JP2006184914A - Scanning image-forming lens, optical scanner and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、走査結像レンズ、光走査装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a scanning imaging lens, an optical scanning device, and an image forming apparatus.
光源からの光束を偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上にビームスポットとして集光し、上記被走査面上を等速度的に光走査する光走査装置は、レーザプリンタや、ファクシミリやデジタル複写機等の画像形成装置における書込み部分に広く使用されている。
走査結像レンズに入射する光束を偏向させるための光偏向器として、ポリゴンミラーが広く用いられている。ポリゴンミラーの回転中心軸は一般に、走査結像レンズの光軸からずれて設置されるため、ポリゴンミラーの回転に伴い、偏向反射点と走査レンズとの位置関係の変動、所謂「サグ」が発生する。
The light beam from the light source is deflected at a constant angular velocity by an optical deflector having a deflecting and reflecting surface, and the deflected light beam is condensed as a beam spot on the surface to be scanned by the scanning imaging lens, and the surface is scanned at a constant velocity. 2. Description of the Related Art Optical scanning devices that perform optical scanning are widely used for writing portions in image forming apparatuses such as laser printers, facsimiles, and digital copying machines.
A polygon mirror is widely used as an optical deflector for deflecting a light beam incident on a scanning imaging lens. Since the rotation center axis of the polygon mirror is generally set off from the optical axis of the scanning imaging lens, fluctuations in the positional relationship between the deflection reflection point and the scanning lens, so-called “sag”, occur as the polygon mirror rotates. To do.
サグが発生する場合、特に副走査方向の像面湾曲(以下「副走査像面湾曲」という)が劣化しやすい。
即ち、ポリゴンミラーを用いる光走査装置では一般に、ポリゴンミラーにおける面倒れの補正のため、走査結像レンズへの入射光束が「副走査方向に関しては平行光束でない」ため、サグによる偏向反射点の変動に伴い、走査結像レンズによる「副走査方向の結像位置」がずれるので、副走査像面湾曲が劣化しやすいのである。
When sag occurs, the field curvature in the sub-scanning direction (hereinafter referred to as “sub-scanning field curvature”) tends to deteriorate.
That is, in an optical scanning device using a polygon mirror, in general, the incident light flux to the scanning imaging lens is “not a parallel light flux in the sub-scanning direction” in order to correct the tilting of the polygon mirror, so that the deflection reflection point changes due to the sag. As a result, the “imaging position in the sub-scanning direction” by the scanning imaging lens shifts, so that the sub-scanning field curvature tends to deteriorate.
走査結像レンズに入射する偏向光束は、主走査方向に関しては「平行光束とすることも発散性もしくは集束性の光束とすること」もでき、各場合に応じて技術的なメリットがあるが、走査結像レンズに入射する偏向光束が「主走査方向において集束光束や発散光束」である場合には、上記サグの影響で、副走査方向と同様に、主走査方向の像面湾曲(以下「主走査像面湾曲」という)や等速度性が劣化しやすい。
サグの影響を軽減する方法として、走査結像レンズを、主走査面(理想的に偏向された偏向光束の主光線が掃引する平面)内でシフトまたはチルトすることが知られているが、この方法では主走査像面湾曲と副走査像面湾曲の両者を同時に補正しきれず、書込みの高密度化のために「ビームスポット径を小径化」した場合のビームスポット径変動を押さえるには不十分で、書込みの高密度化の要請に答えることができない。
サグの影響を原理的に補正する方法として「走査結像レンズの副走査曲率半径を光軸に対し非対称に設定する」方法が提案されている(特許文献1〜5等)。
The deflected light beam incident on the scanning imaging lens can be “parallel light beam or divergent or convergent light beam” in the main scanning direction, and there is a technical merit in each case, When the deflected light beam incident on the scanning imaging lens is “focused light beam or divergent light beam in the main scanning direction”, the field curvature in the main scanning direction (hereinafter “ The main-scanning image surface curvature ”) and iso-velocity tend to deteriorate.
As a method for reducing the influence of sag, it is known that the scanning imaging lens is shifted or tilted in the main scanning plane (the plane in which the principal ray of the ideally deflected deflected light beam sweeps). This method cannot correct both the main scanning field curvature and the sub-scanning field curvature at the same time, and is insufficient to suppress the beam spot diameter fluctuation when the beam spot diameter is reduced to increase the writing density. Thus, it is impossible to answer the demand for higher density writing.
As a method of correcting the influence of sag in principle, a method of “setting the sub-scanning radius of curvature of the scanning imaging lens asymmetrically with respect to the optical axis” has been proposed (
この方法では、各像高毎に光束の結像位置を被走査面に合致させることができるため、サグの存在に拘らず、原理的には副走査像面湾曲を完全に補正することができる。 In this method, the image forming position of the light beam can be matched to the scanned surface for each image height, and in principle, the sub-scanning field curvature can be completely corrected regardless of the presence of the sag. .
近来、書込みの高密度化が顕著に進み、ビームスポット径の小径化と安定化に対する要請が益々高まってきた。かかる要請に応えるには、像面湾曲のみならず走査光学系の光学倍率を「像高に拘らず可及的に均一に設定する」ことが重要となる。ビームスポットの像高により光学倍率が変動すると、ビームスポットのウエスト径が横倍率に略比例して変動するため、像高によりビームスポット径の変動のない「安定したビームスポット」を得ることができない。
上記各公報記載の発明は何れも、副走査曲率半径を「単調変化」させるものであり、光学倍率の均一化と像面湾曲補正を両立させることは困難である。また、「副走査曲率半径が単調変化するレンズ面のみ」では、所望の光学性能を実現するために、走査結像レンズのレンズ枚数が3枚以上となったり、光軸近傍と周辺像高に相当する曲率半径の変化が大きくなりやすいため「遍肉度が大きくプラスチックなどで射出成形しにくいレンズ形状」となる等の不具合を生ずる。
また、光軸近傍の副走査方向断面が両凸形状で、副曲率半径に複数の極値を有する走査結像レンズが提案されている(特許文献6)。
しかし、この走査結像レンズは、両凸形状であるため、各像高ごとの主点位置を自由に設定することができず、各像高ごとの光学的横倍率を一定に保つことが難しく、ビームスポット径の変動を発生しやすいという問題を有している。
Recently, the density of writing has been remarkably increased, and the demand for reducing and stabilizing the beam spot diameter has been increasing. In order to meet such a demand, it is important to set the optical magnification of the scanning optical system as well as the field curvature as uniformly as possible regardless of the image height. When the optical magnification varies depending on the image height of the beam spot, the waist diameter of the beam spot varies substantially in proportion to the lateral magnification. Therefore, a “stable beam spot” having no variation in the beam spot diameter due to the image height cannot be obtained. .
In each of the inventions described in the above publications, the sub-scanning curvature radius is “monotonically changed”, and it is difficult to achieve both uniform optical magnification and field curvature correction. In addition, in “only the lens surface whose sub-scanning curvature radius changes monotonically”, in order to realize a desired optical performance, the number of scanning imaging lenses is three or more, or near the optical axis and the peripheral image height. Since the corresponding change in the radius of curvature is likely to be large, problems such as a “lens shape having a large uniform thickness and difficult to injection mold with plastic or the like” occur.
A scanning imaging lens having a biconvex cross section in the sub scanning direction near the optical axis and a plurality of extreme values in the sub curvature radius has been proposed (Patent Document 6).
However, since this scanning imaging lens has a biconvex shape, the principal point position for each image height cannot be freely set, and it is difficult to keep the optical lateral magnification constant for each image height. There is a problem that the beam spot diameter is likely to fluctuate.
この発明は、サグの存在に拘らず像面湾曲を良好に補正し、ビームスポット径の安定したビームスポットを形成できる走査結像レンズの実現を課題とする。
この発明はまた、ビームスポット径の安定したビームスポットで良好な書込みを行うことができ、高密度書込みが可能である光走査装置、このような光走査装置を用いて良好な画像形成を行いうる画像形成装置の実現を別の課題とする。
An object of the present invention is to realize a scanning imaging lens that can correct a curvature of field well regardless of the presence of a sag and can form a beam spot having a stable beam spot diameter.
In addition, the present invention can perform good writing with a beam spot having a stable beam spot diameter, and can perform high-density writing, and can perform good image formation using such an optical scanning device. Another object is to realize an image forming apparatus.
この発明の走査結像レンズは「光源からの光束を主走査方向に長い線像に結像させ、線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上にビームスポットとして集光し、被走査面上を等速度的に光走査する光走査装置」において用いられる走査結像レンズである。
主走査方向および副走査方向は本来、被走査面上において定義されるべき方向であるが、混同の虞れは無いと思われるので、この明細書中においては、光源から被走査面に至る光路上で「主・副走査方向に対応する方向」を主・副走査方向と呼ぶことにする。
光偏向器は「サグ」が発生するようなもの、即ち、偏向反射面とその回転軸とが合致しないようなものであり、具体的にはポリゴンミラーや回転単面鏡や回転2面鏡等である。
The scanning imaging lens according to the present invention “forms the light beam from the light source into a line image that is long in the main scanning direction, and deflects it at an equiangular velocity by an optical deflector having a deflection reflection surface in the vicinity of the imaging position of the line image. This is a scanning imaging lens used in an “optical scanning device that condenses a deflected light beam as a beam spot on a scanned surface by a scanning imaging lens and performs optical scanning at a constant speed on the scanned surface”.
Although the main scanning direction and the sub-scanning direction are originally directions that should be defined on the surface to be scanned, it is considered that there is no possibility of confusion. Therefore, in this specification, the light from the light source to the surface to be scanned The “direction corresponding to the main / sub-scanning direction” on the road will be referred to as the main / sub-scanning direction.
The optical deflector is such that "sag" is generated, that is, the deflecting reflecting surface does not coincide with the rotation axis thereof. Specifically, a polygon mirror, a rotating single mirror, a rotating dihedral mirror, etc. It is.
走査結像レンズは、「特殊面」を少なくとも1面有する。
特殊面は「副走査曲率が、光軸から主走査方向の周辺に行くに従い変化するような面」である。
この発明の走査結像レンズは「2枚玉以上」で構成される。従って、後述する実施の形態のように2枚玉構成とすることができることは勿論、3枚以上のレンズで構成することもできる。
The scanning imaging lens has at least one “special surface”.
The special surface is “a surface in which the sub-scanning curvature changes as it goes from the optical axis to the periphery in the main scanning direction”.
The scanning imaging lens of the present invention is composed of “two or more balls”. Accordingly, it is possible to have a two-lens configuration as in the embodiments described later, and it is also possible to configure with three or more lenses.
請求項1記載の走査結像レンズは、以下のごとき特徴を有する。
The scanning imaging lens according to
即ち、特殊面のうちの少なくとも1面は、副走査曲率の変化が主走査方向に非対称で、且つ、副走査曲率が2以上の極値を有し、かつ、これら2以上の極値の1つは光軸近傍にあり、他の極値は、光軸の片側にある。 In other words, at least one of the special surfaces has an asymmetric change in the sub-scanning curvature in the main scanning direction, the sub-scanning curvature has an extreme value of 2 or more, and 1 of these two or more extreme values. One is near the optical axis, and the other extreme value is on one side of the optical axis.
上記特殊面の有する極値の少なくとも1つは、その主走査方向の位置:heが、+像高側または−像高側の、光軸からの有効レンズ高さ:hmaxに対し、条件:
(1) 0.62<|(he)/(hmax)|<0.93
を満足する位置に位置し、かつ、
光軸上の横倍率:β0、任意像高の横倍率:βhが、条件:
(2) 0.93<|βh/β0|<1.07
を満足する。
At least one of the extreme values of the special surface is as follows: the position in the main scanning direction: he is the effective lens height from the optical axis: hmax on the + image height side or the −image height side:
(1) 0.62 <| (he) / (hmax) | <0.93
Is located at a position satisfying
Lateral magnification on the optical axis: β 0 , Arbitrary image height lateral magnification: βh, conditions:
(2) 0.93 <| βh / β 0 | <1.07
Satisfied.
「副走査曲率」は、特殊面を有するレンズ面の近傍において、主走査方向に直交する平断面でレンズ面を切断したと想定した場合において、この平断面内における曲率を言う。上記特殊面においては、上記平断面内における曲率中心を主走査方向に連ねた線は曲線となる。
「副走査曲率の変化が主走査方向に非対称」であるとは、副走査曲率の主走査方向における変化が、主走査面内において対称軸を持たないことを意味する。
「極値」は極大もしくは極小であり、主走査方向のレンズ高さ(光軸からの距離)をh、レンズ高さ:hにおける副走査曲率をC(h)とするとき、曲率の微分:dC(h)/dhが0となるレンズ高さをh0として、曲率:C(h)がh0の両側で増加するか、h0の両側で減少する部位をいう。
“Sub-scanning curvature” refers to a curvature in a plane section when it is assumed that the lens plane is cut in a plane section perpendicular to the main scanning direction in the vicinity of the lens surface having a special surface. In the special surface, a line connecting the centers of curvature in the flat cross section in the main scanning direction is a curve.
“A change in sub-scanning curvature is asymmetric in the main scanning direction” means that a change in sub-scanning curvature in the main scanning direction does not have an axis of symmetry in the main scanning plane.
The “extreme value” is a maximum or minimum, and when the lens height (distance from the optical axis) in the main scanning direction is h and the sub-scanning curvature at the lens height: h is C (h), the curvature differentiation: dC (h) / dh lens height becomes 0 as h 0, curvature: or C (h) increases on both sides of h 0, refers to a site which decreases on both sides of h 0.
一般に、走査結像レンズの光学倍率を一定に保とうとすると、高次曲線状の像面湾曲を発生し易い。特に、レンズ枚数が少ない光学系では、ビームスポットの像高をH、係数をa,bとして「a・H2+b・H4」の高次曲線状のサジタル像面湾曲(副走査像面湾曲)が発生しやすい。
このような副走査像面湾曲の「最大膨らみ位置」を与える像高:Hnは、有効書込み高さをHmとすると、
Hn={1/√(2)}×Hm=0.71×Hm (7)
で表される(近藤文雄著「レンズ設計技法(光学工業技術協会)」PP.146〜148)。
In general, if the optical magnification of the scanning imaging lens is kept constant, a higher-order curved field curvature is likely to occur. In particular, in an optical system with a small number of lenses, the image height of the beam spot is H, the coefficients are a and b, and the higher order curved sagittal field curvature (sub-scanning field curvature) is “a · H 2 + b · H 4 ”. ) Is likely to occur.
Image height: Hn that gives such a “maximum bulge position” of sub-scanning image field curvature, where the effective writing height is Hm,
Hn = {1 / √ (2)} × Hm = 0.71 × Hm (7)
(Fumio Kondo, “Lens Design Techniques (Optical Industrial Technology Association)” PP. 146-148).
このような、有効書込み高さ:Hm=0.71近傍の膨らみを補正するためには、その位置に対応するレンズ面位置近傍で極値を持たせるのが有効であり、4次を超える高次の副走査像面湾曲も補正することも考慮して、極値の位置は、上記(1)式を満足する範囲とする。 In order to correct the bulge in the vicinity of the effective writing height: Hm = 0.71, it is effective to have an extreme value in the vicinity of the lens surface position corresponding to the position, and the height exceeding the fourth order. Considering that the next sub-scanning image surface curvature is also corrected, the position of the extreme value is set to a range that satisfies the above equation (1).
なお、上記「hmax」は、「he≧0の時」は+像高側の有効レンズ高さ、「he<0の時」は−像高側の有効レンズ高さとする。また、像高の+側は、光源側からの光束が偏向反射面に入射する側であるとする。 The “hmax” is an effective lens height on the + image height side when “he ≧ 0”, and an effective lens height on the −image height side when “he <0”. Further, it is assumed that the + side of the image height is the side where the light beam from the light source side enters the deflecting reflection surface.
特殊面の副走査曲率の変化が「複数個の極値を持つ」ようにすることにより、上記高次曲線状の副走査像面湾曲に対し、レンズ面での副走査方向のパワーを高次関数的に変化させて補正を行い、副走査像面湾曲を良好に補正する。
ポリゴンミラーのように偏向反射面とその回転軸の合致しない光偏向器を用いる場合、サグの影響により特に副走査像面湾曲が劣化しやすい。この場合に発生する副走査像面湾曲は、係数をc,d,...として、主に奇関数「c・H+d・H3+..」の形状の像面湾曲劣化を発生しやすい。このような副走査像面湾曲を有効に補正するため、副走査曲率の変化を「主走査方向に非対称」にするのである。
この発明においては、走査結像レンズは2枚玉以上で構成されるので、特に主走査方向の光学特性に関する設計の自由度が増し、主走査像面湾曲と等速度性とを良好に補正できるため、1枚玉では達成できない、例えば1200dpi以上の高密度書込みを実現することが可能になる。
By making the change in the sub-scanning curvature of the special surface “having a plurality of extreme values”, the power in the sub-scanning direction on the lens surface is higher than the higher-order curved sub-scanning field curvature. Correction is performed by changing it functionally, and the sub-scanning field curvature is corrected well.
When using an optical deflector whose deflection reflection surface and its rotation axis do not coincide with each other like a polygon mirror, the sub-scanning field curvature is particularly likely to deteriorate due to the influence of sag. The sub-scan field curvature that occurs in this case has coefficients c, d,. . . As a result, the field curvature deterioration of the shape of the odd function “c · H + d · H 3 +. In order to effectively correct such sub-scanning field curvature, the change in the sub-scanning curvature is made "asymmetric in the main scanning direction".
In the present invention, since the scanning imaging lens is composed of two or more balls, the degree of freedom of design particularly regarding the optical characteristics in the main scanning direction is increased, and the main scanning field curvature and the constant velocity can be corrected well. For this reason, it is possible to realize high-density writing of, for example, 1200 dpi or more, which cannot be achieved with a single ball.
ビームスポットを形成する光束のビームウェスト径は、結像の横倍率の変動に略比例してばらつくため、ビームスポット径の安定したビームスポットを得るためには、各像高毎の横倍率を一定にすることが重要である。結像の横倍率は、光源から被走査面に至る全光学系の結像倍率で決まるが、ビームスポットの像高により横倍率が変動するのは、走査結像レンズの主走査方向における横倍率の変動によるから、走査結像レンズの横倍率が上記条件(2)を満足するようにすることにより、安定したビームスポット径の変動を有効に防止できる。
上記請求項1記載の走査結像レンズは、副走査曲率の変化が主走査方向に非対称で、且つ、副走査曲率が2以上の極値を有する特殊面において、副走査曲率の極値の1つが「光軸近傍」にある。このように、光軸近傍にも極値を持たせることにより全像高にわたって良好な像面湾曲を得られる。
なお、この発明の走査結像レンズにおいて「副走査曲率の変化が主走査方向に非対称な特殊面」を持つレンズは、このレンズ面が主走査方向に非対称であるから、光軸として一般的な回転対称軸をもたない。この明細書中で「光軸」と言うとき、このような非対称形状のレンズに関しては「レンズ面形状を決定する基準座標系における、主・副走査方向に直交的な基準軸」を言うものとする。
Since the beam waist diameter of the light beam forming the beam spot varies substantially in proportion to the fluctuation of the lateral magnification of the imaging, in order to obtain a beam spot with a stable beam spot diameter, the lateral magnification for each image height is constant. It is important to make it. The lateral magnification of imaging is determined by the imaging magnification of the entire optical system from the light source to the scanned surface, but the lateral magnification varies depending on the image height of the beam spot because the lateral magnification in the main scanning direction of the scanning imaging lens Therefore, stable beam spot diameter fluctuations can be effectively prevented by making the lateral magnification of the scanning imaging lens satisfy the above condition (2).
In the scanning imaging lens according to
In the scanning imaging lens of the present invention, a lens having a “special surface whose sub-scanning curvature change is asymmetric in the main scanning direction” is generally used as an optical axis because this lens surface is asymmetric in the main scanning direction. Does not have a rotational symmetry axis. In this specification, the term “optical axis” refers to “a reference axis orthogonal to the main / sub-scanning direction in the reference coordinate system for determining the lens surface shape” for such an asymmetrical lens. To do.
請求項1記載の走査結像レンズは「副走査曲率の変化が主走査方向に非対称な特殊面」を2面有し、これらのうち1面においては、副走査曲率の極値が、光軸近傍の1つと、光軸の片側にある他の1つの合計2個であり、他の面においては、副走査曲率の極値が光軸近傍の1個である」ことができる(請求項2)。
The scanning imaging lens according to
「特殊面」を1面用いるだけでも、副走査像面湾曲を非常に小さく抑えることが可能であるが、レンズ構成によっては各像高毎の光学倍率を一定に保つことができない場合がある。請求項2記載の発明のように、特殊面を2面以上用いると、前側・後側主点位置を任意に変化させることができるため、像高毎の倍率を一定に保ち、安定したビームスポットを得ることが可能となる 。
Even if only one “special surface” is used, the curvature of the sub-scanning image surface can be suppressed to a very small level. However, depending on the lens configuration, the optical magnification for each image height may not be kept constant. If two or more special surfaces are used as in the invention of
請求項1記載の走査結像レンズはまた「副走査曲率の変化が主走査方向に非対称な特殊面が1面あり、この特殊面における副走査曲率の極値が、光軸近傍の1個と、光軸の片側にある他の2個との合計3個である」ことができる(請求項3)。
The scanning imaging lens according to
請求項2記載の走査結像レンズは「主走査断面内の形状が光軸に関して非対称であるレンズ面を含む」ことができる(請求項4)。
The scanning imaging lens according to
「主走査断面」は、前述の主走査面による仮想的な断面である。
また、請求項3または4記載の走査結像レンズは「走査結像レンズを構成する1枚以上のレンズにチルトおよび/またはシフトを与える」ことができる(請求項5)。
レンズにチルトおよび/またはシフトを与えることにより、サグによる主走査像面湾曲・等速度性の劣化を良好に補正することができる。
チルトやシフトのみでは十分には補正できない場合もある。特に、偏向光束が主走査方向に集束光束である場合には、サグにより副走査像面湾曲のみならず主走査像面湾曲・等速度性も大きく劣化するため、チルトまたはシフトのみでは高次の収差が残留してしまうが、請求項4のように、主走査断面内の形状が光軸に関して非対称なレンズ面を含めることにより、サグによる主走査像面湾曲・等速度性の劣化を有効に補正できる。
The “main scanning section” is a virtual section by the main scanning plane described above.
The scanning imaging lens according to
By giving tilt and / or shift to the lens, it is possible to satisfactorily correct deterioration of main scanning field curvature and isovelocity due to sag.
In some cases, the tilt or shift alone cannot be sufficiently corrected. In particular, when the deflected light beam is a focused light beam in the main scanning direction, not only the sub-scanning field curvature but also the main scanning field curvature and isovelocity are greatly degraded by the sag. Although aberrations remain, as in claim 4, the inclusion of a lens surface whose shape in the main scanning section is asymmetric with respect to the optical axis effectively reduces the main scanning field curvature and isovelocity due to the sag. Can be corrected.
請求項3または4または5記載の走査結像レンズにおいて、副走査曲率の変化が主走査方向に非対称で、且つ、副走査曲率が3個の極値を有する特殊面を有するレンズは、光軸近傍において副走査断面内の形状が正メニスカス形状であることができる(請求項6)。
6. The scanning imaging lens according to
このようにすると、2面の曲率半径の組合せにより光学系の主点位置を、像高ごとに任意に設定できるので、各像高ごとの横倍率を一定に保つことができる。両凸や両凹のレンズでは主点位置を大きく変えることはできない。 In this way, the principal point position of the optical system can be arbitrarily set for each image height by the combination of the curvature radii of the two surfaces, so that the lateral magnification for each image height can be kept constant. The principal point position cannot be changed greatly with a biconvex or biconcave lens.
請求項1〜6の任意の1に記載の走査結像レンズは、有効書込幅:W、有効書込幅内での副走査像面湾曲の幅:Fsが、条件:
(3) Fs/W < 0.005
を満足することが好ましい(請求項7)。
The scanning imaging lens according to any one of
(3) Fs / W <0.005
Is preferably satisfied (claim 7).
条件(3)を満足することにより、副走査像面湾曲の変動が十分に抑えられ、ビームスポット径の像高による変動を有効に軽減できる。 By satisfying the condition (3), the fluctuation of the sub-scanning image surface curvature is sufficiently suppressed, and the fluctuation of the beam spot diameter due to the image height can be effectively reduced.
請求項1〜7の任意の1に記載の走査結像レンズは「少なくとも、特殊面を有するレンズがプラスチックレンズである」ことが好ましい(請求項8)。
プラスチックレンズを用いる場合「環境変動によるレンズ変形等で像面湾曲が劣化する」ことが懸念されるが、予め十分に小さい像面湾曲に設定しておくことにより環境変動による影響を許容することができる。
It is preferable that the scanning imaging lens according to any one of
When using a plastic lens, there is a concern that the curvature of field will deteriorate due to lens deformation due to environmental fluctuations, etc., but by setting the curvature of field sufficiently small in advance, the influence of environmental fluctuations can be allowed. it can.
請求項9記載の光走査装置は、光源からの光束を主走査方向に長い線像に結像させ、線像の結像位置の近傍に偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度的に偏向させ、偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上にビームスポットとして集光し、上記被走査面上を等速度的に光走査する光走査装置において、走査結像レンズとして請求項1〜8の任意の1に記載のものを用いたことを特徴とする。 The optical scanning device according to claim 9 forms a light beam from a light source into a line image that is long in the main scanning direction, and deflects it at an equiangular velocity by an optical deflector having a deflecting reflection surface near the imaging position of the line image. In the optical scanning device for condensing the deflected light beam as a beam spot on the surface to be scanned by the scanning imaging lens and performing optical scanning on the surface to be scanned at a constant speed, the scanning imaging lens is used as a scanning imaging lens. Any one of (1) is used.
請求項10記載の画像形成装置は、像担持体に対して光走査を行って潜像を形成し、形成された潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、像担持体を光走査する光走査装置として、請求項9記載の光走査装置を用いることを特徴とする。この場合、潜像担持体として光導電性の感光体を用い、潜像担持体を均一に帯電したのち光走査により静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像してトナー画像を得、このトナー画像を記録媒体上に定着して画像を形成する構成とすることができる(請求項11)。
The image forming apparatus according to
請求項10記載の画像形成装置において、像担持体としては、例えば、銀塩写真フィルムを用いることができる。この場合、光走査装置による光走査により形成された潜像は、通常の銀塩写真プロセスの現像手法で可視化できる。このような画像形成装置は、例えば「レーザ製版装置」として実施できる。
また、請求項11記載の画像形成装置は、具体的には、レーザプリンタやレーザプロッタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置等として実施できる。
In the image forming apparatus according to
The image forming apparatus according to the eleventh aspect can be implemented specifically as a laser printer, a laser plotter, a digital copying machine, a facsimile machine, or the like.
以上に説明したように、この発明によれば新規な走査結像レンズ、光走査装置および画像形成装置を実現できる。
この発明の走査結像レンズは、サグの存在に拘らず像面湾曲を良好に補正し、ビームスポット径の安定したビームスポットを形成できる。この発明の光走査装置は、上記走査結像レンズを用いることにより、ビームスポット径の安定したビームスポットで良好な書込みを行うことができ、高密度書込みが可能である。
そしてこの発明の画像形成装置は、上記光書込装置による光書込により極めて良質の画像を形成することができる。
As described above, according to the present invention, a novel scanning imaging lens, optical scanning device, and image forming apparatus can be realized.
The scanning imaging lens of the present invention can satisfactorily correct the curvature of field regardless of the presence of sag and can form a beam spot with a stable beam spot diameter. The optical scanning device of the present invention can perform good writing with a beam spot having a stable beam spot diameter by using the scanning imaging lens, and can perform high-density writing.
The image forming apparatus of the present invention can form an extremely good image by optical writing by the optical writing device.
図1は、光走査装置の実施の1形態を略示している。
「光源」である半導体レーザ10からの光束は、カップリングレンズ12により以後の光学系にカップリングされ、平行光束あるいは弱い発散性もしくは弱い集束性の光束となり、アパーチュア13の開口を通過する際に光束周辺部を遮光されて「ビーム整形」される。ビーム整形された光束は次いで、シリンダレンズ14により副走査方向に集束されつつ、ミラー15に反射されて主走査方向に長い線像に結像する。
FIG. 1 schematically shows an embodiment of an optical scanning device.
A light beam from the
「光偏向器」としてのポリゴンミラー16は線像の結像位置の近傍に偏向反射面16Aを有し、等速回転により反射光束を等角速度的に偏向させる。偏向光束は「走査結像レンズ」を構成するレンズ17,18を透過し、走査結像レンズの作用で被走査面19(実体的には、例えば、光導電性の感光体の感光面である)上にビームスポットとして集光し、被走査面19を等速的に光走査する。レンズ17,18により構成される走査結像レンズは、後述の実施例1に示すように、請求項1記載のものが用いられている。
即ち、図1に実施の形態を示す光走査装置は、光源10からの光束を主走査方向に長い線像に結像させ、線像の結像位置の近傍に偏向反射面16Aを持つ光偏向器16により等角速度的に偏向させ、偏向光束を走査結像レンズ17,18により被走査面19上にビームスポットとして集光し、被走査面19上を等速度的に光走査する光走査装置であって、走査結像レンズとして請求項1、2記載のものを用いたものである。
The
That is, the optical scanning device shown in FIG. 1 forms an optical beam from the
図2は、光走査装置の別形態を略示している。繁雑を避けるため、混同の虞れがないと思われるものについては図1におけると同一の符号を用い、これらについての説明を省略する。
「光偏向器」としてのポリゴンミラー16により偏向された偏向光束は、「走査結像レンズ」を構成するレンズ20,21を透過し、走査結像レンズの作用で被走査面19上にビームスポットとして集光し、被走査面19を等速的に光走査する。レンズ17,18により構成される走査結像レンズは、後述の実施例2に示すように、請求項1、3記載のものが用いられている。
即ち、図2に実施の形態を示す光走査装置は、光源10からの光束を主走査方向に長い線像に結像させ、線像の結像位置の近傍に偏向反射面16Aを持つ光偏向器16により等角速度的に偏向させ、偏向光束を走査結像レンズ20,21により被走査面19上にビームスポットとして集光し、被走査面19上を等速度的に光走査する光走査装置であって、走査結像レンズとして請求項1または11に記載のものを用いたものである。
FIG. 2 schematically shows another form of the optical scanning device. In order to avoid confusion, the same reference numerals as in FIG. 1 are used for those which are not likely to be confused, and the description thereof will be omitted.
The deflected light beam deflected by the
That is, in the optical scanning device shown in FIG. 2, the light beam from the
以下、具体的な実施例を挙げる。
実施例1、2のうち、実施例1は図1に示した実施の形態の具体例であり、走査結像レンズを構成するレンズ17,18のうち、第1レンズ17は、入射側面(第1面)および射出側面(第2面)ともに「共軸非球面形状」を有しており、光軸位置における曲率半径をR、光軸からの距離をHとするとき、次式で表している。
X=(H2/R)/[1+√{1-(1+K)(H/R)2}]+
A4・H4+A6・H6+A8・H8・・ (8)
被走査面側の第2レンズ18は主走査面内における面形状が「非円弧形状」をなしており、光軸位置における主走査面内の曲率半径をRm 、光軸からの主走査方向の距離をY,円錐常数をKm,高次の係数をAm1,Am2,Am3,Am4,Am5,Am6,・・とするとき、光軸方向をXとして次の多項式で表している。
X=(Y2/Rm)/[1+√{1-(1+Km)(Y/Rm)2}]+
Am1・Y+Am3・Y3+Am4・Y4+Am5・Y5+Am6・Y6+・・ (9)
ここで、奇数次のAm1,Am3,Am5・・・・の少なくとも1つに「ゼロ以外の数値」を代入したものは主走査方向に非対称形状を有する。
Specific examples will be given below.
Of Examples 1 and 2, Example 1 is a specific example of the embodiment shown in FIG. 1. Among the lenses 17 and 18 constituting the scanning imaging lens, the first lens 17 is the incident side surface (the first side). 1 surface) and the exit side surface (second surface) both have a “coaxial aspheric shape”, where the radius of curvature at the optical axis position is R and the distance from the optical axis is H, Yes.
X = (H 2 / R) / [1 + √ {1- (1 + K) (H / R) 2 }] +
A 4・ H 4 + A 6・ H 6 + A 8・ H 8・ ・ (8)
The second lens 18 on the scanning surface side has a “non-arc-shaped” surface shape in the main scanning surface, and the radius of curvature in the main scanning surface at the optical axis position is Rm, in the main scanning direction from the optical axis. distance Y, the conic constant Km, the higher coefficient Am 1, Am 2, Am 3 , Am 4, Am 5, Am 6, when the .., represents the optical axis direction X by the following polynomial Yes.
X = (Y 2 / Rm) / [1 + √ {1- (1 + Km) (Y / Rm) 2 }] +
Am 1・ Y + Am 3・ Y 3 + Am 4・ Y 4 + Am 5・ Y 5 + Am 6・ Y 6 + ・ ・ (9)
Here, the one in which “a numerical value other than zero” is substituted for at least one of odd-order Am 1 , Am 3 , Am 5 ... Has an asymmetric shape in the main scanning direction.
実施例1では(9)式の奇数次が0でなく、主走査方向に非対称である(請求項4)。
第2レンズ18の入射側面(第3面)、射出側面(第4面)は、副走査面内の曲率半径:Rs(その逆数が「副走査曲率」である)は、Yに従って変化する形状であり、光軸における副走査面内の曲率半径をRs0、高次の係数をAs1,As2,As3,As4,As5・・とするとき、副走査曲率:Csを次式で表している。
Cs=1/Rs
=1/(Rs0+As1・Y+As2・Y2+As3・Y3+As4・Y4+As5・Y5+・・)...(10)
ここで、奇数次のAs1,As3,As5・・・の少なくとも1つに「ゼロ以外の数値」を代入したものは、副走査曲率が主走査方向に非対称となる。
In the first embodiment, the odd order of the expression (9) is not 0, and is asymmetric in the main scanning direction (claim 4).
The incident side surface (third surface) and the exit side surface (fourth surface) of the second lens 18 have shapes in which the radius of curvature in the sub-scanning surface: Rs (the reciprocal thereof is “sub-scanning curvature”) changes according to Y. Where the radius of curvature in the sub-scanning plane on the optical axis is Rs 0 , and the higher order coefficients are As 1 , As 2 , As 3 , As 4 , As 5. It is represented by
Cs = 1 / Rs
= 1 / (Rs 0 + As 1 · Y + As 2 · Y 2 + As 3 · Y 3 + As 4 · Y 4 + As 5 · Y 5 + ··). . . (Ten)
Here, when “a numerical value other than zero” is substituted into at least one of odd-order As 1 , As 3 , As 5 ..., The sub-scanning curvature becomes asymmetric in the main scanning direction.
実施例1では、第3面、第4面共に副走査曲率を非対称形状としている。
図1,2に示す光学配置において、カップリングレンズ12によりカップリングされた光束を「弱い集束性の光束」とした場合、この弱い集束性の光束を「そのまま自然に集束させた場合に、光束が集束する位置」を自然集光点と呼ぶと、自然集光点の位置はカップリングされた光束の集束性の程度を表す。
また、図1,2に示す角:θはポリゴンミラー入射角と呼ばれる。また、図1,2において、符号:ζで示す距離を基準光線(走査結像レンズがないとすれば、被走査面に直交的になる偏向光束の主光線)に対する「ポリゴンミラーの中心軸ずれ」と呼ぶ。
サグ対策として、レンズ面にはチルトを与えることができる。チルト角(単位:度)をαで表し、反時計回りのチルト角を正とする。また、実施例2では、第1および第2レンズに対し、シフト:yが与えられている。
シフトは、上記基準光線に対するレンズ光軸の主走査方向における変位であり、図1,2において上方への変位を正とする。シフト:yは各レンズ面ごとに与えることができるが、以下の実施例では走査結像レンズに共通である。
なお、以下に与えられるレンズデータは、シフト・チルトが与えられていない状態におけるものである。長さの次元を持つ量の単位は「mm」である。
In the first embodiment, the sub-scanning curvature is asymmetrical on both the third surface and the fourth surface.
In the optical arrangement shown in FIGS. 1 and 2, when the light beam coupled by the
The angle θ shown in FIGS. 1 and 2 is called a polygon mirror incident angle. In FIGS. 1 and 2, the distance indicated by the symbol ζ is “the misalignment of the central axis of the polygon mirror with respect to the reference beam (if there is no scanning imaging lens, the principal beam of the deflected beam orthogonal to the scanned surface)” "
As a countermeasure against sag, the lens surface can be tilted. The tilt angle (unit: degree) is represented by α, and the counterclockwise tilt angle is positive. In the second embodiment, the shift: y is given to the first and second lenses.
The shift is a displacement in the main scanning direction of the lens optical axis with respect to the reference beam, and an upward displacement in FIGS. Shift: y can be given for each lens surface, but is common to scanning imaging lenses in the following embodiments.
The lens data given below is in a state where no shift / tilt is given. The unit of the quantity having the dimension of length is “mm”.
「実施例1」
自然集光点:偏向反射面から被走査面側へ700mmの位置
ポリゴンミラー入射角:θ=60度
ポリゴンミラーの偏向反射面数:6
ポリゴンミラーの内接円半径:18mm
ポリゴンミラーの中心軸ずれξ:7.80mm
画角:−39.95度〜+40.1度
ポリゴンミラーの偏向反射面(面番号:0)以下のレンズデータ
面番号 Rm Rs x(面間隔) y α n(屈折率)
0 ∞ ∞ 26.150 0
1 -100.912 -100.912 18.000 0 1.52441
2 -76.404 -76.404 13.062 0
3 2895.637 100.694 15.000 1.52441
4 -163.649 -29.884 143.188
第1面および第2面は「共軸非球面」、第3面、第4面は「副走査曲率の変化
が主走査方向に非対称で、且つ、曲率の変化が1以上の極値を有し、且つ、主走
査断面内の形状が光軸に関して非対称である特殊面」である。
上記第1〜第4面に関する各係数のデータは、次の表1のごとくである。
"Example 1"
Natural focusing point: 700 mm from the deflecting reflecting surface to the scanned surface side Polygon mirror incident angle: θ = 60 degrees Number of deflecting reflecting surfaces of the polygon mirror: 6
Inscribed circle radius of polygon mirror: 18mm
Center axis deviation of polygon mirror ξ: 7.80mm
Angle of view: −39.95 ° to + 40.1 ° Lens data surface number below the deflecting / reflecting surface (surface number: 0) of the polygon mirror Rm Rs x (surface interval) y α n (refractive index)
0 ∞ ∞ 26.150 0
1 -100.912 -100.912 18.000 0 1.52441
2 -76.404 -76.404 13.062 0
3 2895.637 100.694 15.000 1.52441
4 -163.649 -29.884 143.188
The first and second surfaces are “coaxial aspherical surfaces”, and the third and fourth surfaces are “extreme values where the change in the sub-scanning curvature is asymmetric in the main scanning direction and the change in curvature is 1 or more. And a special surface whose shape in the main scanning section is asymmetric with respect to the optical axis.
The data of each coefficient regarding the first to fourth surfaces is as shown in Table 1 below.
図3における(a)は第3面の副走査曲率の変化、(b)は第4面の副走査曲率の変化を示している。(a)に示すように、第3面は「副走査曲率の変化が主走査方向に非対称で、且つ、曲率の変化が光軸近傍に1つの極値を有し、さらに−像高側にもう一つの極値を有する特殊面」である。
図3(c)は、実施例1の走査結像レンズにおける副走査方向の横倍率の像高による変化を示す。
図のように、横倍率の像高による変動は小さく、条件(2)が満足されている。
条件(1)のパラメータ:|(he)/(hmax)|の値は、図3(a)のa,bの各点につき、
a点:|(-36)/(-44.9)|=0.80
b点:|(0)/(-44.9)|=0
であり、a点の極値で条件(1)を満足している。
条件(3)のパラメータ:Fs/Wの値は、0.027/210=0.0001で、条件(3)を満足する。
実施例1に関する像面湾曲と等速度性の図を図4に示す。等速度性の図における「歪曲収差」は、通常fθ特性に相当するものである。実施例1で、主・副走査方向の像面湾曲が極めて良好に補正され、等速度性も極めて良好である。
3A shows a change in the sub-scanning curvature of the third surface, and FIG. 3B shows a change in the sub-scanning curvature of the fourth surface. As shown in (a), the third surface is “a change in the sub-scanning curvature is asymmetric in the main scanning direction, and the change in curvature has one extreme value in the vicinity of the optical axis. "Special surface with another extreme value".
FIG. 3C shows changes in the lateral magnification in the sub-scanning direction in the scanning imaging lens of Example 1 depending on the image height.
As shown in the figure, the variation of the lateral magnification due to the image height is small, and the condition (2) is satisfied.
Parameter (1): The value of | (he) / (hmax) | is as follows for each point a and b in FIG.
Point a: | (-36) / (-44.9) | = 0.80
b point: | (0) / (-44.9) | = 0
And the condition (1) is satisfied at the extreme value at point a.
Condition (3) parameter: The value of Fs / W is 0.027 / 210 = 0.0001, which satisfies condition (3).
A diagram of field curvature and isovelocity with respect to Example 1 is shown in FIG. The “distortion aberration” in the diagram of isovelocity usually corresponds to the fθ characteristic. In Example 1, the curvature of field in the main and sub-scanning directions is corrected extremely well, and the isovelocity is very good.
以下にあげる実施例2は、図2に示した実施の形態に関するものである。
実施例2は、請求項1、3記載の発明の実施例である。
Example 2 described below relates to the embodiment shown in FIG.
The second embodiment is an embodiment of the first and third aspects of the invention.
第1レンズ20の第1面は共軸非球面であり、前述の(8)式で表している。
走査結像レンズの第2面および第3面、即ち、第1レンズ20の射出側面および第2レンズ21の入射側面の、主走査面内における面形状は非円弧形状をなしており、前述の式(9)により表している。実施例2で、第2、第3面の主走査面内での形状は、(9)式における偶数次の項のみを用いており従って主走査方向において光軸であるX軸に関して対称形状である。
走査結像レンズの第2,第3面は、副走査面内の曲率半径:Rs が、主走査方向の座標:Yに従って変化する形状であり、副走査曲率:Cs(Y)を、光軸を含む副走査面内の曲率をCs0,高次の係数をAs1,As2,As3,As4,As5・・として、次式で表している。 Cs=Cs0+As1・Y+As2・Y2+As3・Y3+As4・Y4+As5・Y5+ (11)
(11)式は、(10)式と曲率に関する表現が異なる。実施例2では、第2面の副走査曲率はY=0に関して対称((11)式の奇数次の項は0)であり、第3面は副走査曲率はY方向に非対称な特殊面である。
The first surface of the
The surface shapes of the second and third surfaces of the scanning imaging lens, that is, the exit side surface of the
The second and third surfaces of the scanning imaging lens have a shape in which the radius of curvature Rs in the sub-scanning surface changes according to the coordinate Y in the main scanning direction, and the sub-scanning curvature Cs (Y) is changed to the optical axis. The curvature in the sub-scanning plane including Cs 0 is represented by the following equation, where Cs 0 is the higher order coefficient, and As 1 , As 2 , As 3 , As 4 , As 5 . Cs = Cs 0 + As 1 · Y + As 2 · Y 2 + As 3 · Y 3 + As 4 · Y 4 + As 5 · Y 5 + (11)
Expression (11) differs from expression (10) in terms of curvature. In Example 2, the sub-scanning curvature of the second surface is symmetric with respect to Y = 0 (the odd-order term in the equation (11) is 0), and the third surface is a special surface whose sub-scanning curvature is asymmetric in the Y direction. is there.
「実施例2」
自然集光点:∞(カップリングされた光束は平行光束となる)
ポリゴンミラー入射角:θ=60度
ポリゴンミラーの偏向反射面数:6
ポリゴンミラーの内接円半径:13mm
ポリゴンミラーの中心軸ずれξ:5.22mm
画角:−42度〜+42度
ポリゴンミラーの偏向反射面(面番号:0)以下のレンズデータ
面番号 Rm Rs x(面間隔) y n(屈折率)
0 ∞ ∞ 52.390 1.588
1 -312.597 -312.597 31.400 1.52716
2 -82.915 -82.238 78.0
3 -500.00 -47.55 3.5 1.52716
4 -1000.00 -23.38 143.377
第1面は「共軸非球面」、第2面は「特殊面」、第3面は「副走査曲率の変化が主走査方向に非対称で、且つ、曲率の変化が1以上の極値を有する特殊面」であり、第4面は「ノーマルトロイダル面」である。
上記第1〜第3面に関する各係数のデータは、次の表2の如くである。
"Example 2"
Natural focusing point: ∞ (coupled beam becomes parallel beam)
Polygon mirror incident angle: θ = 60 degrees Number of polygon mirror deflection reflection surfaces: 6
Inscribed circle radius of polygon mirror: 13mm
Center axis deviation of polygon mirror ξ: 5.22mm
Angle of view: -42 degrees to +42 degrees Lens data surface number below deflecting / reflecting surface (surface number: 0) of polygon mirror Rm Rs x (surface distance) yn (refractive index)
0 ∞ ∞ 52.390 1.588
1 -312.597 -312.597 31.400 1.52716
2 -82.915 -82.238 78.0
3 -500.00 -47.55 3.5 1.52716
4 -1000.00 -23.38 143.377
The first surface is a “coaxial aspheric surface”, the second surface is a “special surface”, and the third surface is “an extreme value in which the change in the sub-scanning curvature is asymmetric in the main scanning direction and the change in the curvature is 1 or more. The fourth surface is a “normal toroidal surface”.
The data of each coefficient relating to the first to third surfaces is as shown in Table 2 below.
図5における(a)は第3面の副走査曲率の変化を示している。第3面は、副走査曲率の変化が主走査方向に非対称で、且つ、曲率の変化が3つの極値(と4つの変曲点)を有する特殊面」であり、また極値の1つは光軸近傍にある。
図5(b)は、実施例3の走査結像レンズにおける「副走査方向の横倍率の像高による変化」を示す。図のように、横倍率の像高による変動は小さく、条件(2)が満足されている。
条件(3)のパラメータ:Fs/Wの値は、0.203/320=0.0006で、条件(3)を満足する。 条件(1)のパラメータ:|(he)/(hmax)|の値は、図7(a)のb,cの各点につき、
b点:|(+87.5)/(+106)|=0.83
c点:|(+97.5)/(+106)|=0.92
であり、これら極値で条件(1)を満足している。
FIG. 5A shows a change in the sub-scanning curvature of the third surface. The third surface is a special surface in which the change in the sub-scanning curvature is asymmetric in the main scanning direction and the change in the curvature has three extreme values (and four inflection points), and one of the extreme values. Is near the optical axis.
FIG. 5B shows “change in lateral magnification in the sub-scanning direction due to image height” in the scanning imaging lens of the third embodiment. As shown in the figure, the variation of the lateral magnification due to the image height is small, and the condition (2) is satisfied.
Parameter (3): The value of Fs / W is 0.203 / 320 = 0.0006, which satisfies condition (3). The parameter of condition (1): | (he) / (hmax) | is the value of each of points b and c in FIG.
b point: | (+87.5) / (+ 106) | = 0.83
c point: | (+97.5) / (+ 106) | = 0.92
These extreme values satisfy the condition (1).
実施例2に関する像面湾曲と等速度性の図を図6に示す。実施例2でも、主・副走査方向の像面湾曲が極めて良好に補正され、等速度性も極めて良好である。 A diagram of field curvature and isovelocity with respect to Example 2 is shown in FIG. Also in Example 2, the curvature of field in the main and sub-scanning directions is corrected extremely well, and the isovelocity is very good.
最後に、図7を参照して、画像形成装置の実施の1形態を説明する。
この画像形成装置はレーザプリンタである。
レーザプリンタ100は像担持体111として「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有している。像担持体111の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ112、現像装置113、転写ローラ114、クリーニング装置115が配備されている。帯電手段としては「コロナチャージャ」を用いることもできる。
Finally, an embodiment of the image forming apparatus will be described with reference to FIG.
This image forming apparatus is a laser printer.
The
また、レーザビームLBによる光走査装置117が設けられ、帯電ローラ112と現像装置113との間で「光書込による露光」を行うようになっている。
図20において、符号116は定着装置、符号118はカセット、符号119はレジストローラ対、符号120は給紙コロ、符号121は搬送路、符号122は排紙ローラ対、符号123はトレイ、符号Pは記録媒体としての転写紙を示している。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体111が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ112により均一帯電され、光走査装置117のレーザビームLBの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって、画像部が露光されている。
この静電潜像は、現像装置113により反転現像され、像担持体111上にトナー画像が形成される。
In addition, an optical scanning device 117 using a laser beam LB is provided, and “exposure by optical writing” is performed between the charging roller 112 and the developing device 113.
In FIG. 20, reference numeral 116 denotes a fixing device,
When forming an image, the
This electrostatic latent image is reversely developed by the developing device 113, and a toner image is formed on the
転写紙Pを収納したカセット118は、画像形成装置100本体に着脱可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Pの最上位の1枚が、給紙コロ120により給紙され、給紙された転写紙Pは、その先端部をレジストローラ対119に銜えられる。レジストローラ対119は、像担持体111上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングをあわせて、転写紙Pを転写部へ送りこむ。送りこまれた転写紙Pは、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写ローラ114の作用によりトナー画像を静電転写される。トナー画像を転写された転写紙Pは定着装置116へ送られ、定着装置116においてトナー画像を定着され、搬送路121を通り、排紙ローラ対122によりトレイ123上に排出される。
トナー画像が転写されたのちの像担持体111の表面は、クリーニング装置115によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
光走査装置117として、図1、図2に示した光走査装置(具体的には実施例1、2)を用いることにより、極めて良好な画像形成を実行することができる。
The
The surface of the
By using the optical scanning device (specifically, the first and second embodiments) shown in FIGS. 1 and 2 as the optical scanning device 117, extremely good image formation can be performed.
16 光偏向器
17,18 走査結像レンズ
19 被走査面
16 Optical deflector 17, 18
Claims (11)
2枚玉以上で構成され、
副走査曲率が、光軸から主走査方向の周辺に行くに従い変化する特殊面を少なくとも1面有し、
該特殊面のうちの少なくとも1面は、副走査曲率の変化が主走査方向に非対称で、且つ、上記曲率が2以上の極値を有し、かつ、これら2以上の極値の1つは光軸近傍にあり、他の極値は、光軸の片側にあり、
上記特殊面の有する極値の少なくとも1つは、その主走査方向の位置:heが、+像高側または−像高側の、光軸からの有効レンズ高さ:hmaxに対し、条件:
(1) 0.62<|(he)/(hmax)|<0.93
を満足する位置に位置し、かつ、
光軸上の横倍率:β0、任意像高の横倍率:βhが、条件:
(2) 0.93<|βh/β0|<1.07
を満足することを特徴とする走査結像レンズ。 The light beam from the light source is formed into a line image that is long in the main scanning direction, and deflected at an equiangular speed by an optical deflector having a deflecting reflection surface in the vicinity of the image forming position of the line image. A scanning imaging lens used in an optical scanning device that collects light as a beam spot on the surface to be scanned, and optically scans the surface to be scanned at a constant speed,
It consists of two or more balls,
The sub-scanning curvature has at least one special surface that changes from the optical axis toward the periphery in the main scanning direction,
At least one of the special surfaces has an asymmetric change in the sub-scanning curvature in the main scanning direction, the curvature has an extreme value of 2 or more, and one of the two or more extreme values is Near the optical axis, the other extrema are on one side of the optical axis,
At least one of the extreme values of the special surface is as follows: the position in the main scanning direction: he is the effective lens height from the optical axis: hmax on the + image height side or the −image height side:
(1) 0.62 <| (he) / (hmax) | <0.93
Is located at a position satisfying
Lateral magnification on the optical axis: β 0 , Arbitrary image height lateral magnification: βh, conditions:
(2) 0.93 <| βh / β 0 | <1.07
A scanning imaging lens characterized by satisfying
副走査曲率の変化が主走査方向に非対称な特殊面が2面あり、これらのうち1面においては、副走査曲率の極値が、光軸近傍の1つと、光軸の片側にある他の1つの合計2個であり、他の面においては、副走査曲率の極値が光軸近傍の1個であることを特徴とする走査結像レンズ。 The scanning imaging lens according to claim 1.
There are two special surfaces in which the change in the sub-scanning curvature is asymmetric in the main scanning direction. In one of these surfaces, the extreme value of the sub-scanning curvature is one near the optical axis and the other on one side of the optical axis. A scanning imaging lens, wherein there are two in total, and the extreme value of the sub-scanning curvature is one near the optical axis on the other surface.
副走査曲率の変化が主走査方向に非対称な特殊面が1面あり、この特殊面における副走査曲率の極値が、光軸近傍の1個と、光軸の片側にある他の2個との合計3個であることを特徴とする走査結像レンズ。 The scanning imaging lens according to claim 1.
There is one special surface whose change in the sub-scanning curvature is asymmetric in the main scanning direction, and the extreme value of the sub-scanning curvature on this special surface is one near the optical axis and the other two on one side of the optical axis. A total of three scanning imaging lenses.
主走査断面内の形状が光軸に関して非対称であるレンズ面を含むことを特徴とする走査結像レンズ。 The scanning imaging lens according to claim 2.
A scanning imaging lens comprising a lens surface whose shape in the main scanning section is asymmetric with respect to the optical axis.
走査結像レンズを構成する1枚以上のレンズにチルトおよび/またはシフトを与えたことを特徴とする走査結像レンズ。 The scanning imaging lens according to claim 3 or 4,
A scanning imaging lens, wherein one or more lenses constituting the scanning imaging lens are tilted and / or shifted.
副走査曲率の変化が主走査方向に非対称で、且つ、上記副走査曲率が3個の極値を有する特殊面を有するレンズは、光軸近傍において副走査断面内の形状が正メニスカス形状であることを特徴とする走査結像レンズ。 The scanning imaging lens according to claim 3, 4 or 5,
A lens having a special surface in which the change in the sub-scanning curvature is asymmetric in the main scanning direction and the sub-scanning curvature has three extreme values has a positive meniscus shape near the optical axis in the sub-scan section. A scanning imaging lens characterized by the above.
有効書込幅:W、該有効書込幅内での副走査像面湾曲の幅:Fsが、条件:
(3) Fs/W < 0.005
を満足することを特徴とする走査結像レンズ。 The scanning imaging lens according to any one of claims 1 to 6,
Effective writing width: W, width of sub-scanning image surface curvature within the effective writing width: Fs is a condition:
(3) Fs / W <0.005
A scanning imaging lens characterized by satisfying
少なくとも、特殊面を有するレンズがプラスチックレンズであることを特徴とする走査結像レンズ。 The scanning imaging lens according to any one of claims 1 to 7,
A scanning imaging lens, wherein at least the lens having a special surface is a plastic lens.
走査結像レンズとして、請求項1〜8の任意の1に記載のものを用いたことを特徴とする光走査装置。 The light beam from the light source is formed into a line image that is long in the main scanning direction, and deflected at an equiangular speed by an optical deflector having a deflecting reflection surface in the vicinity of the image forming position of the line image. In the optical scanning device that collects the light as a beam spot on the surface to be scanned and optically scans the surface to be scanned at a constant speed,
An optical scanning apparatus using the scanning imaging lens according to any one of claims 1 to 8.
潜像担持体として光導電性の感光体を用い、潜像担持体を均一に帯電したのち光走査により静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像してトナー画像を得、このトナー画像を記録媒体上に定着して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 10.
A photoconductive photosensitive member is used as the latent image carrier. After the latent image carrier is uniformly charged, an electrostatic latent image is formed by optical scanning, and the formed electrostatic latent image is developed to obtain a toner image. An image forming apparatus, wherein the toner image is fixed on a recording medium to form an image.
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