JPS6026915A - 光軸調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光学装置の光軸調整機構に関し、より詳細に
は、レーザプリンタ力先書込装置に好適な光軸調整機構
に関するものである。

ＬＬＬ 従来、レーザプリンタ等の光学ユニットの良好なプリン
ト画質を得る為に不可欠な光軸調整に於いては、レーザ
発振器の取付姿勢の調整及び光路中に配設された反射光
学要素の調整等の方法が採用されている。然るに、前者
の方法に於いては、レーザの出射位置と出射方向の双方
を同一箇所で各々２次元に調整する必要があり、調整操
作が複雑になるばかりではなく、光源位置での調整はそ
の調整」が光路を経る内に増幅される虞がある為調整操
作に高い精度が要求される。又、後者の光路中の光学要
素による場合については、単一の反ｔＪＪＭユニットで
光軸を２次元に調整する方法等が提案されているが、反
射鏡を任意の方向に自在がつＩＩ！Ｉ密に調整移動させ
る必要がある為、その機構が極めて複雑になると共に調
整操作が難しくなる。

従って、これにより製品原価が上昇し、又、製品のコン
パクト化に不利となる。

目　的 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、機構
が簡単となる為原価低減に寄与し、且つ、調整操作が容
易となる光軸調整機構を提供する事を目的とする。

−１ 以下、本発明の構成について具体的な実施例に基づき説
明する。第１図は本発明の光軸調整機構か適用された１
実施例としてのレーザプリンタの書込用光学ユニットを
示した模式図である。第１図に於いて、＠ｅ−Ｎｅレー
ザを連続発振するレーザ光源２のレーザビーム１の発振
方向側には、発振されたレーザビーム１を反射させる第
１ミラー３が配設されている。この第１ミラー３は、そ
の反射方向を図中紙面平行方向に変更可能に構成されて
いる。

ここで、第１ミラー３の構成について、第３図の分解斜
視図及び第４（ａ）図の平断面図、第４（ｂ）図の正断
面図並びに第４（ｏ）図の側面図に基づき説明する。第
３図に於いて、３２はミラー３１を保持するミラーベー
スであり、取付は用基台部３２ａとミラー３１が装着さ
れる突部３２ｂとからなる。基台部３２ａには、止めネ
ジ３３が遊嵌される止めネジ用バカ孔３３ａ及びこのベ
ース３２が回動される際の中心軸となる平行ビン３４が
挿入される挿入孔３４ａが夫々穿設されている。そして
、このベース３２が基台部３２ａの底面を密接させて取
付けられるハウジングＨには、３− 止めネジ３３が螺合されるネジ穴３６が形成されると共
に、平行ピン３４がその１端部を固定穴３４ｂ内に圧入
され固定されている。従って、ベース３２は、取付けら
れるハウジングＨの表面に基台部３２ａの底面を沿わせ
てバカ孔３３ａの遊嵌範囲内で平行ビン３３の周りに自
在に回動され、止めネジ３３により適正位置に固定され
る。突部３２ｂの平坦面３２ｃには、第４（ａ）図等に
示される如く、ミラー３１が背面３１ｂを密接させて装
着されている。この場合、ミラー表面３１ａの幅方向中
心と前述の平行ピン３４の中心が一致する様に、ミラー
３１及び固定穴３４ｂが配置されている。従って、ベー
ス３２を平行ピン３４を中心軸として回動させれば、必
然的にミラー表面３１ａは平行ビン３４の中心の回りに
回動される。

ミラー３１には複数個のクッション３５を介してカバー
３６が被装されている。このカバー３６には、止めネジ
３７を挿通させる挿通孔３６ａ及び脚部３６ｂが形成さ
れており、突部３２ｂに設けられたネジ穴３７ａ及び係
合穴３６ｃに、夫々挿４− 通孔３６ａを挿通させた止めネジ３７を螺合させると共
に脚部３６ｂを係合させ、ミラー３１を確実に固定して
いる。又、突部３２　ｂの先端面には角度調整治具（不
図示）取付用穴３８が形成されており、その治具を操作
する事により微細な角度調整も正確に実施可能となる。

第１図に戻って、上記の如く構成された第１ミラー３の
反射側光路には、反射されたレーザビーム１を集束させ
る第１スヘリカルレンズ４が、第１図に於いて紙面に垂
直な方向に自在に移動可能に配設されている。この第１
スヘリカルレンズ４は第５図の分解斜視図及び第６（ａ
）図の平断面図、第６（ｂ）図の正断面図並びに第６（
Ｃ）図の側面図に示される如く、構成されている。第５
図に於いて、シリンドヘリカルレンズ５１をレンズホル
ダ５５に収納したまま保持するレンズベース５２が略り
字状に形成されている。このレンズベース５２は、取付
用基台部５２ａとレンズ５１を保持する保持部５２ｂと
からなり、基台部５２ａは前述した第１ミラー３が取り
付けられている回動基準面としてのハウジングＨと同一
のハウジングＨに取り付けられる。この基台部５２ａに
は、位置決め基準ネジ５３を遊嵌させる長孔５３ａとハ
ウジングＨに固着された平行ビン５４の先端側が挿入さ
れる挿入孔５４ａが穿設されており、レンズベース５２
はこの平行ビン５４と基準ネジ５３によりハウジングの
適正位置に確実に固定される。

而して、保持部５２ｂには、レンズ５１がレンズホルダ
５５に収納されたままハウジング基準面Ｈに垂直な方向
（以下垂直方向と称す）にのみ移動可能に装填される凹
部５６が形成されている。

この凹部５６の底部にはレンズ５１を透過するレーザビ
ーム１の通過孔５６ａが穿設され、その上側部には垂直
方向に位置調整ネジ５７と螺合可能なネジ孔５７ａ１下
側部にはそれと対向してスプリング５８が装入されるス
プリング孔５８ａが、夫々穿設されている。凹部５６の
入口部には、レーザビームを入射させる開口５９ａが形
成されたレンズ押え板５９が被装され、内部に装填され
たレンズ５１及びこれを収納するレンズホルダ５５を垂
直方向以外に移動しないように規制する。そして、ネジ
孔５７ａには位置調整ネジ５７が螺合され、スプリング
孔５８ａにはスプリング５８が装入され、このスプリン
グ孔５８にはスプリング押え板６０が被装されている。

従って、レンズ５１はレンズホルダ５５を介してスプリ
ング５８の弾発力により常に上側部側に付勢されており
、反対側からの位置調整ネジ５７先端の凹部５６中に突
出させる量を加減する事により、レンズホルダ５５の移
動可能範囲内に於いてレンズ５１を垂直方向の所望位置
に移動させる事ができる。この場合、位置調整ネジ５７
を廻してその突出量を加減する為、微細な調整操作が可
能となる。

以上の如く、前述した第１ミラー３をハウジング基準面
Ｈａに沿って平行に回動自在に設けてその平行方向にレ
ーザビーム１の反射光軸を偏向調整し、これとは別個に
第１スヘリカルレンズ４を同一基準面Ｈｏに対して垂直
方向に移動可能に設けて平行方向に調整された光軸を垂
直方向に移動７− 調整する事により、即ち２次元に於ける光軸調整を２段
階に分離して実施する事により、従来困難とされていた
精密な光軸調整を極めて容易に実施できる。

第１図に於いて、第１スヘリカルレンズ４の出射側には
、その焦点の位置に光変調器５が配設されている。本例
の光変調器５は、超音波により光弾性効果を介して入力
情報としての画像信号に応じて入射レーザビーム１を回
折させる音響光学光変調器（ＡＯＭ）である。本例に於
いては、第１スヘリカルレンズ４と光変調器５を第１ス
ヘリカルレンズ４の概略焦点距離だけ離隔させて配設し
である為、第１スヘリカルレンズ４の移動量とレーザビ
ーム１の光変調器内への入射点（ビーム１の集束点）の
移動量が略等しくなり光軸調整操作が簡単となる。この
原理を、第７（ａ）図、第７（ｂ）図に基づき以下に説
明する。第７（ａ）図に於いて、ビーム１が光軸Ａに平
行に入射する場合は、レンズＬを２点鎖線で示す如く光
軸Ａと垂直方向に移動させても常にビーム１は焦点Ｆに
集８− 束するから、レンズ［の移動量△×１と集束点の移動量
△×２が等しくなる。一方、第７（ｂ）図に示す如くビ
ーム１がレンズ光軸Ａに対してθの角度で入射した場合
は、その集束点■は、レンズ［の焦点距離をｆとすると
、ｈ＝ｆ−ｔａｎθだけ焦点Ｆから垂直方向に離れてい
る。ここで、レンズＬを光軸Ａに垂直に△×３だけ移動
させても、レンズＬに対するど一ム１の入射角はθで一
定であるから、新たな集束点Ｔ′は新たな焦点Ｆ′から
ｈ’＝ｆ−ｔａｎθ＝ｈだけ離隔しており、この位置は
元の焦点ＦからＨ−Δｘ３＋ｈ’だけ離れた位置である
。従って、集束点の移動量Δ×４は、Δｘ４＝＠−ｈ−
（Δｘ３＋ｈ’）−ｈ−Δ×３となり、レンズの移動量
Δ×３と等しくなる。

光変調器５の出射側には、光変調器５により光変調され
た信号光（１次回折光）としての出射レーザビーム１を
所望の方向に反射させる第２ミラー６が配設されている
。この第２ミラー６も、前述した第１ミラー３と同様に
ミラーの微調整回動操作が可能に構成されており、反射
ビームの光軸を図中紙面方向に容易に偏向調整する事が
できる。

そして、第２ミラー６の反射方向には、後述する第２シ
リンドリカルレンズ１４（第２図参照）と協動して感光
体表面１５に投射するビームスポットの径を適正寸法に
成形するビーム成形レンズとしての第１シリンドリカル
レンズ７が配設されている。この第１シリンドリカルレ
ンズ７も、前述した第１スヘリカルレンズ４と同様にレ
ンズが垂直方向の所定範囲内に於いて自在に移動可能に
保持されており、第２ミラー６で水平方向の光軸調整が
施された反射レーザビーム１の光軸を垂直方向に移動調
整する事ができる。この場合、第５（ａ　）図に示され
る如く、第１シリンドリカルレンズ６１の外形が略矩形
に形成されている為、レンズホルダ６２もこれに相応し
レンズ６１を確実に収納すると共にレンズ６１と一体に
垂直方向にのみ移動可能に保持されるべく、本例に於い
ては略コ字形に形成されている。又、この配設位置も、
第１スヘリカルレンズ４と同様に光変調器５からその焦
点距鮒だけ離隔した位置に設定されている。

従って、第１シリンドリカルレンズ７への入射ビーム１
は、この時点では未、理想光軸からのズレが小さい為、
調整移動量が少なくて済み、又、レンズ収差の影響を受
け難い。

上記の如（、光変調器５で変調されたレーザビーム１に
対しても、変調前と同様に２段階に分離した２次元に回
る光軸調整を実施する事により、光軸調整操作の精度が
より一層向上され極めて良質なプリント画像を得る事が
できる。

第１シリンドリカルレンズ７の出射側には、第３ミラー
８と第２スヘリカルレンズ９が順に配設され、接顔側の
回転多面鏡１０に到る光路を形成している。この第２ス
ヘリカルレンズ９はその焦点を光変調器５内に位置させ
て配設されており、第１スヘリカルレンズ４と協動して
ビームコンバータを構成する。回転多面鏡１０は、正多
角柱状に形成されており、その長手軸を中心として等角
速度で回転され鏡面の側面で第２スヘリカルレン１１− ズ９から出射されたビーム１を反射させると共に所定方
向に偏向走査させる。本例に於いては、正１２角柱に形
成され、紙面垂直方向に軸支されており、紙面平行方向
に反射ビームを走査させる。

回転多面鏡１０の反射側にはｆθレンズ１１と第４ミラ
ー１２が順に配設されており、ど−ム１の偏向走査範囲
を規制しビーム１を感光体であるＯＰＣベルト１５側に
導く。この場合、第４ミラー１２は、反射するビーム１
の光軸がＯＰＣベルト１５の送り方向である副走査方向
に平行となるように配置される必要がある。ＯＰＣベル
ト１５の上方には、第２図に示される如く、第５ミラー
１３と第２シリンドリカルレンズ１４が大略重ねて配設
されている。第５ミラー１３は、これまで紙面に平行な
略同一平面内を進行してくるビーム１をＯＰＣベルト１
５表面に向けて反射させる。

この場合、第５ミラー１３は、反射したビーム１が次順
の第２シリンドリカルレンズ１４及びＯＰＣベルト１５
表面に垂直に入射しないように、即ち、走査され入射し
てくるビーム１の入射角ψが１２− ４５°とならないように設置されている。これは、第２
シリンドリカルレンズ１４及びＯＰＣベルト１５からの
反射光が再び回転多面鏡１０に入射することにより生じ
る静止ゴースト、及び走査開始側での第２シリンドリカ
ルレンズ１４の反射光が第５ミラー１３→第４ミラー１
３→第５ミラー１３と経由して再び第２シリンドリカル
レンズ１４に入射しＯＰＣベルト１５の走査終端側を照
射する所謂廻り込みフレアを排除する為である。尚、第
２シリンドリカルレンズ１４は、ｆθレンズ１１と協動
して面倒れ補正光学系を構成する。

又、ｆθレンズ１１に於ける走査開始側端部１１ａの出
射側には、第６ミラー１６と同期シリンドリカルレンズ
１７及び受光素子１８により同期検知光路が形成されて
いる。従って、この同期検知光路を経て走査開始時点が
検知され、所定の制御部（不図示）へビーム位置信号と
して出力されて画像情報を転送するクロック信号と同期
せしめられる。この場合、同期シリンドリカルレンズ１
７は、ｆθレンズ１１と協動して、回転多面鏡１Ｏの反
射点と受光素子１８とを共役にし、面倒れ補正を行なう
。これにより、走査位置（副走査方向）に関する誤差が
低減されると共に受光素子１８の感光ムラが除去され、
同期検知性能が向上する。

次に、以上の如く構成された上記実施例の動作について
説明する。

Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源２から発振されたレーザビーム１
は、第１ミラー３で反射された後第１スヘリカルレンズ
４により集束され、ＡＯＭ光変調器５内にビームスポッ
トとして入射される。光変調器５に於いては、入力され
る画像信号に応じて入射ビームを変調しこの１次回折光
を信号光として出射する。この場合、入射ビームがスポ
ット状に集束されている為、高速度で変調する事ができ
る。光変調器５を出射したビーム１（信号光）は、第２
ミラー６で反射された後第１シリンドリカルレンズ７に
よって特定の本例に於いては垂直方向に対して整形され
る。整形されたビーム１は、第３ミラー８で反射された
後第、２スヘリカルレンズ９で拡がりを規制され、回転
多面鏡１０の側面に入射される。この場合、ビーム１は
、前述した如く、所定位置に配置された第１シリンドリ
カルレンズ７による垂直方向の適正なビーム整形作用を
受けている為、ビーム１の回転多面鏡１０に対する垂直
方向に於ける入射角が極めて小さい。従って、回転多面
鏡１０以後のビ・−ム１の走査面の設計走査面からのズ
レが抑制され、「θｌｌレンズ１の走査性能や面倒れ補
正効果が損われない。

回転する回転多面鏡１０により反射されるビーム１は、
紙面平行面内に於いて偏向走査される。

本例では、矢印の方向で角度αの範囲に亘り等角速度で
走査される。偏向走査されたビーム１は、走査レンズで
あるｔθレンズ１１を介して第４ミラー１２によりＯＰ
Ｃベルト１５側に向けて等速走査すべく所定の角度で反
射される。第４ミラー１２で反射されたビーム１は、第
２図に示される如く第５ミラー１３で下方のＯＰＣベル
ト１５表面に向けて反射され、第２シリンドリカルレン
ズ１４を介して適正なビームスポットに集束された１５
− 後ＯＰＣベルト１５表面上にその幅方向に等速走査され
つつ照射され、情報潜像が形成される。一方、各走査開
始時点に於いては、ｆθレンズ１１の走査開始側端部１
１ａを透過した走査ど−ム１の１部が第６ミラー１６及
び同期シリンドリカルレンズ１７を経て受光素子１８で
検知され、ビーム位置信号として所定の制御部（不図示
）に出力される。そして、この位置信号と情報転送信号
が同期され、画像形成が適切に制御される。

而して、上述の如くレーザプリンタの光学ユニット内を
動作するレーザビーム１の光軸を調整する場合は、以下
の如く操作する。まず、光源２から光変調器５に至るま
での光路に於いて第１図紙部平行方向に於ける光軸調整
を実施する。この場合、第３図に於いて、第１ミラー３
に於けるミラー３１を調整用冶具（不図示）により平行
ビン３４の周りに適量回動させ、光変調器５内の入射ス
ポットの位置をハウジング基準面Ｈａに平行に（紙面平
行方向と同一）適正量移動させ、止めネジ３３により固
定する。この後、今度は紙面垂直１６一 方向に光軸を調整する為、第５図に於いて、第１スヘリ
カルレンズ４の止めネジ５７を廻してレンズ５１を垂直
方向に適量移動させ、光変調器５内の入射スポットの位
置を前述の水平方向の適正位置から垂直方向に移動させ
て所望の適正スポット位置に位置させる。かくの如く、
水平、垂直の２方向に於ける光軸の調整を夫々別個に２
段階に分けて実施する事により光軸調整操作が極めて容
易になる。

次に、光変調器５から回転多面鏡１０に至るまでの光路
に於いても、同様に２段階に分離した光軸調整を実施す
る。即ち、第２ミラー６を回動させて回転多面鏡１０に
於けるビーム反射点を平行方向に適正量移動させ、この
後、第１シリンドリカルレンズ７を移動させて前述のビ
ーム反射点を垂直方向に所望の適正位置に位置するまで
移動させる。以上の如く、光変調器５の前後で２次元の
光軸調整を夫々実施する事により、光軸調整の精度がよ
り一層向上し、より正確な光書込効果が発揮される。尚
、光軸調整操作に於いては、各方向の光軸調整の順序は
上述の順序に限定されず、従って垂直方向のレンズの移
動による調整を先に実施しても良い。

効　果 以上詳述した如く、本発明によれば、光学装置の光軸調
整機構を直交する２方向に於いて個別に実施する構成と
する事により、２次元の光軸調整機構が極めて簡単とな
り、その先軸調整操作が容易となる。従って、光学装置
の原価低減に寄与すると共に、レーザプリンタの如き光
変調器等の光学要素に対する許容入射位置範囲が狭い光
学装置に於いてもその光軸調整に要する時間が大幅に短
縮される。又、光軸調整用に独自の要素を必要とせず、
機構を分離して既存要素に付設する事ができ、装置のコ
ンパクト化に有利となる。尚、本発明は上記の特定の実
施例に限定されるべきものではなく、本発明の技術的範
囲に於いて種々の変形が可能である事は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示した模式図、第２図は本
発明の１実施例の１部を示した模式的側面図、第３図は
第１ミラー３を示した分解斜視図、第４（ａ）図、第４
（ｂ）図、第４（Ｃ）図は夫々第１ミラー３を示した平
断面図、正断面図、側面図、第５図は第１スヘリカルレ
ンズ４を示した分解斜視図、第５（ａ）図は第１シリン
ドリカルレンズ７の１部を示した分解斜視図、第６（ａ
）図、第６（ｂ）図、第６（Ｃ）図は夫々第１スヘリカ
ルレンズ４を示した平断面図、正断面図、側面図、第７
（ａ）図、第７（ｂ）図は夫々レンズの移動による光軸
調整の原理を示した説明図である。 （符号の説明） １：　レーザビーム ３：　第１ミラー ４：　第１スヘリカルレンズ ６：　第２ミラー ７：　第１シリンドリ力ルレンズ 第３図 第４（ａ）＄ 第４（ｂＥ　第４（ｃ）図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ミラー及びレンズを夫々適数個備え所望の光路に沿
   って光を案内する光学装置の光軸調整機構に於いて、所
   定の基準面に垂直に立設された回転軸に回動可能に軸支
   され反射する光の光軸を前記基準面に平行な方向に偏向
   調整可能な少くとも１個のミラーと、前記基準面に垂直
   な方向に移動可能に設けられ前記光軸を前記基準面に垂
   直な方向に移動調整可能な少くとも１個のレンズを有す
   る事を特徴とする光軸調整機構。 ２、上記第１項に於いて、前記光学装置は、レーザ光源
   と、該光源から発振されるレーザビームを入力情報に応
   じて変調する光変調器と、変調されたレーザビームを偏
   向走査させる光偏向器とを有するレーザプリンタ月光書
   込ユニットであることを特徴とする光軸調整装置。 ３、上記第２項に於いて、前記レーザ光源と、前記光変
   調器間及び前記光変調器と前記光偏向器間の双方の光路
   中に対をなす１個の前記ミラーと１個の前記レンズが夫
   々配設されている事を特徴とする光軸調整機構。 ４、上記第３項に於いて、前記レンズは前記光変調器内
   にレーザビームを収束させるスヘリカルレンズと供給す
   るレーザビームのビームスポット径を整形するシリンド
   リカルレンズである事を特徴とする光軸調整機構。