JP2001100135A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査レンズへの入射光束の位置ずれを無く
し、感光体ドラム上のスポット形状の悪化や走査線傾き
補正の可調範囲が狭くなることを防止し、高品位の画像
を出力する。 【解決手段】 セットビス２３ａを回して前進させる
と、折返しミラー１８は回転支点とセットビス２３ｂの
先端を回転軸として矢印Ｃの方向に回転する。また、セ
ットビス２３ａを逆に回して後退させると、弾性部材２
２の押圧によって折返しミラー１８は矢印Ｄの方向に回
転する。この折返しミラー１８のＣ、Ｄ方向の回転は、
回折光学素子に入射するレーザー光束を副走査方向に平
行シフトする。このようにして、レーザー光束の回折光
学素子に対する傾きを修正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真工程を有
するカラーレーザービームプリンタやカラーデジタル複
写機等のカラー画像形成装置等に使用する走査光学装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１４に示すようなカラー画像形
成装置が特願平１０−１５２００６号公報に開示されて
いる。このカラー画像形成装置内には、搬送ベルト１上
にシアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの各色に対応す
る色の像担持体として４個の感光ドラム２が載置されて
おり、これらの感光ドラム２の周囲にはそれぞれ走査光
学装置３や現像器４等が配置されている。

【０００３】走査光学装置３は光学ステー５上に、ポリ
ゴンミラー６や第１の走査レンズ７を収容する光学ケー
ス８と第２の走査レンズ９が配設されている。第２の走
査レンズ９は略長方形を成しており、その一端が回転可
能に支持され、他端を矢印Ｘの方向に移動調整すること
によって、感光ドラム２上の走査線の傾きを変更して、
４色の色ずれを補正する走査線傾き補正手段を有してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、コンパクト化のために装置の高さを低
くする必要がある。これを実現するためには、走査光学
装置３の光路の途中に図示しない折返しミラーを挿入し
て、レーザー光束の光路をＬ字型に曲げることが考えら
れるが、このとき装置本体の横幅を大きくしないように
するためには、折返しミラーを第１の走査レンズ７の手
前か又は第１走査レンズ７と第２走査レンズ９の間に配
置する必要がある。

【０００５】しかし、このような構成においては折返し
ミラーの傾きが少しでも変化すると、レーザー光束が第
２の走査レンズ９ヘ入射する位置が変化し易く、感光体
ドラム２上のスポット形状が著しく悪化して出力画像に
濃度むらが生ずる。また、第２の走査レンズ９が有する
走査線傾き補正手段の可調範囲が狭まり、走査線の傾き
補正を十分に行うことができないために、色ずれが取り
切れないという問題点がある。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
走査レンズへの入射光束の位置ずれを無くし、感光体ド
ラム上のスポット形状の悪化や走査線傾き補正の可調範
囲が狭くなることを防止して、高品位の画像を出力する
コンパクトな走査光学装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る走査光学装置は、レーザー光源と、該レ
ーザー光源から発するレーザー光束を偏向する偏向手段
と、該偏向手段により偏向したレーザー光束を像担持体
上に走査、結像する１つ又は複数の走査レンズと、前記
１つの走査レンズの手前又は前記複数の走査レンズの間
に配置した反射手段と、前記少なくとも１つの走査レン
ズにより前記像担持体上を走査するレーザー光束の傾き
を調整する走査線傾き調整手段と、前記反射手段に設け
レーザー光束の方向を調整する調整機構とを有すること
を特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図１３に図示の実
施例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例の
カラー画像形成装置の断面図、図２は走査光学装置の斜
視図を示し、搬送ベルト１１上にはシアン、マゼンタ、
イエロ、ブラックの各色に対応する像担持体である４個
の感光ドラム１２が配列されており、各感光ドラム１２
の上方にはそれぞれ走査光学装置が配置されている。各
走査光学装置では、半導体レーザー光源とコリメータレ
ンズ等から成るレーザーユニット１３、シリンドリカル
レンズ１４、ポリゴンミラー１５、スキャナモータ１
６、走査レンズ１７、折返しミラー１８、回折光学素子
１９が光学ケース２０内に収容されている。

【０００９】このような構成により、レーザーユニット
１３から発したレーザー光束Ｌ１は、シリンドリカルレ
ンズ１４によって副走査方向に収束し、ポリゴンミラー
１５の反射面上に線像を結像する。ポリゴンミラー１５
はスキャナモータ１６によって回転し、レーザー光束Ｌ
１を光束Ｌ２のように偏向する。偏向されたレーザー光
束Ｌ２は走査レンズ１７を通り、折返しミラー１８によ
って光束Ｌ３のように略９０゜折り曲げられて回折光学
素子１９に入射し、その後に感光体ドラム１２上に走査
線Ｌ４として結像する。

【００１０】折返しミラー１８は図３に示すように、走
査レンズ１７を出射したレーザー光束Ｌ２を折り曲げ
て、下方にある回折光学素子１９に導光する。このと
き、折返しミラー１８を取り付ける部品の精度誤差等に
よって、折返しミラー１８が破線で示す位置１８ａ、即
ち図２の矢印Ａの方向に回転すると、レーザー光束Ｌ３
は破線Ｌ３ａのように傾いてしまい回折光学素子１９の
中心を通らなくなる。

【００１１】また、折返しミラー１８が図４の１８ｂに
示すように、紙面の手前側が左右にずれるような回転、
即ち図２の矢印Ｂ方向に回転すると、奥側で反射したレ
ーザー光束Ｌ３は回折光学素子１９の中心を通るが、手
前側で反射したレーザー光束Ｌ３ｂは回折光学素子１９
の中心からずれた位置を通過する。更に、折返しミラー
１８の一端が他端に対して上下方向にずれた場合にも同
じ現象が起こる。

【００１２】このように、折返しミラー１８が図２の矢
印Ａ、Ｂ方向に回転した場合、又は精度誤差によって平
行シフトした場合には、折返しミラー１８によって反射
したレーザー光束Ｌ３は回折光学素子１９の中心を通ら
ないために、設計通りの光学性能が得られずに、感光体
ドラム１２上でのスポット形状を大きく悪化させてしま
う。

【００１３】従って、回折光学素子１９に入射するレー
ザー光束Ｌ３が、回折光学素子１９の主走査方向である
図３の紙面に垂直な方向の全域において略中心を通るよ
うに、折返しミラー１８を図２の矢印Ａ、Ｂ方向に回転
調整することによって、スポット形状の悪化を防止して
いる。

【００１４】図５は折返しミラー１８の長手方向の一方
の端部に設けられた調整機構の側面図を示し、走査光学
装置の光学素子等を取り付けた光学箱２０に折返しミラ
ー台２１が固定され、このミラー台２１に例えば板ばね
のような弾性部材２２が取り付けられ、この弾性部材２
２とセットビス２３ａ、２３ｂにより折返しミラー１８
が挟持されて支持されている。

【００１５】図６は折返しミラー１８の調整機構の長手
方向の対向側に設けられた保持機構の側面図を示し、折
返しミラー１８は例えば板ばねのような折返しミラー固
定部材２４によって、光学箱２０に設けられた折返しミ
ラー１８の回転支点Ｏに押し付けられて、回転可能に支
持されている。

【００１６】先ず、図７に示すようにセットビス２３ａ
を回して前進させると、折返しミラー１８は回転支点Ｏ
とセットビス２３ｂの先端を回転軸として矢印Ｃの方向
に回転する。また、セットビス２３ａを逆に回して後退
させると、弾性部材２２の押圧によって折返しミラー１
８は矢印Ｄの方向に回転する。この折返しミラー１８の
Ｃ、Ｄ方向の回転は図２の矢印Ａの方向に相当し、回折
光学素子１９に入射するレーザー光束Ｌ３を副走査方向
に平行シフトする。

【００１７】また、図８に示すようにセットビス２３
ａ、２３ｂを同じ角度回転すると、セットビス２３ａ、
２３ｂは同じ量だけ前進し、折返しミラー１８は回転支
点Ｏを中心としての矢印Ｅ方向に回転する。また、セッ
トビス２３ａ、２３ｂを同じ角度逆転すると、弾性部材
２２の押圧により押し戻されて矢印Ｆの方向に回転す
る。この折返しミラー１８の回転は図２の矢印Ｂの方向
に相当し、回折光学素子１９に入射するレーザー光束Ｌ
３は回転支点Ｏ側は動かず、セットビス２３ａ、２３ｂ
側は副走査方向にシフトする。このようにして、レーザ
ー光束Ｌ３の回折光学素子１９に対する傾きを修正する
ことができる。

【００１８】実際の調整では、上述の２つの調整を組み
合わせて、レーザー光束Ｌ３が主走査方向全域におい
て、回折光学素子１９の略中心を通るように調整を行
う。

【００１９】このようにして、光学箱２０の精度誤差等
による折返しミラー１８の角度誤差や、回折光学素子１
９に入射するレーザー光束Ｌ３の位置ずれを修正して、
理想的な光学性能を得ることができ、感光体ドラム１２
上のスポット形状の悪化を防止して、濃度むらが無い良
質な画像を出力することができる。

【００２０】図９は回折光学素子１９の走査線傾き調整
機構を有する走査光学装置を示し、この装置では上述し
た折り返しミラー１８の傾き調整が特に有効である。図
９において、回折光学素子１９はステー２６に取り付け
られており、ステー２６の一方の端部には回転軸２７が
設けられ、この回転軸２７は光学箱２０に固定されてい
る。ステー２６の他方の端部にはねじ台２８が設けら
れ、ねじ台２８にねじ切られた雌ねじに調整ねじ２９が
螺合している。そして、この調整ねじ２９とコイルばね
３０とによってステー２６が保持されている。その他の
構成は図２と同様である。

【００２１】調整ねじ２９はねじ台２８を貫通してステ
ー２６を押しているので、調整ねじ２９を回転すること
によって、ステー２６の端部が回転軸２７を中心にして
矢印Ｇの方向に僅かに回転する。このとき、回折光学素
子１９もステー２６と一体的に矢印Ｇの方向に回転し、
回折光学素子１９が矢印Ｇの方向に回転すると、感光体
ドラム１２上の走査線Ｌ４も同様に矢印Ｇの方向に回転
する。このように、回折光学素子１９を矢印Ｇの方向に
僅かに回転させることによって、走査線の傾きを自在に
調整することができる。

【００２２】この調整方法を例えば図１に示すような複
数の感光体ドラム１２や走査光学装置を有するカラー画
像形成装置に使用する場合には、カラー画像形成装置
は、各感光体ドラム１２上の走査線Ｌ４によって作られ
る各色毎の画像を最終的に１つのカラー画像に重ね合わ
せるので、各走査線Ｌ４の傾きを一致させる必要があ
る。このために、カラー画像形成装置本体上で回折光学
素子１９を僅かに回転することによって走査線Ｌ４の傾
きを調整して、出力画像上で各走査線の傾きが一致する
ように調整を行う。

【００２３】このとき、回折光学素子１９をあまり傾け
過ぎると、走査線が有効範囲外を通ることになってスポ
ット形状の悪化を招くために、この走査線の傾き調整は
可調範囲が限定される。即ち、折返しミラー１８の図２
の矢印Ｂ方向の回転によって、回折光学素子１９に導光
されるレーザー光束Ｌ４が傾いていると、それを修正す
るために回折光学素子１９を回転して傾き調整をする必
要が生じ、可調範囲が狭くなる。また、折返しミラー１
８が図２の矢印Ａ方向の回転によって、レーザー光束Ｌ
４が回折光学素子１９上で副走査方向に平行シフトして
いる場合には、レーザー光束Ｌ４が既に回折光学素子１
９の有効範囲の上下限に近いために、同様に走査線傾き
調整の可調範囲が狭くなる。

【００２４】この結果、カラー画像形成装置本体内での
傾き調整の調整代が少なくなって、各色の走査線傾きを
補正し切れなくなる。このために、図５、図６で示した
ような機構を使用して折返しミラー１８を調整し、レー
ザー光束Ｌ４が主走査方向の全域において回折光学素子
１９の略中心を通るように調整することによって、走査
線傾き調整の可調範囲を狭めることなく、カラー画像形
成装置本体内で十分に走査線傾きを調整することがで
き、色ずれが無いカラー画像を出力することができる。

【００２５】なお、図５、図６の調整機構以外に、回折
光学素子１９に入射するレーザー光束Ｌ３を、主走査方
向の全域において副走査方向に調整可能な機構であれば
他の方法でもよい。更に、回折光学素子１９ではなく、
例えばレンズのような結像手段であれば他の方法でもよ
く、折返しミラー１８は走査レンズ１７と回折光学素子
１９の間ではなく、ポリゴンミラー１５と走査レンズ１
７の間に配置してもよい。

【００２６】図１０は第２の実施例の折返しミラー１８
の取付部の平面図、図１１は側面図を示す。折返しミラ
ー１８は長手方向の左右の端部が折返しミラー台３１、
３２により支持されており、折返しミラー台３１、３２
はねじ３３により光学箱２０に固定され、またセットビ
ス３４と例えば板ばねのようなミラー台押え３５に挟持
されている。

【００２７】このような構成により、折返しミラー台３
１、３２をセットビス３４を使用して、左右別々に平行
シフトさせることによって、折返しミラー１８の調整を
行う。

【００２８】図１２は折返しミラー１８が図２の矢印Ａ
の方向に回転している場合を示し、この場合は回折光学
素子１９に入射するレーザー光束Ｌ４が主走査方向の全
域で平行シフトしている。これを調整するためには、セ
ットビス３４を左右同角度だけ回転し、折返しミラー台
３１、３２を平行シフトして、折返しミラー１８を破線
１８ｃで示すように矢印Ｈの方向に平行移動する。これ
によって、レーザー光束Ｌ４は波線Ｌ４ｃのように平行
シフトし、回折光学素子１９の中心を通るように調整す
ることができる。

【００２９】図１３は折返しミラー１８が図２の矢印Ｂ
の方向に回転している場合を示し、この場合は回折光学
素子１９に入射するレーザー光束Ｌ４が傾いている。こ
れを調整するためには、セットビス３４の片側のみ回転
し、折返しミラー台３１又は３２の左右の何れかを平行
シフトすることによって、折返しミラー１８を図２の矢
印Ｂの方向に回転する。これによって、レーザー光束Ｌ
４は折返しミラー台３１、３２の内、平行シフトした側
のみ破線Ｌ４ｄのように移動して、回折光学素子１９と
レーザー光束Ｌ４の傾きを調整することができる。

【００３０】このように調整した後に、折返しミラー台
３１、３２をねじ２４で光学箱２０に固定することによ
って調整を完了する。

【００３１】この第２の実施例は第１の実施例の図３に
比べて調整の敏感度が鈍く、特に図２の矢印Ａ方向の調
整のように、レーザー光束Ｌ４が一律に平行シフトする
場合において顕著である。

【００３２】例えば第１の実施例において、折返しミラ
ー１８と回折光学素子１９の距離を１００ｍｍとし、回
折光学素子１９上でレーザー光束Ｌ４が０．５ｍｍ平行
シフトしている場合を調整する場合には、折返しミラー
１８を回転する角度は、次のようになる。 ｔａｎ^-1（０．５／１００）／２＝０．１４゜

【００３３】また、図５のセットビス２３ａ、２３ｂの
間隔を２０ｍｍ、セットビス２３ａ、２３ｂのピッチを
０．５ｍｍとすると、折返しミラー１８を０．１４゜回
転させるために、セットビス２３ａ又は２３ｂを回転す
る角度は、次のようになる。 ｔａｎ０．１４×２０／０．５×３６０＝３５゜

【００３４】従って、レーザー光束Ｌ４の０．５ｍｍの
平行シフトを調整するためには、セットビス２３ａ、２
３ｂを３５゜回転させる必要がある。

【００３５】これに対して本実施例の場合は、セットビ
ス３４の送り量とレーザー光束Ｌ４の平行シフトは１対
１に対応しているので、セットビス３４のピッチが０．
５ｍｍであれば、レーザー光束Ｌ４の０．５ｍｍの平行
シフトを調整するためには、セットビス３４を丁度１回
転３６０゜回せばよい。

【００３６】このように、第２の実施例は第１の実施例
に比べて調整の敏感度を下げることができるので、折返
しミラー１８と回折光学素子１９の距離が長く、調整が
敏感になり過ぎる場合に特に有効である。更に、第１の
実施例と同様に回折光学素子１９が走査線傾き調整手段
を有している場合に、その可調範囲の減少を防止するこ
とができる。

【００３７】なお、第２の実施例においても、回折光学
素子１９の代りに例えばレンズのような他の結像手段を
使用してもよく、折返しミラー１８は走査レンズ１７と
回折光学素子１９の間ではなく、ポリゴンミラー１５と
走査レンズ１７の間に配置してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る走査光
学装置は、反射手段にレーザー光束の方向を調整する調
整機構を設けることにより、反射手段の角度誤差や位置
誤差によって生ずる走査レンズに反射するレーザー光束
の位置ずれを修正し、像坦持体上のスポット形状が悪化
することを防止して、濃度むらが無い画像を出力するこ
とができる。また、走査レンズが有する走査線傾き調整
手段の可調範囲を狭めることなく十分な走査線傾き補正
を行い、色ずれの少ない高品位なカラー画像を出力する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のカラー画像形成装置の側面図で
ある。

【図２】走査光学装置の斜視図である。

【図３】折返しミラーの回転の説明図である。

【図４】折返しミラーの回転の説明図である。

【図５】折返しミラーの調整機構の側面図である。

【図６】折返しミラーの保持機構の側面図である。

【図７】折返しミラーの調整方法の側面図である。

【図８】折返しミラーの調整方法の側面図である。

【図９】走査線傾き調整機構を有する走査光学装置の斜
視図である。

【図１０】第２の実施例の折返しミラーの調整機構の平
面図である。

【図１１】側面図である。

【図１２】折返しミラーの回転の説明図である。

【図１３】折返しミラーの回転の説明図である。

【図１４】従来例のカラー画像形成装置の側面図であ
る。

【符号の説明】

１２ 感光体ドラム １５ ポリゴンミラー １７ 走査レンズ １８ 折返しミラー １９ 回折光学素子 ２０ 光学箱 ２１、３１、３２ 折返しミラー台 ２２ 弾性部材 ２３ａ、２３ｂ、３４ セットビス ２６ ステー ２７ 回転軸 ２８ ねじ台 ２９ 調整ねじ ３０ コイルばね ３５ ミラー台押え

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA47 AA48 AA49 BA86 BA87 BA90 CA22 DA03 2H045 AA01 BA24 CA02 CA43 CB04 DA02 DA04 5C072 AA03 BA17 CA06 DA02 DA23 HA02 HA13 HB08 JA07 QA14 XA01 XA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー光源と、該レーザー光源から発
   するレーザー光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段に
   より偏向したレーザー光束を像担持体上に走査、結像す
   る１つ又は複数の走査レンズと、前記１つの走査レンズ
   の手前又は前記複数の走査レンズの間に配置した反射手
   段と、前記少なくとも１つの走査レンズにより前記像担
   持体上を走査するレーザー光束の傾きを調整する走査線
   傾き調整手段と、前記反射手段に設けレーザー光束の方
   向を調整する調整機構とを有することを特徴とする走査
   光学装置。
2. 【請求項２】 前記調整機構は、前記反射手段の長手方
   向に略平行な軸回り及び該軸に垂直でかつ前記反射手段
   の反射面に平行な軸回りの２軸回転調整機構とした請求
   項１に記載の走査光学装置。
3. 【請求項３】 前記反射手段の長手方向の両端をそれぞ
   れ別の取付部材に取り付け、該取付部材を個々に平行移
   動調整可能とした請求項１に記載の走査光学装置。
4. 【請求項４】 前記走査レンズは回折光学素子を含む請
   求項１〜３の何れか１つの請求項に記載の走査光学装
   置。