JP2963223B2

JP2963223B2 - 光書込みユニット

Info

Publication number: JP2963223B2
Application number: JP7196091A
Authority: JP
Inventors: 光美藤井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-04-05
Filing date: 1991-04-05
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JPH04307511A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光書込みユニット、例
えば、レーザープリンタおよびデジタル複写機等のレー
ザービームのビーム径等を調整するビーム調整機構を有
する光書込みユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光書込みユニットとしては、例え
ば、図４（ａ）に示すようなレーザープリンタ１の光書
込み系を構成する光書込みユニット２があり、光書込み
ユニット２はレーザービームを調整するビームの調整機
構３を有している。図（ｂ）は図（ａ）の光軸の断面図
である。図４（ａ）、（ｂ）により光書込みユニット２
の構成につき説明する。半導体レーザ４から出射された
レーザービーム５は、光軸線上にあるコリメータレンズ
６により平行光５Ａに整形され、ビームの調整機構３内
のシリンダーレンズＬ₁７に入射する。ビームの調整機
構３はシリンダーレンズＬ₁７を調整して入射平行光５
Ａのビームウエストをポリゴンスキャナ８の高速回転す
るポリゴンミラー８Ａの理想ポリゴン反射面８ａに形成
するようにする。Ｆθレンズ10は、レンズＬ₂、Ｌ₃の
２枚構成であり、レンズＬ₂は球面10Ａとシリンダ面10
Ｂより構成され、レンズＬ₃はシリンダ面10Ｃと、トロ
イダル面10Ｄより構成されている。理想ポリゴン反射面
８ａの面倒れはレンズＬ₃のトロイダル面10Ｄにより補
正される。補正されたレーザービーム５はミラー11、12
を通り、感光体ドラム13上を走査する。

【０００３】従来のビームの調整機構３は、図５に示す
ように、シリンダーレンズＬ₁７を保持する筒状のレン
ズホルダー15と、レンズホルダー15を光軸Ａの回わりに
回動自在に保持するレンズホルダー基台16と、レンズホ
ルダー基台16をガイド溝17Ａにより光軸Ａ方向に摺動可
能に載置する平板状のハウジング17とを有している。シ
リンダーレンズＬ₁７はレンズホルダー15内に挿入さ
れ、レンズホルダー15端部に設けられた上下のシリンダ
ーレンズＬ₁７の押えバネ板18を止めネジ19によりレン
ズホルダー15にネジ止めして固定されている。レンズホ
ルダー15はこの外周面15ａをレンズホルダー基台16の上
部の断面Ｖ状の斜面16Ａにレンズホルダー15の上部を下
方に押える押え板21により押しつけられ保持されてい
る。また、レンズホルダー15はレンズホルダー15の外周
部から外方に突出して設けられたレバー15Ａを有し、レ
バー15Ａはコイルスプリング22のバネ力に抗って調整ネ
ジ23によりレンズホルダー基台16上に保持されている。
レバー15Ａは調整ネジ23をレンズホルダー基台16にネジ
込みまたはもどすことにより、レンズホルダー15を回動
しシリンダーレンズＬ₁７を光軸回わりに回動し調整す
るようになされている。25は長孔であり、長孔25はレン
ズホルダー基台16に光軸方向に設けられており、調整ネ
ジ26をゆるめてレンズホルダー基台16をレンズホルダー
基台16の下部のピン16Ｂをガイド溝17Ａに沿って移動さ
せることによりシリンダーレンズＬ₁７を光軸方向に移
動調整する。シリンダーレンズＬ₁７の高さの調整は止
めネジ19をゆるめシリンダーレンズＬ₁７を上下に移動
させて再び止めネジ19をネジ込み固定することにより行
う。

【０００４】印刷用の版下の作成を目的としたレーザー
プリンタにおいては、高精度な画像サンプルを作成する
ことが要求される。高精細度の画像サンプルを得るため
の１つの要因として、光書込みユニット２にて形成され
る感光体ドラム13上のビーム径が走査上でばらつきの少
ないことが挙げられている。ところがビーム径は主に光
学素子自身の精度と光学素子の配置の精度により影響を
受ける。

【０００５】前述の光書込み系においては、シリンダー
レンズＬ₁７の配置の精度、すなわち、位置ズレ（誤
差）によりビームウエスト位置は理想ポリゴン反射面８
ａからズレる。このズレは理想ポリゴン反射面８ａ上に
おける理想ビーム径と、位置ズレによるビーム径との差
をΔＸ₁とすると、感光体ドラム13面上における同じく
理想ビーム径と位置ズレによるビーム径の差をΔＸとす
るとき、両者の関係は次式 ΔＸ＝ΔＸ₁・ｆ_s／ｆ_t ……（１）で表わされる。

【０００６】但し、ｆ_s：ｆθレンズの焦点距離ｆ_t：レンズＬ₃のトロイダル面の焦点距離式（１）において、ｆ_s／ｆ_tは通常数倍程度に設定さ
れる。このため、感光体ドラム13面上におけるビーム径
の誤差は理想ポリゴン反射面８ａ上におけるビーム径の
誤差の数倍に拡大される。したがって、シリンダーレン
ズＬ₁７の位置を十分精度よく調整して、感光体ドラム
13上でのビーム径を規定範囲内にする必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビーム
の調整機構３による調整時に、光軸方向の調整におい
て、レンズホルダー基台16の光軸方向への位置が定った
後、調整ネジ26をハウジング17にネジ込み固定する際、
レンズホルダー基台16の位置が変化する。また、光軸回
わりの調整において、回転の中心は円筒状のレンズホル
ダー15の中心となるが、レンズホルダー15を保持する２
つの斜面16Ａの精度が出しにくく、回転中心のふれまわ
りが発生し、シリンダーレンズＬ₁７を高精度に調整す
るが難しい。また、シリンダーレンズＬ₁７の高さは止
めネジ19によるので精度の高い位置決めは難しい。とい
う問題点がある。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、このような従来技術を背景に
なされたものであり、シリンダーレンズを保持するレン
ズホルダー鏡筒の外周部をハウジングの２つの基準面に
接触するように押圧し、前記外周部に設けた第１、２長
孔にそれぞれ係合する回動手段および移動手段により調
整することにより、従来のように調整後の締付け作業を
なくし、シリンダーレンズの光軸回わりおよび光軸方向
の調整作業が長孔を用いて互いに独立に、かつ高精度に
調整でき、また、調整用偏心ピンを用いることにより調
整作業を容易に、かつ、迅速にできる。また、シリンダ
ーレンズの高さ調整は調整ネジを回転させることのみで
最終の位置決めができ、高精度で容易にできる光書込み
ユニットを提供することを目的とする。

【０００９】

【発明の構成】本発明は、上記目的達成のため、請求項
１では、シリンダーレンズをほぼ光軸方向に保持するレ
ンズ鏡筒を光軸方向に移動させるとともに光軸回わりに
回動させるシリンダーレンズの調整機構を有する光書込
みユニットであって、前記調整機構は光軸に平行で互い
に交わる２つの基準面を有し該基準面の交線をほぼ光軸
に平行に保持されたハウジングと、該ハウジングの２つ
の基準面に外周部が接し該外周部に光軸方向に長い第１
長孔と光軸に直交する方向に長い第２長孔を有するレン
ズ鏡筒と、該レンズ鏡筒を前記交線側に押圧する押圧手
段と、前記第１長孔に係合し前記レンズ鏡筒を光軸回わ
りに回動可能な回動手段と、前記第２長孔に係合し前記
レンズ鏡筒を光軸方向に移動可能な移動手段と、を備え
たことを特徴とし、請求項２では、請求項１における光
書込みユニットにおいて、前記回動手段は前記光軸に垂
直な軸線の回わりに回転可能に前記ハウジングに保持さ
れた筒部材と、該筒部材の先端に設けられ前記軸線から
偏心して前記第１長孔に係合する偏心ピンと、を有する
ことを特徴とし、請求項３では、請求項１または２にお
ける光書込みユニットにおいて、前記移動手段は前記光
軸に垂直な軸線の回わりに回転可能に前記ハウジングに
保持された筒部材と、該筒部材の先端に設けられ前記軸
線から偏心して前記第２長孔に係合する偏心ピンと、を
有することを特徴とし、請求項４では、請求項１、２ま
たは３における光書込みユニットにおいて、前記レンズ
鏡筒は前記シリンダーレンズを前記光軸方向に付勢し上
下に摺動自在に保持する第１バネ部材と、前記シリンダ
ーレンズを下部から前記光軸に直交して上方に付勢する
第２バネ部材と、前記鏡筒の上部のネジ孔にネジ込ま
れ、先端部が前記シリンダーレンズの上部に接触し、シ
リンダーレンズを上下に移動可能な高さ調整ネジと、を
有することを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の請求項１では、シリンダーレンズを保
持するレンズホルダー鏡筒の外周部がハウジングの２つ
の基準面に接触するように押圧され、前記外周部に設け
た、第１、２長孔にそれぞれ係合する回動手段および移
動手段が設けられているので、レンズホルダー鏡筒は２
つの基準面押圧され光軸方向に精度よく位置決めされて
おり、さらに鏡筒の外周部の２つの第１、２長孔により
長孔を長手方向と直交する方向のみに、互いに独立して
変位可能にし、レンズ鏡筒を光軸方向への移動および光
軸の回わりの回動を互いに独立して、かつ直接に調整
し、調整作業を終了する。

【００１１】また、請求項２では、回動手段の筒部材が
軸線の回わりに僅かに回動すると、筒部材の先端の偏心
ピンが係合する第１長孔を第１長孔の長手方向と直交す
る方向のみに、すなわち、レンズ鏡筒の周方向のみに回
動させ、レンズ鏡筒を光軸の回わりに回動させる。ま
た、請求項３では、移動手段の筒部材が軸線の回わりに
僅かに回動すると、筒部材の先端の偏心ピンが係合する
第２長孔を第２長孔の長手方向と直交する方向のみ、す
なわち、光軸方向のみに移動させ、レンズ鏡筒を光軸方
向に移動させる。

【００１２】また、請求項４では、レンズ鏡筒の上部の
高さ調整ネジが上下に移動されると、高さ調整ネジの先
端部が接触するシリンダーレンズの上部を上下に移動さ
せ、第２バネ部材より上方に付勢されているシリンダー
レンズを付勢力に抗って直接に上下に移動し調整する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜３は本発明の請求項１〜４に係る光書込み
ユニットを示す図であり、図４に示すものと同じ構成に
は同じ符号をつける。図１に示す光書込みユニット31
は、ビームの調整機構33以外は図４に示す光書込みユニ
ットと同じである。光書込みユニット31において、ビー
ムの調整機構33で調整されたレーザービーム５はポリゴ
ンスキャナ８のポリゴンミラー８Ａにビームウエストを
形成し、ポリゴンミラー８Ａで反射され、２枚のＦθレ
ンズ10のレンズＬ₂、Ｌ₃により理想ポリゴン反射面８
ａの面倒れが補正され、ミラー11、12を通り図示してい
ない感光体ドラム13上を走査する。

【００１４】ビームの調整機構33は、図１、２に示すよ
うに、光軸Ａに平行で互いに直交する２つの基準面であ
る底面35ａおよび側面35ｂ（代表するときは基準面35と
いう) を有し、底面35ａと側面35ｂとの交線Ｂを光軸Ａ
に平行に保持されたハウジング36を有している。基準面
35は後述のレンズ鏡筒37を組み付け時の基準である。ハ
ウジング36の２つの基準面35にはシリンダーレンズＬ₁
７をほぼ光軸Ａ方向に保持するレンズ鏡筒37がその外周
部37ａを接触するように配置されている。レンズ鏡筒37
は交線Ｂに垂直で２つの基準面35の交角を２等分する角
度すなわち45゜の方向である圧接方向Ｃで交線Ｂ側に向
って、押圧板39により、押圧され、基準面35に圧接保持
されている。押圧板39はＴ字状のバネ部材からなる押圧
手段であり一端部39ａがハウジング36の底面35ａ側にネ
ジ止めされ、他端部39ｂは後述の偏心ピンを通す図３
（ｃ）に示す抜け穴39ｃが設けられている。

【００１５】レンズ鏡筒37の外周部37ａで押圧板39の他
端部39ｂに押圧される側、すなわち、押圧板39の抜け穴
39ｃから見える部分には、図３（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、光軸Ａ方向に長い第１長孔41と光軸Ａに直交する
方向に長い第２長孔42が設けられている。44は調整用偏
心ピンであり、調整用偏心ピン44は、図３（ｄ）に示す
ように、筒部材である円筒部44ａと、円筒部44ａを軸回
わりに回転可能な一端側の把持部44ｂと円筒部44ａの他
端側の端面に円筒部44ａの軸線からｅだけ偏心して軸線
方向に突出し設けられた偏心ピンであるピン44ｃとを有
している。

【００１６】ハウジング36の上部に連結して断面変形Ｌ
状の支持部材45が設けられ、支持部材45の先端部にはレ
ンズ鏡筒37の第１長孔41および第２長孔42に対向する位
置に、段差を有する２つの穴46Ａ、46Ｂ（代表するとき
は46という）が設けられている。調整用偏心ピン44は支
持部材45の穴46Ａの段差部に円筒部44ａの他端側を挿入
することにより、調整用偏心ピン44の軸線を穴46Ａの中
心に一致させ、軸線の回わりに回転可能に支持部材45に
保持されるとともに、このとき、調整用偏心ピンの先端
のピン44ｃは第１長孔41に係合するようになれている。
調整用偏心ピン44は、把持部44ｂを軸線の回わりに回動
することにより、第１長孔41をレンズ鏡筒37の周方向に
移動し、レンズ鏡筒37を光軸Ａの回わりに回動可能であ
る。調整用偏心ピン44、支持部材45の穴46Ａは回動手段
を構成している。

【００１７】また、調整用偏心ピン44は、支持部材45の
穴46Ｂの段差部に円筒部44ａの他端部を挿入することに
より、調整用偏心ピン44の軸線を穴46Ｂの中心に一致さ
せ、軸線の回わりに回転可能であるとともに、調整用偏
心ピン44の先端のピン44ｃを第２長孔42に係合するよう
になれている。調整用偏心ピン44は、把持部44ｂを軸線
の回わりに回動することにより、第２長孔42をレンズ鏡
筒37の光軸Ａ方向に移動可能である。調整用偏心ピン44
と支持部材45の穴46Ｂは移動手段を構成している。１つ
の調整用偏心ピン44は移動手段および回動手段にともに
兼用して用いることができる。

【００１８】レンズ鏡筒37のレンズ保持部37ｂはレンズ
鏡筒37の半導体レーザ４側端に光軸Ａ方向に開口すると
ともに、下方に開口するコ字状の周枠を有している。レ
ンズ保持部37ｂの枠内にはシリンダーレンズＬ₁７が嵌
合され２つの押えバネ50により保持されている。押えバ
ネ50はシリンダーレンズＬ₁７が上下に摺動自在に光軸
Ａ方向にシリンダーレンズＬ₁７の周辺部を付勢する上
下２つの爪状の第１バネ部材51と、シリンダーレンズＬ
₁７を下部から上方に付勢する湾曲した第２バネ部材52
とを有している。53は調整ネジであり、調整ネジ53はレ
ンズ保持部37ｂの上部のネジ穴に螺合し、調整ネジ53の
先端はシリンダーレンズＬ₁７の上部に接触している。
調整ネジ53はネジ穴へのネジ込み、またはもどしによ
り、シリンダーレンズＬ₁７を第２バネ部材52の付勢力
により上下可能である。

【００１９】次に作用について説明する。レンズ鏡筒37
のレンズ保持部37ｂの枠内にシリンダーレンズＬ₁７を
組み込み、シリンダーレンズＬ₁７は押えバネ50により
レンズ保持部37ｂにネジ止め保持されている。レンズ鏡
筒37の第１長孔41および第２長孔42がハウジング36の交
線Ｂから遠い側でそれぞれ穴46Ａおよび穴46Ｂに対向
し、かつ外周部37ａがハウジング36の底面35ａおよび側
面35ｂに接触するように配置され、押圧板39によりレン
ズ鏡筒37を交線Ｂ側に押圧している。レンズ鏡筒37の外
周部37ａがハウジング36の２つの基準面35に接している
ので、シリンダーレンズＬ₁７はほぼ光軸方向に精度よ
く一致して配置される。

【００２０】シリンダーレンズＬ₁７の光軸Ａ方向の調
整をするには、調整用偏心ピン44の円筒部44ａの他端側
を支持部材45の穴46Ｂに嵌合させ、ピン44ｃをレンズ鏡
筒37の第２長孔42に係合させる。調整用偏心ピン44の把
持部44ｂを把持して軸線の回わりに角度θだけ回動させ
ることにより、ピン44ｃが第２長孔42に係合して、レン
ズ鏡筒37をすなわちシリンダーレンズＬ₁７を光軸Ａ方
向に次式で表されるΔＨだけ移動する。

【００２１】 ΔＨ＝ｅ・ｓｉｎθ ……（２）また、シリンダーレンズＬ₁７を光軸Ａの回わりに調整
するには、調整用偏心ピン44の円筒部44ａの他端部を支
持部材45の穴46Ａに嵌合させ、ピン44ｃをレンズ鏡筒37
の第１長孔41に係合させる。調整用偏心ピン44の把持部
44ｂを把持して軸線の回わりに角度θだけ回動させる
と、ピン44ｃが第１長孔41に係合してレンズ鏡筒37をす
なわち、シリンダーレンズＬ₁７を光軸Ａの回わりに、
次式で表わされるΔＬだけ移動させる。

【００２２】 ΔＬ＝ｅ・ｓｉｎθ ……（３）光軸Ａから第１長孔41までの半径をｒとすると、シリン
ダーレンズＬ₁７が光軸Ａの回わりに次式で表わされる
Δθだけ回動する。 Δθ＝ΔＬ／ｒ＝ｅ・ｓｉｎθ／ｒ ……（４）ピン44ｃが第２長孔42に係合し、第２長孔42の係合面42
ａに係合しながら、軸線Ｃ回わりに角度θだけ回動する
とき、ピン44ｃは係合面42ａに接触しながら、第２長孔
42を光軸Ａ方向に押圧するとともに、係合面42ａに接し
て第２長孔42の長手方向に接触力に対応した分だけ力を
加えるが、ピン44ｃと、係合面42ａとの接触力は小さ
く、無視できる程であり、光軸Ａ方向に直交する方向の
成分は、ほとんど無視できる程である。このため、第２
長孔42を用いた光軸Ａ方向の調整時には光軸Ａの回わり
の調整に影響を与えない。同様に、第１長孔41を用いた
光軸Ａの回わりの調整時には、光軸Ａ方向の調整には影
響を与えない。すなわち、光軸Ａ方向の調整と光軸Ａ回
わりの調整がそれぞれ独立にかつ高精度にでき、また、
調整作業が調整用偏心ピンを用い、第１、２長孔に係脱
して迅速にかつ容易に、調整することができる。

【００２３】また、シリンダーレンズＬ₁７の高さを調
整するには、調整ネジ53をネジ込みまたはもどすことに
よりシリンダーレンズＬ₁７は２つの第２バネ部材52に
より下部の２個所で上方に付勢されているので、調整ネ
ジ53のネジの回転に対応する移動分だけシリンダーレン
ズＬ₁７がほぼ垂直に上下に移動し、それ以後の調整は
不要である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１では、シリンダーレンズを保持するレンズホル
ダー鏡筒の外周部をハウジングの２つの基準面に接触す
るように押圧し、前記外周部に設けた第１、２長孔にそ
れぞれ係合する回動手段および移動手段により調整する
ことにより、従来のように調整後の締付け作業をなく
し、シリンダーレンズの光軸回わりおよび光軸方向の調
整作業が長孔を用いて互いに独立にかつ高精度に調整で
き、また、請求項２、３では、調整用の偏心したピンを
用いることにより調整作業を容易に、かつ、迅速にでき
る。また、請求項４ではシリンダーレンズの高さ調整は
調整ネジを回転させることのみででき、高精度で容易に
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における光書込みユニットの全体平面説
明図である。

【図２】図１におけるビームの調整機構を示す図で、
（ａ）はその正面断面説明図、（ｂ）は（ａ）の調整用
偏心ピン44を除いたＢ−Ｂ矢視側面図である。

【図３】図２における各部品を示す図で、（ａ）はレン
ズ鏡筒を斜め上方より見た説明図、（ｂ）は（ａ）の正
面図、（ｃ）はその押圧板の正面図、（ｄ）はその調整
用偏心ピンの正面図、（ｅ）は押えバネを取付けたレン
ズ鏡筒の正面図、（ｆ）は（ｅ）の側面図、（ｇ）はそ
の押えバネの正面図、（ｈ）は（ｇ）の側面図である。

【図４】従来の光書込みユニットを示す図で、（ａ）は
その全体平面説明図、（ｂ）は（ａ）の光軸方向の光学
系を示す説明図である。

【図５】従来の光書込みユニットのビーム調整機構を示
す図で、（ａ）はその平面説明図、（ｂ）はその正面説
明図である。

【符号の説明】

７シリンダーレンズＬ₁ 31 光書込みユニット 33 ビームの調整機構 35 基準面 36 ハウジング 37 レンズ鏡筒 37ａ外周部 39 押圧板（押圧手段） 41 第１長孔 42 第２長孔 44 調整用偏心ピン（回動手段） 44ａ円筒部（筒部材） 44ｃピン（偏心ピン） 45 支持部材（回動手段） 50 押えバネ 51 第１バネ部材 52 第２バネ部材 53 調整ネジＡ光軸Ｂ交線

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダーレンズをほぼ光軸方向に保持
するレンズ鏡筒を光軸方向に移動させるとともに光軸回
わりに回動させるシリンダーレンズの調整機構を有する
光書込みユニットであって、前記調整機構は光軸に平行
で互いに交わる２つの基準面を有し該基準面の交線をほ
ぼ光軸に平行に保持されたハウジングと、該ハウジング
の２つの基準面に外周部が接し該外周部に光軸方向に長
い第１長孔と光軸に直交する方向に長い第２長孔を有す
るレンズ鏡筒と、該レンズ鏡筒を前記交線側に押圧する
押圧手段と、前記第１長孔に係合し前記レンズ鏡筒を光
軸回わりに回動可能な回動手段と、前記第２長孔に係合
し前記レンズ鏡筒を光軸方向に移動可能な移動手段と、
を備えたことを特徴とする光書込みユニット。
【請求項２】前記回動手段は前記光軸に垂直な軸線の
回わりに回転可能に前記ハウジングに保持された筒部材
と、該筒部材の先端に前記軸線から偏心して設けられ前
記第１長孔に係合する偏心ピンと、を有することを特徴
とする請求項１記載の光書込みユニット。
【請求項３】前記移動手段は前記光軸に垂直な軸線の
回わりに回転可能に前記ハウジングに保持された筒部材
と、該筒部材の先端に前記軸線から偏心して設けられ前
記第２長孔に係合する偏心ピンと、を有することを特徴
とする請求項１または２記載の光書込みユニット。
【請求項４】前記レンズ鏡筒は前記シリンダーレンズ
を前記光軸方向に付勢し上下に摺動自在に保持する第１
バネ部材と、前記シリンダーレンズを下部から前記光軸
に直交して上方に付勢する第２バネ部材と、前記鏡筒の
上部のネジ孔にネジ込まれ、先端部が前記シリンダーレ
ンズの上部に接触し、シリンダーレンズを上下に移動可
能な高さ調整ネジと、を有することを特徴とする請求項
１、２または３記載の光書込みユニット。