａよりシリコン基板１４上に出ている前記したセラミック一体成形による回転軸１２にスリーブ２１が係合されていて、数μｍ程度のクリアランスで回転可能に支持されている。スリーブ２１の内側にヘリングボーン溝を設けることで動圧空気軸受を形成することも可能である。
【００５５】
シリコン基板１４上に重ねて固定されるフレーム基板２３は枠状をなし、内側部にＬＤチップ４０２Ａからの光ビームをポリゴンミラー１５に導く鏡面からなる第1の反射手段２４と、ポリゴンミラー１５により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出する鏡面からなる第2の反射手段２５が形成され、ポリゴンミラー１５の回転スペースを確保する。本例ではフレーム基板２３についても単結晶Ｓｉ基板を用い、異方性エッチングにより第１反射手段２４、第２反射手段２５の各鏡面を形成した。
【００５６】
第１の反射手段２４をフレーム基板２３と一体的に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００５７】
ポリゴンミラー１５により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出する第２の反射手段２５を具備したことにより、当該光走査モジュール６０１の端子１３を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００５８】
フレーム基板２３上に被せて一体化される封止板２６は透明部材からなり光ビームを被走査面上に結像する走査レンズの一部を構成するレンズの機能、例えば面倒れの補正機能をその射出窓２７にもたせている。
【００５９】
本例ではこの出射窓２７を、ガラス基板の表面を濃度変化をもたせたフォトリソグラフィにより非球面形状の開口部として形成しているが、回折格子や分布屈折率レンズであっても、また、レンズ部のみを貼り合せてもよい。当然、レンズ機能をもたせなくてもよい。レンズ機能を持たせた場合には、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源および偏向手段との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００６０】
これら電極基板１１、シリコン基板１４、フレーム基板２３、封止板２６を順次積層して接合一体化することで光走査モジュール７０１を構成し、ＬＤチップ４０２Ａ、ポリゴンミラー１５およびこれらの付帯部材を密閉して格納している。格納部は酸化を防ぐため窒素等の気体を封入したり、外気より気圧を下げ空気抵抗の影響を減らすこともできる。
【００６１】
以上の構成において、端子１３は軸状の導体２８に接続されていて、この導体２８はシリコン基板１４の側部に形成した凹部２８０に絶縁材を介して嵌合しており、先端部がシリコン基板１４の縁部上面に位置するリード端子と接続されている。シリコン基板１４上面の回路は発光源用駆動回路１９や、偏向手段用駆動回路２０と接続されている。よって、端子１３は導体２８を介してやシリコン基板１４のリード端子と電気的に接続され、さらに発光源用駆動回路１９や、偏向手段用駆動回路２０と接続されていることになる。
【００６２】
電極基板１１と封止板２６との間には、回転軸１２やポリゴンミラー１５などの可動部、発光源用駆動回路１９や、偏向手段用駆動回路２０等が内包して密閉されているが、本例では、可動部を密閉して安全性を高めると共に、電極基板１１に設けた端子１３、導体２８、セラミック基板１４に設けたリード端子により、上記密閉部分と外部との内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
【００６３】
端子１３は電極基板１１の側部に露出しており、他部材への取り付け手段を兼用している。取り付け部材としての端子を用いて、光走査モジュール７０１を容易に他部材に取り付けることが可能となる。端子１３は図１５に示すように、電極基板１１の対向する縁に設けられており、空間的な広がりを有しており、他部材への取り付けの安定を図ることができる。
【００６４】
図５には図示していないが、前記図１における放熱板４１４−１に準じた放熱板を電極基板１１の外形より外側に突出させ、ＬＤチップ４０２Ａと接合させた構成をとれば、発熱の大きいＬＤチップ４０２Ａを冷却することで、電極基板１１の収納スペースをより小さくし、また、放熱板をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００６５】
本例のように、シリコン基板１４上にＬＤチップ４０２Ａと発光源用駆動回路１９を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００６６】
同じサイズの光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【００６７】
発光源としてのＬＤチップ４０２Ａおよび発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段としてのフォトダイオード１７を実装した光源部基板であるシリコン基板１４を保持体としての電極基板１１と封止板２６との間に積み重ねて配置した構成とした。
【００６８】
シリコン基板１４を電極基板１２上に積み上げることで、導体２８を介して電極基板１１とシリコン基板１４との電気配線がなされるようにすることができるし、また、電極基板１１上にシリコン基板１４を重ねて一体化する構成であるので、発光源と一体のＬＤチップ４０２Ａを搭載したシリコン基板１４と、ポリゴンミラー１５を搭載した電極基板１１との相互の配置精度を確保することも容易であり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
［１−ｃ］実施の形態例３：本例は請求項２、４ないし１２に対応する。
例１．本例の光走査モジュール８０１を図６に分解して示す。また、光走査モジュール８０１の組み立て状態の断面を図７に示す。これら図６、図７において、セラミック成形による矩形板状の電極基板３１には偏向手段であるポリゴンミラー３７の軸受３２、端子１３、導体２８等が一体的に形成されている。
【００６９】
保持体としての電極基板３１には金属被膜をトリミングすることでポリゴンモータを駆動するコイル部１６を前記図５の例と同様に３層にパターン形成している。 電極基板３１上に積み重ねられる光源部基板としてのシリコン基板３３には図示しない配線パターンが形成され、発光源としてのＬＤチップ３４や、半導体レーザ（ＬＤ）の背面光を検出するモニタ用のフォトダイオード３５等を実装してワイヤーボンディング等により接続がなされている。
カップリングレンズ３６は図５の例と同様、誘電体で形成し実装面に垂直な方向には屈折率分布をもたせ、平行な方向には非球面に形状をダイシングした短冊状の形状をなし各方向で焦点距離の異なるアナモフィックレンズを構成している。
カップリングレンズ３６を射出した光束径はポリゴンミラー３７の1面分の面積よりも大きくなるようレイアウトされており、ポリゴンミラー３７に入射した光束の内、反射された分のみが走査される。
【００７０】
図６において、発光源用駆動回路３８はＬＤチップ３４への電流供給を制御する回路であり、また、偏向手段用駆動回路３９はポリゴンミラー３７を駆動するコイル部１６への電流供給を制御する回路であり、これらは、シリコン基板１４上に直接形成されている。なお、これら制御回路は各々ベアチップとして前記電極基板３１上に実装してもよい。
【００７１】
ポリゴンミラー３７はアルミニウム板のプレス加工により成形され各側面を斜めに鏡面加工し中央部穴にシャフト４０を挿入され固定されている。ポリゴンミラー３７の下面にはコイル部１６に対向して板状のマグネット４１が接合され、裏側に突出したシャフト４０が軸受３２に軸支されている。
【００７２】
シリコン基板３３上に重ねられるフレーム２１２は2枚の板を接合して構成されており、下層に位置する第１フレーム２１２ａはＬＤチップ３４の半導体レーザの背面光をフォトダイオード３５に入射させる鏡面からなる第１の反射手段２１７を形成するとともに、ポリゴンミラー３７の可動部を包囲して、回転スペースを確保する偏向部基板を構成する。
【００７３】
上層に位置する第２フレーム２１２ｂは図５の例と同様、単結晶Ｓｉ基板を用い異方性エッチングによりポリゴンミラーにより偏向走査され蹴上げられた光ビームを反射しＬＤチップ３４の半導体レーザ積層面と非平行な方向（図７における斜め左上方向）へ射出する鏡面からなる第２の反射手段２１４を形成する。封止基板２１６は透明部材よりなり光ビームを被走査面上に結像する走査レンズの一部を構成するレンズの機能をその射出窓２１５に持たせている。この出射窓２１５はポリゴンミラーにより偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズを兼ねている。
【００７４】
第２の反射手段２１４から出射された光ビームはこの出射窓２１５から外部に出射され被走査面に向かう。上記した電極基板３１、シリコン基板３３、フレーム２１２、封止板２１４を順次積層して接合することで光走査モジュール８０１を構成する。
【００７５】
本例では、光源部基板としてのシリコン基板３３を電極基板３１上に積み上げることで、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配置できるので装置サイズを小型化することができる。
【００７６】
電極基板３１の上に、光源部基板としてのシリコン基板３３、偏向部基板としての第１フレーム２１２ａを積み重ね、封止基板２１６で封止することにより、発光源であるＬＤチップ３４およびポリゴンミラー３７を内包して密閉して、安全性を高めると共に、内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
【００７７】
ＬＤチップ３４からの光ビームをポリゴンミラー３７へと導く第1の反射手段２１７を一体的に形成してなる第１フレーム２１２ａを電極基板３１と封止基板２１６との間に積み重ねて配備したことにより、ＬＤチップ３４とポリゴンミラー３７を上下方向に重ねて配備したときの光ビームの伝達を厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで行なえるので製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００７８】
ポリゴンミラー３７は回転するので可動部を構成するが、この可動部を格納する第１フレーム２１２ａを電極基板３１と封止基板２１６との間に積み重ねて配備するとともに第１の反射手段２１７を第１フレーム２１２ａと一体的に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００７９】
ポリゴンミラー３７により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出する第２の反射手段２１４を具備したことにより、当該光走査モジュール８０１の端子１３を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００８０】
封止基板２１６と一体若しくは一体的に設けられた出射窓２１５はポリゴンミラー３７により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズを兼ねているので、部品の共通化が図れ、かつ、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源であるＬＤチップ３４および偏向手段であるポリゴンミラー３７との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００８１】
図６には図示していないが、前記図１における放熱板４１４−１に準じた放熱板を電極基板１１の外形より外側に突出させ、ＬＤチップ３４と接合させた構成をとれば、発熱の大きいＬＤチップ３４を冷却することで、シリコン基板３３の収納スペースをより小さくし、また、放熱板をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００８２】
本例のように、シリコン基板３３上にＬＤチップ３４と発光源用駆動回路３８を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００８３】
本例におけるものと同じサイズの光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【００８４】
本例では、発光源としてのＬＤチップ３４および発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段としてのフォトダイオード３５を実装した光源部基板であるシリコン基板３３を保持体としての電極基板３１と封止板２１６との間に積み重ねて配置した構成とした。
【００８５】
シリコン基板３３を電極基板３１上に積み上げることで、導体２８を介して電極基板３１とシリコン基板３３との電気配線がなされるようにすることができるし、また、電極基板３１上にシリコン基板３３を重ねて一体化する構成であるので、発光源と一体のＬＤチップ３４を搭載したシリコン基板３３と、ポリゴンミラー３７の軸受３７を搭載した電極基板３１との相互の配置精度を確保することも容易であり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
例２．
本例は例１の変形例である。本例の光走査モジュール８０１'を図８に分解して示す。また、光走査モジュール８０１'の組み立て状態の断面を図９に示す。これら図８、図９において、前記図５ないし図７における部材と機能的に同じ部材には同じ符号で示す。
【００８６】
セラミック成形による矩形板状の電極基板５１には導体２８、端子１３が設けられている。この電極基板５１上に重ねて一体化される第1のシリコン基板５２には図９に示すように電極基板５１上に堆積させた多結晶Ｓｉ層から偏向手段としての偏向ディスク５３をエッチングにより切り出しステータ部と分離した後に軸受のクリアランス部だけに酸化膜を形成し、さらに多結晶Ｓｉを堆積して軸部５４を形成するという工程をへて軸受部を一体的に形成している。
【００８７】
ステータ部５４には金属被膜を蒸着することで固定子となる複数の電極５５が放射状に形成され、偏向ディスク５３の円周にもそれと対向して電極５６が形成されており、固定子への電流の印加を順次切り換えることにより静電力によって駆動する。
【００８８】
偏向ディスク５３には前記エッチングにより周方向に向けて凹凸を形成して回折格子５７となし、前記金属被膜で同時にコートされる。入射した光ビームは偏向ディスク５３の回転につれて変化する格子の角度に応じてその約１．５倍の反射角で走査される。回折格子５７表面は円周方向に複数領域に分割され、本例では1回転で6面分の走査を行う。
【００８９】
第１のシリコン基板５２に重ねて固定される第2のシリコン基板５８には同様に金属被膜を蒸着しすることで図示しない配線パターンが形成され、前記した導体２８、ワイヤーボンディング等により接続がなされる。第２のシリコン基板５８に設けられるＬＤチップ３４としては、前記例と同様、別体で製造した複数の発光源を有する半導体レーザアレイチップを用いるが、実装面に垂直に発光源が配列するようサブマウント５９を介してに実装してなる。
【００９０】
半導体レーザの背面光を検出するモニタ用のフォトダイオード３５は第２のシリコン基板５８上に直接形成している。カップリングレンズ６０は実装面に平行な方向と垂直な方向とで曲率が異なる円筒状のアナモフィックレンズとなしシリコン基板上に形成したV溝６７に円周部の一部を当接して設置する。なお、Ｖ溝はカップリングレンズの中心軸と半導体レーザの放射中心とが一致するように形成されている。
【００９１】
ＬＤチップ３４における半導体レーザは2個の発光源が１４μｍの間隔で形成され、被走査面上では各ビームスポットが実装面と垂直な方向(副走査方向)に所定の間隔で配列して2ラインを同時に走査する。
【００９２】
カップリングレンズ６０を出射された光ビームは前記例と同様、副走査方向に対応する方向では偏向面の近傍で集束するようにレイアウトされており、ディスクの振れ等による光軸のずれは被走査面で補正される。
【００９３】
第２のシリコン基板５８上に重ねて固定されるフレーム６１はカップリングレン６０ズから出射した光ビームを第２のシリコン基板５８上に形成したアパーチャ６２を通して偏向ディスク５３へと導く反射部６３および半導体レーザの背面光をフォトダイオード３５へと導く反射部６４が形成される。本例では前記例と同様、単結晶Ｓｉ基板を用い異方性エッチングによりこれらの反射部を形成した。アパーチャ６２では光ビームの光束径を整形し、外乱光を遮断する。
【００９４】
偏向ディスク５３で偏向走査された光ビームは第２のシリコン基板５８に設けた開口６５を通過して出射される。
【００９５】
フレーム６１の上に重ねて固定される封止板６６は透明部材よりなり光ビームを被走査面上に結像する走査レンズの一部を構成するレンズの機能、例えば波長変化に伴う回折格子での反射角度補正機能をその射出窓２１５に持たせている。
【００９６】
図中、発光源用駆動回路３８はＬＤチップ３４への電流供給を制御する回路であり第２のシリコン基板５８上に、また、偏向手段用駆動回路３９'は固定子電極５５への電流供給を制御する回路であり第１のシリコン基板５２上に直接形成されている。
【００９７】
上記した電極基板５１、第1のシリコン基板５２、第2のシリコン基板５８、フレーム６１、封止基板６６を順次積層して接合することで光走査モジュール８０１'を構成する。
本例では、前記１−ｃの例１に準じて、以下の利点がある。
【００９８】
光源部基板としての第２のシリコン基板５８を第１のシリコン基板５２を介して電極基板５１上に積み上げることで、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配置できるので装置サイズを小型化することができる。
【００９９】
電極基板５１の上に、第１のシリコン基板５２、第２のシリコン基板５８等を積み重ね、封止基板６６で封止することにより、発光源であるＬＤチップ３４および偏向ディスク５３、反射部６３、６４等の偏向手段を内包して密閉して、安全性を高めると共に、内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
【０１００】
ＬＤチップ３４からの光ビームをフォトダイオード３５や偏向ディスク５３へと導く反射部６３、６４を一体的に形成してなるフレーム６１を電極基板５１と封止基板６６との間に積み重ねて配備したことにより、ＬＤチップ３４と偏向手段（偏向ディスク５３、反射部６３，６４等を上下方向に重ねて配備したときの光ビームの伝達を厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで行なえるので製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１０１】
偏向ディスク５３は回転するので可動部を構成するが、この可動部を格納する第１のシリコン基板５２を電極基板５１と封止基板６６との間に積み重ねて配備するとともに反射部６３、６４をフレーム６１と一体的に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１０２】
偏向ディスク５３により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出するようにする反射部６３を具備したことにより、当該光走査モジュール８０１'の端子１３を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１０３】
封止基板６６と一体若しくは一体的に設けられた出射窓２１５は偏向ディスク５３により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズを兼ねているので、部品の共通化が図れ、かつ、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源であるＬＤチップ３４および偏向手段である偏向ディスク５３との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１０４】
本例では、ＬＤチップ３４を比較的熱伝導性のよい第２のシリコン基板５８上に形成しているため、前記図１における放熱板４１４−１に準じた放熱板を設けていないが、この第２のシリコン基板５８と接合して放熱板を設けても、或いはこの第２のシリコン基板５８を電極基板の外形より大きく構成してもよい。
【０１０５】
本例のように、第２のシリコン基板５８上にＬＤチップ３４と発光源用駆動回路３８を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【０１０６】
本例におけるものと同じサイズの光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【０１０７】
本例では、発光源としてのＬＤチップ３４および発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段としてのフォトダイオード３５を実装した光源部基板である第２のシリコン基板５８を保持体としての電極基板５１と封止板６６との間に積み重ねて配置した構成とした。
【０１０８】
第１のシリコン基板５２を介して第２のシリコン基板５８を電極基板５１上に積み上げることで、導体２８を介して電極基板５１と、第１のシリコン基板５２および第２のシリコン基板３３との電気配線がなされるようにすることができるし、また、電極基板５１上に第１のシリコン基板５２、第２のシリコン基板５８を重ねて一体化する構成であるので、発光源と一体のＬＤチップ３４を搭載した第２のシリコン基板５８と、偏向ディスク５３を搭載した第１のシリコン基板５２との相互の配置精度を確保することも容易であり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
例３．
本例は例１の変形例である。本例の光走査モジュール８０１"を図１０に分解して示す。また、光走査モジュール８０１"の組み立て状態の断面を図１１に示す。これら図１０、図１１において、前記図５ないし図７における部材と機能的に同じ部材には同じ符号で示す。
【０１０９】
セラミック成形による電極基板７１には一対のマグネット７２が設けられ、また縁部には導体２８、端子１３が設けられている。この電極基板７１上に重ねて一体化される第1のシリコン基板７５には図１１に示すように2本のねじり梁７４により軸支されたミラー７３を異方性エッチングにより形成して設けている。ミラー７３の周縁には金属被膜を蒸着することでコイル部が形成されており、同コイルに電流を流すことでその外側に配備された前記マグネット７２との電磁力によりねじり梁７４を回転軸として揺動させることができる。
【０１１０】
ミラー７３の中央部は同金属被膜により反射面となしている。なお、ミラー７３は偏向速度を共振周波数と一致するようにねじり梁７４の太さを設定すればより低負荷で揺動させることができ、偏向手段を構成する。
第１のシリコン基板７５の上に重ねて固定される第2のシリコン基板７６には金属被膜を蒸着することで図示しない配線パターンが形成され、前記したリー導体２８、ワイヤーボンディング等により接続がなされる。第２のシリコン基板５８に設けられるＬＤチップ３４としては、前記例と同様、別体で製造した複数の発光源を有する半導体レーザアレイチップを用いるが、実装面に垂直に発光源が配列するようサブマウント５９を介してに実装してなる。
【０１１１】
半導体レーザの背面光を検出するモニタ用のフォトダイオード３５は第２のシリコン基板７６上に直接形成している。カップリングレンズ６７は円筒状となし第２のシリコン基板７６上に形成したＶ溝６７に円周部の一部を当接させて設置されている。
【０１１２】
第２のシリコン基板７６上に重ねて固定されるフレーム７７は単結晶Ｓｉ基板を用い異方性エッチングによりカップリングレンズ６７から出射した光ビームを第２のシリコン基板７６上に形成したアパーチャ６２を通してミラー７３へと導く反射部６３'および半導体レーザの背面光をフォトダイオード３５へと導く反射部６４'が形成されている。
【０１１３】
ミラー７３で偏向走査された光ビームは図１１に示すように第2のシリコン基板７６の裏側に数100μmの間隔ｇをもって対向して設けた反射部４１６との間で、本例ではＲ＝４回往復して反射させて、開口６５を通過して出射される。
【０１１４】
本例では、ミラー７３の振幅角度は約３°であり４回の反射により反射点を副走査方向に徐々に移動しながら走査角度を３°×２Ｒ＝２４°まで拡大させることができる。
【０１１５】
ここで、反射部６４'とミラー７３との間隔をｇ、ミラー７３への光ビームの副走査方向入射角度をβ、入射する副走査方向での光束径をω(本例ではアパーチャ６２の径)とすると、少なくとも ｇ・tanβ＞ω なる関係とすることで回転軸に対称に走査角が得られるようにしている。
【０１１６】
フレーム７７に重ねて固定される封止基板６６'は透明部材よりなり光ビームを被走査面上に結像する走査レンズの一部を構成するレンズの機能、例えばミラー部への斜入射に伴う走査線の曲がり補正機能をその射出窓２１５'に持たせている。
【０１１７】
図１０中、発光源用駆動回路３８はＬＤチップ３４への電流供給を制御する回路であり第２のシリコン基板７６上に、また、偏向手段用駆動回路３９"はミラー７３の周縁に金属被膜を蒸着することで形成した前記コイル部への電流供給を制御する回路であり第１のシリコン基板５２上に直接形成されている。
【０１１８】
上記した電極基板７１、第1のシリコン基板７５、第2のシリコン基板７６、フレーム７７、封止基板６６'を順次積層して接合することで光走査モジュール８０１"を構成する。
【０１１９】
本例では、前記１−ｃの例１に準じて、以下の利点がある。
【０１２０】
光源部基板としての第２のシリコン基板７６を第１のシリコン基板７５を介して電極基板７１上に積み上げることで、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配置できるので装置サイズを小型化することができる。
【０１２１】
電極基板７１の上に、第１のシリコン基板７５、第２のシリコン基板７６等を積み重ね、封止基板６６'で封止することにより、発光源であるＬＤチップ３４およびミラー７３、反射部６３'、６４'等の偏向手段を内包して密閉して、安全性を高めると共に、内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
【０１２２】
ＬＤチップ３４からの光ビームをフォトダイオード３５やミラー７３へと導く反射部６３'、６４'を一体的に形成してなるフレーム７７を電極基板７１と封止基板６６'との間に積み重ねて配備したことにより、ＬＤチップ３４と偏向手段（ミラー７３、反射部６３'、６４'等を上下方向に重ねて配備したときの光ビームの伝達を厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで行なえるので製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１２３】
ミラー７３は揺動するので可動部を構成するが、この可動部を格納する第１のシリコン基板７５を電極基板７１と封止基板６６'との間に積み重ねて配備するとともに反射部６３'、６４'をフレーム７７と一体的に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１２４】
ミラー７３により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出するようにする反射部６３'を具備したことにより、当該光走査モジュール８０１"の端子１３を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１２５】
封止基板６６'と一体若しくは一体的に設けられた出射窓２１５'はミラー７３により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズを兼ねているので、部品の共通化が図れ、かつ、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源であるＬＤチップ３４および偏向手段であるミラー７３との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１２６】
図８には図示していないが、前記図１における放熱板４１４−１に準じた放熱板を電極基板７１の外形より外側に突出させ、ＬＤチップ３４と接合させた構成をとれば、発熱の大きいＬＤチップ３４を冷却することで、第２のシリコン基板７６の収納スペースをより小さくし、また、放熱板をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【０１２７】
本例のように、第２のシリコン基板７６上にＬＤチップ３４と発光源用駆動回路３８を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【０１２８】
本例におけるものと同じサイズの光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【０１２９】
本例では、発光源としてのＬＤチップ３４および発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段としてのフォトダイオード３５を実装した光源部基板である第２のシリコン基板７６を保持体としての電極基板７１と封止板６６'との間に積み重ねて配置した構成とした。
【０１３０】
第１のシリコン基板７５を介して第２のシリコン基板７６を電極基板７１上に積み上げることで、導体２８を介して電極基板７１と、第１のシリコン基板７５および第２のシリコン基板７６との電気配線がなされるようにすることができるし、また、電極基板７１上に第１のシリコン基板７５、第２のシリコン基板７６を重ねて一体化する構成であるので、発光源と一体のＬＤチップ３４を搭載した第２のシリコン基板７６と、ミラー７３を搭載した第１のシリコン基板７５との相互の配置精度を確保することも容易であり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
［２］第２の実施の形態：
本実施の形態は前記した光走査モジュールを他部材、例えば、回路基板上に装着して光走査装置を構成する例であり、主として請求項３ないし１６、１８ないし２０に記載の発明に対応する。
例１．図１２は、前記図１、図２で説明した光走査モジュール１０１をｋ＝３個組み合わせて光走査装置１を構成した例を示している。図２は図１における光走査モジュール１０１部の断面を示している。図１、図２における光走査モジュール１０１およびこの光走査モジュール１０１と全く同じ光走査モジュール１０２、１０３を主走査方向Ｘに沿って配列し、回路基板１０４上に走査方向を合わせて実装した例を示す。なお、図１２では各光走査モジュール１０１、１０２、１０３は図１に示したキャップ４１０を透視して描いている。
【０１３１】
各光走査モジュール１０１、１０２、１０３は発光源であるＬＤチップ４０２、カップリングレンズ４０７、偏向手段であるポリゴンミラー４０５等がハイブリッドＩＣと同様、セラミックまたはエポキシ系樹脂製の電極基板４０１やキャップ４１０等によるパッケージ内に収容され、パッケージ内に形成されるＬＤチップ４０２の駆動回路やポリゴンミラー４０５を回転するモータの駆動回路と回路基板１０４に形成された回路との接続はパッケージの内外を貫くよう一体的に形成された多数の取り付け手段２により行われている。
【０１３２】
各光走査モジュール１０１、１０２、１０３は回路基板１０４上に形成された回路に取り付け手段２をハンダ付けすることにより固定されるが、その際に被走査面１０５において各光走査モジュール１０１、１０２、１０３の走査線１０６、１０７、１０８の傾き、及び副走査方向Ｙでの位置を監視しながら、パッケージの裏面、つまり、光走査モジュール１０１を例にとれば、当接部４０１−３（図２参照）を回路基板１０４の上面に沿わせて前記図３で説明した方法により、図示したα方向、γ方向への位置決めを行い、各走査線を同一直線上に合わせる。なお、本例では回路基板１０４上に光走査モジュールを配置したが、同一平面を有する基体であれば効果は同様である。
【０１３３】
光走査モジュール１０１、１０２、１０３を同一の回路基板１０４上に走査方向を合わせて配列するとともに、回路基板１０４面上において各々の相対的な設置傾きを調節する過程で、複数の光走査モジュール間の走査線傾きを簡単かつ確実に補正でき、最良の調整状態で固定できるので、継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１３４】
このように、光走査モジュールを３個、ＬＤチップ４０２やポリゴンミラー４０５を駆動制御する回路を具備した同一の回路基板１０４に、取り付け手段２と回路基板１０４との接続配線により固定することにより、光走査装置１が構成される。取り付け手段２は端子と兼用されるので構成も簡易であり、配線と固定が同時に行なわれる。同じ光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する光走査装置を容易に得ることができる。
【０１３５】
本例では、１つの光走査モジュールの記録幅が約８０ｍｍでありＡ４幅の走査用として光走査モジュールを3つ配備している。このように本例では1ラインを主走査方向に複数に分割して走査を行うが、必ずしも同一直線上に合わせる必要はなく、飛び越しラインの走査によりタイミング制御にて重ね合せてもよい。
【０１３６】
各光走査モジュール１０１、１０２、１０３から出射された光ビームは副走査方向Ｙに集束作用のあるトロイダルレンズ面を走査方向に連続して成形した結像素子である第2レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを介して被走査面１０５にスポット状に結像される。
【０１３７】
このように、光走査モジュールから射出した光ビームを少なくとも副走査方向Ｙにおいて被走査面１０５に結像させる作用を有する第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを光走査モジュールの配列方向に連続して一体的に設けたことにより、各第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃの焦線同士の配置精度が維持できるので、各走査モジュールによる走査ライン間の継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１３８】
各光走査モジュール１０１、１０２、１０３により、各走査領域は若干の重なり部をもって走査され、走査領域外の光ビームはミラー１１０、１１１、１１２、１１３により反射され各々光走査モジュールの走査方向の両端に配置され、回路基板１０４の裏側に設けられた光検出手段としてのセンサー１１４、１１５、１１６、１１７に入射されて走査始端と走査終端とで各々の光ビームが検出されるようにしている。
【０１３９】
このように、センサー１１４、１１５、１１６、１１７を配備したことにより、後述するように、センサー間の走査時間の変化を光走査モジュールにフィードバックして記録幅を制御して、主走査方向においても走査ラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１４０】
上記センサーは各光走査モジュール１０１、１０２、１０３毎に2個づつ具備してもよいが、本例では隣接する光走査モジュールでは走査始端と走査終端のセンサーを共用する構成としている。例えば、光走査モジュール１０１の走査終端と光走査モジュール１０２の走査始端とはセンサー１１５で共用され、同様に、光走査モジュール１０２の走査終端と光走査モジュール１０３の走査始端とがセンサー１１６で共用されている。
【０１４１】
上記したミラー１１０、１１１、１１２、１１３を第2レンズ１０９の直前に配備することで走査範囲を規制し隣接するレンズ面への光ビームの入射を阻止する役割を兼ねている。
【０１４２】
光走査モジュールの各々の走査幅を規制する走査幅規制手段としてのミラー１１０、１１１、１１２、１１３を偏向手段であるポリゴンミラー４０５から第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃまでの光路中、かつ、第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃより上流側に具備したことにより、隣接する光走査モジュールにおける記録終端位置と隣接する記録開始位置を近づけても隣接する第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃへの光ビームの進入を阻止でき、連続して一体的に形成したこれら第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃにより、ラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１４３】
ここで、走査幅規制手段としてのミラー１１０、１１１、１１２、１１３は図１３に示すように、回路基板１０４に支持されたハウジング８０に一端側稜線部を当接して上から板ばね８１で押圧支持されていて、ハウジング８０にねじ込まれたねじ８２を回転することにより傾き角度を調節することができる構成になっている。この調節手段を検出位置調整手段９９９という。
【０１４４】
走査幅規制手段はミラー１１０、１１１、１１２、１１３からなり、反射された光ビームをセンサー１１４、１１５、１１６、１１７により検出できるので、この結果に基き記録終端位置と走査終端検出位置、及び記録開始位置と走査始端検出位置の距離を近づけることができる。これより、記録幅と検出した走査幅との差を縮め、記録幅の変化を正確に予測して、隣接するラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑えた高品位な画像形成が可能な光走査装置を提供できる。
例２．図１４は、前記図４で説明した光走査モジュール６０１をｋ＝３個組み合わせて光走査装置１'を構成した例を示している。本例の光走査モジュールは図１４で説明したように、光導波路内にレーザによる光ビームを通し、偏向器として表面弾性波を励起するトランスデューサを用いたものである。
【０１４５】
光走査モジュール６０１と同じ光走査モジュール６０２，６０３を前記図１２におけると同様、回路基板６０４上に主走査方向Ｘに配列して位置調整の後、固定する。
【０１４６】
一方、結像光学系は前記図１２の例ではレンズ構成による第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを用いたが、本例ではfθ特性を有するトロイダルミラーを連続して設けた結像ミラー６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃによる結像素子を用いる。
【０１４７】
同様に各光走査モジュール６０１、６０２、６０３の両端には光検出手段としてのセンサー６１０、６１１、６１２，６１３を回路基板６０４の上面に配備し結像ミラー６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃの直前にミラー６０６、６０７、６０８、６０９を配備し走査始端と走査終端とで光ビームを折り返して検出する。
【０１４８】
図１４に示した本例において、センサー６１０、６１１、６１２，６１３は図１２におけるセンサー１１４、１１５、１１６、１１７に対応し、ミラー６０６、６０７、６０８、６０９はミラー１１０、１１１、１１２、１１３に対応し、第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃは結像ミラー６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃに対応し、図１２において説明した内容と同じ機能を果たす。
例３．
図１５は、前記図５で説明した光走査モジュール７０１をｋ＝３個組み合わせて光走査装置１"を構成した例を示している。光走査モジュール７０１と同じ光走査モジュール７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃを前記図１２におけると同様、回路基板５０２上に主走査方向Ｘに配列して、位置調整の後、端子１３を用いて、ハンダ付けにより回路基板５０２に固定する。
【０１４９】
一方、結像光学系は前記図１２の例における第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃと同じものを用いる。機能も図１２におけるものと同じである。同様に各光走査モジュール７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃの両端には光検出手段としてのセンサー５０３、５０４、５０５、５０６を回路基板５０３の上面に配備し第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃの直前にミラー５０７、５０８、５０９、５１０を配備し走査始端と走査終端とで光ビームを折り返して検出する。
【０１５０】
図１５に示した本例において、センサー５０３，５０４、５０５、５０６は図１２におけるセンサー１１４、１１５、１１６、１１７に対応し、ミラー５０７、５０８、５０９、５１０はミラー１１０、１１１、１１２、１１３に対応し、図１２において説明した内容と同じ機能を果たす。
【０１５１】
なお、前記図６、図７に示した光走査モジュール８０１、前記図８、図９に示した光走査モジュール８０１'、前記図１０、図１１に示した光走査モジュール８０１"についても、それぞれ同じものを３個、図１５における光走査モジュール７０１ａ、７１０ｂ、７１０ｃに置き換えて配置することにより光走査装置を構成することができる。
【０１５２】
このように本発明による光走査モジュールを回路基板に配置することで、結像光学系や偏向器の方式によらず光走査装置を構成することができる。
［３］第３の実施の形態：
本実施の形態は主として請求項１７、２１ないし２５、２６に記載の発明に対応する。通常、偏向器を用いて光ビームを走査して画像を記録する方式においては記録幅の大きさに比例して偏向器から被走査面までの距離が拡大するため、装置が大型化し走査レンズの口径や偏向器が大型化するという欠点がある。それに対し、前記したように複数の光走査モジュールを共通の回路基板上に配列し、全記録幅を分割して走査することにより小型化が可能である。しかも継ぎ合わせる光走査モジュールの数を変えるだけで被走査面までの距離を拡大せずに記録幅を拡大することもできる。
【０１５３】
反面、各光走査モジュールでは1ラインを分割した部分画像データを記録する場合、各々の偏向手段は非同期で回転しているため画像データの記録開始のタイミングをとる同期検知信号の発生順が特定しておらず、各々個別なタイミングで記録が行われる。
【０１５４】
光走査モジュール毎に1ページ分の画像データをあらかじめ作成しておけばよいが、継ぎ目位置が常に特定であり規則性がよいため、継ぎ目が目立ち易いという問題がある。
【０１５５】
以下に示す例では複数の光走査モジュールを直線上に配列し、全記録幅を分割して走査するようにし、1ライン毎に各光走査モジュールに対応した部分画像データをその配列順に沿って読み出し、ラインの継ぎ目において隣接部の画像データを関連付けいわゆる継ぎ目をぼかすようにドット位置やパルス幅の制御を行なえるようにすることで、副走査方向の位置ずれが目立たないようにした光走査装置を提供するものである。
【０１５６】
以下、図１２に示した光走査装置１について説明するが、前記図１４で説明した光走査装置１'、図１５で説明した光走査装置１"等、前記した各光走査モジュールを用いた光走査装置についても同様に実施できる。
【０１５７】
図１６は各光走査モジュールの走査始端、走査終端に配備したセンサーにおける光検出のタイミングを示している。上から順にセンサー１１４、１１５、１１６、１１７による検出信号を示す。
【０１５８】
符号Ｓ１１は光走査モジュール１０１による走査始端の検出信号、符号Ｓ１２は走査終端の検出信号を示す。符号Ｓ２１は光走査モジュール１０２による走査始端の検出信号、符号Ｓ２２は走査終端の検出信号を示す。符号Ｓ３１は光走査モジュール１０３の走査始端の検出信号、符号Ｓ３２は走査終端の検出信号を示す。
【０１５９】
検出信号Ｓ１１から検出信号Ｓ１２までの時間Ｔ１が光走査モジュール１０１におけるポリゴンミラー４０５の走査時間を示す。検出信号Ｓ２１から検出信号Ｓ２１までの時間Ｔ２が光走査モジュール１０２におけるポリゴンミラー４０５の走査時間を示す。検出信号Ｓ３１から検出信号Ｓ３２までの時間Ｔ３が光走査モジュール１０３におけるポリゴンミラー４０５の走査時間を示す。
【０１６０】
上記したように隣接する光走査モジュール、具体的には光走査モジュール１０１と光走査モジュール１０２では走査始端と走査終端のセンサー１１５を共用し、同様に、光走査モジュール１０２と光走査モジュール１０３では走査始端と走査終端のセンサー１１６を共用し、それぞれ検出位置を同じくしている。このため、センサー１１５、１１６では異なる光走査モジュールの検出信号が時系列に検出される。
【０１６１】
各走査モジュールにおける走査始端の検出信号Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１はいわゆる同期検知信号として用いられ、この信号より所定の時間を経過後に、光ビームに画像信号がのせられて被走査面１０５での記録が開始される。従って走査開始まもない記録開始位置は外因による変動を生じ難く誤差を生じないが、記録終端位置はレーザダイオードの波長や結像レンズの倍率が熱の影響などで変化し、誤差を生じる。その結果、隣接する光走査モジュールによる走査ラインの継ぎ目が離間したり重なったりしてしまう。
【０１６２】
そこで本例では、先行して走査を行なう光走査モジュールについて、画素クロック周波数を最適化することで先行光モジュールの記録終端位置と隣接する後行光走査モジュールの記録開始位置とが一致するようにしている。
【０１６３】
つまり、記録幅Ｌ＝走査速度Ｖ×記録画素数Ｎ／画素クロック数fで表されるため、画素クロック周波数fを調節することで記録幅Ｌを調節することができる。よって、各光走査モジュールについて、各々最適な画素クロック周波数を選択することで記録終端位置を補正し、走査ラインの継ぎ目を合致させることができる。ここで、Ｖ＝走査始端から走査終端までの距離Ｄ／走査時間Ｔとし、走査始端から走査終端までの距離Ｄと記録画素数Ｎは変動せず一定とする。
【０１６４】
また、経時においても半導体レーザの波長や結像レンズの倍率は環境変化に伴い変化し記録終端位置が変動することがわかっている。そのため、例えば、図２１において、光走査モジュール１０１（＃１）と光走査モジュール１０２（＃２）とについて考えると、光走査モジュール１０１の記録終端ｍ１'から走査終端ｓ１１までのその時点，時点における仮想距離Ｌ（１）２は、光走査モジュール１０１の走査始端ｓ１１から走査終端ｓ１１'までの距離と走査時間Ｔ１から求められる走査速度Ｖ１で予測できる。
【０１６５】
同様に、光走査モジュール１０２の走査始端ｓ２１'から記録始端ｍ２までのその時点，時点における仮想距離Ｌ（２）１は、光走査モジュール１０２の走査始端ｓ２１から走査終端ｓ２１'までの距離と走査時間Ｔ２から求められる走査速度Ｖ１で予測できる。
【０１６６】
そこで、これらの予測値を当初最適化した時点でのそれぞれ対応する距離と比較することにより、上記仮想距離Ｌ（１）２と上記仮想距離Ｌ（２）１の和が一定になるように光走査モジュール１０１の画素クロック周波数ｆを設定しなおすことで、記録幅を補正すれば、記録終端ｍ１'と記録始端ｍ２とは常に過不足なくつながることになる。
【０１６７】
一般例で説明すれば、任意のｎ番目の光走査モジュールについて、記録終端から走査終端検出までの仮想距離Ｌ（ｎ）２と、走査始端検出から記録紙端までの仮想距離Ｌ（ｎ＋１）１を、それぞれの走査モジュールの走査始端から走査終端までの走査時間Ｔ（ｎ）、Ｔ（ｎ＋１）より求められる走査速度Ｖ（ｎ）、Ｖ（ｎ＋１）から予測し、当初最適化した時点での各距離と比較することにより、Ｌ（ｎ）２＋Ｌ（ｎ＋１）１が常に等しくなるように再度n番目の光走査モジュールの画素クロックｆ（ｎ）を設定し直すことで、記録幅を補正し記録終端位置と隣接する走査開始位置とがずれないように制御でき、隣接する光モジュールにおける走査ラインの継ぎ目を常に合致させることができる。
【０１６８】
本例ではこれを簡素化し、各光走査モジュールにおける記録幅変動の比率は同等であるという仮定のもとに同じセンサーで検出されるｎ番目の光走査モジュールの走査終端から隣接するｎ＋１番目の光走査モジュールの走査始端までの時間差のみを用い、ｎ番目の光走査モジュールの記録幅制御を行なっている。
【０１６９】
言い換えればｎ番目の光走査モジュールの記録終端位置と走査終端検出までの変化とｎ＋１番目の光走査モジュールの走査始端検出と記録開始位置までの変化を合わせてｎ番目の光走査モジュールの記録幅を補正している。
【０１７０】
図１７は上記制御のための制御手段をブロック図で示したものであり、同図において、走査終端の検出信号S(n)2と走査始端の検出信号S(n+1)1とをカウンタ９０に入力し、演算部９１で時間差t(n)'を求めると共に、当初設定値t(n)と比較して変化量を演算する。これをもとに画素クロック周波数の設定値fを補正値f'に置き換えて書込制御部９２に入力し、検出信号S(n)1で与えられる同期検知信号をトリガーとして記録を行なう。なお、図示しないがこれらの制御回路も前記回路基板１０４（図１２参照）上に実装される。
【０１７１】
ここで、カウンタ９０、演算部９１は各光走査モジュールによる光の走査終端での光の光検出信号と該走査終端側に隣接する光走査モジュールによる光の走査始端での検出信号との発生タイミングの変化を計測する計測手段である。
【０１７２】
かかる計測手段を設けたことにより、各光走査モジュールでその走査終端での光ビームの光検出信号と走査終端側に隣接する光走査手段の走査始端の検出信号との時間間隔の変化を計測することにより画像記録幅を補正することで、距離が近く計測時間が最短ですむので、カウンタの分解能が向上でき継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１７３】
図１８は各光走査モジュールの書込制御部における各種信号のタイミングを示した図である。なお、図１８、図１９において、符号＃１は光走査モジュール１０１、符号＃２は光走査モジュール１０２、符号＃３は光走査モジュール１０３にかかることを示す。
【０１７４】
センサー１１４では1番目の光走査モジュール１０１の同期検知信号Ｓ１１を発生する。書込制御部ではこれをもとに書込可能域信号を立ち上げてアクティブにして画像記録が可能な状態とし図１７に示すラインバッファ９３より画像データを読み出す。読み出された画像データに応じてLDが変調され画像が記録される。また、上記同期検知信号Ｓ１１をトリガーとし書込可能域信号の終了まで検出可能域信号をアクティブにする。このアクティブにされた検出可能域信号の範囲が検出可能区間である。
【０１７５】
このように、光走査モジュールについて、各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号をトリガーとしてライン毎に検出可能区間を設けるとともに、該検出可能区間で検出された検知信号のみを用いてラインバッファ９３などバッファ手段よりの画像データの読み出し制御を行なうことができる。
【０１７６】
このように、光走査モジュールは各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号をトリガーとしてライン毎に検出可能区間を設けるとともに、該検出可能区間で検出された検知信号のみを用いて前記バッファ手段よりの画像データの読み出し制御を行なったことにより、各光走査モジュールの配列順に沿って画像記録が行われるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
【０１７７】
本例ではこの信号がアクティブな状態の時のみ2番目の光走査モジュール１０２の同期検知信号Ｓ２１が有効となるようにしている。同様に3番目の光走査モジュール１０３の同期検知信号は同期検知信号Ｓ２１をトリガーとした検出可能域信号がアクティブな状態の時のみ有効とし、1ラインを分割した各々の部分が順次記録される。
【０１７８】
これにより光走査モジュール１０１の記録開始から記録終端までの区間内に光走査モジュール１０２の記録開始が、光走査モジュール１０２の記録開始から記録終端までの区間内に光走査モジュール１０３の記録開始が行われることになり、副走査方向の位置ずれは確実に1ラインピッチ以下とすることができる。
【０１７９】
この際、各光走査モジュールの同期検知信号が上記検出可能域信号がアクティブな範囲内で検出される必要があるが、前記図１３で説明した検出位置調整手段９９９により、前記ミラー１１１、１１２の主走査角度を調節することで実現できる。
【０１８０】
このように、光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう光検出手段（センサー１１４、１１５、１１６、１１７）への入射ビームの主走査位置を調節する検出位置調整手段９９９を具備したことにより、各光走査モジュールにおける同期検知信号の発生が確実にその配列順に沿ってなされ、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。なお、検出位置調整手段９９９に代えて、偏向手段の回転位相を調節しても同様に実現できる。
【０１８１】
図２０はポリゴンミラー４０５等偏向手段の回転速度制御ブロック図であるが、制御方式としては一般的なPLL制御を用いている。ポリゴンミラー４０５からフィードバックされる回転速度を表すＦＧ信号とこの光走査装置１の制御系手段から与えられる回転速度基準信号との位相差が常に一定となるようにＰＬＬ制御部１７１で制御された駆動信号がポリゴンミラー４０５を回転駆動するモーター１７２に入力されるようになっている。
【０１８２】
よって、この回転速度基準信号の位相を位相調整手段としての位相調節部１７０で調節することにより、光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう偏向手段への回転速度基準信号の位相を調節することができ、これにより、各光走査モジュールにおける同期検知信号の発生が確実にその配列順に沿ってなされるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
【０１８３】
本例では上記したように走査始端検出と隣接する光走査モジュールの走査終端検出を同一のセンサーを用いており、これらの信号を分離する必要がある。前記検出可能域信号はこのマスク信号としても用いることができる。
【０１８４】
図１９は各光走査モジュールへの画像データの流れを説明する図である。
各光走査モジュール各々が受け持つ画像データ分のみのラインバッファ１５０、１５１、１５２を具備する。ページメモリより読み出された1ライン毎のデータは画像処理部１６０にて分割位置での隣接する画像情報よりドット位置や各ドットのパルス幅(変調デューティ)を最適化した後、走査開始側より次の分割位置までの画素数がカウンタ１６１で計測されつつ、切り換え手段１６２を経て先ず、第1のラインバッファ１５０へ転送され、分割位置に達したところで転送先を第2のラインバッファ１５１に切り換えると同時にカウンタ１６１をクリアするというように所定データ分のみが順次各光走査モジュールの書込制御部に分配され記録される。
【０１８５】
そして、第3のラインバッファ１５２への転送が終了した時点で次のラインのデータに移行し同様に読み出すという動作を繰り返す。このように、光走査モジュールに対応して画像データを一時保存する複数のバッファ手段と、1ライン分の画像データを分割し各光走査モジュール毎に割り当てて各々のバッファ手段に分配する切り換え手段と、割り当てる画像データ数をカウントするカウント手段を具備したことにより、分割位置によらず各光走査モジュールに対応した部分画像データをその配列順に沿って書き出すことができ1ライン毎に処理されるので、副走査方向の位置ずれを確実に1ライン内に抑えることができる上、ライン毎に継ぎ目部のパルス幅やドット数を増減することで継ぎ目を目立ちにくくすることができ高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
【０１８６】
以上のように、本例では、複数の光走査モジュール１０１、１０２、１０３及び同期検知信号を検出する光検出手段であるセンサー１１４、１１５、１１６、１１７を同一の基体（回路基板１０４）上に一体的に保持しているので、光走査装置１を交換する場合においても光走査モジュール１０１、１０２、１０３相互間の関係を再度調節する必要がなく、経時的にもこの関係を維持できるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
［４］第４の実施の形態：
本実施の形態は主として請求項２７に記載の発明に対応する。
例１．本例は、前記図１２、図１４、図１５等で説明した光走査装置１（１'、１"）を使用した単色の画像形成装置に関する。図２２は、デジタル式の画像形成装置の主要部断面示す。図２２において、ドラム状をした回転体からなる感光体１５０の周面部は図１２、図１４、図１５等における被走査面１０５を構成している。
【０１８７】
この感光体１５０のまわりには、矢印で示す時計回りの向きの回転方向順に、帯電ローラからなる帯電装置１５１、光書込み手段としての光走査装置１（１'、１"）、現像ローラ１５２を具備した現像手段１５３、記録媒体１５４としての転写紙を保持して搬送する転写搬送ベルト１５５、感光体１５０の周面に摺接するブレード１５６を具備したクリーニング手段１５７などが配置されている。
【０１８８】
感光体１５０上であって帯電装置１５１と現像ローラ１５２との間の位置には光走査装置１（１'、１"）から光ビームＬｂが感光体１５０に向けて照射され軸方向の主走査方向に走査されるようになっている。この光ビームＬｂの照射位置を露光部１５８と称する。
【０１８９】
転写搬送ベルト１５５は無端状のベルトであって、２つの支持ローラ１５９、１６０に支持されている。これら支持ローラ１５９、１６０により支持された転写搬送ベルト１５５の中間の位置には感光体１５０の下面が接している。この接している部位が転写部１６１であり、この転写部１６１における転写搬送ベルト１５５の裏側には転写バイアスを印加する転写手段としての転写ローラ１６２が設けられている。
【０１９０】
転写搬送ベルト１５５は矢印で示すように反時計回りの向きに回転駆動されるようになっている。該転写搬送ベルト１５５の上側ベルト部の上流端のさらに上流側の位置には一対のレジストローラ１６１が設けられている。このレジストローラ１６１に向けて、図示しない搬送ガイドに案内されて図示しない給紙トレイに収納された記録媒体１５４が給紙コロ１６４から送り出されるようになっている。転写搬送ベルト１５５の上側ベルト部の下流端のさらに下流の位置には、定着装置１６５が配置されている。
【０１９１】
転写搬送ベルト１５５の上側ベルト部の上流端部において該転写搬送ベルト１５５を支持している支持ローラ１６０の上方には、該転写搬送ベルト１５５に当接するようにして吸着手段としてのブラシローラ１６６が矢印で示す時計回りの向きに回転駆動されるようにして設けられている。
【０１９２】
ブラシローラ１６６が回転すると、ブラシは転写搬送ベルト１５５に摺接する。このブラシローラ１６６には図示しないバイアス印加手段により、記録媒体１５４を転写搬送ベルト１５５に吸着する極性のバイアス電流を印加するための電位が与えられるようになっている。
【０１９３】
この画像形成装置において、画像形成は次のようにして行われる。
感光体１５０が回転を始め、この回転中に感光体１５５が暗中において帯電装置１５１により均一に帯電され、光ビームＬｂが露光部１５８に照射、走査されて作成すべき画像に対応した潜像が形成される。この潜像は感光体１５０の回転により現像装置１５３に至り、ここでトナーにより可視像化されてトナー像が形成される。
【０１９４】
一方、給紙コロ１６４により給紙トレイ上の記録媒体１５４の送給が開始され、破線で示す搬送経路を経て一対のレジストローラ１６１の位置で一旦停止し、感光体１５０上のトナー像と転写部１６１で合致するように送り出しのタイミングを待つ。かかる好適なタイミングが到来するとレジストローラ１６１に停止していた記録媒体１５４はレジストローラ１６１から送り出される。
【０１９５】
レジストローラ１６１から送り出された記録媒体１５４は転写搬送ベルト１５５とブラシローラ１６６との間にくわえられ、バイアスによる静電気力およびブラシの弾性力により押されて転写搬送ベルト１５５に吸着され、転写搬送ベルト１５５の移動と共に転写部１６１に向けて搬送される。
【０１９６】
感光体１５０上のトナー像と記録媒体１５４とは、転写部１６１で合致し、転写ローラ１６２により転写搬送ベルト１５５に印加されたバイアスと感光体１５０との電位差から形成される電界により、トナー像は記録媒体１５４上に転写される。
【０１９７】
こうして感光体１５０まわりの画像形成部でトナー像を担持した記録媒体１５４は転写搬送ベルト１５５と共に搬送され、やがて該転写搬送ベルト１５５の上側部の下流端部で転写搬送ベルト１５５から分離されて定着装置１６５に向けて送り出される。記録媒体１５４上のトナー像は定着装置１６５を通過する間に当該記録媒体１５４に定着されて図示省略の排紙部に排紙される。
【０１９８】
一方、転写部１６１で転写されずに感光体１５０上に残った残留トナーは感光体１５０の回転と共にクリーニング装置１５７に至り、該クリーニング装置１５７を通過する間に清掃されて次の画像形成に備えられる。
【０１９９】
本例のように、光書込み手段として、光走査装置１（１'、１"）を用いることにより、既に述べた光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質の画像形成装置を提供することができる。
例２．
本例は、前記図１２、図１４、図１５等で説明した光走査装置１（１'、１"）を使用したタンデム方式のフルカラー画像形成装置に関する。
図２３により説明する。このカラー画像形成装置は、記録媒体１５４を搬送する搬送ベルト２５０に沿って該搬送ベルトの移動方向（搬送方向）上、上流側から順に、複数個の電子プロセス部２５１Ｋ、２５１Ｍ、２５１Ｙ、２５１Ｃが配列され、所謂タンデムタイプといわれるものである。これらの電子プロセス部は画像形成部として機能する。電子プロセス部２５１Ｋは黒、電子プロセス部２５１Ｍはマゼンタ、電子プロセス部２５１Ｃはシアン、電子プロセス部２５１Ｙはイエローの各画像を形成するもので、各電子プロセス部は形成する画像の色が異なるだけで、内部構成は各電子プロセス部とも共通である。よって、以下の説明では、電子プロセス部２５１Ｋについて具体的に説明するが、他の電子プロセス部については、電子プロセス部２５１Ｋにかかる構成要素のＫに代えて、Ｍ、Ｙ、Ｃなどの符号を付したもので図に表示するにとどめる。
【０２００】
搬送ベルト２５０は、その一方が駆動回転させられる駆動ローラと、他方が従動回転させられる従動ローラである搬送ローラ２５２、２５３によって回動可能に支持されたエンドレスベルトからなり、これら搬送ローラの回転と共に、矢印の向きに回転させられるようになっている。搬送ベルト２５０の下方には記録媒体１５４が収納された給紙トレイ２５４が備えられている。
【０２０１】
給紙トレイ２５４に収納された記録媒体１５４のうち、最上位置にある記録媒体は、画像形成時に送り出されて静電吸着により搬送ベルト２５０に吸着される。こうして搬送ベルト２５０に吸着された記録媒体１５４は最初の電子プロセス部２５１Ｋに搬送され、ここで黒の画像が転写される。
【０２０２】
電子プロセス部２５１Ｋは、像担持体としてのドラム状をしていて、周面部が図１２、図１４、図１５等における被走査面１０５を構成する感光体２５５Ｋと、この感光体ドラム２５５Ｋの周囲に配置された帯電器２５６Ｋ、光書込み手段としての前記光走査装置１（１'、１"）からなる光書込み装置１Ｋ（１Ｋ'，１Ｋ）、現像器２５７Ｋ、感光体クリーナ２５８Ｋなどから構成されている。
【０２０３】
画像形成に際し、感光体２５５Ｋの周面は、暗中にて帯電器２５６Ｋにより一様に帯電された後、光走査装置１Ｋからの黒画像に対応した光ビームＬｂにより露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器２５７Ｋにおいて黒トナーにより可視像化され、感光体２５５Ｋ上に黒のトナー像が形成される。
【０２０４】
このトナー像は感光体２５５Ｋと搬送ベルト２５３上の記録媒体１５４とが接する位置、所謂転写位置で転写器２５９Ｋの働きにより記録媒体１５４上に転写され、該記録媒体１５４上に単色（黒）の画像が形成される。転写を終えた感光体２５５Ｋは該感光体２５５Ｋの周面に残留した不要なトナーが感光体クリーナ２５８Ｋにより除去され、次の画像形成に備えられる。
【０２０５】
このようにして、電子プロセス部２５１Ｋで単色（黒）を転写された記録媒体１５４は、搬送ベルト２５０によって次の電子プロセス部２５１Ｍに搬送される。電子プロセス部２５１Ｍでは、前記電子プロセス部２５１Ｋにおけると同様のプロセスにより感光体２５５Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像が前記記録媒体１５４上の黒のトナー像に重ね転写される。
【０２０６】
記録媒体１５４はさらに次の電子プロセス部２５１Ｙに搬送され、同様にして感光体１５５Ｙ上に形成されたイエローのトナー像が記録媒体１５４上に既に形成されている黒及びマゼンタのトナー像に重ね転写される。同様にしてさらに、次の電子プロセス部２５１Ｃでは、シアンのトナー像が重ね転写されて、フルカラーのカラー画像が得れる。
【０２０７】
こうしてフルカラーの重ね画像が形成された記録媒体１５４は、電子プロセス部２５１Ｃを通過した後、搬送ベルト２５０から剥離されて定着器２６０にて定着された後、排紙される。
【０２０８】
本例のように、光書込み手段として、光走査装置１（１'、１"）を用いることにより、既に述べた光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質のフルカラー用の画像形成装置を提供することができる。
例３．
本例は、前記図１２、図１４、図１５等で説明した光走査装置１（１'、１"）を使用した中間転写方式によるフルカラー画像形成装置に関する。
図２４において、符号３５０は潜像担持体の一例としてのドラム状の感光体を示し、周面部が図１２、図１４、図１５等における被走査面１０５を構成している。この感光体３５０は画像形成に際して矢印の向きに回転される。この感光体３５０のまわりには、よく知られるカラー画像形成装置で採用されているものと同じように、帯電手段３５１、光書込み手段としての前記光走査装置１（１'、１"）、現像装置３５６、中間転写ベルト３５７、クリーニング手段３５８等が配置されている。
【０２０９】
中間転写ベルト３５７は感光体３５０に対向近接して同一速度で同一方向に移動するようにプーリ３５８、３５９に支持されていて、中間転写部３６０で感光体３５０と近接した位置で対向していて、感光体３５０上のトナー像が転写される時には転写バイアス印加用の転写ローラ３６１が移動することにより、中間転写ベルト３５７は感光体３５０に接触した状態となる。この接触状態において、転写ローラ３６１には転写バイアスが印加されて感光体３５０上のトナー像が中間転写ベルト３５７上に転写されるようになっている。
【０２１０】
フルカラー画像の形成に際しては、一般的なカラー電子写真プロセスに従う。つまり、帯電手段３５１により感光体３５０が帯電され、感光体３５０上に例えばイエロー用の潜像が形成されると、この潜像は現像装置３５６を構成している現像装置であるイエローのトナーによる現像器で可視像化され、次いで中間転写体３５７に転写される。転写後の感光体３５０上に残留するイエロートナーは、クリーニング手段３５８のイエロー用のクリーニング装置３５８Ｙでクリーニングされる。
【０２１１】
次いで、感光体３５０にはマゼンタ用の潜像が同様に形成されてこの潜像が現像装置３５６を構成している現像装置としてのマゼンタのトナーによる現像器で可視像化され、このマゼンタのトナー像が既に中間転写ベルト３５７上に形成されているイエローのトナー像に重ね転写される。
【０２１２】
このように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を順次感光体３５０上に形成するごとに中間転写ベルト３５７上に転写していくことで、該中間転写ベルト３５７上にフルカラーによる重ねトナー像をつくる。このフルカラートナー像は、記録媒体に一括転写される。
【０２１３】
中間転写ベルト３５７は感光体３５０に対向近接して同一速度で同一方向に移動するようにプーリ３５８、３５９に支持され中間転写部３６０で感光体３５０と近接した位置で対向している。中間転写ベルト３５７は、感光体３５０上のトナー像が転写される時には転写バイアス印加用の転写ローラ３６１が移動することにより感光体３５０に接触した状態となる。この接触状態において、転写ローラ３６１には転写バイアスが印加されて感光体３５０上のトナー像が中間転写ベルト３５７上に転写されるようになっている。
【０２１４】
中間転写ベルト３５７上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３５７を支持しているプーリ３５８と該中間転写ベルト３５７を介して対向圧接して回転する２次転写ローラ３６２が設けられた２次転写部３６３において、破線に沿ってレジストローラ３６４を介して送られてくる図示しない記録媒体に転写される。該記録媒体に転写されたトナー像は定着装置３６５を通過する間に定着されて、図示省略の排紙トレイ上に排出される。
【０２１５】
現像装置３５６は所謂リボルバータイプのものが用いられている。その主要部はドラム状をした現像ドラムからなり、回転軸を中心に放射状に４つの室に仕切られて４つの現像器３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを構成している。
【０２１６】
現像器３Ｙ内にはキャリアとイエローのトナー、現像器３Ｍ内にはキャリアとマゼンタのトナー、現像器３Ｃ内にはキャリアとシアンのトナー、現像器３ＢＫにはキャリアとブラックのトナーがそれぞれ収容されている。
【０２１７】
これらの各現像器はそれぞれの外周面部に軸方向にわたってスリットが形成されていて、カラー画像形成のプロセスに従い、該スリットが順次感光体３５０に対向するように回動位置決めされて暫時停止し、この停止している間に、各現像器３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにおいて、前記スリットに対向して設けられた現像路ローラ９が回転して感光体３５０上の潜像に対応した色のトナーで可視像化する。
【０２１８】
一方、現像工程後に感光体３５０上に残留しているトナーは、感光体３５０の回動と共にクリーニング手段３６６の部位に至ると、その色に対応して設けられたクリーニング装置によって感光体３５０上から除去される。たとえば、イエローの現像器３Ｙによって現像が行われたときには、前記したようにイエローのクリーニング装置３６６Ｙによって感光体３５０上の残留トナーがクリーニングされる。
【０２１９】
クリーニング装置３６６Ｙはブレード３６７Ｙを備えていて、このブレード３６７Ｙはイエローの残留トナーが到来するタイミングでそれまで感光体３５０から離間状態だったのが接触状態になり、残留トナーのクリーニングを行う。
【０２２０】
同様に、マゼンタの現像器３Ｍに対応してクリーニング装置３６６Ｍ、シアンの現像器３Ｃに対応してクリーニング装置３６６Ｃ、ブラックの現像器３ＢＫに対応してクリーニング装置３６６ＢＫがそれぞれ設けられていて、これらのクリーニング装置３６６Ｍ、３６６Ｃ、３６６ＢＫがそれぞれ備えるブレード３６７Ｍ、３６７Ｃ、３６７ＢＫは、それぞれのクリーニングに必要な所定の時間だけ感光体３５０に接触して感光体上の残留トナーをクリーニングする。
【０２２１】
本例のように、光書込み手段として、光走査装置１（１'、１"）を用いることにより、既に述べた光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質のフルカラー用の画像形成装置を提供することができる。
【０２２２】
光走査装置１（１'、１"）は、上記した各種の画像形成装置のほか、各種プリンタ、複写機、ファクシミリ等にも用いることができる。
［４］第５の実施の形態：
本実施の形態は主として請求項２８に記載の発明に対応する。本例は、前記図１２、図１４、図１５等で説明した光走査装置１（１'、１"）を使用した画像読み取り装置に関する。図２５において、符号４５０は支持ローラ４５１，４５２間に支持されて回動される搬送ベルトを示す。搬送ベルト４５０の上流位置には読み取り原稿４５４を載置する載置手段としてのトレイ４５５があり、送りローラ４５６により、１枚ずつ分離されて搬送ベルト４５０上に送り出されるようになっている。
【０２２３】
支持ローラ４５１には原稿送りローラ４５３が圧接して支持ローラ４５１に従動して回転されるようになっている。原稿送りローラ４５３の直前上流側位置には光走査手段としての前記光走査装置１（１'、１"）が設けられていて、搬送ベルト４５０上に搬送されて送られる読み取り原稿４５４に光ビームＬｂを照射する。この光走査装置１（１'、１"）からの光ビームＬｂが読み取り原稿４５４を照射するとき、その反射光の受光位置に撮像素子４５７が配置されている。
【０２２４】
搬送ベルト４５０は読み取り原稿を載置する載置手段であると共に搬送手段であり、読み取り原稿４５４は、この搬送ベルト４５０により送られる間に、光走査装置１（１'、１"）からの光ビームＬｂの照射を受けて、撮像素子４５７により読み取られる。読み取り後の読み取り原稿４５４は、トレイ４５８上に送り出される。
【０２２５】
本例のように、光走査装置１（１'、１"）を用いることにより、既に述べた光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質の画像読み取り装置を提供することができる。
【０２２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、可動部を密閉して安全性を高めると共に、内外の電気的接続を容易に行なうとともに、光源部基板を電極基板と封止基板との間に積み上げることで発光源と偏向手段との配置精度を確保することが容易にでき、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項２記載の発明では、光源部基板を電極基板上に積み上げることで、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配置して装置サイズを小型化することができるし、発光源および偏向手段の可動部を内包して密閉して、安全性を高め、かつ、内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
請求項３記載の発明では、取り付け手段と端子が兼用されるので、格別な取り付け手段を設けることなく、端子を利用して他部材への取り付け手段を構成したので、部品の兼用により光走査モジュールの構成を簡易とすることができ、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図ると共に、複数の光走査モジュールを組み合わせて、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
請求項４記載の発明では、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配備したときの光ビームの伝達を厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで行なえるので製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項５記載の発明では、偏向手段から出射された光ビームを特定の方向に出射することができ、当該光走査モジュール装置を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項６記載の発明では、偏向手段の可動部を格納するフレームを電極基板と封止基板との間に積み重ねて配備するとともに第2の反射手段をフレームと一体的に形成したので、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保でき、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項７記載の発明では、第２の反射面と結像手段とを一体的に構成することにより、結像系の構成が簡単になるとともに、個々に位置決めして取り付ける場合と比べて、予め一体化して構成することから光学的配置精度も高精度となる。
請求項８記載の発明では、偏向手段により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズの一部を封止基板に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源および偏向手段との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項９記載の発明では、走査レンズの一部を結像手段とを一体的に構成することにより、結像系の構成が簡単になるとともに、個々に位置決めして取り付ける場合と比べて、予め一体化して構成することから光学的配置精度も高精度となる。
請求項１０記載の発明では、発熱の大きい発光源の熱を放熱板で放熱できるので、保持体上の収納スペースをより小さくすることができるし、また、放熱板をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
請求項１１記載の発明では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線は既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、端子数を低減して光走査モジュールの小型化、生産性の向上を図ることができる。
請求項１２記載の発明では、同じ光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する光走査装置を容易に得ることができる。
請求項１３記載の発明では、同じ光走査モジュールを同一の回路基板上に組み合わせて配置することで各種の規格サイズの走査に適合する光走査装置を容易に得ることができる。
請求項１４記載の発明では、各光走査モジュールを同一の回路基板上に走査方向を合わせて配列するとともに、回路基板上において各々の相対的な傾きを調節する過程で、複数の光走査モジュール間の走査線傾きを簡単かつ確実に補正でき、最良の調整状態で固定できるので、継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１５記載の発明では、各光走査モジュールを同一の回路基板上に走査方向を合わせて配列するとともに、回路基板上において副走査方向での各々の相対的な位置を調節する過程で、複数の光走査モジュール間の走査位置を簡単かつ確実に補正でき、最良の調整状態で固定できるので、継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１６記載の発明では、光検出手段により、両光検出手段間の走査時間の変化を光走査モジュールにフィードバックして記録幅を制御できるので、主走査方向においても継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１７記載の発明では、光走査モジュールでその走査終端での光ビームの光検出信号と走査終端側に隣接する光走査手段の走査始端の検出信号との時間間隔の変化を計測することにより画像記録幅を補正することで、距離が近く計測時間が最短ですむので、カウンタの分解能が向上でき継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１８記載の発明では、結像素子を光走査モジュールの配列方向に連続して一体的に形成したことにより、各結像素子の焦線同士の配置精度が維持できるので、継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１９記載の発明では、隣接する光走査モジュールにおける記録終端位置と隣接する記録開始位置を近づけても隣接する結像素子への光ビームの進入を阻止でき、連続して一体的に形成した結像素子により、ラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項２０記載の発明では、走査幅規制手段は反射機能を有するので、反射された光ビームを光検出手段により検出でき、この結果に基き記録終端位置と走査終端検出位置、及び記録開始位置と走査始端検出位置の距離を近づけることができ、記録幅と検出した走査幅との差を縮め、記録幅の変化を正確に予測して、隣接するラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑えた高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項２１記載の発明では、分割位置によらず各光走査モジュールに対応した部分画像データをその配列順に沿って書き出すことができ1ライン毎に処理されるので、副走査方向の位置ずれを確実に1ライン内に抑えることができる上、ライン毎に継ぎ目部のパルス幅やドット数を増減することで継ぎ目を目立ちにくくすることができ高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２２記載の発明では、各光走査モジュールの配列順に沿って画像記録が行われるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２３記載の発明では、各光走査モジュールにおける同期検知信号の発生が確実にその配列順に沿ってなされるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２４記載の発明では、各光走査モジュールにおける同期検知信号の発生が確実にその配列順に沿ってなされ、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２５記載の発明では、複数の光走査モジュール、および同期検知信号を検出する光検出手段は同一の基体上に一体的に保持されてなることにより、光走査装置を交換する場合においても前記光走査モジュール間の関係を再度調節する必要がなく、経時的にもこの関係を維持できるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２６記載の発明では、記録幅を補正し記録終端位置と隣接する走査開始位置とがずれないように制御でき、隣接する光モジュールにおける走査ラインの継ぎ目を常に合致させることができる。
請求項２７記載の発明では、光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質の画像形成装置を提供することができる。
請求項２８記載の発明では、光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質の画像読み取り装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図２】光走査装置及び光走査モジュールの断面図である。
【図３】光走査モジュールを回路基板に取り付ける様子を取り付け治具と共に示した斜視図である。
【図４】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図５】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図６】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図７】光走査モジュールの断面図である。
【図８】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図９】光走査モジュールの断面図である。
【図１０】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図１１】光走査モジュールの断面図である。
【図１２】光走査装置の斜視図である。
【図１３】検出位置調節手段の分解者し図である。
【図１４】光走査装置の斜視図である。
【図１５】光走査装置の斜視図である。
【図１６】光走査モジュールの走査始端、走査終端に配備したセンサーにおける光検出のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図１７】光走査モジュールの記録幅制御のための制御手段のブロック図である。
【図１８】各光走査モジュールの書込制御部における各種信号のタイミングを示した図である。
【図１９】各光モジュールに対する画像書込みの信号処理を説明したブロック図である。
【図２０】偏向手段の回転速度制御を説明したブロック図である。
【図２１】隣接する走査モジュールにおける走査始端と終端、記録始端と終端の関係を模式的に示した図である。
【図２２】画像形成装置の構成図である。
【図２３】画像形成装置の構成図である。
【図２４】画像形成装置の構成図である。
【図２５】画像読み取り装置の構成図である。
【符号の説明】
１、１'、１" 光走査装置
２ 取り付け手段
１３ 端子
１０１、１０２、１０３、６０１，６０２，６０３，７０１、７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃ、８０１ 光走査モジュール
１０４ 回路基板
【発明の属する技術分野】
この発明は、光走査モジュール、光走査装置、光走査方法、画像形成装置および画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１．発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりとして構成された光走査手段に関する技術として、▲１▼特開平４−９６０１４号公報、▲２▼特開平４−３２８７１５号公報、▲３▼特開平６−３６１３号公報、▲４▼特開平９−１４６１２９号公報、▲５▼特許第２６６８７２５号、▲６▼特許第２７２２６３０号等に開示された技術がある。しかし、これらの公報には、１つのまとまりのある光走査手段を規格サイズ紙と関連させてモジュール化した思想や、他部材に取り付けるための取り付け手段に関する開示がない。
２．発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりとして構成された光走査手段を一方向に複数個並べて配置した光走査装置に関する技術として、▲１▼特開平６−２５５１６９号公報、▲２▼特開平１０−６８８９９号公報、▲３▼特開平１１−９５１５２号公報等に開示された技術がある。しかし、これらの公報には複数個の光走査手段の他部材への固定手段について開示がない。また、２つの光ビームで１走査線を分割して同時走査する際に走査線の継ぎ目部を目立たなくする点についての課題の提起はあるが、明確かつ具体的な解決手法としは把握し難い。
３．２つの光ビームで１走査線を分割して同時走査する際に２つの光ビーム間の継ぎ目部を目立たなくする技術として、特開平１１−１７４３５５号公報には、第１の光ビームによる被走査面における画像データの書き込み位置検出信号であるセンサの検出出力の出力時点と、第２の光ビームによる被走査面における画像データの書き込み位置検出信号であるセンサの検出出力の出力時点との回転多面鏡の面数分の時間差データから平均値を求め、その平均値から第２の光ビームによる画像書き出し位置を算出する旨の開示がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することが可能な光走査モジュールを提供すること、高画質の書き込み、読み取りが可能な光走査方法、光走査装置並びに画像形成装置、画像読み取り装置等を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）．発光源と発光源からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段とを有する光走査モジュールにおいて、
前記発光源および偏向手段への電気配線を行う電極を備え前記偏向手段の可動部を保持する電極基板と、該電極基板と積み重ねて配備する封止基板とを有し、前記電極基板と封止基板との間に前記発光源および前記偏向手段の可動部をフレーム基板により内包して密閉し、
少なくとも前記発光源および該発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段とを実装した光源部基板を、前記電極基板と封止基板との間に積み重ねて配備した（請求項１）。
（２）．発光源と発光源からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段とを有する光走査モジュールにおいて、
前記発光源および偏向手段と電気的に接続された電極や偏向手段の軸受を配備する電極基板の上に、前記発光源および該発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段を実装した光源部基板と、前記偏向手段の可動部を包囲するフレーム基板を積み重ね、封止基板で封止することにより、前記発光源および前記偏向手段の可動部を内包して密閉した（請求項２）。
（３）．（１）または（２）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記発光源と、前記偏向手段と、発光源用駆動回路又は偏向手段用駆動回路とに接続された端子を前記電極基板に一体的に固定した構成とし、前記電極基板には他部材に取り付ける際に該他部材に当接する当接部が形成されると共に、前記端子を前記電極基板の他部材への取り付け手段とした（請求項３）。
（４）．（１）ないし（３）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記フレーム基板に、前記発光源からの光ビームを前記偏向手段へと導く第１の反射手段を一体的に形成してなることとした（請求項４）。
（５）．（１）ないし（４）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記偏向手段により偏向走査された光ビームを前記封止基板に設けられた射出窓へと射出する第２の反射手段を具備した（請求項５）。
（６）．（５）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記フレーム基板に、前記第２の反射手段を一体的に形成した（請求項６）。
（７）．（５）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記第２の反射手段を前記発光源と前記偏向手段との間に配置される結像手段と一体的に設けた（請求項７）。
（８）．（５）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記偏向手段により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズの機能の一部を前記封止基板に設けられた射出窓にもたせた（請求項８）。
（９）．（８）に記載の光走査モジュールにおいて、
前記走査レンズの一部を前記発光源と前記偏向手段との間に配置される結像手段と一体的に設けた（請求項９）。
（１０）．（１）ないし（９）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記電極基板の外形より外側に突出した放熱板を具備するとともに、前記発光源は放熱板と接合されていることとした（請求項１０）。
（１１）．（１）ないし（１０）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、前記電極基板には前記発光源、前記発光源用駆動回路の少なくとも一部が実装されていることとした（請求項１１）。
（１２）．（１）ないし（１１）の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、結像手段を前記電極基板と一体的に設けて、規格サイズの用紙幅の１／ｋ（ｋは正の整数）に応じた幅の走査を可能とした（請求項１２）。
（１３）．発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりのある固体として構成された光走査モジュールを他部材に固定して構成した光走査装置であって、
前記請求項３ないし１２の何れか１つに記載の光走査モジュールをｋ個、前記他部材として構成された、前記発光源や前記偏向手段との配線経路が形成される同一回路基板上に配列して固定した（請求項１３）。
（１４）．発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりのある固体として構成された光走査モジュールを他部材に固定して構成した光走査装置であって、
前記請求項３に記載の光走査モジュールをｋ個、前記他部材として構成された、前記発光源や前記偏向手段との配線経路が形成される同一回路基板上に配列して固定し、
前記光走査モジュールが複数設けられる場合、各光走査モジュールは前記同一回路基板上に前記当接部を当接させて、各々の相対的な傾きを調節することにより走査方向を合わせて位置決め、固定されていることとした（請求項１４）。
（１５）．（１４）に記載の光走査装置において、
前記各光走査モジュールは、前記同一回路基板上に前記当接部を当接させて、走査方向と直交する副走査方向での各々の相対的な位置を調節して位置決め、固定されていることとした（請求項１５）。
（１６）．（１２）ないし（１５）の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記各光走査モジュールから出射される光による走査始端および走査終端を検出する１又は２以上の光検出手段を具備した（請求項１６）。
（１７）．（１６）に記載の光走査装置において、
前記各光走査モジュールによる光の走査終端での光の光検出信号と該走査終端側に隣接する光走査モジュールによる光の走査始端での検出信号との発生タイミングの変化を計測する計測手段を具備した（請求項１７）。
（１８）．（１３）ないし（１７）の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールから出射した光を少なくとも走査方向と直交する副走査方向において被走査面に結像させる作用を有する結像素子を前記光走査モジュールの配列方向に連続して一体的に設けた（請求項１８）。
（１９）．（１８）に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールからの各々の光による走査幅を規制する走査幅規制手段を前記偏向手段から前記結像素子に至る光路中に配備した（請求項１９）。
（２０）．（１９）に記載の光走査装置において、
前記走査幅規制手段は反射部材からなり反射された光ビームを前記光検出手段で検出することとした（請求項２０）。
（２１）．（１３）ないし（２０）の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールに対応して画像データを一時保存する複数のバッファ手段と、
１ライン分の画像データを分割し各光走査モジュール毎に割り当てて各々のバッファ手段に分配する切り換え手段と、
割り当てる画像データ数をカウントするカウント手段を具備することとした（請求項２１）。
（２２）．（２１）に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールについて、各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号をトリガーとしてライン毎に検出可能区間を設けるとともに、該検出可能区間で検出された検知信号のみを用いて前記バッファ手段よりの画像データの読み出し制御を行なうこととした（請求項２２）。
（２３）．（２１）又は（２２）に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう前記偏向手段への回転速度基準信号の位相を調節する位相調整手段を具備することとした（請求項２３）。
（２４）．（２１）又は（２２）に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう前記光検出手段への入射ビームの主走査位置を調節する検出位置調整手段を具備することとした（請求項２４）。
（２５）．（２３）又は（２４）に記載の光走査装置において、
前記複数の光走査モジュール、および同期検知信号を検出する前記光検出手段は前記同一回路基板上に一体的に保持されてなることとした（請求項２５）。
（２６）．（１）ないし（１２）の何れか１つに記載の光走査モジュールをｋ個用いた光走査方法であって、
主走査方向上、ｋ番目の光走査モジュールによる記録終端位置と走査終端検出までの変化と、ｋ＋１番目の光走査モジュールによる走査始端検出と記録開始位置までの変化を合わせてｋ番目の光走査モジュールの記録幅の補正をして光走査を行なうこととした（請求項２６）。
（２７）．均一に帯電された感光体に光書き込み手段から光を照射して潜像を形成し、この潜像を可視像化しさらに記録媒体に転写して記録画像を得る画像形成装置において、
前記光書き込み手段が（１３）ないし（２５）の何れかに記載の光走査装置であることとした（請求項２７）。
（２８）．読み取り原稿を載置する載置手段と、前記載置手段上の原稿を走査する光走査手段と、前記光走査手段による前記載置手段上の原稿の反射光を読み取る読み取り手段とを具備した画像読み取り装置において、
前記光走査手段が、（１３）ないし（２５）、または（２７）の何れか１つに記載の光走査装置とした（請求項２８）。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
［１］第１の実施の形態：
本実施の形態は主として請求項１ないし１２に記載の発明に対応する。
［１−ａ］実施の形態例１：本例は請求項１、３、５、６、７、８、９、１０、１１、１２に対応する。
例１．
本例の光走査モジュール１０１を分解した状態で図１に示し、組み立て状態の光走査モジュール１０１の断面を図２に示す。これらの図において符号４０１はセラミックを矩形板状に成形した基板であり、端子など電極を有する電極基板であり諸部材を保持する電極基板である。
【０００６】
電極基板４０１上には発光源としてのＬＤ（レーザダイオード。以下同じ）チップ４０２、および光量モニタ用のフォトダイオード４０３が接合されたＬＤマウント４０４、ベアチップ４０８に形成された発光源用の駆動回路、ベアチップ４０５−１に形成された偏向手段用駆動回路の他、抵抗、コンデンサ等が電極基板４０１と一体的に実装されている。
【０００７】
電極基板４０１上には、リードフレームからなる配線パターン４１４が一体的に施され、ベアチップ４０８に形成された発光源用の駆動回路、ベアチップ４０５−１に形成された偏向手段用駆動回路の他、抵抗、コンデンサ等と電気的に接続されている。内部結線はワイヤーボンディングまたはハンダにより行われている。
【０００８】
リードフレームからなる配線パターン４１４の端部はセラミック基板４０１の外側に延びていて、電極基板４０１の縁部より少し外側にムカデの脚状にはみ出ていて、Ｌ字状の折曲部が電極基板４０１の平坦な底面４０１−３と同じレベルの平坦面部を形成し、当該電極基板４０１を他部材へ取り付ける取り付け手段２を構成している。この取り付け手段２は端子でもある。
【０００９】
電極基板４０１の底面は、平坦面からなる回路基板１０４の上面への当接部４０１−３を構成し、平坦面同士の接触により、密着性を良好にして取り付け時の安定を得るようにしてある。
【００１０】
このように、電極基板４０１に設けた当接部４０１−３と、取り付け手段２を具備することで、光走査モジュール１０１は、容易に他部材に取り付けることが可能となる。しかも、取り付け手段２は、電極基板４０１と一体的なリードフレームの一部であり、ベアチップ４０８に形成された発光源用の駆動回路、ベアチップ４０５−１に形成された偏向手段用駆動回路等に接続された端子であるので、格別な取り付け手段を設けることなく、取り付ける手段を構成することができ、部品の兼用により、構成を簡易とすることができる。
【００１１】
取り付け手段２は、図示のように、電極基板４０１の対向する縁に設けられており、空間的な広がりを有しており、他部材への取り付けの安定を図ることができる。
【００１２】
リードフレームの一部には電極基板４０１の外形よりも外部に突出する放熱板４１４−１が設けられこの放熱板４１４−１は発熱が大きいＬＤチップ４０２と接合され、また、ポリゴンモータの駆動回路４０５−１とも接合されている。
【００１３】
これにより、発熱の大きい少なくともＬＤチップ４０２が冷却される。よって、ＬＤチップ４０２が熱を発生するにも拘わらずセラミック基板４０１上の収納スペースをより小さくすることができるし、また、放熱板４１４−１をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００１４】
ＬＤチップ４０２からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段としてのポリゴンミラー４０５はアルミニウム板を塑性変形させ中央部を凹状となし円周にマグネッ４０６を接合して、電極基板４０１上に形成されたすり鉢状の円筒部４０１−１に設置されている。マグネット４０６には円周上に交互にＳ極、Ｎ極が着磁され、円筒部に配備したシート状の積層コイル４１５とにより起動力を発生するようになっている。
【００１５】
ポリゴンミラー４０５は図２にも示すように底浅の蓋状をしたキャップ４１０の下方に突出した突起４１０−１、およびポリゴンミラー４０５の中央凹部の底に設けたマグネット４１２、４１３の反発により回転軸の姿勢が保持される一方、すり鉢状部には数μｍの深さのスパイラル（図１参照）が形成されていて、回転により空気圧を発生して非接触に保持する動圧空気軸受を形成することで回転される。
【００１６】
カップリングレンズ４０７は短冊状の形状をしていて、ＬＤチップ４０２から略主走査焦点距離分、離れた位置に配置されることでＬＤチップ４０２からの発散性の光ビームを主走査方向に対応するｘ方向には略平行光束に集束させ、かつ、副走査方向ｙに対応する方向にはポリゴンミラー４０５面で集束するように曲率が設計されている。
【００１７】
このカップリングレンズ４０７は、電極基板４０１上、に設けられた窓４０１−２との主走査方向に対応するｘ方向に沿って設けられた窓４０１−２との隙間に接着材４１１を充填して固定されている。
【００１８】
カップリングレンズ４０７より出射する光ビームは当該カップリングレンズ４０７の曲率中心から偏心して入射されているので、け上げる方向に折曲されて出射されポリゴンミラー４０５で反射させられて再びカップリングレンズ４０７に入射される。
【００１９】
このカップリングレンズ４０７に入射される光ビームは、主走査方向に対応する方向ｘにはポリゴンミラー４０５より大きい光束径となし、ポリゴンミラー４０５で走査される際にポリゴンミラー４０５の１面の主走査方向に対応する方向ｘでは径が規定され、主走査方向と直交する副走査方向に対応する方向ｙではカップリングレンズ４０７に入射し斜面４０７−２で反射される際に該斜面４０７−２の幅で径が規定される。
【００２０】
こうして光束径が規定された光ビームはカップリングレンズ４０７の下面である出射面４０７−３より、キャップ４１０と電極基板４０１で囲まれたパッケージの外部に射出され、回路基板１０４に形成した穴１０４−１から被走査面に向かうが、本例ではカップリングレンズ４０７の出射面４０７−３にｆθ特性を有する走査レンズの一部をなす非球面を形成した第１レンズ４０７−１を貼り付けて構成しており第２レンズ１０９（トロイダルレンズ）とで被走査面に光ビームを結像する。
【００２１】
図２中、符号４１０−３は仕切板を示し、キャップ４１０に一体的に形成されていて、ＬＤチップ４０２からの発散性ビームの不要な部分がカップリングレンズ４０７に入らないようカットしている。
【００２２】
電極基板４０１は各素子の酸化を防ぐため箱状に成形した樹脂製のキャップ４１０と接着されることで密封され、パッケージ化されて光走査モジュール１０１を完成する。
【００２３】
本例では、上記したように、電極基板４０１に、発光源としてのＬＤチップ４０２、発光源用駆動回路が設けられたベアチップ４０８が実装されている。仮に、ＬＤチップ４０２をセラミック基板４０１上に置き、ベアチップ４０８を電極基板４０１外の他部材に取り付けた場合には、ＬＤチップ４０２とベアチップ４０８とを接続するために配線が必要となり、配線距離も長くなるので配線部の抵抗が増し微少電流を制御するＬＤの駆動上、好ましくない。
【００２４】
また、外部の制御部からＬＤチップ４０２に対して、画像信号ラインとパワー電力ラインとを引き込む配線が必要であると共に、さらに、ベアチップ４０８からＬＤチップ４０２に対して画像信号ラインとパワー電力ラインとを接続しなければならない。
【００２５】
この点、本例のように、電極基板４０１上にＬＤチップ４０２とベアチップ４０８を配置した構成では、リードフレームを介してベアチップ４０８とＬＤチップ４０２との間には画像信号ラインとパワー電力ラインとの接続がなされているので、外部の制御部からＬＤチップ４０２に対して、画像信号ラインとパワー電力ラインとを引き込む配線だけすれば足りる。
【００２６】
つまり、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００２７】
本例の光走査モジュール１０１は、偏向手段であるポリゴンミラー４０５と、結像手段であるカップリングレンズ４０７、第１レンズ４０７−１等を具備しており、これらの性能により定まる一定幅の走査が可能である。この走査幅を任意の規格サイズの用紙幅の１／ｋ（ｋは正の整数）に応じて少し余裕をみた大きさに設定すれば、規格サイズの１辺は、ｋの整数倍など、ある規則性を以って長さの設定がなされているので、同じ光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【００２８】
例えば、ある光走査モジュールの走査幅をＡ４サイズの１辺である２１０ｍｍの１／３に余裕を加えた８０ｍｍとすれば、この光走査モジュールを３個並べて構成することにより、２４０ｍｍの走査が可能な光走査装置を構成することができ、Ａ４サイズの走査が可能である。因みにこの例の１個の光走査モジュールでは、Ａ７サイズ（７４ｍｍ）の走査が可能であり、２個の光走査モジュールではＡ５サイズ（１４８ｍｍ）の走査が可能である。
【００２９】
図１に示すように光走査モジュール１０１には主走査方向ｘに沿ってキャップ４１０に2ヶ所の穴４１０−２が設けられている。図３に示すように、回路基板１０４上に光走査モジュール１０１を位置決めする組付工程で組み立てロボットのハンド１００に設けたピン１ａ、１ｂをこれらの穴４１０−１、４１０−２に差し込んで回路基板１０４上に押し付けると同時に移動して位置決めできる構成としている。
例２．
前記例１には、発光源としてのＬＤチップ４０２とこの発光源からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段としてのポリゴンミラー４０５とを有する光走査モジュールが示され、これらＬＤチップ４０２およびポリゴンミラー４０５への電気配線を行う電極を備えポリゴンミラー４０５の可動部を保持する保持体としての電極基板４０１、該電極基板４０１と積み重ねて配備する封止基板としてのキャップ４１０とを有し、これら電極基板４０１とキャップ４１０との間にＬＤチップ４０２およびポリゴンミラー４０５の可動部を内包して密閉している。
【００３０】
さらに、ポリゴンミラー４０５により偏向走査された光ビームを積層面と非平行な方向へと射出する第2の反射手段としての斜面４０７−２を具備している。
【００３１】
ここで、ポリゴンミラー４０５の可動部を内包するフレーム基板を設け、電極基板４０１とキャップ４１０との間に積み重ねて配備するとともに、斜面４０７−２を前記フレーム基板に一体的に形成することもできるが、本例では、前記フレーム基板に代えてキャップ４１０でポリゴンミラー４０５の可動部を内包し、斜面４０７−２をＬＤチップ４０２とポリゴンミラー４０５との間に配置されるカップリングレンズ４０７（結像手段）と一体的に設けた。
【００３２】
このように第２の反射面と結像手段とを一体的に構成することにより、結像系の構成が簡単になるとともに、個々に位置決めして取り付ける場合と比べて、予め一体化して構成することから光学的配置精度も高精度となる。
【００３３】
また、ポリゴンミラー４０５により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズとしての第１レンズ４０７−１の一部をキャップ４１０に設けることもできるが、本例では電極基板４０１に設け、さらに、第１レンズ４０７−１の一部をカップリングレンズ４０７（結像手段）と一体的に設けた。
【００３４】
このように走査レンズの一部を結像手段とを一体的に構成することにより、結像系の構成が簡単になるとともに、個々に位置決めして取り付ける場合と比べて、予め一体化して構成することから光学的配置精度も高精度となる。
例３．
本例の光走査モジュールを図４により説明する。図４において光走査モジュールの全体を符号６０１で示すが、前記図１、図２におけるものと機能的に同じ部材には同じ符号を付し説明する。
【００３５】
図４において、電極基板４０１上にリードフレームによる配線パターン４１４を施し、ＬＤチップ４０２、光導波路７０２が実装されている。ＬＤチップ４０２は放熱板４１４−１上に配備されている。放熱板４１４−１はセラミック基板４０１の外形より外側に突出し、ＬＤチップ４０２と接合されている。
【００３６】
これにより、発熱の大きいＬＤチップ４０２が冷却される。よって、ＬＤチップ４０２が熱を発生するにも拘わらず電極基板４０１上の収納スペースをより小さくすることができるし、また、放熱板４１４−１をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００３７】
ＬＤチップ４０２よりより出射した光ビームは数μｍの薄膜で形成された光導波路７０２内に閉じ込められ、光導波路７０２上に屈折率を連続的に変化させた結像手段としてのモードインデックスレンズ部７０３を形成することで主走査方向に対応する方向に略平行光束として伝搬する。
【００３８】
この伝搬光は同じく光導波路７０２上に形成されたトランスデューサを構成するくし型電極７０４により励起された表面弾性波が発生され、その周波数に応じて矢視ａ方向に光路が折り曲げられ走査される。
【００３９】
走査された伝搬光は射出用グレーティング７０５により副走査方向と対応する方向(伝搬方向)に所定の集束性をもって所定の角度で斜め上方に射出する。本例においては、光ビーム７１２は、パッケージ化するキャップ７０７上に設けたガラス窓７０８から射出される。図中符号７１０は発光源用駆動回路が形成されたベアチップ、符号７１１は偏向手段としてのトランスデューサの駆動回路が形成されるベアチップをそれぞれ示す。
【００４０】
本例においても、発光源としてのＬＤチップ４０２、偏向手段としてのくし型電極７０４および発光源用駆動回路であるベアチップ７１０、偏向手段用駆動回路であるベアチップ７１１等は電極基板４０１に固定されている。リードフレームからなる配線パターン４１４の端部は電極基板４０１の外側に延びていて、電極基板４０１の縁部より少し外側にムカデの脚状にはみ出ていて、Ｌ字状の折曲部が電極基板４０１の平坦な底面４０１−３（図２と同じ）と同じレベルの平坦面部を形成し、光走査モジュールとして一体化された当該電極基板４０１を他部材へ取り付ける取り付け手段２としての端子を構成している。
【００４１】
電極基板４０１は各素子の酸化を防ぐため箱状に成形した樹脂製のキャップ７０７と接着されることで密封され、パッケージ化されて光走査モジュール１０１を完成する。
【００４２】
本例でも、電極基板４０１に設けた当接部４０１−３と、取り付け手段２を具備することで、光走査モジュール１０１は、容易に他部材に取り付けることが可能となる。しかも、取り付け手段２は、電極基板４０１と一体的なリードフレームの一部であり、ベアチップ４０８に形成された発光源用の駆動回路、ベアチップ７１１に形成された偏向手段用駆動回路等に接続された端子であるので、格別な取り付け手段を設けることなく、取り付ける手段を構成することができ、部品の兼用により、構成を簡易とすることができる。
【００４３】
取り付け手段２は、図示のように、電極基板４０１の対向する縁に設けられており、空間的な広がりを有しており、他部材への取り付けの安定を図ることができる。
【００４４】
放熱板４１４−１は電極基板４０１の外形より外側に突出し、ＬＤチップ４０２と接合されている。これにより、発熱の大きいＬＤチップ４０２が冷却される。よって、ＬＤチップ４０２が熱を発生するにも拘わらず電極基板４０１上の収納スペースをより小さくすることができるし、また、放熱板４１４−１をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００４５】
また、本例のように、電極基板４０１上にＬＤチップ４０２と発光源用駆動回路が形成されたベアチップ７１０を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００４６】
また、同じ光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
［１−ｂ］実施の形態例２：本例は請求項１、３、１０、１１、１２に対応する。
本例の光走査モジュール７０１を図５に分解して示す。図５において、セラミック成形による矩形板状の電極基板１１には偏向手段としてのポリゴンミラー１５の回転軸１２および端子１３が一体的に形成されている。
【００４７】
電極基板１１上には、該電極基板１１と一体化されて電極基板を構成する矩形板状のシリコン基板１４が重ねられる。このシリコン基板１４には金属被膜を蒸着することで図示しない電極と配線パターンが形成され、縁部に設けた図示しないリード端子とワイヤーボンディング等により接続がなされている。
【００４８】
電極基板１１上にシリコン基盤１４が重ねられたとき、シリコン基板１４に形成された穴１４ａより、回転軸１２が突き出す。ポリゴンミラー１５の駆動源であるポリゴンモータを駆動するコイル部１６もシリコン基板１４上に配線パターンの一部として渦巻き状のパターンを形成してなるが、本例ではこの渦巻き状のパターンを窒化膜等の絶縁層を介して回転方向に位相を変え3層に形成しており位相の異なる電流を加えることでポリゴンミラー１５を駆動する。
【００４９】
発光源としてのＬＤチップはシリコン基板１４上にエピタキシャル技術を用い直接ＡｌＧａＡｓ層を堆積させ、半導体レーザを構成するクラッド層、活性層を形成できるが、本例では別体で製造した複数の発光源を有する半導体レーザアレイチップを実装面に平行に発光源が配列するようにサブマウントを介してＬＤチップ４０２Ａを実装している。一方、ＬＤチップ４０２Ａの背面光を検出するモニタ用のフォトダイオード１７はシリコン基板上に直接ＧａＡｓ層を堆積させて形成している。よって、シリコン基板１４は本例では、光源部基板である。
【００５０】
カップリングレンズ１８はポリイミド膜やＳｉＯ２膜等を堆積して直接形成することも可能であるが、本例では光束径０．５ｍｍを確保するため生産効率が悪いことから別体で製造し、シリコン基板１４上に実装している。カップリングレンズ１８は石英等の誘電体で形成され実装面に垂直な方向には屈折率分布をもたせ、平行な方向には非球面に形状をダイシングした高さ０．５ｍｍの短冊状の形状をなし各方向で焦点距離の異なるアナモフィックレンズを構成している。
【００５１】
ＬＤチップ４０２Ａには2個の発光源が１００μｍ間隔で形成され、カップリングレンズ１８の屈折率分布の中心位置を実装面と角度θ傾けて設けることで前記した２個の各発光源の射出方向を各々異なる方向とすることができ被走査面上では各ビームスポットが実装面と垂直な方向(副走査方向)に所定の間隔で配列して2ラインを同時に走査するようにしている。なお、半導体レーザの発光源数は2以外でもよく、1でも同様である。
【００５２】
カップリングレンズ１８から出射した光ビームは主走査方向と対応する方向(積層面に平行な側)では平行光束に、副走査方向と対応する方向にはポリゴンミラー１５の反射面近傍で一旦集束するようにレイアウトがなされている。
【００５３】
図５において、発光源用駆動回路１９はＬＤチップ４０２Ａへの電流供給を制御する回路であり、また、偏向手段用駆動回路２０はポリゴンミラー１５を駆動するコイル部１６への電流供給を制御する回路であり、これらは、シリコン基板１４上に直接形成されている。
【００５４】
ポリゴンミラー１５はアルミニウム板をプレス加工により成形したもので、各側面を鏡面加工し中央部穴にスリーブ２１が挿入固定されている。ポリゴンミラー１５の下面には前記コイル部１６に対向して板状のマグネット２２が接合され、穴１４ａよりシリコン基板１４上に出ている前記したセラミック一体成形による回転軸１２にスリーブ２１が係合されていて、数μｍ程度のクリアランスで回転可能に支持されている。スリーブ２１の内側にヘリングボーン溝を設けることで動圧空気軸受を形成することも可能である。
【００５５】
シリコン基板１４上に重ねて固定されるフレーム基板２３は枠状をなし、内側部にＬＤチップ４０２Ａからの光ビームをポリゴンミラー１５に導く鏡面からなる第1の反射手段２４と、ポリゴンミラー１５により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出する鏡面からなる第2の反射手段２５が形成され、ポリゴンミラー１５の回転スペースを確保する。本例ではフレーム基板２３についても単結晶Ｓｉ基板を用い、異方性エッチングにより第１反射手段２４、第２反射手段２５の各鏡面を形成した。
【００５６】
第１の反射手段２４をフレーム基板２３と一体的に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００５７】
ポリゴンミラー１５により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出する第２の反射手段２５を具備したことにより、当該光走査モジュール６０１の端子１３を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００５８】
フレーム基板２３上に被せて一体化される封止板２６は透明部材からなり光ビームを被走査面上に結像する走査レンズの一部を構成するレンズの機能、例えば面倒れの補正機能をその射出窓２７にもたせている。
【００５９】
本例ではこの出射窓２７を、ガラス基板の表面を濃度変化をもたせたフォトリソグラフィにより非球面形状の開口部として形成しているが、回折格子や分布屈折率レンズであっても、また、レンズ部のみを貼り合せてもよい。当然、レンズ機能をもたせなくてもよい。レンズ機能を持たせた場合には、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源および偏向手段との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００６０】
これら電極基板１１、シリコン基板１４、フレーム基板２３、封止板２６を順次積層して接合一体化することで光走査モジュール７０１を構成し、ＬＤチップ４０２Ａ、ポリゴンミラー１５およびこれらの付帯部材を密閉して格納している。格納部は酸化を防ぐため窒素等の気体を封入したり、外気より気圧を下げ空気抵抗の影響を減らすこともできる。
【００６１】
以上の構成において、端子１３は軸状の導体２８に接続されていて、この導体２８はシリコン基板１４の側部に形成した凹部２８０に絶縁材を介して嵌合しており、先端部がシリコン基板１４の縁部上面に位置するリード端子と接続されている。シリコン基板１４上面の回路は発光源用駆動回路１９や、偏向手段用駆動回路２０と接続されている。よって、端子１３は導体２８を介してやシリコン基板１４のリード端子と電気的に接続され、さらに発光源用駆動回路１９や、偏向手段用駆動回路２０と接続されていることになる。
【００６２】
電極基板１１と封止板２６との間には、回転軸１２やポリゴンミラー１５などの可動部、発光源用駆動回路１９や、偏向手段用駆動回路２０等が内包して密閉されているが、本例では、可動部を密閉して安全性を高めると共に、電極基板１１に設けた端子１３、導体２８、セラミック基板１４に設けたリード端子により、上記密閉部分と外部との内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
【００６３】
端子１３は電極基板１１の側部に露出しており、他部材への取り付け手段を兼用している。取り付け部材としての端子を用いて、光走査モジュール７０１を容易に他部材に取り付けることが可能となる。端子１３は図１５に示すように、電極基板１１の対向する縁に設けられており、空間的な広がりを有しており、他部材への取り付けの安定を図ることができる。
【００６４】
図５には図示していないが、前記図１における放熱板４１４−１に準じた放熱板を電極基板１１の外形より外側に突出させ、ＬＤチップ４０２Ａと接合させた構成をとれば、発熱の大きいＬＤチップ４０２Ａを冷却することで、電極基板１１の収納スペースをより小さくし、また、放熱板をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００６５】
本例のように、シリコン基板１４上にＬＤチップ４０２Ａと発光源用駆動回路１９を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００６６】
同じサイズの光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【００６７】
発光源としてのＬＤチップ４０２Ａおよび発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段としてのフォトダイオード１７を実装した光源部基板であるシリコン基板１４を保持体としての電極基板１１と封止板２６との間に積み重ねて配置した構成とした。
【００６８】
シリコン基板１４を電極基板１２上に積み上げることで、導体２８を介して電極基板１１とシリコン基板１４との電気配線がなされるようにすることができるし、また、電極基板１１上にシリコン基板１４を重ねて一体化する構成であるので、発光源と一体のＬＤチップ４０２Ａを搭載したシリコン基板１４と、ポリゴンミラー１５を搭載した電極基板１１との相互の配置精度を確保することも容易であり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
［１−ｃ］実施の形態例３：本例は請求項２、４ないし１２に対応する。
例１．本例の光走査モジュール８０１を図６に分解して示す。また、光走査モジュール８０１の組み立て状態の断面を図７に示す。これら図６、図７において、セラミック成形による矩形板状の電極基板３１には偏向手段であるポリゴンミラー３７の軸受３２、端子１３、導体２８等が一体的に形成されている。
【００６９】
保持体としての電極基板３１には金属被膜をトリミングすることでポリゴンモータを駆動するコイル部１６を前記図５の例と同様に３層にパターン形成している。 電極基板３１上に積み重ねられる光源部基板としてのシリコン基板３３には図示しない配線パターンが形成され、発光源としてのＬＤチップ３４や、半導体レーザ（ＬＤ）の背面光を検出するモニタ用のフォトダイオード３５等を実装してワイヤーボンディング等により接続がなされている。
カップリングレンズ３６は図５の例と同様、誘電体で形成し実装面に垂直な方向には屈折率分布をもたせ、平行な方向には非球面に形状をダイシングした短冊状の形状をなし各方向で焦点距離の異なるアナモフィックレンズを構成している。
カップリングレンズ３６を射出した光束径はポリゴンミラー３７の1面分の面積よりも大きくなるようレイアウトされており、ポリゴンミラー３７に入射した光束の内、反射された分のみが走査される。
【００７０】
図６において、発光源用駆動回路３８はＬＤチップ３４への電流供給を制御する回路であり、また、偏向手段用駆動回路３９はポリゴンミラー３７を駆動するコイル部１６への電流供給を制御する回路であり、これらは、シリコン基板１４上に直接形成されている。なお、これら制御回路は各々ベアチップとして前記電極基板３１上に実装してもよい。
【００７１】
ポリゴンミラー３７はアルミニウム板のプレス加工により成形され各側面を斜めに鏡面加工し中央部穴にシャフト４０を挿入され固定されている。ポリゴンミラー３７の下面にはコイル部１６に対向して板状のマグネット４１が接合され、裏側に突出したシャフト４０が軸受３２に軸支されている。
【００７２】
シリコン基板３３上に重ねられるフレーム２１２は2枚の板を接合して構成されており、下層に位置する第１フレーム２１２ａはＬＤチップ３４の半導体レーザの背面光をフォトダイオード３５に入射させる鏡面からなる第１の反射手段２１７を形成するとともに、ポリゴンミラー３７の可動部を包囲して、回転スペースを確保する偏向部基板を構成する。
【００７３】
上層に位置する第２フレーム２１２ｂは図５の例と同様、単結晶Ｓｉ基板を用い異方性エッチングによりポリゴンミラーにより偏向走査され蹴上げられた光ビームを反射しＬＤチップ３４の半導体レーザ積層面と非平行な方向（図７における斜め左上方向）へ射出する鏡面からなる第２の反射手段２１４を形成する。封止基板２１６は透明部材よりなり光ビームを被走査面上に結像する走査レンズの一部を構成するレンズの機能をその射出窓２１５に持たせている。この出射窓２１５はポリゴンミラーにより偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズを兼ねている。
【００７４】
第２の反射手段２１４から出射された光ビームはこの出射窓２１５から外部に出射され被走査面に向かう。上記した電極基板３１、シリコン基板３３、フレーム２１２、封止板２１４を順次積層して接合することで光走査モジュール８０１を構成する。
【００７５】
本例では、光源部基板としてのシリコン基板３３を電極基板３１上に積み上げることで、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配置できるので装置サイズを小型化することができる。
【００７６】
電極基板３１の上に、光源部基板としてのシリコン基板３３、偏向部基板としての第１フレーム２１２ａを積み重ね、封止基板２１６で封止することにより、発光源であるＬＤチップ３４およびポリゴンミラー３７を内包して密閉して、安全性を高めると共に、内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
【００７７】
ＬＤチップ３４からの光ビームをポリゴンミラー３７へと導く第1の反射手段２１７を一体的に形成してなる第１フレーム２１２ａを電極基板３１と封止基板２１６との間に積み重ねて配備したことにより、ＬＤチップ３４とポリゴンミラー３７を上下方向に重ねて配備したときの光ビームの伝達を厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで行なえるので製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００７８】
ポリゴンミラー３７は回転するので可動部を構成するが、この可動部を格納する第１フレーム２１２ａを電極基板３１と封止基板２１６との間に積み重ねて配備するとともに第１の反射手段２１７を第１フレーム２１２ａと一体的に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００７９】
ポリゴンミラー３７により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出する第２の反射手段２１４を具備したことにより、当該光走査モジュール８０１の端子１３を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００８０】
封止基板２１６と一体若しくは一体的に設けられた出射窓２１５はポリゴンミラー３７により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズを兼ねているので、部品の共通化が図れ、かつ、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源であるＬＤチップ３４および偏向手段であるポリゴンミラー３７との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【００８１】
図６には図示していないが、前記図１における放熱板４１４−１に準じた放熱板を電極基板１１の外形より外側に突出させ、ＬＤチップ３４と接合させた構成をとれば、発熱の大きいＬＤチップ３４を冷却することで、シリコン基板３３の収納スペースをより小さくし、また、放熱板をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【００８２】
本例のように、シリコン基板３３上にＬＤチップ３４と発光源用駆動回路３８を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００８３】
本例におけるものと同じサイズの光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【００８４】
本例では、発光源としてのＬＤチップ３４および発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段としてのフォトダイオード３５を実装した光源部基板であるシリコン基板３３を保持体としての電極基板３１と封止板２１６との間に積み重ねて配置した構成とした。
【００８５】
シリコン基板３３を電極基板３１上に積み上げることで、導体２８を介して電極基板３１とシリコン基板３３との電気配線がなされるようにすることができるし、また、電極基板３１上にシリコン基板３３を重ねて一体化する構成であるので、発光源と一体のＬＤチップ３４を搭載したシリコン基板３３と、ポリゴンミラー３７の軸受３７を搭載した電極基板３１との相互の配置精度を確保することも容易であり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
例２．
本例は例１の変形例である。本例の光走査モジュール８０１'を図８に分解して示す。また、光走査モジュール８０１'の組み立て状態の断面を図９に示す。これら図８、図９において、前記図５ないし図７における部材と機能的に同じ部材には同じ符号で示す。
【００８６】
セラミック成形による矩形板状の電極基板５１には導体２８、端子１３が設けられている。この電極基板５１上に重ねて一体化される第1のシリコン基板５２には図９に示すように電極基板５１上に堆積させた多結晶Ｓｉ層から偏向手段としての偏向ディスク５３をエッチングにより切り出しステータ部と分離した後に軸受のクリアランス部だけに酸化膜を形成し、さらに多結晶Ｓｉを堆積して軸部５４を形成するという工程をへて軸受部を一体的に形成している。
【００８７】
ステータ部５４には金属被膜を蒸着することで固定子となる複数の電極５５が放射状に形成され、偏向ディスク５３の円周にもそれと対向して電極５６が形成されており、固定子への電流の印加を順次切り換えることにより静電力によって駆動する。
【００８８】
偏向ディスク５３には前記エッチングにより周方向に向けて凹凸を形成して回折格子５７となし、前記金属被膜で同時にコートされる。入射した光ビームは偏向ディスク５３の回転につれて変化する格子の角度に応じてその約１．５倍の反射角で走査される。回折格子５７表面は円周方向に複数領域に分割され、本例では1回転で6面分の走査を行う。
【００８９】
第１のシリコン基板５２に重ねて固定される第2のシリコン基板５８には同様に金属被膜を蒸着しすることで図示しない配線パターンが形成され、前記した導体２８、ワイヤーボンディング等により接続がなされる。第２のシリコン基板５８に設けられるＬＤチップ３４としては、前記例と同様、別体で製造した複数の発光源を有する半導体レーザアレイチップを用いるが、実装面に垂直に発光源が配列するようサブマウント５９を介してに実装してなる。
【００９０】
半導体レーザの背面光を検出するモニタ用のフォトダイオード３５は第２のシリコン基板５８上に直接形成している。カップリングレンズ６０は実装面に平行な方向と垂直な方向とで曲率が異なる円筒状のアナモフィックレンズとなしシリコン基板上に形成したV溝６７に円周部の一部を当接して設置する。なお、Ｖ溝はカップリングレンズの中心軸と半導体レーザの放射中心とが一致するように形成されている。
【００９１】
ＬＤチップ３４における半導体レーザは2個の発光源が１４μｍの間隔で形成され、被走査面上では各ビームスポットが実装面と垂直な方向(副走査方向)に所定の間隔で配列して2ラインを同時に走査する。
【００９２】
カップリングレンズ６０を出射された光ビームは前記例と同様、副走査方向に対応する方向では偏向面の近傍で集束するようにレイアウトされており、ディスクの振れ等による光軸のずれは被走査面で補正される。
【００９３】
第２のシリコン基板５８上に重ねて固定されるフレーム６１はカップリングレン６０ズから出射した光ビームを第２のシリコン基板５８上に形成したアパーチャ６２を通して偏向ディスク５３へと導く反射部６３および半導体レーザの背面光をフォトダイオード３５へと導く反射部６４が形成される。本例では前記例と同様、単結晶Ｓｉ基板を用い異方性エッチングによりこれらの反射部を形成した。アパーチャ６２では光ビームの光束径を整形し、外乱光を遮断する。
【００９４】
偏向ディスク５３で偏向走査された光ビームは第２のシリコン基板５８に設けた開口６５を通過して出射される。
【００９５】
フレーム６１の上に重ねて固定される封止板６６は透明部材よりなり光ビームを被走査面上に結像する走査レンズの一部を構成するレンズの機能、例えば波長変化に伴う回折格子での反射角度補正機能をその射出窓２１５に持たせている。
【００９６】
図中、発光源用駆動回路３８はＬＤチップ３４への電流供給を制御する回路であり第２のシリコン基板５８上に、また、偏向手段用駆動回路３９'は固定子電極５５への電流供給を制御する回路であり第１のシリコン基板５２上に直接形成されている。
【００９７】
上記した電極基板５１、第1のシリコン基板５２、第2のシリコン基板５８、フレーム６１、封止基板６６を順次積層して接合することで光走査モジュール８０１'を構成する。
本例では、前記１−ｃの例１に準じて、以下の利点がある。
【００９８】
光源部基板としての第２のシリコン基板５８を第１のシリコン基板５２を介して電極基板５１上に積み上げることで、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配置できるので装置サイズを小型化することができる。
【００９９】
電極基板５１の上に、第１のシリコン基板５２、第２のシリコン基板５８等を積み重ね、封止基板６６で封止することにより、発光源であるＬＤチップ３４および偏向ディスク５３、反射部６３、６４等の偏向手段を内包して密閉して、安全性を高めると共に、内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
【０１００】
ＬＤチップ３４からの光ビームをフォトダイオード３５や偏向ディスク５３へと導く反射部６３、６４を一体的に形成してなるフレーム６１を電極基板５１と封止基板６６との間に積み重ねて配備したことにより、ＬＤチップ３４と偏向手段（偏向ディスク５３、反射部６３，６４等を上下方向に重ねて配備したときの光ビームの伝達を厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで行なえるので製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１０１】
偏向ディスク５３は回転するので可動部を構成するが、この可動部を格納する第１のシリコン基板５２を電極基板５１と封止基板６６との間に積み重ねて配備するとともに反射部６３、６４をフレーム６１と一体的に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１０２】
偏向ディスク５３により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出するようにする反射部６３を具備したことにより、当該光走査モジュール８０１'の端子１３を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１０３】
封止基板６６と一体若しくは一体的に設けられた出射窓２１５は偏向ディスク５３により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズを兼ねているので、部品の共通化が図れ、かつ、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源であるＬＤチップ３４および偏向手段である偏向ディスク５３との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１０４】
本例では、ＬＤチップ３４を比較的熱伝導性のよい第２のシリコン基板５８上に形成しているため、前記図１における放熱板４１４−１に準じた放熱板を設けていないが、この第２のシリコン基板５８と接合して放熱板を設けても、或いはこの第２のシリコン基板５８を電極基板の外形より大きく構成してもよい。
【０１０５】
本例のように、第２のシリコン基板５８上にＬＤチップ３４と発光源用駆動回路３８を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【０１０６】
本例におけるものと同じサイズの光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【０１０７】
本例では、発光源としてのＬＤチップ３４および発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段としてのフォトダイオード３５を実装した光源部基板である第２のシリコン基板５８を保持体としての電極基板５１と封止板６６との間に積み重ねて配置した構成とした。
【０１０８】
第１のシリコン基板５２を介して第２のシリコン基板５８を電極基板５１上に積み上げることで、導体２８を介して電極基板５１と、第１のシリコン基板５２および第２のシリコン基板３３との電気配線がなされるようにすることができるし、また、電極基板５１上に第１のシリコン基板５２、第２のシリコン基板５８を重ねて一体化する構成であるので、発光源と一体のＬＤチップ３４を搭載した第２のシリコン基板５８と、偏向ディスク５３を搭載した第１のシリコン基板５２との相互の配置精度を確保することも容易であり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
例３．
本例は例１の変形例である。本例の光走査モジュール８０１"を図１０に分解して示す。また、光走査モジュール８０１"の組み立て状態の断面を図１１に示す。これら図１０、図１１において、前記図５ないし図７における部材と機能的に同じ部材には同じ符号で示す。
【０１０９】
セラミック成形による電極基板７１には一対のマグネット７２が設けられ、また縁部には導体２８、端子１３が設けられている。この電極基板７１上に重ねて一体化される第1のシリコン基板７５には図１１に示すように2本のねじり梁７４により軸支されたミラー７３を異方性エッチングにより形成して設けている。ミラー７３の周縁には金属被膜を蒸着することでコイル部が形成されており、同コイルに電流を流すことでその外側に配備された前記マグネット７２との電磁力によりねじり梁７４を回転軸として揺動させることができる。
【０１１０】
ミラー７３の中央部は同金属被膜により反射面となしている。なお、ミラー７３は偏向速度を共振周波数と一致するようにねじり梁７４の太さを設定すればより低負荷で揺動させることができ、偏向手段を構成する。
第１のシリコン基板７５の上に重ねて固定される第2のシリコン基板７６には金属被膜を蒸着することで図示しない配線パターンが形成され、前記したリー導体２８、ワイヤーボンディング等により接続がなされる。第２のシリコン基板５８に設けられるＬＤチップ３４としては、前記例と同様、別体で製造した複数の発光源を有する半導体レーザアレイチップを用いるが、実装面に垂直に発光源が配列するようサブマウント５９を介してに実装してなる。
【０１１１】
半導体レーザの背面光を検出するモニタ用のフォトダイオード３５は第２のシリコン基板７６上に直接形成している。カップリングレンズ６７は円筒状となし第２のシリコン基板７６上に形成したＶ溝６７に円周部の一部を当接させて設置されている。
【０１１２】
第２のシリコン基板７６上に重ねて固定されるフレーム７７は単結晶Ｓｉ基板を用い異方性エッチングによりカップリングレンズ６７から出射した光ビームを第２のシリコン基板７６上に形成したアパーチャ６２を通してミラー７３へと導く反射部６３'および半導体レーザの背面光をフォトダイオード３５へと導く反射部６４'が形成されている。
【０１１３】
ミラー７３で偏向走査された光ビームは図１１に示すように第2のシリコン基板７６の裏側に数100μmの間隔ｇをもって対向して設けた反射部４１６との間で、本例ではＲ＝４回往復して反射させて、開口６５を通過して出射される。
【０１１４】
本例では、ミラー７３の振幅角度は約３°であり４回の反射により反射点を副走査方向に徐々に移動しながら走査角度を３°×２Ｒ＝２４°まで拡大させることができる。
【０１１５】
ここで、反射部６４'とミラー７３との間隔をｇ、ミラー７３への光ビームの副走査方向入射角度をβ、入射する副走査方向での光束径をω(本例ではアパーチャ６２の径)とすると、少なくとも ｇ・tanβ＞ω なる関係とすることで回転軸に対称に走査角が得られるようにしている。
【０１１６】
フレーム７７に重ねて固定される封止基板６６'は透明部材よりなり光ビームを被走査面上に結像する走査レンズの一部を構成するレンズの機能、例えばミラー部への斜入射に伴う走査線の曲がり補正機能をその射出窓２１５'に持たせている。
【０１１７】
図１０中、発光源用駆動回路３８はＬＤチップ３４への電流供給を制御する回路であり第２のシリコン基板７６上に、また、偏向手段用駆動回路３９"はミラー７３の周縁に金属被膜を蒸着することで形成した前記コイル部への電流供給を制御する回路であり第１のシリコン基板５２上に直接形成されている。
【０１１８】
上記した電極基板７１、第1のシリコン基板７５、第2のシリコン基板７６、フレーム７７、封止基板６６'を順次積層して接合することで光走査モジュール８０１"を構成する。
【０１１９】
本例では、前記１−ｃの例１に準じて、以下の利点がある。
【０１２０】
光源部基板としての第２のシリコン基板７６を第１のシリコン基板７５を介して電極基板７１上に積み上げることで、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配置できるので装置サイズを小型化することができる。
【０１２１】
電極基板７１の上に、第１のシリコン基板７５、第２のシリコン基板７６等を積み重ね、封止基板６６'で封止することにより、発光源であるＬＤチップ３４およびミラー７３、反射部６３'、６４'等の偏向手段を内包して密閉して、安全性を高めると共に、内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
【０１２２】
ＬＤチップ３４からの光ビームをフォトダイオード３５やミラー７３へと導く反射部６３'、６４'を一体的に形成してなるフレーム７７を電極基板７１と封止基板６６'との間に積み重ねて配備したことにより、ＬＤチップ３４と偏向手段（ミラー７３、反射部６３'、６４'等を上下方向に重ねて配備したときの光ビームの伝達を厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで行なえるので製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１２３】
ミラー７３は揺動するので可動部を構成するが、この可動部を格納する第１のシリコン基板７５を電極基板７１と封止基板６６'との間に積み重ねて配備するとともに反射部６３'、６４'をフレーム７７と一体的に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１２４】
ミラー７３により偏向走査された光ビームを半導体レーザの積層面と非平行な方向へと射出するようにする反射部６３'を具備したことにより、当該光走査モジュール８０１"の端子１３を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１２５】
封止基板６６'と一体若しくは一体的に設けられた出射窓２１５'はミラー７３により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズを兼ねているので、部品の共通化が図れ、かつ、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源であるＬＤチップ３４および偏向手段であるミラー７３との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
【０１２６】
図８には図示していないが、前記図１における放熱板４１４−１に準じた放熱板を電極基板７１の外形より外側に突出させ、ＬＤチップ３４と接合させた構成をとれば、発熱の大きいＬＤチップ３４を冷却することで、第２のシリコン基板７６の収納スペースをより小さくし、また、放熱板をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
【０１２７】
本例のように、第２のシリコン基板７６上にＬＤチップ３４と発光源用駆動回路３８を配置した構成では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線はリードフレームにより既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、前記１−ａの例と同様、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図り、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【０１２８】
本例におけるものと同じサイズの光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する走査装置を容易に得ることができる。
【０１２９】
本例では、発光源としてのＬＤチップ３４および発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段としてのフォトダイオード３５を実装した光源部基板である第２のシリコン基板７６を保持体としての電極基板７１と封止板６６'との間に積み重ねて配置した構成とした。
【０１３０】
第１のシリコン基板７５を介して第２のシリコン基板７６を電極基板７１上に積み上げることで、導体２８を介して電極基板７１と、第１のシリコン基板７５および第２のシリコン基板７６との電気配線がなされるようにすることができるし、また、電極基板７１上に第１のシリコン基板７５、第２のシリコン基板７６を重ねて一体化する構成であるので、発光源と一体のＬＤチップ３４を搭載した第２のシリコン基板７６と、ミラー７３を搭載した第１のシリコン基板７５との相互の配置精度を確保することも容易であり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
［２］第２の実施の形態：
本実施の形態は前記した光走査モジュールを他部材、例えば、回路基板上に装着して光走査装置を構成する例であり、主として請求項３ないし１６、１８ないし２０に記載の発明に対応する。
例１．図１２は、前記図１、図２で説明した光走査モジュール１０１をｋ＝３個組み合わせて光走査装置１を構成した例を示している。図２は図１における光走査モジュール１０１部の断面を示している。図１、図２における光走査モジュール１０１およびこの光走査モジュール１０１と全く同じ光走査モジュール１０２、１０３を主走査方向Ｘに沿って配列し、回路基板１０４上に走査方向を合わせて実装した例を示す。なお、図１２では各光走査モジュール１０１、１０２、１０３は図１に示したキャップ４１０を透視して描いている。
【０１３１】
各光走査モジュール１０１、１０２、１０３は発光源であるＬＤチップ４０２、カップリングレンズ４０７、偏向手段であるポリゴンミラー４０５等がハイブリッドＩＣと同様、セラミックまたはエポキシ系樹脂製の電極基板４０１やキャップ４１０等によるパッケージ内に収容され、パッケージ内に形成されるＬＤチップ４０２の駆動回路やポリゴンミラー４０５を回転するモータの駆動回路と回路基板１０４に形成された回路との接続はパッケージの内外を貫くよう一体的に形成された多数の取り付け手段２により行われている。
【０１３２】
各光走査モジュール１０１、１０２、１０３は回路基板１０４上に形成された回路に取り付け手段２をハンダ付けすることにより固定されるが、その際に被走査面１０５において各光走査モジュール１０１、１０２、１０３の走査線１０６、１０７、１０８の傾き、及び副走査方向Ｙでの位置を監視しながら、パッケージの裏面、つまり、光走査モジュール１０１を例にとれば、当接部４０１−３（図２参照）を回路基板１０４の上面に沿わせて前記図３で説明した方法により、図示したα方向、γ方向への位置決めを行い、各走査線を同一直線上に合わせる。なお、本例では回路基板１０４上に光走査モジュールを配置したが、同一平面を有する基体であれば効果は同様である。
【０１３３】
光走査モジュール１０１、１０２、１０３を同一の回路基板１０４上に走査方向を合わせて配列するとともに、回路基板１０４面上において各々の相対的な設置傾きを調節する過程で、複数の光走査モジュール間の走査線傾きを簡単かつ確実に補正でき、最良の調整状態で固定できるので、継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１３４】
このように、光走査モジュールを３個、ＬＤチップ４０２やポリゴンミラー４０５を駆動制御する回路を具備した同一の回路基板１０４に、取り付け手段２と回路基板１０４との接続配線により固定することにより、光走査装置１が構成される。取り付け手段２は端子と兼用されるので構成も簡易であり、配線と固定が同時に行なわれる。同じ光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する光走査装置を容易に得ることができる。
【０１３５】
本例では、１つの光走査モジュールの記録幅が約８０ｍｍでありＡ４幅の走査用として光走査モジュールを3つ配備している。このように本例では1ラインを主走査方向に複数に分割して走査を行うが、必ずしも同一直線上に合わせる必要はなく、飛び越しラインの走査によりタイミング制御にて重ね合せてもよい。
【０１３６】
各光走査モジュール１０１、１０２、１０３から出射された光ビームは副走査方向Ｙに集束作用のあるトロイダルレンズ面を走査方向に連続して成形した結像素子である第2レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを介して被走査面１０５にスポット状に結像される。
【０１３７】
このように、光走査モジュールから射出した光ビームを少なくとも副走査方向Ｙにおいて被走査面１０５に結像させる作用を有する第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを光走査モジュールの配列方向に連続して一体的に設けたことにより、各第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃの焦線同士の配置精度が維持できるので、各走査モジュールによる走査ライン間の継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１３８】
各光走査モジュール１０１、１０２、１０３により、各走査領域は若干の重なり部をもって走査され、走査領域外の光ビームはミラー１１０、１１１、１１２、１１３により反射され各々光走査モジュールの走査方向の両端に配置され、回路基板１０４の裏側に設けられた光検出手段としてのセンサー１１４、１１５、１１６、１１７に入射されて走査始端と走査終端とで各々の光ビームが検出されるようにしている。
【０１３９】
このように、センサー１１４、１１５、１１６、１１７を配備したことにより、後述するように、センサー間の走査時間の変化を光走査モジュールにフィードバックして記録幅を制御して、主走査方向においても走査ラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１４０】
上記センサーは各光走査モジュール１０１、１０２、１０３毎に2個づつ具備してもよいが、本例では隣接する光走査モジュールでは走査始端と走査終端のセンサーを共用する構成としている。例えば、光走査モジュール１０１の走査終端と光走査モジュール１０２の走査始端とはセンサー１１５で共用され、同様に、光走査モジュール１０２の走査終端と光走査モジュール１０３の走査始端とがセンサー１１６で共用されている。
【０１４１】
上記したミラー１１０、１１１、１１２、１１３を第2レンズ１０９の直前に配備することで走査範囲を規制し隣接するレンズ面への光ビームの入射を阻止する役割を兼ねている。
【０１４２】
光走査モジュールの各々の走査幅を規制する走査幅規制手段としてのミラー１１０、１１１、１１２、１１３を偏向手段であるポリゴンミラー４０５から第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃまでの光路中、かつ、第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃより上流側に具備したことにより、隣接する光走査モジュールにおける記録終端位置と隣接する記録開始位置を近づけても隣接する第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃへの光ビームの進入を阻止でき、連続して一体的に形成したこれら第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃにより、ラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１４３】
ここで、走査幅規制手段としてのミラー１１０、１１１、１１２、１１３は図１３に示すように、回路基板１０４に支持されたハウジング８０に一端側稜線部を当接して上から板ばね８１で押圧支持されていて、ハウジング８０にねじ込まれたねじ８２を回転することにより傾き角度を調節することができる構成になっている。この調節手段を検出位置調整手段９９９という。
【０１４４】
走査幅規制手段はミラー１１０、１１１、１１２、１１３からなり、反射された光ビームをセンサー１１４、１１５、１１６、１１７により検出できるので、この結果に基き記録終端位置と走査終端検出位置、及び記録開始位置と走査始端検出位置の距離を近づけることができる。これより、記録幅と検出した走査幅との差を縮め、記録幅の変化を正確に予測して、隣接するラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑えた高品位な画像形成が可能な光走査装置を提供できる。
例２．図１４は、前記図４で説明した光走査モジュール６０１をｋ＝３個組み合わせて光走査装置１'を構成した例を示している。本例の光走査モジュールは図１４で説明したように、光導波路内にレーザによる光ビームを通し、偏向器として表面弾性波を励起するトランスデューサを用いたものである。
【０１４５】
光走査モジュール６０１と同じ光走査モジュール６０２，６０３を前記図１２におけると同様、回路基板６０４上に主走査方向Ｘに配列して位置調整の後、固定する。
【０１４６】
一方、結像光学系は前記図１２の例ではレンズ構成による第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを用いたが、本例ではfθ特性を有するトロイダルミラーを連続して設けた結像ミラー６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃによる結像素子を用いる。
【０１４７】
同様に各光走査モジュール６０１、６０２、６０３の両端には光検出手段としてのセンサー６１０、６１１、６１２，６１３を回路基板６０４の上面に配備し結像ミラー６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃの直前にミラー６０６、６０７、６０８、６０９を配備し走査始端と走査終端とで光ビームを折り返して検出する。
【０１４８】
図１４に示した本例において、センサー６１０、６１１、６１２，６１３は図１２におけるセンサー１１４、１１５、１１６、１１７に対応し、ミラー６０６、６０７、６０８、６０９はミラー１１０、１１１、１１２、１１３に対応し、第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃは結像ミラー６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃに対応し、図１２において説明した内容と同じ機能を果たす。
例３．
図１５は、前記図５で説明した光走査モジュール７０１をｋ＝３個組み合わせて光走査装置１"を構成した例を示している。光走査モジュール７０１と同じ光走査モジュール７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃを前記図１２におけると同様、回路基板５０２上に主走査方向Ｘに配列して、位置調整の後、端子１３を用いて、ハンダ付けにより回路基板５０２に固定する。
【０１４９】
一方、結像光学系は前記図１２の例における第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃと同じものを用いる。機能も図１２におけるものと同じである。同様に各光走査モジュール７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃの両端には光検出手段としてのセンサー５０３、５０４、５０５、５０６を回路基板５０３の上面に配備し第２レンズ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃの直前にミラー５０７、５０８、５０９、５１０を配備し走査始端と走査終端とで光ビームを折り返して検出する。
【０１５０】
図１５に示した本例において、センサー５０３，５０４、５０５、５０６は図１２におけるセンサー１１４、１１５、１１６、１１７に対応し、ミラー５０７、５０８、５０９、５１０はミラー１１０、１１１、１１２、１１３に対応し、図１２において説明した内容と同じ機能を果たす。
【０１５１】
なお、前記図６、図７に示した光走査モジュール８０１、前記図８、図９に示した光走査モジュール８０１'、前記図１０、図１１に示した光走査モジュール８０１"についても、それぞれ同じものを３個、図１５における光走査モジュール７０１ａ、７１０ｂ、７１０ｃに置き換えて配置することにより光走査装置を構成することができる。
【０１５２】
このように本発明による光走査モジュールを回路基板に配置することで、結像光学系や偏向器の方式によらず光走査装置を構成することができる。
［３］第３の実施の形態：
本実施の形態は主として請求項１７、２１ないし２５、２６に記載の発明に対応する。通常、偏向器を用いて光ビームを走査して画像を記録する方式においては記録幅の大きさに比例して偏向器から被走査面までの距離が拡大するため、装置が大型化し走査レンズの口径や偏向器が大型化するという欠点がある。それに対し、前記したように複数の光走査モジュールを共通の回路基板上に配列し、全記録幅を分割して走査することにより小型化が可能である。しかも継ぎ合わせる光走査モジュールの数を変えるだけで被走査面までの距離を拡大せずに記録幅を拡大することもできる。
【０１５３】
反面、各光走査モジュールでは1ラインを分割した部分画像データを記録する場合、各々の偏向手段は非同期で回転しているため画像データの記録開始のタイミングをとる同期検知信号の発生順が特定しておらず、各々個別なタイミングで記録が行われる。
【０１５４】
光走査モジュール毎に1ページ分の画像データをあらかじめ作成しておけばよいが、継ぎ目位置が常に特定であり規則性がよいため、継ぎ目が目立ち易いという問題がある。
【０１５５】
以下に示す例では複数の光走査モジュールを直線上に配列し、全記録幅を分割して走査するようにし、1ライン毎に各光走査モジュールに対応した部分画像データをその配列順に沿って読み出し、ラインの継ぎ目において隣接部の画像データを関連付けいわゆる継ぎ目をぼかすようにドット位置やパルス幅の制御を行なえるようにすることで、副走査方向の位置ずれが目立たないようにした光走査装置を提供するものである。
【０１５６】
以下、図１２に示した光走査装置１について説明するが、前記図１４で説明した光走査装置１'、図１５で説明した光走査装置１"等、前記した各光走査モジュールを用いた光走査装置についても同様に実施できる。
【０１５７】
図１６は各光走査モジュールの走査始端、走査終端に配備したセンサーにおける光検出のタイミングを示している。上から順にセンサー１１４、１１５、１１６、１１７による検出信号を示す。
【０１５８】
符号Ｓ１１は光走査モジュール１０１による走査始端の検出信号、符号Ｓ１２は走査終端の検出信号を示す。符号Ｓ２１は光走査モジュール１０２による走査始端の検出信号、符号Ｓ２２は走査終端の検出信号を示す。符号Ｓ３１は光走査モジュール１０３の走査始端の検出信号、符号Ｓ３２は走査終端の検出信号を示す。
【０１５９】
検出信号Ｓ１１から検出信号Ｓ１２までの時間Ｔ１が光走査モジュール１０１におけるポリゴンミラー４０５の走査時間を示す。検出信号Ｓ２１から検出信号Ｓ２１までの時間Ｔ２が光走査モジュール１０２におけるポリゴンミラー４０５の走査時間を示す。検出信号Ｓ３１から検出信号Ｓ３２までの時間Ｔ３が光走査モジュール１０３におけるポリゴンミラー４０５の走査時間を示す。
【０１６０】
上記したように隣接する光走査モジュール、具体的には光走査モジュール１０１と光走査モジュール１０２では走査始端と走査終端のセンサー１１５を共用し、同様に、光走査モジュール１０２と光走査モジュール１０３では走査始端と走査終端のセンサー１１６を共用し、それぞれ検出位置を同じくしている。このため、センサー１１５、１１６では異なる光走査モジュールの検出信号が時系列に検出される。
【０１６１】
各走査モジュールにおける走査始端の検出信号Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１はいわゆる同期検知信号として用いられ、この信号より所定の時間を経過後に、光ビームに画像信号がのせられて被走査面１０５での記録が開始される。従って走査開始まもない記録開始位置は外因による変動を生じ難く誤差を生じないが、記録終端位置はレーザダイオードの波長や結像レンズの倍率が熱の影響などで変化し、誤差を生じる。その結果、隣接する光走査モジュールによる走査ラインの継ぎ目が離間したり重なったりしてしまう。
【０１６２】
そこで本例では、先行して走査を行なう光走査モジュールについて、画素クロック周波数を最適化することで先行光モジュールの記録終端位置と隣接する後行光走査モジュールの記録開始位置とが一致するようにしている。
【０１６３】
つまり、記録幅Ｌ＝走査速度Ｖ×記録画素数Ｎ／画素クロック数fで表されるため、画素クロック周波数fを調節することで記録幅Ｌを調節することができる。よって、各光走査モジュールについて、各々最適な画素クロック周波数を選択することで記録終端位置を補正し、走査ラインの継ぎ目を合致させることができる。ここで、Ｖ＝走査始端から走査終端までの距離Ｄ／走査時間Ｔとし、走査始端から走査終端までの距離Ｄと記録画素数Ｎは変動せず一定とする。
【０１６４】
また、経時においても半導体レーザの波長や結像レンズの倍率は環境変化に伴い変化し記録終端位置が変動することがわかっている。そのため、例えば、図２１において、光走査モジュール１０１（＃１）と光走査モジュール１０２（＃２）とについて考えると、光走査モジュール１０１の記録終端ｍ１'から走査終端ｓ１１までのその時点，時点における仮想距離Ｌ（１）２は、光走査モジュール１０１の走査始端ｓ１１から走査終端ｓ１１'までの距離と走査時間Ｔ１から求められる走査速度Ｖ１で予測できる。
【０１６５】
同様に、光走査モジュール１０２の走査始端ｓ２１'から記録始端ｍ２までのその時点，時点における仮想距離Ｌ（２）１は、光走査モジュール１０２の走査始端ｓ２１から走査終端ｓ２１'までの距離と走査時間Ｔ２から求められる走査速度Ｖ１で予測できる。
【０１６６】
そこで、これらの予測値を当初最適化した時点でのそれぞれ対応する距離と比較することにより、上記仮想距離Ｌ（１）２と上記仮想距離Ｌ（２）１の和が一定になるように光走査モジュール１０１の画素クロック周波数ｆを設定しなおすことで、記録幅を補正すれば、記録終端ｍ１'と記録始端ｍ２とは常に過不足なくつながることになる。
【０１６７】
一般例で説明すれば、任意のｎ番目の光走査モジュールについて、記録終端から走査終端検出までの仮想距離Ｌ（ｎ）２と、走査始端検出から記録紙端までの仮想距離Ｌ（ｎ＋１）１を、それぞれの走査モジュールの走査始端から走査終端までの走査時間Ｔ（ｎ）、Ｔ（ｎ＋１）より求められる走査速度Ｖ（ｎ）、Ｖ（ｎ＋１）から予測し、当初最適化した時点での各距離と比較することにより、Ｌ（ｎ）２＋Ｌ（ｎ＋１）１が常に等しくなるように再度n番目の光走査モジュールの画素クロックｆ（ｎ）を設定し直すことで、記録幅を補正し記録終端位置と隣接する走査開始位置とがずれないように制御でき、隣接する光モジュールにおける走査ラインの継ぎ目を常に合致させることができる。
【０１６８】
本例ではこれを簡素化し、各光走査モジュールにおける記録幅変動の比率は同等であるという仮定のもとに同じセンサーで検出されるｎ番目の光走査モジュールの走査終端から隣接するｎ＋１番目の光走査モジュールの走査始端までの時間差のみを用い、ｎ番目の光走査モジュールの記録幅制御を行なっている。
【０１６９】
言い換えればｎ番目の光走査モジュールの記録終端位置と走査終端検出までの変化とｎ＋１番目の光走査モジュールの走査始端検出と記録開始位置までの変化を合わせてｎ番目の光走査モジュールの記録幅を補正している。
【０１７０】
図１７は上記制御のための制御手段をブロック図で示したものであり、同図において、走査終端の検出信号S(n)2と走査始端の検出信号S(n+1)1とをカウンタ９０に入力し、演算部９１で時間差t(n)'を求めると共に、当初設定値t(n)と比較して変化量を演算する。これをもとに画素クロック周波数の設定値fを補正値f'に置き換えて書込制御部９２に入力し、検出信号S(n)1で与えられる同期検知信号をトリガーとして記録を行なう。なお、図示しないがこれらの制御回路も前記回路基板１０４（図１２参照）上に実装される。
【０１７１】
ここで、カウンタ９０、演算部９１は各光走査モジュールによる光の走査終端での光の光検出信号と該走査終端側に隣接する光走査モジュールによる光の走査始端での検出信号との発生タイミングの変化を計測する計測手段である。
【０１７２】
かかる計測手段を設けたことにより、各光走査モジュールでその走査終端での光ビームの光検出信号と走査終端側に隣接する光走査手段の走査始端の検出信号との時間間隔の変化を計測することにより画像記録幅を補正することで、距離が近く計測時間が最短ですむので、カウンタの分解能が向上でき継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
【０１７３】
図１８は各光走査モジュールの書込制御部における各種信号のタイミングを示した図である。なお、図１８、図１９において、符号＃１は光走査モジュール１０１、符号＃２は光走査モジュール１０２、符号＃３は光走査モジュール１０３にかかることを示す。
【０１７４】
センサー１１４では1番目の光走査モジュール１０１の同期検知信号Ｓ１１を発生する。書込制御部ではこれをもとに書込可能域信号を立ち上げてアクティブにして画像記録が可能な状態とし図１７に示すラインバッファ９３より画像データを読み出す。読み出された画像データに応じてLDが変調され画像が記録される。また、上記同期検知信号Ｓ１１をトリガーとし書込可能域信号の終了まで検出可能域信号をアクティブにする。このアクティブにされた検出可能域信号の範囲が検出可能区間である。
【０１７５】
このように、光走査モジュールについて、各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号をトリガーとしてライン毎に検出可能区間を設けるとともに、該検出可能区間で検出された検知信号のみを用いてラインバッファ９３などバッファ手段よりの画像データの読み出し制御を行なうことができる。
【０１７６】
このように、光走査モジュールは各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号をトリガーとしてライン毎に検出可能区間を設けるとともに、該検出可能区間で検出された検知信号のみを用いて前記バッファ手段よりの画像データの読み出し制御を行なったことにより、各光走査モジュールの配列順に沿って画像記録が行われるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
【０１７７】
本例ではこの信号がアクティブな状態の時のみ2番目の光走査モジュール１０２の同期検知信号Ｓ２１が有効となるようにしている。同様に3番目の光走査モジュール１０３の同期検知信号は同期検知信号Ｓ２１をトリガーとした検出可能域信号がアクティブな状態の時のみ有効とし、1ラインを分割した各々の部分が順次記録される。
【０１７８】
これにより光走査モジュール１０１の記録開始から記録終端までの区間内に光走査モジュール１０２の記録開始が、光走査モジュール１０２の記録開始から記録終端までの区間内に光走査モジュール１０３の記録開始が行われることになり、副走査方向の位置ずれは確実に1ラインピッチ以下とすることができる。
【０１７９】
この際、各光走査モジュールの同期検知信号が上記検出可能域信号がアクティブな範囲内で検出される必要があるが、前記図１３で説明した検出位置調整手段９９９により、前記ミラー１１１、１１２の主走査角度を調節することで実現できる。
【０１８０】
このように、光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう光検出手段（センサー１１４、１１５、１１６、１１７）への入射ビームの主走査位置を調節する検出位置調整手段９９９を具備したことにより、各光走査モジュールにおける同期検知信号の発生が確実にその配列順に沿ってなされ、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。なお、検出位置調整手段９９９に代えて、偏向手段の回転位相を調節しても同様に実現できる。
【０１８１】
図２０はポリゴンミラー４０５等偏向手段の回転速度制御ブロック図であるが、制御方式としては一般的なPLL制御を用いている。ポリゴンミラー４０５からフィードバックされる回転速度を表すＦＧ信号とこの光走査装置１の制御系手段から与えられる回転速度基準信号との位相差が常に一定となるようにＰＬＬ制御部１７１で制御された駆動信号がポリゴンミラー４０５を回転駆動するモーター１７２に入力されるようになっている。
【０１８２】
よって、この回転速度基準信号の位相を位相調整手段としての位相調節部１７０で調節することにより、光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう偏向手段への回転速度基準信号の位相を調節することができ、これにより、各光走査モジュールにおける同期検知信号の発生が確実にその配列順に沿ってなされるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
【０１８３】
本例では上記したように走査始端検出と隣接する光走査モジュールの走査終端検出を同一のセンサーを用いており、これらの信号を分離する必要がある。前記検出可能域信号はこのマスク信号としても用いることができる。
【０１８４】
図１９は各光走査モジュールへの画像データの流れを説明する図である。
各光走査モジュール各々が受け持つ画像データ分のみのラインバッファ１５０、１５１、１５２を具備する。ページメモリより読み出された1ライン毎のデータは画像処理部１６０にて分割位置での隣接する画像情報よりドット位置や各ドットのパルス幅(変調デューティ)を最適化した後、走査開始側より次の分割位置までの画素数がカウンタ１６１で計測されつつ、切り換え手段１６２を経て先ず、第1のラインバッファ１５０へ転送され、分割位置に達したところで転送先を第2のラインバッファ１５１に切り換えると同時にカウンタ１６１をクリアするというように所定データ分のみが順次各光走査モジュールの書込制御部に分配され記録される。
【０１８５】
そして、第3のラインバッファ１５２への転送が終了した時点で次のラインのデータに移行し同様に読み出すという動作を繰り返す。このように、光走査モジュールに対応して画像データを一時保存する複数のバッファ手段と、1ライン分の画像データを分割し各光走査モジュール毎に割り当てて各々のバッファ手段に分配する切り換え手段と、割り当てる画像データ数をカウントするカウント手段を具備したことにより、分割位置によらず各光走査モジュールに対応した部分画像データをその配列順に沿って書き出すことができ1ライン毎に処理されるので、副走査方向の位置ずれを確実に1ライン内に抑えることができる上、ライン毎に継ぎ目部のパルス幅やドット数を増減することで継ぎ目を目立ちにくくすることができ高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
【０１８６】
以上のように、本例では、複数の光走査モジュール１０１、１０２、１０３及び同期検知信号を検出する光検出手段であるセンサー１１４、１１５、１１６、１１７を同一の基体（回路基板１０４）上に一体的に保持しているので、光走査装置１を交換する場合においても光走査モジュール１０１、１０２、１０３相互間の関係を再度調節する必要がなく、経時的にもこの関係を維持できるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
［４］第４の実施の形態：
本実施の形態は主として請求項２７に記載の発明に対応する。
例１．本例は、前記図１２、図１４、図１５等で説明した光走査装置１（１'、１"）を使用した単色の画像形成装置に関する。図２２は、デジタル式の画像形成装置の主要部断面示す。図２２において、ドラム状をした回転体からなる感光体１５０の周面部は図１２、図１４、図１５等における被走査面１０５を構成している。
【０１８７】
この感光体１５０のまわりには、矢印で示す時計回りの向きの回転方向順に、帯電ローラからなる帯電装置１５１、光書込み手段としての光走査装置１（１'、１"）、現像ローラ１５２を具備した現像手段１５３、記録媒体１５４としての転写紙を保持して搬送する転写搬送ベルト１５５、感光体１５０の周面に摺接するブレード１５６を具備したクリーニング手段１５７などが配置されている。
【０１８８】
感光体１５０上であって帯電装置１５１と現像ローラ１５２との間の位置には光走査装置１（１'、１"）から光ビームＬｂが感光体１５０に向けて照射され軸方向の主走査方向に走査されるようになっている。この光ビームＬｂの照射位置を露光部１５８と称する。
【０１８９】
転写搬送ベルト１５５は無端状のベルトであって、２つの支持ローラ１５９、１６０に支持されている。これら支持ローラ１５９、１６０により支持された転写搬送ベルト１５５の中間の位置には感光体１５０の下面が接している。この接している部位が転写部１６１であり、この転写部１６１における転写搬送ベルト１５５の裏側には転写バイアスを印加する転写手段としての転写ローラ１６２が設けられている。
【０１９０】
転写搬送ベルト１５５は矢印で示すように反時計回りの向きに回転駆動されるようになっている。該転写搬送ベルト１５５の上側ベルト部の上流端のさらに上流側の位置には一対のレジストローラ１６１が設けられている。このレジストローラ１６１に向けて、図示しない搬送ガイドに案内されて図示しない給紙トレイに収納された記録媒体１５４が給紙コロ１６４から送り出されるようになっている。転写搬送ベルト１５５の上側ベルト部の下流端のさらに下流の位置には、定着装置１６５が配置されている。
【０１９１】
転写搬送ベルト１５５の上側ベルト部の上流端部において該転写搬送ベルト１５５を支持している支持ローラ１６０の上方には、該転写搬送ベルト１５５に当接するようにして吸着手段としてのブラシローラ１６６が矢印で示す時計回りの向きに回転駆動されるようにして設けられている。
【０１９２】
ブラシローラ１６６が回転すると、ブラシは転写搬送ベルト１５５に摺接する。このブラシローラ１６６には図示しないバイアス印加手段により、記録媒体１５４を転写搬送ベルト１５５に吸着する極性のバイアス電流を印加するための電位が与えられるようになっている。
【０１９３】
この画像形成装置において、画像形成は次のようにして行われる。
感光体１５０が回転を始め、この回転中に感光体１５５が暗中において帯電装置１５１により均一に帯電され、光ビームＬｂが露光部１５８に照射、走査されて作成すべき画像に対応した潜像が形成される。この潜像は感光体１５０の回転により現像装置１５３に至り、ここでトナーにより可視像化されてトナー像が形成される。
【０１９４】
一方、給紙コロ１６４により給紙トレイ上の記録媒体１５４の送給が開始され、破線で示す搬送経路を経て一対のレジストローラ１６１の位置で一旦停止し、感光体１５０上のトナー像と転写部１６１で合致するように送り出しのタイミングを待つ。かかる好適なタイミングが到来するとレジストローラ１６１に停止していた記録媒体１５４はレジストローラ１６１から送り出される。
【０１９５】
レジストローラ１６１から送り出された記録媒体１５４は転写搬送ベルト１５５とブラシローラ１６６との間にくわえられ、バイアスによる静電気力およびブラシの弾性力により押されて転写搬送ベルト１５５に吸着され、転写搬送ベルト１５５の移動と共に転写部１６１に向けて搬送される。
【０１９６】
感光体１５０上のトナー像と記録媒体１５４とは、転写部１６１で合致し、転写ローラ１６２により転写搬送ベルト１５５に印加されたバイアスと感光体１５０との電位差から形成される電界により、トナー像は記録媒体１５４上に転写される。
【０１９７】
こうして感光体１５０まわりの画像形成部でトナー像を担持した記録媒体１５４は転写搬送ベルト１５５と共に搬送され、やがて該転写搬送ベルト１５５の上側部の下流端部で転写搬送ベルト１５５から分離されて定着装置１６５に向けて送り出される。記録媒体１５４上のトナー像は定着装置１６５を通過する間に当該記録媒体１５４に定着されて図示省略の排紙部に排紙される。
【０１９８】
一方、転写部１６１で転写されずに感光体１５０上に残った残留トナーは感光体１５０の回転と共にクリーニング装置１５７に至り、該クリーニング装置１５７を通過する間に清掃されて次の画像形成に備えられる。
【０１９９】
本例のように、光書込み手段として、光走査装置１（１'、１"）を用いることにより、既に述べた光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質の画像形成装置を提供することができる。
例２．
本例は、前記図１２、図１４、図１５等で説明した光走査装置１（１'、１"）を使用したタンデム方式のフルカラー画像形成装置に関する。
図２３により説明する。このカラー画像形成装置は、記録媒体１５４を搬送する搬送ベルト２５０に沿って該搬送ベルトの移動方向（搬送方向）上、上流側から順に、複数個の電子プロセス部２５１Ｋ、２５１Ｍ、２５１Ｙ、２５１Ｃが配列され、所謂タンデムタイプといわれるものである。これらの電子プロセス部は画像形成部として機能する。電子プロセス部２５１Ｋは黒、電子プロセス部２５１Ｍはマゼンタ、電子プロセス部２５１Ｃはシアン、電子プロセス部２５１Ｙはイエローの各画像を形成するもので、各電子プロセス部は形成する画像の色が異なるだけで、内部構成は各電子プロセス部とも共通である。よって、以下の説明では、電子プロセス部２５１Ｋについて具体的に説明するが、他の電子プロセス部については、電子プロセス部２５１Ｋにかかる構成要素のＫに代えて、Ｍ、Ｙ、Ｃなどの符号を付したもので図に表示するにとどめる。
【０２００】
搬送ベルト２５０は、その一方が駆動回転させられる駆動ローラと、他方が従動回転させられる従動ローラである搬送ローラ２５２、２５３によって回動可能に支持されたエンドレスベルトからなり、これら搬送ローラの回転と共に、矢印の向きに回転させられるようになっている。搬送ベルト２５０の下方には記録媒体１５４が収納された給紙トレイ２５４が備えられている。
【０２０１】
給紙トレイ２５４に収納された記録媒体１５４のうち、最上位置にある記録媒体は、画像形成時に送り出されて静電吸着により搬送ベルト２５０に吸着される。こうして搬送ベルト２５０に吸着された記録媒体１５４は最初の電子プロセス部２５１Ｋに搬送され、ここで黒の画像が転写される。
【０２０２】
電子プロセス部２５１Ｋは、像担持体としてのドラム状をしていて、周面部が図１２、図１４、図１５等における被走査面１０５を構成する感光体２５５Ｋと、この感光体ドラム２５５Ｋの周囲に配置された帯電器２５６Ｋ、光書込み手段としての前記光走査装置１（１'、１"）からなる光書込み装置１Ｋ（１Ｋ'，１Ｋ）、現像器２５７Ｋ、感光体クリーナ２５８Ｋなどから構成されている。
【０２０３】
画像形成に際し、感光体２５５Ｋの周面は、暗中にて帯電器２５６Ｋにより一様に帯電された後、光走査装置１Ｋからの黒画像に対応した光ビームＬｂにより露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器２５７Ｋにおいて黒トナーにより可視像化され、感光体２５５Ｋ上に黒のトナー像が形成される。
【０２０４】
このトナー像は感光体２５５Ｋと搬送ベルト２５３上の記録媒体１５４とが接する位置、所謂転写位置で転写器２５９Ｋの働きにより記録媒体１５４上に転写され、該記録媒体１５４上に単色（黒）の画像が形成される。転写を終えた感光体２５５Ｋは該感光体２５５Ｋの周面に残留した不要なトナーが感光体クリーナ２５８Ｋにより除去され、次の画像形成に備えられる。
【０２０５】
このようにして、電子プロセス部２５１Ｋで単色（黒）を転写された記録媒体１５４は、搬送ベルト２５０によって次の電子プロセス部２５１Ｍに搬送される。電子プロセス部２５１Ｍでは、前記電子プロセス部２５１Ｋにおけると同様のプロセスにより感光体２５５Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像が前記記録媒体１５４上の黒のトナー像に重ね転写される。
【０２０６】
記録媒体１５４はさらに次の電子プロセス部２５１Ｙに搬送され、同様にして感光体１５５Ｙ上に形成されたイエローのトナー像が記録媒体１５４上に既に形成されている黒及びマゼンタのトナー像に重ね転写される。同様にしてさらに、次の電子プロセス部２５１Ｃでは、シアンのトナー像が重ね転写されて、フルカラーのカラー画像が得れる。
【０２０７】
こうしてフルカラーの重ね画像が形成された記録媒体１５４は、電子プロセス部２５１Ｃを通過した後、搬送ベルト２５０から剥離されて定着器２６０にて定着された後、排紙される。
【０２０８】
本例のように、光書込み手段として、光走査装置１（１'、１"）を用いることにより、既に述べた光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質のフルカラー用の画像形成装置を提供することができる。
例３．
本例は、前記図１２、図１４、図１５等で説明した光走査装置１（１'、１"）を使用した中間転写方式によるフルカラー画像形成装置に関する。
図２４において、符号３５０は潜像担持体の一例としてのドラム状の感光体を示し、周面部が図１２、図１４、図１５等における被走査面１０５を構成している。この感光体３５０は画像形成に際して矢印の向きに回転される。この感光体３５０のまわりには、よく知られるカラー画像形成装置で採用されているものと同じように、帯電手段３５１、光書込み手段としての前記光走査装置１（１'、１"）、現像装置３５６、中間転写ベルト３５７、クリーニング手段３５８等が配置されている。
【０２０９】
中間転写ベルト３５７は感光体３５０に対向近接して同一速度で同一方向に移動するようにプーリ３５８、３５９に支持されていて、中間転写部３６０で感光体３５０と近接した位置で対向していて、感光体３５０上のトナー像が転写される時には転写バイアス印加用の転写ローラ３６１が移動することにより、中間転写ベルト３５７は感光体３５０に接触した状態となる。この接触状態において、転写ローラ３６１には転写バイアスが印加されて感光体３５０上のトナー像が中間転写ベルト３５７上に転写されるようになっている。
【０２１０】
フルカラー画像の形成に際しては、一般的なカラー電子写真プロセスに従う。つまり、帯電手段３５１により感光体３５０が帯電され、感光体３５０上に例えばイエロー用の潜像が形成されると、この潜像は現像装置３５６を構成している現像装置であるイエローのトナーによる現像器で可視像化され、次いで中間転写体３５７に転写される。転写後の感光体３５０上に残留するイエロートナーは、クリーニング手段３５８のイエロー用のクリーニング装置３５８Ｙでクリーニングされる。
【０２１１】
次いで、感光体３５０にはマゼンタ用の潜像が同様に形成されてこの潜像が現像装置３５６を構成している現像装置としてのマゼンタのトナーによる現像器で可視像化され、このマゼンタのトナー像が既に中間転写ベルト３５７上に形成されているイエローのトナー像に重ね転写される。
【０２１２】
このように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を順次感光体３５０上に形成するごとに中間転写ベルト３５７上に転写していくことで、該中間転写ベルト３５７上にフルカラーによる重ねトナー像をつくる。このフルカラートナー像は、記録媒体に一括転写される。
【０２１３】
中間転写ベルト３５７は感光体３５０に対向近接して同一速度で同一方向に移動するようにプーリ３５８、３５９に支持され中間転写部３６０で感光体３５０と近接した位置で対向している。中間転写ベルト３５７は、感光体３５０上のトナー像が転写される時には転写バイアス印加用の転写ローラ３６１が移動することにより感光体３５０に接触した状態となる。この接触状態において、転写ローラ３６１には転写バイアスが印加されて感光体３５０上のトナー像が中間転写ベルト３５７上に転写されるようになっている。
【０２１４】
中間転写ベルト３５７上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３５７を支持しているプーリ３５８と該中間転写ベルト３５７を介して対向圧接して回転する２次転写ローラ３６２が設けられた２次転写部３６３において、破線に沿ってレジストローラ３６４を介して送られてくる図示しない記録媒体に転写される。該記録媒体に転写されたトナー像は定着装置３６５を通過する間に定着されて、図示省略の排紙トレイ上に排出される。
【０２１５】
現像装置３５６は所謂リボルバータイプのものが用いられている。その主要部はドラム状をした現像ドラムからなり、回転軸を中心に放射状に４つの室に仕切られて４つの現像器３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを構成している。
【０２１６】
現像器３Ｙ内にはキャリアとイエローのトナー、現像器３Ｍ内にはキャリアとマゼンタのトナー、現像器３Ｃ内にはキャリアとシアンのトナー、現像器３ＢＫにはキャリアとブラックのトナーがそれぞれ収容されている。
【０２１７】
これらの各現像器はそれぞれの外周面部に軸方向にわたってスリットが形成されていて、カラー画像形成のプロセスに従い、該スリットが順次感光体３５０に対向するように回動位置決めされて暫時停止し、この停止している間に、各現像器３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにおいて、前記スリットに対向して設けられた現像路ローラ９が回転して感光体３５０上の潜像に対応した色のトナーで可視像化する。
【０２１８】
一方、現像工程後に感光体３５０上に残留しているトナーは、感光体３５０の回動と共にクリーニング手段３６６の部位に至ると、その色に対応して設けられたクリーニング装置によって感光体３５０上から除去される。たとえば、イエローの現像器３Ｙによって現像が行われたときには、前記したようにイエローのクリーニング装置３６６Ｙによって感光体３５０上の残留トナーがクリーニングされる。
【０２１９】
クリーニング装置３６６Ｙはブレード３６７Ｙを備えていて、このブレード３６７Ｙはイエローの残留トナーが到来するタイミングでそれまで感光体３５０から離間状態だったのが接触状態になり、残留トナーのクリーニングを行う。
【０２２０】
同様に、マゼンタの現像器３Ｍに対応してクリーニング装置３６６Ｍ、シアンの現像器３Ｃに対応してクリーニング装置３６６Ｃ、ブラックの現像器３ＢＫに対応してクリーニング装置３６６ＢＫがそれぞれ設けられていて、これらのクリーニング装置３６６Ｍ、３６６Ｃ、３６６ＢＫがそれぞれ備えるブレード３６７Ｍ、３６７Ｃ、３６７ＢＫは、それぞれのクリーニングに必要な所定の時間だけ感光体３５０に接触して感光体上の残留トナーをクリーニングする。
【０２２１】
本例のように、光書込み手段として、光走査装置１（１'、１"）を用いることにより、既に述べた光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質のフルカラー用の画像形成装置を提供することができる。
【０２２２】
光走査装置１（１'、１"）は、上記した各種の画像形成装置のほか、各種プリンタ、複写機、ファクシミリ等にも用いることができる。
［４］第５の実施の形態：
本実施の形態は主として請求項２８に記載の発明に対応する。本例は、前記図１２、図１４、図１５等で説明した光走査装置１（１'、１"）を使用した画像読み取り装置に関する。図２５において、符号４５０は支持ローラ４５１，４５２間に支持されて回動される搬送ベルトを示す。搬送ベルト４５０の上流位置には読み取り原稿４５４を載置する載置手段としてのトレイ４５５があり、送りローラ４５６により、１枚ずつ分離されて搬送ベルト４５０上に送り出されるようになっている。
【０２２３】
支持ローラ４５１には原稿送りローラ４５３が圧接して支持ローラ４５１に従動して回転されるようになっている。原稿送りローラ４５３の直前上流側位置には光走査手段としての前記光走査装置１（１'、１"）が設けられていて、搬送ベルト４５０上に搬送されて送られる読み取り原稿４５４に光ビームＬｂを照射する。この光走査装置１（１'、１"）からの光ビームＬｂが読み取り原稿４５４を照射するとき、その反射光の受光位置に撮像素子４５７が配置されている。
【０２２４】
搬送ベルト４５０は読み取り原稿を載置する載置手段であると共に搬送手段であり、読み取り原稿４５４は、この搬送ベルト４５０により送られる間に、光走査装置１（１'、１"）からの光ビームＬｂの照射を受けて、撮像素子４５７により読み取られる。読み取り後の読み取り原稿４５４は、トレイ４５８上に送り出される。
【０２２５】
本例のように、光走査装置１（１'、１"）を用いることにより、既に述べた光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質の画像読み取り装置を提供することができる。
【０２２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、可動部を密閉して安全性を高めると共に、内外の電気的接続を容易に行なうとともに、光源部基板を電極基板と封止基板との間に積み上げることで発光源と偏向手段との配置精度を確保することが容易にでき、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項２記載の発明では、光源部基板を電極基板上に積み上げることで、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配置して装置サイズを小型化することができるし、発光源および偏向手段の可動部を内包して密閉して、安全性を高め、かつ、内外の電気的接続を容易に行なうことができる。
請求項３記載の発明では、取り付け手段と端子が兼用されるので、格別な取り付け手段を設けることなく、端子を利用して他部材への取り付け手段を構成したので、部品の兼用により光走査モジュールの構成を簡易とすることができ、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、端子数を低減して光走査モジュールの小型化を図ると共に、複数の光走査モジュールを組み合わせて、需要に応じて簡単に高精度な光走査装置を構成することも可能であり、生産性の向上を図ることができる。
請求項４記載の発明では、発光源と偏向手段を上下方向に重ねて配備したときの光ビームの伝達を厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで行なえるので製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項５記載の発明では、偏向手段から出射された光ビームを特定の方向に出射することができ、当該光走査モジュール装置を実装面にハンダ付け固定する際に実装面上での設置角度および位置を調節することで被走査面上での走査線の傾きおよび走査位置を容易に合わせることができるので、ネジ締め等の作業も不要となり、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項６記載の発明では、偏向手段の可動部を格納するフレームを電極基板と封止基板との間に積み重ねて配備するとともに第2の反射手段をフレームと一体的に形成したので、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで射出方向の精度が確保でき、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項７記載の発明では、第２の反射面と結像手段とを一体的に構成することにより、結像系の構成が簡単になるとともに、個々に位置決めして取り付ける場合と比べて、予め一体化して構成することから光学的配置精度も高精度となる。
請求項８記載の発明では、偏向手段により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズの一部を封止基板に形成してなることにより、厄介な位置決めを行なうことなく層状に積み上げるだけで走査レンズと発光源および偏向手段との配置精度が確保できるので、製造工程が簡素化され生産効率が向上する。
請求項９記載の発明では、走査レンズの一部を結像手段とを一体的に構成することにより、結像系の構成が簡単になるとともに、個々に位置決めして取り付ける場合と比べて、予め一体化して構成することから光学的配置精度も高精度となる。
請求項１０記載の発明では、発熱の大きい発光源の熱を放熱板で放熱できるので、保持体上の収納スペースをより小さくすることができるし、また、放熱板をリードフレームの一部として形成することもできるので、小型で生産性の良好な光走査モジュールを提供できる。
請求項１１記載の発明では、光走査モジュールの外部との電気接続に関し、発光源と発光源用駆動回路との間の配線は既設であるため、発光素子用駆動回路と外部との接続だけで済むので、端子数を低減して光走査モジュールの小型化、生産性の向上を図ることができる。
請求項１２記載の発明では、同じ光走査モジュールを量産して準備しておくことにより、これらを適宜の数だけ組み合わせることで、各種の規格サイズの走査に適合する光走査装置を容易に得ることができる。
請求項１３記載の発明では、同じ光走査モジュールを同一の回路基板上に組み合わせて配置することで各種の規格サイズの走査に適合する光走査装置を容易に得ることができる。
請求項１４記載の発明では、各光走査モジュールを同一の回路基板上に走査方向を合わせて配列するとともに、回路基板上において各々の相対的な傾きを調節する過程で、複数の光走査モジュール間の走査線傾きを簡単かつ確実に補正でき、最良の調整状態で固定できるので、継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１５記載の発明では、各光走査モジュールを同一の回路基板上に走査方向を合わせて配列するとともに、回路基板上において副走査方向での各々の相対的な位置を調節する過程で、複数の光走査モジュール間の走査位置を簡単かつ確実に補正でき、最良の調整状態で固定できるので、継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１６記載の発明では、光検出手段により、両光検出手段間の走査時間の変化を光走査モジュールにフィードバックして記録幅を制御できるので、主走査方向においても継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１７記載の発明では、光走査モジュールでその走査終端での光ビームの光検出信号と走査終端側に隣接する光走査手段の走査始端の検出信号との時間間隔の変化を計測することにより画像記録幅を補正することで、距離が近く計測時間が最短ですむので、カウンタの分解能が向上でき継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１８記載の発明では、結像素子を光走査モジュールの配列方向に連続して一体的に形成したことにより、各結像素子の焦線同士の配置精度が維持できるので、継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項１９記載の発明では、隣接する光走査モジュールにおける記録終端位置と隣接する記録開始位置を近づけても隣接する結像素子への光ビームの進入を阻止でき、連続して一体的に形成した結像素子により、ラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑え高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項２０記載の発明では、走査幅規制手段は反射機能を有するので、反射された光ビームを光検出手段により検出でき、この結果に基き記録終端位置と走査終端検出位置、及び記録開始位置と走査始端検出位置の距離を近づけることができ、記録幅と検出した走査幅との差を縮め、記録幅の変化を正確に予測して、隣接するラインの継ぎ目での画像品質の低下を抑えた高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供できる。
請求項２１記載の発明では、分割位置によらず各光走査モジュールに対応した部分画像データをその配列順に沿って書き出すことができ1ライン毎に処理されるので、副走査方向の位置ずれを確実に1ライン内に抑えることができる上、ライン毎に継ぎ目部のパルス幅やドット数を増減することで継ぎ目を目立ちにくくすることができ高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２２記載の発明では、各光走査モジュールの配列順に沿って画像記録が行われるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２３記載の発明では、各光走査モジュールにおける同期検知信号の発生が確実にその配列順に沿ってなされるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２４記載の発明では、各光走査モジュールにおける同期検知信号の発生が確実にその配列順に沿ってなされ、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２５記載の発明では、複数の光走査モジュール、および同期検知信号を検出する光検出手段は同一の基体上に一体的に保持されてなることにより、光走査装置を交換する場合においても前記光走査モジュール間の関係を再度調節する必要がなく、経時的にもこの関係を維持できるので、副走査方向の位置ずれが目立たない高品位な画像形成が行なえる光走査装置を提供することができる。
請求項２６記載の発明では、記録幅を補正し記録終端位置と隣接する走査開始位置とがずれないように制御でき、隣接する光モジュールにおける走査ラインの継ぎ目を常に合致させることができる。
請求項２７記載の発明では、光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質の画像形成装置を提供することができる。
請求項２８記載の発明では、光走査モジュールや、光走査装置の利点を備えた小型で高画質の画像読み取り装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図２】光走査装置及び光走査モジュールの断面図である。
【図３】光走査モジュールを回路基板に取り付ける様子を取り付け治具と共に示した斜視図である。
【図４】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図５】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図６】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図７】光走査モジュールの断面図である。
【図８】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図９】光走査モジュールの断面図である。
【図１０】光走査モジュールの分解斜視図である。
【図１１】光走査モジュールの断面図である。
【図１２】光走査装置の斜視図である。
【図１３】検出位置調節手段の分解者し図である。
【図１４】光走査装置の斜視図である。
【図１５】光走査装置の斜視図である。
【図１６】光走査モジュールの走査始端、走査終端に配備したセンサーにおける光検出のタイミングを示したタイミングチャートである。
【図１７】光走査モジュールの記録幅制御のための制御手段のブロック図である。
【図１８】各光走査モジュールの書込制御部における各種信号のタイミングを示した図である。
【図１９】各光モジュールに対する画像書込みの信号処理を説明したブロック図である。
【図２０】偏向手段の回転速度制御を説明したブロック図である。
【図２１】隣接する走査モジュールにおける走査始端と終端、記録始端と終端の関係を模式的に示した図である。
【図２２】画像形成装置の構成図である。
【図２３】画像形成装置の構成図である。
【図２４】画像形成装置の構成図である。
【図２５】画像読み取り装置の構成図である。
【符号の説明】
１、１'、１" 光走査装置
２ 取り付け手段
１３ 端子
１０１、１０２、１０３、６０１，６０２，６０３，７０１、７０１ａ、７０１ｂ、７０１ｃ、８０１ 光走査モジュール
１０４ 回路基板
Claims (28)
- 発光源と発光源からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段とを有する光走査モジュールにおいて、
前記発光源および偏向手段への電気配線を行う電極を備え前記偏向手段の可動部を保持する電極基板と、該電極基板と積み重ねて配備する封止基板とを有し、前記電極基板と封止基板との間に前記発光源および前記偏向手段の可動部をフレーム基板により内包して密閉し、
少なくとも前記発光源および該発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段とを実装した光源部基板を、前記電極基板と封止基板との間に積み重ねて配備したことを特徴とする光走査モジュール。 - 発光源と発光源からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向手段とを有する光走査モジュールにおいて、
前記発光源および偏向手段と電気的に接続された電極や偏向手段の軸受を配備する電極基板の上に、前記発光源および該発光源からの光ビームの光量を検出するモニタ手段を実装した光源部基板と、前記偏向手段の可動部を包囲するフレーム基板を積み重ね、封止基板で封止することにより、前記発光源および前記偏向手段の可動部を内包して密閉したことを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項１または２に記載の光走査モジュールにおいて、
前記発光源と、前記偏向手段と、発光源用駆動回路又は偏向手段用駆動回路とに接続された端子を前記電極基板に一体的に固定した構成とし、前記電極基板には他部材に取り付ける際に該他部材に当接する当接部が形成されると共に、前記端子を前記電極基板の他部材への取り付け手段としていることを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項１ないし３の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記フレーム基板に、前記発光源からの光ビームを前記偏向手段へと導く第１の反射手段を一体的に形成してなることを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項１ないし４の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記偏向手段により偏向走査された光ビームを前記封止基板に設けられた射出窓へと射出する第２の反射手段を具備したことを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項５に記載の光走査モジュールにおいて、
前記フレーム基板に、前記第２の反射手段を一体的に形成してなることを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項５に記載の光走査モジュールにおいて、
前記第２の反射手段を前記発光源と前記偏向手段との間に配置される結像手段と一体的に設けたことを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項５に記載の光走査モジュールにおいて、
前記偏向手段により偏向走査された光ビームを被走査面に結像する走査レンズの機能の一部を前記封止基板に設けられた射出窓にもたせたことを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項８に記載の光走査モジュールにおいて、
前記走査レンズの一部を前記発光源と前記偏向手段との間に配置される結像手段と一体的に設けたことを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項１ないし９の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記電極基板の外形より外側に突出した放熱板を具備するとともに、前記発光源は放熱板と接合されていることを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項１ないし１０の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
前記電極基板には前記発光源、前記発光源用駆動回路の少なくとも一部が実装されていることを特徴とする光走査モジュール。 - 請求項１ないし１１の何れか１つに記載の光走査モジュールにおいて、
結像手段を前記電極基板と一体的に設けて、規格サイズの用紙幅の１／ｋ（ｋは正の整数）に応じた幅の走査を可能としたことを特徴とする光走査モジュール。 - 発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりのある固体として構成された光走査モジュールを他部材に固定して構成した光走査装置であって、
前記請求項３ないし１２の何れか１つに記載の光走査モジュールをｋ個、前記他部材として構成された、前記発光源や前記偏向手段との配線経路が形成される同一回路基板上に配列して固定したことを特徴とする光走査装置。 - 発光源からの光ビームを偏向手段により偏向し繰り返し走査する機能を有する１つのまとまりのある固体として構成された光走査モジュールを他部材に固定して構成した光走査装置であって、
前記請求項３に記載の光走査モジュールをｋ個、前記他部材として構成された、前記発光源や前記偏向手段との配線経路が形成される同一回路基板上に配列して固定し、
前記光走査モジュールが複数設けられる場合、各光走査モジュールは前記同一回路基板上に前記当接部を当接させて、各々の相対的な傾きを調節することにより走査方向を合わせて位置決め、固定されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１４に記載の光走査装置において、
前記各光走査モジュールは、前記同一回路基板上に前記当接部を当接させて、走査方向と直交する副走査方向での各々の相対的な位置を調節して位置決め、固定されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１２ないし１５の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記各光走査モジュールから出射される光による走査始端および走査終端を検出する１又は２以上の光検出手段を具備したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項１６に記載の光走査装置において、
前記各光走査モジュールによる光の走査終端での光の光検出信号と該走査終端側に隣接する光走査モジュールによる光の走査始端での検出信号との発生タイミングの変化を計測する計測手段を具備したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項１３ないし１７の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールから出射した光を少なくとも走査方向と直交する副走査方向において被走査面に結像させる作用を有する結像素子を前記光走査モジュールの配列方向に連続して一体的に設けたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項１８に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールからの各々の光による走査幅を規制する走査幅規制手段を前記偏向手段から前記結像素子に至る光路中に配備したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項１９に記載の光走査装置において、
前記走査幅規制手段は反射部材からなり反射された光ビームを前記光検出手段で検出することを特徴とする光走査装置。 - 請求項１３ないし２０の何れか１つに記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールに対応して画像データを一時保存する複数のバッファ手段と、
１ライン分の画像データを分割し各光走査モジュール毎に割り当てて各々のバッファ手段に分配する切り換え手段と、
割り当てる画像データ数をカウントするカウント手段を具備したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項２１に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールについて、各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号をトリガーとしてライン毎に検出可能区間を設けるとともに、該検出可能区間で検出された検知信号のみを用いて前記バッファ手段よりの画像データの読み出し制御を行なうことを特徴とする光走査装置。 - 請求項２１又は２２に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう前記偏向手段への回転速度基準信号の位相を調節する位相調整手段を具備したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項２１又は２２に記載の光走査装置において、
前記光走査モジュールはその同期検知信号が各々走査開始側に隣接した光走査モジュールの同期検知信号より少なくとも遅れて検出するよう前記光検出手段への入射ビームの主走査位置を調節する検出位置調整手段を具備したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項２３又は２４に記載の光走査装置において、
前記複数の光走査モジュール、および同期検知信号を検出する前記光検出手段は前記同一回路基板上に一体的に保持されてなることを特徴とする光走査装置。 - 請求項１ないし１２の何れか１つに記載の光走査モジュールをｋ個用いた光走査方法であって、
主走査方向上、ｋ番目の光走査モジュールによる記録終端位置と走査終端検出までの変化と、ｋ＋１番目の光走査モジュールによる走査始端検出と記録開始位置までの変化を合わせてｋ番目の光走査モジュールの記録幅の補正をして光走査を行なうことを特徴とする光走査方法。 - 均一に帯電された感光体に光書き込み手段から光を照射して潜像を形成し、この潜像を可視像化しさらに記録媒体に転写して記録画像を得る画像形成装置において、
前記光書き込み手段が請求項１３ないし２５の何れかに記載の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置。 - 読み取り原稿を載置する載置手段と、前記載置手段上の原稿を走査する光走査手段と、前記光走査手段による前記載置手段上の原稿の反射光を読み取る読み取り手段とを具備した画像読み取り装置において、
前記光走査手段が、請求項１３ないし２５、または２７の何れか１つに記載の光走査装置であることを特徴とする画像読み取り装置。
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