JPH04328515A - レーザビーム走査光学系 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビーム走査光学
系、特に電子写真複写機、レーザプリンタ、ファクシミ
リ等の画像形成装置の画像書き込み用ヘッドとして使用
されるレーザビーム走査光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザプリンタやファクシミリ
等の画像形成装置に組み込まれるレーザビーム走査光学
系は、レーザ光源から放射されるレーザビームを偏向器
（ポリゴンミラー）で一平面上に等角速度で偏向走査し
、ｆθレンズ系あるいはｆθミラー系で走査速度を補正
したうえで走査ライン（感光体）上に結像させる。従来
、レーザ光源やそのビームを略平行光に集光する集光レ
ンズ（コリメータレンズ）は、光学系のハウジングにね
じ止め等の方法で固定されていたが、それぞれ主走査方
向、副走査方向又は光軸方向に位置決めしなければなら
ず、煩雑であった。

【０００３】

【発明の目的、構成、作用】そこで、本発明の目的は、
レーザ光源と集光レンズとをケースに収納してユニット
化し、この光源ユニットをワンタッチで簡単に光学系の
ハウジングに取り付けることのできるレーザビーム走査
光学系を提供することにある。以上の目的を達成するた
め、本発明に係るレーザビーム走査光学系は、発散光を
放射するレーザ光源と、その発散光を略平行光に集光す
る集光レンズとをケースに収納してユニット化し、前記
ケースに、光軸方向と一致する第１の位置決め面と、こ
の第１の位置決め面と略直交する第２の位置決め面とを
設け、光学系のハウジングに、前記第１及び第２の位置
決め面が当接する第１及び第２のガイド面を設け、第１
の位置決め面が第１のガイド面に当接することにより光
源ユニットが主走査方向及び副走査方向に位置決めされ
、かつ、第２の位置決め面が第２のガイド面に当接する
ことにより光源ユニットが光軸方向に位置決めされるこ
とを特徴とする。

【０００４】以上の構成によれば、ユニットケースの第
１及び第２の位置決め面をハウジングの第１及び第２の
ガイド面に当接させるのみで必要な位置決めが行われ、
極めて簡単な作業で光源ユニットをハウジングに取り付
けることができる。

【０００５】

【実施例】以下、本発明に係るレーザビーム走査光学系
の実施例につき、添付図面に従って説明する。 ［第１実施例、図１〜図４参照］図１は、第１実施例と
してのレーザビーム走査光学系を示す。この光学系１０
は、光源ユニット１１、シリンドリカルレンズ２０、ポ
リゴンミラー２１、ｆθレンズ２２、平面ミラー２３、
画像書き込みスタート位置を検出するためのセンサユニ
ット３０、このセンサユニット３０へレーザビームを導
くミラー２８，２９をハウジング４０に取り付けたもの
である。

【０００６】光源ユニット１１はレーザダイオードと集
光レンズを一体化したもので、レーザダイオードから放
射された発散光は集光レンズによって略平行光に集光さ
れる。光源ユニット１１から出射されたレーザビームは
、シリンドリカルレンズ２０を通過することによりポリ
ゴンミラー２１の反射面付近にその偏向面に一致する直
線状に収束される。ポリゴンミラー２１は矢印ａ方向に
一定速度で回転駆動され、レーザビームを連続的に等角
速度で偏向走査する。走査されたレーザビームはｆθレ
ンズ２２を透過した後、平面ミラー２３で反射され、ハ
ウジング４０のスリット４１を通じて図示しない感光体
ドラム上で結像する。このとき、レーザビームは感光体
ドラムの軸方向に等速で走査され、これを主走査と称す
る。また、感光体ドラムの回転に基づく走査を副走査と
称する。

【０００７】以上の構成において、光源ユニット１１か
らのレーザビームのオン，オフと、前記主走査、副走査
とによって感光体ドラム上に画像（静電潜像）が形成さ
れる。ｆθレンズ２２は主走査方向に対するレーザビー
ムの走査速度を走査域の中心部から両端部にわたって均
等となるように（歪曲収差を）補正する。シリンドリカ
ルレンズ２０は、ｆθレンズ２２と共働してポリゴンミ
ラー２１の面倒れ誤差を補正する。

【０００８】一方、ポリゴンミラー２１で偏向走査され
たレーザビームのうち一部はミラー２８，２９からセン
サユニット３０へ入射し、その検出信号に基づいて１ラ
インごとの画像書き込みスタート位置が制御される。こ
こで、光源ユニット１１とその取付け方法について説明
する。図２に示すように、光源ユニット１１は樹脂製の
ケース１２の前部に金属製の保護カバー１９を固定した
もので、保護カバー１９にはビーム出射用窓部１９ａが
形成されている。ケース１２は樹脂にて一体的に成形さ
れ、図示しないレーザダイオード、集光レンズ等が収納
されている。集光レンズとしてはフレネルレンズを用い
ることが好ましい。フレネルレンズは、ミクロンオーダ
の周期を持つ格子状同心円パターンの集合で、その断面
を鋸歯状に成形したもので、屈折効果と回折効果を有し
、格子の各部分で光が曲げられる。平行光が入射すると
一点（焦点）に収束され、焦点から放射された発散光は
平行光とされる。また、レーザダイオードの発光部を焦
点よりも僅かに遠くに設定すると収束光とされ、僅かに
近くに設定すると発散光になるが、いずれも略平行光と
みなすことができる。

【０００９】このような薄型、軽量で焦点距離の短いフ
レネルレンズを用いれば、フォトダイオードと共にケー
ス１２内にコンパクトに収納できる。また、フレネルレ
ンズは成形法で量産でき、研摩工程も不要であるという
利点を有する。前記ケース１２は筒部１３と台座１４に
て構成され、台座１４の一方の側部には切欠き１４ａが
形成されている。筒部１３の外周面１３ａは光軸方向と
一致する第１の位置決め面を構成し、台座１４の平面１
４ｂ，１４ｂは外周面１３ａと直交する第２の位置決め
面を構成する。

【００１０】一方、ハウジング４０の壁部４２には前記
筒部１３が係合可能なガイド孔４３が形成され、ガイド
孔４３の上部は段差面４３ａ，４３ａ及び略半円弧状の
溝部４３ｂとされている。また、取付け具５０が準備さ
れている。この取付け具５０はばね性を有する金属材か
らなり、略Ｖ字形状に開いた突片５０ａ，５０ａを有し
ている。

【００１１】光源ユニット１１を壁部４２に取り付ける
には、まず、取付け具５０を溝部４３ｂにセットする。 このとき、突片５０ａ，５０ａが段差面４３ａ，４３ａ
を弾性的に挟み込む状態となる。次に、保護ケース１９
を先頭として筒部１３をガイド孔４３へ外側から、台座
１４が壁部４２へ当接するまで挿入する。取付け具５０
は傾斜部が溝部４３ｂの縁部に当接して上方への移動を
規制され、折り曲げ部５０ｂが筒部１３を圧着する。光
源ユニット１１は、筒部外周面１３ａがガイド孔４３に
係合することにより主走査方向及び副走査方向に位置決
めされ、かつ、台座平面１４ｂ，１４ｂが壁部４２の外
側に当接することにより光軸方向に位置決めされる。ま
た、台座１４の切欠き１４ａが壁部４２に突設したガイ
ドピン４９に係合することにより、光源ユニット１１の
取付け方向が規制され、かつ、その回転が防止される。

【００１２】光源ユニット１１は以上の如く壁部４２に
取り付けられ、必要な光量調整等を経た後、接着剤で壁
部４２に固着される。なお、接着剤による最終的な固定
は、以下の第２、第３、第４実施例においても行なわれ
る。 ［第２実施例、図５〜図７参照］本第２実施例において
、光源ユニット１１は前記第１実施例に示したものと同
じものが用いられる。ハウジング４０の壁部４２には筒
部１３が係合可能なガイド孔４４が形成されている。 一方、取付け具５１は側片５２，５３を有する金属材か
らなるものが使用される。側片５２，５３はブリッジ部
５４で連結されており、側片５２には突部５２ａ，５２
ａとスリット５２ｂが形成され、側片５３には凹部５３
ａが形成されている。

【００１３】取り付けは、まず、光源ユニット１１の筒
部１３を壁部４２の外側からガイド孔４４に、台座１４
が壁部４２に当接するまで挿入する。次に、取付け具５
１を壁部４２の上方から被せ、突片５３を壁部４２の内
側に沿わせると共に、突片５２を台座１４の裏面に当接
させる。突片５２が台座平面１４ｂ，１４ｂを壁部４２
の外側に弾性的に圧着させることにより光源ユニット１
１が光軸方向に位置決めされ、かつ、筒部外周面１３ａ
がガイド孔４４に係合することにより主走査方向及び副
走査方向に位置決めされる。また、取付け具５１は突部
５２ａ，５２ａが台座１４のエッジに係合することによ
り、抜け止めを図られる。

【００１４】［第３実施例、図８参照］本第３実施例は
、ハウジング４０の裏面に凹所４５を形成し、この凹所
４５に裏面から光源ユニット１１を取り付けるようにし
たものである。光源ユニット１１は前記第１、第２実施
例に示したものと同じものである。凹所４５はハウジン
グ４０のベース部と壁部との交差した部分に形成されて
いる。この凹所４５には台座１４が嵌合可能な凹部４５
ａと筒部１３が嵌合可能な壁面４５ｂが左右に一対ずつ
形成され、さらに突起４６ａ，４６ｂが形成されている
。一方、取付け具５５は樹脂にて一体的に成形したもの
で、弾性を有する三つの突片５５ａ、両側に一対ずつ形
成した爪部５５ｂ（背部の爪部は図示されていない）を
有し、凹所４５の蓋部材としても機能する。

【００１５】以上の構成において、まず、光源ユニット
１１は台座１４を凹部４５ａに、筒部１３を凹部４５ｂ
に嵌め込むことにより、凹所４５にセットされる。この
とき、台座１４の上面１４ｃが突起４６ａに当接し、筒
部外周面１３ａが突起４６ｂに当接する。次に、取付け
具５５をその爪部５５ｂを段部４５ｄ，４５ｅに係合さ
せることにより凹所４５に固定し、光源ユニット１１の
抜け止めを図る。このとき、光源ユニット１１は取付け
具５５の突片５５ａによって凹所４５に圧着される。光
源ユニット１１は筒部外周面１３ａが壁面４５ｂに当接
することにより主走査方向に位置決めされ、台座上面１
４ｃと筒部外周面１３ａが突起４６ａ，４６ｂに当接す
ることにより副走査方向に位置決めされる。また、光軸
方向には、台座平面１４ｂが壁面４５ｃに当接すること
により位置決めされる。

【００１６】本実施例においては、光源ユニット１１を
取り付けるための凹所４５をハウジング４０のベース部
と壁部が交差する部分に形成したため、ハウジングの強
度をそれ程損わないという利点を有している。 ［第４実施例、図９、図１０参照］本第４実施例は、光
源ユニット１１の保護カバー１９の根元部に取付け具５
６を固着したものである。取付け具５６は金属材をリン
グ状に成形し、４箇所に突片５６ａを突設したものであ
る。

【００１７】ハウジング４０の壁部４２には前記第２実
施例と同様のガイド孔４４が形成されている。光源ユニ
ット１１は、台座平面１４ｂ，１４ｂが壁部４２の外側
に当接するまで筒部１３をガイド孔４４へ挿入する。こ
のとき、取付け具５６が壁部４２の内側に突出し、突片
５６ａがガイド孔４４の周縁部に係合し、抜け止めが図
られる。同時に、台座平面１４ｂ，１４ｂが壁部４２の
外側に圧着し、光源ユニット１１が光軸方向に位置決め
されることとなる。主走査方向、副走査方向の位置決め
は前記第２実施例と同様に、筒部外周面１３ａとガイド
孔４４の係合による。

【００１８】［他の実施例］なお、本発明に係るレーザ
ビーム走査光学系は前記実施例に限定するものではなく
、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。 例えば、前記実施例では光源ユニット１１から平行光を
出射し、これをｆθレンズ２２を介して感光体上へ結像
させるものを示したが、光源ユニット１１から収束光を
出射するようにしてもよく、あるいはｆθレンズ２２に
代えてｆθミラーを用いてもよい。

【００１９】また、集光レンズとしては、フレネルレン
ズ以外に通常使用されるコリメータレンズであってもよ
い。また、偏向器としてはポリゴンミラー以外にガルバ
ノミラーを用いてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、レーザ光源と集光レンズとをケースに収納して
ユニット化し、このケースにハウジングに形成したガイ
ド面に当接する位置決め面を設けたため、光源ユニット
を特別な位置調整を必要とすることなく簡単にハウジン
グへ組み込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例としてのレーザビーム走査光学系を
示す斜視図。

【図２】図１に示す走査光学系において、光源ユニット
とハウジング壁部と取付け具を示す斜視図。

【図３】図２に示されている光源ユニットを壁部に取付
けた状態を示す断面図。

【図４】図３の右側面図。

【図５】第２実施例における光源ユニットとハウジング
壁部と取付け具を示す斜視図。

【図６】図５に示されている光源ユニットを壁部に取付
けた状態を示す断面図。

【図７】図６の右側面図。

【図８】第３実施例を示す斜視図、裏面を描いている。

【図９】第４実施例における光源ユニットとハウジング
壁部を示す斜視図。

【図１０】図９に示されている光源ユニットを壁部に取
付けた状態を示す断面図。

【符号の説明】

１０…レーザビーム走査光学系 １１…光源ユニット １２…ケース １３…筒部 １３ａ…外周面 １４…台座 １４ｂ…平面 １４ｃ…上面 ４０…ハウジング ４２…壁部 ４３，４４…ガイド孔 ４５…凹所 ４５ａ…凹部 ４５ｂ…壁面 ４６ａ，４６ｂ…突起 ５０，５１，５５，５６…取付け具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　画像情報に応じてレーザ光源から放射
   されたレーザビームで偏向器、光学素子を介して記録媒
   体上を走査するレーザビーム走査光学系において、発散
   光を放射するレーザ光源と、その発散光を略平行光に集
   光する集光レンズとをケースに収納してユニット化し、
   前記ケースに、光軸方向と一致する第１の位置決め面と
   、この第１の位置決め面と略直交する第２の位置決め面
   とを設け、光学系のハウジングに、前記第１及び第２の
   位置決め面が当接する第１及び第２のガイド面を設け、
   第１の位置決め面が第１のガイド面に当接することによ
   り光源ユニットが主走査方向及び副走査方向に位置決め
   され、かつ、第２の位置決め面が第２のガイド面に当接
   することにより光源ユニットが光軸方向に位置決めされ
   ること、を特徴とするレーザビーム走査光学系。