JPH07134261A

JPH07134261A - 光学装置

Info

Publication number: JPH07134261A
Application number: JP28128393A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kaiho; 敏海宝
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は光学素子を傷付けることなく固定し、
光学素子の単独での交換を可能とし、遮光部材を特別に
必要とすることのない光学装置を提供することを目的と
する。【構成】本発明は光ビ−ムを照射するレ−ザ素子２と、
このレ−ザ素子２により照射される光ビ−ムを平行光あ
るいは収束光に変換するレンズ６，８と、このレンズ
６，８により変換された光ビ−ムを所定方向に走査する
光偏向装置３６と、この光偏向装置３６によって走査さ
れる光ビ−ムを画像形成領域に画像情報として結像させ
るレンズ６４と、このレンズ６４を固定するとともに、
前記光偏向装置３６によって走査される走査光のうち画
像情報以外の異常画像を形成する光ビ−ムを遮光する遮
光部７５ａ，７５ａを有する合成樹脂製の固定部材７５
とを具備してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば電子写真装置
などの画像形成装置に備えられる光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光学装置は画像情報としてのレ
−ザ光を発生する半導体レ−ザを備え、この半導体レ−
ザから発生されるレ−ザ光を光学系を介して感光体に走
査し静電潜像を形成するようになっている。

【０００３】上記光学系はレ−ザ光を偏向する偏向器
と、この偏向器によって偏向されるレ−ザ光を上記感光
体に結像させるレンズを備えている。このレンズは前記
光学系を密閉収容するハウジングに対して金属の板ばね
により、あるいは、接着剤により固定されている。

【０００４】ところで、上記レンズの両端部には強度を
強化するためにフランジ部が形成されている。このレン
ズのフランジ部において走査光の一部が反射すると、こ
の光は画像情報以外の異常画像を形成する迷光となる。

【０００５】そこで、従来においては、上記迷光となる
走査光の一部を遮光部材により、あるいは、上記ハウジ
ングの一部を利用して遮光し、レンズに対し入射させな
いようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、レンズを金属の板ばねで固定していたため、
固定の際にレンズの表面に傷を付けてしまう虞があり、
また、遮光部材を特別に必要とするため、部品点数が大
となりコスト高になるという不都合がある。

【０００７】一方、レンズを接着剤を用いて固定した場
合には、レンズの固定後の検査において不良が発見され
た場合には、レンズのみ交換することが不可能となり不
経済的なものとなっていた。

【０００８】また、ハウジングの一部を利用して遮光す
る場合には、ハウジングの形状が制限される等の問題が
発生する。そこで、本発明は光学素子を傷付けることな
く固定するとともに、光学素子を単独での交換を可能と
し、しかも、遮光部材を別部材として必要とすることの
ない光学装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、光ビ−ムを照射する光照射手段と、この光照
射手段により照射される光ビ−ムを平行光あるいは収束
光に変換する光変換手段と、この光変換手段により変換
された光ビ−ムを所定方向に走査する走査手段と、この
走査手段によって走査される光ビ−ムを画像形成領域に
画像情報として結像させる光学素子と、この光学素子を
固定するとともに、前記走査手段によって走査される走
査光のうち画像情報以外の異常画像を形成する部分の光
ビ−ムを遮光する遮光部を有する合成樹脂製の固定部材
とを具備してなる。

【００１０】また、光ビ−ムを照射する光照射手段と、
この光照射手段により照射される光ビ−ムを平行光ある
いは収束光に変換する光変換手段と、この光変換手段に
より変換された光ビ−ムを所定方向に走査する走査手段
と、この走査手段によって走査される光ビ−ムを画像形
成領域に画像情報として結像させる光学素子と、この光
学素子を固定するとともに、前記走査手段によって走査
される走査光のうち画像情報以外の異常画像を形成する
部分の光ビ−ムを前記画像形成領域の以外へ反射させて
遮光する遮光部を有する合成樹脂製の固定部材とを具備
してなる。

【００１１】さらに、光ビ−ムを照射する光照射手段
と、この光照射手段により照射される光ビ−ムを平行光
あるいは収束光に変換する光変換手段と、この光変換手
段により変換された光ビ−ムを所定方向に走査する走査
手段と、この走査手段によって走査される光ビ−ムを画
像形成領域に画像情報として結像させる光学素子と、こ
の光学素子を固定するとともに、前記走査手段によって
走査される走査光のうち画像情報以外の異常画像を形成
する光ビ−ムを前記画像形成領域の以外へ傾斜する反射
面により反射させて遮光する遮光部を有する合成樹脂製
の固定部材とを具備してなる。

【００１２】また、光ビ−ムを照射する光照射手段と、
この光照射手段により照射される光ビ−ムを平行光ある
いは収束光に変換する光変換手段と、この光変換手段に
より変換された光ビ−ムを所定方向に走査する走査手段
と、この走査手段によって走査される光ビ−ムを画像形
成領域に画像情報として結像させる光学素子と、この光
学素子を固定するとともに、前記走査手段によって走査
される走査光のうち画像情報以外の異常画像を形成する
光ビ−ムを前記画像形成領域の以外へ乱反射面により乱
反射させて遮光する遮光部を有する合成樹脂製の固定部
材とを具備してなる。

【００１３】

【作用】走査手段によって走査される光ビ−ムのうち迷
光となる光ビ−ムは光学素子を固定する固定部材の遮光
部に反射されて遮光され、画像形成領域への侵入が規制
されて異常画像の形成が阻止されることになる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図に示す一実施例を参照して
説明する。図２はレ−ザプリンタの内部構成を示すもの
で、図中１１は回転自在に設けられ矢印方向に回転する
像担持体としての感光ドラムである。この感光ドラム１
１の周囲部にはその回転方向に沿って順次、帯電装置１
２、現像装置１５、転写装置１８、剥離装置１９、およ
びクリ−ニング装置２３さらに、除電ランプ２６が配設
されている。

【００１５】また、上記感光ドラム１１の上方部には露
光装置（光学装置）１３が設けられている。この露光装
置１３は後述する半導体レ−ザ素子２から照射される画
像情報としてのレ−ザビ−ムを走査する偏向反射鏡３
５、この偏向反射鏡３５によって走査されるレ−ザビ−
ムを上記感光ドラム１１に導く光学系３６を備えてい
る。前記光学系３６は反射ミラ−３７、レンズ３８、反
射ミラ−３９、およびレンズ４０によって構成されてい
る。

【００１６】また、上記感光ドラム１１の下方部には給
紙カセット４１が設けられている。この給紙カセット４
１内の用紙Ｐは給紙ロ−ラ４２の回転により取り出さ
れ、搬送路４３に沿って搬送される。前記搬送路４３中
には用紙をガイドするガイド体４４、用紙Ｐを整位する
レジストロ−ラ１６、１７、ガイド体４７、上記した転
写、剥離装置１８，１９、および搬送ベルト２１、さら
に定着装置４６が配設されている。

【００１７】しかして、画像形成時には、感光ドラム１
１の表面が帯電装置１２により帯電され、この帯電され
た感光ドラム１１の表面に露光装置１３によりレ−ザビ
−ムが照射結像されて静電潜像が形成される。この静電
潜像は感光ドラム１１の回転により、現像器１５に対向
され現像器１５からトナ−が供給されることにより現像
される。

【００１８】一方、このときには、給紙ロ−ラ４２が回
転され、この回転により給紙カセット４１から用紙Ｐが
取り出されてガイド体４４を介してレジストロ−ラ１
６，１７へと搬送される。このレジストロ−ラ１６，１
７で用紙Ｐは整位され、ガイド体４７を介して感光ドラ
ム１１と転写装置１８との間に搬送され、感光ドラム１
１に密接した状態で、チャージをかけられてトナー像は
用紙Ｐの表面に転写される。ついで、用紙Ｐは剥離装置
１９によりチャージをかけられ、感光ドラム１１から剥
離される。この剥離された用紙Ｐは、搬送ベルト２１に
より定着器４６に送られる。

【００１９】また、転写、剥離工程を経た感光ドラム１
１はクリーニング前チャージャ２２によってチャージを
かけられた後、クリーニング装置２３により残留トナー
が掻き落とされ、最後に除電ランプ２６によって除電さ
れて電子写真による画像形成の１サイクルが終了する。

【００２０】上記露光装置１３は図３に示すように構成
されている。すなわち、図中１は発光ユニットで、この
発光ユニット１は図８にも示すように、レーザビーム
（光ビーム）を発生する光照射手段としての半導体レー
ザ素子２を備えるとともに、このレーザ素子２からのレ
ーザビームの断面形状を所望の形状に整形する光変換手
段としての第１および第２のレンズ４，６を一体に有し
ている。

【００２１】また、図中３５は上記発光ユニット１から
出射されたレーザビームを感光ドラム１１に向かって偏
向する光偏向装置（光走査手段）で、この光偏向装置３
５により偏向されたレーザビームは結像光学系３６によ
り、上記感光ドラム１１の記録表面に概ね直線状に結像
されるようになっている。

【００２２】上記発光ユニット１、光偏向装置３５及び
結像光学系３６はハウジング５０内に密閉状態で収容さ
れている。上記発光ユニット１において、半導体レーザ
素子２から放射された光ビームは、第１のレンズ４によ
って集束光或いは平行光に変換され絞り８によって所定
のビームスポットに制限される。上記絞り８によって所
望ビームスポットに整形されたビームは副走査方向に正
のパワーを持つ第２のレンズ（シリンドリカルレンズ）
６を通り偏向装置３５へと導かれる。上記第１のレンズ
４と上記第２のレンズ６は、それぞれ、光学ガラスたと
えばＢＫ７によって製造される。

【００２３】一方、上記第１のレンズ４、第２のレンズ
６及び絞り８は、たとえばアルミダイガストまたはＰＰ
Ｓ等のプラスチックによって製造される鏡筒またはレン
ズホルダー５３によって、上記半導体レーザ２とともに
保持されている。この時、半導体レーザ２は、鏡筒及び
レンズホルダー５３に直接配置しても、図示のようにＬ
Ｄホルダー５４として別々に配置しネジ等でレンズホル
ダー５３と締結しても構わない。この鏡筒には上記ハウ
ジング５０に対し正確に固定できるようにハウジング５
０に位置決め用の部材が存在しネジにより固定されてい
る。

【００２４】なお、上記発光ユニット１にはシリンドリ
カルレンズ６が配置されず、直接ハウジング５０に固定
しているが、発光ユニット１にシリンドリカルレンズ６
を含んでもかまわない。

【００２５】上記光偏向装置３５には図１に示すよう
に、８面の平面鏡を有する回転多面鏡である偏向反射鏡
５５及びこの偏向反射鏡５５を回転させるための磁性流
体軸受を利用したモータ５６がそれぞれ設けられてい
る。上記スキャナモータ５６には磁性流体軸受によって
回転自在に支持されたモータシャフト５６ａ及びこのシ
ャフト５６ａに一体に形成されたロータ５６ｂが配置さ
れている。このロータ５６ｂ上の座面には、上記偏向反
射鏡５５が止め輪及びばね材によって取り付けられる
か、または、ネジ等で固定されている。この偏向反射鏡
５５は上記モータ５６の回転とともに所定の方向に回転
する。

【００２６】なお、スキャナモータとしては前記モータ
５６のほかアキシャルギャップ型のスキャナモータ、ラ
ジアルタイプのスキャナモータ、また、動圧軸受を利用
したモ−タ、あるいは、ダイレクトベアリングを利用し
たモータを使用しても問題はない。

【００２７】さらに、上記ミラー３９により反射された
レーザビームを感光ドラム１１に対して結像させる際に
歪曲収差及び像面湾曲を補正するための、第３レンズ６
２及び第４レンズ６４がそれぞれ設けられている。この
第３レンズ６２及び第４レンズ６４はそれぞれ例えばＰ
ＭＭＡ（ポリメチルメタクリル）等のプラスチック材料
によって製造される。

【００２８】なお、上記発光ユニット１から上記光偏向
装置３５へ向かう光軸と上記光偏向装置３５からこの第
３レンズ６２へ向かうレーザビームの光軸とは同一平面
内になるように配置されている。

【００２９】上記第３、及び第４のレンズ６２、６４
は、上記走査方向へは偏向反射鏡５５の各反射面の回転
角θに対して上記感光ドラム１１における像高ｈ、この
偏向後光学系の焦点距離ｆとの間にｈ＝ｆθを満たすレ
ンズ系となっている。

【００３０】また、上記第３、及び第４のレンズ６２、
６４は互いに組み合わせられた状態で主走査方向では偏
向反射鏡５５の反射面から反射された反射光のレーザビ
ームの像面湾曲の影響を低減するとともに、歪曲収差を
適切な値にし、副走査方向ではレーザビームが感光ドラ
ム１１のすべての面上における面倒れ補正面を一致させ
るように形成されている。

【００３１】なお、上記第４のレンズ６４と上記感光ド
ラム１１との間にはレーザビームの光路を折り曲げるた
めのミラー３９及び上記ハウジング５０を密閉しつつ、
上記感光ドラム１１へのレーザビームの到達を可能にす
る防塵ガラス４０が配置されている。

【００３２】上記ハウジング５０には上記発光ユニット
１（例えば鏡筒）が配置されるべき位置を規定する鏡筒
位置決め部材（図示しない）、上記光偏向装置３５が配
置される為の位置決め機構（図示しない）、及び、上記
結像光学系３６を形成する第３レンズ６２、第４レンズ
６４の固定用ガイド部材６５、６６、ミラー３７、３９
が正確に固定されるための複数の固定用ガイド部材７１
ａ及び７１ｂ、７３ａ及び７３ｂ、上記防塵ガラス４０
のための固定用ガイド部材７２によって固定されてい
る。

【００３３】ここで、上記第３レンズ６２および第４レ
ンズ６４はプラスチック材料によって成形された固定部
材７５により締結の為の別部材を使用せずに固定されて
いる。また、上記ミラー３９及び防塵ガラス４０、さら
にミラー３７は固定用ガイド部材７１ａ，７１ａにそれ
ぞれ可視光硬化性樹脂接着剤により固定されている。

【００３４】上記構成部材のうち、ミラー３９、３７及
び防塵ガラス４０に関する接着箇所は適時必要強度に応
じて決定される。これは特願平４−１７０２８に詳しく
述べられている。

【００３５】一方、上記ハウジング５０には上記第３レ
ンズ６２、第４レンズ６４、ミラー３９及び防塵ガラス
４０に加えて、上記レーザビームの主走査方向に関する
水平同期を検出するための水平同期検出用ミラー５２ａ
及び同期信号検出器５２ｂが設けられている。

【００３６】上記水平同期検出用ミラー５２ａは主走査
方向に関し、上記第４レンズ６４を通過したレーザビー
ムであって上記感光体ドラム１１に到達された際にプリ
ントすべき画像となるレーザビームの領域よりも外側の
領域に設けられている。上記検出器５２ｂは上記ミラー
５２ａを介して反射されたレーザビームを確実に検出で
きる位置に設けられている。

【００３７】また、上記第３、及び第４のレンズ６２、
６４は上述した通りプラスチック材料によって製造され
ているが、図５に示すように、第４レンズ６４の両端部
には強度アップ等のためにフランジ部６４ａ，６４ａが
形成されているとともに、第４レンズ６４の両端部に位
置する固定部材７５，７５によりハウジング５０に固定
されている。

【００３８】上記固定部材７５，７５はプラスチックな
どの合成樹脂材料によって成形され、その下端部には係
止爪７５ｂ，７５ｂが形成されている。上記ハウジング
５０には取付孔５０ａ，５０ａが穿設され、これら取付
孔５０ａ，５０ａに上記固定部材７５，７５の係止爪７
５ｂ，７５ｂが挿入されて係止されることにより、取り
付けられている。

【００３９】また、上記固定部材７５，７５のレ−ザビ
−ムが入射する側の面には遮光部としての反射面７５ａ
が形成されている。ところで、上記水平同期信号を検出
するためには、レンズ６４の有効領域外からレーザビー
ム１０１を発光させることが必要となる。

【００４０】この発光されたレーザビーム１０１は図４
（ａ），（ｂ）に示すように、レンズ６４のフランジ部
６４ａで反射されると、感光ドラム１１の画像領域内に
露光されて異常画像を形成する迷光となる。しかしなが
ら、レンズ６４の両端部を固定する固定部材７５には上
記したように遮光面７５ａが形成されているため、迷光
となるレ−ザビ−ム１０１は図５に示すように上記遮光
面７５ａに反射されて遮光される。

【００４１】したがって、レンズ６４のフランジ部６４
ａで反射することにより発生する迷光となるレ−ザビ−
ム１０１は像領域外に導かれ、画像領域内から除去され
ることができる。なお、レーザビーム１００は感光体ド
ラム１１の画像領域内に露光されて正常な画像となる。

【００４２】上記一実施例においては、第４レンズ６４
に固定部材７５を配置した例を示しているが、当然のこ
とながら第４レンズ６４の方式を第３レンズ６２に用い
てもかまわない。

【００４３】また、レ−ザビ−ムの反射に角度を持たせ
る方向が図５については、主走査方向であるが、材料が
プラスチック材料（たとえばＡＢＳ）であれば、図６に
示すように、固定部材８１の反射面８１ａに角度を持た
せることにより、レ−ザビ−ムの副走査方向、あるい
は、その他の任意の方向に角度を持たせてレーザビーム
を反射させて逃がすようにしても良い。

【００４４】さらに、図７に示すように、固定部材９１
の反射面９１ａの表面にたとえばシボ加工を施して迷光
となるレ−ザビ−ムを拡散させ、感光ドラム１１の画像
領域内に露光しないようにしても良い。その他、本発明
はその用紙の範囲内で種々変形実施可能なことは勿論で
ある。

【００４５】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、光学素子
の固定部材を合成樹脂製とするから、従来のように、金
属製の固定部材を用いた場合のように、組立時に光学素
子を傷つる虞がない。

【００４６】また、従来のように光学素子を接着剤によ
り固定する場合と異なり、光学素子の取り外しが可能な
ため、検査後に不良が発見された場合などには、光学素
子のみを取り外すことが可能であり、経済的である。

【００４７】さらに、光学素子の固定部材に迷光となる
走査光の一部を反射させて遮光するための遮光部を形成
するから、従来のように迷光対策用の部材を別途必要と
したり、ハウジングの一部を利用する場合と比較し、部
品点数を削減してコストを低減できるとともに、ハウジ
ングの形状に限定を受けることもないという効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である光学系を示す構成図。

【図２】図１の光学系を備えるレ−ザプリンタを示す構
成図。

【図３】図２のレ−ザプリンタに備えられる走査用光学
装置を示す構成図。

【図４】図１の光学系のレンズの固定部材を示すもの
で、図４（ａ）はその平面図、図４（ｂ）はその側面
図。

【図５】図１の光学系のレンズの他の固定部材を示すも
ので、図５（ａ）はその平面図、図５（ｂ）はその側面
図。

【図６】図１の光学系のレンズの他の固定部材を示すも
ので、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）はその側面
図。

【図７】図１の光学系のレンズの他の固定部材を示すも
ので、図７（ａ）はその平面図、図７（ｂ）はその側面
図。

【図８】図３の走査用光学装置に備えられる発光ユニッ
トを示すもので、図８（ａ）はその平面図、図８（ｂ）
はその側面図、図８（ｃ）はその正面図。

【符号の説明】

２…レ−ザ素子（光照射手段）、６，８…レンズ（光変
換手段）、３６…光偏向装置（走査手段）、７５ａ，８
１ａ，９１ａ…反射面（遮光部）、７５，８１，９１…
固定部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビ−ムを照射する光照射手段と、この光照射手段により照射される光ビ−ムを平行光ある
いは収束光に変換する光変換手段と、この光変換手段により変換された光ビ−ムを所定方向に
走査する走査手段と、この走査手段によって走査される光ビ−ムを画像形成領
域に画像情報として結像させる光学素子と、この光学素子を固定するとともに、前記走査手段によっ
て走査される走査光のうち画像情報以外の異常画像を形
成する部分の光ビ−ムを遮光する遮光部を有する合成樹
脂製の固定部材と、を具備してなることを特徴とする光学装置。
【請求項２】光ビ−ムを照射する光照射手段と、この光照射手段により照射される光ビ−ムを平行光ある
いは収束光に変換する光変換手段と、この光変換手段により変換された光ビ−ムを所定方向に
走査する走査手段と、この走査手段によって走査される光ビ−ムを画像形成領
域に画像情報として結像させる光学素子と、この光学素子を固定するとともに、前記走査手段によっ
て走査される走査光のうち画像情報以外の異常画像を形
成する部分の光ビ−ムを前記画像形成領域の以外へ反射
面により反射させて遮光する遮光部を有する合成樹脂製
の固定部材と、を具備してなることを特徴とする光学装置。
【請求項３】光ビ−ムを照射する光照射手段と、この光照射手段により照射される光ビ−ムを平行光ある
いは収束光に変換する光変換手段と、この光変換手段により変換された光ビ−ムを所定方向に
走査する走査手段と、この走査手段によって走査される光ビ−ムを画像形成領
域に画像情報として結像させる光学素子と、この光学素子を固定するとともに、前記走査手段によっ
て走査される走査光のうち画像情報以外の異常画像を形
成する光ビ−ムを前記画像形成領域の以外へ傾斜する反
射面により反射させて遮光する遮光部を有する合成樹脂
製の固定部材と、を具備してなることを特徴とする光学装置。
【請求項４】光ビ−ムを照射する光照射手段と、この光照射手段により照射される光ビ−ムを平行光ある
いは収束光に変換する光変換手段と、この光変換手段により変換された光ビ−ムを所定方向に
走査する走査手段と、この走査手段によって走査される光ビ−ムを画像形成領
域に画像情報として結像させる光学素子と、この光学素子を固定するとともに、前記走査手段によっ
て走査される走査光のうち画像情報以外の異常画像を形
成する光ビ−ムを前記画像形成領域の以外へ乱反射面に
より乱反射させて遮光する遮光部を有する合成樹脂製の
固定部材と、を具備してなることを特徴とする光学装置。