JP2001305453A - Optical scanner, line image forming optical system in optical scanner, image-formation adjustment method in optical scanner and image forming device - Google Patents

Optical scanner, line image forming optical system in optical scanner, image-formation adjustment method in optical scanner and image forming device

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JP2001305453A
JP2001305453A JP2000119609A JP2000119609A JP2001305453A JP 2001305453 A JP2001305453 A JP 2001305453A JP 2000119609 A JP2000119609 A JP 2000119609A JP 2000119609 A JP2000119609 A JP 2000119609A JP 2001305453 A JP2001305453 A JP 2001305453A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively reduce an image plane fluctuation in the main scanning direction and the subscanning direction caused by a temperature change, by using an optical element made of a resin easy in processing and assembling, without using a mechanical mechanism nor narrowing the latitude of designs. SOLUTION: The line image forming optical system in an optical scanner which sets a beam from a light source 1 as a beam having a prescribed beam form with a coupling optical system 2, image-forms the beam as a long line image in the main scanning direction with line image forming optical systems 3, 4, deflects it with a light deflector 5 having a deflection reflecting surface near the image forming position of the line image, condenses a deflection beam toward a surface to be scanned 7 with a scanning image forming optical system 60, forms a light spot on the surface to be scanned 7 to perform the optical scanning of the surface to be scanned 7 has one or more lenses 3 made of a resin, and one or more glass lenses 4. The lens 3 made of a resin includes two planes having negative power in the subscanning direction and at least one plane having negative power in the main scanning direction. The power of each surface of the lens 3 made of a resin is set so that the image plane fluctuation caused by the temperature change of the coupling optical system and/or the scanning image forming optical system is effectively reduced.

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・光
走査装置における線像結像光学系・光走査装置における
結像調整方法・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 line image forming optical system in the optical scanning device, an imaging adjustment method in the optical scanning device, and an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】光走査装置は、デジタル複写機やレーザ
プリンタ等に関連して広く知られている。これら光走査
装置は「光源からのビーム(この明細書において「光ビ
ーム」を意味する)をカップリング光学系により所定の
ビーム形態のビームとし、このビームを線像結像光学系
により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を持つ光偏向器により偏向さ
せ、偏向ビームを走査結像光学系により被走査面に向け
て集光し、被走査面上に光スポットを形成して被走査面
の光走査を行う」という構成を取るのが一般的である。
このように、光源側からのビームを線像結像光学系によ
り「光偏向器の偏向反射面近傍に、主走査方向に長い線
像として結像させる」ことにより、光偏向器における所
謂「面倒れ」の補正を行うことができる。近年、デジタ
ル複写機やレーザプリンタにおける画像密度の高密度化
が求められ、被走査面上に形成される光スポットのスポ
ット径は、ますます小径化する傾向にある。また、コス
トの低減や、小径化の実現に必要な「特殊な面形状」を
実現するため、光走査光学系を構成する光学素子の樹脂
化が進んでいる。光スポットは、光偏向器により偏向さ
れた偏向ビームが走査結像光学系により被走査面に向け
て集光されて形成するものであり、理想的には集束する
偏向ビームのビームウエストにより形成されるものであ
る。上記構成の光走査装置では走査結像光学系は「主走
査方向と副走査方向とでパワーの異なるアナモルフィッ
クな光学系」であり、このため、偏向ビームにおける主
走査方向でのビームウエスト位置と副走査方向でのビー
ムウエスト位置とは、一般に完全には合致しない。上記
主走査・副走査方向のビームウエスト位置を、各々連ね
たのが主走査方向および副走査方向の像面であり、これ
らは光学系の像面湾曲に従って湾曲する。「主走査・副
走査方向ともに小径の光スポット」で、良好な光走査を
行うことができるためには、主走査・副走査方向のビー
ムウエスト位置が、光スポットの「主走査方向の位置
(像高)に拘わらず」被走査面と実質的に合致するこ
と、即ち、主走査方向および副走査方向の像面が実質的
に被走査面と合致することが必要であり、このような条
件を満たすべく主走査・副走査方向の像面湾曲を良好に
補正するように光学設計が行われるのである。
2. Description of the Related Art Optical scanning devices are widely known in relation to digital copying machines, laser printers and the like. In these optical scanning devices, "a beam from a light source (which means" light beam "in this specification) is converted into a beam having a predetermined beam form by a coupling optical system, and this beam is formed by a line image forming optical system in the main scanning direction. The beam is deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the image forming position of the line image, and the deflected beam is condensed toward the surface to be scanned by the scanning image forming optical system. A light spot is formed on a surface to perform optical scanning of the surface to be scanned ".
In this way, the beam from the light source side is formed as a long line image in the main scanning direction in the vicinity of the deflecting reflection surface of the optical deflector by the line image forming optical system. Correction ”can be performed. In recent years, digital copiers and laser printers have been required to have a higher image density, and the spot diameter of a light spot formed on a surface to be scanned tends to be smaller. Further, in order to realize a “special surface shape” required for cost reduction and reduction in diameter, resin elements of optical elements constituting an optical scanning optical system are being developed. The light spot is formed by converging a deflection beam deflected by an optical deflector toward a surface to be scanned by a scanning imaging optical system, and ideally is formed by a beam waist of the converging deflection beam. Things. In the optical scanning device having the above configuration, the scanning image forming optical system is an “anamorphic optical system having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction”. Therefore, the beam waist position of the deflected beam in the main scanning direction is used. And the beam waist position in the sub-scanning direction generally do not completely match. The beam waist positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction are connected to each other in image planes in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and these are curved according to the field curvature of the optical system. In order to perform good optical scanning with a “light spot having a small diameter in both the main scanning direction and the sub-scanning direction”, the beam waist position in the main scanning and sub-scanning direction must be set at the “position of the light spot in the main scanning direction ( Irrespective of the image height), it is necessary that the image plane in the main scanning direction and the sub-scanning direction substantially coincide with the surface to be scanned. The optical design is performed so as to satisfactorily correct the field curvature in the main scanning and sub scanning directions.

【0003】しかし、設計上でいくら良好な結果が得ら
れたとしても、実際的に設計上の光学特性が実現される
わけではない。例えば、走査結像光学系として一般的な
fθレンズに加工誤差や組み付け誤差があると、実際の
偏向ビームの像面位置は被走査面位置に対してずれるの
で、光スポットのスポット径は設計上の値よりも「大径
化」してしまう。fθレンズ等を「実質的に設計通り」
に作成し、高精度に組み付ければ、被走査面上に、実質
的に設計通りのスポット径を持った光スポットを形成で
きるが、fθレンズに「樹脂製レンズ」が含まれている
と、光走査装置内の温度が変化した場合「樹脂レンズの
屈折率変化や形状変化」が生じ、像面が被走査面に対し
てずれる「像面変動」を招来し、スポット径が大径化す
る。また、上記温度変化により、カップリング光学系を
保持する金属保持具が膨張あるいは収縮すると、カップ
リング光学系と光源との距離が微小距離変化してカップ
リング作用が変化し、やはりスポット径増大の原因とな
る。樹脂レンズの「温度変化」に起因する像面変動の向
き(像面が移動する向き)は、樹脂製レンズのパワーが
正の場合と負の場合とで互いに逆の向きに発生するの
で、光源から光偏向器に至る光路上に「fθレンズの樹
脂製レンズと逆のパワーを持つ樹脂製レンズ」を配備
し、各々のパワーを調整することにより、温度変化に伴
なう像面の変動を相殺することが可能である(特開平8
−292388号公報、特許第2804647号公
報)。特開平8−292388号公報記載の方法では、
光源と光偏向器との間に配備される樹脂製レンズは「主
走査方向に関してはパワーを持たない」ので、温度変化
に伴う主走査方向の像面変動に関しては補正機能がな
く、主走査方向のスポット径の大径化を防止できない。
また、特開平8−292388公報記載の全実施例と
も、補正用の「負のパワーを持つ樹脂製レンズ」を平凹
シリンドリカルレンズで構成しているが、実施例にも記
載されたように、曲率半径が約5mm〜8mmとかなり
小さく、加工精度や組み付け精度が厳しくなる。これ
は、温度変化に対する補正機能を「1面のみに持たせて
いる」ためである。
[0003] However, no matter how good a design result is, it does not mean that a design optical characteristic is actually realized. For example, if there is a processing error or an assembling error in a general fθ lens as a scanning imaging optical system, the actual image plane position of the deflected beam is shifted with respect to the position of the surface to be scanned. "Increase in diameter" than the value of. fθ lens etc. "substantially as designed"
If it is created and assembled with high accuracy, a light spot having a spot diameter substantially as designed can be formed on the scanned surface, but if the fθ lens includes a `` resin lens '', When the temperature in the optical scanning device changes, "a change in the refractive index or shape of the resin lens" occurs, causing "image surface fluctuation" in which the image surface is shifted with respect to the surface to be scanned, and the spot diameter increases. . Further, when the metal holder that holds the coupling optical system expands or contracts due to the temperature change, the distance between the coupling optical system and the light source changes by a small distance, and the coupling action changes, which also increases the spot diameter. Cause. The direction of the image plane fluctuation (the direction in which the image plane moves) due to the “temperature change” of the resin lens occurs in opposite directions when the power of the resin lens is positive and when the power of the resin lens is negative. On the optical path from to the optical deflector, a “resin lens with the opposite power to the fθ lens resin lens” is deployed, and by adjusting each power, the fluctuation of the image plane due to the temperature change It is possible to cancel each other (Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8
-292388, Japanese Patent No. 2804647). In the method described in JP-A-8-292388,
Since the resin lens provided between the light source and the optical deflector "has no power in the main scanning direction", there is no correction function for image plane fluctuation in the main scanning direction due to a temperature change. The spot diameter cannot be prevented from increasing.
In all the embodiments described in JP-A-8-292388, the “resin lens having negative power” for correction is constituted by a plano-concave cylindrical lens, but as described in the embodiments, The radius of curvature is considerably small, about 5 mm to 8 mm, and the processing accuracy and assembly accuracy are severe. This is because the correction function for the temperature change is provided on only one surface.

【0004】特許第2804647号公報は、走査結像
光学系に含まれる樹脂製レンズのパワーと「絶対値が等
しく、符号が逆」のパワーをもつ樹脂製レンズを用いて
主走査方向の像面変動を補正し、走査結像光学系の位置
を制限することにより、副走査方向の像面変動を「問題
ないレベルに抑える」ことが開示されている。この方法
によれば、主走査と副走査の両方向において「温度変化
に起因する像面変動」を有効に軽減させることができる
が、走査結像光学系の配置に制限が課せられるので、光
走査装置の光学設計の自由度が大きく制限されていま
う。特開平10−20225号公報や特許第27617
23号公報等は、コリメートレンズ等を光軸方向に機械
的に移動して、像面変動の補正を行う方法を開示してい
るが、機械部品や「結像位置がずれたことを検知する検
知部品」等が必要となり、コストが高くなる上に消費電
力も増大する。
[0004] Japanese Patent No. 2804647 discloses an image plane in the main scanning direction using a resin lens having a power "the absolute value is equal and the sign is opposite" to the power of the resin lens included in the scanning image forming optical system. It is disclosed that the image plane fluctuation in the sub-scanning direction is “suppressed to a level that does not cause a problem” by correcting the fluctuation and limiting the position of the scanning image forming optical system. According to this method, “image plane fluctuation due to temperature change” can be effectively reduced in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. However, since the arrangement of the scanning imaging optical system is restricted, the optical scanning The degree of freedom in the optical design of the device is greatly limited. JP-A-10-20225 and Japanese Patent No. 27617
No. 23 discloses a method of mechanically moving a collimating lens or the like in the optical axis direction to correct the image plane fluctuation. A "detection component" or the like is required, which increases the cost and power consumption.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、加工誤差
や組み付け誤差に起因する像面位置のずれを、主走査方
向と副走査方向において独立に調整できるようにするこ
とを課題とする。この発明はまた、温度変化に起因する
像面変動を、機械的な構成を用いず、加工や組み付けの
容易な樹脂製光学素子を用い、設計の自由度を狭めるこ
となく、主走査方向・副走査方向につき有効に軽減する
ことを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make it possible to independently adjust the image plane position caused by a processing error or an assembly error in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The present invention is also directed to a method of reducing image plane fluctuations caused by temperature changes by using a resin optical element which is easy to process and assemble without using a mechanical structure, and by reducing the degree of freedom in design in the main scanning direction and the sub-scanning direction. It is an object to effectively reduce light in the scanning direction.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明の「光走査装置
における結像調整方法」は「光源側からの所定のビーム
形態のビームを線像結像光学系により主走査方向に長い
線像として結像させ、線像の結像位置近傍に偏向反射面
を持つ光偏向器により偏向させ、偏向ビームを走査結像
光学系により被走査面に向けて集光し、被走査面上に光
スポットを形成して被走査面の光走査を行う光走査装置
において、偏向ビームの結像調整を行う方法」であっ
て、以下の点を特徴とする(請求項1)。即ち、線像結
像光学系を2以上の光学素子により構成し、これら光学
素子に、副走査方向に負のパワーを持つ面を2面以上
と、主走査方向に負のパワーを持つ面とを含める。主走
査方向に負のパワーを持つ面を有する光学素子、および
副走査方向に負のパワーを持つ面を有する他の光学素子
と、光源側光学系(光源・カップリング光学系)および
/または走査結像光学系との相対的な位置関係を、上記
光学素子および他の光学素子につき独立に調整すること
により、偏向ビームの主走査方向および副走査方向のビ
ームウエスト位置を被走査面位置に対して調整する。上
記の如く、光源側光学系および/または走査結像光学系
との相対的な位置関係を調整する上記「光学素子」は
「主走査方向に負のパワーを持つ面」を持つので、これ
に対し上記の「相対的な位置関係」の調整を行うことに
より、主走査方向の像面位置を被走査面に対して調整で
きる。また上記「他の光学素子」は「副走査方向に負の
パワーを持つ面」を含むので、この「他の光学素子」に
対し上記の「相対的な位置関係」の調整を行うことによ
り、副走査方向の像面位置を被走査面に対して調整でき
る。この結像調整方法は、加工誤差や組み付け誤差に起
因する像面の位置ずれを調整するものであるから、線像
結像光学系や走査結像光学系が「樹脂製の光学素子を含
む含まないに拘わらず」実施することが可能である。な
お、上記光学素子や他の光学素子の「相対的な位置調
整」において、線像結像光学系の「構成光学素子」を変
位させる場合は、その変位に機械的な変位機構を用いる
必要はなく、適当な冶具を用いて変位を行い、調整後は
接着剤等により固定することができる。
According to the present invention, there is provided a method for adjusting an image in an optical scanning apparatus, wherein a beam having a predetermined beam form from a light source side is converted into a line image long in a main scanning direction by a line image forming optical system. An image is formed, deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image, and the deflected beam is condensed toward the surface to be scanned by the scanning image forming optical system. And a method of adjusting the image formation of a deflecting beam in an optical scanning device that performs optical scanning of a surface to be scanned by forming a laser beam, which is characterized by the following points (claim 1). That is, the line image forming optical system is composed of two or more optical elements, and these optical elements include two or more surfaces having negative power in the sub-scanning direction and a surface having negative power in the main scanning direction. Include. An optical element having a surface having negative power in the main scanning direction, another optical element having a surface having negative power in the sub-scanning direction, a light source side optical system (light source / coupling optical system), and / or scanning By adjusting the relative positional relationship with the imaging optical system independently for the optical element and the other optical elements, the beam waist position in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the deflecting beam with respect to the position of the surface to be scanned. Adjust. As described above, the "optical element" for adjusting the relative positional relationship with the light source side optical system and / or the scanning image forming optical system has a "surface having negative power in the main scanning direction". On the other hand, by adjusting the above “relative positional relationship”, the image plane position in the main scanning direction can be adjusted with respect to the surface to be scanned. Also, since the “other optical element” includes a “surface having negative power in the sub-scanning direction”, by adjusting the “relative positional relationship” to the “other optical element”, The image plane position in the sub-scanning direction can be adjusted with respect to the surface to be scanned. Since this imaging adjustment method adjusts a positional shift of an image plane due to a processing error or an assembling error, the line image imaging optical system or the scanning image forming optical system includes “including a resin optical element. It can be implemented "with or without." In the case of displacing the “component optical element” of the line image forming optical system in the “relative position adjustment” of the above optical element and other optical elements, it is not necessary to use a mechanical displacement mechanism for the displacement. Instead, it can be displaced using an appropriate jig, and after adjustment, can be fixed with an adhesive or the like.

【0007】この発明の「線像結像光学系」は「光源か
らのビームをカップリング光学系により所定のビーム形
態のビームとし、このビームを線像結像光学系により主
走査方向に長い線像として結像させ、線像の結像位置近
傍に偏向反射面を持つ光偏向器により偏向させ、偏向ビ
ームを走査結像光学系により被走査面に向けて集光し、
被走査面上に光スポットを形成して被走査面の光走査を
行う光走査装置における線像結像光学系」である。請求
項2記載の「線像結像光学系」は以下の如き特徴を有す
る。即ち、この線像結像光学系は、1枚以上の樹脂製レ
ンズと、1枚以上のガラス製レンズとを有する。1枚以
上の樹脂製レンズは「副走査方向に負のパワーを持つ面
を少なくとも2面、主走査方向に負のパワーを持つ面を
少なくとも1面」含む。上記1枚以上の樹脂製レンズの
各面のパワーは「カップリング光学系および/または走
査結像光学系の、温度変化に起因する像面変動を有効に
軽減する」ように設定される。請求項3記載の線像結像
光学系は以下の如き特徴を有する。即ち、この線像結像
光学系は、1面以上の樹脂製結像ミラーと、1枚以上の
ガラス製レンズとを有する。1面以上の樹脂製結像ミラ
ーは「主走査方向に負のパワー、副走査方向により強い
負のパワーを持つ面を少なくとも1面」含む。上記1以
上の樹脂製結像ミラーの各面のパワーは「カップリング
光学系および/または走査結像光学系の、温度変化に起
因する像面変動を有効に軽減する」ように設定される。
請求項4記載の線像結像光学系は以下の如き特徴を有す
る。即ち、この線像結像光学系は、1面以上の樹脂製結
像ミラーと、1枚以上の樹脂製レンズと、1枚以上のガ
ラス製レンズとを有する。上記1面以上の樹脂製結像ミ
ラーは「少なくとも副走査方向に負のパワーを持つ面」
を1面以上有し、上記1枚以上の樹脂製レンズは「少な
くとも副走査方向に負のパワーを持つ面」を1面以上有
し、これら樹脂製結像ミラーと樹脂製レンズによる系は
「主走査方向に負のパワーを持つ面」を少なくとも1面
含む。上記1面以上の樹脂製結像ミラーと1枚以上の樹
脂製レンズの各面のパワーは「カップリング光学系及び
/または走査結像光学系の、温度変化に起因する像面変
動を有効に軽減する」ように設定される。
The "line image forming optical system" of the present invention is "a beam from a light source is converted into a beam having a predetermined beam form by a coupling optical system, and this beam is converted into a long line in the main scanning direction by the line image forming optical system. The image is formed as an image, deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image, and the deflected beam is condensed toward the surface to be scanned by the scanning image forming optical system.
A linear image forming optical system in an optical scanning device that forms a light spot on a scanned surface and performs optical scanning on the scanned surface ”. The "line image forming optical system" according to the second aspect has the following features. That is, the line image forming optical system has one or more resin lenses and one or more glass lenses. The one or more resin lenses include “at least two surfaces having negative power in the sub-scanning direction and at least one surface having negative power in the main scanning direction”. The power of each surface of the one or more resin lenses is set so as to “effectively reduce the image plane fluctuation of the coupling optical system and / or the scanning imaging optical system due to a temperature change”. The line image forming optical system according to the third aspect has the following features. That is, the line image forming optical system has one or more resin image forming mirrors and one or more glass lenses. The one or more resin imaging mirrors include "at least one surface having a negative power in the main scanning direction and a stronger negative power in the sub-scanning direction". The power of each surface of the one or more resin imaging mirrors is set so as to “effectively reduce the image plane fluctuation of the coupling optical system and / or the scanning imaging optical system due to a temperature change”.
The line image forming optical system according to the fourth aspect has the following features. That is, the line image forming optical system has one or more resin image forming mirrors, one or more resin lenses, and one or more glass lenses. The one or more resin imaging mirrors are “surfaces having at least negative power in the sub-scanning direction”
The one or more resin lenses have at least one surface having “at least a surface having negative power in the sub-scanning direction”, and the system formed by the resin imaging mirror and the resin lens is “ At least one surface having a negative power in the main scanning direction ”. The power of each surface of the at least one surface of the resin imaging mirror and at least one surface of the resin lens can be used to effectively reduce the image plane fluctuation of the coupling optical system and / or the scanning imaging optical system due to temperature change. "Reduce".

【0008】即ち、請求項2または3または4記載の線
像結像光学系は、カップリング光学系及び/または走査
結像光学系の、温度変化に起因する像面変動を有効に軽
減する。「カップリング光学系の温度変化に起因する像
面変動」は、前述した「カップリング光学系を保持する
金属保持具が、温度変化に伴なって膨張あるいは収縮
し、カップリング光学系と光源との距離が微小距離変化
してカップリング作用が変化」することや、カップリン
グ光学系が樹脂製光学素子を含む場合に「樹脂製光学素
子における温度変化による光学特性が変化」することに
より生じる像面変動であり、この像面変動は、走査結像
光学系が樹脂材料の光学素子を含んでいなくても発生す
る可能性がある。走査結像光学系の「温度変化に起因す
る像面変動」は、走査結像光学系に樹脂製光学素子が含
まれる場合に、該樹脂製光学素子の光学特性が温度変化
により変化することに起因する像面変動である。走査結
像光学系に樹脂製光学素子が含まれている場合には、上
記請求項3記載の線像結像光学系を、2枚の樹脂製レン
ズと1枚のガラス製レンズとを有するように構成し、2
枚の樹脂製レンズに「副走査方向に負のパワーを持つ面
を3面、主走査方向に負のパワーを持つ面を1面」含
め、2枚の樹脂製レンズの各面のパワーを「走査結像光
学系に含まれる樹脂製光学素子の温度変化に起因する像
面変動を有効に軽減する」ように設定することができる
(請求項5)。上記請求項2または3または4または5
記載の線像結像光学系において、線像結像光学系におけ
る樹脂製の光学素子(樹脂製結像ミラー、樹脂製レン
ズ)に含まれる「副走査方向に負のパワーを持つ面」の
副走査方向のパワーを「相互に略等しく設定」すること
ができる(請求項6)。上記の如く、請求項2〜6の任
意の1に記載の線像結像光学系は、温度変化に起因する
像面変動を「樹脂製の光学素子の温度変化による特性変
化による像面変動で相殺する」ことにより、主走査・副
走査の両方向につき有効に軽減させることができる。
That is, the line image forming optical system according to the second, third or fourth aspect effectively reduces the image plane fluctuation of the coupling optical system and / or the scanning image forming optical system due to a temperature change. "The image plane variation caused by the temperature change of the coupling optical system" is described in the above-mentioned "The metal holder holding the coupling optical system expands or contracts with the temperature change, and the coupling optical system and the light source The image produced by the fact that the coupling action changes due to a small change in the distance of the optical fiber or that the optical characteristics change due to temperature changes in the resin optical element when the coupling optical system includes a resin optical element This is a surface variation, and the image surface variation may occur even if the scanning image forming optical system does not include an optical element made of a resin material. “Image plane variation due to temperature change” of the scanning image forming optical system means that when a resin optical element is included in the scanning image forming optical system, the optical characteristics of the resin optical element change due to temperature change. This is the image plane fluctuation caused by this. In the case where the scanning image forming optical system includes a resin optical element, the line image forming optical system according to claim 3 has two resin lenses and one glass lens. And 2
The power of each surface of the two resin lenses, including “three surfaces having negative power in the sub-scanning direction and one surface having negative power in the main scanning direction” in the two resin lenses It is possible to effectively reduce the image plane fluctuation caused by the temperature change of the resin optical element included in the scanning image forming optical system (claim 5). Claim 2 or 3 or 4 or 5 above
In the line image forming optical system described above, a sub-surface of the “surface having negative power in the sub-scanning direction” included in the resin optical element (resin forming mirror, resin lens) in the line image forming optical system. The power in the scanning direction can be "set substantially equal to each other" (claim 6). As described above, the line image forming optical system according to any one of claims 2 to 6 describes that the image plane fluctuation caused by a temperature change is “an image plane fluctuation caused by a characteristic change due to a temperature change of a resin optical element”. By "cancelling", it is possible to effectively reduce the light in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.

【0009】前述したように、副走査方向の像面変動を
補正するには、副走査方向に大きな負のパワーを必要と
するが、請求項2記載の線像結像光学系のように、樹脂
製レンズに「副走査方向に負のパワーを持つ面を2面以
上」含めると、像面変動を補正するための副走査方向の
負のパワーが、2面以上のレンズ面に振り分け配分され
るので、各面の負のパワーを小さくでき、これらの面の
副走査方向の曲率半径の小径化傾向を有効に緩和でき、
樹脂製レンズの製造や組み付けが容易になる。また、請
求項3、4記載の線像結像光学系にように、樹脂製結像
ミラーを用いる場合、樹脂製結像ミラーの負のパワーは
「レンズ面における屈折による場合」に比して「より小
さい曲率で実現できる」ため、樹脂製結像ミラーの曲率
半径は大きくて良く、従って、請求項3記載の場合のよ
うに、1面の樹脂製結像ミラーのみによっても像面変動
補正を実現でき、しかも樹脂製結像ミラーの製造や組み
付けが容易である。この発明の光走査装置は「光源側か
らの所定のビーム形態のビームを線像結像光学系により
主走査方向に長い線像として結像させ、線像の結像位置
近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により偏向させ、偏向
ビームを走査結像光学系により被走査面に向けて集光
し、被走査面上に光スポットを形成して被走査面の光走
査を行う光走査装置」である。請求項7記載の光走査装
置は「請求項1記載の結像調整方法」で結像調整を行っ
たのち、線像結像光学系の各光学素子が固定されている
ことを特徴とする。請求項8記載の光走査装置は、線像
結像光学系として「請求項2〜6の任意の1に記載の線
像結像光学系」を用いたことを特徴とする。この場合に
おいて、光走査装置の走査結像光学系が樹脂製光学素子
を含むときは、線像結像光学系として「請求項5記載の
線像結像光学系」を用いることができ(請求項9)、上
記走査結像光学系として「fθレンズ」を用いることが
できる(請求項10)。なお、上の説明において、光源
としては各種のガスレーザや固体レーザ、半導体レーザ
やLEDを用いることができる。また、光走査装置は所
謂シングルビーム方式のもののみならず、マルチビーム
方式のものとすることもでき、その場合、光源として半
導体レーザアレイや複数光源からのビームをプリズムに
よりビーム合成するビーム合成式光源装置を用いること
ができる。また「偏向反射面を持つ光偏向器」としては
回転単面鏡、回転2面鏡や回転多面鏡を、あるいはガル
バノミラーを用いることができる。
As described above, in order to correct the image plane fluctuation in the sub-scanning direction, a large negative power is required in the sub-scanning direction. When “two or more surfaces having negative power in the sub-scanning direction” are included in the resin lens, the negative power in the sub-scanning direction for correcting the image plane fluctuation is distributed to two or more lens surfaces. Therefore, the negative power of each surface can be reduced, and the tendency to reduce the radius of curvature of these surfaces in the sub-scanning direction can be effectively reduced.
The manufacture and assembly of the resin lens becomes easy. Further, when a resin image forming mirror is used as in the line image forming optical system according to the third and fourth aspects, the negative power of the resin image forming mirror is smaller than that in the case of “due to refraction on the lens surface”. Since it is "achievable with a smaller curvature", the radius of curvature of the resin imaging mirror may be large. Therefore, as in the case of claim 3, the image surface fluctuation correction can be performed by only one resin imaging mirror. Can be realized, and the production and assembly of the resin imaging mirror are easy. The optical scanning apparatus according to the present invention is configured such that "a beam having a predetermined beam form from the light source side is formed as a long line image in the main scanning direction by a line image forming optical system, and a deflecting reflection surface is formed near the line image forming position. An optical deflector that deflects the light, condenses the deflected beam toward the surface to be scanned by the scanning imaging optical system, forms a light spot on the surface to be scanned, and optically scans the surface to be scanned. " It is. An optical scanning device according to a seventh aspect is characterized in that, after performing the image adjustment by the “image forming adjustment method according to the first aspect”, each optical element of the line image forming optical system is fixed. An optical scanning device according to an eighth aspect is characterized in that the "line image forming optical system according to any one of the second to sixth aspects" is used as the line image forming optical system. In this case, when the scanning image forming optical system of the optical scanning device includes a resin optical element, the “line image forming optical system according to claim 5” can be used as the line image forming optical system. Item 9), an “fθ lens” can be used as the scanning image forming optical system (claim 10). In the above description, various gas lasers, solid-state lasers, semiconductor lasers, and LEDs can be used as the light source. In addition, the optical scanning device may be of a so-called single beam type or a multi-beam type. In this case, a beam combining type in which a beam from a semiconductor laser array or a plurality of light sources is combined by a prism as a light source. A light source device can be used. As the "optical deflector having a deflecting / reflecting surface", a rotating single-sided mirror, a rotating two-sided mirror, a rotating polygonal mirror, or a galvanometer mirror can be used.

【0010】この発明の画像形成装置は「感光媒体の感
光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、
潜像を可視化して画像を得る画像形成装置」であって、
感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、前
記請求項7〜10の任意の1に記載のものを用いたこと
を特徴とする。請求項11記載の画像形成装置におい
て、感光媒体を「光導電性の感光体」とし、感光面の均
一帯電と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜
像を「トナー画像」として可視化するように構成するこ
とができる(請求項12)。トナー画像は、シート状の
記録媒体(転写紙や「OHPシート(オーバヘッドプロ
ジェクタ用のプラスチックシート」等)に定着される。
請求項10または11記載の画像形成装置で、感光媒体
として例えば「銀塩写真フィルム」を用いることもでき
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」あるいは「光描画装置」として実施できる。請求項
12記載の画像形成装置は、具体的にはレーザプリンタ
やレーザプロッタ、デジタル複写装置、ファクシミリ装
置等として実施できる。
An image forming apparatus according to the present invention is configured such that “an optical scanning is performed by an optical scanning device on a photosensitive surface of a photosensitive medium to form a latent image,
An image forming apparatus that visualizes a latent image to obtain an image,
As an optical scanning device for optically scanning a photosensitive surface of a photosensitive medium, the optical scanning device according to any one of claims 7 to 10 is used. 12. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the photosensitive medium is a "photoconductive photoconductor", and an electrostatic latent image formed by uniform charging of the photosensitive surface and optical scanning of the optical scanning device is a "toner image". It can be configured to be visualized (claim 12). The toner image is fixed on a sheet-shaped recording medium (transfer paper or “OHP sheet (plastic sheet for overhead projector)”).
In the image forming apparatus according to claim 10 or 11, for example, a "silver salt photographic film" can be used as the photosensitive medium. In this case, the latent image formed by the optical scanning by the optical scanning device can be visualized by the “development method of a normal silver halide photographic process”. Such an image forming apparatus can be implemented as, for example, an "optical plate making apparatus" or an "optical drawing apparatus". The image forming apparatus according to claim 12 can be specifically implemented as a laser printer, a laser plotter, a digital copying machine, a facsimile machine, or the like.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、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。(a)は副走査方
向から見た状態を示し、(b)は光源から被走査面に至
る光路を直線的に展開し、上下方向が副走査方向となる
ように描いた図である。符号1で示す光源は「半導体レ
ーザ」である。光源1から放射された発散性のビーム
は、「カップリング光学系」としてのカップリングレン
ズ2により、以後の光学系に適した所定のビーム形態に
変換される。カップリングされたビームのビーム形態は
「発散性ビーム」となることも「集束性ビーム」となる
こともできるが、この実施の形態では「平行ビーム」で
ある。カップリングされたビームは「線像結像光学系」
を構成する2枚のレンズ3,4を順次に透過し、線像結
像光学系の作用により副走査方向に集光され、「光偏向
器」としての回転多面鏡5の偏向反射面近傍に「主走査
方向に長い線像」として結像する。偏向反射面により反
射されたビームは、走査結像光学系を構成するfθレン
ズ60(この実施の形態では2枚のレンズ6a、6bで
構成されている)を透過し、fθレンズ60の作用によ
り被走査面7に向かって集光され、被走査面7上に光ス
ポットを形成する。回転多面鏡5が等速回転すると、反
射ビームは等角速度的に偏向し、光スポットは被走査面
7を光走査する。このとき、fθレンズ60のfθ特性
に従って光スポットによる光走査が等速化される。fθ
レンズ60を構成する2枚のレンズ6a、6bとも樹脂
製レンズである。従って、光走査装置内に温度変化があ
ると、レンズ6a、6bの材質の屈折率や形状が変化す
る。この変化は像面変動(温度変化に起因する像面変
動)を惹起する。この温度変化に起因する像面変動を、
線像結像光学系により補正する。「線像結像光学系」を
構成する2枚のレンズ3,4のうち、レンズ3は「樹脂
製レンズ」、レンズ4は「ガラス製レンズ」である。
FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of the invention of an optical scanning device. (A) shows a state viewed from the sub-scanning direction, and (b) is a diagram in which the optical path from the light source to the surface to be scanned is linearly developed and the vertical direction is the sub-scanning direction. The light source denoted by reference numeral 1 is a “semiconductor laser”. The divergent beam emitted from the light source 1 is converted into a predetermined beam form suitable for the subsequent optical system by a coupling lens 2 as a “coupling optical system”. The beam form of the coupled beam can be a "divergent beam" or a "convergent beam", but in this embodiment it is a "parallel beam". The coupled beam is a "line image forming optical system"
Are sequentially transmitted through the two lenses 3 and 4 and condensed in the sub-scanning direction by the action of the line image forming optical system, and are located near the deflecting and reflecting surface of the rotary polygon mirror 5 as an “optical deflector”. An image is formed as a "long line image in the main scanning direction". The beam reflected by the deflecting reflection surface is transmitted through an fθ lens 60 (which is constituted by two lenses 6a and 6b in this embodiment) constituting a scanning image forming optical system, and is operated by the fθ lens 60. The light is condensed toward the scanned surface 7 and forms a light spot on the scanned surface 7. When the rotary polygon mirror 5 rotates at a constant speed, the reflected beam is deflected at a constant angular velocity, and the light spot optically scans the surface 7 to be scanned. At this time, the light scanning by the light spot is made uniform in speed according to the fθ characteristic of the fθ lens 60. fθ
Both lenses 6a and 6b constituting the lens 60 are resin lenses. Therefore, when there is a temperature change in the optical scanning device, the refractive index and the shape of the material of the lenses 6a and 6b change. This change causes an image plane fluctuation (image plane fluctuation due to a temperature change). Image plane fluctuation caused by this temperature change
The correction is performed by the line image forming optical system. Of the two lenses 3 and 4 constituting the “line image forming optical system”, the lens 3 is a “resin lens” and the lens 4 is a “glass lens”.

【0012】カップリングレンズ2側からの平行ビーム
が最初に入射する「樹脂製レンズ3の入射面3a」は主
走査方向・副走査方向ともに「負のパワー」を持つが、
この負のパワーは主走査方向と副走査方向とで異なり、
副走査方向の負のパワーがより大きい。レンズ3の射出
面3bは「副走査方向にのみ負のパワーを持つシリンド
リカル面」である。樹脂製レンズ3から射出したビーム
は、ガラス製レンズ4に入射する。ガラス製レンズ4は
「トロイダルレンズ」であり、入射ビームを、主走査方
向においては略平行ビームとし、副走査方向には集光さ
せる。ガラス製レンズ4から射出したビームは、副走査
方向に集光しつつ回転多面鏡5の偏向反射面に入射し、
偏向反射面位置に「主走査方向に長い線像」として結像
する。なお、ガラス製レンズ4は、カップリングレンズ
2からの射出ビームのカップリング状態(カップリング
されたビーム形態)を変える(例えば、カップリングさ
れたビーム形態を若干収束性のビームにする)などする
ことにより、トロイダルレンズでなく「シリンドリカル
レンズ」とすることも可能である。fθレンズ60にお
ける樹脂製レンズ6a、6bの温度変化による「主走査
・副走査方向の像面変動」のうち、主走査方向の像面変
動は、樹脂製レンズ3の入射面3aの「主走査方向の負
のパワー」で補正し、副走査方向の像面変動は、樹脂製
レンズ3の入射面3a及び射出面3bの「負のパワー」
で補正する。fθレンズ60は、偏向反射面位置と被走
査面位置とを副走査方向において幾何光学的に略共役関
係とする結像機能を持つアナモルフィックな結像系であ
り、副走査方向の正のパワーが主走査方向の正のパワー
よりも強いので、温度変動に伴なう主走査・副走査方向
における像面変動は、副走査方向において「より大き
く」なる。このため、副走査方向の像面変動補正には
「より大きな負のパワー」が必要となるが、樹脂製レン
ズ3は入射面3a、射出面3b共に副走査方向に負のパ
ワーを持つので、入射面3a、射出面3bの副走査方向
の曲率半径は「単面で補正する場合」に比して大きくて
良く、従って、樹脂製レンズ3の製造・組み付けが容易
である。また、入射面3a、射出面3bの負のパワーを
略同等にすることで、負のパワーを2面に配分する効果
(一方の面の曲率半径が極端に小さくならない)が大き
くなる。
The “incident surface 3a of the resin lens 3”, on which the parallel beam from the coupling lens 2 first enters, has “negative power” in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.
This negative power differs between the main scanning direction and the sub scanning direction,
The negative power in the sub-scanning direction is larger. The exit surface 3b of the lens 3 is a "cylindrical surface having negative power only in the sub-scanning direction". The beam emitted from the resin lens 3 enters the glass lens 4. The glass lens 4 is a “toroidal lens”, and converts an incident beam into a substantially parallel beam in the main scanning direction and condenses it in the sub-scanning direction. The beam emitted from the glass lens 4 is incident on the deflecting and reflecting surface of the rotary polygon mirror 5 while being focused in the sub-scanning direction.
An image is formed at the position of the deflecting reflection surface as a "long line image in the main scanning direction". The glass lens 4 changes the coupling state (coupled beam form) of the exit beam from the coupling lens 2 (for example, changes the coupled beam form to a slightly convergent beam). Thus, a "cylindrical lens" can be used instead of a toroidal lens. Among the “image plane fluctuations in the main scanning and sub-scanning directions” due to temperature changes of the resin lenses 6a and 6b in the fθ lens 60, the image plane fluctuations in the main scanning direction are caused by the “main scanning” of the incident surface 3a of the resin lens 3. And the image plane variation in the sub-scanning direction is corrected by the “negative power” of the entrance surface 3a and the exit surface 3b of the resin lens 3.
Correct with. The fθ lens 60 is an anamorphic imaging system having an imaging function of making the position of the deflecting reflection surface and the position of the surface to be scanned substantially geometrically optically conjugate in the sub-scanning direction. Since the power is stronger than the positive power in the main scanning direction, the image plane fluctuation in the main scanning and sub-scanning directions accompanying the temperature fluctuation becomes “larger” in the sub-scanning direction. For this reason, “larger negative power” is required for correcting the image plane fluctuation in the sub-scanning direction. However, since the resin lens 3 has negative power in the sub-scanning direction in both the entrance surface 3a and the exit surface 3b, The radii of curvature in the sub-scanning direction of the entrance surface 3a and the exit surface 3b may be larger than those in the case of "correction on a single surface", so that the resin lens 3 can be easily manufactured and assembled. Further, by making the negative powers of the entrance surface 3a and the exit surface 3b substantially equal, the effect of distributing the negative power to the two surfaces (the radius of curvature of one surface does not become extremely small) increases.

【0013】図2は光走査装置の実施の別態様を、図1
に倣って描いている。図1におけると同一のものについ
ては、図1におけると同一の符号を付した。この実施の
形態においては、「線像結像光学系」が3枚のレンズ1
0,11,12により構成されている。これら3枚のレ
ンズのうち、レンズ10,11は樹脂製レンズ、レンズ
12はガラス製レンズである。樹脂製レンズ10の入射
面10aは、主走査・副走査方向に負のパワーを持つ
が、副走査方向の負のパワーは、主走査方向の負のパワ
ーよりも強い。樹脂製レンズ10の射出面は、副走査方
向にのみ負のパワーを持つ。樹脂製レンズ11の入射面
11aは副走査方向にのみ負のパワーを持ち、射出面1
1bは平面である。ガラス製レンズ12は、入射面12
aが「副走査方向にのみ正のパワーを持つシリンドリカ
ル面」、射出面12bは「正のパワーを持つ球面」であ
る。従って、fθレンズ60における樹脂製レンズ6
a、6bの温度変化による「主走査・副走査方向の像面
変動」のうち、主走査方向の像面変動は、樹脂製レンズ
10の入射面10aの「主走査方向のパワー」で補正
し、副走査方向の像面変動は、樹脂製レンズ10の入射
面10a、射出面10b、樹脂製レンズ11の入射面1
1aの「各副走査方向のパワー」で補正する。補正に必
要な負のパワーを3面10a、10b、11aに分割配
分しているので、図1の実施の形態の場合よりも更に、
各面の曲率半径を小さくでき、これら樹脂製レンズ1
0,11の製造・組み付けを容易ならしめることが可能
である。勿論、これら3面の負のパワーを互いに略等し
くすることにより、負のパワーを3面に配分する効果が
大きくなる。図2の実施の形態において、樹脂製レンズ
11の射出面にも副走査方向の負のパワーを配分し、補
正に必要な副走査方向の負のパワーを4面に配分するこ
とも勿論可能である。
FIG. 2 shows another embodiment of the optical scanning device, and FIG.
It is drawn according to. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In this embodiment, the “line image forming optical system” has three lenses 1.
0, 11, and 12. Of these three lenses, lenses 10 and 11 are resin lenses, and lens 12 is a glass lens. The incident surface 10a of the resin lens 10 has negative power in the main scanning and sub scanning directions, but the negative power in the sub scanning direction is stronger than the negative power in the main scanning direction. The exit surface of the resin lens 10 has negative power only in the sub-scanning direction. The entrance surface 11a of the resin lens 11 has negative power only in the sub-scanning direction,
1b is a plane. The glass lens 12 is
a is a "cylindrical surface having a positive power only in the sub-scanning direction", and the emission surface 12b is a "spherical surface having a positive power". Therefore, the resin lens 6 in the fθ lens 60
Among the “image plane fluctuations in the main scanning and sub-scanning directions” due to the temperature changes of a and 6b, the image plane fluctuations in the main scanning direction are corrected by the “power in the main scanning direction” of the incident surface 10a of the resin lens 10. The image plane variation in the sub-scanning direction is caused by the incident surface 10a, the exit surface 10b of the resin lens 10, and the incident surface 1 of the resin lens 11.
Correction is made by “power in each sub-scanning direction” 1a. Since the negative power required for the correction is divided and distributed to the three surfaces 10a, 10b, and 11a, the power is further divided than in the embodiment of FIG.
The radius of curvature of each surface can be reduced.
It is possible to easily manufacture and assemble 0,11. Of course, by making these three negative powers substantially equal to each other, the effect of distributing the negative power to the three surfaces increases. In the embodiment shown in FIG. 2, it is of course possible to distribute the negative power in the sub-scanning direction also to the exit surface of the resin lens 11 and to distribute the negative power in the sub-scanning direction necessary for correction to the four surfaces. is there.

【0014】図3には、光走査装置の実施の他の形態を
図1に倣って示す。図1におけると同じものについて
は、図1におけると同一の符号を付した。この実施の形
態では「線像結像光学系」は、1面の樹脂製結像ミラー
20と、ガラス製レンズ21とにより構成されている。
樹脂製結像ミラー20はアナモルフィックな凸面形状
で、主走査方向に負のパワーを持ち、副走査方向には
「より強い負のパワー」を持つ。従って、カップリング
レンズ2側からの平行ビームは、樹脂製結像ミラー20
に反射されると発散ビームになるが、副走査方向の発散
性は「主走査方向の発散性」よりも大きい。ガラス製レ
ンズ21は主走査・副走査方向とも正のパワーを持つト
ロイダルレンズであり、副走査方向のパワーがより強
く、透過ビームを「主走査方向に平行ビーム、副走査方
向に集束性ビーム」に変換する。fθレンズ60におけ
る樹脂製レンズ6a、6bの温度変化による「主走査・
副走査方向の像面変動」のうち、主走査方向の像面変動
は、樹脂製結像ミラー20の主走査方向のパワーで補正
し、副走査方向の像面変動は、樹脂製結像ミラー20の
副走査方向のパワーで補正する。反射結像系の反射面の
曲率半径は「同じパワーを屈折面で実現する場合の屈折
面の曲率半径」の略4倍に大きくできるので、この実施
の形態のように、樹脂製結像ミラー20の反射面1面の
みで「像面変動の補正」を行う場合にも、反射面の曲率
半径はそれ程小さくならないので、樹脂製結像ミラー2
0の加工精度や組み付け精度を緩くできる。図4には光
走査装置の実施の更に他の形態を図1に倣って示してい
る。図1におけると同じものについては、図1における
と同一の符号を付した。この実施の形態においては「線
像結像光学系」は、樹脂製結像ミラー30と樹脂製レン
ズ31とガラス製レンズ32とにより構成されている。
樹脂製結像ミラー30は「主走査・副走査方向共に負の
パワー」を有し、樹脂製レンズ31は「入射面・射出面
とも副走査方向にのみ負のパワー」を有する。線像結像
光学系は、光源側からのビームを主走査方向に長い線像
として結像させるから、ガラス製レンズ32は当然に
「副走査方向に正のパワー」を持つ。ガラス製レンズ3
2は主走査方向には「副走査方向よりも弱い正のパワ
ー」を持つ。fθレンズ60における樹脂製レンズ6
a、6bの温度変化に起因する「主走査・副走査方向の
像面変動」のうち、主走査方向の像面変動は「樹脂製結
像ミラー30の主走査方向のパワー」で、副走査方向の
像面変動は「樹脂製結像ミラー30と樹脂製レンズ31
の入・射出面の副走査方向のパワー」で補正する。この
ように、副走査方向の像面変動の補正に必要な負のパワ
ーを、樹脂製結像ミラー30の反射面と、樹脂製レンズ
31のレンズ面とに分割して配分することにより各面の
曲率半径を有効に大きくでき、これら光学素子の製造や
組み付けが容易になることは容易に理解されよう。な
お、主走査方向の像面変動の補正に必要な「主走査方向
の負のパワー」は、これを樹脂製結像ミラー30の反射
面のみに与えても良いし、上記反射面以外に樹脂製レン
ズ31のレンズ面に配分しても良く、あるいは、樹脂製
結像ミラー30には主走査方向のパワーを与えることな
く、樹脂製レンズ31のレンズ面に付与した主走査方向
の負のパワーのみで補正を行うようにすることもでき
る。
FIG. 3 shows another embodiment of the optical scanning device according to FIG. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In this embodiment, the “line image forming optical system” includes a resin image forming mirror 20 on one surface and a glass lens 21.
The resin imaging mirror 20 has an anamorphic convex shape, has negative power in the main scanning direction, and has "stronger negative power" in the sub-scanning direction. Therefore, the parallel beam from the coupling lens 2 side is reflected by the resin imaging mirror 20.
When it is reflected to the divergent beam, the divergence in the sub-scanning direction is larger than the "divergence in the main scanning direction". The glass lens 21 is a toroidal lens having a positive power in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, has a stronger power in the sub-scanning direction, and transmits a transmitted beam “a parallel beam in the main scanning direction and a converging beam in the sub-scanning direction”. Convert to The “main scan / scan” caused by the temperature change of the resin lenses 6a and 6b in the fθ lens 60
Of the "image plane fluctuation in the sub-scanning direction", the image plane fluctuation in the main scanning direction is corrected by the power in the main scanning direction of the resin imaging mirror 20, and the image plane fluctuation in the sub-scanning direction is corrected by the resin imaging mirror. Correction is made with power in the sub-scanning direction of 20. Since the radius of curvature of the reflection surface of the reflection imaging system can be made approximately four times as large as the "radius of curvature of the refraction surface when the same power is realized by the refraction surface", as in this embodiment, the resin imaging mirror is used. Even when “correction of image plane variation” is performed only on one reflecting surface of the reflecting mirror 20, the radius of curvature of the reflecting surface does not become so small.
Zero machining accuracy and assembly accuracy can be reduced. FIG. 4 shows still another embodiment of the optical scanning device according to FIG. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. In this embodiment, the "line image forming optical system" includes a resin image forming mirror 30, a resin lens 31, and a glass lens 32.
The resin imaging mirror 30 has “negative power in both the main scanning and sub-scanning directions”, and the resin lens 31 has “negative power only in the sub-scanning direction on both the entrance surface and the exit surface”. Since the line image forming optical system forms the beam from the light source side as a long line image in the main scanning direction, the glass lens 32 naturally has “positive power in the sub scanning direction”. Glass lens 3
2 has "positive power weaker than the sub-scanning direction" in the main scanning direction. Resin lens 6 in fθ lens 60
Among the “image plane fluctuations in the main scanning and sub-scanning directions” caused by the temperature changes of “a” and “6b”, the image plane fluctuations in the main scanning direction are “power of the resin imaging mirror 30 in the main scanning direction”, and The image plane variation in the direction is described as “the resin imaging mirror 30 and the resin lens 31
In the sub-scanning direction of the entrance / exit surface of the laser beam. " As described above, the negative power required for correcting the image plane variation in the sub-scanning direction is divided and distributed to the reflecting surface of the resin imaging mirror 30 and the lens surface of the resin lens 31 so that each surface is divided. It can be easily understood that the radius of curvature of the optical element can be effectively increased, and the manufacture and assembly of these optical elements become easy. The “negative power in the main scanning direction” necessary for correcting the image plane fluctuation in the main scanning direction may be given to only the reflecting surface of the resin imaging mirror 30 or may be applied to the resin other than the reflecting surface. The negative power in the main scanning direction applied to the lens surface of the resin lens 31 may be distributed to the lens surface of the lens 31 made of resin, or the resin imaging mirror 30 may not be given power in the main scanning direction. The correction can be performed only by using the correction.

【0015】[0015]

【実施例】ここで、具体的な実施例を挙げる。この実施
例は、図2に示した実施の形態の具体的な1例である。
光源側からのビームはカップリングレンズにより「平行
ビーム」化される。カップリングレンズは焦点距離:2
7mmのもので、これを保持する鏡筒の材質はアルミニ
ウム(線膨張係数:2.31×10-5)である。従って、
温度が25度Cから10度Cに変化すると、物点とカッ
プリングレンズの距離が0.00936mm縮み、カッ
プリングされた光束は発散気味になる。また、温度が2
5度Cから45度Cに変化すると、物点とカップリング
レンズの距離は0.01247mm延び、カップリング
された光束は集束気味になる。光源1は半導体レーザで
発光波長は780nmである。fθレンズ60は、主走
査方向合成焦点距離:225.3mm、副走査方向合成
焦点距離:78mmのものであり、書き込み幅(有効光
走査幅):±161.5mm、画角:±40.6度であ
る。図2(b)に示した、面間隔:d1〜d6は以下の通
りである。
EXAMPLE Here, a specific example will be described. This example is a specific example of the embodiment shown in FIG.
The beam from the light source is converted into a “parallel beam” by the coupling lens. Coupling lens focal length: 2
It is 7 mm, and the material of the lens barrel holding it is aluminum (linear expansion coefficient: 2.31 × 10 −5 ). Therefore,
When the temperature changes from 25 ° C. to 10 ° C., the distance between the object point and the coupling lens is reduced by 0.00936 mm, and the coupled light flux tends to diverge. If the temperature is 2
When the temperature changes from 5 ° C. to 45 ° C., the distance between the object point and the coupling lens increases by 0.01247 mm, and the coupled light flux tends to be focused. The light source 1 is a semiconductor laser having an emission wavelength of 780 nm. fθ lens 60 has a combined focal length in the main scanning direction: 225.3 mm, a combined focal length in the sub-scanning direction: 78 mm, a writing width (effective optical scanning width): ± 161.5 mm, and an angle of view: ± 40.6. Degrees. Shown in FIG. 2 (b), plane spacing: d 1 to d 6 are as follows.

【0016】d1=3mm、d2=5mm、d3=3m
m、d4=5mm、d5=6mm、d6=129.8mm 樹脂製レンズ10,11、ガラス製レンズ12の各入射
面・射出面の曲率半径は以下の通りである。 10aの曲率半径 主−119.52mm 副−16.7mm 10bの曲率半径 主 ∞ 副 16.7mm 11aの曲率半径 主 ∞ 副−16.7mm 11bの曲率半径 主 ∞ 副 ∞ 12aの曲率半径 主 ∞ 副 13.54mm 12bの曲率半径 −179.978mm(球面) 樹脂製レンズ10,11の屈折率は共に1.52397
8(λ=780nm、25度C)であり、ガラス製レン
ズ12屈折率は1.733278(λ=780nm、2
5度C)である。レンズ面10a、10b、11aは、
副走査方向には同じ曲率半径であるので、これらの面の
副走査方向の負のパワーは互いに同一である。
D 1 = 3 mm, d 2 = 5 mm, d 3 = 3 m
m, d 4 = 5 mm, d 5 = 6 mm, d 6 = 129.8 mm The radii of curvature of the entrance and exit surfaces of the resin lenses 10, 11 and the glass lens 12 are as follows. Radius of curvature of 10a Main-119.52mm Secondary-16.7mm Radius of curvature of 10b Primary 副 Secondary 16.7mm Radius of curvature of 11a Primary 副 Secondary-16.7mm Radius of curvature of 11b Primary 副 Secondary 半径 Radius of curvature of 12a Primary 副 Secondary 13.54 mm, radius of curvature of 12b -179.978 mm (spherical surface) The refractive indexes of the resin lenses 10 and 11 are both 1.52397.
8 (λ = 780 nm, 25 ° C.), and the glass lens 12 has a refractive index of 1.733278 (λ = 780 nm, 2
5 degrees C). The lens surfaces 10a, 10b, 11a
Since the curvature radius is the same in the sub-scanning direction, the negative powers of these surfaces in the sub-scanning direction are the same.

【0017】この実施例は、上記25度Cを「基準温
度」として設計されたものである。基準温度:25度C
における像面湾曲を図5(a)の中央に示す。破線は主
走査方向、実線は副走査方向を示す。線像結像光学系に
「温度変化に起因する像面変動を補正する機能がない」
場合、即ち、線像結像光学系の光学特性が温度変化に影
響されない場合には、環境温度(光走査装置内温度)が
45度Cに上昇した場合には、主走査・副走査方向の各
像面湾曲は図5(a)の右図のように変動し、環境温度
が10度Cに下がった場合には、主走査・副走査方向の
各像面湾曲は図5(a)の左図のように変動する。実施
例の線像結像光学系の場合、レンズ10,11が樹脂製
で、温度変化と共に光学特性が変化するので、環境温度
が45度Cに上昇した場合、主走査・副走査方向の各像
面湾曲は図5(b)の右図のように補正され、環境温度
が10度Cに下がった場合には、主走査・副走査方向の
各像面湾曲は図5(b)の左図のように補正される。こ
の結果から、上記実施例において、線像結像光学系にお
ける樹脂製レンズ10,11の像面変動補正効果が極め
て良好なものであることが理解されるであろう。ところ
で、被走査面上に形成する光スポットのスポット径を小
さくする場合、波面収差が良好でないと、光スポットの
光強度分布が単純な山形形状にならず、良好なスポット
形状を実現できない。上記実施例における、光スポット
の像高:0mmにおける「副走査方向の波面収差」は、
図6(a)に示す如くである。この波面収差は決して悪
くはないが、最大値(ピークバリュー「PV」)で1λ
以上あるため、副走査方向のスポット径が極めて小さく
なった場合には、副走査方向のスポット径を絞り込むこ
とが難しくなる。このような場合、線像結像光学系中に
「副走査方向に非円弧形状である面」を含めて、波面収
差の補正を行うことが可能である。例えば、実施例にお
けるレンズ10の入射面10aの副走査方向の形状を非
円弧にして、波面収差補正に合せて非円弧形状を最適化
した場合、波面収差は図6(b)に示すようになる。こ
の波面収差では最大値が0.11λであり、図6(a)
の場合の、16分の1程度に補正されている。このよう
な良好な波面収差であれば、副走査方向スポット径を極
めて小さく絞り込んで、良好な光スポットを実現でき
る。
In this embodiment, the above 25 ° C. is designed as a “reference temperature”. Reference temperature: 25 degrees C
At the center of FIG. 5A. The broken line indicates the main scanning direction, and the solid line indicates the sub-scanning direction. The line image forming optical system has "no function to correct image plane fluctuation caused by temperature change"
In other words, when the optical characteristics of the line image forming optical system are not affected by the temperature change, and when the environmental temperature (the temperature in the optical scanning device) rises to 45 ° C., in the main scanning and sub-scanning directions, Each field curvature fluctuates as shown in the right diagram of FIG. 5A, and when the ambient temperature drops to 10 ° C., each field curvature in the main scanning and sub-scanning directions becomes as shown in FIG. It fluctuates as shown on the left. In the case of the line image forming optical system of the embodiment, since the lenses 10 and 11 are made of resin and the optical characteristics change with the temperature change, when the environmental temperature rises to 45 ° C., each of the main scanning and sub-scanning directions is performed. The curvature of field is corrected as shown in the right diagram of FIG. 5B, and when the ambient temperature drops to 10 ° C., the curvature of field in the main scanning and sub-scanning directions is changed to the left in FIG. The correction is made as shown. From this result, it will be understood that the effect of correcting the image plane variation of the resin lenses 10 and 11 in the line image forming optical system in the above embodiment is extremely good. By the way, when the spot diameter of the light spot formed on the surface to be scanned is reduced, if the wavefront aberration is not good, the light intensity distribution of the light spot does not have a simple mountain shape, and a good spot shape cannot be realized. In the above embodiment, the “wavefront aberration in the sub-scanning direction” at an image height of the light spot of 0 mm is:
This is as shown in FIG. Although this wavefront aberration is not bad at all, the maximum value (peak value “PV”) is 1λ.
Therefore, when the spot diameter in the sub-scanning direction becomes extremely small, it becomes difficult to narrow down the spot diameter in the sub-scanning direction. In such a case, it is possible to correct the wavefront aberration including the “surface that is non-circular in the sub-scanning direction” in the line image forming optical system. For example, when the shape of the incident surface 10a of the lens 10 in the embodiment in the sub-scanning direction is made non-circular and the non-arc shape is optimized according to the wavefront aberration correction, the wavefront aberration becomes as shown in FIG. Become. In this wavefront aberration, the maximum value is 0.11λ, and FIG.
Is corrected to about 1/16. With such good wavefront aberration, a good light spot can be realized by narrowing the spot diameter in the sub-scanning direction to a very small value.

【0018】図7に、上記実施例に関する「デフォーカ
ス(ビームウエストと被走査面とのずれ)とスポット径
の関係」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。実施例は、光走査を行う光ス
ポットのスポット径として、主走査・副走査方向とも
「40μm」を想定し、スポット径変動幅が、40±4
μmに収まるように、デフォーカス:0の状態で「スポ
ット径が主走査・副走査方向とも37μmを実現する」
ように設計されている。すると、深度:W(スポット径
変動幅が40±4μmに収まるデフォーカス範囲)は、
主走査方向で約2.7mm(±1.35mm)、副走査
方向で約3mm(±1.5mm)である。従って、温度
変化による像面のシフト量は、これを主走査方向で±
1.35mm以内、副走査方向で±1.5mm以内に抑
えなければならない。光走査装置の温度保証域は、およ
そ10℃から45℃位であるので、基準温度(室温)を
25度Cとすると、線像結像光学系により補正された後
の像面位置の「残存変動量」を「0.06mm/度C」
以内に補正すればよいから、線像結像光学系を、このよ
うな条件を満足するように設計すれば良い。また、図1
〜図4の実施の形態では、光源からのビームを1ビーム
としたが、複数のLD等の光源を合成したり、発光点を
複数持った半導体レーザアレイ等の光源を用いるマルチ
ビーム走査方式の光走査装置として、この発明の光走査
装置を実施することもできる。先に説明したように「主
走査方向・副走査方向のビームウエスト位置を、各々連
ねたのが主走査方向および副走査方向の像面」であり、
像面変動量は「各像高におけるビームウエスト位置の変
動」として実測できる。そしてこのビームウエスト位置
の変動は像面湾曲の変動と略等価である。
FIG. 7 shows the "relationship between defocus (displacement between beam waist and scanned surface) and spot diameter" in the above embodiment. (A) relates to the main scanning direction, and (b) relates to the sub-scanning direction. In this embodiment, assuming that the spot diameter of the light spot for optical scanning is “40 μm” in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, the spot diameter variation width is 40 ± 4.
In the state of defocus: 0, the spot diameter is 37 μm in both the main scanning and sub-scanning directions so as to be within μm.
It is designed to be. Then, the depth: W (the defocus range where the spot diameter fluctuation width falls within 40 ± 4 μm) is
It is about 2.7 mm (± 1.35 mm) in the main scanning direction and about 3 mm (± 1.5 mm) in the sub-scanning direction. Therefore, the shift amount of the image plane due to the temperature change is ±
It must be kept within 1.35 mm and within ± 1.5 mm in the sub-scanning direction. Since the temperature guaranteed area of the optical scanning device is about 10 ° C. to 45 ° C., if the reference temperature (room temperature) is 25 ° C., the “remaining” of the image plane position after being corrected by the line image forming optical system. Fluctuation amount "to" 0.06 mm / degree C "
Therefore, the linear image forming optical system may be designed to satisfy such a condition. FIG.
In the embodiments shown in FIGS. 4 to 4, the beam from the light source is one beam. However, a multi-beam scanning method using a light source such as a semiconductor laser array having a plurality of light emitting points or combining a plurality of light sources such as LDs is used. As the optical scanning device, the optical scanning device of the present invention can be implemented. As described above, `` the image plane in the main scanning direction and the sub-scanning direction is a series of beam waist positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction, ''
The image plane fluctuation amount can be actually measured as “fluctuation in beam waist position at each image height”. The fluctuation of the beam waist position is substantially equivalent to the fluctuation of the curvature of field.

【0019】以上の説明は、光源から被走査面に至る光
路上に配置される光学素子の個々が、設計通りに加工さ
れて適正な位置に配置されたことが前提である。実際に
光走査装置を実施する場合には、各光学素子に加工誤差
や組み付け誤差が不可避的に発生する。これら誤差は確
率に従って発生し、個々の光学素子に応じて異なる。加
工誤差等が最も発生しやすく、影響も大きいのは走査結
像光学系である。走査結像光学系を構成する光学素子に
加工誤差や組み付け誤差があると、偏向ビームのビーム
ウエスト位置は、被走査面に対してずれることになり、
有効光走査領域に付いては主走査方向・副走査方向の像
面ずれとなって現れる。この発明の結像調整は、上記の
如き場合に、主走査・副走査方向のビームウエスト位置
を被走査面に対して調整する方法である。例えば、光走
査装置の光学系構成が前述の図4の如きものである場合
に、fθレンズ60等の加工誤差等により、主走査・副
走査方向のビームウエスト位置が被走査面7に対してず
れた場合、結像調整は以下の如くに行うことができる。
即ち、図8に示すように、線像結像光学系を構成する樹
脂製結像ミラー30、樹脂製レンズ31、ガラス製レン
ズ32のうち、樹脂製レンズ31とガラス製レンズ32
とを光軸方向に変位可能とする。ガラス製レンズ32は
主走査方向にもパワーを持っているので、ガラス製レン
ズ32を光軸方向に移動させることによって、fθレン
ズ60等の加工誤差等によって発生する「主走査方向に
おけるビームウェスト位置のずれ」を補正し、同ビーム
ウエスト位置が被走査面7上に略一致するように調整で
きる、このような調整後、ガラス製レンズ32を固定す
る。樹脂製レンズ31は副走査方向のみにパワーを持っ
ているので、樹脂製レンズ31を光軸方向に移動させる
ことによって、(先に調整した)主走査方向のビームウ
ェスト位置をずらすことなく、fθレンズ60等の加工
誤差等によって発生する「副走査方向におけるビームウ
ェスト位置のずれ」を補正し、同ビームウエスト位置が
被走査面7上に略一致するように調整でき、このような
調整後、樹脂製レンズ31を固定する。このように結像
調整を行うことにより、主走査・副走査方向とも、像面
と被走査面7との良好な一致を実現できる。
The above description is based on the premise that each of the optical elements arranged on the optical path from the light source to the surface to be scanned is processed as designed and arranged at an appropriate position. When the optical scanning device is actually implemented, processing errors and assembly errors are inevitably generated in each optical element. These errors occur according to the probability and differ depending on the individual optical element. The scanning image forming optical system is most likely to cause processing errors and the like, and has the greatest influence. If there is a processing error or an assembly error in the optical element constituting the scanning imaging optical system, the beam waist position of the deflection beam will be shifted with respect to the surface to be scanned.
The effective light scanning area appears as an image plane shift in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The imaging adjustment of the present invention is a method of adjusting the beam waist position in the main scanning and sub-scanning directions with respect to the surface to be scanned in the above-described case. For example, when the optical system configuration of the optical scanning device is as shown in FIG. 4 described above, the beam waist position in the main scanning and sub-scanning directions is shifted with respect to the scanned surface 7 due to a processing error of the fθ lens 60 or the like. In the case of deviation, the imaging adjustment can be performed as follows.
That is, as shown in FIG. 8, the resin lens 31 and the glass lens 32 among the resin imaging mirror 30, the resin lens 31, and the glass lens 32 constituting the line image forming optical system.
Are displaceable in the optical axis direction. Since the glass lens 32 also has power in the main scanning direction, by moving the glass lens 32 in the optical axis direction, the “beam waist position in the main scanning direction” generated due to a processing error or the like of the fθ lens 60 or the like. Is corrected, and the beam waist position can be adjusted so as to substantially coincide with the scanned surface 7. After such adjustment, the glass lens 32 is fixed. Since the resin lens 31 has power only in the sub-scanning direction, by moving the resin lens 31 in the optical axis direction, it is possible to shift the beam waist position in the main scanning direction (adjusted earlier) without changing fθ The "deviation of the beam waist position in the sub-scanning direction" caused by a processing error or the like of the lens 60 or the like can be corrected, and the beam waist position can be adjusted so as to substantially coincide with the scanned surface 7, and after such adjustment, The resin lens 31 is fixed. By performing the image formation adjustment in this way, it is possible to achieve a good match between the image plane and the scanned surface 7 in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.

【0020】上記樹脂製レンズ31、ガラス製レンズ3
2の「調整後の固定」において、これらレンズのうちの
少なくとも1枚を「紫外線硬化樹脂等で固定する空中接
着」にすることで、従来、レンズホルダを光軸回りに回
転させるために必要だったV溝が不要になる。また、樹
脂製レンズ31の固定を上記空中接着にすると「板バネ
等で負荷を加える必要」がないので不要な変形を抑える
ことができる(請求項6)。図9は、図2に示した光走
査装置の場合において、結像調整方法を実施する場合を
説明するための図である。樹脂製レンズ10は主走査方
向にパワーを持っているので、樹脂製レンズ10を光軸
方向に移動させることによって、fθレンズ60等の加
工誤差等によって発生する「主走査方向におけるビーム
ウェスト位置のずれ」補正し、同ビームウエスト位置を
被走査面7上に略一致するように調整できる。このよう
な調整後、樹脂製レンズ10を固定する。樹脂製レンズ
11は副走査方向にパワーを持っているので、樹脂製レ
ンズ11を光軸方向に移動させることによって、fθレ
ンズ60等の加工誤差等によって発生する「副走査方向
におけるビームウェスト位置のずれ」を補正し、同ビー
ムウエスト位置を被走査面7上に略一致するように調整
できる。このような調整後、樹脂製レンズ11を固定で
きる。主走査・副走査方向に異なった負のパワーを持つ
樹脂製レンズ10を光軸方向に移動させて「主走査方向
におけるビームウェスト位置」を被走査面7上に略一致
するように調整した場合、それによって副走査方向にお
けるビームウェスト位置がずれるが、樹脂製レンズ11
は副走査方向のみにパワーを持っているので、「副走査
方向におけるビームウェスト位置」を被走査面7上に略
一致するように調整することができる。ところで、樹脂
製レンズ10,11はアナモルフィックであるから、こ
れらのレンズに、光軸の回りの回転的な位置誤差や、副
走査方向の光軸ずれがあると、波面収差に劣化を来た
し、小径の光スポットを良好に形成する事が困難にな
る。例えば、前述の実施例の場合において、樹脂製レン
ズ10の「入射側レンズ面10a面の副走査方向の形状
を非円弧形状として最適化を図った場合」の波面収差
は、前述したように図6(b)に示す如くであるが、こ
の場合、樹脂製レンズ10を、正規の位置から副走査方
向に0.1mmシフトすると、波面収差は図10(a)
に示すように最大値で0.44λに劣化する。また、樹
脂製レンズ10を正規の向きから光軸回りに0.05度
回転させると、波面収差は図10(b)に示すように、
最大値で0.53λに劣化する。従って、樹脂製レンズ
10や11を固定するに際しては、光軸回りの回転態位
及び副走査方向の位置を調整するのがよい。図9では、
樹脂製レンズ10と樹脂製レンズ11は、調整後「紫外
線硬化樹脂等で固定する空中接着」により固定される。
ガラス製レンズ12はベース90に接して固定される。
樹脂製レンズ10と樹脂製レンズ11はそれぞれチャッ
キングされ、空中に浮いた状態で、上述の調整を行わ
れ、紫外線硬化樹脂等で接着固定される。このため、樹
脂製レンズ10と樹脂製レンズ11はそれぞれ、接着剤
100、101を介してベース90に固定される。な
お、図8、図9に即して説明した結像調整方法の場合に
おいて、ビームウエスト位置の調整のために「樹脂製結
像ミラー20または30と光源側光学系(光源1とカッ
プリングレンズ2)との相対的な位置関係」を調整する
ことを利用することもできる。
The above-mentioned resin lens 31 and glass lens 3
In the “fixing after adjustment” of item 2, at least one of these lenses is “adhered to the air to be fixed with an ultraviolet curable resin or the like” so that it is conventionally necessary to rotate the lens holder around the optical axis. The need for a V-groove is eliminated. In addition, when the resin lens 31 is fixed by the air bonding, unnecessary deformation can be suppressed since there is no need to apply a load with a leaf spring or the like (claim 6). FIG. 9 is a diagram for explaining a case where the image forming adjustment method is performed in the case of the optical scanning device shown in FIG. Since the resin lens 10 has power in the main scanning direction, by moving the resin lens 10 in the optical axis direction, “the beam waist position in the main scanning direction is generated due to a processing error of the fθ lens 60 or the like. The beam waist position can be adjusted so as to substantially coincide with the surface 7 to be scanned. After such adjustment, the resin lens 10 is fixed. Since the resin lens 11 has power in the sub-scanning direction, by moving the resin lens 11 in the optical axis direction, “the beam waist position in the sub-scanning direction is generated due to a processing error of the fθ lens 60 or the like. The deviation can be corrected, and the beam waist position can be adjusted so as to substantially coincide with the scanned surface 7. After such adjustment, the resin lens 11 can be fixed. When the resin lens 10 having different negative powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction is moved in the optical axis direction and the “beam waist position in the main scanning direction” is adjusted so as to substantially coincide with the surface 7 to be scanned. This causes the beam waist position in the sub-scanning direction to shift, but the resin lens 11
Since has power only in the sub-scanning direction, the “beam waist position in the sub-scanning direction” can be adjusted so as to substantially coincide with the surface 7 to be scanned. By the way, since the resin lenses 10 and 11 are anamorphic, if these lenses have a rotational position error around the optical axis or a deviation of the optical axis in the sub-scanning direction, the wavefront aberration will be deteriorated. It is difficult to form a small diameter light spot satisfactorily. For example, in the case of the above-described embodiment, the wavefront aberration of the resin lens 10 when “the shape of the incident side lens surface 10a surface in the sub-scanning direction is optimized to be a non-circular shape” is as described above. As shown in FIG. 6B, in this case, when the resin lens 10 is shifted from the regular position by 0.1 mm in the sub-scanning direction, the wavefront aberration is reduced as shown in FIG.
As shown in the figure, the maximum value deteriorates to 0.44λ. Further, when the resin lens 10 is rotated by 0.05 degrees around the optical axis from the normal direction, the wavefront aberration becomes as shown in FIG.
It deteriorates to 0.53λ at the maximum value. Therefore, when fixing the resin lenses 10 and 11, it is preferable to adjust the rotational position around the optical axis and the position in the sub-scanning direction. In FIG.
After adjustment, the resin lens 10 and the resin lens 11 are fixed by “air bonding that is fixed with an ultraviolet curing resin or the like”.
The glass lens 12 is fixed in contact with the base 90.
The resin lens 10 and the resin lens 11 are chucked, and the above-mentioned adjustment is performed while floating in the air. For this reason, the resin lens 10 and the resin lens 11 are fixed to the base 90 via the adhesives 100 and 101, respectively. In the case of the imaging adjustment method described with reference to FIGS. 8 and 9, in order to adjust the beam waist position, “the resin imaging mirror 20 or 30 and the light source side optical system (the light source 1 and the coupling lens) are used. Adjustment of "relative positional relationship with 2)" can also be used.

【0021】上に、図1および図2に即して実施の形態
を説明した光走査装置が有する線像結像光学系は、光源
1からのビームをカップリング光学系2により所定のビ
ーム形態のビーム(平行ビーム)とし、このビームを線
像結像光学系3,4(10,11,12)により主走査
方向に長い線像として結像し、線像の結像位置近傍に偏
向反射面を持つ光偏向器5により偏向させ、偏向ビーム
を走査結像光学系60により被走査面7に向けて集光
し、被走査面7上に光スポットを形成して被走査面7の
光走査を行う光走査装置における線像結像光学系であっ
て、1枚以上の樹脂製レンズ3(10,11)と、1枚
以上のガラス製レンズ4(12)とを有し、1枚以上の
樹脂製レンズ4(10,11)は、副走査方向に負のパ
ワーを持つ面3a、3b(10a、10b、11a)を
少なくとも2面、主走査方向に負のパワーを持つ面3a
(10a)を少なくとも1面含み、走査結像光学系60
の、温度変化に起因する像面変動を有効に軽減するよう
に、上記1枚以上の樹脂製レンズの各面のパワーが設定
された線像結像光学系(請求項2)である。また、図3
に即して実施の形態を説明した光走査装置が有する線像
結像光学系は、光源1からのビームをカップリング光学
系2により所定のビーム形態のビームとし、このビーム
を線像結像光学系20,21により主走査方向に長い線
像として結像し、線像の結像位置近傍に偏向反射面を持
つ光偏向器5により偏向させ、偏向ビームを走査結像光
学系60により被走査面7に向けて集光し、被走査面7
上に光スポットを形成して被走査面7の光走査を行う光
走査装置における線像結像光学系であって、樹脂製結像
ミラー20と、ガラス製レンズ21とを有し、樹脂製結
像ミラー20は、主走査方向に負のパワー、副走査方向
により強い負のパワーを持つ面を有し、走査結像光学系
60の、温度変化に起因する像面変動を有効に軽減する
ように、樹脂製結像ミラーの面のパワーが設定された線
像結像光学系(請求項3)である。
The line image forming optical system of the optical scanning device described above with reference to FIGS. 1 and 2 has a beam form from a light source 1 by a coupling optical system 2 in a predetermined beam form. (Parallel beam), and this beam is formed as a long line image in the main scanning direction by the line image forming optical systems 3 and 4 (10, 11, 12), and is deflected and reflected in the vicinity of the line image forming position. The light is deflected by the optical deflector 5 having a surface, and the deflected beam is condensed toward the surface 7 to be scanned by the scanning image forming optical system 60 to form a light spot on the surface 7 to be scanned and the light on the surface 7 to be scanned. A line image forming optical system in an optical scanning device for performing scanning, comprising one or more resin lenses 3 (10, 11) and one or more glass lenses 4 (12). The resin lens 4 (10, 11) has a surface 3a having negative power in the sub-scanning direction, b (10a, 10b, 11a) of at least two surfaces, the surface 3a having a negative power in the main scanning direction
(10a) at least one surface, and the scanning image forming optical system 60
A linear image forming optical system (Claim 2) in which the power of each surface of the one or more resin lenses is set so as to effectively reduce the image plane fluctuation caused by the temperature change. FIG.
The optical image forming optical system included in the optical scanning device according to the embodiment described above is configured such that a beam from a light source 1 is converted into a beam having a predetermined beam form by a coupling optical system 2, and this beam is formed into a linear image. The optical systems 20 and 21 form an image as a long line image in the main scanning direction, and the image is deflected by an optical deflector 5 having a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image. The light is condensed toward the scanning surface 7 and is scanned
A line image forming optical system in an optical scanning device that forms a light spot on the surface to scan the surface to be scanned 7 and has a resin image forming mirror 20 and a glass lens 21. The imaging mirror 20 has a surface having negative power in the main scanning direction and strong negative power in the sub-scanning direction, and effectively reduces the image plane fluctuation of the scanning imaging optical system 60 due to a temperature change. Thus, a line image forming optical system in which the power of the surface of the resin image forming mirror is set (claim 3).

【0022】また、図4に即して実施の形態を説明した
光走査装置の有する線像結像光学系は、光源1からのビ
ームをカップリング光学系2により所定のビーム形態の
ビームとし、このビームを線像結像光学系30,31,
32により主走査方向に長い線像として結像し、線像の
結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器5により偏向
させ、偏向ビームを走査結像光学系60により被走査面
7に向けて集光し、被走査面7上に光スポットを形成し
て被走査面7の光走査を行う光走査装置における線像結
像光学系であって、1面以上の樹脂製結像ミラー30
と、1枚以上の樹脂製レンズ31と、1枚以上のガラス
製レンズ32とを有し、樹脂製結像ミラー30は、少な
くとも副走査方向に負のパワーを持つ面を有し、樹脂製
レンズ31は、少なくとも副走査方向に負のパワーを持
つ面を1面以上有し、これら樹脂製結像ミラー30と樹
脂製レンズ31による系は、主走査方向に負のパワーを
持つ面(樹脂製結像ミラーの面)を少なくとも1面含
み、走査結像光学系60の、温度変化に起因する像面変
動を有効に軽減するように、1面以上の樹脂製結像ミラ
ーと1枚以上の樹脂製レンズの各面のパワーが設定され
たもの(請求項4)である。また、上に説明した実施例
の線像結像光学系は、2枚の樹脂製レンズ10,11
と、1枚のガラス製レンズ12とを有し、2枚の樹脂製
レンズ10,11は、副走査方向に負のパワーを持つ面
を3面(10a、10b、11a)、主走査方向に負の
パワーを持つ面を1面(10a)含み、走査結像光学系
60に含まれる樹脂製光学素子6bの温度変化に起因す
る像面変動を有効に軽減するように、2枚の樹脂製レン
ズ10,11の各面のパワーが設定されたもの(請求項
5)であり、樹脂製の結像光学素子10,11に含まれ
る副走査方向に負のパワーを持つ面(10a、10b、
11a)の、副走査方向のパワーを相互に略等しく設定
したもの(請求項6)である。上に図1〜4に即して実
施の形態を説明した光走査装置は、光源1側からの所定
のビーム形態のビームを線像結像光学系3,4(10,
11,12あるいは20,21または30,31,3
2)により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を持つ光偏向器5により偏
向させ、偏向ビームを走査結像光学系60により被走査
面7に向けて集光し、被走査面7上に光スポットを形成
して被走査面7の光走査を行う光走査装置において、上
記請求項2〜6の1つに記載の線像結像光学系を用いた
もの(請求項8)であり、走査結像光学系60が樹脂製
光学素子6bを含み、線像結像光学系として、請求項5
記載の線像結像光学系(実施例記載のもの)を用いるこ
とができる(請求項9)。また、走査結像光学系60は
fθレンズである(請求項10)。上に説明した実施の
各形態では、走査結像光学系60における温度変化に起
因する像面変動を線像結像光学系により補正している
が、勿論、カップリング光学系または「カップリング光
学系および走査結像光学系」の、温度変化に起因する像
面変動を有効に軽減するように線像結像光学系を構成で
きることは明らかである。
Further, in the line image forming optical system of the optical scanning device described in the embodiment with reference to FIG. 4, the beam from the light source 1 is converted into a beam having a predetermined beam form by the coupling optical system 2. This beam is formed into a line image forming optical system 30, 31,
32 forms a line image in the main scanning direction as a long line image, deflects it by an optical deflector 5 having a deflecting reflection surface in the vicinity of the image forming position of the line image, and deflects a beam onto the surface 7 to be scanned by a scanning image forming optical system 60. A line image forming optical system in an optical scanning device for forming a light spot on the surface to be scanned 7 and performing light scanning on the surface to be scanned 7, comprising one or more resin image forming mirrors 30
And one or more resin lenses 31 and one or more glass lenses 32. The resin imaging mirror 30 has a surface having negative power at least in the sub-scanning direction. The lens 31 has at least one surface having negative power at least in the sub-scanning direction. A system including the resin imaging mirror 30 and the resin lens 31 has a surface (resin having negative power in the main scanning direction). At least one surface of the imaging mirror, and at least one resin imaging mirror and at least one surface of the scanning imaging optical system 60 so as to effectively reduce image surface fluctuations caused by temperature changes. The power of each surface of the resin lens is set (claim 4). The line image forming optical system of the above-described embodiment includes two resin lenses 10 and 11.
And one glass lens 12, and the two resin lenses 10, 11 have three surfaces (10a, 10b, 11a) having negative power in the sub-scanning direction, and One surface (10a) having a negative power is included, and two resin-made surfaces are used so as to effectively reduce the image surface fluctuation caused by the temperature change of the resin optical element 6b included in the scanning imaging optical system 60. The power of each surface of the lenses 10 and 11 is set (claim 5), and the surfaces (10a, 10b,
11a) wherein the power in the sub-scanning direction is set to be substantially equal to each other (claim 6). The optical scanning device described in the embodiment with reference to FIGS. 1 to 4 above emits a beam having a predetermined beam form from the light source 1 side to the line image forming optical systems 3, 4 (10, 4).
11, 12 or 20, 21 or 30, 31, 3
According to 2), a linear image is formed as a long line image in the main scanning direction, and is deflected by an optical deflector 5 having a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image. 7. A line image forming optical system according to claim 2, wherein the light scanning device performs light scanning on the surface to be scanned 7 by forming a light spot on the surface 7 to be scanned. A scanning image forming optical system 60 includes a resin optical element 6b, and is used as a line image forming optical system.
The line image forming optical system (described in the embodiment) can be used (claim 9). The scanning image forming optical system 60 is an fθ lens (claim 10). In each of the embodiments described above, the image plane fluctuation caused by the temperature change in the scanning image forming optical system 60 is corrected by the line image forming optical system. Obviously, the line image forming optical system can be configured so as to effectively reduce the image plane fluctuation of the system and the scanning image forming optical system due to the temperature change.

【0023】また、図8、図9に即して実施の形態を説
明した結像調整方法は、光源1側からの所定のビーム形
態のビームを線像結像光学系30,31,32(10,
11,12)により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を持つ光偏向器5
により偏向させ、偏向ビームを走査結像光学系60によ
り被走査面7に向けて集光し、被走査面7上に光スポッ
トを形成して被走査面7の光走査を行う光走査装置にお
いて、偏向ビームの結像調整を行う方法であって、線像
結像光学系を2以上の光学素子30,31,32(1
0,11,12)により構成し、これら光学素子に、副
走査方向に負のパワーを持つ面を2面以上と、主走査方
向に負のパワーを持つ面とを含め、主走査方向に負のパ
ワーを持つ面を有する光学素子、および副走査方向に負
のパワーを持つ面を有する他の光学素子と、走査結像光
学系との相対的な位置関係を、光学素子31(10)お
よび他の光学素子32(12)につき独立に調整するこ
とにより、偏向ビームの主走査方向および副走査方向の
ビームウエスト位置を被走査面位置に対して調整する結
像調整方法(請求項1)であり、上記光走査装置の各実
施の形態において、この結像調整方法で結像調整を行っ
て、線像結像光学系の各光学素子を固定すれば請求項7
記載の光走査装置が実施される。最後に、図11を参照
して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、感光媒体111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。感光媒体111の周
囲には、帯電手段としての帯電ローラ112、現像装置
113、転写ローラ114、クリーニング装置115が
配備されている。帯電手段としては周知の「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L
Bによる光走査装置117が設けられ、帯電ローラ11
2と現像装置113との間で「光書き込による露光」を
行うようになっている。図11において、符号116は
定着装置、符号118はカセット、符号119はレジス
トローラ対、符号120は給紙コロ、符号121は搬送
路、符号122は排紙ローラ対、符号123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感光媒体11
1が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ1
12により均一帯電され、光走査装置117のレーザビ
ームLBの光書き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
113により反転現像され、像担持体111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118
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120により給紙される。給紙さ
れた転写紙Pは先端部をレジストローラ対119に銜え
られる。レジストローラ対119は、像担持体111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114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
116へ送られ、定着装置116においてトナー画像を
定着され、搬送路121を通り、排紙ローラ対122に
よりトレイ123上に排出される。トナー画像が転写さ
れた後の像担持体111の表面は、クリーニング装置1
15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。なお、転写紙に代えて前述のOHPシート等
を用いることもでき、トナー画像の転写は、中間転写ベ
ルト等の「中間転写媒体」を介して行うようにすること
もできる。光走査装置117として、上に説明した実施
の各形態のものを用いることにより良好な画像形成を実
行することができる。従って、この画像形成装置は、感
光媒体111の感光面に光走査装置117による光走査
を行って潜像を形成し、潜像を可視化して画像を得る画
像形成装置であって、感光媒体の感光面の光走査を行う
光走査装置117として、前述の請求項7〜10の任意
の1に記載のものを用いることができ(請求項11)、
感光媒体111が光導電性の感光体であり、感光面の均
一帯電と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜
像が、トナー画像として可視化される(請求項12)。
In the image forming adjustment method described in the embodiment with reference to FIGS. 8 and 9, the beam of a predetermined beam form from the light source 1 is applied to the line image forming optical systems 30, 31, 32 ( 10,
11, 12), an optical deflector 5 which forms a long line image in the main scanning direction and has a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image
In the optical scanning apparatus, the deflected beam is condensed toward the surface to be scanned 7 by the scanning and imaging optical system 60, and a light spot is formed on the surface to be scanned 7 to perform optical scanning of the surface to be scanned 7. A method for adjusting the image formation of a deflected beam, wherein the line image forming optical system is provided with two or more optical elements 30, 31, 32 (1
0, 11, 12), these optical elements include two or more surfaces having negative power in the sub-scanning direction and a surface having negative power in the main scanning direction. The relative positional relationship between the optical element having the surface having the power of the sub-scanning direction and the other optical element having the surface having the negative power in the sub-scanning direction and the scanning image forming optical system is shown by the optical elements 31 (10) and An image forming adjustment method for adjusting the beam waist position of the deflection beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction with respect to the position of the scanning surface by independently adjusting the other optical elements 32 (12). In each of the embodiments of the optical scanning device, if the image forming adjustment is performed by this image forming adjustment method, and each optical element of the line image forming optical system is fixed.
The described optical scanning device is implemented. Finally, an embodiment of the image forming apparatus 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 photosensitive medium 111. Around the photosensitive medium 111, a charging roller 112 as a charging unit, a developing device 113, a transfer roller 114, and a cleaning device 115 are provided. A well-known "corona charger" can be used as the charging means. The laser beam L
B, an optical scanning device 117 is provided.
The “exposure by optical writing” is performed between the developing device 2 and the developing device 113. 11, reference numeral 116 denotes a fixing device, reference numeral 118 denotes a cassette, reference numeral 119 denotes a pair of registration rollers, reference numeral 120 denotes a paper feed roller, reference numeral 121 denotes a conveyance path, reference numeral 122 denotes a pair of discharge rollers, reference numeral 123 denotes a tray,
Reference symbol P indicates a transfer sheet as a recording medium. When performing image formation, the photosensitive medium 11 which is a photoconductive photoconductor is used.
1 is rotated clockwise at a constant speed, and the surface thereof is charged roller 1
The photosensitive drum 12 is uniformly charged by the laser scanning device 12 and receives an exposure by writing the laser beam LB of the optical scanning device 117 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 113, and a toner image is formed on the image carrier 111. Cassette 118 containing transfer paper P
Is detachable from the main body of the image forming apparatus 100, and the uppermost sheet of the stored transfer paper P is fed by the feed roller 120 in a state where it is mounted as shown in the figure. The fed transfer paper P has its leading end held by a pair of registration rollers 119. The registration roller pair 119 sends the transfer paper P to the transfer portion in synchronization with the timing at which the toner image on the image carrier 111 moves to the transfer position. The transferred transfer paper P is superimposed on the toner image at the transfer section, and the toner image is electrostatically transferred by the operation of the transfer roller 114. The transfer paper P on which the toner image has been transferred is sent to a fixing device 116, where the toner image is fixed, and is discharged onto a tray 123 by a discharge roller pair 122 through a conveyance path 121. The surface of the image carrier 111 after the transfer of the toner image is
15 removes residual toner and paper dust. The above-described OHP sheet or the like can be used instead of the transfer paper, and the transfer of the toner image can be performed via an “intermediate transfer medium” such as an intermediate transfer belt. Good image formation can be performed by using the optical scanning device 117 of each of the above-described embodiments. Therefore, this image forming apparatus is an image forming apparatus that forms a latent image by performing optical scanning on the photosensitive surface of the photosensitive medium 111 by the optical scanning device 117 and visualizes the latent image to obtain an image. As the optical scanning device 117 for optically scanning the photosensitive surface, the optical scanning device 117 according to any one of claims 7 to 10 can be used (claim 11).
The photosensitive medium 111 is a photoconductive photosensitive member, and an electrostatic latent image formed by uniform charging of the photosensitive surface and optical scanning by the optical scanning device is visualized as a toner image.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、新規な光走査装置・光走査装置における線像結像光
学系・光走査装置における結像調整方法・画像形成装置
を実現できる。この発明の線像結像光学系によれば、光
走査装置内に含まれる樹脂材料の光学素子の温度変化に
起因する像面変動を、機械的な構成を用いず、設計の自
由度を狭めることなく、「加工や組み付けの容易な樹脂
製光学素子」を用いて主走査方向・副走査方向につき有
効に軽減できる。従って、このような線像結像光学系を
用いる光走査装置は、温度変化の実用的な許容範囲内に
おいて、温度変化に関わらず、スポット径の大径化を有
効に防止もしくは軽減して良好な光走査を実現できる。
また、この発明の結像調整方法によれば、fθレンズ等
の光学素子の加工誤差等に起因する、偏向ビームの主走
査・副走査方向のビームウエスト位置を、互いに独立し
て被走査面に対して調整でき、このような調整を行った
後に線像結像光学系の光学素子を固定すれば、主走査・
副走査方向のビームウエスト位置が被走査面とよく合致
するので、良好な光走査が可能である。また、この発明
の画像形成装置は、上記の如き光走査装置を用いること
により、温度変化に関わらず常に良好な画像形成を実現
できる。
As described above, according to the present invention, a novel optical scanning device, a linear image forming optical system in the optical scanning device, an image forming adjustment method in the optical scanning device, and an image forming apparatus can be realized. . According to the linear image forming optical system of the present invention, the image plane fluctuation caused by the temperature change of the optical element made of the resin material included in the optical scanning device is reduced without using a mechanical configuration, and the degree of freedom in design is reduced. Without using a “resin optical element that is easy to process and assemble”, it can be effectively reduced in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Therefore, the optical scanning device using such a line image forming optical system can effectively prevent or reduce the increase in the spot diameter regardless of the temperature change within a practical allowable range of the temperature change. Optical scanning can be realized.
Further, according to the imaging adjustment method of the present invention, the beam waist positions in the main scanning and sub-scanning directions of the deflecting beam caused by the processing error of the optical element such as the fθ lens and the like are independently set on the surface to be scanned. If the optical element of the line image forming optical system is fixed after performing such adjustment, the main scanning
Since the beam waist position in the sub-scanning direction matches well with the surface to be scanned, good optical scanning is possible. Further, the image forming apparatus of the present invention can always achieve good image formation irrespective of a temperature change by using the optical scanning device as described above.

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

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

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

【図3】この発明の光走査装置の実施の他の形態を説明
するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining another embodiment of the optical scanning device of the present invention.

【図4】この発明の光走査装置の実施のさらに他の形態
を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining still another embodiment of the optical scanning device of the present invention.

【図5】実施例における、温度変化に起因する像面変動
と、その補正を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining an image plane fluctuation caused by a temperature change and its correction in the embodiment.

【図6】実施例における波面収差(a)と、実施例にお
けるレンズ面の1つの副走査方向の形状を非円弧化した
ときの波面収差(b)を示す図である。
6A and 6B are diagrams illustrating a wavefront aberration (a) in the example and a wavefront aberration (b) when one of the lens surfaces in the sub-scanning direction is made non-circular in the example.

【図7】実施例に関する、デフォーカスとスポット径の
関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between defocus and a spot diameter according to the embodiment.

【図8】請求項1記載の結像調整方法を、図3の実施の
形態において実施する場合を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a case where the imaging adjustment method according to claim 1 is implemented in the embodiment of FIG. 3;

【図9】請求項1記載の結像調整方法を、図2の実施の
形態において実施する場合を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a case where the imaging adjustment method according to claim 1 is implemented in the embodiment of FIG. 2;

【図10】実施例の場合において、樹脂製レンズ10
が、光軸回りに方位誤差を持つ場合および副走査方向に
ずれた場合における波面収差の劣化を説明するための図
である。
FIG. 10 illustrates a resin lens 10 according to the embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining deterioration of wavefront aberration when there is an azimuth error around the optical axis and when the wavefront aberration is shifted in the sub-scanning direction.

【図11】画像形成装置の実施の1形態を説明するため
の図である。
FIG. 11 is a diagram for describing an embodiment of an image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源(半導体レーザ) 2 カップリング光学系(カップリングレンズ) 3 線像結像光学系を構成する樹脂製レンズ 4 線像結像光学系を構成するガラス製レンズ 5 光偏向器(回転多面鏡) 60 走査結像光学系(fθレンズ) 7 被走査面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source (semiconductor laser) 2 Coupling optical system (coupling lens) 3 Resin lens which comprises a line image forming optical system 4 Glass lens which comprises a line image forming optical system 5 Optical deflector (rotating polygon mirror) ) 60 Scanning optical system (fθ lens) 7 Scanned surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 17/08 B41J 3/00 D H04N 1/113 H04N 1/04 104A Fターム(参考) 2C362 AA48 BA86 BB14 BB22 DA03 2H045 AA01 CA04 CA34 CA55 CA63 CB22 2H087 KA19 LA22 LA25 LA28 NA08 PA04 PB04 QA02 QA14 QA22 QA26 QA33 QA42 QA45 RA07 TA03 TA06 UA01 5C072 AA03 BA04 DA03 DA04 DA23 HA02 HA09 HB10 RA12 9A001 BB06 KK16 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 17/08 B41J 3/00 D H04N 1/113 H04N 1/04 104A F-term (Reference) 2C362 AA48 BA86 BB14 BB22 DA03 2H045 AA01 CA04 CA34 CA55 CA63 CB22 2H087 KA19 LA22 LA25 LA28 NA08 PA04 PB04 QA02 QA14 QA22 QA26 QA33 QA42 QA45 RA07 TA03 TA06 UA01 5C072 AA03 BA04 DA03 DA04 DA23 HA02 HA09 HB10 RA12 9

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源側からの所定のビーム形態のビームを
線像結像光学系により主走査方向に長い線像として結像
させ、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により偏向させ、偏向ビームを走査結像光学系によ
り被走査面に向けて集光し、上記被走査面上に光スポッ
トを形成して被走査面の光走査を行う光走査装置におい
て、偏向ビームの結像調整を行う方法であって、 線像結像光学系を2以上の光学素子により構成し、これ
ら光学素子に、副走査方向に負のパワーを持つ面を2面
以上と、主走査方向に負のパワーを持つ面とを含め、 主走査方向に負のパワーを持つ面を有する光学素子、お
よび副走査方向に負のパワーを持つ面を有する他の光学
素子と、光源側光学系および/または走査結像光学系と
の相対的な位置関係を、上記光学素子および他の光学素
子につき独立に調整することにより、偏向ビームの主走
査方向および副走査方向のビームウエスト位置を被走査
面位置に対して調整することを特徴とする、光走査装置
における結像調整方法。
1. A beam having a predetermined beam form from a light source side is formed as a long line image in a main scanning direction by a line image forming optical system, and a light having a deflecting reflection surface in the vicinity of the image forming position of the line image. In an optical scanning device that deflects by a deflector, condenses a deflected beam toward a surface to be scanned by a scanning imaging optical system, forms an optical spot on the surface to be scanned, and optically scans the surface to be scanned, A method for adjusting the image formation of a deflected beam, comprising: forming a linear image forming optical system by two or more optical elements; and providing these optical elements with two or more surfaces having negative power in the sub-scanning direction. An optical element having a surface having a negative power in the main scanning direction, including a surface having a negative power in the main scanning direction, and another optical element having a surface having a negative power in the sub-scanning direction; The relative positional relationship with the optical system and / or the scanning imaging optical system, By independently adjusting the optical element and other optical elements, the beam waist position in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the deflected beam is adjusted with respect to the position of the surface to be scanned. Imaging adjustment method.
【請求項2】光源からのビームをカップリング光学系に
より所定のビーム形態のビームとし、このビームを線像
結像光学系により主走査方向に長い線像として結像し、
上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器に
より偏向させ、偏向ビームを走査結像光学系により被走
査面に向けて集光し、上記被走査面上に光スポットを形
成して被走査面の光走査を行う光走査装置における線像
結像光学系であって、 1枚以上の樹脂製レンズと、1枚以上のガラス製レンズ
とを有し、 上記1枚以上の樹脂製レンズは、副走査方向に負のパワ
ーを持つ面を少なくとも2面、主走査方向に負のパワー
を持つ面を少なくとも1面含み、 カップリング光学系および/または走査結像光学系の、
温度変化に起因する像面変動を有効に軽減するように、
上記1枚以上の樹脂製レンズの各面のパワーが設定され
たことを特徴とする線像結像光学系。
2. A beam from a light source is formed into a beam having a predetermined beam form by a coupling optical system, and the beam is formed as a long line image in a main scanning direction by a line image forming optical system.
The light is deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image, and the deflecting beam is condensed toward a surface to be scanned by a scanning image forming optical system to form a light spot on the surface to be scanned. A line image forming optical system in an optical scanning device that performs optical scanning of a surface to be scanned, comprising: one or more resin lenses; and one or more glass lenses; The resin lens includes at least two surfaces having negative power in the sub-scanning direction and at least one surface having negative power in the main scanning direction, and includes a coupling optical system and / or a scanning imaging optical system.
To effectively reduce the image plane fluctuation due to temperature change,
A linear image forming optical system, wherein the power of each surface of the one or more resin lenses is set.
【請求項3】光源からのビームをカップリング光学系に
より所定のビーム形態のビームとし、このビームを線像
結像光学系により主走査方向に長い線像として結像し、
上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器に
より偏向させ、偏向ビームを走査結像光学系により被走
査面に向けて集光し、上記被走査面上に光スポットを形
成して被走査面の光走査を行う光走査装置における線像
結像光学系であって、 1面以上の樹脂製結像ミラーと、1枚以上のガラス製レ
ンズとを有し、 上記1面以上の樹脂製結像ミラーは、主走査方向に負の
パワー、副走査方向により強い負のパワーを持つ面を少
なくとも1面含み、 カップリング光学系および/または走査結像光学系の、
温度変化に起因する像面変動を有効に軽減するように、
上記1以上の樹脂製結像ミラーの各面のパワーが設定さ
れたことを特徴とする線像結像光学系。
3. A beam from a light source is converted into a beam having a predetermined beam form by a coupling optical system, and the beam is formed as a long line image in the main scanning direction by a line image forming optical system.
The light is deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image, and the deflecting beam is condensed toward a surface to be scanned by a scanning image forming optical system to form a light spot on the surface to be scanned. A line image forming optical system in an optical scanning device for performing optical scanning of a surface to be scanned, comprising: one or more resin imaging mirrors; and one or more glass lenses; The above-described resin imaging mirror includes at least one surface having negative power in the main scanning direction and stronger negative power in the sub-scanning direction, and includes a coupling optical system and / or a scanning imaging optical system.
To effectively reduce the image plane fluctuation due to temperature change,
A line image forming optical system, wherein the power of each surface of the one or more resin image forming mirrors is set.
【請求項4】光源からのビームをカップリング光学系に
より所定のビーム形態のビームとし、このビームを線像
結像光学系により主走査方向に長い線像として結像し、
上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏向器に
より偏向させ、偏向ビームを走査結像光学系により被走
査面に向けて集光し、上記被走査面上に光スポットを形
成して被走査面の光走査を行う光走査装置における線像
結像光学系であって、 1面以上の樹脂製結像ミラーと、1枚以上の樹脂製レン
ズと、1枚以上のガラス製レンズとを有し、 上記1面以上の樹脂製結像ミラーは、少なくとも副走査
方向に負のパワーを持つ面を1面以上有し、上記1枚以
上の樹脂製レンズは、少なくとも副走査方向に負のパワ
ーを持つ面を1面以上有し、これら樹脂製結像ミラーと
樹脂製レンズによる系は、主走査方向に負のパワーを持
つ面を少なくとも1面含み、 カップリング光学系及び/または走査結像光学系の、温
度変化に起因する像面変動を有効に軽減するように、上
記1面以上の樹脂製結像ミラーと1枚以上の樹脂製レン
ズの各面のパワーが設定されたことを特徴とする線像結
像光学系。
4. A beam from a light source is formed into a beam having a predetermined beam form by a coupling optical system, and the beam is formed as a long line image in the main scanning direction by a line image forming optical system.
The light is deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image, and the deflecting beam is condensed toward a surface to be scanned by a scanning image forming optical system to form a light spot on the surface to be scanned. A line image forming optical system in an optical scanning device for optically scanning a surface to be scanned, comprising: one or more resin imaging mirrors; one or more resin lenses; and one or more glass lenses Wherein the one or more resin imaging mirrors have at least one surface having negative power in at least the sub-scanning direction, and the one or more resin lenses have at least one surface in the sub-scanning direction. The resin imaging mirror and the resin lens include at least one surface having a negative power in the main scanning direction. The coupling optical system and / or Alternatively, there is an image plane fluctuation due to temperature change of the scanning imaging optical system. To mitigate, the linear image forming optical system, characterized in that the one or more sides of the resin imaging mirrors and surfaces of the power of one or more plastic lenses are set.
【請求項5】請求項2記載の線像結像光学系において、 2枚の樹脂製レンズと、1枚のガラス製レンズとを有
し、 上記2枚の樹脂製レンズは、副走査方向に負のパワーを
持つ面を3面、主走査方向に負のパワーを持つ面を1面
含み、 走査結像光学系に含まれる樹脂製光学素子の温度変化に
起因する像面変動を有効に軽減するように、上記2枚の
樹脂製レンズの各面のパワーが設定されたことを特徴と
する線像結像光学系。
5. The line image forming optical system according to claim 2, further comprising two resin lenses and one glass lens, wherein the two resin lenses are arranged in the sub-scanning direction. Includes three surfaces with negative power and one surface with negative power in the main scanning direction, effectively reducing image plane fluctuations caused by temperature changes in resin optical elements included in the scanning imaging optical system A line image forming optical system, wherein the power of each surface of the two resin lenses is set such that the power is set.
【請求項6】請求項2または3または4または5記載の
線像結像光学系において、 線像結像光学系における樹脂製の光学素子に含まれる副
走査方向に負のパワーを持つ面の、副走査方向のパワー
を、相互に略等しく設定したことを特徴とする線像結像
光学系。
6. A line image forming optical system according to claim 2, wherein the surface having a negative power in the sub-scanning direction included in the resin optical element in the line image forming optical system. And a power in the sub-scanning direction is set substantially equal to each other.
【請求項7】光源側からの所定のビーム形態のビームを
線像結像光学系により主走査方向に長い線像として結像
させ、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により偏向させ、偏向ビームを走査結像光学系によ
り被走査面に向けて集光し、上記被走査面上に光スポッ
トを形成して被走査面の光走査を行う光走査装置におい
て、 請求項1記載の結像調整方法で結像調整を行って、線像
結像光学系の各光学素子が固定されていることを特徴と
する光走査装置。
7. A beam having a predetermined beam form from a light source side is formed as a long line image in a main scanning direction by a line image forming optical system, and a light having a deflecting reflection surface near an image forming position of the line image. In an optical scanning device that deflects by a deflector, condenses a deflected beam toward a surface to be scanned by a scanning imaging optical system, forms an optical spot on the surface to be scanned, and optically scans the surface to be scanned, An optical scanning device, wherein each optical element of a line image forming optical system is fixed by performing image forming adjustment by the image forming adjusting method according to claim 1.
【請求項8】光源側からの所定のビーム形態のビームを
線像結像光学系により主走査方向に長い線像として結像
させ、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を持つ光偏
向器により偏向させ、偏向ビームを走査結像光学系によ
り被走査面に向けて集光し、上記被走査面上に光スポッ
トを形成して被走査面の光走査を行う光走査装置におい
て、 請求項2〜6の任意の1に記載の線像結像光学系を用い
たことを特徴とする光走査装置。
8. A beam having a predetermined beam form from a light source side is formed as a long line image in the main scanning direction by a line image forming optical system, and a light having a deflecting reflection surface near an image forming position of the line image. In an optical scanning device that deflects by a deflector, condenses a deflected beam toward a surface to be scanned by a scanning imaging optical system, forms an optical spot on the surface to be scanned, and optically scans the surface to be scanned, An optical scanning device using the line image forming optical system according to any one of claims 2 to 6.
【請求項9】請求項8記載の光走査装置において、 走査結像光学系が樹脂製光学素子を含み、 請求項5記載の線像結像光学系を用いたことを特徴とす
る光走査装置。
9. An optical scanning device according to claim 8, wherein the scanning image forming optical system includes a resin optical element, and wherein the line image forming optical system according to claim 5 is used. .
【請求項10】請求項9記載の光走査装置において、 走査結像光学系がfθレンズであることを特徴とする光
走査装置。
10. The optical scanning device according to claim 9, wherein the scanning image forming optical system is an fθ lens.
【請求項11】感光媒体の感光面に光走査装置による光
走査を行って潜像を形成し、上記潜像を可視化して画像
を得る画像形成装置であって、 感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、請
求項7〜10の任意の1に記載のものを用いたことを特
徴とする画像形成装置。
11. An image forming apparatus for forming a latent image by performing optical scanning on a photosensitive surface of a photosensitive medium by an optical scanning device and visualizing the latent image to obtain an image, wherein the light on the photosensitive surface of the photosensitive medium is provided. An image forming apparatus comprising: an optical scanning device that performs scanning, wherein the optical scanning device according to any one of claims 7 to 10 is used.
【請求項12】請求項11記載の画像形成装置におい
て、 感光媒体が光導電性の感光体であり、感光面の均一帯電
と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜像が、
トナー画像として可視化されることを特徴とする画像形
成装置。
12. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the photosensitive medium is a photoconductive photoreceptor, and an electrostatic latent image formed by uniform charging of a photosensitive surface and optical scanning by an optical scanning device is:
An image forming apparatus which is visualized as a toner image.
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