JP2006091454A

JP2006091454A - 走査光学装置

Info

Publication number: JP2006091454A
Application number: JP2004277211A
Authority: JP
Inventors: Wataru Sato; 亙佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】省スペース・省部品で簡単な構成で反射ミラーやレンズの位置・角度調整が可能な走査光学装置を提供する。
【解決手段】走査光学装置の筐体や反射ミラーなどの固定部材に、反射ミラーなどの傾斜角度を規制する形状が複数個構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、レーザビームプリンタ・複写機・レーザファクシミリ等の画像記録装置等に用いられる走査光学装置に関するものである。

従来のプリンタなどに用いられる光源からの出射されるレーザ光を回転多面鏡などで偏向走査し結像レンズ・反射ミラーを介し感光体上に走査線として形成する走査光学装置において、レーザ光の照射位置や走査線の角度・位置は、レーザ光を透過や反射させる各光学素子の精度や光学素子を搭載する筐体などの取付け面の加工／成形精度および組立精度によって理想とする位置・角度からずれてしまい、画像品質に大きな影響を与える。

このようなレーザ光や走査線の照射位置・角度のばらつきを抑制する一般的な形態として、光学素子や反射手段の角度や位置の調整手段を設けているものがある。（例えば、特許文献１・２参照）。
特開平８−８２７３６号公報特開平９−１７９０５３号公報

しかしながら上記従来例によれば、位置や角度調整用ねじの先端が光学素子や反射手段と接触／押圧するのでねじ先端で手段を傷つけるなど損傷させる可能性がある。また、ねじによる調整では、振動や熱などの影響により経時的にねじが緩み、当接する反射手段の角度や位置が変化しレーザ光の照射位置や角度精度を変化させる。また、調整のための作業や工具のスペースが確保できる光学系の配置や走査光学装置の構成などの設計自由度を制約する。

本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって本出願に係る発明の目的は、省スペースで簡単な構成で設計自由度の高く、経時的変化の少ない光学素子や反射手段の位置・角度調整手段を構成し、小型で画像性能と信頼性の高い走査光学装置を提供することである。

上述の課題を解決するための本発明は、レーザ光を出射する光源手段、レーザ光を反射させる反射手段、レーザ光を感光体上に結像させる結像手段およびレーザ光を偏向走査させる偏向手段と、各手段を搭載する支持体で構成される走査光学装置において、支持体には反射手段あるいは結像手段の位置或いは傾斜角度を規制する複数の基準面を有することを特徴とする。

また、レーザ光を出射する光源手段、レーザ光を反射させる反射手段、レーザ光を感光体上に結像させる結像手段およびレーザ光を偏向走査させる偏向手段と、各手段を搭載する支持体で構成される走査光学装置において、反射手段あるいは結像手段の支持体への固定手段によって結像手段あるいは結像手段の位置或いは傾斜角度が規制されることを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、光学素子や反射手段の固定手段が直接接触して角度や位置を調整するので、調整および固定で光学素子や反射手段を傷つけることなく、また衝撃や経時による固定力の変化が少なく調整手段の信頼性を向上する。調整のための複雑なスペースや追加部品が不要で調整手段を小型化できるので、走査光学装置の設計自由度の高い構成が可能となる。特に、小型のオーバーフィルド走査光学系に構成されるような、偏向手段にレーザ光を入射する反射手段が結像レンズなどの間に配置され周辺スペースに制約がある場合など、省スペース低コストが要求される走査光学装置の反射手段の位置・角度の調整手段の構成を可能にする。

（実施例１）
本発明の特徴を最もよく表わす図画として、図１に走査光学装置の光学系概略図、図２・３に外観斜視図（一部断面）、図４・５に反射ミラーの取付けの説明図、図６に反射ミラー調整の説明図を示す。

図１〜図３にて走査光学装置Ｌ１の構成を説明する。

１は半導体レーザ、２は半導体レーザ１から出射されるレーザ光、３は半導体レーザ１の保持部材、４は半導体レーザ１の駆動用の回路基板、５はシリンドリカルレンズ、６はコリメータレンズ、７は反射ミラー、８は反射ミラー７の固定部材、９は第１の結像レンズ、１０は偏向走査装置、１１は偏向走査装置１０に搭載されるポリゴンミラー、１２は第２の結像レンズ、１３は感光体２０にレーザ光２を導く長尺ミラー、１４は走査開始信号検出器、１５は走査開始検出器１４にレーザ光２を導く検出器用ミラー、１６は筐体、１７は筐体１６に設けられる反射ミラー７のミラー支持部、１８は筐体１６をねじ１９によって閉塞するフタ、である。

上記構成における基本的な組立を説明すると（反射ミラー７の調整・組立詳細を除く）、筐体１６の壁面には半導体レーザ１と回路基板４を装着した保持部材３が取り付けられ、半導体レーザ１から出射されるレーザ光２は所定の照射位置・結像位置およびスポット形状になるように調整されたシリドンリカルレンズ５とコリメータレンズ６を透過して反射ミラー７に導かれる。反射ミラー７に反射されたレーザ光２は第1の結像レンズ９を透過して偏向走査装置１０のポリゴンミラー１１に入射される。レーザ光２は再度第１の結像レンズ９を透過し第２の結像レンズ１２を経て長尺ミラー１３によって感光体２０上へ結像される。感光体２０上に結像されるレーザ光２はポリゴンミラー１１の回転により主走査方向に、感光ドラム２０の回転により副走査方向に静電潜像を形成する。また、偏向走査されたレーザ光２の一部分は検出器用ミラー１５によって走査開始信号検出器１４へ導入され、走査開始信号検出器１４の出力信号によって、半導体レーザ１が書き込み変調を開始する。コリメータレンズ６、第1の結像レンズ９、偏向走査装置１０、第２の結像レンズ１２、長尺ミラー１３、走査開始信号検出器１４、検出器用ミラー１５は、ねじや固定部材（不図示）あるいは接着などにより筐体１６に配置され、ねじ１９によりフタ１８が筐体１６に締結され走査光学装置Ｌ１が構成される。

次に図４・５に反射ミラー８の組立詳細について説明する。１７ａ，１７ｂ．１７ｃはミラー支持部１７に設けられた反射ミラー８の取付け面、７ａ，７ｂ，７ｃは各取付け面１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対応して取付可能な形状の反射ミラーであり、各取付け面１７ａ，１７ｂ．１７ｃは相対的に角度が異なる一対の傾斜面で構成される。この傾斜面に各反射ミラー７ａ，７ｂ，７ｃの非反射面の長手方向の両端側で当接し、固定部材８により固定される。そして図５に示すように光学系の副走査平面内において反射ミラー７の傾斜角度を可変させ、レーザ光２の反射角度を変えることができる。反射ミラー７ａ，７ｂ，７ｃによるレーザ光２の反射角度βａ，βｂ、βｃはβａ＞βｂ＞βｃなる寸法関係に構成される。

次に反射ミラー７の取付け面の選択について説明する。図６に示すように、治具アーム３０にクランプされた反射ミラー７を図中矢印方向に回動させ、感光体２０上のレーザ光２の規定位置に調整する。この時の治具アーム３０の角度・姿勢から反射ミラー７の傾斜角度θ0が算出され、このθ0に最も近い角度になる取付け面１７ａ，１７ｂ．１７ｃおよび反射ミラー７ａ，７ｂ，７ｃが選択され取付けられる。

このような本実施例によれば、反射ミラーに接触するのは筐体に設けられる取付け面と固定部材であり、その形状は任意に設定可能で接触による反射ミラーの傷や破損が少なく、また経時的な反射ミラーの固定力の変化が少なく、信頼性を向上する。また、角度調整のためのスペースが不要なので、反射ミラーの設置スペースが小さい光学系でも反射ミラーを複数の角度で固定可能となり、走査光学装置の小型化および設計自由度を向上する。また、角度調整手段は筐体に一体的に構成可能な取付け面と反射ミラーの固定部材で構成されるので、低コスト化を可能にする。

（実施例２）
本発明の第２の実施例の走査光学装置を図７に概観図、図８に反射ミラーの取付け部形状の詳細図、図９・１０に反射ミラーの取付け状態図を示す。

１００は反射ミラー、１１０は反射ミラー１００の固定部材、１２０は筐体１６に設けられる反射ミラー１００のミラー支持部であり、その他の構成と作用は第１の実施例の形態と同一なので同一の符号を付して、その説明は省略する。

図８にて固定部材１１０とミラー支持部１２０の詳細を説明する。固定部材１１０には、１１１は突起、１１２ａ，１１２ｂは角度規制爪、１１３ａ，１１３ｂは固定爪なる形状が左右対称に各々１対構成されている。筐体１６に設けられるミラー支持部１２０には、１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃは基準面が各1対、１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは取付け面が各１対、１２３は固定面、１２４は溝が構成されている。

図９に反射ミラー１００が固定部材１１０によりミラー支持部１２０に取付けられた状態を示す。

固定部材１１０の突起１１１と固定爪１１３ａによって反射ミラー１００を挟持し、固定爪１１３ｂがミラー支持部の固定面１２３に当接し取り付けられる。固定部材１１０の角度規制爪１１２ａと１１２ｂはそれぞれミラー支持部１２０の基準面１２１と取付け面１２２に当接し取り付けられる。反射ミラー１００は下方側を固定部材１１０の溝１２４に上方側を突起１１１に当接して角度が規制される状態になる。そして図１０に示すように光学系の副走査平面内において反射ミラー１００の傾斜角度を可変させ、レーザ光２の反射角度を変えることができる。

図１０において、各基準面１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ位置での反射ミラー１００によるレーザ光２が反射角度β１，β２、β３はβ１＞β２＞β３なる関係に構成される。感光体２０上のレーザ光２の規定照射位置に最も近くなるような基準面を選択し、固定部材１１０の取付け位置を変更して反射ミラー１００を固定する。

このような本実施例によれば、１組の反射手段と固定手段の組み合わせで、複数の反射手段の傾斜角度の設定が可能なので、低コスト化できる。また、突起の突出量が異なる複数の固定部材を選択可能にすることにより、反射ミラーの傾斜の設定角度を増やすことができ、レーザ光の照射位置精度を向上する。

（実施例３）
本発明の第３の実施例の反射ミラーの取付け部と固定手段を図１１に示す。

２００は反射ミラー１００の固定部材、２０１、２０３は角度規制爪、２０２ａ，２０２ｂ，は角度規制爪２０１に設けられる突起、２０４ａ，２０４ｂ，は角度規制爪２０３に設けられる突起であり、その他の構成と作用は第１および第２の実施例の形態と同一なので同一の符号を付して、その説明は省略する。

角度規制爪２０１の突起２０２ａ、２０２ｂの突出量Ｈ１と、角度規制爪２０３の突起２０４ａ、２０４ｂの突出量Ｈ２は異なる寸法である。そして、反射ミラー１００は非反射面に固定部材２００の各突起２０２ａ，２０２ｂ，２０４ａ，２０４ｂが当接した状態で固定される。このとき反射ミラー１００は全突起が同じ突出量の固定部材と比較して主走査平面内でαなる角度で傾斜する。

これにより、レーザ光２も主走査平面内で反射ミラーによる反射角度を可変することができる。

このような本実施例によれば、固定部材の突起の突出量を変えることにより、反射ミラーを主走査平面内と副走査平面内の２平面内での傾斜が可能となり、レーザ光の照射位置精度や走査線傾き精度を向上する。

第１の実施例の走査光学装置の光学系概略図。第１の実施例の走査光学装置の外観斜視図。第１の実施例の走査光学装置の外観斜視図。第１の実施例の走査光学装置の反射ミラーの取付けの説明図。第１の実施例の走査光学装置の反射ミラーの取付けの説明図。第１の実施例の走査光学装置の反射ミラー調整の説明図。第２の実施例の走査光学装置の外観斜視図。第２の実施例の走査光学装置の反射ミラーの取付け説明図。第２の実施例の走査光学装置の反射ミラーの取付け説明図。第２の実施例の走査光学装置の反射ミラーの取付け説明図。第３の実施例の走査光学装置の反射ミラーの取付け説明図。

符号の説明

７，１００反射ミラー
８，１１０，２００固定部材第１の当接部
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ取付け面
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ基準面
１１１，２０２，２０４突起

Claims

レーザ光を出射する光源手段、前記レーザ光を反射させる反射手段、前記レーザ光を感光体上に結像させる結像手段および前記レーザ光を偏向走査させる偏向手段と、前記各手段を搭載する支持体で構成される走査光学装置において、前記支持体には前記反射手段あるいは前記結像手段の位置或いは傾斜角度を規制する複数の基準面を有することを特徴とする走査光学装置。
前記反射手段は、複数の前記基準面の各形状に対応する異なる形状の複数の前記反射手段の内、前記感光体上の前記レーザ光の照射位置が最も正規位置に近くなる任意の１つの前記反射手段が選択され搭載されることを特徴とする前記請求項２記載の走査光学装置。
レーザ光を出射する光源手段、前記レーザ光を反射させる反射手段、前記レーザ光を感光体上に結像させる結像手段および前記レーザ光を偏向走査させる偏向手段と、前記各手段を搭載する支持体で構成される走査光学装置において、前記反射手段あるいは前記結像手段の前記支持体への固定手段によって前記結像手段あるいは前記結像手段の位置或いは傾斜角度が規制されることを特徴とする走査光学装置。
前記反射手段および前記結像手段のは直交する２方向の角度調整が可能であることを特徴とする請求項４記載の走査光学装置。
前記走査光学装置はオーバーフィルド走査光学系で構成され、前記反射手段は前記光源手段からの前記レーザ光を前記偏向手段へ入射することを特徴とする請求項１〜４記載の走査光学装置。