JP4661479B2 - 光走査装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置、及び画像形成装置に関する。

電子写真方式によるフルカラー画像形成装置では、複数色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像としている。よって、各色のトナー像を精度良く位置決めがなされないと、所謂、色ズレとなる。

この色ズレの原因の一つに、図１５（Ａ）に示すように、感光体上を走査する光ビームの走査線（ＢＯＷ（Ｙ）〜ＢＯＷ（Ｍ））がそれぞれ異なった曲率で弓なりに湾曲（ＢＯＷ）することによるものがある。このため、図１５（Ｂ）に示すように、走査線（ＢＯＷ（Ｙ）〜ＢＯＷ（Ｍ））の副走査方向の湾曲を補正して揃える、所謂、ＢＯＷ補正を行い、色ズレを補正している。

ＢＯＷ補正の従来技術として、以下のような方法が提案されている。

（１）長尺シリンダレンズを調整ビスで押すことで副走査方向に湾曲させて補正する方法。（例えば、特許文献１参照）。

（２）プラスチックレンズに湾曲補正手段を一体に設け、支持板に螺合された調整ビスで中央部を押すことでレンズを湾曲させて補正する方法。（例えば、特許文献２参照）。

（３）ミラー両端に押圧力をかけた状態で中央部を押すことでミラーを湾曲させて補正する方法（例えば、特許文献３参照）。
特開平０５−３４６１２号公報 特開平１０−２６８２１７号公報 特開平０８−１４６３２５号公報

しかしながら、上記（１）から（３）のいずれの方法も、図５に示すように、レンズやミラーの両端を支持し、中央部を押圧して湾曲させている。このようにして湾曲させると、図８に示すように、押圧部分８７２に応力が集中し、押圧部分８７２を中心に局部的に湾曲がきつくなり、単一の曲率中心を有する円弧形状に湾曲しない。

したがって、図９に示すように、湾曲して補正した感光体上の走査線を示す点線Ｂと所望する走査線（補正によって得たい走査線、図１５（Ｂ））を示す実線Ｋとで差が生じる。このためカラーレジを正確に一致させること（色ズレ補正）が困難となる。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、被走査体上の光ビームの走査線の湾曲を適正に補正することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の光走査装置は、光源から射出されたレーザービームを偏向走査する偏向器と、偏向されたレーザビームを結像するとともに略等速で被走査体上を走査させる走査光学系と、該走査光学系の一部をなし、副走査方向にパワーを有する補正光学素子と、前記補正光学素子を副走査方向に湾曲させる湾曲調整手段と、を有し、該湾曲調整手段は外力によって弾性変形すると共に、この外力を前記主走査方向に並んだ複数の作用部に分散して前記補正光学素子に伝達する弾性部材を介して、該補正光学素子を副走査方向に湾曲させるとともに前記複数の作用部において主走査方向に作用力が働くことを特徴としている。

請求項１に記載の光走査装置によれば、外力（押圧力、或いは引っ張り力）が加わることによって弾性変形すると共に、主走査方向に並んだ複数の作用部に、この加わった外力を主走査方向に分散して補正光学素子に伝達する弾性部材を介して、補正光学素子を副走査方向に湾曲させているので、応力が局部的に集中しない。また、主走査方向に作用力が働くことによって局所的な変形を抑制し、補正光学素子は、副走査方向に単一の曲率中心を有する円弧形状に近い形状に湾曲する。

したがって、被走査体上を主走査方向に走査する光ビームの走査線の湾曲を適正に補正することができる。また、弾性変形するので、調整感度を落とすことができ、従来よりも微妙な調整が可能となる。

請求項２に記載の光走査装置は、複数のレーザー光源から射出されたビームを偏向走査する同一の偏向器と、複数ビームに共通な走査レンズと、複数ビーム毎に設けられ、副走査方向にパワーを有する補正光学素子と、前記補正光学素子を副走査方向に湾曲させる湾曲調整手段と、を有し、前記湾曲調整手段は、外力によって弾性変形するとともに、この外力を前記補正光学素子の主走査方向に配列した複数の作用部に分散して伝達する弾性部材を介して、該補正光学素子を副走査方向に湾曲させるとともに、前記複数の作用部において主走査方向に作用力が働くことを特徴としている。

請求項２に記載の光走査装置は、同一の偏向器に複数ビームを入射し、共通な走査レンズを通過後に、分離され各々異なる感光体を走査させる。ここで各レーザービームごとに偏向器での入射角度が異なるため、各々異なる量の走査線湾曲が発生する。そこで、各ビーム毎に副走査方向にパワーを有する補正光学系を設け、該補正光学系を湾曲させることで各レーザービームの走査線湾曲を同一とする。また、各補正光学素子の複数の作用部には、弾性変形によって、主走査方向にも作用力を働かせることにより変形部が主走査方向にも若干変形し、補正光学素子は、副走査方向に単一の曲率中心を有する円弧形状により近い形状に湾曲する。

請求項３に記載の光走査装置は、請求光１、又は請求項２に記載の構成において、前記弾性部材は、前記補正光学素子に一体化したことを特徴としている。

請求項３に記載の光走査装置は、弾性部材が補正光学素子に一体化している。つまり、分散された力を伝達する作用部が補正光学素子と繋がって一体化している。

よって、作用部に加わる力が全て、補正光学素子の湾曲に利用される。したがって、弾性部材と補正光学素子の当接状態のばらつきによる湾曲形状ばらつきを減少させることができる。

請求項４に記載の光走査装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の構成において、前記補正光学素子は、前記光ビームを補正する補正光学素子本体と前記補正光学素子本体の周囲に設けられた枠体とからなり、前記弾性部材の前記作用部は、前記枠体に外力を分散して伝達することを特徴としている。

請求項４に記載の光走査装置は、補正光学素子が補正光学素子本体と補正光学素子本体の周囲に設けられた枠体とからなり、弾性部材を介して、この枠体を湾曲させることで、補正光学素子全体を湾曲させている。よって、作用部の局所的な変形が枠体により緩和されるため、光学素子のビーム通過部の局所的な変形の発生を回避することができる。

請求項５に記載の光走査装置は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の構成において、前記弾性部材の配設位置は、前記補正光学素子を支持する支持部より外側にあることを特徴とする。

請求項５に記載の光走査装置は、弾性部材の配設位置を、補正光学素子を支持する支持部より外側とすることで、被走査体上を主走査方向に走査する光ビームの走査線の湾曲を、左右非対称な円弧形状に補正することができる。

請求項６に記載の光走査装置は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記補正光学素子は、樹脂製のトロイダルレンズであることを特徴とする。

請求項６に記載の光走査装置は、前記補正光学素子として樹脂製のトロイダルレンズを用いる。樹脂レンズとして用いられる樹脂、たとえばポリオレフィン樹脂は光学ガラスに比べヤング率で２０分の１から４０分の1と、撓みやすい材料であるため、本発明のように複数の作用部において副走査方向に湾曲させるとともに、主走査方向にも作用力が働く構成とすることで、より円弧形状に近い湾曲形状を実現できる。

また、樹脂製のトロイダルレンズの主走査方向における凸部または凹部の頂点部分は、金型加工時に表面精度が悪くなりがちであり、この部分、或いは近接部分に外力が加わって湾曲すると光ビームの被走査体上のビーム径が大きく変化する。しかし、弾性部材の作用部を、複数設け、その作用部を前記凸部あるいは凹部頂点から主走査方向にずらすことでビーム径の変化は殆ど無くなる。

なお、トロイダルレンズは、ビア樽のように縦横の曲率が異なる面からできているレンズであり、被走査面でのスポット径均一性を向上させることができる。

以上説明したように本発明によれば、被走査体上の光ビームの走査線の湾曲を適正に補正するという効果がある。

以下に図面を参照しながら本発明の一の実施形態について説明する。

図１に示すように、カラーレーザープリンタに備えられた光走査装置１０は、４本の被走査体としての感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにそれぞれ光ビームとしてのレーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを照射して潜像を形成する。感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに形成された潜像は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）のトナーによって現像される。そして、各感光体上のトナーが図示しない転写ベルトに転写される。この際、各色のトナーが重ねられてフルカラー画像となり、普通紙等の記録媒体に転写される。

光走査装置１０は、光源１４、偏向前光学系１６、偏向手段としてのポリゴンミラー１８、及び走査光学系２０で構成され、単一の光源１４から４本のレーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを射出して走査光学系において各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを分離して４本の感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに結像走査させる。なお、光走査装置のポリゴンミラー１８の回転による偏向走査方向を主走査方向、偏向走査方向に直交する方向を副走査方向と呼ぶ。即ち、感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにおいては、軸方向に対応する方向を主走査方向、及び回転方向に対応する方向を副走査方向と呼ぶ。

光源１４は、８列×４行の計３２個の発光点Ｐが主走査方向、及び副走査方向の２次元に配列された面発光レーザービームアレイであり、最も上の行から順にレーザービーム群ＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹを射出し、感光体１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙをそれぞれ８本のレーザービームで走査する。

光源１４の副走査方向には、それぞれが８個の発光点Ｐで構成される４群の発光点群ＰＫ、ＰＣ、ＰＭ、ＰＹが副走査方向に配列されている。各発光点群は、主走査方向、及び副走査方向に対して傾斜して直線状に配列された８個の発光点Ｐで構成されている。

図１、図２に示すように、偏向前光学系１６は、それぞれ４群のレーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫに共通のカップリングレンズ２２、アパーチャ２４、及びシリンダレンズ２６で構成されている。カップリングレンズ２２は光源１４に面して設けられ、焦点距離が２３．３ｍｍとなっている。アパーチャ２４は、カップリングレンズ２２の後側焦点位置に設けられている。また、シリンダレンズ２６は、前側焦点位置をアパーチャ２４の開口２４Ａに合わせて設けられ、焦点距離は９７．８６ｍｍとなっている。また、シリンダレンズ２６は、主走査方向にはパワーが無く、副走査方向に正パワーを有する。

光源１４から射出されたレーザービーム群ＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹは、カップリングレンズ２２によって集光され、トランケートされながらアパーチャ２４の開口２４Ａを通過し、シリンダレンズ２６によって主光線を副走査方向に平行にもしくは集束されてポリゴンミラー１８の偏向面１８Ａへ入射する。ここで、アパーチャ２４は、焦点深度の余裕を確保するためにビーム径を５０μｍに絞るような開口幅に設定した。

この結果、偏向前光学系の副走査方向の結像倍率は４．２倍となっており、ポリゴンミラー１８の偏向面１８Ａには、各レーザービーム群内のレーザービームの副走査方向ピッチが２１μｍ、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫの副走査方向のピッチが０．６９３ｍｍと拡大されて結像される。このため、後に走査光学系２０において各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを分離し易くなっている。

また、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、偏向面１８Ａに主光線を平行に若しくは集束されて入射される。このため、後述する走査光学系２０における各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫの交差位置までの距離を短くでき、分離手段までの距離を短くすることができるため光走査装置１０を小型化できる。

そして、ポリゴンミラー１８は、６面の偏向面１８Ａを有し、約毎分３万回転の速度で回転し、各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに走査線を毎秒２５４ｍｍの速度で移動させる。

また、走査光学系２０は、レーザービーム群ＬＫ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＹが通過する第１走査光学系としての非球面レンズ２８と、分離手段としての平面ミラー群３０、及び各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ毎に設けられた第２走査光学系としてのトロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋとで構成されている。非球面レンズ２８、及びトロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは共に正パワーを持つ。

非球面レンズ２８は、ポリゴンミラー１８によって偏向されたレーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫの光路に設けられ、副走査方向の焦点距離が６０ｍｍとなっている。また、偏向面１８Ａからの距離も約６０ｍｍとなっている。これによって、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、非球面レンズ２８の後側焦点位置で交差して平面ミラー群３０へ入射する。また、各レーザービームは略平行光となる。

ここで、非球面レンズ２８は、プラスチック整形によって副走査方向の断面形状が非球面形状となるように形成されており、非球面レンズ２８の光軸から離れた位置を通過するレーザービーム群ＬＹ、ＬＫの収差を補正し、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫの副走査方向の結像倍率を略同一とする。また、非球面レンズ２８は、主走査方向には、プラスチック製のトロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋと協働してｆθ特性を持つように構成されている。

なお、非球面レンズ２８の副走査方向の断面形状を非球面形状としたが、これに限らず各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫが通過する位置に最適化した波目形状であっても良く、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫの収差を補正できる非円弧状であれば良い。

そして、平面ミラー群３０は、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ毎に設けられた第１平面ミラー３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ、及び第２平面ミラー３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋで構成されている。

第１平面ミラー３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋは、非球面レンズ２８によって各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫの光軸を拡散されて平面ミラー群３０へ入射された各レーザービーム群を負の方向へ反射する。また、第２平面ミラー３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋは、第１平面ミラー３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋによって反射された各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋへ向って反射する。

第１平面ミラー３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋは、非球面レンズ２８から３００ｍｍ離れた位置に配置されており、この位置での各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫの副走査方向の間隔は２．８ｍｍとなっているので、充分に第１平面ミラー３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋを配置するスペースを確保できる。

このように、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを分離する機構を、安価である平面ミラーを複数組合せることによって構成したので、製造コストを低減できる。また、平面ミラー群３０には、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ毎に２個ずつ平面ミラーが設けられ、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを２回折り返している。このため、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは副走査方向の順序及び書き出し順が反転されることなく各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋへ入射する。

トロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、それぞれ第２平面ミラー３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋによって反射された各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋへ副走査方向に１０．５８μｍの間隔で集束させる。これによって、各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋには１インチあたり２４００本の走査線により潜像が形成される。この際、トロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、偏向面１８Ａの面倒れによるビーム位置変動を補正し、ピッチムラによる画質劣化を防止する。なお、トロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、光源１４から各感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋまでの結像倍率が略同一になるように位置を調整され、焦点距離を設定されている。

また、トロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、各被走査体（感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）との距離、及び傾きを公知の調整手段によって調整可能とされている。このため、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ毎に各被走査体上の走査線の姿勢、結像倍率、及びビームウエスト位置を調整できる。さらに、副走査方向に湾曲させ、各被走査体上の走査線の湾曲の補正、所謂、ＢＯＷ補正もできる（図１５参照）。本実施形態においては、ポリゴンミラー１８により偏向されたレーザービームＬＹ〜ＬＫが、各々非球面レンズ２８の副走査方向に異なる位置に入射するため、各レーザビームＬＹ〜ＬＫが異なる量のＢＯＷが発生することになり、各レーザービームのＢＯＷを同一とするＢＯＷ補正はカラーレジを所定以下とするためには重要な機能である。なお、このＢＯＷ補正については、以降に詳しく説明する。

つぎに、トロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋについて詳しく説明する。なお、トロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは同じ構造であるので、各色を区別せずにトロイダルレンズ３２と記載する。

図３に示すように、トロイダルレンズ３２は、レンズ本体５２とレンズ本体５２の周囲に設けられた枠体５４とから構成されている。枠体５４の上面には、橋状（断面がコの字形状）の弾性部６０が形成されている。この弾性部６０は、枠体５４の上面から立設した一対の板状の橋台部６１，６２を備えている。一対の橋台部６１，６２は、トロイダルレンズ３２の長手方向（主走査方向）と直交する奥行き方向に沿って配置され、一対の橋台部６１，６２間の中心はトロイダルレンズ３２の長手方向の中心位置と略一致する。一対の橋台部６１，６２の上部の間には、板状の橋桁部６４が形成されている。

これらの、レンズ本体５２、枠体５４、弾性部６０（橋台部６１，６２、橋桁部６４）は、全て、プラスチックを一体成型して造られる。

さて、トロイダルレンズ３２は、両端が矢印Ｓで示すように支持されている。両端を支持する構成として、本実施形態では、図６に示すように、トロイダルレンズ３２の下面の端部を突起部８４の上に載置すると共に、板金などからなるバネ部材８２で上面の端部を抑える支持構造８０によって、両端を支持する構成とした。

また、図３に示すように、弾性部６０の橋桁部６４の上面に外力を加え、副走査方向に押圧する。この外力を加える構成として、本実施形態では、図４に示すように、トロイダルレンズ３２の上部のハウジング（図示略）等に設けられた固定部７０にビス７２を螺合し、このビス７２を締め込むことで、ビス７２が橋桁部６４を押圧する構成とした。

図７に示すように、ビス７２で弾性部６０の橋桁部６４の上面を副走査方向に押圧することによって、弾性部６０の橋桁部６４が、プラスチックの弾性によって弾性変形して撓むと共に、橋台部６１，６２の枠体５４との境界部分６１Ａ，６２Ａに、押圧力が副走査方向に分散されて伝達される。そして、境界部分６１Ａ，６２Ａに主走査方向に互いに離れるような力が加わりつつ、枠体５４を押圧し、トロイダルレンズ３２が湾曲する。なお、橋桁部６４の曲率より枠体５４の曲率の方が小さいので、橋台部６１，６２は上端間よる下端間（境界部６１Ａ，６２Ａ）の方が若干広がった末広がりの形状（ハの字状）となり、主走査方向に離間する作用力が、副走査方向に応力を加えることによる作用部近傍の圧縮を緩和するように働き、湾曲形状をより緩やかにすることで円弧形状に近づく。

また、レンズ本体５２の周囲に枠体５４が形成され、この枠体５４に弾性部６０が形成される構成である。レンズ本体５２自体を直接湾曲する構成と比較し、全体が四角柱形状となった枠体５４を湾曲する方が、単一の曲率中心を有する円弧形状により近い円弧形状に湾曲する。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。

図１５（Ａ）に示す、感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを走査する各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫの各走査線（ＢＯＷ（Ｙ）〜ＢＯＷ（Ｍ））が、副走査方向にそれぞれ異なった曲率で弓なりに湾曲（ＢＯＷ）している状態を、図１５（Ｂ）に示すようなＢＯＷ補正を行い、各走査線（ＢＯＷ（Ｙ）〜ＢＯＷ（Ｍ））を揃えて色ズレを補正している。具体的には、図４に示す、ビス７２を締め込むことによって、各トロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋを押圧して湾曲させ、ＢＯＷ補正を行なっている。なお、図１５は判りやすくするため、各レーザービーム群ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを各一本の光ビームとして図示している。

さて、図５、図８に示すように、従来のように中心部を直接押圧して湾曲させると、押圧部分８７２に応力が集中し、押圧部分８７２を中心に局部的に湾曲がきつくなる。よって、単一の曲率中心を有する円弧形状に湾曲しない。このため、内部応力分布（＝内部複屈折分布図）を示す図５の等高線Ｔも局部的に湾曲がきつくなり、単一の曲率中心を有する円弧形状に近い形状とならない。

したがって、図９に示すように、感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ上の走査線（ＢＯＷ（Ｙ）〜ＢＯＷ（Ｍ））の形状を示す点線Ｂが、局部的に湾曲がきつくなり、所望する走査線（補正によって得たい走査線（図１５（Ｂ））であり単一の曲率中心を有する円弧形状に略近い形状）を示す実線Ｋに一致しない。このためカラーレジを正確に一致させることが困難となる。（正確に色ズレ補正ができない）。

また、押圧部分８７２に応力が集中し、トロイダルレンズ８３２が破壊する恐れがある。さらに、トロイダルレンズの中心部は、主に凸もしくは凹の頂点にあたり、金型加工時に研削バイトの動きが反転するため表面精度が悪くなりやすい。よって、この頂点部と押圧部分８３２とが略一致する（或いは非常に近接する）と、図１０の点線Ｂに示すように、ビーム径の変化が大きくなりやすく画質デフェクトが発生する。（図１０は、横軸は感光体上の主走査方向の位置、縦軸はビーム径）。

これに対し、本実施形態は図７に示すように、橋桁部６４にかかる押圧力によって橋桁部６４が弾性変形すると共に押圧力が橋台部６１、６２の枠体５４との境界部分６１Ａ，６２Ａに主走査方向に分散されて伝達され、この境界部６１Ａ，６２Ａが主走査方向に互い離れるような力が加わりつつ、枠体５４を押圧している。

よって、本実施形態のトロイダルレンズ３２は、従来のようには押圧部分を中心に局部的に湾曲がきつくなることなく、単一の曲率中心を有する円弧形状に略近い円弧形状に湾曲する。

ここで、本実施形態において、複数の作用部位に主走査方向に作用力を働かせることにより円弧形状に湾曲する原理について説明する。

図１７（Ｂ）に示すように梁形状である補正光学素子３２に中央部を垂直方向に作用力Ｆ１を加えると、加えた側の長手方向は圧縮応力Ｐが発生し、その反対側は引張応力Ｑが発生する。このため、特にヤング率の小さい樹脂では作用力を加えた部位の変形が大きく、いわゆるＶ字型に変形する。

また、図１７（Ｃ）に示すように複数箇所で垂直方向に作用力Ｆ１を加えても、作用部に発生する圧縮応力Ｐは緩和しないため作用力Ｆ１の分散した効果はあるものの、作用部の変形は緩和されない。

これに対し、本実施形態である図１７（Ａ）の構成では複数箇所に垂直方向の作用力Ｆ１を加えるとともに、垂直方向に力を加えたことによる圧縮応力Ｐに抗する方向、すなわち主走査方向である長手方向にも作用力Ｆ２を発生させることで作用部の変形を緩和させ、補正光学素子全体にわたって変形させることができるため、より円弧近い湾曲形状となるのである。

このため、内部応力分布（＝内部複屈折分布図）を示す図６の等高線Ｔも局部的に湾曲がきつくならず、単一の曲率中心を有する円弧形状に略近い円弧形状となる。

したがって、感光体１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ上の走査線（ＢＯＷ（Ｙ）〜ＢＯＷ（Ｍ））が、図９に示す、所望する走査線（補正によって得たい走査線（図１５（Ｂ））であり単一の曲率中心を有する円弧形状）を示す実線Ｋに、略一致する。よって、カラーレジを正確に略一致させることができる。（正確に色ズレ補正ができる）。

また、応力が分散して加わるので、トロイダルレンズ３２が破壊する恐れもない。さらに、弾性部６０を弾性変形させているので、調整感度を落とすことができ、従来よりも微妙な調整が可能となる。

また、主走査方向の形状で凸部または凹部の頂点部分（本実施形態では中心部）と、橋台６１、６２の枠体５４との境界部分６１Ａ，６２Ａと、は離れているので、図１０の実線Ａで示すように、ビーム径は殆ど変化しない。よって、画質デフェクトも防止される。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

例えは、上記実施形態では、弾性部６０はトロイダルレンズ３２の中央部分（トロイダルレンズ３２を支持している間）に形成されていたが、これに限定されない。例えば、図１１に示す第一変形例のトロイダルレンズ２３２のように、一方の端部に弾性部２６０を形成し、矢印Ｓで示すように、他方の端部と中央部とを支持する構成であってもよい。なお、このような構成とすると、左右非対称の形状に湾曲させることができる。

また、例えば、上記実施形態では、弾性部６０を押圧してトロイダルレンズ３２を湾曲したが、弾性部６０を引っ張ってトロイダルレンズ３２を湾曲させても良い。なお、この場合は、境界部６１Ａ，６２Ａには互いに接近するような方向に力がかかるため、作用部は引張応力を緩和できるため、円弧に近い湾曲形状を得ることができる。

また、例えば、上記実施形態では、レンズ本体５２、枠体５４、弾性部６０は一体成型されていたが、これに限定されない。レンズ本体５２と枠体５４とは、別体であっても良い。

また、図１２に示す第二変形例のトロイダルレンズ３３２のように、弾性部材３６０と枠体３５４とは一体成型されないで、接触面３６０Ａと枠体３５４とを接着剤や溶接などで接合された構成であっても良い。或いは、図１３に示す第三変形例のトロイダルレンズ４３２のように、弾性部材４６０の橋台の先端部４６０Ａが枠体４５４に設けられた穴４５４Ａに圧入する構成であっても良い。或いは、図示は省略するが弾性部材と枠体とをビス留めしても良い。

或いは、図１６に示す第四変形例のトロイダルレンズ５３２のように、弾性部材５６０の橋台の先端面５６０Ａと枠体５５４とは接合されずに、図１６（Ｂ）に示すように、弾性部材５６０を押圧することによる弾性変形により、先端面５６０Ａと枠体５５４の接触部分５５４Ａの位置がズレる構成であっても良い。この実施例においては先端面５６０Ａと枠体５５４との接触部分５５４Ａの摩擦係数を所定の値とすることで主走査方向に発生する作用力を制御することが可能である。

また、例えば、上記実施形態では、弾性部６０は橋状（断面がコの字形状）をしていたが、これに限定されない。例えば、図１４に示す第五変形例のトロイダルレンズ６３２ように、断面が半円状のトンネル形状の弾性部６６０であっても良い。

また、例えば、上記実施形態では、トロイダルレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋに本発明を適用したが、これに限定されない。例えば、シリンダレンズ２６など、他のレンズに本発明を適用しても良い。或いは、レンズでなく平面ミラー群３０などのミラーに本発明を適用しても良い。

また、例えば、本実施形態は単一の偏向器により複数ビームを偏向走査し、分離した後、複数の感光体を走査する走査装置に適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えは、図１８に示すように複数感光体毎に光走査装置を有するフルカラープリンターにおいても適用可能である。なお、この場合は、複数の光走査装置は同一の構成とすることが可能なため、設計上の走査線湾曲は同一とできるが、製造ばらつきあるいは調整ばらつきにより各走査線湾曲に差が発生するため、本発明は有効である。各光走査装置間の走査線湾曲を同一とするため、４つの光走査装置のうち３つの補正光学素子３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃを調整することにより光走査装置１０Ｃの走査線湾曲と同一とすればよい。

また、フルカラープリンターでなく、単色のプリンターであっても画像の高画質化を達成するために本発明を適用し、ＢＯＷ補正することは有効である。

本発明の一の実施形態の光走査装置を示す斜視図である。 本発明の一の実施形態の光走査装置を示す概略図である。 本発明の一の実施形態の光走査装置のトロイダルレンズを示す斜視図である。 本発明の一の実施形態の光走査装置のトロイダルレンズの弾性部を押圧する機構の一例を説明する図である。 従来の光走査装置のトロイダルレンズを示し、中心部を押圧しトロイダルレンズを湾曲させたことによる内部応力分布（＝内部複屈折分布図）の状態を説明する図である。 本発明の一の実施形態の光走査装置のトロイダルレンズを示し、弾性部を介して押圧しトロイダルレンズを湾曲させたことによる内部応力分布（＝内部複屈折分布図）の状態を説明する図である。 （Ａ）は本発明の一の実施形態の光走査装置のトロイダルレンズが湾曲していない状態の弾性部材近傍の拡大図であり、（Ｂ）は、弾性部を介して押圧しトロイダルレンズが湾曲した状態を示す拡大図である。 （Ａ）は従来の光走査装置のトロイダルレンズが湾曲していない状態の拡大図であり、（Ｂ）は、中央部を押圧し、トロイダルレンズが湾曲した状態を示す拡大図である。 従来の光走査装置のトロイダルレンズを湾曲して補正した走査線を示す点線Ｂと所望する走査線（補正によって得たい走査線）を示す実線Ｋとを示す模式図である。 縦軸はビーム径を示し、横軸は感光体上の主走査方向の位置を示し、実線Ａは、本発明の一の実施形態の光走査装置のトロイダルレンズの湾曲によるスポット径の変化を示し、点線Ｂは、従来の光走査装置のトロイダルレンズの湾曲によるスポット径の変化を示す模式図である。 第一変形例のトロイダルレンズを示す図である。 第二変形例のトロイダルレンズを示す図である。 第三変形例のトロイダルレンズを示す図である。 第五変形例のトロイダルレンズを示す図である。 （Ａ）はＢＯＷ補正前の走査線を示す図であり、（Ｂ）は、ＢＯＷ補正後の走査線を示す図である。 第四変形例のトロイダルレンズを示す図である。 （Ａ）本発明の作用を説明する図である。（Ｂ）、（Ｃ）は従来例での変形を説明する図である。 本発明を異なる構成の走査装置に適用した図である。

符号の説明

１０ 光走査装置
１２Ｙ 感光体（被走査体）
１２Ｍ 感光体（被走査体）
１２Ｃ 感光体（被走査体）
１２Ｋ 感光体（被走査体）
３２Ｙ トロイダルレンズ
３２Ｍ トロイダルレンズ
３２Ｃ トロイダルレンズ
３２Ｋ トロイダルレンズ
５２ レンズ本体（補正光学素子本体）
５４ 枠体
６０ 弾性部材（弾性部）
６１Ａ 境界部分（作用部）
６２Ａ 境界部分（作用部）
５６０Ａ 先端面（作用部）
ＬＹ レーザービーム群（光ビーム）
ＬＭ レーザービーム群（光ビーム）
ＬＣ レーザービーム群（光ビーム）
ＬＫ レーザービーム群（光ビーム）

Claims (6)

1. 光源から射出されたレーザービームを偏向する偏向器と、偏向されたレーザビームを結像するとともに略等速で被走査体上を走査させる走査光学系と、該走査光学系の1部をなし、副走査方向にパワーを有する補正光学素子と、前記補正光学素子を副走査方向に湾曲させる湾曲調整手段と、を有し、
   前記湾曲調整手段は、
   外力によって弾性変形すると共に、この外力を前記主走査方向に並んだ複数の作用部に分散して前記補正光学素子に伝達する弾性部材を介して、該補正光学素子を副走査方向に湾曲させるとともに前記複数の作用部において主走査方向に作用力が働くことを特徴とする光走査装置。
2. 複数のレーザー光源から射出されたビームを偏向走査する単一の偏向器と、複数ビームに共通な走査レンズと、複数ビーム毎に設けられ、副走査方向にパワーを有する補正光学素子と、前記補正光学素子を副走査方向に湾曲させる湾曲調整手段と、を有し、
   前記湾曲調整手段は、
   外力によって弾性変形するとともに、この外力を前記補正光学素子の主走査方向に配列した複数の作用部に分散して伝達する弾性部材を介して、該補正光学素子を副走査方向に湾曲させるとともに、前記複数の作用部において主走査方向に作用力が働くことを特徴とする光走査装置。
3. 前記弾性部材は、前記補正光学素子に一体化したことを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記補正光学素子は、前記光ビームを補正する補正光学素子本体と前記補正光学素子本体の周囲に設けられた枠体とからなり、
   前記弾性部材の前記作用部は、前記枠体に前記外力を分散して伝達することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光走査装置。
5. 前記弾性部材の配設位置は、前記補正光学素子を支持する支持部より外側としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記補正光学素子は、樹脂製のトロイダルレンズであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光走査装置。

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