JP2002350756A - レーザ走査装置およびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コストを低減できるレーザ走査装置を提供す
る。コストを低減できる画像形成装置を提供する。 【解決手段】このレーザ走査装置は、コリメータ３、ス
リット板１０、および支持部材９を含んでいる。コリメ
ータ３は、鏡筒２０の内部にコリメータレンズを備えて
なる。鏡筒２０は、スリット板１０や支持部材９との取
り付けおよび回転角度位置をあわせるための切欠や突起
のない単純な形状を有している。スリット板１０は、周
縁部に突起２１が設けられており、中央部にほぼ長方形
のスリット１９が設けられている。スリット板１０は、
鏡筒２０の一方の端部に取り付けられている。支持部材
９には、コリメータ３の光軸Ｂに沿う方向に案内溝２２
が設けられている。突起２１は、案内溝２２に係合して
おり、この状態でスリット板１０およびコリメータ３
は、支持部材９に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを走
査するためのレーザ走査装置およびそれを用いた画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速で印刷を行うことができるプリンタ
の代表的なものとして、レーザビームプリンタがある。
レーザビームプリンタは、レーザ走査装置によって感光
体上をレーザビームで走査することにより、感光体上に
静電潜像を形成し、静電潜像をトナーによって現像して
可視のトナー像を形成し、トナー像を用紙上に転写する
ことによって出力画像を得るものである。

【０００３】プリンタの重要な特性の１つに、出力画像
のきめ細やかさ、すなわち解像度がある。レーザビーム
プリンタにおいて、解像度を高くするためには、感光体
に照射されるレーザビームのサイズが小さくされる。す
なわち、ビームサイズの小さなレーザビームにより、感
光体上に解像度の高い静電潜像を形成できるので、解像
度の高い出力画像が得られる。小さなビームサイズのレ
ーザビームを得るために、所定の大きさおよび形状を有
するスリットを備えたスリット板が用いられる。すなわ
ち、レーザビームはこのようなスリットを通ることによ
り、所定の方向に関するビームサイズが規制される。

【０００４】図３は、従来のレーザ走査装置の一部を示
す図解的な分解斜視図である。レーザ走査装置は、レー
ザ光源から出射されたレーザ光を平行光にするコリメー
タ５１を備えている。コリメータ５１は、支持部材５８
に支持されている。コリメータ５１は、円筒状の鏡筒５
２の内部にコリメータレンズを備えてなる。鏡筒５２の
一方の端部には、２つの切欠５４が設けられている。コ
リメータ５１の一方の端部には、ほぼ長方形のスリット
５６が設けられたスリット板５３が取り付けられてい
る。スリット板５３の周縁部には、２つの突起５５が設
けられている。突起５５は切欠５４に係合しており、こ
の状態で、スリット板５３は鏡筒５２の端部に内設され
ている。

【０００５】鏡筒５２の側面のほぼ中央部には、支持突
起５７が設けられている。支持部材５８には、案内溝５
９が設けられている。支持突起５７は案内溝５９に係合
しており、この状態で、鏡筒５１は支持部材５８に支持
されている。レーザ光は、コリメータ５１のスリット板
５３とは反対側の端部から入射され、コリメータレンズ
により平行光にされた後、スリット板５３によりビーム
サイズが規制される。その後、ポリゴンミラー（以下、
図示しない。）など各種の光学部材を経た後、感光体に
照射される。

【０００６】上記の構成において、突起５５が切欠５４
に係合することにより、スリット板５３の板面は、鏡筒
５２の光軸Ｃに垂直になるように固定される。同時に、
スリット板５３は、鏡筒５２に対して、光軸Ｃのまわり
の所定の回転角度位置に固定される。また、支持突起５
７が案内溝５９に係合することにより、鏡筒５２は支持
部材５８上で所定の位置（範囲）に固定される。同時
に、鏡筒５２は、支持部材５８に対して、光軸Ｃのまわ
りの所定の回転角度位置に固定される。

【０００７】したがって、スリット５６の長さ方向は、
支持部材５８に対して所定の方向（図３において支持部
材５８の板面に平行）に固定される。すなわち、レーザ
ビームのビームサイズは、所定の方向に関して所定の大
きさにされる。これにより、感光体において、感光体の
長さ方向（主走査方向）や、それに垂直な方向（副走査
方向）に関し、所定のビームサイズを得ることができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の構成
では、鏡筒５２には、スリット板５３および支持部材５
８との光軸Ｃのまわりの回転角度位置を固定するため、
切欠５４や支持突起５７を設けなければならなかった。
このような複雑な形状のため、鏡筒５２のコストは高か
った。このため、このような鏡筒５２を用いたレーザ走
査装置はコストが高かった。また、このようなレーザ走
査装置を用いた画像形成装置はコストが高かった。

【０００９】そこで、この発明の目的は、コストを低減
できるレーザ走査装置を提供することである。この発明
の他の目的は、コストを低減できる画像形成装置を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
課題を解決するための請求項１記載の発明は、レーザ光
源（１，２）と、上記レーザ光源からのレーザ光を平行
光のレーザビームにする平行光形成部材およびこの平行
光形成部材を保持する鏡筒（２０）を備えた平行光形成
手段（３，４）と、上記鏡筒の端部に取り付けられ、上
記レーザビームの所定の方向に関するビームサイズを規
制するスリット（１９）を上記平行光形成部材の光軸
（Ｂ）上に有するとともに、周縁部に回り止め係合部
（２１）を有するスリット板（１０，１１）と、このス
リット板の回り止め係合部と係合して上記スリット板の
上記光軸まわりの回転を規制する係止部（２２）を有
し、上記スリット板を支持する支持部材（９）とを備え
たことを特徴とするレーザ走査装置（１７）である。

【００１１】なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態
における対応構成要素等を表す。以下、この項において
同じである。レーザ光源は、レーザダイオード（半導体
レーザ）やガスレーザ（たとえば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ）
などであってもよい。平行光形成部材は、たとえば、コ
リメータレンズとすることができる。平行光形成手段
は、コリメータレンズが鏡筒に保持されてなるものとす
ることができる。

【００１２】この発明によれば、スリット板の回り止め
係合部が支持部材の係止部に係合することにより、スリ
ット板の板面内の回転を規制できる。これにより、支持
部材に対するスリットの長さ方向の角度を、所期の値と
することができる。レーザ光源は、鏡筒に対し、スリッ
ト板とは反対側に配置することができる。これにより、
レーザ光源から出射されたレーザ光は、平行光形成部材
により平行光のレーザビームとされた後、スリット板に
より、所定の方向に関するビームサイズが規制される。

【００１３】スリットは、平行光形成部材の光軸上に設
けられている。レーザビームは、光軸近傍で単位面積あ
たりの光量が最も大きくなっている。したがって、スリ
ット板により、レーザビームの断面において、単位面積
あたりの光量の最も多い部分の光を通過させることがで
きる。この発明の構成によれば、鏡筒は、スリット板や
支持部材との取り付けおよび回転角度位置をあわせるた
めの切欠や突起のない単純な形状とすることができる。
したがって、鏡筒を低コストにすることができる。すな
わち、このような鏡筒を用いたレーザ走査装置はコスト
を低減できる。

【００１４】レーザ光源、平行光形成手段、およびスリ
ット板は、同一の支持部材に支持されていてもよい。レ
ーザ走査装置は、１本のレーザビームを生成して走査す
るものであってもよく、複数のレーザビームを生成して
走査するものであってもよい。スリット板の回り止め係
合部はスリット板の周縁部に設けられた凹所や切欠であ
ってもよく、この場合、支持部材の係止部は突起であっ
てもよい。また、請求項２記載のように、スリット板の
回り止め係合部が光軸方向から見て鏡筒の外側に張り出
した突起（２１）であり、支持部材の係止部が凹所（２
２）であってもよい。

【００１５】請求項３記載の発明は、上記凹所は、上記
突起部が上記光軸に沿ってスライド可能に係合する案内
溝（２２）であることを特徴とする請求項２記載のレー
ザ走査装置である。案内溝は、レーザビームの光路に沿
った方向に形成されたものとすることができる。この発
明によれば、突起を案内溝に沿ってスライドさせること
により、平行光形成手段を光軸に沿って移動させ、レー
ザ光源と平行光形成部材とを適当な間隔に調整すること
ができる。これにより、レーザ光源と平行光形成部材と
の間の間隔を調整して、レーザ光源からある角度幅で拡
がるように出射されたレーザ光を平行光のレーザビーム
にすることができる。

【００１６】請求項４記載の発明は、感光体（１６）
と、この感光体に静電潜像を書き込むための請求項１な
いし３のいずれかに記載のレーザ走査装置とを備えたこ
とを特徴とする画像形成装置である。この発明によれ
ば、請求項１ないし３のいずれかに記載のレーザ走査装
置により、所定の方向に関して所定のビームサイズを有
するレーザビームを生成することができる。これによ
り、感光体上に照射されるレーザビームを、所定の方向
（たとえば、主走査方向や副走査方向）に関して所定の
ビームサイズとなるようにすることができる。スリット
板によるビームサイズの規制は、感光体における主走査
方向および副走査方向のいずれか一方についてなされる
ものであってもよく、主走査方向および副走査方向の双
方についてなされるものであってもよい。

【００１７】請求項１ないし３のいずれかに記載の発明
に係る低コストのレーザ走査装置を用いることにより、
画像形成装置のコストを低減できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下では、添付図面を参照して本
発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本
発明の一実施形態に係るレーザビームプリンタの一部の
構成を示す図解図である。図１では、レーザビームを生
成して走査するレーザ走査装置１７および感光体１６の
みを示している。レーザ走査装置１７は、いわゆる２ビ
ームのレーザ走査装置であり、２本のレーザビームＬ
１，Ｌ２をドラム状の感光体１６に照射することによ
り、感光体１６上に静電潜像を高速に形成することがで
きる。このレーザ走査装置１７は、レーザダイオードユ
ニット１８で生成され調整されたレーザビームＬ１，Ｌ
２が、ポリゴンミラー１４で反射されて感光体１６の方
へ導かれる構成となっている。

【００１９】ポリゴンミラー１４が高速で回転すること
により、レーザビームＬ１，Ｌ２は予め一様に帯電され
た感光体１６上を、感光体１６の長さ方向（主走査方
向）に走査される。ポリゴンミラー１４は一定の角速度
で回転するが、ｆθレンズ１５により、レーザビームＬ
１，Ｌ２は感光体１６上を等速度で走査するようにされ
る。感光体１６が回転軸Ａのまわりを回転しながらレー
ザビームＬ１，Ｌ２の走査が繰り返されることにより、
主走査方向に垂直な副走査方向に関しても、レーザビー
ムＬ１，Ｌ２による被照射部分が移動する。これによ
り、感光体１６の周面に２次元的な静電潜像が形成され
る。その後、静電潜像は現像装置（図示しない）により
トナー像とされ、トナー像が用紙に転写されて定着され
ることにより、出力画像が得られる。

【００２０】レーザダイオードユニット１８において、
レーザダイオード１，２から、ある角度幅で拡がるよう
に出射されたレーザ光は、コリメータ３，４を通ること
により、概略平行光のレーザビームＬ１，Ｌ２とされ
る。コリメータ３，４のレーザダイオード１，２とは反
対側には、スリットを有するスリット板１０，１１が取
り付けられている。レーザビームＬ１，Ｌ２は、スリッ
トを通ることにより、断面における所定方向のサイズが
所定の大きさに規制される。これにより、感光体１６に
与えられるレーザビームＬ１，Ｌ２は、主走査方向や副
走査方向に関して、所定のビームサイズに調整される。
スリット板１０，１１によるビームサイズの規制は、感
光体１６における主走査方向および副走査方向のいずれ
か一方についてなされるものであってもよく、主走査方
向および副走査方向の双方についてなされるものであっ
てもよい。

【００２１】その後、レーザビームＬ１，Ｌ２は、ウェ
ッジプリズム５，６を通ることにより、ビームの角度
（進行方向）が調整される。次に、レーザビームＬ１，
Ｌ２は、ビーム近接部材１２に導かれる。ビーム近接部
材１２は、ミラー７とハーフミラー面８ａを備えたビー
ム合成器８とを含んでいる。レーザビームＬ２の一部
は、ビーム合成器８のハーフミラー面８ａを透過して直
進する。レーザビームＬ１は、ミラー７で全反射され
て、ビーム合成器８の方へ導かれ、ハーフミラー面８ａ
でその一部が反射される。ハーフミラー面８ａで反射さ
れたレーザビームＬ１と、ハーフミラー面８ａを透過し
たレーザビームＬ２とは、互いにほぼ平行で近接した状
態となる。

【００２２】レーザダイオード１，２、コリメータ３，
４、ウェッジプリズム５，６、およびビーム近接部材１
２は、共通の支持部材９に支持されている。さらに、レ
ーザビームＬ１，Ｌ２は、シリンドリカルレンズ１３に
より、副走査方向に関して、ポリゴンミラー１４の反射
面近傍で収束するように結像される。図２は、図１のレ
ーザ走査装置の一部を示す図解的な分解斜視図である。
図２では、一方のコリメータ３の近傍のみを示している
が、コリメータ４の近傍も同様の構成となっている。

【００２３】コリメータ３は、鏡筒２０の内部にコリメ
ータレンズを備えてなる。コリメータ３の光学特性は、
光軸Ｂのまわりに対称である。鏡筒２０は、突起や切欠
がない円筒形状を有している。スリット板１０は、周縁
部に突起２１が設けられた円板状の形状を有している。
スリット板１０のほぼ中央部には、ほぼ長方形のスリッ
ト１９が設けられている。突起２１は、スリット板１０
の中心に対して、スリット１９の長さ方向に直交する方
向に設けられている。

【００２４】スリット板１０の円板部の直径は、鏡筒２
０の外径より小さく内径より大きい。スリット板１０
は、スリット１９が光軸Ｂ上に位置するように、鏡筒２
０の一方の端面２０ａに取り付けられている。スリット
板１０は、たとえば、有機系の接着剤を用いて鏡筒２０
に取り付けることができる。光軸Ｂ方向から見て、突起
２１は鏡筒２０の外側に張り出した状態となっている。
支持部材９には、案内溝２２が設けられている。案内溝
２２は、光軸Ｂに沿う方向に設けられている。突起２１
は、案内溝２２に係合している。この状態で、スリット
板１０および鏡筒２０は、支持部材９に支持されてい
る。

【００２５】以上の構成により、スリット１９の長さ方
向は、支持部材９に対して所定の方向（図２において支
持部材９の板面に平行）で固定されている。この実施形
態において、支持部材９の板面に平行な方向は、感光体
１６上の主走査方向に対応しており、支持部材９の板面
に垂直で光軸Ｂに平行な方向は、感光体１６上の副走査
方向に対応している。また、突起２１を案内溝２２に沿
ってスライドさせることにより、コリメータ３を光軸Ｂ
に沿って移動させ、レーザダイオード１とコリメータレ
ンズとの間を適当な間隔に調整することができる。これ
により、レーザダイオード１からある角度幅で拡がるよ
うに出射されたレーザ光を平行光のレーザビームＬ１，
Ｌ２とすることができる。

【００２６】また、コリメータレンズは、光軸Ｂに関し
て対称であるので、コリメータ３の支持部材９に対する
光軸Ｂまわりの方向は任意とすることができる。したが
って、鏡筒２０に対するスリット板１０の取り付け方向
は光軸Ｂのまわりに関して任意とすることができる。鏡
筒２０は、スリット板１０や支持部材９との取り付けお
よび回転角度位置をあわせるための突起や切欠のない円
筒形状とすることができる。このような単純な形状の鏡
筒２０の製造コストは低い。したがって、このような鏡
筒２０を用いたレーザ走査装置１７のコストを低減で
き、ひいてはこのようなレーザ走査装置１７を用いたレ
ーザビームプリンタのコストを低減できる。

【００２７】支持部材９において、コリメータ３および
スリット板１０を支持する部分は、鏡筒２０およびスリ
ット板１０と相補的に構成された凹面（たとえば、凹円
筒面）であってもよい。以上の実施形態においては、レ
ーザ走査装置は２本のレーザビームを生成して走査する
ものであるが、本発明はこれに限定されるものではな
く、１本のレーザビームや３本以上のレーザビームを生
成して走査するものであってもよい。感光体の形状は、
ベルト状などであってもよい。画像形成装置の種類は、
レーザビームプリンタ以外に、複写機やファクシミリ装
置などであってもよい。

【００２８】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るレーザビームプリン
タの一部の構成を示す図解図である。

【図２】図１のレーザ走査装置の一部を示す図解的な分
解斜視図である。

【図３】従来のレーザ走査装置の一部を示す図解的な分
解斜視図である。

【符号の説明】

１，２ レーザダイオード ３，４ コリメータ ９ 支持部材 １０，１１ スリット板 １６ 感光体 １７ レーザ走査装置 １９ スリット ２０ 鏡筒 ２１ 突起 ２２ 案内溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 隆之 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 京セラミタ株式会社内 (72)発明者 二宮 裕一 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 京セラミタ株式会社内 (72)発明者 米今 義伸 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 京セラミタ株式会社内 (72)発明者 木山 正則 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 京セラミタ株式会社内 (72)発明者 杉村 英樹 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 京セラミタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2C362 AA26 AA34 AA36 AA40 AA42 AA43 AA45 AA47 AA48 BA82 BA85 DA03 2H045 AA01 BA22 BA33 DA02 5C072 AA03 BA20 HA02 HA06 HA09 HA13 XA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光源と、 上記レーザ光源からのレーザ光を平行光のレーザビーム
   にする平行光形成部材およびこの平行光形成部材を保持
   する鏡筒を備えた平行光形成手段と、 上記鏡筒の端部に取り付けられ、上記レーザビームの所
   定の方向に関するビームサイズを規制するスリットを上
   記平行光形成部材の光軸上に有するとともに、周縁部に
   回り止め係合部を有するスリット板と、 このスリット板の回り止め係合部と係合して上記スリッ
   ト板の上記光軸まわりの回転を規制する係止部を有し、
   上記スリット板を支持する支持部材とを備えたことを特
   徴とするレーザ走査装置。
2. 【請求項２】上記スリット板の回り止め係合部が上記光
   軸方向から見て上記鏡筒の外側に張り出した突起であ
   り、上記支持部材の係止部が凹所であることを特徴とす
   る請求項１記載のレーザ走査装置。
3. 【請求項３】上記凹所は、上記突起部が上記光軸に沿っ
   てスライド可能に係合する案内溝であることを特徴とす
   る請求項２記載のレーザ走査装置。
4. 【請求項４】感光体と、この感光体に静電潜像を書き込
   むための請求項１ないし３のいずれかに記載のレーザ走
   査装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。