JPH09211360A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結像面の傾き等を調整する作業を容易に行う
ことを可能にする、走査光学装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】 ケース（１）の底面に描画用の開口（１
１）を形成すると共に、ケース（１）の側面に調整用の
開口（１２）を形成し、走査光学系からの射出光を調整
用開口（１２）からケース（１）の外部に導くよう構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリンタ
等において光ビームを走査する走査光学装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】高精細用の走査光学装置は、走査光学装
置からの射出光の結像面の傾きや湾曲の許容範囲が、通
常の走査光学装置に比べて厳しい。そのため、製造時に
は、走査光学装置を単体として組み上げてから、結像面
の傾きや湾曲等を測定しつつ、走査光学装置内のレンズ
の傾き等の微調整を行うのが一般的である。

【０００３】具体的には、走査光学装置から静止ビーム
（走査を行わないビーム）を発し、結像面近傍における
ビーム径を専用の測定器により測定すると共に、当該測
定器を光軸方向に移動させつつ測定を行うことにより、
ビーム径が最小になる位置、即ち結像位置を求める。そ
して、主走査方向の３箇所で測定した結像位置のデータ
から、結像面の傾きあるいは湾曲が求められる。そし
て、結像面が設計通りの平面になるよう、レンズの傾き
等の微調整が行われる。従って、この調整は多数回の測
定を伴い、作業工数が多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高精細
用のプリンタでは、走査光学系が略同一平面に配置さ
れ、感光体ドラムがこの平面に直交する方向に所定量離
れた位置に配置されるのが一般的である。即ち、結像面
は、略同一面に配列された走査光学装置に対して直交す
る方向に離れた位置に形成される。そのため、走査光学
装置に対し３次元で多数回の測定を行わなければなら
ず、作業効率が悪いという問題点がある。さらに、近
年、大画面化に伴ってプリンタは大型化する傾向にあ
り、走査光学装置がさらに大きくなり、作業者の作業ス
ペース自体が確保しずらい治具構造となっている。

【０００５】本発明は、走査光学装置において、結像面
の傾き等を調整する作業を容易に行うことを可能にす
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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明による走査光学装置は、ケースに走査光学系
からの射出光を該ケース外部に導く二つの開口を備え、
二つの開口のうち一方の開口を描画用とすると共に、他
方の開口が一対の面を夫々延長した面の間に射出光を導
くよう形成したものである。このように構成することに
より、描画用の開口の他に、走査光学装置と略同一面内
に射出光を導く開口が設けられるため、走査光学装置と
略同一面内で調整作業を行うことが可能となる。

【０００７】なお、描画用の開口が射出光を上記の一対
の面を夫々延長した面の外に導くよう構成することもで
きる。また、上記の他方の開口を調整用の開口としても
良い。また、調整用の開口と走査光学系との間にミラー
を取り付けることにより、射出光が描画用の開口を通過
し、当該ミラーを取り外すことにより射出光が調整用の
開口を通過するよう構成することもできる。また、上記
の描画用の開口は、上記の一対の面のうちの一方に設け
ることもできる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる走査光学
装置の実施形態を説明する。実施形態として示される走
査光学装置は、８本のレーザ光を同時に走査させること
により、一回の走査で８本の走査線を同時に形成するマ
ルチビーム走査光学装置である。まず、装置全体の概略
構成を説明する。

【０００９】図１は走査光学装置の実施形態を示す斜視
図、図２は走査光学装置の実施形態を感光体ドラムと共
に示す側面図である。走査光学装置は、図１に示される
ように、ほぼ直方体状の偏平なケーシング１内に走査光
学系を配して構成されている。ケーシング１の上部開口
は、使用時には上部蓋体２により閉成される。

【００１０】ケーシング１の図中上部には、画像情報に
関する信号を受けるコネクタ部１０２が設けられてい
る。コネクタ１０２に隣接してレーザーブロック支持基
板３００が設けられ、支持基板３００には、上記信号に
基づき光束を発する８つの半導体レーザー１０１と光フ
ァイバー１２０の入力端とを向き合わせて保持するレー
ザーブロック３１０が固定されている。これにより、８
つの光ファイバー１２０に光束が導かれる。

【００１１】光ファイバー１２０の射出側の端面１２０
ｂは、ファイバーアライメントブロック１３０により保
持されている。射出端面１２０ｂからの光束は、後述す
るコリメートレンズ１４０、ハーフミラー１４４、ダイ
ナミックプリズム１６０、及びシリンドリカルレンズ１
７０を介して、ポリゴンミラー１８０に入射する。ポリ
ゴンミラー１８０は、ケーシングに固定されたポリゴン
モータ３７１（図２参照）により回転駆動されており、
ミラー面に入射した光束を反射・偏向する。ポリゴンミ
ラー１８０により偏向された光束は、結像レンズである
ｆθレンズ１９０に入射する。ｆθレンズ１９０からの
光束は、折り返しミラー２００によって図中下側に反射
され、図２に示されるように走査対象面である感光体ド
ラム２１０上に結像する。

【００１２】ここで、光学素子の作用を規定するため、
光軸に垂直な面内でｆθレンズ１９０や感光体ドラム２
１０（図２）上での光束の走査方向を主走査方向、光軸
に垂直な面内で主走査方向に直行する方向を副走査方向
として定義する。また、図中にｆθレンズ１９０の光軸
と平行なＸ軸、このＸ軸に垂直な面内で互いに直行する
Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。Ｙ軸およびＺ軸は、それぞれ主
走査方向および副走査方向に一致する。

【００１３】次に、上記の装置の光学系の概略を示す図
３に基づいて光学系の各構成要素について説明する。光
源部１００は、８つの半導体レーザー１０１と、これら
の半導体レーザーから発する発散光束を伝送する８本の
光ファイバー１２０と、これらの光ファイバー１２０を
直線上に整列させるファイバーアライメントブロック１
３０とから構成されている。光ファイバー１２０は、コ
ア径が６μm、クラッドを含めた全体の径が１２５μmの
石英ガラスファイバーである。

【００１４】光ファイバー１２０の入射端面１２０ａを
含む端部は支持管であるファイバー支持体３１９により
保持されている。ファイバー支持体３１９は、入射端１
２０ａと半導体レーザー１０１が対向した状態で、レー
ザーブロック３１０に保持される。そして、半導体レー
ザー１０１から発せられた光束は、光ファイバー１２０
の入射端面１２０ａに入射する。

【００１５】図３に示すように、光源部１００とポリゴ
ンミラー１８０との間の光路中には、光ファイバーの射
出端面から射出する発散光束を平行光束にするコリメー
トレンズ１４０、コリメートレンズ１４０を射出した光
束の主走査方向と副走査方向の辺をもつ長方形の開口部
によってビーム形状を制御するスリット１４２、スリッ
ト１４２を透過した光束を２つに分離するハーフミラー
１４４、ハーフミラー１４４で反射された光束の副走査
方向の角度を回転することにより逐次制御するダイナミ
ックプリズム１６０、そして、ダイナミックプリズム１
６０により角度制御された光束を副走査方向に収束させ
るシリンドリカルレンズ１７０が設けられている。

【００１６】なお、ハーフミラー１４４を透過した光束
は、光量を検出して半導体レーザーの出力をコントロー
ルするための信号を得るＡＰＣ(オートマチックパワー
コントロール)信号検出部１５０に入射する。ＡＰＣ信
号検出部１５０は、ハーフミラー１４４を透過した光束
をコンデンサレンズ１５１により収束させ、偏光ビーム
スプリッタ１５３に入射する。偏光ビームスプリッタ１
５３は、入射光束を入射方向に透過する透過光と、入射
方向に対し直交する方向に偏光する偏光光とに分離す
る。透過光はＡＰＣ用第１受光素子１５５により検出さ
れ、偏光光はＡＰＣ用第２受光素子１５７により検出さ
れる。

【００１７】ファイバー１２０の射出端面１２０ｂは、
後述のファイバーアライメントブロック１３０及びファ
イバーアライメントブロックホルダ３００（図示せず）
によって、図４のように主走査方向に対して所定角度傾
斜した直線上に所定間隔をおいて配列され、点光源列を
形成する。この８つの点光源よりなる点光源列からの光
束は、図３において、コリメートレンズ１４０、シリン
ドリカルレンズ１７０等を透過し、ポリゴンミラー１８
０のミラー面近傍に、副走査方向に結像する。ポリゴン
ミラー１８０への入射光束は、ポリゴンミラー１８０の
回転によりＹ方向に走査され、ｆθレンズ１９０に入射
する。

【００１８】ｆθレンズ１９０は、ポリゴンミラー１８
０側から折り返しミラー２００側に向けて順に、主走査
方向、副走査方向の両方向に関してそれぞれ負、正、
正、負のパワーを有する第１、第２、第３、第４レンズ
１９１、１９３、１９５、１９７よりなるものである。
ｆθレンズ１９０透過した光束は、折り返しミラー２０
０を介して、感光体ドラム２１０表面（図２）に結像す
ると共に、主走査方向の走査速度が等速になる。このよ
うにして、８つの点光源からの光束は、結像面上に、図
５に示すビームスポットの列を形成する。感光体ドラム
２１０は、走査に同期して矢印Ｒ方向に回転駆動され、
これにより感光体ドラム２１０の表面に静電潜像が形成
される。

【００１９】次に、本発明の走査光学装置の実施形態に
ついて説明する。図２に示すように、ケーシング１の底
面には描画用開口１１が設けられ、側面には調整用開口
１２が設けられている。描画用開口１１は、結像レンズ
であるｆθレンズ１９０からの射出光が折り返しミラー
２００により反射されたものを、結像面である感光体ド
ラム２１０表面まで導くためのものである。そのため、
描画用開口１１は、ｆθレンズ１９０からの射出光が通
過できるよう、主走査方向および副走査方向に走査範囲
よりも長い辺を有する長方形となっている。また、ミラ
ー２００は、ケーシング１に対して取り外し可能となっ
ている。

【００２０】調整用開口１２も、描画用開口１１と同様
に、主走査方向および副走査方向の走査範囲よりも長い
辺を有する長方形となっている。また、調整用開口１２
は、ミラー２００を取り外した状態でｆθレンズ１９０
からの射出光が透過できるよう、ｆθレンズ１９０の光
軸方向に位置している。また、調整用開口１２には、ケ
ーシング１内部に埃が入らないようにするための蓋１３
が設けられている。蓋１３は、簡単に外れないようケー
シング１にねじ止めされている。

【００２１】図６に、調整時の走査光学装置を示す。調
整時には、走査光学装置はベースフレーム４１０に取り
付けられる。ベースフレーム４１０には走査光学装置の
ケーシング１を支持する脚部４１１が設けられ、これに
よって走査光学装置は水平に支持される。調整用開口１
２は主走査方向および副走査方向に走査範囲よりも長い
辺を有し、ミラー２０と蓋１３を外すことにより、ｆθ
レンズ１９０からの透過光をケーシング１の外部に導く
ものである。つまり、ｆθレンズ１９０からの透過光
は、調整用開口１２を通って、走査光学装置１とほぼ同
一の平面内、言い換えれば、ケーシング１の下面と上部
蓋体２を夫々延長した面の間に導かれる。

【００２２】ベースフレーム４１０には、走査光学装置
の調整用開口１２からの射出光の光軸方向に、ビーム径
を測定するための測定器４００が設けられる。測定器４
００はその先端部に受光面を備えており、受光面内での
ビーム径を測定するものである。

【００２３】測定器４００はベースフレーム４１０によ
り保持され、このベースフレーム４１０に固定された板
部材であるユニットフレーム４２０には、主走査方向
（Ｙ方向：図６では紙面に直交する方向）に沿って延び
る一対のガイドレール４２２が設けられている。夫々ガ
イドレール４２２上をナット４２３が移動可能に係合し
ており、ナット４２３にはテーブル４２５が固定されて
いる。テーブル４２５には、光軸方向（Ｘ方向）に延び
るガイドレール４２６が形成され、ガイドレール４２６
にはナット４２７が移動可能に係合している。そして、
ナット４２７には測定器４００を保持した保持プレート
４３０が固定されている。このようにして、測定器４０
０は主走査方向（Ｙ方向）及び光軸方向（Ｘ方向）に移
動可能となる。

【００２４】次に、調整用開口部１２を利用した光学系
の微調整の概略について、結像面を示す図７を参照して
説明する。走査光学装置の製造時には、走査光学装置を
単体として組み上げてから、結像面の傾きや湾曲等の測
定しつつ、走査光学装置内のレンズの傾き等の微調整を
行う。この時、ポリゴン１８０（図６）を停止させ、射
出光として単ビームを発する。単ビームは開口１２を通
り、図７に示すように、結像面Ｆ上に静止したビームス
ポットが形成する。

【００２５】測定器４００により、光軸Ｘ方向の数カ所
でビーム径を測定し、ビーム径が最小になった位置がビ
ームウェスト位置即ち結像位置である。このような結像
位置の測定を、さらに主走査方向の数カ所（図７におけ
る主走査方向の中央部Ａ及び両端部Ｂ，Ｃ）についても
行う。そして、上記の主走査方向の数カ所で祖規定され
た結像位置のデータから、結像面の傾きあるいは湾曲が
算出される。

【００２６】即ち、例えば図７において、本来Ｂ点であ
るべき結像位置がＢ’点であり、本来Ｃ点であるべき結
像位置がＣ’点であった場合には、像面Ｆが図中Ｄ方向
に傾いている（あるいは回転している）ことが分かる。
このような場合には、Ｂ’点やＣ’点にある結像位置が
夫々Ｂ点あるいはＣ’点に移るまで、ｆθレンズ１９０
中の適当なレンズの傾き調整等の微調整を行う。

【００２７】このように、本実施の形態の走査光学系に
よると、測定器４００を光軸Ｘ方向と主走査方向Ｙに高
い精度で移動させるための位置決めは、走査光学装置と
略同一面内で行うことができる。そのため、測定器を走
査光学装置１の下部において３次元で調整作業を行う従
来のものに比べ、調整作業が極めて容易になる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明による走
査光学系によると、射出光が、描画用の開口とは別に設
けられた調整用の開口によって、走査光学装置と略同一
面内（走査光学系が間に配列された一対の面を夫々延長
した面の間）に導かれるため、測定器の位置決めを走査
光学装置と略同一面内で行うことが可能となり、調整作
業が極めて容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る走査光学装置の実施形態を示す斜
視図である。

【図２】図１の走査光学装置の側面図である。

【図３】図１の走査光学装置の光学系を示す図である。

【図４】点光源列を示す図である。

【図５】ビームスポットを示す図である。

【図６】調整時の走査光学装置を示す側面図である。

【図７】結像面を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ケーシング（ケース） ２ 蓋体 １１ 描画用開口（一方の開口） １２ 調整用開口（他方の開口） １３ 蓋 １００ 光源部 １２０ ファイバー １４０ コリメートレンズ １８０ ポリゴンミラー １９０ ｆθレンズ ２００ 折り返しミラー ２１０ 感光体ドラム ４００ 測定器 ４１０ ベースフレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯間 光規 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走査光学系と、該走査光学系を一対の面の
   間に配列したケースと、を備えた走査光学装置におい
   て、 前記ケースに、前記走査光学系からの射出光を該ケース
   の外部に導く二つの開口を設け、 前記二つの開口のうち、一方の開口は描画用であると共
   に、 他方の開口は、前記一対の面を夫々延長した面の間に前
   記射出光を導くこと、を特徴とする走査光学装置。
2. 【請求項２】前記一方の開口は、前記射出光を前記一対
   の面を夫々延長した面の外に導くこと、を特徴とする請
   求項１に記載の走査光学装置。
3. 【請求項３】前記他方の開口は調整用であること、を特
   徴とする請求項１又は２に記載の走査光学装置。
4. 【請求項４】前記射出光は、前記他方の開口と前記走査
   光学系との間にミラーを取り付けることによって前記一
   方の開口を通過し、前記ミラーを取り外すことによっ
   て、前記他方の開口を通過すること、を特徴とする請求
   項１から３のいずれかに記載の走査光学装置。
5. 【請求項５】前記一方の開口は前記一対の面のうちの一
   つに設けられていること、を特徴とする請求項１から４
   のいずれかに記載の走査光学装置。