JPH04309916A - 光学レンズ保持装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学レンズの保持装置
に関し、より詳細にはレーザープリンタ、レーザーファ
クシミリ、レーザー複写機等に用いられるレーザ走査光
学装置の光学系を構成する光学レンズの位置決め固定手
段に適用することのできる光学レンズ保持装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】一般的な走査光学系の概要を説明した図
９において、光源もしくは光源と集光装置とからなる光
源装置１からの平行光束は、線像結像光学系たるシリン
ダーレンズ２により、回転多面鏡３の反射面３ａの近傍
に偏向面と略平行な線像ＬＩとして結像される。この線
像の長手方向は主走査対応方向である。

【０００３】この走査光学系において、回転多面鏡３に
より反射された光束は、ｆθレンズ系（以下、単に光学
レンズと称する）４、５により、被走査面６上にスポッ
ト状に結像され、回転多面鏡３の矢印方向への等速回転
に従い、被走査面６を等速的に走査する。

【０００４】ここで、光学レンズの位置決めは、例えば
、図１０に示すように、レンズに形成した互いに直交す
る平面７ａ、７ｂを、ハウジング８に設けられた位置決
め固定部材８ａ、８ｂの突き当て面に突き当てて走査面
と平行面内での位置決めを行い、ハウジング８に設けら
れた図示省略の取り付け基準座にレンズの下平面を突き
当てて走査面に垂直な方向の位置決めをし、更に、上方
からレンズ押さえ等の手段により保持固定することによ
り行われている。

【０００５】このような走査光学系は、各種の画像形成
装置、例えばレーザープリンタやレーザー複写機の走査
手段として用いられているが、近年では、レーザープリ
ンタやレーザー複写機には、複数の色を印字するものを
望まれている。これを実現する為には複数個の光源を用
いて感光体を走査する必要があり、その手段として、例
えば、単一光源を有する走査光学装置を単純に複数個組
合せて構成することが考えられる。

【０００６】しかし、この方法では機械自体が相当大き
くなり、コスト面でも高価なものとなるので実用的でな
い。そこで、１個の走査光学装置内に複数個の光源を設
置して、これらの光源から出射される複数の光束を走査
に用いるものが考えられている。

【０００７】この場合、複数のレンズを積み重ねた構成
が採用されるが、そのレンズ積み重ねの構成に関し、次
の例が知られている。■．複数個のレンズの各光透過面
以外の部位に接着面を形成しておき、これらレンズを重
ね合わせ、接着するもの。接着面には枠状の外周部が設
けられ、この外周部に囲まれた凹部内に接着剤を塗布し
て接着する例（特開平１−３１９７１６号公報参照）。 ■．複数の光源から発生する光束をそれぞれ集光させる
レンズを有する装置において、レンズを着脱自在のホル
ダーで保持し、該ホルダーを光走査面に対し垂直方向に
積み重ねた例（特開平１−３１６７１２号公報参照）。 ■．前記■の例において、レンズの位置決めをハウジン
グ側に設けた位置決め基準部材に、前記ホルダーに保持
されたレンズを当接することにより行う例（特開平２−
６９１８号公報参照）。

【０００８】かかる、レンズの積み重ね構造を有する走
査光学装置につき、その基本構成の一例を図１１により
説明すると、レーザー光源を有する光源装置１、１’は
縦に２段に積み重ねられた構成となっている。これら光
源装置１、１’から発せられた光束はシリンダーレンズ
２、２’をそれぞれ通過し回転多面鏡３の反射面３ａに
より偏向させられて走査光束となり、光学レンズ４、４
’、５、５’により被走査面６上にスポット状に結像さ
れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図１１の場合、結像レ
ンズ系である光学レンズが正しい位置に保持されていな
いと被走査面上におけるスポット像にくずれを生じてし
まう。光学レンズが正しい位置に設置されたときに被走
査面上で得られるスポット像を図１３（Ａ）、その光強
度分布を図１３（Ｂ）にそれぞれ示し、光学レンズがレ
ンズ光軸に対し回転位置および走査面に垂直な方向の何
れかの調整がずれたときに被走査面上で得られるスポッ
ト像を図１４（Ａ）、その光強度分布を図１４（Ｂ）に
それぞれ示す。

【００１０】図１４により明らかなように、レンズ位置
が正しくない場合、サイドローブと称されるものが発生
し、レーザープリンタ等の画像を低下させる。特に、光
学レンズがアナモフィック面を有する場合にその影響は
顕著である。

【００１１】更に、例えば光学レンズ５がアナモフィッ
ク面を有するものの場合、図１２に示すように、実線で
示す正しい位置に対して２点鎖線で示すようにレンズ位
置がずれた場合、直線状の走査線６ａとなるべきものが
２点鎖線で示すように曲がりを生じ画質を低下させてし
まう。又、複数の光束を以って走査し複数の色を印字す
る装置においては、この走査線の曲がりにより色ずれを
生じさせ、像を見苦しくさせてやはり画質を低下させて
しまうとの問題がある。

【００１２】本発明の目的は、サイドローブや走査線の
曲がりに起因する画質の低下を防止することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、本発明では、走査面と平行な基板上に該基板と一体
的に形成した凸状の保持部上に１段目の光学レンズをそ
の光軸対応部分にて該光軸を中心に均等の幅前記保持部
に接するようにして接着固定し、この１段目の光学レン
ズの上面であって前記保持部の対向部にも保持部を一体
的に形成し、これらの保持部上に２段目の光学レンズを
その光軸対応部分にて接着固定し、以下、必要に応じて
３段目以降も同様の手段により積み重ねるものであって
、前記光軸方向と平行なｘ方向に各光学レンズを位置決
めするｘ位置決め手段と、前記ｘ方向及び前記ｚ方向と
直交するｙ方向に各光学レンズを位置決めするｙ位置決
め手段と、前記光軸回りにつき各光学レンズの傾きを調
整する回転調整手段を有することとした。

【００１４】ここで、ｘ位置決め手段、ｙ位置決め手段
、回転調整手段は取外し可能にすることもできる。

【００１５】又、光学レンズはｙ方向両側に回転調整に
供される受け部を有し、回転調整手段がこの受部を調節
自在に押圧するねじ手段よりなることとすることもでき
る。

【００１６】ここで、受け部は光学レンズの走査用光束
の通過領域外に設けられた穴のその周辺部とすることが
できる。

【００１７】又、この受け部は光学レンズのｙ方向両端
部形成したひさし状部に形成した穴のその周辺部とする
ことができる。

【００１８】更に、光学レンズは合成樹脂からなり、ｚ
方向に直交する面に保持部を一体形成したものとするこ
とができる。

【００１９】又、基板、光学レンズ、保持部等は同一の
材料よりなることとすることもできる。

【００２０】

【作用】積み重ね状に構成された各光学レンズは所要諸
元につき位置決め設定可能であり、設定後において固定
される。

【００２１】

【実施例】光学レンズ保持装置を正面から見た図１、側
面から見た図２、上方から見た図３、レンズを部分的に
表した図４により説明する。以下の説明において、ｘ方
向とは光学レンズが正しい位置に配置された時のその光
学レンズの光軸方向と平行な方向である。ｙ方向とは走
査面上おいてｚ方向と直交する方向と平行な方向である
。

【００２２】基板１８には矩形ブロック状の保持部９ａ
、９ｂが一体成形されている。これらの上にはそれぞれ
光学レンズ４、５がｙ方向（レンズの長手方向）の中心
位置、つまり、レンズ光軸の位置が保持部の面に接する
ようにして載せられる。各光学レンズの両端には穴Ｈが
形成されていて、緩衝材１６を介してねじ部材１５が挿
通され該ねじの先端部は基板部１８に螺合されている。 又、これらねじ部材の頭部は穴Ｈの周辺部たる受け部を
押圧し、これにより、光学レンズ４、５は保持部９ａ、
９ｂに保持されることになる。ねじ部材１５は回転調整
手段の一例である。

【００２３】一方、光学レンズ４、５は図示省略のばね
等により位置決め部材１０ａ、１０ｂに押しつけられて
、ｘ方向の位置決めがされる。このばね等は、光学レン
ズの光線有効径内を避けるようにつまり、走査用光束の
通過領域外に配置構成されている。又、同様にばね１４
ａ、１４ｂにより位置決め部材１２ａ、１２ｂに押しつ
けられて、ｙ方向の位置決めがされる。

【００２４】図２に示すように光学レンズ４、５におい
て、保持部９ａ、９ｂに接する側と反対側の面には矩形
ブロック状の保持部１７ａ、１７ｂが一体的に設けられ
ている。そして、これら保持部上に光学レンズ４、５に
準じて光学レンズ４’、５’が積み上げられる。なお、
図３には煩雑さを回避する為、光学レンズ４’、５’の
図示を省略されている。

【００２５】これら光学レンズ４’、５’についても前
記光学レンズ４、５に準じて、ｘ方向については位置決
め部材１０ａ、１０ｂ及び図示省略のばねにより、ｙ方
向については位置決め部材１２ａ、１２ｂ、及び、ばね
１４’ａ、１４’ｂ（但し、ばね１４’ａは図８に図示
されず）によって保持される。

【００２６】従って、位置決め部材１０ａ、１０ｂ及び
図示省略のばねはｘ位置決め手段の一例である。又、位
置決め部材１２ａ、１２ｂ、及び、ばね１４’ａ、１４
’ｂ（但し、ばね１４’ａは図１に図示されず）はｙ位
置決め手段の一例である。

【００２７】次に、これら光学レンズ４’、５’の両端
上方からの押さえは、図１、図２に示すように先端に緩
衝材１６を設けられたねじ部材１５’により行われる。 これらのねじ部材１５’は基板部１８より一体的に立ち
上げたゲート１９ａ、１９ｂに螺合され、かつ、突き出
た部分をナット２０によりロックされている。このよう
にして保持された２段目の光学レンズの上に、更に、３
段目の光学レンズを積み重ねる場合も図１に示すように
光学レンズ５’上に保持部１７’を固定し、同様の手段
により、保持する。ゲート１９ａ、１９ｂ及びねじ部材
１５、１５’は回転調整手段の一例である。

【００２８】レンズ位置の調整につき説明する。 ｘ方向の位置調整について：位置決め部材１０ａ、１０
ｂは光走査手段との相対位置関係を勘案した上で、高精
度に位置、寸法が定められている。従って、これらに光
学レンズを押し当てることにより所定の正しい位置に位
置設定される。

【００２９】ｙ方向に位置調整について：位置決め部材
１２ａ、１２ｂは光走査手段との相対位置関係を勘案し
た上で、高精度に位置、寸法が定められている。従って
、ばね１４ａ、１４ｂ、１４’等により、光学レンズを
押し当てることによって所定の正しい位置に位置設定さ
れる。

【００３０】ｚ方向の位置調整について：保持部９ａ、
９ｂは予め、光走査手段との相対位置関係を勘案した上
で、高精度に位置、寸法が定められている。保持部１７
ａ、１７ｂ、及び、各光学レンズのｚ方向寸法も同様で
ある。従って、ｚ方向の位置に関しては、ねじ部材１５
、１５’で押さえることで、各光学レンズは所定の正し
い位置に位置設定されることになる。

【００３１】回転方向の位置調整について：回転方向の
位置調整の前提として、光学レンズはｘ方向については
前記した通り、図示省略のばねにより、位置決め部材１
０ａ、１０ｂに押し当てられて保持されているものとす
る。ねじ部材１５はこれが挿通される光学レンズ両端部
の穴との関係では、軸線に対する傾きを許容し得る十分
なクリアランスを有している。従って、一端側のねじ部
材１５を締め、他端側のねじ部材１５を緩めることで光
学レンズをその光軸１３を中心にして回転調整できる。 緩衝材１６は、この回転調整に際して光学レンズが損傷
を受けることを防止する。

【００３２】調整に際しては、被走査面上にＣＣＤライ
ンセンサ、ＣＣＤカメラ、スリットスキャン等による光
ビーム強度分布解析用のディテクタを設置し、ビームス
ポットの像を見ながら行う。或いは、直接、レンズ表面
を偏心顕微鏡等で観察しながら行なうこともできる。

【００３３】各位置調整の手順について：先ず、最下の
１段目の光学レンズについて、ｘ方向、及び、ｙ方向の
位置決めを行う。次に回転方向の位置調整を行い、この
調整後に保持部９ａ、９ｂに各光学レンズを固定する。 この固定手段としては接着剤を用いる。こうして、１段
目の光学レンズについて全ての位置決めが終えたら、２
段目の光学レンズについて同様の位置調整を行い、最終
的には保持部１７ａ、１７ｂの上面に２段目の各光学レ
ンズの下面を接着固定する。ここで、光学レンズをその
光軸対応部分にて該光軸を中心に均等の幅で保持部に接
するようにして接着固定することにより、回転調整後の
光学レンズの変位を防止することができる。

【００３４】各光学レンズが、保持部９ａ、９ｂ、１７
ａ、１７ｂ等により完全に固定された後は、位置決め部
材１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂ、ばね１４ａ、１４
ｂ、ねじ部材１５、１５’、ゲート１９ａ、１９ｂ、ナ
ット２０、及び、ｘ方向押さえばね等は必要なら取り外
してもよく、これに備え予め、ねじ止め構造としておく
。

【００３５】位置調整に関する留意事項：■保持部９ａ
、９ｂ、１７ａ、１７ｂ、は、光学レンズとの間の接着
剤が光学レンズ面にはみ出て、光学レンズが汚染される
ことを防止する意味から、ｘ方向の長さは光学レンズの
長さよりも短くしておく方がよい。

【００３６】■光学レンズ固着の強度は、その接着面積
に比例するので、ｙ方向の長さはその必要強度を満足す
る程度にしておけばよい。保持部９ａ、９ｂ、１７ａ、
１７ｂ、と光学レンズとの間に接着層ができるが、予め
、これを見込んで、これら保持部の高さを低めに加工し
ておけば、問題はない。

【００３７】■接着剤として、紫外線硬化型接着剤を用
いる場合は、厚さ１００μｍ程度で塗布した場合に最大
の接着効果を有するので、低くする度合いは１００μｍ
程度にすることが最適である。しかし、低くする度合い
は使用する接着剤によってそれぞれ特性が異なる為、一
様に１００μｍとすることはできず、使用する接着剤が
最大の接着効果を発揮する厚さにする必要がある。なお
、接着剤による接着層が生じる為に光学レンズに倒れが
発生することが懸念されるが、ｘ方向の押さえばね、及
び、位置決め部材１０ａ、１０ｂ、により十分保持する
ことができるので問題はない。

【００３８】■光学レンズが合成樹脂材等からなる場合
、その置かれる環境により膨張や収縮が起こることが知
られている。膨張した場合、ばねやねじ等のレンズ保持
、調整部材による押圧力によってレンズに歪みを生じる
ことが懸念される。その対処としては、これらの基板、
保持部、調整部材等を光学レンズと膨張収縮に関し同等
の材料を用い、或いは、接着固定後に取り外すことが考
えられる。後者を選択する場合は、これらのレンズ保持
、調整部材をねじ止め構造とする等、取外し可能な構成
にしておくとよい。

【００３９】■使用する接着剤は光学レンズの膨張、収
縮特性に近い特性を示すものを用いるのがよい。なお、
保持部１７ａ、１７ｂについて、光学レンズと一体成形
すると述べたが、これに限らず、別部品で精度よく加工
した後、光学レンズに接着固定することもできる。

【００４０】他の実施例 図５に示ように、２段目の光学レンズの長手方向の両端
にひさし状の受け部２１を段部２１ａと共に形成すれば
、図６に示すようにこの受け部２１をねじ部材１５’に
よる押圧座とできるし、段部２１ａをばね１４’ｂ等の
座にできる。図６における他の構成は図１に示した内容
に準ずるので同一機能の部材については既述のものと同
一の符号を付し、説明は省略する。

【００４１】更に、図７に示すように、１段目の光学レ
ンズにもその長手方向の両端に受け部２１を段部２１ａ
と共に形成すれば、図８に示すようにこの受け部２１に
穴Ｈを形成しその周辺部をねじ部材１５により押圧して
光学レンズを回転調整できるし、段部２１ａをばね１４
ｂ等の座にできる。よって、受け部２１は回転調整手段
の一つである。図８における他の構成は図１に示した内
容に準ずるので同一機能の部材については既述のものと
同一の符号を付し、説明は省略する。

【００４２】このように本例によれば、積み重ね状の各
光学レンズをそれぞれ所定の正しい位置に位置決め調整
でき、調整後のずれも生ぜず、走査線に曲がりを生じ画
質を低下させてしまうことがない。又、複数の光束を以
って走査し複数の色を印字する装置において、走査線の
曲がりがないので色ずれがなく、画質低下を回避できる
。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、サイドローブや走査線
の曲がりに起因する画質の低下を防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学レンズ保持装置の正面図であ
る。

【図２】本発明に係る光学レンズ保持装置の側面図であ
る。

【図３】本発明に係る光学レンズ保持装置の平面図であ
る。

【図４】本発明に係る光学レンズ保持装置により保持さ
れる１段目の光学レンズの斜視図である。

【図５】本発明に係る光学レンズ保持装置により保持さ
れる１段目の光学レンズの斜視図である。

【図６】本発明に係る光学レンズ保持装置の他の実施例
を説明した正面図である。

【図７】本発明に係る光学レンズ保持装置により保持さ
れる１段目の光学レンズの斜視図である。

【図８】本発明に係る光学レンズ保持装置の他の実施例
を説明した正面図である。

【図９】一般的な走査光学系の概要説明図である。

【図１０】従来の光学レンズの位置決め手段の説明図で
ある。

【図１１】従来技術に係る光学レンズの積み重ね構造を
有する走査光学装置の説明図である。

【図１２】光学レンズの設定位置がずれた場合の影響を
説明した図である。

【図１３】光学レンズが正しい位置に保持されたときの
スポット像及び光強度分布を説明した図である。

【図１４】光学レンズが正しい位置に保持されないとき
のスポット像及び光強度分布を説明した図である。

【符号の説明】

４　　　　　　　　光学レンズ（ｆθレンズ系）４’　
　　　　　光学レンズ（ｆθレンズ系）５　　　　　　
　　光学レンズ（ｆθレンズ系）５’　　　　　　光学
レンズ（ｆθレンズ系）９ａ　　　　（回転調整手段と
しての）保持部９ｂ　　　　（回転調整手段としての）
保持部１０ａ　　　　（ｘ位置決め手段としての）位置
決め部材１０ｂ　　　　（ｘ位置決め手段としての）位
置決め部材１２ａ　　　　（ｙ位置決め手段としての）
位置決め部材１２ｂ　　　　（ｙ位置決め手段としての
）位置決め部材１４ａ　　　　（ｙ位置決め手段として
の）ばね１４’ａ　　（ｙ位置決め手段としての）ばね
１４ｂ　　　　（ｙ位置決め手段としての）ばね１４’
ｂ　　（ｙ位置決め手段としての）ばね１５　　　　　
　（回転調整手段としての）ねじ部材１５’　　　　（
回転調整手段としての）ねじ部材１７ａ　　　　（回転
調整手段としての）保持部１７ｂ　　　　（回転調整手
段としての）保持部１８　　　　　　　　基板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の光束を出射する光源もしくは光源と
   集光装置とからなる光源部と、この光源部からの複数の
   光束をそれぞれ集光させる複数のｆθレンズ系を有し、
   これらのｆθレンズ系を走査面に対し垂直なｚ方向に積
   み重ね状に構成された走査光学装置において、前記走査
   面と平行な基板上に該基板と一体的に形成した凸状の保
   持部上に１段目の光学レンズをその光軸対応部分にて該
   光軸を中心に均等の幅で前記保持部に接するようにして
   接着固定し、この１段目の光学レンズの上面であって前
   記保持部の対向部にも保持部を一体的に形成し、これら
   の保持部上に２段目の光学レンズをその光軸対応部分に
   て接着固定し、以下、必要に応じて３段目以降も同様の
   手段により積み重ねるものであって、前記光軸方向と平
   行なｘ方向に各光学レンズを位置決めするｘ位置決め手
   段と、前記ｘ方向及び前記ｚ方向と直交するｙ方向に各
   光学レンズを位置決めするｙ位置決め手段と、前記光軸
   回りにつき各光学レンズの傾きを調整する回転調整手段
   を有することを特徴とする光学レンズ保持装置。
2. 【請求項２】請求項１において、ｘ位置決め手段、ｙ位
   置決め手段、回転調整手段は取外し可能であることを特
   徴とする光学レンズ保持装置。
3. 【請求項３】請求項１において、光学レンズはｙ方向両
   側に回転調整に供される受け部を有し、回転調整手段が
   この受部を調節自在に押圧するねじ手段よりなることを
   特徴とする光学レンズ保持装置。
4. 【請求項４】請求項１において、受け部は光学レンズの
   走査用光束の通過領域外に設けられた穴のその周辺部で
   あることを特徴とする光学レンズ保持装置。
5. 【請求項５】請求項１において、受け部は光学レンズの
   ｙ方向両端部形成したひさし状部に形成した穴のその周
   辺部であることを特徴とする光学レンズ保持装置。
6. 【請求項６】請求項１において、光学レンズは合成樹脂
   からなり、ｚ方向に直交する面に保持部を一体形成した
   ものであることを特徴とする光学レンズ保持装置。
7. 【請求項７】請求項１において、基板、光学レンズ、保
   持部、は同一の材料よりなることを特徴とする光学レン
   ズ保持装置。