(57)【要約】      【課題】  周辺温度が変化しても、ビームスポットの間隔を高い精度で保持する。      【解決手段】  温度降下によって収縮する、レンズ保持枠の光軸方向の変化量と、コリメータレンズとレンズ押え環との光軸方向の合計の変化量との差よりも、締付荷重によるコリメータレンズ、レンズ保持枠、及びレンズ押え環の各々の弾性変形量の和の方が大きくなるように各部品の材料を選定してレンズユニットを構成する。【選択図】      図４
2004302455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子から射出される複数の光ビームを偏向器を用いて偏向させることにより被走査面上で同時に走査させるマルチビーム走査装置用のレンズユニットにおいて、
線膨張率がρ１で、縦弾性率がＥ１で、光軸方向と直交する断面積がＳ１である光学系と、
線膨張率がρ２で、縦弾性率がＥ２で、前記光軸方向と直交する断面積がＳ３である、前記光学系を組み込んでいる円筒形状を有している枠体と、
線膨張率がρ３で、縦弾性率がＥ３で、前記光軸方向と直交する断面積がＳ３である、前記光学系を前記枠体内に荷重Ｐで押圧して固定している、前記枠体内で固定されている円筒形状を有している光学系押え手段と、を備え、
前記光学系と前記枠体との接点と、前記光学系と前記光学系押え手段との接点との間の前記光学系の前記光軸方向の長さがＬ１であって、
前記光学系と前記枠体との接点と、前記枠体と前記光学系押え手段との固定部の前記光学系側の端部との間の前記枠体の前記光軸方向の長さがＬ２であって、
前記光学系と前記光学系押え手段との接点と、前記端部との間の前記光学系押え手段の前記光軸方向の長さがＬ３であって、
所定の基準温度ｔ０に対する温度の変化量をΔｔとしたときに、
【数１】
2004302455.tif 000009
を満たすよう、各部品の材料が選定されたこと、を特徴とするマルチビーム走査装置用のレンズユニット。
【請求項２】
前記枠体と前記光学系押え手段との前記固定部は、前記枠体の内径に備えられているねじ部と、前記光学系押え手段の外径に備えられているねじ部と、からなること、を特徴とする請求項１に記載のマルチビーム走査装置用のレンズユニット。
【請求項３】
【数２】
2004302455.tif 000010
を満たすよう、各部品の材料が選定されたこと、を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のマルチビーム走査装置用のレンズユニット。
【請求項４】
基準温度ｔ０を２０℃とし、周辺の温度をｔとしたとき、
【数３】
2004302455.tif 000011
を満たすこと、を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマルチビーム走査装置用のレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の発光素子から射出される複数の光ビームを偏向器を用いて偏向させることにより被走査面上で同時に走査させるマルチビーム走査装置用のレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つの発光素子から射出される１つの光ビームを偏向器を用いて偏向させることにより被走査面上で走査させる走査装置が広く知られている。しかしながら、このような走査装置は１つの光ビームを被走査面上で走査させて画像を形成するものであるため、画像を形成する速度が遅い。そこで近年、複数の発光素子から射出される複数の光ビームを偏向器を用いて偏向させることにより被走査面上で同時に走査させるマルチビーム走査装置が提案され、広く実用に供している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献２には、温度変化によるレンズの変形を吸収してレンズの歪みの発生を防止できるレンズ保持機体が提案されている。このレンズ保持機体は、レンズを保持する保持枠とレンズとの間に弾性部材を介在させることにより温度変化、特に高温時における熱膨張に起因したレンズの変形を、この弾性部材が吸収するよう構成されている。この弾性部材は主にラジアル方向のレンズの変形を吸収してそのレンズの歪みの発生を防止している。
【０００４】
また、特許文献２には、スラスト方向のレンズの変形に対する解決案も提案されている。この特許文献２によると、レンズを保持枠とレンズ押えとで上下で挟んで固定したり、レンズと弾性部材とを接着して弾性部材のみを保持枠とレンズ押えとで上下で挟んで固定したりすることによりスラスト方向のレンズの変形によるレンズの歪みの発生を防止している。
【特許文献１】特開２００１−１９４６０５号公報（第７、８頁、第１図）
【特許文献２】特開平７−１９１２４７号公報（第２〜５頁、第１、６、９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなマルチビーム走査装置では、走査開始から操作終了までの間、被走査面上で形成される複数の光ビームの各々のビームスポットの間隔を、設定された解像度に応じて高い精度で保持することが必要である。すなわち、複数の光ビームの各々がなすそれぞれの光路の相対的な位置がほぼ保たれていなければならない。しかしながら、コストの高い１チップ化されたマルチ発光レーザダイオードやマルチチップの発光レーザダイオードをマルチビーム走査装置に採用しても、温度変化により上記チップを構成している部材の各々が僅かに移動してしまうため、被走査面上で形成される複数の光ビームの各々の走査方向のビームスポットの間隔を保持できないことがある。
【０００６】
また、このマルチビーム走査装置に備えられている光ビームを射出するコリメータレンズの被走査面に対するビームスポットの移動に対する感度は極めて高い。具体的には、コリメータレンズが移動すると、被走査面上でそのビームスポットはそのコリメータレンズの移動量の３倍から１０倍移動してしまう。そこで従来は、被走査面と等価な位置にセンサを配置して、複数の光ビームの各々のビームスポットの間隔をモニタしてフィードバックする、すなわちクローズドループ方式にすることにより、複数の光ビームの各々のビームスポットの間隔を保持していた。
【０００７】
しかしながら、上述のようなフィードバック制御を行う機構を装置内に備えることによって、装置の大型化、複雑化、及びコストアップに繋がってしまっていた。
【０００８】
また、特許文献２で提案されているスラスト方向のレンズの変形に対する解決案であって、レンズを保持枠とレンズ押えとで上下で挟んで固定する方法では、周辺温度が低い場合、レンズ保持機体を構成する部材の各々は収縮してしまうため、それらの部材の各々の間にクリアランスが生じてレンズが保持枠に対して移動してしまう。従って、感度が極めて高いマルチビーム走査装置において、このような構造を有するレンズ保持機体では、被走査面上で形成される複数の光ビームの各々の走査方向のビームスポットの間隔を保持することは難しい。
【０００９】
また、同様に、特許文献２で提案されているスラスト方向のレンズの変形に対する解決案であって、レンズと弾性部材とを接着して弾性部材のみを保持枠とレンズ押えとで上下で挟んで固定する方法では、マルチビーム走査装置に備えられるようなサイズの小さいレンズと弾性部材との間に接着剤を注入する作業は難しく、また、製造工程が増えることになるため、コストアップに繋がってしまう。さらに、レンズと弾性部材とを接着してしまうと、レンズを弾性部材から取り外すことができなくなってしまうため、いずれかの部材で不良が発生した場合、その両方の部材を破棄しなければければならない。また、このように接着剤を使用した場合、レンズは接着剤の熱膨張に伴う温度変化の影響を受けてしまうことがある。
【００１０】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、被走査面上における複数の光ビームの各々のビームスポットの間隔をモニタしてフィードバック制御を行うための機構を用いることなく、かつ枠体に対する光学系の固定に接着剤を用いることなく、周辺温度が変化しても、上記ビームスポットの間隔を高い精度で保持することを可能とするマルチビーム走査装置用のレンズユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決する本発明の一態様に係るマルチビーム走査装置用のレンズユニットは、複数の発光素子から射出される複数の光ビームを偏向器を用いて偏向させることにより被走査面上で同時に走査させるものである。このマルチビーム走査装置用のレンズユニットは、線膨張率がρ１で、縦弾性率がＥ１で、光軸方向と直交する断面積がＳ１である光学系と、線膨張率がρ２で、縦弾性率がＥ２で、光軸方向と直交する断面積がＳ３である、光学系を組み込んでいる円筒形状を有している枠体と、線膨張率がρ３で、縦弾性率がＥ３で、光軸方向と直交する断面積がＳ３である、光学系を枠体内に荷重Ｐで押圧して固定している、枠体内で固定されている円筒形状を有している光学系押え手段とを備えている。このマルチビーム走査装置用のレンズユニットは、光学系と枠体との接点と、光学系と光学系押え手段との接点との間の光学系の光軸方向の長さがＬ１であって、光学系と枠体との接点と、枠体と光学系押え手段との固定部の光学系側の端部との間の枠体の光軸方向の長さがＬ２であって、光学系と光学系押え手段との接点と、端部との間の光学系押え手段の光軸方向の長さがＬ３であって、所定の基準温度ｔ０に対する温度の変化量をΔｔとしたときに、
【数４】
2004302455.tif 000003
を満たすよう、各部品の材料が選定されている。
【００１２】
また、上記マルチビーム走査装置用のレンズユニットにおいて、枠体と光学系押え手段との固定部は、枠体の内径に備えられているねじ部と、光学系押え手段の外径に備えられているねじ部とからなる。
【００１３】
また、上記マルチビーム走査装置用のレンズユニットは、
【数５】
2004302455.tif 000004
を満たすよう、各部品の材料が選定されていてもよい。
【００１４】
また、上記マルチビーム走査装置用のレンズユニットにおいて、基準温度ｔ０を２０℃とし、周辺の温度をｔとしたとき、
【数６】
2004302455.tif 000005
を満たすことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明のマルチビーム走査装置は、温度変化に伴う膨張／収縮による各部分の変形を各部分の弾性変形によって吸収することができるため、温度変化によるコリメータレンズ１１０や１２２の位置ずれを防止することができる。従って、組立時の初期的な位置合わせのみで被走査面上で形成されるこれらの光ビームの各々の走査方向のビームスポットの間隔を高い精度で保持することができる。その結果、フィードバック制御を行う機構を搭載する必要がなく、装置の小型化、簡略化、及びコストダウンを実現することができる。また、接着剤を組立に用いることがないため、製造工程も簡略化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るマルチビーム走査装置１００の光学的構成を模式的に示す図である。図１に示されるように、マルチビーム走査装置１００は、第１及び第２の発光素子１０２、１０４を備えている。第１及び第２の発光素子１０２、１０４は例えばレーザダイオードであり、それぞれ、第１及び第２の光ビーム１０６、１０８を照射する。本実施形態の場合、第１及び第２の発光素子１０２、１０４は、第１及び第２の光ビーム１０６、１０８を、後述するポリゴンミラーの回転軸を法線とする平面内に、好ましくはそれらが互いに実質的に平行となるように照射する。
【００１７】
第１の発光素子１０２から照射された第１の光ビーム１０６は、コリメータレンズ１２２において平行光に変換された後、プリズム１２４へ入射する。プリズム１２４は、第１の光ビーム１０６の光路を第２の光ビーム１０８へ近づけ、それから第１の光ビーム１０６をポリゴンミラー１１４へ向けて射出する。
【００１８】
プリズム１２４から射出された第１の光ビーム１０６は、シリンドリカルレンズ１１２を通過し、ポリゴンミラー１１４の反射面１１４ａへ入射する。シリンドリカルレンズ１１２は、ポリゴンミラー１１４の反射面１１４ａの近傍に光ビームが収束するように、ポリゴンミラー１１４の回転軸１１４ｂに平行な方向（副走査方向）にのみ光ビームを収束させるパワーを有する。
【００１９】
第１の光ビーム１０６は、さらに、反射面１１４ａにより反射され、ｆθレンズ１１８を通過し、被走査面１２０上に結像される。ポリゴンミラー１１４が所定速度で回転すると、被走査面１２０上に結像された第１の光ビームは、実質的に一定の速度で被走査面１２０上を移動する。このとき第１の光ビームが移動する方向を主走査方向という。また、被走査面１２０上で主走査方向に直交する方向を副走査方向という。
【００２０】
また、第２の発光素子１０４から照射された第２の光ビーム１０８は、コリメータレンズ１１０により平行光に変換された後、第１の光ビーム１０６と同様に、シリンドリカルレンズ１１２を通過した後にポリゴンミラー１１４に入射し、ポリゴンミラーの反射面１１４ａで反射される。反射された第２の光ビーム１０８は、さらにｆθレンズ１１８を通過した後に被走査面１２０に照射され、そこに主走査方向に移動するビームスポットを形成する。
【００２１】
なお、プリズム１２４は、第２の光ビーム１０８が照射されている位置とほぼ同じ位置において第１の光ビームがポリゴンミラー１１４の反射面１１４ａに照射されるように、第１の光ビーム１０６を射出する。このため、プリズム１２４よりポリゴンミラー１１４の側において、第１および第２の光ビーム１０６、１０８は互いに平行ではなく、ポリゴンミラー１１４の回転方向において相互間に開き角θを有している。
【００２２】
また、第２の光ビーム１０８の光路上であってコリメータレンズ１１０とシリンドリカルレンズ１１２との間には、さらに、第２の光ビーム１０８の位置調整用素子１２６が配置されている。位置調整用素子１２６は、例えばその光軸を含む断面がクサビ形状をしたプリズムである。本実施形態では、位置調整用素子１２６の配置を調整することにより、第２の光ビーム１０８がシリンドリカルレンズ１１２に入射する高さを調整する。ここで高さとは、副走査方向の位置をいう。第２の光ビーム１０８の高さは、第１の光ビーム１０６と所定距離異なる高さでシリンドリカルレンズ１１２に入射するように調整される。これにより、第２の光ビーム１０８は、ポリゴンミラーの反射面１１４ａにおいて第１光ビーム１０６に対し僅かに傾いた状態でポリゴンミラー１１４に入反射する。つまり、第２の光ビーム１０８は、位置調整用素子１２６によりポリゴンミラー１１４に入射する副走査方向の角度を調整される。角度を調整した結果、第２の光ビーム１０８は、被走査面上で第１の光ビーム１０６が走査する走査ラインに対し副走査方向へ所定間隔離れた走査ライン上を走査するようになる。なお、位置調整用素子１２６による第２の光ビーム１０８のポリゴンミラー１１４に入射する副走査方向の角度の調整は、マルチビーム走査装置１００の製造工程の１つとして行われるものである。
【００２３】
シリンドリカルレンズ１１２とポリゴンミラー１１４の間には、さらに、スリット１２８が配置されている。スリット１２８は、ポリゴンミラー１１４の回転軸を法線とする平面に平行な長穴状の開口を有し、この開口に第１及び第２光ビーム１０６、１０８を通過させることにより、断面形状が互いにほぼ等しくなるように第１および第２の光ビームのビーム幅等を規制している。これにより、第１および第２の光ビームの有効光束が成形される。
【００２４】
図２は、マルチビーム走査装置１００におけるプリズム１２４を含む一部を拡大して示す図である。図２に示されるように、プリズム１２４は、第１の光ビーム１０６が入射する入射面１２４ａ、それぞれ第１のビーム１０６を反射するための反射膜がコーティングされている第１及び第２の反射面１２４ｂ、１２４ｃ、並びに第１の光ビーム１０６が射出する射出面１２４ｄを有している。
【００２５】
第１の光ビーム１０６は、入射面１２４ａと第１の反射面１２４ｂとがなす角部を含む入射面１２４ａの一部からプリズム１２４に入射する。なお、入射面１２４ａには、第１の光ビーム１０６の透過を促進するため、反射防止膜がコーティングされていてもよい。
【００２６】
プリズム１２４に入射した第１の光ビーム１０６は、全反射または反射コートの第１の反射面１２４ｂにおいて第２の反射面１２４ｃへ向けて反射される。第１の反射面１２４ｂで反射された第１の光ビーム１０６は、さらに、第２の反射面１２４ｃにおいて反射され、射出面１２４ｄからポリゴンミラー１１４へ向けて射出する。
【００２７】
第２の反射面１２４ｃと射出面１２４ｄにより形成される角部には、面取り部１２４ｅが形成されている。第１の反射面１２４ｂにより反射された第１の光ビーム１０６は、第２の反射面１２４ｃのみならず、面取り部１２４ｅにも照射される。この結果、第２の反射面１２４ｃの面取り部１２４ｅ側にある端部が鏡面であれば、第１の光ビームは特定の方向へ透過または反射して画像形成に悪影響が出る可能性があるが、一方、面取り部１２４ｅは、そこへ入射した光を散乱するように表面を加工されている。例えば、本実施形態の面取り部１２４ｅは、＃４００〜＃８００程度の表面荒さを有するスリ面に加工されている。このために、面取り部１２４ｅに入射した第１の光ビーム１０６は、そこで散乱され、特定の方向へ大きな強度を有する状態で透過または反射することはない。
【００２８】
第２の反射面１２４ｃにおける射出面１２４ｄ側の端部は、第２の光ビーム１０８の光路内に配置されている。このため、第２の反射面１２４ｃの端部に第２の光ビーム１０８の一部が照射される。第２の反射面１２４ｃには、前述したように全反射または反射コートの反射膜が設けられているため、照射された第２の光ビーム１０８はそこで反射され、ポリゴンミラー１１４へ向かうことはない。つまり、第２の反射面１２４ｃの端部は、第２の光ビーム１０８の光束の一部を遮光している。
【００２９】
このように、第２の反射面１２４ｃの端部は、第２の光ビームを遮光すると共に、同時に、第１の光ビーム１０６をポリゴンミラー１１４に向けて反射させている。このため、プリズム１２４の射出面１２４ｄ側では、第２の光ビーム１０８が遮光された領域において第１の光ビーム１０６が射出され、結果として第１の光ビーム１０６の光束が第２の光ビーム１０８の光束と隙間なく隣接するようになる。既に説明したように、第１及び第２の光ビーム１０６、１０８は、ポリゴンミラー１１４の回転方向において互いに開き角θを有する状態でポリゴンミラー１１４へ入射しているが、プリズム１２４の射出面１２４ｄにおいて、第１及び第２の光ビーム１０６、１０８が互いに隙間なく隣接し、第１および第２の光ビーム１０６、１０８の間隔が極めて小さくなっているために、開き角θも極めて小さくなっている。
【００３０】
図１に示したマルチビーム走査装置１００は、第１及び第２の発光素子１０２、１０４等を一の支持部材に取り付けた光源装置を予め用意し、その光源装置をマルチビーム走査装置１００の筐体内に設置するという方法で製造することができる。図３は、そのような光源装置１５０の一例を示す上面図（ａ）、側面図（ｂ）、および正面図（ｃ）である。光源装置１５０では、支持部材（基板）１５２を有し、その支持部材１５２の上に、第１及び第２の発光素子１０２、１０４、レンズユニット１４０、１３０、位置調整用素子１２６、プリズム１２４、シリンドリカルレンズ１１２、およびスリット１２８が取り付けられている。
【００３１】
第１及び第２の発光素子１０２、１０４は、それらがほぼ同じ平面内でほぼ同一方向に、つまりほぼ平行に光ビームを照射するように支持部材１５２に取り付けられている。このように発光素子を取り付けた場合、各発光素子を駆動するための電気回路（不図示）を発光装置の背面側（発光素子が光を射出する側と反対の側）にまとめて配置することができるので便利である。
【００３２】
図４は、支持部材１５２に固定されているレンズユニット１３０の光軸を含む断面を示す図である。このレンズユニット１３０は、第２の発光素子１０４と位置調整用素子１２６との間に備えられており、コリメータレンズ１１０と、コリメータレンズ１１０を保持している円筒の形状を有しているレンズ保持枠１３２と、コリメータレンズ１１０をレンズ保持枠１３２内に押圧して固定している円筒の形状を有しているレンズ押え環１３４から構成されている。また、同様に支持部材１５２に固定されているレンズユニット１４０は、コリメータレンズ１２２と、コリメータレンズ１２２を保持しているレンズ保持枠と、コリメータレンズ１２２をそのレンズ保持枠内に押圧して固定しているレンズ押え環から構成されている。なお、レンズユニット１４０は、レンズユニット１３０と同様の構造を有しているため、ここでの詳細な説明は省略する。以下に、レンズユニット１３０の組立方法を説明する。
【００３３】
まず、レンズ保持枠１３２を、その内径に備えられている位置決め用凸部１３２ａ側が下側でかつ光軸方向が垂直となるように設置する。次に、コリメータレンズ１１０をレンズ保持枠１３２に落とし込んで嵌める。このとき、コリメータレンズ１１０を、コリメータレンズ１１０の面１１０ａと位置決め用凸部１３２ａとが接する位置までレンズ保持枠１３２に落とし込んで嵌める。
【００３４】
レンズ保持枠１３２の内径にはねじ部１３２ｂが羅刻されている。また、レンズ押え環１３４の外径には、このねじ部１３２ｂと羅合するねじ部１３４ｂが羅刻されている。レンズ押え環１３４をレンズ保持枠１３２にねじ締めすると、レンズ押え環１３４の先端部は、コリメータレンズ１１０側に接近していき、コリメータレンズ１１０は、位置決め用凸部１３２ａとレンズ押え環１３４の先端部とで挟まれる。さらにレンズ押え環１３４をレンズ保持枠１３２にねじ締めすると、コリメータレンズ１１０は、レンズ保持枠１３２内でレンズ押え環１３４の先端部に押圧されて固定し、レンズユニット１３０は組み上がる。
【００３５】
本実施形態に用いられるコリメータレンズ１１０は、具体的には、線膨張率がρ１であり縦弾性率がＥ１でありその光軸と直交する方向の断面積であって、コリメータレンズ１１０のコバ面を横断した断面積が略Ｓ１である、例えばＢＫ７や石英から形成されているガラスレンズである。また、レンズ保持枠１３２は、線膨張率がρ２であり縦弾性率がＥ２であり光軸と直交する方向の断面積が略Ｓ２である、例えば真鍮から形成されている枠体である。ここでいう断面積Ｓ２は、後述のＬ２部分に延在するレンズ保持枠１３２の断面積の平均値から成る。また、レンズ押え環１３４は、線膨張率がρ３であり縦弾性率がＥ３であり光軸と直交する方向の断面積が略Ｓ３である、例えばアルミから形成されているレンズを押える押え環である。ここでいう断面積Ｓ３は、後述のＬ３部分に延在するレンズ押え環１３４の断面積の平均値から成る。
【００３６】
また、レンズユニット１３０が組み上がったときに、面１１０ａと位置決め用凸部１３２ａとが接している面と、コリメータレンズ１１０とレンズ押え環１３４との接点Ｐ１との間に位置すべきコリメータレンズ１１０の部分の光軸方向の長さはＬ１となる。なお、このＬ１は、レンズユニット１３０を組み立てる前におけるコリメータレンズ１１０の当該部分の自然長である。また、ここで、このコリメータレンズ１１０の部分を便宜上「Ｌ１部分」とする。なお、本明細書中に示した自然長とは、対象となる部品が、無負荷状態で且つ後述の基準となる温度ｔ０下にあるときの長さを示す。
【００３７】
また、レンズユニット１３０が組み上がったときに、接点Ｐ１と、ねじ部１３２ｂとねじ部１３４ｂとが羅合しているコリメータレンズ１１０側の端部との間に位置すべきレンズ押え環１３４の部分の光軸方向の長さはＬ３となる。なお、このＬ３もＬ１と同様に自然長である。ここで、このレンズ押え環１３４の部分を便宜上「Ｌ３部分」とする。
【００３８】
また、レンズユニット１３０が組み上がったときに、面１１０ａと位置決め用凸部１３２ａとが接している面と、前記の端部との間に位置すべきレンズ保持枠１３２の部分の光軸方向の長さはＬ２となる。なお、このＬ２もＬ１及びＬ３と同様に自然長である。また、Ｌ２は、図４に示されるように、Ｌ１とＬ３とを加算した長さでもある。ここで、このレンズ保持枠１３２の部分を便宜上「Ｌ２部分」とする。
【００３９】
この組み上がったレンズユニット１３０には、その周囲温度ｔが−２０℃から７０℃の範囲である場合、以下の式（１）を満たすように各パーツの材料が選定されている。なお、ここでは、基準となる温度ｔ０を２０℃（以下、常温とする）とし、この常温ｔ０に対する温度の変化量をΔｔとしている（すなわちΔｔ＝ｔ−ｔ０）。また、Ｐは、レンズ押え環１３４のコリメータレンズ１１０に対する締付荷重である（なお、Ｐ≧０である）。
【数７】
2004302455.tif 000006
【００４０】
表１はレンズユニット１３０を構成している各パーツの数値構成を示す表である。
【表１】
2004302455.tif 000007
【００４１】
式（１）の左辺は、温度変化によって生じるレンズ保持枠１３２のＬ２部分の光軸方向の長さの変化量（ｍｍ）と、同様の温度変化によって生じるコリメータレンズ１１０のＬ１部分とレンズ押え環１３４のＬ３部分の光軸方向の長さの合計の変化量（ｍｍ）との差を示したものである。
【００４２】
例えば、表１よりコリメータレンズ１１０のＬ１部分、レンズ保持枠１３２のＬ２部分、レンズ押え環１３４のＬ３部分の各々の温度変化による長さの変化量ΔＬ（例えば周囲温度ｔが２０℃上昇した際（すなわちΔｔ＝２０のとき）の長さの変化量）は、それぞれ、０．６×１０−４（ｍｍ）、３．２４×１０−３（ｍｍ）、３．２２×１０−３（ｍｍ）である。すなわち、温度が上昇すると、熱膨張によるコリメータレンズ１１０のＬ１部分とレンズ押え環１３４のＬ３部分の光軸方向の長さの合計の変化量が、レンズ保持枠１３２のＬ２部分の光軸方向の長さの変化量より僅かに大きくなる。つまり、レンズ保持枠１３２のＬ２部分に対して、コリメータレンズ１１０のＬ１部分とレンズ押え環１３４のＬ３部分の合計部分の方が膨張する（具体的には前記の合計部分の方が０．４×１０−４（ｍｍ）膨張する）ため、これらの部分同士は互いに相殺する方向に締め付けられて保持されることとなり、レンズ保持枠１３２内でのコリメータレンズ１１０の位置ずれは発生し難くなる。
【００４３】
また、温度が降下すると、収縮によるコリメータレンズ１１０のＬ１部分とレンズ押え環１３４のＬ３部分との光軸方向の長さの合計の変化量が、レンズ保持枠１３２のＬ２部分の光軸方向の長さの変化量より僅かに大きくなる。つまり、レンズ保持枠１３２のＬ２部分に対して、コリメータレンズ１１０のＬ１部分とレンズ押え環１３４のＬ３部分の合計部分の方が収縮する。例えば周囲温度ｔが２０℃降下した際（すなわちΔｔ＝−２０のとき）は、前記の合計部分の方が０．４×１０−４（ｍｍ）収縮する。すなわちＬ２部分と前記の合計部分との間に０．４×１０−４（ｍｍ）のクリアランスが生じ、互いの部分間の締付力が失われることになる。しかしながらこれは、後述するように、右辺に示した締付荷重Ｐによる各部分の弾性変形量の和が冷却による前記の収縮差より大きくなるよう各パーツの材料を選定していれば、互いの部分間の締付力は保持されてレンズ保持枠１３２内でのコリメータレンズ１１０の位置ずれは発生しない。なお、表１に示す各部分の長さＬは各部分の自然長を示す。また、コリメータレンズ１１０の締め付けは、常温時に行われている。
【００４４】
式（１）の右辺は、レンズ押え環１３４のコリメータレンズ１１０への締付荷重Ｐによって生じる相対的な弾性変形量を示している。締付荷重Ｐを発生させると、コリメータレンズ１１０及びレンズ押え環１３４は光軸方向に収縮する方向に弾性変形し、レンズ保持枠１３２は光軸方向に伸長する方向に弾性変形する。この為、コリメータレンズ１１０のＬ１部分及びレンズ保持枠１３２のＬ２部分の合計部分の光軸方向の弾性変形量（ｍｍ）と、レンズ押え環１３４のＬ３部分の光軸方向の弾性変形量（ｍｍ）との相対的な弾性変形量は、式（１）の右辺の如く、各々の弾性変形量の和となる。
【００４５】
例えば、表１よりコリメータレンズ１１０のＬ１部分、レンズ保持枠１３２のＬ２部分、レンズ押え環１３４のＬ３部分の各々の加えられた荷重に対する弾性変形量ΔＬ’（１００（Ｎ）の荷重が加えられた際の弾性変形の量）は、それぞれ１．５×１０−４（ｍｍ）、４．２×１０−４（ｍｍ）、５．５×１０−４（ｍｍ）となる。これを式（１）の右辺に代入すると、相対的な弾性変形量は、１．１２×１０−３（ｍｍ）となる。これは、左辺の０．４×１０−４（ｍｍ）より大きい。なお、荷重が加えられれば加えられるほど、各部分はより大きく弾性変形する。すなわち、締付荷重Ｐが大きければ大きいほど、各部分同士は弾性変形してより締め付け合うため、各部分の相対的な位置は固定される。従って、レンズ保持枠１３２内でのコリメータレンズ１１０の位置ずれは発生し難くなる。ただし、この締付荷重Ｐは、コリメータレンズ１１０が過度の締付荷重により変形して光学性能が低下しない程度の荷重となっている。
【００４６】
上述したように、温度が降下すると、レンズ保持枠１３２のＬ２部分に対して、コリメータレンズ１１０のＬ１部分とレンズ押え環１３４のＬ３部分の合計部分の方が収縮するため、互いの部分間にクリアランス（具体的にはコリメータレンズ１１０及びレンズ押え環１３４と、レンズ保持枠１３２とのクリアランス）ができ、レンズ保持枠１３２内でのコリメータレンズ１１０の位置ずれは発生し易くなる。しかしながら、レンズユニット１３０が式（１）を満たす場合、温度降下によって収縮する、レンズ保持枠１３２のＬ２部分の光軸方向の長さの変化量と、コリメータレンズ１１０のＬ１部分とレンズ押え環１３４のＬ３部分との光軸方向の合計の長さの変化量の差よりも、締付荷重Ｐによる、コリメータレンズ１１０のＬ１部分、レンズ保持枠１３２のＬ２部分、レンズ押え環１３４のＬ３部分の各々の弾性変形量の和の方が大きい。この為、冷却により上記クリアランスが発生するとそれが上述の弾性変形量の相対的な差分以下であれば、弾性変形した各々の部分は、全体として、上記クリアランスの分だけ元の形状に戻ろうと作用する。すなわち左辺の値が右辺の値より小さければ、各部分は締め付けによる弾性変形によって密接した状態を維持し、実質的に各部分間にクリアランスが生じることはない。すなわち、コリメータレンズ１１０、レンズ保持枠１３２、レンズ押え環１３４の各々の位置関係は、温度が変化しても実質的には影響を受けることがなく、レンズ保持枠１３２内でのコリメータレンズ１１０の位置ずれは生じない。なお、上述したレンズユニット１３０の作用は、レンズユニット１４０でも起こる。従って、第１及び第２の光ビーム１０６、１０８の各々がなすそれぞれの光路の相対的な位置はほぼ保たれて、被走査面上１２０で形成されるこれらの光ビームの各々の走査方向のビームスポットの間隔を保持することができる。
【００４７】
なお、レンズ保持枠１３２のＬ２部分の温度変化による変化量と、コリメータレンズ１１０のＬ１部分及びレンズ押え環１３４のＬ３部分の合計部分の温度変化による変化量との差が小さくなるよう各パーツの材料を選定すると、締付荷重Ｐによる弾性変形量も小さく設定できる。これにより締付荷重Ｐを低く設定できる為、締付時の弾性変形によるコリメータレンズ１１０の光学性能の低下を抑えることができる。
【００４８】
また、
【数８】
2004302455.tif 000008
を満たすよう各パーツの材料を選定すると、温度変化に対する上記クリアランスの発生がなくなる為、締付荷重Ｐをさらに低く設定することができる。
【００４９】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。
【００５０】
なお、本実施形態と異なった線膨張率の材料を適用した場合に、温度上昇時の膨張によるＬ２部分の光軸方向の長さの変化量が、Ｌ１部分とＬ３部分との光軸方向の長さの合計の変化量より僅かに大きい為にクリアランスができることがある。この場合、本実施形態と同様に、締付荷重Ｐによる弾性変形量をそのクリアランスより大きくすることで各パーツの位置関係は保持される。また、この場合、収縮によるＬ２部分の光軸方向の長さの変化量が、Ｌ１部分とＬ３部分との光軸方向の長さの合計の変化量より僅かに大きくなる。従って、これらの部分同士は互いに相殺する方向に締め付けられ、各パーツの位置関係は保持される。
【００５１】
また、図５に示すようにレンズ押え環１３４のＬ３部分の一部を弾性率の高いバネやゴムなどの弾性体１６０に置き換えてもよい。この場合、締付荷重ＰによるＬ３部分の弾性変形量が多くなる為、Ｌ２部分の温度変化による変化量と、Ｌ１部分及びＬ３部分の合計部分の温度変化による変化量との差を大きく設定できる。従って選定可能な各部品の材料の種類が多くなる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係るマルチビーム走査装置の光学的構成を模式的に示す図である。
【図２】マルチビーム走査装置におけるプリズムを含む一部を拡大して示す図である。
【図３】光源装置の一例を示す上面図（ａ）、側面図（ｂ）、および正面図（ｃ）である。
【図４】本発明の実施形態の支持部材に固定されているレンズユニットの光軸を含む断面を示す図である。
【図５】別の実施形態の支持部材に固定されているレンズユニットの光軸を含む断面を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  マルチビーム走査装置
１１０  コリメータレンズ
１３２  レンズ保持枠
１３４  レンズ押え環
１３０  レンズユニット
【図１】
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【図２】
2004302455.tif 000013
【図３】
2004302455.tif 000014
【図４】
2004302455.tif 000015
【図５】
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