JPH0511208A - レーザー作像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回転多面体に対するレーザービームの照射位置
をこの回転多面体の回転軸方向に調整可能とし、回転多
面体の全ての反射面において面精度が均一となる高さの
ところにレーザービームを照射することにより、画像の
濃度ムラを低減することを目的とする。 【構成】スペーサＳによりポリゴンミラー２６自体を上
下方向に移動し、ポリゴンミラー２６に対するレーザー
ビームの照射位置を回転軸４０方向に調整する。また、
シリンドリカルレンズ２４を上下動自在に設けることに
より、あるいは、平行平面板６０を回動自在に設けるこ
とにより、ポリゴンミラー２６に至る光軸を上下方向に
移動し、レーザービームの照射位置を回転軸４０方向に
調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームを回転
多面体により感光体に走査するレーザー作像装置に関
し、特に、回転多面体に対するレーザービームの照射位
置を回転軸方向に調整して、回転多面体の精度誤差から
生じる画像ムラを低減するようにしたレーザー作像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】従
来から用いられているレーザー作像装置は、半導体レー
ザーつまりレーザーダイオード等から出力されたレーザ
ービームを画像情報に基づいて変調し、変調後のレーザ
ービームを回転多面鏡によって偏光して感光体上を走査
させ、これによって画像を形成させるものである。

【０００３】このようなレーザー作像装置に用いられる
回転多面鏡は、画像を形成する上で重要な役割を担って
おり、偏光角が大きい、分光性がない、等の多くの利点
を有している。しかしその反面、反射面の精巧な製作は
非常に困難であることから、１つの反射面にのみ着目し
ても、回転軸に沿う方向つまり高さ方向の異なる位置で
は面精度が異なる場合がある。また、ある高さのところ
を使用した場合に、全ての反射面において面精度が均一
とならないこともある。このように、全ての反射面にお
いて面精度が均一とならない高さのところにレーザービ
ームを照射して走査すると、走査によって形成された画
像には、各走査線が並ぶ方向に周期的に濃度のバラツキ
が生じることがある。

【０００４】本発明は、回転多面体の全ての反射面にお
いて面精度が均一となる高さを選択して、この高さのと
ころにレーザービームを照射すれば画像の濃度ムラを低
減することができることに着目してなされたものであ
り、回転多面体に対するレーザービームの照射位置をこ
の回転多面体の回転軸方向に調整し得るレーザー作像装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、レーザービームを走査するように反射する
回転多面体を有するレーザー作像装置において、前記回
転多面体に対するレーザービームの照射位置を、前記回
転多面体の回転軸方向に調整する照射位置調整手段を有
することを特徴とするレーザー作像装置である。

【０００６】また、前記照射位置調整手段は、前記回転
多面体を前記回転軸に沿う方向に移動させることによ
り、前記回転多面体に対するレーザービームの照射位置
を調整するよう構成すると良い。

【０００７】また、前記照射位置調整手段は、前記回転
多面体に至る光軸を前記回転軸に沿う方向に移動させる
ことにより、前記回転多面体に対するレーザービームの
照射位置を調整するよう構成しても良い。

【０００８】

【作用】回転多面体に対するレーザービームの照射位置
は、回転多面体を回転軸に沿う方向に移動させる照射位
置調整手段によって、あるいは、回転多面体に至る光軸
を回転軸に沿う方向に移動させる照射位置調整手段によ
って、回転軸方向に調整される。これにより、回転多面
体の全ての反射面において面精度が均一な位置を選択で
き、この位置にレーザービームが照射されることにな
る。

【０００９】

【実施例】以下、図示するレーザー作像装置について説
明する。図１はレーザー作像装置の断面図、図２は図１
の平面図、図３は図１の底面図を示す。図示するレーザ
ー作像装置のケーシング１０は、第１台板部１１と、こ
れに対して段差を有する第２台板部１２とを有してお
り、これらの台板部１１、１２は隔壁部１３によって相
互に連結されている。これらの台板部１１、１２の外周
には、外壁部１４がこれらと一体に形成され、第１台板
部１１及び隔壁部１３により区画形成される第１収容室
１６と、第２台板部１２及び隔壁部１３により区画形成
される第２収容室１７とがケーシング１０内に形成され
ている。

【００１０】第１収容室１６の上部は図示しないカバー
により覆われるようになっており、このカバーを取除い
た状態における第１収容室１６内の構造が図２に詳細に
示されている。ケーシング１０には図２に示されるよう
に、レーザービームを出射するレーザーダイオードつま
り光源２１が取付けられており、この光源２１からのレ
ーザービームはコリメータレンズ２２によって平行光に
された後、スリット２３を通って、第１台板部１１に取
付けられたシリンドリカルレンズ２４に至る。ここから
のレーザービームは、モータ２５により回転する回転多
面鏡（ポリゴンミラー）２６の反射面に照射されて走査
される。ポリゴンミラー２６により走査されたレーザー
ビームを第１収容室１６から第２収容室１７へ透過させ
るために、隔壁部１３には開口１８が形成されている。
図１に示されるように、開口１８を開閉するためのシャ
ッター３３が矢印で示すように摺動自在に隔壁部１３に
取付けられている。また、シャッター３３にはレーザー
ビームを通過させるためのスリット孔３４が形成されて
いる。

【００１１】ポリゴンミラー２６により走査されたレー
ザービームはスリット孔３４を通って、第２台板部１２
の内面に取付けられたトーリックレンズ２７に至り、更
にこのレンズ２７を透過した後に、球面ミラー２８で反
射して、折り返しミラー２９に至る。これらの球面ミラ
ー２８、折り返しミラー２９等の結像部材はそれぞれ第
２台板部１２に取付けられている。第２収容室１７の下
面にはカバー１９が取付けられており、このカバーを取
除いた状態における第２収容室１７内の内部構造が図３
に詳細に示されている。

【００１２】図１に示されるように、カバー１９に取付
けられたホルダー３０には、透明板３１が固定されてお
り、折り返しミラー２９により反射したレーザー走査光
は、この透明板３１を透過して、ケーシング１０の外部
に配置された感光体３２に照射される。

【００１３】ポリゴンミラー２６を回転駆動するモータ
２５の構造が図４に詳細に示され、ポリゴンミラー２６
の取り付け方法が図５に示されている。図示するよう
に、ポリゴンミラー２６の回転中心部分には通孔２６ａ
が形成されており、この通孔２６ａを貫通するシャフト
４０は、ベアリングブッシュ４１内に取り付けたベアリ
ング４２によって回転自在に保持されている。このシャ
フト４０には、円板形状を有しシャフト４０と一体的に
回転するロータホルダ４３が取り付けられている。ロー
タホルダ４３の内面には複数のマグネット４４が取り付
けられており、このマグネット４４に対向するシールド
板４５上に、マグネット４４との間に微小な隙間を隔て
て電磁コイル４６が取り付けられている。シールド板４
５の下方には、モータ２５を駆動する駆動回路が実装さ
れた回路基板４７が設けられている。ロータホルダ４３
の上面に載置されたポリゴンミラー２６は押さえバネ４
８を介してネジ４９により固定されるようになってお
り、このネジ４９を装着するためのネジ穴４０ａがシャ
フト４０の先端部分に軸方向に沿って形成されている。
押さえバネ４８は、シャフト４０の先端部分に当接する
基板部４８ａと、この基板部４８ａから下方に向けて伸
びてポリゴンミラー２６の上面に当接する脚部４８ｂと
を有し、基板部４８ａにはネジ４９が挿通される通孔４
８ｃが形成されている。また、ベアリングブッシュ４１
は、その下方部分が第１台板部１１に形成した通孔内１
１ａに挿入されて固定されている。

【００１４】ポリゴンミラー２６をモータ２５に取り付
けるには、図５に示すように、ポリゴンミラー２６の通
孔２６ａにシャフト４０を挿通して、このポリゴンミラ
ー２６をロータホルダ４３の上面に載置する。次いで、
押さえバネ４８の通孔４８ｃに挿通されたネジ４９を、
シャフト４０のネジ穴４０ａに装着する。これにより、
押さえバネ４８の基板部４８ａがシャフト４０の先端部
分に当接すると共に、脚部４８ｂがポリゴンミラー２６
の上面に当接することになり、ポリゴンミラー２６は押
さえバネ４８を介してロータホルダ４３の上面に押さえ
付けられて固定される。

【００１５】ポリゴンミラー２６のそれれぞの反射面に
は、前述したように、回転軸（シャフト４０）に沿う方
向つまり高さ方向の異なる位置では面精度が異なる場合
がある。このような面精度の不均一を概念的に示すと図
６、図７の通りであり、ポリゴンミラー２６は、図６
（Ａ）、図７（Ａ）に示すように、例えば、第１反射面
から第４反射面までの４個の反射面５１〜５４から構成
されている。また、ポリゴンミラー２６の高さ方向の異
なる３つの位置、つまり、上側位置（ａ）、中間位置
（ｂ）、下側位置（ｃ）における反射面の断面を、各図
の（Ｂ）に示してある。

【００１６】図６に示されるポリゴンミラー２６にあっ
ては、第１反射面５１の中間位置（ｂ）、下側位置
（ｃ）における断面形状が、他の反射面５２〜５４の中
間位置（ｂ）、下側位置（ｃ）における断面形状と均一
ではなく、上側位置（ａ）における断面形状が第１反射
面５１から第４反射面５４までの全てについて均一であ
る場合を表している。従って、このようなポリゴンミラ
ー２６にあっては、ポリゴンミラー２６を使用する高さ
として上側位置（ａ）を選択すれば、４つの反射面５１
〜５４の全てについて面精度が均一な部位にレーザービ
ームを照射することができることになる。

【００１７】また、図７に示されるポリゴンミラー２６
にあっては、第２反射面５２の上側位置（ａ）、中間位
置（ｂ）における断面形状が、他の反射面５１、５３、
５４の上側位置（ａ）、中間位置（ｂ）における断面形
状と均一ではなく、下側位置（ｃ）における断面形状が
第１反射面５１から第４反射面５４までの全てについて
均一である場合を表している。従って、このようなポリ
ゴンミラー２６にあっては、ポリゴンミラー２６を使用
する高さとして下側位置（ｃ）を選択すれば、４つの反
射面５１〜５４の全てについて面精度が均一な部位にレ
ーザービームを照射することができることになる。

【００１８】次に、ポリゴンミラー２６の反射面に対す
るレーザービームの照射位置を変える実施例を説明す
る。

【００１９】図８は、レーザービームの照射位置の基準
となる状態を示しており、図９、図１０は、図８に示さ
れる基準状態からポリゴンミラー２６自体を移動するこ
とにより、ポリゴンミラー２６に対するレーザービーム
の照射位置を変える実施例を示している。詳述すると、
図９に示される実施例では、ポリゴンミラー２６とロー
タホルダ４３との間に、所定の厚さｔを有するスペーサ
Ｓ（照射位置調整手段に相当する）が装着されている。
これによって、ポリゴンミラー２６は、図８に示される
基準状態に対してスペーサＳの厚さｔだけ上側に移動し
て、レーザービームの照射位置が基準状態に比べてスペ
ーサＳの厚さｔだけ下側に移動することになる。この場
合、モータ２５のシャフト４０の長さは、スペーサＳの
厚さを見込んで多少長めに形成しておく必要がある。ま
た、スペーサＳの有無に応じて、ポリゴンミラー２６を
固定するためのネジ４９や押さえバネ４８の形状等を適
宜変更しても良い。

【００２０】図１０に示される実施例では、モータ２５
の取り付け高さを上下可変自在に構成されており、モー
タ２５とモータ取付面との間に、所定の厚ｔさを有する
スペーサＳ（照射位置調整手段に相当する）が装着され
ている。この場合も上述したのと同様にして、レーザー
ビームの照射位置が基準状態に比べてスペーサＳの厚さ
ｔだけ下側に移動することになる。

【００２１】図１１、図１３は、図８に示される基準状
態から光軸を変化させることにより、ポリゴンミラー２
６に対するレーザービームの照射位置を変える実施例を
示している。図１１に示される実施例では、シリンドリ
カルレンズ２４は、その取り付け高さが上下方向に可変
自在となっており、これにより光軸を変化させるように
なっている。シリンドリカルレンズ２４の上下移動機構
５９（照射位置調整手段に相当する）の一例を示すと図
１２の通りである。シリンドリカルレンズ２４を上下動
自在に保持する保持フレーム５５が第１台板部１１に設
けられ、この保持フレーム５５は、第１台板部１１に対
向する基板部５５ａと、この基板部５５ａから下方に向
けて伸び第１台板部１１に取り付けられる脚部５５ｂと
を有している。両脚部５５ｂはシリンドリカルレンズ２
４の直径とほぼ同じ長さだけ離間しており、また、脚部
５５ｂのそれぞれは、シリンドリカルレンズ２４の軸方
向長さとほぼ同じ長さだけ離間した一対の脚５６、５６
を有している。これら４つの脚５６は、シリンドリカル
レンズ２４が上下移動する際のガイドとして機能してい
る。また、シリンドリカルレンズ２４の下側には板バネ
５７が設けられており、この板バネ５７はシリンドリカ
ルレンズ２４が基板部５５ａに向けてつまり上方に移動
する方向の弾発力を付勢している。板バネに５７よるシ
リンドリカルレンズ２４の上方への移動を規制するため
に、保持フレーム５５の基板部５５ａには調節ネジ５８
が装着されており、この調節ネジ５８の先端部は基端部
５５ａの下端面から突出してシリンドリカルレンズ２４
の外周面に当接している。

【００２２】従って、基準となる状態から調節ネジ５８
を締めると、ネジ５８の先端部が下方に向けて下がるた
めシリンドリカルレンズ２４は板バネ５７の弾発力に抗
して下側に移動して、光軸は図８に示される基準状態か
ら下側に移動する。これにより、ポリゴンミラー２６に
対するレーザービームの照射位置が基準状態に比べてシ
リンドリカルレンズ２４の移動量だけ下側に移動するこ
とになる。一方、基準となる状態から調節ネジ５８を緩
めると、ネジ５８の先端部が上方に向けて上がるためシ
リンドリカルレンズ２４は板バネ５７の弾発力によって
上側に移動して、光軸は基準状態から上側に移動する。
これにより、ポリゴンミラー２６に対するレーザービー
ムの照射位置が基準状態に比べてシリンドリカルレンズ
２４の移動量だけ上側に移動することになる。

【００２３】図１３に示される実施例では、シリンドリ
カルレンズ２４の取り付け高さは一定のまま、シリンド
リカルレンズ２４とポリゴンミラー２６との間に設けた
平行平面板６０（照射位置調整手段に相当する）を用い
ることにより、光軸を変化させるようになっている。平
行平面板６０の保持機構の一例を示すと図１４の通りで
ある。平行平面板６０を回動自在に保持する保持フレー
ム６１が第１台板部１１に設けられ、この保持フレーム
６１は、平行平面板６０が取り付けられたホルダ６１ａ
と、支軸６２を中心にホルダ６１ａを回動自在に保持す
ると共に第１台板部１１に取り付けられる脚部６１ｂと
を有している。

【００２４】平行平面板６０をシリンドリカルレンズ２
４からの光軸に直交させると、図８に示される状態と同
様の基準状態となる。図１３に示すように、基準状態か
らホルダ６１ａを反時計方向に回転して平行平面板６０
を傾けると、平行平面板６０の傾斜角度に応じて光軸が
基準状態から下側に移動し、ポリゴンミラー２６に対す
るレーザービームの照射位置が下側に移動することにな
る。逆に、基準状態からホルダ６１ａを時計方向に回転
して平行平面板６０を傾けると、平行平面板６０の傾斜
角度に応じて光軸が基準状態から上側に移動し、ポリゴ
ンミラー２６に対するレーザービームの照射位置が上側
に移動することになる。

【００２５】上述した各実施例に示されるように、ポリ
ゴンミラー２６自体あるいは光軸を移動することによ
り、ポリゴンミラー２６に対するレーザービームの照射
位置を高さ方向に変えることができるため、面精度が悪
いポリゴンミラー２６であっても、全ての反射面で面精
度が均一となる高さのところを選択してこのポリゴンミ
ラー２６を使用することができる。これにより、ポリゴ
ンミラー２６にレーザービームを照射して走査すること
により形成された画像には、各走査線が並ぶ方向に濃度
のバラツキが周期的に生じることがなく、画像の濃度ム
ラを低減することができることになる。つまり、面精度
が悪いポリゴンミラー２６であっても面精度が均一とな
る高さを選択して使用することで、ジッタ値の小さなレ
ーザー作像装置を作製することができる。

【００２６】特に樹脂成型によって作製されるポリゴン
ミラー２６の場合には一般に反射面の面精度が悪いこと
から、上述のようにして、使用する反射面の高さを選択
できることは、高品位の画像を再現するための有効な手
段となる。また、アルミの切削加工によってポリゴンミ
ラー２６を作製する場合にも、切削機の加工精度が多少
劣っていても、面精度が均一となる高さを選択して使用
できるため、高品位の画像を再現できる。

【００２７】尚、図１１、１３に示される実施例では、
ポリゴンミラー２６の反射面に対するレーザービームの
照射位置を変化させることによって光軸がシャフト４０
の軸方向に移動するため、必要に応じて、ポリゴンミラ
ー２６以降の光学系を光軸の移動に伴って移動して、光
軸の移動を補正する。但し、感光体に対するレーザービ
ームの照射位置があまり変化しない場合には、前記補正
を行う必要はない。また、面倒れ補正光学系を採用した
場合には、シリンドリカルレンズを用いてシャフト４０
の軸方向の光を感光体の露光位置に集光しているため、
光軸が移動しても、感光体に対する照射位置の移動量を
シリンドリカルレンズによって小さく押さえることがで
きる。

【００２８】また、スペーサを用いる図９、１０に示さ
れる実施例にあっては、厚さの異なる複数個のスペーサ
を用意しておけば、ポリゴンミラー２６に対するレーザ
ービームの入射位置を複数箇所に変更することができ
る。

【００２９】更に、ポリゴンミラーの上面、下面のそれ
ぞれの面を面精度良く仕上げておくと、ポリゴンミラー
２６を上下反転させてモータ２５に取り付けることによ
っても、ポリゴンミラー２６に対するレーザービームの
入射位置を変更することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザー
作像装置は、回転多面体に対するレーザービームの照射
位置を回転多面体の回転軸方向に沿って調整できるた
め、回転多面体の全ての反射面において面精度が均一と
なる位置を選択して使用することができる。そして、回
転多面体の全ての反射面で面精度が均一となる位置にレ
ーザービームを照射して走査することにより、形成され
た画像には各走査線が並ぶ方向に濃度のバラツキが周期
的に生じることがなく、画像の濃度ムラを低減すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るレーザー作像装置を
示す断面図、

【図２】 図１の平面図、

【図３】 図１の底面図、

【図４】 ポリゴンミラーを回転駆動するモータを示す
断面図

【図５】 ポリゴンミラーの取り付け方法を示す斜視図

【図６】 面精度の不均一を概念的に示す図であり、
（Ａ）はポリゴンミラーの４つの反射面を示す図、
（Ｂ）はポリゴンミラーの高さ方向に異なる上側位置
（ａ）、中間位置（ｂ）、下側位置（ｃ）における各反
射面の断面図

【図７】 面精度の不均一を概念的に示す図であり、
（Ａ）はポリゴンミラーの４つの反射面を示す図、
（Ｂ）はポリゴンミラーの高さ方向に異なる上側位置
（ａ）、中間位置（ｂ）、下側位置（ｃ）における各反
射面の断面図

【図８】 レーザービームの照射位置の基準となる状態
を示す図

【図９】 照射位置調整手段がスペーサから構成された
一実施例を示す概念図

【図１０】照射位置調整手段がスペーサから構成された
他の実施例を示す概念図

【図１１】照射位置調整手段がシリンドリカルレンズの
上下移動機構から構成された一実施例を示す概念図

【図１２】シリンドリカルレンズの上下移動機構の一例
を示す斜視図

【図１３】照射位置調整手段が平行平面板から構成され
た一実施例を示す概念図

【図１４】平行平面板の保持機構の一例を示す斜視図

【符号の説明】

２４…シリンドリカルレンズ ２５…モータ ２６…ポリゴンミラー（回転多面体） ３２…感光体 ４０…シャフト（回転多面体の回転軸） ５９…シリンドリカルレンズの上下移動機構（照射位置
調整手段） ６０…平行平面板（照射位置調整手段） Ｓ…スペーサ（照射位置調整手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザービームを走査するように反射す
   る回転多面体を有するレーザー作像装置において、前記
   回転多面体に対するレーザービームの照射位置を前記回
   転多面体の回転軸方向に調整する照射位置調整手段を有
   することを特徴とするレーザー作像装置。
2. 【請求項２】 前記照射位置調整手段は、前記回転多面
   体を前記回転軸に沿う方向に移動させることにより、前
   記回転多面体に対するレーザービームの照射位置を調整
   してなる請求項１記載のレーザー作像装置。
3. 【請求項３】 前記照射位置調整手段は、前記回転多面
   体に至る光軸を前記回転軸に沿う方向に移動させること
   により、前記回転多面体に対するレーザービームの照射
   位置を調整してなる請求項１記載のレーザー作像装置。