(57)【要約】【課題】通過させるべき平行光束をアパチャーによって遮断してしまうことがなく、安定して所望のビームスポット径を得ることができる光走査装置を低コストで提供する。【解決手段】コリメータレンズ２１を保持する鏡筒部２２ｂの一端にレーザ光を整形するアパチャー部２２ｂを一体形成してレンズホルダ２２を構成し、アパチャー部２２ｂの肉厚を容易に弾性変形することができる程度に薄く形成する。そして、コリメータレンズ２１のレーザ光射出側レンズ面２１ａに沿うようにアパチャー部２２ｂを弾性変形させて、アパチャー部２２ｂをレーザ光射出側レンズ面２１ａに密着させる。【選択図】図４
2008111915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発する光源と、前記光源から発せられたレーザ光を平行光束に変換するコリメータレンズと、前記コリメータレンズを保持するレンズホルダと、を有する光走査装置において、
前記レンズホルダは、前記コリメータレンズを保持する鏡筒部と、前記レーザ光を整形するアパチャー部とが一体形成されて成り、前記アパチャー部は前記コリメータレンズのレーザ光射出側レンズ面に、レンズ面形状に沿って密着されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記アパチャー部は、弾性変形可能に形成されており、前記コリメータレンズのレンズ面形状に沿って弾性変形されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置において、書き込み用光学系として用いられる光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザビームを光源として用いた光走査装置が開発されており、複数のレーザビームを用いて複数のラインを同時に書き込むマルチビーム型の光走査装置等も開発されている。特に、半導体レーザ（レーザダイオード）は、ＯＮ／ＯＦＦ制御が簡単であり、かつ小型であるという利点があるため、光源として半導体レーザを用いた光走査装置の開発が頻繁に行われている。
【０００３】
このような光走査装置においては、半導体レーザ等の光源から射出される光束を、ポリゴンミラー等の偏向手段によって偏向して、感光体上に走査することにより静電潜像を形成している。更に、このような光走査装置においては、コリメータレンズを用いて光源から発せられた拡散光を平行光束に変換し、この平行光束を開口絞り（以下、アパチャーという）によって整形することにより、所望のビームスポット径を得ることが一般的に行われている。
【０００４】
ここで、平行光束を整形するアパチャーは、コリメータレンズと光源との間に光軸ずれが発生した場合であっても、通過させるべき平行光束がアパチャーによって遮断されることを防止することができるため、コリメータレンズの像側焦点位置に配置するのが最も良いことが知られており、従来の光走査装置では、図６に示すように、コリメータレンズ１００、レンズホルダ１０１及びアパチャー１０２を別々に形成し、これらをユニット化する際にコリメータレンズ１００の像側焦点位置に、アパチャー１０２が配置されるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−７１５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の光走査装置のように、アパチャー１０２をコリメータレンズ１００の像側焦点位置に配置するためには、図６に記載したように、レンズホルダ１０１及びアパチャー１０２の一部を光軸方向に像側焦点距離以上の長さを有するように形成するか、レンズホルダ１０１又はアパチャー１０２のいずれか一方の一部を光軸方向に像側焦点距離以上の長さを有するように形成する必要があり、レンズホルダ１０１又はアパチャー１０２の製造コストの増大を招くという問題があった。
【０００６】
また、コリメータレンズ１００、レンズホルダ１０１及びアパチャー１０２を別々に形成し、これらをユニット化する際に、コリメータレンズ１００の像側焦点位置にアパチャー１０２を配置するため、組立公差等が発生した場合には、アパチャー１０２がコリメータレンズ１００の像側焦点位置からずれて、通過させるべき平行光束が遮断されてしまい、所望のビームスポット径を得ることができないという問題があった。
【０００７】
本発明においては上述の事情に鑑み、通過させるべき平行光束をアパチャーによって遮断してしまうことがなく、安定して所望のビームスポット径を得ることができる光走査装置を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、レーザ光を発する光源と、前記光源から発せられたレーザ光を平行光束に変換するコリメータレンズと、前記コリメータレンズを保持するレンズホルダと、を有する光走査装置において、前記レンズホルダは、前記コリメータレンズを保持する鏡筒部と、前記レーザ光を整形するアパチャー部とが一体形成されて成り、前記アパチャー部は前記コリメータレンズのレーザ光射出側レンズ面に、レンズ面形状に沿って密着されていることを特徴としている。
【０００９】
また本発明は、上記構成の光走査装置において、前記アパチャー部は、弾性変形可能に形成されており、前記コリメータレンズのレンズ面形状に沿って弾性変形されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の構成によれば、レンズホルダのアパチャー部を、コリメータレンズのレーザ光射出側レンズ面に密着させる構成とすることにより、レンズホルダとコリメータレンズとをユニット化する際に発生する、コリメータレンズに対するアパチャー部の取り付け公差等を防止することができ、安定して所望のビームスポット径を得ることができる。また、アパチャー部をレーザ光射出側レンズ面に密着させることにより、レンズホルダを光軸方向にコリメータレンズの像側焦点距離以上の長さを有するよう形成する必要がないため、部材の削減による製造コストの削減を図ることが可能となる。更に、アパチャー部をレーザ光射出側レンズ面に密着させ平行光束に変換された後のレーザ光を裁断する構成としたことにより、コリメータレンズに入射する拡散光を裁断した場合よりも、ビームスポット径のばらつきを少なくすることができる。
【００１１】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の光走査装置において、アパチャー部のコリメータレンズと接する面を、レーザ光射出側レンズ面のレンズ面形状と同形状に形成して、アパチャー部をレーザ光射出側レンズ面に密着させることは困難であるが、アパチャー部の肉厚を容易に弾性変形することができる程度に薄く形成し、レーザ光射出側レンズ面のレンズ面形状に合わせて変形させることにより、容易にアパチャー部をレーザ光射出側レンズ面に密着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。先ず、図１及び図２を参照して、本発明に係る光走査装置の構成及び動作について説明する。図１は本発明に係る光走査装置の斜視図であり、図２は本発明に係る光走査装置に備えられた光源装置の斜視図である。なお、説明の便宜上、図１においては光走査装置の筐体を閉塞する蓋部材を除外して図示している。
【００１３】
図１に示すように、光走査装置１は、筐体２の内側面又は内底面に配設された光源装置１０、シリンドリカルレンズ３、ポリゴンミラー４及びその駆動モータ、走査レンズ５、折り返しミラー６、ミラー７及びビーム検知センサ８から構成されている。また、像担持体である感光体ドラム（図示しない）は筐体２の外側に配設されており、筐体２の底面には、レーザ光を筐体２から感光体ドラムに向けて導くための窓部９が設けられている。
【００１４】
光走査装置１に備えられる光源装置１０は、図２に示すように、レーザ光を射出するレーザダイオード（以下、ＬＤという）１１と、コリメータレンズ２１（図３参照）及びレンズホルダ２２（図３参照）とから成るコリメータレンズユニット２０と、これらを保持する基台１２から構成されている。
【００１５】
基台１２は、ＬＤ１１を保持する平板状のＬＤ保持部１２ａと、コリメータレンズユニット２０を保持するレンズ保持部１２ｂとから成り、ＬＤ保持部１２ａの下端縁にレンズ保持部１２ｂが直角をなすようにＬ字形状に一体形成されている。そして、ＬＤ保持部１２ａには、貫通孔１３が設けられており、この貫通孔１３にレンズ保持部１２ｂが形成されている側と反対側からＬＤ１１が嵌挿されている。
【００１６】
また、レンズ保持部１２ｂの上面には、コリメータレンズユニット２０をＬＤ１１から射出されるレーザ光の光軸方向（図２に矢印Ａで示す方向）に摺動可能に保持する略Ｖ字形状の摺動溝１４が設けられている。なお、この摺動溝１４は、ＬＤ１１から射出されたレーザ光がコリメータレンズ２１に入射するような位置にコリメータレンズユニット２０が保持されるように形成されており、摺動溝１４に沿ってコリメータレンズユニット２０を摺動させることによって、ＬＤ１１とコリメータレンズ２１との間隔調整を行うことができるようになっている。
【００１７】
そして、コリメータレンズユニット２０は、手動又は公知の送りねじ機構（図示しない）等を用いて、ＬＤ１１から射出されたレーザ光が、図示しない感光体ドラム上に規定のビームスポットの状態（例えば、径の大きさやピント合わせ等）に結像されるように、矢印Ａ方向に微小単位で摺動させ位置調整された後、紫外線硬化型接着剤や、瞬間接着剤、エポキシ系接着剤又は一般的なボンド等を用いて、レンズ保持部１２ｂに対して接着固定されている。
【００１８】
以上のように構成された光走査装置１においては、光源装置１０に備えられたＬＤ１１から射出され、コリメータレンズユニット２０によって並行光束に変換されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ３によって線状の光束に集光され、ポリゴンミラー４により所定の走査方向に偏向走査されて、走査レンズ５、折り返しミラー６を経て感光体ドラム上へと結像される。この結像された光束は、感光体ドラム上をポリゴンミラー４の回転により主走査方向に、感光体ドラムの回転により副走査方向に走査することによって感光体ドラム表面に静電潜像を形成することとなる。
【００１９】
また、ポリゴンミラー４の走査光は、その主走査方向の一端においてミラー７によって走査面の下方へ分離され、ビーム検知センサ８に導入される。導入された走査光はビーム検知センサ８において走査開始信号に変換され、光源装置１０に備えられたＬＤ１１に送信される。そして、ＬＤ１１は走査開始信号を受信した後、書き込み変調を開始することとなる。
【００２０】
次に、図３〜図５を参照して、本発明に係る光走査装置１に備えられる光源装置１０に用いられるコリメータレンズユニット２０について説明する。図３はコリメータレンズユニットの斜視図であり、図４はコリメータレンズユニットの側面断面図である。また、図５はユニット化する前のコリメータレンズ及びレンズホルダの側面断面図である。図３及び図４に示すように、コリメータレンズユニット２０は、コリメータレンズ２１及びレンズホルダ２２とから構成されている。
【００２１】
レンズホルダ２２は、図５に示すように、断面形状がキャップ状となるように形成されており、コリメータレンズ２１を内部に装填する円筒形状の鏡筒部２２ａと、鏡筒部２２ａの一方の開口を塞ぐように一体形成されたアパチャー部２２ｂとを備えている。なお、レンズホルダ２２の材料には、軽量かつ耐熱性を有する合成樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂とＰＣ樹脂のアロイ材料）等を、好適に用いることができる。
【００２２】
鏡筒部２２ａは、コリメータレンズ２１を安定に保持することができるように、容易に弾性変形することがない程度の肉厚を有しており、その内径はコリメータレンズ２１を圧入することができるように、コリメータレンズ２１の外径と略同一となるように形成されている。また、鏡筒部２２ａの光軸方向の長さは、コリメータレンズ２１を収納することができるように、コリメータレンズ２１の光軸方向の長さよりも長くなるように形成されている。
【００２３】
アパチャー部２２ｂは、鏡筒部２２ａの一端に一体形成されており、その中央部にはコリメータレンズ２１のレンズ面に対向し、コリメータレンズ２１によって平行光束に変換されたレーザ光を所望のビームスポット径に整形するための円形の開口部２２ｃが形成されている。そして、このアパチャー部２２ｂの肉厚は、容易に弾性変形することができる程度に薄く形成されている。
【００２４】
上記のように構成されたレンズホルダ２２にコリメータレンズ２１を装填する際には、図５に示すように、レーザ光射出側レンズ面２１ａがアパチャー部２２ｂに対向するような向きで、コリメータレンズ２１を鏡筒部２２ａの開口から装填していき、レーザ光射出側レンズ面２１ａがアパチャー部２２ｂに当接する位置までコリメータレンズ２１を押し込んでいく。
【００２５】
そして、レーザ光射出側レンズ面２１ａがアパチャー部２２ｂに当接した後、更にコリメータレンズ２１を押し込むことにより、前述したようにアパチャー部２２ｂの肉厚は、容易に弾性変形することができる程度に薄く形成されているため、アパチャー部２２ｂがレーザ光射出側レンズ面２１ａに沿うように弾性変形し、図４に示すように、アパチャー部２２ｂがレーザ光射出側レンズ面２１ａのレンズ面形状に沿って密着することとなる。
【００２６】
このように、アパチャー部２２ｂをレーザ光射出側レンズ面２１ａに密着させることにより、これらの部材をユニット化する際に発生する、コリメータレンズ２１に対するアパチャー部２２ｂの取り付け公差等を防止することができ、安定して所望のビームスポット径を得ることができる。また、アパチャー部２２ｂをレーザ光射出側レンズ面２１ａに密着させるようにしたことにより、レンズホルダ２２は光軸方向にコリメータレンズ２１の像側焦点距離以上の長さを有するように形成する必要がないため、部材の削減による製造コストの削減を図ることが可能となる。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、アパチャー部２２ｂの肉厚を容易に弾性変形できる程度に薄く形成し、レーザ光射出側レンズ面２１ａのレンズ面形状に沿うように弾性変形させることによって、レーザ光射出側レンズ面２１ａに密着させる構成としているが、これは、アパチャー部２２ｂのコリメータレンズ２１と対向する面を、予めレーザ光射出側レンズ面２１ａのレンズ面形状と同形状に形成しておくことも可能である。また、アパチャー部２２ｂに形成される開口部の形状は、図３に示すような円形の他、方形、楕円形、多角形又はこれらを組み合わせた形状等、適宜変更することが可能である。
【００２８】
また、上記実施形態においては、アパチャー部２２ｂをレーザ光射出側レンズ面２１ａに密着させる構成としたが、これはアパチャー部２２ｂをレーザ光入射側レンズ面に密着させるように構成することも可能である。しかしながら、レーザ光の整形は、コリメータレンズ２１に入射する拡散光を裁断するよりも、コリメータレンズ２１によって変換された後の平行光束を裁断した方が、得られるビームスポット径のばらつきを少なくすることができるため、アパチャー部２２ｂはレーザ光射出側レンズ面２１ａに密着させておくことが好ましい。
【００２９】
更に、上記実施形態においては、コリメータレンズ２１を保持する鏡筒部２２ａとレーザ光を整形するアパチャー部２２ｂとを一体形成したレンズホルダ２２に対して、別部材であるコリメータレンズ２１を装填する構成について説明したが、これは、二色成形法を用いて、コリメータレンズ２１とレンズホルダ２２とを一体形成することも可能である。
【００３０】
その他、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、例えば、上記実施形態においては、走光学装置として一つのＬＤを用いてラインを書き込む光走査装置を用いて説明したが、これはマルチビーム型の光走査装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置において、書き込み用光学系として用いられる光走査装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】は、本発明に係る光走査装置の斜視図である。
【図２】は、本発明に係る光走査装置に備えられた光源装置の斜視図である。
【図３】は、コリメータレンズユニットの斜視図である。
【図４】は、コリメータレンズユニットの側面断面図である。
【図５】は、ユニット化する前のコリメータレンズ及びレンズホルダの側面断面図である。
【図６】は、従来のコリメータレンズユニットの側面断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      光走査装置
２      筐体
３      シリンドリカルレンズ
４      ポリゴンミラー
５      走査レンズ
６      折り返しミラーミラー
７      ミラー
８      ビーム検知センサ
９      窓部
１０    光源装置
１１    ＬＤ
１２    基台
１３    貫通孔
１４    摺動溝
２０    コリメータレンズユニット
２１    コリメータレンズ
２１ａ  レーザ光射出側レンズ面
２２    レンズホルダ
２２ａ  鏡筒部
２２ｂ  アパチャー部
２２ｃ  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008111915.tif 000006
【図５】
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【図６】
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