JP2004145352A - Optical scanner and image forming apparatus using the same - Google Patents

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下村 秀和
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner in which the quantity of light quantity variation due to internal absorption of a plastic lens is suppressed practically sufficiently small, as an optical scanner using a short-wavelength light source of ≤500 nm. <P>SOLUTION: The optical scanner has a deflection optical system which deflects the light beam from a light source and a scanning imaging lens system which images the light beam from the deflection optical system on a scanned surface, wherein the wavelength of the light source is ≤500 nm and the scanning imaging lens system has at least one plastic lens, and the inequality of Lmax-Lmin<10 mm is satisfied, where Lmax is the maximum value of the total light beam passage distance which corresponds to an angle of deflection from the optical axis of the plastic lens and the Lmin is the minimum value. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、レーザープリンター、デジタル複写機、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に使用される光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device used for an image forming apparatus such as a laser printer, a digital copying machine, and a multifunction printer.

 一般に、この種の光走査装置はレーザー光源からの光ビームをポリゴンミラーによって偏向し、結像レンズ系によって被走査面上に光スポットとして結像させるようになっている。 Generally, this type of optical scanning device deflects a light beam from a laser light source by a polygon mirror and forms an image as a light spot on a surface to be scanned by an imaging lens system.

 レーザー光源には半導体レーザー等が多用され、レーザー光源から射出された発散光は、コリメータレンズにより略平行な光ビームに変換され、アパーチャーにより光ビームの外形が制限される。外形が制限された光ビームは、定角速度で回転するポリゴンミラーにより偏向されて結象レンズ系に入射する。結像レンズ系は定角速度で偏向された光ビームを所定の間隔で配置された被走査面上に等距離速度で走査させるfθ特性を有し、全走査域にわたって微小な光スポットを形成するように像面湾曲が良好に補正されることが必要とされている。 半導体 Semiconductor lasers and the like are frequently used as laser light sources, and divergent light emitted from the laser light source is converted into a substantially parallel light beam by a collimator lens, and the outer shape of the light beam is limited by an aperture. The light beam whose outer shape is limited is deflected by a polygon mirror that rotates at a constant angular velocity and enters the imaging lens system. The imaging lens system has an fθ characteristic of scanning a light beam deflected at a constant angular velocity on a surface to be scanned arranged at a predetermined interval at an equal distance velocity, and forms a minute light spot over the entire scanning area. It is necessary that the curvature of field be well corrected.

 また、ポリゴンミラーがミラー面の加工誤差や回転軸の振動等を有するため、多くの結像レンズ系には主走査方向と垂直な方向つまり副走査方向の走査位置のずれを補正するための倒れ補正機能が与えられている。このため、結像レンズ系は主走査方向と副走査方向とで異なる結像特性を有するアナモフィクレンズ系とされている。 Also, since the polygon mirror has a processing error on the mirror surface, a vibration of the rotation axis, and the like, many imaging lens systems are tilted to correct a deviation of a scanning position in a direction perpendicular to the main scanning direction, that is, in the sub-scanning direction. A correction function is provided. For this reason, the imaging lens system is an anamorphic lens system having different imaging characteristics in the main scanning direction and the sub-scanning direction.

 従来、結像レンズ系はガラス材料によりトーリック面とシリンドリカル面を有するように加工され、この種のガラスレンズには反射防止膜が蒸着等により施されている。一方、ガラスレンズの加工は困難で高コストとなるため、近年ではコストが低く、自由な形状で収差を補正できるプラスチックレンズが多用されている。 Conventionally, an imaging lens system is processed by a glass material so as to have a toric surface and a cylindrical surface, and an antireflection film is applied to this type of glass lens by vapor deposition or the like. On the other hand, processing of glass lenses is difficult and expensive, and in recent years, plastic lenses that are low in cost and that can correct aberrations with a free shape are frequently used.

 また、従来光源として使用される半導体レーザーは赤外レーザー(780nm)または可視レーザー(675nm)であるため、ポリゴンミラーや折り返しミラーなどには、反射率が高く且つ波長依存性と角度依存性が少ない銅ミラーが使用されてきた。 Further, since a semiconductor laser conventionally used as a light source is an infrared laser (780 nm) or a visible laser (675 nm), a polygon mirror, a folding mirror, and the like have a high reflectance and a small wavelength dependency and small angle dependency. Copper mirrors have been used.

 図8には銅膜そのものの反射率特性を示し、図9には従来使用されてきた銅ミラーの反射率特性を示してある。この従来のミラーは、アルミ母材上に銅膜を形成し、その上に更にアルミナ(Al2O3)とSiO2を蒸着させたものである。赤外レーザー及び可視レーザーの波長帯で優れた反射特性を示していることが分かる。 FIG. 8 shows the reflectivity characteristics of the copper film itself, and FIG. 9 shows the reflectivity characteristics of a conventionally used copper mirror. In this conventional mirror, a copper film is formed on an aluminum base material, and alumina (Al2O3) and SiO2 are further deposited thereon. It can be seen that excellent reflection characteristics are exhibited in the wavelength bands of the infrared laser and the visible laser.

 更に、最近では高解像度化の要求から短波長の光源を用い、微小スポット形状が得られる光走査装置の開発が進められている。 Furthermore, the development of an optical scanning device capable of obtaining a minute spot shape using a light source of a short wavelength has recently been promoted due to a demand for higher resolution.

 (問題点1)
 しかしながら、図8及び図9から明らかなように、銅ミラーは短波長になるに従い反射率が低下し、反射率の波長依存性と角度依存性も悪化する。従来同様銅ミラーを短波長レーザーで使用した場合、所定の光量を確保するためにはレーザーのパワーを上げるか、Fナンバーの明るいコリメータレンズを使用しなければならなかった。よって、レーザーそのものに負担がかかる他、収差を良好に補正するためにコリメータレンズの枚数を増やすなどのコストアップの要因が存在していた。
(Issue 1)
However, as is clear from FIGS. 8 and 9, the reflectance of the copper mirror decreases as the wavelength becomes shorter, and the wavelength dependence and the angle dependence of the reflectance also deteriorate. When a copper mirror is used with a short-wavelength laser as in the prior art, it is necessary to increase the power of the laser or use a collimator lens having a bright F-number in order to secure a predetermined light amount. Therefore, a burden is placed on the laser itself, and there are factors for cost increase such as increasing the number of collimator lenses in order to satisfactorily correct aberrations.

 また、光源である半導体レーザーには発振波長の温度特性のため、使用環境下での波長変化が避けられない。そのため、走査光学系に用いられる光学部品の透過率及び反射率などの光学特性は、レーザーの発振波長近傍で変化が少ないことが要求される。銅ミラーは赤外レーザー及び可視レーザーにおいては良好な特性を示す反面、600nm以下の波長においては、反射率の波長依存性のため、環境変動による光量ムラ、すなわち画像濃度ムラが問題となっていた。 半導体 In addition, a semiconductor laser, which is a light source, has a temperature characteristic of an oscillation wavelength, so that a wavelength change in an operating environment is inevitable. Therefore, it is required that optical characteristics such as transmittance and reflectance of optical components used in the scanning optical system have little change near the oscillation wavelength of the laser. Copper mirrors show good properties in infrared lasers and visible lasers, but at wavelengths of 600 nm and below, the wavelength dependence of the reflectance causes uneven light quantity due to environmental fluctuations, that is, uneven image density. .

 さらに、反射率の角度依存性のため、走査中央と走査端とで画像濃度が均一にならず、高品位な画像からかけ離れたものとなっていた。 Further, due to the angle dependence of the reflectance, the image density was not uniform between the scanning center and the scanning end, and was far from high-quality images.

 そこで本発明は、500nm以下の短波長光源を用いた光走査装置において、
絶対反射率が高く、波長依存性と角度依存性が少ない反射ミラーを用いた光走査装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides an optical scanning device using a short wavelength light source of 500 nm or less,
It is an object of the present invention to provide an optical scanning device using a reflection mirror having a high absolute reflectance and having a small wavelength dependency and a small angle dependency.

 (問題点2)
 しかしながら、プラスチックレンズとして用いられる光学材料は、短波長になるに従い材料中の内部吸収により透過率が減少することが一般的であるために、短波長光源を用いた光走査装置においては、高コストなガラスレンズが使用されてきた。
(Issue 2)
However, the optical material used as a plastic lens generally decreases in transmittance due to internal absorption in the material as the wavelength becomes shorter, so that an optical scanning device using a short wavelength light source has a high cost. Glass lenses have been used.

 図15は一般的な光学樹脂の透過率を示したグラフである。従来、光源として用いられてきた赤外レーザー(780nm)及び可視レーザー(675nm)の発振波長近傍では内部吸収による透過率の変化はほとんど無視できるレベルであるが、400nm近傍の短波長光源を用いた場合、内部吸収による透過率の減少は無視できなくなる。また、各像高においてプラスチックレンズ内の光線通過距離が変化するため、絶対光量の減少よりむしろ走査像面位置での光量分布ムラによる画像劣化が問題となっていた。 FIG. 15 is a graph showing the transmittance of a general optical resin. In the vicinity of the oscillation wavelength of the infrared laser (780 nm) and visible laser (675 nm) conventionally used as a light source, the change in transmittance due to internal absorption is almost negligible, but a short wavelength light source near 400 nm was used. In this case, the decrease in transmittance due to internal absorption cannot be ignored. Further, since the light passage distance in the plastic lens changes at each image height, image deterioration due to uneven light amount distribution at the scanning image plane position has become a problem rather than a decrease in absolute light amount.

 また、光源である半導体レーザーには発振波長の温度特性のため、使用環境下での波長変化が避けられない。そのため、走査光学系に用いられる光学部品の透過率及び反射率などの光学特性は、レーザーの発振波長近傍で変化が少ないことが要求される。プラスチックレンズを400nm近傍の短波長領域で使用した場合、図15から分かる通り、透過率の波長依存性のため、被走査面上での光量変動による画像濃度ムラが問題となっていた。 半導体 In addition, a semiconductor laser, which is a light source, has a temperature characteristic of an oscillation wavelength, so that a wavelength change in an operating environment is inevitable. Therefore, it is required that optical characteristics such as transmittance and reflectance of optical components used in the scanning optical system have little change near the oscillation wavelength of the laser. When a plastic lens is used in a short wavelength region near 400 nm, as shown in FIG. 15, there is a problem of image density unevenness due to light quantity fluctuation on the surface to be scanned due to wavelength dependence of transmittance.

 そこで本発明は、光量分布ムラを低く抑え、画像濃度の均一な光走査装置を提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical scanning device in which unevenness in light amount distribution is suppressed and image density is uniform.

 その目的を達成するために、本発明は、光源からの光ビームを偏向し、被走査面上に結像させる光走査装置において、
 光源からの光ビームを偏向する偏向光学系と、この偏向光学系からの光ビームを被走査面上に結像させる走査結像レンズ系とを備え、
 前記光源の波長は500nm以下であり、
 前記走査結像レンズ系は少なくとも1枚のプラスチックレンズを有し、このプラスチックレンズの光軸からの偏向角に応じた光線通過距離の合計の最大値をLmax、最小値をLminとしたとき、
Lmax−Lmin<10mm
を満たす構成をとる。
In order to achieve the object, the present invention provides an optical scanning device that deflects a light beam from a light source and forms an image on a surface to be scanned.
A deflection optical system that deflects the light beam from the light source, and a scanning imaging lens system that forms an image of the light beam from the deflection optical system on the surface to be scanned.
The wavelength of the light source is 500 nm or less,
The scanning image forming lens system has at least one plastic lens, and when the maximum value of the total ray passing distance according to the deflection angle of the plastic lens from the optical axis is Lmax, and the minimum value is Lmin,
Lmax-Lmin <10mm
Take a configuration that satisfies

 本発明では、Lmax−Lmin<10.0(mm)を満たすレンズを用いることで、プラスチックレンズの内部吸収による光量変動量を、実用上充分に小さく抑えることができる。 According to the present invention, by using a lens that satisfies Lmax−Lmin <10.0 (mm), the amount of fluctuation in the amount of light due to the internal absorption of the plastic lens can be sufficiently reduced in practical use.

 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図1は本発明の特徴を最もよく表わす光走査装置の要部断面図である。光源である半導体レーザー1からの発散光をコリメータレンズ2により略平行な光ビームに変換した後、絞り3により所望のスポット径が得られるように光束径が制限される。本実施例で使用する半導体レーザーは窒化ガリウム系の半導体レーザーであり、その発振波長は408nmである。5は光源からの光ビームを被走査面に向かって走査する回転多面鏡(ポリゴンミラー)であり、ポリゴンミラー5からの反射光を走査結像レンズ6及び7により、全走査域にわたって微小な光スポットに成形する。また、走査結像レンズ6及び7はポリゴンミラー5で偏向される等角速度な光ビームを等距離速度な光ビームに変換するfθ特性を持たせることが必要とされる。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an optical scanning device that best illustrates the features of the present invention. After the divergent light from the semiconductor laser 1 as the light source is converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 2, the aperture 3 limits the light beam diameter so that a desired spot diameter is obtained. The semiconductor laser used in this embodiment is a gallium nitride based semiconductor laser, and its oscillation wavelength is 408 nm. Reference numeral 5 denotes a rotating polygon mirror (polygon mirror) that scans the light beam from the light source toward the surface to be scanned, and scans the reflected light from the polygon mirror 5 with minute light over the entire scanning area by scanning imaging lenses 6 and 7. Form into spots. Further, the scanning imaging lenses 6 and 7 are required to have fθ characteristics for converting a constant angular velocity light beam deflected by the polygon mirror 5 into a constant distance velocity light beam.

 本実施の形態で用いられる走査結像レンズ6及び7は、ガラス製でもプラスチック製でも良いが、プラスチック製のレンズの場合、第4の実施の形態、第5の実施の形態の記載されたLmax−Lmin<3・log100.93/S、S=log10(1−3.55×10/λ)、λ:光ビームの波長(nm)を満たすレンズを用いることが好ましい。 The scanning imaging lenses 6 and 7 used in the present embodiment may be made of glass or plastic, but in the case of a plastic lens, Lmax described in the fourth and fifth embodiments is used. −Lmin <3 · log 10 0.93 / S, S = log 10 (1−3.55 × 10 8 / λ 4 ), λ: It is preferable to use a lens that satisfies the wavelength (nm) of the light beam.

 又は、Lmax−Lmin<10.0(mm)を満たすレンズを用いることが好ましい。 Or a lens that satisfies Lmax−Lmin <10.0 (mm) is preferably used.

 また、実施例6の光量分布ムラを補正する補正部材である折り返しミラーやフィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜の少なくとも1つを本実施の形態に用いても良い。 In addition, at least one of a reflection mirror, a filter, and an optical thin film deposited on an optical member, which is a correction member for correcting unevenness in the light amount distribution of the sixth embodiment, may be used in the present embodiment.

 更に、実施例7の光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材(例えば折り返しミラーの反射率bなど)を用いても良い。この光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラーの他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜などでも良い。 {Circle around (2)} Further, an optical member having the reverse characteristic to the transmittance spectral characteristic of the optical resin of the seventh embodiment (for example, the reflectance b of the folding mirror) may be used. As an optical member having characteristics opposite to the transmittance spectral characteristics of the optical resin, a filter or an optical thin film deposited on an optical member may be used in addition to the folding mirror.

 更に、シリンドリカルレンズ4により平行な光ビームを一旦ポリゴンミラー5上で副走査方向に集光させ、且つ副走査断面においてポリゴンミラー5と被走査面8を光学的共役関係にすることで、ポリゴンミラー5の面倒れを補正することが可能となる。 Further, the parallel light beam is once focused on the polygon mirror 5 in the sub-scanning direction by the cylindrical lens 4 and the polygon mirror 5 and the surface 8 to be scanned are brought into an optically conjugate relationship in the sub-scanning cross section. 5 can be corrected.

 ここで、金属膜反射鏡の複素屈折率と反射率の関係について述べる。金属膜の複素屈折率Nを以下のように定義したとき、
N(λ)=n(λ)−ik(λ)  ただし、n,k>0
n(λ):複素屈折率の実数部
i=√−1
k(λ):複素屈折率の虚数部(消衰係数)
λ:波長
反射率Rは、
R={(n0−n)+k}/{(n0+n)+k
と表せる。ここで、n0は入射媒質の屈折率で、通常はn0=1.0である。
Here, the relationship between the complex refractive index and the reflectance of the metal film reflecting mirror will be described. When the complex refractive index N of the metal film is defined as follows,
N (λ) = n (λ) −ik (λ) where n, k> 0
n (λ): real part of complex refractive index i = √−1
k (λ): imaginary part of complex refractive index (extinction coefficient)
λ: wavelength reflectance R is
R = {(n0-n) 2 + k 2} / {(n0 + n) 2 + k 2}
Can be expressed as Here, n0 is the refractive index of the incident medium, and normally, n0 = 1.0.

 更に式を展開すると、
R=1−4n/(k+n+2n+1)
となり、光走査装置に用いられる金属反射鏡の反射率の下限値を0.8としたとき、
1−4n/(k+n+2n+1)>0.8
>−n+18n−1
k>√(−n+18n−1)
と導かれる。ここで上記右辺をAと置き、代表的な金属膜の複素屈折率とAを表1にまとめた。
Expanding the equation further,
R = 1-4n / (k 2 + n 2 + 2n + 1)
When the lower limit of the reflectance of the metal reflecting mirror used in the optical scanning device is 0.8,
1-4n / (k 2 + n 2 + 2n + 1)> 0.8
k 2> -n 2 + 18n- 1
k> √ (−n 2 + 18n−1)
It is led. Here, the right side is set to A, and the complex refractive index and A of a typical metal film are summarized in Table 1.

Figure 2004145352
Figure 2004145352

 表1より、銅(Cu)は600nmより長波長側でk>Aとなり反射率が80%を超えるが、600nmより短波長側ではk<Aとなり、反射率が80%を超えないことがわかる。また、アルミニウム(Al)や銀(Ag)は400〜800nmにおいて、k>Aとなるので500nm以下の光源を用いたときでも、十分な光量を確保することが可能となる。 From Table 1, it can be seen that for copper (Cu), k> A on the longer wavelength side than 600 nm and the reflectance exceeds 80%, but k <A on the shorter wavelength side below 600 nm, and the reflectance does not exceed 80%. . Further, for aluminum (Al) and silver (Ag), k> A at 400 to 800 nm, so that a sufficient light amount can be secured even when a light source of 500 nm or less is used.

 また、表2に各金属膜の反射率Rをまとめた。波長λの光束が入射面に垂直に入射する場合の反射率Rである。 Table 2 summarizes the reflectance R of each metal film. This is the reflectance R when the light beam having the wavelength λ is perpendicularly incident on the incident surface.

Figure 2004145352
Figure 2004145352

 図2は、アルミニウム(Al)膜の反射率Rを、入射面に垂直に振動する成分波であるS偏光と、入射面に平行に振動する成分波であるP偏光とに分けて、入射角20°、40°、60°と振って表示した。 FIG. 2 divides the reflectance R of the aluminum (Al) film into S-polarized light, which is a component wave oscillating perpendicular to the incident surface, and P-polarized light, which is a component wave oscillating parallel to the incident surface. The display was shaken at 20 °, 40 °, and 60 °.

 ここで、アルミニウム母材表面上に陽極酸化膜を成膜する一般的な工程を説明する。 Here, a general process of forming an anodic oxide film on the surface of the aluminum base material will be described.

 本実施例で使用するポリゴンミラーはアルミニウムを母材としたものであり、そのようなポリゴンブランクを十数個まとめたものを陽極にし、一定の条件を満たした電解液(ホウ酸など)中において、30〜40Vの電圧で5〜10秒電解すると、表面に酸化皮膜を生成する。このアルマイト皮膜は、密着性、均一性に優れており、電解条件と時間によって制御できるため、膜厚の管理は容易である。本実施例では408nm近傍で角度特性が最小となるように、電解条件を設定している。更に、陽極酸化膜の上に保護層として誘電体膜を形成するには、既知の蒸着又はディッピングなどにより成膜を施せばよい。 The polygon mirror used in the present embodiment is made of aluminum as a base material, and a dozen or so of such polygon blanks are used as an anode in an electrolytic solution (such as boric acid) satisfying certain conditions. When electrolysis is performed at a voltage of 30 to 40 V for 5 to 10 seconds, an oxide film is formed on the surface. This alumite film is excellent in adhesion and uniformity and can be controlled by the electrolytic conditions and time, so that the film thickness can be easily controlled. In the present embodiment, the electrolysis conditions are set so that the angle characteristics are minimized near 408 nm. Further, in order to form a dielectric film as a protective layer on the anodic oxide film, the film may be formed by known deposition or dipping.

 本実施の形態ではポリゴンミラー5の第1層目の金属膜にアルミニウムを用いただけでなく、その母材にもアルミニウムを用いた。こうすることで、母材に金属反射膜を成膜する工程を省くことが可能なため、コストダウンが達成できる。 In the present embodiment, not only aluminum was used for the first layer of the metal film of the polygon mirror 5, but also aluminum was used for its base material. By doing so, it is possible to omit the step of forming the metal reflection film on the base material, so that cost reduction can be achieved.

 また、銀膜でも上記反射率を満足することは可能であるが、銀はコストが高い上、環境劣化が激しいため、アルミニウムを用いることが望ましい。 Although it is possible to satisfy the above-mentioned reflectance with a silver film, it is desirable to use aluminum because silver is expensive and environmental degradation is severe.

 但し、本発明では、母材はアルミニウム、等の金属に限定されない。ポリゴンミラーに必要とされる諸特性を満たせば絶縁物でも良い。 However, in the present invention, the base material is not limited to a metal such as aluminum. An insulator may be used as long as it satisfies various characteristics required for the polygon mirror.

 図3は、アルミニウム膜に角度依存性を少なくする機能を有するアルミナ(A
l2O3)を蒸着し、更にその上に保護膜(誘電体膜)を成膜したポリゴンミラーの反射特性を示す。このような膜構成にすることで、P偏光、S偏光においてポリゴンミラーの角度依存性が少なくなるとともに耐久性も向上する。
FIG. 3 shows an alumina (A) having a function of reducing the angle dependency in an aluminum film.
12 shows the reflection characteristics of a polygon mirror formed by evaporating (12O3) and further forming a protective film (dielectric film) thereon. With such a film configuration, the angle dependency of the polygon mirror in P-polarized light and S-polarized light is reduced, and the durability is improved.

図4は本発明の実施例2を表す光走査装置の副走査方向の要部断面図である。ここでは図示していないが、半導体レーザーからポリゴンミラーまでの入射光学系は実施例1と同じである。画像形成装置に光走査装置を用いた場合、画像形成装置の各ユニットの配置の関係上、走査光を副走査方向で折り曲げることが多々ある。本実施の形態ではポリゴンミラー5により水平に走査された光ビームが走査結像レンズ6,7を通過し、折り返しミラー9で垂直方向へ一回折り曲げられて感光体ドラム10に導かれている。 FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of an optical scanning device according to a second embodiment of the present invention in the sub-scanning direction. Although not shown here, the incident optical system from the semiconductor laser to the polygon mirror is the same as in the first embodiment. When an optical scanning device is used as the image forming apparatus, the scanning light is often bent in the sub-scanning direction due to the arrangement of each unit of the image forming apparatus. In the present embodiment, the light beam scanned horizontally by the polygon mirror 5 passes through the scanning imaging lenses 6 and 7, is bent once by the folding mirror 9 in the vertical direction, and is guided to the photosensitive drum 10.

 折り返しミラー9はガラス母材の表面に金属膜を蒸着させたものが一般的であり、本実施の形態では上述のようにアルミニウムを蒸着させ、500nm以下の光源を用いた場合でも十分な光量を確保することに成功している。 The folding mirror 9 is generally formed by depositing a metal film on the surface of a glass base material. In this embodiment, aluminum is deposited as described above, and a sufficient amount of light can be obtained even when a light source of 500 nm or less is used. We have succeeded in securing.

 更に、反射率を上げるには、その上に誘電体膜を蒸着することが有効である。 In order to further increase the reflectance, it is effective to deposit a dielectric film thereon.

 図5にアルミニウム膜の上に、MgF2膜とZrO2膜を蒸着させたミラーの分光反射率を示した。図2に示したアルミニウム膜単層の場合に比較して、数%反射率が上昇している。更に、反射率を上げたミラーを作成するためには、低屈折率膜と高屈折率膜を交互に複数層形成するとよい。 {Circle over (5)} FIG. 5 shows the spectral reflectance of a mirror having a MgF2 film and a ZrO2 film deposited on an aluminum film. Compared with the case of the single layer of the aluminum film shown in FIG. 2, the reflectance is increased by several%. Further, in order to produce a mirror with increased reflectance, it is preferable to alternately form a plurality of low refractive index films and high refractive index films.

 また、本実施形態でアルミニウム膜を使用したが、本発明はそれに限定したものではなく、k>√(−n+18n−1)を満足する金属膜であれば、その効果を発揮できる。 Further, although the aluminum film is used in the present embodiment, the present invention is not limited to this. Any metal film that satisfies k> √ (−n 2 + 18n−1) can exert its effect.

 本実施の形態で用いられる走査結像レンズ6及び7は、ガラス製でもプラスチック製でも良いが、プラスチック製のレンズの場合、第4の実施の形態、第5の実施の形態の記載されたLmax−Lmin<3・log100.93/S、S=log10(1−3.55×10/λ)、λ:光ビームの波長(nm)を満たすレンズを用いることが好ましい。 The scanning imaging lenses 6 and 7 used in the present embodiment may be made of glass or plastic, but in the case of a plastic lens, Lmax described in the fourth and fifth embodiments is used. −Lmin <3 · log 10 0.93 / S, S = log 10 (1−3.55 × 10 8 / λ 4 ), λ: It is preferable to use a lens that satisfies the wavelength (nm) of the light beam.

 又は、Lmax−Lmin<10.0(mm)を満たすレンズを用いることが好ましい。 Or a lens that satisfies Lmax−Lmin <10.0 (mm) is preferably used.

 また、実施例6の光量分布ムラを補正する補正部材である折り返しミラーやフィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜の少なくとも1つを本実施の形態に用いても良い。 In addition, at least one of a reflection mirror, a filter, and an optical thin film deposited on an optical member, which is a correction member for correcting unevenness in the light amount distribution of the sixth embodiment, may be used in the present embodiment.

 更に、実施例7の光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材(例えば折り返しミラーの反射率bなど)を用いても良い。この光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラーの他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜などでも良い。 {Circle around (2)} Further, an optical member having the reverse characteristic to the transmittance spectral characteristic of the optical resin of the seventh embodiment (for example, the reflectance b of the folding mirror) may be used. As an optical member having characteristics opposite to the transmittance spectral characteristics of the optical resin, a filter or an optical thin film deposited on an optical member may be used in addition to the folding mirror.

図6は本発明の実施例3を表す光走査装置の斜視図である。本実施の形態では走査結像レンズ7の代わりに走査結像ミラー11を用いたことが実施例1,2との相違点である。走査結像ミラー11はシリンドリカルミラーや球面ミラーの他、最近ではプラスチック成形技術の向上とともに自由曲面ミラーが使用されている。走査結像系に走査結像ミラー11を用いるメリットは、結像レンズの効果と折り返しミラーの効果を同時に合わせ持つ点である。よって、第2の実施の形態で述べた折り返しミラーを廃止することが可能となり、部品点数の削減によるコストダウンが期待できる。 FIG. 6 is a perspective view of an optical scanning device according to a third embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first and second embodiments in that a scanning imaging mirror 11 is used instead of the scanning imaging lens 7. As the scanning image forming mirror 11, a free-form surface mirror has recently been used in addition to a cylindrical mirror and a spherical mirror, with the improvement of plastic molding technology. An advantage of using the scanning image forming mirror 11 in the scanning image forming system is that the effect of the image forming lens and the effect of the return mirror are simultaneously provided. Therefore, the folding mirror described in the second embodiment can be eliminated, and cost reduction can be expected by reducing the number of parts.

 本実施の形態で用いられる走査結像レンズ6は、ガラス製でもプラスチック製でも良いが、プラスチック製のレンズの場合、第4の実施の形態、第5の実施の形態の記載されたLmax−Lmin<3・log100.93/S、S=log10(1−3.55×10/λ)、λ:光ビームの波長(nm)を満たすレンズを用いることが好ましい。 The scanning imaging lens 6 used in the present embodiment may be made of glass or plastic, but in the case of a plastic lens, Lmax-Lmin described in the fourth and fifth embodiments. <3 · log 10 0.93 / S, S = log 10 (1−3.55 × 10 8 / λ 4 ), λ: It is preferable to use a lens that satisfies the wavelength (nm) of the light beam.

 又は、Lmax−Lmin<10.0(mm)を満たすレンズを用いることが好ましい。 Or a lens that satisfies Lmax−Lmin <10.0 (mm) is preferably used.

 また、実施例6の光量分布ムラを補正する補正部材である折り返しミラーやフィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜の少なくとも1つを本実施の形態に用いても良い。 In addition, at least one of a reflection mirror, a filter, and an optical thin film deposited on an optical member, which is a correction member for correcting unevenness in the light amount distribution of the sixth embodiment, may be used in the present embodiment.

 更に、実施例7の光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材(例えば折り返しミラーの反射率bなど)を用いても良い。この光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラーの他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜などでも良い。 {Circle around (2)} Further, an optical member having the reverse characteristic to the transmittance spectral characteristic of the optical resin of the seventh embodiment (for example, the reflectance b of the folding mirror) may be used. As an optical member having characteristics opposite to the transmittance spectral characteristics of the optical resin, a filter or an optical thin film deposited on an optical member may be used in addition to the folding mirror.

 本実施の形態においても、走査結像ミラーにアルミニウム膜を使用したことで500nm以下の光源を用いたにもかかわらず、十分な光量が確保できている。 も Also in the present embodiment, a sufficient amount of light can be ensured by using an aluminum film for the scanning imaging mirror despite the use of a light source of 500 nm or less.

 また、それぞれの実施の形態でアルミニウム膜を使用したが、本発明はそれに限定したものではなく、k>√(−n2+18n−1)を満足する金属膜であれば、その効果を発揮できる。 In addition, although an aluminum film is used in each of the embodiments, the present invention is not limited to this. If a metal film satisfies k> √ (−n2 + 18n−1), the effect can be exerted.

 図2、図3、図5の反射率特性を考えて、本発明の第1〜3の実施形態に用いられる光源の波長の下限値は、380nm以上が好ましい。 て Considering the reflectivity characteristics of FIGS. 2, 3 and 5, the lower limit of the wavelength of the light source used in the first to third embodiments of the present invention is preferably 380 nm or more.

 また、本発明の実施形態に用いられる光源である半導体レーザー1は、2本以上のマルチビームでも良い。 The semiconductor laser 1, which is a light source used in the embodiment of the present invention, may be a multi-beam of two or more beams.

 図10は本発明の特徴を最もよく表わす光走査装置の要部断面図である。光源である半導体レーザー1からの発散光をコリメータレンズ2により略平行な光ビームに変換した後、絞り3により所望のスポット径が得られるように光束径を制限する。本実施の形態で使用する半導体レーザー1は窒化ガリウム系の半導体レーザーであり、その発振波長は408nmである。5は光源からの光ビームを被走査面に向かって走査する回転多面鏡(ポリゴンミラー)であり、ポリゴンミラー5からの反射光を走査結像レンズ6及び7により、全走査域にわたって微少な光スポットに形成する。また、走査結像レンズ6及び7はポリゴンミラー5で偏向される等角速度な光ビームを等距離速度な光ビームに変換するfθ特性を持たせることが必要とされる。更に、シリンドリカルレンズ4により平行な光ビームを一旦ポリゴンミラー5上で副走査方向に集光させ、且つ副走査断面においてポリゴンミラー5と被走査面8を光学的共役関係にすることで、ポリゴンミラー5の面倒れを補正することが可能となる。 FIG. 10 is a sectional view of a main part of an optical scanning device which best illustrates the features of the present invention. After the divergent light from the semiconductor laser 1 as a light source is converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 2, the light beam diameter is limited by the stop 3 so that a desired spot diameter is obtained. The semiconductor laser 1 used in the present embodiment is a gallium nitride based semiconductor laser, and its oscillation wavelength is 408 nm. Reference numeral 5 denotes a rotating polygon mirror (polygon mirror) that scans the light beam from the light source toward the surface to be scanned, and scans the reflected light from the polygon mirror 5 using the scanning and imaging lenses 6 and 7 to generate minute light over the entire scanning area. Form into spots. Further, the scanning imaging lenses 6 and 7 are required to have fθ characteristics for converting a constant angular velocity light beam deflected by the polygon mirror 5 into a constant distance velocity light beam. Further, the parallel light beam is once focused on the polygon mirror 5 in the sub-scanning direction by the cylindrical lens 4 and the polygon mirror 5 and the surface 8 to be scanned are brought into an optically conjugate relationship in the sub-scanning cross section. 5 can be corrected.

 ここで、使用している走査結像レンズ6及び7について詳しく述べる。走査結像レンズ6はガラス材料BSL−7(OHARA社製)からなるガラスレンズであり、光ビームが通過する6a面および6b面に反射防止膜を蒸着させたものである。走査結像レンズ7は光学樹脂であるZEONEX480(日本ゼオン社製)からなる射出成形のプラスチックレンズである。 Here, the scanning imaging lenses 6 and 7 used will be described in detail. The scanning imaging lens 6 is a glass lens made of a glass material BSL-7 (manufactured by OHARA), and has an antireflection film deposited on the 6a and 6b surfaces through which the light beam passes. The scanning imaging lens 7 is an injection-molded plastic lens made of ZEONEX480 (manufactured by Zeon Corporation) which is an optical resin.

 光学部材の透過率は、その表面反射成分P(反射係数)と内部透過率τとに分けて考えられる。
全透過率T(λ)=P(λ)×τ(λ)・・・(式1)
反射係数Pは光学部材の屈折率n(λ)に依存し、以下の式で表現できる。
反射係数P(λ)=2・n(λ)/(n(λ)+1)・・・(式2)
The transmittance of the optical member is considered to be divided into a surface reflection component P (reflection coefficient) and an internal transmittance τ.
Total transmittance T (λ) = P (λ) × τ (λ) (Equation 1)
The reflection coefficient P depends on the refractive index n (λ) of the optical member, and can be expressed by the following equation.
Reflection coefficient P (λ) = 2 · n (λ) / (n (λ) 2 +1) (Equation 2)

 また、内部透過率は光学部材の肉厚tに依存し、ランバートの法則より次の式が成立する。
内部透過率τ2(λ)=τ1(λ)t2/t1・・・(式3)
 ZEONEX480は屈折率n(408nm)=1.5402、肉厚3mmでの全透過率は図7のグラフよりT0(408nm)=0.902であるため、内部透過率はτ0(408nm)=0.987となる。
Further, the internal transmittance depends on the thickness t of the optical member, and the following equation is established from Lambert's law.
Internal transmittance τ2 (λ) = τ1 (λ) t2 / t1 (formula 3)
Since ZEONEX480 has a refractive index n (408 nm) of 1.5402 and a total transmittance at a thickness of 3 mm of T0 (408 nm) = 0.902 from the graph of FIG. 7, the internal transmittance is τ0 (408 nm) = 0. 987.

 プラスチックレンズの最大光線通過距離をLmax、最小光線通過距離をLminとすると、
τ1(408nm)=τ0(408nm)Lmax/3
τ2(408nm)=τ0(408nm)Lmin/3
T1/T2=τ1(408nm)/τ2(408nm)=τ0(408nm)(Lmax―Lmin)/3
であるため、透過率の比は光線通過距離の差に依存する。本実施の形態ではLmax=7.50(mm)、Lmin=3.21(mm)であるため、T1/T2=0.981となり、内部吸収による光量変動量を1.9%と小さく抑えることが可能である。
Assuming that the maximum ray passage distance of the plastic lens is Lmax and the minimum ray passage distance is Lmin,
τ1 (408 nm) = τ0 (408 nm) Lmax / 3
τ2 (408 nm) = τ0 (408 nm) Lmin / 3
T1 / T2 = τ1 (408 nm) / τ2 (408 nm) = τ0 (408 nm) (Lmax−Lmin) / 3
Therefore, the ratio of the transmittance depends on the difference in the light ray passage distance. In the present embodiment, since Lmax = 7.50 (mm) and Lmin = 3.21 (mm), T1 / T2 = 0.981, and the amount of light fluctuation due to internal absorption is suppressed to 1.9%. Is possible.

 発明者が検証した結果によると、
Lmax−Lmin<3・log100.93/S
S=log10(1−3.55×10/λ)、λ:光ビームの波長(nm)であれば、プラスチックレンズの内部吸収による光量変動量を、実用上充分に小さく抑えることができる。
According to the results verified by the inventor,
Lmax-Lmin <3 · log 10 0.93 / S
If S = log 10 (1−3.55 × 10 8 / λ 4 ), and λ is the wavelength (nm) of the light beam, the amount of fluctuation in the amount of light due to internal absorption of the plastic lens can be suppressed to a practically small value. it can.

 更に、発明者が検証した結果によると、Lmax−Lmin<10.0(mm)であれば、プラスチックレンズの内部吸収による光量変動量を、実用上充分に小さく抑えることができる。 According to the results of verification by the inventor, if Lmax−Lmin <10.0 (mm), the fluctuation in the amount of light due to the internal absorption of the plastic lens can be suppressed to a practically sufficiently small value.

 図11は本発明の実施例5を表す図である。第4の実施形態との相違点は射出成形のプラスチックレンズを2枚用いた事である。近年、レーザープリンターの低価格化の流れを受け、レーザースキャナーユニットとしても更なるコストダウンが図られている。プラスチックレンズは低コストである上に、ガラスレンズでは不可能であった自由な曲面形状を形成できるため、収差補正の観点からもガラスレンズより優位である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a fifth embodiment of the present invention. The difference from the fourth embodiment is that two injection-molded plastic lenses are used. In recent years, the cost of laser printers has been reduced and the cost of laser scanner units has been further reduced. The plastic lens is inexpensive and can form a free-form curved surface, which is impossible with a glass lens, so that it is superior to a glass lens from the viewpoint of aberration correction.

 本実施の形態では2枚のプラスチックレンズの形状を最適化する事で、ポリゴンミラーと被走査面を共役関係にし、走査ビームにfθ特性をもたせ、且つ像面湾曲も良好に補正することに成功している。しかし、プラスチックレンズを2枚用いたことで、第4の実施形態のようなプラスチックレンズを1枚用いた時より、光線がプラスチックレンズ内を通過する距離が増大している。 In this embodiment, by optimizing the shapes of the two plastic lenses, the polygon mirror and the surface to be scanned have a conjugate relationship, the scanning beam has fθ characteristics, and the field curvature is successfully corrected. are doing. However, by using two plastic lenses, the distance that light rays pass through the plastic lens is longer than when using one plastic lens as in the fourth embodiment.

 本実施の形態では、上述の光線通過距離の差に関する条件式を満足するように各プラスチックレンズの肉厚を設定した。なお、本実施の形態ではLmax=L10+L20、Lmin=L11+L21である。これにより、2枚のプラスチックレンズ(材質:ZEONEX480)の光線通過距離の合計の最大値はLmax=18.10(mm)、光線通過距離の合計の最小値はLmin=12.33(mm)、T1/T2=0.976となり、プラスチックレンズを2枚用いたにも関わらず、内部吸収による光量変動量を2.4%と小さく抑えることが可能である。 In the present embodiment, the thickness of each plastic lens is set so as to satisfy the above-mentioned conditional expression regarding the difference in the light ray passage distance. In the present embodiment, Lmax = L10 + L20 and Lmin = L11 + L21. As a result, the maximum value of the total light beam passing distance of the two plastic lenses (material: ZEONEX480) is Lmax = 18.10 (mm), the minimum value of the total light beam passing distance is Lmin = 12.33 (mm), T1 / T2 = 0.076, and the amount of fluctuation in the amount of light due to internal absorption can be suppressed to 2.4% even though two plastic lenses are used.

図12は本発明の実施例6を表す光走査装置の副走査系の断面図である。ここに用いられている走査光学系は2枚の走査結像レンズを用いたもので、少なくとも1枚はプラスチックレンズが使用されている。 FIG. 12 is a sectional view of a sub-scanning system of an optical scanning device according to a sixth embodiment of the present invention. The scanning optical system used here uses two scanning image forming lenses, and at least one uses a plastic lens.

 ここでは、各走査角において折り返しミラー9に入射する入射角iの違いに注目し、例えば、走査中央でのプラスチックレンズの光線通過距離が走査端でのそれより長い場合(第4の実施形態のような場合)、折り返しミラーの反射率を入斜角iが大きくなるに従い低下するように設計することで(図13参照)、被走査面上でのトータルの光量分布変動をより小さく抑えることが可能となる。 Here, attention is paid to the difference in the incident angle i incident on the return mirror 9 at each scanning angle. For example, when the ray passage distance of the plastic lens at the scanning center is longer than that at the scanning end (the fourth embodiment) In such a case, by designing the reflectivity of the return mirror to decrease as the angle of incidence i increases (see FIG. 13), it is possible to further suppress the fluctuation of the total light amount distribution on the surface to be scanned. It becomes possible.

 図13の縦軸は、入射角60°の反射率を分母にとり、任意の入射角を分子とした場合の反射率比(%)である。 The vertical axis in FIG. 13 is a reflectance ratio (%) when the reflectance at an incident angle of 60 ° is taken as a denominator and an arbitrary incident angle is used as a numerator.

 また、折り返しミラーの他にも光量分布ムラを補正する補正部材として、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜などでも上記効果を有する。 上 記 In addition to the folding mirror, as a correction member for correcting the unevenness in the light amount distribution, an optical thin film deposited on a filter or an optical member has the above-mentioned effect.

 図14は本発明の実施例7を説明するための、光学樹脂及びミラーの分光特性を示したグラフである。前述したように、光源である半導体レーザーには発振波長の温度特性により、使用環境下での波長変化が避けられず、そのため走査光学系に用いられる光学部品の透過率及び反射率などの光学特性は、レーザーの発振波長近傍で変化が少ないことが要求される。 FIG. 14 is a graph showing the spectral characteristics of the optical resin and the mirror for explaining Example 7 of the present invention. As mentioned above, the semiconductor laser, which is the light source, has a temperature characteristic of the oscillation wavelength, which inevitably causes a wavelength change under the use environment. Therefore, optical characteristics such as transmittance and reflectance of optical components used in the scanning optical system are required. Is required to have little change near the oscillation wavelength of the laser.

 ここでは、帝人化成社製のPC(ポリカーボネイト)を例に挙げて説明する。
光源として使用する半導体レーザーは窒化ガリウム系のもので、その発振波長は408nmである。使用環境下において408nmを中心に±10nm波長変動があったと仮定すると、図14の樹脂透過率aに示したように光学樹脂による光量変動は約1.0%となる。しかし、光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材(例えば折り返しミラーの反射率bなど)を用いることでトータルの光量変動率cはその1/20程度に低く抑えることが可能となる。この光学樹脂の透過率分光特性と逆特性の光学部材として、折り返しミラーの他にも、フィルターや光学部材に蒸着された光学薄膜などでも上記効果を有する。
Here, a PC (polycarbonate) manufactured by Teijin Chemicals Limited will be described as an example.
A semiconductor laser used as a light source is a gallium nitride-based semiconductor laser, and its oscillation wavelength is 408 nm. Assuming that there is a wavelength variation of ± 10 nm around 408 nm in the use environment, the variation in the amount of light due to the optical resin is about 1.0% as shown by the resin transmittance a in FIG. However, by using an optical member having a characteristic reverse to the transmittance spectral characteristic of the optical resin (for example, the reflectance b of the folding mirror), the total light quantity variation rate c can be suppressed to about 1/20 of that. As an optical member having characteristics opposite to the transmittance spectral characteristics of the optical resin, in addition to the folding mirror, a filter or an optical thin film deposited on the optical member has the above effect.

 また、実施例4〜7で使用した光学樹脂は、樹脂材料のほんの一例に過ぎない。本発明は一部の光学樹脂に限定した話ではなく、その他の光学樹脂に対しても短波長になるに従い内部吸収による透過率の悪化がある場合は同様の効果を有する。 The optical resins used in Examples 4 to 7 are only examples of the resin material. The present invention is not limited to a part of optical resins, but has the same effect on other optical resins when transmittance becomes worse due to internal absorption as the wavelength becomes shorter.

 図14、図15の反射率特性を考えて、本発明の実施例4〜7に用いられる光源の波長の下限値は、380nm以上が好ましい。 、 Considering the reflectance characteristics shown in FIGS. 14 and 15, the lower limit of the wavelength of the light source used in Examples 4 to 7 of the present invention is preferably 380 nm or more.

 本発明の実施例4〜7で用いられる走査光学系を構成するプラスチックレンズは3枚以上でも良い。 The number of plastic lenses constituting the scanning optical system used in the fourth to seventh embodiments of the present invention may be three or more.

 また、本発明の実施例4〜7に用いられる光源である半導体レーザー1は、2本以上のマルチビームでも良い。走査光学系の合成系で主走査方向及び副走査方向において正パワーであれば(被走査面で結像させるため)、プラスチックレンズ単体は正パワーでも負パワーでも良い。 The semiconductor laser 1, which is the light source used in the fourth to seventh embodiments of the present invention, may be a multi-beam of two or more beams. If the synthetic optical system has a positive power in the main scanning direction and the sub-scanning direction (to form an image on the surface to be scanned), the plastic lens alone may have a positive power or a negative power.

 図7は、本発明の光走査装置を用いた画像形成装置の副走査方向の要部断面図である。この画像形成装置100には、パーソナルコンピュータ等の外部機器200からコードデータDcが入力される。このコードデータDcは、画像形成装置100内のプリンタコントローラ121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、前述の実施形態1〜7に示した構成を有する光走査ユニット120に入力される。そして、この光走査ユニット120からは、画像データDiに応じて変調された光ビームLbが出射され、この光ビームLb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。 FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of an image forming apparatus using the optical scanning device of the present invention in the sub-scanning direction. Code data Dc is input to the image forming apparatus 100 from an external device 200 such as a personal computer. The code data Dc is converted into image data (dot data) Di by the printer controller 121 in the image forming apparatus 100. This image data Di is input to the optical scanning unit 120 having the configuration shown in the first to seventh embodiments. The light scanning unit 120 emits a light beam Lb modulated in accordance with the image data Di, and the light beam Lb scans the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 in the main scanning direction.

 静電潜像担持体(感光体)である感光ドラム101は、モータ105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Lb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させる帯電ローラ102が表面に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、光走査ユニット120によって走査される光ビームLb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 105. Then, with this rotation, the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 moves in the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction with respect to the light beam Lb. Above the photosensitive drum 101, a charging roller 102 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 101 is provided so as to be in contact with the surface. The surface of the photosensitive drum 101 charged by the charging roller 102 is irradiated with a light beam Lb scanned by the optical scanning unit 120.

 先に説明したように、光ビームLb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Lb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させる。この静電潜像は、上記光ビームLb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に接するように配置された現像器103によってトナー像として現像される。 As described above, the light beam Lb is modulated based on the image data Di, and by irradiating the light beam Lb, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 101. This electrostatic latent image is developed as a toner image by a developing device 103 arranged so as to be in contact with the photosensitive drum 101 further downstream in the rotation direction of the photosensitive drum 101 than the irradiation position of the light beam Lb.

 現像器103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置された転写ローラ104によって被転写材たる用紙111上に転写される。用紙111は感光ドラム101の前方(図7において右側)の用紙カセット106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106端部には、給紙ローラ107が配置されており、用紙カセット106内の用紙111を搬送路へ送り込む。 (4) The toner image developed by the developing device 103 is transferred below the photosensitive drum 101 by a transfer roller 104 disposed so as to face the photosensitive drum 101 onto a sheet 111 serving as a transfer material. The sheet 111 is stored in the sheet cassette 106 in front of the photosensitive drum 101 (right side in FIG. 7), but can be fed manually. A paper feed roller 107 is disposed at an end of the paper cassette 106 and feeds the paper 111 in the paper cassette 106 to a transport path.

 以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙111はさらに感光ドラム101後方(図7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108とこの定着ローラ108に圧接するように配置された加圧ローラ109とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙111を定着ローラ108と加圧ローラ109の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙111上の未定着トナー像を定着する。更に定着ローラ108の後方には排紙ローラ110が配置されており、定着された用紙111を画像形成装置100の外に排出する。 {Circle around (4)} As described above, the sheet 111 onto which the unfixed toner image has been transferred is further conveyed to the fixing device behind the photosensitive drum 101 (left side in FIG. 7). The fixing device includes a fixing roller 108 having a fixing heater (not shown) therein and a pressure roller 109 arranged so as to be in pressure contact with the fixing roller 108, and the sheet 111 conveyed from the transfer unit. Is heated while being pressed by the pressure contact portion between the fixing roller 108 and the pressure roller 109, thereby fixing the unfixed toner image on the sheet 111. Further, a paper discharge roller 110 is disposed behind the fixing roller 108, and discharges the fixed paper 111 to the outside of the image forming apparatus 100.

 図7においては図示していないが、プリントコントローラ121は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ105を始め画像形成装置100内の各部や、光走査ユニット120内のポリゴンモータなどの制御を行う。 Although not shown in FIG. 7, the print controller 121 controls not only the above-described data conversion but also control of the motor 105 and other components in the image forming apparatus 100 and the polygon motor in the optical scanning unit 120. I do.

本発明に係る第1の実施の形態の光走査装置の要部断面図。FIG. 2 is a sectional view of a main part of the optical scanning device according to the first embodiment of the invention. アルミミラーの分光反射率を示す図。The figure which shows the spectral reflectance of an aluminum mirror. アルミ+アルミナ+保護膜(誘電体膜)の分光反射率を示す図。The figure which shows the spectral reflectance of aluminum + alumina + protective film (dielectric film). 本発明に係る第2の実施の形態の光走査装置の要部断面図。FIG. 9 is a sectional view of a main part of an optical scanning device according to a second embodiment of the invention. アルミ+誘電体膜の分光反射率を示す図。The figure which shows the spectral reflectance of an aluminum + dielectric film. 本発明に係る第3の実施の形態の光走査装置の斜視図。FIG. 9 is a perspective view of an optical scanning device according to a third embodiment of the present invention. 本発明に係る画像形成装置の副走査方向の要部断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the image forming apparatus according to the present invention in the sub-scanning direction. 銅ミラーの分光反射率を示す図。The figure which shows the spectral reflectance of a copper mirror. 銅+アルミナ+SiO2の分光反射率を示す図。The figure which shows the spectral reflectance of copper + alumina + SiO2. 本発明に係る第1の実施の形態の光走査装置の要部断面図。FIG. 2 is a sectional view of a main part of the optical scanning device according to the first embodiment of the invention. 本発明に係る第2の実施の形態の光走査装置の要部断面図。FIG. 9 is a sectional view of a main part of an optical scanning device according to a second embodiment of the invention. 本発明に係る第3の実施の形態の光走査装置の副走査系断面図。FIG. 9 is a sectional view of a sub-scanning system of an optical scanning device according to a third embodiment of the present invention. 折り返しミラーの反射率比角度特性を示す図。The figure which shows the reflectance ratio angle characteristic of a return mirror. 折り返しミラーの反射率波長特性を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a reflectance wavelength characteristic of a folding mirror. 代表的な光学樹脂の透過率波長特性を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating transmittance wavelength characteristics of a typical optical resin.

符号の説明Explanation of reference numerals

 1 半導体レーザー
 2 コリメータレンズ
 3 絞り
 4 シリンドリカルレンズ
 5 ポリゴンミラー
 6,7 走査結像レンズ
 8 被走査面
 9 折り返しミラー
 10 感光ドラム
 11 走査結像ミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Collimator lens 3 Aperture 4 Cylindrical lens 5 Polygon mirror 6, 7 Scanning imaging lens 8 Scanned surface 9 Folding mirror 10 Photosensitive drum 11 Scanning imaging mirror

Claims (4)

 光源からの光ビームを偏向する偏向光学系と、この偏向光学系からの光ビームを被走査面上に結像させる走査結像レンズ系とを備え、
 前記光源の波長は500nm以下であり、
 前記走査結像レンズ系は少なくとも1枚のプラスチックレンズを有し、このプラスチックレンズの光軸からの偏向角に応じた光線通過距離の合計の最大値をLmax、最小値をLminとしたとき、
Lmax−Lmin<10mm
を満たすことを特徴とする光走査装置。
A deflection optical system that deflects the light beam from the light source, and a scanning imaging lens system that forms an image of the light beam from the deflection optical system on the surface to be scanned.
The wavelength of the light source is 500 nm or less,
The scanning image forming lens system has at least one plastic lens, and when the maximum value of the total ray passing distance according to the deflection angle of the plastic lens from the optical axis is Lmax, and the minimum value is Lmin,
Lmax-Lmin <10mm
An optical scanning device characterized by satisfying the following.
 前記光源は窒化ガリウム系青紫半導体レーザーであることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1, wherein the light source is a gallium nitride blue-violet semiconductor laser.  請求項1又は請求項2記載の光走査装置と、この光走査装置の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、この現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、この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備えることを特徴とする画像形成装置。 The optical scanning device according to claim 1, a photosensitive member disposed on a surface to be scanned of the optical scanning device, and an electrostatic member formed on the photosensitive member by a light beam scanned by the optical scanning device. A developing device for developing a latent image as a toner image, a transfer device for transferring the developed toner image to a transfer material, and a fixing device for fixing the transferred toner image to the transfer material are provided. Image forming apparatus.  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するプリンタコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 5. The image forming apparatus according to claim 4, 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.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006106735A (en) * 2004-10-07 2006-04-20 Toshiba Corp Optical beam scanning device
JP2006313268A (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Canon Inc Optical scanner and image forming apparatus using same
JP2015031870A (en) * 2013-08-05 2015-02-16 キヤノン株式会社 Optical scanner and image forming apparatus including the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006106735A (en) * 2004-10-07 2006-04-20 Toshiba Corp Optical beam scanning device
JP2006313268A (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Canon Inc Optical scanner and image forming apparatus using same
JP4677277B2 (en) * 2005-05-09 2011-04-27 キヤノン株式会社 Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP2015031870A (en) * 2013-08-05 2015-02-16 キヤノン株式会社 Optical scanner and image forming apparatus including the same

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