JP2001324691A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】初期から良好なる結像性能を得ることができる
高性能で高安定な光走査装置及びそれを用いた画像形成
装置を得ること。 【解決手段】光源１から出射された光束を偏向手段５に
導光する第１の光学系２１と、該偏向手段によって反射
偏向された光束を被走査面８上に結像させる第２の光学
系６と、を有する光走査装置において、該第１、第２の
光学系のうち少なくとも一方の光学系は回折光学素子９
を有し、少なくとも一方の光学系は、該光源の固体差に
よる波長の差に基づく結像点位置の差を補正する調整手
段１０を有していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置及びそれ
を用いた画像形成装置に関し、特に光源手段から出射し
た光束を偏向手段としての回転多面鏡により反射偏向さ
せ、結像レンズ（ｆθレンズ）を介して被走査面上を光
走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写
真プロセスを有するレーザプリンタやレーザファクシミ
リ等の画像形成装置に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザプリンタやレーザファク
シミリ等の画像形成装置に用いられる光走査装置におい
ては光源手段から画像信号に応じて光変調され出射した
光束を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る
偏向手段により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する結
像レンズ（ｆθレンズ）によって感光性の記録媒体（感
光ドラム）面上にスポット状に収束させ、記録媒体面上
を光走査して画像記録を行なっている。

【０００３】図７は従来の光走査装置の要部概要図であ
る。同図において光源手段７１から出射した発散光束は
コリメーターレンズ７２によって略平行光束とされ、絞
り７３によって該光束（光量）を制限して副走査方向の
みに屈折力を有するシリンドリカルレンズ７４に入射し
ている。シリンドリカルレンズ７４に入射した略平行光
束のうち主走査断面内においてはそのまま略平行光束の
状態で出射し、副走査断面内においては収束して回転多
面鏡から成る偏向手段７５の偏向面７５ａにほぼ線像と
して結像している。

【０００４】そして偏向手段７５の偏向面７５ａで反射
偏向された光束をｆθ特性を有する結像レンズ（ｆθレ
ンズ）７６を介して被走査面としての感光ドラム面７７
上へ導光し、該偏向手段７５の矢印Ａ方向に回転させる
ことによって、該感光ドラム面７７上を光走査して画像
情報の記録を行っている。

【０００５】尚、本明細書において回転多面鏡の回転軸
に沿った方向をｚ軸方向（副走査方向）、偏向光束の光
軸方向をｘ軸方向、該ｘ軸方向と直交する方向をｙ軸方
向（主走査方向）とする。

【０００６】近年、このような光走査装置においては小
型化、高性能化のため、走査光学系に非球面レンズを用
いることが一般的であり、このために形状自由度の高い
樹脂製のレンズ（プラスチックレンズ）が多用されてい
る。これにより走査光学系の結像位置、すなわち像面湾
曲が微少に抑えられ、より焦点深度の浅い、微少な結像
スポットを感光ドラム面上に形成できるようになってい
る。

【０００７】またプラスチック非球面の利用に加え、回
折格子（回折光学素子）を用いて光学性能の安定性を更
に図る光走査装置が提案されている。これは装置内の温
度変化によるプラスチックの屈折率変化がガラスよりも
数段大きく、これによるピント変動、像高変動等の結像
位置の変化を同時に発生する光源の波長変動と回折格子
とによって補正しようとするものである。

【０００８】この種の光走査装置が、例えば特開平１１
−２２３７８３号公報で提案されている。同公報におい
てはプラスチックレンズの表面に回折格子を形成した光
学素子を用いて温度変化に伴なう収差変化を該光学素子
の屈折部と回折部とのパワー変化と、半導体レーザの波
長変動により補正している。また特開平６−１１８３４
６号公報ではアナモフィックなフレネルレンズを用い
て、温度変化に伴なう光源の発振波長の変動によるフレ
ネルレンズの焦点距離の変化及び温度変化に伴なうフレ
ネルレンズの形状変化による焦点距離の変化を補正して
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、温度変化による光源の波長変動を利用している
が、光源毎の固体差による波長変動に関しては考慮され
ていない。

【００１０】一般に光源としての半導体レーザの波長は
固体毎に±１５ｎｍ程度ばらつき、この量は例えば昇温
によって生じる波長変化が２０度で６ｎｍ程度であるこ
とを考えると非常に大きい。

【００１１】このため従来では温度変化（特に昇温）に
よる結像位置変化を補償できても、装置の組み立て時に
発生する光源の固体差による波長変動が大きいため十分
な結像性能が補償できないといった問題点があった。ま
た結像位置の変動を抑えるためには半導体レーザの波長
のバラツキを小さく抑える必要が有り、選別コストなど
のコストアップを引き起こすことになる。

【００１２】本発明は回折光学素子を有する光走査装置
において、装置の組立時や使用時に調整手段により光源
の固体差による波長の差に基づく結像点位置の差を補正
することにより、初期から良好なる結像性能を得ること
ができる高性能で高安定な光走査装置及びそれを用いた
画像形成装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光走査
装置は、光源から出射された光束を偏向手段に導光する
第１の光学系と、該偏向手段によって反射偏向された光
束を被走査面上に結像させる第２の光学系と、を有する
光走査装置において、該第１、第２の光学系のうち少な
くとも一方の光学系は回折光学素子を有し、少なくとも
一方の光学系は、該光源の固体差による波長の差に基づ
く結像点位置の差を補正する調整手段を有していること
を特徴としている。

【００１４】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記回折光学素子は主走査方向と副走査方向とで互
いに異なるパワーを有し、前記調整手段は該回折光学素
子の主走査方向と副走査方向とのパワーのうち、絶対値
の大きいパワーの方向の結像位置を調整することを特徴
としている。

【００１５】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記回折光学素子は前記第１、第２の光学系を
構成する一つの光学素子と一体的に構成されていること
を特徴としている。

【００１６】請求項４の発明は請求項１、２又は３の発
明において、前記第１、第２の光学系のうち少なくとも
一方の光学系は１枚以上のプラスチックレンズを有して
いることを特徴としている。

【００１７】請求項５の発明は請求項４の発明におい
て、前記プラスチックレンズは主走査方向と副走査方向
とで互いに異なるパワーを有し、前記調整手段は該プラ
スチックレンズの主走査方向と副走査方向とのパワーの
うち、大きいパワーの方向の結像位置を調整することを
特徴としている。

【００１８】請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれ
か１項の発明において、前記調整手段は前記光源と一体
で交換が可能であることを特徴としている。

【００１９】請求項７の発明の画像形成装置は、前記請
求項１乃至６のいずれか１項記載の光走査装置と、該光
走査装置の被走査面に配置された感光体と、該感光体上
を光束が走査することによって形成された静電潜像をト
ナー像として現像する現像手段と、該現像されたトナー
像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を
用紙に定着させる定着手段とを備えたことを特徴として
いる。

【００２０】

【発明の実施の形態】［実施形態１］図１は本発明の光
走査装置の実施形態１の要部概略図である。

【００２１】図中、１は光源であり、例えば半導体レー
ザより成っている。２はコリメーターレンズであり、光
源１から出射された光束を略平行光束に変換している。
３は開口絞りであり、通過光束径を整えている。

【００２２】４はプラスチック材より成るシリンドリカ
ルレンズ（アナモフィックなレンズ）であり、主走査方
向より副走査方向に大きなパワーを有し、出射面に主走
査方向より副走査方向に大きなパワーを有する回折光学
素子（回折格子）９を形成しており、開口絞り３を通過
した光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面
（反射面）５ａ近傍にほぼ線像として結像させている。
本実施形態におけるシリンドリカルレンズ４は後述する
調整手段の一要素として、例えば装置の組立時や使用時
に光軸方向に変位可能となるように構成されており、ま
た光源１と一体で交換可能となるように構成されてい
る。

【００２３】１０は調整手段であり、光源１の固体差に
よる波長の差に基づく結像点位置の差（像面変動）をシ
リンドリカルレンズ４を光軸方向に移動させることによ
り補正（調整）している。この調整手段１０は回折光学
素子９の主走査方向と副走査方向とのパワーのうち、絶
対値の大きいパワーの方向（副走査方向）の結像位置、
及びプラスチックレンズ（シリンドリカルレンズ）４の
主走査方向と副走査方向とのパワーのうち、大きいパワ
ーの方向（副走査方向）の結像位置を調整している。

【００２４】尚、コリメーターレンズ２、開口絞り３、
そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は第１の光学
系２１の一要素を構成している。

【００２５】５は偏向手段としての光偏向器であり、例
えば４面構成の回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成っ
ており、モータ等の駆動手段（不図示）により図中矢印
Ａ方向に一定速度で回転している。

【００２６】６は第２の光学系としてのプラスチック材
より成る単一の結像レンズ（ｆθレンズ）であり、主走
査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する非
球面レンズより成っている。結像レンズ６は光偏向器５
で反射偏向される光束が張る平面（走査面）において被
走査面上、入射光の入射角に比例する像高にスポットを
結像する、所謂ｆθ特性を有しており、また走査面に直
交する断面内（副走査断面内）においては第１の光学系
１１によって形成される焦線の像を被走査面８上に結像
する、所謂倒れ補正機能（偏向面と被走査面とを光学的
に略共役関係にする）を有している。尚、第２の光学系
６を複数枚のレンズより構成しても良い。

【００２７】７は折り返しミラーであり、結像レンズ６
を通過した光束を感光ドラム面８側に折り返している。
８は被走査面としての感光ドラム面、８ａは走査線であ
る。

【００２８】本実施形態において半導体レーザ１から出
射した光束はコリメーターレンズ２により略平行光束に
変換され、開口絞り３によって該光束（光量）が制限さ
れ、シリンドリカルレンズ４に入射している。シリンド
リカルレンズ４に入射した略平行光束のうち主走査断面
内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断
面内においては収束して光偏向器５の偏向面５ａにほぼ
線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。
そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は
結像レンズ６により折り返しミラー７を介して感光ドラ
ム面８上にスポット状に結像され、該光偏向器５を矢印
Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８上
を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査してい
る。これにより記録媒体としての感光ドラム面８上に画
像記録を行なっている。

【００２９】図２は調整手段の一要素としてのシリンド
リカルレンズ４の副走査方向の要部断面図（副走査断面
図）である。

【００３０】同図において４は上述の如く出射面に回折
光学素子が形成されたシリンドリカルレンズであり、４
ａはシリンドリカルレンズ面、４ｂは回折素子面であ
る。シリンドリカルレンズ面４ａは、その面の形状によ
り、入射光束内のそれぞれの位置で、異なる角度に屈折
させることにより、所望の発散、収束度の光束を作るも
のであり、回折素子面４ｂは、その格子のピッチが入射
光束内で、異なることにより、入射光束内のそれぞれの
位置で異なる角度に回折させ、所望の発散、収束度の光
束を作るものである。

【００３１】尚、シリンドリカルレンズ４はガラス材で
形成しても良いが、前述の如く、より安価で、且つ格子
面を成形などで簡易に形成できるプラスチック材（樹
脂）で形成することが望ましい。例えば図３で示すよう
にシリンドリカルレンズ４の周囲に座面、あるいは工具
保持部材などを同一に形成することにより、後述する位
置調整が容易になるという利点がある。

【００３２】次に本実施形態の光走査装置の数値例につ
いて説明する。

【００３３】本装置は例えば原稿のサイズがＡ４巾の走
査を行うものであり、走査線８ａの長さ及び走査巾は２
１０ｍｍである。回転多面鏡５は正４面体より成り、一
面当たり回転角４０度の範囲で光束を反射偏向し、これ
により反射光の偏向角は８０度となる。第２の光学系６
は前述の如く入射光の画角に比例した像高を走査するｆ
θ特性を有する結像レンズ（ｆθレンズ）であり、その
走査面内（主走査方向）の焦点距離は１５０ｍｍであ
る。

【００３４】結像レンズ６としてのｆθレンズは 像高ｈ＝光線入射角θ（ｒａｄ）×ｆθレンズの焦点距離ｆ ‥‥（１） であることから導かれる。

【００３５】また本装置において回転多面鏡５の偏向点
から被走査面８までの距離は１９０ｍｍである。結像レ
ンズ６は前述の如く主走査方向と副走査方向とで互いに
異なるパワーを有するアナモフィックな光学特性を有し
ており、被走査面８と直交する方向（副走査方向）の焦
点距離は５２ｍｍである。また結像レンズ６は前述の如
く主走査断面内では第１の光学系２１から回転多面鏡５
を経て入射する略平行な光束を被走査面８に結像する機
能を有し、副走査断面内では第１の光学系２１による回
転多面鏡５近傍にある結像点を被走査面８に再結像す
る、いわゆる倒れ補正特性を有している。

【００３６】結像レンズ６の副走査方向の結像倍率（横
倍率）の絶対値は約２．５倍である。被走査面８上に結
像するスポット形状は副走査方向に長い楕円形状であ
り、そのスポット形状の１／ｅ２の直径は主走査方向が
６０μｍ、副走査方向が７５μｍである。スポット径と
これを形成する光束のＦ値には、ほぼ以下の関係式が成
り立つ。

【００３７】 スポット径＝１．６４４×Ｆ値×波長 ‥‥（２） また半導体レーザ１の波長は７８０ｎｍを中心として分
布している。このことから結像レンズ６の主走査方向の
Ｆ値は４６．８である。結像レンズ６の主走査方向の焦
点距離が１５０ｍｍであるから、該結像レンズ６に入射
する光束の主走査方向の巾は１５０／４６．８＝３．２
（ｍｍ）となり、これにより第１の光学系２１において
開口絞り３で制限する光束の巾を３．２ｍｍと設定して
いる。

【００３８】副走査方向に関しては結像レンズ６の結像
倍率が前述の如く２．５倍であるので、光偏向器５近傍
に位置するシリンドリカルレンズ４による副走査方向の
光束の１／ｅ２巾（スポット径）は７５μｍ／２．５＝
３０μｍとなる。

【００３９】シリンドリカルレンズ４の位置は偏向光束
の光路をけらないように回転多面鏡５からの距離が設定
されており、本実施形態ではシリンドリカルレンズ４の
副走査方向の焦点距離が５０ｍｍ、主走査方向にはパワ
ーを持たない構成となっている。シリンドリカルレンズ
４で光偏向器５近傍に形成される副走査方向のスポット
径が３０μｍであるから、この方向におけるシリンドリ
カルレンズ４からの射出光束のＦ値は前述の関係式
（２）から２３．４である。シリンドリカルレンズ４の
副走査方向の焦点距離が５０ｍｍであるから、該シリン
ドリカルレンズ４に入射する光束の副走査方向の光束径
は５０ｍｍ／２３．４＝２．１３ｍｍである。

【００４０】コリメーターレンズ２を一般的に簡単なガ
ラス球面の一枚レンズで構成するにはＦ値が４．５以上
であることが望ましく、これ以上小さなＦ値では球面収
差が大きく、また偏心時のコマ収差が悪化し、全体の結
像性能に影響するので良くない。本実施形態ではコリメ
ーターレンズ２に一枚の平凸レンズを用いＦ値を５とし
ている。結像レンズ６に入射する光束の主走査方向の巾
を３．２ｍｍとすることから、コリメーターレンズ２の
焦点距離は１６ｍｍである。副走査方向のコリメーター
レンズ２のＦ値は１６／２．１３＝７．５となる。

【００４１】レンズの焦点距離、パワーの計算は面形状
（面曲率）、回折格子形状によって発生する各面のパワ
ーと、レンズ厚み、屈折率、波長の関数となるが、厚み
の影響は全体のパワーに比べると小さいので、ここでは
簡単のために厚みの影響を無視して本実施形態の動作を
説明する。また熱膨張による面曲率の変形、格子ピッチ
の変化もレンズパワーに影響を及ぼすが、これも厚み同
様に扱う。

【００４２】レンズのパワーは、そのレンズの焦点距離
の逆数で表わされ、本実施形態においてはシリンドリカ
ルレンズ４の副走査方向のパワーは１／５０［ｍｍ-1］
であり、その６割が通常のシリンドリカル面４ａの曲率
によるものであり、残り４割がシリンドリカルレンズ４
の出射面に形成された回折格子９によるものである。

【００４３】本実施形態においてはシリンドリカルレン
ズ４及び結像レンズ６が共にプラスチック材で形成され
ており、常温における屈折率は１．４９１、昇温による
屈折率変化により常温＋２０度で１．４８９となる。面
の曲率によるレンズパワーは屈折率をＮとすると（Ｎ−
１）に比例して変化するから、この変化は曲率によるパ
ワーが０．４％の減少することを示している。屈折率に
は依存しない回折格子９のパワーと合わせると、シリン
ドリカルレンズ４の副走査方向のパワーは （０．６＊０．９９６＋０．４）＝０．９９７６（倍） となり、副走査方向の焦点距離は ５０／０．９９７６＝５０．１２２５（ｍｍ） となり、約０．１２３ｍｍのびる。

【００４４】結像レンズ６の副走査方向の横倍率は２．
５倍であるから、光軸方向の像点移動と、物点移動の倍
率、すなわち縦倍率は ２．５＊２．５＝６．２５（倍） となり、その結果、副走査断面内において ０．１２３×６．２５＝０．７７（ｍｍ） の像面移動が発生する。

【００４５】また結像レンズ６の副走査方向の焦点距離
も同様に屈折率変化で増加し、その値は５２ｍｍから５
２．２ｍｍとなり、これにより副走査断面内において像
面は２．６ｍｍ移動する。即ち２０度昇温による屈折率
変動分のみで副走査断面内における像面は ２．６ｍｍ＋０．７７ｍｍ＝３．３ｍｍ 以上移動することとなる。シリンドリカルレンズ４が回
折格子９を持たず、パワーが全てレンズ面（屈折面）の
曲率で構成される場合は、シリンドリカルレンズ４の焦
点距離変化が更に大きくなるため、この移動量も更に大
きくなる。

【００４６】昇温２０度が光源としての半導体レーザ１
にも影響を与え、同時に波長の変動が生じた場合を考え
ると、該半導体レーザ１の温度による波長変化は０．３
ｎｍ／ｄｅｇ程度であり、２０度の昇温で６ｎｍの変化
を生じる。回折格子９のパワーは波長に反比例するから
シリンドリカルレンズ４の副走査方向のパワーφは φ＝１／５０×（０．６＋０．４×７８６／７８０） となり、逆数を取って焦点距離とすると０．１５ｍｍ短
くなる。これに結像レンズ６の副走査方向の縦倍率を考
慮すると−０．９６ｍｍの像面移動となる。即ち２０度
の昇温によって屈折率変動で生じた３．３ｍｍの副走査
断面内の像面移動を回折格子９によって約１ｍｍ補償す
ることになる。

【００４７】昇温時はレンズの屈折率が低下し、レンズ
面で生じるパワーの絶対値が減少するが、同時に半導体
レーザ１の波長は延び、回折面で生じるパワーの絶対値
は増加する。そこでレンズ面（屈折面）によるパワー
と、回折面によるパワーは同符号となるよう構成し、こ
の両者を相殺する形で用いるのが、走査光学系で回折格
子を用いる利点である。

【００４８】より精度の高い補正を行うには上記の説明
で無視したレンズ厚み、レンズ面、回折面の熱変形、各
レンズを保持する部材の膨張、光学部品の波長による屈
折率変動を考慮して回折面のパワーを設定する。または
実験によって像面移動量を測定し、補正量が少なすぎる
場合は回折のパワーを増し、補正量が大きすぎる場合
は、これを小さくするなど、所望の補正となるよう設計
変更を行っていけば良い。

【００４９】しかしながら半導体レーザ１の波長は従来
の問題点においても説明した如く固体毎に±１５ｎｍ程
度のバラツキを持っており、この波長のバラツキによる
像面の移動は回折光学素子の影響だけでも±２．５ｍｍ
発生してしまう。その為従来ではスポット径を大きく設
定し、あるいは各光学部品の精度を向上させ、この波長
差による像面移動があっても副走査断面内においては焦
点深度内に収まるように構成していた。

【００５０】本実施形態では装置の組立時、あるいは使
用時に調整手段により光源１の固体差による波長変動に
よって生じる像面（結像位置）の移動量が小さくなるよ
うに、使用する光源毎にシリンドリカルレンズ４の光軸
方向の位置を調整している。例えば光源毎に波長を測定
し、その測定結果に基づいてシリンドリカルレンズ４を
所定の位置から移動させて固定する。例えば設計波長が
７８０ｎｍであり、組み込もうとする半導体レーザ１の
波長が７９５ｎｍであれば、これによる副走査断面内に
おける像面の設計値からの変位量は感光ドラム面８で走
査光学系側に２．５ｍｍ移動する。結像レンズ６の副走
査方向の縦倍率は前述の如く６．２５倍であるから、シ
リンドリカルレンズ４を図１における矢印Ｃ方向（回転
多面鏡５に近づける方向）に ２．５ｍｍ／６．２５＝０．４ｍｍ だけ設計値からずらした状態で配置すれば、この像面移
動を補正することができる。

【００５１】このとき組立作業の効率を上げるために、
例えば予め半導体レーザ１、あるいはこれを組み込んだ
光源ユニット等に波長を示すマークをつけ、装置を組み
立てる際に、このマークにしたがった位置にシリンドリ
カルレンズ４を配置する。

【００５２】波長は、ある波長範囲毎にグループ化され
て、そのグループ内の半導体レーザに関しては同じシリ
ンドリカルレンズ位置となるように調整すれば、さらに
組立作業は容易になる。また半導体レーザの波長を前も
って測定すること無く、例えば組立時に感光ドラム面の
相当位置の走査巾内の数箇所において副走査断面内での
像面のピント位置を測定し、該測定結果に基づいてシリ
ンドリカルレンズを所望の位置に移動させるように調整
しても良い。

【００５３】また本装置を用いた複写機やレーザービー
ムプリンター等において、本体に副走査方向のピントを
検知する検知機構、ステッピングモータなどを用いたシ
リンドリカルレンズ移動機構、及びそれらの制御部を具
備することにより、例えば装置上で光源を含むユニット
の破損が生じて新しい光源と交換することになっても、
光源の波長が変わることによる副走査方向の結像性能の
変化を測定、補正することが可能である。

【００５４】このように本実施形態においては上述の如
く回折光学素子を有する光走査装置において、装置の組
立時や使用時に調整手段により光源の固体差による波長
の差に基づく結像点位置の差を補正することにより、初
期から良好なる結像性能を得ることができ、また上述の
如く温度変化による走査光学系の結像位置変化をも補正
でき、常に良好なる結像性能を維持することができる。

【００５５】更に本実施形態においては変位可能な光学
部材（シリンドリカルレンズ）４を光源１と一体で交換
可能と成るように構成したことにより、光源１が破損し
た場合も、該光源１を含むユニットのみの交換で対応で
き、多くの他の構成部品を、そのまま利用することがで
きるといったメリットがある。

【００５６】尚、本実施形態においてはシリンドリカル
レンズ４を光軸上移動させて光源１の固体差による波長
変動によって生じる像面変動の調整を行ったが、結像レ
ンズ６を光軸方向に移動させて調整しても良く、もしく
はシリンドリカルレンズ４と結像レンズ６とを相対的に
光軸方向に移動させて調整しても良い。また調整手段１
０は主走査方向よりパワーの強い副走査方向の結像位置
の変動を調整しているが、もちろん変動量の少ない主走
査方向の結像位置の変動をも調整できることはいうまで
もない。

【００５７】［実施形態２］図４は本発明の実施形態２
の光走査装置の第１の光学系の要部概略図である。同図
において図１に示した要素と同一要素には同符番を付し
ている。

【００５８】本実施形態において前述の実施形態１と特
に異なる点は回折光学素子１５とシリンドリカルレンズ
１４とを各々独立に配置して構成したことである。その
他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、
これにより同様な効果を得ている。

【００５９】即ち、同図において１１は光源としての半
導体レーザであり、ホルダ４１に圧入されて保持されて
おり、さらに装置の光学箱４０に組み付けられている。
１２はコリメーターレンズであり、レンズ鏡筒（レンズ
ホルダー）４２に取り付けられており、光源１から出射
された光束を略平行光束に変換している。１３は開口絞
りであり、通過光束径を整えている。１５は調整手段の
一要素としての回折光学素子であり、主走査方向より副
走査方向に大きなパワーを有し、コリメーターレンズ１
２の直後に配され、レンズ鏡筒４２と一体的に構成され
ている。１４はプラスチック材より成るシリンドリカル
レンズ（アナモフィックなレンズ）であり、副走査方向
に所定のパワーを有し、光学箱４０に組み付けられてい
る。

【００６０】コリメーターレンズ１２、開口絞り１３、
回折光学素子１５はすべてレンズ鏡筒４２に取り付けら
れており、更にレンズ鏡筒４２はホルダ４１に接着剤等
を用いて固定されている。以下、ホルダ４１、レンズ鏡
筒４２及びこれらに保持されている部品を含めて、レー
ザユニットと称する。

【００６１】本実施形態においてレーザユニットは光学
箱４０に組み込まれる以前に、その位置関係が調整され
ており、まず主走査方向（紙面とは垂直な方向）の光束
が所望の発散度になるようレンズ鏡筒４２を光軸方向
に、所望の射出方向になるように光軸とは垂直な面内で
その位置をきめ、その後接着剤等で固定する。次に回折
光学素子１５を光軸方向に移動させ、副走査方向の光束
が所望の発散度になるよう調整し、同じく接着剤等で固
定する。このように回折光学素子１５を含んだ状態でレ
ーザユニットを調整手段により調整することにより、半
導体レーザ１１の固体差による波長の差に基づく結像点
位置の差を補正することができる。

【００６２】尚、本実施形態において回折光学素子１５
の配置を調整せず、設計基準位置に配置し固定すること
も可能である。この場合、レーザユニットの調整は主走
査方向の光束の発散度を所望の量に調整するのみで終了
し、波長差による発散度のばらつき（光源の固体差によ
る波長の差に基づく結像点位置の差）は光学箱４０にレ
ーザユニットを組み込んだ後にシリンドリカルレンズ１
４を光軸方向に移動させて調整することによって行なえ
ば良い。尚、回折光学素子１５とシリンドリカルレンズ
１４とを相対的に光軸方向に移動させて調整しても良
い。

【００６３】［実施形態３］図５は本発明の実施形態３
の要部概略図である。同図において図１に示した要素と
同一要素には同符番を付している。

【００６４】本実施形態において前述の実施形態１と異
なる点は回折光学素子５５を第２の光学系を構成する結
像レンズ５６の少なくとも一方のレンズ面に形成したこ
とである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と
略同様であり、これにより同様な効果を得ている。

【００６５】即ち、同図において５４はプラスチック材
より成るシリンドリカルレンズ（アナモフィックなレン
ズ）であり、副走査方向に所定のパワーを有しており、
開口絞り３を通過した光束を副走査断面内で後述する光
偏向器５の偏向面（反射面）５ａ近傍にほぼ線像として
結像させている。本実施形態におけるシリンドリカルレ
ンズ５４は調整手段１０の一要素として、例えば装置の
組立時や調整時に光軸方向に変位可能となるように構成
されており、また光源１と一体で交換可能となるように
構成されている。

【００６６】５６は第２の光学系としてのプラスチック
材より成る単一の結像レンズ（ｆθレンズ）であり、少
なくとも一方のレンズ面（入射面）５６ａに副走査方向
に所定のパワーを有する回折光学素子５５を設けてお
り、これにより該結像レンズ５６の温度変化による屈折
率変化及び形状変化から生じるピント移動、像高変動を
補正している。結像レンズ５６が屈折による作用のみを
利用したレンズである場合、温度変化が生じた場合、該
結像レンズ５６の屈折率が変動し、主走査及び副走査方
向の各々の方向で該結像レンズ５６の焦点距離が変動す
る。このため同時に生じる光源１の波長変動で、これら
を補正するような回折面を結像レンズ５６の一面に設け
れば温度変化による急激な画像劣化を防止することがで
きる。

【００６７】本実施形態において温度変化を伴わない波
長変動、すなわち光源の固体差による波長変動によって
生じる結像位置（像面）の変動があった場合は、前述の
如く結像性能の劣化が生じる。

【００６８】そこで本実施形態では前述の実施形態１，
２と同様にシリンドリカルレンズ５４を図中矢印Ｃ方向
に所定量移動させることにより、光源１の固体差による
波長変動があっても初期から良好なる結像性能を維持す
ることができる。

【００６９】尚、本実施形態ではシリンドリカルレンズ
５４の位置を調整したが、これに限らず、例えば結像レ
ンズ５６を調整手段の一要素として光軸方向、図中矢印
Ｄ方向に移動させて調整を行っても良く、もしくはシリ
ンドリカルレンズ５４と結像レンズ５６とを相対的に光
軸方向に移動させて調整しても良い。また本実施形態で
は回折光学素子５５と結像レンズ５６とを一体的に構成
したが、各々独立に構成しても良い。

【００７０】［画像形成装置］図６は、本発明の光走査
装置を用いた画像形成装置の一例である、電子写真プリ
ンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図である。図
中、１００は先に説明した本発明の実施形態１〜３のい
ずれかの光走査装置を示す。１０１は静電潜像担持体た
る感光ドラム（感光体）であり、該感光ドラム１０１の
上方には該感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめ
る帯電ローラ１０２が該表面に当接している。該帯電ロ
ーラ１０２の当接位置よりも下方の上記感光ドラム１０
１の回転方向Ａ下流側の帯電された表面には、光走査装
置１００によって走査される光ビーム（光束）１０３が
照射されるようになっている。

【００７１】光ビーム１０３は、画像データに基づいて
変調されており、この光ビーム１０３を照射することに
よって上記感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成せ
しめる。該静電潜像は、上記光ビーム１０３の照射位置
よりもさらに上記感光ドラム１０１の回転方向下流側で
該感光ドラム１０１に当接するように配設された現像手
段としての現像装置１０７によってトナー像として現像
される。該トナー像は、上記感光ドラム１０１の下方で
該感光ドラム１０１に対向するように配設された転写手
段としての転写ローラ１０８によって転写材たる用紙１
１２上に転写される。該用紙１１２は上記感光ドラム１
０１の前方（図６において右側）の用紙カセット１０９
内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。
該用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１１０が配
設されており、該用紙カセット１０９内の用紙１１２を
搬送路へ送り込む。

【００７２】以上のようにして、未定着トナー像を転写
された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図６
において左側）の定着手段としての定着器へと搬送され
る。該定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する
定着ローラ１１３と該定着ローラ１１３に圧接するよう
に配設された加圧ローラ１１４とで構成されており、転
写部から搬送されてきた用紙１１２を上記定着ローラ１
１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧しながら加熱
することにより用紙１１２上の未定着トナー像を定着せ
しめる。更に定着ローラ１１３の後方には排紙ローラ１
１６が配設されており、定着された用紙１１２をプリン
タの外に排出せしめる。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く回折光学素子
を有する光走査装置において、装置の組立時や使用時に
調整手段により光源の固体差による波長の差に基づく結
像点位置の差を補正することにより、初期から良好なる
結像性能を得ることができる高性能で高安定な光走査装
置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１の要部概略図

【図２】 本発明の実施形態１のシリンドリカルレンズ
の副走査断面図

【図３】 本発明の実施形態１の他のシリンドリカルレ
ンズの副走査断面図

【図４】 本発明の実施形態２の第１の光学系の要部断
面図

【図５】 本発明の実施形態３の要部概略図

【図６】 本発明の光走査装置を用いた電子写真プリン
タの構成例を示す副走査断図

【図７】 従来の光走査装置の光学系の主走査方向の要
部断面図

【符号の説明】

１，１１ 光源手段 ２，１２ コリメーターレンズ ３，１３ 開口絞り ４，１４，５４ シリンドリカルレンズ ５ 偏向手段（ポリゴンミラー） ６，５６ 第２の光学系（結像レンズ） ７ 折り返しミラー ８ 被走査面（感光ドラム面） ９，１５，５５ 回折光学素子 １０ 調整手段 １１ 第１の光学系 １００ 光走査光学系 １０１ 感光ドラム １０２ 帯電ローラ １０３ 光ビーム １０７ 現像装置 １０８ 転写ローラ １０９ 用紙カセット １１０ 給紙ローラ １１２ 転写材（用紙） １１３ 定着ローラ １１４ 加圧ローラ １１６ 排紙ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA10 AA43 AA47 AA48 BA85 BA86 DA03 2H045 AA01 BA02 CA67 CB22 CB24 DA02 DA41 2H087 KA19 LA22 LA24 LA25 NA03 NA08 NA09 PA01 PA17 PB01 RA07 RA32 RA45 RA46 UA01 5C072 AA03 BA13 BA20 DA02 HA02 HA09 HA13 HA15 HB08 JA07 XA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射された光束を偏向手段に導
   光する第１の光学系と、該偏向手段によって反射偏向さ
   れた光束を被走査面上に結像させる第２の光学系と、を
   有する光走査装置において、該第１、第２の光学系のう
   ち少なくとも一方の光学系は回折光学素子を有し、少な
   くとも一方の光学系は、該光源の固体差による波長の差
   に基づく結像点位置の差を補正する調整手段を有してい
   ることを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 前記回折光学素子は主走査方向と副走査
   方向とで互いに異なるパワーを有し、前記調整手段は該
   回折光学素子の主走査方向と副走査方向とのパワーのう
   ち、絶対値の大きいパワーの方向の結像位置を調整する
   ことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 前記回折光学素子は前記第１、第２の光
   学系を構成する一つの光学素子と一体的に構成されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
4. 【請求項４】 前記第１、第２の光学系のうち少なくと
   も一方の光学系は１枚以上のプラスチックレンズを有し
   ていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の光走
   査装置。
5. 【請求項５】 前記プラスチックレンズは主走査方向と
   副走査方向とで互いに異なるパワーを有し、前記調整手
   段は該プラスチックレンズの主走査方向と副走査方向と
   のパワーのうち、大きいパワーの方向の結像位置を調整
   することを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
6. 【請求項６】 前記調整手段は前記光源と一体で交換が
   可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   １項記載の光走査装置。
7. 【請求項７】 前記請求項１乃至６のいずれか１項記載
   の光走査装置と、該光走査装置の被走査面に配置された
   感光体と、該感光体上を光束が走査することによって形
   成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段
   と、該現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段
   と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。