JP3445691B2 - 光走査装置およびその調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子計算機から送
られてくるコード化された信号を高速に印字出力する電
子写真方式の記録装置において、レーザビーム等のビー
ムを電子計算機等からの信号に応じて偏向、変調制御す
る光走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子計算機からの画像情報の記録
を担う記録装置として、電子写真方式による記録装置が
用いられている。

【０００３】以下、このような記録装置に用いられる従
来の光走査装置について図６を用いて説明する。

【０００４】図６は従来の光走査装置７１を示す平面図
である。

【０００５】筐体７８には、記録媒体である感光ドラム
７３を照射するに必要なレーザビームを形成する全ての
部材が配置されている。

【０００６】半導体レーザ７４とコリメータレンズ７５
とは一体のユニットとしてのレーザユニット７６を構成
している。

【０００７】この半導体レーザ７４はレーザビームを水
平方向に発振するものであり、その発振されたレーザビ
ームはコリメータレンズ７５に入射する。コリメータレ
ンズ７５を通過したレーザビームは、コリメータレンズ
７５の光軸と一致した平行ビームとなる。

【０００８】コリメータレンズ７５より出射されたレー
ザビームは、シリンドリカルレンズ７７によって、６面
の反射面を有する正六面体形状のポリゴンミラー７２の
反射面上に、そのポリゴンミラー７２の回転軸方向のみ
一旦集束するようにして入射される。

【０００９】ポリゴンミラー７２は高精度の軸受けに支
えられた軸に取りつけられ、定速回転する図示しないモ
ータにより駆動される。このモータの駆動により回転す
るポリゴンミラー７２によって、レーザビームはほぼ水
平に掃引されて等角速度で偏向される。

【００１０】なお、ポリゴンミラー７２は主にアルミニ
ウムを材料として形成されており、その作成の際には一
般に切削加工法が用いられる。また、モータの種類とし
ては、公知のヒステリシスシンクロナスモータ、ＤＣサ
ーボモータ等が挙げられる。これらは、磁気駆動力によ
り回転力を得ることからコイルの巻線や、鉄板を含む磁
気回路をモータ内に形成することが必要となるため、そ
の容積は比較的大きなものとなる。

【００１１】ポリゴンミラー７２によりほぼ水平に掃引
されて出射したレーザビームはｆθ特性を有する結像レ
ンズ７９により前記感光ドラム７３上にスポット光とし
て結像される。

【００１２】さらに、ポリゴンミラー７２により掃引さ
れたレーザビームは、画像領域を妨げない範囲で、ビー
ム検出器ユニット８０に導かれる。ビーム検出器ユニッ
ト８０は１個の反射ミラー８１と小さな入射スリットを
有するスリット板８２と応答速度の速い光電変換素子基
板８３から成る。そして、この光電変換素子基板８３が
掃引されるレーザビームの位置を検出すると、この検出
信号により感光ドラム７３上に画像データに応じた光情
報を与えるための半導体レーザ７４への入力信号のスタ
ートタイミングを制御している。

【００１３】上記のごとく画像信号に応じて変調された
レーザビームは感光ドラム７３に照射され、公知の電子
写真プロセスにより顕像化された後、普通紙等の転写材
上に転写定着されハードコピーとして出力される。

【００１４】また、特公昭６０−５７０５２号公報、特
公昭６０−５７０５３号公報、実公平２−１９７８３号
公報、実公平２−１９７８４号公報、実公平２−１９７
８５号公報に記載されているような、水晶基板を用いる
機械振動子の表面にレーザビームを反射するための反射
鏡を形成してなる光偏向素子を有する光走査装置も提案
されている。

【００１５】これら公報に記載された光走査装置は、光
偏向素子の偏向面（反射鏡面）を正弦的に往復振動させ
ることで、反射鏡に入射する光ビームを偏向走査するも
のである。なお、この往復振動の周波数を偏向周波数と
称する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポリゴンミラーを用いた方式による光走査装置では、上
述した通り、アルミニウム製のポリゴンミラーや、それ
を駆動するためのヒステリシスシンクロナスモータ、Ｄ
Ｃサーボモータ等を使用しているため、外形形状、重量
とも一般的に大きくなってしまい、この光走査装置を組
み込んだ記録装置の小型化に寄与し得ないという問題点
があった。

【００１７】また、従来の機械振動子を使用する光偏向
素子を用いた光走査装置では、光偏向素子の偏向面の角
速度が振れ角によって異なるため、偏向面を含む光偏向
部と、反射光を感光体上に結像する結像光学系との取り
付け角度を厳密に調整する必要がある。つまり、取り付
け角度のズレが生じることにより感光体上における光ビ
ームの線速度の変化や収差の拡大を招くという問題が発
生するため、上記取り付け角度の調整が必要であった。

【００１８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、正弦的に揺動する光偏向素子を
用いたことで、従来の光走査装置より外形形状、重量と
も小さくしながら、さらに光偏向素子と結像光学系との
取り付け角度のズレを防止し、結果的にこのような光走
査装置を画像書込手段として用いるとき、被走査媒体上
での光ビームの線速度の変化や収差の拡大が生じず、高
品位の画像を得ることの可能な光走査装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の光走査装置は光ビームを出射する光ビー
ム出射手段と、絶縁基板によってバネ部と、バネ部によ
って支持される可動部と、その可動部に設けられた偏向
部とを構成し、前記偏向部により偏向作用を受けた光ビ
ームにより被走査媒体を走査する光偏向手段と、前記光
ビームを被走査媒体上に結像させるための結像光学系と
を備えた光走査装置において、該結像光学系は主走査方
向に関して左右対称な光学特性を持ち、実効的に画像情
報を持つ範囲を走査する光振れ角の中心線と、前記結像
光学系の対称中心とが一致するように、前記光偏向手段
または前記結像光学系の少なくとも一方の位置調整を行
うための調整手段を備えたので、収差及び線速度分布は
左右均等になる。

【００２０】請求項２の光走査装置は、光ビームを出射
する光ビーム出射手段と、該光ビームを偏向するための
正弦的に揺動する偏向部を備えた光偏向手段と、該光偏
向手段により偏向された該光ビームを結像させるための
結像光学系と、からなる光走査装置において、該結像光
学系は主走査方向に関して左右対称な形状を持ち、実効
的に画像情報を持つ範囲を走査する光振れ角の中心線
と、前記結像光学系の対称中心とが一致するように、前
記光偏向手段または前記結像光学系の少なくとも一方の
位置調整を行うための調整手段を備えたので、収差及び
線速度分布は左右均等になる。

【００２１】

【００２２】請求項３の光走査装置は、請求項１または
請求項２に記載の光走査装置において、該偏向部の振動
の中心の位置が、該偏向部の制止基準位置に等しく、偏
向部を静止した状態で調整を行う。

【００２３】

【００２４】請求項４の光走査装置は、請求項１または
請求項２に記載の光走査装置において、前記調整手段
は、前記光偏向手段及び前記結像光学系を包括的に支持
する筺体に前記光偏向手段を取り付けるために、前記光
偏向手段と前記筺体とにそれぞれ設けられた取り付け部
を有し、前記光偏向手段に設けられた取り付け部は、該
可動部の振動の中心軸と等しい中心軸を有する円筒形状
部もしくは円柱形状部を備え、前記筺体に設けられた取
り付け部は、該光偏向手段の該取り付け部に設けられた
該円筒形状部もしくは該円柱形状部の外径とほぼ等しい
内径を持つ円筒穴を備えており、光偏向手段に設けられ
た取り付け部の円筒形状部もしくは円柱形状部を筺体の
円筒穴に嵌合し、回転可能に取り付ける。

【００２５】請求項５の光走査装置は、請求項１または
請求項２に記載の光走査装置において、前記調整手段
は、前記光偏向手段及び前記結像光学系を包括的に支持
する筺体に前記光偏向手段を取り付けるために、前記光
偏向手段と前記筺体とにそれぞれ設けられた取り付け部
を有し、前記光偏向手段に設けられた取り付け部は、該
可動部の振動の中心軸を中心とする円周上に、該円周の
一部を中心線とする円弧状の長穴を備えている。光偏向
手段は該長穴を挿通するネジにより筺体に固定される。

【００２６】請求項６の光走査装置は、請求項１または
請求項２に記載の光走査装置において、該光偏向手段は
位置及び角度の調整後、該筺体に瞬間接着剤により固定
される。

【００２７】請求項７の光走査装置は、請求項１または
請求項２に記載の光走査装置において、該結像素子の対
称面位置を示すマークが設けられており、光偏向手段の
位置及び角度調整の基準となる。

【００２８】請求項８の光走査装置は、請求項７に記載
の光走査装置において、該結像素子の対称面位置を示す
該マークが該筺体と一体に設けられており、光偏向手段
の位置及び角度調整の基準となる。

【００２９】請求項９の光走査装置の調整方法は、光ビ
ームを出射する光ビーム出射手段と、該光ビームを偏向
するために正弦的に揺動する偏向部を備え、前記偏向部
が揺動することにより偏向作用を受けた光ビームにより
被走査媒体を走査する光偏向手段と、前記光ビームを被
走査媒体上に結像させるための結像光学系とを備え、前
記結像光学系は主走査方向に関して左右対称な光学特性
を持ち、前記光偏向手段により実効的な画像情報に対応
する範囲を走査する前記光ビームの走査方向の振れ角の
中心線と、前記結像光学系の対称中心とが一致するよう
に、前記光偏向手段または前記結像光学系の少なくとも
一方の位置調整を行うための調整手段を備えた光走査装
置の調整方法であって、前記結像光学系の前記対称中心
の位置に光電変換素子を配置し、前記光ビーム出射手段
より出射された光ビームを前記光偏向手段により偏向さ
せて前記光電変換素子に入射させた際に、前記光偏向手
段を駆動するための電力の時間微分が最大となる時点
と、前記光電変換素子からの信号が最大となる時点とを
一致させるように前記調整手段で前記光偏向手段または
前記結像光学系の少なくとも一方の位置調整を行うこと
を特徴とする。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面を参照して説明する。

【００３１】図１は、レーザプリンタに適用される光走
査装置１を示す平面図であり、これを用いて、本実施例
の光走査装置の構成及び動作を詳細に説明する。なお、
この図面の一部は、本実施例の構成を説明するために平
面に投影した断面図となっている。

【００３２】筐体２には、被走査媒体である感光ドラム
３を照射するに必要なレーザビームを形成する全ての部
材が配置されている。

【００３３】図中に斜線が施してある筺体２の一部にお
いて、半導体レーザ４とコリメートレンズ５と鏡筒７
は、筺体２の一部位である円筒開口部６に一体化されて
固定されている。

【００３４】半導体レーザ４は、外部から入力される画
像信号に従って強弱に変調されたレーザビームを放射
し、コリメートレンズ５に入射させる。

【００３５】コリメートレンズ５は、円筒形状のガラス
レンズからなり、半導体レーザ４から放射されたレーザ
ビームを受けて平行なレーザ光として鏡筒７の開口から
出射させる作用をする。この様な円筒形状のレンズとし
ては、円筒軸垂直方向に屈折率分布を持ったＧＲＩＮレ
ンズが知られている。

【００３６】鏡筒７は、樹脂成型品からなり、コリメー
トレンズ５を、鏡筒７の外形円筒面の中心軸と、コリメ
ートレンズ５の光軸がほぼ一致するように保持する機能
を持つ。

【００３７】半導体レーザ４とコリメートレンズ５は、
半導体レーザ４の発光点がコリメートレンズ５の光軸に
略一致し、また半導体レーザ４の発光点がコリメートレ
ンズ５の焦点に一致するように調整される。これらを調
整することにより半導体レーザ４より放射されたレーザ
ビームはコリメートレンズ５通過後、コリメートレンズ
５の光軸と略一致した平行ビームとなり、鏡筒７の開口
により平行ビームの断面形状が所定の形状となるべく規
制されて出射される。

【００３８】偏向器１０は、光偏向素子９とその光偏向
素子を正弦振動させるための駆動部１１とからなり、筺
体２に配設されている。

【００３９】本実施例の光偏向素子９の構成について、
図２を参照して説明する。

【００４０】光偏向素子９を構成するフレーム４１に
は、上部及び下部に一体形成されたバネ部４２，４３を
介して可動部４４が支持されている。これら、フレーム
４１、バネ部４２，４３及び可動部４４は単一の絶縁基
板によって構成されており、またこれらの形状は、フォ
トリソグラフィ及びエッチングの技術を利用して形成さ
れる。ここで、絶縁基板としては、例えば厚さが５×１
０-5ｍ程度の水晶基板が使用可能である。なお、フレー
ム４１は必ずしも必要ではない。

【００４１】また、可動部４４には反射鏡４５とコイル
パターン４６とがフォトリソグラフィ及びエッチングの
技術を利用して形成されている。この反射鏡４５の表面
精度は、結像時のビーム形状を乱さないようにするため
に、半導体レーザ４より出射されるレーザビームの波長
の１／４程度とされる。また、上部及び下部のバネ部４
２，４３にはそれぞれコイルパターン５への導通のため
のリード線４７，４８が設けられており、上部側のリー
ド線４７にはコイルパターン５を飛び越して接続される
ジャンパ線４９が設けられている。

【００４２】なお、上述したフレーム４１、バネ部４
２，４３及び可動部４４の形成方法や反射鏡４５及びコ
イルパターン４６の形成方法については、特公昭６０−
５７０５２号公報に詳細に記載されているので、ここで
の説明を省略する。

【００４３】また、駆動部１１としては例えば永久磁石
が用いられ、所定のバイアス磁界を形成するように配置
される。

【００４４】このように構成された本実施例の偏向器１
０では、光偏向素子９のコイルパターン４６を駆動部１
１により与えられるバイアス磁界中に配置させ、リード
線４７，４８及びジャンパ線４９を介してコイルパター
ン４６に電流を流すことにより、可動部４４が上部及び
下部のバネ部４２，４３を軸として正弦的に往復揺動運
動する。そして、可動部４４がこのような揺動運動をす
ることにより、反射鏡４５にて反射されるレーザビーム
が偏向作用を受けて水平に掃引されるのである。

【００４５】なお、可動部４４の往復揺動する角度全幅
は偏向面角度変化にて１１０度であるが、実効的に画像
情報を持つ範囲を走査する光振れ角の全幅はこれより小
さく例えば９０度程度うに設定される。また、振動の周
波数は解像度３００ｄｐｉ、印字速度６枚／分において
は、８００Ｈｚ程度に設定される。

【００４６】結像レンズ１２は、１枚玉のプラスチック
レンズからなり、偏向器１０による偏向作用を受けたレ
ーザビームを感光ドラム３上に結像させ、さらに感光ド
ラム３上にてレーザビームによる走査線が略等速で主走
査方向に移動するようにＦ・ａｒｃｓｉｎθ特性を有し
ている。

【００４７】一般の結像レンズでは、光線のレンズへの
入射角がθの時、像面上での結像する位置ｒについて、
ｒ＝ｆ・ｔａｎθ（ｆは結像レンズの焦点距離）となる
関係がある。しかし、本実施例のように、正弦揺動する
偏向器１０により反射されるレーザビームは結像レンズ
１２への入射角が、時間と共に三角関数的に変化する。
従って、一般の結像レンズを用いると共に一定時間間隔
で半導体レーザ４をＯＮすることにより間欠的にレーザ
ビームを出射させて、そのビームスポット列を感光ドラ
ム３上に結像させると、それらビームスポット列の間隔
は等間隔とはならなくなる。よって、本実施例のように
正弦揺動する偏向器１０を用いる光走査装置１において
は、上述のような現象を避けるために、結像レンズ１２
として、ｒ＝ｆ・ａｒｃｓｉｎθなる特性を有するもの
が用いられる。このような結像レンズ１２をＦアークサ
インθレンズと称する。

【００４８】光偏向素子９で反射された光ビームは、Ｆ
アークサインθレンズへの適正な入射位置を調整する必
要があり、これを調整するための調整部２０が設けられ
ている。

【００４９】そして、結像レンズ１２より出射されたレ
ーザビームは感光ドラム３上への照射を妨げない領域内
で導光ミラー１３にて光路を折り返されて、筺体２の一
部分として形成されているナイフエッジ１８を通過して
ビーム検出器１４に導かれる。

【００５０】ビーム検出器１４はｐｉｎフォトダイオー
ド等の光電変換素子からなり、掃引されるレーザビーム
を検出するものであり、この検出を示す検出信号に応じ
て感光ドラム３上に画像信号に応じた光情報を与えるた
めの半導体レーザ４への入力信号のスタートタイミング
を制御している。

【００５１】これにより偏向器１０の可動部４４が揺動
する際の偏向角速度のムラによる水平方向の信号の同期
ずれを大幅に軽減でき、質のよい画像が得られると共に
偏光器１０に要求される偏向角速度の精度の許容範囲が
大きくなるものである。

【００５２】また、ビーム検出器１４は、半導体レーザ
４と同一の一枚の基板１５平面上に配設されている。こ
のため、ビーム検出器１４と半導体レーザ４を駆動する
ための駆動回路との間の電気信号の経路を短くすること
ができるので、回路系が周囲電気ノイズによって誤動作
を起こす可能性を低くすることができる。さらに、ビー
ム検出器１４と半導体レーザ４とが同一の一枚の基板１
５平面上に配設されており、両者の駆動回路が基板１５
上に共存しているため、基板１５の枚数が低減でき、基
板間を結線するハーネス１６の本数を同時に低減するこ
ともできるという効果を合わせもっている。

【００５３】基板１５は、ネジ６０により筺体２に固定
されており、ハーネス１６伝い、または、直接の外力に
より、基板が力を受けて半導体レーザ４が筺体２から抜
けてしまったり、その位置がずれてしまったりするのを
防ぐという効果を持っている。

【００５４】ナイフエッジ１８は筐体２の一部分として
設けられたている。なお、従来は、薄い金属を打ち抜き
加工した矩形スリット状の部品を位置調整して筺体２に
ネジ等で固定して配設されていた。従って、本実施例の
ように、ナイフエッジ１８を筺体２の一部分として形成
したことにより、部品点数を低減できるという効果が得
られる。

【００５５】また、この筐体２は一般に広く用いられて
いるガラス繊維入りポリカーボネートにて形成され、各
構成要素を位置精度よく担持し、振動による歪が小さい
ことが必要である。

【００５６】上記のごとく偏向され、結像レンズ１２よ
り出射されたレーザビームは感光ドラム３上への照射領
域内でオリカエシミラー群１９にて光路を折り返され
て、筺体２の一部位である窓１７から筺体２外に射出さ
れ、感光ドラム３上に照射され、公知の電子写真プロセ
ス等により顕像化された後普通紙または特殊紙より成る
転写材上に図示しない転写機構及び定着機構により転写
・定着されハードコピーとして出力される。

【００５７】次いで、この様に構成された光走査装置１
がもたらす効果について、図１乃至図５を用いて詳細に
説明する。

【００５８】また、図１におけるような本発明にかかる
光走査装置１のように正弦揺動する偏向器１０を用いた
方式では、光偏向素子９に設けられている反射鏡４５の
面の角速度が振れ角によって異なるため、反射鏡４５を
含む光偏向素子９と、反射鏡４５における反射光ビーム
を感光ドラム３上に結像する結像レンズ１２とがなす取
り付け角度を厳密に調整し、光偏向素子９で反射された
光ビームをその反射の時点における偏向角に応じて、結
像レンズ１２へ適正な入射位置及び入射角度で入射する
よう調整する必要がある。

【００５９】ここで、光偏向素子９の角度調整の必要性
を図３を参照して説明する。図３は、この形態にて使用
する結像レンズ１２としての主走査方向に左右対称な光
学特性を有するＦアークサインθレンズに、光偏向素子
９により走査された光ビームが入射され、Ｆアークサイ
ンθレンズによって感光ドラム３上に結像する際の収差
を示している。そして、実効的な画像情報に対応して光
ビームが走査する振れ角の中心線が、Ｆアークサインθ
レンズの対称中心上にある場合には、歪曲、像面湾曲を
はじめとして、その他の収差は左右均等に振り分けら
れ、全体の収差を小さくすることができる。しかし、上
記振れ角の中心線が、Ｆアークサインθレンズの対称中
心からズレる場合は、左右いずれかの収差が増加するた
め、全体の収差が増加することになる。また、Ｆアーク
サインθレンズに入射する際の偏向されたビーム光の角
速度変化は振れ角の中心線に対して左右対称であるた
め、振れ角の中心線が、Ｆアークサインθレンズの対称
中心上に存在しないと、感光ドラム３上を走査する光ビ
ームの線速度分布は左右で異なってしまい、線速度を許
容範囲内に納めようとする設計に対して不利である。

【００６０】以上の説明より、実効的な画像情報に対応
して光ビームが走査する振れ角の中心線がＦアークサイ
ンθレンズ等の左右対称な光学特性を有する結像レンズ
１２の対称中心上に位置するように設定することによ
り、収差を最小限にできること、及び光ビームの線速度
の変化を小さくできることが明かである。したがって、
振れ角の中心線をＦアークサインθレンズの対称中心上
に位置するように、偏向器１０及び結像レンズ１２の取
り付け位置を調整することは、極めて重要である。

【００６１】次に、偏向器１０及び結像レンズ１２の位
置調整のための構成及び調整方法について、図１および
図４を参照しながら説明する。図４は、偏向器１０の角
度調整を行う調整部２０の横断面を示した図である。調
整部２０は、一点鎖線で示す光偏向素子９の振動軸を中
心軸とし、偏向器１０と一体に設けられた円筒状の取り
付け部３０と、該円筒状の取り付け部３０の外径とほぼ
等しい内径を持ち、筐体２に形成された円筒穴３１とを
備えており、偏向器１０の円筒状の取り付け部３０は該
円筒穴３１に嵌合可能であると共に、回転自在に取り付
けられている。また、取り付け部３０は、上記振動軸２
２を中心とする円周上に、該円周の一部を中心線とする
円弧状の長穴３２を備えている。よって、偏向器１０
は、取り付け部３０に形成された円弧状の長穴３２を通
じて、筐体２に設けられたネジ穴３３に対してネジ３４
によりネジ止め固定されている。

【００６２】また、筺体２の結像レンズ１２が取り付け
られる位置の近傍には、結像レンズ１２の対称中心の位
置を合わせるためのマーク３５が施されている。このマ
ーク３５は印刷、切削等で筺体２に付加してもかまわな
いし、筺体２を成形する時点で一体的に作製してもかま
わない。筐体２の成形時に一体的に作製する方式によれ
は、工程、材料費が削減できるという利点がある。そし
て、このマーク３５は結像レンズ１２の対称中心が位置
するべき位置に施されており、光走査装置１を組み立て
る際には結像レンズ１２の対称中心をこのマーク３５に
合わせて筐体２に取り付ける。

【００６３】偏向器１０の反射鏡４５にて反射される光
ビームの振れ角の中心線の位置調整時には、筐体２に設
けられた前記マーク３５の位置に図示しないフォトダイ
オード等の半導体光電変換素子を設置し、光ビームが走
査されるときの振れ角の中心が結像レンズ１２の対称中
心を示すマーク３５上にあることを検出する。

【００６４】その検出方法について説明する。偏向器１
０は、光偏向素子９の固有振動数近傍の周波数を持つ電
力が与えられると共振をおこし、バネ部４２，４３を中
心として正弦振動を生じるため、与えられる電力の時間
変化をモニターすれば、光偏向素子９が振動の中心位置
を通過する時点を検出できる。これは電力の時間に対す
る微分が最も大きい時点に等しい。

【００６５】ここで、偏向器１０に投入される電力の時
間変化と、フォトダイオードからの信号出力変化の概要
を図５に示す。図５に示されるように、電力の時間変化
が最大となる時点Ａと前記フォトダイオードからの信号
出力が最大となる時点Ｂとが一致した場合、結像レンズ
１２の対称中心が位置すべき線上に、光偏向素子９の反
射鏡４５にて反射される光ビームの振れ角の中心線が位
置するように調整されているといえる。したがって、フ
ォトダイオードからの信号出力と偏向器１０に与えられ
る駆動電力をモニターしながら、偏向器１０を支持する
取り付け部３０を筐体２に設けられた円筒穴３１に沿っ
て回転させることにより、偏向器１０及びその反射鏡４
５を回転させる。そして、前記フォトダイオードからの
信号出力が最大となる時点Ａと偏向器１０に与えられる
駆動電力の微分が最大となる時点Ｂとが一致する角度に
おいて、ネジ３４によりネジ止めを行い、偏向器１０及
び取り付け部３０を筐体２に完全に固定する。以上の作
業により、簡単に偏向器１０の取り付け角度の調整を行
うことができた。

【００６６】このとき、偏向器１０に設けられた長穴３
２は振動軸を中心とする円周上に、円周の一部を中心線
として設けられた円弧状の穴であるため、偏向器１０が
振動軸を中心に回転自在であるとき、調整位置が確定し
た状態で、この長穴３２を通して筺体２にネジ止めする
ことが可能である。なお、同様の長穴３２を筺体２に設
けると共に取り付け穴３０側にネジ穴を設けることによ
り、同様の効果を得られる。

【００６７】また、光偏向素子９の往復揺動の中心位置
が標準静止位置、つまり光偏向素子９が静止した状態で
反射鏡４５により反射される光ビームの位置と等しい場
合、上述した調整はさらに容易になる。すなわち、光偏
向素子９が標準静止位置に静止した状態で、半導体レー
ザ４から出射した光ビームを反射させ、上記と同様に配
置したフォトダイオードに入射させる。そして、フォト
ダイオードからの信号出力をモニターしながら、偏向器
１０に取り付けられている取り付け部３０を筐体２に設
けられた円筒穴３１に沿って回転させ、前記フォトダイ
オードからの信号出力が最大となる位置において、ネジ
３４によりネジ止めを行い、偏向器１０及び取り付け部
３０を筐体２に完全に固定する。以上の作業により、さ
らに簡単に振れ角の中心線を結像レンズ１２の対称中心
にに合わせる作業を行うことができた。

【００６８】なお、偏向器１０を筺体２に固定するため
の手段は、ネジ止めに限ることなく、瞬間接着剤を使用
しても同様の効果が得られるものであり、さらに、ネジ
止めと比較しても容易に固定することができる。

【００６９】以上詳述した実施の形態によれば、正弦揺
動する偏向器１０を使用した光走査装置における、偏向
器１０と結像レンズ１２との角度ズレによって生じる収
差の拡大及び偏向器１０により走査される光ビームの線
速度の変化の拡大を、簡単な調整を行うことにより防止
することが可能である。

【００７０】ついで、上述の通り構成された光走査装置
１の動作について図１を用いて説明する。

【００７１】半導体レーザ４は画像信号に基づいて点滅
してレーザビームを発しており、このレーザビームはコ
リメートレンズ５によって平行ビームにされたのち、鏡
筒７の開口により整形作用を受けて出射される。レーザ
ビームは、偏向器１０の光偏向素子９に形成されている
反射鏡４５に入射される。光偏向素子９の可動部４４は
駆動部１１によって正弦的に揺動しているため、反射鏡
４５にて反射されるレーザビームは正弦的に往復偏向作
用を受ける。光偏向素子９により偏向作用を受けたレー
ザビームは、さらに結像レンズ１２としてのＦアークサ
インθレンズによって感光ドラム３上に結像されるべく
収束作用を受ける。また、同時に、光偏向素子９により
偏向されたレーザビームが感光ドラム３上を等速度にて
走査されるような光路屈折作用を受ける。

【００７２】結像レンズ１２により収束作用を受けたレ
ーザビームは、オリカエシミラー６により光路を折り畳
まれて感光ドラム３上に結像し、順次等速走査される。
また、発光されたレーザビームは画像走査範囲外にて導
光ミラー１３により屈折され、ビーム検出器１４に導か
れる。ビーム検出器１４がレーザビームを検出すると、
その検出信号を出力する。この検出信号は水平同期信号
として用いられ、水平方向における画像の基準位置を得
るために利用される。

【００７３】そして、画像情報による光走査作用を受け
た感光ドラム３は公知の電子写真プロセス等により顕像
化された後、普通紙または特殊紙より成る転写材上に周
知の転写機構及び定着機構により転写・定着されハード
コピーとして出力される。

【００７４】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、適宜変更を加えることが可能である。

【００７５】例えば、本実施例において、取り付け部３
０を円筒形状としたが、円柱形状でもよく、円筒もしく
は円柱形状の一部を用いてもかまわない。また、取り付
け部３０を設けることなく、長穴３２とネジ穴３３の組
み合わせのみでも同様な角度調整は可能である。また、
長穴を筺体側に設け、偏向器側のネジ穴と組み合わせ
て、位置調整と固定を行ってもよい。さらに、長穴では
なく、ネジ穴３３に対して少し大きめの丸穴をあけ、そ
のあそびを利用して角度調整を行うこともできる。

【００７６】その他、本発明の趣旨を越えない範囲で様
々な変更が可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
請求項１の光走査装置は絶縁基板によって、バネ部と、
このバネ部によって支持される可動部とを構成し、該可
動部に該光ビームを偏向するための偏向部をもうけた光
偏向手段を用いているので、従来の光走査装置より外径
形状、重量とも小さくすることができ、装置の小型化に
大きく貢献する。さらに、結像光学系は主走査方向に関
して左右対称な光学特性を有し、実効的な画像情報に対
応する範囲を走査する光ビームの振れ角の中心線が、結
像光学系の対称中心上に位置するように調整手段で調整
することで、収差を左右均等に振り分けることができ、
全体的な収差を小さくすることが可能となった。また、
上記のように設定することにより走査される光ビームの
線速度分布が左右対称となるので、一走査内における光
ビームの線速度変化を小さく設定できた。よって、被走
査媒体に記録される画像の精度を上げることができる。

【００７８】請求項２の光走査装置は、光ビームを偏向
するための正弦的に揺動する偏向部を備えた光偏向手段
を用いているので、従来の光走査装置より外径形状、重
量とも小さくすることができ、装置の小型化に大きく貢
献する。さらに、結像光学系は主走査方向に関して左右
対称な光学特性を有し、実効的な画像情報に対応する範
囲を走査する光ビームの振れ角の中心線が、結像光学系
の対称中心上に位置するように調整手段で調整すること
で、収差を左右均等に振り分けることができ、全体的な
収差を小さくすることが可能となった。また、上記のよ
うに設定することにより走査される光ビームの線速度分
布が左右対称となるので、一走査内における光ビームの
線速度変化を小さく設定できた。よって、被走査媒体に
記録される画像の精度を上げることができる。

【００７９】

【００８０】請求項３の光走査装置は、偏向部の振動の
中心位置を、該偏向部の標準静止位置に等しくすること
で、該偏向部が静止している状態においても、光偏向手
段の位置を極めて容易に調整することができるという効
果を奏する。

【００８１】

【００８２】請求項４の光走査装置では、調整手段は、
光偏向手段及び結像光学系を包括的に支持する筺体に前
記光偏向手段を取り付けるために、前記光偏向手段と前
記筺体とにそれぞれ設けられた取り付け部を有し、光偏
向手段に設けられた取り付け部は、可動部の振動の中心
軸と等しい中心軸を有する円筒形状部もしくは円柱形状
部を備えており、筺体に設けられた取り付け部は、上記
円筒形状部もしくは円柱形状部の外径とほぼ等しい内径
を持つ円筒穴を備えているので、光偏向手段を筺体に対
して取り付ける際に、回転自在に取り付けることが可能
となるので、光偏向手段の角度調整がさらに容易となる
効果を奏する。

【００８３】請求項５の光走査装置は、調整手段は、光
偏向手段及び結像光学系を包括的に支持する筺体に前記
光偏向手段を取り付けるために、前記光偏向手段と前記
筺体とにそれぞれ設けられた取り付け部を有し、光偏向
手段に設けられた取り付け部が、可動部の振動の中心軸
上の一点を中心とし、かつ中心軸に垂直な円周上に、そ
の円周の一部を中心線とする円弧状の長穴を備えている
ため、光偏向手段を回転自在の状態で調整を行った後、
適正な角度で筐体に固定することができる。

【００８４】請求項６の光走査装置は、光偏向手段が筺
体に瞬間接着剤により固定されるため、回転自在の状態
で調整を行った後、適正な角度で筐体に固定するための
作業が容易になる。

【００８５】請求項７の光走査装置は、結像光学系を構
成し、主走査方向に対して左右対称の光学特性を有する
光学素子には、その対称中心の位置を示すマークが設け
られているため、結像素子の対称中心の位置の確認が容
易となる効果を奏する。

【００８６】請求項８の光走査装置は、結像素子の対称
中心の位置を示す前記マークに対応するマークが、筐体
と一体に設けられているので、部品点数を増すことな
く、対称位置の確認が容易となり、結像素子を筐体に取
り付ける際の取り付け精度が向上する。

【００８７】請求項９の光走査装置の調整方法は、光偏
向手段を駆動するための電力の時間微分が最大となる時
点と、結像光学系の対称中心位置の近傍に設置され、光
ビームを検出する光電変換素子からの信号が最大となる
時点とを一致させるものであり、簡単に精度良く光偏向
手段の角度調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光走査装置の平面図である。

【図２】光走査装置に用いる光偏向素子の斜視図であ
る。

【図３】光走査装置の収差を説明する図である。

【図４】光走査装置の横断面図である。

【図５】光走査装置の調整方法を説明する図である。

【図６】従来の光走査装置の平面図である。

【符号の説明】

１ 光走査装置 ２ 筺体 ３ 感光ドラム ４ 半導体レーザ ９ 光偏向素子 １２ Ｆアークサインθレンズ ２０ 調整部 ３０ 取り付け部 ３２ 長穴 ３５ マーク

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光ビーム出射手段
   と、 絶縁基板によってバネ部と、バネ部によって支持される
   可動部と、その可動部に設けられた偏向部とを構成し、
   前記偏向部が揺動することにより偏向作用を受けた光ビ
   ームにより被走査媒体を走査する光偏向手段と、 前記光ビームを被走査媒体上に結像させるための結像光
   学系とを備えた光走査装置において、 前記結像光学系は主走査方向に関して左右対称な光学特
   性を持ち、 前記光偏向手段により実効的な画像情報に対応する範囲
   を走査する前記光ビームの走査方向の振れ角の中心線
   と、前記結像光学系の対称中心とが一致するように、前
   記光偏向手段または前記結像光学系の少なくとも一方の
   位置調整を行うための調整手段を備えたことを特徴とす
   る光走査装置。
2. 【請求項２】 光ビームを出射する光ビーム出射手段
   と、 該光ビームを偏向するために正弦的に揺動する偏向部を
   備え、前記偏向部が揺動することにより偏向作用を受け
   た光ビームにより被走査媒体を走査する光偏向手段と、 前記光ビームを被走査媒体上に結像させるための結像光
   学系とを備えた光走査装置において、 該結像光学系は主走査方向に関して左右対称な光学特性
   を持ち、 前記光偏向手段により実効的な画像情報に対応する範囲
   を走査する前記光ビームの走査方向の振れ角の中心線
   と、前記結像光学系の対称中心とが一致するように、前
   記光偏向手段または前記結像光学系の少なくとも一方の
   位置調整を行うための調整手段を備えたことを特徴とす
   る光走査装置。
3. 【請求項３】 前記偏向部の振動の中心位置が、該偏向
   部の標準静止位置に等しいことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載の光走査装置。
4. 【請求項４】 前記調整手段は、前記光偏向手段及び前
   記結像光学系を包括的に支持する筺体に前記光偏向手段
   を取り付けるために、前記光偏向手段と前記筺体とにそ
   れぞれ設けられた取り付け部を有し、 前記光偏向手段に設けられた前記取り付け部は、前記光
   偏向手段の前記可動部の振動の中心軸と等しい中心軸を
   有する円筒形状部もしくは円柱形状部を備え、 前記筺体に設けられた前記取り付け部は、前記光偏向手
   段の前記取り付け部に設けられた前記円筒形状部もしく
   は前記円柱形状部の外径とほぼ等しい内径を持つ円筒穴
   を備えることを特徴とする請求項１または請求項２ に記
   載の光走査装置。
5. 【請求項５】 前記調整手段は、前記光偏向手段及び前
   記結像光学系を包括的に支持する筺体に前記光偏向手段
   を取り付けるために、前記光偏向手段と前記筺体とにそ
   れぞれ設けられた取り付け部を有し、 前記光偏向手段に設けられた前記取り付け部は、前記光
   偏向素子の前記可動部の振動の中心軸上の一点を中心と
   し、かつ該中心軸に垂直な円周上に、該円周の一部を中
   心線とする円弧状の長穴を備えることを特徴とする請求
   項１または請求項２ に記載の光走査装置。
6. 【請求項６】 前記光偏向手段が前記筺体に対して瞬間
   接着剤により固定されたことを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載の光走査装置。
7. 【請求項７】 前記結像光学系を構成し、主走査方向に
   対して左右対称の光学特性を有する結像素子には、その
   対称中心の位置を示すマークが設けられていることを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
8. 【請求項８】 前記結像素子の前記対称中心の位置を示
   す前記マークに対応するマークが、前記筐体と一体に設
   けられていることを特徴とする請求項７に記載の光走査
   装置。
9. 【請求項９】 光ビームを出射する光ビーム出射手段
   と、 該光ビームを偏向するために正弦的に揺動する偏向部を
   備え、前記偏向部が揺動することにより偏向作用を受け
   た光ビームにより被走査媒体を走査する光偏向手段と、 前記光ビームを被走査媒体上に結像させるための結像光
   学系とを備え、 前記結像光学系は主走査方向に関して左右対称な光学特
   性を持ち、 前記光偏向手段により実効的な画像情報に対応する範囲
   を走査する前記光ビームの走査方向の振れ角の中心線
   と、前記結像光学系の対称中心とが一致するように、前
   記光偏向手段または前記結像光学系の少なくとも一方の
   位置調整を行うための調整手段を備えた光走査装置の調
   整方法であって、 前記結像光学系の前記対称中心の位置に光電変換素子を
   配置し、 前記光ビーム出射手段より出射された光ビームを前記光
   偏向手段により偏向させて前記光電変換素子に入射させ
   た際に、前記光偏向手段を駆動するための電力の時間微
   分が最大となる時点と、前記光電変換素子からの信号が
   最大となる時点とを一致させるように前記調整手段で前
   記光偏向手段または前記結像光学系の少なくとも一方の
   位置調整を行うことを特徴とする光走査装置の調整方
   法。