JPH0634905A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構成で小形化、コンパクト化を図る。 【構成】スキャナモータ２３で回転され、入射されるレ
ーザ光束の中心光を反射しモータの回転軸２３ｂに垂直
な平面方向に偏向走査するプリズム２７と、レーザ光を
発散気味の光束に変換し、プリズム２７に対して角度θ
で入射させる光出射ユニット３２と、プリズム２７の近
傍に設けられ、そのプリズムからの偏向光を結像面に集
光するメニスカスレンズ３３とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、レー
ザファクス、デジタル複写機等に使用されるレーザ光を
使用した光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばレーザプリンタでは半導体レーザ
からのレーザ光に記録情報をのせ、そのレーザ光を光学
系により偏向走査して結像面である帯電された感光体面
に集光させ、それにより感光体を露光してその感光体上
に記録情報を静電潜像として記録するようになってい
る。この静電潜像はその後トナーにより現像され、さら
に転写部で用紙に転写されるようになっている。すなわ
ち電子写真式現像方式で印刷を行うようになっている。

【０００３】このような装置では感光体の露光はデジタ
ル露光方法で行なわれ、デジタル露光方法としてはＬＥ
Ｄ、ＬＣＤ、ＥＥＨなどの固体デバイスを使用する方法
と、ポリゴンミラーやホログラムを回転させてレーザ光
を偏向走査する方法が知られている。現在ではポリゴン
ミラーを使用したデジタル露光方法が主流となってい
る。

【０００４】ポリゴンミラーを使用してレーザ光を偏向
走査させるものとしては、例えばｆθレンズを使用した
プレオブジェクト型のものが知られている。これは図４
に示すように光源として半導体レーザ１を使用し、この
半導体レーザ１からのレーザ光をコリメータレンズ２を
介して平行光とした後、その平行光を回転制御されるポ
リゴンミラー３に照射して走査光とし、その走査光をｆ
θレンズ４を介して反射ミラー５に反射させた後シリン
ドリカルレンズ６を介して感光体ドラム７上に照射させ
るようになっている。

【０００５】また、ポリゴンミラーを使用しないものと
して例えば、特開平１−１３１５１３号公報に示すもの
が知られている。これは図５及び図６に示すように、偏
向器１１にピラミダルミラー１２を回転自在に設け、こ
のピラミダルミラー１２を円筒形状のスリット部材１３
で包囲している。スリット部材１３の底部に円形スリッ
ト１４を設けると共に周面のピラミダルミラー１２の反
射面と対向する部位に矩形スリット１５を設けている。
そして半導体レーザユニット１６からのレーザ光Ｌを偏
向器１１の円形スリット１４から入射させてピラミダル
ミラー１２の反射面に反射させ、その反射光を矩形スリ
ット１５から走査光として出射させる。そしてその走査
光をｆθレンズ１７を介して反射ミラー１８に反射さ
せ、さらにトロイダルレンズ１９を介して感光体ドラム
２０上に照射させるようになっている。なお、２１，２
２は書出し位置を決定する同期光を取り出すための光フ
ァイバとフォトセンサである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところでポリゴンミラ
ーはガラス研磨品にアルミ反射膜を付ける方法で製造し
ていたためかなり高価であったが、最近、超精密切削技
術の進歩によりアルミ材をダイヤモンド切削バイトで引
く方法により大幅なコスト低下が図れるようになってき
ている。しかしコスト低下が図れるといってもポリゴン
ミラーの切削には専用の加工機が必要である上に要求さ
れる精度が極めて高いため、光走査装置全体のコストの
十数％を占め根本的なコスト低下を実現することは困難
であった。またポリゴンミラーは反射面が複数あるため
各反射面の加工誤差からくる面倒れが生じ、このため面
倒れの補正光学系が必要となり、ｆθレンズ４やシリン
ドリカルレンズ６が使用されることになる。

【０００７】このように前者のポリゴンミラー３を使用
するものでは、ポリゴンミラー３の切削に専用の加工機
を必要とするとともに要求される精度が極めて高くな
り、また各反射面の加工誤差からくる面倒れが生じるた
め面倒れの補正のためにｆθレンズ４やシリンドリカル
レンズ６を配置しなければならず、しかも反射ミラー５
やシリンドリカルレンズ６は感光体ドラム７の近くに配
置されるため、コスト高になるとともに構成が複雑化し
大形化する問題があった。

【０００８】また後者のポリゴンミラーを使用しないも
のは、反射面が１面であるため加工精度の要求や面倒れ
といった問題は発生しないが、ｆθレンズ１７やトロイ
ダルレンズ１９を配置し、しかも反射ミラー１８やトロ
イダルレンズ１９は感光体ドラム２０の近くに配置され
るため前者同様に構成が複雑化し大形化する問題があっ
た。また半導体レーザユニット１６からのレーザ光を円
形スリット１４から入射させてピラミダルミラー１２の
反射面に反射させるため、偏向器１１の上に半導体レー
ザユニット１６が位置することになり、全体として高さ
が高くなる問題があった。

【０００９】そこで本発明は、ポリゴンミラーや面倒れ
補正光学系を使用せずに簡単な構成で小形化を図ること
ができ、また高さも低くできる光走査装置を提供しよう
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
モータで回転され、入射されるレーザ光束の中心光を反
射しモータの回転軸に垂直な平面方向に偏向走査する反
射体と、レーザ光を発散気味の光束に変換し、反射体に
対して角度θ（但し、０°＜θ＜１８０°で９０°を含
まず）で入射させるレーザ光出射手段と、反射体近傍に
設けられ、その反射体からの偏向光を結像面に集光する
結像レンズからなるものである。

【００１１】請求項２対応の発明は、モータで回転さ
れ、入射されるレーザ光束の中心光を反射しモータの回
転軸に垂直な平面方向に偏向走査する反射体と、レーザ
光を発散気味の光束に変換してモータの回転軸に垂直な
平面方向に出射するように配置されたレーザ光出射手段
と、このレーザ光出射手段から出射されるレーザ光を反
射体に対して角度θ（但し、０°＜θ＜１８０°で９０
°を含まず）で入射させるプリズムと、反射体近傍に設
けられ、その反射体からの偏向光を結像面に集光する結
像レンズからなるものである。

【００１２】

【作用】このような構成の本発明においては、発散気味
の光束に変換されたレーザ光はモータで回転される反射
体に対して角度θで入射され、この反射体により回転軸
に垂直な平面方向に偏向走査される。偏向光は結像レン
ズを介して結像面に集光する。

【００１３】また発散気味の光束に変換されたレーザ光
はプリスムで屈折されてモータで回転される反射体に対
して角度θで入射され、この反射体により回転軸に垂直
な平面方向に偏向走査される。偏向光は結像レンズを介
して結像面に集光する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１５】図１に示すように、２１は略四角形状で中
央に筒部２１ａを形成してなるハウジングで、このハウ
ジング２１はスキャナモータ２３のステータ部材を形成
し、そのハウジング２１の筒部２１ａ内にボールベアリ
ングからなる軸受け２２を設けている。そして前記軸受
け２２にスキャナモータ２３のロータ２３ａの回転軸２
３ｂを回転自在に支持している。

【００１６】前記スキャナモータ２３はロータ２３ａに
マグネット２３ｃを一体に取り付け、前記ハウジング２
１にはスペーサ２４を介して回路基板２５が固定され、
この回路基板２５の前記マグネット２３ｃと対向した部
位の裏面側にはコイル２６が取り付けられている。

【００１７】前記スキャナモータ２３のロータ２３ａ上
には回転軸２３ｂ上に位置して反射体である縦断面が２
等辺三角形のプリズム２７が固定されている。

【００１８】前記プリズム２７は、２つの長辺で挟まれ
る２つの面をそれぞれ反射面とし、短辺で挟まれる面の
中心をスキャナモータ２３の回転軸２３ｂの中心に合わ
せて固定している。

【００１９】前記ハウジング２１の上にはまた前記スキ
ャナモータ２３及びプリズム２７を包囲するようにカバ
ー部材２８が設けられている。

【００２０】前記カバー部材２８の前面上部は前記スキ
ャナモータ２３の回転軸２３ｂに対して後方へ上る斜傾
面に形成され、その傾斜面に半導体レーザ発振器２９、
収束レンズ３０及びスリット３１を一体化して収納した
光出射ユニット３２が外部からの着脱が可能に取付けら
れている。前記カバー部材２８の前面下部は前記スキャ
ナモータ２３の回転軸２３ｂに対して平行な壁面に形成
され、その壁面に入射面よりも出射面の曲率半径が小さ
く、結像面側に向かって凸のメニスカスレンズ３３を収
納したケース３４が外部からの着脱が可能に取付けられ
ている。このメニスカスレンズ３３はガラス研磨でも樹
脂成型でもよい。

【００２１】前記光出射ユニット３２からは前記スキャ
ナモータ２３の回転軸２３ｂ中心に対して角度θ（但
し、０°＜θ＜９０°）でレーザ光が出射され、前記プ
リズム２７の反射面に入射されるようになっている。前
記プリズム２７はロータ２３ａの回転により入射される
レーザ光をスキャナモータ２３の回転軸２３ｂの軸方向
とは垂直な平面方向に偏向走査するようになっている。

【００２２】前記メニスカスレンズ３３は前記プリズム
２７の反射面で反射されて得られる偏向光を感光ドラム
（図示せず）の感光面に結像させるようになっている。

【００２３】このような構成の実施例装置では、半導体
レーザ発振器２９からのレーザ光は収束レンズ３０で発
散気味の光束に変換された後、スリット３１で円形のビ
ームに成形され、角度θでロータ２３ａ上に配置されて
いるプリズム２７の反射面に入射される。そしてプリズ
ム２７の回転により入射されたレーザ光はスキャナモー
タ２３の回転軸２３ｂに対して垂直な平面方向に所定の
幅だけ偏向走査される偏向光に変換され、メニスカスレ
ンズ３３を透過して結像面に結像される。メニスカスレ
ンズ３３はレーザビームを絞り、主、副像面湾曲を補正
する。なお、ｆ−θ補正は電気的に行う。

【００２４】このようにプリズム２７により偏向光を得
ているので、ポリゴンミラーや面倒れ補正光学系を使用
する必要が無く、構成が簡単になると共に経済性を向上
できる。またスキャナモータ２３のロータ２３ａ上にプ
リズム２７を固定し、光出射ユニット３２及びメニスカ
スレンズ３３を収納したケース３４をカバー部材２８の
所定の位置に取り付けた構造のみで、その他にレンズや
反射ミラー等は使用していないのでこの点においても構
成を簡単化でき、また小形化を図ることができる。

【００２５】さらにカバー部材２８に対してその前面下
部にケース３４を取り付け、前面上部に光出射ユニット
３２を斜めにして取り付けているので、全体として高さ
を低くすることができ、コンパクト化を図ることができ
る。

【００２６】次に本発明の他の実施例を図面を参照して
説明する。なお、前記実施例と同一の部分には同一の符
号を付して詳細な説明は省略する。

【００２７】図２に示すものは、カバー部材として前面
上部も前面下部もスキャナモータ２３の回転軸２３ｂに
対して平行な壁面が形成されたカバー部材３５を使用
し、そのカバー部材３５の前面壁面の下部にメニスカス
レンズ３３を樹脂成型により一体化して収納したケース
３４を取付けるとともに上部に光出射ユニット３２をそ
のユニット３２からのレーザ光がメニスカスレンズ３３
から出射されるレーザ光と平行になるように取り付け、
前記光出射ユニット３２の前面、すなわちスリット３１
の外面側に、プリズム２７の反射面への入射角がスキャ
ナモータ２３の回転軸２３ｂ中心に対して角度θ（但
し、０°＜θ＜９０°）となるように光出射ユニット３
２からのレーザ光を屈折させるプリズム３６を取付けて
いる。

【００２８】このような構成においても前記実施例同
様、構成の簡単化、小形化、コンパクト化を図ることが
できる。

【００２９】図３に示すものは、スキャナモータとして
回転軸２３ｂ′がロータ２３ａ′を貫通して上方へ突出
したスキャナモータ２３′を使用し、その回転軸２３
ｂ′の先端にプリズム３７を逆さにして取付け、またカ
バー部材として前面上部も前面下部もスキャナモータ２
３′の回転軸２３ｂ′に対して平行な壁面が形成された
カバー部材３８を使用し、そのカバー部材３８の前面壁
面の上部にメニスカスレンズ３３を樹脂成型により一体
化して収納したケース３４を取付けるとともに下部に光
出射ユニット３２をそのユニット３２からのレーザ光が
メニスカスレンズ３３から出射されるレーザ光と平行に
なるように取り付け、前記光出射ユニット３２の前面、
すなわちスリット３１の外面側に、プリズム３７の反射
面への入射角がスキャナモータ２３′の回転軸中心に対
して角度θ（但し、９０°＜θ＜１８０°）となるよう
に光出射ユニット３２からのレーザ光を屈折させるプリ
ズム３９を取付けている。

【００３０】このような構成においても前記実施例同
様、構成の簡単化、小形化、コンパクト化を図ることが
できる。

【００３１】なお、前記実施例では反射体としての縦断
面が２等辺３角形のプリズムを使用し、そのプリズムの
２つの長辺部を反射面としたが必ずしもこれに限定され
るものではなく、直角プリズムを使用しその直角プリズ
ムの１つの長辺部を反射面としたものであってもよい。
この場合反射面は１面となる。また反射体としてプリズ
ム以外にミラーを使用してもよい。

【００３２】またここでは２面反射体で１回転２走査さ
せる構造なので、面倒れは基本的には発生する。そこで
反射体取付け角調整で面倒れを小さく抑える。３面以上
では１面毎に反射面調整ができないと面倒れを小さく抑
えられないので、光学的補正系が不可欠となる。

【００３３】

【発明の効果】以上、本発明によれば、ポリゴンミラー
や面倒れ補正光学系を使用せずに簡単な構成で小形化を
図ることができ、また高さも低くできてコンパクト化を
図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】 本発明の他の実施例を示す断面図。

【図３】 本発明の他の実施例を示す断面図。

【図４】 従来例を示す斜視図。

【図５】 他の従来例を示す構成図。

【図６】 同従来例の偏向器の構成を示す図。

【符号の説明】

２３…スキャナモータ ２７…２等辺３角形プリズム ２９…半導体レーザ発振器 ３２…光出射ユニット ３３…メニスカスレンズ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータで回転され、入射されるレーザ光
   束の中心光を反射し前記モータの回転軸に垂直な平面方
   向に偏向走査する反射体と、レーザ光を発散気味の光束
   に変換し、前記反射体に対して角度θ（但し、０°＜θ
   ＜１８０°で９０°を含まず）で入射させるレーザ光出
   射手段と、前記反射体近傍に設けられ、その反射体から
   の偏向光を結像面に集光する結像レンズからなることを
   特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 モータで回転され、入射されるレーザ光
   束の中心光を反射し前記モータの回転軸に垂直な平面方
   向に偏向走査する反射体と、レーザ光を発散気味の光束
   に変換して前記モータの回転軸に垂直な平面方向に出射
   するように配置されたレーザ光出射手段と、このレーザ
   光出射手段から出射されるレーザ光を前記反射体に対し
   て角度θ（但し、０°＜θ＜１８０°で９０°を含ま
   ず）で入射させるプリズムと、前記反射体近傍に設けら
   れ、その反射体からの偏向光を結像面に集光する結像レ
   ンズからなることを特徴とする光走査装置。