JP2005062399A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease the number of resin optical components and reduce a manufacturing cost while keeping high accuracy. <P>SOLUTION: An optical scanner and an image forming apparatus are provided with an fθ lens 37 which forms an image of a luminous flux emitted from a light source and scanned with a polygon mirror 36 onto an image plane 39. A gate 37B which is an injection hole for molten resin for mold forming process is provided at the end of the resin fθ lens 37 in a subscanning direction. Further, a light shielding plate 33 is provided which shields the end 37A on the side of the gate of the fθ lens 37 from light. The light shielding plate 33 is provided with a slit 33A which shields the luminous flux passing through the end 37A on the side of the gate among luminous fluxes emitted from the light source. The position of the slit 33A is asymmetrical in the subscanning direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、レーザプリンタやデジタル複写機等に使用される光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device used for a laser printer, a digital copying machine, and the like, and an image forming apparatus using the same.

レーザプリンタやデジタル複写機に用いる光走査装置は、光束（レーザビーム）を出射する光源（半導体レーザ素子等）と、この光源から出射された光束の断面ビーム径および断面形状を所定の大きさおよび形状に整える偏向前光学系と、この偏向前光学系により所定の大きさおよび形状に整えられた光束を記録媒体または潜像保持体に反射させて走査する偏向装置と、この偏向装置により偏向された光束を記録媒体または潜像保持体の所定位置に結像させる結像光学系とを備えて構成されている。   An optical scanning device used in a laser printer or a digital copying machine has a light source (semiconductor laser element or the like) that emits a light beam (laser beam), a cross-sectional beam diameter and a cross-sectional shape of the light beam emitted from the light source with a predetermined size and A pre-deflection optical system that adjusts the shape, a deflecting device that reflects and scans a recording medium or a latent image holder with a light beam adjusted to a predetermined size and shape by the pre-deflection optical system, and the deflecting device And an image forming optical system for forming an image of the light beam at a predetermined position of the recording medium or the latent image holding member.

前記結像光学系においては、ビーム径の均一化、偏向装置としてのポリゴンミラーの回転角度と走査位置の線形化（ｆθ特性）、ポリゴンミラー面の加工時の倒れによる副走査方向ピッチムラ補正の機能を持たせることが必要である。このために、一般的に結像光学系は、複数の光学部品で構成されている。
特開２００２−３２８３２３号公報 In the imaging optical system, functions for uniformizing the beam diameter, linearizing the rotation angle and scanning position of the polygon mirror as a deflecting device (fθ characteristics), and correcting pitch unevenness in the sub-scanning direction due to tilting during processing of the polygon mirror surface It is necessary to have For this purpose, the imaging optical system is generally composed of a plurality of optical components.
JP 2002-328323 A

ところで、結像光学系の低価格化を図るためにはレンズ枚数を減らす必要がある。その一方で、結像光学系の性能を確保するためには、主走査方向の走査端に近づくほど正のパワーを大きくしなければならない。このため、結像光学系を１枚のレンズで構成すると、主走査方向の走査端の肉厚が薄くなる。即ち、結像光学系の主走査方向のセンター部と端部とでその肉厚が大きく変動して、主走査方向の走査端で肉厚が極端に薄くなってしまう。   By the way, it is necessary to reduce the number of lenses in order to reduce the price of the imaging optical system. On the other hand, in order to ensure the performance of the imaging optical system, the positive power must be increased as it approaches the scanning end in the main scanning direction. For this reason, when the imaging optical system is constituted by a single lens, the thickness of the scanning end in the main scanning direction is reduced. That is, the thickness of the imaging optical system varies greatly at the center and the end in the main scanning direction, and the thickness becomes extremely thin at the scanning end in the main scanning direction.

また、一般的に結像光学系は樹脂レンズで構成されており、この樹脂レンズは金型で成形される。このような金型においては、溶融した樹脂の注入口であるゲートは結像光学系の主走査方向の端部に設けられる。   In general, the imaging optical system is composed of a resin lens, and this resin lens is molded by a mold. In such a mold, a gate, which is a molten resin injection port, is provided at an end of the imaging optical system in the main scanning direction.

ところが、結像光学系の主走査方向の端部の肉厚が極端に薄いため、その主走査方向端部に設けられるゲートは小さくなってしまう。この結果、金型内に溶融した樹脂を注入する際に十分な圧力を維持することができず、高い形状精度を保つことができない。   However, since the thickness of the end portion in the main scanning direction of the imaging optical system is extremely thin, the gate provided at the end portion in the main scanning direction becomes small. As a result, a sufficient pressure cannot be maintained when the molten resin is poured into the mold, and high shape accuracy cannot be maintained.

この発明の目的は、樹脂レンズの副走査方向の寸法及び体積を大きくしないで、光束を正確に結像させることができる光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical scanning device and an image forming apparatus that can accurately form a light beam without increasing the size and volume of a resin lens in the sub-scanning direction.

請求項１記載の発明に係る光走査装置は、前記目的を達成するためになされたものであり、光走査手段で走査された光源からの光束を走査対象物に結像させる結像光学系を備えた光走査装置において、前記結像光学系が、パワーを持つ合成樹脂製の光学部品を含むと共に、当該樹脂製光学部品の副走査方向の端部に型成形時の溶融樹脂の注入口であるゲートを備えていることを特徴とする。   An optical scanning device according to a first aspect of the present invention is made to achieve the above object, and includes an imaging optical system that forms an image of a light beam from a light source scanned by an optical scanning unit on a scanning object. In the optical scanning device, the imaging optical system includes an optical component made of synthetic resin having power, and an injection port of molten resin at the time of molding at the end of the resin optical component in the sub-scanning direction. It is characterized by having a certain gate.

前記構成により、前記樹脂製光学部品の副走査方向の端部にゲートを備えたので、ゲートの断面積を大きくすることができ、樹脂製光学部品を型成形する場合に、型内に注入される樹脂の流れをスムーズにすることができ、寸法精度に優れた樹脂製光学部品を成形することができる。   With the above configuration, since the gate is provided at the end of the resin optical component in the sub-scanning direction, the cross-sectional area of the gate can be increased, and the resin optical component is injected into the mold when molding the resin optical component. The resin flow can be made smooth, and a resin optical component with excellent dimensional accuracy can be molded.

請求項５記載の発明に係る画像形成装置は、前記光走査装置と、この光走査装置から出射される光ビームに基づいて潜像画像が作成される感光体と、この感光体の外周面に形成された潜像画像にトナーを供給する現像装置と、前記感光体の外周面に現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置とを備えたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: the optical scanning device; a photoreceptor on which a latent image is created based on a light beam emitted from the optical scanning device; and an outer peripheral surface of the photoreceptor. The image forming apparatus includes a developing device that supplies toner to the formed latent image, and a transfer device that transfers the toner image developed on the outer peripheral surface of the photoreceptor to a recording medium.

これにより、前記同様の作用、効果を奏することができる。   Thereby, there can exist the same operation and effect as described above.

以上詳述したように、本発明の光走査装置及び画像形成装置では次のような効果を奏することができる。   As described above in detail, the optical scanning device and the image forming apparatus of the present invention can provide the following effects.

結像光学系の樹脂製光学部品の副走査方向の端部に型成形時の溶融樹脂の注入口であるゲートを備えたので、樹脂製光学部品の型成形を正確にかつ効率的に行うことができる。このように、正確に型成形できるため、寸法誤差の分を考慮して樹脂製光学部品の副走査方向の寸法及び体積を大きくしないでも、正確な光走査を行うことができる。また、樹脂製光学部品の型成形を効率的に行うことができるため、樹脂製光学部品の生産性を大幅に向上させることができる。この結果、製造コストの低減を図ることができる。   Resin optical parts of the imaging optical system are equipped with a gate, which is an injection port for molten resin at the time of molding, at the end in the sub-scanning direction, so that plastic optical parts can be molded accurately and efficiently Can do. As described above, since the mold can be accurately formed, accurate optical scanning can be performed without taking into account the size error and without increasing the size and volume of the resin optical component in the sub-scanning direction. In addition, since the resin optical component can be efficiently molded, the productivity of the resin optical component can be greatly improved. As a result, the manufacturing cost can be reduced.

また、樹脂製光学部品のゲート側端部を遮光する遮光板を備えたので、正確な型成形をしても生じる誤差を考慮して樹脂製光学部品を大きく成形しなくても、誤差の生ずる可能性のある部分を光束が通過するのを遮光板で防止することができる。この結果、高い走査精度を維持しながら樹脂製光学部品の小型化及び製造コストの低減を図ることができる。   In addition, since a light-shielding plate that shields the gate side end of the resin optical component is provided, an error occurs even if the resin optical component is not largely molded in consideration of the error that occurs even if accurate molding is performed. The light shielding plate can prevent the luminous flux from passing through a possible portion. As a result, it is possible to reduce the size and manufacturing cost of the resin optical component while maintaining high scanning accuracy.

以下、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法の実施形態を説明する。   Embodiments of an image forming apparatus and an image forming method according to the present invention will be described below.

[実施例１]
図２は、本実施形態に係る光走査装置を有する画像形成装置としてのデジタル複写機を示す概略構成図である。 [Example 1]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a digital copying machine as an image forming apparatus having the optical scanning device according to the present embodiment.

このデジタル複写機１は、スキャナ部１０と、プリンタ部２０とを有して構成されている。   The digital copying machine 1 includes a scanner unit 10 and a printer unit 20.

スキャナ部１０は、図中の矢印の方向に移動可能に形成された第１キャリッジ１１、第１キャリッジ１１に従動して移動される第２キャリッジ１２、第２キャリッジ１２からの光に所定の結像特性を与える光学レンズ１３、光学レンズ１３により所定の結像特性が与えられた光を光電変換して電気信号を出力する光電変換素子１４、原稿Ｄを保持する原稿台１５、原稿台１５に原稿Ｄを押しつける原稿固定カバー１６等を有している。   The scanner unit 10 has a predetermined connection to light from the first carriage 11 formed to be movable in the direction of the arrow in the drawing, the second carriage 12 moved by following the first carriage 11, and the light from the second carriage 12. An optical lens 13 that provides image characteristics, a photoelectric conversion element 14 that photoelectrically converts light given predetermined imaging characteristics by the optical lens 13 and outputs an electrical signal, a document table 15 that holds a document D, and a document table 15 An original fixing cover 16 for pressing the original D is provided.

プリンタ部２０は、原稿の情報に対応して光を走査させる光走査装置２１と、記録用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成部２２とを有して構成されている。   The printer unit 20 includes an optical scanning device 21 that scans light in accordance with document information, and an image forming unit 22 that forms an image on a recording paper P.

画像形成部２２は、静電潜像が形成される感光体ドラム２３、感光体ドラム２３の表面に所定極性の表面電位を与える帯電装置２４、感光体ドラム２３に光走査装置２１により形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像装置２５、現像装置２５により感光体ドラム２３の外周に形成されたトナー像に所定の電界を与えて記録用紙Ｐに転写する転写装置２６、転写装置でトナー像が転写された記録用紙Ｐおよび記録用紙Ｐと感光体ドラム２３との間のトナーを、感光体ドラム２３との静電吸着から解放して（感光体ドラム２３から）分離する分離装置２７、転写後に感光体ドラム２３の外周面に残ったトナーを除去すると共に感光体ドラム２３の電位分布を帯電装置２４により表面電位が供給される以前の状態に戻すクリーニング装置２８等を有している。   The image forming unit 22 is formed by the photosensitive drum 23 on which the electrostatic latent image is formed, the charging device 24 that applies a surface potential of a predetermined polarity to the surface of the photosensitive drum 23, and the optical scanning device 21 on the photosensitive drum 23. A developing device 25 that supplies toner to the electrostatic latent image and develops it, a transfer device 26 that applies a predetermined electric field to the toner image formed on the outer periphery of the photosensitive drum 23 by the developing device 25 and transfers the toner image onto the recording paper P, transfer Separation in which the recording sheet P onto which the toner image has been transferred by the apparatus and the toner between the recording sheet P and the photosensitive drum 23 are separated from the electrostatic adsorption with the photosensitive drum 23 (from the photosensitive drum 23). A cleaning device that removes toner remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 23 after transfer and returns the potential distribution of the photosensitive drum 23 to a state before the surface potential is supplied by the charging device 24; It has a 28, and the like.

スキャナ部１０で原稿Ｄから読み取られた画像信号は、図示しない画像処理部において、輪郭補正や階調処理等の処理により印字信号に変換され、さらにレーザ変調信号に変換される。   An image signal read from the document D by the scanner unit 10 is converted into a print signal by processing such as contour correction and gradation processing in an image processing unit (not shown), and further converted into a laser modulation signal.

光走査装置２１は、前記レーザ変調信号に従って強度変調された光源からの光を走査して、前記感光体ドラム２３の所定位置に静電潜像を記録するための装置である。この光走査装置２１は、オーバーフィルド方式でもアンダーフィルド方式でもよい。   The optical scanning device 21 is a device for scanning the light from the light source whose intensity is modulated in accordance with the laser modulation signal and recording an electrostatic latent image at a predetermined position on the photosensitive drum 23. The optical scanning device 21 may be an overfilled system or an underfilled system.

光走査装置２１は、図３，４に示すように、半導体レーザ３１と、コリメータレンズ３２と、遮光板３３と、シリンドリカルレンズ３４と、折り返しミラー３５と、ポリゴンミラー３６と、ｆθレンズ３７とから構成されている。   3 and 4, the optical scanning device 21 includes a semiconductor laser 31, a collimator lens 32, a light shielding plate 33, a cylindrical lens 34, a folding mirror 35, a polygon mirror 36, and an fθ lens 37. It is configured.

半導体レーザ３１は光源である。この半導体レーザ３１は波長が７８０nmのものを用いた。半導体レーザ３１は、前記レーザ変調信号に基づいて光が強度変調される。なお、半導体レーザ３１として波長が７８０nmのものを用いるが、６５０nmや６３０nmのもの、さらに短波長のものでもよい。波長の短いものを用いれば、像面でのビーム径を小径化することが可能となる。また、光源としては、半導体レーザ３１に限らず、発光ダイオード等の他の発光手段を用いてもよい。   The semiconductor laser 31 is a light source. The semiconductor laser 31 having a wavelength of 780 nm was used. In the semiconductor laser 31, the intensity of light is modulated based on the laser modulation signal. Although the semiconductor laser 31 having a wavelength of 780 nm is used, a semiconductor laser having a wavelength of 650 nm, 630 nm, or a shorter wavelength may be used. If one having a short wavelength is used, the beam diameter on the image plane can be reduced. Further, the light source is not limited to the semiconductor laser 31, and other light emitting means such as a light emitting diode may be used.

コリメータレンズ３２は、半導体レーザ３１からの発散光を平行光に変換するための光学素子である。半導体レーザ３１からの発散光が平行光に整えられる。なお、コリメータレンズ３２の代わりに有限レンズを用いて、収束光や発散光に変換される場合もある。設計に応じてコリメータレンズ３２や有限レンズを適宜選択する。   The collimator lens 32 is an optical element for converting divergent light from the semiconductor laser 31 into parallel light. The divergent light from the semiconductor laser 31 is adjusted to parallel light. In some cases, a finite lens is used instead of the collimator lens 32 to convert the light into convergent light or divergent light. A collimator lens 32 or a finite lens is appropriately selected according to the design.

遮光板３３は、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａ（図１参照）を遮光するための部材である。遮光板３３は、コリメータレンズ３２とシリンドリカルレンズ３４との間に設けられている。この遮光板３３には、図５に示すように、スリット３３Ａが設けられている。このスリット３３Ａは、その大きさ及び設置位置が正確に設定されている。具体的には、スリット３３Ａの大きさ（面積）は、半導体レーザ３１からの光束が像面３９で一点に絞られたときに必要な光量等に合わせて設定されている。スリット３３Ａの位置は、半導体レーザ３１からの光束の中心軸（図中の一点鎖線）からずれた位置（図５においては上方へずれた位置）に設けられている。一般にゲート付近では、形状誤差が大きくなり、その部分を通過する光線は集光特性が悪く、ビームプロファイル等が悪化する。そこで、スリット３３Ａを通過した光束が、シリンドリカルレンズ３４、折り返しミラー３５及びポリゴンミラー３６を通ってｆθレンズ３７に入射する際に、ｆθレンズ３７の形状誤差の大きいゲート側端部３７Ａを避けて他の領域に入射するようになる。このため、スリット３３Ａの位置は、ｆθレンズ３７に入射する光束が、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａを設定寸法だけ避けて入射するように設定されている。これにより、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａに形状誤差が生じている場合でもその部分を光束が通過することがなくなって、光束を正確に結像させることができるようになっている。   The light shielding plate 33 is a member for shielding the gate side end portion 37 </ b> A (see FIG. 1) of the fθ lens 37. The light shielding plate 33 is provided between the collimator lens 32 and the cylindrical lens 34. As shown in FIG. 5, the light shielding plate 33 is provided with a slit 33A. The size and installation position of the slit 33A are accurately set. Specifically, the size (area) of the slit 33 </ b> A is set according to the amount of light required when the light beam from the semiconductor laser 31 is focused on one point on the image plane 39. The position of the slit 33 </ b> A is provided at a position (a position shifted upward in FIG. 5) that is shifted from the central axis (one-dot chain line in the drawing) of the light beam from the semiconductor laser 31. In general, the shape error becomes large near the gate, and the light beam passing through the portion has poor condensing characteristics and the beam profile and the like deteriorate. Therefore, when the light beam that has passed through the slit 33A enters the fθ lens 37 through the cylindrical lens 34, the folding mirror 35, and the polygon mirror 36, the gate side end portion 37A having a large shape error of the fθ lens 37 is avoided. The incident light enters the area. For this reason, the position of the slit 33A is set so that the light beam incident on the fθ lens 37 enters the gate side end portion 37A of the fθ lens 37 while avoiding the set dimension. As a result, even when a shape error occurs in the gate-side end portion 37A of the fθ lens 37, the light beam does not pass through that portion, and the light beam can be accurately imaged.

この遮光板３３のスリット３３Ａの設置位置の設定を図６〜図９を基に説明する。図６，７に示すように、半導体レーザ３１からの発散光がコリメータレンズ３２で平行光に変換され、遮光板３３のスリット３３Ａで必要な位置だけ光束が透過される。即ち、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａ以外に光束が入射するように、ゲート側端部３７Ａに透過する光速が遮光される。この遮光される位置を斜線で示す。この遮光板３３のスリット３３Ａで遮光された部分（斜線部分）は、図８，９に示すように、ポリゴンミラー３６で反射されて、ｆθレンズ３７のゲート側端部３７Ａに達している。このため、遮光板３３の位置を設定してビーム径及びビーム形状が良好な状態になるようにする。   The setting of the installation position of the slit 33A of the light shielding plate 33 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, divergent light from the semiconductor laser 31 is converted into parallel light by the collimator lens 32, and the light beam is transmitted through the slit 33 </ b> A of the light shielding plate 33 only at a necessary position. That is, the speed of light transmitted through the gate side end portion 37A is shielded so that the light beam enters the portion other than the gate side end portion 37A of the fθ lens 37. This shaded position is indicated by hatching. As shown in FIGS. 8 and 9, the portion (shaded portion) shielded by the slit 33 </ b> A of the light shielding plate 33 is reflected by the polygon mirror 36 and reaches the gate side end portion 37 </ b> A of the fθ lens 37. For this reason, the position of the light shielding plate 33 is set so that the beam diameter and the beam shape are in a good state.

これにより、図１０に示すようになる。この図１０は、遮光板３３のスリット３３Ａの副走査方向の中心を、光線中心と一致させたとき（従来技術である点線）と、光線中心からずらしたとき（本発明である実線）のサイドローブの比較である。光線中心から副走査方向にずらした方がサイドローブが小さく、ビームプロファイルは良いことが分かる。ここで、サイドローブの定義を図１１に示す。図示するように、潜像形成に使用される中央の波長の光の両側にできる緩衝光のことである。   As a result, it becomes as shown in FIG. FIG. 10 shows the side when the center in the sub-scanning direction of the slit 33A of the light shielding plate 33 coincides with the center of the light beam (dotted line in the prior art) and when shifted from the center of the light beam (solid line of the present invention). Comparison of lobes. It can be seen that the side lobe is smaller and the beam profile is better when shifted from the center of the light beam in the sub-scanning direction. Here, the definition of the side lobe is shown in FIG. As shown in the figure, it is buffered light generated on both sides of light having a central wavelength used for forming a latent image.

図１２は、遮光板３３のスリット３３Ａの副走査方向の中心を、光線中心と一致させたとき（従来技術である点線）と、光線中心からずらしたとき（本発明である実線）のビーム径の比較である。光線中心から副走査方向にずらした方がビーム径のばらつきが小さいことが分かる。   FIG. 12 shows the beam diameter when the center in the sub-scanning direction of the slit 33A of the light shielding plate 33 coincides with the center of the light beam (dotted line in the prior art) and when shifted from the center of the light beam (solid line in the present invention). It is a comparison. It can be seen that the variation in the beam diameter is smaller when shifted from the center of the light beam in the sub-scanning direction.

このように、サイドローブ及びビーム径が最適状態になるように、遮光板３３のスリット３３Ａの位置を設定する。   In this manner, the position of the slit 33A of the light shielding plate 33 is set so that the side lobe and the beam diameter are in an optimum state.

シリンドリカルレンズ３４は、副走査方向のみに所定のパワー(屈折力)をもつ結像光学系としてのレンズである。レンズ３２で平行光、又は収束光、又は発散光に整えられた光束は、シリンドリカルレンズ３４によって、副走査方向のみに収束される。具体的には、ポリゴンミラー３６の反射面近傍に収束され、ポリゴンミラー３６の反射面では光束は線状になる。   The cylindrical lens 34 is a lens as an imaging optical system having a predetermined power (refractive power) only in the sub-scanning direction. The light beam adjusted into parallel light, convergent light, or divergent light by the lens 32 is converged only in the sub-scanning direction by the cylindrical lens 34. Specifically, the light beam converges in the vicinity of the reflection surface of the polygon mirror 36, and the light flux becomes linear on the reflection surface of the polygon mirror 36.

折り返しミラー３５は、シリンドリカルレンズ３４を通過した光束をポリゴンミラー３６へ入射させるための部材である。   The folding mirror 35 is a member for causing the light beam that has passed through the cylindrical lens 34 to enter the polygon mirror 36.

ポリゴンミラー３６は、折り返しミラー３５からの光束を反射させて走査するための部材である。ポリゴンミラー３６の本体は内接円直径Ｄｐが２９mmの正１２面体によって構成されている。ここで、ポリゴンミラー３６の画幅Ｗｐは、ポリゴンミラー面数をＮとすると、Ｗｐ:tan(π/N)×Dpで表される。よって、Ｗｐ=tan(π/12)×29=7.77mmである。一方、ポリゴンミラーへ入射される主走査方向のビーム幅は３２mmであり、ポリゴンミラー単面の主走査幅よりも入射ビームの主走査径の方が広くなっている。このポリゴンミラー３６は、回転軸３６Ａ（図２参照）で回転自在に支持されて、高速で回転するようになっている。   The polygon mirror 36 is a member for reflecting and scanning the light flux from the folding mirror 35. The main body of the polygon mirror 36 is constituted by a regular dodecahedron having an inscribed circle diameter Dp of 29 mm. Here, the image width Wp of the polygon mirror 36 is expressed by Wp: tan (π / N) × Dp, where N is the number of polygon mirror surfaces. Therefore, Wp = tan (π / 12) × 29 = 7.77 mm. On the other hand, the beam width in the main scanning direction incident on the polygon mirror is 32 mm, and the main scanning diameter of the incident beam is wider than the main scanning width of the single surface of the polygon mirror. The polygon mirror 36 is rotatably supported by a rotation shaft 36A (see FIG. 2) and is rotated at a high speed.

ｆθレンズ３７は、結像光学系を構成する光学部品としてのレンズである。結像光学系は低価格化を図るために１枚のレンズで構成されている。即ち、結像光学系は、パワーを持つ合成樹脂製のレンズとしてのｆθレンズ３７で構成されている。なお、結像光学系は１枚のｆθレンズ３７のみで構成されるが、設計によっては２枚以上のレンズで構成される場合もある。   The fθ lens 37 is a lens as an optical component constituting the imaging optical system. The imaging optical system is composed of a single lens in order to reduce the price. That is, the imaging optical system is configured by an fθ lens 37 as a synthetic resin lens having power. The imaging optical system is configured by only one fθ lens 37, but may be configured by two or more lenses depending on the design.

ｆθレンズ３７は、具体的には図１、図１３〜図１４に示すように構成されている。ｆθレンズ３７は、主走査方向に正のパワーが持たされていると共に、副走査方向にも正のパワーが持たされている。この主走査方向及び副走査方向の正のパワーによって、像面３９上で光束が一点に絞られる。さらに、主走査方向の正のパワーによって、像面３９上で一点に絞られた光束が像面３９に正確に走査されるようになっている。また、副走査方向の正のパワーによって、ポリゴンミラー面の倒れ等による反射光の副走査方向のずれを補正して、像面３９上で一点に絞られた光束が像面３９に正確に走査されるようになっている。なお、ｆθレンズ３７には補強枠４０が取り付けられている。補強枠４０はｆθレンズ３７を補強するための部材である。ｆθレンズ３７は、補強枠４０で支持された状態で光走査装置２１に組み込まれている。   Specifically, the fθ lens 37 is configured as shown in FIGS. 1 and 13 to 14. The fθ lens 37 has positive power in the main scanning direction and also has positive power in the sub-scanning direction. With this positive power in the main scanning direction and the sub-scanning direction, the light beam is focused to one point on the image plane 39. Furthermore, the light beam focused on one point on the image surface 39 is accurately scanned on the image surface 39 by the positive power in the main scanning direction. Also, the positive power in the sub-scanning direction corrects the deviation of reflected light in the sub-scanning direction due to tilting of the polygon mirror surface, etc., so that the light beam focused on one point on the image surface 39 is accurately scanned on the image surface 39. It has come to be. A reinforcing frame 40 is attached to the fθ lens 37. The reinforcing frame 40 is a member for reinforcing the fθ lens 37. The fθ lens 37 is incorporated in the optical scanning device 21 while being supported by the reinforcing frame 40.

ｆθレンズ３７の屈折率は１．５０３３７である。このｆθレンズ３７の光軸でのデフォーカス方向の肉厚（最大肉厚）は２４mmである。また、主走査端でのレンズ肉厚（最小肉厚）は８．８mmである。これにより、肉厚変動比は２４／８．８＝２．７２となっている。また、ｆθレンズ３７の長手方向長さは１６３．９ｍｍ、副走査方向長さは１８．５ｍｍである。   The refractive index of the fθ lens 37 is 1.50337. The thickness (maximum thickness) in the defocus direction on the optical axis of the fθ lens 37 is 24 mm. The lens thickness (minimum thickness) at the main scanning end is 8.8 mm. Thereby, the wall thickness variation ratio is 24 / 8.8 = 2.72. The length of the fθ lens 37 in the longitudinal direction is 163.9 mm, and the length in the sub-scanning direction is 18.5 mm.

ｆθレンズ３７では、ゲート３７Ｂが副走査方向の端部に設けられている。このゲート３７Ｂは、型成形時に合成樹脂を溶融させて型内に注入するときに溶融樹脂の注入口となる部分である。   In the fθ lens 37, a gate 37B is provided at an end in the sub-scanning direction. The gate 37B is a portion that becomes an injection port of the molten resin when the synthetic resin is melted and injected into the mold at the time of molding.

結像光学系を構成する樹脂レンズであるｆθレンズ３７を成形する場合、一般的にはレンズの長手方向端部から樹脂を注入するが、上述したように、レンズ端部の肉厚が小さいと溶融樹脂の注入量が小さくなり、金型内の圧力がかかりにくくなる。その結果、ひけが発生する。そこで、成形時に溶融樹脂を注入するゲート３７Ｂを副走査方向端部に配設することで、ゲート３７Ｂの断面積を大きくすることができると共に、ゲート３７Ｂから金型の最も遠い部分までの距離を従来の半分以下にすることができ、必要な圧力を確保することができるようになる。即ち、細長いｆθレンズ３７の長手方向中央部分にゲート３７Ｂを設けて、ゲート３７Ｂから金型の末端までの距離を短縮し、さらにゲート３７Ｂを大きくしたので、溶融樹脂を金型内にスムーズに短時間で注入することができると共に、溶融樹脂が金型内に充填する際に十分な圧力をかけることができるようになる。   When the fθ lens 37, which is a resin lens constituting the imaging optical system, is molded, resin is generally injected from the end in the longitudinal direction of the lens. However, as described above, if the thickness of the lens end is small The injection amount of the molten resin is reduced, and the pressure in the mold is difficult to be applied. As a result, sink marks occur. Therefore, by arranging the gate 37B for injecting molten resin at the time of molding at the end in the sub-scanning direction, the cross-sectional area of the gate 37B can be increased and the distance from the gate 37B to the farthest part of the mold can be increased. The pressure can be reduced to less than half that of the prior art, and the necessary pressure can be secured. That is, the gate 37B is provided in the longitudinal center portion of the elongated fθ lens 37, the distance from the gate 37B to the end of the mold is shortened, and the gate 37B is further enlarged, so that the molten resin can be smoothly shortened in the mold. In addition to being able to be poured in time, sufficient pressure can be applied when the molten resin fills the mold.

その一方で、ゲート３７Ｂの寸法を無制限に大きくすると、ゲートカット時の熱及び応力の影響によって寸法誤差が生じたり、カットして捨てる材料が多くなったりするため、この点も考慮してゲート３７Ｂの寸法が設定されている。   On the other hand, if the dimension of the gate 37B is increased without limit, a dimensional error occurs due to the influence of heat and stress at the time of gate cutting, or more material is cut and discarded. The dimensions are set.

具体的には、ゲート３７Ｂの主走査方向は８０mm、光線進行方向は３mmに設定されている。なお、このゲート３７Ｂの寸法は、金型の樹脂注入口の内径寸法である。   Specifically, the main scanning direction of the gate 37B is set to 80 mm, and the light traveling direction is set to 3 mm. The dimension of the gate 37B is the inner diameter dimension of the resin injection port of the mold.

ポリゴンミラー３６の反射面で偏向された光束はｆθレンズ３７によって絞られて、像面３９でのビーム径が均一にされる。また、ポリゴンミラー３６の回転角度と像面３９上(被走査面上）で走査されるビーム位置が比例関係をもつように補正される。すなわち、像面３９上で走査されるビームの速度が全走査領域で一定となるように補正される。更に、ポリゴンミラー３６の各反射面の副走査方向面倒れ量のばらつきによって生じる副走査方向走査位置ずれも補正される。   The light beam deflected by the reflection surface of the polygon mirror 36 is narrowed by the fθ lens 37 so that the beam diameter on the image surface 39 is made uniform. Further, the rotation angle of the polygon mirror 36 and the beam position scanned on the image surface 39 (on the surface to be scanned) are corrected so as to have a proportional relationship. In other words, the speed of the beam scanned on the image surface 39 is corrected so as to be constant in the entire scanning region. Further, the sub-scanning direction scanning position deviation caused by the variation in the amount of surface tilt in the sub-scanning direction of each reflecting surface of the polygon mirror 36 is also corrected.

なお、ｆθレンズ３７と像面３９との間には防塵ガラス３８が設けられている。   A dustproof glass 38 is provided between the fθ lens 37 and the image plane 39.

一方、ゲート３７Ｂをｆθレンズ３７の副走査方向端部に配設した場合、型成形時の溶融樹脂の流れにより、ゲート３７Ｂ付近で形状誤差が大きくなる。もし、ゲートカット部と、レンズとしての使用領域を大きくした場合、副走査方向にレンズは大きくなり、レンズ体積は大きくなる。その結果、上述したように、冷却時間が短くなり、成形時間が長くなってしまい、生産量が低下して、コストアップになる。このため、上述のように、遮光板３３を設け、この遮光板３３のスリット３３Ａによって、ゲート３７Ｂ近傍の光線をカットすることで、光学特性を悪化させる形状誤差の大きい部分を使用しないようにして、ビーム径が悪化するのを防止している。   On the other hand, when the gate 37B is disposed at the end of the fθ lens 37 in the sub-scanning direction, the shape error increases in the vicinity of the gate 37B due to the flow of the molten resin during molding. If the gate cut portion and the use area as a lens are increased, the lens is increased in the sub-scanning direction, and the lens volume is increased. As a result, as described above, the cooling time is shortened, the molding time is lengthened, the production amount is reduced, and the cost is increased. Therefore, as described above, the light shielding plate 33 is provided, and the light beam in the vicinity of the gate 37B is cut by the slit 33A of the light shielding plate 33 so that a portion having a large shape error that deteriorates optical characteristics is not used. This prevents the beam diameter from deteriorating.

また、図１５に示すように、ポリゴンミラー３６への入射ビームを主走査平面でほぼ正面から入射させる場合、その入射ビームはポリゴンミラー３６の反射面で反射され、このビームはｆθレンズ３７面で反射される。この反射ビームは更にポリゴンミラー３６の反射面で反射され、画像領域ヘビームが入り画像を悪化させる。特に、ｆθレンズ３７面に透過率を向上させるコーティングを施していない場合は影響が大きい。   As shown in FIG. 15, when the incident beam to the polygon mirror 36 is incident from the front almost on the main scanning plane, the incident beam is reflected by the reflecting surface of the polygon mirror 36, and this beam is reflected by the fθ lens 37 surface. Reflected. This reflected beam is further reflected by the reflecting surface of the polygon mirror 36, and enters the image area to deteriorate the image. In particular, the effect is large when the fθ lens 37 is not coated with a coating that improves the transmittance.

これを回避するためにはポリゴンミラー面への入射ビームは、主走査断面でｆθレンズ３７の光軸に対して傾きを持たせる必要がある。しかし、傾きがある場合、図２に示すように、走査角度によりポリゴンミラーによる主走査方向の反射ビーム径のばらつきが大きくなる。この例では、入射側の主走査ビーム径をＤａ、走査領域センター位置のビーム径をＤｂ、入射側と反対側のビーム径をＤｃとすると、Ｄａ>Ｄｂ>Ｄｃとなる。すなわち、結像光学系の焦点距離をｆ、ポリゴンミラー上の主走査方向反射ビーム径をＤとすると、ｆ／Ｄで定義されるＦナンバーが走査位置・角度により異なる。像面のビーム径はＦナンバーにほぼ比例するので、像面ビーム径をそれぞれωａ、ωｂ、ωｃとするとωａ<ωｂ<ωｃとなり、ビーム径にばらつきが生じ、画像が悪化する。また、像面ビーム径ωは収束角度をθ、ビームの波長をλとすると、ω≒λ/(π・tanθ)でも表される。よって、ビーム径ばらつきを低減するには、像面での収束角度のばらつきを低減させる必要がある。   In order to avoid this, the incident beam on the polygon mirror surface needs to be inclined with respect to the optical axis of the fθ lens 37 in the main scanning section. However, when there is an inclination, as shown in FIG. 2, the variation in the reflected beam diameter in the main scanning direction by the polygon mirror increases depending on the scanning angle. In this example, if the main scanning beam diameter on the incident side is Da, the beam diameter at the scanning region center position is Db, and the beam diameter on the opposite side to the incident side is Dc, then Da> Db> Dc. That is, if the focal length of the imaging optical system is f and the reflected beam diameter in the main scanning direction on the polygon mirror is D, the F number defined by f / D varies depending on the scanning position and angle. Since the beam diameter of the image plane is substantially proportional to the F-number, if the image plane beam diameters are ωa, ωb, and ωc, respectively, ωa <ωb <ωc, resulting in variations in the beam diameter and deterioration of the image. The image plane beam diameter ω is also expressed as ω≈λ / (π · tan θ) where θ is the convergence angle and λ is the wavelength of the beam. Therefore, in order to reduce the beam diameter variation, it is necessary to reduce the variation in the convergence angle on the image plane.

図１６，１７は、全走査領域で収束角度のばらつきを低減させ、ビーム径ばらつきを低減させる説明図である。図１６は、ポリゴンミラー３６上での主走査反射ビーム径が大きいとき、すなわちFナンバーが小さい場合である。図２では(a)に相当する。この場合、像面での収束角度は大きくなり、主走査ビーム径は小さくなる。ここで、図１６に示すように、ｆθレンズ３７の主走査方向の入射面形状が凸形状の場合、入射ビームは収束光になる。そして、出射位置のビーム径は入射位置のビーム径よりも小さくなる。   16 and 17 are explanatory diagrams for reducing the variation in the convergence angle in the entire scanning region and reducing the variation in the beam diameter. FIG. 16 shows a case where the main scanning reflected beam diameter on the polygon mirror 36 is large, that is, the F number is small. FIG. 2 corresponds to (a). In this case, the convergence angle on the image plane increases and the main scanning beam diameter decreases. Here, as shown in FIG. 16, when the incident surface shape of the fθ lens 37 in the main scanning direction is a convex shape, the incident beam becomes convergent light. The beam diameter at the exit position is smaller than the beam diameter at the entrance position.

そして、このビームを出射面で像面近傍が焦点位置になるように補正すれば、ｆθレンズ３７を通さない場合よりも収束角度は小さくなる。一方、図１７の場合、ｆθレンズ３７の主走査方向の入射面形状の曲率が凹形状の場合、出射位置のビーム径は入射位置のビーム径よりも大きくなる。そして、出射面で像面が焦点位置になるように補正すれば、ｆθレンズ３７を通さない場合よりも収束角度は大きくなる。凹形状の場合を説明したが、入射面が凸形状であっても曲率が小さい場合は同じ効果が得られる。このように、走査位置により、入射面と出射面の曲率の比を変えることにより、像面でのビーム収束角度のばらつきを低減することが可能となり、ビーム径を均一にすることが可能となる。よって、ｆθレンズ面の反射光による画像悪化を回避するためにビームをポリゴンミラー３６へ主走査断面で斜めから入射させる場合、ｆθレンズ３７の形状は主走査方向に非対称にすれば説明した効果が得られ、高画質化が可能となる。すなわち、従来技術である主走査方向に対称形状の結像レンズを通したのでは、このように収束角度を一定にする作用はなく、これを補正するにはパワーをもつ光学部品を多く必要とする。しかし、本発明では、少ない光学部品でビーム径を均一にすることが可能となる。ここで、ｆθレンズ３７のレンズ面形状は次式で表される。

Figure 2005062399
ここで、y軸は主走査方向、Z軸は副走査方向、X軸は光軸方向を表している。非球面項にｙmでmに奇数項を含むようにすることで、全走査領域でのFナンバーのばらつきをｆθレンズ３７で補正することが可能となり、全走査領域でビーム径を均一にすることが可能となる。 If this beam is corrected so that the vicinity of the image plane is the focal position on the exit surface, the convergence angle becomes smaller than when the fθ lens 37 is not passed. On the other hand, in the case of FIG. 17, when the curvature of the incident surface shape of the fθ lens 37 in the main scanning direction is concave, the beam diameter at the emission position is larger than the beam diameter at the incident position. And if it correct | amends so that an image surface may become a focus position on an output surface, a convergence angle will become larger than the case where it does not pass the f (theta) lens 37. FIG. Although the case of the concave shape has been described, the same effect can be obtained when the curvature is small even if the incident surface is convex. As described above, by changing the ratio of the curvature of the entrance surface and the exit surface according to the scanning position, it is possible to reduce the variation in the beam convergence angle on the image surface and to make the beam diameter uniform. . Therefore, when the beam is incident on the polygon mirror 36 obliquely in the main scanning section in order to avoid image deterioration due to the reflected light of the fθ lens surface, the effect described above is obtained if the shape of the fθ lens 37 is asymmetric in the main scanning direction. As a result, high image quality can be achieved. In other words, if a conventional imaging lens having a symmetrical shape in the main scanning direction is passed, there is no effect of making the convergence angle constant in this way, and many optical parts with power are required to correct this. To do. However, in the present invention, the beam diameter can be made uniform with a small number of optical components. Here, the lens surface shape of the fθ lens 37 is expressed by the following equation.
Figure 2005062399
 Here, the y-axis represents the main scanning direction, the Z-axis represents the sub-scanning direction, and the X-axis represents the optical axis direction. The aspheric term that to include an odd term to m in y m, the variation of F-number of the entire scanning area it is possible to correct at fθ lens 37, a uniform beam diameter in all scanning region It becomes possible.

更に、ｆθレンズ３７にビームを複数通すマルチビーム光学系の場合は、(1)式に於いて、非球面項のZの次数が奇数項も含むように定義する方が性能を確保しやすい。即ち、(2)式で定義するのが望ましい。

Figure 2005062399
以上のように構成された画像形成装置のｆθレンズ３７は次のように成形する。 Furthermore, in the case of a multi-beam optical system that allows a plurality of beams to pass through the fθ lens 37, it is easier to ensure performance if the order of Z of the aspheric term is defined to include an odd term in equation (1). That is, it is desirable to define by the equation (2).
Figure 2005062399
 The fθ lens 37 of the image forming apparatus configured as described above is molded as follows.

ｆθレンズ３７の金型には、ｆθレンズ３７の副走査方向の端部に、ゲート３７Ｂとなる注入口が設けられている。溶融樹脂は、この注入口から注入される。このとき、注入口をｆθレンズ３７の副走査方向の端部に設けて、この注入口に要求される寸法を確保しているため、溶融樹脂は金型内にスムーズに流入して、短時間で金型の隅々まで行き渡る。さらに、注入口に要求される寸法を確保しているため、溶融樹脂が金型内に充填した後に十分な圧力をかけることができる。   The mold of the fθ lens 37 is provided with an inlet serving as a gate 37B at the end of the fθ lens 37 in the sub-scanning direction. Molten resin is injected from this inlet. At this time, since the injection port is provided at the end of the fθ lens 37 in the sub-scanning direction to ensure the dimension required for this injection port, the molten resin flows smoothly into the mold, and for a short time. And go to every corner of the mold. Furthermore, since the dimension required for the injection port is secured, a sufficient pressure can be applied after the molten resin is filled in the mold.

これにより、ひけの少ない高精度のｆθレンズ３７を成形することができる。   As a result, a highly accurate fθ lens 37 with little sink can be formed.

このようにして成形したｆθレンズ３７を補強枠４０に取り付けて、光走査装置２１内に組み込む。遮光板３３も、そのスリット３３Ａの位置を設定して光走査装置２１内に組み込む。   The thus formed fθ lens 37 is attached to the reinforcing frame 40 and incorporated in the optical scanning device 21. The light shielding plate 33 is also incorporated in the optical scanning device 21 by setting the position of the slit 33A.

これにより、半導体レーザ３１から発した発散光は、レンズ３２によって収束光に変換され、遮光板３３のスリット３３Ａによって光束の光量及び通過位置が規制される。そして、副走査方向のみに所定のパワー(屈折力)をもつシリンドリカルレンズ３４によって副走査方向のみにポリゴンミラー３６の反射面近傍に収束され、ポリゴンミラー面ではビームは線状になる。ポリゴンミラー３６の反射面で偏向された光束は、ｆθレンズ３７、防塵ガラス３８を介して像面３９に走査される。ポリゴンミラー３６をに回転させることで、感光体ドラム２３面を主走査方向に走査して、所定位置に静電潜像を記録する。   Thereby, the divergent light emitted from the semiconductor laser 31 is converted into convergent light by the lens 32, and the light quantity and passage position of the light beam are regulated by the slit 33 </ b> A of the light shielding plate 33. Then, the cylindrical lens 34 having a predetermined power (refractive power) only in the sub-scanning direction converges in the vicinity of the reflection surface of the polygon mirror 36 only in the sub-scanning direction, and the beam becomes linear on the polygon mirror surface. The light beam deflected by the reflection surface of the polygon mirror 36 is scanned on the image surface 39 via the fθ lens 37 and the dust-proof glass 38. By rotating the polygon mirror 36, the surface of the photosensitive drum 23 is scanned in the main scanning direction, and an electrostatic latent image is recorded at a predetermined position.

[実施例２]
図３は、ポリゴンミラー３６への入射ビームを走査領域の内側から入射させた場合である。ポリゴンミラー３６への入射光とｆθレンズ３７の光軸をそれぞれ走査平面に投影したそれぞれの成す角度をαとするときαは５°である。入射ビームと走査平面との成す角度は２°である。図４に折り返しミラー３５の後の副走査方向断面図を示す。式(1)における各係数を図２９の表１に示す。 [Example 2]
FIG. 3 shows a case where the incident beam to the polygon mirror 36 is incident from the inside of the scanning region. Α is 5 °, where α is the angle formed between the light incident on the polygon mirror 36 and the optical axis of the fθ lens 37 projected onto the scanning plane. The angle formed by the incident beam and the scanning plane is 2 °. FIG. 4 shows a sectional view in the sub-scanning direction after the folding mirror 35. Each coefficient in the equation (1) is shown in Table 1 of FIG.

式(2)における各係数を表1に示す。ｆθレンズ３７の材質は樹脂であり、屈折率は1.483987である。レンズ肉厚は光軸上のデフオーカス方向で２４mm、副走査方向高さは２５mmである。一方、走査端部のデフォーカス方向の肉厚は３．９１mmであり、肉厚変動比は２４／３．９１＝６．１３となる。この肉厚変動比は、２．７２倍以上となっている。又、レンズの長手方向の長さは１６２ｍｍ、副走査方向の長さは１９．６ｍｍである。   Table 1 shows the coefficients in Equation (2). The material of the fθ lens 37 is resin, and the refractive index is 1.483987. The lens thickness is 24 mm in the defocus direction on the optical axis, and the height in the sub-scanning direction is 25 mm. On the other hand, the thickness of the scanning end in the defocus direction is 3.91 mm, and the thickness variation ratio is 24 / 3.91 = 6.13. This thickness variation ratio is 2.72 times or more. The length of the lens in the longitudinal direction is 162 mm, and the length in the sub-scanning direction is 19.6 mm.

図１８はｆθレンズ３７がない場合のポリゴンミラー回転角度と走査位置の関係、図１９は結像光学系がないときの走査角度と理想走査位置とのずれ量を示す。図の様に走査端になるほど理想位置からのずれは大きくなり、レンズにはセンター方向へ屈折させる作用が必要になる。すなわち、正のパワーが必要になり走査端での肉厚が小さくなる。図２０は正のパワーが必要になり、凸形状になることの説明図である。図２１は実施例の肉厚変動が大きい場合のｆθ特性を示す。これにより、ｆθ特性はバランスよく補正される。すなわち、レンズ枚数を削減するためには、肉厚変動を大きくしなければいけないことがわかる。   18 shows the relationship between the polygon mirror rotation angle and the scanning position when there is no fθ lens 37, and FIG. 19 shows the amount of deviation between the scanning angle and the ideal scanning position when there is no imaging optical system. As shown in the figure, the deviation from the ideal position increases as the scanning end is reached, and the lens needs to be refracted in the center direction. That is, positive power is required and the thickness at the scanning end is reduced. FIG. 20 is an explanatory diagram showing that a positive power is required and a convex shape is obtained. FIG. 21 shows the fθ characteristic when the thickness variation of the example is large. As a result, the fθ characteristic is corrected with good balance. That is, it can be seen that the thickness variation must be increased in order to reduce the number of lenses.

[実施例３]
図２２は、別の実施形態である。光走査手段への入射光と前記結像光学系の光軸をそれぞれ走査平面に投影したそれぞれの成す角度をαとするときαは５°である。入射ビームと走査平面との成す角度は２°である。図２２に折り返しミラー３５の後の副走査方向断面図を示す。式(1)における各係数を図３０の表２に示す。 [Example 3]
FIG. 22 shows another embodiment. Α is 5 °, where α is the angle formed between the light incident on the optical scanning means and the optical axis of the imaging optical system projected onto the scanning plane. The angle formed by the incident beam and the scanning plane is 2 °. FIG. 22 shows a sectional view in the sub-scanning direction after the folding mirror 35. Each coefficient in the equation (1) is shown in Table 2 of FIG.

図２３に偏向後の断面図を示す。式(2)における各係数を表２に示す。ｆθレンズ３７の材質は合成樹脂であり、その屈折率は１．５０３３７である。光軸でのデフォーカス方向の肉厚は２４mmである。ポリゴンミラー３６は、内接円直径２９mmの正１２面体である。また、走査端でのレンズ肉厚は８．８mmであり、肉厚変動比は、前記実施形態１と同様に、２４／８．８＝２．７２となっている。   FIG. 23 shows a sectional view after deflection. Table 2 shows the coefficients in Equation (2). The material of the fθ lens 37 is a synthetic resin, and its refractive index is 1.50337. The thickness in the defocus direction on the optical axis is 24 mm. The polygon mirror 36 is a regular dodecahedron having an inscribed circle diameter of 29 mm. Further, the lens thickness at the scanning end is 8.8 mm, and the thickness variation ratio is 24 / 8.8 = 2.72 as in the first embodiment.

図２４は本実施形態でのポリゴンミラー回転角度と走査位置の線形性、いわゆるｆ特性を示す。グラフの縦軸はポリゴンミラー３６の回転角度と走査位置に線形性がある場合の走査位置(目標位置)と設計値とのずれ量を示す。ｆθ特性は良好であることが分かる。すなわち、レンズ枚数を削減するためには、肉厚変動を大きくしなければいけないことがわかる。   FIG. 24 shows the linearity of the polygon mirror rotation angle and the scanning position in this embodiment, so-called f characteristics. The vertical axis of the graph indicates the amount of deviation between the scanning position (target position) and the design value when the rotation angle of the polygon mirror 36 and the scanning position are linear. It can be seen that the fθ characteristic is good. That is, it can be seen that the thickness variation must be increased in order to reduce the number of lenses.

[実施例４]
図２５は実施形態１と同じ結像レンズを用いて、ポリゴンミラーへの入射ビームをポリゴンミラー面幅よりも小さくしたアンダーフィルド方式の例である。図２６は副走査方向断面図を示す。ここで、ポリゴンミラーはφ４０mmで９面である。図２７は、実施形態１と同様に、スリット３３Ａの中心を光線中心と一致させたときと光線中心から副走査方向にずらしたときのサイドローブの比較である。光線中心から副走査方向にずらした方がサイドローブが小さく、ビームプロファイルは良いことが分かる。 [Example 4]
FIG. 25 shows an example of the underfill method in which the same imaging lens as that of Embodiment 1 is used and the incident beam to the polygon mirror is made smaller than the polygon mirror surface width. FIG. 26 shows a sectional view in the sub-scanning direction. Here, the polygon mirror is 9 mm with φ40 mm. FIG. 27 is a comparison of side lobes when the center of the slit 33A is made coincident with the light beam center and when shifted from the light beam center in the sub-scanning direction, as in the first embodiment. It can be seen that the side lobe is smaller and the beam profile is better when shifted from the center of the light beam in the sub-scanning direction.

図２８は、同様に副走査方向のスリット３３Ａの中心を光線中心と一致させたときと光線中心からずらしたときのビーム径の比較である。光線中心から副走査方向にずらした方がビーム径のばらつきが小さいことが分かる。   FIG. 28 is a comparison of the beam diameter when the center of the slit 33A in the sub-scanning direction is made coincident with the center of the light beam and when it is shifted from the center of the light beam. It can be seen that the variation in the beam diameter is smaller when shifted from the center of the light beam in the sub-scanning direction.

本実施形態に係る画像形成装置のｆθレンズを示す底面図である。It is a bottom view showing the fθ lens of the image forming apparatus according to the present embodiment. 本実施形態の画像形成装置としてのデジタル複写機を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a digital copying machine as an image forming apparatus of an embodiment. 本実施形態に係るデジタル複写機の光走査装置の概略構成を示す平面図である。1 is a plan view showing a schematic configuration of an optical scanning device of a digital copying machine according to an embodiment. 本実施形態に係るデジタル複写機の光走査装置の概略構成を示す側面図である。1 is a side view illustrating a schematic configuration of an optical scanning device of a digital copying machine according to an embodiment. 本実施形態に係る光走査装置の遮光板を示す正面図である。It is a front view which shows the light-shielding plate of the optical scanning device concerning this embodiment. 半導体レーザからポリゴンミラーまでの、遮光板による遮光状態を示す側面図である。It is a side view which shows the light-shielding state by a light-shielding plate from a semiconductor laser to a polygon mirror. 図６の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. ポリゴンミラーから像面までの、遮光板による遮光状態を示す側面図である。It is a side view which shows the light-shielding state by the light-shielding plate from a polygon mirror to an image surface. 図８の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 遮光板のスリットの副走査方向の中心を、光線中心と一致させたときと、光線中心からずらしたときのサイドローブの状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state of a side lobe when the center of the subscanning direction of the slit of a light shielding plate is made to correspond with the center of a light beam, and when it shifts from the light beam center.

の比較である。
サイドローブを説明するグラフである。 遮光板のスリットの副走査方向の中心を、光線中心と一致させたときと、光線中心からずらしたときのビーム径の状態を示すグラフである。 本実施形態に係る画像形成装置のｆθレンズを示す正面図である。 本実施形態に係る画像形成装置のｆθレンズを示す側面図である。 ポリゴンミラー及びｆθレンズの部分を示す平面図である。 ｆθレンズを透過する光の状態を示す要部平面図である。 ｆθレンズを透過する光の状態を示す要部平面図である。 ｆθレンズがない場合のポリゴンミラー回転角度と走査位置の関係を示すグラフである。 結像光学系がないときの走査角度と理想走査位置とのずれ量を示すグラフである。 正のパワーが必要になって凸形状になることの説明図である。 肉厚変動が大きい場合のｆθ特性を示す要部拡大図である。 第３実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す平面図である。 第３実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す側面図である。 第３実施形態でのポリゴンミラー回転角度と走査位置の線形性（ｆ特性）を示すグラフである。 第４実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す平面図である。 第４実施形態に係る光走査装置の概略構成を示す側面図である。 スリットの中心を光線中心と一致させたときと光線中心から副走査方向にずらしたときのサイドローブの状態を示すグラフである。 スリットの中心を光線中心と一致させたときと光線中心からずらしたときのビーム径の状態を示すグラフである。 式(1)における各係数を示す図表である。 式(1)における各係数を示す図表である。 It is a comparison.
It is a graph explaining a side lobe. It is a graph which shows the state of the beam diameter when making the center of the subscanning direction of the slit of a light shielding plate correspond with the center of a light beam, and shifting from the center of a light beam. 1 is a front view showing an fθ lens of an image forming apparatus according to an embodiment. It is a side view showing an fθ lens of the image forming apparatus according to the present embodiment. It is a top view which shows the part of a polygon mirror and f (theta) lens. It is a principal part top view which shows the state of the light which permeate | transmits an f (theta) lens. It is a principal part top view which shows the state of the light which permeate | transmits an f (theta) lens. It is a graph which shows the relationship between a polygon mirror rotation angle and a scanning position when there is no fθ lens. It is a graph which shows the deviation | shift amount of a scanning angle when there is no imaging optical system, and an ideal scanning position. It is explanatory drawing of positive power being required and becoming convex shape. It is a principal part enlarged view which shows f (theta) characteristic in case thickness variation is large. It is a top view which shows schematic structure of the optical scanning device concerning 3rd Embodiment. It is a side view which shows schematic structure of the optical scanning device concerning 3rd Embodiment. It is a graph which shows the linearity (f characteristic) of the polygon mirror rotation angle and scanning position in 3rd Embodiment. It is a top view which shows schematic structure of the optical scanning device which concerns on 4th Embodiment. It is a side view which shows schematic structure of the optical scanning device which concerns on 4th Embodiment. It is a graph which shows the state of a side lobe when the center of a slit is made to correspond with a light ray center, and when it shifts | deviates from a light ray center to a subscanning direction. It is a graph which shows the state of the beam diameter when making the center of a slit correspond with a light beam center, and shifting from the light beam center. 6 is a chart showing each coefficient in Formula (1). 6 is a chart showing each coefficient in Formula (1).

符号の説明Explanation of symbols

１：デジタル複写機、１０：スキャナ部、１１：第１キャリッジ、１２：第２キャリッジ、１３：光学レンズ、１４：光電変換素子、１５：原稿台、１６：原稿固定カバー、２０：プリンタ部、２１：光走査装置、２２：画像形成部、２３：感光体ドラム、２４：帯電装置、２５：現像装置、２６：転写装置、２７：分離装置、２８：クリーニング装置、３１：半導体レーザ、３２：コリメータレンズ、３３：遮光板、３３Ａ：スリット、３４：シリンドリカルレンズ、３５：折り返しミラー、３６：ポリゴンミラー、３６Ａ：回転軸、３７：ｆθレンズ、３７Ａ：ゲート側端部、３７Ｂ：ゲート、３８：防塵ガラス、３９：像面、４０：補強枠。   1: digital copier, 10: scanner unit, 11: first carriage, 12: second carriage, 13: optical lens, 14: photoelectric conversion element, 15: document table, 16: document fixing cover, 20: printer unit, 21: optical scanning device, 22: image forming unit, 23: photosensitive drum, 24: charging device, 25: developing device, 26: transfer device, 27: separation device, 28: cleaning device, 31: semiconductor laser, 32: Collimator lens, 33: light shielding plate, 33A: slit, 34: cylindrical lens, 35: folding mirror, 36: polygon mirror, 36A: rotating shaft, 37: fθ lens, 37A: gate side end, 37B: gate, 38: Dust-proof glass, 39: image plane, 40: reinforcement frame.

Claims (5)

光走査手段で走査された光源からの光束を走査対象物に結像させる結像光学系を備えた光走査装置において、
前記結像光学系が、パワーを持つ合成樹脂製の光学部品を含むと共に、当該樹脂製光学部品の副走査方向の端部に型成形時の溶融樹脂の注入口であるゲートを備えていることを特徴とする光走査装置。 In an optical scanning device provided with an imaging optical system that forms an image of a light beam from a light source scanned by an optical scanning unit on a scanning object,
The imaging optical system includes an optical component made of synthetic resin having power, and a gate that is an injection port of molten resin at the time of molding at the end of the resin optical component in the sub-scanning direction. An optical scanning device characterized by the above. 請求項１に記載の光走査装置において、
前記樹脂製光学部品が１枚で構成されたことを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1,
An optical scanning device characterized in that the resin optical component is composed of a single sheet. 請求項１又は２に記載の光走査装置において、
前記樹脂製光学部品のゲート側端部を遮光する遮光部材を備えたことを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1 or 2,
An optical scanning device comprising a light shielding member that shields a gate side end of the resin optical component. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記遮光部材が、前記光源からの光束のうち前記樹脂製光学部品のゲート側端部を通る光束を遮るスリットを設けて構成されたことを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3,
2. An optical scanning device according to claim 1, wherein the light blocking member is provided with a slit that blocks a light beam from the light source that passes through a gate side end of the resin optical component. 請求項１ないし４に記載の光走査装置と、
この光走査装置から出射される光ビームに基づいて潜像画像が作成される感光体と、
この感光体の外周面に形成された潜像画像にトナーを供給する現像装置と、
前記感光体の外周面に現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 The optical scanning device according to claim 1,
A photoreceptor on which a latent image is created based on a light beam emitted from the optical scanning device;
A developing device for supplying toner to the latent image formed on the outer peripheral surface of the photoreceptor;
An image forming apparatus comprising: a transfer device that transfers a toner image developed on the outer peripheral surface of the photosensitive member to a recording medium.
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