JP4234859B2

JP4234859B2 - Optical element holding mechanism

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Publication number: JP4234859B2
Application number: JP26922999A
Authority: JP
Inventors: 信昭小野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP2001091879A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ複写装置、レーザファクシミリ装置、レーザプリンタ、レーザプロッタ等、レーザビームを用いた走査光学系等を備えた画像形成装置において、該走査光学系に用いられるプラスチック製の光学素子を保持する保持機構に関し、特に、複数のレーザ光源と、それらに対応して設けられた複数の光学素子群を備えた多色画像形成装置において、各光学素子群中のプラスチック製光学素子の反り変形量を各レーザ光源毎に対応して調整できる保持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の、レーザ複写装置、レーザファクシミリ装置、レーザプリンタ、レーザプロッタ等の如くレーザビームを用いた走査光学系を備えた画像形成装置においては、走査光学系の光学素子として、複雑な曲面形状等であっても金型成形による量産が容易であり製造コストが安い等の理由からプラスチック製のものが多く使われている。プラスチック材料は、上記のように量産性に優れている一方で、成形時に金型内の温度分布が均一にならなかったり、金型から取り出した後の成形物の冷却が均一に行われない等の理由から、成形物の形状が金型の成形面の形状をそのまま転写した理想の形状とはならず、変形することが多い。例えば、一般的な直方体形状の成形物では、寸法が最も長い辺を有した面の長手方向両端部に、反り（曲がり）が発生しやすい。また、該両端部に生じる反りは最も短い辺に沿った方向に発生し易い。例えば、ｘ方向が横方向であり、ｙ方向が縦方向であり、ｚ方向が高さ方向であるとし、横方向（ｘ方向）が長辺であり、高さ方向（ｚ方向）が最も短い（薄い）辺である直方体をプラスチック材料により成形する場合には、ｘｙ平面上の成形物のｘ方向両端部に高さ方向（ｚ方向）への反り（曲がり）が発生しやすい。
ところで、一般的なレーザビームを用いた走査光学系中の光学素子は、主走査方向に走査されるレーザビームを走査面全域に渡って透過或いは反射する必要があるため、主走査方向に長い形状となる。そのため、走査光学系中の光学素子をプラスチックにて成形する場合には、主走査方向（Ｘ方向）両端部において、副走査方向（Ｚ方向）に沿った反り変形を生じ易い。走査光学系中のプラスチック製光学素子の長手方向両端部が、主走査方向と直交する副走査方向に反り変形を有していると、結像位置である被走査媒体上の走査線が主走査方向に対して副走査方向に曲がる現象、所謂走査線曲がり現象が発生する。
【０００３】
以下に図を用いて、走査線曲がり現象について説明する。
図７(ａ)、(ｂ)は、一般的なレーザビーム走査光学系に走査線曲がり現象が発生した様子を示した図である。図７(ａ)は、走査光学系の偏向面（主走査方向）の上面図であり、図７(ｂ)は、走査光学系の偏向面（主走査方向）の正面図である。
光源装置１は、例えば、半導体レーザ素子によりレーザビームを発生させる装置である。線像光学系２は、例えば、シリンドリカルレンズにより後述する偏向器３の偏向反射面３ａにレーザビームの線像を照射する光学系である。偏向器３は、例えば、ポリゴンミラーのように多数の偏向反射面３ａを有すると共に、回転することにより偏向反射面３ａに入射／出射するレーザービームの角度を変えて主走査方向にレーザビームを偏向するものである。走査レンズ４は、偏向器３からの出射角度により異なる走査速度を補正して後述する感光体ドラム６上に結像するレーザビームの走査速度が等速になるように補正するものである。面倒れ補正レンズ５は、偏向器５の偏向反射面５ａがレーザビームの進行方向に垂直でない場合に発生する面倒れを補正するレンズである。被走査媒体６は、例えば、感光体ドラムのように走査されたレーザビームが結像する媒体である。
【０００４】
光源装置１から出射したレーザビームは、線像光学系２により集光されて偏向器３の偏向反射面３ａにて反射し、偏向される。偏向器３により偏向されたレーザビームは、走査レンズ４上の各位置４ａ→４ｂ→４ｃの順に入射する。ここで、走査レンズ４は、図７（ｂ）に示したように、主走査方向の辺の中央部４ｂに対する両端部（長手方向両端部）４ａ、４ｃが副走査方向の上側に（正面図の上向き）反って変形しているものとする。走査レンズ４から出射したレーザビームは、面倒れ補正レンズ５上の各位置５ａ→５ｂ→５ｃの順に入射する。ここで、図７（ｂ）の正面図に示したように、走査レンズ４は、主走査方向両端部４ａ、４ｃが上方向に反って変形すると共に、面倒れ補正レンズ５も、主走査方向両端部（長手方向両端部）５ａ、５ｃが副走査方向の上側に反って変形しているものとする。
この場合には、走査レンズ４の両端部４ａ、４ｃを順次通過してから面倒れ補正レンズ５の両端部５ａ、５ｃを順次通過するレーザビームが被走査媒体６上に結像するポイント１１ａ、１１ｃは、走査レンズ４の中央部４ｂを通過してから面倒れ補正レンズ５の中央部５ｂを通過するレーザビームが被走査媒体６上に結像するポイント１１ｂよりも上側になる。このようにして走査線曲がり現象は発生する。
この走査線曲がり現象は、１本のレーザビームを用いた単色の画像形成装置についても画像歪み等を起こして画質の劣化をもたらすが、複数のレーザビーム走査光学系を用いた多色の画像形成装置では、各色毎に色ズレを発生させるため、さらに画質が劣化する。
【０００５】
以下に図を用いて、複数のレーザビーム走査光学系を用いた多色の画像形成装置に発生する走査線曲がり現象について説明する。
図８は、タンデム型のフルカラー（多色）の画像形成装置用の走査光学系に走査線曲がり現象が発生した様子を示した斜視図である。
図８の多色の画像形成装置では、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及び、黒（Ｋ）のそれぞれの色に対して、各色毎に専用の光源装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｋ、線像光学系２２Ｃ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｋ、走査レンズ２４Ｃ、２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｋ、面倒れ補正レンズ２５Ｃ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｋ、ミラー２６Ｃ、２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｋ、及び、非走査媒体２７Ｃ、２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｋを有しており、偏向器２３のみを各色共通に使用する構成となっている。
例えば、シアン（Ｃ）色の画像を形成するためのレーザビームは、光源装置２１Ｃから出射して線像光学系２２Ｃにて集光されて偏向器２３の偏向反射面２３ａにて偏向される。偏向器２３にて偏向されたレーザビームは、走査レンズ２４Ｃ及び面倒れ補正レンズ２５Ｃを透過すると共にミラー２６Ｃにて反射されて被走査媒体２７Ｃ上に結像する。その際に、走査レンズ２４Ｃ及び面倒れ補正レンズ２５Ｃ等の走査光学系に反り変形が無い場合には、レーザビームは、図８に示した直線状の走査線３１Ｃに沿って被走査媒体２７Ｃ上に結像するが、走査光学系に反り変形が有る場合には、湾曲した走査線３２Ｃに沿って被走査媒体２７Ｃ上に結像する。
また、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、黒（Ｋ）色についても同様の処理が行われる。各走査レンズ２４Ｙ〜２４Ｋ、各面倒れ補正レンズ２５Ｙ〜２５Ｋの長手方向両端部に各々上向きの反りがある場合の走査線は各々符号３２Ｙ〜３２Ｋにて示した。
また、上記のシアン（Ｃ）色用の被走査媒体２７Ｃ、イエロー（Ｙ）色用の非走査媒体２７Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色用の被走査媒体２７Ｍ、及び、黒（Ｋ）色用の被走査媒体２７Ｋは、各々不図示の転写ベルトの搬送面に沿って列設されている。
【０００６】
上記のように各被走査媒体（感光体ドラム）２７Ｃ、２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｋの周面上にレーザビームを結像させて静電潜像を形成させた後、各静電潜像は各々該当する色のトナーにより顕像化されてトナー像となる。各被走査媒体上の各色のトナー像は、転写ベルトに転写された後、さらに搬送されてきた印刷用紙上に転写、定着される。このようにして、タンデム型のフルカラー（多色）の画像形成装置では、印刷用紙上にフルカラー画像或いは多色画像を形成する。
上記したように図８に示した多色の画像形成装置では、偏向器２３を共有する以外は、図７に示した光学系を各色毎に４組用いることにより多色化を実現している。しかし、各色毎に走査光学系が独立していることから各色毎の走査光学系は個別に反り変形量を有しており、従って、前記した走査線曲がり現象も各色毎に異なる程度に発生している。そして、各色毎に走査線曲がり量が異なることにより、各色毎の色ズレが発生し画質が低下することになる。
このように、多色の画像形成装置の場合は、単色の画像形成装置に生じる画像歪み等に加えて、各色毎の色ズレが発生するため、走査線曲がり現象によって画質が大きく劣化する。
一般的に、走査線曲がり現象は、走査光学系中の光学素子がわずかな変形を有している場合に、光学素子の変形により光路が曲がり、結像位置である被走査媒体上では走査線が無視できない大きさで変動することにより発生する。特に、光学素子の変形が副走査方向に顕著に発生している場合には、被走査媒体上の走査線曲がり現象の発生も顕著になる。また、プラスチック材料にて光学素子を成形する場合には、成形用金型内の圧力や温度を均一化することが非常に難しいため、離型後のほとんどの光学素子に反り変形等が発生しており、これらの反り変形等が発生した光学素子を不良品として廃棄すると走査光学系の製造コストの増大、歩留まり低下による生産効率の悪化が生じる。従って、反り変形が発生した光学素子であっても被走査媒体上の走査線曲がり現象を減らすようにして有効活用する必要がある。被走査媒体上の走査線曲がり現象を減少させるには、走査光学系中の光学素子の副走査方向への反り変形量を減少させることが有効である。具体的には、レンズの副走査方向への反り量を、反り量の補正手段を設けて減少させることにより走査線曲がりを減少させることができる。
【０００７】
本出願人は、走査光学系中の光学素子について主走査方向両端部の反り変形を補正するために、特開平１０−２６８２１７号公報に示す補正手段を提案した。特開平１０−２６８２１７号公報に示す補正手段では、主走査方向に長いレンズの上面に設けられたリブ上の両端近辺に保持突起を一対形成し、各保持突起間を繋ぐ大きさの支持板を各保持突起に係合して設置し、さらに、該支持板の中心付近に該支持板に螺合されてレンズに突き当たるように調整ネジを設けた構成とし、調整ネジを回すことにより突出量を変化させて、レンズの主走査方向の中央部と両端部との間の反り変形量を調整する。
レーザ画像形成装置の走査光学系に使用するレンズを作成が容易なプラスチック樹脂にて構成した場合であっても、上記の補正手段を光学素子保持機構に設けてレンズの反り量を減少させることにより、被走査媒体上の走査線曲がりを減少させて、偏向反射面と結像面との共役関係、及び、結像面の等速化機能を良好に保つことができると共に、光学素子の形状寸法に対する許容差と組み付け寸法に対する許容差とを緩和させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−２６８２１７号公報に示す補正手段では、光学素子自身に保持突起を設け、該保持突起に係合された支持板を介して調整ネジの突出量を変化させるため、光学素子の中心部に押す力が加わる一方で保持突起部には引き上げる力が加わるので、保持突起部が形成される位置により光学素子が複雑な形状に変形する可能性が有る。
従って、特開平１０−２６８２１７号公報に示す補正手段を多色の画像形成装置に適用した場合には、走査線曲がり現象を減少させることができても、画像歪みおよび各色毎の色ズレを補正できない場合がある。
本発明は、上述した如き従来の問題を解決するためになされたものであって、反り変形を有する光学素子であっても画像形成装置のレーザビーム走査光学系に使用できるように、光学素子の反り変形を簡易な機構により補正することができると共に、光学素子の反り変形を補正する際に各色毎の走査線が一致するように調整し、各色毎の色ズレを減少させる光学素子保持機構を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載の本発明の光学素子保持機構は、複数のレーザ光源から出射され偏向面により偏向される各レーザビームを、対応する各被走査媒体上に結像させる光学素子群を備えた多色画像形成装置において、前記光学素子群中のプラスチック製の光学素子を保持する光学素子保持機構であって、前記光学素子保持機構は、２つの突起部を有した２つの可動加圧部と、少なくとも１つの接触点により前記光学素子の下側を支持する平面形状の下側接触部材と、前記２つの可動加圧部を各々接近離間方向へ等距離移動させる左右移動機構と、を有し、前記光学素子が主走査方向と直交する方向に反り変形を有している場合に、前記左右移動機構を用いて前記２つの可動加圧部を各々接近又は離間方向に移動させて光学素子を下方へ加圧し続けることにより、前記光学素子の反り変形を所定の許容変形量に調整することを特徴とする。
請求項２の本発明は、請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記被走査媒体上を等速走査するように前記レーザビームの進路を補正する機能を有した走査レンズであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の本発明は、請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記偏向器により前記レーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能を有した面倒れ補正レンズであることを特徴とする。
請求項４の本発明は、請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記被走査媒体上を等速走査するように前記レーザビームの進路を補正する機能と、前記偏向器により前記レーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能と、の双方を有したレンズであることを特徴とする。
請求項５の本発明は、請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記被走査媒体上を等速走査するように前記レーザビームの進路を補正する機能を有した走査ミラーであることを特徴とする。
請求項６の本発明は、請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記偏向器により前記レーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能を有した面倒れ補正ミラーであることを特徴とする。
請求項７の本発明は、請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記被走査媒体上を等速走査するように前記レーザビームの進路を補正する機能と、前記偏向器により前記レーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能と、の双方を有したミラーであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示した実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の光学素子保持機構を示す構成図である。
図１に示した本実施形態の光学素子保持機構１００は、例えば、図８に示したような複数のレーザビームを出射する光源装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｋから出射されて各光源装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｋに対応する上下２つの多面鏡の各偏向面２３ａ、２３ｂにより走査される各レーザビームを、対応する各被走査媒体２７Ｃ、２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｋ上に結像させる光学素子群２１Ｃ〜２６Ｃ、２１Ｙ〜２６Ｙ、２１Ｍ〜２６Ｍ、２１Ｋ〜２６Ｋを備えた多色画像形成装置において、光学素子群光学素子群２１Ｃ〜２６Ｃ、２１Ｙ〜２６Ｙ、２１Ｍ〜２６Ｍ、２１Ｋ〜２６Ｋ中のプラスチック材料により成形された少なくとも１種類の光学素子２００を保持するための機構である。
光学素子保持機構１００は、各光学走査装置中に配置されて、変形を有したプラスチック光学部品の形状を許容状態にまで修正するための手段である。従って、光学素子保持機構１００は、光学走査装置に組み込まれた状態で使用されるものである。
光学素子保持機構１００は、例えば、図７に示したように被走査媒体６上を等速走査するようにレーザビームの進路を補正する機能を有する走査レンズ４、偏向器３によりレーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能を有する面倒れ補正レンズ５、或いは、走査レンズ４及び面倒れ補正レンズ５の双方の機能を有する光学部品である光学素子２００を保持するための機構である。なお、図１、図４〜図６に示した光学素子２００は、例えば、図７の走査レンズ４を左方又は右方から見た状態であり、従って、上下方向が副走査方向となっている。
尚、本実施形態の光学素子２００は、上記走査レンズ４、面倒れ補正レンズ５、或いは、走査レンズ４及び面倒れ補正レンズ５の双方の機能を有するレンズとしても良いが、例えば、図２に示したように被走査媒体６上を等速走査するようにレーザビームの進路を補正する機能を有する走査ミラー８４や、偏向器３によりレーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能を有する面倒れ補正ミラー８５、或いは、図３に示したように被走査媒体６上を等速走査するようにレーザビームの進路を補正する機能と、偏向器３によりレーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能と、の双方の機能を有する走査／面倒れ補正ミラー９４であっても良い。
【００１２】
光学素子保持機構１００は、光学素子２００の主走査方向両端部寄りの凹面側適所に位置する２つの任意の接触点２００ａ、２００ｂに各々接触する先端が尖った加圧突起１１４により光学素子２００の上面を支持する上面接触部材である押え板１１２と、光学素子２００の凸面側中央部の接触点２００ｃに接触することにより光学素子２００の下側を支持する上面中央部が平坦な下側接触部材である基台１１０と、押え板１１２を上下方向に移動させる上下移動機構であるネジ１１８及び蝶ネジ１１６と、を有しており、基台１１０の両端よりの上面に設けた突出部１２０上に設けたネジ穴１２０ａ内にネジ１１８が螺合される。ネジ１１８は、押え板１１２の貫通孔１１２ａに貫通しており、押え板１１２の上側に突出したネジ１１８の上部を蝶ネジ１１６により締め付けるようにしている。
図１に示したように光学素子２００の主走査方向の両端部が、反り変形を有している場合には、上下移動機構の蝶ネジ１１６を回転させて押え板１１２（上面接触部材）を下方向に移動させることにより、光学素子２００の反り変形量を減らして所定の許容変形量に調整する。
許容変形量とは、例えば、図８に示した被走査媒体２７Ｃ、２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｋ上の走査線３２Ｃ、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｋの曲がり量が少なく、しかも、各走査線３２Ｃ、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｋ間の曲がり量の相違が最も少ないような光学素子２００の変形量を意味する。換言すれば、変形が全くない理想の状態かから、変形はあるが許容の範囲内にある状態を含む。
【００１３】
また、押え板１１２に設けられた加圧突起１１４は２本である。これは、例えば、図１に示したように光学素子２００の長手方向両端が各々上側に反っている場合には、２本の加圧突起１１４により押え板１１２の両端を下方に押さえつけることにより、光学素子２００の反り変形量を減らして許容変形量に調整することが容易だからである。それに対して、例えば、光学素子２００の形状が図１に示したものとは逆に長手方向両端が下側に反る変形を有している場合には、加圧突起１１４を１本としても、押え板１１２の中央部上面を下方向に押圧させることにより、光学素子２００の反り変形量を減らして所定の許容変形量に調整することができる。光学素子２００の反る方向が上側であるか下側であるかは、射出成形時の温度分布及び圧力分布等により様々に異なるので、下側に反り変形を有している光学素子２００だけでなく、上側に反り変形を有している光学素子２００の反り変形量を調整する必要があり、そのためには、加圧突起１１４は本実施形態のように２本必要となる。
このように反り方向に応じて１本又は２本の加圧突起１１４を使用するが、各加圧突起の位置は、光学素子２００の変形状態に応じて変更することが可能である。即ち、長手方向両端部の変形量が全く均一である為に、光学素子２００の形状が左右対称である場合には、上記の如き位置関係にて加圧突起１１４を配置すればよいが、左右の変形量が大きく異なっているために、１本の加圧突起の位置を長手方向中央部からずらす必要がある場合や、２本の加圧突起の位置を光学素子の長手方向両端部から非等距離の位置に設ける必要がある場合もあるからである。
【００１４】
図４は、本発明の第２の実施形態の光学素子保持機構を示す構成図である。
図４に示した本実施形態の光学素子保持機構１０１と、図１に示した第１の実施形態の光学素子保持機構１００とでは、押え板１１２を下げることにより光学素子２００の反り変形量を減らして所定の許容変形量に調整する機構が異なる。
光学素子保持機構１０１は、光学素子２００の長手方向両端寄りの上面適所、例えば、任意の２つの接触点２００ａ、２００ｂを加圧突起１１４により押し下げる上面接触部材である押え板１１２と、光学素子２００の下面適所、例えば、接触点２００ｃに接触することにより光学素子２００の下側を支持する平面形状の下側接触部材である基台１１０と、基台１１０の両端から各々垂直に突出して光学素子２００及び押え板１１２よりも上まで延伸された平板状の突出部１２０と、基台１１０上面と平行且つ押え板１１２の両端を覆う方向に突出部１２０の上端から突設された平板状の押さえ部１２２と、押さえ部１２２と押え板１１２との隙間に圧入されるクサビ１２４とから構成され、金槌等によりクサビ１２４の圧入量を調節できるようにしている。図示のように光学素子２００の長手方向両端部が各々上向きに反っている場合に、押え板１１２の下面に突設した２つの加圧突起１１４により、光学素子２００の両端適所を加圧して変形を修正する。
本実施形態では、第１の実施形態にて必要であったネジ１１８及び蝶ネジ１１６が不要になることから、調節機構を単純化することができる。
【００１５】
図５及び図６は、本発明の第３の実施形態の光学素子保持機構を示す構成図である。
図５及び図６に示した本実施形態の光学素子保持機構１０２と、図１又は図４に示した第１、第２の実施形態の光学素子保持機構１００、１０１とでは、光学素子２００の反り変形量を減らして所定の許容変形量に調整する機構が異なる。第１、第２の実施形態の光学素子保持機構１００、１０１では、押え板１１２を上下に移動させることにより光学素子２００の反り変形量を調整していたが、本実施形態では、２つの加圧突起１１４を各々等距離づつ同期して左右に移動させることにより光学素子２００の反り変形量を調整する。なお、図５では、光学素子２００の長手方向両端が上側に反り変形を起こしている場合の反り変形量を調整する例を示し、図６では、光学素子２００の長手方向両端が下側に反り変形を起こしている場合の反り変形量を調整する例を示す。
光学素子保持機構１０２は、上面に平坦部を有した基台１１０と、基台１１０上に所定の間隔を隔てて突設された２つの突出部１２０間に差し渡されて回転自在に支持されると共に長手方向中心部に固定したダイヤル１２８を境界として左右に夫々逆ネジ部１３０ａ，１３０ｂを有したネジ棒１３０と、各逆ネジ部１３０ａ，１３０ｂに螺合する雌螺子部を内部に有した可動加圧部１５０と、各可動加圧部１５０から下方へ突設された加圧突起１１４と、各可動加圧部１５０が加圧対象物としての光学素子２００からの反力により回転することを防止するために可動加圧部１５０の移動経路に沿って配置された回転防止板１２６と、を有する。
ネジ棒１３０はダイヤル１２８を境として逆方向へ向かう螺旋形状を有した逆ネジ部１３０ａ，１３０ｂを有している為、ダイヤル１２８を一方向へ回転させることにより両可動加圧部１５０はネジ棒１３０の軸方向へ等距離づつ同期して移動する。例えばダイヤルを一方向へ回転させることにより両可動加圧部１５０が互いに離間する方向へ移動するとすれば、ダイヤルを逆方向へ回転させることにより両可動加圧部１５０は互いに接近する方向へ移動する。
図５に示した如く長手方向両端部が上向きに反った光学素子２００の反りを修正する場合には、図示のように光学素子２００をセットした状態でダイヤル１２８を上記一方向へ回転させることにより、可動加圧部１５０を離間する方向へ等距離づつ同期して移動させる。このことにより、各可動加圧部１５０から突出した加圧突起１１４が接触点２００ａ，２００ｂを夫々長手方向外側へ押圧し、その際の分力によって上方へ反った両端部が下方へ押し下げられる。この結果、長手方向両端部の上向きの反りが修正された状態となる。この状態を保持する為に、光学素子保持機構１０２はこの状態でロックされ、走査光学系中に組み込まれる。
【００１６】
次に、図６は長手方向両端部が夫々下向きに反った形状を有している光学素子２００の反りを修正する場合の例であり、この場合には長手方向両端部２００ｄ、２００ｅが基台１１０上に接する様に光学素子２００をセットし、この状態でダイヤル１２８を図５とは逆方向に回転させる。すると、各可動加圧部１５０は互いに接近する方向へ移動して加圧突起１１４により光学素子２００の上面を長手方向内側へ加圧し、その際の分力によって中央部を下方に押下げ、変形を修正する。この結果、長手方向両端部の下向きの反りが修正された状態となる。この状態を保持する為に、光学素子保持機構１０２はこの状態でロックされ、走査光学系中に組み込まれる。
このように、第３及び第４の実施形態の光学素子保持機構１０２では、第１及び第２の実施形態の光学素子保持機構１００，１０１に比べて、押え板１１２を上下させる必要がないので、光学素子保持機構の高さ寸法を小さくすることができる。
上記の各実施形態の光学素子保持機構１００〜１０２を、フルカラー機のような多色機のレーザ画像形成装置の走査光学系に用いることにより、簡単な構成により各色毎の走査線曲がりを所望の値へ収めることができることから、各色毎の被走査媒体上の走査線曲がりの偏差を小さくでき、各色間の色ズレを減少させることができる。
また、上記各実施形態に適用可能な光学素子としては、例えば、被走査媒体上を等速走査するようにレーザビームの進路を補正する機能を有したプラスチック製の走査レンズ或いは走査ミラー、偏向器によりレーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能を有したプラスチック製の面倒れ補正レンズ或いは補正ミラー、被走査媒体上を等速走査するようにレーザビームの進路を補正する機能と偏向器によりレーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能との双方を有したプラスチック製のレンズ或いはミラーである。
【００１７】
【発明の効果】
上記のように本発明の光学素子保持機構では、レーザ画像形成装置の走査光学系を作成の容易なプラスチック樹脂とした場合であっても、偏向反射面と結像面との共役関係、及び、結像面の等速化機能を良好に保ったまま、光学素子の形状寸法に対する許容差と組み付け寸法に対する許容差とを緩和させることができるだけでなく、フルカラー機のような多色機において、簡単な構成により走査線曲がりを所望の値へ収めることができることから、各色毎の被走査媒体上の走査線曲がりの偏差を小さくでき、各色間の色ズレを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の光学素子保持機構を示す構成図である。
【図２】被走査媒体上を走査するレーザビームの進路を補正するミラーを示す図である。
【図３】被走査媒体上を走査するレーザビームの進路を補正するミラーを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の光学素子保持機構を示す構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の光学素子保持機構を示す構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の光学素子保持機構を示す構成図である。
【図７】 (ａ)、(ｂ)は、一般的な走査光学系に走査線曲がり現象が発生した様子を示した図である。
【図８】タンデム型のフルカラー（多色）の画像形成装置用の走査光学系に走査線曲がり現象が発生した様子を示した斜視図である。
【符号の説明】
１、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｋ・・・光源装置、２、２２、４２、６２、８２・・・線像光学系、３、２３・・・偏向器、３ａ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ・・・偏向反射面、４、２４、４４、６４、８４・・・走査レンズ、５、２５、４５、６５、８５・・・面倒れ補正レンズ、６、２７、２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｋ・・・被走査媒体、１１、３１、３２、５１、５２、７１、７２、９１、９２・・・走査線、２６、４６、６６、８６、・・・ミラー、１００〜１０２・・・光学素子保持機構、１１０・・・基台、１１２・・・押え板、１１４・・・加圧突起、１１６・・・蝶ネジ、１１８・・・ネジ、１２０・・・突出部、１１２ａ・・・貫通孔、２００・・・光学素子、２００ａ〜ｃ・・・接触点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention holds a plastic optical element used in a scanning optical system in an image forming apparatus equipped with a scanning optical system using a laser beam, such as a laser copying machine, a laser facsimile machine, a laser printer, a laser plotter, etc. In particular, in a multicolor image forming apparatus including a plurality of laser light sources and a plurality of optical element groups provided corresponding to them, the amount of warp deformation of the plastic optical element in each optical element group Is related to each laser light source.
[0002]
[Prior art]
In recent image forming apparatuses equipped with a scanning optical system using a laser beam, such as a laser copying apparatus, a laser facsimile apparatus, a laser printer, a laser plotter, etc., an optical element of the scanning optical system has a complicated curved surface shape or the like. Even in such cases, plastic ones are often used because they are easy to mass-produce by mold molding and have low manufacturing costs. While the plastic material is excellent in mass productivity as described above, the temperature distribution in the mold is not uniform during molding, or the molded product is not uniformly cooled after being taken out from the mold. For this reason, the shape of the molded product does not become an ideal shape obtained by directly transferring the shape of the molding surface of the mold, and often deforms. For example, in a general rectangular parallelepiped shaped product, warpage (bending) is likely to occur at both ends in the longitudinal direction of the surface having the longest side. Further, the warpage occurring at both ends tends to occur in the direction along the shortest side. For example, the x direction is the horizontal direction, the y direction is the vertical direction, the z direction is the height direction, the horizontal direction (x direction) is the long side, and the height direction (z direction) is the shortest. When a rectangular parallelepiped that is a (thin) side is molded from a plastic material, warpage (bending) in the height direction (z direction) tends to occur at both ends in the x direction of the molded product on the xy plane.
By the way, an optical element in a scanning optical system using a general laser beam needs to transmit or reflect a laser beam scanned in the main scanning direction over the entire scanning surface. It becomes. For this reason, when the optical element in the scanning optical system is formed of plastic, warping deformation along the sub-scanning direction (Z direction) is likely to occur at both ends in the main scanning direction (X direction). If both ends in the longitudinal direction of the plastic optical element in the scanning optical system have warping deformation in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, the scanning line on the scanned medium that is the imaging position is the main scanning. A phenomenon of bending in the sub-scanning direction with respect to the direction, that is, a so-called scanning line bending phenomenon occurs.
[0003]
Hereinafter, the scanning line bending phenomenon will be described with reference to the drawings.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing how a scanning line bending phenomenon occurs in a general laser beam scanning optical system. FIG. 7A is a top view of the deflection surface (main scanning direction) of the scanning optical system, and FIG. 7B is a front view of the deflection surface (main scanning direction) of the scanning optical system.
The light source device 1 is a device that generates a laser beam by a semiconductor laser element, for example. The line image optical system 2 is an optical system that irradiates a deflected reflection surface 3a of a deflector 3 (to be described later) with a cylindrical lens. The deflector 3 has a large number of deflecting and reflecting surfaces 3a like, for example, a polygon mirror, and deflects the laser beam in the main scanning direction by changing the angle of the laser beam incident / exiting on the deflecting and reflecting surface 3a by rotating. To do. The scanning lens 4 corrects so that the scanning speed of a laser beam imaged on the photosensitive drum 6 (described later) becomes constant by correcting different scanning speeds depending on the emission angle from the deflector 3. The surface tilt correction lens 5 is a lens that corrects surface tilt that occurs when the deflection reflection surface 5a of the deflector 5 is not perpendicular to the traveling direction of the laser beam. The scanned medium 6 is a medium on which a scanned laser beam forms an image like, for example, a photosensitive drum.
[0004]
The laser beam emitted from the light source device 1 is condensed by the line image optical system 2, reflected by the deflection reflection surface 3 a of the deflector 3, and deflected. The laser beam deflected by the deflector 3 is incident on the scanning lens 4 in the order of positions 4a → 4b → 4c. Here, as shown in FIG. 7B, the scanning lens 4 has both ends (longitudinal ends) 4a, 4c with respect to the central portion 4b of the side in the main scanning direction on the upper side in the sub-scanning direction (front view). Upward) It shall be warped and deformed. The laser beam emitted from the scanning lens 4 is incident on the surface tilt correction lens 5 in the order of the positions 5a → 5b → 5c. Here, as shown in the front view of FIG. 7 (b), the scanning lens 4 is deformed by warping both ends 4a and 4c in the main scanning direction upward, and the surface tilt correction lens 5 is also in the main scanning direction. It is assumed that both ends (longitudinal ends) 5a and 5c are deformed to warp upward in the sub-scanning direction.
In this case, a point 11a at which a laser beam that sequentially passes through both ends 4a and 4c of the scanning lens 4 and then sequentially passes through both ends 5a and 5c of the surface tilt correction lens 5 forms an image on the scanned medium 6. 11 c is above the point 11 b where the laser beam passing through the central portion 4 b of the scanning lens 4 and then passing through the central portion 5 b of the surface tilt correction lens 5 forms an image on the scanned medium 6. In this way, the scanning line bending phenomenon occurs.
This scanning line bending phenomenon causes image distortion and the like in a monochromatic image forming apparatus using a single laser beam, resulting in degradation of image quality, but multicolor image formation using a plurality of laser beam scanning optical systems. In the apparatus, a color shift is generated for each color, so that the image quality is further deteriorated.
[0005]
A scanning line bending phenomenon that occurs in a multicolor image forming apparatus using a plurality of laser beam scanning optical systems will be described below with reference to the drawings.
FIG. 8 is a perspective view showing a state in which a scanning line bending phenomenon occurs in a scanning optical system for a tandem type full-color (multicolor) image forming apparatus.
In the multicolor image forming apparatus of FIG. 8, dedicated light source devices 21C, 21Y for each color for each color of cyan (C), yellow (Y), magenta (M), and black (K). 21M, 21K, line image optical systems 22C, 22Y, 22M, 22K, scanning lenses 24C, 24Y, 24M, 24K, surface tilt correction lenses 25C, 25Y, 25M, 25K, mirrors 26C, 26Y, 26M, 26K, and Non-scanning media 27C, 27Y, 27M, and 27K are provided, and only the deflector 23 is used in common for each color.
For example, a laser beam for forming a cyan (C) image is emitted from the light source device 21 </ b> C, collected by the line image optical system 22 </ b> C, and deflected by the deflecting / reflecting surface 23 a of the deflector 23. The laser beam deflected by the deflector 23 passes through the scanning lens 24C and the surface tilt correction lens 25C and is reflected by the mirror 26C to form an image on the scanned medium 27C. At this time, if the scanning optical system such as the scanning lens 24C and the surface tilt correction lens 25C is not warped and deformed, the laser beam travels on the scanned medium 27C along the linear scanning line 31C shown in FIG. When the scanning optical system is warped and deformed, the image is formed on the scanned medium 27C along the curved scanning line 32C.
The same process is performed for yellow (Y), magenta (M), and black (K) colors. The scanning lines when the scanning lenses 24Y to 24K and the surface tilt correction lenses 25Y to 25K have upward warping at both ends in the longitudinal direction are indicated by reference numerals 32Y to 32K, respectively.
The cyan (C) color scanned medium 27C, the yellow (Y) color non-scanned medium 27Y, the magenta (M) color scanned medium 27M, and the black (K) color scanned medium. Each of the scanning media 27K is arranged along a transfer surface of a transfer belt (not shown).
[0006]
As described above, after forming an electrostatic latent image by forming a laser beam on the circumferential surface of each scanned medium (photosensitive drum) 27C, 27Y, 27M, and 27K, each electrostatic latent image corresponds to each. The toner image is visualized by the color toner. The toner image of each color on each scanned medium is transferred to a transfer belt, and then transferred and fixed on the conveyed printing paper. In this manner, the tandem full-color (multicolor) image forming apparatus forms a full-color image or a multicolor image on the printing paper.
As described above, the multicolor image forming apparatus shown in FIG. 8 realizes multicolorization by using four sets of the optical system shown in FIG. 7 for each color except for sharing the deflector 23. . However, since the scanning optical system is independent for each color, the scanning optical system for each color individually has a warp deformation amount, and thus the above-mentioned scanning line bending phenomenon occurs to a different degree for each color. ing. And since the amount of scanning line bending differs for each color, color misregistration for each color occurs and the image quality deteriorates.
As described above, in the case of a multicolor image forming apparatus, in addition to image distortion or the like generated in a single color image forming apparatus, color misregistration for each color occurs, so that the image quality greatly deteriorates due to the scanning line bending phenomenon.
In general, the scanning line bending phenomenon is caused when the optical element in the scanning optical system has a slight deformation, the optical path is bent due to the deformation of the optical element, and the scanning line is scanned on the scanned medium that is the imaging position. Is caused by a fluctuation that cannot be ignored. In particular, when the optical element is significantly deformed in the sub-scanning direction, the occurrence of the scanning line bending phenomenon on the scanned medium becomes significant. Also, when molding optical elements with plastic materials, it is very difficult to equalize the pressure and temperature in the molding die, so warping deformation and the like occur in most optical elements after mold release. However, if these optical elements in which warp deformation or the like has occurred are discarded as defective products, the production cost of the scanning optical system increases and the production efficiency deteriorates due to a decrease in yield. Therefore, even an optical element in which warp deformation has occurred needs to be effectively utilized so as to reduce the scanning line bending phenomenon on the scanned medium. In order to reduce the scanning line bending phenomenon on the scanned medium, it is effective to reduce the amount of warp deformation of the optical element in the scanning optical system in the sub-scanning direction. Specifically, the amount of warp in the sub-scanning direction of the lens can be reduced by providing a warp amount correction unit, thereby reducing the scan line curve.
[0007]
The present applicant has proposed correction means disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-268217 in order to correct warpage deformation at both ends in the main scanning direction for the optical elements in the scanning optical system. In the correction means shown in Japanese Patent Laid-Open No. 10-268217, a pair of holding projections are formed near both ends on a rib provided on the upper surface of a lens that is long in the main scanning direction, and a support plate having a size connecting the holding projections is formed. Installed in engagement with each holding projection, and further provided with an adjustment screw in the vicinity of the center of the support plate so as to be screwed to the support plate and hit the lens. The amount of warp deformation between the center portion and both end portions of the lens in the main scanning direction is adjusted.
Even when the lens used in the scanning optical system of the laser image forming apparatus is made of a plastic resin that is easy to create, the above correction means is provided in the optical element holding mechanism to reduce the amount of warping of the lens. The scanning line bending on the scanned medium can be reduced, the conjugate relationship between the deflecting reflection surface and the imaging surface, and the constant speed function of the imaging surface can be maintained well, and the optical element geometry And the tolerance for the assembly dimension can be relaxed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the correction means shown in Japanese Patent Laid-Open No. 10-268217, a holding protrusion is provided on the optical element itself, and the protruding amount of the adjusting screw is changed via a support plate engaged with the holding protrusion. Since a pushing force is applied to the central portion and a pulling force is applied to the holding projection, the optical element may be deformed into a complicated shape depending on the position where the holding projection is formed.
Therefore, when the correcting means shown in Japanese Patent Laid-Open No. 10-268217 is applied to a multicolor image forming apparatus, even if the scanning line bending phenomenon can be reduced, the image distortion and the color misregistration for each color are corrected. There are cases where it is not possible.
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. An optical element having a warp deformation can be used in a laser beam scanning optical system of an image forming apparatus. An optical element holding mechanism that can correct the warp deformation by a simple mechanism and adjust the scanning lines for each color to match when correcting the warp deformation of the optical element to reduce the color misregistration for each color. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the claims1The optical element holding mechanism according to the present invention described in 1) is a multicolor image including an optical element group that forms an image of each laser beam emitted from a plurality of laser light sources and deflected by a deflection surface on each corresponding scanned medium. In the forming apparatus, an optical element holding mechanism for holding a plastic optical element in the optical element group, wherein the optical element holding mechanism includes at least one movable pressing part having two protrusions and at least one A planar lower contact member that supports the lower side of the optical element with two contact points, and a left-right moving mechanism that moves the two movable pressurizing parts at equal distances in the approaching and separating directions. When the element has a warp deformation in a direction orthogonal to the main scanning direction, the two movable pressurizing parts are moved closer to each other using the left / right moving mechanism.Or separatedThe warp deformation of the optical element is adjusted to a predetermined allowable deformation amount by moving the optical element in the direction and continuing to pressurize the optical element downward.
  Claim2The invention of claim1In the optical element holding mechanism described in (1), the optical element is a scanning lens having a function of correcting the path of the laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed..
[0010]
  Claim3The invention of claim1In the optical element holding mechanism described in (1), the optical element is a surface tilt correction lens having a function of correcting surface tilt that occurs when the laser beam is scanned by the deflector.
  Claim4The invention of claim1In the optical element holding mechanism described in the item 1, the optical element has a function of correcting the path of the laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed, and when the laser beam is scanned by the deflector. It is a lens having both a function of correcting the surface tilt that occurs.
  Claim5The invention of claim1In the optical element holding mechanism described in (1), the optical element is a scanning mirror having a function of correcting the path of the laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed.
  Claim6The invention of claim1In the optical element holding mechanism described in (2), the optical element is a surface tilt correction mirror having a function of correcting surface tilt that occurs when the laser beam is scanned by the deflector.
  Claim7The invention of claim1In the optical element holding mechanism described in the item 1, the optical element has a function of correcting the path of the laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed, and when the laser beam is scanned by the deflector. It is a mirror having both a function for correcting the occurrence of surface tilt and.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated embodiments.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an optical element holding mechanism according to a first embodiment of the present invention.
The optical element holding mechanism 100 of the present embodiment shown in FIG. 1 is emitted from light source devices 21C, 21Y, 21M, and 21K that emit a plurality of laser beams as shown in FIG. An optical element group that forms images of the laser beams scanned by the deflection surfaces 23a and 23b of the upper and lower polygon mirrors corresponding to 21Y, 21M, and 21K on the corresponding scanned media 27C, 27Y, 27M, and 27K. In the multicolor image forming apparatus provided with 21C to 26C, 21Y to 26Y, 21M to 26M, and 21K to 26K, the plastic material in the optical element groups 21C to 26C, 21Y to 26Y, 21M to 26M, and 21K to 26K This is a mechanism for holding at least one type of optical element 200 formed by the above method.
The optical element holding mechanism 100 is a means that is disposed in each optical scanning device and corrects the shape of the plastic optical component having deformation to an allowable state. Therefore, the optical element holding mechanism 100 is used in a state of being incorporated in an optical scanning device.
For example, the optical element holding mechanism 100 scans the laser beam with the scanning lens 4 and the deflector 3 having a function of correcting the path of the laser beam so that the scanning medium 6 is scanned at a constant speed as shown in FIG. For holding the optical element 200 that is an optical component having the functions of both the scanning lens 4 and the surface tilt correction lens 5. It is. The optical element 200 shown in FIGS. 1 and 4 to 6 is, for example, a state in which the scanning lens 4 of FIG. 7 is viewed from the left or right, and therefore the vertical direction is the sub-scanning direction. Yes.
The optical element 200 of the present embodiment may be a lens having the functions of the scanning lens 4, the surface tilt correction lens 5, or both the scanning lens 4 and the surface tilt correction lens 5. For example, FIG. As shown, the scanning mirror 84 having a function of correcting the path of the laser beam so as to scan the scanned medium 6 at a constant speed and the surface tilt generated when the laser beam is scanned by the deflector 3 are corrected. The surface tilt correction mirror 85 having a function, or the function of correcting the path of the laser beam so as to scan the scanned medium 6 at a constant speed as shown in FIG. 3, and the deflector 3 scans the laser beam. The scanning / surface tilt correction mirror 94 may have both functions of correcting the surface tilt that occurs at the time.
[0012]
The optical element holding mechanism 100 is configured such that the pressure protrusion 114 having a pointed tip that contacts each of two arbitrary contact points 200a and 200b positioned at appropriate positions on the concave surface near both ends of the optical element 200 in the main scanning direction. A presser plate 112 that is an upper surface contact member that supports the upper surface, and a lower contact member that has a flat upper surface center portion that supports the lower side of the optical element 200 by contacting the contact point 200c of the convex surface side center portion of the optical element 200. And a screw 118 and a butterfly screw 116 that are vertical movement mechanisms for moving the presser plate 112 in the vertical direction, and on the protruding portion 120 provided on the upper surface from both ends of the base 110. The screw 118 is screwed into the screw hole 120a provided in the. The screw 118 passes through the through hole 112 a of the presser plate 112, and the upper part of the screw 118 protruding above the presser plate 112 is tightened by the butterfly screw 116.
As shown in FIG. 1, when both ends of the optical element 200 in the main scanning direction are warped, the holding plate 112 (upper surface contact member) is moved by rotating the thumb screw 116 of the vertical movement mechanism. By moving the optical element 200 downward, the warp deformation amount of the optical element 200 is reduced and adjusted to a predetermined allowable deformation amount.
The allowable deformation amount is, for example, a small amount of bending of the scanning lines 32C, 32Y, 32M, and 32K on the scanned media 27C, 27Y, 27M, and 27K shown in FIG. 8, and each scanning line 32C, 32Y, and 32M. , The deformation amount of the optical element 200 with the least difference in bending amount between 32K. In other words, from an ideal state where there is no deformation, it includes a state where the deformation is present but within an allowable range.
[0013]
Further, there are two pressure projections 114 provided on the presser plate 112. For example, as shown in FIG. 1, when both ends in the longitudinal direction of the optical element 200 are warped upward, by pressing the both ends of the holding plate 112 downward by the two pressure protrusions 114, This is because it is easy to reduce the warp deformation amount of the optical element 200 and adjust the allowable deformation amount. On the other hand, for example, when the shape of the optical element 200 has a deformation in which both ends in the longitudinal direction warp downward as opposed to that shown in FIG. By pressing the upper surface of the central portion of the presser plate 112 downward, the warp deformation amount of the optical element 200 can be reduced and adjusted to a predetermined allowable deformation amount. Whether the warping direction of the optical element 200 is the upper side or the lower side varies depending on the temperature distribution and pressure distribution at the time of injection molding. Therefore, only the optical element 200 having the warp deformation on the lower side. However, it is necessary to adjust the amount of warp deformation of the optical element 200 having warp deformation on the upper side. For this purpose, two pressure projections 114 are required as in this embodiment.
As described above, one or two pressure protrusions 114 are used according to the warping direction, but the position of each pressure protrusion can be changed according to the deformation state of the optical element 200. That is, since the deformation amount at both ends in the longitudinal direction is completely uniform, when the shape of the optical element 200 is symmetrical, the pressure protrusions 114 may be arranged in the positional relationship as described above. Since the deformation amounts of the optical elements are greatly different, it is necessary to shift the position of one pressure protrusion from the central part in the longitudinal direction, or the positions of the two pressure protrusions from the both ends in the longitudinal direction of the optical element. This is because it may be necessary to provide them at equidistant positions.
[0014]
FIG. 4 is a configuration diagram showing an optical element holding mechanism according to the second embodiment of the present invention.
In the optical element holding mechanism 101 of the present embodiment shown in FIG. 4 and the optical element holding mechanism 100 of the first embodiment shown in FIG. 1, the warp deformation amount of the optical element 200 is reduced by lowering the presser plate 112. The mechanism for reducing and adjusting to a predetermined allowable deformation amount is different.
The optical element holding mechanism 101 includes a pressing plate 112 that is an upper surface contact member that presses an arbitrary two contact points 200a and 200b by the pressure protrusion 114, and an optical element 200. The base 110, which is a planar lower contact member that supports the lower side of the optical element 200 by contacting the contact point 200c, for example, and the optical element protruding vertically from both ends of the base 110 respectively. 200 and the flat plate-like protruding portion 120 extending to the upper side of the holding plate 112, and a flat plate-like holding member protruding from the upper end of the protruding portion 120 in a direction parallel to the upper surface of the base 110 and covering both ends of the holding plate 112 Part 122 and wedge 124 press-fitted into the gap between pressing part 122 and presser plate 112, and the press-fitting amount of wedge 124 can be adjusted with a hammer or the like. Unishi to have. When both ends in the longitudinal direction of the optical element 200 are warped upward as shown in the drawing, the two end portions of the optical element 200 are pressed and deformed by the two pressing protrusions 114 protruding from the lower surface of the holding plate 112. To correct.
In the present embodiment, the screw 118 and the thumbscrew 116 that are necessary in the first embodiment are not necessary, so that the adjustment mechanism can be simplified.
[0015]
5 and 6 are configuration diagrams showing an optical element holding mechanism according to a third embodiment of the present invention.
The optical element holding mechanism 102 of the present embodiment shown in FIGS. 5 and 6 and the optical element holding mechanisms 100 and 101 of the first and second embodiments shown in FIG. 1 or FIG. The mechanism for adjusting the predetermined allowable deformation amount by reducing the warp deformation amount is different. In the optical element holding mechanisms 100 and 101 of the first and second embodiments, the warp deformation amount of the optical element 200 is adjusted by moving the presser plate 112 up and down. The amount of warp deformation of the optical element 200 is adjusted by moving the pressure protrusions 114 to the left and right in synchronization with each other at equal distances. FIG. 5 shows an example of adjusting the amount of warpage deformation when both longitudinal ends of the optical element 200 are warped upward. In FIG. 6, both longitudinal ends of the optical element 200 warp downward. An example of adjusting the amount of warp deformation when deformation occurs will be shown.
The optical element holding mechanism 102 is inserted between a base 110 having a flat portion on the upper surface and two protrusions 120 protruding from the base 110 at a predetermined interval, and is supported rotatably. And a screw rod 130 having reverse screw portions 130a and 130b on the left and right sides with a dial 128 fixed at the center in the longitudinal direction as a boundary, and a female screw portion screwed into each of the reverse screw portions 130a and 130b. The movable pressure unit 150, the pressure protrusion 114 projecting downward from each movable pressure unit 150, and each movable pressure unit 150 is rotated by a reaction force from the optical element 200 as a pressure object. In order to prevent the rotation, the rotation preventing plate 126 is disposed along the movement path of the movable pressurizing unit 150.
Since the screw rod 130 has reverse screw portions 130a and 130b having a spiral shape that goes in the opposite direction from the dial 128 as a boundary, by rotating the dial 128 in one direction, the both movable pressing portions 150 are screw rods. It moves synchronously in the axial direction of 130 at equal distances. For example, if the movable pressing unit 150 moves in a direction away from each other by rotating the dial in one direction, the movable pressing unit 150 moves in a direction approaching each other by rotating the dial in the opposite direction. .
When correcting the warp of the optical element 200 whose longitudinal ends are warped upward as shown in FIG. 5, the dial 128 is rotated in the one direction with the optical element 200 set as shown. Then, the movable pressure unit 150 is moved synchronously at equal distances in the direction of separating. As a result, the pressing protrusions 114 protruding from the movable pressing portions 150 press the contact points 200a and 200b outward in the longitudinal direction, respectively, and both end portions warped upward by the component force at that time are pushed down. As a result, the upward warping of both end portions in the longitudinal direction is corrected. In order to hold this state, the optical element holding mechanism 102 is locked in this state and incorporated in the scanning optical system.
[0016]
Next, FIG. 6 is an example in the case of correcting the warp of the optical element 200 in which both ends in the longitudinal direction are warped downward. In this case, both ends 200d and 200e in the longitudinal direction are the bases. The optical element 200 is set so as to be in contact with 110, and in this state, the dial 128 is rotated in the direction opposite to that in FIG. Then, each movable pressing part 150 moves in a direction approaching each other, presses the upper surface of the optical element 200 in the longitudinal direction by the pressing protrusion 114, pushes down the center part downward by the component force, and deforms it. To correct. As a result, the downward warping of both ends in the longitudinal direction is corrected. In order to hold this state, the optical element holding mechanism 102 is locked in this state and incorporated in the scanning optical system.
Thus, in the optical element holding mechanism 102 of the third and fourth embodiments, it is not necessary to raise and lower the presser plate 112 compared to the optical element holding mechanisms 100 and 101 of the first and second embodiments. The height dimension of the optical element holding mechanism can be reduced.
By using the optical element holding mechanisms 100 to 102 of the above-described embodiments in a scanning optical system of a laser image forming apparatus of a multi-color machine such as a full-color machine, the scanning line bending for each color can be desired with a simple configuration. Therefore, the deviation of the scanning line curve on the scanned medium for each color can be reduced, and the color misregistration between the colors can be reduced.
In addition, as an optical element applicable to each of the above embodiments, for example, a plastic scanning lens or scanning mirror having a function of correcting the path of a laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed, a deflector A plastic surface tilt correction lens or correction mirror having a function of correcting the surface tilt generated when the laser beam is scanned by the laser beam, and a function of correcting the path of the laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed. And a lens or mirror made of plastic having both the function of correcting the surface tilt generated when the laser beam is scanned by the deflector.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, in the optical element holding mechanism of the present invention, even when the scanning optical system of the laser image forming apparatus is a plastic resin that is easy to create, the conjugate relationship between the deflection reflection surface and the imaging surface, and Not only can the tolerance for the optical element geometry and the assembly dimension be relaxed while maintaining the constant speed function of the imaging surface, but it is also easy for multicolor machines such as full-color machines. With this configuration, the scan line curve can be set to a desired value, so that the deviation of the scan line curve on the scanned medium for each color can be reduced, and the color shift between the colors can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an optical element holding mechanism according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a mirror that corrects the path of a laser beam that scans a scanned medium.
FIG. 3 is a diagram illustrating a mirror that corrects the path of a laser beam that scans a scanned medium.
FIG. 4 is a configuration diagram showing an optical element holding mechanism according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an optical element holding mechanism according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram showing an optical element holding mechanism according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing how a scanning line bending phenomenon occurs in a general scanning optical system. FIGS.
FIG. 8 is a perspective view showing a state in which a scanning line bending phenomenon occurs in a scanning optical system for a tandem type full-color (multicolor) image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1, 21C, 21Y, 21M, 21K ... Light source device, 2, 22, 42, 62, 82 ... Line image optical system, 3, 23 ... Deflector, 3a, 23a, 23b, 23c, 23d ... Deflection reflecting surface 4, 24, 44, 64, 84 ... Scanning lens 5, 25, 45, 65, 85 ... Surface tilt correction lens 6, 27, 27Y, 27M, 27K ...・ Scanned medium, 11, 31, 32, 51, 52, 71, 72, 91, 92... Scanning line, 26, 46, 66, 86,... Mirror, 100 to 102. 110, base, 112, presser plate, 114, pressure protrusion, 116, thumbscrew, 118, screw, 120, protrusion, 112a, through hole , 200... Optical element, 200 a to c.

Claims

複数のレーザ光源から出射され偏向面により偏向される各レーザビームを、対応する各被走査媒体上に結像させる光学素子群を備えた多色画像形成装置において、前記光学素子群中のプラスチック製の光学素子を保持する光学素子保持機構であって、前記光学素子保持機構は、２つの突起部を有した２つの可動加圧部と、少なくとも１つの接触点により前記光学素子の下側を支持する平面形状の下側接触部材と、前記２つの可動加圧部を各々接近離間方向へ等距離移動させる左右移動機構と、を有し、前記光学素子が主走査方向と直交する方向に反り変形を有している場合に、前記左右移動機構を用いて前記２つの可動加圧部を各々接近又は離間方向に移動させて光学素子を下方へ加圧し続けることにより、前記光学素子の反り変形を所定の許容変形量に調整することを特徴とする光学素子保持機構。In a multicolor image forming apparatus provided with an optical element group for imaging each laser beam emitted from a plurality of laser light sources and deflected by a deflecting surface on a corresponding scanned medium, the plastic element in the optical element group An optical element holding mechanism for holding the optical element, wherein the optical element holding mechanism supports the lower side of the optical element by two movable pressure parts having two protrusions and at least one contact point. A planar lower contact member, and a left-right moving mechanism that moves the two movable pressure parts at equal distances in the approaching and separating directions, and the optical element is warped and deformed in a direction perpendicular to the main scanning direction. When the optical element is continuously pressed by moving the two movable pressing parts in the approaching or separating directions using the left / right moving mechanism, the warp deformation of the optical element is performed. Predetermined Optical element holding mechanism and adjusting the capacity deformation amount.

請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記被走査媒体上を等速走査するように前記レーザビームの進路を補正する機能を有した走査レンズであることを特徴とする光学素子保持機構。The optical element holding mechanism according to claim 1 , wherein the optical element is a scanning lens having a function of correcting a path of the laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed. Optical element holding mechanism.

請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記偏向器により前記レーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能を有した面倒れ補正レンズであることを特徴とする光学素子保持機構。The optical element holding mechanism according to claim 1 , wherein the optical element is a surface tilt correction lens having a function of correcting surface tilt that occurs when the laser beam is scanned by the deflector. An optical element holding mechanism.

請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記被走査媒体上を等速走査するように前記レーザビームの進路を補正する機能と、前記偏向器により前記レーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能と、の双方を有したレンズであることを特徴とする光学素子保持機構。2. The optical element holding mechanism according to claim 1 , wherein the optical element has a function of correcting a path of the laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed, and the laser beam is scanned by the deflector. An optical element holding mechanism characterized by being a lens having both a function of correcting surface tilt that occurs when the lens is tilted.

請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記被走査媒体上を等速走査するように前記レーザビームの進路を補正する機能を有した走査ミラーであることを特徴とする光学素子保持機構。2. The optical element holding mechanism according to claim 1 , wherein the optical element is a scanning mirror having a function of correcting a path of the laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed. Optical element holding mechanism.

請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記偏向器により前記レーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能を有した面倒れ補正ミラーであることを特徴とする光学素子保持機構。The optical element holding mechanism according to claim 1 , wherein the optical element is a surface tilt correction mirror having a function of correcting surface tilt that occurs when the laser beam is scanned by the deflector. An optical element holding mechanism.

請求項１に記載の光学素子保持機構において、前記光学素子は、前記被走査媒体上を等速走査するように前記レーザビームの進路を補正する機能と、前記偏向器により前記レーザビームが走査される際に発生する面倒れを補正する機能と、の双方を有したミラーであることを特徴とする光学素子保持機構。2. The optical element holding mechanism according to claim 1 , wherein the optical element has a function of correcting a path of the laser beam so as to scan the scanned medium at a constant speed, and the laser beam is scanned by the deflector. An optical element holding mechanism characterized by being a mirror having both of a function of correcting surface tilt that occurs when the lens is tilted.