JPH0511122U - 走査光学系のフオーカス調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査用光ビームを偏光させて被走査体上に集
束させて繰返し主走査を行う走査光学系と、この走査光
学系を支持する基台とから走査ユニットに設けられ、走
査ユニットから射出され被走査体上に集束される光ビー
ムの光路長を調整して光ビームを被走査体上に合焦させ
るフォーカス調整機構において、容易に合焦させる作業
を行うことができるようにする。 【構成】 走査光学系を支持する走査ユニット30の一部
を、感光体５に向う走査用光ビーム11の光軸と略平行な
方向に移動させるように、光軸から離れた位置にあり走
査ユニット30を回動可能に支持する支持手段３を回動中
心として、回動手段を構成するボルト１およびナット２
により走査ユニット30を往復回動させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光源からの走査用光ビームを偏向させるとともに、被走査体上に集 束させて、この被走査体を繰返し主走査する走査光学系から発せられる光ビーム の光路長を調整して光ビームを被走査体上に合焦させる走査光学系のフォーカス 調整機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、光ビームを偏向して走査する走査光学系を用いた光ビーム走査装置 が例えばレーザプリンタ等の走査記録装置、走査読取装置等において広く実用に 供されている。このような光ビーム走査装置においては、光源から発せられた光 ビームは、回転多面鏡等の光偏向器によって反射偏向され、ｆθレンズ等の集束 レンズによって集束せしめられて、一定速度で偏向方向（主走査方向）に対して 垂直な方向（副走査方向）に送られる被走査体上を走査するようになっている。 また、上述した光源、回転多面鏡および集束レンズ等のこの光ビーム走査装置を 構成する走査光学系と、この走査光学系が配設された基台とからなる走査ユニッ トの下方に被走査体を配設して、この走査ユニットから射出される光ビームを被 走査体上に走査させる光ビーム走査装置が知られている。

【０００３】 このような光ビーム走査装置においては、回転多面鏡や集束レンズ等のこの光 ビーム走査装置を構成する走査光学系の光学的特性、例えば集束レンズの焦点距 離および被走査体に用いられる材料の特性等に基づいて、光ビームの光路長を設 計して、走査光学系を配設する位置が決定される。

【０００４】 ところが、上述したように光ビームの光路長を求めても、この求められた光路 長はあくまでも設計値であるため、実際は、光ビーム走査装置の各構成部品の光 学的特性が設計の際に用いた値とは微妙に異なり、設計上の光路長と実際の光路 長とが異なるという問題が生じている。このように設計上の光路長と実際の光路 長が異なると、被走査体上において光ビームの焦点が合わなくなり画像の鮮明な 読み取りおよび再生を行うことができず、光ビーム走査装置の品質を低下させて しまっていた。また、光ビーム走査装置が故障して装置内の部品を取り換えた場 合や走査ユニットごと取り換えた場合にも、取り換えた部品の光学的特性が今ま で使用していたものと異なり光ビームの焦点が被走査体上に合わなくなる場合も あった。

【０００５】 そこで、この光ビームの焦点を被走査体上に合うように調整するためのフォー カス調整機構を用いて鮮明な画像を得る試みがなされている。

【０００６】 図５は従来技術である光ビーム走査装置の一例の概略図である。

【０００７】 図５に示すように、走査光学系とこの走査光学系を支持する走査ユニット40の 下方に矢印Ｙ方向に回転するドラムに巻き付けられた被走査体35が配設され、走 査ユニット40の開口部32より走査用光ビーム31が被走査体35に向かって射出され て、被走査体35上を主走査する。この走査ユニット40は、支持部33において略円 筒形のシャフト34により被走査体に向う光ビームの光軸と略平行な方向に移動さ せるように回動可能に、支持台37上に支持される。また、支持部33とは反対側の 端部において、複数の薄板36によって走査ユニット40を支持し、この薄板36の枚 数を増減させることによって、開口部32と被走査体35との間の距離Ｌを調整して 、光ビームの光路長を変えて、光ビームを被走査体上に合焦させるようにしてい る。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来のフォーカス調整機構においては光ビームの焦点を合わせる際に 、一旦走査ユニット40を上方に持ち上げて薄板36を増減させなければならない。 ところが、このユニット30はアルミ鋳物にて形成されており、また走査光学系も 配設されているため、重さが25〜30Kgとなってしまい、１人で持ち上げることは 難かしく、光ビームの合焦作業のためだけに数人の手助けが必要となり作業上の 効率が極めて悪くなってしまっていた。

【０００９】 本考案は上記事情に鑑み、光ビームの光路長を調整する際にも、重い走査ユニ ットを簡単に動かすことができ、被走査体上に光ビームを合焦させることが可能 な走査光学系のフォーカス調整機構を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案による走査光学系のフォーカス調整機構は、 光源からの走査用光ビームを偏向させるとともに、被走査体上に集束させて、 該被走査体上を繰返し主走査する走査光学系と、該走査光学系を支持する基台と からなる走査ユニットに設けられ、該走査ユニットから射出され、前記被走査体 上に集束される前記光ビームの光路長を調整して該光ビームを前記被走査体上に 合焦させるフォーカス調整機構において、 前記ユニットの一部を、前記被走査体に向う前記光ビームの光軸と略平行な方 向に移動させるように、該光軸から離れた位置を中心として該ユニットを回動可 能に支持する支持手段と、 前記ユニットを前記回動中心のまわりに往復回動させる回動手段とからなるこ とを特徴とするものである。

【００１１】

【作用および考案の効果】

本考案による走査光学系のフォーカス調整機構は、走査ユニットの一部を被走 査体に向う走査用光ビームの光軸と略平行な方向に移動させるように、この光軸 から離れた位置を中心として走査ユニットを回動可能に支持する支持手段を回動 中心として、回動手段を用いてこの走査ユニットを往復回動させて、走査ユニッ トから射出する走査用光ビームの光路長を変化させるようにした。このため、光 ビームを被走査体上に合焦させる作業を１人で容易に行うことができ、作業上の 効率を上げることが可能となる。

【００１２】

【実施例】 以下、図面を参照して本考案の実施例について説明する。

【００１３】 図１は本考案の実施例である走査光学系のフォーカス調整機構を用いた光ビー ム走査記録装置の概略平面図である。なお、本実施例は、レーザ光源として半導 体レーザを、光偏向器として回転多面鏡を使用し、この回転多面鏡の回転検出機 構と光ビームのビーム径を変換する光束切換機構とを備えた光ビーム走査記録装 置である。

【００１４】 第１のレーザ光源である半導体レーザ10から発せられた走査用光ビーム11はコ リメータレンズ12によって平行光とされ、複数の開口が切換え可能な光束切換機 構13により、ビーム径を変換された後シリンドリカルレンズ14により補正され、 反射鏡15a ，15b により光路を変えて図示しないモータにより矢印方向に駆動さ れる回転多面鏡16の反射面16Ａに照射される。回転多面鏡16は光ビームを反射偏 向させる８面体の回転ミラーであり、１つの反射面により１回の光ビーム走査を 行う。回転多面鏡16により反射偏向された走査用光ビーム11はｆθレンズ等の集 束レンズ17を通過した後、第１の反射鏡18a 、第２の反射鏡18b および第３の反 射鏡19を経て図示しない感光体上に結像される。なお、ここでは始点検出器21お よび終点検出器22によって走査用光ビーム11の走査の始点および終点が検出され 、半導体レーザのＯＮ・ＯＦＦ制御パルスおよび回転多面鏡16の回転ムラ補正用 パルスとして半導体レーザを点灯させる制御系と回転多面鏡16を回転させる制御 系へ出力される。

【００１５】 ここで図２を参照して本実施例による走査光学系のフォーカス調整機構を用い て光ビーム走査記録装置における光ビームの焦点が調整される様子を説明する。

【００１６】 図２は本考案の実施例である走査光学系のフォーカス調整機構を用いた光ビー ム走査記録装置の図１におけるI-I 線概略断面図である。なお図２においては、 本考案の実施例である走査光学系のフォーカス調整機構を示し、光ビーム走査装 置を構成する他の走査光学系はここでは省略する。

【００１７】 光ビーム走査記録装置を構成する走査光学系が配設された走査ユニット30は支 持部３において略円筒形のシャフト４により回動可能に支持台７上に支持されて いる。また、走査用光ビーム11を感光体５に照射するための開口部８の近傍には 溝1aを有するボルト１と、ボルト１を固定するためのナット２とによって構成さ れる本考案によるフォーカス調整機構を用いた支持部が略円筒形のシャフト６に よって支持台７上に支持されている。

【００１８】 図１に示す第１の反射鏡18a に入射した走査用光ビーム11は、この第１の反射 鏡18a により反射して光路が変えられ、第２の反射鏡18b に入射し、さらにこの 第２の反射鏡18b で反射することにより再度光路が変えられ凹面シリンドリカル ミラー19に入射する。凹面シリンドリカルミラー19において反射された走査用光 ビーム11は開口部８を通過し、ドラム上にある結像点Ｃにおいて結像し、図１に 示す矢印Ｘ方向に主走査され、画像が再生される。

【００１９】 ここで装置を構成する部品の光学的特性が設計値と微妙に異なったため走査用 光ビーム11の焦点が感光体５上の結像点Ｃに合わない場合には、まずナット２を ゆるめて次いでボルト１の溝1aをマイナスドライバ等で回転させ、シャフト４を 支点として走査用光ビーム11の焦点が結像点Ｃに合うようにユニット30を矢印Ｚ 方向に回動させて開口部８と感光体５との間の距離Ｌを調整する。

【００２０】 走査用光ビーム11が上述したように感光体５を走査する間に、第２のレーザ光 源である半導体レーザ23から回転検出用光ビーム24が発せられ、この回転検出用 光ビーム24は回転多面鏡16の反射面16Ａとは異なる反射面16Ｂで反射偏向され、 略等間隔に配設された５つの回転検出用反射鏡25a 〜25e によって反射され、検 出器26に入射される。検出器26はこの入射された回転検出用光ビーム24に基づい て回転多面鏡16の回転ムラ補正用パルスを発生し、前述した始点検出器21および 終点検出器22によって検出された補正用パルスとともに回転多面鏡16を回転させ る制御系へ出力され、これらのパルスに基づいて回転多面鏡16の回転ムラが補正 される。

【００２１】 なお、本考案においては、走査ユニットを回動させる回動手段を光ビームが被 走査体上にて主走査を行う位置の近傍に設けているが、これはユニットを移動さ せた距離が、光ビームの光路を移動させた距離と略等しくなるため、光路長の変 化の概略値を知ることができるからである。

【００２２】 上記実施例においては、ボルトとナットとの組合せによってユニットを回動さ せるようにしているが、ボルトとナットに限定されるものではなく、例えば図３ (a) に示すようにボルト１′とバネ９の組合せや、図３(b) に示すようなくさび 形部材41を用いて矢印方向にこのくさび形部材41をスライドさせてユニットを回 動させるようにしてもよい。

【００２３】 なお、上記実施例においては、ボルトと走査ユニット30のネジとのガタつきに よる調整時とナット締付時の誤差や、ボルト下面とシャフトとの片当り等を考慮 していないが、作業効率や繰返し精度ならびに強度の向上のため図４に示すよう にボルト１″の一部を走査ユニット30と嵌合させてガタ取りをするとさらに良好 なフォーカスの調整を行うことができる。

【００２４】 また、上記実施例においては、走査ユニットにＶ型の切込みを形成して、この 切込みをシャフトと組み合わせることにより走査ユニットを回動可能に支持する 支持手段としているが、回動可能であればいかなる手段で支持するようにしても よいことはもちろんであり、例えばユニットの支持台と、このユニット開口部を 形成して、そこににシャフトを通して軸支するようにしてもよい。

【００２５】 さらに、上記実施例においては、走査ユニット30の下方に被走査体である感光 体５を配設して走査用光ビーム11によって走査を行うようにしたが、被走査体は いかなる位置に配設してもよく、例えば走査ユニットの上方に配設するようにし てもよい。この場合、走査用光ビームは走査ユニットの上方へ射出される。

【００２６】 また、上記実施例においては光ビーム走査記録装置について説明したが、本考 案の走査光学系は走査記録装置だけでなく走査読取装置にも適用することができ るものであることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による走査光学系のフォーカス調整機構
を用いた光ビーム走査記録装置の概略平面図

【図２】本考案による走査光学系のフォーカス調整機構
を用いた光ビーム走査記録装置の図１におけるI-I 線断
面図

【図３】本考案による走査光学系のフォーカス調整機構
の別の実施例を示す図

【図４】本考案による走査光学系のフォーカス調整機構
のさらに別の実施例を示す図

【図５】従来の走査光学系のフォーカス調整機構を用い
た光ビーム走査装置の概略図

【符号の説明】

１，１′，１″ ボルト ２ ナット ３，33 支持部 ４，６，６′，６″，34 シャフト ５ 感光体 ７，37 支持台 ８ 開口部 ９ バネ 10 半導体レーザ 11 走査用光ビーム 12 コリメータレンズ 13 光束切換機構 14 シリンドリカルレンズ 16 回転多面鏡 18a ，18b 反射鏡 19 凹面シリンドリカルミラー 30，40 走査ユニット

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 光源からの走査用光ビームを偏向させる
   とともに、被走査体上に集束させて、該被走査体上を繰
   返し主走査する走査光学系と、該走査光学系を支持する
   基台とからなる走査ユニットに設けられ、該走査ユニッ
   トから射出され、前記被走査体上に集束される前記光ビ
   ームの光路長を調整して該光ビームを前記被走査体上に
   合焦させるフォーカス調整機構において、 前記ユニットの一部を、前記被走査体に向う前記光ビー
   ムの光軸と略平行な方向に移動させるように、該光軸か
   ら離れた位置を中心として該ユニットを回動可能に支持
   する支持手段と、 前記ユニットを前記回動中心のまわりに往復回動させる
   回動手段とからなることを特徴とする走査光学系のフォ
   ーカス調整機構。