JP2002169114A

JP2002169114A - レーザ発光装置の位置調整機構

Info

Publication number: JP2002169114A
Application number: JP2000363377A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ijiri; 正裕井尻; Keiji Kubo; 圭史久保
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で正確な位置決めができること。【解決手段】本位置調整機構１００は、ＬＤ１１を中
心部に配設したＬＤブロック１２の被摺動面１２ａに、
コリメータレンズ１４のレンズ鏡筒１５を支持するガイ
ドブロック１６の摺動面１６ａをネジ締め固定してなる
レーザ発光装置１０の、上記固定位置を調整するための
ものであって、ＬＤブロック１２を上下方向にクランプ
する可動片１１２と固定片１１１とからなるＬＤブロッ
ククランプ部１１０と、このクランプ部をガイドブロッ
ク１６の摺動面に対し平行に微動調整する調整機構部１
２０と、摺動面１６ａと垂直方向に弾性体を介してスト
ローク移動することによりこの摺動面１６ａにＬＤブロ
ック１２の被摺動面１２ａを押圧する押圧スライダ機構
部１４０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばデジタル複
写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に用
いられるレーザ走査ユニットのレーザ発光装置の位置調
整を行うための機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２はレーザ発光装置を搭載したレーザ
走査ユニットの全体構成を示す斜視図、図３はレーザ発
光装置の分解斜視図である。なお、レーザ走査ユニット
は、実際には図略の遮光用カバーが装着されているが、
図では、説明の便宜上、同カバーを取り外した状態を示
している。

【０００３】図２に示すように、例えばデジタル複写機
本体に組み込まれるレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）１
は、レーザ発光装置１０、ポリゴンミラー２０、ｆθレ
ンズ２５、シリンドリカルレンズ２６、反射鏡３０等か
ら構成されている。そして、このＬＳＵ１では、図略の
画像処理回路で生成された画像データが、レーザ発光装
置１０によりレーザ光ＬＢに変調されてポリゴンミラー
２０に出力され、ポリゴンミラー２０の回転により走査
方向（図中のＡ方向）にライン走査され、ｆθレンズ２
５、シリンドリカルレンズ２６、反射鏡３０を経由して
走査方向と直交する軸心回り（図中のＢ方向）に回転す
る感光体ドラム２上の露光位置へと導かれる。

【０００４】レーザ発光装置１０は、図３に示すよう
に、光源となるレーザダイオード（ＬＤ）１１が正面視
で横長小判状のＬＤブロック１２の中央部に挿通されて
おり、このＬＤブロック１２の裏面にはＬＤ基板１３が
ネジ締め固定されている。また、その表面にはコリメー
タレンズ１４のレンズ鏡筒１５を支持するガイドブロッ
ク１６がネジ締め固定されている。このガイドブロック
１６のＬＤブロック１２への固定位置調整のいかんが感
光体ドラム２上に形成されるトナー像ひいては最終画像
の画質に大きく影響する。

【０００５】従来の位置調整方法では、ＬＤ１１とレン
ズ鏡筒１５とを手動或いは電動等の治具設備（図略）を
使用してミクロンオーダで移動させる一方、ＬＤ１１か
らコリメータレンズ１４を介して照射されるレーザ光の
直径とその照射位置とをＣＣＤカメラやビームスキャン
等の光学測定器を使用して測定していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の位
置調整方法では、ＬＤブロック１２の把握は、そのネジ
穴や稜面のテーパ部を治具設備の駆動側のピン、当り片
等を使用して単純に移動させることによって行われてい
た。この場合には、ＬＤブロック１２の移動時のガイド
ブロック１６への接触押圧とクランプ圧とが相関してい
るため、それぞれの力を個別管理できず、位置調整に非
常に重要である接触押圧を臨機応変にかつ正確に制御す
ることが困難であった。したがって、ＬＤブロック１２
のクランプ時にそれぞれの力の影響を完全に除去して安
定したクランプをすることができず、ガイドブロック１
６のＬＤブロック１２へのネジ締め固定時に、位置決め
位置がネジ座面の摩擦力によりずれて、両ブロック１
２，１６が互いに傾斜した状態で固定されることがあっ
た。また、押圧力が過大となり、ＬＤブロック１２及び
ガイドブロック１６が変形するおそれがあった。

【０００７】一方、コリメータレンズ１４のレンズ鏡筒
１５の移動については、ガイドブロック１６に一定の荷
重を掛けつつミクロンオーダでの位置調整が必要であ
る。レンズ鏡筒１５は回転すると光軸が狂うので、プリ
セット調整を行う場合は、光軸を調整する時と同じ位置
にするためにレンズ鏡筒１５の回転を規制する必要があ
った。また、光軸の調整は、調整開始時のバラツキが大
きいため、従来補足範囲の大きい粗調整用の測定センサ
と、精度の高い微調整用の測定センサとを光軸上に別個
に設けていたため、その構成を複雑にしていた（両セン
サについては、図示を省略している）。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するもので、レ
ーザ発光装置を構成するレーザダイオードブロック、コ
リメータレンズ等を簡単かつ正確に位置調整できる機構
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
レーザダイオードを中心部に配設した第１ブロックの被
摺動面に、コリメータレンズのレンズ鏡筒を支持する第
２ブロックの摺動面をネジ締め固定してなるレーザ発光
装置の、上記固定位置を予め調整するための機構であっ
て、第１ブロックの被摺動面の周辺部をクランプする可
動片と固定片とからなるクランプ部と、第１ブロックの
被摺動面とは反対方向への移動を規制された第２ブロッ
クの摺動面に対しクランプ部を平行に微動調整する調整
部と、第２ブロックの摺動面と垂直方向に弾性体を介し
てストローク移動することにより該摺動面に第１ブロッ
クの被摺動面を押圧する押圧部とを備えたことを特徴と
するものである。

【００１０】上記構成によれば、クランプ部の固定片と
可動片との間に第１ブロックの周辺部がクランプされ、
調整部によりクランプ部が、第１ブロックの被摺動面と
は反対向きへの移動を規制された第２ブロックの摺動面
に対し平行に微動調整され、押圧部が第２ブロックの摺
動面に垂直方向に弾性体を介してストローク移動される
ことにより該摺動面が第１ブロックの被摺動面に押圧さ
れるので、ストローク移動時の摺動面の接触押圧とクラ
ンプ圧が個別管理され、位置調整に非常に重要である接
触押圧が臨機応変にかつ正確に制御される。したがっ
て、クランプ時にそれぞれの力の影響が完全に除去され
て安定したクランプがなされるので、第２ブロックの第
１ブロックへのネジ締め時に、位置決め位置がネジ座面
の摩擦力によりずれて、第１及び第２ブロックが互いに
傾斜した状態で固定されることがなくなる。また、押圧
力が過大となり、第１ブロック及び第２ブロックが変形
するおそれがなくなる。

【００１１】請求項２記載の発明のように、押圧部の弾
性体に２段階の弾性定数を設定し、この弾性体により、
１段目のストローク移動では微動調整のための押圧力を
与え、２段目のストローク移動ではロック用の押圧力を
与えることとすれば、第１ブロックの把握力と摺動面へ
の接触押圧とがそれぞれ２段階の弾性定数を設定された
弾性体により独立管理されるので、微調圧とクランプと
がスライド位置制御で管理される。

【００１２】ところで、第１ブロックが、クランプ部の
可動片と固定片と旋回アームとにより初期設定された姿
勢では、第１ブロックの被摺動面と第２ブロックの摺動
面とが一致しない可能性が高い。そこで、請求項３記載
の発明のように、クランプ部と連結するフレーム部に旋
回自在に取り付けられ、第２ブロックを摺動面と垂直方
向にクランプするクランプアームを設けることとすれ
ば、このクランプアームで第２ブロックをクランプする
ことにより上記被摺動面と摺動面とが一致するように位
置決め制御される。

【００１３】請求項４記載の発明のように、クランプア
ームは、第２ブロックの摺動面と反対側で、かつ上記固
定位置回りの複数箇所に均等な力で接触する爪ブロック
を有しているものとすれば、力が均等で摩擦を伴わない
位置決め制御がなされるので、クランプ時の第２ブロッ
クの移動が防止され、第２ブロックの脱着時間が短縮さ
れる。

【００１４】請求項５記載の発明のように、クランプ部
の可動片を開閉動作可能とし、可動片とクランプアーム
とを交互に動作させる制御部を設けたこととすれば、こ
の動作により被摺動面と摺動面とをなじませることで、
クランプ応力の歪み等が除去され、正確な位置決め制御
がなされる。

【００１５】請求項６記載の発明のように、コリメータ
レンズの光軸と平行に、精密移動可能なスライド部と旋
回軸とを設けるとともに、この旋回軸に設けた旋回板の
先端部にコリメータレンズのレンズ鏡筒の移動用爪を取
り付け、かつ旋回板をセット時に移動用爪にかかる力を
一定にする弾性部材を設けたこととすれば、スイング方
式による剛性の高い、精密移動と圧力管理とが可能で、
かつ大きな逃げ角を有するコリメータ移動が可能とな
る。

【００１６】請求項７記載の発明のように、コリメータ
レンズのレンズ鏡筒の中央部にキリ穴状の凹部を設け、
上記移動用爪の形状を円錐状のピンとし、或いは、この
ピンを回り止めとしてレンズ鏡筒の両端面を引っかけて
移動することとすれば、コリメータのレンズ鏡筒の回転
規制と、バックラッシュのない微動調整が可能となる。

【００１７】請求項８記載の発明のように、レーザダイ
オードからコリメータレンズを介して照射されるレーザ
光を測定する測定センサを、第１及び第２ブロックの近
傍に設定された近地点から両ブロックの遠方に設定され
た遠地点まで光軸方向に沿って位置決め制御しながら移
動させ、近地点で粗位置調整し、既定の遠地点で本調整
することとすれば、１台の測定センサで粗調整、本調整
が可能となり、複数のセンサにおけるような煩雑な光軸
調整が不要となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態におけ
るレーザ発光装置の位置調整機構を示す斜視図、図４〜
図１３はその各要素の詳細構成図である。なお、レーザ
走査ユニット及びレーザ発光装置の構成は、上記図２，
図３で述べた通りであるので、共通する要素には同一符
号を付して詳細説明を省略している。

【００１９】図１に示すように、この位置調整機構１０
０は、前後方向（図中のＺ方向）に延びるレール台１０
１と、レール台１０１上にそれぞれスライド可能に載置
された光軸位置調整機構１０２と、平行光確認調整機構
１０３及び測定センサ１０４とを備えており、光軸位置
調整機構１０２は、さらにレーザ発光装置１０のＬＤブ
ロック（第１ブロック）１２の周辺部をクランプするた
めの固定片１１１と可動片１１２とからなるＬＤブロッ
ククランプ部（クランプ部）１１０と、ＬＤブロックク
ランプ部１１０をガイドブロック１６の裏面である摺動
面１６ａ（図３参照。）に対し平行に直交座標系（図中
のＸ−Ｙ方向）で微動調整する調整機構部（調整部）１
２０と、ＬＤブロック１２の表面である被摺動面１２ａ
（図３参照。）がガイドブロック（第２ブロック）１６
の摺動面１６ａに当接するようにガイドブロック１６を
その表面側からクランプするガイドブロッククランプ部
１３０と、固定ブロック１５０に当接されてＬＤブロッ
ク１２の被摺動面１２ａとは反対向きへの移動が規制さ
れた状態にあるガイドブロック１６の摺動面１６ａを、
調整機構部１２０を移動させることにより、バネ等の弾
性体を介してＬＤブロック１２の被摺動面に押圧する押
圧スライド機構部（押圧部）１４０とを備えている。以
下、図４〜図１３を参照して各要素を詳細に説明する。

【００２０】図４はＬＤブロッククランプ部１１０の詳
細構造を示す斜視図であり、図５はその動作説明図であ
って、（ａ）は解除時、（ｂ）はロック時を示してい
る。図４に示すように、固定片１１１はその前面上部に
ＬＤブロック１２の下部を保持するように切欠き溝１１
１ａが形成されている。一方、可動片１１２はその前面
下部にＬＤブロック１２上部を保持するように逆Ｖ字溝
１１２ａが形成されるとともに、この溝１１２ａの直上
部分が一部を残して大きく切り欠かれて切欠部１１２ｂ
を形成している。可動片１１２はサドル１１３を介して
レール１１４に上下方向にスライド自在に取り付けられ
ている。レール１１４は、調整機構部１２０の前面に固
定されており、上記レール台１０１に対し直立状態にな
っている（図１参照）。

【００２１】調整機構部１２０の上部には旋回アーム駆
動用シリンダ１１６が吊り下げられており、シリンダ１
１６の伸縮ロッド先端部は正面視三角形状をなす旋回ア
ーム１１７の頂点位置（Ｐ１）にて回転自在に軸止され
ている。また旋回アーム１１７の他の頂点位置（Ｐ２）
は、上記レール１１４にて回転自在に軸止されており、
さらに他の頂点位置（Ｐ３）には、ローラ対１１８が回
転自在に軸止されている。

【００２２】そして、このローラ対１１８が上述した可
動片１１２の切欠部分１１２ｂにあって、図５（ａ）に
示すように、旋回アーム１１７の動作によりローラ対１
１８が上記切欠部分１１２ｂの底部（つまり逆Ｖ字溝１
１２ａの直上部分）に当接して所定の規制位置まで転動
し（ロック時）、或いは、図５（ｂ）に示すように、離
間可能となっている（解放時）。

【００２３】可動片１１２の下部にはピン状突起１１２
ｄが設けられており、その先端に上記調整機構部１２０
に吊り下げられた復帰用バネ１１９が係止されている。
この復帰用バネ１１９は可動片１１２を上方に弾性付勢
するものであって、可動片１１２はシリンダ１１６の駆
動力により、この復帰用バネ１１９の付勢力に抗して下
方に移動する。

【００２４】図６は調整機構部１２０の詳細構造を示す
斜視図である。図に示すように、調整機構部１２０は、
ＬＤブロッククランプ部１１０を固定するサドル１２１
と、サドル１２１を水平方向（Ｘ方向）に微動させる水
平駆動機構１２２と、サドル１２１を垂直方向（Ｙ方
向）に微動させる垂直駆動機構１２３とを備えている。
水平駆動機構１２２は、さらに、ハーモニックギヤで減
速したモータ１２２ａの駆動力を、カップリング１２２
ｂを介してボールネジ１２２ｃに伝達し、この伝達力で
サドル１２２をスライドさせるものである。各スライド
方向には強度確保のためのリニアガイド１２２ｄが備え
られている。垂直駆動機構１２３については、スライド
方向が異なる他は上記水平駆動機構１２２と全く同様の
構成となっている。上記モータ１２２ａとしては、フィ
ードバック付きステッピングモータがサーボモータのよ
うなドリフトがないため、精密微動には好適である。

【００２５】図７はガイドブロッククランプ部１３０の
詳細構造を示す斜視図、図８はその部分的な側面図であ
る。図に示すように、ガイドブロッククランプ部１３０
は、ＬＤブロッククランプ部１１０に連結するフレーム
部としての上記調整機構部１２０のサドル１２１の前面
に固定された左右の支持ブロック１３１と、支持ブロッ
ク１３１に回転自在に軸支された側面視くの字状のガイ
ドブロッククランプアーム（爪ブロック）１３２と、ガ
イドブロッククランプアーム１３２の中央屈曲部に回転
自在に取り付けられたフォーク状の連接棒１３３と、連
接棒１３３の上部支持端に連結されるとともに、上端が
上記調整機構部１２０の適所から吊り下げられており、
その伸縮動作により連接棒１３３を介してガイドブロッ
ククランプアーム１３２に所定の動作を行わせる駆動シ
リンダ１３４とを備えている。ガイドブロッククランプ
アーム１３２は、ガイドブロック１６の表面側を光軸に
対して対称位置を押すようになっている。本実施形態で
は、シリンダ１３４の駆動により、ガイドブロッククラ
ンプアーム１３２がガイドブロック１６の表面側に当接
し（クランプ状態）、或いは、離間するようになってい
る（アンクランプ状態）。

【００２６】このように、ガイドブロッククランプアー
ム１３２を設けたのは、ＬＤブロック１２が、ＬＤブロ
ッククランプ部１１０の可動片１１２と旋回アーム１１
７とにより初期設定された姿勢では、ＬＤブロック１２
とガイドブロック１６の摺動面１６ａとが一致していな
い可能性が高く、上記クランプ・アンクランプによりＬ
Ｄブロック１２とガイドブロック１６の摺動面１６ａと
をなじませることが好ましいからである。

【００２７】また、この不一致があると、調整後のネジ
締め固定（ネジ推力は約１０００Ｎ）時に、Ｚ軸方向に
ずれる等の問題が発生するため、可動片１１２（旋回ア
ーム１１７）とガイドブロッククランプアーム１３２と
を交互に動作させるようにしている。

【００２８】図８は、クランプ状態を示している。ここ
では、支持ブロック１３１上のガイドブロッククランプ
アーム１３２の旋回軸心１３２ａとガイドブロック１６
のクランプ面１６ｃとは一直線上にあるが、かかる構成
によりモーメントを発生しないクランプが可能となる。
ガイドブロッククランプアーム１３２の押圧箇所はＬＤ
ブロック１２が変形しない剛性のある部位で摺動面と平
行な当接面とし、好ましくはＬＤ１１を中心に安定する
広さの摺動面を設け、ＬＤ１１を中心に左右対称に上記
当接面と締め付けネジ部を設ける。

【００２９】このように、レンズ鏡筒１５のガイドブロ
ック１６等のネジによる仮締結の代わりに、ネジ座面と
同じ位置に接触するガイドブロッククランプアーム１３
２を設け、ネジが複数の場合は各ガイドブロッククラン
プアーム１３２をリンクにて連結し、てこの原理により
ブロックの力が均等になる位置をこの力を増幅したバネ
等によりスライドさせてクランプ・アンクランプを行う
ことができる。そして、シリンダ１１６にて旋回アーム
１１７を自動開閉可能として微調整を行う前に、上記可
動片１１２とガイドブロッククランプアーム１３２とを
交互に動作させるように後述する制御部で制御されるよ
うになっている。

【００３０】図９は押圧スライド機構部１４０の詳細構
造を示す斜視図、図１０はその主要部の分解斜視図であ
る。図に示すように、押圧スライド機構部１４０は、上
記各要素１１０〜１３０を搭載するスライドベース１４
１と、スライドベース１４１の裏面に取り付けられた駆
動ブロック１４２と、駆動ブロック１４２を上記レール
台１０１上でスライドさせる駆動スライダ１４３と、駆
動スライダ１４３をＺ方向に案内するリニアガイド１４
４とを備えている。レール台１０１の後端部には、サー
ボモータ１０５が配設されており、レール台１０１間に
は、その長手方向に沿って所定長さのボールネジ１０６
が内装されている。このボールネジ１０６をサーボモー
タ１０５で駆動することにより、スライドベース１４１
がＺ方向に高速にスライドできるようになっている。

【００３１】図１０において、駆動ブロック１４２は略
直方体をなす筐体１４２ａの長尺方向に２条の平行溝１
４２ｂが形成されており、各溝１４２ｂの前端付近が開
放されている。各溝１４２ｂ内には、同径のバネ（弾性
体）１４２ｃ，１４２ｄがそれぞれ挿入されている。バ
ネ１４２ｃの長さはＬ１であり、バネ１４２ｄの長さは
Ｌ２（＜Ｌ１）である。両バネ１４２ｃ，１４２ｄはこ
の長さの差ｄＬ（＝Ｌ１−Ｌ２）により、互いに異なる
バネ定数を有している。例えば、バネ１４２ｃのバネ定
数は１０Ｎ／ｍｍとなり、バネ１４２ｄのバネ定数は１
００Ｎ／ｍｍとなっている。

【００３２】そして、スライドベース１４１の前面にビ
ス止めされた駆動爪１４１ａの爪部が上記各溝１４２ｂ
にはめ込まれ、その裏面がバネ１４２ｃ，１４２ｄに当
接可能となっており、さらに駆動爪１４１ａの飛び出し
防止用の抑え板１４２ｅが溝１４２ｂを塞ぐように、駆
動ブロック１４２の前端にビス止めされている。

【００３３】図１１はバネ１４２ｃ，１４２ｄを各溝１
４２ｂ内にその後端部を合わせてセットしている状態を
示す図である。このセット状態で、サーボモータ１０５
の駆動により駆動スライダ１４３を移動させると、駆動
ブロック１４２の溝１４２ｂ内をバネ１４２ｃのみを介
して駆動爪１４１ａが移動し始め、上記長さの差ｄＬだ
け移動した後にバネ１４２ｄと接触し、以後は両バネ１
４２ｃ，１４２ｄを介して駆動爪１４２ａが移動するの
で、２段階の押圧力でもって、スライドベース１４１上
に載置されたＬＤブロッククランプ部１１０、調整機構
部１２０及びガイドブロッククランプ部１３０が一体と
なってストローク移動されることになる。

【００３４】図１２は平行光確認調整機構１０３の構成
例を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面
図、（ｃ）は側面図である。図に示すように、平行光確
認調整機構１０３は、コリメータレンズ１４のレンズ鏡
筒１５の光軸と平行で正確に微動調整できるスライド部
１６１に、光軸間距離と同程度以上の軸支持間距離をも
つ旋回軸１６２を設けている。スライド部１６１は、ベ
ース１６１ａの前端部に設けられたサーボモータ１６１
ｂと、ベース１６１ａに内装されたボールネジ１６１ｃ
とを使用して、上記微動調整が可能となっている。そし
て、旋回軸１６２には、旋回板１６３を設けており、そ
の先端部にはさらにレンズ鏡筒１５の移動用爪１６４を
設けている。ここに、光軸間距離とは旋回軸１６２とコ
リメータ１４の光軸との軸間距離をいい、軸支持間距離
とは旋回軸１６２の両端支持ベアリング間距離のことで
あり、上記条件を満たすことにより移動用爪１６４の安
定性を確保できる。

【００３５】本実施形態では、図（ｃ）に示すように、
旋回板１６３は約９０度旋回でき、解放時に垂直、セッ
ト時に水平となり、水平時にバランス用のバネ（弾性部
材）１６５で移動用爪１６４にかかる力を一定にするこ
とができるようになっている。

【００３６】図１３は移動用爪１６４の構成例を示す図
であって、レンズ鏡筒１５の中央部にキリ穴状の凹部１
５ａを設けた場合には、移動用爪１６４の形状は、円錐
状のピン１６４ａとし、そのピン１６４ａを回り止めと
してレンズ鏡筒１５の両側面をテーパ部１６４ｂで引っ
かけて移動するようになっている。この構成により、ガ
イドブロック１６のＶ字溝上でのレンズ鏡筒１５が突っ
かかることなくスムーズに移動できるようになる。

【００３７】ＬＤ１１からコリメータレンズ１４を介し
て照射されるレーザ光を測定する測定センサ１０４をレ
ール台１０１上で光軸方向の近地点から遠地点まで位置
データを管理しながら移動させるようにし、光軸位置の
粗調整では測定センサ１０４をＬＤ１１に近づけ、本調
整は遠くの所定位置に測定センサ１０４を移動して微調
整を行うようになっている。例えば、測定センサ１０４
としては、ＣＣＤカメラやＳＢＡ（Super Beam Alyze
r：商品名）を使用し、移動駆動手段としては、レール
台１０１の前端部に設けたサーボモータ１０４ａと、レ
ール台１０１間に内装させたボールネジ１０４ｂとを使
用している。上記微調整においては、レーザ光の平行を
調整するため、ビーム径調整レンズ（図略）をその焦点
距離だけセンサ受光面から離れた位置に挿入して調整す
ることとしている。ただし、別の方法として、センサの
光軸方向移動によるデータを比較演算してどの位置でも
同じビーム径になるようにコリメータレンズ１４のレン
ズ鏡筒１５の位置調整することもできる。この方法で
は、ビーム径調整レンズが不要となるが、位置調整がト
ライアンドエラーによるため、時間がかかる。

【００３８】図１４は、本位置調整機構の制御系の主要
部を示すブロック図である。なお、図１〜図１３と同一
の要素には同一符号を付している。

【００３９】この制御系は、上記各要素のモータやシリ
ンダ等のアクチュエータを駆動するドライバ５０１と、
各アクチュエータの動作位置等を検出するセンサ５０２
と、測定センサ１０３からの画像データに所定の画像処
理を施す画像処理回路５０３と、処理データに基づいて
位置調整の良否判定等を行う判定回路５０４と、これら
を一括制御するＣＰＵ５０５とから構成されている。判
定回路５０３による判定は、具体的には、ガウス分布し
ているレーザ光のビームの最大直径の１３．５％（１／
ｅ²）の直径と、その照射位置の良否判定とが行われ、
その判定結果から位置調整の良否が判定される。さら
に、ＣＰＵ５０５は、その機能を発揮するために、操作
スイッチ等の入力部５０６、モニタ等の表示部５０７、
画像データや処理データ等を一時的に記憶するＲＡＭ５
０８および各種プログラムを記憶するＲＯＭ５０９等に
接続されている。なお、ＣＰＵ５０５は、上述したよう
に、可動片１１２とガイドブロッククランプアーム１３
２を交互に動作させるように制御する制御部としての機
能をも備えている。

【００４０】図１５は、本機構の動作手順を示すフロー
チャートである。

【００４１】図において、まず初期設定を行う（ステッ
プＳ１）。この間に、作業者がＬＤブロッククランプ部
１１０の可動片１１２とガイドブロッククランプ部１３
０のガイドブロッククランプアーム１３２とを手動操作
して、ＬＤブロック１２及びガイドブロック１６をそれ
ぞれクランプし、ガイドブロック１６にコリメータレン
ズ１４を回転止めピンで位置決めして仮置きする。ただ
し、２回目以後の調整では、前回の調整位置から大きく
外れていないので、前回の位置を使用する。

【００４２】ついで、ＬＤブロック１２をガイドブロッ
ク１６に軽く押圧（仮クランプ）し、可動片１１２と、
ガイドブロッククランプアーム１３２とを交互に動作さ
せて固定・解除を繰り返す（ステップＳ２）。測定セン
サ１０４をＬＤブロック１２及びガイドブロック１６の
近くの近地点（例えばＬＤブロック１２から６０ｍｍの
位置）に移動させる。特に測定センサ１０４としてＣＣ
Ｄカメラを使用する場合には、その受光面が小さくＬＤ
ブロック１２から離れた遠地点ではレーザ光を十分に補
足できないが、この移動によりレーザ光の補足範囲を広
げることができる。そして、ＬＤ１１よりレーザを発光
させる（ステップＳ３）。このとき、レーザ光のビーム
径は未調整である。

【００４３】ついで、ＬＤブロック１２をＸ−Ｙ方向に
移動し、レーザ光軸を所定位置に粗調整する（ステップ
Ｓ４）。そのレベルは、測定センサ１０４がガイドブロ
ック１６から遠ざかっても補足できるようなレベルとす
る。また所定位置は、マスタＬＤの光軸位置である。測
定センサ１０４を遠地点（例えばＬＤブロック１２から
５５０ｍｍの位置）に移動し、平行調整用レンズ（図
略）を測定センサ１０４より焦点距離だけ離れた位置に
挿入する。そして、コリメータレンズ１４を回転止めピ
ンで引っかけてＺ軸方向に移動させるが、このコリメー
タレンズ１４の移動時、レーザ光の位置がＸ−Ｙ方向に
もずれることがあるので、レーザ光のビーム径が最小値
になる位置にコリメータレンズ１４を調整する（ステッ
プＳ５）。

【００４４】上記平行調整用レンズをレーザ光軸から外
して退避移動させ、ＬＤブロック１２をＸ−Ｙ方向に移
動して、レーザ光軸を所定位置に調整する（ステップＳ
６）。このときＬＤブロック１２の移動の位置決めはミ
クロンオーダで行われる。ガイドブロック１６をＬＤブ
ロック１２に押圧（固定）することにより、ＬＤブロッ
ク１２をガイドブロック１６に押圧する。ＬＤ１１のレ
ーザ発光を停止する（ステップＳ７）。作業者が電気ド
ライバでネジ締め後、再スタートＳＷが押されるまで待
機状態となり（ステップＳ８でＮＯ）、同ＳＷが押され
ると次ステップに進む（ステップＳ８でＹＥＳ）。ここ
では、ガイドブロック１６の押圧を解除し、ＬＤブロッ
ク１２のガイドブロック１６への押圧を解除し、ＬＤブ
ロッククランプを解除する（ステップＳ９）。ＬＤ１１
よりレーザ光を発光させる。レーザ光軸が所定位置に入
射されていることを確認する。すなわち、ネジ締め時の
移動がないか確認する（ステップＳ１０）。ＬＤ１１の
レーザ光の発光を停止し、手動によりガイドブロック１
６のクランプを解除する（ステップＳ１１）。

【００４５】このようにして、本実施形態によれば、Ｌ
Ｄブロッククランプ部１１０の固定片１１１と可動片１
１２との間にＬＤブロック１２の周辺部がクランプさ
れ、調整部１２０によりＬＤブロッククランプ部１１０
がガイドブロック１６の裏面である摺動面に対し平行に
微動調整され、摺動面１６ａに垂直方向に弾性体を介し
てストローク移動されることによりこの摺動面１６ａが
ＬＤブロック１２の被摺動面１２ａに押圧されるので、
ストローク移動時の摺動面１６ａへの接触押圧とクラン
プ圧が個別管理され、位置調整に非常に重要である接触
押圧が臨機応変にかつ正確に制御される。したがって、
クランプ時にそれぞれの力の影響が完全に除去されて安
定したクランプがなされるので、ガイドブロック１６の
ＬＤブロック１２へのネジ締め付け時に、位置決め位置
がネジ座面の摩擦力によりずれて、両ブロック１２，１
６が互いに傾斜した状態でセットされることがなくな
る。また、押圧力が過大となり、ＬＤブロック１２及び
ガイドブロック１６が変形するおそれがなくなる。

【００４６】なお、上記実施形態では、ＬＤブロックク
ランプ部１１０の固定片１１１と可動片１１２とが、Ｌ
Ｄブロック１２の上下方向に設けられているが、これら
を左右方向に設けることとしても何ら支障はない。ま
た、ＬＤブロッククランプ部１１０に旋回アーム１１７
を使用しているが、直動スライダ等からなるスライド機
構を使用してもよい。

【００４７】また、上記実施形態では、押圧スライダ機
構部１４０の弾性体として長さの異なる２条のバネを平
行配置しているが、両バネのバネ定数を異なるものとす
るだけでもよい。両バネを平行配置する代わりに同軸配
置することとしてもよい。バネ数は２条以上の本数とし
てもよい。弾性体はバネに限らずゴム等の弾性を有する
ものであればよい。

【００４８】また、上記実施形態では、デジタル複写機
のレーザ走査ユニットを用いて説明しているが、これに
限られず、本発明は、ファクシミリやプリンタなど、レ
ーザ走査ユニットを使用する電子写真方式の画像形成装
置に適用することができる。

【００４９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ブロック
の移動時の摺動面への接触押圧とクランプ圧が個別管理
されるため、位置調整に非常に重要である接触押圧が臨
機応変にかつ正確に制御できる。したがって、ブロック
のクランプ時にそれぞれの力の影響が完全に除去されて
安定したクランプがなされるので、ブロックのネジ締め
付け時に、位置決め位置がネジ座面の摩擦力によりずれ
て、ブロックが傾斜した状態でセットされることをなく
すことができる。また、押圧力が過大となり、ブロック
が変形するおそれをもなくすことができる。

【００５０】請求項２記載の発明によれば、微調圧とク
ランプとをスライド位置制御で管理できる。

【００５１】請求項３記載の発明によれば、ネジ締め時
の移動を防止できる。

【００５２】請求項４記載の発明によれば、クランプ時
のブロックの移動を防止できて、ブロックの脱着時間を
短縮できる。

【００５３】請求項５記載の発明によれば、クランプ応
力の歪み等を除去して、正確な位置決め制御を行うこと
ができる。

【００５４】請求項６記載の発明によれば、スイング方
式による剛性の高い、精密移動と圧力管理ができるとと
もに、かつ大きな逃げ角を有するコリメータ移動ができ
るようになる。

【００５５】請求項７記載の発明によれば、コリメータ
のレンズ鏡筒の回転規制と、バックラッシュのない微動
調整を行うことができるようになる。

【００５６】請求項８記載の発明によれば、測定センサ
で粗調整、本調整が可能となり、複数のセンサの場合の
ような光軸調整が不要となるので、機構を簡単化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるレーザ発光装置の
位置調整機構を示す斜視図である。

【図２】レーザ発光装置を搭載したレーザ走査ユニット
の全体構成を示す斜視図である。

【図３】レーザ発光装置の分解斜視図である。

【図４】ＬＤブロッククランプ部の詳細構成を示す斜視
図である。

【図５】ＬＤブロッククランプ部の動作を示す説明図で
あって、（ａ）は解放時、（ｂ）はロック時を示してい
る。

【図６】調整機構部の詳細構成を示す斜視図である。

【図７】ガイドブロッククランプ部の詳細構成を示す斜
視図である。

【図８】ガイドブロッククランプ部の動作を示す部分的
な側面図である。

【図９】押圧スライダ機構部の詳細構成を示す斜視図で
ある。

【図１０】押圧スライダ機構部の主要部の分解斜視図で
ある。

【図１１】押圧スライダ機構部の主要部の組立図であ
る。

【図１２】平行光確認調整機構の詳細構成を示す図であ
って、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面
図である。

【図１３】平行光確認調整機構の移動用爪の構成例を示
す斜視図である。

【図１４】本位置調整機構の制御系の主要部を示すブロ
ック図である。

【図１５】本位置調整機構による検査手順を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１レーザ走査ユニット（ＬＳＵ）２感光体ドラム１０レーザ発光装置１１レーザダイオード（ＬＤ）１２ＬＤブロック（第１ブロック）１２ａ被摺動面１４コリメータレンズ１５レンズ鏡筒１５ａ凹部１６ガイドブロック（第２ブロック）１６摺動面１００位置調整機構１０１レール台１０２光軸位置調整機構１０３平行光確認調整機構１０４測定センサ１１０ＬＤブロッククランプ部（クランプ部）１１１固定片１１２可動片１１７旋回アーム１２０調整機構部（調整部）１２１サドル（フレーム部）１３０ガイドブロッククランプ部１３２ガイドブロッククランプアーム（クランプアー
ム、爪ブロック）１４０押圧スライダ機構部（押圧部）１４２ｃ，ｄバネ（弾性体）１５０固定ブロック１６１スライド部１６２旋回軸１６３旋回板１６４移動用爪１６４ａピン１６４ｂテーパ１６５バネ（弾性部材）５０５ＣＰＵ（制御部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザダイオードを中心部に配設した第
１ブロックの被摺動面に、コリメータレンズのレンズ鏡
筒を支持する第２ブロックの摺動面をネジ締め固定して
なるレーザ発光装置の、上記固定位置を予め調整するた
めの機構であって、第１ブロックの被摺動面の周辺部をクランプする可動片
と固定片とからなるクランプ部と、第１ブロックの被摺
動面とは反対向きへの移動を規制された第２ブロックの
摺動面に対しクランプ部を平行に微動調整する調整部
と、第２ブロックの摺動面と垂直方向に弾性体を介して
ストローク移動することにより該摺動面に第１ブロック
の被摺動面を押圧する押圧部とを備えたことを特徴とす
るレーザ発光装置の位置調整機構。
【請求項２】押圧部の弾性体に２段階の弾性定数を設
定し、この弾性体により、１段目のストローク移動では
微動調整のための押圧力を与え、２段目のストローク移
動ではロック用の押圧力を与えることを特徴とする請求
項１記載のレーザ発光装置の位置調整機構。
【請求項３】クランプ部と連結するフレーム部に旋回
自在に取り付けられ、第２ブロックを摺動面と垂直方向
にクランプするクランプアームを設けたことを特徴とす
る請求項１記載のレーザ発光装置の位置調整機構。
【請求項４】クランプアームは、第２ブロックの摺動
面と反対側で、かつ上記固定位置回りの複数箇所に均等
な力で接触する爪ブロックを有していることを特徴とす
る請求項３記載のレーザ発光装置の位置調整機構。
【請求項５】クランプ部の可動片を固定片に対して開
閉動作可能とし、可動片とクランプアームとを交互に動
作させる制御部を設けたことを特徴とする請求項３又は
４記載のレーザ発光装置の位置調整機構。
【請求項６】コリメータレンズの光軸と平行に、精密
移動可能なスライド部と旋回軸とを設けるとともに、こ
の旋回軸に旋回自在に支持された旋回板の先端部にコリ
メータレンズのレンズ鏡筒を移動させるための移動用爪
を取り付け、かつ旋回板を旋回させてレンズ鏡筒に移動
用爪をセットした時に該移動用爪にかかる力を一定にす
る弾性部材を設けたことを特徴とする請求項１〜５のい
ずれかに記載のレーザ発光装置の位置調整機構。
【請求項７】コリメータレンズのレンズ鏡筒の中央部
にキリ穴状の凹部を設け、上記移動用爪の形状を円錐状
のピンとし、或いは、このピンを回り止めとしてレンズ
鏡筒の両端面を引っかけて移動するようにしたことを特
徴とする請求項６記載のレーザ発光装置の位置調整機
構。
【請求項８】レーザダイオードからコリメータレンズ
を介して照射されるレーザ光を測定する測定センサを、
第１及び第２ブロックの近傍に設定された近地点から両
ブロックの遠方に設定された遠地点までレーザ光の光軸
方向に沿って位置決め制御しながら移動させ、上記固定
位置について近地点で粗調整し、遠地点で本調整するこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のレーザ
発光装置の位置調整機構。