[发明专利]准直透镜、光扫描装置以及利用该光扫描装置的图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备温度补偿功能的准直透镜、利用该准直透镜的光扫描装置以及利用该光扫描装置的图像形成装置。

背景技术

例如，适用于激光打印机或复印机等中的一般的光扫描装置具备光学部件，该光学部件包括：发出激光的光源；反射所述激光并使之偏光扫描的多面体转镜；将激光射入多面体转镜的入射光学系统；以及将偏光扫描后的所述激光成像在感光鼓的周面(被扫描面)上的扫描透镜。所述入射光学系统包含：将发散的激光变换为平行光或会聚光的准直透镜(collimator lens)；以及将所述平行光或会聚光变换为线状光，成像于多面体转镜(polygon mirror)的反射面上的圆柱透镜(cylindrical lens)。所述光学部件一般为防尘起见容纳于树脂制的外壳内。

此外，如果光扫描装置所处环境的温度发生了变化，就会影响所述光学部件的光学性能。特别是在采用以树脂材料成形的透镜部件时，其影响较大。环境温度变化后，例如会发生透镜部件的折射率的变动、发出激光的激光二极管的温度特性引起的发射波长的变动、热变形导致的透镜形状的变化等。此外，由于所述外壳的热变形，相对于感光鼓的距离或光学部件之间的距离会变化。特别是，准直透镜的误差敏感度较高，若采用以折射率容易随温度变化的树脂材料成形的准直透镜，则成像位置容易随着温度变化而变化。因此，准直透镜需要具备某种温度补偿功能。

已知有一种技术，通过在准直透镜的一面上附加衍射光学元件，来补偿因环境温度的变化而导致的折射率变动所引起的折射能力的变化、激光二极管的模式跳变(mode hopping)引起的成像位置的变动。为了该变动补偿，用关系式定义扫描透镜的焦距、主扫描剖面的点径等各种参数。

但是，若仅补偿成像位置的变动，有时无法充分补偿成像性能。即，虽然调整了成像位置，但是未必就能良好地调整像差等成像性能。此外，还需要考虑针对外壳的热膨胀的对策。从而，存在即便欲利用线膨胀系数较大的相对便宜的材料制作所述外壳，但由于成像性能不充分，还是无法采用的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种成像性能优异的具备温度补偿功能的准直透镜、利用该准直透镜的光扫描装置以及利用该光扫描装置的图像形成装置。

本发明的一方面涉及的准直透镜，将光源发出的发散光的光线变换为会聚光，其中，所述光源的发光波长随温度变化而变化，该准直透镜具有：第一面，在光路上与所述光源相对置，供所述光线入射；第二面，与所述第一面相对置，供所述光线出射；衍射结构，形成在所述第一面和所述第二面中的至少一个面。所述准直透镜，在0℃至60℃的温度范围内并且在该温度范围内变化的所述光源的发光波长的范围内，当从距所述第二面的距离为S1的位置P1发出的发散光射入所述第二面，在距所述第一面的距离为S2的位置P2成像时，设在0＜S1/S2≤50的范围内从位置P1发出的所述发散光在位置P2所成的像的波面像差的最小值为WF1，S1＝∞的平行光射入所述第二面时在位置P2所成的像的波面像差的最小值为WF2，满足WF1＜WF2的关系。

本发明的另一方面涉及的光扫描装置包含光源、准直透镜、偏光体、圆柱透镜以及扫描透镜。所述光源发出发散光，发光波长随温度变化。所述准直透镜是将从所述光源发出的光线变换为会聚光的透镜，具有所述特征。所述偏光体包括反射从所述光源发出的光线的反射面，使所述光线偏光扫描。所述圆柱透镜将所述会聚光变换为线状光，并成像于所述偏光体的反射面。所述扫描透镜使由所述偏光体偏光扫描的所述光线成像于被扫描面上。

本发明的其他方面所涉及的图像形成装置包括：像载体，承载静电潜像；以及所述光扫描装置，将所述像载体的周面作为所述被扫描面照射光线。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式所涉及的打印机的概略结构的剖视图。

图2是表示装载于所述打印机的光扫描装置的内部结构的立体图。

图3是表示第一实施方式的光扫描装置的主扫描剖面的结构的光路图。

图4是表示由准直透镜单独形成的会聚光的光路图。

图5是表示图4的主要部分的光路图。

图6是表示平行光射入准直透镜时的光路图。

图7是表示第一实施例的准直透镜的光学特性(20℃)的曲线。

图8是表示第一实施例的准直透镜的光学特性(60℃)的曲线。

图9是表示比较例的准直透镜的光学特性(20℃)的曲线。

图10是表示比较例的准直透镜的光学特性(60℃)的曲线。