JPH10142547A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光源から出射された発散レーザ光を線
状に結像させた後、それを走査レーザ光としながら感光
面上に結像させるタイプの光走査装置において、主走査
平面内でのレーザ光源の取り付け位置や向きのずれに起
因する結像異常を補正することのできる構成を提供する
こと。 【解決手段】 光走査装置において、半導体レーザ２１
とコリメータレンズ２２とを光源ユニット１０として一
体化するとともに、この光源ユニット１０を矢印Ｃで示
すように主走査平面と平行な平面内において出射光軸Ｌ
に対して垂直な方向に移動可能、かつ、矢印Ｄで示すよ
うに主走査平面と平行な平面内で回転可能な状態にして
ある。従って、主走査平面内での半導体レーザ２１の取
り付け位置や向きのずれに起因する結像異常を補正する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザプリンタなど
に用いられる光走査装置に関するものである。さらに詳
しくは、光学部品の取り付け誤差などに起因する感光面
上での結像異常を解消するための技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光源から出射された光を偏向器を
用いてレーザプリンタや複写機の感光体ドラムなどに結
像させる光走査装置としては、図１に示すように、半導
体レーザ２１から感光体ドラム２５に至る光路上に、コ
リメータレンズ２２、シリンドリカルレンズ２７、ポリ
ゴンミラー２３、およびｆθレンズ２４が配置された構
成のものが知られている。このように構成された光走査
装置２０では、半導体レーザ２１から出射された光をコ
リメータレンズ２２によって平行光に変換した後、シリ
ンドリカルレンズ２７に入射するようになっている。シ
リンドリカルレンズ２７は、凸のレンズであり、主走査
方向Ａにパワーを有せず、主走査方向に垂直な副走査方
向にのみパワーを有している。従って、シリンドリカル
レンズ２７から出射された光は、ポリゴンミラー２３の
各反射面２３１に線状に結像した後、ポリゴンミラー２
３で反射され、ｆθレンズ２４を介して感光体ドラム２
５上（被走査面）に結像される。ここで、ポリゴンミラ
ー２３の反射面２３１に面倒れが生じると、感光体ドラ
ム２５上においてレーザ光の結像位置に副走査方向のず
れが生じるなどの不具合が発生することから、シリンド
リカルレンズ２７とｆθレンズ２４とをポリゴンミラー
２３の反射面２３１の副走査方向での反射点と感光ドラ
ム２５上の感光面とが共役関係を満足するように配置し
て上記の不具合の発生を防止している。

【０００３】このような光走査装置において、ｆθレン
ズ２４の加工誤差や組立て誤差に起因する非点隔差によ
って副走査方向の結像位置がずれると、感光ドラム２５
上に最適な結像スポットを得ることができない。そこ
で、特開昭５７−１４４５１７号公報には、シリンドリ
カルレンズ２７を光軸方向に移動可能にしてその位置を
調整することにより、シリンドリカルレンズ２１による
線像位置をポリゴンミラー２３の各反射面２３１に対し
て移動させ、感光ドラム２５上での結像位置を調整する
ことが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光走査
装置２０における光学部品の組立て誤差は上記の結像異
常に限らず、半導体レーザ２１の取り付け位置の主走査
平面内でのずれに起因してポリゴンミラー２３の各反射
面２３１上での偏向点がずれ、感光ドラム２５上での像
面湾曲の悪化や集光性能の低下という結像異常もあり、
このような結像異常については特開昭５７−１４４５１
７号公報に開示されている対策では解消できない。ま
た、半導体レーザ２１の取り付け方向が主走査平面内で
ずれていることに起因する像面湾曲の悪化や集光性能の
低下も特開昭５７−１４４５１７号公報に開示されてい
る対策では解消できない。

【０００５】そこで、本発明の課題は、レーザ光源から
出射された発散レーザ光を線状に結像させた後、それを
走査レーザ光としながら感光面上に結像させるタイプの
光走査装置において、主走査平面内でのレーザ光源の取
り付け位置や向きのずれに起因する結像異常を補正する
ことのできる構成を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、レーザ光源と、該レーザ光源から出射
された発散レーザ光を平行光束に変換するコリメータレ
ンズと、該コリメータレンズから出射された平行光束を
線状に結像させる第１の結像レンズ系と、該第１の結像
レンズ系で結像されるレーザ光を主走査方向の走査レー
ザ光とする偏向器と、前記走査レーザ光を感光面上に結
像させる第２の結像レンズ系とを有する光走査装置にお
いて、前記レーザ光源と前記コリメータレンズとを光源
ユニットとして一体化するとともに、該光源ユニット
を、主走査平面と平行な平面内において出射光軸に対し
て垂直な方向に移動可能、かつ、主走査平面と平行な平
面内で回転して出射光軸の角度方向を調整可能な状態に
装置本体に取り付けることを特徴とする。

【０００７】本発明に係る光走査装置では、レーザ光源
とコリメータレンズとを光源ユニットとして主走査平面
と平行な平面内においてその出射光軸と垂直な方向に移
動させてその位置を調整することができるので、主走査
平面内でのレーザ光源の取り付け位置のずれを補正する
ことができる。また、前記光源ユニットを主走査平面と
平行な平面内で回転させて出射光軸の角度方向を調整す
ることができるので、主走査平面内でのレーザ光源の取
り付け方向のずれを補正することができる。それ故、レ
ーザ光源の取り付け誤差に起因する像面湾曲の悪化や集
光性能の低下を解消できる。

【０００８】本発明において、前記光源ユニットは、該
光源ユニット自身を主走査平面と平行な平面内において
出射光軸に対して垂直な方向に移動させるための第１の
操作部と、前記光源ユニット自身を主走査平面と平行な
平面内で回転させて出射光軸の角度方向を調整するため
の第２の操作部とを備えていることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。

【００１０】（光走査装置の全体構成）図１は光走査装
置（走査光学系）の概略構成図、図２（ａ）は、この光
走査装置の主走査平面内における光の様子を模式的に示
す説明図、図２（ｂ）は、本例の光走査装置の副走査平
面内における光の様子を模式的に示す説明図である。な
お、本発明を適用した光走査装置は従来の光走査装置と
基本的な構成が同一であるため、共通する機能を有する
部分には同一符号を付してそれらの詳細な説明を省略す
る。

【００１１】図１において、光走査装置２０は、レーザ
プリンタや複写機等に用いられている光走査装置であ
り、レーザ光源である半導体レーザ２１から感光体ドラ
ム２５（被走査面）に至る光路にはコリメータレンズ２
２、凸のシリンドリカルレンズ２２（第１の結像レンズ
系）、ポリゴンミラー２３（偏向器）、およびｆθレン
ズ２４（第２の結像レンズ系）がこの順に配置されてい
る。

【００１２】光走査装置２０では、図２（ａ）、（ｂ）
にも示すように、プリンタ等に記録する記録情報に応じ
て変調された発散レーザ光Ｌ１が半導体レーザ２１から
出射され、このレーザ光はコリメータレンズ２２により
平行光束Ｌ２に変換されたのち、シリンドリカルレンズ
２７に入射する。ここで、シリンドリカルレンズ２７
は、その凸状の面２７１がコリメータレンズ２２の側に
配置され、コリメータレンズ２２からの出射光に対し
て、感光体ドラム２５上での主走査方向Ａにはパワーを
有せず、主走査方向Ａに対して直交する副走査方向にの
みパワーを有するアナモフィック光学系を構成してい
る。このため、シリンドリカルレンズ２７は、図２
（ａ）から分かるように、感光体ドラム２５上での主走
査方向Ａではほぼそのままの径でレーザ光をポリゴンミ
ラー２３に向けて出射する。また、シリンドリカルレン
ズ２７は、図２（ｂ）から分かるように副走査方向では
ポリゴンミラー２３の反射面２３１上で収束するように
レーザ光を出射する。従って、ポリゴンミラー２３の反
射面２３１に入射する出射光は、副走査方向で考えれば
点像となり、主走査方向では線状に結像されることにな
る。しかる後、ポリゴンミラー２３の反射面２３１で反
射された光は、走査レンズであるｆθレンズ２４を介し
て感光体ドラム２５上に結像し、矢印Ａの方向に走査さ
れる。

【００１３】このようなタイプの光走査装置において、
本形態では、図２（ａ）、（ｂ）および図３に示すよう
に、半導体レーザ２１とコリメータレンズ２２とが光源
ユニット１０として一体化されている。

【００１４】（光源ユニットの構成）図３は、半導体レ
ーザ２１とコリメータレンズ２２とを内蔵する光源ユニ
ット１０の概略構成図である。この図において、半導体
レーザ２１とコリメータレンズ２２とはいずれも光源ユ
ニット１０を構成する共通のホルダ１１内に装着されて
いる。

【００１５】このホルダ１１の下端部からはその両側
（主走査平面内において出射光軸Ｌに対して垂直な方
向）に一対の矩形のフランジ部１１０が張り出してお
り、このフランジ部１１０は固定用ねじ１３１、１３２
によって、光源ユニット１０のプレート１２に止められ
ている。フランジ部１１０には、主走査平面と平行な平
面内においてその出射光軸Ｌと垂直な方向に延びる長穴
１１１、１１２がそれぞれ形成され、これらの長穴１１
１、１１２をそれぞれ貫通して、固定用ねじ１３１、１
３２はプレート１２のねじ穴１２１、１２２に止められ
ている。従って、固定用ねじ１３１、１３２を外せば、
長穴１１１、１１２が形成されている範囲内で、ホルダ
１１を矢印Ｃで示すように、移動させ、その固定位置を
調整することができる。しかも、プレート１２の上面部
にはホルダ１１の下端面の形状に合ったガイド溝１２８
が形成され、このガイド溝１２８は主走査平面と平行な
平面内において出射光軸Ｌと垂直な方向に延びているの
で、ガイド溝１２８に沿ってホルダ１１を所定の方向に
移動させることができる。さらに、装置本体のハウジン
グ内のうち光源部が構成される座部１７には、一対の壁
面１４、１５が構成され、壁面１４とホルダ１１の一方
の端面との間にはばね１５１が配置されている。これに
対して、壁面１５にはホルダ１１の他方の端面に軸端面
が突き当たる送りねじ１６１が取り付けられている。従
って、固定用ねじ１３１、１３２を外した状態で送りね
じ１６１をドライバーなどで回せば、ホルダ１１をガイ
ド溝１２８に沿って移動させることができる。

【００１６】また、光源ユニット１０においてプレート
１２は、装置本体のハウジング内のうち光源部が構成さ
れる座部１７に固定用ねじ１３３、１３４で止められて
いる。ここで、プレート１２には固定ねじ１３３、１３
４がそれぞれ止められる穴１２３、１２４がそれぞれ形
成され、これらの穴１２３、１２４を貫通して、固定用
ねじ１３３、１３４は装置本体のハウジング内の座部１
７のねじ穴１７１、１７２に止められている。ここで、
穴１２３、１２４のうち、穴１２４は、穴１２３を中心
とする円弧状の長穴として形成されている。従って、固
定用ねじ１３３を緩め、かつ、固定用ねじ１３４を外せ
ば、穴１２４が形成されている範囲内で固定用ねじ１３
３を中心にプレート１２を矢印Ｄで示すように回転さ
せ、出射光軸Ｌの向きを調整することができる。さら
に、装置本体のハウジングの壁面１４とプレート１２の
一方の端面との間にはばね１５２が配置されている。こ
れに対して、壁面１５にはプレート１２の他方の端面に
軸端面が突き当たる送りねじ１６２が取り付けられてい
る。従って、固定用ねじ１３３を緩め、かつ、固定用ね
じ１３４を外した状態で、送りねじ１６２をドライバー
などで回せば、プレート１２を回転させることができ
る。

【００１７】（結像異常の補正）このように構成した光
走査装置２０では、各光学部品を光学ユニットに実装し
た後、感光ドラム２５上でのビーム径を測定し、ビーム
径が所定の条件からずれており、それが半導体レーザ２
１およびコリメータレンズ２２の出射光軸Ｌが主走査平
面と平行な平面内においてずれていることが原因であれ
ば、固定用ねじ１３１、１３２を外した後、ホルダ１１
を矢印Ｃで示すように移動させ、主走査平面と平行な平
面内においてその出射光軸Ｌに対して垂直な方向に移動
させてそれに内蔵の半導体レーザ２１およびコリメータ
レンズ２２の位置を調整した後、固定用ねじ１３１、１
３２でホルダ１１を固定する。また、ビーム径を測定し
たとき、ビーム径が所定の条件からずれており、それが
半導体レーザ２１およびコリメータレンズ２２の向きが
主走査平面と平行な平面内においてずれていることが原
因であれば、固定用ねじ１３３を緩め、かつ、固定用ね
じ１３４を外した状態で、プレート１２を矢印Ｄで示す
ように回転させる。その結果、プレート１２上にはホル
ダ１１が固定されているので、ホルダ１１に内蔵の半導
体レーザ２１およびコリメータレンズ２２の向きを主走
査平面と平行な平面内で調整することができ、この調整
を終えた後、固定用ねじ１３３、１３４でプレート１２
を固定する。

【００１８】（本形態の効果）このように、本形態の光
走査装置２０では、半導体レーザ２１およびコリメータ
レンズ２２を光源ユニット１０として一体化して光源ユ
ニット１０の位置や向きを調整して半導体レーザ２１の
取り付け誤差を補正することによって、この誤差に起因
してポリゴンミラー２３の各反射面２３１上での偏向点
がずれているのを容易に補正することができる。それ
故、半導体レーザ２１の取り付け誤差に起因する像面湾
曲の悪化を解消できるとともに、半導体レーザ２１の取
り付け誤差に起因する集光性能の低下も解消できる。

【００１９】さらに、光源ユニット１０には、該光源ユ
ニット自身を主走査平面と平行な平面内においてその出
射光軸Ｌと垂直な方向に移動せるための第１の操作部と
しての送りねじ１６１が構成され、光源ユニット自身を
主走査平面と平行な平面内で回転させて出射光軸Ｌの角
度方向を調整するための第２の操作部としての送りねじ
１６２が構成されているので、ドライバーなどで簡単に
誤差の調整を行うことができる。

【００２０】なお、半導体レーザ２１およびコリメータ
レンズ２２を光源ユニット１０として一体化し、かつ、
それを所定の方向に移動、回転可能にするにあたって
は、図３を参照して説明した構造に限定されないことは
勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光走
査装置では、レーザ光源とコリメータレンズとを光源ユ
ニットとして一体化するとともに、該光源ユニットを主
走査平面と平行な平面内において出射光軸に対して垂直
な方向に移動可能、かつ、主走査平面と平行な平面内で
回転可能な状態にしてあることに特徴を有する。従っ
て、本発明によれば、主走査平面内でのレーザ光源の取
り付け位置や向きのずれを補正することができるので、
レーザ光源の取り付け誤差に起因する像面湾曲の悪化や
集光性能の低下を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光走査装置の概略構成図である。

【図２】（ａ）は、本発明を適用した光走査装置の主走
査方向における光の様子を模式的に示す説明図、（ｂ）
はその副走査方向における光の様子を模式的に示す説明
図である。

【図３】本発明を適用した光走査装置において半導体レ
ーザおよびコリメータレンズを内蔵の光源ユニットの説
明図である。

【符号の説明】

１ 光走査装置 １０ 光源ユニット １１ ホルダ １２ プレート １４、１５ ハウジング内の壁面 １７ 光源部が構成されるハウジング内の座部 ２１ 半導体レーザ（レーザ光源） ２２ コリメータレンズ ２３ 回転ミラー（ポリゴンミラー／偏向器） ２４ ｆθレンズ（第２の結像レンズ系） ２５ 感光ドラム ２７ シリンドリカルレンズ（第１の結像レンズ系） １１０ ホルダのフランジ部 １１１、１１２ ホルダの長穴 １２１、１２２ プレートのねじ穴 １２３、１２４ プレートの穴 １２８ ガイド溝 １３１、１３２、１３３、１３４ 固定用ねじ １５１、１５２ ばね １６１ 送りねじ（第１の操作部） １６２ 送りねじ（第２の操作部） １７１、１７２ 座部のねじ穴 ２３１ 回転ミラーの反射面 Ｌ 出射光軸 Ｌ１ 発散レーザ光 Ｌ２ 平行光束 Ｌ３ 走査レーザ光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源と、該レーザ光源から出射さ
   れた発散レーザ光を平行光束に変換するコリメータレン
   ズと、該コリメータレンズから出射された平行光束を線
   状に結像させる第１の結像レンズ系と、該第１の結像レ
   ンズ系で結像されるレーザ光を主走査方向の走査レーザ
   光とする偏向器と、前記走査レーザ光を感光面上に結像
   させる第２の結像レンズ系とを有する光走査装置におい
   て、 前記レーザ光源と前記コリメータレンズとは光源ユニッ
   トとして一体化されているとともに、該光源ユニット
   は、主走査平面と平行な平面内において出射光軸に対し
   て垂直な方向に移動可能、かつ、主走査平面と平行な平
   面内で回転して出射光軸の角度方向を調整可能な状態に
   装置本体に取り付けられていることを特徴とする光走査
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記光源ユニット
   は、該光源ユニット自身を主走査平面と平行な平面内に
   おいて出射光軸に対して垂直な方向に移動させるための
   第１の操作部と、前記光源ユニット自身を主走査平面と
   平行な平面内で回転させて出射光軸の角度方向を調整す
   るための第２の操作部とを備えていることを特徴とする
   光走査装置。