JP2000075227A - マルチビーム光源装置 - Google Patents
マルチビーム光源装置Info
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Abstract
いて、半導体レーザアレイ間のビームスポット列の位置
合せ調整自在とし、この調整を容易かつ確実に行なえる
ようにする。 【解決手段】 各々直線上に複数個の発光点を有する第
1,2の半導体レーザアレイ11,12を各々対をなす
第1,2のコリメータレンズ12,13とともに一体に
保持して、各々主走査方向に所定角度隔てた第1,2の
射出軸a1,a2上に配置させる支持部材15を設け、
この支持部材15を走査光学系の光軸Cを回動中心とし
て回動調整自在なホルダ部材19により保持すること
で、ホルダ部材19を走査光学系の光軸Cを回動中心と
して回動調整するだけの単純な作業で第1,2の半導体
レーザアレイ11,12の各発光点によるビームスポッ
ト列間の副走査相対位置の調整を可能とした。
Description
レーザプリンタ等の画像形成装置の光書込走査装置に適
用され、特に、複数のレーザビームにより感光体等の被
走査面上を同時に走査させるために用いられるマルチビ
ーム光源装置に関する。
置において記録速度を向上させる手法として、偏向手段
としてのポリゴンミラーの回転速度を上げる方法があ
る。しかし、この方法ではポリゴンモータの耐久性や騒
音、振動、及び、レーザの変調速度等が問題となり、か
つ、記録速度の向上にも限界がある。
査して複数の記録ラインを同時に記録させるマルチビー
ム走査装置が提案されている。例えば、特開昭56−4
2248号公報に示されるように複数個の発光源(発光
点)をモノリシックにアレイ状に配列させた半導体レー
ザアレイを光源として用いるようにしている。
ン毎に画像領域外の走査時間を利用して、その光出力を
検出し、フィードバック制御により印加電流量の設定が
行われる。上述した公報例のような半導体レーザアレイ
では光源(発光点)は複数であるものの、光出力を検出
するセンサは共通であるため、光出力の検出〜フィード
バックによる出力設定を時系列的に行なわざるを得な
い。従って、半導体レーザアレイにおける光源数が多く
なるに従い、この処理に要する時間が増加し、1走査毎
の画像領域外の走査時間では間に合わなくなる可能性が
大きい。間に合わない場合には、ページ間の走査時間を
利用して上記の処理を行なうが、これでは、設定した印
加電流量を長時間に渡って保持しなければならず、その
間にレーザ出力が変動し画像濃度が変化してしまう可能
性がある。
れば、複数個の半導体レーザアレイの複数の発光源から
射出されるレーザ光をプリズム等のビーム合成手段を用
いて合成させ、恰も1つの光源から複数本のレーザ光が
射出される如く構成したマルチビーム光源ユニットが提
案されている。これによれば、1個の半導体レーザアレ
イに要求される発光点の数を半減させることができるの
で、これらの発光点の光出力の検出〜フィードバック制
御による光出力の設定処理に要する処理時間も半減させ
ることができる。よって、画像濃度の変動を最小限に抑
えて、高品質な画像を得ることができる。
アレイの各々は、複数個の発光点に対して単一のコリメ
ータレンズが配設されて、各発光点からのレーザ光は平
行光束化して、走査光学系に入射させる構成とされる。
ここに、走査光学系全体の副走査倍率によりビームスポ
ット列の隣接ピッチが決定されることとなる。
式による場合、複数個の半導体レーザアレイ、対応する
コリメータレンズ、及び、ビーム合成手段の組合せにお
いて、プリズム中のビームスプリッタで合成した各半導
体レーザアレイ間のビームスポット列の相対位置のずれ
を許容値内に抑えるには、その射出軸のアライメント精
度やプリズムのビームスプリッタ面、反射面の角度精度
に依存するしかなく、量産性の点で問題がある。
レイを用いる方式において、半導体レーザアレイ間のビ
ームスポット列の位置合せ調整自在とし、この調整を容
易かつ確実に行なうことができ、組立効率が向上するマ
ルチビーム光源装置を提供することを目的とする。
行なえるマルチビーム光源装置を提供する。
直線上に複数個の発光点を有する第1の半導体レーザア
レイと、この第1の半導体レーザと同一構造の第2の半
導体レーザアレイと、前記第1の半導体レーザアレイか
ら射出されるレーザ光をカップリングする第1のコリメ
ータレンズと、前記第2の半導体レーザアレイから射出
されるレーザ光をカップリングする第2のコリメータレ
ンズと、前記第1の半導体レーザアレイと前記第1のカ
ップリングレンズとを第1の射出軸上に配置させるとと
もに前記第2の半導体レーザアレイと前記第2のカップ
リングレンズとを前記第1の射出軸に対して主走査方向
に所定角度隔てた第2の射出軸上に配置させてこれらの
部材を一体に保持する支持部材と、前記第1及び第2の
半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を走
査して被走査面にビームスポットを形成するための走査
光学系の光軸を回動中心として回動調整自在に設けられ
て前記支持部材を保持するホルダ部材と、を備える。
回動中心として回動調整するだけの単純な作業で第1,
2の半導体レーザアレイの各発光点によるビームスポッ
ト列間の副走査相対位置の調整が可能となり、組立効率
が向上する。
発光点を有する第1の半導体レーザアレイと、この第1
の半導体レーザと同一構造の第2の半導体レーザアレイ
と、前記第1の半導体レーザアレイから射出されるレー
ザ光をカップリングする第1のコリメータレンズと、前
記第2の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光を
カップリングする第2のコリメータレンズと、前記第1
の半導体レーザアレイと前記第1のカップリングレンズ
とを第1の射出軸上に配置させて一体に保持して第1の
光源部を形成する第1の支持部材と、前記第2の半導体
レーザアレイと前記第2のカップリングレンズとを第2
の射出軸上に配置させて一体に保持して第2の光源部を
形成する第2の支持部材と、前記第1及び第2の半導体
レーザアレイから出射される複数のレーザ光を走査して
被走査面にビームスポットを形成するための走査光学系
の光軸に対して、前記複数のレーザ光を副走査方向に近
接させて射出させるビーム合成手段と、前記走査光学系
の光軸を回動中心として回動調整自在に設けられて、前
記第1の射出軸と前記第2の射出軸とを主走査方向に対
して所定角度隔てて前記第1の支持部材と前記第2の支
持部材と前記ビーム合成手段とを一体に保持するホルダ
部材と、を備える。
あっても、ホルダ部材を走査光学系の光軸を回動中心と
して回動調整するだけの単純な作業で第1,2の半導体
レーザアレイの各発光点によるビームスポット列間の副
走査相対位置の調整が可能となり、組立効率が向上す
る。
ルチビーム光源装置において、前記第1及び第2の支持
部材は各々対応する前記第1及び第2の射出軸を回動中
心として回動調整自在に前記ホルダ部材に保持されてい
る。
ビームスポット列における副走査ピッチを個別に調整で
き、高精度化を図れるため、より高品位な画像記録が可
能となる。
載のマルチビーム光源装置において、前記第1及び第2
の半導体レーザアレイにおける複数個の発光点を各々副
走査方向に配列し、前記被走査面上での前記第1及び第
2の射出軸間隔を隣接する記録ラインピッチの2倍以上
に設定してなる。
ット列間の副走査方向の相対位置を調整した後に、ビー
ムスポット列における副走査ピッチの変化を許容値に抑
えることができ、高精度化を図れるため、高品位な画像
記録が可能となる。
ないし図5に基づいて説明する。まず、本実施の形態の
前提として、半導体レーザアレイを用いた場合の結像関
係について図1及び図2を参照して説明する。図1は2
つの発光点1a,1bを有する半導体レーザアレイ1の
発光点ピッチPsと被走査面(感光体面等の像面)2に
おける副走査ピッチPs′との関係を示す光学系説明図
である。fはコリメータレンズ3の焦点距離を示す。4
は副走査倍率βsの走査光学系である。ここに、被走査
面2において所定の副走査ピッチPs′を得るには、半
導体レーザアレイ1の光源面ではPs=Ps′/βsと
なり、記録ピッチに応じて副走査倍率βsを設定するこ
とになる。
は、2つの発光点1a,1b間のピッチPs=Pなる比
較的狭い発光点ピッチのものを用い、これを図2(a)
に示すように副走査方向に配列させる方式と、2つの発
光点1a,1b間のピッチPsが比較的広いものを用
い、これを図2(b)に示すように光軸C回り(発光点
1a,1b間中心)に角度θ傾けることでP・sinθ=
Psとなるように配列させる方式とがある。本発明は、
何れの方式にも適用できるが、ここでは、説明を簡単に
するため前者方式への適用例とする。
例を図3及び図4により説明する。図3は本実施の形態
のマルチビーム光源装置の分解斜視図、図4はその組立
状態における縦断側面図である。本実施の形態は、各々
2個の発光点を有する2個の半導体レーザアレイ11,
12(第1,2の半導体レーザアレイ)を用いる4ビー
ム光源装置として構成されている。これらの半導体レー
ザアレイ11,12は同一構造で形成されている。ま
た、これらの半導体レーザアレイ11,12に対して対
をなし、射出光を平行光として走査光学系にカップリン
グさせるためのコリメータレンズ13,14(第1,2
のコリメータレンズ)も設けられている。
11,12、コリメータレンズ13,14)を一体に保
持する支持部材15が設けられている。この支持部材1
5はアルミダイキャスト製のもので、その背面側には主
走査方向に8mm間隔で並列させて半導体レーザアレイ
11,12を圧入支持させるための2個の段差付きの嵌
合穴16が形成されている。ここに、半導体レーザアレ
イ11,12はこれらの嵌合穴16に対して各々の2個
の発光点が副走査方向に配列されるように方向付けられ
て取付けられる。また、支持部材15の前面側中央部に
はこれらの嵌合穴16に連続的にレンズ支持用のU字状
支持部17a,17bが突出形成されている。ここで
は、各々の射出軸a1,a2(第1,2の射出軸=レン
ズ中心軸)に対して2個の発光点が対称に配置されるよ
うに副走査方向の位置合せがなされ、かつ、その射出光
が平行光束となるように光軸方向の位置合せがなされ
て、これらのU字状支持部17a,17bに対して紫外
線硬化接着剤18を充填し硬化させることによりコリメ
ータレンズ13,14が固定される。
合穴16を各々主走査方向に角度をつけて形成すること
で、半導体レーザアレイ11及びコリメータレンズ1
3、半導体レーザアレイ12及びコリメータレンズ14
の全系を傾けて配置させることにより、各々の射出軸a
1,a2がポリゴンミラー(図示せず)の近傍で交差す
るように形成しているので、被走査面では、図5に示す
ように、ビームスポット列が主走査方向に間隔xをもっ
て分離形成される。図5中、11a,11bは半導体レ
ーザアレイ11の2個の発光点により形成されるビーム
スポットを示し、12a,12bは半導体レーザアレイ
12の2個の発光点により形成されるビームスポットを
示す。
コリメータレンズ13,14を一体に保持した支持部材
15を保持するホルダ部材19が設けられている。この
ホルダ部材19は走査光学系の光軸Cを回動中心として
所定の支持部に回動調整自在に位置決めされるための円
筒部20を前面側中央に有し、背面側にはU字状支持部
17a,17b部分やコリメータレンズ13,14部分
を挿入させるための逃げ開口21が形成されており、ね
じ穴22にねじ着されるねじ23により支持部材15が
固定されている。ここに、支持部材15は各半導体レー
ザアレイ11,12、コリメータレンズ13,14が光
軸Cに対して対称配置となるようにホルダ部材19に位
置決め固定される。
軸Cを回動中心としてホルダ部材19を回動調整して傾
け量γを適宜設定するだけで、各々の半導体レーザアレ
イ11,12のビームスポット11a,11b列、ビー
ムスポット12a,12b列の副走査方向の相対位置を
所定値に簡単かつ正確に合せることができる。よって、
組立効率が向上する。
a,11b列、ビームスポット12a,12b列が11
a,12a,11b,12bの順に千鳥配列状となるよ
うに画像記録ピッチp(=P/2=x・cosγ)だけず
らして配置させている。このとき、傾け量γによりビー
ムスポット列の最短スポットの副走査ピッチpは、ビー
ム数をnとすると、δ=(n−1)P・(1−cosγ)
だけ変化してしまう。ビームスポット列の副走査相対位
置を図5に示すようにpだけずらすことを想定すると、
間隔xによる補正によりsinγ>p/xとなる。従っ
て、最短スポットの副走査ピッチの変化量δを画像品質
に影響を与えない(n−1)P/8以下とするために
は、間隔xは少なくとも2p以上とする必要がある。
9に基づいて説明する。図6は本実施の形態のマルチビ
ーム光源装置を示す分解斜視図、図7はその組立状態に
おける縦断側面図である。本実施の形態は、前述した特
開平7−72407号公報の場合のようなビーム合成手
段を用いるマルチビーム光源装置に適用されている。ま
た、各々2個の発光点を有する2個の半導体レーザアレ
イ31,32(第1,2の半導体レーザアレイ)を用い
る4ビーム光源装置として構成されている。これらの半
導体レーザアレイ31,32は同一構造で形成されてい
る。また、これらの半導体レーザアレイ31,32に対
して対をなし、射出光を平行光として走査光学系にカッ
プリングさせるためのコリメータレンズ33,34(第
1,2のコリメータレンズ)も設けられている。
タレンズ33とを一体に保持する第1の保持部材35
と、半導体レーザアレイ32とコリメータレンズ34と
を一体に保持する第2の保持部材36とが設けられてい
る。これらの保持部材35,36は何れもアルミダイキ
ャスト製のもので、同一形状に形成されている。これら
の保持部材35,36の背面側には半導体レーザアレイ
31,32を圧入支持させるための段差付きの嵌合穴3
7が各々形成されている。コリメータレンズ33,34
は各々半導体レーザアレイ31,32の複数個の発光点
を副走査方向に配列させるとともに、射出軸a1,a2
(第1,2の射出軸=レンズ中心軸)に対して2個の発
光点が対称に配置されるように副走査方向の位置合せが
なされ、かつ、その射出光が平行光束となるように光軸
方向の位置合せがなされて、各々の支持部材35,36
に形成されたU字状支持部37,38に対して紫外線硬
化接着剤39を充填し硬化させることにより固定され
る。このようにして、半導体レーザアレイ31、コリメ
ータレンズ33及び支持部材35により第1の光源部4
0が構成され、半導体レーザアレイ32、コリメータレ
ンズ34及び支持部材36により第2の光源部41が構
成されている。
に示されるような平行四辺形柱部42aと三角柱部42
bとを組合せたプリズム42によるビーム合成手段が設
けられている。このプリズム42は第1,2の半導体レ
ーザアレイ31,32の各発光点から出射される複数の
レーザ光を走査光学系の光軸Cに対して副走査方向に近
接させて射出させるもので、第2の半導体レーザアレイ
32側からの入射部分には1/2波長板43が設けられ
ている。即ち、第2の半導体レーザアレイ32側からの
射出光は平行四辺形柱部42aの斜辺で反射された後、
三角柱部42bとの境界面でさらに反射されることによ
り、この三角柱部42部分を透過する第1の半導体レー
ザアレイ31側からの射出光と副走査方向に近接した状
態でプリズム42から射出される。
2の光源部40,41及びプリズム42を保持するホル
ダ部材42が設けられている。ここに、このホルダ部材
42は走査光学系の光軸Cを回動中心として所定の支持
部に回動調整自在に位置決めされるための円筒部45を
前面側中央に有し、背面側にはプリズム42が入り込む
プリズム収納部46に連続させてU字状支持部37,3
8部分やコリメータレンズ33,34部分を挿入させる
ための逃げ開口47が形成されており、ねじ穴48にね
じ着されるねじ49により支持部材35,36が固定さ
れている。この際、第1,2の支持部材35,36が取
付けられるホルダ部材42の取付面42a,42bを図
7に示すように各々主走査方向に角度を付けることによ
り、各々の射出軸a1,a2が被走査面に向かって徐々
に広がっていくように形成されている。よって、被走査
面では、図8に示すように、ビームスポット列が主走査
方向に間隔xをもって分離形成される。図8中、31
a,31bは半導体レーザアレイ31の2個の発光点に
より形成されるビームスポットを示し、32a,32b
は半導体レーザアレイ32の2個の発光点により形成さ
れるビームスポットを示す。
軸Cを回動中心としてホルダ部材44を回動調整して傾
け量γを適宜設定するだけで、各々の半導体レーザアレ
イ31,32のビームスポット31a,31b列、ビー
ムスポット32a,32b列の副走査方向の相対位置を
所定値に簡単かつ正確に合せることができる。よって、
組立効率が向上する。
36に関してホルダ部材44の取付面上で各射出軸a
1,a2を回転中心として位置決めを可能とする円筒部
35a,36aが形成されており、ホルダ部材44に対
して各々独立して回動調整自在とされている。これによ
り、各ビームスポット31a,31b列、ビームスポッ
ト32a,32b列における隣接ピッチPを予めP>2
pとなるように走査光学系の副走査倍率βsを設定する
ことで、各射出軸a1,a2を回動中心とした傾け量α
の調整により各ビームスポット31a,31b列、ビー
ムスポット32a,32b列の副走査方向の間隔d(=
P/2=P・cosα)を正確に合せることが可能とな
る。さらに、傾け量γによっても各ビームスポット31
a,31b列、ビームスポット32a,32b列は常に
一定姿勢に維持することができ、副走査ピッチを正確に
保つことが可能となる。
ト48から射出される4本のレーザ光は、図9に示すよ
うに、シリンダレンズ49を介してポリゴンミラー50
で偏向走査され、結像用の走査光学系51を構成するf
θレンズ52及びトロイダルレンズ53により被走査面
である感光体54面上に結像されることで、4ライン同
時記録が行われる。55は反射ミラーである。また、5
6は画像領域外で検知用ミラー57で反射されるレーザ
光を受光して主走査ライン方向の同期をとるたの同期検
知センサである。
光点を持つ半導体レーザアレイを用いた構成例とした
が、2つの発光点に限らず、3つ以上の発光点を持つ半
導体レーザアレイを用いるようにしてもよい。要は、複
数個の発光点が同一直線上に等ピッチで配列されていれ
ばよい。また、第1,2の射出軸a1,a2の設定に関
して、第一の実施の形態ではポリゴンミラーの近傍で交
差するように、第二の実施の形態では被走査面に向かっ
て徐々に広がっていくようにしたが、これらに限らず、
要は、主走査方向に所定角度隔てられていればよい。
材を走査光学系の光軸を回動中心として回動調整するだ
けの単純な作業で第1,2の半導体レーザアレイの各発
光点によるビームスポット列間の副走査相対位置の調整
が可能となり、組立効率を向上させることができる。
手段を利用した方式にあっても、ホルダ部材を走査光学
系の光軸を回動中心として回動調整するだけの単純な作
業で第1,2の半導体レーザアレイの各発光点によるビ
ームスポット列間の副走査相対位置の調整が可能とな
り、組立効率を向上させることができる。
手段を利用する請求項2記載のマルチビーム光源装置に
おいて、第1,2の半導体レーザアレイのビームスポッ
ト列における副走査ピッチを個別に調整でき、高精度化
を図れるため、より高品位な画像記録が可能となる。
は2記載のマルチビーム光源装置において、半導体レー
ザアレイのビームスポット列間の副走査方向の相対位置
を調整した後に、ビームスポット列における副走査ピッ
チの変化を許容値に抑えることができ、高精度化を図れ
るため、高品位な画像記録が可能となる。
導体レーザアレイの発光点ピッチPsと被走査面におけ
る副走査ピッチPs′との関係を示す光学系説明図であ
る。
る。
装置を示す分解斜視図である。
図である。
装置を示す分解斜視図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 直線上に複数個の発光点を有する第1の
半導体レーザアレイと、 この第1の半導体レーザと同一構造の第2の半導体レー
ザアレイと、 前記第1の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光
をカップリングする第1のコリメータレンズと、 前記第2の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光
をカップリングする第2のコリメータレンズと、 前記第1の半導体レーザアレイと前記第1のカップリン
グレンズとを第1の射出軸上に配置させるとともに前記
第2の半導体レーザアレイと前記第2のカップリングレ
ンズとを前記第1の射出軸に対して主走査方向に所定角
度隔てた第2の射出軸上に配置させてこれらの部材を一
体に保持する支持部材と、 前記第1及び第2の半導体レーザアレイから出射される
複数のレーザ光を走査して被走査面にビームスポットを
形成するための走査光学系の光軸を回動中心として回動
調整自在に設けられて前記支持部材を保持するホルダ部
材と、を備えるマルチビーム光源装置。 - 【請求項2】 直線上に複数個の発光点を有する第1の
半導体レーザアレイと、 この第1の半導体レーザと同一構造の第2の半導体レー
ザアレイと、 前記第1の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光
をカップリングする第1のコリメータレンズと、 前記第2の半導体レーザアレイから射出されるレーザ光
をカップリングする第2のコリメータレンズと、 前記第1の半導体レーザアレイと前記第1のカップリン
グレンズとを第1の射出軸上に配置させて一体に保持し
て第1の光源部を形成する第1の支持部材と、 前記第2の半導体レーザアレイと前記第2のカップリン
グレンズとを第2の射出軸上に配置させて一体に保持し
て第2の光源部を形成する第2の支持部材と、 前記第1及び第2の半導体レーザアレイから出射される
複数のレーザ光を走査して被走査面にビームスポットを
形成するための走査光学系の光軸に対して、前記複数の
レーザ光を副走査方向に近接させて射出させるビーム合
成手段と、 前記走査光学系の光軸を回動中心として回動調整自在に
設けられて、前記第1の射出軸と前記第2の射出軸とを
主走査方向に対して所定角度隔てて前記第1の支持部材
と前記第2の支持部材と前記ビーム合成手段とを一体に
保持するホルダ部材と、を備えるマルチビーム光源装
置。 - 【請求項3】 前記第1及び第2の支持部材は各々対応
する前記第1及び第2の射出軸を回動中心として回動調
整自在に前記ホルダ部材に保持されている請求項2記載
のマルチビーム光源装置。 - 【請求項4】 前記第1及び第2の半導体レーザアレイ
における複数個の発光点を各々副走査方向に配列し、前
記被走査面上での前記第1及び第2の射出軸間隔を隣接
する記録ラインピッチの2倍以上に設定してなる請求項
1又は2記載のマルチビーム光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24810798A JP3670858B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | マルチビーム光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24810798A JP3670858B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | マルチビーム光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000075227A true JP2000075227A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3670858B2 JP3670858B2 (ja) | 2005-07-13 |
Family
ID=17173341
Family Applications (1)
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1998
- 1998-09-02 JP JP24810798A patent/JP3670858B2/ja not_active Expired - Fee Related
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