JPH11142769A

JPH11142769A - 走査光学装置

Info

Publication number: JPH11142769A
Application number: JP32248697A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tomita; 健一冨田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】回転多面鏡が外気の塵埃等によって汚染され
るのを防ぐ。【解決手段】回転多面鏡３の走査光を感光体に結像さ
せるレンズ４ａ，４ｂの組み付けは、これらの両端をバ
ネ部材１１ａ，１１ｂによって光学箱１０の基準面１２
ａ，１２ｂ等に押圧することによって行なわれる。各バ
ネ部材１１ａ，１１ｂの係止爪１３ａ，１３ｂの下に形
成された抜き穴１４ａ１４ｂから光学箱１０内に外気が
侵入するため、回転多面鏡３に最も近い第１レンズ４ａ
とふた部材２０の間を弾性部材２１によって密封する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームプリン
タやレーザファクシミリ等の画像形成装置に用いられる
走査光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタやレーザファクシ
ミリ等の画像形成装置に用いられる走査光学装置は、高
速回転する回転多面鏡によってレーザビーム等の光ビー
ムを反射させてこれを偏向走査し、得られた走査光を回
転ドラム上の感光体に結像させて静電潜像を形成する。
次いで、感光体の静電潜像を現像装置によってトナー像
に顕像化し、これを記録紙等の記録媒体に転写して定着
装置へ送り、記録媒体上のトナーを加熱定着させること
で印刷（プリント）が行なわれる。

【０００３】図８は一従来例による走査光学装置を示す
もので、半導体レーザ１０１から発生されたレーザ光を
コリメータレンズ１０２ａによって平行化し、アパーチ
ャ１０２ｂによってビーム形状を整えたうえで、シリン
ドリカルレンズ１０２ｃによって線状の光束に集光し、
回転多面鏡１０３によってその回転軸に沿った方向（Ｚ
軸方向）に垂直な所定の方向（Ｙ軸方向）に偏向走査
し、結像レンズ系１０４を経て回転ドラム１０５上の感
光体に結像させる。感光体に結像する光束は、回転多面
鏡１０３の回転によるＹ軸方向の主走査と、回転ドラム
１０５の回転によるＺ軸方向の副走査に伴なって静電潜
像を形成する。

【０００４】このようにして回転ドラム１０５の感光体
に画像情報を書き込む走査を繰り返すものであるが、回
転多面鏡１０３の反射面の分割誤差のために、回転ドラ
ム１０５上の書き出し位置がずれるおそれがある。そこ
で、回転多面鏡１０３の走査光Ｌ₀ を、その走査面（Ｘ
Ｙ平面）のＹ軸方向の一端において信号検知ミラー１０
６によって前記走査面の下方へ分離して、集光レンズ１
０６ａを経て信号検知センサ１０７に導入し、図示しな
いコントローラにおいて走査開始信号に交換して半導体
レーザ１０１に送信する。半導体レーザ１０１は走査開
始信号を受信したうえで書き込み変調を開始する。

【０００５】結像レンズ系１０４は、球面レンズ１０４
ａとトーリックレンズ１０４ｂからなり、回転多面鏡１
０３によって等角速度で走査される走査光Ｌ₀ を、回転
ドラム１０５上においてＹ軸方向に等速度で走査する走
査光に変換するいわゆるｆθ機能を有する。

【０００６】半導体レーザ１０１、シリンドリカルレン
ズ１０２ｃ、回転多面鏡１０３、結像レンズ系１０４、
信号検知ミラー１０６および信号検知センサ１０７等は
図示しない光学箱の側壁や底壁に取り付けられる。回転
ドラム１０５は光学箱の外側に配設されており、光学箱
の側壁等には、走査光Ｌ₀ を光学箱から回転ドラム１０
５に向かって取り出すための窓が設けられている。ま
た、光学箱の開口はふた部材によって閉塞される。

【０００７】回転多面鏡１０３を回転駆動するモータ１
０３ａは、光学箱の底壁に支持されたモータ基板と、該
モータ基板上の駆動回路の駆動電流によって励磁される
ステータおよびこれに対向するロータ等からなる磁気回
路によって構成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、回転多面鏡を回転させると、光学箱の
底壁等に設けられた穴から光学箱の内部へ外気が吸引さ
れ、浮遊塵埃等が回転多面鏡の反射面や結像レンズ系の
レンズ面に付着するという未解決の課題がある。

【０００９】特に光学箱の底壁には、光学箱の内部部品
の組み付け等に用いる様々な穴が開口している。例え
ば、結像レンズ系の各レンズの組み付けは、光学箱に設
けられた係止部にバネ部材を係止させ、該バネ部材によ
ってレンズの端部を所定の基準部材に押圧することによ
って行なわれるものであるが、光学箱をプラスチック材
料によって一体成形するときには、バネ部材の係止部を
成形するための成形駒の抜き穴を光学箱の底壁に設ける
必要がある。

【００１０】このような抜き穴等から光学箱内へ流入す
る外気によって回転多面鏡等が汚染されると、その光学
特性が劣化して画質が低下するため、メンテナンスのコ
ストが上昇したり、装置の短命化を招く結果となる。近
年では、走査光学装置の高速化が進み、回転多面鏡の回
転数が上昇する傾向にあるが、回転多面鏡を高速回転さ
せると、光学箱内に吸引される外気の量も増大する。

【００１１】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであり、光学箱の底壁の穴
から侵入する外気のために回転多面鏡等が汚染されるの
を回避して、長期間メンテナンスフリーで良好な画質を
維持できる高性能で高速化に適した走査光学装置を提供
することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の走査光学装置は、光源から発生された光
ビームを偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡を経
て前記光ビームを感光体に結像させる結像光学系に配設
された複数枚のレンズと、該複数枚のレンズおよび前記
回転多面鏡を内蔵する光学箱と、その開口を塞ぐふた部
材と、前記複数枚のレンズのうちで最も回転多面鏡に近
い第１レンズと前記ふた部材の間に充填された弾性部材
を有することを特徴とする。

【００１３】弾性部材が、第１レンズおよびこれに隣接
する第２レンズとふた部材の間に充填されているとよ
い。

【００１４】第１レンズと光学箱の底壁の間に充填され
た第２の弾性部材を備えていてもよい。

【００１５】第２の弾性部材が、第１および第２レンズ
と光学箱の底壁の間に充填されていてもよい。

【００１６】

【作用】複数枚のレンズはそれぞれ、バネ部材等の組み
付け手段によって光学箱に組み付けられるが、バネ部材
等を光学箱に係止させるための係止爪を光学箱に一体形
成するためには、光学箱の底壁に係止爪の成形駒を抜く
ための抜き穴等が必要である。このような穴が光学箱の
底壁に開口していると、ここから侵入する外気が回転多
面鏡の周囲の雰囲気を汚染し、回転多面鏡の反射面に浮
遊塵埃が付着する。そこで、前記複数枚のレンズのうち
で最も回転多面鏡に近い第１レンズの頂部とふた部材の
間に弾性部材を充填することで、光学箱の内部を２分割
し、回転多面鏡の周囲の雰囲気を密封する。

【００１７】前記抜き穴等から光学箱内に侵入した外気
が回転多面鏡の周囲の雰囲気に混入するのを防ぎ、回転
多面鏡の反射面をクリーンな状態に保つことができる。

【００１８】これによって、長時間メンテナンスフリー
で高画質を維持する高性能な走査光学装置を実現でき
る。

【００１９】弾性部材が、第１レンズおよびこれに隣接
する第２レンズとふた部材の間に充填されていれば、第
１、第２レンズの間に外気の浮遊塵埃が侵入するのを防
ぎ、レンズ面の汚染を回避できる。

【００２０】また、レンズがプラスチック製のレンズで
ある場合は、レンズの底部が光学箱の底壁から浮いた状
態で組み付ける必要があるため、レンズの底部と光学箱
の底壁の間から侵入する外気のために回転多面鏡の周囲
の雰囲気が汚染される。そこで、第２の弾性部材によっ
てレンズの底部と光学箱の底壁の間を密封する。これに
よって防塵効果をより一層高めることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２２】図１は一実施の形態による走査光学装置を
示すもので、光源である半導体レーザ１から発生された
光ビームであるレーザ光はコリメータレンズ１ａによっ
て平行化され、シリンドリカルレンズ２によって線状の
光束に集光されて、回転多面鏡３の反射面に入射する。
その反射光は、回転多面鏡３の回転によって偏向走査さ
れて、Ｙ軸方向（主走査方向）の走査光となり、結像光
学系である結像レンズ系４と折り返しミラー５（図３参
照）を経て図示しない回転ドラム上の感光体に結像す
る。感光体に結像する光束は、回転多面鏡３の回転によ
るＹ軸方向の主走査と、回転ドラムの回転によるＺ軸方
向の副走査に伴なって静電潜像を形成する。

【００２３】感光体の周辺には、感光体の表面を一様に
帯電する帯電装置、感光体の表面に形成される静電潜像
をトナー像に顕像化するための顕像化装置、前記トナー
像を記録紙等の記録媒体に転写する転写装置等が配置さ
れており、これらの働きによって、半導体レーザ１が発
生する光束に対応する記録情報が記録紙等にプリントさ
れる。

【００２４】半導体レーザ１やシリンドリカルレンズ
２、回転多面鏡３、結像レンズ系４等は、合成樹脂製の
光学箱１０の側壁や底壁に取り付けられる。回転ドラム
は光学箱１０の外側に配設されており、光学箱１０の底
壁には走査光を光学箱１０から回転ドラムに向かって取
り出すための窓が設けられている。また、光学箱１０の
上部開口は、図２に示すふた部材２０によって閉塞さ
れ、ふた部材２０は、その周縁部において光学箱１０に
ビス止めされる。

【００２５】結像レンズ系４は、球面レンズ（第１レン
ズ）４ａとトーリックレンズ（第２レンズ）４ｂの２枚
のレンズからなり、回転多面鏡３によって等角速度で走
査される走査光を回転ドラム上においてＹ軸方向に等速
度で走査する走査光に変換するいわゆるｆθ機能を有す
る。

【００２６】光学箱１０を走査光学装置の本体フレーム
に対して組み付けるときには、図３に示すように、ま
ず、光学箱１０の外側の支持部に設けられたガイド穴に
係合する位置決めユニット６ａ，６ｂの位置決めピン７
ａ，７ｂによって、光学箱１０のＸ軸方向（光軸方向）
とθ軸方向（回転角度）の位置決めを行なう。Ｘ軸方向
の位置決めは、両位置決めピン７ａ，７ｂを前記ガイド
穴に対してＸ軸方向に同じ向きに移動させることによっ
て行なわれ、回転角度θ（θ軸方向の位置）は、両位置
決めピン７ａ，７ｂを互いに逆向きに移動させることに
よって調節される。このようにして感光体に対する相対
位置を調節したうえで、ビス８ａ，８ｂによって位置決
めユニット６ａ，６ｂを光学箱１０に固定する。

【００２７】回転多面鏡３を回転駆動するモータ３ａ
は、光学箱１０の底壁に支持されたモータ基板３ｂ上の
駆動回路と、該駆動回路の駆動電流によって励磁される
ステータおよびこれに対向するロータ等からなる磁気回
路によって構成される。

【００２８】結像レンズ系４の２枚のレンズ４ａ，４ｂ
のうちで、回転多面鏡３に近い側の第１レンズ４ａは、
Ｙ軸方向の両端部をそれぞれ、組み付け手段である一対
のバネ部材１１ａによってＸ基準面１２ａ、Ｚ基準面１
２ｂに押圧することによって光学箱１０に組み付けられ
ている。Ｘ基準面１２ａは光学箱１０の底壁に立設され
た第１の支持体１０ａの側面であり、Ｚ基準面１２ｂは
光学箱１０の底面に設けられる。

【００２９】光学箱１０の底壁から立設する第２の支持
体１０ｂは、バネ部材１１ａを固定するための係止爪１
３ａを有し、これに、バネ部材１１ａに設けられた係止
穴を引っ掛けることで、各バネ部材１１ａを光学箱１０
に固着する（図２の（ｂ）参照）。

【００３０】光学箱１０は、プラスチック材料によって
一体成形されたものであるが、このように光学箱１０を
一体成形するに当って、係止爪１３ａのような突出部を
配設するためには、成形後に成形駒を抜くための抜き穴
１４ａを設けておかなければならない。従って、光学箱
１０の底壁には抜き穴１４ａが開口しており、ここから
矢印Ａ₁ で示すように光学箱１０内に外気が侵入する。

【００３１】結像レンズ系４の２枚のレンズ４ａ，４ｂ
のうちで、回転多面鏡３から遠い方の第２レンズ４ｂ
も、第１レンズ４ａと同様に、Ｙ軸方向の両端部を一対
のバネ部材１１ｂによって上記と同様のＸ基準面、Ｚ基
準面に押圧することによって光学箱１０に組み付けられ
ている。

【００３２】光学箱１０の底壁から立設する別の支持体
も、バネ部材１１ｂを固定するための係止爪１３ｂを有
し、バネ部材１１ｂに設けられた係止穴を係止爪１３ｂ
に引っ掛けることで、各バネ部材１１ｂを光学箱１０に
固着する。前述と同様に、係止爪１３ｂを光学箱１０に
設けるためには、成形後に成形駒を抜くための第２の抜
き穴１４ｂを設けておかなければならない。従って、光
学箱１０の底壁には抜き穴１４ｂが開口しており、ここ
からも矢印Ａ₂ で示すように光学箱１０内に外気が侵入
する。

【００３３】このように、各レンズ４ａ，４ｂの組み付
け部において光学箱１０の底壁に開口する抜き穴１４
ａ，１４ｂから流入する外気が回転多面鏡３の周囲の雰
囲気に混入すると、外気中の浮遊塵埃等によって回転多
面鏡３の反射面が汚染され、走査光学装置の光学特性が
劣化する。従って、長時間メンテナンスフリーで高い画
像性能を維持することが困難になる。

【００３４】そこで、前記抜き穴１４ａ，１４ｂから光
学箱１０内に流入した外気が、回転多面鏡３の周囲の雰
囲気に混入することのないように、第１レンズ４ａの頂
部とふた部材２０の間の隙間にポリウレタンフォーム等
の弾性部材２１を充填し、回転多面鏡３の周囲の雰囲気
を密封する。

【００３５】第１レンズ４ａがプラスチック製のレンズ
である場合には精度が出にくいため、光学箱１０のＺ基
準面１２ｂに当接されるレンズ端部を除く残りのレンズ
主要部分を光学箱１０の底面から浮かせておく必要があ
るが、このように第１レンズ４ａの底部が光学箱１０の
底壁から浮いていると、両者の隙間から外気が侵入す
る。そこで、図４に示すように、第１レンズ４ａの底部
と光学箱１０の底面の間の隙間に第２のポリウレタンフ
ォーム等の弾性部材２２を充填する。

【００３６】第１、第２の弾性部材によって光学箱の内
部空間を気密に２分割することで、光学箱の底壁の抜き
穴から流入する外気によって回転多面鏡の周囲の雰囲気
が汚染されるのを極めて効果的に回避できる。

【００３７】このようにして回転多面鏡の反射面をクリ
ーンな状態に保ち、走査光学装置の光学性能の向上やメ
ンテナンスのコストの低減に大きく貢献できる。

【００３８】図５は一変形例を示す。これは、モルトプ
レン等のシート状の弾性部材３１を第１、第２レンズ４
ａ，４ｂの頂部とふた部材２０の間に充填したものであ
る。光学箱１０の抜き穴等から侵入する外気が、回転多
面鏡３の周囲の雰囲気を汚染するのを回避できるうえ
に、両レンズ４ａ，４ｂの間の空間部に外気が侵入する
のを防ぎ、両レンズ４ａ，４ｂのレンズ面が塵埃等によ
って汚染されるのを回避できるという利点が付加され
る。

【００３９】両レンズ４ａ，４ｂがプラスチック製であ
れば、前述のように両レンズ４ａ，４ｂの底部を光学箱
１０の底壁から浮かす必要がある。そこで、図７に示す
ように、両レンズ４ａ，４ｂと光学箱１０の底面との間
に第２のモルトプレン等のシート状の弾性部材３２を充
填し、両レンズ４ａ，４ｂの間の空間部を密封するとよ
い。

【００４０】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００４１】光学箱の穴から侵入した外気のために回転
多面鏡等が汚染されるのを防ぎ、長期間メンテナンスフ
リーで良好な画質を維持できる高性能な走査光学装置を
実現できる。このような走査光学装置を搭載すること
で、画像形成装置の高性能化と高速化等を大きく促進で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による走査光学装置の主要部を示
す模式部分平面図である。

【図２】図１の装置を示すもので、（ａ）はその断面
図、（ｂ）は（ａ）の第１レンズとバネ部材を拡大して
示す拡大部分断面図である。

【図３】図１の装置の全体を説明する図である。

【図４】図１の装置を別の断面で示す断面図である。

【図５】一変形例を示す模式部分平面図である。

【図６】図５の装置を示す断面図である。

【図７】図５の装置を別の断面で示す断面図である。

【図８】一従来例を示す図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ３回転多面鏡３ａモータ４結像レンズ系４ａ第１レンズ４ｂ第２レンズ５折り返しミラー１０光学箱１１ａ，１１ｂバネ部材１３ａ，１３ｂ係止爪１４ａ，１４ｂ抜き穴２０ふた部材２１，２２，３１，３２弾性部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から発生された光ビームを偏向走査
する回転多面鏡と、該回転多面鏡を経て前記光ビームを
感光体に結像させる結像光学系に配設された複数枚のレ
ンズと、該複数枚のレンズおよび前記回転多面鏡を内蔵
する光学箱と、その開口を塞ぐふた部材と、前記複数枚
のレンズのうちで最も回転多面鏡に近い第１レンズと前
記ふた部材の間に充填された弾性部材を有する走査光学
装置。
【請求項２】弾性部材が、第１レンズおよびこれに隣
接する第２レンズとふた部材の間に充填されていること
を特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項３】第１レンズを光学箱に組み付けるための
組み付け手段が、前記第１レンズと第２レンズの間に配
設されていることを特徴とする請求項１または２記載の
走査光学装置。
【請求項４】第１レンズと光学箱の底壁の間に充填さ
れた第２の弾性部材を備えていることを特徴とする請求
項１ないし３いずれか１項記載の走査光学装置。
【請求項５】第２の弾性部材が、第１および第２レン
ズと光学箱の底壁の間に充填されていることを特徴とす
る請求項４記載の走査光学装置。
【請求項６】弾性部材がポリウレタンフォームである
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の
走査光学装置。
【請求項７】弾性部材がモルトプレンであることを特
徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の走査光学
装置。