JP4744125B2 - 長尺光学素子の保持機構、光走査装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリ等のレーザ書込光学系の光書込ユニットに適用可能な長尺光学素子の保持機構、この保持機構を用いた光走査装置および画像形成装置、さらには長尺光学素子の形状調整方法および長尺光学素子の形状調整装置に関するものである。

近年、レーザプリンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリ等の画像形成装置においては、走査光学系を構成する光学素子の材料としてプラスチック材料が多く使われている。プラスチックは、量産性に優れている一方で、成形時の金型内温度の分布や金型から取り出した後の冷却が一律に行われないなどの要因により、形状が理想のものから外れてしまうことも多い。

走査光学系においては、主走査方向に長い形状の光学素子が多く、副走査方向に光学素子が曲がってしまうこともあり、上記のような長尺状光学素子の保持方法によっては、光学素子の曲がりによって、走査線傾き、走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれの原因となる。また、光学素子のハウジングへの取り付け誤差も被走査面上での副走査対応方向への走査位置ずれとなり、この走査位置ずれも無視できない大きさになる場合が多い。

さらに、画像形成の高速化あるいはカラー画像形成のために複数の走査手段を持つ画像形成装置（これを後述の「タンデム型」という）においては、走査手段を保持固定しているハウジング間の温度偏差により、走査手段毎に走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれの量が異なり、形成画像の品質の劣化、色ずれなどの要因となる。また、複数の光ビームを単一の偏向器に入射させて走査し、光学素子を副走査方向に重ね合わせて配置する方式、すなわち、同一の光学ハウジング内に全ての走査手段を保持する方式においても、それぞれの走査光学系を構成する光学素子の形状誤差、取り付け誤差、同一ハウジング内での温度分布の影響により、各被走査面である例えば感光体表面での走査線傾き、走査線曲がりなど、副走査対応方向への走査位置ずれの量が異なり、やはり形成画像品質を劣化させることになる。

フルカラー画像形成装置の一形式としてタンデム型がある。これは、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して４つの感光体ドラムを転写ベルトの搬送面に沿って列設し、各感光体ドラムに対応して設けられた光走査装置により光ビームを走査して、各感光体ドラム周面に静電潜像を形成すると共に、これらの静電潜像を該当する色のトナーで顕像化し、これを転写ベルトによって搬送されるシート上に順次重ねて転写して多色画像を形成するものである。したがって、色ごとに副走査対応方向の走査位置ずれが生じてしまうと、形成画像の品質低下、あるいは色ずれなどの原因となる。

上に述べた問題の解決手段として、多数の提案がなされている。これらの提案の中から、本願発明に関連のあるものを以下にいくつか挙げる。
一つの例は、走査光学系中の光学部材例えばミラーを調整ねじなどによって強制的に変形させる調整機構を設け、走査線の曲がりを補正するようにした光走査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方式では走査線曲がりの補正によって主走査方向の倍率が変化する難点がある。そのため、特にタンデム方式の書込光学系においては、光走査装置および対応する感光体からなる各ステーション間で主走査方向のドット位置ずれが生じ、このドット位置ずれによる色ずれが発生する。また走査線の傾き調整ができないため、ステーション毎の走査線曲がり量を所定の範囲に低減しても、走査線の傾きがステーション毎にばらつけば色ムラや色ズレとなり、形成される画像品質の劣化となる。

別の例として、筺体にねじ込まれた複数の調整ねじと、各調整ねじに対向した位置に配置されたばね手段により、筺体内に配設されたプラスチックレンズを押し付けて支持する構成とし、各調整ねじによる押圧力を調整することにより、プラスチックレンズのたわみ変形を補正し、被走査面上での走査線曲がりおよび／または傾きを補正するようにした走査光学装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この発明にかかる調整方式では、プラスチックレンズを筺体内に配設する構成であるため、光走査装置が大型化する難点があり、また筺体を光学ハウジングに固定しているため、走査線の傾きを補正することはできない。

さらに別の例として、複数の走査手段を用いるタンデム型の画像形成装置において、各走査手段全体、換言すれば、個々の走査手段を個別のハウジングに組み付け、個々のハウジング全体を対応する感光体に対し位置調整し、各感光体での走査線を一致させるようにした走査光学装置およびこれを用いたカラー画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、この発明によれば、調整のための機構が複雑になり、調整時間もかかるため、コストアップの要因となる難点がある。また、各走査手段間において、常温状態から温度変動して温度分布を持った際の、走査線曲がりの調整はできず、色ずれ発生の可能性がある。また、温度変化などによる経時的な変化には対応できず、プリント中、もしくは使用環境における色ずれを高精度に補正することはできない。

さらに別の例として、走査光学系を構成するプラスチックレンズからなるトロイダルレンズの長さ方向中央付近に調整ねじを突き当ててトロイダルレンズを副走査方向に撓ませ、上記調整ねじの調整によってトロイダルレンズの湾曲度合いを調整して走査線曲がりを補正する形式の多色画像形成装置の光走査装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。この発明によれば、初期状態での感光体相互間の走査線曲がりは補正可能であるが、温度変化などによる経時的な変化には対応できず、プリント中の環境条件変化にも基づく色ずれ、もしくは使用環境に基づく色ずれを高精度に補正することはできない。

特開平１１−２３１２４０号公報 特開２００１−１６６２３５公報 特開２００１−１３３７１８公報 特開平１０−２６８２１７号公報

以上述べたように、いずれの従来技術においても、被走査面における主走査方向のドット位置がずれる、走査線傾きを補正することができない、あるいは、経時的変化および／または温度変化に伴う走査線曲がり補正ができない、というような技術的な課題を残している。

本発明の目的は、理想状態からずれた形状を呈した長尺光学素子、および／または長尺光学素子以外の光学部品の形状誤差あるいは組立誤差に起因する、走査線の曲がりあるいは傾きを補正し、カラー画像形成装置においては色ずれの発生を効果的に抑制することができる長尺光学素子の保持機構、光走査装置、画像形成装置および長尺光学素子のたわみ変形調整方法を提供することにある。

本発明は、長尺光学素子を、その光軸方向に直交する方向でありかつ長手方向に直交する方向に弾性力により押圧する弾性部材と、この弾性部材と対をなし弾性部材からの押圧力に対向して上記長尺光学素子を支持する支持部材とを有してなる長尺光学素子の保持機構であって、上記弾性部材と支持部材の組が、３組以上備えられていることを最も主要な特徴とする。弾性部材と支持部材の組のうち２組は、長尺光学素子の長手方向両端部に配置するとよい。上記支持部材の少なくとも一つは、別のホルダ部材に保持し、押圧力の方向に移動可能とするとよい。さらに、上記支持部材の移動量を調整可能な調整機構を設け、この調整機構は、少なくともねじ要素から構成するとよい。

本発明はまた、長尺光学素子と、この長尺光学素子の上側又は下側の少なくとも一方に配置され、距離Ｌだけ離れて上記長尺光学素子を支持する２つの支持部を有する保持部材と、この保持部材に備えられ、上記長尺光学素子を押圧変形させる調整部材と、上記長尺光学素子を上記保持部材に押圧固定するために、上記調整部材に対向して配置される弾性部材と、を有してなる長尺光学素子の保持機構において、長尺光学素子（添字ｉ＝１）及び保持部材（添字ｉ＝２）の両端部を、距離Ｌだけ離れた２つの支持部にて回転可能に支持し、中央部に荷重Ｗｉを付加した場合のたわみをδｉとし、弾性係数Ｋｉを、
Ｋｉ＝（Ｗｉ×Ｌ^３）／（４８×δｉ）
にて規定し、上記長尺光学素子及び保持部材の弾性係数を各々Ｋ１、Ｋ２としたとき、
Ｋ２／Ｋ１≧０．５
であることを特徴とする。

本発明はまた、上記構成の長尺光学素子の保持機構を備えた光走査装置、この光走査装置を露光装置として備えた画像形成装置、さらには、長尺光学素子のたわみ変形調整方法を提供するものである。

本発明にかかる長尺光学素子の保持機構によれば、次のような効果を得ることができる。
・長尺光学素子の「たわみ度合い」を良好に保つことができる。
・長尺光学素子のたわみ変形量を調整することで、走査線の形状すなわち走査線曲がり及び／又は走査線傾きを補正することができる。
・低コスト化可能な部品構成によって、短時間で容易にかつ高精度にたわみ変形を調整することができる。
・走査線曲がりと走査線傾きを独立して補正することができる。
・調整精度を低下させず、かつ調整時間の長時間化および／または調整手順の複雑化を招くことなく、調整可能箇所を低減させることができる。
・２つの独立した走査線曲がり補正機構を具備することができる。
・部品点数低減に伴い、装置の低コスト化及び小型、軽量化を図ることができる。

本発明にかかる別の長尺光学素子の保持機構よれば、次のような効果を得ることができる。
・長尺光学素子を保持するホルダ部材のたわみ変形を抑制することができ、長尺光学素子保持機構の取り付け精度の劣化を回避することができる。
・長尺光学素子を押圧固定する弾性部材の押圧力を大きくする必要がなく、長尺光学素子の曲がり補正を高精度に行うことができる。
・部品点数の低減及び小型化を図ることができる。
・長尺光学素子の曲がり補正だけではなく、傾き補正も行うことができる。

本発明にかかる光走査装置によれば、被走査面上に意図したとおりの形状の良好な走査線を描くことができる。また、振動の影響や経時変化、温度変化等に起因する走査線形状の変形を補正することができる。さらに、走査線形状を簡易かつ高精度に検出し、この検出結果に基づいて簡易かつ高精度に走査線形状を補正することができる。

本発明にかかる画像形成装置によれば、高品位の画像を出力することができる。また、長尺光学素子のたわみ変形量を検出することによって、長尺光学素子のたわみ変形量の簡易かつ高精度なフィードバック補正を行うことができ、より高品質の画像を形成することができる。

本発明にかかる長尺光学素子の形状調整方法あるいは形状調整装置によれば、上記のような効果を得ることができる長尺光学素子の保持機構を用い、その調整部材で長尺光学素子のたわみ変形を調整することにより、意図したとおりの形状に長尺光学素子をたわみ変形させ、形状を調整することができる。

まず、光走査装置の概要について説明し、光走査装置の被走査面における走査線曲がりと走査線傾きの発生原因について説明する。図１は、画像形成装置に用いられる「光走査装置」の一例を示す。この光走査装置は、一つの光源から出射する１本のレーザビームを被走査面上に走査する光走査装置の例であるが、複数の光源（例えば、半導体レーザアレイ）から出射する複数本のレーザビームを同時に走査する「マルチビーム光走査装置」に応用することも可能である。図１において、光源としての半導体レーザ１１から発射されるレーザビーム２１は、カップリングレンズ１２によってほぼ平行なレーザビームとされ、後続の光学系にカップリングされるようになっている。このレーザビームは、シリンドリカルレンズ１３の作用により副走査方向にのみ収束され、光偏向器であるポリゴンミラー１４の偏向反射面上に、主走査方向に長い線像として結像されるようになっている。ポリゴンミラー１４はポリゴンモータにより高速度で等速回転駆動され、上記レーザビームは等角速度的に偏向される。偏向されたレーザビームは、第１走査レンズ１５-１および第２走査レンズ１５-２からなる走査光学系１５により、被走査面である感光体ドラム１６の表面上にビームスポットとして結像され、また、走査光学系１５がもっているｆθ機能により、上記被走査面上を等速度的に走査されるようになっている。符号１８は、被走査面１６としての感光体ドラム表面におけるレーザビームによる走査線を示している。このような、光源部から出射された光ビームを被走査面１６上にビームスポットとして結像し走査する装置を、「光走査装置」と呼ぶことにし、以後、光走査装置には符号２０を付することにする。

図２は、上記光走査装置における第２走査レンズ１５−２の構成を、設定した座標系（方向）によって詳細に説明するための図である。第２走査レンズ１５−２は主走査方向に長い長尺レンズである。図２において、第２走査レンズ１５−２の長手方向は、光偏向器であるポリゴンミラー１４により偏向されたレーザビームの走査方向であって、この方向を「主走査方向」；Ｙ軸方向とする。前記被走査面１６となる感光体ドラム表面の移動方向に相当する方向である第２走査レンズ１５−２の短手方向を「副走査方向」；Ｚ軸方向とし、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向（Ｘ軸方向）を「光軸方向」と呼ぶことにする。「光軸方向」は、通常はレンズの中心軸と一致する。また、長尺レンズである第２走査レンズ１５−２の、主走査方向における各副走査断面の頂点を包絡した曲線を、長尺レンズの『母線』と呼び、この母線を、長尺レンズの「たわみ度合い」を代表的に表すパラメータと考えることにする。すなわち、「長尺レンズの曲がり」とは、「長尺レンズの母線の曲がり」を指すものとする。

近年、走査光学系１５を構成する光学素子にはプラスチック材料が多く使われている。プラスチック材料からなる光学素子は、量産性に優れている一方で、成形時の金型内温度の分布や金型から取り出した後の冷却が一律に行われないなどの理由により、加工後の形状が理想形状から外れてしまうことも多い。特に、上記第２走査レンズ１５−２は被走査面１６側に配置されるため、比較的主走査方向に長い形状（長尺形状）になる傾向が多いため、成形加工後の形状誤差の発生量が大きくなりやすい。さらに副走査方向の結像性能及びポリゴンミラーの面倒れ補正機能を有し、副走査方向のパワーが大きいことが多いため、その形状誤差、すなわち母線の変形が被走査面１６上における走査線の形状、いわゆる「走査線曲がり」及び「走査線傾き」に及ぼす影響も多大となる。

走査線曲がり及び走査線傾きは、第２走査レンズ１５−２の母線の変形以外の原因、例えば、
・光走査装置（特に、その走査光学系）に設けられた折返しミラー、第１走査レンズ、防塵ガラス等の変形及び取り付け誤差、
・光偏向器としてのポリゴンミラー（回転多面鏡）の回転軸倒れ、
・光源装置からの出射ビームの出射方向誤差
等の原因によっても、発生することが知られている。このような長尺レンズ以外の構成部品の形状誤差や組立誤差に起因する「走査線曲がり」は、数百μｍ程度に達する場合もあるが、これの補正を長尺レンズの曲がり調整により行うことも可能である。

なお、請求項に記載している「長尺光学素子」は、「プラスチック製の長尺レンズ」に限定されるわけではなく、例えば、光偏向器としてのポリゴンミラーと被走査面との間の光路を折り曲げるために具備された折返しミラー、結像機能を持った長尺ミラーなど、比較的細長い形状の光学部品も対象となる。

次に、本発明にかかる画像形成装置の実施例について説明する。図４は、本発明にかかる画像形成装置の実施例を示す中央断面図である。図４において、画像形成装置は、感光体１６および光走査装置２０を有するとともに、感光体１６の周囲に配置された帯電器５１、現像器５２、転写器５３、定着器５４及びクリーニング部５５を有している。光走査装置２０は像担持体である感光体１６の表面を光走査することによって光書込みを行う。電子写真プロセスを実行することにより、感光体１６上に静電潜像を形成する。光走査装置２０は、電子写真プロセス中の露光プロセスを受け持っている。この画像形成装置による画像形成の原理は周知の通りであり、これを以下に説明する。感光体１６の表面は帯電器５１により一様に帯電され、この一様に帯電された感光体１６の表面を光走査装置２０が光走査し、画像を形成する。感光体１６の表面は、光走査による露光分布に応じて電位が低下し、感光体１６上に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像器５２により供給されるトナーが付着されることによって顕像化される。感光体１６に付着したトナーは、転写器５３により用紙に転写された後、定着器５４によって用紙に融解固着され定着される。クリーニング部５５は、感光体１６上の残留トナーを除去する。

カラー画像形成装置には、前述のようにタンデム方式が採用されることが多い。タンデム方式は、通常、４ドラムタンデム方式が用いられるが、４ドラムタンデム方式画像形成装置の説明に先立ち、より単純な２ドラムタンデム方式画像形成装置用の光走査装置について、図３を用いて説明する。図３において、光源（図示しない）から出射された２本のレーザビームは、光偏向器であるポリゴンミラー１４により偏向反射され、共通の第１走査レンズ１５−１を通過するように構成されている。第１走査レンズ１５−１を透過した２本のレーザビームは、それぞれ異なるミラーにより光路を折り曲げられ、異なる第２走査レンズ１５−２Ｍ、１５−２Ｙを通過した後、それぞれ感光体ドラム１６Ｍ、１６Ｙに到達する。一般に第１走査レンズ１５−１は、主走査方向の結像性能及び被走査面である感光体ドラム１６Ｍ、１６Ｙの表面での等速走査性能を確保するため、主走査方向のパワーが大きい場合が多い。第１走査レンズ１５−１がプラスチック製の場合、このレンズに主走査方向の温度分布が発生すると、被走査面での等速走査性が悪化し、主走査方向でのドット位置ずれが発生する。

図３に示す実施例の構成とは異なり、２本のレーザビームがそれぞれ異なる第一走査レンズを通過する構成で、異なる温度分布が発生した場合には、各感光体ドラム上の主走査方向ドット位置ずれ量に偏差が発生するため、各感光体ドラム上のトナーを重ねて転写したとき、結果として出力画像の色ずれの原因となる。ところが、図３に示す実施例のように２本のレーザビームが共通の第１走査レンズ１５−１を通過している場合には、温度分布が発生しても等速走査性の偏差は抑制できるため、感光体相互間の主走査方向ドット位置ずれの発生も抑制できるメリットがある。

次に、４ドラムタンデム方式画像形成装置について説明する。図５は、４ドラムタンデム方式画像形成装置の一例を示す。光走査装置の基本構成は、上述の２ドラムタンデム方式画像形成装置用の光走査装置と同様である。符号２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは光源ユニットを示す。各光源ユニットは、光源としての半導体レーザ１１と、半導体レーザから出射されるレーザビームをほぼ平行光束にして後続の光学系にカップリングするカップリングレンズ１２を有してなる。上記ほぼ平行光束とされたレーザビームはシリンドリカルレンズ１３を透過することにより副走査方向にのみ収束され、光偏向器としてのポリゴンミラー１４の偏向反射面近傍に、主走査方向に長い線像が結ばれるようになっている。上記各光源ユニット、カップリングレンズ、シリンドリカルレンズによって４組の異なる光走査装置を構成し、偏向走査される４本のレーザビームが出射されるようになっている。

図５に示す実施例においては、ポリゴンミラー１４によって偏向反射される４本のレーザビームが共通の第１走査レンズ１５−１を通過するように構成されている。４本のレーザビームはそれぞれ異なる光走査装置から出射されるビームである。光走査装置は、図１、図２に示す光走査装置と同じ構成のものを用いることができる。上記第１走査レンズ１５−１を出射した４本のレーザビームはそれぞれ異なる光路により、ミラーで反射され、第２走査レンズを通過した後、各感光体ドラム１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙに到達し、各感光体ドラム表面を光走査することにより露光し、静電線像を形成する。図５に示す同期検知センサ１９は、各レーザビームによる上記各感光体ドラムへの書込開始タイミング用信号を得るために設けられている。

各感光体ドラム上に形成されたトナー像は、転写ベルト３１上に転写されて重ね合わせられ、カラー画像が形成される。転写ベルト３１上のカラー画像は転写紙に転写され、定着器によって転写紙に定着される。上記転写ベルト３１上で各感光体ドラム上のトナー像を重ね合わせる際、各感光体ドラム上の走査線の形状に偏差があると、副走査方向の色重ね状態が劣化して色ずれが発生し、出力画像品質が低下する。本発明は主として、このような走査線形状誤差を低減することを目的としている。なお、図５に示す４ドラムタンデム方式画像形成装置の例においては、上記の色ずれ量を検知するための「色ずれ検知用トナー像」５５が、転写ベルト３１上の３箇所に形成され、これらの色ずれ検知用トナー像５５を各「色ずれ検知用センサ」５６にて検出することが可能な構成を採用している。

次に、プラスチックからなる長尺レンズの概要と、この長尺レンズの形状誤差に関して説明する。既述のように、走査光学系を構成する光学部品のうち、被走査面側に配置され、副走査方向のパワーが大きい「長尺レンズ」は、そのたわみ変形すなわち母線の曲がりが、被走査面における走査線形状に大きな影響を及ぼす。図１７は、成形加工後の長尺レンズの形状の各種例、すなわち、たわみ変形の各種例を示す。長尺レンズの長手方向両端部上面を固定し、長尺レンズの下面側からスプリングにより固定部に向かって押し付けて弾性保持する構成になっている。図１７（ａ）は設計中央値すなわち理想形状を示す。しかし、通常は、１つの極値を有する形状、例えば、図１７（ｂ）（ｃ）に示すように、上側に向かって突形状、あるいは下側に向かって突形状となることが多い。プラスチック材料による条件、金型から取り出した後の冷却条件、あるいは光学系の倍率などにより異なるが、全長２００［ｍｍ］程度の長尺レンズの場合、経験上、最大で、数十［μｍ］〜１００数十［μｍ］程度の母線曲がりが発生する。さらには、２つの極値を有するＮ形状（図１７（ｄ）参照）や、３つの極値を有する形状、例えば、図１７（ｃ）に示すＭ形状、図１７（ｆ）に示すＷ形状となる場合もある。

上記長尺レンズの母線曲がりによる形状誤差の補正について説明する。図１８（ａ）に示すように、長尺レンズ両端部上方を固定し、これに対向するように下方からスプリング等により弾性保持する構成を考える。長尺レンズの母線が１つの極値を有する形状（図１８（ｂ）又は（ｃ）に示す形状）である場合には、長尺レンズ中央部付近を、例えば調整ねじからなる一つまたは複数の可動保持部により押圧することで、長尺レンズの母線を真直な理想形に近づけるように修正することができる。なお、可動保持部に対向する位置にも、下方からスプリング等の押圧手段が備えられている。

長尺レンズの「曲げ剛性：ＥＩ」（ヤング率Ｅと断面二次モーメントＩの積）が、長尺レンズの長手方向に一定の場合、長さＬの両端支持はりの中央部に荷重Ｗを付加した際のたわみｖは、
ｖ＝（ＷＬ^３／４８ＥＩ）｛（３ｘ／Ｌ）−（４ｘ^３／Ｌ^３）｝ ；０≦ｘ≦Ｌ／２、
ｘは一端からの距離
で表される。すなわち、長尺レンズの長手方向中央部のみに調整ねじを設けた場合には、上記の式に従った補正が可能である。しかし、例えば、図１８（ｃ）〜（ｆ）示すようなより複雑な形状誤差を取り除くことはできない。したがって、長尺レンズ形状が有する母線曲がりの極値の数が多くなるに従い、調整ねじの個数を増加させる必要があるが、一般には予測される極値の数と同数の調整ねじを設ければよい。

また、既述のように、長尺レンズの母線形状だけではなく、他の構成部品の形状誤差および／または組付誤差等の影響により、走査線曲がりおよび／または走査線傾きが発生する場合もある。このようにして発生した走査線曲がりおよび／または傾きも、長尺レンズの変形を調整することにより補正することができる。従って、母線が１つの極値を有する長尺レンズを用いた場合でも、複数個の調整ねじを設けておくことが望ましい。しかし、調整ねじ点数が増加するに伴い、
・調整工程が複雑化し調整時間が増加する恐れがあること、
・通常の光学系の場合、被走査面での走査線の極値の個数は、最大でも３程度であること、
等を考慮すれば、通常は、調整ねじは３〜４ヶ所に設定すれば十分である。

次に、長尺光学素子の保持機構の各種実施例について説明する。
実施例１
図６において、前述の第２走査レンズである長尺レンズ１５−２は、基準面となるハウジング底面６８の上に設置された３つの圧縮スプリング（弾性部材）６１と、それらと対をなし、圧縮スプリング６１からの押圧力に対向して、長尺レンズ１５−２を下側から支持する３つの支持部材６３により保持されている。弾性部材である圧縮スプリング６１と支持部材６３の組が３組あって、このうち２組は長尺レンズ１５−２の長手方向両端部に配置され、１組は長手方向中央部に配置されている。本実施例においては、支持部材６３は、鋼板等のプレス加工にて加工されたホルダ部材６６の一部に曲げ加工あるいは切り起こし加工により形成されているが、これらの材料としては他に、アルミ等の金属の切削加工品又は焼結加工品や、樹脂モールド品等を採用しても構わない。

また長尺レンズ１５−２に押圧力を付加する弾性部材としては、上述の圧縮スプリング６１の他に、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すような、板ばね６５を採用しても構わない。図１５において、長尺レンズ１５−２は長手方向に沿い上下幅方向にそれぞれ突出縁部１５−２１，１５−２２を有し、光軸方向に平行な横断面形状が横向きの「Ｈ」形になっている。図１５（ｃ）に示す板ばね６５は、その両端折り曲げ縁部がホルダ部材６６の縁部と長尺レンズ１５−２の上側の突出縁部１５−２１とにまたがって引っ掛けられ、長尺レンズ１５−２をホルダ部材６６側に引き寄せる向きに付勢している。ホルダ部材６６には上記支持部材６３に代わる調整ねじ６２が捩じ込まれていて、調整ねじ６２の先端が長尺レンズ１５−２の上面に当接することにより、上記付勢力による長尺レンズ１５−２の移動を規制している。図１５（ｄ）に示す板ばね６５は、その両端折り曲げ縁部がホルダ部材６６の縁部と長尺レンズ１５−２の下側の突出縁部１５−２１とにまたがって引っ掛けられている点が、図１５（ｃ）に示す例と異なるのみで、長尺レンズ１５−２に押圧力を付加するものであることに変わりはない。このように、板ばね６５を採用することで、図６に示すような圧縮スプリング６１を利用する構成と比較すると、無駄なスペースが発生せず、装置の小型化を図ることが可能となる。

実施例２
図７は、長尺光学素子の保持機構の実施例２を示す。図７において、ホルダ部材６６は、その長手方向両端部がハウジング底面６８上に設置された２つの間隔部材５３上に固定され、このホルダ部材６６に複数の調整ねじ６２（本図では３本）が螺合されている。ハウジング底面６８上には、各調整ねじ６２に対向して弾性部材としての圧縮スプリング６１が配置されている。各調整ねじ６２と各圧縮スプリング６１の間に長尺レンズ１５−２が配置され、長尺レンズ１５−２は圧縮スプリング６１の押圧力によって調整ねじ６２の下端に押し付けられている。調整ねじ６２は、長尺レンズ１５−２を支持する支持部材の機能を有し、各調整ねじ６２の突出量を調整することで、長尺レンズ１５−２の母線形状の「たわみ度合い」を補正することができる。調整ねじ６２と圧縮スプリング６１の組は、長尺レンズ１５−２の長手方向両端部と中央部に、計３組配置されている。

支持部材を構成する調整ねじの別の構成として、図２０に示す構成を採用しても構わない。図２０において、調整ねじ６２は、コロ７０と、テーパ付調整ねじ７１を有してなる。コロ７０は円柱形で、ホルダ部材６６に形成された窓孔に挿入されて長尺レンズ１５−２の上面に載っている。テーパ付調整ねじ７１は、その中心軸線が長尺レンズ１５−２の長手方向に向くように、かつ、コロ７０の軸線と交差する向きに配置され、ねじの部分がホルダ部材６６から立ち上がった支持片７３に螺合されている。テーパ付調整ねじ７１はテーパ部７２を有するとともに、先端部がホルダ部材６６から立ち上がった軸受片によって保持されている。上記テーパ部７２はコロ７０の上に当接し、圧縮スプリング６１の付勢力による長尺レンズ１５−２の上方への移動を規制して、長尺レンズ１５−２の支持部材として機能するように構成されている。このように構成された調整ねじ６２と弾性部材としての圧縮スプリング６１の組が、長尺レンズ１５−２の長手方向両端部と中央部に合計３組配置されている。

図２０に示す調整ねじ６２の構成も、請求項に記載した「少なくともねじ要素から構成される」に該当する。テーパ付調整ねじ７１を円柱形状または円筒形状のコロ７０に当接させた状態でコロ７０を押し込むことにより、コロ７０で長尺レンズ１５−２を押圧することができる。テーパ付調整ねじ７１に設けられたテーパの角度に応じ、「調整感度」すなわち調整ねじの回転角度に対するコロ７０による長尺レンズ１５−２の押圧量を適切に設定することが可能となる。

図６に示す実施例１の場合、ホルダ部材６６から切り起こした支持部材６３はホルダ部材６６に固定された状態であるため、長尺レンズ１５−２の母線形状の「たわみ度合い」の補正を行うことはできない。また、長尺レンズ１５−２を真直にしたい場合も、支持部材６３に長尺レンズ１５−２を当接して支持する構成であるため、３箇所の支持部材６３の高さを高精度に維持する必要があるが、プレス加工にて必要な精度を確保することは一般には困難である。そのため、図７に示す実施例２のように、支持部材の少なくとも一つを可動できる構成とすることが、より望ましい。

図８〜図１２は長尺光学素子の保持機構の実施例３〜７を示す。図８〜図１２に示す実施例３〜７はいずれも、ハウジング底面６８に上向きに突出させて形成された取り付け部としての支持部材６４を備えている。また、図９、図１０、図１１に示す実施例４、５、６は、上記支持部材６４と対向してホルダ部５１に組み付けられた弾性部材としての圧縮スプリング６１が、一対ずつ備えられている。さらに、図９及び図１１に示す実施例の場合には、ハウジング底面６８に取り付けられている弾性部材としての圧縮スプリング６１とホルダ部材６６に螺合された支持部材としての調整ねじ６２の組が２組追加されており、図１０に示す実施例５の場合には上記圧縮スプリング６１と調整ねじ６２の組が４組追加して備えられている。図８〜図１０および図１２に示す実施例では、支持部材６４が長尺レンズ１５−２の長手方向中央部に設けられ、図１１に示す実施例では、支持部材６４が長尺レンズ１５−２の長手方向一端部に設けられている。

このような図８〜図１２に示す構成の場合、長尺レンズ１５−２を、取り付け部材としての支持部材６４との接点を回転軸として、図中の矢印６９で示すように、長尺レンズ１５−２の光軸にほぼ平行な線を中心とする回転方向（『γ方向』と呼ぶ）に回転調整することができる。この長尺レンズ１５−２のγ回転成分により、前記被走査面上の「走査線傾き」を補正することが可能となる。

なお、調整ねじ６２を２本とした図９及び図１１に示す実施例の場合でも、図１７（ｂ）,（ｃ）のような比較的単純な形状の長尺レンズの補正（真直に近づける補正）を行うことが可能であるが、図１７（ｄ）〜（ｆ）に示すような、より複雑に歪んだ形状を補正するには、図１０に示す実施例５のように４本（又はそれ以上）の調整ねじ６２を追加することが必要である。

以上説明した実施例１、２、実施例４〜６および実施例７（図６、図７及び図９〜１１参照）においては、ホルダ部材６６は、長尺レンズ１５−２の上側（副走査方向を上下方向とする）にのみ具備する構成となっている。かかる構成の場合、次に説明する図８（実施例３）に示すような、上側及び下側にホルダ部材６６，６７を具備する構成と比較して、低コスト化及び装置の小型および／または軽量化を図ることが可能となる。これらの実施例についてさらに説明する。

実施例３
図８に長尺光学素子の保持機構の実施例３を示す。図８において、長尺レンズ１５−２の長手方向両端外方に設けられた２つの間隔部材５３にて、２つのホルダ部材６６及び６７が間隔を保って間隔部材５３とともに一体に形成されている。下側のホルダ部材６７の上面に３つの圧縮スプリング（弾性部材）６１が取り付けられ、上側のホルダ部材６６には３つの調整ねじ（支持部材）６２が圧縮スプリング６１に対向するように螺合されて保持機構が構成されている。この保持機構によって、より具体的には、３組の調整ねじ６２と圧縮スプリング６１によって挟み込まれるようにして長尺レンズ１５−２が保持されている。この保持機構は、ハウジング底面６８に設けられた取り付け部６４の上に（図中の矢印のγ方向に）回転可能に保持されている。この保持機構のγ回転に伴う長尺レンズ１５−２のγ回転調整により、被走査面上の「走査線傾き」を補正することが可能となっている。

上述のように、図８、並びに図９〜図１１に示す構成であっても、長尺レンズ１５−２の実質的なγ回転調整による走査線傾き調整を行うことができる。しかし、走査線傾き調整の際、長尺レンズ１５−２母線の曲がり（走査線曲がり）が発生しやすく、一般的には、走査線曲がりと走査線傾きを独立に補正するのは困難である。その点、図８に示す実施例３によれば、保持機構内で長尺レンズ１５−２の母線曲がりを補正することができ、長尺レンズ１５−２の保持機構をγ回転調整することにより、上記母線曲がりの補正とは独立に走査線傾きを調整することができ、調整工程の容易化、調整時間の短縮を図ることが可能となる。

実施例４〜６
図９〜図１１は、それぞれ長尺光学素子の保持機構の実施例４〜６を示している。これらの実施例はすでに説明したとおりであるから、ここでの説明は省略する。

実施例７
図１２は本発明に係る長尺光学素子の保持機構の実施例７を示す。図１２に示す実施例は、図８に示す実施例３の構成に似ているが、図８に示す実施例３の構成と異なり、ホルダ部材６６に設けられた支持部材のうち、両端側の２つの支持部材６３が、ホルダ部材６６と一体的に形成されていることを特徴としている。上記支持部材６３は、例えば、板金部品からなるホルダ部材６６の一部を折り曲げ加工ないしは切り起こし加工することによって形成することができる。この実施例における長尺レンズ１５−２の保持機構は、長尺レンズ１５−２を保持したままハウジング底面６８に設けられた取り付け部６３を中心にγ回転可能であり、これにより走査線傾き補正を行うことができる。そのため、調整ねじ６２によるγ回転調整（走査線傾き補正）は不要であり、調整ねじ６２では長尺レンズ１５−２の母線形状の調整（走査線曲がり補正）のみの機能を付与することができる。すなわち、図１２に示す実施例７の構成でも、走査線曲がり補正と走査線傾き補正を独立に行うことができる。従って、図８に示す実施例３よりも調整の自由度は低くなるが、実質的には同程度の調整時間及び調整精度にて走査線形状の補正を完了することが可能である。

実施例８
図１３は、低コスト化及び装置の小型および／または軽量化のため、構成部品の点数を削減することができる長尺光学素子の保持機構の実施例８を示す。図１３において、適宜の回転機構により長尺光学素子１５−２の光軸と平行な軸を中心として回転可能にホルダ部材６６が保持されている。長尺光学素子１５−２は、長手方向両端部上面が、ホルダ部材６６と一体に形成された取り付け部材６３を介してホルダ部材６６に取り付けられるようになっている。長尺光学素子１５−２の下面とハウジング底面６８との間には、長尺光学素子１５−２の長手方向両端部と中央部において弾性部材としての圧縮スプリング６１が介在している。上記中央部の圧縮スプリング６１に対向する位置においてホルダ部材６６に調整ねじ６２が螺入され、調整ねじ６２の先端が長尺光学素子１５−２の上面に当接している。各圧縮スプリング６１の押圧力で長尺光学素子１５−２が上記取り付け部材６３と調整ねじ６２に押圧され、長尺光学素子１５−２が実質的にホルダ部材６６に取り付けられるようになっている。長尺光学素子１５−２とともにホルダ部材６６を回転させることにより傾き調整を行うことができ、これとは独立して、調整ねじ６２により曲がり調整を行うことができる。

実施例９
図１４は、より高精度に走査線形状を補正するため、調整ねじ６２の本数を３本とした実施例を示す。図１４（ａ）の例では、支持部材となる折曲部６３が長尺状光学素子１５−２の長手方向最外側に位置し、内側に３本の調整ねじ６２が所定の間隔で配置されているが、図１４（ｂ）の例のように、支持部材となる折曲部６３を内側に配置し、３本の調整ねじ６２を長尺状光学素子１５−２の長手方向両側の最外側と中央部に配置しても構わない。

長尺光学素子の保持機構の実施例２以下の各実施例においても、弾性部材として、圧縮スプリング６１に代えて、図１５について説明した板ばね６５を使用してもよく、これによって、前述のような効果を得ることができる。

なお、図１６（ａ）に示すように、板金の曲げ加工により右側および／または左側の支持部材６３を加工する場合、加工誤差により左右の支持部材６３の折り曲げ高さには、数百［μｍ］程度の偏差が発生し、長尺レンズ１５−２が傾いた状態で組み付けられてしまう恐れがある。この程度の加工誤差が発生した場合でも、図１６（ｂ）に示すように、上下に対をなすホルダ部材６６，６７を有してなる保持機構をγ回転することで、加工誤差に起因する長尺レンズの取り付け誤差の影響を取り除くことが可能である。

長尺レンズの主走査断面（ＹＺ平面）内の形状が比較的大きな曲率を有する場合には、このレンズの副走査断面（ＸＺ平面）内の回転調整が可能な構成にするとよい。こうすることにより、走査線曲がりの補正を行うことが可能である。

本発明にかかる長尺光学素子の保持機構のさらに別の実施例について説明する。

実施例１０
図１９において、基準面となるハウジング底面６８は上向きに突出させて形成された取り付け部としての支持部材６４を備えている。支持部材６４は三角形状になっていて、三角形の頂点に相当する支持部材６４の頂点に、前述の第２走査レンズである長尺レンズ１５−２の底面の長手方向中央が載せられている。図１９（ｃ）に示すように、長尺レンズ１５−２は側面断面形状が横向きの「Ｈ」形をしていて、レンズ作用を有する部分を挟んで上下に突出縁部を有している。長尺レンズ１５−２は、長手方向両端部に設けられた弾性部材である２個の板ばね６５により、ホルダ部材としての上板金６６の長手方向両端側に切り起こし等によって形成された折曲部（支持部）６３に、後で詳細に説明する板ばね６５の弾力により押圧固定されている。

上板金６６の中央部には、調整部材である調整ねじ６２が螺合されており、調整ネジ６２の先端は長尺レンズ１５−２の上面に当接して長尺レンズ１５−２を押圧している。この調整ねじ６２の押圧力に対向して、弾性部材としての３個目の板ばね６５が配置されている。上記板ばね６５は、図１９（ｃ）に示すように、ほぼ「Ｍ」字状に折り曲げて形成されており、その両端部が上記上板金６６の上面と長尺レンズ１５−２の上側突出縁部の下面とに掛けられ、板ばね６５の弾力によって上板金６６と長尺レンズ１５−２が互いに引き付けられる向きに付勢されている。この付勢力により上記折曲部６３が長尺レンズ１５−２の上面に当接して、上板金６６と長尺レンズ１５−２とが実質一体となっている。また、上記調整ねじ６２を回転調整して、上板金６６に押し込みまたは引き抜くことにより、長尺レンズ１５−２を押圧変形させることができ、これによって、長尺レンズ１５−２の形状誤差を取り除くことができる。

図１９（ｄ）に示す板ばね６５は、その両端折り曲げ縁部がホルダ部材としての上板金６６の縁部と長尺レンズ１５−２の下側の突出縁部１５−２１とにまたがって引っ掛けられている点が、図１９（ｃ）に示す例と異なるのみで、長尺レンズ１５−２を上板金６６に対する押圧力を付加するものであることに変わりはない。図１９（ｅ）に示す変形例は、図１９（ｃ）に示す例における板ばね６５を２個一対として使用し、長尺レンズ１５−２を側面から見て左右対称に配置したものである。同様に、図１９（ｄ）に示す板ばね６５を２個一対として使用し、長尺レンズ１５−２に対して対称に配置してもよい。このように、板ばね６５を採用することで、後で説明する例のような圧縮スプリング６１を利用する構成と比較し、無駄なスペースが発生せず、装置の小型化を図ることが可能となる。

実施例１１
長尺レンズ１５−２の形状誤差を取り除く際の調整分解能の向上を図るため、上記実施例に用いられている調整ねじ６２の代替として、図２０、図３３に示す実施例のように、テーパ部７２を有する調整ねじ７１と、コロ７０を有してなる調整部材６７を採用することができる。図２０に示す実施例についてはすでに説明したので、詳細な説明は省略する。

図２０に示す実施例において、テーパ付調整ねじ７１のテーパ部７２のテーパ角度に応じ、調整感度すなわち調整ねじ７１の回転角度に対するコロの移動距離を可変することができる。図示の実施例では、コロ７０の形状が円筒形状となっているが、球形状など他の形状としても構わない。図１９に示す実施例のように、光学ハウジング底面６８上に設けられた取り付け部６４の上に、上記長尺レンズ１５−２を配備し、取り付け部６４の頂点を回転軸７６として、図示しないアクチュエータ手段、例えばステッピングモータ等を利用して、図１９中の矢印６９の方向（γ回転方向）に回転または傾きを調整するように構成してもよい。上記アクチュエータ手段によって、図２０に示す実施例におけるテーパ付調整ねじ７１を回転駆動するように構成することにより、機械的な自動調整が可能になる。なお、このγ回転方向の回転軸は、図１９の実施例のように長尺レンズ１５−２の底面に設定してもよいし、あるいは長尺レンズ１５−２の底面に取り付け基準が設けられていない場合には、上板金６６に配備しても構わない。但し、長尺レンズ１５−２の光軸７５の位置の移動を抑制するために、理想的には、長尺レンズ１５−２の光軸近傍に回転軸を設けることが望ましい。

このような長尺レンズ１５−２の形状誤差調整及び傾き調整、換言すれば、長尺レンズ１５−２の「母線」の誤差調整及び傾き調整により、光走査装置の概要にて説明したように、感光体ドラム面などの被走査面における走査線形状を補正することが可能となる。
次に、長尺レンズ１５−２の初期形状（成型加工後の形状）が、１個の極値をもつ曲線である場合の、前記図１９に示す実施例における調整ねじ６２の押圧による『曲がり調整』について検討する。以降、このような調整ねじ６２の押圧により長尺レンズの形状（すなわち、その母線の形状）を補正することを、単に「曲がり調整」と呼ぶことにする。

図２３（ａ）に示すように、長尺レンズ１５−２の初期形状が「上に凸」の場合には、曲がり調整終了後、したがって、長尺レンズ１５−２が真直になった状態では、図１２（ｂ）に示すように、調整ねじ６２の押圧力により上板金６６が「上に凸」となる。対照的に、図２４（ａ）に示すように長尺レンズ１５−２の初期形状が「下に凸」の場合、この曲がりを調整したは、図２４（ｂ）に示すように、板ばね６５の弾性力により上板金が「下に凸」となる。いま、図２１に示すように、長さＬｉだけ離れた２つの支持部にて、長尺レンズ１５−２、及び上板金６６を回転可能に支持し、中央部に荷重Ｗｉを付加した場合のたわみ量をδｉとしたとき、下側の長尺レンズ１５−２及び上板金６６の弾性係数Ｋｉを下式にて定義する。
Ｋｉ＝（Ｗｉ×Ｌ^３）／（４８×δｉ） (式１)
［但し、添字ｉ＝１は長尺レンズ１５−２、ｉ＝２は上板金６６を表す］

本実施例の場合、荷重Ｗ１＝Ｗ２であるため、式１より、たわみ量δｉは「弾性係数」Ｋｉに反比例することが分かる。すなわち、たわみ量の比は、弾性係数の逆数の比となる。
δ１／δ２＝Ｋ２／Ｋ１ (式２)
（式２）において、δ１は曲がり調整前の長尺レンズ１５−２のたわみ量、δ２は曲がり調整後の上板金６６のたわみ量に相当する。すなわち、このδ２が大きくなることは、調整後の上板金６６のたわみ量が大きくなることを意味する。調整後の上板金６６のたわみが大きくなるに従い、
・γ回転調整の回転軸が上板金６６に配備されている場合には、この回転軸の上下方向（副走査方向）への変位の影響が無視できなくなり、被走査面でのビームスポット径等他の光学性能に悪影響を及ぼす恐れがある。
・調整分解能の向上を図るため、図１２に示す調整部材６７を適用した場合には、調整ストロークが不足する恐れがある。
等の不具合が発生することが懸念される。そのため、δ１／δ２を少なくとも０．５以上とすることが望ましく、上記不具合をより効果的に回避するには、δ１／δ２を１．０以上とすることがさらに望ましい。
すなわち、（式２）より下式を導出することができる。
Ｋ２／Ｋ１≧０．５ (式３)

以上、１本の調整ねじによる長尺レンズの曲がり調整を用いて、弾性係数の比Ｋ２／Ｋ１の範囲を導出したが、図２５に示す実施例のように、調整ねじの本数が複数の場合にも同様の関係が成立する。

実施例１２
調整ねじを３本配備した実施例を図２５に示す。前記図１９、図２０に示した実施例では、調整部材としての調整ねじ６２または調整部材６２が１組の構成であったのに対し、図２５に示す実施例は、調整部材としての調整ねじ６２と弾性部材としての板ばね６５を２組追加した構成である。より具体的には、長尺レンズ１５−２の長手方向中央部に、調整ねじ６２（ｃ）と板ばね６５（ｃ）の組を配置したほか、この中央部の調整ねじ６２（ｃ）と板ばね６５（ｃ）の組と、長尺レンズ１５−２の長手方向両端部との間にも，調整ねじ６２（ｂ）と板ばね６５（ｂ）の組および調整ねじ６２（ｄ）と板ばね６５（ｄ）の組を配置したものである。また、長尺レンズ１５−２の長手方向両端部にそれぞれ板ばね６５（ａ），６５（ｅ）が配置されている。上記各調整ねじと板ばねの構成は、図１９（ｃ）などに示す構成と同じであるから、詳細な説明は省略する。なお、図２０に示すような調整部材６７を３組またはそれ以上配置してもよい。

このような構成を採用することにより、図１９に示す実施例の構成と比較して、長尺レンズの初期形状がより複雑な場合の調整が可能となる。調整部材が１ヶ所の実施例９の場合には、「極値が１個」の初期形状の長尺レンズの調整のみ可能であるが、これに対し、調整部材を３ヶ所とした実施例１２の場合には、「極値が３個」の長尺レンズにも対応可能となる。

図２５に示す実施例のように、長尺レンズ１５−２（及び上板金６６）の長さをＬ（±Ｌ／２）とし、その中央部（Ｙ＝０）、及び中央部と周辺部の中間部（Ｙ＝±Ａ）に、各々調整ねじ６２（ｃ）、（ｂ）、（ｄ）を配備する。長尺レンズ１５−２の中央部付近の断面形状を図２７に示す。いま、長尺レンズ１５−２の初期形状として、図２６（ａ）〜（ｃ）に示す３通り、すなわち、各々極値の個数が、１〜３個である場合の仮想的な形状を想定する。これらの長尺レンズの初期形状に対し、調整ねじ６２（ｂ）及び６２（ｄ）の位置（±Ａ）による曲がり調整の調整残差を導出したグラフを、まとめて図３１に示す。温度変化時の曲がり形状の変化や感光体ドラム間の位置合わせ精度を考慮し、調整残差の許容値を１０［μｍ］以下とすると、調整ねじ６２（ｂ）及び６２（ｄ）の位置は、Ｙ＝±４０〜±９０［ｍｍ］の範囲とする必要がある。本実施例３の長尺レンズ１５−２の長さをＬ１とすると、Ｌ１＝２２０［ｍｍ］なので、この数値にて基準化すれば、Ｙ＝±０．１８Ｌ１〜±０．４１Ｌ１となる。図３１では、調整ねじ６２（ｂ）及び６２（ｄ）の配置位置がＹ＝±３０［ｍｍ］以下、またはＹ＝±１００［ｍｍ］以上になると、調整残差が１０［μｍ］以上となって許容値から外れるため、これに該当するものは斜線を付した。

上記数値範囲（±０．２Ｌ１〜±０．４Ｌ１）は、長尺レンズを図２７に示す断面一定の「はり」とみなしてモデル化して導出した。本検討においては、図２８に示す長尺レンズを想定したが、この長尺レンズの『偏肉度』すなわち「長尺レンズ中央部の厚さ（光軸方向）ｄ０を基準（１．０）とした場合の、長手方向の厚さｄ」の変化率＝ｄ／ｄ０は、０．４〜１．２程度となっている（図２９参照)。この程度の偏肉度を有する長尺レンズであっても、図３０（ａ）（ｂ）に示すように、断面一定、すなわち断面二次モーメント一定の「はり」とみなして計算した結果と、長尺レンズサンプルでの測定結果は、比較的良く一致しており、現在各メーカの製品に搭載されている樹脂製長尺光学素子に対して、上記数値範囲が一般性を有することは明らかである。

なお、一般的に、樹脂モールド製のいわゆる「長尺光学素子」の場合にはモールド成型により創成される光学面形状を維持するため、光学面の上下にリブ１５−２１，１５−２２が設けられている（図２２参照)。このリブの副走査方向の高さは、光学面１５−２０の副走査方向の高さと比較して十分小さく、入射面側と出射面側の光学面１５−２０間の部分の断面二次モーメントが支配的に働くため、光学面間の偏肉度についてのみ考慮すれば十分である。

次に、上記板ばねの押圧力について検討する。プラスチックレンズからなる長尺レンズ形状の概要にて説明したとおり、調整ねじ点数が増加するに伴い、
・調整工程が複雑化し、調整時間が増加する恐れがあること、
・通常の光学系の場合、被走査面での走査線の極値の個数は、最大でも、３程度であること、
及び、長尺レンズ形状の極値の個数が増加するに従い、曲がり量は小さくなること、等を考慮すれば、調整ねじは中央部に１ヶ所、及び、中央部と周辺部との中間部に２ヶ所、合計３ヶ所に設定すれば十分である。

図３１に示した、調整ねじ６２を３ヶ所に配備した構成の場合の調整残差一覧表において、調整ねじ６２（ｃ）及び６２（ｄ）をＹ＝±４０［ｍｍ］に配置したときが、長尺レンズに対する調整ねじ（又は板ばね）の押圧力が最も大きく、３０［Ｎ］程度の押圧力が必要である。そこで、あらゆる初期形状の長尺レンズの曲がりを補正するには、安全率（＝１．３３）を見込み、調整ねじの押圧力Ｆ０＝４０［Ｎ］程度が必要であると推定する。

一方、材料力学的な計算から周知の通り、断面二次モーメントＩ及び材質のヤング率が一定の場合、長さＬ、中央部への押圧力Ｆとすると、中央部のたわみδは、
δ＝（Ｆ×Ｌ^３）／（４８×ＥＩ） (式４)
で表される。すなわち、同じたわみδを発生させる初期曲がりを補正するためには、長尺レンズの断面二次モーメントＩがＭ倍になると、押圧力ＦもＭ倍必要となる。また長さがＮ倍になった場合には、押圧力Ｆは１／Ｎ^３倍必要になる。但し、長さがＮ倍になると、長尺レンズ１５−２の初期曲がりも（概ね長さに比例するため）Ｎ倍になり、このＮ倍になった曲がりを補正するには、押圧力はＮ倍必要となる。以上３項目の効果を乗算すると、次の式５で求められる押圧力が必要となる。
Ｍ×（１／Ｎ^３）×Ｎ＝Ｍ×（１／Ｎ²）倍 (式５)

図３１の検討においては、長さＬ＝２２０［ｍｍ］、ヤング率Ｅ＝２５００［ＭＰａ］、中央部付近の断面二次モーメントＩ＝２１００［ｍｍ^４］にて検討したが、より一般的に、断面二次モーメントをＩ１［ｍｍ^４］、長さをＬ１［ｍｍ］とした場合、（式５）を係数として、Ｍ＝Ｉ１／２１００、Ｎ＝Ｌ１／２２０と置くと、押圧力Ｆ１は最大で、
Ｆ１，ｍａｘ＝Ｆ０×Ｍ×（１／Ｎ²）
＝４０×（Ｉ１／２１００）×（２２０／Ｌ１）²
＝９２０×（Ｉ１／Ｌ１^２）
あれば十分である。すなわち、長尺レンズ１５−２の中央部付近の断面二次モーメントをＩ１、長さをＬ１とするとき、長尺レンズ１５−２に対する弾性部材（板ばね）６５の押圧力Ｆ１を、
Ｆ１≦９２０×（Ｉ１／Ｌ１^２） （式８）
の範囲とすることができる。

なお、光走査装置用の長尺光学素子（走査レンズ）として一般的に用いられるプラスチック材質の場合、ヤング率Ｅは、Ｅ＝１５００〜２５００［ＭＰａ］程度であり、（式８）は、現在工業的に生産されているプラスチックレンズに対し、一般的に成立するものである。

次に、弾性部材の配置について検討する。上述の実施例１０及び実施例１１においては、ホルダ部材としての上板金に備えられた弾性部材（板ばね）にて長尺レンズを押圧固定する構成を採用した。別の構成（比較例）として、図３２に示すような、長尺レンズ１５−２と光学ハウジング底面６８の間に、弾性部材としてのコイルばね６５を配備する構成を採用することも可能である。この実施例では、３個のコイルばね６５を使用している。但し、このような構成の場合には、コイルばね６５の押圧力（上向き）に抗して、外部から下向きの押圧力を設定する必要があり、装置の複雑化、部品点数の増加、装置の大型化をもたらす恐れがある。従って、実施例１０及び実施例１１に示した構成が、より望ましい構成であるといえる。

また、図１９（ｄ）に示すように、ホルダ部材６６の両端部に配備された支持部６３に対応する板ばね６５（ａ），６５（ｅ）は、長尺レンズ１５−２の両端部を押圧しており、レーザビームの光路と干渉しないため、この図のように長尺レンズの底面を押圧する構成としても構わない。さらに、図１９（ｅ）に示すように、長尺レンズの入射面側及び出射面側に、板ばね６５を備えることにより、図１９（ｅ）に示す面内、すなわち側面から見た面内の長尺レンズの回転モーメントの発生を抑制することが可能となり、安定した保持が可能となる。

次に、長尺レンズの断面二次モーメントＩ及び長さＬの条件について検討する。板ばねの押圧力について説明したように、長尺レンズの曲がり調整に要する押圧力は、長尺レンズの断面二次モーメントＩに比例し、長さＬの二乗に反比例する。そこで、係数：Ｐ＝Ｉ／Ｌ^２を定義し、Ｌ＝２２０［ｍｍ］、断面二次モーメントＩ＝２１００［ｍｍ^４］を代入すると、Ｐ＝２１００／２２０^２＝０．０４３４［ｍｍ^２］となる。また、調整ねじを３箇所に備えた場合（長尺レンズの初期曲がりの極値数が３個に対応可能）には、調整ねじの押圧力は最大でＦ０＝４０［Ｎ］程度あれば十分であるが、より一般的な表現として、
Ｐ＝Ｉ／Ｌ^２≦０．０４３４［ｍｍ^２］ （式６）
の範囲とすれば、４０［Ｎ］以下の押圧力にて調整することが可能となる。

次に、長尺レンズの初期曲がりの極値数が１個の場合に対応可能な構成、すなわち調整ねじが１ヶ所の構成の場合について検討する。各メーカにて製品に搭載されている長尺レンズにおいては、極値数が３個の場合には、曲がりの幅（ＰＶ）は最大で概ね４０［μｍ］程度であるのに対し、極値数が１個の場合の曲がりの幅は最大で概ね１００［μｍ］程度（すなわち１００／４０＝２．５倍）になっていることが多い。また極値数が１個の場合には、３個の場合に比較して、曲がり調整する部分の実質的な長さは３倍となる。これらの効果を乗算して得られる係数［２．５×（１／３^２）＝０．２７７］を、（式６）の右辺に乗じることにより、下式が得られる。
Ｐ＝Ｉ／Ｌ^２≦０．０１２［ｍｍ^２］ (式７)
この式は、調整ねじが１ヶ所の構成において、４０［Ｎ］以下の押圧力にて調整することが可能な長尺レンズの断面二次モーメント及び長さの条件を示している。

次に、以上説明した長尺光学素子の保持機構を備えた光走査装置の例について説明する。上述説明した長尺光学素子の保持機構を搭載した光走査装置においては、その被走査面における走査線の形状を高精度化することが可能である。時間経過あるいは環境温湿度の変化の影響により、上記保持機構による長尺光学素子の形状が変化する恐れがある。このような場合には、その形状の変化を検知する検知手段を別途に設け、その検知手段による検出結果に基づき、例えば調整ねじからなる支持部材の突出量や、保持機構のγ回転角度を可変すればよい。調整ねじや保持機構のγ回転角度の可動には、例えばパルス信号により駆動可能なステッピングモータのようなアクチュエータを用いることで、長尺光学素子の保持機構およびこれを用いた光走査装置を小型化しまた低コスト化を図ることが可能となる。

また走査線の形状を検出することで、長尺光学素子の形状変化を予測することが可能である。従って長尺光学素子の形状ではなく、被走査面又はそれと光学的に等価な面における走査線形状を検出しても構わない。その手段として、例えば、図５に示す色ずれ検知用トナー像５５を形成するようにし、このトナー像を検出する検出センサ５６を用いればよい。

荷重による長尺レンズ曲がりの補正について、改めて検討する。いま、図３５（ａ）に示すように、真直な長尺レンズ１５−２の両端部を単純支持（回転支持）する構成を考える。図３５（ｂ）は、長尺レンズ１５−２の左端からＬ１の位置（ｙ＝Ｌ１）に荷重Ｗを作用させた場合の長尺レンズ形状を示す。長尺レンズ左端から荷重位置までの領域（０≦ｙ≦Ｌ１）においては、長尺レンズ形状（たわみ曲線：Ｖｚ)は下式にて表される。
ここで、Ｉ：断面二次モーメント
Ｅ：ヤング率
Ｌ：長尺レンズ１５−２の長さ
Ｖｚ＝（ＷＬ１^３Ｌ２^３／６ＥＩＬ）
×｛２（Ｌ−ｙ）／Ｌ２＋（Ｌ−ｙ）／Ｌ１−（Ｌ−ｙ）^３／Ｌ１Ｌ２^２｝
・・・（式１１）
なお、長尺レンズ１５−２の中央部（ｙ＝Ｌ１＝Ｌ／２）に荷重Ｗを作用させた場合には、長尺レンズ１５−２の左端から中央部までの領域（０≦ｙ≦Ｌ／２）においては、長尺レンズ形状（たわみ曲線：Ｖｚ）は下式にて表される。
Ｖｚ＝（ＷＬ^３／４８ＥＩ）×｛（３ｙ／Ｌ）−（４ｙ^３／Ｌ^３）｝ ・・・（式１２）
長尺レンズ中央部から右端までの領域（Ｌ／２≦ｙ≦Ｌ）においては、ｙ＝Ｌ／２に対して上式と左右対称形状である。

次に、外部から曲げモーメントを加えた場合の長尺レンズ１５−２の曲がり補正について検討する。図３５（ｃ）は、長尺レンズ１５−２の左右端部に各々曲げモーメントＭ１及びＭ２を作用させた場合の長尺レンズ形状を示す。長尺レンズ１５−２の左端から右端部までの領域（０≦ｙ≦Ｌ）において、長尺レンズ形状（たわみ曲線：Ｖｚ）は下式にて表される。
Ｖｚ＝（ｙ／６ＥＩＬ）×
｛（Ｍ１−Ｍ２）ｙ^２−３Ｍ１・Ｌ・ｙ＋（２Ｍ１＋Ｍ２）Ｌ^２｝ ・・・（式２１）
なお、Ｍ１＝Ｍ２＝Ｍの場合は、下式のように変形できる。
Ｖｚ＝（Ｍ／２ＥＩ）×ｙ（Ｌ−ｙ） ・・・（式２２）

外力の作用による長尺レンズ１５−２の曲がり補正の結果は次のとおりである。曲がり形状調整前の長尺レンズ（初期的な曲がりを有する長尺レンズ）１５−２の中央部に荷重Ｗを作用させた場合の形状は、「長尺レンズの初期形状」と「（式１１）又は（式１２）の形状（三次多項式）」の重ね合わせ（加算）にて導出される。同様に曲がり形状調整前の長尺レンズ１５−２の左右両端部に曲げモーメントＭ１及びＭ２を作用させた場合には、「長尺レンズの初期形状」と「（式２１）又は（式２２）の形状（二次多項式）」を重ね合わせた形状となる。

その一例を図３４に示す。図３４（ａ）（ｂ）に示すように、長手方向に直交する断面の断面二次モーメントＩ＝２１２３［ｍｍ^４］、全長Ｌ＝２２０［ｍｍ］の樹脂製長尺レンズモデル（ヤング率Ｅ＝２５００［ＭＰａ］）の両端部を回転支持し、中央部に荷重Ｗ＝５．０［Ｎ］を作用させた場合について検討する。図３４（ｃ）に細実線にて表される長尺レンズの初期形状（補正前の形状）は、幅（ＰＶ）１９０μｍの「上に凸」（極値数：１）の形状を呈している。この長尺レンズの中央部に荷重（外力）Ｗを作用させると、図３４（ｃ）に太実線で表されるＭ形状の曲線（ＰＶ４０μｍ、極値数３）が得られる。図３４（ｃ）中の破線は、仮想的な真直な長尺レンズの中央部に荷重Ｗを作用させた場合のたわみ曲線であり、任意形状の長尺レンズに荷重を作用させたときの補正曲線、換言すれば、外力の作用による補正量を意味する。すなわち、長尺レンズの初期形状と補正曲線を重ね合わせることにより、上述のＭ形状の曲線を導出することができる。なお、この補正曲線は、(式１２)から明らかなように三次曲線である。

長尺レンズの形状調整工程では、粗調整と微調整に分けるとよい。これまでの説明のように長尺レンズ１５−２に１つの外力（荷重、曲げモーメント等）を作用させることにより、『粗調整』として、形状調整前の長尺レンズから「大きな曲がり成分」を除去することができる。その後の調整工程にて、『微調整』として、上記の「大きな曲がり成分を除去した後の長尺レンズの形状」の補正を行えばよい。この微調整を行う際には、粗調整に用いた外力に付加して、さらに別の外力を利用することができる。従って、一般には、形状調整終了後（微調整終了時）の調整精度（調整残差量）は、初期形状（粗調整前の形状）における幅（ＰＶ）ではなく、粗調整終了時の形状（特に極値数）に依存して決定される。極値数３以下の形状であれば、後述のように、調整作業を煩雑化させず、かつ高精度な調整精度を達成可能な調整が可能である。

上述のように、「長尺レンズ１５−２の曲がり調整工程」の仮組立段階（調整作業を開始する前の段階）にて、外力を作用させることにより、調整前の長尺レンズ１５−２が有する「大きな曲がり形状」成分を除去することが可能である。曲がり調整における初期段階にて大きな曲がり成分を除去することで、長尺レンズ１５−２が有する曲がりの状態（傾向）を把握することができ、次工程以降の調整作業を効率的に行うことが可能となる。成型条件が安定し、初期形状の個体差が小さくなった後、あるいは初期形状を高精度に予測可能になった後には、初期形状すなわち極値数及びその位置に適合した外力を設定することが可能である。上記初期形状に適合した外力とは、外力による調整箇所数及び外力を加える位置を意味する。

長尺レンズの試作から量産に至る過程において、長尺レンズの成型条件（例えば、成型温度、成型圧力、冷却時間等）の最適化を図るが、生産管理の観点から、通常は長尺レンズの曲がりの大きさ（ＰＶ）を小さくすることより、各サンプル間のばらつき（個体差）を小さくすることを優先的に検討することが多い。そのため上述のように、仮組立段階における設定値にて、長尺レンズの大きな曲がり成分を除去することが可能であることが多い。

一方、成型材料の変更や金型の修正等により成型条件を変更した直後などの成型条件が十分に安定していない場合には、仮組立段階における設定値ではなく、調整工程の第一段階すなわち調整作業開始後の最初の調整作業にて、外力を加えることにより大きな曲がり成分を除去し、曲がりの状態（傾向）を把握すればよい。また、長尺レンズの初期曲がりが発生している場合、長尺レンズ中央部に対して対称形状に発生することが多い。そのため、長尺レンズに対し、左右対称に上記外力を作用させることが望ましい。

次に、上述の外力（荷重又は曲げモーメント）により大きな曲がり成分（すなわち、二次多項式又は三次多項式）を除去した後の、長尺レンズ形状および微調整について検討する。高精度な長尺レンズの曲がり調整を実現するには、調整箇所（長尺レンズに作用させる外力の数）が多いことが望ましいことは当然であるが、調整箇所数が増加するにつれ調整工程が複雑化／長時間化し、結果として調整コストの増加をもたらすことになる。調整箇所数が３ヶ所（あるいはそれ以下）であれば、各調整箇所が独立に動作しないような場合（一つの外力を作用させると、他の調整箇所にも影響を及ぼす場合）であっても、比較的容易に調整作業を完遂することが可能である。調整箇所数が３ヶ所であれば、後述のように、３個の極値を有する曲線形状の長尺レンズの高精度な形状調整を、比較的容易に行うことが可能である。なお、調整箇所が４ヶ所以上あり、各調整箇所が独立に動作しない場合には、調整作業が煩雑化するため、高精度な調整を短時間で完了させることが困難となる。

次に、上記の着想を採り入れた長尺レンズの形状調整機構の別の実施例について説明する。
実施例１３
図３７において、長尺レンズ１５−２は、両端部下側に設けられた２個の弾性部材（圧縮スプリング）６１ａ及び６１ｅにより、上板金６６の両端側に形成された折曲部（支持部）６３に押圧固定されている。上板金６６の中央部及び中間部には、３本の調整部材（調整ねじ）６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが螺合されており、この調整部材６２ｂ〜６２ｄの押圧力に対抗できるように、３個の圧縮スプリング６１ｂ、６１ｃ、６１ｄが配置されている。これらの調整ねじ６２を押し込みまたは引き抜くことにより、長尺レンズ１５−２を押圧変形させることができる。光学ハウジング底面上に設けられた取り付け部６４の上に、上記の形状調整機構が配備され、取り付け部６４の頂点を回転軸として、図示しないアクチュエータ手段（例えばステッピングモータ等）を利用して、図中の矢印の方向（γ回転方向）に回転（傾き）調整することが可能である。

このような長尺レンズ１５−２より具体的には長尺レンズの「母線」の押圧変形及び傾きを調整することにより、上記長尺レンズ１５−２を有する光走査装置において、被走査面（例えば、感光体ドラム面）における走査線形状（「走査線曲がり」及び「走査線傾き」）を補正することが可能となる。
調整分解能の向上を図るため、調整ねじ６２の代替として、図２０、図３３について説明したような、「テーパ部を有する調整ねじ」７１と「コロ(円筒形状)」７０から構成される調整部材７１を採用することができる。

次に、図３８に模式的に示す長尺レンズのモデルにて、図３７に示す形状調整機構を適用した場合の調整誤差について検討する。長さ方向両端から中心までの長さＬ＝±１１０［ｍｍ］、全長：２２０［ｍｍ］の長尺レンズ１５−２の両端を単純支持（回転支持）し、３つの荷重Ｗ１〜Ｗ３を、
Ｗ１→Ｙ＝−７５［ｍｍ］ （調整ねじ６２ｂ）
Ｗ２→Ｙ＝ ０［ｍｍ］ （調整ねじ６２ｃ）
Ｗ３→Ｙ＝＋７５［ｍｍ］ （調整ねじ６２ｄ）
として作用させる。なお、断面二次モーメントＩ及び材料のヤング率Ｅは、Ｉ＝２１２３［ｍｍ^４］、Ｅ＝２５００［ＭＰａ］とする。

いま、長尺レンズ１５−２の初期形状として、図３６（ａ）〜（ｃ）に破線で示す３通り（各々極値の個数は１〜３個、ＰＶは１００μｍ）の仮想的な形状を仮定する。これらの初期形状の長尺レンズを、上記Ｗ１〜Ｗ３により曲がり調整した場合の調整残差を導出した結果を、図３６（ａ）〜（ｃ）に実線で示す。温度変化時の曲がり形状の変化や感光体ドラム間の位置合わせ精度を考慮し、調整残差は１０［μｍ］程度以下とすることが望ましいが、本検討の範囲においては、７［μｍ］以下を達成可能であった。なお、表２は、この結果を示している。

表２

表２において、（＊１）で示す「調整前」とは、仮組立段階又は調整工程の第一段階にて、長尺レンズに外力を作用させ大きな曲がり（二次多項式又は三次多項式）成分を除去した状態（粗調整後）での長尺レンズ形状、すなわち「微調整前」を意味する。また、（＊２）で示す部分の正号は下向きの押圧力であることを示し、負号は上向きの押圧力であることを示している。

なおこの例では、調整工程の第一段階（調整作業開始後の最初の調整作業）にて、長尺レンズ中央部の調整ねじ６２ｃの押圧（荷重Ｗ２）にて、大きな曲がり成分（三次多項式）を除去することで、図３６（ａ）〜（ｃ）に破線で示す仮想的な形状になったことを想定している。

表２に示すように、極値数が３以下であれば、各押圧力は４０［Ｎ］以下（より正確には３３．２［Ｎ］以下）にて高精度な調整を実現することができる。なお押圧力が４０［Ｎ］を超える場合には、押圧力を発生する弾性部材（コイルばね、板ばね等）が大型化し、また調整機構を構成する各構成部品の高剛性化が必要となるなど、メカニズムのレイアウト上の制約（小型／軽量化が困難となる）が発生し、また部品コストが高くなる原因となることが多い。
それに対して、微調整前の長尺レンズ形状の形状誤差（曲がり形状の幅：ＰＶ）が１００［μｍ］以下である長尺レンズを用いれば、調整に要する外力（押圧力）を４０［Ｎ］以下とすることが可能であり、調整機構の小型／軽量化、低コスト化を図ることが可能となる。

実施例１４
図３９は、長尺レンズの形状調整機構の実施例１４を示す。図３９（ａ）は、実施例１４の構成部品の概要を示す。長尺レンズ１５−２の上側及び下側に、この長尺レンズ１５−２より長い板金部品である「上板金６６」と「下板金６７」を配置する。長尺レンズ１５−２の左右両側に、上板金６６と下板金６７の間の間隔を保持するためのブロックからなる間隔保持部材６８を配置する。この間隔保持部材６８の上下方向の高さは、長尺レンズ１５−２の高さより若干低く（例えば、数十μｍ〜数百μｍ程度）設定されている。上板金６６には３本の調整部材（調整ねじ）６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが螺合されている。下板金６７と長尺レンズ１５−２の隙間には、２本の調整ねじ６２ｂ、６２ｄの直下にそれぞれ、したがって２個のスペーサ部材６９ｂ，６９ｄが配備されている。このスペーサ部材６９ｂ，６９ｄの高さは、他の構成部品の諸元、例えば上下板金６６，６７の板厚及び幅や、間隔保持部材６８の高さ等により、数十μｍ〜数百μｍ程度に設定すればよい。

また、上板金６６には、弾性部材としての板ばね６５が具備されている。この板ばね６５の長尺レンズ１５−２に作用する押圧力（弾性力）が、上記調整ねじの残り１本（６２ｃ）による押圧力に対向しており、調整ねじ６２ｃの押し込み量に関わらず、常に上向き（上板金６６に向かう側へ）の押圧力を長尺レンズ１５−２に作用させている。

このように各構成部品を配置した後、４本の締結ねじ７０ａ〜７０ｄにより、上板金６６及び下板金６７を、２つの間隔保持部材６８に締結する。このときの状態を図３９（ｂ）に示す。図３９（ｂ）に示すように、長尺レンズ１５−２は上板金６６及び下板金６７により、上下両端部（記号Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇで示す）において挟持され、本実施例にかかる長尺レンズ形状調整機構内部に保持（固定）される。間隔保持部材６８の高さが長尺レンズ１５−２の高さよりも低く設定されており、また長尺レンズ１５−２と下板金６７の間にスペーサ部材６９が挿入されているため、この状態では、長尺レンズ１５−２及び上板金６６は「上に凸」、下板金６７は「下に凸」の形状を呈する。このとき、上板金６６及び下板金６７は弾性体として機能しているが、特に下板金６７は２個のスペーサ部材６９を介して長尺レンズ１５−２の下面を弾性的に押圧する機能を果たしている。なお形状調整におけるこの段階を、「仮組立段階」と呼んでいる。

図３９（ｂ）に示す仮組立段階の次工程として、調整ねじ６２ｂ、６２ｃ、６２ｄの押し込み量又は引き抜き量を適宜調整しながら、長尺レンズ１５−２の形状を補正すればよい。このとき長尺レンズ１５−２の形状を直接モニタしても良いし、目的に応じて被走査面上の「走査線曲がり」をモニタした結果を用いて補正しても構わない。上述のように、中央部に設けられた調整ねじ６２ｃに対しては、板ばね６５が対向して配備されているため、調整ねじ６２ｃは常に長尺レンズ１５−２を押圧した状態とすることができる。一方、中間部に設けられた調整ねじ６２ｂ及び６２ｄに対しては、弾性体である下板金６７の弾性力によるスペーサ部材６９の押圧力の作用により、常に長尺レンズ１５−２を押圧した状態とすることができる。

このように、長尺レンズ１５−２は上下方向から５ヶ所（Ａ-Ｊ、Ｂ-Ｈ、Ｃ-Ｉ、Ｄ-Ｆ、Ｅ-Ｇ）を弾性的に押圧固定された状態となっており、経時的変化あるいは環境温度の変化が発生しても、形状の調整値の変動を抑制することが可能である。図３９（ｃ）は曲がり調整が終了した状態を示している。本図では長尺レンズ１５−２が真直な形状となっている。長尺レンズ１５−２の長さ方向両端部の記号ＤとＥを結ぶ直線近傍まで３本の調整ねじ６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを押し込む（すなわち記号Ａ〜Ｅを一直線上に並べる）ことにより、仮組立段階で「上に凸」形状の長尺レンズ１５−２をほぼ真直の状態に調整することができる。もちろん、所望の（任意の）長尺レンズ形状（結果として走査線形状）を創成するには、３本の調整ねじの押し込み量を適宜調整すればよい。

本実施例１４の構成を採用することにより、実施例１３にかかる調整機構と比較し、長尺レンズの下側に弾性部材（圧縮スプリング等）を配備する必要がないため、小型化を図ることができ、低コスト化を実現可能である。
一方、中央部の調整ねじ６２ｃに対応する板ばね６５の代替として、図４０（ａ）に示すように、長尺レンズ１５−２と下板金６７の間に第三のスペーサ部材６９ｃを挿入する構成も考えられる。しかし、このような構成では下板金６７が下に凸の形状となるため、図４０（ｂ）に示すように、中央部の調整ねじ６２ｃに対応するスペーサ部材６９ｃが長尺レンズ１５−２と接触せず、押圧手段として機能しなくなる恐れがあり、望ましい構成ではない。

なお、図４０に示す例おけるスペーサ部材６９ｃの代替として、図４１（ａ）に示すように、長尺レンズ１５−２と下板金６７の間に調整ねじ６２ｃと対向する弾性力を発生する弾性部材６１ｃ（板ばね、コイルばね等）を配置すれば、図４１（ｂ）に示すように、長尺レンズ１５−２に対し常に押圧力を作用させることが可能となり、望ましい構成となる。

以上説明してきた各実施例にかかる長尺光学素子の保持機構および長尺光学素子の形状調整方法は、これを例えば、すでに説明した図１に示すような光走査装置に搭載することができる。この光走査装置においては、その被走査面における走査線の形状を高精度化することが可能である。

時間経過および／または環境温湿度の変化の影響により、上記保持機構による長尺光学素子の形状が変化する恐れがある。このような場合には、その形状の変化を検知する検知手段を別途に設け、その検知手段による検出結果に基づき、前記支持部材（調整ねじ）の突出量や、前記保持機構のγ回転角度を可変すればよい。調整ねじによる調整や保持機構のγ回転角度の調整には、その駆動源として例えばパルス信号により駆動可能なステッピングモータのようなアクチュエータを用いることで、小型化、低コスト化を図ることが可能となる。

また、走査線の形状を検出することで、長尺光学素子の形状変化を予測することが可能である。従って、長尺光学素子の形状ではなく、被走査面、又はそれと光学的に等価な面における走査線形状を検出するようにしても構わない。走査線形状の検出手段は、任意の検出センサを選択して用いればよいので、詳細な説明は省略する。

上記光走査装置は、これを、電子写真プロセスを応用した画像形成装置及び４ドラムタンデム方式画像形成装置に適用するとよい。これらの画像形成装置については、既述の通りである。画像形成装置、特に４ドラムタンデム方式画像形成装置のように、異なる感光体ドラムにより形成された画像を重ね合わせて、カラー画像を得るような画像形成装置の場合には、各感光体ドラム上の走査線形状に偏差があると、副走査ドット位置ずれが生じ、結果として出力画像の色ずれなど、出力画像の品質を劣化させる要因となる。工場内で組み立て調整し、工場出荷後の画像形成装置の輸送時、あるいはユーザ先での設置時の振動や経時変動、又はユーザ先での使用中の連続プリント出力による機内温度の上昇等がその原因となる場合が多い。

前記本発明にかかる光走査装置を、電子写真プロセスを実行することによって画像を出力する画像形成装置の、露光プロセスを実行する装置として用いれば、感光体ドラム間の走査線形状の偏差を抑制することが可能となるため、高品位な（色ずれの少ない）出力画像を得ることができる。

また、図６に示す４ドラムタンデム方式画像形成装置のように、転写ベルト３１に、感光体ドラム間の色ずれを検出するための色ずれ検知用トナー像５５を形成し、これを色ずれ検知用センサ５６で検知するように構成するとよい。このような構成とすることで、長尺レンズ（例えば、第二走査レンズ）の形状を導出することが可能であり、これに基づいて調整することができる。長尺レンズ自体の曲がりや傾き又は走査線曲がりではなく、より最終アウトプットである出力画像に近い転写ベルト３１に検出手段を設けているため、より高精度なフィードバック調整を行うことが可能となり、より高品質の画像を形成することができる。

本発明にかかる光走査装置の実施例を示す斜視図である。 同上光走査装置中の長尺光学素子を示す斜視図である。 本発明にかかる光走査装置の別の実施例を示す正面図である。 本発明にかかる画像形成装置の実施例を示す正面図である。 本発明にかかる画像形成装置の別の実施例を示す斜視図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例１を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例２を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例３を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例４を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例５を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例６を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例７を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例８を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例９を示すもので、（ａ）と（ｂ）は相互に一部の構成が異なるものの正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構のさらに別の実施例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は変形例の側面図である。 実施例９にかかる長尺光学素子の保持機構における（ａ）は長尺光学素子の傾きの様子を、（ｂ）は長尺光学素子の傾きを調整する様子を示す正面図である。 長尺光学素子の各種変形例を示す正面図である。 長尺光学素子の各種変形例とそれに対する各種形状補正例を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例１０を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は上記保持機構を板ばねの例とともに示す側面図、（ｅ）上記保持機構を板ばねの別の例とともに示す側面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例１１を示す正面図である。 長尺光学素子の弾性係数の定義を説明するための正面図である。 本発明に用いられる長尺光学素子の外観の例を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 長尺光学素子の形状調整前と調整後の例を示す正面図である。 長尺光学素子の形状調整前と調整後の別の例を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例１２を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 長尺光学素子の各種変形例を仮想的形状で示すグラフである。 長尺光学素子の断面形状の例を示す側面断面図である。 長尺光学素子の面形状の例を示すグラフである。 長尺光学素子の厚さの例を示すグラフである。 長尺光学素子の両端部を回転可能に支持して荷重を掛けた場合の（ａ）はモデル図、（ｂ）は変位を示すグラフである。 調整ネジの各種配置例に対する調整残差量の測定結果を示すグラフである。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構に対する比較例を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例１３を示す正面図である。 外力の作用による長尺光学素子の曲がり補正の様子を示すもので、（ａ）は断面二次モーメントを示す側面図、（ｂ）は加重をかける様子を示す正面図、（ｃ）は外力の作用なしの場合の長尺光学素子形状、外力の作用による補正量、外力の作用ありの場合の長尺光学素子形状を示すグラフである。 外力の作用による長尺光学素子の変形の様子を示すもので、（ａ）は外力を作用させる前、（ｂ）は外力を作用させた場合、（ｃ）は両端部に曲げモーメントを作用させた場合のそれぞれ正面図である。 長尺光学素子の各種変形例と調整残差の例を仮想的に示すグラフである。 本発明にかかる長尺光学素子の保持機構の実施例１４を示す正面図である。 本発明にかかる長尺光学素子の形状調整機構の数値例を示す正面図である。 長尺光学素子の形状調整前と調整後のさらに別の例を示す正面図である。 長尺光学素子の形状調整前と調整後のさらに別の例を示す正面図である。 長尺光学素子の形状調整前と調整後のさらに別の例を示す正面図である。

符号の説明

１１ 光源
１２ カップリングレンズ
１３ シリンドリカルレンズ
１４ 光偏向器としてのポリゴンミラー
１５ 走査光学系
１５−２ 長尺光学素子
１６ 感光体
２０ 光走査装置
６１ 弾性部材
６２ 調整ねじ
６３ 支持部材
６５ 弾性部材としての板ばね
６６ ホルダ部材
６７ ホルダ部材

Claims (10)

1. 長尺光学素子の中央部の厚さｄ０を基準とした場合の前記長尺光学素子の長手方向の厚さｄの変化率ｄ／ｄ０を偏肉度と定義したときの前記偏肉度が０．４〜１．２である前記長尺光学素子を、光軸方向に直交する方向でありかつ長手方向に直交する方向に弾性力により押圧する５つの弾性部材と、前記弾性部材と対をなし前記弾性部材からの押圧力に対向して前記長尺光学素子を支持する２つの支持部材および３つの調整部材を備え、
   前記２つの支持部材は、前記長尺光学素子の長手方向両端部を支持するとともに、ホルダ部材に固定され、または前記ホルダ部材と一体的に形成されていて、
   前記調整部材は、前記ホルダ部材に保持されており、前記弾性部材からの押圧力の方向に移動可能であり、前記長尺光学素子の長さをＬ１と定義したとき、前記長尺光学素子の中央部と、前記長尺光学素子の中央部から前記長尺光学素子の左右方向にそれぞれ±０．２Ｌ１〜±０．４Ｌ１の位置とを押圧するように、前記長尺光学素子の前記長手方向に沿って設けられていて、
   前記ホルダ部材は、前記長尺光学素子の上側または下側に具備される、
   長尺光学素子の保持機構において、
   前記長尺光学素子（添字ｉ＝１）および前記ホルダ部材（添字ｉ＝２）の両端部を、距離Ｌだけ離れた２つの支持部にて回転可能に支持し、前記長尺光学素子の中央部に荷重Ｗｉを付加した場合のたわみをδｉとし、弾性係数Ｋｉを、
   Ｋｉ＝（Ｗｉ×Ｌ^３）／（４８×δｉ）
   にて規定し、
   前記長尺光学素子の弾性係数をＫ１、前記ホルダ部材の弾性係数をＫ２としたとき、
   Ｋ２／Ｋ１≧０．５であることを特徴とする長尺光学素子の保持機構。
2. 前記長尺光学素子は樹脂製であり、前記長尺光学素子の中央部における前記長手方向に直交する断面の断面二次モーメントをＩ１［ｍｍ^４］、前記長尺光学素子の長さをＬ１［ｍｍ］とするとき、
   Ｉ１／Ｌ１^２≦０．０１２［ｍｍ^２］
   であることを特徴とする請求項１記載の長尺光学素子の保持機構。
3. 前記弾性部材は前記ホルダ部材に配備されていることを特徴とする請求項１記載の長尺光学素子の保持機構。
4. 前記保持機構は前記長尺光学素子の光軸に略平行な回転軸回りに回転可能に保持されていることを特徴とする請求項１記載の長尺光学素子の保持機構。
5. 前記長尺光学素子の中央部における長手方向に直交する断面の断面二次モーメントをＩ１［ｍｍ^４］、前記長尺光学素子の長さをＬ１［ｍｍ］とするとき、前記弾性部材による前記長尺光学素子の押圧力Ｆ１は、
   Ｆ１≦９２０×（Ｉ１／Ｌ１^２) ［Ｎ］
   であることを特徴とする請求項１記載の長尺光学素子の保持機構。
6. 前記長尺光学素子を押圧する調整部材が少なくとも前記長尺光学素子の中央部に配備され、前記長尺光学素子は樹脂製であり、前記長尺光学素子の中央部における断面二次モーメントをＩ１［ｍｍ^４］、前記長尺光学素子の長さをＬ１［ｍｍ］とするとき、
   Ｉ１／Ｌ１^２≦０．０４３４［ｍｍ^２］
   であることを特徴とする請求項１記載の長尺光学素子の保持機構。
7. 前記調整機構は、少なくともねじ要素から構成されることを特徴とする請求項１記載の長尺光学素子の保持機構。
8. 前記長尺光学素子は、前記長尺光学素子の長手方向に略平行な回転軸回りに回動可能に保持されていることを特徴とする請求項１記載の長尺光学素子の保持機構。
9. 光源から出射される光束を偏向反射する光偏向器と、偏向反射された前記光束を被走査面上にビームスポットとして収束させる少なくとも一つの光学素子からなる結像光学系を有してなる光走査装置であって、
   前記少なくとも一つの光学素子は長尺光学素子であって、前記長尺光学素子は請求項１〜８のいずれかに記載の長尺光学素子の保持機構によって保持されていることを特徴とする光走査装置。
10. 電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行する装置として請求項９記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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