JP7577530B2 - 光学走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置が備える光学走査装置に関する。

レーザビームプリンタや複写機などの画像形成装置に用いられる光学走査装置は、例えばレーザ光などを出射する光源部や、光源部からのレーザ光を平行光線に変換するコリメータレンズ、ｆθ特性を有する走査レンズなどのレンズを備えている。近年、光学走査装置では、高速化及び高画質化の要求に応えるべく、光源部に複数の発光点を設け、複数の光ビームを出射するマルチビーム化が進んでいる。また、光学走査装置の低コスト化も求められており、レンズ材料のコスト低減を目的にコリメータレンズの樹脂化が進んでいる。

例えば特許文献１では、光軸に対して回転対称なレンズ面形状を有する回転対称レンズであるコリメータレンズの外形を略円筒形状とすることで、必要な有効径を確保しつつ、レンズの体積を極力抑えてレンズ材料のコストを低減している。しかしながら、特許文献１のコリメータレンズは、次のような課題を有している。すなわち、樹脂製のコリメータレンズは、一般的に製品単価が安く量産にも適したモールド成形により製造される。コリメータレンズは、レンズ成形用金型のゲートから樹脂を流し込み、射出成形される。このとき、金型に樹脂を流し込む方向、すなわちレンズ外周部から延びるゲート部の方向に依存して分布する複屈折が樹脂製のコリメータレンズに生じる。複屈折は、レンズを透過する光線の光学特性を低下させてしまうため、樹脂製のコリメータレンズを光学走査装置に用いる場合は、回転対称形状のレンズであっても、ゲート部の方向を考慮する必要がある。特に、光学走査装置の光源部が、マルチビームレーザ半導体のように複数の発光点を有する場合には、複数の発光点から出射されたレーザ光線それぞれが複屈折の影響を受けることになる。そのため、レーザ光線それぞれが透過する複屈折分布の位置の違いによって、各レーザ光線が受ける光学特性への影響度合いに差が生じる可能性がある。その結果、複数のレーザ光線間でスポット径やレーザ光量などに相対的な差が生じてしまい、所望の結像性能が得られず、画像劣化が発生してしまう。

そこで、上述した課題を解決するために、例えば、特許文献２では、コリメータレンズの側面から延びるコバ部にゲート部を設け、レンズ成形時に生じる複屈折の影響がレンズ上の光線透過領域に及ばないようにした光学走査装置が開示されている。コバ部にゲート部を設けることにより、レーザ光線のスポット径肥大を低減し、高画質化が図られている。

特開２００８－６４８０２号公報 特許第５０３１４８５号公報

しかしながら、上述した特許文献２の光学走査装置には、以下のような課題がある。すなわち、レンズ成形時に生じる複屈折の影響がレンズ上の光線透過領域に達しないようにするために、コリメータレンズの側面にコバ部を設けることで、コリメータレンズは必要なレンズ外形よりもコバ部の分だけ大径化してしまうことになる。そのため、特許文献１の光学走査装置のコリメータレンズのように、必要な有効径を確保しつつ、レンズの体積を極力抑えた略円筒形状のレンズと比較すると、レンズの材料コスト及び成形コストが高くなってしまうという課題がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、樹脂性コリメータレンズを用いて、低コストでレーザ光線のスポット径肥大を低減することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。

（１）光線を出射する複数の発光点を有する光源と、レンズ面の外周部にゲート部を有し前記光源から出射された複数の光線が透過する樹脂製のコリメータレンズと、前記光源と前記コリメータレンズを保持する筒状の保持部と、を有する４つのレーザユニットと、前記４つのレーザユニットから出射する光線を偏向するための回転多面鏡と、を有する光学走査装置において、前記４つのレーザユニットは、前記回転多面鏡の回転軸方向及び前記回転軸方向に対して直交する方向に夫々二列になるように配置されており、前記コリメータレンズを通過する前記複数の光線の軸線方向に前記コリメータレンズを見た時、一の前記レーザユニットの前記コリメータレンズを透過する前記複数の光線の中心を結んだ第１の直線と、前記一のレーザユニットに対して前記回転軸方向に対して直交する方向に隣接する前記レーザユニットの前記コリメータレンズを透過する前記複数の光線の中心を結んだ第２の直線とは、互いに交差する角度を有し、前記一のレーザユニットの前記コリメータレンズの中央と前記ゲート部を結ぶ直線が、前記第１の直線と前記第２の直線とが交差して成す角度の二等分線に対して略平行又は略直交するように、前記一のレーザユニットの前記コリメータレンズが前記一のレーザユニットの前記保持部に保持されていることを特徴とする光学走査装置。
（２）光線を出射する複数の発光点を有する光源と、前記光源を保持する筒状の保持部と、を有する４つのレーザユニットと、レンズ面の外周部にゲート部を有し、前記光源から出射された複数の光線が透過する樹脂製の４つのコリメータレンズと、前記４つのレーザユニットから出射する光線を偏向するための回転多面鏡と、前記４つのレーザユニットと、前記４つのコリメータレンズと、前記回転多面鏡を保持する光学箱と、を有する光学走査装置において、前記４つのレーザユニット及び４つのコリメータレンズは、前記前記回転多面鏡の回転軸方向及び前記回転軸方向に対して直交する方向に夫々二列になるように配置されており、前記コリメータレンズを通過する前記複数の光線の軸線方向に前記コリメータレンズを見た時、一の前記コリメータレンズを透過する前記複数の光線の中心を結んだ第１の直線と、前記一のコリメータレンズに対して前記回転軸方向に対して直交する方向に隣接する前記コリメータレンズを透過する前記複数の光線の中心を結んだ第２の直線とは、互いに交差する角度を有し、前記一のコリメータレンズの中央と前記ゲート部を結ぶ直線が、前記第１の直線と前記第２の直線とが交差して成す角度の二等分線に対して略平行又は略直交するように、前記一のコリメータレンズが前記光学箱に保持されていることを特徴とする光学走査装置。

本発明によれば、樹脂性コリメータレンズを用いて、低コストでレーザ光線のスポット径肥大を低減することができる。

実施例１の光学走査装置の構成を示す概略図 実施例１のコリメータレンズの外径形状を説明する図 実施例１のコリメータレンズ上の複屈折分布を説明する図 実施例１のレーザ光線に生じる複屈折の差を説明する図 実施例１のレーザユニットの構成を説明する図 実施例１のコリメータレンズのゲート部とレーザ光線の発光点を結ぶ直線の位置関係を説明する図 実施例２の光学走査装置の構成を示す概略図 実施例２のレーザユニットの構成を説明する図 実施例２のコリメータレンズのゲート部とレーザ光線の発光点を結ぶ直線の位置関係を説明する図 実施例２のコリメータレンズ上の複屈折分布とレーザ光線の発光点を結ぶ直線の位置関係を説明する図

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［光学走査装置の構成］
図１は、実施例１の光学走査装置１０１の構成を示す概略図である。また、図１には、画像形成装置に搭載される光学走査装置１０１と画像形成装置との対応関係を説明するため、光学走査装置１０１から出射されたレーザ光が照射される感光ドラム１１２を示している。画像形成装置は、感光ドラム１１２を有した画像形成部を備えている。画像形成部は、光学走査装置１０１から出射されたレーザ光線が照射されることにより、感光ドラム１１２上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。そして、画像形成装置は、画像形成部の感光ドラム１１２上に形成されたトナー像を記録媒体である記録材に転写することにより、画像形成を行う。

図１において、レーザユニット１０２は、光源部１１４（図１には不図示。図５参照）と、樹脂製のコリメータレンズ１０３と、光源部１１４及びコリメータレンズ１０３を保持するホルダ１１３を有している。光学走査装置１０１は、シリンドリカルレンズ１０４、シリンドリカルレンズ１０４を透過した光源部１１４から出射された光ビームを絞る開口絞り１０５、開口絞り１０５を通過した光ビームが入射する反射面１０７を有する回転多面鏡１０６を有している。更に、光学走査装置１０１は、回転多面鏡１０６を回転駆動するスキャナモータ１０８、レーザユニット１０２に保持された光源部１１４の発光制御を行う基板１０９、走査レンズ１１０を有している。光学走査装置１０１の筐体である光学箱１１１には、上述した光学部材が収容されている。また、シリンドリカルレンズ１０４は光学箱１１１に固定され、スキャナモータ１０８は光学箱１１１にネジ締結により固定され、結像手段である走査レンズ１１０は、接着材により光学箱１１１に固定されている。

レーザユニット１０２には、光源部１１４として、２つの発光点を有するマルチビームレーザ半導体が搭載されており、マルチビームレーザ半導体は、２つのレーザ光線Ｌ１、Ｌ２を出射する。なお、レーザ光線Ｌ１の光路は、図中実線で表示し、レーザ光線Ｌ２の光路は、図中破線で表示している。光源部１１４から出射されたレーザ光線Ｌ１、Ｌ２は、コリメータレンズ１０３、シリンドリカルレンズ１０４を透過し、回転多面鏡１０６の反射面１０７に入射する。回転多面鏡１０６は、スキャナモータ１０８によって回転駆動され、回転多面鏡１０６の反射面１０７に入射したレーザ光線Ｌ１、Ｌ２を偏向する。その後、回転多面鏡１０６により偏向されたレーザ光線Ｌ１、Ｌ２は、走査レンズ１１０を透過し、感光ドラム１１２の表面に照射され、感光ドラム１１２上に静電潜像が形成される。

上述したように、本実施例のレーザユニット１０２の光源部１１４には、マルチビームレーザ半導体が搭載されているため、１つの発光点しか有しないシングルビームレーザ半導体に比べ、一度に感光ドラム１１２の表面を複数列、走査することができる。そのため、マルチビームレーザ半導体は、シングルレーザビーム半導体よりも短い時間で感光ドラム１１２の表面を走査することが可能である。なお、回転多面鏡１０６により偏向されたレーザ光線Ｌ１、Ｌ２が感光ドラム１１２の表面を走査する方向（図中矢印方向）を主走査方向とし、主走査方向に直交する感光ドラム１１２の回転方向を副走査方向とする。

ここで、レーザユニット１０２の光学箱１１１への組み付け調整の方法について説明する。光源部１１４であるマルチビームレーザ半導体は、レーザユニット１０２のホルダ１１３の一端に圧入固定される。また、コリメータレンズ１０３は、後述するようにレーザユニット１０２のホルダ１１３の他端に固定される。そして、光源部１１４、及びコリメータレンズ１０３が固定されたレーザユニット１０２は、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２の印字間隔（感光ドラム１１２上の副走査方向の間隔）の位置精度を出すために、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２の印字間隔の調整が行われる。印字間隔の調整は、レーザユニット１０２をホルダ１１３の円筒軸回りに回転させることで行われる。印字間隔の調整が終了した後に、レーザユニット１０２は、光学箱１１１に組み付けられ、接着剤などにより固定される。

［コリメータレンズ］
次に、本実施例の樹脂製のコリメータレンズ１０３について説明する。図２は、本実施例の樹脂製のコリメータレンズ１０３の外形形状を示した図である。図２（ａ）はコリメータレンズ１０３をレーザ光線Ｌ１、Ｌ２が出射される方向（出射側）から見たときの外形形状を示す正面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すコリメータレンズ１０３を図中右方向から見たときの外形形状を示す側面図である。また、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示すコリメータレンズ１０３をレーザ光線Ｌ１、Ｌ２が入射される方向（入射側）から見たときの外形形状を示す背面図である。

図２（ａ）、（ｃ）に示すように、コリメータレンズ１０３は、光学面が光軸（図中、一点鎖線で表示）に対して回転対称な形状で構成されている。そのため、ガラスを研磨して作られるガラスレンズに比べて、コリメータレンズ１０３は樹脂で成形されていることにより、材料コスト及び成形コストが安い。また、コリメータレンズ１０３の外形形状を円筒形状とすることにより、必要な有効径を確保しつつ、体積を極力抑えることによりレンズ材料のコストを低減させることができる。

樹脂製のコリメータレンズ１０３は、レンズ成形用金型（不図示）のゲートから樹脂を流し込み、射出成形により製造される。そのため、成形されたコリメータレンズ１０３において、樹脂が流し込まれる金型のゲートと直結する部分には、ゲート内で固化した突起部であるゲート部２０１（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ））が少なからず残ってしまう。そして、このようにして製造された樹脂製のコリメータレンズ１０３は、成形する際に金型に樹脂を流し込む方向、即ちゲート部２０１の方向や位置に依存して分布する複屈折が生じるエリアを有している。複屈折は、コリメータレンズ１０３を透過するレーザ光線Ｌ１、Ｌ２の光学特性を低下させてしまうため、樹脂製のコリメータレンズ１０３を光学走査装置１０１に用いる場合は、回転対称形状のレンズであっても、ゲート部２０１の方向を考慮する必要がある。特に、光学走査装置１０１の光源部１１４が、本実施例のマルチビームレーザ半導体のように複数の発光点を有する素子の場合には、複数の発光点から出射されたレーザ光線Ｌ１、Ｌ２それぞれが複屈折の影響を受けるおそれがある。そのため、レーザ光線それぞれが透過する複屈折分布の位置の違いによって、レーザ光線の偏光成分に位相差が生じ、各レーザ光線が受ける光学特性（例えばスポット径やレーザ光量）への影響度合いに差が生じる。その結果、所望の結像性能が得られず、画像品質が低下する可能性がある。

［複屈折分布とレーザ光線への影響］
次に、本実施例の樹脂コリメータレンズに生じる複屈折分布とそれによるレーザ光線への影響について、図３、図４を用いて説明する。図３（ａ）は、図２（ｃ）に示した樹脂製のコリメータレンズ１０３上の複屈折分布を表した図である。図３（ａ）に示すように、複屈折分布は、ゲート部２０１の方向、すなわちゲート部２０１からコリメータレンズ１０３の中心へと向かう方向（以下、ゲート部２０１の方向という）に依存して生じている。複屈折は、レンズ成形時、又はレンズ冷却過程で生じる内部応力が原因で生じる。本実施例の樹脂製のコリメータレンズ１０３において、複屈折は、図３（ａ）に示すように、次のような傾向を有している。すなわち、複屈折は、コリメータレンズ１０３の中心を通り、ゲート部２０１の方向と直交する直線に対して４５°の位相で、かつコリメータレンズ１０３の外周側に行くほど、その影響が強くなる傾向がある。なお、図３（ａ）に示す複屈折分布では、線の間隔の粗密により複屈折の大きさを示しており、線の間隔が密になるほど、複屈折の大きさの変化率が大きくなっていることを表している。

図３（ｂ）は、光源部１１４から出射され、コリメータレンズ１０３を透過するレーザ光線Ｌ１、Ｌ２の発光点Ｌ１ｏ、Ｌ２ｏを結ぶ直線Ｐが、ゲート部２０１に対して４５°傾いて入射している場合のレーザ光線Ｌ１、Ｌ２の範囲を示した図である。また、図３（ｃ）は、光源部１１４から出射され、コリメータレンズ１０３を透過するレーザ光線Ｌ１、Ｌ２の発光点Ｌ１ｏ、Ｌ２ｏを結ぶ直線Ｑが、ゲート部２０１に対して直交している場合のレーザ光線Ｌ１、Ｌ２の範囲を示した図である。図３（ａ）に示したように、複屈折分布はゲート部２０１の方向と直交する直線に対して４５°の位相で、かつコリメータレンズ１０３の外周側に行くほど、その影響が強くなる傾向がある。したがって、図３（ｂ）に示すように、発光点Ｌ１ｏ、Ｌ２ｏを結ぶ直線Ｐがゲート部２０１に対して４５°傾いている場合には、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２の一部は、コリメータレンズ１０３における複屈折の影響が大きい領域を透過することになる。一方、図３（ｃ）に示すように、発光点Ｌ１ｏ、Ｌ２ｏを結ぶ直線Ｑは、ゲート部２０１の方向と直交しているため、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２は、コリメータレンズ１０３における複屈折の影響が大きい領域から外れた領域を透過する。

図４は、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２の発光点Ｌ１ｏ、Ｌ２ｏを結ぶ直線が、それぞれ図３（ｂ）に示す直線Ｐ、図３（ｃ）に示す直線Ｑの場合に、コリメータレンズ１０３における複屈折の大きさを曲線Ｐ’、Ｑ’で示した概略図である。図４において、縦軸は複屈折の大きさを示し、横軸は直線Ｐ、Ｑが通過するコリメータレンズ１０３の位置を示している。図４において、曲線Ｐ’は実線で示し、曲線Ｑ’は一点鎖線で示している。図４において、曲線Ｐ’、Ｑ’は、コリメータレンズ１０３の中心側に近い位置では、複屈折は小さい。ところが、コリメータレンズ１０３の外周側に移動するにつれ、直線Ｐは複屈折の影響が大きい領域に近づくため、曲線Ｐ’で示す直線Ｐの複屈折が大きくなる。一方、直線Ｑは複屈折の影響が大きい領域から外れた領域を通るため、曲線Ｑ’で示す直線Ｑの複屈折は、直線Ｐに対する曲線Ｐ’に比べて小さい。

なお、本実施例では、発光点Ｌ１ｏ、Ｌ２ｏを結ぶ直線Ｑはゲート部２０１の方向に直交する方向の直線である。例えば、発光点Ｌ１ｏ、Ｌ２ｏを結ぶ直線が、コリメータレンズ１０３の中心を通り、ゲート部２０１の方向に平行な直線であっても、上述した直線Ｑと同様に、複屈折の影響が最も少ない位置にレーザ光線Ｌ１、Ｌ２を透過させることができる。

［レーザユニットの構成］
次に、本実施例のレーザユニット１０２について説明する。図５は、レーザユニット１０２の外形形状を示す図（図５（ａ）～（ｃ））、及びレーザユニット１０２の構成を説明する断面図（図５（ｄ））である。図５（ｂ）は、レーザユニット１０２を側面から見たときのホルダ１１３の外形形状を示す側面図である。図５（ａ）は、図５（ｂ）に示すレーザユニット１０２を光源部１１４から出射されたレーザ光線Ｌ１、Ｌ２が出射されるコリメータレンズ１０３側から見たときの図である。ゲート部２０１を有するコリメータレンズ１０３は、ホルダ１１３のレンズ固定部５０１に接着剤により固定されている。一方、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示すレーザユニット１０２を光源部１１４側から見たときの図であり、レーザユニット１０２に圧入固定された光源部１１４のマルチビームレーザ半導体の端子が４本出ている。図５（ｄ）は、図５（ｂ）に示すレーザユニット１０２を図中、Ａ－Ａで示す面で切断し、切断面を図５（ｂ）の図中下方向から見たときの断面図である。図５（ｄ）に示すように、ホルダ１１３の内部は中空状態であり、一方の端部には上述した光源部１１４のマルチビームレーザ半導体が圧入固定され、他方の端部にはコリメータレンズ１０３が仮置き座面５０２に固定されている。

［ゲート部の位置決め］
次に、コリメータレンズ１０３のホルダ１１３への組み付け調整の方法について説明する。まず、コリメータレンズ１０３は、ホルダ１１３に設けたレンズ仮置き座面５０２（図５（ｄ））に仮置きされる。図６は、本実施例のコリメータレンズ１０３を透過するレーザ光線Ｌ１、Ｌ２の位置、及びゲート部２０１のホルダ１１３に対する位置決め範囲を示す図である。コリメータレンズ１０３をレンズ仮置き座面５０２に仮置きすることにより、コリメータレンズ１０３のゲート部２０１は、次のように位置決めされる。すなわち、レンズ仮置き座面５０２に設けたレンズ位置規制とゲート位置規制を兼ねる位置規制リブ５０３（図５（ｂ））により、ゲート部２０１の方向が、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２の発光点Ｌ１ｏ、Ｌ２ｏを結ぶ直線Ｓに対して略直交するように位置決めされる。ここで、略直交とは、位置規制リブ５０３やコリメータレンズ１０３のレンズ形状などの誤差要因を含め、９０°±１０°程度の範囲であることを意味している。ホルダ１１３に対するゲート部２０１の位置決めがなされた後は、光源部１１４に対して３次元方向の位置調整が行われ、コリメータレンズ１０３は、ホルダ１１３のレンズ固定部５０１（図５（ａ））に接着剤により固定される。

コリメータレンズ１０３と光源部１１４を共にホルダ１１３に固定して保持することは、次のようなメリットを有する。すなわち、感光ドラム１１２上の印字間隔の調整を行うために、レーザユニット１０２をホルダ１１３の円筒軸回りに回転させても、コリメータレンズ１０３と発光点Ｌ１ｏ、Ｌ２ｏを結ぶ直線Ｓの位置決め位相を保持することができるメリットを有している。

［ゲート部の位置決めによる効果］
次に、ゲート部２０１の位置決めによる効果について説明する。図３で説明したように、コリメータレンズ１０３に生じる複屈折は、ゲート部２０１の方向に依存して分布する性質を有している。本実施例のように、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２の発光点を結ぶ直線Ｓの方向をゲート部２０１の方向と直交する方向に位置決めすることで、次のような効果を奏することができる。すなわち、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２がコリメータレンズ１０３の複屈折の影響がより少ない領域を透過することで、複屈折によりレーザ光線Ｌ１、Ｌ２に生じるスポット径肥大や光量低下などの光学特性への影響を低減させることができる。

以上説明したように、本実施例では、マルチビームレーザ半導体と樹脂製のコリメータレンズを用いた光学走査装置１０１において、画像劣化の発生を低減し、高画質化を低コストで実現することができる。なお、本実施例では、コリメータレンズ１０３と光源部１１４は同一の保持部材であるホルダ１１３に保持されているが、これに限るものではない。例えば、コリメータレンズ１０３は光学箱１１１に保持され、光源部１１４はホルダ１１３に固定されるなど、それぞれが異なる部材により保持されていてもよい。また、本実施例では、ゲート部２０１の位置決め方向は、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２の発光点を結ぶ直線Ｓと直交する方向の場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、ゲート部２０１の位置決め方向が、レーザ光線Ｌ１、Ｌ２の発光点を結ぶ直線Ｓと平行な方向であってもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、樹脂性コリメータレンズを用いて、低コストでレーザ光線のスポット径肥大を低減することができる。

実施例１では、光源部が１つの光学走査装置において、低コストの樹脂製のコリメータレンズの複屈折がレーザ光線の光学性能に与える影響を低減させた実施例について説明した。実施例２では、複数の光源部を有する光学走査装置において、コリメータレンズの複屈折の影響を均一化させることで、レーザ光線の光学性能に与える影響を低減させた実施例について説明する。なお、実施例１と同じ構成の部材については、同一符号を用いて説明することで、ここでの説明を省略する。

［光学走査装置の構成］
図７は、実施例２の光学走査装置７０１の構成を示す概略図である。実施例１の光学走査装置１０１は、１つの光源部を有し、１つの感光ドラムにレーザ光線を照射する構成であった。一方、本実施例の光学走査装置７０１は、４つの光源部を有している。本実施例の光学走査装置７０１が搭載される画像形成装置は、トナーの色がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する４つの画像形成部を有している。そして、各画像形成部は、光学走査装置７０１から出射されたレーザ光線が照射されることにより、感光ドラム上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。画像形成装置は、各画像形成部の感光ドラム上に形成されたトナー像を記録媒体である記録材に転写することにより、画像形成を行う。

図７に示すように、光学走査装置７０１は、４つのレーザユニット、すなわち、２つのレーザユニット７０２（図中、左側上下）、２つのレーザユニット７０３（図中、右側上下）を有している。レーザユニット７０２、７０３は、それぞれ鉛直方向に２つずつ配置され、水平方向に隣接して二列で配置されている。各レーザユニット７０２、７０３は、それぞれマルチビームレーザ光源部１１４（以下、光源部１１４という）、コリメータレンズ１０３、光源部１１４及びコリメータレンズ１０３を保持するホルダ１１３から構成されている。２つのレーザユニット７０２は、上述したシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する画像形成部の感光ドラムにレーザ光線を照射する。一方、２つのレーザユニット７０３は、上述したイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する画像形成部の感光ドラムにレーザ光線を照射する。

また、光学走査装置７０１は、シリンドリカルレンズ７０４、シリンドリカルレンズ７０４を透過した光源部１１４から出射された光ビームを絞る開口絞り７０５、開口絞り７０５を通過した光ビームが入射する回転多面鏡１０６を有している。更に、光学走査装置１０１は、回転多面鏡１０６を回転駆動するスキャナモータ１０８、レーザユニット１０２に保持された光源部１１４の発光制御を行う基板（不図示）を有している。光学走査装置１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）の画像形成部の感光ドラムへのレーザ光線が透過する第１走査レンズ７１０Ａ、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成部の感光ドラムへのレーザ光線が透過する第１走査レンズ７１０Ｂを有している。そして、光学走査装置１０１は、各画像形成部の感光ドラムを照射するレーザ光線を透過する第２走査レンズ７１１Ｙ、７１１Ｍ、７１１Ｃ、７１１Ｋを有している。更に、光学走査装置１０１は、各画像形成部の感光ドラムを照射するレーザ光線を反射する反射ミラー７１２Ｙ、７１２Ｍ１、７１２Ｍ２、７１２Ｃ１、７２１Ｃ２、７１２Ｋを有している。なお、第２走査レンズ、反射ミラーの符号に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの感光ドラムに照射されるレーザ光線が通過する光学部材であることを示している。光学走査装置７０１の筐体である光学箱７１３には、上述した光学部材が収容され、光学箱７１３に圧入、接着、ネジ締結などによって固定されている。レーザユニット７０２、７０３から出射された各レーザ光線は、樹脂製のコリメータレンズ１０３、シリンドリカルレンズ７０４、開口絞り７０５を通過して、回転多面鏡１０６によって偏向される。回転多面鏡１０６により偏向された各レーザ光線は、対応する第１走査レンズ７１０、第２走査レンズ７１１、反射ミラー７１２を経て、対応する画像形成部の感光ドラムに照射される。

［レーザユニット］
図８は、図７に示した４つのレーザユニットのうち、隣り合う１対のレーザユニット７０２、７０３の外形形状を示した図（図８（ａ）～（ｃ））である。図８（ｂ）は、レーザユニット７０２、７０３を図７の図中上方向から見たときのホルダ１１３の外形形状を示す図である。図８（ａ）は、図８（ｂ）に示すレーザユニット７０２、７０３を光源部１１４ａ、１１４ｂから出射されたレーザ光線Ｌ１、Ｌ２が出射されるコリメータレンズ１０３側から見たときの図である。ゲート部２０１を有するコリメータレンズ１０３は、ホルダ１１３のレンズ固定部に接着剤により固定されている。一方、図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示すレーザユニット７０２、７０３を光源部１１４ａ、１１４ｂ側から見たときの図である。図８（ｃ）に示すように、レーザユニット７０２、７０３に圧入固定された光源部１１４ａ、１１４ｂのマルチビームレーザ半導体の端子が４本出ている。図８に示すように、レーザユニット７０２、７０３は、それぞれ互いに異なる位相で、光源部１１４ａ、１１４ｂをホルダ１１３の一端に保持している。

［ゲート部の位置決め］
次に、本実施例の樹脂製のコリメータレンズ１０３のゲート部２０１の位置決め範囲について説明する。図９は、本実施例のコリメータレンズ１０３を透過する光源部１１４ａの発光点Ｌ１ｏａ、Ｌ２ｏａ、及び光源部１１４ｂの発光点Ｌ１ｏｂ、Ｌ２ｏｂの位置、及びゲート部２０１のホルダ１１３に対する位置決め範囲を説明する図である。図９には、図８に示すレーザユニット７０２の光源部１１４ａの発光点Ｌ１ｏａ、Ｌ２ｏａを結ぶ直線Ｓａ（第１の直線）、レーザユニット７０３の光源部１１４ｂの発光点Ｌ１ｏｂ、Ｌ２ｏｂを結ぶ直線Ｓｂ（第２の直線）が示されている。また、図９には、直線Ｓａ、Ｓｂが交差して成す角度（鋭角、鈍角）の二等分線（図中、一点鎖線で表示）が示されている。コリメータレンズ１０３のゲート部２０１は、直線Ｓａ、Ｓｂが成す角のうち、鈍角（角度θ）側の二等分線に略平行方向に位置決めされる。ここで、略平行とは、位置規制リブ５０３やレンズ形状などの誤差要因を含め、角度がθ／２±１０°程度の範囲である。

［ゲート部の位置決めによる効果］
次に、ゲート部２０１の位置決めによる効果について説明する。図１０は、コリメータレンズ１０３上の複屈折分布と、レーザユニット７０２、７０３のレーザ光線Ｌ１、Ｌ２との位置関係を示す図である。図１０において、直線Ｓａは、レーザユニット７０２の光源部１１４ａの発光点Ｌ１ｏａ、Ｌ２ｏａを結んだ直線である。一方、直線Ｓｂは、レーザユニット７０３の光源部１１４ｂの発光点Ｌ１ｏｂ、Ｌ２ｏｂを結んだ直線である。また、Ｌ１ａは、光源部１１４ａの発光点Ｌ１ｏａから出射されたレーザ光線Ｌ１ａの範囲を示す図であり、Ｌ２ａは、光源部１１４ａの発光点Ｌ２ｏａから出射されたレーザ光線Ｌ２ａの範囲を示す図である。同様に、Ｌ１ｂは、光源部１１４ｂの発光点Ｌ１ｏｂから出射されたレーザ光線Ｌ１ｂの範囲を示す図であり、Ｌ２ｂは、光源部１１４ｂの発光点Ｌ２ｏｂから出射されたレーザ光線Ｌ２ｂの範囲を示す図である。本実施例のように、レーザユニット７０２、７０３のそれぞれの光源部１１４の発光点を結ぶ直線Ｓａ、Ｓｂが交差して成す角度の二等分線に対して、略平行方向にゲート部２０１を位置決めすることで、次の効果を奏することができる。すなわち、レーザユニット７０２から出射されるレーザ光線Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、レーザユニット７０３から出射されるレーザ光線Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂを、それぞれコリメータレンズ１０３上の複屈折分布が等しい領域を透過させることができる。これにより、光源部１１４の位置が異なるレーザユニット７０２とレーザユニット７０３との間に生じる複屈折の影響を均一化することができる。その結果、コリメータレンズ１０３の複屈折により生じる、トナーの色が異なる感光ドラムの間のレーザ光線の光学特性差を均一、かつ低減することができ、画像劣化の発生を低減することができる。

以上説明したように、マルチビームレーザ半導体と樹脂製のコリメータレンズ１０３を用いた複数のレーザユニット７０２、７０３を有する光学走査装置７０１において、画質低下を低減し、低コストで高画質化を実現することができる。

なお、本実施例では、コリメータレンズ１０３と光源部１１４は同一の保持部材であるホルダ１１３に保持されているが、これに限るものではない。例えば、コリメータレンズ１０３は光学箱７１３に保持され、光源部１１４はホルダ１１３に固定されるなど、それぞれが異なる部材により保持されていてもよい。また、ゲート部２０１の位置決め方向は、レーザユニット７０２、７０３のそれぞれの光源部１１４ａ、１１４ｂの発光点を結ぶ直線Ｓａ、Ｓｂが交差して成す角度のうち、鈍角側の角の二等分線に対して略平行な方向としたが、これに限るものではない。例えば、ゲート部２０１の位置決め方向は、直線Ｓａ、Ｓｂが交差して成す角度のうち、鋭角側の角の二等分線に対して略平行な方向（鈍角側の角の二等分線に対しては略直交する方向でもある）であってもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、樹脂性コリメータレンズを用いて、低コストでレーザ光線のスポット径肥大を低減することができる。

１１４ 光源
２０１ ゲート部
１０３ コリメータレンズ
１１３ ホルダ

Claims (3)

1. 光線を出射する複数の発光点を有する光源と、レンズ面の外周部にゲート部を有し前記光源から出射された複数の光線が透過する樹脂製のコリメータレンズと、前記光源と前記コリメータレンズを保持する筒状の保持部と、を有する４つのレーザユニットと、
   前記４つのレーザユニットから出射する光線を偏向するための回転多面鏡と、
   を有する光学走査装置において、
   前記４つのレーザユニットは、前記回転多面鏡の回転軸方向及び前記回転軸方向に対して直交する方向に夫々二列になるように配置されており、
   前記コリメータレンズを通過する前記複数の光線の軸線方向に前記コリメータレンズを見た時、一の前記レーザユニットの前記コリメータレンズを透過する前記複数の光線の中心を結んだ第１の直線と、前記一のレーザユニットに対して前記回転軸方向に対して直交する方向に隣接する前記レーザユニットの前記コリメータレンズを透過する前記複数の光線の中心を結んだ第２の直線とは、互いに交差する角度を有し、
   前記一のレーザユニットの前記コリメータレンズの中央と前記ゲート部を結ぶ直線が、前記第１の直線と前記第２の直線とが交差して成す角度の二等分線に対して略平行又は略直交するように、前記一のレーザユニットの前記コリメータレンズが前記一のレーザユニットの前記保持部に保持されていることを特徴とする光学走査装置。
2. 前記一の保持部は、前記ゲート部が保持される位置を規制するリブを有していることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
3. 光線を出射する複数の発光点を有する光源と、前記光源を保持する筒状の保持部と、を有する４つのレーザユニットと、
   レンズ面の外周部にゲート部を有し、前記光源から出射された複数の光線が透過する樹脂製の４つのコリメータレンズと、
   前記４つのレーザユニットから出射する光線を偏向するための回転多面鏡と、
   前記４つのレーザユニットと、前記４つのコリメータレンズと、前記回転多面鏡を保持する光学箱と、
   を有する光学走査装置において、
   前記４つのレーザユニット及び４つのコリメータレンズは、前記前記回転多面鏡の回転軸方向及び前記回転軸方向に対して直交する方向に夫々二列になるように配置されており、
   前記コリメータレンズを通過する前記複数の光線の軸線方向に前記コリメータレンズを見た時、一の前記コリメータレンズを透過する前記複数の光線の中心を結んだ第１の直線と、前記一のコリメータレンズに対して前記回転軸方向に対して直交する方向に隣接する前記コリメータレンズを透過する前記複数の光線の中心を結んだ第２の直線とは、互いに交差する角度を有し、
   前記一のコリメータレンズの中央と前記ゲート部を結ぶ直線が、前記第１の直線と前記第２の直線とが交差して成す角度の二等分線に対して略平行又は略直交するように、前記一のコリメータレンズが前記光学箱に保持されていることを特徴とする光学走査装置。