JPH10177127A - レンズ保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化されたハウジングに、無理なくシリン
ダレンズを取り付けることができ、シリンダレンズ固定
のための部品を削減し、シリンダレンズの位置決め精度
が高いレンズ保持装置を得る。 【解決手段】 光源１と、光源１から放射された光束を
集めるカップリングレンズ２と、カップリングレンズ２
から出た光束を副走査方向に収束させ、主走査方向に長
い線像に結像させるシリンダレンズ４と、線像の結像位
置の近傍に偏向反射面を持つ回転多面体５と、偏向反射
面と被走査面とを副走査対応方向に関して幾何学的に略
共役な関係とする走査用レンズ６からなる光走査光学装
置において、シリンダレンズ４は、走査用レンズ６と反
対側に、主走査方向に長い延長ホルダー部４−ｂを有
し、延長ホルダー部４−ｂが、ハウジング１２に取り付
けられた保持部１３に位置決め固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査光学装置の
レンズ保持装置に関するもので、特に、レーザプリン
タ、デジタル複写機、ファクシミリ等に適用可能なもの
である。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタ等に用いられる光走査光
学装置は、周知のとおり、光源と、光源から放射された
光束を所定の収束光に修正するカップリングレンズと、
光束を反射面で連続的に反射する回転多面鏡と、光束を
走査面上に集光するための走査用レンズとを有してな
る。この光走査光学装置は、その普及に伴い、小型化、
低コスト化が強く要求され、その中で高画質な走査用レ
ンズが開発されてきている。しかし、光走査光学装置の
小型化の要求に伴い、ポリゴンミラー（回転多面体）に
入射する光束と、ポリゴンミラーから出射する走査光束
との間隔も狭くなり、シリンダレンズの取付部に要する
空間を確保することが難しくなってきている。一方、光
走査光学装置に用いられるシリンダレンズは、偏向面の
面倒れ補正が良好に行われた走査用レンズを用いた場
合、副走査方向に微小なビームスポットを得るための重
要な機能を果たしている。

【０００３】上記シリンダレンズは、光束が通る領域で
ある有効レンズ部分以外を大きくすると、被走査面を走
査する光束がシリンダレンズで妨げられる等の問題が発
生し易くなる。また、近年の低コスト化の要求から、シ
リンダレンズの板バネ固定、ネジ止め固定、接着固定が
敬遠される傾向にあり、部品点数の削減やレンズ取付作
業の簡素化が必要となっている。

【０００４】上記のような必要性に応えるべく、レンズ
保持機構の従来技術としては、特開平６−１４８４９２
号公報記載の発明が知られている。上記公報記載の発明
は、レンズ部とホルダー部とを一体的に樹脂材料にて成
形し、ハウジング上の保持部に圧入固定するようにした
シリンダレンズを用い、シリンダレンズ成形の際に生じ
るパーティングライン跡と対向する部分に凹部を成形す
ることにより、パーティングライン跡が位置決め面に当
接することなく、レンズを正しく位置決めすることがで
きるというレンズ保持機構である。しかし、上記公報記
載の発明は、樹脂製のレンズを成形する際に生じる金型
のパーティングライン跡が残っているレンズを正確に位
置決めするためのものであり、レンズの取付精度は向上
するが、レンズ取付部分の省スペース化を実現すること
はできない。また、レンズ両端に保持部が存在してお
り、広画角走査用レンズを用いると、走査光束がケラれ
るため、走査用レンズを広画角化できないという問題が
ある。

【０００５】また、別の従来技術として特開平３−１７
１１１３号公報記載の発明が知られている。上記公報記
載の発明は、シリンドリカルレンズの有効レンズ部分の
両側に突片を一体的に設け、少なくとも一方の突片を基
板部に設けた溝部に圧入するようにしたレーザビーム走
査光学装置である。しかし、上記公報記載の発明は、シ
リンドリカルレンズの有効レンズ部分の両側に突片を一
体的に設けたため、狭いハウジング内で省スペース化を
図ることは難しいという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、小型化されたハウジングの中で、
無理なくシリンダレンズを取り付けることができ、ま
た、シリンダレンズ固定のための部品を削減し、かつ、
シリンダレンズの位置決め精度が高いレンズ保持装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、光源と、光源から放射された
光束を集めるカップリングレンズと、該カップリングレ
ンズから出射された光束を副走査方向に収束させて、主
走査方向に長い線像に結像させるシリンダレンズと、上
記線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ回転多面体
と、上記偏向反射面と被走査面とを副走査対応方向に関
して幾何学的に略共役な関係とすると共に、被走査面上
で安定した光スポットを得るための走査用レンズからな
る光走査光学装置において、上記シリンダレンズは、上
記走査用レンズと反対側に、主走査方向に長い延長ホル
ダー部を有し、該延長ホルダー部が、ハウジングに取り
付けられた保持部に位置決め固定されていることを特徴
とする。

【０００８】前記課題を解決するために請求項２記載の
発明は、請求項１記載の発明において、上記走査用レン
ズの光軸と偏向面へ入射する光線とのなす角をθｉ［ｒ
ａｄ］、走査用レンズの光軸とシリンダレンズに最も近
接する偏向面で反射された光線とのなす角をθｓ［ｒａ
ｄ］、シリンダレンズと偏向面までの距離をＬ［ｍｍ］
とした場合に、 Ｌ×（θｉ−θｓ） ＜ ２０［ｍｍ］ の条件を満足することを特徴とする。

【０００９】前記課題を解決するために請求項３記載の
発明は、請求項１記載の発明において、上記シリンダレ
ンズのレンズ部と延長ホルダー部が一体的にプラスチッ
ク樹脂材料で成形され、該延長ホルダー部に位置決め面
を有すると共に、該延長ホルダー部がハウジングに取り
付けられた保持部に圧入的に位置決め固定されているこ
とを特徴とする。

【００１０】前記課題を解決するために請求項４記載の
発明は、請求項１記載の発明において、上記シリンダレ
ンズのレンズ部と延長ホルダー部が一体的にプラスチッ
ク樹脂材料で成形され、該延長ホルダー部が板バネ状の
弾性構造からなっており、延長ホルダー部がハウジング
に取り付けられた保持部に弾性的に位置決め固定されて
いることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかるレンズ保持装置の実施の形態について説明す
る。図１において、符号１は半導体レーザ等を用いた光
源を示しており、２はカップリングレンズ、３はアパー
チャ、４はシリンダレンズ、５は回転多面鏡、６は走査
用レンズ、７は感光体をそれぞれ示すものである。

【００１２】光源１は、図示しない制御回路によって強
制発光及び画像情報に基づいて変調発光され、発散光束
を放射する。この発散光束は、カップリングレンズ２で
カップリングされて所定の収束光に修正され、その光束
はアパーチャ３を通過することにより光束径が制御され
た後、副走査方向にのみパワーを有するシリンダレンズ
４を通過することにより副走査方向に集束され、偏向器
である回転多面鏡５の偏向反射面近傍に主走査方向に長
い線像に結像される。

【００１３】回転多面鏡５は、図示の例では軸直角断面
が正六角形の正六角柱であり、その側面が反射鏡となっ
ている。回転多面鏡５は図示しないモータにより、一定
速度で回転駆動される。したがって、シリンダレンズ４
から出た光束は、回転多面鏡５の反射面で連続的に反射
され、等角速度で偏向される。偏向された光束は、走査
用レンズ６により感光体７の表面の走査面に集光され、
感光体７の表面上を略等速に走査される。これを主走査
という。感光体７は、一定速度で回転しており、この回
転による走査を副走査という。レーザーダイオード１に
よる変調と上記主走査、副走査とにより感光体７上に画
像を形成することができる。なお、走査用レンズ６は、
ｆθ機能を有しており、偏向器５により反射された光束
が感光体７上でスポットを形成し、かつ、この光スポッ
トが感光体７の表面を主走査方向に等速で走査するよう
に設計されている。

【００１４】図２は、シリンダレンズ４とその保持部の
形態の一例を示す斜視図である。シリンダレンズ４は、
プラスチック樹脂等の所定の材質によりレンズ部４−ａ
と延長ホルダー部４−ｂとに一体的に成形されている。
ハウジング１２には、一対の平行平板からなる保持部材
１３、１３が取り付けられている。保持部材１３、１３
は所定の間隔をおいて配置され、上記シリンダレンズ４
の延長ホルダー部４−ｂを位置決め固定するための保持
部を構成している。この保持部は、ハウジング１２と共
に一体成形してもよいし、別部品として用意されたもの
がハウジング１２に固定されたものであってもよい。

【００１５】上記延長ホルダー部４−ｂの片側にはレン
ズ部４−ａが設けられ、もう一方の片側には光軸方向に
突出し、かつ、延長ホルダー部４−ｂの幅方向全域にわ
たる突条部８を有している。延長ホルダー部４−ｂは、
シリンダレンズ４を透過する光束に対し垂直となる面を
２面有し、このうち一面を位置決め面ａとし、もう一面
の平面１０に半球状の押圧突起部１１を有している。本
実施の形態では、平面１０上に押圧突起部１１を３ヶ所
設けている。この押圧突起部１１を設けたのは、延長ホ
ルダー部４−ｂと保持部材１３との接触を面接触ではな
く点接触とすることにより、確実にシリンダレンズ４を
保持部材１３、１３間に圧入させることができるように
するためである。また、保持部材１３、１３の間隔は、
位置決め面ａから押圧突起部１１の頂部までの距離より
短い距離とすることにより、シリンダレンズ４を保持部
材１３、１３間に挿入した場合、保持部材１３、１３の
弾性力を利用し、シリンダレンズ４は保持部材１３、１
３間に固定することができる。

【００１６】さらに、シリンダレンズ４の正確な位置決
めを行うために、延長ホルダー部４−ｂには、３面の位
置決め面ａ，ｂ，ｃを有している。位置決め面ａはシリ
ンダレンズ４を透過する光束に対し垂直な面であり、主
にＺ方向（光軸方向）の位置決めと、副走査方向に対応
するＸ方向の軸を中心とするα回転方向の位置決め及び
主走査方向に対応するＹ方向の軸を中心とするβ回転方
向の位置決めを行うことができる。位置決め面ｂはハウ
ジング１２と平行な面であり、主にＸ方向（副走査方
向）の位置決めと、光軸方向に対応するＺ方向の軸を中
心とするγ回転方向の位置決めを行うことができる。位
置決め面ｃは突条部８に設けられ、上記平面１０と直角
をなす面で、主にＹ方向（主走査方向）の位置決めを行
うことができる。

【００１７】上記のような各位置決め面を有する延長ホ
ルダー部４−ｂがハウジング１２に取り付けられた保持
部材１３、１３の間隙に挿入されると、シリンダレンズ
４の位置決め面ａは保持部材１３の正面側の当接面Ａ
に、位置決め面ｂはハウジング１２の上面に、位置決め
面ｃは保持部材１３の側面側の当接面Ｃにそれぞれ当接
することにより正確に位置決めされる。

【００１８】図３は、シリンダレンズ４と走査用レンズ
６の位置関係を示す概略平面図である。シリンダレンズ
４の延長ホルダー部４−ｂは、レンズ部４−ａに対し走
査用レンズ６の配置側とは反対側に配置し、延長ホルダ
ー部４−ｂを保持部材１３、１３間に圧入することによ
り、シリンダレンズ４はハウジング１２に固定される。
このとき、以下に示す条件を満足するようにシリンダレ
ンズ４を配置する。

【００１９】すなわち、走査用レンズ６の光軸と偏向面
へ入射する光線とのなす角をθｉ［ｒａｄ］、走査用レ
ンズ６の光軸とシリンダレンズ４に最も近接する偏向面
で反射された光線とのなす角をθｓ［ｒａｄ］、シリン
ダレンズ４と偏向面までの距離をＬ［ｍｍ］とした場合
に、 Ｌ×（θｉ−θｓ） ＜ ２０［ｍｍ］ の条件を満足するようにシリンダレンズ４を配置する。

【００２０】上記式において、左辺のＬ×（θｉ−θ
ｓ）は、偏向面へ入射する光線とシリンダレンズ４に最
も近接する偏向面で反射された光線とのシリンダレンズ
４付近における距離の概略を示している。この距離が２
０［ｍｍ］より小さいという条件を満たせば、小型化さ
れたハウジング１２内において、反射光がシリンダレン
ズ４のレンズ部４−ａに正確に透過し、レンズ部４−ａ
以外の部分に妨害されることなく、無理のないシリンダ
レンズ４の取付が可能となる。

【００２１】図４は、シリンダレンズ４の保持形態の別
の例を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）上面図であ
る。シリンダレンズ４は、プラスチック樹脂等の所定の
材質によりレンズ部４−ａと延長ホルダー部４−ｂとに
一体的に成形されている。レンズ部４−ａの片側に延長
ホルダー部４−ｂを設け、延長ホルダー部４−ｂの下部
にテーパ４１を付け、延長ホルダー部４−ｂがハウジン
グに取り付けられた保持部材１４、１５間に挿入しやす
いようにしている。

【００２２】上記保持部材１４は平面形状Ｌ字型の保持
部１６を図３において左側に有すると共に、垂直な平板
状の保持部１７と半円筒状の垂直方向の突条部１８から
なる。保持部材１５は前記突条部１８と同様な形状から
なり、保持部材１５と突条部１８は半円筒面が互いに対
向する向きに、かつ、左右方向にずれた位置に配置され
ている。上記保持部１７は、シリンダレンズ４のレンズ
部４−ａに対応する部分が直角に切り欠かれてなる切欠
部１９を有し、上記レンズ部４−ａを光束が透過するの
に支障がないようになっている。なお、保持部材１４、
１５は、ハウジング１２と共に一体成形してもよい。

【００２３】シリンダレンズ４の延長ホルダー部４−ｂ
は、板バネ状の弾性構造をしており、ハウジング１２互
いに位置ずれして取り付けられた保持部材１４、１５の
間隙に圧入されることにより、延長ホルダー部４−ｂが
撓み、その弾性力により、レンズ部４−ａの背面側の位
置決め面ａが保持部材１４の上記保持部１７の正面であ
る当接面Ａに押し当てられることによって固定される。
このとき、シリンダレンズ４の位置決め面ａは上記のよ
うに当接面Ａに当接し、シリンダレンズ４の下面側の位
置決め面ｂはハウジング１２の上面に、シリンダレンズ
４の左側面の位置決め面ｃは保持部材１４の上記Ｌ字型
の保持部１６の内側面の当接面Ｃにそれぞれ当接するこ
とにより位置決め固定される。本実施の形態においても
前記図２の実施の形態と同様に、位置決め面ａはシリン
ダレンズ４を透過する光束に対し垂直な面であり、主に
Ｚ方向（光軸方向）とα、β回転方向の位置決めを行う
ことができる。位置決め面ｂはハウジング１２と平行な
面であり、主にＸ方向（副走査方向）とγ回転方向の位
置決めを行うことができる。位置決め面ｃはレンズ部４
−ａの端面で、主にＹ方向（主走査方向）の位置決めを
行うことができる。

【００２４】なお、本発明にかかるレンズ保持装置は、
上記実施の形態に限定するものではなく、その主旨の範
囲内で種々に変形することが可能である。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、光源と、
光源から放射された光束を集めるカップリングレンズ
と、該カップリングレンズから出射された光束を副走査
方向に収束させて、主走査方向に長い線像に結像させる
シリンダレンズと、上記線像の結像位置の近傍に偏向反
射面を持つ回転多面体と、上記偏向反射面と被走査面と
を副走査対応方向に関して幾何学的に略共役な関係とす
ると共に、被走査面上で安定した光スポットを得るため
の走査用レンズからなる光走査光学装置において、上記
シリンダレンズは、上記走査用レンズと反対側に、主走
査方向に長い延長ホルダー部を有し、該延長ホルダー部
が、ハウジングに取り付けられた保持部に位置決め固定
されているようにしたため、シリンダレンズの位置決め
を容易かつ正確に行うことができ、また、板バネ、接着
剤等の他の固定手段を必要としないため、安価な装置と
することができる。さらに、シリンダレンズのハウジン
グへの取付の際、作業者又は組立用ロボットは、延長ホ
ルダー部を掴めばよいため、レンズ部を汚したり、傷付
けたりすることはないという利点がある。また、シリン
ダレンズの保持部を、走査光束をケルことなく配置する
ことが容易であるため、走査用レンズの広画角化が可能
となる。

【００２６】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、上記走査用レンズの光軸と偏向面へ
入射する光線とのなす角をθｉ［ｒａｄ］、走査用レン
ズの光軸とシリンダレンズに最も近接する偏向面で反射
された光線とのなす角をθｓ［ｒａｄ］、シリンダレン
ズと偏向面までの距離をＬ［ｍｍ］とした場合に、 Ｌ×（θｉ−θｓ） ＜ ２０［ｍｍ］ の条件を満足させたことで、シリンダレンズの保持部
を、走査光束をケルことなく配置することが可能とな
る。

【００２７】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、シリンダレンズのレンズ部と延長ホ
ルダー部を一体的にプラスチック樹脂材料で成形し、該
延長ホルダー部に位置決め面を形成すると共に、該延長
ホルダー部がハウジングに取り付けられた保持部に圧入
的に位置決め固定されるようにしたため、板バネ、ネ
ジ、接着剤等の固定手段を用いる必要がなく、容易かつ
安価にシリンダレンズの位置決めが可能となる。さら
に、シリンダレンズのハウジングへの取付の際、作業者
又は組立用ロボットは、延長ホルダー部を掴めばよいた
め、レンズ部を汚したり、傷付けたりするという問題が
なくなった。

【００２８】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、上記シリンダレンズのレンズ部と延
長ホルダー部を一体的にプラスチック樹脂材料で成形
し、該延長ホルダー部が板バネ状の弾性構造からなって
おり、ハウジングに取り付けられた保持部に上記延長ホ
ルダーが弾性的に位置決め固定されるようにしたため、
シリンダレンズの着脱が容易になり、部品の交換の対応
が容易になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるレンズ保持装置を用いることが
できる走査光学系の例を示す平面図である。

【図２】本発明にかかるレンズ保持装置の実施の形態を
示す分解斜視図である。

【図３】本発明にかかるレンズ保持装置におけるシリン
ダレンズと走査用レンズの位置関係の例を示す概略平面
図である。

【図４】本発明にかかるレンズ保持装置の別の実施の形
態を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ カップリングレンズ ４ シリンダレンズ ４−ａ レンズ部 ４−ｂ 延長ホルダー部 ５ 回転多面体 ６ 走査用レンズ １２ ハウジング １３ 保持部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、光源から放射された光束を集め
   るカップリングレンズと、該カップリングレンズから出
   射された光束を副走査方向に収束させて、主走査方向に
   長い線像に結像させるシリンダレンズと、上記線像の結
   像位置の近傍に偏向反射面を持つ回転多面体と、上記偏
   向反射面と被走査面とを副走査対応方向に関して幾何学
   的に略共役な関係とすると共に、被走査面上で安定した
   光スポットを得るための走査用レンズからなる光走査光
   学装置において、 上記シリンダレンズは、上記走査用レンズと反対側に、
   主走査方向に長い延長ホルダー部を有し、該延長ホルダ
   ー部が、ハウジングに取り付けられた保持部に位置決め
   固定されていることを特徴とするレンズ保持装置。
2. 【請求項２】 上記走査用レンズの光軸と偏向面へ入射
   する光線とのなす角をθｉ［ｒａｄ］、走査用レンズの
   光軸とシリンダレンズに最も近接する偏向面で反射され
   た光線とのなす角をθｓ［ｒａｄ］、シリンダレンズと
   偏向面までの距離をＬ［ｍｍ］とした場合に、 Ｌ×（θｉ−θｓ） ＜ ２０［ｍｍ］ の条件を満足することを特徴とする請求項１記載のレン
   ズ保持装置。
3. 【請求項３】 上記シリンダレンズのレンズ部と延長ホ
   ルダー部が一体的にプラスチック樹脂材料で成形され、
   該延長ホルダー部に位置決め面を有すると共に、該延長
   ホルダー部がハウジングに取り付けられた保持部に圧入
   的に位置決め固定されていることを特徴とする請求項１
   記載のレンズ保持装置。
4. 【請求項４】 上記シリンダレンズのレンズ部と延長ホ
   ルダー部が一体的にプラスチック樹脂材料で成形され、
   該延長ホルダー部が板バネ状の弾性構造からなってお
   り、上記延長ホルダー部がハウジングに取り付けられた
   保持部に弾性的に位置決め固定されていることを特徴と
   する請求項１記載のレンズ保持装置。