JP2010176062A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus.
近年、カラー画像形成装置の高速,高画質化に対応する為、複数の光線を、出力紙の搬送方向に配列させた4つの感光体に同時露光し、各々異なる色(C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック))の現像器で現像した画像を順次、転写し、重ね合わせてカラー画像を形成するタンデム光学系によるデジタル複写機やレーザープリンタなどの画像形成装置が実用化されている。 In recent years, in order to cope with high speed and high image quality of color image forming apparatuses, a plurality of light beams are simultaneously exposed to four photoconductors arranged in the transport direction of the output paper, and different colors (C (cyan), M (Magenta), Y (Yellow), K (Black)) image forming apparatus such as a digital copying machine or a laser printer using a tandem optical system that sequentially transfers and superimposes images developed by a developing device. Has been put to practical use.
このような画像形成装置を構成する書込み用光走査装置として、前記複数の光線を単一の光偏向器に入射して走査し、それぞれの光線ごとに設けられた結像光学素子を有する結像光学系によって、対応する感光体に結像する方法が提案されている。このような光走査装置のコンパクト化を図るために、結像光学素子に光線を斜めに入射させる斜入射光学系の構成をとるものも提案されている。 As an optical scanning device for writing constituting such an image forming apparatus, the plurality of light beams are incident on a single optical deflector and scanned, and an image forming optical element provided for each light beam is formed. A method of forming an image on a corresponding photoconductor by an optical system has been proposed. In order to reduce the size of such an optical scanning device, there has also been proposed one having a configuration of an oblique incidence optical system in which a light beam is obliquely incident on an imaging optical element.
また、上記光走査装置に組み込まれる光学素子には、コストダウン化を図るべくプラスチック材料が用いられるようになってきている。また、光走査装置の複数の機能を最低限の素子によって実効させるべく、光学素子の鏡面形状は、複雑な非球面形状に形成されているものが知られている。また、上記光学素子がレンズである場合、長手方向の厚さが一定でない偏肉形状に設計されているものも知られている。このような光学素子は、機能に応じた特殊形状のキャビティを具備する金型により低コストで大量に生産することができる。 In addition, a plastic material has been used for the optical element incorporated in the optical scanning device in order to reduce the cost. In addition, in order to perform a plurality of functions of the optical scanning device with a minimum number of elements, it is known that the mirror shape of the optical element is formed in a complex aspherical shape. In addition, when the optical element is a lens, it is also known that it is designed to have an uneven thickness with a constant thickness in the longitudinal direction. Such an optical element can be produced in large quantities at low cost by a mold having a specially shaped cavity corresponding to the function.
光学素子として、具体的にプラスチックレンズを樹脂成形するにあたっては、キャビティ内の溶融樹脂を冷却固化させる工程を経るが、このとき、樹脂の内部歪みを低減化させることが必要であるため、キャビティ内の樹脂圧力を低くする操作が行われる。しかし、キャビティ内の溶融樹脂を低圧化すると、その後の冷却固化工程において、樹脂が収縮して金型面から離れ、プラスチックレンズの光学機能面(光線入出射面)にヒケが発生するという問題を生じる。 As an optical element, when a plastic lens is specifically molded with a resin, a process of cooling and solidifying the molten resin in the cavity is performed. At this time, it is necessary to reduce the internal distortion of the resin. The operation of lowering the resin pressure is performed. However, when the pressure of the molten resin in the cavity is reduced, the resin shrinks and separates from the mold surface in the subsequent cooling and solidification process, causing sinking on the optical function surface (light incident / exit surface) of the plastic lens. Arise.
そこで、特許文献1のように光学機能面(光線入出射面)以外の面に不完全転写部を設けることにより(すなわち、光学機能面(光線入出射面)以外の面に優先的にヒケを発生させることにより)、キャビティ内の溶融樹脂を低圧化しても光学機能面(光線入出射面)にヒケが発生しないようにする方法が提案されている。具体的な方法としては、例えば特許文献2に示されているように、光学機能面(光線入出射面)以外の面を転写するキャビティ駒の一部を摺動できるように設けておき、樹脂を軟化温度以下に冷却するときに、前記摺動自在に設けられたキャビティ駒を樹脂から離隔するように摺動させて、樹脂とキャビティ駒との間に強制的に空隙を形成することにより、光学機能面(光線入出射面)以外の面に不完全転写部を設ける方法が知られている。
Therefore, by providing an incomplete transfer portion on a surface other than the optical function surface (light incident / exit surface) as in Patent Document 1 (that is, the surface other than the optical function surface (light incident / exit surface) is preferentially sinked). Thus, there has been proposed a method for preventing the occurrence of sink marks on the optical functional surface (light incident / exit surface) even when the pressure of the molten resin in the cavity is reduced. As a specific method, for example, as shown in
しかしながら、プラスチックレンズに上述したような不完全転写部を設け、このような不完全転写部を有するプラスチックレンズを、前述の斜入射光学系に用いる場合(すなわち、プラスチックレンズの光軸に対して、光線が斜めに透過するように不完全転写部を有するプラスチックレンズが設定される場合)、以下のような問題が生じる。 However, when the incomplete transfer portion as described above is provided in the plastic lens, and the plastic lens having such an incomplete transfer portion is used in the oblique incidence optical system (that is, with respect to the optical axis of the plastic lens, When a plastic lens having an incomplete transfer portion is set so that the light beam is transmitted obliquely, the following problem occurs.
すなわち、プラスチックレンズの内部歪みの大きさは、不完全転写部からの距離に依って変化する。樹脂が収縮固化する過程において、不完全転写部の近傍(不完全転写部に近い箇所)では、樹脂の収縮に伴って不完全転写部が優先的に収縮することで、内部歪みの発生を低減できる。一方、不完全転写部から離れた(不完全転写部から遠い)箇所の樹脂の収縮に対しては、不完全転写部が優先的に収縮することによる内部歪み発生を低減する効果は小さい。すなわち、不完全転写部から離れた(不完全転写部から遠い)箇所では、内部歪み発生を低減できない。 That is, the magnitude of the internal distortion of the plastic lens changes depending on the distance from the imperfect transfer portion. In the process where the resin shrinks and solidifies, near the incomplete transfer part (location close to the incomplete transfer part), the incomplete transfer part preferentially contracts as the resin contracts, reducing internal distortion. it can. On the other hand, the effect of reducing internal distortion due to preferential contraction of the incomplete transfer portion is small with respect to the shrinkage of the resin at a location away from the incomplete transfer portion (distant from the incomplete transfer portion). In other words, the occurrence of internal distortion cannot be reduced at locations away from the incomplete transfer portion (distant from the incomplete transfer portion).
このようなプラスチックレンズの光線透過方向がプラスチックレンズの光軸方向(すなわち光線透過面の母線に垂直な方向)に対して斜めである場合、光線透過の軌跡は不完全転写面から等距離ではないので、前記光線は内部歪みの不均一な箇所を透過することになる。また、プラスチックレンズの光線入射面側あるいは光線出射面側のいずれかにおいて、光線が不完全転写部から離れた(不完全転写部から遠い)箇所を透過するため、水平に透過する場合に比べて、内部歪みの大きい箇所を透過することになる。これらの結果、透過光線の波面の乱れが生じ、それによって、光学特性の劣化、すなわちビームスポット径の劣化が発生するという問題があった。 When the light transmission direction of such a plastic lens is oblique to the optical axis direction of the plastic lens (that is, the direction perpendicular to the generatrix of the light transmission surface), the light transmission locus is not equidistant from the imperfect transfer surface. Therefore, the light beam passes through a portion where the internal distortion is not uniform. In addition, on either the light incident surface side or the light exit surface side of the plastic lens, the light beam passes through a location that is far from the incomplete transfer portion (distant from the incomplete transfer portion), so compared with the case where it is transmitted horizontally. In other words, the light passes through a portion having a large internal distortion. As a result, there is a problem that the wave front of the transmitted light is disturbed, thereby deteriorating the optical characteristics, that is, the beam spot diameter.
本発明は、不完全転写部を有するプラスチックレンズの光軸に対して光線が斜めにプラスチックレンズを透過する場合に、ビームスポット径が劣化するのを有効に防止し、光学特性の劣化を低減することの可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。 The present invention effectively prevents the deterioration of the beam spot diameter and reduces the deterioration of optical characteristics when light rays pass through the plastic lens obliquely with respect to the optical axis of the plastic lens having an imperfect transfer portion. An object of the present invention is to provide an optical scanning apparatus and an image forming apparatus that can perform the above-described operation.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、光偏向器で偏向された光線を被走査面上に結像する結像光学系を有する光走査装置において、前記結像光学系には、不完全転写部を有しているプラスチックレンズが用いられ、該プラスチックレンズは、該プラスチックレンズの光軸に対して、光線が斜めに透過するように設定されているときに、該プラスチックレンズの光線入出射面以外の少なくとも1つの面の少なくとも一部の面部分が光線透過方向と平行に形成され、光線透過方向と平行に形成された前記面部分に不完全転写部が形成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an optical scanning apparatus having an imaging optical system that forms an image of a light beam deflected by an optical deflector on a surface to be scanned. A plastic lens having an imperfect transfer portion is used, and the plastic lens is configured so that light rays are transmitted obliquely with respect to the optical axis of the plastic lens. At least a part of at least one surface other than the light incident / exit surface is formed in parallel with the light transmission direction, and an incomplete transfer portion is formed in the surface portion formed in parallel with the light transmission direction. It is characterized by that.
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の光走査装置において、前記プラスチックレンズが複数個積層されて搭載されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the first aspect, a plurality of the plastic lenses are stacked and mounted.
また、請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の光走査装置が用いられることを特徴とする画像形成装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus using the optical scanning device according to the first or second aspect.
また、請求項4記載の発明は、請求項3記載の画像形成装置は、カラー画像形成装置であることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, the image forming apparatus according to the third aspect is a color image forming apparatus.
請求項1記載の発明によれば、光偏向器で偏向された光線を被走査面上に結像する結像光学系を有する光走査装置において、前記結像光学系には、不完全転写部を有しているプラスチックレンズが用いられ、該プラスチックレンズは、該プラスチックレンズの光軸に対して光線が斜めに透過するように設定されているときに、該プラスチックレンズの光線入出射面以外の少なくとも1つの面の少なくとも一部の面部分が光線透過方向(プラスチックレンズ内での光線進行方向)と平行に形成され、光線透過方向と平行に形成された前記面部分に不完全転写部が形成されているので、光線はプラスチックレンズの透過方向全域において内部歪みがほぼ均一な箇所を透過することになる。ここで、光線透過方向と平行に形成された前記面部分(すなわち、不完全転写部が形成された前記面部分)とプラスチックレンズの光線透過領域との距離が近くなるように前記面部分を形成することができ、このときには、プラスチックレンズの光線透過方向全域において内部歪みがほぼ均一な前記箇所を、内部歪みの小さいものにすることができて、不完全転写部を有するプラスチックレンズの光軸に対して光線が斜めにプラスチックレンズを透過する場合にも、ビームスポット径が劣化するのを有効に防止し、光走査装置の光学特性の劣化を低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, in the optical scanning device having the imaging optical system that forms an image of the light beam deflected by the optical deflector on the surface to be scanned, the imaging optical system includes an incomplete transfer portion. When the plastic lens is set so that the light beam is transmitted obliquely with respect to the optical axis of the plastic lens, the plastic lens other than the light incident / exiting surface of the plastic lens is used. At least one surface portion of at least one surface is formed in parallel to the light transmission direction (light beam traveling direction in the plastic lens), and an incomplete transfer portion is formed in the surface portion formed in parallel to the light transmission direction. Therefore, the light beam is transmitted through a portion where the internal distortion is almost uniform over the entire transmission direction of the plastic lens. Here, the surface portion is formed so that the distance between the surface portion formed in parallel with the light transmission direction (that is, the surface portion on which the imperfect transfer portion is formed) and the light transmission region of the plastic lens is short. In this case, the portion where the internal distortion is almost uniform in the entire light transmission direction of the plastic lens can be made to have a small internal distortion, and the optical axis of the plastic lens having the incomplete transfer portion can be made. On the other hand, even when the light beam is obliquely transmitted through the plastic lens, it is possible to effectively prevent the beam spot diameter from being deteriorated and to reduce the deterioration of the optical characteristics of the optical scanning device.
また、請求項2記載の発明によれば、請求項1記載のプラスチックレンズが複数個積層されて搭載されている光走査装置の光学特性の劣化を低減することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to reduce deterioration of the optical characteristics of the optical scanning device in which a plurality of the plastic lenses according to the first aspect are stacked and mounted.
また、請求項3,請求項4記載の発明によれば、請求項1または請求項2に記載の光走査装置が用いられることによって、画像形成装置の画像品質の劣化を防止することができる。 Further, according to the third and fourth aspects of the invention, the use of the optical scanning device according to the first or second aspect can prevent the image quality of the image forming apparatus from deteriorating.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1,図2は、不完全転写部を有する従来のプラスチックレンズを示す図であり、図1は斜視図、図2は図1のA−A線における断面図である。なお、図1,図2において、1はプラスチックレンズ、2は不完全転写部、3は光軸、4は光線透過方向(プラスチックレンズ1内での光線進行方向)、5は光線の入射面、6は光線の出射面、7,8は光線入出射面5,6以外の面である。
1 and 2 are views showing a conventional plastic lens having an incomplete transfer portion, FIG. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 and 2, 1 is a plastic lens, 2 is an incomplete transfer portion, 3 is an optical axis, 4 is a light transmission direction (light traveling direction in the plastic lens 1), 5 is a light incident surface,
図2に示すように、従来では、プラスチックレンズ1の光軸3に対して斜めに光線が透過する場合(光線透過方向4)、光線透過の軌跡は不完全転写部(不完全転写面)2から等距離ではないので、前記光線は内部歪みの不均一な箇所を透過することになる。また、プラスチックレンズ1への光線の入射面5側あるいは出射面6側において(図2の例では光線入射面5側において)、光線が不完全転写部2から離れた(不完全転写部2から遠い)箇所を透過するため、光線が水平に透過する場合に比べて、内部歪みの大きい箇所を透過することになる。これらの結果、透過光線の波面の乱れが生じ、それによって光学特性の劣化、すなわちビームスポット径の劣化が発生する。
As shown in FIG. 2, conventionally, when light rays are transmitted obliquely with respect to the
この問題を解決するため、本発明は、光偏向器で偏向された光線を被走査面上に結像する結像光学系を有する光走査装置において、前記結像光学系には、不完全転写部を有しているプラスチックレンズが用いられ、該プラスチックレンズは、該プラスチックレンズの光軸に対して、光線が斜めに透過するように設定されているときに、該プラスチックレンズの光線入出射面以外の少なくとも1つの面の少なくとも一部の面部分が光線透過方向(プラスチックレンズ内での光線進行方向)と平行に形成され、光線透過方向と平行に形成された前記面部分に不完全転写部が形成されていることを特徴としている。 In order to solve this problem, the present invention relates to an optical scanning device having an imaging optical system that forms an image of a light beam deflected by an optical deflector on a surface to be scanned. A plastic lens having a portion is used, and when the plastic lens is set so that light rays are transmitted obliquely with respect to the optical axis of the plastic lens, the light incident / exit surface of the plastic lens At least a part of at least one of the other surfaces is formed in parallel with the light transmission direction (light beam traveling direction in the plastic lens), and the incomplete transfer portion is formed on the surface portion formed in parallel with the light transmission direction. It is characterized by being formed.
このように、本発明では、光偏向器で偏向された光線を被走査面上に結像する結像光学系を有する光走査装置において、前記結像光学系には、不完全転写部を有しているプラスチックレンズが用いられ、該プラスチックレンズは、該プラスチックレンズの光軸に対して光線が斜めに透過するように設定されているときに、該プラスチックレンズの光線入出射面以外の少なくとも1つの面の少なくとも一部の面部分が光線透過方向(プラスチックレンズ内での光線進行方向)と平行に形成され、光線透過方向と平行に形成された前記面部分に不完全転写部が形成されているので、光線はプラスチックレンズの透過方向全域において内部歪みがほぼ均一な箇所を透過することになる。ここで、光線透過方向と平行に形成された前記面部分(すなわち、不完全転写部が形成された前記面部分)とプラスチックレンズの光線透過領域との距離が近くなるように前記面部分を形成することができ、このときには、プラスチックレンズの光線透過方向全域において内部歪みがほぼ均一な前記箇所を、内部歪みの小さいものにすることができて、不完全転写部を有するプラスチックレンズの光軸に対して光線が斜めにプラスチックレンズを透過する場合にも、ビームスポット径が劣化するのを有効に防止し、光走査装置の光学特性の劣化を低減することができる。 As described above, according to the present invention, in the optical scanning device having the imaging optical system that forms an image on the surface to be scanned with the light beam deflected by the optical deflector, the imaging optical system has an incomplete transfer portion. When the plastic lens is set so that the light beam is transmitted obliquely with respect to the optical axis of the plastic lens, at least one other than the light incident / exit surface of the plastic lens is used. At least a portion of one of the surfaces is formed in parallel with the light transmission direction (light beam traveling direction in the plastic lens), and an incomplete transfer portion is formed on the surface portion formed in parallel with the light transmission direction. Therefore, the light beam is transmitted through a portion where the internal distortion is substantially uniform over the entire transmission direction of the plastic lens. Here, the surface portion is formed so that the distance between the surface portion formed in parallel with the light transmission direction (that is, the surface portion on which the imperfect transfer portion is formed) and the light transmission region of the plastic lens is short. In this case, the portion where the internal distortion is almost uniform in the entire light transmission direction of the plastic lens can be made to have a small internal distortion, and the optical axis of the plastic lens having the incomplete transfer portion can be made. On the other hand, even when the light beam is obliquely transmitted through the plastic lens, it is possible to effectively prevent the beam spot diameter from being deteriorated and to reduce the deterioration of the optical characteristics of the optical scanning device.
(第1の実施の形態)
図3,図4は、第1の実施の形態のプラスチックレンズの構成例を示す図であり、図3は斜視図、図4は図3のA−A線における断面図である。なお、図3,図4において、図1,図2と対応する箇所には同じ符号を付している。
(First embodiment)
3 and 4 are diagrams showing a configuration example of the plastic lens according to the first embodiment, FIG. 3 is a perspective view, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3 and 4, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIGS. 1 and 2.
図3,図4を参照すると、この第1の実施の形態のプラスチックレンズ1は、光線入出射面(光線の入射面5、光線の出射面6)以外の面7,8のうちの1つの面7全体が光線透過方向(プラスチックレンズ1内での光線進行方向)4と平行に設けられ、その面7に不完全転写部2が形成されている。
Referring to FIGS. 3 and 4, the plastic lens 1 according to the first embodiment includes one of
図4に示すように、光線透過方向4と不完全転写部2を有する面7とが平行な場合、プラスチックレンズ1内での光線透過の軌跡は、不完全転写部2を有する不完全転写面7から等距離であり、かつ、光線入射面5側あるいは光線出射面6側において(図4の例では光線入射面5側において)、光線と不完全転写部2との距離を近づけることができ(すなわち、図2に示した従来の構成に比べて、光線入射面5側,光線出射面6側のいずれにおいても、光線と不完全転写部2との距離を近づけることができ)、これによって、前記光線は、プラスチックレンズ1内において内部歪みが均一で且つ内部歪みが小さい箇所を透過することになる。これらの結果、透過光線の波面の乱れが生じにくく、これによって、光学特性、すなわちビームスポット径の劣化を低減できる。
As shown in FIG. 4, when the
図5乃至図7は、図3,図4のプラスチックレンズ1を用いた光走査装置の一例を示す図である。図5乃至図7において、20は光偏向器(ポリゴンミラー)であり、図5乃至図7のいずれも、図3,図4のプラスチックレンズ1を2個用いた場合(2つのプラスチックレンズ1a,1bを用いた場合)が示されているが、図5では、2つのプラスチックレンズ1a,1bのいずれも、不完全転写部2が上側となるように配置され、また、図6,図7では、プラスチックレンズ1aは不完全転写部2が上側となるように配置される一方、プラスチックレンズ1bは不完全転写部2が下側となるように配置されている。なお、後述のように、2つのプラスチックレンズ1a,1bのそれぞれには、光偏向器20からそれぞれ異なる色の光線が入射するようになっている。
5 to 7 are views showing an example of an optical scanning device using the plastic lens 1 shown in FIGS. 5 to 7,
図5乃至図7の光走査装置では、2つのプラスチックレンズ1a,1bに図3,図4のプラスチックレンズ1を用いているので、プラスチックレンズ1a,1b内でのビームスポット径の劣化を低減でき、高精度な光走査装置とすることができる。
In the optical scanning device of FIGS. 5 to 7, the plastic lens 1 of FIGS. 3 and 4 is used for the two
(第2の実施の形態)
図8は、第2の実施の形態のプラスチックレンズの構成例を示す図である。なお、図8において、図1,図2と対応する箇所には同じ符号を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the plastic lens according to the second embodiment. In FIG. 8, portions corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
図8を参照すると、この第2の実施の形態のプラスチックレンズ1は、光線入出射面(光線の入射面5、光線の出射面6)以外の2つの面7,8全体が光線透過方向(プラスチックレンズ1内での光線進行方向)4と平行に設けられ、2つの面7,8のうちの1つの面7に不完全転写部2が形成されている。
Referring to FIG. 8, in the plastic lens 1 of the second embodiment, the entire two
図8の構成では、図4の場合と同様に、光線透過方向4と不完全転写部2を有する面7とが平行であるので、プラスチックレンズ1内での光線透過の軌跡は、不完全転写部2を有する不完全転写面7から等距離であり、かつ、光線入射面5側あるいは光線出射面6側において(図8の例では光線入射面5側において)、光線と不完全転写部2との距離を近づけることができ(すなわち、図2に示した従来の構成に比べて、光線入射面5側,光線出射面6側のいずれにおいても、光線と不完全転写部2との距離を近づけることができ)、これによって、前記光線は、プラスチックレンズ1内において内部歪みが均一で且つ内部歪みが小さい箇所を透過することになる。これらの結果、透過光線の波面の乱れが生じにくく、これによって、光学特性、すなわちビームスポット径の劣化を低減できる。
In the configuration of FIG. 8, as in the case of FIG. 4, the
さらに、図8の構成では、2つの面7,8全体が光線透過方向(プラスチックレンズ1内での光線進行方向)4と平行に設けられているので、複数個のプラスチックレンズ1の積層が容易となり、複数個のプラスチックレンズ1を積層した場合、全体の厚さを薄くすることができ、小型化を図ることができる。
Further, in the configuration of FIG. 8, the entire two
図9は、図8のプラスチックレンズ1を用いた光走査装置の一例を示す図である。図9において、20a,20bは光偏向器(ポリゴンミラー)であり、図9では、図8のプラスチックレンズ1を4個用いた場合(4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dを用いた場合)が示されている。すなわち、図9の例では、2つの光偏向器(ポリゴンミラー)20a,20bが積層され、2つのプラスチックレンズ1a,1cが積層され、2つのプラスチックレンズ1b,1dが積層されており、後述のように、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dのそれぞれには、2つの光偏向器20a,20bからそれぞれ異なる色(C,M,Y,K)の光線が入射するようになっている。
FIG. 9 is a diagram showing an example of an optical scanning device using the plastic lens 1 of FIG. 9, 20a and 20b are optical deflectors (polygon mirrors). In FIG. 9, when four plastic lenses 1 of FIG. 8 are used (when four
図9の光走査装置では、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dに図8のプラスチックレンズ1を用いているので、プラスチックレンズ1a,1b,1c,1d内でのビームスポット径の劣化を低減でき、高精度な光走査装置とすることができる。さらに、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dに図8のプラスチックレンズ1を用いていることで、これらを積層した場合にも、全体の厚さを薄くすることができ、小型化を図ることができる。
In the optical scanning device of FIG. 9, since the plastic lens 1 of FIG. 8 is used for the four
(第3の実施の形態)
図10は、第3の実施の形態のプラスチックレンズの構成例を示す図である。なお、図10において、図1,図2と対応する箇所には同じ符号を付している。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the plastic lens according to the third embodiment. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIGS.
図10を参照すると、この第3の実施の形態のプラスチックレンズ1は、光線入出射面(光線の入射面5、光線の出射面6)以外の2つの面7,8全体が光線透過方向(プラスチックレンズ1内での光線進行方向)4と平行に設けられ、2つの面7,8の両方に不完全転写部2a,2bが形成されている。
Referring to FIG. 10, in the plastic lens 1 of the third embodiment, the entire two
図10の構成では、光線透過方向4と不完全転写部部2a,2bを有する面7,8とが平行であるので、プラスチックレンズ1内での光線透過の軌跡は、不完全転写部2a,2bを有する不完全転写面7,8から等距離であり、かつ、光線入射面5側と光線出射面6側との両方において、光線と不完全転写部部2a,2bとの距離を近づけることができ(すなわち、図2に示した従来の構成に比べて、光線入射面5側,光線出射面6側のいずれにおいても、光線と不完全転写部部2a,2bとの距離を近づけることができ)、これによって、前記光線は、プラスチックレンズ1内において内部歪みが均一で且つ内部歪みが小さい箇所を透過することになる。これらの結果、透過光線の波面の乱れが生じにくく、それによって光学特性、すなわちビームスポット径の劣化を低減できる。
In the configuration of FIG. 10, since the
さらに、図10の構成では、2つの面7,8全体が光線透過方向(プラスチックレンズ1内での光線進行方向)4と平行に設けられているので、複数個のプラスチックレンズ1の積層が容易となり、複数個のプラスチックレンズ1を積層した場合、全体の厚さを薄くすることができ、小型化を図ることができる。さらに、図10の構成では、図8の場合と比べ、面8にも不完全転写部を設けることで、面8側の領域においても内部歪みを低減することができ、より一層光学特性の劣化を低減できる。すなわち、図8の場合、レンズ中央より面8側の領域(面7からの距離が遠い領域)において内部歪みが大きくなり、光学特性(ビームスポット径)の劣化を生じてしまうが、図10のように、面8にも不完全転写部を設けることで、面8側の領域においても内部歪みを低減することができ、光学特性の劣化をより一層低減できる。
Further, in the configuration of FIG. 10, the entire two
図11は、図10のプラスチックレンズ1を用いた光走査装置の一例を示す図である。図11において、20a,20bは光偏向器(ポリゴンミラー)であり、図11では、図10のプラスチックレンズ1を4個用いた場合(4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dを用いた場合)が示されている。すなわち、図11の例では、2つの光偏向器(ポリゴンミラー)20a,20bが積層され、2つのプラスチックレンズ1a,1cが積層され、2つのプラスチックレンズ1b,1dが積層されており、後述のように、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dのそれぞれには、2つの光偏向器20a,20bからそれぞれ異なる色(C,M,Y,K)の光線が入射するようになっている。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an optical scanning device using the plastic lens 1 of FIG. In FIG. 11,
図11の光走査装置では、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dに図10のプラスチックレンズ1を用いているので、プラスチックレンズ1a,1b,1c,1d内でのビームスポット径の劣化を低減でき、高精度な光走査装置とすることができる。さらに、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dに図10のプラスチックレンズ1を用いていることで、これらを積層した場合にも、全体の厚さを薄くすることができ、小型化を図ることができる。
In the optical scanning device of FIG. 11, since the plastic lens 1 of FIG. 10 is used for the four
(第4の実施の形態)
図12,図13は、第4の実施の形態のプラスチックレンズの構成例を示す図であり、図12は斜視図、図13は図12のA−A線における断面図である。なお、図12,図13において、図1,図2と対応する箇所には同じ符号を付している。
(Fourth embodiment)
12 and 13 are diagrams showing a configuration example of the plastic lens according to the fourth embodiment. FIG. 12 is a perspective view, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 12 and 13, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIGS. 1 and 2.
図12,図13を参照すると、この第4の実施の形態のプラスチックレンズ1は、光線入出射面(光線の入射面5、光線の出射面6)以外の面7,8のうちの1つの面7の一部の面部分9が光線透過方向(プラスチックレンズ1内での光線進行方向)4と平行に設けられ、その面部分9に不完全転写部2が形成されている。
Referring to FIGS. 12 and 13, the plastic lens 1 of the fourth embodiment is one of the
図13に示すように、光線透過方向4と不完全転写部2を有する面部分9とが平行な場合、プラスチックレンズ1内での光線透過の軌跡は、不完全転写部2を有する不完全転写面9から等距離であり、かつ、光線入射面5側あるいは光線出射面6側において(図13の例では光線入射面5側において)、光線と不完全転写部2との距離を近づけることができ(すなわち、図2に示した従来の構成に比べて、光線入射面5側,光線出射面6側のいずれにおいても、光線と不完全転写部2との距離を近づけることができ)、これによって、前記光線は、プラスチックレンズ1内において内部歪みが均一で且つ内部歪みが小さい箇所を透過することになる。これらの結果、透過光線の波面の乱れが生じにくく、これによって、光学特性、すなわちビームスポット径の劣化を低減できる。
As shown in FIG. 13, when the
図14乃至図16は、図12,図13のプラスチックレンズ1を用いた光走査装置の一例を示す図である。図14乃至図16において、20a,20bは光偏向器(ポリゴンミラー)であり、図14乃至図16では、図12,図13のプラスチックレンズ1を4個用いた場合(4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dを用いた場合)が示されている。すなわち、図14乃至図16のいずれの例でも、2つの光偏向器(ポリゴンミラー)20a,20bが積層され、2つのプラスチックレンズ1a,1cが積層され、2つのプラスチックレンズ1b,1dが積層されており、後述のように、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dのそれぞれには、2つの光偏向器20a,20bからそれぞれ異なる色(C,M,Y,K)の光線が入射するようになっている。
14 to 16 are views showing an example of an optical scanning device using the plastic lens 1 shown in FIGS. 14 to 16,
このように、図14乃至図16のいずれも、図12,図13のプラスチックレンズ1を4個用いた場合(4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dを用いた場合)が示されているが、図14では、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dのいずれも、不完全転写部2が上側となるように配置され、また、図15,図16では、プラスチックレンズ1a,1cは不完全転写部2が上側となるように配置される一方、プラスチックレンズ1b,1dは不完全転写部2が下側となるように配置されている。
As described above, each of FIGS. 14 to 16 shows a case where four plastic lenses 1 of FIGS. 12 and 13 are used (when four
図14乃至図16の光走査装置では、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dに図12,図13のプラスチックレンズ1を用いているので、プラスチックレンズ1a,1b,1c,1d内でのビームスポット径の劣化を低減でき、高精度な光走査装置とすることができる。
In the optical scanning device shown in FIGS. 14 to 16, the plastic lens 1 shown in FIGS. 12 and 13 is used for the four
(第5の実施の形態)
図17は、第5の実施の形態のプラスチックレンズの構成例を示す図である。なお、図17において、図1,図2と対応する箇所には同じ符号を付している。
(Fifth embodiment)
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a plastic lens according to the fifth embodiment. In FIG. 17, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIGS.
図17を参照すると、この第5の実施の形態のプラスチックレンズ1は、光線入出射面(光線の入射面5、光線の出射面6)以外の2つの面7,8の一部の面部分9,10が光線透過方向(プラスチックレンズ1内での光線進行方向)4と平行に設けられ、2つの面部分9,10の両方に不完全転写部2a,2bが形成されている。
Referring to FIG. 17, the plastic lens 1 of the fifth embodiment is a partial surface portion of two
図17の構成では、光線透過方向4と不完全転写部部2a,2bを有する面部分9,10とが平行であるので、プラスチックレンズ1内での光線透過の軌跡は、不完全転写部2a,2bを有する不完全転写面9,10から等距離であり、かつ、光線入射面5側と光線出射面6側との両方において、光線と不完全転写部部2a,2bとの距離を近づけることができ(すなわち、図2に示した従来の構成に比べて、光線入射面5側,光線出射面6側のいずれにおいても、光線と不完全転写部部2a,2bとの距離を近づけることができ)、これによって、前記光線は、プラスチックレンズ1内において内部歪みが均一で且つ内部歪みが小さい箇所を透過することになる。これらの結果、透過光線の波面の乱れが生じにくく、それによって光学特性、すなわちビームスポット径の劣化を低減できる。さらに、図17の構成では、面部分10にも不完全転写部を設けることで、面部分10側の領域においても内部歪みを低減することができ、より一層光学特性の劣化を低減できる。
In the configuration of FIG. 17, since the
図18は、図17のプラスチックレンズ1を用いた光走査装置の一例を示す図である。図18において、20a,20bは光偏向器(ポリゴンミラー)であり、図18では、図17のプラスチックレンズ1を4個用いた場合(4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dを用いた場合)が示されている。すなわち、図18の例では、2つの光偏向器(ポリゴンミラー)20a,20bが積層され、2つのプラスチックレンズ1a,1cが積層され、2つのプラスチックレンズ1b,1dが積層されており、後述のように、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dのそれぞれには、2つの光偏向器20a,20bからそれぞれ異なる色(C,M,Y,K)の光線が入射するようになっている。
FIG. 18 is a diagram showing an example of an optical scanning device using the plastic lens 1 of FIG. 18, 20a and 20b are optical deflectors (polygon mirrors). In FIG. 18, when four plastic lenses 1 of FIG. 17 are used (when four
図18の光走査装置では、4つのプラスチックレンズ1a,1b,1c,1dに図17のプラスチックレンズ1を用いているので、プラスチックレンズ1a,1b,1c,1d内でのビームスポット径の劣化を低減でき、高精度な光走査装置とすることができる。
In the optical scanning device of FIG. 18, since the plastic lens 1 of FIG. 17 is used for the four
なお、本発明において、プラスチックレンズ1の光線入射面5,光線出射面6は、任意の形状のものにすることができる。上述した各実施の形態の例では、プラスチックレンズ1の光線入射面5と光線出射面6とは、ほぼ同じ曲率の凸状形状のものとなっているが、これらを任意の形状(例えば、互いに異なる形状)のものにすることができる。具体的に、図8の場合を例に取ると、例えば、図19(a)に示すように、プラスチックレンズ1の光線入射面5,光線出射面6を、違う曲率の凸状形状のものとすることもできるし、図19(b)に示すように、プラスチックレンズ1の例えば光線入射面5を、平面形状のものとすることもできるし、図19(c)に示すように、プラスチックレンズ1の例えば光線入射面5を、凹状形状のものとすることなどもできる。
In the present invention, the
図20(a),(b)は本発明が適用された光走査装置の構成例を示す図であり、図20(a)は概略上面図、図20(b)は概略側面図である。ここで、71,72,73,74はそれぞれC,M,Y,Kの各色の光源(半導体レーザ)、75,76は各光源71,72,73,74から出射された光線をそれぞれ偏向する光偏向器(ポリゴンミラー)、81,82,83,84はC,M,Y,Kの各色の光線にそれぞれ対応したfθレンズ、85,86,87,88はC,M,Y,Kの各色の光線にそれぞれ対応した長尺形状レンズ、91,92,93,94はC,M,Y,Kの各色の光線にそれぞれ対応した被走査面(感光体)である。なお、図20(a),(b)の例では、fθレンズ81,82,83,84、長尺形状レンズ85,86,87,88により、結像光学系が構成されている。
20A and 20B are diagrams showing a configuration example of an optical scanning device to which the present invention is applied. FIG. 20A is a schematic top view, and FIG. 20B is a schematic side view. Here, 71, 72, 73, and 74 are light sources (semiconductor lasers) of C, M, Y, and K, respectively, and 75 and 76 deflect light beams emitted from the light sources 71, 72, 73, and 74, respectively. Optical deflectors (polygon mirrors), 81, 82, 83, and 84 are fθ lenses corresponding to C, M, Y, and K light beams, and 85, 86, 87, and 88 are C, M, Y, and K lenses, respectively.
このような構成の光走査装置では、各光源71,72,73,74から出射されたC,M,Y,Kの各色の光線を光偏向器(ポリゴンミラー)75,76でそれぞれ偏向して、fθレンズ81,82,83,84、長尺形状レンズ85,86,87,88などからなる結像光学系に入射させる。そして、結像光学系からの各色の光線をそれぞれミラーを介して被走査面(感光体)91,92,93,94に入射させ、被走査面(感光体)91,92,93,94上に結像させることができる。
In the optical scanning device having such a configuration, light beams of C, M, Y, and K emitted from the light sources 71, 72, 73, and 74 are deflected by optical deflectors (polygon mirrors) 75 and 76, respectively. ,
このような構成の光走査装置において、本発明は、例えばfθレンズ81,82,83,84に適用され(上述した本発明のプラスチックレンズ1は、例えばfθレンズ81,82,83,84に用いられ)、これにより、不完全転写部を有するfθレンズ81,82,83,84の光軸に対して光線が斜めにfθレンズ81,82,83,84を透過する場合に、ビームスポット径が劣化するのを有効に防止し、光学特性の劣化を低減することが可能となる。なお、本発明は、長尺形状レンズ85,86,87,88にも適用でき(上述した本発明のプラスチックレンズ1を長尺形状レンズ85,86,87,88に用いることもでき、)この場合にも、不完全転写部を有する長尺形状レンズ85,86,87,88の光軸に対して光線が斜めに長尺形状レンズ85,86,87,88を透過するときに、ビームスポット径が劣化するのを有効に防止し、光学特性の劣化を低減することが可能となる。
In the optical scanning apparatus having such a configuration, the present invention is applied to, for example, the
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、さらには、これらのうち少なくとも1つを備えた複合機等に利用可能である。
The present invention can be used for a copying machine, a printer, a facsimile machine, a plotter, and a multifunction machine provided with at least one of them.
1 プラスチックレンズ
2 不完全転写部
3 光軸
4 光線透過方向(プラスチックレンズ1内での光線進行方向)
5 光線の入射面
6 光線の出射面
7,8 光線入出射面5,6以外の面
9,10 面7,8の一部の面部分
20 光偏向器(ポリゴンミラー)
71,72,73,74 各色の光源(半導体レーザ)
75,76 光偏向器(ポリゴンミラー)
81,82,83,84 fθレンズ
85,86,87,88 長尺形状レンズ
91,92,93,94 被走査面(感光体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
5
71, 72, 73, 74 Light source of each color (semiconductor laser)
75,76 Optical deflector (polygon mirror)
81, 82, 83, 84
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