JPH11231244A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で確実にシャッターの開閉動作を
行えるようにする。 【解決手段】 光学箱１１には、半導体レーザ装置、半
導体レーザ装置からのレーザビームを走査させるための
ポリゴンミラー、およびポリゴンミラーで走査されたレ
ーザビーム５０を反射させる反射鏡１８が収容される。
また、光学箱１１には、反射鏡１８で反射したレーザビ
ーム５０を必要に応じて遮蔽するためのシャッター２２
が設けられる。反射鏡１８は、光学箱１１に固定された
板ばね２１の一端部で光学箱１１に保持され、板ばね２
１の他端部は、シャッター２２をその閉じ方向に付勢し
ている。

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
ンタ等においてレーザビームを偏向させるために用いら
れる走査光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の記録装置は、感光体の表
面を一様に帯電させ、帯電した感光体に記録パターンに
応じて光を照射することによって感光体の表面に静電潜
像を形成した後、静電潜像が形成された感光体の表面に
トナーを付着させて、そのトナーを記録紙に転写および
定着させることによって記録を行うものである。ここ
で、レーザビームプリンタでは、感光体の表面にレーザ
ビームを走査させる走査光学装置によって、感光体の表
面に静電潜像を形成している。

【０００３】図７に、レーザビームプリンタに用いられ
る従来の走査光学装置の光学系の構成を示す。

【０００４】図７において、半導体レーザ装置１１２は
単一の点光源であり、この半導体レーザ装置１１２から
はレーザビームは発散しながら射出されるが、コリメー
タレンズ１１３を透過することで、レーザビームは発散
光束から平行光束へと変換される。半導体レーザ装置１
１２から射出されコリメータレンズ１１３を透過したレ
ーザビームの光路上には、開口絞り１３１およびシリン
ドリカルレンズ１１４が配置され、レーザビームは、開
口絞り１３１の絞り形状によってビーム形が決められた
後、シリンドリカルレンズ１１４を透過することによ
り、その一方向だけ収束作用を受けてポリゴンミラー１
１６に線状に集光される。

【０００５】ポリゴンミラー１１６はスキャナモータ１
１５の回転軸に固定されており、矢印ａ方向に高速回転
される。ポリゴンミラー１１６の反射面１１６ａで反射
されたレーザビームは、スキャナモータ１１５の回転に
伴って高速に偏向走査される。さらに、レーザビーム
は、球面レンズ１１７ａおよびトーリックレンズ１１７
ｂで構成されるｆθレンズを透過して、回転される感光
体ドラム１４０の表面に微小なスポットで結像される。
また、ポリゴンミラー１１６で等角速度で偏向走査され
たレーザビームは、ｆθレンズを透過することにより、
感光体ドラム１４０上で光スポットが等速度で走査され
るように変換される。

【０００６】光スポットは、感光体ドラム１４０上を矢
印ｂ方向に繰り返し走査されるが、ポリゴンミラー１１
６の反射面１１６ａの分割誤差が在ると、繰り返して走
査情報を書き込むタイミングがずれるため、各反射面１
１６ａで偏向走査された先頭部（画像非有効部）のレー
ザビームを検知している。画像非有効部のレーザビーム
１５０ａは、固定ミラー１３２で反射され、集光レンズ
１３３を介してタイミング検知用センサ１３４に導かれ
る。

【０００７】上述した構成のうち感光体ドラム１４０を
除くものは、偏向走査されたレーザビームを感光体ドラ
ム１４０に出射させるための窓が設けられた光学箱（不
図示）に収納され、さらに光学箱に蓋が取り付けられて
走査光学装置を構成する。

【０００８】このような走査光学装置においては、使用
者が感光体ドラム１４０の交換等を行う際、使用者の安
全を確保するため、誤ってレーザビームが出射されない
ように、プリンタ本体のカバーの開閉あるいは感光体ド
ラム１４０の着脱等に連動して、光学箱の窓を遮断する
シャッター（不図示）が設けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の走査光学装置では、シャッターの開閉動作、特
に閉動作を行うために、ばね等の付勢手段が用いられる
のが一般的であるが、単にばねで付勢するだけでは動作
が不安定になる場合がある。一方で、シャッターの開閉
動作を確実に行うために種々の機構を設けると、部品点
数が多くなりその分だけ故障も発生し易くなるため、結
果的に信頼性が低下してしまう。そこで、シャッターの
開閉動作を確実に、かつ簡単な機構でできるだけコスト
をかけずに実現することが求められていた。

【００１０】本発明は、簡単な構造で確実にシャッター
の開閉動作を行える走査光学装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の走査光学装置は、走査される光束を出射するた
めの開口が設けられた光学箱の中に、光束を発する光源
と、前記光源から発せられた光束を偏向して走査させる
走査手段と、前記走査手段で走査された光束を前記開口
に導くための反射鏡とが収容され、前記開口を通過する
光束を遮蔽するシャッターが前記光学箱に開閉可能に設
けられた走査光学装置において、前記光学箱には、前記
反射鏡を前記光学箱に保持するとともに、前記シャッタ
ーをその閉じ方向に付勢する付勢手段が設けられている
ことを特徴とする。

【００１２】上記のとおり構成された本発明の走査光学
装置では、シャッターは付勢手段の付勢力によって閉じ
方向に付勢されているが、走査光学装置の使用時には、
その走査光学装置が使用される機器に設けられたシャッ
ター開閉用の部材により、付勢手段の付勢力に抗してシ
ャッターを開方向に押圧することで、シャッターは開か
れいる。一方、光学箱の開口から光束が出射するのを防
止する必要がある場合には、上記シャッター開閉用の部
材による押圧力を解除すれば、シャッターは付勢手段の
付勢力によって自動的に閉じられる。ここで、付勢手段
は、上記のようにシャッターを閉じ方向に付勢すると同
時に、反射鏡を光学箱に保持する機能をも有する。この
ように、反射鏡を保持する部材とシャッターを閉じ方向
に付勢する部材とを共用しているので、構造は簡単なも
のとなる。

【００１３】また、シャッターの閉じ位置ではシャッタ
ーが光学箱の一部位に当接する構造とし、シャッターが
閉じ位置にある状態でもシャッターに付勢手段による付
勢力が作用するようにすることで、シャッターの閉じ方
向への動作が確実になる。さらに、付勢手段を光学箱に
係合させて固定させることで、付勢手段の取付けが容易
になり、しかも、部品点数も少なくなり構造も簡単なも
のとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１５】（第１の実施形態）図１は、本発明の走査
光学装置の第１の実施形態を、蓋を取り除いた状態で示
す平面図である。

【００１６】図１に示した走査光学装置１０は、レーザ
ビームプリンタにおいて感光体ドラム（不図示）にレー
ザビームを走査するために用いられるもので、半導体レ
ーザ装置１２と、半導体レーザ装置１２から発生する光
束を平行光束にするコリメータレンズ１３と、コリメー
タレンズ１３からの平行光束を線状に集光するシリンド
リカルレンズ１４と、シリンドリカルレンズ１４によっ
て集光された光が照射される位置に設けられた、複数の
反射面１６ａで構成されるポリゴンミラー１６と、ポリ
ゴンミラー１６を回転させるためのスキャナモータ１５
と、ｆθレンズ１７とを有する。これら半導体レーザ装
置１２、コリメータレンズ１３、シリンドリカルレンズ
１４、ポリゴンミラー１６およびｆθレンズ１７は、光
学箱１１内に設けられている。

【００１７】光学箱１１には、ポリゴンミラー１６の回
転により走査されｆθレンズ１７を透過したレーザビー
ムを光学箱１１の外部に出射させるための出射窓１１ａ
が開口しているとともに、ｆθレンズ１７を透過したレ
ーザビームを反射して出射窓１１ａに導くための反射鏡
１８が取り付けられている。

【００１８】ポリゴンミラー１６の反射面１６ａで反射
されたレーザビームは、ｆθレンズ１７を介して反射鏡
１８に入射し、反射鏡１８で反射した後、出射窓１１ａ
から光学箱１１の外部に出射して感光体ドラムを照射す
る。

【００１９】ｆθレンズ１７は、ポリゴンミラー１６の
反射面１６ａで反射されるレーザビームが感光体ドラム
上でスポットを形成するように集光し、かつ、スポット
の走査速度が等速に保たれるように設計されている。こ
のようなｆθレンズ１７の特性を得るために、ｆθレン
ズ１７は、球面レンズ１７ａとトーリックレンズ１７ｂ
とで構成されている。

【００２０】ポリゴンミラー１６の回転によって、感光
体ドラム上ではその軸方向に沿ってレーザビームの主走
査が行われ、また、感光体ドラムがその軸を中心に回転
されることで副走査が行われる。このレーザビームの主
走査および副走査によって、表面が一様に帯電された感
光体ドラムはレーザビームが照射された部分が除電さ
れ、感光体ドラムの表面には静電潜像が形成される。

【００２１】感光体ドラムの周辺には、いずれも図示し
ないが、感光体ドラムの表面を一様に帯電させるための
コロナ放電器、感光体ドラムの表面に形成された静電潜
像をトナー像に顕像化するための顕像化装置、トナー像
を記録紙に転写するための転写用コロナ放電器等が配置
されており、これらの働きによって、半導体レーザ装置
１２が発生するレーザビームに対応する記録情報が記録
紙にプリントされる。以上のことは、電子写真式記録技
術としてよく知られているものである。

【００２２】図１に示した走査光学装置１０によるレー
ザビームの照射位置の調整は、光学箱１１の箱枠１１ｂ
の両端部に設けられた２つの位置決めピン１９を長孔２
０に挿入することによって行われる。ｘ方向の照射位置
調整は、両位置決めピン１９を共にｘ方向に沿って同じ
向きに移動させることで行う。また、θ方向の調整は、
位置決めピン１９をそれぞれｘ方向に沿って互いに逆向
きに移動させることによって行う。

【００２３】図２に、図１で示した走査光学装置の反射
鏡取り付け部近傍の平面図を示す。また、図３に、図２
のＡ−Ａ線断面図を示す。

【００２４】図２および図３に示すように、反射鏡１８
は、その両側部を、光学箱１１の両側部に設けられたリ
ブ１１ｃの上に載せられて所定の角度に位置決めされ、
光学箱１１にねじ固定された板ばね２１によって、反射
鏡１８の裏面側からリブ１１ｃに押し当てられることで
光学箱１１に保持される。板ばね２１は、その一端部で
ある反射鏡保持部２１ａで反射鏡１８を押圧し、他端部
であるシャッター付勢部２１ｂは、後述するシャッター
２２に向かって光学箱１１の外側に延びている。

【００２５】光学箱１１には、さらに、反射鏡１８で反
射されたレーザビームを遮蔽するためのシャッター２２
が設けられている。シャッター２２の両側部には、支持
部２２ａを介して回動軸が２３一体的に設けられてお
り、この回動軸２３を、光学箱１１の両側面に設けられ
た取付孔に嵌合させることで、シャッター２２は光学箱
１１に回動自在に支持される。

【００２６】さらに、シャッター２２の両側部には、板
ばね２１のシャッター付勢部２１ｂに向かって延び、常
にシャッター付勢部２１ｂを押圧している突出部２２ｂ
が一体的に設けられている。

【００２７】シャッター２２に板ばね２１以外の外力が
作用しないときには、突出部２２ｂは板ばね２１のシャ
ッター付勢部２１ｂで図示矢印Ｘ₂方向に付勢され、破
線で示すようにシャッター２２の支持部２２ａが光学箱
１１の突き当て部１１ｄに押し付けられる。この状態で
は、反射鏡１８で反射したレーザビームの光路上にシャ
ッター２２が位置しており、シャッター２２によりレー
ザビームが遮蔽される。なお、シャッター２２の支持部
２２ａが光学箱１１の突き当て部１１ｄに押し付けられ
た状態でも、板ばね２１によるシャッター２２の付勢力
が働くように、突き当て部１１ｄの突出量や板ばね２１
の形状が設計されている。

【００２８】一方、シャッター２２に矢印Ｘ₁方向の外
力が加わると、シャッター２２の突出部２２ｂは板ばね
２１のシャッター付勢部２１ｂを矢印Ｘ₁方向に押圧
し、シャッター２２は板ばね２１のばね力に抗して回動
軸２３を中心に回動する。これにより、反射鏡１８で反
射されたレーザビームの光路が開放される。

【００２９】走査光学装置１０は、上述したように位置
調整可能にレーザビームプリンタに取り付けられている
が、レーザビームプリンタにおいては、感光体ドラムは
そのメンテナンスのためにレーザビームプリンタの本体
に対して着脱可能に取り付けられている。感光体ドラム
を着脱するために、レーザビームプリンタの本体にはカ
バーが開閉可能に設けられている。

【００３０】カバーの両側部には、それぞれシャッター
２２の両側部を押圧するアーム２５が設けられている。
アーム２５は、カバーが閉じた状態では実線で示す姿勢
にあり、シャッター２２を矢印Ｘ₁方向に押し、板ばね
２１のばね力に抗してシャッター２２を実線で示した位
置に保持している。また、カバーが開いた状態では破線
で示す姿勢にあり、アーム２５はシャッター２２に当接
しない。

【００３１】上記構成に基づき、レーザビームプリンタ
の通常の使用時には、カバーは閉じられているので、ア
ーム２５による押圧でシャッター２２は開かれて実線で
示した位置に保持され、反射鏡１８で反射したレーザビ
ームの光路は遮蔽されない。一方、感光体ドラムの交換
等の際にカバーを開くと、アーム２５は破線で示す位置
に回動しシャッター２２から離れる。これにより、シャ
ッター２２には板ばね２１のばね力のみが作用し、シャ
ッター２２は支持部２２ａが光学箱１１の突き当て部１
１ｄに押圧される位置まで回動される。その結果、シャ
ッター２２が閉じられて、反射鏡１８で反射されたレー
ザビームの光路はシャッター２２で遮蔽され、レーザビ
ームがシャッター２２よりも外側へ出射されることはな
い。

【００３２】上述したように、反射鏡１８を保持する部
材と、シャッター２２を閉じる向きに付勢する部材とを
共用することで、シャッター２２の動作のためだけの部
材を設ける必要がなくなるので、簡単な構造で安価なシ
ャッター機構を実現することができる。しかも、シャッ
ター２２の支持部２２ａが光学箱１１の突き当て部１１
ｄに当接した位置においてもシャッター２２には板ばね
２１のばね力が作用するので、シャッター２２はレーザ
ビームを遮蔽する位置に確実に保持される。

【００３３】（第２の実施形態）図４は、本発明の走査
光学装置の第２の実施形態の反射鏡取付け部近傍の平面
図である。また、図５は、図４に示した走査光学装置の
Ｂ−Ｂ線断面の一部を示し、図６は、図４に示した走査
光学装置の要部斜視図である。なお、図６では、シャッ
ターは突出部のみを示し、また、反射鏡と光学箱との位
置決め構造に関しては図示していない。

【００３４】本実施形態では、反射鏡３８を光学箱３１
に保持するとともに、シャッター４２を閉じ方向に付勢
するための板ばね４１を、光学箱３１へ係合させること
によって光学箱３１に固定している。

【００３５】すなわち、板ばね４１の両側端にはそれぞ
れ、係合孔４１ｄが形成されてシャッター付勢部４１ｂ
と反対側に曲げられた延出部４１ｃが設けられる一方、
光学箱３１には、板ばね４１を保持する、両側壁に爪３
１ｆが設けられた凹部３１ｅが形成され、これら爪３１
ｆをそれぞれ板ばね４１の係合孔４１ｄに係合させるこ
とで、板ばね４１が光学箱３１に固定される。また、係
合孔４１ｄに爪３１ｆを係合させる際の凹部３１ｅへの
板ばね４１の挿入方向は、シャッター４２の突出部４２
ｂによりシャッター付勢部４１ｂに加わる力の向きと垂
直になるように、凹部３１ｅや爪３１ｆの形状等が設計
されている。なお、板ばね４１が、シャッター４２をそ
の閉方向に付勢する機能と、反射鏡保持部４１ａにより
反射鏡３８を保持する機能とを有すること、さらに、シ
ャッター４２の動作が、カバーの開閉によるアーム４５
の動作によって行われることは、第１の実施形態と同様
である。

【００３６】その他、レーザビームが出射されてから反
射鏡３８に至るまでの構成および光路は第１の実施形態
と同様であるので、その説明は省略する。

【００３７】以上説明したように本実施形態では、板ば
ね４１を光学箱３１に係合させるだけで、板ばね４１を
容易に固定することができる。また、板ばね４１の固定
には、ねじ等の部品を必要としないので、部品点数も少
なく、かつ構造も簡単である。

【００３８】さらに、板ばね４１の、爪３１ｆへの係合
方向と、シャッター４２により押圧される方向とが直交
しているので、シャッター４２の押圧力によって板ばね
４１が爪３１ｆから外れることはない。具体的な設計例
を挙げると、反射鏡３８を保持するために必要な荷重を
６４０ｇとしたとき、板ばね４１の反射鏡保持部４１ａ
の長さ、たわみ量、および幅に対して、シャッター付勢
部４１ｂの長さを４倍、たわみ量を４倍、幅を１／４と
すると、荷重は１／６４となり、シャッター４２を付勢
する力は１０ｇとなる。この値は、爪３１ｆが係合孔４
１ｄから外れないためには十分に小さい値といえる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、付勢手段
を用いて、反射鏡の保持およびシャッターの閉じ方向へ
の付勢を行う構成とすることにより、簡単な構造のシャ
ッター機構を実現することができる。また、シャッター
の閉じ位置ではシャッターが光学箱の一部位に当接する
構造とし、シャッターが閉じ位置にある状態でもシャッ
ターに付勢手段による付勢力が作用するようにすること
で、シャッターの閉じ方向への動作を確実に行わせるこ
とができる。さらに、付勢手段を光学箱に係合させて固
定させることで、付勢手段の取付けが容易になり、しか
も、付勢手段の取付け構造をより簡単にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査光学装置の第１の実施形態を、蓋
を取り除いた状態で示す平面図である。

【図２】図１に示した走査光学装置の反射鏡取り付け部
近傍の平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】本発明の走査光学装置の第２の実施形態の反射
鏡取付け部近傍の平面図である。

【図５】図４に示した走査光学装置のＢ−Ｂ線断面の一
部を示す図である。

【図６】図４に示した走査光学装置の要部斜視図であ
る。

【図７】従来の走査光学装置の光学系の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ 走査光学装置 １１，３１ 光学箱 １１ａ 出射窓 １１ｃ リブ １１ｄ 突き当て部 １２ 半導体レーザ装置 １３ コリメータレンズ １４ シリンドリカルレンズ １５ スキャナモータ １６ ポリゴンミラー １７ ｆθレンズ １８，３８ 反射鏡 ２１，４１ 板ばね ２１ａ，４１ａ 反射鏡保持部 ２１ｂ，４１ｂ シャッター付勢部 ２２，４２ シャッター ２２ａ 支持部 ２２ｂ，４２ｂ 突出部 ２３ 回転軸 ３１ｅ 凹部 ３１ｆ 爪 ４１ｃ 延出部 ４１ｄ 係合孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査される光束を出射するための開口が
   設けられた光学箱の中に、光束を発する光源と、前記光
   源から発せられた光束を偏向して走査させる走査手段
   と、前記走査手段で走査された光束を前記開口に導くた
   めの反射鏡とが収容され、前記開口を通過する光束を遮
   蔽するシャッターが前記光学箱に開閉可能に設けられた
   走査光学装置において、 前記光学箱には、前記反射鏡を前記光学箱に保持すると
   ともに、前記シャッターをその閉じ方向に付勢する付勢
   手段が設けられていることを特徴とする走査光学装置。
2. 【請求項２】 前記シャッターは、その閉じ位置では前
   記光学箱の一部位に当接され、前記付勢手段は、前記シ
   ャッターが閉じ位置にある状態でも前記シャッターに前
   記閉じ方向への付勢力を与えている請求項１に記載の走
   査光学装置。
3. 【請求項３】 前記光学箱には、前記反射鏡を載置する
   リブが設けられ、 前記付勢手段は、中間部が前記光学箱に固定されて、一
   端部が前記反射鏡を前記リブに押圧するとともに、他端
   部が前記シャッターを前記閉じ方向に付勢する板ばねで
   ある請求項１または２に記載の走査光学装置。
4. 【請求項４】 前記付勢手段は、前記光学箱に係合され
   て固定されている請求項１，２または３に記載の走査光
   学装置。
5. 【請求項５】 前記付勢手段の前記光学箱への固定部に
   係合孔が形成されており、前記光学箱には、前記係合孔
   に係合される爪が形成されている請求項４に記載の走査
   光学装置。