JPH10282445A - 光学素子 - Google Patents

光学素子

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JPH10282445A
JPH10282445A JP10241797A JP10241797A JPH10282445A JP H10282445 A JPH10282445 A JP H10282445A JP 10241797 A JP10241797 A JP 10241797A JP 10241797 A JP10241797 A JP 10241797A JP H10282445 A JPH10282445 A JP H10282445A
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optical
reflection surface
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Takanobu Fujioka
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長尺の合成樹脂製の凹の反射面を有する光学
素子において、温湿度の変化による膨張・収縮や振動に
よる座屈的変形と反射面の曲率変化に対して十分な剛性
を持たせるとともに、良好な蒸着面を得るためのリブ構
造を提案する。 【解決手段】 長尺の光学素子13において、反射面1
3aの前後方向に光軸cとほぼ平行に延びる補強リブ1
3bを形成し、該補強リブ13bと光学素子13の長手
方向軸線aとの距離Lを、光学素子13の両端側より中
心側で大きくなるようにした。この構成により、光学素
子13の曲げ剛性が向上し、熱膨張や振動による縦線よ
たり、バンディングなどの画質の劣化を防ぐことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザービームによ
って感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置に用い
られる光学素子に関し、特に、熱膨張等による歪を防止
する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザビームを用いたビーム走査光学系
は、レーザプリンタ、デジタル複写機、普通紙ファクス
等の光学系として利用されているが、近年のビーム走査
光学系の特徴として、長尺の光学素子が多用されてい
る。このように長尺の光学素子が多用されるのは、レン
ズの樹脂化によるコストダウンが背景にあり、また、屈
折力の小さい樹脂材料を使うこと及び短冊状の形成が比
較的に容易なことにあり、従来用いられていたガラスレ
ンズより主走査方向に長尺化する傾向がある。
【0003】図6は従来用いられてきたビーム走査光学
系の一例を示す図である。同図において、レーザユニッ
ト1で発生したレーザビーム9は、シリンドリカルレン
ズ2に入射し、回転多面鏡3上に結像する。この回転多
面鏡3は、一定方向に等角速度で回転し、レーザビーム
9は主走査方向(感光体6に示す矢印方向)に偏向し、
結像レンズ4及び結像レンズ5により感光体6の走査線
上で等速走査となるようfθ特性を持たせるとともに、
所定のビームスポット径となるように結像させる。ミラ
ー7は走査線の一部を反射し、同期検知センサ8に導く
もので、同期検知センサ8は走査ビーム9が所定位置に
達したことを検知し、画像の書き出し位置の同期信号を
生成する。
【0004】これらの光学素子のいくつかは通常、所望
の位置精度を安定して保つため、光学ハウジングと呼ば
れる光学素子の位置決め部、取付面を有する一体形成の
保持部材に固定されるのが普通である。このような保持
部材は、従来、高強度の合成樹脂、たとえば、ガラス繊
維入りのPC樹脂、PPE樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂や、アルミ・亜鉛ダイカストで作られることが多い。
【0005】結像レンズ4は、透明な合成樹脂製で、例
えばPC、PMMAから構成され、これらの樹脂の屈折
率がガラスに比べて小さいことから、同じ性能を持つガ
ラスレンズより口径を大きくする(すなわち、長尺化す
る)ことにより対応している。一方、結像レンズ5は、
副走査方向にも屈折率を有するアナモフィックな非球面
を有する長尺レンズであり、加工上、ガラスで製作する
ことが困難で、上記結像レンズ4と同様に透明な合成樹
脂で、例えば、PC、PMMA等により構成している。
【0006】このように長尺な光学素子は、使用中の温
度上昇による熱膨張や、合成樹脂の吸湿による部品の変
形を受けるので、剛性アップが重要となる。そこで、図
6の結像レンズ5は、補強構造としてレンズ前方(入射
側)に伸びる箱型の補強リブ5aを備えている。
【0007】図7は、反射型光学素子10に、図6と同
様の補強リブ10bを形成した状態を示す図である。こ
のように、反射型光学素子に透過型光学素子と同様の箱
型の補強リブ10bを形成すると、この補強リブ10b
のために、反射面10aに蒸着模を形成する時に、補強
リブ10bの根本にムラができ、有効に利用できる反射
面が狭くなる。また、補強リブ10bによりレーザ光線
の周辺がけられ、入射角が制限され、反射面10a中の
ある範囲しか有効に使用できない。図7の2点鎖線は、
この有効領域10cを図示したものである。有効領域1
0cは、光学素子10の両端では広いが中央では狭くな
っている。すなわち、補強リブ10bを反射面10aの
前方に形成したので、有効領域10cが補強リブ10b
に妨害されて光軸に近づくに連れて著しく狭められてい
る。
【0008】そこで、このような光学素子10では、図
8に示すように、補強リブ10dは反射面10aと反対
側、すなわち光学素子10の後方に形成しているが、こ
の構成では、光学素子10の中央部分の剛性が弱い。
【0009】断面形状から考えて上記の曲げに対しても
っとも有効なのが、図7の形状であることはいうまでも
ないが、反射面10aの有効領域10cが狭まるので、
レーザービームの位置合わせが困難になる。もし、有効
領域10cの範囲を広く取れるよう部品高さH(図7)
を大きくすると、装置の大型化、コストアップを招くば
かりでなく、光学素子10自身の成形の困難(型温のば
らつきによるひけ、残留ひずみなど)の度合いをさらに
増幅することになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事実
から考えられたもので、長尺の合成樹脂製の凹の反射面
を有する光学素子において、温湿度の変化による膨張・
収縮や振動による座屈的変形と反射面の曲率変化に対し
て十分な剛性を持たせるとともに、良好な蒸着面を得る
ためのリブ構造を備えた光学素子を提案することを目的
としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、光ビーム走査装置に用いる合成樹脂製で
凹の反射面を有する長尺の光学素子において、上記反射
面の後方に、光軸と平行に延びる補強リブを光軸方向の
高さが反射面のいずれの位置からもほぼ同一になるよう
に形成したことを特徴としている。
【0012】上記補強リブを反射面の前方にも延長し、
反射面の前方における補強リブの光軸方向の高さが反射
面のいずれの位置からもほぼ同一になるように形成して
もよい。
【0013】または、光ビーム走査装置に用いる合成樹
脂製で凹の反射面を有する長尺の光学素子において、上
記反射面の前方に光軸とほぼ平行に延びる補強リブを形
成し、該補強リブと光学素子の長手方向軸線との距離
を、光学素子の両端側より中心側で大きくなるようにし
たことを特徴としている。
【0014】上記補強リブを光学素子の長手方向に沿っ
て階段状に形成した構成や、上記凹の反射面の有効領域
が光学素子の長手方向について少なくともほぼ同じ幅を
確保できる構成や、上記補強リブを上記反射面の後方に
光軸と平行に延長した構成や、上記反射面を長手方向に
一定の幅とし、反射面と補強リブとの間を反射面より後
退した接続面で接続した構成とすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
り説明する。図1は、本発明の第1実施例で、凹の反射
面を有する光学素子11を示す。この光学素子11は、
反射面11aの裏面側(この裏面側を光学素子の「後
方」ということにする)に補強リブ11bを設けてい
る。ただし、従来のものとは異なり、この補強リブ11
bは光学素子11の特に中央部での剛性を上げるため、
光軸方向の高さhが反射面のいずれの位置からもほぼ同
一となるように形成されている。このような構成であれ
ば、反射面11aの形状精度に影響を及ぼさないで、剛
性を上げることができ、熱膨張や振動による縦線よた
り、バンディングなどの画質の劣化を防ぐことができ
る。
【0016】図2は、本発明の第2実施例を示す。図1
の後方の補強リブ11bだけでは、全体としてまだ弓な
りで取付け部から受ける曲げの力に対して剛性が充分で
ない場合もある。そこで、この第2実施例の光学素子1
2では、補強リブ12bを反射面12a側(こちらを
「前方」ということにする)にも延長している。図2
(b)に2点鎖線で示す有効領域12cがリブに妨害さ
れず蒸着が正常に行われ、かつ、光線も入反射できる領
域である。すなわち、補強リブ12bの根元近傍は使用
できない領域になるが、補強リブ12bを光学素子12
の前後双方に形成したので、補強リブ12bの前方側の
高さh′を低くすることができ、有効領域12cの面積
を大きくとることが可能となる。
【0017】図3は本発明の第3実施例の図である。こ
の実施例では、光学素子13の反射面13aの前後に、
補強リブ13bを形成している。補強リブ13bの後方
側の光軸方向高さhは反射面の全体に渡ってほぼ同一と
している。これに対し、補強リブ13bの前方縁13d
は光軸cと直角な直線で、高さh′は光学素子13の中
心に向かうほど大きくなっている。そして、さらに、こ
の実施例では、補強リブ13bは、光学素子13の長手
方向の軸線aからの距離Lが、両端側のL1より中心部
のL0の方が広くなる曲線状になっている。したがっ
て、光学素子13の剛性は向上し、さらに、2点鎖線で
示す有効領域13cの面積も大きくとることができる。
【0018】また結果として光学素子13の中央部にお
ける断面の高さHが高くなるので光学素子13の曲げ剛
性が中央部に向かうにしたがって大きくなる。したがっ
て、従来例に比べ、x方向、z方向への振動、変形に対
してより変位を小さく抑えることができ、画像上の縦線
よれ、バンディングを低減できる。
【0019】図4は本発明の第4実施例を示す。図3の
補強リブ13bが曲面になっているのに対し、この光学
素子14の補強リブ14bは、階段状に変化している。
そのため、補強リブ14bの高さ変化にもかかわらず補
強リブ14bの配置位置が段階的に変化するので、図示
のように、反射面14aの有効領域14cは不連続に変
化する。実際には、レーザ光線は滑らかに走査されるの
で、最低限の幅dを有するほぼ矩形の有効範囲14dが
確保されるように補強リブ14bの配置を決めればよ
い。本実施例の効果は、型を製作する際に、型を構成す
るブロックの合わせが平面になるため、加工が容易にな
ることである。また、剛性向上による部品の大型化を部
分的に止めることができ、成形の効率を抑えるととも
に、部品を組み込むユニットの大型化を抑えることがで
きる。
【0020】図5は本発明の第5実施例を示す。図3、
図4の光学素子13,14が反射面13a,14aの延
長上に補強リブ13b,14bを形成しているが、本実
施例では反射面15aを光学素子の長手方向にほぼ一定
の幅とし、補強リブ15bと反射面15aとの間を反射
面から後退した不連続な接続面15dで接続している。
本実施例の利点は、高精度が必要な反射面に対応する型
部材を必要最小限にとどめかつ加工の容易な矩形断面状
にすることにより、型製作コストを抑えられることであ
る。
【0021】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、光ビーム走査装置に用いる合成樹脂製で凹の反射面
を有する長尺の光学素子において、上記凹の反射面の後
方に光軸と平行に延びる補強リブを光軸方向の高さが同
一になるように形成したので、反射型光学素子の曲げ剛
性を大きくすることができ、熱膨張や振動による縦線よ
たり、バンディングなどの画質の劣化を防ぐことができ
る。
【0022】上記補強リブを反射面の前方に延長し、反
射面の前方における補強リブの光軸方向の高さがほぼ同
一になるようにすれば、さらに曲げ剛性を大きくでき
る。また、補強リブが前後にあるので、反射面前方のリ
ブの高さを低くすることができ、有効領域を大きく確保
でくる。
【0023】また、光ビーム走査装置に用いる合成樹脂
製で凹の反射面を有する長尺の光学素子において、上記
反射面の前方に光軸とほぼ平行に延びる補強リブを形成
し、該補強リブと光学素子の長手方向軸線との距離を、
光学素子の両端側より中心側で大きくなるようにしたの
で、光学素子の曲げ剛性を大きくできるとともに、リブ
の高さを高くしても反射面の有効領域を大きく確保でき
る。
【0024】上記補強リブを光学素子の長手方向に沿っ
て階段状に形成すれば、型の合わせ面を平面にすること
ができる。上記補強リブを上記反射面の後方にも延長す
れば、前方側の高さを低くすることができ、有効領域を
大きくすることができる。上記反射面を長手方向に一定
の幅とし、反射面と補強リブとの間を反射面より後退し
た接続面で接続した構成とすれば、高精度が必要な反射
面の範囲がほぼ矩形に限定されるので、対応する型部材
を必要最小限にとどめかつ加工が容易になるため、型製
作コストを抑える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の長尺で反射型の光学素子の第1実施例
の構成を示す図で、(a)は上面図、(b)は正面図、
(c)は(a)のI−I断面図である。
【図2】本発明の長尺で反射型の光学素子の第2実施例
の構成を示す図で、(a)は上面図、(b)は正面図、
(c)は(a)のII−II断面図である。
【図3】本発明の長尺で反射型の光学素子の第3実施例
の構成を示す図で、(a)は上面図、(b)は正面図、
(c)は(a)のIII−III断面図である。
【図4】本発明の長尺で反射型の光学素子の第4実施例
の構成を示す図で、(a)は上面図、(b)は正面図、
(c)は(a)のIV−IV断面図である。
【図5】本発明の長尺で反射型の光学素子の第5実施例
の構成を示す図で、(a)は上面図、(b)は正面図、
(c)は(a)のV−V断面図である。
【図6】従来の走査光学系の構成を示す斜視図である。
【図7】長尺で反射型の光学素子に、透過型と同じ補強
リブを形成した状態を示す図で、(a)は上面図、
(b)は正面図、(c)は(a)のVII−VII断面
図である。
【図8】長尺で反射型の光学素子を用いた従来の走査光
学系の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
11,12,13,14,15 光学素子 11a,12a,13a,14a,15a 反射面 11b,12b,13b,14b,15b 補強リブ 12c,13c,14c,15c 有効領域 15d 接続面 h 補強リブの光軸方向の後方側高さ h′ 補強リブの光軸方向の前方側高さ a 光学素子の長手方向軸線 c 光軸

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビーム走査装置に用いる合成樹脂製で
    凹の反射面を有する長尺の光学素子において、上記反射
    面の後方に、光軸と平行に延びる補強リブを光軸方向の
    高さが反射面のいずれの位置からもほぼ同一になるよう
    に形成したことを特徴とする光学素子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光学素子において、上記
    補強リブを反射面の前方にも延長し、反射面の前方にお
    ける補強リブの光軸方向の高さが反射面のいずれの位置
    からもほぼ同一になるように形成したことを特徴とする
    光学素子。
  3. 【請求項3】 光ビーム走査装置に用いる合成樹脂製で
    凹の反射面を有する長尺の光学素子において、上記反射
    面の前方に光軸とほぼ平行に延びる補強リブを形成し、
    該補強リブと光学素子の長手方向軸線との距離を、光学
    素子の両端側より中心側で大きくなるようにしたことを
    特徴とする光学素子。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の光学素子において、上記
    補強リブを光学素子の長手方向に沿って階段状に形成し
    たことを特徴とする光学素子。
  5. 【請求項5】 請求項3又は4記載の光学素子におい
    て、上記凹の反射面の有効領域が光学素子の長手方向に
    ついて少なくともほぼ同じ幅を確保できることを特徴と
    する光学素子。
  6. 【請求項6】 請求項3から5のいずれかに記載の光学
    素子において、上記補強リブを上記反射面の後方に光軸
    と平行に延長したことを特徴とする光学素子。
  7. 【請求項7】 請求項3から6のいずれかに記載の光学
    素子において、上記反射面を長手方向に一定の幅とし、
    反射面と補強リブとの間を反射面より後退した接続面で
    接続したことを特徴とする光学素子。
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JP2012514869A (ja) * 2009-01-08 2012-06-28 コヒーレント・インク レーザーのミラーの過渡加熱の補償
WO2021203294A1 (zh) * 2020-04-08 2021-10-14 深圳市大疆创新科技有限公司 光学器件、光学器件的检测方法、激光雷达以及可移动设备

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