JPH0882759A

JPH0882759A - 走査光学装置

Info

Publication number: JPH0882759A
Application number: JP6242160A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Suzuki; 康夫鈴木; Hirofumi Hori; 浩文堀; Kenichi Tomita; 健一冨田; Jiyunya Asami; 純弥阿左見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体レーザやコリメータレンズの組み付け
を簡単にする。【構成】回転多面鏡３を収容する光学箱５は、半導体
レーザ１とコリメータレンズ２を個別に取り付ける取付
孔５ｂを有し、これにコリメータレンズ２を取り付けた
うえで、半導体レーザ１のレーザ光Ｌ₁ を光学箱５のモ
ニタ用開口５ｅから外部へ取り出して半導体レーザ１の
光軸合わせと焦点合わせを行ない、接着剤６によって取
付孔５ｂに固定する。半導体レーザ１とコリメータレン
ズ２がユニット化されている場合に比べて組立部品点数
が少なくてすみ、かつ光軸合わせの回数も少なくて組み
付けが簡単である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
やデジタル複写機等の電子写真方式の画像形成装置に用
いられる走査光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタやデジタル複写機
等の電子写真方式の画像形成装置に使用される走査光学
装置の従来例を図１６に基づいて説明する。図１６の走
査光学装置は、レーザ光Ｌ₀ を出射する光源ユニットＥ
₀ と、レーザ光Ｌ₀ を偏向走査する回転多面鏡Ｒを有
し、回転多面鏡Ｒによって偏向走査されたレーザ光Ｌ₀
は結像レンズ系Ｆおよび折返しミラーＭを経て図示しな
い回転ドラム上の感光体に結像する。感光体に結像する
レーザ光は、回転多面鏡Ｒの回転による主走査、および
回転ドラムの回転による副走査によって静電潜像を形成
する。また、回転多面鏡Ｒによって偏向走査されたレー
ザ光の一部分は検出ミラーＢによって走査開始信号検出
器Ｄへ導入され、光源ユニットＥ₀ は、走査開始信号検
出器Ｄの出力信号によって書込み変調を開始する。な
お、光源ユニットＥ₀ 、回転多面鏡Ｒ、結像レンズ系
Ｆ、検出ミラーＢ、走査開始信号検出器Ｄ、折返しミラ
ーＭ等は筐体Ｈに取り付けられ、筐体Ｈの上部開口は図
示しないふたによって閉塞される。

【０００３】光源ユニットＥ₀ は図１５に示すように、
レーザ駆動回路をのせた回路基板１０３、コリメータレ
ンズ１０４を内側に納めた鏡筒１０４ａ、鏡筒１０４ａ
を保持する鏡筒ホルダ１０４ｂ、金属製の基台１０３ａ
および半導体レーザ１０１より構成されるユニットであ
るが、これらがユニットとして組付けられた後に筐体Ｈ
の側壁の外面にビス等によって固定される。

【０００４】半導体レーザ１０１は、回路基板１０３と
共に金属製の基台１０３ａに固着された後、コリメータ
レンズ１０４を内側に納めた鏡筒ホルダ１０４ｂにビス
等によって固着される。なお、半導体レーザ１０１のリ
ードピン１０１ａ〜１０１ｃは回路基板１０３をその内
面１０３ｃから外面１０３ｂに向って貫通し、外面１０
３ｂに印刷された接続配線にはんだ付けされる。回路基
板１０３の外面１０３ｂには半導体レーザ１０１を駆動
してこれを発光させるレーザ駆動回路の各種電子部品
（図示せず）が実装されており、半導体レーザ１０１は
各リードピン１０１ａ〜１０１ｃおよび前述の接続配線
を経てこれらの電子部品に接続される。

【０００５】半導体レーザ１０１のレーザチップ１０１
ｄから発生されるレーザ光とコリメータレンズ１０４の
焦点合わせは、図１４に示すように、鏡筒１０４ａを鏡
筒ホルダ１０４ｂの筒状部分１０４ｃ内で前記レーザ光
の光軸方向（Ｚ軸方向）に摺動させることによって行な
われ、その固着は瞬間接着剤を摺動面に滴下して行な
う。また、コリメータレンズ１０４と前記レーザ光の光
軸合わせは、鏡筒ホルダ１０４ｂに対して基台１０３ａ
の取付位置を光軸方向に垂直な平面（ＸＹ平面）内で調
節することによって行なわれ、その固着は前述のように
ビス等によって行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のように、半導体レーザとコリメ
ータレンズの光軸合わせと焦点合わせのためにそれぞれ
基台および鏡筒ホルダを必要とし、さらに、コリメータ
レンズを組み付けるための鏡筒が加わって少なくとも合
計３個の部品を個別に製作しなければならず、組立部品
点数が多くまたこれらの組立工程も複雑である。また、
半導体レーザとコリメータレンズをユニット化したうえ
で走査光学装置の筐体に組み付ける際には、回転多面鏡
に対する光軸合わせが再度必要であり、このために熟練
した技術と多くの人手を要する。

【０００７】その結果、走査光学装置全体の製造コスト
が著しく上昇するという未解決の課題があった。

【０００８】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、半導体レーザやコリ
メータレンズを有する光源部の組み付けが簡単であり、
かつ、組立部品点数も大幅に削減できる走査光学装置を
提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の走査光学装置は、光学箱に収容された回転
多面鏡と、照明光を発生する光源手段と、前記照明光を
前記回転多面鏡に向かって平行光束に集光するコリメー
タレンズを有し、前記光学箱が、前記コリメータレンズ
と前記光源手段を個別に支持する支持手段を有すること
を特徴とする。

【００１０】光学箱が、照明光を外部へ取り出すモニタ
用開口を備えているとよい。

【００１１】支持手段が、コリメータレンズと光源手段
の双方を取り付ける取付孔であるとよい。

【００１２】また、支持手段が、光源手段を取り付ける
取付孔とその内側にコリメータレンズを支持する台座で
あるとよい。

【００１３】光源手段が保持手段に保持され、該保持手
段を介して支持手段に支持されているとよい。

【００１４】また、光源手段がこれに電流を供給する回
路基板に固着されており、該回路基板を介して支持手段
に支持されていてもよい。

【００１５】

【作用】上記装置によれば、光源手段とコリメータレン
ズをユニット化することなく、個別に光学箱に取り付け
るものであるため、ユニット化のための部品を必要とせ
ず、従って、走査光学装置の組立部品点数を大幅に削減
できる。

【００１６】光源手段の組み付けに際しては、光学箱に
設けられたモニタ用開口等によって光学箱の外部へ照明
光を取り出して光源手段の光軸合わせを行なったうえ
で、光源手段を光学箱の取付孔に接着等の方法で固定す
る。このとき、コリメータレンズに対する焦点合わせを
同時に行なってもよいし、光源手段を光学箱に固定した
うえでコリメータレンズの方を移動させて焦点合わせを
行なってもよい。

【００１７】光源手段やコリメータレンズを、ユニット
化のための部品に組み付ける工程が省略されるうえに、
光源手段の光軸合わせが一度ですむため、走査光学装置
全体の組立工程数を大幅に削減できる。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１９】図１は第１実施例を示す模式断面図であっ
て、これは、照明光であるレーザ光Ｌ₁ を発生する光源
手段である半導体レーザ１と、前記レーザ光Ｌ₁ を平行
化するコリメータレンズ２と、平行化されたレーザ光を
回転多面鏡３の反射面に線状に集光するシリンドリカル
レンズ４を有し、回転多面鏡３の反射光は従来例と同様
の図示しない結像レンズ系を経て回転ドラム上の感光体
に結像され、回転多面鏡３の回転による主走査と回転ド
ラムの回転による副走査によって静電潜像を形成する。

【００２０】回転多面鏡３および図示しない駆動部、シ
リンドリカルレンズ４、前記結像レンズ系等は光学箱５
に収容され、光学箱５の上部開口は図示しないふたによ
って閉塞される。また、光学箱５内には、回転多面鏡３
の反射光の一部分を走査開始信号として取り出すための
図示しない検出ミラーや光ファイバの受光端等も収容さ
れる。

【００２１】半導体レーザ１とコリメータレンズ２はユ
ニット化されることなく、光学箱５の側壁５ａに直接個
別に取り付けられる。すなわち、コリメータレンズ２は
光学箱５の側壁５ａに形成された支持手段である取付孔
５ｂの小径部分５ｃに圧入あるいは接着等の公知の方法
で固着され、半導体レーザ１は、以下の方法で回転多面
鏡３とコリメータレンズ２に対する光軸合わせと焦点合
わせを行なったうえで、光学箱５の取付孔５ｂの大径部
５ｄに接着剤６を用いて固定される。

【００２２】図２に示すように、半導体レーザ１とコリ
メータレンズ２の組み付けは、回転多面鏡３とシリンド
リカルレンズ４を光学箱５に組み付ける前の状態で行な
われる。前述のように、まず、コリメータレンズ２を光
学箱５の側壁５ａの取付孔５ｂに固定し、次いで半導体
レーザ１を図示しないロボットフィンガ等によって保持
させ、光学箱５の取付孔５ｂの大径部５ｄに遊合させ
る。なお、取付孔５ｂの大径部５ｄの内径は約１ｍｍ程
度半導体レーザ１の外径より大きく設定されており、そ
の寸法の許す範囲内で半導体レーザ１の光軸合わせを行
なう。

【００２３】半導体レーザ１からレーザ光Ｌ₁ を発生さ
せ、これをコリメータレンズ２と光学箱５に設けられた
モニタ用開口５ｅを経て光学箱５の外部へ取り出して治
具レンズ２０１および対物レンズ２０２を経てカメラ２
０３に導入する。カメラ２０３によって撮像された点像
をモニタしながら、前記ロボットフィンガ等を駆動し
て、まず半導体レーザ１をレーザ光Ｌ₁ の光軸方向（以
下、「Ｚ軸方向」という。）に移動させてコリメータレ
ンズ２に対する焦点合わせを行ない、続いて、半導体レ
ーザ１をＺ軸方向に垂直な２軸の方向（以下、「Ｘ軸方
向」および「Ｙ軸方向」という。）に移動させてレーザ
光Ｌ₁ を所定の光路に一致させる光軸合わせを行なう。

【００２４】このようにして半導体レーザ１の光軸合わ
せと焦点合わせを完了したうえで、取付孔５ｂと半導体
レーザ１との間に接着剤６を充填し、これを硬化させ
る。接着剤６には、紫外線硬化型接着剤、エポキシ系接
着剤、瞬間接着剤（高粘度タイプ）等公知のものから適
切に選定する。

【００２５】半導体レーザ１とコリメータレンズ２を光
学箱５に個別に組み付けたのち、回転多面鏡３とその駆
動部とシリンドリカルレンズ４の光学箱５に対する組み
付けを行ない、必要であればモニタ用開口５ｅを閉塞す
る。

【００２６】本実施例はこのように、まず、コリメータ
レンズ２を光学箱５に固定したうえで半導体レーザ１を
ロボットフィンガ等に保持してＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ
軸方向に位置決めし組み付けるものであるため、従来例
のようにコリメータレンズと半導体レーザをユニット化
するための鏡筒ホルダや鏡筒あるいは半導体レーザを保
持する基台等の組立部品がすべて不必要であり、組立部
品点数を大幅に削減できる。加えて、コリメータレンズ
や半導体レーザを直接光学箱に組み付けるものであり、
コリメータレンズと半導体レーザをユニット化したうえ
で光学箱に組み付ける場合に比べて光軸合わせあるいは
焦点合わせの工程を何度も繰り返す必要がない。従って
組立工程が極めて簡単である。

【００２７】なお、コリメータレンズ２を取り付ける取
付孔５ｂの小径部分５ｃの一部分に段差を設けてこれを
絞り穴として用いれば、公知の開口部材等を省略し、走
査光学装置の組立部品点数をより一層削減できる。

【００２８】また、光学箱にモニタ用開口を設ける替わ
りに、半導体レーザから出射されたレーザ光の光路に図
示しないミラーを設け、これによって前記レーザ光を反
射させることで光学箱の外部へ取り出して光軸合わせや
焦点合わせを行なうこともできる。

【００２９】図３は第１実施例の第１の変形例を示すも
ので、これは、半導体レーザ１を直接光学箱５に組み付
ける替わりに、半導体レーザ１をまず軸方向のスリット
１１ａを有する筒状の保持手段である支持体１１と一体
化したうえで、支持体１１を光学箱５の側壁５ａの突出
部に組み付けたものである。前述と同様に支持体１１を
ロボットフィンガに保持させて半導体レーザ１の光軸合
わせと焦点合わせを行なったうえで、支持体１１と光学
箱５の突出部の間に接着剤１６を充填する。

【００３０】支持体１１に半導体レーザ１が一体化され
ているため、半導体レーザ１の組み付け工程における取
り扱いが極めて容易であるうえに、支持体１１がアルミ
ニウムや亜鉛等の金属製であれば、半導体レーザ１の放
熱を促進し、ドループ特性等を改善するのに好都合であ
る。

【００３１】図４は第１実施例の第２の変形例を示すも
ので、これは、第１の変形例による筒状の支持体１１の
替わりに円板状の保持手段である支持体１２を用いる。
円板状の支持体１２の表面にはロボットフィンガ等によ
って把持される突起１２ａが設けられ、また外周縁には
複数の切欠き１２ｂが形成されており、これらは光学箱
５の側壁５ａに設けられたピン５ｆに遊合する。前述と
同様に半導体レーザ１の光軸合わせと焦点合わせを行な
ったうえで、各切欠き１２ｂに図示しない接着剤を充填
して支持体１２を光学箱５に固定する。支持体１２が円
板状であるために半導体レーザ１のＸ軸方向およびＹ軸
方向の移動を安定して行なうことができ、従って光軸合
わせが一層容易であるという利点を有する。

【００３２】図５は第２実施例を示す模式断面図であっ
て、これは、光学箱２５の側壁２５ａの内側にコリメー
タレンズ２２を支持する台座２５ｃを配設し、側壁２５
ａには半導体レーザ２１のみを組み付けるように構成し
たもので、半導体レーザ２１とコリメータレンズ２２を
組み付ける際には、まず、半導体レーザ２１を光学箱２
５の側壁２５ａの取付孔２５ｂに遊合させ、第１実施例
と同様に図示しない治具レンズ、対物レンズ、カメラ等
を用いて半導体レーザ２１の光軸合わせを行ない、接着
剤２６によって半導体レーザ２１を取付孔２５ｂ内に固
定する。

【００３３】このようにして半導体レーザ２１を光学箱
２５に固定したうえで、台座２５ｃ上のコリメータレン
ズ２２をＺ軸方向へ移動させて半導体レーザ２１に対す
る焦点合わせを行ない、コリメータレンズ２２を台座２
５ｃに接着する。

【００３４】なお、接着剤２６およびコリメータレンズ
２２を台座２５ｃに接着する接着剤には、第１実施例と
同様に紫外線硬化型接着剤、エポキシ系接着剤、瞬間接
着剤等を用いる。

【００３５】回転多面鏡３、シリンドリカルレンズ４は
第１実施例と同様であるから同一符号で表わし説明は省
略する。

【００３６】半導体レーザ２１の光軸合わせは、図６に
示すように、半導体レーザ２１の外周縁を一対の治具フ
ィンガ３１によって把持し、半導体レーザ２１から発生
されるレーザ光を前述のカメラによってモニタしながら
半導体レーザ２１をＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動さ
せ、レーザ光の光軸が所定の光路に一致したところで一
対のディスペンサ３２から接着剤２６を供給するとよ
い。

【００３７】また、コリメータレンズ２２を支持する台
座２５ｃは、図７に示すように、コリメータレンズ２２
をＺ軸方向に案内する案内手段であるＬ型案内面２５ｄ
を有し、傾斜した治具ホルダ３３によって保持されたコ
リメータレンズ２２を前記Ｌ型案内面２５ｄに沿って移
動させることで焦点合わせを行なう。

【００３８】台座２５ｃの案内面はＬ型案内面に限ら
ず、図８に示すようなＶ型溝２５ｅでもよい。この場合
は治具ホルダ３３を垂直にして使用する。

【００３９】さらに、図９に示すように、光学箱２５の
側壁２５ａの外面に環状の半導体レーザ保持部２５ｆを
設ければ、半導体レーザ２１をより安定して固定でき
る。この場合は、半導体レーザ２１の組み付けに用いる
治具フィンガ３４を半導体レーザ保持部２５ｆに設けら
れた複数のスリット２５ｇに係合させるとよい。

【００４０】図１０は第３実施例を示す模式断面図であ
り、これは、第２実施例と同様にコリメータレンズ４２
を光学箱４５と一体である台座４５ｃに支持させるとと
もに、半導体レーザ４１を回路基板４１ａと一体化した
うえで回路基板４１ａを光学箱４５の側壁４５ａに固着
するものである。

【００４１】前述と同様に半導体レーザ４１を光学箱４
５の取付孔４５ｂに遊合させて光軸合わせを行ない、図
１１に示すように複数のビス５１を用いて回路基板４１
ａを光学箱４５の側壁４５ａにビス止めするか、あるい
は、図１２に示すように、光学箱４５の側壁４５ａと一
体である複数のピン５２をそれぞれ回路基板４１ａの孔
４１ｂに突出させ、図示しない接着剤を充填する。コリ
メータレンズ４２の焦点合わせは第２実施例に述べた方
法と同様に行なわれる。

【００４２】また、図１３に示すように、光学箱４５の
側壁４５ａと回路基板４１ａの間にアルミニウムや亜鉛
等の金属製の放熱板５３を介在させれば、半導体レーザ
４１の放熱を促進し、ドループ特性を改善できる。

【００４３】この場合は、ビス５４によってまず回路基
板４１ａと放熱板５３を一体化し、次いで、回路基板４
１ａの穴４１ｃに遊合するビス５５によって放熱板５３
を光学箱４５の側壁４５ａにビス止めするとよい。

【００４４】回転多面鏡３とシリンドリカルレンズ４は
第１実施例と同様であるので同一符号で表わし、説明は
省略する。

【００４５】本実施例は、半導体レーザ４１を回路基板
４１ａと一体化したうえで光学箱４５に対して組み付け
るものであるため、半導体レーザのリードピン等に柔軟
性の高い材料を用いる必要はない。その他の点は第１、
第２実施例と同様であるので説明は省略する。

【００４６】なお、第１ないし第３実施例においてはコ
リメータレンズを直接光学箱の取付孔や台座に固定する
ように構成されているが、コリメータレンズが極めて小
径である場合には、コリメータレンズを公知の鏡筒内に
装着したうえで該鏡筒を光学箱に組み付けるとよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。

【００４８】走査光学装置の半導体レーザやコリメータ
レンズを有する光源部の組み付けが簡単であり、かつ、
組立部品点数を大幅に削減できる。その結果、走査光学
装置の製造コストを大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す模式断面図である。

【図２】図１の装置における半導体レーザの光軸合わせ
と焦点合わせを説明する図である。

【図３】第１実施例の第１の変形例の主要部を示す部分
模式断面図である。

【図４】第１実施例の第２の変形例の主要部を示す部分
斜視図である。

【図５】第２実施例を示す模式断面図である。

【図６】第２実施例の半導体レーザの組み付けを説明す
る説明図である。

【図７】第２実施例のコリメータレンズの組み付けを説
明する説明図である。

【図８】第２実施例の一変形例のコリメータレンズの組
付けを説明する説明図である。

【図９】第２実施例の別の一変形例の半導体レーザの組
み付けを説明する説明図である。

【図１０】第３実施例を示す模式断面図である。

【図１１】第３実施例の回路基板の固着方法を示す部分
斜視図である。

【図１２】第３実施例の回路基板の別の固着方法を示す
部分斜視図である。

【図１３】第３実施例の一変形例を示す部分斜視図であ
る。

【図１４】半導体レーザとコリメータレンズの光軸合わ
せと焦点合わせを説明する説明図である。

【図１５】従来例の主要部を示す部分模式断面図であ
る。

【図１６】走査光学装置の全体を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１，２１，４１半導体レーザ２，２２，４２コリメータレンズ３回転多面鏡４シリンドリカルレンズ５，２５，４５光学箱５ａ，２５ａ，４５ａ側壁５ｂ，２５ｂ，４５ｂ取付孔５ｅモニタ用開口６，１６，２６接着剤２５ｃ，４５ｃ台座４１ａ回路基板５３放熱板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 7/00 ＪＨ０４Ｎ 1/032 Ｂ 1/113 (72)発明者阿左見純弥東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学箱に収容された回転多面鏡と、照明
光を発生する光源手段と、前記照明光を前記回転多面鏡
に向かって平行光束に集光するコリメータレンズを有
し、前記光学箱が、前記コリメータレンズと前記光源手
段を個別に支持する支持手段を有することを特徴とする
走査光学装置。
【請求項２】光学箱が、照明光を外部へ取り出すモニ
タ用開口を備えていることを特徴とする請求項１記載の
走査光学装置。
【請求項３】支持手段が、コリメータレンズと光源手
段の双方を取り付ける取付孔であることを特徴とする請
求項１または２記載の走査光学装置。
【請求項４】支持手段が、光源手段を取り付ける取付
孔とその内側にコリメータレンズを支持する台座である
ことを特徴とする請求項１または２記載の走査光学装
置。
【請求項５】取付孔の一部分に絞り穴が形成されてい
ることを特徴とする請求項３または４記載の走査光学装
置。
【請求項６】台座がコリメータレンズを光軸方向に案
内する案内手段を有することを特徴とする請求項４記載
の走査光学装置。
【請求項７】光源手段が保持手段に保持され、該保持
手段を介して支持手段に支持されていることを特徴とす
る請求項１ないし６いずれか１項記載の走査光学装置。
【請求項８】光源手段がこれに電流を供給する回路基
板に固着されており、該回路基板を介して支持手段に支
持されていることを特徴とする請求項１ないし６いずれ
か１項記載の走査光学装置。
【請求項９】光源手段が支持手段に接着されているこ
とを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載の走
査光学装置。