JPS61252524A - レ−ザ射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、レーザプリンタ等において利用されるレーザ
射出装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来のレーザプリンタの光学系を第５図（Ａ）。

（Ｂ）に示す。第５図（Ａ）において、レーザ射出装置
１より射出された平行ビームは図示矢印方向に回転する
ポリゴンミラー２よりＹ方向に対して偏向され、ｆ・θ
レンズ３に入射する。その後、このビームは、第５図（
Ｂ）図示Ｚ方向にパワーを持つ補正用シリンドリカルレ
ンズ４を通って７方向の傾きが補正された後に感光体ド
ラム５上に結像するようになっている。尚、前記ｆ・θ
レンズ３は、第５図（Ａ）に示ｔＸ、Ｙ投射面内におい
て、ビームの入射角をθとし焦点距離をｆとしたとき、
前記感光体ドラム１０上のＹ方向のｆ・θの位置にビー
ムウェストを形成するようになっている。

ここで上記レーザ射出装置１の従来例を１６図に示す。

第６図において、このレーザ射出装置１はレーザ光を射
出する半導体レーザ１０と、このレーザ光を平行ビーム
とするコリメーションレンズ系１１と、この平行ビーム
のビーム断面形状を整形する第１．第２のプリズム１２
Ａ、１２Ｂから成る（−ム整形！＆ｌｆｆ１２とから構
成されている。

ところで、この種のレーザ射出装置１では半導体レーザ
１０とコリメーションレンズ系１１との光軸を少なくと
も図示２方向だけでも一致させなくてはならない。例え
ば、第７図（Ａ）に示すように半導体レーザ１０の光軸
Ｊ１１とコリメーションレンズ系１１の光軸Ｊ１２とが
不一・致でると、コリメーションレンズ系１１を通過後
の主光線は前記光軸Ｊ　ｘ　＊　７２に対し平行でなく
なり、ビーム整形装置１２に角度をもって入射すること
になる。

このため、ビーム整形装置１２を通過債の主光線も、前
記入射角よりも光軸に対して大きな角度θをもってしま
う。そうすると、第５図（Ｂ）の一点鎖線で示すように
前記シリンドリカルレンズ４の光軸に対して大きくずれ
て入射し、前記角度θカ大キい場合にはシリンドリカル
レンズがらはずれることもある。この結果、シリンドリ
カルレンズによってＺ方向の位置を補正しきれずに、感
光体ドラム５表面の所定位置に結像できなくなってしま
う。

そこで、従来は第６図に示すように半導体レーザ１０を
保持するホルダー１３と、コリメーションレンズ系１１
等を保持するレンズホルダー１４とを別部品とし、セッ
トスクリュー１５の調整によって前記ホルダー１３をレ
ンズホルダー１４に対して図示２方向に移動できるよう
にしていた。

しかしながら、上記のような構成によれば部品点数の増
大と共に部品の形状が複雑なり、コストの増大の他組み
立て作業も煩雑であった。

また、たとえ前記両光軸を一致させたとしてもビーム形
成装置１２の位置精度が出ていなければ、第７図（Ｂ）
に示すようにビーム整形装置ｉ！１２を通過した主光線
が光軸角度θだけ傾いてしまい、この場合にも上述した
弊害が生じてしまう。こ、の警官を防止するためにはビ
ーム形成装ｗ１１２内の光学部品である第１．第２のプ
リズムの取り付けに非常に高い１１度または調整が必要
となり、加工費又は調整費の増大につながってしまう。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、レーザ
ビーム光源からのレーザビームが所定方向に射出される
ための調整を極めて容易に行うことができ、かつ、部品
点数を低減し部品の取付精度が過度に要求されることの
ない安価なレーザ射出′＠胃を提供することを目的とす
るものである。

［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明の概要は、レーザビー
ムを発するレーザビーム光源と、このレーザビームを平
行ビームとするコリメーションレンズと、光学部品を回
転自在に支持し、この回転位置に応じて前記平行ビーム
の射出角変を調整するビーム角調整装置と、これらレー
ザビーム光源。

コリメーションレンズ及びビーム角調整装置を一体的に
支持するホルダーとを有することを特徴とするものであ
る。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照し１説明する。尚
、本実施例は第５図（Ａ）、（Ｂ）に示すレーザプリン
タに使用されるレーザ射出装置に関するものであり、本
実施例に係るレーザ射出装置１２０は第１図に示すよう
に構成されている。

第１図において、このレーザ射出装置２０は半導体レー
ザ３０．コリメーションレンズ系４０及びビーム角調整
装置Ｉ５０を中空部２１Ａに一体的に保持する円筒状の
ホルダー２１を、絶縁カバー２２を介してプリント基板
２３に取り付けることによって構成されている。

前記ホルダー２１は、円筒状の外周面より前記中空部２
１Ａに連通ずる第１〜第４の、ネジ部２４゜２５．２６
．２７を有し、前記第１．第４のネジ部２６．２７はそ
れぞれ対向する位置に設けられている。そして、前記第
１〜第４のセットスクリュー２４Ａ、２５Ａ、２６Ａ、
２７Ａが螺合されるようになっている。尚、第１．第２
のセットスクリユー２４Ａ、２５Ａの先端側は円錐状に
形成された円錐部２４Ａ１．２５Ａｔとなっている。

また、前記第１．第２のネジ部２４．２５の中間部には
、ホルダー２１の外周面より前記中空部２１Ａに連通す
る穴部２８が穿設されている。

前記１半導体レーザ３０は、前記ホルダー２１の一端側
に位置するように、取付ネジ３１．３１によって固定さ
れている。従って、半導体レーザ３０は、レーザビーム
の出射方向（図示Ｘ方向）と直交する方向（図示Ｚ方向
）に対して移動調整する手段を有してなく、コリメーシ
ョンレンズ系４０との光軸調整は不要となっている。

前記コリメーションレンズ系４０は、前記ホルダー２１
の中空部２１Ａに挿入されるレンズホルダー４１に保持
されている。このレンズホルダー４１は円筒状を成して
その中空部４１Ａに前記コリメーションレンズ系４０を
保持するようになっている。また、このレンズホルダー
４１の外周面より前記中空部４１Ａに連通する穴部４２
が形成され、この穴部４２に接着剤を流し込んで前記コ
リメーションレンズ基４ｏとレンズホルタ−４１トヲ固
１１するよ−うになってる。尚、接着剤による固定に限
らず他の種々の手段で固定することもできる。また、こ
のレンズホルダー４１の両端面外縁側は面取りが成され
、この部分を第１のテーパ面４３及び第２のテーパ面４
４とする。

前記ビーム角調整装Ｗ１５０は、第１．第２のプリズム
５１Ａ、５１Ｂの相対位置を不変となるように保持する
円柱状の透明な固定部材５２と、前記ホルダー２１に固
着されて前記固定部材５２を回転自在に保持する円管５
５とから構成されている。前記固定部材５２は、前記ホ
ルダー２１の第３、第４のネジ部２６．２７と対内する
位置に第１、第２の切欠部５３．５４を有し、この第１
の切欠部５３の平面５３Ａに前記第３のセットスクリュ
ー２６Ａが当接され、前記第２の切欠部５４の平面５４
Ａに前記第４のセットスクリュー２７Ａが当接されるよ
うになっている。

以上のように構成されたレーザ射出装置２０の作用につ
いて第２図をも参照して説明する。

本実施例装置では、半導体レーザ３０より射出されたレ
ーザビームをコリメーションレンズ系４０で平行ビーム
とし、この平行ビームを第１．第２のプリズムで整形（
詳細は後述する）すると共にビーム角調整装置でビーム
の射出方向を調整するようになっている。そして、この
ビームは第５図（Ａ）、（Ｂ）に示すポリゴンミラー２
．ｆ・θレンズ３．シリンドリカルレンズ４を介して感
光体ドラム５上に結像されるようになっている。

ここで、先ず前記コリメーションレンズ系４０で平行ビ
ームとするためには、コリメーションレンズ系４０を図
示Ｘ方向に移動させてその焦点合せを行わなければなら
ない。

本実施例では、第１．第２のセットスクリュー２４Ａ、
２５Ａの調整によりコリメーションレンズ系４０のＸ方
向の位置を容易に調整することができる。例えば、第１
のセットスクリュー２４Ａを締める方向に回し、第２の
セットスクリュー２５Ａを弛める方向に回すことにより
、コリメーションレンズ系４０は第１図の右側から左側
に変位させることができる一方、第１のセットスクリュ
ー２４Ａを弛める方向に回し、第２のセットスクリュー
２５Ａを締める方向に回すことにより、コリメーション
レンズ系４０は第１図の左側から右側に変位させること
ができる。

即ち、前記第１．第２のセットスクリュー２４Ａ、２５
Ａの先端部には円錐部２４Ａｔ　、２５Ａ１が形成され
ているため、前記両スクリュー２４Ａ、２５Ａのいずれ
か一方を締めると、このスクリューは中空部２１Ａに向
って移動することにより、前記円錐部２４Ａ１又２５Ａ
１によって図示Ｘ方向にも分力が生ずる。そして、この
分力によ。

つてコリメーションレンズ４０を保持するレンズホルダ
ー４１をＸ方向に変位させることができる。

尚、この円錐部２４Ａｔ　、２５Ａｔは前記レンズホル
ダー４１の両端側で第１．第２のテーパ面４３．４４と
当接することにより、位置調整後はＸ方向に変位するこ
とがなく、振動があってもコリメーションレンズ系４０
の焦点位置がずれることはない。

また、前記両スクリュー２４Ａ、２５Ａの円錐部２４Ａ
ｔ　、２５Ａｔによって当接されことにより、前記レン
ズホルダー４１はホルダー２１の中空部２１Ａ内周面に
押圧され、Ｘ方向と直交する方向にもずれが生ずること
なく、コリメーションレンズ系４０を強固に固定するこ
とができる。

尚、このような講！！優に、前記穴部２８より接着剤を
流し込み、ホルダー２１とレンズホルダー４１とをより
強固に固定するようにしてもよい。

従来は、第６図に示すようにコリメータ３ンレンズ系１
１をウェーブワッシャ１６．押えネジ１７によって保持
していたため、振動によって図示Ｘ方向及びＸ方向と交
差する方向に変位する恐れがあったが、本実施例ではそ
のような弊害が生ずる恐れが全くない。

次に、第１．第２のプリズム５１Ａ、５１Ｂによるビー
ム整形作用について説明する。この第１゜第２のプリズ
ム５１Ａ、５１Ｂは断面円形のビームを図示Ｙ方向を長
手状とする偏平なビーム形状に整形している。そして、
第１のプリズム５１Ａだけで整形作用を行うと、ビーム
の出射方向が変化するため、こΦ第１．第２のプリズム
５１Ａ。

５１Ｂの２つを用いることにより、ビーム整形とビーム
耐出方向の規υｌとを行っている。尚、このように第１
．第２のプリズム５１Ａ、５１Ｂでビーム整形を行う理
由は、前記感光体ドラム５上でＹ方向を長手状とする偏
平なビームによって結像して画質の向上を図っているた
めである。そして、レーザービームの特性としてレンズ
を通過する際にビームの長手方向が縮められ、ビームの
短手方向が拡大される性質があるため、第１．第２のプ
リズム５１Ａ、５１Ｂによって上述した整形を行ってい
る。

また、第１．第２のプリズム５１Ａ、５１８通。

過後のレーザービームはポリゴンミラー２に対して所定
方向即ちレーザ射出装置２０の光軸と平行となる方向に
射出しなければ、シリンドリカルレンズ４による補正が
できない等の弊害がある。

このために、本実施例ではビーム角調整装置５０によっ
てビーム角を容易に調整できるようにしている。即ち、
第１．第２のプリズム５１Ａ、５１Ｂは両プリズムの相
対位置が不変となるように固定部材５２によって固定さ
れ、かつ、この固定部材５２は円管５５に内接して回転
自在に支持されている。従って、この円管５５に対して
固定部材５２を回転させることにより、第１．第２のプ
リズム５１Ａ、５１Ｂは相対位置を保持したまま一体的
に回転し、ビーム角を任意に調整することができる。こ
の際、本実施例では第３．第４のセットスクリュー２６
Ａ、２７Ａのいずれか一方を締め、他方を緩めることに
よってビーム角のｍｅを行うことができる。即ち、締め
られたセットスクリューによって第１．第２の切欠部５
３．５４の平面５３Ａ、５４Ａの一方が押圧され、この
平面５３Ａ、５４Ａの押圧変位と共に固定部材５２を円
管５５の内周面に沿って回転調整することができる。こ
のようにしてビームの射出方向を図示ＸＺ平面において
レーザ射出装置２０の光軸と平行にすることができる。

従って、従来のようにプリズムの相対位置の微妙な調整
と、過度の部品精度の要求によって成し得ていたビーム
角の調整を容易に行うことができる。しかも、本実施例
にあっては、半導体レーザ３０とコリメーションレンズ
系４０との光軸を７方向で一致させる必要はない。即ち
、第２図に示すようにコリメーションレンズ系４０の光
軸よりも半導体レーザ３０の光軸が２方向で上側にずれ
た場合でも、前記ビーム角調整装置５５によってビーム
は所定の射出方向に調整できるからである。

従って、半導体レーザ３０は２方向に対して無調整で加
工精度によってのみ取り付ければよく、またこの加工精
度も過度に要求されることはなく、ビーム角調整装置５
５で補正のきく範囲のラフな精度でよい。

従って、従来は第６図に示すようにネジ１５゜１５によ
って半導体レーザ１０のホルダー１３をＺ方向で移動可
能とする構成を要していたが、このような調整機構は不
要となり、かつ調整作業の負担からも解放される。

このように、半導体レーザ３０より射出されたレーザビ
ームは、焦点合せの行われたコリメーションレンズ系４
０で確実に平行ビームとされ、第１、第２のプリズム５
１Ａ、５１Ｂでビーム整形作用が行われると共に、ビー
ム角調整装！１５０によってその射出角度をレーザビー
ム射出６１２０の光軸と平行となるようにすることがで
きる。従って、このレーザ射出装置２０より射出され、
ポリゴンミラー２．ｆ・θレンズ３を通過したレーザビ
ームは、シリンドリカルレンズ４によってＺ方向の位置
が補正されて感光体ドラム５トの所定位置に確実に結像
されることになる。しかも、このような結像を得るため
の調整は、コリメーションレンズ４０の焦点合せとビー
ム角調整装置５０での角度調整とによって容易に行うこ
とができる。

尚、ビーム角調整装［５０を構成する光学部品としては
その用途に応じて種々の光学部品を用いることもできる
。例えば、第３図に示すように２つのシリンダレンズ５
６Ａ、５６Ｂをその相対位置を不変として固定部材５７
によって保持するようにし、この固定部材５７を回転支
持する構成としてもよい。

さらに、このビーム角調整装置５０の応用例としては、
レーザ射出袋＠２０に適用するものに限らず、第４図（
Ａ）、（Ｂ）に示すように他の光学系に用いることもで
きる。第４図（Ａ）は２つの固定された光学系６０．６
１の間にこのビーム角調整装！１５０を配置したもので
、このビーム角調整装置５０によってビームの出射角を
Ｘ、Ｚ平面で修正することができる。また、第４図（Ｂ
）は３つの固定された光学系６２．６３．６４のそれぞ
れの間に第１．第２のビーム角鋼―装置５０Ａ、５０Ｂ
を設けたものである。そして、第１のビーム角調整装置
５０ＡによってＸ、Ｚ平面でビーム角を修正し、第２の
ビーム角調整装ｆｆｆ５０ＢによつＸ、ｙ平面でビーム
角を修正することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

本発明は、レーザビーム光＋１１３０．コリメーション
レンズ４０及びビーム角調整装置５０をホルダー２１に
一体的に支持し、レーザビーム光源３０とコリメーショ
ンレンズ４０との光軸合せを要せずにビーム射出角を調
整可能としたものである。

従って、ビーム角調整装置５０は複数の光学部品を配置
してビーム形成装置を兼用するものに限らず、一つの光
学部品を配置することでもビーム角の調整は可能である
。例えば、固定部材５２に１ケのプリズム又は１ケのシ
リンダレンズを保持するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればレーザ射出装置よ
り射出されるレーザビームの射出角度を所定方向に調整
する作業がビーム角調整装置での回転調整によって極め
て容易に行うことができる。

しかも、レーザビーム光源とコリメーションレンズとの
光軸合せを組み立て時及び組み立て後も行う必要がない
ため、従来の構成のような光軸合せのための調整機構を
要せず、部品点数の低減と部品形状の複雑化の防止とを
図ることができ、製造コストが大幅に低減される。また
、レーザビーム光源とコリメーションレンズとをラフな
精度で取り付けても、調整時にビーム角を容易に修正で
きるため、部品精度が過度に要求されることがなく、こ
の面でも装置のコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るレーザ射出装置の概略
断面図、第２図はビーム角調整作用を説明するための概
略説明図、第３図及び第４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ
ビーム角調整装置の変形例を示す概略説明図、第５図（
Ａ）、（Ｂ）はレーザプリンタの基本的構成を示す平面
図、側面図、第６図は従来のレーザ射出装置の構成を示
す断面図、第７図（Ａ）、（Ｂ）はビーム角の変動を説
明するための概略説明図である。 ２０・・・レーザ射出装置、２１・・・ホルダー、３０
・・・レーザビーム光源、 ４０・・・コリメーションレンズ、 ５０・・・ビーム角調整装置、 ５１Ａ、５１Ｂ・・・プリズム、 ５６Ａ、５６Ｂ・・・シリンダレンズ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザビームを発するレーザビーム光源と、この
   レーザビームを平行ビームとするコリメーションレンズ
   と、光学部品を回転自在に支持し、この回転位置に応じ
   て前記平行ビームの射出角度を調整するビーム角調整装
   置と、これらレーザビーム光源、コリメーションレンズ
   及びビーム角調整装置を一体的に支持するホルダーとを
   有することを特徴とするレーザ射出装置。
2. （２）ビーム角調整装置の前記光学部品は、レーザビー
   ムのビーム整形作用を行うものである特許請求の範囲第
   １項に記載レーザ射出装置。
3. （３）光学部品は１以上のプリズムで構成されたもので
   ある特許請求の範囲第２項に記載のレーザ射出装置。
4. （４）光学部品は１以上のシリンダレンズで構成された
   ものである特許請求の範囲第２項に記載のレーザ射出装
   置。