JP2000330046A - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JP2000330046A
JP2000330046A JP13637799A JP13637799A JP2000330046A JP 2000330046 A JP2000330046 A JP 2000330046A JP 13637799 A JP13637799 A JP 13637799A JP 13637799 A JP13637799 A JP 13637799A JP 2000330046 A JP2000330046 A JP 2000330046A
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Japan
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light source
source device
holding wall
thermal expansion
optical scanning
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JP13637799A
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English (en)
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Migaku Amada
天田  琢
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源装置、ハウジング、調整機構など各構成
要素が温度変化によりそれぞれ変形した場合でも、光源
装置の回転角度の変動を抑えて副走査ビームピッチの変
動を小さく抑える。 【解決手段】 互いに平行且つ同一方向にレーザビーム
を出射する複数個のレーザ光源LD31、32と、レー
ザ光源LD31、32を並べて保持する光源保持体35
とを備えた光源装置30と、光源装置30をレーザビー
ムと平行な軸42周りに回動可能に保持する光源装置保
持壁40とを備えた光走査装置において、光源装置3
0、光源装置保持壁40及び回転角度調整用の調整ねじ
44が熱膨張または熱収縮することにより発生する光源
装置30の回転が、光源装置30、光源装置保持壁40
及び調整ねじ44の熱膨張または熱収縮により相殺され
るように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数個のレーザ
光源を使用して同時に複数のレーザビームを感光体表面
に照射し画像を書き込むマルチビーム書込装置の光走査
装置に関し、特に光源装置、ハウジング、調整機構など
の熱膨張または熱収縮による副走査ビームピッチの変動
を防止できるようにした光走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマルチビーム書込装置の光走査装
置における光源部の構造を図3(a)、(b)に示す。
図中、30は光源装置、40は光走査装置のハウジング
の一部をなす光源装置保持壁である。光源装置保持壁4
0の下端はハウジング底部に連結され、上端は開放され
ている。光源装置30は、互いに平行且つ同一方向にレ
ーザビームを出射する複数個(この例では2個)のレー
ザ光源LD31、LD32と、これらレーザ光源LD3
1、LD32を並べて保持する光源保持体35と、レー
ザ光源LD31、LD32からの射出ビームを、各々平
行光線とし且つ光軸方向にカップリングする光源と同数
のカップリングレンズ(コリメートレンズ)33、34
とからなる。レーザ光源LD31、LD32は、光源保
持体35の本体35aに形成された貫通孔36、37に
各々圧入されて固定されている。カップリングレンズ3
3、34は、光源保持体35の本体前面部に突設された
レンズ保持部38の両側に各々接着剤39で接着されて
固定されている。光源保持体35の本体前面部には、レ
ンズ保持部38を中心部に有する円形の突起部35Aが
一体形成されている。
【0003】一方、光源装置保持壁40には、光源保持
体35の突起部35Aと嵌合する円形の保持孔41が形
成されている。光源保持体35は、その突起部35Aが
光源装置保持壁40の保持孔41に挿入されることによ
り、図中に一点鎖線で示す回動軸42周りに回動可能に
保持されている。光源保持体35の本体35aの一端に
は、回動角度調整用のアーム部35bが一体形成されて
いる。光源保持体35のアーム部35bは、その先端部
上面とハウジングの一部をなす固定要素46との間に設
けられた弾性部材( 圧縮コイルばね) 45により常時下
方に付勢されている。これにより光源装置30には、こ
れを矢印Aの方向に回転させようとする一定のモーメン
トM1が常に与えられている。一方、アーム部35bの
先端部下面には、光源装置30の回転角度を調整するた
めの調整ねじ(調整機構)44の先端が当接しており、
これによって光源装置30の矢印A方向への回動が下方
から規制されている。調整ねじ44は、光源装置保持壁
40に一体形成された固定要素43に螺合して設けられ
ており、固定要素43からの調整ねじ44の突出長L2
を変えることによって、光源装置30の回転角度が調整
され、被走査面における副走査ビームピッチが調整され
る。
【0004】ところで、光走査装置を例えばレーザプリ
ンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリなどの光書
込装置として使用した場合、光走査装置内外からの発熱
により光源装置30近傍の温度が上昇することが多い。
このとき、光源装置保持壁40に設けられた保持孔41
の基準高さL1と調整ねじ44の突出長L2は各々熱膨
張により大きくなる。ハウジングと調整用ねじ44が互
いに異なる素材で構成されている場合、温度変化ΔTに
対して、回転軸42に対る作用点の相対的な位置ずれ量
(上下方向の変位)δは(L1×α1−L2×α2)×
ΔTとなる。ここで、α1は光源装置保持壁40の膨張
係数、α2は調整ねじ44の膨張係数である。したがっ
て、位置ずれ量δだけ調整ねじ44の突出長L2が短く
なることになり、光源装置30は矢印A方向( 回転モー
メントM1の方向) に回転する。たとえば、ハウジング
の材質をアルミ( α1=2.3×10-5[1/ ℃])、長さ
L1=30[mm]、調整ねじ44の材質を鉄( α2=1.2
×10-5[1/ ℃])、長さL2=5[mm]の場合、温度変化
ΔT=25[ ℃] に対して、δ'≒0.016[mm]とな
り、光源装置30の回転軸42から調整ねじ44の作用
点までの水平距離Rを35[mm]とすると、光源装置30
はΔγ=tan-1( 0.016/35) =1.57[']
だけ回転することになる。また、レーザ光源LD31、
LD32の間の距離を7[mm]、光源装置30の副走査方
向の横倍率を5倍とすると、Δγ=1.57['] にて、
両レーザ光源LD31、LD32間の距離は副走査方向
に0.0032[mm]離れるため、被走査面での副走査ビ
ームピッチが初期設定値から0.016[mm]変化するこ
とになる。これは画素密度1200dpi( 副走査ビー
ムピッチ:0.021[mm]) に対して非常に大きい値で
あり、これによって出力画像の品質が低下するおそれが
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、複
数個のレーザ光源を使用して同時に複数のレーザビーム
を感光体表面に照射し画像を書き込むマルチビーム書込
装置の光走査装置において、光源装置、ハウジング、調
整機構など各構成要素が温度変化によりそれぞれ変形し
た場合でも、レーザ光源を搭載した光源装置の回転角度
の変動を抑えて副走査ビームピッチの変動を小さく抑え
ることができる光走査装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、互いに平行且つ同一方向に
レーザビームを出射する複数個のレーザ光源と、これら
複数個のレーザ光源を並べて保持する光源保持体とを備
えた光源装置と、この光源装置を前記レーザビームと平
行な軸周りに回動可能に保持する光源装置保持壁とを備
えた光走査装置において、上記光源装置及び上記光源装
置保持壁が熱膨張または熱収縮することにより発生する
上記光源装置の回転が、上記光源装置及び上記光源装置
保持壁の熱膨張または熱収縮により相殺されるように構
成したことを特徴としている。また、請求項2記載の発
明は、請求項1記載の光走査装置において、上記光源装
置を所定の回転方向に付勢する弾性体と、この弾性体の
付勢力に抗して上記光源装置の回転角度を調整するため
の調整機構とを備え、上記光源装置、上記光源装置保持
壁、及び調整機構が熱膨張または熱収縮することにより
発生する上記光源装置の回転が、上記光源装置、上記光
源装置保持壁、及び調整機構の熱膨張または熱収縮によ
り相殺されるように構成したことを特徴としている。ま
た、請求項3記載の発明は、請求項2記載の光走査装置
において、温度変化に伴う上記光源装置保持壁の変形量
をΔ1、上記調整機構の変形量をΔ2、上記光源装置の
変形量をΔ3としたとき、Δ1=Δ2+Δ3の関係が概
略成り立つようにしたことを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、この発明を実施の形態に基
づきより具体的に説明する。 [ 第1の実施の形態]図1(a)はこの発明の光走査装
置の要部の構造を例示した断面図、図1(b)は同じく
分解斜視図である。光源装置30のアーム部35c以外
の部分の構成及び機能は、図3(a)、(b)で説明し
た従来のものと同じである。この実施の形態の光源装置
30のアーム部35cは、その途中から下方に折れ曲が
るようにして先端部が下方に延びており、その下端面
(アーム先端面)35dに調整ねじ44の先端(上端)
が当接している。このアーム部35cの下方に延びた部
分の長さをL3、上下方向の熱膨張係数をα3とする
と、温度変化ΔTが生じた場合における、光源装置30
の回転軸42に対するアーム先端面35dの相対位置ず
れ量δ1は、δ1=( L1 ×α1−L2×α2−L3×
α31) ×ΔTで表される。ここで、α1は光源装置保
持壁40の膨張係数、α2は調整ねじ44の膨張係数で
ある。したがって、保持孔41の基準高さL1の変化量
をΔ1、調整ねじ44の突出長L2の変化量をΔ2、ア
ーム部35cの下方に延びた部分の長さL3の変化量を
Δ3としたとき、 Δ1=Δ2+Δ3 [ Δi=Li×αi×ΔT ; i=1、2、3] で表される関係が概略成立する場合に、δ1≒0とする
ことができ、温度変化に伴う光源装置30の回転を抑制
することができる。たとえば、光源装置保持壁40の材
質をアルミ( α1=2.3×10-5[1/ ℃])、長さL1
=30[mm]、調整ねじ44の材質を鉄( α2=1.2×
10-5[1/℃])、長さL2=5[mm]、光源保持体35の
材質をモールド( α3=12×10 -5[1/ ℃])、長さL
3=5[mm]とした場合、温度変化ΔT=25[ ℃] に対
して、δ1=+0.001[mm]であり、温度変化による
光源装置30の回転を低減することができる。この場合
の被走査面上の副走査ビームピッチの初期設定値からの
変化量は、約0.001[mm]であり、画素密度1200
dpi( 副走査ビームピッチ:0.021[mm]) に対し
て十分に小さい値であり、出力画像品質の劣化にはつな
がらない。
【0008】[ 第2の実施の形態]図2(a)はこの発
明の光走査装置の要部の構造を例示した斜視図、図2
(b)は図2(a)の要部を拡大して示した部分破断正
面図、図2(c)は図2(b)の部分拡大正面図であ
る。光源装置30のアーム部35f以外の部分の構成及
び機能は、図3(a)、(b)で説明した従来のものと
同じである。この実施の形態の光源装置30のアーム部
35fは、その先端部の下面35dが、本体35aから
離れるにつれて上方に向かうようにテーパ状に斜めに形
成されており、その下面(テーパ面)35gに調整ねじ
44の先端(上端)が当接している。テーパ面35gの
法線は調整ねじ44の移動方向(L2に沿った方向)に
対し角度θを有している。光源装置30の回転軸42か
らアーム部35fのテーパ面35gと調整ねじ44との
接触点Pまでの水平距離をL4、アーム部35fのL4
方向の熱膨張係数をα3とすると、温度変化ΔTが生じ
た場合、アーム部35fは右方にΔL=L4×α3×Δ
T だけ膨張するため、アーム部35fに対して接触点
Pは相対的に左方にΔL=L4×α3×ΔTだけ移動す
ることになる。この接触点Pの相対的移動により、アー
ム部35fはΔ3=ΔL×tanθだけ調整ねじ44に
より上方に押し上げられることになる(調整ねじ44の
膨張を無視した場合)。
【0009】よって、光源装置30の回転軸42に対す
る接触点Pの相対位置ずれ量δ2は、 δ2=( L1 ×α1−L2×α2+L4×α3×tan
θ) ×ΔT となり、Δ1=Δ2+Δ3 [ Δi=Li×αi×ΔT ; i=1、2、 Δ3=L4×α3×ΔT×tanθ] の関係が概略成立する場合に、δ2≒0とすることがで
き、温度変化に伴う光源装置30の回転を抑制すること
ができる。たとえば、光源装置保持壁40の材質をアル
ミ( α1=2.3×10-5[1/ ℃])、長さL1=30[m
m]、調整ねじ44の材質を鉄( α2=1.2×10-5[1
/℃])、長さL2=5[mm]、光源保持体35の材質をモ
ールド( α3=12×10 -5[1/ ℃])、長さL4=30
[mm]、角度θ=40[゜ ]とした場合、温度変化ΔT=2
5[ ℃] に対して、δ2=+0.001[mm]であり、第
1の実施の形態と同様、温度変化による光源装置30の
回転を低減することができる。この実施の形態のよう
に、光源装置30、光源装置保持壁40及び調整ねじ4
4が熱膨張することにより発生する光源装置30の回転
角度の変動が、これら構成要素自身の熱膨張により相殺
されるように設計することにより、光源装置30の回転
角度の変化を検知するためのセンサやそれに応じて角度
調整する機構などを別途設けることなく、副走査ビーム
ピッチの変動を小さく抑えることができるので、温度特
性の安定した光走査装置を安価に提供することができ
る。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、光
源装置及び光源装置保持壁が熱膨張または熱収縮するこ
とにより発生する光源装置の回転が、光源装置及び光源
装置保持壁の熱膨張または熱収縮により相殺されるよう
に光走査装置を構成したので、温度環境が変化した場合
でも、光源装置の回転角度の変動を抑えて副走査ビーム
ピッチの変動を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はこの発明の光走査装置の要部の構造を
例示した断面図、(b)は分解斜視図。
【図2】(a)はこの発明の光走査装置の要部の構造を
例示した斜視図、(b)は(a)の要部を拡大して示し
た部分破断正面図、(c)は(b)の部分拡大正面図。
【図3】(a)は従来の光走査装置の要部の構造を例示
した断面図、(b)は分解斜視図。
【符号の説明】
30:光源装置 35c:アーム部 35d:下面(調整機構が当接する面) 35f:アーム部 35g:下面(調整機構が当接する面) 40:光源装置保持壁 41:保持孔 42:回転軸 44:調整ねじ(調整機構) LD31、LD32:レーザ光源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに平行且つ同一方向にレーザビーム
    を出射する複数個のレーザ光源と、これら複数個のレー
    ザ光源を並べて保持する光源保持体とを備えた光源装置
    と、この光源装置を前記レーザビームと平行な軸周りに
    回動可能に保持する光源装置保持壁とを備えた光走査装
    置において、 上記光源装置及び上記光源装置保持壁が熱膨張または熱
    収縮することにより発生する上記光源装置の回転が、上
    記光源装置及び上記光源装置保持壁の熱膨張または熱収
    縮により相殺されるように構成したことを特徴とする光
    走査装置。
  2. 【請求項2】 上記光源装置を所定の回転方向に付勢す
    る弾性体と、この弾性体の付勢力に抗して上記光源装置
    の回転角度を調整するための調整機構とを備え、上記光
    源装置、上記光源装置保持壁、及び調整機構が熱膨張ま
    たは熱収縮することにより発生する上記光源装置の回転
    が、上記光源装置、上記光源装置保持壁、及び調整機構
    の熱膨張または熱収縮により相殺されるように構成した
    ことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
  3. 【請求項3】 温度変化に伴う上記光源装置保持壁の変
    形量をΔ1、上記調整機構の変形量をΔ2、上記光源装
    置の変形量をΔ3としたとき、Δ1=Δ2+Δ3の関係
    が概略成り立つことを特徴とする請求項2記載の光走査
    装置。
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