JP2004294714A

JP2004294714A - レーザ走査光学装置

Info

Publication number: JP2004294714A
Application number: JP2003086326A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nagasaka; 泰志長坂; Hidenari Tatebe; 秀成立部
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】走査レンズの位置ずれを極力抑えることができ、光学的特性の良好なレーザ走査光学装置を得る。
【解決手段】光源から放射されたレーザビームをポリゴンミラーにて主走査方向に等角速度で偏向し、偏向されたレーザビームを走査レンズ９ａによって感光体ドラム２０上で結像させるレーザ走査光学装置。走査レンズ９ａはホルダ３０を介して支持部材に取り付けられている。走査レンズ９ａはホルダ３０の平面部３２の両端部に設けた突起３３，３３と中央部に設けたねじ部材３４によって支持され、矢印ｂ方向から弾性的に押圧されることで副走査方向ｚに位置固定されている。ねじ部材３４を平面部３２に対して進退させることで走査レンズ９ａは副走査方向ｚの面上で湾曲し、この湾曲を調整することで感光体上での走査ラインのボウを補正することができる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ走査光学装置、特に、偏向手段で偏向されたレーザビームを走査レンズによって感光体上で結像させるレーザ走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
一般に、電子写真方式による複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、偏向手段（ポリゴンミラー）で主走査方向に偏向されたレーザビームを走査レンズによって感光体上で結像させている。
【０００３】
この種の走査レンズは、レーザビームにｆθ特性を与えたり収差を補正するために、主走査方向及び副走査方向にパワーを有しており、その取付け位置がずれると光学的特性が劣化するという問題点を有している。特に、画像を３原色と黒色に分解して都合４色に対応するレーザビームでそれぞれの感光体上に同時に描画し、それらの画像を重ね合わせるタンデム方式のフルカラープリンタでは、走査レンズの位置ずれが色ずれの原因となり、早急な解決が求められている。
【０００４】
一方、近年では樹脂製の走査レンズが多用されており、樹脂製レンズはガラス製レンズと比較すると可撓性を有するため、本発明者は樹脂製レンズの可撓性を利用して光学的特性を調整することの可能性を考慮している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３５０７６１号公報
【０００６】
特許文献１には、長尺の平面ミラーを、振動対策を施した状態で、ホルダを介して光学装置のハウジングに固定する構造が開示されている。しかし、特許文献１に開示されている保持機構は、平面ミラーに関するものであって、パワーを有する面を備えたレンズに関する保持機構ではない。また、平面ミラーの主走査方向及び／又は副走査方向に関する位置調整、あるいは、平面ミラーをホルダを介してどのように位置調整するかに関しては、何ら開示されていない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、走査レンズの位置ずれを極力抑えることができ、光学的特性の良好なレーザ走査光学装置を提供することにある。
【０００８】
【発明の構成、作用及び効果】
以上の目的を達成するため、本発明は、光源と、該光源から放射されたレーザビームを主走査方向に等角速度で偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向されたレーザビームを感光体上で結像させる走査レンズとを備えたレーザ走査光学装置において、前記走査レンズはホルダを介して支持部材に取り付けられ、前記走査レンズの前記支持部材に対する主走査方向及び副走査方向に関する固定位置が調整可能であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るレーザ走査光学装置において、走査レンズはホルダを介して支持部材に取り付けられ、該支持部材は光学装置のハウジングの所定位置に取り付けられる。なお、光学装置のハウジングが支持部材として機能するような構成であってもよい。そして、走査レンズの支持部材に対する主走査方向及び副走査方向に関する固定位置を調整することにより、走査レンズの位置ずれを極力抑えて設計どおりに配置することができ、光学的特性の良好なレーザ走査光学装置を得ることができる。
【００１０】
本発明に係るレーザ走査光学装置において、走査レンズの固定位置の調整手段は、走査レンズをホルダに対して変位させる調整手段、及び／又は、ホルダを支持部材に対して変位させる調整手段によって構成することができる。
【００１１】
例えば、走査レンズをホルダに対して変位させる調整手段は、走査レンズの可撓性を利用して副走査方向の面上での湾曲を調整する。このような調整にて、感光体上での走査ラインのボウを補正することができる。
【００１２】
また、ホルダを支持部材に対して変位させる調整手段は、走査レンズの主走査方向に対する傾きを調整する。このような調整にて、感光体上での走査ラインの傾きを補正することができる。
【００１３】
さらに、ホルダを支持部材に対して変位させる調整手段は、走査レンズの主走査方向に沿った位置を調整する。このような調整にて、感光体上での走査ラインの主走査方向位置を補正することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
（レーザ走査光学装置の概略構成、図１及び図２参照）
図１及び図２は、本発明の一実施形態であるレーザ走査光学装置１の概略構成を示す。このレーザ走査光学装置１は並置された四つの感光体ドラム２０（２０Ｋ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙ）にそれぞれレーザビームＢＫ，ＢＣ，ＢＭ，ＢＹを照射して、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭ及びイエローＹの各色の画像を形成するように構成されている。
【００１６】
四つの感光体ドラム２０を並置したフルカラーの複写機ないしプリンタはタンデム方式と称され、その構成及び画像形成工程は従来周知であり、詳細な説明は省略する。
【００１７】
レーザ走査光学装置１は、光源ユニット３と、偏向器（以下、ポリゴンミラーと称する）８と、第１走査レンズ９ａと、平面ミラー１０，１１（１０Ｋ，１１Ｋ，１０Ｃ，１１Ｃ，１０Ｍ，１１Ｍ，１０Ｙと、第２走査レンズ９ｂ（９ｂＫ，９ｂＣ，９ｂＭ，９ｂＹ）とで構成されている。また、これらの各種光学素子はハウジング２に搭載されている。
【００１８】
光源ユニット３は、レーザダイオード４（４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ）と、平面ミラー５（５Ｋ，５Ｃ，５Ｍ）と、平面ミラー６と、シリンドリカルレンズ７とで構成されている。各レーザダイオード４から放射されたレーザビームは（必要に応じて図示しないコリメータレンズで略平行光に変換され）、各平面ミラー５及び平面ミラー６で反射してシリンドリカルレンズ７で副走査方向ｚに集光され、ポリゴンミラー８に導かれる。
【００１９】
各レーザビームはポリゴンミラー８の回転に基づいて主走査方向ｙに等角速度で偏向され、走査レンズ９ａ，９ｂを透過することで、ｆθ特性を与えられ、かつ、必要な収差を補正され、平面ミラー１０，１１で構成される光路に沿って各感光体ドラム２０上で結像する。
【００２０】
ところで、４本のレーザビームＢＫ，ＢＣ，ＢＭ，ＢＹは、図２に示されているように、互いに平行ではなく、副走査方向ｚに関して互いに等しいピッチの角度を有してポリゴンミラー８にて主走査方向ｙに偏向され、同時に第１走査レンズ９ａを透過する。４本のレーザビームにそれぞれ副走査方向の角度を付けたのは、それぞれの光路を分離するのを容易にするためである。
【００２１】
（走査レンズの保持／調整機構）
以下、走査レンズ９ａの保持／調整機構についてその第１例及び第２例を説明する。ここで用いられている走査レンズ９ａは、樹脂製であって、主走査方向ｙ及び副走査方向ｚにパワーを有するものである。
【００２２】
（第１例、図３及び図４参照）
本第１例では、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、走査レンズ９ａをホルダ３０に取り付け、さらに、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、ホルダ３０を支持部材４０に取り付けたものである。ホルダ３０はステンレス等の金属製板材からプレス加工等により形成され、走査レンズ９ａを透過したレーザビームが通過するスリット部（図示せず）がそれぞれ形成されている。また、支持部材４０はハウジング２の所定位置に取り付けられる。
【００２３】
走査レンズ９ａは、図３（Ｂ）に示すように、ｘ方向に関して、板ばね等の弾性部材によって矢印ａ方向に押圧されることによりホルダ３０の平面部３１にて位置決めした状態で保持される。副走査方向ｚに関しては、図３（Ａ）に示すように、板ばね等の弾性部材によって矢印ｂ方向に押圧されることによりホルダ３０の平面部３２に設けた突起３３，３３及びねじ部材３４にて位置決めした状態で保持される。また、主走査方向ｙに関しては、図示していないが、走査レンズ９ａに形成した突起がホルダ３０に形成した溝部に嵌合することで位置決めされている。
【００２４】
走査レンズ９ａは、副走査方向ｚに関しては３点で支持されている。即ち、両端部は突起３３，３３の先端で支持され、中央部はねじ部材３４の先端で支持されている。ねじ部材３４は平面部３２に螺着されており、副走査方向ｚに移動（進退）可能である。
【００２５】
従って、ねじ部材３４を副走査方向ｚに移動させることで、走査レンズ９ａの中央部分を副走査方向ｚに変位させることができる（図３（Ｃ）参照）。この場合、両端部の突起３３，３３による支持点は不変であるため、走査レンズ９ａは副走査方向の面上で湾曲し、ねじ部材３４の移動量に基づいて湾曲の度合が調整される。走査レンズ９ａを副走査方向ｚの面上でその湾曲を調整することで、感光体ドラム２０上での走査ラインのボウを補正することができる。
【００２６】
走査レンズ９ａを前述の構成で取り付けたホルダ３０は、図４（Ａ）に示すように、ホルダ３０の一端部に形成したピン３５を支持部材４０の穴４１に嵌合させ、ホルダ３０の他端部をカム４５によって副走査方向ｚに変位可能なように、支持部材４０に取り付けられている。この場合、カム４５の回転に基づいて、走査レンズ９ａはホルダ３０と一体的に、ピン３５を支点として副走査方向ｚに回転し、走査レンズ９ａの主走査方向ｙに対する傾きが調整される（図４（Ｃ）参照）。このように、走査レンズ９ａの主走査方向ｙに対する傾きを調整することで、感光体ドラム２０上での走査ラインの傾きを補正することができる。
【００２７】
なお、支持部材４０に対する走査レンズ９ａのｘ方向の位置決めは、ホルダ３０の平面部３１が支持部材４０の平面部４２に当接することで行われる（図４（Ｂ）参照）。
【００２８】
なお、カム４５の回転は、手動で行ってもよいが、精密な調整を達成するにはステッピングモータ等でカム４５の回転量を制御することが好ましい。
【００２９】
（第２例、図５参照）
本第２例において、ホルダ３０に対する走査レンズ９ａの保持／調整機構は図３に示した第１例と同様であり、走査ラインのボウを補正可能である。従って、ホルダ３０に対する支持部材４０の保持／調整機構に関して説明する。
【００３０】
走査レンズ９ａを取り付けたホルダ３０は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ホルダ３０の両端部に形成したピン３６，３６を支持部材４０の長穴４３，４３に嵌合させ、図示しないねじとナット、又は板ばね等の弾性部材によってホルダ３０の平面部３１を支持部材４０の平面部４２に結合させることにより、支持部材４０に取り付けられる。
【００３１】
本第２例において、ピン３６，３６は長穴４３，４３の範囲内で主走査方向ｙに沿って移動可能であり、走査レンズ９ａはホルダ３０と一体的に平行移動し、主走査方向ｙに沿った位置が調整される（図５（Ｃ）参照）。このように、走査レンズ９ａの主走査方向ｙに沿った位置を調整することで、感光体ドラム２０上での走査ラインの主走査方向ｙの位置を補正することができる。
【００３２】
なお、支持部材４０に対する走査レンズ９ａのｘ方向の位置決めは、ホルダ３０の平面部３１が支持部材４０の平面部４２に当接することで行われ（図５（Ｂ）参照）、この点は前記第１例と同様である。
【００３３】
（他の実施形態）
なお、本発明に係るレーザ走査光学装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３４】
例えば、各ビームの光路を形成するための光学素子の配置関係や走査レンズのホルダや支持部材の詳細な形状、構成等は任意である。
【００３５】
ところで、前記第１例では、ホルダによって走査レンズの湾曲を調整し、支持部材によって走査レンズの傾きを調整するようにし、前記第２例では、ホルダによって走査レンズの湾曲を調整し、支持部材によって走査レンズを主走査方向に平行移動可能に保持するように構成した。それ以外に、ホルダによって走査レンズの傾きを調整するようにし、支持部材によって走査レンズを主走査方向に平行移動可能に保持するように構成してもよい。あるいは、ホルダによって走査レンズを平行移動可能に保持し、支持部材によって走査レンズの傾きを調整するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるレーザ走査光学装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】前記レーザ走査光学装置の概略構成を示す立面図である。
【図３】前記レーザ走査光学装置における走査レンズの保持／調整機構の第１例（ホルダに対する走査レンズ取付け状態）を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は走査レンズの湾曲調整状態を示す正面図である。
【図４】前記レーザ走査光学装置における走査レンズの保持／調整機構の第１例（支持部材に対するホルダの取付け状態）を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は走査レンズの傾き調整状態を示す正面図である。
【図５】前記レーザ走査光学装置における走査レンズの保持／調整機構の第２例（支持部材に対するホルダの取付け状態）を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は走査レンズの平行移動状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１…レーザ走査光学装置
２…ハウジング
３…光源ユニット
８…偏向器（ポリゴンミラー）
９ａ…走査レンズ
３０…ホルダ
３３…突起
３４…ねじ部材
３５，３６…ピン
４０…支持部材
４５…カム
ｙ…主走査方向
ｚ…副走査方向

Claims

光源と、該光源から放射されたレーザビームを主走査方向に等角速度で偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向されたレーザビームを感光体上で結像させる走査レンズとを備えたレーザ走査光学装置において、
前記走査レンズはホルダを介して支持部材に取り付けられ、
前記走査レンズの前記支持部材に対する主走査方向及び副走査方向に関する固定位置が調整可能であること、
を特徴とするレーザ走査光学装置。
前記走査レンズの固定位置の調整手段として、走査レンズを前記ホルダに対して変位させる調整手段、及び／又は、ホルダを前記支持部材に対して変位させる調整手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のレーザ走査光学装置。
前記走査レンズを前記ホルダに対して変位させる調整手段は、走査レンズの副走査方向の面上での湾曲を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ走査光学装置。
前記ホルダを前記支持部材に対して変位させる調整手段は、前記走査レンズの主走査方向に対する傾きを調整することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ走査光学装置。
前記ホルダを前記支持部材に対して変位させる調整手段は、前記走査レンズの主走査方向に沿った位置を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ走査光学装置。