(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査用光束を出射する光源手段と、該光源手段からの光束を偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの光束を被走査面上に結像させる複数個の結像レンズとを備えた光走査装置において、前記結像レンズのうちの前記偏向手段に最も近い位置の結像レンズの主走査方向の位置決め基準を前記偏向手段側に設け、前記被走査面に最も近い位置の前記結像レンズの主走査方向の位置決め基準を前記被走査面側に設けたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記結像レンズの前記主走査方向の位置決め基準を光軸方向の位置決め基準の反対側に設けた請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記結像レンズの前記主走査方向の位置決め基準を同一の走査平面内に１つだけ設け、前記主走査方向の位置決め基準を光軸を含み主走査方向と直交する副主走査方向の断面内に設けた請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記結像レンズの前記主走査方向の位置決め基準を有効領域の外部で主走査方向に延在する部分に設けた請求項１に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記結像レンズの前記主走査方向の位置決め基準を光軸を含む走査平面から前記主走査方向の位置決め基準の副走査方向の幅よりも離れた位置に設けた請求項１に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記結像レンズの前記主走査方向の位置決め基準をイジェクタを備えた固定側金型により成形し、前記光軸方向の位置決め基準を可動側金型により成形した請求項２に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源手段から出射した光束を偏向手段により偏向走査し、複数個の結像レンズを介して被走査面上に画像情報を記録する光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の光走査装置は、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機等に使用されており、画像信号に応じて光源手段から出射した光束を光変調するようになっている。そして、光変調した光束を偏向手段が周期的に偏向し、ｆθ特性を有する結像レンズが感光性記録媒体面上にスポット状に結像走査し、画像情報として記録するようにされている。
【０００３】
例えば、図５、図６に示すように、従来の光走査装置は入射光軸Ｌ上に半導体レーザー光源１、コリメータレンズ２、絞り３、シリンドリカルレンズ４、ポリゴンミラー５を順次に備え、反射光軸Ｌ’上には第１の結像レンズ６、第２の結像レンズ７、被走査面８を順次に備えている。そして、これらの光学部材１〜８は光学フレーム９に配置されている。
【０００４】
結像レンズ６、７はｆθ結像レンズを構成し、ポリゴンミラー５からの光束を被走査面８にスポット像として結像するようになっている。結像レンズ６、７の主走査方向の位置を決めるために使用される基準突起６ａ、７ａはポリゴンミラー５側に設けられ、光軸方向の位置を決めるために使用される基準面６ｂ、７ｂもポリゴンミラー５側に設けられている。また、光学フレーム９には結像レンズ６、７の基準突起６ａ、７ａの位置を決めるための基準突起９ａ、９ｂと、結像レンズ６、７の基準面６ｂ、７ｂの位置を決めるための基準突起９ｃ、９ｄとが設けられている。
【０００５】
光走査装置では、結像レンズ６、７が正確な位置に配置されていない場合には、スポット像が所定位置に結像せず画質が低下する。また、結像レンズ６、７の相対位置がずれた場合には大きい波面収差が発生し、スポット像が崩れ、サイドローブが大きく発生し画質が劣化する。そこで、本出願人は特開平９−９０２５５号公報において、上述の問題点を解決した光走査装置を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、合成樹脂製の結像レンズ６、７が多用されているが、合成樹脂製の結像レンズ６、７を安定して成形しない場合には、結像レンズ６、７の面形状の精度が低下し、このような結像レンズ６、７を備えた光走査装置では、上述したようにスポット像が所定位置に結像せず、画質が低下するという問題が発生する。
【０００７】
また、光走査装置のコンパクト化の要望も強くなっており、このためには走査光学系をコンパクトにすることが有効であり、１つの方法として、結像レンズ６、７をポリゴンミラー５の近傍に配置することが考えられる。
【０００８】
しかしながら上述した従来例では、結像レンズ６、７の主走査方向の位置を決めるための基準突起６ａ、７ａが、ポリゴンミラー５側に設けられているので、第１の結像レンズ６をポリゴンミラー５の近傍に配置する場合や、結像レンズ６、７同士の間隔を狭くする場合に、基準突起６ａ、７ａが邪魔になり、コンパクト化が困難になるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上述した問題点を解消し、結像レンズを偏向手段の近傍に配置することによりコンパクト化し得る光走査装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、合成樹脂製の結像レンズを安定した状態で成形することにより画質を向上し得る光走査装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る光走査装置は、走査用光束を出射する光源手段と、該光源手段からの光束を偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの光束を被走査面上に結像させる複数個の結像レンズとを備えた光走査装置において、前記結像レンズのうちの前記偏向手段に最も近い位置の結像レンズの主走査方向の位置決め基準を前記偏向手段側に設け、前記被走査面に最も近い位置の前記結像レンズの主走査方向の位置決め基準を前記被走査面側に設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜４に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施例の要部斜視図であり、光源手段としての半導体レーザー光源２１から出射した光束の光軸Ｌ上には、コリメータレンズ２２、絞り２３、シリンドリカルレンズ２４、偏向手段としてのポリゴンミラー２５が順次に配置されている。ポリゴンミラー２５は図示しない駆動モータに支持され、略等角速度で矢印方向に回転駆動されるようになっている。このポリゴンミラー２５で偏向した光束の光軸Ｌ’上には、第１の結像レンズ２６、第２の結像レンズ２７、被走査面２８が順次に配置されている。そして、これらの光学部材２１〜２８は光学フレーム２９に固定されている。
【００１３】
第１、第２の結像レンズ２６、２７は、合成樹脂材料から成形されたプラスチックレンズとされ、ｆθ特性を有している。第１の結像レンズ２６には正のパワーが与えられ、第２の結像レンズ２７は非球面形状部を有する非球面レンズとされ、正のパワーが与えられている。結像レンズ２６、２７の屈折力の一部は、半導体レーザー光源２１からの発散光束を主走査断面内で収束するコリメータレンズ２２により分担され、結像レンズ２６、２７の屈折力は小さくされている。なお、主走査方向は光束がポリゴンミラー２５により偏向走査される方向とされ、副走査方向は主走査方向に直交する方向とされている。
【００１４】
図２の主走査方向の平面図、図３の副走査方向の断面図に示すように、第１の結像レンズ２６の走査有効部を含むレンズ面部２６ａの外周には、その歪みや捩れを防止するための枠状部２６ｂが前後に突出するように形成されている。ポリゴンミラー２５に対向する側の枠状部２６ｂの下部中央には、一側面に平面部を有し、第１の結像レンズ２６の主走査方向の位置を決めるために用いられる例えば矩体状の位置決め基準突起２６ｃが設けられている。そして、第２の結像レンズ２７に対向する枠状部２６ｂの両側には、第１の結像レンズ２６の光軸方向の位置決めのために用いられる位置決め基準面２６ｄが設けられている。
【００１５】
同様に、第２の結像レンズ２７の走査有効部を含むレンズ面部２７ａの外周には枠状部２７ｂが設けられ、被走査面２８に対向する枠状部２７ｂの下部中央には、主走査方向の位置決め基準突起２７ｃが設けられ、第１の結像レンズ２６に対向する枠状部２７ｂの両側には、光軸方向の位置決め基準面２７ｄが形成されている。
【００１６】
結像レンズ２６、２７の走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃは、光軸Ｌ’を含む主走査方向と直交する副走査断面内に設けられると共に、主走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃの副走査方向における上端と下端の距離よりも光軸Ｌ’を含む走査平面から離して設けられている。
【００１７】
一方、光学フレーム２９には、結像レンズ２６、２７の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃの平面部に当接し、結像レンズ２６、２７の主走査方向の位置を決める例えば円柱状の位置決め基準突起２９ａ、２９ｂと、結像レンズ２６、２７の位置決め基準面２６ｄ、２７ｄに当接し、結像レンズ２６、２７の光軸方向の位置を決める位置決め基準突起２９ｃ、２９ｄとが設けられている。
【００１８】
ここで、結像レンズ２６、２７は例えば２枚構成の金型により射出成形によって製造されており、結像レンズ２６、２７には金型から取り出す際に有効な約５°の抜き勾配が設けられている。また、主走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃの成形部は、イジェクタピンを有する固定側金型に設けられ、光軸方向の位置決め基準面２６ｄ、２７ｄの成形部は、可動側金型に設けられている。金型には高温で溶解された合成樹脂が適度の圧力と速度で注入され、冷却固化された後に離型され、位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃはイジェクタピンによって押し出される。
【００１９】
このようにして成形された結像レンズ２６、２７は、光軸方向の位置決め基準面２６ｄ、２７ｄを有する面と対向する面が押圧されながら、光学フレーム２９に紫外線硬化接着剤等を用いて固定される。
【００２０】
このような構成により、半導体レーザー光源２１は画像信号に応じて発散光束を出射し、この発散光束はコリメータレンズ２２により略平行光束とされ、絞り２３により光束の幅が制限され、シリンドリカルレンズ２４に入射する。シリンドリカルレンズ２４において、光束は主走査方向には収束されずに副走査方向には収束され、ポリゴンミラー２５の反射面２５ａの近傍に主走査方向に長い線像となって結像する。そして、ポリゴンミラー２５の回転によって反射偏向された光束は、結像レンズ２６、２７によって被走査面２８上を略一定の速度で走査しながら結像する。
【００２１】
この第１の実施例では、第１の結像レンズ２６は入射光束を遮断しない位置でポリゴンミラー２５に近接させて配置している。第１の結像レンズ２６の主走査方向の位置決め基準突起２６ｃをポリゴンミラー２５側に設け、第２の結像レンズ２７の主走査方向の位置決め基準突起２７ｃは被走査面２８側に設けたので、第２の結像レンズ２７を基準突起２７ｃの物理的な干渉を避けて第１の結像レンズ２６に近接できる。従って、結像レンズ２６、２７の双方をポリゴンミラー２５に近接できるので、ポリゴンミラー２５で偏向した光束の有効走査角度を広くすることや、結像レンズ２６、２７の焦点距離を短くすることが可能となって、結像レンズ２６、２７の小型化、材料コストの低減、そして装置全体のコンパクト化を実現できる。
【００２２】
また、主走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃを光軸方向の位置決め基準面２６ｄ、２７ｄの反対側に設けたので、結像レンズ２６、２７の光軸方向の位置は、光軸方向の位置決め基準面２６ｄ、２７ｄを有する面と対向する面から結像レンズ２６、２７を押圧して、光軸方向の位置決め基準面２６ｄ、２７ｄを光軸方向の位置決め基準突起２９ｃ、２９ｄに容易に当接させるこができる。従って、結像レンズ２６、２７の配置作業や接着作業が容易になり、光走査装置の組立作業性が向上する。
【００２３】
また、主走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃは、同一の走査平面内に１つだけ設け、主走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃの平面部は、光学フレーム２９の位置決め基準突起２９ａ、２９ｂに当接させるので、結像レンズ２６、２７が母線に非球面を有する場合でも、その反りを防いで主走査方向の位置を精度良く決定できる。また、結像レンズ２６、２７は光軸Ｌ’に対して略対称な形状であると共に、主走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃを、光軸Ｌ’を含む主走査方向と直交する副走査断面内に設けたので、環境変化による湿度や熱によって結像レンズ２６、２７が伸縮した場合でも、結像レンズ２６、２７の主走査方向のレンズ面の位置ずれ量を、光軸Ｌ’を中心として振り分けて少ない量に抑えることができ、結像レンズ２６、２７の性能の悪化を抑制できる。
【００２４】
そして、結像レンズ２６、２７の走査有効部を含むレンズ面部２６ａ、２７ａの外周に枠状部２６ｂ、２７ｂを設けたので、結像レンズ２６、２７の長手方向における歪や捩れを防止できる。また、成形性が安定して得られる枠状部２６ｂ、２７ｂに主走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃを設けたので、これらの基準突起２６ｃ、２７ｃの位置を精度良く配置することができる。
【００２５】
更に、結像レンズ２６、２７には、金型から取り出す際に有効な約５°の抜き勾配を設けると共に、主走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃの成形部を固定側金型に設け、光軸方向の位置決め基準面２６ｄ、２７ｄの成形部を可動側金型に設け、基準突起２６ｃ、２７ｃをイジェクタにより押し出すようにしたので、基準突起２６ｃ、２７ｃを金型から正確な形状で取り出すことができる。従って、従来のような結像レンズ２６、２７の基準突起２６ｃ、２７ｃが金型に粘着することによって、金型の面形状とは異なるうねり面を発生させることが少なくなり、基準突起２６ｃ、２７ｃや基準面２６ｄ、２７ｄの位置精度や面精度を向上できる。
【００２６】
そして、結像レンズ２６、２７は合成樹脂製であるため、成形時に主走査方向の位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃがその周辺のレンズ面部に対して局部的に変形を引き起こす虞れがあるが、これらの位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃをこれらの位置決め基準突起２６ｃ、２７ｃの副走査方向の幅よりも光軸Ｌ’を含む走査平面から離して配置したので、局部的な面形状の変化、屈折率の変化、複屈折の変化が、結像レンズ２６、２７の走査有効部を含むレンズ面部２６ａ、２７ａ内の実際に光束が通過する走査有効部２６ｅ、２７ｅに発生することを防止でき、画像に悪影響を及ぼすことはない。
【００２７】
図４は第２の実施例の要部平面図であり、ポリゴンミラー３１への入射光軸Ｌ上には第１の実施例と同様な光学部材が配置され、ポリゴンミラー３１からの出射光軸Ｌ’上には、第１〜第３の結像レンズ３２〜３４と被走査面３５が順次に配置されている。結像レンズ３２〜３４には、第１の実施例と同様に図示しない走査有効部を含むレンズ面部、枠状部３２ａ〜３４ａ、主走査方向の位置決め基準突起３２ｂ〜３４ｂ、光軸方向の位置決め基準面３２ｃ〜３４ｃがそれぞれ設けられている。また、第１の結像レンズ３２の主走査方向の位置決め基準突起３２ｂはポリゴンミラー３１側に設けられ、第２、第３の結像レンズ３３、３４の主走査方向の位置決め基準突起３３ｂ、３４ｂは、被走査面３５側に設けられている。
【００２８】
この第２の実施例でも、第１の結像レンズ３２をポリゴンミラー３１に近接できると共に、第１、第２の結像レンズ３２、３３同士と第２、第３の結像レンズ３３、３４同士とをそれぞれ近接することができるため、全ての結像レンズ３２〜３４をポリゴンミラー３１に近接でき、第１の実施例と同様な効果を得ることができる。
【００２９】
なお、上述の第１、第２の実施例において、全ての結像レンズ２６、２７、３２、３３、３４が非球面を有するレンズである場合でも、同様な効果を得ることができる。また、結像レンズ２６、２７、３２、３３、３４が主走査方向と副走査方向の少なくとも一方に偏心していても、同様な効果が得られる。このとき、ポリゴンミラー２５、３１からの偏向光束が、被走査面２８、３５上で垂直方向に走査するときの光路は、結像レンズ２６、２７、３２、３３、３４の仮想の光軸となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る光走査装置では、偏向手段に最も近い位置の結像レンズの主走査方向の位置決め基準を偏向手段側に設け、被走査面に最も近い位置の結像レンズの主走査方向の位置決め基準を被走査面側に設けたので、偏向手段に最も近い位置の結像レンズを偏向手段に近接することが可能となる上に、被走査面側に最も近い位置の結像レンズを前方の結像レンズに近接することも可能となり、コンパクト化を実現できる。
【００３１】
また、結像レンズの主走査方向の位置決め基準は、イジェクタを備えた固定側金型により成形し、光軸方向の位置決め基準は可動側金型により成形すれば、主走査方向の位置決め基準をイジェクタによって押し出すことができるので、光軸方向の位置決め基準を含む結像レンズを安定して精度良く形成でき、画質の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の要部斜視図である。
【図２】主走査方向の部分平面図である。
【図３】副走査方向の部分断面図である。
【図４】第２の実施例の要部平面図である。
【図５】従来例の要部斜視図である。
【図６】従来例の主走査方向の平面図である。
【符号の説明】
２１  半導体レーザー光源
２５、３１  ポリゴンミラー
２６、２７、３２、３３、３４  結像レンズ
２６ａ、２７ａ  レンズ面部
２６ｂ、２７ｂ、３２ａ、３３ａ、３４ａ  枠状部
２６ｃ、２７ｃ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ  主走査方向の位置決め基準突起
２６ｄ、２７ｄ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃ  光軸方向の位置決め基準面
２６ｅ、２７ｅ  走査有効部
２８、３５  被走査面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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