JPH09159954A - Optical scanning device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリンタ
等に組み込まれる光走査装置に関するものであり、更に
詳しくは、その結像光学系の温度変化に伴う焦点距離の
変動を抑制するための機構を備えた光走査装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device incorporated in a laser printer or the like, and more specifically, a mechanism for suppressing a change in focal length due to a temperature change of an image forming optical system. The present invention relates to a provided optical scanning device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーザープリンタ、デジタル複写機等に
組み込まれて使用されている光走査装置は、光源と、光
源からの光を偏向する光偏向器と、光偏向器によって偏
向された後の光束を被走査面上に光スポットとして集光
させる結像光学系から基本的に構成されている。この光
走査装置においては、その低コスト化のために結像光学
系を構成しているレンズとして安価なプラスチックレン
ズを採用する場合が多い。例えば、結像光学系として２
枚のプラスチックレンズから構成されるｆθレンズが採
用されている。2. Description of the Related Art An optical scanning device incorporated and used in a laser printer, a digital copying machine, etc., includes a light source, an optical deflector for deflecting light from the light source, and a light beam after being deflected by the optical deflector. Is basically composed of an image forming optical system for condensing as a light spot on the surface to be scanned. In this optical scanning device, an inexpensive plastic lens is often used as a lens forming the image forming optical system for cost reduction. For example, as an imaging optical system, 2
An fθ lens composed of a single plastic lens is used.
【０００３】プラスチックレンズは、他のレンズ素材に
比べて線膨張率が大きく、温度変化による変形、屈折率
変化等に起因する焦点距離の変動を無視することができ
ない。焦点距離が変化すると、被走査面を走査する光ス
ポット径が変動してしまう。Plastic lenses have a larger coefficient of linear expansion than other lens materials, and changes in focal length due to deformation due to temperature changes, changes in refractive index, and the like cannot be ignored. When the focal length changes, the diameter of the light spot that scans the surface to be scanned changes.
【０００４】上記のように２枚のプラスチックレンズに
より構成されるｆθレンズを結像光学系として採用して
いる場合には、例えば、被走査側に位置するレンズが温
度上昇により変形するとその曲率半径が大きくなり屈折
率が低下するので、焦点距離が長くなってしまう。When the fθ lens composed of two plastic lenses is adopted as the image forming optical system as described above, for example, when the lens located on the scanned side is deformed due to temperature rise, its radius of curvature is increased. Is large and the refractive index is low, so the focal length becomes long.
【０００５】このような周囲温度の変化に伴う焦点距離
の変動を補償するための方法は、例えば、本願人による
特開平７−１４０４０５号公報に開示されている。この
公報に開示されている方法では、光走査装置における結
像光学系の構成光学素子である１枚プラスチックレンズ
を光軸方向に摺動自在に支持すると共に、このレンズの
一方の側をばねにより付勢し、他方の側を、棒状部材の
熱変位量を増幅して当該レンズに伝達可能な梃子部材に
よって押し付けた構成を採用している。周囲温度の変動
によって棒状部材が熱膨張あるいは熱収縮すると、その
変位が梃子部材を介して増幅されてレンズに伝達され、
レンズが光軸方向に移動する。この移動によって、温度
変化に伴う焦点距離の変化が補正される。A method for compensating for such a variation in focal length due to a change in ambient temperature is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 7-140405 by the present applicant. In the method disclosed in this publication, a single plastic lens, which is a constituent optical element of an imaging optical system in an optical scanning device, is slidably supported in the optical axis direction, and one side of this lens is supported by a spring. A structure is adopted in which the other side is biased and pressed by a lever member capable of amplifying the thermal displacement amount of the rod-shaped member and transmitting the amplified amount to the lens. When the rod-shaped member thermally expands or contracts due to fluctuations in ambient temperature, the displacement is amplified via the lever member and transmitted to the lens,
The lens moves in the optical axis direction. By this movement, the change in the focal length due to the temperature change is corrected.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ここで、光走査装置に
対しては、その小型コンパクト化の要求があり、また製
造価格の低減化の要求もある。したがって、結像光学系
を構成しているプラスチックレンズからなるｆθレンズ
における温度変化に伴う焦点距離の変動を補正する構造
も、小型コンパクトでしかも廉価に構成できることが要
求される。The optical scanning device is required to be compact and compact, and also to be manufactured at a low cost. Therefore, it is required that the structure for compensating the variation of the focal length due to the temperature change in the fθ lens made of the plastic lens that constitutes the imaging optical system is also small in size and inexpensive.
【０００７】本発明の課題は、結像光学系が２枚のレン
ズからなるｆθレンズによって構成されている光走査装
置において、レンズの温度変化に伴う焦点距離の変動を
抑制する機構を、小型コンパクトで、しかも廉価に構成
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical scanning device in which an image forming optical system is composed of an fθ lens composed of two lenses, and a mechanism for suppressing the variation of the focal length due to the temperature change of the lens is small and compact. And, it is to make it cheap.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、光源から放射されて光偏向器により偏
向された光束を結像光学系により被走査面に光スポット
として集光させて光走査を行なう光走査装置において、
前記結像光学系を構成する第１および第２のレンズから
なるｆθレンズと、周囲温度の変動に応じて前記第１お
よび第２のレンズの間隔が変化するように当該第１およ
び第２のレンズのそれぞれを光軸方向に向けて移動可能
に支持しているレンズ支持手段とを有する構成を採用
し、前記周囲温度の変動に伴う前記ｆθレンズの焦点距
離変化を前記第１および第２のレンズの間隔を調整する
ことにより抑制するようにしている。In order to solve the above problems, the present invention condenses a light beam emitted from a light source and deflected by an optical deflector as a light spot on a surface to be scanned by an imaging optical system. In an optical scanning device that performs optical scanning by
The fθ lens including the first and second lenses forming the imaging optical system and the first and second lenses so that the interval between the first and second lenses changes according to the fluctuation of the ambient temperature. And a lens supporting unit that supports each of the lenses so as to be movable in the optical axis direction. The change in the focal length of the fθ lens due to the change in the ambient temperature is changed to the first and the second. It is controlled by adjusting the distance between the lenses.
【０００９】ここで、前記レンズ支持手段の構成は、周
囲温度の上昇に伴い前記第１および第２のレンズの間隔
を広げる方向にこれらレンズを移動させ、周囲温度の低
下に伴い前記第１および第２のレンズの間隔を狭める方
向にこれらのレンズを移動させるように、これらの第１
および第２のレンズを支持したものとされる。Here, the lens supporting means is configured such that the lenses are moved in a direction of increasing the distance between the first and second lenses as the ambient temperature rises, and the first and second lenses move as the ambient temperature lowers. The first of these is moved so as to move these lenses in a direction that reduces the distance between the second lenses.
And supports the second lens.
【００１０】このようにレンズを移動させるためには、
前記レンズ支持手段として、前記第１のレンズを保持し
ている第１の保持部材と、前記第２のレンズを保持して
いる第２の保持部材と、これらの第１および第２の保持
部材を支持している支持基盤とを備えた構成を採用し、
前記第１の保持部材を、前記支持基盤に固定された固定
部と、当該固定部から光軸方向に向けて延びている第１
の線膨張率を有する腕部と、当該腕部の先端に形成され
た前記第１のレンズ板の取付け部とを備えたものとし、
前記第２の保持部材の側を、前記支持基盤に固定された
固定部と、当該固定部から光軸方向に向けて前記第１の
保持部材の腕部とは反対方向に延びている第２の線膨張
率を有する腕部と、当該腕部の先端に形成された前記第
２のレンズ板の取付け部とを備えたものとし、前記第１
および第２の線膨張率を前記支持基盤の線膨張率に比べ
て大きな値に設定しておけばよい。In order to move the lens in this way,
As the lens supporting means, a first holding member holding the first lens, a second holding member holding the second lens, and the first and second holding members thereof. Adopting a configuration with a supporting base supporting
The first holding member includes a fixing portion fixed to the support base, and a first portion extending from the fixing portion in the optical axis direction.
And an attachment portion of the first lens plate formed at the tip of the arm portion,
A second fixing member fixed to the support base and a second fixing member extending in a direction opposite to the arm portion of the first holding member in the optical axis direction from the second fixing member on the side of the second holding member. And a mounting portion of the second lens plate formed at the tip of the arm portion.
The second linear expansion coefficient may be set to a value larger than the linear expansion coefficient of the support base.
【００１１】望ましい実施の形態においては、前記第１
の保持部材が前記第１のレンズに一体成形され、前記第
２の保持部材が前記第２のレンズに一体成形される。In a preferred embodiment, the first
Holding member is integrally formed with the first lens, and the second holding member is integrally formed with the second lens.
【００１２】このように構成した本発明の光走査装置に
おいて、周囲温度が変動すると第１あるいは第２のレン
ズが熱変形してｆθレンズの焦点距離が変動する。しか
し、第１および第２のレンズは、レンズ支持手段によっ
て、当該レンズ支持手段の構成部材の熱変形に応じて光
軸方向に向けて移動可能に支持されている。したがっ
て、周囲温度が変化すると、それに応じてレンズ支持手
段の構成部材が熱膨張あるいは熱収縮し、この熱変位に
よって第１および第２のレンズは光軸方向に移動させら
れて、それらの間隔が、温度変化に伴う焦点距離の変動
を抑制する方向に調整される。In the optical scanning device of the present invention thus constructed, when the ambient temperature fluctuates, the first or second lens is thermally deformed and the focal length of the fθ lens fluctuates. However, the first and second lenses are supported by the lens support means so as to be movable in the optical axis direction according to thermal deformation of the constituent members of the lens support means. Therefore, when the ambient temperature changes, the constituent members of the lens supporting means thermally expand or contract accordingly, and this thermal displacement causes the first and second lenses to move in the optical axis direction so that the distance between them is increased. , Is adjusted in a direction to suppress the variation of the focal length due to the temperature change.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図１には、本発明を適用した光走査装置の
光学系の概略構成を示してある。図において、光走査装
置１０の光源装置１は、ＬＤ光源と、このＬＤ光源らの
発散性の光束を平行光束にするコリメータレンズを有
し、平行なレーザー光束を放射する。FIG. 1 shows a schematic structure of an optical system of an optical scanning device to which the present invention is applied. In the figure, a light source device 1 of an optical scanning device 10 has an LD light source and a collimator lens for collimating a divergent light flux from the LD light source to emit a parallel laser light flux.
【００１５】光源装置１から放射された平行光束は、シ
リンダレンズ３によって、副走査方向にのみ収束され
て、光偏向器であるポリゴンミラー５の偏向反射面５ａ
の上に、主走査方向に長い線像ＬＩとして結像する。The parallel light flux emitted from the light source device 1 is converged by the cylinder lens 3 only in the sub-scanning direction, and the deflective reflection surface 5a of the polygon mirror 5 which is an optical deflector.
Is imaged as a long line image LI in the main scanning direction.
【００１６】ポリゴンミラー５の偏向反射面により反射
された光束は、結像光学系であるｆθレンズ６を通過し
て、このｆθレンズ６の作用により被走査面７の上に光
スポットとして集光する。ポリゴンミラー５が矢印方向
に回転すと、偏向反射面５ａによる反射光束は、一定の
速度で偏向方向が移動するので、光スポットが主走査ラ
インＬ上を矢印方向へ移動する。すなわち、被走査面７
を矢印方向（主走査方向）に走査する。The light beam reflected by the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror 5 passes through an fθ lens 6 which is an image forming optical system, and is condensed as a light spot on the surface 7 to be scanned by the action of the fθ lens 6. To do. When the polygon mirror 5 rotates in the arrow direction, the light flux reflected by the deflective reflection surface 5a moves in the deflection direction at a constant speed, so that the light spot moves on the main scanning line L in the arrow direction. That is, the scanned surface 7
Are scanned in the arrow direction (main scanning direction).
【００１７】結像光学系としてのｆθレンズ６は、本例
では、２枚のレンズ６１、６２から構成されている。以
下の説明においては、ポリゴンミラー５の側に位置する
入射側のレンズ６１を第１のレンズと呼び、被走査面７
の側に位置する出射側のレンズ６２を第２のレンズと呼
ぶものとする。第１のレンズ６１は主走査方向には殆ど
パワーを有さず、副走査方向に負のパワーをもつアナモ
フィックレンズである。第２のレンズ６２は、主走査方
向および副走査方向共に正のパワーをもつアナモフィッ
クレンズである。副走査面内においては、偏向反射面５
ａと被走査面７は共役関係にある面倒れ補正光学系とな
っている。これらの第１および第２のレンズ６１、６２
はプラスチックレンズであり、光走査装置１０の機内温
度が変化すると、第１および第２のレンズ６１、６２が
熱変形し、これが原因となって、ｆθレンズ６の焦点距
離が変化する。この結果、被走査面７の上の光スポット
径が変化してしまう。換言すると焦点ずれが起きてしま
う。The fθ lens 6 as an imaging optical system is composed of two lenses 61 and 62 in this example. In the following description, the incident-side lens 61 located on the polygon mirror 5 side is referred to as a first lens, and the scanned surface 7
The exit-side lens 62 located on the side of is called the second lens. The first lens 61 is an anamorphic lens that has almost no power in the main scanning direction and has negative power in the sub scanning direction. The second lens 62 is an anamorphic lens having positive power in both the main scanning direction and the sub scanning direction. In the sub-scanning plane, the deflection reflection surface 5
a and the surface to be scanned 7 are surface tilt correction optical systems having a conjugate relationship. These first and second lenses 61, 62
Is a plastic lens, and when the temperature inside the optical scanning device 10 changes, the first and second lenses 61 and 62 are thermally deformed, which causes the focal length of the fθ lens 6 to change. As a result, the diameter of the light spot on the surface 7 to be scanned changes. In other words, defocus occurs.
【００１８】図２には、温度変化に起因する焦点ずれを
抑制するための機構を示してある。FIG. 2 shows a mechanism for suppressing defocus due to temperature change.
【００１９】図２（ａ）はｆθレンズ６をその主走査面
に直交する方向から見た平面図であり、図２（ｂ）は、
ｆθレンズ６をその副走査面に沿って切断した場合の断
面図である。FIG. 2A is a plan view of the fθ lens 6 viewed from a direction orthogonal to the main scanning surface thereof, and FIG. 2B is a plan view thereof.
FIG. 6 is a cross-sectional view when the fθ lens 6 is cut along the sub-scanning surface.
【００２０】これらの図に示すように、第１のレンズ６
１は、ここを通過する光束を遮らない両側の位置に、そ
れぞれ光軸Ｌａの方向に沿って配置された腕部材１１、
１２の先端１１ａ、１２ａの部分に保持されている。こ
れらの腕部材１１、１２は光軸Ｌａの方向に沿って第２
のレンズ６２の下方を通過して被走査面７の側に向かっ
て延びている。それらの基端１１ｂ、１２ｂは、ねじ１
３、１４等の固定具によって支持基盤１５に固定されて
いる。したがって、腕部材１１、１２が温度変化に伴っ
て光軸Ｌａの方向に伸縮すると、それらの先端１１ａ、
１２ａに保持されている第１のレンズ６１もそれに伴っ
て光軸Ｌａの方向に移動する。本例では、温度が上昇し
て腕部材１１、１２が伸びると、第１のレンズ６１は光
軸Ｌａに沿って偏向反射面５ａの側に移動し、温度が低
下して腕部材１１、１２が縮むと、第１のレンズ６１は
第２のレンズ６２の側に移動する。As shown in these figures, the first lens 6
Reference numeral 1 denotes arm members 11, which are arranged along the direction of the optical axis La at positions on both sides that do not block the light flux passing therethrough.
It is held at the tip ends 11a, 12a of the twelve. These arm members 11 and 12 are arranged in the second direction along the direction of the optical axis La.
It passes below the lens 62 and extends toward the surface 7 to be scanned. The base ends 11b and 12b of the screws 1
It is fixed to the support base 15 by fixing tools such as 3, 14 and the like. Therefore, when the arm members 11 and 12 expand and contract in the direction of the optical axis La as the temperature changes, their tips 11a and
The first lens 61 held by 12a also moves in the direction of the optical axis La accordingly. In this example, when the temperature rises and the arm members 11 and 12 extend, the first lens 61 moves to the side of the deflective reflection surface 5a along the optical axis La, and the temperature decreases and the arm members 11 and 12 decrease. Contracts, the first lens 61 moves to the second lens 62 side.
【００２１】これに対して、第２のレンズ６２も、ここ
を通過する光束を遮らない両側の位置においてそれぞれ
光軸Ｌａの方向に沿って配置された腕部材２１、２２の
先端２１ａ、２２ａの部分に保持されている。これらの
腕部材２１、２２は光軸Ｌａの方向に沿って第１のレン
ズ６１の両側を通過して偏向反射面５ａの側に向かって
延びている。それらの基端２１ｂ、２２ｂは、ねじ２
３、２４等の固定具によって支持基盤１５に固定されて
いる。したがって、腕部材２１、２２が温度変化に伴っ
て光軸Ｌａの方向に伸縮すると、それらの先端２１ａ、
２２ａに保持されている第２のレンズ６２もそれに伴っ
て光軸Ｌａの方向に移動する。本例では、温度が上昇し
て腕部材２１、２２が伸びると、第２のレンズ６２は光
軸Ｌａに沿って被走査面７の側に移動し、温度が低下し
て腕部材２１、２２が縮むと、第２のレンズ６２は第１
のレンズ６１の側に移動する。したがって、本例では、
機内温度が上昇すると、第１および第２のレンズ６１、
６２の間隔ｄが広がり、機内温度が低下するとその間隔
ｄが狭くなる。On the other hand, the second lens 62 also has the tips 21a and 22a of the arm members 21 and 22 arranged along the direction of the optical axis La at positions on both sides where the light flux passing therethrough is not blocked. Held in part. These arm members 21 and 22 pass through both sides of the first lens 61 along the direction of the optical axis La and extend toward the deflective reflection surface 5a. The base ends 21b and 22b of the screws 2 are
It is fixed to the support base 15 by fixing tools such as 3, 24. Therefore, when the arm members 21 and 22 expand and contract in the direction of the optical axis La as the temperature changes, the tips 21a, 21
The second lens 62 held by 22a also moves in the direction of the optical axis La accordingly. In this example, when the temperature rises and the arm members 21 and 22 extend, the second lens 62 moves to the scanned surface 7 side along the optical axis La, and the temperature falls and the arm members 21 and 22 decrease. Contracts, the second lens 62 moves to the first
To the lens 61 side. Therefore, in this example,
When the temperature inside the machine rises, the first and second lenses 61,
When the distance d of 62 widens and the temperature inside the machine decreases, the distance d becomes narrower.
【００２２】このように、本例においては、一対の腕部
材１１、１２によって第１のレンズ６１を保持している
第１の保持部材が構成され、一対の腕部材２１、２２に
よって第２のレンズ６２を保持している第２の保持部材
が構成され、これら第１および第２の保持部材によっ
て、ｆθレンズ６の支持手段が構成されている。As described above, in this example, the pair of arm members 11 and 12 constitute the first holding member for holding the first lens 61, and the pair of arm members 21 and 22 form the second holding member. A second holding member that holds the lens 62 is formed, and the first and second holding members form a support means for the fθ lens 6.
【００２３】ここで、本例では、第１のレンズ６１と一
対の腕部材１１、１２をプラスチック素材からなる一体
成形品として形成し、第２のレンズ６２と一対の腕部材
２１、２２も同様にプラチック素材からなる一体成形品
として形成してある。これに対して、支持基盤１５は、
セラミックス、鉄アルミニウム等の金属、ニッケル鋼等
の合金から形成してある。このように、支持基盤１５の
線膨張率を、上記の腕部材１１、１２および腕部材２
１、２２の線膨張率に比べて、大幅に小さくなるように
設定してある。Here, in this example, the first lens 61 and the pair of arm members 11 and 12 are formed as an integrally molded product made of a plastic material, and the second lens 62 and the pair of arm members 21 and 22 are also the same. It is formed as an integrally molded product made of plastic material. On the other hand, the support base 15 is
It is formed of ceramics, metal such as iron aluminum, or alloy such as nickel steel. In this way, the coefficient of linear expansion of the support base 15 is set to the above-mentioned arm members 11 and 12 and the arm member 2.
The coefficient of linear expansion is set to be significantly smaller than the linear expansion coefficients of 1 and 22.
【００２４】このように構成した本例の光走査装置１０
においては、その結像光学系であるｆθレンズ６を構成
している第１および第２のレンズ６１、６２の支持手段
の各変数を適切に設定することにより、機内温度の変動
に伴うｆθレンズ６の焦点距離の変動を抑制することが
できる。The optical scanning device 10 of the present example configured as described above
In the above, by appropriately setting the respective variables of the supporting means of the first and second lenses 61 and 62 which form the fθ lens 6 which is the imaging optical system thereof, the fθ lens associated with the fluctuation of the in-machine temperature The fluctuation of the focal length of 6 can be suppressed.
【００２５】すなわち、図２（ｂ）に示すように、第１
および第２のレンズ６１、６２の支持手段の変数を設定
する。That is, as shown in FIG. 2B, the first
And the variable of the support means of the second lenses 61 and 62 is set.
【００２６】α１：第１および第２のレンズ６１、６２
を保持している腕部材１１、１２、２１、２２の線膨張
率 α２：支持基盤１５の線膨張率 ａ ：第１のレンズ６１を保持している一対の腕部材１
１、１２の長さ ｂ ：第２のレンズ６２を保持している一対の腕部材２
１、２２の長さ ｃ ：腕部材１１、１２の基端固定位置から腕部材２
１、２２の基端固定位置までの距離 ｄ ：第１および第２のレンズ６１、６２の間隔 例えば、上記の各変数の値を以下のように設定する。Α1: first and second lenses 61, 62
Coefficient of linear expansion of the arm members 11, 12, 21 and 22 holding α2: coefficient of linear expansion of the support base 15 a: pair of arm members 1 holding the first lens 61
Lengths 1 and 12 b: A pair of arm members 2 holding the second lens 62
Lengths 1 and 22 c: Arm member 2 from the base end fixed position of the arm members 11 and 12
Distances 1 and 22 to the fixed base end position d: Distance between the first and second lenses 61 and 62 For example, the values of the above variables are set as follows.
【００２７】 α１＝７０×１０-6ｃｍ／o Ｃ（ＰＭＭＡの場合） α２＝１１．８×１０-6ｃｍ／o Ｃ（鉄の場合） ａ＝３０ ｂ＝７０ ｃ＝１０５ この場合において、機内温度変化量をΔｔ＝２０o Ｃと
すると、第１および第２のレンズ６１、６２の間隔ｄの
変化量Δｄは次式で与えられる。Α1 = 70 × 10 −6 cm / o C (in the case of PMMA) α2 = 11.8 × 10 −6 cm / o C (in the case of iron) a = 30 b = 70 c = 105 In this case, Assuming that the amount of temperature change inside the machine is Δt = 20 ° C., the amount of change Δd of the distance d between the first and second lenses 61 and 62 is given by the following equation.
【００２８】Δｄ＝｛α１・（ａ＋ｂ）−α２・ｃ｝・
Δｔ＝０．１２ また、図３に示すように、本例の光走査装置１０の薄肉
レンズ系における副走査面内での偏向反射面５ａと第１
のレンズ６１の距離を２０、第１のレンズ６１と第２の
レンズ６２の間隔（ｄ）を１４、第１のレンズ６１の焦
点距離を−２５、第２のレンズ６２の焦点距離を２０と
すると、被走査面７は第２のレンズ６２から９８．２６
の距離となる。Δd = {α1 · (a + b) −α2 · c} ·
Δt = 0.12 Further, as shown in FIG. 3, in the thin lens system of the optical scanning device 10 of the present example, the deflection reflection surface 5a in the sub-scanning surface and the first
The distance of the lens 61 is 20, the distance (d) between the first lens 61 and the second lens 62 is 14, the focal length of the first lens 61 is −25, and the focal length of the second lens 62 is 20. Then, the surface 7 to be scanned has the second lenses 62 to 98.26.
Distance.
【００２９】この場合、機内温度が２０o Ｃだけ上昇す
ると（Δｔ＝＋２０o Ｃ）、レンズの熱変形に起因して
焦点位置が２．０４だけ伸びる。しかし、本例では、上
記のように、この場合にはレンズ間隔ｄも０．１２だけ
広がる。このレンズ間隔の増加によって、焦点位置は
１．７９だけ短くなる。この結果、温度変化に伴う焦点
位置の変化は、０．２５のみの変動に抑制される。この
ように、本例では、温度変化に伴う副走査方向の焦点位
置の変動を使用上支障を来さない範囲に抑制することが
できる。In this case, when the in-machine temperature rises by 20 ° C. (Δt = + 20 ° C.), the focal position is extended by 2.04 due to thermal deformation of the lens. However, in this example, as described above, in this case, the lens interval d also increases by 0.12. This increase in lens spacing reduces the focus position by 1.79. As a result, the change in the focal position due to the temperature change is suppressed to a fluctuation of only 0.25. As described above, in this example, it is possible to suppress the fluctuation of the focal position in the sub-scanning direction due to the temperature change within a range that does not hinder the use.
【００３０】なお、本例では、第１および第２のレンズ
６１、６２を支持している腕部材１１、１２、２１、２
２をＰＭＭＡ製としてあるが、ポリカーボネートや他の
光学用樹脂を用いてもよい。同様に、支持基盤１５も、
線膨張率の低い他の素材を用いてもよい。例えばベーク
ライトを使用してもよい。さらには、腕部材１１、１２
と腕部材２１、２２を別の素材から形成してもよい。In the present example, the arm members 11, 12, 21, 2 supporting the first and second lenses 61, 62.
Although 2 is made of PMMA, polycarbonate or other optical resin may be used. Similarly, the support base 15
Other materials having a low coefficient of linear expansion may be used. For example, bakelite may be used. Furthermore, the arm members 11 and 12
The arm members 21 and 22 may be made of different materials.
【００３１】また、本例では、腕部材１１、１２、２
１、２２をそれぞれ第１および第２のレンズに一体形成
しているが、別部材として構成することも可能である。Further, in this example, the arm members 11, 12, 2
Although the lenses 1 and 22 are formed integrally with the first and second lenses, respectively, they may be formed as separate members.
【００３２】さらに、腕部材の本数は１本でもよいし、
３本以上であってもよい。腕部材を支持基盤に固定する
方法は、ねじ止めの他に、接着固定でも良いし、圧入し
て固定するようにしてもよい。Further, the number of arm members may be one,
There may be three or more. As a method of fixing the arm member to the support base, adhesive fixing may be used instead of screwing, or press-fitting may be performed for fixing.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光走査装
置では、その結像光学系であるｆθレンズを構成してい
る第１および第２のレンズを支持手段によって支持し
て、周囲温度の変動に応じて第１および第２のレンズの
間隔が変化するように、当該第１および第２のレンズの
それぞれを光軸方向に向けて当該支持手段の構成部材の
熱変形を利用して移動可能に支持している。このよう
に、第１および第２のレンズの双方を移動させるように
しているので、周囲温度の変動に伴うｆθレンズの焦点
距離変化を容易に抑制することができる。As described above, in the optical scanning device of the present invention, the first and second lenses forming the f.theta. So that the distance between the first and second lenses changes in accordance with the fluctuation of the above, by utilizing the thermal deformation of the constituent members of the supporting means with each of the first and second lenses oriented in the optical axis direction. It supports movably. Since both the first and second lenses are moved in this way, it is possible to easily suppress changes in the focal length of the fθ lens due to changes in ambient temperature.
【００３４】また、本発明では、レンズ支持手段とし
て、第１のレンズを保持する線膨張率の大きな光軸方向
に延びる第１の保持部材と、第２のレンズを保持する線
膨張率の大きな光軸方向に延びる第２の保持部材と、こ
れらの保持部材を支持している線膨張率の小さな支持基
盤から構成し、温度が上昇するとレンズ間隔を広げ、温
度が低下するとレンズ間隔を狭めるようにしている。第
１および第２の保持部材は反対方向に熱伸縮するので、
温度変化に伴うレンズ間隔の変動を増幅させることがで
き、したがって、温度変化に伴う焦点距離の変動を効率
良く抑制することができる。Further, in the present invention, as the lens support means, the first holding member extending in the optical axis direction having a large linear expansion coefficient for holding the first lens and the large linear expansion coefficient for holding the second lens are provided. It is composed of a second holding member extending in the optical axis direction and a supporting base supporting these holding members and having a small linear expansion coefficient. When the temperature rises, the lens interval is widened, and when the temperature drops, the lens interval is narrowed. I have to. Since the first and second holding members thermally expand and contract in opposite directions,
It is possible to amplify the variation of the lens interval due to the temperature change, and therefore it is possible to efficiently suppress the variation of the focal length due to the temperature change.
【００３５】さらに、本発明では、これらの第１および
第２の保持部材をそれぞれ第１および第２のレンズに一
体形成する構成を採用している。この構成によれば、部
品点数が少なく、取付け作業も簡単な小型でコンパクト
な構成を備えた温度変化に起因する焦点距離変動の抑制
機構を実現できる。Further, the present invention adopts a construction in which these first and second holding members are integrally formed with the first and second lenses, respectively. According to this configuration, it is possible to realize a mechanism for suppressing variation in focal length due to temperature change, which has a small and compact configuration in which the number of parts is small and the mounting work is easy.
【図１】本発明を適用可能な光走査装置の光学系の概略
構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system of an optical scanning device to which the present invention can be applied.
【図２】図１の光走査装置の結像光学系であるｆθレン
ズを示す図であり、（ａ）はその主走査面に直交する方
向から見た平面図、（ｂ）はその副走査面に沿った断面
図である。2A and 2B are diagrams showing an fθ lens, which is an imaging optical system of the optical scanning device of FIG. 1, in which FIG. 2A is a plan view seen from a direction orthogonal to a main scanning surface thereof, and FIG. It is sectional drawing along a surface.
【図３】図２の示すｆθレンズの支持手段の作用を説明
するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operation of a supporting means of the fθ lens shown in FIG.
１ 光源装置 ３ シリンダレンズ ５ ポリゴンミラー（光偏向器） ５ａ 偏向反射面 ６ ｆθレンズ（結像光学系） ６１ 第１のレンズ ６２ 第２のレンズ ７ 被走査面 １０ 光走査装置 １１、１２ 腕部材（第１の保持部材） １５ 支持基盤 ２１ ２２ 腕部材（第２の保持部材） １３、１４、２３、２４ 止めねじ Ｌａ 光軸 ｄ レンズ間隔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 light source device 3 cylinder lens 5 polygon mirror (light deflector) 5a deflection reflection surface 6 fθ lens (imaging optical system) 61 first lens 62 second lens 7 scanned surface 10 optical scanning device 11, 12 arm member (First holding member) 15 Support base 21 22 Arm member (second holding member) 13, 14, 23, 24 Set screw La Optical axis d Lens interval
Claims (4)
された光束を結像光学系により被走査面に光スポットと
して集光させて光走査を行なう光走査装置において、前
記結像光学系を構成する第１および第２のレンズからな
るｆθレンズと、周囲温度の変動に応じて前記第１およ
び第２のレンズの間隔が変化するように当該第１および
第２のレンズのそれぞれを光軸方向に向けて移動可能に
支持しているレンズ支持手段とを有し、前記周囲温度の
変動に伴う前記ｆθレンズの焦点距離変化が前記第１お
よび第２のレンズの間隔を調整することにより抑制され
るようになっていることを特徴とする光走査装置。1. An optical scanning device for converging a light beam emitted from a light source and deflected by an optical deflector as a light spot on a surface to be scanned by an imaging optical system to perform optical scanning, wherein the imaging optical system comprises: Each of the first and second lenses has an optical axis so that the distance between the fθ lens including the first and second lenses and the first and second lenses changes in accordance with a change in ambient temperature. A lens supporting unit that is movably supported in a direction, and a change in the focal length of the fθ lens due to a change in the ambient temperature is suppressed by adjusting the distance between the first and second lenses. An optical scanning device characterized in that
は、周囲温度の上昇に伴い前記第１および第２のレンズ
の間隔を広げる方向にこれらレンズを移動させ、周囲温
度の低下に伴い前記第１および第２のレンズの間隔を狭
める方向にこれらのレンズを移動させるように、これら
の第１および第２のレンズを支持していることを特徴と
する光走査装置。2. The lens supporting means according to claim 1, wherein the lens support means moves the first and second lenses in a direction to widen the distance between the first lens and the second lens when the ambient temperature rises, and the first lens moves when the ambient temperature decreases. An optical scanning device, wherein the first and second lenses are supported so as to move the first and second lenses in a direction in which the distance between the first and second lenses is narrowed.
は、前記第１のレンズを保持している第１の保持部材
と、前記第２のレンズを保持している第２の保持部材
と、これらの第１および第２の保持部材を支持している
支持基盤とを備えており、前記第１の保持部材は、前記
支持基盤に固定された固定部と、当該固定部から光軸方
向に向けて延びている第１の線膨張率を有する腕部と、
当該腕部の先端に形成された前記第１のレンズ板の取付
け部とを備え、前記第２の保持部材は、前記支持基盤に
固定された固定部と、当該固定部から光軸方向に向けて
前記第１の保持部材の腕部とは反対方向に延びている第
２の線膨張率を有する腕部と、当該腕部の先端に形成さ
れた前記第２のレンズ板の取付け部とを備えており、前
記第１および第２の線膨張率は前記支持基盤の線膨張率
に比べて大きな値に設定されていることを特徴とする光
走査装置。3. The lens supporting means according to claim 2, wherein the lens holding means holds a first holding member holding the first lens, and a second holding member holding the second lens. A support base supporting the first and second holding members is provided, and the first holding member includes a fixing portion fixed to the support base and an optical axis direction from the fixing portion. An arm portion having a first coefficient of linear expansion extending toward
The second holding member includes a fixing portion fixed to the support base, and an attachment portion of the first lens plate formed at a tip of the arm portion, and the fixing portion is fixed to the supporting base in the optical axis direction. An arm portion having a second coefficient of linear expansion extending in a direction opposite to the arm portion of the first holding member, and a mounting portion of the second lens plate formed at the tip of the arm portion. The optical scanning device is provided with the first and second linear expansion coefficients set to a value larger than the linear expansion coefficient of the support base.
は前記第１のレンズに一体成形されており、前記第２の
保持部材は前記第２のレンズに一体成形されていること
を特徴とする光走査装置。4. The third holding member according to claim 3, wherein the first holding member is formed integrally with the first lens, and the second holding member is formed integrally with the second lens. Optical scanning device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31410695A JPH09159954A (en) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | Optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31410695A JPH09159954A (en) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | Optical scanning device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09159954A true JPH09159954A (en) | 1997-06-20 |
Family
ID=18049319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31410695A Pending JPH09159954A (en) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | Optical scanning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09159954A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9056510B2 (en) | 2011-10-12 | 2015-06-16 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Image forming apparatus |
-
1995
- 1995-12-01 JP JP31410695A patent/JPH09159954A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9056510B2 (en) | 2011-10-12 | 2015-06-16 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Image forming apparatus |
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