JPH1152270A

JPH1152270A - 偏向走査装置

Info

Publication number: JPH1152270A
Application number: JP9219967A
Authority: JP
Inventors: Noboru Nabeta; 昇鍋田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】折り返しミラーの振動による画質劣化を防
ぐ。【解決手段】回転多面鏡３の走査光Ｌ₁ は、結像レン
ズ４を経て裏面反射ミラー５ａによって逆向きに折り返
され、光学箱１０の窓１１から取り出される。光学箱１
０の底壁１０ａには、レンズ支持部１０ｂを構成する段
部が設けられており、その下側に形成された凹所１０ｃ
に折り返しミラー５ｂが配設される。折り返しミラー５
ｂを光学箱１０の中央部分において底壁１０ａに組み付
けることで、折り返しミラー５ｂの振動を低減する。

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
る偏向走査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偏向走査装置は、高
速回転する回転多面鏡によってレーザ光等の光ビームを
反射させ、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５は一従来例による偏向走査装置を示す
もので、これは、半導体レーザやコリメータレンズをユ
ニット化した光源ユニット１０１と、これから発生され
た平行光束のレーザ光を線状に集光するシリンドリカル
レンズ１０２と、線状に集光されたレーザ光を偏向走査
する回転多面鏡１０３と、その走査光Ｌ₀ を図６に示す
ように回転ドラムＤ₀ の表面の感光体に結像させる結像
レンズ１０４等を有し、回転多面鏡１０３や結像レンズ
１０４は光学箱１１０に収容され、また、光源ユニット
１０１は光学箱１１０の側壁等に組み付けられる。

【０００４】光学箱１１０の上部開口は、光学箱１１０
内に必要部品をすべて組み込んだうえでふた部材１２０
によって閉塞される。光学箱１１０の底壁には回転多面
鏡１０３によって偏向走査されたレーザ光（走査光）Ｌ
₀ を外部の回転ドラムＤ₀ に向かって取り出すための窓
１１１が設けられる。

【０００５】光源ユニット１０１の半導体レーザから発
生されたレーザ光はその内部のコリメータレンズによっ
て平行化され、シリンドリカルレンズ１０２によって回
転多面鏡１０３の反射面に線状に集光され、結像レンズ
１０４と折り返しミラー１０５を経て光学箱１１０の窓
１１１から回転ドラムＤ₀ に向かって取り出される。こ
のようにして回転ドラムＤ₀ 上の感光体に結像する走査
光Ｌ₀ は、回転多面鏡１０３によるＹ軸方向の主走査と
回転ドラムＤ₀ 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。

【０００６】回転多面鏡１０３を回転駆動する駆動モー
タ１０３ａは、回転多面鏡１０３と一体であるロータ
と、モータ基板上に実装されたステータからなり、該ス
テータはモータ基板上の駆動回路から供給される駆動電
流によって励磁されてロータを回転させる。

【０００７】回転多面鏡１０３の走査光Ｌ₀ は、その走
査方向の末端においてＢＤミラー１０６ａによって走査
面（ＸＹ平面）の下側へ反射され、ＢＤセンサ１０６ｂ
に導入される。ＢＤセンサ１０６ｂの出力は図示しない
コントローラに入力される。コントローラは、ＢＤセン
サ１０６ｂの出力を走査開始信号に変換して光源ユニッ
ト１０１の半導体レーザに送信し、その書き込み変調を
開始する。なお、折り返しミラー１０５は、その両端を
光学箱１１０の側壁から突出するミラー支持体１０５ａ
に支持され、図示しない板バネ等によって固定される。

【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、回転多面鏡の回転中にその駆動モータ
等の振動が光学箱を介して折り返しミラーに伝播し、そ
の結果、折り返しミラーが振動して回転ドラム上の結像
位置がずれるために、画質が劣化するという未解決の課
題がある。

【０００９】詳しく説明すると、走査光の光路に対する
折り返しミラーの角度が振動等によって変化したときの
走査光のブレ量ｅと、折り返しミラーの角度の変化量
（あおり角）θの間には以下の関係があるｅ＝Ｂｔａｎ２θ ・・・（１）ここで、Ｂ：折り返しミラーから回転ドラムまでの走査
光の光路の長さ一般的に良好な画像を維持するためには、ブレ量ｅが５
μｍ以下であることが要求されるため、例えば、折り返
しミラーから回転ドラムまでの光路の長さＢが１３２ｍ
ｍであればθ≦３．９″という微小な数値となる。

【００１０】このように、折り返しミラーは良好な画質
を保つうえで重要な光学部品であり、その振動を抑制す
ることが画像形成装置の品質を向上させるうえで極めて
重要であるが、光学箱は、折り返しミラーの組み付け部
の近傍に前述のような窓を備えているため、この部分で
は特に剛性不足となる傾向がある。従って、光学箱の強
度を高めて折り返しミラーの振動を防ぐのは難しい。

【００１１】加えて、折り返しミラーから回転ドラムま
での光路の長さＢを確保するために、光学箱から回転ド
ラムまでの離間距離を大きくとらなければならず、装置
全体が大型化するという問題点もある。

【００１２】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、駆動モータ等から
光学箱を経て伝播する折り返しミラーの振動を低減して
画質を大幅に改善できるうえに、装置全体の小型化にも
貢献できる偏向走査装置を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の偏向走査装置は、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導く光学系と、該光学系の一部
分と前記回転多面鏡を内部に収容する光学箱を有し、該
光学箱の底部に凹所が設けられており、前記光学系が、
前記光ビームを前記光学箱の前記凹所へ反射する反射手
段と、前記光学箱の前記凹所に組み付けられた折り返し
ミラーを備えていることを特徴とする。

【００１４】光学系が、光学箱の凹所の上方に収容され
た結像レンズを有するとよい。

【００１５】反射手段が、光ビームを逆進させる裏面反
射ミラーを有するとよい。

【００１６】反射手段が、互いに垂直に配設された一対
の第２の折り返しミラーによって構成されていてもよ
い。

【００１７】

【作用】光学箱の底壁に段部等を設けて、その下側に折
り返しミラーを組み付けるための凹所を形成する。回転
多面鏡によって偏向走査された光ビームである走査光を
光学箱の一端において裏面反射ミラー等によって前記凹
所に反射させ、ここに組み付けられた折り返しミラーに
よって回転ドラム等の感光体に向かって折り返す。光学
箱の底壁の下側に折り返しミラーを組み付けるものであ
るため、その組み付け位置を広範囲に選択できる。そこ
で、光学箱の剛性の高い中央部分を選んで底壁の下側に
折り返しミラーを組み付けることで、光学箱から折り返
しミラーに伝播する振動を大幅に低減できる。

【００１８】裏面反射ミラーは、回転多面鏡の駆動モー
タ等の振動が光学箱を経て裏面反射ミラーに伝播して
も、走査光に大きなブレを生じることはない。

【００１９】また、走査光を光学箱の底壁に沿って逆進
させたうえで回転ドラム等に向かって折り返すものであ
るから、光学箱と回転ドラムの離間距離を大幅に短縮
し、画像形成装置の小型化に大きく貢献できる。

【００２０】

【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。

【００２１】図１は一実施の形態による偏向走査装置を
示す平面図であって、これは、光源である半導体レーザ
を保持するレーザホルダやコリメータレンズをユニット
化した光源ユニット１と、該光源ユニット１から発生さ
れた光ビームである平行光束のレーザ光を線状に集光さ
せるシリンドリカルレンズ２と、線状に集光されたレー
ザ光を偏向走査する回転多面鏡３と、その走査光Ｌ₁ を
図２に示す回転ドラムＤ₁ 上の感光体に結像させる結像
レンズ４と、反射手段である裏面反射ミラー５ａと、折
り返しミラー５ｂを有し、回転多面鏡３、結像レンズ４
および裏面反射ミラー５ａ等は光学箱１０内に収容され
ている。なお、結像レンズ４と裏面反射ミラー５ａと折
り返しミラー５ｂは走査光Ｌ₁ を回転ドラムＤ₁ 上に導
く光学系を構成するものである。光学箱１０の上部開口
は、光学箱１０内部に各部品を組み付けたうえでふた部
材２０によって閉塞される。

【００２２】回転ドラムＤ₁ は折り返しミラー５ｂとと
もに光学箱１０の外側に配設され、前記走査光Ｌ₁ は裏
面反射ミラー５ａによって反射され、光学箱１０の底壁
１０ａに設けられた窓１１から折り返しミラー５ｂに向
かって取り出される。

【００２３】回転多面鏡３を回転させる駆動モータ３ａ
は、回転多面鏡３と一体であるロータと、モータ基板と
一体であるステータを有し、モータ基板上の駆動回路か
ら供給される駆動電流によってステータを励磁してロー
タを回転させる。

【００２４】回転ドラムＤ₁ の感光体に結像する走査光
Ｌ₁ 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Ｄ₁ の回転によるＺ軸方向の副走査に伴なっ
て感光体上に静電潜像を形成する。

【００２５】なお、光学箱１０は、その側壁から外方へ
突出する複数の支持部材１２を有し、光学箱１０は、各
支持部材１２を図示しない画像形成装置の本体フレーム
等にビス止めすることで、これに固定される。

【００２６】回転多面鏡３の走査光Ｌ₁ の一部分はその
走査方向（Ｙ軸方向）の一端において走査開始信号とし
てＢＤミラー６ａによって分離され、ＢＤセンサ６ｂに
導入される。光源ユニット１の半導体レーザはＢＤセン
サ６ｂからコントローラを経て送信される走査開始信号
を受信して画像書き込みのための変調を開始する。

【００２７】図２に示すように、光学箱１０の底壁１０
ａには、回転多面鏡３の駆動モータ３ａや裏面反射ミラ
ー５ａを支持する主要部に比べて高い位置に突出する段
部であるレンズ支持部１０ｂが設けられており、その下
側には、下向きの凹所１０ｃが形成されている。凹所１
０ｃと残りの主要部を構成する底壁１０ａの間に形成さ
れる段差には、裏面反射ミラー５ａに近接する部位に窓
１１が形成され、また、回転多面鏡３の近傍に位置する
段差の下面には折り返しミラー５ｂが組み付けられてい
る。

【００２８】回転多面鏡３の走査光Ｌ₁ は、結像レンズ
４を経て裏面反射ミラー５ａによって光学箱１０の底壁
１０ａの裏側（下側）に折り返され、前記の光路を逆進
して折り返しミラー５ｂに入射し、これによって折り返
されて回転ドラムＤ₁ に到達する。

【００２９】折り返しミラー５ｂは、前述のように回転
多面鏡３の位置する光学箱１０の中央部分に配設されて
いる。この部分においては特に、駆動モータ３ａ等を支
持するために光学箱１０に高い剛性が必要であるから、
光学箱１０の底壁１０ａを局部的に厚肉にしたり、図示
しない補強リブ等を設ける等の方法で剛性を強化する工
夫がなされている。加えて、従来例のように折り返しミ
ラー５ｂの取り付け部分の近傍に窓が配設されている場
合に比べて、構造上剛性不足になることもないため、回
転多面鏡３の回転中でも折り返しミラー５ｂに伝播する
振動は微小であり、回転ドラムＤ₁ の結像位置に大きな
ブレを生じるおそれはない。

【００３０】また、裏面反射ミラー５ａは、図３に示す
ように、互いに垂直である２つの鏡面Ｍ₁ ，Ｍ₂ によっ
て繰り返し走査光Ｌ₁ を反射することで、走査光Ｌ₁ を
逆進させるものであるから、振動によって矢印Ａで示す
ように裏面反射ミラー５ａの角度が変化しても、２つの
鏡面Ｍ₁ ，Ｍ₂ によるあおり角が破線で示すように互い
に相殺される。従って、回転多面鏡３の駆動モータ３ａ
の振動が光学箱１０を経て裏面反射ミラー５ａに伝播し
ても、光学箱１０の窓１１から取り出される走査光Ｌ₁
の光路には何ら影響しない。

【００３１】すなわち、裏面反射ミラー５ａによって、
光学箱１０が振動したときに窓１１から取り出される走
査光Ｌ₁ の光路が変化するのを防ぎ、かつ、光学箱１０
の底壁１０ａの中央部分の裏側に折り返しミラー５ｂを
配置することによって、折り返しミラー５ｂに伝播する
振動を大幅に低減することができる。このようにして、
回転多面鏡３の回転中に回転ドラムＤ₁ 上の結像位置が
ブレて画質が劣化するトラブルを効果的に回避できる。

【００３２】加えて、光学箱１０の底壁１０ａの上下で
走査光Ｌ₁ の光路を２重に折り返したうえで回転ドラム
Ｄ₁ に結像させるように構成されているため、走査光Ｌ
₁ の光路の必要長さを得るための回転ドラムＤ₁ の離間
距離を大幅に短縮できる。その結果、画像形成装置全体
を大幅に小型化できるという特筆すべき長所がある。

【００３３】さらに、裏面反射ミラー５ａによって走査
光Ｌ₁ を反射したうえでこれを光学箱１０から取り出す
ための窓１１は、裏面反射ミラー５ａの極く近傍に配設
することができる。このように、走査光Ｌ₁ のＹ軸方向
の走査領域があまり拡大しない部位に窓１１を配設すれ
ば、窓１１の開口幅を小さくすることができるという利
点もある。

【００３４】図４は一変形例を示す。これは、図１の装
置の裏面反射ミラー５ａの替わりに、一対の第２の折り
返しミラー１５ａ，１５ｂを用いたものである。裏面反
射ミラーに比べて振動の影響を受けやすいという欠点が
あるものの、裏面反射ミラーより標準的な部品であって
従って安価である折り返しミラーを利用することで部品
コストの低減に役立つ。また、裏面反射ミラーに比べて
反射率等を自由に設定できるという利点も付加される。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。

【００３６】光学箱を介して伝播する折り返しミラーの
振動を低減し、画質を大幅に改善できる。これによっ
て、高性能でしかも高速化に適した偏向走査装置を実現
できる。また、光学箱から回転ドラムまでの走査光の光
路の長さを短縮し、装置の小型化を促進できる。

【００３７】このような偏向走査装置を用いることで、
画像形成装置の高速化と高性能化および小型化に大きく
貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による偏向走査装置を示す平面図
である。

【図２】図１の装置を示す断面図である。

【図３】裏面反射ミラーを説明する図である。

【図４】一変形例を示す断面図である。

【図５】一従来例による偏向走査装置を示す平面図であ
る。

【図６】図５に示す偏向走査装置の断面図である。

【符号の説明】

１光源ユニット３回転多面鏡４結像レンズ５ａ裏面反射ミラー５ｂ，１５ａ，１５ｂ折り返しミラー１０光学箱１０ａ底壁１０ｂレンズ支持部１０ｃ凹所

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
感光体に導く光学系と、該光学系の一部分と前記回転多
面鏡を内部に収容する光学箱を有し、該光学箱の底部に
凹所が設けられており、前記光学系が、前記光ビームを
前記光学箱の前記凹所へ反射する反射手段と、前記光学
箱の前記凹所に組み付けられた折り返しミラーを備えて
いることを特徴とする偏向走査装置。
【請求項２】光学系が、光学箱の凹所の上方に収容さ
れた結像レンズを有することを特徴とする請求項１記載
の偏向走査装置。
【請求項３】反射手段が、光ビームを逆進させる裏面
反射ミラーを有することを特徴とする請求項１または２
記載の偏向走査装置。
【請求項４】反射手段が、互いに垂直に配設された一
対の第２の折り返しミラーによって構成されていること
を特徴とする請求項１または２記載の偏向走査装置。