JP2978221B2 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビームプリンタ等の光書込み型印刷
装置に用いられる光走査装置に関する。
装置に用いられる光走査装置に関する。
レーザビームプリンタ等の光書込み型印刷装置に用い
られる光走査装置において、近年、主にコスト面から結
像レンズがガラスを研磨したものからプラスチックを成
形したものに転換される傾向がある。
られる光走査装置において、近年、主にコスト面から結
像レンズがガラスを研磨したものからプラスチックを成
形したものに転換される傾向がある。
しかし、材料費や加工費等のコスト面、また量産性の
点ではガラスレンズを凌駕するプラスチックレンズであ
るが、ガラスに比して吸水による体積膨張率や熱膨張率
が大きく、環境状態（温度・湿度）の変化によって容易
にその形状が変化するという欠点を持つ。また、吸水に
より材質の屈折率が変わり、初期の光学性能が得られな
い場合がある。
点ではガラスレンズを凌駕するプラスチックレンズであ
るが、ガラスに比して吸水による体積膨張率や熱膨張率
が大きく、環境状態（温度・湿度）の変化によって容易
にその形状が変化するという欠点を持つ。また、吸水に
より材質の屈折率が変わり、初期の光学性能が得られな
い場合がある。
このように、結像光学系にプラスチックレンズを用い
た光走査装置においては、上述のプラスチックレンズの
変化によりビーム結像性能の変化が生ずる。
た光走査装置においては、上述のプラスチックレンズの
変化によりビーム結像性能の変化が生ずる。
そこで、この結像性能変化を抑制するために、従来か
ら種々の提案がなされてきた。
ら種々の提案がなされてきた。
例えば、プラスチック製の結像レンズ単体の温・湿度
による変化を抑える手法として、電流を流すと発熱する
ジュール熱によって温度制御を行うことのできる導電性
コートを施したプラスチックレンズを用いる方法が提案
されている（特開昭62−291616号公報等）。
による変化を抑える手法として、電流を流すと発熱する
ジュール熱によって温度制御を行うことのできる導電性
コートを施したプラスチックレンズを用いる方法が提案
されている（特開昭62−291616号公報等）。
また、結像光学系の結像性能変化、特に焦点距離の変
化を結像光学系の各要素の光軸方向の位置を能動的に変
化させることによって補正する機構も考えられている。
例えば、光走査装置の光源として多用される半導体レー
ザとコリメータレンズの組合せからなる光源ユニットに
おいて、光源を保持している保持部材とコリメータレン
ズを保持している保持部材のうちの少なくとも一つの保
持部材に、発熱体と該発熱体の熱により伸縮する伸縮部
材を具備し、ピントズレを防止した光源ユニット（特開
平１−235910号公報）が類似技術としてあげられる。
化を結像光学系の各要素の光軸方向の位置を能動的に変
化させることによって補正する機構も考えられている。
例えば、光走査装置の光源として多用される半導体レー
ザとコリメータレンズの組合せからなる光源ユニットに
おいて、光源を保持している保持部材とコリメータレン
ズを保持している保持部材のうちの少なくとも一つの保
持部材に、発熱体と該発熱体の熱により伸縮する伸縮部
材を具備し、ピントズレを防止した光源ユニット（特開
平１−235910号公報）が類似技術としてあげられる。
しかしながら、前述の導電性コートを施したプラスチ
ックレンズを用いた従来技術では、プラスチック製の結
像レンズを等温に保つため、加熱・冷却等を行うもので
あり、温度センサや保温装置等の特別な要素を必要と
し、構造や装置の複雑化やコストアップを招かざるを得
ないものであった。
ックレンズを用いた従来技術では、プラスチック製の結
像レンズを等温に保つため、加熱・冷却等を行うもので
あり、温度センサや保温装置等の特別な要素を必要と
し、構造や装置の複雑化やコストアップを招かざるを得
ないものであった。
また、前述の光源ユニットのように、補正機構を設け
る方式では、センサやコントローラ、アクチュエータな
どの各要素を付加する必要が生じ、前述のレンズを保温
する場合と同様に構造・装置の複雑化やコストアップを
招かざるを得ないという難点がある。
る方式では、センサやコントローラ、アクチュエータな
どの各要素を付加する必要が生じ、前述のレンズを保温
する場合と同様に構造・装置の複雑化やコストアップを
招かざるを得ないという難点がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、結
像レンズとしてプラスチックレンズを用いた光走査装置
において、温・湿度環境の変化による結像性能の変化を
簡単な構成で補正する構造を備えた光走査装置を提供す
ることを目的とする。
像レンズとしてプラスチックレンズを用いた光走査装置
において、温・湿度環境の変化による結像性能の変化を
簡単な構成で補正する構造を備えた光走査装置を提供す
ることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明では、光源装置から
の略平行な光束を線状結像光学系により主走査対応方向
に長い線像として結像させ、上記線像の近傍に偏向反射
面を持つ偏向装置により反射光束を偏向させ、偏向光束
を走査光学系の結像レンズにより被走査面上に光スポッ
トとして結像させて光走査を行う光走査装置であって、
結像レンズのうち少なくとも一つがプラスチックレンズ
である光走査装置において、 前記の光学系各々の位置を定め固定せしめる装置本体
と、結像レンズのうち少なくとも一つを保持する少なく
とも一つの平板状のレンズ保持部材を備え、前記レンズ
保持部材と装置本体とが偏向面に直交する方向に弾性的
に圧接されており、且つ前記レンズ保持部材と装置本体
とが光軸方向に対する位置決め部で一体的に結合され、
且つレンズ保持部材は、吸水膨張率及び熱膨張率を持つ
材質からなり、前記位置決め部を基準位置として温・湿
度環境変化に伴って光軸方向に伸縮することを特徴とす
る。
の略平行な光束を線状結像光学系により主走査対応方向
に長い線像として結像させ、上記線像の近傍に偏向反射
面を持つ偏向装置により反射光束を偏向させ、偏向光束
を走査光学系の結像レンズにより被走査面上に光スポッ
トとして結像させて光走査を行う光走査装置であって、
結像レンズのうち少なくとも一つがプラスチックレンズ
である光走査装置において、 前記の光学系各々の位置を定め固定せしめる装置本体
と、結像レンズのうち少なくとも一つを保持する少なく
とも一つの平板状のレンズ保持部材を備え、前記レンズ
保持部材と装置本体とが偏向面に直交する方向に弾性的
に圧接されており、且つ前記レンズ保持部材と装置本体
とが光軸方向に対する位置決め部で一体的に結合され、
且つレンズ保持部材は、吸水膨張率及び熱膨張率を持つ
材質からなり、前記位置決め部を基準位置として温・湿
度環境変化に伴って光軸方向に伸縮することを特徴とす
る。
本発明の光走査装置においは、結像光学系のうち、少
なくとも一つのレンズを保持する平板状のレンズ保持部
材が、温・湿度環境の変化に伴い、装置本体に設けられ
た光軸方向の位置決め部を基準位置として伸縮するの
で、結像レンズの変化による焦点距離の変化を補正する
ことができ、温・湿度環境の変化があっても良好な結像
性能を維持することが可能となる。
なくとも一つのレンズを保持する平板状のレンズ保持部
材が、温・湿度環境の変化に伴い、装置本体に設けられ
た光軸方向の位置決め部を基準位置として伸縮するの
で、結像レンズの変化による焦点距離の変化を補正する
ことができ、温・湿度環境の変化があっても良好な結像
性能を維持することが可能となる。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図に本発明の光走査装置の走査光学系の概略構成
図を示す。
図を示す。
第１図において、走査光学系は、光源あるいは光源装
置１と、その光源装置１から出射された光束を線状に結
像する線状結像光学系２と、その線状結像光学系２によ
り光束が線状に結像する近傍に偏向反射面４を有する偏
向器３とを備え、その偏向器３と走査面７との間には走
査光学系５が配され、この走査光学系５により走査面７
上を光ビームが走査される。また、各光学系の結像レン
ズはレンズ保持部材6,6′に保持されている。
置１と、その光源装置１から出射された光束を線状に結
像する線状結像光学系２と、その線状結像光学系２によ
り光束が線状に結像する近傍に偏向反射面４を有する偏
向器３とを備え、その偏向器３と走査面７との間には走
査光学系５が配され、この走査光学系５により走査面７
上を光ビームが走査される。また、各光学系の結像レン
ズはレンズ保持部材6,6′に保持されている。
第２図は本発明の走査光学系の偏向面上の構成図であ
り、第３図は、この走査光学系の走査方向と垂直な断面
（副走査方向）を模式的に光軸に沿って表した図であ
る。
り、第３図は、この走査光学系の走査方向と垂直な断面
（副走査方向）を模式的に光軸に沿って表した図であ
る。
ところで、前述したようにプラスチックレンズは素材
であるプラスチックが吸水による体積膨張率や熱膨張率
がガラスに比べて著しく大きく、また、吸水による物性
変化として屈折率が変化することから、温・湿度環境の
変化によって光学性能、特にレンズ単体の焦点距離が変
化することが知られている。
であるプラスチックが吸水による体積膨張率や熱膨張率
がガラスに比べて著しく大きく、また、吸水による物性
変化として屈折率が変化することから、温・湿度環境の
変化によって光学性能、特にレンズ単体の焦点距離が変
化することが知られている。
したがって、結像レンズにプラスチックレンズを用い
た光走査光学系では、この温・湿度環境による変化が結
像点の光軸方向の変化、すなわち、系全体としての焦点
距離の変化となって現れる。第４図はこの焦点距離変化
を模式的に表したものである。尚、設計事例として、温
度が０〜50℃、湿度が５〜95％RHの範囲で焦点距離が数
％変化することが判っている。
た光走査光学系では、この温・湿度環境による変化が結
像点の光軸方向の変化、すなわち、系全体としての焦点
距離の変化となって現れる。第４図はこの焦点距離変化
を模式的に表したものである。尚、設計事例として、温
度が０〜50℃、湿度が５〜95％RHの範囲で焦点距離が数
％変化することが判っている。
この温・湿度環境による焦点距離変化を補正する方法
の一つとして、結像光学系のレンズのうち、少なくとも
一つのレンズの光軸方向への位置変化によるものがあげ
られる。第５図はこの結像レンズの位置変化による焦点
距離の補正を模式的に表したものである。
の一つとして、結像光学系のレンズのうち、少なくとも
一つのレンズの光軸方向への位置変化によるものがあげ
られる。第５図はこの結像レンズの位置変化による焦点
距離の補正を模式的に表したものである。
本発明は、この焦点距離の補正を簡便な方法で実現す
るものである。
るものである。
第６図に本発明による光走査装置の一実施例を示す。
第６図において、この光走査装置では、光源あるいは
光源装置１と、線状結像光学系２と、偏向器３とが装置
本体８に一体的に結合されており、走査光学系５の結像
レンズ5a,5bは平板状のレンズ保持部材６に保持されて
いる。また、第７図は本実施例の光走査装置の断面図で
あり、レンズ保持部材６は装置本体８と一体に突出した
光軸方向の位置決め部材９と接着剤14によって一体的に
結合されている。また、レンズ保持部材６と装置本体８
とは、段付ビス10とワッシャ12によって圧締された波ワ
ッシャ13の弾性力によって偏向面と垂直方向に圧接され
ている。
光源装置１と、線状結像光学系２と、偏向器３とが装置
本体８に一体的に結合されており、走査光学系５の結像
レンズ5a,5bは平板状のレンズ保持部材６に保持されて
いる。また、第７図は本実施例の光走査装置の断面図で
あり、レンズ保持部材６は装置本体８と一体に突出した
光軸方向の位置決め部材９と接着剤14によって一体的に
結合されている。また、レンズ保持部材６と装置本体８
とは、段付ビス10とワッシャ12によって圧締された波ワ
ッシャ13の弾性力によって偏向面と垂直方向に圧接され
ている。
この構成において、レンズ保持部材６に適当な吸水膨
張率及び熱膨張率を持つ材質を用いることにより、レン
ズ保持部材６は温・湿度環境の変化に伴って位置決め部
材９を基準位置とし、光軸方向を長手方向として開設さ
れた長穴11に沿って光軸方向に伸縮する。このレンズ保
持部材６の伸縮により、走査光学系の結像レンズ5a,5b
の光軸上の位置が変動する。
張率及び熱膨張率を持つ材質を用いることにより、レン
ズ保持部材６は温・湿度環境の変化に伴って位置決め部
材９を基準位置とし、光軸方向を長手方向として開設さ
れた長穴11に沿って光軸方向に伸縮する。このレンズ保
持部材６の伸縮により、走査光学系の結像レンズ5a,5b
の光軸上の位置が変動する。
尚、本実施例では、温・湿度環境の変化に伴う結像レ
ンズの変化に起因する系全体の焦点距離変化を補正する
ように、レンズ保持部材６の材質、伸び伸縮に係わる長
さが設定されている。
ンズの変化に起因する系全体の焦点距離変化を補正する
ように、レンズ保持部材６の材質、伸び伸縮に係わる長
さが設定されている。
次に、第８図は本発明の別の実施例示す光走査装置の
概略的斜視構成図である。
概略的斜視構成図である。
第８図に示す実施例においては、装置本体８と、平板
状のレンズ保持部材６は、装置本体８に固定ネジ17a,17
bによって架設された二つの板ばね16a,16bによって圧接
され、光軸方向の一端は装置本体１の位置決め部材９と
ボルト15によって一体的に結合されている。したがっ
て、レンズ保持部材６は温・湿度環境の変化に伴って位
置決め部材９を基準位置として結像レンズの光軸方向に
伸縮可能であり、結像レンズの変化に起因する系全体の
焦点距離変化を補正するようになっている。
状のレンズ保持部材６は、装置本体８に固定ネジ17a,17
bによって架設された二つの板ばね16a,16bによって圧接
され、光軸方向の一端は装置本体１の位置決め部材９と
ボルト15によって一体的に結合されている。したがっ
て、レンズ保持部材６は温・湿度環境の変化に伴って位
置決め部材９を基準位置として結像レンズの光軸方向に
伸縮可能であり、結像レンズの変化に起因する系全体の
焦点距離変化を補正するようになっている。
次に、第９図は本発明のさらに別の実施例を示す光走
査装置の概略的斜視構成図である。
査装置の概略的斜視構成図である。
第９図に示す実施例においては、装置本体８と平板状
のレンズ保持部材６は、位置決めネジ20によって光軸方
向の位置を規定され、本体側に設けられた支持部材19a,
19bに固定されたゴム片18a,18bによってお互いに圧接さ
れている。したがって、レンズ保持部材６は温・湿度環
境の変化に伴って位置決め部材９を基準位置として結像
レンズの光軸方向に伸縮しうるようになっており、結像
レンズの変化に起因する系全体の焦点距離変化を補正す
るようになっている。尚、上記支持部材19a,19bは偏向
面上の回転係止としても作用している。
のレンズ保持部材６は、位置決めネジ20によって光軸方
向の位置を規定され、本体側に設けられた支持部材19a,
19bに固定されたゴム片18a,18bによってお互いに圧接さ
れている。したがって、レンズ保持部材６は温・湿度環
境の変化に伴って位置決め部材９を基準位置として結像
レンズの光軸方向に伸縮しうるようになっており、結像
レンズの変化に起因する系全体の焦点距離変化を補正す
るようになっている。尚、上記支持部材19a,19bは偏向
面上の回転係止としても作用している。
次に、第10図は、レンズ保持部材６と光軸方向の位置
決め部材９との相互位置関係による走査光学系５の変位
の違いを模式的に示したものである。
決め部材９との相互位置関係による走査光学系５の変位
の違いを模式的に示したものである。
第10図（ａ），（ｂ），（ｃ）のように、位置決め部
材９の位置を変えて伸縮の基準位置を変えることによ
り、種々のタイプの光学系に対応が可能となる。
材９の位置を変えて伸縮の基準位置を変えることによ
り、種々のタイプの光学系に対応が可能となる。
尚、以上の第６図乃至第10図に示したような構成を適
宜組合せることにより、部品構成・組立工程等が簡便化
された焦点距離の温・湿度環境変化に対する補正を可能
とする光走査装置を実現することができる。
宜組合せることにより、部品構成・組立工程等が簡便化
された焦点距離の温・湿度環境変化に対する補正を可能
とする光走査装置を実現することができる。
また、これらの構成を線状結像光学系２についてとっ
た場合も同様な効果を得ることができる。また、複数の
前記構成を重複して用いることも可能である。
た場合も同様な効果を得ることができる。また、複数の
前記構成を重複して用いることも可能である。
以上説明したように、本発明の光走査装置において
は、結像光学系のうち、少なくとも一つのレンズを保持
する平板状のレンズ保持部材が、吸水膨張率及び熱膨張
率を持つ材質からなり、温・湿度環境の変化に伴い、装
置本体に設けられた光軸方向の位置決め部を基準位置と
して伸縮するので、結像レンズの変化による焦点距離の
変化を補正することができ、温・湿度環境の変化があっ
ても良好な結像性能を維持することが可能となる。
は、結像光学系のうち、少なくとも一つのレンズを保持
する平板状のレンズ保持部材が、吸水膨張率及び熱膨張
率を持つ材質からなり、温・湿度環境の変化に伴い、装
置本体に設けられた光軸方向の位置決め部を基準位置と
して伸縮するので、結像レンズの変化による焦点距離の
変化を補正することができ、温・湿度環境の変化があっ
ても良好な結像性能を維持することが可能となる。
また、本発明によれば、従来例に比べて部品構成が極
めて単純であり低コスト化しやすく、且つ、組立工程も
簡略化でき、また、様々な仕様にも簡単に対応できる等
の特徴的な効果がある。
めて単純であり低コスト化しやすく、且つ、組立工程も
簡略化でき、また、様々な仕様にも簡単に対応できる等
の特徴的な効果がある。
第１図は本発明の光走査装置の走査光学系の概略構成
図、第２図は走査光学系の偏向面上の概略構成図、第３
図は走査光学系の走査方向と垂直な断面（副走査方向）
を模式的に光軸に沿って表した図、第４図は第３図に示
す走査光学系の焦点距離変化を模式的に表した図、第５
図は第４図に示す走査光学系の焦点距離変化を結像レン
ズの位置変化により補正する場合の説明図、第６図は本
発明による光走査装置の一実施例を示す概略的斜視構成
図、第７図は第６図に示す実施例の光走査装置の要部断
面図、第８図は本発明の別の実施例を示す光走査装置の
概略的斜視構成図、第９図は本発明のさらに別の実施例
を示す光走査装置の概略的斜視構成図、第10図（ａ），
（ｂ），（ｃ）はレンズ保持部材と光軸方向の位置決め
部材との相互位置関係による走査光学系の変位の違いを
模式的に示した説明図である。 １……光源あるいは光源装置、２……線状結像光学系、
３……偏向器、４……偏向反射面、５……走査光学系、
5a,5b……結像レンズ、6,6′……レンズ保持部材、７…
…走査面、８……装置本体、９……位置決め部材、10…
…段付ビス、11……長穴、12……ワッシャ、13……波ワ
ッシャ、14……接着剤、15……ボルト、16a,16b……板
ばね、17a,17b……固定ネジ、18a,18b……ゴム片、19a,
19b……支持部材。
図、第２図は走査光学系の偏向面上の概略構成図、第３
図は走査光学系の走査方向と垂直な断面（副走査方向）
を模式的に光軸に沿って表した図、第４図は第３図に示
す走査光学系の焦点距離変化を模式的に表した図、第５
図は第４図に示す走査光学系の焦点距離変化を結像レン
ズの位置変化により補正する場合の説明図、第６図は本
発明による光走査装置の一実施例を示す概略的斜視構成
図、第７図は第６図に示す実施例の光走査装置の要部断
面図、第８図は本発明の別の実施例を示す光走査装置の
概略的斜視構成図、第９図は本発明のさらに別の実施例
を示す光走査装置の概略的斜視構成図、第10図（ａ），
（ｂ），（ｃ）はレンズ保持部材と光軸方向の位置決め
部材との相互位置関係による走査光学系の変位の違いを
模式的に示した説明図である。 １……光源あるいは光源装置、２……線状結像光学系、
３……偏向器、４……偏向反射面、５……走査光学系、
5a,5b……結像レンズ、6,6′……レンズ保持部材、７…
…走査面、８……装置本体、９……位置決め部材、10…
…段付ビス、11……長穴、12……ワッシャ、13……波ワ
ッシャ、14……接着剤、15……ボルト、16a,16b……板
ばね、17a,17b……固定ネジ、18a,18b……ゴム片、19a,
19b……支持部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 靖 岩手県花巻市大畑第十地割109番地 リ コー光学株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−315718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−270714（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 26/10 G02B 7/02
Claims (1)
- 【請求項１】光源装置からの略平行な光束を線状結像光
学系により主走査対応方向に長い線像として結像させ、
上記線像の近傍に偏向反射面を持つ偏向装置により反射
光束を偏向させ、偏向光束を走査光学系の結像レンズに
より被走査面上に光スポットとして結像させて光走査を
行う光走査装置であって、結像レンズのうち少なくとも
一つがプラスチックレンズである光走査装置において、 前記の光学系各々の位置を定め固定せしめる装置本体
と、結像レンズのうち少なくとも１つを保持する少なく
とも一つの平板状のレンズ保持部材を備え、前記レンズ
保持部材と装置本体とが偏向面に直交する方向に弾性的
に圧接されており、且つ前記レンズ保持部材と装置本体
とが光軸方向に対する位置決め部で一体的に結合され、
且つレンズ保持部材は、吸水膨張率及び熱膨張率を持つ
材質からなり、前記位置決め部を基準位置として温・湿
度環境変化に伴って光軸方向に伸縮することを特徴とす
る光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2239643A JP2978221B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2239643A JP2978221B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04119312A JPH04119312A (ja) | 1992-04-20 |
| JP2978221B2 true JP2978221B2 (ja) | 1999-11-15 |
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ID=17047764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007108195A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Mitsutoyo Corp | レンズユニット |
| JP5971009B2 (ja) * | 2012-07-30 | 2016-08-17 | 株式会社リコー | 光走査装置および画像形成装置 |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP2239643A patent/JP2978221B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH04119312A (ja) | 1992-04-20 |
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