JP3126978B2 - 走査光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像形成装置等に装備される走査光学装置
に関する。

〔従来の技術〕

一般に、走査光学装置は、プリンタ、ファクシミリお
よび複写機等の電子写真記録装置に装備されており、光
源からの光束を走査してミラーにより導き、感光体表面
上に画像を書き込むものである。

この種の従来の走査光学装置の第１例としては、例え
ば実開昭63−174318号公報、実開平１−77640号公報に
記載されたものが知られている。これらに記載されたも
のは、ホログラムスキャナおよび感光体ドラムの間のレ
ーザー光の光束路中に設けられ、レーザー光の光束を変
形処理するｆθレンズおよびシリンドリカルレンズ等の
結像部材と、折り畳まれた光束路を形成するポリゴンミ
ラーおよび反射ミラー等の複数の反射部材等から構成さ
れている。

また、上記の公知例には記載されていないが、このよ
うな走査光学装置には、感光体ドラムの画像書き込み開
始位置を決定するための水平同期検知装置が設けられて
いる。この水平同期検知装置は、同期検知用ミラー、光
ファイバおよび光電変換素子を備えている。同期検知用
ミラーは、上記の反射部材に近接してハウジングに固定
されており、同期検知用ミラーにより反射されたレーザ
ー光の光束は光ファイバの一端に受光される。光ファイ
バに受光された光束は、光電変換素子に導かれ、光電変
換素子は受光した光束を画像書き込み位置を決定するた
めの電気信号に変換して制御装置に出力する。なお、シ
リンドリカルレンズ等の結像部材についてはここでは詳
示しないが、このような水平同期検知装置を備えた走査
光学装置においては、水平同期検知を確実にするため、
同期検知用ミラーを介したポリゴンミラーから光電変換
素子までの水平同期の光束路の長さが、ポリゴンミラー
から感光体表面までの所定の光束路の長さ、すなわち結
像部材の固有の焦点距離に応じて設定された光束路の長
さと一致するようになっている。

一方、この種の走査光学装置の第２例としては、第５
図に示すものがある。この装置１は上ユニット1aおよび
下ユニット１から構成されている。上ユニット1aにはポ
リゴンミラー２、第１ミラー３および第２ミラー４が設
けられており、下ユニット1bには、感光体ドラム５が設
けられている。図示しない光源からレーザー光が発せら
れて、ポリゴンミラー２がこのレーザー光の光束を反射
すると、第１ミラー３および第２ミラー４が順に光束を
反射する。そして、第２ミラー４により反射された光束
は感光体ドラム５に照射され、画像が感光体ドラム５の
表面上に書き込まれるようになっている。この場合で
は、図中に示すように、３つの光束路をL1、L2、L3とす
るとき、（L1の長さ）＞（L2の長さ）の大小関係になっ
ている。また、これらの光束路の合計の長さは図示しな
いレンズ等の結像部材の固有の焦点距離に応じて設定さ
れた光束路の長さと一致するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の第１例のような走査光学装置に
あっては、装置を小型化することが困難であった。すな
わち、同期検知用ミラーが１つしか設けられておらず、
光路長分のスペースを要し、しかも角度誤差が生じ易
く、レーザー光の光束が光ファイバの受光部に正確に導
かれずに水平同期検知が不確実になる。また、ハウジン
グを小型化した場合、ポリゴンミラーから光電変換素子
までの光束路の長さが短くなり、この光束路の長さが結
像部材の固有の焦点距離に応じて設定されたポリゴンミ
ラーから感光体ドラム表面までの所定の光束路と長さと
一致しなくなるため、このような結像部材をそのまま用
いることができなくなる。この結果、ハウジングを小型
化することが実際には不可能であり、コストダウンのた
めの装置自体の小型化に支障を招くという不具合があっ
た。

一方、前述の第２例の走査光学装置にあっては、光束
路L1が光束路L2に比べて非常に長く、しかもポリゴンミ
ラー２近傍に無駄なスペースがあり、すなわちポリゴン
ミラー２が第１ミラー３、第２ミラー４および感光体ド
ラム５から離隔するように配置されていたため、光束路
L1、L2、L3の光束路の全長を保ちながらハウジング１を
十分に小型化することができないという不具合があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、上述のような従来の技術の課題を背景とし
てなされたものであり、請求項１、２に係る発明は、光
束を反射して信号出力手段に光束を導く一対のミラーの
うち一方のミラーの光束の反射角を変化させる角度変化
手段を設け、光束を感光体の表面上に結像する結像ユニ
ットと一対のミラーとが異なる部材から構成され、一対
のミラーのうち他方のミラーが光束を２回反射するよう
に配置することにより、所定の光束路の長さを損なうこ
となく、十分な小型化が可能な走査光学装置を提供する
ことを目的としている。

また、請求項３に係る発明は、第１ミラーから第２ミ
ラーまでの光束路がポリゴンミラーから第１ミラーまで
の光束路よりも長くなるように、ポリゴンミラー、第１
および第２ミラーを配置し、かつ、ポリゴンミラーを第
２ミラーから感光体までの光束路と第１ミラーとの間に
配置することにより、所定の光束路の長さを損なうこと
なく、十分な小型化が可能な走査光学装置を提供するこ
とを目的としている。

〔発明の構成〕

本発明のうち請求項１に係る発明は、上記目的達成の
ため、ハウジングと、該ハウジングに支持され、光源か
ら発せられた光束を偏向走査する偏向走査ユニットと、
ハウジングに支持され、偏向走査される光束を感光体の
表面上に結像する結像ユニットと、を備え、光束の結像
により感光体の表面上に画像を書込む走査光学装置であ
って、前記偏向ユニットにより偏向走査される光束を受
光し感光体表面上の画像書き込み開始位置を決定する信
号を出力する信号出力手段と、ハウジングに支持され、
光束を反射して信号出力手段に光束を導く一対のミラー
と、該一対のミラーのうち一方のミラーの光束の反射角
を変化させる角度変化手段と、を設け、前記結像ユニッ
トと前記一対のミラーとが異なる部材から構成され、一
対のミラーのうち他方のミラーが光束を２回反射するよ
うに配置したことを特徴とするものである。

また、好ましい実施態様として、角度変化手段が、ハ
ウジングに固定された一端部を有し、前記一方のミラー
を支持する弾性部材と、ハウジングに螺合され、弾性部
材の他端部を押圧するねじ部材と、を有し、前記ねじ部
材の回転により一方のミラーの反射角が変化するように
してもよい。

一方、請求項３に係る発明は、同様に上記目的達成の
ため、光源からの光束を反射するポリゴンミラーと、該
ポリゴンミラーにより反射された光束を反射する第１ミ
ラーと、該第１ミラーにより反射された光束を反射し、
感光体に光束を導く第２ミラーと、を備え、ポリゴンミ
ラー、第１および第２ミラーの光束の反射により感光体
に画像を書き込む走査光学装置において、前記第１ミラ
ーから前記第２ミラーまでの光束路がポリゴンミラーか
ら前記第１ミラーまでの光束路よりも長くなるように、
ポリゴンミラー、第１および第２ミラーが配置し、か
つ、ポリゴンミラーが第２ミラーから感光体までの光束
路と第１ミラーとの間に配置したことを特徴とするもの
である。

以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１〜３図は請求項１および２に記載の発明に係る走
査光学装置の一実施例を示す図であり、第１図はその全
体斜視図、第２図はそのレンズおよびミラーの配置を示
す図、第３図は角度変化手段の断面図である。

第１、２図において、11は走査光学装置本体であり、
本体11は、ハウジング12、光源としての半導体レーザー
ユニット13、偏向走査ユニットとしてのポリゴンミラー
14および結像ユニット15を備えている。ハウジング12に
は半導体レーザーユニット13、スキャナモータ4aおよび
結像ユニット15が支持されており、半導体レーザーユニ
ット13は画像形成装置の作動時にレーザー光の光束を発
する。この光束は、スキャナモータ14a上に支持されて
等速回転するポリゴンミラー14に照射されることによっ
て偏向走査される。そして、この光束は、結像ユニット
15によって反射、あるいは透過されて、図示しない感光
体ドラムの表面上に結像される。すなわち、本体11は、
上記の構成によってレーザー光の光束の走査および結像
を行ない、感光体ドラムの表面上に画像を書き込む機能
を有している。

なお、図示、詳示はしないが、半導体レーザーユニッ
ト13は、半導体レーザーによって発せられたレーザー光
の光束をコリメータレンズにより平行光束とし、ビーム
成形アパーチャにより所定の光束形状とした後、ポリゴ
ンミラー14にこの光束を照射する機能を有するものであ
る。

また、上記した結像ユニット15は、本実施例において
は、シリンドリカルレンズ16、ｆθレンズ17a、17b、第
１ミラー18および第２ミラー19から構成されている。半
導体レーザーユニット13から発せられたレーザー光の光
束は、ポリゴンミラー14に入射する直前にシリンドリカ
ルレンズ16によって整形されて透過する。そしてこの光
束は、ポリゴンミラー14に反射された後に平面走査用の
ｆθレンズ17a、17bを透過し、偏向走査が等速化されて
順次、第１ミラー18および第２ミラー19に入射される。
この第１ミラー18および第２ミラー19はレーザー光の光
束の走査範囲に一致するように所定方向に細長く形成さ
れており、上記光束を反射させることによって、光束を
図示しない感光体ドラムの表面上に結像するようになっ
ている。

一方、20は、水平同期検知装置であり、水平同期検知
装置20は、受光部21、光ファイバ22および光電変換素子
としての例えばフォトダイオード23から構成されてい
る。受光部21は、半導体レーザーユニット13近傍に設け
られており、レーザー光の光束が偏向走査されるときに
光束の一部を受光する。この光束は、受光部21に一端が
接続されている光ファイバ22内を伝わり、光ファイバ22
の他端に接続するフォトダイオード23に伝達される。フ
ォトダイオード23は、光束を受光して電気信号に変換
し、この信号を図示しない制御部に出力する。制御部
は、フォトダイオード23からの出力信号に基づいて感光
体ドラム表面の画像書き込み開始位置を決定し、半導体
レーザーユニット13を制御する。すなわち、水平同期検
知装置20は、ポリゴンミラー14により偏向走査される光
束を受光し感光体表面上の画像書き込み開始位置を決定
する信号を出力する信号出力手段としての機能を有して
いる。

また、24、25は、一対のミラーとしての第３ミラーお
よび第４ミラーであり、第３ミラー24および第４ミラー
25は、ハウジング12に支持されており、水平同期検知の
際にレーザー光の光束の一部を反射して水平同期検知装
置20の受光部21に導く水平同期検知用の一対のミラーで
ある。詳しくは、第２図に示すように、一対のうち一方
の第３ミラー24には光束の反射角を変化させる角度変化
手段が設けられるとともに、他方の第４ミラー25がハウ
ジング12に固定されるようになっている。そして、水平
同期検知用の光束路の長さが、シリンドリカルレンズ16
およびｆθレンズ17a、17bの固有の焦点距離に応じて設
定された所定の光束路の長さ、すなわちポリゴンミラー
14から感光体ドラムの表面までの光束路の長さと一致す
るように、かつ、第３ミラー24が光束を１回反射すると
ともに第４ミラー25が光束を２回反射するように第３ミ
ラー24および第４ミラー25が配置される。

さらに、第３図において、26は第３ミラー24の光束反
射角を変化させる角度変化手段である。この角度変化手
段26は、ハウジング12から突出する突出部12a、例えば
ゴム性の弾性部材27およびねじ部材28から構成されてい
る。弾性部材27は、一端部27aがハウジング12に固定さ
れており、第３ミラー24を支持している。また、弾性部
材27の他端部27bは、ハウジング12の突出部12aに貫通、
螺合されたねじ部材28に当接されている。このとき、こ
のねじ部材28は、弾性部材27の他端部27bを弾性部材27
の付勢力に抗して押圧、支持しており、所定の工具29を
用いてねじ部材28を回転させて図中左右方向に移動させ
ることにより、第３ミラー24の光束の反射角が適宜変化
するようになっている。

上述のような構成によれば、第３ミラー24に角度変化
手段26を設けるとともに、第４ミラー25に光束を２回反
射させているので、ｆθレンズを通過した光束が、第４
ミラー25、第３ミラー24、第４ミラー25の順に反射され
た後に水平同期検知装置20の受光部21に導かれる際、光
束路の角度誤差が生じても、角度変化手段26によって反
射角度を容易に変化、調整することができ、水平同期検
知の確実性を損なうことはない。また、ポリゴンミラー
14から光電変換素子23までの光束路の長さが所定の光束
路の長さと一致するように第３、４ミラー24、25が配置
されるので、光束路近傍の無駄なスペースを省略してハ
ウジング12を小型化することでき、装置を十分に小型化
することができる。

第４図は請求項３に記載の発明に係る走査光学装置の
一実施例の全体断面図である。なお本実施例において
は、各ミラーの配置箇所が異なるだけで、構成部材は第
５図に示す従来の走査光学装置と同一であるため、第４
図の構成部材には第５図と同一の符号を付して重複説明
を省略する。

第４図において、ポリゴンミラー２により反射された
レーザー光の光束は、それぞれ光束路W1、W2、W3、の長
さの光束路を通過した後、感光体ドラム５に照射され
る。このとき、第１ミラー３から第２ミラー４までの光
束路W2がポリゴンミラー２から第１ミラー３までの光束
路W1よりも長く（W2の長さ）＞（W1の長さ）なるととも
に、全光束路の長さが第５図の従来の場合と同一長にな
るように、ポリゴンミラー２、第１、第２ミラー３、４
がそれぞれ配置される。また同時にポリゴンミラー２は
第２ミラー４から感光体ドラム５までの光束路W3と第１
ミラー３との間に配置される。

この第４図に示す本実施例のものを、第５図に示す従
来例のものと比較すると、第５図のものは、最も長い光
束路L1が水平方向に平行になるように、ポリゴンミラー
２および第１ミラー３が配置されている。ところが、第
４図のものは、最も長い光束路W2が図中右下方から左上
方に傾斜するように、第１ミラー３および第２ミラー４
が配置されている。このため、第４図の場合は、感光体
ドラム５の末端から第１ミラーまでの距離X₂が、第５図
のポリゴンミラー２の反射面と正反対の末端から第１ミ
ラー３までの距離X₁よりも短くなる。また、ポリゴンミ
ラー２が第１、２ミラー３、４、および感光体ドラム５
に挟まれるようになり、ポリゴンミラー２近傍に無駄な
スペースがなくなる。

上述のような構成によれば、光束路W2がW1よりも長く
なるとともに、結像部材の固有の焦点距離に応じて設定
された所定の光束路の長さ、すなわちポリゴンミラーか
ら感光体ドラムの表面までの光束路の長さと一致するよ
うに、ポリゴンミラー２、第１、第２ミラー３、４がそ
れぞれ配置され、ポリゴンミラー２は第２ミラー４から
感光体ドラム５までの光束路W3と第１ミラー３との間に
配置されるので、所定の光束路の長さを損なうことな
く、ハウジング１を図中左右方向に十分に小型化するこ
とができ、装置を十分に小型化することができる。

〔効果〕

請求項１に記載の発明によれば、一対のミラーのうち
一方のミラーの光束の反射角を変化させる角度変化手段
を設け、光束を感光体の表面上に結像する結像ユニット
と一対のミラーとが異なる部材から構成され、一対のミ
ラーのうち他方のミラーが光束を２回反射するように配
置されているので、所定の光束路の長さを損なうことな
く、信号出力手段用ミラーを小型化し、かつ、光束路に
よる無駄なスペースを省略することができる。したがっ
て、装置を十分に小型化することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、第１ミラーから
第２ミラーまでの光束路がポリゴンミラーから第１ミラ
ーまでの光束路よりも長くなるように、ポリゴンミラ
ー、第１および第２ミラーを配置し、かつ、ポリゴンミ
ラーを第２ミラーから感光体までの光束路と第１ミラー
との間に配置しているので、所定の光束路の長さを損な
うことなく装置を十分に小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は請求項１および２に記載の発明に係る走査
光学装置の一実施例を示す図であり、 第１図はその全体斜視図、 第２図はその結像ユニットの配置を示す図、 第３図は角度変化手段の断面図、 第４図は請求項３に記載の発明に係る走査光学装置の一
実施例の全体断面図、 第５図は従来の走査光学装置の全体断面図である。 ２……ハウジング、 ３……ポリゴンミラー、 ４……第１ミラー、 ５……第２ミラー、 12……光学ハウジング、 13……半導体レーザーユニット（光源）、 14……ポリゴンミラー（偏向走査ユニット）、 15……結像ユニット、 20……水平同期検知装置（信号出力手段）、 24……第３ミラー（一方のミラー）、 25……第４ミラー（他方のミラー）、 26……角度変化手段、 27……弾性部材、 27a……一端部、 27b……他端部、 28……ねじ部材。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと、該ハウジングに支持され、
   光源から発せられた光束を偏向走査する偏向走査ユニッ
   トと、ハウジングに支持され、偏向走査される光束を感
   光体の表面上に結像する結像ユニットと、を備え、光束
   の結像により感光体の表面上に画像を書き込む走査光学
   装置であって、前記偏向走査ユニットにより偏向走査さ
   れる光束を受光し感光体表面上の画像書き込み開始位置
   を決定する信号を出力する信号出力手段と、ハウジング
   に支持され、光束を反射して信号出力手段に光束を導く
   一対のミラーと、該一対のミラーのうち一方のミラーの
   光束の反射角を変化させる角度変化手段と、を設け、前
   記結像ユニットと前記一対のミラーとが異なる部材から
   構成され、一対のミラーと一対のミラーのうち他方のミ
   ラーが光束を２回反射するように配置されたことを特徴
   とする走査光学装置。
2. 【請求項２】前記角度変化手段が、ハウジングに固定さ
   れた一端部を有し、前記一方のミラーを支持する弾性部
   材と、ハウジングに螺合され、弾性部材の他端部を押圧
   するねじ部材と、を有し、前記ねじ部材の回転により一
   方のミラーの反射角が変化するようにしたことを特徴と
   する請求項１記載の走査光学装置。
3. 【請求項３】光源からの光束を反射するポリゴンミラー
   と、該ポリゴンミラーにより反射された光束を反射する
   第１ミラーと、該第１ミラーにより反射された光束を反
   射し、感光体に光束を導く第２ミラーと、を備え、前記
   第１ミラーから前記第２ミラーまでの光束路がポリゴン
   ミラーから前記第１ミラーまでの光束路よりも長くなる
   ように、ポリゴンミラー、第１および第２ミラーが配置
   され、かつ、ポリゴンミラーが第２ミラーから感光体ま
   での光束路と第１ミラーとの間に配置されたことを特徴
   とする請求項１記載の走査光学装置。