JP2990629B2 - レーザ光走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ光を使用して画情
報の記録を行う複写機やプリンタ等に用いられるレーザ
光走査装置に係わり、詳細にはポリゴンミラーを使用し
てレーザ光の走査を行うレーザ光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光走査装置は、画像の高画質化と
高速記録の要請によってプリンタや複写機に幅広く使用
されるようになってきている。このようなレーザ光走査
装置の多くは、感光体にレーザビームを走査するための
光学部品としてポリゴンミラーを使用している。ポリゴ
ンミラーはポリゴンモータの回転軸に取りつけられ高速
で回転制御が行われるようになっている。

【０００３】図２は、日本工業規格Ａ２判あるいはこれ
以上の用紙のように比較的大きなサイズの用紙に画像の
記録を行うために使用される従来のレーザ光走査装置と
その周辺を表わしたものである。感光体ドラム１１は矢
印１２方向に定速で回転するようになっており、その上
部に配置されたチャージコロトロン１３によって一様に
帯電が行われるようになっている。この帯電後の感光体
表面にレーザ光１４が照射され、静電潜像の形成が行わ
れることになる。静電潜像は図示しない現像装置によっ
て現像され、これによって得られたトナー像が、同じく
図示しない用紙に転写されることになる。

【０００４】この感光体ドラム１１の上方には、レーザ
光１４を照射するためのレーザ光学系が配置されてい
る。これらのレーザ光学系は、メインフレーム１６ある
いはサブフレーム１７に取りつけられている。すなわ
ち、Ｆθレンズ２１やこの図には示されていないレーザ
発振器等の光学部品を予め配置したサブフレーム１７に
は、ポリゴンミラー２２を回転軸に取りつけたポリゴン
モータ２３が止めねじ２４、２５によって固定されてい
る。また、サブフレーム１７自体は複数個の止めねじ
（図では２個のみを示す）２７、２８によってメインフ
レーム１６に固定されている。ポリゴンミラー２２の所
定のミラー面から反射されたレーザ光１４は、ｆθレン
ズ２１を通過後に、それぞれメインフレーム１６に取り
付けられた第１〜第３のミラー３１〜３３によって順次
反射された後、感光体ドラム１１上に到達するようにな
っている。このうち第１〜第３のミラー３１〜３３は、
メインフレーム１６に取りつけられている。

【０００５】このように比較的大きなサイズの画像を走
査するためのレーザ光走査装置では、ポリゴンモータ２
３の振動を吸収する必要性等から十分な強度をもった金
属フレームが用意される。図２の例ではメインフレーム
１６がこれに該当する。金属フレームは、雑音発生源か
ら発生される電気的な雑音を遮蔽する点でも有効であ
る。

【０００６】一方、ポリゴンミラー２２を除いた多くの
周辺光学系を配置するサブフレームは、これらの光学部
品を正確に配置する必要性とコストとの両面から、樹脂
で成形されることが多い。以下、本明細書では特に必要
な場合を除き前記した金属フレームあるいは図２に示し
たメインフレーム１６を第１のフレームと称し、サブフ
レーム１７を第２のフレームと称することにする。

【０００７】ところで、ポリゴンミラー２２を反射した
レーザビーム１４はｆθレンズ２１や第１〜第３のミラ
ー３１〜３３等の幾つかの光学部品を通過して感光体ド
ラム１１上に到達するが、これらの光学部品の特性は部
品ごとにある程度のバラツキがある。そこで、感光体ド
ラム１１上で所望のビーム径や走査倍率を確保するため
に、光学系の共役長の調整が行われるのが通常である。
図２に示したレーザ光走査装置では、第１および第２の
ミラー３１、３２を同時に図で矢印３５方向に移動させ
るかまたは第２のフレーム１７自体を同様に矢印３５方
向に移動させ、共役長の調整を行っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、第１および
第２のミラー３１、３２を同時に移動させてこのような
調整を行う場合には、ポリゴンミラー２２の周辺の光学
系を移動させる必要がない。しかしながら、第２のミラ
ー３２を移動させると第３のミラー３７との位置関係が
狂うので、この移動に伴って第２のミラー３２をその反
射光が第３のミラー３３の所定位置に入射するように、
矢印３６方向に所定角度だけ回転させる必要がある。ま
た、第３のミラー３７については、その位置は変更する
必要がないが、入射するレーザビーム１４の方向が異な
ってくるので、感光体ドラム１１の規定の位置にこれを
入射させるために矢印３７方向に所定角度だけ回転させ
る必要がある。

【０００９】このように従来のレーザ光走査装置ではミ
ラー等の光学部品を直線方向ばかりでなく回転方向にも
調整することによって共役長の調整を行っていた。この
ため、調整機構が複雑になるばかりでなく、調整の工数
やコストもかかるといった問題があった。

【００１０】このような問題を解決するために、これら
第１〜第３のミラー３１〜３３を固定して第２のフレー
ム１７を移動させて共役長を調整することが考えられて
いる。この場合には、第２のフレーム１７を直線方向に
のみ移動させればよいので、調整機構が簡単であり、調
整の工数も少なくて済む。しかしながら、この場合には
ポリゴンミラー２２を取りつけたポリゴンモータ２３を
第２のフレーム１７に固定する必要がある。

【００１１】ところが、第２のフレーム１７は各種光学
部品を正確に配置する必要から樹脂で形成される場合が
多い。第２のフレーム１７が樹脂で作成されている場合
にはポリゴンモータを十分な強度で固定することができ
ないという問題がある。また、樹脂は金属と比較して一
般に熱伝導率が低いためポリゴンモータ２３の発生させ
る熱を放熱しにくいといった問題もある。更に、樹脂で
作成されているかどうかを問わず、各種光学部品の配置
された第２のフレーム１７にポリゴンモータ２３を直接
固定することは光学系を直接振動させることになり、画
像が乱れるといった不都合も生じる。

【００１２】そこで本発明の目的は、光学調整が簡単
で、かつポリゴンモータの振動が光学系に及ぼす影響を
十分少なくすることのできるレーザ光走査装置を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）レーザ光の走査を行うポリゴンミラーと、
（ロ）このポリゴンミラーをその回転軸に取りつけたポ
リゴンモータと、（ハ）このポリゴンモータを予め設定
された調整範囲内で任意の位置に固定できるようにした
第１のフレームと、（ニ）この第１のフレーム上に重ね
て配置され、レーザ光の走査光学系の少なくとも一部を
それぞれの規定位置に配置すると共に、これらの走査光
学系との配置関係からポリゴンモータの配置されるべき
位置にこれを嵌合する嵌合穴を配置した第２のフレーム
と、（ホ）ポリゴンモータが前記した嵌合穴に嵌合され
た状態で第１および第２のフレームを所望の位置関係で
固定するフレーム固定手段とをレーザ光走査装置に具備
させる。

【００１４】すなわち請求項１記載の発明では、ポリゴ
ンモータ自体はメインフレーム等の第１のフレームに取
りつけるようにし、この第１のフレーム上での取付位置
を調整できるようにする。また、サブフレーム等の第２
のフレームには、この上に配置された光学部品との関係
によって定まるポリゴンモータの位置にポリゴンモータ
を嵌合するための嵌合穴を穿っておく。第２のフレーム
は第１のフレームの上に重ねて配置されるので、第１の
フレーム上でポリゴンモータを所望の位置に固定する
と、第２のフレームにおいてもポリゴンモータが所望の
位置に配置されることになる。

【００１５】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例におけるレーザ光
走査装置とその周辺を表わしたものである。この図１は
図２に対応するものである。

【００１７】本実施例のレーザ光走査装置でも感光体ド
ラム１１の上方に、レーザ光１４を照射するためのレー
ザ光走査装置が配置されている。これらのレーザ光学系
を構成する光学部品は、メインフレームからなる第１の
フレーム４１と、この上に取り付けられた第２のフレー
ム４２とに分かれて配置されている。第１のフレーム４
１はアルミニウムの鋳物であり、レーザ光走査装置を収
容した装置本体のフレームを構成している。第１のフレ
ーム４１には、ポリゴンモータ２３と、第１〜第３のミ
ラー３１〜３３が取りつけられている。このうちポリゴ
ンモータ２３は、第１のフレーム４１の円柱状をした複
数個の台座（図では２個のみを示す）４１Ａ、４１Ｂの
上に同じく複数個の止めねじ（図では２個のみを示す）
２４、２５によって固定される。この固定の際に、ポリ
ゴンモータ２３は所定の範囲でその固定位置を調整する
ことができる。

【００１８】一方、第２のフレーム４２は樹脂で成形さ
れている。第２のフレーム４２のほぼ中央の位置には、
ポリゴンモータ２３の下半分を構成する円柱部分と精度
良く嵌合する円形の嵌合穴４４が穿たれており、ここに
ポリゴンモータ２３が嵌合している。このため、第２の
フレーム４２には第１のフレーム４１の複数個の台座４
１Ａ、４１Ｂに対応する箇所にこれらの外形よりもかな
り大きな穴（図では２個のみを示す）４５、４６が穿た
れており、複数個の台座４１Ａ、４１Ｂの上部は第２の
フレーム４２のこの周囲の部分よりも突出している。

【００１９】第２のフレーム４２上には、ポリゴンモー
タ２３に取り付けられたポリゴンミラー２２と光学的な
配置関係を保つように、Ｆθレンズ２１やこの図には示
されていないレーザ発振器等の光学部品が配置されてい
る。また、第２のフレーム４２には複数個のねじ穴（図
では２個のみを示す）４７、４８が穿設されており、止
めねじ５１、５２によって第１のフレーム４１上に固定
されるようになっている。

【００２０】以上のように構成されたレーザ光走査装置
では、図示しないレーザ発振器から出力されたレーザビ
ーム１４がポリゴンミラー２２の特定位置に入射され、
図示のように反射される。レーザビーム１４はこの後Ｆ
θレンズ２１を通過し、感光体ドラム１１の各走査位置
におけるレーザビームの走査速度が一定となるようなビ
ームとなる。このレーザビーム１４は第１のミラー３１
に入射し、第２のミラー３２、第３のミラー３３と順次
反射されて感光体ドラム１１の所望の走査位置に照射さ
れる。このようなレーザ光走査装置における光学系の共
役長の調整の様子を次に説明する。

【００２１】まず作業者は、第１のフレーム４１の上に
第２のフレーム４２を重ねる。このとき穴４５、４６の
中に台座４１Ａ、４１Ｂが入るようにする。この後、作
業者はポリゴンミラー２２を取りつけた状態のポリゴン
モータ２３を嵌合穴４４に嵌合させる。そして、光学系
の共役長の調整を行うべく第２のフレーム４２を第１の
フレーム４１に対して水平方向に移動させる。第２のフ
レーム４２を移動させると、その嵌合穴４４の移動に伴
ってポリゴンモータ２３がその許容範囲で移動すること
になる。

【００２２】光学系の共役長の調整が終了したら、その
時点で複数個の止めねじ２４、２５を完全に締めてポリ
ゴンモータ２３を第１のフレーム４１に完全に固定す
る。そして、この固定位置で止めねじ５１、５２を締め
て第２のフレーム４２を第１のフレーム４１に対して完
全に固定する。これにより、レーザ光走査装置の調整が
終了することになる。

【００２３】なお、以上説明した実施例では第２のフレ
ームを樹脂で成形したが、金属で作成してもよいし、樹
脂であっても成形することは必ずしも必要ない。また、
実施例ではポリゴンモータ２３を取りつけるための台座
４１Ａ、４１Ｂを円柱状のものとして説明したが、角柱
状であってもよいし、三日月状等の他の形状であっても
よい。

【００２４】更に実施例では嵌合穴４４を円形とした
が、ポリゴンモータ２３の外形に沿った形状であればよ
いし、第２のフレーム４２を移動させるときにポリゴン
モータ２３がこれに沿って移動するように一部の形状部
分が精度良く接触するようなものであってもよい。この
意味で、嵌合穴４４は例えばＶ字形であっても角形であ
ってもよい。また、実施例ではポリゴンモータ２３を第
１のフレームに完全に固定したが、一部分のみ固定して
も良いことはもちろんである。

【００２５】以上説明した実施例によれば、第２のフレ
ームを樹脂成形したので、レーザ光走査装置の光学部品
を簡易にかつ精度よくこのフレーム上に配置することが
できるばかりでなく、製造コストも低減させることがで
きる。また本実施例では第１のフレームを金属としたの
で、ポリゴンモータ等から発生する熱をレーザ光走査装
置外に効率良く伝達し、発熱を十分抑えることができ
る。しかも、有害電波がこれによって遮蔽されるという
利点もある。

【００２６】

【発明の効果】このように本発明によればポリゴンモー
タを第１のフレームに固定したので、光学調整が簡単に
なるばかりでなく、第２のフレーム上に配置された走査
光学系に振動が伝わるのを最小限に抑えることができ、
画像の乱れを有効に防止することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例におけるレーザ光走査装置
とその周囲を一部断面で表わした側面図である。

【図２】 従来のレーザ光走査装置とその周囲を一部断
面で表わした側面図である。

【符号の説明】

１４…レーザ光、２１…ｆθレンズ、２３…ポリゴンモ
ータ、２４、２５、５１、５２…止めねじ、３１…第１
のミラー、３２…第２のミラー、３３…第３のミラー、
４１…第１のフレーム、４２…第２のフレーム、４４…
嵌合穴

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光の走査を行うポリゴンミラー
   と、 このポリゴンミラーをその回転軸に取りつけたポリゴン
   モータと、 このポリゴンモータを予め設定された調整範囲内で任意
   の位置に固定できるようにした第１のフレームと、 この第１のフレーム上に重ねて配置され、前記レーザ光
   の走査光学系の少なくとも一部をそれぞれの規定位置に
   配置すると共に、これらの走査光学系との配置関係から
   前記ポリゴンモータの配置されるべき位置にこれを嵌合
   する嵌合穴を配置した第２のフレームと、 前記ポリゴンモータが前記嵌合穴に嵌合された状態で前
   記第１および第２のフレームを所望の位置関係で固定す
   るフレーム固定手段とを具備することを特徴とするレー
   ザ光走査装置。