JPH0534616A

JPH0534616A - 平面走査光学装置

Info

Publication number: JPH0534616A
Application number: JP16958291A
Authority: JP
Inventors: Akira Sato; 彰佐藤; Hiroshi Oshitani; 宏史押谷; Wataru Tejima; 渉手島
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1993-02-12

Abstract

(57)【要約】【目的】構成レンズのうち所望の１又は２以上のもの
につき、そのレンズの光軸を光学装置本体における基準
軸に一致させてレンズの光軸を揃える偏心調整を、容易
且つ正確に行える平面走査光学装置を提供する。【構成】ｆθレンズＬ１〜Ｌ５のそれぞれに対応させ
て該レンズを支持する偏心調整ユニットＵ１〜Ｕ５を設
け、各偏心調整ユニットは、光学装置本体に着脱可能と
し、支持したレンズ自身の光軸の、光学装置本体におけ
る該レンズの基準軸Ｍの位置に対する主走査方向（Ｈ方
向）の偏心を調整するＨ方向基準板６、シックネスゲー
ジ１１０、１１１及び当たりねじ７と、副走査方向（Ｖ
方向）の偏心を調整するユニット基板４及びレンズ保持
板５間のシックネスゲージ１１２〜１１４とを付設し、
光学装置本体には、該偏心調整ユニットを位置決めする
ための基準軸Ｍ及び主走査方向の双方に平行な基準面ｂ
１と、基準軸Ｍ及び副走査方向の双方に平行な基準面ｂ
２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザビームプリンタ等
において使用される平面走査光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザビームプリンタ等におい
ては、図１０に示すような平面走査光学装置Ｐが用いら
れている。この平面走査光学装置においては、レーザ光
を発する光源Ｓと、光源Ｓより発せられたレーザ光を感
光体ドラムＤ上に走査させるべく回転駆動されるポリゴ
ンミラーＲと、光源ＳとポリゴンミラーＲとの間に設け
られ、レーザ光を平行光に変換するコリメータレンズＫ
と、平行光をポリゴンミラーＲの面上に集光するシリン
ドリカルレンズＣと、ポリゴンミラーＲと感光体ドラム
Ｄとの間に設けられ、ポリゴンミラーＲによって反射さ
れた反射光を感光体Ｄ上に等しく集光させるｆθレンズ
Ｆが設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の平面
走査光学装置Ｐは、これまで一般に、レンズその他の部
品を装置本体フレームの予め定めた位置に取りつけて組
み立てるだけで、該フレームにおける個々のレンズの位
置合わせや光軸合わせ等について特別に細かく微調整す
るようなことはなかった。

【０００４】ところが、近年、レーザビームプリンタの
高精度化に伴い、各光学要素の位置決め公差が厳格に要
求されるようになり、これまでのように、無調整で配置
することが許されなくなってきた。そこで、各光学要素
の微調整、中でも、各レンズの曲率中心を装置本体にお
ける基準線乃至基準光軸に一致させて各レンズの光軸を
揃える偏心調整が必要になってきた。

【０００５】特に、複数の偏平レンズより構成されるｆ
θレンズにおいては、現在のレンズ及びレンズ取り付け
部分の加工技術では、要求される偏心公差内に入らない
ものもあるため、偏心調整することが求められる。その
ため、平面走査光学装置内でも容易に偏心調整が可能な
ように様々な調整機構が提案されているが、これらの機
構はいずれも、平面走査光学装置内の限られたスペース
で調整を行うものであるため、その作業は困難であり、
延いては、装置の組み立てに多くの時間を要する。

【０００６】この点、特開昭６２−１７７５０８号公報
は、結像レンズ群をユニットにより一体的に保持し、結
像レンズ群の偏心調整終了後、ユニットごと走査光学系
本体に装着するというものであり、この方法によれば、
走査光学装置内で調整する必要がなく、組立に要する時
間をある程度短縮させることができる。しかしながら、
結像レンズ群を一体的にユニット化しているので、調整
の際、どのレンズがどれだけ偏心しているのか測定する
ことができないため、任意のレンズを移動させた後、結
像レンズ群全体の偏心量を観察し、試行錯誤を繰り返し
ながら、偏心を取り除くことになり、高精度を要求され
るレーザビームプリンタにおいては、このような調整作
業には多くの時間を要する。また、結像レンズ群を一体
的に保持するユニットの枠内で調整作業を行うため、作
業性が悪いことに変わりはない。

【０００７】そこで本発明は、構成レンズのうち所望の
１又は２以上のものにつき、そのレンズの光軸を光学装
置本体における基準線乃至基準光軸に一致させてレンズ
の光軸を揃える偏心調整を、従来に比べ容易に、正確に
行える平面走査光学装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、構成レンズのうち１又は２以上のそれぞれに
対応させて該レンズを支持する偏心調整ユニットが設け
られており、該偏心調整ユニットは、光学装置本体に着
脱可能であり、光学装置本体上の基準軸に対する前記レ
ンズの主走査方向の偏心を調整する手段及び副走査方向
の偏心を調整する手段を有し、前記光学装置本体には、
該偏心調整ユニットを位置決めするための前記基準軸及
び主走査方向の双方に平行な基準面と、前記基準軸及び
副走査方向の双方に平行な基準面を設けたことを特徴と
する平面走査光学装置を提供するものである。

【０００９】

【作用】本発明平面走査光学装置によると、偏心調整ユ
ニットに支持されたレンズは、光学装置本体に組み込ま
れるに先立って、それぞれ独立して、それを支持するユ
ニットにおける偏心調整手段により偏心調整され、その
あと、該ユニットごと装置本体に組み込まれ、その際、
ユニットは装置本体に形成された前記二つの基準面に当
接され、位置決めされる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。以下に説明する実施例はレーザビームプリンタに
採用される平面走査光学装置である。図１は１実施例の
概略斜視図、図２は図１の実施例におけるｆθレンズ部
分の拡大平面図である。この光学装置Ｑは、図１０に示
す従来のものと同様に、光源Ｓ、コリメータレンズＫ、
シリンドリカルレンズＣ、ポリゴンミラーＲ及びｆθレ
ンズＦ１を備えている。これらは装置本体フレームの一
部を構成する取付け板Ｂに配置されている。

【００１１】ｆθレンズＦ１は、図２に示すように、複
数の偏平レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４及びＬ５から構
成されている。レンズＬ１〜Ｌ５は、それぞれ偏心調整
を行うユニットＵ１〜Ｕ５に固定され、ユニットＵ１〜
Ｕ５は、各レンズＬ１〜Ｌ５の偏心調整後、ねじ孔１４
を利用して光学装置本体フレームの図示しない上面部に
螺子固定される。

【００１２】次に図５により、本発明に係わるユニット
Ｕ１〜Ｕ５の偏心測定を行う測定台Ｔにつき説明する。
測定台Ｔは、定盤１及び側板２並びにオートコリメータ
３１、３２とから構成されており、定盤１の上面は図中
Ｖ方向（装置Ｑにおける副走査方向）の基準面となり、
側板２は図中Ｈ方向（装置Ｑにおける主走査方向）の基
準面となる。

【００１３】オートコリメータ３１、３２は、平行光を
出射するとともに、出射光の被測定物からの反射光を検
出し、出射光と反射光との狭角を検出する機能を有す
る。本発明においては、検査されるレンズＬ（Ｌ１〜Ｌ
５）の表面及び裏面各々の傾きを測定するオートコリメ
ータ３１、３２は測定台Ｔ上に互いに対向する位置に設
けられている。その光軸ｍは一致しており、それぞれ測
定台ＴのＨ方向及びＶ方向の基準面に対し、平行となる
ように調整されている。光軸ｍはレンズＬの偏心測定及
び偏心調整の際には、ｆθレンズを構成する各レンズＬ
１〜Ｌ５の光軸を一致させるための基準光軸となる。ま
た、光軸ｍの位置は装置ＱにおけるｆθレンズＦ１の基
準軸Ｍの位置に対応させてある。

【００１４】なお、オートコリメータ３１、３２の光出
射側には、レンズＬ１〜Ｌ５の各面の曲率に対応する焦
点距離を有する集光レンズ３１１、３２１が装着され
る。次に、図３及び図４により、レンズＬの偏心調整を
行うユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ５）の説明を行う。図３はユ
ニットの平面図であり、図４は該ユニットの背面図であ
る。

【００１５】ユニットＵは、ユニット基板４及びユニッ
ト基板４上に載置され、レンズＬを保持するレンズ保持
板５、並びにレンズ保持板５の一端面に設けられたＨ方
向基準板６とから構成されている。ユニット基板４は底
面が平滑面であり、両端近傍にはユニットＵを光学装置
Ｑ本体に取り付けるねじ孔１４が設けられている。基板
４上面には、中央部及び両端近傍に凸部４１〜４３が設
けられ、それらはレンズ保持板５の底面に後ほど説明す
るシックネスゲージ１１２〜１１４を介して当接してお
り、位置決めされる。また、保持板５の一方の側面は、
Ｈ方向基準板６に後ほど説明するシックネスゲージ１１
０、１１１を介して当接し、位置決めされる。

【００１６】レンズ保持板５は、その上面及び底面が平
滑面からなり、その上面には、レンズＬを保持する係止
ピン１３が設けられている。また、基板４のネジ孔１４
に対応させてネジ貫通孔１４１を設けてある。Ｈ方向基
準板６には、ユニットＵを測定台Ｔの側板２に当接させ
る際、もしくは、ユニットＵを光学装置Ｑの取付け板Ｂ
に装着する際、ユニットＵと側板２又は取付け板Ｂ上の
ブロックＢ１との間隔を一定に保つ当たりねじ７が２本
挿入されている。

【００１７】ユニット基板４とレンズ保持板５との間
隔、及び板５とＨ方向基準板６との間隔は、各々所定の
厚みを有し、リング状に加工されたシックネスゲージ１
１０〜１１４を挿入し、螺子固定することにより決定さ
れる。次に本発明に係わるｆθレンズＦ１の偏心調整方
法について説明する。ｆθレンズＦ１は、概略、次の工
程によって偏心調整される。（１）ユニットＵを組み立てる。（２）ユニットＵを各々測定台Ｔに載せる。（３）ユニットＵの偏心量を測定した後、調整量を算出
する。（４）算出した調整量に基づき、ユニットＵの調整を行
う。（５）調整後のユニットＵを光学装置Ｑ本体に取り付け
る。

【００１８】以下、上記（１）〜（５）の詳細な説明を
行う。（１）についてレンズＬをレンズ保持板５に載置し、係止ピン１３によ
り位置決めした後、接着固定する。レンズＬを接着固定
したレンズ保持板５を、ユニット基板４に載置し、位置
決め固定した後、Ｈ方向基準板６を位置決め固定する。（２）についてユニットＵを測定台Ｔに載置するに際しては、当たりね
じ７を介してＨ方向基準板６を測定台Ｔの側板２に当接
させ、側板２とＨ方向基準板６を所定の間隔に保つ。（３）について図５〜図７に従って、調整量の算出方法について説明す
る。

【００１９】偏心量の測定に先立って、オートコリメー
タ３１、３２の出射光が測定台ＴのＨ方向及びＶ方向基
準面に対し、平行且つ同一の方向となるようにオートコ
リメータ３１、３２を調整し、検査されるレンズＬの表
面ａ及び裏面ｂの曲率に対応する焦点距離を有する集光
レンズ３１１、３２１を出射端に装着する。図６に示す
ように、先ず、Ｖ方向の偏心量測定を行う。この偏心量
の測定は、オートコリメータ３１、３２の光軸方向を基
準軸ｍとして行われる。基準軸ｍに対して垂直な面の傾
きを０としたときのレンズＬの表面ａ及び裏面ｂの傾き
α２、β２及び、既知である表面ａ及び裏面ｂの曲率半
径より、各々の曲率中心Ｏａ及びＯｂが求まる。

【００２０】このとき、曲率中央Ｏａ及びＯｂを結ぶ直
線ＬｏがレンズＬの光軸に相当するので、レンズＬの位
置が決まり、光軸Ｌｏの基準軸ｍからのずれ量が求ま
る。求められた光軸のずれ量から、Ｖ方向の調整量が算
出され、ユニット基板４とレンズ保持板５との間に挿入
されるシックネスゲージ１１２〜１１４の厚みが決定さ
れる。

【００２１】そこで、図６の如く、光軸Ｌｏが基準軸ｍ
に対して、Ｖ方向の傾きを持つ場合、シックネスゲージ
１１２、１１３、１１４の厚みを調整することにより、
Ｖ方向内でレンズＬの光軸Ｌｏを基準軸ｍに適合させる
ことができる。また、図７に示すようにＨ方向の偏心量
測定を行う。Ｈ方向の偏心量は、前述のＶ方向の場合と
同様に、光軸Ｌｏの基準軸ｍからのずれ量が求められ、
求められた光軸のずれ量から、Ｈ方向への調整量が算出
され、レンズ保持板５とＨ方向基準板６との間に挿入さ
れるシックネスゲージ１１０、１１１の厚みが決定され
る。

【００２２】そこで、図７の如く、光軸Ｌｏが基準軸ｍ
に対して、Ｈ方向の傾きを持つ場合、シックネスゲージ
１１０、１１１の厚みを調整することにより、レンズＬ
の光軸Ｌｏを基準軸ｍに適合させることができる。ま
た、図４において、凸部４２を中心として回転する方向
への傾きについても、シックネスゲージ１１２と１１４
の厚みを変えることにより調整可能である。（４）についてＶ方向の偏心調整は、ユニット基板４とレンズ保持板５
との間に、（３）にて決定されたシックネスゲージ１１
２〜１１４をユニット基板４上面の凸部４１〜４３に挿
入後、位置決めし、固定する。

【００２３】一方、ユニットＵのＨ方向の偏心調整は、
測定台Ｔの側板２に当接しているＨ方向基準板６とレン
ズ保持板５との間に、（３）にて決定されたシックネス
ゲージ１１０、１１１を挿入後、位置決めして固定する
ことによりなされる。（５）についてユニットＵ１〜Ｕ５について調整を終えた後、ユニット
Ｕ１〜Ｕ５を、光学装置Ｑ本体に取り付ける。その際、
図１及び図２に示すように、各ユニットの基板４が、取
付け板ＢのＶ方向基準面ｂ１（基準軸Ｍと主走査方向Ｈ
に平行な面）に載置し、当たりねじ７を取付け板Ｂのブ
ロックＢ１により提供されるＨ方向基準面ｂ２（基準軸
Ｍと副走査方向Ｖに平行な面）に当接させ、該基準面と
ユニットＵ１〜Ｕ５との間隔を一定に保つ。

【００２４】なお、基準軸Ｍ方向の位置決めは、図８に
示すように、予め取付け板Ｂに所定の間隔に設けられた
座繰り部Ｚ１、Ｚ２・・・に、樹脂製の光軸方向位置決
めブロックＡ１・・・を挿入し、これらにレンズの凸面
及び平面側を当接させることにより行う。調整後、光軸
方向位置決めブロックＡ１・・・を取り除く。この時、
ｆθレンズＦ１を構成する各レンズＬ１〜Ｌ５は、それ
を支持するユニット上にて既に偏心が完全に除去されて
おり、ユニットＵ１〜Ｕ５は、基準面ｂ１上に載置され
るとともに基準面ｂ２に対しＨ方向基準板６及び当たり
ねじ７を介して設定されているため、各レンズＬ１〜Ｌ
５の光軸は光学装置Ｑ上にて基準軸Ｍに合致している。

【００２５】また、ブロックＢ１を取付板Ｂに対して着
脱自在とすることにより、調整終了後、取付板Ｂからこ
れを取り外すようにすれば、走査光学装置全体の重量を
軽減することができる。次に図９に偏心調整ユニットＵ
の他の例を示す。この偏心調整ユニットＵは、ユニット
基板４０及びユニット基板４０に載置され、レンズＬを
保持し、その一端には、位置決めピン７０が設けられて
いるレンズ保持板５０とを備え、これらがユニット基板
４０の底面及びピン７０により位置決めされている。

【００２６】Ｈ方向の調整はリング状に加工されたシッ
クネスゲージ１２０、１２１を、レンズ保持板５０とピ
ン７０の頭部の間に挿入することにより行われる。ま
た、Ｖ方向の調整は、ユニット基板４０とレンズ保持板
５０との間に、シックネスゲージ１２２〜１２４を挿入
することにより行われる。偏心量の測定及び傾きの調整
等については、前述の実施例と同様に行われる。

【００２７】このように構成すれば、先の実施例に比べ
て、部品点数も削減することができ、また、組立調整に
要する時間を比較的短くできる。なお、前記各実施例に
おいては、ｆθレンズの偏心調整について説明したが、
本発明はシリンドリカルレンズなどの他の光学要素が複
数のレンズから構成される場合等にも適用することがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によると、構成レンズのうち所望
の１又は２以上のものにつき、そのレンズの光軸を光学
装置本体における基準軸に一致させてレンズの光軸を揃
える偏心調整を、容易且つ正確に行える平面走査光学装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の概略斜視図である。

【図２】図１に示すｆθレンズ部分の平面図である。

【図３】レンズ偏心調整ユニッツトの平面図である。

【図４】図３に示すユニットの背面図である。

【図５】偏心測定を行う測定台の斜視図である。

【図６】副走査方向の偏心測定説明図である。

【図７】主走査方向偏心測定説明図である。

【図８】光学装置本体におけるレンズの光軸方向位置決
めの説明図である。

【図９】偏心調整ユニットの他の例を示すもので、図
（Ａ）はその平面図、図（Ｂ）は背面図である。

【図１０】従来例の説明図である。

【符号の説明】

Ｓ光源ＫコリメータレンズＣシリンドリカルレンズＲポリゴンミラーＦ１ｆθレンズＬ１〜Ｌ５レンズＢ取付け板Ｂ１板Ｂ上のブロックｂ１、ｂ２基準面Ｈ主走査方向Ｖ副走査方向４、４０ユニット基板５、５０レンズ保持板６Ｈ方向基準板７当たりねじ７０位置決めピン１１０、１１１、１２０、１２１シックネスゲージ４１、４２、４３基準板４上の凸部１１２〜１１４、１２２〜１２４シックネスゲージ

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】構成レンズのうち１又は２以上のそれぞ
れに対応させて該レンズを支持する偏心調整ユニットが
設けられており、該偏心調整ユニットは、光学装置本体
に着脱可能であり、光学装置本体上の基準軸に対する前
記レンズの主走査方向の偏心を調整する手段及び副走査
方向の偏心を調整する手段を有し、前記光学装置本体に
は、該偏心調整ユニットを位置決めするための前記基準
軸及び主走査方向の双方に平行な基準面と、前記基準軸
及び副走査方向の双方に平行な基準面を設けたことを特
徴とする平面走査光学装置。