JPH11305152A - 走査光学装置 - Google Patents

走査光学装置

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JPH11305152A
JPH11305152A JP10111182A JP11118298A JPH11305152A JP H11305152 A JPH11305152 A JP H11305152A JP 10111182 A JP10111182 A JP 10111182A JP 11118298 A JP11118298 A JP 11118298A JP H11305152 A JPH11305152 A JP H11305152A
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light receiving
sos sensor
scanning optical
unit
sos
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JP10111182A
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Hiroshi Kanazawa
浩 金沢
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Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】常に同一タイミングでビームを検出できるよう
に調整可能とした走査光学装置を、提供する。 【解決手段】コリメータレンズ枠４２は、ＳＯＳセンサ
取付台４１の切欠部において、その後面４１３から突出
した状態で固定されている。ＳＯＳセンサ取付部材４６
には、このコリメータレンズ枠４２の端部外周に嵌合す
る回転ガイド孔４６ａが打ち抜かれている。また、この
ＳＯＳセンサ取付部材４６には、回転ガイド孔４６ａの
中心軸上にＳＯＳセンサ５０を保持するＳＯＳ回路基板
４８が固定されている。このＳＯＳセンサ５０の表面に
は、長手方向中心軸ｌ1に関して線対称に配置されてい
るとともに、長手方向中心軸ｌ1に沿った広がりを有す
る一対の傾斜検出用受光面５０１ａ，５０１ｂ，及び、
長手方向中心軸ｌ1に直交した線状受光面５０２ａが、
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビームが書出開始位置
の寸前に達したことを検出する検出器を内蔵した走査光
学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザプリンター等の印刷装置に使用さ
れる光学走査装置には、レーザビームを変調させ始める
タイミングを取るために、ポリゴンミラーによって偏向
・走査されたレーザビームが感光体ドラムへの書出開始
位置寸前に達したことを検出するＳＯＳ（スタート・オ
ブ・スキャン）センサ（検出器）が、内蔵されている。
このＳＯＳセンサとして用いられる受光素子は、ポリゴ
ンミラーの回転軸の倒れに起因してレーザビームが副走
査方向（ポリゴンミラーによってレーザビームが走査さ
れる面に直交する方向）にずれても検出できるように、
その受光面が副走査方向に広がりを持つものでなければ
ならない。但し、あまり受光面の面積が広すぎると、受
光素子の応答性が悪くなるので、検出精度が落ちてしま
う。そのため、従来、複数の線状の受光面を互いに平行
に並べて構成されているＰＩＮフォトダイオードアレイ
が、ＳＯＳセンサとして用いられていた。
【０００３】一方、最近の走査光学装置においては、感
光体ドラムの回転ムラを吸収するために、この感光体ド
ラム表面の露光位置における周速に追従して傾動するこ
とによって、レーザビーム（走査線）の副走査方向位置
をシフトさせるダイナミックプリズムが、使用され始め
ている。このダイナミックプリズムは、理論上、レーザ
ビームの光路のどこでも配置可能であるが、レーザビー
ムを収束させるためのｆθレンズよりも光源側（より好
ましくは、ポリゴンミラーよりも光源側）に配置すれ
ば、プリズム本体等の可動部が小さくて済むので、製造
コストや消費電力を抑えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、ダイナミ
ックプリズムをｆθレンズよりも光源側に配置すると、
このダイナミックプリズムがＳＯＳセンサよりも光源側
に位置することとなるので、ダイナミックプリズムの傾
動に伴って、ＳＯＳセンサの受光面におけるレーザビー
ム（走査線）の副走査方向位置もシフトする。
【０００５】この際に、ＳＯＳセンサの各受光面の長軸
方向が副走査方向に対して傾いていると、このＳＯＳセ
ンサによってレーザビームが検出されるタイミングがず
れてしまい、その結果、感光体ドラム表面に描画される
画像の書出位置（即ち、変調開始位置）が主走査方向に
ズレてしまう問題が生じる。
【０００６】この問題が生じる原理を、図９を用いて解
説する。この図９において、一点鎖線ａは、ダイナミッ
クプリズムが作用していない時のレーザビーム（走査
線）の副走査方向位置を示している。そして、図示せぬ
変調回路は、このレーザビーム（走査線）ａが受光面Ｐ
Ｄを横切るタイミングｔaを基準として、書出位置（変
調開始タイミング）を設定している。いま、図９に示す
ように、受光面ＰＤの長軸方向が副走査方向に対して傾
いていると、ダイナミックプリズムの作用によってレー
ザビーム（走査線）が一点鎖線ｂの位置へシフトした場
合には、このレーザビーム（走査線）ｂが受光面ＰＤを
横切るタイミングは、ｔaよりも早いｔbとなり、その結
果、感光体ドラム表面上における書出位置が主走査方向
上流側へずれてしまう。一方、レーザビーム（走査線）
が一点鎖線ｃの位置へシフトした場合には、このレーザ
ビーム（走査線）ｃが受光面ＰＤを横切るタイミング
は、ｔ aよりも遅いｔcとなり、その結果、感光体ドラム
表面上における書出位置が主走査方向下流側へずれてし
まう。
【０００７】本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたも
のであり、ビーム（走査線）の副走査方向位置如何に拘
わらず、常に同一タイミングでこのビームを検出できる
ように調整可能とした走査光学装置の提供を、課題とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、以下の手段を採用した。
【０００９】即ち、請求項１記載の発明は、ビームを発
する光源と、この光源から発したビームを所定面内にお
いて偏向させて走査を行う偏向器と、この偏向器によっ
て走査されたビームを所定位置において検出する検出器
とを有する走査光学装置において、前記検出器は、前記
ビームがその内部を通過する筒状部材と、この筒状部材
の外周に嵌合してこの筒状部材を中心に回動可能な保持
部材と、線状の受光面を有するとともにこの受光面を前
記筒状部材の後端に対向させた状態で前記保持部材によ
って保持された受光素子とを、備えたことを特徴とす
る。
【００１０】このように構成されると、保持部材を筒状
部材に対して回転させることにより、この保持部材に保
持された受光素子の受光面は、ビームが走査される面
（の等価面）に対して傾動する。従って、ビームが走査
される面（の等価面）に対して受光面の長手方向が直交
するように受光素子の回転位置を調整すれば、ビームの
副走査方向（即ち、ビームが走査される面に直交する方
向）における位置如何に拘わらず、常に同一タイミング
で、ビームが検出されるようになる。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１の受光素
子が、前記筒状部材の中心軸と直交する中心線に関して
線対称に配置されているとともに当該中心線に沿った広
がりを有する一対の傾斜検出用受光面と、前記中心線に
直交する前記線状の受光面とを有することで、特定した
ものである。
【００１２】このように構成されると、各回のビーム走
査の間における両傾斜検出用受光面の出力比が一定とな
ったか否かに基づいて、ビームが走査される面（の等価
面）に対して線状の受光面の長手方向が直交しているか
否かを認識可能となる。
【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１におい
て、前記偏向器によって偏向されたビームを前記受光素
子の前記受光面に収束させる収束光学系を更に備えたこ
とで、特定したものである。
【００１４】請求項４記載の発明は、請求項３の収束光
学系を構成するレンズが前記筒状部材の内部に設置され
ていることで、特定したものである。
【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１の保持部
材には前記受光素子の位置決めを行う位置決め部が予め
形成されていることで、特定したものである。
【００１６】このように構成されると、この位置決め部
に従って受光素子を保持部材に保持させるだけで、受光
素子の受光面が筒状部材の後端に対向する。
【００１７】請求項６記載の発明は、請求項１におい
て、前記筒状部材を支持するとともに、前記筒状部材の
軸方向への前記保持部材の移動を制限する支持部材を更
に備えたことで、特定したものである。
【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６におい
て、前記保持部材と前記支持部材との間で、前記筒状部
材に対する前記保持部材の回動可能範囲を制限する回動
可能範囲手段を更に備えたことで、特定したものであ
る。
【００１９】請求項８記載の発明は、請求項６におい
て、前記保持部材と前記支持部材との間で、前記筒状部
材に対する前記保持部材の回動を規制する回動規制手段
を更に備えたことで、特定したものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。ここで説明する本発明の実施の形
態は、本発明による走査光学装置を、レーザプリンタ，
レーザコピー，レーザフォトプロッタ，又はレーザファ
クシミリ等の印刷装置に使用可能なレーザスキャニング
ユニットとして実施した例である。 〔走査光学装置の全体構成〕最初に、本実施形態に係る
レーザスキャニングユニットの全体構成を、図６乃至図
８に基づいて説明する。図６は、このレーザスキャニン
グユニットからカバー２（図７及び図８参照）を外した
状態を示す平面図であり、図７は、図６のVII-VII線に
沿った縦断面を示す断面図であり、図８は、図６のVIII
-VIII線に沿った縦断面を示す断面図である。これら各
図に示されるように、このレーザスキャニングユニット
は、全体として扁平な略直方体形状を有している。そし
て、図示せぬ印刷装置に装着され、この印刷装置から供
給される変調信号（イメージ信号）に基づいてレーザビ
ームをＯＮ／ＯＦＦ変調するとともに主走査方向に走査
して、この印字装置内に設置された感光体ドラム表面上
に変調信号（イメージ信号）に応じた画像を描画する。
【００２１】このレーザスキャニングユニットの外観を
なす筐体は、上面が開放した箱型のケーシング１と、こ
のケーシング１の開放上面を閉じる蓋２とから、構成さ
れる。このケーシング１は、アルミのダイキャスト成形
品であり、板形状を有する底壁１ａと、この底壁１ａの
周囲に立設された側壁１ｂとを有している。このケーシ
ング１の底壁１ｂ上面（底面）はほぼ平坦面であるが、
後述するポリゴンミラーユニット１１を固着する部位
（ポリゴンミラーユニット装着部１ｃ）のみが略円筒状
に突出し、その内部が開口している。また、この底壁１
ａには、走査されたレーザビームを図示せぬ印刷装置の
感光体ドラムへ向けて通過させるための描画用スリット
１ｄが、図６の右側の側壁１ｂの近傍においてこれと平
行に穿たれている。この描画用スリット１ｄには、防塵
用のカバーガラス板１６がはめ込まれている。さらに、
描画用スリット１ｄの近傍の側壁１ｂには、この描画用
スリット１ｄと平行に、光学調整用スリット１ｅが穿た
れている。この光学調整用スリット１ｅは、出荷前にお
いて、ケーシング１内に組み込まれた光学系の調整をす
るのに用いられるものであるために、この調整が完了し
た後においては、蓋板１７によって閉じられる。
【００２２】ケーシング１内に組み込まれた光学系は、
レーザビームの進行方向に沿って順番に並ぶコリメータ
光源ユニット３，ビーム整形プリズムユニット４，第１
直角反射ミラーユニット５，第１リレーレンズユニット
６，平面ミラーユニット７，ＡＰＣ（オートパワーコン
トロール）信号検出ユニット８，ダイナミックプリズム
ユニット９，シリンドリカルレンズユニット１０，ポリ
ゴンミラーユニット１１，ｆθレンズユニット１２，及
び、折り返しミラーユニット１３と、ｆθレンズユニッ
ト１２の像側の片隅においてレーザビームを分岐させる
第２直角反射ミラーユニット１４と、この第２直角反射
ミラーユニット２１によって分岐されたレーザビームの
収束点に配置されたＳＯＳ（スタート・オブ・スキャ
ン）センサユニット１５とから、構成されている。
【００２３】これらのうち偏向器としてのポリゴンミラ
ーユニット１１は、その中心と描画用スリット１ｄの垂
直二等分線とがほぼ一致する位置関係で、ケーシング１
の中央よりもやや描画用スリット１ｄから離れた位置
に、設置されている。このポリゴンミラーユニット１１
は、ケーシング１のポリゴンミラーユニット装着部１ｃ
に嵌合する略筒状のポリゴンカバー２０，このポリゴン
カバー２０内に固定されたポリゴンモータ２１，このポ
リゴンモータ２１の駆動軸に取り付けられたポリゴンミ
ラー２２，及び、このポリゴンミラー２２をポリゴンカ
バー２０内に封ずるためにこのポリゴンカバー２０の下
開口端を閉じる蓋２３から、構成されている。ポリゴン
モータ２１の駆動軸，即ち、ポリゴンミラー２２の回転
軸とポリゴンミラー２２の周囲に形成された各鏡面と
は、このポリゴンミラーユニット１１をケーシング１の
ポリゴンミラーユニット装着部１ｃに固定した状態にお
いて、ケーシング１の底壁１ａに対して垂直となる。そ
して、このポリゴンモータ２１は、このポリゴンミラー
２２を、図６における時計方向へ回転させる。また、ポ
リゴンカバー２０の側壁には、ポリゴンミラーの各鏡面
へレーザビームを入射させるとともに各鏡面からの反射
光を通過させるための光路孔２０ａが、穿たれている。
この光路孔２０ａには、ポリゴンカバー２０内への塵の
侵入を防止するために、カバーガラス２４が填め込まれ
ている。以下の説明においては、この光路孔２０ａを通
ってポリゴンミラー２２の各鏡面に入射した光がこれら
各鏡面によって偏向・走査される方向（折り返しミラー
ユニット１３よりも光源側においては図６の紙面と平行
な方向）を「主走査方向」と言い、この面に直交する方
向（折り返しミラーユニット１３よりも光源側において
は図６の紙面に直交する方向）を「副走査方向」と言う
ものとする。
【００２４】コリメータ光源ユニット３は、ポリゴンミ
ラーユニット１１を挟んで描画用スリット１ｄと反対側
においてこの描画用スリット１ｄと平行に設置されてお
り、レーザダイオードアレイパッケージ１８及びコリメ
ータレンズ群１９を内蔵している。このレーザダイオー
ドアレイパッケージ１８は、同一面内にビーム軸を揃え
た状態で１２本のレーザビームを100μｍ程度のピッチ
で出射させる様に、複数のレーザダイオードを一体化し
たチップを内蔵している。また、コリメータレンズ群１
９は、レーザダイオードアレイパッケージ１８から出射
された各レーザビームを夫々平行光にするとともに、各
レーザビームのビーム軸をその出射側瞳面にて交差させ
る。なお、このコリメータレンズ群１９は、色収差や温
度変化が小さく、且つ、高い像高まで解像度がある様
に、設計されている。このようなコリメータレンズ群１
９から出射された状態において、各レーザビームのビー
ム形状は、楕円形となる。
【００２５】ビーム整形プリズムユニット４は、図６に
示すように、二つのプリズム４ａ，４ｂを内蔵してい
る。そして、これら二つのプリズム４ａ，４ｂを組み合
わせることによって、各レーザビームのビーム形状を、
副走査方向において半分に絞る。
【００２６】第１直角反射ミラーユニット５は、ビーム
整形プリズムユニット４から出射された各レーザビーム
をケーシング１の底面と平行な面内において１８０度折
り返すために、互いに９０度の角度で向き合う２枚一組
の反射鏡５ａ，５ｂを、ケーシング１の底面に対して垂
直に支持している。
【００２７】ＡＰＣ（オートパワーコントロール）信号
検出ユニット８は、レーザビームの進行方向に沿って順
番に並ぶ第２リレーレンズ２５，ハーフミラー２６，コ
ンデンサーレンズ２７，及び、偏向ビームスプリッタ２
８と、この偏向ビームスプリッタ２８によって分割され
た各光路上に夫々配置された二つの受光素子２９，３０
とを、内蔵している。
【００２８】第２リレーレンズ２５は、第１リレーレン
ズユニット６から出射して一旦収束した後に拡散する各
レーザビームを平行光にするとともに、これら各レーザ
ビームのビーム軸をポリゴンミラー２２の各反射面上又
はその近傍にて交差させる。即ち、第２リレーレンズ２
５は、第１リレーレンズユニット６とともに、コリメー
タレンズ群１９の出射側面とポリゴンミラー２２の各反
射面とを光学的に共役にする。
【００２９】また、ハーフミラー２６は、第２リレーレ
ンズ２５から出射された各レーザビームを、９０〜９５
％の割合でポリゴンミラー２２に向けて反射するととも
に、残りを透過させる。
【００３０】偏光ビームスプリッタ２８は、ハーフミラ
ー２６を透過した各レーザビームを、直交する二つの偏
光成分に分離する。各受光素子２９，３０は、各偏光成
分の収束点に夫々配置され、夫々の偏光成分を光電変換
する。これら各受光素子２９，３０からの出力電流は、
図示せぬＡＰＣ回路に入力され、レーザーダイオードア
レイパッケージ１８から出射される各レーザビームの出
力値を自動調整するために用いられる。
【００３１】ダイナミックプリズムユニット９は、ケー
シング１の底面と平行な軸回りに回動可能に設けられた
肉厚の平行平面板からなるダイナミックプリズム９ａ
を、内蔵している。このダイナミックプリズムユニット
９は、図示せぬ印刷装置内の感光ドラム表面における露
光位置での周速に同期して、ダイナミックプリズム９ａ
を適宜傾動させることにより、各レーザビームに対する
偏角作用を変化させる。その結果、このダイナミックプ
リズム９ａの傾動に従って、ダイナミックプリズム９ａ
から出射される各レーザビームが副走査方向に平行移動
する。
【００３２】シリンドリカルレンズユニット１０は、副
走査方向（ケーシング１の底面に直交する方向）にのみ
正のパワーを有するシリンドリカルレンズ群を内蔵して
おり、ダイナミックプリズムユニット９から出射された
各レーザビームを、ポリゴンミラー２２の各反射面上又
はその近傍において、主走査方向を向いた線状に収束さ
せる。
【００３３】ｆθレンズユニット１２は、ポリゴンミラ
ー２２によって反射・偏向された各レーザービームが入
射するｆθレンズ群３１を共通の基板３２上に設置し
て、構成されている。このｆθレンズ群３１は、ポリゴ
ンミラー２２側から折り返しミラーユニット１３側に向
かって順番に、主走査方向及び副走査方向の両方向に関
して夫々負、正，正，負のパワーを有する第１レンズ３
３，第２レンズ３４，第３レンズ３５，第４レンズ３６
を配列して、構成されている。
【００３４】このｆθレンズ群３１は、主走査方向にお
いては、平行光として入射した各レーザビームを図視せ
ぬ印刷装置の感光体ドラムの表面上にビームスポットと
して収束させるために、全体として比較的弱い正のパワ
ーを有しており、副走査方向においては、ポリゴンミラ
ー２２の各反射面上又はその近傍にて一旦収束した後に
発散する各レーザビームを同様に感光体ドラムの表面上
にビームスポットとして収束させるために、全体として
比較的強い正のパワーを有している。このようにして、
副走査方向において、ポリゴンミラー２２の反射面と感
光体ドラムの表面とがｆθレンズ群３１を介して共役と
なることにより、ポリゴンミラー２２の反射面の面倒れ
誤差に起因する感光体ドラム上でのビームスポットの位
置ズレが防止される。また、このｆθレンズ群３１に
は、図示せぬ印刷装置の感光体ドラムの表面上における
走査速度がポリゴンミラー２２の回転速度に対して正比
例するように、主走査方向における歪曲収差が与えられ
ている。
【００３５】具体的には、ｆθレンズ群３１の第１レン
ズ３３は、ポリゴンミラー２２側が負のパワーを持つ球
面，折り返しミラーユニット１３側が副走査方向にのみ
負のパワーを持つシリンダー面である負レンズであり、
主走査方向に比較的弱いパワーを有するとともに、副走
査方向に比較的強い負のパワーを有する。また、第２レ
ンズ３４は、ポリゴンミラー２２側が凸の球面，折り返
しミラーユニット１３側が正のトーリック面であるトー
リックレンズであり、主走査方向に比較的弱い正のパワ
ーを有するとともに、副走査方向に比較的強いのパワー
を有する。第３レンズ３５は、両面が球面である正メニ
スカスレンズである。第４レンズ３６は、ポリゴンミラ
ー２２側が強い正のパワーを持つ球面であり、折り返し
ミラーユニット１３側が弱い正のパワーを持つ球面であ
る負メニスカスレンズである。
【００３６】折り返しミラーユニット１３は、描画用ス
リット１ｄと平行に配置した短冊型の平面鏡である折り
返しミラー３７と、描画用スリット１ｄと平行に設定し
た回転軸を中心として傾動可能にこの折り返しミラー３
７の両端を保持する保持部材３８，３８とから、構成さ
れる。そして、ｆθレンズ群３１（第４レンズ３６）か
ら出射したレーザ光を、描画用スリット１ｄを介して図
示せぬ印刷装置の感光体ドラムの表面における所定露光
位置に向けて反射するように、折り返しミラー３７の傾
斜角が調整されている。
【００３７】図示せぬ印刷装置の感光体ドラムの表面上
においては、各レーザビームは、一直線上に均等間隔で
並ぶ複数のビームスポットを形成する。これら各ビーム
スポットは、ポリゴンミラー２２の回転に従って、感光
体ドラムの表面上において主走査方向に移動して走査線
を形成する。
【００３８】なお、ポリゴンミラー２２の或る一つの反
射面によって各レーザビームが反射・走査される期間内
において、この反射面での反射光が折り返しミラー３７
にて反射されて描画用スリット１ｄを通過する期間は、
その一部でしかない。この描画用スリット１ｄを通過す
る期間の直前において、ｆθレンズ３１から出射された
各レーザビームが入射する位置に、上記第２直角反射ミ
ラーユニット１４が配置されている。この第２直角反射
ミラーユニット１４は、入射した各レーザビームを副走
査方向において１８０度の方向に折り返すとともに主走
査方向において描画スリット１ｄと直交する方向に折り
返すために、互いに９０度の角度で向き合う２枚一組の
反射鏡１４ａ，１４ｂを保持している。
【００３９】この第２直角反射ミラーユニット１４によ
って折り返された各レーザビームの収束点には、検出器
としてのＳＯＳセンサユニット１５が配置されている。
このＳＯＳセンサユニット１５の具体的構成を、図１乃
至図５を用いて説明する。図１は、このＳＯＳセンサユ
ニット１５の一部透視斜視図である。また、図２は、図
１と同じ方向から見たＳＯＳセンサユニット１５の分解
図である。
【００４０】これら各図に示されるように、ＳＯＳセン
サユニット１５のベース板４０は、矩形の板状部材から
なり、ケーシング１の底壁１ａ上に突出形成された二つ
の突起１ｅ，１ｅにその長辺が接することにより、当該
長辺がｆθレンズ群３１の光軸と平行な方向に向けられ
ている（図１参照）。また、このベース板４０の両短辺
には、平面Ｕ字状の切欠４０ａ，４０ａが形成されてお
り、これら各切欠４０ａ，４０ａを貫通した固定ネジ３
９，３９によってベース板４０は、ケーシング１の底壁
１ａ上に固定されている。
【００４１】このベース板４０の上面における長手方向
中央には、板状部材からなる支持部材としてのＳＯＳセ
ンサ取付台４１が、ベース板４０の短辺と平行且つベー
ス板４０の上面に対して垂直に、接着固定されている。
このＳＯＳセンサ取付台４１の上面の片隅（即ち、第２
直角反射ミラーユニット１４から出射したレーザビーム
が通過する部位）は、階段状に切り欠かれている。この
切り欠きによって形成された上面下段４１１の外縁近
傍，並びに、上面上段４１２の下段側縁近傍には、夫
々、ネジ穴４１１ａ，４１２ａが形成されている。ま
た、このＳＯＳセンサ取付台４１の後面４１３における
切欠部の下方及び側方にも、夫々、ネジ穴４１３ａ，４
１３ｂが形成されている。
【００４２】ＳＯＳセンサ取付台４１における切欠部に
は、その段差面４１４（上面上段４１２と上面下段４１
１との間の垂直面）と上面下段４１１とにその外周面を
接触させ且つその後端（図２における左端）をＳＯＳセ
ンサ取付台４１の後面４１３から若干突出させた状態
で、シリンダレンズ枠４２が配置されている。このシリ
ンダレンズ枠４２は、段差面４１４の高さと同じ外径を
有する筒状部材であり、その後端近傍には、中心軸に対
して直交する面に沿った切欠４２ａが形成されている。
この切欠４２ａ内には、その母線をシリンダレンズ枠４
２の中心軸と直交させ且つ凸面をレーザビームの入射側
に向けた状態で、平凸シリンダレンズ４５が固定されて
いる。そして、このシリンダレンズ枠４２は、その周面
に沿って屈曲されているとともにその両端が固定ビス４
３，４３によって各ネジ穴４１１ａ，４１２ａにねじ止
めされたシリンダレンズ枠押さえバンド４４により、Ｓ
ＯＳセンサ取付台４１の切欠部に固定されている。この
とき、第２直角反射ミラーユニット１４から出射したレ
ーザビームの光路は、シリンダレンズ枠４２の内部を通
過する。なお、シリンダレンズ枠４２は、その内部に固
定されたシリンダレンズ４５の母線がレーザビームの主
走査方向と一致するように、その回転位置が調整されて
いる。このシリンダレンズ４５は、ｆθレンズとともに
収束光学系を構成している。
【００４３】一方、ＳＯＳセンサ取付台４１の後面４１
３には、板状部材をプレス加工して形成される保持部材
としてのＳＯＳセンサ取付部材４６が、固定されてい
る。具体的には、このＳＯＳセンサ取付部材４６は、正
面から見て、ＳＯＳセンサ取付台４１の後面４１３より
も一回り小さい略矩形形状を有している。そして、その
四隅から、夫々、長手方向に向けて舌片状の固定脚４６
ｂが一体に突出している。各固定脚４６ｂは、図１の方
向から見てクランク状に曲折され、その先端がＳＯＳセ
ンサ取付台４１の後面４１３から離間している。この固
定脚４６ｂの先端近傍には、夫々、ネジ孔４６ｃが形成
されている。
【００４４】また、ＳＯＳセンサ取付部材４６における
シリンダレンズ枠４２と重なる部位には、このシリンダ
レンズ枠４２が貫通する円形の回転ガイド孔４６ａが打
ち抜かれている。従って、この回転ガイド孔４６ａがシ
リンダレンズ枠４２の外周に嵌合することにより、ＳＯ
Ｓセンサ取付部材４６は、シリンダレンズ枠４２の中心
軸を中心として回動可能となっている。このＳＯＳセン
サ取付部材４６における各ネジ穴４１３ａ，４１３ｂと
重なる位置には、夫々、回転ガイド孔４６ａを中心とし
た円周方向に延びる長孔４６ｄ，４６ｅが穿たれてい
る。これら各長孔４６ｄ，４６ｅを通じて固定ビス４
７，４７を各ネジ穴４１３ａ，４１３ｂにねじ込むこと
により、ＳＯＳセンサ取付部材４６のＳＯＳセンサ取付
台４１に対する回動可能範囲は、ＳＯＳセンサ取付部材
４６の長辺がＳＯＳセンサ取付台４１の上面と平行にな
る角度位置を基準として、時計方向及び反時計方向に夫
々若干の角度範囲に制限される（回動可能範囲制限手段
に相当）。そして、ＳＯＳセンサ取付部材４６のＳＯＳ
センサ取付台４１に対する角度が適宜調整された後に、
各固定ビス４７，４７が締め込まれることにより、ＳＯ
Ｓセンサ取付部材４６はＳＯＳセンサ取付台４１に対し
て固定される（回動規制手段に相当）。
【００４５】ＳＯＳセンサ取付部材４６における各固定
脚４６ｂには、ＳＯＳセンサ取付部材４６とともに保持
部材を構成するＳＯＳセンサ基板４８が、重ねられてい
る。このＳＯＳセンサ基板４８は、ＳＯＳセンサ取付部
材４６と平行な位置関係で、各ネジ穴４６ｃにねじ込ま
れる固定ビス４９によってネジ止め固定されている。Ｓ
ＯＳセンサ基板４８には、ＳＯＳセンサ取付部材４６に
固定された状態においてＳＯＳセンサ取付部材４６の各
長孔４６ｄ，４６ｅと重なる位置に、これら各長孔４６
ｄ，４６ｅの長軸方向の寸法よりも大きい直径を有する
円形の透孔４８ｂ，４８ｂが穿たれている。また、ＳＯ
Ｓセンサ基板４８には、ＳＯＳセンサ取付部材４６に固
定された状態においてＳＯＳセンサ取付部材４６の回転
ガイド孔４６ａに重なる箇所に、位置決め部として、矩
形のセンサ取付開口４８ａが穿たれている。このセンサ
取付開口４８ａの中心は、シリンダレンズ枠４２の中心
軸に重なっており、その長軸方向は、ＳＯＳセンサ基板
４６自体の長軸方向（ＳＯＳセンサ取付部材４６の長軸
方向）と平行になっている。
【００４６】このＳＯＳセンサ基板４８のセンサ取付開
口４８ａには、このセンサ取付開口４８ａと略一致した
矩形の平面形状を有する受光素子としてのＳＯＳセンサ
５０が填め込まれ、このＳＯＳセンサ基板４８の表面に
形成された図示せぬ配線にＳＯＳセンサ５０の各リード
５１が接続される。このＳＯＳセンサ５０は、図３に示
す平面形状，及び、図４に示す（図３の矢印ＩＶ側から
見た）側面形状を有する。
【００４７】図３に示すＳＯＳセンサ５０の表面におい
て、一点鎖線ｌ1はその長軸方向中心軸を示しており、
一点鎖線ｌ2は短軸方向中心軸を示している。これら両
中心軸ｌ1，ｌ2の交点は、ＳＯＳセンサ５０の中心Ｏを
示しており、ＳＯＳセンサ５０がＳＯＳセンサ基板４８
のセンサ取付開口４８ａに填め込まれた時には、自ずか
ら、シリンダレンズ枠４２の中心軸（シリンダレンズ４
５の母線中央）と合致する。そして、ＳＯＳセンサ取付
部材４６がシリンダレンズ枠４２に対して回動される
と、ＳＯＳセンサ５０がその中心Ｏ回りに回転する。
【００４８】また、図４に示すように、このＳＯＳセン
サ５０の内部には、図５の拡大図に示すようにレイアウ
トされたＰＩＮフォトダイオードアレイが樹脂封止され
ている。このＰＩＮフォトダイオードアレイは、ＳＯＳ
センサ５０の中心Ｏに構成された傾斜検出部５０１，及
び、この傾斜検出部５０１に隣接する走査開始検出部５
０２に分けられる。傾斜検出部５０１は、このＳＯＳセ
ンサ５０の回転位置調整を行う際に使用される領域であ
り、長軸方向中心軸ｌ1上に形成されたギャップを挟ん
で配置された一対の受光面（上側傾斜検出用受光面５０
１ａ，下側傾斜検出用受光面５０１ｂ）から、構成され
ている。各傾斜検出用受光面５０１ａ，５０１ｂは、長
軸方向中心軸ｌ1に関して相互に線対称であるととも
に、夫々、長軸方向中心軸ｌ1に沿った広がりを有する
矩形形状を有している。一方、走査開始検出部５０２
は、実際の使用時においてレーザビームが感光体ドラム
への書出開始位置の寸前に達したことを検出するするた
めの領域であり、夫々長軸方向中心軸ｌ1に直交して配
置された１０本の線状受光面５０２ａから、構成されて
いる。これら各受光面５０１ａ，５０１ｂ，５０２ａが
受光した光量を示す光電流は、夫々、ＳＯＳセンサから
突出した多数のリードのうちの対応するものから、外部
の回路へ向けて出力される。 〔ＳＯＳセンサユニットの組立及び調整〕次に、上述し
たＳＯＳセンサユニット１５の組立及び調整の手順を説
明する。
【００４９】組立の際には、作業者は、最初に、ベース
板４０上にＳＯＳセンサ取付台４１を接着固定するとと
もに、シリンダレンズ枠４２内にシリンダレンズ４５を
固定する。その後で、このシリンダレンズ枠４２をＳＯ
Ｓセンサ取付台４１の切欠部に配置して、シリンダレン
ズ枠押さえバンド４４によって固定する。
【００５０】次に、作業者は、ＳＯＳセンサ取付台４１
の後面４１３から突出しているシリンダレンズ枠４２を
回転ガイド孔４６ａに填め込むことによって、ＳＯＳセ
ンサ取付部材４６をＳＯＳセンサ取付台４１の後面４１
３に重ねる。そして、長孔４６ｄを通じてネジ穴４１３
ａに固定ビス４７を軽くねじ込むとともに、長孔４６ｅ
を通じてネジ穴４１３ｂに固定ビス４７を軽くねじ込む
ことにより、ＳＯＳセンサ取付部材４６をＳＯＳセンサ
取付台４１に対して仮止めする。この状態において、Ｓ
ＯＳセンサ取付部材４６は、外力を加えられた時のみ、
シリンダレンズ枠４２に対して回動する。
【００５１】次に、作業者は、ＳＯＳセンサ回路基板４
８のセンサ取付開口４８ａ内にＳＯＳセンサ５０を填め
込んで固定し、その各リード５１をＳＯＳセンサ回路基
板４８上の図示せぬ配線に接続する。そして、このＳＯ
Ｓセンサ回路基板４８をＳＯＳセンサ取付部材４６に固
定する。以上により、ＳＯＳセンサ５０の中心Ｏは、自
ずから、シリンダレンズ枠４２の中心軸（即ち、自らの
回転中心）と合致する。
【００５２】次に、作業者は、以上のようにして組み立
てられたＳＯＳセンサユニット１５を、他の光学部品が
全て組み込まれているレーザスキャニングユニットのケ
ーシング１の底壁１ａ上に固定する。そして、通常使用
時と同じように、レーザダイオードアレイパッケージ１
８からレーザビームを出射させるとともに、ポリゴンミ
ラー２２を回転させる。すると、レーザダイオードアレ
イパッケージ１８から出射された１２本のレーザービー
ムは、コリメータレンズ群１９によって夫々平行ビーム
にされるとともに、相互に平行且つコリメータレンズ群
１９の光軸に対して平行になる。次に、各レーザビーム
は、ビーム整形プリズムユニット４内の各プリズム４
ａ，４ｂを透過することによって、そのビーム形状が所
定の寸法に整形される。次に、各レーザビームは、第１
直角プリズムユニット５によって１８０°折り返され
て、第１リレーレンズユニット６，平面ミラー７ａ，第
２リレーレンズ２５を経てハーフミラー２６に入射す
る。ハーフミラー２６に入射したレーザビームの一部の
エネルギーは、ＡＰＣ信号検出ユニット８内の各受光素
子２９，３０によって測定されて、レーザダイオードア
レイパッケージ１８に供給される電流を自動調整するた
めにフィードバックされる。
【００５３】一方、ハーフミラー２６に入射したレーザ
ビームの残りのエネルギーは、ダイナミックプリズムユ
ニット９によってその光路を調整された後に、シリンド
リカルレンズユニット１０によって、ポリゴンミラー２
２の反射面上又はその近傍において副走査方向に収束さ
れる。ポリゴンミラー２２は、図６の時計方向に定速回
転しているので、各反射面にて反射されたレーザビーム
も、図６の時計方向に偏向・走査される。このようにし
て偏向・走査されたレーザビームがｆθレンズ群３１に
入射され始めた後、そこから出射されたレーザビーム
は、描画用スリット１ｄに達する直前に、第２直角反射
ミラーユニット１４によって折り返されて、ＳＯＳセン
サユニット１５に達する。即ち、シリンダレンズ枠４２
内に入射し、シリンダレンズ４５によって副走査方向に
収束されて、ＳＯＳセンサ５０のＰＩＮフォトダイオー
ドアレイ上にビームスポットを結ぶ。このビームスポッ
トは、レーザビームの走査に従って、ＰＩＮフォトダイ
オードアレイ表面上を移動する。
【００５４】ここで、もし、ＳＯＳセンサ５０の長軸方
向中心軸ｌ1が正確に主走査方向を向いており、光学系
内の全てが誤差無く構成されておれば、ビームスポット
の中心は、図５に示す長軸方向中心軸ｌ1上を移動する
ことになる。この場合には、上側傾斜検出用受光面５０
１ａの出力に対する下側傾斜検出用受光面５０１ｂの出
力に対する比は、常に“１”である。従って、作業者
は、図示せぬ計測器によってこの事を検知することによ
り、ＳＯＳセンサ５０の各線状受光面５０２ａが正確に
副走査方向を向いていることを、認識できる。
【００５５】これに対して、光学系内の全てが誤差なく
構成されているが、ＳＯＳセンサ５０の長軸方向中心軸
ｌ1が主走査方向に対して傾いている場合には、ビーム
スポットの中心は、図５に示す三点鎖線ａのように、長
軸方向中心軸ｌ1に対して斜めに移動して、ＳＯＳセン
サ５０の中心Ｏを通過する。この場合には、上側傾斜検
出用受光面５０１ａの出力の下側傾斜検出用受光面５０
１ｂの出力に対する比は、例えば、１０→１→０．１と
漸次減少する。従って、作業者は、図示せぬ計測器によ
ってこの出力比の変動を検知することにより、ＳＯＳセ
ンサ５０の各線状受光面５０２ａが副走査方向に対して
傾いていることを知ることができる。そこで、作業者
は、ＳＯＳセンサ基板４８及びＳＯＳセンサ取付部材４
６ごとＳＯＳセンサ５０をシリンダレンズ枠４２に対し
て回転させて、両傾斜検出用受光面５０１ａ，５０１ｂ
の出力比が一定となるように微調整を行う。
【００５６】また、光学系内に若干の誤差があり、しか
も、ＳＯＳセンサ５０の長軸方向中心軸ｌ1が主走査方
向に対して傾いている場合には、ビームスポットの中心
は、図５に示す三点鎖線ｂのように、ＳＯＳセンサ５０
の中心Ｏを通過せずに、長軸方向中心軸ｌ1に対して斜
めに移動するようになる。この場合には、上側傾斜検出
用受光面５０１ａの出力の下側傾斜検出用受光面５０１
ｂの出力に対する比は、例えば、０．１→０．８→２と
漸次増加する。従って、作業者は、図示せぬ計測器によ
ってこの出力比の変動を検知することにより、ＳＯＳセ
ンサ５０の各線状受光面５０２ａが副走査方向に対して
傾いていることを知ることができる。そこで、作業者
は、ＳＯＳセンサ基板４８及びＳＯＳセンサ取付部材４
６ごとＳＯＳセンサ５０をシリンダレンズ枠４２に対し
て回転させて、両傾斜検出用受光面５０１ａ，５０１ｂ
の出力比が一定となるように微調整を行う。
【００５７】この微調整が完了すると、ビームスポット
は、図５に示す二点鎖線ｃのように、長軸方向中心軸ｌ
1に対して平行に移動するようになり、上側傾斜検出用
受光面５０１ａの出力の下側傾斜検出用受光面５０１ｂ
の出力に対する比は常時一定（例えば、０．８）にな
る。従って、作業者は、図示せぬ計測器によってこの事
を検知することにより、ＳＯＳセンサ５０の各線状受光
面５０２ａが正確に副走査方向を向いていることを、認
識できる。
【００５８】以上のようにしてＳＯＳセンサ５０の回転
調整を完了すると、作業者は、ＳＯＳセンサ基板４８の
各透孔４８ｂ，４８ｂを通して各固定ビス４７，４７を
ドライバによって締め込んで、ＳＯＳセンサ取付部材４
６をＳＯＳセンサ取付台４１に対して固定する。
【００５９】このようなＳＯＳセンサユニット１５の調
整が完了された後における通常使用時においては、図示
せぬ印刷装置内の感光体ドラムの回転ムラを補正するた
めに、ダイナミックプリズムユニット９が、各レーザビ
ームを副走査方向に適宜シフトさせる。その結果、ＳＯ
Ｓセンサ５０のＰＩＮフォトダイオードアレイ表面上に
おけるビームスポットの位置も、副走査方向に適宜シフ
トする。しかしながら、上述した調整の結果、各線状受
光面５０２ａは、正確に副走査方向を向いているので、
副走査方向におけるレーザビームの位置如何に拘わら
ず、レーザビームは、主走査方向における同位置で常に
検出される。この結果、レーザビームが検出されるタイ
ミングは常に一定であるので、感光体ドラム表面に描画
される画像の書出位置（即ち、変調開始位置）は、主走
査方向において常に揃う。
【００６０】
【発明の効果】以上のように構成された本発明による走
査光学装置によると、検出器は、ダイナミックプリズム
と併用される場合においても、ビーム（走査線）の副走
査方向位置如何に拘わらず、常に同一タイミングでこの
レーザビームを検出できる様に、調整可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態であるＳＯＳセンサユニ
ットの斜視図
【図２】 図１のＳＯＳセンサユニットの分解図
【図３】 図２のＳＯＳセンサの平面図
【図４】 ＳＯＳセンサの側面図
【図５】 ＳＯＳセンサに封止されたＰＩＮフォトダイ
オードアレイの拡大図
【図６】 ＳＯＳセンサユニットが組み込まれた走査光
学装置の平面図
【図７】 図６のVII-VII線に沿った縦断面図
【図８】 図６のVIII-VIII線に沿った縦断面図
【図９】 従来における問題が生じる原理を示す説明図
【符号の説明】
１ ケーシング ３ コリメータ光源ユニット ９ ダイナミックプリズムユニット １１ ポリゴンミラー １２ ｆθレンズユニット １４ 第２直角ミラーユニット １５ ＳＯＳセンサユニット ４１ ＳＯＳセンサ取付台 ４２ シリンダレンズ枠 ４６ ＳＯＳセンサ取付部材 ４８ ＳＯＳセンサ基板 ５０ ＳＯＳセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/04

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ビームを発する光源と、この光源から発し
    たビームを所定面内において偏向させて走査を行う偏向
    器と、この偏向器によって走査されたビームを所定位置
    において検出する検出器とを有する走査光学装置におい
    て、 前記検出器は、 前記ビームがその内部を通過する筒状部材と、 この筒状部材の外周に嵌合してこの筒状部材を中心に回
    動可能な保持部材と、 線状の受光面を有するとともに、この受光面を前記筒状
    部材の後端に対向させた状態で、前記保持部材によって
    保持された受光素子とを備えたことを特徴とする走査光
    学装置。
  2. 【請求項２】前記受光素子は、 前記筒状部材の中心軸と直交する中心線に関して線対称
    に配置されているとともに当該中心線に沿った広がりを
    有する一対の傾斜検出用受光面と、 前記中心線に直交する前記線状の受光面とを有すること
    を特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
  3. 【請求項３】前記偏向器によって偏向されたビームを前
    記受光素子の前記受光面に収束させる収束光学系を更に
    備えたことを特徴とする請求項１記載の走査光学系。
  4. 【請求項４】前記収束光学系を構成するレンズが、前記
    筒状部材の内部に設置されていることを特徴とする請求
    項３記載の走査光学装置。
  5. 【請求項５】前記保持部材には、前記受光素子の位置決
    めを行う位置決め部が、予め形成されていることを特徴
    とする請求項１記載の走査光学装置。
  6. 【請求項６】前記筒状部材を支持するとともに、前記筒
    状部材の軸方向への前記保持部材の移動を制限する支持
    部材を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の走査
    光学装置。
  7. 【請求項７】前記保持部材と前記支持部材との間で、前
    記筒状部材に対する前記保持部材の回動可能範囲を制限
    する回動可能範囲制限手段を更に備えたことを特徴とす
    る請求項６記載の走査光学装置。
  8. 【請求項８】前記保持部材と前記支持部材との間で、前
    記筒状部材に対する前記保持部材の回動を規制する回動
    規制手段を更に備えたことを特徴とする請求項６記載の
    走査光学装置。
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