【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ光を走査して画像形成を行うレーザ走査装置に関し、特に感光体に対するレーザ光の走査タイミングをとるための受光素子をレーザ光源と一体に同一基板上に構成したレーザ走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光を感光体に走査して画像形成を行うレーザ走査装置では、正確な画像を形成するために感光体に対するレーザ光の描画開始位置、すなわち走査タイミングを制御する必要がある。この走査タイミングの制御を行うために、従来では走査されるレーザ光の一部を受光素子により受光し、この受光タイミングに基づいて走査タイミングの制御を行っている。例えば、図９は特許文献１に記載されたレーザ走査装置の概略図であり、レーザダイオード等で構成されるレーザ光源１１から出射されるレーザ光ＬＢを感光ドラム４の回転軸方向に主走査するとともに、感光ドラム４を回転軸回りに回動して副走査を行うことにより画像形成を行うものである。このレーザ走査装置では、レーザ光源１１から出射されたレーザ光ＬＢは高速回転するポリゴンミラー２によって主走査方向に偏向され、この偏向されたレーザ光をｆθレンズ３によって等速状態で感光ドラム４に走査させる。また、偏向されたレーザ光ＬＢを感光ドラム４に対して走査する領域以外の位置において反射ミラー５により反射し、この反射されたレーザ光をフォトダイオード等で構成される受光素子１２で受光する。そして、この受光素子１２でレーザ光を受光する受光タイミングに基づいて前記感光ドラム４に対するレーザ光の主走査の走査タイミングの制御を行っている。
【０００３】
【特許文献１】実開平４−９０１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１のレーザ走査装置では、レーザ光源と受光素子とを同一基板１０Ａに装着することで、これらレーザ光源１１と受光素子１２をレーザ走査装置に組み付ける際の作業を容易化している。特に、レーザ光源や受光素子に接続される電気配線や電子部品を同一基板１０Ａに一体化させることで、組み立ての自動化や部品点数の削減を図る上でも有利になる。また、このように同一基板にレーザ光源と受光素子とを一体化することで、両者の相対位置を高精度に設定でき、これらをレーザ走査装置に組み付ける際の位置精度を高めることも可能になる。しかしその一方で、このようにレーザ光源１１と受光素子１２を同一基板１０Ａにそれぞれ固定的に装着すると、走査タイミングと密接な関係のある受光タイミングの調整が困難になるという問題がある。すなわち、受光タイミングを調整するためにはレーザ光ＬＢに対する受光素子１２の位置を調整する必要があるが、その一方でレーザ光源１１はレーザ走査装置内において固定的に装着されるため、このレーザ光源１１と共に同一基板１０Ａ上に組み付けられている受光素子１２を位置調整することはできなくなる。
【０００５】
このようなレーザ走査装置においては、反射ミラー５の反射面角度を調整することで、レーザ光ＬＢに対する受光素子１２の実質的な受光位置を変化し、受光タイミングの調整を行う技術が採用されている。しかし、この調整技術では、反射ミラー５と受光素子１２との間の光路長が長い場合には、反射ミラー５の微小な角度変化によっても受光素子１２での受光タイミングが大きく変化されてしまうため、受光タイミングを微細に調整する場合には反射ミラー５の角度調整を数桁以上の精度で微細に調整する必要があり、調整作業が極めて困難になるという問題がある。これは、レーザ走査装置に加えられる振動、衝撃等の外力や、経時的な変化等によって反射ミラーの角度にずれが生じたような場合における同期受光素子での受光タイミングの再調整においても同様に調整が困難になるという問題がある。なお、このような調整精度を緩和するために反射ミラー５を受光素子１２の近傍に配置することも考えられるが、受光素子１２の近傍にはレーザ光源１１やその他の構成要素が配置されること、またレーザ光ＬＢを受光素子１２で受光するタイミングをレーザ光の走査の直前に行っていること等の理由から実現することは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、受光素子における受光タイミングの調整及び再調整を容易に、しかも高精度に行うことを可能にしたレーザ走査装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザ光を発光するレーザ光源と、レーザ光を偏向して感光体に対して走査する偏向走査手段と、偏向走査されるレーザ光を受光してレーザ光の走査タイミング調整を行うための受光素子とを備え、レーザ光源と受光素子とを同一基板上に一体に搭載したレーザ走査装置において、当該基板をレーザ光源の光軸を中心にして回動可能に構成し、その基板の回動により受光素子をレーザ光の走査方向に沿って位置変化可能に構成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、前記各構成要素は次のように構成されることが好ましい。基板は受光素子の回動軌跡の接線がレーザ光の走査方向と一致する位置に受光素子を搭載する。偏向走査手段は高速回動されて前記レーザ光源からのレーザ光を反射するポリゴンミラーを備え、このポリゴンミラーで反射されたレーザ光を受光素子に向けて反射する反射手段を備える。基板はレーザ光源と受光素子とがポリゴンミラーの回動軸と平行な方向に並んだ状態でレーザ走査装置の固定部に支持されており、反射手段はレーザ光をポリゴンミラーの回転軸と平行な方向に偏向させて反射させるように構成される。レーザ光源はレーザダイオードで構成され、受光素子はフォトダイオードで構成され、それぞれに電気接続される配線パターンや電子部品を一体に搭載している同一回路基板上に搭載される。
【０００９】
特に、本発明において基板を回動するための構成としては、レーザ光源は光軸を中心とする円筒状のケーシングを備え、このケーシングはレーザ走査装置の固定部に設けられた円形穴内に密接状態に内挿され、この円形穴内においてケーシングが光軸回りに回転するように基板を回動可能に構成することが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、レーザ光源と受光素子とを同一の基板に装着することで、これらレーザ光源や受光素子を個別にレーザ走査装置に組み付ける場合に比較して組み付け作業を容易化するとともに、それぞれの組み付け精度を高めることが可能になる。また、当該基板を回動調整することで、レーザ光源の光軸を変位させることなく受光素子のみをレーザ光の走査方向に位置調整して受光タイミングの微細な調整を容易にしかも高い精度で行うことが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本実施形態のレーザ走査装置の斜視構成図である。このレーザ走査装置の基本的な構成は図９に示したレーザ走査装置と同じであり、レーザ光源としてのレーザダイオード１１から出射されたレーザ光ＬＢは六角形をした多面反射鏡であるポリゴンミラー２に投射され、このポリゴンミラー２が回転軸２ａの回りに水平方向に高速回転されることによってレーザ光ＬＢは主走査方向に偏向される。この偏向されたレーザ光ＬＢはｆθレンズ３によって偏向が調整され、等速状態で感光ドラム４の回転軸４ａと平行な方向に走査され、その感光面に対して主走査される。また、感光ドラム４が回転軸４ａの回りに回転されることで感光面に対する副走査が行われる。さらに、偏向されたレーザ光ＬＢが感光ドラムに対して主走査される領域以外の偏向位置に反射ミラー５が配設されており、レーザ光ＬＢはこの反射ミラー５により反射され、受光素子としてのフォトダイオード１２で受光され、走査タイミング信号を得るようになっている。ここで、前記反射ミラー５は反射面が微小角度で垂直上方に向けて傾斜されており、ポリゴンミラー２で反射され、かつｆθレンズ３を透過されたレーザ光ＬＢが幾分上方に向けて反射されるようになっている。
【００１２】
前記レーザダイオード１１とフォトダイオード１２は同一の基板上に組み付けられて一つの光源ユニット１として構成されている。図２はこの光源ユニット１の外観斜視図、図３（ａ），（ｂ）は光源ユニット１をレーザ走査装置に組み付けた状態の正面図とＡＡ線縦断面図である。前記光源ユニット１は回路基板１０上に構築されており、この回路基板１０は所要の配線パターンが形成された長方形の配線回路基板として構成されており、この回路基板１０に前記レーザダイオード１１と前記フォトダイオード１２が固定的に搭載されている。前記レーザダイオード１１は円筒状をしたレーザダイオードケーシング１３内にコンデンサレンズ１４と共に内装されており、レーザダイオード１１から出射されたレーザ光がコンデンサレンズ１４で平行光束のレーザ光に整形された上で前記レーザダイオードケーシング１３の頂面に設けられた出射窓１３ａから出射されるようになっている。特に、前記レーザダイオード１１は出射するレーザ光の光軸が前記レーザダイオードケーシング１３の筒軸に一致する位置に内装固定される。また、前記レーザダイオード１１には図には現れないモニタ用フォトダイオードが一体的に組み込まれており、このモニタ用フォトダイオードは前記レーザダイオード１１から出射されるレーザ光の一部を受光し、この受光により当該レーザ光の光強度を検出してレーザダイオード１１の発光出力を制御するものであるが、ここではその詳細な説明は省略する。また、前記レーザダイオードケーシング１３は筒軸が前記回路基板１０の表面に対して垂直方向に向けた状態で、換言すればレーザダイオード１１から出射されるレーザ光の光軸が回路基板１０の表面に対して垂直方向に向けられる状態で回路基板１０に固定されている。
【００１３】
前記フォトダイオード１２は、前記レーザダイオードケーシング１３に対して前記回路基板１０の長手方向に所要の寸法を置いた位置において当該回路基板１０の表面に固定支持されている。ここでは、前記フォトダイオード１２の受光面１２ａは前記回路基板１０の表面とほぼ平行に向けられているが、前記レーザダイオード１１側に向けて微小角度で傾斜された状態で固定支持されることが好ましい。また、前記フォトダイオード１２の受光面１２ａは、前記回路基板１０の長手方向に沿う受光面長さが前記レーザ光ＬＢの光束径よりもある程度、少なくとも２〜３倍程度は大きい寸法に形成されている。
【００１４】
前記回路基板１０の裏面には、前記レーザダイオード１１を発光させるためのレーザ駆動回路や前記フォトダイオード１２で受光して得られた信号を処理するための信号処理回路等を構成する各種電子部品１５が搭載されており、それぞれ図には現れない配線パターンによって前記レーザダイオード１１、フォトダイオード１２に電気接続されている。さらに、回路基板１０は図外の電気配線によってレーザ走査装置の外部にまで引き出され、外部の制御回路に電気接続されるが、ここではその説明は省略する。
【００１５】
さらに、前記回路基板１０には、前記レーザダイオード１１の近傍領域と前記フォトダイオード１２の近傍領域のそれぞれに、前記レーザダイオードケーシング１３の筒軸、すなわちレーザ光ＬＢの光軸を中心とした２つの円弧溝１６，１７が開口されている。そして、前記回路基板１０は、前記レーザ走査装置に設けられて前記ポリゴンミラーに対面配置された固定壁６に対して２つの固定ネジ１８，１９により固定されるようになっている。前記固定壁６は前記ポリゴンミラー２の回転軸２ａと平行な方向に立設されたものであり、その下部寄りの位置には前記レーザダイオードケーシング１３がその周面において密接状態に内挿入可能な円形穴６１が開口される。また、前記固定壁６の上部寄りの位置には前記円形穴６１を中心にした円弧状に形成され前記フォトダイオード１２が配置可能な円弧窓６２が開口されている。さらに、前記回路基板１０の２つの円弧溝１６，１７に対応する位置にそれぞれネジ穴６３，６４が開口されており、これらのネジ穴６３，６４には前記円弧溝１６，１７を挿通された前記２つの固定ネジ１８，１９がそれぞれ螺合可能とされている。
【００１６】
以上の構成によれば、回路基板１０は固定壁６の背面側からレーザダイオードケーシング１３が固定壁６の円形穴６１に挿通され、フォトダイオード１２が固定壁６の円弧窓６２内に配置された上で、２つの円弧溝１６，１７を挿通される２つの固定ネジ１８，１９が固定壁６の２つのネジ穴６３，６４に螺合されることによって固定壁６に固定支持される。これにより、レーザダイオードケーシング１３内のレーザダイオード１１から出射されたレーザ光ＬＢはコリメータレンズ１４により平行光束とされた上で出射窓１３ａから出射され、ポリゴンミラー２に投射される。投射されたレーザ光ＬＢは前述のようにポリゴンミラー２で反射され、かつｆθレンズ３を透過することによって偏向され、感光ドラム４の感光面に主走査される。また、感光ドラム４の軸回り方向の回転により副走査され、これにより所望の画像が描画されることになる。
【００１７】
また、ｆθレンズ３を透過したレーザ光は、感光ドラム４に走査される直前のタイミングにおいて、図４に模式的な立面図を示すように、反射ミラー５によってレーザ光ＬＢの主走査方向と垂直な方向に微小角度だけ上方に向けて反射され、レーザダイオード１１の垂直上方に位置されているフォトダイオード１２で受光される。フォトダイオード１２ではレーザ光ＬＢを受光したときの受光信号を信号処理回路に出力し、この処理回路において受光タイミング信号を生成する。この受光タイミング信号は、図５にレーザ走査装置における各信号の概略のタイミング図を示すように、レーザ走査装置に入力される／Ｖｉｄｅｏ信号との同期をとるための／ＢＤ信号として生成されるもので、この／ＢＤ信号によって同期がとられる／Ｖｉｄｅｏ信号に基づいて発光されるレーザダイオード１１からのレーザ光ＬＢを感光ドラム４に主走査する際の走査タイミングを取る。なお、／Ｅｎａｂｌｅ信号はレーザ走査装置の全体の動作を制御するための信号、／ＡＰＣ制御信号はレーザダイオード１１と一体に設けた図外のモニタ用フォトダイオードの検出出力によりレーザダイオード１１の発光出力を所望の出力に制御するための信号である。
【００１８】
そして、前記した走査タイミングを決定するためのフォトダイオード１２における受光タイミングの調整を行う際には、回路基板１０を固定壁６に固定している２つの固定ネジ１８，１９を緩め、回路基板１０を垂直方向に微小角度で回動して回動位置を調整する。このとき２つの固定ネジ１８，１９はそれぞれ円弧溝１６，１７に対して摺動関係にあり、回路基板１０の回動を可能とする。また、回路基板１０はレーザダイオードケーシング１３の周面が固定壁６の円形穴６１内に密接状態に内装されているので、このレーザダイオードケーシング１３の筒軸を中心にして回路基板１０の表面と同一面内において回動される。したがって、回路基板１０を回動してもレーザダイオード１１は光軸回りに回動するのみであり、ポリゴンミラー２に対する光軸位置は何ら変位されることはなく、レーザ走査装置のレーザ光走査動作に何らの影響を与えることはない。
【００１９】
一方、図６は回路基板１０の回動によるフォトダイオード１２の受光タイミング調整を説明するための模式的な正面図であり、前述のように回路基板１０を回動することにより、当該回路基板１０に搭載されているフォトダイオード１２は円弧窓６２内において円弧軌跡上を移動されることになる。すなわち、フォトダイオード１２はレーザダイオード１１の上部領域においてレーザダイオード１１を中心とする円弧上を移動されることになり、この移動によりレーザダイオード１１の直上位置から水平方向に変位された位置まで移動されることになる。この移動寸法ｄはレーザダイオード１１とフォトダイオード１２との間の寸法ｒと回路基板１０の回動角度φとから求めることができ、ｄ＝ｒ・ｓｉｎ φとなる。このとき、フォトダイオード１２は受光面１２ａがレーザ光ＬＢの光束径寸法に比較して大きく形成されているため、フォトダイオード１２がこのように移動してレーザ光ＬＢの主走査方向と垂直な方向にも移動された場合でもレーザ光ＬＢが受光面１２ａから外れることはなく、受光が可能である。これにより、回路基板１０の回動位置を調整することによってレーザ光ＬＢの主走査方向に対するフォトダイオード１２の位置を変位させることができ、フォトダイオード１２による受光タイミングの調整が可能になる。また、この調整に際しては、レーザ光ＬＢが実際にフォトダイオード１２によって受光される位置で当該フォトダイオード１２を移動しての調整であるため、その受光タイミングの調整精度はフォトダイオード１２の移動精度に依存するものとなり、受光タイミング調整を高い精度でしかも容易に行うことが可能になる。なお、調整後は２つの固定ネジ１８，１９を再度締結することで、回路基板１０を固定壁６に固定し、調整したフォトダイオード１２の位置を保持することが可能である。
【００２０】
以上のように、本実施形態のレーザ走査装置では、光源ユニット１の構成としてレーザ光源としてのレーザダイオード１１と、受光タイミングを調整するためにレーザ光を受光する受光素子としてのフォトダイオード１２とを同一の回路基板１０に搭載していることで、これらレーザダイオード１１やフォトダイオード１２を個別にレーザ走査装置に組み付ける場合に比較して組み付け作業を容易化するとともに、それぞれの組み付け精度を高めることが可能になる。また、これに加えて、回路基板１０を回動調整することで、レーザダイオード１１の光軸を変位させることなくフォトダイオード１２のみをレーザ光の主走査方向に位置調整して受光タイミングの微細な調整を容易にしかも高い精度で行うことが可能になる。
【００２１】
図７は光源ユニット１における回路基板を回動するための構成の他の実施形態の背面図である。前記実施形態では２つの固定ネジ１８，１９を緩めた後、回路基板１０を手で触れて回動させ、回動位置を決定した上で固定ネジ１８，１９を締結しているため、固定ネジ１８，１９を締結している際にも回路基板１０を手で保持している必要がある。この実施形態では、固定壁６の回路基板１０の一側に沿った位置に偏心カム２０を軸転可能に支持しておき、この偏心カム２０のカム面に回路基板１０の一側縁を接触させている。また、偏心カム２０と回路基板１０との接触を確実なものとするために、回路基板１０と固定壁６との間にスプリング２１を掛装し、両者を弾接状態とさせている。また、偏心カム２０の軸部２０ａはネジ回し等の軸によって手操作で回動可能に構成している。
【００２２】
このようにすることで、回路基板１０を回動する際には２つの固定ネジ１８，１９を緩めた後、ネジ回し等を偏心カム２０の軸部２０ａに係合させて偏心カム２０を回動する。この偏心カム２０の回動によりカム面に当接している回路基板１０はスプリング２１の弾性力によってカム面に接触しながら移動されるため、回路基板１０が回動されることになる。そして、フォトダイオード１２の位置を調整した後は、偏心カム２０によって回路基板１０の回動位置は保持されるため、回路基板１０を手で保持することなく固定ネジ１８，１９の締結が可能になる。この実施形態では、偏心カム２０を微細に回をとすることで回路基板１０の回動角度をより微細に調整することができ、高精度の調整が可能になるとともに、調整時に手で回路基板を保持しておく必要がないため調整を容易に行うことが可能になる。
【００２３】
また、図８は光源ユニット１における回路基板を回動するための構成の更に他の実施形態の背面図である。ここでは、回路基板１０の一部に球軸受２２によって球ナット２３を揺動可能に支持するとともに、この球ナット２３に対向する固定壁６の一部にスクリューボルト２４を揺動片２５によって揺動可能に支持し、このスクリューボルト２４と球ナット２３とを螺合させている。すなわち、球ナット２３は球軸受け２２によってその軸心方向が回路基板１０の表面と同じ面内で変化可能であり、また、スクリューボルト２４も揺動片２５によって球ナット２３と同じ面内で軸心方向が変化可能とされている。なお、スクリューボルト２４はネジ回し等の治具によって軸転操作が可能とされている。
【００２４】
この構成では、回路基板１０を回動する際には２つの固定ネジ１８，１９を緩めた後、所定の治具でスクリューボルト２４を軸心回りに回転操作する。これにより、スクリューボルト２４に螺合している球ナット２３はスクリューボルト２４の軸心方向に螺進され、球ナット２３と一体の回動基板１０が回動されることになる。このとき、回路基板１０の回動によって球ナット２３とスクリューボルト２４の軸心方向が変化されるが、それぞれの軸心方向が変化可能であるため、この変化に追従することは可能である。そして、フォトダイオードの位置を調整した後は、球ナット２３とスクリューボルト２４との螺合状態によって回路基板１０の回動位置は保持されるため、回路基板１０を手で保持することなく固定ネジ１８，１９の締結は可能になる。この実施形態では、スクリューボルト２４及び球ナット２３の各螺旋溝のピッチ寸法を適切に設定することで回路基板１０の回動角度をより微細に調整することができ、高精度の調整が可能になるとともに、調整時に手で回路基板を保持しておく必要もないため、調整を容易に行うことが可能になる。
【００２５】
なお、回路基板を回動するための機構は前記各実施形態の構成に限られるものでなく、レーザダイオードの光軸回りにフォトダイオードを回動させて、当該フォトダイオードをレーザ光の主走査方向に沿って位置変位させることが可能であれば、他の構成を採用することは可能である。
【００２６】
また、前記実施形態は偏向走査されるレーザ光を反射ミラーで反射してフォトダイオードを受光する例を示しているが、ポリゴンミラーで反射されたレーザ光を直接フォトダイオードで受光する構成のレーザ走査装置に適用することも可能である。この場合、レーザ光をフォトダイオードに導くためにポリゴンミラーとフォトダイオードとの間にレーザ光の光軸を偏向させるためのプリズム等の光学手段を介在させるようにすればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、レーザ光源と受光素子とを同一の基板に装着することで、これらレーザ光源や受光素子を個別にレーザ走査装置に組み付ける場合に比較して組み付け作業を容易化するとともに、それぞれの組み付け精度を高めることが可能になる。また、当該基板を回動調整することでレーザ光源の光軸を変位させることなく受光素子のみをレーザ光の走査方向に位置調整して受光タイミングの微細な調整を容易にしかも高い精度で行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ走査装置の概略斜視構成図である。
【図２】光源ユニットの外観斜視図である。
【図３】光源ユニットをレーザ走査装置に組み付けた状態の正面図とＡＡ線縦断面図である。
【図４】レーザ走査装置におけるレーザ光を受光状態を説明するための概略立面図である。
【図５】レーザ走査装置の各種信号の波形図である。
【図６】光源ユニットにおける受光タイミング調整の動作を説明するための模式図である。
【図７】本発明の他の実施形態の光源ユニットの一部の背面図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態の光源ユニットの一部の背面図である。
【図９】従来のレーザ走査装置の一例の概略平面図である。
【符号の説明】
１ 光源ユニット
２ ポリゴンミラー
３ ｆθレンズ
４ 感光ドラム
５ 反射ミラー
６ 固定壁
１０ 回路基板
１１ レーザダイオード
１２ フォトダイオード
１３ レーザダイオードケーシング
１４ コンデンサレンズ
１５ 電子部品
１６，１７ 円弧溝
１８，１９ 固定ネジ
６１ 円形穴
６２ 円弧窓
６３，６４ ネジ穴[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser scanning device that scans a laser beam to form an image, and more particularly to a laser scanning device in which a light receiving element for setting a scanning timing of a laser beam on a photosensitive member is integrally formed with a laser light source on the same substrate. It is.
[0002]
[Prior art]
In a laser scanning apparatus that forms an image by scanning a photoconductor with a laser beam, it is necessary to control a drawing start position of the laser beam on the photoconductor, that is, a scanning timing in order to form an accurate image. In order to control the scanning timing, conventionally, a part of the laser beam to be scanned is received by a light receiving element, and the scanning timing is controlled based on the light receiving timing. For example, FIG. 9 is a schematic diagram of a laser scanning device described in Patent Literature 1, in which a laser beam LB emitted from a laser light source 11 composed of a laser diode or the like is main-scanned in the rotation axis direction of the photosensitive drum 4. At the same time, image formation is performed by rotating the photosensitive drum 4 about a rotation axis and performing sub-scanning. In this laser scanning device, a laser beam LB emitted from a laser light source 11 is deflected in the main scanning direction by a polygon mirror 2 rotating at a high speed, and the deflected laser beam is applied to the photosensitive drum 4 at a constant speed by an fθ lens 3. Scan. Further, the deflected laser light LB is reflected by the reflection mirror 5 at a position other than the region scanned with respect to the photosensitive drum 4, and the reflected laser light is received by the light receiving element 12 composed of a photodiode or the like. The scanning timing of the main scanning of the photosensitive drum 4 with the laser light is controlled based on the light receiving timing at which the light receiving element 12 receives the laser light.
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 4-9012
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the laser scanning device of Patent Literature 1, the work of assembling the laser light source 11 and the light receiving device 12 to the laser scanning device is simplified by mounting the laser light source and the light receiving element on the same substrate 10A. In particular, integrating electric wiring and electronic components connected to the laser light source and the light receiving element on the same substrate 10A is advantageous in terms of automation of assembly and reduction of the number of components. Further, by integrating the laser light source and the light receiving element on the same substrate in this manner, the relative positions of the two can be set with high accuracy, and the positional accuracy when assembling them to the laser scanning device can be improved. . However, on the other hand, when the laser light source 11 and the light receiving element 12 are fixedly mounted on the same substrate 10A as described above, there is a problem that it is difficult to adjust the light receiving timing closely related to the scanning timing. That is, in order to adjust the light receiving timing, it is necessary to adjust the position of the light receiving element 12 with respect to the laser light LB. On the other hand, since the laser light source 11 is fixedly mounted in the laser scanning device, It becomes impossible to adjust the position of the light receiving element 12 mounted on the same substrate 10A together with the light receiving element 11.
[0005]
In such a laser scanning device, a technique of adjusting a reflection surface angle of the reflection mirror 5 to change a substantial light receiving position of the light receiving element 12 with respect to the laser light LB and adjusting a light receiving timing is adopted. I have. However, in this adjustment technique, when the optical path length between the reflection mirror 5 and the light receiving element 12 is long, the light receiving timing at the light receiving element 12 is greatly changed even by a small angle change of the reflection mirror 5. When the light receiving timing is finely adjusted, it is necessary to finely adjust the angle of the reflection mirror 5 with an accuracy of several digits or more, and there is a problem that the adjustment work becomes extremely difficult. This also applies to readjustment of the light receiving timing of the synchronous light receiving element in the case where the angle of the reflecting mirror is deviated due to external force such as vibration and impact applied to the laser scanning device, or a change over time. There is a problem that adjustment is difficult. Although it is conceivable to arrange the reflection mirror 5 near the light receiving element 12 in order to ease such adjustment accuracy, the laser light source 11 and other components may be arranged near the light receiving element 12. Moreover, it is difficult to realize the timing of receiving the laser beam LB by the light receiving element 12 immediately before scanning with the laser beam.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser scanning device capable of easily and accurately adjusting and re-adjusting a light receiving timing in a light receiving element.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a laser light source that emits a laser beam, a deflection scanning unit that deflects the laser beam and scans the photosensitive member, and adjusts the scanning timing of the laser beam by receiving the laser beam to be deflected and scanned. In a laser scanning device having a laser light source and a light receiving element integrally mounted on the same substrate, the substrate is configured to be rotatable around the optical axis of the laser light source, and the rotation of the substrate is performed. The position of the light receiving element can be changed along the scanning direction of the laser light by movement.
[0008]
In the present invention, it is preferable that each of the components is configured as follows. The light receiving element is mounted on the substrate at a position where the tangent of the rotation locus of the light receiving element coincides with the scanning direction of the laser beam. The deflection scanning means includes a polygon mirror that is rotated at a high speed and reflects the laser light from the laser light source, and includes a reflection means that reflects the laser light reflected by the polygon mirror toward a light receiving element. The substrate is supported by a fixed portion of the laser scanning device in a state where the laser light source and the light receiving element are arranged in a direction parallel to the rotation axis of the polygon mirror, and the reflection means converts the laser light parallel to the rotation axis of the polygon mirror. It is configured to be deflected in the direction and reflected. The laser light source is composed of a laser diode, and the light receiving element is composed of a photodiode, and is mounted on the same circuit board on which wiring patterns and electronic components electrically connected to each other are integrally mounted.
[0009]
In particular, as a configuration for rotating the substrate in the present invention, the laser light source includes a cylindrical casing centered on the optical axis, and the casing is in close contact with a circular hole provided in a fixed portion of the laser scanning device. It is preferable that the substrate be rotatable so that the casing rotates around the optical axis in the circular hole.
[0010]
According to the present invention, the laser light source and the light receiving element are mounted on the same substrate, thereby facilitating the assembling work as compared with a case where the laser light source and the light receiving element are individually mounted on the laser scanning device. It is possible to increase the assembling accuracy of the device. Further, by adjusting the rotation of the substrate, the position of only the light receiving element is adjusted in the scanning direction of the laser light without displacing the optical axis of the laser light source, and the fine adjustment of the light receiving timing can be easily and accurately performed. It becomes possible.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective configuration diagram of the laser scanning device of the present embodiment. The basic configuration of this laser scanning device is the same as that of the laser scanning device shown in FIG. 9, and a laser beam LB emitted from a laser diode 11 as a laser light source is a polygon mirror 2 which is a hexagonal polygon mirror. The laser beam LB is deflected in the main scanning direction when the polygon mirror 2 is rotated at high speed in the horizontal direction around the rotation axis 2a. The deflection of the deflected laser beam LB is adjusted by the fθ lens 3, and the laser beam LB is scanned in a direction parallel to the rotation axis 4a of the photosensitive drum 4 at a constant speed, and is main-scanned on the photosensitive surface. In addition, the photosensitive drum 4 is rotated around the rotation axis 4a to perform a sub-scan on the photosensitive surface. Further, a reflection mirror 5 is provided at a deflection position other than a region where the deflected laser light LB is main-scanned with respect to the photosensitive drum, and the laser light LB is reflected by the reflection mirror 5 and serves as a light receiving element. The light is received by the photodiode 12, and a scanning timing signal is obtained. Here, the reflecting mirror 5 has a reflecting surface that is inclined vertically upward at a small angle, and reflects the laser beam LB reflected by the polygon mirror 2 and transmitted through the fθ lens 3 slightly upward. It is supposed to be.
[0012]
The laser diode 11 and the photodiode 12 are assembled on the same substrate to constitute one light source unit 1. FIG. 2 is an external perspective view of the light source unit 1, and FIGS. 3A and 3B are a front view and a vertical cross-sectional view taken along the line AA of the light source unit 1 assembled to a laser scanning device. The light source unit 1 is constructed on a circuit board 10, and the circuit board 10 is configured as a rectangular wiring circuit board on which a required wiring pattern is formed. The photodiode 12 is fixedly mounted. The laser diode 11 is housed in a cylindrical laser diode casing 13 together with a condenser lens 14. The laser light emitted from the laser diode 11 is shaped into a parallel light beam by the condenser lens 14, and The laser beam is emitted from an emission window 13a provided on the top surface of the laser diode casing 13. In particular, the laser diode 11 is internally fixed at a position where the optical axis of the emitted laser light coincides with the cylindrical axis of the laser diode casing 13. Further, a monitoring photodiode which does not appear in the drawing is integrally incorporated in the laser diode 11, and the monitoring photodiode receives a part of laser light emitted from the laser diode 11, and The light output of the laser diode 11 is controlled by detecting the light intensity of the laser light by receiving light, but a detailed description thereof is omitted here. The laser diode casing 13 has a cylindrical axis oriented in a direction perpendicular to the surface of the circuit board 10, in other words, the optical axis of the laser light emitted from the laser diode 11 is aligned with the surface of the circuit board 10. It is fixed to the circuit board 10 in a state in which it is oriented vertically.
[0013]
The photodiode 12 is fixedly supported on the surface of the circuit board 10 at a position where a required dimension is set in the longitudinal direction of the circuit board 10 with respect to the laser diode casing 13. Here, the light receiving surface 12a of the photodiode 12 is oriented substantially parallel to the surface of the circuit board 10, but may be fixedly supported at a small angle toward the laser diode 11 side. preferable. The light-receiving surface 12a of the photodiode 12 is formed such that the length of the light-receiving surface along the longitudinal direction of the circuit board 10 is larger than the diameter of the light beam of the laser beam LB to some extent, at least about 2 to 3 times. I have.
[0014]
Various electronic components 15 constituting a laser driving circuit for emitting the laser diode 11 and a signal processing circuit for processing a signal obtained by receiving the photodiode 12 are provided on the back surface of the circuit board 10. Are mounted, and are electrically connected to the laser diode 11 and the photodiode 12 by wiring patterns that do not appear in the drawing. Further, the circuit board 10 is drawn out to the outside of the laser scanning device by electric wiring (not shown) and is electrically connected to an external control circuit, but the description thereof is omitted here.
[0015]
Further, the circuit board 10 has two regions centered on the cylinder axis of the laser diode casing 13, that is, the optical axis of the laser beam LB, in each of the region near the laser diode 11 and the region near the photodiode 12. The arc grooves 16 and 17 are open. The circuit board 10 is fixed by two fixing screws 18 and 19 to a fixing wall 6 provided in the laser scanning device and arranged to face the polygon mirror. The fixed wall 6 is erected in a direction parallel to the rotation axis 2a of the polygon mirror 2, and the laser diode casing 13 can be inserted into the peripheral surface of the laser diode casing 13 in a position close to the lower part thereof. A circular hole 61 is opened. An arc window 62 formed in an arc shape centered on the circular hole 61 and in which the photodiode 12 can be arranged is opened at a position near the upper portion of the fixed wall 6. Further, screw holes 63 and 64 are opened at positions corresponding to the two arc grooves 16 and 17 of the circuit board 10, respectively. The arc grooves 16 and 17 are inserted into these screw holes 63 and 64, respectively. The two fixing screws 18 and 19 can be screwed together.
[0016]
According to the above configuration, in the circuit board 10, the laser diode casing 13 is inserted into the circular hole 61 of the fixed wall 6 from the back side of the fixed wall 6, and the photodiode 12 is disposed in the arc window 62 of the fixed wall 6. Above, the two fixing screws 18, 19 inserted into the two arc grooves 16, 17 are screwed into the two screw holes 63, 64 of the fixing wall 6 to be fixedly supported by the fixing wall 6. Thereby, the laser light LB emitted from the laser diode 11 in the laser diode casing 13 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 14, emitted from the emission window 13a, and projected on the polygon mirror 2. The projected laser beam LB is reflected by the polygon mirror 2 as described above, is deflected by passing through the fθ lens 3, and is main-scanned on the photosensitive surface of the photosensitive drum 4. The sub-scanning is performed by the rotation of the photosensitive drum 4 around the axis, whereby a desired image is drawn.
[0017]
The laser beam transmitted through the fθ lens 3 is reflected by the reflection mirror 5 in the main scanning direction of the laser beam LB at a timing immediately before being scanned by the photosensitive drum 4 as shown in a schematic elevation view in FIG. The light is reflected upward by a small angle in the vertical direction, and is received by the photodiode 12 positioned vertically above the laser diode 11. The photodiode 12 outputs a light receiving signal when the laser light LB is received to a signal processing circuit, and the processing circuit generates a light receiving timing signal. The light receiving timing signal is generated as a / BD signal for synchronizing with a / Video signal input to the laser scanning device, as shown in a schematic timing chart of each signal in the laser scanning device in FIG. A scanning timing is set when the laser beam LB from the laser diode 11 emitted based on the / Video signal synchronized with the / BD signal is main-scanned on the photosensitive drum 4. The / Enable signal is a signal for controlling the entire operation of the laser scanning device, and the / APC control signal is a light emission output of the laser diode 11 based on a detection output of a monitor photodiode (not shown) provided integrally with the laser diode 11. Is a signal for controlling the output to a desired output.
[0018]
When adjusting the light receiving timing of the photodiode 12 for determining the scanning timing, the two fixing screws 18 and 19 for fixing the circuit board 10 to the fixed wall 6 are loosened, and the circuit board 10 is adjusted. Is rotated vertically at a small angle to adjust the rotation position. At this time, the two fixing screws 18 and 19 are in a sliding relationship with the arc grooves 16 and 17, respectively, and allow the circuit board 10 to rotate. Also, since the peripheral surface of the laser diode casing 13 is closely housed in the circular hole 61 of the fixed wall 6 of the circuit board 10, the surface of the circuit board 10 is centered on the cylindrical axis of the laser diode casing 13. It is rotated in the same plane. Therefore, even if the circuit board 10 is rotated, the laser diode 11 only rotates around the optical axis, and the optical axis position with respect to the polygon mirror 2 is not displaced at all. Has no effect.
[0019]
On the other hand, FIG. 6 is a schematic front view for explaining the adjustment of the light receiving timing of the photodiode 12 by the rotation of the circuit board 10, and the circuit board 10 is rotated by rotating the circuit board 10 as described above. Is moved along an arc trajectory in the arc window 62. That is, the photodiode 12 is moved on an arc centered on the laser diode 11 in the upper region of the laser diode 11, and by this movement is moved from a position directly above the laser diode 11 to a position displaced in the horizontal direction. Will be. The movement dimension d can be obtained from the dimension r between the laser diode 11 and the photodiode 12 and the rotation angle φ of the circuit board 10, and d = r · sin φ. At this time, since the light receiving surface 12a of the photodiode 12 is formed so as to be larger than the light beam diameter of the laser light LB, the photodiode 12 moves in such a manner and the direction perpendicular to the main scanning direction of the laser light LB. Even when the laser beam LB is moved, the laser beam LB does not deviate from the light receiving surface 12a and light can be received. Thereby, the position of the photodiode 12 with respect to the main scanning direction of the laser beam LB can be displaced by adjusting the rotation position of the circuit board 10, and the light receiving timing by the photodiode 12 can be adjusted. In this adjustment, since the adjustment is performed by moving the photodiode 12 at a position where the laser beam LB is actually received by the photodiode 12, the adjustment accuracy of the light reception timing is less than the movement accuracy of the photodiode 12. Therefore, the light reception timing can be adjusted with high accuracy and easily. After the adjustment, the circuit board 10 can be fixed to the fixed wall 6 by retightening the two fixing screws 18 and 19, and the adjusted position of the photodiode 12 can be maintained.
[0020]
As described above, in the laser scanning device of the present embodiment, the light source unit 1 includes the laser diode 11 as a laser light source and the photodiode 12 as a light receiving element for receiving laser light for adjusting the light receiving timing. Since the laser diode 11 and the photodiode 12 are mounted on the same circuit board 10, assembling work can be facilitated as compared with a case where the laser diode 11 and the photodiode 12 are individually mounted on the laser scanning device, and the mounting accuracy of each can be increased. Will be possible. In addition, by adjusting the rotation of the circuit board 10, only the photodiode 12 is adjusted in the main scanning direction of the laser light without displacing the optical axis of the laser diode 11, and the light receiving timing is finely adjusted. The adjustment can be performed easily and with high accuracy.
[0021]
FIG. 7 is a rear view of another embodiment of the configuration for rotating the circuit board in the light source unit 1. In the above-described embodiment, after the two fixing screws 18 and 19 are loosened, the circuit board 10 is rotated by touching the circuit board by hand, and the fixing screws 18 and 19 are fastened after the rotation position is determined. It is necessary to hold the circuit board 10 by hand even when the fasteners 18 and 19 are fastened. In this embodiment, the eccentric cam 20 is rotatably supported at a position along one side of the circuit board 10 on the fixed wall 6, and one side edge of the circuit board 10 contacts the cam surface of the eccentric cam 20. Let me. Further, in order to secure the contact between the eccentric cam 20 and the circuit board 10, a spring 21 is mounted between the circuit board 10 and the fixed wall 6, and both are elastically contacted. The shaft portion 20a of the eccentric cam 20 is configured to be rotatable by a manual operation using a shaft such as a screwdriver.
[0022]
Thus, when the circuit board 10 is rotated, the two fixing screws 18 and 19 are loosened, and a screwdriver or the like is engaged with the shaft portion 20a of the eccentric cam 20 to rotate the eccentric cam 20. Move. The circuit board 10 which is in contact with the cam surface by the rotation of the eccentric cam 20 is moved while being in contact with the cam surface by the elastic force of the spring 21, so that the circuit board 10 is rotated. After the position of the photodiode 12 has been adjusted, the rotational position of the circuit board 10 is held by the eccentric cam 20, so that the fixing screws 18, 19 can be fastened without holding the circuit board 10 by hand. Become. In this embodiment, by turning the eccentric cam 20 finely, the rotation angle of the circuit board 10 can be finely adjusted, and high-precision adjustment becomes possible. Since it is not necessary to keep the adjustment, the adjustment can be easily performed.
[0023]
FIG. 8 is a rear view of still another embodiment of the configuration for rotating the circuit board in the light source unit 1. Here, a ball nut 23 is swingably supported by a ball bearing 22 on a part of the circuit board 10, and a screw bolt 24 is rocked by a rocking piece 25 on a part of the fixed wall 6 facing the ball nut 23. It is movably supported, and the screw bolt 24 and the ball nut 23 are screwed together. That is, the axial direction of the ball nut 23 can be changed in the same plane as the surface of the circuit board 10 by the ball bearing 22, and the screw bolt 24 is also pivoted in the same plane as the ball nut 23 by the swinging piece 25. The direction of the heart can be changed. Note that the screw bolt 24 can be rotated by a jig such as a screwdriver.
[0024]
In this configuration, when the circuit board 10 is rotated, the two fixing screws 18 and 19 are loosened, and then the screw bolt 24 is rotated around the axis with a predetermined jig. As a result, the ball nut 23 screwed into the screw bolt 24 is screwed in the axial direction of the screw bolt 24, and the rotating substrate 10 integrated with the ball nut 23 is rotated. At this time, the axial directions of the ball nut 23 and the screw bolt 24 are changed by the rotation of the circuit board 10, but the axial directions of the ball nut 23 and the screw bolt 24 can be changed, so that it is possible to follow this change. After the position of the photodiode is adjusted, the turning position of the circuit board 10 is held by the threaded state of the ball nut 23 and the screw bolt 24. Fastening of 18, 19 becomes possible. In this embodiment, the rotation angle of the circuit board 10 can be more finely adjusted by appropriately setting the pitch dimension of each spiral groove of the screw bolt 24 and the ball nut 23, and high-precision adjustment is possible. In addition, since it is not necessary to hold the circuit board by hand at the time of adjustment, the adjustment can be easily performed.
[0025]
Note that the mechanism for rotating the circuit board is not limited to the configuration of each of the above embodiments, and the photodiode is rotated around the optical axis of the laser diode so that the photodiode is moved in the main scanning direction of the laser light. It is possible to adopt another configuration as long as the position can be displaced along.
[0026]
Although the above embodiment shows an example in which a laser beam to be deflected and scanned is reflected by a reflecting mirror and a photodiode is received, a laser scanning system in which a laser beam reflected by a polygon mirror is directly received by a photodiode is used. It is also possible to apply to an apparatus. In this case, an optical means such as a prism for deflecting the optical axis of the laser light may be interposed between the polygon mirror and the photodiode to guide the laser light to the photodiode.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, the present invention simplifies the assembling work by mounting the laser light source and the light receiving element on the same substrate, as compared with a case where these laser light sources and the light receiving elements are individually mounted on the laser scanning device. At the same time, it is possible to increase the accuracy of each assembly. In addition, by finely adjusting the light receiving timing by adjusting the position of only the light receiving element in the scanning direction of the laser light without displacing the optical axis of the laser light source by rotating the substrate, fine adjustment of the light receiving timing can be easily and accurately performed. Becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective configuration diagram of a laser scanning device of the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view of a light source unit.
FIGS. 3A and 3B are a front view and a longitudinal sectional view taken along line AA of a state in which a light source unit is assembled to a laser scanning device.
FIG. 4 is a schematic elevation view for explaining a laser light receiving state in the laser scanning device.
FIG. 5 is a waveform diagram of various signals of the laser scanning device.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an operation of adjusting a light receiving timing in the light source unit.
FIG. 7 is a rear view of a part of a light source unit according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a rear view of a part of a light source unit according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic plan view of an example of a conventional laser scanning device.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 light source unit 2 polygon mirror 3 fθ lens 4 photosensitive drum 5 reflecting mirror 6 fixed wall 10 circuit board 11 laser diode 12 photodiode 13 laser diode casing 14 condenser lens 15 electronic components 16, 17 arc grooves 18, 19 fixing screw 61 circular hole 62 Arc windows 63, 64 Screw holes
