JPS62205305A - レ−ザ走査装置のレ−ザダイオ−ド保持構造 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザダイオードからのレーザビームを用い
たレーザ走査装置において、光源であるレーザダイオー
ドを、その光軸方向への位置調節可能に保持するための
レーザダイオード保持構造に関する。

〔従来の技術〕

レーザ走査装置は、レーザビームプリンタやレーザスキ
ャナ等に用いられるものであるが、通常、レーザダイオ
ードからのレーザビームはその拡がりが大きいのでコリ
メータレンズにより平行光にされた後に走査されるもの
である。

しかし、コリメータレンズの焦点距離は、被走査物上に
レーザビームを結像させる結像光学系の焦点距離に比し
て極めて小さいので、レーザダイオードのコリメータレ
ンズに対する光軸方向の取付位置に多少の誤差があって
も、被走査物上では極めて大きな誤差となる。

このような被走査物上での誤差があると、レーザスキャ
ナ等においては読取り誤差が生じたり、或いは、レーザ
ビームプリンタ等においては記録画像がボケでしまった
りする。そのため、レーザダイオードを、その光軸方向
への位置調節可能に保持することが行われる。

この種のレーザダイオード保持構造としては、レーザダ
イオードを保持する平板状の保持部を、この保持部を挿
通するボルトにより基板に取り付け、このボルトの回転
で保持部を移動させてレーザダイオードの光軸方向の位
置決めを行うものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述した従来構造による場合には、保持部を移
動させるためのボルトが３個以上の複数個必要となり、
レーザダイオードの位置調節操作を行うには、各ボルト
を全て調節しなければならないので、操作が煩わしく、
手間の掛かるものであった。

本発明の目的は、上記実情に鑑み、簡単な操作でレーザ
ダイオードの光軸方向への位置調節を行うことのできる
、レーザダイオード保持構造を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明によるレーザ走査装置のレーザダイオード保持構
造の特徴構成は、レーザダイオードをその先軸方向への
移動自在に保持する可撓性の保持部と、この保持部を基
板に固定する固定部とを、レーザダイオードからのレー
ザビームの主走査方向に沿う切込みを隔てて光軸に直交
する方向に並ぶ状態で一体形成し、前記保持部を光軸方
向に撓ませる操作具を設けたことにある。

〔作　用〕

つまり、レーザダイオードの光軸方向の位置決めが、そ
れを保持する可撓性の保持部の撓みにより行われるもの
であり、例えば、保持部に螺合して基板に当接するボル
トの回転で保持部を撓ませることができるから、このボ
ルトのように、単一の操作具によってレーザダイオード
の光軸方向の位置調節操作を行うことができる。

しかも、保持部と固定部とが切込みを隔てて光軸に直交
する方向に並設されているから、製作面で有利であり、
また、それらを隔てる切込みがレーザダイオードからの
レーザダイオードの主走査方向に沿ったものであるから
、画像に与える影響を少ないものにできるのである。

即ち、第９図に示すように、レーザダイオード（１）に
対する保持部（ＩＯＢ’　）と固定部（１〇八゛）とを
光軸（Ｘ）に直交する面状の切込み（１０ｂ′）を隔て
て光軸（Ｘ）方向に並ぶ状態に一体形成するとともに、
保持部（ＩＯＢ’）に螺合する調節用ビス（１３’）を
固定部（ＩＯＡ’）に当接させ、この調節用ビス（１３
’）の回転で保持部（ＩＯＢ’）を撓ませることで、レ
ーザダイオード（１）を光軸（Ｘ）方向に移動させるこ
とができるように構成することも考えられる。

しかし、この場合には、面状の切込み（１０ｂ’）を形
成する加工のために、保持部（ＩＯＢ’）ないし固定部
（１０Ａ”）を光軸（Ｘ）に直交する方向から挾む必要
があり、光軸（Ｘ）方向にある程度の厚さを必要とする
ので、製品の歩留りが悪くなる。

また、面状の切込メ（１０ｂ’）は、１度に２つ以上同
時に加工することが難しく、生産効率も低くなる。

それに比して、本発明の構成によれば、切込みを形成す
る加工は、光軸方向から挾んだ状態で行えるから、保持
部と固定部とは光軸方向にさほど厚くない板状の素材か
ら作ることができる。従って、製品の歩留りもよく、さ
らに、この板状の素材を複数枚重ねた状態でカッター等
により一度に複数個の切込みを形成する加工が行えるの
で、生産効率も高くできる。

一方、保持部と固定部とを隔てる切込みを、レーザダイ
オードの副走査方向に沿って形成することも考えられる
が、この場合には、画像に影響を与える虞れがある。

即ち、レーザダイオードの光軸方向の位置調節が可撓性
の保持部の撓みにより行われるとき、レーザダイオード
は、若干光軸から離れる方向に移動する。この方向は、
切込みが沿う方向に一致している。そして、レーザダイ
オードが副走査方向に移動した場合には、走査されるレ
ーザビームは、感光体上にレーザビームを結像させるｆ
θレンズ等の結像光学系の中央から離れた部分を通過す
ることとなり、感光体上に形成される潜像に歪みが生じ
ることとなる。

それに比して、本発明の構成によれば、上で述べたレー
ザダイオードの光軸からのズレ方向は主走査方向であり
、この方向については、通常、レーザビームの走査経路
中にレーザ光検出器等を設けることで、感光体上での各
走査時の潜像形成開始を同期させる構成がとられること
が多いので、レーザダイオードが多少この方向に移動し
たとしても画像に悪影響を与えることは殆どないのであ
る。

〔実施例〕

以下に、図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明によるレーザダイオード保持構造を適
用した、レーザビームプリンタのレーザ走査装置の概略
構成を示している。

図中（Ｓ）は、レーザダイオードユニ・ノドで、この中
に、レーザダイオード（１）とコリメータレンズ（２）
等が保持されている。人力画像情報に基づいて変調され
、レーザダイオード（１）から発振されたレーザビーム
（Ｂ）は、コリメータレンズ（２）によって平行光にさ
れてポリゴンミラー（３）に向けて射出される。そして
、このレーザダイオード（Ｂ）は高速回転するポリゴン
ミラー・（３）の反射面で反射される。このポリゴンミ
ラー（３）の回転で、レーザビーム（Ｂ）に対するその
反射面の傾きが変化し１．それに伴って、反射後のレー
ザビーム（Ｂ）は、感光体ドラム（４）の長手方向に向
かって走査される。（この方向が主走査方向（Ｄ）であ
る）。

このレーザビーム（Ｂ）は、ｆθレンズ（５）によって
収束され、一様に帯電された感光体ドラム（４）上に結
像してその位置の帯電電位を減少させる。そして、感光
体ドラム（４）の一定速度の回転に伴うこの走査の繰り
返しによって、感光体ドラム（４）上に静電潜像が形成
される。なお、図中（６ａ）は、感光体ドラム（４）の
回転方向くこの方向が副走査方向である）に対して、各
走査開始位置を揃えるためのレーザビーム検知用光セン
サ、（６ｂ）はこの先センサ（６ａ）の方にレーザビー
ム（Ｂ）を反射するためのミラーである。

その後、図示は省略するが、着色顔料であるトナーをこ
の静電潜像部分に選択付着させて現像し、出力用紙を１
−ナー像面に接着させて紙面上にトナー像を転写し、こ
の紙を加熱することによってトナーを融解して紙に定着
させ、出力画像を得るのである。

レーザダイオードユニット（Ｓ）の構造について第１図
及び第２図を用いてさらに説明する。

コリメータレンズ（２）は、取付板（７）にビス止めさ
れた筒状のユニット本体（８）の一端に取り付けられて
いる。このユニット本体（８）の他端に、ガラス製のス
ペーサ（９）を介して、円板状のレーザダイオードホル
ダ（１０）が３個の取付用ネジ（１１）により取り付け
られている。

この取付用ネジ（１１）は、レーザダイオードホルダ（
１０）とスペーサ（９）とを挿通してユニ・ノド本体（
８）に螺合している。レーザダイオードホルダ（１０）
に形成されたこの取付用ネジ（１１）の挿通孔（１０ａ
）の径は、取付用ネジ（１１）の径よりも大きく形成し
てあり、レーザダイオードホルダ（１０）をその面内方
向に移動させて位置調節できるように構成されている。

そして、取付用ネジ（１１）の頭部（ｌｌａ）とレーザ
ダイオードホルダ（１０）との間には、レーザダイオー
ド（１０）をその面内方向で位置決めするための付勢力
を与えるスプリング（１２）が介装されている。なお、
コリメータレンズ（２）はその後端がスペーサ（９）に
当接することで光軸（Ｘ）方向に位置決めされ、ビス（
２ａ）により固定されている。

第１図に示すように、このレーザダイオードホルダ（１
０）は、そのほぼ中央に、ビス止めされたレーザダイオ
ード（１）を保持するとともに、レーザダイオード（１
）の両側に形成された一対の切込み（１０ｂ）により、
３つの部分に分割されている。そして、両側の部分（Ｉ
ＯＡ）に１箇所づつ、真中の部分（ＩＯＢ）の、上記一
対の切込み（１０ｂ）の終端側に１箇所の、合計３箇所
に、前述した取付用ネジ（１１）が位置している。

つまり、両側の部分（ＩＯＡ）は、基板の一例であるユ
ニット本体（８）に対して位置固定の固定部であり、一
方、真中の部分（１０Ｂ）がレーザダイオード（１）の
保持部である。そして、この保持部（ＩＯＢ）は、上記
一対の切込み（１０ｂ）の始端側がユニット本体（８）
に対して揺動できるようになっている。

そして、保持部（ＩＯＢ）の遊端側に、この保持部（Ｉ
ＯＢ）をレーザダイオード（１）からのレーザビーム（
Ｂ）の光軸（Ｘ）方向に撓ませる操作具としての調節用
ビス（１３）を螺合しである。この調節用ビス（１３）
の先端は、レーザダイオードホルダ（１０）を貫通して
ユニット本体（８）の端縁に当接している。

つまり、この調節用ビス（１３）を回転させることで、
保持部（ＩＯＢ）はユニット本体（８）から離れる方向
に撓むのである。これにより、レーザダイオード（１）
はその光軸（Ｘ）方向に移動し、この方向での位Ｗａｍ
節が行われるように構成されている。なお、保持部（Ｉ
ＯＢ）のうち、基端側の厚み［ｔ２］は、レーザダイオ
ード（１）を保持する部分の厚み［ｔ、］よりも薄くし
てあり、保持部（ＩＯＢ）が撓むときにレーザダイオー
ド（１）を保持する部分に歪が発生しないようにしであ
る。

上述のよ・うに、この保持部（ＩＯＢ）を撓ませること
でレーザダイオード（１）の光軸（Ｘ）方向の位置決め
を行う際に、レーザダイオード（１）は、同時に光軸（
Ｘ）から離れる方向に移動する。このことを示すのが、
第４図（イ）及び（ロ）である。

しかし、本発明のレーザダイオード保持構造を適用した
この走査装置においては、前述した切込み（１０ｂ）を
レーザダイオード（１）からのレーザビーム（Ｂ）の主
走査方向（Ｄ）に沿って形成することで、画像への悪影
響を少なくしている。次にそのことを説明する。

レーザダイオード（１）が光軸（Ｘ）から離れる方向は
、切込み（］、Ｏｂ　）の方向、即ち、レーザビーム（
Ｂ）の主走査方向（Ｄ）である。これにより、レーザダ
イオード（１）からのレーザビーム（Ｂ）は、第５図に
おいて、二点鎖線で示すように偏る。

従って、ポリゴンミラー（３）の反射面で反射されｆθ
レンズ（５）を通過した後のレーザビーム（Ｂ）の走査
域は、図中［ＡＩの領域から［人］の領域に偏ることと
なる。

しかし、既に述べたように、各走査毎の同期を取るため
のレーザビーム検知用光センサ（６ａ）が設けられてお
り、この光センサ（６ａ）がレーザビーム（Ｂ）を検知
してから所定時間後に感光体ドラム（４）上で潜像形成
が開始されるように構成されているから、この走査域の
偏りが画像劣化に繋がることはない。

また、この走査域の偏りは、さほど大きなものではない
。つまり、第４図（ＴＩ）において、レーザダイオード
（１）の光軸（Ｘ）方向の調節代［ΔＸ］は［０，３ａ
ｍ］ないし［０，４ｎ＋］であり、この調節に伴うレー
ザダイオード（１）の光軸（Ｘ）からの偏り　［ΔＺ］
は、せいぜい［２μｍコないし［６μｍ］である。レー
ザダイオードホルダ（１０）の保持部（ＩＯＢ）の片持
バネとしての有効長を［Ｉ！、］として、それら３者の
関係を第６図のグラフに示す。これから分かるように、
光軸（Ｘ）からの偏り［ΔＺ］は、調節代［ΔＸ］のは
ぼ１／１００程度である。

さらに、コリメータレンズ（２）とｆθレンズ（５）と
により、この偏り［ΔＺ］は感光体ドラム（４）上に拡
大されて走査域の偏り［ΔＳ］となるが、その関係は次
式で示される。

ΔＳ　−（ｂ／ｆｃ）　・　　Δま ただし、ｂ　：　ｆθレンズの焦点距離ｆｃ：　コリメ
ークレンズの焦点距離 通常、［ｂ／ｒｅコは約［１００１程度であるがら、走
査域の偏りとしては、多くとも［１鶴］程度であり、問
題はない。

本発明を実施するにあたって、っぎのような変形が可能
である。

く１〉第７図に示すように、固定部（ＩＯＡ）を保持部
（ＩＯＢ）の一方側にのみ設ける。

く２〉第８図に示すように切込み（１０ｂ）の終端部を
拡げて、保持部（ＩＯＢ）の弾性変形を容易にする。

〈３〉図示はしないが、保持部（ＩＯＢ）が撓むことに
レーザダイオード（１）に無理な力が掛がらないように
、レーザダイオード（１）を弾性体を介して保持する。

なお、本発明は、上述の実施例で説明したレーザダイオ
ードプリンタの他、レーザスキャナやレーザマイクロフ
ィルマ等に用いられるレーザ走査装置に適用することが
できる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によるレーザ走査装置の
レーザダイオード保持構造は、レーザダイオードを、そ
の保持部の可撓性を利用して単一の操作具の操作で光軸
方向に移動させるようにしたものであり、レーザダイオ
ードの光軸方向の位置決めを、簡単な操作で素早く行え
るようになった。

しかも、レーザダイオードの保持部と基板に対する固定
部とが光軸に直交する方向に並設されることで、保持構
造を構成する製品の歩留りを良くすることができるとと
もに、その製作効率を高めることができる。また、保持
部を撓ませるために固定部との間に設けた切込みが、レ
ーザダイオードからのレーザビームの主走査方向に一致
していることで、保持部の撓みに伴ってレーザダイオー
ドが光軸から偏ることに起因した被走査物上でのレーザ
ビームのズレを、最終的に悪影響の少ないものにできる
。従って、例えば、レーザビームプリンタにおいては、
記録画像の画質を良好に維持することができ、また、レ
ーザスキャナにおいては、画像の読取り誤差を少なくで
きる。

従って、全体として、操作面、製作面、並びに、走査装
置としての性能面の何れにおいても優れたレーザダイオ
ードの保持構造を提供できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明に係るレーザ走査装置のレ
ーザダイオード保持構造の実施例を示し、第１図はレー
ザダイオードユニットの正面図、第２図は第１図におけ
る■−■線断面図、第３図はレーザ走査装置の概略構成
図、第４図（イ）及び（０）はレーザダイオードと光軸
との位置関係を示す概略図、第５図はレーザ走査装置の
概略平面図、第６図はレーザダイオードの調節化、保持
部の有効バネ長、及び、レーザダイオードの光軸からの
偏りの関係を示すグラフ、第７図および第８図は別の実
施例を示す概略平面図である。第９図は比較例を示す概
略斜視図である。 （１）・・・・・・レーザダイオード、（８）・・・・
・・基板、（ＩＯＡ）・・・・・・固定部、（ＩＯＢ）
・・・・・・保持部、（１０ｂ）・・・・・・切込み、
（１３）・・・・・・操作具、（Ｂ）・・・・・・レー
ザビーム、（Ｄ）・・・・・・主走査方向、（Ｘ）・・
・・・・光軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザダイオードをその光軸方向への移動自在に保持す
   る可撓性の保持部と、この保持部を基板に固定する固定
   部とを、レーザダイオードからのレーザビームの主走査
   方向に沿う切込みを隔てて光軸に直交する方向に並ぶ状
   態で一体形成し、前記保持部を光軸方向に撓ませる操作
   具を設けてある、レーザ走査装置のレーザダイオード保
   持構造。