(57)【要約】      （修正有）【課題】ｆθレンズとカップリングレンズを光学用透明樹脂で構成した場合でも、環境温湿度の変動による主走査方向の像面上での焦点シフトを減少させる。【解決手段】筐体の線膨張係数をα１、カップリングレンズホルダの線膨張係数をα２、前記カップリングレンズの入射面と前記光源装置を構成する光源との距離をＬ１、前記カップリングレンズホルダの筐体への固定点からカップリングレンズの入射面までの距離をＬ２、ｆθレンズの主走査方向焦点距離をｆｆθ、前記カップリングレンズの焦点距離をｆｃｏｌとしたとき、下記式を満たす。2011013345.tif 000019【選択図】図３
2011013345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、該光源装置からの拡散光を平行な光束とするカップリングレンズと、該カップリングレンズにより平行光束とされた光源装置からの光を偏向し、被走査面上を主走査方向に走査させる走査光学手段と、該走査光学手段により偏向された光を被走査面上に光スポットとして集光させ、前記被走査面上における走査速度を等速とするｆθレンズと、からなる画像形成装置における走査光学系において、
前記カップリングレンズを保持するカップリングレンズホルダを光軸方向に移動可能として合焦状態で固定すると共に、前記光源装置を保持して樹脂とガラス繊維からなる複合材料で構成した筐体とをさらに有し、前記走査光学系におけるｆθレンズとカップリングレンズとを光学用透明樹脂で構成して、
前記筐体の線膨張係数をα１、前記カップリングレンズホルダの線膨張係数をα２、前記カップリングレンズの入射面と前記光源装置を構成する光源との距離をＬ１、前記カップリングレンズホルダの筐体への固定点からカップリングレンズの入射面までの距離をＬ２、前記ｆθレンズの主走査方向焦点距離をｆｆθ、前記カップリングレンズの焦点距離をｆｃｏｌとしたとき、下記（１）式を満たすように光学系を構成したことを特徴とする画像形成装置における走査光学系。
【数１】
2011013345.tif 000018
ここで、Ｌは焦点深度、ａ、ｂ、ｃは定数、ｔ０は設計温度、ｔは環境温度、Ｒ１は環境温度ｔ０での走査光学系の主走査方向入射側曲率半径、Ｒ２は環境温度ｔ０での走査光学系の主走査方向射出側曲率半径、Ｓはｆθレンズの厚みである。
【請求項２】
前記筐体が、ポリカーボネート、ガラス繊維、ＡＢＳ樹脂からなる複合材料からなることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における走査光学系。
【請求項３】
前記設計温度ｔ０が常温であり、前記環境温度ｔが１０℃以上５０℃以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置における走査光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における走査光学系に係り、特に、光源からの光を平行光束とするカップリングレンズ（コリメータレンズ）と、ポリゴンミラーにより偏向された光の被走査面上における走査速度を等速とするｆθレンズとを、光学用透明樹脂レンズとし、それにもかかわらず環境温度変化による主走査方向の像面上での焦点シフトを許容範囲に収められるようにした、画像形成装置における走査光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、帯電装置により感光体ドラムを一様に帯電した後、形成する画像の信号で変調した光で感光体ドラムを露光して静電潜像を形成し、感光体ドラムに形成された静電潜像に対する現像装置による現像、現像によって形成された感光体ドラム上のトナー画像の転写装置による用紙への転写、用紙上に転写されたトナー画像の定着装置による定着、という工程によって画像形成が行われる。
【０００３】
このうち、一様に帯電した感光体ドラムへの露光を行う走査光学系として、高速機においては、レーザーダイオード等を形成する画像の信号で変調し、ポリゴンミラーで主走査方向（感光体ドラムの軸方向）に偏向して、ｆθレンズを用いた走査光学系により、等角速度走査を等速度走査に変換して感光体ドラムを走査するようにした走査光学系が用いられる。
【０００４】
このような走査光学系においては、一般的に、レーザーダイオード等の光源装置から放射されたレーザー光を、コリメータレンズ等のカップリングレンズで略平行光束に変換した後、感光体ドラム上の走査面上で所望のビームスポット径を得るため、アパーチャ（絞り）により光束を一定の大きさに絞り、シリンドリカルレンズのような、副走査方向（主走査方向に直交する方向）にのみ屈折力を有する光学素子を透過させてポリゴンミラー上に主走査方向に線状に結像させ、走査面上の等角速度走査を等速走査に変換するｆθレンズを介し、走査面上に光ビームスポットとして結像させるよう構成されている。
【０００５】
このうち、ｆθレンズは２群２枚で構成される場合が多く、第１レンズは主走査方向の収差補正及び等角速度走査から等速走査への変換機能、第２レンズはポリゴンミラーの面倒れに対する補正機能を、というように光学的な機能を分離させて設計されるのが一般的である。
【０００６】
またｆθレンズの材質は、環境変動による屈折率変化、屈折率分布変化、熱変形等の影響を受けにくい光学用ガラス（例えばＢＫ７等）が使用されていたが、近年では装置の小型化や軽量化、部材コストの削減等の要請から、光学用アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やシクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）等の光学用透明樹脂を用いることが多くなっている。
【０００７】
しかしながら、これら光学用アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やシクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）等の光学用透明樹脂は、ガラスと比較すると温湿度変化の影響を受けやすく、さらに光学用アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）は吸湿性が高いため、レンズ内の屈折率分布が変化して光学性能の劣化を引き起こしやすい。一方、シクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）は湿度変化に対する吸湿性が低く、屈折率分布の変化等の影響を受けにくいが、温度変化に対しては、熱変形や屈折率変動を起こしてやはり光学性能の劣化を引き起こす。
【０００８】
また、半導体レーザ等の光源装置からの拡散光を略平行光束に変換するカップリングレンズは、温湿度変化により焦点シフトが生じた場合に光学性能の変化が大きく、従来はこのカップリングレンズは光学ガラスが用いられていた。しかしながら光学ガラスを使用した場合、光学用透明樹脂を使用した場合と比較してコストアップするため、シクロオレフィン系樹脂が使用される場合もあるが、そのままでは温度変化による屈折率変動の影響を受け、カップリングレンズの焦点距離の変動を引き起こす。そのため、カップリングレンズに回折格子を設けたり、カップリングレンズを２枚構成にし、それぞれに正と負の屈折力を持たせて、焦点距離変動を打ち消すことによりこの問題を解決するなどの方法が取られていた。
【０００９】
このように、走査光学系に光学用透明樹脂を用いたことで環境温度変化で焦点位置ズレが起こることに対しては、例えば特許文献１にシリンドリカルレンズをアクリル樹脂で、ｆθレンズをガラスで製作した場合の温度変化による、焦点位置ずれを実用上許容できる範囲に抑えるようにしたレーザビーム走査光学系が示されている。この特許文献１に示されたレーザビーム走査光学系では、シリンドリカルレンズを保持した光源ユニットが温度変化で変形し、ポリゴンミラー付近での結像位置が元の位置から変動して、感光体付近での結像位置が元の位置から移動するが、温度上昇に伴って樹脂製のシリンドリカルレンズも変形し、結像位置が光源ユニットの変形を相殺する方向に変化するのを利用し、焦点ずれを実用上許容できる範囲に抑えている。
【００１０】
また特許文献２には、結像レンズＢにプラスチックレンズを使用した光走査装置において、光源とコリメータレンズを鏡筒で一体化し、この鏡筒を第１の鏡筒部材と第２の鏡筒部材で構成して、光走査装置の温度が上昇してプラスチックレンズＢの屈折率変化により結像位置がΔｘ変位したとき、コリメータレンズが鏡筒の膨張によりΔＬ移動して結像位置を戻し、鏡筒を線膨張率の異なる複数の部材で構成することによって、きめの細かな調整が可能となり、正確な温度補正が可能となるようにした光走査装置が開示されている。
【００１１】
さらに特許文献３には、走査光学装置の光学系を、光源部と、光源部から発したレーザー光を副走査方向にのみ収束させるシリンドリカルレンズと、シリンドリカルレンズにより収束されたレーザー光を動的に主走査方向に偏向するポリゴンミラーと、偏向されたレーザー光を被走査面上に結像させる走査結像レンズとで構成し、光源部は、半導体レーザーと、レーザー光をほぼ平行光にするコリメータレンズとを備え、これらは円筒状のプラスチック製の固定保持部材により固定、保持されていて、コリメータレンズの焦点距離に対してバックフォーカスを小さくすることにより、固定支持部材の実効長Ｌを短くして、温度変化によるピント位置のずれを抑えることができる走査光学装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１９１８９号公報
【特許文献２】特開平１０−２９３２６１号公報
【特許文献３】特開２００５−１８９５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
光学用透明樹脂でｆθレンズやカップリングレンズを構成した場合、前記したように温度変化に対しての屈折率変動が光学ガラスと比較して大きいため、それぞれのレンズによる焦点距離の変化が大きくなる。また、半導体レーザ等の光源装置からの拡散光を平行光束に変換するカップリングレンズは、温度変化が生じた場合、半導体レーザとカップリングレンズの光軸方向の距離が、光学素子と半導体レーザが設置されている共通の固定部材の線膨張係数に比例した分だけ伸縮することになる。
【００１４】
レンズ材料として光学用透明樹脂を使用している場合、熱膨張による半導体レーザとカップリングレンズの距離の変動よりも、温度変化に対する焦点距離の変動の方が大きく、カップリングレンズと半導体レーザの距離が短くなったのと同じ状態になる。この時、カップリングレンズの焦点距離を温度ｔの関数で表したｆｃｏｌ（ｔ）と、ｆθレンズの焦点距離ｆｆθ（ｔ）の比（横倍率）の２乗に比例して被走査面での光軸方向の焦点位置ずれが起こるという問題がある。
【００１５】
こういった問題に対してカップリングレンズに回折格子を設ける方法では、回折格子の設計を別途行う必要があり、回折格子の金型製作も通常のレンズ金型と比べて特殊なものとなるので、必要となる工数も多くなる。レンズを２枚構成にしてキャンセルさせる方法は、２枚のレンズを使用するため、部材点数の増加やコストアップが生じる。
【００１６】
また、特許文献１に示されたレーザビーム走査光学系は、シリンドリカルレンズをアクリル樹脂で、ｆθレンズをガラスで製作した場合であり、前記したように装置の小型化や軽量化、部材コストの削減等の要請から、ｆθレンズとカップリングレンズに光学用アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やシクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）等の、光学用透明樹脂を用いた場合には適用できない。
【００１７】
また特許文献２、特許文献３に示された光走査装置、走査光学装置は、光源装置とコリメータレンズとを保持部材で一体化しており、そのため、走査光学系の焦点距離にバラツキが生じた場合、光源装置とコリメータレンズの距離を可変させてのピント調整を行うことが困難となり、所望のビームスポット径が得られないという問題が出る。
【００１８】
そのため本発明においては、ｆθレンズとカップリングレンズに光学用アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）や、シクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）等の光学用透明樹脂を用いた場合でも、環境温湿度の変動による主走査方向の像面上での焦点シフトを減少させるようにした、画像形成装置における走査光学系を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため本発明になる画像形成装置における走査光学系は、
光源装置と、該光源装置からの拡散光を平行な光束とするカップリングレンズと、該カップリングレンズにより平行光束とされた光源装置からの光を偏向し、被走査面上を主走査方向に走査させる走査光学手段と、該走査光学手段により偏向された光を被走査面上に光スポットとして集光させ、前記被走査面上における走査速度を等速とするｆθレンズと、からなる画像形成装置における走査光学系において、
前記カップリングレンズを保持するカップリングレンズホルダを光軸方向に移動可能として合焦状態で固定すると共に、前記光源装置を保持して樹脂とガラス繊維からなる複合材料で構成した筐体とをさらに有し、前記走査光学系におけるｆθレンズとカップリングレンズとを光学用透明樹脂で構成して、
前記筐体の線膨張係数をα１、前記カップリングレンズホルダの線膨張係数をα２、前記カップリングレンズの入射面と前記光源装置を構成する光源との距離をＬ１、前記カップリングレンズホルダの筐体への固定点からカップリングレンズの入射面までの距離をＬ２、前記ｆθレンズの主走査方向焦点距離をｆｆθ、前記カップリングレンズの焦点距離をｆｃｏｌとしたとき、下記（１）式を満たすように光学系を構成したことを特徴とする画像形成装置における走査光学系。
【数１】
2011013345.tif 000003
ここで、Ｌは焦点深度、ａ、ｂ、ｃは定数、ｔ０は設計温度、ｔは環境温度、Ｒ１は環境温度ｔ０での走査光学系の主走査方向入射側曲率半径、Ｒ２は環境温度ｔ０での走査光学系の主走査方向射出側曲率半径、Ｓはｆθレンズの厚みである。
【００２０】
このように、ｆθレンズとカップリングレンズとを光学用透明樹脂で構成すると共に、筐体に光源装置及びカップリングレンズを保持するカップリングレンズホルダとを保持し、かつ、カップリングレンズホルダを光軸方向に移動可能として合焦状態で固定することで、走査光学系の焦点距離にバラツキがある場合にも光源装置とコリメータレンズの距離を可変させてのピント調整を行った後に固定することが可能となる。
【００２１】
さらに、走査光学系レンズを合成単レンズとみなしたときに（１）式を満足するように設計することで、筐体に保持した光源装置と光学用透明樹脂で構成したカップリングレンズとは、カップリングレンズ自体の焦点シフト量と筐体の変形による焦点シフト量とが互いに相殺しあい、かつ、その差に、ｆθレンズの主走査方向焦点距離とカップリングレンズの焦点距離の比の２乗を乗じた値とｆθレンズの主走査方向の焦点距離変動とが略等しくなるようにすることで、焦点シフトを最小限に抑えることができる。また、環境変動時の焦点シフト量が小さければ設計上の焦点深度は浅く取ることができるから、走査光学系の設計難易度を下げることができる。しかも、カップリングレンズは高価なガラスを使用することなく、従来の透明光学樹脂を利用することができ、さらに、回折格子を設ける必要がないからコストダウンが可能となると共に、回折格子の設計が不要になって光学設計が簡略化できる。
【発明の効果】
【００２２】
このように本発明になる画像形成装置における走査光学系は、ｆθレンズとカップリングレンズとを光学用透明樹脂で構成しても、走査光学系の環境温度による焦点シフト量を最小限に抑えることができ、環境温度変化時の光学性能の劣化を抑えることが可能となると共に、環境変動時の焦点シフト量が小さいことで、設計上の焦点深度は浅く取ることができるから、走査光学系の設計時の難易度を下げることができる。また、走査光学系の焦点距離にバラツキが生じても、光源装置とコリメータレンズの距離を固定する前に可変させることが可能であるからピント調整を容易に行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明になる光走査光学装置を画像形成装置における感光体の露光装置に応用した構成概略の斜視図である。
【図２】図１に示した光走査光学装置の副走査方向断面図である。
【図３】光源とカップリングレンズを収容したカップリングレンズホルダとを保持した筐体の概略断面図である。
【図４】ｆθレンズの焦点距離が１００ｍｍで、Ｌ２を５ｍｍとした場合の温度変化に対する、ΔＬｉｍａｇｅの変化を示したグラフである。
【図５】Ｌ２を最適化した場合の温度変化に対する、ΔＬｉｍａｇｅの変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等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に限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明になる画像形成装置における走査光学系の構成概略の斜視図で、図２はこの図１に示した光走査光学装置の副走査方向断面図、図３は光源とカップリングレンズを収容したカップリングレンズホルダとを保持し、カップリングレンズホルダを光軸方向に移動可能とした筐体の概略断面図である。この図１乃至図３における同一構成要素には同一番号を付してある。
【００２６】
最初に図１、図２を参照し、本発明になる光走査光学装置について説明すると、例えば波長６７０ｎｍの半導体レーザよりなる光源１と、その半導体レーザよりなる光源１からの光を平行光とするカップリングレンズとしての非球面コリメータレンズ２と、この平行光を所定の大きさとする開口３１を備えた開口絞り（アパーチャー）３と、平行光とされた光源１からの光を主走査方向１０に長い線状として、被走査面９上を走査させる回転反射鏡（ポリゴンミラー）５の反射面５ａに結像させるシリンドリカルレンズ４などの線状集光素子と、ポリゴンミラー５により偏向された光の被走査面上における走査速度を等速とする、ｆθレンズ６、７などの走査光学系、反射鏡８などで構成されている。本発明においては、シリンドリカルレンズ４は、光学ガラスであるＳ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）を用いた。なお、反射鏡８は、必要に応じて設ければ良く、各光学部材の配置構成（レイアウト）によっては無くても構わない。
【００２７】
ｆθレンズ６、７は、主走査方向に正のパワーを、主走査方向と直交する副走査方向に負のパワーを持つ第１レンズ６と、副走査方向に正のパワーを有している第２レンズ７とで構成され、どちらかのレンズが非球面形状を有して構成されている。そして本発明においては、コリメータレンズ２、ｆθレンズ６、７を例えばシクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）であるＺＥＯＮＥＸＥ３３０Ｒ（日本ゼオン株式会社製）等の光学用透明樹脂を使用して形成し、また、コリメータレンズ２は後記図３で詳細を説明するが、カップリング（コリメータレンズ）レンズホルダに収容されて、光源１と共にポリカーボネート、ガラス繊維、ＡＢＳの複合材料の、例えばＲＮ７７４０Ｄ（帝人株式会社製）等の材質の筐体に保持されている。
【００２８】
次に、光源１と、カップリングレンズ（コリメータレンズ）２を収容したカップリングレンズホルダ２１、とを保持した筐体２０の概略断面図である図３について説明する。
【００２９】
筐体２０は前記したように、ポリカーボネート、ガラス繊維、ＡＢＳの複合材料の、例えばＲＮ７７４０Ｄ（帝人株式会社製）等の材質で構成され、カップリングレンズ（コリメータレンズ）２を収容したカップリングレンズホルダ２１と、光源（半導体レーザ）１を固定した光源固定部材２３とを保持している。
【００３０】
カップリングレンズホルダ２１は樹脂により筒状に形成され、中央にカップリングレンズホルダ固定リブ２２が設けられていて、筐体２０に対して光軸方向に移動して焦点調節を行った後、２４で示した位置に接着剤が盛られてカップリングレンズホルダ固定リブ２２により固定される。
【００３１】
そして本発明においては、この図３に示したように、筐体２０の線膨張係数をα１、カップリングレンズホルダ２１の線膨張係数をα２、カップリングレンズ（コリメータレンズ）２の入射面と光源装置を構成する光源１との距離をＬ１、カップリングレンズホルダ２１の筐体への固定点２４からカップリングレンズ２の入射面までの距離をＬ２、カップリングレンズ２の焦点距離をｆｃｏｌ、fθレンズの主走査方向焦点距離をｆｆθとする。また、設計温度をｔ０、環境温度変化後の温度をｔとする。前述したパラメータはすべて設計温度ｔ０での値とする。
環境温度がｔ０→ｔに変化した時のレーザダイオード（光源）１とコリメータレンズ２の距離ＬＣｏｌは、温度変化による筐体２０とカップリングレンズホルダ２１の膨張変化の差に相当するので、上記パラメータを用いて、
【数２】
2011013345.tif 000004
と表せる。
【００３２】
次に、主走査方向のレーザダイオード１の位置と像面の縦倍率を求める。
環境温度ｔのとき、走査光学系の全レンズを合成単レンズとみなしたときの屈折率をｎ（ｔ）、レンズ中心厚みをＳ（ｔ）、主走査方向入射側曲率半径をＲ１（ｔ）、主走査方向射出側曲率半径をＲ２（ｔ）とした時、走査光学系の主走査焦点距離ｆ（ｔ）は、
【数３】
2011013345.tif 000005
となる。
横倍率Ｍと縦倍率Ｍ２を求めると、
【数４】
2011013345.tif 000006
と表せる。これは上記の焦点距離で構成される光学系において、物点での光軸方向に移動した場合の像点での焦点位置の移動量を示す。
従って、環境温度がｔ０→ｔに変化した場合のレーザーダイオード１とカップリングレンズ２の距離がＬｃｏｌになった時の像点での焦点位置の移動量ΔＬ１は
【数５】
2011013345.tif 000007
となる。
ここで、式４の符号が負になっているのは、Ｌｃｏｌが大きくなると、像点の焦点位置が光進行方向に対して逆向きに移動するからである。
【００３３】
次に、ｆθレンズの環境温度変化時の焦点距離移動量を求める。
式２中の変数、ｎ（ｔ）、Ｒ１（ｔ）、Ｒ２（ｔ）、Ｓ（ｔ）はそれぞれ、温度ｔの関数で書き換えられる。
【数６】
2011013345.tif 000008
ここで、αはｆθレンズの材料の線膨張係数、Ｒ１、Ｒ２、Ｓはそれぞれ、環境温度ｔ０での走査光学系の主走査方向入射側曲率半径、主走査方向射出側曲率半径、レンズ厚みであり、ａ、ｂ、ｃは温度変化に対する屈折率の変化を近似した時の定数である。
式５〜式８を式２に代入して
【数７】
2011013345.tif 000009
を得る。
式９にｔ＝ｔ０を代入して
【数８】
2011013345.tif 000010
を得る。
環境温度がｔ０→ｔに変化した場合に像点での焦点移動量ΔＬ２は、
【数９】
2011013345.tif 000011
となる。
式４と式１１から、環境温度がｔ０→ｔに変化した場合の像点での焦点位置移動量は、
【数１０】
2011013345.tif 000012
である。
そして、環境温度がｔ０→ｔに変化した場合の像点での焦点位置移動量ΔＬｉｍａｇｅが、所望の光学性能（ビームスポット径等）を満たす焦点位置の範囲（焦点深度）Ｌの範囲内であれば温度変化しても焦点ずれが無いことになるので、
【数１１】
2011013345.tif 000013
を満たす様に各パラメータを設定すれば、温度変化しても、焦点ずれの少ない走査光学系を設計する事ができる。
【００３４】
次に、実際の光学設計例について説明する。まず、比較的焦点距離が短い場合について実施例を示す。パラメータは以下の表１に示したとおりである。
【表１】
2011013345.tif 000014
表１でＲ２が負になっているのは光の進行方向とは逆方向に曲率中心がある事を示している。即ち、これは凸レンズになっている事を示す。
ｔ０は常温（２０±１５℃）の代表値として中心値である２０℃を採用した。
また、屈折率の温度変化に対する係数ａ、ｂ、ｃについてはシクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）のＺＥＯＮＥＸＥ４８Ｒ（日本ゼオン株式会社製）の実験値から算出したものである。また、αは同樹脂の線膨張係数である。
α１はポリカーボネート、ガラス繊維、ＡＢＳの複合材料であるＲＮ７７４０Ｄ（帝人株式会社製）の線膨張係数である。
α２は一般的なポリカーボネートの線膨張係数である。
表１に示した数値のうちＬ１はコリメータレンズの焦点距離から確定する距離である。従ってここでは最適化できるパラメータとしてはＬ２が好適である。
【００３５】
【表２】
2011013345.tif 000015
表２はｆθレンズの焦点距離が１００ｍｍで、Ｌ２を５ｍｍとした場合の温度変化に対するΔＬｉｍａｇｅの変化を示している。図４は、ｆθレンズの焦点距離が１００ｍｍで、Ｌ２を５ｍｍとした場合の温度変化に対する、ΔＬｉｍａｇｅの変化を示したグラフであり、縦軸はΔＬｉｍａｇｅ、横軸は環境温度を示している。
画像形成装置の一般的な使用環境は１０℃〜３５℃の範囲であり、その場合画像形成装置中の走査光学系の環境温度は最大で約５０℃程度になるため、表２における環境温度ｔを１０℃〜５０℃としている。
表２及び図４から、温度が上がるにつれて、焦点位置が感光ドラムの光進行方向側へ１０℃〜５０℃の範囲で１ｍｍ程ずれている事がわかる。
【００３６】
次に、Ｌ２を最適化した場合のパラメータを表３に示す。また、Ｌ２を最適化した場合の温度変化に対するΔＬｉｍａｇｅの変化を表４及び図５に示す。図５において、縦軸はΔＬｉｍａｇｅ、横軸は温度を示している。
【表３】
2011013345.tif 000016
【表４】
2011013345.tif 000017
このとき、Ｌ２は負の値を示すが、これは、接着点がコリメートレンズ２よりも光源１側にある事を示す。Ｌ２を最適化する事で温度変化に対する焦点位置変化を略０にする事ができる。焦点深度Lが４ｍｍあれば、温度に対する焦点位置のずれを最小限にする事が可能となり、画像品質を維持する事が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、走査光学系におけるｆθレンズ、カップリングレンズを光学用透明樹脂で構成しても、環境温度変化があっても焦点シフトを許容範囲に収めることができるから、画像形成装置を安価に、しかも環境温度の変化でも画像品質を落とさないように製作することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  光源（半導体レーザ）
２  コリメータレンズ（カップリングレンズ）
３  アパーチャー（開口絞り）
３１  開口
４  シリンドリカルレンズ
５  ポリゴンミラー
６、７  ｆθレンズ
８  反射鏡
９  感光体（被走査面）
１０  走査方向
α１  筐体２０の線膨張係数
α２  カップリングレンズホルダの線膨張係数
Ｌ１  カップリングレンズの入射面と前記光源装置を構成する光源との距離
Ｌ２  カップリングレンズホルダの筐体への固定点からカップリングレンズの入射面までの距離
ｆｆθｈ  ｆθレンズの主走査方向焦点距離
ｆｃｏｌ  カップリングレンズの焦点距離
Δｆｆθ  単位温度当たりのｆθレンズの主走査方向の焦点距離変動
【図１】
2011013345.tif 000020
【図２】
2011013345.tif 000021
【図３】
2011013345.tif 000022
【図４】
2011013345.tif 000023
【図５】
2011013345.tif 000024