JP3327760B2 - 光走査装置及び該装置のレンズ組立方法 - Google Patents

光走査装置及び該装置のレンズ組立方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば画像形成装
置などに使用されているプラスチックを材料としたアナ
モフィックレンズの環境温度変化による性能劣化に対処
するための光走査装置及び該装置のレンズ組立方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は画像形成装置に一般的に使用され
ている従来の光走査装置の構成図を示し、光学フレーム
1に配置されたレーザーユニット2から発生されるレー
ザー光Lは、結像レンズとして作用するシリンドリカル
レンズ3を通り、駆動モータ4上に設置され一定方向に
定速回転しているポリゴンミラー5に入射し、ここで反
射、偏向されて走査レンズ6、7を通り、図示しない感
光体上を走査する。
【0003】この光走査装置に使用されている一方の走
査レンズ7は非球面形状であって、高画質の画像を得る
ために、感光体上でレーザー光の径を小さく結像する性
能を有している。このような複雑かつ高精度の結像レン
ズを大量生産する場合には、プラスチックによるモール
ド加工によると生産性が大となる。しかし、環境温度が
変化するとこれらの光学系の結像性能が変化し、レーザ
ー光を小さく結像することができなくなるため、画質劣
化を招くことになる。
【0004】つまり、使用環境下での温度変化により、
プラスチックで成形されたレンズは屈折率変化を引き起
こして焦点距離が変わり、それにより感光体上に結像さ
れているレーザー光のスポット形状の変化を招く。その
結果として、画質形成装置として得られる画像は画質劣
化を免れ得ない。そのため、特公平4−47803号公
報に既に提案されているように、シリンドリカルレンズ
3を負の屈折率を有するプラスチックレンズと正の屈折
率を有するガラスレンズの複数枚の構成とし、温度変化
による屈折率変化が生じても、焦点距離の変動を抑制し
温度補償を行う方法が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、シリンドリカルレンズ3はレーザー光
が所望の形状に結像するように、光軸方向に位置調整し
て光学フレーム1に取り付けられているので、複数枚構
成のシリンドリカルレンズ3を1枚ずつ光学フレーム1
に固定していたのでは、組立作業にかなりの手間が掛か
ってしまう。更には、光学フレーム1の取付面も広範囲
に渡って高精度な基準面を必要とする。
【0006】そこで、複数枚のシリンドリカルレンズ3
を互いに接着した後に光学フレーム1に取り付けること
が考えられるが、プラスチックレンズとガラスレンズで
は熱膨張率が異なるため、温度変化によってプラスチッ
クレンズに変形応力が発生し、これによりプラスチック
レンズの変形がガラスレンズにまで影響を及ぼし両レン
ズの曲率が変化して所望の温度補償ができなくなるとい
う問題点がある。
【0007】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
温度変化に対応して温度補償を行うことができ、小型で
光学フレームへの組付けが容易な光走査装置を提供する
ことにある。
【0008】また本発明の目的は、光軸合わせを正確か
つ容易に行い得る光走査装置のレンズ組立方法を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る光走査装置は、光源と、光ビームを偏向
する偏向手段と、前記光源から出射した光ビームを線状
に前記偏向手段に結像する結像手段と、前記偏向手段に
より偏向した光ビームを被走査媒体上に結像する走査レ
ンズとを有し、前記結像手段は、少なくとも正の屈折力
を有するガラスレンズと負の屈折力を有するプラスチッ
クレンズとを備え、前記ガラスレンズと前記プラスチッ
クレンズとを接着剤により一体化する光走査装置におい
て、前記プラスチックレンズは、前記ガラスレンズを前
記プラスチックレンズとの当接位置に案内するガイド部
と、前記プラスチックレンズのレンズ有効部と前記ガラ
スレンズとの間隔を規定する突き当て基準面と、前記ガ
ラスレンズと接着固定するための接着用ランド部とを有
し、前記ガラスレンズは前記ガイド部と前記突き当て基
準面により略位置決めした状態で前記プラスチックレン
ズに対して光軸合わせのために移動可能としたことを特
徴とする。
【0010】また、本発明に係る光走査装置のレンズ組
立方法は、光源から出射された光ビームを結像手段によ
り線上に偏向手段に結像し、該偏向手段により偏向され
た光ビームを走査レンズにより被走査媒体上に結像し、
前記結像手段は、少なくとも正の屈折力を有するガラス
レンズと負の屈折力を有するプラスチックレンズとを備
え、前記プラスチックレンズと前記ガラスレンズとを接
着剤により一体化する光走査装置で前記ガラスレンズを
前記プラスチックレンズのガイド部に沿って案内し、前
記プラスチックレンズの突き当て基準面と当接させて略
位置決めした後に、前記ガラスレンズを前記プラスチッ
クレンズに対して光軸合わせのために移動させ、前記ガ
ラスレンズと前記プラスチックレンズの接着用ランド部
とを接着することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明を図1〜図4に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図1は光走査装置の構成
図である。光学フレーム11にはレーザーユニット1
2、駆動モータ13が固定され、駆動モータ13上にポ
リゴンミラー14が取り付けられている。そして、光学
フレーム11とポリゴンミラー14間には、正の屈折率
を有するガラス製の第1のシリンドリカルレンズ15と
負の屈折率を有するプラスチック製の第2のシリンドリ
カルレンズ16が配置されている。更に、ポリゴンミラ
ー14の偏向走査方向にはfθ特性を有する走査レンズ
が設けられている。この走査レンズは球面形状のレンズ
を短冊状に加工したガラスレンズ17と、非球面形状を
有するプラスチックレンズ18により構成されている。
【0012】レーザーユニット12から出射したレーザ
ー光Lは、第1、第2のシリンドリカルレンズ15、1
6を通過して、ポリゴンミラー14の反射面で線状に結
像され、その後にポリゴンミラー14によって偏向され
たレーザー光は、走査レンズであるガラスレンズ17、
プラスチックレンズ18を通過し、図示しない感光体上
に結像される。
【0013】この光走査装置において、第1のシリンド
リカルレンズ15と第2のシリンドリカルレンズ16と
は部分的に貼り合わされており、感光体上で所望のレー
ザー形状が得られるようにレーザー光の光軸方向に位置
調整され、光学フレーム11に接着固定されている。こ
れは先に述べたように、温度変化によって生ずるプラス
チックレンズ18の焦点距離変化を補正するためである
が、第1、第2のシリンドリカルレンズ15、16を従
来例のようにそれぞれ位置調整して光学フレーム11に
取り付けるよりも、正確で容易に取り付けることができ
る。
【0014】図2は貼り合わせた第1、第2のシリンド
リカルレンズ15、16の正面図、図3は側面図であ
る。負の屈折率を有しプラスチックレンズである第2の
シリンドリカルレンズ16は、レーザー光が通過する凹
面のレンズ有効部16aと、更にその有効部16a外に
ガラスレンズである第1のシリンドリカルレンズ15が
ほぼ位置決めされる3個のガイド部16bと、第1のシ
リンドリカルレンズ15と当接してその間隔を規定する
3個の突き当て基準面16cと、第1のシリンドリカル
レンズ15を両側方から保持するための接着用ランド部
16dを有している。
【0015】接着用ランド部16dは第1のシリンドリ
カルレンズ15が挿入されたときに、その間に僅かな接
着層を形成するようにされている。更に、第2のシリン
ドリカルレンズ16の下面には、光学フレーム11に精
度良く固定するための4個の基準面16eが設けられて
いる。
【0016】組立時においては、第1のシリンドリカル
レンズ15を第2のシリンドリカルレンズ16のガイド
部16bに沿って挿入し、突き当て基準面16cと当接
したときに、この2つのレンズ15、16の光軸はほぼ
一致することになるが、スポット形状が傾くなど必ずし
も所望のスポット形状が得られるとは限らない。そこ
で、第2のシリンドリカルレンズ16の光軸に対して、
第1のシリンドリカルレンズ15の光軸位置を僅かにず
らしたり、傾けたりすることによりスポット位置が所望
の位置及び形状になるように調整する。
【0017】これは、図4に示すように接着固定前の一
体化したシリンドリカルレンズ15、16に平行光L1を
透過させて、線状に結像する出射光束L2の結像位置等を
観察する。理想軸Xに対して線状に結像した光束L2が傾
いていたり、位置が僅かにずれているときには、この理
想軸X上に光束L2が正確に結像するように第1のシリン
ドリカルレンズ15を矢印の上下方向、回転方向に示す
ように僅かに移動すればよい。このような微調整を行う
ことにより、第1、第2のシリンドリカルレンズ15、
16の光軸を精度良く合わせることができる。
【0018】このようにして、第1、第2のシリンドリ
カルレンズ15、16の光軸を合わせた後に、接着用ラ
ンド部16dの上方に紫外線硬化型の接着剤等を塗布し
て硬化させることにより、両シリンドリカルレンズ1
5、16を貼り合わせれば精度良く一体化することがで
きる。
【0019】なお、第1、第2のシリンドリカルレンズ
15、16の光軸を合わせる方法は、前述した方法に限
らず、例えばスポット形状に結像させてその形状を確認
するなどの方法でも精度良く光軸を合わせることができ
る。
【0020】また、光学フレーム11の平面度が悪い
と、一体化した第1、第2のシリンドリカルレンズ1
5、16は光学フレーム11に傾いて取り付いてしま
い、所望のスポット形状が得られなくなるため、第2の
シリンドリカルレンズ16の下面に設け、できるだけ離
した複数個の小さな面により光学フレーム11上に固定
し、高精度を得るようにすることが好ましい。
【0021】そこで、本実施例のように、基準面16e
を第2のシリンドリカルレンズ16の左右それぞれの平
面部の下方と接着用ランド部16dの下方の計4個所又
は3個所に配設すると、一体化した第1、第2のシリン
ドリカルレンズ15、16の重心位置が基準面16e同
志を結ぶ線分の中に入るので、光学フレーム11に設置
した場合に傾き難くなり姿勢が安定する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光走査
装置は、プラスチック製のシリンドリカルレンズに、ガ
ラス製のシリンドリカルレンズを光軸合わせを行って精
度良く貼り合わせることができるので、高品位な画像を
得ることができ、しかも周囲の温度変化が生じても常に
この高品位な画像を維持することが可能となる。
【0023】また、本発明に係る光走査装置のレンズ組
立方法は、プラスチック製のシリンドリカルレンズにガ
ラス製のシリンドリカルレンズを略位置決めした後に、
移動することにより光学的に光軸調整を行って接着固定
することにより、精度良く2つのレンズを貼り合わせる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光走査装置の構成図である。
【図2】2つのシリンドリカルレンズを貼付けた状態の
正面図である。
【図3】斜視図である。
【図4】シリンドリカルレンズの組立説明図である。
【図5】従来の光走査装置の構成図である。
【符号の説明】
11 光学フレーム 15 ガラス製のシリンドリカルレンズ 16 プラスチック製のシリンドリカルレンズ 23 略位置決めガイド部 24 突き当て基準面 25 接着用ランド部 17 ガラスレンズ 18 プラスチックレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−216314(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、光ビームを偏向する偏向手段
    と、前記光源から出射した光ビームを線状に前記偏向手
    段に結像する結像手段と、前記偏向手段により偏向した
    光ビームを被走査媒体上に結像する走査レンズとを有
    し、前記結像手段は、少なくとも正の屈折力を有する
    ラスレンズと負の屈折力を有するプラスチックレンズと
    を備え、前記ガラスレンズと前記プラスチックレンズと
    を接着剤により一体化する光走査装置において、前記プ
    ラスチックレンズは、前記ガラスレンズを前記プラスチ
    ックレンズとの当接位置に案内するガイド部と、前記プ
    ラスチックレンズのレンズ有効部と前記ガラスレンズと
    の間隔を規定する突き当て基準面と、前記ガラスレンズ
    と接着固定するための接着用ランド部とを有し、前記ガ
    ラスレンズは前記ガイド部と前記突き当て基準面により
    略位置決めした状態で前記プラスチックレンズに対して
    光軸合わせのために移動可能としたことを特徴とする光
    走査装置。
  2. 【請求項2】 光源から出射された光ビームを結像手段
    により線上に偏向手段に結像し、該偏向手段により偏向
    された光ビームを走査レンズにより被走査媒体上に結像
    し、前記結像手段は、少なくとも正の屈折力を有するガ
    ラスレンズと負の屈折力を有するプラスチックレンズ
    を備え、前記プラスチックレンズと前記ガラスレンズと
    を接着剤により一体化する光走査装置で前記ガラスレン
    ズを前記プラスチックレンズのガイド部に沿って案内
    し、前記プラスチックレンズの突き当て基準面と当接さ
    せて略位置決めした後に、前記ガラスレンズを前記プラ
    スチックレンズに対して光軸合わせのために移動させ、
    前記ガラスレンズと前記プラスチックレンズの接着用ラ
    ンド部とを接着することを特徴とする光走査装置のレン
    ズ組立方法。
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