JP2006154701A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents

Optical scanner and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2006154701A
JP2006154701A JP2005031429A JP2005031429A JP2006154701A JP 2006154701 A JP2006154701 A JP 2006154701A JP 2005031429 A JP2005031429 A JP 2005031429A JP 2005031429 A JP2005031429 A JP 2005031429A JP 2006154701 A JP2006154701 A JP 2006154701A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
scanning direction
power
anamorphic
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005031429A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4913347B2 (en
Inventor
Koji Sakai
浩司 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2005031429A priority Critical patent/JP4913347B2/en
Priority to US11/223,051 priority patent/US7362486B2/en
Priority to EP05256020A priority patent/EP1643291A1/en
Priority to EP08011579.3A priority patent/EP1998216B1/en
Publication of JP2006154701A publication Critical patent/JP2006154701A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4913347B2 publication Critical patent/JP4913347B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce not only the variation in the beam spot diameter due to a temperature variation but also the variation in the beam spot diameter due to the variation in the oscillation wavelength caused by a mode hopping in an optical scanner using a power diffraction face. <P>SOLUTION: A scanning optical system 6 includes one or more resin lenses 6-1 and 6-2, an anamorphic optical element 4 is an anamorphic resin lens having an anamorphic refraction face and an oval power diffraction face of which the axis is in a main scanning direction, and the power of a power diffraction face is so set that the variation in a beam waist position in the main scanning direction and/or the subscanning direction due to the mode hopping or temperature variation becomes substantially zero in a semiconductor laser 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、光走査装置および画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus.

光走査装置は従来から、光プリンタやデジタル複写機、光プロッタ等の画像形成装置に
関連して広く知られているが、近時、低価格化とともに環境変動の影響を受け難く、高精
細な画像を形成できるものが求められている。
光走査装置に用いられる各種のレンズを樹脂材料で形成すると、樹脂製レンズは、軽量
であり、低コストで形成できるとともに、非球面に代表される特殊な面形状の形成が容易
であるため、樹脂製レンズに特殊面を採用することにより、光学的な特性を向上させると
ともに、光学系を構成するレンズ枚数を低減させることができる。
Conventionally, optical scanning devices are widely known in connection with image forming apparatuses such as optical printers, digital copying machines, and optical plotters. What can form an image is required.
When various lenses used in the optical scanning device are formed of a resin material, the resin lens is lightweight, can be formed at low cost, and it is easy to form a special surface shape represented by an aspherical surface. By adopting a special surface for the resin lens, the optical characteristics can be improved and the number of lenses constituting the optical system can be reduced.

即ち、樹脂製レンズの採用は、光走査装置のコンパクト化・軽量化・低コスト化に資す
るところが大きい。しかし反面、良く知られたように、樹脂製レンズは、環境変化、特に
温度変化に伴って、形状が変化したり、屈折率が変化したりするので、光学特性とくにパ
ワーが設計値から変化し、被走査面上の光スポットの径である「ビームスポット径」が環
境変動により変動する問題がある。
In other words, the use of a resin lens greatly contributes to the reduction in size, weight, and cost of the optical scanning device. On the other hand, as is well known, resin lenses change shape and refractive index due to environmental changes, especially temperature changes, so optical characteristics, especially power, change from design values. There is a problem that the “beam spot diameter” which is the diameter of the light spot on the surface to be scanned fluctuates due to environmental fluctuations.

温度変化に伴う樹脂製レンズのパワー変動は、正レンズと負レンズとで互いに逆に発生
するので、光走査装置の光学系内に、正と負の樹脂製レンズを含め、これら正・負樹脂製
レンズにおいて発生する「環境変化に起因する光学特性変化」を互いに相殺させる方法は
良く知られている。
Since the power fluctuation of the resin lens accompanying the temperature change occurs in the opposite direction between the positive lens and the negative lens, the positive and negative resins are included in the optical system of the optical scanning device. A method for canceling out “optical property changes caused by environmental changes” occurring in a lens manufactured is well known.

また、光走査装置の光源として一般的な半導体レーザは、温度が上昇すると発光波長が
長波長側へずれるという性質(「温度変化による波長変化」)があり、また「モードホッ
プ」による波長変化もある。光源における波長変化は、光走査装置に用いられる光学系の
色収差による特性変化を惹起し、この特性変化もビームスポット径変動の原因となる。
In addition, a general semiconductor laser as a light source of an optical scanning device has a property that an emission wavelength shifts to a longer wavelength side when a temperature rises (“wavelength change due to temperature change”), and wavelength change due to “mode hop” also occurs. is there. A wavelength change in the light source causes a characteristic change due to chromatic aberration of an optical system used in the optical scanning apparatus, and this characteristic change also causes a beam spot diameter fluctuation.

したがって、光学系内に樹脂製レンズを含み、光源に半導体レーザを用いる光走査装置
では、温度変化に伴う光学特性の変化とともに、光源における波長変化に伴う光学特性の
変化をも考慮した光学設計を行う必要がある。
Therefore, in an optical scanning device that includes a resin lens in the optical system and uses a semiconductor laser as the light source, an optical design that takes into account changes in the optical characteristics accompanying changes in the wavelength of the light source as well as changes in the optical characteristics accompanying changes in temperature. There is a need to do.

温度変化に伴う光学特性の変化と、光源における波長変化とを考慮し、パワー回折面を
採用して光学特性を安定させた光走査装置(レーザ走査装置)として、特許文献1に記載
のものが知られている。
As an optical scanning device (laser scanning device) that employs a power diffractive surface and stabilizes optical properties in consideration of changes in optical properties due to temperature changes and wavelength changes in the light source, the one described in Patent Document 1 is disclosed. Are known.

特許文献1には、レーザ光源から射出されたレーザ光を主走査方向には平行光とし副走
査方向には光偏向器の偏向反射面近傍に集光させる光源光学系を「回転対称軸を持たない
1面以上の反射面と、2面の透過面とを有し、透過面にパワー回折面を設け、樹脂で構成
された1つの光学素子」とした光走査装置が開示され、また、比較例として「半導体レー
ザからの光ビームをコリメートする樹脂製のコリメータレンズと、コリメートされた光ビ
ームを副走査方向に集束させる樹脂製のシリンダレンズの各々に1面ずつパワー回折面を
設けた光走査装置」が開示されている。「パワー回折面」は、回折によるレンズパワーを
持つ回折面である。
In Patent Document 1, a light source optical system that condenses laser light emitted from a laser light source into parallel light in the main scanning direction and near the deflecting reflection surface of the optical deflector in the sub scanning direction has a “rotationally symmetric axis. An optical scanning device having one or more reflecting surfaces and two transmissive surfaces, a power diffractive surface provided on the transmissive surface, and a single optical element made of resin is disclosed and compared. As an example, “optical scanning with a power diffractive surface on each of a resin collimator lens that collimates a light beam from a semiconductor laser and a resin cylinder lens that focuses the collimated light beam in the sub-scanning direction. An apparatus "is disclosed. The “power diffractive surface” is a diffractive surface having lens power by diffraction.

特許文献1に開示された「回転対称軸を持たない1面以上の反射面と、2面の透過面と
を有し、透過面にパワー回折面を設け、樹脂で構成された1つの光学素子」による光源光
学系は、1つの光学素子内に透過面と反射面とを形成しなければならず、曲面形状の反射
面が含まれるため、製造が必ずしも容易ではなく、光走査装置の低コスト化の面からして
なお改善の余地なしとしない。
Patent Document 1 discloses “one optical element having one or more reflecting surfaces not having a rotational symmetry axis and two transmitting surfaces, provided with a power diffractive surface on the transmitting surface, and made of resin. The light source optical system according to the method requires the formation of a transmission surface and a reflection surface in one optical element, and includes a curved reflection surface, so that it is not always easy to manufacture and the cost of the optical scanning device is low. There is still no room for improvement in terms of conversion.

また、特許文献1に「比較例として開示されているもの」では、コリメータレンズにも
パワー回折面を形成しているが、コリメータレンズは一般に「光走査装置に用いられる光
学素子のうちで最も強いパワーを持つレンズ」であり、コリメータレンズにパワー回折面
を採用する場合には、副作用として「コリメートされた光ビームの波面収差の劣化」が懸
念される。光ビームの波面収差の劣化は、ビームスポット径を増大させる作用を有するた
め、高精細な画像形成を行うために極めて小さいビームスポット径が要求される場合には
重大な問題となる。
Further, in the “disclosed as a comparative example” in Patent Document 1, a power diffractive surface is also formed on the collimator lens. However, the collimator lens is generally “the strongest optical element used in the optical scanning device”. When a power diffractive surface is used for the collimator lens, there is a concern that “deterioration of the wavefront aberration of the collimated light beam” may occur as a side effect. Deterioration of the wavefront aberration of the light beam has the effect of increasing the beam spot diameter, and therefore becomes a serious problem when a very small beam spot diameter is required to form a high-definition image.

特開2002−287062JP 2002-287062

この発明は上述した事情に鑑み、パワー回折面を用いた光走査装置において、温度変動
によるビームスポット径変動のみならず、モードホップによる発振波長の変化によるビー
ムスポット径変動をも低減し、より安定したビームスポット径で光走査を行い得る光走査
装置の実現、さらには、かかる光走査装置を用いる画像形成装置の実現を課題とする。
In view of the circumstances described above, the present invention is more stable in an optical scanning device using a power diffraction surface by reducing not only beam spot diameter fluctuation due to temperature fluctuation but also beam spot diameter fluctuation due to oscillation wavelength change due to mode hopping. It is an object of the present invention to realize an optical scanning device capable of performing optical scanning with the beam spot diameter, and to realize an image forming apparatus using such an optical scanning device.

この発明の光走査装置は「半導体レーザからの光ビームをカップリングレンズにより所
望のビーム形態の光ビームに変換した後、アナモフィック光学素子を介して光偏向器に導
光し、光偏向器により偏向された光ビームを、走査光学系により被走査面上に集光させて
光スポットを形成し、被走査面を光走査する光走査装置」であって、以下のごとき特徴を
有する(請求項1)。
The optical scanning device of the present invention “converts a light beam from a semiconductor laser into a light beam having a desired beam shape by a coupling lens, then guides the light beam to an optical deflector through an anamorphic optical element, and deflects it by the optical deflector. An optical scanning device that condenses the light beam on the surface to be scanned by the scanning optical system to form a light spot and optically scans the surface to be scanned ”, and has the following characteristics. ).

即ち、「走査光学系」は1以上の樹脂製レンズを含む。
また、「アナモフィック光学素子は、片面がアナモフィックな屈折面で、他方の面が主
走査方向に軸を持つ楕円形状のパワー回折面を有するアナモフィックな樹脂製レンズ」で
ある。
そして、半導体レーザにおけるモードホップや温度変化に起因する、主走査方向および
/または副走査方向のビームウエスト位置の変動を「略0とする」ように、パワー回折面
のパワーが設定される。「パワー回折面」は前述の如く、レンズ作用と同等な回折機能を
有する回折面であり、これが楕円形状であるとは「パワー回折面を構成する格子溝の形状
が楕円形である」ことを意味する。上記「モードホップや温度変化に起因する」とは「モ
ードホップおよび/または温度変化に起因する」との意味である。
That is, the “scanning optical system” includes one or more resin lenses.
The “anamorphic optical element is an anamorphic resin lens having an elliptical power diffractive surface whose one surface is an anamorphic refractive surface and the other surface has an axis in the main scanning direction”.
Then, the power of the power diffractive surface is set so that the fluctuation of the beam waist position in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction due to the mode hop or temperature change in the semiconductor laser is “substantially zero”. As described above, the “power diffractive surface” is a diffractive surface having a diffractive function equivalent to the lens action, and that it is elliptical means that “the shape of the grating grooves constituting the power diffractive surface is elliptical”. means. The above “because of mode hop and / or temperature change” means “because of mode hop and / or temperature change”.

この楕円形状は「主走査方向に平行な軸」を持つ。このため、パワー回折面の楕円形状
の「他方の軸」は副走査方向に平行である。主(副)走査方向の軸は長(短)軸であるこ
とも短(長)軸であることもできる。
This elliptical shape has “an axis parallel to the main scanning direction”. For this reason, the elliptical “other axis” of the power diffraction surface is parallel to the sub-scanning direction. The axis in the main (sub) scan direction can be a long (short) axis or a short (long) axis.

上記の如く「カップリングレンズ」は、半導体レーザからの光ビームを「所望のビーム
形態の光ビーム」に変換するが、ここに言う「所望のビーム形態の光ビーム」は、「平行
ビーム」であることもできるし「弱い発散性もしくは弱い収束性の光ビーム」であること
もできる。カップリングレンズにより変換された光ビームがどのようなものであるかに応
じて、カップリングレンズよりも像側の光学系の性質が調整されるのである。
As described above, the “coupling lens” converts a light beam from a semiconductor laser into a “light beam in a desired beam form”. The “light beam in a desired beam form” referred to here is a “parallel beam”. It can be a “weakly divergent or weakly convergent light beam”. Depending on what kind of light beam is converted by the coupling lens, the properties of the optical system closer to the image side than the coupling lens are adjusted.

光走査装置が被走査面上に形成する光スポットは、光源である半導体レーザの発光部の
像であるが、光源と被走査面との間に配置される光学系のパワーは一般に、主走査方向と
副走査方向とで異なっているので、ビームウエスト位置は、主走査方向と副走査方向とで
別個に考える必要がある。
The light spot formed on the surface to be scanned by the optical scanning device is an image of the light emitting part of the semiconductor laser that is the light source, but the power of the optical system disposed between the light source and the surface to be scanned is generally the main scanning. Since the direction and the sub-scanning direction are different, the beam waist position needs to be considered separately in the main scanning direction and the sub-scanning direction.

上記請求項1記載の光走査装置の「アナモフィック光学素子(アナモフィックな樹脂製
レンズ)」は、主走査方向にパワーを持たず、副走査方向に正のパワーを有するものであ
ることができる(請求項2)。この場合、カップリングレンズのカップリング作用を「コ
リメート作用」とするのが好ましい。上記「アナモフィック光学系のパワー」は、屈折面
によるパワーとパワー回折面によるパワーとを合成したパワーである。また、パワー回折
面は主・副走査方向に軸を持つ楕円形状であるから、パワー回折面によるパワーは、主走
査方向と副走査方向とで異なる。アナモフィック光学素子が「主走査方向にパワーを持た
ない」ようにすると、光学系の初期の組付け時における加工誤差や、組み付け誤差などが
発生した場合の副走査方向のビームウエスト位置変動を、アナモフィック光学素子を光軸
方向へ変位させることにより「主走査方向の光学特性に影響を与えることなく」調整する
ことができる。
The “anamorphic optical element (anamorphic resin lens)” of the optical scanning device according to claim 1 may have positive power in the sub-scanning direction without power in the main scanning direction (claim). Item 2). In this case, the coupling action of the coupling lens is preferably a “collimating action”. The “power of the anamorphic optical system” is a power obtained by combining the power of the refractive surface and the power of the power diffraction surface. Further, since the power diffractive surface has an elliptical shape with an axis in the main / sub-scanning direction, the power by the power diffractive surface is different between the main scanning direction and the sub-scanning direction. If the anamorphic optical element is set so that it does not have power in the main scanning direction, the processing error during the initial assembly of the optical system and the variation in the beam waist position in the sub-scanning direction when an assembly error occurs will be anamorphic. By displacing the optical element in the optical axis direction, adjustment can be performed “without affecting the optical characteristics in the main scanning direction”.

請求項1または2記載の光走査装置におけるアナモフィック光学素子の屈折面は「曲率
半径の絶対値が、主走査方向において副走査方向におけるよりも大きい面」であることが
好ましい(請求項3)。
The refracting surface of the anamorphic optical element in the optical scanning device according to claim 1 or 2 is preferably “a surface having an absolute value of a radius of curvature larger in the main scanning direction than in the sub scanning direction”.

請求項1〜3の任意の1に記載の光走査装置において「アナモフィック光学素子のパワ
ー回折面」は「平面に形成された楕円形状のパワー回折面」であることができる(請求項
4)。勿論、パワー回折面が平面以外の曲面、例えば、球面やシリンダ面、トーリック面
等に形成されるようにすることも可能であるが、請求項4のごとくに「パワー回折面を平
面に形成する」とパワー回折面の形成が容易である。
In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 3, the “power diffractive surface of the anamorphic optical element” can be “an elliptical power diffractive surface formed on a plane” (claim 4). Of course, the power diffractive surface may be formed on a curved surface other than a flat surface, for example, a spherical surface, a cylinder surface, a toric surface, or the like. It is easy to form a power diffractive surface.

請求項1〜4の任意の1に記載の光走査装置におけるカップリングレンズは「ガラス製
レンズ」であることが好ましい(請求項5)。ガラス製レンズは環境変動の影響を受けに
くいので、ガラス製カップリングレンズを用いると、他の光学素子の設計が容易になる。
The coupling lens in the optical scanning device according to any one of claims 1 to 4 is preferably a “glass lens” (claim 5). Since glass lenses are not easily affected by environmental fluctuations, the use of glass coupling lenses facilitates the design of other optical elements.

この発明の光走査装置に関して若干付言すると、光源として用いられる半導体レーザは
通常のものを1つ用いてシングルビーム走査方式を行うように構成することもできるが、
半導体レーザアレイや2以上の半導体レーザを用いることにより周知の「マルチビーム走
査方式」を実行するように構成することもできる。
To add a little about the optical scanning device of the present invention, the semiconductor laser used as the light source can be configured to perform a single beam scanning method using one normal laser,
A well-known “multi-beam scanning method” can be implemented by using a semiconductor laser array or two or more semiconductor lasers.

この発明の画像形成装置は「感光性の像担持体に対して光走査手段による光走査を行っ
て潜像を形成し、この潜像を現像手段で可視化して画像を得る画像形成部を1以上有する
画像形成装置」であって、像担持体の光走査を行う光走査手段として請求項1〜5の任意
の1に記載の光走査装置を1以上用いたことを特徴とする(請求項6)。
The image forming apparatus according to the present invention includes: “an image forming unit for forming a latent image by performing optical scanning by a light scanning unit on a photosensitive image carrier and visualizing the latent image by a developing unit to obtain an image; What is claimed is: 1. An image forming apparatus having one or more of the optical scanning apparatuses according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical scanning apparatus performs optical scanning of an image carrier. 6).

画像形成部は1以上であるから、画像形成部を1つとしてモノクロームの画像形成を行
うようにすることもできるし、2以上の画像形成部にして2色画像や多色画像、さらには
カラー画像を形成するように画像形成装置を構成することもできる。この場合、各画像形
成部において光走査を行う光走査装置は、画像形成部ごとに別個のものであってもよいし
、例えば、特開2004−280056等により知られたように、光学要素の一部、例え
ば光偏向器や走査光学系の一部を、複数の走査光学系で共有するようにしてもよい。
Since the number of image forming units is one or more, it is possible to form a monochrome image by using one image forming unit. Alternatively, two or more image forming units can be used to form a two-color image, a multicolor image, or a color image. The image forming apparatus can also be configured to form an image. In this case, the optical scanning device that performs optical scanning in each image forming unit may be separate for each image forming unit. For example, as known from JP-A-2004-280056, the optical scanning device A part, for example, a part of the optical deflector and the scanning optical system may be shared by a plurality of scanning optical systems.

画像形成部が2以上ある場合、2以上の画像形成部を同一の像担持体に対して異なる位
置に設定することもできるし、所謂タンデム式のカラー画像形成装置のように、前後方向
に配列させた像担持体の個々に対して個別の画像形成部を設定することもできる。
When there are two or more image forming units, the two or more image forming units can be set at different positions with respect to the same image carrier, or arranged in the front-rear direction as in a so-called tandem color image forming apparatus. An individual image forming unit can be set for each of the image bearing members.

ここで、光走査装置の光学系に樹脂製レンズが含まれる場合に、環境変動や波長変化に
対して「被走査面に向かって集光される光ビーム」のビームウエスト位置の変動を簡単に
考察する。
Here, when a resin lens is included in the optical system of the optical scanning device, the fluctuation of the beam waist position of the “light beam condensed toward the scanned surface” can be easily changed with respect to environmental fluctuations and wavelength changes. Consider.

先ず、温度変動によるビームウエスト位置変動の原因となるのは、温度変動に伴う「樹
脂製レンズの屈折率自体の変化」、「樹脂製レンズの形状変化」、「半導体レーザの波長
変化による樹脂製レンズの屈折率変化(色収差)」が考えられる。
First, the cause of beam waist position fluctuations due to temperature fluctuations is “change in refractive index of resin lens itself”, “change in shape of resin lens”, and “resin made by change in wavelength of semiconductor laser”. The change in the refractive index of the lens (chromatic aberration) is considered.

「樹脂製レンズの屈折率自体」は温度上昇に伴う膨張による低密度化により減少する。
「樹脂製レンズの形状」は、温度上昇に伴う膨張によりレンズ面の曲率が減少する。
「半導体レーザの発光波長」は、一般に温度上昇とともに長波長側へずれる。波長が長
波長側へずれると、樹脂製レンズの屈折率は、一般に、減少する側へずれる。
即ち、樹脂製レンズは、正レンズであるか負レンズであるかに拘わらず、温度上昇とと
もにその「パワーの絶対値」が減少するように変化する。
The “refractive index of the resin lens itself” decreases due to the low density due to the expansion due to the temperature rise.
In the “resin lens shape”, the curvature of the lens surface decreases due to the expansion due to the temperature rise.
“The emission wavelength of the semiconductor laser” generally shifts to the longer wavelength side as the temperature rises. When the wavelength shifts to the longer wavelength side, the refractive index of the resin lens generally shifts to the decreasing side.
In other words, regardless of whether the resin lens is a positive lens or a negative lens, the “absolute value of power” changes as the temperature rises.

一方、パワー回折面によるパワーは、回折角が波長に比例するところから、パワー回折
面のパワーは、それが正であっても負であっても、パワーの絶対値は「波長が長くなると
大きくなる」傾向を持つ。
On the other hand, since the power of the power diffractive surface is proportional to the wavelength, the power of the power diffractive surface is positive or negative. Has a tendency to become.

従って、例えば、光走査装置の光学系における「樹脂製レンズの合成パワー」が正(ま
たは負)である場合には、パワー回折面のパワーを正(または負)とすることにより、樹
脂製レンズにおける「温度変動に伴うパワー変化」を、パワー回折面における「温度変動
に伴うパワー変化」で相殺することが可能になる。
Therefore, for example, when the “combined power of the resin lens” in the optical system of the optical scanning device is positive (or negative), the power of the power diffractive surface is made positive (or negative), so that the resin lens It is possible to cancel the “power change due to temperature fluctuation” in “1” with the “power change due to temperature fluctuation” on the power diffraction surface.

いま少し具体的に説明するために、光学系内に含まれる樹脂製レンズのパワーと、パワ
ー回折面のパワーがともに正である場合に、環境温度が上昇した場合を考える。このとき
樹脂製レンズの屈折率の変化によるビームウエスト位置変動量:A
樹脂製レンズの形状変化によるビームウエスト位置変動量:B
半導体レーザの発光波長変化に起因する樹脂製レンズの屈折率変化によるビームウエス
ト位置変動量:C
半導体レーザの発光波長変化に起因するパワー回折面のパワー変化によるビームウエス
ト位置変動量:Dとすると、A>0、B>0、C>0で、D<0(光偏向器から離れる向
きの変化を正としている。)である。
For the sake of more specific explanation, let us consider a case where the environmental temperature rises when the power of the resin lens included in the optical system and the power of the power diffraction surface are both positive. At this time, beam waist position fluctuation amount due to change in refractive index of resin lens: A
Beam waist position variation due to resin lens shape change: B
Beam waist position fluctuation amount due to change in refractive index of resin lens due to change in emission wavelength of semiconductor laser: C
Beam waist position fluctuation amount due to power diffractive surface power change caused by change in emission wavelength of semiconductor laser: If D, A> 0, B> 0, C> 0, and D <0 (in a direction away from the optical deflector) Change is positive.)

そして、この温度変化に伴うトータルのビームウエスト位置変動量は、A+B+C−D
である。A〜Cは、樹脂製レンズを含む光学系が定まれば定まるので、ビームウエスト位
置変動量が0となる条件:A+B+C−D=0を満たすようにパワー回折面のパワーを設
定することにより、温度変化に伴うビームウエスト位置変動を良好に補正できる。
And the total beam waist position fluctuation amount accompanying this temperature change is A + B + C-D.
It is. Since A to C are determined when an optical system including a resin lens is determined, by setting the power of the power diffraction surface so as to satisfy the condition that the beam waist position fluctuation amount is 0: A + B + C−D = 0, It is possible to satisfactorily correct the beam waist position fluctuation accompanying the temperature change.

ところで、前述したように光源である半導体レーザの発光波長の変化は、温度変化によ
るもののみでなく、モードホップによる波長変化もある。モードホップによる発光波長変
化は微視的な物理現象によって引き起こされるため予測が極めて困難である。
モードホップによる発光波長変化は温度変化とは無関係であり、「基準温度からの温度
変化がない状態」でモードホップによる発光波長変化が起こると、上記AとBは0である
から、ビームウエスト位置変動量は、C−D<0となって補正されず、ビームウエスト位
置は大きく変化する。
By the way, as described above, the change in the emission wavelength of the semiconductor laser as the light source is not only due to temperature change but also due to mode hopping. The change in the emission wavelength due to the mode hop is caused by a microscopic physical phenomenon, which is very difficult to predict.
The change in the emission wavelength due to the mode hop is irrelevant to the temperature change, and if the emission wavelength change due to the mode hop occurs in the “state where there is no temperature change from the reference temperature”, A and B are 0. The fluctuation amount is not corrected because CD <0, and the beam waist position changes greatly.

このように、光走査装置にパワー回折面を採用した場合、温度変動によるビームウエス
ト位置変動を補正するだけでなく、モードホップによる発光波長変化によるビームウエス
ト位置変動を低減するようにしないと、常に安定したビームスポット径を得ることはでき
ない。
As described above, when the power diffractive surface is adopted in the optical scanning device, not only the correction of the beam waist position fluctuation due to the temperature fluctuation but also the reduction of the beam waist position fluctuation due to the emission wavelength change due to the mode hop is always performed. A stable beam spot diameter cannot be obtained.

温度変動によるビームウエスト位置変動を補正するだけでなく、モードホップによる発
光波長変化によるビームウエスト位置変動を低減するには、パワー回折面に与えるパワー
を適切に設定する必要がある。パワー回折面に余り大きなパワーを与えてしまうと、モー
ドホップによる発光波長変化によるビームウエスト位置変動を増大させてしまう。
In addition to correcting the beam waist position variation due to temperature variation, it is necessary to appropriately set the power applied to the power diffraction surface in order to reduce the beam waist position variation due to the emission wavelength variation due to the mode hop. If too much power is applied to the power diffractive surface, the beam waist position variation due to the emission wavelength change due to the mode hop is increased.

以上を鑑み、この発明の光走査装置では、半導体レーザにおけるモードホップや温度変
化に起因する、主走査方向および/または副走査方向のビームウエスト位置の変動を「略
0とする」ように、パワー回折面のパワーを設定するのである。
In view of the above, in the optical scanning device of the present invention, the power is set so that the fluctuation of the beam waist position in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction due to the mode hop or temperature change in the semiconductor laser is “substantially zero”. The power of the diffractive surface is set.

このように設定されるパワー回折面の(主走査方向および/または副走査方向の)パワ
ー:Pm(主走査方向)、Ps(副走査方向)は、カップリングレンズのパワー:Pcm
(主走査方向)、Pcs(副走査方向)に対して、
(1) 4<Pcm/Pm<26
(2) 0.5<Pcs/Ps<26
の範囲であることが好ましい。
The power (in the main scanning direction and / or sub-scanning direction) power Pm (main scanning direction) and Ps (sub-scanning direction) of the power diffractive surface set in this way are the power of the coupling lens: Pcm.
(Main scanning direction) and Pcs (Sub scanning direction)
(1) 4 <Pcm / Pm <26
(2) 0.5 <Pcs / Ps <26
It is preferable that it is the range of these.

条件(1)のパラメータ:Pcm/Pmを横軸にとり、モードホップによる発光波長変
化による主走査方向のビームウエスト位置の変動量を縦軸にとり、両者の関係を調べると
、「モードホップによる発光波長変化による主走査方向のビームウエスト位置の変動量」
はパラメータ:Pcm/Pmの増加と共に直線的に増大する。
Condition (1) parameters: Pcm / Pm on the horizontal axis, the amount of fluctuation of the beam waist position in the main scanning direction due to the change in emission wavelength due to mode hops on the vertical axis, and the relationship between them is examined. Variation in beam waist position in the main scanning direction due to changes "
Increases linearly with increasing parameter: Pcm / Pm.

「モードホップによる発光波長変化による主走査方向のビームウエスト位置の変動量」
は0.5mm以下に抑えることが好ましい。上記直線的な増大の関係において「モードホ
ップによる発光波長変化による主走査方向のビームウエスト位置の変動量:0.5mm」
に対応するパラメータ:Pcm/Pmの値は26である。従って、条件(1)のパラメー
タの上限値は26として与えられる。
“Changes in beam waist position in the main scanning direction due to changes in emission wavelength due to mode hops”
Is preferably suppressed to 0.5 mm or less. In the relationship of the linear increase described above, “variation in beam waist position in the main scanning direction due to change in emission wavelength due to mode hop: 0.5 mm”
The parameter corresponding to: Pcm / Pm has a value of 26. Therefore, the upper limit value of the parameter of condition (1) is given as 26.

条件(1)のパラメータ:Pcm/Pmを横軸にとり、温度変化による主走査方向のビ
ームウエスト位置の変動量を縦軸にとり、両者の関係を調べると、「温度変動による主走
査方向のビームウエスト位置の変動量」はパラメータ:Pcm/Pmの増加と共に直線的
に減少する。
Condition (1) parameters: Pcm / Pm is plotted on the horizontal axis, the amount of fluctuation in the beam waist position in the main scanning direction due to temperature change is plotted on the vertical axis, and the relationship between the two is examined. The “positional variation” decreases linearly as the parameter: Pcm / Pm increases.

「温度変化による主走査方向のビームウエスト位置の変動量」も0.5mm以下に抑え
ることが好ましい。上記直線的な減少の関係において「温度変化による主走査方向のビー
ムウエスト位置の変動量:0.5mm」に対応するパラメータ:Pcm/Pmの値は4で
ある。従って、条件(1)のパラメータの下限値は4として与えられる。
It is preferable that the “variation in beam waist position in the main scanning direction due to temperature change” is also suppressed to 0.5 mm or less. In the linear reduction relationship, the parameter Pcm / Pm corresponding to “variation in beam waist position in the main scanning direction due to temperature change: 0.5 mm” is 4. Therefore, the lower limit value of the parameter of condition (1) is given as 4.

条件(2)についても同様であり、条件(2)のパラメータ:Pcs/Psを横軸にと
り、モードホップによる発光波長変化による副走査方向のビームウエスト位置の変動量を
縦軸にとり、両者の関係を調べると、「モードホップによる発光波長変化による副走査方
向のビームウエスト位置の変動量」はパラメータ:Pcs/Psの増加と共に直線的に増
大する。
The same applies to condition (2). The parameter: Condition (2): Pcs / Ps is taken on the horizontal axis, and the amount of fluctuation of the beam waist position in the sub-scanning direction due to the change in emission wavelength due to mode hops is taken on the vertical axis. The “amount of fluctuation in the beam waist position in the sub-scanning direction due to the change in the emission wavelength due to mode hop” increases linearly as the parameter: Pcs / Ps increases.

「モードホップによる発光波長変化による副走査方向のビームウエスト位置の変動量」
も0.5mm以下に抑えることが好ましく、上記直線的な増大の関係において「モードホ
ップによる発光波長変化による副走査方向のビームウエスト位置の変動量:0.5mm」
に対応するパラメータ:Pcs/Psの値は26である。従って、条件(2)のパラメー
タの上限値は26として与えられる。
“Changes in beam waist position in the sub-scanning direction due to changes in emission wavelength due to mode hops”
Is preferably suppressed to 0.5 mm or less. In the above-described linear increase relationship, “variation in beam waist position in the sub-scanning direction due to emission wavelength change due to mode hop: 0.5 mm”
The parameter corresponding to: Pcs / Ps has a value of 26. Therefore, the upper limit value of the parameter of condition (2) is given as 26.

条件(2)のパラメータ:Pcs/Psを横軸にとり、温度変化による副走査方向のビ
ームウエスト位置の変動量を縦軸にとり、両者の関係を調べると、「温度変動による副走
査方向のビームウエスト位置の変動量」はパラメータ:Pcs/Psの増加と共に直線的
に減少する。
Condition (2) parameters: Pcs / Ps is plotted on the horizontal axis, and the amount of fluctuation of the beam waist position in the sub-scanning direction due to temperature change is plotted on the vertical axis. The “position fluctuation amount” decreases linearly as the parameter: Pcs / Ps increases.

「温度変化による副走査方向のビームウエスト位置の変動量」も0.5mm以下に抑え
ることが好ましい。上記直線的な減少の関係において「温度変化による副走査方向のビー
ムウエスト位置の変動量:0.5mm」に対応するパラメータ:Pcs/Psの値は0.
5である。従って、条件(2)のパラメータの下限値は0.5として与えられる。
It is preferable that the “variation in beam waist position in the sub-scanning direction due to temperature change” is also suppressed to 0.5 mm or less. In the above linear reduction relationship, the parameter corresponding to “variation in beam waist position in the sub-scanning direction due to temperature change: 0.5 mm”: the value of Pcs / Ps is 0.
5. Therefore, the lower limit value of the parameter of condition (2) is given as 0.5.

上記の如く、この発明の光走査装置では、半導体レーザにおけるモードホップや温度変
化に起因する、主走査方向および/または副走査方向のビームウエスト位置の変動を「略
0とする」ように、パワー回折面のパワーを設定するので、温度変動のみならずモードホ
ップによる発光波長変動に対してもビームウエスト位置変動が有効に補正され、常に安定
したビームスポット径で光走査を行うことができ、この光走査装置を用いることによりこ
の発明の画像形成装置は安定した画像形成が可能である。
As described above, in the optical scanning device of the present invention, the power waist position fluctuations in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction due to mode hops and temperature changes in the semiconductor laser are set to “substantially zero”. Since the power of the diffractive surface is set, the beam waist position variation is effectively corrected not only for temperature variations but also for emission wavelength variations due to mode hops, and optical scanning can always be performed with a stable beam spot diameter. By using the optical scanning device, the image forming apparatus of the present invention can form a stable image.

以下、発明の実施の形態を説明する。
図1は、光走査装置の実施の1形態の光学配置を示している。
符号1は光源である半導体レーザ、符号2はカップリングレンズ、符号3はアパーチュ
ア、符号4はアナモフィック光学素子、符号5は光偏向器である回転多面鏡のポリゴンミ
ラー、符号6は走査光学系、符号8は被走査面をそれぞれ示す。また、符号G1はポリゴ
ンミラー5を収納する防音ハウジング(図示されず)の窓を塞ぐ防音ガラスを示し、符号
G2は図1の光学系を収納するハウジングの偏向光ビームの射出部に設けられた防塵ガラ
スを示している。
Embodiments of the invention will be described below.
FIG. 1 shows an optical arrangement of an embodiment of an optical scanning device.
Reference numeral 1 is a semiconductor laser as a light source, reference numeral 2 is a coupling lens, reference numeral 3 is an aperture, reference numeral 4 is an anamorphic optical element, reference numeral 5 is a polygon mirror of a rotating polygon mirror as an optical deflector, reference numeral 6 is a scanning optical system, Reference numeral 8 denotes a surface to be scanned. Reference numeral G1 denotes a soundproof glass that closes a window of a soundproof housing (not shown) that houses the polygon mirror 5, and reference numeral G2 is provided at the exit portion of the deflected light beam of the housing that houses the optical system of FIG. The dustproof glass is shown.

半導体レーザ1から放射された発散性の光ビームは、カップリングレンズ2により実質
的な平行光ビームに変換され、アパーチュア3によりビーム整形されてアナモフィック光
学素子4に入射する。アナモフィック光学素子4を透過した光ビームは、副走査方向に集
束しつつ防音ガラスG1を透過してポリゴンミラー5の偏向反射面近傍に「主走査方向に
長い線像」として結像し、偏向反射面に反射されると、防塵ガラスG1を透過して走査光
学系6に入射する。
The divergent light beam emitted from the semiconductor laser 1 is converted into a substantially parallel light beam by the coupling lens 2, is shaped by the aperture 3, and enters the anamorphic optical element 4. The light beam transmitted through the anamorphic optical element 4 passes through the soundproof glass G1 while being focused in the sub-scanning direction, and is formed in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 5 as a “line image long in the main scanning direction”. When reflected by the surface, the light passes through the dust-proof glass G 1 and enters the scanning optical system 6.

走査光学系6は2枚のレンズ6−1、6−2により構成され、これらレンズ6−1、6
−2を透過した光ビームは防塵ガラスG2を介して被走査面8に入射し、走査光学系6の
作用により被走査面8上に光スポットを形成する。
The scanning optical system 6 includes two lenses 6-1 and 6-2, and these lenses 6-1 and 6 are included.
-2 is incident on the scanned surface 8 through the dust-proof glass G2, and forms a light spot on the scanned surface 8 by the action of the scanning optical system 6.

ポリゴンミラー5が等速回転すると、偏向反射面により反射された光ビームは等角速度
的に偏向する。走査光学系6は等角速度的に偏向しつつ入射してくる光ビームによる光ス
ポットが、被走査面上において主走査方向(図の上下方向)へ等速的に移動するようにす
るfθ特性を有しており、光スポットは、被走査面8を等速的に光走査する。
When the polygon mirror 5 rotates at a constant speed, the light beam reflected by the deflecting reflecting surface is deflected at a constant angular velocity. The scanning optical system 6 has an fθ characteristic that allows a light spot generated by an incident light beam while being deflected at a constant angular velocity to move at a constant speed in the main scanning direction (vertical direction in the figure) on the surface to be scanned. The light spot scans the scanned surface 8 at a constant speed.

走査光学系6もアナモフィックな光学素子であり、副走査方向においてはポリゴンミラ
ー5の偏向反射面位置と被走査面位置とを幾何光学的な共役関係としており、これにより
ポリゴンミラーの面倒れを補正している。被走査面8は、実体的には「感光性媒体の感光
面」である。
The scanning optical system 6 is also an anamorphic optical element, and in the sub-scanning direction, the deflection reflection surface position of the polygon mirror 5 and the scanned surface position are in a geometric optical conjugate relationship, thereby correcting the surface tilt of the polygon mirror. is doing. The scanned surface 8 is essentially a “photosensitive surface of a photosensitive medium”.

アナモフィック光学素子4は「片面がアナモフィックな屈折面で、他方の面が主走査方
向の軸を持つ楕円形状のパワー回折面を有するアナモフィックな樹脂製レンズ」である。
The anamorphic optical element 4 is an “anamorphic resin lens having an elliptical power diffractive surface with one surface being an anamorphic refractive surface and the other surface having an axis in the main scanning direction”.

図2はアナモフィック光学素子4を説明図的に示しており、図の左右方向が主走査方向
、上下方向が副走査方向である。図2において符号4によりアナモフィック光学素子を示
す部分は光軸方向から見た状態であり、片側の面には図示の如く「楕円状の溝の集合」に
よる「楕円形状のパワー回折面」が形成されている。
FIG. 2 illustrates the anamorphic optical element 4 in an explanatory manner. The horizontal direction in the figure is the main scanning direction, and the vertical direction is the sub-scanning direction. In FIG. 2, the portion indicating the anamorphic optical element by reference numeral 4 is viewed from the optical axis direction, and an “elliptical power diffractive surface” is formed on one surface as shown in FIG. Has been.

アナモフィック光学素子4の上方の図は、アナモフィック光学素子4の「主走査方向と
光軸方向とに平行な仮想的切断端面」における端面図であり、左側側の図は、アナモフィ
ック光学素子4の「副走査方向と光軸方向とに平行な仮想的切断端面」における端面図で
ある。これら端面図に示されたように、パワー回折面が形成されたのとは反対側の面は、
アナモフィックな屈折面になっている。
The upper diagram of the anamorphic optical element 4 is an end view of the “virtual cutting end surface parallel to the main scanning direction and the optical axis direction” of the anamorphic optical element 4, and the left side diagram is “ FIG. 11 is an end view of a “virtual cut end face parallel to the sub-scanning direction and the optical axis direction”. As shown in these end views, the surface opposite to where the power diffractive surface was formed is
An anamorphic refractive surface.

パワー回折面の主走査方向の断面形状(図2の上側図)4BMと副走査方向の断面形状
(図2の左側図)4BSとは、溝による格子の幅が異なり、このため、パワー回折面自体
が主走査方向と副走査方向とでパワーの異なるアナモフィックなレンズ作用を有する。
The cross-sectional shape of the power diffractive surface in the main scanning direction (upper view in FIG. 2) 4BM and the cross-sectional shape in the sub-scanning direction (left side view in FIG. 2) 4BS have different grating widths due to the grooves. The lens itself has an anamorphic lens action with different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction.

また、アナモフィック光学素子4のアナモフィックな屈折面は、図2に示すように、主
走査方向の端面形状4AMの曲率半径と、副走査方向の端面形状4ASの曲率半径が異な
る。説明中の実施の形態においては、アナモフィック光学素子4の「アナモフィックな屈
折面のパワー」は負であり、「パワー回折面のパワー」は正である。
Further, as shown in FIG. 2, the anamorphic refracting surface of the anamorphic optical element 4 has a different radius of curvature of the end surface shape 4AM in the main scanning direction and a radius of curvature of the end surface shape 4AS in the sub scanning direction. In the embodiment being described, the “anamorphic refractive surface power” of the anamorphic optical element 4 is negative, and the “power diffractive surface power” is positive.

光源側からアナモフィック光学系4に入射する光ビーム(平行光ビーム)は、アナモフ
ィックな屈折面の負のパワーにより、主・副走査方向ともに発散傾向を与えられ、次いで
パワー回折面のパワーの作用を受ける。パワー回折面の楕円形状は主走査方向を長軸方向
としているので、パワー回折面の正のパワーは、副走査方向のパワーが主走査方向のパワ
ーに比して大きい。
The light beam (parallel light beam) incident on the anamorphic optical system 4 from the light source side is given a divergence tendency in both the main and sub scanning directions by the negative power of the anamorphic refracting surface, and then the action of the power of the power diffractive surface. receive. Since the elliptical shape of the power diffractive surface has the main scanning direction as the major axis direction, the positive power of the power diffractive surface is greater in the sub-scanning direction than in the main scanning direction.

パワー回折面の主走査方向の正のパワーは、アナモフィックな屈折面により主走査方向
に与えられた発散性を相殺して、透過光ビームを「主走査方向に平行化」する。パワー回
折面の副走査方向の正のパワーは、アナモフィックな屈折面により副走査方向に与えられ
た発散性を凌駕し、透過光ビームを「副走査方向に集束性の光ビーム」とする。
The positive power of the power diffractive surface in the main scanning direction cancels the divergence given in the main scanning direction by the anamorphic refractive surface, and “parallelizes the transmitted light beam in the main scanning direction”. The positive power in the sub-scanning direction of the power diffractive surface surpasses the divergence given in the sub-scanning direction by the anamorphic refracting surface, and the transmitted light beam becomes a “convergent light beam in the sub-scanning direction”.

このようにして、アナモフィック光学素子4を透過した光ビームは、主走査方向には平
行で、副走査方向には集束するビーム形態となる。
In this way, the light beam transmitted through the anamorphic optical element 4 has a beam form that is parallel to the main scanning direction and converged in the sub-scanning direction.

パワー回折面の主・副走査方向のパワーは、半導体レーザ1におけるモードホップや温
度変化に起因する、主走査方向および/または副走査方向のビームウエスト位置の変動を
略0とするように設定される。
The power in the main / sub-scanning direction of the power diffractive surface is set so that the fluctuation of the beam waist position in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction due to mode hopping and temperature change in the semiconductor laser 1 is substantially zero. The

以下、上記実施の形態に関する具体的な実施例を挙げる。
実施例および後述する比較例において用いるガラス材料(ガラス1およびガラス2と称
する。)および樹脂材料(樹脂と称する。)のデータを表1に挙げる。
Specific examples relating to the above embodiment will be given below.
Table 1 shows data of glass materials (referred to as glass 1 and glass 2) and resin materials (referred to as resins) used in Examples and Comparative Examples described later.

Figure 2006154701
Figure 2006154701

表1において「中央値」とあるのは、基準温度:25℃における使用波長に対する屈折
率、「波長飛び」とあるのは、モードホップにより波長飛びを生じたときの屈折率、「温
度変動」とあるのは、温度が基準温度から20度上昇したときの屈折率である。モードホ
ップによる「波長飛び」は、余裕を見て0.8nmの波長変化を想定している。
光学系の各要素は以下の如くである。
In Table 1, “median” is the refractive index with respect to the wavelength used at the reference temperature: 25 ° C., and “wavelength jump” is the refractive index when the wavelength jump occurs due to mode hops, and “temperature fluctuation”. This is the refractive index when the temperature rises by 20 degrees from the reference temperature. “Wavelength skip” due to mode hopping assumes a wavelength change of 0.8 nm with a margin.
Each element of the optical system is as follows.

「光源」
光源である半導体レーザ1は設計上の発光波長:655nmで、標準温度:25℃に対
して温度が1℃上昇すると、発光波長が0.2nm、長波長側へずれる。モードホップは
上記の如く0.8nmの波長変化を想定している。
"light source"
The semiconductor laser 1 as the light source has a design emission wavelength of 655 nm, and when the temperature rises by 1 ° C. with respect to the standard temperature of 25 ° C., the emission wavelength is shifted to 0.2 nm and the longer wavelength side. The mode hop assumes a wavelength change of 0.8 nm as described above.

「カップリングレンズ」
カップリングレンズ2は、上記ガラス1を材料とするガラスレンズであり、焦点距離:
27mmでコリメート作用を有するように、前側主点が半導体レーザ1の発光部から27
mmはなれた位置に位置するように配置される。カップリングレンズ2には非球面が用い
られ、コリメートされた光ビームの波面収差を非球面により十分に補正している。
"Coupling lens"
The coupling lens 2 is a glass lens made of the glass 1 and has a focal length:
The front principal point is 27 from the light emitting part of the semiconductor laser 1 so as to have a collimating action at 27 mm.
mm is arranged so as to be located at a distant position. An aspherical surface is used for the coupling lens 2, and the wavefront aberration of the collimated light beam is sufficiently corrected by the aspherical surface.

半導体レーザ1とカップリングレンズ2とは、線膨張係数:7.0×10−5の材質に
よる保持部材に固定的に保持されている。
The semiconductor laser 1 and the coupling lens 2 are fixedly held by a holding member made of a material having a linear expansion coefficient of 7.0 × 10 −5 .

「アパーチュア」
アパーチュア3は、主走査方向の開口径:8.1mm、副走査方向の開口径:2.92
mmの「長方形形状の開口」を有し、カップリングレンズ2によりコリメートされた光ビ
ームをビーム整形する。
"Aperture"
The aperture 3 has an opening diameter in the main scanning direction: 8.1 mm and an opening diameter in the sub-scanning direction: 2.92.
The light beam collimated by the coupling lens 2 is shaped with a “rectangular opening” of mm.

「アナモフィック光学素子」
アナモフィック光学素子4は、入射側面がアナモフィックな屈折面で、主走査方向・副
走査方向ともに円弧形状の「ノーマルトロイダル面」であり、射出側面は「平面に楕円形
状のパワー回折面」を形成したものである。
"Anamorphic optics"
The anamorphic optical element 4 has an anamorphic refracting surface on the incident side, an arc-shaped “normal toroidal surface” in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, and an exit side formed an “ellipsoidal power diffractive surface on the plane”. Is.

パワー回折面は、主走査方向・副走査方向ともに、以下の2次の位相関数:W
W=Cy・Y+Cz・Z
で表されるものである。Yは光軸を原点とする主走査方向の座標、Zは光軸を原点とする
副走査方向の座標で、係数:Cy、Czは、Cy=−1.06506×10−3、Cz=
−9.02664×10−3である。
The power diffraction surface has the following second-order phase function: W in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.
W = Cy · Y 2 + Cz · Z 2
It is represented by Y is a coordinate in the main scanning direction with the optical axis as the origin, Z is a coordinate in the sub-scanning direction with the optical axis as the origin, and coefficients: Cy and Cz are Cy = −1.06506 × 10 −3 , Cz =
-9.06664 × 10 −3 .

「光偏向器」
光偏向器のポリゴンミラー5は反射面数:5面で内接円半径:18mmのものである。
アナモフィック光学素子4の射出側面(パワー回折面の形成されている面)と、ポリゴン
ミラー5の回転軸との距離は、図1の配置で「左右方向の距離:x」、「上下方向の距離
:y」が、x=82.97mm、y=112.77mmに設定されている。
"Optical deflector"
The polygon mirror 5 of the optical deflector has the number of reflection surfaces: 5 and the inscribed circle radius: 18 mm.
The distance between the exit side surface (surface on which the power diffraction surface is formed) of the anamorphic optical element 4 and the rotation axis of the polygon mirror 5 is “distance in the horizontal direction: x” and “distance in the vertical direction in the arrangement of FIG. : Y ”is set to x = 82.97 mm and y = 112.77 mm.

防音ガラスG1はガラス1を材質とし、厚さ:1.9mmで、上記y方向(図の上下方
向)からの傾き角:αは16度である。
また、光源側から入射する光ビームの進行方向と、偏向反射面により「被走査面8にお
ける像高:0の位置へ向けて反射される光ビームの進行方向」のなす角:θは58度であ
る。表2に、上に述べたところを示す。
The soundproof glass G1 is made of glass 1, has a thickness of 1.9 mm, and an inclination angle α from the y direction (vertical direction in the drawing): 16 degrees.
Also, an angle θ between the traveling direction of the light beam incident from the light source side and the “traveling direction of the light beam reflected toward the position where the image height is 0 on the scanned surface 8” by the deflection reflecting surface is 58 degrees. It is. Table 2 shows what was described above.

Figure 2006154701
Figure 2006154701

上の表記に於いて、Rmは主走査方向の曲率半径、Rsは副走査方向の曲率半径、Dは
面間隔で、単位はmmである。
In the above notation, Rm is the radius of curvature in the main scanning direction, Rs is the radius of curvature in the sub-scanning direction, D is the surface spacing, and the unit is mm.

表3に、光偏向器以降の光学系データを与える。   Table 3 gives optical system data after the optical deflector.

Figure 2006154701
Figure 2006154701

上の表記においてRmは「主走査方向の近軸曲率」、Rsは「副走査方向の近軸曲率」
であり、Dx、Dyは「各光学素子の原点から次の光学素子の原点までの相対距離」を表
している。単位はmmである。
例えば、光偏向器に対するDx、Dyについてみると、光偏向器(ポリゴンミラー5)
の回転軸から見て、走査光学系6のレンズ6−1の入射面の原点(入射側面の光軸位置)
は、光軸方向(x方向、図1の左右方向)に79.75mm離れ、主走査方向(y方向、
図1の上下方向)に8.8mm離れている。
In the above notation, Rm is “paraxial curvature in the main scanning direction”, and Rs is “paraxial curvature in the sub-scanning direction”.
And Dx and Dy represent “relative distances from the origin of each optical element to the origin of the next optical element”. The unit is mm.
For example, regarding Dx and Dy for the optical deflector, the optical deflector (polygon mirror 5)
, The origin of the incident surface of the lens 6-1 of the scanning optical system 6 (the optical axis position of the incident side surface).
Is 79.75 mm away in the optical axis direction (x direction, left and right direction in FIG. 1), and the main scanning direction (y direction,
It is 8.8 mm apart in the vertical direction in FIG.

また、レンズ6−1の光軸上の肉厚は22.6mm、レンズ6−1と6−2の間の面間
隔は75.85mm、レンズ6−2の光軸上の肉厚は4.9mm、レンズ6−2から被走
査面までの距離は158.71mmである。なお、走査光学系6のレンズ6−2と被走査
面の間には、図1に示すようにガラス1を材質とする厚さ:1.9mmの防塵ガラスG2
が配置される。
The thickness of the lens 6-1 on the optical axis is 22.6 mm, the surface interval between the lenses 6-1 and 6-2 is 75.85 mm, and the thickness of the lens 6-2 on the optical axis is 4. 9 mm, and the distance from the lens 6-2 to the surface to be scanned is 158.71 mm. Note that, between the lens 6-2 of the scanning optical system 6 and the surface to be scanned, a dust-proof glass G2 having a thickness of 1.9 mm made of glass 1 as shown in FIG.
Is placed.

走査光学系6のレンズ6−1、6−2の各面は非球面である。
レンズ6−1の入射側面とレンズ6−2の入射側面および射出側面は、主走査方向には
「式1で与えられる非円弧形状」で、副走査断面(光軸と副走査方向とに平行な仮想的断
面)内の曲率が主走査方向に「式2に従って変化」する特殊面である。
Each surface of the lenses 6-1 and 6-2 of the scanning optical system 6 is aspheric.
The incident side surface of the lens 6-1 and the incident side surface and the exit side surface of the lens 6-2 have a “non-arc shape given by Formula 1” in the main scanning direction, and are in the sub-scanning section (parallel to the optical axis and the sub-scanning direction). This is a special surface in which the curvature in the (virtual cross section) “changes according to Equation 2” in the main scanning direction.

また、レンズ6−1の射出側面は「式3により表現される共軸非球面」である。   In addition, the exit side surface of the lens 6-1 is “a coaxial aspheric surface expressed by Expression 3.”

「非円弧形状」
主走査方向の近軸曲率半径:Rm、光軸からの主走査方向の距離:Y、円錐定数:Km
、高次の係数:A、A、A、A、A、…、光軸方向のデプス:Xとして次式で
表現される。
"Non-arc shape"
Paraxial radius of curvature in the main scanning direction: Rm, distance in the main scanning direction from the optical axis: Y, conic constant: Km
, Higher-order coefficients: A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 ,..., Depth in the optical axis direction: X is expressed by the following equation.

X=(Y2/Rm)/[1+√{1-(1+Km)(Y/Rm)2}]+A1Y+A2Y2+A3Y3+A4Y4+A5Y5+・・(式1)
「副走査断面における曲率の変化」
副走査断面内の曲率:Cs(Y)(Y:光軸位置を原点とする主走査方向の座標)が主走
査方向に変化する状態を表現する式は、光軸を含む副走査断面内の曲率半径:Rs(0)、
、B、B、・・を係数として次の通りである。
Cs(Y)={1/Rs(0)}+B1Y+B2Y2+B3Y3+B4Y4+・・ (式2)
「共軸非球面」
近軸曲率半径:R、光軸からの距離:H、円錐定数:K、高次の係数をA、A、A
、A、A、・・、光軸方向のデプス:Xとして次式で表される。
X=(H2/R)/[1+√{1-(1+K)(H/R)2}]+A1Y+A2Y2+A3Y3+A4Y4+A5Y5+・・(式3)
レンズ6−1の入射側面(特殊面)の係数を表4に挙げる。
X = (Y 2 / Rm) / [1 + √ {1- (1 + Km) (Y / Rm) 2 }] + A 1 Y + A 2 Y 2 + A 3 Y 3 + A 4 Y 4 + A 5 Y 5 + ・ ・ (Formula 1)
"Change of curvature in sub-scan section"
An expression expressing a state in which the curvature in the sub-scanning section: Cs (Y) (Y: coordinates in the main scanning direction with the optical axis position as the origin) changes in the main scanning direction is expressed in the sub-scanning section including the optical axis. Radius of curvature: Rs (0),
B 1 , B 2 , B 3 ,... Are coefficients as follows.
Cs (Y) = {1 / Rs (0)} + B 1 Y + B 2 Y 2 + B 3 Y 3 + B 4 Y 4 +. (Formula 2)
"Coaxial aspheric surface"
Paraxial radius of curvature: R, distance from optical axis: H, conic constant: K, higher order coefficients A 1 , A 2 , A
3 , A 4 , A 5 ,... Depth in the optical axis direction: X is expressed by the following equation.
X = (H 2 / R) / [1 + √ {1- (1 + K) (H / R) 2 }] + A 1 Y + A 2 Y 2 + A 3 Y 3 + A 4 Y 4 + A 5 Y 5 + ・ ・ (Formula 3)
Table 4 lists the coefficients of the incident side surface (special surface) of the lens 6-1.

Figure 2006154701
Figure 2006154701

レンズ6−1の射出側面(共軸非球面)の係数を表5に挙げる。   Table 5 lists the coefficients of the exit side surface (coaxial aspheric surface) of the lens 6-1.

Figure 2006154701
Figure 2006154701

レンズ6−2の入射側面(特殊面)の係数を表6に挙げる。   Table 6 lists the coefficients of the incident side surface (special surface) of the lens 6-2.

Figure 2006154701
Figure 2006154701

レンズ6−2の射出側面(特殊面)の係数を表7に挙げる。   Table 7 lists the coefficients of the exit side surface (special surface) of the lens 6-2.

Figure 2006154701
Figure 2006154701

実施例1における、主走査方向及び副走査方向のビームスポット径と「ビームウエスト
位置が被走査面に対してデフォーカスした」ときの関係を、図3(a)、(b)に示す。
これらの図には、基準温度:25℃のときの関係(「常温」)と、常温に対して20℃の
温度上昇があるときの関係(「温度変動」)と、モードホップにより発光波長が0.8n
m変化した場合の関係(「波長飛び」)を示している。
3A and 3B show the relationship between the beam spot diameters in the main scanning direction and the sub-scanning direction and “the beam waist position is defocused with respect to the scanning surface” in the first embodiment.
These figures show the relationship when the reference temperature is 25 ° C. (“room temperature”), the relationship when there is a temperature increase of 20 ° C. relative to the room temperature (“temperature fluctuation”), and the emission wavelength due to the mode hop. 0.8n
The relationship (“wavelength skip”) when m is changed is shown.

図3(a)は主走査方向のビームスポット径、(b)は副走査方向のビームスポット径
に関するものであり、何れも「光スポットの像高:0」のときのものである。図3から明
らかなように、実施例1の光走査装置では、ビームスポット径とデフォーカス量との関係
は、主・副走査方向とも「常温状態でも温度変動状態でも波長飛び状態でも」実質的に変
化しない。このことは、主走査方向・副走査方向のビームウエスト位置が、温度変動やモ
ードホップに拘わらず実質的に変化しないことを意味している。
FIG. 3A shows the beam spot diameter in the main scanning direction, and FIG. 3B shows the beam spot diameter in the sub-scanning direction, both of them when “image height of light spot: 0”. As is apparent from FIG. 3, in the optical scanning apparatus of the first embodiment, the relationship between the beam spot diameter and the defocus amount is substantially “in normal temperature state, temperature fluctuation state, or wavelength skip state” in both the main and sub scanning directions. Does not change. This means that the beam waist position in the main scanning direction and the sub-scanning direction does not substantially change regardless of temperature fluctuations and mode hops.

因みに、実施例1において、パワー回折面の主・副走査方向のパワー:Pm(主走査方
向)、Ps(副走査方向)と、カップリングレンズの(主走査方向および/または副走査
方向の)パワー:Pcm(主走査方向)、Pcs(副走査方向)に対する比:Pcm/P
m、Pcs/Psの値はそれぞれ、
Pcm/Pm=9.2、Pcs/Ps=1.1
であって、前述の条件(1)、(2)を満足する。
Incidentally, in Example 1, the power of the power diffraction surface in the main / sub-scanning direction: Pm (main scanning direction), Ps (sub-scanning direction), and the coupling lens (in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction). Power: Ratio to Pcm (main scanning direction), Pcs (sub scanning direction): Pcm / P
The values of m and Pcs / Ps are respectively
Pcm / Pm = 9.2, Pcs / Ps = 1.1
And the above-mentioned conditions (1) and (2) are satisfied.

即ち、上記実施例1の光走査装置は、半導体レーザ1からの光ビームをカップリングレ
ンズ2により所望のビーム形態の光ビームに変換した後、アナモフィック光学素子4を介
して光偏向器5に導光し、光偏向器により偏向された光ビームを、走査光学系6により被
走査面8上に集光させて光スポットを形成し、被走査面8を光走査する光走査装置であっ
て、走査光学系6は1以上の樹脂製レンズ6−1、6−2を含み、アナモフィック光学素
子4は、片面がアナモフィックな屈折面で、他方の面が主走査方向の軸を持つ楕円形状の
パワー回折面を有するアナモフィックな樹脂製レンズであり、半導体レーザ1におけるモ
ードホップや温度変化に起因する、主走査方向および/または副走査方向のビームウエス
ト位置の変動を略0とするように、パワー回折面のパワーを設定したものである(請求項
1)。
That is, the optical scanning device of the first embodiment converts the light beam from the semiconductor laser 1 into a light beam having a desired beam shape by the coupling lens 2 and then guides it to the optical deflector 5 through the anamorphic optical element 4. An optical scanning device that irradiates and deflects a light beam deflected by an optical deflector onto a surface to be scanned 8 by a scanning optical system 6 to form a light spot, and optically scans the surface to be scanned 8. The scanning optical system 6 includes one or more resin lenses 6-1 and 6-2, and the anamorphic optical element 4 has an elliptical power with one surface being an anamorphic refractive surface and the other surface having an axis in the main scanning direction. It is an anamorphic resin lens having a diffractive surface, and changes in beam waist position in the main scanning direction and / or sub-scanning direction due to mode hopping and temperature change in the semiconductor laser 1 are made substantially zero. It is obtained by setting the power of the power diffraction plane (claim 1).

また、アナモフィック光学素子4は、主走査方向にパワーを持たず、副走査方向に正の
パワーを有するものであり(請求項2)、屈折面は、曲率半径の絶対値が、主走査方向に
おいて副走査方向におけるよりも大きい面である(請求項3)。また、アナモフィック光
学素子4のパワー回折面は「平面に形成された楕円形状のパワー回折面」であり(請求項
4)、カップリングレンズ2はガラス製レンズである(請求項5)。
The anamorphic optical element 4 does not have power in the main scanning direction but has positive power in the sub-scanning direction (Claim 2), and the refractive surface has an absolute value of the radius of curvature in the main scanning direction. The surface is larger than that in the sub-scanning direction. The power diffractive surface of the anamorphic optical element 4 is “an elliptical power diffractive surface formed on a plane” (Claim 4), and the coupling lens 2 is a glass lens (Claim 5).

以下に、比較例を挙げる。
「比較例」
比較例では、上記実施例1において、アパーチュア3の開口の開口径を主走査方向につ
き7.85mm、副走査方向につき3mmに変え、アナモフィック光学素子4として、ガ
ラス2を材質とするシリンダレンズを用いた。また、光偏向器以降の光学配置に対して、
実施例1と条件を同じにするため、シリンダレンズと光偏向器との位置関係を変更した。
他は実施例1と同一である。
A comparative example is given below.
"Comparative example"
In the comparative example, the aperture diameter of the aperture of the aperture 3 is changed to 7.85 mm in the main scanning direction and 3 mm in the sub scanning direction in the first embodiment, and a cylinder lens made of glass 2 is used as the anamorphic optical element 4. It was. Also, for the optical arrangement after the optical deflector,
In order to make the conditions the same as in Example 1, the positional relationship between the cylinder lens and the optical deflector was changed.
Others are the same as the first embodiment.

比較例の光源側のデータを表2に倣って表8に示す。   The data on the light source side of the comparative example is shown in Table 8 following Table 2.

Figure 2006154701
Figure 2006154701

図4は、比較例の光走査装置における、主走査方向及び副走査方向のビームスポット径
とビームウエスト位置が被走査面に対してデフォーカスしたときの関係を、図3(a)、
(b)に倣って示している。これらの図には基準温度:25℃のときの関係(「常温」)
と、常温に対して20℃の温度上昇があるときの関係(「温度変動」)とを示している。
FIG. 4 shows the relationship when the beam spot diameter and the beam waist position in the main scanning direction and the sub-scanning direction are defocused with respect to the surface to be scanned in the optical scanning device of the comparative example.
This is shown following (b). These figures show the relationship when the reference temperature is 25 ° C ("room temperature")
And a relationship when there is a temperature increase of 20 ° C. with respect to normal temperature (“temperature fluctuation”).

図4から明らかなように、比較例ではパワー回折面が用いられていないので、温度が上
昇すると主走査方向(図4上図)・副走査方向(図4下図)ともにビームウエスト位置変
動が大きく、高精細な画像書き込み行うためには、環境変動によるビームウエスト位置変
動を極力抑える措置が必要となることが分かる。
As apparent from FIG. 4, since the power diffractive surface is not used in the comparative example, when the temperature rises, the beam waist position fluctuates greatly in both the main scanning direction (upper view of FIG. 4) and the sub-scanning direction (lower view of FIG. 4). It can be seen that, in order to perform high-definition image writing, it is necessary to take measures to suppress the beam waist position fluctuation due to the environmental fluctuation as much as possible.

図5は、画像形成装置の実施の1形態を略示している。
この画像形成装置は「タンデム型フルカラー光プリンタ」である。
装置下部側には、水平方向に配設された給紙カセット30から給紙される転写紙(図示
されず)を搬送する搬送ベルト32が設けられている。搬送ベルト32の上部には、イエ
ローY用の感光体7Y、マゼンタM用の感光体7M、シアンC用の感光体7C、及びブラ
ックK用の感光体7Kが上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下において、
符号中のY、M、C、Kでイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを区別する。
FIG. 5 schematically shows one embodiment of the image forming apparatus.
This image forming apparatus is a “tandem type full-color optical printer”.
A transport belt 32 that transports transfer paper (not shown) fed from a paper feed cassette 30 disposed in the horizontal direction is provided on the lower side of the apparatus. Above the conveyor belt 32, a yellow Y photoconductor 7Y, a magenta M photoconductor 7M, a cyan C photoconductor 7C, and a black K photoconductor 7K are arranged in order from the upstream side at equal intervals. Has been. In the following,
Yellow, magenta, cyan, and black are distinguished by Y, M, C, and K in the code.

感光体7Y、7M、7C、7Kは全て同一径に形成され、その周囲に、電子写真プロセ
スに従いプロセス部材が順に配設されている。感光体3Yを例に採れば、帯電チャージャ
40Y、光走査装置50Y、現像装置60Y、転写チャージャ30Y、クリーニング装置
80Y等が順に配設されている。他の感光体3M、3C、3Kについても同様である。
The photoreceptors 7Y, 7M, 7C, and 7K are all formed to have the same diameter, and process members are sequentially disposed around the photoreceptors according to an electrophotographic process. Taking the photoconductor 3Y as an example, a charging charger 40Y, an optical scanning device 50Y, a developing device 60Y, a transfer charger 30Y, a cleaning device 80Y, and the like are sequentially arranged. The same applies to the other photoconductors 3M, 3C, and 3K.

即ち、この画像形成装置は、感光体7Y、7M、7C、7Kを各色毎に設定された被走
査面とするものであり、各々に対して光走査装置50Y、50M、50C、50Kが1対
1の対応関係で設けられている。
That is, this image forming apparatus uses the photoconductors 7Y, 7M, 7C, and 7K as scanning surfaces set for the respective colors, and a pair of optical scanning devices 50Y, 50M, 50C, and 50K is provided for each. 1 correspondence relationship.

これら光走査装置は、それぞれが図1に示したような光学配置を有するものを独立に用
いることもできるし、例えば、特開2004−280056号公報等により、従来から知
られたもののように、光偏向器(回転多面鏡)を共用し、各光走査装置における走査光学
系のレンズ6−1を、感光体7Mと7Yの光走査に共用するとともに、感光体7K、7C
の光走査に共有するものとすることもできる。
As these optical scanning devices, those having an optical arrangement as shown in FIG. 1 can be used independently. For example, as disclosed in JP 2004-280056 A, for example, The optical deflector (rotating polygon mirror) is shared, and the lens 6-1 of the scanning optical system in each optical scanning device is shared for optical scanning of the photoconductors 7M and 7Y, and the photoconductors 7K and 7C.
It can also be shared for optical scanning.

搬送ベルト32の周囲には、感光体7Yよりも上流側に位置させてレジストローラ9と
、ベルト帯電チャージャ10が設けられ、感光体7Kよりも下流側に位置させてベルト分
離チャージャ11、除電チャージャ12、クリーニング装置13等が設けられている。ベ
ルト分離チャージャ11よりも搬送方向下流側には定着装置14が設けられ、排紙トレイ
15に向けて排紙ローラ16で結ばれている。
Around the conveyance belt 32, a registration roller 9 and a belt charging charger 10 are provided on the upstream side of the photoconductor 7Y, and a belt separation charger 11 and a charge removal charger are provided on the downstream side of the photoconductor 7K. 12, a cleaning device 13 and the like are provided. A fixing device 14 is provided downstream of the belt separation charger 11 in the transport direction, and is connected to a paper discharge tray 15 by a paper discharge roller 16.

このような構成において、例えば、フルカラーモード時であれば、各感光体7Y、7M
、7C、7Kに対し、Y、M、C、K各色の画像信号に基づき各光走査装置50Y、50
M、50C、50Kによる光走査で静電潜像が形成される。これら静電潜像は対応する色
トナーで現像されてトナー画像となり、搬送ベルト32上に静電的に吸着されて搬送され
る転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、定着装置14によりフルカラー
画像として定着された後、排紙トレイ15上に排紙される。
In such a configuration, for example, in the full color mode, each of the photoconductors 7Y and 7M.
, 7C and 7K, based on the image signals of Y, M, C and K colors, the respective optical scanning devices 50Y and 50
An electrostatic latent image is formed by optical scanning with M, 50C, and 50K. These electrostatic latent images are developed with corresponding color toners to form toner images, which are superposed by being sequentially transferred onto transfer paper that is electrostatically adsorbed onto the conveyance belt 32 and conveyed. After being fixed as a full-color image, it is discharged onto a discharge tray 15.

かかる画像形成装置に、実施例で説明した光走査装置を用いることにより、常に安定し
たビームスポット径を得ることができ、高精細な印字に適した画像形成装置をコンパクト
で且つ安価に実現できる。
By using the optical scanning device described in the embodiment for such an image forming apparatus, it is possible to always obtain a stable beam spot diameter, and to realize an image forming apparatus suitable for high-definition printing in a compact and inexpensive manner.

光走査装置の実施の1形態を説明すための図である。It is a figure for demonstrating one Embodiment of an optical scanning device. アナモフィック光学素子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an anamorphic optical element. 実施例の特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of an Example. パワー回折面を用いない比較例の特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of the comparative example which does not use a power diffraction surface. 画像形成装置の実施の1形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one Embodiment of an image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体レーザ
2 カップリングレンズ
3 アパーチュア
4 アナモフィック光学素子
5 光偏向器
6 走査光学系
8 被走査面

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Coupling lens 3 Aperture 4 Anamorphic optical element 5 Optical deflector 6 Scanning optical system 8 Surface to be scanned

Claims (6)

半導体レーザからの光ビームをカップリングレンズにより所望のビーム形態の光ビーム
に変換した後、アナモフィック光学素子を介して光偏向器に導光し、上記光偏向器により
偏向された光ビームを、走査光学系により被走査面上に集光させて光スポットを形成し、
上記被走査面を光走査する光走査装置であって、
上記走査光学系は1以上の樹脂製レンズを含み、
上記アナモフィック光学素子は、片面がアナモフィックな屈折面で、他方の面が主走査
方向の軸を持つ楕円形状のパワー回折面を有するアナモフィックな樹脂製レンズであり、
半導体レーザにおけるモードホップや温度変化に起因する、主走査方向および/または
副走査方向のビームウエスト位置の変動を略0とするように、上記パワー回折面のパワー
を設定したことを特徴とする光走査装置。
A light beam from a semiconductor laser is converted into a light beam having a desired beam shape by a coupling lens, and then guided to an optical deflector through an anamorphic optical element, and the light beam deflected by the optical deflector is scanned. A light spot is formed by condensing on the surface to be scanned by the optical system,
An optical scanning device that optically scans the surface to be scanned,
The scanning optical system includes one or more resin lenses,
The anamorphic optical element is an anamorphic resin lens having an elliptical power diffractive surface having an anamorphic refractive surface on one side and an axis in the main scanning direction on the other side,
Light characterized in that the power of the power diffractive surface is set so that the fluctuation of the beam waist position in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction due to mode hopping and temperature change in the semiconductor laser becomes substantially zero. Scanning device.
請求項1記載の光走査装置において、
アナモフィック光学素子は、主走査方向にパワーを持たず、副走査方向に正のパワーを
有することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1,
An anamorphic optical element has no power in the main scanning direction and has a positive power in the sub-scanning direction.
請求項1または2記載の光走査装置において、
アナモフィック光学素子の屈折面は、曲率半径の絶対値が、主走査方向において副走査
方向におけるよりも大きい面であることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1 or 2,
An optical scanning device characterized in that the refracting surface of the anamorphic optical element is a surface in which the absolute value of the radius of curvature is larger in the main scanning direction than in the sub scanning direction.
請求項1〜3の任意の1に記載の光走査装置において、
アナモフィック光学素子のパワー回折面は、平面に形成された楕円形状のパワー回折面
であることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3,
The optical diffractive surface of the anamorphic optical element is an elliptical power diffractive surface formed on a flat surface.
請求項1〜4の任意の1に記載の光走査装置において、
カップリングレンズがガラス製レンズであることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 4,
An optical scanning device, wherein the coupling lens is a glass lens.
感光性の像担持体に対して光走査手段による光走査を行って潜像を形成し、この潜像を
現像手段で可視化して画像を得る画像形成部を1以上有する画像形成装置において、
像担持体の光走査を行う光走査手段として、請求項1〜5の任意の1に記載の光走査装
置を1以上用いたことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus having one or more image forming units that perform light scanning by a light scanning unit on a photosensitive image carrier to form a latent image, and visualize the latent image with a developing unit to obtain an image.
An image forming apparatus using at least one optical scanning device according to any one of claims 1 to 5 as optical scanning means for optically scanning an image carrier.
JP2005031429A 2004-09-29 2005-02-08 Optical scanning apparatus and image forming apparatus Active JP4913347B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005031429A JP4913347B2 (en) 2004-10-29 2005-02-08 Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US11/223,051 US7362486B2 (en) 2004-09-29 2005-09-12 Optical scanning device with at least one resin lens for controlling a beam waist position shift
EP05256020A EP1643291A1 (en) 2004-09-29 2005-09-27 Optical scanning device in image forming apparatus
EP08011579.3A EP1998216B1 (en) 2004-09-29 2005-09-27 Optical scanning device in image forming apparatus

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004315996 2004-10-29
JP2004315996 2004-10-29
JP2005031429A JP4913347B2 (en) 2004-10-29 2005-02-08 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006154701A true JP2006154701A (en) 2006-06-15
JP4913347B2 JP4913347B2 (en) 2012-04-11

Family

ID=36633049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005031429A Active JP4913347B2 (en) 2004-09-29 2005-02-08 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4913347B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008033036A (en) * 2006-07-28 2008-02-14 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
JP2008070842A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
US7609429B2 (en) 2007-05-30 2009-10-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical beam scanning device, optical beam scanning method
US7609430B2 (en) 2007-07-05 2009-10-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical beam scanning device restraining beam position error due to temperature change with diffraction grating and image forming apparatus using the same
US7609428B2 (en) 2007-05-30 2009-10-27 Kabushiki Kashia Toshiba Optical beam scanning device, optical beam scanning method
JP2011154118A (en) * 2010-01-26 2011-08-11 Kyocera Mita Corp Light scanning optical device, and image forming apparatus using the same
US8223417B2 (en) 2008-04-03 2012-07-17 Ricoh Company, Limited Optical scanning device and image forming apparatus
US8390908B2 (en) 2007-08-30 2013-03-05 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning apparatus, and image forming apparatus
US8913313B2 (en) 2011-09-27 2014-12-16 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Scanning optical apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04229819A (en) * 1990-11-29 1992-08-19 Ricoh Co Ltd Light scanner
JP2000019444A (en) * 1998-07-06 2000-01-21 Canon Inc Optical scanning optical system and image forming device using the same
JP2001194610A (en) * 1999-10-29 2001-07-19 Canon Inc Optical scanner and image forming device using same
JP2001324691A (en) * 2000-05-16 2001-11-22 Canon Inc Optical scanner and image forming device using the same
JP2002287062A (en) * 2001-03-26 2002-10-03 Minolta Co Ltd Laser scanner
JP2003337295A (en) * 2003-03-27 2003-11-28 Canon Inc Scanning optical device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04229819A (en) * 1990-11-29 1992-08-19 Ricoh Co Ltd Light scanner
JP2000019444A (en) * 1998-07-06 2000-01-21 Canon Inc Optical scanning optical system and image forming device using the same
JP2001194610A (en) * 1999-10-29 2001-07-19 Canon Inc Optical scanner and image forming device using same
JP2001324691A (en) * 2000-05-16 2001-11-22 Canon Inc Optical scanner and image forming device using the same
JP2002287062A (en) * 2001-03-26 2002-10-03 Minolta Co Ltd Laser scanner
JP2003337295A (en) * 2003-03-27 2003-11-28 Canon Inc Scanning optical device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008033036A (en) * 2006-07-28 2008-02-14 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
JP2008070842A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
US7609429B2 (en) 2007-05-30 2009-10-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical beam scanning device, optical beam scanning method
US7609428B2 (en) 2007-05-30 2009-10-27 Kabushiki Kashia Toshiba Optical beam scanning device, optical beam scanning method
US7609430B2 (en) 2007-07-05 2009-10-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical beam scanning device restraining beam position error due to temperature change with diffraction grating and image forming apparatus using the same
US8390908B2 (en) 2007-08-30 2013-03-05 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning apparatus, and image forming apparatus
US8223417B2 (en) 2008-04-03 2012-07-17 Ricoh Company, Limited Optical scanning device and image forming apparatus
JP2011154118A (en) * 2010-01-26 2011-08-11 Kyocera Mita Corp Light scanning optical device, and image forming apparatus using the same
US8913313B2 (en) 2011-09-27 2014-12-16 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Scanning optical apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP4913347B2 (en) 2012-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4976092B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
US7362486B2 (en) Optical scanning device with at least one resin lens for controlling a beam waist position shift
JP5024928B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4340515B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4913347B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US8390908B2 (en) Optical scanning apparatus, and image forming apparatus
JP5009574B2 (en) Diffractive optical element, scanning optical system, optical scanning apparatus, and image forming apparatus
JP2004354734A (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP2009265614A (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JP2007011113A (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP2007233002A (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JP4568618B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4460865B2 (en) Optical scanning apparatus and color image forming apparatus
JP4608430B2 (en) Scanning optical system, scanning optical apparatus using the same, and image forming system
JP4713377B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP5354047B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP2006259574A (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP4841268B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4863736B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP5765926B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP5413244B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the optical scanning device
JP5332087B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP3686644B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008015140A (en) Image forming apparatus
JP2008039964A (en) Optical scanner and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100628

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110830

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4913347

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees