JPH0534617A - レーザビーム走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂製の長尺光学素子を簡単な構造で支持台
に取り付けることができ、環境条件（温度、湿度）の変
化による光学素子の変形を効果的に吸収でき、安定した
光学的性能を発揮するレーザビーム走査光学装置を提供
すること。 【構成】 トロイダルレンズ５の底面に突起５ａ，５
ｂ，５ｃを設け、ベースプレート１０にこれらの突起が
挿入される孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃを設けた。突起５
ａは孔１２ａによって光軸Ｘと直交する方向に位置規制
される。突起５ｂ，５ｃは孔１２ｂ，１２ｃによって光
軸Ｘと平行な方向に位置規制されるが、光軸Ｘと直交す
る方向には移動可能である。突起５ｂ，５ｃが孔１２
ｂ，１２ｃ内を移動することにより、トロイダルレンズ
５の長手方向の変形が吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビーム走査光学
装置、特に画像情報に応じて変調されたレーザビーム
を、偏向器で偏向走査して感光体上に結像させるレーザ
ビーム走査光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザプリンタ、ファクシミリ、
複写機等に画像書込み用として組み込まれるレーザビー
ム走査光学装置において、ｆθレンズ、反射ミラー等の
光学素子として、樹脂を素材とするものが種々開発され
ている。樹脂製の光学素子は一定の品質で量産が可能で
あることによる。

【０００３】しかし、樹脂製光学素子は環境条件（温
度、湿度）の変化により変形、歪を生じやすく、ビーム
結像位置が主走査方向、副走査方向にばらつきを生じる
問題点を有している。従来、樹脂製光学素子を装置内に
簡単な構造で正確に位置決めして固定するための構造が
種々提案されている（例えば、特開昭６３−１５７１１
６号公報参照）が、部品点数が多かったり、歪矯正作用
が不十分で、いずれも満足すべきものではなかった。

【０００４】

【発明の目的、構成、作用】そこで、本発明の目的は、
樹脂製の長尺光学素子を簡単な構造で支持台に取り付け
ることができ、環境条件の変化による光学素子の変形を
効果的に吸収でき、安定した光学的性能を有するレーザ
ビーム走査光学装置を提供することにある。以上の目的
を達成するため、本発明に係るレーザビーム走査光学装
置は、ビーム光路を横断する方向に設置される長尺の樹
脂製光学素子とこの光学素子を支持する支持台の一方
に、光学装置の略中央部及び両端部に相当する位置に突
起を設け、他方にこれらの突起が挿入可能な孔を設け
た。そして、支持台の略中央部相当位置に設けられた孔
又は突起は、光学素子の中央部を少なくとも光軸と直交
する方向に位置規制する。また、支持台の両端部相当位
置に設けられた孔又は突起は、光学素子の少なくとも一
方の端部を光軸と平行な方向に位置規制すると共に、光
学素子の両端部を光軸と直交する方向には移動を許容す
る。

【０００５】樹脂製の光学素子は環境条件の変化により
主に長手方向に変形する傾向にある。光学素子の中央部
は中央部の突起と孔との係合によって少なくとも光軸と
直交する方向に位置決めされ、光軸に対して横ずれしな
いように固定される。また、光学素子の両端部のうち少
なくとも一方は光軸と平行な方向に位置決めされ、光軸
と直交する方向には両端部ともに移動可能である。従っ
て、環境条件の変化によって光学素子が変形した場合、
変形が生じやすい光軸と直交する方向（光学素子の長手
方向）に素子の両端部が移動し、これによって変形が吸
収される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係るレーザビーム走査光学装
置の実施例につき、添付図面に従って説明する。 （第１実施例、図１、図２、図３参照）図１において、
レーザビーム走査光学装置は、レーザダイオードとコリ
メータレンズを組み込んだ光源ユニット１と、ビーム整
形用のスリット板２と、シリンドリカルレンズ３と、ポ
リゴンミラー４と、トロイダルレンズ５と、球面ミラー
６と、平面ミラー７と、画像書出し位置を検出するため
のＳＯＳセンサ９と、このセンサ９にレーザビームを導
くためのミラー８とで構成されている。以上の部品はベ
ースプレート１０上に取り付けられ、かつ図示しないカ
バーによって覆われている。

【０００７】レーザダイオードは図示しない制御部に入
力された画像情報に基づいて変調（オン、オフ）制御さ
れ、オン時にレーザビームが光源ユニット１から射出さ
れる。このレーザビームはコリメータレンズで後方有限
位置で集光する収束光束にされた後、シリンドリカルレ
ンズ３でそのスポット形状を長手方向が主走査方向と平
行なほぼ直線形状に変更され、ポリゴンミラー４に到達
する。ポリゴンミラー４は矢印ａ方向へ一定速度で回転
駆動され、この回転に基づいてレーザビームはミラー回
転軸と垂直な一平面内で等角速度に偏向され、トロイダ
ルレンズ５に導かれる。トロイダルレンズ５は走査断面
内で入射面と出射面とが同心円に形成され、偏向面と垂
直な方向に一定のパワーを有し、前記シリンドリカルレ
ンズ３との組み合わせによりポリゴンミラー４の面倒れ
を補正する。レーザビームはさらに球面ミラー６で反射
され、その反射光は平面ミラー７で下方へ反射され、ベ
ースプレート１０の底面に形成したスリット１１から図
示しない感光体ドラム上に結像する。感光体ドラム上へ
の画像形成は、ポリゴンミラー４の矢印ａ方向への回転
による主走査と感光体ドラムの回転による副走査にて行
われる。球面ミラー６はレーザビームの主走査速度を補
正するｆθ機能（歪曲補正）を有すると共に、感光体ド
ラム上での像面湾曲を補正する機能を有する。

【０００８】前記トロイダルレンズ５及び球面ミラー６
は樹脂材（例えば、ポリカーボネート、アクリル）にて
一体的に成形されている。次に、これらの取付け構造に
ついて説明する。図２において、トロイダルレンズ５の
底面には、長手方向の中央部に突起５ａが突設され、両
端部に突起５ｂ，５ｃが突設されている。一方、ベース
プレート１０には突起５ａ，５ｂ，５ｃが挿入可能な孔
１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。また、各突
起５ａ，５ｂ，５ｃと各孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃには
それぞれ座５ａ’，５ｂ’，５ｃ’，１２ａ’，１２
ｂ’，１２ｃ’が形成され、これらの座はトロイダルレ
ンズ５をベースプレート１０上にセットしたときの高さ
を正確に位置決めするためのものである。

【０００９】中央の孔１２ａは光軸Ｘと平行な方向に延
在する長孔とされ、挿入された突起５ａは光軸Ｘと直交
する方向にのみ嵌合する。両端の孔１２ｂ，１２ｃは光
軸Ｘと直交する方向に延在する長孔とされ、挿入された
突起５ｂ，５ｃは光軸Ｘと平行な方向にのみ嵌合する。
即ち、トロイダルレンズ５は突起５ａ，５ｂ，５ｃを孔
１２ａ，１２ｂ，１２ｃへ圧入することにより、突起５
ａと孔１２ａとの係合によって光軸Ｘと直交する方向に
位置決めされ、突起５ｂ，５ｃと孔１２ｂ，１２ｃとの
係合によって光軸Ｘと平行な方向に位置決めされる。

【００１０】突起５ａと孔１２ａは接着剤によって固定
され、トロイダルレンズ５の両端部は板ばね１３（図１
参照）によって上方から弾性的に保持される。以上の構
成において、樹脂製のトロイダルレンズ５は環境条件の
変化により変形しやすく、特に長手方向に伸縮する。ト
ロイダルレンズ５の中央部分は突起５ａと孔１２ａとの
係合及び接着により光軸Ｘと直交する方向に位置規制さ
れており、両端部分は突起５ｂ，５ｃが孔１２ｂ，１２
ｃに対して光軸Ｘと直交する方向に移動可能である。従
って、突起５ｂ，５ｃが孔１２ｂ，１２ｃ内を僅かに移
動することにより、トロイダルレンズ５の変形が吸収さ
れ、トロイダルレンズ５に歪が発生して光学的性能が劣
化することはない。

【００１１】なお、中央部の孔１２ａが光軸Ｘと平行な
方向に長孔とされているのは、突起５ａを挿入しやすく
するためである。図３は球面ミラー６のベースプレート
１０への取付け構造を示す。球面ミラー６に設けた突起
６ａ，６ｂ，６ｃとベースプレート１０に形成された孔
１４ａ，１４ｂ，１４ｃの関係は、前記トロイダルレン
ズ５の突起と孔との関係と同じであり、球面ミラー６は
突起６ａ，６ｂ，６ｃを孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃへ挿
入し、突起６ａと孔１４ａを接着すると共に両端部が板
ばね１５（図１参照）によって押圧された状態でベース
プレート１０上に固定される。環境条件の変化によって
球面ミラー６に生じる変形は、突起６ｂ，６ｃが孔１４
ｂ，１４ｃ内で光軸Ｘと直交する方向に移動することに
より、前記トロイダルレンズ５の場合と同様に吸収され
る。また、それぞれの座６ａ’，６ｂ’，６ｃ’，１４
ａ’，１４ｂ’，１４ｃ’は球面ミラー６の高さを位置
決めするためのものである。

【００１２】特に、球面ミラー６のような反射光学素子
にあっては、反射面の歪がトロイダルレンズ５のような
透過光学素子に比べて２倍程の悪影響が発生する。従っ
て、前述のような光学素子に歪を発生させない取付け構
造は球面ミラー６のように反射光学素子に対して効果的
である。しかも、球面ミラー６はその変形を両端部分で
吸収し、中央部分は突起６ａが孔１４ａに接着されるこ
とと相まってベースプレート１０から浮き上がることは
ない。球面ミラー６の中央部分が浮き上がると、感光体
上での走査線に湾曲が発生するが、本実施例ではこのよ
うな不具合は発生しない。 （第２実施例、図４参照）この第２実施例は、トロイダ
ルレンズ５の中央部突起５ａが挿入される孔１２ａを突
起５ａが嵌合する丸孔としたもので、他の構成は前記図
２と同様であり、同じ部分には同じ符号が付されてい
る。作用、効果については前記第１実施例と同様であ
り、それに加えて、突起５ａは孔１２ａによって光軸Ｘ
と平行な方向及び直交する方向のいずれにも位置規制さ
れ、中央部分の位置決めが一層確実となる。 （第３実施例、図５参照）この第３実施例は、トロイダ
ルレンズ５の中央部突起５ａが挿入される孔１２ａを突
起５ａが嵌合する丸孔とし、端部突起５ｂが挿入される
孔１２ｂを突起５ｂより若干大径の丸孔としたもので、
いまひとつの端部突起５ｃが挿入される孔１２ｃは、前
記第１実施例、第２実施例と同様に、突起５ｃが光軸Ｘ
と平行な方向にのみ嵌合する長孔とされている。

【００１３】このような第３実施例によれば、トロイダ
ルレンズ５は突起５ａが孔１２ａに嵌合することによ
り、及び突起５ｃが孔１２ｃに挿入されて光軸Ｘと平行
な方向に嵌合することにより、ベースプレート１０上に
位置決めされる。孔１２ｂを突起５ｂに対して大径の孔
としたのは、突起５ｂの突設位置や孔１２ｂの形成位置
に微少な誤差があっても、トロイダルレンズ５のベース
プレート１０への固定を妨げないようにするためであ
る。また、孔１２ｂはトロイダルレンズ５の端部の変形
をいずれの方向に対しても吸収する。 （他の実施例）なお、本発明に係るレーザビーム走査光
学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨
の範囲内で種々に変更できる。

【００１４】例えば、図４、図５に示した取付け構造は
トロイダルレンズ５のみならず球面ミラー６に対しても
適用でき、さらに図２、図３に示した取付け構造を含め
て平面ミラーやその他の長尺光学素子に対して適用でき
る。また、ベースプレートに突起を設け、光学素子に孔
を形成してもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、長尺の樹脂製光学素子は、中央部分で支持台に
対して固定され、両端部分は光軸と直交する方向には移
動可能とされているため、環境条件の変化によって光学
素子が変形しても変形率の大きい長手方向（光軸と直交
する方向）に対しては突起と孔との間のクリアランスに
よって変形が吸収され、歪むことはない。特に、光軸と
は直交する方向に中心部から均等に変形が吸収され、安
定した光学的性能を維持する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザビーム走査光学装置の第１
実施例の内部構造を示す平面図。

【図２】図１に示されているトロイダルレンズの取付け
構造を示す斜視図。

【図３】図１に示されている球面ミラーの取付け構造を
示す斜視図。

【図４】第２実施例におけるトロイダルレンズの取付け
構造を示す斜視図。

【図５】第３実施例におけるトロイダルレンズの取付け
構造を示す斜視図。

【符号の説明】

１…光源ユニット ４…ポリゴンミラー ５…トロイダルミラー ５ａ，５ｂ，５ｃ…突起 ６…球面ミラー ６ａ，６ｂ，６ｃ…突起 １０…ベースプレート １２ａ，１２ｂ，１２ｃ…孔 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ…孔 Ｘ…光軸

フロントページの続き (72)発明者 向坂 純 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社 内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に応じて変調されたレーザビー
   ムを、偏向器で偏向走査して感光体上に結像させるレー
   ザビーム走査光学装置において、 ビーム光路を横断する方向に設置される長尺の樹脂製光
   学素子とこの光学素子を支持する支持台の一方に、光学
   素子の略中央部及び両端部に相当する位置に突起を設
   け、他方にこれらの突起が挿入可能な孔を設け、 前記支持台の略中央部相当位置に設けられた孔又は突起
   が、光学素子の中央部を少なくとも光軸と直交する方向
   に位置規制し、 前記支持台の両端部相当位置に設けられた孔又は突起
   が、光学素子の少なくとも一方の端部を光軸と平行な方
   向に位置規制すると共に、光学素子の両端部を光軸と直
   交する方向には移動を許容すること、 を特徴とするレーザビーム走査光学装置。