(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源から放射された光束を集めるカップリングレンズと、該カップリングレンズから出射された光束を副走査方向に収束させて、主走査方向に長い線像に結像させるシリンダレンズと、上記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ回転多面体と、上記偏向反射面と被走査面とを副走査対応方向に関して幾何学的に略共役な関係とすると共に、被走査面上で安定した光スポットを得るための走査用レンズからなる光走査光学装置において、
上記シリンダレンズは、上記走査用レンズの配置側とは反対側にのみ、主走査方向に長い延長ホルダー部を有し、該延長ホルダー部が、ハウジングに取り付けられた保持部に位置決め固定され、
上記シリンダレンズのレンズ部と延長ホルダー部が一体的にプラスチック樹脂材料で成形され、該延長ホルダー部に位置決め面を有すると共に、該延長ホルダー部がハウジングに取り付けられた保持部に圧入的に位置決め固定されていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項２】
上記走査用レンズの光軸と偏向面へ入射する光線とのなす角をθｉ［ｒａｄ］、走査用レンズの光軸とシリンダレンズに最も近接する偏向面で反射された光線とのなす角をθｓ［ｒａｄ］、シリンダレンズと偏向面までの距離をｌ［ｍｍ］とした場合に、
ｌ×（θｉ−θｓ）  ＜  ２０［ｍｍ］
の条件を満足することを特徴とする請求項１記載のレンズ保持装置。
【請求項３】
上記シリンダレンズのレンズ部と延長ホルダー部が一体的にプラスチック樹脂材料で成形され、該延長ホルダー部が板バネ状の弾性構造からなっており、上記延長ホルダー部がハウジングに取り付けられた保持部に弾性的に位置決め固定されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査光学装置のレンズ保持装置に関するもので、特に、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ等に適用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ等に用いられる光走査光学装置は、周知のとおり、光源と、光源から放射された光束を所定の収束光に修正するカップリングレンズと、光束を反射面で連続的に反射する回転多面鏡と、光束を走査面上に集光するための走査用レンズとを有してなる。この光走査光学装置は、その普及に伴い、小型化、低コスト化が強く要求され、その中で高画質な走査用レンズが開発されてきている。しかし、光走査光学装置の小型化の要求に伴い、ポリゴンミラー（回転多面体）に入射する光束と、ポリゴンミラーから出射する走査光束との間隔も狭くなり、シリンダレンズの取付部に要する空間を確保することが難しくなってきている。一方、光走査光学装置に用いられるシリンダレンズは、偏向面の面倒れ補正が良好に行われた走査用レンズを用いた場合、副走査方向に微小なビームスポットを得るための重要な機能を果たしている。
【０００３】
上記シリンダレンズは、光束が通る領域である有効レンズ部分以外を大きくすると、被走査面を走査する光束がシリンダレンズで妨げられる等の問題が発生し易くなる。また、近年の低コスト化の要求から、シリンダレンズの板バネ固定、ネジ止め固定、接着固定が敬遠される傾向にあり、部品点数の削減やレンズ取付作業の簡素化が必要となっている。
【０００４】
上記のような必要性に応えるべく、レンズ保持機構の従来技術としては、特開平６−１４８４９２号公報記載の発明が知られている。上記公報記載の発明は、レンズ部とホルダー部とを一体的に樹脂材料にて成形し、ハウジング上の保持部に圧入固定するようにしたシリンダレンズを用い、シリンダレンズ成形の際に生じるパーティングライン跡と対向する部分に凹部を成形することにより、パーティングライン跡が位置決め面に当接することなく、レンズを正しく位置決めすることができるというレンズ保持機構である。しかし、上記公報記載の発明は、樹脂製のレンズを成形する際に生じる金型のパーティングライン跡が残っているレンズを正確に位置決めするためのものであり、レンズの取付精度は向上するが、レンズ取付部分の省スペース化を実現することはできない。また、レンズ両端に保持部が存在しており、広画角走査用レンズを用いると、走査光束がケラれるため、走査用レンズを広画角化できないという問題がある。
【０００５】
また、別の従来技術として特開平３−１７１１１３号公報記載の発明が知られている。上記公報記載の発明は、シリンドリカルレンズの有効レンズ部分の両側に突片を一体的に設け、少なくとも一方の突片を基板部に設けた溝部に圧入するようにしたレーザビーム走査光学装置である。しかし、上記公報記載の発明は、シリンドリカルレンズの有効レンズ部分の両側に突片を一体的に設けたため、狭いハウジング内で省スペース化を図ることは難しいという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、小型化されたハウジングの中で、無理なくシリンダレンズを取り付けることができ、また、シリンダレンズ固定のための部品を削減し、かつ、シリンダレンズの位置決め精度が高いレンズ保持装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、光源と、光源から放射された光束を集めるカップリングレンズと、該カップリングレンズから出射された光束を副走査方向に収束させて、主走査方向に長い線像に結像させるシリンダレンズと、上記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ回転多面体と、上記偏向反射面と被走査面とを副走査対応方向に関して幾何学的に略共役な関係とすると共に、被走査面上で安定した光スポットを得るための走査用レンズからなる光走査光学装置において、上記シリンダレンズは、上記走査用レンズの配置側とは反対側にのみ、主走査方向に長い延長ホルダー部を有し、該延長ホルダー部が、ハウジングに取り付けられた保持部に位置決め固定され、上記シリンダレンズのレンズ部と延長ホルダー部が一体的にプラスチック樹脂材料で成形され、該延長ホルダー部に位置決め面を有すると共に、該延長ホルダー部がハウジングに取り付けられた保持部に圧入的に位置決め固定されていることを特徴とする。
【０００８】
前記課題を解決するために請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記走査用レンズの光軸と偏向面へ入射する光線とのなす角をθｉ［ｒａｄ］、走査用レンズの光軸とシリンダレンズに最も近接する偏向面で反射された光線とのなす角をθｓ［ｒａｄ］、シリンダレンズと偏向面までの距離をＬ［ｍｍ］とした場合に、
Ｌ×（θｉ−θｓ）  ＜  ２０［ｍｍ］
の条件を満足することを特徴とする。
【００１０】
前記課題を解決するために請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記シリンダレンズのレンズ部と延長ホルダー部が一体的にプラスチック樹脂材料で成形され、該延長ホルダー部が板バネ状の弾性構造からなっており、延長ホルダー部がハウジングに取り付けられた保持部に弾性的に位置決め固定されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかるレンズ保持装置の実施の形態について説明する。図１において、符号１は半導体レーザ等を用いた光源を示しており、２はカップリングレンズ、３はアパーチャ、４はシリンダレンズ、５は回転多面鏡、６は走査用レンズ、７は感光体をそれぞれ示すものである。
【００１２】
光源１は、図示しない制御回路によって強制発光及び画像情報に基づいて変調発光され、発散光束を放射する。この発散光束は、カップリングレンズ２でカップリングされて所定の収束光に修正され、その光束はアパーチャ３を通過することにより光束径が制御された後、副走査方向にのみパワーを有するシリンダレンズ４を通過することにより副走査方向に集束され、偏向器である回転多面鏡５の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像に結像される。
【００１３】
回転多面鏡５は、図示の例では軸直角断面が正六角形の正六角柱であり、その側面が反射鏡となっている。回転多面鏡５は図示しないモータにより、一定速度で回転駆動される。したがって、シリンダレンズ４から出た光束は、回転多面鏡５の反射面で連続的に反射され、等角速度で偏向される。偏向された光束は、走査用レンズ６により感光体７の表面の走査面に集光され、感光体７の表面上を略等速に走査される。これを主走査という。感光体７は、一定速度で回転しており、この回転による走査を副走査という。レーザーダイオード１による変調と上記主走査、副走査とにより感光体７上に画像を形成することができる。なお、走査用レンズ６は、ｆθ機能を有しており、偏向器５により反射された光束が感光体７上でスポットを形成し、かつ、この光スポットが感光体７の表面を主走査方向に等速で走査するように設計されている。
【００１４】
図２は、シリンダレンズ４とその保持部の形態の一例を示す斜視図である。シリンダレンズ４は、プラスチック樹脂等の所定の材質によりレンズ部４−ａと延長ホルダー部４−ｂとに一体的に成形されている。ハウジング１２には、一対の平行平板からなる保持部材１３、１３が取り付けられている。保持部材１３、１３は所定の間隔をおいて配置され、上記シリンダレンズ４の延長ホルダー部４−ｂを位置決め固定するための保持部を構成している。この保持部は、ハウジング１２と共に一体成形してもよいし、別部品として用意されたものがハウジング１２に固定されたものであってもよい。
【００１５】
上記延長ホルダー部４−ｂの片側にはレンズ部４−ａが設けられ、もう一方の片側には光軸方向に突出し、かつ、延長ホルダー部４−ｂの幅方向全域にわたる突条部８を有している。延長ホルダー部４−ｂは、シリンダレンズ４を透過する光束に対し垂直となる面を２面有し、このうち一面を位置決め面ａとし、もう一面の平面１０に半球状の押圧突起部１１を有している。本実施の形態では、平面１０上に押圧突起部１１を３ヶ所設けている。この押圧突起部１１を設けたのは、延長ホルダー部４−ｂと保持部材１３との接触を面接触ではなく点接触とすることにより、確実にシリンダレンズ４を保持部材１３、１３間に圧入させることができるようにするためである。また、保持部材１３、１３の間隔は、位置決め面ａから押圧突起部１１の頂部までの距離より短い距離とすることにより、シリンダレンズ４を保持部材１３、１３間に挿入した場合、保持部材１３、１３の弾性力を利用し、シリンダレンズ４は保持部材１３、１３間に固定することができる。
【００１６】
さらに、シリンダレンズ４の正確な位置決めを行うために、延長ホルダー部４−ｂには、３面の位置決め面ａ，ｂ，ｃを有している。位置決め面ａはシリンダレンズ４を透過する光束に対し垂直な面であり、主にＺ方向（光軸方向）の位置決めと、副走査方向に対応するＸ方向の軸を中心とするα回転方向の位置決め及び主走査方向に対応するＹ方向の軸を中心とするβ回転方向の位置決めを行うことができる。位置決め面ｂはハウジング１２と平行な面であり、主にＸ方向（副走査方向）の位置決めと、光軸方向に対応するＺ方向の軸を中心とするγ回転方向の位置決めを行うことができる。位置決め面ｃは突条部８に設けられ、上記平面１０と直角をなす面で、主にＹ方向（主走査方向）の位置決めを行うことができる。
【００１７】
上記のような各位置決め面を有する延長ホルダー部４−ｂがハウジング１２に取り付けられた保持部材１３、１３の間隙に挿入されると、シリンダレンズ４の位置決め面ａは保持部材１３の正面側の当接面Ａに、位置決め面ｂはハウジング１２の上面に、位置決め面ｃは保持部材１３の側面側の当接面Ｃにそれぞれ当接することにより正確に位置決めされる。
【００１８】
図３は、シリンダレンズ４と走査用レンズ６の位置関係を示す概略平面図である。シリンダレンズ４の延長ホルダー部４−ｂは、レンズ部４−ａに対し走査用レンズ６の配置側とは反対側に配置し、延長ホルダー部４−ｂを保持部材１３、１３間に圧入することにより、シリンダレンズ４はハウジング１２に固定される。このとき、以下に示す条件を満足するようにシリンダレンズ４を配置する。
【００１９】
すなわち、走査用レンズ６の光軸と偏向面へ入射する光線とのなす角をθｉ［ｒａｄ］、走査用レンズ６の光軸とシリンダレンズ４に最も近接する偏向面で反射された光線とのなす角をθｓ［ｒａｄ］、シリンダレンズ４と偏向面までの距離をＬ［ｍｍ］とした場合に、
Ｌ×（θｉ−θｓ）  ＜  ２０［ｍｍ］
の条件を満足するようにシリンダレンズ４を配置する。
【００２０】
上記式において、左辺のＬ×（θｉ−θｓ）は、偏向面へ入射する光線とシリンダレンズ４に最も近接する偏向面で反射された光線とのシリンダレンズ４付近における距離の概略を示している。この距離が２０［ｍｍ］より小さいという条件を満たせば、小型化されたハウジング１２内において、反射光がシリンダレンズ４のレンズ部４−ａに正確に透過し、レンズ部４−ａ以外の部分に妨害されることなく、無理のないシリンダレンズ４の取付が可能となる。
【００２１】
図４は、シリンダレンズ４の保持形態の別の例を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）上面図である。シリンダレンズ４は、プラスチック樹脂等の所定の材質によりレンズ部４−ａと延長ホルダー部４−ｂとに一体的に成形されている。レンズ部４−ａの片側に延長ホルダー部４−ｂを設け、延長ホルダー部４−ｂの下部にテーパ４１を付け、延長ホルダー部４−ｂがハウジングに取り付けられた保持部材１４、１５間に挿入しやすいようにしている。
【００２２】
上記保持部材１４は平面形状Ｌ字型の保持部１６を図３において左側に有すると共に、垂直な平板状の保持部１７と半円筒状の垂直方向の突条部１８からなる。保持部材１５は前記突条部１８と同様な形状からなり、保持部材１５と突条部１８は半円筒面が互いに対向する向きに、かつ、左右方向にずれた位置に配置されている。上記保持部１７は、シリンダレンズ４のレンズ部４−ａに対応する部分が直角に切り欠かれてなる切欠部１９を有し、上記レンズ部４−ａを光束が透過するのに支障がないようになっている。なお、保持部材１４、１５は、ハウジング１２と共に一体成形してもよい。
【００２３】
シリンダレンズ４の延長ホルダー部４−ｂは、板バネ状の弾性構造をしており、ハウジング１２互いに位置ずれして取り付けられた保持部材１４、１５の間隙に圧入されることにより、延長ホルダー部４−ｂが撓み、その弾性力により、レンズ部４−ａの背面側の位置決め面ａが保持部材１４の上記保持部１７の正面である当接面Ａに押し当てられることによって固定される。このとき、シリンダレンズ４の位置決め面ａは上記のように当接面Ａに当接し、シリンダレンズ４の下面側の位置決め面ｂはハウジング１２の上面に、シリンダレンズ４の左側面の位置決め面ｃは保持部材１４の上記Ｌ字型の保持部１６の内側面の当接面Ｃにそれぞれ当接することにより位置決め固定される。本実施の形態においても前記図２の実施の形態と同様に、位置決め面ａはシリンダレンズ４を透過する光束に対し垂直な面であり、主にＺ方向（光軸方向）とα、β回転方向の位置決めを行うことができる。位置決め面ｂはハウジング１２と平行な面であり、主にＸ方向（副走査方向）とγ回転方向の位置決めを行うことができる。位置決め面ｃはレンズ部４−ａの端面で、主にＹ方向（主走査方向）の位置決めを行うことができる。
【００２４】
なお、本発明にかかるレンズ保持装置は、上記実施の形態に限定するものではなく、その主旨の範囲内で種々に変形することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、光源と、光源から放射された光束を集めるカップリングレンズと、該カップリングレンズから出射された光束を副走査方向に収束させて、主走査方向に長い線像に結像させるシリンダレンズと、上記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ回転多面体と、上記偏向反射面と被走査面とを副走査対応方向に関して幾何学的に略共役な関係とすると共に、被走査面上で安定した光スポットを得るための走査用レンズからなる光走査光学装置において、上記シリンダレンズは、上記走査用レンズの配置側とは反対側にのみ、主走査方向に長い延長ホルダー部を有し、該延長ホルダー部が、ハウジングに取り付けられた保持部に位置決め固定され、シリンダレンズのレンズ部と延長ホルダー部を一体的にプラスチック樹脂材料で成形し、延長ホルダー部に位置決め面を形成すると共に、延長ホルダー部がハウジングに取り付けられた保持部に圧入的に位置決め固定されるようにしたため、シリンダレンズの位置決めを容易かつ正確に行うことができるとともに、板バネ、ネジ、接着剤等の固定手段を用いる必要がなく、容易かつ安価にシリンダレンズの位置決めが可能となる。さらに、シリンダレンズのハウジングへの取付の際、作業者又は組立用ロボットは、延長ホルダー部を掴めばよいため、レンズ部を汚したり、傷付けたりするという問題を解消することができる。また、シリンダレンズの保持部を、走査光束をケルことなく配置することが容易であるため、走査用レンズの広画角化が可能となる。
【００２６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、上記走査用レンズの光軸と偏向面へ入射する光線とのなす角をθｉ［ｒａｄ］、走査用レンズの光軸とシリンダレンズに最も近接する偏向面で反射された光線とのなす角をθｓ［ｒａｄ］、シリンダレンズと偏向面までの距離をＬ［ｍｍ］とした場合に、
Ｌ×（θｉ−θｓ）  ＜  ２０［ｍｍ］
の条件を満足させたことで、シリンダレンズの保持部を、走査光束をケルことなく配置することが可能となる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、上記シリンダレンズのレンズ部と延長ホルダー部を一体的にプラスチック樹脂材料で成形し、該延長ホルダー部が板バネ状の弾性構造からなっており、ハウジングに取り付けられた保持部に上記延長ホルダーが弾性的に位置決め固定されるようにしたため、シリンダレンズの着脱が容易になり、部品の交換の対応が容易になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるレンズ保持装置を用いることができる走査光学系の例を示す平面図である。
【図２】本発明にかかるレンズ保持装置の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図３】本発明にかかるレンズ保持装置におけるシリンダレンズと走査用レンズの位置関係の例を示す概略平面図である。
【図４】本発明にかかるレンズ保持装置の別の実施の形態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１        光源
２        カップリングレンズ
４        シリンダレンズ
４−ａ    レンズ部
４−ｂ    延長ホルダー部
５        回転多面体
６        走査用レンズ
１２      ハウジング
１３      保持部材
【図１】
0003544082.tif 000002
【図２】
0003544082.tif 000003
【図３】
0003544082.tif 000004
【図４】
0003544082.tif 000005