JP2002023093A

JP2002023093A - 走査光学装置

Info

Publication number: JP2002023093A
Application number: JP2000202654A
Authority: JP
Inventors: Jiyunya Asami; 純弥阿左見; Hideyuki Miyamoto; 英幸宮本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】光学絞りを回転多面鏡にできるだけ近付けて
配置し、ピント変動の画質への影響を回避する。【解決手段】スキャナモータ１７の駆動回路基板１８
に光束絞り１５を一体に形成することによって、光学箱
１２の形状的な制約や駆動回路基板１８が邪魔になる等
の問題がなくなるので、光学絞り１５とポリゴンミラー
１６の距離を近付けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリンタ
やデジタル複写機等の電子写真方式を使用した走査光学
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、レーザープリンタの出力速度
を高速化するために、複数のレーザービームを同時に感
光体に書込む複数ビーム走査光学装置が知られている。
この複数ビーム走査光学装置は光学絞りから回転多面鏡
の反射面までの距離を近付けることによって、回転多面
鏡を大型化することなく、ピント変動による画質の劣化
を抑えることができる。

【０００３】図７は従来例の走査光学装置の平面図を示
し、２つの発光点１ａ、１ｂを有する光源１、これらの
発光点１ａ、１ｂから出射したレーザー光束を平行光束
にするコリメータレンズ２、レーザー光束を主走査方向
に長い線状に集光するシリンドリカルレンズ３、光学絞
り４、回転多面鏡５、ｆθレンズ６、感光体７などから
構成されている。

【０００４】発光点１ａから発したレーザー光束は回転
多面鏡５によって偏向され、ｆθレンズ６を通り、光路
Ｌ１を通って感光体７上の位置Ｌ３に結像する。このと
き、発光点１ｂから発したレーザー光束は、位置Ｌ３よ
りも矢印Ｔの走査方向の稍々後方に結像する。しかし、
その後に回転多面鏡５が矢印Ｒ方向に微少回転すること
によって、発光点１ｂから発したレーザー光束は光路Ｌ
２を通って位置Ｌ３に達する。

【０００５】例えば、本走査光学装置と感光体７との位
置精度が狂って、感光体７が位置７’に移動したとする
と、各発光点１ａ、１ｂから発したレーザー光束Ｌ１、
Ｌ２は、角度αで感光体７上の位置Ｌ３に達するため
に、レーザー光束Ｌ１、Ｌ２によって感光体７’上に結
像する両スポットの位置は間隔ｄだけずれることにな
る。

【０００６】しかし、このレーザー光束Ｌ１、Ｌ２は光
学絞り４の位置で交差しているので、光学絞り４を回転
多面鏡５に近付けることによって角度αは小さくなり、
間隔ｄを小さくすることができ、この結果、ピント変動
による結像位置のずれから生ずる画質の劣化を抑えるこ
とができる。この光学絞り４から回転多面鏡５の反射面
までの距離を近付ける構成は、光学絞り４を回転多面鏡
５に近付けれは゛近付ける程、効果を発揮する。

【０００７】

【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、回転多面鏡５の周囲には回転駆動のた
めの駆動回路基板があり、更に筐体である光学箱の形状
的制約もあるので、実際に光学絞り４を回転多面鏡５に
近付けて配置することは困難である。

【０００８】また、コリメータレンズ２を固定する鏡筒
と一体に設けた光学絞り４を回転多面鏡５の近傍に配置
するためには、部品が一点余分に必要となってコストア
ップの対象となる。更に、光学絞り４と回転多面鏡５の
位置がずれると、回転多面鏡５に入射するレーザー光束
の位置が変わることによって、回転多面鏡５を大きくし
なければならない。このために、光束絞り４と回転多面
鏡５は可成りの高精度で位置合わせしなければならない
という問題が生ずる。

【０００９】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
光学絞りを回転多面鏡にできるだけ近付けて配置するこ
とによって、ピント変動の画質への影響を回避した走査
光学装置を提供することにある。

【００１０】

【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、複数の発光点を持つ複
数ビームレーザー光源と、該複数ビームレーザー光源か
ら出射したレーザー光束を偏向する回転多面鏡と、該回
転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面鏡に
よって偏向されたレーザー光束を像坦持体上に結像する
結像レンズと、前記複数ビームレーザー光源から出射し
たレーザー光束を前記回転多面鏡の反射面に線状に結像
するシリンドリカルレンズと、該シリンドリカルレンズ
と前記回転多面鏡の間に配設した光学絞りとを有する走
査光学装置において、前記光学絞りを前記偏向手段と一
体に形成することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図６に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例の走
査光学装置の平面図、図２はポリゴンミラー近傍の斜視
図を示し、光学箱１０の側面に複数の発光点を有する半
導体レーザー光源１１、コリメータレンズ１２等から成
るレーザー光源ユニット１３が取り付けられている。そ
して、半導体レーザー光源１１から出射される光束の光
路上には、シリンドリカルレンズ１４、絞り１５、ポリ
ゴンミラー１６が配列されている。ポリゴンミラー１６
はスキャナモータ１７のロータに連結されて、板金製の
駆動回路基板１８上に固定されており、更に駆動回路基
板１８にはモータ駆動ＩＣ１８ａ、コネクタ１８ｂ等が
実装されている。また、駆動回路基板１８にはシリンド
リカルレンズ１４とポリゴンミラー１６の間の光路上に
突出した曲げ起し部１８が形成されており、この曲げ起
し部１９に光学絞り１５が配設されている。

【００１２】ポリゴンミラー１６の反射方向の光路上に
は、１個又は複数個のレンズ等から成るｆθレンズ２０
が配置され、また走査光の一部を検知するための反射ミ
ラー２１と同期検知センサ２２が走査範囲の両側に設け
られている。これらの全ての部材は光学箱１０内に収容
されており、光学箱１０外の走査光が結像する位置に感
光体２３が配置されている。

【００１３】本実施例の半導体レーザー光源１１は、１
個のレーザーチップ上に複数の発光点１１ａ、１１ｂが
一列に並んだマルチビームレーザーを使用している。こ
のマルチビームレーザーを使用した光源１１は、発光点
相互の熱的な干渉を避けるために、各発光点１１ａ、１
１ｂを１００μｍ程度離間させている。

【００１４】このように、発光点間隔の離れたマルチビ
ームレーザーを使用して、複数のビームを所望の間隔で
感光体２３上に書込むためには、図３に示すようにレー
ザーチップを主走査方向に対して傾けて配置し、副走査
方向の発光点間隔を所定の間隔になるようにする。これ
によって、発光点１１ａ、１１ｂは副走査方向に離間す
ると同時に、主走査方向にも離間することになる。な
お、発光点が３つ以上の場合も同様である。

【００１５】このような構成により、レーザー光源ユニ
ット１３から出射したレーザー光束は、シリンドリカル
レンズ１４によって副走査方向にのみ集光し、光学絞り
１５により所望のビーム径に制限され、ポリゴンミラー
１６の反射面１６ａ上に主走査方向である紙面に平行な
方向に長い線状に集光する。ポリゴンミラー１６はスキ
ャナモータ１６によって回転駆動し、入射するレーザー
光束を偏向走査する。ポリゴンミラー１６によって偏向
されたレーザー光束は、ｆθレンズ２０を通ることによ
って感光体２３上に集光して静電潜像を形成する。ま
た、ｆθレンズ２０を通ったレーザー光束の一部は、反
射ミラー２１に反射されて同期検知センサ２２に導光さ
れ、主走査方向の書出し位置の同期検知が行われる。

【００１６】図４は主走査方向に離間した複数のレーザ
ー光束の光路を示し、発光点１１ａ、１１ｂから出射し
たレーザー光束は、コリメータレンズ１２により平行光
束又は所望の収束光束に変換される。ここで、一方の発
光点１１ａから出射したレーザー光束は、光路Ａを通っ
て感光体２３上の位置Ａ’に結像する。このとき、他方
の発光点１１ｂから出射したレーザー光束は光路Ｂのよ
うに進み、位置Ａ’に対して矢印Ｔの走査方向の稍々後
方の位置Ｂ’に結像する。このとき、ポリゴンミラー１
６が矢印Ｒの方向に微少角度回転して反射面１６ａが面
１６ａ’になると、ポリゴンミラー１６によって偏向さ
れた発光点１１ｂからのレーザー光束は光路Ｃを通るこ
とになり、その結像点位置Ｂ’は発光点１１ａからのレ
ーザー光束の結像点位置Ａ’に移動する。

【００１７】２ビームレーザビームを使用する場合に
は、レーザー光束はポリゴンミラー１６の反射面１６ａ
に到達した時点では間隔ｈだけ離間している。このため
に、反射面１６ａはシングルビームの場合に対して間隔
ｈ分だけ広くとる必要があり、その分だけポリゴンミラ
ー１６の直径が大型化する。しかしながら、レーザー光
束は光学絞り１５の位置で交差しているので、この間隔
ｈは光学絞り１５がポリゴンミラー１６に近付く程、狭
く抑えることができる。従って、光学絞り１５をポリゴ
ンミラー１６に近付けて間隔ｈをできるだけ狭くすれ
ば、ポリゴンミラー１６を大型化する必要はなくなる。

【００１８】本実施例のように、スキャナモータ１７の
駆動回路基板１８と光学絞り１５を一体に形成すること
によって、光学箱１２の形状的な制約や駆動回路基板１
８が邪魔になる等の問題がなくなるので、ポリゴンミラ
ー１６と光学絞り１５の距離を相当に近付けることがで
きる。

【００１９】また、反射面１６ａに入射するレーザー光
束の主走査方向の位置は、光学絞り１５の左右位置であ
る矢印Ｓ方向により決まる。従って、光学絞り１５の左
右の位置精度が悪いと、反射面１６ａはその分広くする
必要が生じ、ポリゴンミラー１６が大型化する。しかし
ながら、駆動回路基板１８と光学絞り１５を一体化して
形成すれば、光学絞り１５とポリゴンミラー１６の位置
精度に関係するのは、スキャナモータ１７のロータと駆
動回路基板１８だけになる。

【００２０】ここで、ロータ１６ａは回転時の振動を抑
えるために非常に高精度な同心円形状をしているため
に、ロータ自体の精度誤差は無視してよく、駆動回路基
板１８内のロータ取付部と光学絞り１５の位置精度だけ
が問題となる。この結果、本実施例ではスキャナモータ
１７の外部に光学絞り１５を別部品として配設した場合
に比較して、光学絞り１５とポリゴンミラー１６を高精
度に配置することができ、更にコストアップになること
もない。

【００２１】また、例えば本走査光学装置と感光体２３
の位置精度が狂ってピントずれが発生し、感光体２３が
２３’の位置にずれると、発光点１１ａ、１１ｂから出
射したレーザー光束はポリゴンミラー１６に反射され、
それぞれ光路Ａ、Ｃを通り、感光体２３’上で間隔ｈ’
だけ離間して結像する。しかし、光学絞り１５がポリゴ
ンミラー１６に近付けて反射面１６ａでの間隔ｈが小さ
くなると、光路Ａ、Ｂのなす角αが小さくなるために、
必然的に間隔ｈ’も小さく抑えることができる。

【００２２】このようにして、ピント変動によって生ず
る各発光点１１ａ、１１ｂから発したレ一ザー光束毎の
結像位置のずれを抑えることができ、画質の劣化を回避
することができる。即ち、マルチビームレーザー光源１
１を使用した走査光学装置において、ポリゴンミラー１
６の大型化を回避すると共に、ピントずれによって生ず
る各発光点１１a、１１ｂ毎の結像位置のずれを小さく
抑え、高画質画像を出力する装置を、コストアップする
ことなく容易に実現することができる。

【００２３】図５は第２の実施例のスキャナモータ部の
斜視図を示し、駆動回路基板１８のポリゴンミラー１６
と逆側に、スキャナモータ１７が高速回転したときに発
生する振動を抑えるための補強と、光学箱１０への位置
決めを兼ねるハウジング２５とが付設され、このハウジ
ング２５から突出した突起部２６に光学絞り１５が設け
られている。なお、その他の構成は第１の実施例と同様
である。

【００２４】ここで、ハウジング２５はアルミダイキャ
スト等の成形品で光学絞り１５を一体に設けるようにし
ており、寸法精度が出し易くコストアップすることな
く、ポリゴンミラー１６と光学絞り１５との距離を近付
けることができると共に、ポリゴンミラー１６と光学絞
り１５をより高い位置精度で設置することができる。

【００２５】図６は第３の実施例のスキャナモータ部の
斜視図を示し、スキャナモータ１７のロータが矢印Ｐの
スラスト方向に抜けないように規制するロータ抜け止め
２７が設けられ、光学絞り１５はこのロータ抜け止め２
７と一体に形成されている。その他の構成は第１の実施
例と同様である。

【００２６】本実施例のスキャナモータ１７はロータの
軸受けとして、オイルＳＧＢのような動圧軸受けが使用
されている。動圧軸受けでは、スラスト方向のロータの
位置決めは、下方向の重力方向にしか規制されてないの
で、例えば搬送時の振動などでロータが抜けてしまう虞
れがある。従って、動圧軸受けを使用したスキャナモー
タ１７には、ロータ抜け止め２７は必要不可欠である。

【００２７】このように、動圧軸受けを使用したスキャ
ナモータ１７の抜け止め２７に光学絞り１５が設けられ
ているために、部品点数が増加することなく、コストア
ップすることなく、光学絞り１５をポリゴンミラー１６
に近付けて配置することができる。

【００２８】

【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、光学絞りを偏向手段と一体に形成することに
より、コストアップすることなく、光学絞りを回転多面
鏡にできるだけ近付け、かつ光学絞りと回転多面鏡の位
置精度を高精度にできるので、大型化を防止すると共に
ピント変動の画質への悪影響を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の走査光学装置の斜視図である。

【図２】スキャナモータ部の斜視図である。

【図３】マルチビームレーザー光源の正面図である。

【図４】２ビームレーザー光束の光路の平面図である。

【図５】第２の実施例のスキャナモータ部の斜視図であ
る。

【図６】第３の実施例のスキャナモータ部の斜視図であ
る。

【図７】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１１半導体レーザー光源１１ａ、１１ｂ発光点１３レーザー光源ユニット１５光学絞り１６ポリゴンミラー１８駆動回路基板１９曲げ起し部２０ｆθレンズ２２同期検知センサ２３感光体２５ハウジング２６突起部２７ロータ抜け止め

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C362 AA43 AA45 BA10 BA57 BA81 BA90 DA03 DA41 2H045 AA33 BA23 CB24 DA02 5C072 DA02 DA15 DA21 HA02 HA06 HA08 HA13 XA01 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発光点を持つ複数ビームレーザー
光源と、該複数ビームレーザー光源から出射したレーザ
ー光束を偏向する回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転駆
動する駆動手段と、前記回転多面鏡によって偏向された
レーザー光束を像坦持体上に結像する結像レンズと、前
記複数ビームレーザー光源から出射したレーザー光束を
前記回転多面鏡の反射面に線状に結像するシリンドリカ
ルレンズと、該シリンドリカルレンズと前記回転多面鏡
の間に配設した光学絞りとを有する走査光学装置におい
て、前記光学絞りを前記偏向手段と一体に形成すること
を特徴とする走査光学装置。
【請求項２】前記偏向手段と該偏向手段を回転駆動す
るための駆動回路基板とを一体に構成し、該駆動回路基
板上に前記光学絞りを配置した請求項１に記載の走査光
学装置。
【請求項３】前記光学絞りを前記偏向手段のハウジン
グ部と一体に形成した請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項４】前記偏向手段は軸受けとして動圧軸受け
を使用し、スラスト方向にロータ抜け止めを設け、該抜
け止めと前記光学絞りを一体に形成した請求項１に記載
の走査光学装置。