(57)【要約】【課題】光学素子の位置調整時に光学素子に歪みが発生することを抑制できるレーザ走査光学装置を得る。【解決手段】ビームを感光体上に結像／走査する走査レンズ５をホルダ１１上に回転部材２０を介して取り付け、走査レンズ５を板ばね３１でホルダ１１側に弾性的に押圧しつつ回転部材２０上で主走査方向Ｙに移動させて位置調整されたレーザ走査光学装置。回転部材２０はその回転軸が主走査方向Ｙと直交する方向に配置されるとともにホルダ１１のＶ溝１１ａに主走査方向Ｙの位置を規制された状態で摺動回転可能に保持されている。回転部材２０は走査レンズ５と接している大径軸部２１とホルダ１１のＶ溝１１ａと接している小径軸部２１を同軸上に有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームを結像、整形及び／又は収差補正する光学素子をホルダ上に回転部材を介して取り付け、前記光学素子を前記ホルダ側に弾性的に押圧しつつ前記回転部材上で主走査方向に移動させて位置調整されたレーザ走査光学装置において、
前記回転部材はその回転軸が主走査方向と直交する方向に配置されるとともに前記ホルダに主走査方向の位置を規制された状態で摺動回転可能に保持されており、
前記回転部材は前記光学素子と接している第１の円弧部分と前記ホルダと接している第２の円弧部分とを有し、第２の円弧部分の半径よりも第１の円弧部分の半径が大きいこと、
を特徴とするレーザ走査光学装置。
【請求項２】
第１の円弧部分及び第２の円弧部分が、同軸の断面円形の軸部として形成されていること、を特徴とする請求項１に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項３】
第１の円弧部分及び第２の円弧部分が、同軸の断面半円弧形状に形成されていること、を特徴とする請求項１に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項４】
前記光学素子と第１の円弧部分との静止摩擦力をＦ１、第１の円弧部分の半径をＲ１、前記ホルダと第２の円弧部分との静止摩擦力をＦ２、第２の円弧部分の半径をＲ２とするとき、以下の関係式を満足すること、
Ｆ１＞Ｆ２×Ｄ２÷Ｄ１
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査光学装置、特に、電子写真方式による複写機、プリンタなどの画像形成装置に画像書込み手段として搭載されるレーザ走査光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザプリンタなどの画像形成装置では画像形成の高精細化によって、レーザ走査光学装置に求められる仕様値が高まり、レンズやミラーなどの光学素子に関してその取付けに高精度な位置調整（特に主走査方向の位置調整）が要求されている。位置調整のために、ホルダ上に弾性的に押圧されている光学素子をホルダ上で移動させると、ホルダ（保持面）と光学素子との摩擦で光学素子に歪みや変形が生じ、光学性能が劣化するという問題点を有している。
【０００３】
そこで、特許文献１には、ハウジングに設けた溝に回転自在に配置された球体によってレンズを保持することが開示されている。位置調整のためにレンズを移動させると球体が回転（転動）し、光学素子に歪みや変形を生じるのを防止しようとするものである。しかしながら、球体が転動すると球体とホルダ及びレンズとの接触位置がずれてしまい、レンズを保持するための弾性押圧部材と球体との間で曲げモーメントが発生し、それによりレンズに歪みが生じる。
【０００４】
球体の保持形状としては、溝以外に円錐形状や多角錐形状の保持穴とすることが考えられる。この場合、レンズが移動しても球体の接触位置のずれは生じないものの、保持穴と球体との摩擦係数をレンズと球体との摩擦係数の少なくとも半分に設定しないと、球体が回転せずに、レンズに歪みが生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２６８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、光学素子の位置調整時に光学素子に歪みが発生することを抑制できるレーザ走査光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態であるレーザ走査光学装置は、
ビームを結像、整形及び／又は収差補正する光学素子をホルダ上に回転部材を介して取り付け、前記光学素子を前記ホルダ側に弾性的に押圧しつつ前記回転部材上で主走査方向に移動させて位置調整されたレーザ走査光学装置において、
前記回転部材はその回転軸が主走査方向と直交する方向に配置されるとともに前記ホルダに主走査方向の位置を規制された状態で摺動回転可能に保持されており、
前記回転部材は前記光学素子と接している第１の円弧部分と前記ホルダと接している第２の円弧部分とを有し、第２の円弧部分の半径よりも第１の円弧部分の半径が大きいこと、
を特徴とする。
【０００８】
前記レーザ走査光学装置においては、光学素子と素子ホルダとの間に回転部材が主走査方向の位置を規制された状態で摺動回転自在に保持されている。回転部材は、光学素子と接している第１の円弧部分とホルダと接している第２の円弧部分とを有し、第２の円弧部分の半径よりも第１の円弧部分の半径が大きい。それゆえ、位置調整時に光学素子を主走査方向に移動させると、光学素子と接触している半径の大きな第１の円弧部分は光学素子の移動に伴って回転し、このとき、ホルダと接触している半径の小さな第２の円弧部分が滑ることになる。即ち、回転部材が光学素子の移動に連動してスムーズに回転することになり、光学素子に歪みを生じることがない。しかも、回転部材は転動することなく、主走査方向の所定の位置で回転するため、回転部材とホルダ及びレンズとの接触位置がずれることはなく、光学素子を保持するための弾性押圧部材と回転部材との間で曲げモーメントが発生して光学素子に歪みが生じることもない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光学素子の位置調整時に光学素子に歪みが発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用されるレーザ走査光学装置を示す概略斜視図である。
【図２】第１実施例の要部を示す斜視図である。
【図３】第１実施例における調整時の力関係を示す説明図である。
【図４】第２実施例の要部を示す斜視図である。
【図５】第３実施例の要部を示す斜視図である。
【図６】第４実施例の要部を示す斜視図である。
【図７】第４実施例における調整時の力関係を示す説明図である。
【図８】第５実施例の要部を示す斜視図である。
【図９】第６実施例の要部を示す斜視図である。
【図１０】第７実施例の要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
（レーザ走査光学装置の概略構成、図１参照）
まず、本発明が適用されるレーザ走査光学装置を概略的に説明する。このレーザ走査光学装置は、図１に示すように、主に、レーザダイオード１、コリメータレンズ２、ポリゴンミラー３、走査レンズ４，５、ミラー６にて構成したもので、これらの部材はハウジング７に搭載、収容されている。装置自体の基本的な構成は周知である。レーザダイオード１から放射されたビームは、ポリゴンミラー３によって主走査方向Ｙに等角速度で偏向され、ビームの整形機能、ｆθ機能、結像機能などの少なくともいずれかを有する走査レンズ４，５によって主走査方向Ｙの収差を補正され、感光体４０上で結像した状態で露光／走査する。ちなみに、各図において、矢印Ｘはビームの進行方向を示し、矢印Ｚは副走査方向を示す。
【００１３】
（第１実施例、図２及び図３参照）
以下に、前記走査レンズ４，５の取付け構造及び調整方法について第１実施例として説明する。具体的には走査レンズ５について説明するが、走査レンズ４についても同様である。また、他の形状の走査レンズにも妥当することは勿論である。
【００１４】
走査レンズ５は、図２に示すように、前記ハウジング７に一体化されているホルダ１１に上に二つの回転部材を介して取り付けられている。走査レンズ５は上方から板ばね３１にて弾性的に押圧され、押圧箇所は回転部材２０の回転軸と垂直方向において一致している。さらに、走査レンズ５はその一端をばね部材３２によって矢印Ｙａ方向に弾性的に押圧され、他端から調整ねじ３３が当接することにより、矢印Ｙｂ方向に押圧される。即ち、走査レンズ５は調整ねじ３３の進退によって主走査方向Ｙに位置調整される。この位置調整は、前記レーザダイオード１を発光させ、感光体４０の相当位置でビームをモニタしつつ行われる。
【００１５】
回転部材２０は、図２及び図３に示すように、走査レンズ５の下面と接している第１の円弧部分２０ａと、ホルダ１１に形成したＶ溝１１ａと接している第２の円弧部分２０ｂとを有し、第２の円弧部分２０ｂの半径Ｄ２よりも第１の円弧部分２０ａの半径Ｄ１が大きい。第１の円弧部分２０ａは断面円形の大径軸部２１の一部であり、第２の円弧部分２０ｂは断面円形の小径軸部２２の一部である。軸部２１，２２は中心軸を同じにし、小径軸部２２は大径軸部２１の両側に形成されている。ホルダ１１のＶ溝１１ａは主走査方向Ｙに対して直交する方向（光軸方向Ｘ）に形成されている。回転部材２０は、小径軸部２２がＶ溝１１ａに、主走査方向Ｙに位置を規制された状態で摺動回転自在に保持されている。
【００１６】
以上の構成において、走査レンズ５は、板ばね３１によって回転部材２０に弾性的に押圧されている。ここで、走査レンズ５と大径軸部２１との接点Ａの摩擦係数をμ１、押圧力をＦとすると、調整による走査レンズ５の主走査方向Ｙへの移動により、摩擦力μ１×Ｆ＝Ｆ１が生じる。また、Ｖ溝１１ａと小径軸部２２との接点Ｂの摩擦係数をμ２、Ｖ溝１１ａの角度をθとすると、同様に、摩擦力Ｆ×ｃｏｓ（θ／２）×μ２＝Ｆ２／２が生じる。軸部２１，２２のそれぞれの半径はＤ１，Ｄ２であるので、それぞれの摩擦力Ｆ１，Ｆ２で生じる回転モーメントは、それぞれＦ１×Ｄ１，Ｆ２×Ｄ２となる。
【００１７】
走査レンズ５、回転部材２０及びホルダ１１はいずれも樹脂材から成形されており、前記摩擦係数μ１，μ２は０．２から０．５程度で、μ１≒μ２である。また、Ｖ溝１１ａの角度θは９０°とされている。その結果、Ｆ１≒Ｆ２あるいはＦ１＜Ｆ２（但し、Ｆ２はＦ１の数割程度大きい）となる。この状態で、接点Ａ，Ｂにおける半径Ｄ１，Ｄ２が同じであれば、走査レンズ５の調整による主走査方向Ｙへの移動に伴う摩擦力で接点Ａ，Ｂはいずれも滑りにくく、結果として走査レンズ５に歪みを生じることになる。
【００１８】
ここで、Ｄ１＞Ｄ２とし、Ｆ１＞Ｆ２×Ｄ２÷Ｄ１という関係が成立すれば、Ｖ溝１１ａと小径軸部２２との接点Ｂのほうが走査レンズ５と大径軸部２１との接点Ａよりも滑りやすくなり、接点Ａは滑ることなく回転部材２０がＶ溝１１ａ内で摺動回転することになる。これにて、歪みを生じさせることなく走査レンズ５を主走査方向Ｙに位置調整することが可能になる。この場合、軸部２１，２２は回転軸が移動することなく回転するため、回転部材２０と板ばね３１との位置関係が変化することはなく、この点でも走査レンズ５に歪みが生じることはない。
【００１９】
なお、Ｄ１＜Ｄ２では、走査レンズ５側の接点Ａが滑ることになり、走査レンズ５に歪みが生じる。あるいは、半径Ｄ２のほうが大きいので、走査レンズ５の有効光学領域に半径Ｄ２の軸部２２が干渉してしまうなどの不具合を生じる。
【００２０】
走査レンズ５は前記位置調整の後、ホルダ１１との間の適宜箇所に接着剤を充填、硬化させることにより、ホルダ１１に固定される。この場合、位置調整に用いたばね部材３２や調整ねじ３３は取り外してもよい。
【００２１】
（第２実施例、図４参照）
第２実施例は、図４に示すように、二つの大径軸部２１の間に小径軸部２２を設けた回転部材２０を用いたものである。二つの大径軸部２１によって計４点で走査レンズ５を安定して保持することができる。第２実施例におけるその他の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００２２】
（第３実施例、図５参照）
第３実施例は、図５に示すように、走査レンズ５の一端側を第１実施例で用いた回転部材２０で保持し、他端側を第２実施例で用いた回転部材２０で保持するようにしたものである。走査レンズ５を計３点で安定して保持することができる。第３実施例におけるその他の作用効果は第１実施例と同様である。
【００２３】
（第４実施例、図６及び図７参照）
第４実施例は、図６及び図７に示すように、上部に位置する第１の円弧部分２５ａ及び下部に位置する第２の円弧部分２５ｂを同軸の断面半円弧形状に形成した回転部材２５を用いたものである。この回転部材２５においても、Ｆ１＞Ｆ２×Ｄ２÷Ｄ１という関係が成立すれば、ホルダ１１に形成したＶ溝１１ａと第２の円弧部分２５ｂとの接点Ｂのほうが走査レンズ５と第１の円弧部分２５ａとの接点Ａよりも滑りやすくなり、接点Ａは滑ることなく回転部材２５がＶ溝１１ａ内で摺動回転することになる。それゆえ、第４実施例の作用効果は第１実施例と同様である。
【００２４】
なお、回転部材２５は接点Ａ，Ｂとなる円弧部分２５ａ，２５ｂが前記回転部材２０の円弧部分２０ａ，２０ｂよりも短い。走査レンズ５の主走査方向Ｙへの調整（移動）量は微小であるため、円弧部分は半円形状であっても支障はない。
【００２５】
（第５〜第７実施例、図８〜図１０参照）
ここに示す第５〜第７実施例は、いずれも、回転部材のホルダ部分を前記ハウジング７のプレート部８に形成した溝部としたものである。
【００２６】
第５実施例（図８参照）は、第２実施例で用いた回転部材２０をプレート部８に形成した溝部１５に摺動回転自在に保持したものである。第６実施例（図９参照）は、第２実施例で用いた回転部材２０と第３実施例で用いた回転部材２０をプレート部８に形成した溝部１５，１６に摺動回転自在に保持したものである。第７実施例（図１０参照）は、第４実施例で用いた回転部材２５をプレート部８に形成した溝部１７に摺動回転自在に保持したものである。
【００２７】
（他の実施例）
なお、本発明に係るレーザ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することができる。
【００２８】
特に、光源光学系、走査光学系の構成、配置などは任意である。回転部材やホルダ（溝部）の詳細な構造、形状なども任意である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明は、レーザ走査光学装置に有用であり、特に、光学素子の位置調整時に光学素子に歪みが発生することを抑制できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３０】
１…レーザダイオード
３…ポリゴンミラー
４，５…走査レンズ
１１…ホルダ
２０，２５…回転部材
２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂ…円弧部分
２１…大径軸部
２２…小径軸部
４０…感光体
Ａ，Ｂ…接点
Ｙ…主走査方向
【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】
2011221323.tif 000008
【図７】
2011221323.tif 000009
【図８】
2011221323.tif 000010
【図９】
2011221323.tif 000011
【図１０】
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