JP2011158912A - Optical scanner - Google Patents

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JP2011158912A
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Masao Yamaguchi
雅夫 山口
Takashi Shiraishi
貴志 白石
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Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
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Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the image quality of an image by suppressing variation in the sectional beam diameter of a laser beam imaged on a photoreceptor drum, in an optical scanner of an over illumination type. <P>SOLUTION: In this optical scanner, an imaging optical system 60 includes an imaging lens 61 having at least one surface unsymmetrical to a first direction using, as a boundary point, the position where a luminous flux passes the optical axis of a system defined at a position having the shortest distance between each reflecting surface of a polygon mirror 50 and the photoreceptor drum 23. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えば、レーザプリンタやデジタル複写機等に使用される光走査装置に関し、特にポリゴンミラーへ入射する光束の主走査方向(ポリゴンミラーの回転方向に沿う方向)の幅が、ポリゴンミラーにおける反射面の主走査方向の面の幅よりも広いオーバーイルミネーションタイプの光走査装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device used in, for example, a laser printer, a digital copying machine, and the like. In particular, the width of a light beam incident on a polygon mirror in the main scanning direction (the direction along the rotation direction of the polygon mirror) The present invention relates to an over-illumination type optical scanning device that is wider than the width of a reflecting surface in the main scanning direction.

光ビームを用いて静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して可視(現像剤)像を得る静電複写方式の画像形成装置であるレーザプリンタ装置やデジタル複写装置等においては、出力すべき画像(元の画像)を、第1の方向と第1の方向に直交する第2の方向に分解し、分解された第1の方向と第2の方向のいずれかの方向の画像データに基づいて光強度を変化した光ビームを、概ね直線状に、所定の時間間隔で繰り返し出力すなわち走査する光走査装置が用いられる。なお、1ライン分の光ビームと次の1ライン分の光ビームが走査される間または1ラインが走査されている間に、記録媒体や潜像保持体を、所定の速度で、走査される光ビームと直交する方向に移動することで、元の画像に対応した画像が得られる。   In laser printers and digital copying machines, which are electrostatic copying image forming apparatuses that form an electrostatic latent image using a light beam and develop the electrostatic latent image to obtain a visible (developer) image. The image to be output (original image) is decomposed into a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and the decomposed first direction or the second direction An optical scanning device that repeatedly outputs, that is, scans, a light beam whose light intensity has been changed based on image data in a substantially linear manner at a predetermined time interval is used. The recording medium and the latent image holding member are scanned at a predetermined speed while the light beam for one line and the light beam for the next line are scanned or while one line is being scanned. By moving in the direction orthogonal to the light beam, an image corresponding to the original image is obtained.

このような光走査装置においては、光ビームが走査される方向すなわち第1の方向は、通常、主走査方向と呼ばれる。また、第1の方向と直交する第2の方向は、通常、副走査方向と呼ばれる。   In such an optical scanning device, the direction in which the light beam is scanned, that is, the first direction is usually referred to as the main scanning direction. Also, the second direction orthogonal to the first direction is usually called the sub-scanning direction.

光走査装置は、光ビーム(レーザビーム)を出射する光源である半導体レーザ素子、半導体レーザ素子から出射された光ビームの断面ビーム径および断面形状を所定の大きさおよび形状に整える第1のレンズ群、第1のレンズ群により所定の大きさおよび形状に整えられた光ビームを、記録媒体または潜像保持体が移動される方向と直交する方向に連続的に反射して偏向(走査)する偏向装置および偏向装置により偏向された光ビームを、記録媒体または潜像保持体の所定位置に結像させる第2のレンズ群等を含む。   The optical scanning device includes a semiconductor laser element that is a light source that emits a light beam (laser beam), and a first lens that adjusts a cross-sectional beam diameter and a cross-sectional shape of the light beam emitted from the semiconductor laser element to a predetermined size and shape. The light beams adjusted to a predetermined size and shape by the first lens group and the first lens group are continuously reflected and deflected (scanned) in a direction orthogonal to the direction in which the recording medium or the latent image holder is moved. A deflecting device and a second lens group that forms an image of the light beam deflected by the deflecting device at a predetermined position of the recording medium or the latent image holding member are included.

画像形成装置は、像(潜像)を保持する記録媒体または潜像保持体、記録媒体または潜像保持体を、光走査装置により1ライン分の画像データが照射される毎に1ライン分だけ移動させて、1ライン分の画像が1ライン分の画像と直交する方向に、順に整列された画像を形成する。なお、画像形成装置は、潜像を可視化する方法および潜像を記録媒体に直接形成するか否かに応じて、湿式(液体式)と乾式および直接式と転写式(間接式)に分類可能である。   The image forming apparatus has a recording medium or latent image holding body for holding an image (latent image), a recording medium or a latent image holding body for one line every time one line of image data is irradiated by the optical scanning device. By moving the image, an image in which an image for one line is arranged in order in a direction orthogonal to the image for one line is formed. Image forming devices can be classified into wet (liquid type), dry type, direct type and transfer type (indirect type) depending on the method of visualizing the latent image and whether the latent image is directly formed on the recording medium. It is.

上述した画像形成装置および光走査装置においては、プロセス速度(記録媒体または潜像保持体が移動される速度)、画像解像度(単位長さ当たりのドットの数、一般に1インチ当たりのドット数)、偏向装置のポリゴンミラーモータの回転速度(回転数)ならびに偏向装置のポリゴンミラーの面数との間には、
P(mm/s)をプロセス速度、
R(dpi)を画像解像度(1インチ当たりのドット数)、
Vr(rpm)をポリゴンミラーモータの回転数、および
Nをポリゴンミラーの面数、
とするとき、
P×R=25.4×Vr×N/60 ・・・(1)
の関係がある。
In the above-described image forming apparatus and optical scanning apparatus, process speed (speed at which the recording medium or latent image holding member is moved), image resolution (number of dots per unit length, generally dots per inch), Between the rotational speed (number of rotations) of the polygon mirror motor of the deflection device and the number of polygon mirror surfaces of the deflection device,
P (mm / s) is the process speed,
R (dpi) is the image resolution (number of dots per inch),
Vr (rpm) is the number of revolutions of the polygon mirror motor, and
N is the number of polygon mirror faces,
And when
P × R = 25.4 × Vr × N / 60 (1)
There is a relationship.

(1)式より、画像形成速度と画像解像度は、ポリゴンミラーの回転数(通常は、ポリゴンミラーモータの回転数と同一)とポリゴンミラーの面数に比例することが認められる。よって、画像形成装置の高速化(単位時間あたりの画像形成速度の増大)や高解像度化(画像解像度の向上)のためには、ポリゴンミラーの面数を増やすか、ポリゴンミラーの回転数を高める必要がある。   From equation (1), it is recognized that the image forming speed and the image resolution are proportional to the number of rotations of the polygon mirror (usually the same as the number of rotations of the polygon mirror motor) and the number of surfaces of the polygon mirror. Therefore, in order to increase the speed of the image forming apparatus (increase the image forming speed per unit time) and increase the resolution (improving the image resolution), the number of polygon mirrors is increased or the number of rotations of the polygon mirror is increased. There is a need.

今日、多くの画像形成装置で利用されているアンダーイルミネーションタイプ(オーバーイルミネーションタイプと比較する際の総称)の光走査装置においては、ポリゴンミラーに入射する光ビーム(光束)の主走査方向の幅(断面ビーム径であり、主走査方向と副走査方向とで異なる場合は、主走査方向のビーム径)は、ポリゴンミラーの任意の反射面の主走査方向の幅に比べて小さく制限されている。従って、ポリゴンミラーの各反射面に案内された光ビームは、その反射面により、全て反射される。   In an under-illumination type (a general term for comparison with an over-illumination type) optical scanning device used in many image forming apparatuses today, the width of a light beam (light beam) incident on a polygon mirror in the main scanning direction ( In the case where the cross-sectional beam diameter is different between the main scanning direction and the sub-scanning direction, the beam diameter in the main scanning direction is limited to be smaller than the width in the main scanning direction of an arbitrary reflecting surface of the polygon mirror. Therefore, the light beam guided to each reflecting surface of the polygon mirror is totally reflected by the reflecting surface.

一方、記録媒体または潜像保持体(像面)に案内された光ビームの断面ビーム径(主走査方向と副走査方向とで異なる場合は、主走査方向のビーム径)は、第2のレンズ群(結像光学系)のFナンバーFnに比例する。FナンバーFnは、
結像光学系の焦点距離をf、および
ポリゴンミラーにおける任意の反射面での光ビームの主走査方向の径をD、
とすると、
Fn=f/D
で表される。従って、解像度を高めるために、走査対象物(像面)すなわち記録媒体または潜像保持体(感光体)上での光ビームの断面ビーム径を小さくしようとすると、ポリゴンミラーの各反射面上での主走査方向の断面ビーム径を、大きくする必要がある。このため、ポリゴンミラーの各反射面の面幅を増大し、さらに反射面の面数を増大すると、ポリゴンミラーの大きさが大型になる。
On the other hand, the cross-sectional beam diameter of the light beam guided to the recording medium or the latent image holding body (image surface) (the beam diameter in the main scanning direction when the main scanning direction and the sub scanning direction are different) is the second lens. It is proportional to the F number Fn of the group (imaging optical system). F number Fn is
The focal length of the imaging optics is f, and
D is the diameter in the main scanning direction of the light beam at an arbitrary reflecting surface in the polygon mirror.
Then,
Fn = f / D
It is represented by Therefore, in order to increase the resolution, if an attempt is made to reduce the cross-sectional beam diameter of the light beam on the scanning object (image surface), that is, the recording medium or the latent image holding member (photoreceptor), It is necessary to increase the cross-sectional beam diameter in the main scanning direction. For this reason, when the surface width of each reflecting surface of the polygon mirror is increased and the number of reflecting surfaces is further increased, the size of the polygon mirror becomes large.

しかしながら、大型のポリゴンミラーを高速で回転させるためには、トルクの大きな大型のモータが要求される。この場合、当然、モータコストが上昇する。同時に、騒音や振動も増大され、さらに多くの熱が発生するため、これらの対策が必要になる。   However, in order to rotate a large polygon mirror at high speed, a large motor with a large torque is required. In this case, the motor cost naturally increases. At the same time, noise and vibration are increased and more heat is generated, so these measures are necessary.

この対策として、オーバーイルミネーションタイプの光走査装置がある。オーバーイルミネーションを用いた光走査装置の原理は、例えばLaser Scanning Notebook (Leo Beiser 著, SPIE OPTICAL ENGINEERING PRESS)等に開示されている。   As a countermeasure, there is an over illumination type optical scanning device. The principle of the optical scanning device using over illumination is disclosed in, for example, Laser Scanning Notebook (Leo Beiser, SPIE OPTICAL ENGINEERING PRESS).

オーバーイルミネーションタイプの光走査装置では、ポリゴンミラーの各反射面に照射される光ビームの主走査方向の幅が、ポリゴンミラーの個々の反射面の主走査方向の幅よりも大きく設定されることから、各反射面の全面で光ビームを反射させることができる。従って、ポリゴンミラーの大きさ、特に直径を、必要以上に増大することなく、画像形成速度および解像度を高めるために、ポリゴンミラーの反射面の数を増やすことができる。   In the over illumination type optical scanning device, the width in the main scanning direction of the light beam applied to each reflecting surface of the polygon mirror is set larger than the width in the main scanning direction of each reflecting surface of the polygon mirror. The light beam can be reflected on the entire surface of each reflecting surface. Accordingly, the number of reflecting surfaces of the polygon mirror can be increased in order to increase the image forming speed and resolution without increasing the size, particularly the diameter, of the polygon mirror more than necessary.

このように、ポリゴンミラーに照射される光ビームの断面ビーム径とポリゴンミラーにおける各反射面の主走査方向の幅との関係にオーバーイルミネーションを適用することにより、ポリゴンモータにかかる負荷の大きさが低減され、ポリゴンミラーを高速で回転させたとしても、発熱も抑制される。これにより、ポリゴンモータのコストも低減される。また、ポリゴンミラーの反射面の面数が増大されることで、ポリゴンミラーの主走査面の形状が真円に近づくため、騒音、特に風切り音や振動が低減できる。なお、騒音や振動があるレベルまで低減されることにより、防音および気密のために必要とされる防塵ガラス等の部品点数も減少されることから、一層、コストが低減されるメリットも期待できる。また、高デューティーサイクル(duty cycle)が可能となる。   In this way, by applying over illumination to the relationship between the cross-sectional beam diameter of the light beam applied to the polygon mirror and the width of each reflecting surface of the polygon mirror in the main scanning direction, the load on the polygon motor can be reduced. Even if the polygon mirror is rotated at high speed, heat generation is also suppressed. This also reduces the cost of the polygon motor. Further, since the shape of the main scanning surface of the polygon mirror approaches a perfect circle by increasing the number of reflection surfaces of the polygon mirror, noise, particularly wind noise and vibration can be reduced. Since noise and vibration are reduced to a certain level, the number of parts such as dust-proof glass required for soundproofing and airtightness is also reduced, so that a merit of further cost reduction can be expected. Also, a high duty cycle is possible.

上述したオーバーイルミネーションタイプの光走査装置においては、アンダーイルミネーションタイプの光走査装置では、ポリゴンミラーにより偏向された光ビームの主走査方向の幅は、走査角度(位置角度)に拘わりなく、一定であるに対し、走査角度によって変動する問題がある。   In the above-described over-illumination type optical scanning device, in the under-illumination type optical scanning device, the width in the main scanning direction of the light beam deflected by the polygon mirror is constant regardless of the scanning angle (position angle). On the other hand, there is a problem that it varies depending on the scanning angle.

このように、オーバーイルミネーションタイプの光走査装置においては、ポリゴンミラーの任意の反射面に案内された光ビームがポリゴンミラーの任意の反射面で反射される角度すなわち走査角度が変化することにともなって、FナンバーFnが変化することから、感光体(像面)に到達した光ビームの断面ビーム径のうちの主走査方向については、ばらつき(偏差)が発生する。特に、ポリゴンミラーに入射する光ビームが、主走査平面において、結像光学系の光軸と角度を持つ場合(斜めから入射する場合)、断面ビーム径のばらつきは、主走査方向に関し、結像光学系の光軸中心に対して左右非対称となる問題がある。   As described above, in the over-illumination type optical scanning device, the angle at which the light beam guided to the arbitrary reflecting surface of the polygon mirror is reflected by the arbitrary reflecting surface of the polygon mirror, that is, the scanning angle changes. Since the F number Fn changes, a variation (deviation) occurs in the main scanning direction of the cross-sectional beam diameter of the light beam that has reached the photoconductor (image plane). In particular, when the light beam incident on the polygon mirror has an angle with the optical axis of the imaging optical system in the main scanning plane (when entering from an oblique direction), the variation in cross-sectional beam diameter is related to the main scanning direction. There is a problem of left-right asymmetry with respect to the optical axis center of the optical system.

なお、像面(感光体)での光ビームの断面ビーム径のばらつきを低減するために、ポリゴンミラーの任意の反射面に、主走査方向の正面(近傍)から光ビームを入射させると、ポリゴンミラーの個々の反射面で反射(偏向)された光ビームが、第2のレンズ群で反射されてポリゴンミラーの任意の反射面に戻され、もう一度第2のレンズ群に向けて反射されることがある。この第2のレンズ群とポリゴンミラーの任意の反射面との間を往復した光ビームが、感光体の画像領域内に結像されると、画像の画質が劣化する問題がある。   In order to reduce the variation in the cross-sectional beam diameter of the light beam on the image surface (photosensitive member), if the light beam is incident on the arbitrary reflecting surface of the polygon mirror from the front (near) in the main scanning direction, the polygon The light beam reflected (deflected) by the individual reflecting surfaces of the mirror is reflected by the second lens group, returned to an arbitrary reflecting surface of the polygon mirror, and again reflected toward the second lens group. There is. When the light beam reciprocating between the second lens group and an arbitrary reflecting surface of the polygon mirror is imaged in the image area of the photoreceptor, there is a problem that the image quality of the image deteriorates.

また、第2のレンズ群に含まれるレンズのレンズ面に、反射防止膜(光透過率を向上させるコーティング)を設けることで、第2のレンズ群とポリゴンミラーの各反射面との間を往復する光ビームの発生を抑止することができるが、当然、レンズ単体のコストが上昇する問題がある。なお、反射防止膜は、ガラス転移温度が低いレンズのレンズ面に設ける場合に、レンズ表面の面精度が低下して光学特性が悪化する虞れがある。   Further, by providing an antireflection film (a coating for improving light transmittance) on the lens surface of the lens included in the second lens group, the lens surface is reciprocated between the second lens group and each reflecting surface of the polygon mirror. However, there is a problem that the cost of a single lens increases. In addition, when an antireflection film is provided on the lens surface of a lens having a low glass transition temperature, the surface accuracy of the lens surface may be lowered and optical characteristics may be deteriorated.

この発明の目的は、感光体に光ビームを結像するための結像用レンズのレンズ面で反射された光ビームが再び結像用レンズを通じて感光体に走査されることに起因する画質の劣化を防止可能で、装置の大きさを低減可能なオーバーイルミネーションタイプの光走査装置を提供することにある。   An object of the present invention is to deteriorate image quality caused by a light beam reflected by a lens surface of an imaging lens for imaging a light beam on a photosensitive member being scanned again on the photosensitive member through the imaging lens. It is an object of the present invention to provide an over-illumination type optical scanning apparatus that can prevent the above-described problem and reduce the size of the apparatus.

この発明は、上述の目的を達成するためになされたもので、光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、前記結像光学系は、光軸に対して、前記第1の方向に、自身の中心が長手方向の中心が偏心されているか、あるいは前記光軸と交差する位置で、前記第1の方向と直交する第2の方向の軸周りに回転されている面の回転中心に対して、所定量回転されている面を少なくとも1面有することを特徴とする光走査装置を提供するものである。   The present invention has been made in order to achieve the above-described object. An optical system before deflection for shaping a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, and the light beam on a scanning object. An optical scanning unit that scans to a predetermined position; and an imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the optical scanning unit on a scanning object, wherein the light beam incident on the optical scanning unit In the optical scanning device wider than the width of the single reflecting surface of the means in the first direction, the imaging optical system has a center in the longitudinal direction in the first direction with respect to the optical axis. Is decentered or rotated at a position intersecting the optical axis by a predetermined amount with respect to the rotation center of the surface rotated about the axis in the second direction orthogonal to the first direction. An optical scanning device having at least one surface is also provided. It is.

またこの発明は、光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、前記結像光学系は、少なくとも1つのパワーを有する面を有する光学部品を含み、前記光学部品のうちの前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の前記第1の方向をy軸、前記第1の方向と直交する第2の方向をz軸、前記光束の進行する方向をx軸とするとき、前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の非球面項は、
Σy(m=0,1,2,3,…)または
mnΣy(m=0,1,2,3,…,n=0,1,2,3,…)とすると、
m=2×k+1(k=0,1,2,3…)のときに、A≠0またはAmn≠0である項を含むことを特徴とする光走査装置を提供するものである。
The present invention also provides a pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, an optical scanning unit that scans the light beam at a predetermined position of a scanning object, An imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the optical scanning unit on a scanning target, and the light beam incident on the optical scanning unit is the first reflection surface of the single reflecting surface of the optical scanning unit. In the optical scanning device wider than the width in the direction, the imaging optical system includes an optical component having a surface having at least one power, and the shape of the surface having the power of at least one of the optical components is the shape of the surface When the first direction is the y-axis, the second direction orthogonal to the first direction is the z-axis, and the direction in which the light beam travels is the x-axis, the shape of the surface having the power of at least one surface is not The spherical term is
A m Σy m (m = 0, 1, 2, 3,...) Or
If A mn Σy m z n (m = 0, 1, 2, 3,..., N = 0, 1, 2, 3,...),
The present invention provides an optical scanning device including a term in which A m ≠ 0 or A mn ≠ 0 when m = 2 × k + 1 (k = 0, 1, 2, 3,...).

さらにこの発明は、光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、前記結像光学系は、パワーを有するレンズを含み、前記パワーを有するレンズは、前記光束が入射する際の反射を抑止する表面処理をともなわない面を少なくとも1面有し、前記光走査手段への入射光と前記結像光学系の光軸とが主走査平面または副走査平面で角度を有することを特徴とする光走査装置を提供するものである。   Furthermore, the present invention provides a pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, An imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the optical scanning unit on a scanning target, and the light beam incident on the optical scanning unit is the first reflection surface of the single reflecting surface of the optical scanning unit. In the optical scanning device wider than the width in the direction, the imaging optical system includes a lens having power, and the lens having power has at least a surface without a surface treatment for suppressing reflection when the light beam is incident. The present invention provides an optical scanning device having one surface, wherein the incident light to the optical scanning means and the optical axis of the imaging optical system have an angle in a main scanning plane or a sub-scanning plane.

またさらにこの発明は、光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、前記結像光学系は、複数の光学部品を含み、複数の光学部品のうちのパワーを有する光学部品は、2以下であることを特徴とする光走査装置を提供するものである。   Still further, the present invention provides a pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, an optical scanning unit that scans the light beam at a predetermined position of a scanning object, An imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the optical scanning unit on a scanning object, and the light beam incident on the optical scanning unit is the first reflection surface of the single reflecting surface of the optical scanning unit. In the optical scanning device wider than the width in the direction, the imaging optical system includes a plurality of optical components, and the number of optical components having power among the plurality of optical components is 2 or less. A device is provided.

さらにまたこの発明は、光ビームを受光して像を生成する感光体と、光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、上記光束を前記感光体の所定の位置に走査する光走査手段と、この光走査手段で走査された上記光束を前記感光体に結像させる結像光学系とを備え、上記光走査手段に入射する上記光束が上記光走査手段の単一の反射面の上記第1の方向の幅より広い光走査装置であって、上記結像光学系は、光軸に対して、上記第1の方向に、自身の中心が長手方向の中心が偏心されているか、あるいは上記光軸と交差する位置で、上記第1の方向と直交する第2の方向の軸周りに回転されている面の回転中心に対して、所定量回転されている面を少なくとも1面有することを特徴とする光走査装置と、この光走査装置により前記感光体に形成された像を現像する現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。   Furthermore, the present invention provides a photoconductor that receives an optical beam to generate an image, a pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source and forms a long line image in a first direction, and the light beam as described above. An optical scanning unit that scans a predetermined position of the photosensitive member; and an imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the optical scanning unit on the photosensitive member. The light beam incident on the optical scanning unit An optical scanning device wider than the width of the first reflecting surface of the optical scanning means in the first direction, wherein the imaging optical system has its center in the first direction with respect to the optical axis. With respect to the rotation center of the surface rotated about the axis in the second direction perpendicular to the first direction at a position where the center in the longitudinal direction is decentered or intersects the optical axis. An optical scanning device characterized in that it has at least one surface that is rotated by a fixed amount; There is provided a developing apparatus for developing an image formed on the photoreceptor by the optical scanning apparatus, an image forming apparatus characterized by having a.

以上説明したように、この発明は、オーバーイルミネーションタイプの光走査装置において、結像光学系のパワーを持つ面の形状を主走査方向に非対称としたので、結像光学系のレンズ面による反射光による画像悪化を防ぐことができ、且つ画像領域でのビーム径ばらつきを低減することが可能となり、出力画像の画質を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, in the over-illumination type optical scanning device, since the shape of the surface having the power of the imaging optical system is asymmetric in the main scanning direction, the reflected light from the lens surface of the imaging optical system It is possible to prevent image deterioration due to the image quality, and to reduce the beam diameter variation in the image area, thereby improving the image quality of the output image.

この発明の実施の形態である光走査装置が組み込まれる画像形成装置の一例を示す概略図。1 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus in which an optical scanning device according to an embodiment of the present invention is incorporated. 図1に示した画像形成装置に組み込まれる光走査装置を説明する概略図。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an optical scanning device incorporated in the image forming apparatus illustrated in FIG. 1. 図2に示した光走査装置を含むデジタル複写装置の駆動回路の一例を示す概略ブロック図。FIG. 3 is a schematic block diagram showing an example of a drive circuit of a digital copying apparatus including the optical scanning device shown in FIG. 2. 図2に示したオーバーイルミネーションタイプの光走査装置のポリゴンミラーの個々の反射面と結像レンズとの間をレーザビームを往復する状態を説明する概略図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a state in which a laser beam reciprocates between individual reflecting surfaces of a polygon mirror and an imaging lens of the over illumination type optical scanning device illustrated in FIG. 2. 図2に示したオーバーイルミネーションタイプの光走査装置のポリゴンミラーの個々の反射面の回転により走査されるレーザビームの走査位置とレーザビームの主走査方向の光束幅との関係を説明する概略図。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a relationship between a scanning position of a laser beam scanned by rotation of individual reflecting surfaces of a polygon mirror of the over illumination type optical scanning device shown in FIG. 2 and a light beam width in the main scanning direction of the laser beam. 図2に示したオーバーイルミネーションタイプの光走査装置を用い、収束角度のばらつきを主走査方向の全走査領域で低減させることにより、感光体ドラムに結像されたレーザビームの断面ビーム径のばらつきの程度を抑えることのできる原理を説明する概略図。By using the over-illumination type optical scanning device shown in FIG. 2 and reducing the variation in the convergence angle in the entire scanning region in the main scanning direction, the variation in the cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged on the photosensitive drum can be reduced. Schematic explaining the principle which can suppress a grade. 図2を用いて説明した光走査装置において、主走査方向位置に対する収束角度ψのばらつきの状態を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域として、周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフ。In the optical scanning device described with reference to FIG. 2, the state of variation in the convergence angle ψ with respect to the position in the main scanning direction is expressed on the photosensitive drum as a known optical scanning device with an image region ranging from −160 mm to 160 mm. The graph which shows the result of the comparison. 図2を用いて説明した光走査装置において、感光体ドラムに結像されたレーザビームの断面ビーム径の変動を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域として、周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフ。In the optical scanning device described with reference to FIG. 2, the variation in the cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged on the photosensitive drum is known on the photosensitive drum as a range from −160 mm to 160 mm as an image region. The graph which shows the result compared with the optical scanning device. 図2を用いて説明した光走査装置において、主走査方向のfθ特性を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域として、周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフ。In the optical scanning device described with reference to FIG. 2, the fθ characteristic in the main scanning direction is a graph showing a result of comparison with a known optical scanning device on the photosensitive drum as an image region in a range from −160 mm to 160 mm. . 図2を用いて説明した光走査装置の別の実施の形態を説明する概略図。Schematic explaining another embodiment of the optical scanning device described with reference to FIG. 図10を用いて説明した光走査装置において、主走査方向位置に対する収束角度ψのばらつきの状態を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域として、周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフ。In the optical scanning device described with reference to FIG. 10, the state of variation of the convergence angle ψ with respect to the position in the main scanning direction is defined as the range of −160 mm to 160 mm on the photosensitive drum as an image region. The graph which shows the result of the comparison. 図10を用いて説明した光走査装置において、感光体ドラムに結像されたレーザビームの断面ビーム径の変動を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域として、周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフ。In the optical scanning device described with reference to FIG. 10, the variation in the cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged on the photosensitive drum is known on the photosensitive drum as a range from −160 mm to 160 mm as an image region. The graph which shows the result compared with the optical scanning device. 図10を用いて説明した光走査装置において、主走査方向のfθ特性を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域として、周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフ。In the optical scanning device described with reference to FIG. 10, the fθ characteristic in the main scanning direction is a graph showing the result of comparison with a known optical scanning device on the photosensitive drum, with the range from −160 mm to 160 mm as an image region. .

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、この発明の実施の形態である光走査装置を有する画像形成装置としてのデジタル複写機を示すものである。   FIG. 1 shows a digital copying machine as an image forming apparatus having an optical scanning device according to an embodiment of the present invention.

図1に示されるように、デジタル複写装置1は、例えば画像読取手段としてのスキャナ部10と、画像形成手段としてのプリンタ部20と、を有している。   As shown in FIG. 1, the digital copying apparatus 1 includes, for example, a scanner unit 10 as an image reading unit and a printer unit 20 as an image forming unit.

スキャナ部10は、矢印の方向に移動可能に形成された第1キャリッジ11、第1キャリッジ11に従動して移動される第2キャリッジ12、第2キャリッジ12からの光に所定の結像特性を与える光学レンズ13、光学レンズ13により所定の結像特性が与えられた光を光電変換して電気信号を出力する光電変換素子14、原稿Dを保持する原稿台15、原稿台15に原稿Dを押しつける原稿固定カバー16等を有している。   The scanner unit 10 has predetermined imaging characteristics for light from the first carriage 11 formed to be movable in the direction of the arrow, the second carriage 12 that is moved by following the first carriage 11, and the light from the second carriage 12. An optical lens 13 to be applied, a photoelectric conversion element 14 that photoelectrically converts light given predetermined imaging characteristics by the optical lens 13 and outputs an electric signal, a document table 15 that holds the document D, and a document D on the document table 15 A document fixing cover 16 to be pressed is provided.

第1キャリッジ11には、原稿Dを照明する光源17、光源17が放射する光で照明されて原稿Dから反射された反射光を、第2キャリッジ12に向けて反射するミラー18aが設けられている。   The first carriage 11 is provided with a light source 17 that illuminates the document D, and a mirror 18 a that reflects the reflected light reflected from the document D by the light emitted from the light source 17 toward the second carriage 12. Yes.

第2キャリッジ12には、第1キャリッジ11のミラー18aから伝達された光を90゜折り曲げるミラー18b、ミラー18bで折り曲げられた光をさらに90゜折り曲げるミラー18cを有している。   The second carriage 12 has a mirror 18b for bending the light transmitted from the mirror 18a of the first carriage 11 by 90 °, and a mirror 18c for further bending the light bent by the mirror 18b by 90 °.

原稿台15に載置された原稿Dは、光源17によって照明され、画像の有無に対応する光の明暗が分布する反射光を反射する。この原稿Dの反射光は、原稿Dの画像情報として、ミラー18a,18bおよび18cを経由して、光学レンズ13に入射される。   The document D placed on the document table 15 is illuminated by the light source 17 and reflects reflected light in which the brightness of light corresponding to the presence or absence of an image is distributed. The reflected light of the document D enters the optical lens 13 via the mirrors 18a, 18b and 18c as image information of the document D.

光学レンズ13に案内された原稿Dからの反射光は、光学レンズ13により、光電変換素子(CCDセンサ)14の受光面に集光される。   The reflected light from the document D guided by the optical lens 13 is condensed on the light receiving surface of the photoelectric conversion element (CCD sensor) 14 by the optical lens 13.

以下、図示しない操作パネルまたは外部装置から画像形成の開始が入力されると、図示しないキャリッジ駆動用モータの駆動により第1キャリッジ11と第2キャリッジ12が原稿台15に対して所定の位置関係となるよう定められているホーム位置に一旦移動されたのち、原稿台15に沿って所定の速度で移動されることで、原稿Dの画像情報すなわち原稿Dから反射された画像光が、ミラー18aが延出されている方向すなわち主走査方向に沿った所定の幅で切り出されて、ミラー18bに向けて反射されるとともに、ミラー18aが延出されている方向と直交する方向すなわち副走査方向に関してミラー18aにより切り出された幅を単位として、順次取り出され、原稿Dの全ての画像情報がCCDセンサ14に案内される。なお、CCDセンサ14から出力される電気信号はアナログ信号であり、図示しないA/Dコンバータによりデジタル信号に変換されて、画像信号として図示しない画像メモリに、一時的に記憶される。   Hereinafter, when the start of image formation is input from an operation panel (not shown) or an external device, the first carriage 11 and the second carriage 12 are in a predetermined positional relationship with respect to the document table 15 by driving a carriage drive motor (not shown). After being moved to the home position determined to be, it is moved along the document table 15 at a predetermined speed, so that the image information of the document D, that is, the image light reflected from the document D is reflected by the mirror 18a. The mirror is cut out with a predetermined width along the extending direction, i.e., the main scanning direction, reflected toward the mirror 18b, and the mirror perpendicular to the extending direction of the mirror 18a, i.e., the sub-scanning direction. The image data is sequentially taken out in units of the width cut out by 18a, and all image information of the document D is guided to the CCD sensor 14. The electrical signal output from the CCD sensor 14 is an analog signal, converted into a digital signal by an A / D converter (not shown), and temporarily stored as an image signal in an image memory (not shown).

以上のようにして、原稿台15上に載置された原稿Dの画像は、CCDセンサ14により、ミラー18aが延出されている第1の方向に沿った1ラインごとに図示しない画像処理部において画像の濃淡を示す例えば8ビットのデジタル画像信号に変換される。   As described above, the image of the document D placed on the document table 15 is imaged by the CCD sensor 14 for each line along the first direction in which the mirror 18a is extended. Is converted into, for example, an 8-bit digital image signal indicating the density of the image.

プリンタ部20は、図2および図3を用いて後段に説明する露光装置としての光走査装置21および被画像形成媒体である記録用紙P上に画像形成が可能な電子写真方式の画像形成部22を有している。   The printer unit 20 includes an optical scanning device 21 serving as an exposure device, which will be described later with reference to FIGS. 2 and 3, and an electrophotographic image forming unit 22 capable of forming an image on a recording paper P as an image forming medium. have.

画像形成部22は、図3を用いて説明するメインモータにより外周面が所定の速度で移動するよう回転され、光走査装置21からレーザビームLが照射されることで画像データすなわち原稿Dの画像に対応する静電潜像が形成されるドラム状の感光体(以下、感光体ドラムと示す)23、感光体ドラム23の表面に所定極性の表面電位を与える帯電装置24、感光体ドラム23に光走査装置により形成された静電潜像に可視化材としてのトナーを選択的に供給して現像する現像装置25、現像装置25により感光体ドラム23の外周に形成されたトナー像に所定の電界を与えて記録用紙Pに転写する転写装置26、転写装置でトナー像が転写された記録用紙Pおよび記録用紙Pと感光体ドラム23との間のトナーを、感光体ドラム23との静電吸着から解放して(感光体ドラム23から)分離する分離装置27および感光体ドラム23の外周面に残った転写残りトナーを除去し、感光体ドラム23の電位分布を帯電装置24により表面電位が供給される以前の状態に戻すクリーニング装置28等を有している。なお、帯電装置24、現像装置25、転写装置26、分離装置27およびクリーニング装置28は、感光体ドラム23が回転される矢印方向に沿って、順に配列されている。また、光走査装置21からのレーザビームLは、帯電装置24と現像装置25と間の感光体ドラム23上の所定位置Xに照射される。   The image forming unit 22 is rotated by the main motor described with reference to FIG. 3 so that the outer peripheral surface moves at a predetermined speed, and the laser beam L is emitted from the optical scanning device 21, thereby image data, that is, the image of the document D. A drum-shaped photoconductor (hereinafter referred to as a photoconductor drum) 23 on which an electrostatic latent image corresponding to 1 is formed, a charging device 24 for applying a surface potential of a predetermined polarity to the surface of the photoconductor drum 23, and the photoconductor drum 23 A developing device 25 that selectively supplies toner as a visualization material to the electrostatic latent image formed by the optical scanning device and develops the toner image formed on the outer periphery of the photosensitive drum 23 by the developing device 25. Is transferred to the recording paper P, and the recording paper P onto which the toner image has been transferred by the transfer device and the toner between the recording paper P and the photosensitive drum 23 are statically transferred to the photosensitive drum 23. The separation device 27 that releases from the adsorption (separates from the photosensitive drum 23) and the transfer residual toner remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 23 are removed, and the potential distribution of the photosensitive drum 23 is changed to the surface potential by the charging device 24. A cleaning device 28 and the like for returning to a state before being supplied are provided. Note that the charging device 24, the developing device 25, the transfer device 26, the separation device 27, and the cleaning device 28 are arranged in order along the direction of the arrow in which the photosensitive drum 23 is rotated. Further, the laser beam L from the optical scanning device 21 is irradiated to a predetermined position X on the photosensitive drum 23 between the charging device 24 and the developing device 25.

スキャナ部10で原稿Dから読み取られた画像信号は、図示しない画像処理部において、例えば輪郭補正あるいは中間調表示のための階調処理等の処理により印字信号に変換され、さらに光走査装置21の以下に説明する半導体レーザ素子から放射されるレーザビームの光強度を、帯電装置24により所定の表面電位が与えられている感光体ドラム23の外周に、静電潜像を記録可能な強度と潜像を記録しない強度とのいづれかに変化させるためのレーザ変調信号に変換される。   An image signal read from the document D by the scanner unit 10 is converted into a print signal by an image processing unit (not shown) by, for example, gradation processing for contour correction or halftone display, and the like. The light intensity of a laser beam emitted from a semiconductor laser element to be described below is determined so that the electrostatic latent image can be recorded on the outer periphery of the photosensitive drum 23 to which a predetermined surface potential is applied by the charging device 24. The image is converted into a laser modulation signal for changing to any one of the non-recording intensity.

光走査装置21の以下に示すそれぞれの半導本レーザ素子は、上述したレーザ変調信号に従って強度変調され、所定の画像データに対応して感光体ドラム23の所定位置に静電潜像を記録するよう、発光する。この半導本レーザ素子からの光は、光走査装置21内の以下に説明する偏向装置によりスキャナ部10の読み取りラインと同一の方向である第1の方向に偏向されて、感光体ドラム23の外周上の所定位置Xに、照射される。   Each of the semiconductor laser elements shown below of the optical scanning device 21 is intensity-modulated according to the laser modulation signal described above, and records an electrostatic latent image at a predetermined position on the photosensitive drum 23 corresponding to predetermined image data. So that it emits light. The light from the semiconductor laser element is deflected in a first direction that is the same as the reading line of the scanner unit 10 by a deflecting device described below in the optical scanning device 21, and Irradiated to a predetermined position X on the outer periphery.

以下、感光体ドラム23が所定速度で矢印方向に回転されることで、スキャナ部10の第1キャリッジ11および第2キャリッジ12が原稿台7に沿って移動されると同様に、偏向装置により順次偏向される半導体レーザ素子からのレーザビームが1ライン毎に、感光体ドラム23上の外周に所定間隔で露光される。   Thereafter, when the photosensitive drum 23 is rotated in the direction of the arrow at a predetermined speed, the first carriage 11 and the second carriage 12 of the scanner unit 10 are moved along the document table 7 in the same manner as in the document table 7. The laser beam from the deflected semiconductor laser element is exposed on the outer circumference of the photosensitive drum 23 at predetermined intervals for each line.

このようにして、感光体ドラム23の外周上に、画像信号に応じた静電潜像が形成される。   In this way, an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the outer periphery of the photosensitive drum 23.

感光体ドラム23の外周に形成ざれた静電潜像は、現像装置25からのトナーにより現像され、感光体ドラム23の回転により転写装置26と対向する位置に搬送され、用紙カセット29から、給紙ローラ30および分離ローラ31により1枚取り出され、アライニングローラ32でタイミングが整合されて供給される記録用紙P上に、転写装置26からの電界によって転写される。   The electrostatic latent image formed on the outer periphery of the photosensitive drum 23 is developed with toner from the developing device 25, conveyed to a position facing the transfer device 26 by the rotation of the photosensitive drum 23, and supplied from the paper cassette 29. One sheet is taken out by the paper roller 30 and the separation roller 31, and is transferred by the electric field from the transfer device 26 onto the recording paper P supplied with the timing aligned by the aligning roller 32.

トナー像が転写された記録用紙Pは、分離装置27によりトナーとともに分離され、搬送装置33により定着装置34に案内される。   The recording paper P onto which the toner image has been transferred is separated together with the toner by the separation device 27 and guided to the fixing device 34 by the transport device 33.

定着装置34に案内された記録用紙Pは、定着装置34からの熱と圧力によりトナー(トナー像)が定着されたのち、排紙ローラ35によりトレイ36に排出される。   The recording paper P guided to the fixing device 34 is discharged onto the tray 36 by the paper discharge roller 35 after the toner (toner image) is fixed by heat and pressure from the fixing device 34.

一方、転写装置26によりトナー像(トナー)を記録用紙Pに転写させた後の感光体ドラム23は、引き続く回転の結果、クリーニング装置28と対向され、外周に残っている転写残りトナー(残留トナー)が除去されて、さらに帯電装置24により表面電位が供給される以前の状態に初期状態に戻され、次の画像形成が可能となる。   On the other hand, the photosensitive drum 23 after the toner image (toner) is transferred to the recording paper P by the transfer device 26 is opposed to the cleaning device 28 as a result of the subsequent rotation, and the transfer residual toner (residual toner) remaining on the outer periphery. ) Is removed, and the state before the surface potential is supplied by the charging device 24 is returned to the initial state, and the next image formation becomes possible.

以上のプロセスが繰り返されることで、連続した画像形成動作が可能となる。   By repeating the above process, a continuous image forming operation can be performed.

このように、原稿台15にセットされた原稿Dは、スキャナ部10で画像情報が読み取られ、読み取られた画像情報がプリンタ部20でトナー像に変換されて記録用紙Pに出力されることで、複写される。   As described above, the document D set on the document table 15 is read by the scanner unit 10, and the read image information is converted into a toner image by the printer unit 20 and output to the recording paper P. Copied.

なお、上述した画像形成装置の説明は、デジタル複写機を例としたが、例えば画像読取部が存在しないプリンタ装置でもかまわない。   In the above description of the image forming apparatus, a digital copying machine is taken as an example. However, for example, a printer without an image reading unit may be used.

図2(a)および図2(b)は、図1に示した光走査装置の構成を説明する概略図である。なお、図2(a)は、光走査装置に含まれる光源(半導体レーザ素子)と感光体ドラム(走査対象物)との間に配列される光学要素を、光偏向装置(ポリゴンミラー)から感光体ドラムに向かう光ビームが光偏向装置により走査される方向と平行な方向である主走査方向(第1の方向)と直交する方向から見るとともにミラーによる折り返しを展開して説明した概略平面図で、図2(b)は、図2(a)に示した方向すなわち主走査方向と直交する副走査方向(第2の方向)が平面となるように示した概略断面図である。   2A and 2B are schematic diagrams for explaining the configuration of the optical scanning device shown in FIG. In FIG. 2A, the optical elements arranged between the light source (semiconductor laser element) and the photosensitive drum (scanning object) included in the optical scanning device are exposed from the optical deflection device (polygon mirror). FIG. 3 is a schematic plan view illustrating a light beam traveling toward a body drum viewed from a direction orthogonal to a main scanning direction (first direction) that is parallel to a direction scanned by an optical deflecting device and unfolding by a mirror. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing the sub-scanning direction (second direction) perpendicular to the main scanning direction, that is, the direction shown in FIG.

図2(a)および図2(b)に示されるように、光走査装置21は、例えば、780nmのレーザビーム(光ビーム)Lを出射する半導体レーザ素子(光源)41、半導体レーザ素子41から出射されたレーザビームLの断面ビーム形状を所定の形状および大きさに整える有限焦点レンズまたはコリメートレンズ42、有限焦点レンズまたはコリメートレンズ42を通過されたレーザビームLの光量(光束幅)を、所定の大きさに制限するアパーチャ43、アパーチャ43により光量が制限されたレーザビームLの断面形状を、所定の断面ビーム形状に整えるために、副走査方向のみに正のパワーが与えられたシリンドリカルレンズ44、および有限焦点レンズもしくはコリメートレンズ42、アパーチャ43、およびシリンドリカルレンズ44により断面形状が所定の断面ビーム形状に整えられた半導体レーザ素子41からのレーザビームLを、所定の方向に折り曲げるミラー45等を有する偏向前光学系40を有している。   2A and 2B, the optical scanning device 21 includes, for example, a semiconductor laser element (light source) 41 that emits a laser beam (light beam) L of 780 nm, and a semiconductor laser element 41. The cross-sectional beam shape of the emitted laser beam L is adjusted to a predetermined shape and size, and the light amount (light flux width) of the laser beam L that has passed through the finite focus lens or collimator lens 42 is set to a predetermined value. A cylindrical lens 44 to which a positive power is applied only in the sub-scanning direction in order to adjust the cross-sectional shape of the laser beam L limited in size to a predetermined cross-sectional beam shape. , And a finite focal lens or collimating lens 42, an aperture 43, and a cylindrical lens Sectional shape has a laser beam L, the pre-deflection optical system 40 having a mirror 45 or the like for bending in a predetermined direction from the semiconductor laser element 41 which is adjusted to a predetermined sectional beam shape by 4.

偏向前光学系40により所定の断面ビーム形状が与えられたレーザビームLが進行する方向には、所定の速度で回転するポリゴンミラーモータ50Aと一体に形成され、シリンドリカルレンズ44により、断面ビーム形状が所定の形状に整えられたレーザビームLを、後段に位置される感光体ドラム(被走査面)23に向けて走査するポリゴンミラー(光偏向装置)50が設けられている。   In the direction in which the laser beam L to which the predetermined cross-sectional beam shape is given by the pre-deflection optical system 40 travels, it is formed integrally with the polygon mirror motor 50A that rotates at a predetermined speed. A polygon mirror (light deflecting device) 50 is provided for scanning the laser beam L adjusted to a predetermined shape toward the photosensitive drum (scanned surface) 23 located at the subsequent stage.

ポリゴンミラー50と感光体ドラム23との間には、ポリゴンミラー50の各反射面で連続して反射されたレーザビームLを、感光体ドラム23の軸線方向に沿って、概ね直線状に結像する結像光学系60が設けられている。   Between the polygon mirror 50 and the photosensitive drum 23, the laser beam L continuously reflected by each reflecting surface of the polygon mirror 50 is imaged substantially linearly along the axial direction of the photosensitive drum 23. An imaging optical system 60 is provided.

結像光学系60は、ポリゴンミラー50の個々の反射面で連続して反射されるレーザビームLを、感光体ドラム23に照射される際の感光体ドラム23上での位置とポリゴンミラー50の各反射面の回転角とを比例させながら図1に示した露光位置Xにおいて感光体ドラム23の長手(軸線)方向の一端から他端に照射し、感光体ドラム23上の長手方向のどの位置においても、所定の断面ビーム径となるように、ポリゴンミラー50が回転される角度に基づいて、所定の関係が与えられた収束性を提供可能な結像レンズ(通常、fθレンズと呼ばれる)61と、画像形成部22内を浮遊するトナー、塵あるいは紙粉等が光走査装置21の図示しないハウジング内に回り込むことを防止する防塵ガラス62等からなる。   The imaging optical system 60 is configured so that the position on the photoconductive drum 23 when the photoconductive drum 23 is irradiated with the laser beam L continuously reflected by the respective reflecting surfaces of the polygon mirror 50 and the polygon mirror 50. Irradiating from one end to the other end in the longitudinal (axis) direction of the photosensitive drum 23 at the exposure position X shown in FIG. 1 while making the rotation angle of each reflecting surface proportional, which position in the longitudinal direction on the photosensitive drum 23 In FIG. 5, an imaging lens (usually called an fθ lens) 61 that can provide convergence with a predetermined relationship based on an angle at which the polygon mirror 50 is rotated so as to have a predetermined cross-sectional beam diameter. And a dust-proof glass 62 that prevents toner, dust, paper dust, and the like floating in the image forming unit 22 from entering a housing (not shown) of the optical scanning device 21.

なお、光走査装置21内の半導体レーザ素子41から感光体ドラム23までのレーザビームLの光路は、図示しない複数のミラー等により、光走査装置21の図示しないハウジング内で折り曲げられている。また、結像レンズ61の主走査方向および副走査方向の曲率およびポリゴンミラー50と感光体ドラム23との間の光路が最適化されることで、結像レンズ61と図示しないミラーの少なくとも1つが一体に形成されてもよい。   The optical path of the laser beam L from the semiconductor laser element 41 in the optical scanning device 21 to the photosensitive drum 23 is bent in a housing (not shown) of the optical scanning device 21 by a plurality of mirrors (not shown). Further, by optimizing the curvature of the imaging lens 61 in the main scanning direction and the sub-scanning direction and the optical path between the polygon mirror 50 and the photosensitive drum 23, at least one of the imaging lens 61 and a mirror (not shown) is provided. It may be formed integrally.

また、図2(a)および図2(b)に示した光走査装置においては、ポリゴンミラー50の各反射面に向けられる入射レーザビームの主光線が沿う軸Oと結像光学系60の光軸Oを、それぞれ主走査平面に投影したときの両者のなす角度αは、α=5°である。また、同光走査装置を副走査断面から見た状態で、入射レーザビームと結像光学系の光軸Oとのなす角度は、2°である。 In the optical scanning device shown in FIGS. 2A and 2B, the axis O I along which the principal ray of the incident laser beam directed to each reflecting surface of the polygon mirror 50 and the imaging optical system 60 the optical axis O R, the angle alpha both when projected in the main scanning plane, respectively, is α = 5 °. Further, in a state viewed the optical scanning device from the sub-scan section, the angle between the optical axis O R of the incident laser beam and the imaging optical system is 2 °.

図3は、図2(a)および図2(b)に示した光走査装置を含むデジタル複写装置の駆動回路の一例を示す概略ブロック図である。   FIG. 3 is a schematic block diagram showing an example of a drive circuit of a digital copying apparatus including the optical scanning device shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).

主制御装置としてのCPU101には、所定の動作規則やイニシャルデータが記憶されているROM(読み出し専用メモリ)102、入力された制御データを一時的に記憶するRAM103、CCDセンサ14からの画像データまたは外部装置から供給される画像データを保持するとともに、以下に示す画像処理回路に対して画像データを出力する共有(画像)RAM104、バッテリバックアップにより、複写装置1への通電が遮断された場合であってもそれまでに記憶されたデータを保持するNVM(不揮発性メモリ)105、および画像RAM104に記憶されている画像データに所定の画像処理を付加して、以下に説明するレーザドライバに出力する画像処理装置106等が接続されている。   The CPU 101 as the main control device includes a ROM (read only memory) 102 in which predetermined operation rules and initial data are stored, a RAM 103 in which input control data is temporarily stored, image data from the CCD sensor 14 or This is a case where the image data supplied from the external apparatus is held, and the energization to the copying apparatus 1 is interrupted by the shared (image) RAM 104 that outputs the image data to the image processing circuit shown below and the battery backup. However, the NVM (nonvolatile memory) 105 that holds the data stored so far and the image data stored in the image RAM 104 are subjected to predetermined image processing and output to the laser driver described below. A processing device 106 and the like are connected.

CPU101にはまた、光走査装置21の半導体レーザ素子41を発光させるレーザドライバ121、ポリゴンミラー50を回転するポリゴンモータ50Aを駆動するポリゴンモータドライバ122、および感光体ドラム23や、付随する用紙(被転写材)の搬送機構等を駆動するメインモータ23Aを駆動するためのメインモータドライバ123等が接続されている。   The CPU 101 also includes a laser driver 121 that emits the semiconductor laser element 41 of the optical scanning device 21, a polygon motor driver 122 that drives a polygon motor 50 </ b> A that rotates the polygon mirror 50, a photosensitive drum 23, and accompanying paper (covered paper). A main motor driver 123 for driving a main motor 23A for driving a transfer material) transport mechanism and the like is connected.

図2(a)および図2(b)に示した光走査装置21では、半導体レーザ素子41を放射された発散性のレーザビームLは、有限焦点レンズまたはコリメートレンズ42により、断面ビーム形状が収束性にもしくは実質的に平行に変換される(希に、発散性のこともある)。   In the optical scanning device 21 shown in FIGS. 2A and 2B, the divergent laser beam L emitted from the semiconductor laser element 41 is converged by a finite focal lens or a collimating lens 42. Converted to gender or substantially parallel (rarely may be divergent).

断面ビーム形状が所定形状に変換されたレーザビームLは、アパーチャ43により通過されて光束幅および光量が最適に設定されるとともに、シリンドリカルレンズ44により、副走査方向にのみ所定の収束性が与えられる。これにより、レーザビームLは、ポリゴンミラー50の各反射面上で主走査方向に延びた線状となる。   The laser beam L whose cross-sectional beam shape has been converted into a predetermined shape is passed through the aperture 43 so that the light beam width and the light amount are optimally set, and the cylindrical lens 44 gives a predetermined convergence only in the sub-scanning direction. . As a result, the laser beam L has a linear shape extending in the main scanning direction on each reflection surface of the polygon mirror 50.

ポリゴンミラー50は、例えば正12面体であり、その内接円直径Dpが29mmに形成されている。ポリゴンミラー50の各反射面(12面)の主走査方向の幅Wpは、ポリゴンミラー50の反射面の数をNとすると、
Wp=tan(π/N)×Dp
から求めることができ、この例では、
Wp=tan(π/12)×29=7.77mm
である。
The polygon mirror 50 is a regular dodecahedron, for example, and has an inscribed circle diameter Dp of 29 mm. The width Wp in the main scanning direction of each reflecting surface (12 surfaces) of the polygon mirror 50 is N, where N is the number of reflecting surfaces of the polygon mirror 50.
Wp = tan (π / N) × Dp
In this example,
Wp = tan (π / 12) × 29 = 7.77 mm
It is.

これに対し、ポリゴンミラー50の各反射面に照射されるレーザビームLの主走査方向のビーム幅Dは、概ね32mmであり、ポリゴンミラー50の個々の反射面の主走査方向の幅Wp=7.77mmに比較して、広く設定されている。 In contrast, the beam width D L in the main scanning direction of the laser beam L applied to the reflecting surfaces of the polygon mirror 50 is generally 32 mm, in the main scanning direction of each of the reflecting surfaces of the polygon mirror 50 width Wp = Widely set compared to 7.77 mm.

ポリゴンミラー50の各反射面に案内され、ポリゴンミラー50が回転されることにより連続して反射されることで直線状に走査(偏向)されたレーザビームLは、結像光学系60の結像レンズ61によって、感光体ドラム23(像面)上で、断面ビーム径が少なくとも主走査方向に関して、概ね均一になるように所定の結像特性が与えられ、感光体ドラム23の表面に、概ね直線状に結像される。また、結像レンズ61により、ポリゴンミラー50の個々の反射面の回転角度と感光体ドラム23上に結像された光ビームの結像位置すなわち走査位置が、比例関係を持つように補正される。従って、結像レンズ61により、感光体ドラム23上に、直線状に走査される光ビームの速度は、全走査域で一定となる。なお、結像レンズ61は、ポリゴンミラー50の各反射面が副走査方向に対して個々に非平行であるすなわち各反射面に倒れが生じている影響による副走査方向の走査位置のずれも補正できる曲率(副走査方向曲率)が与えられている。結像レンズ61は、さらに副走査方向の像面湾曲も補正している。これら副走査方向の光学特性を補正するために、副走査方向の曲率は、走査位置により変化させている。   The laser beam L guided to each reflecting surface of the polygon mirror 50 and continuously scanned (deflected) by being continuously reflected by rotating the polygon mirror 50 is imaged by the imaging optical system 60. The lens 61 provides predetermined imaging characteristics on the photosensitive drum 23 (image plane) so that the cross-sectional beam diameter is substantially uniform at least in the main scanning direction, and the surface of the photosensitive drum 23 is substantially linear. The image is formed into a shape. Further, the imaging lens 61 corrects the rotation angle of each reflecting surface of the polygon mirror 50 and the imaging position of the light beam imaged on the photosensitive drum 23, that is, the scanning position, to have a proportional relationship. . Accordingly, the speed of the light beam scanned linearly on the photosensitive drum 23 by the imaging lens 61 is constant in the entire scanning region. Note that the imaging lens 61 also corrects the displacement of the scanning position in the sub-scanning direction due to the influence of the respective reflecting surfaces of the polygon mirror 50 being non-parallel to the sub-scanning direction, that is, the tilting of each reflecting surface. The possible curvature (sub-scanning direction curvature) is given. The imaging lens 61 further corrects field curvature in the sub-scanning direction. In order to correct the optical characteristics in the sub-scanning direction, the curvature in the sub-scanning direction is changed depending on the scanning position.

結像レンズ61のレンズ面の形状は、

Figure 2011158912
The shape of the lens surface of the imaging lens 61 is
Figure 2011158912

および

Figure 2011158912
and
Figure 2011158912

により定義されている。 Defined by

また、結像レンズ61の材質は、アクリル(PMMA)であり、屈折率nは、波長が780nmのレーザビームに関し、n=1.483987である。また、結像レンズ61の厚さは、光軸(レーザビームが進行する方向)上のデフォーカス方向で24mm、副走査方向の高さは、25mmである。   The material of the imaging lens 61 is acrylic (PMMA), and the refractive index n is n = 1.483987 for a laser beam having a wavelength of 780 nm. The imaging lens 61 has a thickness of 24 mm in the defocus direction on the optical axis (the direction in which the laser beam travels), and a height in the sub-scanning direction of 25 mm.

このような結像レンズ61を用いることで、ポリゴンミラー50の個々の反射面の回転角θと感光体ドラム23上に結像されるレーザビームLの位置とが概ね比例されるので、レーザビームLが感光体ドラム23上に結像される際の位置が補正可能となる。   By using such an imaging lens 61, the rotation angle θ of each reflecting surface of the polygon mirror 50 and the position of the laser beam L imaged on the photosensitive drum 23 are approximately proportional to each other. The position at which L is imaged on the photosensitive drum 23 can be corrected.

結像レンズ61は、また、ポリゴンミラー50の各反射面相互の副走査方向の傾きの偏差すなわち面倒れ量のばらつきによって生じる副走査方向の位置ずれを補正可能である。詳細には、結像レンズ61のレーザビーム入射面(ポリゴンミラー50側)と出射面(感光体ドラム23側)とにおいて、概ね光学的に共役の関係とすることで、ポリゴンミラー50の任意の反射面とポリゴンミラー50の回転軸との間に定義される傾きが(個々の反射面毎に)異なる場合でも、感光体ドラム23上に案内されるレーザビームLの副走査方向の走査位置のずれを補正することができる。   The imaging lens 61 can also correct a deviation in the sub-scanning direction between the reflecting surfaces of the polygon mirror 50, that is, a positional deviation in the sub-scanning direction caused by variations in the amount of surface tilt. More specifically, an arbitrary optical conjugation relationship between the laser beam incident surface (polygon mirror 50 side) and the exit surface (photosensitive drum 23 side) of the imaging lens 61 is obtained. Even when the inclination defined between the reflecting surface and the rotation axis of the polygon mirror 50 is different (for each reflecting surface), the scanning position of the laser beam L guided on the photosensitive drum 23 in the sub-scanning direction is changed. The deviation can be corrected.

また、副走査方向の像面湾曲、副走査方向の走査線の曲がりも結像レンズ61により補正される。これらを補正するために、結像レンズ61の副走査方向の曲率は、走査位置に応じて変化されている。   The imaging lens 61 also corrects the field curvature in the sub-scanning direction and the bending of the scanning line in the sub-scanning direction. In order to correct these, the curvature of the imaging lens 61 in the sub-scanning direction is changed according to the scanning position.

なお、レーザビームLの断面ビーム径は、半導体レーザ素子41が放射する光ビームLの波長に依存することから、レーザビームLの波長を650nmまたは630nm、もしくはより短い波長とすることで、レーザビームLの断面ビーム径を、一層、小径化できる。   The cross-sectional beam diameter of the laser beam L depends on the wavelength of the light beam L emitted from the semiconductor laser element 41. Therefore, by setting the wavelength of the laser beam L to 650 nm, 630 nm, or a shorter wavelength, the laser beam The cross-sectional beam diameter of L can be further reduced.

図4は、図2(a)および図2(b)に示したオーバーイルミネーションタイプの光走査装置において、ポリゴンミラーの個々の反射面と結像レンズとの間をレーザビームを往復する状態を説明する概略図である。   FIG. 4 illustrates a state in which the laser beam reciprocates between the individual reflecting surfaces of the polygon mirror and the imaging lens in the over-illumination type optical scanning device shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). FIG.

図4に示されるように、ポリゴンミラー61の個々の反射面に入射するレーザビームLが、主走査平面内で、ポリゴンミラー61の概ね正面から入射される場合、ポリゴンミラー50の各反射面へ入射するレーザビームLは、ポリゴンミラー50の任意の反射面で連続して反射されて、画像レーザビームLとなる。この画像レーザビームLは、結像レンズ61のレンズ面で反射され、反射レーザビームLとなる。 As shown in FIG. 4, when the laser beams L incident on the individual reflecting surfaces of the polygon mirror 61 are incident from substantially the front surface of the polygon mirror 61 within the main scanning plane, each reflecting surface of the polygon mirror 50 is directed to. The incident laser beam L 1 is continuously reflected by an arbitrary reflecting surface of the polygon mirror 50 to become an image laser beam L 2 . The image the laser beam L 2 is reflected by the lens surface of the imaging lens 61, the reflected laser beam L 3.

結像レンズ61のレンズ面からの反射レーザビームLは、ポリゴンミラー50の個々の反射面に戻され、ポリゴンミラー50の個々の反射面のうちの反射光が画像領域に寄与する面で反射されて、結像レンズ61に向かう反射レーザビームLとなる。 Reflected laser beam L 3 from the lens surface of the imaging lens 61 is returned to the individual reflecting surfaces of the polygon mirror 50, the reflected light of the individual reflecting surfaces of the polygon mirror 50 is reflected by the contributing surface the image area Thus, the reflected laser beam L 4 toward the imaging lens 61 is obtained.

このように、ポリゴンミラー50の任意の反射面と結像レンズ61のレンズ面との間を往復した後、再びポリゴンミラー50の反射光が画像領域に寄与する面で反射された反射レーザビームLが結像レンズ61により感光体ドラム23上の画像領域へ結像されると、出力画像の画質が劣化することになる。なお、結像レンズ61のレンズ面で反射される反射レーザビームLの光強度は、結像レンズ61のレンズ面に、光透過率を向上させるコーティング(反射防止膜)が形成されていない場合に、特に、顕著になる。また、結像レンズ61が、反射防止膜を設けることが可能なガラス製のレンズであっても、ガラス転移温度が低い材質で形成されている場合には、反射防止膜を設ける工程で、レンズ表面の面精度が劣化(変化)しやすく、結果的に、光学特性が悪化する問題がある。 In this way, after reciprocating between an arbitrary reflecting surface of the polygon mirror 50 and the lens surface of the imaging lens 61, the reflected laser beam L is reflected again by the surface where the reflected light of the polygon mirror 50 contributes to the image area. When 4 is imaged on the image area on the photosensitive drum 23 by the imaging lens 61, the image quality of the output image is deteriorated. The light intensity of the reflected laser beam L 3 reflected by the lens surface of the imaging lens 61, the lens surface of the imaging lens 61, when the coating to improve the light transmittance (antireflection film) is not formed In particular, it becomes prominent. Further, even if the imaging lens 61 is a glass lens that can be provided with an antireflection film, if the imaging lens 61 is formed of a material having a low glass transition temperature, the lens is formed in the step of providing the antireflection film. The surface accuracy of the surface is likely to deteriorate (change), and as a result, there is a problem that the optical characteristics deteriorate.

ポリゴンミラー50の任意の反射面と結像レンズ61のレンズ面との間を往復したレーザビーム(L)により、画像の画質が劣化されないためには、ポリゴンミラー50の個々の反射面に入射される入射レーザビームを、主走査断面で結像レンズ61の光軸に対して、任意の角度の方向から入射させる必要がある(結像レンズ61の光軸とポリゴンミラー50の個々の反射面に入射される入射レーザビームとの間に傾きを与える必要がある)。 In order that the image quality of the image is not deteriorated by the laser beam (L 4 ) reciprocating between an arbitrary reflecting surface of the polygon mirror 50 and the lens surface of the imaging lens 61, it is incident on each reflecting surface of the polygon mirror 50. The incident laser beam needs to be incident from an arbitrary angle direction with respect to the optical axis of the imaging lens 61 in the main scanning section (the optical axis of the imaging lens 61 and the individual reflecting surfaces of the polygon mirror 50). It is necessary to provide an inclination between the incident laser beam and the incident laser beam.

しかしながら、結像レンズ61の光軸とポリゴンミラー50の個々の反射面に入射される入射レーザビームと間に、上述した傾きがある場合、図5に示すように、ポリゴンミラー50の各反射面で走査されたレーザビームL,L,Lの主走査方向の幅を、それぞれD,DおよびDとすると、各反射レーザビームの主走査方向の幅の大小関係(長短)は、Da > Db > Dcとなる。すなわち、結像光学系60の全体の焦点距離をf、ポリゴンミラー50の任意の反射面で反射された光ビームの主走査方向の径(幅)をDとすると、f/Dで定義されるFナンバーFnが、走査角度により異なることがよく知られている。 However, when there is the above-described inclination between the optical axis of the imaging lens 61 and the incident laser beam incident on each reflecting surface of the polygon mirror 50, each reflecting surface of the polygon mirror 50 is shown in FIG. If the widths in the main scanning direction of the laser beams L a , L b , and L c scanned in step D are D a , D b, and D c , respectively, the width relationship in the main scanning direction of each reflected laser beam (long and short) Becomes Da>Db> Dc. That is, if the overall focal length of the imaging optical system 60 f, the main scanning direction of the light beam reflected by any of the reflecting surface of the polygon mirror 50 diameter (width) and D x, defined by f / D x It is well known that the F number Fn is different depending on the scanning angle.

感光体ドラム23の所定の位置に結像されたレーザビームの断面ビーム径は、FナンバーFnに概ね比例するので、感光体ドラム23上におけるビーム径を、それぞれ、ω,ω,ωとすると、ω < ω < ωとなる。 Since the cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged at a predetermined position on the photosensitive drum 23 is substantially proportional to the F number Fn, the beam diameter on the photosensitive drum 23 is set to ω a , ω b , ω c , respectively. Then, ω abc .

従って、結像レンズ61の光軸とポリゴンミラー50の各反射面に入射される入射レーザビームと間に、上述の傾きがある場合、感光体ドラム23上での結像位置(走査位置)に起因して、レーザビームの断面ビーム径にばらつきが生じ、感光体ドラム23に記録される画像の画質が悪化することになる。   Accordingly, when there is the above-described inclination between the optical axis of the imaging lens 61 and the incident laser beam incident on each reflecting surface of the polygon mirror 50, the imaging position (scanning position) on the photosensitive drum 23 is set. As a result, the cross-sectional beam diameter of the laser beam varies, and the image quality of the image recorded on the photosensitive drum 23 deteriorates.

なお、感光体ドラム23に結像されるレーザビームの断面ビーム径ωは、収束角度(レーザビームの中心光とレーザビームの外縁とのなす角)をψ、レーザビームの波長をλとすると、ω≒λ/(πtanψ)によっても表すことができるので、断面ビーム径ωのばらつきを低減するには、レーザビームが感光体ドラム23に収束(結像)される際の収束角度ψのばらつきを低減させる必要がある。   The cross-sectional beam diameter ω of the laser beam focused on the photosensitive drum 23 is ψ, where λ is the convergence angle (angle formed by the center light of the laser beam and the outer edge of the laser beam), and λ is the wavelength of the laser beam. Since it can also be expressed by ω≈λ / (πtanψ), in order to reduce the variation in the cross-sectional beam diameter ω, the variation in the convergence angle ψ when the laser beam converges (images) on the photosensitive drum 23. It needs to be reduced.

図6(a)および図6(b)は、上述した収束角度のばらつきを主走査方向の全走査領域で低減させることにより、感光体ドラムに結像されたレーザビームの断面ビーム径のばらつきの程度を抑えることのできる原理、すなわち結像レンズの形状の特徴を説明する概略図である。   FIGS. 6A and 6B show the variation in the cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged on the photosensitive drum by reducing the above-described variation in the convergence angle in the entire scanning region in the main scanning direction. It is the schematic explaining the principle which can suppress a grade, ie, the characteristic of the shape of an imaging lens.

図6(a)は、ポリゴンミラー50の個々の反射面上における断面ビーム径が大きいとき、すなわちFナンバーFnが小さい場合に適用可能な結像レンズ61を通過するレーザビームの特性を説明する概略図である。なお、この状態は、図5に示したレーザビームLとポリゴンミラー50の任意の反射面との関係に相当する。 FIG. 6A is a schematic diagram for explaining the characteristics of a laser beam passing through the imaging lens 61 applicable when the cross-sectional beam diameter on each reflecting surface of the polygon mirror 50 is large, that is, when the F number Fn is small. FIG. Incidentally, this state corresponds to the relationship with any of the reflection surface of the laser beam L a and the polygon mirror 50 shown in FIG.

図6(a)に示される通り、結像レンズ61の主走査方向に関し、入射レーザビームの径(幅)Dよりも出射レーザビームの径(幅)Dが小さくなるように結像レンズ61の特性を設定することで、感光体ドラム23(像面)に到達するレーザビームの収束角度ψが小さくなる。従って、感光体ドラム23(像面)に走査された走査線(潜像)の主走査方向の幅(レーザビームのビーム径)は、結像レンズ61を用いない場合に比較して、大きくなる。 6 as (a), the relates the main scanning direction of the image forming lens 61, the incident laser beam diameter (width) emitting a laser beam of diameter (width) imaging lens as D 2 is smaller than D 1 By setting the characteristic 61, the convergence angle ψ of the laser beam that reaches the photosensitive drum 23 (image plane) is reduced. Therefore, the width (laser beam diameter) of the scanning line (latent image) scanned on the photosensitive drum 23 (image surface) in the main scanning direction is larger than that when the imaging lens 61 is not used. .

いうまでもなく、図6(a)に示したように、出射レーザビームの径Dを入射レーザビームの径Dよりも小さくできるためには、結像レンズ61のその部分の特性、特に入射面の形状は、凸レンズ状となる。なお、出射面の形状は、結像光学系60により提供される合成焦点位置を、感光体ドラム23の表面の所定位置(像面)またはその近傍に一致させることのできる形状に、定義される。 Needless to say, as shown in FIG. 6 (a), since the diameter D 2 of the outgoing laser beam can be made smaller than the diameter D 1 of the incident laser beam, the characteristics of that portion of the image forming lens 61, in particular The shape of the incident surface is a convex lens shape. The shape of the exit surface is defined as a shape that allows the combined focal position provided by the imaging optical system 60 to coincide with a predetermined position (image surface) on the surface of the photosensitive drum 23 or in the vicinity thereof. .

図6(b)は、ポリゴンミラー50の個々の反射面上における断面ビーム径が大きいとき、すなわちFナンバーFnが小さい場合に適用可能な結像レンズ61を通過するレーザビームの特性を説明する概略図である。なお、この状態は、図5に示したレーザビームLとポリゴンミラー50の任意の反射面との関係に相当する。 FIG. 6B is a schematic diagram for explaining the characteristics of the laser beam passing through the imaging lens 61 applicable when the cross-sectional beam diameter on each reflecting surface of the polygon mirror 50 is large, that is, when the F number Fn is small. FIG. Incidentally, this state corresponds to the relationship with any of the reflection surface of the laser beam L c and the polygon mirror 50 shown in FIG.

図6(b)に示される通り、結像レンズ61の主走査方向に関し、入射レーザビームの径(幅)Dよりも出射レーザビームの径(幅)Dが大きくなるように結像レンズ61の特性を設定することで、感光体ドラム23(像面)に到達するレーザビームの収束角度ψが大きくなる。従って、感光体ドラム23(像面)に走査された走査線(潜像)の主走査方向の幅(レーザビームのビーム径)は、結像レンズ61を用いない場合に比較して、小さくなる。 FIG 6 (b) as indicated, relates to the main scanning direction of the image forming lens 61, the incident laser beam diameter (width) emitting a laser beam of diameter (width) imaging lens as D 2 is greater than D 1 Setting the characteristic 61 increases the convergence angle ψ of the laser beam that reaches the photosensitive drum 23 (image plane). Accordingly, the width (laser beam diameter) of the scanning line (latent image) scanned on the photosensitive drum 23 (image surface) in the main scanning direction is smaller than that when the imaging lens 61 is not used. .

いうまでもなく、図6(b)に示したように、出射レーザビームの径Dを入射レーザビームの径Dよりも大きくできるためには、結像レンズ61のその部分の特性、特に入射面の形状は、凹レンズ状となる。なお、出射面の形状は、結像光学系60により提供される合成焦点位置を、感光体ドラム23の表面の所定位置(像面)またはその近傍に一致させることのできる形状に、定義される。なお、結像レンズ61の入射面の形状が凸レンズ状であっても、その曲率が小さい場合には、入射面の形状が凹レンズ状である場合と同じ効果が得られる。 Needless to say, as shown in FIG. 6 (b), to the diameter D 2 of the outgoing laser beam can be made larger than the diameter D 1 of the incident laser beam, the characteristics of that portion of the image forming lens 61, in particular The shape of the incident surface is a concave lens shape. The shape of the exit surface is defined as a shape that allows the combined focal position provided by the imaging optical system 60 to coincide with a predetermined position (image surface) on the surface of the photosensitive drum 23 or in the vicinity thereof. . Even if the shape of the incident surface of the imaging lens 61 is a convex lens shape, the same effect as when the shape of the incident surface is a concave lens shape can be obtained if the curvature is small.

このように、主走査方向において、レーザビームが走査される位置に応じて、結像レンズ61の入射面のレンズ形状と出射面のレンズ形状のそれぞれの曲率を変化させてその比率を変えることにより、感光体ドラム23に走査されたレーザビームの収束角度ψのばらつきを低減することが可能となる。この結果、感光体ドラム23に走査される走査線の長さ方向の全域において、レーザビームの断面ビーム径を均一にできる。   In this way, by changing the ratio of the curvature of the lens shape of the entrance surface and the exit surface of the imaging lens 61 according to the position where the laser beam is scanned in the main scanning direction, the ratio is changed. Further, it is possible to reduce the variation in the convergence angle ψ of the laser beam scanned on the photosensitive drum 23. As a result, the cross-sectional beam diameter of the laser beam can be made uniform over the entire area in the length direction of the scanning line scanned by the photosensitive drum 23.

以上説明したように、結像レンズのレンズ面で反射された反射レーザビームがポリゴンミラーの各反射面との間を往復して結像レンズに入射されることにより生じる画質の劣化を回避するために、レーザビームを、主走査平面内でポリゴンミラーの個々の反射面に結像光学系の光軸に対して所定の角度で入射させた場合に生起されるレーザビームの主走査方向の断面ビーム径の変化は、結像レンズの主走査方向の各レンズ面形状を、主走査方向に関して非対称に設定する(レーザビームが走査される位置に応じて結像レンズ61の入射面のレンズ形状と出射面のレンズ形状のそれぞれの曲率を変化させてその比率を変える)ことにより、概ね、均一化される。なお、上述した各レンズ面の形状は、(2)式の非球面項をyとし、mに奇数項を含ませることで、達成される。 As described above, in order to avoid the degradation of image quality caused by the reflected laser beam reflected by the lens surface of the imaging lens reciprocating between each reflection surface of the polygon mirror and entering the imaging lens. In addition, the cross-sectional beam in the main scanning direction of the laser beam generated when the laser beam is incident on each reflecting surface of the polygon mirror at a predetermined angle with respect to the optical axis of the imaging optical system in the main scanning plane. The change in the diameter sets each lens surface shape of the imaging lens in the main scanning direction asymmetrically with respect to the main scanning direction (the lens shape and the emission surface of the imaging lens 61 according to the position where the laser beam is scanned). By changing the curvature of each lens shape of the surface and changing the ratio thereof, the surface is generally made uniform. The shape of each lens surface described above, (2) a non-spherical term expression and y m, by including an odd term in m, is achieved.

このように、結像レンズの入射面と出射面のそれぞれの面形状を、主走査方向の全での走査領域において、レーザビームが走査される位置に応じて、それぞれの曲率を変化させてその比率を変えることで、FナンバーFnのばらつきを補正することができ、全ての走査領域で、レーザビームの断面ビーム径を均一にすることができる。また、従来の光走査装置においては、主走査方向に関して、収束角度を一定に維持するために、パワーを有する多くの光学部品を必要としていたが、本発明によれば、少ない光学部品で、感光体ドラム23の所定の位置に結像されるレーザビームの断面ビーム径を、主走査方向の長さの全域に亘って、概ね均一に設定できる。   As described above, the respective shapes of the entrance surface and the exit surface of the imaging lens are changed by changing the respective curvatures according to the position where the laser beam is scanned in the entire scanning region in the main scanning direction. By changing the ratio, variation in the F number Fn can be corrected, and the cross-sectional beam diameter of the laser beam can be made uniform in all scanning regions. Further, in the conventional optical scanning device, in order to maintain the convergence angle constant with respect to the main scanning direction, many optical components having power are required. The cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged at a predetermined position of the body drum 23 can be set substantially uniformly over the entire length in the main scanning direction.

なお、上述の主走査方向に非対称な形状の面が定義される光学部品は、レンズに限定されることなく、パワーのあるミラー面等の光学部品によっても同じ効果が得られる。また、上述の主走査方向に非対称な形状の面が定義される光学部品がレンズであり、しかもガラス製であるならば、屈折率が高く、諸特性の補正が容易である。なお、光学部品をガラス製とすることは、吸湿や周囲温度の変化の影響を受けにくくなる点で、一層効果的である。この場合、レンズ面形状が複雑になると、切削加工や研磨加工に要求される加工時間が長くなり、コストが非常に増大するので、成形加工が好ましい。   The above-described optical component in which a surface having an asymmetric shape in the main scanning direction is defined is not limited to a lens, and the same effect can be obtained by an optical component such as a power mirror surface. Further, if the optical component having a surface having an asymmetric shape in the main scanning direction is a lens and made of glass, the refractive index is high and various characteristics can be easily corrected. It is more effective to make the optical component made of glass in that it is less susceptible to moisture absorption and changes in ambient temperature. In this case, if the lens surface shape becomes complicated, the processing time required for the cutting process and the polishing process becomes longer, and the cost is greatly increased. Therefore, the molding process is preferable.

図7は、図1、図2(a)、図2(b)および図3を用いて説明した光走査装置を用いることにより得られる光学特性のうちの主走査方向位置に対する収束角度ψのばらつきの状態を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域として、周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフである。なお、図7において、曲線aは、この発明の実施の形態を適用した光走査装置により得られる特性を、曲線(一点鎖線)bは、左右対称な結像レンズを用いた周知の光走査装置により得られる特性を、それぞれ示している。なお、周知の光走査装置に用いる左右対称形状の結像レンズは、(2)式のyの奇数項の係数が全て「0」である場合に相当する。図7に示されるように、本願発明の光走査装置においては、ポリゴンミラー50の各反射面に入射するレーザビームの主走査方向の入射角度と反対側の走査端(この場合、「+」方向)は、前にも説明したように、FナンバーFnが大きくなり、収束角度は、小さくなる。 FIG. 7 shows variations in the convergence angle ψ with respect to the position in the main scanning direction among the optical characteristics obtained by using the optical scanning device described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B and 3. 6 is a graph showing a result of comparing the above state with a known optical scanning device on the photosensitive drum as an image region in a range from −160 mm to 160 mm. In FIG. 7, a curve a represents characteristics obtained by the optical scanning device to which the embodiment of the present invention is applied, and a curve (dashed line) b represents a known optical scanning device using a symmetrical imaging lens. The characteristics obtained by are shown respectively. Incidentally, the imaging lens of the symmetrical shape used in known optical scanning device, corresponds to the case where (2) the coefficient of the odd terms of y m all type "0". As shown in FIG. 7, in the optical scanning device of the present invention, the scanning end (in this case, the “+” direction) opposite to the incident angle of the laser beam incident on each reflecting surface of the polygon mirror 50 in the main scanning direction. ), As described above, the F number Fn increases and the convergence angle decreases.

図7から、主走査方向に非対称な形状の面が定義される本発明の結像レンズ61を用いることにより、曲線aで示される通り、収束角度ψの振れ幅が減少していることがわかる。特に、走査端で、効果が高いことが認められる。   From FIG. 7, it can be seen that by using the imaging lens 61 of the present invention in which a surface having an asymmetric shape in the main scanning direction is used, the fluctuation width of the convergence angle ψ is reduced as shown by the curve a. . In particular, it is recognized that the effect is high at the scanning end.

図8は、図1、図2(a)、図2(b)および図3を用いて説明した光走査装置を用いることにより得られる光学特性のうちの感光体ドラムに結像されたレーザビームの断面ビーム径の変動を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域としたときの周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフである。なお、図8において、曲線aは、この発明の実施の形態を適用した光走査装置により得られる特性を、曲線(一点鎖線)bは、左右対称な結像レンズを用いた周知の光走査装置により得られる特性を、それぞれ示している。   FIG. 8 shows a laser beam focused on the photosensitive drum among the optical characteristics obtained by using the optical scanning device described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B and 3. 6 is a graph showing the result of comparison of the variation in the cross-sectional beam diameter with a known optical scanning device when the range from −160 mm to 160 mm is set as an image area on the photosensitive drum. In FIG. 8, a curve a is a characteristic obtained by the optical scanning device to which the embodiment of the present invention is applied, and a curve (dashed line) b is a known optical scanning device using symmetrical imaging lenses. The characteristics obtained by are shown respectively.

図8から、主走査方向に非対称な形状の面が定義される本発明の結像レンズ61を用いることにより、曲線aで示される通り、主走査方向の断面ビーム径のばらつきの程度が抑制されていることがわかる。特に、走査端で、効果が大きい。   From FIG. 8, by using the imaging lens 61 of the present invention in which a surface having an asymmetric shape in the main scanning direction is defined, the degree of variation in cross-sectional beam diameter in the main scanning direction is suppressed as indicated by the curve a. You can see that In particular, the effect is large at the scanning end.

図9は、図1、図2(a)、図2(b)および図3を用いて説明した光走査装置を用いることにより得られる光学特性のうちの感光体ドラム上に結像されたレーザビームの位置とポリゴンミラーの回転角度との間の線形性の偏差、すなわちポリゴンミラーの回転角度と走査位置との間に線形性がある場合の走査位置(目標位置)と設計値とのずれ量(結像光学系の系の光軸位置と理論上の主走査方向位置(長さ)と実際にレーザビームが走査された位置との間の距離の差(画像の伸びと縮み)の偏差)であるfθ特性を示すグラフである。なお、図9において、曲線aは、この発明の実施の形態を適用した光走査装置により得られる特性を、曲線(一点鎖線)bは、左右対称な結像レンズを用いた周知の光走査装置により得られる特性を、それぞれ示している。   FIG. 9 shows a laser imaged on the photosensitive drum among the optical characteristics obtained by using the optical scanning device described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B and 3. Deviation of linearity between beam position and polygon mirror rotation angle, that is, deviation between scan position (target position) and design value when there is linearity between polygon mirror rotation angle and scan position (Difference in distance (image expansion and contraction) between the optical axis position of the imaging optical system, the theoretical main scanning direction position (length), and the actual laser beam scanning position) It is a graph which shows f (theta) characteristic which is. In FIG. 9, a curve a is a characteristic obtained by the optical scanning device to which the embodiment of the present invention is applied, and a curve (dashed line) b is a known optical scanning device using a symmetrical imaging lens. The characteristics obtained by are shown respectively.

図9から、主走査方向に非対称な形状の面が定義される本発明の結像レンズ61を用いることにより、曲線aで示される通り、主走査方向のfθ特性に関し、左右の対称性が向上され、全体のバランスも改善されていることが認められる。また、変化量の最大値も小さく改善されている。   From FIG. 9, by using the imaging lens 61 of the present invention in which a surface having an asymmetric shape in the main scanning direction is defined, the left-right symmetry is improved with respect to the fθ characteristic in the main scanning direction as shown by the curve a. And the overall balance is also improved. In addition, the maximum value of the amount of change is improved small.

図10(a)および図10(b)は、図2(a)および図2(b)に示した光走査装置の別の実施の例を説明する概略図である。なお、図2(a)および図2(b)を用いて既に説明した構成と同一の構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。   FIGS. 10A and 10B are schematic views for explaining another example of the optical scanning device shown in FIGS. 2A and 2B. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the structure already demonstrated using Fig.2 (a) and FIG.2 (b), and detailed description is abbreviate | omitted.

図10(a)および図10(b)に示す光走査装置71は、半導体レーザ素子41、有限焦点レンズまたはコリメートレンズ42、アパーチャ43およびシリンドリカルレンズ44等を有する偏向前光学系70、内接円の直径が25mmで正12面体であるポリゴンミラー80および結像レンズ91と防塵ガラス62等を有する結像光学系90等からなる。   An optical scanning device 71 shown in FIGS. 10A and 10B includes a semiconductor laser element 41, a finite focal lens or collimating lens 42, an aperture 43, a cylindrical lens 44, etc., a pre-deflection optical system 70, an inscribed circle. The image forming optical system 90 includes a polygon mirror 80 having a diameter of 25 mm and a regular dodecahedron, an image forming lens 91, a dustproof glass 62, and the like.

図10(a)および図10(b)に示す光走査装置71においては、半導体レーザ素子41からのレーザビームは、結像光学系90の系の光軸Oに対して主走査面内で所定の角度となる走査領域の外側から、ポリゴンミラー80の各反射面に入射される。なお、ポリゴンミラー80に向けられるレーザビームが通過すべき入射側の光軸Oと結像光学系90の系の光軸Oとの間の角度αは、例えば46.42°で、両者を副走査断面から見た際の入射レーザビームLと(光軸Oを含む)走査平面とのなす角度は、0°である。 FIG. 10 (a) and the optical scanning apparatus 71 shown in FIG. 10 (b), the laser beam from the semiconductor laser element 41, in the main scanning plane with respect to the optical axis O R of the system of the imaging optical system 90 The light is incident on each reflecting surface of the polygon mirror 80 from outside the scanning area having a predetermined angle. The angle α between the optical axis O R of the system optical axis O 1 and the imaging optical system 90 on the entrance side laser beam directed to the polygon mirror 80 should pass, for example at 46.42 °, both the angle between the incident laser beam L 0 when viewed from the sub-scanning section (including the optical axis O R) scanning plane is 0 °.

また、結像レンズ91は、屈折率nが、n=1.483987のアクリル製で、光軸上のデフォーカス方向の肉厚は、15mmである。なお、レンズ面の形状は、前に説明した(2)式に、以下に示す

Figure 2011158912
The imaging lens 91 is made of acrylic having a refractive index n of n = 1.483987, and the thickness in the defocus direction on the optical axis is 15 mm. In addition, the shape of the lens surface is shown in the following formula (2) as follows:
Figure 2011158912

のデータを適用することで定義される。 It is defined by applying the data.

図11ないし図13は、図10(a)および図10(b)を用いて説明した光走査装置を用いることにより得られるさまざまな光学特性を説明するグラフである。   FIGS. 11 to 13 are graphs for explaining various optical characteristics obtained by using the optical scanning device described with reference to FIGS. 10 (a) and 10 (b).

図11は、主走査方向位置に対する収束角度ψのばらつきの状態を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域として、周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフである。なお、図11において、曲線aは、この発明の実施の形態を適用した光走査装置により得られる特性を、曲線(一点鎖線)bは、左右対称な結像レンズを用いた周知の光走査装置により得られる特性を、それぞれ示している。   FIG. 11 is a graph showing the result of comparing the state of variation of the convergence angle ψ with respect to the position in the main scanning direction with a known optical scanning device on the photosensitive drum, with the range from −160 mm to 160 mm as an image area. . In FIG. 11, a curve a represents characteristics obtained by the optical scanning device to which the embodiment of the present invention is applied, and a curve (dashed line) b represents a known optical scanning device using a symmetrical imaging lens. The characteristics obtained by are shown respectively.

図11から、主走査方向に非対称な形状の面が定義される本発明の結像レンズ91を用いることにより、曲線aで示される通り、収束角度ψの振れ幅が減少していることがわかる。特に、走査端で効果が大きいことが認められる。   From FIG. 11, it can be seen that by using the imaging lens 91 of the present invention in which a surface having an asymmetric shape in the main scanning direction is used, the fluctuation width of the convergence angle ψ is reduced as shown by the curve a. . In particular, it is recognized that the effect is large at the scanning end.

図12は、感光体ドラムに結像されたレーザビームの断面ビーム径の変動を、感光体ドラム上で、−160mmから160mmまでの範囲を画像領域としたときの周知の光走査装置と比較した結果を示すグラフである。なお、図12において、曲線aは、この発明の実施の形態を適用した光走査装置により得られる特性を、曲線(一点鎖線)bは、左右対称な結像レンズを用いた周知の光走査装置により得られる特性を、それぞれ示している。   FIG. 12 compares the variation of the cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged on the photosensitive drum with a known optical scanning device on the photosensitive drum when the range from −160 mm to 160 mm is an image area. It is a graph which shows a result. In FIG. 12, a curve a is a characteristic obtained by the optical scanning device to which the embodiment of the present invention is applied, and a curve (dashed line) b is a known optical scanning device using symmetrical imaging lenses. The characteristics obtained by are shown respectively.

図12から、主走査方向に非対称な形状の面が定義される本発明の結像レンズ91を用いることにより、曲線aで示される通り、主走査方向の断面ビーム径のばらつきの程度が抑制されていることがわかる。   From FIG. 12, by using the imaging lens 91 of the present invention in which a surface having an asymmetric shape in the main scanning direction is used, the degree of variation in cross-sectional beam diameter in the main scanning direction is suppressed as indicated by the curve a. You can see that

図13は、感光体ドラム上に結像されたレーザビームの位置とポリゴンミラーの回転角度との間の線形性の偏差、すなわちポリゴンミラーの回転角度と走査位置との間に線形性がある場合の走査位置(目標位置)と設計値とのずれ量(結像光学系の系の光軸位置と理論上の主走査方向位置(長さ)と実際にレーザビームが走査された位置との間の距離の差(画像の伸びと縮み)の偏差)であるfθ特性を示すグラフである。なお、図13において、曲線aは、この発明の実施の形態を適用した光走査装置により得られる特性を、曲線(一点鎖線)bは、左右対称な結像レンズを用いた周知の光走査装置により得られる特性を、それぞれ示している。   FIG. 13 shows a linearity deviation between the position of the laser beam imaged on the photosensitive drum and the rotation angle of the polygon mirror, that is, when there is linearity between the rotation angle of the polygon mirror and the scanning position. Deviation between the scanning position (target position) and the design value (between the optical axis position of the imaging optical system, the theoretical main scanning direction position (length), and the actual laser beam scanned position 5 is a graph showing an fθ characteristic which is a difference in distance (deviation of image expansion and contraction). In FIG. 13, a curve a represents characteristics obtained by the optical scanning device to which the embodiment of the present invention is applied, and a curve (dashed line) b represents a well-known optical scanning device using symmetrical imaging lenses. The characteristics obtained by are shown respectively.

図13から、主走査方向に非対称な形状の面が定義される本発明の結像レンズ91を用いることにより、曲線aで示される通り、主走査方向のfθ特性に関して左右の対称性が向上され、全体のバランスも改善されることが認められる。   From FIG. 13, by using the imaging lens 91 of the present invention in which a surface having an asymmetric shape in the main scanning direction is defined, the left-right symmetry is improved with respect to the fθ characteristic in the main scanning direction as shown by the curve a. It is recognized that the overall balance is also improved.

なお、図10(a)および図10(b)に示した光走査装置において、(2)式のmが奇数の場合の係数を0とし、結像レンズ91を、主走査方向に0.32mmずらしたところ、感光体ドラム23に結像されたレーザビームの断面ビーム径のばらつきが低減され、かつfθ特性をはじめとした諸光学特性も改善されている。すなわち、パワーを有する光学部品を主走査方向にシフトするのみでも、感光体ドラム23に結像されたレーザビームの断面ビーム径のばらつきを低減できる。また、図示しないが結像レンズ91の1面のみを偏心させるだけでも同様の効果が得られる。   In the optical scanning devices shown in FIGS. 10A and 10B, the coefficient when m in Equation (2) is an odd number is 0, and the imaging lens 91 is 0.32 mm in the main scanning direction. As a result, the variation in the cross-sectional beam diameter of the laser beam formed on the photosensitive drum 23 is reduced, and various optical characteristics including the fθ characteristic are also improved. That is, it is possible to reduce the variation in the cross-sectional beam diameter of the laser beam formed on the photosensitive drum 23 only by shifting the optical component having power in the main scanning direction. Although not shown, the same effect can be obtained by decentering only one surface of the imaging lens 91.

また、図10(a)および図10(b)に示した光走査装置において、(2)式のmが奇数の場合の係数を0とし、結像レンズ91を、副走査方向の軸周りに0.23°傾けたところ、感光体ドラム23に結像されたレーザビームのビーム径のばらつきが低減され、かつfθ特性をはじめとした諸光学特性も改善されることが確認された。このように、パワーを持つ光学部品を、副走査方向の軸周りに回転させることでも、感光体ドラム23に結像されたレーザビームの断面ビーム径のばらつきを低減できる。また、結像レンズ91の1面のみ回転させるだけでも同様の効果が得られる。   Also, in the optical scanning device shown in FIGS. 10A and 10B, the coefficient when m in Equation (2) is an odd number is 0, and the imaging lens 91 is moved around the axis in the sub-scanning direction. When tilted by 0.23 °, it was confirmed that variation in the beam diameter of the laser beam focused on the photosensitive drum 23 was reduced and various optical characteristics including the fθ characteristic were improved. In this way, by rotating the optical component having power around the axis in the sub-scanning direction, the variation in the cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged on the photosensitive drum 23 can be reduced. The same effect can be obtained by rotating only one surface of the imaging lens 91.

さらに、結像レンズ91に、上述した偏心と回転とを同時に施すことにより、一層、感光体ドラム23に結像されたレーザビームの断面ビーム径のばらつきを低減できる。また、副走査方向の軸周りのみでなく、主走査方向の軸周りや光軸周りの回転も組み合わせると、さらに効果がある。   Furthermore, by subjecting the imaging lens 91 to the above-described eccentricity and rotation at the same time, it is possible to further reduce the variation in the cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged on the photosensitive drum 23. Further, not only the rotation around the axis in the sub-scanning direction but also the rotation around the axis in the main scanning direction or the rotation around the optical axis can be further effective.

なお、図2(a)および図2(b)もしくは図10(a)および図10(b)に示した各光走査装置において、結像レンズ61に、複数本のレーザビームが入射されるマルチビーム系の場合には、(2)式における非球面項のzの次数に奇数項を含ませた

Figure 2011158912
In each of the optical scanning devices shown in FIG. 2A and FIG. 2B or FIG. 10A and FIG. 10B, a multi-beam in which a plurality of laser beams are incident on the imaging lens 61 is provided. In the case of a beam system, an odd term is included in the order of z of the aspheric term in equation (2).
Figure 2011158912

により、結像レンズ91のレンズ面を定義することが望ましい。 Thus, it is desirable to define the lens surface of the imaging lens 91.

以上説明したように、オーバーイルミネーションタイプの光走査装置において、ポリゴンミラーの個々の反射面で反射されて走査されたレーザビームを感光体ドラムに結像する際に、主走査平面または副走査断面方向に光軸と角度をずらした結像レンズを用いることで、ポリゴンミラーの個々の反射面に、結像レンズの第1面(または第2面)で反射されたレーザビームが戻されることが防止できる。これにより、ポリゴンミラーの個々の反射面で、結像レンズから戻された反射レーザビームがもう一度感光体ドラムに向けて走査されることがなくなり、画像の画質が劣化する虞れが除去される。   As described above, in the over-illumination type optical scanning device, when the laser beam reflected and scanned by the respective reflecting surfaces of the polygon mirror is imaged on the photosensitive drum, the main scanning plane or the sub-scanning cross-sectional direction By using an imaging lens whose angle is different from that of the optical axis, the laser beam reflected by the first surface (or second surface) of the imaging lens is prevented from returning to the individual reflecting surfaces of the polygon mirror. it can. As a result, the reflected laser beam returned from the imaging lens is not scanned once again toward the photosensitive drum by the individual reflecting surfaces of the polygon mirror, and the possibility that the image quality of the image is deteriorated is eliminated.

しかしながら、結像レンズに、主走査方向で角度を与えた状態でレーザビームを入射させると、走査開始位置と走査終了位置でFナンバーの差が大きくなり、感光体ドラムに結像されたレーザビームの断面ビーム径のばらつきが大きくなる。そこで、結像レンズの主走査方向の入射面または出射面もしくはその両面の形状を、主走査方向に沿って非対称形状にすることで、ポリゴンミラーの個々の反射面に入射される入射レーザビームとポリゴンミラーの各反射面と感光体ドラムとの間の系の光軸との間の角度が大きく、しかも入射レーザビームが画像領域外からポリゴンミラーの個々の反射面に入射される場合でも、感光体ドラムに結像されたレーザビームの断面ビーム径のばらつきを抑え、断面ビーム径を均一にすることができ、画像の画質が向上される。   However, if a laser beam is incident on the imaging lens at an angle in the main scanning direction, the difference in F number between the scanning start position and the scanning end position becomes large, and the laser beam imaged on the photosensitive drum. The variation in the cross-sectional beam diameter becomes large. Therefore, by making the shape of the entrance surface or exit surface in the main scanning direction of the imaging lens or the both surfaces thereof asymmetrical along the main scanning direction, the incident laser beam incident on each reflecting surface of the polygon mirror Even when the angle between each reflecting surface of the polygon mirror and the optical axis of the system between the photosensitive drums is large and the incident laser beam is incident on each reflecting surface of the polygon mirror from the outside of the image area, Variations in the cross-sectional beam diameter of the laser beam imaged on the body drum can be suppressed, the cross-sectional beam diameter can be made uniform, and the image quality of the image is improved.

なお、本願発明は、以下のように構成しても実現できます。   The invention of the present application can also be realized with the following configuration.

[A]光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、
前記結像光学系は、少なくとも1つのパワーを有する面を有する光学部品を含み、前記光学部品のうちの前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の前記第1の方向をy軸、前記第1の方向と直交する第2の方向をz軸、前記光束の進行する方向をx軸とするとき、前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の非球面項は、
Σy(m=0,1,2,3,…)または
mnΣy(m=0,1,2,3,…,n=0,1,2,3,…)とすると、
m=2×k+1(k=0,1,2,3…)のときに、A≠0またはAmn≠0である項を含み、
前記少なくとも1面のパワーを有する面を含む光学部品は、プラスチックレンズであることを特徴とする光走査装置。
[A] A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, and the optical scanning An imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the means on a scanning object, and the light beam incident on the optical scanning means is in the first direction of the single reflecting surface of the optical scanning means. In an optical scanning device wider than the width,
The imaging optical system includes an optical component having a surface having at least one power, and the first direction of the shape of the surface having the power of at least one of the optical components is a y-axis, When the second direction orthogonal to the direction 1 is the z-axis and the direction in which the light beam travels is the x-axis, the aspheric term of the shape of the surface having the power of at least one surface is
A m Σy m (m = 0, 1, 2, 3,...) Or
If A mn Σy m z n (m = 0, 1, 2, 3,..., N = 0, 1, 2, 3,...),
including terms where A m ≠ 0 or A mn ≠ 0 when m = 2 × k + 1 (k = 0, 1, 2, 3...)
The optical scanning device, wherein the optical component including at least one surface having power is a plastic lens.

なお、この記載は、原出願の請求項12と14に相当するものであり、原出願の当初明細書等に、新たな技術的事項を導入しないものであることはいうまでもありません。   This description corresponds to claims 12 and 14 of the original application, and it goes without saying that new technical matters are not introduced into the original specification of the original application.

[B]光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、
前記結像光学系は、少なくとも1つのパワーを有する面を有する光学部品を含み、前記光学部品のうちの前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の前記第1の方向をy軸、前記第1の方向と直交する第2の方向をz軸、前記光束の進行する方向をx軸とするとき、前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の非球面項は、
Σy(m=0,1,2,3,…)または
mnΣy(m=0,1,2,3,…,n=0,1,2,3,…)とすると、
m=2×k+1(k=0,1,2,3…)のときに、A≠0またはAmn≠0である項を含み、
前記少なくとも1面のパワーを有する面を含む光学部品は、ミラーであることを特徴とする光走査装置。
[B] A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, and the optical scanning An imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the means on a scanning object, and the light beam incident on the optical scanning means is in the first direction of the single reflecting surface of the optical scanning means. In an optical scanning device wider than the width,
The imaging optical system includes an optical component having a surface having at least one power, and the first direction of the shape of the surface having the power of at least one of the optical components is a y-axis, When the second direction orthogonal to the direction 1 is the z-axis and the direction in which the light beam travels is the x-axis, the aspheric term of the shape of the surface having the power of at least one surface is
A m Σy m (m = 0, 1, 2, 3,...) Or
If A mn Σy m z n (m = 0, 1, 2, 3,..., N = 0, 1, 2, 3,...),
including terms where A m ≠ 0 or A mn ≠ 0 when m = 2 × k + 1 (k = 0, 1, 2, 3...)
The optical scanning device characterized in that the optical component including the surface having at least one surface has a mirror.

なお、この記載は、原出願の請求項12と15に相当するものであり、原出願の当初明細書等に、新たな技術的事項を導入しないものであることはいうまでもありません。   This description corresponds to claims 12 and 15 of the original application, and it goes without saying that new technical matters are not introduced into the original specification of the original application.

[C]光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、
前記結像光学系は、少なくとも1つのパワーを有する面を有する光学部品を含み、前記光学部品のうちの前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の前記第1の方向をy軸、前記第1の方向と直交する第2の方向をz軸、前記光束の進行する方向をx軸とするとき、前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の非球面項は、
Σy(m=0,1,2,3,…)または
mnΣy(m=0,1,2,3,…,n=0,1,2,3,…)とすると、
m=2×k+1(k=0,1,2,3…)のときに、A≠0またはAmn≠0である項を含み、
前記少なくとも1面のパワーを有する面を含む光学部品は、ガラスレンズであることを特徴とする光走査装置。
[C] A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, and the optical scanning An imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the means on a scanning object, and the light beam incident on the optical scanning means is in the first direction of the single reflecting surface of the optical scanning means. In an optical scanning device wider than the width,
The imaging optical system includes an optical component having a surface having at least one power, and the first direction of the shape of the surface having the power of at least one of the optical components is a y-axis, When the second direction orthogonal to the direction 1 is the z-axis and the direction in which the light beam travels is the x-axis, the aspheric term of the shape of the surface having the power of at least one surface is
A m Σy m (m = 0, 1, 2, 3,...) Or
If A mn Σy m z n (m = 0, 1, 2, 3,..., N = 0, 1, 2, 3,...),
including terms where A m ≠ 0 or A mn ≠ 0 when m = 2 × k + 1 (k = 0, 1, 2, 3...)
The optical scanning device characterized in that the optical component including at least one surface having power is a glass lens.

なお、この記載は、原出願の請求項12と16に相当するものであり、原出願の当初明細書等に、新たな技術的事項を導入しないものであることはいうまでもありません。   This description corresponds to claims 12 and 16 of the original application, and it goes without saying that new technical matters are not introduced into the original specification of the original application.

[D]光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、
前記結像光学系は、パワーを有するレンズを含み、前記パワーを有するレンズは、前記光束が入射する際の反射を抑止する表面処理をともなわない面を少なくとも1面有し、前記光走査手段への入射光と前記結像光学系の光軸とが主走査平面または副走査平面で角度を有し、光軸中心に対して前記第1の方向に非対称な面を少なくとも1面有する光学部品を含むことを特徴とする光走査装置。
[D] A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, and the optical scanning An imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the means on a scanning object, and the light beam incident on the optical scanning means is in the first direction of the single reflecting surface of the optical scanning means. In an optical scanning device wider than the width,
The imaging optical system includes a lens having power, and the lens having power has at least one surface having no surface treatment for suppressing reflection when the light beam is incident on the imaging optical system, to the optical scanning unit. An optical component having at least one surface that is asymmetric in the first direction with respect to the center of the optical axis. An optical scanning device comprising:

なお、この記載は、原出願の請求項17と19に相当するものであり、原出願の当初明細書等に、新たな技術的事項を導入しないものであることはいうまでもありません。   This description corresponds to claims 17 and 19 of the original application, and it goes without saying that no new technical matters are introduced into the original specification of the original application.

[E]光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、
前記結像光学系は、パワーを有するレンズを含み、前記パワーを有するレンズは、前記光束が入射する際の反射を抑止する表面処理をともなわない面を少なくとも1面有し、前記光走査手段への入射光と前記結像光学系の光軸とが主走査平面または副走査平面で角度を有し、前記結像光学系は、光軸中心に対して、前記第1の方向に、自身の中心が長手方向の中心が偏心されているか、あるいは前記光軸と交差する位置で、前記第1の方向と直交する第2の方向の軸周りに回転されている面の回転中心に対して、所定量回転されている面を少なくとも1面有する光学部品を含むことを特徴とする光走査装置。
[E] A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, and the optical scanning An imaging optical system that forms an image of the light beam scanned by the means on a scanning object, and the light beam incident on the optical scanning means is in the first direction of the single reflecting surface of the optical scanning means. In an optical scanning device wider than the width,
The imaging optical system includes a lens having power, and the lens having power has at least one surface having no surface treatment for suppressing reflection when the light beam is incident on the imaging optical system, to the optical scanning unit. Incident light and the optical axis of the imaging optical system have an angle in the main scanning plane or the sub-scanning plane, and the imaging optical system has its own direction in the first direction with respect to the optical axis center. With respect to the rotation center of the surface rotated about the axis in the second direction orthogonal to the first direction at a position where the center is eccentric in the longitudinal direction or intersects the optical axis, An optical scanning device comprising an optical component having at least one surface rotated by a predetermined amount.

なお、この記載は、原出願の請求項17と20に相当するものであり、原出願の当初明細書等に、新たな技術的事項を導入しないものであることはいうまでもありません。   This description corresponds to claims 17 and 20 of the original application, and it goes without saying that no new technical matters are introduced into the original specification of the original application.

1・・・デジタル複写装置、10・・・スキャナ部、20・・・プリンタ部、21・・・光走査装置、22・・・画像形成部、23・・・感光体ドラム(像面、被走査面、走査対象物)、40・・・偏向前光学系、41・・・半導体レーザ素子(光源)、42・・・有限レンズもしくはコリメートレンズ、43・・・アパーチャ、44・・・シリンダレンズ、45・・・ミラー、50・・・ポリゴンミラー(反射面)、50A・・・ポリゴンミラーモータ、60・・・偏向後光学系、61・・・ポリゴンミラー、62・・・防塵ガラス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital copying apparatus, 10 ... Scanner part, 20 ... Printer part, 21 ... Optical scanning device, 22 ... Image formation part, 23 ... Photosensitive drum (Image surface, to-be-photographed object) Scanning surface, scanning object), 40 ... pre-deflection optical system, 41 ... semiconductor laser element (light source), 42 ... finite lens or collimating lens, 43 ... aperture, 44 ... cylinder lens 45 ... mirror, 50 ... polygon mirror (reflection surface), 50A ... polygon mirror motor, 60 ... post-deflection optical system, 61 ... polygon mirror, 62 ... dust-proof glass.

Claims (10)

光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、
前記結像光学系は、光軸に対して、前記第1の方向に、自身の中心が長手方向の中心が偏心されているか、あるいは前記光軸と交差する位置で、前記第1の方向と直交する第2の方向の軸周りに回転されている面の回転中心に対して、所定量回転されている面を少なくとも1面有することを特徴とする光走査装置。
A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a line image that is long in the first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, and a scanning by the optical scanning unit An imaging optical system that forms an image on the scanning object, and the light beam incident on the optical scanning unit is wider than the width of the single reflecting surface of the optical scanning unit in the first direction. In an optical scanning device,
The imaging optical system has the first direction at a position where the center of the image forming optical system is decentered in the first direction with respect to the optical axis or the center of the longitudinal direction is decentered. An optical scanning device having at least one surface rotated by a predetermined amount with respect to a rotation center of a surface rotated around an axis in a second direction orthogonal to each other.
前記結像光学系は、複数のパワーを有する光学部品を含むことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。   The optical scanning apparatus according to claim 1, wherein the imaging optical system includes an optical component having a plurality of powers. 前記光軸に対して、前記第1の方向に、自身の中心が長手方向の中心が偏心されているか、あるいは前記光軸と交差する位置で、前記第1の方向と直交する第2の方向の回転中心に対して、所定量回転されている面は、前記光束を透過する面であることを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。   A second direction perpendicular to the first direction at a position where the center of the longitudinal direction is decentered in the first direction with respect to the optical axis, or at a position intersecting the optical axis. 3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the surface rotated by a predetermined amount with respect to the rotation center is a surface that transmits the light flux. 前記光軸に対して、前記第1の方向に、自身の中心が長手方向の中心が偏心されているか、あるいは前記光軸と交差する位置で、前記第1の方向と直交する第2の方向の回転中心に対して、所定量回転されている面は、前記光束を反射する面であることを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。   A second direction perpendicular to the first direction at a position where the center of the longitudinal direction is decentered in the first direction with respect to the optical axis, or at a position intersecting the optical axis. 3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the surface rotated by a predetermined amount with respect to the rotation center is a surface that reflects the light flux. 光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、
前記結像光学系は、少なくとも1つのパワーを有する面を有する光学部品を含み、前記光学部品のうちの前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の前記第1の方向をy軸、前記第1の方向と直交する第2の方向をz軸、前記光束の進行する方向をx軸とするとき、
前記少なくとも1面のパワーを有する面の形状の非球面項は、
Σy(m=0,1,2,3,…)または
mnΣy(m=0,1,2,3,…,n=0,1,2,3,…)とすると、
m=2×k+1(k=0,1,2,3…)のときに、A≠0またはAmn≠0である項を含むことを特徴とする光走査装置。
A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a line image that is long in the first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, and a scanning by the optical scanning unit An imaging optical system that forms an image on the scanning object, and the light beam incident on the optical scanning unit is wider than the width of the single reflecting surface of the optical scanning unit in the first direction. In an optical scanning device,
The imaging optical system includes an optical component having a surface having at least one power, and the first direction of the shape of the surface having the power of at least one of the optical components is a y-axis, When the second direction orthogonal to the direction 1 is the z-axis and the direction in which the light beam travels is the x-axis,
The aspheric term of the shape of the surface having the power of at least one surface is:
A m Σy m (m = 0, 1, 2, 3,...) Or
If A mn Σy m z n (m = 0, 1, 2, 3,..., N = 0, 1, 2, 3,...),
An optical scanning device including a term in which A m ≠ 0 or A mn ≠ 0 when m = 2 × k + 1 (k = 0, 1, 2, 3...).
光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、
前記結像光学系は、パワーを有するレンズを含み、前記パワーを有するレンズは、前記光束が入射する際の反射を抑止する表面処理をともなわない面を少なくとも1面有し、前記光走査手段への入射光と前記結像光学系の光軸とが主走査平面または副走査平面で角度を有することを特徴とする光走査装置。
A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a line image that is long in the first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, and a scanning by the optical scanning unit An imaging optical system that forms an image on the scanning object, and the light beam incident on the optical scanning unit is wider than the width of the single reflecting surface of the optical scanning unit in the first direction. In an optical scanning device,
The imaging optical system includes a lens having power, and the lens having power has at least one surface having no surface treatment for suppressing reflection when the light beam is incident on the imaging optical system, to the optical scanning unit. And an optical axis of the imaging optical system has an angle in a main scanning plane or a sub-scanning plane.
光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、前記光束を走査対象物の所定の位置に走査する光走査手段と、前記光走査手段で走査された前記光束を走査対象物に結像させる結像光学系とを備え、前記光走査手段に入射する前記光束が前記光走査手段の単一の反射面の前記第1の方向の幅より広い光走査装置において、
前記結像光学系は、複数の光学部品を含み、複数の光学部品のうちのパワーを有する光学部品は、2以下であることを特徴とする光走査装置。
A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a line image that is long in the first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of a scanning object, and a scanning by the optical scanning unit An imaging optical system that forms an image on the scanning object, and the light beam incident on the optical scanning unit is wider than the width of the single reflecting surface of the optical scanning unit in the first direction. In an optical scanning device,
The imaging optical system includes a plurality of optical components, and the number of optical components having power among the plurality of optical components is 2 or less.
前記偏向前光学系は、前記第1の方向と前記第1の方向と直交する第2の方向でパワーの異なるレンズを含むことを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の光走査装置。   8. The optical scanning according to claim 5, wherein the pre-deflection optical system includes lenses having different powers in the first direction and a second direction orthogonal to the first direction. apparatus. 光ビームを受光して像を生成する感光体と、
光源からの光束を整形して第1の方向に長い線像として結像させる偏向前光学系と、上記光束を前記感光体の所定の位置に走査する光走査手段と、この光走査手段で走査された上記光束を前記感光体に結像させる結像光学系とを備え、上記光走査手段に入射する上記光束が上記光走査手段の単一の反射面の上記第1の方向の幅より広い光走査装置であって、上記結像光学系は、光軸に対して、上記第1の方向に、自身の中心が長手方向の中心が偏心されているか、あるいは上記光軸と交差する位置で、上記第1の方向と直交する第2の方向の軸周りに回転されている面の回転中心に対して、所定量回転されている面を少なくとも1面有することを特徴とする光走査装置と、
この光走査装置により前記感光体に形成された像を現像する現像装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
A photoreceptor that receives a light beam to generate an image;
A pre-deflection optical system that shapes a light beam from a light source to form a long line image in a first direction, an optical scanning unit that scans the light beam to a predetermined position of the photosensitive member, and a scanning by the optical scanning unit An imaging optical system that forms an image on the photosensitive member, and the light beam incident on the optical scanning unit is wider than the width of the single reflecting surface of the optical scanning unit in the first direction. In the optical scanning device, the imaging optical system is located at a position where the center of the longitudinal direction of the imaging optical system is decentered in the first direction with respect to the optical axis or intersects the optical axis. An optical scanning device having at least one surface rotated by a predetermined amount with respect to a rotation center of a surface rotated around an axis in a second direction orthogonal to the first direction; ,
A developing device for developing an image formed on the photosensitive member by the optical scanning device;
An image forming apparatus comprising:
前記光軸の通過位置を境界点として前記第1の方向に非対称な面を持つ光学部品は、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 9, wherein the optical component having an asymmetric surface in the first direction with the passing position of the optical axis as a boundary point is a plastic lens.
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