JP2010128023A - Optical scanner - Google Patents

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JP2010128023A JP2008300217A JP2008300217A JP2010128023A JP 2010128023 A JP2010128023 A JP 2010128023A JP 2008300217 A JP2008300217 A JP 2008300217A JP 2008300217 A JP2008300217 A JP 2008300217A JP 2010128023 A JP2010128023 A JP 2010128023A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner that suppresses displacement of each luminous flux passing through each of a plurality of lens parts constituting a lens, from the optical axis due to a variation in the ambient temperature as much as possible with a simple configuration. <P>SOLUTION: The optical scanner includes: a deflection member 5 which deflects a laser beam; an optical lens 6 which is formed by integrating a first lens part 6a which passes the laser beam scanned by the deflection member 5 and a second lens part 6b which passes the laser beam having passed through the first lens part 6a; and lens supporting parts S1, S2 which support the optical lens 6. Viewing from the direction perpendicular to the optical axes of the first lens part 6a and the second lens part 6b, the lens supporting parts S1, S2 are provided in a region between the optical axes of the first lens part 6a and the second lens part 6b or substantially on the optical axes. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源から出射した光束を偏向部材で偏向し、レンズを介して被走査面上を光走査させて画像情報を記録する電子写真方式のレーザービームプリンタ(LBP)、デジタル複写機、レーザファクシミリ等に好適に使用される光走査装置に関する。特に、2つのレンズ部を一体化した光学レンズを用いて小型化を実現した光走査装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic laser beam printer (LBP), a digital copying machine, and a laser which records image information by deflecting a light beam emitted from a light source by a deflecting member and optically scanning the surface to be scanned through a lens. The present invention relates to an optical scanning device suitably used for a facsimile or the like. In particular, the present invention relates to an optical scanning device that is miniaturized using an optical lens in which two lens portions are integrated.

近年のレーザービームプリンタ(LBP)、デジタル複写機、レーザファクシミリ等の急速な普及により、光走査装置への小型化の要求が高まり、被走査面上を光束で走査する走査光学系をコンパクトに配置し、省スペース化を図る手段が様々提案されている。   Due to the rapid spread of laser beam printers (LBP), digital copying machines, laser facsimiles, etc. in recent years, the demand for miniaturization of optical scanning devices has increased, and a scanning optical system that scans the surface to be scanned with a light beam is compactly arranged. However, various means for reducing the space have been proposed.

例えば、電子写真方式の画像形成装置であるレーザービームプリンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリ等の光走査装置に、画像信号に応じて光源手段から放射した光束を光変調している。そして、この光変調された光束をポリゴンミラーからなる偏向部材により周期的に偏向させ、fθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体、即ち、感光ドラム面上にスポット状に集束させる。感光ドラム面上のスポットは、ポリゴンミラーの偏向による主走査と、感光ドラムの回転による副走査に伴って静電潜像を形成し、画像記録を行っている。   For example, a light beam emitted from a light source means is optically modulated in accordance with an image signal in an optical scanning device such as a laser beam printer, a digital copying machine, or a laser facsimile, which is an electrophotographic image forming apparatus. Then, the light-modulated light beam is periodically deflected by a deflecting member made of a polygon mirror, and focused on a photosensitive recording medium, that is, a photosensitive drum surface by an imaging optical system having fθ characteristics. The spot on the photosensitive drum surface forms an electrostatic latent image in accordance with main scanning by deflection of the polygon mirror and sub-scanning by rotation of the photosensitive drum, and image recording is performed.

図14に、従来より周知の画像形成装置に用いる光走査装置の要部概略構成を示す。   FIG. 14 shows a schematic configuration of a main part of an optical scanning device used in a conventionally known image forming apparatus.

図14に示す光走査装置においては、回転するポリゴンミラー(回転多面鏡)205で反射した光束を、結像光学系206を介して感光体ドラム210などの被走査面上に結像する。結像光学系206は、結像レンズ206a、206bや反射ミラー207、208などからなり、2つの結像レンズ206a、206bを用いて光束を直線状に結像する。   In the optical scanning device shown in FIG. 14, the light beam reflected by the rotating polygon mirror (rotating polygon mirror) 205 is imaged on the surface to be scanned such as the photosensitive drum 210 via the imaging optical system 206. The imaging optical system 206 includes imaging lenses 206a and 206b, reflection mirrors 207 and 208, etc., and forms an image of a light beam in a straight line using the two imaging lenses 206a and 206b.

1つの結像レンズのみで、光束を走査するものもあるが、1つの結像レンズのみでは像面湾曲、像面の収差の悪化等の誤差を補正しきれなかったり、1つの結像レンズで光学性能を補償しようとする場合、設計が極めて難しく高価になる。このような理由から、通常は2つ以上の結像レンズを使用して光束を走査するようにしている場合が多い。   Although there is one that scans the light beam with only one imaging lens, errors such as curvature of field and deterioration of aberrations of the image plane cannot be corrected with only one imaging lens, or with one imaging lens. When trying to compensate for optical performance, the design is extremely difficult and expensive. For this reason, usually, two or more imaging lenses are often used to scan the light beam.

しかし、複数個の結像レンズを使用すると、それぞれのレンズを配置するスペース及びレンズを保持するスペースが必要となり、光走査装置の小型化の妨げとなる。   However, if a plurality of imaging lenses are used, a space for arranging the lenses and a space for holding the lenses are required, which hinders downsizing of the optical scanning device.

例えば図14に示す光走査装置では、ポリゴンミラー205と2つの結像レンズ206a、206bが一直線上となるので、横方向の幅が長くなってしまい、光走査装置の小型化の妨げとなる。   For example, in the optical scanning device shown in FIG. 14, since the polygon mirror 205 and the two imaging lenses 206a and 206b are in a straight line, the width in the horizontal direction becomes long, which hinders downsizing of the optical scanning device.

また、図15に示す光走査装置では、2つの結像レンズ306(306a、306b)の間に折り返しミラー307を用いて横方向の幅を短くしている。しかし、逆に縦方向にレンズを配置するスペース及びレンズを保持するスペースを設ける必要があり、縦方向に高くなってしまい、光走査装置の小型化の妨げとなる。   Further, in the optical scanning device shown in FIG. 15, the width in the horizontal direction is shortened by using a folding mirror 307 between the two imaging lenses 306 (306a, 306b). However, on the contrary, it is necessary to provide a space for arranging the lens in the vertical direction and a space for holding the lens, which increase in the vertical direction, which hinders downsizing of the optical scanning device.

そこで、2つの結像レンズを一体化することで、光走査装置、及び、光走査装置を有するレーザービームプリンタ(LBP)、デジタル複写機、レーザファクシミリ等の画像形成装置の小型化を達成する方法が提案されている。   Therefore, by integrating the two imaging lenses, a method for reducing the size of an image forming apparatus such as an optical scanning device and a laser beam printer (LBP), a digital copying machine, or a laser facsimile having the optical scanning device. Has been proposed.

例えば特許文献1では、2つのレンズ部を上下に一体化したfθレンズを用いた光走査装置が開示されている。特許文献1に示す光走査装置は、本願添付の図13に示すように、ポリゴンミラー101からの光束をfθレンズ102aに入射させ、fθレンズ102aを通過した光束を反射ミラー103で反射し、再びfθレンズ102bに入射する。その後、感光ドラム104の表面に照射している。fθレンズ102(102a、102b)は、レンズ保持体105に固定され、レンズ保持体105と反射ミラー103は、筺体106に固定されている。前記fθレンズ102は、ポリゴンミラー101で反射した光束が入射する第一のレンズ部102aと、反射ミラー103で反射した光束が入射する第二のレンズ部102bとを上下に一体化形成したもので、アクリルなどのプラスチックレンズ系で構成されている。
特開平8−194180公報
For example, Patent Document 1 discloses an optical scanning device using an fθ lens in which two lens portions are integrated vertically. As shown in FIG. 13 attached to the present application, the optical scanning device shown in Patent Document 1 causes the light beam from the polygon mirror 101 to enter the fθ lens 102a, reflects the light beam that has passed through the fθ lens 102a by the reflection mirror 103, and again. The light enters the fθ lens 102b. Thereafter, the surface of the photosensitive drum 104 is irradiated. The fθ lens 102 (102a, 102b) is fixed to the lens holder 105, and the lens holder 105 and the reflection mirror 103 are fixed to the housing 106. The fθ lens 102 is formed by vertically integrating a first lens portion 102a on which the light beam reflected by the polygon mirror 101 is incident and a second lens portion 102b on which the light beam reflected by the reflection mirror 103 is incident. It consists of a plastic lens system such as acrylic.
JP-A-8-194180

上記結像レンズ(fθレンズ)等の光学素子は、周囲の温度変化によって変形し、光路誤差を生じさせる。また、周囲の温度変化による光学素子の変形がわずかであっても、それによって生じる光路誤差が被走査面上では無視できない大きさになる。特に、光学素子の変形が副走査方向に発生している場合、照射位置変化や走査線曲がり、スポット形状の悪化を招き、出力画像の品質を低下させる原因となる。   An optical element such as the imaging lens (fθ lens) is deformed by a change in ambient temperature and causes an optical path error. Further, even if the optical element is slightly deformed due to a change in ambient temperature, the optical path error caused by the deformation becomes a size that cannot be ignored on the surface to be scanned. In particular, when the deformation of the optical element occurs in the sub-scanning direction, the irradiation position changes, the scanning line is bent, the spot shape is deteriorated, and the quality of the output image is deteriorated.

図13に示す従来技術の光走査装置の構成は、上下一体化した前記fθレンズ102の下側レンズ部102a下部をレンズ保持体105によって保持した構成となっている。しかしそのような構成の場合、周囲の温度変化が生じたときに、上側レンズ部102bは下側レンズ部102a下部のレンズ保持部105aを支点として変形する。そのため、上側レンズ部102bは、自身の変形のみならず、下側レンズ102aの変形の影響を受けてしまい、1枚のfθレンズを用いた場合よりもレンズの変形量が増大してしまうことになる。   The configuration of the conventional optical scanning device shown in FIG. 13 has a configuration in which the lower portion of the lower lens portion 102a of the fθ lens 102 integrated vertically is held by a lens holder 105. However, in such a configuration, when the ambient temperature changes, the upper lens portion 102b is deformed with the lens holding portion 105a below the lower lens portion 102a as a fulcrum. Therefore, the upper lens portion 102b is affected not only by its own deformation but also by the deformation of the lower lens 102a, and the amount of deformation of the lens is increased as compared with the case of using one fθ lens. Become.

上述のように、fθレンズ102は、下側レンズ部102a下部を保持しているために、周囲の温度変化が生じたときに、上下のレンズ部102a、102bは下側レンズ部102a下部のレンズ保持部105aを支点として変形する。そのため、上下のレンズ部102a、102bの変形方向が同方向となり、それによってそれぞれのレンズ部102a、102bにおける光路誤差を生じる方向も同方向となり、照射位置変化が特に大きくなる可能性がある。   As described above, since the fθ lens 102 holds the lower portion of the lower lens portion 102a, the upper and lower lens portions 102a and 102b are lenses below the lower lens portion 102a when the ambient temperature changes. The holding portion 105a is deformed as a fulcrum. For this reason, the deformation directions of the upper and lower lens portions 102a and 102b are the same, and the direction in which the optical path error occurs in the respective lens portions 102a and 102b is also the same direction, so that the irradiation position change may be particularly large.

本発明は上述の問題点を解消するものである。   The present invention solves the above-mentioned problems.

即ち、本発明の目的は、複数のレンズを一体化したレンズにおいて、周囲の温度変化によって各レンズ部を透過する光束が光軸から変位しても、その変位量を簡易な構成で極力抑制可能な光走査装置を提供することである。   That is, the object of the present invention is to reduce the amount of displacement as much as possible with a simple configuration even if the light beam transmitted through each lens unit is displaced from the optical axis due to a change in ambient temperature in a lens in which a plurality of lenses are integrated. Is to provide a simple optical scanning device.

上記目的は本発明に係る光走査装置にて達成される。要約すれば、本発明は、レーザを偏向走査する偏向部材と、前記偏向部材により走査されたレーザを透過させる第1レンズ部と前記第1レンズ部を透過した後のレーザを透過させる第2レンズ部とが一体化された光学レンズと、前記光学レンズを支持するレンズ支持部と、を有する光走査装置において、
前記第1レンズ部と前記第2レンズ部の各光軸に直交する方向から見て、前記第1レンズ部と前記第2レンズ部の各光軸で挟まれた範囲内又は略光軸上に、前記レンズ支持部が設けられていることを特徴とする光走査装置である。
The above object is achieved by an optical scanning device according to the present invention. In summary, the present invention provides a deflection member that deflects and scans a laser, a first lens portion that transmits laser scanned by the deflection member, and a second lens that transmits laser after passing through the first lens portion. In an optical scanning device having an optical lens integrated with a part, and a lens support part that supports the optical lens,
When viewed from the direction orthogonal to the optical axes of the first lens unit and the second lens unit, within a range sandwiched between the optical axes of the first lens unit and the second lens unit or substantially on the optical axis. The optical scanning device is provided with the lens support portion.

本発明によれば、複数のレンズを一体化したレンズにおいて、周囲の温度変化によって各レンズ部を透過する光束が光軸からの変位量を簡易な構成で極力抑制し、画像品質の悪化を防ぐことのできる光走査装置を提供することができる。   According to the present invention, in a lens in which a plurality of lenses are integrated, a light beam transmitted through each lens unit due to a change in ambient temperature suppresses a displacement amount from the optical axis as much as possible with a simple configuration, and prevents deterioration of image quality. It is possible to provide an optical scanning device that can perform the above operation.

以下、本発明に係る光走査装置を図面に則して更に詳しく説明する。   Hereinafter, the optical scanning device according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

(実施例1)
図1〜図5を参照して、本発明に係る光走査装置の一実施例を説明する。特に、図4及び図5に、本実施例の光走査装置の全体構成を示す。
Example 1
An embodiment of an optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In particular, FIGS. 4 and 5 show the overall configuration of the optical scanning device of this embodiment.

図4及び図5を参照すると、光走査装置20は、種々の光学素子を収納する光学箱21、及び、光学箱21を密閉するための上蓋22を備えている。上蓋22には、レーザ光の出射口を防塵するための透明なガラス(防塵ガラス)23が設置されている。   4 and 5, the optical scanning device 20 includes an optical box 21 that houses various optical elements, and an upper lid 22 that seals the optical box 21. The upper lid 22 is provided with a transparent glass (dust-proof glass) 23 for dust-proofing the laser beam exit.

光学箱21内には、光源としての半導体レーザ1が設けられており、画像情報により光変調された光束を出射している。半導体レーザ1から出射した発散光束は、コリメータレンズ2により略平行光束に変換し、アパーチャ(開口絞り)3により所望の最適なビーム形状に成形している。   A semiconductor laser 1 as a light source is provided in the optical box 21 and emits a light beam that is light-modulated by image information. A divergent light beam emitted from the semiconductor laser 1 is converted into a substantially parallel light beam by a collimator lens 2 and shaped into a desired optimum beam shape by an aperture (aperture stop) 3.

光走査装置20は、更に、副走査方向所定の屈折力を有しているシリンドリカルレンズ4と、偏向部材5とを備えている。偏向部材5は、コリメータレンズ2、シリンドリカル4、アパーチャ3から成る第一の光学系から出射された光束を偏向する、例えば光偏向器(ポリゴンミラー)より構成され、モータ等の駆動手段(図示せず)により、所定の速度で回転している。   The optical scanning device 20 further includes a cylindrical lens 4 having a predetermined refractive power in the sub-scanning direction and a deflecting member 5. The deflecting member 5 is composed of, for example, an optical deflector (polygon mirror) that deflects a light beam emitted from the first optical system including the collimator lens 2, the cylindrical 4, and the aperture 3, and driving means (not shown) such as a motor. )) At a predetermined speed.

図1を参照すると、光走査装置20は、2つのレンズ部6a、6bを上下方向に一体化し、偏向走査された光束を被走査面(例えば、感光ドラム9)上にスポット状に結像させる結像手段としての光学レンズ(結像レンズ)6を有している。結像レンズ6の2つのレンズ部6a、6bは、それぞれ異なるパワー(屈折率)を有しており、以下「ダブルパスレンズ6」と表現する。ここで、パワーとは、レンズの屈折率のことをいう。本実施例におけるレンズのパワーは、各レンズ部の材料を変えずにレンズの表面の球面形状を変えることで調整している。例えば、レンズ球面の半径を小さくすることで屈折率を大きくすることができる。   Referring to FIG. 1, the optical scanning device 20 integrates two lens portions 6a and 6b in the vertical direction, and forms an image of the deflected and scanned light beam in a spot shape on the surface to be scanned (for example, the photosensitive drum 9). It has an optical lens (imaging lens) 6 as imaging means. The two lens portions 6a and 6b of the imaging lens 6 have different powers (refractive indexes), and are hereinafter referred to as “double-pass lens 6”. Here, power refers to the refractive index of the lens. The power of the lens in this embodiment is adjusted by changing the spherical shape of the lens surface without changing the material of each lens part. For example, the refractive index can be increased by reducing the radius of the lens spherical surface.

図4及び図5にて、光走査装置20内に設けられた反射手段としての折り返しミラー7、8は、偏向部材5によって偏向反射された画像情報に基づく光束を反射させて、被走査面9上に導いている。   4 and 5, the folding mirrors 7 and 8 as reflecting means provided in the optical scanning device 20 reflect the light flux based on the image information deflected and reflected by the deflecting member 5, and thereby the scanned surface 9. Leading up.

特に、折り返しミラー7は、ダブルパスレンズ6の一方のレンズ部6aに透過した光束を反射し、反射した光束を相反する方向に他方のレンズ部6bに透過させている。折り返しミラー7とダブルパスレンズ6とは、第二の光学系を構成している。   In particular, the folding mirror 7 reflects the light beam transmitted through one lens portion 6a of the double-pass lens 6 and transmits the reflected light beam through the other lens portion 6b in the opposite direction. The folding mirror 7 and the double pass lens 6 constitute a second optical system.

なお、光走査装置20は、光学箱21内に、これら以外にも、図示しない光束の書き出しタイミングを決定するための同期検知素子や、同期検知素子に光束を導くための折り返しミラー(BDミラー)等を有している。   In addition to the above, the optical scanning device 20 includes, in addition to these, a synchronization detection element for determining the writing start timing of a light beam, and a folding mirror (BD mirror) for guiding the light beam to the synchronization detection element. Etc.

本実施例において、半導体レーザ1から光変調され出射した光束は、コリメータレンズ2により略平行光束とされ、シリンドリカルンレンズ4に入射する。シリンドリカルンレンズ4に入射した略平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま略平行光束の状態で射出する。また副走査断面内においては収束して、偏向部材であるポリゴンミラー5の偏向面にほぼ線像として結像する。またシリンドリカルレンズ4とポリゴンミラー5の間に設けられたアパーチャ3によって、光束は所望のビーム形状に整えられる。そして偏向面で偏向反射した光束は、ダブルパスレンズ6、折り返しミラー7、8を介して感光ドラム面9上に集光され、ポリゴンミラー5を回転させることにより、感光ドラム面9上を主走査方向に等速走査する。これにより記録媒体である感光ドラム面9上に画像記録を行っている。   In the present embodiment, the light beam modulated and emitted from the semiconductor laser 1 is made into a substantially parallel light beam by the collimator lens 2 and enters the cylindrical lens 4. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 4, the substantially parallel light beam is emitted as it is in the main scanning section. Further, the beam converges in the sub-scan section and forms a substantially linear image on the deflection surface of the polygon mirror 5 that is a deflection member. The light beam is adjusted to a desired beam shape by the aperture 3 provided between the cylindrical lens 4 and the polygon mirror 5. The light beam deflected and reflected by the deflecting surface is condensed on the photosensitive drum surface 9 via the double pass lens 6 and the folding mirrors 7 and 8, and the polygon mirror 5 is rotated to rotate the photosensitive drum surface 9 on the main scanning direction. Scan at a constant speed. Thus, image recording is performed on the photosensitive drum surface 9 as a recording medium.

上述したように、半導体レーザ1と、コリメータレンズ2、アパーチャ3及びシリンドリカルレンズ4からなる第一の光学系はフレーム(光学箱)21内に収められている。また、ポリゴンミラー5からなる偏向部材と、ダブルパスレンズ6及び折り返しミラー7、8からなる第二の光学系もフレーム(光学箱)21内に収められている。   As described above, the first optical system including the semiconductor laser 1, the collimator lens 2, the aperture 3, and the cylindrical lens 4 is housed in the frame (optical box) 21. A deflecting member made up of a polygon mirror 5 and a second optical system made up of a double pass lens 6 and folding mirrors 7 and 8 are also housed in a frame (optical box) 21.

ここで、ダブルパスレンズ6は、アクリル又はポリカーボネートなどのプラスチック材料を成型して作られており、第1レンズ部6a、第2レンズ部6bを一体成型可能とするとともに、低コストにそれを実現している。また上述したように、2つの結像レンズ部6a、6bを上下方向に一体化することで、光走査装置20を小型化することができる。   Here, the double pass lens 6 is made by molding a plastic material such as acrylic or polycarbonate, and the first lens portion 6a and the second lens portion 6b can be integrally molded and realized at low cost. ing. Further, as described above, the optical scanning device 20 can be reduced in size by integrating the two imaging lens portions 6a and 6b in the vertical direction.

なお、図4及び図5に示す本実施例の光走査装置20は、一つのポリゴンミラー5に対して、第一、第二の光学系をそれぞれ2つずつ設けた2in1の光走査装置20を例に挙げている。しかし、一つのポリゴンミラー5に対して第一、第二の光学系は、少なくとも一つ以上有していれば良い。   The optical scanning device 20 of the present embodiment shown in FIGS. 4 and 5 includes a 2-in-1 optical scanning device 20 in which two first and second optical systems are provided for each polygon mirror 5. An example is given. However, at least one or more of the first and second optical systems may be provided for one polygon mirror 5.

次に、ダブルパスレンズ6の副走査方向の位置決め方法について説明する。   Next, a method for positioning the double pass lens 6 in the sub-scanning direction will be described.

図1及び図6は、図4及び図5で示した本実施例の光走査装置20におけるダブルパスレンズ6付近の部分拡大図である。同様に、図2はダブルパスレンズ6を光軸方向からみた正面図であり、図3はダブルパスレンズ6及びダブルパスレンズ保持体11の斜視図である。   1 and 6 are partially enlarged views of the vicinity of the double-pass lens 6 in the optical scanning device 20 of the present embodiment shown in FIGS. Similarly, FIG. 2 is a front view of the double pass lens 6 as seen from the optical axis direction, and FIG. 3 is a perspective view of the double pass lens 6 and the double pass lens holder 11.

図1等の図中にて、ダブルパスレンズ6の左側に位置している折り返しミラー7は、ダブルパスレンズ6の一方のレンズ部(第1レンズ部)6aに透過した光束を反射し、反射した光束10を相反する方向に他方のレンズ部(第2レンズ部)6bに透過させる。ダブルパスレンズ6は、光学箱21に固定されたレンズ保持体11にて保持されている。   In FIG. 1 and the like, the folding mirror 7 located on the left side of the double pass lens 6 reflects and reflects the light beam transmitted through one lens portion (first lens portion) 6a of the double pass lens 6. 10 is transmitted in the opposite direction to the other lens part (second lens part) 6b. The double pass lens 6 is held by a lens holder 11 fixed to the optical box 21.

図2及び図3に示すように、ダブルパスレンズ6の長手方向端部の面61、62に、突起部12、13を設けた。また、図1に示すように、前記突起部12、13は、ダブルパスレンズ6の、本実施例では上下方向に配置された第1及び第2レンズ部6a、6bの、それぞれの光軸で挟まれた領域内に設けた。   As shown in FIGS. 2 and 3, the protrusions 12 and 13 are provided on the surfaces 61 and 62 at the longitudinal ends of the double pass lens 6. As shown in FIG. 1, the protrusions 12 and 13 are sandwiched between the optical axes of the double pass lens 6 and the first and second lens portions 6a and 6b arranged in the vertical direction in this embodiment. Provided in the area.

つまり、ダブルパスレンズ6は、図1に示すように、長手方向端部の面61、62に、突起部12、13を設ける。突起部12、13は、上側レンズ部6bと下側レンズ部6aのそれぞれの光軸B、光軸Aに直交する方向から見て前記光軸B、光軸Aで挟まれた範囲内(図1の斜線部(各光軸上も含む))に位置している。   That is, as shown in FIG. 1, the double-pass lens 6 is provided with protrusions 12 and 13 on the surfaces 61 and 62 at the end portions in the longitudinal direction. The protrusions 12 and 13 are within the range between the optical axis B and the optical axis A when viewed from the direction orthogonal to the optical axis B and optical axis A of the upper lens portion 6b and the lower lens portion 6a (see FIG. 1 in the shaded area (including on each optical axis).

従来、レンズの下部を支持していたため、下側レンズ部の熱膨張が上レンズに加算される構成であった。そのため、上側レンズ部の光軸とレーザのズレが大きくなってしまっていた。しかしながら、本実施例の構成によれば、レンズ支持部を支点として変形しても、レンズは上下のレンズ部6a、6bの光軸間で支持されている。従って、一方のレンズ部における熱変形による光軸の変位量が、他方のレンズ部の光軸の変位量に加算されることを抑制することができる。   Conventionally, since the lower part of the lens is supported, the thermal expansion of the lower lens part is added to the upper lens. For this reason, the deviation between the optical axis of the upper lens portion and the laser has increased. However, according to the configuration of the present embodiment, the lens is supported between the optical axes of the upper and lower lens portions 6a and 6b even if the lens support portion is deformed as a fulcrum. Therefore, it is possible to suppress the amount of displacement of the optical axis due to thermal deformation in one lens unit from being added to the amount of displacement of the optical axis of the other lens unit.

また、本実施例のように、ダブルパスレンズの各レンズ部は、凸レンズ(副走査方向にパワーを持つ凸レンズ)の場合、レンズが熱変形した際に、上下のレンズ部の光軸の変位する方向が互いに逆方向となっている。このため、後述するように、レンズが熱変形することで照射位置がズレてしまうが、このずれる方向が各レンズ部において互いに逆方向の関係となり、結果、照射位置のズレを互いに打ち消す関係とすることができる。   Further, as in the present embodiment, in the case where each lens portion of the double pass lens is a convex lens (a convex lens having power in the sub-scanning direction), the direction in which the optical axes of the upper and lower lens portions are displaced when the lens is thermally deformed. Are in opposite directions. For this reason, as will be described later, the irradiation position shifts due to thermal deformation of the lens. However, the direction of the shift is opposite to each other in each lens unit, and as a result, the irradiation position shift cancels each other. be able to.

以下、本実施例の構成において、周囲の温度変化が生じたときに起こる光路誤差(レンズ部の光軸の変位)について、図7を用いて詳細に説明する。   The optical path error (displacement of the optical axis of the lens unit) that occurs when the ambient temperature changes in the configuration of this embodiment will be described in detail below with reference to FIG.

折り返しミラー7は、ダブルパスレンズ6の一方のレンズ部6aに透過した光束を反射し、反射した光束を相反する方向に他方のレンズ部6bに透過させる。図中、参照番号10はポリゴンミラー5によって偏向反射された光束で、符号A、Bは、それぞれダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bを透過する光束であり、ダブルパスレンズ6の設計上の光軸と一致しているものとする。符号A’、B’は周囲の温度変化が生じたときに変化したダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bの光軸とする。   The folding mirror 7 reflects the light beam transmitted through one lens unit 6a of the double pass lens 6 and transmits the reflected light beam through the other lens unit 6b in the opposite direction. In the figure, reference numeral 10 is a light beam deflected and reflected by the polygon mirror 5, and symbols A and B are light beams that pass through the upper and lower lens portions 6 a and 6 b of the double pass lens 6, respectively. It is assumed that it coincides with the optical axis. Reference numerals A ′ and B ′ denote the optical axes of the upper and lower lens portions 6 a and 6 b of the double pass lens 6 that are changed when the ambient temperature changes.

結像レンズ(fθレンズ)等の光学素子は、周囲の温度変化によって熱膨張又は熱収縮し変形するので、そのときにポリゴンミラーで反射した光束に対して、前記結像レンズの設計上の光軸がずれてしまい、光路誤差を生じさせる。   An optical element such as an imaging lens (fθ lens) is deformed by thermal expansion or thermal contraction due to a change in ambient temperature, so that the design light of the imaging lens against the light beam reflected by the polygon mirror at that time. The axis shifts, causing an optical path error.

図7を用いて、副走査方向位置決め支持部S1(S2)、即ち、ダブルパスレンズ6の位置決め突起部12(13)を、ダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bを透過する光軸で挟まれた範囲内に設けた場合に発生する光路誤差について説明する。   7, the sub-scanning direction positioning support portion S1 (S2), that is, the positioning projection 12 (13) of the double-pass lens 6 is sandwiched between optical axes that pass through the upper and lower lens portions 6a and 6b of the double-pass lens 6. A description will be given of an optical path error that occurs when it is provided within the specified range.

光走査装置20において周囲の温度変化が生じると、ダブルパスレンズ6は熱膨張又は熱集収縮し変形を起こす。その際、副走査方向については、位置決め突起部12(13)を支点として図7に示す矢印方向に変形する。それとともにダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bの光軸も、A、BからA’、B’に変化する。従って、元の光束A、Bに対して光路誤差を発生することになる。   When an ambient temperature change occurs in the optical scanning device 20, the double pass lens 6 is thermally expanded or contracted to cause deformation. At that time, the sub-scanning direction is deformed in the arrow direction shown in FIG. 7 with the positioning protrusion 12 (13) as a fulcrum. At the same time, the optical axes of the upper and lower lens portions 6a and 6b of the double pass lens 6 change from A and B to A 'and B'. Therefore, an optical path error is generated for the original light fluxes A and B.

この場合、ダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bは、それぞれ相反する方向に変形するため、ダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bの光軸A’、B’は元の光軸A、Bに対して相反する方向に変動する。従って、ダブルパスレンズ6の下側レンズ部6aの変形によって照射位置等が変化しても、ダブルパスレンズ6の上側レンズ部6bは、その照射位置変化が打ち消される方向に変形することになる。   In this case, since the upper and lower lens portions 6a and 6b of the double pass lens 6 are deformed in opposite directions, the optical axes A ′ and B ′ of the upper and lower lens portions 6a and 6b of the double pass lens 6 are the original optical axis A. , B fluctuate in the opposite direction. Therefore, even if the irradiation position or the like changes due to the deformation of the lower lens portion 6a of the double pass lens 6, the upper lens portion 6b of the double pass lens 6 is deformed in a direction in which the change of the irradiation position is canceled.

また、位置決め突起部12(13)、即ち、位置決め支持部S1、S2が、詳しくは後述の実施例2にて説明する式(1)を満たす構成であれば、ダブルパスレンズ6の下側レンズ部6aで生じた光路誤差は、ダブルパスレンズ6の上側レンズ部6bで生じた光路誤差によって、理論上打ち消されることになる。   If the positioning protrusion 12 (13), that is, the positioning support portions S1 and S2 satisfy the formula (1) described in detail in Example 2 described later, the lower lens portion of the double pass lens 6 is used. The optical path error generated in 6a is theoretically canceled by the optical path error generated in the upper lens portion 6b of the double pass lens 6.

つまり、照射位置の変化量を図7に示す△Bとしたとき、△BはA’の光路誤差による照射位置変化とB’の光路誤差による照射位置変化の和となるので、それぞれの光路誤差による影響は打ち消され、△B=0となる。   That is, when the amount of change in the irradiation position is ΔB shown in FIG. 7, ΔB is the sum of the irradiation position change due to the optical path error of A ′ and the irradiation position change due to the optical path error of B ′. The effect of is canceled and ΔB = 0.

次に、図8を用いてダブルパスレンズ6の位置決め支持部S1、S2の中心Oxを、ダブルパスレンズ6の光軸上(或いは、略光軸上)に設けた場合に発生する光路誤差について説明する。   Next, an optical path error that occurs when the center Ox of the positioning support portions S1 and S2 of the double pass lens 6 is provided on the optical axis (or substantially on the optical axis) of the double pass lens 6 will be described with reference to FIG. .

図7と同様に、光走査装置20において周囲の温度変化が生じると、ダブルパスレンズ6は熱膨張又は熱集収縮し変形を起こす。その際、副走査方向については、支持部S1(S2)、即ち、位置決め突起部12(13)を支点として図8に示す矢印方向に変形するとともにダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bの光軸も、A、BからA’、B’に変化し、光路誤差を発生する。   As in FIG. 7, when the ambient temperature changes in the optical scanning device 20, the double-pass lens 6 undergoes thermal expansion or thermal contraction and deformation. At that time, in the sub-scanning direction, the supporting portion S1 (S2), that is, the positioning projection 12 (13) is used as a fulcrum to deform in the arrow direction shown in FIG. The optical axis also changes from A and B to A ′ and B ′, and an optical path error is generated.

図8の場合、ダブルパスレンズ6の上側レンズ部6bは、前記位置決め突起部12(13)からの距離が図7の場合よりも遠ざかるため、変形量がより大きくなる。また、ダブルパスレンズ6の上側レンズ部6bで生じた光路誤差は、図7の場合のように打ち消されることがないので、変形して光軸Bが変化した分だけ光路誤差が生じることになる。しかし、ダブルパスレンズ6の下側レンズ部6aの光軸上に位置決め突起部12(13)を設けているため、ダブルパスレンズ6が変形しても下側レンズ部6aの光軸は変化しない構成とすることができる。つまり、照射位置の変化量を図8に示す△Bとしたとき、△BはA’の光路誤差による照射位置変化とB’の光路誤差による照射位置変化の和となり、また図8の場合はA’の光路誤差は無いので(A’=0)、△B=B’となる。   In the case of FIG. 8, the upper lens portion 6b of the double-pass lens 6 is farther away from the positioning projection 12 (13) than in the case of FIG. Further, since the optical path error generated in the upper lens portion 6b of the double pass lens 6 is not canceled as in the case of FIG. 7, an optical path error is generated by the amount of deformation and the change of the optical axis B. However, since the positioning projection 12 (13) is provided on the optical axis of the lower lens portion 6a of the double pass lens 6, the optical axis of the lower lens portion 6a does not change even if the double pass lens 6 is deformed. can do. In other words, when the change amount of the irradiation position is ΔB shown in FIG. 8, ΔB is the sum of the irradiation position change due to the optical path error of A ′ and the irradiation position change due to the optical path error of B ′. Since there is no optical path error of A ′ (A ′ = 0), ΔB = B ′.

<比較例>
次に、図9を用いて、ダブルパスレンズ6の位置決め支持部S1(S2)を、ダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bの光軸で挟まれた範囲外に設けた場合に発生する光路誤差について説明する。ここでは、図9に示すように、ダブルパスレンズ6の下部を直接光学箱21に、又は、光学箱21に取り付けられたレンズ保持体11のレンズ保持部15に当接させて保持した構成とする。
<Comparative example>
Next, referring to FIG. 9, the optical path generated when the positioning support portion S <b> 1 (S <b> 2) of the double pass lens 6 is provided outside the range sandwiched between the optical axes of the upper and lower lens portions 6 a and 6 b of the double pass lens 6. The error will be described. Here, as shown in FIG. 9, the lower part of the double-pass lens 6 is held directly on the optical box 21 or in contact with the lens holder 15 of the lens holder 11 attached to the optical box 21. .

図7及び図8と同様に、光走査装置20において周囲の温度変化が生じると、ダブルパスレンズ6は熱膨張又は熱集収縮し変形を起こす。その際、副走査方向については、レンズ保持部15を支点として図9に示す矢印方向に変形するとともにダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bの光軸も、A、BからA’、B’に変化し、光路誤差を発生する。   7 and 8, when the ambient temperature changes in the optical scanning device 20, the double-pass lens 6 undergoes thermal expansion or thermal contraction and deformation. At this time, the sub-scanning direction is deformed in the direction of the arrow shown in FIG. 9 with the lens holding portion 15 as a fulcrum, and the optical axes of the upper and lower lens portions 6a and 6b of the double pass lens 6 are changed from A, B to A ′, B Changes to 'and causes an optical path error.

図9の場合は、ダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bは、それぞれ同一の方向に変形するため、ダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bの光軸A’、B’は元の光軸A、Bに対して同一の方向に変動する。   In the case of FIG. 9, since the upper and lower lens portions 6a and 6b of the double pass lens 6 are deformed in the same direction, the optical axes A ′ and B ′ of the upper and lower lens portions 6a and 6b of the double pass lens 6 are the original. It fluctuates in the same direction with respect to the optical axes A and B.

よって、図8の場合と同様に、ダブルパスレンズ6の上側レンズ部6bが、位置決め支持部S1(S2)からの距離が遠い分、周囲の温度変化が生じたときの変形量が図7及び図8の場合よりも大きくなってしまう。更に、ダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bの光軸の変動方向が同一のため、光路誤差が大きく悪化してしまう。つまり、照射位置の変化量を図8に示す△Bとしたとき、△BはA’の光路誤差による照射位置変化とB’の光路誤差による照射位置変化の和となるので、A’とB’の光路誤差による影響を足し合わせて、△B=A’+B’となる。   Therefore, as in the case of FIG. 8, the upper lens portion 6b of the double-pass lens 6 is far away from the positioning support portion S1 (S2). It becomes larger than the case of 8. Furthermore, since the fluctuation directions of the optical axes of the upper and lower lens portions 6a and 6b of the double pass lens 6 are the same, the optical path error is greatly deteriorated. That is, when the amount of change in the irradiation position is ΔB shown in FIG. 8, ΔB is the sum of the irradiation position change due to the optical path error of A ′ and the irradiation position change due to the optical path error of B ′. By adding the influences of the optical path error of ‘ΔB’ = A ′ + B ’.

以上のように、特に結像レンズを上下方向に一体化したレンズを用いて小型化を実現した光走査装置においては、以下の構成がよい。   As described above, the following configuration is preferable in an optical scanning device that achieves miniaturization using a lens in which an imaging lens is integrated vertically.

即ち、結像レンズの長手方向端部の面で、上下のレンズ部をそれぞれ透過する光軸で挟まれた範囲内に、又は、光軸上(或いは、略光軸上)に、副走査方向の位置決め突起部を設けたほうが良い。   That is, on the surface of the imaging lens in the longitudinal direction, within the range sandwiched between the optical axes that pass through the upper and lower lens parts, or on the optical axis (or substantially on the optical axis), the sub-scanning direction It is better to provide a positioning projection.

さらに、詳しくは後述の実施例2にて説明するように、式(8)を満たす構成にすることで、周囲の温度変化によって生じる光路誤差の影響を最小限に抑制できる。   Furthermore, as will be described in detail in Example 2 described later, by adopting a configuration that satisfies Equation (8), the influence of an optical path error caused by a change in ambient temperature can be minimized.

ダブルパスレンズ6は、図2、図3に示すように、前記突起部12、13をそれぞれ、ダブルパスレンズ保持体11の凹部11a、11bと嵌合させることによって、副走査方向の位置決めをし、ダブルパスレンズ保持体11に接着剤、バネ等によって固定される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the double pass lens 6 is positioned in the sub-scanning direction by fitting the projections 12 and 13 with the recesses 11a and 11b of the double pass lens holder 11, respectively. It is fixed to the lens holder 11 with an adhesive, a spring or the like.

このように、前記突起部12、13とダブルパスレンズ保持体11の凹部11a、11bとは嵌合して、ダブルパスレンズ6、即ち、結像レンズ6の副走査方向位置決め支持部S1、S2を構成する。副走査方向位置決め支持部S1、S2は、各々、ダブルパスレンズ6の各端面に複数設けても良い。   Thus, the protrusions 12 and 13 and the recesses 11a and 11b of the double pass lens holder 11 are fitted to form the double pass lens 6, that is, the sub scanning direction positioning support portions S1 and S2 of the imaging lens 6. To do. A plurality of sub-scanning direction positioning support portions S <b> 1 and S <b> 2 may be provided on each end face of the double pass lens 6.

本実施例では、ダブルパスレンズ6の上下レンズ部が共に凸レンズであったが、これに限定されない。一般に、凹レンズでも凸レンズでも、光軸に対して光束がずれればずれるほど、被走査面でのスポット形状が変形し、画質劣化の原因となってしまう。そのため、一方もしくは両方とも凹レンズであっても本発明の効果を得ることができる。   In this embodiment, the upper and lower lens portions of the double pass lens 6 are both convex lenses, but the present invention is not limited to this. In general, in both concave and convex lenses, the more the light beam deviates with respect to the optical axis, the more the spot shape on the surface to be scanned is deformed, causing image quality deterioration. Therefore, even if one or both are concave lenses, the effect of the present invention can be obtained.

(実施例2)
本実施例では、ダブルパスレンズの各レンズ部が互いに凸レンズ(副走査方向にパワーを持つ凸レンズ)の場合、実施例1の構成を更に改良を加えたものである。即ち、ダブルパスレンズ6を支持する位置決め支持部S1(S2)の中心Oxの位置をより最適化したものである。
(Example 2)
In this embodiment, when the lens portions of the double pass lens are mutually convex lenses (convex lenses having power in the sub-scanning direction), the configuration of the first embodiment is further improved. That is, the position of the center Ox of the positioning support portion S1 (S2) that supports the double pass lens 6 is further optimized.

ここで、上側レンズ部6bと下側レンズ部6aの副走査方向のパワーをそれぞれn1、n2とする。また、図6のように結像レンズ6の長手方向からみて、ダブルパスレンズ6の下側レンズ部6a及び上側レンズ部6bのそれぞれの光軸A、Bに対する位置決め支持部S1、S2の中心Oxからの距離をそれぞれL1、L2とする。   Here, the powers in the sub-scanning direction of the upper lens unit 6b and the lower lens unit 6a are n1 and n2, respectively. As seen from the longitudinal direction of the imaging lens 6 as shown in FIG. 6, from the center Ox of the positioning support portions S1 and S2 with respect to the optical axes A and B of the lower lens portion 6a and the upper lens portion 6b of the double pass lens 6, respectively. Are the distances L1 and L2, respectively.

このとき、上側レンズ部6bと下側レンズ部6aの副走査方向のパワーn1、n2が、n1>n2の場合であるとき、L1<L2の関係であることがより好ましい。逆に、n1<n2の場合であるとき、L1>L2の関係であることがより好ましい。こうすることで、レンズの温度変化による照射位置変化をより低減することができる。   At this time, when the powers n1 and n2 in the sub-scanning direction of the upper lens unit 6b and the lower lens unit 6a are n1> n2, it is more preferable that L1 <L2. Conversely, when n1 <n2, it is more preferable that L1> L2. By doing so, the irradiation position change due to the temperature change of the lens can be further reduced.

更に好ましくは、ダブルパスレンズ6を支持する位置決め支持部S1(S2)の中心Oxが配置される位置が、L1/L2=n2/n1、の関係式を満たす位置と略一致することが好ましい。以下にその理由を説明する。   More preferably, the position at which the center Ox of the positioning support portion S1 (S2) that supports the double-pass lens 6 is disposed substantially coincides with a position that satisfies the relational expression L1 / L2 = n2 / n1. The reason will be described below.

図6に示すように、周囲の温度に対する上側のレンズ部6bと下側のレンズ部6aの昇温量をそれぞれt1、t2とする。また、上述のように、上側レンズ部6bと下側レンズ部6aの副走査方向のパワーをそれぞれn1、n2とする。また、図6のように結像レンズ6の長手方向からみて、ダブルパスレンズ6の下側レンズ部6a及び上側レンズ部6bのそれぞれの光軸A、Bに対する位置決め支持部S1、S2の中心Oxからの距離をそれぞれL1、L2とする。そのとき、   As shown in FIG. 6, the temperature rise amounts of the upper lens unit 6b and the lower lens unit 6a with respect to the ambient temperature are t1 and t2, respectively. As described above, the power in the sub-scanning direction of the upper lens unit 6b and the lower lens unit 6a is set to n1 and n2, respectively. As seen from the longitudinal direction of the imaging lens 6 as shown in FIG. 6, from the center Ox of the positioning support portions S1 and S2 with respect to the optical axes A and B of the lower lens portion 6a and the upper lens portion 6b of the double pass lens 6, respectively. Are the distances L1 and L2, respectively. then,

Figure 2010128023
Figure 2010128023

の関係式を満たす位置にダブルパスレンズ6の副走査方向の位置決め支持部S1、S2の中心Oxを設ける構成が最も良く、周囲の温度変化が生じたときの照射位置変化を最小限に抑制することができる。 It is best to provide the center Ox of the positioning support portions S1 and S2 in the sub-scanning direction of the double pass lens 6 at a position satisfying the relational expression, and to minimize the irradiation position change when the ambient temperature change occurs. Can do.

(1)式の導出方法について、図16〜図19を用いて簡単に説明する。   A method for deriving the expression (1) will be briefly described with reference to FIGS.

出来るだけ簡単に説明するために、図16、図17に1枚のレンズを用いた場合を示す。図中、101は結像レンズであり、201はレンズ101への入射光、図中202a、202bはレンズ101の出射光、301は被走査面である。   In order to explain as simply as possible, FIGS. 16 and 17 show the case where one lens is used. In the figure, 101 is an imaging lens, 201 is incident light on the lens 101, 202a and 202b are emitted light from the lens 101, and 301 is a surface to be scanned.

図16に示すように周囲の温度変化が生じたときに、レンズの光軸が矢印方向に、CからC’に変化したとする。その際、図17に示すように、入射光線に対して光軸がずれると入射光線の上下の屈折率のバランスが崩れ、光線は曲がってしまう。つまり、図16に示す出射光が202aから202bに変化する。すると、被走査面301上の結像点において、光軸方向の誤差△x(光軸のズレ量C’)と照射位置変化△zを発生してしまう。   As shown in FIG. 16, it is assumed that the optical axis of the lens changes in the direction of the arrow from C to C ′ when the ambient temperature changes. At that time, as shown in FIG. 17, when the optical axis is shifted with respect to the incident light beam, the refractive index balance between the upper and lower sides of the incident light beam is lost, and the light beam is bent. That is, the emitted light shown in FIG. 16 changes from 202a to 202b. As a result, an error Δx in the optical axis direction (a shift amount C ′ of the optical axis) and an irradiation position change Δz occur at the image forming point on the scanned surface 301.

△xが大きくなると、収差が悪化し、被走査面301上における結像スポットが崩れ、十分な画像品質を得られなくなる。   When Δx increases, the aberration deteriorates and the imaging spot on the surface to be scanned 301 collapses, so that sufficient image quality cannot be obtained.

△zが大きくなると、照射位置誤差を発生し、色ずれ・色ムラといった画像不良につながる。   When Δz increases, an irradiation position error occurs, which leads to image defects such as color misregistration and color unevenness.

しかしながら、図16の場合は、光軸のずれる方向が互いに逆方向のため、結果、照射位置のズレがキャンセルされる。一方、図19のように光軸のズレが同方向の場合、照射位置の変位する方向が同じのため、レンズが温度変化した際に照射位置のズレがキャンセルされない構成となる。   However, in the case of FIG. 16, since the directions of the optical axes are opposite to each other, the deviation of the irradiation position is canceled as a result. On the other hand, when the deviation of the optical axis is the same direction as shown in FIG. 19, the displacement direction of the irradiation position is the same, so that the deviation of the irradiation position is not canceled when the temperature of the lens changes.

ここで、照射位置変化量△zの導出式について説明する。   Here, a formula for deriving the irradiation position change amount Δz will be described.

周囲の温度変化が生じたとき、レンズ101はその位置決め支持部(不図示)を中心として変形する。つまり、レンズ101の線膨張係数をK、レンズの周囲の温度変化をt、レンズ101の位置決め支持部から光軸中心までの距離をLとしたとき、レンズ101の光軸の変化量(光軸ズレ量)は、下記関数で表される。   When an ambient temperature change occurs, the lens 101 is deformed around its positioning support portion (not shown). That is, when the linear expansion coefficient of the lens 101 is K, the temperature change around the lens is t, and the distance from the positioning support portion of the lens 101 to the optical axis center is L, the change amount of the optical axis of the lens 101 (optical axis) The deviation amount is expressed by the following function.

Figure 2010128023
Figure 2010128023

照射位置変化量△zは、レンズ101の副走査方向のパワー(屈折率) nと光軸のズレ量C’によって決まるため、△zは下記関数で表される。   Since the irradiation position change amount Δz is determined by the power (refractive index) n of the lens 101 in the sub-scanning direction and the optical axis shift amount C ′, Δz is expressed by the following function.

Figure 2010128023
Figure 2010128023

一般的に、nとC’はほぼ比例関係にあるといえる。そこで、式(3)は、式(4)に置き換えることができる。   In general, it can be said that n and C 'are in a substantially proportional relationship. Therefore, Expression (3) can be replaced with Expression (4).

Figure 2010128023
Figure 2010128023

式(4)を本発明のダブルパスレンズ6にあてはめると、周囲の温度変化が生じた際に、ダブルパスレンズ6の下側レンズ部6aによって発生する照射位置誤差を△z1は、   When Expression (4) is applied to the double-pass lens 6 of the present invention, Δz1 represents an irradiation position error generated by the lower lens portion 6a of the double-pass lens 6 when an ambient temperature change occurs.

Figure 2010128023
Figure 2010128023

となる。同様に、周囲の温度変化が生じた際に、ダブルパスレンズ6の上側レンズ部6bによって発生する照射位置誤差△z2は、 It becomes. Similarly, when an ambient temperature change occurs, an irradiation position error Δz2 generated by the upper lens portion 6b of the double pass lens 6 is

Figure 2010128023
Figure 2010128023

となる。変数n1、n2、t1、t2、L1、L2についての説明は、前述したとおりのため省略する。 It becomes. Description of the variables n1, n2, t1, t2, L1, and L2 is omitted because it has been described above.

Kはダブルパスレンズ6の線膨張係数であり、上下のレンズ部を一体化したダブルパスレンズ6であれば、下側レンズ部6aも上側レンズ部6bも同値である。   K is a linear expansion coefficient of the double-pass lens 6, and in the case of the double-pass lens 6 in which the upper and lower lens parts are integrated, the lower lens part 6a and the upper lens part 6b have the same value.

以上のことより、照射位置誤差△z1と照射位置誤差△z2とが、互いに相反する方向に同値であれば、図19に示すように、結果的に被走査面上での照射位置誤差は無くなることになる。つまり、下記式を満たす構成とすると良いことになる。   As described above, if the irradiation position error Δz1 and the irradiation position error Δz2 are the same in opposite directions, the irradiation position error on the surface to be scanned is eventually eliminated as shown in FIG. It will be. That is, it is good to have a configuration that satisfies the following formula.

Figure 2010128023
Figure 2010128023

式(5)、式(6)、式(7)整理すると、下記関係式が導出される。   When the equations (5), (6), and (7) are arranged, the following relational expression is derived.

Figure 2010128023
Figure 2010128023

ここで、レンズは同一部材であり、略同じ温度と考えられる(t1=t2)。即ち、   Here, the lenses are the same member and are considered to have substantially the same temperature (t1 = t2). That is,

Figure 2010128023
Figure 2010128023

を満たす場合に、レンズの温度変化による照射位置変化を最小限に抑制することができる。 In the case of satisfying the above, it is possible to minimize the irradiation position change due to the temperature change of the lens.

尚、各レンズ部の周囲温度との温度差t1、t2は、略同一とみなせる。このため、その比率であるt2/t1は、1と近似できる。この値は、周囲環境が変化してもほとんど変わらないと扱うことができる。   The temperature differences t1 and t2 from the ambient temperature of each lens unit can be regarded as substantially the same. Therefore, the ratio t2 / t1 can be approximated to 1. This value can be treated as almost unchanged even if the surrounding environment changes.

以下に具体的な数値例を挙げて説明する。   Hereinafter, specific numerical examples will be described.

例えば、ダブルパスレンズ6の下側レンズ部6aと上側レンズ部6bの副走査方向のパワーn1、n2がそれぞれ、   For example, the power n1 and n2 in the sub-scanning direction of the lower lens portion 6a and the upper lens portion 6b of the double pass lens 6 are respectively

Figure 2010128023
Figure 2010128023

としたとき、、図6にて、ダブルパスレンズ6の下側レンズ部6aを透過する光軸A、及び、上側レンズ部6bを透過する光軸Bから、ダブルパスレンズ6の副走査方向の位置決め支持部S1、S2の中心Oxまでの距離L1、L2は、式(1)より、 In FIG. 6, the positioning support of the double pass lens 6 in the sub-scanning direction is performed from the optical axis A that transmits the lower lens portion 6a of the double pass lens 6 and the optical axis B that transmits the upper lens portion 6b. The distances L1 and L2 to the center Ox of the parts S1 and S2 are expressed by the following equation (1):

Figure 2010128023
Figure 2010128023

の関係を満たす構成が好ましい。 A configuration satisfying the above relationship is preferable.

以上の理由から、本実施例では、下側レンズ部6aと上側レンズ部6bの副走査方向のパワーをそれぞれn1、n2としたとき、n1<n2であるため、L1>L2の関係としている。   For the above reasons, in this embodiment, when the powers in the sub-scanning direction of the lower lens unit 6a and the upper lens unit 6b are n1 and n2, respectively, since n1 <n2, L1> L2.

ダブルパスレンズ6の副走査方向の位置決めを上述したような構成にした光走査装置においては、光源1から出射した発散光束は、コリメータレンズ2によって平行光束となり、シリンダレンズ4に入射し、また、アパーチャ3によって光量を制限される。シリンダレンズ4は副走査方向にのみ屈折力を有するため、主走査方向の光束はそのままポリゴンミラー5に入射するが、副走査方向の光束はシリンダレンズ4によってポリゴンミラー5の偏向反射面付近に結像される。従って、ポリゴンミラー5に入射する光束は主走査方向に長い潜像となり、ポリゴンミラー5の矢印方向の回転によって変更される。ポリゴンミラー5により偏向された光束は、ダブルパスレンズ6の一方のレンズ部6aに入射し、折り返しミラー7で反射した後、ダブルパスレンズ6の他方のレンズ部6bを入射し、さらに折り返しミラー8を反射して、被走査面上に結像する。その際に、ダブルパスレンズ6の上下のレンズ部6a、6bは、周囲の温度変化があっても、温度変化によるレンズの変形を上下のレンズで略均等に分配するとともに、かつ相反する方向に変形させる。これによって、下側のレンズ部6aで生じた照射位置変化を、上側のレンズ部6bで元の位置に戻す方向に照射位置を変化させる。従って、周囲の温度変化が生じても、像面における収差の悪化、照射位置等の変化を最小限に抑制し、精度よく光走査することができる。   In the optical scanning device in which the positioning of the double-pass lens 6 in the sub-scanning direction is configured as described above, the divergent light beam emitted from the light source 1 becomes a parallel light beam by the collimator lens 2 and enters the cylinder lens 4, and the aperture The amount of light is limited by 3. Since the cylinder lens 4 has refractive power only in the sub-scanning direction, the light beam in the main scanning direction is incident on the polygon mirror 5 as it is, but the light beam in the sub-scanning direction is confined by the cylinder lens 4 near the deflecting reflection surface of the polygon mirror 5. Imaged. Accordingly, the light beam incident on the polygon mirror 5 becomes a latent image that is long in the main scanning direction, and is changed by the rotation of the polygon mirror 5 in the arrow direction. The light beam deflected by the polygon mirror 5 is incident on one lens portion 6 a of the double pass lens 6, reflected by the folding mirror 7, then incident on the other lens portion 6 b of the double pass lens 6, and further reflected by the folding mirror 8. Then, an image is formed on the surface to be scanned. At that time, the upper and lower lens portions 6a and 6b of the double-pass lens 6 distribute the deformation of the lens due to the temperature change substantially evenly between the upper and lower lenses, even if there is a change in the surrounding temperature, and are deformed in opposite directions. Let Accordingly, the irradiation position is changed in a direction in which the irradiation position change generated in the lower lens unit 6a is returned to the original position by the upper lens unit 6b. Therefore, even if ambient temperature changes occur, it is possible to perform optical scanning with high accuracy while minimizing the deterioration of the aberration on the image plane and the change of the irradiation position.

次に、ダブルパスレンズの主走査方向及び光軸方向の位置決め方法について説明する。   Next, a positioning method of the double pass lens in the main scanning direction and the optical axis direction will be described.

図10は、本実施例の光走査装置20のダブルパスレンズ6付近の部分拡大図である。同様に、図11(a)はダブルパスレンズを光軸方向からみた正面図であり、図11(b)は、底面図である。図12は、ダブルパスレンズ6及びダブルパスレンズ保持体11の斜視図である。   FIG. 10 is a partially enlarged view of the vicinity of the double pass lens 6 of the optical scanning device 20 of the present embodiment. Similarly, FIG. 11A is a front view of the double-pass lens viewed from the optical axis direction, and FIG. 11B is a bottom view. FIG. 12 is a perspective view of the double pass lens 6 and the double pass lens holder 11.

図10にて、ダブルパスレンズ6の左側に位置している折り返しミラー7は、ダブルパスレンズ6の一方のレンズ部6aに透過した光束を反射し、反射した光束10を相反する方向に他方のレンズ部6bに透過させる。ダブルパスレンズ6はレンズ保持体11にて保持されている。   In FIG. 10, the folding mirror 7 located on the left side of the double pass lens 6 reflects the light beam transmitted through one lens portion 6 a of the double pass lens 6, and the other lens portion in a direction opposite to the reflected light beam 10. 6b is transmitted. The double pass lens 6 is held by a lens holder 11.

図11及び図12に示すように、ダブルパスレンズ6の光束の透過しない面であって、長手方向の中央部に、突起部14を設ける。一方、ダブルパスレンズ保持体11には、対応して凹部11cを設け、前記突起部14をダブルパスレンズ保持体11の凹部11cと嵌合させる。これによって、ダブルパスレンズ6は、主走査方向の位置決めがなされ、ダブルパスレンズ保持体11に接着剤、バネ等によって固定される。つまり、突起部14とダブルパスレンズ保持体11の凹部11cとは嵌合することによって、ダブルパスレンズ6、即ち、結像レンズ6の主走査方向の位置決め支持部S3を構成する。主走査方向位置決め支持部S3は、長手方向中央部に複数設けても良い。   As shown in FIGS. 11 and 12, a protrusion 14 is provided at the center of the longitudinal direction on the surface of the double-pass lens 6 that does not transmit the light beam. On the other hand, the double-pass lens holder 11 is provided with a corresponding recess 11c, and the protrusion 14 is fitted with the recess 11c of the double-pass lens holder 11. As a result, the double pass lens 6 is positioned in the main scanning direction and fixed to the double pass lens holder 11 with an adhesive, a spring, or the like. That is, the protrusion 14 and the concave portion 11c of the double pass lens holding body 11 are fitted to constitute the double pass lens 6, that is, the positioning support portion S3 of the imaging lens 6 in the main scanning direction. A plurality of main scanning direction positioning support portions S3 may be provided in the central portion in the longitudinal direction.

上述のような構成にすることで、ダブルパスレンズ6は、周囲の温度変化があっても、温度変化によるレンズの変形を長手方向の両端で略均等に分配させる。従って、周囲の温度変化が生じても、像面における収差の悪化、照射位置等の変化を最小限に抑制し、精度よく光走査する。   With the above-described configuration, the double-pass lens 6 distributes the deformation of the lens due to the temperature change substantially evenly at both ends in the longitudinal direction even when the ambient temperature changes. Therefore, even if ambient temperature changes occur, deterioration of aberrations on the image plane, changes in irradiation position, etc. are suppressed to a minimum, and optical scanning is performed with high accuracy.

また本実施例では、図11及び図12に示すように、ダブルパスレンズ6の主走査方向及び副走査方向の位置決めを行う前記突起部12、13、14を、凹部11a、11b、11cに嵌合させる。そして、光軸方向に突き当てることによって、前記光軸方向の位置決めも行える構成とした。   In this embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the protrusions 12, 13, and 14 for positioning the double-pass lens 6 in the main scanning direction and the sub-scanning direction are fitted into the recesses 11a, 11b, and 11c. Let And it was set as the structure which can also position in the said optical axis direction by abutting on the optical axis direction.

周囲の温度変化による像面の収差の悪化や照射位置等の変化を抑制するには、副走査方向の位置決めだけでなく、主走査方向についても同様にして、上述したような構成にするとなお良い。   In order to suppress the deterioration of the aberration of the image plane and the change of the irradiation position due to the ambient temperature change, it is more preferable to have the above-described configuration in the main scanning direction as well as in the sub scanning direction. .

以上説明したように本発明の光走査装置20は、特に結像レンズを上下方向に一体化したレンズを用いて小型化を実現した光走査装置である。そして、結像レンズの長手方向端部で、上下のレンズ部をそれぞれ透過する光軸で挟まれた領域内又は略光軸上に、突起部を設け、突起部を用いて、レンズ保持体との副走査方向の位置決めを行うことにした。これにより、周囲の温度変化が生じても像面の収差の悪化や照射位置等の変化を抑制することができる。   As described above, the optical scanning device 20 of the present invention is an optical scanning device that achieves miniaturization using a lens in which an imaging lens is integrated in the vertical direction. Then, at the end in the longitudinal direction of the imaging lens, a projection is provided in a region sandwiched by optical axes that respectively transmit the upper and lower lens portions or substantially on the optical axis. It was decided to perform positioning in the sub-scanning direction. Thereby, even if the surrounding temperature change arises, the deterioration of the aberration of an image surface, the change of an irradiation position, etc. can be suppressed.

また主走査方向についても同様に、結像レンズの長手方向略中央部に突起部を設け、突起部を用いて、レンズ保持体との主走査方向の位置決めを行うことにした。これにより、周囲の温度変化が生じても像面の収差の悪化や照射位置等の変化を抑制することができる。   Similarly, in the main scanning direction, a projection is provided at a substantially central portion in the longitudinal direction of the imaging lens, and the projection is used to position the lens holder in the main scanning direction. Thereby, even if the surrounding temperature change arises, the deterioration of the aberration of an image surface, the change of an irradiation position, etc. can be suppressed.

上記構成にしたことにより、結像レンズを上下方向に一体化したレンズを用いた光走査装置であって、従来例に示すように前記レンズの下部を支持した場合に、上側レンズ部の周囲の温度変化によるレンズ変形量が増大してしまうことを回避できる。また、簡単な構成で高品位な画像を出力することができる。   With the above configuration, an optical scanning device using a lens in which the imaging lens is integrated in the vertical direction, and when the lower portion of the lens is supported as shown in the conventional example, An increase in the amount of lens deformation due to a temperature change can be avoided. In addition, a high-quality image can be output with a simple configuration.

(実施例3)
本実施例は、実施例1又は実施例2の光走査装置20を画像形成装置に適用したものである。
(Example 3)
In the present embodiment, the optical scanning device 20 of the first or second embodiment is applied to an image forming apparatus.

(画像形成装置の全体構成)
図20に、本発明に係る光学装置20を適用した画像形成装置の一実施例である電子写真フルカラープリンタの概略構成断面を示す。
(Overall configuration of image forming apparatus)
FIG. 20 shows a schematic cross section of an electrophotographic full color printer which is an embodiment of an image forming apparatus to which the optical device 20 according to the present invention is applied.

本実施例にて、画像形成装置100は、4つの画像形成部(画像形成ユニット)P(PY、PM、PC、PBk)を備えている。つまり、イエロー色の画像を形成する画像形成部PYと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部PMと、シアン色の画像を形成する画像形成部PCと、ブラック色の画像を形成する画像形成部PBkである。これら4つの画像形成部PY、PM、PC、PBkは、一定の間隔にて一列に配置される。   In this embodiment, the image forming apparatus 100 includes four image forming units (image forming units) P (PY, PM, PC, PBk). That is, the image forming unit PY that forms a yellow image, the image forming unit PM that forms a magenta image, the image forming unit PC that forms a cyan image, and the image formation that forms a black image Part PBk. These four image forming units PY, PM, PC, and PBk are arranged in a line at regular intervals.

各画像形成部PY、PM、PC、PBkは、記録材に画像を形成する画像形成手段を有している。つまり、各画像形成部PY、PM、PC、PBkにおける画像形成手段は、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム9(9Y、9M、9C、9Bk)を有している。また、各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bkの周囲には、画像形成手段を構成する、一次帯電器31(31Y、31M、31C、31Bk)、現像装置32(32Y、32M、32C、32Bk)が配置される。更に、感光ドラム9の周囲には、転写ローラ33(33Y、33M、33C、33Bk)、ドラムクリーナ装置34(34Y、34M、34C、34Bk)がそれぞれ配置されている。一次帯電器31Y、31M、31C、31Bkと、現像装置32Y、32M、32C、32Bkとの間の下方には、走査光学装置、即ち、レーザー露光装置20(20A、20B)が設置されている。   Each image forming unit PY, PM, PC, PBk has an image forming unit that forms an image on a recording material. That is, the image forming means in each of the image forming units PY, PM, PC, and PBk has a drum type electrophotographic photosensitive member as an image carrier, that is, a photosensitive drum 9 (9Y, 9M, 9C, 9Bk). ing. Further, around each photosensitive drum 9Y, 9M, 9C, 9Bk, a primary charger 31 (31Y, 31M, 31C, 31Bk) and a developing device 32 (32Y, 32M, 32C, 32Bk) constituting an image forming unit. Is placed. Further, a transfer roller 33 (33Y, 33M, 33C, 33Bk) and a drum cleaner device 34 (34Y, 34M, 34C, 34Bk) are arranged around the photosensitive drum 9, respectively. Below the primary chargers 31Y, 31M, 31C, and 31Bk and the developing devices 32Y, 32M, 32C, and 32Bk, scanning optical devices, that is, laser exposure devices 20 (20A and 20B) are installed.

各現像装置32Y、32M、32C、32Bkには、それぞれ、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。   Each developing device 32Y, 32M, 32C, 32Bk contains yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner, respectively.

各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bkは、負帯電のOPC感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置(不図示)によって矢印方向(図1における時計回り方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。   Each of the photosensitive drums 9Y, 9M, 9C, and 9Bk is a negatively charged OPC photosensitive member having a photoconductive layer on an aluminum drum base, and is driven in a direction indicated by an arrow (clockwise in FIG. 1) by a driving device (not shown). Direction) at a predetermined process speed.

一次帯電手段としての一次帯電器31Y、31M、31C、31Bkは、帯電バイアス電源(不図示)から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bkの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。   Primary chargers 31Y, 31M, 31C, and 31Bk as primary charging means bring the surface of each photosensitive drum 9Y, 9M, 9C, and 9Bk to a predetermined negative potential by a charging bias applied from a charging bias power source (not shown). Charge uniformly.

現像手段としての現像装置32Y、32M、32C、32Bkは、トナーを内蔵し、それぞれ各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bk上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像(可視像化)する。   The developing devices 32Y, 32M, 32C, and 32Bk as developing means incorporate toner, and attach toner of each color to the electrostatic latent images formed on the photosensitive drums 9Y, 9M, 9C, and 9Bk, respectively. Develop (visualize) as an image.

一次転写手段としての転写ローラ33Y、33M、33C、33Bkは、それぞれ、各一次転写部T1(T1Y、T1M、T1C、T1Bk)にて中間転写ベルト35を介して各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bkに当接可能に配置されている。   Transfer rollers 33Y, 33M, 33C, and 33Bk as primary transfer units are respectively connected to the respective photosensitive drums 9Y, 9M, 9C, and the intermediate transfer belts 35 at the respective primary transfer portions T1 (T1Y, T1M, T1C, and T1Bk). It is arranged so as to be able to contact 9Bk.

ドラムクリーニング手段としてのドラムクリーナ装置34Y、34M、34C、34Bkは、各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bk上で一次転写時の残留した転写残トナーを、該感光ドラム9Y、9M、9C、9Bkから除去する。   The drum cleaners 34Y, 34M, 34C, 34Bk as drum cleaning means transfer residual toner remaining at the time of primary transfer on the photosensitive drums 9Y, 9M, 9C, 9Bk to the photosensitive drums 9Y, 9M, 9C, 9Bk. Remove from.

中間転写ベルト35は、各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bkの上面側に配置されて、二次転写対向ローラ36とテンションローラ37、38間に張架されている。また、二次転写対向ローラ36は、二次転写部T2において、中間転写ベルト35を介して二次転写ローラ39と当接可能に配置されている。この中間転写ベルト35は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。   The intermediate transfer belt 35 is disposed on the upper surface side of each of the photosensitive drums 9Y, 9M, 9C, and 9Bk, and is stretched between the secondary transfer counter roller 36 and the tension rollers 37 and 38. The secondary transfer counter roller 36 is disposed so as to be in contact with the secondary transfer roller 39 via the intermediate transfer belt 35 in the secondary transfer portion T2. The intermediate transfer belt 35 is made of a dielectric resin such as a polycarbonate, a polyethylene terephthalate resin film, a polyvinylidene fluoride resin film, or the like.

また、二次転写部T2よりも記録材Sの搬送方向の下流側には、記録材Sに形成された画像を加熱定着する画像加熱手段としての定着装置50が設置されている。   Further, a fixing device 50 as an image heating unit that heats and fixes an image formed on the recording material S is installed downstream of the secondary transfer portion T2 in the conveyance direction of the recording material S.

露光装置20(20A、20B)は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザー発光手段、ポリゴンレンズ、反射ミラー等で構成される。露光装置20(20A、20B)は、各感光ドラ9Y、9M、9C、9Bkに露光をすることによって、各一次帯電器31Y、31M、31C、31Bkで帯電された各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bkの表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。   The exposure apparatus 20 (20A, 20B) is composed of laser light emitting means, a polygon lens, a reflection mirror, and the like that emit light corresponding to time-series electric digital pixel signals of given image information. The exposure device 20 (20A, 20B) exposes the photosensitive drums 9Y, 9M, 9C, 9Bk to expose the photosensitive drums 9Y, 9M, 9C charged by the primary chargers 31Y, 31M, 31C, 31Bk. , An electrostatic latent image of each color corresponding to the image information is formed on the surface of 9Bk.

次に、上記構成の画像形成装置による画像形成動作について説明する。   Next, an image forming operation by the image forming apparatus having the above configuration will be described.

画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各画像形成部PY、PM、PC、PBkの各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bkは、それぞれ一次帯電器31Y、31M、31C、31Bkによって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置20(20A、20B)は、走査光学装置とされ外部から入力されるカラー色分解された画像信号をレーザー発光素子から照射し、ポリゴンミラー、結像レンズ、折り返しミラー等を経由し各感光ドラム9Y、9M、9C、9Bk上に各色の静電潜像を形成する。   When an image formation start signal is issued, the photosensitive drums 9Y, 9M, 9C, and 9Bk of the image forming units PY, PM, PC, and PBk that are rotationally driven at a predetermined process speed are respectively connected to primary chargers 31Y, 31M, It is uniformly negatively charged by 31C and 31Bk. The exposure device 20 (20A, 20B) is a scanning optical device that emits color-separated image signals input from the outside from a laser light emitting element, and passes through a polygon mirror, an imaging lens, a folding mirror, and the like. An electrostatic latent image of each color is formed on each photosensitive drum 9Y, 9M, 9C, 9Bk.

そして、先ず画像形成部PYにて、感光ドラム9Y上に形成された静電潜像に、感光ドラム9Yの帯電極性(負極性)と同極性の現像バイアスが印加された現像装置32Yにより、イエローのトナーを付着させてトナー像として可視像化する。このイエローのトナー像は、感光ドラム9Yと転写ローラ33Yとの間の一次転写部T1Yにて、一次転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された転写ローラ33Yにより、駆動されている中間転写ベルト35上に一次転写される。   First, in the image forming unit PY, yellow is developed by the developing device 32Y in which a developing bias having the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum 9Y is applied to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 9Y. The toner is attached to make a visible image as a toner image. This yellow toner image is driven by a transfer roller 33Y to which a primary transfer bias (a reverse polarity (positive polarity) to toner) is applied in a primary transfer portion T1Y between the photosensitive drum 9Y and the transfer roller 33Y. Primary transfer is performed on the intermediate transfer belt 35.

イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト35は、画像形成部PM側に移動される。そして、画像形成部PMにおいても、前記と同様にして、感光ドラム9Mに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト35上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、一次転写部T1Mにて転写される。   The intermediate transfer belt 35 onto which the yellow toner image has been transferred is moved to the image forming unit PM side. Also in the image forming unit PM, in the same manner as described above, the magenta toner image formed on the photosensitive drum 9M is superimposed on the yellow toner image on the intermediate transfer belt 35, and then the primary transfer unit T1M. Transcribed.

この時、各感光体ドラム9Y、9M上に残留した転写残トナーは、ドラムクリーナ装置34Y、34Mに設けられたクリーナブレード等により掻き落とされ、回収される。   At this time, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drums 9Y and 9M is scraped off and collected by a cleaner blade or the like provided in the drum cleaner devices 34Y and 34M.

以下、同様にして、中間転写ベルト35上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に画像形成部PC、PBkの感光ドラム9C、9Bkで形成されたシアン、ブラックのトナー像を各一次転写部T1C、T1Bkにて順次重ね合わせる。これによって、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト35上に形成される。感光ドラム9C、9Bk上に残留した転写残トナーは、ドラムクリーナ装置34C、34Bkに設けられたクリーナブレード等により掻き落とされ、回収される。   Similarly, cyan and black toner images formed by the photosensitive drums 9C and 9Bk of the image forming unit PC and PBk on the yellow and magenta toner images superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 35 are transferred to the primary transfer. Overlapping is performed sequentially at portions T1C and T1Bk. As a result, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 35. The transfer residual toner remaining on the photosensitive drums 9C and 9Bk is scraped off and collected by a cleaner blade or the like provided in the drum cleaner devices 34C and 34Bk.

一方、給紙カセット41又は手差しトレイ42から選択されて搬送パスを通して記録材としての転写紙(用紙)Sが、給紙される。   On the other hand, a transfer sheet (paper) S as a recording material selected from the paper feed cassette 41 or the manual feed tray 42 is fed through a transport path.

転写紙Sは、中間転写ベルト35上のフルカラーのトナー像先端が二次転写対向ローラ36と二次転写ローラ39間の二次転写部T2に移動されるタイミングに合わせて、レジストローラにより二次転写部T2に搬送される。二次転写部T2に搬送された転写紙Sに、二次転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された二次転写ローラ39により、フルカラーのトナー像が一括して二次転写される。   The transfer sheet S is secondarily transferred by a registration roller in accordance with the timing at which the front end of the full color toner image on the intermediate transfer belt 35 is moved to the secondary transfer portion T2 between the secondary transfer counter roller 36 and the secondary transfer roller 39. It is conveyed to the transfer part T2. Full-color toner images are collectively transferred to the transfer sheet S conveyed to the secondary transfer portion T2 by the secondary transfer roller 39 to which a secondary transfer bias (polarity opposite to the toner (positive polarity)) is applied. Is done.

フルカラーのトナー像が形成された転写紙Sは、定着装置50に搬送されて、第1定着部材51と第2定着部材52との間の定着ニップ部Nでフルカラーのトナー像が加熱、加圧されて転写紙Sの表面に熱定着される。その後、転写紙Sは、排紙ローラによって本体上面の排紙トレイ43上に排出されて、一連の画像形成動作を終了する。   The transfer sheet S on which the full-color toner image is formed is conveyed to the fixing device 50, and the full-color toner image is heated and pressed at the fixing nip N between the first fixing member 51 and the second fixing member 52. Then, it is heat-fixed on the surface of the transfer paper S. Thereafter, the transfer sheet S is discharged onto the discharge tray 43 on the upper surface of the main body by the discharge roller, and a series of image forming operations is completed.

なお、中間転写ベルト35上に残った二次転写残トナー等は、ベルトクリーニング装置(図示せず)によって除去されて回収される。   The secondary transfer residual toner and the like remaining on the intermediate transfer belt 35 are removed and collected by a belt cleaning device (not shown).

以上が片面画像形成時の画像形成動作である。本実施例における画像形成装置では、両面画像形成も可能であるが、当業者には周知であるので、画像形成動作についての説明は省略する。   The above is the image forming operation at the time of single-sided image formation. The image forming apparatus according to the present embodiment can perform double-sided image formation, but is well known to those skilled in the art, and thus description of the image forming operation is omitted.

(走査光学装置)
次に、本発明の特徴をなすレーザ露光装置、即ち、走査光学装置20(20A、20B)について説明する。
(Scanning optical device)
Next, the laser exposure apparatus, that is, the scanning optical apparatus 20 (20A, 20B) that characterizes the present invention will be described.

本実施例における走査光学装置20(20A、20B)は、実施例1、実施例2の構成を用いている。このような光走査装置を用いることで、カラー印刷等を行う画像形成装置においては、周囲の温度変化が生じた場合でも、色むらや色ずれの少ない良好な画像が容易に得られるようになり、小型化と高性能化を両立して促進することができる。経時的な照射位置変化や色ずれ変化を画像形成装置の本体内で検知し、調整する方法(オートレジストレーション)もある。しかし、この場合、照射位置変化又は色ずれ変化が規定レベルを超えるたびに調整が必要となり、それによって生産性の低下という問題を招くことにもなる。しかしながら、また、本実施例の構成によれば、生産性の低下を抑制しながら照射位置変化又は色ずれ変化を抑制することができる。   The scanning optical device 20 (20A, 20B) in the present embodiment uses the configuration of the first and second embodiments. By using such an optical scanning device, an image forming apparatus that performs color printing or the like can easily obtain a good image with little color unevenness and color misregistration even when the ambient temperature changes. Therefore, both miniaturization and high performance can be promoted. There is also a method (auto registration) of detecting and adjusting the irradiation position change and color shift change with time in the main body of the image forming apparatus. However, in this case, adjustment is required every time the irradiation position change or the color shift change exceeds a specified level, thereby causing a problem of a decrease in productivity. However, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to suppress an irradiation position change or a color shift change while suppressing a decrease in productivity.

上述にて理解されるように、本発明によれば、上述の構成を有する、特に2つの結像レンズを上下方向に一体化したレンズを用いた走査光学装置は、以下の作用効果を奏し得る。   As understood from the above, according to the present invention, the scanning optical device having the above-described configuration, in particular, using a lens in which two imaging lenses are integrated in the vertical direction can exhibit the following operational effects. .

つまり、本発明の光走査装置は、結像レンズの長手方向端部の少なくとも一箇所で、上下のレンズ部の、それぞれの光軸で挟まれた範囲内又は略光軸上に支持部を有し、支持部を支持する構成とされる。従って、光学系を収納する光学箱及びレンズ保持体との副走査方向の位置決めを行う構成とされる。そのため、周囲の温度変化による前記結像レンズの変形を上下のレンズ部で略均等に分配し、像面の収差の悪化、照射位置等の変化を最小限に抑制することができる。また、上記構成によって、結像レンズの上下レンズ部を相反する方向に変形させるようにし、それによって照射位置変化も互いのレンズ部で相反する方向となり、その結果、像面の収差の悪化、照射位置等の変化を最小限に抑制することができる。   That is, the optical scanning device of the present invention has a support portion at least at one end of the imaging lens in the longitudinal direction, within the range between the upper and lower lens portions, or substantially on the optical axis. And it is set as the structure which supports a support part. Therefore, the optical box that houses the optical system and the lens holder are positioned in the sub-scanning direction. Therefore, the deformation of the imaging lens due to the ambient temperature change can be distributed substantially evenly between the upper and lower lens portions, and the deterioration of the aberration of the image plane, the change of the irradiation position, etc. can be suppressed to the minimum. In addition, with the above configuration, the upper and lower lens portions of the imaging lens are deformed in opposite directions, whereby the irradiation position change is also in the opposite direction between the lens portions, resulting in deterioration of image surface aberrations and irradiation. Changes in position and the like can be minimized.

更に、結像レンズの光束の透過しない面であって、長手方向略中央部の少なくとも一箇所に支持部を有し、支持部を支持することによって、光学系を収納する光学箱又はレンズ保持体との主走査方向の位置決めを行う構成とする。この構成によって、主走査方向においても同様に、周囲の温度変化による前記結像レンズの変形を長手方向の両端部で略均等に分配し、像面の収差の悪化、照射位置等の変化を最小限に抑制することができる。   Furthermore, an optical box or a lens holding body that accommodates the optical system by having a support portion at least at one central portion in the longitudinal direction, which is a surface through which the luminous flux of the imaging lens does not transmit, and supporting the support portion. The positioning in the main scanning direction is performed. With this configuration, similarly in the main scanning direction, the deformation of the imaging lens due to a change in ambient temperature is distributed almost evenly at both ends in the longitudinal direction to minimize the deterioration of the image plane aberration and the change of the irradiation position. It can be suppressed to the limit.

本発明の光走査装置の一実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する概略構成側面図である。It is a schematic configuration side view for explaining the positioning of the imaging lens in the sub-scanning direction in one embodiment of the optical scanning device of the present invention. 本発明の光走査装置の一実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する正面図である。It is a front view explaining the sub scanning direction positioning of the imaging lens in one Example of the optical scanning device of this invention. 本発明の光走査装置の一実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the sub scanning direction positioning of the imaging lens in one Example of the optical scanning device of this invention. 本発明の光走査装置の一実施例の全体構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the whole structure of one Example of the optical scanning device of this invention. 本発明の光走査装置の一実施例の全体構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the whole structure of one Example of the optical scanning device of this invention. 本発明の光走査装置の一実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する概略構成側面図である。It is a schematic configuration side view for explaining the positioning of the imaging lens in the sub-scanning direction in one embodiment of the optical scanning device of the present invention. 本発明の光走査装置の一実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する概略構成側面図である。It is a schematic configuration side view for explaining the positioning of the imaging lens in the sub-scanning direction in one embodiment of the optical scanning device of the present invention. 本発明の光走査装置の一実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する概略構成側面図である。It is a schematic configuration side view for explaining the positioning of the imaging lens in the sub-scanning direction in one embodiment of the optical scanning device of the present invention. 本発明の光走査装置の一実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する概略構成側面図である。It is a schematic configuration side view for explaining the positioning of the imaging lens in the sub-scanning direction in one embodiment of the optical scanning device of the present invention. 本発明の光走査装置の他の実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する概略構成側面図である。It is a schematic structure side view explaining the sub-scanning direction positioning of the imaging lens in another embodiment of the optical scanning device of the present invention. 図11(a)は、本発明の光走査装置の他の実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する正面図であり、図11(b)は底面図である。FIG. 11A is a front view for explaining the sub-scanning direction positioning of the imaging lens in another embodiment of the optical scanning device of the present invention, and FIG. 11B is a bottom view. 本発明の光走査装置の他の実施例における結像レンズの副走査方向位置決めを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the subscanning direction positioning of the imaging lens in the other Example of the optical scanning device of this invention. 従来の光走査装置(特許文献1)の構成図である。It is a block diagram of the conventional optical scanning device (patent document 1). 従来の光走査装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional optical scanning device. 従来の光走査装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional optical scanning device. 昇温量、副走査方向のパワー、及び、レンズ支持部から光軸までの距離の関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the temperature rising amount, the power of a subscanning direction, and the distance from a lens support part to an optical axis. 昇温量、副走査方向のパワー、及び、レンズ支持部から光軸までの距離の関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the temperature rising amount, the power of a subscanning direction, and the distance from a lens support part to an optical axis. 昇温量、副走査方向のパワー、及び、レンズ支持部から光軸までの距離の関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the temperature rising amount, the power of a subscanning direction, and the distance from a lens support part to an optical axis. 昇温量、副走査方向のパワー、及び、レンズ支持部から光軸までの距離の関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the temperature rising amount, the power of a subscanning direction, and the distance from a lens support part to an optical axis. 本発明の光走査装置が適用される画像形成装置の一実施例の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an image forming apparatus to which an optical scanning device of the present invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体レーザ(光源)
2 コリメータレンズ
3 アパーチャ
4 シリンドリカルレンズ
5 ポリゴンミラー(偏向部材)
6 ダブルパスレンズ(結像レンズ、光学レンズ)
6a 下側レンズ部(第1レンズ部)
6b 上側レンズ部(第2レンズ部)
7 折り返しミラー(反射手段)
8 折り返しミラー
9 感光ドラム(被走査面)
10 光束
11 レンズ保持体
11a、11b、11c 嵌合凹部
12、13 副走査方向位置決め突起部
14 主走査方向位置決め突起部
20(20A、20B) 光走査装置
21 光学箱
100 画像形成装置
S1、S2 副走査方向位置決め支持部
S3 主走査方向位置決め支持部
1 Semiconductor laser (light source)
2 Collimator lens 3 Aperture 4 Cylindrical lens 5 Polygon mirror (deflection member)
6 Double pass lens (imaging lens, optical lens)
6a Lower lens part (first lens part)
6b Upper lens part (second lens part)
7 Folding mirror (reflecting means)
8 Folding mirror 9 Photosensitive drum (scanned surface)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light beam 11 Lens holder 11a, 11b, 11c Fitting recessed part 12, 13 Sub scanning direction positioning projection part 14 Main scanning direction positioning projection part 20 (20A, 20B) Optical scanning apparatus 21 Optical box 100 Image forming apparatus S1, S2 Sub Scanning direction positioning support part S3 Main scanning direction positioning support part

Claims (3)

レーザを偏向走査する偏向部材と、前記偏向部材により走査されたレーザを透過させる第1レンズ部と前記第1レンズ部を透過した後のレーザを透過させる第2レンズ部とが一体化された光学レンズと、前記光学レンズを支持するレンズ支持部と、を有する光走査装置において、
前記第1レンズ部と前記第2レンズ部の各光軸に直交する方向から見て、前記第1レンズ部と前記第2レンズ部の各光軸で挟まれた範囲内又は略光軸上に、前記レンズ支持部が設けられていることを特徴とする光走査装置。
An optical in which a deflecting member that deflects and scans a laser, a first lens portion that transmits the laser scanned by the deflecting member, and a second lens portion that transmits the laser after passing through the first lens portion are integrated. In an optical scanning device having a lens and a lens support portion that supports the optical lens,
When viewed from the direction orthogonal to the optical axes of the first lens unit and the second lens unit, within a range sandwiched between the optical axes of the first lens unit and the second lens unit or substantially on the optical axis. An optical scanning device comprising the lens support portion.
前記第1レンズ部及び前記第2レンズ部はそれぞれ凸レンズであり、前記光学レンズの長手方向からみて、前記レンズ支持部の中心に対する前記第1レンズ部の光軸及び前記第2レンズ部の光軸までの距離をそれぞれL1、L2とし、前記第1レンズ部と前記第2レンズ部の副走査方向のパワーをそれぞれn1、n2としたとき、n1>n2である場合、L1<L2となるように前記レンズ支持部の中心が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。   Each of the first lens unit and the second lens unit is a convex lens, and viewed from the longitudinal direction of the optical lens, the optical axis of the first lens unit and the optical axis of the second lens unit with respect to the center of the lens support unit L1 and L2, and when the powers in the sub-scanning direction of the first lens unit and the second lens unit are n1 and n2, respectively, when n1> n2, L1 <L2. The optical scanning device according to claim 1, wherein a center of the lens support portion is provided. 前記レンズ支持部の中心が配置される位置が、L1/L2=n2/n1、の関係式を満たす位置と略一致することを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。   3. The optical scanning device according to claim 2, wherein a position where the center of the lens support portion is arranged substantially coincides with a position satisfying a relational expression of L1 / L2 = n2 / n1.
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