JP2000131632A - Optical scanning system and optical scanning device - Google Patents

Optical scanning system and optical scanning device

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JP2000131632A
JP2000131632A JP10300868A JP30086898A JP2000131632A JP 2000131632 A JP2000131632 A JP 2000131632A JP 10300868 A JP10300868 A JP 10300868A JP 30086898 A JP30086898 A JP 30086898A JP 2000131632 A JP2000131632 A JP 2000131632A
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JP
Japan
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scanning
scanning direction
optical system
sub
optical
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Application number
JP10300868A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakane Aoki
真金 青木
Koji Sakai
浩司 酒井
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize optical scanning by which high density scanning is made possible while securing the back length of a scanning optical system. SOLUTION: This is an optical system condensing a beam deflected by an optical deflector 5 on a surface to be scanned 9 as a light spot, and is constituted of two lenses 6 and 7, and the lens 6 on the side of the optical deflector 5 possesses positive refracting power in a horizontal scanning direction and negative refracting power in a vertical scanning direction, and the lens 7 on the side of the surface to be scanned possesses the positive refracting power in the vertical scanning direction. The lateral magnification β2 of the center image height of the scanning optical system in the vertical scanning direction satisfies the condition of 0.5<=|β2|<=1.0.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は走査光学系および
光走査装置に関する。
The present invention relates to a scanning optical system and an optical scanning device.

【0002】[0002]

【従来の技術】光走査装置は、デジタル複写装置やレー
ザプリンタに関連して広く知られている。走査光学系
は、光偏向器により偏向するビーム(この明細書におい
て「光ビーム」を意味する)を被走査面上に光スポット
として集光する光学系である。このような光走査装置に
対し、走査の高密度化、高速化が要請されている。また
光走査装置を用いる画像形成装置の、レイアウト上の理
由等により、走査光学系に「長いバック長」が要請され
ることが多い。「バック長」は、走査光学系を構成する
結像素子(レンズや凹面鏡等)のうちで、最も被走査面
側に配備されるものから、被走査面に至る距離である。
光走査装置を用いる画像形成装置では一般に、光導電性
の感光体を帯電手段により均一帯電し、光走査装置によ
る光走査で情報書込みを行って静電潜像を形成し、この
静電潜像を現像手段により現像してトナー画像を得、こ
のトナー画像を記録媒体上に転写定着して、所望の記録
画像を得る。このような画像形成装置で、帯電手段や現
像手段は、その機械的な構成により感光体に対する機械
的な位置関係が限定されるので、その配備位置には自由
度が少ない。これに対して光走査装置の光学系は、光源
から被走査面(実態的には上記感光体の感光面)に至る
光学配置に相当の自由度があるため、画像形成装置にお
ける帯電手段や現像手段のレイアウトに対応して光学設
計を行うことが可能であるため、レイアウト上の要請に
より上記の如きバック長の長い走査光学系が求められる
ことがあるのである。
2. Description of the Related Art Optical scanning devices are widely known in connection with digital copying machines and laser printers. The scanning optical system is an optical system that focuses a beam (which means “light beam” in this specification) deflected by an optical deflector as a light spot on a surface to be scanned. Such optical scanning devices are required to have higher density and higher speed of scanning. In addition, for a layout of an image forming apparatus using an optical scanning device, a “long back length” is often required for a scanning optical system. The “back length” is a distance from an imaging element (a lens, a concave mirror, or the like) included in the scanning optical system, which is provided closest to the surface to be scanned, to the surface to be scanned.
Generally, in an image forming apparatus using an optical scanning device, a photoconductive photoreceptor is uniformly charged by a charging unit, and information is written by optical scanning by the optical scanning device to form an electrostatic latent image. Is developed by developing means to obtain a toner image, and the toner image is transferred and fixed on a recording medium to obtain a desired recorded image. In such an image forming apparatus, the charging unit and the developing unit have a limited mechanical positional relationship with respect to the photoreceptor due to the mechanical configuration thereof, and therefore, there is little freedom in the arrangement position. On the other hand, the optical system of the optical scanning device has a considerable degree of freedom in the optical arrangement from the light source to the surface to be scanned (actually, the photosensitive surface of the photosensitive member). Since the optical design can be performed according to the layout of the means, a scanning optical system having a long back length as described above may be required according to a layout requirement.

【0003】例えば、図11は、光走査装置114を用
いた画像形成装置の1例を略示している。光導電性の感
光体100は円筒状に形成されて矢印方向へ等速回転
し、帯電手段(コロナ放電式のものを示しているが、帯
電ローラ等の接触式のものであることもある)112に
より均一帯電され、光走査装置114による書込みで静
電潜像を形成される。この静電潜像は現像手段116に
より現像され、現像により得られた可視像は、転写手段
(ローラ式のものを示しているが、転写・分離チャージ
ャ式のものであることもある)120により記録媒体
(転写紙やオーバヘッドプロジェクタ用のプラスチック
シート等)Sに転写される。記録媒体Sは、転写された
可視像を定着手段122により定着されて装置外へ排出
される。図11において、符号118はトナーホッパを
示す。トナーホッパ118は、貯蔵したトナーを、必要
に応じて現像手段116に補給するようになっており、
ホッパごと交換できるようになっている。光走査装置1
14は光偏向器1141以後が描かれている。光偏向器
1141により偏向されたビームは、レンズ1142,
1143を透過し、ミラー1144,1145により光
路を屈曲され、レンズ1146を透過して光走査装置1
14から射出し、感光体100を光走査する。この例
で、レンズ1142,1143,1146が走査光学系
の実態をなし、バック長は、レンズ1146の感光体1
00側の面から感光体100に至る距離である。トナー
ホッパ118を頻繁に交換するユーザの負担を軽減する
ため、トナーホッパの貯蔵トナー量を増大させてトナー
ホッパ交換期間を長くすることが行われており、それに
伴いトナーホッパ118が大型化し、走査光学系114
に長いバック長が要求されるのである。
For example, FIG. 11 schematically shows an example of an image forming apparatus using an optical scanning device 114. The photoconductive photoconductor 100 is formed in a cylindrical shape, rotates at a constant speed in the direction of the arrow, and is charged by a charging means (a corona discharge type is shown, but a contact type such as a charging roller may be used). The image is uniformly charged by 112, and an electrostatic latent image is formed by writing by the optical scanning device 114. The electrostatic latent image is developed by a developing unit 116, and the visible image obtained by the development is transferred to a transfer unit (a roller type is shown, but a transfer / separation charger type may be used) 120. Is transferred to a recording medium (transfer paper, plastic sheet for overhead projector, etc.) S. The transferred visible image is fixed on the recording medium S by the fixing unit 122 and is discharged out of the apparatus. In FIG. 11, reference numeral 118 denotes a toner hopper. The toner hopper 118 replenishes the stored toner to the developing unit 116 as needed.
The whole hopper can be replaced. Optical scanning device 1
Reference numeral 14 denotes a portion after the optical deflector 1141. The beam deflected by the optical deflector 1141 is converted into a lens 1142
The optical scanning device 1 transmits through the optical scanning device 1143, is bent in the optical path by the mirrors 1144 and 1145, and transmits through the lens 1146.
Then, the photosensitive member 100 is optically scanned. In this example, the lenses 1142, 1143, and 1146 form the actual state of the scanning optical system, and the back length is the photosensitive member 1 of the lens 1146.
This is the distance from the surface on the 00 side to the photoconductor 100. In order to reduce the burden on the user who frequently changes the toner hopper 118, the amount of toner stored in the toner hopper is increased to extend the toner hopper replacement period.
A long back length is required.

【0004】近来、光走査の「走査密度」も1200d
piあるいは2400dpiといった高密度が要請され
ている。光走査の高密度化には、被走査面上に集光させ
る光スポットのスポット径を小さくする必要がある。こ
のためには、走査光学系の結像倍率がなるべく小さいこ
とが好ましい。しかし、走査結像倍率を小さくしようと
すると、通常は、最も被走査面に近い結像素子を被走査
面に近付ける必要があり、このようにすると、前記長い
バック長を実現することが難しくなる。また、被走査面
に近接した結像素子は、その主走査方向の長さが長大化
して、製造が容易でなく、製造コストが高くなりやす
い。光走査を高速化できる方法として、被走査面の複数
走査線を同時走査する「マルチビーム方式」が注目さ
れ、モノリシックな半導体レーザアレイの発光源を副走
査方向に並べたLDアレイ方式や、複数の半導体レーザ
からのビームを合成するビーム合成方式の光源を用いる
マルチビーム方式の光走査装置が実現されつつある。こ
のようなLDアレイ方式やビーム合成方式の光源を用い
ると、シングルビーム方式の光走査装置の場合と同様、
光源から被走査面に至る光路上の光学系を複数ビームで
共通化して使用できるので、機械的変動に対して安定性
のよいマルチビーム方式の光走査装置が可能になる。1
200dpiあるいは2400dpiといった高密度の
光走査を、マルチビーム方式の光走査で実現するには、
光源における発光源の間隔(LDアレイ方式では、LD
アレイにおける各発光源の間隔、ビーム合成方式では、
合成されたビームの仮想的な発光源間隔)を小さくする
必要がある。
Recently, the “scanning density” of optical scanning has been increased to 1200 d.
A high density such as 2400 dpi or 2400 dpi is required. In order to increase the density of optical scanning, it is necessary to reduce the spot diameter of a light spot focused on the surface to be scanned. For this purpose, it is preferable that the imaging magnification of the scanning optical system be as small as possible. However, in order to reduce the scanning imaging magnification, it is usually necessary to bring the imaging element closest to the surface to be scanned closer to the surface to be scanned, and in such a case, it is difficult to realize the long back length. . Further, the length of the imaging element close to the surface to be scanned in the main scanning direction is increased, so that the manufacturing is not easy and the manufacturing cost is likely to be high. As a method that can speed up optical scanning, a “multi-beam method” that simultaneously scans a plurality of scanning lines on a surface to be scanned has attracted attention, and an LD array method in which light emitting sources of a monolithic semiconductor laser array are arranged in the sub-scanning direction, An optical scanning device of a multi-beam system using a light source of a beam combining system for combining beams from the above semiconductor lasers is being realized. When such an LD array type or beam combining type light source is used, similar to the case of the single beam type optical scanning device,
Since the optical system on the optical path from the light source to the surface to be scanned can be shared by a plurality of beams and used, a multi-beam optical scanning device having good stability against mechanical fluctuations can be provided. 1
To realize high-density optical scanning such as 200 dpi or 2400 dpi by multi-beam optical scanning,
The distance between light emitting sources in the light source (in the LD array method, LD
The distance between each light source in the array, the beam combining method,
It is necessary to reduce the virtual light source spacing of the combined beam).

【0005】例えば、複数ビームが同時走査する複数走
査線のピッチが1走査線分である場合、即ち、所謂隣接
走査の場合で、2400dpiの走査密度を実現しよう
とすると、光源に於ける発光源の間隔は一般に10μm
よりも小さいものになる。光源として、モノリシックな
半導体レーザアレイを用いる場合を考えると、モノリシ
ックな半導体レーザアレイでは、発光源の間隔が10μ
mよりも小さくなると、1つの発光源の点滅が隣接する
発光源の点滅に「熱的・電気的」に影響するようにな
り、個々の発光源を独立して変調制御することが難しく
なる。また、光源としてビーム合成方式のものの場合で
あると、合成されたビームの仮想的な発光源の副走査方
向の間隔を極めて小さく、しかも、精度良く調整する必
要があり、ビーム合成に伴う調整が面倒である。光源に
おける発光源の間隔をある程度大きくして、なおかつ高
密度のマルチビーム走査を実現するには、隣接ビームが
被走査面上で1走査線分以上の間隔をあけて走査を行
う、所謂「飛越し走査」を行えばよい。しかし、隣接ビ
ームが飛び越す走査線数(飛越し次数)が大きくなる
と、「ビームが走査光学系を通過する位置」が、ビーム
ごとに副走査方向に大きく異なるようになる。そうなる
と、走査光学系の光学作用がビーム毎に同じにならず、
特に、副走査方向の倍率が光スポットの像高と共に変動
し、走査線ピッチが「像高と共に大きく変動する」こと
になる。従って、飛越し走査における飛越し次数は、あ
まり大きくない「適正な次数」であることが必要であ
る。高密度の光走査を実現するには、マルチビーム走査
方式においても、被走査面上に結像する個々の光スポッ
トのスポット径を小さくする必要があることは当然であ
り、このために、光源と被走査面との間に配備される光
学系の横倍率を小さくすることが必要であること、各偏
向ビームを被走査面上に集光するための走査光学系の倍
率も極力小さく抑えることが必要であることは、シング
ルビーム方式の場合と何ら変わらない。1200dpi
や2400dpiといった高密度の光走査をマルチビー
ム方式の光走査で実現するには、飛越し走査を行うこと
により、光源における発光源間が極端に狭くならないよ
うにしつつ、飛越し次数を適当にし、走査線ピッチの像
高による大きな変動を抑えるのが良い。また、マルチビ
ーム方式、シングルビーム方式を問わず、走査光学系
は、なるべく横倍率が小さく、バック長が長いものであ
ることが好ましい。また、マルチビームでは、光源と光
偏向器間に配備される光学系を複数ビームに共通するこ
とが、機械的変動に対する光走査の安定性の観点から望
ましい。
For example, when the pitch of a plurality of scanning lines simultaneously scanned by a plurality of beams is equal to one scanning line, that is, in the case of so-called adjacent scanning, to achieve a scanning density of 2400 dpi, a light emitting source in a light source is used. Is generally 10 μm
Will be smaller than Consider the case where a monolithic semiconductor laser array is used as a light source.
If it is smaller than m, the blinking of one light emitting source will affect the blinking of an adjacent light emitting source “thermally and electrically”, making it difficult to control the modulation of each light emitting source independently. Also, in the case of a beam combining type light source, it is necessary to make the distance between the virtual light emitting sources of the combined beam in the sub-scanning direction extremely small and to adjust it with high accuracy. It is troublesome. In order to increase the distance between the light-emitting sources in the light source to some extent and to realize high-density multi-beam scanning, adjacent beams perform scanning on the surface to be scanned with an interval of one scanning line or more. What is necessary is just to perform "scan". However, as the number of scanning lines (interlacing order) over which adjacent beams jump, the “position at which the beam passes through the scanning optical system” greatly differs in the sub-scanning direction for each beam. In that case, the optical action of the scanning optical system will not be the same for each beam,
In particular, the magnification in the sub-scanning direction changes with the image height of the light spot, and the scanning line pitch "changes greatly with the image height". Therefore, the interlace order in the interlaced scan needs to be an “appropriate order” that is not so large. In order to realize high-density optical scanning, it is natural that even in the multi-beam scanning method, it is necessary to reduce the spot diameter of each optical spot formed on the surface to be scanned. It is necessary to reduce the lateral magnification of the optical system provided between the scanning surface and the scanning surface, and also minimize the magnification of the scanning optical system for condensing each deflection beam on the scanning surface. Is no different from the case of the single beam system. 1200 dpi
In order to realize high-density optical scanning such as or 2400 dpi by multi-beam optical scanning, by performing interlaced scanning, the interleaving order is appropriately adjusted while preventing the distance between the light emitting sources in the light source from becoming extremely narrow. It is preferable to suppress a large fluctuation of the scanning line pitch due to the image height. Regardless of the multi-beam system or the single-beam system, it is preferable that the scanning optical system has as small a lateral magnification as possible and a long back length. In addition, in the case of a multi-beam, it is desirable that an optical system provided between the light source and the optical deflector is shared by a plurality of beams from the viewpoint of stability of optical scanning with respect to mechanical fluctuation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、シングル
ビーム方式、マルチビーム方式を問わず、走査光学系の
バック長を確保しつつ副走査方向の横倍率を小さくし、
小径の光スポットを実現できる走査光学系の実現を課題
とする。この発明はまた、上記走査光学系を使用するこ
とにより、高密度化に適応できるシングルビーム方式お
よびマルチビーム方式の光走査装置の実現を他の課題と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention reduces the lateral magnification in the sub-scanning direction while securing the back length of the scanning optical system irrespective of the single beam system or the multi-beam system.
It is an object to realize a scanning optical system capable of realizing a small diameter light spot. Another object of the present invention is to realize a single-beam type and a multi-beam type optical scanning device adaptable to high density by using the above scanning optical system.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明の走査光学系は
「光偏向器により偏向されるビームを被走査面上に光ス
ポットとして集光させる光学系」であって、以下の如き
特徴を有する(請求項1)。即ち、走査光学系は、2枚
のレンズにより構成される。光偏向器側のレンズは「主
走査方向に正の屈折力、副走査方向に負の屈折力を有す
る」ものであり、被走査面側のレンズは「副走査方向に
正の屈折力を有する」ものである。走査光学系の中心像
高の副走査方向横倍率:β2は、条件: (1) 0.5≦|β2|≦1.0 を満足する。
A scanning optical system according to the present invention is an "optical system for condensing a beam deflected by an optical deflector as a light spot on a surface to be scanned" and has the following features. (Claim 1). That is, the scanning optical system is composed of two lenses. The lens on the optical deflector side has "positive refractive power in the main scanning direction and negative refractive power in the sub-scanning direction", and the lens on the scanned surface side has "positive refractive power in the sub-scanning direction". Is the thing. The lateral magnification in the sub-scanning direction of the center image height of the scanning optical system: β 2 satisfies the condition: (1) 0.5 ≦ | β 2 | ≦ 1.0.

【0008】この請求項1記載の走査光学系において、
少なくとも2つのレンズ面は、副走査方向の曲率が主走
査方向に変化し、上記少なくとも2つのレンズ面のうち
の少なくとも1面は、副走査方向の曲率変化が主走査方
向に非対称であって、中心像高の副走査方向横倍率:β
2、任意像高の副走査方向横倍率:βhが、条件: (2) 0.93≦|βh/β2|≦1.07 を満足することが好ましい。この請求項2記載の走査光
学系においては、副走査方向の曲率が主走査方向に変化
する面における曲率変化が「2以上の極値」を有し、少
なくとも1つの極値は、その主走査方向の位置:he
が、+像高側または−像高側の、光軸からの有効レンズ
高さ:hmax に対し、条件: (3) |he/hmax|≧0.5 を満足することが好ましい(請求項3)。「副走査方向
の曲率」は、レンズ面を「レンズ面近傍において主走査
方向に直交する仮想的な平断面(以下、「副走査断面」
という)で切断」したとき、副走査断面内におけるレン
ズ面の曲率をいう。従って、上記「副走査方向の曲率が
主走査方向に変化する」とは、上記副走査断面に位置を
主走査方向に変化させたとき、副走査断面の位置に応じ
て、副走査方向の曲率が変化することを意味する。上記
請求項3記載のマルチビーム走査光学系においては、副
走査方向の曲率が主走査方向に変化する少なくとも2つ
のレンズ面が「面間に空気間隔を有する」ことが好まし
い(請求項4)。上記請求項1〜4の任意の1に記載の
走査光学系は勿論、シングルビーム方式の光走査装置に
使用できるが、「同時に偏向される複数ビームを被走査
面上に、複数の光スポットとして集光する」ために用い
ることもできる(請求項5)。
In the scanning optical system according to the first aspect,
At least two lens surfaces have a curvature in the sub-scanning direction that changes in the main scanning direction, and at least one of the at least two lens surfaces has a curvature change in the sub-scanning direction that is asymmetric in the main scanning direction; Lateral magnification of the center image height in the sub-scanning direction: β
2. The lateral magnification in the sub-scanning direction at an arbitrary image height: βh preferably satisfies the condition: (2) 0.93 ≦ | βh / β 2 | ≦ 1.07. In the scanning optical system according to the second aspect, the curvature change on the surface where the curvature in the sub-scanning direction changes in the main scanning direction has “an extreme value of 2 or more”, and at least one extreme value is the main scanning direction. Direction position: he
Preferably satisfies the condition: (3) | he / hmax | ≧ 0.5 with respect to the effective lens height hmax from the optical axis on the + image height side or the −image height side. ). The “curvature in the sub-scanning direction” is defined as “a virtual plane cross section perpendicular to the main scanning direction near the lens surface (hereinafter,“ sub-scanning cross section ”).
), The curvature of the lens surface in the sub-scan section. Therefore, "the curvature in the sub-scanning direction changes in the main scanning direction" means that when the position in the sub-scanning cross section is changed in the main scanning direction, the curvature in the sub-scanning direction depends on the position in the sub-scanning cross section. Changes. In the multi-beam scanning optical system according to the third aspect, it is preferable that at least two lens surfaces whose curvature in the sub-scanning direction changes in the main scanning direction have "an air gap between the surfaces" (claim 4). The scanning optical system according to any one of claims 1 to 4 can be used in a single-beam optical scanning device as well as a single-beam optical scanning device. It can also be used to "collect light" (claim 5).

【0009】請求項6記載の光走査装置は、シングルビ
ーム方式の光走査装置である。即ち、この光走査装置は
「光源からのビームをカップリングレンズにより以後の
光学系にカップリングし、カップリングされたビームを
線像結像光学系により、光偏向器の偏向反射面近傍に、
主走査方向に長い線像として結像させ、光偏向器により
等角速度的に偏向させ、偏向ビームを、走査光学系によ
り被走査面上に光スポットとして集光させ、被走査面を
走査するシングルビーム方式の光走査装置において、走
査光学系として、上記請求項1〜4の任意の1に記載の
走査光学系を用いたことを特徴とする。請求項7記載の
光走査装置は、マルチビーム方式の光走査装置である。
The optical scanning device according to claim 6 is a single-beam type optical scanning device. That is, the optical scanning device `` coupling the beam from the light source to the subsequent optical system by the coupling lens, and the coupled beam by the line image forming optical system, near the deflection reflection surface of the optical deflector,
An image is formed as a long linear image in the main scanning direction, deflected at an equal angular velocity by an optical deflector, and the deflected beam is condensed as a light spot on a surface to be scanned by a scanning optical system to scan the surface to be scanned. In the beam type optical scanning device, the scanning optical system according to any one of the first to fourth aspects is used as a scanning optical system. An optical scanning device according to a seventh aspect is a multi-beam optical scanning device.

【0010】即ち、この光走査装置は「複数の発光源か
らのビームをカップリングレンズにより以後の光学系に
カップリングし、カップリングされた複数ビームを共通
の線像結像光学系により、光偏向器の偏向反射面位置近
傍に主走査方向に長く、副走査方向に分離した複数の線
像として結像させ、光偏向器により同時に等角速度的に
偏向させ、偏向ビームを、共通の走査光学系により、被
走査面上に、副走査方向に分離した複数の光スポットと
して集光し、これら複数の光スポットにより複数走査線
を同時走査するマルチビーム方式の光走査装置におい
て、共通の走査光学系として、上記請求項5記載のマル
チビーム走査光学系を用いたことを特徴とする。カップ
リングレンズは複数ビームに対して、個別的としても共
通化してもよい。この請求項7記載のマルチビーム方式
の光走査装置において、光源として「複数の発光源が副
走査方向に配列したモノリシックな半導体レーザアレ
イ」を用いることができる(請求項8)。この場合、半
導体レーザアレイの発光源の間隔は「10μm以上」で
あることが好ましい(請求項9)。
In other words, this optical scanning apparatus "couples beams from a plurality of light-emitting sources to a subsequent optical system by a coupling lens, and couples the coupled plurality of beams by a common line image forming optical system. A plurality of linear images that are long in the main scanning direction and separated in the sub-scanning direction are formed near the position of the deflecting reflection surface of the deflector, and are simultaneously deflected at an equal angular velocity by an optical deflector. In a multi-beam type optical scanning device, a plurality of light spots are condensed on the surface to be scanned on the surface to be scanned in the sub-scanning direction, and a plurality of scanning lines are simultaneously scanned by the plurality of light spots. A multi-beam scanning optical system according to claim 5 is used as a system, and the coupling lens may be used individually or in common for a plurality of beams. The optical scanning unit of a multi-beam system according to claim 7, it can be used to "monolithic semiconductor laser array in which a plurality of light-emitting sources are arranged in the sub-scanning direction" as a light source (claim 8). In this case, it is preferable that the interval between the light emitting sources of the semiconductor laser array is “10 μm or more”.

【0011】シングルビーム方式でもマルチビーム方式
でも、光走査装置の「副走査方向の横倍率(光源から被
走査面に至る光路上に配備される全光学系の、副走査方
向に関する横倍率)」は、光源と光偏向器との間に配備
される光学系の副走査方向の横倍率:|β1| と、光偏
向器以後に配備される走査光学系の副走査方向の横倍
率:|β2|との積で与えられる。上記|β1|は、カッ
プリングレンズの焦点距離:fcupとシリンドリカルレ
ンズ(線像結像光学系)の焦点距離:fcylとの比であ
り、一般に、|fcyl/fcup|≧4が必要である。即
ち、|β1|が4より小さいと、カップリングレンズの
焦点距離が大きくなり、光の利用効率を確保するのに開
口数を大きくしなければならず、カップリングレンズの
設計製作が困難になる。また、線像結像光学系の焦点距
離が短くなり、光偏向器の周囲での光学配置の相互干渉
が生じ易く、光学的なレイアウトが困難になる。上記|
β2|は、|β2|≧0.5が「実用的に使える範囲」で
ある。|β2| が0.5より小さいと、一般に、被走査
面側のレンズが、感光体に近づき過ぎ、該レンズの主走
査方向の全長が長くなるため、加工が困難になり、レン
ズの製造コストも高くなる。また「長いバック長の確
保」も難しい。従って、全系の副走査横倍率:|β|と
しては、|β1|・|β2|=4×0.5=2倍程度が下
限となる。また、走査光学系が拡大倍率(|β2| >
1)であると、光スポットの小径化が困難になる。即
ち、走査光学系は、副走査方向の倍率:|β2|≧0.
5 の範囲で、できるだけ縮小型であること、即ち
「(0.5≦|β2|≦1.0)」 であることが望まし
い。
In both the single beam system and the multi-beam system, the "lateral magnification in the sub-scanning direction (lateral magnification in the sub-scanning direction of all optical systems provided on the optical path from the light source to the surface to be scanned)" of the optical scanning device. Is the lateral magnification in the sub-scanning direction of the optical system disposed between the light source and the optical deflector: | β 1 | and the lateral magnification in the sub-scanning direction of the scanning optical system disposed after the optical deflector: | β 2 | | Β 1 | is the ratio of the focal length of the coupling lens: fcup to the focal length of the cylindrical lens (line image forming optical system): fcyl. Generally, | fcyl / fcup | ≧ 4 is required. . That is, when | β 1 | is smaller than 4, the focal length of the coupling lens increases, and the numerical aperture must be increased in order to secure the light use efficiency, which makes it difficult to design and manufacture the coupling lens. Become. In addition, the focal length of the line image forming optical system is shortened, and mutual interference of optical arrangements around the optical deflector is likely to occur, making optical layout difficult. Above |
As for β 2 |, | β 2 | ≧ 0.5 is the “practically usable range”. When | β 2 | is smaller than 0.5, the lens on the surface to be scanned is generally too close to the photoreceptor, and the overall length of the lens in the main scanning direction becomes longer. Costs are also high. It is also difficult to secure a long back length. Therefore, the sub-scanning lateral magnification of the entire system: | beta | The, | β 1 | · | β 2 | = 4 × 0.5 = 2 times is the lower limit. In addition, the scanning optical system has an enlargement magnification (| β 2 |>
In the case of 1), it is difficult to reduce the diameter of the light spot. That is, the scanning optical system has a magnification in the sub-scanning direction: | β 2 |
In the range of 5, it is desirable to be as small as possible, that is, “(0.5 ≦ | β 2 | ≦ 1.0)”.

【0012】請求項1記載のマルチビーム走査光学系
は、主走査方向においては、光偏向器側のレンズに正の
屈折力を与えて、fθ特性等の「等速度特性」を確保す
るとともに、副走査方向においては、光偏向器側から順
に「負・正の屈折力配分」とすることにより所謂「レト
ロフォーカス型」としている。このため、実際のレンズ
配置におけるよりも被走査面側に「副走査方向の後側主
点」を配置でき、バック長を長くとることが可能とな
り、走査光学系を「副走査方向で縮小型」にすることが
可能になる。そして、副走査方向の横倍率;|β2| を
上記(1)式の範囲とすることにより、被走査面側レン
ズの「主走査方向のレンズ全長の長大化」を有効に押さ
えることができる。また、請求項1記載の走査光学系
は、上記の如く「副走査方向においてレトロフォーカス
型」であるため、「FNo.(Fナンバ)」を小さくで
き、且つ、副走査方向を縮小型にできるので、光スポッ
ト径を「より小さく絞る」ことができ、光走査の高密度
化に容易に対応できる。また、副走査方向を縮小型にし
たことに伴い、「光偏向器の偏向反射面の面倒れの影
響」も縮小され、面倒れに起因する「走査線ピッチム
ラ」が小さくなる。
In the multi-beam scanning optical system according to the first aspect, in the main scanning direction, a positive refractive power is given to the lens on the optical deflector side to secure "constant velocity characteristics" such as fθ characteristics. In the sub-scanning direction, a so-called “retro focus type” is obtained by sequentially setting “negative / positive refractive power distribution” from the optical deflector side. For this reason, the "back-side principal point in the sub-scanning direction" can be arranged closer to the surface to be scanned than in the actual lens arrangement, and the back length can be increased. It becomes possible. By setting the lateral magnification in the sub-scanning direction; | β 2 | in the range of the above equation (1), it is possible to effectively suppress the “lens lengthening in the main scanning direction” of the scanned surface side lens. . Further, since the scanning optical system according to the first aspect is the "retrofocus type in the sub-scanning direction" as described above, the "FNo. (F number)" can be reduced and the sub-scanning direction can be reduced. Therefore, the diameter of the light spot can be “reduced to a smaller size”, and it is possible to easily cope with high-density optical scanning. Further, as the sub-scanning direction is reduced, the "effect of surface tilt of the deflecting / reflecting surface of the optical deflector" is reduced, and "scanning line pitch unevenness" due to the surface tilt is reduced.

【0013】また、光源と光偏向器の間の光学系が同じ
である場合、請求項1記載の走査光学系を用いることに
より、全系横倍率を小さくできるので、請求項1記載の
走査光学系をLDアレイ方式の光源を用いるマルチビー
ム方式の光走査装置に用いる場合、半導体レーザアレイ
の発光源ピッチを大きくでき、発光源相互の熱的・電気
的干渉を軽減できる。また、ビーム合成方式の光源を用
いるマルチビーム方式では、合成されたビームの仮想的
な発光源の間隔をある程度大きくとることができるの
で、ビーム合成に要求される精度が緩和される。例え
ば、前記の「全系の副走査方向の横倍率」として、|β
|=2としてみると、走査密度と半導体レーザアレイの
発光源ピッチ(単位:μm)の関係は、走査密度:12
00dpi、2400dpiの各々につき、以下の一覧
のようになる。 1200dpi 隣接走査 3次飛越し 5次飛越し 7次飛越し 同時走査ピッチ 21.17 63.5 105.85 148.19 必要レーザアレーピッチ 10.59 31.75 52.93 74.10 2400dpi 隣接走査 3次飛越し 5次飛越し 7次飛越し 同時走査ピッチ 10.58 31.75 52.92 74.08 必要レーザアレーピッチ 5.29 15.88 26.46 37.04 上記において、例えば「3次飛越し」とあるのは、被走
査面を走査する隣接ビームが「2走査線を介して同時走
査」する場合であり、以下同様である。
In the case where the optical system between the light source and the optical deflector is the same, the use of the scanning optical system according to claim 1 can reduce the lateral magnification of the entire system. When the system is used in a multi-beam optical scanning device using an LD array type light source, the pitch of the light emitting sources of the semiconductor laser array can be increased, and thermal and electrical interference between the light emitting sources can be reduced. Further, in the multi-beam system using the light source of the beam combining system, the interval between the virtual light emitting sources of the combined beams can be increased to some extent, so that the accuracy required for the beam combining is eased. For example, as the aforementioned “lateral magnification in the sub-scanning direction of the entire system”, | β
Assuming that | = 2, the relationship between the scanning density and the light emitting source pitch (unit: μm) of the semiconductor laser array is as follows.
The following list is obtained for each of 00 dpi and 2400 dpi. 1200 dpi adjacent scan 3rd jump 5th jump 7th jump Simultaneous scan pitch 21.17 63.5 105.85 148.19 Required laser array pitch 10.59 31.75 52.93 74.10 2400 dpi adjacent scan 3rd jump 5th jump 7th jump Simultaneous scanning pitch 10.58 31.75 52.92 74.08 Required laser array pitch 5.29 15.88 26.46 37.04 In the above description, for example, "tertiary jump" is when adjacent beams that scan the surface to be scanned perform "simultaneous scanning via two scanning lines". The same is true.

【0014】一般に、光走査装置の「全系の副走査方向
の横倍率:|β|」は、上記2倍より大きくした方が、
走査光学系は製作し易くなるが、反面、半導体レーザア
レイの発光源ピッチは上記のものより更に小さくなり、
半導体レーザアレイを光源とする場合、その製造が困難
になる。特に、10μm以下の発光源間隔の半導体レー
ザアレイでは発光源相互の熱的・電気的干渉が大きく、
個々の発光源が「独立した発光源として機能」するよう
なものを製造することは極めて困難であり、かかる半導
体レーザアレイの使用は実用的でない。10μm以上、
好ましくは15μm以上の発光源間隔をもった半導体レ
ーザアレイは、熱的・電気的干渉が小さい範囲で使うこ
とができ、また15μm以上の発光源間隔でも、上に示
したように、飛越し走査により2400dpiを実現で
きる。ところで、良好な光走査を行うには、被走査面上
の光スポットの径(主走査方向の径は、信号の電気的な
補正である程度対処できるが、副走査方向の径はこのよ
うな補正ができないので、特に副走査方向のスポット
径)が、像高によって大きく変化しないことが重要であ
る。このことは高密度の光走査では特に重要になってく
る。「被走査面上の光スポットの副走査方向の径が、像
高によって大きく変化しない」ためには、走査光学系の
副走査方向の横倍率が像高により大きく変化しないこと
が必要である。また、走査光学系の副走査方向の横倍率
の、像高による変動は、マルチビーム走査方式において
は「同時に走査される走査線のピッチ(走査線ピッチと
いう)が像高と共に変化する問題」となって現れる。従
って、マルチビーム方式の光走査において、走査線ピッ
チの「像高による変動」を押さえるには「マルチビーム
走査光学系の副走査方向横倍率を、像高間で一定に補正
する」ことが必要である。このことは、走査光学系を構
成する2枚のレンズのレンズ面の内の、少なくとも2つ
のレンズ面で副走査方向の曲率を主走査方向に変化さ
せ、副走査方向のベンディングにより「副走査方向の主
点位置を像高に応じて調整する」ことにより実現でき
る。また、一般に、光偏向器であるポリゴンミラーの回
転中心は、走査光学系の光軸から「hだけずらし」て設
置されるため、ビーム偏向に伴い偏向反射面での反射点
が変位し、副走査方向の横倍率は「主走査方向において
非対称的に変化」する。この非対称な横倍率変化は、上
記2つのレンズ面の少なくとも1面を「副走査曲率変化
の非対称な面」とすることで補正できる。このとき、シ
ングルビーム方式でもマルチビーム方式でも、有効主走
査領域内における「副走査方向の横倍率変化」は10%
以下であることが好ましく、より好ましくは7%以下が
良い。請求項2記載の発明では、条件(2)の充足によ
り、上記7%以下の副走査方向横倍率変化を実現してい
る。また、マルチビーム方式での光走査の場合、副走査
方向の横倍率変化が7%以下であれば、「1200dp
iで7次飛越し走査」を行う場合でも、同時走査ピッ
チ:148.19μmに対し、10.37μmのピッチ
変動となり、1200dpiでの隣接ピッチ:21.1
7μmの略半分に抑えられる。飛越し走査の場合、ピッ
チ変動が「隣接ピッチの略半分」であることは、走査線
ピッチ変動に対する許容限界であり、5次飛越しや3次
飛越しならばさらにピッチ変動を小さく抑えることがで
きる。
In general, it is better to set the "lateral magnification in the sub-scanning direction of the whole system: | β |"
Although the scanning optical system is easy to manufacture, on the other hand, the light emitting source pitch of the semiconductor laser array is smaller than the above, and
When a semiconductor laser array is used as a light source, its manufacture becomes difficult. In particular, in a semiconductor laser array having a light emitting source interval of 10 μm or less, thermal and electrical interference between light emitting sources is large,
It is extremely difficult to manufacture such that the individual light sources function as "independent light sources", and the use of such semiconductor laser arrays is not practical. 10 μm or more,
Preferably, a semiconductor laser array having a light emitting source spacing of 15 μm or more can be used in a range where thermal and electrical interference is small, and as shown above, an interlaced scanning can be performed even with a light emitting source spacing of 15 μm or more. Can realize 2400 dpi. By the way, in order to perform good optical scanning, the diameter of the light spot on the surface to be scanned (the diameter in the main scanning direction can be dealt with to some extent by electrical correction of the signal, but the diameter in the sub-scanning direction can be corrected by such correction). In particular, it is important that the spot diameter in the sub-scanning direction does not change significantly with the image height. This becomes particularly important in high-density optical scanning. In order for “the diameter of the light spot on the surface to be scanned in the sub-scanning direction to not change significantly with the image height”, it is necessary that the lateral magnification of the scanning optical system in the sub-scanning direction does not change significantly with the image height. Further, the variation in the lateral magnification of the scanning optical system in the sub-scanning direction due to the image height is considered to be a problem in the multi-beam scanning method that “the pitch of the scanning lines scanned at the same time (referred to as the scanning line pitch) changes with the image height”. Appears. Therefore, in the multi-beam optical scanning, it is necessary to "correct the lateral magnification in the sub-scanning direction of the multi-beam scanning optical system to be constant between image heights" in order to suppress "variation due to image height" of the scanning line pitch. It is. This means that the curvature in the sub-scanning direction is changed in the main scanning direction on at least two of the lens surfaces of the two lenses constituting the scanning optical system, and the bending in the sub-scanning direction causes the curvature in the “sub-scanning direction”. Is adjusted according to the image height ". In general, the center of rotation of a polygon mirror, which is an optical deflector, is set so as to be "shifted by h" from the optical axis of the scanning optical system. The lateral magnification in the scanning direction changes “asymmetrically in the main scanning direction”. This asymmetric lateral magnification change can be corrected by setting at least one of the two lens surfaces as an “asymmetrical surface in the sub-scanning curvature change”. At this time, in both the single beam method and the multi-beam method, the “change in the lateral magnification in the sub-scanning direction” in the effective main scanning area is 10%.
Or less, more preferably 7% or less. According to the second aspect of the present invention, the sub-scanning direction lateral magnification change of 7% or less is realized by satisfying the condition (2). In the case of optical scanning in the multi-beam system, if the change in the lateral magnification in the sub-scanning direction is 7% or less, "1200 dp
In the case of performing the “7th interlaced scanning with i”, the pitch varies by 10.37 μm from the simultaneous scanning pitch of 148.19 μm, and the adjacent pitch at 1200 dpi: 21.1
It can be suppressed to approximately half of 7 μm. In the case of the interlaced scanning, the fact that the pitch variation is “approximately half of the adjacent pitch” is an allowable limit for the scanning line pitch variation, and it is possible to further reduce the pitch variation in the case of the fifth or third jump. it can.

【0015】ところで、一般に、倍率を一定に保とうと
すると、高次曲線状の像面湾曲を発生しやすく、特にレ
ンズ枚数が少ない光学系ではaH2+bH4(a,bは係
数、Hは像高)で表されるサジタル(副走査方向に対
応)像面湾曲が発生し易い。このサジタル像面湾曲も、
ポリゴンミラー回転中心のずれ:hによる「偏向に伴う
サグ」により、主走査方向に非対称な像面湾曲となる。
上記高次曲線状の像面湾曲は、副走査方向の曲率の変化
に「複数個の極値」を持たせることにより、レンズ面で
のパワーを高次関数的に変化させることで補正できる。
このときの副走査方向の像面湾曲の「最大膨らみ位置」
の像高:Hnは、有効書込高さを「Hm」としたとき次
式で表される。(参考:近藤文雄著「レンズ設計技法
(光学工業技術協会)」p146−P148) Hn=(1/√2)×Hm=0.71×Hm 上記像高:0.71Hm近傍の「像面湾曲の膨らみ」を
補正するには、その位置に対応するレンズ面位置の近傍
に、副走査方向の曲率変化の極値を持たせることが有効
となる。また、4次を超える高次の像面湾曲も補正する
ことも考慮して、請求項3記載の発明では、上記極値の
位置:heがレンズの有効高さ:hmaxとともに、前記条
件(3)を満足するようにしている。
In general, when the magnification is to be kept constant, a high-order curved field curvature is likely to be generated. Particularly, in an optical system having a small number of lenses, aH 2 + bH 4 (a and b are coefficients, and H is High) easily causes sagittal (corresponding to the sub-scanning direction) field curvature. This sagittal curvature of field,
The displacement of the rotation center of the polygon mirror: "sag due to deflection" due to h results in an asymmetric field curvature in the main scanning direction.
The higher-order curved field curvature can be corrected by giving a plurality of extreme values to the change in curvature in the sub-scanning direction, thereby changing the power on the lens surface in a higher-order function.
"Maximum bulging position" of field curvature in the sub-scanning direction at this time
The image height Hn is represented by the following equation when the effective writing height is “Hm”. (Reference: Fumio Kondo, “Lens Design Techniques (Optical Industrial Technology Association)”, p146-P148) Hn = (1 / √2) × Hm = 0.71 × Hm Image height: “field curvature near 0.71Hm” In order to correct the "bulge", it is effective to provide an extreme value of the curvature change in the sub-scanning direction near the lens surface position corresponding to the position. Further, in consideration of correcting even a higher-order field curvature exceeding the fourth order, in the invention according to the third aspect, the position of the extreme value: he is determined by the condition (3) together with the effective height of the lens: hmax. ).

【0016】上記請求項2記載のマルチビーム走査光学
系のように、少なくとも2つのレンズ面で「副走査方向
の曲率を主走査方向に変化させ、副走査方向でベンディ
ングさせて副走査方向の主点位置を調整する」場合、こ
れら2つのレンズ面の面間隔が広い方が、主点位置の変
化量を大きくとることができ、ベンディングにより副走
査方向の横倍率を調整できる範囲が広くなる。このた
め、請求項4記載の発明では、走査光学系の中で、上記
2つのレンズ面の間隔を大きく取れるように、これらの
2つのレンズ面間に空気間隔を有するようにした。後述
の実施例では、光偏向器側から数えて第2面と第3面の
間を空気間隔としているが、当該2面を「第1面と第3
面」などとし、その間に光学材料と空気間隔とが介在す
るようにしてもよい。また、請求項7記載のマルチビー
ム方式の光走査装置のように、カップリングレンズされ
た各ビームに就き、線像結像光学系から走査光学系まで
を、複数ビームに共通化することにより、線像結像光学
系以下をシングルビーム方式の光走査装置と同様に構成
することができ、機械的変動に対し、極めて安定性の良
いマルチビーム走査装置を実現できる。マルチビーム方
式の光走査装置の場合、光源としては、LDアレイ方式
のものでも、ビーム合成方式のものでも利用できる。L
Dアレイ方式の光源を用いる場合、請求項9記載の発明
のように、半導体レーザアレイの発光源の間隔を10μ
m以上とすることにより、発光源間の熱的・電気的な影
響を有効に軽減して良好なマルチビーム走査を行うこと
が可能になる。
As in the multi-beam scanning optical system according to the second aspect, at least two lens surfaces change the curvature in the sub-scanning direction in the main scanning direction and bend in the sub-scanning direction to cause the main scanning in the sub-scanning direction. In the case of “adjusting the point position”, the wider the distance between these two lens surfaces, the larger the amount of change in the principal point position, and the wider the range in which the lateral magnification in the sub-scanning direction can be adjusted by bending. Therefore, in the invention according to claim 4, in the scanning optical system, an air space is provided between the two lens surfaces so that the space between the two lens surfaces can be increased. In the embodiment described later, the air gap is set between the second surface and the third surface counted from the optical deflector side, but the two surfaces are referred to as the “first surface and the third surface”.
A surface may be used, and an optical material and an air space may be interposed therebetween. Further, as in the multi-beam type optical scanning device according to claim 7, for each beam subjected to the coupling lens, from the line image forming optical system to the scanning optical system is shared by a plurality of beams, The line image forming optical system and the subsequent components can be configured in the same manner as the single-beam optical scanning device, and a multi-beam scanning device with extremely high stability against mechanical fluctuations can be realized. In the case of a multi-beam optical scanning device, an LD array type light source or a beam combining type light source can be used as a light source. L
In the case of using a D array type light source, the distance between the light emitting sources of the semiconductor laser array is set to 10 μm.
By setting m or more, it is possible to effectively reduce thermal and electrical influences between the light emitting sources and perform good multi-beam scanning.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図8に、この発明の光走査装置の
実施の1形態を要部のみ示す。図8に示す光走査装置は
シングルビーム方式のものである。半導体レーザである
光源1Aから放射されたビームは発散性の光束で、カッ
プリングレンズ2により、以後の光学系にカップリング
される。カップリングされたビームの形態は、以後の光
学系の光学特性に応じ、弱い発散性の光束や弱い集束性
の光束となることも、平行光束となることもできる。カ
ップリングレンズ2を透過したビームは、アパーチュア
3の開口部を通過する際、光束周辺部を遮断されて「ビ
ーム整形」され、「線像結像光学系」であるシリンドリ
カルレンズ4に入射する。シリンドリカルレンズ4は、
パワーの無い方向を主走査方向に向け、副走査方向には
正のパワーを持ち、入射してくるビームを副走査方向に
集束させ、「光偏向器」であるポリゴンミラー5の偏向
反射面近傍に集光させる。偏向反射面により反射された
ビームは、ポリゴンミラー5の等速回転に伴い等角速度
的に偏向しつつ、「走査光学系」をなす2枚のレンズ
6,7を透過し、折り曲げミラー8により光路を折り曲
げられ、「被走査面」の実体をなす光導電性の感光体9
上に光スポットとして集光し、被走査面を光走査する。
なお、ビームは、光走査に先立ってミラー10に入射
し、レンズ11により受光素子12に集光される。受光
素子12の出力に基づき、光走査の書込み開始タイミン
グが決定される。
FIG. 8 shows only an essential part of an optical scanning device according to an embodiment of the present invention. The optical scanning device shown in FIG. 8 is of a single beam type. The beam emitted from the light source 1A, which is a semiconductor laser, is a divergent light beam, and is coupled by the coupling lens 2 to the subsequent optical system. The form of the coupled beam can be a weakly divergent light beam, a weakly convergent light beam, or a parallel light beam, depending on the optical characteristics of the optical system thereafter. When passing through the aperture of the aperture 3, the beam transmitted through the coupling lens 2 is blocked at the periphery of the light beam, "beam-shaped", and enters the cylindrical lens 4 which is a "line image forming optical system". The cylindrical lens 4
A direction having no power is directed to the main scanning direction, a positive power is provided in the sub-scanning direction, and an incident beam is focused in the sub-scanning direction. To collect light. The beam reflected by the deflecting / reflecting surface passes through the two lenses 6 and 7 forming the “scanning optical system” while being deflected at a constant angular velocity with the rotation of the polygon mirror 5 at a constant speed. Is bent, and the photoconductive photoreceptor 9 forming the substance of the “scanned surface”
The light is condensed on the upper surface as a light spot, and the surface to be scanned is optically scanned.
Note that the beam is incident on the mirror 10 prior to optical scanning, and is focused on the light receiving element 12 by the lens 11. The write start timing of the optical scanning is determined based on the output of the light receiving element 12.

【0018】「走査光学系」は、光偏向器5により偏向
されるビームを、被走査面9上に光スポットとして集光
させる光学系であって、2枚のレンズ6,7により構成
される。光偏向器5側のレンズ6は、主走査方向に正の
屈折力、副走査方向に負の屈折力を有するものである。
被走査面9側のレンズ7は、副走査方向に正の屈折力を
有する。走査光学系は、中心像高の副走査方向横倍率:
β2 が、条件「0.5≦|β2|≦1.0」を満足する
(請求項1)。また、この実施の形態において、レンズ
6,7の4つのレンズ面のうち、少なくとも2つのレン
ズ面は、副走査方向の曲率が主走査方向に変化し、上記
少なくとも2つのレンズ面のうちの少なくとも1面は、
副走査方向の曲率変化が主走査方向に非対称で、中心像
高の副走査方向横倍率:β2、任意像高の副走査方向横
倍率:βhが条件「0.93≦|βh/β2|≦1.0
7」を満足し(請求項2)、上記主走査方向に非対称な
曲率変化は2以上の極値を有し、そのうちの少なくとも
1つの極値は、その主走査方向の位置:he が、+像高
側または−像高側の、光軸からの有効レンズ高さ:hma
xに対し、条件「|he/hmax|≧0.5」を満足する
(請求項3)。そして、副走査方向の曲率が主走査方向
に変化する少なくとも2つのレンズ面が、面間に空気間
隔を有する(請求項4)。即ち、図8に実施の形態を示
すシングルビーム方式の光走査装置は、光源からのビー
ムをカップリングレンズ2により以後の光学系にカップ
リングし、カップリングされたビームを線像結像光学系
4により光偏向器5の偏向反射面近傍に主走査方向に長
い線像として結像させ、光偏向器5により等角速度的に
偏向させ、偏向ビームを共通の走査光学系6,7によ
り、被走査面9上に光スポットとして集光し、被走査面
9を光走査する光走査装置であって、走査光学系6,7
として、請求項1,2,3,4記載の走査光学系を用い
たものである(請求項6)。図9に、この発明のマルチ
ビーム方式の光走査装置の実施の1形態を示す。繁雑を
避けるため、混同の虞れが無いと思われるものについて
は、図8におけると同一の符号を付した。光源1は半導
体レーザアレイであって、4つの発光源ch1〜ch4
を等間隔で副走査方向に配列したものである。発光源c
h1〜ch4の相互の間隔は、10μm以上である。4
つの発光源ch1〜ch4から放射された4ビームは、
図に示すように「楕円形のファーフィールドパターン」
の長軸方向が主走査方向に向いた発散性の光束である
が、4ビームに共通のカップリングレンズ2により、以
後の光学系にカップリングされる。カップリングされた
各ビームの形態は、以後の光学系の光学特性に応じ、弱
い発散性の光束や弱い集束性の光束となることも、平行
光束となることもできる。カップリングレンズ2を透過
した4ビームは、アパーチュア3により、それぞれビー
ム整形され、「共通の線像結像光学系」であるシリンド
リカルレンズ4の作用により、それぞれ副走査方向に集
束され、ポリゴンミラー5の偏向反射面近傍に、それぞ
れが主走査方向に長い線像として、互いに副走査方向に
分離して結像する。偏向反射面により等角速度的に偏向
された4ビームは、走査光学系である2枚のレンズ6,
7を透過し、折り曲げミラー8により光路を折り曲げら
れ、感光体9上に、副走査方向に分離した4つの光スポ
ットとして集光し、被走査面上の4走査線を同時に光走
査する。ビームの1つは、光走査に先立ってミラー10
に入射し、レンズ11により受光素子12に集光され
る。受光素子12の出力に基づき、4ビームの光走査の
書込み開始タイミングが決定される。
The "scanning optical system" is an optical system for condensing a beam deflected by the optical deflector 5 as a light spot on the surface 9 to be scanned, and is constituted by two lenses 6 and 7. . The lens 6 on the optical deflector 5 side has a positive refractive power in the main scanning direction and a negative refractive power in the sub-scanning direction.
The lens 7 on the surface 9 to be scanned has a positive refractive power in the sub-scanning direction. The scanning optical system has a lateral magnification in the sub-scanning direction at the center image height:
β 2 satisfies the condition “0.5 ≦ | β 2 | ≦ 1.0” (claim 1). Also, in this embodiment, at least two of the four lens surfaces of the lenses 6 and 7 have a curvature in the sub-scanning direction that changes in the main scanning direction, and at least two of the at least two lens surfaces. One side is
Curvature change in the sub-scanning direction asymmetrically in the main scanning direction, the sub-scanning direction lateral magnification of the central image height: beta 2, the sub-scanning direction lateral magnification of any image height: Betah condition "0.93 ≦ | βh / β 2 | ≦ 1.0
7 "(claim 2), the curvature change asymmetric in the main scanning direction has two or more extreme values, and at least one of the extreme values is such that the position in the main scanning direction: he is + Effective lens height from the optical axis on the image height side or -image height side: hma
The condition “| he / hmax | ≧ 0.5” is satisfied for x (claim 3). Then, at least two lens surfaces whose curvature in the sub-scanning direction changes in the main scanning direction have an air gap between the surfaces. That is, the single-beam optical scanning device according to the embodiment shown in FIG. 8 couples a beam from a light source to a subsequent optical system by a coupling lens 2 and converts the coupled beam into a linear image forming optical system. 4, a linear image is formed in the vicinity of the deflecting and reflecting surface of the optical deflector 5 as a long line image in the main scanning direction, the light is deflected at an equal angular velocity by the optical deflector 5, and the deflection beam An optical scanning device that condenses a light spot on the scanning surface 9 and optically scans the surface 9 to be scanned.
The present invention uses a scanning optical system according to claims 1, 2, 3, and 4 (claim 6). FIG. 9 shows an embodiment of a multi-beam optical scanning device according to the present invention. In order to avoid complication, the same reference numerals as those in FIG. The light source 1 is a semiconductor laser array and includes four light emission sources ch1 to ch4.
Are arranged at equal intervals in the sub-scanning direction. Light source c
The interval between h1 to ch4 is 10 μm or more. 4
Four beams emitted from the two light emission sources ch1 to ch4 are:
As shown in the figure, "elliptical far field pattern"
Is a divergent light beam whose main axis is directed in the main scanning direction, but is coupled to the subsequent optical system by a coupling lens 2 common to the four beams. The form of each coupled beam can be a weakly divergent light beam, a weakly convergent light beam, or a parallel light beam, depending on the optical characteristics of the optical system thereafter. The four beams transmitted through the coupling lens 2 are beam-shaped by the aperture 3, respectively, are converged in the sub-scanning direction by the operation of the cylindrical lens 4 which is a "common line image forming optical system", and the polygon mirror 5 In the vicinity of the deflecting / reflecting surface, they are separated from each other in the sub-scanning direction and formed as linear images long in the main scanning direction. The four beams deflected at a constant angular velocity by the deflecting reflection surface are used as two scanning lenses,
7, the optical path is bent by the bending mirror 8, and the light is focused on the photosensitive member 9 as four light spots separated in the sub-scanning direction, and four scanning lines on the surface to be scanned are simultaneously optically scanned. One of the beams is moved to mirror 10 prior to light scanning.
And is focused on the light receiving element 12 by the lens 11. Based on the output of the light receiving element 12, the write start timing of the four-beam optical scanning is determined.

【0019】「走査光学系」は、光偏向器5により同時
に偏向される4ビームを、被走査面9上に4つの光スポ
ットとして集光させる光学系であって、2枚のレンズ
6,7により構成される。これらレンズ5,6は、図8
に即して説明したのと同様のものであり、中心像高の副
走査方向横倍率:β2 が、条件「0.5≦|β2|≦
1.0」を満足する(請求項1)。また、図8の実施の
形態と同様、レンズ6,7の4つのレンズ面のうち、少
なくとも2つのレンズ面は、副走査方向の曲率が主走査
方向に変化し、上記少なくとも2つのレンズ面のうちの
少なくとも1面は、副走査方向の曲率変化が主走査方向
に非対称であり、中心像高の副走査方向横倍率:β2
任意像高の副走査方向横倍率:βhが、条件(2)を満
足し(請求項2)、非対称な曲率変化は2以上の極値を
有し、そのうちの少なくとも1つの極値は、その主走査
方向の位置:he が、+像高側または−像高側の、光軸
からの有効レンズ高さ:hmaxに対し、条件(3)を満
足する(請求項3)。即ち、図9に実施の形態を示すマ
ルチビーム方式の光走査装置は、複数の発光源ch1〜
ch4からのビームを、共通のカップリングレンズ2に
より以後の光学系にカップリングし、カップリングされ
た複数ビームを、共通の線像結像光学系4により、光偏
向器5の偏向反射面近傍に主走査方向に長く、副走査方
向に分離した複数の線像として結像させ、光偏向器5に
より同時に等角速度的に偏向させ、偏向ビームを共通の
走査光学系6,7により、被走査面9上に、副走査方向
に分離した複数の光スポットとして集光し、これら複数
の光スポットとにより複数走査線を同時走査するマルチ
ビーム走査装置であって、共通の走査光学系6,7とし
て、請求項5記載のマルチビーム走査光学系を用いたも
のであり(請求項7)、光源として、複数の発光源ch
1〜ch4が副走査方向に配列したモノリシックな半導
体レーザアレイ1を用い(請求項8)、半導体レーザア
レイ1の発光源ch1〜ch4の相互の間隔は10μm
以上である(請求項9)。
The "scanning optical system" is an optical system that focuses four beams simultaneously deflected by the optical deflector 5 on the surface 9 to be scanned as four light spots. It consists of. These lenses 5 and 6 are shown in FIG.
The lateral magnification in the sub-scanning direction of the center image height: β 2 is the same as that described under the condition “0.5 ≦ | β 2 | ≦
1.0 "(claim 1). As in the embodiment of FIG. 8, at least two of the four lens surfaces of the lenses 6 and 7 have a curvature in the sub-scanning direction that changes in the main scanning direction. At least one of the surfaces has a curvature change in the sub-scanning direction that is asymmetric in the main scanning direction, and a lateral magnification of the center image height in the sub-scanning direction: β 2 ,
The horizontal magnification in the sub-scanning direction at an arbitrary image height: βh satisfies the condition (2) (claim 2), and the asymmetrical curvature change has two or more extreme values, at least one of which has at least one extreme value. The position in the main scanning direction: he satisfies the condition (3) with respect to the effective lens height from the optical axis: hmax on the + image height side or the-image height side (claim 3). That is, the multi-beam optical scanning device according to the embodiment shown in FIG.
The beam from ch4 is coupled to the subsequent optical system by the common coupling lens 2, and the coupled plural beams are converted by the common line image forming optical system 4 to the vicinity of the deflecting and reflecting surface of the optical deflector 5. Are formed as a plurality of linear images which are long in the main scanning direction and are separated in the sub-scanning direction, are simultaneously deflected at an equal angular velocity by the optical deflector 5, and the deflection beams are scanned by the common scanning optical systems 6 and 7. A multi-beam scanning device that converges on a surface 9 as a plurality of light spots separated in the sub-scanning direction and simultaneously scans a plurality of scanning lines with the plurality of light spots. The multi-beam scanning optical system according to claim 5 is used (claim 7), and a plurality of light-emitting sources ch are used as light sources.
A monolithic semiconductor laser array 1 in which 1 to ch4 are arranged in the sub-scanning direction is used (claim 8), and the distance between the light emitting sources ch1 to ch4 of the semiconductor laser array 1 is 10 μm.
That is all (claim 9).

【0020】図10に、この発明のマルチビーム方式の
光走査装置の実施の1形態を示す。この光走査装置は、
光源としてビーム合成方式のものを用いるものである。
光源1−1,1−2は半導体レーザアレイであって、そ
れぞれ単一の発光源を持つ。光源1−1,1−2から放
射された各ビームは、カップリングレンズ2−1,2−
2によりカップリングされる。カップリングされた各ビ
ームの形態は、以後の光学系の光学特性に応じ、弱い発
散性の光束や弱い集束性の光束となることも、平行光束
となることもできる。カップリングレンズ2−1,2−
2を透過した各ビームは、アパーチュア3−1,3−2
によりビーム整形され、ビーム合成プリズム20に入射
する。ビーム合成プリズム20は、反射面と、偏光分離
膜と1/2波長板とを有する。光源1−2からのビーム
は、ビーム合成プリズム20の反射面と、偏光分離膜と
に反射されてビーム合成プリズム20を射出する。光源
1−1からのビームは1/2波長板により偏光面を90
度旋回され、偏光分離膜を透過してビーム合成プリズム
20から射出する。このようにして、2ビームが合成さ
れる。カップリングレンズ2−1,2−2の光軸に対す
る光源1−1,1−2の発光部の位置関係の調整によ
り、ビーム合成された2ビームは互いに副走査方向に微
小角をなしている。ビーム合成された2ビームは、共通
の線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ4によ
り、ポリゴンミラー5の偏向反射面近傍に、それぞれが
主走査方向に長い線像として、互いに副走査方向に分離
して結像する。ポリゴンミラー5により等角速度的に偏
向された2ビームは、走査光学系をなす2枚のレンズ
6,7を透過し、折り曲げミラー8により光路を折り曲
げられ、光導電性の感光体9上に、副走査方向に分離し
た2つの光スポットとして集光し、被走査面上の2走査
線を同時に光走査する。なお、ビームの1つが同期検知
されることは図9の形態と同様である。
FIG. 10 shows an embodiment of a multi-beam optical scanning apparatus according to the present invention. This optical scanning device,
The light source is a beam combining type light source.
The light sources 1-1 and 1-2 are semiconductor laser arrays, each having a single light emitting source. The beams emitted from the light sources 1-1 and 1-2 are coupled to coupling lenses 2-1 and 2-2-1, respectively.
2 coupled. The form of each coupled beam can be a weakly divergent light beam, a weakly convergent light beam, or a parallel light beam, depending on the optical characteristics of the optical system thereafter. Coupling lens 2-1, 2-
2 are transmitted through apertures 3-1 and 3-2.
And is incident on the beam combining prism 20. The beam combining prism 20 has a reflection surface, a polarization separation film, and a half-wave plate. The beam from the light source 1-2 is reflected by the reflection surface of the beam combining prism 20 and the polarization splitting film and exits the beam combining prism 20. The beam from the light source 1-1 has a polarization plane of 90 by a half-wave plate.
The beam is rotated by an angle and transmitted through the polarization splitting film, and is emitted from the beam combining prism 20. Thus, two beams are combined. By adjusting the positional relationship between the light-emitting portions of the light sources 1-1 and 1-2 with respect to the optical axes of the coupling lenses 2-1 and 2-2, the two beams that have been combined have a small angle in the sub-scanning direction. . The two combined beams are separated by a cylindrical lens 4 which is a common line image forming optical system, near the deflecting and reflecting surface of the polygon mirror 5 as a line image long in the main scanning direction and separated from each other in the sub scanning direction. To form an image. The two beams deflected at an equal angular velocity by the polygon mirror 5 pass through the two lenses 6 and 7 forming the scanning optical system, and the optical path is bent by the bending mirror 8, and the light is transferred onto the photoconductive photosensitive member 9. The light is condensed as two light spots separated in the sub-scanning direction, and two scanning lines on the surface to be scanned are optically scanned simultaneously. Note that the synchronous detection of one of the beams is the same as in the embodiment of FIG.

【0021】「走査光学系」は、光偏向器5により同時
に偏向される上記2ビームを、被走査面9上に2つの光
スポットとして集光させる光学系であって、2枚のレン
ズ6,7により構成され、レンズ6は、主走査方向に正
の屈折力、副走査方向に負の屈折力を有し、レンズ7
は、副走査方向に正の屈折力を有する。レンズ5,6に
よる走査光学系の、中心像高の副走査方向横倍率:β2
は条件(1)を満足する(請求項1)。この実施の形態
においても、レンズ6,7の4つのレンズ面のうち、少
なくとも2つのレンズ面は、副走査方向の曲率が主走査
方向に変化し、上記少なくとも2つのレンズ面のうちの
少なくとも1面は、副走査方向の曲率変化が主走査方向
に非対称であり、中心像高の副走査方向横倍率:β2
任意像高の副走査方向横倍率:βhが条件(2)を満足
し(請求項2)、非対称な曲率変化は2以上の極値を有
し、そのうちの少なくとも1つの極値は、その主走査方
向の位置:he が、+像高側または−像高側の、光軸か
らの有効レンズ高さ:hmaxに対し、条件(3)を満足
する(請求項3)。即ち、図10に実施の形態を示すマ
ルチビーム走査装置は、複数の発光源1−1,1−2か
らのビームを、カップリングレンズ2−1,2−2によ
り以後の光学系にカップリングし、カップリングされた
複数ビームを、共通の線像結像光学系4により、光偏向
器5の偏向反射面近傍に主走査方向に長く、副走査方向
に分離した複数の線像として結像させ、光偏向器5によ
り同時に等角速度的に偏向させ、偏向ビームを共通の走
査光学系6,7により、被走査面9上に、副走査方向に
分離した複数の光スポットとして集光し、これら複数の
光スポットとにより複数走査線を同時走査するマルチビ
ーム走査装置であって、共通の走査光学系6,7とし
て、請求項5記載のマルチビーム走査光学系を用いたも
のである(請求項7)。
The “scanning optical system” is an optical system that focuses the two beams, which are simultaneously deflected by the optical deflector 5, on the surface 9 to be scanned as two light spots. The lens 6 has a positive refractive power in the main scanning direction and a negative refractive power in the sub-scanning direction.
Has a positive refractive power in the sub-scanning direction. Lateral magnification of the center image height in the sub-scanning direction of the scanning optical system by the lenses 5 and 6: β 2
Satisfies the condition (1) (claim 1). Also in this embodiment, at least two of the four lens surfaces of the lenses 6 and 7 have a curvature in the sub-scanning direction that changes in the main scanning direction, and at least one of the at least two lens surfaces. The surface has a curvature change in the sub-scanning direction that is asymmetric in the main scanning direction, and a lateral magnification in the sub-scanning direction of the center image height: β 2 ,
The horizontal magnification in the sub-scanning direction at an arbitrary image height: βh satisfies the condition (2) (claim 2), and the asymmetrical curvature change has two or more extrema, at least one of which is the main extremum. The position in the scanning direction: he satisfies the condition (3) with respect to the effective lens height from the optical axis: hmax on the + image height side or the-image height side (claim 3). In other words, the multi-beam scanning apparatus shown in the embodiment in FIG. 10 couples beams from a plurality of light-emitting sources 1-1 and 1-2 to subsequent optical systems by coupling lenses 2-1 and 2-2. Then, the plurality of coupled beams are formed as a plurality of line images which are long in the main scanning direction and separated in the sub-scanning direction near the deflecting reflection surface of the optical deflector 5 by the common line image forming optical system 4. Then, the light is deflected simultaneously at the same angular velocity by the optical deflector 5, and the deflected beams are condensed on the surface 9 to be scanned as a plurality of light spots separated in the sub-scanning direction by the common scanning optical systems 6 and 7. A multi-beam scanning apparatus for simultaneously scanning a plurality of scanning lines with these plurality of light spots, wherein the multi-beam scanning optical system according to claim 5 is used as the common scanning optical systems 6 and 7 (claim). Item 7).

【0022】[0022]

【実施例】以下、上に説明した3種の実施の形態に共通
に用いられる走査光学系ついて、図9に示したLDアレ
イ方式の光源を用いる場合の具体的な実施例を説明す
る。図1に、実施例光学系の「主走査方向に関するレイ
アウト」を示す。光源側からのビームの光路は、シリン
ドリカルレンズ4とポリゴンミラー5との間で、ミラー
41により屈曲される。また、ポリゴンミラー5は、そ
の「風切り音」等の騒音を外部に対して遮断するため、
防音ハウジング内に設けられ、この防音ハウジングには
防音ガラス15が設けられている。光源側からの4ビー
ムは、防音ガラス15を介してポリゴンミラー5の偏向
反射面に入射し、偏向反射面により反射された4ビーム
(偏向ビーム)は、防音ガラス15を介してレンズ6へ
入射する。また、これら光学系はケーシング内に収納さ
れるが、該ケーシングから4ビームを射出させる「窓」
には、ケーシング内への塵埃の侵入を防止するための防
塵ガラス16が設けられ、従って、4ビームは防塵ガラ
ス16を介して射出し、被走査面9を光走査する。被走
査面9は勿論、実体的には感光体の表面である。
EXAMPLE A specific example of a scanning optical system commonly used in the above-described three embodiments using the LD array type light source shown in FIG. 9 will be described. FIG. 1 shows a “layout in the main scanning direction” of the optical system of the embodiment. The optical path of the beam from the light source is bent by the mirror 41 between the cylindrical lens 4 and the polygon mirror 5. Further, the polygon mirror 5 blocks noise such as “wind noise” from the outside,
The soundproof housing is provided in the soundproof housing, and the soundproof glass 15 is provided in the soundproof housing. The four beams from the light source side enter the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror 5 via the soundproof glass 15, and the four beams (deflected beams) reflected by the deflecting / reflecting surface enter the lens 6 via the soundproof glass 15. I do. These optical systems are housed in a casing, and “windows” for emitting four beams from the casing.
Is provided with a dustproof glass 16 for preventing dust from entering the casing. Therefore, the four beams are emitted through the dustproof glass 16 and optically scan the surface 9 to be scanned. The scanned surface 9 is, of course, actually the surface of the photoconductor.

【0023】以下、具体的なデータを挙げる。光源1で
ある半導体レーザアレイは、4つの発光源ch1,ch
2,ch3,ch4を有する。これら発光源が副走査方
向に配列するように、半導体レーザアレイの態位が設定
される。半導体レーザアレイはカバーガラスを有し、各
発光源からカバーガラスの入射側面に至る距離は0.4
49mmである。マルチビーム走査は、4光スポットに
よる「5次飛越し走査(隣接する2つの光スポットの間
に4走査線が介在する)」である。 「半導体レーザアレイ」 発光源数:4 (ch1〜ch4) 発光源ピッチ(隣接する発光源間の距離):30.4μ
m カップリングレンズ2は入射側面が平面で、射出側面が
共軸非球面であり、入射してくる各ビームを「平行光
束」に変換する。即ち、 「カップリングレンズ」 焦点距離:14.85mm カップリング作用:コリメート作用 「シリンドリカルレンズ」 副走査方向の焦点距離:70.18mm 「ポリゴンミラー」 偏向反射面数:5 内接円半径:13mm 回転軸とマルチビーム走査光学系の光軸との距離:h=
5.22mm 光源側からのビームの入射方向(副走査方向に直交する
面への射影状態における入射方向)とマルチビーム走査
光学系の光軸とがなす角:60度 以下、具体的なデータを挙げる。データ表記の記号につ
き説明すると、曲率半径を、主走査方向につき「Rm」、
副走査方向につき「Rs」、屈折率を「n」で表す。な
お、以下のデータにおける「Rm,Rs」は、円弧形状以外
については「近軸曲率半径」である。
Hereinafter, specific data will be described. The semiconductor laser array as the light source 1 has four light emission sources ch1 and ch
2, ch3 and ch4. The attitude of the semiconductor laser array is set so that these light emitting sources are arranged in the sub-scanning direction. The semiconductor laser array has a cover glass, and the distance from each light source to the incident side of the cover glass is 0.4 mm.
49 mm. The multi-beam scanning is “fifth interlaced scanning (four scanning lines are interposed between two adjacent light spots)” using four light spots. “Semiconductor laser array” Number of light emitting sources: 4 (ch1 to ch4) Light emitting source pitch (distance between adjacent light emitting sources): 30.4 μ
The m-coupling lens 2 has a flat incident side surface and a concentric aspherical exit side surface, and converts each incident beam into a “parallel light beam”. That is, “coupling lens” focal length: 14.85 mm Coupling action: collimating action “cylindrical lens” focal length in the sub-scanning direction: 70.18 mm “polygon mirror” number of deflecting and reflecting surfaces: 5 inscribed circle radius: 13 mm rotation Distance between the axis and the optical axis of the multi-beam scanning optical system: h =
5.22 mm Angle between the incident direction of the beam from the light source side (the incident direction in the state of projection onto a plane orthogonal to the sub-scanning direction) and the optical axis of the multi-beam scanning optical system: 60 degrees. I will. Explaining the symbols in the data notation, the radius of curvature is expressed as “Rm” in the main scanning direction,
In the sub-scanning direction, “Rs” is represented, and the refractive index is represented by “n”. Note that “Rm, Rs” in the following data is “paraxial radius of curvature” except for the arc shape.

【0024】 「光源1とポリゴンミラー5との間にある光学系のデータ」 面番号 Rm Rs L n 面形状 カバーガラス 1 ∞ ∞ 0.3 1.514 平面 2 ∞ ∞ 11.5884 平面 カップリングレンズ 3 ∞ ∞ 3.8 1.51436 平面 4 -7.638 -7.638 14.8643 共軸非球面 アパーチュア 5 ∞ ∞ 99 平面 シリンドリカルレンズ 6 ∞ 36.1 3 1.51436 シリンダ面 7 ∞ ∞ 27.361 平面 折り曲げミラー 8 ∞ ∞ 17 平面 防音ガラス 9 ∞ ∞ 2 1.51433 平面 10 ∞ ∞ 20.716 平面 このデータで、Lは「面間隔」である。“Data of optical system between light source 1 and polygon mirror 5” Surface number Rm Rs L n Surface shape Cover glass 1 ∞ 0.3 1.514 plane 2 平面 平面 11.5884 plane Coupling lens 3 レ ン ズ ∞ 3.8 1.51436 plane 4-7.638 -7.638 14.8643 Coaxial aspherical aperture 5 ∞ ∞ 99 plane Cylindrical lens 6 3 36.1 3 1.51436 Cylinder plane 7 ∞ ∞ 27.361 plane Bending mirror 8 ∞ 音 17 plane Soundproof glass 9 ∞ ∞ 2 1.51433 plane 10 ∞. 20.716 plane In this data, L is “surface interval”.

【0025】 「ポリゴンミラーと被走査面との間にある光学系のデータ」 面番号 Rm Rs x y α β n 偏向反射面 0 ∞ ∞ 25.44 1.588 防音ガラス 1 ∞ ∞ 2.01 0 8 -2 1.51433 2 ∞ ∞ 25.42 0 8 -2 レンズ6 3 -312.60 -312.60 31.40 0 1.52716 4 -82.95 104.02 78.00 0 レンズ7 5 -500.00 -63.50 3.50 0 1.52716 6 -1000.0 -23.38 44.5 0 防塵ガラス 7 ∞ ∞ 3.0 -2 1.51433 8 ∞ ∞ 95.88 -2 このデータにおいて、xはマルチビーム走査光学系の光
軸上の面間隔、「y」は主走査方向で、ポリゴンミラー
へのビーム入射側が+である。「α」は主走査方向のチ
ルト角、「β」は副走査方向のチルト角であり、これら
α,βの単位は「度」である。レンズ6の面形状は、入
射側(上記面番号3)は「共軸非球面」、射出側(上記
面番号4)は「主走査方向が非円弧形状で、副走査方向
が円弧形状」である。レンズ7の面形状は、入射側(上
記面番号5)は「主・副走査方向ともに非円弧形状」で
あり、射出側(上記面号6)は「主・副走査方向とも円
弧形状のトロイダル面」である。
“Data of the optical system between the polygon mirror and the surface to be scanned” Surface number Rm Rs xy αβn Deflection / reflection surface 0 ∞ ∞ 25.44 1.588 Soundproof glass 1 ∞ 0 2.01 08 -2 1.51433 2 ∞ ∞ 25.42 0 8 -2 Lens 6 3 -312.60 -312.60 31.40 0 1.52716 4 -82.95 104.02 78.00 0 Lens 7 5 -500.00 -63.50 3.50 0 1.52716 6 -1000.0 -23.38 44.5 0 Dustproof glass 7 ∞ ∞ 3.0 -2 1.51433 8 ∞ ∞ 95.88 -2 In this data, x is the surface interval on the optical axis of the multi-beam scanning optical system, “y” is the main scanning direction, and the beam incident side to the polygon mirror is +. “Α” is the tilt angle in the main scanning direction, “β” is the tilt angle in the sub-scanning direction, and the units of α and β are “degrees”. The surface shape of the lens 6 is such that the incident side (surface number 3) is “coaxial aspherical surface”, and the exit side (surface number 4) is “non-circular in the main scanning direction and circular in the sub-scanning direction”. is there. The surface shape of the lens 7 is such that the incident side (surface number 5 above) is “non-circular in both the main and sub-scanning directions” and the exit side (surface number 6 above) is “toroidal in both main and sub-scanning directions. Plane ".

【0026】「共軸非球面」は、光軸からのレンズ高
さ:Hに対する、光軸位置(H=0)のレンズ面からの
光軸方向のデプス差:Xで示される。即ち、円数定数:
K、近軸曲率半径:R(Rm=Rs)、高次の係数:A4,A6
・・を用いて、次式(4)で表される。 X=(H2/R)/[1+√{1−(1+K)(H/R)2}+ A4・H4+A6・H6+A8・H8・・ (4) 。
The “coaxial aspherical surface” is represented by a depth difference X in the optical axis direction from the lens surface at the optical axis position (H = 0) with respect to the lens height H from the optical axis. That is, the yen number constant:
K, paraxial radius of curvature: R (Rm = Rs), higher order coefficients: A 4 , A 6
Is represented by the following equation (4) using. X = (H 2 / R) / [1 + √ {1- (1 + K) (H / R) 2 } + A 4 · H 4 + A 6 · H 6 + A 8 · H 8 ··· (4)

【0027】レンズ6の射出側面(上記面番号4)及び
レンズ7の入射側面(上記面番号5)では、副走査方向
の曲率(副走査断面内の曲率)が主走査方向に変化して
いる。また、これらの面は、光軸を含み主走査方向に平
行な平断面(以下、「主走査断面」という)内における
レンズ面形状が「非円弧形状」である。光軸における主
走査断面内の近軸曲率半径:Rm、光軸からの主走査方向
の距離をY、主走査断面内の円錐常数:Kおよび高次係
数をA1,A2,A3,A4,A5,A6,・・とし、副走査
方向における主走査断面からのレンズ高さをZ、光軸を
含む副走査断面内の曲率半径をRs0とし、主走査方向の
座標:Yにおける副走査断面内における曲率をCsとし
て、上記面番号4,5の面形状を、光軸方向のデプスを
Xとして次式(5)で表す。 X=(Y2/Rm)/[1+√{1−(1+K)(Y/Rm)2}+ +A1・Y+A2・Y2+A3・Y3+A4・Y4+A5・Y5+A6・Y6+・・ +(Z2・Cs)/[1+√{1−(Z・Cs)2} (5) ここに、主走査方向の座標:Yの位置における副走査断
面内の曲率:Csは、次式(6)で表される。 Cs=(1/Rs0) +B1・Y+B2・Y2+B3・Y3+B4・Y4+B5・Y5+・・(6) ここで、B1,B3,B5 ・・に「ゼロ以外の数値」を代
入した場合、副走査断面内の曲率が主走査方向に非対称
となる。この場合、このレンズ面は回転対称軸を持たな
いので、光軸は「レンズ面の形状を表す座標原点を通る
X軸」を意味している。表1に、マルチビーム走査光学
系における上記面番号3,4,5の面形状を特定するた
めの係数を記する。
At the exit side surface (surface number 4) of the lens 6 and the entrance side surface (surface number 5) of the lens 7, the curvature in the sub-scanning direction (the curvature in the sub-scanning section) changes in the main scanning direction. . In addition, these surfaces have a “non-arc shape” in a plane cross section including the optical axis and parallel to the main scanning direction (hereinafter, referred to as “main scanning cross section”). The paraxial radius of curvature in the main scanning section on the optical axis: Rm, the distance from the optical axis in the main scanning direction is Y, the conical constant in the main scanning section: K, and the higher order coefficients are A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 ,..., The lens height from the main scanning section in the sub scanning direction is Z, the radius of curvature in the sub scanning section including the optical axis is Rs 0, and the coordinates in the main scanning direction are: The curvature in the sub-scanning cross section at Y is represented by Cs, and the surface shapes of the surface numbers 4 and 5 are represented by the following expression (5), where X is the depth in the optical axis direction. X = (Y 2 / Rm) / [1 + √ {1- (1 + K) (Y / Rm) 2} + + A 1 · Y + A 2 · Y 2 + A 3 · Y 3 + A 4 · Y 4 + A 5 · Y 5 + A 6 · Y 6 + ·· + (Z 2 · Cs) / [1 + {{1- (Z · Cs) 2 } (5) where, the coordinates in the main scanning direction: the curvature in the sub-scanning cross section at the position of Y : Cs is represented by the following equation (6). Cs = (1 / Rs 0 ) + B 1 · Y + B 2 · Y 2 + B 3 · Y 3 + B 4 · Y 4 + B 5 · Y 5 + ··· (6) where B 1 , B 3 , B 5 ··· When a value other than zero is assigned to the sub-scanning direction, the curvature in the sub-scanning section becomes asymmetric in the main scanning direction. In this case, since this lens surface does not have a rotationally symmetric axis, the optical axis means “X axis passing through the coordinate origin representing the shape of the lens surface”. Table 1 shows coefficients for specifying the surface shapes of the surface numbers 3, 4, and 5 in the multi-beam scanning optical system.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】レンズ6の射出側面(上記面番号4)は、
副走査方向の曲率が、図2示すように、主走査方向に対
称的に変化する面(このことは、表1に示すように係
数:Biにおけるiが奇数のものが0であることから明
らかである)である。レンズ7における入射側の面(上
記面番号5)は、副走査方向の曲率の変化が主走査方向
に非対称な面であり、図3に示すように、曲率の主走査
方向の変化は「3つの極値」を有している。これら面番
号4,5の2つのレンズ面で「副走査方向にベンディン
グ」を行うことにより、図4に示すように、副走査方向
の横倍率が均一化されている。
The exit side surface of the lens 6 (the above surface number 4)
A surface in which the curvature in the sub-scanning direction changes symmetrically in the main scanning direction as shown in FIG. 2 (this is apparent from the fact that, as shown in Table 1, 0 is an odd number of coefficients Bi: 0). Is). The incident side surface (the surface number 5) of the lens 7 is a surface in which the change in curvature in the sub-scanning direction is asymmetric in the main scanning direction. As shown in FIG. 3, the change in curvature in the main scanning direction is "3". Two extremes. " By performing “bending in the sub-scanning direction” using the two lens surfaces of surface numbers 4 and 5, the lateral magnification in the sub-scanning direction is made uniform as shown in FIG.

【0030】この実施例では、マルチビーム走査光学系
の副走査方向の共役長(ポリゴンミラーの偏向反射面か
ら被走査面に至る距離):309.15mmに対し、そ
の半分近い長さをバック長:143.38としている。
マルチビーム走査光学系をレンズ2枚で構成する場合、
従来のもののように、各レンズの副走査方向の屈折力を
「正と正の組合わせ」とすると、「副走査方向の共役長
の半分近いバック長を確保」しつつ、副走査方向の後側
主点を「副走査方向の共役長の中間位置よりも被走査面
側」に設定することはできず、そのためマルチビーム走
査光学系を副走査方向において縮小型にできず、等倍に
近い拡大型(|β2|〜1.1 倍程度)とするのが限度
であった。これに対し、この発明の走査光学系は、副走
査方向の屈折力を、光偏向器側のレンズにつき負、被走
査面側レンズにつき正とすることにより、所謂レトロフ
ォーカス型にしたので、副走査方向の後側主点を「より
被走査面側」設定することができ、副走査方向の結像を
縮小型にできる。
In this embodiment, the conjugate length in the sub-scanning direction of the multi-beam scanning optical system (the distance from the deflecting reflection surface of the polygon mirror to the surface to be scanned) is 309.15 mm, and the length almost half of that is the back length. : 143.38.
When the multi-beam scanning optical system is composed of two lenses,
If the refractive power in the sub-scanning direction of each lens is “combination of positive and positive” as in the prior art, the “back length near half the conjugate length in the sub-scanning direction is secured” The side principal point cannot be set to “the surface to be scanned beyond the intermediate position of the conjugate length in the sub-scanning direction”, so that the multi-beam scanning optical system cannot be reduced in the sub-scanning direction and is close to 1 ×. It was limited to an enlarged type (| β 2 || 1.1 times). On the other hand, the scanning optical system of the present invention has a so-called retrofocus type by making the refractive power in the sub-scanning direction negative for the lens on the optical deflector side and positive for the lens on the scanning surface side. The rear principal point in the scanning direction can be set to “more to be scanned”, and the image formation in the sub-scanning direction can be reduced.

【0031】図6に、副走査方向における光路図を示
す。光偏向器後のマルチビーム走査光学系の副走査方向
の横倍率:|β2|は0.73倍である。
FIG. 6 shows an optical path diagram in the sub-scanning direction. The lateral magnification: | β 2 | in the sub-scanning direction of the multi-beam scanning optical system after the optical deflector is 0.73 times.

【0032】光偏向器よりも光源側の光学系の副走査方
向の横倍率:|β1| は、上記カップリングレンズとシ
リンドリカルレンズの焦点距離:14.85mm,7
0.18mmを用いて、70.18/14.85=4.
73倍であり、従って全系の副走査方向の横倍率|β|
は略3.45となり、これを光線追跡で正確にもとめる
と、|β|=3.48である。半導体レーザアレイにお
ける発光源ピッチ:30.4μmであるから、被走査面
上での光スポットの副走査方向の配列ピッチは105.
8μmである。走査密度1200dpiでは隣接する走
査線間隔は、21.17μmであるが、この実施例にお
ける光スポットの副走査方向の配列ピッチは105.8
μmであり、これは上記21.17μmの5倍であるか
ら、5次飛越し走査を実現することができる。図5は、
1200dpiを4ビームで「5次飛越し走査」したと
きの走査線の状態を示す。図の上方における「走査線の
空き」は、飛越し走査で書き始め時に空く間隙である。
図から分かるように、書き込まれた「間隔:21.17
μmの隣接走査走査線」は、副走査方向の曲がりの向き
(図で上側に凸)は同じになり、曲がり量は9μmであ
る。また、ピッチ変動は、最大で0.17μmと小さく
良好である。図7には、光源における発光源ch1,c
h2,ch3,ch4のそれぞれから放射されたビーム
に対する、像面湾曲(実線:副走査方向、破線:主走査
方向)と等速度特性(実線:リニアリティ、破線:fθ
特性)を示す。(a),(b),(c),(d)がそれ
ぞれ、発光源ch1,ch2,ch3,ch4からのビ
ームに対応する。各ビームにつき、主・副走査方向の像
面湾曲は0.2mm以下に抑えられ、リニアリティーは
0.2%程度と、等速度特性も良好である。
The lateral magnification of the optical system closer to the light source than the optical deflector in the sub-scanning direction: | β 1 | is the focal length of the coupling lens and the cylindrical lens: 14.85 mm, 7
Using 0.18 mm, 70.18 / 14.85 = 4.
73 times, and therefore the lateral magnification | β |
Is approximately 3.45, and if this is accurately determined by ray tracing, | β | = 3.48. Since the light emitting source pitch in the semiconductor laser array is 30.4 μm, the arrangement pitch of the light spots on the surface to be scanned in the sub-scanning direction is 105.
8 μm. At a scanning density of 1200 dpi, the interval between adjacent scanning lines is 21.17 μm, but the arrangement pitch of light spots in the sub-scanning direction in this embodiment is 105.8.
μm, which is five times the above-mentioned value of 21.17 μm, so that fifth-order interlaced scanning can be realized. FIG.
This shows the state of the scanning lines when “5th interlaced scanning” is performed with four beams at 1200 dpi. The “empty scanning line” in the upper part of the figure is a gap that is vacant at the start of writing in interlaced scanning.
As can be seen from the figure, the written “interval: 21.17
The “μm adjacent scanning line” has the same bending direction (projecting upward in the drawing) in the sub-scanning direction, and has a bending amount of 9 μm. Further, the pitch fluctuation is as good as 0.17 μm at the maximum. FIG. 7 shows light emission sources ch1 and c in the light source.
Curvature of field (solid line: sub-scanning direction, broken line: main scanning direction) and uniform velocity characteristics (solid line: linearity, broken line: fθ) for beams emitted from h2, ch3, and ch4, respectively.
Characteristics). (A), (b), (c), and (d) correspond to the beams from the light emitting sources ch1, ch2, ch3, and ch4, respectively. For each beam, the field curvature in the main and sub-scanning directions is suppressed to 0.2 mm or less, and the linearity is about 0.2%, and the uniform velocity characteristics are also good.

【0033】また、上述の如く、|β2| =0.73で
あるから、(1)式を満たす。副走査方向の曲率が「主
走査方向に非対称に変化」するレンズ面(レンズ7の入
射側面:上記面番号5)は、曲率の変化が3つの極値を
有し、その内、光軸以外に位置する2つの極値は、主走
査方向の位置:he が+像高側または−像高側の光軸か
らの有効レンズ高さ:hmaxに対して、 |(he)/(hmax)|=|±102/±110|=0.92
7 となり(3)式を満足している。さらに、|βh/β2
は0.998〜1.0077の範囲であり(2)式を満
たす。
As described above, since | β 2 | = 0.73, equation (1) is satisfied. The lens surface whose curvature in the sub-scanning direction “changes asymmetrically in the main scanning direction” (the incident side surface of the lens 7: the above-described surface number 5) has three extreme values of the curvature change. The two extreme values located at the position in the main scanning direction are as follows: He is the effective lens height from the optical axis on the + image height side or the -image height side: hmax: | (he) / (hmax) | = | ± 102 / ± 110 | = 0.92
7, which satisfies the expression (3). Furthermore, | βh / β 2 |
Is in the range of 0.998 to 1.0077 and satisfies the expression (2).

【0034】なお、上記実施例において、走査光学系の
副走査方向のFNo.は31.7であり、従来、例えば
特開平8−297256号で提案されたマルチビーム走
査光学系のFNo.:52〜73.5に比して明るく、
ビームスポット径を「より小さく絞る」ことができ、高
密度化を図れる。
In the above embodiment, the FNo. Is 31.7, and FNo. Of a multi-beam scanning optical system proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-297256 is conventionally known. : Brighter than 52 to 73.5,
The beam spot diameter can be "narrowed down", and the density can be increased.

【0035】また、上記実施例では、走査光学系の2枚
のレンズ6,7をプラスチック材料で構成しているが、
勿論、ガラス材料を使っても良く、またプラスチック材
料とガラス材料を組合わせてもよい。
In the above embodiment, the two lenses 6 and 7 of the scanning optical system are made of a plastic material.
Of course, a glass material may be used, or a plastic material and a glass material may be combined.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、新規
な走査光学系と光走査装置を実現できる。この発明の走
査光学系は、副走査方向において光偏向器側から順に負
・正の屈折力配分とした「レトロフォーカス型」であ
り、実際のレンズ配置におけるよりも被走査面側に「副
走査方向の後側主点」を配置できるので、シングルビー
ム方式とマルチビーム方式とを問わず、長いバック長を
確保しつつ、走査光学系を「副走査方向で縮小型」にで
き、副走査方向横倍率:|β2|を(1)式の範囲とす
ることにより、被走査面側レンズの主走査方向のレンズ
全長の長大化を有効に押さえ、光スポットの小径化を図
ることができる。そしてこのような走査光学系をマルチ
ビーム方式の光走査装置に用いることにより、走査線ピ
ッチを機械的変動に対して安定ならしめ、高密度化に適
応できる良好なマルチビーム方式の光走査を実現するこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention, a novel scanning optical system and optical scanning device can be realized. The scanning optical system of the present invention is a “retrofocus type” in which negative and positive refractive powers are sequentially distributed from the optical deflector side in the sub-scanning direction. Direction, so that the scanning optical system can be "reduced in the sub-scanning direction" while maintaining a long back length, regardless of the single beam method or multi-beam method. By setting the lateral magnification: | β 2 | in the range of the expression (1), it is possible to effectively suppress an increase in the overall length of the lens to be scanned in the main scanning direction and to reduce the diameter of the light spot. The use of such a scanning optical system in a multi-beam optical scanning device stabilizes the scanning line pitch against mechanical fluctuations and realizes a good multi-beam optical scanning that can be adapted to high density. It is possible to do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例の、主走査方向に関する光学系レイアウ
トを示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical system layout in a main scanning direction according to an embodiment.

【図2】実施例におけるレンズ6の射出側レンズ面の副
走査方向の曲率の主走査方向の変化を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a change in curvature in the sub-scanning direction of the exit-side lens surface of the lens 6 in the main scanning direction in the embodiment.

【図3】実施例におけるレンズ7の入射側レンズ面の副
走査方向の曲率の主走査方向の変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a change in curvature in the sub-scanning direction of the lens surface on the incident side of the lens 7 in the main scanning direction in the embodiment.

【図4】実施例における副走査方向の横倍率の像高によ
る変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a change in horizontal magnification in the sub-scanning direction according to an image height in the embodiment.

【図5】実施例による5次飛越し走査で書き込まれた走
査線を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing scanning lines written in fifth-order interlaced scanning according to the embodiment.

【図6】実施例における副走査方向の光路図である。FIG. 6 is an optical path diagram in a sub-scanning direction in the embodiment.

【図7】実施例における各発光源からのビームに対する
像面湾曲と等速度特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating field curvature and constant velocity characteristics with respect to a beam from each light emitting source in the example.

【図8】この発明のシングルビーム方式の光走査装置の
実施の1形態を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an embodiment of the optical scanning device of the single beam type according to the present invention.

【図9】この発明のマルチビーム方式の光走査装置の実
施の1形態を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining an embodiment of a multi-beam optical scanning device according to the present invention.

【図10】この発明のマルチビーム方式の光走査装置の
実施の別形態を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining another embodiment of the multi-beam optical scanning device according to the present invention.

【図11】長いバック長を必要とする走査光学系を説明
するための図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a scanning optical system that requires a long back length.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 カップリングレンズ 3 ビーム整形用のアパーチュア 4 線像結像光学系としてのシリンドリカルレンズ 5 光偏向器としてのポリゴンミラー 6 マルチビーム走査光学系を構成するレンズ 7 マルチビーム走査光学系を構成するレンズ 9 被走査面(実体的には光導電性の感光体) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Coupling lens 3 Beam shaping aperture 4 Cylindrical lens as a line image imaging optical system 5 Polygon mirror as an optical deflector 6 Lens constituting a multi-beam scanning optical system 7 Configuring a multi-beam scanning optical system Lens 9 Scanned surface (substantially photoconductive photoconductor)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H045 BA02 BA22 BA23 BA32 CA55 CA65 2H087 KA19 LA22 PA02 PA17 PB02 QA03 QA07 QA12 QA19 QA21 QA22 QA32 QA37 QA41 QA42 RA05 RA07 RA13 RA45 5C072 AA03 DA02 DA19 DA21 HA02 HA06 HA09 HA12 XA05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2H045 BA02 BA22 BA23 BA32 CA55 CA65 2H087 KA19 LA22 PA02 PA17 PB02 QA03 QA07 QA12 QA19 QA21 QA22 QA32 QA37 QA41 QA42 RA05 RA07 RA13 RA45 5C072 AA03 HA02

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光偏向器により偏向されるビームを被走査
面上に光スポットとして集光させる光学系であって、 2枚のレンズにより構成され、 光偏向器側のレンズは、主走査方向に正の屈折力、副走
査方向に負の屈折力を有するものであり、 被走査面側のレンズは、副走査方向に正の屈折力を有
し、 中心像高の副走査方向横倍率:β2が、条件: (1) 0.5≦|β2|≦1.0 を満足することを特徴とする走査光学系。
An optical system for converging a beam deflected by an optical deflector as a light spot on a surface to be scanned, comprising two lenses, a lens on the optical deflector side in a main scanning direction. The lens on the surface to be scanned has a positive refractive power in the sub-scanning direction, and the lateral magnification in the sub-scanning direction at the center image height: beta 2 is the condition: (1) 0.5 ≦ | β 2 | scanning optical system that satisfies the ≦ 1.0.
【請求項2】請求項1記載の走査光学系において、 少なくとも2つのレンズ面は、副走査方向の曲率が主走
査方向に変化し、上記少なくとも2つのレンズ面のうち
の少なくとも1面は、副走査方向の曲率変化が主走査方
向に非対称であって、 中心像高の副走査方向横倍率:β2、任意像高の副走査
方向横倍率:βhが、条件: (2) 0.93≦|βh/β2|≦1.07 を満足することを特徴とする走査光学系。
2. The scanning optical system according to claim 1, wherein at least two lens surfaces have a curvature in a sub-scanning direction that changes in a main scanning direction, and at least one of said at least two lens surfaces has a sub-scanning direction. The curvature change in the scanning direction is asymmetric in the main scanning direction, and the horizontal magnification in the sub-scanning direction at the center image height: β 2 , and the horizontal magnification in the sub-scanning direction at an arbitrary image height: βh, Condition: (2) 0.93 ≦ | Βh / β 2 | ≦ 1.07.
【請求項3】請求項2記載の走査光学系において、 副走査方向の曲率が主走査方向に非対称に変化する面に
おける曲率変化が、2以上の極値を有し、 少なくとも1つの極値は、その主走査方向の位置:he
が、+像高側または−像高側の、光軸からの有効レンズ
高さ:hmax に対し、条件: (3) |he/hmax|≧0.5 を満足することを特徴とする走査光学系。
3. The scanning optical system according to claim 2, wherein the curvature change on the surface where the curvature in the sub-scanning direction changes asymmetrically in the main scanning direction has two or more extreme values, and at least one extreme value is , Its position in the main scanning direction: he
Satisfies the condition: (3) | he / hmax | ≧ 0.5 with respect to the effective lens height hmax from the optical axis on the + image height side or the −image height side. system.
【請求項4】請求項3記載のマルチビーム走査光学系に
おいて、 副走査方向の曲率が主走査方向に変化する少なくとも2
つのレンズ面が、面間に空気間隔を有することを特徴と
する走査光学系。
4. The multi-beam scanning optical system according to claim 3, wherein the curvature in the sub-scanning direction changes in the main scanning direction.
A scanning optical system, wherein two lens surfaces have an air gap between the surfaces.
【請求項5】請求項1〜4の任意の1に記載の走査光学
系において、 同時に偏向される複数ビームを被走査面上に、複数の光
スポットとして集光するために用いられることを特徴と
する走査光学系。
5. The scanning optical system according to claim 1, wherein the scanning optical system is used to collect a plurality of beams simultaneously deflected as a plurality of light spots on a surface to be scanned. Scanning optical system.
【請求項6】光源からのビームをカップリングレンズに
より以後の光学系にカップリングし、カップリングされ
たビームを線像結像光学系により、光偏向器の偏向反射
面近傍に、主走査方向に長い線像として結像させ、上記
光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向ビームを走
査光学系により、被走査面上に光スポットとして集光さ
せ、上記被走査面を走査するシングルビーム方式の光走
査装置において、 走査光学系として、請求項1〜4の任意の1に記載の走
査光学系を用いたことを特徴とする光走査装置。
6. A beam from a light source is coupled to a subsequent optical system by a coupling lens, and the coupled beam is moved to a position near a deflecting reflection surface of an optical deflector by a line image forming optical system in a main scanning direction. A single beam that scans the surface to be scanned by converging a deflected beam as a light spot on the surface to be scanned by the scanning optical system, An optical scanning device of the system, wherein the scanning optical system according to any one of claims 1 to 4 is used as a scanning optical system.
【請求項7】複数の発光源からのビームをカップリング
レンズにより以後の光学系にカップリングし、カップリ
ングされた複数ビームを共通の線像結像光学系により、
光偏向器の偏向反射面位置近傍に主走査方向に長く、副
走査方向に分離した複数の線像として結像させ、上記光
偏向器により同時に等角速度的に偏向させ、偏向ビーム
を共通の走査光学系により、被走査面上に、副走査方向
に分離した複数の光スポットとして集光し、これら複数
の光スポットにより複数走査線を同時走査するマルチビ
ーム方式の光走査装置において、 上記共通の走査光学系として、請求項5記載の走査光学
系を用いたことを特徴とするマルチビーム方式の光走査
装置。
7. A beam from a plurality of light sources is coupled to a subsequent optical system by a coupling lens, and the coupled plurality of beams are combined by a common line image forming optical system.
A plurality of linear images long in the main scanning direction and separated in the sub-scanning direction are formed in the vicinity of the position of the deflecting reflection surface of the optical deflector, and are simultaneously deflected at the same angular velocity by the above-mentioned optical deflector. In a multi-beam optical scanning device that converges on a surface to be scanned as a plurality of light spots separated in a sub-scanning direction by an optical system and simultaneously scans a plurality of scanning lines with the plurality of light spots, An optical scanning device of a multi-beam system, wherein the scanning optical system according to claim 5 is used as a scanning optical system.
【請求項8】請求項7記載のマルチビーム方式の光走査
装置において、 複数の発光源が副走査方向に配列したモノリシックな半
導体レーザアレイを、光源として用いたことを特徴とす
るマルチビーム方式の光走査装置。
8. A multi-beam optical scanning device according to claim 7, wherein a monolithic semiconductor laser array in which a plurality of light emitting sources are arranged in a sub-scanning direction is used as a light source. Optical scanning device.
【請求項9】請求項8記載のマルチビーム方式の光走査
装置において、 半導体レーザアレイの発光源の間隔が10μm以上であ
ることを特徴とするマルチビーム方式の光走査装置。
9. The multi-beam optical scanning device according to claim 8, wherein the distance between the light emitting sources of the semiconductor laser array is 10 μm or more.
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