JP2000171739A - Optical scanner, scanning image formation optical system and image forming device - Google Patents

Optical scanner, scanning image formation optical system and image forming device

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JP2000171739A
JP2000171739A JP11246801A JP24680199A JP2000171739A JP 2000171739 A JP2000171739 A JP 2000171739A JP 11246801 A JP11246801 A JP 11246801A JP 24680199 A JP24680199 A JP 24680199A JP 2000171739 A JP2000171739 A JP 2000171739A
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清三 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make high density and excellent write-in possible by realizing a stable light spot whose spot size is small by excellently correcting wave front aberration. SOLUTION: This is a scanning image formation optical system condensing a deflecting luminous flux deflected by an optical deflecting means 20 having a deflecting reflection surface 20A on a surface to be scanned 26 as a light spot, and incorporates one or more lenses 22 and 24, and at least one of lens surfaces is made as a sub-noncircular arc surface, and a shape within a subscanning cross section is also made non-circular arc in the sub-noncircular arc surface, and the noncircular arc shape is a surface changing in accordance with the position of the subscanning cross section in a main scanning direction, and the shape of a sub-noncircular arc surface is set so as to correct the wave front aberration at each scanning position on the surface to be scanned.

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】この発明は光走査装置および
走査結像光学系および画像形成装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an optical scanning device, a scanning image forming optical system, and an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】ファクシミリやデジタル複写機の記録部
あるいはレーザプリンタ等に関連して知られた光走査装
置に対し、近年、書込みの高密度化が進み、被走査面上
に集光させる光スポットの小径化と安定性が強く求めら
れている。画像の解像度が一定した良好な記録画像を得
るためには、光スポットのスポット径が走査位置により
変動しないこと、即ち、光スポットが走査線上で安定し
ていることが重要である。このような「光スポットの安
定性」を実現するには、光学系における像面湾曲を良好
に補正する必要があり、像面湾曲の良好な補正を実現す
る提案も種々なされてきている。近来、実用化されつつ
ある600dpiや1200dpiといった、極めて高
い書込み密度で良好な画像書込みを行うには、それ相応
の小さいスポット径をもった光スポットが必要となる。
小さいスポット径の光スポットを良好、且つ安定性良く
実現するには、従来のように、像面湾曲や光学倍率等の
幾何光学的な補正のみでは不十分であり、波動光学的な
波面収差を光スポットの像高に拘らず一定に設定するこ
とが重要となる。即ち、スポット径が小径になるほど、
光スポットを結像する結像系に入射させる光束に「大き
な光束径」を必要とするため、幾何光学による近軸的な
補正では不十分となるのである。
2. Description of the Related Art In recent years, writing density has been increased for an optical scanning device known in connection with a recording unit of a facsimile or a digital copying machine or a laser printer, and an optical spot to be condensed on a surface to be scanned. There is a strong demand for smaller diameter and stability. In order to obtain a good recorded image with a constant image resolution, it is important that the spot diameter of the light spot does not vary with the scanning position, that is, that the light spot is stable on the scanning line. In order to realize such "stability of the light spot", it is necessary to satisfactorily correct the curvature of field in the optical system, and various proposals have been made to realize the satisfactorily correction of the curvature of field. In order to perform good image writing at an extremely high writing density, such as 600 dpi and 1200 dpi, which are being put into practical use recently, a light spot having a correspondingly small spot diameter is required.
In order to realize a light spot having a small spot diameter with good stability and good stability, it is not enough to perform only geometrical optical correction such as curvature of field and optical magnification, as in the past. It is important to set constant regardless of the image height of the light spot. That is, as the spot diameter becomes smaller,
Since a "large luminous flux diameter" is required for a luminous flux incident on an imaging system for imaging a light spot, paraxial correction by geometrical optics is insufficient.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、波面収差
をも良好に補正し、スポット径が小さく安定した光スポ
ットを実現し、高密度の良好な書込みを可能とすること
を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to satisfactorily correct wavefront aberration, realize a stable light spot with a small spot diameter, and enable high-density and good writing.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明の走査結像光学
系は「偏向反射面を有する光偏向手段により偏向された
偏向光束を、被走査面上に光スポットとして集光させる
走査結像光学系」であって、以下の如き特徴を有する
(請求項1)。即ち、走査結像光学系は、1以上のレン
ズを含み、少なくともレンズ面の1つが「副非円弧面」
である。即ち、走査結像光学系は、最も簡単な構成とし
ては「レンズ1枚」で構成できる。勿論、2枚以上のレ
ンズにより構成することもできるし、1枚以上のレンズ
と1枚以上の反射結像系(凹面鏡等)の組合せとして構
成することもできる。ここで、この明細書中における
「主走査方向および副走査方向」につき付言する。これ
ら主−副走査方向は共に、本来は「被走査面上において
定義されるべき方向」であるが、この明細書中において
は、光源から被走査面に至る光路上で主−副走査方向と
対応する方向をも、それぞれ主走査方向、副走査方向と
称する。従って、主走査方向や副走査方向が、被走査面
上における主走査方向、副走査方向と必ずしも平行にな
らない場合もある。上記「副非円弧面」は、副走査断面
内の形状が非円弧形状であり、該非円弧形状が、主走査
方向における副走査断面の位置に応じて変化する面であ
る。上記「副走査断面」は、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をいう。また、レンズ
面近傍において、理想的な偏向光束の主光線が掃引する
平面に合致した仮想的な平断面を「主走査断面」と呼ぶ
ことにする。走査結像光学系における副非円弧面の形状
は、被走査面上の各走査位置(光スポットの集光位置)
における波面収差を補正するように定められる。これに
より、被走査面上の各走査位置ごとに、最良の波面収差
を設定することができる。上記副非円弧面の形状を、主
走査断面内においても非円弧形状とすることができる
(請求項2)。このようにすることにより瞳面(副非円
弧面の任意の位置に入射する偏向光束の、副非円弧面上
における光束断面)全体で、波面収差を良好に補正する
ことが可能になる。
SUMMARY OF THE INVENTION A scanning image forming optical system according to the present invention comprises a scanning image forming optical system for converging a deflected light beam deflected by a light deflecting means having a deflecting and reflecting surface as a light spot on a surface to be scanned. System "having the following characteristics (claim 1). That is, the scanning imaging optical system includes one or more lenses, and at least one of the lens surfaces is a “sub-non-arc surface”.
It is. That is, the scanning image forming optical system can be constituted by “one lens” as the simplest constitution. Of course, it can be constituted by two or more lenses, or can be constituted by a combination of one or more lenses and one or more reflection imaging systems (concave mirrors and the like). Here, "the main scanning direction and the sub-scanning direction" in this specification will be additionally described. Both of these main-sub scanning directions are originally "directions to be defined on the surface to be scanned", but in this specification, the main-sub scanning direction and the main-sub scanning direction are used on the optical path from the light source to the surface to be scanned. The corresponding directions are also referred to as a main scanning direction and a sub-scanning direction, respectively. Therefore, the main scanning direction and the sub-scanning direction may not always be parallel to the main scanning direction and the sub-scanning direction on the surface to be scanned. The “sub-non-arc surface” is a surface in which the shape in the sub-scan section is a non-arc shape, and the non-arc shape changes according to the position of the sub-scan section in the main scanning direction. The “sub-scanning cross section” refers to a virtual plane cross section orthogonal to the main scanning direction near the lens surface. In addition, a virtual plane cross-section near the lens surface, which coincides with a plane swept by the ideal main beam of the deflected light beam, is referred to as a “main scanning cross-section”. The shape of the sub-non-circular surface in the scanning image forming optical system is determined by each scanning position (light spot focusing position) on the surface to be scanned.
Is determined so as to correct the wavefront aberration at. Thereby, the best wavefront aberration can be set for each scanning position on the surface to be scanned. The shape of the sub-non-arc surface may be a non-arc shape even in the main scanning section. By doing so, it is possible to satisfactorily correct the wavefront aberration over the entire pupil plane (the cross section of the deflected light beam incident on an arbitrary position on the sub-non-arc surface).

【0005】請求項1または2記載の走査結像光学系に
おける上記波面収差補正は、使用波長をλとして、瞳上
の波面収差量がRMS(ルートミーンスクエア)で0.
1λ以下、より好ましくは0.07λ(マレシャルの回
折限界)以下であることが望ましい(請求項3)。被走
査面上の各走査位置で、波面収差を、瞳上でRMS:
0.1λ以下とすれば、良好な形状の小径光スポットを
安定して実現することが可能である。小径光スポットの
スポット径としては、被走査面上の光スポットのスポッ
ト径を、光スポットにおける光強度分布のラインスプレ
ッド関数における1/e2強度で定義するとき、該スポ
ット径を主−副走査方向とも、有効書込み範囲内で50
μm以下とするように走査結像光学系の結像機能を設定
できる(請求項4)。上記「ラインスプレッド関数」
は、被走査面上に形成された光スポットの中心座標を基
準としたとき、主走査方向および副走査方向の座標を
Y,Zとして光スポットの光強度分布を、f(Y,Z)と
するとき、Z方向のラインスプレッド関数:LSZは、
LSZ(Z)=∫f(Y,Z)dY (積分はY方向に於け
る光スポットの全幅について行う)で定義され、Y方向
のラインスプレッド関数:LSYは、LSY(Y)=∫f
(Y,Z)dZ (積分はZ方向に於ける光スポットの全
幅について行う)で定義される。これらラインスプレッ
ド関数:LSZ(Z),LSY(Y)は、通常、略ガウス分
布型の形状であり、Y方向およびZ方向のスポット径
は、これらラインスプレッド関数:LSZ(Z),LSY
(Y)が、その最大値の1/e2以上となる領域のY,Z
方向幅で与えられる。請求項4において述べられている
内容は、このように定義されるY,Z方向のスポット径
が有効書込み範囲内において、光スポットの像高に拘り
無く50μm以下になるということである。ラインスプ
レッド関数により上記の如く定義されるスポット径は、
光スポットをスリットで等速走査し、スリットを通った
光を光検出器で受光し、受光量を積分することにより容
易に測定可能であり、このような測定を行う装置も市販
されている。幾何光学的な像面湾曲の補正のみでは、5
0μm以下のスポット径を持つ良好な光スポットを形成
することは容易でないが、この発明のように、走査結像
光学系内に、副非円弧面を1面以上用いることにより、
50μm以下のスポット径を持つ良好な光スポットを確
実に形成することができる。
[0005] In the scanning imaging optical system according to claim 1 or 2, the wavefront aberration correction is performed by setting the wavelength to be used to λ and setting the amount of wavefront aberration on the pupil to 0.1 in RMS (root mean square).
It is desirable that it is not more than 1λ, more preferably not more than 0.07λ (Marechal's diffraction limit). At each scanning position on the surface to be scanned, the wavefront aberration is reduced by RMS on the pupil:
If it is 0.1λ or less, a small-diameter light spot having a good shape can be stably realized. When the spot diameter of the light spot on the surface to be scanned is defined as 1 / e 2 intensity in the line spread function of the light intensity distribution in the light spot, the spot diameter of the small diameter light spot is determined by the main-sub scanning. Both directions are within the effective writing range.
The imaging function of the scanning imaging optical system can be set to be equal to or less than μm. The above "line spread function"
Is based on the center coordinates of the light spot formed on the surface to be scanned, and the light intensity distribution of the light spot is represented by f (Y, Z), where Y and Z are the coordinates in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The line spread function in the Z direction: LSZ is
LSY (Z) = ∫f (Y, Z) dY (integration is performed for the entire width of the light spot in the Y direction), and a line spread function in the Y direction: LSY is LSY (Y) = ∫f
(Y, Z) dZ (integration is performed for the entire width of the light spot in the Z direction). These line spread functions: LSZ (Z) and LSY (Y) are usually approximately Gaussian-distributed, and the spot diameters in the Y and Z directions are determined by these line spread functions: LZZ (Z) and LSY.
(Y) is the Y, Z of the area where the maximum value is 1 / e 2 or more.
It is given in the direction width. What is stated in claim 4 is that the spot diameter in the Y and Z directions defined in this way is 50 μm or less within the effective writing range regardless of the image height of the light spot. The spot diameter defined as above by the line spread function is
The light spot can be scanned at a constant speed by the slit, the light passing through the slit can be received by the photodetector, and the amount of light received can be easily measured by integration. A device for performing such a measurement is also commercially available. Only the correction of the geometric optical field curvature is 5
Although it is not easy to form a good light spot having a spot diameter of 0 μm or less, as in the present invention, by using one or more sub-non-circular surfaces in a scanning imaging optical system,
A good light spot having a spot diameter of 50 μm or less can be reliably formed.

【0006】上記請求項1または2または3または4記
載の走査結像光学系は、副走査方向の、光軸上の横倍
率:β0が、条件: (1) 0.2 < |β0| <1.5 を満足することが好ましい(請求項5)。条件(1)の
上限の1.5を超えると、走査結像光学系の横倍率が高
くなるため、スポット径を小径化しようとする場合、副
走査方向の出射瞳径が大きくなりすぎ「波面収差を瞳上
全体で補正する」ことが困難となる。更に、光源からの
光束を取り込むカップリングレンズのNAも向上させね
ばならない。また、環境変動や走査結像光学系の取り付
け誤差による像面位置変動が大きくなり易く、スポット
径の小径化が困難となる。下限の0.2を超えると倍率
が低すぎ、アパーチュアの開口径が小さくなり、光の伝
達効率が下がり、高速書込が難しくなる。請求項1〜5
の任意の1に記載の走査結像光学系においては、副走査
方向に関し、光軸上の横倍率:β0,任意像高:hでの
横倍率:βhが、条件: (2) 0.93<|βh/β0|<1.07 を満足することが好ましい(請求項6)。光スポットを
集光させるとき、光束のビームウエスト径は、走査結像
光学系の横倍率の変動に略比例してバラつくので、スポ
ット径の安定した光スポットを得るためには、各像高毎
の横倍率を一定にすることが重要であり、具体的には条
件(2)を満足するのがよい。請求項1〜6の任意の1
に記載の走査結像光学系において、副非円弧面の、副走
査断面内における非円弧形状の「非円弧量」を、主走査
方向に非対称に変化させることができる(請求項7)。
「非円弧量」は、円弧(近軸曲率半径)からのずれ量で
ある。光偏向手段として「回転多面鏡」を用いる場合、
その回転中心を、走査結像光学系の光軸からずらして設
置することが行われており、このため、偏向に従って偏
向反射面での反射点が変化し、偏向光束の偏向の起点が
変動する「光学的なサグ」が発生する。サグが存在する
と、走査結像光学系の光軸の+像高側と−像高側とで、
光束の通る経路が異なる。このため、発生する波面収差
量が光スポットの像高に応じて非対称に異なることにな
るが、請求項7記載の走査結像光学系の副非円弧面の非
円弧量を、主走査方向に非対称とすることにより、上記
サグによる非対称な波面収差を補正し、各像高ごとに最
良の波面収差を設定することができる。
In the scanning image forming optical system according to claim 1, the lateral magnification on the optical axis in the sub-scanning direction: β 0 , the condition: (1) 0.2 <| β 0 | <1.5 is preferably satisfied (claim 5). When the value exceeds the upper limit of 1.5 of the condition (1), the lateral magnification of the scanning imaging optical system increases. Therefore, when the spot diameter is to be reduced, the exit pupil diameter in the sub-scanning direction becomes too large. It is difficult to "correct the aberration over the entire pupil." Further, the NA of the coupling lens for taking in the light flux from the light source must be improved. In addition, image plane position fluctuations due to environmental fluctuations and mounting errors of the scanning image forming optical system are likely to increase, and it is difficult to reduce the spot diameter. If the lower limit of 0.2 is exceeded, the magnification is too low, the aperture diameter of the aperture becomes small, the light transmission efficiency decreases, and high-speed writing becomes difficult. Claims 1-5
In the scanning imaging optical system according to any one of (1) and (2) 0, in the sub-scanning direction, the lateral magnification on the optical axis: β 0 , the lateral magnification at an arbitrary image height: h: β h .93 <| β h / β 0 | <1.07 (claim 6). When condensing a light spot, the beam waist diameter of the light beam varies substantially in proportion to the change in the lateral magnification of the scanning imaging optical system. It is important to keep the lateral magnification constant every time, and specifically, it is preferable to satisfy the condition (2). Any one of claims 1 to 6
In the scanning image forming optical system described in (1), the “non-arc amount” of the non-arc shape in the sub-scan section of the sub-non-arc surface can be changed asymmetrically in the main scanning direction (claim 7).
The “non-arc amount” is a deviation amount from the arc (paraxial radius of curvature). When using a "rotating polygon mirror" as the light deflecting means,
The center of rotation is displaced from the optical axis of the scanning imaging optical system, so that the reflection point on the deflecting / reflecting surface changes according to the deflection, and the starting point of the deflection of the deflecting light beam changes. "Optical sag" occurs. When sag exists, the + image height side and the − image height side of the optical axis of the scanning image forming optical system,
The light path is different. Therefore, the amount of generated wavefront aberration varies asymmetrically in accordance with the image height of the light spot, but the amount of non-arc of the sub-non-arc surface of the scanning imaging optical system according to claim 7 is changed in the main scanning direction. By making them asymmetric, it is possible to correct asymmetric wavefront aberration due to the sag and set the best wavefront aberration for each image height.

【0007】請求項1〜7の任意の1に記載の走査結像
光学系は、副走査断面内の近軸曲率が主走査方向に非対
称に変化し、且つ、上記近軸曲率の変化が2以上の極値
を持つレンズ面を、少なくとも1面有することができる
(請求項8)。上記光学的なサグは、特に副走査方向の
像面湾曲(以下「副走査像面湾曲」という)を劣化させ
る原因となるが、請求項8記載の走査結像光学系のよう
に「副走査断面内の近軸曲率が主走査方向に変化し、曲
率の変化が主走査方向に非対称で2以上の極値を持つ
面」を、少なくとも1面用いることにより、特に副走査
像面湾曲を良好に補正しつつ、副走査方向の横倍率を有
効書込み領域にわたって略一定に保つようにでき、スポ
ット径の安定した光スポットを実現できる。なお、上記
「極値」は、レンズ高さ:hに対する副走査断面内の近
軸曲率を、レンズ高さ:hに対して関数:C(h)で表し
たとき、その1階微分:dC(h)/dh=0となり、且
つ、その前後で、dC(h)/dhの符号が変わる点(極
大値又は極小値を取る)をいう。一般に、横倍率を一定
に保とうとすると「高次曲線状の像面湾曲」を発生し易
い。特に、レンズ枚数が少ない結像光学系では、像高を
H、係数をa,bとして、「aH2+bH4」の形で表さ
れるサジタル像面湾曲が発生しやすい。上記の如く、副
走査断面内の近軸曲率半径の主走査方向の変化に、複数
個の極値を持たせる面を用いることにより、上記高次曲
線状の像面湾曲に対し、レンズ面でのパワーを高次的に
変化させて補正を行い、副走査像面湾曲を有効に補正す
ることが可能になる。
In the scanning imaging optical system according to any one of the first to seventh aspects, the paraxial curvature in the sub-scanning section changes asymmetrically in the main scanning direction, and the paraxial curvature changes by 2 in the main scanning direction. At least one lens surface having the above extreme value can be provided (claim 8). The optical sag causes deterioration of field curvature in the sub-scanning direction (hereinafter referred to as “sub-scanning field curvature”). By using at least one surface in which the paraxial curvature in the cross section changes in the main scanning direction and the change in curvature is asymmetric in the main scanning direction and has two or more extreme values, the sub-scanning field curvature is particularly improved. And the lateral magnification in the sub-scanning direction can be kept substantially constant over the effective writing area, and a light spot with a stable spot diameter can be realized. The “extreme value” is the paraxial curvature in the sub-scanning section with respect to the lens height: h, expressed by a function: C (h) with respect to the lens height: h, and its first derivative: dC (h) / dh = 0, and a point at which the sign of dC (h) / dh changes before and after (takes a maximum value or a minimum value). Generally, if the lateral magnification is to be kept constant, “higher-order curved field curvature” tends to occur. In particular, in an imaging optical system having a small number of lenses, sagittal field curvature expressed in the form of “aH 2 + bH 4 ” is likely to occur, where H is the image height and a and b are the coefficients. As described above, by using a surface having a plurality of extreme values for the change in the main scanning direction of the paraxial radius of curvature in the sub-scanning cross section, the lens surface is used for the high-order curved field curvature. The power is changed in a higher order to perform the correction, and the sub-scanning field curvature can be effectively corrected.

【0008】上記請求項8記載の走査結像光学系におい
て、副走査断面内の近軸曲率の変化における極値の少な
くとも1つは、その主走査方向の位置:he が、+像高
側、又は、−像高側のレンズ光軸からの有効レンズ高
さ:hmaxに対し、条件: (3) |(he)/(hmax)|> 0.5 を満足することができる(請求項9)。上記「aH2
bH4」で表されるサジタル像面湾曲の「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、H
n=(1/√2)Hm=0.71Hmとなる(近藤文雄著「レン
ズ設計技法(光学工業技術協会)」頁:146-148)。上記有
効書込高さHmの0.71倍近傍で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近傍に、副走査
断面内の曲率の極値を持たせることが有効である。4次
を超える高次の像面湾曲も補正することも考慮すると、
上記heおよびhmaxは条件(3)を満足するのがよい。な
お、hmaxは、he≧0の時は+像高側の有効レンズ高
さ、he<0の時は−像高側の有効レンズ高さとする。
ここで、像高の+側は、光源側からの光束が偏向反射面
に入射する側である。請求項8または9記載の走査結像
光学系において、副走査断面内の近軸曲率が主走査方向
に非対称に変化し、且つ、近軸曲率の変化が2以上の極
値を持つレンズ面は、これを「副非円弧面」とすること
ができる(請求項10)。勿論、上記レンズ面を副非円
弧面以外の面としてもよい。上記請求項1〜10の任意
の1に記載の走査結像光学系は、有効書込幅:W、該有
効書込幅内における副走査像面湾曲の幅:Fs が条件: (4) Fs/W < 0.005 を満足することができる(請求項11)。副走査像面湾
曲の変動を抑えることにより、安定した小径の光スポッ
トを得るためには条件(4)が満足されることが好まし
い。上に説明した請求項1〜11の任意の1に記載の走
査結像光学系において、副非円弧面の主走査断面内の形
状は、光スポットの等速度特性を補正するように定める
ことができる(請求項12)。勿論、他の面の主走査断
面内の形状も上記目的に応じて最適化される。
In the scanning image forming optical system according to the present invention, at least one of the extreme values in the change of the paraxial curvature in the sub-scanning cross section is such that the position in the main scanning direction: he is: Or, for the effective lens height: hmax from the lens optical axis on the image height side, the condition: (3) | (he) / (hmax) |> 0.5 can be satisfied (claim 9). . The above “aH 2 +
bH 4 , the image height at the “maximum bulging position” of the sagittal curvature of field: Hn is H when the effective writing height is Hm.
n = (1 / √2) Hm = 0.71Hm (Fumio Kondo, “Lens Design Techniques (Optical Industrial Technology Association)”, pp. 146-148). In order to correct the bulging in the vicinity of 0.71 times the effective writing height Hm, it is effective to have an extreme value of the curvature in the sub-scan section near the lens surface position corresponding to the position. . In consideration of correcting even a higher-order field curvature exceeding the fourth order,
It is preferable that he and hmax satisfy the condition (3). Here, hmax is the effective lens height on the + image height side when he ≧ 0, and the effective lens height on the -image height side when he <0.
Here, the + side of the image height is the side where the light beam from the light source enters the deflecting / reflecting surface. 10. The scanning image forming optical system according to claim 8, wherein the paraxial curvature in the sub-scanning section changes asymmetrically in the main scanning direction, and the change in the paraxial curvature has an extreme value of 2 or more. , Can be referred to as a “sub non-arc surface” (claim 10). Of course, the lens surface may be a surface other than the sub-non-arc surface. The scanning imaging optical system according to any one of claims 1 to 10, wherein the effective writing width is W and the width of the sub-scanning field curvature within the effective writing width is Fs. (4) Fs /W<0.005 can be satisfied (claim 11). It is preferable that the condition (4) be satisfied in order to obtain a stable small-diameter light spot by suppressing the fluctuation of the sub-scanning field curvature. In the scanning imaging optical system according to any one of claims 1 to 11 described above, the shape of the sub-non-circular surface in the main scanning section may be determined so as to correct the constant velocity characteristic of the light spot. (Claim 12). Of course, the shape of the other surface in the main scanning section is also optimized according to the above purpose.

【0009】上記請求項1〜12の任意の1に記載の走
査結像光学系は「偏向反射面近傍と被走査面位置とを副
走査方向に関して、幾何光学的な共役関係とする機能を
有するアナモフィックな光学系」であることができる
(請求項13)。このように、走査結像光学系をアナモ
フィックとすることにより、光偏向手段における面倒れ
を補正することが可能となる。この発明の走査結像光学
系は、前述のように1枚以上のレンズで構成することも
でき、従って、レンズ2枚で構成することもできる。上
記請求項13記載の走査結像光学系も、2枚のレンズに
より構成することができる(請求項14)。走査結像光
学系を2枚のレンズで構成すると、副非円弧面の「数や
配置」に対する自由度が高く、他の面における形状の自
由度も高いので、所望の光学特性を実現しやすい。上記
請求項14記載の走査結像光学系においては、走査結像
光学系を構成する2枚のレンズにおいて、副非円弧面を
「被走査面側のレンズの、被走査面側のレンズ面」に採
用しても良いし(請求項15)、「被走査面側のレンズ
の、光偏向手段側のレンズ面」に採用しても良い(請求
項16)。上記請求項15記載の走査結像光学系は「主
走査方向に弱い集束光束である偏向光束を被走査面上に
集光する機能」を持つことができ(請求項17)、請求
項16記載の走査結像光学系は「主走査方向に平行光束
である偏向光束を被走査面上に集光する機能」を持つこ
とができる(請求項18)。
The scanning image forming optical system according to any one of the first to twelfth aspects has a function of making the vicinity of the deflecting reflection surface and the position of the surface to be scanned geometrically conjugate with respect to the sub-scanning direction. Anamorphic optical system "(claim 13). As described above, by making the scanning image forming optical system anamorphic, it is possible to correct surface tilt in the light deflecting unit. The scanning image forming optical system according to the present invention can be constituted by one or more lenses as described above, and therefore can be constituted by two lenses. The scanning image forming optical system according to claim 13 can also be constituted by two lenses (claim 14). When the scanning image forming optical system is composed of two lenses, the degree of freedom with respect to the “number and arrangement” of the sub-non-circular surface is high, and the degree of freedom in the shape of the other surface is high, so that desired optical characteristics can be easily realized. . In the scanning image forming optical system according to the fourteenth aspect, in the two lenses forming the scanning image forming optical system, the sub-non-circular surface is defined as “the lens surface on the scanned surface side and the lens surface on the scanned surface side”. (Claim 15), or may be adopted for the “lens surface of the lens on the scanning surface side on the light deflection unit side” (Claim 16). The scanning image forming optical system according to claim 15 can have a function of "condensing a deflected light beam, which is a weakly focused light beam in the main scanning direction, on a surface to be scanned" (claim 17). Can have a function of condensing a deflected light beam, which is a parallel light beam in the main scanning direction, on a surface to be scanned (claim 18).

【0010】請求項19記載の光走査装置は「光源から
の光束を偏向反射面を有する光偏向手段により偏向さ
せ、偏向光束を走査結像光学系により、被走査面上に光
スポットとして集光させて光走査を行う光走査装置で」
あって、走査結像光学系として、上記請求項1〜12の
任意の1に記載の走査結像光学系を用いることを特徴と
する。請求項20記載の光走査装置は「光源からの光束
を主走査方向に長い線像として結像させ、上記線像の近
傍に偏向反射面を有する光偏向手段により偏向させ、偏
向光束を走査結像光学系により被走査面上に光スポット
として集光させて光走査を行う光走査装置」であって、
走査結像光学系として、上記請求項13〜18の任意の
1に記載の走査結像光学系を用いることを特徴とする。
この請求項20記載の光走査装置においては、光偏向手
段により偏向される偏向光束を「主走査方向に弱い集束
光束」とし、走査結像光学系として、請求項17記載の
走査結像光学系を用いることができる(請求項21)。
あるいはまた、光偏向手段により偏向される偏向光束を
「主走査方向に平行光束」とし、走査結像光学系とし
て、請求項18記載の走査結像光学系を用いることがで
きる(請求項22)。「光偏向手段」としては、回転多
面鏡を始め、回転2面鏡や回転単面鏡を好適に利用する
ことができる。請求項1〜12に記載の走査結像光学系
には、「面倒れ補正機能を持たないもの」も含まれるの
で、請求項19記載の光走査装置において、走査結像光
学系に面倒れ補正機能が無い場合には、面精度の良い回
転多面鏡や回転2面鏡を用いるか、あるいは面倒れの無
い「回転単面鏡」を用いればよい。この場合は、光源
(一般的に半導体レーザが用いられる)からの光束をカ
ップリングレンズで取り込んで、これを平行光束または
弱い集束性もしくは弱い発散性の光束として光偏向手段
の偏向反射面へ入射させればよい。勿論、カップリング
された光束は、アパーチュアの開口部を通過することに
より「ビーム整形」される。請求項20記載の光走査装
置では、走査結像光学系が「面倒れ補正機能」を持ち、
光源側からの光束は、光偏向手段の偏向反射面近傍に、
主走査方向に長い線像に結像される。このようにするに
は、光源からの光束をカップリングレンズで取込み、取
り込まれた光束(カップリングされた光束)を、シリン
ドリカルレンズや「凹のシリンダ面を持った凹面鏡」
で、偏向反射面の近傍に、線像として結像させれば良
い。請求項21または22記載の光走査装置が、光源と
しての半導体レーザからの光束が、カップリングレンズ
により取り込まれ、アパーチュアによりビーム成形され
たのち、線像結像光学系により偏向反射面近傍に、主走
査方向に長い線像として結像されるものである場合、ビ
ーム整形用のアパーチュアの開口形状を、カップリング
された光束の「主−副走査方向の4隅部の部分」を遮断
する形状とすることができる(請求項23)。
According to a nineteenth aspect of the present invention, a light beam from a light source is deflected by a light deflector having a deflecting / reflecting surface, and the deflected light beam is condensed as a light spot on a surface to be scanned by a scanning image forming optical system. An optical scanning device that performs optical scanning by
The scanning imaging optical system is characterized in that the scanning imaging optical system according to any one of claims 1 to 12 is used. The optical scanning device according to the twelfth aspect of the present invention is to provide an optical scanning apparatus comprising: An optical scanning device that performs optical scanning by condensing light as a light spot on a surface to be scanned by an image optical system,
A scanning image forming optical system according to any one of claims 13 to 18 is used as the scanning image forming optical system.
In the optical scanning device according to the twentieth aspect, the deflecting light beam deflected by the light deflecting means is referred to as a “convergent light beam weak in the main scanning direction”, and the scanning image forming optical system according to the seventeenth aspect is provided. Can be used (claim 21).
Alternatively, the deflecting light beam deflected by the light deflecting means is referred to as a "parallel light beam in the main scanning direction", and the scanning image forming optical system may be the scanning image forming optical system according to claim 18 (claim 22). . As the “light deflecting unit”, a rotating polygon mirror, a rotating dihedral mirror or a rotating single mirror can be suitably used. Since the scanning image forming optical system according to any one of the first to twelfth aspects includes "the one having no surface tilt correcting function", the optical scanning apparatus according to the nineteenth aspect provides the scanning image forming optical system with the surface tilt correcting function. If there is no function, a rotating polygon mirror or rotating two-sided mirror with good surface accuracy may be used, or a "rotating single-sided mirror" without surface tilt may be used. In this case, a light beam from a light source (generally a semiconductor laser is used) is taken in by a coupling lens, and the parallel light beam or a weakly convergent or weakly divergent light beam is incident on the deflecting and reflecting surface of the light deflecting means. It should be done. Of course, the coupled light beam is "beam shaped" by passing through the aperture of the aperture. In the optical scanning device according to the twentieth aspect, the scanning image forming optical system has a “surface tilt correction function”,
The luminous flux from the light source side is near the deflecting reflection surface of the light deflecting means,
An image is formed as a long line image in the main scanning direction. To achieve this, the light beam from the light source is captured by a coupling lens, and the captured light beam (coupled light beam) is converted into a cylindrical lens or a “concave mirror having a concave cylinder surface”.
In this case, a linear image may be formed in the vicinity of the deflecting reflection surface. The optical scanning device according to claim 21 or 22, wherein a light beam from a semiconductor laser as a light source is taken in by a coupling lens and beam-shaped by an aperture, and then near a deflecting reflection surface by a line image forming optical system. In the case where the image is formed as a long line image in the main scanning direction, the aperture shape of the beam shaping aperture should be a shape that blocks “the four corners in the main-sub scanning direction” of the coupled light flux. (Claim 23).

【0011】請求項24記載の光走査装置は、光源と、
第1レンズ系と、光偏向手段と、第2レンズ系とを有す
る。「光源」は、光束を放射する。「第1レンズ系」
は、光源からの光束を入射され、光束形態を変換する。
「光偏向手段」は、偏向反射面を有し、第1レンズ系か
らの光束を偏向させる手段である。「第2レンズ系」
は、光偏向手段により偏向された偏向光束を、被走査面
上に、偏向角に応じて像高の変化する光スポットとして
集光させる。この第2レンズ系に含まれるレンズ面の少
なくとも1面は、複数の副走査断面内で非円弧形状を有
し、なおかつ、少なくとも2つの副走査断面内の非円弧
形状が互いに異なるものである。有効書込幅:W、該有
効書込幅内における副走査像面湾曲の幅:Fsは条件: (4) Fs/W < 0.005 を満足する。
An optical scanning device according to a twenty-fourth aspect includes: a light source;
It has a first lens system, light deflecting means, and a second lens system. A "light source" emits a light beam. "First lens system"
Receives a light beam from a light source and converts the light beam form.
The “light deflecting unit” is a unit having a deflecting / reflecting surface and deflecting a light beam from the first lens system. "Second lens system"
Focuses the deflected light beam deflected by the light deflecting means on the surface to be scanned as a light spot whose image height changes according to the deflection angle. At least one of the lens surfaces included in the second lens system has a non-circular shape in a plurality of sub-scan sections, and the non-arc shapes in at least two sub-scan sections are different from each other. The effective writing width: W, and the width of the sub-scanning field curvature within the effective writing width: Fs satisfies the condition: (4) Fs / W <0.005.

【0012】請求項24記載の光走査装置において、第
2レンズ系は、独立した少なくとも2枚のレンズを有
し、これら2枚のレンズの4面のレンズ面が、主走査断
面内において非円弧形状を有するものであることができ
る(請求項25)。また、請求項24記載の光走査装置
において、第2レンズ系は、独立した少なくとも2枚の
レンズを有し、これら2枚のレンズの4面のレンズ面の
内の少なくとも3面が、主走査断面内において非円弧形
状を有するものであることができるる(請求項26)。
請求項24記載の光走査装置において、第2レンズ系と
して、独立した少なくとも2枚のレンズを有し、これら
2枚のレンズの4面のレンズ面の内、少なくとも1面
が、副走査断面内に非円弧形状を有し、且つ、この非円
弧形状は、その近軸曲率半径を主走査方向に連ねた曲率
中心線が、当該レンズ面の主走査断面内の形状と異なる
曲線であるものを用いることができる(請求項27)。
請求項24記載の光走査装置において、第2レンズ系
は、3枚以上のレンズを含むことができる(請求項2
8)。請求項25,26記載の光走査装置のように、第
2レンズ系に、主走査断面内の形状が非円弧形状である
レンズ面を含めること、請求項27記載の光走査装置の
ような「曲率中心線」をもつレンズ面を含めること、請
求項28記載の光走査装置のように、第2レンズ系を構
成するレンズの枚数を多くすることは、主走査方向や副
走査方向の像面湾曲を良好に補正する上で有効である。
In the optical scanning apparatus according to the twenty-fourth aspect, the second lens system has at least two independent lenses, and the four lens surfaces of the two lenses are non-circular in the main scanning section. It can have a shape (claim 25). Further, in the optical scanning device according to the twenty-fourth aspect, the second lens system has at least two independent lenses, and at least three of the four lens surfaces of the two lenses are main scanning. It may have a non-circular shape in the cross section (claim 26).
25. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system has at least two independent lenses, and at least one of the four lens surfaces of the two lenses is in the sub-scanning cross section. Has a non-arc shape, and the non-arc shape is a curve in which the center line of curvature connecting the paraxial radius of curvature in the main scanning direction is different from the shape of the lens surface in the main scanning cross section. It can be used (claim 27).
In the optical scanning device according to claim 24, the second lens system may include three or more lenses.
8). As in the optical scanning device according to claims 25 and 26, the second lens system includes a lens surface having a non-circular shape in the main scanning section. 29. Increasing the number of lenses constituting the second lens system as in the optical scanning device according to claim 28, by including a lens surface having a "curvature center line" This is effective in favorably correcting the curvature.

【0013】請求項24記載の光走査装置においても勿
論、第2レンズ系を「1枚のレンズのみで構成」するこ
とも出来(請求項29)、後述の実施の形態で説明する
ように「第2レンズ系が2枚以上のレンズを含む」よう
に構成することもできる(請求項30)。第2レンズ系
を1枚あるいは2枚のレンズで構成することにより、光
走査装置の低コスト化やコンパクト化を促進することが
できる。上記請求項24記載の光走査装置は、書込み密
度を略600〜1200dpi(1インチあたりのドッ
ト数)の範囲に設定することもできるし(請求項3
1)、略1200〜2400dpiの範囲に設定するこ
ともでき(請求項32)、さらには略2400dpi以
上に設定してもよい(請求項33)。勿論この発明は、
600dpiより低い書込み密度、例えば、略300〜
600dpiの書込み密度で書込みを行うような場合に
も有効に適用できる。また、光源が、単一の光束を放射
する「シングルビーム走査」の場合のみならず、光源と
して「2以上の光束を放射するもの」を用い、マルチビ
ーム走査を行う光走査装置として請求項24記載の光走
査装置を構成することもできる(請求項34)。請求項
24記載の光走査装置において、第2レンズ系は、「偏
向光束の幾何光学的な結像位置に、偏向光束のビームウ
エスト位置を合致させるように面形状を定められた副非
円弧面を持ったレンズ」を、少なくとも1個有すること
ができる(請求項35)。また、第2レンズ系は「副走
査方向において、偏向反射面近傍と被走査面位置とを副
走査方向に関して、幾何光学的な共役関係とする機能を
有するアナモフィックな光学系」であることができる
(請求項36)。請求項24記載の光走査装置におい
て、第2レンズ系は、副走査方向に関して、光軸上の横
倍率:β0と、任意像高:hでの横倍率:βhとが、条
件: (2) 0.93<|βh/β0|<1.07 を満足するものであることが好ましい(請求項37)。
請求項24記載の光走査装置において、第2レンズ系に
含まれるレンズ面の少なくとも1面を副非円弧面とし、
この副非円弧面の形状を「有効書込み幅内における光ス
ポットの全像高に対して、ビームウエスト位置が被走査
面位置と合致する」ように定めることができる(請求項
38)。
In the optical scanning device according to the twenty-fourth aspect, the second lens system can of course be constituted by "one lens only" (claim 29), as described in the embodiment described later. The second lens system includes two or more lenses ”(claim 30). By configuring the second lens system with one or two lenses, cost reduction and compactness of the optical scanning device can be promoted. In the optical scanning device according to the twenty-fourth aspect, the writing density can be set in a range of approximately 600 to 1200 dpi (the number of dots per inch).
1) It can also be set in the range of approximately 1200 to 2400 dpi (claim 32), and may be set to approximately 2400 dpi or more (claim 33). Of course, this invention
Write density lower than 600 dpi, for example, approximately 300 to
It can be effectively applied to a case where writing is performed at a writing density of 600 dpi. An optical scanning device for performing multi-beam scanning using not only the case of “single beam scanning” in which the light source emits a single light beam but also the case of “light emitting two or more light beams” as the light source. The optical scanning device described above can also be configured (claim 34). 25. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system comprises: a sub-non-circular surface whose surface shape is determined so that the beam waist position of the deflected light beam coincides with the geometrical optical imaging position of the deflected light beam. Lens having at least one lens ”. Further, the second lens system may be an "anamorphic optical system having a function of making the vicinity of the deflecting reflection surface and the position of the surface to be scanned in the sub-scanning direction have a geometrical conjugate relationship in the sub-scanning direction". (Claim 36). 25. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system is configured such that, in the sub-scanning direction, a lateral magnification on the optical axis: β 0 and a lateral magnification at an arbitrary image height: h: β h are: 2) It is preferable to satisfy the following condition: 0.93 <| β h / β 0 | <1.07 (claim 37).
The optical scanning device according to claim 24, wherein at least one of the lens surfaces included in the second lens system is a sub-non-arc surface,
The shape of this sub-non-circular surface can be determined such that "the beam waist position matches the position of the surface to be scanned" with respect to the entire image height of the light spot within the effective writing width (claim 38).

【0014】請求項39記載の光走査装置は、光源と、
第1レンズ系と、光偏向手段と、第2レンズ系とを有す
る。「光源」は、光束を放射する。「第1レンズ系」
は、光源からの光束を入射され、光束形態を変換する。
「光偏向手段」は、偏向反射面を有し、第1レンズ系か
らの光束を偏向させる手段である。「第2レンズ系」
は、光偏向手段により偏向された偏向光束を、被走査面
上に、偏向角に応じて像高の変化する光スポットとして
集光させ、レンズ面の少なくとも1面が副非円弧面であ
る。この副非円弧面の形状は、被走査面上の各走査位置
における波面収差を補正するように定めることができる
(請求項40)。請求項39記載の光走査装置は「瞳面
上の光束断面をn個の部分に分割し、分割された部分を
分割部分:1,2,3,...i,...nとし、これら分割
部分:i(i=1,2,3,...,n)における波面収
差量をXi、波面収差量:Xiの平均値:ΣXi/nを
Xとするとき、√{Σ(Xi−X)2/n}で定義され
る、瞳面上の波面収差のRMSが、使用波長をλとし
て、 √{Σ(Xi−X)2/n}≦0.1λ となる」ように、波面収差を補正したものとすることが
できる(請求項41)。
An optical scanning device according to claim 39, comprising: a light source;
It has a first lens system, light deflecting means, and a second lens system. A "light source" emits a light beam. "First lens system"
Receives a light beam from a light source and converts the light beam form.
The “light deflecting unit” is a unit having a deflecting / reflecting surface and deflecting a light beam from the first lens system. "Second lens system"
Focuses a deflected light beam deflected by a light deflecting means on a surface to be scanned as a light spot whose image height changes according to a deflection angle, and at least one of the lens surfaces is a sub-non-circular surface. The shape of the sub-non-arc surface can be determined so as to correct the wavefront aberration at each scanning position on the surface to be scanned. The optical scanning device according to claim 39, wherein “a light beam cross section on a pupil plane is divided into n parts, and the divided parts are divided into 1, 2, 3,... I,. The wavefront aberration amount at these divided portions: i (i = 1, 2, 3,..., N) is Xi, and the average value of the wavefront aberration amount: Xi is ΣXi / n.
When the X, √ defined by {Σ (Xi-X) 2 / n}, RMS wavefront aberration on the pupil plane, as the used wavelength λ, √ {Σ (Xi- X) 2 / n} ≤ 0.1λ "(waveform aberration can be corrected).

【0015】上記の総和記号:Σに関する和は、iにつ
き1からnまでとる。上記分割数:nは「分割された各
分割部分において、波面収差量:Xiを一義的に確定で
きるような大きさ」であれば良く、この条件が満足され
る範囲内で任意に選択できるが、100程度以上が望ま
しい。
The sum relating to the sum symbol: Σ is 1 to n per i. The number of divisions: n may be "a size that can uniquely determine the wavefront aberration amount: Xi in each divided part", and can be arbitrarily selected within a range satisfying this condition. , About 100 or more is desirable.

【0016】請求項39記載の光走査装置において、副
非円弧面の、副走査断面内における非円弧形状の、円弧
からのずれ量である「非円弧量」を、全像高に対して異
ならせることができ(請求項42)、光軸近傍と主走査
方向周辺部との非円弧量が互いに異なるように構成でき
る(請求項43)。また、第1レンズ系を「波面収差を
補正」した構成とすることができる(請求項44)。請
求項42〜44の構成は上記RMSに対する条件を満足
させる上で有効である。請求項39記載の光走査装置の
書込み密度は、略600〜1200dpiの範囲に設定
してもよいし(請求項45)、略1200〜2400d
piの範囲に設定しても良く(請求項46)、略240
0dpi以上に設定しても良い(請求項47)。勿論、
600dpiよりも低い書込み密度、例えば略300〜
600dpiの範囲に書込み密度を設定するこもでき
る。また、光源から放射される光束数も、1光束(シン
グルビーム走査)のみならず2光束以上(マルチビーム
走査)とすることができる(請求項48)。第2レンズ
系は、「副走査方向において、偏向反射面近傍と被走査
面位置とを副走査方向に関して、幾何光学的な共役関係
とする機能を有するアナモフィックな光学系」であるこ
とができるが(請求項49)、副走査方向に関して、光
軸上の横倍率:β0と、任意像高:hでの横倍率:βh
が、条件: (2) 0.93<|βh/β0|<1.07 を満足するものであることが好ましい(請求項50)。
また、被走査面上の光スポットのスポット径を、光スポ
ットにおける光強度分布のラインスプレッド関数におけ
る1/e2強度で定義するとき、該スポット径が、主−
副走査方向とも、有効書込み範囲内で50μm以下であ
るように構成できる(請求項51)。第2レンズの、副
走査方向の、光軸上の横倍率:β0は、条件: (1) 0.2 < |β0| <1.5 を満足することが好ましい(請求項52)。請求項39
記載の光走査装置において、副非円弧面の、副走査断面
内における非円弧形状の、円弧からのずれ量である「非
円弧量」を、主走査方向に非対称に変化させることがで
き(請求項53)、このようにすると、光偏向手段とし
て回転多面鏡を用いる場合のサグの影響を補正すること
ができる。勿論、光偏向手段として、回転単面鏡のよう
なサグの発生しないものを用いる場合には、非円弧量を
「主走査方向に対称に変化する」ように設定しても良い
(請求項54)。請求項39記載の光走査装置におい
て、第2レンズ系における少なくとも1面の副非円弧面
の形状を「全像高に対して波面収差を補正する」ように
定めることができる(請求項55)。
In the optical scanning device according to the thirty-ninth aspect, if the “non-arc amount”, which is the shift amount of the non-arc shape in the sub-scan section in the sub-scan section from the arc, is different from the total image height. (Claim 42), so that the amount of non-arc in the vicinity of the optical axis and the peripheral portion in the main scanning direction is different from each other (Claim 43). In addition, the first lens system can be configured to “correct wavefront aberration”. The configurations of claims 42 to 44 are effective in satisfying the conditions for the RMS. The writing density of the optical scanning device according to claim 39 may be set in a range of approximately 600 to 1200 dpi (claim 45), or approximately 1200 to 2400d.
pi (claim 46) and approximately 240
It may be set to 0 dpi or more (claim 47). Of course,
Write density lower than 600 dpi, e.g.
The writing density can be set in the range of 600 dpi. Further, the number of light beams emitted from the light source can be not only one light beam (single beam scanning) but also two light beams or more (multi-beam scanning). The second lens system may be “an anamorphic optical system having a function of making the vicinity of the deflecting reflection surface and the position of the scanned surface in the sub-scanning direction have a geometrical conjugate relationship in the sub-scanning direction”. (Claim 49) Regarding the sub-scanning direction, the lateral magnification on the optical axis: β 0 and the lateral magnification at an arbitrary image height: h: β h satisfies the following condition: (2) 0.93 <| β h / β 0 | <1.07 is preferably satisfied (claim 50).
When the spot diameter of the light spot on the surface to be scanned is defined as 1 / e 2 intensity in the line spread function of the light intensity distribution at the light spot, the spot diameter is
In the sub-scanning direction, it can be configured to be 50 μm or less within the effective writing range. The lateral magnification of the second lens on the optical axis in the sub-scanning direction: β 0 , preferably satisfies the condition: (1) 0.2 <| β 0 | <1.5 (claim 52). Claim 39
In the optical scanning device described above, the “non-arc amount”, which is the amount of deviation of the sub-non-arc surface from the arc in the sub-arc shape in the sub-scan section, can be changed asymmetrically in the main scanning direction. Item 53) With this configuration, it is possible to correct the influence of sag when a rotating polygon mirror is used as the light deflecting unit. Of course, when a device that does not generate sag, such as a rotating single-sided mirror, is used as the light deflecting unit, the amount of non-arc may be set to “change symmetrically in the main scanning direction”. ). In the optical scanning device according to the thirty-ninth aspect, the shape of at least one sub-non-circular surface in the second lens system can be determined so as to “correct wavefront aberration with respect to the entire image height”. .

【0017】この発明の画像形成装置は「潜像担持体に
光走査により潜像を形成し、形成された潜像を現像して
所望の画像を得る画像形成装置」であって、潜像担持体
の光走査を行う光走査装置として、請求項19〜55の
任意の1に記載の光走査装置を用いることを特徴とする
(請求項56)。この場合において、潜像担持体として
光導電性の感光体を用い、形成された潜像をトナー画像
として可視化し、トナー画像をシート状の記録媒体(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)に定着して所望の画像を得るように、画像形成装置
を構成することができる(請求項57)。請求項56記
載の画像形成装置において、像担持体として、例えば銀
塩写真フィルムを用いることができる。この場合、光走
査装置による光走査により形成された潜像は通常の銀塩
写真プロセスの現像手法で可視化できる。このような画
像形成装置は例えば「光製版装置」として実施できる。
また請求項57の画像形成装置は、具体的にはレーザプ
リンタやレーザプロッタ、デジタル複写機、ファクシミ
リ装置等として実施できる。
The image forming apparatus of the present invention is an "image forming apparatus for forming a latent image on a latent image carrier by optical scanning and developing the formed latent image to obtain a desired image". As an optical scanning device for optically scanning a body, the optical scanning device according to any one of claims 19 to 55 is used (claim 56). In this case, a photoconductive photoconductor is used as the latent image carrier, the formed latent image is visualized as a toner image, and the toner image is printed on a sheet-shaped recording medium (transfer paper or a plastic sheet for an overhead projector). The image forming apparatus can be configured so as to obtain a desired image by fixing. In the image forming apparatus according to claim 56, for example, a silver halide photographic film can be used as the image carrier. In this case, the latent image formed by the optical scanning by the optical scanning device can be visualized by a normal silver halide photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as, for example, an “optical plate making apparatus”.
The image forming apparatus according to claim 57 can be specifically implemented as a laser printer, a laser plotter, a digital copying machine, a facsimile machine, or the like.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1(a)において、光源10は
半導体レーザであり、発散性の光束を放射する。光源1
0から放射された光束はカップリングレンズ12により
取り込まれて「弱い集束性の光束」となり、アパーチュ
ア14の開口を通過してビーム整形され、集束しつつ
「線像結像光学系」であるシリンドリカルレンズ16に
入射し、シリンドリカルレンズ16により副走査方向
(図面に直行する方向)に集光されつつ、ミラー18に
より光路を屈曲され、「光偏向手段」としての回転多面
鏡20の偏向反射面20Aに入射する。偏向反射面20
Aにより反射された光束は、回転多面鏡20の等速回転
に伴い、等角速度的に偏向される偏向光束となってレン
ズ22,24を透過する。レンズ22,24は「走査結
像光学系」を構成し、偏向光束を被走査面26上に光ス
ポットとして集光する。光スポットは被走査面26の有
効書込幅:Wを等速的に光走査する。被走査面26は実
体的には「光導電性の感光体や銀塩フィルムの感光面」
である。図1(b)は、回転多面鏡20の偏向反射面2
0Aから被走査面26に至る光路における偏向光束の、
副走査方向(図の上下方向)の結像の様子を示してい
る。この実施の形態では、図1(b)に示すように、走
査結像光学系を構成するレンズ22,24のうち、レン
ズ24の被走査面側のレンズ面に「副非円弧面」が採用
され、波面収差を補正している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1A, a light source 10 is a semiconductor laser and emits a divergent light beam. Light source 1
The light beam radiated from 0 is taken in by the coupling lens 12 to become a “light beam having a weak converging property”, is beam-shaped by passing through the aperture of the aperture 14, and is converged while being a “linear image forming optical system”. The light enters the lens 16 and is condensed in the sub-scanning direction (the direction perpendicular to the drawing) by the cylindrical lens 16, the optical path is bent by the mirror 18, and the deflecting / reflecting surface 20 </ b> A of the rotary polygon mirror 20 as “light deflecting means” Incident on. Deflective reflection surface 20
The light beam reflected by A becomes a deflected light beam that is deflected at a constant angular velocity as the rotary polygon mirror 20 rotates at a constant speed, and transmits through the lenses 22 and 24. The lenses 22 and 24 form a “scanning optical system” and converge the deflected light beam as a light spot on the surface 26 to be scanned. The light spot optically scans the effective writing width: W on the scanned surface 26 at a constant speed. The scanned surface 26 is substantially a “photoconductive photoconductor or a photosensitive surface of a silver halide film”.
It is. FIG. 1B shows the deflection reflecting surface 2 of the rotary polygon mirror 20.
Of the deflected light beam in the optical path from 0A to the surface to be scanned 26,
The state of image formation in the sub-scanning direction (vertical direction in the figure) is shown. In this embodiment, as shown in FIG. 1B, of the lenses 22 and 24 constituting the scanning image forming optical system, the “sub-non-circular surface” is adopted as the lens surface on the scanning surface side of the lens 24. Thus, the wavefront aberration is corrected.

【0019】図1(a)と同様に描かれた図2(a)に
於いて、半導体レーザである光源10から放射された発
散性の光束は、カップリングレンズ11により「平行光
束」化され、アパーチュア13の開口を通過してビーム
整形され、シリンドリカルレンズ15に入射し、シリン
ドリカルレンズ15により副走査方向に集光されつつ、
ミラー18により光路を屈曲され、回転多面鏡19の偏
向反射面19Aに入射する。偏向反射面19Aにより反
射された光束は、回転多面鏡19の等速回転に伴い等角
速度的に偏向される偏向光束となって「走査結像光学
系」を構成するレンズ21,23を透過する。レンズ2
1,23は、偏向光束を被走査面26上に光スポットと
して集光し、集光された光スポットは被走査面26を等
速的に光走査する。図1(b)に倣って示す図2(b)
に示すように、この実施の形態では、走査結像光学系を
構成するレンズ21,23のうちの、レンズ23の回転
多面鏡側のレンズ面に「副非円弧面」が採用され、波面
収差を補正している。なお、符号25は防音ガラス(回
転多面鏡19の回転音を防音するため、回転多面鏡を囲
繞するケーシングの窓に設けられる)を示す。ここで、
副非円弧面に付き、図1の実施の形態におけるレンズ2
4の被走査面側の面を例にとって説明する。図3の左図
は、レンズ24を副走査方向から見た状態を示し、上下
方向が主走査方向である。図示の如く、3つの副走査断
面SC1,SC2,SC3を考え、これら副走査断面内
における副非円弧面の断面形状を示したのが図3の右図
である。断面形状NA1,NA2,NA3は、副走査断
面SC1,SC2,SC3における非円弧形状であり、
これら断面形状NA1,NA2,NA3に接して描かれ
た「破線の円」は、各非円弧形状の近軸曲率半径による
円を示している。副非円弧面では「副走査断面内の非円
弧形状が、主走査方向の副走査断面位置に応じて変化」
している。また上記近軸曲率半径による円の中心、即ち
「近軸曲率中心」を主走査方向に連ねた曲率中心線CL
は、当該レンズ面(図3左図の右側レンズ面)の主走査
断面内の形状と異なる曲線である。これら副非円弧面
は、被走査面26上における波面収差を良好に補正する
ように、形状を設定される。
In FIG. 2A, which is drawn similarly to FIG. 1A, a divergent light beam emitted from a light source 10 which is a semiconductor laser is converted into a "parallel light beam" by a coupling lens 11. The beam is shaped by passing through the opening of the aperture 13, enters the cylindrical lens 15, and is condensed by the cylindrical lens 15 in the sub-scanning direction.
The optical path is bent by the mirror 18 and enters the deflecting / reflecting surface 19 </ b> A of the rotary polygon mirror 19. The luminous flux reflected by the deflecting / reflecting surface 19A becomes a deflecting luminous flux deflected at a constant angular velocity with the rotation of the rotary polygon mirror 19 at a constant speed, and passes through the lenses 21 and 23 constituting the “scanning optical system”. . Lens 2
Numerals 1 and 23 converge the deflected light beam as a light spot on the surface to be scanned 26, and the converged light spot optically scans the surface to be scanned 26 at a constant speed. FIG. 2 (b) shown following FIG. 1 (b)
As shown in FIG. 7, in this embodiment, of the lenses 21 and 23 constituting the scanning image forming optical system, the “sub-non-circular surface” is adopted as the lens surface of the lens 23 on the rotating polygon mirror side, and the wavefront aberration is adopted. Has been corrected. Reference numeral 25 denotes soundproof glass (provided in a window of a casing surrounding the rotary polygon mirror to prevent the rotation noise of the rotary polygon mirror 19). here,
The lens 2 according to the embodiment shown in FIG.
The surface 4 on the side of the surface to be scanned will be described as an example. 3 shows a state in which the lens 24 is viewed from the sub-scanning direction, and the vertical direction is the main scanning direction. As shown, three sub-scanning sections SC1, SC2, and SC3 are considered, and the cross-sectional shape of the sub-non-circular surface in these sub-scanning sections is shown in the right diagram of FIG. The cross-sectional shapes NA1, NA2, and NA3 are non-arc shapes in the sub-scanning cross-sections SC1, SC2, and SC3.
The “dashed circles” drawn in contact with these cross-sectional shapes NA1, NA2, and NA3 indicate circles with paraxial curvature radii of the respective non-circular shapes. On the sub-non-arc surface, “the non-arc shape in the sub-scan section changes according to the sub-scan section position in the main scanning direction”
are doing. Also, the center of the circle defined by the paraxial curvature radius, that is, the curvature center line CL in which the “paraxial curvature center” is connected in the main scanning direction
Is a curve different from the shape of the lens surface (the right lens surface in the left diagram of FIG. 3) in the main scanning section. The shapes of these sub-non-arc-shaped surfaces are set so as to favorably correct the wavefront aberration on the surface 26 to be scanned.

【0020】即ち、図1(図2)に実施の形態を示す光
走査装置は、光源10からの光束を偏向反射面20A
(19A)を有する光偏向手段20(19)により偏向
させ、偏向光束を走査結像光学系22,24(21,2
3)により、被走査面26上に光スポットとして集光さ
せて光走査を行う光走査装置であり、走査結像光学系2
2,24(21,23)は1以上のレンズを含み、少な
くともレンズ面の1つが副非円弧面であり、その形状
は、被走査面26上の各走査位置における波面収差を良
好に補正するように定められている(請求項1,1
9)。また、図1(図2)に示す光走査装置は、光源1
0からの光束を主走査方向に長い線像として結像させ、
線像の結像位置近傍に偏向反射面20A(19A)を有
する光偏向手段20(19)により偏向させ、偏向光束
を走査結像光学系22,24(21,23)により、被
走査面26上に光スポットとして集光させて光走査を行
う光走査装置であって(請求項20)、走査結像光学系
22,24(21,23)は、偏向反射面20A(19
A)近傍と被走査面26位置とを副走査方向に関して、
幾何光学的な共役関係とする機能を有するアナモフィッ
クな光学系であり(請求項13)、2枚のレンズにより
構成されている(請求項14)。
That is, the optical scanning device shown in FIG. 1 (FIG. 2) according to the embodiment converts the light beam from the light source 10 into a deflecting / reflecting surface 20A.
The light is deflected by the light deflecting means 20 (19) having (19A), and the deflected light beam is scanned by the scanning / imaging optical systems 22, 24 (21, 21).
3) is an optical scanning device that performs optical scanning by condensing light as a light spot on the surface 26 to be scanned.
2, 24 (21, 23) include one or more lenses, at least one of the lens surfaces is a sub-non-arc surface, and the shape thereof favorably corrects the wavefront aberration at each scanning position on the scanned surface 26. (Claims 1, 1
9). Further, the optical scanning device shown in FIG.
The light beam from 0 is formed as a long line image in the main scanning direction,
The light is deflected by a light deflecting means 20 (19) having a deflecting / reflecting surface 20A (19A) in the vicinity of the image forming position of the line image, and the deflected light beam is scanned by a scanning image forming optical system 22, 24 (21, 23). An optical scanning device that performs optical scanning by converging light as a light spot thereon (Claim 20), wherein the scanning imaging optical systems 22, 24 (21, 23) includes a deflecting / reflecting surface 20A (19).
A) The vicinity and the position of the surface to be scanned 26 are defined in the sub-scanning direction.
This is an anamorphic optical system having a function of establishing a geometric conjugate relationship (claim 13), and is constituted by two lenses (claim 14).

【0021】さらに、図1に示す実施の形態では、光偏
向手段20により偏向される偏向光束が、主走査方向に
弱い集束光束であり、走査結像光学系22,24は「主
走査方向に弱い集束光束である偏向光束を被走査面上に
集光する機能」を持ち(請求項17)、被走査面側のレ
ンズ24の、被走査面側のレンズ面が副非円弧面である
(請求項15)。従って、図1に示す実施の形態は、請
求項19記載の光走査装置の実施の形態でもある。図2
に示す実施の形態では、光偏向手段19により偏向され
る偏向光束が、主走査方向に平行光束であり、走査結像
光学系21,23は「主走査方向に平行束光束である偏
向光束を被走査面上に集光する機能」を持ち(請求項1
8)、被走査面側のレンズ23の、光偏向手段側のレン
ズ面が副非円弧面である(請求項16)。従って、図2
に示す実施の形態は、請求項22記載の光走査装置の実
施の形態でもある。
Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the deflecting light beam deflected by the light deflecting means 20 is a converging light beam weak in the main scanning direction, and the scanning image forming optical systems 22 and 24 are " (A function of condensing the deflected light beam, which is a weakly focused light beam, on the surface to be scanned) (Claim 17), and the lens surface on the surface to be scanned of the lens 24 on the surface to be scanned is a sub-non-circular surface ( Claim 15). Therefore, the embodiment shown in FIG. 1 is also an embodiment of the optical scanning device according to claim 19. FIG.
In the embodiment shown in (1), the deflecting light beam deflected by the light deflecting means 19 is a parallel light beam in the main scanning direction, and the scanning image forming optical systems 21 and 23 output “a polarized light beam that is a parallel light beam in the main scanning direction”. Having a function of condensing light on the surface to be scanned ”.
8) The lens surface on the light deflecting means side of the lens 23 on the scanning surface side is a sub-non-circular surface (claim 16). Therefore, FIG.
The embodiment shown in FIG. 21 is also an embodiment of the optical scanning device according to claim 22.

【0022】[0022]

【実施例】以下、具体的な実施例を3例挙げる。レンズ
面の形状特定は、以下の式による。 「共軸非球面」 レンズ高さ:Hに対する、光軸(H=0)からのデプス差
で示す。
EXAMPLES Three specific examples will be described below. The shape of the lens surface is specified by the following equation. “Coaxial aspherical surface” This is represented by a depth difference from the optical axis (H = 0) with respect to the lens height: H.

【0023】即ち、近軸曲率半径:R、円数定数:K、
高次の係数:A4,A6,...を用いて、以下の(A)
式で表される。 X=(H2/R)/[1+√{1−(1+K)(H/R)2}] +A44+A66+A88+.... (A) 「主走査断面内における非円弧形状」 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:Y、円錐定数:Km、高次の係数をA1
2,A3,A4,A5,A6,...として、光軸方向の
デプスをXとして次の多項式(B)で表す。 X=(Y2/Rm)/[1+√{1−(1+Km)(Y/Rm)2}] +A1Y+A22+A33+A44+A55+....(B) (B)式において、奇数次のA1,A3,A5,...の何
れかがゼロ以外の数値であると、主走査方向に非対称な
形状となる。 「副走査断面内に於ける曲率」副走査断面内で曲率が主
走査方向(光軸位置を原点とする座標:Yで示す)に変
化する場合、次の(C)及び(D)式で表す。(C)式は曲
率:Cs(Y) で示す場合、(D)は曲率半径:Rs(Y)で
示す場合である。Rs(0)は、副走査断面内における光
軸上の曲率半径を表す。
That is, paraxial radius of curvature: R, circle constant: K,
Higher order coefficients: A 4 , A 6 ,. . . By using the following (A)
It is expressed by an equation. X = (H 2 / R) / [1 + √ {1- (1 + K) (H / R) 2}] + A 4 H 4 + A 6 H 6 + A 8 H 8 +. . . . (A) “Non-arc shape in main scanning section” Paraxial radius of curvature in the main scanning section: Rm, distance from the optical axis in the main scanning direction: Y, conical constant: Km, higher-order coefficients are A 1 ,
A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 ,. . . Is expressed by the following polynomial (B), where X is the depth in the optical axis direction. X = (Y 2 / Rm) / [1 + √ {1- (1 + Km) (Y / Rm) 2}] + A 1 Y + A 2 Y 2 + A 3 Y 3 + A 4 Y 4 + A 5 Y 5 +. . . . (B) In equation (B), odd-order A 1 , A 3 , A 5 ,. . . Is non-zero, the shape becomes asymmetric in the main scanning direction. "The curvature in the sub-scanning section" When the curvature changes in the main scanning direction (coordinates with the optical axis position as the origin: indicated by Y) in the sub-scanning section, the following equations (C) and (D) are used. Represent. Equation (C) is for the case where the curvature is represented by Cs (Y), and (D) is for the case where the curvature radius is represented by Rs (Y). Rs (0) represents the radius of curvature on the optical axis in the sub-scan section.

【0024】 Cs(Y)={1/Rs(0)} +B1Y+B22+B33+B44+B55+....(C) Rs(Y)=Rs(0) +B1Y+B22+B33+B44+B55+....(D) (c),(D)式において、Yの奇数次係数:B1
3,B5,..の何れかがゼロ以外の数値であるとき、
副走査断面内の曲率(もしくは曲率半径)が主走査方向
に非対称となる。 「副非円弧面」副走査断面の主走査方向の位置:Y、副
走査方向の座標:Zを用い、(E)式であらわす。 X=(Y2/Rm)/[1+√{1−(1+Km)(Y/Rm)2}] +A1Y+A22+A33+A44+A55+.... +(Z2×Cs)/[1+√{1−(1+Ks)(Z×Cs)2} +(F0+F1Y+F22+F33+F44+....)Z +(G0+G1Y+G22+G33+G44+....)Z2 +(H0+H1Y+H22+H33+H44+....)Z3 +(I0+I1Y+I22+I33+I44+....)Z4 +(J0+J1Y+J22+J33+J44+....)Z5 +(K0+K1Y+K22+K33+K44+....)Z6 +(L0+L1Y+L22+L33+L44+....)Z7 +(M0+M1Y+M22+M33+M44+....)Z8 +(N0+N1Y+N22+N33+O44+....)Z9 +(O0+O1Y+O22+O33+O44+....)Z10 +.... (E) ここに、Csは、前記(C)式で定義されたCs(Y)で
ある。また、Ksは、次ぎの(F)式で定義される。 Ks=Ks(0)+C1Y+C22+C33+C44+C55+...(F) Cs(Y)の式(C)におけるYの奇数乗係数のB1
3,B5,...の何れかがゼロ以外の数値を取ると、
副走査断面内の曲率半径の変化が主走査方向に非対称と
なる。同様に、F1,F3,F5,...,G1,G3
5,...等にゼロ以外の数値を代入すると、副走査
断面内の非円弧量が主走査方向に非対称となる。即ち、
副非円弧面は、前述のように「副走査断面内の形状が非
円弧形状で、この副走査断面内の非円弧形状が、主走査
方向における副走査断面の位置に応じて変化する面」で
あるが、(E)式において、右辺の第1〜2行は、主走
査方向の座標:Yのみの関数で「主走査断面内の形状」
を表す。また、右辺の第3行以下は、副走査断面のY座
標が決まると、Zの各次の項の係数は一義的に定まり、
座標:Yにおける「副走査断面内の非円弧形状」が定ま
る。上記共軸非球面、主走査断面内における非円弧形
状、副走査断面内に於ける曲率、副非円弧面の解析表現
は、上に挙げたものに限らず、種々のものが可能であ
り、この発明における面形状が上記式による表現に限定
されるものではない。
[0024] Cs (Y) = {1 / Rs (0)} + B 1 Y + B 2 Y 2 + B 3 Y 3 + B 4 Y 4 + B 5 Y 5 +. . . . (C) Rs (Y) = Rs (0) + B 1 Y + B 2 Y 2 + B 3 Y 3 + B 4 Y 4 + B 5 Y 5 +. . . . (D) In the equations (c) and (D), the odd-order coefficient of Y: B 1 ,
B 3 , B 5 ,. . Is a non-zero number,
The curvature (or radius of curvature) in the sub-scan section becomes asymmetric in the main scanning direction. "Sub-non-arc surface" is expressed by equation (E) using the position in the main scanning direction of the sub-scanning section: Y and the coordinate: Z in the sub-scanning direction. X = (Y 2 / Rm) / [1 + √ {1- (1 + Km) (Y / Rm) 2}] + A 1 Y + A 2 Y 2 + A 3 Y 3 + A 4 Y 4 + A 5 Y 5 +. . . . + (Z 2 × Cs) / [1 + √ {1- (1 + Ks) (Z × Cs) 2} + (F 0 + F 1 Y + F 2 Y 2 + F 3 Y 3 + F 4 Y 4 + ....) Z + (G 0 + G 1 Y + G 2 Y 2 + G 3 Y 3 + G 4 Y 4 + ....) Z 2 + (H 0 + H 1 Y + H 2 Y 2 + H 3 Y 3 + H 4 Y 4 + ....) Z 3 + (I 0 + I 1 Y + I 2 Y 2 + I 3 Y 3 + I 4 Y 4 + ....) Z 4 + (J 0 + J 1 Y + J 2 Y 2 + J 3 Y 3 + J 4 Y 4 + ....) Z 5 + (K 0 + K 1 Y + K 2 Y 2 + K 3 Y 3 + K 4 Y 4 + ....) Z 6 + (L 0 + L 1 Y + L 2 Y 2 + L 3 Y 3 + L 4 Y 4 + ....) Z 7 + (M 0 + M 1 Y + M 2 Y 2 + M 3 Y 3 + M 4 Y 4 + ....) Z 8 + (N 0 + N 1 Y + N 2 Y 2 + N 3 Y 3 + O 4 Y 4 + .. ..) Z 9 + (O 0 + O 1 Y + O 2 Y 2 + O 3 Y 3 + O 4 Y 4 + ....) Z 10 +. . . . (E) Here, Cs is Cs (Y) defined by the above equation (C). Ks is defined by the following equation (F). Ks = Ks (0) + C 1 Y + C 2 Y 2 + C 3 Y 3 + C 4 Y 4 + C 5 Y 5 +. . . (F) The odd-numbered power coefficient of B in the formula (C) of Cs (Y), B 1 ,
B 3 , B 5 ,. . . Takes a non-zero number,
The change in the radius of curvature in the sub-scan section becomes asymmetric in the main scanning direction. Similarly, F 1 , F 3 , F 5 ,. . . , G 1 , G 3 ,
G 5 ,. . . Substituting a numerical value other than zero into a value such as a non-arc in the sub-scan section becomes asymmetric in the main-scan direction. That is,
The sub-non-arc surface is, as described above, “a surface in the sub-scan section is a non-arc shape, and the non-arc shape in the sub-scan section changes according to the position of the sub-scan section in the main scanning direction”. In the expression (E), the first and second rows on the right side are “functions in the main scanning direction: Y only” and “the shape in the main scanning section”.
Represents In addition, in the third row and below on the right side, when the Y coordinate of the sub-scan section is determined, the coefficient of each next term of Z is uniquely determined,
The “non-arc shape in the sub-scan section” at the coordinate: Y is determined. The coaxial aspheric surface, the non-arc shape in the main scanning section, the curvature in the sub-scanning section, and the analytical expression of the sub-non-arc surface are not limited to those described above, and various things are possible. The surface shape in the present invention is not limited to the above expression.

【0025】実施例1 最初に挙げる実施例1は、図1に示す実施の形態に対す
る具体例である。光源10である半導体レーザからの光
束は、カップリングレンズ12によりカップリングされ
て「弱い集束性の光束」となる。この弱い集束性の光束
が、光路上で光学素子の屈折作用を受けないと仮定した
場合に、光束の集束性により自然に集光する位置を「自
然集光点」と呼ぶ。実施例1において、自然集光点の位
置は、偏向光束が被走査面上の光スポットの像高:0に
向かうとき、偏向反射面から被走査面側へ向かって70
0mmの位置にある。従って、偏向光束は主走査方向に
は弱い集束性で、副走査方向には発散性であり、走査結
像光学系22,24は、偏向反射面20A近傍と被走査
面26位置とを副走査方向に関して、幾何光学的な共役
関係とする機能を有するアナモフィックな光学系であ
り、主走査方向に弱い集束光束である偏向光束を被走査
面上に集光する機能を持つ。光偏向手段としての回転多
面鏡20は、偏向反射面数:6で内接円半径:18mm
のものであり、図1に示す入射角:θ=60度、回転軸
20Xと走査結像光学系光軸AXとの間隔:h=7.8
0mmである。なお、ここで、図1に示す光軸AXにつ
いて付言すると、実施例1において、走査結像光学系を
構成する2枚のレンズ22,24のレンズ面に対して
「ティルト角」が与えられている。光軸AXは、これら
ティルト角を0とした場合について考えられる基準であ
り、この基準に対してティルトを与えたものが実際のレ
ンズ22,24の面の向きを決定する。上記共軸非球
面、主走査断面内の非円弧形状や、副非円弧面等は、テ
ィルト角を0とした状態において特定される形状であ
る。走査結像光学系の画角は−40.14度〜+40度
である。レンズ22は両面とも「共軸非球面」。レンズ
24は、被走査面側が「副非円弧面」で、回転多面鏡側
は、主走査断面内が「非円弧形状」で、副走査断面内は
「円弧形状」である。偏向反射面以後のデータ(曲率半
径は非円弧形状にあっては近軸曲率半径である)は、以
下の通りである。
Example 1 Example 1 given first is a specific example of the embodiment shown in FIG. The light beam from the semiconductor laser that is the light source 10 is coupled by the coupling lens 12 to become a “light beam having a weak converging property”. Assuming that this weakly converging light beam is not affected by the refraction of the optical element on the optical path, a position where light is naturally condensed due to the converging property of the light beam is referred to as a “natural light converging point”. In the first embodiment, the position of the natural focal point is such that when the deflecting light beam approaches the image height of the light spot on the scanning surface: 0, the position of the natural focusing point is 70 from the deflecting reflection surface toward the scanning surface.
It is at the position of 0 mm. Accordingly, the deflected light beam is weakly convergent in the main scanning direction and divergent in the sub-scanning direction, and the scanning imaging optical systems 22 and 24 scan the vicinity of the deflecting reflection surface 20A and the position of the scanning surface 26 in the sub-scanning direction. An anamorphic optical system having a geometrical conjugate relationship with respect to the direction, and has a function of condensing a deflected light beam, which is a weak convergent light beam in the main scanning direction, on the surface to be scanned. The rotating polygon mirror 20 as the light deflecting means has a deflection reflecting surface number: 6 and an inscribed circle radius: 18 mm
The incident angle shown in FIG. 1 is θ = 60 degrees, and the interval between the rotation axis 20X and the optical axis AX of the scanning image forming optical system is h = 7.8.
0 mm. Here, as for the optical axis AX shown in FIG. 1, in the first embodiment, a “tilt angle” is given to the lens surfaces of the two lenses 22 and 24 constituting the scanning image forming optical system. I have. The optical axis AX is a criterion that can be considered when the tilt angle is set to 0, and the tilt given to this criterion determines the actual surface directions of the lenses 22 and 24. The coaxial aspheric surface, the non-arc shape in the main scanning section, the sub-non-arc surface, and the like are shapes specified when the tilt angle is 0. The angle of view of the scanning image forming optical system is −40.14 degrees to +40 degrees. The lens 22 has a “coaxial aspherical surface” on both sides. The lens 24 has a “non-arc surface” on the surface to be scanned, a “non-arc shape” in the main scanning section and a “arc shape” in the sub-scanning section on the rotating polygon mirror side. The data after the deflecting reflection surface (the radius of curvature is the paraxial radius of curvature in the case of a non-circular arc shape) is as follows.

【0026】 面番号 Rm Rs(0) x α n 偏向反射面 0 ∞ ∞ 26.38 レンズ22 1 -100.91 -100.91 18.00 0.10 1.52441 2 -76.40 -76.40 13.06 -0.17 レンズ24 3 4657.6 100.03 15.00 -0.46 1.52441 4 -159.24 -30.04 143.0 -0.46 「x」は(ティルト角を0としたときの)光軸上の面間
隔、「α」はティルト角(単位:度、反時計回りを正と
する)、「n」はレンズ材質の(実施例1〜3とも使用
波長:780nmに対する)屈折率を表す。面番号1,
2は共に共軸非球面で、前記(A)式の各定数を与えて
特定する。面番号3の、主走査断面内の非円弧形状は前
記(B)式の各定数を与えて特定する。また副走査断面
内の形状は円弧であるが、その曲率半径は主走査方向に
変化しており、前記(C)式もしくは(D)式の各定数
を与えて特定する。面番号4は副非円弧面であるから、
(B)式の各定数を与えることにより主走査断面内の形
状が定まり、副走査断面内の曲率の主走査方向の変化が
(C)式の各定数を与えることにより定まり、副走査断
面内の非円弧形状とその主走査方向の変化は、(E)式
と(F)式の各定数を与えることにより特定される。各
面の主走査方向と副走査方向の係数を表1に挙げる。
Surface number Rm Rs (0) x α n Deflection reflective surface 0 ∞ ∞ 26.38 Lens 22 1 -100.91 -100.91 18.00 0.10 1.52441 2 -76.40 -76.40 13.06 -0.17 Lens 24 3 4657.6 100.03 15.00 -0.46 1.52441 4 -159.24 -30.04 143.0 -0.46 "x" is the surface interval on the optical axis (when the tilt angle is set to 0), "α" is the tilt angle (unit: degree, positive is counterclockwise), and "n" is It shows the refractive index of the lens material (with respect to the working wavelength: 780 nm in all of Examples 1 to 3). Surface number 1,
Numeral 2 is a coaxial aspherical surface, which is specified by giving each constant of the formula (A). The non-circular shape of the surface number 3 in the main scanning section is specified by giving each constant of the above equation (B). Although the shape in the sub-scanning cross section is a circular arc, the radius of curvature changes in the main scanning direction, and is specified by giving each constant of the above formula (C) or (D). Since surface number 4 is a sub-non-arc surface,
By giving each constant of the equation (B), the shape in the main scanning section is determined, and the change in the curvature in the sub-scanning section in the main scanning direction is determined by giving each constant of the equation (C). Is specified by giving each constant of the equations (E) and (F). Table 1 shows coefficients of the main scanning direction and the sub-scanning direction of each surface.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】面番号4(レンズ24の被走査面側の副非
円弧面)の副走査方向の係数を、表2に挙げる。
Table 2 shows the coefficients in the sub-scanning direction of the surface number 4 (the sub-non-circular surface on the scanning surface side of the lens 24).

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】図4に、実施例1に関する像面湾曲(左図
実線は副走査方向、破線は主走査方向)と等速度特性
(右図 実線はリニアリティ 破線はfθ特性)を示
す。像面湾曲−等速度特性ともに極めて良好に補正され
ている。図5には、実施例1における光スポットの像
高:0,±50mm,±100mmにおける「スポット
径の深度曲線(光スポットのデフォーカスに対するスポ
ット径の変動)」を示す。(a)は主走査方向、(b)は副
走査方向に関するものである。実施例1では、ラインス
プレッド関数の1/e2強度で定義されるスポット径と
して50μm程度、像面上で50μm以下を意図してい
る。図に示されたように、主−副走査方向とも良好な深
度を有しており、被走査面の位置精度に対する許容度が
高い。
FIG. 4 shows the field curvature (solid line in the left-hand direction in the sub-scanning direction, broken line in the main-scanning direction) and constant velocity characteristics (solid line in the right-hand side, linearity, broken line is the fθ characteristic) relating to the first embodiment. Both the curvature of field and the constant speed characteristic are corrected very well. FIG. 5 shows “depth curve of spot diameter (fluctuation of spot diameter with respect to defocus of light spot)” at the image height of light spot: 0, ± 50 mm, ± 100 mm in Example 1. (a) relates to the main scanning direction and (b) relates to the sub-scanning direction. The first embodiment intends that the spot diameter defined by the 1 / e 2 intensity of the line spread function is about 50 μm, and 50 μm or less on the image plane. As shown in the figure, it has a good depth in both the main and sub-scanning directions, and has high tolerance for positional accuracy of the surface to be scanned.

【0031】実施例2 次に挙げる実施例2は、図2に示す実施の形態に対する
具体例である。光源10である半導体レーザからの光束
は、カップリングレンズ11によりカップリングされて
「平行光束」となる。従って、自然集光点の位置は、偏
向反射面から被走査面側へ向かって∞の位置にある。従
って、偏向光束は主走査方向には平行光束で、副走査方
向には発散性であり、走査結像光学系21,23は、偏
向反射面19A近傍と被走査面26位置とを副走査方向
に関して、幾何光学的な共役関係とする機能を有するア
ナモフィックな光学系であり、主走査方向に平行光束で
ある偏向光束を被走査面上に集光する機能を持つ。光偏
向手段としての回転多面鏡19は、偏向反射面数:5で
内接円半径:13mmのものであり、図1に示す入射
角:θ=60度、回転軸19Xと走査結像光学系光軸A
Xとの間隔:h=7.53mmである。実施例2におい
ては、走査結像光学系を構成する2枚のレンズ21,2
3のうち、レンズ23の回転多面鏡側のレンズ面に「シ
フト量(主走査方向への平行移動で図1で上方を正とす
る)」が与えられている。光軸AXは、シフト量を0と
した場合について考えられる基準であり、この基準に対
してシフト量を与えたものが実際のレンズ面の位置を決
定するのである。上記共軸非球面、主走査断面内の非円
弧形状、副非円弧面等は、この場合、シフト量を0とし
た状態において特定される形状である。走査結像光学系
の画角は−39.97度〜+39.97度である。レン
ズ21は両面とも「共軸非球面」。レンズ23は、回転
多面鏡側が「副非円弧面」で、被走査面側は、主走査断
面内−副走査断面内ともに「円弧形状(副走査断面内の
曲率半径は主走査方向に変化する)」である。偏向反射
面以後のデータ(曲率半径は非円弧形状にあっては近軸
曲率半径である)は、以下の通りである。
Example 2 Example 2 given below is a specific example of the embodiment shown in FIG. The light beam from the semiconductor laser, which is the light source 10, is coupled by the coupling lens 11 to become a “parallel light beam”. Therefore, the position of the natural light converging point is at a position ∞ from the deflecting reflection surface toward the surface to be scanned. Accordingly, the deflected light beam is a parallel light beam in the main scanning direction and is divergent in the sub-scanning direction. Is an anamorphic optical system having a function of establishing a geometrical conjugate relationship, and has a function of converging a deflected light beam, which is a parallel light beam in the main scanning direction, onto a surface to be scanned. The rotating polygon mirror 19 as the light deflecting means has a number of deflecting / reflecting surfaces: 5 and a radius of an inscribed circle: 13 mm. The incident angle: θ = 60 degrees shown in FIG. Optical axis A
Interval from X: h = 7.53 mm. In the second embodiment, the two lenses 21 and 2 constituting the scanning image forming optical system
3, the shift amount (parallel movement in the main scanning direction, with the upper side being positive in FIG. 1) is given to the lens surface of the lens 23 on the side of the rotating polygon mirror. The optical axis AX is a criterion that can be considered when the shift amount is set to 0, and the shift amount given to this criterion determines the actual position of the lens surface. In this case, the coaxial aspheric surface, the non-circular shape in the main scanning section, the sub-non-circular surface, and the like are shapes specified in a state where the shift amount is 0. The angle of view of the scanning image forming optical system is from -39.97 degrees to +39.97 degrees. The lens 21 is “coaxial aspheric” on both sides. The lens 23 has a “sub-non-circular surface” on the rotating polygon mirror side and a “arc shape” on the scanned surface side in both the main scanning section and the sub-scanning section (the radius of curvature in the sub-scanning section changes in the main scanning direction. ) ". The data after the deflecting reflection surface (the radius of curvature is the paraxial radius of curvature in the case of a non-circular arc shape) is as follows.

【0032】 面番号 Rm Rs(0) x y α n 偏向反射面 0 ∞ ∞ 25.44 防音ガラス 1 ∞ ∞ 2.01 8 1.51433 2 ∞ ∞ 25.42 8 レンズ21 3 -312.60 -312.60 31.40 1.52716 4 -82.95 -82.95 78.00 レンズ23 5 -500.0 -42.67 3.50 -0.41 1.52716 6 -1000.0 -23.32 141.50 「x」は(シフトを0としたときの)光軸上の面間隔、
「y」はシフト量であり、「α」は防音ガラスのティル
ト角(単位:度)を表す。面番号3,4は共に共軸非球
面であり、前記(A)式の各定数を与えて特定する。面
番号6の、副走査断面内の円弧形状の曲率半径は主走査
方向に変化しており、前記(C)式もしくは(D)式の
各定数を与えて特定する。面番号5は副非円弧面である
から、(B)式で各定数を与えて主走査断面内の形状を
定め、副走査断面内の曲率の主走査方向の変化を(C)
式の各定数を与えて定め、副走査断面内の非円弧形状と
その主走査方向の変化を、(E)式と(F)式の各定数
を与えて特定する。各面の主走査方向と副走査方向の係
数を表3に挙げる。
Surface number Rm Rs (0) xy αn Deflection reflective surface 0 ∞ ∞ 25.44 Soundproof glass 1 ∞ ∞ 2.01 8 1.51433 2 ∞ ∞ 25.42 8 Lens 21 3 -312.60 -312.60 31.40 1.52716 4 -82.95 -82.95 78.00 Lens 23 5 -500.0 -42.67 3.50 -0.41 1.52716 6 -1000.0 -23.32 141.50 "x" is the surface spacing on the optical axis (when the shift is 0)
“Y” is the shift amount, and “α” represents the tilt angle (unit: degrees) of the soundproof glass. The surface numbers 3 and 4 are both coaxial aspherical surfaces, and are specified by giving the respective constants of the formula (A). The radius of curvature of the circular arc shape in the sub-scanning section of surface number 6 changes in the main scanning direction, and is specified by giving each constant of the above formula (C) or (D). Since the surface number 5 is a sub-non-arc surface, the constant in the main scanning section is determined by giving each constant by the equation (B), and the change in the curvature in the main scanning direction in the sub-scanning section is expressed by (C).
The constants in the sub-scanning section and the change in the main scanning direction in the sub-scanning section are specified by giving the constants in the formulas, and the constants in the formulas (E) and (F) are specified. Table 3 shows coefficients in the main scanning direction and the sub-scanning direction of each surface.

【0033】[0033]

【表3】 [Table 3]

【0034】面番号5(レンズ23の回転多面鏡側の副
非円弧面)の副走査方向の係数を、表4に挙げる。
Table 4 shows coefficients in the sub-scanning direction of the surface number 5 (the sub-non-circular surface on the rotating polygon mirror side of the lens 23).

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】図6に、実施例2に関する像面湾曲および
等速度特性を、図4に倣って示す。像面湾曲−等速度特
性ともに極めて良好に補正されている。図7には、実施
例1における光スポットの像高:0,±100mm,±
150mmにおける「スポット径の深度曲線」を示す。
(a)は主走査方向、(b)は副走査方向に関するものであ
る。実施例2で意図されているスポット径は、ラインス
プレッド関数の1/e2強度のスポット径で30μm程
度である。図示のとおり、主−副走査方向とも良好な深
度を有しており、被走査面の位置精度に対する許容性が
高い。
FIG. 6 shows the curvature of field and the constant velocity characteristic according to the second embodiment in a manner similar to FIG. Both the curvature of field and the constant speed characteristic are corrected very well. FIG. 7 shows the image height of the light spot in Example 1: 0, ± 100 mm, ±
3 shows a “spot diameter depth curve” at 150 mm.
(a) relates to the main scanning direction and (b) relates to the sub-scanning direction. The spot diameter intended in the second embodiment is a spot diameter of 1 / e 2 intensity of the line spread function, which is about 30 μm. As shown in the figure, it has a good depth in both the main and sub scanning directions, and has high tolerance for positional accuracy of the surface to be scanned.

【0037】図8には、実施例2における「波面収差」
を示す。(a)は像高:+150mmにおける波面収差を
示し、(b)は像高:+100mmにおける波面収差、
(c)は像高:0mm、(d),(e)はそれぞれ、像
高:−100mm、−150mmにおける波面収差を示
している。なお、このとき、ビーム整形用のアパーチュ
ア13としては「矩形形状の開口部」を有するものを用
いている。図8に示されたように、実施例2において、
波面収差は光スポットの像高:0では略完全に補正され
ているが、像高:+150mmでは4隅が若干補正不足
となっている。図7(a)に示すような瞳上の4隅の波
面収差の劣化は光スポットの形状−スポット径に影響す
る。実施例2では、前述のように、ビーム整形用のアパ
ーチュア13の開口形状として「矩形形状(主走査方向
を長辺、副走査方向を短辺とする長方形形状)」を用い
ている。図7(a)に示すような瞳上の4隅での波面収
差の劣化の光スポットへの影響を除去するには、上記ア
パーチュア13の開口形状として、カップリングされた
光束の「主−副走査方向の4隅部の部分」を遮断する形
状、例えば、上記矩形の4隅の形状を丸めた形状や楕円
形状を用いるのが有効である(請求項23)。実施例2
において、アパーチュア13の開口形状として「矩形の
4隅の形状を丸めた形状」を用いた場合の、光スポット
の像高:0,±100mm,±150mmにおける瞳上
の波面収差を示す。即ち、図9(a)は、像高:150m
mにおける波面収差、(b)は像高:100mmにおける
波面収差、(c)は像高:0における波面収差、(d)は像
高:−100mmにおける波面収差、(e)は像高:−
150mmにおける波面収差を示す。図8に示す波面収
差に比して、瞳面上におけるRMS波面収差が大幅に改
善されている。図12に、この場合の光スポットの像
高:0,±100mm、±150mmにおける「スポッ
ト径の深度曲線」を示す。(a)は主走査方向、(b)
は副走査方向に関するものである。図7の場合(矩形形
状の開口を持つアパーチュアを用いている)に比して、
特に副走査方向の深度余裕を広げることが可能となる。
図10は、実施例2における副非円弧面(被走査面側の
レンズの回転多面鏡側の面 前記面番号5)の「副走査
断面の近軸曲率」の、主走査方向の変化を示している。
図のように、副走査断面内の近軸曲率は主走査方向に変
化し、曲率の変化が主走査方向に非対称で2以上の極値
を持つ(請求項8)。
FIG. 8 shows the “wavefront aberration” in the second embodiment.
Is shown. (a) shows the wavefront aberration at an image height of +150 mm, (b) shows the wavefront aberration at an image height of +100 mm,
(c) shows the wave height at the image height of 0 mm, and (d) and (e) show the wavefront aberration at the image height of -100 mm and -150 mm, respectively. At this time, an aperture 13 for beam shaping having a “rectangular opening” is used. As shown in FIG. 8, in the second embodiment,
The wavefront aberration is almost completely corrected when the image height of the light spot is 0, but the four corners are slightly undercorrected when the image height is +150 mm. The deterioration of the wavefront aberration at the four corners on the pupil as shown in FIG. 7A affects the shape-spot diameter of the light spot. In the second embodiment, as described above, a “rectangular shape (a rectangular shape having a long side in the main scanning direction and a short side in the sub-scanning direction)” is used as the opening shape of the aperture 13 for beam shaping. In order to remove the influence of the deterioration of the wavefront aberration at the four corners on the pupil on the light spot as shown in FIG. 7A, the aperture shape of the aperture 13 is set as the “main-sub” of the coupled light flux. It is effective to use a shape that cuts off "the four corners in the scanning direction", for example, a shape in which the four corners of the rectangle are rounded or an ellipse. Example 2
5 shows the wavefront aberration on the pupil when the image height of the light spot is 0, ± 100 mm, and ± 150 mm when “a shape obtained by rounding the four corners of a rectangle” is used as the aperture shape of the aperture 13. That is, FIG. 9A shows that the image height is 150 m.
m, wavefront aberration at image height: 100 mm, (c) wavefront aberration at image height: 0, (d) wavefront aberration at image height: -100 mm, (e) image height:-
The wavefront aberration at 150 mm is shown. The RMS wavefront aberration on the pupil plane is greatly improved as compared with the wavefront aberration shown in FIG. FIG. 12 shows the “spot diameter depth curve” at the image height of the light spot in this case: 0, ± 100 mm, ± 150 mm. (A) is the main scanning direction, (b)
Is related to the sub-scanning direction. Compared to the case of FIG. 7 (using an aperture having a rectangular opening)
In particular, the depth margin in the sub-scanning direction can be increased.
FIG. 10 shows the change in the main scanning direction of the “paraxial curvature of the sub-scanning section” of the sub-non-arc surface (the surface on the side of the rotating polygon mirror of the lens on the side to be scanned, surface number 5) in the second embodiment. ing.
As shown in the figure, the paraxial curvature in the sub-scan section changes in the main scanning direction, and the change in curvature is asymmetric in the main scanning direction and has two or more extreme values.

【0038】実施例3 最後に挙げる実施例3も、図2に示す実施の形態に対す
る具体例である。光源10である半導体レーザからの光
束は、カップリングレンズ11によりカップリングされ
て「平行光束」となる。従って、偏向光束は主走査方向
には平行光束で、副走査方向には発散性であり、走査結
像光学系21,23は、偏向反射面19A近傍と被走査
面26位置とを副走査方向に関して、幾何光学的な共役
関係とする機能を有するアナモフィックな光学系であ
り、主走査方向に平行光束である偏向光束を被走査面2
6上に集光する機能を持つ。光偏向手段としての回転多
面鏡19は、偏向反射面数:5で内接円半径:13mm
のものであり、図1に示す入射角:θ=60度、回転軸
と走査結像光学系光軸AXとの間隔:h=5.22mm
である。実施例3においては、走査結像光学系を構成す
る2枚のレンズ21,23にはティルト角−シフト量は
与えられていない。走査結像光学系の画角は−42度〜
+42度である。レンズ21は回転多面鏡側が「共軸被
球面」、被走査面側は、主走査断面内が非円弧形状、副
走査断面内の形状は円弧で、その曲率半径は主走査方向
に変化する。レンズ23は、回転多面鏡側が「副非円弧
面」で、被走査面側はトロイダル面である。偏向反射面
以後のデータ(曲率半径は非円弧形状にあっては近軸曲
率半径である)は、以下の通りである。 面番号 Rm Rs(0) x y α n 偏向反射面 0 ∞ ∞ 25.44 1.588 防音ガラス 1 ∞ ∞ 2.01 8 1.51433 2 ∞ ∞ 25.42 8 レンズ21 3 -312.60 -312.60 31.40 1.52716 4 -82.95 104.02 78.00 レンズ23 5 -500.0 -63.50 3.50 1.52716 6 -1000.0 -23.38 143.38 シフト「y」は、偏向反射面以後の光学系が「全体とし
て1.588だけシフト」していることを意味する。
「α」は防音ガラスのティルト角(単位:度)を表す。
面番号3は共軸非球面で、前記(A)式の各定数を与え
て特定する。面番号4の主走査断面内の非円弧形状は
(B)式で、副走査断面内の曲率半径の主走査方向の変
化は(C)式、それぞれ各定数を与えて特定する。面番
号5は副非円弧面であるから、(B)式の各定数を与え
て主走査断面内の形状を定め、副走査断面内の曲率の主
走査方向の変化を(C)式の各定数を与えて定め、副走
査断面内の非円弧形状とその主走査方向の変化を(E)
式と(F)式の各定数を与えて特定する。各面の主走査
方向と副走査方向の係数を表5に挙げる。
Example 3 Example 3 given at the end is also a specific example of the embodiment shown in FIG. The light beam from the semiconductor laser, which is the light source 10, is coupled by the coupling lens 11 to become a “parallel light beam”. Accordingly, the deflected light beam is a parallel light beam in the main scanning direction and is divergent in the sub-scanning direction, and the scanning imaging optical systems 21 and 23 move the vicinity of the deflecting reflection surface 19A and the position of the scanned surface 26 in the sub-scanning direction. Is an anamorphic optical system having a function of making a geometrical conjugate relationship, and deflects a deflecting light beam, which is a parallel light beam in the main scanning direction, to the surface 2 to be scanned.
6 has a function of collecting light. The rotating polygon mirror 19 as a light deflecting means has a deflection reflecting surface number: 5 and an inscribed circle radius: 13 mm
1, the incident angle shown in FIG. 1: θ = 60 degrees, and the distance between the rotation axis and the scanning image forming optical system optical axis AX: h = 5.22 mm
It is. In the third embodiment, no tilt angle-shift amount is given to the two lenses 21 and 23 forming the scanning image forming optical system. The angle of view of the scanning imaging optical system is -42 degrees or more.
+42 degrees. The lens 21 has a “concentric spherical surface” on the rotating polygon mirror side, a non-arc shape in the main scanning section and a circular arc in the sub-scanning section on the scanning surface side, and the radius of curvature changes in the main scanning direction. The lens 23 has a “sub-non-arc surface” on the rotating polygon mirror side and a toroidal surface on the scanned surface side. The data after the deflecting reflection surface (the radius of curvature is the paraxial radius of curvature in the case of a non-circular arc shape) is as follows. Surface number Rm Rs (0) xy α n Deflection reflective surface 0 ∞ ∞ 25.44 1.588 Soundproof glass 1 ∞ ∞ 2.01 8 1.51433 2 ∞ ∞ 25.42 8 Lens 21 3 -312.60 -312.60 31.40 1.52716 4 -82.95 104.02 78.00 Lens 23 5- 500.0 -63.50 3.50 1.52716 6 -1000.0 -23.38 143.38 The shift “y” means that the optical system after the deflecting reflection surface is “shifted by 1.588 as a whole”.
“Α” represents the tilt angle (unit: degrees) of the soundproof glass.
The surface number 3 is a coaxial aspherical surface, and is specified by giving each constant of the formula (A). The non-circular shape in the main scanning section of the surface number 4 is expressed by equation (B), and the change in the radius of curvature in the sub-scanning section in the main scanning direction is expressed by equation (C), and each constant is specified. Since the surface number 5 is a sub-non-arc surface, the constant in the main scanning section is determined by giving each constant of the equation (B), and the change in the curvature in the main scanning direction in the sub-scanning section is determined by the equation (C). A constant is given to determine the non-arc shape in the sub-scanning cross section and its change in the main scanning direction.
It specifies by giving each constant of the formula and the formula (F). Table 5 shows coefficients in the main scanning direction and the sub-scanning direction of each surface.

【0039】[0039]

【表5】 [Table 5]

【0040】面番号5(レンズ23の回転多面鏡側の副
非円弧面)の副走査方向の係数を、表6及び表7に挙げ
る。
Tables 6 and 7 show the coefficients in the sub-scanning direction of surface number 5 (the sub-non-arc surface on the rotating polygon mirror side of the lens 23).

【0041】[0041]

【表6】 [Table 6]

【0042】[0042]

【表7】 [Table 7]

【0043】表5〜表7において、データの数値の末尾
にある「符号つきの数値」、例えば「-0.10052+02」や
「0.10465-01」における「+02」や「-01」は、それぞれ
「102」、「10-2」の省略表示であり、この「べき乗」
が直前の数値にかかるのである。
In Tables 5 to 7, the "signed numerical value" at the end of the numerical value of the data, for example, "+02" or "-01" in "-0.10052 + 02" or "0.10465-01" is " 10 2 "," 10 -2 "
Is over the previous number.

【0044】図11に、実施例3に関する像面湾曲およ
び等速度特性を図4に倣って示す。像面湾曲−等速度特
性ともに極めて良好に補正されている。実施例3におけ
る副非円弧面である第5面(被走査面側レンズの光偏向
器側レンズ面)の副走査断面内における非円弧形状の
「非円弧量」即ち、円弧からのずれ量(単位:mm)を
表8に示す。
FIG. 11 shows the curvature of field and the constant velocity characteristic according to the third embodiment in a manner similar to FIG. Both the curvature of field and the constant speed characteristic are corrected very well. The “non-arc amount” of the non-arc shape in the sub-scanning cross section of the fifth surface (the lens surface on the optical deflector side of the lens to be scanned) which is the sub-non-arc surface in the third embodiment, that is, the deviation amount from the arc ( (Unit: mm) is shown in Table 8.

【0045】[0045]

【表8】 [Table 8]

【0046】非円弧量は、副走査断面の主走査方向にお
ける位置に応じて、レンズ光軸に対して非対称に変化し
ている。このように非円弧量を設定することにより、全
ての像高において、瞳上の波面収差を補正し、且つ光学
的なサグの影響を除去して、良好な小径光スポットを形
成できる。
The amount of non-arc changes asymmetrically with respect to the lens optical axis in accordance with the position of the sub-scan section in the main scanning direction. By setting the amount of non-circular arc in this way, it is possible to form a good small-diameter light spot by correcting the wavefront aberration on the pupil and removing the influence of optical sag at all image heights.

【0047】上に挙げた実施例1〜3に関し、請求項4
における条件(1)、請求項11における条件(4)の
各パラメータの値を以下に挙げる。 条件(1) 実施例1:|β0|=2.51 実施例2:|β0|=0.78 実施例3:|β0|=0.73 である。実施例2,3では条件(1)が満足されている
が、実施例(1)では満足されていず、従って、実施例
1は実施例2,3に比して、スポット径の小径化には限
界が大きい。 条件(4) 実施例1:Fs/W=0.131/216=0.0006 実施例2:Fs/W=0.031/300=0.0001 実施例3:Fs/W=0.137/320=0.0004 実施例1〜3とも条件(4)を満足し、副走査像面湾曲
の変動を抑えることにより安定した小径の光スポットが
得られている。なお、実施例1〜3とも、条件(2)を
満足している。即ち、各実施例とも、副走査断面内の近
軸曲率が主走査方向に応じて変化する面を2面以上用い
ることにより、前側−後側主点位置を所望の位置に設定
し、像高毎の倍率を一定に保ち、安定したビームスポッ
トを得ている。実施例1,2では、被走査面側のレンズ
の、入射側面と射出側面のベンディングにより主点位置
を任意に設定して、横倍率を一定としている。また、実
施例3では、回転多面鏡側のレンズの射出側面と、被走
査面側の入射側面のベンディングにより、主点位置を任
意に設定し、横倍率を一定としている。実施例2では、
図10に示したように、走査結像光学系の被走査面側の
レンズの回転多面鏡側(入射側)のレンズ面は、副走査
断面内の近軸曲率が主走査方向に非対称に変化し、3つ
の極値位置:a,b,cを有する。これらa,b,cに
つき、条件(3)のパラメータを算出してみると以下の
ようになる。 a点:|(he)/(hmax)|=|(-65)/(-90)|=0.72 b点:|(he)/(hmax)|=|(0)/(44.8)|=0 c点:|(he)/(hmax)|=|(+62)/(+90)|=0.69 3つの極値の内で、像面湾曲を有効に補正している極値
は、条件(3)を満足するa,c点である。上記の実施例
1〜3の光走査装置は、光束を放射する光源10と、こ
の光源からの光束を入射され、光束形態を変換する第1
レンズ系12,16(11,15)と、偏向反射面20
A(19A)を有し、第1レンズ系からの光束を偏向さ
せる光偏向手段20(19)と、この光偏向手段により
偏向された偏向光束を、被走査面上に、偏向角に応じて
像高の変化する光スポットとして集光させる第2レンズ
系22,24(21,23)とを有し、第2レンズ系に
含まれるレンズ面の少なくとも1面(レンズ24の被走
査面側面、レンズ23の回転多面鏡側面)は、複数の副
走査断面内で非円弧形状を有し、なおかつ、少なくとも
2つの副走査断面内の上記非円弧形状が互いに異なるも
のであり、有効書込幅:W、該有効書込幅内における副
走査像面湾曲の幅:Fs が条件: (4) Fs/W < 0.005 を満足する(請求項24)。そして第2レンズ系は、独
立した少なくとも2枚のレンズ22,24(21,2
3)を有し(請求項30)、これら2枚のレンズの4面
のレンズ面が、主走査断面内において非円弧形状を有す
る(請求項25)。また、図7等の深度曲線の図で、で
フォーカスに対する光スポット系の変化が極めて小さい
こと、図6等に示すように、像面湾曲が極めて良好に補
正されていることから明らかな如く、第2レンズ系の副
非円弧面は、偏向光束の幾何光学的な結像位置(像面湾
曲位置)に、偏向光束のビームウエスト位置を合致させ
るように面形状を定められたものである(請求項3
5)。第2レンズ系22,24(21,23)は、副走
査方向において、偏向反射面20A(19A)近傍と被
走査面26位置とを副走査方向に関して、幾何光学的な
共役関係とする機能を有するアナモフィックな光学系で
あり(請求項36)、副走査方向に関して、光軸上の横
倍率:β0と、任意像高:hでの横倍率:βhとが、条
件: (2) 0.93<|βh/β0|<1.07 を満足する(請求項37)。
With respect to the first to third embodiments described above, claim 4
The values of the parameters of the condition (1) in (1) and the condition (4) in claim 11 are as follows. Condition (1) Example 1: | β 0 | = 2.51 Example 2: | β 0 | = 0.78 Example 3: | β 0 | = 0.73. In the second and third embodiments, the condition (1) is satisfied, but the first embodiment is not satisfied. Therefore, the first embodiment has a smaller spot diameter than the second and third embodiments. Has a big limit. Condition (4) Example 1: Fs / W = 0.131 / 216 = 0.0006 Example 2: Fs / W = 0.031 / 300 = 0.0001 Example 3: Fs / W = 0.137 / 320 = 0.0004 Conditions for Examples 1 to 3 By satisfying (4) and suppressing the fluctuation of the sub-scanning field curvature, a stable small-diameter light spot is obtained. In addition, all of Examples 1 to 3 satisfy the condition (2). That is, in each embodiment, the front-rear principal point position is set to a desired position by using two or more surfaces in which the paraxial curvature in the sub-scanning cross section changes according to the main scanning direction, and the image height is set. Each magnification is kept constant, and a stable beam spot is obtained. In the first and second embodiments, the principal point position is arbitrarily set by bending the incident side surface and the exit side surface of the lens on the scanning surface side, and the lateral magnification is kept constant. In the third embodiment, the principal point position is set arbitrarily and the lateral magnification is fixed by bending the exit side surface of the lens on the rotating polygon mirror side and the incident side surface on the scanned surface side. In the second embodiment,
As shown in FIG. 10, the paraxial curvature in the sub-scanning cross section of the lens on the rotating polygon mirror side (incident side) of the lens on the scanning surface side of the scanning image forming optical system changes asymmetrically in the main scanning direction. And has three extreme positions: a, b, and c. When the parameters of the condition (3) are calculated for these a, b, and c, the results are as follows. a point: | (he) / (hmax) | = | (-65) / (-90) | = 0.72 b point: | (he) / (hmax) | = | (0) / (44.8) | = 0 c point: | (he) / (hmax) | = | (+62) / (+ 90) | = 0.69 Among the three extreme values, the extreme value that effectively corrects the curvature of field is the condition ( The points a and c satisfy the condition 3). The optical scanning devices according to the first to third embodiments include a light source 10 that emits a light beam, and a first light beam that receives the light beam from the light source and converts the light beam form.
A lens system 12, 16 (11, 15) and a deflecting / reflecting surface 20;
A (19A), the light deflecting means 20 (19) for deflecting the light beam from the first lens system, and the deflecting light beam deflected by the light deflecting means on the surface to be scanned according to the deflection angle. Second lens systems 22 and 24 (21 and 23) for condensing as a light spot having a variable image height, and at least one of the lens surfaces included in the second lens system (the side surface of the scanning surface of the lens 24, The rotating polygon mirror side surface of the lens 23) has a non-arc shape in a plurality of sub-scan sections, and the non-arc shapes in at least two sub-scan sections are different from each other. W, the width of the sub-scanning field curvature within the effective writing width: Fs satisfies the condition: (4) Fs / W <0.005 (claim 24). The second lens system includes at least two independent lenses 22 and 24 (21 and 22).
(3) (Claim 30), and the four lens surfaces of these two lenses have a non-arc shape within the main scanning section (Claim 25). Also, in the depth curve diagrams of FIG. 7 and the like, it is clear from the fact that the change of the light spot system with respect to the focus is extremely small, and as shown in FIG. The sub-non-circular surface of the second lens system has a surface shape determined so that the beam waist position of the deflected light beam coincides with the geometrical optical image forming position (the field curvature position) of the deflected light beam ( Claim 3
5). The second lens systems 22, 24 (21, 23) have a function of making the vicinity of the deflecting / reflecting surface 20A (19A) and the position of the scanned surface 26 geometrically conjugate in the sub-scanning direction in the sub-scanning direction. In the sub-scanning direction, a lateral magnification on the optical axis: β 0 and a lateral magnification at an arbitrary image height: h: β h are satisfied in the following conditions: (2) 0 .93 <| β h / β 0 | <1.07 (claim 37).

【0048】更にまた上記実施例1〜3は、光束を放射
する光源10と、この光源からの光束を入射され、光束
形態を変換する第1レンズ系12,16(11,15)
と、偏向反射面20A(19A)を有し、第1レンズ系
からの光束を偏向させる光偏向手段20(19)と、こ
の光偏向手段により偏向された偏向光束を、被走査面2
6上に、偏向角に応じて像高の変化する光スポットとし
て集光させる第2レンズ系22,24(21,23)と
を有し、第2レンズ系に含まれるレンズ面の少なくとも
1面(レンズ24の被走査面側面、レンズ23の回転多
面鏡側面)が副非円弧面である(請求項39)。そし
て、副非円弧面の形状は「被走査面上の各走査位置にお
ける波面収差を補正する」ように定められ(請求項4
0)、また、図7等の波面収差の図から明らかなよう
に、波面収差のRMSが、使用波長をλとして、 √{Σ(Xi−X)2/n}≦0.1λ となるように、波面収差を補正されている(請求項4
1)。副非円弧面の「非円弧量」は、全像高に対して異
なり(請求項41)、光軸近傍と主走査方向周辺部との
非円弧量が互いに異なる(請求項42)。そして、第2
レンズ系22,24(21,23)は、副走査方向にお
いて、偏向反射面近傍と被走査面位置とを副走査方向に
関して、幾何光学的な共役関係とする機能を有するアナ
モフィックな光学系であり(請求項49)、副走査方向
に関して、光軸上の横倍率:β0と、任意像高:hでの
横倍率:βhとが、条件: (2) 0.93<|βh/β0|<1.07 を満足する(請求項50)。また、実施例1〜3とも、
ラインスプレッド関数における1/e2強度で定義され
たスポット径が、主−副走査方向とも、有効書込み範囲
内で50μm以下である(請求項51)。そして、実施
例2,3は、第2レンズ21,23の、副走査方向の、
光軸上の横倍率:β0が、条件: (1) 0.2 < |β0| <1.5 を満足する(請求項52)。また、実施例1〜3とも、
副非円弧面の非円弧量は「主走査方向に非対称に変化」
しており(請求項54)、副非円弧面の形状が、全像高
に対して波面収差を補正するように定められている(請
求項55)。なお、この発明の走査結像光学系は、上記
の如く特殊な面形状を含むので、その製造はプラスチッ
クを素材とする成形加工が適している。
Further, in the first to third embodiments, the light source 10 for emitting a light beam and the first lens systems 12, 16 (11, 15) for receiving the light beam from the light source and converting the light beam form are used.
A light deflecting means 20 (19) having a deflecting / reflecting surface 20A (19A) and deflecting a light beam from the first lens system;
A second lens system 22, 24 (21, 23) for converging as a light spot whose image height changes according to the deflection angle, and at least one of the lens surfaces included in the second lens system (The side of the surface to be scanned of the lens 24 and the side of the rotating polygon mirror of the lens 23) are sub-non-arc-shaped surfaces. The shape of the sub-non-arc surface is determined so as to “correct wavefront aberration at each scanning position on the surface to be scanned”.
0), and as is clear from FIG wavefront aberrations such as FIG. 7, RMS wavefront aberration, as the used wavelength λ, √ {Σ (Xi- X) so as to be 2 /N}≦0.1Ramuda In addition, the wavefront aberration is corrected.
1). The "non-arc amount" of the sub-non-arc surface differs with respect to the entire image height (claim 41), and the non-arc amounts near the optical axis and the peripheral portion in the main scanning direction are different from each other (claim 42). And the second
The lens systems 22 and 24 (21 and 23) are anamorphic optical systems having a function of making the vicinity of the deflecting reflection surface and the position of the surface to be scanned geometrically conjugate in the sub-scanning direction in the sub-scanning direction. (Claim 49) Regarding the sub-scanning direction, the lateral magnification on the optical axis: β 0 and the lateral magnification at an arbitrary image height: h: β h satisfies the following condition: (2) 0.93 <| β h / β 0 | <1.07 is satisfied (claim 50). Further, in all of Examples 1 to 3,
The spot diameter defined by 1 / e 2 intensity in the line spread function is 50 μm or less in the effective writing range in both the main and sub scanning directions. In the second and third embodiments, the second lenses 21 and 23 move in the sub-scanning direction.
The lateral magnification on the optical axis: β 0 satisfies the condition: (1) 0.2 <| β 0 | <1.5 (claim 52). Further, in all of Examples 1 to 3,
The non-arc amount of the sub-non-arc surface "changes asymmetrically in the main scanning direction"
Therefore, the shape of the sub-non-circular arc surface is determined so as to correct the wavefront aberration with respect to the entire image height (claim 55). The scanning image forming optical system according to the present invention includes a special surface shape as described above, and therefore, its manufacturing is suitably performed by molding using a plastic material.

【0049】走査結像光学系において、副走査断面内の
面形状を非円弧形状に設定したものは、特開平9−18
5006号公報や特開平9−49967号公報等に記載
のものが知られているが、前者では走査結像光学系の倍
率が高く,高密度書込に対応する小径の光スポットを意
図すると、レンズ面の入射光束が大きくなるため、光学
系の全ての面の面精度を向上したり、カップリングレン
ズのNAを大きくしなければならない等の問題があり、
光スポットの小径化は困難である。また、非円弧量が主
走査方向に一定であり、主走査方向の全ての像高におい
て波面収差を良好に補正することができないため、小径
の光スポットを得ることが困難である。
In the scanning image forming optical system, the one in which the surface shape in the sub-scan section is set to a non-arc shape is disclosed in JP-A-9-18.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5006 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-49967, etc., are known. Since the incident light flux on the lens surface increases, there are problems such as the need to improve the surface accuracy of all surfaces of the optical system and to increase the NA of the coupling lens.
It is difficult to reduce the diameter of the light spot. In addition, since the amount of non-arc is constant in the main scanning direction and the wavefront aberration cannot be satisfactorily corrected at all image heights in the main scanning direction, it is difficult to obtain a small diameter light spot.

【0050】最後に、図13を参照して、この発明の画
像形成装置の実施の1形態を説明する。この画像形成装
置はレーザプリンタである。レーザプリンタ100は像
担持体110として「円筒状に形成された光導電性の感
光体」を有している。像担持体110の周囲には、帯電
手段としての帯電ローラ120、現像装置130、転写
ローラ140、クリーニング装置150が配備されてい
る。帯電手段としては「コロナチャージャ」を用いるこ
ともできる。またレーザビームLBによる光走査装置1
70が設けられ、帯電ローラ120と現像装置130と
の間で「光書込による露光」を行うようになっている。
光走査装置は、上に実施例1〜3に即して説明した如き
ものである。図13において、符号160は定着装置、
符号180はカセット、符号190はレジストローラ
対、符号200は給紙コロ、符号210は搬送路、符号
220は排紙ローラ対、符号230はトレイ、符号Pは
記録媒体としての転写紙を示している。画像形成を行う
ときは、光導電性の感光体である像担持体110が時計
回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ120によ
り均一帯電され、光走査装置170のレーザビームの光
書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成さ
れた静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって、画像部が露
光されている。この静電潜像は、現像装置130により
反転現像され、像担持体110上にトナー画像が形成さ
れる。転写紙Pを収納したカセット180は、画像形成
装置100本体に着脱可能であり、図のごとく装着され
た状態において、収納された転写紙Pの最上位の1枚が
給紙コロ200により給紙され、給紙された転写紙Pは
その先端部をレジストローラ対190に銜えられる。レ
ジストローラ対190は、像担持体110上のトナー画
像が転写位置へ移動するのにタイミングをあわせて、転
写紙Pを転写部へ送りこむ。送りこまれた転写紙Pは、
転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写ロー
ラ140の作用によりトナー画像を静電転写される。ト
ナー画像を転写された転写紙Pは定着装置160へ送ら
れ、定着装置160においてトナー画像を定着され、搬
送路210を通り、排紙ローラ対220によりトレイ2
30上に排出される。トナー画像が転写されたのちの像
担持体110の表面は、クリーニング装置150により
クリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
光走査装置170として、実施例1〜3の如きものを用
いることにより、極めて良好な画像形成を実行すること
ができる。すなわち、図13に示す画像形成装置は、潜
像担持体110に光走査により潜像を形成し、形成され
た潜像を現像して所望の画像を得る画像形成装置におい
て、潜像担持体110の光走査を行う光走査装置とし
て、請求項19〜55の任意の1に記載の光走査装置を
用いるものであり(請求項56)、潜像担持体110が
光導電性の感光体であり、形成された潜像がトナー画像
として可視化され、トナー画像がシート状の記録媒体P
に定着されるものである(請求項57)。
Finally, an embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. This image forming apparatus is a laser printer. The laser printer 100 has a “photoconductive photosensitive member formed in a cylindrical shape” as the image carrier 110. Around the image carrier 110, a charging roller 120 as a charging unit, a developing device 130, a transfer roller 140, and a cleaning device 150 are provided. "Corona charger" can be used as the charging means. Optical scanning device 1 using laser beam LB
70 is provided to perform “exposure by optical writing” between the charging roller 120 and the developing device 130.
The optical scanning device is as described above with reference to the first to third embodiments. In FIG. 13, reference numeral 160 denotes a fixing device,
Reference numeral 180 denotes a cassette, reference numeral 190 denotes a pair of registration rollers, reference numeral 200 denotes a feed roller, reference numeral 210 denotes a conveyance path, reference numeral 220 denotes a pair of discharge rollers, reference numeral 230 denotes a tray, and reference numeral P denotes a transfer sheet as a recording medium. I have. When forming an image, the image carrier 110, which is a photoconductive photoconductor, is rotated clockwise at a constant speed, the surface thereof is uniformly charged by the charging roller 120, and the optical writing of the laser beam by the optical scanning device 170 is performed. To form an electrostatic latent image. The formed electrostatic latent image is a so-called “negative latent image”, and the image portion is exposed. This electrostatic latent image is reversely developed by the developing device 130 to form a toner image on the image carrier 110. The cassette 180 containing the transfer paper P is detachable from the main body of the image forming apparatus 100. When the cassette 180 is mounted as shown in FIG. Then, the leading end of the fed transfer paper P is held by the registration roller pair 190. The registration roller pair 190 sends the transfer paper P to the transfer unit at the same timing as the toner image on the image carrier 110 moves to the transfer position. The transferred transfer paper P is
The toner image is superimposed on the toner image at the transfer portion, and the toner image is electrostatically transferred by the action of the transfer roller 140. The transfer paper P on which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 160, where the toner image is fixed.
It is discharged on 30. The surface of the image carrier 110 after the transfer of the toner image is cleaned by the cleaning device 150 to remove residual toner, paper dust, and the like.
By using the optical scanning device 170 as in the first to third embodiments, extremely good image formation can be performed. That is, the image forming apparatus shown in FIG. 13 forms a latent image on the latent image carrier 110 by optical scanning, and develops the formed latent image to obtain a desired image. The optical scanning device according to any one of claims 19 to 55 is used as the optical scanning device for performing the optical scanning (claim 56), wherein the latent image carrier 110 is a photoconductive photoconductor. The formed latent image is visualized as a toner image, and the toner image is formed into a sheet-shaped recording medium P.
(Claim 57).

【0051】[0051]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明の走査
結像光学系によれば、副非円弧面を採用して波面収差を
有効に補正するので、50μm程度以下の小径の光スポ
ットを安定して得ることができる。また、この発明の光
走査装置は、上記走査結像光学系を用いて、小径の安定
した光スポットにより書込み密度の高い良好な書込みを
実現することができ、この発明の画像形成装置は、上記
光走査装置を用いることにり良好な画像形成を実現する
ことができる。
As described above, according to the scanning image forming optical system of the present invention, since the wavefront aberration is effectively corrected by using the sub-non-circular surface, a light spot having a small diameter of about 50 μm or less can be obtained. It can be obtained stably. Further, the optical scanning device of the present invention can realize good writing with a high writing density by using a stable light spot having a small diameter by using the above scanning image forming optical system. Good image formation can be achieved by using the optical scanning device.

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

【図1】光走査装置の発明の実施の1形態を説明するた
めの図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the invention of an optical scanning device.

【図2】光走査装置の発明の実施の別形態を説明するた
めの図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the invention of the optical scanning device.

【図3】副非円弧面を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining a sub-non-arc surface.

【図4】実施例1に関する像面湾曲と等速度特性とを示
す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating field curvature and constant velocity characteristics according to the first embodiment.

【図5】実施例1に関するスポット径の深度曲線を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a depth curve of a spot diameter according to the first embodiment.

【図6】実施例2に関する像面湾曲と等速度特性とを示
す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating field curvature and constant velocity characteristics according to a second embodiment.

【図7】実施例2に関するスポット径の深度曲線を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing a depth curve of a spot diameter according to the second embodiment.

【図8】実施例2における光スポットの像高:0と±1
00mmと±150mmの位置における波面収差を示す
図である。
FIG. 8 shows image heights of light spots in Example 2: 0 and ± 1.
It is a figure which shows the wavefront aberration in the position of 00mm and +/- 150mm.

【図9】実施例2において、4隅を40%カットしたア
パーチュアを用いた場合における光スポットの像高:
0,±100mm、±150mmの位置における波面収
差を示す図である。
FIG. 9 shows an image height of a light spot when an aperture in which four corners are cut by 40% is used in Example 2.
It is a figure which shows the wavefront aberration in the position of 0, ± 100mm, and ± 150mm.

【図10】実施例2における副非円弧面の副走査断面内
の近軸曲率の主走査方向の変化を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a change in the main scanning direction of the paraxial curvature in the sub-scanning section of the sub-non-arc surface in the second embodiment.

【図11】実施例3に関する像面湾曲と等速度特性とを
示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating field curvature and constant velocity characteristics according to a third embodiment.

【図12】実施例2において、矩形の4隅をまるめた形
状の開口形状のアパーチュアを用いたときの光スポット
の像高:0,±100mm、±150mmの位置におけ
る波面収差を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating wavefront aberrations at positions of image heights of light spots: 0, ± 100 mm, and ± 150 mm when an aperture having an opening shape with rounded four corners is used in Example 2. .

【図13】画像形成装置の発明の実施の1形態を示す図
である。
FIG. 13 is a diagram showing an embodiment of the invention of the image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 光偏向手段 20A 偏向反射面 22,24 走査結像光学系を構成するレンズ 26 被走査面 Reference Signs List 20 light deflecting means 20A deflecting / reflecting surface 22, 24 lens constituting scanning image forming optical system 26 surface to be scanned

Claims (57)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】偏向反射面を有する光偏向手段により偏向
された偏向光束を、被走査面上に光スポットとして集光
させる走査結像光学系であって、 1以上のレンズを含み、 少なくともレンズ面の1つが、副非円弧面であり、 該副非円弧面は、副走査断面内の形状が非円弧形状で、
該非円弧形状が、主走査方向における副走査断面の位置
に応じて変化する面であり、 上記副非円弧面の形状が、被走査面上の各走査位置にお
ける波面収差を補正するように定められていることを特
徴とする走査結像光学系。
1. A scanning image forming optical system for converging a deflected light beam deflected by an optical deflecting means having a deflecting reflection surface as a light spot on a surface to be scanned, comprising: at least one lens; One of the surfaces is a sub-non-arc surface, and the sub-non-arc surface has a non-arc shape in the sub-scan section.
The non-arc shape is a surface that changes in accordance with the position of the sub-scan section in the main scanning direction, and the shape of the sub-non-arc surface is determined so as to correct wavefront aberration at each scanning position on the surface to be scanned. A scanning image forming optical system.
【請求項2】請求項1記載の走査結像光学系において、 副非円弧面の、主走査断面内の形状が非円弧形状である
ことを特徴とする走査結像光学系。
2. The scanning imaging optical system according to claim 1, wherein the shape of the sub-non-arc surface in the main scanning section is a non-arc shape.
【請求項3】請求項1または2記載の走査結像光学系に
おいて、 副非円弧面の波面収差補正は、瞳面上についてRMS:
0.1λ(λは使用波長)以下であることを特徴とする
走査結像光学系。
3. The scanning image forming optical system according to claim 1, wherein the wavefront aberration correction on the sub-non-arc surface is performed by RMS:
A scanning image forming optical system having a wavelength of 0.1λ or less (λ is a working wavelength) or less.
【請求項4】請求項1または2または3記載の走査結像
光学系において、 被走査面上の光スポットのスポット径を、光スポットに
おける光強度分布のラインスプレッド関数における1/
2強度で定義するとき、該スポット径を主―副走査方
向とも、有効書込み範囲内で50μm以下とする結像機
能を持つことを特徴とする走査結像光学系。
4. A scanning image forming optical system according to claim 1, wherein the spot diameter of the light spot on the surface to be scanned is 1/1 in a line spread function of the light intensity distribution of the light spot.
A scanning imaging optical system having an imaging function of defining the spot diameter as 50 μm or less in the effective writing range in both the main scanning direction and the sub-scanning direction as defined by e 2 intensity.
【請求項5】請求項1または2または3または4記載の
走査結像光学系において、 副走査方向の、光軸上の横倍率:β0が、条件: (1) 0.2 < |β0| <1.5 を満足することを特長とする走査結像光学系。
5. The scanning image forming optical system according to claim 1, wherein the lateral magnification on the optical axis in the sub-scanning direction: β 0 satisfies the following condition: (1) 0.2 <| β A scanning imaging optical system characterized by satisfying 0 | <1.5.
【請求項6】請求項1〜5の任意の1に記載の走査結像
光学系において、 副走査方向に関し、光軸上の横倍率:β0,任意像高:
hでの横倍率:βhが、条件: (2) 0.93<|βh/β0|<1.07 を満足することを特徴とする走査結像光学系。
6. A scanning image forming optical system according to claim 1, wherein a lateral magnification on the optical axis in the sub-scanning direction: β 0 , an arbitrary image height:
A scanning imaging optical system characterized in that a lateral magnification at h : β h satisfies the following condition: (2) 0.93 <| β h / β 0 | <1.07.
【請求項7】請求項1〜6の任意の1に記載の走査結像
光学系において、 副非円弧面の、副走査断面内における非円弧形状の、円
弧からのずれ量である非円弧量が、主走査方向に非対称
に変化することを特徴とする走査結像光学系。
7. The scanning image forming optical system according to claim 1, wherein a non-arc amount is a shift amount of the sub-non-arc surface from the arc in the non-arc shape in the sub-scan section. However, the scanning image forming optical system changes asymmetrically in the main scanning direction.
【請求項8】請求項1〜7の任意の1に記載の走査結像
光学系において、 副走査断面内の近軸曲率が主走査方向に非対称的に変化
し、且つ、上記近軸曲率の変化が2以上の極値を持つレ
ンズ面を、少なくとも1面有することを特徴とする走査
結像光学系。
8. A scanning imaging optical system according to claim 1, wherein the paraxial curvature in the sub-scanning section changes asymmetrically in the main scanning direction, and the paraxial curvature is smaller than the paraxial curvature. A scanning image forming optical system comprising at least one lens surface having an extreme value having a change of 2 or more.
【請求項9】請求項8記載の走査結像光学系において、 副走査断面内の近軸曲率の変化における極値の少なくと
も1つは、その主走査方向の位置:he が、+像高側又
は−像高側の、レンズ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結像光学系。
9. The scanning image forming optical system according to claim 8, wherein at least one of the extreme values in the change of the paraxial curvature in the sub-scanning section has a position in the main scanning direction: he at the + image height side. Or-the effective lens height from the lens optical axis on the image height side: hmax
(3) | (he) / (hmax) |> 0.5.
【請求項10】請求項8または9記載の走査結像光学系
において、 副走査断面内の近軸曲率が主走査方向に非対称的に変化
し、且つ、上記近軸曲率の変化が2以上の極値を持つレ
ンズ面が、副非円弧面であることを特徴とする走査結像
光学系。
10. The scanning imaging optical system according to claim 8, wherein the paraxial curvature in the sub-scanning section changes asymmetrically in the main scanning direction, and the change in the paraxial curvature is 2 or more. A scanning imaging optical system, wherein a lens surface having an extreme value is a sub-non-arc surface.
【請求項11】請求項1〜10の任意の1に記載の走査
結像光学系において、 有効書込幅:W、該有効書込幅内における副走査像面湾
曲の幅:Fs が条件: (4) Fs/W < 0.005 を満足することを特徴とする走査結像光学系。
11. The scanning image forming optical system according to claim 1, wherein the effective writing width is W and the width of the sub-scanning field curvature within the effective writing width is Fs. (4) A scanning imaging optical system, wherein Fs / W <0.005 is satisfied.
【請求項12】請求項1〜11の任意の1に記載の走査
結像光学系において、 副非円弧面の主走査断面内の形状が、光スポットの等速
度特性を補正するように定められていることを特徴とす
る走査結像光学系。
12. A scanning image forming optical system according to claim 1, wherein the shape of the sub-non-arc surface in the main scanning section is determined so as to correct the constant velocity characteristic of the light spot. A scanning image forming optical system.
【請求項13】請求項1〜12の任意の1に記載の走査
結像光学系において、 偏向反射面近傍と被走査面位置とを副走査方向に関し
て、幾何光学的な共役関係とする機能を有するアナモフ
ィックな光学系であることを特徴とする走査結像光学
系。
13. A scanning image forming optical system according to claim 1, wherein a function of making the vicinity of the deflecting reflection surface and the position of the surface to be scanned geometrically conjugate with respect to the sub-scanning direction. A scanning imaging optical system, characterized in that the optical system is an anamorphic optical system.
【請求項14】請求項13記載の走査結像光学系におい
て、 2枚のレンズにより構成されることを特徴とする走査結
像光学系。
14. A scanning image forming optical system according to claim 13, wherein said optical system comprises two lenses.
【請求項15】請求項14記載の走査結像光学系におい
て、 被走査面側のレンズの、被走査面側のレンズ面が副非円
弧面であることを特徴とする走査結像光学系。
15. The scanning image forming optical system according to claim 14, wherein the lens surface on the scanned surface side of the lens on the scanned surface side is a sub-non-circular surface.
【請求項16】請求項14記載の走査結像光学系におい
て、 被走査面側のレンズの、光偏向手段側のレンズ面が副非
円弧面であることを特徴とする走査結像光学系。
16. A scanning image forming optical system according to claim 14, wherein the lens surface on the light deflection means side of the lens on the surface to be scanned is a sub-non-circular surface.
【請求項17】請求項15記載の走査結像光学系におい
て、 主走査方向に弱い集束光束である偏向光束を、被走査面
上に集光する機能を持つことを特徴とする走査結像光学
系。
17. A scanning image forming optical system according to claim 15, wherein said scanning image forming optical system has a function of converging a deflected light beam which is a weakly focused light beam in the main scanning direction on a surface to be scanned. system.
【請求項18】請求項16記載の走査結像光学系におい
て、 主走査方向に平行光束である偏向光束を、被走査面上に
集光する機能を持つことを特徴とする走査結像光学系。
18. A scanning image forming optical system according to claim 16, wherein said scanning image forming optical system has a function of converging a deflected light beam which is a parallel light beam in a main scanning direction on a surface to be scanned. .
【請求項19】光源からの光束を偏向反射面を有する光
偏向手段により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系に
より、被走査面上に光スポットとして集光させて光走査
を行う光走査装置であって、 走査結像光学系として、請求項1〜12の任意の1に記
載の走査結像光学系を用いることを特徴とする光走査装
置。
19. An optical scanning device for deflecting a light beam from a light source by an optical deflecting means having a deflecting / reflecting surface, and condensing the deflected light beam as a light spot on a surface to be scanned by a scanning image forming optical system to perform optical scanning. An optical scanning device, wherein the scanning image forming optical system according to any one of claims 1 to 12 is used as the scanning image forming optical system.
【請求項20】光源からの光束を主走査方向に長い線像
として結像させ、上記線像の近傍に偏向反射面を有する
光偏向手段により偏向させ、偏向光束を走査結像光学系
により被走査面上に光スポットとして集光させて光走査
を行う光走査装置であって、 走査結像光学系として、請求項13〜18の任意の1に
記載の走査結像光学系を用いることを特徴とする光走査
装置。
20. A light beam from a light source is formed as a long line image in the main scanning direction, is deflected by a light deflecting means having a deflecting reflection surface near the line image, and the deflected light beam is received by a scanning image forming optical system. An optical scanning device that performs optical scanning by condensing light as a light spot on a scanning surface, wherein the scanning imaging optical system according to any one of claims 13 to 18 is used as a scanning imaging optical system. Optical scanning device characterized by the following.
【請求項21】請求項20記載の光走査装置において、 光偏向手段により偏向される偏向光束が、主走査方向に
弱い集束光束であり、走査結像光学系として、請求項1
7記載の走査結像光学系を用いることを特徴とする光走
査装置。
21. An optical scanning device according to claim 20, wherein the deflecting light beam deflected by the light deflecting means is a converging light beam weak in the main scanning direction, and is used as a scanning image forming optical system.
An optical scanning device using the scanning image forming optical system according to claim 7.
【請求項22】請求項20記載の光走査装置において、 光偏向手段により偏向される偏向光束が、主走査方向に
平行光束であり、走査結像光学系として、請求項18記
載の走査結像光学系を用いることを特徴とする光走査装
置。
22. An optical scanning device according to claim 20, wherein the deflecting light beam deflected by the light deflecting means is a parallel light beam in the main scanning direction, and is used as a scanning image forming optical system. An optical scanning device using an optical system.
【請求項23】請求項21または22記載の光走査装置
において、 光源としての半導体レーザからの光束が、カップリング
レンズにより取り込まれ、線像結像光学系により偏向反
射面近傍に、主走査方向に長い線像として結像されるも
のであり、 光源と偏向反射面との間にビーム整形を行うアパーチュ
アを有し、 該アパーチュアの開口が、カップリングされた光束の主
−副走査方向の4隅部の部分を遮断する形状を有するこ
とを特徴とする光走査装置。
23. The optical scanning device according to claim 21, wherein a light beam from a semiconductor laser as a light source is taken in by a coupling lens, and is brought into the vicinity of a deflecting reflection surface by a line image forming optical system in a main scanning direction. An aperture for shaping the beam between the light source and the deflecting / reflecting surface, and the aperture of the aperture is provided in the main-sub-scanning direction of the coupled light beam in the main-sub scanning direction. An optical scanning device having a shape that blocks a corner portion.
【請求項24】光束を放射する光源と、 この光源からの光束を入射され、光束形態を変換する第
1レンズ系と、 偏向反射面を有し、上記第1レンズ系からの光束を偏向
させる光偏向手段と、 この光偏向手段により偏向された偏向光束を、被走査面
上に、偏向角に応じて像高の変化する光スポットとして
集光させる第2レンズ系とを有し、 上記第2レンズ系に含まれるレンズ面の少なくとも1面
は、複数の副走査断面内で非円弧形状を有し、なおか
つ、少なくとも2つの副走査断面内の上記非円弧形状が
互いに異なるものであり、 有効書込幅:W、該有効書込幅内における副走査像面湾
曲の幅:Fs が条件: (4) Fs/W < 0.005 を満足することを特徴とする光走査装置。
24. A light source that emits a light beam, a first lens system that receives the light beam from the light source and converts the light beam form, and a deflection / reflection surface, and deflects the light beam from the first lens system. A light deflecting means, and a second lens system for condensing the deflected light beam deflected by the light deflecting means on a surface to be scanned as a light spot whose image height changes according to the deflection angle; At least one of the lens surfaces included in the two-lens system has a non-arc shape in a plurality of sub-scan cross sections, and the non-arc shapes in at least two sub-scan cross sections are different from each other. An optical scanning device characterized in that a writing width: W and a width of the sub-scanning field curvature within the effective writing width: Fs satisfy the following condition: (4) Fs / W <0.005.
【請求項25】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系は、独立した少なくとも2枚のレンズを有
し、これら2枚のレンズの4面のレンズ面が、主走査断
面内において非円弧形状を有すること特徴とする光走査
装置。
25. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system has at least two independent lenses, and the four lens surfaces of the two lenses are located within the main scanning section. An optical scanning device having a non-arc shape.
【請求項26】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系は、独立した少なくとも2枚のレンズを有
し、これら2枚のレンズの4面のレンズ面の内の少なく
とも3面が、主走査断面内において非円弧形状を有する
こと特徴とする光走査装置。
26. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system has at least two independent lenses, and at least three of the four lens surfaces of the two lenses are at least three. An optical scanning device having a non-circular shape in a main scanning section.
【請求項27】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系は、独立した少なくとも2枚のレンズを有
し、これら2枚のレンズの4面のレンズ面の内、少なく
とも1面は、副走査断面内に非円弧形状を有し、且つ、
上記非円弧形状は、その近軸曲率半径を主走査方向に連
ねた曲率中心線が、当該レンズ面の主走査断面内の形状
と異なる曲線であることを特徴とする光走査装置。
27. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system has at least two independent lenses, and at least one of the four lens surfaces of the two lenses is at least one. Has a non-circular shape in the sub-scan section, and
The optical scanning device according to claim 1, wherein the non-circular shape has a curved center line in which the paraxial radius of curvature is continued in the main scanning direction and a curve different from the shape of the lens surface in the main scanning cross section.
【請求項28】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系が、3枚以上のレンズを含むことを特徴と
する光走査装置。
28. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system includes three or more lenses.
【請求項29】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系が、1枚のレンズのみで構成されているこ
とを特徴とする光走査装置。
29. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system comprises only one lens.
【請求項30】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系が、2枚以上のレンズを含むことを特徴と
する光走査装置。
30. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system includes two or more lenses.
【請求項31】請求項24記載の光走査装置において、 書込み密度が、略600〜1200dpiの範囲に設定
されたことを特徴とする光走査装置。
31. The optical scanning device according to claim 24, wherein the writing density is set in a range of approximately 600 to 1200 dpi.
【請求項32】請求項24記載の光走査装置において、 書込み密度が、略1200〜2400dpiの範囲に設
定されたことを特徴とする光走査装置。
32. The optical scanning device according to claim 24, wherein the writing density is set in a range of approximately 1200 to 2400 dpi.
【請求項33】請求項24記載の光走査装置において、 書込み密度が、略2400dpi以上に設定されたこと
を特徴とする光走査装置。
33. The optical scanning device according to claim 24, wherein the writing density is set to approximately 2400 dpi or more.
【請求項34】請求項24記載の光走査装置において、 光源が2以上の光束を放射するものであることを特徴と
する光走査装置。
34. The optical scanning device according to claim 24, wherein the light source emits two or more light beams.
【請求項35】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系が、偏向光束の幾何光学的な結像位置に、
上記偏向光束のビームウエスト位置を合致させるように
面形状を定められた副非円弧面を持ったレンズを、少な
くとも1個有することを特徴とする光走査装置。
35. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system is located at a geometric optical imaging position of the deflected light beam.
An optical scanning device, comprising: at least one lens having a sub-non-arc surface whose surface shape is determined so as to match the beam waist position of the deflected light beam.
【請求項36】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系が、副走査方向において、偏向反射面近傍
と被走査面位置とを副走査方向に関して、幾何光学的な
共役関係とする機能を有するアナモフィックな光学系で
あることを特徴とする光走査装置。
36. The optical scanning device according to claim 24, wherein the second lens system sets the vicinity of the deflecting reflection surface and the position of the surface to be scanned in the sub-scanning direction in a geometrical conjugate relationship with respect to the sub-scanning direction. An optical scanning device comprising an anamorphic optical system having a function.
【請求項37】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系が、副走査方向に関して、光軸上の横倍
率:β0と、任意像高:hでの横倍率:βhとが、条件: (2) 0.93<|βh/β0|<1.07 を満足するものであることを特徴とする光走査装置。
37. An optical scanning apparatus according to claim 24, wherein the second lens system, the sub-scanning direction, the lateral magnification of the optical axis: the beta 0, any image height lateral magnification in h: and beta h Satisfies the following condition: (2) 0.93 <| β h / β 0 | <1.07.
【請求項38】請求項24記載の光走査装置において、 第2レンズ系に含まれるレンズ面の少なくとも1面が副
非円弧面であり、 この副非円弧面の形状が、有効書込み幅内における光ス
ポットの全像高に対して、ビームウエスト位置が被走査
面位置と合致するように定められたことを特徴とする光
走査装置。
38. The optical scanning device according to claim 24, wherein at least one of the lens surfaces included in the second lens system is a sub-non-arc surface, and the shape of the sub-non-arc surface is within the effective writing width. An optical scanning device wherein a beam waist position is determined so as to match a position of a surface to be scanned with respect to an entire image height of a light spot.
【請求項39】光束を放射する光源と、 この光源からの光束を入射され、光束形態を変換する第
1レンズ系と、 偏向反射面を有し、上記第1レンズ系からの光束を偏向
させる光偏向手段と、 この光偏向手段により偏向された偏向光束を、被走査面
上に、偏向角に応じて像高の変化する光スポットとして
集光させる第2レンズ系とを有し、 上記第2レンズ系に含まれるレンズ面の少なくとも1面
が副非円弧面であることを特徴とする光走査装置。
39. A light source that emits a light beam, a first lens system that receives the light beam from the light source and converts the light beam form, and a deflection / reflection surface, and deflects the light beam from the first lens system. A light deflecting means, and a second lens system for condensing the deflected light beam deflected by the light deflecting means on a surface to be scanned as a light spot whose image height changes according to the deflection angle; An optical scanning device, wherein at least one of the lens surfaces included in the two-lens system is a sub-non-arc surface.
【請求項40】請求項39記載の光走査装置において、 副非円弧面の形状が、被走査面上の各走査位置における
波面収差を補正するように定められていることを特徴と
する光走査装置。
40. The optical scanning device according to claim 39, wherein the shape of the sub-non-arc surface is determined so as to correct the wavefront aberration at each scanning position on the surface to be scanned. apparatus.
【請求項41】請求項39記載の光走査装置において、 瞳面上の光束断面をn個の部分に分割し、分割された部
分を分割部分:1,2,3,..,i,..,nとし、
これら分割部分:i(i=1,2,3,....,n)
における波面収差量をXi、波面収差量:Xiの平均
値:ΣXi/nをXとするとき、 √{Σ(Xi−X)2/n}で定義される、瞳面上の波面
収差のRMSが、使用波長をλとして、 √{Σ(Xi−X)2/n}≦0.1λ となるように、波面収差を補正されたことを特徴とする
光走査装置。
41. The optical scanning device according to claim 39, wherein the light beam cross section on the pupil plane is divided into n parts, and the divided parts are divided into 1, 2, 3,. . , I,. . , N,
These divided parts: i (i = 1, 2, 3, ..., n)
Where Xi is the wavefront aberration amount and Xi / n is the average value of the wavefront aberration amount: Xi, and RMS of the wavefront aberration on the pupil plane defined by {(Xi−X) 2 / n} Wherein the wavefront aberration is corrected such that {(Xi−X) 2 /n}≦0.1λ, where λ is the wavelength used.
【請求項42】請求項39記載の光走査装置において、 副非円弧面の、副走査断面内における非円弧形状の、円
弧からのずれ量である非円弧量が、全像高に対して異な
ることを特徴とする光走査装置。
42. The optical scanning device according to claim 39, wherein the amount of non-arc, which is the amount of deviation from the arc, of the non-arc in the sub-scan section of the sub-non-arc surface is different from the total image height. An optical scanning device, comprising:
【請求項43】請求項42記載の光走査装置において、 光軸近傍と主走査方向周辺部との非円弧量が互いに異な
ることを特徴とする光走査装置。
43. The optical scanning device according to claim 42, wherein the amount of non-arc in the vicinity of the optical axis and the peripheral portion in the main scanning direction are different from each other.
【請求項44】請求項42記載の光走査装置において、 第1レンズ系が、波面収差を補正されていることを特徴
とする光走査装置。
44. The optical scanning device according to claim 42, wherein the first lens system is corrected for wavefront aberration.
【請求項45】請求項39記載の光走査装置において、 書込み密度が、略600〜1200dpiの範囲に設定
されたことを特徴とする光走査装置。
45. The optical scanning device according to claim 39, wherein the writing density is set in a range of approximately 600 to 1200 dpi.
【請求項46】請求項39記載の光走査装置において、 書込み密度が、略1200〜2400dpiの範囲に設
定されたことを特徴とする光走査装置。
46. The optical scanning device according to claim 39, wherein the writing density is set in a range of approximately 1200 to 2400 dpi.
【請求項47】請求項39記載の光走査装置において、 書込み密度が、略2400dpi以上に設定されたこと
を特徴とする光走査装置。
47. The optical scanning device according to claim 39, wherein the writing density is set to approximately 2400 dpi or more.
【請求項48】請求項39記載の光走査装置において、 光源が2以上の光束を放射するものであることを特徴と
する光走査装置。
48. The optical scanning device according to claim 39, wherein the light source emits two or more light beams.
【請求項49】請求項39記載の光走査装置において、 第2レンズ系が、副走査方向において、偏向反射面近傍
と被走査面位置とを副走査方向に関して、幾何光学的な
共役関係とする機能を有するアナモフィックな光学系で
あることを特徴とする光走査装置。
49. The optical scanning device according to claim 39, wherein the second lens system sets the vicinity of the deflecting reflection surface and the position of the surface to be scanned in the sub-scanning direction to have a geometrical conjugate relationship in the sub-scanning direction. An optical scanning device comprising an anamorphic optical system having a function.
【請求項50】請求項39記載の光走査装置において、 第2レンズ系が、副走査方向に関して、光軸上の横倍
率:β0と、任意像高:hでの横倍率:βhとが、条件: (2) 0.93<|βh/β0|<1.07 を満足するものであることを特徴とする光走査装置。
11. 50. A light scanning device according to claim 39, the second lens system, the sub-scanning direction, the lateral magnification of the optical axis: the beta 0, any image height lateral magnification in h: and beta h Satisfies the following condition: (2) 0.93 <| β h / β 0 | <1.07.
【請求項51】請求項39記載の光走査装置において、 被走査面上の光スポットのスポット径を、光スポットに
おける光強度分布のラインスプレッド関数における1/
2強度で定義するとき、該スポット径が、主−副走査
方向とも、有効書込み範囲内で50μm以下であること
を特徴とする光走査装置。
51. The optical scanning device according to claim 39, wherein the spot diameter of the light spot on the surface to be scanned is 1 / the value of the line spread function of the light intensity distribution at the light spot.
An optical scanning device characterized in that the spot diameter is 50 μm or less in the effective writing range in both the main and sub-scanning directions as defined by e 2 intensity.
【請求項52】請求項39記載の光走査装置において、 第2レンズの、副走査方向の、光軸上の横倍率:β0が、
条件: (1) 0.2 < |β0| <1.5 を満足することを特長とする光走査装置。
52. The optical scanning device according to claim 39, wherein the lateral magnification β 0 of the second lens on the optical axis in the sub-scanning direction is:
Conditions: (1) 0.2 <| β 0 | < optical scanning device that features that satisfies 1.5.
【請求項53】請求項39記載の光走査装置において、 副非円弧面の、副走査断面内における非円弧形状の、円
弧からのずれ量である非円弧量が、主走査方向に非対称
に変化することを特徴とする走査結像光学系。
53. The optical scanning device according to claim 39, wherein the non-arc amount, which is a shift amount of the non-arc shape in the sub-scan section in the sub-scan section, from the arc changes asymmetrically in the main scanning direction. A scanning image forming optical system.
【請求項54】請求項39記載の光走査装置において、 副非円弧面の、副走査断面内における非円弧形状の、円
弧からのずれ量である非円弧量が、主走査方向に対称に
変化することを特徴とする走査結像光学系。
54. The optical scanning device according to claim 39, wherein the amount of non-arc, which is the amount of deviation of the non-arc shape in the sub-scan section from the arc in the sub-scan section, changes symmetrically in the main scanning direction. A scanning image forming optical system.
【請求項55】請求項39記載の光走査装置において、 少なくとも1面の副非円弧面の形状が、全像高に対して
波面収差を補正するように定められていることを特徴と
する光走査装置。
55. The optical scanning device according to claim 39, wherein the shape of at least one sub-non-arc surface is determined so as to correct wavefront aberration with respect to the entire image height. Scanning device.
【請求項56】潜像担持体に光走査により潜像を形成
し、形成された潜像を現像して所望の画像を得る画像形
成装置において、 潜像担持体の光走査を行う光走査装置として、請求項1
9〜55の任意の1に記載の光走査装置を用いることを
特徴とする画像形成装置。
56. An image forming apparatus for forming a latent image on a latent image carrier by optical scanning and developing the formed latent image to obtain a desired image, wherein the optical scanning device performs optical scanning of the latent image carrier. Claim 1
An image forming apparatus using the optical scanning device according to any one of 9 to 55.
【請求項57】請求項56記載の画像形成装置におい
て、 潜像担持体が光導電性の感光体であり、形成された潜像
がトナー画像として可視化され、上記トナー画像がシー
ト状の記録媒体に定着されることを特徴とする画像形成
装置。
57. The image forming apparatus according to claim 56, wherein the latent image carrier is a photoconductive photoconductor, the formed latent image is visualized as a toner image, and the toner image is a sheet-shaped recording medium. An image forming apparatus, wherein:
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