JPH1123992A - 走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

走査光学系及びそれを用いた画像形成装置

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JPH1123992A
JPH1123992A JP19052497A JP19052497A JPH1123992A JP H1123992 A JPH1123992 A JP H1123992A JP 19052497 A JP19052497 A JP 19052497A JP 19052497 A JP19052497 A JP 19052497A JP H1123992 A JPH1123992 A JP H1123992A
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optical system
scanning
optical
axis
obliquely incident
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JP19052497A
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Kazumi Kimura
一己 木村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焦光点に焦光したレーザー光(焦線)の傾き
を高さ位置を変えることなく調整できて、被走査面上で
のレーザー光の結像性能の劣化を防止できる走査光学系
及び画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 斜入射焦光手段12を調整手段10Aに
より副走査断面内で焦光点Oを通り、かつ光偏向器を回
転動作させる回転軸に垂直な軸線Xまわりに調整可能に
回転させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光を光偏
向器の偏向面に対し副走査断面内で斜入射させて該光偏
向器付近の焦光点に焦光させる斜入射焦光光学系の位置
を調整することにより、レーザー光の被走査面での結像
性能の劣化を防止するようにした走査光学系に関するも
のであり、レーザービームプリンタや電子写真複写機な
どの画像形成装置に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】図12及び図13に従来例を示す。図1
2は一般的な走査光学系の概要構成を示す副走査断面
図、図13は斜入射走査光学系の概要構成を示す副走査
断面図である。
【0003】図12に示す一般的な走査光学系では、レ
ーザー光源102より発したレーザー光Aをコリメータ
レンズ103により平行光に変換後、絞り104により
所望の断面形状に成形する。焦光手段111は副走査断
面(X−Z平面)内のみパワーを有するシリンダーレン
ズであり、絞り104からのレーザー光Aをポリゴンミ
ラー105付近の焦光点Oに副走査方向(X−Z方向)
のみ焦光している。この焦光点Oでのレーザー光Aは紙
面に垂直な方向(Y方向)に細長い形状をしており、焦
線と呼ばれる。
【0004】ポリゴンミラー105に到達したレーザー
光Aは、不図示の回転軸によりZ方向まわりに回転され
るポリゴンミラー105のポリゴンミラー面(偏向面)
によりX−Y平面内で走査され、106のfθレンズで
被走査面107上の結像点Pに焦光され、fθ特性が達
成される。
【0005】一方、図13に示す斜入射走査光学系は複
数のレーザー光を一つのポリゴンミラーで走査する方法
として提案されて多く実用に供されている。
【0006】図13に示す斜入射走査光学系では、10
2aのレーザー光源と102bのレーザー光源から放射
される2本のレーザービームA,Bをコリメータレンズ
103a,103bにより平行光に変換後、絞り104
a,104bにより所望の断面形状に成形し、斜入射焦
光手段112a,112bでポリゴンミラー105近く
の焦光点O(もしくはこの近く)に副走査方向のみ焦光
する。
【0007】ポリゴンミラー105に到達したレーザー
光A,Bは、不図示の回転軸によりZ方向まわりに回転
されるポリゴンミラー105のポリゴンミラー面(偏向
面)によりX−Y平面内で走査され、それぞれ106
a,106bのfθレンズで被走査面107上の結像点
Pa,Pbに焦光され、走査される。
【0008】なお、斜入射焦光手段112a,112b
についてシリンダー形状のレンズをレーザー光に対して
偏心して配置する技術、或いは構成要素の中にプリズム
を配置する技術が既に提案されている。
【0009】図12及び図13共にポリゴンミラー10
5近くで一度焦光する方法は倒れ補正光学系として既知
の技術である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように副走査断面内でレーザー光を光偏向器に対して
斜入射させる斜入射走査光学系においては、被走査面上
でのレーザー光の結像性能の向上を図る上で以下の3つ
の課題がある。
【0011】〔課題1〕図12に示す一般的な走査光学
系では、構成部品の精度により、焦光手段(シリンダー
レンズ)111がレーザー光Aまわりに回転して配置さ
れると、被走査面107でのレーザー光Aの結像性能が
著しく劣化する。このため組み立て工程において図14
に示すような調整が行われる。
【0012】すなわち、部品精度により焦線が109’
のようにポリゴンミラー面105a(Y−Z面)内で、
Y軸に対して傾いているとき、焦光手段111をレーザ
ー光Aまわりに(X軸に一致)回転させて焦線を109
のように所望の位置に結像するように調整する。
【0013】ところが、図13の斜入射走査光学系にお
いて、部品精度により焦線109’がポリゴンミラー面
105a(Y−Z面)内でY軸に対して傾いていると
き、同様にレーザー光まわりに斜入射走査光学系112
を回転させて焦線109’を焦線109のように調整す
ると、図15のような問題が発生する。
【0014】まず、斜入射焦光手段112a,112b
(以下、斜入射焦光手段112a,112bの何れか一
方を代表して斜入射焦光手段112と記す。)に入射す
る入射レーザーL1まわりに斜入射焦光手段112を回
転させると、図15に示すように、出射レーザーL2は
出射点Oaを回転中心とするコーン状に回転するので、
焦線109は焦光点OからはずれてZ軸方向に移動しま
う。特にZ軸方向への移動は斜入射走査光学系では走査
線が湾曲を起こすことが知られており、結像性能上重大
な問題となる。
【0015】また、出射レーザーL2まわりに斜入射焦
光手段112を回転させると、入射レーザーL1に対し
て斜入射焦光手段112の光軸121がコーン状に偏心
し、図13の被走査面107上でのレーザー光の結像性
能の大幅な劣化をまねく。
【0016】〔課題2〕斜入射焦光手段112は、図1
2にような一般的な走査光学系と比べて、図16に示す
ように、複数のレンズ(光学素子)で構成されることが
収差補正上必要なことが知られている。これは、レーザ
ー光を斜入射させるためレーザー光に対してシリンダー
レンズ103a,103bをZ方向に偏心して配置する
ように構成としているために、レンズの球面収差が無視
できなくなることに起因する。
【0017】図16では、例えば、斜入射焦光手段11
2が凹シリンダーレンズ113及び凸シリンダーレンズ
114などの光学素子により構成される。115は凹シ
リンダーレンズ113と凸シリンダーレンズ114の光
軸面(副走査方向(X−Z方向)の光軸131,141
により形成される面)である。
【0018】凹シリンダーレンズ113及び凸シリンダ
ーレンズ114はいずれも配置上の都合により、下方向
が切除された形状となっている。凸シリンダーレンズ1
14は出射側が平面で入射レーザーL1に対して傾けて
配置され、プリズム効果をもたせてある。X−Y平面に
垂直で光軸Rを含む面を光軸面115とする。
【0019】以上のような斜入射焦光手段112では、
部品精度により、凹シリンダーレンズ113及び凸シリ
ンダーレンズ114の光軸面115が光軸Rまわりに回
転して配置されてしまう。すなわち、構成素子(光学素
子)の製造精度により、光軸面115とレンズ面114
aの交線(母線)Cとの製造上の傾き(X−Y平面との
傾き)の相対差が大きくなり、これにより図13の被走
査面107でのレーザー光の結像性能が著しく劣化す
る。
【0020】〔課題3〕さらに、上述したような複数の
シリンダーレンズ113,114で構成される斜入射焦
光手段112においては、部品精度のバラツキにより、
図12のシリンダーレンズ111に比べて、焦点距離が
大幅にバラつく。
【0021】斜入射焦光手段112の焦点距離のバラツ
キにより焦光点Oが図16のようにO’に移動すると、
fθレンズ106a,106bの副走査倍率をβとすれ
ば、被走査面107上でのピント変動量は(OO’)β
2となり、重大な問題となる。
【0022】このような場合、斜入射焦光手段112の
焦点距離のバラツキを調整する手段としては、レンズの
面間隔を調整する手段が一般である。
【0023】しかし、図16に示すような凹凸2枚構成
のレンズ系では、破線に示すように光軸R方向に凸シリ
ンダーレンズ114を移動させると、凸シリンダーレン
ズ114に入射する入射レーザーL1の幅が広くなっ
て、上側マージナル光線L11及び下側マージナル光線
L12が受ける球面収差の影響の差が大きくなり、ポリ
ゴンミラー105上ではコマ収差として影響し、図13
の被走査面107でのレーザー光の結像性能が劣化す
る。
【0024】本発明は、上記斜入射走査光学系の実情に
鑑みて為されたものであり、焦光点に焦光したレーザー
光(焦線)の傾きを高さ位置を変えることなく調整でき
て、被走査面上でのレーザー光の結像性能の劣化を防止
できる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を提供
することを第1の目的とする。
【0025】第2の目的は、複数の光学素子を具備する
斜入射焦光手段の構成素子を相対的に回転調整できて、
被走査面上でのレーザー光の結像性能の向上を図ること
のできる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を提
供することにある。
【0026】第3の目的は、複数の光学素子を具備する
斜入射焦光手段についてコマ収差の発生を抑えつつピン
ト調整することができて、被走査面上でのレーザー光の
結像性能の向上を図ることのできる走査光学系及びそれ
を用いた画像形成装置を提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、下記の如く手段を採用した。
【0028】即ち、第1の目的を達成する走査光学系
は、 〔1〕:光源手段から射出されたレーザー光を斜入射焦
光手段により光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で斜
入射させて該光偏向器付近の焦光点に焦光させ、そのレ
ーザー光を該光偏向器の回転動作により結像手段を介し
て被走査面上を走査する走査光学系において、該副走査
断面内で焦光点を通り、かつ該光偏向器を回転動作させ
る回転軸に垂直な軸線まわりに該斜入射焦光手段を調整
可能に回転させる調整手段を備えることを特徴としてい
る。
【0029】特に、 〔1−2〕:上記〔1〕の走査光学系において、該調整
手段は該斜入射焦光手段の軸線まわりへの回転量を調整
するための調整部材を有し、この調整部材が該光偏向器
を回転動作させる回転軸に垂直で、かつ該光偏向器付近
の焦光点を含む平面内に存在すること、 〔1−3〕:上記〔1〕の走査光学系において、該調整
手段は該副走査断面内で焦光点を通り、かつ該光偏向器
を回転動作させる回転軸に垂直な軸線まわりに該斜入射
焦光手段を回転自在に保持する保持部材を有しており、
該保持部材には該斜入射焦光手段の軸線まわりへの回転
量を調整する調整部材が取り付けられていることなどを
特徴とするしている。
【0030】第2の目的を達成する走査光学系は、 〔2〕:光源手段から射出されたレーザー光を複数の光
学素子を具備する斜入射焦光手段により光偏向器の偏向
面に対し副走査断面内で斜入射させて該光偏向器付近の
焦光点に焦光させ、そのレーザー光を該光偏向器の回転
動作により結像手段を介して被走査面上を走査する走査
光学系において、該斜入射焦光手段の所望の光学素子を
該斜入射焦光手段の光軸まわりに調整可能に回転させる
調整手段を備えることを特徴としている。
【0031】特に、 〔2−2〕:上記〔2〕の走査光学系において、該微調
手段は該斜入射焦光手段の所望の光学素子を光軸まわり
に回転自在に保持する保持部材を有しており、該保持部
材には少なくとも1カ所の接点で該光学素子が圧接さ
れ、この圧接点付近では該保持部材と該光学素子の少な
くとも何れか一方が該斜入射焦光手段の光軸を曲率中心
とする曲面形状に形成されていること、 〔2−3〕:上記〔2〕の走査光学系において、該調整
手段は該斜入射焦光手段の所望の光学素子を光軸まわり
に回転自在に保持する保持部材を有しており、少なくと
も該保持部材は2カ所の受け面で該光学素子と接触し、
この受け面は同じ又は異なる曲率に形成されて曲率中心
が該斜入射焦光手段の光軸と一致していること、 〔2−4〕:上記〔2〕の走査光学系において、該調整
手段は該斜入射焦光手段の所望の光学素子を光軸まわり
に回転自在に保持する保持部材を有しており、少なくと
も該保持部材は1カ所の突部で該光学素子の端面と接触
し、この突部は該光学素子の端面上で該斜入射焦光手段
の光軸から該端面に下ろした垂線近くに設けられている
ことなどを特徴とするしている。
【0032】第3の目的を達成する走査光学系は、 〔3〕:光源手段から射出されたレーザー光を複数の光
学素子を具備する斜入射焦光手段により光偏向器の偏向
面に対し副走査断面内で斜入射させて該光偏向器付近の
焦光点に焦光させ、そのレーザー光を該光偏向器の回転
動作により結像手段を介して被走査面上を走査する走査
光学系において、該斜入射焦光手段の所望の光学素子を
該光偏向器を回転動作させる回転軸方向又は/及び斜入
射焦光手段の光軸まわりに該斜入射焦光手段の所望の光
学素子を調整可能に変位させる調整手段を備えることを
特徴としている。
【0033】特に、 〔3−2〕:上記〔3〕の走査光学系において、該調整
手段は該斜入射焦光手段の所望の光学素子を回転軸方向
及び光軸まわりに変位可能に保持する保持部材を有して
おり、少なくとも該保持部材は1カ所の突部で該光学素
子の端面と接触し、この突部は該光学素子の端面上で該
斜入射焦光手段の光軸から該端面に下ろした垂線近くに
設けられていることを特徴としている。
【0034】そして、本発明の画像形成装置は、 〔4〕:上記〔1〕乃至〔3−2〕の何れかの走査光学
系を用いていることを特徴としている。
【0035】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る走査光学系を
添付図面に示す実施形態に基づいて、更に詳しく説明す
る。
【0036】〔実施形態例1〕本実施形態例の走査光学
系は、例えば、レーザービームプリンタや電子写真複写
機などの画像形成装置に用いられて、所定の画像情報に
基づくレーザービームにより電子写真感光体の表面(被
走査面)上に静電潜像を形成する。
【0037】図1は本実施形態例の走査光学系の概要構
成を示す副走査断面図、図2の(a)は図1に示す走査
光学系の斜入射焦光光学系及び調整機構の正面図、
(b)は図1に示す走査光学系の斜入射焦光光学系及び
調整機構と光偏向器の副走査断面図である。図1及び図
2において、説明の都合上、座標系XYZ及びその原点
Oを図のように取る。
【0038】図1において、2a,2bはレーザー光源
(光源手段)、3a,3bはコリメータレンズ、4a,
4bは絞り、5はポリゴンミラー(光偏向器)、6a,
6bはfθレンズ、7は被走査面、12a,12bは斜
入射焦光光学系(斜入射焦光手段)である。
【0039】図2において、12は斜入射焦光光学系1
2a,12bの何れか一方を代表して示したものであ
り、凹シリンダーレンズ13と凸シリンダーレンズ14
とにより構成されている。15は凹シリンダーレンズ1
3及び凸シリンダーレンズ14を取り付けた鏡体(保持
部材)であり、後述する調整ビス(調整部材)16とで
調整手段である調整機構(回転微調手段)10Aを構成
している。151,152はそれぞれ鏡体15の足、1
6は鏡体15にねじ込まれた調整ビスである。17は調
整機構10Aの鏡体15の足151,152及び調整ビ
ス16を受ける本体側の受け面である。5aはポリゴン
ミラーのポリゴンミラー面(偏向面)、L1は斜入射焦
光光学系12への入射レーザー光、L2は斜入射焦光光
学系12から出射される出射レーザー光である。
【0040】凹シリンダーレンズ13及び凸シリンダー
レンズ14は、副走査断面(X−Z平面)にパワーを有
し、これと垂直な主走査方向(Y−Z平面)にはノンパ
ワーのシリンダーレンズであり、鏡体15上にX方向に
沿って並列に配置してある。凸シリンダーレンズ14の
出射面は平面で図のように斜めに配置することでプリズ
ムの屈折効果をもたらしている。
【0041】本体側の受け面17は、ポリゴンミラー5
の回転軸(図示せず)に垂直で、かつポリゴンミラー5
付近の後述する焦光点を含む平面(X−Y平面)を形成
している。受け面17には、図2の(a)に示すよう
に、ポリゴンミラー5の回転軸と平行なZ軸上で鏡体1
5の足151,152が当接し、また、Z軸と平行して
調整ビス16が当接している(図2の(a)参照)。
【0042】本実施形態例の走査光学系は、図1に示す
ように、それぞれのレーザー光源2a,2bから放射さ
れる2本のレーザービームA,Bをコリメータレンズ3
a,3bにより平行光に変換した後、絞り4a,4bに
より所望の断面形状に成形し、斜入射焦光光学系2a,
2bでポリゴンミラー5のポリゴンミラー面5a近くの
原点O(もしくはこの近く)に副走査方向のみ焦光す
る。
【0043】このように焦光点(原点O)の近くに二つ
のビーム(レーザー光)A,Bを焦光するメリットは、
ポリゴンミラー5をZ方向に薄くし、慣性モーメントを
低減してポリゴンモーター(不図示)への負荷を低減す
ることにある。
【0044】図1に示すコリメータレンズ3a,3bに
よりコリメートされた入射レーザー光L1は、図2の
(b)に示すように、斜入射焦光光学系12のOaより
出射して副走査方向(X−Z平面方向)に焦光作用を受
けながらL2の光路をたどり原点O近くに焦光される。
この際に、ポリゴンミラー面5aは、ポリゴンミラー5
の回転軸を中心とする回転運動によりX方向に微量だけ
移動し、原点Oの前後でZ方向と平行する面5a’及び
5a”になる。
【0045】原点O近くに焦光された入射レーザー光L
1は、ポリゴンミラー面5aの回転運動により偏向さ
れ、ポリゴンミラー面5aにより偏向された出射レーザ
ー光L2は図1に示すfθレンズ6a,6bで被走査面
7上に焦光、走査される。
【0046】次に、本実施形態例の走査光学系の作用を
図3に基づいて説明する。図3は斜入射焦光光学系12
の回転を調整するときの説明図である。
【0047】図3に示すように、斜入射焦光光学系12
により副走査方向に焦光作用を受けた出射レーザー光L
2は原点O近くに焦線9を結ぶ。この状態において、図
2の(b)に示す調整ビス16を鏡体15に対し出し入
れすることにより、斜入射焦光光学系12が原点O(X
軸)を中心に破線に示す位置に回転する。この時、焦線
9は9’へと移動するが、かならず原点Oを通過する。
ただし、この時の光線は入射レーザー光L1より微少量
離れた出射点Oaより出射した入射レーザー光L1’が
斜入射焦光光学系12により屈折作用を受け、光路L
2’により原点Oを通過することになる。この時の出射
レーザー光L2,L2’はX軸を回転中心とするコーン
形状上に位置する。
【0048】即ち、斜入射焦光光学系12は、調整機構
10Aの調整ビス16が鏡体15に対し出し入れされる
ことで、鏡体15の足151,152を支点として副走
査断面(X−Z平面)内で焦光点(原点O)を通り、か
つポリゴンミラー5の回転軸に垂直な軸線としてのX軸
まわりに回転する。この時、斜入射焦光光学系12の回
転軌跡はX軸を回転中心とする軌跡を描くので、調整ね
じ16の出し入れ量を調整しても原点Oに焦光した焦線
9(又は9’)の高さ位置は変化しない。
【0049】このように本実施形態例の走査光学系で
は、ポリゴンミラー5の回転軸(図示せず)に垂直で、
かつポリゴンミラー5付近の焦光点を含む平面(X−Y
平面)上において、調整機構10Aの調整ビス16を鏡
体15に対し出し入れし、斜入射焦光光学系12をX軸
まわりに回転させて焦線9の傾きを調整することで、焦
線9が原点O(焦光点)からZ軸方向にはずれ、走査線
が湾曲して被走査面上でレーザー光の結像性能が著しく
劣化するといった不具合を防止している。
【0050】本実施形態例では、斜入射焦光光学系12
を凸シリンダーレンズ13及び凸シリンダーレンズ14
により構成した事例を示したが、かならずしも上記2枚
のレンズ構成に限定されるものではなく、1枚若しくは
3枚以上のレンズで斜入射焦光光学系12を構成しても
よい。
【0051】〔実施形態例2〕本実施形態例の走査光学
系は、実施形態例1の走査光学系の調整機構10Aに代
えて図4に示す調整機構10Bを用いた他は、実施形態
例1の走査光学系と同様な構成となっている。
【0052】本実施形態例の走査光学系に用いられる調
整機構(回転微調手段)10Bは、図4に示すように、
鏡体15に複数の調整ビス16a,16b,…(本実施
形態例では2個)が設けられている。これらの調整ビス
16a,16bは、ポリゴンミラー5の回転軸と平行す
るZ軸を挟むようにして受け面17に当接している。
【0053】本実施形態例の走査光学系は、ポリゴンミ
ラー5の回転軸(図示せず)に垂直で、かつポリゴンミ
ラー5付近の焦光点を含む平面(X−Y平面)におい
て、調整機構10Bの調整ビス16a,16bをそれぞ
れ鏡体15に対し出し入れすることにより、原点O(X
軸)近くでの回転中心による回転を斜入射焦光光学系1
2に与えることが可能になる。従って、斜入射焦光光学
系12を回転微調整する際に、焦線9の傾きをより高精
度に調整することができる。
【0054】本実施形態例の走査光学系においては、斜
入射焦光光学系12の回転量が大きいと回転中心がX軸
からずれる恐れがあるので、この時は受け面17上でY
方向に鏡体15を移動させて微補正してやればよい。
【0055】〔実施形態例3〕本実施形態例の走査光学
系は、実施形態例1の走査光学系の調整機構10Aに代
えて図5及び図6に示す調整機構(微調手段)10Cを
用いた他は、実施形態例1の走査光学系と同様な構成と
なっている。
【0056】図5において、131,141はそれぞれ
凹シリンダーレンズ13及び凸シリンダーレンズ14の
副走査断面(X−Z平面)の光軸を示し、Rは斜入射焦
光光学系12の光軸を示す。凹シリンダーレンズ13及
び凸シリンダーレンズ14の光軸131,141はX−
Y平面に平行な面122(以下、光軸面と記す。)を形
成し、また、斜入射焦光光学系12の光軸RはX−Z面
と同一面上にある。
【0057】本実施形態例では、光軸Rまわりに凸シリ
ンダーレンズ14を回転して凹シリンダーレンズ13と
の相対関係を調整する。この調整により光軸面122と
凸シリンダーレンズ14のレンズ面14aの交線(以
下、母線と記す。)Cの製造上の傾き(X−Y平面との
傾き)の相対差を減ずることを目的とする。
【0058】具体的な調整機構10Cの構造を図6に示
す。図6は図5を出射レーザー光L2側から見た断面図
である。
【0059】凸シリンダーレンズ14は鏡体15に取り
付けられている。鏡体15には、調整ネジ16をねじ込
むアーム153と、斜入射焦光光学系12の光軸Rを曲
率中心とする曲面形状の受け面154,155が設けら
れている。また、鏡体15には、凸シリンダーレンズ1
4を受け面154,155に圧接するための第1の板バ
ネ18と、凸シリンダーレンズ14を調整ビス16に圧
接するための第2の板バネ19とがそれぞれ設置されて
いる。
【0060】鏡体15の受け面154,155の曲率は
それぞれ異なっている。図示の例では、斜入射焦光光学
系12の光軸Rから一方の角142を受ける鏡体15の
受け面154までの距離S1を、凸シリンダーレンズ1
4の光軸Rから他方の角143を受ける鏡体の受け面1
55までの距離S2よりも大きくしている(S1>S
2)が、距離S1を距離S2よりも小さくすることもで
きる。
【0061】第1の板バネ18は、凸シリンダーレンズ
14において鏡体15の受け面154,155と反対側
の端面147を接点181にて押圧しており、凸シリン
ダーレンズ14を鏡体15の受け面154,155に常
に圧接する働きを有している。
【0062】第2の板バネ19は、凸シリンダーレンズ
14において調整ビス16と反対側の端面146を押圧
しており、凸シリンダーレンズ14の他の端面145を
常に調整ビス16に圧接する働きを有している。
【0063】このような構成の調整機構10Cにおいて
は、鏡体15のアーム153に対し調整ビス16を出し
入れすることにより、凸シリンダーレンズ14の角14
2,143がそれぞれ鏡体15の受け面154,155
に沿って移動するので、凸シリンダーレンズ14は光軸
Rを中心に回転することが可能になる。これにより、凹
シリンダーレンズ13に対する凸シリンダーレンズ14
の相対関係が調整され、図5の斜入射焦光光学系12の
光軸面121と凸シリンダーレンズ14の母線Cの製造
上の傾き(X−Y平面との傾き)の相対差を減ずること
ができる。
【0064】このように本実施形態例の走査光学系で
は、調整機構10Cの調整ビス16を鏡体15に対し出
し入れし、斜入射焦光光学系12の凸シリンダーレンズ
14を鏡体15の受け面154,155に沿って斜入射
焦光光学系12の光軸Rを中心に回転させ、光軸Rまわ
りへの凸シリンダーレンズ14の回転量を微調整するこ
とで、斜入射焦光光学系12の凹シリンダーレンズ13
及び/又は凸シリンダーレンズ14が製造精度に起因し
て光軸面122を光軸Rまわりに回転されて配置されて
しまうような事態に対処している。これにより、被走査
面7上でのレーザー光の結像性能の向上を図ることがで
きる。
【0065】本実施形態例では、凸シリンダーレンズ1
4を第1の板バネ18と第2の板バネ19で押圧した例
を示したが、第1の板バネ18の接点181を光軸Rよ
り低い位置に設けることにより、第2の板バネ19を廃
止することが可能になる。これにより調整機構10Cの
構成を簡略化できる。また、鏡体15の2カ所に受け面
154,155を形成した例を示したが、かゝる受け面
154,155と異なる鏡体15の所望の位置に曲面形
状の他の受け面を形成して、これら全ての受け面に凸シ
リンダーレンズ14を接触させるように構成すれば、凸
シリンダーレンズ14を鏡体15により安定した状態に
保持することができる。
【0066】〔実施形態例4〕本実施形態例の走査光学
系は、実施形態例1の走査光学系の調整機構10Aに代
えて図7に示す調整機構(微調手段)10Dを用いた他
は、実施形態例1の走査光学系と同様な構成となってい
る。
【0067】調整機構10Dは、図7に示すような形状
の鏡体15に凸シリンダーレンズ14が取り付けられて
いる。鏡体15には、調整ネジ16をねじ込むアーム1
53と、斜入射焦光光学系12の光軸Rを曲率中心とす
る曲面形状の受け面154,155が設けられている。
また、鏡体15には、凸シリンダーレンズ14を受け面
154,155に圧接するための板バネ18が設置され
ている。
【0068】鏡体15の受け面154,155の曲率は
等しくなっており、凸シリンダーレンズ14の光軸Rか
ら一方の角142を受ける鏡体15の受け面154まで
の距離S1と、凸シリンダーレンズ14の光軸Rから他
方の角143を受ける鏡体の受け面155までの距離S
2は等しい。
【0069】板バネ18は、凸シリンダーレンズ14に
おいて鏡体15の受け面154,155と反対側の端面
145を接点181にて押圧しており、凸シリンダーレ
ンズ14を鏡体15の受け面154,155に常に圧接
する働きを有している。
【0070】調整ビス16は、板バネ18が押圧してい
る凸シリンダーレンズ14の端面145に当接してい
る。
【0071】このような構成の調整機構10Dにおいて
は、鏡体15のアーム153に対し調整ビス16を出し
入れすることにより、凸シリンダーレンズ14の角14
2,143がそれぞれ鏡体15の受け面154,155
に沿って移動するので、凸シリンダーレンズ14は光軸
Rを中心に回転することが可能になる。これにより、凹
シリンダーレンズ13に対する凸シリンダーレンズ14
の相対関係が調整され、図5の斜入射焦光光学系12の
光軸面122と凸シリンダーレンズ14の母線Cの製造
上の傾き(X−Y平面との傾き)の相対差を減ずること
ができる。
【0072】このように本実施形態例の走査光学系で
は、調整機構10Dの調整ビス16を鏡体15に対し出
し入れし、凸シリンダーレンズ14を鏡体15の受け面
154,155に沿って斜入射焦光光学系12の光軸R
を中心に回転させ、光軸Rまわりへの凸シリンダーレン
ズ14の回転量を微調整することで、前述の実施形態例
3の走査光学系と同様な効果を得ている。
【0073】本実施形態例では、鏡体15の2カ所に受
け面154,155を形成した例を示したが、かゝる受
け面154,155と異なる鏡体15の所望の位置に曲
面形状の他の受け面を形成して、これら全ての受け面に
凸シリンダーレンズ14を接触させるように構成すれ
ば、凸シリンダーレンズ14を鏡体15により安定した
状態に保持することができる。
【0074】〔実施形態例5〕本実施形態例の走査光学
系は、実施形態例1の走査光学系の調整機構10Aに代
えて図8に示す調整機構(微調手段)10Eを用いた他
は、実施形態例1の走査光学系と同様な構成となってい
る。
【0075】調整機構10Eは、図8に示すような形状
の鏡体15に凸シリンダーレンズ14が取り付けられて
いる。凸シリンダーレンズ14には、斜入射焦光光学系
12の光軸Rを曲率中心とする曲面形状の端面148が
形成されている。鏡体15には、アーム153が設けら
れている。鏡体15のアーム153には凸シリンダーレ
ンズ14の端面148に接する接点156,157が設
けられている。鏡体15には板バネ18が設置され、凸
シリンダーレンズ14を接点156,157に圧接して
いる。
【0076】このような構成の調整機構10Eにおいて
は、不図示の治工具により凸シリンダーレンズ14を保
持して斜入射焦光光学系12の光軸Rを中心に回転させ
る。これにより、凹シリンダーレンズ13に対する凸シ
リンダーレンズ14の相対関係が調整され、図5の斜入
射焦光光学系12の光軸面121と凸シリンダーレンズ
14の母線Cの製造上の傾き(X−Y平面との傾き)の
相対差を減ずることができる。そして、凸シリンダーレ
ンズ14を適正な位置に回転微調した後、鏡体15と凸
シリンダーレンズ14との空間部に接着剤20を流入さ
せ、凸シリンダーレンズ14を鏡体15に固着する。
【0077】このように本実施形態例の走査光学系で
は、凸シリンダーレンズ14を調整機構10Eの鏡体1
5の接点156,157に沿って斜入射焦光光学系12
の光軸Rを中心に回転させ、光軸Rまわりへの凸シリン
ダーレンズ14の回転量を微調整することで、前述の実
施形態例3の走査光学系と同様な効果を得ている。
【0078】〔実施形態例6〕本実施形態例の走査光学
系は、実施形態例1の走査光学系の調整機構10Aに代
えて図9に示す調整機構(微調手段)10Fを用いた他
は、実施形態例1の走査光学系と同様な構成となってい
る。
【0079】調整機構10Fは、図9に示すような形状
の鏡体15に凸シリンダーレンズ14が取り付けられて
いる。鏡体15には、調整ネジ16をねじ込むアーム1
53と、凸シリンダーレンズ14の端面146と接触す
る突部としての突起部158が形成されている。また、
鏡体15には、凸シリンダーレンズ14を突起部158
に圧接する板バネ18が設置されている。鏡体15の突
起部158は、凸シリンダーレンズ14の端面146上
で斜入射焦光光学系12の光軸Rから該端面146に下
ろした垂線近くに設けられている。また、突起部158
はその先端が円弧面状に形成されて、凸シリンダーレン
ズ14の端面146上の接点146’から光軸Rまでの
距離S3の変化値を小さい値に抑えるようにしている。
【0080】板バネ18は、凸シリンダーレンズ14に
おいて鏡体15の受け面154,155と反対側の端面
145を接点181にて押圧しており、凸シリンダーレ
ンズ14を鏡体15の突起部158に常に圧接する働き
を有している。
【0081】調整ビス16は、板バネ18が押圧してい
る凸シリンダーレンズ14の端面145に当接してい
る。
【0082】このように調整機構10Fは、鏡体15が
突起部158、板バネ18及び調整ビス16の3点で凸
シリンダーレンズ14を支持している。
【0083】このような構成の調整機構10Fにおいて
は、調整ビス16を鏡体15のアーム153に対し出し
入れすることにより、凸シリンダーレンズ14が鏡体1
5の突起部158に接する端面146の接点146’を
支点に傾くので、凸シリンダーレンズ14は光軸Rを中
心に回転することが可能になる。これにより、凹シリン
ダーレンズ13に対する凸シリンダーレンズ14の相対
関係が調整され、図5の斜入射焦光光学系12の光軸面
121と凸シリンダーレンズ14の母線Cの製造上の傾
き(X−Y平面との傾き)の相対差を減ずることができ
る。この時、鏡体15の突起部158は凸シリンダーレ
ンズ14の端面146上で光軸Rと最短距離になる接点
146’近くで接するので、光軸Rの移動変動量は小さ
くレーザー光の結像性能上問題とならない。
【0084】このように本実施形態例の走査光学系で
は、調整機構10Fの調整ビス16を鏡体15に対し出
し入れし、凸シリンダーレンズ14を鏡体15の突起部
158に接している接点146’を支点として斜入射焦
光光学系12の光軸Rを中心に回転させ、光軸Rまわり
への凸シリンダーレンズ14の回転量を微調整すること
で、前述の実施形態例3の走査光学系と同様な効果を得
ている。
【0085】〔実施形態例7〕本実施形態例の走査光学
系は、実施形態例1の走査光学系の調整機構10Aに代
えて図11に示す調整機構(微調整手段)10Gを用い
た他は、実施形態例1の走査光学系と同様な構成となっ
ている。
【0086】図10は調整機構10Gによるレーザー光
の焦光点の調整方法を表わす説明図である。図10に示
すように、入射レーザー光L1の上側マージナル光線L
11及び下側マージナル光線L12が凹シリンダーレン
ズ13と凸シリンダーレンズ14とで構成される斜入射
焦光手段12により、ポリゴンミラー面5a近くに焦光
されている。部品の精度上のバラツキから焦光点は所定
のOよりずれたO’である。
【0087】ここで、凸シリンダーレンズ14を図1に
示すポリゴンミラー5の不図示の回転軸方向(軸心方
向)であるZ方向にシフトして14’とすると、凸シリ
ンダーレンズ14での球面収差の変化により全系の収差
も変化して焦光点をOに微調することが可能となる。こ
の時、上側マージナル光線L11及び下側マージナル光
線L12の球面収差の影響の差分は軽微であり、ポリゴ
ン近くでのコマ収差の変化も軽微で、結像性能に影響が
少ない。凸シリンダーレンズ14は負の球面収差を有し
ている。従って凸シリンダーレンズ14への入射光によ
って結像位置が変化する。本実施形態例はこれを利用し
ている。
【0088】具体的な調整方法を図11に示す。図11
は図10の調整方法を可能とする本実施形態例の調整機
構10Gをポリゴンミラー面5a側から見た断面図であ
る。
【0089】調整機構10Gは、図11に示すような形
状の鏡体15に凸シリンダーレンズ14が取り付けられ
ている。鏡体15はアーム153を有し、このアーム1
53には凸シリンダーレンズ14の端面149と接触す
る突部としての突起部159が形成されている。突起部
159は、凸シリンダーレンズ14の端面149上で斜
入射焦光光学系12の光軸Rから該端面149に下ろし
た垂線近くに設けられている。また、突起部159はそ
の先端が円弧面状に形成されて、凸シリンダーレンズ1
4の端面149上の接点149’から光軸Rまでの距離
S4の変化値を小さい値に抑えるようにしている。
【0090】このような構成の調整機構10Gにおいて
は、凸シリンダーレンズ14の鏡体15への組み立て調
整時に、凸シリンダーレンズ14が治工具(不図示)に
よりホールドされ、鏡体15に対しての相対位置調整が
行われる。この時、観測系(不図示)で例えば図3に示
す焦線9のピント位置及び傾きを観測しながら凸シリン
ダーレンズ14にZ方向の高さ又は/及び光軸Rまわり
の微調整を与え、所望の性能に調整される。調整終了
後、鏡体15と凸シリンダーレンズ14との空間部に接
着剤201,202を流入させ、凸シリンダーレンズ1
4を鏡体15に固着する。
【0091】このように本実施形態例の走査光学系で
は、凸シリンダーレンズ14を調整機構10Gの鏡体1
5に対し、鏡体15の突起部159を利用して、図1に
示すポリゴンミラー5の回転軸(不図示)方向又は/及
び斜入射焦光光学系12の光軸Rまわりに変位させるこ
とで、斜入射焦光光学系12のコマ収差の発生を抑えつ
つピント調整を行っている。これにより、図1の被走査
面7上でのレーザー光の結像性能の向上を図ることがで
きる。
【0092】以上、説明したように、実施形態例1及び
2の走査光学系によれば、回転微調機構10A,10B
によりポリゴンミラー5の回転軸で、かつ焦光点を通る
X軸まわりへの斜入射焦光光学系12の回転量を調整す
ることで、焦線9の高さが変わることなく焦線9の傾き
を調整することができるので、焦線9の傾き調整が簡単
になる。また、焦線9の傾き調整により被走査面7上で
のレーザースポットの結像性能の劣化を防止できる。
【0093】実施形態例3乃至6の走査光学系によれ
ば、調整機構10C,10D,10E,10Fにより斜
入射焦光光学系12の光軸Rまわりへの凸シリンダーレ
ンズ14の回転量を調整することで、斜入射焦光光学系
12の構成素子が製造精度による母線が傾いて配置され
ることを防止でき、よって、被走査面7上でのレーザー
スポットの性能向上を図れる。
【0094】実施形態例7の走査光学系によれば、斜入
射焦光光学系12の一部を構成するレンズ14を調整機
構10Gによりポリゴンミラー5の回転軸方向又は/及
び斜入射焦光光学系12の光軸Rまわりへの凸シリンダ
ーレンズ14の変位量を調整することで、コマ収差の発
生を抑えつつピント調整が可能となり、よって、被走査
面7上でのレーザースポットの性能向上を図れる。
【0095】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
斜入射焦光手段を調整手段により副走査断面内で焦光点
を通り、かつ光偏向器を回転動作させる回転軸に垂直な
軸線まわりに調整可能に回転させるようにしたので、焦
光点に焦光したレーザー光(焦線)の傾きを高さ位置を
変えることなく調整できて、被走査面上でのレーザー光
の結像性能の劣化を防止できる走査光学系及びそれを用
いた画像形成装置の提供が可能となった。
【0096】また、斜入射焦光手段の所望の光学素子を
調整手段により斜入射焦光手段の光軸まわりに調整可能
に回転させるようにしたので、複数の光学素子を具備す
る斜入射焦光手段の構成素子を相対的に回転調整でき
て、被走査面上でのレーザー光の結像性能の向上を図る
ことのできる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置
の提供が可能となった。
【0097】また、斜入射焦光手段の所望の光学素子を
調整手段により光偏向器を回転動作させる回転軸方向又
は/及び斜入射焦光手段の光軸まわりに調整可能に変位
させるようにしたので、複数の光学素子を具備する斜入
射焦光手段のコマ収差の発生を抑えつつピント調整する
ことができて、被走査面上でのレーザー光の結像性能の
向上を図ることのできる走査光学系及びそれを用いた画
像形成装置の提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1の走査光学系の概要構成を示す副
走査断面図である。
【図2】(a)は同実施形態例の走査光学系における斜
入射焦光光学系及び調整機構の正面図、(b)は同実施
形態例の走査光学系における斜入射焦光光学系及び調整
機構と光偏向器の副走査断面図である。
【図3】同実施形態例の走査光学系において調整機構に
より斜入射焦光光学系を回転調整する説明図である。
【図4】実施形態例2の走査光学系における斜入射焦光
光学系及び調整機構の正面図である。
【図5】実施形態例3の走査光学系において調整機構に
より斜入射焦光光学系の凸シリンダーレンズを回転調整
する説明図である。
【図6】同実施形態例の走査光学系における調整機構の
断面図である。
【図7】実施形態例4の走査光学系における調整機構の
断面図である。
【図8】実施形態例5の走査光学系における調整機構の
断面図である。
【図9】実施形態例6の走査光学系における調整機構の
断面図である。
【図10】実施形態例7の走査光学系において調整機構
により斜入射焦光光学系の凸シリンダーレンズを変位調
整する説明図である。
【図11】同実施形態例の走査光学系における調整機構
の断面図である。
【図12】従来の一般的な走査光学系の概要構成を示す
副走査断面図である。
【図13】従来の斜入射走査光学系の概要構成を示す副
走査断面図である。
【図14】図12に示す走査光学系での焦線の傾き調整
の説明図である。
【図15】図13に示す斜入射走査光学系での焦線の傾
き調整の説明図である。
【図16】図13に示す斜入射走査光学系での焦光点の
位置調整の説明図である。
【符号の説明】
2a,2b レーザー光源(光源手段) 5 ポリゴンミラー(光偏向器) 5a ポリゴンミラー面(偏向面) 6a,6b fθレンズ(結像手段) 7 被走査面 10A〜10G 調整機構(調整手段) 12a,12b、12 斜入射焦光光学系(斜入射
焦光手段) 13 凹シリンダーレンズ(光学素子) 14 凸シリンダーレンズ(光学素子) 15 鏡体(保持手段) 16 調整ネジ(調整部材) O 原点(焦光点) X 軸線 X−Y 平面 R 光軸 142,143,154,155 受け面 148 端面 146,149 端面 158,159 突部 181 接点

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源手段から射出されたレーザー光を斜
    入射焦光手段により光偏向器の偏向面に対し副走査断面
    内で斜入射させて該光偏向器付近の焦光点に焦光させ、
    そのレーザー光を該光偏向器の回転動作により結像手段
    を介して被走査面上を走査する走査光学系において、 該副走査断面内で焦光点を通り、かつ該光偏向器を回転
    動作させる回転軸に垂直な軸線まわりに該斜入射焦光手
    段を調整可能に回転させる調整手段を備えることを特徴
    とする走査光学系。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の走査光学系において、
    該調整手段は該斜入射焦光手段の軸線まわりへの回転量
    を調整するための調整部材を有し、この調整部材が該光
    偏向器を回転動作させる回転軸に垂直で、かつ該光偏向
    器付近の焦光点を含む平面内に存在することを特徴とす
    る走査光学系。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の走査光学系において、
    該調整手段は該副走査断面内で焦光点を通り、かつ該光
    偏向器を回転動作させる回転軸に垂直な軸線まわりに該
    斜入射焦光手段を回転自在に保持する保持部材を有して
    おり、該保持部材には該斜入射焦光手段の軸線まわりへ
    の回転量を調整する調整部材が取り付けられていること
    を特徴とする走査光学系。
  4. 【請求項4】 光源手段から射出されたレーザー光を複
    数の光学素子を具備する斜入射焦光手段により光偏向器
    の偏向面に対し副走査断面内で斜入射させて該光偏向器
    付近の焦光点に焦光させ、そのレーザー光を該光偏向器
    の回転動作により結像手段を介して被走査面上を走査す
    る走査光学系において、 該斜入射焦光手段の所望の光学素子を該斜入射焦光手段
    の光軸まわりに調整可能に回転させる調整手段を備える
    ことを特徴とする走査光学系。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の走査光学系において、
    該微調手段は該斜入射焦光手段の所望の光学素子を光軸
    まわりに回転自在に保持する保持部材を有しており、該
    保持部材には少なくとも1カ所の接点で該光学素子が圧
    接され、この圧接点付近では該保持部材と該光学素子の
    少なくとも何れか一方が該斜入射焦光手段の光軸を曲率
    中心とする曲面形状に形成されていることを特徴とする
    走査光学系。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の走査光学系において、
    該調整手段は該斜入射焦光手段の所望の光学素子を光軸
    まわりに回転自在に保持する保持部材を有しており、少
    なくとも該保持部材は2カ所の受け面で該光学素子と接
    触し、この受け面は同じ又は異なる曲率に形成されて曲
    率中心が該斜入射焦光手段の光軸と一致していることを
    特徴とする走査光学系。
  7. 【請求項7】 請求項4に記載の走査光学系において、
    該調整手段は該斜入射焦光手段の所望の光学素子を光軸
    まわりに回転自在に保持する保持部材を有しており、少
    なくとも該保持部材は1カ所の突部で該光学素子の端面
    と接触し、この突部は該光学素子の端面上で該斜入射焦
    光手段の光軸から該端面に下ろした垂線近くに設けられ
    ていることを特徴とする走査光学系。
  8. 【請求項8】 光源手段から射出されたレーザー光を複
    数の光学素子を具備する斜入射焦光手段により光偏向器
    の偏向面に対し副走査断面内で斜入射させて該光偏向器
    付近の焦光点に焦光させ、そのレーザー光を該光偏向器
    の回転動作により結像手段を介して被走査面上を走査す
    る走査光学系において、 該斜入射焦光手段の所望の光学素子を該光偏向器を回転
    動作させる回転軸方向又は/及び斜入射焦光手段の光軸
    まわりに該斜入射焦光手段の所望の光学素子を調整可能
    に変位させる調整手段を備えることを特徴とする走査光
    学系。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の走査光学系において、
    該調整手段は該斜入射焦光手段の所望の光学素子を回転
    軸方向及び光軸まわりに変位可能に保持する保持部材を
    有しており、少なくとも該保持部材は1カ所の突部で該
    光学素子の端面と接触し、この突部は該光学素子の端面
    上で該斜入射焦光手段の光軸から該端面に下ろした垂線
    近くに設けられていることを特徴とする走査光学系。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至9の何れか一項に記載の
    走査光学系を用いていることを特徴とする画像形成装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005258450A (ja) * 2005-03-22 2005-09-22 Ricoh Co Ltd 光走査装置および画像形成装置
CN116449522A (zh) * 2023-04-17 2023-07-18 之江实验室 一种聚焦光学系统偏心组件、倾斜组件及焦面组件精密装调结构及方法

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CN116449522B (zh) * 2023-04-17 2024-02-20 之江实验室 一种聚焦光学系统偏心组件、倾斜组件及焦面组件精密装调结构及方法

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