JPH01195405A - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）産業上の利用分野 本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンター等の画像
形成装置に最適な光ビーム偏向器に関し、特に偏向され
たレーザービームによって感光体への書込みを行うのに
適した光ビーム偏向器に関する。

（２）従来の技術 ファクシミｌハ複写機、プリンター等の画像形成装置と
して、レーザービームによる感光体への言込みが行われ
るようになってきている。このような画像形成装置にお
いては、半導体レーザー、コリメーターレンズ、倒れ角
補正レンズ、単レンズ、光偏向器等の多数の光学部品が
使用される。

このような光学部品のうち、レーザービームを偏向する
光偏向器には、従来より、回転多面鏡やミラー振動子等
が用いられていたが、近時においては小型化、低騒音化
、低価格化等の要請から、幾多の課題を解決しながらミ
ラー振動子が多用されるようになってきている。

従来の画像形成装置においては、多数の光学部品は、画
像形成装置のシャーシ等の本体に個別に取り付けられる
のが一般的であった。

（３）発明が解決しようとする課題 光学部品が画像形成装置のシャーシ等に個別に取り付け
られるために、製造時には光軸の位置出しが困難となる
不都合がある。また、使用時においては、振動や衝撃に
よって各部品がブレで性能を悪化したり、更にはメンテ
ナンスの際には各部品毎に取付や調整が必要となり時間
や費用がかさむという問題点があった。

（４）課題を解決するための手段 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、製造時に
おける光軸の位置出しやメンテナンスの際の光学部品の
取付や調整が容易に行え、更に、使用時における撮動や
衝撃によって各部品が個別にブレで性能を悪化すること
がないようにすることを目的とし、この目的を達成する
ために、光ビームを出射する半導体レーザーと、半導体
レーザーが出射した光ビームを均一径に変換するコリメ
ーターレンズと、コリメーターレンズを通過した光ビー
ムを感光体に照射する光ビーム偏向器とを有し、ミラー
を回転振動することで光ビームを偏向するミラー振動子
によって光ビーム偏向器を構成すると共に、光ビーム偏
向器と少なくとも書込み光学系の光学部品の１つを１枚
の基板上に載置するように構成されている。

（５）実施例 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明による光ビーム走査装置の一実施例を
示す平面図である。

第１図において、書込み光学系として、半導体レーザー
１４から出射されたレーザービームは、コリメーターレ
ンズ１５でビーム形状の補正が行われた後に、シリンド
リカルレンズ１６および反射ミラー１７等の光学部品を
介して光ビーム偏向器１３の反射ミラー４に照射される
。反射ミラー４は、第３図で説明するようにしてレーザ
ービームの偏向を行う。反射ミラー４で偏向されたレー
ザービームは、走査用レンズ１８およびシリンドリカル
レンズ１９を介して感光体ドラム２０に照射される。

シリンドリカルレンズ１６およびシリンドリカルレンズ
１９は、反射ミラー４に上下方向のあおりがある場合に
、そのあおりを補正するために使用されているが、あお
りが小さいときには省略することができる。また、走査
用レンズ１８は、レーザービームを等速走査して感光体
ドラム２００表面の正しい位置に結像させる目的で使用
されている。

この走査用レンズ１８の代わりに、第１図に示した駆動
コイル５に供給する駆動電流の波形を制御するようにし
て、走査用レンズ１８を省略することもできる。

なお、第１図におけるインデックスセンサー２１および
反射ミラー２２は、反射ミラー４で偏向されたレーザー
ビームが反射ミラー２２で反射されてインデックスセン
サー２１に照射されたことを検出して、走査閏始や走査
終了のタイミングを検出するようにしている。

第１図に示した半導体レーザー１４、コリメーターレン
ズ１５、シリンドリカルレンズ１６、反射ミラー１７、
光ビーム偏向器１３は、第２図に側面図で示すようにし
てユニット基板２５上に載置されている。ユニット基板
２５は、１枚の金属板等によって構成され、載置する光
学部品の精度に応じた平面加工が施されている。そこで
、半導体レーザー１４、コリメーターレンズ１５、シリ
ンドリカルレンズ１６、反射ミラー１７、光ビーム偏向
器１３は、このユニット基板２５の平面を基準にして取
り付けＩ！！！！が行われる。これらの光学部品の取り
付は後にユニット基板２５は、画像形成装置のシャーシ
２７に防振材２６を介して取り付けられる。

このように１枚の金属板等によって構成されるユニット
基板２５を基準にして、光学部品を載置することで、製
造時における光軸の位置出しが容易となる。また、メン
テナンスの際にはユニット基板２５を交換することで取
付や調整を容易に行うことができる。更に、防振材２６
を介して画像形成装置のシャーシ２７にユニット基板２
５を取り付けることで、使用時における撮動や衝撃によ
って各部品が個別にブレで性能を悪化することがないよ
うにできる。

ユニット基板２５上に載置される光学部品のうち、光ビ
ーム偏向器１３は第３図に示すように構成される。

第３図において、ミラー振動子ｌは、断面がほぼ馬蹄形
の固定部材２の中央部において、Ｌ字状部材３に載置す
るようにして設置されている。馬蹄形の固定部材２は、
図外の円筒状ケーシングによって覆われ、トナー等の塵
埃や周辺の空気流の乱れによって、ミラー振動子ｌが悪
影響を受けないようにしている。

ミラー振動子１は、反射ミラー４、駆動コイル５、リガ
メント６、フレーム部７によって構成され、互いに連結
された反射ミラー４および駆動コイル５が、リガメント
６によフてフレーム部７に固定されている０反射ミラー
４、駆動コイル５、リガメント６、フレーム部７は、水
晶基板等の一枚の絶縁基板（厚さは０．１ｍｍ〜０．５
ｍｍ程度）をフォトリソグラフィーやエツチング等の手
法で加工することによって、一体に構成され、更に、こ
の絶縁基板上に、再度フォトリソグラフィーやエツチン
グ等の加工技術を用いて、反射ミラー４の反射面や駆動
コイル５のコイルパターンが形成されている。

フレーム部７は、その下側水平部がＬ字状部材３に載置
されると共に、左側垂直部がブロック部材８に貼着され
、ブロック部材８が更にＬ字状部材３の垂直部に貼着さ
れることによってＬ字状部材３に固定されている。

このミラー振動子ｌは、固定部材２の内周面に設けられ
た励磁用永久磁石ｌＯおよび励磁用永久磁石１１によっ
て形成される直流磁界中に置かれる。駆動コイル５に外
部から駆動電流が供給されると、駆動コイル５にリガメ
ント６を中心とするねじりトルクが発生し、連結されて
いる反射ミラー４が往復回動する。この反射ミラー４の
往復回動の周期は、駆動コイル５に供給される駆動電流
の周波数によって定まり、また振れ角は駆動電流の振幅
によって定まる。そこでレーザービームを第３図の右下
側から反射ミラー４に照射することで、第１図で説明し
たようにしてレーザービームの偏向が行われる。

ミラー振動子１を固定するＬ字状部材３は、これもＬ字
状に形成された防振材１２に貼着されている。防振材１
２は、その水平部がブロック部材８を介して固定部材２
に接着されると共に、垂直部が固定部材２に直接接着さ
れいる。

このように、ミラー振動子ｌは、Ｌ字状部材３と固定部
材２とで固定されていることから、１枚の共通するユニ
ット基板２５上に半導体レーザー１４、コリメーターレ
ンズ１５、シリンドリカルレンズ１６、反射ミラー１７
等と共に載置することから、製造時における光軸の位置
出しが容易となる。また、メンテナンスの際にはユニッ
ト基板２５を交換することで取付や調整を容易に行うこ
とができる。更に、防振材２６を介して画像形成装置の
シャーシ２７にユニット基板２５を取り付けることで、
使用時における振動や衝撃によって各部品が個別にブレ
で性能を悪化することがないようにできる。

第４図は、本発明による光ビーム走査装置の他の実施例
を示す平面図である。

第４図は、半導体レーザーを用いた光ビーム走査装置に
本発明を適用した例を示しており、半導体レーザー１４
を出たレーザービームが集光レンズ２４によって集光さ
れた後に光ビーム偏向器１３に照射される形式のもので
、ポストオブジェクトタイプと呼ばれている。ポストオ
ブジェクトタイプの光ビーム走査装置は、レーザービー
ムが偏向される前に集光されるので、集光レンズ２４は
光軸上の特性だけが問題となり、安価なレンズで構成で
きる特徴がある。

第４図において、半導体レーザー１４は駆動回路１４か
ら供給される色分解データ（例えば２値データ）に対応
した駆動信号にもとづいて変調されたレーザービームを
出射する。半導体レーザー１４から出射されたレーザー
ビームは、コリメータレンズ１５および集光レンズ２４
を介して光ビーム偏向器１３に照射される。

光ビーム偏向器１３で偏向されたレーザービームは、感
光体ドラム２０に照射され、感光体ドラム２０の周面を
一定速度で矢印ａ方向に走査される。走査によって感光
体ドラム２０上には色分解データに対応した露光像が得
られる。

露光後は、現像器（カラーの場合は複数個の現像器）か
ら供給されるトナーで静電潜像が行われ、その後に定着
処理されることによって記録紙上に画像が形成される。

なお、フォトセンサー２１は、反射ミラー２２で反射さ
れたレーザービームを受は取ることにより、レーザービ
ームの走査開始を示すインデックス信号を作成している
。このインデックス信号を基準にして１ラインの画像デ
ータの書込みが行われる。

この第４図に示した半導体レーザー１４、コリメーター
レンズ１５、集光レンズ２４、倒れ角補正レンズ２４ａ
、光ビーム偏向器１３は、機内モーター、或は駆動系（
図示せず）よりの振動の影響を最も受は易い光ビーム偏
向器１３と書込み光学系の光学部品としての集光レンズ
２４（及び／又は倒れ角補正レンズ２４ａ）を少なくと
も一体としてユニット基板２５上に載置させるか、又は
更に半導体レーザー１４及びコリメーターレンズ１５を
一体化したものを、第５図に側面図で示すようにしてユ
ニット基板２５上に載置して、光ビーム偏光器１３と少
なくとも光学部品２４及び／又は２４ａとの一体化ユニ
ットを事前に治具上にて調整しておき、装置本体に組立
後に半導体レーザー１４とコリメーターレンズ１５との
ユニットの光詰合わせを行うか、又は前記ユニットと後
者ユニットを事前に治具上にて調整セットしておき、装
置本体に組込む事により、取付後の個々の調整が不要と
なる丈でなく、又サービスメンテ上交換、調整等に際し
ても非常に簡便な作業にて行う事が出来、光ビーム偏光
器１３の破損等の懸念もなく作業性の良いものとなり、
このユニット基板２５の取り付は調整が行われるのみで
良い。ユニット基板２５は、画像形成装置のシャーシ２
７に防振材２６を介して取り付けられる。

このように構成することで、第１図に示した実施例と同
様の効果を得ることができる。

即ち、本実施例では、第５図に示すように防振材２６を
凸状に形成し、その突出部にユニット基［２５の貫通孔
を挿通し、その上から防振材２６ａと防振材２６とでユ
ニット基板２５を挟むようにしてビス２９で固定してい
る。

防振材２６を使用することで、ビス２９を介してシャー
シ２７からの拓勤や衝撃がユニット基板２５に伝わるの
を防止している。

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明の技術
的思想によれば、種々の変形が可能である。例えば、実
施例では半導体レーザー１４とコリメーターレンズ１５
とは別体のものとして説明したが、これらをユニット化
することで製造時における光軸の位置出しやメンテナン
スの際の光学部品の取付や調整を更に容易にすることも
できる。

（６）発明の効果 以上で説明したように、本発明は、光ビームを出射する
半導体レーザーと、半導体レーザーが出射した光ビーム
を均一径に変換するコリメーターレンズと、コリメータ
ーレンズを通過した光ビームを感光体に照射する光ビー
ム偏向器とを有し、ミラーを回転振動することで光ビー
ムを偏向するミラー振動子によって光ビーム偏向器を構
成すると共に、光ビーム偏向器と少なくとも書込み光学
系の光学部品の１つを１枚の基板上に載置するように構
成されている。

この構成により、１枚の基板を基準にして光学部品を載
置することで、製造時における光軸の位置出しが容易と
なる。また、メンテナンスの際には基板ごと交換するこ
とで取付や調整を容易に行うことができるようになる。

更に、使用時においても、振動や衝撃によって各部品が
個別にブレることによる性能を悪、化を防止することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光ビーム走査装置の一実施例を
示す平面図、 第２図は、本発明による光ビーム走査装置の一実施例を
示す側面図、 第３図は、第１図に示す光ビーム偏向器を示す斜視図、 第４図は、本発明による光ビーム走査装置の他の実施例
を示す平面図、 第５図は、本発明による光ビーム走査装置の他の実施例
を示す側面図、 である。 １３　・・・・光ビーム偏向器 １４・・・・半導体レーザー １５　・・・・コリメーターレンズ １６　・・・・シリンドリカルレンズ １７・・φ・反射ミラー １８　・・・・走査用レンズ １９・・・・シリンドリカルレンズ ２０・・・・感光体ドラム ２１　・・・・インデックスセンサー ２２・・・・反射ミラー ２４　・・・・集光レンズ ２５　争・争・ユニット基板 ２６・・・・防振材 ２７　壷・・φシャーシ ２８　・・・・駆動回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザー光源としての半導体レーザー発振器、コ
   リメーターレンズ、倒れ角補正レンズ、単レンズ等の光
   学部品並びにレーザー光を偏光する偏光器を含む書込み
   装置を有する光ビーム走査装置において、前記偏光器に
   は反射ミラー、駆動コイル、リガメント等が同一の絶縁
   基板によって形成された振動子を用い、該偏光器と少な
   くとも上記光学部品の１つを一体的なユニット上に構成
   した事をことを特徴とする光ビーム走査装置。
2. （２）前記半導体レーザー発振器並びにコリメーターレ
   ンズを一体的なものとなしたものを更に前記ユニットに
   一体的に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光ビーム走査装置。