JP4706131B2 - Scanning optical system lens - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタなどの画像形成装置に用いられると好適な走査光学系用レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速印刷を達成するものとして、レーザプリンタが知られている。一般的なレーザプリンタにおいて、半導体レーザから出射したレーザビームは、ポリゴンミラーの反射面に照射され、その回転により偏向走査されながら、ｆθレンズで集光され、感光体層を形成したドラム上に同一ビームスポットを形成するようになっている。
【０００３】
従って、ｆθレンズには、ポリゴンミラーによって反射された光束が、広範囲に走査されるため、高画質な画像を形成するためには、初期形状はもとより、環境変化に応じた歪みなど極力排除することが必要となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ｆθレンズを樹脂材料から形成すれば、安価に大量生産が可能となる。しかしながら、ｆθレンズを樹脂材料から形成した場合、樹脂の吸水により屈折率が変化するという問題がある。これに対し、ある種のポリオレフィン系の樹脂材料を用いると、吸水率を極端に小さく抑えることができることが判っている。
【０００５】
しかるに、樹脂材料の吸水率を低く抑えることができたとしても、環境温度変化による熱膨張などに基づく変化や、レンズ成形時に発生するレンズ内歪の影響は無視できないという実情がある。特に、ｆθレンズには、副走査方向の側面中央に、位置決めのための突起などを設けることが一般的に行われており、この突起の大きさ、形状によっては、熱膨張に基づく変形時にｆθレンズの歪みが大きくなったり、レンズ成形時に発生するレンズ内部歪の影響が大きくなったりすることが判った。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、熱膨張による変形や、レンズ成形時に発生するレンズ内部歪を抑制し、高画質な画像の形成に貢献できる走査光学系用レンズを提供することを目的とする。
【０００７】
第１の本発明の走査光学系レンズは、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たす樹脂材料からなる走査光学系用レンズであって、
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
（好ましくは、０＜Ｐｃ＜２×１０Ｅ−１３）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
前記走査光学系用レンズは、
レンズ部と、
前記レンズ部の少なくとも副走査方向の側面に形成されたフランジ部と、
前記フランジ部の副走査方向の側面に設けられた少なくとも一つの突起とを有し、
前記フランジ部の光軸方向の厚さは、前記レンズ部の光軸方向の厚さより薄く、
前記突起の光軸方向の厚さは、前記フランジ部の光軸方向の厚さよりも薄く、
前記突起が形成された前記フランジ部の側面と、前記走査光学系用レンズを通過する光線の有効範囲との距離ＨＨは、以下の式を満たす。
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
前記突起が形成されることによる、前記走査光学系用レンズの熱膨張時およびレンズ成形時のひずみを抑制し、それにより環境変化に関わらず収差などを抑えることができるため、かかる走査光学系用レンズを用いることにより、高画質な画像を形成することができる。尚、前記走査光学用レンズの側面といった場合、側面にフランジが形成されているときには、かかるフランジの側面を含むものとする。又、「前記走査光学系用レンズを通過する光線」とは、前記走査光学系用レンズを組みこんだ機器（例えばレーザプリンタなど）において、その動作時に光源からの光束が走査される範囲をいうものとする。更に、本明細書において、１０のべき乗数（例えば ４×１０-13）を、Ｅ（例えば ４×Ｅ−１３）を用いて表すものとする。
【０００８】
更に、前記突起が、主走査方向の前記光線の有効範囲全体にわたって形成されていると、前記走査光学系用レンズの熱膨張時およびレンズ成形時のひずみを、より抑制できる。
【０００９】
又、前記突起の光軸直交方向の幅が、前記距離ＨＨ以下であると、前記走査光学系用レンズの熱膨張時およびレンズ成形時のひずみを、より抑制できる。前記突起の幅とは、前記突起が複数ある場合、各々の幅の合計をいうものとする。
【００１０】
更に、前記走査光学系用レンズの光軸方向の厚さをＤとしたときに、前記突起の光軸方向の長さｂが、以下の式を満たすと、前記走査光学系用レンズの熱膨張時およびレンズ成形時のひずみを、より抑制できる。
０＜ｂ＜Ｄ／３ （４）
【００１１】
第２の本発明の走査光学系レンズは、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たす樹脂材料からなる走査光学系用レンズであって、
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
（好ましくは、０＜Ｐｃ＜２×１０Ｅ−１３）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
前記走査光学系用レンズは、
レンズ部と、
前記レンズ部の少なくとも副走査方向の側面に形成されたフランジ部と、
前記フランジ部の副走査方向の側面に設けられた少なくとも一つの凹みとを有し、
前記フランジ部の光軸方向の厚さは、前記レンズ部の光軸方向の厚さより薄く、
前記凹みの光軸方向の厚さは、前記フランジ部の光軸方向の厚さよりも薄く、
前記凹みの底部と、前記走査光学系用レンズを通過する光線の有効範囲との距離ＨＨは、以下の式を満たす。
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
前記突起が形成されることによる、前記走査光学系用レンズの熱膨張時およびレンズ成形時のひずみを抑制し、それにより環境変化に関わらず収差などを抑えることができるため、かかる走査光学系用レンズを用いることにより、高画質な画像を形成することができる。尚、前記走査光学用レンズの側面といった場合、側面にフランジが形成されているときには、かかるフランジの側面を含むものとする。又、「前記走査光学系用レンズを通過する光線」とは、前記走査光学系用レンズを組みこんだ機器（例えばレーザプリンタなど）において、その動作時に光源からの光束が走査される範囲をいうものとする。更に、本明細書において、１０のべき乗数（例えば ４×１０-13）を、Ｅ（例えば ４×Ｅ−１３）を用いて表すものとする。
【００１２】
更に、前記凹みが、主走査方向の前記光線の有効範囲全体にわたって形成されていると、前記走査光学系用レンズの熱膨張時およびレンズ成形時のひずみを、より抑制できる。
【００１３】
又、前記凹みの光軸直交方向の幅が、前記距離ＨＨ以下であると、前記走査光学系用レンズの熱膨張時およびレンズ成形時のひずみを、より抑制できる。前記凹みの幅とは、前記凹みが複数ある場合、各々の幅の合計をいうものとする。
【００１４】
更に、前記走査光学系用レンズの光軸方向の厚さをＤとしたときに、前記凹みの光軸方向の長さｂが、以下の式を満たすと、前記走査光学系用レンズの熱膨張時およびレンズ成形時のひずみを、より抑制できる。
０＜ｂ＜Ｄ／３ （８）
【００１５】
又、前記樹脂材料がポリオレフィン系樹脂を含むと、吸水率を低く抑えることができるので好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を参照して本発明を説明する。図１は、本実施の形態にかかる、レーザプリンタの走査光学系１００の概略構成を示す斜視図である。半導体レーザ１０１は、不図示の光学系制御部に制御されレーザビームを出射する。半導体レーザ１０１から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ１０２により概略平行光にされ、ポリゴンミラー１０４の反射面に対して副走査方向に結像させるシリンドリカルレンズ１０３を通過して、そのポリゴンミラー１０４で反射し、更に一対のｆθレンズ１０５，１０により集光されて、感光体ドラム１０６の表面にスポット光を結像するようになっている。かかるレーザプリンタにおいては、半導体レーザ１０１への駆動電流のオン／オフ変調による発光の断続と、ポリゴンミラー１０４の等速回転による偏向走査と、感光体ドラム１０６の回転によって、画像が形成されるようになっている。駆動電流のオン／オフ変調は、不図示の光学系制御部により行われる。
【００１７】
図２は、上述した実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は底面図、図２（ｄ）は、図２（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ１０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
【００１８】
ｆθレンズ１０は、湾曲したレンズ部１１と、レンズ部１１の周辺に形成されたフランジ部１２と、フランジ部１２の一方の側面１２ａに形成された突起１３とを有している。突起１３は、ｆθレンズ１０の中央に配置され、光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。突起１３は、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部１１を通過する光線の有効範囲（ここでは半導体レーザ１０１のレーザビームの走査範囲、以下同じ）Ａは、図２（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００１９】
ここで、光線の有効範囲Ａと側面１２ａとの間の距離ＨＨは、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
環境温度変化によりｆθレンズ１０に熱膨張が生じたような場合でも、突起１３が存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、突起１３の光軸直交方向の幅ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ１０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、突起１３の光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （４）
突起１３が存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００２０】
図３は、第２の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は底面図、図３（ｄ）は、図３（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ２０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
【００２１】
ｆθレンズ２０は、湾曲したレンズ部２１と、レンズ部２１の周辺に形成されたフランジ部２２と、フランジ部２２の一方の側面２２ａに形成された一対の突起２３ａ、２３ｂとを有している。突起２３ａ、２３ｂは、ｆθレンズ２０の中央を挟んで等距離に配置され、それぞれ光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。突起２３ａ、２３ｂは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部２１を通過する光線の有効範囲Ａは、図３（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００２２】
ここで、光線の有効範囲Ａと側面２２ａとの間の距離ＨＨは、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
環境温度変化によりｆθレンズ２０に熱膨張が生じたような場合でも、突起２３ａ、２３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、突起２３ａ、２３ｂの光軸直交方向の合計幅２ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ２０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、突起２３ａ、２３ｂの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （４）
突起２３ａ、２３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００２３】
図４は、第３の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は底面図、図４（ｄ）は、図４（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ３０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （５）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （６）
【００２４】
ｆθレンズ３０は、湾曲したレンズ部３１と、レンズ部３１の周辺に形成されたフランジ部３２と、フランジ部３２の一方の側面３２ａに形成された凹み３３とを有している。凹み３３は、ｆθレンズ３０の中央に配置され、光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。凹み３３は、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部３１を通過する光線の有効範囲Ａは、図４（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００２５】
ここで、光線の有効範囲Ａと凹み３３の底部の間の距離ＨＨは、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （７）
環境温度変化によりｆθレンズ３０に熱膨張が生じたような場合でも、凹み３３が存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、凹み３３の光軸直交方向の幅ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ３０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、凹み３３の光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （８）
凹み３３が存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００２６】
図５は、第４の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は側面図、図５（ｃ）は底面図、図５（ｄ）は、図５（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ４０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （５）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （６）
【００２７】
ｆθレンズ４０は、湾曲したレンズ部４１と、レンズ部４１の周辺に形成されたフランジ部４２と、フランジ部４２の一方の側面４２ａに形成された一対の凹み４３ａ、４３ｂとを有している。凹み４３ａ、４３ｂは、ｆθレンズ４０の中央を挟んで等距離に配置され、それぞれ光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。凹み４３ａ、４３ｂは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部４１を通過する光線の有効範囲Ａは、図５（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００２８】
ここで、光線の有効範囲Ａと凹み４３ａ、４３ｂの底部の間の距離ＨＨは、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （７）
環境温度変化によりｆθレンズ４０に熱膨張が生じたような場合でも、凹み４３ａ、４３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、凹み４３ａ、４３ｂの光軸直交方向の合計幅２ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ４０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、凹み４３ａ、４３ｂの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （８）
凹み４３ａ、４３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００２９】
図６は、第５の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は側面図、図６（ｃ）は底面図、図６（ｄ）は、図６（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ５０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
【００３０】
ｆθレンズ５０は、湾曲したレンズ部５１と、レンズ部５１の光軸直交方向両側のみに形成されたフランジ部５２と、レンズ部５１の一方の側面５１ａに形成された突起５３とを有している。突起５３は、ｆθレンズ５０の中央に配置され、光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。突起５３は、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部５１を通過する光線の有効範囲Ａは、図６（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００３１】
ここで、光線の有効範囲Ａと側面５１ａとの間の距離ＨＨは、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
環境温度変化によりｆθレンズ５０に熱膨張が生じたような場合でも、突起５３が存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、突起５３の光軸直交方向の幅ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ５０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、突起５３の光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （４）
突起５３が存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００３２】
図７は、第６の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は側面図、図７（ｃ）は底面図、図７（ｄ）は、図７（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ６０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
【００３３】
ｆθレンズ６０は、湾曲したレンズ部６１と、レンズ部６１の光軸直交方向両側のみに形成されたフランジ部６２と、レンズ部６１の一方の側面６１ａに形成された一対の突起６３ａ、６３ｂとを有している。突起６３ａ、６３ｂは、ｆθレンズ６０の中央を挟んで等距離に配置され、それぞれ光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。突起６３ａ、６３ｂは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部６１を通過する光線の有効範囲Ａは、図７（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００３４】
ここで、光線の有効範囲Ａと側面６１ａとの間の距離ＨＨは、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
環境温度変化によりｆθレンズ６０に熱膨張が生じたような場合でも、突起６３ａ、６３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、突起６３ａ、６３ｂの光軸直交方向の合計幅２ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ６０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、突起６３ａ、６３ｂの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （４）
突起６３ａ、６３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００３５】
図８は、第７の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は側面図、図８（ｃ）は底面図、図８（ｄ）は、図８（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ７０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （５）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （６）
【００３６】
ｆθレンズ７０は、湾曲したレンズ部７１と、レンズ部７１の光軸直交方向両側のみに形成されたフランジ部７２と、レンズ部７１の一方の側面７１ａに形成された凹み７３とを有している。凹み７３は、ｆθレンズ７０の中央に配置され、光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。凹み７３は、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部７１を通過する光線の有効範囲Ａは、図８（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００３７】
ここで、光線の有効範囲Ａと凹み７３の底部の間の距離ＨＨは、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （７）
環境温度変化によりｆθレンズ７０に熱膨張が生じたような場合でも、凹み７３が存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、凹み７３の光軸直交方向の幅ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ７０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、凹み７３の光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （８）
凹み７３が存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００３８】
図９は、第８の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）は側面図、図９（ｃ）は底面図、図９（ｄ）は、図９（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ８０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （５）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （６）
【００３９】
ｆθレンズ８０は、湾曲したレンズ部８１と、レンズ部８１の光軸直交方向両側のみに形成されたフランジ部８２と、レンズ部８１の一方の側面８１ａに形成された一対の凹み８３ａ、８３ｂとを有している。凹み８３ａ、８３ｂは、ｆθレンズ８０の中央を挟んで等距離に配置され、それぞれ光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。凹み８３ａ、８３ｂは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部８１を通過する光線の有効範囲Ａは、図９（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００４０】
ここで、光線の有効範囲Ａと凹み８３ａ、８３ｂの底部の間の距離ＨＨは、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （７）
環境温度変化によりｆθレンズ８０に熱膨張が生じたような場合でも、凹み８３ａ、８３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、凹み８３ａ、８３ｂの光軸直交方向の合計幅２ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ８０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、凹み８３ａ、８３ｂの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （８）
凹み８３ａ、８３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００４１】
図１０は、第９の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図１０（ａ）は上面図、図１０（ｂ）は側面図、図１０（ｃ）は底面図、図１０（ｄ）は、図１０（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ１１０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
【００４２】
ｆθレンズ１１０は、湾曲したレンズ部１１と、レンズ部１１の周辺に形成されたフランジ部１２と、フランジ部１２の両方の側面１２ａ、１２ｂにそれぞれ形成された突起１３ａ、１３ｂとを有している。突起１３ａ、１３ｂは、ｆθレンズ１１０の中央に配置され、それぞれ光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。突起１３ａ、１３ｂは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部１１を通過する光線の有効範囲Ａは、図１０（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００４３】
ここで、光線の有効範囲Ａと側面１２ａ、及び光線の有効範囲Ａと側面１２ｂとの間の距離ＨＨは互いに等しく（但し常に等しい必要はない、以降の実施の形態において同じ）、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
環境温度変化によりｆθレンズ１１０に熱膨張が生じたような場合でも、突起１３ａ、１３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、突起１３ａ、１３ｂの光軸直交方向の幅ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ１１０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、突起１３ａ、１３ｂの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （４）
突起１３ａ、１３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００４４】
図１１は、第１０の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は側面図、図１１（ｃ）は底面図、図１１（ｄ）は、図１１（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ１２０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
【００４５】
ｆθレンズ１２０は、湾曲したレンズ部２１と、レンズ部２１の周辺に形成されたフランジ部２２と、フランジ部２２の両方の側面２２ａ、２２ｂに形成された各一対の突起２３ａ、２３ｂ；２３ｃ、２３ｄとを有している。突起２３ａ、２３ｂ及び突起２３ｃ、２３ｄは、それぞれｆθレンズ１２０の中央を挟んで等距離に配置され、それぞれ光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。突起２３ａ、２３ｂ；２３ｃ、２３ｄは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部２１を通過する光線の有効範囲Ａは、図１１（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００４６】
ここで、光線の有効範囲Ａと側面２２ａ、及び光線の有効範囲Ａと側面２２ｂとの間の距離ＨＨは互いに等しく、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
環境温度変化によりｆθレンズ１２０に熱膨張が生じたような場合でも、突起２３ａ、２３ｂ；２３ｃ、２３ｄが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、突起２３ａ、２３ｂ；２３ｃ、２３ｄの光軸直交方向の各合計幅２ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ１２０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、突起２３ａ、２３ｂ；２３ｃ、２３ｄの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （４）
突起２３ａ、２３ｂ；２３ｃ、２３ｄが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００４７】
図１２は、第１１の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図１２（ａ）は上面図、図１２（ｂ）は側面図、図１２（ｃ）は底面図、図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ１３０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （５）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （６）
【００４８】
ｆθレンズ１３０は、湾曲したレンズ部３１と、レンズ部３１の周辺に形成されたフランジ部３２と、フランジ部３２の両方の側面３２ａ、３２ｂにそれぞれ形成された凹み３３ａ、３３ｂとを有している。凹み３３ａ、３３ｂは、ｆθレンズ１３０の中央に配置され、光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。凹み３３ａ、３３ｂは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部３１を通過する光線の有効範囲Ａは、図１２（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００４９】
ここで、光線の有効範囲Ａと凹み３３ａの底部、及び光線の有効範囲Ａと凹み３３ｂの底部の間の距離ＨＨは互いに等しく、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （７）
環境温度変化によりｆθレンズ１３０に熱膨張が生じたような場合でも、凹み３３ａ、３３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、凹み３３ａ、３３ｂの光軸直交方向の幅ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ１３０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、凹み３３ａ、３３ｂの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （８）
凹み３３ａ、３３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００５０】
図１３は、第１２の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図１３（ａ）は上面図、図１３（ｂ）は側面図、図１３（ｃ）は底面図、図１３（ｄ）は、図１３（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ１４０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （５）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （６）
【００５１】
ｆθレンズ１４０は、湾曲したレンズ部４１と、レンズ部４１の周辺に形成されたフランジ部４２と、フランジ部４２の両方の側面４２ａ、４２ｂにそれぞれ形成された各一対の凹み４３ａ、４３ｂ；４３ｃ、４３ｄとを有している。凹み４３ａ、４３ｂ及び凹み４３ｃ、４３ｄは、それぞれｆθレンズ１４０の中央を挟んで等距離に配置され、それぞれ光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。凹み４３ａ、４３ｂ；４３ｃ、４３ｄは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部４１を通過する光線の有効範囲Ａは、図１３（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００５２】
ここで、光線の有効範囲Ａと凹み４３ａ、４３ｂの底部、及び光線の有効範囲Ａと凹み４３ｃ、４３ｄの底部の間の距離ＨＨは互いに等しく、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （７）
環境温度変化によりｆθレンズ１４０に熱膨張が生じたような場合でも、凹み４３ａ、４３ｂ；４３ｃ、４３ｄが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、凹み４３ａ、４３ｂ；４３ｃ、４３ｄの光軸直交方向の各合計幅２ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ１４０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、凹み４３ａ、４３ｂ；４３ｃ、４３ｄの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （８）
凹み４３ａ、４３ｂ；４３ｃ、４３ｄが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００５３】
図１４は、第１３の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図１４（ａ）は上面図、図１４（ｂ）は側面図、図１４（ｃ）は底面図、図１４（ｄ）は、図１４（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ１５０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
【００５４】
ｆθレンズ１５０は、湾曲したレンズ部５１と、レンズ部５１の光軸直交方向両側のみに形成されたフランジ部５２と、レンズ部５１の両方の側面５１ａ、５１ｂにそれぞれ形成された突起５３ａ、５３ｂとを有している。突起５３ａ、５３ｂは、ｆθレンズ１５０の中央に配置され、光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。突起５３ａ、５３ｂは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部５１を通過する光線の有効範囲Ａは、図１４（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００５５】
ここで、光線の有効範囲Ａと側面５１ａ、及び光線友好範囲Ａと側面５１ｂとの間の距離ＨＨは互いに等しく、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
環境温度変化によりｆθレンズ１５０に熱膨張が生じたような場合でも、突起５３ａ、５３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、突起５３ａ、５３ｂの光軸直交方向の幅ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ１５０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、突起５３ａ、５３ｂの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （４）
突起５３ａ、５３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００５６】
図１５は、第１４の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図１５（ａ）は上面図、図１５（ｂ）は側面図、図１５（ｃ）は底面図、図１５（ｄ）は、図１５（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ１６０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （１）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （２）
【００５７】
ｆθレンズ１６０は、湾曲したレンズ部６１と、レンズ部６１の光軸直交方向両側のみに形成されたフランジ部６２と、レンズ部６１の両方の側面６１ａ、６１ｂにそれぞれ形成された各一対の突起６３ａ、６３ｂ；６３ｃ、６３ｄとを有している。突起６３ａ、６３ｂ及び突起６３ｃ、６３ｄは、それぞれｆθレンズ１６０の中央を挟んで等距離に配置され、それぞれ光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。突起６３ａ、６３ｂ；６３ｃ、６３ｄは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部６１を通過する光線の有効範囲Ａは、図１５（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００５８】
ここで、光線の有効範囲Ａと側面６１ａ、及び光線の有効範囲Ａと側面６１ｂとの間の距離ＨＨは互いに等しく、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （３）
環境温度変化によりｆθレンズ１６０に熱膨張が生じたような場合でも、突起６３ａ、６３ｂ；６３ｃ、６３ｄが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、突起６３ａ、６３ｂ；６３ｃ、６３ｄの光軸直交方向の各合計幅２ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ１６０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、突起６３ａ、６３ｂ；６３ｃ、６３ｄの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （４）
突起６３ａ、６３ｂ；６３ｃ、６３ｄが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００５９】
図１６は、第１５の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図１６（ａ）は上面図、図１６（ｂ）は側面図、図１６（ｃ）は底面図、図１６（ｄ）は、図１６（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ１７０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （５）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （６）
【００６０】
ｆθレンズ１７０は、湾曲したレンズ部７１と、レンズ部７１の光軸直交方向両側のみに形成されたフランジ部７２と、レンズ部７１の両方の側面７１ａ、７１ｂにそれぞれ形成された凹み７３ａ、７３ｂとを有している。凹み７３ａ、７３ｂは、ｆθレンズ１７０の中央に配置され、光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。凹み７３ａ、７３ｂは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部７１を通過する光線の有効範囲Ａは、図１６（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００６１】
ここで、光線の有効範囲Ａと凹み７３ａの底部、及び光線の有効範囲Ａと凹み７３ｂの底部の間の距離ＨＨは互いに等しく、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （７）
環境温度変化によりｆθレンズ１７０に熱膨張が生じたような場合でも、凹み７３ａ、７３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、凹み７３ａ、７３ｂの光軸直交方向の幅ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ１７０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、凹み７３ａ、７３ｂの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （８）
凹み７３ａ、７３ｂが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００６２】
図１７は、第１６の実施の形態に用いることができるｆθレンズを示す図であり、それぞれ、図１７（ａ）は上面図、図１７（ｂ）は側面図、図１７（ｃ）は底面図、図１７（ｄ）は、図１７（ｂ）の矢印Ｙ方向に見た図である。ｆθレンズ１８０は、光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たすポリオレフィン樹脂材料から形成されている。
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３ （５）
０％＜Ｈｃ＜０．１％ （６）
【００６３】
ｆθレンズ１８０は、湾曲したレンズ部８１と、レンズ部８１の光軸直交方向両側のみに形成されたフランジ部８２と、レンズ部８１の両方の側面８１ａ、８１ｂにそれぞれ形成された各一対の凹み８３ａ、８３ｂ；８３ｃ、８３ｄとを有している。凹み８３ａ、８３ｂ及び凹み８３ｃ、８３ｄは、それぞれｆθレンズ１８０の中央を挟んで等距離に配置され、それぞれ光軸方向の長さがｂ、光軸直交方向の幅がａとなっている。凹み８３ａ、８３ｂ；８３ｃ、８３ｄは、レーザプリンタに組み込む際に、位置決めとして用いるものである。又、レンズ部８１を通過する光線の有効範囲Ａは、図１７（ｃ）に一点鎖線で示している。
【００６４】
ここで、光線の有効範囲Ａと凹み８３ａ、８３ｂ、及び光線の有効範囲Ａと凹み８３ｃ、８３ｄの底部の間の距離ＨＨは互いに等しく、以下の式を満たすので、
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍ （７）
環境温度変化によりｆθレンズ１８０に熱膨張が生じたような場合でも、凹み８３ａ、８３ｂ；８３ｃ、８３ｄが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みを抑制することができるのである。尚、凹み８３ａ、８３ｂ；８３ｃ、８３ｄの光軸直交方向の各合計幅２ａは、距離ＨＨ以下であり、しかもｆθレンズ１８０の光軸方向の厚さをＤとしたときに、凹み８３ａ、８３ｂ；８３ｃ、８３ｄの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たしているので、
０＜ｂ＜Ｄ／３ （８）
凹み８３ａ、８３ｂ；８３ｃ、８３ｄが存在することにより生ずる光線の有効範囲Ａにおける歪みをより効果的に抑制することができる。
【００６５】
図１８は、以上のｆθレンズを用いることができる、別なレーザプリンタの走査光学系２００の概略構成を示す斜視図である。図１８において、半導体レーザ２０１は、不図示の光学系制御部に制御されレーザビームを出射する。半導体レーザ２０１から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ２０２により概略平行光にされ、ポリゴンミラー２０４の反射面に対して副走査方向に結像させるシリンドリカルレンズ２０３を通過して、そのポリゴンミラー２０４で反射し、更に一対のｆθレンズ１０’，２０５により集光されて、感光体ドラム２０６の表面にスポット光を結像するようになっている。かかるレーザプリンタにおいては、半導体レーザ２０１への駆動電流のオン／オフ変調による発光の断続と、ポリゴンミラー２０４の等速回転による偏向走査と、感光体ドラム２０６の回転によって、画像が形成されるようになっている。駆動電流のオン／オフ変調は、不図示の光学系制御部により行われる。
【００６６】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、突起もしくは凹みは、ｆθレンズの主走査方向における光線の有効範囲全体にわたっていても良い。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、熱膨張による変形や、レンズ成形時に発生するレンズ内部歪などを抑制し、高画質な画像の形成に貢献できる走査光学系用レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる、レーザプリンタの走査光学系１００の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図３】第２の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図４】第３の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図５】第４の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図６】第５の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図７】第６の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図８】第７の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図９】第８の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図１０】第９の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図１１】第１０の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図１２】第１１の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図１３】第１２の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図１４】第１３の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図１５】第１４の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図１６】第１５の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図１７】第１６の実施の形態にかかるｆθレンズを示す図である。
【図１８】別な実施の形態にかかる、レーザプリンタの走査光学系２００の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０ ｆθレンズ
１３，１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、５３，５３ａ、５３ｂ、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ 突起
３３，３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、７３，７３ａ、７３ｂ、８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ 凹み[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scanning optical system lens suitable for use in an image forming apparatus such as a printer.
[0002]
[Prior art]
Laser printers are known for achieving high-speed printing. In a general laser printer, a laser beam emitted from a semiconductor laser is irradiated on a reflecting surface of a polygon mirror, is deflected and scanned by its rotation, is collected by an fθ lens, and is the same on a drum on which a photosensitive layer is formed. A beam spot is formed.
[0003]
Therefore, since the light beam reflected by the polygon mirror is scanned over a wide range for the fθ lens, in order to form a high-quality image, not only the initial shape but also distortions according to environmental changes should be eliminated as much as possible. Is required.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the fθ lens is formed from a resin material, mass production is possible at a low cost. However, when the fθ lens is formed from a resin material, there is a problem that the refractive index changes due to water absorption of the resin. On the other hand, it has been found that the use of a certain type of polyolefin-based resin material makes it possible to keep the water absorption rate extremely low.
[0005]
However, even if the water absorption rate of the resin material can be suppressed to a low level, there is a situation in which changes due to thermal expansion due to environmental temperature changes and the effects of in-lens distortion generated during lens molding cannot be ignored. In particular, the fθ lens is generally provided with a protrusion for positioning at the center of the side surface in the sub-scanning direction, and depending on the size and shape of the protrusion, the fθ lens may be deformed during deformation based on thermal expansion. It has been found that the distortion of the lens increases and the influence of the internal distortion of the lens that occurs during lens molding increases.
[0006]
The present invention has been made in view of such problems, and provides a lens for a scanning optical system that can contribute to the formation of high-quality images by suppressing deformation due to thermal expansion and internal lens distortion that occurs during lens molding. The purpose is to do.
[0007]
  The scanning optical system lens according to the first aspect of the present invention is a scanning optical system lens made of a resin material having a photoelastic coefficient Pc and a water absorption rate Hc satisfying the following expressions:
  0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
(Preferably, 0 <Pc <2 × 10E-13)
  0% <Hc <0.1% (2)
  The scanning optical system lens is:
The lens part,
A flange portion formed on at least a side surface in the sub-scanning direction of the lens portion;
Of the flange portionOn the side in the sub-scanning directionProvidedAt least one protrusionWhenHave
The thickness of the flange portion in the optical axis direction is thinner than the thickness of the lens portion in the optical axis direction,
The thickness in the optical axis direction of the protrusion is thinner than the thickness in the optical axis direction of the flange portion,
SaidProtrusion formedOf the flange portionThe distance HH between the side surface and the effective range of the light beam passing through the scanning optical system lens satisfies the following expression..
  0.5mm <HH <3.0mm (3)
  Since the projection is formed, the distortion of the lens for scanning optical system at the time of thermal expansion and lens molding can be suppressed, and thereby aberration and the like can be suppressed regardless of environmental changes. By using the lens, a high-quality image can be formed. In the case of the side surface of the scanning optical lens, when the flange is formed on the side surface, the side surface of the flange is included. The “light beam passing through the scanning optical system lens” refers to a range in which a light beam from a light source is scanned during operation of a device (for example, a laser printer) incorporating the scanning optical system lens. Shall. Further, in the present specification, a power of 10 (for example, 4 × 10-13) Is expressed using E (for example, 4 × E-13).
[0008]
Furthermore, when the projection is formed over the entire effective range of the light beam in the main scanning direction, distortion during thermal expansion and lens molding of the scanning optical system lens can be further suppressed.
[0009]
In addition, when the width of the protrusion in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, distortion at the time of thermal expansion and lens molding of the scanning optical system lens can be further suppressed. When there are a plurality of the protrusions, the width of the protrusions means the sum of the widths of the protrusions.
[0010]
Further, when the thickness in the optical axis direction of the scanning optical system lens is D, and the length b of the projection in the optical axis direction satisfies the following equation, the thermal expansion of the scanning optical system lens Strain during molding and lens molding can be further suppressed.
0 <b <D / 3 (4)
[0011]
  The scanning optical system lens according to the second aspect of the present invention is a scanning optical system lens made of a resin material having a photoelastic coefficient Pc and a water absorption rate Hc satisfying the following expressions:
  0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
(Preferably, 0 <Pc <2 × 10E-13)
  0% <Hc <0.1% (2)
  The scanning optical system lens is:
The lens part,
A flange portion formed on at least a side surface in the sub-scanning direction of the lens portion;
Of the flange portionOn the side in the sub-scanning directionProvidedAt least one dentWhenHave
The thickness of the flange portion in the optical axis direction is thinner than the thickness of the lens portion in the optical axis direction,
The thickness in the optical axis direction of the recess is thinner than the thickness in the optical axis direction of the flange portion,
SaidThe distance HH between the bottom of the dent and the effective range of the light beam passing through the scanning optical system lens satisfies the following equation:.
  0.5mm <HH <3.0mm (3)
  Since the projection is formed, the distortion of the lens for scanning optical system at the time of thermal expansion and lens molding can be suppressed, and thereby aberration and the like can be suppressed regardless of environmental changes. By using the lens, a high-quality image can be formed. In the case of the side surface of the scanning optical lens, when the flange is formed on the side surface, the side surface of the flange is included. The “light beam passing through the scanning optical system lens” refers to a range in which a light beam from a light source is scanned during operation of a device (for example, a laser printer) incorporating the scanning optical system lens. Shall. Further, in the present specification, a power of 10 (for example, 4 × 10-13) Is expressed using E (for example, 4 × E-13).
[0012]
Furthermore, when the dent is formed over the entire effective range of the light beam in the main scanning direction, distortion during thermal expansion and lens molding of the scanning optical system lens can be further suppressed.
[0013]
In addition, when the width of the dent in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, distortion during thermal expansion and lens molding of the scanning optical system lens can be further suppressed. The width of the dent means the sum of the widths of the dents when there are a plurality of dents.
[0014]
Furthermore, when the thickness in the optical axis direction of the scanning optical system lens is D, the thermal expansion of the scanning optical system lens is obtained when the length b in the optical axis direction of the dent satisfies the following expression: Strain during molding and lens molding can be further suppressed.
0 <b <D / 3 (8)
[0015]
In addition, it is preferable that the resin material contains a polyolefin resin because the water absorption rate can be kept low.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning optical system 100 of a laser printer according to the present embodiment. The semiconductor laser 101 emits a laser beam under the control of an optical system controller (not shown). The laser beam emitted from the semiconductor laser 101 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 102, passes through the cylindrical lens 103 that forms an image in the sub-scanning direction with respect to the reflection surface of the polygon mirror 104, and is reflected by the polygon mirror 104. The light is reflected and further collected by a pair of fθ lenses 105 and 10, and spot light is imaged on the surface of the photosensitive drum 106. In such a laser printer, an image is formed by intermittent light emission due to on / off modulation of the drive current to the semiconductor laser 101, deflection scanning by constant speed rotation of the polygon mirror 104, and rotation of the photosensitive drum 106. It has become. On / off modulation of the drive current is performed by an optical system controller (not shown).
[0017]
2A and 2B are diagrams showing an fθ lens that can be used in the above-described embodiment. FIG. 2A is a top view, FIG. 2B is a side view, and FIG. 2C is a bottom view. FIG. 2D is a view seen in the direction of the arrow Y in FIG. The fθ lens 10 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
0% <Hc <0.1% (2)
[0018]
The fθ lens 10 includes a curved lens portion 11, a flange portion 12 formed around the lens portion 11, and a protrusion 13 formed on one side surface 12 a of the flange portion 12. The protrusion 13 is disposed at the center of the fθ lens 10 and has a length in the optical axis direction b and a width in the optical axis orthogonal direction. The protrusion 13 is used for positioning when incorporated in a laser printer. An effective range A of light rays passing through the lens unit 11 (here, the scanning range of the laser beam of the semiconductor laser 101; the same applies hereinafter) A is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0019]
Here, since the distance HH between the effective range A of the light beam and the side surface 12a satisfies the following expression,
0.5mm <HH <3.0mm (3)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 10 due to the environmental temperature change, the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusion 13 can be suppressed. The width a of the protrusion 13 in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and when the thickness of the fθ lens 10 in the optical axis direction is D, the length b of the protrusion 13 in the optical axis direction is Since the following equation is satisfied,
0 <b <D / 3 (4)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusion 13 can be more effectively suppressed.
[0020]
3A and 3B are diagrams showing an fθ lens that can be used in the second embodiment. FIG. 3A is a top view, FIG. 3B is a side view, and FIG. 3C is a bottom surface. FIG. 3 and FIG. 3D are views seen in the direction of arrow Y in FIG. The fθ lens 20 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
0% <Hc <0.1% (2)
[0021]
The fθ lens 20 includes a curved lens portion 21, a flange portion 22 formed around the lens portion 21, and a pair of protrusions 23 a and 23 b formed on one side surface 22 a of the flange portion 22. . The protrusions 23a and 23b are arranged equidistantly across the center of the fθ lens 20, and each has a length in the optical axis direction b and a width in the optical axis orthogonal direction. The protrusions 23a and 23b are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 21 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0022]
Here, since the distance HH between the effective range A of the light beam and the side surface 22a satisfies the following expression,
0.5mm <HH <3.0mm (3)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 20 due to the environmental temperature change, the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 23a and 23b can be suppressed. The total width 2a of the projections 23a and 23b in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and the thickness of the fθ lens 20 in the optical axis direction is D. Since the length b satisfies the following formula,
0 <b <D / 3 (4)
Distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 23a and 23b can be more effectively suppressed.
[0023]
FIG. 4 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the third embodiment. FIG. 4 (a) is a top view, FIG. 4 (b) is a side view, and FIG. 4 (c) is a bottom surface. FIG. 4D is a view seen in the direction of arrow Y in FIG. The fθ lens 30 is made of a polyolefin resin material that has a photoelastic coefficient Pc and a water absorption Hc that satisfy the following expressions.
0 <Pc <4 × 10E-13 (5)
0% <Hc <0.1% (6)
[0024]
The fθ lens 30 has a curved lens portion 31, a flange portion 32 formed around the lens portion 31, and a recess 33 formed on one side surface 32 a of the flange portion 32. The recess 33 is disposed at the center of the fθ lens 30 and has a length in the optical axis direction b and a width in the optical axis orthogonal direction. The recess 33 is used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 31 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0025]
Here, since the distance HH between the effective range A of the light beam and the bottom of the dent 33 satisfies the following equation:
0.5mm <HH <3.0mm (7)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 30 due to the environmental temperature change, the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recess 33 can be suppressed. The width a of the recess 33 in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and when the thickness of the fθ lens 30 in the optical axis direction is D, the length b of the recess 33 in the optical axis direction is Since the following equation is satisfied,
0 <b <D / 3 (8)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the dent 33 can be more effectively suppressed.
[0026]
FIG. 5 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the fourth embodiment. FIG. 5 (a) is a top view, FIG. 5 (b) is a side view, and FIG. 5 (c) is a bottom view. FIG. 5D is a view seen in the direction of arrow Y in FIG. The fθ lens 40 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (5)
0% <Hc <0.1% (6)
[0027]
The fθ lens 40 includes a curved lens portion 41, a flange portion 42 formed around the lens portion 41, and a pair of recesses 43 a and 43 b formed on one side surface 42 a of the flange portion 42. . The dents 43a and 43b are arranged equidistantly across the center of the fθ lens 40, and the length in the optical axis direction is b and the width in the optical axis orthogonal direction is a, respectively. The recesses 43a and 43b are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens portion 41 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0028]
Here, since the distance HH between the effective range A of the light beam and the bottom of the dents 43a and 43b satisfies the following equation,
0.5mm <HH <3.0mm (7)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 40 due to the environmental temperature change, the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 43a and 43b can be suppressed. The total width 2a of the recesses 43a and 43b in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and when the thickness of the fθ lens 40 in the optical axis direction is D, the optical axis direction of the recesses 43a and 43b. Since the length b satisfies the following formula,
0 <b <D / 3 (8)
Distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 43a and 43b can be more effectively suppressed.
[0029]
6A and 6B are diagrams showing an fθ lens that can be used in the fifth embodiment. FIG. 6A is a top view, FIG. 6B is a side view, and FIG. 6C is a bottom surface. FIG. 6 and FIG. 6D are views seen in the direction of the arrow Y in FIG. The fθ lens 50 is made of a polyolefin resin material having a photoelastic coefficient Pc and a water absorption Hc satisfying the following expressions.
0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
0% <Hc <0.1% (2)
[0030]
The fθ lens 50 includes a curved lens portion 51, flange portions 52 formed only on both sides of the lens portion 51 in the direction orthogonal to the optical axis, and protrusions 53 formed on one side surface 51 a of the lens portion 51. Yes. The protrusion 53 is disposed at the center of the fθ lens 50, has a length in the optical axis direction b, and a width in the optical axis orthogonal direction. The protrusion 53 is used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 51 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0031]
Here, since the distance HH between the effective range A of the light beam and the side surface 51a satisfies the following expression,
0.5mm <HH <3.0mm (3)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 50 due to the environmental temperature change, it is possible to suppress the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusion 53. The width a of the projection 53 in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and when the thickness of the fθ lens 50 in the optical axis direction is D, the length b of the projection 53 in the optical axis direction is Since the following equation is satisfied,
0 <b <D / 3 (4)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusion 53 can be more effectively suppressed.
[0032]
7A and 7B are diagrams showing an fθ lens that can be used in the sixth embodiment. FIG. 7A is a top view, FIG. 7B is a side view, and FIG. FIG. 7 and FIG. 7D are views seen in the direction of arrow Y in FIG. The fθ lens 60 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
0% <Hc <0.1% (2)
[0033]
The fθ lens 60 includes a curved lens portion 61, flange portions 62 formed only on both sides of the lens portion 61 in the direction orthogonal to the optical axis, and a pair of protrusions 63a and 63b formed on one side surface 61a of the lens portion 61. have. The protrusions 63a and 63b are arranged equidistantly across the center of the fθ lens 60, and each has a length in the optical axis direction b and a width in the optical axis orthogonal direction. The protrusions 63a and 63b are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 61 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0034]
Here, since the distance HH between the effective range A of the light beam and the side surface 61a satisfies the following expression,
0.5mm <HH <3.0mm (3)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 60 due to the environmental temperature change, it is possible to suppress distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 63a and 63b. The total width 2a of the projections 63a and 63b in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and when the thickness of the fθ lens 60 in the optical axis direction is D, the projection 63a and 63b in the optical axis direction. Since the length b satisfies the following formula,
0 <b <D / 3 (4)
Distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 63a and 63b can be more effectively suppressed.
[0035]
FIG. 8 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the seventh embodiment. FIG. 8 (a) is a top view, FIG. 8 (b) is a side view, and FIG. 8 (c) is a bottom view. FIG. 8 (d) is a view seen in the direction of arrow Y in FIG. 8 (b). The fθ lens 70 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (5)
0% <Hc <0.1% (6)
[0036]
The fθ lens 70 includes a curved lens portion 71, flange portions 72 formed only on both sides in the optical axis orthogonal direction of the lens portion 71, and a recess 73 formed on one side surface 71 a of the lens portion 71. Yes. The recess 73 is arranged at the center of the fθ lens 70, and has a length in the optical axis direction b and a width in the optical axis orthogonal direction. The recess 73 is used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 71 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0037]
Here, since the distance HH between the effective range A of the light beam and the bottom of the dent 73 satisfies the following equation:
0.5mm <HH <3.0mm (7)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 70 due to a change in environmental temperature, it is possible to suppress distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recess 73. The width a of the recess 73 in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and when the thickness of the fθ lens 70 in the optical axis direction is D, the length b of the recess 73 in the optical axis direction is Since the following equation is satisfied,
0 <b <D / 3 (8)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recess 73 can be more effectively suppressed.
[0038]
FIG. 9 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the eighth embodiment. FIG. 9 (a) is a top view, FIG. 9 (b) is a side view, and FIG. 9 (c) is a bottom view. FIG. 9 and FIG. 9D are views seen in the direction of arrow Y in FIG. The fθ lens 80 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following expressions.
0 <Pc <4 × 10E-13 (5)
0% <Hc <0.1% (6)
[0039]
The fθ lens 80 includes a curved lens portion 81, a flange portion 82 formed only on both sides of the lens portion 81 in the optical axis orthogonal direction, and a pair of recesses 83a and 83b formed on one side surface 81a of the lens portion 81. have. The dents 83a and 83b are arranged equidistantly across the center of the fθ lens 80, and the length in the optical axis direction is b and the width in the optical axis orthogonal direction is a. The recesses 83a and 83b are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 81 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0040]
Here, the distance HH between the effective range A of the light beam and the bottoms of the recesses 83a and 83b satisfies the following expression.
0.5mm <HH <3.0mm (7)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 80 due to environmental temperature changes, it is possible to suppress distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 83a and 83b. The total width 2a of the recesses 83a and 83b in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and when the thickness of the fθ lens 80 in the optical axis direction is D, the recesses 83a and 83b extend in the optical axis direction. Since the length b satisfies the following formula,
0 <b <D / 3 (8)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 83a and 83b can be more effectively suppressed.
[0041]
10A and 10B are diagrams showing fθ lenses that can be used in the ninth embodiment, in which FIG. 10A is a top view, FIG. 10B is a side view, and FIG. 10C is a bottom view. FIG. 10D is a view seen in the direction of the arrow Y in FIG. The fθ lens 110 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formulas.
0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
0% <Hc <0.1% (2)
[0042]
The fθ lens 110 has a curved lens portion 11, a flange portion 12 formed around the lens portion 11, and protrusions 13a and 13b formed on both side surfaces 12a and 12b of the flange portion 12, respectively. Yes. The protrusions 13a and 13b are arranged at the center of the fθ lens 110, and each has a length in the optical axis direction b and a width in the optical axis orthogonal direction. The protrusions 13a and 13b are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 11 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0043]
Here, the distance HH between the effective range A of the light beam and the side surface 12a and between the effective range A of the light beam A and the side surface 12b is equal to each other (however, it is not always necessary to be the same in the following embodiments). So satisfy
0.5mm <HH <3.0mm (3)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 110 due to a change in environmental temperature, it is possible to suppress distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 13a and 13b. The width a of the projections 13a and 13b in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and the length of the projections 13a and 13b in the optical axis direction is D when the thickness of the fθ lens 110 is D. Since b satisfies the following equation,
0 <b <D / 3 (4)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 13a and 13b can be more effectively suppressed.
[0044]
FIG. 11 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the tenth embodiment. FIG. 11 (a) is a top view, FIG. 11 (b) is a side view, and FIG. 11 (c) is a bottom view. FIG. 11 (d) is a view as seen in the direction of arrow Y in FIG. 11 (b). The fθ lens 120 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
0% <Hc <0.1% (2)
[0045]
The fθ lens 120 includes a curved lens portion 21, a flange portion 22 formed around the lens portion 21, and a pair of protrusions 23a, 23b; 23c formed on both side surfaces 22a, 22b of the flange portion 22. 23d. The protrusions 23a and 23b and the protrusions 23c and 23d are arranged at equal distances with the center of the fθ lens 120 interposed therebetween, respectively, the length in the optical axis direction is b, and the width in the optical axis orthogonal direction is a. The protrusions 23a and 23b; 23c and 23d are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 21 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0046]
Here, the distance HH between the effective range A of the light beam and the side surface 22a and between the effective range A of the light beam and the side surface 22b is equal to each other and satisfies the following expression.
0.5mm <HH <3.0mm (3)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 120 due to a change in the environmental temperature, it is possible to suppress the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 23a, 23b; 23c, 23d. The total width 2a of the projections 23a, 23b; 23c, 23d in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and the thickness of the fθ lens 120 in the optical axis direction is D, the projections 23a, 23b. ; The length b of the optical axis direction of 23c and 23d satisfies the following formula,
0 <b <D / 3 (4)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 23a and 23b; 23c and 23d can be more effectively suppressed.
[0047]
FIG. 12 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the eleventh embodiment. FIG. 12 (a) is a top view, FIG. 12 (b) is a side view, and FIG. 12 (c) is a bottom view. FIG. 12 and FIG. 12D are views seen in the direction of the arrow Y in FIG. The fθ lens 130 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (5)
0% <Hc <0.1% (6)
[0048]
The fθ lens 130 includes a curved lens portion 31, a flange portion 32 formed around the lens portion 31, and recesses 33a and 33b formed on both side surfaces 32a and 32b of the flange portion 32, respectively. Yes. The recesses 33a and 33b are arranged at the center of the fθ lens 130, and have a length in the optical axis direction b and a width in the optical axis orthogonal direction. The recesses 33a and 33b are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 31 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0049]
Here, the distance HH between the effective range A of the light beam and the bottom of the recess 33a and the effective range A of the light beam and the bottom of the recess 33b are equal to each other, and satisfy the following expression:
0.5mm <HH <3.0mm (7)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 130 due to the environmental temperature change, the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 33a and 33b can be suppressed. The width a of the recesses 33a and 33b in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and the length of the recesses 33a and 33b in the optical axis direction when the thickness of the fθ lens 130 in the optical axis direction is D. Since b satisfies the following equation,
0 <b <D / 3 (8)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 33a and 33b can be more effectively suppressed.
[0050]
FIG. 13 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the twelfth embodiment. FIG. 13 (a) is a top view, FIG. 13 (b) is a side view, and FIG. 13 (c) is a bottom view. FIG. 13 and FIG. 13D are views seen in the direction of arrow Y in FIG. The fθ lens 140 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (5)
0% <Hc <0.1% (6)
[0051]
The fθ lens 140 includes a curved lens portion 41, a flange portion 42 formed around the lens portion 41, and a pair of recesses 43a, 43b; 43c formed on both side surfaces 42a, 42b of the flange portion 42, respectively. , 43d. The recesses 43a and 43b and the recesses 43c and 43d are arranged equidistantly across the center of the fθ lens 140, respectively, and the length in the optical axis direction is b and the width in the optical axis orthogonal direction is a. The recesses 43a, 43b; 43c, 43d are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens portion 41 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0052]
Here, the effective range A of the light beam and the bottoms of the recesses 43a and 43b, and the distance HH between the effective range A of the light beam and the bottoms of the recesses 43c and 43d are equal to each other and satisfy the following expression:
0.5mm <HH <3.0mm (7)
Even when thermal expansion occurs in the fθ lens 140 due to a change in the environmental temperature, it is possible to suppress distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 43a, 43b; 43c, 43d. The total width 2a of the recesses 43a, 43b; 43c, 43d in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and the recesses 43a, 43b when the thickness of the fθ lens 140 in the optical axis direction is D. The length b in the optical axis direction of 43c and 43d satisfies the following formula,
0 <b <D / 3 (8)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 43a, 43b; 43c, 43d can be more effectively suppressed.
[0053]
FIG. 14 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the thirteenth embodiment. FIG. 14 (a) is a top view, FIG. 14 (b) is a side view, and FIG. 14 (c) is a bottom view. FIG. 14D is a view seen in the direction of arrow Y in FIG. The fθ lens 150 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
0% <Hc <0.1% (2)
[0054]
The fθ lens 150 includes a curved lens portion 51, flange portions 52 formed only on both sides of the lens portion 51 in the optical axis orthogonal direction, and protrusions 53a and 53b formed on both side surfaces 51a and 51b of the lens portion 51, respectively. And have. The protrusions 53a and 53b are arranged at the center of the fθ lens 150, and the length in the optical axis direction is b and the width in the optical axis orthogonal direction is a. The protrusions 53a and 53b are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 51 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0055]
Here, the distance HH between the effective range A of the light beam and the side surface 51a, and between the light beam friendly range A and the side surface 51b is equal to each other and satisfies the following expression.
0.5mm <HH <3.0mm (3)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 150 due to the environmental temperature change, it is possible to suppress the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 53a and 53b. Note that the width a of the projections 53a and 53b in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and the length of the projections 53a and 53b in the optical axis direction when the thickness of the fθ lens 150 in the optical axis direction is D. Since b satisfies the following equation,
0 <b <D / 3 (4)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 53a and 53b can be more effectively suppressed.
[0056]
FIG. 15 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the fourteenth embodiment. FIG. 15 (a) is a top view, FIG. 15 (b) is a side view, and FIG. 15 (c) is a bottom view. FIG. 15 and FIG. 15D are views seen in the direction of the arrow Y in FIG. The fθ lens 160 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formulas.
0 <Pc <4 × 10E-13 (1)
0% <Hc <0.1% (2)
[0057]
The fθ lens 160 includes a curved lens portion 61, a flange portion 62 formed only on both sides of the lens portion 61 in the direction orthogonal to the optical axis, and a pair of protrusions formed on both side surfaces 61a and 61b of the lens portion 61, respectively. 63a, 63b; 63c, 63d. The protrusions 63a and 63b and the protrusions 63c and 63d are arranged at equal distances across the center of the fθ lens 160, respectively, the length in the optical axis direction is b, and the width in the optical axis orthogonal direction is a. The protrusions 63a and 63b; 63c and 63d are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 61 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0058]
Here, the distance HH between the effective range A of the light beam and the side surface 61a, and the effective range A of the light beam and the side surface 61b are equal to each other and satisfy the following expression.
0.5mm <HH <3.0mm (3)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 160 due to the environmental temperature change, it is possible to suppress the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 63a, 63b; 63c, 63d. Note that the total width 2a of the projections 63a, 63b; 63c, 63d in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and the thickness of the fθ lens 160 in the optical axis direction is D, the projections 63a, 63b. The length b of the optical axis direction of 63c and 63d satisfies the following formula,
0 <b <D / 3 (4)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the protrusions 63a and 63b; 63c and 63d can be more effectively suppressed.
[0059]
FIG. 16 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the fifteenth embodiment. FIG. 16 (a) is a top view, FIG. 16 (b) is a side view, and FIG. 16 (c) is a bottom view. FIG. 16D is a view seen in the direction of arrow Y in FIG. The fθ lens 170 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (5)
0% <Hc <0.1% (6)
[0060]
The fθ lens 170 includes a curved lens portion 71, flange portions 72 formed only on both sides of the lens portion 71 in the optical axis orthogonal direction, and dents 73a and 73b formed on both side surfaces 71a and 71b of the lens portion 71, respectively. And have. The recesses 73a and 73b are arranged at the center of the fθ lens 170, and the length in the optical axis direction is b and the width in the optical axis orthogonal direction is a. The recesses 73a and 73b are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light rays passing through the lens unit 71 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0061]
Here, the distance HH between the effective range A of the light beam and the bottom of the recess 73a and the effective range A of the light beam and the bottom of the recess 73b are equal to each other and satisfy the following expression:
0.5mm <HH <3.0mm (7)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 170 due to the environmental temperature change, it is possible to suppress the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 73a and 73b. The width a of the recesses 73a and 73b in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and the length of the recesses 73a and 73b in the optical axis direction when the thickness of the fθ lens 170 in the optical axis direction is D. Since b satisfies the following equation,
0 <b <D / 3 (8)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 73a and 73b can be more effectively suppressed.
[0062]
FIG. 17 is a diagram showing an fθ lens that can be used in the sixteenth embodiment. FIG. 17 (a) is a top view, FIG. 17 (b) is a side view, and FIG. 17 (c) is a bottom view. FIG. 17 (d) is a view as seen in the direction of arrow Y in FIG. 17 (b). The fθ lens 180 is made of a polyolefin resin material whose photoelastic coefficient Pc and water absorption Hc satisfy the following formula.
0 <Pc <4 × 10E-13 (5)
0% <Hc <0.1% (6)
[0063]
The fθ lens 180 includes a curved lens portion 81, a flange portion 82 formed only on both sides in the optical axis orthogonal direction of the lens portion 81, and a pair of dents formed on both side surfaces 81a and 81b of the lens portion 81, respectively. 83a, 83b; 83c, 83d. The recesses 83a and 83b and the recesses 83c and 83d are arranged equidistantly across the center of the fθ lens 180, respectively, and the length in the optical axis direction is b and the width in the optical axis orthogonal direction is a. The recesses 83a and 83b; 83c and 83d are used for positioning when incorporated in a laser printer. Further, the effective range A of the light beam passing through the lens unit 81 is indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0064]
Here, the effective range A of the light beam and the recesses 83a and 83b, and the effective range A of the light beam and the distance HH between the bottoms of the recesses 83c and 83d are equal to each other, and satisfy the following expression:
0.5mm <HH <3.0mm (7)
Even in the case where thermal expansion occurs in the fθ lens 180 due to the environmental temperature change, the distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 83a, 83b; 83c, 83d can be suppressed. The total width 2a of the recesses 83a, 83b; 83c, 83d in the direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH, and the recesses 83a, 83b are defined when the thickness of the fθ lens 180 in the optical axis direction is D. The length b in the optical axis direction of 83c and 83d satisfies the following formula,
0 <b <D / 3 (8)
The distortion in the effective range A of the light beam caused by the presence of the recesses 83a and 83b; 83c and 83d can be more effectively suppressed.
[0065]
FIG. 18 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning optical system 200 of another laser printer that can use the above fθ lens. In FIG. 18, the semiconductor laser 201 emits a laser beam under the control of an optical system controller (not shown). The laser beam emitted from the semiconductor laser 201 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 202, passes through the cylindrical lens 203 that forms an image in the sub-scanning direction with respect to the reflection surface of the polygon mirror 204, and is reflected by the polygon mirror 204. The light is reflected and further condensed by a pair of fθ lenses 10 ′ and 205, and spot light is imaged on the surface of the photosensitive drum 206. In such a laser printer, an image is formed by intermittent light emission by ON / OFF modulation of the drive current to the semiconductor laser 201, deflection scanning by constant speed rotation of the polygon mirror 204, and rotation of the photosensitive drum 206. It has become. On / off modulation of the drive current is performed by an optical system controller (not shown).
[0066]
The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. For example, the protrusion or the depression may extend over the entire effective range of the light beam in the main scanning direction of the fθ lens.
[0067]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lens for scanning optical systems which can suppress the deformation | transformation by thermal expansion, the lens internal distortion etc. which generate | occur | produce at the time of lens shaping | molding, and can contribute to formation of a high quality image can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning optical system 100 of a laser printer according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an fθ lens according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an fθ lens according to a second embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an fθ lens according to a third embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating an fθ lens according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating an fθ lens according to a fifth embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating an fθ lens according to a sixth embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating an fθ lens according to a seventh embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating an fθ lens according to an eighth embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating an fθ lens according to a ninth embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating an fθ lens according to a tenth embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating an fθ lens according to an eleventh embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating an fθ lens according to a twelfth embodiment.
FIG. 14 is a diagram illustrating an fθ lens according to a thirteenth embodiment.
FIG. 15 is a diagram illustrating an fθ lens according to a fourteenth embodiment.
FIG. 16 is a diagram illustrating an fθ lens according to a fifteenth embodiment.
FIG. 17 is a diagram illustrating an fθ lens according to a sixteenth embodiment.
FIG. 18 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning optical system 200 of a laser printer according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 fθ lens
13, 13a, 13b, 23a, 23b, 23c, 23d, 53, 53a, 53b, 63a, 63b, 63c, 63d Projection
33, 33a, 33b, 43a, 43b, 43c, 43d, 73, 73a, 73b, 83a, 83b, 83c, 83d

Claims (8)

光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たす樹脂材料からなる走査光学系用レンズであって、
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３
０％＜Ｈｃ＜０．１％
前記走査光学系用レンズは、
レンズ部と、
前記レンズ部の少なくとも副走査方向の側面に形成されたフランジ部と、
前記フランジ部の副走査方向の側面に設けられた少なくとも一つの突起とを有し、
前記フランジ部の光軸方向の厚さは、前記レンズ部の光軸方向の厚さより薄く、
前記突起の光軸方向の厚さは、前記フランジ部の光軸方向の厚さよりも薄く、
前記突起が形成された前記フランジ部の側面と、前記走査光学系用レンズを通過する光線の有効範囲との距離ＨＨは、以下の式を満たすことを特徴とする走査光学系用レンズ。
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍA lens for a scanning optical system made of a resin material having a photoelastic coefficient Pc and a water absorption rate Hc satisfying the following formula,
0 <Pc <4 × 10E-13
0% <Hc <0.1%
The scanning optical system lens is:
The lens part,
A flange portion formed on at least a side surface in the sub-scanning direction of the lens portion;
And at least one projection provided in the sub-scanning direction of the side surface of the flange portion,
The thickness of the flange portion in the optical axis direction is thinner than the thickness of the lens portion in the optical axis direction,
The thickness in the optical axis direction of the protrusion is thinner than the thickness in the optical axis direction of the flange portion,
A scanning optical system lens, wherein a distance HH between a side surface of the flange portion on which the protrusion is formed and an effective range of light rays passing through the scanning optical system lens satisfies the following expression.
0.5mm <HH <3.0mm 前記突起の光軸直交方向の幅は、前記距離ＨＨ以下であることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系用レンズ。  2. The scanning optical system lens according to claim 1, wherein a width of the protrusion in a direction perpendicular to the optical axis is equal to or less than the distance HH. 前記走査光学系用レンズの光軸方向の厚さをＤとしたときに、前記突起の光軸方向の長さｂは、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学系用レンズ。
０＜ｂ＜Ｄ／３The thickness of the optical axis of the scanning optical system lens is D, the length b of the optical axis direction of the projection, according to claim 1 or 2, characterized by satisfying the following expression Scanning optical system lens.
0 <b <D / 3 光弾性係数Ｐｃと、吸水率Ｈｃが以下の式を満たす樹脂材料からなる走査光学系用レンズであって、
０＜Ｐｃ＜４×１０Ｅ−１３
０％＜Ｈｃ＜０．１％
前記走査光学系用レンズは、
レンズ部と、
前記レンズ部の少なくとも副走査方向の側面に形成されたフランジ部と、
前記フランジ部の副走査方向の側面に設けられた少なくとも一つの凹みとを有し、
前記フランジ部の光軸方向の厚さは、前記レンズ部の光軸方向の厚さより薄く、
前記凹みの光軸方向の厚さは、前記フランジ部の光軸方向の厚さよりも薄く、
前記凹みの底部と、前記走査光学系用レンズを通過する光線の有効範囲との距離ＨＨは、以下の式を満たすことを特徴とする走査光学系用レンズ。
０．５ｍｍ＜ＨＨ＜３．０ｍｍA lens for a scanning optical system made of a resin material having a photoelastic coefficient Pc and a water absorption rate Hc satisfying the following formula,
0 <Pc <4 × 10E-13
0% <Hc <0.1%
The scanning optical system lens is:
The lens part,
A flange portion formed on at least a side surface in the sub-scanning direction of the lens portion;
And at least one indentation provided in the sub-scanning direction of the side surface of the flange portion,
The thickness of the flange portion in the optical axis direction is thinner than the thickness of the lens portion in the optical axis direction,
The thickness in the optical axis direction of the recess is thinner than the thickness in the optical axis direction of the flange portion,
A scanning optical system lens, wherein a distance HH between the bottom of the dent and the effective range of light rays passing through the scanning optical system lens satisfies the following expression.
0.5mm <HH <3.0mm 前記凹みの光軸直交方向の幅は、前記距離ＨＨ以下であることを特徴とする請求項４に記載の走査光学系用レンズ。The scanning optical system lens according to claim 4 , wherein a width of the dent in a direction orthogonal to the optical axis is equal to or less than the distance HH. 前記走査光学系用レンズの光軸方向の厚さをＤとしたときに、前記凹みの光軸方向の長さｂは、以下の式を満たすことを特徴とする請求項４又は５に記載の走査光学系用レンズ。
０＜ｂ＜Ｄ／３The thickness of the optical axis of the scanning optical system lens is D, the length b in the optical axis direction of the indentations, as claimed in claim 4 or 5, characterized by satisfying the following expression Scanning optical system lens.
0 <b <D / 3 前記樹脂材料はポリオレフィン系樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の走査光学系用レンズ。The scanning optical system lens according to claim 1, wherein the resin material includes a polyolefin resin. 前記走査光学系用レンズは、ｆθレンズであることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の走査光学系用レンズ。  The scanning optical system lens according to claim 1, wherein the scanning optical system lens is an fθ lens.
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