JPH0593831A - 光ビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺の樹脂レンズが、温度や湿度によってレ
ンズ特性が変化することによって画質が低下するような
ことを防止することを目的とするものである。 【構成】 長尺のレンズ３３を介して走査を行う光ビー
ム走査装置において、この長尺のレンズ３３の長手方向
中央部３３ｂを長手方向に固定４７、４８し、レンズ３
３の両端部３３ａｄ長手方向に直角な方向に固定４５
ｂ、４５ｃ、４６、５１したことを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真方式に
て画像を形成する複写機やファクシミリ、レーザ・ビー
ム・プリンタ等の画像形成装置に利用される光ビーム走
査装置に関し、詳しくは、長尺のレンズを介して走査を
行う光ビーム走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の光ビーム走査走査装置は、例え
ば特開昭６２−３０２１４号公報に開示されている。画
像信号に応じて変調されたレーザー・ビームを、偏向手
段であるポリゴンミラーにより全走査域に向けて偏向
し、この全走査域に亙って偏向されるレーザー・ビーム
を感光体上に所定の状態にて結像させるのに、種々のレ
ンズが用いられる。

【０００３】偏向後の、特に感光体の近くでは、偏向光
路が実際の走査長近くにまで拡がるのに対応して、レン
ズはそれが設けられる位置での光路幅を充分カバーでき
る大きさのものが用いられる。

【０００４】したがって円形のレンズでは大径のものが
必要であり、光学系の全体が大型化し、また重量化す
る。

【０００５】このため前記必要な範囲のみをカバーする
大きさおよび形状の長尺レンズが用いられることが多
い。

【０００６】具体的なレンズとしては、円形のレンズを
必要な部分のみを残して削り出したものや、もともと長
尺に形成されるシリンドリカルレンズ等が利用される。

【０００７】そして、透明度、コスト、軽量等の面から
アクリル系等の樹脂製の長尺レンズも採用されている。

【０００８】従来これら各種の長尺レンズを支持するの
に、レンズを数箇所にて固着する固着方式が採られてい
る。

【０００９】例えば、図４〜図６に示すように、レンズ
ホルダーａのレンズ取付け凹部ｂに長尺のレンズｃを嵌
め込み、凹部ｂの両端部の端面ｅおよび背面ｆと、中間
部二箇所の底面ｇとに、接着材ｈにて接着し、レンズｃ
をレンズホルダーａに固着している。

【００１０】図におけるｄはレンズホルダーａにネジｉ
にて取付けられたレンズ押さえ板であり、レンズｃを押
圧する板ばねｊを有している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで近時では用途
によっては高画質化が強く要求されている。これに応え
るべく本発明者等が種々実験および研究を重ねたとこ
ろ、上記のように固着されたレンズでは、ガラス製のレ
ンズの場合特に問題はなかった。しかし樹脂製のレンズ
の場合、温度や湿度の影響で画質が低下する問題があっ
た。

【００１２】樹脂製のレンズを使用する場合、感光体上
に結像されるレーザー・ビームの像高に対する主（副）
走査方向のスポット径の変化特性が、温度および湿度に
よって図７に示すように大きく異なる。

【００１３】このため通常の室温および湿度範囲（２０
℃、６０％前後）では、走査範囲の全域にてほぼ一様な
解像度の画像を形成することができるが、高温および高
湿度範囲（４５℃、８５％程度）または低温および低湿
度範囲（５℃、４０％程度）では走査範囲の両端部で画
像に太りが生じ、解像度が低下する。

【００１４】そこでレンズがガラス製の場合と樹脂製の
場合との特性の相違につき見ると、先ずガラスの熱膨張
率〔６〜９×１０^-6（１／ｄｅｇ）〕とアクリル系樹脂
の熱膨張率〔７〜８×１０^-5（１／ｄｅｇ）〕とが異な
る。またレンズがガラス製である場合は、厚肉の中実形
状に形成されることが多く、熱変形等は内部歪みによっ
て吸収し易い。これに対し、レンズが樹脂製の場合は、
薄肉の型材形状に形成されることが多く、熱変形等を内
部歪みによっては吸収しにくいことが代表的に挙げられ
る。

【００１５】そしてこれを考察すると、レンズを前記従
来のように両端部および中間各部の数箇所にてレンズホ
ルダーに接着し固着した場合、ガラス製のレンズが温度
や湿度の変化により膨縮されようとして、これが前記レ
ンズ各部での固着によって阻止されても、レンズは厚肉
の中実形状であることによって内部歪みを増大させなが
ら前記膨縮を充分に吸収するので、レンズの形状は余り
変わらず、レンズ特性に大きな変化は生じない。これに
対し樹脂製のレンズが温度や湿度の変化により膨縮され
ようとして、これが前記各部での固着によって阻止され
ると、レンズは薄肉の型材形状であることによりこれを
内部歪みにて充分には吸収できず、前記各固着部間にて
形状が変化してしまい、レンズ特性に大きな変化が生じ
てしまう。これが前記画質低下の原因と思われる。

【００１６】本発明はこのような知見に基づき、長尺の
樹脂製レンズの固定方式を改良し、前記従来のような問
題点を解消することができる光ビーム走査装置を提供す
ることを課題とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を達成するため、長尺のレンズを介して走査を行う光
ビーム走査装置において、この長尺のレンズの長手方向
中央部を長手方向に固定し、レンズの両端部を長手方向
に直角な方向に固定したことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】本発明の上記構成によれば、長尺のレンズは樹
脂製であるが、中央部を長手方向に固定されて、レンズ
の全体が長手方向に位置ズレすることが防止されるし、
レンズの両端部が長手方向に直角な方向に固定されて、
レンズが長手方向と直角などの方向に位置ずれすること
も防止されるので、レンズは中央部の固定位置を中心と
してどの方向にも位置ズレしない確固な位置決め状態に
することができ、またレンズは中央から各端部までは長
手方向には固定されていないので、温度や湿度の変化に
応じて膨縮する場合でも、前記位置決め状態のまま長手
方向に自由に膨縮してレンズの形状に変形をもたらして
レンズ特性を変化させるようなことを防止することがで
きる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の一実施例としての光ビーム走査
装置につき図１〜図３を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１は前記光ビーム走査装置の全体の構成
を示している。図１に示すようにケーシング１の後部中
央にポリゴンミラー２が設けられ、ケーシング１の底板
３に立設した回転軸４によって支持されている。

【００２１】またケーシング１の前部と後部との間の一
側には、前記ポリゴンミラー２に照射する光ビーム５を
内側に向けて発するレーザー発振器６が設けられてい
る。レーザー発振器６は従来のものと同じようなもので
よく、例えば半導体レーザーと、コリメーターレンズ
と、平凸レンズと、出射する光ビーム５の横断面形状を
最終的に規制するアパーチャーとを有している。

【００２２】レーザー発振器６から発せられる光ビーム
５は、シリンドリカルレンズ２１を経た後ミラー２２に
よって反射される。この反射によって光ビーム５は向き
を平面より見て９０°回転させられることによりポリゴ
ンミラー２に向けられる。

【００２３】そしてこのミラー２２からポリゴンミラー
２への光ビーム５の入射は、ポリゴンミラー２で反射さ
れ偏向される光ビーム５の偏向域における、平面より見
た正面中央から行われ、前記偏向域に向け反射され偏向
されるようにしている。

【００２４】このような入射光路と偏向域光路とが互い
に干渉しないで上下に重なるようにするため、前記ミラ
ー２２からポリゴンミラー２への光ビーム５の入射がや
や下方から斜め上向きに傾斜を持って行われ、ポリゴン
ミラー２で反射された光ビーム５はやや上向きの同一の
傾斜を持った偏向域に向け反射されるようにしている。

【００２５】前記ポリゴンミラー２にて反射され偏向さ
れる光ビーム５は、前記ケーシング１の前部に配設され
たミラー３１、３２、および長尺の樹脂製レンズ３３を
経て、ケーシング１の前部の下方に位置される図示しな
い感光ドラム上に入射されて結像されるとともに、その
軸線方向に主走査され、感光ドラムの回転を副走査とし
て感光ドラム上に画像露光を行い、画像信号に応じた静
電潜像を形成する。

【００２６】なおこの静電潜像は図示しない現像器によ
ってトナー現像して顕像とされる。

【００２７】この顕像は転写シートに転写された後定着
を受けてプリントを終了する。

【００２８】なお図１における４２は、光ビーム５の走
査介し位置を検出するために、走査域の直前に達した光
ビーム５を、図示しない走査介し位置検出センサに向け
て反射させる。

【００２９】樹脂製レンズ３３は例えばアクリル系樹脂
からなり、図１、図２に示すように、ケーシング１の前
部に下向きに設けられた凹部３４の鉤型断面をなした両
端部周壁４５に両端部３３ａを当てがい、周壁４５の一
部に取付けた押さえばね４６によって周壁４５に押し当
てられている。

【００３０】押さえばね４６は図２に示すように、周壁
４５へネジ５１によって取付けられた取付け基部４６ａ
に、周壁４５の端縁４５ａに引っ掛かる引っ掛かり片４
６ｂを有し、この端縁４５ａと引っ掛かり片４６ｂとの
引っ掛かりによって障壁４５上への取付けの位置および
姿勢を規制される。

【００３１】押さえばね４６は前記周壁４５への取付け
状態において、基部４６ａから延びる押さえ片４６ｃに
よって周壁４５の鉤型の一辺４５ｂにレンズ３３の端部
３３ａを押し当てるとともに、押さえ片４６ｃの先端部
にこれとは鉤型をなすように折曲形成された先端片４６
ｄによってレンズ３３の端部３３ａを周壁４５の鉤型の
他の一辺４５ｃに押し当てている。

【００３２】これによって、レンズ３３の両端部３３ａ
は、鉤型の周壁４５の鉤型の面４５ｂ、４５ｃと、押さ
えばね４６の鉤型の押さえ片４６ｃおよび先端片４６と
によって、レンズ３３の長手方向と直角などの方向にも
固定され、レンズ３３の長手方向には摺動可能である。

【００３３】またレンズ３３は図１、図２に示すよう
に、中央部３３ｂが前記ケーシング１の凹部３４の口縁
一部に形成された凸条４７に接着材４８により接着して
固着され、レンズ３３が長手方向に移動しないように固
定されている。

【００３４】このレンズ３３の長手方向の固定位置は、
走査光学系における前記偏向域の中心位置に対応してお
り、レンズ３３はケーシング１の所定の位置に前記偏向
域とのセンター合わせ状態にて位置決めされる。

【００３５】以上の結果、レンズ３３は前記センター合
わせ状態にて長手方向および長手方向と直角などの方向
にも確固に位置決めされる。

【００３６】そして、温度や湿度が変化してレンズ３３
が膨縮するような場合ても、レンズ３３はその中央部３
３ｂをレンズ３３の長手方向に固定されていて移動しな
いので、前記ケーシング１上での偏向域に対する中央合
わせ状態での位置決めに狂いが生じることはない。

【００３７】またレンズ３３は温度および湿度の変化に
よって膨縮するにしても、レンズ３３の前記中央部３３
ｂでの長手方向の固定の他は、両端部３３ａにて長手方
向に直角な方向に固定されているだけであるから、中央
部３３ｂを境とした両端部３３ａ側はレンズ３３の長手
方向に摺動自在であるので、前記膨縮がレンズ３３の固
定によって阻害されることはなく、レンズ３３は温度や
湿度の変化に応じて長手方向に自由に膨縮でき、この膨
縮が原因でレンズ３３の形状に変化が生じるようなこと
を回避することができる。

【００３８】したがって本実施例の走査光学系によっ
て、感光ドラム上に結像される光ビーム５の主（副）走
査方向におけるスポット径の、像高に対する変化特性
は、図３に示すように、高温、高湿の場合、標準の温
度、湿度の場合、低温、低湿の場合のそれぞれにおいて
ほとんど差はなく、常に高画質の画像を形成することが
できた。

【００３９】なお図示しないが、レンズ３３の具体的な
形状は前記実施例に限定されるものではない。またレン
ズ３３の中央部３３ｂをレンズ長手方向に固定し、また
レンズ３３の両端部３３ａを長手方向と直角な方向に固
定する具体的な方法も前記実施例に限定されず、他の適
当な手段を採用することもできる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、長尺のレンズは樹脂製
であるが、中央部を長手方向に固定されて、レンズの全
体が長手方向に位置ズレすることが防止されるし、レン
ズの両端部が長手方向に直角な方向に固定されて、レン
ズが長手方向と直角などの方向に位置ずれすることも防
止されるので、レンズは中央から各端部までは長手方向
に固定することなく、前記中央部の固定位置を中心とし
てどの方向にも位置ズレしない確固な位置決め状態にす
ることができ、温度や湿度の変化に応じて膨縮する場合
でも、前記位置決め状態のまま長手方向に自由に膨縮し
てレンズの形状に変形をもたらしてレンズ特性を変化さ
せるようなことを防止し、温度や湿度の変化の影響なし
に常に高画質の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された一実施例としての走査光学
系の概略構成を示す斜視図である。

【図２】長尺の樹脂製レンズの取付け状態を示す一部の
斜視図である。

【図３】前記一実施例の走査光学系における光ビームの
主（副）走査方向におけるスポット径の像高に対する変
化特性を各温度および湿度状態において見たグラフであ
る。

【図４】従来の走査光学系における長尺レンズの固定方
法を示す斜視図である。

【図５】図４の一部を除いた平面図である。

【図６】図４の一部を除いた正面図である。

【図７】従来の走査光学系における光ビームの主（副）
走査方向におけるスポット系の像高に対する変化特性を
各温度および湿度状態において見たグラフである。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ ポリゴンミラー ５ 光ビーム ６ レーザー発振器 ２２、３１、３２ ミラー ３３ レンズ ３３ａ 両端部 ３３ｂ 中央部 ４５ 周壁 ４５ｂ、４５ｃ 鉤型の辺 ４６ 押さえばね ４６ａ 取付け基部 ４６ｂ 押さえ片 ４６ｄ 先端片 ４７ 凸条 ４８ 接着材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西谷 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 上野 和夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大庭 荘司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺のレンズを介して走査を行う光ビー
   ム走査装置において、この長尺のレンズの長手方向中央
   部を長手方向に固定し、レンズの両端部を長手方向に直
   角な方向に固定したことを特徴とする光ビーム走査装
   置。