JP2002277783A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】環境温度などの変動による光学素子の曲率半径
変動や屈折率変動によって発生する像面湾曲を補正する
効果が高く、温度変動などによる光学素子の形状変化が
像面湾曲補正に有利に働く光走査装置の提供を目的とし
ている。 【解決手段】本発明の光走査装置の第３光学系６０は、
少なくとも１枚の樹脂製結像素子を有し、第２光学系８
０は、少なくとも１枚の樹脂製結像素子１０，１１と、
少なくとも１枚のガラス製結像素子１２とを有し、第２
光学系８０を構成する少なくとも１枚の樹脂製結像素子
１０，１１は、光軸方向の位置決め基準面を偏向器５側
に有し、更に、光軸方向の調整機構と、光軸と直交する
方向の調整機構と、略光軸を中心として回転可能な調整
機構とを備えていることを特徴とする。
変動や屈折率変動によって発生する像面湾曲を補正する
効果が高く、温度変動などによる光学素子の形状変化が
像面湾曲補正に有利に働く光走査装置の提供を目的とし
ている。 【解決手段】本発明の光走査装置の第３光学系６０は、
少なくとも１枚の樹脂製結像素子を有し、第２光学系８
０は、少なくとも１枚の樹脂製結像素子１０，１１と、
少なくとも１枚のガラス製結像素子１２とを有し、第２
光学系８０を構成する少なくとも１枚の樹脂製結像素子
１０，１１は、光軸方向の位置決め基準面を偏向器５側
に有し、更に、光軸方向の調整機構と、光軸と直交する
方向の調整機構と、略光軸を中心として回転可能な調整
機構とを備えていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ、
デジタル複写機、レーザファックス等の画像形成装置に
用いられる光走査装置に関する。
デジタル複写機、レーザファックス等の画像形成装置に
用いられる光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザプリンタやデジタル複写機
などの書込光学系に用いられる光走査装置においては、
書込密度の高密度化が進んでいる。それに伴い、被走査
面である感光体上でのビームスポット径は、できるだけ
小径であることが望まれる。また、低コストの観点か
ら、あるいは、特殊な面形状を実現するのが容易である
ことから、走査レンズの樹脂化が進んでいる。
などの書込光学系に用いられる光走査装置においては、
書込密度の高密度化が進んでいる。それに伴い、被走査
面である感光体上でのビームスポット径は、できるだけ
小径であることが望まれる。また、低コストの観点か
ら、あるいは、特殊な面形状を実現するのが容易である
ことから、走査レンズの樹脂化が進んでいる。
【０００３】しかしながら、周知のように、樹脂製レン
ズは、ガラス製に比べると、環境温度の変動等による曲
率半径や屈折率の変動が大きく、それによって像面湾曲
が大きく、感光体上でのビームスポット径が大きくな
り、画像劣化の原因になる。
ズは、ガラス製に比べると、環境温度の変動等による曲
率半径や屈折率の変動が大きく、それによって像面湾曲
が大きく、感光体上でのビームスポット径が大きくな
り、画像劣化の原因になる。
【０００４】そこで、特開平９−１８４９９７号公報で
は、光束を放射する光源と、この光源からの光束をカッ
プリングする第１光学系と、第１光学系からの光束を主
走査方向に長い線状に集光する第２光学系と、上記線状
の集光部の近傍に偏向反射面を有しこの偏向反射面によ
り光束を偏向する光偏向器と、この光偏向器による偏向
光束を被走査面上に光スポットとして集光する第３光学
系とを有してなる光走査装置において、第２光学系を、
プラスチックシリンドリカルレンズとガラスシリンドリ
カルレンズとを貼り合わせることにより構成し、温度変
動による結像位置変動を補正する方法が提案されてい
る。
は、光束を放射する光源と、この光源からの光束をカッ
プリングする第１光学系と、第１光学系からの光束を主
走査方向に長い線状に集光する第２光学系と、上記線状
の集光部の近傍に偏向反射面を有しこの偏向反射面によ
り光束を偏向する光偏向器と、この光偏向器による偏向
光束を被走査面上に光スポットとして集光する第３光学
系とを有してなる光走査装置において、第２光学系を、
プラスチックシリンドリカルレンズとガラスシリンドリ
カルレンズとを貼り合わせることにより構成し、温度変
動による結像位置変動を補正する方法が提案されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の発明によれば、線膨張係数の異なるプラスチッ
クシリンドリカルレンズとガラスシリンドリカルレンズ
とを貼り合わせているので、温度変動などによって予期
しない変形が生じる虞がある。また、プラスチックシリ
ンドリカルレンズとガラスシリンドリカルレンズとを貼
り合わせる時に、両者の光軸が一致するように調整して
接着するが、実際には前記第３光学系を構成するfθレ
ンズについても光軸ずれ等があるため、光走査装置の全
光学系で調整しないと、波面収差の劣化が抑えられない
という問題がある。
報記載の発明によれば、線膨張係数の異なるプラスチッ
クシリンドリカルレンズとガラスシリンドリカルレンズ
とを貼り合わせているので、温度変動などによって予期
しない変形が生じる虞がある。また、プラスチックシリ
ンドリカルレンズとガラスシリンドリカルレンズとを貼
り合わせる時に、両者の光軸が一致するように調整して
接着するが、実際には前記第３光学系を構成するfθレ
ンズについても光軸ずれ等があるため、光走査装置の全
光学系で調整しないと、波面収差の劣化が抑えられない
という問題がある。
【０００６】本発明は前記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、環境温度などの変動
による光学素子の曲率半径変動や屈折率変動によって発
生する像面湾曲を補正する効果が高く、温度変動などに
よる光学素子の形状変化が像面湾曲補正に有利に働く光
走査装置を提供することにある。
であり、その目的とするところは、環境温度などの変動
による光学素子の曲率半径変動や屈折率変動によって発
生する像面湾曲を補正する効果が高く、温度変動などに
よる光学素子の形状変化が像面湾曲補正に有利に働く光
走査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明は、光束を放射する光源
と、前記光源からの光束をカップリングする第１光学系
と、前記第１光学系からの光束を主走査方向に長い線状
に集光する第２光学系と、前記線状の集光部近傍に偏向
反射面を有し、この偏向反射面により光束を偏向する光
偏向器と、前記光偏向器による偏向光束を被走査面上に
光スポットとして集光する第３光学系とを備えて成る光
走査装置において、前記第３光学系は、少なくとも１枚
の樹脂製結像素子を有し、前記第２光学系は、少なくと
も１枚の樹脂製結像素子と、少なくとも１枚のガラス製
結像素子とを有し、前記第２光学系を構成する少なくと
も１枚の樹脂製結像素子は、光軸方向の位置決め基準面
を前記偏向器側に有し、更に、光軸方向の調整機構と、
光軸と直交する方向の調整機構と、略光軸を中心として
回転可能な調整機構とを備えていることを特徴とする。
に、請求項１に記載された発明は、光束を放射する光源
と、前記光源からの光束をカップリングする第１光学系
と、前記第１光学系からの光束を主走査方向に長い線状
に集光する第２光学系と、前記線状の集光部近傍に偏向
反射面を有し、この偏向反射面により光束を偏向する光
偏向器と、前記光偏向器による偏向光束を被走査面上に
光スポットとして集光する第３光学系とを備えて成る光
走査装置において、前記第３光学系は、少なくとも１枚
の樹脂製結像素子を有し、前記第２光学系は、少なくと
も１枚の樹脂製結像素子と、少なくとも１枚のガラス製
結像素子とを有し、前記第２光学系を構成する少なくと
も１枚の樹脂製結像素子は、光軸方向の位置決め基準面
を前記偏向器側に有し、更に、光軸方向の調整機構と、
光軸と直交する方向の調整機構と、略光軸を中心として
回転可能な調整機構とを備えていることを特徴とする。
【０００８】この請求項１に記載された発明によれば、
設置環境温度が常温に対して低温から高温まで変化して
も、像面湾曲の変化を最小限に補正し、ビームスポット
径の均一かつ小径化を達成することができる。
設置環境温度が常温に対して低温から高温まで変化して
も、像面湾曲の変化を最小限に補正し、ビームスポット
径の均一かつ小径化を達成することができる。
【０００９】また、請求項２に記載された発明は、請求
項１に記載された発明において、第２光学系を構成する
結像素子はそれぞれ単独の結像素子保持部材で保持さ
れ、その結像素子保持部材を第２光学系全体を保持する
構造体に搭載し、その構造体は光軸方向に移動可能であ
ることを特徴とする。
項１に記載された発明において、第２光学系を構成する
結像素子はそれぞれ単独の結像素子保持部材で保持さ
れ、その結像素子保持部材を第２光学系全体を保持する
構造体に搭載し、その構造体は光軸方向に移動可能であ
ることを特徴とする。
【００１０】この請求項２に記載された発明によれば、
請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られる
とともに、第２光学系の各結像素子に対してそれぞれ単
独の光学素子保持部材を設けているため、独立して各結
像素子の位置調整が精度良く行なえ、また、第２光学系
全体を保持する構造体を設けているため、初期調整の容
易化を図ることができる。
請求項１に記載された発明と同様の作用効果が得られる
とともに、第２光学系の各結像素子に対してそれぞれ単
独の光学素子保持部材を設けているため、独立して各結
像素子の位置調整が精度良く行なえ、また、第２光学系
全体を保持する構造体を設けているため、初期調整の容
易化を図ることができる。
【００１１】また、請求項３に記載された発明は、請求
項２に記載された発明において、第２光学系を構成する
結像素子と結像素子保持部材との嵌合部最小クリアラン
スを、それぞれの線膨張係数の差により発生する形状変
化量の差よりも大きく設定することを特徴とする。
項２に記載された発明において、第２光学系を構成する
結像素子と結像素子保持部材との嵌合部最小クリアラン
スを、それぞれの線膨張係数の差により発生する形状変
化量の差よりも大きく設定することを特徴とする。
【００１２】この請求項３に記載された発明によれば、
請求項２に記載された発明と同様の作用効果が得られる
とともに、第２光学系の各結像素子に結像素子保持部材
との線膨張係数の差に起因する外部応力が作用するのを
防止して、ビームスポット径の均一かつ小径化を達成す
ることができる。
請求項２に記載された発明と同様の作用効果が得られる
とともに、第２光学系の各結像素子に結像素子保持部材
との線膨張係数の差に起因する外部応力が作用するのを
防止して、ビームスポット径の均一かつ小径化を達成す
ることができる。
【００１３】また、請求項４に記載された発明は、請求
項２に記載された発明において、第２光学系を構成する
結像素子と結像素子保持部材の嵌合部に、結像素子の主
走査方向両端部に接着部及び接着剤逃げ部を設けること
を特徴とする。
項２に記載された発明において、第２光学系を構成する
結像素子と結像素子保持部材の嵌合部に、結像素子の主
走査方向両端部に接着部及び接着剤逃げ部を設けること
を特徴とする。
【００１４】この請求項４に記載された発明によれば、
請求項２に記載された発明と同様の作用効果が得られる
とともに、第２光学系を構成する結像素子の主走査方向
両端部のみを光学素子保持部材に対して接着固定してい
るため、副走査方向の曲率半径の自由変化を妨げること
なく、温度補正効果が得られるようになる。
請求項２に記載された発明と同様の作用効果が得られる
とともに、第２光学系を構成する結像素子の主走査方向
両端部のみを光学素子保持部材に対して接着固定してい
るため、副走査方向の曲率半径の自由変化を妨げること
なく、温度補正効果が得られるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態に係る光走査装置及びその光学特性補正装
置について説明する。図１は本実形態に係る光走査装置
の光学系であり、図１の（ａ）は主走査方向から、図１
の（ｂ）は副走査方向から見た図である。図１におい
て、レーザなどからなる光源１から射出した発散光束
は、カップリングレンズ２によって集束され、所望の光
束状態にカップリングされる。ここでは、略平行光束に
カップリングしている。また、カップリングレンズ２か
ら射出した光束は、樹脂製レンズ１０に入射する。樹脂
製レンズ１０の入射面１０aは、主走査方向と副走査方
向とで異なった負のパワーを持ち、主走査方向よりも副
走査方向により大きなパワーを持つアナモフィックな形
状をしている。樹脂製レンズ１０の射出面１０bは、副
走査方向にのみ負のパワーを持つシリンドリカル面であ
る。
の一実施形態に係る光走査装置及びその光学特性補正装
置について説明する。図１は本実形態に係る光走査装置
の光学系であり、図１の（ａ）は主走査方向から、図１
の（ｂ）は副走査方向から見た図である。図１におい
て、レーザなどからなる光源１から射出した発散光束
は、カップリングレンズ２によって集束され、所望の光
束状態にカップリングされる。ここでは、略平行光束に
カップリングしている。また、カップリングレンズ２か
ら射出した光束は、樹脂製レンズ１０に入射する。樹脂
製レンズ１０の入射面１０aは、主走査方向と副走査方
向とで異なった負のパワーを持ち、主走査方向よりも副
走査方向により大きなパワーを持つアナモフィックな形
状をしている。樹脂製レンズ１０の射出面１０bは、副
走査方向にのみ負のパワーを持つシリンドリカル面であ
る。
【００１６】樹脂レンズ１０を透過した光束は、副走査
方向にのみ負のパワーを持つ樹脂製レンズ１１を透過し
た後、ガラス製トロイダルレンズ１２に入射する。トロ
イダルレンズ１２を透過した光束は、主走査方向におい
ては、略平行光束になって光偏向器５に入射し、副走査
方向においては、偏向反射面近傍に、主走査方向に長く
略線状に集光する。
方向にのみ負のパワーを持つ樹脂製レンズ１１を透過し
た後、ガラス製トロイダルレンズ１２に入射する。トロ
イダルレンズ１２を透過した光束は、主走査方向におい
ては、略平行光束になって光偏向器５に入射し、副走査
方向においては、偏向反射面近傍に、主走査方向に長く
略線状に集光する。
【００１７】なお、ガラス製トロイダルレンズ１２は、
入射面と出射面とがそれぞれシリンダー面と球面とから
構成されても良く、異なるパワーを持ったシリンダー面
とシリンダー面とから構成されても良い。また、ガラス
製トロイダルレンズ１２は、カップリングレンズ２から
射出する光束のカップリング状態を変えることなどによ
り、ガラス製シリンドリカルレンズで構成することもで
きる。
入射面と出射面とがそれぞれシリンダー面と球面とから
構成されても良く、異なるパワーを持ったシリンダー面
とシリンダー面とから構成されても良い。また、ガラス
製トロイダルレンズ１２は、カップリングレンズ２から
射出する光束のカップリング状態を変えることなどによ
り、ガラス製シリンドリカルレンズで構成することもで
きる。
【００１８】光偏向器５の偏向反射面近傍に主走査方向
に長く略線上に集光した光束は、光偏向器５が回転駆動
されることによって偏向され、偏向された光束は、少な
くとも１枚の樹脂製結像素子を含む第３光学系６０によ
って、主走査方向、副走査方向それぞれの像面湾曲、及
びｆθ特性などの光学特性を補正しつつ、被走査面７上
に光スポットとして結像するとともに、被走査面７上を
走査する。光偏向器５は光束を等角速度的に偏向するの
に対し、第３光学系６０が有するｆθ特性によって被走
査面７上では等速度的に走査される。
に長く略線上に集光した光束は、光偏向器５が回転駆動
されることによって偏向され、偏向された光束は、少な
くとも１枚の樹脂製結像素子を含む第３光学系６０によ
って、主走査方向、副走査方向それぞれの像面湾曲、及
びｆθ特性などの光学特性を補正しつつ、被走査面７上
に光スポットとして結像するとともに、被走査面７上を
走査する。光偏向器５は光束を等角速度的に偏向するの
に対し、第３光学系６０が有するｆθ特性によって被走
査面７上では等速度的に走査される。
【００１９】周知のとおり、光源１は、書き込もうとす
る画像信号によって変調されるため、被走査面７上を光
スポットが走査することにより、均等に帯電されている
被走査面７上に、前記画像信号に対応した画像が１本１
本の光束によって静電潜像として書き込まれていく。こ
の静電潜像形成は、周知の電子写真プロセスの一プロセ
スであり、一連の電子写真プロセスが実行されることに
より、転写紙に転写された画像を得ることができる。
る画像信号によって変調されるため、被走査面７上を光
スポットが走査することにより、均等に帯電されている
被走査面７上に、前記画像信号に対応した画像が１本１
本の光束によって静電潜像として書き込まれていく。こ
の静電潜像形成は、周知の電子写真プロセスの一プロセ
スであり、一連の電子写真プロセスが実行されることに
より、転写紙に転写された画像を得ることができる。
【００２０】ここで、第３光学系６０における樹脂製結
像素子の温度変化による主走査方向及び副走査方向の像
面湾曲変動のうち、主走査方向の像面湾曲変動を、第２
光学系８０を構成する前記一つの樹脂製レンズ１０の温
度変化による入射面１０aの主走査方向のパワー変動で
補正するようになっている。
像素子の温度変化による主走査方向及び副走査方向の像
面湾曲変動のうち、主走査方向の像面湾曲変動を、第２
光学系８０を構成する前記一つの樹脂製レンズ１０の温
度変化による入射面１０aの主走査方向のパワー変動で
補正するようになっている。
【００２１】また、第３光学系６０における樹脂製結像
素子の温度変化による副走査方向の像面湾曲変動を、前
記樹脂製レンズ１０の温度変化による入射面１０aの副
走査方向のパワー変動、射出面１０ｂのパワー変動及び
第２光学系８０を構成するもう一つの樹脂製レンズ１１
の入射面１１aのパワー変動で補正するようになってい
る。
素子の温度変化による副走査方向の像面湾曲変動を、前
記樹脂製レンズ１０の温度変化による入射面１０aの副
走査方向のパワー変動、射出面１０ｂのパワー変動及び
第２光学系８０を構成するもう一つの樹脂製レンズ１１
の入射面１１aのパワー変動で補正するようになってい
る。
【００２２】次に、第２光学系８０の実施例を示す。樹
脂製レンズ１０の中心の厚さをｄ１、樹脂製レンズ１０
ともう一つの樹脂製レンズ１１の中心間隔をｄ２、レン
ズ１１の中心厚さをｄ３、レンズ１１とガラス製トロイ
ダルレンズ１２の中心間隔をｄ４、レンズ１２の中心厚
さをｄ５、レンズ１２と光偏向器５の偏向反射面との間
隔をｄ６とすると、ｄ１＝３ｍｍ、ｄ２＝５ｍｍ、ｄ３
＝３ｍｍ、ｄ４＝５ｍｍ、ｄ５＝６ｍｍ、ｄ６＝１２
９．８ｍｍである また、 １０aの曲率半径 主−１１９．５２ｍｍ 副−１６．７ｍｍ １０bの曲率半径 主∞ 副 １６．７ｍｍ １１aの曲率半径 主∞ 副−１６．７ｍｍ １１bの曲率半径 主∞ 副 ∞ １２aの曲率半径 主∞ 副 １３．５４ｍｍ １２bの曲率半径 主−１７９．９７８ｍｍ（球面） 樹脂製レンズ１０，１１の屈折率 １．５２３９７８
（λ＝７８０ｎｍ、２５℃時） 樹脂製レンズ１０，１１の線膨張係数 ７×１０−５ ガラス製レンズの屈折率 １．７３３２７８（λ＝７８
０ｎｍ、２５℃時） ガラス製レンズの線膨張係数 ５．４×１０−６ レンズ取付部（ベース部）の線膨張係数 ２．３１×１
０−５ 第３光学系の主走査方向合成焦点距離 ２２５．３ｍｍ 第３光学系の副走査方向合成焦点距離 ７８ｍｍ 書込幅 ±１６１．５ｍｍ 画角 ±４０．６度 である。
脂製レンズ１０の中心の厚さをｄ１、樹脂製レンズ１０
ともう一つの樹脂製レンズ１１の中心間隔をｄ２、レン
ズ１１の中心厚さをｄ３、レンズ１１とガラス製トロイ
ダルレンズ１２の中心間隔をｄ４、レンズ１２の中心厚
さをｄ５、レンズ１２と光偏向器５の偏向反射面との間
隔をｄ６とすると、ｄ１＝３ｍｍ、ｄ２＝５ｍｍ、ｄ３
＝３ｍｍ、ｄ４＝５ｍｍ、ｄ５＝６ｍｍ、ｄ６＝１２
９．８ｍｍである また、 １０aの曲率半径 主−１１９．５２ｍｍ 副−１６．７ｍｍ １０bの曲率半径 主∞ 副 １６．７ｍｍ １１aの曲率半径 主∞ 副−１６．７ｍｍ １１bの曲率半径 主∞ 副 ∞ １２aの曲率半径 主∞ 副 １３．５４ｍｍ １２bの曲率半径 主−１７９．９７８ｍｍ（球面） 樹脂製レンズ１０，１１の屈折率 １．５２３９７８
（λ＝７８０ｎｍ、２５℃時） 樹脂製レンズ１０，１１の線膨張係数 ７×１０−５ ガラス製レンズの屈折率 １．７３３２７８（λ＝７８
０ｎｍ、２５℃時） ガラス製レンズの線膨張係数 ５．４×１０−６ レンズ取付部（ベース部）の線膨張係数 ２．３１×１
０−５ 第３光学系の主走査方向合成焦点距離 ２２５．３ｍｍ 第３光学系の副走査方向合成焦点距離 ７８ｍｍ 書込幅 ±１６１．５ｍｍ 画角 ±４０．６度 である。
【００２３】なお、曲率半径を示す欄において、「主」
とは主走査方向を、「副」とは副走査方向を示す。
とは主走査方向を、「副」とは副走査方向を示す。
【００２４】図２に、前記実施例における光学特性改善
の計算結果を示す。図２において「Ｙ」は像高を示して
おり、この例では像高（書込幅）が１６１．５ｍｍとな
っている。図２の（ａ）は第２光学系８０に樹脂製レン
ズを用いない場合を示しており、温度の中央値として２
５℃での主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を中央
に、１０℃及び４５℃に対する像面湾曲変動を左右にそ
れぞれ示す。この図から、温度変動によって像面湾曲が
大きく変動していることが分かる。
の計算結果を示す。図２において「Ｙ」は像高を示して
おり、この例では像高（書込幅）が１６１．５ｍｍとな
っている。図２の（ａ）は第２光学系８０に樹脂製レン
ズを用いない場合を示しており、温度の中央値として２
５℃での主走査方向及び副走査方向の像面湾曲を中央
に、１０℃及び４５℃に対する像面湾曲変動を左右にそ
れぞれ示す。この図から、温度変動によって像面湾曲が
大きく変動していることが分かる。
【００２５】図２の（ｂ）は前記実施例の場合であっ
て、第２光学系８０に結像素子として樹脂製レンズを用
いるとともに、第２光学系８０の樹脂製結像素子の光軸
方向の位置決め基準面を光偏向器側に設け、さらに、温
度が１０℃及び４５℃に変動した場合の像面湾曲を示し
ている。図２の（ｂ）から明らかなように、温度が１０
℃及び４５℃に変動しても、像面湾曲の変動がごく少な
く抑えられ、像面湾曲の変動が良好に補正されているこ
とが分かる。
て、第２光学系８０に結像素子として樹脂製レンズを用
いるとともに、第２光学系８０の樹脂製結像素子の光軸
方向の位置決め基準面を光偏向器側に設け、さらに、温
度が１０℃及び４５℃に変動した場合の像面湾曲を示し
ている。図２の（ｂ）から明らかなように、温度が１０
℃及び４５℃に変動しても、像面湾曲の変動がごく少な
く抑えられ、像面湾曲の変動が良好に補正されているこ
とが分かる。
【００２６】図２の（ｃ）には、第２光学系８０の樹脂
製結像素子の光軸方向の位置決め基準面を、光偏向器側
ではなく、光源側に設けた場合の、温度変動による像面
湾曲変動を示している。主走査方向の像面湾曲変動に関
しては、位置決め基準面を光偏向器側に設けた場合と略
同等であるが、副走査方向に関しては、温度が１０℃及
び４５℃に変動すると、位置決め基準面を光偏向器側に
設けた場合と比較すると像面湾曲変動が約０．１ｍｍ大
きくなっている。このことから、第２光学系８０の樹脂
製結像素子の光軸方向の位置決め基準面は、これを偏向
器側に設けた方が、温度変動に対する像面湾曲変動を補
正する効果を高めることが分かる。
製結像素子の光軸方向の位置決め基準面を、光偏向器側
ではなく、光源側に設けた場合の、温度変動による像面
湾曲変動を示している。主走査方向の像面湾曲変動に関
しては、位置決め基準面を光偏向器側に設けた場合と略
同等であるが、副走査方向に関しては、温度が１０℃及
び４５℃に変動すると、位置決め基準面を光偏向器側に
設けた場合と比較すると像面湾曲変動が約０．１ｍｍ大
きくなっている。このことから、第２光学系８０の樹脂
製結像素子の光軸方向の位置決め基準面は、これを偏向
器側に設けた方が、温度変動に対する像面湾曲変動を補
正する効果を高めることが分かる。
【００２７】図３および図４は第２光学系８０を構成す
る結像素子の調整機構の実施例である。本実施例では、
樹脂製結像素子１０、樹脂製結像素子１１、ガラス製結
像素子１２のすべての結像素子に調整機構を設けた例で
あるが、その内、一箇所以上調整機構を設ければ良い。
る結像素子の調整機構の実施例である。本実施例では、
樹脂製結像素子１０、樹脂製結像素子１１、ガラス製結
像素子１２のすべての結像素子に調整機構を設けた例で
あるが、その内、一箇所以上調整機構を設ければ良い。
【００２８】樹脂製結像素子１０は、外形が円筒（ある
いは副走査方向が長い小判形状でも良い）の内セル２０
の中に嵌合して、光偏向器側の基準面に突き当てられ、
主走査方向両端部を図５に示す接着剤７０で接着保持さ
れる。この結像素子を接着した内セル２０は、更に、外
形が円筒の外セル２１の小判穴に精度良く保持され、図
３に示すＺ方向に摺動可能になっている。本実施例で
は、外セル２１の底部に圧縮バネ２７を配置して、内セ
ル２０を常に上方向に押圧するようにしている。また、
外セル２１の上部にネジ穴を設け、ここに調整ネジ２６
を締め付けることにより、Ｚ方向の位置調整を行う。こ
の時、押圧を受けるのは内セル２０であり、調整機構に
よって樹脂製結像素子１０に直接応力が発生することは
ない。図３のγ回転方向の調整は、外セル２１を回転さ
せることで行う。外セル２１はＶブロック形状の保持構
造体２８の上に載っているので、外セル２１をγ回転さ
せても精度良く保持できる。その他の結像素子のＺ方向
の調整機構、γ回転調整機構については同様なので省略
する。
いは副走査方向が長い小判形状でも良い）の内セル２０
の中に嵌合して、光偏向器側の基準面に突き当てられ、
主走査方向両端部を図５に示す接着剤７０で接着保持さ
れる。この結像素子を接着した内セル２０は、更に、外
形が円筒の外セル２１の小判穴に精度良く保持され、図
３に示すＺ方向に摺動可能になっている。本実施例で
は、外セル２１の底部に圧縮バネ２７を配置して、内セ
ル２０を常に上方向に押圧するようにしている。また、
外セル２１の上部にネジ穴を設け、ここに調整ネジ２６
を締め付けることにより、Ｚ方向の位置調整を行う。こ
の時、押圧を受けるのは内セル２０であり、調整機構に
よって樹脂製結像素子１０に直接応力が発生することは
ない。図３のγ回転方向の調整は、外セル２１を回転さ
せることで行う。外セル２１はＶブロック形状の保持構
造体２８の上に載っているので、外セル２１をγ回転さ
せても精度良く保持できる。その他の結像素子のＺ方向
の調整機構、γ回転調整機構については同様なので省略
する。
【００２９】次に、図４のＸ方向の調整について説明す
る。保持構造体２８に光軸方向の基準として光偏向器側
に突き当て基準を設け、ガラス製結像素子１２の外セル
２５の端面を突き当てる。その他の結像素子は図示して
いない外部の位置調整手段によってＸ方向の位置を調整
することによって行う。保持構造体２８上に調整された
各結像素子の外セルは接着剤等の固定手段により固定さ
れる。
る。保持構造体２８に光軸方向の基準として光偏向器側
に突き当て基準を設け、ガラス製結像素子１２の外セル
２５の端面を突き当てる。その他の結像素子は図示して
いない外部の位置調整手段によってＸ方向の位置を調整
することによって行う。保持構造体２８上に調整された
各結像素子の外セルは接着剤等の固定手段により固定さ
れる。
【００３０】次に、第２光学系８０全体の光軸方向の調
整について説明する。光学ハウジング２９あるいは保持
構造体２８に平行移動手段を設けて、光軸方向に移動さ
せて位置調整を行うことで所定のスポット径を得る。本
実施例では、光学ハウジング２９に長溝を設け、保持構
造体２８にこの長溝に嵌合する突起部を設けて嵌合させ
ることにより精度を維持して光軸方向に図示していない
外部調整手段により位置決めし、接着等の固定手段によ
り固定される。
整について説明する。光学ハウジング２９あるいは保持
構造体２８に平行移動手段を設けて、光軸方向に移動さ
せて位置調整を行うことで所定のスポット径を得る。本
実施例では、光学ハウジング２９に長溝を設け、保持構
造体２８にこの長溝に嵌合する突起部を設けて嵌合させ
ることにより精度を維持して光軸方向に図示していない
外部調整手段により位置決めし、接着等の固定手段によ
り固定される。
【００３１】図５は第２光学系８０を構成する結像素子
の内セルへの接着状態を示した図である。図示のよう
に、主走査方向両端２箇所のみを接着し、その他の部分
はフリー状態にしておく（第２光学系８０を構成する結
像素子と結像素子保持部材の嵌合部に、結像素子の主走
査方向両端部に接着部及び接着剤逃げ部を設ける）。ま
た、内セル２０と樹脂製結像素子１０との嵌合部のクリ
アランスは、図６に示すように、設置環境温度に対応し
て常にクリアランスを確保できるように設定する（第２
光学系８０を構成する結像素子と結像素子保持部材との
嵌合部最小クリアランスを、それぞれの線膨張係数の差
により発生する形状変化量の差よりも大きく設定す
る）。
の内セルへの接着状態を示した図である。図示のよう
に、主走査方向両端２箇所のみを接着し、その他の部分
はフリー状態にしておく（第２光学系８０を構成する結
像素子と結像素子保持部材の嵌合部に、結像素子の主走
査方向両端部に接着部及び接着剤逃げ部を設ける）。ま
た、内セル２０と樹脂製結像素子１０との嵌合部のクリ
アランスは、図６に示すように、設置環境温度に対応し
て常にクリアランスを確保できるように設定する（第２
光学系８０を構成する結像素子と結像素子保持部材との
嵌合部最小クリアランスを、それぞれの線膨張係数の差
により発生する形状変化量の差よりも大きく設定す
る）。
【００３２】以上説明したように、本実施形態の光走査
装置では、第２光学系８０を少なくとも一つの樹脂製結
像素子１０，１１で構成し、この樹脂製結像素子１０，
１１の光軸方向の位置決め基準面を偏向器５側に設け、
保持方法を工夫しているため、環境温度などの変動によ
る光学素子の曲率半径変動や屈折率変動によって発生す
る像面湾曲を補正する効果が高まり、また、温度変動な
どによる光学素子の形状変化が像面湾曲補正に有利に働
くようになる。具体的には、第２光学系８０のすべての
結像素子に光軸方向の調整、光軸と直交方向の調整、略
光軸を中心としたγ回転の調整が行えるため、光軸及び
母線合わせが可能となり、ビームスポット径の小径化が
可能となる。また、各結像素子の取付基準を統一化する
ことにより温度補正効果の高い光学系が達成できる。ま
た、樹脂製結像素子に対する保持を、主走査方向の両端
部のみの接着とし、更に温度変動時の線膨張係数の差に
よって発生する形状変化量を見込んで最小クリアランス
を設定しているので、樹脂製結像素子に外部からの応力
を与えることなく、自由膨張することによって温度補正
効果の高い光学系を得ることができる。
装置では、第２光学系８０を少なくとも一つの樹脂製結
像素子１０，１１で構成し、この樹脂製結像素子１０，
１１の光軸方向の位置決め基準面を偏向器５側に設け、
保持方法を工夫しているため、環境温度などの変動によ
る光学素子の曲率半径変動や屈折率変動によって発生す
る像面湾曲を補正する効果が高まり、また、温度変動な
どによる光学素子の形状変化が像面湾曲補正に有利に働
くようになる。具体的には、第２光学系８０のすべての
結像素子に光軸方向の調整、光軸と直交方向の調整、略
光軸を中心としたγ回転の調整が行えるため、光軸及び
母線合わせが可能となり、ビームスポット径の小径化が
可能となる。また、各結像素子の取付基準を統一化する
ことにより温度補正効果の高い光学系が達成できる。ま
た、樹脂製結像素子に対する保持を、主走査方向の両端
部のみの接着とし、更に温度変動時の線膨張係数の差に
よって発生する形状変化量を見込んで最小クリアランス
を設定しているので、樹脂製結像素子に外部からの応力
を与えることなく、自由膨張することによって温度補正
効果の高い光学系を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、設
置環境温度が常温に対して低温から高温まで変化して
も、像面湾曲の変化を最小限に補正し、ビームスポット
径の均一かつ小径化を達成することができる。
置環境温度が常温に対して低温から高温まで変化して
も、像面湾曲の変化を最小限に補正し、ビームスポット
径の均一かつ小径化を達成することができる。
【００３４】請求項２に記載された発明によれば、第２
光学系の各結像素子に対してそれぞれ単独の光学素子保
持部材を設けているため、独立して各結像素子の位置調
整が精度良く行なえ、また、第２光学系全体を保持する
構造体を設けているため、初期調整の容易化を図ること
ができる。
光学系の各結像素子に対してそれぞれ単独の光学素子保
持部材を設けているため、独立して各結像素子の位置調
整が精度良く行なえ、また、第２光学系全体を保持する
構造体を設けているため、初期調整の容易化を図ること
ができる。
【００３５】請求項３に記載された発明によれば、第２
光学系の各結像素子に結像素子保持部材との線膨張係数
の差に起因する外部応力が作用するのを防止して、ビー
ムスポット径の均一かつ小径化を達成することができ
る。
光学系の各結像素子に結像素子保持部材との線膨張係数
の差に起因する外部応力が作用するのを防止して、ビー
ムスポット径の均一かつ小径化を達成することができ
る。
【００３６】請求項４に記載された発明によれば、第２
光学系を構成する結像素子の主走査方向両端部のみを光
学素子保持部材に対して接着固定しているため、副走査
方向の曲率半径の自由変化を妨げることなく、温度補正
効果が得られるようになる。
光学系を構成する結像素子の主走査方向両端部のみを光
学素子保持部材に対して接着固定しているため、副走査
方向の曲率半径の自由変化を妨げることなく、温度補正
効果が得られるようになる。
【図１】本発明の一実施形態に係る光走査装置の光学系
であり、（ａ）は主走査方向から見た図、（ｂ）は副走
査方向から見た図である。
であり、（ａ）は主走査方向から見た図、（ｂ）は副走
査方向から見た図である。
【図２】（ａ）は第２光学系に樹脂製レンズを用いない
場合の温度変動による像面湾曲変動を示す図、（ｂ）は
第２光学系に結像素子として樹脂製レンズを用いるとと
もに第２光学系の樹脂製結像素子の光軸方向の位置決め
基準面を光偏向器側に設けた本発明の一実施形態におけ
る温度変動による像面湾曲変動を示す図、（ｃ）は第２
光学系の樹脂製結像素子の光軸方向の位置決め基準面を
光偏向器側ではなく光源側に設けた場合の温度変動によ
る像面湾曲変動を示す図である。
場合の温度変動による像面湾曲変動を示す図、（ｂ）は
第２光学系に結像素子として樹脂製レンズを用いるとと
もに第２光学系の樹脂製結像素子の光軸方向の位置決め
基準面を光偏向器側に設けた本発明の一実施形態におけ
る温度変動による像面湾曲変動を示す図、（ｃ）は第２
光学系の樹脂製結像素子の光軸方向の位置決め基準面を
光偏向器側ではなく光源側に設けた場合の温度変動によ
る像面湾曲変動を示す図である。
【図３】第２光学系を構成する結像素子のγ回転方向の
調整機構の正面図である。
調整機構の正面図である。
【図４】第２光学系を構成する結像素子のＸ方向の調整
機構の断面図である。
機構の断面図である。
【図５】第２光学系を構成する結像素子の内セルへの接
着状態を示す図である。
着状態を示す図である。
【図６】設置環境温度と保持部材の内径および結像素子
の外径との関係を示すグラフ図である。
の外径との関係を示すグラフ図である。
１ 光源 ２ 第１光学系 ５ 光偏向器 ７ 被走査面 １０ 樹脂製結像素子 １１ 樹脂製結像素子 １２ ガラス製結像素子 １０a 入射面 １０b 出射面 １１a 入射面 １１b 出射面 １２a 入射面 １２b 出射面 ２０，２２，２４ 内セル ２１，２３，２５ 外セル ２６ 調整ネジ ２７ 圧縮バネ ２８ 保持構造体 ２９ 光学ハウジング ６０ 第３光学系 ８０ 第２光学系
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 7/00 Ｇ０２Ｂ 7/02 Ｃ ５Ｃ０７２ 7/02 13/00 13/00 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ Ｆターム(参考） 2C362 AA43 AA45 AA46 AA48 BA84 BA86 BA90 DA03 2H043 AB05 AB10 AB14 AB37 AE02 AE04 AE23 2H044 AC01 2H045 CA03 CA63 CB22 DA02 2H087 KA08 KA19 LA22 PA03 PA05 PA17 PB03 PB05 RA07 RA08 RA45 5C072 AA03 BA12 DA17 HA01 HA08 HA13 XA01 XA05
Claims (4)
- 【請求項１】 光束を放射する光源と、 前記光源からの光束をカップリングする第１光学系と、 前記第１光学系からの光束を主走査方向に長い線状に集
光する第２光学系と、 前記線状の集光部近傍に偏向反射面を有し、この偏向反
射面により光束を偏向する光偏向器と、 前記光偏向器による偏向光束を被走査面上に光スポット
として集光する第３光学系と、 を備えて成る光走査装置において、 前記第３光学系は、少なくとも１枚の樹脂製結像素子を
有し、 前記第２光学系は、少なくとも１枚の樹脂製結像素子
と、少なくとも１枚のガラス製結像素子とを有し、 前記第２光学系を構成する少なくとも１枚の樹脂製結像
素子は、光軸方向の位置決め基準面を前記偏向器側に有
し、 更に、光軸方向の調整機構と、光軸と直交する方向の調
整機構と、略光軸を中心として回転可能な調整機構とを
備えていることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】 第２光学系を構成する結像素子はそれぞ
れ単独の結像素子保持部材で保持され、その結像素子保
持部材を第２光学系全体を保持する構造体に搭載し、そ
の構造体は光軸方向に移動可能であることを特徴とする
請求項１に記載の光走査装置。 - 【請求項３】 第２光学系を構成する結像素子と結像素
子保持部材との嵌合部最小クリアランスを、それぞれの
線膨張係数の差により発生する形状変化量の差よりも大
きく設定することを特徴とする請求項２に記載の光走査
装置。 - 【請求項４】 第２光学系を構成する結像素子と結像素
子保持部材の嵌合部に、結像素子の主走査方向両端部に
接着部及び接着剤逃げ部を設けることを特徴とする請求
項２に記載の光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001075690A JP2002277783A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001075690A JP2002277783A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002277783A true JP2002277783A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18932726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001075690A Pending JP2002277783A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002277783A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006091725A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Nalux Co Ltd | レーザ光源を含む光学装置およびその調整方法 |
| JP2006145928A (ja) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Olympus Corp | 光学ブロック及び光学ブロックシステム |
| JP2007304166A (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Canon Inc | 光学走査装置 |
| JP2008096957A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-04-24 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
| US8223418B2 (en) | 2008-02-05 | 2012-07-17 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
-
2001
- 2001-03-16 JP JP2001075690A patent/JP2002277783A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006091725A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Nalux Co Ltd | レーザ光源を含む光学装置およびその調整方法 |
| JP2006145928A (ja) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Olympus Corp | 光学ブロック及び光学ブロックシステム |
| JP2007304166A (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Canon Inc | 光学走査装置 |
| JP2008096957A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-04-24 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
| US8134766B2 (en) | 2006-09-14 | 2012-03-13 | Ricoh Company, Limited | Optical scanning device and image forming apparatus |
| US8223418B2 (en) | 2008-02-05 | 2012-07-17 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
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