JP2002350760A - Optical scanner and image forming device - Google Patents

Optical scanner and image forming device

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JP2002350760A
JP2002350760A JP2001154054A JP2001154054A JP2002350760A JP 2002350760 A JP2002350760 A JP 2002350760A JP 2001154054 A JP2001154054 A JP 2001154054A JP 2001154054 A JP2001154054 A JP 2001154054A JP 2002350760 A JP2002350760 A JP 2002350760A
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清三 鈴木
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Akihisa Itabashi
彰久 板橋
Yoshiaki Hayashi
善紀 林
Hiromichi Atsumi
広道 厚海
Koji Sakai
浩司 酒井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the fluctuation of a spot diameter caused by the fluctuation of temperature and the fluctuation of interval between scanning lines in the case of multibeam scanning by positively utilizing the unevenness of temperature in the housing of an optical scanner. SOLUTION: This optical scanner is provided with a 1st optical system for coupling divergent luminous flux from a light source, a 2nd optical system by which the coupled luminous flux is formed into an image as a line image long in a main scanning direction on the deflection and reflection surface of a light deflector, and a 3rd optical system by which the luminous flux deflected by the light deflector 4 is condensed as a light spot on a surface to be scanned. The 3rd optical system 6 is provided with one or more resin lenses 6a and 6b having positive power in the main scanning direction and/or a subscanning direction, and the 2nd optical system 3 has a resin lens 3a having negative power so as to reduce the fluctuation of power of the 3rd optical system caused by temperature change. The optical scanner is provided with temperature distribution forming means 1 and 4 forming temperature distribution so that the temperature change of an atmosphere in the vicinity of the 1st optical system: ΔT1, the temperature change of an atmosphere in the vicinity of the 2nd optical system: ΔT2, and the temperature change of an atmosphere in the vicinity of the 3rd optical system: ΔT3 satisfy a condition: ΔT1>ΔT3 and/or ΔT2>ΔT3 inside housing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は光走査装置および
画像形成装置に関する。
The present invention relates to an optical scanning device and an image forming device.

【0002】[0002]

【従来の技術】光走査装置は、デジタル複写機やレーザ
プリンタ、ファクシミリ装置、光製版機、光プロッタ等
の画像形成装置に関連して広く知られている。近年、デ
ジタル複写機やレーザプリンタにおいて記録の高密度化
が進み、それに伴い、感光媒体上での光スポットのスポ
ット径のさらなる小径化が必要となってきている。ま
た、低コストの観点及び特殊な面形状を実現するために
走査結像光学系(偏向光束を感光媒体上に結像させる光
学系)に用いられるレンズの樹脂化が進んでいる。
2. Description of the Related Art Optical scanning apparatuses are widely known in connection with image forming apparatuses such as digital copying machines, laser printers, facsimile machines, optical plate making machines, optical plotters and the like. In recent years, recording density has been increased in digital copying machines and laser printers, and accordingly, it has become necessary to further reduce the spot diameter of light spots on photosensitive media. Further, in order to realize a low cost viewpoint and a special surface shape, a resin used for a lens used in a scanning image forming optical system (an optical system for forming an image of a deflected light beam on a photosensitive medium) is being developed.

【0003】感光媒体上に適正なスポット径の光スポッ
トを形成するには、走査結像光学系による結像の像面が
感光媒体に「よりよくフィット」していなければならな
いが、樹脂製レンズは環境温度の変動等による「曲率半
径や屈折率の変動による焦点距離変動」がガラス製レン
ズに比して大きい。
In order to form a light spot having an appropriate spot diameter on a photosensitive medium, the image plane of the image formed by the scanning imaging optical system must be "better fitted" to the photosensitive medium. Is larger in focal length variation due to variation in radius of curvature and refractive index due to variation in environmental temperature and the like than glass lenses.

【0004】このため、環境温度が変化すると樹脂製レ
ンズの形状変化や屈折率変化によって像面変動が発生
し、感光媒体上に形成される光スポットのスポット径が
増大する所謂「スポット径太り」が発生し、記録画像の
解像度が低下するなどして記録画像の画質劣化を招来す
る。
[0004] For this reason, when the environmental temperature changes, a change in the image surface occurs due to a change in the shape or refractive index of the resin lens, and the spot diameter of the light spot formed on the photosensitive medium increases, so-called “spot diameter increase”. Occurs, and the image quality of the recorded image is degraded due to, for example, a decrease in the resolution of the recorded image.

【0005】また近来、光走査のマルチビーム化が進ん
でいるが、上記像面変動はスポット径太りとともに、マ
ルチビーム方式で同時走査される走査線間隔(走査線ピ
ッチ)の不安定をもたらす。
In recent years, the use of multi-beam optical scanning has been progressing. However, the above-mentioned fluctuation of the image plane causes an increase in spot diameter and instability of a scanning line pitch (scanning line pitch) simultaneously scanned by the multi-beam method.

【0006】上記の「温度変化に起因する走査光束の結
像位置の被走査面に対するずれ」を低減する方法とし
て、光源と被走査面との間にある各光学素子の屈折率
や、光学素子を保持する保持部材の線膨張係数等を「光
学系全系の結像位置ずれを低減する」ように最適化する
ものが提案されている(第2736984号特許公報)
が、この方法の場合、温度変動による結像位置ずれを打
ち消すパラメータが殆どないため、温度補正効果は必ず
しも十分でなく、特に、光スポットを小径化した場合、
スポット径の2乗に比例して深度余裕が小さくなるた
め、温度変動によるスポット径の変動を良好に補償する
ことは難しい。
[0006] As a method of reducing the above-mentioned "displacement of the image forming position of the scanning light beam with respect to the surface to be scanned due to a temperature change", the refractive index of each optical element between the light source and the surface to be scanned, the optical element Which optimizes the linear expansion coefficient and the like of a holding member for holding the image so as to “reduce the image position shift of the entire optical system” (Japanese Patent No. 2736984).
However, in the case of this method, since there is almost no parameter for canceling the imaging position shift due to the temperature fluctuation, the temperature correction effect is not always sufficient, especially when the diameter of the light spot is reduced,
Since the depth margin decreases in proportion to the square of the spot diameter, it is difficult to satisfactorily compensate for the change in spot diameter due to temperature fluctuation.

【0007】また、光源側からの光束を光偏向器の偏向
反射面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像させる
ための第2光学系に「負のパワーを有する樹脂製レン
ズ」を用い、偏向光束を被走査面上に結像させる第3光
学系の焦点距離変動に起因する結像位置ずれを相殺し、
光学系全系の結像位置ずれ変動を低減する方法も提案さ
れている(第2804647号特許公報)が、この方法
で補正効果を向上するためには「負のパワーを有する樹
脂レンズ」のパワーを強く設定しなければならず、該樹
脂製レンズの曲率半径が小さくなり、かえって波面収差
の劣化を招きやすく、光スポットの小径化が困難にな
る。
A second optical system for forming a light beam from the light source side as a "long linear image in the main scanning direction" in the vicinity of the deflecting and reflecting surface of the optical deflector has a "resin lens having negative power". Offsets the imaging position shift caused by the focal length variation of the third optical system that forms the deflected light beam on the surface to be scanned,
A method of reducing the fluctuation of the imaging position shift of the entire optical system has also been proposed (Japanese Patent No. 2804647), but in order to improve the correction effect by this method, the power of the “resin lens having negative power” is required. Must be set strongly, the radius of curvature of the resin lens becomes small, the wavefront aberration tends to deteriorate rather, and it becomes difficult to reduce the diameter of the light spot.

【0008】光走査装置の光学素子等を収容するハウジ
ング内の温度は、光走査装置に含まれる光偏向器として
の回転多面鏡の駆動モータや、光源としての半導体レー
ザなどの発熱で変動するが、このような温度変動はハウ
ジング内において均一に生ずるものではなく、ハウジン
グ内には温度分布が存在する。発明者らが実験的に調べ
たところでは、ハウジング内の位置による温度差は20
℃にも達することが分かった。
The temperature inside the housing for accommodating the optical elements and the like of the optical scanning device fluctuates due to heat generated by a driving motor of a rotary polygon mirror as an optical deflector included in the optical scanning device and a semiconductor laser as a light source. Such a temperature fluctuation does not occur uniformly in the housing, and a temperature distribution exists in the housing. The inventors have experimentally investigated that the temperature difference depending on the position in the housing is 20.
° C.

【0009】上述した従来の「温度変化に起因する走査
光束の結像位置の被走査面に対するずれを低減する方
法」は、ハウジング内部の温度が均一であることを前提
として行われるため、ハウジング内部に均一でない温度
分布があるときには、かえってスポット径やマルチビー
ム走査の場合の走査線間隔が劣化しやすい。
The above-mentioned conventional "method of reducing the deviation of the image-forming position of the scanning light beam from the surface to be scanned due to a temperature change" is performed on the premise that the temperature inside the housing is uniform. When there is a non-uniform temperature distribution, the spot diameter and the scanning line interval in the case of multi-beam scanning tend to deteriorate rather.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、光走査装
置のハウジング内の「温度の不均一」を積極的に利用し
て、温度変動に起因するスポット径変動や、マルチビー
ム走査の場合の「走査線間隔の変動」の低減を図ること
を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention actively utilizes "non-uniformity of temperature" in a housing of an optical scanning device to change spot diameters due to temperature fluctuations and to prevent multi-beam scanning. It is an object to reduce “variation in scanning line interval”.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明の光走査装置
は、光源側からの光束を光偏向器により偏向させ、偏向
光束を集光させて被走査面上に光スポットを形成し、被
走査面の光走査を行うものであり、光源と被走査面との
間に、第1光学系と、第2光学系と、第3光学系とを有
し、さらに、温度分布発生手段を有する。
According to an optical scanning device of the present invention, a light beam from a light source is deflected by an optical deflector, the deflected light beam is condensed to form a light spot on a surface to be scanned, and the light beam is scanned. It performs optical scanning of a surface, has a first optical system, a second optical system, and a third optical system between a light source and a surface to be scanned, and further has a temperature distribution generating means.

【0012】「第1光学系」は、光源からの発散光束を
カップリングする光学系である。第1光学系は光学素子
として「カップリングレンズ」を有する。カップリング
された光束の形態は「平行光束」であることも「弱い発
散性もしくは弱い集束性の光束」であることもできる。
The "first optical system" is an optical system for coupling a divergent light beam from a light source. The first optical system has a “coupling lens” as an optical element. The form of the coupled light beam can be a “parallel light beam” or a “weakly divergent or weakly converging light beam”.

【0013】「第2光学系」は、第1光学系によりカッ
プリングされた光束を、光偏向器の偏向反射面近傍に主
走査方向に長い線像として結像させる光学系である。
「第3光学系」は、光偏向器により偏向された光束を、
被走査面上に光スポットとして集光する光学系である。
「被走査面」は、実体的には、光導電性の感光体等の
「感光媒体」の感光面である。
The "second optical system" is an optical system for forming a light beam coupled by the first optical system as a linear image long in the main scanning direction near the deflection reflecting surface of the optical deflector.
The “third optical system” converts the light beam deflected by the light deflector into
This is an optical system that converges a light spot on the surface to be scanned.
The “scanned surface” is actually a photosensitive surface of a “photosensitive medium” such as a photoconductive photoconductor.

【0014】第3光学系は「主走査方向および/または
副走査方向に正のパワーを持つ1以上の樹脂製レンズ」
を有する。第2光学系は「温度変化による第3光学系の
パワー変動を軽減化する」ように、負のパワーを有する
樹脂製レンズを1枚以上有する。
The third optical system is “one or more resin lenses having a positive power in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction”.
Having. The second optical system has one or more resin lenses having negative power so as to “reduce power fluctuation of the third optical system due to temperature change”.

【0015】第1〜第3光学系、光源、光偏向器はハウ
ジング内に収容される。「温度分布発生手段」は、この
ハウジング内部において、第1光学系近傍の雰囲気の温
度変化:ΔT1、第2光学系近傍の雰囲気の温度変化:
ΔT2、第3光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT3
が、条件: ΔT1>ΔT3および/またはΔT2>ΔT3 を満足するように温度分布を発生させる手段である。
The first to third optical systems, the light source, and the optical deflector are housed in a housing. "Temperature distribution generating means" includes a temperature change in the atmosphere near the first optical system: ΔT1, and a temperature change in the atmosphere near the second optical system:
ΔT2, temperature change of atmosphere near the third optical system: ΔT3
Is a means for generating a temperature distribution so as to satisfy the condition: ΔT1> ΔT3 and / or ΔT2> ΔT3.

【0016】この請求項1記載の光走査装置において、
第1光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT1による像面
上の主走査結像位置変動をΔm1、副走査結像位置変動
をΔs1、第2光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT2
による像面上の主走査結像位置変動をΔm2、副走査結
像位置変動をΔs2、第3光学系近傍の雰囲気の温度変
化:ΔT3による像面上の主走査結像位置変動をΔm
3、副走査結像位置変動をΔs3とするとき、これらΔ
T1〜ΔT3、Δm1〜Δm3、Δs1〜Δs3は、条
件: |Δm1/ΔT1+Δm2/ΔT2+Δm3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] および |Δs1/ΔT1+Δs2/ΔT2+Δs3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] を満足することが好ましい(請求項2)。
In the optical scanning device according to the first aspect,
Temperature change in the atmosphere near the first optical system: Δm1, fluctuation in the main-scanning image position on the image plane due to ΔT1, Δs1, fluctuation in the sub-scanning image position, ΔT2 in the atmosphere near the second optical system: ΔT2
Δm2, fluctuation in the main scanning image position on the image plane due to the following, Δs2: fluctuation in the sub-scanning image position, Δm: temperature fluctuation in the atmosphere near the third optical system: Δm, fluctuation in the main scanning image position on the image plane due to ΔT3.
3. When the sub-scanning imaging position variation is Δs3, these Δ
T1 to ΔT3, Δm1 to Δm3, Δs1 to Δs3 are conditions: | Δm1 / ΔT1 + Δm2 / ΔT2 + Δm3 / ΔT3 | <
0.04 [mm / ° C] and | Δs1 / ΔT1 + Δs2 / ΔT2 + Δs3 / ΔT3 | <
It is preferable to satisfy 0.04 [mm / ° C] (claim 2).

【0017】上記請求項1または2記載の光走査装置に
おける「温度分布発生手段」は、ハウジング内部におい
て「第1光学系および第2光学系を第3光学系から分離
する隔壁」と、この隔壁により分離された第1および第
2光学系側で発熱する発熱手段とを有することができる
(請求項3)。この場合、上記隔壁により「光偏向器を
第3光学系から分離」し、光偏向器を第1及び第2光学
系と隔壁の同じ側にすることができる(請求項4)。
The "temperature distribution generating means" in the optical scanning device according to the first or second aspect includes a "partition separating the first optical system and the second optical system from the third optical system" inside the housing; And a heat generating means for generating heat on the first and second optical systems separated by the first and second optical systems. In this case, the partition can "separate the optical deflector from the third optical system", and the optical deflector can be on the same side of the partition as the first and second optical systems.

【0018】発熱手段としては専用のものを用いること
もできるが、請求項4記載の光走査装置においては、隔
壁の同じ側に光源、光偏向器があるので、これら光源お
よび光偏向器を発熱手段とすることができる(請求項
5)。
As the heat generating means, a dedicated means can be used, but in the optical scanning device according to the fourth aspect, since the light source and the optical deflector are provided on the same side of the partition, these light sources and the optical deflector are heated. It can be a means (claim 5).

【0019】上記請求項1または2記載の光走査装置に
おける「温度分布発生手段」はまた「ハウジング内部に
おいて第1光学系および第2光学系と第3光学系との間
に配された隔壁と、第3光学系近傍の雰囲気の温度変化
を小さくする熱交換手段とを有する」構成とすることが
できる(請求項6)。この場合、「熱交換手段」として
は、空冷ファンもしくはペルチエ素子を用いることがで
きる(請求項7)。
The "temperature distribution generating means" in the optical scanning device according to claim 1 or 2 may further include "a partition disposed between the first optical system, the second optical system, and the third optical system inside the housing. And a heat exchange means for reducing a change in temperature of the atmosphere near the third optical system ”(claim 6). In this case, an air cooling fan or a Peltier element can be used as the "heat exchange means" (claim 7).

【0020】上記請求項6または7記載の光走査装置に
おいても、発熱手段としては専用のものを用いることも
できるが、この場合にも「光源および光偏向器」を発熱
手段として用いることが出きる(請求項8)。
In the optical scanning device according to the sixth or seventh aspect, as the heat generating means, a dedicated heat generating means can be used. In this case, however, the "light source and optical deflector" may be used as the heat generating means. (Claim 8).

【0021】上記請求項1〜8の任意の1に記載の光走
査装置において、光源は「半導体レーザ」が好適であ
り、光偏向器としては回転多面鏡が好適である(請求項
9)。なお、光源としての半導体レーザは、マルチビー
ム走査の場合、半導体レーザアレイを含む。また、光源
として、複数の半導体レーザからの光束をビーム合成プ
リズム等でビーム合成してマルチビーム走査用の光源と
することもできる。
In the optical scanning device according to any one of the first to eighth aspects, the light source is preferably a "semiconductor laser", and the optical deflector is preferably a rotary polygon mirror. In the case of multi-beam scanning, the semiconductor laser as a light source includes a semiconductor laser array. Further, as a light source, a light beam from a plurality of semiconductor lasers may be beam-combined by a beam combining prism or the like to provide a light source for multi-beam scanning.

【0022】上記請求項1〜9の任意の1に記載の光走
査装置において、第1光学系のカップリングレンズは
「ガラス製レンズ」とすることができる(請求項1
0)。
In the optical scanning device according to any one of the first to ninth aspects, the coupling lens of the first optical system may be a “glass lens”.
0).

【0023】上述したところから明らかなように、この
発明の光走査装置は、シングルビーム方式のものとして
実施することも、マルチビーム方式のものとして実施す
ることもできる。
As is clear from the above description, the optical scanning device of the present invention can be implemented as a single beam type or a multi-beam type.

【0024】この発明の画像形成装置は「感光媒体を光
走査して画像形成を行う画像形成装置」であって、感光
媒体の光走査に上記請求項1〜10の任意の1に記載の
光走査装置を用いることを特徴とする(請求項11)。
An image forming apparatus according to the present invention is an "image forming apparatus for forming an image by optically scanning a photosensitive medium", wherein the optical scanning according to any one of claims 1 to 10 is used for optically scanning a photosensitive medium. A scanning device is used (claim 11).

【0025】「感光媒体」としては公知の種々のものを
用いることができる。例えば、熱により発色する発色性
印画紙を感光媒体とし、これを光走査し、光スポットに
よる「熱エネルギ」で発色させて画像形成を行うことが
できる。
As the "photosensitive medium", various known ones can be used. For example, an image can be formed by using a chromogenic photographic paper, which develops color by heat, as a photosensitive medium, optically scanning the photographic paper, and developing a color using "heat energy" by a light spot.

【0026】感光媒体によっては、光走査により感光媒
体に潜像を形成し、この潜像を可視化することにより画
像形成を行うようにすることができる(請求項12)。
この場合、例えば、感光媒体として銀塩フィルムを用い
ることができる。銀塩フィルムに、光走査により形成さ
れた潜像は「通常の銀塩写真のプロセス」に従い、現像
・定着を行うことができる。このような画像形成装置
は、光製版器や光描画装置として実施することができ
る。
Depending on the photosensitive medium, a latent image is formed on the photosensitive medium by optical scanning, and an image can be formed by visualizing the latent image.
In this case, for example, a silver salt film can be used as the photosensitive medium. The latent image formed on the silver halide film by optical scanning can be developed and fixed in accordance with the “normal silver halide photography process”. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making device or an optical drawing device.

【0027】感光媒体には「光導電性の感光体」を用い
ることもできる。この場合、潜像は静電潜像として形成
され、トナー画像として可視化され、トナー画像は「シ
ート状の記録媒体に最終的に担持」される(請求項1
3)。光導電性の感光体として周知の酸化亜鉛感光紙を
用いると、酸化亜鉛感光紙上に形成されたトナー画像を
そのまま「酸化亜鉛感光紙をシート状の記録媒体とし
て」定着することができる。
As the photosensitive medium, a "photoconductive photosensitive member" can be used. In this case, the latent image is formed as an electrostatic latent image, visualized as a toner image, and the toner image is "finally carried on a sheet-shaped recording medium".
3). If a known zinc oxide photosensitive paper is used as the photoconductive photoreceptor, the toner image formed on the zinc oxide photosensitive paper can be fixed as it is “using the zinc oxide photosensitive paper as a sheet-shaped recording medium”.

【0028】繰り返し使用可能な光導電性の感光体を用
いる場合は、感光体上に形成されたトナー画像を、転写
紙やOHPシート(オーバヘッドプロジェクタ用のプラ
スチックシート)等のシート状の記録媒体に、直接もし
くは中間転写ベルト等の中間転写媒体を介して転写し、
定着することにより所望の画像を得ることができる。
When a photoconductive photoreceptor that can be used repeatedly is used, the toner image formed on the photoreceptor is transferred to a sheet-like recording medium such as transfer paper or an OHP sheet (a plastic sheet for an overhead projector). Transfer directly or through an intermediate transfer medium such as an intermediate transfer belt,
By fixing, a desired image can be obtained.

【0029】これら画像形成装置は、デジタル複写機や
光プリンタ、光プロッタ、ファクシミリ装置等として実
施できる。なお、画像形成は光走査により行われるか
ら、光走査装置に印加される画像情報は、原稿を読み取
ったものでもよいし、コンピュータ等で生成したもので
もよく、外部から送信されてくる情報でも良い。
These image forming apparatuses can be implemented as digital copiers, optical printers, optical plotters, facsimile machines and the like. Since image formation is performed by optical scanning, image information applied to the optical scanning device may be information obtained by reading a document, generated by a computer or the like, or may be information transmitted from outside. .

【0030】説明を補足すると、光走査装置のハウジン
グ内の温度変化は「急激な変化」ではなく「時間的に緩
やかな変化」である。このため、第1〜第3光学系の各
光学素子の温度は、実質的に、その光学素子を囲繞する
雰囲気の温度と同じであると考えて良い。
To supplement the description, the temperature change in the housing of the optical scanning device is not a "rapid change" but a "slow change in time". Therefore, it can be considered that the temperature of each optical element of the first to third optical systems is substantially the same as the temperature of the atmosphere surrounding the optical element.

【0031】具体例として、第1光学系のカップリング
レンズがガラス製レンズで、第2光学系に負のパワーの
樹脂製レンズが含まれており、第3光学系に正のパワー
の樹脂製レンズが含まれている場合を考えて見る。
As a specific example, the coupling lens of the first optical system is a glass lens, the second optical system includes a resin lens of negative power, and the third optical system includes a resin lens of positive power. Consider the case where a lens is included.

【0032】第1光学系で温度変化があった場合、カッ
プリングレンズ自体の温度変化による焦点距離変化量は
小さい。この場合、実質的な焦点距離変化をもたらすの
は、カップリングレンズを保持するレンズセル(金属)
の熱変形に伴う、光源とカップリングレンズとの距離の
変化である。
When there is a temperature change in the first optical system, the change in the focal length due to the temperature change of the coupling lens itself is small. In this case, it is the lens cell (metal) holding the coupling lens that causes a substantial focal length change.
Is a change in the distance between the light source and the coupling lens due to the thermal deformation of the light source.

【0033】このとき、第1光学系近傍の雰囲気温度が
上昇すると、第1光学系のカップリング作用において
は、第1光学系の焦点距離が短くなったのと等価な変化
が生じる。また、第2光学系では「負のパワーの樹脂製
レンズ」のパワーが減少するので、温度上昇は第2光学
系に、その焦点距離を短くする作用を及ぼす。
At this time, when the ambient temperature in the vicinity of the first optical system rises, a change equivalent to a decrease in the focal length of the first optical system occurs in the coupling action of the first optical system. Also, in the second optical system, the power of the “negative-power resin lens” decreases, so that the temperature rise acts on the second optical system to shorten its focal length.

【0034】第3光学系では樹脂製レンズは正のパワー
を有するので、その周りの雰囲気温度が上昇すると、第
3光学系の焦点距離は長くなる。即ち、温度上昇が焦点
距離にもたらす方向は、第1、第2光学系と第3光学系
とで互いに逆であり、従って第3光学系における焦点距
離変化が、第1、第2光学系の焦点距離変化で相殺され
る傾向にある。
In the third optical system, since the resin lens has a positive power, the focal length of the third optical system becomes longer as the ambient temperature increases. That is, the direction in which the temperature rise brings about the focal length is opposite to each other in the first and second optical systems and the third optical system, so that the focal length change in the third optical system is caused by the first and second optical systems. It tends to be offset by changes in focal length.

【0035】ところで、第1〜第3光学系は、副走査方
向に関しては何れも正のパワーを持つ。副走査方向につ
いてみると、これらのうち焦点距離が最も大きいのは第
3光学系であり、第1光学系や第2光学系の焦点距離は
相対的に小さい。
Incidentally, each of the first to third optical systems has a positive power in the sub-scanning direction. In the sub-scanning direction, the third optical system has the largest focal length among these, and the first and second optical systems have relatively small focal lengths.

【0036】従って、第3光学系に樹脂製レンズが含ま
れる場合、温度変化により発生する焦点距離の変化量も
大きい。このため、第3光学系における焦点距離変動を
第1、第2光学系の焦点距離変動で有効に相殺しようと
すると、第1光学系や、第2光学系における焦点距離変
動を大きくする必要があり、たとえば、第2光学系に含
まれる負のパワーの樹脂製レンズは、そのレンズ面の曲
率を大きくするなどしなければならない。
Therefore, when a resin lens is included in the third optical system, the amount of change in focal length caused by a change in temperature is large. Therefore, in order to effectively offset the focal length fluctuation in the third optical system by the focal length fluctuations in the first and second optical systems, it is necessary to increase the focal length fluctuation in the first optical system and the second optical system. For example, for a resin lens having a negative power included in the second optical system, the curvature of the lens surface must be increased.

【0037】この発明(請求項1)では、第1および/
または第2光学系の近傍の雰囲気温度:ΔT1および/
またはΔT2を、第3光学系近傍の雰囲気温度:ΔT3
より大きくするような温度分布をハウジング内に実現す
る。
According to the present invention (claim 1), the first and / or
Or, the ambient temperature near the second optical system: ΔT1 and / or
Alternatively, ΔT2 is changed to the ambient temperature near the third optical system: ΔT3
A larger temperature distribution is realized in the housing.

【0038】このようにすると、第1及び/又は第2光
学系では、大きな温度変動により大きな焦点距離変動が
生じ、第3光学系では小さな温度変動により相対的に小
さい焦点距離変動が生じるので、例えば、第2光学系に
おける樹脂製レンズの負のパワーをさほど大きくするこ
となく、第3光学系で生じる焦点距離変動を第1、第2
光学系での焦点距離変動で有効に相殺させることが可能
になる。従って、第2光学系の樹脂製負レンズの曲率半
径が著しく小さくなることによる「波面収差の劣化」を
有効に軽減することができる。
With this arrangement, in the first and / or second optical systems, a large change in focal length occurs due to a large temperature change, and a relatively small change in focal length occurs in the third optical system due to a small change in temperature. For example, without increasing the negative power of the resin lens in the second optical system so much, the first and second focal length fluctuations caused in the third optical system can be reduced.
It is possible to effectively offset the focal length fluctuation in the optical system. Therefore, it is possible to effectively reduce "deterioration of wavefront aberration" due to the remarkably small radius of curvature of the resin negative lens of the second optical system.

【0039】従来の温度変動による結像位置の調整は、
ハウジング内の温度変動量:ΔT1、ΔT2、ΔT3を
同一としているから、上記の如き場合、第2光学系の負
の樹脂製レンズに強いレンズ面曲率を付与せざるを得
ず、しかも、現実にΔT1、ΔT2、ΔT3が不均一に
なると、返って結像位置ずれを増長させる結果となる。
The conventional adjustment of the image forming position due to temperature fluctuation is as follows.
Since the temperature fluctuation amounts in the housing: ΔT1, ΔT2, and ΔT3 are the same, in the case described above, a strong lens surface curvature must be given to the negative resin lens of the second optical system, and moreover, in reality, When ΔT1, ΔT2, and ΔT3 become non-uniform, the result is that the imaging position shift is increased.

【0040】なお、ハウジング内の温度変動は、回転多
面鏡の駆動モータ、半導体レーザ光源などの発熱や、画
像形成装置における現像、定着などのプロセスで発生す
る発熱の影響により、装置外部の環境温度よりも高くな
り易いから、低温駆動時よりも高温駆動時を補償するこ
とが望ましい。
The temperature fluctuation in the housing is caused by the heat generated by the driving motor of the rotary polygon mirror, the semiconductor laser light source, and the like, and the heat generated during the development and fixing processes in the image forming apparatus. Therefore, it is desirable to compensate for high-temperature driving rather than low-temperature driving.

【0041】第1光学系のレンズであるカップリングレ
ンズは光軸に対する回転対称形状であり、その焦点距離
(バックフォーカス 光源の発光部とカップリングレン
ズとの距離)をf1とすると、f1は、カップリングレ
ンズの形状:R1(形状を表すパラメータ)、屈折率:
N1により定まる。これら、R1、N1は、第1光学系
の温度(第1光学系を移入する雰囲気の温度):Tによ
り変化する。カップリングレンズのレンズセルにおける
「カップリングレンズと光源(半導体レーザ)の発光部
との距離:L1」も上記雰囲気温度により変化する。さ
らに、温度変化により光源の発光波長:λが変化する
と、この波長変化も、バックフォーカス:f1に変化を
もたらす。
The coupling lens, which is the lens of the first optical system, has a rotationally symmetric shape with respect to the optical axis, and if its focal length (the distance between the light-emitting portion of the back focus light source and the coupling lens) is f1, f1 is: Coupling lens shape: R1 (parameter representing shape), refractive index:
It is determined by N1. These R1 and N1 change depending on the temperature of the first optical system (the temperature of the atmosphere into which the first optical system is transferred): T. The distance L1 between the coupling lens and the light emitting portion of the light source (semiconductor laser) in the lens cell of the coupling lens also changes depending on the ambient temperature. Further, when the light emission wavelength: λ of the light source changes due to a temperature change, this wavelength change also causes a change in the back focus: f1.

【0042】従って、第1光学系の温度に温度変化:Δ
T1が生じたとき、第1〜第3光学系による「全系の結
像位置のずれ」は近似的に、主走査方向について形式的
に、 Δm1≒βm×(∂f1/∂R1・∂R1/∂T+∂f1/∂N1・∂
N1/∂T+∂f1/∂L1・∂L1/∂T+∂f1/∂λ・∂λ/∂T)
・ΔT1 と書くことができ、副走査方向については形式的に、 Δs1≒βs×(∂f1/∂R1・∂R1/∂T+∂f1/∂N1・∂
N1/∂T+∂f1/∂L1・∂L1/∂T+∂f1/∂λ・∂λ/∂T)
ΔT1 と書くことができる。
Accordingly, the temperature of the first optical system changes with temperature: Δ
When T1 occurs, the "shift of the imaging position of the entire system" according to the third optical system is approximately, formally in the main scanning direction, Δm1 ≒ βm 2 × (∂f1 / ∂R1 · ∂ R1 / ∂T + ∂f1 / ∂N1 ・ ∂
N1 / ∂T + ∂f1 / ∂L1 ・ ∂L1 / ∂T + ∂f1 / ∂λ ・ ∂λ / ∂T)
· Delta] T1 and it can be written, formally the sub-scanning direction, Δs1 ≒ βs 2 × (∂f1 / ∂R1 · ∂R1 / ∂T + ∂f1 / ∂N1 · ∂
N1 / ∂T + ∂f1 / ∂L1 ・ ∂L1 / ∂T + ∂f1 / ∂λ ・ ∂λ / ∂T)
ΔT1 can be written.

【0043】これらの式の左辺の、Δm1は前述の「主
走査結像位置変動」であり、Δs1は「副走査結像位置
変動」である。
On the left-hand side of these equations, Δm1 is the above-mentioned “main-scanning imaging position variation” and Δs1 is “sub-scanning imaging position variation”.

【0044】なお、上の式の右辺において、 ∂R1/∂T :第1光学系の温度変動によるレンズ形状変動 ∂f1/∂R1:第1光学系のレンズ形状変動によるバックフ
ォーカス変動 ∂N1/∂T :第1光学系の温度変動による屈折率変動 ∂f1/∂N1:第1光学系の屈折率変動によるバックフォー
カス変動 ∂L1/∂T :第1光学系の温度変動によるカップリングレ
ンズのレンズセルの伸縮による光源とカップリングレン
ズとの距離の変動 ∂f1/∂L1:第1光学系のカップリングレンズの、レンズ
セルの伸縮によるバックフォーカス変動 ∂λ/∂T :光源の温度変動による波長変動 ∂f1/∂λ:第1光学系の波長変動によるバックフォーカ
ス変動 βm:光学系全系の主走査方向の横倍率 βs:光学系全系の副走査方向の横倍率 である。すると、 Δm1/ΔT1≒βm×(∂f1/∂R1・∂R1/∂T+∂f1/∂N1・∂N1/∂T +∂f1/∂L1・∂L1/∂T+∂f1/∂λ・∂λ/∂T) (1) Δs1/ΔT1≒βs×(∂f1/∂R1・∂R1/∂T+∂f1/∂N1・∂N1/∂T +∂f1/∂L1・∂L1/∂T+∂f1/∂λ・∂λ/∂T) (2) は、第1光学系の単位温度変化あたりの主走査結像位置
変動、副走査結像位置変動である。
In the right side of the above equation, ∂R1 / ∂T: fluctuation of lens shape due to temperature fluctuation of the first optical system ∂f1 / ∂R1: fluctuation of back focus due to fluctuation of lens shape of the first optical system ∂N1 / ∂T: Refractive index fluctuation due to temperature fluctuation of first optical system ∂f1 / ∂N1: Back focus fluctuation due to refractive index fluctuation of first optical system ∂L1 / ∂T: Coupling lens due to temperature fluctuation of first optical system Fluctuation of the distance between the light source and the coupling lens due to expansion and contraction of the lens cell ∂f1 / ∂L1: fluctuation of the back focus of the coupling lens of the first optical system due to expansion and contraction of the lens cell ∂λ / ∂T: fluctuation of the light source temperature Wavelength fluctuation ∂f1 / ∂λ: Back focus fluctuation due to wavelength fluctuation of the first optical system βm: Lateral magnification of the entire optical system in the main scanning direction βs: Lateral magnification of the entire optical system in the sub-scanning direction Then, Δm1 / ΔT1 ≒ βm 2 × (∂f1 / ∂R1∂∂R1 / ∂T + ∂f1 / ∂N1∂∂N1 / ∂T + ∂f1 / ∂L1∂∂L1 / ∂T + ∂f1 / ∂λ ・∂λ / ∂T) (1) Δs1 / ΔT1 ≒ βs 2 × (∂f1 / ∂R1∂∂R1 / ∂T + ∂f1 / ∂N1∂∂N1 / ∂T + ∂f1 / ∂L1∂∂L1 / ∂ T + ∂f1 / ∂λ · ∂λ / ∂T) (2) represents a main-scanning imaging position variation and a sub-scanning imaging position variation per unit temperature change of the first optical system.

【0045】上の式におけるカップリングレンズのレン
ズセルの伸縮による項:∂f1/∂L1・∂L1/∂Tは他の項
に対し逆符号であり、しかも、カップリングレンズがガ
ラスレンズであれば、この項が(1)、(2)式の各右
辺中で支配的である。そのため、温度変動による結像位
置ずれを相殺する方向に補正できる。
The term due to the expansion and contraction of the lens cell of the coupling lens in the above equation: ∂f1 / ∂L1∂∂L1 / ∂T is the opposite sign to the other terms, and if the coupling lens is a glass lens In this case, this term is dominant in each right side of the equations (1) and (2). Therefore, the correction can be made in a direction to offset the imaging position shift due to the temperature fluctuation.

【0046】同様に、第2光学系の温度変化:ΔT2に
おいて、単位温度変化あたりの主走査結像位置変動:Δ
m2/ΔT2、副走査結像位置変動:Δs2/ΔT2
は、 ∂Rm2/∂T :第2光学系の温度変動による主走査方向の
レンズ形状変動 ∂fm2/∂Rm2:第2光学系のレンズ形状変動による主走査
方向のバックフォーカス変動 ∂Rs2/∂T :第2光学系の温度変動による副走査方向の
レンズ形状変動 ∂fs2/∂Rs2:第2光学系のレンズ形状変動による主走査
方向のバックフォーカス変動 ∂N2/∂T :第2光学系の温度変動による屈折率変動 ∂fm2/∂N2 :第2光学系の屈折率変動による主走査方向
のバックフォーカス変動 ∂fs2/∂N2 :第2光学系の屈折率変動による副走査方向
のバックフォーカス変動 ∂λ/∂T :光源の温度変動による波長変動 ∂fm2/∂λ:第2光学系の波長変動による主走査方向の
バックフォーカス変動 ∂fs2/∂λ:第2光学系の波長変動による副走査方向の
バックフォーカス変動 fm3:第3光学系の主走査方向の焦点距離 βs3:第3光学系の副走査方向の横倍率 を用いて、形式的に、 Δm2/ΔT2≒fm3(∂fm2/∂Rm2・∂Rm2/∂T+∂fm2/∂N2・∂N2/∂T +∂fm2/∂λ・∂λ/∂T) (3) Δs2/ΔT2≒βs3(∂fs2/∂Rs2・∂Rs2/∂T+∂fs2/∂N2・∂N2/∂T +∂fs2/∂λ・∂λ/∂T) (4) と近似できる。
Similarly, when the temperature change of the second optical system is ΔT2, the main scanning imaging position change per unit temperature change is ΔT2.
m2 / ΔT2, sub-scanning imaging position variation: Δs2 / ΔT2
は Rm2 / ∂T: fluctuation of the lens shape in the main scanning direction due to temperature fluctuation of the second optical system ∂fm2 / ∂Rm2: fluctuation of the back focus in the main scanning direction due to fluctuation of the lens shape of the second optical system ∂Rs2 / ∂T : Lens shape variation in the sub-scanning direction due to temperature variation of the second optical system ∂fs2 / ∂Rs2: Back focus variation in the main scanning direction due to lens shape variation of the second optical system ∂N2 / ∂T: Temperature of the second optical system Refractive index fluctuation due to fluctuation ∂fm2 / ∂N2: Back focus fluctuation in the main scanning direction due to refractive index fluctuation of the second optical system ∂fs2 / ∂N2: Back focus fluctuation in the sub-scanning direction due to refractive index fluctuation of the second optical system ∂ λ / ∂T: wavelength fluctuation due to temperature fluctuation of light source ∂fm2 / ∂λ: back focus fluctuation in main scanning direction due to wavelength fluctuation of second optical system ∂fs2 / ∂λ: sub-scanning direction due to wavelength fluctuation of second optical system Back focus fluctuation fm3: focal length of the third optical system in the main scanning direction Betaesu3: using the third sub-scanning direction lateral magnification of the optical system, formally, Δm2 / ΔT2 ≒ fm3 2 ( ∂fm2 / ∂Rm2 · ∂Rm2 / ∂T + ∂fm2 / ∂N2 · ∂N2 / ∂T + ∂fm2 / ∂λ ・ ∂λ / ∂T) (3) Δs2 / ΔT2 ≒ βs3 2 (∂fs2 / ∂Rs2∂Rs2 / ∂T + ∂fs2 / ∂N2∂N2 / ∂T + ∂fs2 / ∂ λ∂λ / ∂T) (4).

【0047】第2光学系に負のパワーを有する樹脂製レ
ンズを用いることにより、上記(3)、(4)式におけ
る項:∂fm2/∂Rm2・∂Rm2/∂T、∂fm2/∂N2・∂N2/∂
T、∂fs2/∂Rs2・∂Rs2/∂T、∂fs2/∂N2・∂N2/∂Tを
他の項と逆符号とし、且つ、支配的にできる。そのた
め、温度変動による結像位置ずれを相殺する方向に補正
できる。また、第3光学系の温度変化:ΔT3におい
て、単位温度変化あたりの主走査結像位置変動:Δm3
/ΔT3、副走査結像位置変動:Δs3/ΔT3は、 ∂Rm3/∂T :第3光学系の温度変動による主走査方向の
レンズ形状変動 ∂fm3/∂Rm3:第3光学系のレンズ形状変動による主走査
方向のバックフォーカス変動 ∂Rs3/∂T :第3光学系の温度変動による副走査方向の
レンズ形状変動 ∂fs3/∂Rs3:第3光学系のレンズ形状変動による主走査
方向のバックフォーカス変動 ∂N3/∂T :第3光学系の温度変動による屈折率変動 ∂fm3/∂N3 :第3光学系の屈折率変動による主走査方向
のバックフォーカス変動 ∂fs3/∂N3 :第3光学系の屈折率変動による副走査方向
のバックフォーカス変動 ∂λ/∂T :光源の温度変動による波長変動 ∂fm3/∂λ:第3光学系の波長変動による主走査方向の
バックフォーカス変動 ∂fs3/∂λ:第3光学系の波長変動による副走査方向の
バックフォーカス変動 を用いて形式的に、 Δm3/ΔT3≒(∂fm3/∂Rm3・∂Rm3/∂T+∂fm3/∂N3・∂N3/∂T +∂fm3/∂λ・∂λ/∂T)×ΔT3 (5) Δs3/ΔT3≒(∂fs3/∂Rs3・∂Rs3/∂T+∂fs3/∂N3・∂N3/∂T +∂fs3/∂λ・∂λ/∂T)×ΔT3 (6) と近似できる。
By using a resin lens having negative power for the second optical system, the terms in the above equations (3) and (4) are: ∂fm2 / ∂Rm22∂Rm2 / ∂T, ∂fm2 / ∂N2・ ∂N2 / ∂
T, ∂fs2 / ∂Rs2 · ∂Rs2 / ∂T, and ∂fs2 / ∂N2 · ∂N2 / ∂T can be reversed and dominantly signed with other terms. Therefore, the correction can be made in a direction to offset the imaging position shift due to the temperature fluctuation. Further, in the temperature change of the third optical system: ΔT3, the main-scanning imaging position change per unit temperature change: Δm3
/ ΔT3, variation in sub-scanning imaging position: Δs3 / ΔT3 is ∂Rm3 / ∂T: variation in lens shape in the main scanning direction due to temperature variation in the third optical system ∂fm3 / ∂Rm3: variation in lens shape in the third optical systemフ ォ ー カ ス Rs3 / ∂T: Lens shape fluctuation in the sub-scanning direction due to temperature fluctuation of the third optical system ∂fs3 / ∂Rs3: Back focus in the main scanning direction due to lens shape fluctuation of the third optical system Fluctuation ∂N3 / ∂T: Refractive index fluctuation due to temperature fluctuation of the third optical system ∂fm3 / ∂N3: Back focus fluctuation in the main scanning direction due to refractive index fluctuation of the third optical system ∂fs3 / ∂N3: Third optical system Back focus fluctuation in the sub-scanning direction due to refractive index fluctuation の λ / ∂T: Wavelength fluctuation due to temperature fluctuation of the light source ∂fm3 / ∂λ: Back focus fluctuation in the main scanning direction due to wavelength fluctuation of the third optical system ∂fs3 / ∂ λ: back focus in the sub-scanning direction due to wavelength fluctuation of the third optical system Δm3 / ΔT3 ≒ (∂fm3 / ∂Rm3∂∂Rm3 / ∂T + ∂fm3 / ∂N3∂∂N3 / ∂T + ∂fm3 / ∂λ∂∂λ / ∂T) × ΔT3 (5) Δs3 / ΔT3 ≒ (∂fs3 / ∂Rs3 · ∂Rs3 / ∂T + ∂fs3 / ∂N3 · ∂N3 / ∂T + ∂fs3 / ∂λ · ∂λ / ∂T) × ΔT3 (6) Can be approximated.

【0048】(5)、(6)式では、右辺の各項が同じ
符号となるので、温度変動に伴う結像位置ずれ:Δm
3、Δs3はかなり大きくなる。特に、第3光学系が全
て樹脂製の場合にはΔm3、Δs3は非常に大きくな
る。
In equations (5) and (6), the terms on the right-hand side have the same sign, so that the imaging position shift due to temperature fluctuation: Δm
3. Δs3 becomes considerably large. In particular, when the third optical system is entirely made of resin, Δm3 and Δs3 become very large.

【0049】上記(1)〜(6)式の各右辺の各項、即
ち∂fm3/∂Rm3・∂Rm3/∂Tや∂fm3/∂N3・∂N3/∂T等
は、何れも設計的に定めることができるものである。そ
こで、これらを最適化することにより、 条件: |Δm1/ΔT1+Δm2/ΔT2+Δm3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] および |Δs1/ΔT1+Δs2/ΔT2+Δs3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] を満足するように、光走査光学系の第1〜第3光学系を
構成することができる。
Each of the terms on the right side of the above equations (1) to (6), that is, ∂fm3 / ∂Rm3 · 3Rm3 / ∂T, ∂fm3 / ∂N3 · ∂N3 / ∂T, etc. It can be specified in. Therefore, by optimizing these, the condition: | Δm1 / ΔT1 + Δm2 / ΔT2 + Δm3 / ΔT3 | <
0.04 [mm / ° C] and | Δs1 / ΔT1 + Δs2 / ΔT2 + Δs3 / ΔT3 | <
The first to third optical systems of the optical scanning optical system can be configured to satisfy 0.04 [mm / ° C.].

【0050】第1の条件: |Δm1/ΔT1+Δm2/ΔT2+Δm3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] は、第1〜第3光学系が「均等に」1度ずつ温度変化し
たときの、主走査方向の結像位置ずれが0.04mm以
下となる条件であり、第2の条件: |Δs1/ΔT1+Δs2/ΔT2+Δs3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] は、第1〜第3光学系が「均等に」1度ずつ温度変化し
たときの、副走査方向の結像位置ずれが0.04mm以
下となる条件である。
First condition: | Δm1 / ΔT1 + Δm2 / ΔT2 + Δm3 / ΔT3 | <
0.04 [mm / ° C.] is a condition in which the imaging position shift in the main scanning direction is 0.04 mm or less when the first to third optical systems change the temperature “uniformly” by one degree, Second condition: | Δs1 / ΔT1 + Δs2 / ΔT2 + Δs3 / ΔT3 | <
The condition of 0.04 [mm / ° C.] is a condition under which the deviation of the imaging position in the sub-scanning direction when the temperature of the first to third optical systems changes “uniformly” by one degree is 0.04 mm or less.

【0051】従って、これらの条件を満足する光走査装
置において、主走査方向・副走査方向の結像位置ずれの
許容範囲を±1mmとすれば、ハウジング内の温度分布
を均一と考えた場合に、ハウジング内の温度変動として
±25℃が許容されることになる。
Therefore, in an optical scanning device satisfying these conditions, if the allowable range of the imaging position shift in the main scanning direction and the sub-scanning direction is ± 1 mm, the temperature distribution in the housing is considered to be uniform. Therefore, ± 25 ° C. is allowed as a temperature fluctuation in the housing.

【0052】しかし、この発明では、ハウジング内に積
極的に温度の不均一を生成し、第3光学系の温度が常
に、第1及び/又は第2光学系の温度よりも低くなるよ
うにするので、上記Δm3、Δs3が、ハウジング内の
温度変動が均一である場合よりも小さくなるため、上記
よりもさらに広い温度変動が許容されることなる。
However, according to the present invention, temperature non-uniformity is positively generated in the housing so that the temperature of the third optical system is always lower than the temperature of the first and / or second optical systems. Therefore, Δm3 and Δs3 are smaller than when the temperature fluctuation in the housing is uniform, so that a wider temperature fluctuation is permitted.

【0053】[0053]

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を説明する。図
1は、光走査装置の実施の1形態を説明するための図で
ある。図1(a)において、符号H1はハウジング本体
部を示している。ハウジング本体部H1は「浅底の箱」
状であって、内部に光走査装置の光学系を配置される。
即ち、ハウジング本体部H1内には、光源としての半導
体レーザ1、カップリングレンズ2、第2光学系3、光
偏向器としての回転多面鏡4、ガラス窓5、第3光学系
6、折り返しミラー7、ミラー8、集光レンズ9、受光
素子10等が配備される。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the optical scanning device. In FIG. 1A, reference numeral H1 indicates a housing main body. The housing body H1 is a "shallow box"
The optical system of the optical scanning device is disposed inside.
That is, a semiconductor laser 1 as a light source, a coupling lens 2, a second optical system 3, a rotary polygon mirror 4 as an optical deflector, a glass window 5, a third optical system 6, and a folding mirror are provided in the housing body H1. 7, a mirror 8, a condenser lens 9, a light receiving element 10, and the like are provided.

【0054】図1(b)に示すように、ハウジング本体
部H1の上部は、ハウジングカバーH2により覆われ、
これによりハウジング内部は閉ざされる。回転多面鏡4
のポリゴンミラー4Aは、ハウジング本体部H1の底部
に嵌装固定された駆動モータ4Bの軸に固定されてい
る。
As shown in FIG. 1B, the upper part of the housing body H1 is covered with a housing cover H2.
Thereby, the inside of the housing is closed. Rotating polygon mirror 4
The polygon mirror 4A is fixed to a shaft of a drive motor 4B fitted and fixed to the bottom of the housing body H1.

【0055】カップリングレンズ2はガラス製レンズで
あって、これを保持するレンズセル(図示されず)とと
もに第1光学系を構成し、レンズセルはカップリングレ
ンズ2と光源としての半導体レーザ1とを一体に保持し
ている。ハウジング内部の温度が設定温度(25℃)の
とき、半導体レーザ1から放射された発散性の光束はカ
ップリングレンズ2によりカップリングされて平行光束
となる。
The coupling lens 2 is a glass lens and constitutes a first optical system together with a lens cell (not shown) for holding the glass lens. The lens cell includes the coupling lens 2 and the semiconductor laser 1 as a light source. Are held together. When the temperature inside the housing is the set temperature (25 ° C.), the divergent light beam emitted from the semiconductor laser 1 is coupled by the coupling lens 2 to become a parallel light beam.

【0056】第2光学系3は光源側から入射される平行
光束を、副走査方向(図1(a)において、図面に直行
する方向)に集束させ、ポリゴンミラー4Aの偏向反射
面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像する。
The second optical system 3 focuses the parallel light beam incident from the light source side in the sub-scanning direction (in FIG. 1A, a direction perpendicular to the drawing), and closes the parallel light beam near the deflecting reflection surface of the polygon mirror 4A. The image is formed as a "long line image in the main scanning direction".

【0057】偏向反射面による反射光束は、ポリゴンミ
ラー4Aの等速回転に伴い、等角速度的に偏向する偏向
光束となり、ガラス窓16を透過して第3光学系6に入
射し、第3光学系6を透過すると折り返しミラー7によ
り光路を折り返され、図1(b)に示すように、ハウジ
ング本体部H1の底部に形成された射出孔を塞ぐように
設けられた防塵ガラス11を透過してハウジングから射
出し、感光媒体110の感光面上に集光して光スポット
を形成する。
The luminous flux reflected by the deflecting / reflecting surface becomes a deflecting luminous flux which is deflected at a constant angular velocity as the polygon mirror 4A rotates at a constant speed, passes through the glass window 16, enters the third optical system 6, and enters the third optical system. When the light passes through the system 6, the light path is turned back by the turning mirror 7, and as shown in FIG. 1B, the light passes through the dustproof glass 11 provided so as to close the emission hole formed at the bottom of the housing body H <b> 1. The light is emitted from the housing and condensed on the photosensitive surface of the photosensitive medium 110 to form a light spot.

【0058】感光媒体110の感光面は「被走査面」の
実態をなし、光スポットにより光走査される。なお、偏
向光束は、被走査面の光走査に先立ち、図1(a)に示
すようにミラー8により反射され、集光レンズ9により
受光素子10の受光面に集光される。受光素子10の受
光信号を基準として、光スポットによる被走査面の光走
査開始の同期が取られる。
The photosensitive surface of the photosensitive medium 110 is a "scanned surface" and is optically scanned by a light spot. Note that, prior to optical scanning of the surface to be scanned, the deflected light beam is reflected by a mirror 8 as shown in FIG. 1A, and is condensed on a light receiving surface of a light receiving element 10 by a condenser lens 9. The start of optical scanning of the scanned surface by the light spot is synchronized with the light receiving signal of the light receiving element 10 as a reference.

【0059】第3光学系6は2枚のレンズ6a、6bで
構成されている。これらレンズ6a、6bは共に樹脂製
レンズであり、第3光学系全体として主・副走査方向に
正のパワーを持つ。また、第3光学系は所謂fθレンズ
で、光スポットによる光走査を等速化する機能を持つ。
なお、図1の構成で、半導体レーザ1に替えて半導体レ
ーザアレイを用いれば、マルチビーム方式の光走査を実
現することができる。
The third optical system 6 is composed of two lenses 6a and 6b. These lenses 6a and 6b are both resin lenses and have positive power in the main and sub-scanning directions as a whole of the third optical system. The third optical system is a so-called fθ lens, and has a function of making light scanning by a light spot uniform.
In the configuration shown in FIG. 1, if a semiconductor laser array is used instead of the semiconductor laser 1, multi-beam optical scanning can be realized.

【0060】第2光学系3は2枚のレンズ3a、3bで
構成されている。レンズ3aは樹脂製レンズで、レンズ
3bはガラス製レンズである。レンズ3a、3bの合成
のパワーは「副走査方向に正」で、前述の如く、光源側
から入射する平行光束を副走査方向に集束させて、回転
多面鏡4の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像とし
て結像させる。
The second optical system 3 is composed of two lenses 3a and 3b. The lens 3a is a resin lens, and the lens 3b is a glass lens. The combined power of the lenses 3a and 3b is "positive in the sub-scanning direction". As described above, the parallel light beam incident from the light source side is focused in the sub-scanning direction, and the main scanning is performed near the deflecting reflection surface of the rotary polygon mirror 4. An image is formed as a long line image in the direction.

【0061】樹脂製のレンズ3aは、温度変動に起因す
る第3光学系の主・副走査方向のパワー変動を軽減でき
るように主・副走査方向に負のパワーを持つ。このた
め、光源側から平行光束が入射すると、レンズ3aの作
用により、主・副走査方向とも光束に発散性が与えられ
る。
The resin lens 3a has negative power in the main and sub scanning directions so as to reduce power fluctuation in the main and sub scanning directions of the third optical system caused by temperature fluctuation. For this reason, when a parallel light beam enters from the light source side, the light beam is given divergence in both the main and sub-scanning directions by the action of the lens 3a.

【0062】ガラス製のレンズ3bは、主・副走査方向
に正のパワーを持つアナモルフィックなレンズであり、
レンズ3a側から入射する発散性の光束を、主走査方向
においては平行光束に戻し、副走査方向においては集光
光束に変換する。
The glass lens 3b is an anamorphic lens having a positive power in the main and sub scanning directions.
The divergent light beam incident from the lens 3a is returned to a parallel light beam in the main scanning direction, and is converted to a condensed light beam in the sub-scanning direction.

【0063】上記第1〜第3光学系は、前述した条件: |Δm1/ΔT1+Δm2/ΔT2+Δm3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] |Δs1/ΔT1+Δs2/ΔT2+Δs3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] を満足するように構成されている。
The first to third optical systems have the following conditions: | Δm1 / ΔT1 + Δm2 / ΔT2 + Δm3 / ΔT3 | <
0.04 [mm / ° C] | Δs1 / ΔT1 + Δs2 / ΔT2 + Δs3 / ΔT3 | <
It is configured to satisfy 0.04 [mm / ° C.].

【0064】図1(a)において、符号15、16は
「隔壁」を示す。
In FIG. 1A, reference numerals 15 and 16 indicate “partition walls”.

【0065】隔壁15、16は、ガラス窓5とともにハ
ウジング内部を仕切り、第1光学系2および第2光学系
3を第3光学系6から分離している。即ち、ガラス窓5
は「ハウジング内部において、第1光学系および第2光
学系を第3光学系から分離する隔壁」の一部をなす。
The partitions 15 and 16 partition the inside of the housing together with the glass window 5, and separate the first optical system 2 and the second optical system 3 from the third optical system 6. That is, the glass window 5
Constitutes a part of “a partition separating the first optical system and the second optical system from the third optical system inside the housing”.

【0066】隔壁15、16は断熱壁である必要はない
が、ハウジング内部が上記の如く仕切られることによ
り、第1、第2光学系側と第3光学系側との間に空気対
流による熱伝達は防止される。
The partition walls 15 and 16 do not need to be heat insulating walls. However, since the inside of the housing is partitioned as described above, heat generated by convection between the first and second optical systems and the third optical system is generated. Transmission is prevented.

【0067】第1光学系と第2光学系とが仕切られた側
には、半導体レーザ1と回転多面鏡4の駆動モータ4B
があり、光走査が行なわれる際にはこれらが発熱するの
で、図1(a)における隔壁15、16の右側では、半
導体レーザ1と駆動モータ4Bとを「発熱手段」として
内部の雰囲気温度が上昇する。
On the side where the first optical system and the second optical system are separated, a drive motor 4B for the semiconductor laser 1 and the rotary polygon mirror 4 is provided.
These elements generate heat when optical scanning is performed. Therefore, on the right side of the partition walls 15 and 16 in FIG. To rise.

【0068】ハウジングの壁は断熱壁でないので、ハウ
ジング壁を介してハウジング内外で熱交換が生じるか
ら、上記雰囲気温度が無制限に上昇することはない。一
方において、ハウジング内において、隔壁で仕切られた
第3光学系6の側には、発熱源となるものが殆どないの
で、こちら側では雰囲気温度の上昇は小さい。かくし
て、光走査が行われるに従い、隔壁の両側の雰囲気温度
の変化には差が生じ、ΔT1> ΔT3およびΔT2>
ΔT3の雰囲気状態が保たれることとなり、前述した如
くして、主走査結像位置変動、副走査結像位置変動を有
効に軽減して、良好な光走査を実現できる。
Since the wall of the housing is not a heat insulating wall, heat exchange occurs inside and outside the housing via the housing wall, so that the ambient temperature does not rise without limit. On the other hand, in the housing, there is hardly any heat source on the side of the third optical system 6 partitioned by the partition, so that the ambient temperature rise is small on this side. Thus, as the optical scanning is performed, there is a difference between the changes in the ambient temperature on both sides of the partition wall, and ΔT1> ΔT3 and ΔT2>
The atmosphere state of ΔT3 is maintained, and as described above, the fluctuation of the main-scanning imaging position and the fluctuation of the sub-scanning imaging position are effectively reduced, and good optical scanning can be realized.

【0069】図2には実施の別の形態を示す。繁雑を避
けるため、混同の虞れがないと思われるものについて
は、図1におけると同一の符号を付した。光走査が行わ
れる様子は、図1の実施の形態と全く同様であるので説
明を省略する。図2において、符号17、18は隔壁で
ハウジング内部(ハウジング本体部H1と、図1(b)
に示す如きハウジングカバーで閉ざされる。)を仕切っ
ているけれども、図1の実施の形態と異なり、ハウジン
グ内部の仕切られた各部間に空気の流通が可能である。
FIG. 2 shows another embodiment. In order to avoid complication, the same reference numerals as those in FIG. The manner in which optical scanning is performed is exactly the same as in the embodiment of FIG. In FIG. 2, reference numerals 17 and 18 denote partition walls inside the housing (the housing main body H1 and FIG. 1B).
Is closed with a housing cover as shown in FIG. However, unlike the embodiment of FIG. 1, air can flow between the partitioned parts inside the housing.

【0070】ハウジング本体部H1は側壁部が開口さ
れ、この部分に空冷ファン19が設けられている。符号
22はエアフィルタを示す。光走査時には、光源や光偏
向器における発熱でハウジング内部の雰囲気温度が上昇
するが、このとき例えば、空冷ファン19によりハウジ
ング内部の空気をハウジング外部へ排出すると、温度上
昇した空気がハウジング外部へ流れ、ハウジング内に、
ΔT1> ΔT3およびΔT2>ΔT3の雰囲気状態が
形成される。空冷ファン19により、ハウジング内部に
外部から冷却風を引き込んでも同様である。
The housing main body H1 has an opening on the side wall, and an air cooling fan 19 is provided in this portion. Reference numeral 22 indicates an air filter. At the time of optical scanning, the ambient temperature inside the housing rises due to heat generated by the light source and the optical deflector. At this time, for example, when air inside the housing is exhausted outside the housing by the air-cooling fan 19, the air whose temperature has risen flows outside the housing. Inside the housing,
Atmosphere conditions of ΔT1> ΔT3 and ΔT2> ΔT3 are formed. The same applies even when cooling air is drawn into the housing from the outside by the air cooling fan 19.

【0071】このようにして、主走査結像位置変動、副
走査結像位置変動を有効に軽減して、良好な光走査を実
現できる。
In this manner, fluctuations in the main-scanning image forming position and in the sub-scanning image forming position can be effectively reduced, and good optical scanning can be realized.

【0072】上に、図1、図2に即して実施の形態を説
明した光走査装置は、光源1からの発散光束をカップリ
ングする第1光学系2と、カップリングされた光束を、
光偏向器4の偏向反射面に主走査方向に長い線像として
結像させる第2光学系3と、光偏向器により偏向された
光束を、被走査面上に光スポットとして集光する第3光
学系6とを有する光走査装置において、第3光学系6
が、主走査方向および/または副走査方向に正のパワー
を持つ1以上の樹脂製レンズ6a、6bを有し、第2光
学系3が、温度変化による第3光学系6のパワー変動を
軽減化するように、負のパワーを有する樹脂製レンズを
1枚以上(レンズ3a)有し、第1〜第3光学系、光
源、光偏向器を収容するハウジング内部において、第1
光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT1、第2光学系近
傍の雰囲気の温度変化:ΔT2、第3光学系近傍の雰囲
気の温度変化:ΔT3が、条件: ΔT1>ΔT3および/またはΔT2>ΔT3 を満足するように温度分布を発生させる温度分布発生手
段1、4Bを有するもの(請求項1)である。
The optical scanning device described above with reference to FIGS. 1 and 2 includes a first optical system 2 for coupling a divergent light beam from a light source 1 and a coupled light beam.
A second optical system 3 that forms a long linear image in the main scanning direction on the deflection reflection surface of the optical deflector 4; and a third optical system that focuses a light beam deflected by the optical deflector as a light spot on the surface to be scanned. In the optical scanning device having the optical system 6, the third optical system 6
Has one or more resin lenses 6a and 6b having a positive power in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction, and the second optical system 3 reduces power fluctuation of the third optical system 6 due to a temperature change. In the housing having at least one resin lens having a negative power (lens 3a) and accommodating the first to third optical systems, the light source, and the optical deflector,
The temperature change of the atmosphere near the optical system: ΔT1, the temperature change of the atmosphere near the second optical system: ΔT2, and the temperature change of the atmosphere near the third optical system: ΔT3 are the conditions: ΔT1> ΔT3 and / or ΔT2> ΔT3. It has temperature distribution generating means 1 and 4B for generating a temperature distribution to satisfy the requirements (claim 1).

【0073】また、これら光走査装置は、第1光学系近
傍の雰囲気の温度変化:ΔT1による像面上の主走査結
像位置変動をΔm1、副走査結像位置変動をΔs1、第
2光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT2による像面上
の主走査結像位置変動をΔm2、副走査結像位置変動を
Δs2、第3光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT3に
よる像面上の主走査結像位置変動をΔm3、副走査結像
位置変動をΔs3とするとき、これらΔT1〜ΔT3、
Δm1〜Δm3、Δs1〜Δs3が条件: |Δm1/ΔT1+Δm2/ΔT2+Δm3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] および |Δs1/ΔT1+Δs2/ΔT2+Δs3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] を満足する(請求項2)。
In these optical scanning devices, the variation in the temperature of the atmosphere near the first optical system: Δm1, the variation in the main scanning imaging position on the image plane due to ΔT1, the variation in the sub-scanning imaging position as Δs1, the second optical system Temperature change in the vicinity of the atmosphere: Δm2 for the main scan imaging position variation on the image plane due to ΔT2, Δs2 for the variation in the sub-scanning imaging position, and temperature change in the atmosphere near the third optical system: main scanning on the image plane due to ΔT3. Assuming that the imaging position variation is Δm3 and the sub-scanning imaging position variation is Δs3, these ΔT1 to ΔT3,
Conditions are Δm1 to Δm3 and Δs1 to Δs3: | Δm1 / ΔT1 + Δm2 / ΔT2 + Δm3 / ΔT3 | <
0.04 [mm / ° C] and | Δs1 / ΔT1 + Δs2 / ΔT2 + Δs3 / ΔT3 | <
0.04 [mm / ° C] is satisfied (claim 2).

【0074】図1に示す実施の形態の光走査装置は、
「温度分布発生手段」が、ハウジング内部において第1
光学系および第2光学系を第3光学系から分離する隔壁
5、15、16と、この隔壁により分離された第1およ
び第2光学系側で発熱する発熱手段1、4とを有し(請
求項3)、隔壁が光偏向器4を第3光学系6から分離し
(請求項4)、発熱手段が光源1および光偏向器4であ
る(請求項5)。
The optical scanning device of the embodiment shown in FIG.
"Temperature distribution generating means" is provided inside the housing.
It has partition walls 5, 15, 16 for separating the optical system and the second optical system from the third optical system, and heat generating means 1, 4 for generating heat on the first and second optical system sides separated by the partition walls ( (Claim 3), the partition separates the optical deflector 4 from the third optical system 6 (Claim 4), and the heat generating means is the light source 1 and the optical deflector 4 (Claim 5).

【0075】また、図2の光走査装置は、温度分布発生
手段が、ハウジング内部において、第1光学系および第
2光学系と第3光学系との間に配された隔壁17、18
と、第3光学系6近傍の雰囲気の温度変化を小さくする
熱交換手段19とを有し(請求項6)、熱交換手段が空
冷ファン19で(請求項7)、発熱手段が光源1および
光偏向器4である。
In the optical scanning device shown in FIG. 2, the temperature distribution generating means includes partition walls 17, 18 provided between the first optical system, the second optical system, and the third optical system inside the housing.
And a heat exchange means 19 for reducing a temperature change of the atmosphere near the third optical system 6 (Claim 6), wherein the heat exchange means is an air cooling fan 19 (Claim 7), and the heat generation means is the light source 1 and the light source 1. The optical deflector 4.

【0076】図1、図2の光走査装置とも、光源が半導
体レーザであり、光偏向器が回転多面鏡であり、第1光
学系のカップリングレンズ2がガラス製レンズである
(請求項10)。なお、図2の実施形態において、空冷
ファン19に替えて、あるいは空冷ファン19と共に、
熱交換手段としてのペルチエ素子を第3光学系に設けて
も良く、図1の実施の形態においても、隔壁の第3光学
系側に、空冷ファンやペルチエ素子等の熱交換手段を
(例えば、図2の実施の形態と同様に)設けることがで
きる。
1 and 2, the light source is a semiconductor laser, the optical deflector is a rotary polygon mirror, and the coupling lens 2 of the first optical system is a glass lens. ). In the embodiment of FIG. 2, instead of the air cooling fan 19 or together with the air cooling fan 19,
A Peltier element as a heat exchange means may be provided in the third optical system, and also in the embodiment of FIG. 1, a heat exchange means such as an air-cooling fan or a Peltier element is provided on the third optical system side of the partition (for example, 2 (similar to the embodiment of FIG. 2).

【0077】図3に「画像形成装置」の実施の1形態を
示す。この画像形成装置は「レーザプリンタ」である。
FIG. 3 shows an embodiment of the "image forming apparatus". This image forming apparatus is a “laser printer”.

【0078】「レーザプリンタ」は、感光媒体110と
して「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有して
いる。感光媒体110の周囲には、帯電手段111(コ
ロナチャージャを例示したが、勿論、接触式の帯電ロー
ラを用いても良い)、現像装置113、転写手段114
(コロナ放電を利用する方式のものを示したが、接触式
の転写ローラでも良い)、クリーニング装置115が配
備されている。
The “laser printer” has a “photoconductive photosensitive member formed in a cylindrical shape” as the photosensitive medium 110. Around the photosensitive medium 110, a charging unit 111 (a corona charger is illustrated, but a contact-type charging roller may be used, of course), a developing device 113, and a transfer unit 114
(The type using corona discharge is shown, but a contact type transfer roller may be used), and a cleaning device 115 is provided.

【0079】また、レーザ光束LBによる光走査装置1
12が設けられ、帯電ローラ111と現像装置113と
の間で「光書込による露光」を行うようになっている。
図3において、符号116は定着装置、符号Sは「シー
ト状の記録媒体」としての転写紙を示している。
The optical scanning device 1 using the laser beam LB
12 is provided so that “exposure by optical writing” is performed between the charging roller 111 and the developing device 113.
In FIG. 3, reference numeral 116 denotes a fixing device, and reference numeral S denotes a transfer sheet as a “sheet-shaped recording medium”.

【0080】画像形成を行うときは、光導電性の感光体
である感光媒体110が時計回りに等速回転され、その
表面が帯電手段111により均一帯電され、光走査装置
112のレーザ光束LBの光書込による露光を受けて静
電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ
潜像」であって画像部が露光されている。
When forming an image, the photosensitive medium 110, which is a photoconductive photosensitive member, is rotated clockwise at a constant speed, the surface thereof is uniformly charged by the charging means 111, and the surface of the laser beam LB of the optical scanning device 112 is charged. An electrostatic latent image is formed upon exposure by optical writing. The formed electrostatic latent image is a so-called “negative latent image”, and the image portion is exposed.

【0081】この静電潜像は、現像装置113により反
転現像され、感光媒体110上にトナー画像が形成され
る。転写紙Sは、感光媒体110上のトナー画像が転写
位置へ移動するのにタイミングを合わせて転写部へ送り
こまれ、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、
転写手段114の作用によりトナー画像を静電転写され
る。
The electrostatic latent image is reversely developed by the developing device 113 to form a toner image on the photosensitive medium 110. The transfer paper S is sent to the transfer unit at the same time as the toner image on the photosensitive medium 110 moves to the transfer position, and is superimposed on the toner image at the transfer unit.
The toner image is electrostatically transferred by the operation of the transfer unit 114.

【0082】トナー画像を転写された転写紙Sは定着装
置116へ送られ、定着装置116においてトナー画像
を定着されて外部へ排出される。トナー画像が転写され
た後の感光媒体110の表面はクリーニング装置115
によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等を除去さ
れる。なお、転写紙に代えて前述のOHPシートを用い
ることもでき、トナー画像の転写は、中間転写ベルト等
の「中間転写媒体」を介して行うようにすることもでき
る。
The transfer paper S on which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 116, where the toner image is fixed and discharged outside. The cleaning device 115 cleans the surface of the photosensitive medium 110 after the transfer of the toner image.
To remove residual toner and paper dust. The above-described OHP sheet can be used instead of the transfer paper, and the transfer of the toner image can be performed via an “intermediate transfer medium” such as an intermediate transfer belt.

【0083】光走査装置112として、上に実施の形態
を説明した光走査装置を用いることにより、良好な画像
形成を実行することができる。
By using the optical scanning device described in the above embodiment as the optical scanning device 112, good image formation can be performed.

【0084】このように、光走査装置12としてこの発
明の光走査装置を用いる図3の画像形成装置は、感光媒
体110を光走査して画像形成を行う画像形成装置にお
いて、感光媒体110の光走査に、請求項1〜10の任
意の1に記載の光走査装置を用いるもの(請求項11)
で、感光媒体110の光走査により、感光媒体に潜像が
形成され、この潜像が可視化され(請求項12)、感光
媒体110が光導電性の感光体であり、潜像が静電潜像
として形成され、トナー画像として可視化され、トナー
画像がシート状の記録媒体Sに最終的に担持される(請
求項13)。
As described above, the image forming apparatus of FIG. 3 using the optical scanning device of the present invention as the optical scanning device 12 is an image forming apparatus that optically scans the photosensitive medium 110 to form an image. An apparatus using the optical scanning device according to any one of claims 1 to 10 for scanning (claim 11)
Thus, a latent image is formed on the photosensitive medium by optical scanning of the photosensitive medium 110, and this latent image is visualized (claim 12). The photosensitive medium 110 is a photoconductive photoconductor, and the latent image is an electrostatic latent image. The toner image is formed as an image and visualized as a toner image, and the toner image is finally carried on the sheet-shaped recording medium S (claim 13).

【0085】[0085]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光走査装置と画像形成装置を実現できる。この
発明の光走査装置は、第3光学系に樹脂製の光学素子を
用いつつも、ハウジング内の温度分布を有効に利用する
ことにより、雰囲気温度変動に起因する主走査・副走査
方向の結像位置の変動を有効に軽減し、安定したスポッ
ト径、さらにはマルチビーム方式の場合の安定した走査
線間隔を実現できる。
As described above, according to the present invention, a novel optical scanning device and a new image forming apparatus can be realized. The optical scanning device according to the present invention uses the resin optical element for the third optical system and effectively utilizes the temperature distribution in the housing, thereby forming a connection in the main scanning and sub-scanning directions caused by the ambient temperature fluctuation. Variations in image position can be effectively reduced, and a stable spot diameter and a stable scanning line interval in the case of a multi-beam system can be realized.

【0086】したがって、この光走査装置を用いる画像
形成装置は、温度変動に拘わらず、常に良好な画像形成
が可能である。
Therefore, the image forming apparatus using this optical scanning device can always form a good image regardless of the temperature fluctuation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光走査装置の実施の1形態を説明するための図
である。
FIG. 1 is a diagram illustrating one embodiment of an optical scanning device.

【図2】光走査装置の実施の別形態を説明するための図
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the optical scanning device.

【図3】画像形成装置の実施の1形態を説明するための
図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of the image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源(半導体レーザ) 2 カップリングレンズ 3 第2光学系 4 光偏向器(回転多面鏡) 6 第3光学系 H1 ハウジング本体部 H2 ハウジングカバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source (semiconductor laser) 2 Coupling lens 3 2nd optical system 4 Optical deflector (rotating polygon mirror) 6 3rd optical system H1 Housing main body H2 Housing cover

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 13/18 G02B 13/24 13/24 H04N 1/036 Z H04N 1/036 B41J 3/00 D 1/113 H04N 1/04 104A (72)発明者 板橋 彰久 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 (72)発明者 林 善紀 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 (72)発明者 厚海 広道 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 (72)発明者 酒井 浩司 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2C362 AA46 BA84 BA86 DA03 DA33 2H045 AA01 BA22 BA33 CB22 DA02 DA04 2H087 KA08 KA18 KA19 LA01 LA21 LA28 NA08 PA05 PA17 PB05 RA07 RA08 RA44 RA45 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB22 DB24 DB30 DB34 DC04 DC07 FA01 5C072 AA03 BA12 HA02 HA06 HA09 HA13 HA20 XA01 XA05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 13/18 G02B 13/24 13/24 H04N 1/036 Z H04N 1/036 B41J 3/00 D 1 / 113 H04N 1/04 104A (72) Inventor Akihisa Itabashi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Yoshinori Hayashi 1-3-6, Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Hiromichi Hiromichi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Japan Ricoh Co., Ltd. (72) Koji Sakai 1-3-6, Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Equity Company Ricoh F term (reference) 2C362 AA46 BA84 BA86 DA03 DA33 2H045 AA01 BA22 BA33 CB22 DA02 DA04 2H087 KA08 KA18 KA19 LA01 LA21 LA28 NA08 PA05 PA17 PB05 RA07 RA08 RA44 RA45 5C051 AA02 CA07 DA02 DB02 DB22 DB24 DB30 DB34 DC04 DC07 FA01 5C072 AA03 BA12 HA02 HA06 HA09 HA13 HA20 XA01 XA05

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源からの発散光束をカップリングする第
1光学系と、 カップリングされた光束を、光偏向器の偏向反射面近傍
に主走査方向に長い線像として結像させる第2光学系
と、 上記光偏向器により偏向された光束を、被走査面上に光
スポットとして集光する第3光学系とを有する光走査装
置において、 上記第3光学系が、主走査方向および/または副走査方
向に正のパワーを持つ1以上の樹脂製レンズを有し、 上記第2光学系が、温度変化による上記第3光学系のパ
ワー変動を軽減化するように、負のパワーを有する樹脂
製レンズを1枚以上有し、 上記第1〜第3光学系、光源、光偏向器を収容するハウ
ジング内部において、第1光学系近傍の雰囲気の温度変
化:ΔT1、第2光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT
2、第3光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT3が、条
件: ΔT1>ΔT3および/またはΔT2>ΔT3 を満足するように温度分布を発生させる温度分布発生手
段を有することを特徴とする光走査装置。
A first optical system that couples a divergent light beam from a light source; and a second optical system that forms the coupled light beam as a long linear image in the main scanning direction near a deflecting reflection surface of an optical deflector. A light beam deflected by the light deflector, and a third optical system for condensing the light beam on the surface to be scanned as a light spot, wherein the third optical system has a main scanning direction and / or A resin having one or more resin lenses having a positive power in the sub-scanning direction, wherein the second optical system has a negative power so as to reduce power fluctuation of the third optical system due to a temperature change. A temperature change of an atmosphere near the first optical system: ΔT1, an atmosphere near the second optical system inside the housing that houses the first to third optical systems, the light source, and the optical deflector having at least one lens made of Temperature change: ΔT
2. Optical scanning characterized by having a temperature distribution generating means for generating a temperature distribution such that the temperature change of the atmosphere near the third optical system: ΔT3 satisfies the conditions: ΔT1> ΔT3 and / or ΔT2> ΔT3. apparatus.
【請求項2】請求項1記載の光走査装置において、 第1光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT1による像面
上の主走査結像位置変動をΔm1、副走査結像位置変動
をΔs1、第2光学系近傍の雰囲気の温度変化:ΔT2
による像面上の主走査結像位置変動をΔm2、副走査結
像位置変動をΔs2、第3光学系近傍の雰囲気の温度変
化:ΔT3による像面上の主走査結像位置変動をΔm
3、副走査結像位置変動をΔs3とするとき、これらΔ
T1〜ΔT3、Δm1〜Δm3、Δs1〜Δs3が条
件: |Δm1/ΔT1+Δm2/ΔT2+Δm3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] および |Δs1/ΔT1+Δs2/ΔT2+Δs3/ΔT3|<
0.04[mm/℃] を満足することを特徴とする光走査装置。
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein a temperature change of the atmosphere near the first optical system: Δm1, a main scan image position change on the image plane due to ΔT1, a sub-scan image position change, Δs1, Temperature change of atmosphere near the second optical system: ΔT2
Δm2, fluctuation in the main scanning image position on the image plane due to the following, Δs2: fluctuation in the sub-scanning image position, Δm: temperature fluctuation in the atmosphere near the third optical system: Δm, fluctuation in the main scanning image position on the image plane due to ΔT3.
3. When the sub-scanning imaging position variation is Δs3, these Δ
T1 to ΔT3, Δm1 to Δm3, Δs1 to Δs3 are conditions: | Δm1 / ΔT1 + Δm2 / ΔT2 + Δm3 / ΔT3 | <
0.04 [mm / ° C] and | Δs1 / ΔT1 + Δs2 / ΔT2 + Δs3 / ΔT3 | <
An optical scanning device satisfying 0.04 [mm / ° C].
【請求項3】請求項1または2記載の光走査装置におい
て、 温度分布発生手段が、ハウジング内部において第1光学
系および第2光学系を第3光学系から分離する隔壁と、
この隔壁により分離された第1および第2光学系側で発
熱する発熱手段とを有することを特徴とする光走査装
置。
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the temperature distribution generating means separates the first optical system and the second optical system from the third optical system inside the housing;
An optical scanning device comprising: heat generating means for generating heat on the first and second optical systems separated by the partition.
【請求項4】請求項3記載の光走査装置において、 隔壁が、光偏向器を第3光学系から分離することを特徴
とする光走査装置。
4. The optical scanning device according to claim 3, wherein the partition separates the optical deflector from the third optical system.
【請求項5】請求項4記載の光走査装置において、 発熱手段が、光源および光偏向器であることを特徴とす
る光走査装置。
5. The optical scanning device according to claim 4, wherein the heat generating means is a light source and an optical deflector.
【請求項6】請求項1または2記載の光走査装置におい
て、 温度分布発生手段が、ハウジング内部において第1光学
系および第2光学系と第3光学系との間に配された隔壁
と、第3光学系近傍の雰囲気の温度変化を小さくする熱
交換手段とを有することを特徴とする光走査装置。
6. The optical scanning device according to claim 1, wherein the temperature distribution generating means includes a partition disposed between the first optical system, the second optical system, and the third optical system inside the housing; An optical scanning device comprising: a heat exchange unit configured to reduce a temperature change in an atmosphere near a third optical system.
【請求項7】請求項6記載の光走査装置において、 熱交換手段が、空冷ファンもしくはペルチエ素子である
ことを特徴とする光走査装置。
7. The optical scanning device according to claim 6, wherein the heat exchange means is an air cooling fan or a Peltier element.
【請求項8】請求項6または7記載の光走査装置におい
て、 発熱手段が、光源および光偏向器であることを特徴とす
る光走査装置。
8. The optical scanning device according to claim 6, wherein the heat generating means is a light source and an optical deflector.
【請求項9】請求項1〜8の任意の1に記載の光走査装
置において、 光源が半導体レーザであり、光偏向器が回転多面鏡であ
ることを特徴とする光走査装置。
9. The optical scanning device according to claim 1, wherein the light source is a semiconductor laser, and the optical deflector is a rotating polygon mirror.
【請求項10】請求項1〜9の任意の1に記載の光走査
装置において、 第1光学系のカップリングレンズがガラス製レンズであ
ることを特徴とする光走査装置。
10. The optical scanning device according to claim 1, wherein the coupling lens of the first optical system is a glass lens.
【請求項11】感光媒体を光走査して画像形成を行う画
像形成装置において、 感光媒体の光走査に、請求項1〜10の任意の1に記載
の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
11. An image forming apparatus for forming an image by optically scanning a photosensitive medium, wherein the optical scanning apparatus according to any one of claims 1 to 10 is used for optically scanning the photosensitive medium. Image forming device.
【請求項12】請求項11記載の画像形成装置におい
て、 感光媒体の光走査により上記感光媒体に潜像が形成さ
れ、この潜像が可視化されることを特徴とする画像形成
装置。
12. An image forming apparatus according to claim 11, wherein a latent image is formed on said photosensitive medium by optical scanning of said photosensitive medium, and said latent image is visualized.
【請求項13】請求項12記載の画像形成装置におい
て、 感光媒体が光導電性の感光体であり、潜像が静電潜像と
して形成され、トナー画像として可視化され、上記トナ
ー画像がシート状の記録媒体に最終的に担持されること
を特徴とする画像形成装置。
13. The image forming apparatus according to claim 12, wherein the photosensitive medium is a photoconductive photoreceptor, the latent image is formed as an electrostatic latent image, visualized as a toner image, and the toner image is formed in a sheet shape. An image forming apparatus, which is finally carried on a recording medium according to (1).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02161410A (en) * 1988-12-15 1990-06-21 Konica Corp Optical scanner
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