(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、
前記結像光学系を構成する光学素子をプラスチックで形成し、主走査方向に２点で筐体と接して固定され、
その接する部分の間隔が、前記光学素子の光学形成部分の長さより長いことを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学走査装置と、この光学走査装置によって画像を書き込み、書き込まれた画像を顕像化し、記録紙上に画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置およびこの光学走査装置を使用した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光学走査系は、レーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザビームを副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する第１結像光学系と、第１結像光学系により収束したレーザビームを感光体上に走査させる偏向器と、レーザビームを感光体に集光させかつ略等速で走査させるための第２結像光学系を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１結像光学系を構成する光学素子は、レーザビームを副走査方向のみに収束させる必要があるので、筐体への取り付けの姿勢が感光体上に到達するビームの結像性能に多大な影響を与える。特に第１結像光学系の光軸の回りを中心に回転するような偏心が発生すると、感光体上のビームスポット径が増大し、所望の光学性能が得られなくなる。そこで、第１結像光学系を構成する光学素子を筐体に取り付ける際に偏心を抑える必要がある。
【０００４】
また、近年、光学走査系の光学素子にも低コスト、取り扱いの容易性の観点からプラスチックレンズが用いられるようになってきている。従来のガラス材料の光学素子は一般的に研磨により製造され、製法上からも形状に制約が多かったが、素子材料にプラスチックを用いると成形法による製造が容易で素子形状に自由度が増すことになる。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑み、取り付けの偏心が少なく、かつ低コストな光学走査装置および当該光学走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、前記結像光学系を構成する光学素子をプラスチックで形成し、主走査方向に２点で筐体と接して固定され、その接する部分の間隔が、前記光学素子の光学形成部分の長さより長いことを特徴とする。
【０００７】
第２の手段は上記目的を達成するために、レーザ光源より出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、前記結像光学系がプラスチックで形成されるとともに、副走査方向に筐体と接して固定され、その接する部分の長さが光学面形成部分の長さより長いことを特徴とする。
【０００８】
第３の手段は上記目的を達成するために、レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、前記結像光学系がプラスチックで形成されるとともに、主走査方向に筐体と２点で接して固定され、その接する部分の間隔が光学面形成部分の長さより長いことを特徴とする。
【０００９】
第４の手段は上記目的を達成するために、レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、前記結像光学系がプラスチックで形成されるとともに、副走査方向に筐体と２点で接して固定され、その接する部分の間隔が光学面形成部分の長さより長いことを特徴とする。
【００１０】
第５の手段は上記目的を達成するために、第１ないし第４の手段の光学走査装置と、この光学走査装置によって画像を書き込み、書き込まれた画像を顕像化し、記録紙上に画像を形成する画像形成手段とから画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係る光学走査装置の構成を示す図、図２は図１の第１結像光学系を示す図、図３は図１の第１結像光学系を詳しく示す図、図４は従来の第１結像光学系の偏心を示す図、図５は図３の第１結像光学系の偏心を示す図である。
【００１３】
図１において、光学走査装置の結像系は、第１結像光学系と第２結像光学系とからなり、第１結像光学系は、ポリゴンミラーとも称される偏向器５の光照射方向上流側に位置し、第２結像光学系は偏光器５の光照射方向下流側に位置する。第１結像光学系は、レーザ光源１から光照射方向に並ぶカップリングレンズ２およびアパーチャ３と、前記偏向器５との間に位置し、レーザビームを副走査方向に収束させて偏向器５の反射面に、主走査方向に長い線像を形成する。第２光学結像系６は、偏光器５から入射される線状の光ビームをスポット状に変換して感光体の被走査面７に光スポットを形成する。
【００１４】
図２（ａ）は第１結像光学系４の一例として、相対向する面が平面とシリンドリカル面で構成され、このため、主走査方向には集光能力はなく、副走査方向にのみ集光能力を持っている。なお、第１結像光学系４は、偏向器５の反射面に主走査方向に長い線像を形成するものであれば他の面形状での構成も存在し、図２に示す構成の限りではない。いずれの面の構成にしても、筐体への取り付けの姿勢が感光体上に到達するビームの結像性能に多大な影響を与え、特に図２（ｂ）に示すように第１結像光学系４の光軸Ｏの回りを回転する偏心が発生すると、感光体上のビームスポット径が増大し、所望の光学性能が得られなくなるので、取り付けする際には偏心を抑える必要がある。
【００１５】
そこで、第１結像光学系４を構成する光学素子を、図３に示すように筐体に固定する際に主走査方向で筐体と接し、その接する部分の長さＸ1が光学面形成部分の主走査方向の長さＸ0より長くなるように形成した。このように形成すると、構造が複雑になることから、プラスチックで成形した。
【００１６】
ここで、図４（ａ）は第１結像光学系４を構成する従来の光学素子を光軸方向から見た概略図で、この例では、筐体１０に取り付けるには主走査方向Ｘの辺で筐体に接するようにして位置決めする。しかしながら、図４（ｂ）に示すように、筐体１０側に凹凸があった場合には第１結像光学系４は筐体に密着できず、偏心して取り付けられることになる。
【００１７】
これに対し、第１の実施形態では、第１結像光学系４を構成する光学素子はプラスチック製であって、筐体１０に固定する際に主走査方向で筐体１０と接し、その接する部分の長さＸ1が光学面形成部分の主走査方向の長さＸ0より長いので、筐体１０に主走査方向の辺で接するようにして位置決めして筐体１０側に凹凸があったとき、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す偏心量を比較してわかるように、筐体部１０の凹凸量が同じにもかかわらず、偏心量θが小さくなる。それは筐体１０と接する部分の長さの違いが正接（ｔａｎ）の分母の大きさの違い対応していることからも明らかである。
【００１８】
したがって、本実施形態によれば、光学的機能を有する部分は従来と同一としても、筐体に取り付ける際の支持部分の長さが従来よりも長くなることから、偏心量を相対的に小さくすることができる。
【００１９】
なお、従来例に係る偏心量をθ０、第１実施形態に係る第１結像光学系における偏心量をθ１としたとき、
θ０＝ｔａｎ−１（Ｙ／Ｘ０）
θ１＝ｔａｎ−１（Ｙ／Ｘ１）
で表され、
θ０＞θ１
となる。
【００２０】
＜第２の実施形態＞
図６および図７は第２の実施形態を説明するためのもので、図６（ａ）は第１結像光学系４を構成する従来の光学素子を光軸方向から見た概略図であり、この例では、筐体１０に取り付けるには副走査方向Ｙの辺で接するようにして位置決めする。しかしながら、図６（ｂ）に示すように、筐体１０側に凹凸があった場合に第１結像光学系が偏心して取り付けられる。
【００２１】
そこで、第２の実施形態では、図７（ａ）に示すように第１結像光学系を構成する光学素子をプラスチックから成形し、筐体１０に固定する際に副走査方向Ｙに筐体１０と接し、その接する部分の長さＹ1が光学面形成部分の副走査方向の長さＹ0より長くなるように設定した。その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【００２２】
このように構成された第２の実施形態では、第１結像光学系４を筐体１０に取り付けるには、副走査方向の辺で筐体１０に接するようにして位置決めする。このため、筐体１０側に凹凸があった場合、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示す偏心量を比較してわかるように、筐体１０の凹凸量が同じにもかかわらず、偏心量θが相対的に小さくなる。
【００２３】
なお、従来例に係る偏心量をθ０、第１実施形態に係る第１結像光学系における偏心量をθ１としたとき、
θ０＝ｔａｎ−１（Ｘ／Ｙ０）
θ１＝ｔａｎ−１（Ｘ／Ｙ１）
で表され、
θ０＞θ１
となる。
【００２４】
＜第３の実施形態＞
図８は第３の実施形態を説明するためのもので、第１結像光学系４を構成する従来の光学素子を光軸方向から見た概略図である。この第３の実施形態では、第１結像光学系４を構成する光学素子をプラスチックから成形し、筐体１０に固定する際に主走査方向に筐体１０と接し、その接する部分が２点Ｘａ、Ｘｂあり、その間隔Ｘ１が光学面形成部分の長さＸ０より長くなるように設定している。このため、図８（ｂ）に示すように、たとえ筐体１０側に凹凸が存在しても接する足部分Ｘａ、Ｘｂが凹凸を回避することで偏心を抑えることができる。また、凹凸部分に接したとしても前記第１の実施形態のようにＸ１を従来よりも長くとることができるので、偏心量は相対的に小さくなる。
【００２５】
その他特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【００２６】
＜第４の実施形態＞
図９は第４の実施形態を説明するためのもので、第１結像光学系４を構成する従来の光学素子を光軸方向から見た概略図である。この第４の実施形態では、第１結像光学系４を構成する光学素子をプラスチックから形成し、筐体１０に固定する際に副走査方向に筐体１０と接し、その接する部分が２点Ｙａ、Ｙｂあり、その間隔Ｙ１が光学面形成部分の長さＹ０より長くなるように設定している。このため、図９（ｂ）に示すように、たとえ筐体１０側に凹凸が存在しても接する足部分Ｙａ、Ｙｂが凹凸を回避することで偏心を抑えることができる。また、凹凸部分に接したとしても前記第２の実施形態のようにＹ1 を従来より長くすることができるので、偏心量は相対的に小さくなる。
【００２７】
その他特に説明しない各部は前述の第１および第２の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【００２８】
図１０は本発明の光学走査系を搭載した電子写真方式の画像形成装置を示している。この例では、Ｂｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの各レーザ光源のビームは、ＢｋおよびＭ共通の偏向器５、ＹおよびＣ共通の偏向器５により偏向されてＢｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの各感光ドラム（被走査面７に対応）に照射される。そして、感光ドラムに照射されたレーザビームによって各色毎の潜像が形成され、公知の電子写真方式の現像装置によって現像され、搬送ベルト上を搬送される用紙にＭＣＹＢｋの順に顕像化されたトナー像が転写され、定着装置で定着された後、排紙される。したがって、請求項５にいう画像形成手段は、書き込まれた画像をトナー現像して顕像化し、画像を転写して記録紙上に画像を形成する電子写真方式の公知の各構成要素からなる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１および２記載の発明によれば、取り付け偏心量を少なく抑えることが可能となり、良好な光学性能を得ることができる。また、プラスチックによって成形して光学素子を構成するので、量産性に優れ、製造プロセスの簡素化を図ることができ、低コスト化を促進することが可能となる。
【００３０】
また、請求項３および４記載の発明によれば、請求項１および２記載の発明の効果に加え、筐体側に凹凸があっても偏心量を少なくすることができる。
【００３１】
さらに、請求項５記載の発明によれば、取り付け偏心量を少なく抑えることが可能となり、良好な光学性能を得ることができることから、高品質の画像を低コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学走査装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の第１結像光学系の光学特性を示す説明図である。
【図３】図１の第１結像光学系を詳しく示す構成図である。
【図４】従来の第１結像光学系の偏心を示す説明図である。
【図５】図３の第１結像光学系の偏心を示す説明図である。
【図６】他の従来の第１結像光学系の偏心を示す説明図である。
【図７】第２の実施形態の第１結像光学系およびその偏心を示す説明図である。
【図８】第３の実施形態の第１結像光学系およびその偏心を示す説明図である。
【図９】第４の実施形態の第１結像光学系およびその偏心を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１  光源
４  第１結像光学系
５  偏向器
１０  筐体
【図１】
0004028693.tif 000002
【図２】
0004028693.tif 000003
【図３】
0004028693.tif 000004
【図４】
0004028693.tif 000005
【図５】
0004028693.tif 000006
【図６】
0004028693.tif 000007
【図７】
0004028693.tif 000008
【図８】
0004028693.tif 000009
【図９】
0004028693.tif 000010
【図１０】
0004028693.tif 000011