JPH03171113A - レーザビーム走査光学装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、レーザビーム走査光学装置、特にレーザビー
ムを偏向器にて一平面内に偏向し、感光体上に結像させ
るレーザビーム走査光学装置に関する。

従来の技術と課題 近年、レーザビームプリンタやファクシミリ等に画像書
込み用として組み込まれるレーザビーム走査光学装置が
種々提供されている。これらの装置では、光源（主に半
導体レーザが使用されている）から放射されるレーザビ
ームを偏向器（ポリゴンミラー）で一平面内に偏向した
後、ｆθレンズ、反射ミラー等を用いて感光体上に導き
、結像させる．このとき、レーザビームの一部（主走査
方向の先端部分）は感光体上の結像面と等価位置に設置
された受光素子（以下、ＳＯＳセンサと記す）を照射し
、各主走査ライン上での画像書込み位置の水平同期信号
を得ている。

ところで、レーザビームをＳＯＳセンサの受光面中央部
に集光するために、ＳＯＳセンサの直前にはシリンドリ
カルレンズが設置されている。従来、このシリンドリカ
ルレンズはホルダに正確に位置決め接着し、該ホルダを
ケースの基板部にねじ止めしていた。しかし、この構成
ではホルダという別部材が余分に必要であり、レンズの
接着、ホルダのねし止めといった作業工程を必要とし、
取付け作業が煩雑であった。

そこで、本発明の課題は、ＳＯＳセンサ用のシリンドリ
カルレンズを簡単な構成で、かつ、容易に取り付けるこ
とのできるレーザビーム走査光学装置を提供することに
ある。

課題を解決するための手段と作用 以上の課題を解決するため、本発明においては、シリン
ドリカルレンズをプラスチックで成形し、有効レンズ部
の両側に突片を一体的に設け、少なくとも一方の突片を
基板部に設けた溝部に圧入することにより、レンズをＳ
ＯＳセンサの直前に設置した。突片を有効レンズ部の両
側に設けたのは、樹脂成形時の樹脂の流れ、有効レンズ
部へ加わる歪みのバランスをとるためであり、この意味
では突片は対称形が好ましい。

以上の構成によれば、シリンドリカルレンズはワンータ
ッチで溝部に固定され、固定のために別部材及び別工程
を必要とすることはない。

実施例 以下、本発明に係るレーザビーム走査光学装置の一実施
例を添付図面に従って説明する。

第１図は一実施例である光学ユニット（２０）を備えた
レーザプリンタの概略構成を示す。プリンタ本体の略中
央部には感光体ドラム（１）が矢印（ａ）方向に回転駆
動可能に設置され、その周囲には帯電チャージャ（２）
、磁気ブラシ方式による現像器（３）、転写チャージ＋
（４）、ブレード方式による残留トナーのクリーナ（５
〉及び残留電荷のイレーサランブ（６〉が設置されてい
る。これらの作像エレメントの構成、作用は周知であり
、その詳細は省略する。

一方、用紙は自動給紙カセット（１０）に収容されてお
り、給紙ローラ（１１）の回転に基づいて最上層から１
枚ずつ第１図中左方へ給紙される。給紙された用紙はタ
イミングローラ対（１２〉で一旦止められ、所定のタイ
ミングで感光体ドラム（１〉と転写チ勺一ジ−ｖ（４〉
　との間に搬送され、以下に詳述する光学ユニット〈２
０〉にて潜像として形成され現像器（３）でトナーにて
可視像化された画像を転写される。その後、用紙は定着
器（１３〉でトナーの熱定着を施され、通路（１４〉を
通じて排出ロ−ラ対（１５）から本体上面のトレイ（１
６）上へ排出される。定着器（１３）はヒータを内蔵し
たローラを備え、定着温度は通常１５０゜Ｃを越える。

従って、本プリンタでは、機内を断熱板（１７）で仕切
ると共に、ファン（１８）で機内の加熱空気を外部に排
出して機内の温度上昇を極力防止し、特に光学ユニット
（２０冫を温度上昇から保護している。

光学ユニット（２０）は、第２図、第３図に示す様に、
半導体レーザ（２２）及びコリメータレンズ（２３）を
組み込んだ光源アツセンブリ（２１）と、シリンドリカ
ノレレンス゛（３１）を組み込んだシリンドリカノレレ
ンズ部（３０）と、ポリゴンミラ−（４０）と、トロイ
タルレンズ（４５）、ハーフミラー（５０）、球面ミラ
ー（５５）と、第１折り返しミラー（６０）、第２折り
返しミラー（６ｌ〉と、画像書込み開始位置を検出する
ためのＳＯＳセンサ（７０）及びこのセンサ（７０）の
直前に設置したシリンドリカルレンズ（７１〉とで構成
されている。以上の部品は、樹脂成形品であるユニット
ケース（８０）に収容されている。

半導体レーザ（２２）は図示しない制御部に入力された
画像情報に基づいて変調（オン，オフ）制御され、才ン
時にレーザビームが光源アツセンブリ（２１）から射出
される。このレーザビームはコリメータレンズ（２３）
で後方有限位置で集光する収束光束にされた後、シリン
ドリカルレンズ（３１〉でそのスポット形状を長手力向
が主走査方向と平行なほぼ直線形状に変更され、ポリゴ
ンミラー（４０〉に到達する。ポリゴンミラ−（４０）
は矢印（ｂ）方向へ一定速度で回転駆動され、この回転
に基づいてレーザビームはミラー回転軸と垂直な一平面
内で等角速度に偏向され、トロイダルレンズ（４５）に
導かれる。トロイダルレンズ（４５）は走査断面内で入
射面と出射面とが同心円に形成され、偏向面と垂直な方
向に一定のパワーを有し、前記シリンドリカルレンズ（
３１〉との組合わせによりポリゴンミラー（４０〉の面
倒れを補正する．レーザビームはさらにハーフミラー（
５０）を透過して球面ミラー（５５）で反射され、その
反射光はハーフミラー（５０〉で上方へ反射されると共
に、第１、第２折り返しミラー（６０）．　（６１）を
介してユニットケース（８０〉の底面に形成したスリッ
ト（８９）から感光体ドラム（１）上に結像する。感光
体ドラム（１〉上への画像形成は、ポリゴンミラー（４
０）の矢印（ｂ）方向への回転による主走査と感光体ド
ラム《１）の矢印（ａ）方向への回転による副走査にて
行なわれる。球面ミラー（５５〉はレーザビームの主走
査速度を補正するｆθ機能（歪曲補正）を有すると共に
、感光体ドラム（１〉上での像面湾曲を補正する機能を
有する。

ハーフミラー（５０〉はｆθ光学系を反射系で構成する
ための光路の分割のため、即ち、ビームの透過と光路の
折り曲げ用として、及び露光量の均一化の二つの目的で
使用されている。具体的には、本実施例において、感光
体ドラム（１〉上での必要光量は約０．　２ｍ＄？であ
り、半導体レーザ（２２）は安定領域である１ｍＷ以上
で駆動する。光学系の光減衰率！↓、感光体照射光路に
ついては、ビームがハーフミラー（５０）を透過及び反
射することにより、約２０％となり、感光体上ではその
感度に対応する約０．２ｍＷの光量となる。

一方、球面ミラー（５５）での反射光のうち、主走査方
向先端部分は、第２図中左斜め上方へ反射され、シリン
ドリカノレレンズ（７１）を介してＳＯＳセンサ（７０
〉へ入射し、画像書込み位置を決定する水平同期信号と
して使用される。ここで、シリンドリカノレレンズ（７
１）はレーザビームをＳＯＳセンサ（７０）の受光面中
央部に集光する機能を有し、ＳＯＳセンサ（７０）から
はレンズ（７１〉のほぼ焦点距離だけ離れた位置に設置
されている。ＳＯＳセンサ（７０〉へ到る光路の光減衰
率は、ビームがハーフミラー（５０〉を１回しか透過し
ないことから約６０％であり、ＳＯＳセンサク７０）上
での光量は感光体ドラム（１）上での光量よりも約３倍
の０．６ｍＷ程度が確保される。

次に、シリンドリカルレンズ（７１）の形状及びその取
付け構造について説明する。

第４図において、シリンドリカルレンズ（７１〉は適宜
材質のプラスチックから一体的に成形したもので、有効
レンズ部（７１ａ）の両側には小突起（７２）を有する
一対の突片（７ｌｂ）．　（７ｌｂ）が形成されている
。一方、ユニットケース（８０）の壁部（８２〉には開
口（８３）及びその両側に溝部（８４）．　（８４）が
形成されている。

シリンドリカルレンズ（７１）は両側の突片（７ｌｂ）
．（７ｌｂ）を溝部（８４），　（８４）に上方から圧
入することにより固定される。溝部（８４），　（８４
）は突片（７ｌｂ），（７ｌｂ＞を固定するため、その
幅寸法は突片（７ｌｂ）の厚みより僅かに大きく、小突
起（７２〉を加えた厚みより僅かに小さく形威されてい
る。シリンドリカルレンズ（７１〉は小さく軽いため、
この様な小突起（７２〉の圧接にて、振動に耐えうる状
態で固定される。シリンドリカルレンズ（７１）の取付
け高さは溝部（８４）．　（８４）の底面で精密に規制
され、左右方向には側壁面にて規制される。

前記シリンドリカルレンズ（７１）において、突片（７
ｌｂ）．　（７ｌｂ）を有効レンズ部（７１ａ）の両側
に設けたのは、樹脂成形時の樹脂の流れ、有効レンズ部
（７１ａ）へ加わる歪みのバランスをとるためである。

従って、突片（７ｔｈ）．　（７ｔｈ）は対称形である
ことが好ましい。また、溝部（８４），　（８４）への
圧入時に加わる歪みはほとんど小突起（７２〉に吸収さ
れる。小突起（７２）を有効レンズ部（７１ａ）からで
きるだけ離して設けることにより、圧入時の歪みの影響
を排除できる。

第５図はシリンドリカルレンズ（７１〉の変形例を示す
．このレンズ（７１〉は一対の突片（７ｌｂ），　（７
ｌｂ）を有効レンズ部（７１ａ）の上下方向に形成した
もので、固定は下側の突片（７ｌｂ）を図示しない溝部
に圧入することにより行なわれる。

なお、以上説明した実施例においては、シリンドリカル
レンズ（７１〉の取付け構造以外に、次の利点をも有す
る。即ち、ハーフミラー（５０）と球面ミラー（５５）
　（シリンドリ力ルミラーでも可）とを使用し、感光体
ドラム（１）上へ結像するビーム光路はハーフミラー（
５０）を２回透過させる一方、ＳＯＳセンサ（７０）へ
は球面ミラー（５５）の反射光の一部をハーフミラー（
５０）を介することなく入射する様にしたため、半導体
レーザ〈２２）を安定領域である高い出力で使用でき、
かつ、感光体への照射光量を感光体の感度に適した値ま
で大きく減衰させる一方でＳＯＳセンサ（７０）への照
射光量がそれ程減衰されることはなく、画像書込み開始
位置の検出精度が向上する６また、球面ミラー（５５）
にて正反射されたビームを折り返すことなく直接ＳＯＳ
センサ（７０）へ入射する様にしたため、ＳＯＳセンサ
（７０）をユニットケース（８０〉上に他の光学素子と
同じ面上に配置でき、配置設計上有利である。しかも、
レーザ駆動基板（２５）とＳＯＳ基板（７５〉とを隣接
配置してハーネスで接続でき、両基板（２５），　（７
の一体化も可能である。また、基板を一体的に製作して
おき、組立て時に折り曲げるか、分割して設置してもよ
い。この様に、光源アツセンブリ（２１）とＳＯＳセン
サ（７０〉とが近接していれば、基板構成上有利であり
、部品点数、製造費が削減できる． なお、本発明に係るレーザビーム走査光学装置は以上の
実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種
々に変更することができる。

特に、光学素子の組み合わせは任意であり、球面ミラー
（５５）に代えてジリンドリ力ルミラーを設置してもよ
い。また、ポリゴンミラー（４ｏ〉の等角速度偏向に起
因する主走査方向の速度補正については、ｆθレンズを
別途設けてもよく、あるいはレーザ変調信号自体に補正
を加えてもよい。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、シリンド
リカルレンズ部の有効レンズ部の両側に突片を一体的に
設け、少なくとも一方の突片を溝部に圧入する様にした
ため、レンズをいわばワンタッチで、従来の如く専用の
ホルダ等他の部材を必要とせず、ｓ単に取り付けること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るレーザビーム走査光学装置の一実施
例を示し、第１図は一実施例である光学ユニットを備え
たレーザプリンタの概略構成図、第２図は光学ユニット
の上蓋を外した状態の平面図、第３図は光学ユニットの
基本構成を示す斜視図、第４図はシリンドリカルレンズ
とその取付け溝部を示す斜視図、第５図はシリンドリカ
ルレンズの変形例を示す斜視図である。 （１）・・・感光体ドラム、（２０〉・・・光学ユニッ
ト、（２１）・・・光源アツセンブリ，　（４０）・・
・ポリゴンミラ−（７０）・・・ＳＯＳセンサ、（７１
）・・・シリンドリカノレレンズ、（７１ａ）−有効レ
ンズ部、＜７ｌｂ）　・・・突片、（８０〉・・・ユニ
ットケース、（８１）・・・基板部、（８４）・・・溝
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像情報に応じて変調されたレーザビームを、偏向
   器で一平面内に偏向して感光体上に結像させるレーザビ
   ーム走査光学装置において、有効レンズ部の両側に突片
   を一体的に設けたプラスチック製のシリンドリカルレン
   ズと、 偏向器で偏向走査されたレーザビームの一部を受光する
   画像書込み開始位置検出用の受光センサと、 を備え、 前記シリンドリカルレンズを少なくとも一方の突片を基
   板部に設けた溝部に圧入し、前記受光センサの直前に設
   置したこと、 を特徴とするレーザビーム走査光学装置。