JP3140873B2 - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JP3140873B2 JP04346388A JP34638892A JP3140873B2 JP 3140873 B2 JP3140873 B2 JP 3140873B2 JP 04346388 A JP04346388 A JP 04346388A JP 34638892 A JP34638892 A JP 34638892A JP 3140873 B2 JP3140873 B2 JP 3140873B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、デジ
タル複写機、さらには、バーコードスキャナ等の光走査
用に用いられる光走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の光走査装置にあっては、
大気中の塵埃によって回転偏向手段のミラー面の反射率
が低下したり、fθレンズ等の結像手段の光透過率が低
下するといった悪影響を避ける観点から、或いは、装置
全体の精度向上や保守サービスの向上といった観点か
ら、光走査装置の光学系を構成する素子を合成樹脂によ
り一体成形された光学箱内に一体的に収納配置させるよ
うにしたものがある。このようなものは、例えば特開昭
64−66615号公報等に示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】より詳細にみると、回
転偏向手段である回転多面鏡装置、結像手段であるレン
ズ群を各々光学箱の所定位置に位置決め固定させた後、
光学箱のカバーをねじ止めにより取付けることにより完
成するようにしているので、ねじの本数が多く、組立効
率が悪く、コスト高の一因となっている。また、装置全
体を小型・コンパクト化させるには、結像手段を回転偏
向手段により近接配置させることが好ましいが、光学箱
の底面にこれらを固定するため、各々の取付けに要する
スペースを確保する必要がある。これにより、制約を受
け、現実には近接配置が困難で、小型・コンパクト化の
支障をきたしている。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を
主走査方向に偏向走査させる回転偏向手段と、この回転
偏向手段による偏向走査光を被走査面上に結像させる結
像手段とを備えた光走査装置において、前記レーザ光源
と前記偏向走査手段と前記結像手段とを所定の光学的位
置関係で収納配設させる光学箱を設け、少なくとも前記
回転偏向手段の駆動モータ用のステータコイルを配設し
たモータ基板を光学箱カバーとして前記光学箱に取付け
た。
【0005】この際、請求項2記載の発明では、光学箱
の底面に立設された固定軸と、この固定軸に対して軸受
を介して回転自在に軸支されたフランジ部と、このフラ
ンジ部に支持されたミラー部と、前記フランジ部のステ
ータコイルに対向する位置に支持された駆動モータ用の
ロータマグネットとを有する回転偏向手段とした。
【0006】さらに、請求項3記載の発明では、モータ
基板上で回転偏向手段による偏向走査光の一部を同期信
号として検出する位置に配設させた光電変換素子と、こ
の光電変換素子を覆うようにして前記モータ基板上に配
設されて少なくとも主走査方向に集束作用を持たせた透
明レンズ部材とによる同期検知手段を設けた。
【0007】また、請求項4記載の発明では、レーザ光
源又は回転偏向手段に対する通電を中止させる通電中止
手段と所定位置へのセット状態で前記通電中止手段によ
る通電中止を解除させるレバーとを一体化してモータ基
板上に設けた。
【0008】
【作用】請求項1記載の発明においては、光学箱カバー
を回転偏向手段用のモータ基板で兼用させたので、モー
タ基板と別個にカバー部材を設ける必要がなく、部品点
数が減り、組立効率が向上するとともに、レイアウト上
の制約も緩和されて結像手段を回転偏向手段に近接配置
させることも可能となり、結像手段中のレンズ口径を小
さくし得るので、小型・コンパクトなものとなる。
【0009】また、請求項2記載の発明においては、回
転偏向手段を構成する固定軸が光学箱の底面に立設され
て一体的に設けられているので、光学箱において、レー
ザ光源や結像手段と回転偏向手段との相対位置関係や、
ミラー部の面倒れを、高精度に維持し得るものとなり、
よって、光学性能を大幅に向上させることができ、か
つ、組立効率のよいものとなる。
【0010】また、請求項3記載の発明においては、モ
ータ基板上に同期検知手段をも配設したので、新たに同
期検知手段を設ける必要がなく、部品点数を減少させ得
るとともに、その光電変換素子直前に主走査方向に集束
性を持たせた透明レンズ部材を配設したので、光電変換
素子の受光面でのスポット径を小さくすることができ、
像面上で受光したと同等の応答特性を得ることもでき
る。
【0011】さらに、請求項4記載の発明においては、
レーザ光源又は回転偏向手段に対する通電を中止させる
通電中止手段と所定位置へのセット状態でその通電中止
を解除させるレバーとを一体化してモータ基板上に設け
たことにより、低コストで、感光体等の被走査面が所定
位置にない状態でのレーザ放射に対する安全性を確保す
ることができる。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、本実施例の光走査装置の基本構成をなす光学
部材として、半導体レーザ(レーザ光源)1と、この半
導体レーザ1から出射された発散性光束によるレーザ光
を平行光束とするコリメータレンズ2と、コリメータレ
ンズ2による平行光束を主走査方向に偏向走査させる回
転偏向手段3と、この回転偏向手段3による偏向光束を
被走査面、例えば感光体4上に結像させる結像レンズ群
(結像手段)5とが設けられている。
【0013】これらの光学部材を所定の光学的位置関係
で収納配設するための樹脂製の光学箱6が設けられてい
る。まず、光学箱6の垂直面の一部には光源ユニット取
付用の穴7が形成されている。これに対応する光源側の
構成を説明すると、半導体レーザ1は保持部材8に圧入
保持され、コリメータレンズ2は保持部材9に保持さ
れ、これらは光軸上に位置するようにして一体となって
半導体レーザ駆動用のPC板10に取付けられ、光源ユ
ニットとされる。PC板10はフレキシブルケーブル1
1にて電装系に接続されている。ここに、前記保持部材
9にはコリメータレンズ2用の円筒部9aが形成されて
おり、この円筒部9aが前記穴7に位置決め嵌合するよ
うに設定されている。よって、円筒部9aをこの穴7に
嵌合させ、ねじ12を締めることにより、光源ユニット
は光学箱6に位置決め固定される。
【0014】また、回転偏向手段3は光学箱6の底面6
aに一体的にインサート成形により立設された固定軸1
3を中心として構成されるものであるが、前記光学箱6
の開口面を覆う光学箱カバーを兼用する鉄基板によるモ
ータ基板14上のステータコイル15を含んで構成され
る。即ち、前記固定軸13上には上下2つの玉軸受(軸
受)16を介して回転自在に支持されるフランジ部17
が設けられ、このフランジ部17周囲には外周面に反射
面18aの形成されたミラー部18と、外周方向に径大
に延設させたヨーク部19とこのヨーク部19面上に前
記ステータコイル15に対向するように取付けたロータ
マグネット20とが設けられている。これらの光学箱6
側のロータとモータ基板14側のステータコイル15と
により回転偏向手段3の駆動モータ21が構成されてい
る。ここに、前記モータ基板14には固定軸13の先端
を位置決め支持する穴22が形成されている。また、2
個の玉軸受16間には軸方向に与圧ばね23が介在され
ている。前記モータ基板14にはこのような回転偏向手
段3の駆動モータ21を駆動するための駆動回路が実装
されたもので、コネクタ24及びフレキシブルケーブル
25を介して電装系に接続されている。上記のように回
転偏向手段3の大半を光学箱6側で組立てた後、固定軸
13の先端が穴22に係合するようにして光学箱6上に
モータ基板14を装着し、ねじ26を締めることにより
固定される。
【0015】さらに、前記光源ユニット取付用の穴7の
形成された面に隣接する部分は、光学箱6とモータ基板
14とにより開口が形成され、結像レンズ群5の取付け
箇所とされている。即ち、この開口は結像レンズ群5の
主走査方向の長さに相当する大きさのもので、両側には
結像レンズ群5の両端の位置決めをする位置決め凹部2
7が形成されている。また、前記モータ基板14上には
これらの結像レンズ群5を光学箱6の底面6a側に向け
て押圧固定するための板ばね28がねじなどにより固定
されている。
【0016】また、光学箱6にはこれらの結像レンズ群
5より外方に位置させて偏向走査光の一部を画像域外で
受ける同期用ミラー29を45°傾けて接着取付けるた
めの斜面30が形成されている。よって、この同期用ミ
ラー29で反射される同期用光束はモータ基板14側に
向かうことになるが、モータ基板14上の対応する位置
にはこの同期用光束を受光するチップ部品なる光電変換
素子31が実装されている。また、主走査方向に曲率を
持つことで主走査方向に集束性を持ち、この光電変換素
子31を覆うようにして前記モータ基板14の穴32に
取付けられる樹脂製のレンズ(透明レンズ部材)33が
設けられている。これらの光電変換素子31及びレンズ
33により同期検知手段34が構成されている。これに
対応して前記モータ基板14には同期検知手段34用の
回路も実装されている。
【0017】このようにして、本実施例の光走査装置3
5が構成され、図2に示すような配置関係となるように
装置本体の所定位置に位置決め固定される。36は、結
像レンズ群5から出射される偏向走査光を感光体4側へ
折返す折返し用ミラーである。
【0018】このような構成によれば、光学箱カバーを
回転偏向手段3用のモータ基板14が兼ねるので、専用
のカバー部材を設けるものに比して部品点数が減り、か
つ、収納配置上の制約が緩和されて、結像レンズ群5を
回転偏向手段3に近接配置させることもでき、よって、
この結像レンズ群5のレンズ口径を小さくすることがで
き、小型で組立効率のよいものとなる。特に、回転偏向
手段3の構成に着目すれば、固定軸13が光学箱6の底
面6aに一体的に形成されているので、光源ユニット側
や結像レンズ群5側との相対位置関係を高精度に維持し
得るとともに、回転偏向手段3自身においてその反射面
18aの面倒れのない状態に維持することもできる。よ
って、走査光学系としての光学性能が大幅に向上するも
のとなる。さらに、主走査方向の同期検知に関しても、
同期検知手段34及びその回路がモータ基板14上に実
装されているので、新たに同期検知手段及びそのための
回路を設ける必要がなく、部品点数を削減できる。特
に、本実施例の同期検知手段34の構成によれば、主走
査方向に集束性を持たせたレンズ33を光電変換素子3
1の直前位置に設けているので、光電変換素子31の受
光面上でのスポット系を小さくすることができ、通常の
ように結像レンズの像面上で受光するものに比して、感
光体4上で受光したと同等の応答特性が得られるものと
なる。
【0019】なお、レンズ33に関しては、紫外線硬化
樹脂等により光電変換素子31上に直接一体的に成形す
るようにしてもよい。
【0020】ところで、本実施例にあっては、例えば図
1中のA部分において、モータ基板14に対して図3に
示すような安全機構が付加されている。これは、半導体
レーザ(LD)1に対する通電制御に関するものであ
り、半導体レーザ1に対する通電中止手段41と、光走
査装置35の所定位置へのセット状態でこの通電中止手
段41による通電中止を解除させるレバー42とにより
構成されている。まず、半導体レーザ1はトランジスタ
43がオン状態で通電されるものであり、このトランジ
スタ43をオンさせるドライバ44がそのベースに接続
されている。このドライバ44は発光素子と受光素子と
を対向配置させた透過型光スイッチ(フォトインタラプ
タ)45からの信号を受けることにより前記トランジス
タ43をオンさせるもので、透過型光スイッチ45がオ
フ状態(遮光状態)にある時には、トランジスタ43を
オフ状態に維持して半導体レーザ1に対する通電を中止
させる。これらの部材により通電中止手段41が構成さ
れており、前記透過型光スイッチ45がモータ基板14
上に実装されている。この透過型光スイッチ45の近傍
には、前記レバー42が、ピン46によりモータ基板1
4上に回動自在に支持されて略くの字状の先端に前記透
過型光スイッチ45間に入り込む遮光部42aを有する
状態で搭載されている。このようなレバー42は通常
は、ばね47により遮光部42aが透過型光スイッチ4
5間に入り込んだ状態を維持し得るように付勢されてい
る。また、このレバー42の他端側は作動部42bとさ
れてモータ基板14の端部に切込み形成された切欠48
を跨ぐように配設され、光走査装置35を所定位置にセ
ットした時に、感光体キット49等に設けられた突起5
0が切欠48内に入り込んでこの作動部42bを押圧変
位させ得るように構成されている。
【0021】よって、感光体キット49等が所定位置に
ない状態では、レバー42の遮光部42aが透過型光ス
イッチ45をオフ状態に維持するので、トランジスタ4
3はオフ状態に維持され、半導体レーザ1に通電される
ことはない。よって、このようなセット不完全状態で半
導体レーザ1が駆動されることによるレーザ放射に伴う
弊害(異常画像の発生、トナー飛散等)を未然に防止で
きる。感光体キット49等が所定位置にセットされてい
れば、突起50がレバー42の作動部42bを押して遮
光部42aを透過型光スイッチ45から抜けた状態に維
持し、この透過型光スイッチ45をオン状態とするの
で、ドライバ4を介してトランジスタ43をオンさせる
ので、半導体レーザ1を通常通り動作させることができ
る。
【0022】これは、半導体レーザ1に対する通電制御
に限らず、回転偏向手段3に対する通電制御にも同様に
適用できる。
【0023】また、図4に示すように、通電中止手段を
半導体レーザ1に対する通電経路を直接オン・オフさせ
るプッシュスイッチ51として通常は開状態に設定し、
レバー42の回動押圧動作でプッシュスイッチ51がオ
ンして通電可能な状態に移行するようにしてもよい。
【0024】何れにしても、光学箱カバーを兼用するモ
ータ基板14を利用して安全保護手段をも搭載している
ので、低コストにして安全性を確保することができる。
【0025】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、光学箱カ
バーを回転偏向手段用のモータ基板で兼用させたので、
モータ基板と別個にカバー部材を設ける必要がなく、部
品点数が減り、組立効率を向上させることができ、レイ
アウト上の制約も緩和できるので結像手段を回転偏向手
段に近接配置させることも可能となり、結像手段中のレ
ンズ口径を小さくすることができるため、小型・コンパ
クトなものとすることができる。
【0026】また、請求項2記載の発明によれば、回転
偏向手段を構成する固定軸を光学箱の底面に立設させて
一体的に設けたので、光学箱において、レーザ光源や結
像手段と回転偏向手段との相対位置関係を高精度に維持
することができ、かつ、回転偏向手段自身についてもミ
ラー部の面倒れを防止でき、よって、光走査系の光学性
能を大幅に向上させることができ、かつ、組立効率のよ
いものとすることができる。
【0027】また、請求項3記載の発明によれば、モー
タ基板上に同期検知手段をも配設したので、新たに同期
検知手段を設ける必要がなく、部品点数を減少させるこ
とができるとともに、その光電変換素子直前に主走査方
向に集束性を持たせた透明レンズ部材を配設したので、
光電変換素子の受光面でのスポット径を小さくすること
ができ、像面上で受光したと同等の応答特性を得ること
もできる。
【0028】さらに、請求項4記載の発明によれば、レ
ーザ光源又は回転偏向手段に対する通電を中止させる通
電中止手段と所定位置へのセット状態でその通電中止を
解除させるレバーとを一体化してモータ基板上に設けた
ので、モータ基板の有効利用により、低コストで、感光
体等の被走査面が所定位置にない状態でのレーザ放射に
対する安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す分解斜視図である。
【図2】組立状態を示す縦断側面図である。
【図3】通電中止手段等を搭載した様子を示す一部の斜
視図である。
【図4】(a)はその変形例を示す斜視図、(b)は結
線図である。
【符号の説明】
1 レーザ光源 3 回転偏向手段 4 被走査面 5 結像手段 6 光学箱 13 固定軸 14 モータ基板 15 ステータコイル 16 軸受 17 フランジ部 18 ミラー部 20 ロータマグネット 21 駆動モータ 31 光電変換素子 33 透明レンズ部材 34 同期検知手段 41 通電中止手段 42 レバー 51 通電中止手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−289613(JP,A) 特開 平1−251053(JP,A) 特開 平4−195987(JP,A) 特開 平4−181914(JP,A) 特開 平4−175718(JP,A) 特開 平4−306961(JP,A) 特開 平4−134355(JP,A) 特開 平1−213617(JP,A) 実開 平3−122418(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を出射するレーザ光源と、前記
    レーザ光を主走査方向に偏向走査させる回転偏向手段
    と、この回転偏向手段による偏向走査光を被走査面上に
    結像させる結像手段とを備えた光走査装置において、前
    記レーザ光源と前記偏向走査手段と前記結像手段とを所
    定の光学的位置関係で収納配設させる光学箱を設け、少
    なくとも前記回転偏向手段の駆動モータ用のステータコ
    イルを配設したモータ基板を光学箱カバーとして前記光
    学箱に取付けたことを特徴とする光走査装置。
  2. 【請求項2】 光学箱の底面に立設された固定軸と、こ
    の固定軸に対して軸受を介して回転自在に軸支されたフ
    ランジ部と、このフランジ部に支持されたミラー部と、
    前記フランジ部のステータコイルに対向する位置に支持
    された駆動モータ用のロータマグネットとを有する回転
    偏向手段としたことを特徴とする請求項1記載の光走査
    装置。
  3. 【請求項3】 モータ基板上で回転偏向手段による偏向
    走査光の一部を同期信号として検出する位置に配設させ
    た光電変換素子と、この光電変換素子を覆うようにして
    前記モータ基板上に配設されて少なくとも主走査方向に
    集束作用を持たせた透明レンズ部材とによる同期検知手
    段を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の光走
    査装置。
  4. 【請求項4】 レーザ光源又は回転偏向手段に対する通
    電を中止させる通電中止手段と所定位置へのセット状態
    で前記通電中止手段による通電中止を解除させるレバー
    とを一体化してモータ基板上に設けたことを特徴とする
    請求項1,2又は3記載の光走査装置。
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