JP4675247B2 - 走査光学系、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファックス等に用いられる走査光学系、光走査装置及び画像形成装置に関する。

近年、カラーレーザプリンタ、デジタルカラー複写装置の高画質化、高密度化に伴い光走査装置に要求される色ずれが課題になっている。
このような課題を解決するため、特許文献１には、走査線曲がり調整について、例えば、図１の構成からなる走査光学系の場合、図２に示すように、長尺レンズである走査レンズ６の長手方向のほぼ中央部分を副走査方向に押圧することで走査線曲がりを調整することが開示されている。
また、特許文献２では、長尺レンズの主走査方向に沿って調整手段（イモネジ）を３カ所設けることにより、走査線曲がりの高次成分も調整している。
特許第３３４３４６５号公報 特開２００２−１８２１４５号公報

しかしながら、上記特許文献１の方法では、調整前が図４（ａ）のような走査線曲がりの場合、２次曲線的な走査線曲がりを調整して図４（ｂ）のようにはできるが、より高次成分の走査線曲がりは調整できない。
また、特許文献２では、量産過程において３カ所の調整工程を設けることはコストがかかるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、より少ない調整工程で、２次曲線的な走査線曲がりだけではなく、高次成分の走査線曲がりも調整することで画像上問題ないレベルにすることを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の走査光学系は、光源からの光束を光偏向器により偏向し、走査レンズを介して被走査面近傍に集光させる走査光学系において、走査レンズの長手方向中央部分に、光軸方向に少なくとも２つの押圧手段を有し、押圧手段が走査レンズを押圧することによって、走査レンズをよじれさせることを特徴とする。

本発明の走査光学系において、押圧手段は、走査レンズの両端をよじれさせることを特徴とする。

本発明の光走査装置は、本発明の走査光学系を有することを特徴とする。

本発明の光走査装置において、走査光学系を複数有することを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、本発明の光走査装置を有することを特徴とする。

本発明によれば、より少ない調整工程で、２次曲線的な走査線曲がりだけではなく、高次成分の走査線曲がりも調整することができるので、画像上問題ないレベルにすることが可能になり、かつ、調整工程時間の短縮化に寄与することでコストダウンを図ることが可能となり、また、部品点数を低減することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例である走査光学系の構成の一例を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。本実施例の走査光学系において、光源１を射出した光束は、カップリングレンズ２により略平行光束にカップリングされ、シリンドリカルレンズ３に入射し、主走査対応方向に長く略線状に集光しつつ、光偏向器４に入射する。光偏向器４で偏向された光束は、走査レンズ５と、走査レンズ（長尺レンズ）６とをそれぞれ透過して被走査面７に結像する。

図３は、本発明の実施例である走査光学系の走査レンズ６付近の構成を示す断面図である。図３（ａ）は光軸方向から見た図、図３（ｂ）は走査レンズ６の長手方向のほぼ中央の副走査断面図である。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、走査レンズ６の両端は、ハウジング５０と、鉄等の素材からなる板金２０とで挟まれ、板バネ３０，３１で固定されている。ここで、走査レンズ６のほぼ中央に２本のネジ１０，１１を設け、これら２本のネジ１０，１１により走査線曲がりを調整する。まず、ネジ１０，１１を全体的（平行的）に副走査方向にしめることで、２次曲線的な走査線曲がりを調整する。この調整により、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態にすることができる。次に、ネジ１０を固定したまま、ネジ１１の締め付け具合を微調整することで、高次成分の走査線曲がり量をより小さくすることができる。すなわち、図４（ｂ）に示す状態から図４（ｃ）に示す状態にすることができる。

つまり、本実施例では、２本のネジ１０，１１の締め付け具合を別々にして走査レンズ６によじれを発生させることによって走査線曲がりの高次成分を調整している。なお、本実施例では、押圧手段（よじれ発生手段）としてネジ１０，１１を用いたが、これに限定されない。

図５にシミュレーション結果を示す。このシミュレーションは、故意に走査レンズ６に外形形状の曲がりを発生させ、ネジ１０，１１を全体的（平行的）に副走査方向に締めることで、調整した後の走査線曲がり（図中「たわみ調整のみ」と記載）とネジ１１により微調整してよじれを発生させて走査線曲がりを計算した結果（図中「よじれ調整後」と記載）である。図５によれば、従来技術の「たわみ調整のみ」と比べ、本実施例の「よじれ調整後」は走査線曲がりの値が微小になっている。なお、本実施例において、板金２０は、走査レンズ６に比べて十分剛性があることが前提である。例えば走査レンズ６は樹脂製である。

実施例１は走査レンズ６の両端を固定して中央付近をよじれさせる例であったが、実施例１とは別の例である実施例２について図６を参照して説明する。図６は、本実施例の走査光学系の走査レンズ６付近の構成を示す断面図であり、（ａ）は光軸方向から見た図、（ｂ）及び（ｃ）は走査レンズ６の長手方向のほぼ中央の副走査断面図である。

図６（ａ）に示すように、走査レンズ６は、板金２１と板バネ２２，２３とで挟まれている。また、ハウジング５１は走査レンズ６のほぼ中央部に突起部を備えており、走査レンズ６が接している。板金２１は、板バネ２４，２５を介してハウジングに固定している。また、３２はステッピングモータであり、詳細な説明は省略するが、板金２１の左端を副走査方向に上下させ、ハウジング５１の突起部を支点に走査レンズ６の傾き調整をする機構になっている。つまり、本実施例では、走査線曲がりだけでなく、走査線傾きも調整することができる構成になっている。本実施例では、走査レンズ６の中央部を固定し（板バネ２６，２７で固定されている）、両端をよじれさせて走査線曲がりの微調整をする（ａ−ａ'の断面図である図６（ｂ）、及びｂ−ｂ'の断面図である図（ｃ）参照）。なお、本実施例の場合も、走査レンズ６に比べて、板金２１の方に剛性があることが前提である。調整方法は上記実施例１と同様であり、２本のネジ１０，１１で２次曲線的な走査線曲がりだけでなく、高次成分も調整することができる。

上記実施例１（図３）、及び実施例２（図６）の構成は、ネジ１０，１１がそれぞれ副走査方向に平行な向きになっているが、図７に示すように、ネジ１０を副走査方向に対して平行にし、もう１本のネジ１１を傾けるように構成してもよい。あるいは、走査レンズをよじれさせるためのネジ以外のよじれ発生手段を設けるようにしてもよい。

図８に実施例４を示す。図８（ａ）は本実施例の走査光学系の走査レンズ６付近の構成を光軸方向から見た図であり、図８（ｂ）及び（ｃ）は走査レンズ６の長手方向のほぼ中央の副走査断面である。本実施例の基本構成は、実施例１（図３（ａ）参照）と同様であるが、ネジ１０を１つとし、また、板金２０に複数のネジ穴を設ける構成とする。例えば、図８（ｂ）に示すように、走査レンズ６の光軸方向の厚さの中央よりやや被走査面側のネジ穴にネジ１０を差し込んでよじれさせた場合、走査レンズ６の長手方向のほぼ中央が被走査面側によじれた状態となる。また、例えば、図８（ｃ）に示すように、走査レンズ６の光軸方向の厚さの中央よりやや偏向器側のネジ穴にネジ１０を差し込んでよじれさせた場合、走査レンズ６の長手方向のほぼ中央が偏向器側によじれた状態となる。このように、本実施例では、板金２０にネジ穴を複数あけておき、走査レンズの成形誤差等に応じてどちら側によじらせた方が走査線曲がりの高次成分が補正できるかをあらかじめ測定しておき、複数のネジ穴のうち最適なネジ穴を使用することで、２次曲線的な走査線曲がりだけではなく、高次成分の走査線曲がりも調整することができる。

以上、本発明の実施例１〜４の走査光学系によれば、より少ない調整工程で、２次曲線的な走査線曲がりだけではなく、高次成分の走査線曲がりも調整することができるので、画像上問題ないレベルにすることが可能になり、かつ、調整工程時間の短縮化に寄与することでコストダウンを図ることができ、また、部品点数を低減することができる。

また、タンデム光学系において、上記走査光学系を１つ又は複数備えることによって各走査光学系の走査線曲がりを低減することができるので、色ずれの小さい光走査装置を提供できる。

また、上記光走査装置を用いることで高品位な画像出力が可能な画像形成装置が提供でき、例えばカラーレーザプリンタ等に用いれば、色ずれの小さい画像形成装置が提供できる。

以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

本発明は、カラーレーザプリンタ、デジタルカラー複写機、ファックス等の光走査装置全般及び画像形成装置全般に適用できる。

（ａ）は本発明の実施例１に係る走査光学系の構成を示す平面図であり、（ｂ）は側面図である。 従来技術の走査線曲がり調整の状態を示す図である。 （ａ）は実施例１に係る走査レンズ６付近の構成を光軸方向から見た図であり、（ｂ）は実施例１に係る走査レンズ６の長手方向のほぼ中央の副走査断面図である。 走査線曲がりと像高との関係を示すグラフである。 走査線曲がりと像高との関係を示すグラフである。 （ａ）は実施例２に係る走査レンズ６付近の構成を光軸方向から見た図であり、（ｂ）及び（ｃ）は実施例２に係る走査レンズ６の長手方向のほぼ中央の副走査断面図である。 実施例３に係る走査レンズ６の長手方向のほぼ中央の副走査断面図である。 （ａ）は実施例４に係る走査レンズ６付近の構成を光軸方向から見た図であり、（ｂ）及び（ｃ）は実施例４に係る走査レンズ６の長手方向のほぼ中央の副走査断面である。

符号の説明

１ 光源
２ カップリングレンズ
３ シリンドリカルレンズ
４ 光偏向器
５ 走査レンズ
６ 走査レンズ（長尺レンズ）
７ 被走査面
１０，１１ ネジ（よじれ発生手段の一例、押圧手段の一例）
２０，２１ 板金
２２，２３，２４，２５，２６，２７，３０，３１ 板バネ
３２ ステッピングモータ
５０，５１ ハウジング

Claims (5)

1. 光源からの光束を光偏向器により偏向し、走査レンズを介して被走査面近傍に集光させる走査光学系において、
   前記走査レンズの長手方向中央部分に、光軸方向に少なくとも２つの押圧手段を有し、
   前記押圧手段が前記走査レンズを押圧することによって、前記走査レンズをよじれさせることを特徴とする走査光学系。
2. 前記押圧手段は、前記走査レンズの両端をよじれさせることを特徴とする請求項１記載の走査光学系。
3. 請求項１又は２記載の走査光学系を有することを特徴とする光走査装置。
4. 前記走査光学系を複数有することを特徴とする請求項３記載の光走査装置。
5. 請求項４記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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