レーザ走査光学装置及び画像形成装置
【課題】複数のシリンドリカルレンズを光軸方向に精度よく調整することができ、ビーム径の崩れを極力抑えて副走査方向のビームピッチを補正することのできるレーザ走査光学装置を得る。
【解決手段】複数の発光点を有する光源と、該光源から出射されたビームを平行光にする光学素子と、該光学素子から出射されたビームをポリゴンミラーの偏光面上に主走査方向Yに線状に集光させる第1及び第2シリンドリカルレンズ5,6と、レンズ5,6を保持する保持部材51と、保持部材51を光軸方向Xに摺動及び光軸周りに回動可能にかつ摺動位置及び回動位置を固定可能に支持する基台と、を備えたレーザ走査光学装置。保持部材51は、レンズ5,6の光軸に対して垂直な方向の取付け面がそれぞれ当接する同一平面として形成された基準面51bを有し、第1レンズ5を基準面51b上で位置固定するとともに、第2レンズ6を基準面51b上で光軸方向Xに摺動可能かつ位置固定可能に保持している。
【解決手段】複数の発光点を有する光源と、該光源から出射されたビームを平行光にする光学素子と、該光学素子から出射されたビームをポリゴンミラーの偏光面上に主走査方向Yに線状に集光させる第1及び第2シリンドリカルレンズ5,6と、レンズ5,6を保持する保持部材51と、保持部材51を光軸方向Xに摺動及び光軸周りに回動可能にかつ摺動位置及び回動位置を固定可能に支持する基台と、を備えたレーザ走査光学装置。保持部材51は、レンズ5,6の光軸に対して垂直な方向の取付け面がそれぞれ当接する同一平面として形成された基準面51bを有し、第1レンズ5を基準面51b上で位置固定するとともに、第2レンズ6を基準面51b上で光軸方向Xに摺動可能かつ位置固定可能に保持している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査光学装置及び画像形成装置、特に、複写機やプリンタなどの電子写真法による画像形成装置に搭載されるレーザ走査光学装置及び該レーザ走査光学装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のレーザ走査光学装置の分野においては、画像形成の高速化、高階調化に対応するために、副走査方向に異なる位置で発光する複数の発光源（半導体レーザ）から出力されたレーザビームで感光体を走査露光するものが種々開発されている。画素密度は４００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉと年々高密度化し、それに伴ってビームピッチ間隔も高精度を要求されている。
【０００３】
副走査方向のビームピッチは、光学系を構成するレンズの形状誤差、半導体レーザの発光点位置誤差、及び、半導体レーザの取付け精度によってばらつきが発生することは不可避である。従来から、このような副走査方向のビームピッチの補正方法は種々提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には発光点を回転調整してビームピッチを補正する方法が、特許文献２には光源部に配置したシリンドリカルレンズを回転調整してビームピッチを補正する方法が記載されている。また、特許文献３，４には複数のシリンドリカルレンズの間隔を調整することでビームピッチを補正することが記載されている。また、特許文献５には複数のシリンドリカルレンズの間隔を調整することでビームピッチを補正するに際して、複数のシリンドリカルレンズがそれぞれ独立したキャリッジによって保持され、共通のスライド軸にキャリッジを移動可能に保持することが記載されている。
【０００５】
しかしながら、発光点を回転調整する対策では、レンズの光軸に対して発光点の回転中心を同軸上で回転調整する必要から、調整機構が複雑になるという問題点を有しさらに、調整量が非常に微小であり、調整が困難であった。光源部に配置したシリンドリカルレンズを回転調整する対策では、シリンドリカルレンズを回転させることで本来副走査方向にパワーを与えるべきところで主走査方向にも若干のパワーが付与されることになり、ビーム径が大きくなって画像に悪影響を与えるという問題点を有していた。また、複数のシリンドリカルレンズの間隔を調整することはビームピッチの補正に効果的ではあるが、複数のシリンドリカルレンズを光軸に対して垂直な方向の位置精度を保ってかつ光軸周りに回転させることなく、光軸方向に精度よく調整可能とすることに関しては、未解決であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５４−１５８２５１号公報
【特許文献２】特開平９−３３８３４号公報
【特許文献３】特開平８−７６０３９号公報
【特許文献４】特開平１０−２４６８６０号公報
【特許文献５】特開２００１−５１２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、光源部に配置した複数のシリンドリカルレンズを光軸方向に精度よく調整することができ、ビーム径の太りや変形を極力抑えて副走査方向のビームピッチを補正することのできるレーザ走査光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の目的を達成するため、本発明の一形態であるレーザ走査光学装置は、
複数の発光点を有する光源と、
前記光源から出射された拡散ビームを略平行光にする光学素子と、
前記光学素子から出射されたビームを偏向器の偏光面上に主走査方向に線状に集光させる複数のシリンドリカルレンズと、
前記複数のシリンドリカルレンズを保持する保持部材と、
前記保持部材を光軸方向に摺動及び光軸周りに回動可能にかつ摺動位置及び回動位置を固定可能に支持する基台と、
を備え、
前記保持部材は、前記複数のシリンドリカルレンズの光軸に対して垂直な方向の取付け面がそれぞれ当接する同一平面として形成された基準面を有し、前記複数のシリンドリカルレンズのうち少なくとも一つのシリンドリカルレンズを前記基準面上で位置固定するとともに、他のシリンドリカルレンズを前記基準面上で光軸方向に摺動可能かつ位置固定可能に保持すること、
を特徴とする。
【０００９】
前記レーザ走査光学装置においては、複数のシリンドリカルレンズを単一の保持部材に同一平面として形成された基準面上に取り付けて光軸に対して垂直な方向（副走査方向）に位置決めしている。そして、少なくとも一つのシリンドリカルレンズを基準面上で光軸方向に摺動させることで複数のシリンドリカルレンズの間隔を調整し、副走査方向のビームピッチを補正する。複数のシリンドリカルレンズはビームピッチの調整時に回動することはないので、ビーム径が増大することはない。また、保持部材は基台に対して光軸周りに回動可能であるため、複数のシリンドリカルレンズを一体的に光軸周りに調整可能であり、複数のシリンドリカルレンズや走査レンズの光軸回りの取付け誤差を補正し、ビーム形状の変形を抑制することが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光源部に配置した複数のシリンドリカルレンズを光軸方向に精度よく調整することができ、ビーム径の太りや変形を極力抑えて副走査方向のビームピッチを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るレーザ走査光学装置を搭載した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】前記レーザ走査光学装置を示す概略平面図である。
【図３】シリンドリカルレンズの保持構造を示す斜視図である。
【図４】前記保持構造の分解斜視図である。
【図５】前記保持構造の要部を光軸方向から見た立面図である。
【図６】前記保持構造の断面図である。
【図７】前記保持構造における調整例（第１例）を示す斜視図である。
【図８】前記保持構造における調整例（第２例）を示す斜視図である。
【図９】第２シリンドリカルレンズと支持部材との組立て工程を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は立面図である。
【図１０】第２シリンドリカルレンズと支持部材との組立て工程の他の例を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示したように組み立てたユニットを保持部材上に搭載した状態を示す斜視図である。
【図１２】シリンドリカルレンズの回転角度とビームウエスト径との関係を示すグラフである。
【図１３】シリンドリカルレンズの副走査方向Ｚの変位とビームウエスト径との関係を示すグラフである。
【図１４】シリンドリカルレンズの間隔とビームピッチとの関係を示すグラフである。
【図１５】光源部の回転量とビームピッチとの関係を示すグラフである。
【図１６】光源での発光点の傾きを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分を示す符号は共通して用いている。
【００１３】
（画像形成装置の概略構成）
まず、本発明に係る光ビーム走査光学装置が搭載される画像形成装置について、その概略構成を図１を参照して説明する。この画像形成装置は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム方式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を形成するように構成したものである。画像は、各画像形成ステーション１０１で形成され、中間転写ベルト１１２上で合成される。なお、図１において、参照数字に付されているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの文字はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを意味している。
【００１４】
各画像形成ステーション１０１の概略を説明すると、感光体ドラム１０２、レーザ走査光学装置１００、現像器１０４などを含む。各レーザ走査光学装置１００から放射されたレーザビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが各感光体ドラム１０２を照射し、各色の画像を形成する。一方、画像形成ステーション１０１の直下には中間転写ベルト１１２がローラ１１３，１１４，１１５にて無端状に張り渡され、矢印Ａ方向に回転駆動され、駆動ローラ１１３を設置した部分であって中間転写ベルト１１２に対向する部分（２次転写部）には２次転写ローラ１１６が配置されている。また、画像形成装置の下段には、積載されている用紙を１枚ずつ給紙する自動給紙部１３０が設置されている。
【００１５】
レーザ走査光学装置１００は画像データに基づいて変調駆動され、それぞれの感光体ドラム１０２上にトナー画像を形成する。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。
【００１６】
各感光体ドラム１０２上に形成されたトナー画像は、矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト１１２上に１次転写チャージャ１０３から付与される電界にて順次１次転写され、４色の画像が合成される。一方、用紙は１枚ずつ給紙部１３０から上方に給紙され、２次転写部で転写ローラ１１６から付与される電界にて中間転写ベルト１１２から合成画像が２次転写される。その後、用紙は図示しない定着装置に搬送されてトナーの加熱定着が施され、画像形成装置の上面部に排出される。
【００１７】
（レーザ走査光学装置）
次に、レーザ走査光学装置１００について説明する。図２に示すように、それぞれのレーザ走査光学装置１００は、光源部と、ポリゴンミラー７を含む走査部とで構成され、各部材はハウジング１２に組み付けられている。光源部は、半導体レーザ１と、コリメータレンズ２と、アパーチャ３と、第１及び第２シリンドリカルレンズ５，６とで構成されている。走査部は、走査レンズ８ａ，８ｂ，８ｃと、防塵ガラス１３と、主走査同期信号を出力するための同期信号検出センサ１１と、該センサ１１へレーザビームを導く二つのミラー１０とで構成されている。ポリゴンミラー７は所定の速度で回転駆動される。
【００１８】
半導体レーザ１は、ＳＤＨ構造からなるマルチ半導体レーザであり、図１６に示すように、主走査方向Ｙ及び副走査方向Ｚに異なる位置で発光する四つの発光源ａ〜ｄを有するもので、各発光源ａ〜ｄから放射されたレーザビームは、コリメータレンズ２によって略平行光とされ、アパーチャ３によってビーム形状を整形された後、第１及び第２シリンドリカルレンズ５，６によって副走査方向Ｚに直線状に集光され、ポリゴンミラー７に導かれる。これらのレーザビームはポリゴンミラー７の各反射面にて等角速度で主走査方向Ｙに偏向／走査され、走査レンズ８ａ，８ｂ，８ｃを透過し、感光体ドラム１０２上で結像する。このＹ方向の主走査と感光体ドラム１０２の回転による副走査とで感光体ドラム１０２上に２次元の静電潜像が形成されていく。
【００１９】
走査レンズ８ａ，８ｂ，８ｃはポリゴンミラー７で等角速度に偏向／走査されたレーザビームを主走査方向Ｙに等速度に補正するｆθ特性、及び、レーザビームを感光体ドラム１０２上で結像させる結像特性を有している。
【００２０】
（シリンドリカルレンズの保持構造）
第１及び第２シリンドリカルレンズ５，６の保持構造は、図３〜図５に示すように、レーザ走査光学装置１００のハウジング１２に形成されたＶ溝１２ａに円筒状の保持部材５１の外周面５１ａが光軸方向Ｘに摺動可能にかつ光軸周りに回動可能に保持されている。この保持部材５１は、後述するシリンドリカルレンズ５，６の調整後に、ＵＶ硬化樹脂などによってハウジング１２のＶ溝１２ａに固定される。
【００２１】
保持部材５１は、シリンドリカルレンズ５，６を設置するための同一平面として形成された基準面５１ｂを有している。一方、シリンドリカルレンズ５，６は、その底面を基準面として制作されており、該底面を基準面５１ｂに載置した状態で保持部材５１上に位置固定されている。即ち、シリンドリカルレンズ５，６の底面は該レンズ５，６の光軸に対して垂直な方向の取付け面として機能している。
【００２２】
本実施例においては、シリンドリカルレンズ５，６の間隔を調整することで副走査方向Ｚの合成焦点距離を変更することが可能である。半導体レーザ１や各種光学素子の個体的なばらつきや配置誤差などによって、設計値どおりに各素子を配置したとしても感光体ドラム１０２上での副走査方向Ｚのビームピッチが所望の範囲に収まらない場合は、シリンドリカルレンズ５，６の間隔を調整してレンズ５，６の合成焦点距離を変更して感光体ドラム１０２上での副走査方向Ｚのビームピッチを補正する。
【００２３】
本実施例では、保持部材５１の同一平面をなす基準面５１ｂにシリンドリカルレンズ５，６を搭載し、第１シリンドリカルレンズ５は基準面５１ｂ上に樹脂固定しておいて第２シリンドリカルレンズ６を光軸方向Ｘに基準面５１ｂ上で摺動させることにより、光軸周りの回転及び副走査方向Ｚのシフトを抑制しながらレンズ５，６の間隔を調整することが可能である。第２シリンドリカルレンズ６は調整後に基準面５１ｂ上に樹脂固定される。その結果、感光体ドラム１０２上でのビーム径の増大や崩れを抑制したビームピッチの補正が可能となった。なお、ビームの崩れについては後述する。
【００２４】
第２シリンドリカルレンズ６は、支持部材６１の一面６１ａ（図６参照）にレンズ６の一面を当接させて樹脂で固定されている。支持部材６１の底面とレンズ６の底面とは同一の平面に位置合わせされており（以下に、図９及び図１０を参照して説明する）、支持部材６１の底面は保持部材５１の前記基準面５１ｂ上に載置されている。第１シリンドリカルレンズ５を基準面５１ｂ上に接着固定した状態で第２シリンドリカルレンズ６を光軸方向Ｘへ調整した後、保持部材５１を光軸方向Ｘ及び光軸周りに回動させ、即ち、レンズ５，６や以下に説明する各部材を含めて保持部材５１ごと光軸方向Ｘ及び光軸回りの調整を行い、副走査方向Ｚのピント（焦点位置）とビームの形状崩れを補正する。
【００２５】
なお、シリンドリカルレンズ５，６の副走査方向Ｚの取付け誤差によって発生するビームの崩れ方向とシリンドリカルレンズ５，６の光軸周りの回動によって発生するビームの崩れ方向とが異なるため、互いに補完することはできない。従って、光軸に垂直な方向（副走査方向Ｚ）と光軸周りに関するレンズ５，６の取付け姿勢の調整は、それぞれの方向で位置精度を確保し、レンズ５，６どうしの相対位置精度を保持しておく必要がある。
【００２６】
図５に示すように、保持部材５１には門型をなす押圧補助部材５２がねじ止めされている。ハウジング１２に基部を固定した板ばね５３により該押圧補助部材５２を副走査方向Ｚに弾性的に付勢することにより、保持部材５１はハウジング１２のＶ溝１２ａに圧接されている。保持部材５１の光軸方向Ｘの摺動や光軸回りの回動は押圧補助部材５２のつまみ部５２ａ（図３参照）を把持することによって容易に行われる。
【００２７】
図５に示すように、支持部材６１の下部突出部６１ｂは保持部材５１の凹部に極めて僅かな隙間を設けて挿入されている。従って支持部材６１は保持部材５１に対して光軸方向Ｘには摺動可能であり、光軸回りへの回動は僅かな隙間分だけに規制されている。即ち、支持部材６１はこの僅かな隙間分では光軸周りに回動し、それに伴って第２シリンドリカルレンズ６も回動する。しかし、このような第２シリンドリカルレンズ６の僅かな回動はビーム崩れに対する誤差感度は小さく、実用上問題にはならない。
【００２８】
図６にレンズ保持構造の断面を示す。第２シリンドリカルレンズ６を接着固定した支持部材６１は、押圧補助部材５２に基部をねじ止めされた板ばね６４によって保持部材５１の基準面５１ｂに押圧されている。一方、支持部材６１の下部に光軸方向Ｘに形成した穴６１ｃには調整軸６２が貫通している。調整軸６２の先端部は保持部材５１の穴５１ｃに回転可能に嵌合され、後端部は保持部材５１のねじ部５１ｄに螺着されている。
【００２９】
また、調整軸６２には圧縮コイルばね６５が巻装されており、該ばね６５は支持部材６１を光軸方向Ｘのビーム進行方向に弾性的に付勢している。支持部材６１は下端の角部が調整軸６２の段差部（位置決め面）６２ａに当接して光軸方向Ｘに位置決めされている。この位置決め面６２ａは、圧縮コイルばね６５による付勢方向とは同一軸上に設定されているとともに、支持部材６１の底面を副走査方向Ｚに位置決めしている基準面５１ｂの近傍に位置している。支持部材６１は圧縮コイルばね６５によるばね荷重Ｆ２により光軸方向Ｘと直交する軸を支点とする回転モーメントを受けるが、位置決め面６２ａと基準面５１ｂとが近接していることで、支持部材６１が光軸方向Ｘに摺動する際のがたつきやスティックスリップを極力抑制することができる。
【００３０】
支持部材６１（第２シリンドリカルレンズ６）の光軸方向Ｘへの摺動は、図７に示すように、調整軸６２の先端面の穴６２ｂにＬ型の冶具６３ａを嵌合させて調整軸６２を回転させることにより行われる。また、図８に示すように、調整冶具６３ｂを使用してもよい。
【００３１】
ところで、支持部材６１を保持部材５１に押圧する板ばね６４は、光軸に対して基準面５１ｂとは反対側から弾性的に押圧している。図５に示すように、板ばね６４が圧接する支持部材６１の外周面は断面円形状とされており、支持部材６１が調整によって光軸方向Ｘに摺動しても圧接箇所が不用意に変化することを防止している。なお、各種光学素子の部品精度や取付け精度によるばらつきを補正するためにレンズ５，６の間隔を調整する調整幅は、±５ｍｍ程度であり、支持部材６１の断面円形状部分は光軸方向Ｘの長さが１０ｍｍ程度であればよい。
【００３２】
また、圧縮コイルばね６５のばね荷重Ｆ２と、板ばね６４のばね荷重Ｆ１と、支持部材６１と保持部材５１との間の動摩擦係数μとの間には、Ｆ２＞μ×Ｆ１の関係にあることが好ましい。
【００３３】
ここで、支持部材６１への第２シリンドリカルレンズ６の組立方法を図９を参照して説明する。組立て台６６には、前記保持部材５１の基準面５１ｂと同様の基準平面６６ｂが形成されている。支持部材６１の底面と第２シリンドリカルレンズ６の底面を基準平面６６ｂに当接させて接着固定する。支持部材６１の押圧荷重をＦ１’、支持部材６１と基準平面６６ｂとの間の静摩擦係数をμ１、第２シリンドリカルレンズ６の光軸に垂直な方向の押圧荷重をｆ１、第２シリンドリカルレンズ６の光軸に平行な押圧荷重をｆ２，ｆ３、第２シリンドリカルレンズ６と基準平面６６ｂとの間の静摩擦係数をμ２とすると、以下の式を満足するようにそれぞれの値を設定する。
【００３４】
μ１×Ｆ１’＞（ｆ２＋ｆ３−μ２×ｆ１）
（ｆ２＋ｆ３）＞μ２×ｆ１
【００３５】
第２シリンドリカルレンズ６を支持部材６１の一面６１ａに確実に押圧した状態でＵＶ硬化樹脂などによってレンズ６を支持部材６１に接着固定する。これにて、レンズ６の底面と支持部材６１の底面が同一平面を保って一体化されることになる。
【００３６】
図１０は他の組立て方法を示す。即ち、第２シリンドリカルレンズ６の幅寸法が小さくてその底面が前記保持部材５１の基準面５１ｂに当接しない場合における、該レンズ６と支持部材６１とを一体化する場合である。この場合、組立て台６６には広い面積の基準平面６６ｂが形成されており、該基準平面６６ｂ上に支持部材６１の底面と第２シリンドリカルレンズ６の底面を当接させて接着固定する。これにても、レンズ６の底面と支持部材６１の底面が同一平面を保って一体化されることになる。
【００３７】
図１１は、図１０に示した方法で組み立てられた支持部材６１とレンズ６とを保持部材５１の基準面５１ｂ上に搭載した状態を示している。レンズ６の底面は、幅寸法が小さいので基準面５１ｂに当接していないが、基準面５１ｂ上に当接している支持部材６１の底面とは同一平面をなすように組み立てられているので、副走査方向Ｚに関する取付け位置精度としては、レンズ６の底面が基準面５１ｂ上に当接しているのと同等とみなすことができる。
【００３８】
（像面におけるビームの形状）
図１２は、シリンドリカルレンズ５，６の光軸周りの回転誤差と像面（感光体ドラム１０２）上でのビームウエスト径の関係を示している。レンズ５，６の回転量の増加に伴ってビーム形状の崩れが発生し、ビームウエスト径が増大する。ビームの崩れは、画質の劣化に関わる問題であり、可能な限り抑制することが望ましい。図１２はビームウエスト径が６０μｍの場合を示しており、画質劣化を考慮した許容値としては６５μｍ以下に抑えることが望ましい。
【００３９】
図１３は、シリンドリカルレンズ５，６の副走査方向Ｚの変位とビームウエスト径の関係を示している。レンズ５，６の副走査方向Ｚの変位に伴ってビーム形状の崩れが発生し、ビームウエスト径が増大する。図１２及び図１３に示すビームの崩れは、それぞれ独立してビーム形状に影響を与え、また、その他の光学素子の取付けばらつきによっても同様にビームの崩れが発生する。特に、ビーム崩れに感度の高いレンズ５，６の取付け許容値は、回転で２分以下、副走査方向Ｚで０．０５ｍｍ以下が目標となる。本実施例では、第１及び第２シリンドリカルレンズ５，６の取付け基準面を同一平面を形成する基準面５１ｂとしていることから、これほどの厳しい精度も容易に達成することが可能である。
【００４０】
図１４は、シリンドリカルレンズ５，６の間隔を変化させて合成焦点距離を変えた場合の像面（感光体ドラム１０２）上での二つのビーム間隔の変化を示している。レンズ間隔を０．１３ｍｍ変化させると、ビームピッチは１μｍ変化する。調整軸６２のねじ部のピッチを０．５ｍｍとすれば、調整軸６２を０．１３／０．５＝０．２６回転（９３．６度）させると、ビームピッチは１μｍ変化することになる。
【００４１】
図１５は、光源（半導体レーザ１）を光軸周りに回転させた場合の回転角度と像面（感光体ドラム１０２）上での二つのビーム間隔の変化を示している。この場合、半導体レーザ１の取付け角度を０．１２度回転させると、ビームピッチは１μｍ変化することになる。
【００４２】
図１４及び図１５を比較すると、同様なビームピッチの変化を与えるための回転角度としては、レンズ５，６の間隔調整であれば９３．６度であるのに対して、半導体レーザ１の角度調整であれば０．１２度という極端に小さい回転角度で調整を行わなければならない。角度感度で約８００倍であり、光源部での回転調整は極めて困難である。
【００４３】
図１６は、半導体レーザ１の取付け角度を示している。図１６（Ａ）に示すように、四つの発光点ａ〜ｄのピッチＰが小さい場合、発光点ａ〜ｄを結ぶ直線の角度θは垂直に近づく。図１６（Ｂ）に示すように、四つの発光点ａ〜ｄのピッチＰが広くなると、発光点ａ〜ｄを結ぶ直線の角度θは水平に近づく。それぞれの場合に同じ回転誤差が生じたとしても、水平に近づくほど副走査方向Ｚのピッチ誤差（Ｐ×ｓｉｎθ）は大きくなる。
【００４４】
（他の実施例）
なお、本発明に係るレーザ走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００４５】
特に、複数の発光点は一つの半導体レーザに形成されている必要はなく、単独の発光素子を集合させて光源としてもよい。また、光源に含まれる発光点の数は４に限定されることはない。さらに、第１及び第２シリンドリカルレンズを保持する構造の細部は任意であり、３以上のシリンドリカルレンズを含んでいてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明は、レーザ走査光学装置に有用であり、特に、ビーム径の太りや変形を生じることなく副走査方向のビームピッチを補正できる点で優れている。
【符号の説明】
【００４７】
１００…レーザ走査光学装置
１…半導体レーザ
７…ポリゴンミラー
１２…ハウジング（基台）
１２ａ…Ｖ溝
５１…保持部材
５１ａ…外周面
５１ｂ…基準面
６１…支持部材
１０２…感光体ドラム
Ｘ…光軸方向
Ｙ…主走査方向
Ｚ…副走査方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査光学装置及び画像形成装置、特に、複写機やプリンタなどの電子写真法による画像形成装置に搭載されるレーザ走査光学装置及び該レーザ走査光学装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のレーザ走査光学装置の分野においては、画像形成の高速化、高階調化に対応するために、副走査方向に異なる位置で発光する複数の発光源（半導体レーザ）から出力されたレーザビームで感光体を走査露光するものが種々開発されている。画素密度は４００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉと年々高密度化し、それに伴ってビームピッチ間隔も高精度を要求されている。
【０００３】
副走査方向のビームピッチは、光学系を構成するレンズの形状誤差、半導体レーザの発光点位置誤差、及び、半導体レーザの取付け精度によってばらつきが発生することは不可避である。従来から、このような副走査方向のビームピッチの補正方法は種々提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には発光点を回転調整してビームピッチを補正する方法が、特許文献２には光源部に配置したシリンドリカルレンズを回転調整してビームピッチを補正する方法が記載されている。また、特許文献３，４には複数のシリンドリカルレンズの間隔を調整することでビームピッチを補正することが記載されている。また、特許文献５には複数のシリンドリカルレンズの間隔を調整することでビームピッチを補正するに際して、複数のシリンドリカルレンズがそれぞれ独立したキャリッジによって保持され、共通のスライド軸にキャリッジを移動可能に保持することが記載されている。
【０００５】
しかしながら、発光点を回転調整する対策では、レンズの光軸に対して発光点の回転中心を同軸上で回転調整する必要から、調整機構が複雑になるという問題点を有しさらに、調整量が非常に微小であり、調整が困難であった。光源部に配置したシリンドリカルレンズを回転調整する対策では、シリンドリカルレンズを回転させることで本来副走査方向にパワーを与えるべきところで主走査方向にも若干のパワーが付与されることになり、ビーム径が大きくなって画像に悪影響を与えるという問題点を有していた。また、複数のシリンドリカルレンズの間隔を調整することはビームピッチの補正に効果的ではあるが、複数のシリンドリカルレンズを光軸に対して垂直な方向の位置精度を保ってかつ光軸周りに回転させることなく、光軸方向に精度よく調整可能とすることに関しては、未解決であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５４−１５８２５１号公報
【特許文献２】特開平９−３３８３４号公報
【特許文献３】特開平８−７６０３９号公報
【特許文献４】特開平１０−２４６８６０号公報
【特許文献５】特開２００１−５１２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、光源部に配置した複数のシリンドリカルレンズを光軸方向に精度よく調整することができ、ビーム径の太りや変形を極力抑えて副走査方向のビームピッチを補正することのできるレーザ走査光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の目的を達成するため、本発明の一形態であるレーザ走査光学装置は、
複数の発光点を有する光源と、
前記光源から出射された拡散ビームを略平行光にする光学素子と、
前記光学素子から出射されたビームを偏向器の偏光面上に主走査方向に線状に集光させる複数のシリンドリカルレンズと、
前記複数のシリンドリカルレンズを保持する保持部材と、
前記保持部材を光軸方向に摺動及び光軸周りに回動可能にかつ摺動位置及び回動位置を固定可能に支持する基台と、
を備え、
前記保持部材は、前記複数のシリンドリカルレンズの光軸に対して垂直な方向の取付け面がそれぞれ当接する同一平面として形成された基準面を有し、前記複数のシリンドリカルレンズのうち少なくとも一つのシリンドリカルレンズを前記基準面上で位置固定するとともに、他のシリンドリカルレンズを前記基準面上で光軸方向に摺動可能かつ位置固定可能に保持すること、
を特徴とする。
【０００９】
前記レーザ走査光学装置においては、複数のシリンドリカルレンズを単一の保持部材に同一平面として形成された基準面上に取り付けて光軸に対して垂直な方向（副走査方向）に位置決めしている。そして、少なくとも一つのシリンドリカルレンズを基準面上で光軸方向に摺動させることで複数のシリンドリカルレンズの間隔を調整し、副走査方向のビームピッチを補正する。複数のシリンドリカルレンズはビームピッチの調整時に回動することはないので、ビーム径が増大することはない。また、保持部材は基台に対して光軸周りに回動可能であるため、複数のシリンドリカルレンズを一体的に光軸周りに調整可能であり、複数のシリンドリカルレンズや走査レンズの光軸回りの取付け誤差を補正し、ビーム形状の変形を抑制することが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光源部に配置した複数のシリンドリカルレンズを光軸方向に精度よく調整することができ、ビーム径の太りや変形を極力抑えて副走査方向のビームピッチを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るレーザ走査光学装置を搭載した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】前記レーザ走査光学装置を示す概略平面図である。
【図３】シリンドリカルレンズの保持構造を示す斜視図である。
【図４】前記保持構造の分解斜視図である。
【図５】前記保持構造の要部を光軸方向から見た立面図である。
【図６】前記保持構造の断面図である。
【図７】前記保持構造における調整例（第１例）を示す斜視図である。
【図８】前記保持構造における調整例（第２例）を示す斜視図である。
【図９】第２シリンドリカルレンズと支持部材との組立て工程を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は立面図である。
【図１０】第２シリンドリカルレンズと支持部材との組立て工程の他の例を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示したように組み立てたユニットを保持部材上に搭載した状態を示す斜視図である。
【図１２】シリンドリカルレンズの回転角度とビームウエスト径との関係を示すグラフである。
【図１３】シリンドリカルレンズの副走査方向Ｚの変位とビームウエスト径との関係を示すグラフである。
【図１４】シリンドリカルレンズの間隔とビームピッチとの関係を示すグラフである。
【図１５】光源部の回転量とビームピッチとの関係を示すグラフである。
【図１６】光源での発光点の傾きを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分を示す符号は共通して用いている。
【００１３】
（画像形成装置の概略構成）
まず、本発明に係る光ビーム走査光学装置が搭載される画像形成装置について、その概略構成を図１を参照して説明する。この画像形成装置は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム方式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を形成するように構成したものである。画像は、各画像形成ステーション１０１で形成され、中間転写ベルト１１２上で合成される。なお、図１において、参照数字に付されているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの文字はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを意味している。
【００１４】
各画像形成ステーション１０１の概略を説明すると、感光体ドラム１０２、レーザ走査光学装置１００、現像器１０４などを含む。各レーザ走査光学装置１００から放射されたレーザビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが各感光体ドラム１０２を照射し、各色の画像を形成する。一方、画像形成ステーション１０１の直下には中間転写ベルト１１２がローラ１１３，１１４，１１５にて無端状に張り渡され、矢印Ａ方向に回転駆動され、駆動ローラ１１３を設置した部分であって中間転写ベルト１１２に対向する部分（２次転写部）には２次転写ローラ１１６が配置されている。また、画像形成装置の下段には、積載されている用紙を１枚ずつ給紙する自動給紙部１３０が設置されている。
【００１５】
レーザ走査光学装置１００は画像データに基づいて変調駆動され、それぞれの感光体ドラム１０２上にトナー画像を形成する。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。
【００１６】
各感光体ドラム１０２上に形成されたトナー画像は、矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト１１２上に１次転写チャージャ１０３から付与される電界にて順次１次転写され、４色の画像が合成される。一方、用紙は１枚ずつ給紙部１３０から上方に給紙され、２次転写部で転写ローラ１１６から付与される電界にて中間転写ベルト１１２から合成画像が２次転写される。その後、用紙は図示しない定着装置に搬送されてトナーの加熱定着が施され、画像形成装置の上面部に排出される。
【００１７】
（レーザ走査光学装置）
次に、レーザ走査光学装置１００について説明する。図２に示すように、それぞれのレーザ走査光学装置１００は、光源部と、ポリゴンミラー７を含む走査部とで構成され、各部材はハウジング１２に組み付けられている。光源部は、半導体レーザ１と、コリメータレンズ２と、アパーチャ３と、第１及び第２シリンドリカルレンズ５，６とで構成されている。走査部は、走査レンズ８ａ，８ｂ，８ｃと、防塵ガラス１３と、主走査同期信号を出力するための同期信号検出センサ１１と、該センサ１１へレーザビームを導く二つのミラー１０とで構成されている。ポリゴンミラー７は所定の速度で回転駆動される。
【００１８】
半導体レーザ１は、ＳＤＨ構造からなるマルチ半導体レーザであり、図１６に示すように、主走査方向Ｙ及び副走査方向Ｚに異なる位置で発光する四つの発光源ａ〜ｄを有するもので、各発光源ａ〜ｄから放射されたレーザビームは、コリメータレンズ２によって略平行光とされ、アパーチャ３によってビーム形状を整形された後、第１及び第２シリンドリカルレンズ５，６によって副走査方向Ｚに直線状に集光され、ポリゴンミラー７に導かれる。これらのレーザビームはポリゴンミラー７の各反射面にて等角速度で主走査方向Ｙに偏向／走査され、走査レンズ８ａ，８ｂ，８ｃを透過し、感光体ドラム１０２上で結像する。このＹ方向の主走査と感光体ドラム１０２の回転による副走査とで感光体ドラム１０２上に２次元の静電潜像が形成されていく。
【００１９】
走査レンズ８ａ，８ｂ，８ｃはポリゴンミラー７で等角速度に偏向／走査されたレーザビームを主走査方向Ｙに等速度に補正するｆθ特性、及び、レーザビームを感光体ドラム１０２上で結像させる結像特性を有している。
【００２０】
（シリンドリカルレンズの保持構造）
第１及び第２シリンドリカルレンズ５，６の保持構造は、図３〜図５に示すように、レーザ走査光学装置１００のハウジング１２に形成されたＶ溝１２ａに円筒状の保持部材５１の外周面５１ａが光軸方向Ｘに摺動可能にかつ光軸周りに回動可能に保持されている。この保持部材５１は、後述するシリンドリカルレンズ５，６の調整後に、ＵＶ硬化樹脂などによってハウジング１２のＶ溝１２ａに固定される。
【００２１】
保持部材５１は、シリンドリカルレンズ５，６を設置するための同一平面として形成された基準面５１ｂを有している。一方、シリンドリカルレンズ５，６は、その底面を基準面として制作されており、該底面を基準面５１ｂに載置した状態で保持部材５１上に位置固定されている。即ち、シリンドリカルレンズ５，６の底面は該レンズ５，６の光軸に対して垂直な方向の取付け面として機能している。
【００２２】
本実施例においては、シリンドリカルレンズ５，６の間隔を調整することで副走査方向Ｚの合成焦点距離を変更することが可能である。半導体レーザ１や各種光学素子の個体的なばらつきや配置誤差などによって、設計値どおりに各素子を配置したとしても感光体ドラム１０２上での副走査方向Ｚのビームピッチが所望の範囲に収まらない場合は、シリンドリカルレンズ５，６の間隔を調整してレンズ５，６の合成焦点距離を変更して感光体ドラム１０２上での副走査方向Ｚのビームピッチを補正する。
【００２３】
本実施例では、保持部材５１の同一平面をなす基準面５１ｂにシリンドリカルレンズ５，６を搭載し、第１シリンドリカルレンズ５は基準面５１ｂ上に樹脂固定しておいて第２シリンドリカルレンズ６を光軸方向Ｘに基準面５１ｂ上で摺動させることにより、光軸周りの回転及び副走査方向Ｚのシフトを抑制しながらレンズ５，６の間隔を調整することが可能である。第２シリンドリカルレンズ６は調整後に基準面５１ｂ上に樹脂固定される。その結果、感光体ドラム１０２上でのビーム径の増大や崩れを抑制したビームピッチの補正が可能となった。なお、ビームの崩れについては後述する。
【００２４】
第２シリンドリカルレンズ６は、支持部材６１の一面６１ａ（図６参照）にレンズ６の一面を当接させて樹脂で固定されている。支持部材６１の底面とレンズ６の底面とは同一の平面に位置合わせされており（以下に、図９及び図１０を参照して説明する）、支持部材６１の底面は保持部材５１の前記基準面５１ｂ上に載置されている。第１シリンドリカルレンズ５を基準面５１ｂ上に接着固定した状態で第２シリンドリカルレンズ６を光軸方向Ｘへ調整した後、保持部材５１を光軸方向Ｘ及び光軸周りに回動させ、即ち、レンズ５，６や以下に説明する各部材を含めて保持部材５１ごと光軸方向Ｘ及び光軸回りの調整を行い、副走査方向Ｚのピント（焦点位置）とビームの形状崩れを補正する。
【００２５】
なお、シリンドリカルレンズ５，６の副走査方向Ｚの取付け誤差によって発生するビームの崩れ方向とシリンドリカルレンズ５，６の光軸周りの回動によって発生するビームの崩れ方向とが異なるため、互いに補完することはできない。従って、光軸に垂直な方向（副走査方向Ｚ）と光軸周りに関するレンズ５，６の取付け姿勢の調整は、それぞれの方向で位置精度を確保し、レンズ５，６どうしの相対位置精度を保持しておく必要がある。
【００２６】
図５に示すように、保持部材５１には門型をなす押圧補助部材５２がねじ止めされている。ハウジング１２に基部を固定した板ばね５３により該押圧補助部材５２を副走査方向Ｚに弾性的に付勢することにより、保持部材５１はハウジング１２のＶ溝１２ａに圧接されている。保持部材５１の光軸方向Ｘの摺動や光軸回りの回動は押圧補助部材５２のつまみ部５２ａ（図３参照）を把持することによって容易に行われる。
【００２７】
図５に示すように、支持部材６１の下部突出部６１ｂは保持部材５１の凹部に極めて僅かな隙間を設けて挿入されている。従って支持部材６１は保持部材５１に対して光軸方向Ｘには摺動可能であり、光軸回りへの回動は僅かな隙間分だけに規制されている。即ち、支持部材６１はこの僅かな隙間分では光軸周りに回動し、それに伴って第２シリンドリカルレンズ６も回動する。しかし、このような第２シリンドリカルレンズ６の僅かな回動はビーム崩れに対する誤差感度は小さく、実用上問題にはならない。
【００２８】
図６にレンズ保持構造の断面を示す。第２シリンドリカルレンズ６を接着固定した支持部材６１は、押圧補助部材５２に基部をねじ止めされた板ばね６４によって保持部材５１の基準面５１ｂに押圧されている。一方、支持部材６１の下部に光軸方向Ｘに形成した穴６１ｃには調整軸６２が貫通している。調整軸６２の先端部は保持部材５１の穴５１ｃに回転可能に嵌合され、後端部は保持部材５１のねじ部５１ｄに螺着されている。
【００２９】
また、調整軸６２には圧縮コイルばね６５が巻装されており、該ばね６５は支持部材６１を光軸方向Ｘのビーム進行方向に弾性的に付勢している。支持部材６１は下端の角部が調整軸６２の段差部（位置決め面）６２ａに当接して光軸方向Ｘに位置決めされている。この位置決め面６２ａは、圧縮コイルばね６５による付勢方向とは同一軸上に設定されているとともに、支持部材６１の底面を副走査方向Ｚに位置決めしている基準面５１ｂの近傍に位置している。支持部材６１は圧縮コイルばね６５によるばね荷重Ｆ２により光軸方向Ｘと直交する軸を支点とする回転モーメントを受けるが、位置決め面６２ａと基準面５１ｂとが近接していることで、支持部材６１が光軸方向Ｘに摺動する際のがたつきやスティックスリップを極力抑制することができる。
【００３０】
支持部材６１（第２シリンドリカルレンズ６）の光軸方向Ｘへの摺動は、図７に示すように、調整軸６２の先端面の穴６２ｂにＬ型の冶具６３ａを嵌合させて調整軸６２を回転させることにより行われる。また、図８に示すように、調整冶具６３ｂを使用してもよい。
【００３１】
ところで、支持部材６１を保持部材５１に押圧する板ばね６４は、光軸に対して基準面５１ｂとは反対側から弾性的に押圧している。図５に示すように、板ばね６４が圧接する支持部材６１の外周面は断面円形状とされており、支持部材６１が調整によって光軸方向Ｘに摺動しても圧接箇所が不用意に変化することを防止している。なお、各種光学素子の部品精度や取付け精度によるばらつきを補正するためにレンズ５，６の間隔を調整する調整幅は、±５ｍｍ程度であり、支持部材６１の断面円形状部分は光軸方向Ｘの長さが１０ｍｍ程度であればよい。
【００３２】
また、圧縮コイルばね６５のばね荷重Ｆ２と、板ばね６４のばね荷重Ｆ１と、支持部材６１と保持部材５１との間の動摩擦係数μとの間には、Ｆ２＞μ×Ｆ１の関係にあることが好ましい。
【００３３】
ここで、支持部材６１への第２シリンドリカルレンズ６の組立方法を図９を参照して説明する。組立て台６６には、前記保持部材５１の基準面５１ｂと同様の基準平面６６ｂが形成されている。支持部材６１の底面と第２シリンドリカルレンズ６の底面を基準平面６６ｂに当接させて接着固定する。支持部材６１の押圧荷重をＦ１’、支持部材６１と基準平面６６ｂとの間の静摩擦係数をμ１、第２シリンドリカルレンズ６の光軸に垂直な方向の押圧荷重をｆ１、第２シリンドリカルレンズ６の光軸に平行な押圧荷重をｆ２，ｆ３、第２シリンドリカルレンズ６と基準平面６６ｂとの間の静摩擦係数をμ２とすると、以下の式を満足するようにそれぞれの値を設定する。
【００３４】
μ１×Ｆ１’＞（ｆ２＋ｆ３−μ２×ｆ１）
（ｆ２＋ｆ３）＞μ２×ｆ１
【００３５】
第２シリンドリカルレンズ６を支持部材６１の一面６１ａに確実に押圧した状態でＵＶ硬化樹脂などによってレンズ６を支持部材６１に接着固定する。これにて、レンズ６の底面と支持部材６１の底面が同一平面を保って一体化されることになる。
【００３６】
図１０は他の組立て方法を示す。即ち、第２シリンドリカルレンズ６の幅寸法が小さくてその底面が前記保持部材５１の基準面５１ｂに当接しない場合における、該レンズ６と支持部材６１とを一体化する場合である。この場合、組立て台６６には広い面積の基準平面６６ｂが形成されており、該基準平面６６ｂ上に支持部材６１の底面と第２シリンドリカルレンズ６の底面を当接させて接着固定する。これにても、レンズ６の底面と支持部材６１の底面が同一平面を保って一体化されることになる。
【００３７】
図１１は、図１０に示した方法で組み立てられた支持部材６１とレンズ６とを保持部材５１の基準面５１ｂ上に搭載した状態を示している。レンズ６の底面は、幅寸法が小さいので基準面５１ｂに当接していないが、基準面５１ｂ上に当接している支持部材６１の底面とは同一平面をなすように組み立てられているので、副走査方向Ｚに関する取付け位置精度としては、レンズ６の底面が基準面５１ｂ上に当接しているのと同等とみなすことができる。
【００３８】
（像面におけるビームの形状）
図１２は、シリンドリカルレンズ５，６の光軸周りの回転誤差と像面（感光体ドラム１０２）上でのビームウエスト径の関係を示している。レンズ５，６の回転量の増加に伴ってビーム形状の崩れが発生し、ビームウエスト径が増大する。ビームの崩れは、画質の劣化に関わる問題であり、可能な限り抑制することが望ましい。図１２はビームウエスト径が６０μｍの場合を示しており、画質劣化を考慮した許容値としては６５μｍ以下に抑えることが望ましい。
【００３９】
図１３は、シリンドリカルレンズ５，６の副走査方向Ｚの変位とビームウエスト径の関係を示している。レンズ５，６の副走査方向Ｚの変位に伴ってビーム形状の崩れが発生し、ビームウエスト径が増大する。図１２及び図１３に示すビームの崩れは、それぞれ独立してビーム形状に影響を与え、また、その他の光学素子の取付けばらつきによっても同様にビームの崩れが発生する。特に、ビーム崩れに感度の高いレンズ５，６の取付け許容値は、回転で２分以下、副走査方向Ｚで０．０５ｍｍ以下が目標となる。本実施例では、第１及び第２シリンドリカルレンズ５，６の取付け基準面を同一平面を形成する基準面５１ｂとしていることから、これほどの厳しい精度も容易に達成することが可能である。
【００４０】
図１４は、シリンドリカルレンズ５，６の間隔を変化させて合成焦点距離を変えた場合の像面（感光体ドラム１０２）上での二つのビーム間隔の変化を示している。レンズ間隔を０．１３ｍｍ変化させると、ビームピッチは１μｍ変化する。調整軸６２のねじ部のピッチを０．５ｍｍとすれば、調整軸６２を０．１３／０．５＝０．２６回転（９３．６度）させると、ビームピッチは１μｍ変化することになる。
【００４１】
図１５は、光源（半導体レーザ１）を光軸周りに回転させた場合の回転角度と像面（感光体ドラム１０２）上での二つのビーム間隔の変化を示している。この場合、半導体レーザ１の取付け角度を０．１２度回転させると、ビームピッチは１μｍ変化することになる。
【００４２】
図１４及び図１５を比較すると、同様なビームピッチの変化を与えるための回転角度としては、レンズ５，６の間隔調整であれば９３．６度であるのに対して、半導体レーザ１の角度調整であれば０．１２度という極端に小さい回転角度で調整を行わなければならない。角度感度で約８００倍であり、光源部での回転調整は極めて困難である。
【００４３】
図１６は、半導体レーザ１の取付け角度を示している。図１６（Ａ）に示すように、四つの発光点ａ〜ｄのピッチＰが小さい場合、発光点ａ〜ｄを結ぶ直線の角度θは垂直に近づく。図１６（Ｂ）に示すように、四つの発光点ａ〜ｄのピッチＰが広くなると、発光点ａ〜ｄを結ぶ直線の角度θは水平に近づく。それぞれの場合に同じ回転誤差が生じたとしても、水平に近づくほど副走査方向Ｚのピッチ誤差（Ｐ×ｓｉｎθ）は大きくなる。
【００４４】
（他の実施例）
なお、本発明に係るレーザ走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００４５】
特に、複数の発光点は一つの半導体レーザに形成されている必要はなく、単独の発光素子を集合させて光源としてもよい。また、光源に含まれる発光点の数は４に限定されることはない。さらに、第１及び第２シリンドリカルレンズを保持する構造の細部は任意であり、３以上のシリンドリカルレンズを含んでいてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明は、レーザ走査光学装置に有用であり、特に、ビーム径の太りや変形を生じることなく副走査方向のビームピッチを補正できる点で優れている。
【符号の説明】
【００４７】
１００…レーザ走査光学装置
１…半導体レーザ
７…ポリゴンミラー
１２…ハウジング（基台）
１２ａ…Ｖ溝
５１…保持部材
５１ａ…外周面
５１ｂ…基準面
６１…支持部材
１０２…感光体ドラム
Ｘ…光軸方向
Ｙ…主走査方向
Ｚ…副走査方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光点を有する光源と、
前記光源から出射された拡散ビームを略平行光にする光学素子と、
前記光学素子から出射されたビームを偏向器の偏光面上に主走査方向に線状に集光させる複数のシリンドリカルレンズと、
前記複数のシリンドリカルレンズを保持する保持部材と、
前記保持部材を光軸方向に摺動及び光軸周りに回動可能にかつ摺動位置及び回動位置を固定可能に支持する基台と、
を備え、
前記保持部材は、前記複数のシリンドリカルレンズの光軸に対して垂直な方向の取付け面がそれぞれ当接する同一平面として形成された基準面を有し、前記複数のシリンドリカルレンズのうち少なくとも一つのシリンドリカルレンズを前記基準面上で位置固定するとともに、他のシリンドリカルレンズを前記基準面上で光軸方向に摺動可能かつ位置固定可能に保持すること、
を特徴とするレーザ走査光学装置。
【請求項２】
前記基台はハウジングの一部であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項３】
さらに、前記他のシリンドリカルレンズを保持する支持部材を備え、
前記支持部材の光軸に対して垂直な方向の取付け面が当接する前記保持部材の基準面が前記複数のシリンドリカルレンズに対する基準面と同一であること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項４】
前記支持部材は、弾性部材によって光軸方向に弾性的に付勢されているとともに、位置決め面によって光軸方向に位置決めされており、
前記位置決め面は、前記弾性部材による付勢方向とは略同一軸上に設定されているとともに、前記基準面の近傍に位置していること、
を特徴とする請求項３に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項５】
さらに、前記支持部材を光軸方向に位置決めするための軸部材を備え、
前記軸部材は、両端部が前記保持部材に回転可能に嵌合するとともに、一部が前記保持部材にねじ係合しており、ねじ係合による回転によって前記支持部材の位置決め面が光軸方向に移動可能であり、外周面には前記弾性部材が装着されていること、
を特徴とする請求項４に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項６】
前記基台は前記保持部材の外周面が当接する互いに対向した傾斜面を有しており、
前記保持部材は前記傾斜面に当接する外周面が光軸を中心とする円形状をなしていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【請求項７】
さらに、前記支持部材を前記基準面に対して弾性的に押圧するばね部材を備えていることを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【請求項８】
前記保持部材には前記支持部材の外周部を取り囲む押圧補助部材が取り付けられており、
前記押圧補助部材は、前記支持部材を前記基準面に対して弾性的に押圧するばね部材を有するとともに、前記保持部材を前記基台に対して回動させるためのつまみ部を有し、かつ、前記基台に設けた弾性部材によって前記保持部材を介して前記基台に弾性的に押圧されていること、
を特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【請求項９】
前記光源はＳＤＨ構造からなるマルチ半導体レーザであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の複数のレーザ走査光学装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
複数の発光点を有する光源と、
前記光源から出射された拡散ビームを略平行光にする光学素子と、
前記光学素子から出射されたビームを偏向器の偏光面上に主走査方向に線状に集光させる複数のシリンドリカルレンズと、
前記複数のシリンドリカルレンズを保持する保持部材と、
前記保持部材を光軸方向に摺動及び光軸周りに回動可能にかつ摺動位置及び回動位置を固定可能に支持する基台と、
を備え、
前記保持部材は、前記複数のシリンドリカルレンズの光軸に対して垂直な方向の取付け面がそれぞれ当接する同一平面として形成された基準面を有し、前記複数のシリンドリカルレンズのうち少なくとも一つのシリンドリカルレンズを前記基準面上で位置固定するとともに、他のシリンドリカルレンズを前記基準面上で光軸方向に摺動可能かつ位置固定可能に保持すること、
を特徴とするレーザ走査光学装置。
【請求項２】
前記基台はハウジングの一部であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項３】
さらに、前記他のシリンドリカルレンズを保持する支持部材を備え、
前記支持部材の光軸に対して垂直な方向の取付け面が当接する前記保持部材の基準面が前記複数のシリンドリカルレンズに対する基準面と同一であること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項４】
前記支持部材は、弾性部材によって光軸方向に弾性的に付勢されているとともに、位置決め面によって光軸方向に位置決めされており、
前記位置決め面は、前記弾性部材による付勢方向とは略同一軸上に設定されているとともに、前記基準面の近傍に位置していること、
を特徴とする請求項３に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項５】
さらに、前記支持部材を光軸方向に位置決めするための軸部材を備え、
前記軸部材は、両端部が前記保持部材に回転可能に嵌合するとともに、一部が前記保持部材にねじ係合しており、ねじ係合による回転によって前記支持部材の位置決め面が光軸方向に移動可能であり、外周面には前記弾性部材が装着されていること、
を特徴とする請求項４に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項６】
前記基台は前記保持部材の外周面が当接する互いに対向した傾斜面を有しており、
前記保持部材は前記傾斜面に当接する外周面が光軸を中心とする円形状をなしていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【請求項７】
さらに、前記支持部材を前記基準面に対して弾性的に押圧するばね部材を備えていることを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【請求項８】
前記保持部材には前記支持部材の外周部を取り囲む押圧補助部材が取り付けられており、
前記押圧補助部材は、前記支持部材を前記基準面に対して弾性的に押圧するばね部材を有するとともに、前記保持部材を前記基台に対して回動させるためのつまみ部を有し、かつ、前記基台に設けた弾性部材によって前記保持部材を介して前記基台に弾性的に押圧されていること、
を特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【請求項９】
前記光源はＳＤＨ構造からなるマルチ半導体レーザであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の複数のレーザ走査光学装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−８１２４９（Ｐ２０１１−８１２４９Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３４３００（Ｐ２００９−２３４３００）
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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