JP3110816B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光走査装置に関し、特
に結像レンズの中間に反射部材を設けた光走査装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタやデジタル複写機等にお
いて、レーザダイオード等の光源から画像情報に応じて
変調された光ビームを射出し、その光ビームを偏向して
被走査面を走査することにより画像を露光する光走査装
置が使用されている。

【０００３】例えば図４に示すように、レーザダイオー
ドからなる光源１から射出された変調光はコリメータレ
ンズ２により平行ビームになり、アパーチヤ３によって
所定の大きさに整形される。その平行光ビームは回転す
るポリゴンミラー４により偏向され、結像レンズである
ｆθレンズ５によって被走査面例えば感光体ドラム６上
に結像されて光スポットを形成し、その光スポットが感
光体ドラム６の回転方向と直交して直線走査することに
より潜像が形成される。

【０００４】近時、本体装置の小型化のため、光路途中
にミラー７，８を設けて光軸を曲げる等、光走査装置の
小型化が計られていた。また、小型化あるいは走査精度
を高めるため、例えば特開平１−１３４４１６号公報あ
るいは特開平１−１６４９１７号公報に示されたよう
に、複数の光源からの複数の光ビームを１個のポリゴン
ミラーで偏向し、それぞれの光ビームの結像レンズを重
ねて配置する提案があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの光走査装置を
構成する各素子や各部材は、ハウジング又は基板上に位
置決め固定されているが、特に一般に凹レンズ５ａと凸
レンズ５ｂの２枚からなるｆθレンズ５の配置は高い精
度が要求され、僅かでも加工誤差や歪みが生じると光ス
ポットの不整形や結像位置のズレあるいは走査線が曲が
る等により、画像品質を著しく劣化させるという問題が
あった。

【０００６】また、光走査装置は一層の小型化が求めら
れているが、ミラー７，８をさらに増やして反射回数を
上げようとすると、光走査装置が厚くなったり調整が複
雑になる欠点を生じる。前記の公報に示された提案も、
多少の小型化は計れても、装置が複雑になりポリゴンミ
ラーの厚みが増す等の問題があった。これらの問題を解
決するため、ｆθレンズの相対位置を微動調整する機構
を設けると、工程が複雑になり、コストや信頼性，耐久
性の面で不利になる。

【０００７】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、光走査装置の小型化を計ると共に、組立が容易
でコストを下げ、信頼性も向上させることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、光源から射出された光ビームを回転偏向
器により偏向走査し、その偏向走査された光ビームを結
像レンズにより被走査面上に結像する光走査装置におい
て、結像レンズをそれぞれ短冊状に形成した前群及び後
群のレンズにより構成し、その前群及び後群のレンズに
対して前記回転偏向器と反対側に光ビームを反射する反
射部材を設け、前群のレンズと後群のレンズを、その各
基準面を一致させて前記回転偏向器による光ビームの偏
向走査面に垂直な方向に重ね合わせて配設し、反射部材
を、その垂線が互いに直交する２枚の反射面を一体化し
てなる直交ミラーにより構成する。そして、上記回転偏
向器によって偏向走査された光ビームが上記前群のレン
ズを透過して上記反射部材により反射され、その反射さ
れた光ビームが上記後群のレンズを透過して被走査面上
に結像するようにしたものである。

【０００９】上記結像レンズの前群及び後群のレンズと
上記反射部材とをその相対位置を規制して一体に固定す
る固定部材を設けるとよい。

【００１０】

【作用】上記のように構成した光走査装置は、結像レン
ズを構成する前群のレンズと後群のレンズを、その各基
準面を一致させて回転偏向器による光ビームの偏向走査
面に垂直な方向に重ね合わせて配設し、その前群及び後
群のレンズに対して回転偏向器と反対側に設けた反射部
材を、その垂線が互いに直交する２枚の反射面を一体化
してなる直交ミラーにより構成したので、全体をコンパ
クトにまとめることが出来る。特に、短冊状に形成した
前群のレンズと後群のレンズを光ビームの偏向走査面に
垂直に重ね合わせて配設したので、前群のレンズと後群
のレンズの光軸および母線の平行度が維持され、偏心が
抑えられる。

【００１１】また、反射部材が直交ミラーで構成されて
いるので、たとえ傾いて組立てられても、光ビームが往
復する光軸の平行が保たれ、その両光軸は前群および後
群レンズを重ねた方向に一定の間隔を有するから、各レ
ンズに対し光ビームが傾いて入射することがない。

【００１２】上記のようにコンパクトにまとめられた結
像レンズと反射部材を、固定部材によりその相対位置を
規制して一体に固定すれば、組立が容易でその相対位置
は精度よく保たれて信頼性が向上する。しかも、１個の
結像ブロックとして取り扱えるから総組立や保守が簡単
になる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
具体的に説明する。図１は、この発明の一実施例である
光走査装置の構成を示す断面図である。

【００１４】この光走査装置１０は、図示し得ない光
源，コリメータレンズ，アパーチヤ等と、ポリゴンミラ
ー１１とそれを回転駆動する偏平モータ１２とからなる
回転偏向器１３と、結像レンズ１４を構成する短冊状に
形成された前群及び後群のレンズである凹レンズ１５及
び凸レンズ１６と、その垂線が互いに直交する２枚の反
射面１７ａ，１７ｂからなる反射部材である直交ミラー
１７と、ミラー１８とから構成されている。

【００１５】回転偏向器１３の図示しない光源，コリメ
ータレンズ，アパーチヤ等からなる光源部は、図４の従
来例で説明したものとそれぞれ同一又は同等であるから
説明を省略する。凹レンズ１５，凸レンズ１６及び直交
ミラー１７は、固定部材である上下の各支持板２１，２
２により一体に固定され、その一体化した結像ブロック
２０は、光走査装置１０の基板２３に他の部材，素子と
もども固設されている。基板２３の上部は、カバー２４
により覆われている。

【００１６】図示しない光源部から射出された平行光ビ
ームは、ポリゴンミラー１１に背面から入射し、その回
転により紙面と垂直な面上を偏向走査されて下側の凹レ
ンズ１５を図で左から右へ透過し、直交ミラー１７の２
枚の反射面１７ａ，１７ｂにより反射されて、入射時と
平行で逆方向に右から左へ上側の凸レンズ１６を透過す
る。凸レンズ１６を透過した集斂光ビームは、ミラー１
８で反射されて従来例と同等な図示しない感光体ドラム
に向い、その面上に結像する。

【００１７】直交ミラー１７により、光ビームは互いに
平行で一定間隔だけシフトされた光路を逆方向に進行す
るから、凹レンズ１５と凸レンズ１６はその光軸上の光
ビームの透過方向が相反するように組合わされ、その各
基準面１５ａ，１６ａが一致するように重ね合わされ
る。

【００１８】レンズを短冊状に加工する場合は、その縁
面の一つ、一般的にはその長辺になる縁面のいずれかを
基準面とし、その基準面はレンズの光軸及び母線（偏向
走査された光ビームの中心がレンズを切る線）に対して
平行に且つ精度よく仕上げられている。したがって、凹
レンズ１５と凸レンズ１６の各基準面が一致するように
重ね合わせれば、その光軸も母線も互いに精度よく平行
に保持され、そのための調整は不要である。

【００１９】また、直交ミラー（「ルーフミラー」とも
いう）１７は、加工時にその９０°が精度よく仕上げら
れていれば入反射光の平行性が保たれ、この直交ミラー
１７が図１の紙面に垂直な軸の回りで回動して取付け時
に上下に傾いても平行性は狂うことがない。この直交ミ
ラー１７を例えばプラスティックで一体に成形し、反射
面にアルミを蒸着するようにすれば、最初の検査を終了
した以降は精度のよいミラーを大量に安価に入手し、安
心して組立てることが出来る。

【００２０】図２は、このように組立（サブアセンブリ
ング）られる結像ブロック２０の構成例を分解して示す
斜視図である。下支持板２２の上面には、凹レンズ１５
の位置を規正する突起ａ，ｂ，ｃと、直交ミラー１７の
位置を規正する突起ｄ，ｅと、２本の雌ねじ孔を備えた
柱ｆ，ｇとが一体に成形されている。

【００２１】凹レンズ１５の左右位置は突起ａ，ｂによ
り、前後位置及び傾きは突起ａ，ｂと突起ｃとによりそ
れぞれ規正され、直交ミラー１７の左右位置は突起ｄ，
ｅの対向面で、前後位置及び傾きは凸字状の突起ｄ，ｅ
の凸部が直交ミラー１７の溝１７ｄ，１７ｅ（図示せ
ず）にはまり込むことによりそれぞれ規正される。

【００２２】上支持板２１の図示しない下面には、下支
持板２２の突起ａ，ｂ，ｃと寸法は若干異なるが同等の
凸レンズ１６の位置を規正する３個の突起と、突起ｄ，
ｅと同じ直交ミラー１７の位置を規正する２個の突起が
設けられている。下支持板２２の上面に、基準面１５ａ
を上向きにした凹レンズ１５と直交ミラー１７を正しい
位置に置き、さらに凹レンズ１５の上面に基準面を下向
きにした凸レンズ１６を重ね合わせて結像レンズ１４を
構成する。

【００２３】そして、上支持板２１を正しい位置に重ね
れば、凸レンズ１６の位置も正しく規正されるから、上
支持板２１の孔２１ａ，２１ｂを通じてねじ２６ａ，２
６ｂを下支持板２１の柱ｇ，ｆにねじ込んで、上下の支
持板２１，２２をねじ止めすれば、結像ブロック２０を
構成する各部材はそれぞれ正しい位置で一体に固定さ
れ、狂うことがない。

【００２４】図３は、このように固定された凹レンズ１
５及び凸レンズ１６からなる結像レンズ１４の状態を示
す斜視図である。上下に配置されたそれぞれメニスカス
レンズである凹レンズ１５と凸レンズ１６とは、偏向走
査される光ビームの透過方向が互いに逆になっているか
ら、従来例では同方向にカーブが揃っているが、この実
施例では凹レンズ１５では手前が凹、凸レンズ１６では
手前が凸になっている。

【００２５】以上、従来例と同様に、凹レンズ１５と凸
レンズ１６とは互いに独立したレンズであるとして説明
してきたが、この発明によれば、光学的には前群及び後
群のレンズの間に反射部材を設けているが、機構的には
前群及び後群のレンズは重ね合わされているから、凹レ
ンズ１５と凸レンズ１６とを例えばプラスティックによ
り一体に成形することが出来る。このように結像レンズ
１４を一体に構成すれば、部品点数が減ってコストが下
るのみならず、その相対位置は全く狂う恐れがないか
ら、信頼性が向上する。

【００２６】また、前群及び後群のレンズがそれぞれ１
枚のレンズからなる場合について説明したが、そのいず
れか又は両方を複数のレンズにより構成しても差支えな
い。さらに、結像レンズ１４と直交ミラー１７との相対
位置を調整できるようにすれば、それだけで各レンズの
寸法誤差を補正することが出来る。これは従来のように
前群レンズと後群レンズの間隔を調整するのに比べて、
光軸ズレや傾きが発生しないから遥かに簡単である。

【００２７】以上説明したように，この発明による光走
査装置は、光ビームの光路に沿った方向の寸法だけでな
く、それに直交する方向の寸法も最小限になり、全体を
コンパクトに構成することができると共に、組み立てが
容易でコストを低減し、信頼性が向上する。しかも、前
群のレンズと後群のレンズの光軸および母線の平行度が
維持され、偏心が抑えられる。また、反射部材により折
り返される光ビームの光軸の平行が確実に保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である光走査装置の構成を
示す断面図である。

【図２】図１に示した結像ブロックの構成の一部を分解
して示す斜視図である。

【図３】図１に示した結像ブロックにおける結像レンズ
の形状例を示す斜視図である。

【図４】光走査装置の従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 光走査装置 １３ 回転偏向器 １４ 結像レンズ １５ 凹レンズ
（前群のレンズ） １６ 凸レンズ（後群のレンズ） １７ 直交ミラー
（反射部材） ２１ 上支持板（固定部材） ２２ 下支持板
（固定部材） ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ 突起（位置を規正する手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10 G02B 7/198

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から射出された光ビームを回転偏向
   器により偏向走査し、その偏向走査された光ビームを結
   像レンズにより被走査面上に結像する光走査装置におい
   て、 前記結像レンズをそれぞれ短冊状に形成した前群及び後
   群のレンズにより構成し、その前群及び後群のレンズに
   対して前記回転偏向器と反対側に光ビームを反射する反
   射部材を設け、 前記前群のレンズと後群のレンズを、その各基準面を一
   致させて前記回転偏向器による光ビームの偏向走査面に
   垂直な方向に重ね合わせて配設し、前記反射部材を、その垂線が互いに直交する２枚の反射
   面を一体化してなる直交ミラーにより構成し、 前記回転偏向器によって偏向走査された光ビームが前記
   前群のレンズを透過して前記反射部材により反射され、
   その反射された光ビームが前記後群のレンズを透過して
   前記被走査面上に結像するようにした ことを特徴とする
   光走査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光走査装置において、前
   記結像レンズの前群及び後群のレンズと前記反射部材と
   をその相対位置を規制して一体に固定する固定部材を設
   けたことを特徴とする光走査装置。