JPH03160411A - レーザ光走査装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばレーザビームプリンタに用いられるレ
ーザ光走査装置に関する。

［従来の技術］ レーザビームプリンタには、レーザ光出力素子から出射
されたレーザ光をポリゴンミラーで反射させて感光体上
に走査する方式のレーザ光走査装置が採用されている。

従来のレーザ光走査装置の一例は第８図から第１１図に
示されている。同図中ａは回路基板ｂ１；取付けられた
レーザ光出力素子である。Ｃはコリメータ、ｄは平凸レ
ンズ、ｅは第１ミラーで、これらは記載順に上記素子ａ
の光軸上に配設されている。コリメータＣの先端面には
アパーチャ板ｆが取付けられており、これはスリットｇ
を有している。また、平凸レンズｄはその光入射面側に
重ねられる押さえ板ばねｈにより固定されている（第１
１図参照）。板ばねｈはレーザ光の通過を許すための凹
欠部ｉを有しているとともに、第１１図中ｊは止めねじ
である。

上記各光学部品ａ，ｃ”−ｅは後述するポリゴンミラー
に対する入射光学系を形成している。この光学系におい
ては、レーザ光出力素子ａから出射されたレーザ光は、
コリメータＣにより平行光とされた後に、スリットｇを
通ることにより副走査方向に偏平な長方形に成形される
。次ぎに、レーザ光は、平凸レンズｄを通過して副走査
方向に絞られて線状となり、その後に、第１ミラーｅで
ポリゴンミラーに向けて反射される。

第８図および第９図中ｋはポリゴンミラーで、これは第
１ミラーｅに対して上下方向に位置をずらせて設けられ
ており、その長方形をなす反射面には第１ミラーｅで反
射されたレーザ光が入射される。そのため、ｔＪＳ１ミ
ラーｅは第９図に示すように角度θだけ傾けられており
、それに伴ってポリゴンミラーｋの反射面に垂直な平面
に対して角度θをもってレーザ光が入射されるようにな
っている。また、第８図中１は第２ミラー、ｍは第３ミ
ラー　ｎは補正レンズであり、これらはポリゴンミラー
ｋからの出射光学系を形成していて、感光体Ｏにレーザ
光を導くようになっている。

つまり、ポリゴンミラーｋで反射されたレーザ光は、第
２ミラー１で反射された後に、第３ミラーｍで反射され
て補正レンズｎに入射される。

そして、レーザ光は補正レンズｎを通って主走査方向に
縮められ、スポット光となって、感光体０の感光面に結
像される。

したがって、ポリゴンミラーｋをモータで回転させるこ
とにより、上記入射光学系を通って入射されるレーザ光
に対してポリゴンミラーｋの反射面の位置が変えられ、
各反射面ごとに感光体０に対するレーザ光の走査が繰り
返される。

なお、第８図中ｐは検出用ミラー　ｑはフォトダイオー
ドで、これらは印字の書き始め位置を検出するために設
けられている。

ところで、レーザ光走査装置においては、スポット光と
なったレーザ光が正確に感光体０の感光面上でピントを
結ばなければならない。その上、第１ミラーｅとポリゴ
ンミラーｋとが上下にずれて設けられていることにより
、上記スリットｇが水平の場合には、第１２図に示すよ
うにポリゴンミラーｋの各反射面ｋｎに対する入射光学
系によるレーザ光の投影像ｒが、上記反射面ｋｎの長辺
Ｓに対して平行にならず傾く。そのため、第１３図のよ
うにポリゴンミラーｋの各反射面ｋｎに対する入射光学
系によるレーザ光の投影像『が、上記反射面ｋｎの長辺
Ｓと平行となるようにしなければならない。

以上のようなピント調整と、投影像『の調整とを可能に
するために、従来の走査装置では、第１０図に示すよう
にコリメータＣを、ｍ筒押えｔのガイド穴Ｕに対して移
動可能に挿入して、鏡筒押えｔを装置本体（図示しない
）に固定しているとともに、コリメータＣの鏡筒に、周
方向に連続する環状の調整溝Ｘと、調整孔ｙとを設けて
いる。

このような従来の構成での各調整作業は、ビームスキャ
ニング装置により感光体０の感光面上にスポットされた
レーザ光のビーム径を測定するとともに、オシロスフー
ブで波形を見ながら実施される。そして、ピント調整は
、調整溝Ｘに工具の先端を挿入して、フリメータＣ全体
をその軸方向に移動させることにより実施される。また
、投影像『の調整は、２！１孔ｙに工具の先端を挿入し
て、コリメータＣ全体を周方向に回動させることにより
実施される。

［発明が解決しようとする課！ｒｌ］ 上記ピント調整と、投影像の調整とは、いずれも微調整
であるとともに、これらのａ整をコリメータＣの軸方向
移動および周方向の回動操作で行っているから、一方の
調整が他方に影響する。そのため、以上の調整操作を複
数回繰り返すことを余儀なくされることが多い。したが
って、従来においては調整作業が面倒であるという問題
があった。

本発明の目的は、調整作業を容易化できるレーザ光走査
装置を得ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のレーザ光走査装置
においては、ポリゴンミラーの長方形をなす各反射面に
対し、コリメータにより平行光とされたレーザ光をアパ
ーチャ板のスリットを通って偏平な長方形に整形された
レーザ光の投影像が上記反射面の長辺と平行となるよう
に、上記スリットを予め角度を持たせて上記アパーチャ
板に形成する。これとともに、上記コリメータから離れ
た位置に位置決め部を設け、この位置決め部で上記アパ
ーチャ板を位置規制して、上記コリメータと上記スリッ
トを通ったレーザ光を副走査方向に絞る平凸レンズとの
間に、上記アパーチャ板を配設したものである。

また、部品点数を削減しつつ上記目的を達成するために
、上記アパーチャ板を、上記平凸レンズの光入射面側に
重なって設けられ、上記平凸レンズを固定する押さえ板
ばねで形戊するとよい。

［作用］ 請求項１のレーザ光走査装置では、アパーチャ板はコリ
メータから平凸レンズ側に離れて、このコリメータと平
凸レンズとの間に配設されている。

そして、このアパーチャ板は、位置決め部で位置規制さ
れて設けられるとともに、この板には予め角度を持って
スリットが形成されている。この角度は、ポリゴンミラ
ーに対して上下方向に位置をずらせて設けられたミラー
から上記ポリゴンミラーへのレーザ光の入射角度に対応
している。そのため、スリットを通ってから平凸レンズ
およびミラーを経由してポリゴンミラーの反射面に投影
されるレーザ光の投影像は、上記反射面の長辺と平行と
なるから、投影像の調整を不要とできる。したがって、
コリメータについては、それを軸方向に移動させるピン
ト調整を実施すればよいとともに、その調整が上記投影
像の向きに影響することがない。

また、請求項２のレーザ光走査装置では、平凸レンズを
固定する押さえ板ばねをアパーチャ板として利用したか
ら、格別にアパーチャ板を設ける必要がなく、部品点数
を削減できる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図から第６図を参照して
説明する。

第１．２．４図中１は上面開放部が蓋２で覆われた装置
本体で、これはレーザビームプリンタの一部に装着され
ている。装置本体１の一端壁１ａの外部には配線基板３
が配置され、この基板３には第１図に示すようにレーザ
光出力素子としてのレーザダイオード４が取付けられて
いる。

なお、５はスペーサ６を介して配線基板３にねじ止めさ
れた放熱箱で、これはレーザダイオード４を収納してい
るとともに、伝熱板７を介してレーザダイオード４に接
続されている。それにより、レーザダイオード４の温度
上昇を抑制して、その出力特性の変化を少なくするよう
になっている。

配線基板３にはレーザダイオード４の周辺回路部品、つ
まりレーザダイオード４のゲイン調整用その他の制御用
回路部品など（図示しない）が取付けられている。

装置本体１の上記一端壁１ａには、印字の書き始め位置
を検出するための光検知素子としてのフォトダイオード
８が取付けられている。このダイオード８は第３図に示
すように、装置本体１のー端壁１ａに形或された取付け
溝９に嵌合して設けられ、その受光面は装置本体１内に
臨んでいる。

装置本体１内には第１．２図に示すようにモータ１０が
配設され、このモータ１０の回転軸にはポリゴンミラ−
１１が取付けられている。このミラー１１は例えば平た
い六角形状をなすもので、六つの各面は夫々反射面１１
ａをなしている。

装置本体１内には、ポリゴンミラ−１１に対する入射光
学系をなす複数の光学部材、つまり、コリメータ１２、
アパーチャ板１３、平凸レンズ１４、および第１ミラー
１５が、この記載順に上記レーザ光出力素子４から出射
されたレーザ光の光軸上に夫々配設されている。

第１図に示すように上記一側壁１ａにはこれを貫通して
鏡筒押さえ１６が取付けられており、その中央部のガイ
ド穴１７にはコリメータ１２が軸方向に沿って移動可能
に挿入されている。コリメータ１２は、円筒状の鏡筒内
にレンズを収納してなるものであり、鏡筒の先端部には
周方向に連続する環状の調整溝１８が形成されている。

この溝１８には図示しない調整工具の先端部が挿入され
て、この工具を介してコリメータ１２を軸方向に移動さ
せることができ、それによってレーザ光のピント調整が
できるようになっている。

アパーチャ板１３は、コリメータ１２から平凸レンズ１
４側に離れて、これらコリメータ１２と平凸レンズ１４
との間に設けられている。このアパーチャ板１３は本実
施例の場合平凸レンズ１４の光入射面側などに重なって
、このレンズ１４を装置本体１に固定する押さえ板ばね
で形或されている。

すなわち、第５図に示すように板ばねからなるアパーチ
ャ板１３は、平凸レンズ１４の光入１・１面側を覆う遮
光部１３ａの一端に、平凸レンズ１４の上面（ただし、
第５図において）に重なる一対の押さえ片１３ｂを折り
曲げるとともに、他端に水平状の取付け部１３ｃを直角
に折り曲げて形成されている。これとともに、遮光部１
３ａに水玉「面に対して予め角度θをもって傾けられた
スリット１９を設けて、アパーチャ板１３は形威されて
いる。

スリット１３の角度θは、ポリゴンミラ−１１と第１ミ
ラー１５とが上下方向にずれて設けられている関係で、
第１ミラー１５からポリゴンミラー１１に入射されるレ
ーザ光の入射角度（第９図中のθと同じ）に対応して定
められている。上記入射角度とスリット１３の角度θと
は等しく、水平面またはポリゴンミラ−１１の反射面に
垂直な平面に対して３〜４゜に定められている。もちろ
ん、この角度θは、上記入射光学系の光学設計によって
異なるものであることは言うまでもない。

アパーチャ板１３は装置本体１に対して次のようにして
取り付けられている。つまり、装置本体１には第４図に
示すようにフリメータ１２から平凸レンズ１４側に離れ
た位置において位置決め部２０が設けられている。位置
決め部２ｏは、本実施例の場合上記取付け部１３ｃが丁
度嵌合する凹部で形成され、この凹部を形取る段部に取
付け部１３ｃの各縁が係合されるようになっている。そ
して、取付け部１３ｃを位置決め部２ｏに嵌合させた状
態（したがって、アパーチャ板１３は所定の位置に位置
規制される。）で、この取付け部１３ｃを通って装置本
体１のねじ穴２１に止めねじ２２を螺合することにより
、アパーチャ板１３は装置本体１に取付けられている。

平凸レンズ（シルンドリ力ルレンズ）１４は装置本体１
に設けたレンズ受け部２３（第４図参照）に載置されて
、上記アパーチャ板１３を介して固定されている。また
、上記ＩＪＩミラー１５も装置本体１に設けられたミラ
ー受け部２４（第４図参照）に嵌合されて、板ばね２５
を介して取付けられている。この第１ミラー１５は第２
図に示すようにポリゴンミラ−１１に対して少し下側に
ずれて設けられている。このミラー１５は、レーザダイ
オード４から出射されたレーザ光を反射させて、ポリゴ
ンミラ−１１の反射面１１ａに入射させるために傾斜し
て設けられている。

上記第１ミラー１５を挟んでポリゴンミラ−１１と対向
する装置本体１の側壁１ｂの内面には、ポリゴンミラ−
１１からの反財レーザ光が入射する令′Ｍ４２ミラー２
６が取付けられている。装置本体１内の上記側壁１ｂと
対向する側璧１ｃの内面には、第２ミラー２６からのレ
ーザ光が入射する第３ミラー２７が取付けられている。

また、装置本体１の内部には、第３ミラー２７の下方に
位置して第３ミラー２７で反射されたレーザ光が通過す
る補正レンズ２８が設けられている。第２ミラ・−２６
、第３ミラー２７、および補正レンズ２８は、ポリゴン
ミラ−１１からの出射光学系をなしている。

装置本体１の下方には、レーザビームプリンタの一部を
なす感光体の一例である感光ドラム２つが配置されてお
り、この感光ドラム２つの表面にスポット光となったレ
ーザ光が補正レンズ２８を通って入射されるようになっ
ている。

また、装置本体１内にはポリゴンミラ−１１を間におい
て上記一端壁１ａと対向する他端壁１ｄの内面において
検出用ミラー３０が取付けられている。このミラー３０
は、第２ミラー２６およびフォトダイオード８の夫々と
対向するとともに、このミラー１９で反射されてフォト
ダイオード８に至る光路（つまり、フォトダイオード８
に対する入射光路）が、レーザダイオード４から第１ミ
ラー１５に至るレーザ光の光路と平行となるように設け
られている。

以上の構成のレーザ光走査装置の使用時には、印字情報
に基づいてレーザ光が変調されてレーザダイオード４か
ら出射される。このレーザ光は、コリメータ１２を通る
ことによって平行光とされ、次キニアパーチャ板１３の
スリット１９を通るから、副走査方向に偏平な長方形に
整形される。この後、レーザ光は平凸レンズ１４を通る
ことにより、副走査方向に絞られ線状に整形されて、第
１ミラー１５に入射するから、この第１ミラー１４で反
射されて、モータ１０によって回転されているポリゴン
ミラ−１１の反射面１１ａに入射角度θ（第９図参照）
をもって入射される。

このようなポリゴンミラ−１１の反射面１１ａに対する
レーザ光の入射光学系により、ポリゴンミラ−１１の反
射面１１ａに投影されるレーザ光の投影像は、長方形を
なす上記反射面１１ａの長片と平行となる。

その理由は、アパーチャ板１３がその取付け部１３ｃを
位置決め部２０で位置規制されて装置本体１に取付けら
れているとともに、このアパーチャ板１３に設けられた
スリット１９が、ポリゴンミラ−１１に対して下方向に
位置をずらせて設けられた第１ミラー１４からポリゴン
ミラ−１１へのレーザ光の入射角度に対応しているから
である。

そして、ポリゴンミラ−１１の反射面１１ａで反射され
たレーザ光は、第２ミラー２６で反射される。その反射
レーザ光の一部は検出用ミラー３０に入射してフォトダ
イオード８に向けて反射されて、このフォトダイオード
８に入射される。

それにより、印字の書き始め位置が検出される。

なお、この検出用の光路は第１図および第６図の実線の
矢印で示す光路で示される。

このような書き始め位置の検出後には、ポリゴンミラ−
１１の同一反射面１１ａで反射されたレーザ光（第１図
および第６図中２点鎖線で示す光路を参照）が、第２ミ
ラー２６で反射されて第３ミラー２７に入射され、ここ
で反射された後に、補正レンズ２８を通る。この補正レ
ンズ２８を通ることにより、レーザ光は主走査方向に縮
められてスポット光となる。そして、このレーザ光は感
光ドラム２つの表面に到達して象を結ぶ。それによって
、感光ドラム２９上へのレーザ光の走査が、所定の書き
始め位置から実施される。

以上のようにして、モータ１０で回転されるポリゴンミ
ラ−１１の反射面１１ａの位置を変えて、各反射面１１
ａごとに感光ドラム２９に対するレーザ光の走査が繰り
返される。

そして、以上のような構成のレーザ光走査装置において
は、．予め角度θをもって形成されたスリット１つを有
したアパーチャ板１３を、位置決め部２０で位置規制し
て装置本体１にねじ止めしたことによって、既述のよう
にポリゴンミラ−１１の反射而１１ａに投影されるレー
ザ光の投影像を、長方形をなす上記反射面１１ａの長片
と平行にできるので、このような投影像を得るに当たっ
て格別な調整作業は必要がない。

そのため、このレーザ光走査装置で得られる感光ドラム
２９の表面でのスポット光の調整をするに当たっては、
ピント調整をするだけでよい。このピント調整の手順は
、従来と同じであり、コリメータ１２が有する調整溝１
８に図示しない調整工具の先端部を挿入して、この工具
を介してコリメータ１２を軸方向に移動させればよい。

そして、この調整においてコリメータ１２が多少周方向
に回動されることがあっても、そのことは上記反射面１
１ｇでの投影像の向きに何等の影響も及ぼさない。

したがって、このレーザ光走査装置においては調整作業
を容易に行うことができるものである。

また、この実施例の構成においては、平凸レンズ１４を
固定する押さえ板ばねをアパーチャ板１３として利用し
たから、格別にアパーチャ板ｌ３を設ける必要がなく、
部品点数を削減できるという利点がある。

本発明は上記一実施例に制約されない。例えば第７図に
示すようにアパーチャ板１３は、平凸レンズ１４を固定
する押さえ板ばね３１とは別に用意して、これをコリメ
ータ１２から離してコリメータ１２と平凸レンズ１４と
の間に位置決めして固定するようにしても差支えない。

なお、この実施例のその他の構成は一実施例と同じであ
り、このような他の実施例においても本発明の所期の目
的を達成できる。

［発明の効果］ 本発明は上述の通り構成されているので、次ぎに記載す
る効果を奏する。

請求項１のレーザ光走査装置においては、ポリゴンミラ
ーの長方形をなす各反射面に対し、コリメータにより平
行光とされたレーザ光をアパーチャ板のスリットを通っ
て偏平な長方形に整形されたレーザ光の投影像が上記反
射面の長辺と平行となるように、上記スリットを予め角
度を持たせて上記アバー千ｔ板に形成するとともに、上
記コリメータから離れた位置に位置決め部を設け、この
位置決め部で上記アパーチャ板を位置規制して、上記コ
リメータと上記スリットを通ったレーザ光を副走査方向
に絞る平凸レンズとの間に、上記アパーチャ板を配設し
た構成により、ポリゴンミラーの反射面に投影されるレ
ーザ光の投影像の調整を不要とでき番、コリメータにつ
いてはこれを軸方向に移動させるピント調整を実施すれ
ばよいとともに、その調整が上記投影像の向きに影響す
ることはない。したがって、調整作業を容易化できる。

請求項２のレーザ光走査装置においては、上記アパーチ
ャ板を、上記平凸レンズの光入射面側に重なって設けら
れ、上記平凸レンズを固定する押さえ板ばねで形成した
構成により、格別にアパーチャ板を設ける必要がなくな
り、部品点数を削減しつつ、調整作業を容易化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明の一実施例を示し、第１図は
蓋を取り除いた装置を一部断面して示す平面図、第２図
は第１図中■−■線に沿う装置全体の断面図、ｊｉｌＢ
図はフォトダイオードとその取付け部分を示す斜視図、
第４図はポリゴンミラーに対する入射光学系の構造を示
す分解斜視図、第５図はアパーチャ板と平凸レンズを示
す斜視図、第６図は装置全体のレーザ光の光路を示す図
である。 第７図は本発明の他の実施例の要部の構成を示す図であ
る。 第８図から第１３図は従来例を示し、第８図は装置全体
のレーザ光の光路を示す図、第９図はポリゴンミラーに
対するレーザ光の入射状況を示す図、第１０図はコリメ
ータ回りの断面図、第１１図はアパーチャ板と平凸レン
ズを示す斜視図、第１２図はポリゴンミラーに対する正
しい投影像を示す図、第１３図はポリゴンミラーに対す
る正しくない投影像を示す図である。 ４・・・レーザダイオード（レーザ光出力素子）、１１
・・・ポリゴンミラ−　１１ａ・・・反射面、１２・・
・コリメータ、１３・・・アパーチャ板、１４・・・平
凸レンズ、１５・・・ミラー　１９・・・スリット、２
０・・・位置決め部、２９・・・感光体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光出力素子と、この素子から出射されたレ
   ーザ光の光軸上に配設され上記レーザ光を平行光とする
   コリメータと、上記光軸上に配設され上記コリメータを
   通ったレーザ光を偏平な長方形に整形するスリットを有
   したアパーチャ板と、上記光軸上に配設され上記スリッ
   トを通ったレーザ光を副走査方向に絞る平凸レンズと、
   上記光軸上に配設され上記平凸レンズを通ったレーザ光
   が入射されるミラーと、このミラーに対して上下方向に
   位置をずらして配設され上記ミラーから入射されるレー
   ザ光を反射させて感光体上に走査するポリゴンミラーと
   を具備するものにおいて、上記ポリゴンミラーの長方形
   をなす各反射面に対し、上記スリットを通って偏平な長
   方形に整形されたレーザ光の投影像が上記反射面の長辺
   と平行となるように、上記スリットを予め角度を持たせ
   て上記アパーチャ板に形成するとともに、上記コリメー
   タから上記平凸レンズ側に離れた位置に位置決め部を設
   け、上記コリメータと上記平凸レンズとの間に上記アパ
   ーチャ板を上記位置決め部で位置規制して配設したこと
   を特徴とするレーザ光走査装置。
2. （２）上記アパーチャ板が上記平凸レンズの光入射面側
   に重なって設けられ、上記平凸レンズを固定する押さえ
   板ばねであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ
   光走査装置。