JPH081445U - 光走査ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光走査ユニットの面倒れ補正レンズにプラス
チックレンズを用いた場合に、レンズの撓みや取付位置
誤差が生じることなく、正確に組付ける事の出来る光走
査ユニットを提供する事を目的とする。 【構成】 本考案は長手方向に長い棒状のプラスチック
製面倒れ補正レンズを長手方向の両端部で固定する事に
より起因するひずみ等を除去するために、中央のみで位
置固定し、長手方向の伸縮に対しては両端をフリーにす
ることにより、レンズ長手方向に熱膨張−収縮誤差が生
じている場合でも、これと無関係に常にレンズの中心位
置と光軸中心位置とを一致させつつ両端の熱膨張を許容
して歪除去を図ったものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は感光体と対面するビーム通過方向最下流側に、面倒れ補正レンズを位 置決め固定するレンズ収納部を配した光走査ユニットに係り、特に面倒れ補正レ ンズにプラスチックレンズを用いた場合に、レンズの撓みや取付位置誤差が生じ ることなく、正確に組付ける事の出来る光走査ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、記録情報に基づいて変調されたレーザビームを偏向器を介して感光 体に等速走査させ、前記記録情報に対応した静電像を感光体上に形成する光走査 ユニットは公知であり、この種のユニットは一般的に各種レンズ系の最下流側の 感光体と対面する位置に、ビーム走査方向に延設するシリンドリカルレンズ又は トロイダルレンズを配し、前記偏向器の面倒れ補正を行い、感光体母線上に常に 鮮明な画像が形成されるよう構成している。

【０００３】 この種の面倒れ補正レンズは、前記偏向面と感光体の結像位置近傍との間で共 役関係を維持し得るよう配設しなければならない為に光軸方向の精度規制を厳し く行う必要があるが、一方、該レンズは走査ビームの最下流側に位置する為に、 レンズ長手方向長さを感光体母線上長さとほぼ等しい長さに設定しなければなら ず、このような相当な全長を有するレンズを、長手方向に倒れが生じる事なく、 而も光軸方向と直交させて精度よく位置決め固定するのは極めて困難を伴なう。

【０００４】 特に前記面倒れ補正レンズに、トロイダルレンズを用いた場合は入射面と出射 面がいずれも所定の曲率半径で形成されている為に、ｆθレンズ系透過の際に生 じる走査ビームの非点収差や歪曲収差を補正するのに有利であるが、一方このよ うな曲率を有するレンズを用いた場合には、該曲率面に合わせてユニット側の位 置規制面を曲面状に形成しなければならず、製造加工上コスト高につながり、而 も精度よく加工するのが困難となり、且つ組立誤差等も生じ易い。

【０００５】 この為本出願人は先に、前記トロイダルレンズをプラスチックレンズで形成し 、その入射面側又は出射面側のいずれか一方のビーム走査領域から外れた区域に 長手方向に延びる平面上の足部を形成し、該足部上面（底面）をユニット側の支 持面に当接するように構成した先願技術（実願昭６０-８０９７６）を提案した が、前記したように面倒れ補正レンズは感光体母線長さとほぼ同程度の長さを有 し、このような相当な長さを有するレンズをプラスチックで形成した場合は、そ の熱膨張−収縮によりレンズ長手方向に無視し得ない誤差が生じ易い。

【０００６】 特にトロイダルレンズは入射面と出射面が同心状の曲率半径で形成されている 為に、前記レンズ長手方向の誤差はレンズの中心位置と光軸中心位置の位置ずれ となって現れ、前記したｆθレンズ系透過の際に生じる非点収差の補正を行い得 ず、逆に該レンズ透過の際に更に収差が発生したり、前記誤差が増幅される場合 がある。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の解決しようとする技術的課題は、前記面倒れ補正レンズにプラスチッ クレンズを用いた場合に、レンズの撓みや取付位置誤差が生じることなく、正確 に組付ける事の出来る光走査ユニットを提供する事を目的とする。 本考案の目的は、光軸方向と共にレンズ長手方向の位置規制を行ない、これに よりレンズ中心線と光軸中心線とを精度よく位置決め可能に構成すると共に、而 も繰り返し装着しても位置ずれが生じる恐れのない光走査ユニットを提供する事 にあり、特に、前記面倒れ補正用レンズにトロイダルレンズを用いた場合におい ても、ユニット側の位置規制面の加工が容易にして且つ組立誤差等が生じる事な く精度よく組付け可能にした光走査ユニットを提供する事にある。

【０００８】 又本考案の他の目的は主走査方向に延設される前記面倒れ補正レンズの支持が 両端支持ではなく、その支持（レンズ当接面）面を長手方向全長に亙って支持可 能に構成し、この結果両端支持における問題点、例えばレンズの撓みやねじれ等 が生じる恐れを除き、常に感光体上に鮮明な画像を得る事の事の出来る光走査ユ ニットを提供する事にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる技術的課題を達成する為に、例えば図１、図３に示す如く、 感光体３と対面するビーム通過方向最下流側に、面倒れ補正レンズ２を位置決め 固定するレンズ収納部４が形成された光走査ユニット１において、 前記面倒れ補正レンズ２にプラスチックレンズを用いるとともに、前記面倒れ 補正レンズ２側に、レンズ入射面２ａ若しくは出射面２ｂのビーム走査領域から 外れた短手方向両側に長手方向に延在する平面状のレンズ支持面（足部上面）２ １、２２と、前記支持面２１、２２の長手方向中央部に設けた断面矩形状の係合 凹部２３、２４若しくは凸部と、前記レンズの出射面２ｂ若しくは入射面２ａ側 のビーム走査領域から外れた前記支持面２１、２２と対向する位置に前記支持面 ２１、２２と平行に設けた平面状のレンズ押圧面（足部下面）２６、２７とを具 え、 一方前記レンズを収納する収納部４側に前記レンズ支持面２１、２２がほぼ長 手方向全域に亙って当接する当接面４２、４３と、該当接面４２、４３上の長手 方向中央位置に前記係合凹部２３、２４若しくは凸部にきっちり嵌合する係合部 ４４、４５と、前記レンズ押圧面２６、２７を弾性的に押圧する固定部（固定部 材）５とを設け、 前記固定部５により前記レンズ押圧面２６、２７を介してレンズ支持面２１、 ２２を当接面４２、４３に圧接させて光軸方向の位置規制を行ないつつ、前記係 合部４４、４５を係合凹部２３、２４若しくは凸部に嵌合させることにより、レ ンズ長手方向の位置規制を行うように構成した事を特徴とする光走査ユニットを 提案する。 尚、本考案は前記面倒れ補正レンズをプラスチックレンズで形成したものであ るが、そのレンズがシリンドリカルレンズであるかトロイダルレンズであるかを 問わない。

【００１０】

【作用】

プラスチックレンズはガラスレンズに比較して熱膨張が大きく、その熱膨張− 収縮によりレンズ長手方向に無視し得ない誤差が生じてしまう。 かかる問題を解決するために、前記レンズを強制的に固定しようとすると、熱 膨張−収縮によりレンズ撓みが生じやすい。 特に前記面倒れ補正レンズは長手方向に長い棒状に形成されている為に、前記 欠点が一層増長しやすい。 本考案は長手方向に長い棒状のプラスチック製面倒れ補正レンズを長手方向の 両端部で固定する事により起因するひずみ等を除去するために、中央のみで位置 固定し、長手方向の伸縮に対しては両端をフリーにすることにより、レンズ長手 方向に熱膨張−収縮誤差が生じている場合でも、これと無関係に常にレンズの中 心位置と光軸中心位置とを一致させつつ両端の熱膨張を許容して歪除去を図った ものである。

【００１１】 即ち本考案によれば、レンズ２長手方向の位置規制を行う係合部４４、４５が レンズ２長手方向中央位置の光軸のほぼ中心線Ｃ-Ｃ’上に形成されている為に 、面倒れ補正を行うトロイダルレンズ２をプラスチックレンズで形成し、レンズ 長手方向に熱膨張−収縮誤差が生じている場合でも、これと無関係に常にレンズ の中心位置と光軸中心位置Ｃとを一致させる事が出来、この結果前記したｆθレ ンズ系１２透過の際に生じる非点収差の補正を円滑に行い得、且つ該レンズ２透 過の際に更に収差が発生する恐れがなく、常に鮮明な画像形成が可能となる。

【００１２】 この場合、前記レンズ収納部４に収納される面倒れ補正レンズ２の固定がレン ズ当接面４２、４３と対面して配置された固定部材５により、前記レンズ押圧面 ２６、２７を介して平行な面上における対面支持にて固定されるように構成され ている為に、前記レンズ２を収納した際レンズ２の長手方向側端面と前記収納部 内壁面間に、レンズ長手方向の位置ずれを吸収し得る逃げ部４６を形成する事が 可能となり、この結果前記レンズ２をプラスチックレンズで形成しても、その熱 膨張−収縮誤差を吸収して常に正確且つ確実な位置決め固定を行い得る。

【００１３】 又、本考案によれば、レンズ支持面（足部上面）２１、２２と、前記レンズ支 持面２１、２２がほぼ長手方向全域に亙って当接する当接面４２、４３、及び固 定部５により弾性的に押圧されるレンズ押圧面２６、２７がいずれも平面状で且 つ平行であるために、ガタや倒れが生じる事なく精度よく位置決め可能になると 共に、前述したようにレンズ当接面４２、４３と対面する側に固定部材５を配し 、該固定部材５の押圧により簡単に位置決め固定が可能になる。

【００１４】 更に前記レンズ当接面４２、４３はレンズ２長手方向全長に亙って延設してい る為に、レンズ２を二点支持で支持させる事がなく、長手方向全長に亙って支持 される事となる為に、レンズ２の撓みやねじれ等が生じる恐れを解消する事が出 来る。 又、本考案によれば、レンズ当接面４２、４３とレンズ２長手方向の位置規制 を行う係合部位４４、４５がいずれもビーム走査領域と外れた区域に形成されて いる為に、ビーム走査に何等障害となる事なく、而もその形状をレンズ２形状と 無関係に且つ加工容易な形状に設定し得、この結果、加工及び組立上の利便さと 共に、円滑な光走査を行う事が出来る。

【００１５】

【実施例】

以下、図１〜図３を参照して本考案の好適な実施例を例示的に詳しく説明する 。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配 置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この考案の範囲をそれに限定する趣旨 ではなく、単なる説明例にすぎない。 先ず本考案に適用されるトロイダルレンズ２の構成について図２に基づいて説 明する。 トロイダルレンズ２はプラスチックレンズで形成され、その入射面２ａと出射 面２ｂ側のビーム走査領域を、出射面２ｂ側に中心を有する同心円弧状となし、 後記する回転多面鏡１１の偏向面１１ａの面倒れ補正機能と共に、走査ビームが ｆθレンズ系１２を透過した際に生じる収差を補正し得るようその曲率半径を設 定する。

【００１６】 又、前記レンズ２入射面２ａ側のビーム走査領域を外れた短手方向両側縁側に は、該レンズ２に入射されるビーム軸中心線Ｃ-Ｃ’と直交させて、即ち長手方 向に沿って平行に一対の足部を延設すると共に、該足部上面２１、２２（ユニッ ト当接面）が入射面２ａ頂部と直交する仮想平面と面一になる如く、言い換えれ ば前記ビーム軸中心線Ｃ-Ｃ’と直交する平面状に形成する。

【００１７】 そして前記足部上面２１、２２の、前記ビーム軸中心線Ｃ-Ｃ’と一致するレ ンズ２長手方向中心上位置に、上方に開口する一対の係合凹部２３、２４を形成 する。 一方、レンズ２出射面２ｂ側のビーム走査領域を外れた短手方向両側端側には 、足部上面２１、２２と平行な足部下面２６、２７が形成されている。 尚、前記一対の足部上面２１、２２間に挟まれるビーム入射領域は、後記する ユニット１のスリット口１３幅とほぼ同一に設定し、レーザビームＢの走査が円 滑に行われるよう構成する。

【００１８】 図１及び図３はかかるレンズ２が組み込まれた光走査ユニット１の構成を示し 、図１は正面全体断面図、図３は要部底面図である。 枠体１０は、精密成形可能なプラスチック樹脂で形成され、回転多面鏡１１に より偏向された走査ビームが取付位置を中心として略扇状に拡開すると共にその 下流側を垂直に立設し、第２の反射ミラー１５が取り付け可能な空間部を形成す ると共に、該反射ミラー１５の出射側に主走査方向に伸びるスリット口１３を形 成し、更に該スリット口１３直下の感光体３３と対面する側に、トロイダルレン ズ２を所定位置に固定するレンズ収納部４４を形成する。尚、図中は枠体１０を 開放する上部カバー１０ａは底面側に形成した冷却用リブ１０ｂである。

【００１９】 そしてかかる枠体１０内には、図示しない半導体レーザ、回転多面鏡１１、ｆ θレンズ系１２等の走査系各種部材がが夫々所定位置に配設され、半導体レーザ より図示しない結像レンズ系を介して回転多面鏡１１に入射したレーザビームが 、回転多面鏡１１により主走査方向に偏向させながらｆθレンズ系１２に入射さ せ、該ｆθレンズ系１２で等速度運動に変換した後、第１及び第２の反射ミラー １４、１５を介してスリット口１３よりトロイダルレンズ２に入射させ、面倒れ 補正と収差誤差の補正を行い、フィルタ１６を介して感光体３上に結像走査され るよう構成している。 尚、１７はレーザビームの走査開始時期を検知するフォトダイオードである。

【００２０】 次にトロイダルレンズ２を位置決め固定するレンズ収納部４の構成について詳 細に説明する。 前記レンズ収納部４は略断面方形状をなし、トロイダルレンズ２と同一の幅間 隔をもって主走査方向に延設し、感光体３対面側が開口する凹部形状となす。 そして該収納部４は、スリット口１３下方両側を段部となし、トロイダルレン ズ２の足部上面２１、２２が当接可能な平面状当接面４２、４３を形成すると共 に、該当接面４２、４３のビーム軸中心線Ｃ-Ｃ’と一致する位置に、前記レン ズ２側の係合凹部２３、２４にきっちり嵌合可能な係合突起４４、４５を形成す る。

【００２１】 又前記レンズ収納部４の長手方向全長は、レンズ２長手方向全長より僅かに大 にし、該レンズ２を収納した際レンズ２の両側端面と収納部４内壁面間に所定の 空隙部４６が形成可能に設定する。

【００２２】 フィルタ１６はレンズ２出射面２ｂ側を隠蔽可能な大きさの平板状をなす。 固定部材５は板ばねその他の金属製弾性部材で形成され、ビーム走査領域と対 応する個所にスリット孔５１を形成、ビーム走査可能に形成すると共に、該スリ ット孔５１両側の、レンズ底部下面２６、２７と対応する位置に、板ばね、ゴム 、スポンジ材その他で形成されたクッション材５２を貼着している。 尚、クッション材５２はレンズ長手方向の足部下面２６、２７に当接させれば 、該クッション材５２をレンズ長手方向に複数個設けることにより、より安定し た保持構造とすることが出来る。

【００２３】 又、前記固定部材５の両端側は矩形状に折曲され、該折曲部に螺子取付孔５３ を穿設し、螺子５４を介して前記レンズ収納部４開口の両側に形成した螺子孔１ ７に固着可能に構成する。

【００２４】 次にかかる実施例に係るレンズ２の位置決め固定手順について説明する。 レンズ収納部４開口側より、レンズ２を挿設し、該レンズ２の入射面側に係合 凹部２３、２４を、レンズ収納部４側の係合突起４４、４５に嵌合させながら足 部上面２１、２２を収納部側当接面４４、４５に戴置させた後、フィルタ１６を レンズ足部下面２６、２７に当接させ、次に固定部材５を螺子５４を介してユニ ット１下面に取り付ける事により、クッション材５２及びフィルタ１６を介して 前記レンズ２が当接面４４、４５に押圧保持され、所定位置に位置決め保持され ることとなる。 従って、かかる実施例によれば前記レンズ２固定を繰り返し行っても位置ずれ が生じる事なく、而も正確且つ容易にレンズ２の固定を行う事が出来、前述した 作用効果が円滑に達成される。

【００２５】

【考案の効果】

以上記載の如く本考案によれば、面倒れ補正レンズを長手方向に長い棒状のプ ラスチックで形成した場合にも、中央のみで位置固定し、長手方向の伸縮に対し ては両端をフリーにしている為に、レンズ長手方向に熱膨張−収縮誤差が生じて いる場合でも、これと無関係に常にレンズの中心位置と光軸中心位置とを一致さ せつつ両端の熱膨張を許容して歪除去を図ることが出来る。 即ちレンズ当接面により光軸方向が、又係合部により両端の熱膨張を許容しつ つレンズ長手方向中心の位置規制を行なう為に、レンズ中心線と光軸中心線とを 、精度よく且つ確実に位置決めさせる事が出来る。

【００２６】 特に、前記面倒れ補正用レンズにトロイダルレンズを用いた場合においても、 前記レンズ当接面や係合部位がビーム走査領域から外れた区域に設定してある為 に、ユニット側及びレンズ側の位置規制面の加工が容易にして且つ組立て誤差等 が生じる事なく精度よく組付ける事が出来る。

【００２７】 又、本考案は前記レンズ当接面の対面側に配した固定部材により、前記レンズ を対面支持させているために、一層正確な位置決めが可能になると共に、前記レ ンズの出射側に配した防塵用フィルタレンズと共に一体的に位置決め固定する事 も出来、この結果、部品点数の削減、装置の小形化、重量軽減等を達成する事が 可能となる。

【００２８】 更に、本考案によれば主走査方向に延設される前記面倒れ補正レンズの支持を 両端支持ではなく、中央で位置固定しつつその支持（位置規制）面を長手方向全 長に亙って押圧支持する構成を取るために、前記両端支持における問題点、例え ばレンズの撓みやねじれ等が生じる恐れを除き、常に感光体上に鮮明な画像を得 る事の事の出来る。 等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図３はいずれも本考案の実施例に係る
光走査ユニットの構成を示し、図１はその正面全体断面
図である。

【図２】前記ユニットに固定されるトロイダルレンズの
構成を示す斜視図である。

【図３】図１に示す光走査ユニットの要部底面図であ
る。

【符号の説明】

１：光走査ユニット ２：面倒れ補正レンズ ２ａ：レンズ入射面 ２ｂ：レンズ出射面 ３：感光体 ４：レンズ収納部 ５：固定部 ２１、２２：レンズ支持面 ２３、２４：係合凹部若しくは凸部 ２６、２７：レンズ押圧面 ４２、４３：当接面 ４４、４５：係合部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と対面するビーム通過方向最下流
   側に、面倒れ補正レンズを位置決め固定するレンズ収納
   部が形成された光走査ユニットにおいて、 前記面倒れ補正レンズにプラスチックレンズを用いると
   ともに、該面倒れ補正レンズ側に、該レンズの入射面若
   しくは出射面のビーム走査領域から外れた短手方向両側
   に長手方向に延在する平面状のレンズ支持面と、前記支
   持面の長手方向中央部に設けた断面矩形状の係合凹部若
   しくは凸部とを設けると共に、前記レンズの出射面若し
   くは入射面側のビーム走査領域から外れた前記支持面と
   対向する位置に前記支持面と平行に平面状のレンズ押圧
   面を設け、 一方前記レンズを収納する収納部側に、前記レンズ支持
   面がほぼ長手方向全域に亙って当接する当接面と、該当
   接面上の長手方向中央位置に前記係合凹部若しくは凸部
   にきっちり嵌合する係合部と、前記レンズ押圧面を弾性
   的に押圧する固定部とを設け、 前記固定部により前記レンズ押圧面を介してレンズ支持
   面を当接面に圧接させて光軸方向の位置規制を行ないつ
   つ、前記係合部を係合凹部若しくは凸部に嵌合させるこ
   とにより、レンズ長手方向の位置規制を行うように構成
   した事を特徴とする光走査ユニット