JPH01172814A

JPH01172814A - レーザーユニット

Info

Publication number: JPH01172814A
Application number: JP33155587A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Kimura; 木村　彰良
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-12-26
Filing date: 1987-12-26
Publication date: 1989-07-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、レーザービームを利用する装置、例えばデジ
タル複写機、レーザービームプリンタ等に適用可能なレ
ーザーユニットに関する。

（従来の技術）従来、この種の装置としては、第５図に示すようなもの
が知られている。すなわち、このレーザーユニット１０
０は、半導体レーザー素子１０１を備えており、このレ
ーザー素子１０１の発光チップ１０２から放射されたレ
ーザービームを金属製のコリメータ鏡筒１０３内に保持
されたコリメータレンズ１０４により平行ビームとする
、このレーザー素子１０１は、素子ホルダー１０５によ
りレーザー基板１０６上に保持されており、またコリメ
ータ鏡筒１０３は、素子ホルダー１０５上に固定された
鏡筒ホルダー１０７により保持固定されている。

このレーザーユニット１００を用いて画像露光を行う場
合には、第６図に示すような光学系を構成する。すなわ
ち、この光学系にあっては、レーザービーム）１００か
ら射出されたレーザービームをシリンドリカルレンズ１
０８及び所定形状に形成された絞り１０９を介して矢印
Ｇ１方向に回転するポリゴンミラー１１０に照射し、ポ
リゴンミラー１１０にて反射されたビームをトーリック
レンズ１１１を介して不図示の感光ドラム等に導く。こ
こで、絞り１０９を設けであるのは、レーザービームを
絞りの形状に規制し、感光ドラム等上にスポット状に照
射するためである。尚、上記したレーザーユニットｌＯ
Ｏを用いた装置の一例としては、例えば特開昭５５−４
３５７７号公報に記載の装置がある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、斯かる従来例にあっては、レーザーユニ
ットｌＯＯと絞り１０９とが別々に設けられており、こ
のため、レーザーユニット１００を用いて光学系を構成
した場合、部品点数が増加して装置の構成が複雑化し、
コストアップの原因となる。

また、装置を組み立てる際にも、レーザーユニットｌＯ
Ｏと絞り１０９とを別々に組み立てなければならないば
かりでなく、所望のスポット状のレーザービームを得る
ためには、レーザービームの光軸に対して絞り１０９を
精度良く配設しなければならず、治具等を必要とするた
め、組立工程が複雑化してこの点からもコストアップに
つながってしまうという問題点を有していた。

このような問題点に対しては、コリメータ鏡筒１０３を
加工してレーザービームの絞りを形成することも考えら
れるが、通常コリメータ鏡筒１０３は金属で構成されて
いるため、微小な絞りを所望の形状に形成することは困
難であり、また、コストアップにつながってしまう。

そこで、本発明は上記従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、絞りをユ
ニットに一体化して当該ユニットにより構成される光学
系を簡素化し得ると共に、レーザービームに対する絞り
の位置精度を向上し得るレーザーユニットを安価に提供
することにある。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明にあっては、レーザー
発光素子から出力されたレーザービームを保持組立体に
取り付けたコリメータレンズにより平行ビームとして射
出するレーザーユニー／　トにおいて、前記保持組立体
のうち少なくとも前記コリメータレンズを保持するレン
ズ保持部を樹脂にて構成すると共に、該レンズ保持部に
、前記レーザー発光素子から出力されたレーザービーム
を所定のスポット形状に規制する絞り部を一体的に形成
したことを特徴とする。

（作　　　用）上記構成を有する本発明においては、少なくともレンズ
保持部を樹脂にて構成したことにより、該保持部の加工
性が良く、容易に所定の開口形状を有する絞り部を一体
的に形成し得る。また、レンズ保持部に一体的に絞り部
を形成したことにより、レーザービームの光軸に対して
絞り部を正確に配設でき、レーザービームは絞り部によ
り正確に規制されて射出される。

（実　施　例）以下本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るレーザーユニットの構
成を示すものである。同図において、ｌはレーザー基板
であり、樹脂等の板部材が用いられる。このレーザー基
板１上には、レーザービームを出力するレーザー発光素
子としてのレーザー素子２及びレーザー素子２を保持す
る素子ホルダー３を取り付ける。レーザー素子２は、素
子基板２０を有し、該素子基板２ｏ上には円筒状で銅製
の基台２１を取り付け、さらに該基台２１上には、レー
ザービームを放射する発光チップ２２を設けである。ま
た、素子基板２０上には、基台２１及び発光チップ２２
をほこり等から保護するカバ一部２３を設け、前記発光
チップ２２と対向する前面には、透明なカバーガラス２
４を設けである。さらに、素子基板２０の底面にはレー
ザー基板ｌと当接する突部２５を設け、素子基板２０と
レーザー基板１どの間にはスプリングワッシャー２６を
嵌入しである。従って、レーザー素子２は、レーザー基
板１に対して微小な角度調整が可能となっている。

素子ホルダー３は亜鉛（Ｚｎ）製の略円板であり、その
中央部には異なる内径を有する開口部３０を設けてなり
、レーザー素子２が開口部３０にちょうど嵌合し、開口
部３０内の係止面３１とレーザー素子２の素子基板２０
の上面とが面接触するようになっている。従って、素子
ホルダー３をレーザー基板ｌに取り付けた場合、レーザ
ー素子２は、スプリングワッシャー２６によって素子ホ
ルダー３の係止面３１に突当てられ、その正確な位置決
め、すなわちレーザー素子２を光軸に対して直角に保持
することが可能となる。

尚、素子ホルダー３のレーザー基板１上への固定は、複
数のねじ（図示せず）により行う。

４はガラス製のコリメータレンズ５を保持するレンズ保
持部としてのコリメータ鏡筒であり、該鏡筒４の外周に
同心的に取り付けられる鏡筒ホルダー６によって素子ホ
ルダー３に対して固定される。このコリメータ鏡筒４は
、一体成形加工が行い易いように樹脂からなり、本実施
例にあってはＰＥＳ　（ポリエーテルサルホン）が用い
られている。また、他の樹脂としてはＰＰＳ　（ポリフ
ェニレンサルファイド）も使用可能である。このコリメ
ータ鏡筒４の一端側即ち前記発光チップ２２側には、コ
リメータレンズ５を同心的に固定するための円筒状の凹
部４０を設け、中央部近傍から他端部にかけては、レー
ザービームを射出するための前記凹部４０より大きい径
を有する円筒状の四部４１を設けである。さらに、凹部
４０，４１の間にはレーザービームを所望のスポット状
に規制するための絞り部４２を一体成形により設けであ
る。

第２図は、レーザー二二ツ）ＬＵを第１図の矢印Ａ方向
すなわちレーザービームが射出される方向から見たもの
である。同図から理解されるように、前記絞り部４２の
開口部４２ａの形状は横長の略楕円形であり、その長袖
の径は凹部４０の内径よりも小さい、この絞り部４２の
開口形状は必ずしも楕円でなくとも良く、例えば円形、
回転対対称形又は非回転対称形でもでもよいが、本実施
例において絞り部４２の開口形状として楕円を採用して
いるのは、後述する感光体ドラムＣ表面にスポット状の
レーザービームを照射した際に、ビーム走査方向の解像
力を向上させるためである。

このコリメータ鏡筒４は、その外周に同心的に取り付け
られる鏡筒ホルダー６によって素子３に対して固定され
る。すなわち、鏡筒ホルダー６の基部６０を前記素子ホ
ルダー３上の所定位置にレーザー基板ｌを貫通する複数
のねじ（図示せず）を用いて固定し、さらに、該ホルダ
ー６の胴部６１に設けた接着用孔６２に接着剤を流入す
ることにより、該ホルダー６の内周面にコリメータ鏡筒
４を固定する。尚、鏡筒ホルダー６の材質としては亜鉛
（Ｚｎ）が用いられる。

このように本実施例にあっては、レーザー素子２及びコ
リメータレンズ５をコリメータ鏡筒４、鏡筒ホルダー６
及び素子ホルダー３という３つの部材の組立体により保
持する構成とし、レーザービーム）ＬＵの組立精度の向
上を図っている。すなわち、組立工程において、素子ホ
ルダー３に対して鏡筒ホルダー６の位置を前記ねじを用
いて調整することにより、レーザービームとコリメータ
　　゛レンズ５の光軸とを一致させ、Ｘ−Ｙ調整を行う
と共に、鏡筒ホルダー６に対してコリメータ鏡筒４の位
置を調整することにより、発光チップ２２とコリメータ
レンズ５とのギャップを調整することができる。

第３図は本実施例を適用した画像形成装置の一実施例を
示すものであり、同図において、Ａは第１光学系、Ｂは
第２光学系、Ｃは感光体ドラムである。

第１光学系Ａは、原稿台１０上に載置された原稿を照明
するランプ１１と、ミラー１２　、１３　。

１４と、レンズ１５と、ミラー１６，１７゜１８とを有
しており、原稿からの反射光をミラーｘ２．ｉ３．ｘａ
を介し、レンズ１５を通過させ、さらにミラー１６，１
７．１８を介して感光体ドラムＣ上に導く。

第２光学系Ｂは、第４図に示すように、前記レーザーユ
ニットＬＵと、シリンドリカルレンズＳＬと、モータＭ
と、モータＭに直結され矢印Ｇ方向に回転するポリゴン
ミラーＰＭと、トーリックレンズ（ｆθレンズ）Ｌとを
有しており、レーザーユニッ）ＬＵから絞り部４２によ
り規制された射出されたレーザービームをポリゴンミラ
ーＰＭで走査して、トーリックレンズＬ及びミラー１９
を介して感光体ドラムＣ上に導く。

上記構成において、本発明の一実施例としてのレーザー
ユニットＬＵの働きと構成について説明すると、先ず第
１にはコンピュータやワードプロセッサー等の出力に接
続することによってユニットを潜像形成手段として機能
させ、第１光学系によって形成される画像との合成画像
を形成する用い方がある。また、第２には画像の先端部
の余白形成や、転写紙と次の転写紙の間に対応する感光
体ドラム３上の領域の不要な電荷の消去を行なう用い方
がある。さらに、第３にはデジタイザー等の座標入力手
段と組合せて第１光学系１によって形成される原稿画像
の不要部分を消去するマスキング機能やトリミング機能
を果すために用いる場合がある。さらにまた、第４には
第１光学系の光路の一部を遮断してその部分に日付やペ
ージ等の原稿画像に記されていない情報を付加するアド
オン機能を用いる場合もある。

そして、上記いずれの用途においてもレーザーユニット
ＬＵによる走査ビームの主走査方向と感光体ドラムＣの
母線に高い平行度を維持しなければならない、さらに、
第１光学系Ａによるアナログ露光との組合せのためにト
リミング、マスキング、アドオンの各機能を果たす場合
には、走査ビームは感光体ドラムＣの母線に対してだけ
ではなく、第１光学系Ａからの入射光に対しても常時高
い平行度が要求される。

ところで、上記レーザーユニットＬＵから射出されたレ
ーザービームは、コリメータ鏡筒４に一体的に形成した
絞り部４２により規制されて、シリンドリカルレンズＳ
Ｌ、ポリゴンミラーＰＭ。

及びトーリックレンズＬを介して感光体ドラムＣ表面に
照射され、所定の画像形成が行われる。そして、その画
像形成の際の解像力を高めるためには、ドラムＣ表面を
照射するビームの形状をビーム走査方向Ｓに対して縦長
にすることが望ましい、従って、本実施例のレーザーユ
ニットＬＵにあっては、この要望に応えるため、前記絞
り部４２の開口部４２ａの形状を楕円形に形成し、第４
図（ｂ）に示すように感光体ドラムＣ上に長袖。

短軸の長さが交友　、交２のビームスポットＱを形成す
るようにする。

しかし、この場合、レーザーユニシトＬＵから射出され
るビームが走査平面に対して平行な方向に長袖な楕円形
であれば、シリンドリカルレンズＳＬ、ポリゴンミラー
ＰＭ、トーリックレンズＬを介してドラムに照射される
ビームは、ドラム回転方向に対して長軸な楕円になるこ
とが知られているので、感光体ドラムＣ表面においてビ
ーム走査方向Ｓに対しビームスボッ）Ｑの楕円の長袖が
該走査方向Ｓに対し直交するよう、第２図に示すように
コリメータ鏡筒４には横長の楕円形の開口部４２ａを形
成しである。尚、レーザーユニットＬＵを装置に取り付
ける際にビーム照射方向に対する該二二ツ）ＬＵの設置
角度を調整することにより、感光体ドラムＣ表面におい
てビーム走査方向Ｓに対し縦長のビームスポットＱを照
射する構成としてもよい。

以上述べたように本実施例にあっては、コリメータ鏡筒
４をＰＥＳ等の樹脂にて構成したことにより、その加工
性が良く、容易に微小な絞り部４２を該鏡筒４に一体成
形し得る。従って、本実施例のレーザーユニッ）ＬＵを
適用したデジタル複写機等を組み立てる際、絞りを別に
組み立てる必要がなく、部品点数を減少するとともに調
整等の工程を省略することができるので、コストダウン
を図ることができるという効果がある。また、コリメー
タ鏡筒４に絞り部４２を一体的に形成したことにより、
絞り部４２をレーザービームの光軸に対して精度良く配
設することができ、より正確にレーザービームを規制す
ることが可能となるため、デジタル複写機、レーザービ
ームプリンタ等に適用した場合に質の高い画像を形成す
ることができるという効果がある。

さらに、本実施例にあっては、絞り部４２の開口部４２
ａ形状を楕円としたことにより、感光体ドラムＣに画像
を形成する場合、特にバックグラウンドスキャンをする
際にその解像力が向上するという効果がある。

尚、本実施例にあっては、コリメータ鏡筒４のみをＰＥ
Ｓ等の樹脂にて構成したが、鏡筒ホルダー６も樹脂にて
構成するようにしても良い、この場合、樹脂は加工性が
高いので、コリメータ鏡筒４及び鏡筒ホルダー６に夫々
係止部を容易に形成することができ１組立の際にコリメ
ータ鏡筒４の回転を防止して一層の取付精度の向上を図
ることができるという効果がある。ただし、コリメータ
レンズ５及び発光チップ２２間のギャップ量の温度によ
る変化及びレーザーの発熱に対する放熱効果を考慮する
と、コリメータ鏡筒のみを樹脂にて構成することが望ま
しい。

（発明の効果）以上の構成及び作用を有する本発明にあっては、保持組
立体のうち少なくともコリメータレンズを保持するレン
ズ保持部を樹脂にて構成したことにより、その加工性が
良く、容易に微小な絞り部を該保持部に一体成形し得る
。従って、本発明に係るレーザーユニットを適用したデ
ジタル複写機等を組み立てる際、絞りを別に設ける必要
がなく、部品点数を減少して光学系を簡素化するととも
に調整等の工程を省略することができ、装置の小型化及
びコストダウンを図ることができる。

また、保持部に絞り部を一体的に形成したことにより、
絞り部をレーザービームの光軸に対して精度良く配設す
ることができ、より正確にレーザービームを規制するこ
とが可能となるため、デジタル複写機、レーザービーム
プリンタ等に適用した場合に質の高い画像を形成するこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザーユニットの一実施例を示
す縦断面図、第２図は同実施例を第１図の矢印Ａ方向か
ら見た拡大図、第３図は同実施例を適用した画像形成装
置の概略構成を示す縦断面図、第４図（ａ）　ｔ’＃第
３図の装置の第２光学系を示す拡大平面図、第４図（ｂ
）は感光体ドラム上に照射されるレーザービームの形状
を示す説明図、第５図は従来のレーザーユニットを示す
縦断面図、第６図は従来のレーザーユニットにより構成
される光学系の一例を示す平面図である。符号の説明２・・・レーザー素子（レーザー発光素子）２２・・・
発光チップ４・・・コリメータ鏡筒（保持組立体、レンズ保持部）４２・・・絞り部　　　　　４２ａ・・・開口部５・・
・コリメータレンズ６・・・鏡筒ホルダー（保持組立体）第２図第４図（ａ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザー発光素子から出力されたレーザービーム
を保持組立体に取り付けたコリメータレンズにより平行光として射出するレーザーユニ
ットにおいて、前記保持組立体のうち少なくとも前記コリメータレンズ
を保持するレンズ保持部を樹脂にて構成すると共に、該
レンズ保持部に、前記レーザー発光素子から出力された
レーザービームを所定のスポット形状に規制する絞り部
を一体的に形成したことを特徴とするレーザーユニット
。
（２）前記絞り部の開口形状を回転対称形としたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザーユニッ
ト。
（３）前記絞り部の開口形状を非回転対称形としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザーユニ
ット。
（４）前記絞り部の開口形状を楕円としたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のレーザーユニット。
（５）前記樹脂にて構成するレンズ保持部は、コリメー
タ鏡筒であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のレーザーユニット。