JP2000010036A - 光偏向走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学箱の位置決めを行なう位置決めピンの変
形等を防ぐ。 【解決手段】 光学箱１０に対して各位置決めプレート
１２の相対位置を調整することで、回転多面鏡３の走査
光の結像点（スポット）の焦点ずれや書き込み開始位置
を調整する。各位置決めプレート１２は、下面から突出
する第１の位置決めピン１３ａと、上面から突出する第
２の位置決めピン１３ｂを有し、上記の位置調整は、第
２の位置決めピン１３ｂを調整台１５の穴１５ａに係合
させて光学箱１０を移動させることによって行なう。光
学箱１０を図示しない画像形成装置の本体フレームに組
み付けるときは、第１の位置決めピン１３ａを本体フレ
ームの基準穴に係合させる。

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
る光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光偏向走査装置は、
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は一従来例による光偏向走査装置を示
すもので、半導体レーザ１０１から発生されたレーザ光
Ｌ₀ をコリメータレンズによって平行化し、アパーチャ
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１０２によって線状の光束に集光し、回転多面鏡１
０３によって所定の方向（主走査方向）に偏向走査し、
結像レンズ系１０４を経て回転ドラム上の感光体に結像
させる。感光体に結像する光束は、回転多面鏡１０３の
回転による主走査と、回転ドラムの回転による副走査に
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の走査光を、その走査面の一端において集光レ
ンズ１０６を経てＢＤ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変換して半導体
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を、回転ドラ
ム上において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１０２、回転多面鏡１０３、結像レンズ系１０４、集
光レンズ１０６およびＢＤセンサ１０７等は光学箱１１
０に組み付けられる。回転ドラムは光学箱１１０の外側
に配設されており、光学箱１１０の一端には、走査光を
光学箱１１０から回転ドラムに向かって取り出すための
窓１１１が設けられている。また、光学箱１１０の上部
の開口は図示しない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１１０の底壁に支持されたモータハウ
ジングと、これと一体であるモータ基板１０３ｂに実装
された駆動回路と、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。

【０００８】光学箱１１０を図示しない本体フレームに
対して組み付けるときには、光学箱１１０の外側に設け
られた一対の位置決めプレート１１２の位置決めピン１
１３を本体フレームの基準穴に係合させて感光体に対す
る光学箱１１０の位置決めを行なう。

【０００９】各位置決めプレート１１２はビス１１２ａ
によって光学箱１１０の外側の支持部に固着されるが、
位置決めプレート１１２の位置決めピン１１３は光学箱
１１０の貫通孔１１０ａに遊合しており、貫通孔１１０
ａと位置決めピン１１３のクリアランスの許す範囲内で
位置決めプレート１１２を移動させて、光学箱１１０に
対する相対位置を微調整することが自在である。

【００１０】この位置決めプレート１１２の微調整は、
光偏向走査装置の製造現場においてその組立工程の最後
に行なわれるもので、各部品の寸法精度のバラつきや組
立時の誤差によって生じる走査光の結像位置のずれ、す
なわち、感光体上の結像点（スポット）の焦点ずれや書
き込み開始位置を修正するための作業である。以下にそ
の工程を詳しく説明する。

【００１１】図８の（ｂ）に示すように、光学箱１１０
の底面に開口する一対の穴１１０ｂに組立現場の受け台
１１４のピン１１４ａを入れてこれらによって光学箱１
１０を支持する一方で、受け台１１４とは独立して設け
られた調整台１１５の穴１１５ａに、光学箱１１０の貫
通孔１１０ａを貫通した位置決めプレート１１２の位置
決めピン１１３を嵌挿する。光学箱１１０の貫通孔１１
０ａは、位置決めプレート１１２の位置決めピン１１３
に対して前述の微調整が自在なように充分大きく開けら
れており、また、図９に示すように、位置決めプレート
１１２のビス穴１１２ｂもビス１１２ａに対して充分大
きく開けられている。さらに、各位置決めプレート１１
２は光学箱１１０に対してビス１１２ａで仮止めの状態
で保持され、光学箱１１０に対してある程度自由に動く
ようになっている。

【００１２】この状態で、予定結像面Ｋ₀ に対して走査
光のスポットが結像するよう、かつ、予定結像面Ｋ₀ 上
の書き込み開始位置が、ＢＤセンサ１０７によって走査
光を検出して書き込み変調を開始させるためのトリガ信
号との整合が取れるように、光学箱１１０を支持する受
け台１１４を調整台１１５に対して移動させる。このよ
うにして、光学箱１１０全体を動かして微調整を行な
い、調整が終了した状態で、ドライバーＴ₀ によってビ
ス１１２ａを締め付けて、位置決めプレート１１２を光
学箱１１０に固定する。

【００１３】このように感光体に対する相対位置を予め
製造現場で微調整しておけば、光偏向走査装置を画像形
成装置に組み付けるときに各位置決めピン１１３を本体
フレームの基準穴に係合させるだけで、回転ドラム上の
感光体に走査光の結像位置を正確に合わせることができ
る。

【００１４】

【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、光学箱１１０に対する位置決めピン１
１３の微調整を行ない、位置決めプレート１１２をビス
１１２ａで光学箱１１０に固定する際に、位置決めピン
１１３を受けている調整台１１５と、ビス１１２ａの頭
の締結面の間が図９に示す距離Ｓ₀ だけ離れており、こ
の距離Ｓ₀ は、光学箱１１０の支持部の厚さと位置決め
プレート１１２の厚さを加えたものに相当する。最近で
は、光学箱１１０や位置決めプレート１１２をプラスチ
ック材料で作成することが多くなっており、上記のよう
に離間距離が長くなると、ビス１１２ａを締め付けると
きに位置決めピン１１３が少なからず変形する。このよ
うに位置決めピン１１３が変形してしまうと、画像記録
装置の本体フレームに光学箱１１０を組み付けたときに
位置ずれを起こして、新たな焦点ボケ等を発生させる原
因になる。

【００１５】また、位置決めピン１１３が光学箱１１０
の底面から突出する構成であるため、光偏向走査装置を
画像記録装置の本体フレームに組み付けるまでの搬送の
途中や、組み付けの作業中に不用意に位置決めピン１１
３に外力が加わって変形し、上記と同様に調整位置がず
れてしまうこともあった。

【００１６】さらに、光偏向走査装置を主走査方向が反
対である機種の画像記録装置に搭載するために天地逆に
組み付ける場合があるが、このときは位置決めピン１１
３の調整を別にしなければならず、調整治具等も別途用
意する必要があった。

【００１７】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、位置決めピン等の
変形に起因する焦点ボケ等を回避して、画質を大幅に向
上できる光偏向走査装置を提供することを目的とするも
のである。

【００１８】本発明の別の目的は、天地逆に組み付ける
機種にも容易に対応できる光偏向走査装置を提供するこ
とである。

【００１９】

【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、本発明の光偏向走査装置は、光ビームを発生する
光源と、前記光ビームを偏向走査する走査手段と、前記
光ビームを感光体に結像させる結像手段と、該結像手段
と前記走査手段を収容する光学箱と、該光学箱をその支
持手段に対して位置決めするための少なくとも１個の位
置決めプレートを有し、該位置決めプレートが、互いに
異なる向きに配設された第１および第２の位置決め部を
備えており、前記第１または前記第２の位置決め部を用
いて前記光学箱の位置決めを行なうように構成されてい
ることを特徴とする。

【００２０】位置決めプレートの第１および第２の位置
決め部が、互いに逆向きで同軸上に配設された一対の位
置決めピンであるとよい。

【００２１】位置決めプレートの第１および第２の位置
決め部が、互いに逆向きで同軸上に配設された位置決め
ピンと位置決め穴であってもよい。

【００２２】

【作用】位置決めプレートの第１の位置決め部を画像形
成装置の本体フレーム等の支持手段の基準穴に係合させ
て光学箱の位置決めを行なう。光学箱に対する位置決め
プレートの位置調整を行なうときは、位置決めプレート
の第２の位置決め部を用いることで、第１の位置決め部
に変形等を生じるのを防ぐ。

【００２３】位置決め部の変形のために発生する焦点ボ
ケ等のトラブルを防ぎ、画像形成装置の画質向上に貢献
できる。

【００２４】光偏向走査装置を支持手段に対して天地逆
に組み付ける機種においては、第１の位置決め部の替わ
りに、第２の位置決め部を用いて光学箱の位置決めを行
なうことで容易に対応できる。

【００２５】

【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。

【００２６】図１は一実施の形態による光偏向走査装置
を示すもので、これは、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Ｌ₁ をコリメータレ
ンズによって平行化し、アパーチャ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２によって線状
の光束に集光し、走査手段である回転多面鏡３によって
所定の方向（主走査方向）に偏向走査し、結像手段であ
る結像レンズ系４を経て図４に示す回転ドラムＤ₁ 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３の回転による主走査と、回転ドラムＤ₁ の回転に
よる副走査に伴なって静電潜像を形成する。

【００２７】このようにして回転ドラムＤ₁ 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３の反射面の分割誤差のために、回転ドラムＤ₁
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３の走査光を、その走査面の一端において集光レ
ンズ６を経てＢＤセンサ７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変換して半導体レーザ１
に送信する。半導体レーザ１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。

【００２８】結像レンズ系４は、球面レンズ４ａとトー
リックレンズ４ｂ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Ｄ₁ 上において
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。

【００２９】半導体レーザ１、シリンドリカルレンズ
２、回転多面鏡３、結像レンズ系４、集光レンズ６およ
びＢＤセンサ７等は光学箱１０に組み付けられる。回転
ドラムＤ₁ は光学箱１０の外側に配設されており、光学
箱１０の一端には、走査光を光学箱１０から回転ドラム
Ｄ₁ に向かって取り出すための窓１１が設けられてい
る。また、光学箱１０の上部の開口は図示しないふた部
材によって閉塞される。

【００３０】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ハウジング
と、これと一体であるモータ基板３ｂに実装された駆動
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。ステータは、モータ基板３ｂに立設
されたステータコアと、これに巻き付けられたステータ
コイルを有する。ロータは、回転軸と一体である座金に
固着され、回転多面鏡３は、押えバネ等を有する弾性押
圧機構によって座金に押圧され、該座金を介してロータ
に一体的に結合される。前述のようにステータが励磁さ
れると、ロータと回転多面鏡３が一体となって回転す
る。

【００３１】光学箱１０を図４に示す支持手段である画
像形成装置の本体フレーム２０に対して組み付けるとき
には、光学箱１０の外側の一対の支持部に設けられた一
対の位置決めプレート１２の位置決めピン１３ａを本体
フレーム２０の基準穴に係合させて感光体に対する光学
箱１０の位置決めを行なう。

【００３２】各位置決めプレート１２はビス１２ａによ
って光学箱１０の外側に張り出す支持部に固着される
が、位置決めプレート１２は、位置決めプレート１２の
下面から下向きに突出する第１の位置決め部である位置
決めピン１３ａと、位置決めプレート１２の上面から上
向きに突出する第２の位置決め部である位置決めピン１
３ｂを有し、第１の位置決めピン１３ａは光学箱１０の
貫通孔１０ａに遊合しており、貫通孔１０ａの穴寸法の
許す範囲内で位置決めプレート１２を移動させて、光学
箱１０に対する相対位置を微調整する位置調整が自在で
ある。

【００３３】このような位置決めプレート１２の微調整
は、光偏向走査装置の製造現場においてその組立工程の
最後に行なわれるもので、各部品の寸法精度のバラつき
や組立時の誤差によって生じる走査光の結像位置のず
れ、すなわち感光体上の結像点（スポット）の焦点ずれ
や書き込み開始位置を修正するための作業である。以下
にその工程を詳しく説明する。

【００３４】図１の（ｂ）に示すように、光学箱１０の
底面に開口する一対の穴１０ｂに組立現場の受け台１４
のピン１４ａを入れてこれらによって光学箱１０を支持
し、受け台１４とは独立して設けられた調整台１５の下
向きの穴１５ａに各位置決めプレート１２の第２の位置
決めピン１３ｂを嵌挿する。前述のように、各位置決め
プレート１２の第１の位置決めピン１３ａは、光学箱１
０の貫通孔１０ａを貫通している。

【００３５】各位置決めプレート１２の第１、第２の位
置決めピン１３ａ，１３ｂは互いに逆向きで同軸上に配
設され、また、光学箱１０の貫通孔１０ａを形成した支
持部は光学箱１０の高さ寸法の中央部に配設され、各位
置決めピン１３ａ，１３ｂの先端が光学箱１０の高さ方
向に突出しないように構成されている。

【００３６】光学箱１０の貫通孔１０ａは位置決めプレ
ート１２の第１の位置決めピン１３ａに対して前述の位
置調整が自在なように充分大きく開けられており、各位
置決めプレート１２の穴１２ｂもビス１２ａに対して充
分大きく開けられている。さらに、各位置決めプレート
１２は光学箱１０に対してビス１２ａで仮止めの状態で
保持され、光学箱１０に対してある程度自由に動くよう
になっている。

【００３７】この状態で、予定結像面Ｋ₁ に対して走査
光のスポットが結像するよう、かつ、予定結像面Ｋ₁ 上
の書き込み開始位置が、ＢＤセンサ７によって走査光を
検出して書き込み変調を開始させるためのトリガ信号と
の整合が取れるように、受け台１４を調整台１５に対し
て移動させる。このようにして、光学箱１０全体を動か
して微調整を行ない、位置調整が終了した状態で、図１
の（ｂ）に示すドライバーＴ₁ によってビス１２ａを締
め付けて、各位置決めプレート１２を光学箱１０に固定
する。

【００３８】このように走査光の結像位置を予め製造現
場で微調整しておく。光偏向走査装置を画像形成装置に
組み付けるときは、図４に示すように、画像形成装置の
本体フレーム２０上に光学箱１０の支持部を搭載し、各
位置決めプレート１２の第１の位置決めピン１３ａを本
体フレーム２０の基準穴に係合させるだけで、回転ドラ
ムＤ₁ 上の所定の結像面に走査光の結像位置を正確に合
わせることができる。このような位置決めののち、ビス
２１を用いて光学箱１０を本体フレーム２０に固定す
る。

【００３９】製造現場において調整台１５の穴１５ａに
嵌挿される第２の位置決めピン１３ｂは、位置決めプレ
ート１２の上面に突出しており、図２に示すように、位
置決めプレート１２を光学箱１０に締結するビス１２ａ
の頭の締結面は位置決めプレート１２の上面であるか
ら、該締結面と調整台１５の間の離間距離Ｓ₁ は極めて
小さい。

【００４０】従って、位置決めプレート等が比較的軟質
のプラスチック材料等で作られていても、ビスによって
位置決めプレートを光学箱に締結するときに位置決めピ
ンに大きな変形が生じることなく、従来例のように位置
決めピンの変形のために調整位置が狂ってしまうおそれ
はない。その結果、結像位置の最終調整を極めて高精度
で行なうことができる。

【００４１】本実施の形態によれば、本体フレームに対
する光学箱の組み付け位置の誤差に起因する焦点ボケや
画像ずれ等のトラブルを回避して、画像形成装置の画質
向上に大きく貢献できる。

【００４２】加えて、前述のように、各位置決めプレー
トは光学箱の高さ寸法の略中央部にビス止めされ、位置
決めプレートの第１、第２の位置決めピンは双方とも光
学箱の高さ方向に突出していないため、画像形成装置に
組み付けるまでの搬送中や組み付け作業中に外部部品等
が位置決めピンに触れて変形を起こして、調整位置がず
れてしまう等のトラブルもない。

【００４３】また、各位置決めプレートがその上下方向
に突出する第１、第２の位置決めピンを有し、これらが
同軸的に配設されているため、光偏向走査装置を天地逆
に組み付ける機種の画像形成装置にもそのまま適用でき
るという特筆すべき長所がある。すなわち、図５に示す
ように、光学箱１０をそのまま上下逆にして、天地逆形
式の画像形成装置の本体フレーム３０の基準穴に各位置
決めプレート１２の第２の位置決めピン１３ｂを係合さ
せれば、走査光の結像位置を回転ドラムＤ₂ 上の所定の
結像面に正確に合わせることができる。このような位置
決めののち、ビス３１を用いて本体フレーム３０に光学
箱１０を固定する。

【００４４】図６および図７は一変形例を示す。これ
は、各位置決めプレート４２の下面から下方に突出する
第１の位置決め部である位置決めピン４３ａを設けると
ともに、各位置決めプレート４２の上面には、位置決め
ピン４３ａと同軸状の第２の位置決め部である位置決め
穴４３ｂを設けたものである。製造現場における結像位
置の調整は、各位置決めプレート４２の位置決めピン４
３ａを光学箱１０の貫通孔１０ａに嵌挿し、調整台４５
のピン４５ａを各位置決めプレート４２の位置決め穴４
３ｂに係合させて行なう。

【００４５】このように、調整台に係合させる位置決め
プレートの第２の位置決め部の形状は、位置決めプレー
トの上面から突出する位置決めピン等の突出部でもよい
し、位置決めプレートの上面に開口する位置決め穴等の
凹所でもよい。

【００４６】なお、本実施の形態の光学箱には一対の位
置決めプレートが設けられているが、位置決めプレート
の数は必要に応じていくつでもよい。

【００４７】

【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。

【００４８】位置決めピン等の変形に起因する画質劣化
を回避するとともに、天地逆の機種にも容易に適用でき
る高性能な光偏向走査装置を実現できる。このような光
偏向走査装置を搭載することで、画像形成装置の画質向
上と低価格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光偏向走査装置を示すもの
で、（ａ）はその模式平面図、（ｂ）は模式側面図であ
る。

【図２】図１の装置の一部分を拡大して示す部分拡大断
面図である。

【図３】図２の装置を分解した状態で示す分解斜視図で
ある。

【図４】図１の装置を画像形成装置に組み付けた状態で
示すもので、（ａ）はその模式平面図、（ｂ）は模式側
面図である。

【図５】図１の装置を画像形成装置に天地逆に組み付け
た状態で示すもので、（ａ）はその模式平面図、（ｂ）
は模式側面図である。

【図６】一変形例を示す拡大部分断面図である。

【図７】図６の装置を分解した状態で示す分解斜視図で
ある。

【図８】一従来例を示すもので、（ａ）はその模式平面
図、（ｂ）は模式側面図である。

【図９】図８の装置の一部分を拡大して示す部分拡大断
面図である。

【図１０】図９の装置を分解して示す分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ シリンドリカルレンズ ３ 回転多面鏡 ４ 結像レンズ系 ７ ＢＤセンサ １０ 光学箱 １０ａ 貫通孔 １１ 窓 １２，４２ 位置決めプレート １２ａ，２１，３１，４２ａ ビス １３ａ，１３ｂ，４３ａ 位置決めピン １４ 受け台 １５，４５ 調整台 ２０，３０ 本体フレーム ４３ｂ 位置決め穴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを発生する光源と、前記光ビー
   ムを偏向走査する走査手段と、前記光ビームを感光体に
   結像させる結像手段と、該結像手段と前記走査手段を収
   容する光学箱と、該光学箱をその支持手段に対して位置
   決めするための少なくとも１個の位置決めプレートを有
   し、該位置決めプレートが、互いに異なる向きに配設さ
   れた第１および第２の位置決め部を備えており、前記第
   １または前記第２の位置決め部を用いて前記光学箱の位
   置決めを行なうように構成されていることを特徴とする
   光偏向走査装置。
2. 【請求項２】 位置決めプレートの第１および第２の位
   置決め部が、互いに逆向きで同軸上に配設された一対の
   位置決めピンであることを特徴とする請求項１記載の光
   偏向走査装置。
3. 【請求項３】 位置決めプレートの第１および第２の位
   置決め部が、互いに逆向きで同軸上に配設された位置決
   めピンと位置決め穴であることを特徴とする請求項１記
   載の光偏向走査装置。
4. 【請求項４】 位置決めプレートが、光学箱の高さ寸法
   の中央部に配設されていることを特徴とする請求項１な
   いし３いずれか１項記載の光偏向走査装置。
5. 【請求項５】 光学箱の支持手段が、画像形成装置の本
   体フレームであることを特徴とする請求項１ないし４い
   ずれか１項記載の光偏向走査装置。