JP2003156704A - Optical scanner and image forming device using the same - Google Patents

Optical scanner and image forming device using the same

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JP2003156704A
JP2003156704A JP2001356258A JP2001356258A JP2003156704A JP 2003156704 A JP2003156704 A JP 2003156704A JP 2001356258 A JP2001356258 A JP 2001356258A JP 2001356258 A JP2001356258 A JP 2001356258A JP 2003156704 A JP2003156704 A JP 2003156704A
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scanning
curvature
optical system
radius
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical scanner capable of excellently compensating wave aberration and excellently correcting the curvature of field and the variance of a spot diameter, and an image forming device using the optical scanner. SOLUTION: This optical scanner is equipped with a light source means 1, a deflection means 5 reflecting and deflecting luminous flux emitted from the light source means, and a scanning optical system 6 guiding the luminous flux from the deflection means to a surface to be scanned 7 so as to scan the surface to be scanned. In the scanner, the scanning optical system has two or more optical elements 6a and 6b, which have one or more aspherical surfaces having positive refractive power on a main scanning cross section. The radii of curvature of at least two surfaces of two optical elements have one extreme value in a main scanning direction on a subscanning cross section.

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】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、特にサグ(光偏向器の回
転に伴なう面の出入り)の存在による、像面湾曲の非対
称性及びビーム径のバラツキを抑えると共に波面収差等
を良好に補正したレンズ肉厚の薄い、例えばレーザービ
ームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクション
プリンタ(多機能プリンタ)等の画像形成装置に好適な
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus using the same, and more particularly to an asymmetry of curvature of field due to the presence of a sag (a surface coming in and out due to rotation of an optical deflector). It is suitable for an image forming apparatus such as a laser beam printer, a digital copying machine, a multifunction printer (multifunctional printer), or the like, which has a thin lens thickness in which variations in the beam diameter are suppressed and wavefront aberrations are favorably corrected.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からレーザービームプリンタやデジ
タル複写機等で用いられる光走査装置においては、画像
信号に応じて光源から出射された光束(光ビーム)を回
転多面鏡等の光偏向器で周期的に偏向させ、fθ特性を
有する走査レンズを用い、被走査面である感光ドラム面
上を略等速に走査しながらスポットを形成している。こ
れにより記録媒体としての感光ドラム面上に画像情報の
記録を行っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical scanning device used in a laser beam printer, a digital copying machine or the like, a light beam (light beam) emitted from a light source in accordance with an image signal is cycled by an optical deflector such as a rotating polygon mirror. A scanning lens having a fθ characteristic is used to form a spot while scanning the surface of the photosensitive drum, which is the surface to be scanned, at a substantially constant speed. As a result, image information is recorded on the surface of the photosensitive drum as a recording medium.

【0003】図13は従来の光走査装置の光学系の要部
概略図である。
FIG. 13 is a schematic view of a main part of an optical system of a conventional optical scanning device.

【0004】同図において光源手段91から出射した発
散光束は集光レンズ(コリメーターレンズ)92により
略平行光束もしくは収束光束とされ、絞り93によって
光束を制限して、副走査方向に屈折力を有するシリンド
リカルレンズ94に入射している。シリンドリカルレン
ズ94に入射した略平行光束は副走査方向にのみ結像さ
れるため、主走査方向に長い線像として光偏向器95の
偏向面95aにほぼ結像する。そして光偏向器95の偏
向面95aで偏向された光束はfθ特性を有する走査光
学系96を介して被走査面である感光ドラム面97上を
走査して画像記録を行っている。
In the figure, the divergent light beam emitted from the light source means 91 is made into a substantially parallel light beam or a convergent light beam by a condenser lens (collimator lens) 92, and the light beam is limited by a diaphragm 93 to have a refracting power in the sub-scanning direction. It is incident on the cylindrical lens 94 that it has. Since the substantially parallel light flux incident on the cylindrical lens 94 is imaged only in the sub-scanning direction, it is substantially imaged on the deflection surface 95a of the optical deflector 95 as a long line image in the main scanning direction. The light beam deflected by the deflecting surface 95a of the optical deflector 95 scans the photosensitive drum surface 97, which is the surface to be scanned, through the scanning optical system 96 having the fθ characteristic to record an image.

【0005】この種の光走査装置において、高精細な画
像の記録を行うには (アー1)被走査面全域にわたって像面湾曲が良好に補正さ
れていること、(アー2)被走査面でのスポット径及びスポ
ット形状が良好であること、(アー3)光偏向器の偏向面が
倒れた場合でも走査線の位置ズレが生じないように補正
する倒れ補正機能を有していること、(アー4)歪曲収差が
良好に補正されていること、等が必要である。
In this type of optical scanning device, in order to record a high-definition image (ar 1) the field curvature is well corrected over the entire surface to be scanned, (ar 2) the surface to be scanned is The spot diameter and the spot shape of (3) are good, and (Ar 3) has a tilt correction function that corrects so as not to cause positional deviation of the scanning line even if the deflection surface of the optical deflector tilts. 4) It is necessary that the distortion is corrected well.

【0006】更に近年、画像形成装置の小型化に伴い、
光走査装置も小型化しなければならず、走査レンズもコ
ンパクトなレンズ形状が要求されている。
Further, with the recent miniaturization of the image forming apparatus,
The optical scanning device must be downsized, and the scanning lens is required to have a compact lens shape.

【0007】走査レンズをコンパクトにすると収差補正
が困難になり、特に光偏向器のサグ(光偏向器の回転に
伴う偏向面の出入り)が大きくなるので、サグで生じる
収差の非対称性を補正しなければ成らない。この光偏向
器のサグで生じる収差の非対称性を補正し、所望の光学
特性を満たす光走査装置は従来から種々と提案されてい
る。
If the scanning lens is made compact, it becomes difficult to correct aberrations. In particular, since the sag of the optical deflector (the entrance and exit of the deflecting surface due to the rotation of the optical deflector) becomes large, the asymmetry of the aberration caused by the sag is corrected. Must be done. Conventionally, various optical scanning devices have been proposed which correct the asymmetry of the aberration caused by the sag of the optical deflector and satisfy desired optical characteristics.

【0008】例えば光偏向器のサグによる副走査方向の
像面湾曲の非対称性のみを補正するために副走査方向の
曲率半径を光軸に対して主走査方向に沿って非対称に変
化させた面(以下、「副走査曲率半径非対称面」と称
す。)を有する光走査装置が、例えば特公平7-6952
1号公報や特開平7-113950号公報や特開平8-1
22635号公報で種々と提案されている。また像面湾
曲だけでなく、ビーム径の像高による変動も補正した光
走査装置が、例えば特開2000-081567号公報
で提案されている。
For example, in order to correct only the asymmetry of the field curvature in the sub-scanning direction due to the sag of the optical deflector, the radius of curvature in the sub-scanning direction is changed asymmetrically along the main scanning direction with respect to the optical axis. An optical scanning device having (hereinafter referred to as “sub-scanning radius of curvature asymmetrical surface”) is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-5952.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-113950 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-113950.
Various proposals have been made in Japanese Patent No. 22635. An optical scanning device that corrects not only the curvature of field but also the variation of the beam diameter due to the image height is proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-081567.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】近年、コンパクトな光
走査装置が要求される中で、これらコンパクトな光走査
装置で像面湾曲、歪曲収差、そしてビーム径の像高によ
る変動を良好に補正することは困難であるが、特にビー
ム径の像高による変動を補正することは複数の光源を有
するマルチビーム走査装置において重要となってくる。
In recent years, compact optical scanning devices have been required, and these compact optical scanning devices satisfactorily correct field curvature, distortion, and beam diameter fluctuation due to image height. However, it is particularly important to correct the fluctuation of the beam diameter due to the image height in a multi-beam scanning device having a plurality of light sources.

【0010】しかしながら特公平7-69521号公
報、特開平7-113950号公報、そして特開平8-1
22635号公報等は、子線変化面(副走査方向の曲率
半径が主走査方向に沿って変化する面)を一面しか持っ
ておらず、ビーム径の像高による変動は全く考慮されて
おらず、光源にマルチビーム光源を用いた光走査装置に
は適さない。また光走査装置の小型化に適さない、負の
屈折力を持つ走査レンズを有するため、装置全体の小型
化が困難であり、かつ正の屈折力を持つレンズの肉厚が
厚くなるという問題点もある。
However, JP-B-7-69521, JP-A-7-113950 and JP-A-8-1
Japanese Patent No. 22635 has only one sagittal line changing surface (the surface in which the radius of curvature in the sub-scanning direction changes along the main scanning direction) and does not consider the change in the beam diameter due to the image height at all. , Is not suitable for an optical scanning device using a multi-beam light source as a light source. Further, since the scanning lens having a negative refracting power, which is not suitable for downsizing the optical scanning device, is included, it is difficult to downsize the entire device and the lens having a positive refracting power becomes thick. There is also.

【0011】特開2000-081567号公報は、子
線変化面がその変化に2つ以上の極値を有しているため
波面収差の補正が困難であり、スポット形状が悪化しや
すい。また肉厚の厚いレンズを用いており、レンズ製作
上、面精度が出にくいという問題点がある。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-081567, it is difficult to correct the wavefront aberration because the sagittal change surface has two or more extreme values in the change, and the spot shape is likely to deteriorate. Further, since a thick lens is used, there is a problem in that it is difficult to obtain surface accuracy in manufacturing the lens.

【0012】本発明は波面収差を良好に補正すると共に
像面湾曲やスポット径のバラツキ等を良好に補正するこ
とができるコンパクトで高品質な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。
The present invention provides a compact and high-quality optical scanning device capable of satisfactorily correcting wavefront aberration and satisfactorily correcting field curvature and spot diameter variation, and an image forming apparatus using the same. To aim.

【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、光源手段と、該光源手段から出射した光束を反
射偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの光束を被走
査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査光学系を
具備する光走査装置において、該走査光学系は2枚以上
の光学素子を有し、主走査断面内において、該2枚の光
学素子は正の屈折力を有する非球面形状の面を1面以上
有し、副走査断面内において、該2枚の光学素子のうち
の少なくとも2面の曲率半径は主走査方向に沿って1つ
の極値を持つことを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device including a light source means, a deflecting means for reflecting and deflecting a light beam emitted from the light source means, and a light beam from the deflecting means on a surface to be scanned. In an optical scanning device including a scanning optical system that guides light to a surface and scans the surface to be scanned, the scanning optical system has two or more optical elements, and the two optical elements are included in the main scanning section. The element has at least one aspherical surface having a positive refractive power, and in the sub-scan section, at least two surfaces of the two optical elements have a radius of curvature of one along the main scanning direction. It is characterized by having extreme values.

【0014】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記走査光学系は副走査断面内において、曲率半径
の変化が、光軸に対して主走査方向に非対称である面を
1面以上有す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, the scanning optical system has one or more surfaces in the sub-scanning section in which the change in the radius of curvature is asymmetric with respect to the optical axis in the main scanning direction. It is characterized by having.

【0015】請求項3の発明は請求項1の発明におい
て、前記走査光学系は副走査断面内において、最も光偏
向器側の光学素子の光学面の曲率半径が光軸に対して主
走査方向に非対称であることを特徴としている。
According to a third aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the radius of curvature of the optical surface of the optical element closest to the optical deflector in the main scanning direction is the scanning optical system in the sub-scanning section. It is characterized by being asymmetrical.

【0016】請求項4の発明は請求項1の発明におい
て、前記走査光学系の少なくとも1枚の光学素子は、光
軸に対してシフト又は/及びチルトしていることを特徴
としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, at least one optical element of the scanning optical system is shifted or / and tilted with respect to the optical axis.

【0017】請求項5の発明は請求項1の発明におい
て、前記走査光学系は副走査断面内において、曲率半径
が光軸に対して主走査方向に非対称であり、かつ光軸上
より主走査方向に離れるに従い、曲率半径の絶対値が小
さくなるように変化する面を有していることを特徴とし
ている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the radius of curvature of the scanning optical system is asymmetric with respect to the optical axis in the main scanning direction in the sub-scan section, and the main scanning is performed from the optical axis. It is characterized in that it has a surface that changes so that the absolute value of the radius of curvature becomes smaller as it separates in the direction.

【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、前記光源手段は、複数の光源を有
するマルチビーム光源であることを特徴としている。
The invention of claim 6 is characterized in that, in the invention of any one of claims 1 to 5, the light source means is a multi-beam light source having a plurality of light sources.

【0019】請求項7の発明は請求項1乃至6の何れか
1項の発明において、前記走査光学系を構成する各光学
素子は、肉厚が10mm以下であることを特徴としてい
る。
According to a seventh aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, each optical element constituting the scanning optical system has a thickness of 10 mm or less.

【0020】請求項8の発明は請求項1の発明におい
て、光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換
する第1の光学系と、該第1の光学系により変換された
光束を前記偏向手段の偏向面上であって主走査方向へ長
い線像として結像させる第2の光学系とを有することを
特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first optical system for converting the state of the light beam emitted from the light source means to another state, and the light beam converted by the first optical system are provided. A second optical system for forming a long line image in the main scanning direction on the deflection surface of the deflection means.

【0021】請求項9の発明の光走査装置は、光源手段
と、該光源手段から出射した光束を反射偏向させる偏向
手段と、該偏向手段からの光束を被走査面上に導光し、
該被走査面上を走査する走査光学系を具備する光走査装
置において、該走査光学系は光学素子を有し、主走査断
面内において、該光学素子は正の屈折力を有する非球面
形状の面を1面以上有し、副走査断面内において、該光
学素子のうちの少なくとも1面の曲率半径は主走査方向
に沿って1つの極値を持つことを特徴としている。
An optical scanning device according to a ninth aspect of the present invention comprises a light source means, a deflecting means for reflecting and deflecting a light beam emitted from the light source means, and a light beam from the deflecting means for guiding the light beam onto a surface to be scanned,
In an optical scanning device having a scanning optical system for scanning the surface to be scanned, the scanning optical system has an optical element, and the optical element has an aspherical shape having a positive refractive power in a main scanning section. One or more surfaces are provided, and the curvature radius of at least one of the optical elements has one extreme value along the main scanning direction in the sub-scan section.

【0022】請求項10の発明は請求項9の発明におい
て、前記走査光学系は副走査断面内において、曲率半径
の変化が、光軸に対して主走査方向に非対称である面を
1面以上有することを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention of the ninth aspect, the scanning optical system has one or more surfaces in which a change in radius of curvature is asymmetric in the main scanning direction with respect to the optical axis in the sub-scan section. It is characterized by having.

【0023】請求項11の発明は請求項9の発明におい
て、前記走査光学系は副走査断面内において、最も光偏
向器側の光学素子の光学面の曲率半径が光軸に対して主
走査方向に非対称であることを特徴としている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the ninth aspect, the scanning optical system has a curvature radius of an optical surface of the optical element closest to the optical deflector in the main scanning direction with respect to the optical axis in the sub-scanning section. It is characterized by being asymmetrical.

【0024】請求項12の発明は請求項9の発明におい
て、前記走査光学系の光学素子は、光軸に対してシフト
又は/及びチルトしていることを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the optical element of the scanning optical system is shifted or / and tilted with respect to the optical axis.

【0025】請求項13の発明は請求項9の発明におい
て、前記走査光学系は副走査断面内において、曲率半径
が光軸に対して主走査方向に非対称であり、かつ光軸上
より主走査方向に離れるに従い、曲率半径の絶対値が小
さくなるように変化する面を有していることを特徴とし
ている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the invention, the radius of curvature of the scanning optical system is asymmetric with respect to the optical axis in the main scanning direction in the sub-scanning section, and the main scanning is performed from the optical axis. It is characterized in that it has a surface that changes so that the absolute value of the radius of curvature becomes smaller as it separates in the direction.

【0026】請求項14の発明は請求項9乃至13の何
れか1項の発明において、前記光源手段は、複数の光源
を有するマルチビーム光源であることを特徴としてい
る。
According to a fourteenth aspect of the invention, in the invention according to any one of the ninth to thirteenth aspects, the light source means is a multi-beam light source having a plurality of light sources.

【0027】請求項15の発明は請求項9乃至14の何
れか1項の発明において、前記走査光学系の光学素子
は、肉厚が10mm以下であることを特徴としている。
According to a fifteenth aspect of the invention, in the invention according to any one of the ninth to fourteenth aspects, the optical element of the scanning optical system has a thickness of 10 mm or less.

【0028】請求項16の発明は請求項9の発明におい
て、光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変換
する第1の光学系と、該第1の光学系により変換された
光束を前記偏向手段の偏向面上であって主走査方向へ長
い線像として結像させる第2の光学系とを有することを
特徴としている。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the invention of the ninth aspect, the first optical system for converting the state of the light beam emitted from the light source means to another state and the light beam converted by the first optical system are provided. A second optical system for forming a long line image in the main scanning direction on the deflection surface of the deflection means.

【0029】請求項17の発明の光走査装置は、光源手
段と、該光源手段から出射した光束を反射偏向させる偏
向手段と、該偏向手段からの光束を被走査面上に導光
し、該被走査面上を走査する走査光学系を具備する光走
査装置において、該走査光学系は1枚以上の光学素子を
有し、副走査断面内において、少なくとも2面の曲率半
径は主走査方向に沿って1つの極値を持つことを特徴と
している。
An optical scanning device according to a seventeenth aspect of the invention is directed to a light source means, a deflecting means for reflecting and deflecting a light beam emitted from the light source means, and a light beam from the deflecting means for guiding the light beam onto a surface to be scanned. In an optical scanning device having a scanning optical system for scanning a surface to be scanned, the scanning optical system has one or more optical elements, and in a sub-scan section, at least two surfaces have a radius of curvature in the main scanning direction. It is characterized by having one extreme value along.

【0030】請求項18の発明は請求項17の発明にお
いて、前記走査光学系は副走査断面内において、曲率半
径の変化が、光軸に対して主走査方向に非対称である面
を1面以上有することを特徴としている。
According to an eighteenth aspect of the invention, in the seventeenth aspect of the invention, the scanning optical system has one or more surfaces in the sub-scanning section in which the change of the radius of curvature is asymmetric with respect to the optical axis in the main scanning direction. It is characterized by having.

【0031】請求項19の発明は請求項17の発明にお
いて、前記走査光学系は副走査断面内において、最も光
偏向器側の光学素子の光学面の曲率半径が光軸に対して
主走査方向に非対称であることを特徴としている。
In a nineteenth aspect based on the seventeenth aspect, the scanning optical system has a curvature radius of an optical surface of an optical element closest to the optical deflector in the main scanning direction with respect to the optical axis in the sub-scanning section. It is characterized by being asymmetrical.

【0032】請求項20の発明は請求項17の発明にお
いて、前記走査光学系の少なくとも1枚の光学素子は、
光軸に対してシフト又は/及びチルトしていることを特
徴としている。
According to a twentieth aspect of the invention according to the seventeenth aspect, at least one optical element of the scanning optical system is
It is characterized in that it is shifted and / or tilted with respect to the optical axis.

【0033】請求項21の発明は請求項17の発明にお
いて、前記走査光学系は副走査断面内において、曲率半
径が光軸に対して主走査方向に非対称であり、かつ光軸
上より主走査方向に離れるに従い、曲率半径の絶対値が
小さくなるように変化する面を有していることを特徴と
している。
According to a twenty-first aspect of the invention, in the seventeenth aspect of the invention, the radius of curvature of the scanning optical system is asymmetric with respect to the optical axis in the main scanning direction in the sub-scan section, and the main scanning is performed from the optical axis. It is characterized in that it has a surface that changes so that the absolute value of the radius of curvature becomes smaller as it separates in the direction.

【0034】請求項22の発明は請求項17乃至22の
何れか1項の発明において、前記光源手段は、複数の光
源を有するマルチビーム光源であることを特徴としてい
る。
The invention of claim 22 is characterized in that, in the invention of any one of claims 17 to 22, the light source means is a multi-beam light source having a plurality of light sources.

【0035】請求項23の発明は請求項17乃至22の
何れか1項の発明において、前記走査光学系を構成する
各光学素子は、肉厚が10mm以下であることを特徴と
している。
A twenty-third aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the seventeenth to twenty-second aspects of the present invention, each optical element forming the scanning optical system has a thickness of 10 mm or less.

【0036】請求項24の発明は請求項17の発明にお
いて、光源手段から出射した光束の状態を他の状態に変
換する第1の光学系と、該第1の光学系により変換され
た光束を前記偏向手段の偏向面上であって主走査方向へ
長い線像として結像させる第2の光学系とを有すること
を特徴としている。
According to a twenty-fourth aspect of the invention, in the seventeenth aspect of the invention, there is provided a first optical system for converting the state of the light beam emitted from the light source means to another state, and a light beam converted by the first optical system. A second optical system for forming a long line image in the main scanning direction on the deflection surface of the deflection means.

【0037】請求項25の発明の画像形成装置は、請求
項1乃至24の何れか1項に記載の光走査装置と、前記
被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査
された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像
をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー
像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像
を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴と
している。
An image forming apparatus according to a twenty-fifth aspect of the present invention is an optical scanning device according to any one of the first to twenty-fourth aspects, a photoconductor disposed on the surface to be scanned, and the optical scanning device for scanning. Developing device that develops the electrostatic latent image formed on the photoconductor as a toner image by the generated light flux, a transfer device that transfers the developed toner image to a transfer material, and the transferred toner image is transferred. It is characterized by having a fixing device for fixing the material.

【0038】請求項26の発明の画像形成装置は、請求
項1乃至24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。
An image forming apparatus according to a twenty-sixth aspect of the present invention is the optical scanning apparatus according to any one of the first to twenty-fourth aspects, and the optical scanning apparatus, wherein code data input from an external device is converted into an image signal. It is characterized by having a printer controller for inputting to.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】[実施形態1]図1は本発明の実施
形態1の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図
2は本発明の実施形態1の副走査方向の要部断面図(副
走査断面図)である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view (main scanning sectional view) of a main portion in a main scanning direction of Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a sub scanning direction of Embodiment 1 of the present invention. 3 is a cross-sectional view (sub-scanning cross-sectional view) of a main part of FIG.

【0040】尚、本明細書においては走査光学系の光軸
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、走査光学系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 surface formed by the optical axis of the scanning optical system and the light beam deflected by the optical deflector is the main scanning section, and the surface including the optical axis of the scanning optical system and orthogonal to the main scanning section. Is defined as a sub-scan section.

【0041】図1、図2において1は光源手段であり、
例えば半導体レーザより成っている。2は第1の光学系
としての集光レンズ(コリメーターレンズ)であり、光
源手段1から出射された発散光束を略平行光束もしくは
収束光束に変換している。3は開口絞りであり、通過光
束を制限してビーム形状を整形している。4は第2の光
学系としてのシリンドリカルレンズであり、副走査方向
にのみ所定のパワーを有しており、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5の偏向面
(反射面)5aにほぼ線像として結像させている。尚、
集光レンズ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手段の一要素を構成してい
る。
In FIGS. 1 and 2, 1 is a light source means,
For example, it is made of a semiconductor laser. Reference numeral 2 denotes a condenser lens (collimator lens) as a first optical system, which converts the divergent light flux emitted from the light source means 1 into a substantially parallel light flux or a convergent light flux. An aperture stop 3 limits the passing light flux to shape the beam shape. Reference numeral 4 denotes a cylindrical lens as a second optical system, which has a predetermined power only in the sub-scanning direction, and deflects the light beam that has passed through the aperture stop 3 in the sub-scanning section of the optical deflector 5 which will be described later. The image is formed on the (reflecting surface) 5a as a substantially linear image. still,
Each element such as the condenser lens 2, the aperture stop 3, and the cylindrical lens 4 constitutes one element of the incident optical means.

【0042】5は偏向手段としての光偏向器であり、例
えば4面構成のポリゴンミラー(回転多面鏡)より成っ
ており、モーター等の駆動手段(不図示)により図中矢
印A方向に一定速度で回転している。
Reference numeral 5 denotes an optical deflector as a deflecting means, which is composed of, for example, a polygon mirror (rotating polygonal mirror) having a four-sided structure, and is driven at a constant speed in the direction of arrow A by a driving means (not shown) such as a motor. Is spinning at.

【0043】6は集光機能とfθ特性とを有する第3の
光学系としての走査光学系(fθレンズ系)であり、光
偏向器5側より順にプラスチック材より成る第1、第2
の2枚のfθレンズ6a,6bを有し、光偏向器5によ
って反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面と
しての感光ドラム面7上にスポット状に結像させ、かつ
副走査断面内において光偏向器5の偏向面5aと感光ド
ラム面7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。
Reference numeral 6 denotes a scanning optical system (fθ lens system) as a third optical system having a condensing function and fθ characteristics. The scanning optical system 6 is made of a plastic material in order from the optical deflector 5 side.
2 fθ lenses 6a and 6b, the light beam based on the image information reflected and deflected by the optical deflector 5 is imaged in a spot shape on the photosensitive drum surface 7 as the surface to be scanned, and the sub-scanning cross section is formed. A tilt correction function is provided by forming a conjugate relationship between the deflection surface 5a of the optical deflector 5 and the photosensitive drum surface 7 inside.

【0044】本実施形態における第1、第2のfθレン
ズ6a,6bは共に主走査断面内において、正の屈折力
を有する非球面形状の面(トーリック面)を1面以上有
し、副走査断面内において、該第1、第2のfθレンズ
6a,6bのうちの少なくとも2面の曲率半径が主走査
方向に沿って1つの極値を持って変化している。また第
1、第2のfθレンズ6a,6bの肉厚は10mm以下
で形成されている。
In the main scanning section, both the first and second fθ lenses 6a and 6b in the present embodiment have at least one aspherical surface (toric surface) having a positive refracting power, and sub-scanning. In the cross section, the radius of curvature of at least two surfaces of the first and second fθ lenses 6a and 6b changes with one extreme value along the main scanning direction. The thickness of the first and second fθ lenses 6a and 6b is 10 mm or less.

【0045】7は被走査面としての感光ドラム面であ
る。
Reference numeral 7 is a photosensitive drum surface as a surface to be scanned.

【0046】本実施形態において半導体レーザ1から射
出した発散光束は集光レンズ2により略平行光束もしく
は収束光束に変換され、開口絞り3によって該光束(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に入射した略平行光束のう
ち主走査断面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
している。そして光偏向器5の偏向面5aで反射偏向さ
れた光束は第1、第2のfθレンズ6a,6bを介して
感光ドラム面7上にスポット状に結像され、該光偏向器
5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7上を矢印B方向(主走査方向)に等速度で光走査
している。これにより記録媒体としての感光ドラム面7
上に画像記録を行なっている。
In this embodiment, the divergent light beam emitted from the semiconductor laser 1 is converted into a substantially parallel light beam or a convergent light beam by the condenser lens 2, and the light beam (light amount) is limited by the aperture stop 3 and is incident on the cylindrical lens 4. ing. Of the substantially parallel light flux that has entered the cylindrical lens 4, it exits as it is in the main scanning cross section. Further, in the sub-scanning cross section, they converge and form a substantially linear image on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 (a linear image longitudinal in the main scanning direction). Then, the light beam reflected and deflected by the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 is imaged in a spot shape on the photosensitive drum surface 7 via the first and second fθ lenses 6a and 6b, and the optical deflector 5 is indicated by an arrow. By rotating in the A direction, the photosensitive drum surface 7 is optically scanned in the arrow B direction (main scanning direction) at a constant speed. As a result, the photosensitive drum surface 7 as a recording medium
The image is recorded on the top.

【0047】本実施形態において走査光学系6を構成す
る第1、第2のfθレンズ6a,6bの形状は次式の関
数で表わされる。
The shapes of the first and second fθ lenses 6a and 6b constituting the scanning optical system 6 in the present embodiment are expressed by the following function.

【0048】例えば第1、第2のfθレンズと光軸との
交点を原点とし、図1に示すように光軸に対して走査開
始側7aと走査終了側7bでの主走査断面内の面形状
は、光軸をX軸、主走査断面内において光軸と直交する
方向をY軸、副走査断面内で光軸と直交する方向をZ軸
としたとき、走査開始側7aの面形状は
For example, with the intersection of the first and second fθ lenses and the optical axis as the origin, as shown in FIG. 1, the surface in the main scanning section on the scanning start side 7a and the scanning end side 7b with respect to the optical axis. As for the shape, when the optical axis is the X axis, the direction orthogonal to the optical axis in the main scanning cross section is the Y axis, and the direction orthogonal to the optical axis in the sub scanning cross section is the Z axis, the surface shape on the scanning start side 7a is

【0049】[0049]

【数1】 [Equation 1]

【0050】で表される。It is represented by

【0051】但し,Rは曲率半径、K,B4、B6
8、B10は非球面係数である。係数のサフィックスsは
走査開始側、サフィックスeは走査終了側を表してい
る。
However, R is the radius of curvature, K, B 4 , B 6 ,
B 8 and B 10 are aspherical coefficients. The coefficient suffix s represents the scanning start side, and the suffix e represents the scanning end side.

【0052】また副走査断面内は光軸に対して走査開始
側と走査終了側で第1、第2のfθレンズ6a,6bの
うち、少なくとも2面の副走査方向の曲率半径がレンズ
の有効部内において連続的に変化しており、また第1、
第2のfθレンズ6a,6bの主走査断面内における形
状を光軸に対して対称に形成している。
In the sub-scanning section, at least two of the first and second fθ lenses 6a and 6b on the scanning start side and the scanning end side with respect to the optical axis have a curvature radius in the sub-scanning direction which is effective for the lens. Change continuously within the department,
The shapes of the second fθ lenses 6a and 6b in the main scanning cross section are formed symmetrically with respect to the optical axis.

【0053】副走査断面内の形状は図2に示すように光
軸に対して走査開始側と走査終了側で、光軸をX軸、主
走査断面内において光軸と直交する方向をY軸、副走査
断面内で光軸と直交する方向をZ軸としたとき、以下の
連続関数で表せる。
As shown in FIG. 2, the shape in the sub-scanning cross section is on the scanning start side and the scanning end side with respect to the optical axis, the optical axis is the X axis, and the direction orthogonal to the optical axis in the main scanning cross section is the Y axis. When the direction orthogonal to the optical axis in the sub-scan section is the Z axis, it can be expressed by the following continuous function.

【0054】走査開始側7aの面形状はThe surface shape of the scanning start side 7a is

【0055】[0055]

【数2】 [Equation 2]

【0056】走査終了側7bの面形状はThe surface shape of the scanning end side 7b is

【0057】[0057]

【数3】 [Equation 3]

【0058】で表される。It is represented by

【0059】但し、rは副走査方向の曲率半径、D2
4、D6、D8、D10は係数である。
However, r is the radius of curvature in the sub-scanning direction, D 2 ,
D 4 , D 6 , D 8 and D 10 are coefficients.

【0060】係数のサフィックスsは走査開始側、eは走
査終了側を表している。
The suffix s of the coefficient represents the scanning start side, and e represents the scanning end side.

【0061】尚、副走査方向の曲率半径とは主走査方向
の形状(母線)に直交する断面内における曲率半径のこと
である。
The radius of curvature in the sub-scanning direction is the radius of curvature in the cross section orthogonal to the shape (bus line) in the main scanning direction.

【0062】本実施形態では副走査方向のピント補正
(像面湾曲補正)と走査光学系における副走査方向の倍率
の一様性(スポット径の像高による変動)を補正するため
に、第1のfθレンズ6aの両レンズ面R1、R2と第
2のfθレンズ6bの両レンズ面R3、R4の副走査方
向の曲率半径をレンズ有効部内で連続的に変化させ、か
つ第1のfθレンズ6aの射出面R2の曲率半径を上記
関数が1つの極値を持って光軸に対して非対称に変化さ
せている。
In this embodiment, the focus correction in the sub-scanning direction
(Field curvature correction) and in order to correct the uniformity of the magnification in the sub-scanning direction in the scanning optical system (variation due to the image height of the spot diameter), both lens surfaces R1 and R2 of the first fθ lens 6a and The curvature radii of both lens surfaces R3 and R4 of the second fθ lens 6b in the sub-scanning direction are continuously changed within the lens effective portion, and the radius of curvature of the exit surface R2 of the first fθ lens 6a is defined by one of the above functions. It has an extreme value and is changed asymmetrically with respect to the optical axis.

【0063】次に本発明の目的を達成するための手段と
効果について説明する。
Next, means and effects for achieving the object of the present invention will be described.

【0064】本実施形態の第1、第2のfθレンズ6
a,6bは共にプラスチックレンズで作製されており、
成形上有利なように主走査断面内の形状が、光軸に対し
て走査開始側と終了側で対称に形成されている。
The first and second fθ lenses 6 of this embodiment
Both a and 6b are made of plastic lenses,
The shape in the main scanning cross section is formed symmetrically with respect to the optical axis on the scanning start side and the scanning end side so as to be advantageous in molding.

【0065】更に副走査方向の曲率半径は少なくとも2
面がレンズの有効部内において連続的に変化しており、
これにより像面湾曲、波面収差、スポット径の変動を補
正している。
Further, the radius of curvature in the sub-scanning direction is at least 2
The surface changes continuously in the effective part of the lens,
This corrects field curvature, wavefront aberration, and spot diameter variation.

【0066】本実施形態では光源手段から出射した光束
が主走査断面内において、光軸に対して角度α(≠0)で
光偏向器5の偏向面5aに入射しているため、該光偏向
器5の回転に伴う面の出入り(サグ)が、走査開始側と終
了側で非対称に発生する。この非対称なサグにより、像
面湾曲、波面収差、スポット径の変動が光軸に対して主
走査方向に非対称に変化するのを良好に補正するため
に、走査光学系6は副走査方向の曲率半径が光軸に対し
て主走査方向に沿って非対称に変化する面(以下「副走
査曲率半径非対称面」と称す。)を少なくとも1面有し
ている。
In the present embodiment, the light beam emitted from the light source means is incident on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 at an angle α (≠ 0) with respect to the optical axis in the main scanning cross section. The surface entering / exiting (sag) due to the rotation of the container 5 occurs asymmetrically on the scanning start side and the scanning end side. Due to this asymmetrical sag, the scanning optical system 6 has a curvature in the sub-scanning direction in order to satisfactorily correct changes in field curvature, wavefront aberration, and spot diameter variation that are asymmetrical in the main scanning direction with respect to the optical axis. It has at least one surface whose radius changes asymmetrically with respect to the optical axis along the main scanning direction (hereinafter referred to as “sub-scanning curvature radius asymmetric surface”).

【0067】本実施形態ではこの副走査曲率半径非対称
面の曲率半径の変化を1つの極値を持たせて変化させる
ことにより、波面収差、スポット径の変動の全てのサグ
による非対称性を良好に補正している。
In this embodiment, the curvature radius of the asymmetric surface in the sub-scanning radius of curvature is changed with one extreme value to improve the asymmetry of the wavefront aberration and the variation of the spot diameter due to all sags. Correcting.

【0068】また副走査曲率半径非対称面を最も光偏向
器5側の第1のfθレンズ6aに形成することにより、
波面収差のサグによる非対称性を良好に補正している。
Further, by forming a sub-scanning radius of curvature asymmetry on the first fθ lens 6a closest to the optical deflector 5,
The asymmetry due to the sag of wavefront aberration is well corrected.

【0069】また第2のfθレンズ6bの主走査方向の
対称軸を被走査面8の垂直二等分線に対して非対称に構
成することにより、像面湾曲の非対称性を良好に補正し
ている。
Further, by making the axis of symmetry of the second fθ lens 6b in the main scanning direction asymmetrical with respect to the perpendicular bisector of the surface to be scanned 8, the asymmetry of field curvature can be corrected well. There is.

【0070】尚、主走査方向の対称軸とはfθレンズの
光軸のことである。
The axis of symmetry in the main scanning direction is the optical axis of the fθ lens.

【0071】本実施形態では走査光学系6の光軸を主走
査方向における被走査面7の垂直二等分線と一致させて
いる。
In this embodiment, the optical axis of the scanning optical system 6 is aligned with the vertical bisector of the surface 7 to be scanned in the main scanning direction.

【0072】一方、副走査方向の曲率半径を少なくとも
2面以上変化させないと、像面湾曲とスポット径の変動
の両者を同時に補正できないので良くない。また副走査
曲率半径非対称面が、その変化に極値を2つ以上持つ
と、波面収差を良好に補正することができず、感光ドラ
ム面上でのスポット形状が悪化するので良くない。
On the other hand, unless the radius of curvature in the sub-scanning direction is changed by at least two surfaces, both the field curvature and the spot diameter fluctuation cannot be corrected simultaneously, which is not good. If the sub-scanning radius of curvature asymmetry has two or more extreme values in its change, the wavefront aberration cannot be corrected well, and the spot shape on the surface of the photosensitive drum deteriorates, which is not preferable.

【0073】尚、本実施形態では上記の如く第2の走査
レンズ6bを光軸に対してシフト又は/及びチルトさせ
たが、これに限らず、第1の走査レンズ6aもしくは第
1、第2の走査レンズ6a,6bを光軸に対してシフト
又は/及びチルトさせて構成しても良い。
In the present embodiment, the second scanning lens 6b is shifted or / and tilted with respect to the optical axis as described above. However, the present invention is not limited to this, and the first scanning lens 6a or the first and second scanning lenses 6a. The scanning lenses 6a and 6b may be shifted and / or tilted with respect to the optical axis.

【0074】表−1に本実施形態の光学パラメータを示
す。また図3に本実施形態の光学特性、図4に本実施形
態の副走査方向の曲率半径の変化を示す。
Table 1 shows the optical parameters of this embodiment. Further, FIG. 3 shows the optical characteristics of this embodiment, and FIG. 4 shows the change of the radius of curvature in the sub-scanning direction of this embodiment.

【0075】[0075]

【表1】 [Table 1]

【0076】本実施形態において第1のfθレンズ6a
は主走査断面内において被走査面側に凸面を向けた正の
メニスカス形状より成り、また上述の如く第1,第2の
fθレンズ6a、6bのうち、少なくとも一面の副走査方
向の曲率半径を、該レンズの有効部内において連続的、
かつ光軸に対して主走査方向に非対称に変化させ、さら
に第2のfθレンズ6bの主走査方向の対称軸を被走査
面8の垂直二等分線に対して非対称に構成することによ
り、像面湾曲の非対称性とスポット径の変動を同時に補
正している。
In this embodiment, the first fθ lens 6a
Is a positive meniscus shape with a convex surface facing the surface to be scanned in the main scanning section, and as described above, the first and second
Of the fθ lenses 6a and 6b, the radius of curvature of at least one surface in the sub-scanning direction is continuous in the effective portion of the lens,
In addition, by changing asymmetrically in the main scanning direction with respect to the optical axis, and further by configuring the axis of symmetry of the second fθ lens 6b in the main scanning direction to be asymmetric with respect to the perpendicular bisector of the scanned surface 8, The field curvature asymmetry and the spot diameter variation are simultaneously corrected.

【0077】本実施形態では副走査曲率半径非対称面を
1面より構成しており、かつ子線変化面(副走査方向の
曲率半径が主走査方向に沿って変化する面)を軸外に極
値を持つことなく変化させている。
In this embodiment, the asymmetric surface in the sub-scanning radius of curvature is composed of one surface, and the sagittal line changing surface (the surface in which the radius of curvature in the sub-scanning direction changes along the main scanning direction) is off-axis. I am changing without having.

【0078】さらに像面湾曲の非対称性とスポット径の
変動を同時に補正するために、最も被走査面側の第2の
fθレンズ6bの主走査方向の対称軸を被走査面8の垂
直二等分線に対して非対称に構成している。即ち、これ
は副走査曲率半径非対称面(副走査方向の曲率半径を光
軸に対して主走査方向に沿って非対称に変化させた面)
を追加することと同様の効果が得られ、該副走査曲率半
径非対称面を用いずに非対称性を補正することが可能で
あり、レンズ成形上有利になるという特徴を有する。
Further, in order to simultaneously correct the asymmetry of the curvature of field and the fluctuation of the spot diameter, the second side closest to the surface to be scanned is used.
The axis of symmetry of the fθ lens 6b in the main scanning direction is asymmetric with respect to the perpendicular bisector of the surface 8 to be scanned. That is, this is an asymmetrical surface in the sub-scanning radius of curvature (a surface in which the radius of curvature in the sub-scanning direction is changed asymmetrically along the main scanning direction with respect to the optical axis).
The effect similar to that of the above is obtained, and the asymmetry can be corrected without using the sub-scanning curvature radius asymmetric surface, which is advantageous in lens molding.

【0079】尚、本実施形態では走査光学系6を2枚の
レンズより構成したが、これに限らず、例えば単一、も
しくは3枚以上で構成してもよく、さらにfθミラーや
回折光学素子等の光学素子を用いても全く同様の効果を
得ることができる。
Although the scanning optical system 6 is composed of two lenses in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and it may be composed of, for example, a single lens or three or more lenses, and an fθ mirror or a diffractive optical element. Even if an optical element such as the above is used, the same effect can be obtained.

【0080】また本実施形態においては集光レンズ2や
シリンドリカルレンズ4等を省略し、光源手段1から出
射した光束を開口絞り3を介して直接偏向面に導光して
もよい。
Further, in the present embodiment, the condenser lens 2, the cylindrical lens 4 and the like may be omitted, and the light flux emitted from the light source means 1 may be directly guided to the deflection surface via the aperture stop 3.

【0081】以上のように本実施形態では上述の如くレ
ンズ製作上有利な肉厚の薄いレンズを用い、子線変化面
を軸外に極値を持つことなく変化させ、第2のfθレン
ズ6bの主走査方向の対称軸を被走査面8の垂直二等分
線に対して非対称に構成することにより、像面湾曲の非
対称性とスポット径の変動を同時に補正することがで
き、これによりレンズ製作上有利な高性能な光走査装置
を得ることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, as described above, the thin lens which is advantageous in manufacturing the lens is used, and the sagittal line changing surface is changed without having an off-axis extreme value, and the second fθ lens 6b is formed. By arranging the axis of symmetry in the main scanning direction asymmetrical with respect to the perpendicular bisector of the surface to be scanned 8, it is possible to simultaneously correct the asymmetry of the curvature of field and the fluctuation of the spot diameter. It is possible to obtain a high-performance optical scanning device that is advantageous in manufacturing.

【0082】[実施形態2]次に本発明の実施形態2に
ついて説明する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0083】表−2に本実施形態の光学パラメータを示
す。また図5に本実施形態の光学特性、図6に本実施形
態の副走査方向の曲率半径の変化を示す。
Table 2 shows the optical parameters of this embodiment. Further, FIG. 5 shows the optical characteristics of this embodiment, and FIG. 6 shows the change of the radius of curvature in the sub-scanning direction of this embodiment.

【0084】[0084]

【表2】 [Table 2]

【0085】本実施形態において前述の実施形態1と異
なる点は第1、第2のfθレンズのレンズ形状(副走査
方向の曲率半径)を異ならせて形成したことである。そ
の他の構成および光学的作用は実施形態1と略同様であ
り、これにより同様な効果を得ている。
The present embodiment is different from the first embodiment described above in that the first and second fθ lenses are formed with different lens shapes (curvature radii in the sub-scanning direction). Other configurations and optical functions are substantially the same as those of the first embodiment, and the same effect is obtained.

【0086】即ち、本実施形態の第1、第2のfθレン
ズは共にプラスチックレンズで作製されており、成形上
有利なように主走査断面内の形状が、光軸(被走査面8
の垂直二等分線)に対して走査開始側と終了側で対称に
形成されている。
That is, both the first and second fθ lenses of the present embodiment are made of plastic lenses, and the shape in the main scanning cross section has an optical axis (scanned surface 8
Is formed symmetrically on the scanning start side and the scanning end side.

【0087】また副走査方向の曲率半径は少なくとも2
面がレンズの有効部内において連続的に変化しており、
これにより像面湾曲、波面収差、スポット径の変動を補
正している。
The radius of curvature in the sub-scanning direction is at least 2
The surface changes continuously in the effective part of the lens,
This corrects field curvature, wavefront aberration, and spot diameter variation.

【0088】また非対称なサグにより像面湾曲、波面収
差、スポット径の変動が光軸に対して主走査方向に非対
称に変化するのを良好に補正するために、走査光学系は
副走査方向の曲率半径が光軸に対して主走査方向に沿っ
て非対称に変化する面(副走査曲率半径非対称面)を少な
くとも1面有しており、その面の変化は波面収差を良好
に補正するために1つの極値を持って変化している。
Further, in order to satisfactorily correct the field curvature, the wavefront aberration, and the variation of the spot diameter which are asymmetrical with respect to the optical axis in the main scanning direction due to the asymmetric sag, the scanning optical system is arranged in the sub-scanning direction. There is at least one surface (sub-scanning curvature radius asymmetric surface) whose radius of curvature changes asymmetrically with respect to the optical axis along the main scanning direction. The change in that surface is to correct wavefront aberration satisfactorily. It is changing with one extreme value.

【0089】また副走査曲率半径非対称面を最も光偏向
器側の第1のfθレンズに形成することにより、波面収
差のサグによる非対称性を良好に補正し、また副走査曲
率半径非対称面を光軸上より主走査方向に離れるに従い
曲率半径の絶対値が小さくなるように変化させ、さらに
第2のfθレンズの主走査方向の対称軸を被走査面の垂
直二等分線に対して対称にして構成することにより、像
面湾曲の非対称性をレンズをシフト又は/及びチルトさ
せることなく良好に補正している。
Further, by forming the sub-scanning radius of curvature asymmetry on the first fθ lens closest to the optical deflector, the asymmetry due to the sag of the wavefront aberration is satisfactorily corrected, and the sub-scanning radius of curvature asymmetry is used as the optical surface. The radius of curvature is changed so that the absolute value of the radius of curvature becomes smaller with distance from the axis in the main scanning direction, and the axis of symmetry of the second fθ lens in the main scanning direction is made symmetrical with respect to the perpendicular bisector of the surface to be scanned. With this configuration, the asymmetry of curvature of field is corrected well without shifting or / and tilting the lens.

【0090】本実施形態では前述の実施形態1よりさら
に像面湾曲、波面収差、スポット径の変動が良好に補正
されており、また第2のfθレンズの主走査方向の対称
軸を被走査面8の垂直二等分線に対して対称に構成して
いるため、取り付け誤差による性能の劣化を低減できる
という特徴を有する。
In this embodiment, the field curvature, wavefront aberration, and spot diameter variation are corrected more favorably than in the first embodiment, and the axis of symmetry of the second fθ lens in the main scanning direction is the surface to be scanned. Since it is configured symmetrically with respect to the vertical bisector 8, it is possible to reduce performance deterioration due to mounting error.

【0091】以上のように本実施形態では上述の如く子
線変化面を軸外に極値を持つことなく変化させ、第2の
fθレンズの主走査方向の対称軸を被走査面の垂直二等
分線に対して対称に構成することにより、取り付け誤差
による性能の劣化の少ない、高性能な光走査装置を得る
ことができる。
As described above, in the present embodiment, as described above, the sagittal line changing surface is changed without having an extreme value off the axis, and the second
By configuring the axis of symmetry of the fθ lens in the main scanning direction to be symmetrical with respect to the perpendicular bisector of the surface to be scanned, it is possible to obtain a high-performance optical scanning device in which the performance is less deteriorated due to a mounting error.

【0092】[実施形態3]図7は本発明の実施形態3
の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。同
図において、図1に示した要素と同一要素には同一符番
を付している。
[Third Embodiment] FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a main-portion cross-sectional view (main-scan sectional view) in the main-scan direction. In the figure, the same elements as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0093】本実施形態において前述の実施形態2と異
なる点は光源手段11を複数の発光部(光源)を有する
マルチビーム光源より構成した点と、絞り4をシリンド
リカルレンズ4と光偏向器5との間の光路中に配置した
点である。その他の構成および光学的作用は実施形態2
と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
The present embodiment differs from the second embodiment in that the light source means 11 is composed of a multi-beam light source having a plurality of light emitting portions (light sources), and the diaphragm 4 is composed of a cylindrical lens 4 and an optical deflector 5. It is a point arranged in the optical path between. Other configurations and optical functions are the same as those of the second embodiment.
Is almost the same as the above, and thereby the same effect is obtained.

【0094】即ち、同図において11は同一のチップに
複数の発光部を備えたマルチビーム光源(モノリシック
マルチレーザー)である。13は開口絞りであり、マル
チビーム光源の相対的な主走査方向のドットずれを低減
させるためにシリンドリカルレンズ4と光偏向器5との
間の光路中に設けている。
That is, in the figure, reference numeral 11 designates a multi-beam light source (monolithic multi-laser) having a plurality of light emitting portions on the same chip. An aperture stop 13 is provided in the optical path between the cylindrical lens 4 and the optical deflector 5 in order to reduce the relative dot deviation of the multi-beam light source in the main scanning direction.

【0095】本実施形態の第1、第2のfθレンズ6
a,6bは共にプラスチックレンズで作製されており、
成形上有利なように主走査断面内の形状が、光軸(被走
査面8の垂直二等分線)に対して走査開始側7aと終了
側7bで対称に形成されている。
The first and second fθ lenses 6 of this embodiment
Both a and 6b are made of plastic lenses,
The shape in the main scanning cross section is formed symmetrically with respect to the optical axis (vertical bisector of the surface to be scanned 8) on the scanning start side 7a and the end side 7b so as to be advantageous in molding.

【0096】また副走査方向の曲率半径は少なくとも2
面がレンズの有効部内において連続的に変化しており、
これにより像面湾曲、波面収差、スポット径の変動を補
正している。
The radius of curvature in the sub-scanning direction is at least 2
The surface changes continuously in the effective part of the lens,
This corrects field curvature, wavefront aberration, and spot diameter variation.

【0097】また非対称なサグにより像面湾曲、波面収
差、スポット径の変動が光軸に対して主走査方向に非対
称に変化するのを良好に補正するために、走査光学系は
副走査方向の曲率半径が光軸に対して主走査方向に沿っ
て非対称に変化する面(副走査曲率半径非対称面)を少な
くとも1面有しており、その面の変化は波面収差を良好
に補正するために1つの極値を持って変化している。
Further, in order to satisfactorily correct the field curvature, the wavefront aberration, and the variation of the spot diameter which are asymmetrical with respect to the optical axis in the main scanning direction due to the asymmetric sag, the scanning optical system is arranged in the sub scanning direction. There is at least one surface (sub-scanning curvature radius asymmetric surface) whose radius of curvature changes asymmetrically with respect to the optical axis along the main scanning direction. The change in that surface is to correct wavefront aberration satisfactorily. It is changing with one extreme value.

【0098】また副走査曲率半径非対称面を最も光偏向
器側の第1のfθレンズ6aに形成することにより、波
面収差のサグによる非対称性を良好に補正し、また副走
査曲率半径非対称面を光軸上より主走査方向に離れるに
従い曲率半径の絶対値が小さくなるように変化させ、さ
らに第2のfθレンズ6bの主走査方向の対称軸を被走
査面8の垂直二等分線に対して対称にして構成すること
により、像面湾曲の非対称性をレンズをシフト又は/及
びチルトさせることなく良好に補正している。
Further, by forming the sub-scanning radius of curvature asymmetrical surface on the first fθ lens 6a closest to the optical deflector, the asymmetry due to the sag of the wavefront aberration is satisfactorily corrected, and the sub-scanning radius of curvature asymmetrical surface is formed. The radius of curvature is changed so that the absolute value of the radius of curvature becomes smaller as the distance from the optical axis in the main scanning direction increases, and the axis of symmetry of the second fθ lens 6b in the main scanning direction is set with respect to the perpendicular bisector of the scanned surface 8. With the symmetric structure, the asymmetry of the curvature of field is corrected well without shifting or / and tilting the lens.

【0099】光源手段がマルチビーム光源で構成されて
いる場合、例えば600dpiの解像度の画像形成装置
であれば、副走査方向の互いのビーム間距離が、被走査
面上で約42.3μmになるように調整されなければな
らない。また副走査方向のビーム間距離は被走査面上の
各像高で一様であることが望ましい。
When the light source means is composed of a multi-beam light source, for example, in the case of an image forming apparatus having a resolution of 600 dpi, the distance between the beams in the sub-scanning direction is about 42.3 μm on the surface to be scanned. Have to be adjusted. Further, it is desirable that the inter-beam distance in the sub-scanning direction is uniform at each image height on the surface to be scanned.

【0100】各像高における副走査方向のビーム間隔の
バラツキ(ピッチ間隔誤差)は各像高における副走査方向
の横倍率(像高によるスポット径の変動)に略比例し、ピ
ッチ間隔誤差が2%以上になると、視覚的に目立ちやす
いのでピッチ間隔誤差が2%未満になるよう走査光学系
6の副走査倍率の一様性を補正しなければならない。
The variation in the beam spacing in the sub-scanning direction at each image height (pitch spacing error) is approximately proportional to the lateral magnification in the sub-scanning direction at each image height (variation in spot diameter due to image height), and the pitch spacing error is 2 If it is more than%, the uniformity of the sub-scanning magnification of the scanning optical system 6 must be corrected so that the pitch interval error is less than 2% because it is visually conspicuous.

【0101】図8に本実施形態のピッチ間隔誤差のグラ
フを示す。
FIG. 8 shows a graph of the pitch interval error of this embodiment.

【0102】同図よりピッチ間隔誤差が2%未満と良好
に補正されていることがわかる。本実施形態では光源手
段にマルチビーム光源を用いているため、画像形成装置
の高速化に適した系になっており、小型で高速で、かつ
高精細なマルチビーム光走査装置を提供することができ
る。
It can be seen from the figure that the pitch interval error is well corrected to less than 2%. In the present embodiment, since the multi-beam light source is used as the light source means, the system is suitable for increasing the speed of the image forming apparatus, and it is possible to provide a compact, high-speed, and high-definition multi-beam optical scanning device. it can.

【0103】以上のように本実施形態では上述の如く子
線変化面を軸外に極値を持つことなく変化させ、第2の
fθレンズ6bの主走査方向の対称軸を被走査面8の垂
直二等分線に対して対称に構成することにより、取り付
け誤差による性能の劣化の少ない、高性能なマルチビー
ム光走査装置を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, as described above, the sagittal line changing surface is changed without having an extremal value off-axis, and the second line is changed.
By configuring the axis of symmetry of the fθ lens 6b in the main scanning direction to be symmetrical with respect to the perpendicular bisector of the surface to be scanned 8, a high-performance multi-beam optical scanning device in which performance deterioration due to mounting error is small can be obtained. be able to.

【0104】[実施形態4]次に本発明の実施形態4に
ついて説明する。
[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0105】表−3に本実施形態の光学パラメータを示
す。また図9に本実施形態の光学特性、図10に副走査
方向の曲率半径の変化を示す。
Table 3 shows the optical parameters of this embodiment. Further, FIG. 9 shows the optical characteristics of this embodiment, and FIG. 10 shows the change of the radius of curvature in the sub-scanning direction.

【0106】[0106]

【表3】 [Table 3]

【0107】本実施形態において前述の実施形態3と異
なる点は第1、第2のfθレンズのレンズ形状(副走査
方向の曲率半径)を異ならせて形成したことである。そ
の他の構成および光学的作用は実施形態1と略同様であ
り、これにより同様な効果を得ている。
The present embodiment is different from the above-described third embodiment in that the first and second fθ lenses are formed with different lens shapes (curvature radii in the sub-scanning direction). Other configurations and optical functions are substantially the same as those of the first embodiment, and the same effect is obtained.

【0108】即ち、本実施形態の第1、第2のfθレン
ズは共にプラスチックレンズで作製されており、成形上
有利なように主走査断面内の形状が、光軸(被走査面8
の垂直二等分線)に対して走査開始側と終了側で対称に
形成されている。
That is, both the first and second fθ lenses of this embodiment are made of plastic lenses, and the shape in the main scanning cross section has an optical axis (scanned surface 8
Is formed symmetrically on the scanning start side and the scanning end side.

【0109】また副走査方向の曲率半径は少なくとも2
面がレンズの有効部内において連続的に変化しており、
これにより像面湾曲、波面収差、スポット径の変動を補
正している。
The radius of curvature in the sub-scanning direction is at least 2
The surface changes continuously in the effective part of the lens,
This corrects field curvature, wavefront aberration, and spot diameter variation.

【0110】また非対称なサグにより像面湾曲、波面収
差、スポット径の変動が光軸に対して主走査方向に非対
称に変化するのを良好に補正するために、走査光学系は
副走査方向の曲率半径が光軸に対して主走査方向に沿っ
て非対称に変化する面(副走査曲率半径非対称面)を少な
くとも1面有しており、かつその面の変化は波面収差を
良好に補正するために1つの極値を持って変化してい
る。
In order to satisfactorily correct the field curvature, wavefront aberration, and variation in spot diameter that are asymmetrical with respect to the optical axis in the main scanning direction due to the asymmetric sag, the scanning optical system is arranged in the sub-scanning direction. It has at least one surface whose curvature radius changes asymmetrically along the main scanning direction with respect to the optical axis (sub-scanning curvature radius asymmetric surface), and the change of that surface is to correct wavefront aberration satisfactorily. Has one extreme value and is changing.

【0111】また副走査曲率半径非対称面を最も光偏向
器側の第1のfθレンズに形成することにより、波面収
差のサグによる非対称性を良好に補正し、また副走査曲
率半径非対称面を光軸上より主走査方向に離れるに従い
曲率半径の絶対値が小さくなるように変化させ、さらに
第2のfθレンズの主走査方向の対称軸を被走査面の垂
直二等分線に対して対称にして構成することにより、像
面湾曲の非対称性をレンズをシフト又は/及びチルトさ
せることなく良好に補正している。
Further, by forming the sub-scanning radius of curvature asymmetrical surface on the first fθ lens closest to the optical deflector, the asymmetry due to the sag of the wavefront aberration is satisfactorily corrected, and the sub-scanning radius of curvature asymmetrical surface is converted into the optical axis. The radius of curvature is changed so that the absolute value of the radius of curvature becomes smaller with distance from the axis in the main scanning direction, and the axis of symmetry of the second fθ lens in the main scanning direction is made symmetrical with respect to the perpendicular bisector of the surface to be scanned. With this configuration, the asymmetry of curvature of field is corrected well without shifting or / and tilting the lens.

【0112】本実施形態では前述の実施形態3よりさら
に像面湾曲、波面収差、スポット径の変動を良好に補正
しており、また第2のfθレンズの主走査方向の対称軸
を被走査面の垂直二等分線に対して対称に構成している
ため、取り付け誤差による性能の劣化を低減できるとい
う特徴を有する。また副走査方向の横倍率の一様性が、
さらに良好に補正されているため、図11のグラフに示
すようにマルチビームのピッチ間隔誤差をより低減して
いる。図11は本実施形態のピッチ間隔誤差を示したグ
ラフである。
In the present embodiment, the field curvature, the wavefront aberration, and the fluctuation of the spot diameter are corrected more favorably than in the third embodiment, and the axis of symmetry of the second fθ lens in the main scanning direction is the surface to be scanned. Since it is configured symmetrically with respect to the vertical bisector, it has a feature that deterioration of performance due to mounting error can be reduced. Also, the uniformity of the lateral magnification in the sub-scanning direction is
Since the correction is further excellently performed, the pitch interval error of the multi-beam is further reduced as shown in the graph of FIG. FIG. 11 is a graph showing the pitch interval error of this embodiment.

【0113】同図よりピッチ間隔誤差が2%未満と良好
に補正されていることが分かる。本実施形態では光源手
段にマルチビーム光源を用いているため、画像形成装置
の高速化に適した系になっており、小型で高速で、かつ
高精細な光走査装置を提供することができる。
From the figure, it can be seen that the pitch interval error is well corrected to less than 2%. In this embodiment, since a multi-beam light source is used as the light source means, the system is suitable for increasing the speed of the image forming apparatus, and it is possible to provide a compact, high-speed, and high-definition optical scanning device.

【0114】以上のように本実施形態では上述の如く子
線変化面を軸外に極値を持つことなく変化させ、第2の
fθレンズの主走査方向の対称軸を被走査面の垂直二等
分線に対して対称に構成することにより、取り付け誤差
による性能の劣化の少なく、またマルチビームのピッチ
間隔誤差の少ない高性能なマルチビーム光走査装置を得
ることができる。
As described above, in the present embodiment, as described above, the sagittal line changing surface is changed without having an off-axis value, and the second
By configuring the symmetry axis of the fθ lens in the main scanning direction symmetrically with respect to the perpendicular bisector of the surface to be scanned, there is little deterioration in performance due to mounting errors, and there is little multi-beam pitch error and high performance. A multi-beam optical scanning device can be obtained.

【0115】尚、以上の各実施形態において、走査光学
系を1枚以上の光学素子より構成し、主走査断面内にお
いて、該光学素子は正の屈折力を有する非球面形状の面
を1面以上有し、副走査断面内において、該光学素子の
うちの少なくとも1面の曲率半径は主走査方向に沿って
1つの極値を持つように構成しても同様の効果が得られ
る。
In each of the above embodiments, the scanning optical system is composed of one or more optical elements, and the optical element has one aspherical surface having a positive refractive power in the main scanning cross section. The same effect can be obtained even if the radius of curvature of at least one surface of the optical element has one extreme value along the main scanning direction in the sub-scanning cross section.

【0116】この他、走査光学系を1枚以上の光学素子
より構成し、副走査断面内において、少なくとも2面の
曲率半径は主走査方向に沿って1つの極値を持つように
構成しても同様の効果が得られる。
In addition, the scanning optical system is composed of one or more optical elements, and the radii of curvature of at least two surfaces in the sub-scanning section have one extreme value along the main scanning direction. Also has the same effect.

【0117】[画像形成装置]図12は、前述した実施
形態1、2、3又は4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断面内
における要部断面図である。図12において、符号10
4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、各実施形態1、2、3、4で示した構成を有
する光走査ユニット100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が射
出され、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. 12 is a main part in a sub-scan section showing an embodiment of an image forming apparatus (electrophotographic printer) using the optical scanning apparatus of the first, second, third or fourth embodiment. FIG. In FIG. 12, reference numeral 10
Reference numeral 4 represents 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. This code data Dc is
The image is converted into image data (dot data) Di by the printer controller 111 in the apparatus. This image data Di is input to the optical scanning unit 100 having the configuration shown in each of the first, second, third, and fourth embodiments. A light beam (light flux) 103 modulated according to the image data Di is emitted from the light scanning unit (light scanning device) 100, and the light beam 103 causes the photosensitive drum 101.
The photosensitive surface of is scanned in the main scanning direction.

【0118】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, which is an electrostatic latent image carrier (photoconductor), is rotated clockwise by a motor 115. With this rotation, the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 moves with respect to the light beam 103 in the sub scanning direction orthogonal to the main scanning direction. A charging roller 102 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 101 is provided above the photosensitive drum 101 so as to contact the surface.
Then, the surface of the photosensitive drum 101 charged by the charging roller 102 is irradiated with the light beam 103 scanned by the optical scanning unit 100.

【0119】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
の回転断面内における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。
As described above, the light beam 103 is
The light beam 103 is modulated based on the image data Di, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 101 by irradiating the light beam 103. This electrostatic latent image is more sensitive to the photosensitive drum 101 than the irradiation position of the light beam 103.
The toner is developed as a toner image by the developing device 107 arranged so as to come into contact with the photosensitive drum 101 on the downstream side in the rotational cross section.

【0120】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(転写器)108に
よって被転写材たる用紙112上に転写される。用紙1
12は感光ドラム101の前方(図12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110が配設されており、用紙カセット109
内の用紙112を搬送路へ送り込む。
The toner image developed by the developing device 107 is transferred onto the paper 112, which is the material to be transferred, by the transfer roller (transfer device) 108 arranged below the photosensitive drum 101 so as to face the photosensitive drum 101. To be done. Paper 1
12 is the front of the photosensitive drum 101 (right side in FIG. 12)
Although the paper is stored in the paper cassette 109, the paper can be manually fed. A paper feed roller 110 is arranged at the end of the paper cassette 109,
The paper 112 inside is sent to the transport path.

【0121】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1
2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1
14の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙
112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。
The sheet 112 on which the unfixed toner image has been transferred as described above is further rearward of the photosensitive drum 101 (see FIG. 1).
2 is conveyed to the fixing device on the left side). The fixing device includes a fixing roller 113 having a fixing heater (not shown) inside.
And a pressure roller 114 arranged so as to be in pressure contact with the fixing roller 113, and the sheet 112 sent from the transfer portion is fixed to the fixing roller 113 and the pressure roller 1.
The unfixed toner image on the sheet 112 is fixed by heating while applying pressure at the pressure contact portion 14 of the sheet. 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.

【0122】図12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、先に説明したデータの変換
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. 12, the print controller 111 performs not only the data conversion described above, but also the motor 115, each unit in the image forming apparatus, the polygon motor in the optical scanning unit 100, and the like. Control.

【0123】[0123]

【発明の効果】本発明によれば前述の如く肉厚の薄い光
学素子を用いて走査光学系を構成し、少なくとも1面の
副走査方向の曲率半径を主走査方向に沿って変化させ、
かつ子線変化面を1つの極値を持って変化させることに
より、波面収差を良好に補正することができ、また像面
湾曲、スポット径のバラツキを良好に補正することがで
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, a scanning optical system is constructed by using an optical element having a small thickness, and the radius of curvature of at least one surface in the sub-scanning direction is changed along the main scanning direction.
Further, by changing the sagittal line changing surface with one extreme value, it is possible to excellently correct the wavefront aberration, and it is possible to excellently correct the field curvature and the spot diameter variation, and an optical scanning device thereof. It is possible to achieve an image forming apparatus using.

【0124】また光源手段にマルチビーム光源を用いた
マルチビーム光走査装置では副走査方向のピッチ間隔の
像高によるバラツキが少なく、高画質で高速なマルチビ
ーム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。
Further, in a multi-beam optical scanning device using a multi-beam light source as a light source means, there is little variation in the pitch interval in the sub-scanning direction due to image height, and a high-quality and high-speed multi-beam optical scanning device and image formation using the same. A device can be achieved.

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

【図1】 本発明の実施形態1の主走査断面図FIG. 1 is a main-scan sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態1の副走査断面図FIG. 2 is a sub-scan sectional view of the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施形態1の光学特性を示す図FIG. 3 is a diagram showing optical characteristics according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施形態1の副走査曲率半径の変化
を示す図
FIG. 4 is a diagram showing changes in a sub-scanning radius of curvature according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施形態2の光学特性を示す図FIG. 5 is a diagram showing optical characteristics of Embodiment 2 of the present invention.

【図6】 本発明の実施形態2の副走査曲率半径の変化
を示す図
FIG. 6 is a diagram showing changes in a sub-scanning radius of curvature according to the second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施形態3の主走査断面図FIG. 7 is a main-scan sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施形態3の副走査ピッチ間隔誤差
を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a sub-scanning pitch interval error according to the third embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施形態4の光学特性を示す図FIG. 9 is a diagram showing optical characteristics of Embodiment 4 of the present invention.

【図10】 本発明の実施形態4の副走査曲率半径の変
化を示す図
FIG. 10 is a diagram showing changes in the sub-scanning radius of curvature according to the fourth embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施形態4の副走査ピッチ間隔誤
差を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a sub-scanning pitch interval error according to the fourth embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の走査光学系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断面図
FIG. 12 is a sub-scanning sectional view showing a configuration example of an image forming apparatus (electrophotographic printer) using the scanning optical system of the present invention.

【図13】 従来の光走査装置の主走査断面図FIG. 13 is a main-scan sectional view of a conventional optical scanning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源手段(半導体レーザ) 2 第1の光学系(コリメータ−レンズ) 3,13 開口絞り 4 第2の光学系(シリンドリカルレンズ) 5 偏向手段(光偏向器) 5a 偏向面 6 第3の光学系(走査光学系) 6a 第1のfθレンズ 6b 第2のfθレンズ 7 被走査面(感光ドラム面) 11 マルチビーム光源 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 111 プリンタコントローラ 112 転写材(用紙) 113 定着ローラ 114 加圧ローラ 115 モータ 116 排紙ローラ 117 外部機器 1 Light source means (semiconductor laser) 2 First optical system (collimator-lens) 3,13 Aperture stop 4 Second optical system (Cylindrical lens) 5 Deflection means (optical deflector) 5a Deflection surface 6 Third optical system (scanning optical system) 6a First fθ lens 6b Second fθ lens 7 Scanned surface (photosensitive drum surface) 11 Multi-beam light source 100 Optical scanning device 101 photosensitive drum 102 charging roller 103 light beam 104 image forming apparatus 107 developing device 108 transfer roller 109 paper cassette 110 paper feed roller 111 Printer controller 112 Transfer material (paper) 113 fixing roller 114 pressure roller 115 motor 116 paper ejection roller 117 External device

───────────────────────────────────────────────────── 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 13/18 H04N 1/036 Z H04N 1/036 B41J 3/00 D 1/113 H04N 1/04 104A Fターム(参考) 2C362 AA26 BA86 BA90 BB14 2H045 BA22 CA03 CA68 2H087 KA19 LA22 PA02 PA17 PB02 QA03 QA06 QA12 QA21 QA32 QA41 RA06 RA34 UA01 5C051 AA02 CA07 DB02 DB22 DB24 DB30 DC04 DC07 FA01 5C072 AA03 BA01 BA04 DA02 DA04 DA21 HA02 HA06 HA09 HA13 HB10 XA01 XA05 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02B 13/18 H04N 1/036 Z H04N 1/036 B41J 3/00 D 1/113 H04N 1/04 104A F Term (reference) 2C362 AA26 BA86 BA90 BB14 2H045 BA22 CA03 CA68 2H087 KA19 LA22 PA02 PA17 PB02 QA03 QA06 QA12 QA21 QA32 QA41 RA06 RA34 UA01 5C051 AA02 CA07 DB02 DB02 FA07 BA01 DA01 A02 BA04 DA02 A02 BA01 DA01 A02 BA01 DA01 A02 BA01 BA01 BA02 BA01 BA02 BA01 BA02 BA01 BA02 BA01 BA02 CA01 XA01 XA05

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源手段と、該光源手段から出射した光
束を反射偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの光束
を被走査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査光
学系を具備する光走査装置において、 該走査光学系は2枚以上の光学素子を有し、主走査断面
内において、該2枚の光学素子は正の屈折力を有する非
球面形状の面を1面以上有し、副走査断面内において、
該2枚の光学素子のうちの少なくとも2面の曲率半径は
主走査方向に沿って1つの極値を持つことを特徴とする
光走査装置。
1. A light source unit, a deflecting unit for reflecting and deflecting a light beam emitted from the light source unit, and a scanning optical system for guiding the light beam from the deflecting unit onto a surface to be scanned and scanning the surface to be scanned. In the optical scanning device including a system, the scanning optical system has two or more optical elements, and the two optical elements have an aspherical surface having a positive refractive power within a main scanning section. Having more than one surface, within the sub-scan section,
An optical scanning device characterized in that at least two surfaces of the two optical elements have one radius of curvature in the main scanning direction.
【請求項2】 前記走査光学系は副走査断面内におい
て、曲率半径の変化が、光軸に対して主走査方向に非対
称である面を1面以上有することを特徴とする請求項1
記載の光走査装置。
2. The scanning optical system has at least one surface in which a change in radius of curvature is asymmetric in the main scanning direction with respect to the optical axis in the sub-scanning cross section.
The optical scanning device described.
【請求項3】 前記走査光学系は副走査断面内におい
て、最も光偏向器側の光学素子の光学面の曲率半径が光
軸に対して主走査方向に非対称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 scanning optical system is characterized in that, in a sub-scan section, the radius of curvature of the optical surface of the optical element closest to the optical deflector is asymmetric with respect to the optical axis in the main scanning direction. 1. The optical scanning device according to 1.
【請求項4】 前記走査光学系の少なくとも1枚の光学
素子は、光軸に対してシフト又は/及びチルトしている
ことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
4. The optical scanning device according to claim 1, wherein at least one optical element of the scanning optical system is shifted and / or tilted with respect to an optical axis.
【請求項5】 前記走査光学系は副走査断面内におい
て、曲率半径が光軸に対して主走査方向に非対称であ
り、かつ光軸上より主走査方向に離れるに従い、曲率半
径の絶対値が小さくなるように変化する面を有している
ことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
5. The scanning optical system has a curvature radius asymmetric in the main scanning direction with respect to the optical axis in a sub-scan section, and the absolute value of the curvature radius increases as the distance from the optical axis in the main scanning direction increases. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device has a surface that changes so as to become smaller.
【請求項6】 前記光源手段は、複数の光源を有するマ
ルチビーム光源であ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 light source means is a multi-beam light source having a plurality of light sources.
The optical scanning device according to claim 1.
【請求項7】 前記走査光学系を構成する各光学素子
は、肉厚が10mm以下であることを特徴とする請求項
1乃至6の何れか1項に記載の光走査装置。
7. The optical scanning device according to claim 1, wherein each optical element forming the scanning optical system has a thickness of 10 mm or less.
【請求項8】 光源手段から出射した光束の状態を他の
状態に変換する第1の光学系と、該第1の光学系により
変換された光束を前記偏向手段の偏向面上であって主走
査方向へ長い線像として結像させる第2の光学系とを有
することを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
8. A first optical system for converting a state of a light beam emitted from a light source means to another state, and a light beam converted by the first optical system on a deflecting surface of the deflecting means. The optical scanning device according to claim 1, further comprising a second optical system that forms a long line image in the scanning direction.
【請求項9】 光源手段と、該光源手段から出射した光
束を反射偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの光束
を被走査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査光
学系を具備する光走査装置において、 該走査光学系は光学素子を有し、主走査断面内におい
て、該光学素子は正の屈折力を有する非球面形状の面を
1面以上有し、副走査断面内において、該光学素子のう
ちの少なくとも1面の曲率半径は主走査方向に沿って1
つの極値を持つことを特徴とする光走査装置。
9. A light source means, a deflecting means for reflecting and deflecting a light beam emitted from the light source means, and a scanning optical for guiding the light beam from the deflecting means onto a surface to be scanned and scanning the surface to be scanned. In the optical scanning device having a system, the scanning optical system has an optical element, and in the main scanning section, the optical element has at least one aspherical surface having a positive refractive power, and the sub scanning In the cross section, the radius of curvature of at least one surface of the optical element is 1 along the main scanning direction.
An optical scanning device having two extreme values.
【請求項10】 前記走査光学系は副走査断面内におい
て、曲率半径の変化が、光軸に対して主走査方向に非対
称である面を1面以上有することを特徴とする請求項9
記載の光走査装置。
10. The scanning optical system according to claim 9, wherein in the sub-scanning cross section, a change in radius of curvature has one or more surfaces that are asymmetric with respect to the optical axis in the main scanning direction.
The optical scanning device described.
【請求項11】 前記走査光学系は副走査断面内におい
て、最も光偏向器側の光学素子の光学面の曲率半径が光
軸に対して主走査方向に非対称であることを特徴とする
請求項9記載の光走査装置。
11. The scanning optical system is characterized in that, in the sub-scanning cross section, the radius of curvature of the optical surface of the optical element closest to the optical deflector is asymmetric with respect to the optical axis in the main scanning direction. 9. The optical scanning device according to 9.
【請求項12】 前記走査光学系の光学素子は、光軸に
対してシフト又は/及びチルトしていることを特徴とす
る請求項9記載の光走査装置。
12. The optical scanning device according to claim 9, wherein the optical element of the scanning optical system is shifted and / or tilted with respect to the optical axis.
【請求項13】 前記走査光学系は副走査断面内におい
て、曲率半径が光軸に対して主走査方向に非対称であ
り、かつ光軸上より主走査方向に離れるに従い、曲率半
径の絶対値が小さくなるように変化する面を有している
ことを特徴とする請求項9記載の光走査装置。
13. In the scanning optical system, the radius of curvature is asymmetric in the main scanning direction with respect to the optical axis in the sub-scanning section, and the absolute value of the radius of curvature increases as the distance from the optical axis in the main scanning direction increases. The optical scanning device according to claim 9, wherein the optical scanning device has a surface that changes so as to become smaller.
【請求項14】 前記光源手段は、複数の光源を有する
マルチビーム光源であることを特徴とする請求項9乃至
13の何れか1項に記載の光走査装置。
14. The optical scanning device according to claim 9, wherein the light source unit is a multi-beam light source having a plurality of light sources.
【請求項15】 前記走査光学系の光学素子は、肉厚が
10mm以下であることを特徴とする請求項9乃至14
の何れか1項に記載の光走査装置。
15. The optical element of the scanning optical system has a thickness of 10 mm or less.
The optical scanning device according to claim 1.
【請求項16】 光源手段から出射した光束の状態を他
の状態に変換する第1の光学系と、該第1の光学系によ
り変換された光束を前記偏向手段の偏向面上であって主
走査方向へ長い線像として結像させる第2の光学系とを
有することを特徴とする請求項9記載の光走査装置。
16. A first optical system for converting a state of a light beam emitted from a light source means into another state, and a light beam converted by the first optical system on a deflecting surface of the deflecting means. The optical scanning device according to claim 9, further comprising a second optical system that forms a long line image in the scanning direction.
【請求項17】 光源手段と、該光源手段から出射した
光束を反射偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの光
束を被走査面上に導光し、該被走査面上を走査する走査
光学系を具備する光走査装置において、 該走査光学系は1枚以上の光学素子を有し、副走査断面
内において、少なくとも2面の曲率半径は主走査方向に
沿って1つの極値を持つことを特徴とする光走査装置。
17. A light source unit, a deflecting unit for reflecting and deflecting a light beam emitted from the light source unit, and a scanning optical system for guiding the light beam from the deflecting unit onto a surface to be scanned and scanning the surface to be scanned. In the optical scanning device including a system, the scanning optical system has one or more optical elements, and in the sub-scanning cross section, at least two surfaces have a radius of curvature having one extreme value along the main scanning direction. An optical scanning device.
【請求項18】 前記走査光学系は副走査断面内におい
て、曲率半径の変化が、光軸に対して主走査方向に非対
称である面を1面以上有することを特徴とする請求項1
7記載の光走査装置。
18. The scanning optical system according to claim 1, wherein in the sub-scanning section, a change in radius of curvature has one or more surfaces that are asymmetric with respect to the optical axis in the main scanning direction.
7. The optical scanning device according to 7.
【請求項19】 前記走査光学系は副走査断面内におい
て、最も光偏向器側の光学素子の光学面の曲率半径が光
軸に対して主走査方向に非対称であることを特徴とする
請求項17記載の光走査装置。
19. The scanning optical system is characterized in that, in the sub-scanning cross section, the radius of curvature of the optical surface of the optical element closest to the optical deflector is asymmetric in the main scanning direction with respect to the optical axis. 17. The optical scanning device according to 17.
【請求項20】 前記走査光学系の少なくとも1枚の光
学素子は、光軸に対してシフト又は/及びチルトしてい
ることを特徴とする請求項17記載の光走査装置。
20. The optical scanning device according to claim 17, wherein at least one optical element of the scanning optical system is shifted and / or tilted with respect to the optical axis.
【請求項21】 前記走査光学系は副走査断面内におい
て、曲率半径が光軸に対して主走査方向に非対称であ
り、かつ光軸上より主走査方向に離れるに従い、曲率半
径の絶対値が小さくなるように変化する面を有している
ことを特徴とする請求項17記載の光走査装置。
21. In the scanning optical system, the radius of curvature is asymmetric in the main scanning direction with respect to the optical axis in the sub-scanning section, and the absolute value of the radius of curvature increases as the distance from the optical axis in the main scanning direction increases. The optical scanning device according to claim 17, wherein the optical scanning device has a surface that changes so as to become smaller.
【請求項22】 前記光源手段は、複数の光源を有する
マルチビーム光源であることを特徴とする請求項17乃
至22の何れか1項に記載の光走査装置。
22. The optical scanning device according to claim 17, wherein the light source unit is a multi-beam light source having a plurality of light sources.
【請求項23】 前記走査光学系を構成する各光学素子
は、肉厚が10mm以下であることを特徴とする請求項
17乃至22の何れか1項に記載の光走査装置。
23. The optical scanning device according to claim 17, wherein each optical element constituting the scanning optical system has a wall thickness of 10 mm or less.
【請求項24】 光源手段から出射した光束の状態を他
の状態に変換する第1の光学系と、該第1の光学系によ
り変換された光束を前記偏向手段の偏向面上であって主
走査方向へ長い線像として結像させる第2の光学系とを
有することを特徴とする請求項17記載の光走査装置。
24. A first optical system for converting a state of a light beam emitted from a light source means into another state, and a light beam converted by the first optical system on a deflecting surface of the deflecting means. The optical scanning device according to claim 17, further comprising a second optical system that forms a long line image in the scanning direction.
【請求項25】 請求項1乃至24の何れか1項に記載
の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、
前記光走査装置で走査された光束によって前記感光体上
に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器
と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器
と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器
とを有することを特徴とする画像形成装置。
25. An optical scanning device according to any one of claims 1 to 24, and a photoconductor disposed on the surface to be scanned.
A developing device that develops an electrostatic latent image formed on the photoconductor as a toner image by a light beam scanned by the optical scanning device, a transfer device that transfers the developed toner image to a transfer material, and An image forming apparatus comprising: a fixing device that fixes the toner image to the transfer material.
【請求項26】 請求項1乃至24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する画像
形成装置。
26. An optical scanning device according to any one of claims 1 to 24, and a printer controller for converting code data input from an external device into an image signal and inputting the image signal into the optical scanning device. An image forming apparatus characterized by the above.
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