JPH04119312A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〔従来の技術〕

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。

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。

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。

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。

例えば、プラスチック族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）。

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０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
。

〔発明が解決しようとする課題〕

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、プラスチック族の結像
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。

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
便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。

〔課題を解決するための手段〕

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
保持部材が前記位置決め部を一端として温・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。

〔作　　用〕

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
向の位置決め部を一端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。

〔実　施　例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

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。

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を有する偏光
器３とを備え、その偏光器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。

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
ガラスに比入て著しく大きく、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。

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。

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。

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ツ
シヤ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を一端とし、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、　５
ｂ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、及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を示す光走査装置の
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、レンズ
保持部材６は、装置本体８に固定ネジ１７ａ。

１７ｂによって架設された二つの板ばね１６ａ、　１６
ｂ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を一端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。

第９図に示す実施例においては、装置本体８とレンズ保
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、　１
９ｂ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を一端とし
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。

第１θ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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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
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一端として伸縮
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。

【図面の簡単な説明】

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・・・・波ワツシヤ、１４・・・・接着剤、１
５・・・・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。 、１−ミーミノ ＼−′−ラ ％ う 図 焦源、距離 ％ 図 銅 す 図 隻仝、ｉｉａ す５′ ｆｓ＋Ａ＋ 勿 図 第 ワ 図 俤 図 気 つ 図 、ψ憧 １温度！［凱蛮化時

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   保持部材が前記位置決め部を一端として温・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。