JP2002207185A - Optical scanner and image forming apparatus using the same - Google Patents
Optical scanner and image forming apparatus using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置及びそれ
を用いた画像形成装置に関し、特に光源手段から光変調
され出射した光束を回転多面鏡等より成る偏向素子で反
射偏向（偏向走査）させた後、ｆθ特性を有する結像光
学系を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録す
るようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザ
ービームプリンターやデジタル複写機等に好適なもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning apparatus and an image forming apparatus using the same, and more particularly, to a light beam modulated and emitted from a light source means, which is reflected and deflected (deflection scanning) by a deflection element such as a rotary polygon mirror. After that, an image is recorded by optically scanning the surface to be scanned through an imaging optical system having fθ characteristics, such as a laser beam printer or a digital copier having an electrophotographic process. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来よりレーザービームプリンター（Ｌ
ＢＰ）等の光走査装置においては画像信号に応じて光源
手段から光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡
（ポリゴンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏
向させ、ｆθ特性を有する結像光学系によって感光性の
記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、
その面上を光走査して画像記録を行っている。2. Description of the Related Art Conventionally, a laser beam printer (L)
In an optical scanning device such as a BP), a light beam that is light-modulated and emitted from a light source means in accordance with an image signal is periodically deflected by an optical deflector composed of, for example, a rotating polygon mirror (polygon mirror), and has a fθ characteristic. It is focused on a photosensitive recording medium (photosensitive drum) surface in the form of a spot by an image optical system,
Image recording is performed by optical scanning on the surface.
【０００３】図７は従来の光走査装置の要部概略図であ
る。FIG. 7 is a schematic view of a main part of a conventional optical scanning device.
【０００４】同図において光源手段７１から出射した発
散光束はコリメーターレンズ７２により略平行光束とさ
れ、絞り７３によって該光束を制限して副走査方向にの
み所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ７４に入
射している。シリンドリカルレンズ７４に入射した略平
行光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で
射出する。また副走査断面内においては集束してポリゴ
ンミラーから成る光偏向器７５の偏向面（反射面）７５
ａにほぼ線像として結像している。In FIG. 1, a divergent light beam emitted from a light source means 71 is converted into a substantially parallel light beam by a collimator lens 72, and the light beam is restricted by a stop 73 to a cylindrical lens 74 having a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction. It is incident. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 74, it is emitted as it is in the main scanning section. In the sub-scanning section, the deflecting surface (reflection surface) 75 of the optical deflector 75 which is converged and formed of a polygon mirror
The image is substantially formed as a line image on a.
【０００５】そして光偏向器７５の偏向面７５ａで反射
偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレ
ンズ系）７６を介して被走査面としての感光ドラム面７
８上に導光し、該光偏向器７５を矢印Ａ方向に回転させ
ることによって該感光ドラム面７８上を矢印Ｂ方向に光
走査して画像情報の記録を行なっている。The light beam reflected and deflected by the deflecting surface 75a of the optical deflector 75 is passed through an image forming optical system (fθ lens system) 76 having fθ characteristics and a photosensitive drum surface 7 as a surface to be scanned
8, the optical deflector 75 is rotated in the direction of arrow A, and the photosensitive drum surface 78 is optically scanned in the direction of arrow B to record image information.
【０００６】同図における結像光学系７６は第１、第２
の２枚のｆθレンズ７６ａ，７６ｂを有しており、それ
ら２枚のｆθレンズ７６ａ，７６ｂは共に主走査方向に
非球面形状を有し、かつ主走査方向と副走査方向とで互
いに異なるパワーを有するアナモフィックレンズより成
っている。[0006] The imaging optical system 76 shown in FIG.
Lenses 76a, 76b have an aspheric shape in the main scanning direction, and have different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Anamorphic lens.
【０００７】この２つのアナモフィックレンズの主走査
方向と副走査方向のパワー比は副走査方向の倍率をどの
程度に設定するかにより変わるが、いずれも主走査方向
と副走査方向の結像性能とｆθ特性を満足するものと成
っている。The power ratio of the two anamorphic lenses in the main scanning direction and the sub-scanning direction varies depending on the magnification in the sub-scanning direction. This satisfies the fθ characteristic.
【０００８】尚、同図における結像光学系７６は２枚の
アナモフィックレンズより構成しているが、１枚以上の
屈折光学素子、もしくは１枚以上の屈折光学素子と１枚
以上の反射光学素子よりも構成される。Although the imaging optical system 76 in FIG. 1 is composed of two anamorphic lenses, one or more refractive optical elements, or one or more refractive optical elements and one or more reflective optical elements Is more composed.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の結
像光学系７６を構成する第１、第２のｆθレンズ７６
ａ，７６ｂは共に主走査方向と副走査方向とで互いに異
なるパワーを有するアナモフィックレンズを用いている
ために副走査方向のパワーも２枚のアナモフィックレン
ズにより分担されることとなる。However, the first and second fθ lenses 76 constituting the image forming optical system 76 described above.
Since both a and 76b use anamorphic lenses having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, the power in the sub-scanning direction is also shared by the two anamorphic lenses.
【００１０】またアナモフィックレンズの場合、各レン
ズの配置誤差により、光学的な性能の劣化が大きく発生
する。光学的な性能の劣化の中で特に副走査方向の走査
線湾曲は走査線高さのずれや走査線の傾き等と異なり、
装置本体で配置するミラー等の調整により補正すること
ができないため大きな問題点となる。このため走査線湾
曲を微小に抑える為には各レンズの配置を設計値通りに
精度良く配置するか、もしくは各レンズに調整機構を設
けて設計上の配置になるように調整する必要が生じる。[0010] In the case of an anamorphic lens, the optical performance is greatly deteriorated due to the arrangement error of each lens. Among the deterioration of optical performance, especially the scanning line curvature in the sub scanning direction is different from the deviation of the scanning line height and the inclination of the scanning line,
This cannot be corrected by adjusting a mirror or the like arranged in the apparatus main body, which is a major problem. For this reason, in order to minimize the scanning line curvature, it is necessary to arrange each lens with high precision according to the design value or to provide an adjustment mechanism for each lens so as to adjust to the design arrangement.
【００１１】更に４本の感光体（感光ドラム）を用いて
各々に光走査装置を配置してレーザー光により潜像を形
成し、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シア
ン），Ｂｋ（ブラック）の各色の原稿の画像を各々対応
する感光体面上に形成するカラー画像形成装置の場合、
各感光体面上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色の画
像を紙等の転写体上に重ね合わせるため、各感光体に対
応した光走査装置の走査線に湾曲が発生していると４色
間での走査線の形状に誤差を生じ、転写体上での画像に
おいて色ずれが生じるため著しい画像性能の劣化を招く
という問題点がある。Further, using four photoconductors (photosensitive drums), an optical scanning device is arranged for each, and a latent image is formed by laser light, and Y (yellow), M (magenta), C (cyan), Bk In the case of a color image forming apparatus that forms an image of an original of each color (black) on the corresponding photoconductor surface,
Since the four-color images of Y, M, C, and Bk formed on the surface of each photoconductor are superimposed on a transfer body such as paper, the scanning line of the optical scanning device corresponding to each photoconductor is curved. In this case, there is a problem that an error occurs in the shape of the scanning line between the four colors, and a color shift occurs in the image on the transfer body, thereby causing a significant deterioration in image performance.
【００１２】本発明は結像光学系を適切なる形状の第１
の光学素子と第２の光学素子より構成することにより、
光学素子の配置誤差により発生する走査線湾曲を微小に
抑えることができる光走査装置及びそれを用いた画像形
成装置の提供を目的とする。According to the present invention, an image forming optical system having a first shape having an appropriate shape is provided.
And the second optical element,
It is an object of the present invention to provide an optical scanning device capable of minimizing a scanning line curvature generated due to an arrangement error of an optical element and an image forming apparatus using the same.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光走査
装置は、光源手段から射出した光束を偏向素子に導光
し、該偏向素子により偏向された光束を被走査面上に結
像させる結像光学系を有する光走査装置において、該結
像光学系は主に主走査方向にパワーを有する第１の光学
素子と主に副走査方向にパワーを有する第２の光学素子
とを有し、該第２の光学素子の主走査断面内における形
状は少なくとも１面が非球面形状であり、該第２の光学
素子の副走査方向の両面のパワーは該第２の光学素子の
有効部内において軸上から軸外に向かい連続的に変化し
ていることを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, an optical scanning device guides a light beam emitted from a light source to a deflecting element, and forms an image of the light beam deflected by the deflecting element on a surface to be scanned. In an optical scanning device having an imaging optical system for causing a light beam, the imaging optical system includes a first optical element having power mainly in a main scanning direction and a second optical element having power mainly in a sub-scanning direction. At least one surface of the second optical element in the main scanning section has an aspherical shape, and the power of both surfaces in the sub-scanning direction of the second optical element is within the effective portion of the second optical element. Is characterized by a continuous change from on-axis to off-axis.
【００１４】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記第２の光学素子は少なくとも一方の面が副走査
方向に正のパワーを有し、その面の主走査断面内におけ
る形状が平面、もしくは略平面であることを特徴として
いる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least one surface of the second optical element has a positive power in the sub-scanning direction, and the surface of the second optical element has a planar shape in the main scanning section. Or a substantially flat surface.
【００１５】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記第２の光学素子は少なくとも一方の面が副走査
方向に正のパワーを有し、その面の主走査断面内におけ
る形状は光軸に対して垂直な平面からのズレ量ΔＸが該
第２の光学素子の有効部の主走査方向の幅Ｙに対して２
％以下である球面、もしくは非球面であることを特徴と
している。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, at least one surface of the second optical element has a positive power in the sub-scanning direction, and the shape of the surface in the main scanning section is light. The deviation amount ΔX from a plane perpendicular to the axis is 2 with respect to the width Y of the effective portion of the second optical element in the main scanning direction.
% Or less, which is characterized by a spherical surface or an aspherical surface.
【００１６】請求項４の発明は請求項１、２又は３の発
明において、前記結像光学系の副走査方向のパワーをＦ
ｖ、前記第２の光学素子の副走査方向のパワーをＦｖ２
としたとき Ｆｖ２／Ｆｖ≧０．８ なる条件を満足することを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the first, second or third aspect, the power of the imaging optical system in the sub-scanning direction is F.
v, the power of the second optical element in the sub-scanning direction is Fv2
Where the condition of Fv2 / Fv ≧ 0.8 is satisfied.
【００１７】請求項５の発明は請求項１乃至４の何れか
１項の発明において、前記被走査面に入射する光束の副
走査方向のＦナンバーの最大値をＦｍａｘ、最小値をＦ
ｍｉｎとしたとき、 Ｆｍｉｎ／Ｆｍａｘ≧０．９ なる条件を満足することを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the invention of any one of the first to fourth aspects, the maximum value of the F number of the light beam incident on the surface to be scanned in the sub-scanning direction is Fmax, and the minimum value is Fmax.
When min is set, a condition of Fmin / Fmax ≧ 0.9 is satisfied.
【００１８】請求項６の発明は請求項１乃至５の何れか
１項の発明において、前記結像光学系の副走査方向の結
像倍率をβとしたとき、 β＜１ なる条件を満足することを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, when the imaging magnification of the imaging optical system in the sub-scanning direction is β, the condition β <1 is satisfied. It is characterized by:
【００１９】請求項７の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１の光学素子はレンズであることを特徴とし
ている。According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, the first optical element is a lens.
【００２０】請求項８の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１の光学素子は反射光学素子であることを特
徴としている。An eighth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the first optical element is a reflection optical element.
【００２１】請求項９の発明は請求項１又は８の発明に
おいて、前記第１の光学素子は主走査方向にのみパワー
を有するシリンドリカルミラーであることを特徴として
いる。According to a ninth aspect of the present invention, in the first or eighth aspect, the first optical element is a cylindrical mirror having power only in the main scanning direction.
【００２２】請求項１０の発明は請求項１、２又は３の
発明において、前記第２の光学素子はレンズであること
を特徴としている。According to a tenth aspect, in the first, second or third aspect, the second optical element is a lens.
【００２３】請求項１１の発明は請求項１、２、３又は
１０の発明において、前記第２の光学素子は主に副走査
方向にパワーを有するトーリックレンズであることを特
徴としている。An eleventh invention is characterized in that, in the first, second, third or tenth invention, the second optical element is a toric lens having power mainly in the sub-scanning direction.
【００２４】請求項１２の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１、第２の光学素子のうち、少なくとも一方
の光学素子の面は回折格子面を含むことを特徴としてい
る。According to a twelfth aspect of the present invention, in the first aspect, at least one of the first and second optical elements has a diffraction grating surface.
【００２５】請求項１３の発明は請求項１の発明におい
て、前記光源手段はマルチビームレーザーであることを
特徴としている。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the first aspect, the light source means is a multi-beam laser.
【００２６】請求項１４の発明の画像形成装置は、前記
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光走査装置
と、該光走査装置の被走査面に配置された感光体と、該
感光体上を光束が走査することによって形成された静電
潜像をトナー像として現像する現像手段と、該現像され
たトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたト
ナー像を用紙に定着させる定着手段とを有していること
を特徴としている。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to any one of the first to thirteenth aspects; a photosensitive member disposed on a surface to be scanned of the optical scanning device; Developing means for developing, as a toner image, an electrostatic latent image formed by the light beam scanning on the photoreceptor; transfer means for transferring the developed toner image to paper; and transferring the transferred toner image to paper. And fixing means for fixing.
【００２７】請求項１５の発明の画像形成装置は、請求
項１乃至１３の何れか１項に記載の光走査装置と、外部
機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前
記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを
有していることを特徴としている。According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the optical scanning apparatus converts code data input from an external device into an image signal. And a printer controller that allows the user to input the data to the printer.
【００２８】請求項１６の発明の画像形成装置は、請求
項１乃至１３のいずれか１項に記載の光走査装置を複数
設け、各光走査装置から出射された複数の光束を各々対
応する複数の像担持体面上に導光し、該複数の光束で該
複数の像担持体面上を各々走査してカラー画像を形成す
ることを特徴としている。According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising a plurality of the optical scanning devices according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein a plurality of light beams emitted from the respective optical scanning devices are respectively associated with a plurality of light beams. A light image is guided on the surface of the image carrier, and the plurality of light beams scan each of the plurality of image carrier surfaces to form a color image.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】［実施形態１］図１は本発明の光
走査装置の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走
査断面図）、図２は図１の副走査方向の要部断面図（副
走査断面図）である。[First Embodiment] FIG. 1 is a sectional view (main scanning section) of a main scanning direction of an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sub-scanning direction of FIG. 3 is a sectional view (sub-scan sectional view) of a main part of FIG.
【００３０】尚、本明細書においては走査光学手段の光
軸と光偏向器により偏向された光束とが形成する面を主
走査断面、走査光学手段の光軸を含み主走査断面と直交
する面を副走査断面と定義する。In this specification, the plane formed by the optical axis of the scanning optical means and the light beam deflected by the optical deflector is a main scanning section, and the plane including the optical axis of the scanning optical means and orthogonal to the main scanning section. Is defined as a sub-scan section.
【００３１】図中、１は光源手段であり、例えば半導体
レーザーより成っている。２はコリメーターレンズであ
り、光源手段１から出射された光束を略平行光束に変換
している。３は開口絞りであり、通過光束（光量）を制
限している。４はシリンドリカルレンズであり、副走査
方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り３を通
過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器（偏向素
子）５の偏向面５ａにほぼ線像として結像させている。In the figure, reference numeral 1 denotes a light source means, which is composed of, for example, a semiconductor laser. A collimator lens 2 converts a light beam emitted from the light source 1 into a substantially parallel light beam. Reference numeral 3 denotes an aperture stop, which restricts a passing light beam (light amount). Reference numeral 4 denotes a cylindrical lens which has a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction, and applies a light beam passing through the aperture stop 3 to a deflecting surface 5a of an optical deflector (deflection element) 5 described later in the sub-scanning section. The image is formed almost as a line image.
【００３２】尚、コリメーターレンズ２、開口絞り３、
そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学系
の一要素を構成している。The collimator lens 2, aperture stop 3,
Each element such as the cylindrical lens 4 constitutes one element of the incident optical system.
【００３３】５は偏向素子としての例えばポリゴンミラ
ー（回転多面鏡）より成る光偏向器であり、モータ等の
駆動手段（不図示）により所定方向に一定速度で回転し
ている。Reference numeral 5 denotes an optical deflector comprising a polygon mirror (rotating polygon mirror) as a deflecting element, which is rotated at a constant speed in a predetermined direction by a driving means (not shown) such as a motor.
【００３４】１１はｆθ特性を有する結像光学系（ｆθ
レンズ系）であり、主に主走査方向にパワーを有する第
１の光学素子６と副走査方向に主にパワーを有する第２
の光学素子７とを有しており、光偏向器５によって反射
偏向（偏向走査）された画像情報に基づく光束を被走査
面８上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器
５の偏向面５ａと被走査面８との間を共役関係にするこ
とにより、倒れ補正機能を有している。本実施形態にお
ける第１の光学素子６は主走査方向にのみパワーを有す
るシリンドリカルミラー（反射光学素子）より成り、第
２の光学素子７は副走査方向に主にパワーを有する長尺
トーリックレンズより成る。特に本実施形態では長尺ト
ーリックレンズ７の主走査断面内における形状を少なく
とも１面を非球面形状より形成し、また副走査方向の両
面のパワーを該長尺トーリックレンズ７の有効部内にお
いて軸上から軸外に向かい連続的に変化させることによ
り、被走査面８に入射する光束の像高による副走査方向
のＦナンバーの変化を抑えている。Numeral 11 denotes an imaging optical system having fθ characteristics (fθ
A first optical element 6 having power mainly in the main scanning direction and a second optical element 6 having power mainly in the sub-scanning direction.
And a light beam based on the image information reflected and deflected (deflected and scanned) by the optical deflector 5 to form an image on the surface 8 to be scanned, and the optical deflector 5 in the sub-scan section. The deflecting surface 5a and the surface 8 to be scanned have a conjugate relationship to provide a tilt correction function. In the present embodiment, the first optical element 6 is formed of a cylindrical mirror (reflection optical element) having power only in the main scanning direction, and the second optical element 7 is formed of a long toric lens having power mainly in the sub-scanning direction. Become. In particular, in the present embodiment, at least one surface of the long toric lens 7 in the main scanning section is formed of an aspherical shape, and the power of both surfaces in the sub-scanning direction is set on the axis in the effective portion of the long toric lens 7. , The change in the F-number in the sub-scanning direction due to the image height of the light beam incident on the surface 8 to be scanned is suppressed.
【００３５】８は被走査面としての感光ドラム面であ
る。Reference numeral 8 denotes a photosensitive drum surface as a surface to be scanned.
【００３６】本実施形態において画像情報に応じて半導
体レーザー１から光変調され出射した光束はコリメータ
ーレンズ２によって略平行光束に変換され、開口絞り３
によって光量が制限され、シリンドリカルレンズ４に入
射している。シリンドリカルレンズ４に入射した光束の
うち主走査断面内においては光束はそのままの状態で光
偏向器５の偏向角の略中央から偏向面５ａに入射（正面
入射）する。また副走査断面内においては収束して光偏
向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線
像）として結像する。このとき偏向面５ａに入射する光
束を副走査断面内において、該偏向面５ａに対し僅かな
角度を持って斜め方向から入射させている。これはシリ
ンドリカルミラー６へ入射する光束との分離を図るため
である。In the present embodiment, the light beam emitted from the semiconductor laser 1 after being modulated according to the image information is converted by the collimator lens 2 into a substantially parallel light beam, and the aperture stop 3
The amount of light is limited by this, and the light enters the cylindrical lens 4. Of the light beams incident on the cylindrical lens 4, in the main scanning section, the light beams enter the deflecting surface 5 a from substantially the center of the deflection angle of the optical deflector 5 (front incidence) as they are. Further, within the sub-scan section, the light converges and forms an almost linear image (a linear image elongated in the main scanning direction) on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5. At this time, the light beam incident on the deflecting surface 5a is incident on the deflecting surface 5a from the oblique direction at a slight angle in the sub-scan section. This is to achieve separation from the light beam incident on the cylindrical mirror 6.
【００３７】そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向
された光束はシリンドリカルミラー６、長尺トーリック
レンズ７を介して感光ドラム面８上に導光され、該光偏
向器５を所定方向に回転させることによって、該感光ド
ラム面８上を所定方向（主走査方向）に光走査してい
る。これにより記録媒体としての感光ドラム面８上に画
像記録を行なっている。The light beam reflected and deflected by the deflecting surface 5a of the light deflector 5 is guided onto the photosensitive drum surface 8 via the cylindrical mirror 6 and the long toric lens 7, and the light deflector 5 is moved in a predetermined direction. By rotating, the photosensitive drum surface 8 is optically scanned in a predetermined direction (main scanning direction). Thus, an image is recorded on the photosensitive drum surface 8 as a recording medium.
【００３８】尚、本実施形態の光走査装置は主走査断面
内において上記の如く偏向面５ａに対し光源手段１から
の光束を正面より入射させているが、これに限らず，斜
め方向から入射させても良い。In the optical scanning device of this embodiment, the light beam from the light source means 1 is incident on the deflecting surface 5a from the front in the main scanning section as described above. However, the invention is not limited to this. You may let it.
【００３９】本実施形態における結像光学系１１は上記
の如く主走査方向にのみパワーを有するシリンドリカル
ミラー６と、副走査方向に主に屈折力を有する長尺トー
リックレンズ７とから構成されている。The image forming optical system 11 in this embodiment comprises the cylindrical mirror 6 having power only in the main scanning direction as described above, and the long toric lens 7 having mainly refractive power in the sub-scanning direction. .
【００４０】前述した如く走査線の湾曲を低減させるた
めには結像光学系を構成する複数の光学素子の副走査方
向のパワーが１つの光学素子に集中していることが望ま
しい。副走査方向のパワーが複数の光学素子で分担され
ている場合には、それぞれの光学素子の配置誤差により
発生する走査線湾曲が積算されるばかりか、光偏向器側
に配置される光学素子により発生する走査線湾曲が被走
査面側に配置される光学素子の配置誤差により増幅する
場合があるからである。As described above, in order to reduce the curvature of the scanning line, it is desirable that the power in the sub-scanning direction of the plurality of optical elements constituting the imaging optical system be concentrated on one optical element. When the power in the sub-scanning direction is shared by a plurality of optical elements, not only is the scanning line curvature generated due to the arrangement error of each optical element integrated, but also the optical element arranged on the optical deflector side. This is because the generated scanning line curvature may be amplified due to an arrangement error of the optical element arranged on the surface to be scanned.
【００４１】また１つの光学素子に集中した副走査方向
のパワーのうち、正のパワーは１つの光学素子の２面に
分担されるのではなく、１面に正のパワーを持つメニス
カス形状であることが望ましい。これは２面で正のパワ
ーを分担する場合よりも、各面の偏心等により発生する
走査線の湾曲への影響を低減させるためである。Of the power in the sub-scanning direction concentrated on one optical element, the positive power is not shared between two surfaces of one optical element, but has a meniscus shape having a positive power on one surface. It is desirable. This is to reduce the influence on the curvature of the scanning line caused by the eccentricity of each surface as compared with the case where the positive power is shared between the two surfaces.
【００４２】また第２の光学素子７のうち副走査方向に
強い正のパワーを有する面は主走査断面内における形状
が平面、もしくは略平面に近い（僅かにパワーを有す
る）ことが望ましい。これは主走査方向を軸とする回転
を与えた場合に副走査方向に強い正のパワーを持つ面に
入射する光線の高さが主走査方向の場所によって変化
し、すなわち副走査方向の屈折力が場所によって変化し
てしまうために走査線湾曲が発生してしまうからであ
る。It is desirable that the surface of the second optical element 7 having a strong positive power in the sub-scanning direction has a shape close to a plane or substantially a plane (slightly power) in the main scanning section. This is because, when a rotation about the main scanning direction is given, the height of a ray incident on a surface having a strong positive power in the sub-scanning direction changes depending on the location in the main scanning direction. Is changed depending on the location, so that the scanning line curvature occurs.
【００４３】また第２の光学素子７の副走査方向に強い
正のパワーを有する面は被走査面側に近い側に配置され
ることが望ましい。これは副走査方向に強い正のパワー
により屈折された光束が被走査面までの距離が近ければ
曲がりに対する敏感度が低くなるためである。尚、副走
査方向に強い正のパワーは１つの光学素子の１面に集中
しており、かつその面が被走査面の近い側にあるので、
この光学系は縮小光学系となる。It is desirable that the surface of the second optical element 7 having a strong positive power in the sub-scanning direction is disposed closer to the surface to be scanned. This is because the sensitivity of the light flux refracted by the strong positive power in the sub-scanning direction to the bend decreases as the distance to the surface to be scanned becomes short. Since the strong positive power in the sub-scanning direction is concentrated on one surface of one optical element and that surface is on the side closer to the surface to be scanned,
This optical system is a reduction optical system.
【００４４】また光偏向器以降の結像光学系の副走査方
向の倍率は略一定となっていることが望ましい。その理
由は副走査方向の倍率が略一定となっている（＝被走査
面に対するＦナンバーの変化を抑える。）ことによっ
て、副走査方向に強い正のパワーを有する光学素子が副
走査方向に平行に偏心した場合の敏感度を低く抑えるこ
とができるからである。It is desirable that the magnification in the sub-scanning direction of the imaging optical system after the optical deflector is substantially constant. The reason is that the magnification in the sub-scanning direction is substantially constant (= the change in the F number with respect to the surface to be scanned is suppressed), so that the optical element having a strong positive power in the sub-scanning direction is parallel to the sub-scanning direction. This is because the sensitivity when eccentricity is low can be suppressed.
【００４５】本実施形態では上記の各条件を満足させる
為に結像光学系１１を主走査方向にのみパワーを有する
シリンドリカルミラー６と副走査方向に主にパワーを有
する長尺トーリックレンズ７より構成し、該長尺トーリ
ックレンズ７の主走査断面内における形状を少なくとも
１面が非球面形状より形成し、該長尺トーリックレンズ
７の副走査方向の両面のパワーを有効部内において軸上
から軸外に向かい連続的に変化させることにより、光学
素子の配置誤差により発生する走査線湾曲を微小に抑え
ている。In this embodiment, in order to satisfy the above conditions, the imaging optical system 11 is constituted by a cylindrical mirror 6 having power only in the main scanning direction and a long toric lens 7 having power mainly in the sub-scanning direction. At least one surface of the long toric lens 7 in the main scanning section is formed from an aspherical surface, and the power of both surfaces of the long toric lens 7 in the sub-scanning direction is changed from on-axis to off-axis in the effective portion. , The curvature of the scanning line caused by an error in the arrangement of the optical elements is suppressed to a very small extent.
【００４６】更に本実施形態において上記の各条件を満
足させる為には次の条件のうち少なくとも１つを満足さ
せるのが良い。Further, in this embodiment, in order to satisfy each of the above conditions, it is preferable to satisfy at least one of the following conditions.
【００４７】（ア−１）長尺トーリックレンズ７は少な
くとも一方の面が副走査方向に正のパワーを有し、その
面の主走査方向の形状が平面、もしくは略平面であるこ
とである。(A-1) At least one surface of the long toric lens 7 has a positive power in the sub-scanning direction, and the shape of the surface in the main scanning direction is flat or substantially flat.
【００４８】（ア−２）長尺トーリックレンズ７は少な
くとも一方の面が副走査方向に正のパワーを有し、その
面の主走査断面内における形状は光軸に対して垂直な平
面からのズレ量ΔＸが該長尺トーリックレンズ７の有効
部の主走査方向の幅Ｙに対して２％以下である球面、も
しくは非球面であることである。(A-2) At least one surface of the long toric lens 7 has a positive power in the sub-scanning direction, and the shape of the surface in the main scanning cross section is a plane perpendicular to the optical axis. That is, the deviation amount ΔX is a spherical surface or an aspherical surface that is 2% or less with respect to the width Y of the effective portion of the long toric lens 7 in the main scanning direction.
【００４９】（ア−３）結像光学系１１の副走査方向の
パワーをＦｖ、長尺トーリックレンズ７の副走査方向の
パワーをＦｖ２としたとき Ｆｖ２／Ｆｖ≧０．８ ‥‥‥（１） なる条件を満足することである。(A-3) When the power of the imaging optical system 11 in the sub-scanning direction is Fv, and the power of the long toric lens 7 in the sub-scanning direction is Fv2, Fv2 / Fv ≧ 0.8 ≧ (1) Satisfies the following condition:
【００５０】条件式（１）は結像光学系１１の副走査方
向のパワーＦｖと、長尺トーリックレンズ７のパワーＦ
ｖ２との比に関するものであり、条件式（１）を外れる
と系全体の走査線湾曲の敏感度が、各部品の位置精度の
影響を受けやすくなるため良くない。Conditional expression (1) shows the power Fv of the imaging optical system 11 in the sub-scanning direction and the power Fv of the long toric lens 7.
This is related to the ratio to v2, and if conditional expression (1) is not satisfied, the sensitivity of the scanning line curvature of the entire system is likely to be affected by the positional accuracy of each component, which is not good.
【００５１】尚、本実施形態においては、 結像光学系１１の全系の副走査方向のパワーＦｖ ＝ 0.0223 長尺トーリックレンズ７の副走査方向のパワーＦｖ２＝ 0.0223 であり、これは条件式（１）を満足させている。In the present embodiment, the power Fv of the entire system of the imaging optical system 11 in the sub-scanning direction is Fv = 0.0223, and the power Fv2 of the long toric lens 7 in the sub-scanning direction is 0.0223. 1) is satisfied.
【００５２】（ア−４）被走査面内に入射する光束の副
走査方向のＦナンバーの最大値をＦｍａｘ、最小値をＦ
ｍｉｎとしたとき、 Ｆｍｉｎ／Ｆｍａｘ≧０．９ ‥‥‥（２） なる条件を満足することである。(A-4) The maximum value of the F number in the sub-scanning direction of the light beam incident on the surface to be scanned is Fmax, and the minimum value is F.
When min is satisfied, the condition of Fmin / Fmax ≧ 0.9ｍ (2) is satisfied.
【００５３】条件式（２）は被走査面内に入射する光束
の副走査方向のＦナンバーの最大値Ｆｍａｘと最小値Ｆ
ｍｉｎとの比に関するものであり、条件式（１）を外れ
ると副走査方向の結像倍率に変動を生じ、スポット径に
ばらつきを生じたり、マルチビームの場合の走査線の間
隔に誤差を生ずるため良くない。Conditional expression (2) represents the maximum value Fmax and the minimum value F of the F-number of the light beam incident on the surface to be scanned in the sub-scanning direction.
When the ratio is outside the conditional expression (1), the imaging magnification in the sub-scanning direction changes, causing a variation in spot diameter and an error in the interval between scanning lines in the case of a multi-beam. Not so good.
【００５４】尚、本実施形態においては、 副走査方向のＦナンバーの最大値Ｆｍａｘ＝ 42.99
、最小値Ｆｍｉｎ＝ 41.23 であり、これは条件式（２）を満足させている。In this embodiment, the maximum value Fmax of the F-number in the sub-scanning direction is Fmax = 42.99.
, Minimum value Fmin = 41.23, which satisfies the conditional expression (2).
【００５５】（ア−５）結像光学系１１の副走査方向の
結像倍率をβとしたとき、 β＜１ ‥‥‥（３） なる条件（縮小系）を満足することである。(A-5) Assuming that the imaging magnification of the imaging optical system 11 in the sub-scanning direction is β, the condition (reduction system) of β <1 ‥‥‥ (3) is satisfied.
【００５６】条件式（３）は結像光学系１１の副走査方
向の結像倍率βに関するものであり、条件式（３）を外
れると走査線湾曲に対する敏感度が高くなり良くない。The conditional expression (3) relates to the imaging magnification β of the imaging optical system 11 in the sub-scanning direction. If the conditional expression (3) is not satisfied, the sensitivity to scanning line curvature increases, which is not good.
【００５７】尚、結像光学系１１の副走査方向の結像倍
率βは０．２９であり、これは条件式（３）を満足させ
ている。Incidentally, the imaging magnification β in the sub-scanning direction of the imaging optical system 11 is 0.29, which satisfies the conditional expression (3).
【００５８】（ア−６）副走査方向に強い正のパワーを
有する面（長尺トーリックレンズ７の射出面）を被走査
面８側に近い側に配置したことである。(A-6) The surface having the strong positive power in the sub-scanning direction (the exit surface of the long toric lens 7) is arranged on the side closer to the surface 8 to be scanned.
【００５９】本実施形態ではシリンドリカルミラー６と
長尺トーリックレンズ７との主走査方向のレンズ形状を
１０次までの関数で表せる非球面形状とし、該長尺トー
リックレンズ７の副走査方向のレンズ形状を像高方向に
連続的に変化する球面としている。そのレンズ形状は、
例えば光学面と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ
軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸、副
走査断面内において光軸と直交する軸をＺ軸としたと
き、主走査方向と対応する母線方向が、In this embodiment, the lens shape of the cylindrical mirror 6 and the long toric lens 7 in the main scanning direction is an aspherical shape that can be expressed by a function up to the tenth order, and the lens shape of the long toric lens 7 in the sub-scanning direction. Is a spherical surface that continuously changes in the image height direction. The lens shape is
For example, the origin is the intersection of the optical surface and the optical axis, and the optical axis direction is X
Axis, the axis orthogonal to the optical axis in the main scanning section is the Y axis, and the axis orthogonal to the optical axis in the sub-scanning section is the Z axis, the generatrix direction corresponding to the main scanning direction is
【００６０】[0060]
【数１】 (Equation 1)
【００６１】但し、Ｒは母線曲率半径，Ｋ，Ｂ4，Ｂ6，
Ｂ8，Ｂ10は非球面係数 副走査方向（光軸を含む主走査方向に直交する方向）と
対応する子線方向が、Where R is the radius of curvature of the bus, K, B 4 , B 6 ,
B 8 and B 10 are aspherical coefficients. The sagittal direction corresponding to the sub-scanning direction (the direction orthogonal to the main scanning direction including the optical axis) is
【００６２】[0062]
【数２】 (Equation 2)
【００６３】ここで １／ｒ'＝１／ｒ＋Ｄ2Ｙ2＋Ｄ4Ｙ4＋Ｄ6Ｙ6＋Ｄ8Ｙ8＋
Ｄ10Ｙ10 但し、ｒは子線曲率半径、Ｄ2，Ｄ4，Ｄ6，Ｄ8，Ｄ10は
子線変化係数なる式で表わされるものである。[0063] Here, 1 / r '= 1 / r + D 2 Y 2 + D 4 Y 4 + D 6 Y 6 + D 8 Y 8 +
D 10 Y 10 where r is a sagittal radius of curvature, and D 2 , D 4 , D 6 , D 8 , and D 10 are expressed by an equation representing a sagittal change coefficient.
【００６４】また本実施形態では長尺トーリックレンズ
７の両面の母線形状を微小に副走査方向に湾曲させてい
る。これは副走査断面内において光束を光偏向器５の偏
向面５ａに対し斜め入射させることにより発生する走査
線湾曲を低減させるためであり、このときの母線方向の
高さＺｙは、 Ｚｙ＝ＡＯ＋Ａ2Ｙ2＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6 但し、Ａ，Ａ2，Ａ4，Ａ6は係数 としている。ただし副走査断面内において光束を光偏向
器５の偏向面５ａに対し斜め入射させないような系の場
合には母線方向の湾曲は必要ない。In this embodiment, the generatrix of both surfaces of the long toric lens 7 is slightly curved in the sub-scanning direction. This is to reduce the scanning line curvature caused by obliquely entering the light beam into the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 in the sub-scan section, and the height Zy in the generatrix direction at this time is Zy = AO + A 2 Y 2 + A 4 Y 4 + A 6 Y 6 where A, A 2 , A 4 and A 6 are coefficients. However, in the case of a system in which the light beam is not obliquely incident on the deflection surface 5a of the optical deflector 5 in the sub-scan section, the curvature in the generatrix direction is not necessary.
【００６５】表−１に本実施形態における結像光学系１
１の非球面係数を表す各係数及びその他の諸特性を示
す。Table 1 shows the imaging optical system 1 according to the present embodiment.
Each coefficient representing the aspherical coefficient of No. 1 and other various characteristics are shown.
【００６６】[0066]
【表１】 [Table 1]
【００６７】図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は各々本実施
形態における光走査装置の近軸収差（像面湾曲、走査線
湾曲、歪曲収差）を示す諸収差図であり、像面湾曲にお
ける実線は副走査方向、点線は主走査方向を示してい
る。この諸収差図から分かるように本実施形態では近軸
収差が良好に補正されており、高精細印字に適した良好
なる光走査装置を実現させている。FIGS. 3A, 3B, and 3C are various aberration diagrams showing paraxial aberrations (field curvature, scanning line curvature, and distortion) of the optical scanning device according to the present embodiment. The solid line in the surface curvature indicates the sub-scanning direction, and the dotted line indicates the main scanning direction. As can be seen from the various aberration diagrams, in the present embodiment, paraxial aberration is satisfactorily corrected, and a good optical scanning device suitable for high-definition printing is realized.
【００６８】また長尺トーリクレンズ７の配置敏感度を
図４（Ａ），（Ｂ）に示す。図４（Ａ）は長尺トーリッ
クレンズ７を主走査断面内において光軸と直交する軸で
あるＹ軸を中心に回転した場合の走査線湾曲量（Ｚ方向
のオフセット量は除く）を示しており、回転量は１０分
である。図４（Ｂ）は長尺トーリックレンズ７を副走査
断面内において光軸と直交するＺ軸方向に移動した場合
の走査線湾曲量（Ｚ方向のオフセット量は除く）を示し
ており、移動量は０．１ｍｍである。どちらも光走査装
置上に長尺トーリクレンズ７を配置する上で適当な誤差
と考えられるが、この配置誤差を与えても走査線湾曲は
ほとんど発生せず、装置上問題となるレベルには達する
ことはない。FIGS. 4A and 4B show the arrangement sensitivity of the long toric lens 7. FIG. FIG. 4A shows the amount of scanning line curvature (excluding the offset amount in the Z direction) when the long toric lens 7 is rotated about the Y axis, which is an axis orthogonal to the optical axis, in the main scanning cross section. And the rotation amount is 10 minutes. FIG. 4B shows a scanning line bending amount (excluding the Z-direction offset amount) when the long toric lens 7 is moved in the Z-axis direction orthogonal to the optical axis in the sub-scanning cross section. Is 0.1 mm. Both of them are considered to be appropriate errors in arranging the long toric lens 7 on the optical scanning device. However, even if this arrangement error is given, the scanning line is hardly curved, and reaches a level which is problematic in the device. Never.
【００６９】尚、本実施形態においては第１の光学素子
をシリンドリカルミラーより構成したが、これに限ら
ず、例えば主走査方向にのみパワーを有するレンズ（例
えばシリンドリカルレンズ等）であれば前述の実施形態
１と同様に適用することができる。また第１の光学素子
を主走査方向のほかに副走査方向にもパワーを有するミ
ラー又はレンズより構成しても良い。また本実施形態に
おいては特にプラスチックレンズで顕著な環境変動時の
ピント移動を補償する為に第１、第２の光学素子のうち
少なくとも一方の面に回折格子面を設けて形成しても良
い。また本実施形態においては光源手段をマルチビーム
レーザーより構成しても前述の実施形態１と同様に適用
することができる。In the present embodiment, the first optical element is constituted by a cylindrical mirror. However, the present invention is not limited to this. For example, if the first optical element has a power only in the main scanning direction (for example, a cylindrical lens or the like), the above-described embodiment is applicable. It can be applied in the same manner as in the first mode. Further, the first optical element may be constituted by a mirror or a lens having power not only in the main scanning direction but also in the sub-scanning direction. Further, in the present embodiment, in particular, in order to compensate for a focus shift at the time of a remarkable environmental change, a diffraction grating surface may be provided on at least one of the first and second optical elements. Further, in the present embodiment, even when the light source means is constituted by a multi-beam laser, the present invention can be applied in the same manner as in the first embodiment.
【００７０】［画像形成装置］図５は、前述した実施形
態１の光走査装置を用いた画像形成装置（電子写真プリ
ンタ）の実施形態を示す副走査方向の要部断面図であ
る。図５において、符号１０４は画像形成装置を示す。
この画像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ
等の外部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。
このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントロー
ラ１１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに
変換される。この画像データＤｉは、光走査ユニット１
００に入力される。そして、この光走査ユニット（光走
査装置）１００からは、画像データＤｉに応じて変調さ
れた光ビーム（光束）１０３が出射され、この光ビーム
１０３によって感光ドラム１０１の感光面が主走査方向
に走査される。[Image Forming Apparatus] FIG. 5 is a sectional view of a main portion in the sub-scanning direction showing an embodiment of an image forming apparatus (electrophotographic printer) using the optical scanning apparatus of the first embodiment. In FIG. 5, reference numeral 104 denotes an image forming apparatus.
Code data Dc is input to the image forming apparatus 104 from an external device 117 such as a personal computer.
The code data Dc is converted into image data (dot data) Di by the printer controller 111 in the apparatus. This image data Di is transmitted to the optical scanning unit 1
00 is input. The optical scanning unit (optical scanning device) 100 emits a light beam (light flux) 103 modulated in accordance with the image data Di, and the light beam 103 causes the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 to move in the main scanning direction. Scanned.
【００７１】静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム
１０１は、モータ１１５によって時計廻りに回転させら
れる。そして、この回転に伴って、感光ドラム１０１の
感光面が光ビーム１０３に対して、主走査方向と直交す
る副走査方向に移動する。感光ドラム１０１の上方に
は、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電せしめる帯電
ローラ１０２が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラ１０２によって帯電された感光ドラ
ム１０１の表面に、前記光走査ユニット１００によって
走査される光ビーム１０３が照射されるようになってい
る。The photosensitive drum 101 as an electrostatic latent image carrier (photosensitive member) is rotated clockwise by a motor 115. Then, along with this rotation, the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 moves in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction with respect to the light beam 103. Above the photosensitive drum 101, a charging roller 102 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 101 is provided so as to contact the surface.
The surface of the photosensitive drum 101 charged by the charging roller 102 is irradiated with a light beam 103 scanned by the optical scanning unit 100.
【００７２】先に説明したように、光ビーム１０３は、
画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビー
ム１０３を照射することによって感光ドラム１０１の表
面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光
ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１
の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するよう
に配設された現像器１０７によってトナー像として現像
される。ここで用いられるトナー粒子は、例えば帯電ロ
ーラ１０２によって帯電された電荷とは逆符号を持つも
のが用いられる。そして、感光ドラムの非露光部にトナ
ーが付着する部分（画線部）となる。つまり、本実施形
態においては、所謂正規現像が行われる。尚、本実施形
態において感光ドラムの露光部にトナーが付着する反転
現像を行うようにしても良い。As described above, the light beam 103 is
The light is modulated based on the image data Di, and by irradiating the light beam 103, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 101. This electrostatic latent image is further moved from the irradiation position of the light beam 103 to the photosensitive drum 101.
Is developed as a toner image by a developing device 107 disposed so as to contact the photosensitive drum 101 on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 101. As the toner particles used here, for example, those having a sign opposite to the charge charged by the charging roller 102 are used. Then, a portion (image portion) where the toner adheres to the non-exposed portion of the photosensitive drum is formed. That is, in the present embodiment, so-called regular development is performed. In this embodiment, reversal development in which toner adheres to the exposed portion of the photosensitive drum may be performed.
【００７３】現像器１０７によって現像されたトナー像
は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対
向するように配設された転写ローラ１０８によって被転
写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光
ドラム１０１の前方（図１３において右側）の用紙カセ
ット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可
能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１
１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１
１２を搬送路へ送り込む。The toner image developed by the developing device 107 is transferred below the photosensitive drum 101 onto a sheet 112 as a material to be transferred by a transfer roller 108 disposed so as to face the photosensitive drum 101. The paper 112 is stored in a paper cassette 109 in front of the photosensitive drum 101 (right side in FIG. 13), but can be fed manually. At the end of the paper cassette 109, the paper feed roller 1
10 are provided, and the paper 1 in the paper cassette 109 is provided.
12 to the transport path.
【００７４】以上のようにして、未定着トナー像を転写
された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図５
において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部
に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３と
この定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧
ローラ１１４とで構成されており、転写部から撒送され
てきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１
４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙１
１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ロー
ラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されてお
り、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せ
しめる。As described above, the sheet 112 on which the unfixed toner image has been transferred is further moved to the rear of the photosensitive drum 101 (FIG. 5).
At the left side). The fixing device is composed of a fixing roller 113 having a fixing heater (not shown) therein and a pressure roller 114 disposed so as to be in pressure contact with the fixing roller 113, and is sent from the transfer unit. The sheet 112 is fixed to the fixing roller 113 and the pressure roller 11.
The paper 1 is heated by applying pressure at the pressing portion
12 to fix the unfixed toner image. Further, a paper discharge roller 116 is disposed behind the fixing roller 113, and discharges the fixed paper 112 to the outside of the image forming apparatus.
【００７５】図５においては図示していないが、プリン
トコントローラ１１１は、先に説明データの変換だけで
なく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、光
走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制御を行
う。Although not shown in FIG. 5, the print controller 111 not only converts the explanation data, but also controls the motor 115 and other components in the image forming apparatus, the polygon motor in the optical scanning unit 100, and the like. Perform control.
【００７６】［カラー画像形成装置］図６は前述した実
施形態１の光走査装置を複数個同時に使用し、それぞれ
異なる感光ドラム面上に各色毎の画像情報を記録し、カ
ラー画像を形成したタンデムタイプのカラー画像形成装
置の要部概略図である。[Color Image Forming Apparatus] FIG. 6 shows a tandem apparatus in which a plurality of optical scanning apparatuses according to the first embodiment are used at the same time, and image information for each color is recorded on different photosensitive drum surfaces to form a color image. FIG. 1 is a schematic view of a main part of a type color image forming apparatus.
【００７７】同図において４１，４２，４３，４４は各
々前述した実施形態１の光走査装置、２１，２２，２
３，２４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３
２，３３，３４は各々現像器、４５は搬送ベルトであ
る。In the figure, reference numerals 41, 42, 43, and 44 denote the optical scanning devices 21, 22, 2, and 2 of the first embodiment, respectively.
Reference numerals 3 and 24 denote photosensitive drums as image carriers, respectively.
Reference numerals 2, 33, and 34 denote developing units, and 45 denotes a transport belt.
【００７８】同図におけるカラー画像形成装置は実施形
態１の光走査装置（４１，４２，４３，４４）を４個並
べ、各々がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ
ー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、各々並行して感
光ドラム（２１，２２，２３，２４）面上に画像信号を
記録し、その後記録材に多重転写して１枚のフルカラー
画像を高速に印字するものである。In the color image forming apparatus shown in the figure, four optical scanning devices (41, 42, 43, 44) according to the first embodiment are arranged, and C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B For each color of (black), image signals are recorded in parallel on the surface of the photosensitive drum (21, 22, 23, 24), and then multiplexed onto a recording material to print one full-color image at high speed Is what you do.
【００７９】このように本発明の光走査装置を複数用い
てカラー画像形成装置を構成することにより、高速化を
図ることができると同時に各色間のレジストレーション
ずれ（色ずれ）の少ない高画質なカラー画像を得ること
ができる。By configuring a color image forming apparatus using a plurality of optical scanning devices according to the present invention as described above, it is possible to increase the speed, and at the same time, to achieve high image quality with little registration deviation (color deviation) between the colors. A color image can be obtained.
【００８０】[0080]
【発明の効果】本発明によれば前述の如く結像光学系を
主に主走査方向にパワーを有する第１の光学素子と主に
副走査方向にパワーを有する第２の光学素子より構成
し、さらに該第２の光学素子の主走査断面内における形
状を少なくとも１面を非球面形状より形成し、該第２の
光学素子の副走査方向の両面のパワーを該第２の光学素
子の有効部内において軸上から軸外に向かい連続的に変
化させることにより、光学素子の配置誤差により発生す
る走査線湾曲を微小に抑えることができる光走査装置及
びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。According to the present invention, as described above, the imaging optical system is composed of the first optical element having power mainly in the main scanning direction and the second optical element having power mainly in the sub-scanning direction. Further, at least one surface of the second optical element in the main scanning section is formed from an aspherical surface, and the power of both surfaces in the sub-scanning direction of the second optical element is reduced by the effective power of the second optical element. To achieve an optical scanning apparatus and an image forming apparatus using the same, which are capable of minimizing a scanning line curvature caused by an arrangement error of an optical element by continuously changing from on-axis to off-axis in a unit. Can be.
【図１】 本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面
図FIG. 1 is a sectional view of a main part in a main scanning direction according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施形態１の副走査方向の要部断面
図FIG. 2 is a sectional view of a main part in a sub-scanning direction according to the first embodiment of the present invention;
【図３】 本発明の実施形態１の近軸収差（像面湾曲、
走査線湾曲、歪曲収差）を示す諸収差図FIG. 3 shows paraxial aberrations (field curvature,
Various aberration diagrams showing scanning line curvature and distortion)
【図４】 本発明の実施形態１の長尺トーリクレンズの
配置敏感度を示す図FIG. 4 is a diagram showing an arrangement sensitivity of a long toric lens according to the first embodiment of the present invention;
【図５】 本発明の走査光学装置を用いた画像形成装置
（電子写真プリンタ）の構成例を示す副走査方向の要部
断面図FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part in the sub-scanning direction showing a configuration example of an image forming apparatus (electrophotographic printer) using the scanning optical device of the present invention.
【図６】 本発明のカラー画像形成装置の要部構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of the color image forming apparatus of the present invention.
【図７】 従来の光走査装置の要部概略図FIG. 7 is a schematic diagram of a main part of a conventional optical scanning device.
１ 光源手段（半導体レーザー） ２ コリメーターレンズ ３ 開口絞り ４ シリンドリカルレンズ ５ 偏向素子（光偏向器） ６ 第１の光学素子（シリンドリカルミラー） ７ 第２の光学素子（長尺トーリックレンズ） ８ 被走査面（感光体ドラム） １１ 結像光学系 ４１，４２，４３，４４ 光走査装置 ２１，２２，２３，２４ 像担持体（感光ドラム） ３１，３２，３３，３４ 現像器 ４５ 搬送ベルト １００ 光走査装置 １０１ 感光ドラム １０２ 帯電ローラ １０３ 光ビーム １０４ 画像形成装置 １０７ 現像装置 １０８ 転写ローラ １０９ 用紙カセット １１０ 給紙ローラ １１２ 転写材（用紙） １１３ 定着ローラ １１４ 加圧ローラ １１６ 排紙ローラ Reference Signs List 1 light source means (semiconductor laser) 2 collimator lens 3 aperture stop 4 cylindrical lens 5 deflection element (optical deflector) 6 first optical element (cylindrical mirror) 7 second optical element (long toric lens) 8 scanned Surface (photosensitive drum) 11 Imaging optical system 41, 42, 43, 44 Optical scanning device 21, 22, 23, 24 Image carrier (photosensitive drum) 31, 32, 33, 34 Developing unit 45 Conveying belt 100 Optical scanning Apparatus 101 Photosensitive drum 102 Charging roller 103 Light beam 104 Image forming apparatus 107 Developing device 108 Transfer roller 109 Paper cassette 110 Feed roller 112 Transfer material (paper) 113 Fixing roller 114 Pressure roller 116 Discharge roller
───────────────────────────────────────────────────── 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 BA51 BA52 BA58 BA86 BA87 BB14 CA22 CA39 2H045 AA01 CA04 CA34 CA55 CA68 DA02 2H087 KA19 LA22 RA08 TA01 TA03 TA06 5C072 AA03 BA17 DA02 DA04 DA21 DA23 HA06 HA13 JA07 ──────────────────────────────────────────────────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 BA51 BA52 BA58 BA86 BA87 BB14 CA22 CA39 2H045 AA01 CA04 CA34 CA55 CA68 DA02 2H087 KA19 LA22 RA08 TA01 TA03 TA06 5C072 AA03 BA17 DA02 DA04 DA21 DA23 HA06 HA13 JA07
Claims (16)
導光し、該偏向素子により偏向された光束を被走査面上
に結像させる結像光学系を有する光走査装置において、 該結像光学系は主に主走査方向にパワーを有する第１の
光学素子と主に副走査方向にパワーを有する第２の光学
素子とを有し、該第２の光学素子の主走査断面内におけ
る形状は少なくとも１面が非球面形状であり、該第２の
光学素子の副走査方向の両面のパワーは該第２の光学素
子の有効部内において軸上から軸外に向かい連続的に変
化していることを特徴とする光走査装置。1. An optical scanning device having an imaging optical system for guiding a light beam emitted from a light source means to a deflecting element and forming an image of the light beam deflected by the deflecting element on a surface to be scanned. The optical system has a first optical element mainly having power in the main scanning direction and a second optical element mainly having power in the sub-scanning direction, and the shape of the second optical element in the main scanning section. Has at least one aspheric surface, and the power of both surfaces of the second optical element in the sub-scanning direction changes continuously from on-axis to off-axis in the effective portion of the second optical element. An optical scanning device, comprising:
面が副走査方向に正のパワーを有し、その面の主走査断
面内における形状が平面、もしくは略平面であることを
特徴とする請求項１記載の光走査装置。2. The second optical element is characterized in that at least one surface has a positive power in the sub-scanning direction, and the shape of the surface in the main scanning section is flat or substantially flat. The optical scanning device according to claim 1.
面が副走査方向に正のパワーを有し、その面の主走査断
面内における形状は光軸に対して垂直な平面からのズレ
量ΔＸが該第２の光学素子の有効部の主走査方向の幅Ｙ
に対して２％以下である球面、もしくは非球面であるこ
とを特徴とする請求項１記載の光走査装置。3. The second optical element has at least one surface having a positive power in the sub-scanning direction, and the shape of the surface in the main scanning section is deviated from a plane perpendicular to the optical axis. ΔX is the width Y of the effective portion of the second optical element in the main scanning direction.
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is a spherical surface or an aspherical surface that is 2% or less of the following.
Ｆｖ、前記第２の光学素子の副走査方向のパワーをＦｖ
２としたとき Ｆｖ２／Ｆｖ≧０．８ なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は
３記載の光走査装置。4. The power of the imaging optical system in the sub-scanning direction is Fv, and the power of the second optical element in the sub-scanning direction is Fv.
4. The optical scanning device according to claim 1, wherein a condition of Fv2 / Fv ≧ 0.8 is satisfied when 2.
向のＦナンバーの最大値をＦｍａｘ、最小値をＦｍｉｎ
としたとき、 Ｆｍｉｎ／Ｆｍａｘ≧０．９ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４の
何れか１項に記載の光走査装置。5. The maximum value of the F-number of the light beam incident on the surface to be scanned in the sub-scanning direction is Fmax, and the minimum value is Fmin.
5. The optical scanning device according to claim 1, wherein a condition of Fmin / Fmax ≧ 0.9 is satisfied.
をβとしたとき、 β＜１ なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５の
何れか１項に記載の光走査装置。6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein when an imaging magnification of the imaging optical system in the sub-scanning direction is β, a condition of β <1 is satisfied. Optical scanning device.
を特徴とする請求項１記載の光走査装置。7. The optical scanning device according to claim 1, wherein the first optical element is a lens.
ることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。8. The optical scanning device according to claim 1, wherein the first optical element is a reflection optical element.
パワーを有するシリンドリカルミラーであることを特徴
とする請求項１又は８記載の光走査装置。9. The optical scanning device according to claim 1, wherein the first optical element is a cylindrical mirror having power only in a main scanning direction.
とを特徴とする請求項１、２又は３記載の光走査装置。10. The optical scanning device according to claim 1, wherein the second optical element is a lens.
にパワーを有するトーリックレンズであることを特徴と
する請求項１、２、３又は１０記載の光走査装置。11. The optical scanning device according to claim 1, wherein the second optical element is a toric lens having power mainly in a sub-scanning direction.
なくとも一方の光学素子の面は回折格子面を含むことを
特徴とする請求項１記載の光走査装置。12. The optical scanning device according to claim 1, wherein a surface of at least one of the first and second optical elements includes a diffraction grating surface.
であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。13. An optical scanning device according to claim 1, wherein said light source means is a multi-beam laser.
に記載の光走査装置と、該光走査装置の被走査面に配置
された感光体と、該感光体上を光束が走査することによ
って形成された静電潜像をトナー像として現像する現像
手段と、該現像されたトナー像を用紙に転写する転写手
段と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段
とを有していることを特徴とする画像形成装置。14. The optical scanning device according to claim 1, a photosensitive member disposed on a surface to be scanned of the optical scanning device, and a light beam scanning over the photosensitive member. Developing means for developing the electrostatic latent image formed as described above as a toner image, transfer means for transferring the developed toner image to paper, and fixing means for fixing the transferred toner image to paper. An image forming apparatus.
の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを
画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリ
ンタコントローラとを有していることを特徴とする画像
形成装置。15. An optical scanning device according to claim 1, further comprising: a printer controller that converts code data input from an external device into an image signal and inputs the image signal to the optical scanning device. An image forming apparatus comprising:
載の光走査装置を複数設け、各光走査装置から出射され
た複数の光束を各々対応する複数の像担持体面上に導光
し、該複数の光束で該複数の像担持体面上を各々走査し
てカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形
成装置。16. A plurality of optical scanning devices according to claim 1, wherein a plurality of light beams emitted from each of the optical scanning devices are guided on a corresponding plurality of image carrier surfaces. A color image forming apparatus that forms a color image by scanning each of the plurality of image carriers with the plurality of light beams.
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