(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を偏向走査する偏向走査手段と、
前記偏向走査手段により偏向走査した光束が透過する走査レンズと、
前記偏向走査手段及び前記走査レンズを収容する光学箱と、
前記走査レンズの長手方向両端部をそれぞれ保持する第１保持台及び第２保持台と、
前記走査レンズの長手方向において前記第１保持台と前記第２保持台との間に位置し、前記走査レンズが接着剤によって接着される接着部と、
を有し、前記走査レンズを透過した光束で被走査面上を走査する光走査装置において、
前記接着部は、前記光学箱によって片持ち梁状に支持された可撓片であり、前記接着剤の硬化収縮により前記走査レンズ側に弾性変形することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記可撓片、前記第１保持台及び前記第２保持台は、前記光学箱と一体に設けら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。
【請求項３】
光源からの光束を偏向走査する偏向走査手段と、
前記偏向走査手段により偏向走査された光束が透過する走査レンズと、
前記偏向走査手段及び前記走査レンズを収容する光学箱と、
前記走査レンズの長手方向両端部をそれぞれ支持する第１保持台及び第２保持台と、
前記走査レンズの長手方向において前記第１保持台と前記第２保持台との間に位置し、前記走査レンズが接着剤によって接着される接着部と、
を有し、前記走査レンズを透過した光束で被走査面上を走査する光走査装置において、
前記接着剤の硬化収縮によって前記接着部が前記走査レンズ側に弾性変形するよう、前記走査レンズと前記接着部が並ぶ方向における前記接着部の剛性は前記走査レンズの剛性よりも低いことを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
前記第１保持台、前記第２保持台及び前記接着部と対向する前記走査レンズの下面は、前記走査レンズの長手方向から見た断面が円弧状である面であり、
前記第１保持台及び前記第２保持台の前記走査レンズに対向する部分は、前記走査レンズの下面を受け入れる凹部をそれぞれ有し、
前記接着部の前記走査レンズに対向する部分は、前記走査レンズの円弧状の下面を受け入れる略Ｕ字形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記走査レンズは回折光学素子であることを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか１つの請求項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、例えばカラー電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ、カラーデジタル複写機等のカラー画像形成装置に好適な光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー画像形成装置は各色間の走査線のずれを抑えてカラー画像情報を記録するようになっており、この種のカラー画像形成装置に使用可能な光走査装置は、例えばレーザー光を発する光源、この光源からの光束を偏向走査する偏向走査手段、この偏向走査手段により偏向走査した光束を像坦持体の被走査面上に等速度で走査する走査レンズ等を光学箱に備えている。
【０００３】
このような光走査装置において、走査レンズが変形したりその位置が偏心した場合には、被走査面上を走査する走査線に曲がりが発生したり、主走査方向の長さの左右差である片倍率が発生したりすることになる。このような走査線の曲がりや片倍率は、モノクロ画像を形成する場合にはそれらが極端に大きくなければ問題はないが、カラー画像を形成する場合には複数の走査線を重ね合わせるために問題が生ずる。従って、カラー画像を高精細に形成するためには、走査線の曲がりと片倍率を小さくして、各色間の走査線のずれを少なくする必要がある。
【０００４】
具体的には、単一の光走査装置と単一の像担持体の組合わせにより各色を被走査面上に重ね合わせることになるが、カラー画像を形成する場合には、各色の走査線の曲がりと片倍率のくせは同様であるので、色ずれは或る程度の範囲に収めることができる。
【０００５】
ところが、複数の光走査装置と複数の像担持体の組合わせにより、カラー画像を高速度で形成する場合には、例えば走査レンズを光学箱に単純に組み付けただけでは、走査レンズの位置や姿勢にばらつきが生ずる。従って、各色の走査線の曲がりと片倍率のくせが光走査装置毎に異なるので、副走査方向のレジストレーションを合わせても、各色の間に走査線のずれが発生し、高精細なカラー画像を形成することが極めて困難になる。
【０００６】
そこで、本出願人は特願２０００−６７２９号において上述の問題点に対処した光走査装置を提案している。この光走査装置は例えば図８に示すような構成とされ、光学箱１内に光源ユニット２、シリンドリカルレンズ３、多面鏡４と駆動モータ５とから成る偏向走査器６、屈折光学素子７、回折光学素子８等を配置している。そして、光源ユニット２から出射したレーザー光Ｌは、シリンドリカルレンズ３を透過して偏向走査器６の多面鏡４の反射面に線状に集光し、回転する多面鏡４の反射面で偏向し、屈折光学素子７と回折光学素子８を透過して像担持体である回転ドラム９の感光体の被走査面上を走査する。
【０００７】
そして、図９、図１０、図１１に示すように、回折光学素子８の下面８ａは曲面となっており、光学箱１は回折光学素子８を保持するための左右の保持台１１と、これらの保持台１１の略中間に位置して回折光学素子８を接着する接着台１２とを有している。保持台１１の上面は回折光学素子８を受け入れる凹部１１ａとなっており、接着台１２の上面は回折光学素子８を受け入れる凹部１２ａとされている。
【０００８】
回折光学素子８を光学箱１に取り付ける際には、接着台１２の凹部１２ａに紫外線硬化性の接着剤１３を塗布した後に、回折光学素子８を左右の保持台１１の凹部１１ａに架け渡す。これにより、回折光学素子８と接着台１２の間の隙間１４に接着剤１３を充填したことになる。そして、走査線の曲がりと片倍率を補正するために、回折光学素子８をＡ方向に移動すると共にＢ方向に回転して、回折光学素子８の位置と姿勢を調整し、その後に紫外線を接着剤１３に照射してそれを硬化させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の先願例では、接着台１２が光学箱１と一体になっているので、接着台１２の剛性は回折光学素子８の剛性よりも高くなっている。また、接着剤１３が硬化する際には、接着剤１３に収縮応力が発生する。従って、接着台１２は硬化収縮する際に回折光学素子８を引き付け、図１２に示すように位置と姿勢を正確に調整した回折光学素子８を変形させ、画像を劣化させることがある。
【００１０】
これに対し、接着剤１３の硬化収縮量を減らすために、回折光学素子８と接着台１２との間の隙間１４を少なくすると共に接着剤１３の量を減らした場合には、接着剤１３の硬化収縮量が減少する反面で接着剤１３の接着力が弱くなる。従って、この場合には回折光学素子８が衝撃等により光学箱１から容易に外れて、画像の形成が不可能になることも考えられる。
【００１１】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、走査レンズの所定の位置と姿勢を変化させないようにして高精細な画像を形成し得る光走査装置を提供することにある。
【００１２】
【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は、光源からの光束を偏向走査する偏向走査手段と、前記偏向走査手段により偏向走査した光束が透過する走査レンズと、
前記偏向走査手段及び前記走査レンズを収容する光学箱と、前記走査レンズの長手方向両端部をそれぞれ保持する第１保持台及び第２保持台と、前記走査レンズの長手方向において前記第１保持台と前記第２保持台との間に位置し、前記走査レンズが接着剤によって接着される接着部と、を有し、前記走査レンズを透過した光束で被走査面上を走査する光走査装置において、前記接着部は、前記光学箱によって片持ち梁状に支持された可撓片であり、前記接着剤の硬化収縮により前記走査レンズ側に弾性変形することを特徴とする光走査装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図７に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態の平面図であり、光学箱２１にはレーザー光Ｌを発する光源ユニット２２が取り付けられている。光学箱２１内で光源ユニット２２から出射したレーザー光Ｌの進行方向には、シリンドリカリルレンズ２３と偏向走査器２４が順次に配置されている。偏向走査器２４はレーザー光Ｌを偏向する多面鏡２５と、この多面鏡２５をＣ方向に回転自在に保持した駆動モータ２６とから構成されている。多面鏡２５で偏向したレーザー光Ｌの進行方向には、走査レンズであるｆθレンズの屈折部を構成する屈折光学素子２７と、ｆθレンズの回折部を構成する回折光学素子２８とが光学箱２１の内部に配置され、像担持体である回転ドラム２９が光学箱２１の外部に配置されている。
【００２２】
光源ユニット２２から出射したレーザー光Ｌは、シリンドリカルレンズ２３を透過して多面鏡２５の反射面に線状に集光し、回転する多面鏡２５の反射面で偏向する。偏向したレーザー光Ｌは、屈折光学素子２７と回折光学素子２８を透過し、光学箱２１の出射口２１ａから出射し、回転ドラム２９上の感光体に結像すると共に主走査方向であるＤ方向に走査する。
【００２３】
図２は光学箱２１に取り付ける前の回折光学素子２８とその近傍の拡大斜視図であり、回折光学素子２８の長手方向両端部をそれぞれ保持するための左右の保持台３１（第１保持台及び第２保持台）と、これらの保持台３１の間に位置して回折光学素子２８を接着するための接着部３２とが、光学箱２１と一体に設けられている。保持台３１の上面には、回折光学素子２８の断面円弧状の下面２８ａを受け入れる略Ｖ字形状の凹部３１ａが形成されている。
【００２４】
ここで、接着部３２は保持台３１と同様な高さの前後の台部３３、３４を有し、前方の台部３３には例えば１枚の可撓片３５が片持ち梁状に支持されており、可撓片３５は回折光学素子２８の長手方向の略中央に対応する位置に形成されている。前後の台部３３、３４の間には、可撓片３５の３辺を光学箱２１に対して不連続とすると共に、残りの１辺を台部３３に対して連続とする貫通部３６が形成されている。これにより、可撓片３５は台部３３側が固定端、その反対側が自由端とされて弾性変形が可能とされている。
【００２５】
可撓片３５は回折光学素子２８の下面２８ａを受け入れる例えば略Ｕ字形状に形成されており、可撓片３５の両側に位置する左右の台部３７、３８には可撓片３５と同様な略Ｕ字形状の上面３７ａ、３８ａが形成されている。そして、回折光学素子２８が左右の保持台３１の凹部３１ａに架け渡されたとき、回折光学素子２８の下面２８ａと接着部３２の上面３５ａ、３７ａ、３８ａとの間には、後述する隙間が設けられるようになっている。
【００２６】
図３は回折光学素子２８とその近傍の縦断面図、図４は回折光学素子２８の近傍の光学箱２１の横断面図であり、回折光学素子２８を光学箱２１に固定する際には、先ず接着部３２の可撓片３５の上面３５ａのみに紫外線硬化性の接着剤３９を塗布し、その後に回折光学素子２８を左右の保持台３１の凹部３１ａの間に架け渡す。これにより、回折光学素子２８の下面２８ａと可撓片３５の上面３５ａとの間の隙間４０に接着剤３９が充填された状態となる。一方、接着部３２の他の上面３７ａ、３８ｂと回折光学素子２８の下面２８ａとの間には間隙があり、回折光学素子２８が浮いた状態となっている。この状態で回折光学素子２８の位置と姿勢を次に述べる方法で調整する。
【００２７】
図５は走査線の曲がりと片倍率を測定調整する方法を示す平面図であり、回転ドラム２９の代りにレーザー光Ｌを検出するための光センサ４１、４２、４３が配置され、これらの光センサ４１、４２、４３の光センサ面は、回転ドラム２９の被走査面２９ａに相当する位置に配置されている。
【００２８】
走査線の片倍率を補正する際には、先ずレーザー光Ｌが光センサ４１と光センサ４２の間を走査する時間と、レーザー光Ｌが光センサ４２と光センサ４３の間を走査する時間とを測定する。次に、これらの時間を比較し、被走査面２９ａ上での主走査方向、即ちＤ方向の走査線の中心に対する左右の走査線の長さの差、つまり片倍率を求める。そして、左右の片倍率が同じになるように、回折光学素子２８を長手方向の軸線に沿った図２のＥ方向に移動する。
【００２９】
一方、走査線の曲がりを補正する際には、光センサ４１、４２、４３の高さ方向に並んだラインセンサを使用し、光センサ４１、４２、４３に入射したレーザー光Ｌの高さ位置を検知し、外側の光センサ４１、４３に入射したレーザー光Ｌの高さと、中央の光センサ４２に入射したレーザー光Ｌの高さとの差を走査線の曲がりとして測定する。そして、走査線の曲がりが減少するように、回折光学素子２８を長手方向の軸線を中心として図２のＦ方向に回動する。
【００３０】
このようにして、走査線の片倍率と曲がりを補正した後に、紫外線を回折光学素子２８の上方から接着剤３９に照射すると、接着剤３９は硬化収縮しながら回折光学素子２８と接着部３２を接着する。このとき、可撓片３５は片持ち梁状となって回折光学素子２８の剛性よりも低い剛性を有しているので、可撓片３５は固定端を支点として弾性変形する。即ち、図６に示すように可撓片３５は破線で示す隙間４０を有する位置から実線で示す狭い隙間４０’を有する位置に弾性変形し、走査線の曲がりと片倍率を補正した回折光学素子２８の所定の位置と姿勢を保持する。
【００３１】
このように第１の実施の形態では、光学箱２１に貫通部３６を形成することにより可撓片３５を設けたので、回折光学素子２８と可撓片３５の間の接着剤３９が硬化収縮する際に可撓片３５が弾性変形し、回折光学素子２８を変形させたり、その位置や姿勢を変化させることがない。従って、回折光学素子２８を光学箱２１に所定の位置と姿勢を保持して確実に固定でき、高精細な画像を形成できる。
【００３２】
図７は第２の実施の形態の回折光学素子２８とその近傍の縦断面図であり、可撓片３５’は第１の実施の形態の可撓片３５よりも全体的に薄くされている。また、可撓片３５’の固定端に条溝３５ｂが形成され、固定端の肉厚が局部的に薄くされている。
【００３３】
この第２の実施の形態では、可撓片３５’の肉厚、条溝３５ｂの大きさ、隙間４０の大きさ、接着剤３９の充填量、及び可撓片３５’の表面積のうちの１つ又はそれ以上を組み合わせることにより、可撓片３５’の剛性を調整することが可能となる。従って、可撓片３５’を接着剤３９の硬化収縮量と同じになるように、即ち回折光学素子２８に応力を全く与えないように変形させることができ、第１の実施の形態よりも良好な効果を達成できる。
【００３４】
なお、上述の第１、第２の実施の形態では紫外線硬化性の接着剤３９を使用したが、その他の特性の接着剤を使用することも可能である。
【００３５】
【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は、光学箱の接着部は接着剤の硬化収縮により走査レンズ側に弾性変形するため、走査レンズの所定の位置と姿勢を変化させることがなく、高精細な画像を形成できる。
【００３６】
また、第１の実施の形態の光走査装置は、走査レンズの中央近傍の少なくとも１個所を接着したので、走査レンズが熱膨張した場合にその左右の延伸量が均一となり、走査線の片倍率を均一にすることができる。
【００３７】
また、第１の実施の形態の光走査装置は、接着部の一部を固定端とすると共に他部を自由端とするように貫通部を形成したので、接着部が片持ち梁状となって弾性変形し易くなる。
【００４１】
また、第１の実施の形態の光走査装置は、走査レンズを長手方向の軸に沿って平行移動させて走査面上における主走査方向の片倍率を調整したので、片倍率を容易に調整して走査レンズを容易に接着できる。
【００４２】
また、第１の実施の形態の光走査装置は、走査レンズを長手方向の軸を中心として回転させて被走査面上における走査線の曲がりを調整したので、走査線の曲がりを容易に調整して走査レンズを容易に接着できる。
【００４３】
また、第１の実施の形態の光走査装置は、走査レンズを回折光学素子としたので、屈折光学素子の場合と比較して、スポット径等の光学性能が悪化することを抑制しながら走査線をより高精度に補正できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態の平面図である。
【図２】  光学箱に取り付ける前の回折光学素子とその近傍の拡大斜視図である。
【図３】  回折光学素子とその近傍の縦断面図である。
【図４】  回折光学素子の近傍の光学箱の横断面図である。
【図５】  走査線の曲がりと片倍率の測定の説明図である。
【図６】  可撓片の作用説明図である。
【図７】  第２の実施の形態の回折光学素子とその近傍の縦断面図である。
【図８】  先願例の平面図である。
【図９】  先願例の回折光学素子とその近傍の縦断面図である。
【図１０】  先願例の回折光学素子の近傍の光学箱の横断面図である。
【図１１】  先願例の走査レンズの取付方法の説明図である。
【図１２】  先願例の作用説明図である。
【符号の説明】
２１  光学箱
２２  光源ユニット
２４  偏向走査器
２７  屈折光学素子
２８  回折光学素子
２８ａ  下面
２９  回転ドラム
２９ａ  被走査面
３１  保持台
３２  接着部
３３、３４、３７、３８  台部
３５、３５’  可撓片
３５ａ、３７ａ、３８ａ  表面
３５ｂ  条溝
３６  貫通部
３９  接着剤
４０、４０’  隙間
【図１】
0004750306.tif 000002
【図２】
0004750306.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004750306.tif 000008
【図８】
0004750306.tif 000009
【図９】
0004750306.tif 000010
【図１０】
0004750306.tif 000011
【図１１】
0004750306.tif 000012
【図１２】
0004750306.tif 000013