JP2015052727A - Optical scanning device and image forming device having the same - Google Patents

Optical scanning device and image forming device having the same Download PDF

Info

Publication number
JP2015052727A
JP2015052727A JP2013186064A JP2013186064A JP2015052727A JP 2015052727 A JP2015052727 A JP 2015052727A JP 2013186064 A JP2013186064 A JP 2013186064A JP 2013186064 A JP2013186064 A JP 2013186064A JP 2015052727 A JP2015052727 A JP 2015052727A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
imaging optical
imaging
sub
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013186064A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
雄一 富岡
Yuichi Tomioka
雄一 富岡
下村 秀和
Hidekazu Shimomura
秀和 下村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2013186064A priority Critical patent/JP2015052727A/en
Publication of JP2015052727A publication Critical patent/JP2015052727A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanning device which realizes low cost and size reduction and is capable of forming good images, and to provide an image forming device having the same.SOLUTION: An optical scanning device includes; a first incident optical system for allowing a light beam to enter a first deflection surface of deflection means obliquely with respect to a reference plane; a second incident optical system for allowing a light beam to enter a second deflection surface obliquely with respect to the reference plane from the same side; a first image forming optical system for focusing light on a first scanning surface; and a second image forming optical system for focusing light on a second scanning surface. The first image forming optical system and the second image forming optical system each have a toric lens having a same shape that is asymmetric in a sub-scanning direction. At least one of the first image forming optical system and the second image forming optical system has reflective surfaces for reflecting the light beam in an optical path between the deflection means and the toric lens. Difference between the number of the reflective surfaces located in the optical path from the deflection means to the toric lens in the first image forming optical system and that in the second image forming optical system is an odd number.

Description

本発明は光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ(LBP)やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ(多機能プリンタ)等の画像形成装置に好適なものである。   The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus using the same, and is suitable for an image forming apparatus such as a laser beam printer (LBP) having an electrophotographic process, a digital copying machine, or a multifunction printer (multifunctional printer). It is.

従来から、光走査装置及びそれを用いた画像形成装置において、装置の部品点数削減、小型化が求められており、これを達成するための様々な方法が提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, optical scanning devices and image forming apparatuses using the same have been required to reduce the number of parts and reduce the size of the devices, and various methods for achieving this have been proposed.

特許文献1では、対向走査系を採用しており、偏向手段としての回転多面鏡を挟んで略面対称にレンズ及びミラーを配置することで、複数の光学系で同一の回転多面鏡を共用し、光走査装置の部品点数を削減するとともに、装置のサイズを小さく抑えている。さらに、特許文献1では、回転多面鏡の異なる偏向面に対し夫々副走査方向に斜めから上下2つの光束を入射させ、かつ、偏向手段側の結像レンズを上下2つの光束で共用することで装置の部品点数を削減している。   In Patent Document 1, an opposed scanning system is employed, and a plurality of optical systems share the same rotating polygonal mirror by arranging lenses and mirrors substantially symmetrically with a rotating polygonal mirror as a deflecting unit interposed therebetween. The number of parts of the optical scanning device is reduced, and the size of the device is kept small. Further, in Patent Document 1, two upper and lower light beams are incident obliquely in the sub-scanning direction on different deflection surfaces of the rotary polygon mirror, and the imaging lens on the deflecting means side is shared by the two upper and lower light beams. The number of parts of the equipment is reduced.

このような、特許文献1における複数の結像レンズは、副走査方向に十分に広い幅を持った上下対称形状のトーリックレンズであり、副走査方向に対称形状であるために各結像光路で同一形状の結像光学素子を利用できる。   Such a plurality of imaging lenses in Patent Document 1 are toric lenses having a vertically symmetrical shape with a sufficiently wide width in the sub-scanning direction, and are symmetrical in the sub-scanning direction. An imaging optical element having the same shape can be used.

なお、特許文献1では、副走査断面内で第1の偏向面から基準面に対して下側に反射される光路、第2の偏向面から基準面に対して同じ下側に反射される光路で、偏向手段から結像光学素子までの光路における反射面は、共に1枚である(反射面の数の差が偶数)。ここで、基準面とは、偏向手段(回転多面鏡)の偏向軸(回転軸)に直交し偏向手段を副走査方向に二等分する面である。   In Patent Document 1, an optical path reflected downward from the first deflection surface with respect to the reference surface within the sub-scan section, and an optical path reflected downward from the second deflection surface with respect to the reference surface. Thus, there is only one reflecting surface in the optical path from the deflecting means to the imaging optical element (the difference in the number of reflecting surfaces is an even number). Here, the reference plane is a plane that is orthogonal to the deflection axis (rotation axis) of the deflection means (rotating polygon mirror) and bisects the deflection means in the sub-scanning direction.

また、副走査断面内で第1の偏向面から基準面に対して上側に反射される光路、第2の偏向面から基準面に対して同じ上側に反射される光路で、偏向手段から結像光学素子までの光路における反射面は、共に0枚である(反射面の数の差が偶数)。   Further, in the sub-scan section, an image is reflected from the deflecting unit by an optical path reflected upward from the first deflection surface with respect to the reference surface and an optical path reflected from the second deflection surface to the same upper side with respect to the reference surface. The number of reflection surfaces in the optical path to the optical element is zero (the difference in the number of reflection surfaces is an even number).

また、特許文献2では、特許文献1と同様に、対向走査系及び斜入射光学系を採用した例が開示されている。さらに、特許文献2では、結像レンズと光束との間隔を狭く設定することで装置の高さを低減するため、副走査方向に、上下非対称なトーリックレンズを採用した例を開示している。   Patent Document 2 discloses an example in which a counter scanning system and an oblique incident optical system are employed, as in Patent Document 1. Furthermore, Patent Document 2 discloses an example in which a toric lens that is asymmetric in the vertical direction is used in order to reduce the height of the apparatus by setting the distance between the imaging lens and the light beam narrow.

すなわち、折り返しミラーで走査光を折り返す際、特許文献1のような副走査方向に十分に広い幅を持った上下対称形状のトーリックレンズにすると、折り返しミラーに向かう光束がレンズによってケラレが生じてしまう。そこで、特許文献2では、結像光学素子としての結像レンズとして、光軸をレンズ外形中心からオフセットさせた、副走査方向に上下非対称なトーリックレンズを用いていることで、光束のケラレを防いでいる。   That is, when the scanning light is folded by the folding mirror, if a toric lens having a vertically-symmetrical shape having a sufficiently wide width in the sub-scanning direction as in Patent Document 1 is used, the luminous flux directed to the folding mirror causes vignetting by the lens. . Therefore, in Patent Document 2, as an imaging lens as an imaging optical element, a toric lens having an optical axis offset from the center of the outer shape of the lens and being asymmetric in the sub-scanning direction is used, thereby preventing vignetting of the light flux. It is out.

ここで、特許文献2では、副走査断面内で第1の偏向面から基準面に対して下側に反射される光路、第2の偏向面から基準面に対して同じ下側に反射される光路で、偏向手段から結像光学素子までの光路における反射面は、共に2枚である(反射面の数の差が偶数)。また特許文献2では、副走査断面内で第1の偏向面から基準面に対して上側に反射される光路、第2の偏向面から基準面に対して同じ上側に反射される光路で、偏向手段から結像光学素子までの光路における反射面は、共に0枚である(反射面の数の差が偶数)。   Here, in Patent Document 2, an optical path reflected downward from the first deflection surface with respect to the reference surface in the sub-scan section, and reflected from the second deflection surface to the same lower side with respect to the reference surface. In the optical path, there are two reflecting surfaces in the optical path from the deflecting means to the imaging optical element (the difference in the number of reflecting surfaces is an even number). Further, in Patent Document 2, deflection is performed by an optical path reflected upward from the first deflection surface to the reference plane and an optical path reflected from the second deflection surface to the same upper side with respect to the reference plane in the sub-scan section. The number of reflecting surfaces in the optical path from the means to the imaging optical element is zero (the difference in the number of reflecting surfaces is an even number).

特開2009−271384号公報JP 2009-271384 A 特開2010−26055号公報JP 2010-26055 A

しかしながら、特許文献1の光走査装置では、副走査方向に十分に広い幅を持った上下対称形状のトーリックレンズを用いているので、結像レンズと折り返しミラーに向かう光束との間隔を狭く設定することができない。その結果、特許文献1では、ケラレを回避しつつ装置をさらに小型化することはできない。   However, since the optical scanning device disclosed in Patent Document 1 uses a toric lens having a vertically symmetrical shape with a sufficiently wide width in the sub-scanning direction, the interval between the imaging lens and the light beam directed to the folding mirror is set to be narrow. I can't. As a result, in Patent Document 1, it is impossible to further reduce the size of the apparatus while avoiding vignetting.

これに対し、特許文献2の光走査装置では、副走査方向に上下非対称な偏心トーリックレンズを用いて小型化を指向するが、対向配置された左右の光学系の配置及びミラーによる光路の取り回し方が回転多面鏡を挟んで略面対称である。このため、基準面に対して同じ側に反射される左右の結像光学系で、同一形状の偏芯トーリックレンズとすることができず、2種類のトーリックレンズ形状が必要となる。   On the other hand, the optical scanning device of Patent Document 2 is directed to downsizing by using an eccentric toric lens that is asymmetric in the sub-scanning direction. However, the arrangement of the left and right optical systems arranged opposite to each other and how to route the optical path by mirrors Is substantially plane symmetric with respect to the rotating polygon mirror. For this reason, the left and right imaging optical systems that are reflected on the same side with respect to the reference plane cannot be made to have the same shape of the eccentric toric lens, and two types of toric lens shapes are required.

本発明の目的は、低コスト及び小型化を達成し、かつ、良好な画像を形成できる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical scanning device that can achieve low cost and downsizing and can form a good image, and an image forming apparatus using the same.

上記目的を達成するために、本発明に係る光走査装置は、第1の偏向面および該第1の偏向面と異なる第2の偏向面により光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段の偏向軸に直交し前記偏向手段を副走査方向に二等分する面を基準面とするとき、副走査断面内で前記基準面に対して第1の方向から第1の光束を前記第1の偏向面に斜入射させる第1の入射光学系と、副走査断面内で前記基準面に対して前記第1の方向と同じ側の第2の方向から第2の光束を前記第2の偏向面に斜入射させる第2の入射光学系と、前記偏向手段により偏向された前記第1の光束を第1の被走査面に集光する第1の結像光学系と、前記偏向手段により偏向された前記第2の光束を第2の被走査面に集光する第2の結像光学系と、を有し、前記第1の結像光学系と前記第2の結像光学系とは、互いに同一形状であって副走査方向に非対称形状のトーリックレンズを有し、前記第1の結像光学系および前記第2の結像光学系の少なくとも一方は、前記偏向手段と前記トーリックレンズとの間の光路中に光束を反射する反射面を有し、かつ前記第1の結像光学系および前記第2の結像光学系における前記偏向手段から前記トーリックレンズに至る光路中の反射面の数の差が奇数であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an optical scanning device according to the present invention includes a deflection unit that deflects a light beam in a main scanning direction by a first deflection surface and a second deflection surface different from the first deflection surface, When a plane perpendicular to the deflection axis of the deflection unit and bisecting the deflection unit in the sub-scanning direction is used as a reference plane, the first light flux from the first direction with respect to the reference plane in the sub-scanning section is A first incident optical system that obliquely impinges on the first deflecting surface; and a second light flux from the second direction on the same side as the first direction with respect to the reference surface in the sub-scan section. A second incident optical system that obliquely enters the deflecting surface, a first imaging optical system that condenses the first light beam deflected by the deflecting means on a first scanned surface, and the deflecting means. And a second imaging optical system for condensing the second light beam deflected by the second scanning surface, and the first imaging optical system. The imaging optical system and the second imaging optical system have a toric lens having the same shape and an asymmetric shape in the sub-scanning direction, and the first imaging optical system and the second imaging optical system. At least one of the optical systems has a reflecting surface that reflects a light beam in an optical path between the deflecting unit and the toric lens, and in the first imaging optical system and the second imaging optical system The difference in the number of reflecting surfaces in the optical path from the deflecting means to the toric lens is an odd number.

また、本発明に係る他の光走査装置は、第1の偏向面および該第1の偏向面と異なる第2の偏向面により光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段の偏向軸に直交し前記偏向手段を副走査方向に二等分する面を基準面とするとき、副走査断面内で前記基準面に対して第1の方向から第1の光束を前記第1の偏向面に斜入射させる第1の入射光学系と、副走査断面内で前記基準面に対して前記第1の方向と反対側の第2の方向から第2の光束を前記第2の偏向面に斜入射させる第2の入射光学系と、前記偏向手段により偏向された前記第1の光束を第1の被走査面に集光する第1の結像光学系と、前記偏向手段により前記第2の光束を第2の被走査面に集光する第2の結像光学系と、を有し、前記第1の結像光学系と前記第2の結像光学系とは、互いに同一形状であって副走査方向に非対称形状のトーリックレンズを有し、前記第1の結像光学系および前記第2の結像光学系の少なくとも一方は、前記偏向手段と前記トーリックレンズとの間の光路中に光束を反射する反射面を有し、かつ前記第1の結像光学系および前記第2の結像光学系における前記偏向手段から前記トーリックレンズに至る光路中の反射面の数の差がゼロを含む偶数であることを特徴とする。   Another optical scanning device according to the present invention includes a first deflecting surface and a second deflecting surface different from the first deflecting surface, deflecting means for deflecting a light beam in the main scanning direction, and deflection of the deflecting means. When a plane perpendicular to the axis and bisecting the deflection means in the sub-scanning direction is used as a reference plane, the first light beam is deflected from the first direction with respect to the reference plane in the sub-scanning section. A first incident optical system obliquely incident on the surface, and a second light beam from the second direction opposite to the first direction with respect to the reference surface in the sub-scanning cross section to the second deflection surface A second incident optical system for oblique incidence, a first imaging optical system for condensing the first light beam deflected by the deflecting unit on a first surface to be scanned, and the second by the deflecting unit. And a second imaging optical system for condensing the light beam on the second surface to be scanned, and the second imaging optical system and the second coupling optical system. The optical system has toric lenses that have the same shape and are asymmetric in the sub-scanning direction, and at least one of the first imaging optical system and the second imaging optical system includes the deflection unit. In the optical path from the deflecting means to the toric lens in the first imaging optical system and the second imaging optical system, having a reflecting surface for reflecting the light beam in the optical path between the toric lens The difference in the number of reflective surfaces is an even number including zero.

本発明によれば、低コスト及び小型化を達成し、かつ、良好な画像を形成できる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical scanning apparatus that can achieve low cost and downsizing and can form a good image, and an image forming apparatus using the same.

(a)は本発明の第1の実施形態に係る光走査装置の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)、(b)は比較例の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。(A) is principal part sectional drawing (sub-scanning sectional view) of the optical scanning apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention in the sub-scanning direction, (b) is principal part sectional drawing (sub-scanning direction) of the sub-scanning direction of a comparative example. FIG. (a)は第1の実施形態に係る光走査装置の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、(b)は第1の実施形態における入射光学系の要部断面図(副走査断面図)である。(A) is a principal part sectional view (main scanning sectional view) in the main scanning direction of the optical scanning device according to the first embodiment, and (b) is a principal part sectional view (secondary section) of the incident optical system in the first embodiment. FIG. (a)は第1の実施形態における結像レンズ(偏心レンズ)の要部断面図(副走査断面図)、(b)は比較例における結像レンズ(偏心レンズ)の要部断面図(副走査断面図)である。(A) is a principal part sectional view (sub-scanning sectional view) of the imaging lens (eccentric lens) in the first embodiment, and (b) is a principal part sectional view (sub-clause) of the imaging lens (eccentric lens) in the comparative example. FIG. 本発明の第2の実施形態に係る光走査装置の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。It is principal part sectional drawing (subscanning sectional drawing) of the subscanning direction of the optical scanning device concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置の要部概略図である。1 is a schematic view of a main part of an image forming apparatus equipped with an optical scanning device according to an embodiment of the present invention.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

《第1の実施形態》
(画像形成装置)
図5は本発明の実施形態のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、光走査装置により4ビームを走査して各々並行して像担持体である感光体上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図5において、60はカラー画像形成装置、100は後述する光走査装置である。21、22、23、24は各々互いに異なった色の画像を形成する像担持体(感光体)としての感光ドラム、31、32、33、34は各々現像器、51は搬送ベルトである。
<< First Embodiment >>
(Image forming device)
FIG. 5 is a schematic view of a main part of the color image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. This embodiment is a tandem type color image forming apparatus that scans four beams with an optical scanning device and records image information on a photoconductor as an image carrier in parallel. In FIG. 5, 60 is a color image forming apparatus, and 100 is an optical scanning apparatus which will be described later. 21, 22, 23, and 24 are photosensitive drums as image carriers (photoconductors) that form images of different colors, 31, 32, 33, and 34 are each a developing device, and 51 is a conveyance belt.

なお、図5においては、感光体の感光面上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器(不図示)、現像器で現像されたトナー像を被転写材(記録材)に転写する転写器(不図示)と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有している。図5において、カラー画像形成装置60には、パーソナルコンピュータ等の外部機器52からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)のコードデータとして各色信号が入力する。   In FIG. 5, a developing device (not shown) that develops an electrostatic latent image formed on the photosensitive surface of the photoreceptor as a toner image, and the toner image developed by the developing device is a transfer material (recording material). And a fixing device for fixing the transferred toner image to the transfer material. In FIG. 5, the color image forming apparatus 60 receives color signals as R (red), G (green), and B (blue) code data from an external device 52 such as a personal computer.

これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ53によって、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、B(ブラック)の各画像データ(ドットデータ)に変換される。これらの画像データは、光走査装置100に入力される。そして、光走査装置100からは、各画像データに応じて変調された光ビーム41、42、43、44が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム21、22、23、24の感光面(第1乃至第4の被走査面)が主走査方向に走査される。   These color signals are converted into image data (dot data) of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and B (black) by a printer controller 53 in the apparatus. These image data are input to the optical scanning device 100. The light scanning device 100 emits light beams 41, 42, 43, and 44 that are modulated in accordance with each image data, and the light beams 41, 42, 43, and 44 are exposed to the photosensitive surfaces (first surfaces) of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24. The first to fourth scanned surfaces) are scanned in the main scanning direction.

本実施形態におけるカラー画像形成装置は光走査装置100により4ビームを走査し、各々がY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、B(ブラック)の各色に対応している。そして各々平行して感光ドラム21、22、23、24面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字している。   The color image forming apparatus in this embodiment scans four beams by the optical scanning device 100, and each corresponds to each color of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and B (black). In parallel, image signals (image information) are recorded on the surfaces of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24, and color images are printed at high speed.

本実施形態におけるカラー画像形成装置は上述の如く光走査装置100により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム21、22、23、24面上に形成している。その後、記録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形成している。   In the color image forming apparatus according to the present embodiment, the latent image of each color is formed on the corresponding photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 by using the light beam based on each image data by the optical scanning device 100 as described above. doing. Thereafter, a single full color image is formed by multiple transfer onto a recording material.

外部機器52としては、例えばCCDセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置60とで、カラーデジタル複写機が構成される。   As the external device 52, for example, a color image reading device including a CCD sensor may be used. In this case, the color image reading apparatus and the color image forming apparatus 60 constitute a color digital copying machine.

(光走査装置)
図1(a)は本発明の第1の実施形態に係る光走査装置の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)、図2(a)は本発明の第1の実施形態に係る光走査装置の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。また図2(b)は入射光学系の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。図1(a)で、被走査面10a、10b、10c、10dは、順にイエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)色の画像を形成するための感光ドラム(感光ドラム面)であり、4色のカラー画像を形成するための光走査装置となっている。
(Optical scanning device)
FIG. 1A is a sectional view (sub-scanning sectional view) of a main part in the sub-scanning direction of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a sectional view of the first embodiment of the present invention. It is principal part sectional drawing (main scanning sectional drawing) of the main scanning direction of the optical scanning device which concerns. FIG. 2B is a sectional view (sub-scanning sectional view) of the main part of the incident optical system in the sub-scanning direction. In FIG. 1A, scanned surfaces 10a, 10b, 10c, and 10d are photosensitive drums for forming yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) images in order. A photosensitive drum surface), which is an optical scanning device for forming four color images.

1)定義
以下の説明において、主走査方向(Y方向)とは偏向手段の偏向軸(回転軸または揺動軸)及び結像光学系の光軸に垂直な方向(回転多面鏡で光束が反射偏向(偏向走査)される方向)である。副走査方向(Z方向)とは偏向手段の偏向軸(回転軸または揺動軸)と平行な方向である。また主走査断面とは主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面である。また副走査断面(子線断面)とは主走査方向に垂直な断面である。
1) Definition In the following description, the main scanning direction (Y direction) is a direction perpendicular to the deflection axis (rotation axis or oscillation axis) of the deflection means and the optical axis of the imaging optical system (the light beam is reflected by the rotating polygon mirror). Direction of deflection (deflection scanning). The sub-scanning direction (Z direction) is a direction parallel to the deflection axis (rotation axis or swing axis) of the deflection means. The main scanning section is a plane including the main scanning direction and the optical axis of the imaging optical system. The sub-scanning section (child line section) is a section perpendicular to the main scanning direction.

また基準面(基準面G)とは、偏向手段(回転多面鏡)の偏向軸(回転軸または揺動軸)に直交し偏向手段を副走査方向に二等分する面である。   The reference plane (reference plane G) is a plane that is orthogonal to the deflection axis (rotation axis or swing axis) of the deflection means (rotating polygon mirror) and bisects the deflection means in the sub-scanning direction.

2)複数の被走査面の配列面に対する光走査装置の傾斜
以下に示す実施形態で、本質的な事項ではないが、光走査装置を基準面Gと共に4つの被走査面を含む平面(複数の被走査面の配列面)に対して傾斜させている。即ち、回転多面鏡の回転軸を光学箱の座面及び、4つの被走査面を含む平面に対して垂直方向から傾けて配置している。傾ける方向は、図1(a)に示すように、副走査斜入射角度が上方向である結像光路d側に倒れる方向に設定している。これにより、図1(a)の左上部におけるスペースを確保することができる。
2) Inclination of the optical scanning device with respect to the array surface of the plurality of scanned surfaces In the embodiment shown below, although not an essential matter, the optical scanning device is a plane including four scanned surfaces together with the reference surface G It is inclined with respect to the surface to be scanned). In other words, the rotational axis of the rotary polygon mirror is arranged so as to be inclined from the vertical direction with respect to the seat surface of the optical box and the plane including the four scanned surfaces. As shown in FIG. 1A, the tilting direction is set to a direction in which the sub-scanning oblique incident angle is tilted to the imaging optical path d side, which is the upward direction. Thereby, the space in the upper left part of Fig.1 (a) is securable.

本発明は、複数の被走査面の配列面に対する光走査装置の傾斜が無い場合(回転多面鏡の回転軸が4つの被走査面を含む平面に対して垂直方向の場合)にも成立するものであるが、本実施形態では傾斜がある場合を示している。本実施形態では、副走査斜入射角度が上下逆方向である結像光路c、結像光路dの光路長を同一にしつつも、回転多面鏡の位置を4つの被走査面上の略中央に配置することができ、回転多面鏡の発する熱による箱の変形を左右対称にし、画像への影響を低減できる。   The present invention also holds when there is no inclination of the optical scanning device with respect to the array surface of the plurality of scanned surfaces (when the rotation axis of the rotary polygon mirror is perpendicular to the plane including the four scanned surfaces). However, in this embodiment, a case where there is an inclination is shown. In the present embodiment, while the optical path lengths of the imaging optical path c and the imaging optical path d whose sub-scanning oblique incident angles are opposite to each other are the same, the position of the rotary polygon mirror is approximately at the center on the four scanned surfaces. The deformation of the box due to the heat generated by the rotary polygon mirror can be made symmetrical, and the influence on the image can be reduced.

3)入射光学系
図2(a)で、入射光学系L1a、L1cとL1b、L1dは、主走査断面内において同一方向からそれぞれ異なる偏向面に斜入射させている。更に図2(b)から分かるように、入射光学系L1a、L1dは副走査断面内において基準面Gに対して上向き、入射光学系L1b、L1cは副走査断面内において基準面Gに対して下向きに角度を有するように回転多面鏡5の偏向面6に光束を斜入射させている。以下、副走査方向斜め入射といい、基準面Gに対する角度を副走査方向斜め入射角度という。
3) Incident optical system In FIG. 2A, the incident optical systems L1a, L1c and L1b, L1d are obliquely incident on different deflection surfaces from the same direction in the main scanning section. Further, as can be seen from FIG. 2B, the incident optical systems L1a and L1d are upward with respect to the reference plane G in the sub-scan section, and the incident optical systems L1b and L1c are downward with respect to the reference plane G in the sub-scan section. The light beam is obliquely incident on the deflecting surface 6 of the rotary polygon mirror 5 so as to have an angle. Hereinafter, the sub-scanning direction oblique incidence is referred to as an angle with respect to the reference plane G is referred to as the sub-scanning direction oblique incidence angle.

このため、4つの入射光学系からの4つの入射光束は、回転多面鏡5によって4つの偏向反射光束になる。4つの偏向反射光束の内2つの光束は基準面Gの下方に向かい、回転多面鏡を挟んで対向する他の2つの光束は基準面Gの上方に向かうように偏向反射される。   Therefore, the four incident light beams from the four incident optical systems become four deflected reflected light beams by the rotary polygon mirror 5. Two of the four deflected and reflected light beams are deflected and reflected so as to be directed below the reference surface G, and the other two light beams facing each other across the rotary polygon mirror are directed above the reference surface G.

1a、1b、1c、1dは光源手段であり、発光部(発光点)を有する半導体レーザより成っている。2a、2b、2c、2dはアパーチャー(開口絞り)であり、アナモフィックコリメータレンズ3a、3b、3c、3dに入射する光束を所望の最適なビーム形状に形成している。アナモフィックコリメータレンズ3aは、光源手段1aから出射された光束を主走査方向に平行光束に、副走査方向に回転多面鏡5の偏向面6近傍で集光するように変換し、回転多面鏡5の偏向面6上で主走査方向に長手の線像として結像している
なお、開口絞り2a、2b、2c、2d、アナモフィックコリメータレンズ3a、3b、3c、3dの各要素は入射光学系L1a、L1b、L1c、L1dの一要素を構成している。そして、光源手段1a、1b、1c、1dから射出した光束を後述する回転多面鏡5の偏向面(偏向反射面)6に導光している。アナモフィックコリメータレンズ3a、3b、3c、3dをコリメータレンズと副走査方向にのみパワーを有するシリンダレンズにより構成しても良い。
Reference numerals 1a, 1b, 1c, and 1d denote light source means, which are composed of a semiconductor laser having a light emitting portion (light emitting point). Reference numerals 2a, 2b, 2c, and 2d denote apertures (aperture stops) that form a light beam incident on the anamorphic collimator lenses 3a, 3b, 3c, and 3d in a desired optimum beam shape. The anamorphic collimator lens 3a converts the light beam emitted from the light source means 1a into a parallel light beam in the main scanning direction and condenses in the vicinity of the deflection surface 6 of the rotary polygon mirror 5 in the sub-scanning direction. An image is formed on the deflection surface 6 as a longitudinal line image in the main scanning direction. Each element of the aperture stops 2a, 2b, 2c, and 2d and the anamorphic collimator lenses 3a, 3b, 3c, and 3d is an incident optical system L1a, It constitutes one element of L1b, L1c, and L1d. The light beams emitted from the light source means 1a, 1b, 1c, and 1d are guided to the deflection surface (deflection reflection surface) 6 of the rotary polygon mirror 5 described later. The anamorphic collimator lenses 3a, 3b, 3c, and 3d may be constituted by a collimator lens and a cylinder lens having power only in the sub-scanning direction.

4)光偏向器(偏向手段)
5は偏向面を複数含む光偏向器(偏向手段)としての回転多面鏡(ポリゴンミラー)であり、図中矢印A方向に一定の速度で回転している。また本実施形態の回転多面鏡5の数は、走査系ユニットの数以下であり、その数は1つである。
4) Optical deflector (deflecting means)
Reference numeral 5 denotes a rotating polygon mirror (polygon mirror) as an optical deflector (deflection means) including a plurality of deflection surfaces, which rotates at a constant speed in the direction of arrow A in the figure. Further, the number of rotary polygon mirrors 5 in this embodiment is equal to or less than the number of scanning system units, and the number is one.

5)結像光学系
L2a、L2b、L2c、L2dは集光機能とfθ特性とを有する結像光学系であり、主走査断面内に正のパワー(屈折力)を有し、副走査断面内に主走査断面内の正のパワーとは異なる正のパワーを有している。
5) Imaging optical system L2a, L2b, L2c, and L2d are imaging optical systems having a condensing function and fθ characteristics, and have positive power (refractive power) in the main scanning section, and in the sub-scanning section. And a positive power different from the positive power in the main scanning section.

5−1)結像光路aに関する結像光学系
偏向手段から被走査面10aに至る結像光路aにおいて、結像光学系L2aは第1、第2の結像レンズ71、72より成っている。結像光学系L2aは偏向手段としての回転多面鏡5によって偏向走査された画像情報に基づく光束を主走査断面内において被走査面(感光ドラム面)10a上にスポットに結像させている。結像レンズ72は、副走査斜入射によるスポット性能への弊害を補正し、かつ、各走査光あるいはハウジング部材との干渉を防ぐために、副走査方向に非対称形状のトーリックレンズで構成している。
5-1) Imaging optical system related to imaging optical path a In the imaging optical path a from the deflecting means to the scanned surface 10a, the imaging optical system L2a is composed of first and second imaging lenses 71 and 72. . The imaging optical system L2a images a light beam based on image information deflected and scanned by the rotary polygon mirror 5 as a deflecting unit onto a surface to be scanned (photosensitive drum surface) 10a in a spot in the main scanning section. The imaging lens 72 is formed of a toric lens that is asymmetrical in the sub-scanning direction in order to correct adverse effects on spot performance due to sub-scanning oblique incidence and to prevent interference with each scanning light or housing member.

さらに結像光学系L2aは、副走査断面内において回転多面鏡5の偏向面6と感光ドラム面10aとの間を光学的に共役関係にすることにより、偏向面6の面倒れ補償を行っている。また図1(a)における8は、結像レンズ72からの光束の光路を折り曲げるための平面ミラーであり、結像性能に影響を与えていない。本実施形態において、後述するように、結像レンズ72は他の結像光路における結像レンズ72と同一形状にできるように、偏向手段とトーリックレンズである結像レンズ72との間の光路中に設けられ光束を反射する反射面の数が考慮されている。   Further, the imaging optical system L2a performs surface tilt compensation of the deflection surface 6 by optically conjugating the deflection surface 6 of the rotary polygon mirror 5 and the photosensitive drum surface 10a in the sub-scan section. Yes. Reference numeral 8 in FIG. 1A denotes a plane mirror for bending the optical path of the light beam from the imaging lens 72 and does not affect the imaging performance. In the present embodiment, as will be described later, in the optical path between the deflecting means and the imaging lens 72 that is a toric lens, the imaging lens 72 can have the same shape as the imaging lens 72 in the other imaging optical path. The number of reflecting surfaces provided on the surface for reflecting the luminous flux is taken into consideration.

本実施形態において、画像情報に応じて半導体レーザ1aから光変調され出射した光束は、入射光学系L1aにより回転多面鏡5の偏向面6へ入射し、結像光学系L2aにより感光ドラム面10a上で導光される。そして、回転多面鏡5を駆動手段(不図示)により矢印A方向に回転させることによって、該感光ドラム面10a上を主走査方向に光走査することで画像情報の記録を行っている。また、同期検知手段(不図示)により回転多面鏡5の回転速度を検知し、制御手段(不図示)により、回転多面鏡5が等速度で回転するように制御している。   In this embodiment, the light beam modulated and emitted from the semiconductor laser 1a according to the image information is incident on the deflecting surface 6 of the rotary polygon mirror 5 by the incident optical system L1a, and on the photosensitive drum surface 10a by the imaging optical system L2a. Is guided. Then, by rotating the rotary polygon mirror 5 in the direction of arrow A by a driving means (not shown), image information is recorded by optically scanning the photosensitive drum surface 10a in the main scanning direction. Further, the rotation speed of the rotary polygon mirror 5 is detected by a synchronization detection means (not shown), and the control means (not shown) controls the rotary polygon mirror 5 to rotate at a constant speed.

5−2)結像光路bに関する結像光学系
次に偏向手段から被走査面10bに至る結像光路bについて説明する。結像光路bの構成および光学的作用は、結像光路aと同じである。結像光路bの各光学素子は、結像光路aと同様の働きをしており、図1(a)では、結像光路aの光学素子と同一の符号で表している。本実施形態において、後述するように、結像レンズ72の入射面側の平面ミラー8は他の結像光路における結像レンズ72と同一形状にできるように反射面の数が考慮されている。結像光路bが結像光路aと違うのは、回転多面鏡に対する配置と、回転多面鏡で反射偏向された走査光の折り返し方である。
5-2) Imaging optical system concerning imaging optical path b Next, the imaging optical path b from the deflecting means to the scanned surface 10b will be described. The configuration and optical action of the imaging optical path b are the same as the imaging optical path a. Each optical element in the imaging optical path b functions in the same manner as the imaging optical path a. In FIG. 1A, the optical elements are denoted by the same reference numerals as the optical elements in the imaging optical path a. In the present embodiment, as will be described later, the number of reflecting surfaces is considered so that the plane mirror 8 on the incident surface side of the imaging lens 72 can have the same shape as the imaging lens 72 in the other imaging optical path. The imaging optical path b is different from the imaging optical path a in the arrangement with respect to the rotating polygon mirror and the way of returning the scanning light reflected and deflected by the rotating polygon mirror.

図2(a)から分かるように、主走査断面内において、結像光路bの結像光学系L2bは、回転多面鏡5を中心として、結像光路aの結像光学系L2aと対向して配置されている。   As can be seen from FIG. 2A, in the main scanning section, the imaging optical system L2b of the imaging optical path b faces the imaging optical system L2a of the imaging optical path a around the rotary polygon mirror 5. Has been placed.

5−3)結像光路c、dに関する結像光学系
偏向手段から被走査面10c、10dに至る結像光路c、dに関しては、結像レンズ71を介して結像レンズ72に至る光路に平面ミラー8は設けられず、結像レンズ72から被走査面10c、10dまでの光路に光路を折り曲げる平面ミラー8が設けられる。
5-3) Imaging optical system for imaging optical paths c and d Imaging optical paths c and d from the deflecting means to the scanned surfaces 10c and 10d are in the optical path to the imaging lens 72 via the imaging lens 71. The plane mirror 8 is not provided, but the plane mirror 8 that bends the optical path along the optical path from the imaging lens 72 to the scanned surfaces 10c and 10d is provided.

5−4)偏心トーリックレンズとしての結像レンズ72
ここで、本実施形態の結像レンズ72は、副走査方向に非対称形状のトーリックレンズである。図3(a)は、結像レンズ72の副走査方向における断面図である。図3(a)中の点鎖線は、結像レンズ72のレンズ面形状を定義するための、光軸を表している。図から分かるように、レンズ面形状の光軸をレンズの外形中心からオフセットさせておりこのため、レンズの肉厚は、副走査方向において上下非対称になっている。このようにレンズ外形中心に対してレンズ面の光軸を副走査方向にずらした形状のトーリックレンズを、偏心トーリックレンズと呼ぶ。
5-4) Imaging lens 72 as an eccentric toric lens
Here, the imaging lens 72 of the present embodiment is a toric lens having an asymmetric shape in the sub-scanning direction. FIG. 3A is a cross-sectional view of the imaging lens 72 in the sub-scanning direction. A dotted line in FIG. 3A represents an optical axis for defining the lens surface shape of the imaging lens 72. As can be seen from the figure, the optical axis of the lens surface shape is offset from the center of the outer shape of the lens, so that the lens thickness is vertically asymmetric in the sub-scanning direction. A toric lens having a shape in which the optical axis of the lens surface is shifted in the sub-scanning direction with respect to the center of the lens outer shape is referred to as an eccentric toric lens.

ここで、説明を分かりやすくするために、副走査方向に上下非対称の結像レンズ72の肉厚が厚い側を外形端Z1、薄い側を外形端Z2と定義する。光軸から外形端Z1の間隔は2.72mm、光軸から外形端Z2の間隔は5.28mmと設定している。   Here, for easy understanding, the thick side of the imaging lens 72 that is vertically asymmetric in the sub-scanning direction is defined as the outer edge Z1, and the thinner side is defined as the outer edge Z2. The distance from the optical axis to the outer edge Z1 is set to 2.72 mm, and the distance from the optical axis to the outer edge Z2 is set to 5.28 mm.

(基準面Gに対する光束UとLの位置関係)
ここで、前述したように偏向手段(回転多面鏡)の偏向軸(回転軸)に直交し偏向手段を副走査方向に二等分する面を基準面(図1(a)の面G)とする。このとき、Uは光偏向器に入射して光偏向器で反射された光源光束のうち、主光線よりも基準面Gから遠ざかる側の光束であり、Lは主光線よりも基準面Gに近づく側の光束である。
(Positional relationship between the light beams U and L with respect to the reference plane G)
Here, as described above, the plane perpendicular to the deflection axis (rotation axis) of the deflection means (rotating polygon mirror) and bisecting the deflection means in the sub-scanning direction is the reference plane (surface G in FIG. 1A). To do. At this time, U is a light beam that enters the optical deflector and is reflected by the optical deflector, and is a light beam that is farther from the reference plane G than the principal ray, and L is closer to the reference plane G than the principal ray. Side light flux.

副走査方向に上下対称の結像レンズと異なり、副走査方向に上下非対称の結像レンズ72では副走査方向に上下の光束が夫々対応する結像レンズ72の副走査方向に上下の領域を通過しないと高い結像性能が得られない。このため、本実施形態では、光束Lが結像レンズ72の肉厚が厚い側Z1に入射するように結像光路が設定されている。   Unlike an imaging lens that is vertically symmetric in the sub-scanning direction, in the imaging lens 72 that is asymmetrical in the sub-scanning direction, the upper and lower luminous fluxes pass in the sub-scanning direction of the corresponding imaging lens 72 in the sub-scanning direction. Otherwise, high imaging performance cannot be obtained. For this reason, in this embodiment, the imaging optical path is set so that the light beam L is incident on the thick side Z1 of the imaging lens 72.

図1(a)の被走査面10a、10bに向かう夫々第1結像光路L2a、第2結像光路L2bにおいて、偏向手段で反射された光束U、Lは、折り返しミラー8で光路を折り返されて結像光学素子としての結像レンズ72に図示のように入射する。   In the first imaging light path L2a and the second imaging light path L2b respectively directed to the scanned surfaces 10a and 10b in FIG. 1A, the light beams U and L reflected by the deflecting means are folded back by the folding mirror 8. Then, it enters an imaging lens 72 as an imaging optical element as shown in the figure.

(第1結像光路a、第2結像光路b、第3結像光路c、第4結像光路dにおける夫々の結像光学素子を同一形状にできる条件)
第1結像光路a、第2結像光路b、第3結像光路c、第4結像光路dにおける夫々の結像光学素子(結像レンズ)は、主走査方向の光学特性(レンズ特性)が一般に光軸に対して非対称であるために、主走査方向の両端部を入れ替えて用いることができない。そのため、結像光学素子を同一形状にできる条件は、夫々の結像光学素子として互いに一方が副走査断面内で回転したとき、入射面を光束入射側にして他方に重なることである。言い換えれば、2つの結像光学素子が夫々副走査断面内で回転したときに入射面に入射するUとLの関係が本来必要とされるUとLの関係に一致することである。
(Conditions that the respective imaging optical elements in the first imaging optical path a, the second imaging optical path b, the third imaging optical path c, and the fourth imaging optical path d can have the same shape)
The imaging optical elements (imaging lenses) in the first imaging optical path a, the second imaging optical path b, the third imaging optical path c, and the fourth imaging optical path d have optical characteristics (lens characteristics) in the main scanning direction. ) Is generally asymmetric with respect to the optical axis, and cannot be used with both ends in the main scanning direction interchanged. For this reason, the condition that the imaging optical elements can have the same shape is that when one of the imaging optical elements is rotated in the sub-scan section, the incident surface is on the light beam incident side and overlaps the other. In other words, the relationship between U and L incident on the incident surface coincides with the originally required relationship between U and L when the two imaging optical elements rotate in the sub-scan section.

(異なる偏向面に光源光束を入射させる第1の入射光学系、第4の入射光学系が基準面Gに対して同じ側にある場合)
第1結像光路a、第4結像光路dにおける夫々の結像光学素子を同一形状にできるか否かに関し、本実施形態の説明の前に図1(b)に副走査断面を示す比較例を説明する。この比較例では、異なる偏向面に光源光束を入射させる2つの入射光学系が基準面Gに対して同じ側に設けられている。そして、回転多面鏡から結像レンズ72までの光路中に設けられるミラー枚数(反射面の数)は1枚である。また、回転多面鏡から結像レンズ73までの光路中に設けられるミラー枚数も1枚、と互いに同数であり、反射面の数の差をゼロ(偶数)に設定されている。
(When the first incident optical system and the fourth incident optical system that cause the light source beam to enter different deflection surfaces are on the same side with respect to the reference surface G)
A comparison of the sub-scanning cross section shown in FIG. 1B prior to the description of the present embodiment regarding whether or not the respective imaging optical elements in the first imaging optical path a and the fourth imaging optical path d can have the same shape. An example will be described. In this comparative example, two incident optical systems that allow light source light beams to enter different deflection surfaces are provided on the same side with respect to the reference surface G. The number of mirrors (the number of reflecting surfaces) provided in the optical path from the rotary polygon mirror to the imaging lens 72 is one. Further, the number of mirrors provided in the optical path from the rotating polygon mirror to the imaging lens 73 is also the same as that of one, and the difference in the number of reflection surfaces is set to zero (even number).

比較例において、結像光学素子としての結像レンズが同一形状にできると仮定すると、左側の結像レンズ73に関して、光束の入射面を考慮すると右側の結像レンズ72を図1(b)の紙面内で時計方向に回転させて配置する関係となる。このときLとUの関係が、本来必要とされるUとLの関係に一致しない。即ち、右側の結像レンズ72ではUがLに対して上方であり、時計方向に回転させるとUがLに対して下方の関係となるところ、本来必要とされるUとLの関係は図1(b)に示すようにUがLに対して上方である。   In the comparative example, assuming that the imaging lens as the imaging optical element can have the same shape, regarding the left imaging lens 73, the right imaging lens 72 in FIG. The relationship is such that they are rotated clockwise in the drawing. At this time, the relationship between L and U does not match the originally required relationship between U and L. That is, in the right imaging lens 72, U is above L, and when rotated clockwise, U is below L. The relationship between U and L that is originally required is shown in FIG. U is above L relative to 1 (b).

よって、左側の結像レンズ73は右側の結像レンズ72と同一形状にできないこととなる。その結果、偏向手段で偏向された走査光束を良好な結像性能に補正するためには、図3(b)に示すように副走査方向に互いに反転した形状の結像レンズ(偏心トーリックレンズ)72、及び結像レンズ(偏心トーリックレンズ)73の2種類のレンズが必要となる。   Therefore, the left imaging lens 73 cannot have the same shape as the right imaging lens 72. As a result, in order to correct the scanning light beam deflected by the deflecting means to have good imaging performance, an imaging lens (eccentric toric lens) having a shape reversed in the sub-scanning direction as shown in FIG. 3B. 72 and an imaging lens (eccentric toric lens) 73 are required.

このような比較例に対して、図1(a)に示す本実施形態では、第1の入射光学系、第4の入射光学系が基準面Gに対して同じ側にある場合として以下のような構成を採る。即ち、被走査面10aへの結像光路に関して回転多面鏡から結像レンズ72までのミラー枚数は1枚、被走査面10dへの結像光路に関して回転多面鏡から結像レンズ72までのミラー枚数は0枚とし、反射面の数の差を奇数に設定している。   In contrast to such a comparative example, in the present embodiment shown in FIG. 1A, the first incident optical system and the fourth incident optical system are on the same side with respect to the reference plane G as follows. Take a simple structure. That is, the number of mirrors from the rotary polygon mirror to the imaging lens 72 is one for the imaging optical path to the scanned surface 10a, and the number of mirrors from the rotary polygon mirror to the imaging lens 72 for the imaging optical path to the scanned surface 10d. Is set to 0, and the difference in the number of reflection surfaces is set to an odd number.

なお、副走査方向に上下非対称の結像レンズ72の肉厚が厚い側をZ1として示し、第1結像光路及び第4結像光路のどちらの結像レンズ72においても、結像レンズ72の外形端Z1側が、光束のL側となるように設定されている。   The thick side of the imaging lens 72 that is vertically asymmetric in the sub-scanning direction is indicated by Z1, and the imaging lens 72 of the imaging lens 72 in both the first imaging optical path and the fourth imaging optical path is shown in FIG. The outer end Z1 side is set to be the L side of the light beam.

ここで、本実施形態において、結像光学素子としての結像レンズが同一形状にできるか否かを確認する。被走査面10dへの結像光路の結像レンズ72に関して、光束の入射面を考慮すると被走査面10aへの結像光路の結像レンズ72を図1(a)の紙面内で反時計方向に回転させて配置する関係となる。   Here, in this embodiment, it is confirmed whether or not the imaging lenses as the imaging optical elements can have the same shape. Regarding the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10d, the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10a is counterclockwise in the plane of FIG. It becomes the relationship which rotates and arranges.

このときLとUの関係が、本来必要とされるUとLの関係に一致する。即ち、被走査面10aへの結像光路の結像レンズ72ではUがLに対して上方であり、反時計方向に回転させるとUがLに対して上方の関係が維持される。そして、被走査面10dへの結像光路の結像レンズ72について本来必要とされるUとLの関係は図1(a)に示すようにUがLに対して上方である。   At this time, the relationship between L and U matches the originally required relationship between U and L. That is, in the imaging lens 72 on the imaging optical path to the scanned surface 10a, U is above L, and when rotated counterclockwise, U is maintained above L. The relationship between U and L that is originally required for the imaging lens 72 in the imaging optical path to the scanned surface 10d is that U is higher than L as shown in FIG.

よって、被走査面10dへの結像光路の結像レンズ72は、被走査面10aへの結像光路の結像レンズ72と同一形状にできる。   Therefore, the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10d can have the same shape as the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10a.

(異なる偏向面に光源光束を入射させる第1の入射光学系、第2の入射光学系が基準面Gに対して反対側にある場合)
図1(a)で、被走査面10aへの結像光路aに関して回転多面鏡から結像レンズ72までの光路中に設けられるミラー枚数(反射面の数)は1枚である。また、被走査面10bへの結像光路bに関して回転多面鏡から結像レンズ72までの光路中に設けられるミラー枚数も1枚で、反射面の数の差をゼロを含む偶数に設定している。
(When the first incident optical system and the second incident optical system that cause the light source light beam to be incident on different deflection surfaces are on the opposite side with respect to the reference surface G)
In FIG. 1A, the number of mirrors (the number of reflecting surfaces) provided in the optical path from the rotary polygon mirror to the imaging lens 72 with respect to the imaging optical path a to the scanned surface 10a is one. Further, the number of mirrors provided in the optical path from the rotary polygon mirror to the imaging lens 72 with respect to the imaging optical path b to the scanned surface 10b is also one, and the difference in the number of reflection surfaces is set to an even number including zero. Yes.

ここで、本実施形態において、結像光学素子としての結像レンズが同一形状にできるか否かを確認する。被走査面10bへの結像光路の結像レンズ72に関して、光束の入射面を考慮すると被走査面10aへの結像光路の結像レンズ72を図1(a)の紙面内で時計方向に回転させて配置する関係となる。   Here, in this embodiment, it is confirmed whether or not the imaging lenses as the imaging optical elements can have the same shape. Regarding the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10b, the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10a is clockwise in the plane of FIG. It becomes the relationship which rotates and arranges.

このときLとUの関係が、本来必要とされるUとLの関係に一致する。即ち、被走査面10aへの結像光路の結像レンズ72ではUがLに対して上方であり、時計方向に回転させるとUがLに対して下方の関係となる。そして、被走査面10bへの結像光路の結像レンズ72について本来必要とされるUとLの関係は図1(a)に示すようにUがLに対して下方である。よって、被走査面10bへの結像光路の結像レンズ72は、被走査面10aへの結像光路の結像レンズ72と同一形状にできる。   At this time, the relationship between L and U matches the originally required relationship between U and L. That is, in the imaging lens 72 on the imaging optical path to the scanning surface 10a, U is above L, and when rotated clockwise, U is below L. The relationship between U and L that is originally required for the imaging lens 72 in the imaging optical path to the scanned surface 10b is such that U is lower than L as shown in FIG. Therefore, the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10b can have the same shape as the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10a.

(同じ偏向面に光源光束を入射させる第1の入射光学系、第3の入射光学系が基準面Gに対して反対側にある場合)
図1(a)で、被走査面10aへの結像光路aに関して回転多面鏡から結像レンズ72までの光路中に設けられるミラー枚数(反射面の数)は1枚である。また、被走査面10cへの結像光路cに関して回転多面鏡から結像レンズ72までの光路中に設けられるミラー枚数は0枚であり、反射面の数の差を奇数に設定している。
(When the first incident optical system and the third incident optical system that cause the light source beam to enter the same deflection surface are on the opposite side of the reference surface G)
In FIG. 1A, the number of mirrors (the number of reflecting surfaces) provided in the optical path from the rotary polygon mirror to the imaging lens 72 with respect to the imaging optical path a to the scanned surface 10a is one. Further, the number of mirrors provided in the optical path from the rotary polygon mirror to the imaging lens 72 with respect to the imaging optical path c to the scanned surface 10c is zero, and the difference in the number of reflection surfaces is set to an odd number.

ここで、本実施形態において、結像光学素子としての結像レンズが同一形状にできるか否かを確認する。被走査面10cへの結像光路の結像レンズ72に関して、光束の入射面を考慮すると被走査面10aへの結像光路の結像レンズ72を図1(a)の紙面内で時計方向に回転させて配置する関係となる。   Here, in this embodiment, it is confirmed whether or not the imaging lenses as the imaging optical elements can have the same shape. Regarding the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10c, the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10a is clockwise in the plane of FIG. It becomes the relationship which rotates and arranges.

このときLとUの関係が、本来必要とされるUとLの関係に一致する。即ち、被走査面10aへの結像光路の結像レンズ72ではUがLに対して上方であり、時計方向に回転させるとUがLに対して下方の関係となる。そして、被走査面10cへの結像光路の結像レンズ72について本来必要とされるUとLの関係は図1(a)に示すようにUがLに対して下方である。   At this time, the relationship between L and U matches the originally required relationship between U and L. That is, in the imaging lens 72 on the imaging optical path to the scanning surface 10a, U is above L, and when rotated clockwise, U is below L. The relationship between U and L, which is originally required for the imaging lens 72 in the imaging optical path to the scanned surface 10c, is U below L as shown in FIG.

よって、被走査面10cへの結像光路の結像レンズ72は、被走査面10aへの結像光路の結像レンズ72と同一形状にできる。   Therefore, the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10c can have the same shape as the imaging lens 72 of the imaging optical path to the scanned surface 10a.

以上、本実施形態によれば、被走査面10a、10b、10c、10dへの各結像光路の結像レンズ72について全て同一形状にできる。   As described above, according to the present embodiment, the imaging lenses 72 of the imaging optical paths to the scanned surfaces 10a, 10b, 10c, and 10d can all be made the same shape.

(結像光路a、bにおける諸元値)
ここで、本実施形態の被走査面10aへの結像光路aにおける諸元値を表1Aに示し、本実施形態の被走査面10bへの結像光路bにおける諸元値を表1Bに示す。表1A、表1Bの光学配置は、説明を分かり易くするために、ミラー8による折り返しを考慮せずに、各面の原点及び光軸の方向を表している。また、本実施形態の結像光路aにおける各光学面の面形状を表2Aに示し、本実施形態の結像光路bにおける各光学面の面形状を表2Bに示す。
(Specific values in the imaging optical paths a and b)
Here, the specification values in the imaging optical path a to the scanning surface 10a of this embodiment are shown in Table 1A, and the specification values in the imaging optical path b to the scanning surface 10b of this embodiment are shown in Table 1B. . The optical arrangements in Tables 1A and 1B represent the origin of each surface and the direction of the optical axis without considering folding by the mirror 8 for easy understanding. Table 2A shows the surface shape of each optical surface in the imaging optical path a of this embodiment, and Table 2B shows the surface shape of each optical surface in the imaging optical path b of this embodiment.


表1A、表1Bに示す通り、基準面G(光偏向器5の偏向面6に対して垂直で且つ基準点C0を通過)に対し、偏向面6への入射光束は、それぞれ−3°、+3°の傾きを持って偏向走査させている。即ち、光偏向器に入射する入射光学系L1a、L1bは、基準面Gに対してそれぞれ+3°、−3°副走査方向に傾いて配置させている。この斜入射角が大き過ぎると、波面収差の捩れによりスポットの崩れを補正する事が困難となる一方、小さ過ぎると光束の分離がし難くなる。望ましくは2°〜5°の範囲で設定するのが良い。   As shown in Tables 1A and 1B, with respect to the reference plane G (perpendicular to the deflecting surface 6 of the optical deflector 5 and passing through the reference point C0), the incident light beams on the deflecting surface 6 are −3 °, respectively. Deflection scanning is performed with an inclination of + 3 °. That is, the incident optical systems L1a and L1b that enter the optical deflector are arranged so as to be inclined with respect to the reference plane G in + 3 ° and −3 ° sub-scanning directions, respectively. If this oblique incident angle is too large, it will be difficult to correct the collapse of the spot due to the twist of wavefront aberration, while if it is too small, it will be difficult to separate the light beams. Desirably, it should be set in the range of 2 ° to 5 °.

本実施形態では、光束の発振波長λがλ=790nmの赤外光源を光源手段1として用いている。また、像高Yと偏向反射角θとの比例係数κ(Y=κθ)はκ= (rad/mm)である。   In the present embodiment, an infrared light source having a light beam oscillation wavelength λ of λ = 790 nm is used as the light source means 1. The proportionality coefficient κ (Y = κθ) between the image height Y and the deflection reflection angle θ is κ = (rad / mm).

また、表1A、表1Bには、各光学面の非球面形状は以下の表現式で定義する。本実施形態のアナモフィックレンズ3の入射面は平面上に回折格子が形成された回折面、出射面は主走査方向と副走査方向で曲率半径の異なるアナモフィックな屈折面としている。アナモフィックレンズ3は、プラスチック材料を用いた射出成形で成形されており、環境変動による屈折パワーの変化を半導体レーザーの波長変化による回折パワーの変化で補償する温度補償光学系としている。上述した回折面は、以下に表した位相関数により定義される。
φ=2πm/λ(C+C
ここで、φは位相関数、mは回折次数であり、本実施形態では、1次回折光(m=1)を用いている。λは設計波長であり、本実施形態ではλ=790nmである。また、本実施形態のアナモフィックレンズ3の出射面、結像レンズ71の72の入射面、出射面の母線形状は、12次までの関数として表せる非球面形状により構成している。
In Tables 1A and 1B, the aspheric shape of each optical surface is defined by the following expression. The incident surface of the anamorphic lens 3 of this embodiment is a diffractive surface on which a diffraction grating is formed on a plane, and the exit surface is an anamorphic refractive surface having different radii of curvature in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The anamorphic lens 3 is formed by injection molding using a plastic material, and is a temperature compensation optical system that compensates for changes in refractive power due to environmental fluctuations with changes in diffraction power due to wavelength changes of the semiconductor laser. The above-described diffraction surface is defined by the phase function expressed below.
φ = 2πm / λ (C 3 Z 2 + C 5 Y 2 )
Here, φ is a phase function, and m is a diffraction order. In this embodiment, first-order diffracted light (m = 1) is used. λ is a design wavelength, and in this embodiment, λ = 790 nm. Further, the exit surface of the anamorphic lens 3 of this embodiment, the entrance surface of 72 of the imaging lens 71, and the generatrix shape of the exit surface are configured as aspherical shapes that can be expressed as functions up to the 12th order.

アナモフィックレンズ3、結像レンズ71、72のそれぞれの光学面は、表1A、表1Bに示した各原点および光軸x、主走査方向の基準軸y、副走査方向の基準軸zと、表2A、表2Bに表現された以下に述べる非球面式から定義される。例えば、結像レンズ71のレンズ入射面では、(X、Y、Z)=(13.500、−0.2、0.000)を非球面式の原点とし、結像レンズ72のレンズ入射面では、(X、Y、Z)=(56.700、−0.2、1.638)を非球面式の原点としている。   The optical surfaces of the anamorphic lens 3 and the imaging lenses 71 and 72 are respectively represented by the origins and optical axes x shown in Tables 1A and 1B, the reference axis y in the main scanning direction, the reference axis z in the sub-scanning direction, 2A, defined from the following aspheric expression expressed in Table 2B. For example, on the lens entrance surface of the imaging lens 71, (X, Y, Z) = (13.500, −0.2, 0.000) is set as the aspherical origin, and the lens entrance surface of the imaging lens 72 is used. Then, (X, Y, Z) = (56.700, −0.2, 1.638) is set as the origin of the aspherical expression.

そして、各レンズ面の面形状は、表1A、表1Bに示した各光学面の原点を通る光軸Xと、主走査断面内において光軸と直交する軸をY軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、以下の式で表わされるものである。   The surface shape of each lens surface is the main scanning when the optical axis X passing through the origin of each optical surface shown in Table 1A and Table 1B and the axis perpendicular to the optical axis in the main scanning cross section is the Y axis. The bus direction corresponding to the direction is represented by the following expression.

(但し、Rは母線曲率半径,K,B,B,B,B,B10,B12は非球面係数)
また、副走査方向と対応する子線方向は、表1A、表1Bに示した副走査方向の基準軸Zと定義すると、以下の表現式で定義される。
(Where R is the radius of curvature of the bus, and K, B 2 , B 4 , B 6 , B 8 , B 10 , B 12 are aspherical coefficients)
Further, a sub-line direction corresponding to the sub-scanning direction is defined by the following expression when defined as the reference axis Z in the sub-scanning direction shown in Tables 1A and 1B.

Sは母線方向の各々の位置における母線の法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義される子線形状である。ここで、主走査方向に光軸からY離れた位置における副走査方向の曲率半径(子線曲率半径)r´は、以下の式で表わされるものである。   S is a child line shape defined in a plane perpendicular to the main scanning section including the normal line of the bus bar at each position in the bus bar direction. Here, the radius of curvature (sub-curvature radius of curvature) r ′ in the sub-scanning direction at a position Y away from the optical axis in the main scanning direction is expressed by the following equation.

(但し、rは光軸上の子線曲率半径、E、E、E、E、E10、E12、E14、E16、は係数)
また、Mj_kは子線方向の非球面を表す係数である。例えば、Mj_1はZの1次項であり、副走査方向の面の傾き(子線チルト)を表している。また、Mj_4はZの4次項であり、副走査方向の非球面を表している。本実施形態では、Zの1次項およびZの4次項は使用していない。
(Where r 0 is the radius of curvature on the optical axis, E 2 , E 4 , E 6 , E 8 , E 10 , E 12 , E 14 , E 16 , is a coefficient)
Mj_k is a coefficient representing the aspherical surface in the child line direction. For example, Mj_1 is a first-order term of Z and represents the tilt of the surface in the sub-scanning direction (child line tilt). Mj_4 is a fourth-order term of Z and represents an aspherical surface in the sub-scanning direction. In this embodiment, the first-order term of Z and the fourth-order term of Z are not used.

また、表2A及び表2Bに示した各係数には添え字u及びlが付いている。それぞれUpper側、Lower側の意味であり、結像光学系の各レンズ面頂点に対し、光源手段1がある側をLower側、光源手段1がある側と反対側をUpper側と定義する。添え字U及びlが付いていない係数については、Upper側、Lower側に共通の係数である。   Each coefficient shown in Tables 2A and 2B has subscripts u and l. The upper side and the lower side mean, respectively, and the side where the light source unit 1 is located is defined as the lower side and the side opposite to the side where the light source unit 1 is located is defined as the upper side with respect to each lens surface vertex of the imaging optical system. Coefficients without the subscripts U and l are coefficients common to the Upper side and the Lower side.

なお、本実施形態では面形状を上記定義式により函数を定義したが、本発明の権利の範囲はこれを制限するものではない。   In the present embodiment, the function of the surface shape is defined by the above definition formula, but the scope of the right of the present invention is not limited thereto.

表2A、表2Bの非球面係数から分かるように、結像光路aで用いる結像レンズ71と、結像光路bで用いる結像レンズ71とは、同一形状のレンズ面を有するレンズである。さらに、図1(a)から分かるように、結像光路aで用いる結像レンズ71と、結像光路bで用いる結像レンズ71とは、外形形状も含めて同一形状のレンズである。   As can be seen from the aspherical coefficients in Tables 2A and 2B, the imaging lens 71 used in the imaging optical path a and the imaging lens 71 used in the imaging optical path b are lenses having lens surfaces having the same shape. Further, as can be seen from FIG. 1A, the imaging lens 71 used in the imaging optical path a and the imaging lens 71 used in the imaging optical path b are lenses having the same shape including the outer shape.

また、表2A、表2Bの非球面係数から分かるように、結像光路aで用いる結像レンズ72と、結像光路bで用いる結像レンズ72とは、同一形状のレンズ面を有するレンズである。さらに、図1(a)から分かるように、結像光路aで用いる結像レンズ72と、結像光路bで用いる結像レンズ72とは、外形形状も含めて同一形状のレンズである。   Further, as can be seen from the aspherical coefficients in Tables 2A and 2B, the imaging lens 72 used in the imaging optical path a and the imaging lens 72 used in the imaging optical path b are lenses having lens surfaces having the same shape. is there. Further, as can be seen from FIG. 1A, the imaging lens 72 used in the imaging optical path a and the imaging lens 72 used in the imaging optical path b are lenses having the same shape including the outer shape.

ここで、本実施形態の結像レンズ72の外形を含めた形状を副走査断面形状を図3(a)に示す。図3(a)は、結像レンズ72の外形を含めた形状を説明するための副走査断面図で、結像レンズ74は、結像レンズ72の外形を説明するための説明図である。図3(a)から分かるように、結像レンズ72は、結像レンズ74の副走査方向の幅の内、走査光が通過しない側のレンズ面をカットした、すなわちレンズ外形中心に対して光軸をオフセットさせた偏心トーリックレンズである。   Here, FIG. 3A shows a sub-scanning cross-sectional shape including the outer shape of the imaging lens 72 of the present embodiment. FIG. 3A is a sub-scan sectional view for explaining the shape including the outer shape of the imaging lens 72, and the imaging lens 74 is an explanatory diagram for explaining the outer shape of the imaging lens 72. As can be seen from FIG. 3A, the imaging lens 72 is obtained by cutting the lens surface on the side where the scanning light does not pass within the width of the imaging lens 74 in the sub-scanning direction. This is an eccentric toric lens whose axis is offset.

また、図から分かるように、2つの結像レンズ72同士は、それぞれの光路に合わせて、Y軸中心に回転して配置されており、結像レンズ72に入射する偏向反射光束との位置関係が、2つの光路同士で光学的に略等価である。   Further, as can be seen from the figure, the two imaging lenses 72 are arranged so as to rotate about the Y axis in accordance with the respective optical paths, and the positional relationship with the deflected reflected light beam incident on the imaging lens 72. However, the two optical paths are optically substantially equivalent.

本実施形態では、このように同一形状の2つの結像レンズ72をそれぞれの光路にY軸中心に回転して配置することで、1種類のみのレンズ成形金型で成形できるため、金型費用を低減し、光走査装置の製造コストを低減している。また1種類のみのレンズで構成できるため、金型管理、成形管理、組み立て管理における煩雑さを抑制し、光走査装置の製造コストの低減、歩留まり向上を達成することができる。   In the present embodiment, since the two imaging lenses 72 having the same shape are arranged in the respective optical paths so as to be rotated about the Y axis in this way, molding can be performed with only one type of lens molding die. And the manufacturing cost of the optical scanning device is reduced. Further, since it can be configured with only one type of lens, it is possible to suppress the complexity of mold management, molding management, and assembly management, and to achieve a reduction in manufacturing cost and an increase in yield of the optical scanning device.

(結像光学素子を偏向軸中心に回転対称配置する場合との比較)
ところで従来から、対向配置された光学系に対して、結像レンズを回転多面鏡の回転軸中心に回転対称配置する手法も考えられてきた。しかし、樹脂製トーリックレンズは、長手の一方から樹脂を金型に流し込んで成形する手法が一般的であり、これに起因して左右非対称なレンズ内部歪や成形時の熱応力により、左右非対称性な複屈折率やGIが生じることがある。
(Comparison with the case where the imaging optical element is rotationally symmetrical about the deflection axis)
By the way, conventionally, there has been considered a method in which the imaging lens is rotationally symmetrically arranged around the rotation axis of the rotary polygon mirror with respect to the optical system arranged oppositely. However, resin toric lenses generally have a technique in which resin is poured into the mold from one of the longitudinal sides, resulting in left-right asymmetry due to left-right asymmetric lens internal distortion and thermal stress during molding. Birefringence and GI may occur.

このため、対向配置された光学系に対して、結像レンズを回転多面鏡の回転軸中心に回転対称配置する手法では、レンズの左右非対称性に起因して、対向する光学系同士で結像性能が互いに異なってしまうという課題が生じてしまう。更に、従来の回転多面鏡の回転軸中心に回転対称配置する手法では、結像レンズ72の主走査方向左右の形状が反転してしまうため、対向配置された光路同士で同一形状の結像レンズ72を用いて良好な結像性能を得ることは不可能である。   For this reason, in the method in which the imaging lens is rotationally symmetrically arranged around the rotation axis of the rotary polygon mirror with respect to the opposed optical system, imaging is performed between the opposed optical systems due to the left-right asymmetry of the lens. The problem that performance will mutually differ will arise. Further, in the method of rotationally symmetric arrangement about the rotation axis center of the conventional rotary polygon mirror, the shape of the imaging lens 72 on the left and right in the main scanning direction is inverted, so that the imaging lenses having the same shape in the opposed optical paths are arranged. It is impossible to obtain good imaging performance using 72.

これに対し、本実施形態では、2つの結像レンズ72同士をそれぞれの光路に合わせて、Y軸中心に回転して配置し、かつ、光学系の配置とミラーの枚数とを最適に設定することで、全被走査面上で良好な結像性能を達成しつつ、かつ上記の問題を解決している。   On the other hand, in the present embodiment, the two imaging lenses 72 are aligned with their respective optical paths and rotated around the Y axis, and the arrangement of the optical system and the number of mirrors are set optimally. Thus, the above-mentioned problem is solved while achieving good imaging performance on the entire scanning surface.

(本実施形態の効果)
本実施形態によれば、光走査装置における複数の光路に対して結像レンズ72を1種類の偏心トーリックレンズで構成できる。このため、低コスト及びコンパクト性を達成し、かつ、良好な画像を形成できる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を提供することができる。更に本実施形態では、結像レンズ72を樹脂製レンズで構成し、かつ同一形状の成形金型を用いることで、レンズの更なる低コスト化を図ることができる。
(Effect of this embodiment)
According to the present embodiment, the imaging lens 72 can be configured with one type of eccentric toric lens for a plurality of optical paths in the optical scanning device. Therefore, it is possible to provide a scanning optical system that can achieve low cost and compactness and that can form a good image, and an image forming apparatus using the scanning optical system. Furthermore, in the present embodiment, the imaging lens 72 is made of a resin lens, and a molding die having the same shape is used, so that the cost of the lens can be further reduced.

なお、本実施形態で結像レンズ71(偏向手段側にあって2つの結像光路に兼用)は結像レンズ72と同一形状に設定されないが、結像光路aで用いる結像レンズ71と、結像光路bで用いる結像レンズ71とは、外形形状も含めて同一形状のレンズに設定できる。   In this embodiment, the imaging lens 71 (which is on the deflection means side and also serves as two imaging optical paths) is not set to the same shape as the imaging lens 72, but the imaging lens 71 used in the imaging optical path a; The imaging lens 71 used in the imaging optical path b can be set to a lens having the same shape including the outer shape.

また、本実施形態では、両端の被走査面10c、10dに向かう結像光路c、結像光路dに関し、主走査断面内に対向配置、かつ、副走査斜入射角度を上下逆方向とし、回転多面鏡から結像レンズ72までのミラー枚数を0枚に設定している。こうすることで、最も回転多面鏡から遠い被走査面10c、10dへ、最小のミラー枚数で導光することができる。   Further, in the present embodiment, the imaging optical path c and imaging optical path d toward the scanned surfaces 10c and 10d at both ends are opposed to each other in the main scanning section, and the sub-scanning oblique incident angle is set to the upside down direction and rotated. The number of mirrors from the polygon mirror to the imaging lens 72 is set to zero. By doing so, light can be guided to the scanned surfaces 10c and 10d farthest from the rotary polygon mirror with the minimum number of mirrors.

また、本実施形態においては、全ての結像光路において、結像レンズ72を最終ミラー8よりも回転多面鏡側に配置している。このように構成することで、最終ミラーと被走査面の間に結像レンズを配置した場合よりも、光走査装置の高さ方向の厚みを抑えることができる。   In the present embodiment, the imaging lens 72 is arranged on the rotary polygon mirror side of the final mirror 8 in all imaging optical paths. With this configuration, the thickness in the height direction of the optical scanning device can be suppressed as compared with the case where the imaging lens is disposed between the final mirror and the surface to be scanned.

《第2の実施形態》
本実施形態は、第1の実施形態における結像光路cにおけるミラー8の配置と枚数を変えたものであり、その他の光学素子や諸元値は同一である。図4は、本実施形態の副走査方向の要部断面図である。本実施形態では、図4のように、回転多面鏡5から結像レンズ72までのミラー枚数を、結像光路a及び結像光路bは1枚、結像光路cは2枚、結像光路dは0枚と設定している。
<< Second Embodiment >>
In this embodiment, the arrangement and the number of mirrors 8 in the imaging optical path c in the first embodiment are changed, and other optical elements and specification values are the same. FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part in the sub-scanning direction of the present embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the number of mirrors from the rotary polygon mirror 5 to the imaging lens 72 is one, the imaging optical path a and the imaging optical path b are one, the imaging optical path c is two, and the imaging optical path. d is set to zero.

本実施形態では、副走査斜入射角度が上下同じ方向に設定された2つの結像光路である結像光路cと結像光路b同士において、回転多面鏡5から結像レンズ72までのミラー枚数の差(反射面の数の差)を奇数に設定している。また、主走査断面内に対向配置され、かつ、副走査斜入射角度が上下逆方向に設定された2つの結像光路である結像光路cと結像光路d同士において、回転多面鏡5から結像レンズ72までのミラー枚数の差(反射面の数の差)を偶数に設定している。   In the present embodiment, the number of mirrors from the rotary polygon mirror 5 to the imaging lens 72 in the imaging optical path c and the imaging optical path b, which are two imaging optical paths whose sub-scanning oblique incident angles are set in the same direction in the vertical direction. Difference (difference in the number of reflecting surfaces) is set to an odd number. In addition, in the imaging optical path c and the imaging optical path d, which are two imaging optical paths that are arranged opposite to each other in the main scanning section and whose sub-scanning oblique incident angle is set in the upside down direction, the rotating polygon mirror 5 The difference in the number of mirrors up to the imaging lens 72 (difference in the number of reflecting surfaces) is set to an even number.

また、本実施形態では、図4に示すように被走査面10cに向かう結像光路cを右下方に折り曲げることにより、光走査装置の右側の高さをより下げる効果を得ている。その結果、プリンタ本体の高さへの影響が大きい右側上部における排紙部(不図示)の高さを下げることができ、プリンタ本体の高さを低減する効果を得ている。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the imaging optical path c toward the scanning surface 10c is bent to the lower right, thereby obtaining the effect of further reducing the right side height of the optical scanning device. As a result, the height of the paper discharge unit (not shown) at the upper right side that greatly affects the height of the printer body can be lowered, and the effect of reducing the height of the printer body is obtained.

(変形例)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
(Modification)
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

(変形例1)
上述した実施形態における入射光学系に関し、光源手段1は一つの発光点を有する半導体レーザを用いたが、本発明はこれに限らず、例えば複数の発光点を有するモノリシックマルチビームレーザで構成しても良い。また、複数の光源手段からの複数の光束を合成するビーム合成手段を入射光学系に配置しても良い。
(Modification 1)
Regarding the incident optical system in the above-described embodiment, the light source means 1 uses a semiconductor laser having one light emitting point. However, the present invention is not limited to this, and for example, the light source means 1 is composed of a monolithic multi-beam laser having a plurality of light emitting points. Also good. Further, beam combining means for combining a plurality of light beams from a plurality of light source means may be arranged in the incident optical system.

(変形例2)
上述した実施形態で、回転多面鏡5から各結像レンズ72までのミラー枚数(反射面の数)は、第1の実施形態で結像光路a、bは1枚、結像光路c、dは0枚とし、第2の実施形態で結像光路a、bは1枚、結像光路cは2枚、結像光路dは0枚とした。本発明はこれに限られず、例えば結像光路aは1枚、結像光路bは3枚、結像光路cは2枚、結像光路dは0枚に設定することもできる。
(Modification 2)
In the embodiment described above, the number of mirrors (the number of reflecting surfaces) from the rotary polygon mirror 5 to each imaging lens 72 is the same as that in the first embodiment, the imaging optical paths a and b are one, and the imaging optical paths c and d. In the second embodiment, the imaging optical paths a and b are 1, the imaging optical path c is 2, and the imaging optical path d is 0. The present invention is not limited to this. For example, the imaging optical path a can be set to 1, the imaging optical path b can be set to 3, the imaging optical path c can be set to 2, and the imaging optical path d can be set to 0.

(変形例3)
上述した実施形態で、結像レンズ72を樹脂製レンズとしたが、本発明はこれに限られず、光軸に対して偏心して切り出したガラス製レンズで構成することもできる。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, the imaging lens 72 is a resin lens. However, the present invention is not limited to this, and the imaging lens 72 may be formed of a glass lens that is decentered with respect to the optical axis.

(変形例4)
上述した実施形態で、光束を反射する反射面として折り返しミラーを用いたが、これに限らず任意の反射型光学素子(例えば反射型プリズム)を用いることができる。
(Modification 4)
In the embodiment described above, the folding mirror is used as the reflecting surface that reflects the light beam. However, the present invention is not limited to this, and any reflecting optical element (for example, a reflecting prism) can be used.

6・・偏向面、72・・結像光学素子(偏心トーリックレンズ)、10a、10b、10c、10d・・被走査面(感光体ドラム面)、L1a、L1b、L1c、L1d・・入射光学系、L2a、L2b、L2c、L2d・・結像光学系 6 .. Deflection surface, 72 .. Imaging optical element (eccentric toric lens), 10 a, 10 b, 10 c, 10 d... Scanned surface (photosensitive drum surface), L 1 a, L 1 b, L 1 c, L 1 d. , L2a, L2b, L2c, L2d .. Imaging optical system

Claims (10)

第1の偏向面および該第1の偏向面と異なる第2の偏向面により光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、
前記偏向手段の偏向軸に直交し前記偏向手段を副走査方向に二等分する面を基準面とするとき、副走査断面内で前記基準面に対して第1の方向から第1の光束を前記第1の偏向面に斜入射させる第1の入射光学系と、
副走査断面内で前記基準面に対して前記第1の方向と同じ側の第2の方向から第2の光束を前記第2の偏向面に斜入射させる第2の入射光学系と、
前記偏向手段により偏向された前記第1の光束を第1の被走査面に集光する第1の結像光学系と、
前記偏向手段により偏向された前記第2の光束を第2の被走査面に集光する第2の結像光学系と、
を有し、
前記第1の結像光学系と前記第2の結像光学系とは、互いに同一形状であって副走査方向に非対称形状のトーリックレンズを有し、
前記第1の結像光学系および前記第2の結像光学系の少なくとも一方は、前記偏向手段と前記トーリックレンズとの間の光路中に光束を反射する反射面を有し、かつ
前記第1の結像光学系および前記第2の結像光学系における前記偏向手段から前記トーリックレンズに至る光路中の反射面の数の差が奇数であることを特徴とする光走査装置。
Deflecting means for deflecting a light beam in the main scanning direction by a first deflecting surface and a second deflecting surface different from the first deflecting surface;
When a plane perpendicular to the deflection axis of the deflection unit and bisecting the deflection unit in the sub-scanning direction is used as a reference plane, the first light flux from the first direction with respect to the reference plane in the sub-scanning cross section. A first incident optical system that obliquely enters the first deflection surface;
A second incident optical system that obliquely enters the second light flux from the second direction on the same side as the first direction with respect to the reference surface within the sub-scanning section;
A first imaging optical system for condensing the first light beam deflected by the deflecting means on a first surface to be scanned;
A second imaging optical system for condensing the second light beam deflected by the deflecting means on a second scanned surface;
Have
The first imaging optical system and the second imaging optical system have toric lenses having the same shape and asymmetric shape in the sub-scanning direction,
At least one of the first imaging optical system and the second imaging optical system has a reflecting surface that reflects a light beam in an optical path between the deflecting means and the toric lens, and the first An optical scanning device characterized in that the difference in the number of reflecting surfaces in the optical path from the deflecting means to the toric lens in the imaging optical system and the second imaging optical system is an odd number.
第1の偏向面および該第1の偏向面と異なる第2の偏向面により光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、
前記偏向手段の偏向軸に直交し前記偏向手段を副走査方向に二等分する面を基準面とするとき、副走査断面内で前記基準面に対して第1の方向から第1の光束を前記第1の偏向面に斜入射させる第1の入射光学系と、
副走査断面内で前記基準面に対して前記第1の方向と反対側の第2の方向から第2の光束を前記第2の偏向面に斜入射させる第2の入射光学系と、
前記偏向手段により偏向された前記第1の光束を第1の被走査面に集光する第1の結像光学系と、
前記偏向手段により前記第2の光束を第2の被走査面に集光する第2の結像光学系と、
を有し、
前記第1の結像光学系と前記第2の結像光学系とは、互いに同一形状であって副走査方向に非対称形状のトーリックレンズを有し、
前記第1の結像光学系および前記第2の結像光学系の少なくとも一方は、前記偏向手段と前記トーリックレンズとの間の光路中に光束を反射する反射面を有し、かつ
前記第1の結像光学系および前記第2の結像光学系における前記偏向手段から前記トーリックレンズに至る光路中の反射面の数の差がゼロを含む偶数であることを特徴とする光走査装置。
Deflecting means for deflecting a light beam in the main scanning direction by a first deflecting surface and a second deflecting surface different from the first deflecting surface;
When a plane perpendicular to the deflection axis of the deflection unit and bisecting the deflection unit in the sub-scanning direction is used as a reference plane, the first light flux from the first direction with respect to the reference plane in the sub-scanning cross section. A first incident optical system that obliquely enters the first deflection surface;
A second incident optical system that obliquely enters the second light beam from the second direction opposite to the first direction with respect to the reference surface within the sub-scanning section;
A first imaging optical system for condensing the first light beam deflected by the deflecting means on a first surface to be scanned;
A second imaging optical system for condensing the second light flux on a second scanned surface by the deflecting means;
Have
The first imaging optical system and the second imaging optical system have toric lenses having the same shape and asymmetric shape in the sub-scanning direction,
At least one of the first imaging optical system and the second imaging optical system has a reflecting surface that reflects a light beam in an optical path between the deflecting means and the toric lens, and the first An optical scanning device characterized in that the difference in the number of reflection surfaces in the optical path from the deflecting means to the toric lens in the imaging optical system and the second imaging optical system is an even number including zero.
前記第1の偏向面に副走査断面内で前記基準面に対して前記第1の方向と反対側の第3の方向から第3の光束を斜入射させる第3の入射光学系と、
前記第2の偏向面に副走査断面内で前記基準面に対して前記第2の方向と反対側の第4の方向から第4の光束を斜入射させる第4の入射光学系と、
前記偏向手段により主走査方向に偏向された前記第3の光束を第3の被走査面に集光する第3の結像光学系と、
前記偏向手段により主走査方向に偏向された前記第4の光束を第4の被走査面に集光する第4の結像光学系と、
を有し、
前記第1の結像光学系、前記第2の結像光学系の少なくとも一方は、光路を曲げる反射面を有し、かつ、前記第3の結像光学系、前記第4の結像光学系の少なくとも一方は、光路を曲げる反射面を有し、
前記第1の結像光学系と前記第2の結像光学系と前記第3の結像光学系と前記第4の結像光学系とは、夫々の結像光学素子として互いに同一形状であって副走査方向に非対称形状の前記トーリックレンズを有し、
前記第1の結像光学系、前記第3の結像光学系における前記偏向手段から前記トーリックレンズに至る光路における反射面の数の差が奇数であり、かつ、前記第1の結像光学系、前記第4の結像光学系における前記偏向手段から前記トーリックレンズに至る光路における反射面の数の差がゼロを含む偶数であることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
A third incident optical system that obliquely makes a third light flux incident on the first deflection surface from a third direction opposite to the first direction with respect to the reference surface within a sub-scanning section;
A fourth incident optical system that obliquely makes a fourth light beam incident on the second deflection surface from a fourth direction opposite to the second direction with respect to the reference surface within a sub-scanning section;
A third imaging optical system for condensing the third light beam deflected in the main scanning direction by the deflecting unit on a third surface to be scanned;
A fourth imaging optical system for condensing the fourth light beam deflected in the main scanning direction by the deflecting unit on a fourth surface to be scanned;
Have
At least one of the first imaging optical system and the second imaging optical system has a reflecting surface that bends an optical path, and the third imaging optical system and the fourth imaging optical system. At least one of them has a reflective surface that bends the optical path;
The first imaging optical system, the second imaging optical system, the third imaging optical system, and the fourth imaging optical system have the same shape as each imaging optical element. The toric lens having an asymmetric shape in the sub-scanning direction,
The difference in the number of reflecting surfaces in the optical path from the deflecting means to the toric lens in the first imaging optical system and the third imaging optical system is an odd number, and the first imaging optical system 2. The optical scanning device according to claim 1, wherein a difference in the number of reflecting surfaces in an optical path from the deflecting unit to the toric lens in the fourth imaging optical system is an even number including zero.
前記トーリックレンズは、副走査断面内で光軸と外形中心をずらした偏心ト−リックレンズであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光走査装置。   4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the toric lens is an eccentric toric lens in which an optical axis and an outer center are shifted in a sub-scanning section. 5. 前記第1の結像光学系、前記第3の結像光学系は、前記偏向手段の側に兼用される第2の結像光学素子を備え、前記兼用される結像光学素子と前記第3の被走査面との間の光路中に少なくとも1枚の反射面を有し、
前記第2の結像光学系、前記第4の結像光学系は、前記偏向手段の側に兼用される結像光学素子を備え、前記兼用される結像光学素子と前記第4の被走査面との間の光路中に少なくとも1枚の前記反射面を有することを特徴とする請求項3に記載の光走査装置。
The first imaging optical system and the third imaging optical system include a second imaging optical element that is also used on the deflecting unit side, and the imaging optical element that is also used as the third imaging optical system and the third imaging optical element. Having at least one reflecting surface in the optical path between the surface to be scanned and
The second imaging optical system and the fourth imaging optical system include an imaging optical element that is also used as the deflecting unit, and the imaging optical element that is also used as the fourth imaging optical element. The optical scanning device according to claim 3, wherein at least one of the reflecting surfaces is provided in an optical path between the surfaces.
前記第1の被走査面は、前記第3の被走査面より前記偏向手段に近い側にあり、前記第2の被走査面は、前記第4の被走査面より前記偏向手段に近い側にあることを特徴とする請求項3または5に記載の光走査装置。   The first scanned surface is closer to the deflection means than the third scanned surface, and the second scanned surface is closer to the deflection means than the fourth scanned surface. The optical scanning device according to claim 3, wherein the optical scanning device is provided. 前記基準面を前記被走査面の配列面に対して傾斜させたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光走査装置。   7. The optical scanning device according to claim 1, wherein the reference surface is inclined with respect to the array surface of the surface to be scanned. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光走査装置と、前記光走査装置で走査された光束によって感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。   8. The optical scanning device according to claim 1, a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a photosensitive member by a light beam scanned by the optical scanning device as a toner image, and development. An image forming apparatus comprising: a transfer device that transfers the transferred toner image onto a transfer material; and a fixing device that fixes the transferred toner image onto the transfer material. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラと、を有していることを特徴とする画像形成装置。   An optical scanning device according to claim 1, and a printer controller that converts code data input from an external device into an image signal and inputs the image signal to the optical scanning device. An image forming apparatus. 前記第1の被走査面、前記第2の被走査面に互いに異なった色の画像が形成されることを特徴とする請求項8または9に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 8, wherein images having different colors are formed on the first scanned surface and the second scanned surface.
JP2013186064A 2013-09-09 2013-09-09 Optical scanning device and image forming device having the same Pending JP2015052727A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013186064A JP2015052727A (en) 2013-09-09 2013-09-09 Optical scanning device and image forming device having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013186064A JP2015052727A (en) 2013-09-09 2013-09-09 Optical scanning device and image forming device having the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015052727A true JP2015052727A (en) 2015-03-19

Family

ID=52701776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013186064A Pending JP2015052727A (en) 2013-09-09 2013-09-09 Optical scanning device and image forming device having the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015052727A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142792A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Optical scanner and image forming apparatus using the same
US10895821B2 (en) 2018-10-01 2021-01-19 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142792A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Optical scanner and image forming apparatus using the same
US10895821B2 (en) 2018-10-01 2021-01-19 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
US11556076B2 (en) 2018-10-01 2023-01-17 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus with laser scanning components positioned for enhanced compactness
US11835882B2 (en) 2018-10-01 2023-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus with laser scanning components positioned for enhanced compactness

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100943544B1 (en) Optical scanning device and image forming apparartus using the same
JP6478560B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP2006337792A (en) Optical scanner and image forming apparatus using the same
JP5950769B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP6147067B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP2008015139A (en) Optical scanner and image forming device using the same
JP6212528B2 (en) Optical scanning device
JP2009265403A (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same
JP2015052727A (en) Optical scanning device and image forming device having the same
JP6021407B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus having the same
JP5882646B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP6132701B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP6381287B2 (en) Imaging optical element manufacturing method, optical scanning device manufacturing method, and image forming apparatus
JP4902279B2 (en) Image forming apparatus
JP2014016404A (en) Optical scanner and color image forming apparatus
JP2015219496A (en) Scanning optical system and image formation device using the same
JP2006154097A (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP2014006277A (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP2012128085A (en) Optical scanner and image forming apparatus including the same
US20170293236A1 (en) Optical scanning apparatus
JP5787661B2 (en) Scanning optical device and image forming apparatus using the same
JP2014153600A (en) Optical scanner and color image forming apparatus using the same
JP6794127B2 (en) Optical scanning device
JP2008112105A (en) Optical scanner
JP2017090592A (en) Optical scanning device