(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、このレーザ光源から出射された光束を主走査方向に偏向させる偏向器と、この偏向器により偏向された光束を収束させつつ被走査面上を等速度で走査させる走査光学系と、前記被走査面と前記走査光学系との間に設置されて光束を被走査面上に幾何光学的に収束させる補正光学系とを備えた光走査装置において、
前記走査光学系と前記補正光学系との間に第一反射ミラーを配置し、この第一反射ミラーを主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持するとともに、
前記補正光学系を光軸方向と平行な回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持したことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
補正光学系の主走査方向の両端部にこの補正光学系の回動方向と平行な支持面を持つ支持部を設け、光軸方向と垂直であって前記支持面と面接触して前記支持部を摺動自在に支持する基準面をハウジング部に設けたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
補正光学系にこの補正光学系の主走査方向を位置決めする位置決め手段を設け、前記位置決め手段と係合する係合部をハウジング部に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項４】
補正光学系と被走査面との間に第二反射ミラーを配置し、この第二反射ミラーを主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持したことを特徴とする請求項１または２または３記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタやデジタル複写機などで用いられる光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ光源から出射された光束を偏向器で偏向させ、被走査面を走査させる光走査装置としては様々な構造のものがある。その一例として特開平９−１３３８８８号公報に記載された光走査装置があり、半導体レーザとこの半導体レーザの発散光を平行光に変換するコリメータレンズとからなるレーザ光源、レーザ光源から出射された光束を主走査方向に偏向させる偏向器、偏向された光束を収束させつつ被走査面上を等速度で走査させる走査光学系、走査光学系と被走査面との間に設けられて偏向器の面倒れの影響を補正する補正光学系等により構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、補正光学系を設置する際の偏心により、補正光学系を通過する光束がこの補正光学系の主走査方向に沿った中心線位置から偏心すると、結像位置が直線上とならず湾曲するという走査線曲がりが発生する。
【０００４】
また、上記構造の光走査装置では、補正光学系やその他の光学素子の配置誤差により、補正光学系を通過する光束がこの補正光学系の主走査方向に沿った中心線に対して傾くと、被走査面上の走査線が傾くという走査線傾きが発生する。
【０００５】
そして、上述した走査線曲がりや走査線傾きが発生すると、複数の光走査装置を配列してカラー画像を形成する場合においては、色ズレの原因となる。
【０００６】
そこで本発明は、走査線曲がりと走査線傾きとを補正することができる光走査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、レーザ光源と、このレーザ光源から出射された光束を主走査方向に偏向させる偏向器と、この偏向器により偏向された光束を収束させつつ被走査面上を等速度で走査させる走査光学系と、前記被走査面と前記走査光学系との間に設置されて光束を被走査面上に幾何光学的に収束させる補正光学系とを備えた光走査装置において、前記走査光学系と前記補正光学系との間に第一反射ミラーを配置し、この第一反射ミラーを主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持した。
従って、補正光学系を設置する際の偏心により、補正光学系を通過する光束がこの補正光学系の主走査方向に沿った中心線位置から偏心して走査線曲がりが発生した場合には、第一反射ミラーを回動中心の周りに回動させ、光束が補正光学系の主走査方向に沿った中心線位置を通過するように調節し、これにより、走査線曲がりを補正する。
【０００８】
請求項１記載の発明はまた、前記補正光学系を光軸方向と平行な回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持した。従って、補正光学系やその他の光学素子の配置誤差により、補正光学系を通過する光束がこの補正光学系の主走査方向に沿った中心線に対して傾いて走査線傾きが発生した場合には、補正光学系を回動中心の周りに回動させ、光束が補正光学系の主走査方向に沿った位置を通過するように調節し、これにより、走査線傾きを補正する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の光走査装置において、補正光学系の主走査方向の両端部にこの補正光学系の回動方向と平行な支持面を持つ支持部を設け、光軸方向と垂直であって前記支持面と面接触して前記支持部を摺動自在に支持する基準面をハウジング部に設けた。従って、補正光学系を回動させて走査線傾きを補正したときに、補正光学系が光軸方向に移動することが防止される。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の光走査装置において、補正光学系にこの補正光学系の主走査方向を位置決めする位置決め手段を設け、前記位置決め手段と係合する係合部をハウジング部に設けた。従って、補正光学系を回動させて走査線傾きを補正したときに、補正光学系が主走査方向に移動することが防止される。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１または２または３記載の発明の光走査装置において、補正光学系と被走査面との間に第二反射ミラーを配置し、この第二反射ミラーを主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持した。従って、第一反射ミラーを回動させて走査線曲がりを補正したときに、被走査面上の走査線の位置が副走査方向にズレた場合には、第二反射ミラーを回動中心の周りに回動させることによりそのズレを補正する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図１３に基づいて説明する。図１は、光走査装置の概略構造を示す斜視図である。この光走査装置は、レーザ光源１、偏向器であるポリゴンミラー２、複数枚のレンズからなる走査光学系３、補正光学系４、第一反射ミラー５を備えている。
【００１３】
前記レーザ光源１は、半導体レーザ６とコリメータレンズ７とからなり、半導体レーザ６から出射された発散性光束であるレーザ光が、コリメータレンズ７を通過することにより平行光束となる。さらに、コリメータレンズ７を通過したレーザ光は、アパーチャ８を介してシリンダレンズ９に入射される。このシリンダレンズ９は、前記レーザ光源１からの平行光束を主走査方向に長い線像として結像させるものであり、このシリンダレンズ９の結像位置近傍に複数の偏向反射面２ａを有して回転駆動される前記ポリゴンミラー２が配置されている。ポリゴンミラー２へ入射された光束は、ポリゴンミラー２の高速回転に伴い主走査方向に偏向される。このポリゴンミラー２と被走査面である感光体１０との間に、前記走査光学系３と第一反射ミラー５と補正光学系４とが配置されている。
【００１４】
前記走査光学系３は複数枚のレンズからなり、ポリゴンミラー２で偏向された光束を収束させつつ感光体１０上を等速的に走査させる。前記補正光学系４は、感光体１０上に結像される像の副走査方向の像面湾曲を補正する。また、補正光学系４は、この補正光学系４を通過する光束の進行方向（光軸方向）と平行な回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持され、回動中心の周りに回動することにより走査線傾きを補正する。前記第一反射ミラー５は、前記走査光学系３と前記補正光学系４との間に配置され、ポリゴンミラー２で偏向された光束の主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持され、回動中心の周りに回動することにより走査線曲がりを補正する。
【００１５】
ここで、第一反射ミラー５を回動中心の周りに回動操作して走査線曲がりを補正する原理を、図２ないし図４に基づいて説明する。なお、座標系を、光束が進む進方向をＸ、主走査方向をＹ、副走査方向をＺと定め、それぞの回動方向をγ、β、αとする。
【００１６】
図２において、第一反射ミラー５をβ方向に回動させると、感光体１０上の走査線は、副走査方向（Ｚ方向）にＡ，Ｂ，Ｃのように移動する。走査線Ｂは、補正光学系４を通過する光束がこの補正光学系４の主走査方向に沿った中心線位置を通過した場合の走査線である。走査線Ａ，Ｃは、補正光学系４を通過する光束がこの補正光学系４の主走査方向に沿った中心線位置から偏心した場合の走査線である。
【００１７】
補正光学系４を通過する光束がこの補正光学系４の主走査方向に沿った中心線位置から偏心した場合には、補正光学系４の特性により感光体１０上の走査線は、図４に示すように湾曲する。走査線の主走査方向における両端を結んだ直線と主走査方向の中心部とのズレを走査線曲がり量として定義すると、走査線Ｃの走査線曲がり量ｄｗと、走査線Ａの走査線曲がり量ｄｗ′とは、方向が逆向きの量となる。また、走査線曲がり量は、走査線Ｂから離れるにつれて大きくなる。即ち、走査線曲がりは、第一反射ミラー５をβ方向に回動させることにより、その湾曲する方向と大きさとを自在に変化させることが可能である。
【００１８】
つぎに、補正光学系４を回動中心の周りに回動操作して走査線傾きを補正する原理を、図５及び図６に基づいて説明する。
【００１９】
図５において、補正光学系４の主走査方向に沿った一端側Ｐを支点として他端側Ｑをγ方向に回動させると、感光体１０上の走査線は、補正光学系４の特性によりγ方向にイ，ロ，ハの方向へ回動する。走査線ロは、補正光学系４を通過する光束がこの補正光学系４の主走査方向に沿った中心線位置を通過した場合の走査線である。走査線イ，ハは、補正光学系４を通過する光束がこの補正光学系４の主走査方向に沿った中心線に対して傾いた場合の走査線である。
【００２０】
図６は、補正光学系４を通過する光束がこの補正光学系４の主走査方向に沿った中心線に対して傾いた場合の走査線の傾き状態を示す。走査線イ，ハは、傾きの方向が反対である。また、走査線の傾きｄｋは、走査線ロから離れるにつれて大きくなる。即ち、走査線の傾きは、補正光学系４をγ方向に回動させることにより、その傾きの方向と大きさとを自在に変化させることができる。
【００２１】
つぎに、第一反射ミラー５を主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持する構造を図７及び図８に基づいて説明する。図７は、第一反射ミラー５の取付構造を示す分解斜視図である。第一反射ミラー５を含む光走査装置が設置されるハウジング部１１（図１１参照）には、第一反射ミラー５の主走査方向の両端部を支持する一対の取付部１２，１３が固定されている。一方の取付部１２には、三角柱形の突起１２ａと、ネジ穴１２ｂと、ネジ穴１２ｃとが形成されている。ネジ穴１２ｂには、板バネ１４を取り付ける取付ネジ１５が螺合されている。ネジ穴１２ｃには、第一反射ミラー５を回動調節する調節ネジ１６が螺合されている。この調節ネジ１６は矢印Ｒ方向に回動自在であり、調節ネジ１６を矢印Ｒ方向に回動操作することによりこの調節ネジ１６は矢印Ｓ方向へ進退する。他方の取付部１３には、三角柱形の突起１３ａと、ネジ穴１３ｂとが形成されている。ネジ穴１３ｂには、板バネ１７を取り付ける取付ネジ１８が螺合されている。
【００２２】
図８は、第一反射ミラー５を主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持した状態である。第一反射ミラー５の反射面には、突起１２ａ，１３ａの先端部と調節ネジ１６の先端部との３点が当接されている。そして、第一反射ミラー５の反射面は、板バネ１４，１７の付勢力によって突起１２ａ，１３ａの先端部と調節ネジ１６の先端部との３点に押し付けられている。
【００２３】
つぎに、補正光学系４の詳細な構造を図９に示し、この補正光学系４を光軸方向と平行な回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持する構造を図１０ないし図１３に基づいて説明する。
【００２４】
図９に示すように、補正光学系４は、レンズ部４ａとこのレンズ部４ａを囲むように配されているリブ部４ｂとを樹脂により一体成形した構造になっている。補正光学系４の主走査方向の両端部には、この補正光学系４を回動中心の周りに回動させる回動方向と平行な支持面４ｃ，４ｄを持つ支持部４ｅ，４ｆが形成されている。さらに、補正光学系４のリブ部４ｂにおける主走査方向に沿った中央部には、この補正光学系４の主走査方向を位置決めする位置決め手段である位置決め突起４ｇが光軸方向に突出して形成されている。位置決め突起４ａの光軸方向と直交する向きの断面は、円形又は長方形の角を丸めた形状に形成されている。
【００２５】
図１０は、補正光学系４の取付構造を示す分解斜視図である。補正光学系４を含む光走査装置が設置される前記ハウジング部１１には、補正光学系４の主走査方向の両端部を支持する一対の取付部１９，２０が固定されている。これらの取付部１９，２０には、光軸方向と垂直であって前記支持面４ｃ，４ｄと面接触して前記支持部４ｅ，４ｆを摺動自在に支持する基準面１９ａ，２０ａが形成されている。
【００２６】
前記ハウジング部１１には、前記取付部１９，２０に近接した位置に固定部２１，２２が固定されている。一方の固定部２１には、光軸方向に延出した半円筒部２３が形成されている。他方の固定部２２には、補正光学系４を回動調節する調節ネジ２４が取り付けられている。この調節ネジ２４は、矢印Ｊ方向に回動自在であり、調節ネジ２４を矢印Ｊ方向に回動操作することによりこの調節ネジ２４は矢印Ｋ方向へ進退する。
【００２７】
また、前記ハウジング部１１には、前記取付部１９，２０に近接した位置において取付ネジ２５により一対の板バネ２６が取り付けられている。これらの板バネ２６は長短一対のバネ部２６ａ，２６ｂを有する。
【００２８】
さらに、前記ハウジング部１１には、前記位置決め突起４ｇが係合する係合部である係合溝２７が形成されている。
【００２９】
図１１は、補正光学系４を光軸方向と平行な回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持した状態の側面図、図１２はその平面図、図１３はその一部を示す正面図である。補正光学系４の支持面４ｃ，４ｄと取付部１９，２０の基準面１９ａ，２０ａとが面接触されている。補正光学系４の一端側のリブ部４ｂの側面に半円筒部２３が当接され、他端側のリブ部４ｂの側面に調節ネジ２４の先端部が当接されている。また、板バネ２６の長尺のバネ部２６ａが支持部４ｅ，４ｆの上面部に当接され、板バネ２６の短尺のバネ部２６ｂがリブ部４ｂの側面に当接されている。さらに、位置決め突起４ｇが係合溝２７に係合されている。
【００３０】
このような構成において、第一反射ミラー５を図８に示すように支持した後に、調整ネジ１６を矢印Ｒ方向へ回動操作する。すると、調整ネジ１６が矢印Ｓ方向へ進退し、第一反射ミラー５が矢印β方向へ回動する。そして、第一反射ミラー５が矢印β方向へ回動することにより、図２ないし図４で説明したように、走査光学系３を通過する光束をこの補正光学系４の主走査方向に沿った中心線位置を通過させることができる。従って、補正光学系４を設置する際の偏心により、補正光学系４を通過する光束がこの補正光学系４の主走査方向に沿った中心線位置から偏心しても、第一反射ミラー５を回動操作することにより、この補正光学系４を通過する光束を補正光学系４の主走査方向に沿った中心線位置を通過させることができ、これにより、感光体１０上での走査線曲がりの発生を防止することができる。
【００３１】
このため、複数の光走査装置を配列してカラー画像を形成する場合においては、走査線曲がりが原因となる色ズレの発生を防止することができる。
【００３２】
つぎに、補正光学系４を図１１及び図１２に示すように支持した後に、調整ネジ２４を矢印Ｊ方向へ回動する。すると、調整ネジ２４が矢印Ｋ方向へ進退し、補正光学系４の一端側が矢印γ方向へ回動する。そして、補正光学系４が矢印γ方向へ回動することにより、図５及び図６で説明したように、補正光学系４を通過する光束をこの補正光学系４の主走査方向に沿った中心線に沿って通過させることができる。従って、補正光学系４やその他の光学素子の配置誤差により、補正光学系４を通過する光束が、この補正光学系４の主走査方向に沿った中心線に対して傾いても、補正光学系４を回動操作することにより、この補正光学系４を通過する光束を補正光学系４の主走査方向に沿った中心線に沿って通過させることができ、これにより、感光体１０上での走査線傾きを補正することができる。
【００３３】
このため、複数の光走査装置を配列してカラー画像を形成する場合においては、走査線傾きが原因となる色ズレの発生を防止することができる。
【００３４】
また、補正光学系４を矢印γ方向に回動させたとき、支持面４ｃ，４ｄと基準面１９ａ，２０ａとが面接触して摺動するため、この回動に伴って補正光学系４が光軸方向に移動することが防止される。このため、補正光学系４を回動させて走査線傾きを補正した場合でも、感光体１０上における光束のスポット径が一定となり、画像品質が安定する。
【００３５】
さらに、補正光学系４を矢印γ方向に回動させたとき、位置決め突起４ｇが係合溝２７に係合しているため、この回動に伴って補正光学系４が主走査方向に移動することが防止される。このため、補正光学系４を回動させて走査線傾きを補正した場合でも、走査線の主走査方向に沿った位置ズレの発生が防止され、画像品質が安定する。
【００３６】
つぎに、本発明の第二の実施の形態を図１４に基づいて説明する。なお、図１ないし図１３において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。本実施の形態の光走査装置は、第一の実施の形態の光走査装置に対して、補正光学系４と感光体１０との間に第二反射ミラー２８を配置し、この第二反射ミラー２８を主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持したものである。この支持構造としては、図７及び図８に示した構造と同じである。
【００３７】
このような構成において、第一反射ミラー５を回動させて走査線曲がりを補正したときに、感光体１０上の走査線の位置が副走査方向にズレる場合がある。このような場合に、第二反射ミラー２８を回動操作することによりそのズレを補正することができる。
【００３８】
このため、複数の光走査装置を配列してカラー画像を形成する場合においては、各色に関して副走査方向に色ズレすることを防止できる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の光走査装置によれば、走査光学系と補正光学系との間に第一反射ミラーを配置し、この第一反射ミラーを主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持したので、補正光学系を設置する際の偏心により、補正光学系を通過する光束がこの補正光学系の主走査方向に沿った中心線位置から偏心して走査線曲がりが発生した場合には、第一反射ミラーを主走査方向に沿った回動中心の周りに回動させることにより、補正光学系を通過する光束が補正光学系の主走査方向に沿った中心線位置を通過するように調節することができ、これにより、走査線曲がりを補正することができ、光走査により形成する画像の品質を向上させることができる。
【００４０】
請求項４記載の発明の光走査装置によれば、請求項１または２または３記載の発明の光走査装置において、補正光学系と被走査面との間に第二反射ミラーを配置し、この第二反射ミラーを主走査方向に沿った回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持したので、第一反射ミラーを回動させて走査線曲がりを補正したときに、被走査面上の走査線の位置が副走査方向にズレた場合には、第二反射ミラーを回動中心の周りに回動させることによりそのズレを補正することができ、これにより光走査により形成する画像の品質を向上させることができ、特に、カラー画像を形成する場合において各色が副走査方向に色ズレすることを防止できる。
【００４１】
請求項１記載の発明の光走査装置によればまた、補正光学系を光軸方向と平行な回動中心の周りに回動自在及び任意位置固定自在に支持したので、補正光学系やその他の光学素子の配置誤差により、補正光学系を通過する光束がこの補正光学系の主走査方向に沿った中心線に対して傾いて走査線傾きが発生した場合には、補正光学系を回動中心の周りに回動させることにより補正光学系を通過する光束が補正光学系の主走査方向に沿った位置を通過するように調節することができ、これにより、走査線傾きを補正することができ、光走査により形成する画像の品質を向上させることができる。
【００４２】
請求項２記載の発明の光走査装置によれば、請求項１記載の発明の光走査装置において、補正光学系の主走査方向の両端部にこの補正光学系の回動方向と平行な支持面を持つ支持部を設け、光軸方向と垂直であって前記支持面と面接触して前記支持部を摺動自在に支持する基準面をハウジング部に設けたので、補正光学系を回動させて走査線傾きを補正したときに、補正光学系が光軸方向に移動することを防止でき、被走査面上における光束のスポット径を一定にしてこの光走査で形成する画像の品質を向上させることができる。
【００４３】
請求項３記載の発明の光走査装置によれば、請求項１または２記載の発明の光走査装置において、補正光学系にこの補正光学系の主走査方向を位置決めする位置決め手段を設け、前記位置決め手段と係合する係合部をハウジング部に設けたので、補正光学系を回動させて走査線傾きを補正したときに、補正光学系が主走査方向に移動することを防止でき、走査線の主走査方向に沿った位置ズレの発生を防止してこの光走査で形成する画像の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態における光走査装置の概略構造を示す斜視図である。
【図２】走査線曲がりを補正する原理を説明する斜視図である。
【図３】走査線曲がりを補正する原理を説明する側面図である。
【図４】走査線曲がりを補正する原理を説明する平面図である。
【図５】走査線傾きを補正する原理を説明する斜視図である。
【図６】走査線傾きを補正する原理を説明する平面図である。
【図７】第一反射ミラーの取付構造を示す分解斜視図である。
【図８】第一反射ミラーの取付状態を示す斜視図である。
【図９】補正光学系の構造を示す斜視図である。
【図１０】補正光学系の取付構造を示す分解斜視図である。
【図１１】補正光学系の取付状態を示す側面図である。
【図１２】補正光学系の取付状態を示す平面図である。
【図１３】補正光学系の取付時における位置決め突起と係合溝との係合状態を示す正面図である。
【図１４】本発明の第二の実施の形態における光走査装置の概略構造を示す模式図である。
【符号の説明】
１      レーザ光源
２      偏向器
３      走査光学系
４      補正光学系
４ｃ，４ｄ  支持面
４ｅ，４ｆ  支持部
４ｇ    位置決め手段
５      第一反射ミラー
１０      被走査面
１１      ハウジング部
１９ａ，２０ａ  基準面
２７      係合部
２８      第二反射ミラー
【図１】
0003844161.tif 000002
【図２】
0003844161.tif 000003
【図３】
0003844161.tif 000004
【図４】
0003844161.tif 000005
【図５】
0003844161.tif 000006
【図６】
0003844161.tif 000007
【図７】
0003844161.tif 000008
【図８】
0003844161.tif 000009
【図９】
0003844161.tif 000010
【図１０】
0003844161.tif 000011
【図１１】
0003844161.tif 000012
【図１２】
0003844161.tif 000013
【図１３】
0003844161.tif 000014
【図１４】
0003844161.tif 000015