JP3507089B2 - 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、光ビームプリンタ等の
記録装置に用いられる光走査装置に関するもので、特に
回転する光学素子の取付構造に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、レーザプリンタの光偏向器に使用
されるポリゴンミラーとしては、アルミニウム等からな
る四角柱、五角柱、六角柱、八角柱等の重心が回転中心
と一致する形状を有するものが用いられている。この角
柱形状のポリゴンミラーにおいては、側面数が多いほど
ポリゴンミラーを回転させる回転装置の回転数は小さく
てすみ、また回転数を上げれば必然的に印字速度も上が
る。しかしながら、側面数が多いほど偏向角も狭く、ま
た加工個所も多くなるため、面数は偏向角度、コストと
走査速度の兼ね合いで適宜決定される。 【０００３】このようなレーザプリンタ用のポリゴンミ
ラーは、図４に示すようにポリゴンミラー２０の穴部２
０ａに駆動モータ５の回転軸５ａを嵌合し、Ｃ型止め輪
２１等を用いて固定することによって回転軸に固着され
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなレ
ーザプリンタのポリゴンミラーは光源部から照射される
光ビームを回転により偏向させるだけで、通常光ビーム
の収差補正や光ビームを像面で結像させるといった機能
を持つことはできない。また、ポリゴンミラーが光ビー
ムの入射方向に対して傾く（いわゆる面倒れ）と、光ビ
ームの走査位置にばらつきが生じ走査不良を生じてしま
う。この倒れをなくす精度でポリゴンミラーを設けるこ
とは実際上不可能であり、走査不良を防止するためには
高価な倒れ補正の光学系を設ける必要がある。 【０００５】このような問題を解決するために、本出願
人が先に特願平４−１６６０４２で提案した回転軸とと
もに回転する反射面と所定の収差補正を行うごとく形状
を定められた入射面と出射面とからなる光学素子（以下
回転レンズ鏡と記す）を用いることにより、光ビームを
偏向するポリゴンミラーと、収差を補正するレンズの２
つの部材の機能を一つの部材でさせることができる。さ
らに、回転レンズ鏡では偏向面が１面であるため高価な
面倒れ補正光学系を設ける必要がない。このため、回転
レンズ鏡を用いることにより部品点数が少なく極めて小
型低価格な光走査装置を構成することができる。 【０００６】ところで、回転レンズ鏡を用いた走査光学
系の場合、収差等の光学特性を像面の中心に対して左右
対称にし回転レンズ鏡の収差補正機能を充分に発揮させ
るためには、回転レンズ鏡の反射面４ａに回転軸線が含
まれるように回転レンズ鏡を駆動モータの回転軸に取り
付ける必要があり、その取付精度は像面での結像性能等
に影響するため、回転レンズ鏡は回転軸に対して高精度
に取り付ける必要がある。また、一般に回転レンズ鏡の
ような透過型の光学素子では直接回転軸と固定するため
の穴部等を設けることは、形状が複雑となり光学性能の
劣化や極端な価格の上昇を招くため困難であり、ポリゴ
ンミラーのように回転中心に穴部を設け直接回転軸と嵌
合することができない。さらに、回転レンズ鏡は反射面
が回転軸線を含むように配置されるため、回転レンズ鏡
の重心を回転中心と一致させるのは不可能である。回転
部の重心が回転中心から大きくずれる場合、回転部が振
動し、光走査の品質を低下させたり駆動モータの寿命を
縮めてしまうため、回転レンズ鏡取付部全体の重心が回
転中心と一致するように回転レンズ鏡以外の部材の形状
を定める必要がある。 【０００７】そこで、本発明は特願平４−１６６０４２
に更なる改良を加えたもので、回転レンズ鏡の形状を複
雑にして光学性能を劣化させることなく、回転レンズ鏡
取付部全体の重心を回転中心と一致させながら、回転レ
ンズ鏡を回転軸に対して高精度に位置決めして固定する
ことにより、小型低価格で高精度な光走査装置を提供す
ることを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明の光走査装置は、回転軸と、前記回転軸を回
転させる回転装置と、前記回転軸に取り付けられた取付
部材と、各々が互いに独立した面として形成された、反
射面と、入射面と、出射面とが一体に形成された光学素
子を１つ備えてなり、前記光学素子を回転させることに
よって光ビームを偏向走査する光走査装置において、前
記入射面と前記出射面は所定の収差補正を行うごとく定
められた面形状をなし、前記反射面は平面であり、かつ
平面である前記反射面内に前記光学素子の回転中心軸が
含まれるように前記光学素子を前記取付部材に位置決め
固定し、前記取付部材は、前記取付部材と前記光学素子
を組み合わせた重心と回転中心が一致するごとく定めら
れた形状であることを特徴とする。 【０００９】また、前記光走査装置は、前記取付部材
が、前記取付部材と前記光学素子を組み合わせた重心と
回転中心が一致するごとく定められた形状であることを
特徴とする。 【００１０】 【作用】本発明における部材は、回転レンズ鏡の形状を
複雑にして光学性能を劣化させることなく、回転レンズ
鏡取付部全体の重心を回転中心と一致させながら、回転
レンズ鏡を回転軸に対して高精度に固定せしめる。 【００１１】 【実施例】以下実施例に従って本発明の光走査装置につ
いて詳しく説明する。 【００１２】（実施例１）図１は本発明の一実施例を示
す光走査装置の平面図である。１は半導体レーザパッケ
ージであり、コリメータレンズケース２に取り付けられ
ている。コリメータケース２は内部にコリメータレンズ
が収納されており、光学箱３の側面に取り付けられてい
る。４は反射面４ａ、凹球面４ｂ、凸球面４ｃから成る
回転レンズ鏡で、球面４ｂ，４ｃは所定の収差を補正す
るような曲率で構成されている。回転レンズ鏡の材質し
てはガラス、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）や
ＰＣ（ポリカーボネイト）などの樹脂等の透明な部材が
用いられており、回転装置である駆動モータ５に取り付
けられて矢印Ａの方向に回転する。６は球面レンズ凸レ
ンズであり、光学箱３に取り付けられている。７は光ビ
ーム信号の同期信号を得るための光ビームを折り返すた
めの平面鏡であり、７で折り返された光ビームは受光素
子８に入射する。受光素子８は光ビームを電気信号へ変
換し、光ビーム信号の同期信号を出力する。 【００１３】半導体レーザパッケージ１から記録信号に
より変調されて出射した光ビームはコリメータレンズに
より平行光となり、回転レンズ鏡４の回転中心めがけて
回転レンズ鏡の凹球面４ｂに入射する。回転レンズ鏡４
に入射した光ビームは反射面４ａにより偏向され、凸球
面４ｃから出射する。さらに、光ビームはレンズ６を経
て像面である感光体等の受光材料９上で結像し、矢印Ｂ
の方向に受光材料上を走査して所望の画像を記録する。 【００１４】次に本発明の特徴をなすところの回転レン
ズ鏡の取付構造について説明する。 【００１５】図２（ａ）は図１の光走査装置の回転レン
ズ鏡の取付部の詳細を示した平面図、図２（ｂ）は正面
断面図であって、取付部は回転レンズ鏡４、取付部材１
０、駆動モータ５の回転軸５ａ等から成る。図に示すよ
うに回転レンズ鏡４には、反射面４ａと直角な平面４ｄ
が設けてあり、この平面４ｄと反射面４ａを用いて回転
レンズ鏡は回転軸に対して直角方向に位置決めされる。
回転レンズ鏡４の取付と位置決めを行う取付部材１０
は、アルミニウム等の金属、あるいはＰＰＳ（ポリフェ
ニレンサルファイド）等の樹脂からなる。図２（ｂ）に
示すように取付部材１０の上部は回転軸に対して直角な
平面で段付きとなっており、図２（ａ）に示すように段
付き部は互いに直角で回転軸５ａに対して平行な平面１
０ａ、１０ｂを形成している。回転レンズ鏡４はこの段
付き部に回転レンズ鏡の反射面４ａが取付部材１０の平
面１０ａに、平面４ｄが平面１０ｂに密着するように接
着材等で固着されている。取付部材１０の低面には中心
線が面１０ａに含まれるような穴１０ｃが開いており、
駆動モータ５の回転軸５ａと嵌合されている。駆動モー
タ５は回転軸５ａを駆動することにより、取付部材１
０、回転レンズ鏡４が共に回転し光ビームを走査する。 【００１６】取付部材１０の回転中心を挟んで回転レン
ズ鏡が取り付けられる側と反対側の段付き部の形状は、
取付部材１０と回転レンズ鏡を組み合わせた重心が回転
中心と一致するに定められている。なお、この場合の取
付部材とは、接着材、弾性部材、駆動モータの回転軸
等、回転レンズ鏡と共に回転する部材で回転レンズ鏡以
外の部材を示し、回転レンズ鏡取付部全体の重心を回転
中心と一致させ、回転軸の振動等による走査不良を防止
している。 【００１７】このように取付部材１０を設けることによ
り回転レンズ鏡４の反射面４ａが回転軸線に含まれるよ
うに回転レンズ鏡を回転軸に対して高精度に位置決めし
固定することができ、取付部材１０の形状を変化させる
ことにより回転レンズ取付部全体の重心を回転中心と一
致させ走査不良を防止することがきる。さらに、回転レ
ンズ鏡４の位置決めは平面４ａ、４ｄで行われるため、
回転レンズ鏡を回転軸５ａと嵌合する穴部等を有する複
雑な形状にする必要がなく、光学性能が良い回転レンズ
鏡を用いて小型低価格で高精度な光走査装置を構成する
ことができる。 【００１８】（実施例２）図３は本発明の別の実施例を
示す平面図および正面断面図であって回転レンズ鏡の取
付部は回転レンズ鏡４、取付部材１０、駆動モータの回
転軸５ａ等から成る。図に示すように駆動モータ５の回
転軸５ａは、軸の先端部が回転軸線を含み回転軸と平行
な面５ｂで削られた半月形状となっている。また、取付
部材１０の上面隅には、突起部１０ｄがあり、回転軸５
ａの面５ｂを含む平面に含まれる面１０ｅおよび面１０
ｅに直角で回転軸と平行な面１０ｆを形成している。回
転レンズ鏡４は、反射面４ａが回転軸５ａの面５ｂと突
起部１０ｄの面１０ｅに、面４ｄが突起部の面１０ｆに
密着して位置決めされ、取付部材１０に取り付けられた
弾性部材１１および１２により回転軸５ａの面５ｂと突
起部１０ｄの面１０ｅ、１０ｆに押しつけられて固定さ
れている。このような構成とすることにより回転レンズ
鏡４は駆動モータ５の回転軸５ａに直接接して位置決め
されているため、取付部材１０の精度に依らず回転軸に
対して高精度に回転レンズ鏡を位置決めし取り付けるこ
とが可能である。しかも、取付部材１０を有するために
回転レンズ鏡４を回転軸５ａに対して確実に固定するこ
とができる。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学素子の形状を複雑にして光学性能を劣化させることな
く、光学素子を取り付ける取付部材の全体の重心を回転
中心と一致させながら光学素子を回転軸に対して高精度
に位置決めして固定することができ、高価な面倒れ補正
光学系を必要としない小型低価格で高精度な光走査装置
を構成することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一実施例を示す平面図。 【図２】 本発明の一実施例を示す回転レンズ取付部の
平面図および正面断面図。 【図３】 本発明の別の実施例を示す回転レンズ取付部
の平面図および正面断面図。 【図４】 従来のポリゴンミラーの取付構造を概略的に
示す部分断面図。 【符号の説明】 １ 半導体レーザパッケージ ２ コリメータレンズケース ３ 光学箱 ４ 回転レンズ鏡 ５ 駆動モータ ６ 凸レンズ ７ 折り返しミラー ８ 受光素子 ９ 像面 １０ 取付部材 １１、１２ 弾性部材 ２０ ポリゴンミラー ２１ Ｃ型止め輪

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−113409（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−257119（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−199019（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−109719（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 回転軸と、前記回転軸を回転させる回転
   装置と、前記回転軸に取り付けられた取付部材と、各々
   が互いに独立した面として形成された、反射面と、入射
   面と、出射面とが一体に形成された光学素子を１つ備え
   てなり、前記光学素子を回転させることによって光ビー
   ムを偏向走査する光走査装置において、 前記入射面と前記出射面は所定の収差補正を行うごとく
   定められた面形状をなし、前記反射面は平面であり、か
   つ平面である前記反射面内に前記光学素子の回転中心軸
   が含まれるように前記光学素子を前記取付部材に位置決
   め固定し、前記取付部材は、前記取付部材と前記光学素
   子を組み合わせた重心と回転中心が一致するごとく定め
   られた形状であることを特徴とする光走査装置。