JP5219400B2 - Optical scanning device - Google Patents

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Description

本発明は光源からのレーザ光を偏向して像担持体上を走査する光学走査装置に関するものである。   The present invention relates to an optical scanning device that scans an image carrier by deflecting laser light from a light source.

従来、レーザ光を像担持体に結像させるための結像レンズを、光学走査装置内の光学箱に取り付ける方法として、特許文献1に記載の方法がある。   Conventionally, as a method for attaching an imaging lens for imaging a laser beam on an image carrier to an optical box in an optical scanning device, there is a method described in Patent Document 1.

図7に示すように、特許文献1において、プラスチックレンズ3は、レンズ部301とこれを囲むように形成された短辺リブ302及び長辺リブ303よりなる。長辺リブ303は、収容筺体6への位置決め用の基準面601に当接する側に、レンズの走査方向(図中矢印X)の中央位置に突起304を設けてある。収容筺体6の凹部602に突起304を嵌着係合させて走査方向の位置決めが行われる。これにより、プラスチックレンズ3の熱膨張を走査方向Xの中央を基準として両端に逃がすことが可能となる。   As shown in FIG. 7, in Patent Document 1, the plastic lens 3 includes a lens portion 301 and a short-side rib 302 and a long-side rib 303 formed so as to surround the lens portion 301. The long-side rib 303 is provided with a protrusion 304 at the center position in the lens scanning direction (arrow X in the figure) on the side in contact with the positioning reference surface 601 for the housing 6. The projection 304 is fitted and engaged with the recess 602 of the housing 6 to perform positioning in the scanning direction. Thereby, the thermal expansion of the plastic lens 3 can be released to both ends with the center in the scanning direction X as a reference.

特開平07−199100号公報JP 07-199100 A

しかしながら、上記特許文献1に記載された光学走査装置においては、以下のような課題があった。   However, the optical scanning device described in Patent Document 1 has the following problems.

スキャナモータの駆動時の光学走査装置内は、スキャナモータからの発熱による光学走査装置内の温度上昇と、回転多面鏡が回転することによる空気の流れが発生し、不均一な温度分布となる。特にスキャナモータに近接して配置されている結像レンズは、スキャナモータからの発熱を受け易いことと、回転多面鏡が回転することによる空気の流れを受け易い。   In the optical scanning device when the scanner motor is driven, a temperature rise in the optical scanning device due to heat generated from the scanner motor and an air flow due to rotation of the rotary polygon mirror occur, resulting in an uneven temperature distribution. In particular, the imaging lens arranged in the vicinity of the scanner motor is likely to receive heat from the scanner motor, and is susceptible to air flow due to rotation of the rotary polygon mirror.

結像レンズ表面の空気は、結像レンズ表面の画像書き始め側から、画像書き終わり側に向かって流れる。これにより、スキャナモータに最も近い位置にある結像レンズは、走査方向の画像書き始め側の温度が、画像書き終わり側の温度より高くなる。   The air on the imaging lens surface flows from the image writing start side to the image writing end side on the imaging lens surface. As a result, the temperature at the image writing start side in the scanning direction of the imaging lens closest to the scanner motor is higher than the temperature at the image writing end side.

図8はスキャナモータを連続駆動させたときの、結像レンズ表面温度を測定した結果を示す表である。図8に示すように、スキャナモータを連続駆動させたとき、結像レンズ表面の温度は、画像書き始め側(約42℃)と画像書き終わり側(約40℃)とで、2℃程度温度差がある。   FIG. 8 is a table showing the results of measuring the imaging lens surface temperature when the scanner motor is continuously driven. As shown in FIG. 8, when the scanner motor is continuously driven, the temperature of the imaging lens surface is about 2 ° C. at the image writing start side (about 42 ° C.) and the image writing end side (about 40 ° C.). There is a difference.

画像書き始め側の温度が高くなると、結像レンズ左側の屈折率をより変化させ、画像中心に対して左右の画像の倍率に差を生じさせる「片倍率差」を発生させる。特に特許文献1では、結像レンズの光学箱に対する位置決めが偏向走査方向の中央近傍を基準にしている。このため、左右の屈折率が非対称に変化し、画像中心に対して左右の画像の倍率に差を生じさせる「片倍率差」を発生させることになり、画像品質を悪化させることになる。   When the temperature on the image writing start side becomes higher, the refractive index on the left side of the imaging lens is further changed to generate a “single magnification difference” that causes a difference in the magnification of the left and right images with respect to the image center. In particular, in Patent Document 1, the positioning of the imaging lens with respect to the optical box is based on the vicinity of the center in the deflection scanning direction. For this reason, the left and right refractive indexes change asymmetrically to generate a “single magnification difference” that causes a difference in the magnification of the left and right images with respect to the image center, thereby degrading the image quality.

特に近年は、偏向手段のスキャナモータの高速化に伴って発熱量が大きくなることや、また光学走査装置の小型化により結像レンズを発熱体であるスキャナモータに近接して設けることから、熱の影響を受けやすくなっている。   Particularly in recent years, the amount of heat generated has increased with the increase in the speed of the scanner motor of the deflecting means, and the imaging lens has been provided close to the scanner motor, which is a heating element, due to the downsizing of the optical scanning device. It is easy to be affected.

本発明は、スキャナモータの駆動によって結像レンズの左右に不均一な温度分布が発生した場合でも、画像中心に対する左右の画像倍率差を小さくして、温度上昇による「片倍率差」を低減し、画像品質を向上できる光学走査装置を提供することを目的とする。   The present invention reduces the left-right image magnification difference with respect to the center of the image and reduces the “single-magnification difference” due to temperature rise, even when a non-uniform temperature distribution occurs on the left and right of the imaging lens by driving the scanner motor. An object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of improving image quality.

上記課題を解決するために本発明に係る光学走査装置の代表的な構成は、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射したレーザ光を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向されたレーザ光透過し、前記レーザ光を前記像担持体上に結像させるレンズと、前記レンズを支持する筐体と、を有し、前記偏向手段により偏向されたレーザ光が、前記レンズの前記像担持体の画像領域に対応する走査領域上を走査方向に一端から他端まで移動しながら前記レンズを透過することで、前記像担持体上でレーザ光による走査を行う光学走査装置において、前記レンズは、前記筐体に対する前記走査方向位置が決まった位置決め部を備え装置内の温度上昇によって前記レンズの温度は前記走査領域の一端側の方が他端側よりも高くなり、前記位置決め部は、前記走査方向に関して、前記レンズの走査領域の中央よりも前記一端側にのみ設けられていることを特徴とする。 Typical configuration of an optical scanning apparatus according to the present invention in order to solve the above problems, a light source for emitting a laser beam, a deflecting means for deflecting the laser beam emitted from the light source, deflected by the deflecting means laser light passes through a lens causes imaging the laser beam on the image bearing member, anda housing for supporting the lens, the laser beam deflected by said deflecting means, said of the lens In the optical scanning device that performs scanning with the laser beam on the image carrier by transmitting the lens while moving from one end to the other end in the scanning direction on the scanning region corresponding to the image region of the image carrier , lens, the position of the scanning direction against the housing includes a is fixed positioning portion, the temperature of the lens by the temperature rise in the apparatus is higher than it is the other end of the one end of the scanning region, Serial positioning unit, with respect to the scanning direction, characterized in that it only provided on the one end side than the center of the scanning area of the lenses.

本発明によれば、スキャナモータの駆動によって結像レンズの左右に不均一な温度分布が発生した場合でも、画像中心に対する左右の画像倍率差を小さくして、温度上昇による「片倍率差」を低減し、画像品質を向上できる。   According to the present invention, even when a non-uniform temperature distribution occurs on the left and right of the imaging lens by driving the scanner motor, the left and right image magnification difference with respect to the center of the image is reduced, and the “single magnification difference” due to temperature rise is reduced. Can be reduced and the image quality can be improved.

(第1の実施形態)
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(First embodiment)
Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.

(光学走査装置)
図1は本実施形態に係る光学走査装置の構成図である。図1に示すように、光学走査装置は、光学箱10、半導体レーザ装置1、コリメータレンズ1a、シリンドリカルレンズ2、回転多面鏡3、スキャナモータ3b、結像レンズ4a、4bを有している。
(Optical scanning device)
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical scanning device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the optical scanning device includes an optical box 10, a semiconductor laser device 1, a collimator lens 1a, a cylindrical lens 2, a rotary polygon mirror 3, a scanner motor 3b, and imaging lenses 4a and 4b.

光学箱10は、各種光学部材を収容する。光源である半導体レーザ装置1から出射した光束は、コリメータレンズ1aにて平行光束にされ、シリンドリカルレンズ2にて線状に集光される。   The optical box 10 accommodates various optical members. A light beam emitted from the semiconductor laser device 1 serving as a light source is converted into a parallel light beam by the collimator lens 1 a and condensed linearly by the cylindrical lens 2.

回転多面鏡3は、シリンドリカルレンズ2によって集光されてできる光束の線像の近傍に偏向反射面を有する偏向手段である。スキャナモータ3bは、回転多面鏡3を回転させる手段である。回転多面鏡3において偏向反射された光束は、結像レンズ4a、4bを介して像担持体としての感光体(不図示)を照射する。   The rotary polygon mirror 3 is a deflecting means having a deflecting reflecting surface in the vicinity of a line image of a light beam formed by being condensed by the cylindrical lens 2. The scanner motor 3 b is means for rotating the rotary polygon mirror 3. The light beam deflected and reflected by the rotary polygon mirror 3 irradiates a photosensitive member (not shown) as an image carrier through the imaging lenses 4a and 4b.

結像レンズ4a、4bは、回転多面鏡3において反射される光束が感光体上においてスポットを形成するように集光され、前記スポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。回転多面鏡3の回転によって、感光体においては光束による主走査が行われ、また感光体がその円筒の軸線まわりに回転駆動することによって副走査が行われる。このようにして感光体の表面には静電潜像が形成される。   The imaging lenses 4a and 4b are designed so that the light beam reflected by the rotary polygon mirror 3 is condensed so as to form a spot on the photosensitive member, and the scanning speed of the spot is kept constant. . As the rotary polygon mirror 3 rotates, the photoconductor performs main scanning with a light beam, and the photoconductor rotates and rotates around the axis of the cylinder. In this way, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor.

スキャナモータ3bに最も近い距離に配置された結像レンズ4aには、レーザ光の走査方向における画像領域の中央Lから画像書き始め側へずれた位置に、光学箱10に対する位置決め部として機能する凸部11が設けられている。一方、光学箱10には、凸部11と対向して凹部12が設けられている。凸部11と凹部12により、結像レンズ4aは、光学箱10の所定の位置に配設される。すなわち、凸部11と凹部12とを嵌合させ、凸部11の側面が凹部12の基準面に当接することで、結像レンズ4aは光学箱10に走査方向と略平行な方向を位置決めされる。 The imaging lens 4a arranged at the closest distance to the scanner motor 3b has a convex functioning as a positioning unit for the optical box 10 at a position shifted from the center L of the image area in the scanning direction of the laser light toward the image writing start side. Part 11 is provided. On the other hand, the optical box 10 is provided with a concave portion 12 facing the convex portion 11. The imaging lens 4 a is disposed at a predetermined position of the optical box 10 by the convex portion 11 and the concave portion 12. That is, the convex portion 11 and the concave portion 12 are fitted, and the side surface of the convex portion 11 abuts on the reference surface of the concave portion 12, whereby the imaging lens 4a is positioned in the optical box 10 in a direction substantially parallel to the scanning direction. The

(画像形成装置)
感光体を利用した画像形成技術は、電子写真式記録技術として良く知られたものであるので、詳細説明は省略して簡単に説明する。
(Image forming device)
An image forming technique using a photoconductor is well known as an electrophotographic recording technique, and therefore will not be described in detail and will be described briefly.

感光体の周辺には、感光体の表面を一様に帯電するコロナ放電器、感光体の表面に形成される静電潜像をトナー像に顕像化するための顕像化装置(現像装置)、トナー像を記録紙に転写する転写用コロナ放電器(いずれも不図示)等が配置されている。これらの働きによって半導体レーザ装置が発生する光束に対応する記録情報が記録紙にプリントされる。   A corona discharger that uniformly charges the surface of the photoconductor around the photoconductor, and a developing device (developing device) for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor into a toner image ), A transfer corona discharger (not shown) for transferring the toner image onto the recording paper is disposed. By these functions, recording information corresponding to the light beam generated by the semiconductor laser device is printed on the recording paper.

(光学走査装置内部の空気の流れ)
光学走査装置内部の空気の流れについて図2で説明する。光学走査装置の熱源となるスキャナモータ3bが高速回転すると、光学走査装置内部に暖かな空気の流れが発生する。
(Air flow inside the optical scanner)
The flow of air inside the optical scanning device will be described with reference to FIG. When the scanner motor 3b serving as a heat source of the optical scanning device rotates at a high speed, a warm air flow is generated inside the optical scanning device.

図2に示すように、回転多面鏡3を有したスキャナモータ3bが回転方向Rで高速に回転すると、回転多面鏡3から結像レンズ4aに向かって(矢印B方向に)空気が流れる。すると、スキャナモータ3b近傍で温度上昇した空気が結像レンズ4aの走査方向の書き始め側に向かって流れ、画像書き始め側の温度が、画像書き終わり側の温度より高くなる。   As shown in FIG. 2, when the scanner motor 3b having the rotating polygon mirror 3 rotates at high speed in the rotation direction R, air flows from the rotating polygon mirror 3 toward the imaging lens 4a (in the direction of arrow B). Then, the air whose temperature has increased in the vicinity of the scanner motor 3b flows toward the writing start side in the scanning direction of the imaging lens 4a, and the temperature on the image writing start side becomes higher than the temperature on the image writing end side.

(片倍率差)
不均一な温度分布によって発生する結像レンズの屈折率変化と、熱膨張変化と、それに伴う画像領域左右の「片倍率差」について比較例を用いて説明する。
(Single magnification difference)
A change in the refractive index of the imaging lens caused by a non-uniform temperature distribution, a change in thermal expansion, and the accompanying “half magnification difference” on the left and right of the image area will be described using a comparative example.

図3は、比較例における走査線の変動について説明した図である。結像レンズ4aがスキャナモータ3からの発熱を受けて温度上昇し、且つ画像書き終わり側より画像書き始め側の方が温度上昇している。   FIG. 3 is a diagram for explaining the variation of the scanning line in the comparative example. The imaging lens 4a receives heat from the scanner motor 3 and rises in temperature, and the image writing start side rises more than the image writing end side.

図3に示すように、画像書き始め側の正規走査線L1は、結像レンズ4aが温度上昇する前で、回転多面鏡3が3L1で示す状態へ回転した際の走査線である。また、画像書き終わり側の正規走査線L2は、結像レンズ4aが温度上昇する前で、回転多面鏡3が3L2で示す状態へ回転した際の走査線である。   As shown in FIG. 3, the regular scanning line L1 on the image writing start side is a scanning line when the rotary polygon mirror 3 is rotated to a state indicated by 3L1 before the temperature of the imaging lens 4a rises. Further, the regular scanning line L2 on the image writing end side is a scanning line when the rotary polygon mirror 3 is rotated to a state indicated by 3L2 before the imaging lens 4a rises in temperature.

正規走査線L1、正規走査線L2は、温度上昇により結像レンズ4aが熱膨張変化することで、各々外側方向(矢印A1方向、矢印A2方向)に変動する。ここで画像書き終わり側より画像書き始め側の方が温度上昇しているため、走査方向における走査線の変動量は、a1>a2となる。a1:画像書き始め側の変動量、a2:画像書き終わり側の変動量である。これは、画像中心Lに対し左右の画像の倍率に差を生じさせる「片倍率差」となる。この倍率の差(片倍率差)Δaは、Δa=a1−a2となる。この「片倍率差」の発生が画像品質を悪化させることになる。   The regular scanning line L1 and the regular scanning line L2 change in the outward direction (arrow A1 direction, arrow A2 direction) as the imaging lens 4a undergoes thermal expansion change due to temperature rise. Here, since the temperature of the image writing start side is higher than that of the image writing end side, the fluctuation amount of the scanning line in the scanning direction is a1> a2. a1: Variation amount on the start side of image writing, a2: Variation amount on the end side of image writing. This is a “single magnification difference” that causes a difference in the magnification of the left and right images with respect to the image center L. The magnification difference (single magnification difference) Δa is Δa = a1−a2. The occurrence of this “single magnification difference” deteriorates the image quality.

図4は、本実施形態における走査線の変動について説明した図である。図4に示すように、結像レンズ4aの位置決め部(凸部11)を走査方向において、結像レンズ4aの中央より画像書き始め側にcだけ平行シフトしている。スキャナモータ3b近傍で温度上昇した空気の影響により、結像レンズ4aは、位置決め部(凸部11)を中心にして結像レンズ4aの画像書き始め側は矢印E1方向へ、結像レンズ4aの画像書き終わり側は矢印E2方向へそれぞれ熱膨張する。このとき、結像レンズ4aの走査方向における長さを、位置決め部を中心にして画像書き始め側より画像書き終わり側が長くなるようにしているので、結像レンズ4aの熱膨張量は、e2>e1となる。e1:結像レンズの画像書き始め側の熱膨張量、e2:結像レンズの画像書き終わり側の熱膨張量である。つまり、結像レンズ4aの中心は画像書き終わり側へ変動することになる。   FIG. 4 is a diagram for explaining the variation of the scanning line in the present embodiment. As shown in FIG. 4, the positioning part (convex part 11) of the imaging lens 4a is shifted in parallel in the scanning direction by c from the center of the imaging lens 4a to the image writing start side. Due to the influence of air whose temperature has risen in the vicinity of the scanner motor 3b, the imaging lens 4a has an image writing start side of the imaging lens 4a in the direction of the arrow E1 with the positioning portion (convex portion 11) as the center. The image writing end side thermally expands in the direction of arrow E2. At this time, the length of the imaging lens 4a in the scanning direction is set so that the image writing end side is longer than the image writing start side with respect to the positioning portion, so that the thermal expansion amount of the imaging lens 4a is e2>. e1. e1: thermal expansion amount on the image writing start side of the imaging lens, e2: thermal expansion amount on the image writing end side of the imaging lens. That is, the center of the imaging lens 4a changes toward the end of image writing.

温度上昇により結像レンズ4aが熱膨張することで、正規走査線L1、正規走査線L2が各々外側方向(矢印A1方向、矢印A2方向)に変動することは、図3に示す比較例と同様である。しかし、走査方向における走査線のシフト量は、結像レンズ4aの位置決め部(凸部11)を画像書き始め側にcだけ平行シフトさせることによって結像レンズ4aの中心が画像書き終わり側へ変動する影響を受けるので、図3に示す比較例とは異なる。   Similar to the comparative example shown in FIG. 3, the imaging lens 4a thermally expands due to the temperature rise, so that the normal scanning line L1 and the normal scanning line L2 change in the outward direction (arrow A1 direction, arrow A2 direction). It is. However, the shift amount of the scanning line in the scanning direction is changed by the parallel shift of the positioning portion (convex portion 11) of the imaging lens 4a toward the image writing start side by c, so that the center of the imaging lens 4a changes toward the image writing end side. 3 is different from the comparative example shown in FIG.

ここで、画像中心Lに対し左右の倍率の差(片倍率差)Δbは、Δb=b1−b2と表せる。b1:走査線の画像書き始め側の変動量、b2:走査線の画像書き終わり側の変動量である。   Here, the difference between the left and right magnifications (single magnification difference) Δb with respect to the image center L can be expressed as Δb = b1−b2. b1: Variation amount on the scanning line image writing start side, b2: Variation amount on the scanning line image writing end side.

本実施形態では、結像レンズ4aの位置決め部(凸部11)を画像書き始め側にcだけシフトさせることによって結像レンズ4aの中心が画像書き終わり側へ変動するので、比較例で示した倍率の差(片倍率差)Δaを相殺することができる。つまり、倍率の差Δb=b1−b2をできるだけ0に近づけるように、結像レンズ4aの位置決め部(凸部11)を画像書き始め側にシフトさせる量cを決めればよい。このようにすることで、結像レンズ4aに発生した不均一な温度上昇による倍率の差Δbの発生を低減できる。   In the present embodiment, the center of the imaging lens 4a is shifted toward the end of image writing by shifting the positioning portion (convex portion 11) of the imaging lens 4a by c toward the image writing start side. The magnification difference (single magnification difference) Δa can be canceled out. That is, the amount c of shifting the positioning portion (convex portion 11) of the imaging lens 4a toward the image writing start side may be determined so that the magnification difference Δb = b1−b2 is as close to 0 as possible. By doing in this way, generation | occurrence | production of the difference (DELTA) b of the magnification by the nonuniform temperature rise which generate | occur | produced in the imaging lens 4a can be reduced.

(実施例)
図5は、本実施形態に係る光学走査装置内にある位置決め部(凸部11)の適切な配置を説明した図である。
(Example)
FIG. 5 is a diagram illustrating an appropriate arrangement of the positioning portion (convex portion 11) in the optical scanning device according to the present embodiment.

この光学走査装置において、スキャナモータを駆動させたときに、結像レンズ4aの表面温度が10℃上昇し、走査方向左右の温度差が2℃発生する。   In this optical scanning device, when the scanner motor is driven, the surface temperature of the imaging lens 4a increases by 10 ° C., and a temperature difference of 2 ° C. between the left and right in the scanning direction occurs.

結像レンズ4aの屈折率変化によって発生する走査方向の照射位置ずれ量dY1は、dY1=dy×Δn×ΔT=+42.857×8.50×10−5×2≒+7.286[μm]となる。dy:屈折率変化に対する照射位置ずれ敏感度:+42.857[mm]、Δn:単位温度あたりの結像レンズの屈折率変化:8.50×10−5、ΔT:結像レンズ左右の温度差:2[℃]である。 An irradiation position deviation amount dY1 in the scanning direction generated by the change in the refractive index of the imaging lens 4a is dY1 = dy × Δn × ΔT = + 42.857 × 8.50 × 10 −5 × 2≈ + 7.286 [μm]. Become. dy: Irradiation position shift sensitivity to change in refractive index: +42.857 [mm], Δn: Change in refractive index of imaging lens per unit temperature: 8.50 × 10 −5 , ΔT: Temperature difference between right and left of imaging lens : 2 [° C.].

上記結像レンズ4aの屈折率変化によって発生する照射位置ずれ量dY1=7.286[μm]は、画像左右の倍率差である「片倍率差」にあたる。これを、結像レンズ4aの熱膨張による照射位置ずれで相殺できるとよい。   The irradiation position shift amount dY1 = 7.286 [μm] generated by the refractive index change of the imaging lens 4a corresponds to a “single magnification difference” which is a magnification difference between the left and right images. This can be offset by an irradiation position shift caused by thermal expansion of the imaging lens 4a.

照射位置ずれ量dY1を相殺する結像レンズ4aの熱膨張によって発生する照射位置ずれ量dY2は、dY2=dY1×Δy=7.286×10−3×(−0.8)=−5.829[μm]である。Δy:片倍率差に対する照射位置ずれ敏感度:−0.8[mm])である。 The irradiation position shift amount dY2 generated by the thermal expansion of the imaging lens 4a that cancels the irradiation position shift amount dY1 is dY2 = dY1 × Δy = 7.286 × 10 −3 × (−0.8) = − 5.829. [Μm]. Δy: Irradiation position shift sensitivity to a single magnification difference: −0.8 [mm]).

結像レンズ4aの熱膨張による照射位置ずれ量を−5.829[μm]にするためには、位置決め部(凸部11)を結像レンズ4aの走査方向における画像領域の中央Lから画像書き始め側へdY3ずらして設けるとよい。   In order to set the irradiation position shift amount due to thermal expansion of the imaging lens 4a to −5.829 [μm], the positioning portion (convex portion 11) is written from the center L of the image area in the scanning direction of the imaging lens 4a. It may be provided by shifting dY3 toward the start side.

結像レンズ4aが熱膨張した後の画像領域中央から位置決め部(凸部11)までの距離dY3は、dY3=dY2/(Δl×Δt)=−5.829×10−3/(6.0×10−5×10)≒9.7[mm]である。Δl:結像レンズ材料の線膨張係数:6.0×10−5、Δt:結像レンズ上昇温度:10[℃])である。 The distance dY3 from the center of the image area after the imaging lens 4a is thermally expanded to the positioning portion (convex portion 11) is dY3 = dY2 / (Δl × Δt) = − 5.829 × 10 −3 /(6.0 × 10 −5 × 10) ≈9.7 [mm]. Δl: linear expansion coefficient of imaging lens material: 6.0 × 10 −5 , Δt: imaging lens rising temperature: 10 [° C.]).

よって、結像レンズ位置決め部(凸部11)を走査方向における書き始め側へ10mm程度ずらして設ければよい。こうすることによって、結像レンズ4aの屈折率変化で発生する照射位置ずれと、結像レンズ4aの熱膨張変化によって発生する照射位置ずれを効率良く相殺することができる。   Therefore, the imaging lens positioning part (convex part 11) may be provided so as to be shifted by about 10 mm toward the writing start side in the scanning direction. By so doing, it is possible to efficiently offset the irradiation position deviation caused by the change in the refractive index of the imaging lens 4a and the irradiation position deviation caused by the thermal expansion change of the imaging lens 4a.

なお、上記数値は、本発明の検証実験に用いた結像レンズ特有の値であり、光学走査装置に使用する結像レンズの形状および光学特性によって変化するものである。しかし、結像レンズの使用される用途に変わりは無く、他の結像レンズにおいても上記数値が大きく外れることは無い。   The above numerical values are values specific to the imaging lens used in the verification experiment of the present invention, and change depending on the shape and optical characteristics of the imaging lens used in the optical scanning device. However, there is no change in the application in which the imaging lens is used, and the above numerical values do not deviate greatly in other imaging lenses.

また、本実施例では結像レンズ4aの位置決め部を凸部11にし、光学箱10の取付け部を凹部12にした構成について説明したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、結像レンズ4aの位置決め部を凹部にし、光学箱10の取付け部を凸部にしても同様の効果が得られる。   Moreover, although the present Example demonstrated the structure which used the positioning part of the imaging lens 4a as the convex part 11, and set the attachment part of the optical box 10 as the recessed part 12, this invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained even if the positioning portion of the imaging lens 4a is a concave portion and the mounting portion of the optical box 10 is a convex portion.

(第2の実施形態)
次に本発明に係る光学走査装置の第二実施形態について図を用いて説明する。図6は、第2の実施形態に係る光学走査装置における結像レンズの位置決め部付近の拡大図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the positioning portion of the imaging lens in the optical scanning device according to the second embodiment. About the part which overlaps with said 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図6に示すように、本実施形態の光学走査装置は、上記第一実施形態の光学走査装置の取付け部10bを、一対のリブ10c、10dで構成したものである。   As shown in FIG. 6, the optical scanning device of the present embodiment is configured by configuring the mounting portion 10b of the optical scanning device of the first embodiment with a pair of ribs 10c and 10d.

一対のリブ10c、10dは、光学箱10と一体成形され、対向して形成されている。一対のリブのうち、位置決めリブ10dはほとんど変形しないように形成し、もう一方のリブ10cは弾性変形可能に構成される。   The pair of ribs 10c and 10d are formed integrally with the optical box 10 and are opposed to each other. Of the pair of ribs, the positioning rib 10d is formed so as to be hardly deformed, and the other rib 10c is configured to be elastically deformable.

結像レンズ4aの位置決め部である凸部11は、一対のリブ10c、10dの間に挿入される。そして、リブ10cの弾性復元力Cによって、凸部11を他方のリブ10dに押し圧し、挟み込むことで、結像レンズ4aは光学箱10に取り付けられる。   The convex portion 11 that is a positioning portion of the imaging lens 4a is inserted between the pair of ribs 10c and 10d. The imaging lens 4a is attached to the optical box 10 by pressing and pressing the convex portion 11 against the other rib 10d by the elastic restoring force C of the rib 10c.

この構成により、光学箱10の取付け部10bや結像レンズ4aの凸部11の寸法ばらつきに関係なく、結像レンズ4aを精度よく光学箱10に位置決めすることが可能となる。   With this configuration, the imaging lens 4a can be accurately positioned on the optical box 10 regardless of the dimensional variations of the mounting portion 10b of the optical box 10 and the convex portion 11 of the imaging lens 4a.

上記第1及び第2の実施形態に係る光学走査装置を、プリンタ、ファクシミリあるいは複写機等の画像形成装置に適用することで、像担持体に露光走査する場合における露光走査精度が向上するため、形成する画像品質の向上にもつながる。特に、複数の画像を重ね合わせてカラー画像を形成する装置の場合に、その効果が大きい。   By applying the optical scanning device according to the first and second embodiments to an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, or a copying machine, the exposure scanning accuracy when performing exposure scanning on the image carrier is improved. It also leads to an improvement in the quality of the image to be formed. In particular, the effect is great in the case of an apparatus that forms a color image by superimposing a plurality of images.

第1の実施形態に係る光学走査装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an optical scanning device according to a first embodiment. FIG. 第1の実施形態に係る光学走査装置内部の空気の流れを説明した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the air flow inside the optical scanning device according to the first embodiment. 比較例における走査線の変動について説明した図である。It is a figure explaining the fluctuation | variation of the scanning line in a comparative example. 第1の実施形態における走査線の変動について説明した図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the variation of the scanning line in the first embodiment. 第1の実施形態に係る光学走査装置内にある位置決め部の適切な配置を説明した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an appropriate arrangement of positioning portions in the optical scanning device according to the first embodiment. 第2の実施形態に係る結像レンズの位置決め部付近の拡大図である。It is an enlarged view near the positioning part of the imaging lens which concerns on 2nd Embodiment. 従来の光学走査装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional optical scanning device. 従来のスキャナモータ連続駆動時における結像レンズ表面温度測定結果を示す図である。It is a figure which shows the imaging lens surface temperature measurement result at the time of the conventional scanner motor continuous drive.

符号の説明Explanation of symbols

1 …半導体レーザ装置(光源)
10 …光学箱
11 …凸部(位置決め部)
3 …回転多面鏡
4 …結像レンズ
1 ... Semiconductor laser device (light source)
10: Optical box 11: Convex part (positioning part)
3 ... rotating polygon mirror 4 ... imaging lens

Claims (4)

レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射したレーザ光を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向されたレーザ光透過し、前記レーザ光を前記像担持体上に結像させるレンズと、前記レンズを支持する筐体と、を有し、前記偏向手段により偏向されたレーザ光が、前記レンズの前記像担持体の画像領域に対応する走査領域上を走査方向に一端から他端まで移動しながら前記レンズを透過することで、前記像担持体上でレーザ光による走査を行う光学走査装置において、
前記レンズは、前記筐体に対する前記走査方向位置が決まった位置決め部を備え
装置内の温度上昇によって前記レンズの温度は前記走査領域の一端側の方が他端側よりも高くなり、前記位置決め部は、前記走査方向に関して、前記レンズの走査領域の中央よりも前記一端側にのみ設けられていることを特徴とする光学走査装置。
A light source for emitting a laser beam, a deflecting means for deflecting the laser beam emitted from said light source, said deflection unit laser beam deflected is transmitted by the lens causes imaging the laser beam on the image bearing member has a housing for supporting the lens, the laser beam deflected by the deflecting means, to the other end of the scanning region above the one end in the scanning direction corresponding to the image region of said image bearing member in the lens In an optical scanning device that performs scanning with a laser beam on the image carrier by transmitting through the lens while moving,
The lens is provided with a positioning portion which was decided position in the scanning direction against the housing,
Due to the temperature rise in the apparatus, the temperature of the lens becomes higher at one end side of the scanning region than at the other end side, and the positioning portion is on the one end side from the center of the scanning region of the lens in the scanning direction. The optical scanning device is provided only in the above.
前記位置決め部は、前記走査方向に関して、前記レンズの走査領域の両端の間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光学走査装置。The optical scanning device according to claim 1, wherein the positioning unit is provided between both ends of a scanning region of the lens in the scanning direction. 前記偏向手段は、回転多面鏡と前記回転多面鏡を回転させるモータとを備え、前記走査領域の一端は他端よりも前記走査方向上流側にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学走査装置。The said deflection | deviation means is provided with the rotary polygon mirror and the motor which rotates the said rotary polygon mirror, The one end of the said scanning area | region is in the said scanning direction upstream rather than the other end, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Optical scanning device. 前記筐体は、前記位置決め部を固定して位置を決める固定部を備え
前記固定部は、前記走査方向で対向する一対のリブであり、前記一対のリブの少なくとも一方は弾性変形可能であり、前記リブの弾性復元力によって、前記走査方向で前記一対のリブの間に前記位置決め部を挟み込むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光学走査装置。
Wherein the housing includes a fixing portion for positioning and fixing the positioning unit,
The fixing portion is a pair of ribs facing each other in the scanning direction, and at least one of the pair of ribs is elastically deformable, and is elastically deformed between the pair of ribs in the scanning direction by an elastic restoring force of the ribs. the optical scanning apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that sandwich the positioning portion.
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