JP2017165023A - Optical scanner - Google Patents

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Yuichi Tomioka
雄一 富岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner which has a small size and which can suppress image density unevenness.SOLUTION: An optical scanner 100 comprises: a light source 1; a deflector 4 which deflects a light flux from the light source 1 and optically scans a scanned surface 7 in a main scanning direction; an incident optical system which injects the light flux from the light source 1 to the deflector 4; and an image formation optical system which guides the light flux deflected by the deflector 4 to the scanned surface 7. When an injection side F number at an axis upper image height is represented by Fm0 and an injection F number at an axis outermost image height is represented by Fm1 in a main scanning cross section, and an injection side F number at an axis upper image height is represented by Fs0 and an injection F number at an axis outermost image height is represented by Fs1 in a sub-scanning cross section, the conditions having relations of 1.1<Fm1/Fm0<1.4 and 0.8<(Fm1×Fs1)/(Fm0×Fs0)<1.2 are satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光走査装置に関し、例えば、レーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に好適なものである。   The present invention relates to an optical scanning device, and is suitable for an image forming apparatus such as a laser beam printer, a digital copying machine, or a multifunction printer.

近年、光走査装置においては、低コスト化及び小型化が求められている。   In recent years, optical scanners are required to be reduced in cost and size.

特許文献1は、低コスト化及び小型化を達成するために、被走査面上を非等速に走査する光走査装置を開示している。
具体的には、そのような非等速光走査装置では、結像光学系を従来よりも薄く且つ幅が小さい1枚の結像レンズのみで構成できるため、装置の低コスト化及び小型化を達成することができる。
Patent Document 1 discloses an optical scanning device that scans a surface to be scanned at a non-constant speed in order to achieve cost reduction and miniaturization.
Specifically, in such an inconstant speed optical scanning device, the imaging optical system can be configured with only one imaging lens that is thinner and smaller in width than the conventional one, so that the cost and size of the device can be reduced. Can be achieved.

一般的に、非等速光走査装置では、軸上像高と軸外像高とで走査速度が異なり、それにより、主走査方向の光学的な倍率が異なるため、画像濃度ムラが生じてしまう。
特許文献1に開示されている光走査装置では、各像高に応じて光源の発光タイミングを制御して、電気的に走査位置を補正することによって、そのような画像濃度ムラを低減している。
In general, in the non-constant speed optical scanning device, the scanning speed is different between the on-axis image height and the off-axis image height, and thus the optical magnification in the main scanning direction is different, thereby causing image density unevenness. .
In the optical scanning device disclosed in Patent Literature 1, such image density unevenness is reduced by controlling the light emission timing of the light source according to each image height and electrically correcting the scanning position. .

しかしながら、特許文献1に開示されている光走査装置では、各像高に応じて光源の発光タイミングを制御したとしても、中間階調の画像形成時においては、被走査面上での主走査方向のスポット径が軸上像高よりも軸外像高において肥大する。そして、それに起因して、画像濃度ムラが生じてしまう。
例えば、1ドットを形成する際の光源の発光時間を著しく短くし、一方で、光源の発光強度を瞬間的に著しく強くすると、被走査面上に畳み込まれる潜像のスポット径を擬似的に均一にすることができる。しかしながら、そのために必要な光源の発光強度が著しく強すぎるために、一般的な半導体レーザーではダイナミックレンジが足りないため、そのような実施形態を実現することはできない。
従って、特許文献1に開示されている非等速光走査装置では、中間階調の画像形成時における画像濃度ムラを十分に低減することができない。
However, in the optical scanning device disclosed in Patent Document 1, even when the light emission timing of the light source is controlled according to each image height, the main scanning direction on the surface to be scanned is at the time of intermediate gradation image formation. The spot diameter increases at the off-axis image height rather than the on-axis image height. As a result, image density unevenness occurs.
For example, if the light emission time of the light source when forming one dot is significantly shortened, while the light emission intensity of the light source is instantaneously significantly increased, the spot diameter of the latent image convoluted on the surface to be scanned is simulated. It can be made uniform. However, since the light emission intensity of the light source necessary for this is remarkably too high, a general semiconductor laser does not have a sufficient dynamic range, so that such an embodiment cannot be realized.
Therefore, the non-constant speed optical scanning device disclosed in Patent Document 1 cannot sufficiently reduce the image density unevenness when forming an intermediate gradation image.

特開2015−31824号公報JP2015-31824A

そこで、本発明は、小型でかつ画像濃度ムラを抑制することができる光走査装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical scanning device that is small in size and can suppress image density unevenness.

本発明に係る光走査装置は、光源と、光源からの光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、光源からの光束を偏向器に入射させる入射光学系と、偏向器によって偏向された光束を被走査面に導光する結像光学系と、を備える光走査装置であって、主走査断面内における、軸上像高での射出側FナンバーをFm0、最軸外像高での射出側FナンバーをFm1、とし、副走査断面内における、軸上像高での射出側FナンバーをFs0、最軸外像高での射出側FナンバーをFs1、とするとき、
1.1<Fm1/Fm0<1.4
0.8<(Fm1×Fs1)/(Fm0×Fs0)<1.2
なる条件を満たすことを特徴とする。
An optical scanning device according to the present invention includes a light source, a deflector that deflects a light beam from the light source and optically scans a surface to be scanned in the main scanning direction, an incident optical system that causes the light beam from the light source to enter the deflector, And an imaging optical system for guiding the light beam deflected by the deflector to the surface to be scanned, wherein the emission side F number at the axial image height in the main scanning section is Fm0. The exit side F number at the off-axis image height is Fm1, the exit side F number at the on-axis image height in the sub-scan section is Fs0, and the exit side F number at the most off-axis image height is Fs1. When
1.1 <Fm1 / Fm0 <1.4
0.8 <(Fm1 × Fs1) / (Fm0 × Fs0) <1.2
It satisfies the following condition.

本発明によれば、小型でかつ画像濃度ムラを抑制することができる光走査装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical scanning device that is small in size and can suppress image density unevenness.

第一実施形態に係る光走査装置の主走査断面図及び一部副走査断面図。FIG. 3 is a main scanning sectional view and a partial sub-scanning sectional view of the optical scanning device according to the first embodiment. 第一実施形態に係る光走査装置における部分倍率ずれと像高との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the partial magnification shift and image height in the optical scanning device which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る光走査装置における各像高でのLSFスポット径を示した図。The figure which showed the LSF spot diameter in each image height in the optical scanning device which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る光走査装置における各像高での射出側Fナンバーを示した図。The figure which showed the exit side F number in each image height in the optical scanning device which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る光走査装置の副走査絞りの開口部形状を示した図。The figure which showed the opening part shape of the sub-scanning stop of the optical scanning device which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る光走査装置における各像高でのLSF深度中心位置を示した図。The figure which showed the LSF depth center position in each image height in the optical scanning device which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る光走査装置の結像光学系の副走査倍率ずれと像高との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the sub-scan magnification deviation of the imaging optical system of the optical scanning device concerning 1st embodiment, and image height. 第一実施形態に係る光走査装置における被走査面上の各像高でのスポットプロファイルを示した図。The figure which showed the spot profile in each image height on the to-be-scanned surface in the optical scanning device which concerns on 1st embodiment. 第二実施形態に係る光走査装置の主走査断面図及び一部副走査断面図。FIG. 6 is a main scanning sectional view and a partial sub-scanning sectional view of an optical scanning device according to a second embodiment. 第二実施形態に係る光走査装置における部分倍率ずれと像高との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the partial magnification shift and image height in the optical scanning device concerning a second embodiment. 第二実施形態に係る光走査装置における各像高でのLSFスポット径を示した図。The figure which showed the LSF spot diameter in each image height in the optical scanning device which concerns on 2nd embodiment. 第二実施形態に係る光走査装置における各像高での射出側Fナンバーを示した図。The figure which showed the exit side F number in each image height in the optical scanning device which concerns on 2nd embodiment. 第二実施形態に係る光走査装置の副走査絞りの開口部形状を示した図。The figure which showed the opening part shape of the subscanning stop of the optical scanning device concerning 2nd embodiment. 第二実施形態に係る光走査装置における各像高でのLSF深度中心位置を示した図。The figure which showed the LSF depth center position in each image height in the optical scanning device which concerns on 2nd embodiment. 第二実施形態に係る光走査装置の結像光学系の副走査倍率ずれと像高との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the subscanning magnification deviation of the imaging optical system of the optical scanning device concerning 2nd embodiment, and image height. 第二実施形態に係る光走査装置における被走査面上の各像高でのスポットプロファイルを示した図。The figure which showed the spot profile in each image height on the to-be-scanned surface in the optical scanning device which concerns on 2nd embodiment. 第三実施形態に係る光走査装置の主走査断面図及び一部副走査断面図。The main scanning sectional view and partial sub-scanning sectional view of the optical scanning device concerning a third embodiment. 第三実施形態に係る光走査装置の結像光学系の各像高における副走査横倍率ずれを示した図。The figure which showed the sub-scanning horizontal magnification deviation in each image height of the imaging optical system of the optical scanning device concerning 3rd embodiment. 第三実施形態に係る光走査装置における部分倍率ずれと像高との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the partial magnification shift and image height in the optical scanning device which concerns on 3rd embodiment. 第三実施形態に係る光走査装置における各像高でのLSFスポット径を示した図。The figure which showed the LSF spot diameter in each image height in the optical scanning device concerning 3rd embodiment. 第三実施形態に係る光走査装置における各像高での射出側Fナンバーを示した図。The figure which showed the exit side F number in each image height in the optical scanning device concerning 3rd embodiment. 第三実施形態に係る光走査装置における各像高でのLSF深度中心位置を示した図。The figure which showed the LSF depth center position in each image height in the optical scanning device which concerns on 3rd embodiment. 第三実施形態に係る光走査装置における被走査面上の各像高でのスポットプロファイルを示した図。The figure which showed the spot profile in each image height on the to-be-scanned surface in the optical scanning device which concerns on 3rd embodiment. 第一又は第三実施形態に係る光走査装置が搭載されたモノクロ画像形成装置の要部副走査断面図。FIG. 6 is a sub-scan sectional view of a main part of a monochrome image forming apparatus on which the optical scanning device according to the first or third embodiment is mounted. 第二実施形態に係る光走査装置が搭載されたカラー画像形成装置の要部副走査断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of main parts of a color image forming apparatus on which an optical scanning device according to a second embodiment is mounted.

以下、本実施形態に係る光走査装置について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。   Hereinafter, the optical scanning device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings shown below may be drawn at a scale different from the actual scale so that the present embodiment can be easily understood.

なお、以下の説明において、主走査方向は、偏向器の回転軸及び光学系の光軸に垂直な方向に対応し、副走査方向は、偏向器の回転軸に平行な方向に対応する。また、主走査断面は、副走査方向に垂直な断面に対応し、副走査断面は、主走査方向に垂直な断面に対応する。   In the following description, the main scanning direction corresponds to a direction perpendicular to the rotation axis of the deflector and the optical axis of the optical system, and the sub-scanning direction corresponds to a direction parallel to the rotation axis of the deflector. The main scanning section corresponds to a section perpendicular to the sub scanning direction, and the sub scanning section corresponds to a section perpendicular to the main scanning direction.

[第一実施形態]
図1(a)は、第一実施形態に係る光走査装置100の主走査断面図を示している。図1(b)及び(c)は、第一実施形態に係る光走査装置100の一部副走査断面図を示している。
[First embodiment]
FIG. 1A shows a main scanning sectional view of the optical scanning device 100 according to the first embodiment. FIGS. 1B and 1C are partial sub-scan sectional views of the optical scanning device 100 according to the first embodiment.

光走査装置100は、光源1、アナモフィックレンズ2、主走査絞り3、偏向器4、副走査絞り5及び結像レンズ(結像光学素子)6を備えている。   The optical scanning device 100 includes a light source 1, an anamorphic lens 2, a main scanning diaphragm 3, a deflector 4, a sub-scanning diaphragm 5, and an imaging lens (imaging optical element) 6.

光源1としては、発光点を有する半導体レーザーなどが用いられる。なお、発光点は複数有っても良い。
アナモフィックレンズ2は、主走査断面内及び副走査断面内において互いに異なる正の屈折力を有しており、光源1より出射した光束を略平行光束に変換し、且つ副走査方向に集光する。なおここで、略平行光束とは、弱発散光束、弱収束光束及び平行光束を含むものとする。
主走査絞り3は、矩形状の開口部を有しており、アナモフィックレンズ2を通過した光束の主走査方向の光束径を制限する。なお、主走査絞り3の開口部の副走査方向の幅については、使用する光束径よりも広いラフアパーチャとしている。
As the light source 1, a semiconductor laser having a light emitting point is used. There may be a plurality of light emitting points.
The anamorphic lens 2 has positive refracting powers different from each other in the main scanning section and the sub-scanning section. The anamorphic lens 2 converts the light beam emitted from the light source 1 into a substantially parallel light beam and condenses it in the sub-scanning direction. Here, the substantially parallel light beam includes a weak divergent light beam, a weakly convergent light beam, and a parallel light beam.
The main scanning stop 3 has a rectangular opening, and restricts the diameter of the light beam that has passed through the anamorphic lens 2 in the main scanning direction. The width of the opening of the main scanning stop 3 in the sub-scanning direction is a rough aperture wider than the diameter of the light beam to be used.

このようにして、光源1から出射した光束は、偏向器4の偏向面4aの近傍において副走査方向にのみ集光され、主走査方向に長い線像として結像される。
なお、アナモフィックレンズ2及び主走査絞り3によって、本実施形態に係る光走査装置100の入射光学系が構成される。
In this way, the light beam emitted from the light source 1 is condensed only in the sub-scanning direction in the vicinity of the deflecting surface 4a of the deflector 4, and is formed as a long line image in the main scanning direction.
The anamorphic lens 2 and the main scanning diaphragm 3 constitute an incident optical system of the optical scanning device 100 according to the present embodiment.

偏向器4は、不図示のモーター等の駆動手段により図中矢印A方向に回転することにより、各光束をそれぞれ、被走査面7に向けて反射偏向する。例えば、偏向器4は、ポリゴンミラーなどで構成される。
副走査絞り5は、各像高に応じて副走査方向の開口幅が異なる開口部を有しており、偏向器4によって反射偏向された光束を、各像高において所望の副走査方向の光束幅となるように整形している。
副走査絞り5の開口部の形状の詳細については、後述する。
The deflector 4 is reflected and deflected toward the scanned surface 7 by rotating in the direction of arrow A in the figure by a driving means such as a motor (not shown). For example, the deflector 4 is configured by a polygon mirror or the like.
The sub-scanning diaphragm 5 has an opening having a different opening width in the sub-scanning direction in accordance with each image height, and the light beam reflected and deflected by the deflector 4 is converted into a light beam in a desired sub-scanning direction at each image height. Shaped to be width.
Details of the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5 will be described later.

結像レンズ6は、入射面(第1面)及び出射面(第2面)の2つの光学面(レンズ面)を有しており、主走査断面内において、偏向器4によって反射偏向された光束が被走査面7上を所望の走査特性で走査するように構成されている。また、結像レンズ6は、副走査断面内においては、偏向器4の偏向面4aの近傍と被走査面7の近傍とを共役の関係にすることで、面倒れ補償(偏向面4aが倒れた際の被走査面7上での副走査方向の走査位置ずれを低減する)を行っている。
なお、副走査絞り5及び結像レンズ6によって、本実施形態に係る光走査装置100の結像光学系が構成される。
The imaging lens 6 has two optical surfaces (lens surfaces), an incident surface (first surface) and an exit surface (second surface), and is reflected and deflected by the deflector 4 in the main scanning section. The light beam scans the surface to be scanned 7 with desired scanning characteristics. In the sub-scan section, the imaging lens 6 has a conjugate relationship between the vicinity of the deflecting surface 4a of the deflector 4 and the vicinity of the surface to be scanned 7, thereby compensating for surface tilt (the deflecting surface 4a is tilted). (Scanning position deviation in the sub-scanning direction on the surface to be scanned 7 is reduced).
The sub-scanning diaphragm 5 and the imaging lens 6 constitute an imaging optical system of the optical scanning device 100 according to this embodiment.

光源1の発光点から出射した光束は、アナモフィックレンズ2によって主走査断面内においては略平行光束に変換され、且つ副走査断面内においては偏向器4の偏光面上で略線状となるように集光される。アナモフィックレンズ2を通過した光束は、主走査絞り3によって主走査方向の光束径が制限され、偏向器4の偏向面4aに入射する。
そして、光源1から出射し、偏向器4に入射した光束は、偏向器4により反射偏向された後、副走査絞り5によって副走査方向の光束径が制限される。副走査絞り5を通過した光束は、結像レンズ6によって被走査面7上に導光及び結像され、被走査面7を走査する。
このようにして、結像レンズ6によって、主走査断面内及び副走査断面内の両方において、被走査面7の近傍にスポット状の像が形成される。そして、偏向器4を一定速度で回転させることによって、被走査面7上を主走査方向に光走査することにより、被走査面7上に静電潜像が形成される。
The light beam emitted from the light emitting point of the light source 1 is converted by the anamorphic lens 2 into a substantially parallel light beam in the main scanning section, and is substantially linear on the polarization plane of the deflector 4 in the sub-scanning section. Focused. The light beam that has passed through the anamorphic lens 2 has its light beam diameter in the main scanning direction limited by the main scanning diaphragm 3 and is incident on the deflection surface 4 a of the deflector 4.
The light beam emitted from the light source 1 and incident on the deflector 4 is reflected and deflected by the deflector 4, and then the light beam diameter in the sub-scanning direction is limited by the sub-scanning diaphragm 5. The light beam that has passed through the sub-scanning diaphragm 5 is guided and imaged on the scanned surface 7 by the imaging lens 6, and scans the scanned surface 7.
In this way, the imaging lens 6 forms a spot-like image in the vicinity of the surface to be scanned 7 in both the main scanning section and the sub-scanning section. Then, by rotating the deflector 4 at a constant speed and optically scanning the scanned surface 7 in the main scanning direction, an electrostatic latent image is formed on the scanned surface 7.

なお、本実施形態に係る光走査装置100においては、アナモフィックレンズ2を用いているが、その代わりに、機能を分けた2つのレンズであるカップリングレンズ及びシリンドリカルレンズを用いても構わない。
また、本実施形態に係る光走査装置100では、偏向器4として4つの偏向面を有する回転多面鏡(ポリゴンミラー)を採用しているが、偏向面の数を4つより多くしても構わない。
また、本実施形態に係る光走査装置100では、アナモフィックレンズ2及び結像レンズ6は、射出成形によって形成されたプラスチックモールドレンズであるが、それに限らず、ガラスモールドレンズを採用しても構わない。モールドレンズは非球面形状の成形が容易であり、かつ大量生産に適しているため、その生産性及び光学性能の向上を図ることができる。
In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the anamorphic lens 2 is used, but a coupling lens and a cylindrical lens, which are two lenses having different functions, may be used instead.
Further, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, a rotary polygon mirror (polygon mirror) having four deflection surfaces is adopted as the deflector 4, but the number of deflection surfaces may be more than four. Absent.
In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the anamorphic lens 2 and the imaging lens 6 are plastic mold lenses formed by injection molding, but not limited thereto, glass mold lenses may be adopted. . Since the molded lens can be easily molded into an aspherical shape and is suitable for mass production, the productivity and optical performance can be improved.

次に、本実施形態に係る光走査装置100の諸特性を以下の表1に示す。
なお、表1において、「E−x」は、「×10-x」を意味している。
Next, various characteristics of the optical scanning device 100 according to the present embodiment are shown in Table 1 below.
In Table 1, “E−x” means “× 10 −x ”.

本実施形態に係る光走査装置100のアナモフィックレンズ2の入射面は、回折格子が形成された回折面としている。アナモフィックレンズ2はプラスチック材料を用いた射出成形で形成されており、環境変動による屈折力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、所謂温度補償光学系としている。   The incident surface of the anamorphic lens 2 of the optical scanning device 100 according to the present embodiment is a diffraction surface on which a diffraction grating is formed. The anamorphic lens 2 is formed by injection molding using a plastic material, and is a so-called temperature compensation optical system that compensates for changes in refractive power due to environmental fluctuations by changes in diffraction power due to wavelength changes of the semiconductor laser.

アナモフィックレンズ2の入射回折面は、以下の式(1)で表される位相関数により定義される。
φ=2πM/λ×(C3Z2×C5Y2) ・・・(1)
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。また、λは設計波長であり、本実施形態ではλ=790nmである。
The incident diffractive surface of the anamorphic lens 2 is defined by a phase function represented by the following equation (1).
φ = 2πM / λ × (C3Z 2 × C5Y 2 ) (1)
Here, φ is a phase function, and M is a diffraction order. In this embodiment, first-order diffracted light (M = 1) is used. Further, λ is a design wavelength, and in this embodiment, λ = 790 nm.

本実施形態に係る光走査装置100の結像レンズ6の入射面及び出射面の母線形状(主走査断面内でのレンズ面の形状)は、以下の式(2)のような、12次までの関数として表すことができる非球面形状である。
ここで、各レンズ面と光軸との交点を原点としたときの、光軸方向、主走査断面内において光軸と直交する軸、及び副走査断面内において光軸と直交する軸をそれぞれ、X軸、Y軸及びZ軸としている。
また、Rは母線曲率半径、Kは離心率、Bi(i=4、6、8、10、12)は非球面係数である。
なお、yに関して、光走査装置100の光源1が配置されている側及び配置されていない側をそれぞれ、プラス側及びマイナス側とする。そして、プラス側とマイナス側とで係数Biが異なる場合は、表1にあるように、プラス側の係数には添字uを付し(すなわち、Biu)、マイナス側の係数には添字lを付している(すなわち、Bil)。この場合、母線形状は、主走査方向において非対称な形状となる。
The generatrix shape (the shape of the lens surface in the main scanning section) of the entrance surface and the exit surface of the imaging lens 6 of the optical scanning device 100 according to the present embodiment is up to the twelfth order as in the following equation (2). Aspherical shape that can be expressed as a function of
Here, the optical axis direction, the axis orthogonal to the optical axis in the main scanning section, and the axis orthogonal to the optical axis in the sub-scanning section when the intersection of each lens surface and the optical axis is the origin, X-axis, Y-axis, and Z-axis are used.
R is the radius of curvature of the bus, K is the eccentricity, and B i (i = 4, 6, 8, 10, 12) is an aspheric coefficient.
Regarding y, the side on which the light source 1 of the optical scanning device 100 is disposed and the side on which the light source 1 is not disposed are defined as a plus side and a minus side, respectively. When the coefficient Bi is different between the plus side and the minus side, as shown in Table 1, the suffix u is attached to the plus side coefficient (that is, Biu ), and the suffix l is attached to the minus side coefficient. (Ie, B il ). In this case, the bus bar shape is asymmetric in the main scanning direction.

また、本実施形態に係る光走査装置100の結像レンズ6の入射面及び出射面の子線形状(任意の像高における副走査断面内でのレンズ面の形状)は、以下の式(3)のような非球面形状である。
ここで、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り、mjkは非球面係数である。
Further, the sub-line shapes of the entrance surface and the exit surface of the imaging lens 6 of the optical scanning device 100 according to this embodiment (the shape of the lens surface in the sub-scanning section at an arbitrary image height) are expressed by the following formula (3 ).
Here, 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, and m jk is an aspheric coefficient.

また、子線曲率半径r’は、レンズ面のy座標に従って、以下の式(4)のように連続的に変化する。
ここで、rは光軸上における子線曲率半径、Ej(j=2、4、6、8、10、12)は子線曲率半径の変化係数である。なお、yに関してプラス側とマイナス側で係数Ejが異なる場合は、表1にあるように、プラス側の係数には添字uを付し(すなわち、Eju)、マイナス側の係数には添字lを付している(すなわち、Ejl)。この場合、子線形状は、主走査方向において非対称な形状となる。
Further, the sub-curvature radius of curvature r ′ continuously changes according to the y coordinate of the lens surface as shown in the following formula (4).
Here, r is a sub-wire curvature radius on the optical axis, and E j (j = 2, 4, 6, 8, 10, 12) is a coefficient of change of the sub-wire curvature radius. If the coefficient E j is different between the positive side and the negative side with respect to y, as shown in Table 1, the subscript u is added to the positive side coefficient (ie, E ju ), and the subscript is added to the negative side coefficient. l is attached (ie, E jl ). In this case, the child wire shape is asymmetric in the main scanning direction.

なお、本実施形態では、結像レンズ6のレンズ面の母線形状及び子線形状をそれぞれ、式(2)及び式(3)に表される関数で定義したが、これに限らず、他の関数で定義しても構わない。   In the present embodiment, the bus line shape and the child line shape of the lens surface of the imaging lens 6 are defined by the functions expressed by the equations (2) and (3), respectively. You may define it with a function.

本実施形態に係る光走査装置100の結像レンズ6の走査特性は、以下の式(5)で表される。
Y=Kθ+αθ3・・・(5)
ここで、偏向器4による走査角度をθ、走査角度θで偏向された光束の被走査面7上での主走査方向の集光位置(像高)をY、軸上像高における結像係数をKとしている。
また、本実施形態では、軸上像高は、光軸上の像高(Y=0)に対応し、すなわち走査角度θ=0に対応する。一方で、最軸外像高は、走査角度θが最大(最大走査角度)となる時の像高に対応する。
The scanning characteristic of the imaging lens 6 of the optical scanning device 100 according to the present embodiment is expressed by the following formula (5).
Y = Kθ + αθ 3 (5)
Here, the scanning angle by the deflector 4 is θ, the condensing position (image height) in the main scanning direction on the scanned surface 7 of the light beam deflected at the scanning angle θ is Y, and the imaging coefficient at the on-axis image height. Is K.
In this embodiment, the on-axis image height corresponds to the image height on the optical axis (Y = 0), that is, corresponds to the scanning angle θ = 0. On the other hand, the most off-axis image height corresponds to the image height when the scanning angle θ is maximum (maximum scanning angle).

ここで、結像係数Kは、結像レンズ6に平行光が入射する場合の走査特性(fθ特性)Y=fθにおけるfに相当する係数である。すなわち、結像係数Kは、結像レンズ6に平行光以外の光束が入射する場合に、fθ特性と同様に集光位置Yと走査角度θとを比例関係にするための係数である。本実施形態では、表1に示したように、K=107である。   Here, the imaging coefficient K is a coefficient corresponding to f at the scanning characteristic (fθ characteristic) Y = fθ when parallel light is incident on the imaging lens 6. In other words, the imaging coefficient K is a coefficient for making the condensing position Y and the scanning angle θ proportional to each other in the same manner as the fθ characteristic when a light beam other than parallel light enters the imaging lens 6. In the present embodiment, as shown in Table 1, K = 107.

また、式(5)におけるαは、本実施形態に係る光走査装置100の結像レンズ6の走査特性を決定するための係数(以下、走査特性係数と称する)であり、本実施形態では、α=12.5である。また、例えば、αが0の時には、式(5)は、Y=Kθと表すことができるため、等速走査を行う従来の光走査装置に用いられる結像レンズの走査特性Y=fθに相当することとなる。   Further, α in Expression (5) is a coefficient for determining the scanning characteristic of the imaging lens 6 of the optical scanning device 100 according to the present embodiment (hereinafter referred to as a scanning characteristic coefficient). α = 12.5. Further, for example, when α is 0, Equation (5) can be expressed as Y = Kθ, and therefore corresponds to the scanning characteristic Y = fθ of the imaging lens used in the conventional optical scanning device that performs constant speed scanning. Will be.

ここで、式(5)を走査角度θで微分すると、以下の式(6)に示されるように、走査角度θに対する被走査面7上での光束の走査速度dY/dθが得られる。
Here, when the equation (5) is differentiated by the scanning angle θ, the scanning speed dY / dθ of the light beam on the surface to be scanned 7 with respect to the scanning angle θ is obtained as shown in the following equation (6).

さらに、式(6)から軸上像高における走査速度dY/dθ=Kを差し引いて、且つ軸上像高における走査速度dY/dθ=Kで除すると、以下の式(7)が得られる。
Further, when the scanning speed dY / dθ = K at the axial image height is subtracted from the expression (6) and divided by the scanning speed dY / dθ = K at the axial image height, the following expression (7) is obtained.

式(7)は、軸上像高に対する各像高での走査速度のずれ量と軸上像高での走査速度との比、すなわち軸上像高での部分倍率に対する各像高での部分倍率のずれ量と軸上像高での部分倍率との比(部分倍率ずれ)を表している。
本実施形態に係る光走査装置100では、α≠0であるため、軸上像高と軸外像高とで光束の走査速度が異なっていることになる。
すなわち、軸外像高における走査位置(単位時間あたりの走査距離)は、部分倍率ずれに応じて間延びしてしまうため、この部分倍率ずれを考慮せずに被走査面を走査した場合には、被走査面上に形成される画像の劣化(印字性能の劣化)を招いてしまう。
Expression (7) is the ratio of the scanning speed shift amount at each image height to the axial image height and the scanning speed at the axial image height, that is, the portion at each image height with respect to the partial magnification at the axial image height. This represents the ratio (partial magnification deviation) between the amount of magnification deviation and the partial magnification at the on-axis image height.
In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, α ≠ 0, so that the scanning speed of the light beam is different between the on-axis image height and the off-axis image height.
That is, since the scanning position (scanning distance per unit time) at the off-axis image height is extended depending on the partial magnification deviation, when the surface to be scanned is scanned without considering this partial magnification deviation, Deterioration of the image formed on the surface to be scanned (deterioration of printing performance) is caused.

そこで、本実施形態に係る光走査装置100では、不図示の制御部により、α≠0に伴う部分倍率ずれに応じて、光源1の変調タイミング(発光タイミング)を制御し、電気的に走査位置及び印字幅を補正している。それにより、等速性が確保できている場合と同様の印字性能を得ることができる。   Therefore, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, a control unit (not shown) controls the modulation timing (light emission timing) of the light source 1 in accordance with the partial magnification deviation associated with α ≠ 0, and is electrically scanned. And the print width is corrected. As a result, it is possible to obtain the same printing performance as when constant speed is ensured.

図2は、本実施形態に係る光走査装置100における部分倍率ずれと像高Yとの関係を示している。なお、図2では、電気的補正を行う前の部分倍率ずれ及び電気的補正後の部分倍率ずれがそれぞれ示されている。   FIG. 2 shows the relationship between the partial magnification shift and the image height Y in the optical scanning device 100 according to the present embodiment. FIG. 2 shows a partial magnification deviation before electrical correction and a partial magnification deviation after electrical correction.

図2に示されているように、本実施形態に係る光走査装置100では、最軸外像高で約27%生じている部分倍率ずれを電気的補正することによって、部分倍率ずれが全像高で1%以下になっていることがわかる。
また、軸外像高で任意の幅を走査するときの発光時間は、軸上像高に比べて速度の比の分短くなるため、画像濃度が軸外像高の方が薄くなってしまう、すなわち濃度ムラが発生してしまう。
そこで、本実施形態に係る光走査装置100では、濃度ムラを補正するために、不図示の制御部により、光源1の発光光量を、軸外像高における速度と軸上像高における速度との比の分だけ、軸外像高での発光光量を強くなるように制御している。それにより、被走査面上の像高全域で照度分布を均一にしている。
本実施形態に係る光走査装置100では、このように光源1の発光タイミングと発光光量を制御することで、非等速性に起因する基本的な印字性能の劣化を低減している。
As shown in FIG. 2, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the partial magnification deviation is electrically corrected by partially correcting the partial magnification deviation that occurs about 27% at the most off-axis image height. It can be seen that the height is 1% or less.
In addition, the light emission time when scanning an arbitrary width at the off-axis image height is shorter by the ratio of the speed than the on-axis image height, so that the image density becomes thinner at the off-axis image height. That is, density unevenness occurs.
Therefore, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, in order to correct density unevenness, a control unit (not shown) changes the light emission amount of the light source 1 between the speed at the off-axis image height and the speed at the on-axis image height. The amount of emitted light at the off-axis image height is controlled to be increased by the ratio. Thereby, the illuminance distribution is made uniform over the entire image height on the surface to be scanned.
In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, by controlling the light emission timing and the light emission amount of the light source 1 as described above, the basic printing performance deterioration due to the non-constant speed is reduced.

以上のように、本実施形態に係る光走査装置100において、結像レンズ6は、それを通過する光束が被走査面7上で等速性を持たないような走査特性を有している。結像レンズ6にこのような走査特性を持たせることで、結像レンズ6を偏向器4に近接して配置することを可能にし、且つ、結像レンズ6の小径化ひいては光走査装置100の小型化を実現している。   As described above, in the optical scanning device 100 according to this embodiment, the imaging lens 6 has scanning characteristics such that the light beam passing through the imaging lens 6 does not have constant velocity on the scanned surface 7. By providing the imaging lens 6 with such scanning characteristics, the imaging lens 6 can be disposed in the vicinity of the deflector 4, and the diameter of the imaging lens 6 can be reduced. Miniaturization is realized.

ここでは、部分倍率ずれに伴う印字性能の劣化を議論したが、非等速性に起因する印字性能の劣化はこれだけではない。
すなわち、上記のように、電気的な補正により、被走査面上の像高全域で照度分布を略均一にしたとしても、以下に示す理由により画像濃度にムラが生じてしまう。
Here, although the deterioration of the printing performance due to the partial magnification deviation has been discussed, the deterioration of the printing performance due to the non-uniformity is not limited to this.
That is, as described above, even when the illuminance distribution is made substantially uniform over the entire image height on the surface to be scanned by electrical correction, the image density becomes uneven for the following reasons.

一般的な画像形成装置では、中間階調を表現する際には、スクリーンと呼ばれる線状のパターンを被記録材上に形成し、そのパターンの密度を制御することで階調表現を行っている。
この線状のパターンのスクリーンで一般的によく使われるのが、走査方向に対して約45度の角度を有する斜線のパターンである。このパターン線の線幅は最小で1ドットと非常に狭いため、潜像を形成するスポット径の大きさに依存する。
このため、光走査装置として非等速光走査装置を用いた場合、中間階調画像を形成しようとすると、電気的補正をしても、軸上像高と軸外像高とで主走査スポット径の大きさに差が生じることによって、画像の濃度にムラが生じてしまう。
In a general image forming apparatus, when expressing a halftone, a linear pattern called a screen is formed on a recording material, and gradation is expressed by controlling the density of the pattern. .
A diagonal pattern having an angle of about 45 degrees with respect to the scanning direction is commonly used in this linear pattern screen. Since the line width of this pattern line is as narrow as 1 dot at the minimum, it depends on the size of the spot diameter for forming the latent image.
For this reason, when an inconstant speed optical scanning device is used as the optical scanning device, if an intermediate gradation image is to be formed, a main scanning spot is obtained with an on-axis image height and an off-axis image height even if electrical correction is performed. Due to the difference in the size of the diameter, the density of the image becomes uneven.

そこで、本実施形態に係る光走査装置100では、軸上像高における主走査スポット径と軸外像高における主走査スポット径の大きさの差に起因する中間階調画像の濃度ムラを低減するために、副走査スポット径の大きさを軸上像高と軸外像高とで異ならせている。   Therefore, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, density unevenness of the intermediate gradation image due to the difference in the size of the main scanning spot diameter at the on-axis image height and the main scanning spot diameter at the off-axis image height is reduced. Therefore, the size of the sub-scanning spot diameter is made different between the on-axis image height and the off-axis image height.

図3は、本実施形態に係る光走査装置100における各像高での主走査方向及び副走査方向のLSF(Line Spread Function)スポット径を示している。
ここで、主走査方向のLSFスポット径(主走査LSFスポット径)とは、スポットプロファイルを各像高で副走査方向に積算して得られた光量プロファイルを、その最大値に対して13.5%の位置でスライスした時の幅のことである。また、副走査方向のLSFスポット径(副走査LSFスポット径)とは、スポットプロファイルを各像高で主走査方向に積算して得られた光量プロファイルを、その最大値に対して13.5%の位置でスライスした時の幅のことである。
FIG. 3 shows LSF (Line Spread Function) spot diameters in the main scanning direction and the sub-scanning direction at each image height in the optical scanning device 100 according to the present embodiment.
Here, the LSF spot diameter in the main scanning direction (main scanning LSF spot diameter) is a light amount profile obtained by integrating the spot profiles in the sub-scanning direction at each image height with respect to the maximum value of 13.5. It is the width when sliced at the% position. Further, the LSF spot diameter in the sub-scanning direction (sub-scanning LSF spot diameter) is a light amount profile obtained by integrating the spot profiles in the main scanning direction at each image height, which is 13.5% of the maximum value. It is the width when sliced at the position of.

上で示したように、本実施形態に係る光走査装置100では、部分倍率ずれを軸上像高から最軸外像高にかけて27%大きくなるように設定しているため、図3に示されているように、主走査LSFスポット径も軸上像高から最軸外像高にかけて大きくなっている。
本実施形態に係る光走査装置100では、この主走査LSFスポット径の軸外像高での肥大に伴う画像濃度ムラを打ち消すために、図3に示されているように、副走査LSFスポット径を軸上像高から最軸外像高にかけて小さくなるように設定している。
As shown above, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the partial magnification deviation is set to be 27% larger from the on-axis image height to the most off-axis image height, and thus is shown in FIG. As shown, the main scanning LSF spot diameter increases from the on-axis image height to the most off-axis image height.
In the optical scanning device 100 according to this embodiment, as shown in FIG. 3, the sub-scanning LSF spot diameter is used to cancel the image density unevenness due to the enlargement of the main-scanning LSF spot diameter at the off-axis image height. Is set so as to decrease from the on-axis image height to the most off-axis image height.

図4は、本実施形態に係る光走査装置100における各像高での主走査方向及び副走査方向の射出側Fナンバーを示している。   FIG. 4 shows emission side F numbers in the main scanning direction and the sub-scanning direction at each image height in the optical scanning device 100 according to the present embodiment.

一般的に、開口絞りの像を射出瞳といい、後側焦点から射出瞳までの距離を射出瞳径で割った値を、光走査装置の射出側Fナンバーという。以降、主走査断面内における光走査装置の射出側Fナンバーを主走査射出側Fナンバー、副走査断面内における光走査装置の射出側Fナンバーを副走査射出側Fナンバーと呼ぶこととする。   In general, the image of the aperture stop is called an exit pupil, and a value obtained by dividing the distance from the rear focal point to the exit pupil by the exit pupil diameter is called an exit side F number of the optical scanning device. Hereinafter, the emission side F number of the optical scanning device in the main scanning section is called a main scanning emission side F number, and the emission side F number of the optical scanning device in the sub scanning section is called a sub scanning emission side F number.

本実施形態に係る光走査装置100では、スポット径を、図3に示されるような関係にするために、軸上像高から最軸外像高にかけて、主走査射出側Fナンバーが暗くなる分、副走査射出側Fナンバーを明るくなるように、各Fナンバーを設定している。   In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, in order to make the spot diameter as shown in FIG. 3, the main scanning exit side F number becomes darker from the on-axis image height to the most off-axis image height. Each F number is set so that the F number on the sub-scanning emission side becomes brighter.

ここで、軸上像高での主走査射出側FナンバーをFm0、最軸外像高での主走査射出側FナンバーをFm1、軸上像高での副走査射出側FナンバーをFs0、最軸外像高での副走査射出側FナンバーをFs1とする。
このとき、本実施形態に係る光走査装置100は、以下の条件式(8)及び(9)を満たすように、設計されている。
1.1<Fm1/Fm0<1.4 ・・・(8)
0.8<(Fm1×Fs1)/(Fm0×Fs0)<1.2 ・・・(9)
Here, the main scanning emission side F number at the on-axis image height is Fm0, the main scanning emission side F number at the most off-axis image height is Fm1, the sub-scanning emission side F number at the on-axis image height is Fs0, and the maximum. The sub-scanning exit F number at the off-axis image height is Fs1.
At this time, the optical scanning device 100 according to the present embodiment is designed to satisfy the following conditional expressions (8) and (9).
1.1 <Fm1 / Fm0 <1.4 (8)
0.8 <(Fm1 × Fs1) / (Fm0 × Fs0) <1.2 (9)

条件式(8)におけるFm1/Fm0は、最軸外像高での主走査射出側Fナンバーと軸上像高での主走査射出側Fナンバーとの比であり、すなわち、最軸外像高での主走査方向の部分倍率と軸上像高での主走査方向の部分倍率の比と等価である。
結像光学系が等速走査系であるときには、部分倍率ずれはゼロであるため、部分倍率比は1、すなわちFm1/Fm0は1となる。
従って、条件式(8)は、本実施形態に係る光走査装置100は、非等速走査系であることも規定している。
Fm1 / Fm0 in the conditional expression (8) is a ratio between the main scanning emission side F number at the most off-axis image height and the main scanning emission side F number at the on-axis image height, that is, the most off-axis image height. Is equivalent to the ratio of the partial magnification in the main scanning direction to the partial magnification in the main scanning direction at the axial image height.
When the imaging optical system is a constant speed scanning system, the partial magnification deviation is zero, so the partial magnification ratio is 1, that is, Fm1 / Fm0 is 1.
Therefore, the conditional expression (8) also defines that the optical scanning device 100 according to this embodiment is a non-constant speed scanning system.

もし条件式(8)の上限値を上回ると、部分倍率ずれが過剰に大きくなるため、部分倍率ずれを補正するために必要となる副走査射出側Fナンバーの主走査方向における変化量が急激になる。そのため、スポットプロファイルが歪な形状となり、良好な画像を得ることができない。
一方で、条件式(8)の下限値を下回ると、部分倍率ずれが十分ではないため、性能を得るために、結像レンズ6の肉厚を厚くし、結像レンズ6を偏向器4から遠く離さなければならず、結像レンズ6ひいては光走査装置100の小型化ができない。
そこで、本実施形態に係る光走査装置100では、条件式(8)を満たすように、結像光学系を設定することにより、非等速走査系に起因する画像濃度ムラの課題を解決しつつ、結像レンズ6ひいては光走査装置100を小型化することができる。
If the upper limit value of the conditional expression (8) is exceeded, the partial magnification deviation becomes excessively large. Therefore, the amount of change in the main scanning direction of the sub-scanning emission side F-number necessary for correcting the partial magnification deviation is abrupt. Become. Therefore, the spot profile has a distorted shape and a good image cannot be obtained.
On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (8) is not reached, the partial magnification deviation is not sufficient. Therefore, in order to obtain performance, the imaging lens 6 is increased in thickness, and the imaging lens 6 is removed from the deflector 4. The imaging lens 6 and hence the optical scanning device 100 cannot be reduced in size.
Therefore, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, by setting the imaging optical system so as to satisfy the conditional expression (8), the problem of image density unevenness caused by the non-constant speed scanning system is solved. The imaging lens 6 and thus the optical scanning device 100 can be reduced in size.

条件式(9)において、Fs1/Fs0は、最軸外像高での副走査射出側FナンバーFs1と軸上像高での副走査射出側FナンバーFs0との比である。
すなわち、条件式(9)は、主走査射出側Fナンバー比に対する副走査射出側Fナンバー比によるキャンセルの度合いを示している。
もし、Fs1/Fs0がちょうどFm1/Fm0の逆数であるとき、すなわち、(Fm1×Fs1)/(Fm0×Fs0)=1のとき、中間階調を表現するスクリーンが、一般的に良く使われる走査方向に対して45度傾いた線状パターンであれば、主走査射出側Fナンバー比を副走査射出側Fナンバー比で完全にキャンセルすることができ、画像濃度ムラへの影響を最も小さくできる。
In conditional expression (9), Fs1 / Fs0 is a ratio between the sub-scanning emission side F number Fs1 at the most off-axis image height and the sub-scanning emission side F number Fs0 at the on-axis image height.
That is, the conditional expression (9) indicates the degree of cancellation by the sub-scanning emission side F number ratio with respect to the main scanning emission side F number ratio.
If Fs1 / Fs0 is just the reciprocal of Fm1 / Fm0, ie, (Fm1 × Fs1) / (Fm0 × Fs0) = 1, a screen that represents a halftone is generally used for scanning. If the linear pattern is inclined by 45 degrees with respect to the direction, the main scanning emission side F-number ratio can be completely canceled by the sub-scanning emission side F-number ratio, and the influence on the image density unevenness can be minimized.

もし条件式(9)の上限値を上回ると、軸上像高における副走査スポット径に対する最軸外像高における副走査スポット径の変化量が足りず、主走査スポット径が軸外において肥大することに起因する濃度ムラへの影響を問題ないレベルにまで低減できない。
一方で、条件式(9)の下限値を下回ると、軸上像高における副走査スポット径に対する最軸外像高における副走査スポット径の変化量が過剰に大きくなり、過補正となって、軸上像高の方が濃度が濃くなりすぎてしまう。
そこで、本実施形態に係る光走査装置100では、条件式(9)を満たすように、結像光学系を設計することにより、非等速走査系に起因する画像濃度ムラの課題を解決しつつ、結像レンズ6ひいては光走査装置100を小型化することができる。
If the upper limit of conditional expression (9) is exceeded, the amount of change in the sub-scanning spot diameter at the most off-axis image height with respect to the sub-scanning spot diameter at the on-axis image height is insufficient, and the main scanning spot diameter is enlarged off the axis. In particular, the influence on density unevenness caused by this cannot be reduced to a level where there is no problem.
On the other hand, below the lower limit value of conditional expression (9), the amount of change in the sub-scanning spot diameter at the most off-axis image height with respect to the sub-scanning spot diameter at the on-axis image height becomes excessively large, resulting in overcorrection. The on-axis image height is too dark.
Therefore, in the optical scanning device 100 according to this embodiment, the imaging optical system is designed so as to satisfy the conditional expression (9), thereby solving the problem of image density unevenness caused by the non-constant speed scanning system. The imaging lens 6 and thus the optical scanning device 100 can be reduced in size.

なお、本実施形態に係る光走査装置100では、Fm0=63.1、Fm1=81.5、Fs0=79.2、Fs1=61.3である。従って、本実施形態に係る光走査装置100は、Fm1/Fm0=1.29となり、条件式(8)を満たしており、また、(Fm1×Fs1)/(Fm0×Fs0)=1.00となり、条件式(9)を満たしている。   In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, Fm0 = 63.1, Fm1 = 81.5, Fs0 = 79.2, and Fs1 = 61.3. Therefore, the optical scanning device 100 according to the present embodiment satisfies Fm1 / Fm0 = 1.29, satisfies the conditional expression (8), and (Fm1 × Fs1) / (Fm0 × Fs0) = 1.00. Conditional expression (9) is satisfied.

また、本実施形態に係る光走査装置100では、以下の条件式(10)を満たすように、設計されている。
1.05<Fs0/Fs1<1.45 ・・・(10)
Further, the optical scanning device 100 according to the present embodiment is designed to satisfy the following conditional expression (10).
1.05 <Fs0 / Fs1 <1.45 (10)

もし条件式(10)の下限値を下回ると、軸上像高における副走査スポット径に対する最軸外像高における副走査スポット径の変化量が足りず、主走査スポット径が軸外で肥大することに起因する濃度ムラへの影響を問題ないレベルにまで低減することができない。
一方で、条件式(10)の上限値を上回ると、軸上像高における副走査スポット径に対する最軸外像高における副走査スポット径の変化量が過剰に大きくなり、過補正となって、軸上像高の方が濃度が濃くなりすぎてしまう。
本実施形態に係る光走査装置100では、Fs0/Fs1=1.29となっているため、条件式(10)を満たす。従って、そのように結像光学系が設計されていることから、非等速走査系に起因する画像濃度ムラの課題を解決しつつ、結像レンズ6ひいては光走査装置100を小型化することができる。
If the lower limit of conditional expression (10) is not reached, the amount of change in the sub-scanning spot diameter at the most off-axis image height with respect to the sub-scanning spot diameter at the on-axis image height is insufficient, and the main scanning spot diameter is enlarged off-axis. In particular, the influence on density unevenness due to the above cannot be reduced to a level where there is no problem.
On the other hand, when the upper limit of conditional expression (10) is exceeded, the amount of change in the sub-scanning spot diameter at the most off-axis image height with respect to the sub-scanning spot diameter at the on-axis image height becomes excessively large, resulting in overcorrection. The on-axis image height is too dark.
In the optical scanning device 100 according to this embodiment, since Fs0 / Fs1 = 1.29, the conditional expression (10) is satisfied. Therefore, since the imaging optical system is designed as described above, it is possible to reduce the size of the imaging lens 6 and thus the optical scanning device 100 while solving the problem of uneven image density caused by the non-constant scanning system. it can.

本実施形態に係る光走査装置100では、副走査射出側Fナンバーが条件式(8)及び(9)を満たすようにするために、結像光学系の光路内に副走査絞り5を設けている。
副走査絞り5は、各像高に応じて副走査方向の開口幅が異なる開口部を有しており、偏向器4によって反射偏向された光束を、各像高において所望の副走査方向の光束幅となるように整形している。
In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the sub-scanning diaphragm 5 is provided in the optical path of the imaging optical system so that the sub-scan emission side F-number satisfies the conditional expressions (8) and (9). Yes.
The sub-scanning diaphragm 5 has an opening having a different opening width in the sub-scanning direction in accordance with each image height, and the light beam reflected and deflected by the deflector 4 is converted into a light beam in a desired sub-scanning direction at each image height. Shaped to be width.

図1(c)は、本実施形態に係る光走査装置100の一部副走査断面図を示している。
偏向器4によって反射偏向された光束は、副走査絞り5の副走査方向の開口幅よりも広い光束幅を有した状態で副走査絞り5に入射し、副走査絞り5によって副走査方向の光束径が制限される。
すなわち、本実施形態に係る光走査装置100では、副走査絞り5によって、各像高での副走査射出側Fナンバーが規定されている。
FIG. 1C shows a partial sub-scanning sectional view of the optical scanning device 100 according to the present embodiment.
The light beam reflected and deflected by the deflector 4 is incident on the sub-scanning diaphragm 5 with a light beam width wider than the opening width of the sub-scanning diaphragm 5 in the sub-scanning direction. Diameter is limited.
That is, in the optical scanning device 100 according to this embodiment, the sub-scanning exit side F number at each image height is defined by the sub-scanning diaphragm 5.

図5は、本実施形態に係る光走査装置100の副走査絞り5の開口部形状を示した図であり、結像光学系の光軸方向から副走査絞り5を見たものである。   FIG. 5 is a diagram showing the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5 of the optical scanning device 100 according to this embodiment, and the sub-scanning diaphragm 5 is viewed from the optical axis direction of the imaging optical system.

図5に示されるように、本実施形態に係る光走査装置100では、副走査絞り5の開口部は、結像光学系の光軸から主走査方向に沿って端部にいくに従って、副走査方向の開口幅(絞り径)が大きくなる形状となっている。
これにより、副走査射出側Fナンバーは、図4に示されるように、軸上像高から軸外像高に向かうにつれて明るくなり、主走査射出側Fナンバーの変化とは逆の変化とすることができる。
As shown in FIG. 5, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the opening of the sub-scanning diaphragm 5 is sub-scanned as it goes from the optical axis of the imaging optical system to the end along the main scanning direction. The opening width (diaphragm diameter) in the direction is increased.
Accordingly, as shown in FIG. 4, the sub-scanning emission side F number becomes brighter as it goes from the on-axis image height to the off-axis image height, and the change is opposite to the change of the main scanning emission side F-number. Can do.

ここで、副走査絞り5の開口部において、軸上像高を走査する光束の通過位置での副走査方向の開口幅をW0、最軸外像高を走査する光束の通過位置での副走査方向の開口幅をW1、光走査装置100の最大走査角度をθとする。
このとき、本実施形態に係る光走査装置100は、以下の条件式(11)を満たすように設計されている。
1.0<W1/W0×cosθ ・・・(11)
Here, at the opening of the sub-scanning diaphragm 5, the aperture width in the sub-scanning direction at the passage position of the light beam that scans the axial image height is W0, and the sub-scan at the passage position of the light beam that scans the most off-axis image height. The opening width in the direction is W1, and the maximum scanning angle of the optical scanning device 100 is θ.
At this time, the optical scanning device 100 according to the present embodiment is designed to satisfy the following conditional expression (11).
1.0 <W1 / W0 × cos θ (11)

もし、条件式(11)のW1/W0×cosθが1、すなわち、結像光学系の副走査倍率が全像高で略均一であれば、副走査射出側Fナンバーが全像高で均一となることを意味する。   If W1 / W0 × cos θ in the conditional expression (11) is 1, that is, if the sub-scan magnification of the imaging optical system is substantially uniform at the entire image height, the sub-scan exit side F number is uniform at the entire image height. It means to become.

次に、条件式(11)の導出について説明する。
ここで、説明のために、仮想的な光走査系として、入射光学系内に副走査絞りが設けられ、結像光学系の副走査倍率が全像高で均一であり、結像光学系内において偏向器の偏向点からL0だけ光軸方向に離れた位置に仮想の面を有する走査光学系を考える。
このような走査光学系では、結像光学系の副走査倍率が全像高で均一であるため、副走査射出側Fナンバーは全像高で均一となる。また、像高によらず副走査方向においてある一定の発散を有する光束が偏向器から偏向走査され、偏向走査された光束の仮想の面上での各像高における副走査方向光束幅は、偏向器の偏向点から仮想の面までの距離に比例する。
Next, derivation of conditional expression (11) will be described.
Here, for explanation, as a virtual optical scanning system, a sub-scanning stop is provided in the incident optical system, and the sub-scanning magnification of the imaging optical system is uniform at all image heights. Let us consider a scanning optical system having a virtual surface at a position separated from the deflection point of the deflector by L0 in the optical axis direction.
In such a scanning optical system, since the sub-scanning magnification of the imaging optical system is uniform at the entire image height, the F-number on the sub-scanning exit side is uniform at the entire image height. A beam having a certain divergence in the sub-scanning direction is deflected and scanned from the deflector regardless of the image height, and the beam width in the sub-scanning direction at each image height on the virtual plane of the deflected and scanned beam is the deflection. It is proportional to the distance from the deflection point of the vessel to the virtual plane.

ここで、偏向器の偏向点から仮想の面までの光軸方向に沿った距離をL0、任意の走査角度をθiとすると、偏向器の偏向点から仮想の面上の或る像高までの距離Liは、以下の式(12)で表すことができる。
Li=L0/cosθi ・・・(12)
Here, if the distance along the optical axis direction from the deflection point of the deflector to the virtual plane is L0, and an arbitrary scanning angle is θi, the deflection point from the deflector to a certain image height on the virtual plane. The distance Li can be expressed by the following formula (12).
Li = L0 / cos θi (12)

次に、仮想の面に到達した光束の軸上像高及び或る像高における副走査方向の光束幅をそれぞれ、w0及びwiとすると、仮想の面上における副走査方向の光束幅は、偏向器の偏向点から仮想の面上の像高までの距離に比例するため、以下の式(13)が得られる。
wi=Li/L0×w0 ・・・(13)
Next, assuming that the on-axis image height of the light beam reaching the virtual surface and the light beam width in the sub-scanning direction at a certain image height are w0 and wi, respectively, the light beam width in the sub-scanning direction on the virtual surface is deflected. Since it is proportional to the distance from the deflection point of the device to the image height on the virtual plane, the following equation (13) is obtained.
wi = Li / L0 × w0 (13)

ここで式(13)に式(12)を代入すると、wi=Li/L0×w0=(L0/cosθi)/L0×w0=w0/cosθiより、以下の式(14)が得られる。
wi/w0=1/cosθi ・・・(14)
Here, when the equation (12) is substituted into the equation (13), the following equation (14) is obtained from wi = Li / L0 × w0 = (L0 / cos θi) / L0 × w0 = w0 / cos θi.
wi / w0 = 1 / cos θi (14)

wi/w0は、或る像高における副走査方向の光束幅と軸上像高における副走査方向の光束幅との比を表している。すなわち、仮想の面上の走査角度θiの位置における副走査方向の光束幅wiが仮想の面上の軸上像高における副走査方向の光束幅w0の1/cosθi倍に設定されていれば、副走査射出側Fナンバーが全像高で均一となることを意味する。   wi / w0 represents the ratio of the light beam width in the sub-scanning direction at a certain image height to the light beam width in the sub-scanning direction at the axial image height. That is, if the light beam width wi in the sub-scanning direction at the position of the scanning angle θi on the virtual surface is set to 1 / cos θi times the light beam width w0 in the sub-scanning direction at the axial image height on the virtual surface, This means that the F-number on the sub-scanning exit side is uniform at all image heights.

ここで、上記の仮想的な走査光学系を本実施形態に係る光走査装置100の走査光学系に置き換える。
その場合、仮想の面が本実施形態に係る光走査装置100の副走査絞り5に置き換えられ、軸上像高における副走査方向の光束幅w0は、副走査絞り5の開口部における軸上像高での副走査方向の開口幅W0に置き換えられる。また、最軸外像高(すなわち、最大走査角度θ1の位置)における副走査方向の光束幅w1は、副走査絞り5の開口部における最軸外像高での副走査方向の開口幅W1に置き換えられる。
Here, the above virtual scanning optical system is replaced with the scanning optical system of the optical scanning device 100 according to the present embodiment.
In that case, the virtual plane is replaced with the sub-scanning diaphragm 5 of the optical scanning device 100 according to the present embodiment, and the beam width w0 in the sub-scanning direction at the axial image height is the axial image at the opening of the sub-scanning diaphragm 5. It is replaced with the opening width W0 in the sub-scanning direction at high. Further, the light beam width w1 in the sub-scanning direction at the most off-axis image height (that is, the position of the maximum scanning angle θ1) is the opening width W1 in the sub-scanning direction at the most off-axis image height at the opening of the sub-scanning diaphragm 5. Replaced.

このとき、式(14)は、以下の式(15)に置き換えることができる。
W1/W0=1/cosθ ・・・(15)
At this time, Expression (14) can be replaced with the following Expression (15).
W1 / W0 = 1 / cos θ (15)

従って、結像光学系内に副走査絞り5を設けた場合、式(15)を満たすように、副走査絞り5の開口部を設計すれば、副走査射出側Fナンバーは全像高で略均一となる。   Therefore, when the sub-scanning diaphragm 5 is provided in the imaging optical system, if the opening of the sub-scanning diaphragm 5 is designed so as to satisfy the expression (15), the sub-scanning emission side F-number is approximately the total image height. It becomes uniform.

一方で、本実施形態に係る光走査装置100は、図4に示されるように、副走査射出側Fナンバーを軸上像高から軸外像高に向かうにつれて明るくなるように設定している。
そのために、本実施形態に係る光走査装置100は、上記の条件式(11)を満たすように、設計している。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the optical scanning device 100 according to the present embodiment sets the sub-scanning emission side F number so that it becomes brighter from the on-axis image height toward the off-axis image height.
Therefore, the optical scanning device 100 according to the present embodiment is designed so as to satisfy the conditional expression (11).

なお、本実施形態に係る光走査装置100は、条件式(11)に代えて、以下の条件式(16)を満たすことがより好ましい。
1.05<W1/W0×cosθ<1.4 ・・・(16)
Note that the optical scanning device 100 according to the present embodiment more preferably satisfies the following conditional expression (16) instead of the conditional expression (11).
1.05 <W1 / W0 × cos θ <1.4 (16)

もし条件式(16)の下限を下回ると、主走査方向の部分倍率ずれに対応する主走査スポット径が軸外で肥大することに起因する濃度ムラを十分に打ち消すことができず、良好な画像を形成することができない。
一方で、条件式(16)の上限を上回ると、軸外像高の光束形状が左右で過大に非対称になってしまい、被走査面上のスポット形状が歪になり、良好な画像を形成することができない。
そこで、本実施形態に係る光走査装置100は、条件式(16)を満たすように設計することで、上記濃度ムラを十分に低減して、良好な画像を形成することができる。
If the lower limit of conditional expression (16) is not reached, the density unevenness caused by the enlargement of the main scanning spot diameter corresponding to the partial magnification deviation in the main scanning direction cannot be sufficiently canceled out, and a good image is obtained. Can not form.
On the other hand, if the upper limit of conditional expression (16) is exceeded, the light beam shape of the off-axis image height becomes excessively asymmetrical on the left and right, and the spot shape on the surface to be scanned becomes distorted to form a good image. I can't.
Therefore, the optical scanning device 100 according to the present embodiment can be designed to satisfy the conditional expression (16), thereby sufficiently reducing the density unevenness and forming a good image.

次に、図5に示される本実施形態に係る光走査装置100の副走査絞り5の開口部の形状に関する数値を、以下の表2に示す。   Next, numerical values relating to the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5 of the optical scanning device 100 according to the present embodiment shown in FIG.

表2に示されているように、本実施形態に係る光走査装置100の副走査絞り5の開口部の形状は、軸上像高Y=0mmではW0=0.75mm、最軸外像高Y=±107mm(走査角度θ=±52.23度)ではW1=1.45mmとなるよう設定されている。
従って、W1/W0×cosθ=1.17となり、本実施形態に係る光走査装置100は、条件式(11)及び(16)を満たしていることがわかる。
As shown in Table 2, the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5 of the optical scanning device 100 according to this embodiment is W0 = 0.75 mm when the on-axis image height Y = 0 mm, and the most off-axis image height. When Y = ± 107 mm (scanning angle θ = ± 52.23 degrees), W1 = 1.45 mm is set.
Therefore, W1 / W0 × cos θ = 1.17, which indicates that the optical scanning device 100 according to the present embodiment satisfies the conditional expressions (11) and (16).

また、本実施形態に係る光走査装置100では、副走査絞り5の開口部の副走査方向上限及び下限端部の主走査方向位置依存性は、以下の4次多項式(17)で表すことができる。
ここで、Pは、結像光学系の光軸をY=0としたときの各主走査方向位置Yにおける、副走査絞り5の開口部の副走査方向端部(上限端部、下限端部)の副走査方向高さであり、A0、A1、A2、A3、A4はそれぞれ係数である。
Further, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the position dependency of the upper and lower end portions in the sub-scanning direction of the opening of the sub-scanning diaphragm 5 in the main scanning direction can be expressed by the following fourth-order polynomial (17). it can.
Here, P is a sub-scanning direction end (upper limit end, lower limit end) of the opening of the sub-scanning stop 5 at each position Y in the main scanning direction when the optical axis of the imaging optical system is Y = 0. ) In the sub-scanning direction, and A 0 , A 1 , A 2 , A 3 , and A 4 are coefficients.

本実施形態に係る光走査装置100における、式(17)の係数A0乃至A4を、以下の表3に示す。なお、表3において、「E−x」は、「×10-x」を意味している。
Table 3 below shows the coefficients A 0 to A 4 of Expression (17) in the optical scanning device 100 according to the present embodiment. In Table 3, “E−x” means “× 10 −x ”.

表3からわかるように、本実施形態に係る光走査装置100では、Yの奇数次項の係数A1及びA3がゼロではない、すなわち、副走査絞り5の開口部の形状が、結像光学系の光軸Y=0に対して主走査方向の左右で非対称に設計されている。
これは、本実施形態に係る光走査装置100では、光源1から出射した光束は、主走査断面内において結像光学系の光軸に対して角度を有して偏向器4へ入射しているため、左右の走査角度における偏向点の位置が非対称になることに関連している。
すなわち、本実施形態に係る光走査装置100では、そのような偏向点の位置の非対称性の影響を打ち消すために、副走査絞り5の開口部の形状を非対称に設計し、像高の左右で副走査射出側Fナンバーが略同等になるようにしている。
従って、本実施形態に係る光走査装置100では、像高の左右で濃度の差が現れず、良好な画像を形成することができる。
As can be seen from Table 3, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the coefficients A1 and A3 of the odd-order terms of Y are not zero, that is, the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5 is that of the imaging optical system. It is designed asymmetrically on the left and right in the main scanning direction with respect to the optical axis Y = 0.
In the optical scanning device 100 according to this embodiment, the light beam emitted from the light source 1 is incident on the deflector 4 at an angle with respect to the optical axis of the imaging optical system in the main scanning section. For this reason, the position of the deflection point at the left and right scanning angles is asymmetric.
That is, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, in order to cancel the influence of the asymmetry of the position of the deflection point, the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5 is designed asymmetrically so that the left and right of the image height can be changed. The sub-scan emission side F-numbers are made substantially equal.
Therefore, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, a density difference does not appear on the left and right of the image height, and a good image can be formed.

図6は、本実施形態に係る光走査装置100における、各像高での主走査LSF深度中心位置及び副走査LSF深度中心位置を示している。
ここで、主走査LSF深度中心位置とは、被走査面近傍において結像光学系の光軸方向にデフォーカスした際に、主走査LSFスポット径が95μm以下となる領域の中心位置を意味している。また、副走査LSF深度中心位置とは、被走査面近傍において結像光学系の光軸方向にデフォーカスした際に、副走査LSFスポット径が100μm以下となる領域の中心位置を意味している。
FIG. 6 shows the main scanning LSF depth center position and the sub-scanning LSF depth center position at each image height in the optical scanning device 100 according to the present embodiment.
Here, the main scanning LSF depth center position means the central position of a region where the main scanning LSF spot diameter is 95 μm or less when defocused in the optical axis direction of the imaging optical system in the vicinity of the surface to be scanned. Yes. The sub-scanning LSF depth center position means the center position of a region where the sub-scanning LSF spot diameter is 100 μm or less when defocused in the optical axis direction of the imaging optical system in the vicinity of the surface to be scanned. .

図6からわかるように、いずれの像高においても、主走査LSF深度中心位置及び副走査LSF深度中心位置が共に、±2mmの範囲内にあり、本実施形態に係る光走査装置100は、良好な像面性能を有していることがわかる。   As can be seen from FIG. 6, at any image height, the main scanning LSF depth center position and the sub-scanning LSF depth center position are both within a range of ± 2 mm, and the optical scanning device 100 according to the present embodiment is good. It can be seen that the image surface performance is excellent.

図7は、本実施形態に係る光走査装置100の結像光学系の副走査倍率ずれと像高との関係を示している。
ここで、副走査倍率ずれは、軸上像高における副走査倍率に対する各像高の副走査倍率のずれ量と、軸上像高における副走査倍率との比として定義している。
FIG. 7 shows the relationship between the sub-scanning magnification shift of the imaging optical system of the optical scanning apparatus 100 according to this embodiment and the image height.
Here, the sub-scanning magnification deviation is defined as a ratio between the sub-scan magnification deviation amount of each image height with respect to the sub-scan magnification at the axial image height and the sub-scan magnification at the axial image height.

図7に示されているように、いずれの像高においても、副走査倍率ずれは±2%の範囲内と十分小さく抑えられていることがわかる。
従って、本実施形態に係る光走査装置100では、副走査倍率ずれは全像高において十分小さく抑えられているため、マルチビーム化した際に、被走査面7上でのマルチビーム間の副走査方向間隔が全像高で問題ないレベルに収めることができる。
As shown in FIG. 7, it can be seen that the sub-scanning magnification deviation is sufficiently small within a range of ± 2% at any image height.
Therefore, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the sub-scanning magnification deviation is suppressed to be sufficiently small over the entire image height, so that when the multi-beam is formed, the sub-scan between the multi-beams on the scanning surface 7 is performed. It is possible to keep the direction interval at a level where there is no problem with the total image height.

図8は、本実施形態に係る光走査装置100における被走査面7上での像高Y=0mm、±50mm及び±107mmそれぞれにおけるスポットプロファイルを示している。
なお、図8では、被走査面7から結像光学系の光軸方向にX=0mm及び±1mmだけデフォーカスした際のスポットプロファイルを示している。
ここで、各スポットプロファイルの等高線は、スポットのピーク光量最大値に対して50%、13.5%、5%、2%のそれぞれの位置に設定している。
FIG. 8 shows spot profiles at image heights Y = 0 mm, ± 50 mm, and ± 107 mm on the scanned surface 7 in the optical scanning device 100 according to the present embodiment.
FIG. 8 shows a spot profile when defocused by X = 0 mm and ± 1 mm from the scanned surface 7 in the optical axis direction of the imaging optical system.
Here, the contour lines of each spot profile are set at respective positions of 50%, 13.5%, 5%, and 2% with respect to the peak peak light quantity maximum value.

一般的に、サイドローブが13.5%以上発生すると問題となるが、本実施形態に係る光走査装置100では、図8に示されているように、各像高においてサイドローブの少ない良好なスポットプロファイルが得られていることがわかる。   In general, there is a problem when side lobes are generated at 13.5% or more. However, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. It can be seen that a spot profile is obtained.

射出側Fナンバーが軸上像高から軸外像高に行くにつれて急激に変化すると、軸外像高のスポットプロファイルが歪な形(例えば三角形)になってしまい、良好な画像を形成することができない。
そこで、本実施形態に係る光走査装置100は、上記の条件式(8)、(9)、(10)、(11)を満たすように設計することで、結像レンズの小型化を達成しつつ、画像濃度ムラを抑え、且つ良好なスポットプロファイルを得ることができる。
If the exit F number changes rapidly as it goes from the on-axis image height to the off-axis image height, the spot profile at the off-axis image height becomes a distorted shape (for example, a triangle), and a good image can be formed. Can not.
Therefore, the optical scanning device 100 according to the present embodiment is designed to satisfy the conditional expressions (8), (9), (10), and (11), thereby reducing the size of the imaging lens. However, image density unevenness can be suppressed and a good spot profile can be obtained.

再び図2を参照すると、全像高において最大となる主走査方向の部分倍率ずれの値をΔY(%)と定義した場合、本実施形態に係る光走査装置100は、以下の条件式(18)を満たすように設計されている。
10%<ΔY<40% ・・・(18)
Referring to FIG. 2 again, when the value of the partial magnification deviation in the main scanning direction that is the maximum at the entire image height is defined as ΔY (%), the optical scanning device 100 according to the present embodiment has the following conditional expression (18 ) Is designed to meet.
10% <ΔY <40% (18)

もし条件式(18)の上限値を超えると、主走査方向の部分倍率ずれが大きすぎるため、それを打ち消すために必要な副走査射出側Fナンバーの変化量が過剰に大きくなり、スポットプロファイルが歪な形状となり、良好な画像を得ることができない。
一方で条件式(18)の下限値を下回ると、主走査方向の部分倍率ずれが十分ではないので、性能をとるために結像レンズ6の肉厚を厚くしたり、結像レンズ6を偏向器4から遠く離さなければならず、結像レンズ6ひいては光走査装置100の小型化が困難になる。
If the upper limit value of the conditional expression (18) is exceeded, the partial magnification deviation in the main scanning direction is too large, so that the amount of change in the sub-scanning emission side F number necessary to cancel it becomes excessively large, and the spot profile becomes large. It becomes a distorted shape and a good image cannot be obtained.
On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (18) is not reached, the partial magnification deviation in the main scanning direction is not sufficient, so that the thickness of the imaging lens 6 is increased or the imaging lens 6 is deflected for performance. Therefore, it is difficult to reduce the size of the imaging lens 6 and thus the optical scanning device 100.

そこで、本実施形態に係る光走査装置100は、条件式(18)を満たすように設計することにより、非等速走査系に起因する画像濃度ムラの課題を解決しつつ、結像レンズ6ひいては光走査装置100を小型化することができる。
なお、本実施形態に係る光走査装置100では、図2に示されるように、最軸外像高における主走査方向の部分倍率ずれが27%と最も大きく(すなわち、ΔY=27%)、条件式(18)が満たされていることがわかる。
Therefore, the optical scanning device 100 according to the present embodiment is designed so as to satisfy the conditional expression (18), thereby solving the problem of uneven image density due to the non-constant speed scanning system, and thus the imaging lens 6. The optical scanning device 100 can be reduced in size.
In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the partial magnification deviation in the main scanning direction at the most off-axis image height is the largest at 27% (that is, ΔY = 27%). It can be seen that equation (18) is satisfied.

本実施形態に係る光走査装置100では、部分倍率ずれが、軸上像高から軸外像高に行くに従い、2次関数的に増加していく。部分倍率ずれをこのような単純な特性にすることで、電気的補正に必要な係数を簡易にし、電気補正回路のコストを抑えている。
しかしながら、本実施形態は、これに限られず、部分倍率ずれ特性が1次関数や3次以上の関数であっても、本実施形態に係る効果を十分に得ることができる。
In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the partial magnification deviation increases as a quadratic function from the on-axis image height to the off-axis image height. By setting the partial magnification deviation to such a simple characteristic, a coefficient necessary for electrical correction is simplified, and the cost of the electrical correction circuit is reduced.
However, the present embodiment is not limited to this, and even if the partial magnification deviation characteristic is a linear function or a function of cubic or higher, the effect according to the present embodiment can be sufficiently obtained.

また、本実施形態に係る光走査装置100では、副走査絞り5の開口部端部形状を4次多項式で表現される連続した形状にしているが、これに限らず、副走査絞り5の開口部端部形状を不連続な形状にしても、本実施形態の効果を得ることができる。   In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the shape of the opening end portion of the sub-scanning diaphragm 5 is a continuous shape expressed by a fourth-order polynomial. The effect of this embodiment can be obtained even when the shape of the end portion is discontinuous.

もし光走査装置が、偏向器の偏向面の主走査方向幅よりも入射光束の主走査方向幅の方が広いOFS(Over Filled Scan)系を採用している場合、そのような光走査装置に本実施形態を採用したとしても、OFS系特有の最軸外像高での光量落ちにより、濃度ムラがさらに悪化してしまう。また、それに加えて、電気的補正を行ったとしても、その分レーザ発光光量が不足してしまう。
そこで、本実施形態に係る光走査装置100は、偏向器4の偏向面4aの主走査方向幅よりも入射光束の主走査方向幅の方が狭くなっているUFS(Under Filled Scan)系を採用しており、濃度ムラへ影響を与える要因を非等速走査性のみとする事で、良好な画像を得ている。
If the optical scanning device adopts an OFS (Over Filled Scan) system in which the main scanning direction width of the incident light beam is wider than the main scanning direction width of the deflecting surface of the deflector, such an optical scanning device is used. Even when this embodiment is adopted, density unevenness is further deteriorated due to a light amount drop at the most off-axis image height unique to the OFS system. In addition to this, even if electrical correction is performed, the amount of laser light emission is insufficient.
Therefore, the optical scanning device 100 according to the present embodiment employs a UFS (Under Filled Scan) system in which the width of the incident light beam in the main scanning direction is narrower than the width of the deflecting surface 4a of the deflector 4 in the main scanning direction. Therefore, a good image can be obtained by setting only the non-constant scanning property as a factor affecting density unevenness.

本実施形態に係る光走査装置100では、副走査絞り5の開口部の形状を単純にするために、結像レンズ6と偏向器4との間に副走査絞り5を配置している。しかしながら、本実施形態は、これに限られず、副走査射出側Fナンバーが上述の条件を満たしていれば、副走査絞り5を結像レンズ6の後方に配置しても、本実施形態の効果を得ることができる。   In the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the sub-scanning diaphragm 5 is disposed between the imaging lens 6 and the deflector 4 in order to simplify the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5. However, the present embodiment is not limited to this, and the effect of the present embodiment can be achieved even if the sub-scanning diaphragm 5 is disposed behind the imaging lens 6 as long as the sub-scanning emission side F-number satisfies the above-described conditions. Can be obtained.

また、本実施形態に係る光走査装置100では、結像光学系の低コスト化を達成するために、結像光学系の結像レンズを、1枚の結像レンズ6のみで構成している。しかしながら、本実施形態は、これに限られず、結像光学系を複数枚の結像レンズで構成しても、本実施形態の効果を得ることができる。   Further, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the imaging lens of the imaging optical system is configured by only one imaging lens 6 in order to achieve cost reduction of the imaging optical system. . However, the present embodiment is not limited to this, and the effect of the present embodiment can be obtained even if the imaging optical system is configured by a plurality of imaging lenses.

また、本実施形態に係る光走査装置100では、結像光学系内に副走査絞り5を設けており、副走査絞り5の開口部の形状を調節することによって、軸上像高と軸外像高とで副走査射出側Fナンバーを異ならせている。しかしながら、本実施形態は、これに限られず、各像高における射出側Fナンバーが上述のように設定されていれば、副走査絞り5を入射光学系に設けても、本実施形態の効果を得ることができる。   Further, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the sub-scanning diaphragm 5 is provided in the imaging optical system, and the on-axis image height and off-axis are adjusted by adjusting the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5. The F-number on the sub-scanning exit side is varied depending on the image height. However, the present embodiment is not limited to this. If the exit-side F number at each image height is set as described above, the effect of the present embodiment can be obtained even if the sub-scanning diaphragm 5 is provided in the incident optical system. Can be obtained.

また、本実施形態に係る光走査装置100では、主走査絞り3及び副走査絞り5をそれぞれ設けているが、これに限られず、主走査方向及び副走査方向それぞれの光束径を制限することができる1つの絞りのみを設けても構わない。   Further, in the optical scanning device 100 according to the present embodiment, the main scanning diaphragm 3 and the sub scanning diaphragm 5 are provided, but the present invention is not limited thereto, and the light beam diameters in the main scanning direction and the sub scanning direction may be limited. Only one possible aperture may be provided.

以上のように、本実施形態によれば、良好な結像性能及び印字性能を確保しつつ、低コスト化及び小型化を達成することができる光走査装置を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain an optical scanning device that can achieve cost reduction and downsizing while ensuring good imaging performance and printing performance.

[第二実施形態]
図9(a)は、第二実施形態に係る光走査装置200の主走査断面図を示している。図9(b)及び(c)は、第二実施形態に係る光走査装置200の一部副走査断面図を示している。
[Second Embodiment]
FIG. 9A shows a main scanning sectional view of the optical scanning device 200 according to the second embodiment. FIGS. 9B and 9C are partial sub-scan sectional views of the optical scanning device 200 according to the second embodiment.

光走査装置200は、光源1a、1b、アナモフィックレンズ2a、2b、主走査絞り3a、3b、偏向器4、副走査絞り5a、5b及び結像レンズ6a、6bを備えている。
なお、各部材に関しては、第一実施形態に係る光走査装置100に用いられている部材と同一であるため、同一の参照符番を付し、説明を省略する。
光走査装置200は、第一実施形態に係る光走査装置100とは異なり、偏向器4を挟んで両側に配置されている被走査面7a及び7bそれぞれを光走査する両側走査光学系を採用している。
The optical scanning device 200 includes light sources 1a and 1b, anamorphic lenses 2a and 2b, main scanning diaphragms 3a and 3b, a deflector 4, sub-scanning diaphragms 5a and 5b, and imaging lenses 6a and 6b.
Since each member is the same as the member used in the optical scanning device 100 according to the first embodiment, the same reference numeral is assigned and description thereof is omitted.
Unlike the optical scanning device 100 according to the first embodiment, the optical scanning device 200 employs a double-sided scanning optical system that optically scans the scanned surfaces 7a and 7b disposed on both sides of the deflector 4. ing.

なお、アナモフィックレンズ2a及び主走査絞り3aによって、本実施形態に係る光走査装置200の第1の入射光学系が構成される。
また、アナモフィックレンズ2b及び主走査絞り3bによって、本実施形態に係る光走査装置200の第2の入射光学系が構成される。
また、副走査絞り5a及び結像レンズ6aによって、本実施形態に係る光走査装置200の第1の結像光学系が構成される。
また、副走査絞り5b及び結像レンズ6bによって、本実施形態に係る光走査装置200の第2の結像光学系が構成される。
そして、光源1a、第1の入射光学系、偏向器4、第1の結像光学系によって、本実施形態に係る光走査装置200の第1の走査光学系200aが構成される。
また、光源1b、第2の入射光学系、偏向器4、第2の結像光学系によって、本実施形態に係る光走査装置200の第2の走査光学系200bが構成される。
The anamorphic lens 2a and the main scanning stop 3a constitute a first incident optical system of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
The anamorphic lens 2b and the main scanning stop 3b constitute a second incident optical system of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
Further, the sub-scanning diaphragm 5a and the imaging lens 6a constitute a first imaging optical system of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
Further, the sub-scanning diaphragm 5b and the imaging lens 6b constitute a second imaging optical system of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
The light source 1a, the first incident optical system, the deflector 4, and the first imaging optical system constitute the first scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
Further, the light source 1b, the second incident optical system, the deflector 4, and the second imaging optical system constitute a second scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.

光源1aの発光点から出射した光束(第1の光束)は、アナモフィックレンズ2aによって主走査断面内においては略平行光束に変換され、且つ副走査断面内においては偏向器4の偏向面4a(第1の偏向面)上で略線状となるように集光される。アナモフィックレンズ2aを通過した光束は、主走査絞り3aによって主走査方向の光束径が制限され、偏向器4の偏向面4aに入射する。
そして、光源1aから出射し、偏向器4の偏向面4aに入射した光束は、偏向器4の偏向面4aにより反射偏向された後、副走査絞り5aによって副走査方向の光束径が制限される。副走査絞り5aを通過した光束は、結像レンズ6aによって被走査面(第1の被走査面)7a上に導光及び結像され、被走査面7aを走査する。
このようにして、結像レンズ6aによって、主走査断面内及び副走査断面内の両方において、被走査面7aの近傍にスポット状の像が形成される。そして、偏向器4を一定速度で回転させることによって、被走査面7a上を主走査方向に光走査することにより、被走査面7a上に静電潜像が形成される。
The light beam (first light beam) emitted from the light emitting point of the light source 1a is converted into a substantially parallel light beam in the main scanning section by the anamorphic lens 2a, and the deflecting surface 4a (first) of the deflector 4 in the sub-scanning section. (1 deflection surface) is condensed so as to be substantially linear. The light beam that has passed through the anamorphic lens 2 a is incident on the deflection surface 4 a of the deflector 4 with the light beam diameter in the main scanning direction being limited by the main scanning diaphragm 3 a.
The light beam emitted from the light source 1a and incident on the deflecting surface 4a of the deflector 4 is reflected and deflected by the deflecting surface 4a of the deflector 4, and then the light beam diameter in the sub-scanning direction is limited by the sub-scanning diaphragm 5a. . The light beam that has passed through the sub-scanning diaphragm 5a is guided and imaged onto the surface to be scanned (first surface to be scanned) 7a by the imaging lens 6a, and scans the surface to be scanned 7a.
In this manner, a spot-like image is formed in the vicinity of the scanned surface 7a by the imaging lens 6a in both the main scanning section and the sub-scanning section. Then, by rotating the deflector 4 at a constant speed and optically scanning the scanned surface 7a in the main scanning direction, an electrostatic latent image is formed on the scanned surface 7a.

光源1bの発光点から出射した光束(第2の光束)は、アナモフィックレンズ2bによって主走査断面内においては略平行光束に変換され、且つ副走査断面内においては偏向器4の偏向面4b(第2の偏向面)上で略線状となるように集光される。アナモフィックレンズ2bを通過した光束は、主走査絞り3bによって主走査方向の光束径が制限され、偏向器4の偏向面4bに入射する。
そして、光源1bから出射し、偏向器4の偏向面4bに入射した光束は、偏向器4の偏向面4bにより反射偏向された後、副走査絞り5bによって副走査方向の光束径が制限される。副走査絞り5bを通過した光束は、結像レンズ6bによって被走査面(第2の被走査面)7b上に導光及び結像され、被走査面7bを走査する。
このようにして、結像レンズ6bによって、主走査断面内及び副走査断面内の両方において、被走査面7bの近傍にスポット状の像が形成される。そして、偏向器4を一定速度で回転させることによって、被走査面7b上を主走査方向に光走査することにより、被走査面7b上に静電潜像が形成される。
The light beam (second light beam) emitted from the light emitting point of the light source 1b is converted into a substantially parallel light beam in the main scanning section by the anamorphic lens 2b, and the deflecting surface 4b (first) of the deflector 4 in the sub-scanning section. 2), the light is condensed so as to be substantially linear. The light beam that has passed through the anamorphic lens 2 b has its light beam diameter in the main scanning direction limited by the main scanning stop 3 b and is incident on the deflection surface 4 b of the deflector 4.
The light beam emitted from the light source 1b and incident on the deflecting surface 4b of the deflector 4 is reflected and deflected by the deflecting surface 4b of the deflector 4, and then the light beam diameter in the sub-scanning direction is limited by the sub-scanning diaphragm 5b. . The light beam that has passed through the sub-scanning diaphragm 5b is guided and imaged on the surface to be scanned (second surface to be scanned) 7b by the imaging lens 6b, and scans the surface to be scanned 7b.
In this manner, a spot-like image is formed in the vicinity of the scanned surface 7b in both the main scanning section and the sub-scanning section by the imaging lens 6b. Then, by rotating the deflector 4 at a constant speed and optically scanning the scanned surface 7b in the main scanning direction, an electrostatic latent image is formed on the scanned surface 7b.

表4は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aの諸特性を示している。
表5は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aの副走査絞り5aの開口部の形状に関する数値を示している。
表6は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aの副走査絞り5aにおける、式(17)の係数A0乃至A4を示している。
表7は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bの諸特性を示している。
表8は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bの副走査絞り5bの開口部の形状に関する数値を示している。
表9は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bの副走査絞り5bにおける、式(17)の係数A0乃至A4を示している。
なお、表4、6、7及び9において、「E−x」は、「×10-x」を意味している。
Table 4 shows various characteristics of the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
Table 5 shows numerical values related to the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5a of the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
Table 6 shows coefficients A 0 to A 4 of Expression (17) in the sub-scanning diaphragm 5a of the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
Table 7 shows various characteristics of the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
Table 8 shows numerical values related to the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5b of the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
Table 9 shows coefficients A 0 to A 4 of Expression (17) in the sub-scanning diaphragm 5b of the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
In Tables 4, 6, 7, and 9, “E-x” means “× 10 −x ”.

図10(a)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aにおける部分倍率ずれと像高Yとの関係を示している。なお、図10(a)では、電気的補正を行う前の部分倍率ずれ及び電気的補正後の部分倍率ずれがそれぞれ示されている。
また、図10(b)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bにおける部分倍率ずれと像高Yとの関係を示している。なお、図10(b)では、電気的補正を行う前の部分倍率ずれ及び電気的補正後の部分倍率ずれがそれぞれ示されている。
FIG. 10A shows the relationship between the partial magnification deviation and the image height Y in the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to this embodiment. FIG. 10A shows a partial magnification deviation before electrical correction and a partial magnification deviation after electrical correction.
FIG. 10B shows the relationship between the partial magnification deviation and the image height Y in the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to this embodiment. FIG. 10B shows the partial magnification deviation before electrical correction and the partial magnification deviation after electrical correction.

図10(a)に示されているように、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aでは、最軸外像高で約27%生じている部分倍率ずれを電気的補正することによって、部分倍率ずれが全像高で1%以下になっていることがわかる。
また、図10(b)に示されているように、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bでは、最軸外像高で約27%生じている部分倍率ずれを電気的補正することによって、部分倍率ずれが全像高で1%以下になっていることがわかる。
As shown in FIG. 10A, in the scanning optical system 200a of the optical scanning apparatus 200 according to the present embodiment, the partial magnification deviation that occurs about 27% at the most off-axis image height is electrically corrected. Thus, it can be seen that the partial magnification deviation is 1% or less in the total image height.
Further, as shown in FIG. 10B, in the scanning optical system 200b of the optical scanning apparatus 200 according to the present embodiment, the partial magnification deviation that occurs about 27% at the most off-axis image height is electrically corrected. By doing so, it can be seen that the partial magnification deviation is 1% or less in the total image height.

図11(a)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aにおける各像高での主走査方向及び副走査方向のLSFスポット径を示している。
また、図11(b)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bにおける各像高での主走査方向及び副走査方向のLSFスポット径を示している。
FIG. 11A shows LSF spot diameters in the main scanning direction and the sub-scanning direction at each image height in the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to this embodiment.
FIG. 11B shows LSF spot diameters in the main scanning direction and the sub-scanning direction at each image height in the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to this embodiment.

本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200a及び200bでは、部分倍率ずれを軸上像高から最軸外像高にかけて27%大きくなるように設定している。そのため、図11(a)及び(b)に示されているように、主走査LSFスポット径も軸上像高から最軸外像高にかけて大きくなっている。
本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200a及び200bでは、この主走査LSFスポット径の軸外像高での肥大に伴う画像濃度ムラを打ち消すために、図11(a)及び(b)に示されているように、副走査LSFスポット径を軸上像高から最軸外像高にかけて小さくなるように設定している。
しかしながら、走査光学系200aと200bとで、副走査LSFスポット径の変化の大きさが異なっていることに注意されたい。
この理由について、以下に説明する。
In the scanning optical systems 200a and 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment, the partial magnification deviation is set to be 27% larger from the on-axis image height to the most off-axis image height. Therefore, as shown in FIGS. 11A and 11B, the main scanning LSF spot diameter also increases from the on-axis image height to the most off-axis image height.
In the scanning optical systems 200a and 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment, in order to cancel out the image density unevenness due to the enlargement of the main scanning LSF spot diameter at the off-axis image height, FIG. ), The sub-scanning LSF spot diameter is set to decrease from the on-axis image height to the most off-axis image height.
However, it should be noted that the amount of change in the sub-scanning LSF spot diameter differs between the scanning optical systems 200a and 200b.
The reason for this will be described below.

本実施形態では、被走査面7aとしてシアンに対応した感光体ドラム面を配置しており、また、被走査面7bとしてブラックに対応した感光体ドラム面を配置している。
なお、本実施形態に係る光走査装置200では、カラー画像を形成するために、イエロー及びマゼンダに対応した不図示の走査光学系及び被走査面も設けられているが、それらについては説明を省略する。
In the present embodiment, a photosensitive drum surface corresponding to cyan is disposed as the scanned surface 7a, and a photosensitive drum surface corresponding to black is disposed as the scanned surface 7b.
In the optical scanning device 200 according to the present embodiment, a scanning optical system and a surface to be scanned (not shown) corresponding to yellow and magenta are also provided in order to form a color image, but description thereof is omitted. To do.

本実施形態に係る光走査装置200では、各色で中間階調表現に用いるスクリーンのパターンが異なっている。
具体的には、モノクロにおいては、中間階調表現するスクリーン線の角度は45度前後であるのに対して、シアン等のその他の色ではスクリーン線の角度が小さい。
このスクリーン線の角度が小さいほど、軸上像高と軸外像高との間の主走査スポット径の大きさの差による画像濃度ムラへの影響が生じにくくなり、すなわち、副走査スポット径による画像濃度ムラへの影響が生じやすくなる。
従って、本実施形態に係る光走査装置200は、シアンに対応した感光体ドラム面7aを光走査する走査光学系200aに比べて、ブラックに対応した感光体ドラム面7bを光走査する走査光学系200bにおける補正効果が強くなるように設定されている。
In the optical scanning device 200 according to the present embodiment, the screen pattern used for intermediate gradation expression is different for each color.
Specifically, in monochrome, the angle of the screen line expressing the intermediate gradation is about 45 degrees, whereas in other colors such as cyan, the screen line angle is small.
The smaller the screen line angle, the less the influence on the image density unevenness due to the difference in the size of the main scanning spot diameter between the on-axis image height and the off-axis image height. This tends to affect the image density unevenness.
Therefore, the optical scanning device 200 according to the present embodiment has a scanning optical system that optically scans the photosensitive drum surface 7b corresponding to black, as compared with the scanning optical system 200a that optically scans the photosensitive drum surface 7a corresponding to cyan. The correction effect at 200b is set to be strong.

そのため、図11(a)に示されているように、シアンに対応した感光体ドラム面7aを光走査する走査光学系200aにおいては、副走査LSFスポット径の軸上像高から最軸外像高にかけての変化を相対的に小さくすることができる。
一方で、図11(b)に示されているように、ブラックに対応した感光体ドラム面7bを光走査する走査光学系200bにおいては、副走査LSFスポット径の軸上像高から最軸外像高にかけての変化が相対的に大きくなっている。
Therefore, as shown in FIG. 11A, in the scanning optical system 200a that optically scans the photosensitive drum surface 7a corresponding to cyan, the most off-axis image is obtained from the on-axis image height of the sub-scanning LSF spot diameter. The change over high can be made relatively small.
On the other hand, as shown in FIG. 11B, in the scanning optical system 200b that optically scans the photosensitive drum surface 7b corresponding to black, the most off-axis from the on-axis image height of the sub-scanning LSF spot diameter. The change over image height is relatively large.

図12(a)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aにおける各像高での主走査方向及び副走査方向の射出側Fナンバーを示している。
また、図12(b)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bにおける各像高での主走査方向及び副走査方向の射出側Fナンバーを示している。
FIG. 12A shows emission side F numbers in the main scanning direction and the sub-scanning direction at each image height in the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.
FIG. 12B shows emission side F numbers in the main scanning direction and the sub-scanning direction at each image height in the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.

本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200a及び200bでは、スポット径を、図11(a)及び(b)に示されるような関係にするために、軸上像高から最軸外像高にかけて、主走査射出側Fナンバーが暗くなる分、副走査射出側Fナンバーが明るくなるように、各Fナンバーを設定している。
そして、図12(a)に示されているように、シアンに対応した感光体ドラム面7aを光走査する走査光学系200aにおいては、副走査射出側Fナンバーの軸上像高から最軸外像高にかけての変化が相対的に小さくなっていることがわかる。
一方で、図12(b)に示されているように、ブラックに対応した感光体ドラム面7bを光走査する走査光学系200bにおいては、副走査射出側Fナンバーの軸上像高から最軸外像高にかけての変化が相対的に大きくなっていることがわかる。
In the scanning optical systems 200a and 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment, in order to make the spot diameter have the relationship as shown in FIGS. Each F number is set so that the sub-scanning emission side F number becomes brighter as the main scanning emission side F-number becomes darker toward the image height.
As shown in FIG. 12A, in the scanning optical system 200a that optically scans the photosensitive drum surface 7a corresponding to cyan, the most off-axis from the on-axis image height of the F-number on the sub-scanning emission side. It can be seen that the change over the image height is relatively small.
On the other hand, as shown in FIG. 12 (b), in the scanning optical system 200b that optically scans the photosensitive drum surface 7b corresponding to black, the highest axis from the on-axis image height of the F-number on the sub-scanning emission side. It can be seen that the change toward the external image height is relatively large.

図13(a)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aの副走査絞り5aの開口部形状を示した図であり、結像光学系の光軸方向から副走査絞り5aを見たものである。
また、図13(b)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bの副走査絞り5bの開口部形状を示した図であり、結像光学系の光軸方向から副走査絞り5bを見たものである。
FIG. 13A is a diagram showing the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5a of the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to the present embodiment, and the sub-scanning diaphragm 5a from the optical axis direction of the imaging optical system. It is what saw.
FIG. 13B is a diagram showing the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5b of the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to this embodiment, and the sub-scanning is performed from the optical axis direction of the imaging optical system. The diaphragm 5b is seen.

図13(a)及び(b)に示されるように、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200a及び200bでは、副走査絞り5a及び5bの開口部は、結像光学系の光軸から主走査方向に沿って端部にいくに従って、副走査方向の開口幅(絞り径)が大きくなる形状となっている。
これにより、副走査射出側Fナンバーは、図12(a)及び(b)に示されるように、軸上像高から軸外像高に向かうにつれて明るくなり、主走査射出側Fナンバーの変化とは逆の変化とすることができる。
また、上記のように、走査光学系200aと走査光学系200bとで、副走査射出側Fナンバーの変化を異ならせるために、図13(a)、(b)及び表5、8に示されるように、副走査絞り5a及び5bの開口部形状は同一ではない。
As shown in FIGS. 13A and 13B, in the scanning optical systems 200a and 200b of the optical scanning device 200 according to this embodiment, the openings of the sub-scanning apertures 5a and 5b are light beams of the imaging optical system. The aperture width (diaphragm diameter) in the sub-scanning direction increases as it goes from the axis to the end along the main scanning direction.
Thereby, as shown in FIGS. 12A and 12B, the sub-scanning emission side F number becomes brighter as it goes from the on-axis image height to the off-axis image height. Can be the opposite change.
Further, as described above, in order to make the sub-scanning emission side F number change different between the scanning optical system 200a and the scanning optical system 200b, FIGS. 13 (a) and 13 (b) and Tables 5 and 8 show. Thus, the opening shapes of the sub-scanning diaphragms 5a and 5b are not the same.

図14(a)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aにおける、各像高での主走査LSF深度中心位置及び副走査LSF深度中心位置を示している。
また、図14(b)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bにおける、各像高での主走査LSF深度中心位置及び副走査LSF深度中心位置を示している。
FIG. 14A shows the main scanning LSF depth center position and the sub-scanning LSF depth center position at each image height in the scanning optical system 200a of the optical scanning apparatus 200 according to the present embodiment.
FIG. 14B shows the main scanning LSF depth center position and the sub-scanning LSF depth center position at each image height in the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment.

図14(a)及び(b)からわかるように、いずれの像高においても、主走査LSF深度中心位置及び副走査LSF深度中心位置が共に、±2mmの範囲内にあり、本実施形態に係る光走査装置200は、良好な像面性能を有していることがわかる。   As can be seen from FIGS. 14A and 14B, at any image height, the main scanning LSF depth center position and the sub-scanning LSF depth center position are both within a range of ± 2 mm. It can be seen that the optical scanning device 200 has good image surface performance.

図15(a)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aの結像光学系の副走査倍率ずれと像高との関係を示している。
また、図15(b)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bの結像光学系の副走査倍率ずれと像高との関係を示している。
FIG. 15A shows the relationship between the sub-scanning magnification shift of the imaging optical system of the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to this embodiment and the image height.
FIG. 15B shows the relationship between the sub-scanning magnification deviation of the imaging optical system of the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to this embodiment and the image height.

図15(a)及び(b)に示されているように、いずれの像高においても、副走査倍率ずれは±2%の範囲内と十分小さく抑えられていることがわかる。
従って、本実施形態に係る光走査装置200では、副走査倍率ずれは全像高において十分小さく抑えられているため、マルチビーム化した際に、被走査面上でのマルチビーム間の副走査方向間隔が全像高で問題ないレベルに収めることができる。
As shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), it can be seen that the sub-scan magnification deviation is sufficiently small within a range of ± 2% at any image height.
Therefore, in the optical scanning device 200 according to the present embodiment, the sub-scanning magnification deviation is suppressed to be sufficiently small in the entire image height, and therefore when the multi-beam is formed, the sub-scanning direction between the multi-beams on the surface to be scanned. The interval can be kept at a level where there is no problem with the total image height.

図16(a)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aにおける被走査面7a上での像高Y=0mm、±50mm及び±107mmそれぞれにおけるスポットプロファイルを示している。なお、図16(a)では、被走査面7aから結像光学系の光軸方向にX=0mm及び±1mmだけデフォーカスした際のスポットプロファイルを示している。
また、図16(b)は、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bにおける被走査面7b上での像高Y=0mm、±50mm及び±107mmそれぞれにおけるスポットプロファイルを示している。なお、図16(b)では、被走査面7bから結像光学系の光軸方向にX=0mm及び±1mmだけデフォーカスした際のスポットプロファイルを示している。
ここで、各スポットプロファイルの等高線は、スポットのピーク光量最大値に対して50%、13.5%、5%、2%のそれぞれの位置に設定している。
FIG. 16A shows spot profiles at image heights Y = 0 mm, ± 50 mm, and ± 107 mm on the scanned surface 7 a in the scanning optical system 200 a of the optical scanning device 200 according to the present embodiment. FIG. 16A shows a spot profile when defocusing is performed by X = 0 mm and ± 1 mm from the scanned surface 7 a in the optical axis direction of the imaging optical system.
FIG. 16B shows spot profiles at image heights Y = 0 mm, ± 50 mm, and ± 107 mm on the scanned surface 7 b in the scanning optical system 200 b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment. . FIG. 16B shows a spot profile when defocusing is performed by X = 0 mm and ± 1 mm from the scanned surface 7 b in the optical axis direction of the imaging optical system.
Here, the contour lines of each spot profile are set at respective positions of 50%, 13.5%, 5%, and 2% with respect to the peak peak light quantity maximum value.

図16(a)及び(b)に示されているように、本実施形態に係る光走査装置200では、各像高においてサイドローブの少ない良好なスポットプロファイルが得られていることがわかる。   As shown in FIGS. 16A and 16B, it can be seen that in the optical scanning device 200 according to the present embodiment, a good spot profile with few side lobes is obtained at each image height.

次に、本実施形態に係る光走査装置200における諸数値と上記条件式との関係について述べる。   Next, the relationship between various numerical values and the conditional expression in the optical scanning device 200 according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aでは、Fm0=78.1、Fm1=100.9、Fs0=73.8及びFs1=61.3である。
従って、Fm1/Fm0=1.29となり、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aは、条件式(8)を満たす。
また、(Fm1×Fs1)/(Fm0×Fs0)=1.07及びFs0/Fs1=1.20となり、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aは、条件式(9)及び(10)を満たす。
In the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to the present embodiment, Fm0 = 78.1, Fm1 = 100.9, Fs0 = 73.8, and Fs1 = 61.3.
Therefore, Fm1 / Fm0 = 1.29, and the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to this embodiment satisfies the conditional expression (8).
Further, (Fm1 × Fs1) / (Fm0 × Fs0) = 1.07 and Fs0 / Fs1 = 1.20, and the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to the present embodiment has conditional expressions (9) and (9) 10) is satisfied.

一方で、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bでは、Fm0=78.1、Fm1=100.9、Fs0=88.1及びFs1=61.3である。
従って、Fm1/Fm0=1.29となり、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bは、条件式(18)を満たす。
また、(Fm1×Fs1)/(Fm0×Fs0)=0.899及びFs0/Fs1=1.44となり、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bは、条件式(9)及び(10)を満たす。
On the other hand, in the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment, Fm0 = 78.1, Fm1 = 100.9, Fs0 = 88.1, and Fs1 = 61.3.
Therefore, Fm1 / Fm0 = 1.29, and the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to this embodiment satisfies the conditional expression (18).
Further, (Fm1 × Fs1) / (Fm0 × Fs0) = 0.899 and Fs0 / Fs1 = 1.44, and the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to this embodiment has conditional expressions (9) and (9) 10) is satisfied.

以上から、本実施形態に係る光走査装置200は、条件式(8)、(9)及び(10)を満たしている。また、走査光学系200a及び200bにおいて、軸上像高の副走査射出側Fナンバーと最軸外像高の副走査射出側Fナンバーとの比を互いに異ならせることで、各々最適に小型化と印字性能を両立している。   As described above, the optical scanning device 200 according to this embodiment satisfies the conditional expressions (8), (9), and (10). Further, in the scanning optical systems 200a and 200b, the ratio between the sub-scanning emission side F-number with the on-axis image height and the sub-scanning emission side F-number with the most off-axis image height is different from each other, so that each can be optimally downsized. The printing performance is compatible.

また、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aでは、軸上像高Y=0mmではW0=0.81mm、最軸外像高Y=±107mm(走査角度θ=±52.23度)ではW1=1.45mmとなるよう設定されている。
従って、W1/W0×cosθ=1.10となり、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200aは、条件式(11)及び(16)を満たす。
Further, in the scanning optical system 200a of the optical scanning apparatus 200 according to the present embodiment, when the on-axis image height Y = 0 mm, W0 = 0.81 mm, the most off-axis image height Y = ± 107 mm (scanning angle θ = ± 52.23). Degree), W1 = 1.45 mm.
Therefore, W1 / W0 × cos θ = 1.10, and the scanning optical system 200a of the optical scanning device 200 according to this embodiment satisfies the conditional expressions (11) and (16).

また、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bでは、軸上像高Y=0mmではW0=0.68mm、最軸外像高Y=±107mm(走査角度θ=±52.23度)ではW1=1.45mmとなるよう設定されている。
従って、W1/W0×cosθ=1.31となり、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200bは、条件式(11)及び(16)を満たす。
Further, in the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment, when the on-axis image height Y = 0 mm, W0 = 0.68 mm, the most off-axis image height Y = ± 107 mm (scanning angle θ = ± 52.23). Degree), W1 = 1.45 mm.
Accordingly, W1 / W0 × cos θ = 1.31, and the scanning optical system 200b of the optical scanning device 200 according to this embodiment satisfies the conditional expressions (11) and (16).

以上のように、本実施形態に係る光走査装置200では、走査光学系200a及び200bが共に、条件式(11)及び(16)を満たしている。また、互いに副走査方向開口幅及び開口部形状を異ならせることで、各々最適に結像レンズの小型化を達成し、画像濃度ムラの無い良好な画像形成を両立させることができる。   As described above, in the optical scanning device 200 according to the present embodiment, the scanning optical systems 200a and 200b both satisfy the conditional expressions (11) and (16). Further, by making the aperture width and the aperture shape different from each other in the sub-scanning direction, it is possible to optimally reduce the size of the imaging lens, respectively, and achieve both good image formation without image density unevenness.

また、本実施形態に係る光走査装置200の走査光学系200a及び200bでは、副走査絞り5a及び5bの軸上像高における副走査方向開口幅W0を相対的に狭くしている。これにより、特に問題となる光軸近傍を通過する、一方の走査光学系から他方の走査光学系に入射するゴースト光を、より遮光できる効果も得ることができる。   Further, in the scanning optical systems 200a and 200b of the optical scanning device 200 according to the present embodiment, the sub-scanning direction opening width W0 at the axial image height of the sub-scanning diaphragms 5a and 5b is relatively narrow. As a result, it is also possible to obtain an effect of further blocking the ghost light that passes through the vicinity of the optical axis that is a particular problem and enters the other scanning optical system from one scanning optical system.

なお、本実施形態に係る光走査装置200では、低コスト化のために、偏向器を共有した両側走査光学系を採用しているが、本実施形態はこれに限られない。すなわち、開口部形状が互いに異なる副走査絞りをそれぞれが備えた複数の光走査装置を用いていれば、本実施形態の効果を十分に得ることができる。   In the optical scanning device 200 according to the present embodiment, a double-sided scanning optical system sharing a deflector is adopted for cost reduction, but the present embodiment is not limited to this. That is, if a plurality of optical scanning devices each having a sub-scanning aperture having different opening shapes are used, the effect of this embodiment can be sufficiently obtained.

[第三実施形態]
図17(a)及び(b)はそれぞれ、第三実施形態に係る光走査装置300の主走査断面図及び一部副走査断面図を示している。
[Third embodiment]
FIGS. 17A and 17B respectively show a main scanning sectional view and a partial sub-scanning sectional view of an optical scanning device 300 according to the third embodiment.

第三実施形態に係る光走査装置300は、主走査絞り3及び副走査絞り5の代わりに、絞り30のみを入射光学系に設けており、且つ、アナモフィックレンズ2の代わりに、カップリングレンズ8及びアナモフィックレンズ9を設けている点で、第一実施形態に係る光走査装置100と異なる。それ以外の部材については、第一実施形態に係る光走査装置100の部材と同一の符番を付し、説明を省略する。   In the optical scanning device 300 according to the third embodiment, only the stop 30 is provided in the incident optical system instead of the main scanning stop 3 and the sub-scanning stop 5, and the coupling lens 8 is used instead of the anamorphic lens 2. And the anamorphic lens 9 is different from the optical scanning device 100 according to the first embodiment. Other members are designated by the same reference numerals as those of the optical scanning device 100 according to the first embodiment, and description thereof is omitted.

光走査装置300は、光源1、絞り30、カップリングレンズ8、アナモフィックレンズ9、偏向器4及び結像レンズ6を備えている。   The optical scanning device 300 includes a light source 1, a diaphragm 30, a coupling lens 8, an anamorphic lens 9, a deflector 4, and an imaging lens 6.

絞り30は、光源1を出射した光束の主走査方向及び副走査方向の光束径を制限する。
カップリングレンズ8は、ガラスで作製されており、絞り30を通過した光束を略平行光束に変換する。なおここで、略平行光束とは、弱発散光束、弱収束光束及び平行光束を含むものとする。
アナモフィックレンズ9は、ガラスで作製されており、カップリングレンズ8を通過した光束を副走査方向に集光する。
なお、絞り30、カップリングレンズ8及びアナモフィックレンズ9によって、本実施形態に係る光走査装置300の入射光学系が構成される。
また、結像レンズ6によって、本実施形態に係る光走査装置300の結像光学系が構成される。
The diaphragm 30 limits the diameter of the light beam emitted from the light source 1 in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
The coupling lens 8 is made of glass, and converts the light beam that has passed through the diaphragm 30 into a substantially parallel light beam. Here, the substantially parallel light beam includes a weak divergent light beam, a weakly convergent light beam, and a parallel light beam.
The anamorphic lens 9 is made of glass and condenses the light beam that has passed through the coupling lens 8 in the sub-scanning direction.
The diaphragm 30, the coupling lens 8, and the anamorphic lens 9 constitute an incident optical system of the optical scanning device 300 according to the present embodiment.
Further, the imaging lens 6 constitutes an imaging optical system of the optical scanning device 300 according to the present embodiment.

光源1の発光点から出射した光束は、絞り30によって、主走査方向及び副走査方向の光束径が制限される。絞り30を通過した光束は、カップリングレンズ8によって略平行光束に変換され、そして、アナモフィックレンズ9によって副走査方向に集光され、偏向器4の偏向面4aに入射する。
そして、光源1から出射し、偏向器4の偏向面4aに入射した光束は、偏向器4の偏向面4aにより反射偏向された後、結像レンズ6によって被走査面7上に導光及び結像され、被走査面7aを走査する。
このようにして、結像レンズ6によって、主走査断面内及び副走査断面内の両方において、被走査面7の近傍にスポット状の像が形成される。そして、偏向器4を一定速度で回転させることによって、被走査面7上を主走査方向に光走査することにより、被走査面7上に静電潜像が形成される。
The luminous flux emitted from the light emitting point of the light source 1 is limited by the diaphragm 30 in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The light beam that has passed through the diaphragm 30 is converted into a substantially parallel light beam by the coupling lens 8, is condensed in the sub-scanning direction by the anamorphic lens 9, and is incident on the deflection surface 4 a of the deflector 4.
Then, the light beam emitted from the light source 1 and incident on the deflection surface 4 a of the deflector 4 is reflected and deflected by the deflection surface 4 a of the deflector 4, and then guided and connected to the scanned surface 7 by the imaging lens 6. The scanned surface 7a is scanned.
In this way, the imaging lens 6 forms a spot-like image in the vicinity of the surface to be scanned 7 in both the main scanning section and the sub-scanning section. Then, by rotating the deflector 4 at a constant speed and optically scanning the scanned surface 7 in the main scanning direction, an electrostatic latent image is formed on the scanned surface 7.

表10は、本実施形態に係る光走査装置300の諸特性を示している。
なお、表10において、「E−x」は、「×10-x」を意味している。
Table 10 shows various characteristics of the optical scanning device 300 according to the present embodiment.
In Table 10, “E−x” means “× 10 −x ”.

各像高において副走査射出側Fナンバーを変化させるために、第一及び第二実施形態に係る光走査装置100及び200では、副走査絞り5の開口部形状について、各像高において副走査方向の開口幅を変化させていた。
それに対して、本実施形態に係る光走査装置300では、各像高において副走査射出側Fナンバーを変化させるために、結像レンズ6の副走査倍率を各像高において変化させている。
In order to change the sub-scanning emission side F number at each image height, in the optical scanning devices 100 and 200 according to the first and second embodiments, the shape of the opening of the sub-scanning diaphragm 5 is determined in the sub-scanning direction at each image height. The opening width of was changed.
On the other hand, in the optical scanning device 300 according to the present embodiment, the sub-scanning magnification of the imaging lens 6 is changed at each image height in order to change the sub-scan emission side F number at each image height.

図18は、本実施形態に係る光走査装置300の結像光学系の各像高における副走査横倍率ずれを示している。
なおここで、副走査横倍率ずれとは、軸上像高における副走査横倍率に対する各像高の副走査横倍率のずれ量と、軸上像高における副走査横倍率との比のことを意味している。
FIG. 18 shows a sub-scanning lateral magnification shift at each image height of the imaging optical system of the optical scanning device 300 according to the present embodiment.
Here, the sub-scanning lateral magnification deviation is the ratio of the amount of deviation of the sub-scanning lateral magnification at each image height to the sub-scanning lateral magnification at the on-axis image height and the sub-scanning lateral magnification at the on-axis image height. I mean.

図18に示されているように、本実施形態に係る光走査装置300は、副走査横倍率が軸上像高から軸外像高にいくに従って、小さくなるように設定されている。   As shown in FIG. 18, the optical scanning device 300 according to the present embodiment is set so that the sub-scanning lateral magnification decreases as the axial image height increases from the on-axis image height.

ここで、軸上像高における結像光学系の副走査横倍率をβs0、最軸外像高における結像光学系の副走査横倍率をβs1としたとき、本実施形態に係る光走査装置300は、以下の条件式(19)を満たすように設定されている。
1.05<|βs0/βs1|<1.4 ・・・(19)
Here, when the sub-scanning lateral magnification of the imaging optical system at the on-axis image height is βs0, and the sub-scanning lateral magnification of the imaging optical system at the most off-axis image height is βs1, the optical scanning device 300 according to the present embodiment. Is set so as to satisfy the following conditional expression (19).
1.05 <| βs0 / βs1 | <1.4 (19)

もし条件式(19)の上限値を超えると、副走査横倍率の不均一性が大きすぎるため、副走査射出側Fナンバーの各像高における変化が急激になりすぎ、スポットプロファイルが歪な形状となり、良好な画像を得ることができない。また、被走査面7上での走査線の間隔ムラが大きくなるという別の画質劣化の問題も生じてしまう。
一方で、条件式(19)の下限値を下回ると、部分倍率ずれが十分ではないため、性能を得るために、結像レンズ6の肉厚が厚くなったり、結像レンズ6を偏向器から遠く離さなければならず、結像レンズ6ひいては光走査装置300の小型化ができない。
If the upper limit value of the conditional expression (19) is exceeded, the non-uniformity of the sub-scanning lateral magnification is too large, and the change in the image height of the sub-scanning exit side F-number becomes too abrupt and the spot profile is distorted. Thus, a good image cannot be obtained. In addition, another problem of image quality deterioration that the interval unevenness of the scanning lines on the surface to be scanned 7 becomes large also occurs.
On the other hand, if the lower limit of conditional expression (19) is not reached, the partial magnification deviation is not sufficient, so that in order to obtain performance, the imaging lens 6 becomes thicker or the imaging lens 6 is removed from the deflector. The imaging lens 6 and thus the optical scanning device 300 cannot be reduced in size.

本実施形態に係る光走査装置300では、βs0=−3.5、βs1=−3.3であるので、|βs0/βs1|=1.06となり、本実施形態に係る光走査装置300は、条件式(19)を満たすように設定されている。
従って、本実施形態に係る光走査装置300は、条件式(19)を満たすように設計されることにより、非等速走査系に起因する画像濃度ムラの課題を解決しつつ、結像レンズ6ひいては光走査装置300を小型化することができる。
In the optical scanning device 300 according to the present embodiment, βs0 = −3.5 and βs1 = −3.3, and thus | βs0 / βs1 | = 1.06, and the optical scanning device 300 according to the present embodiment It is set to satisfy the conditional expression (19).
Therefore, the optical scanning device 300 according to the present embodiment is designed to satisfy the conditional expression (19), thereby solving the problem of image density unevenness due to the non-constant scanning system, and the imaging lens 6. As a result, the optical scanning device 300 can be reduced in size.

図19は、本実施形態に係る光走査装置300における部分倍率ずれと像高Yとの関係を示している。なお、図19では、電気的補正を行う前の部分倍率ずれ及び電気的補正後の部分倍率ずれがそれぞれ示されている。   FIG. 19 shows the relationship between the partial magnification shift and the image height Y in the optical scanning device 300 according to this embodiment. FIG. 19 shows a partial magnification deviation before electrical correction and a partial magnification deviation after electrical correction.

図19に示されているように、本実施形態に係る光走査装置300では、最軸外像高で約11%生じている部分倍率ずれを電気的補正することによって、部分倍率ずれが全像高で1%以下になっていることがわかる。   As shown in FIG. 19, in the optical scanning device 300 according to the present embodiment, the partial magnification deviation is electrically corrected by partially correcting the partial magnification deviation that occurs about 11% at the most off-axis image height. It can be seen that the height is 1% or less.

図20は、本実施形態に係る光走査装置300における各像高での主走査方向及び副走査方向のLSFスポット径を示している。   FIG. 20 shows LSF spot diameters in the main scanning direction and the sub-scanning direction at each image height in the optical scanning device 300 according to the present embodiment.

本実施形態に係る光走査装置300では、部分倍率ずれを軸上像高から最軸外像高にかけて11%大きくなるように設定しているため、図20に示されているように、主走査LSFスポット径も軸上像高から最軸外像高にかけて大きくなっている。
本実施形態に係る光走査装置300では、この主走査LSFスポット径の軸外像高での肥大に伴う画像濃度ムラを打ち消すために、図20に示されているように、副走査LSFスポット径を軸上像高から最軸外像高にかけて小さくなるように設定している。
In the optical scanning device 300 according to the present embodiment, since the partial magnification deviation is set to be 11% larger from the on-axis image height to the most off-axis image height, as shown in FIG. The LSF spot diameter also increases from the on-axis image height to the most off-axis image height.
In the optical scanning device 300 according to the present embodiment, in order to cancel out the uneven image density due to the enlargement of the main scanning LSF spot diameter at the off-axis image height, as shown in FIG. Is set so as to decrease from the on-axis image height to the most off-axis image height.

図21は、本実施形態に係る光走査装置300における各像高での主走査方向及び副走査方向の射出側Fナンバーを示している。   FIG. 21 shows emission side F numbers in the main scanning direction and the sub-scanning direction at each image height in the optical scanning device 300 according to the present embodiment.

本実施形態に係る光走査装置200では、スポット径を、図20に示されるような関係にするために、軸上像高から最軸外像高にかけて、主走査射出側Fナンバーが暗くなる分、副走査射出側Fナンバーが明るくなるように、各Fナンバーを設定している。   In the optical scanning device 200 according to the present embodiment, in order to make the spot diameter as shown in FIG. 20, the main scanning exit side F number becomes darker from the on-axis image height to the most off-axis image height. Each F-number is set so that the sub-scan emission side F-number becomes brighter.

図22は、本実施形態に係る光走査装置300における、各像高での主走査LSF深度中心位置及び副走査LSF深度中心位置を示している。   FIG. 22 shows the main scanning LSF depth center position and the sub-scanning LSF depth center position at each image height in the optical scanning device 300 according to the present embodiment.

図22からわかるように、いずれの像高においても、主走査LSF深度中心位置及び副走査LSF深度中心位置が共に、±3mmの範囲内にあり、本実施形態に係る光走査装置300は、良好な像面性能を有していることがわかる。   As can be seen from FIG. 22, at any image height, the main scanning LSF depth center position and the sub-scanning LSF depth center position are both within a range of ± 3 mm, and the optical scanning device 300 according to this embodiment is good. It can be seen that the image surface performance is excellent.

図23は、本実施形態に係る光走査装置300における被走査面7上での像高Y=0mm、±100mm及び±156mmそれぞれにおけるスポットプロファイルを示している。なお、図23では、被走査面7から結像光学系の光軸方向にX=0mm及び±1mmだけデフォーカスした際のスポットプロファイルを示している。
ここで、各スポットプロファイルの等高線は、スポットのピーク光量最大値に対して50%、13.5%、5%、2%のそれぞれの位置に設定している。
FIG. 23 shows spot profiles at image heights Y = 0 mm, ± 100 mm, and ± 156 mm on the scanned surface 7 in the optical scanning device 300 according to the present embodiment. FIG. 23 shows a spot profile when defocused by X = 0 mm and ± 1 mm from the scanned surface 7 in the optical axis direction of the imaging optical system.
Here, the contour lines of each spot profile are set at respective positions of 50%, 13.5%, 5%, and 2% with respect to the peak peak light quantity maximum value.

図23に示されているように、本実施形態に係る光走査装置300では、各像高においてサイドローブの少ない良好なスポットプロファイルが得られていることがわかる。   As can be seen from FIG. 23, in the optical scanning device 300 according to the present embodiment, a good spot profile with few side lobes is obtained at each image height.

次に、本実施形態に係る光走査装置300における諸数値と上記条件式との関係について述べる。   Next, the relationship between various numerical values and the conditional expression in the optical scanning device 300 according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係る光走査装置300では、Fm0=48.7、Fm1=54.2、Fs0=60.7及びFs1=55.1である。
従って、Fm1/Fm0=1.11となり、本実施形態に係る光走査装置300は、条件式(8)を満たす。
また、(Fm1×Fs1)/(Fm0×Fs0)=1.01及びFs0/Fs1=1.10となり、本実施形態に係る光走査装置300は、条件式(9)及び(10)を満たす。
In the optical scanning device 300 according to the present embodiment, Fm0 = 48.7, Fm1 = 54.2, Fs0 = 60.7, and Fs1 = 55.1.
Therefore, Fm1 / Fm0 = 1.11, and the optical scanning device 300 according to this embodiment satisfies the conditional expression (8).
Further, (Fm1 × Fs1) / (Fm0 × Fs0) = 1.01 and Fs0 / Fs1 = 1.10, and the optical scanning device 300 according to this embodiment satisfies the conditional expressions (9) and (10).

以上のように、本実施形態に係る光走査装置300は、条件式(8)、(9)及び(10)を満たすことで、小型化と良好な印字性能を両立している。   As described above, the optical scanning device 300 according to the present embodiment satisfies both the conditional expressions (8), (9), and (10), thereby achieving both downsizing and good printing performance.

また、図19に示されているように、本実施形態に係る光走査装置300では、全像高において最大となる主走査方向の部分倍率ずれΔYは11.3%であるため、本実施形態に係る光走査装置300は、条件式(18)を満たすように設計されている。   Further, as shown in FIG. 19, in the optical scanning device 300 according to the present embodiment, the partial magnification deviation ΔY in the main scanning direction that is the maximum at the entire image height is 11.3%. The optical scanning device 300 according to the above is designed to satisfy the conditional expression (18).

本実施形態に係る光走査装置300では、光走査装置300の昇温時のピント変動を抑えること及び調整の容易さから、入射光学系においてガラス製のカップリングレンズ8及びガラス製のアナモフィックレンズ9を用いている。しかしながら、これに限られず、例えば、第一及び第二実施形態と同様に、1つのアナモフィックレンズを用いても、本実施形態の効果を得ることができる。   In the optical scanning device 300 according to the present embodiment, the glass coupling lens 8 and the glass anamorphic lens 9 are used in the incident optical system in order to suppress the focus fluctuation at the time of temperature rise of the optical scanning device 300 and ease of adjustment. Is used. However, the present embodiment is not limited to this. For example, the effects of the present embodiment can be obtained even when one anamorphic lens is used, as in the first and second embodiments.

以上のように、本実施形態に係る光走査装置300では、良好な結像性能及び印字性能を確保しつつ、低コスト化及び小型化を達成することができる。   As described above, in the optical scanning device 300 according to the present embodiment, it is possible to achieve cost reduction and downsizing while ensuring good imaging performance and printing performance.

本実施形態によれば、非等速走査系で構成される光走査装置において、低コスト化及び小型化を達成しつつ、中間階調での濃度ムラも抑えられた良好な画質を形成できる光走査装置を実現することができる。   According to the present embodiment, in an optical scanning device configured with an inconstant speed scanning system, light capable of forming a good image quality with reduced density unevenness at intermediate gradation while achieving cost reduction and downsizing. A scanning device can be realized.

[モノクロ画像形成装置]
図24は、第一又は第三実施形態に係る光走査ユニット(光走査装置)400が搭載されたモノクロ画像形成装置104の要部副走査断面図を示している。
[Monochrome image forming apparatus]
FIG. 24 is a cross-sectional view of the main part of the monochrome image forming apparatus 104 on which the optical scanning unit (optical scanning apparatus) 400 according to the first or third embodiment is mounted.

図24は、第一又は第三実施形態に係る光走査ユニット(光走査装置)400が搭載されたモノクロ画像形成装置104の要部副走査断面図を示している。
画像形成装置104は、上述した各実施例のいずれかにおける光走査装置(光走査ユニット)100を備えている。
モノクロ画像形成装置104には、パーソナルコンピュータ等の外部機器117から出力したコードデータDcが入力される。このコードデータDcは、画像形成装置104内のプリンタコントローラ111によって、画像データ(ドットデータ)に変換される。この画像データは、第一又は第三実施形態に係る光走査ユニット400に入力される。そして、この光走査ユニット400からは、画像データに応じて変調された光ビーム103が出射され、この光ビーム103によって感光ドラム101の感光面が主走査方向に走査される。
モノクロ画像形成装置104には、パーソナルコンピュータ等の外部機器117から出力したコードデータDcが入力される。このコードデータDcは、画像形成装置104内のプリンタコントローラ111によって、画像データ(ドットデータ)に変換される。この画像データは、第一又は第三実施形態に係る光走査ユニット400に入力される。そして、この光走査ユニット400からは、画像データに応じて変調された光ビーム103が出射され、この光ビーム103によって感光ドラム101の感光面が主走査方向に走査される。
FIG. 24 is a cross-sectional view of the main part of the monochrome image forming apparatus 104 on which the optical scanning unit (optical scanning apparatus) 400 according to the first or third embodiment is mounted.
The image forming apparatus 104 includes the optical scanning device (optical scanning unit) 100 in any of the above-described embodiments.
The monochrome image forming apparatus 104 receives code data Dc output from an external device 117 such as a personal computer. The code data Dc is converted into image data (dot data) by the printer controller 111 in the image forming apparatus 104. This image data is input to the optical scanning unit 400 according to the first or third embodiment. The light scanning unit 400 emits a light beam 103 modulated according to image data, and the light beam 103 scans the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 in the main scanning direction.
The monochrome image forming apparatus 104 receives code data Dc output from an external device 117 such as a personal computer. The code data Dc is converted into image data (dot data) by the printer controller 111 in the image forming apparatus 104. This image data is input to the optical scanning unit 400 according to the first or third embodiment. The light scanning unit 400 emits a light beam 103 modulated according to image data, and the light beam 103 scans the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 in the main scanning direction.

静電潜像担持体(感光体)たる感光ドラム101は、モーター115によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム101の感光面が光ビーム103に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム101の上方には、感光ドラム101の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ102が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ102によって帯電された感光ドラム101の表面に、光走査ユニット400によって走査される光ビーム103が照射されるようになっている。   The photosensitive drum 101 serving as an electrostatic latent image carrier (photoconductor) is rotated clockwise by a motor 115. With this rotation, the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 moves in the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction with respect to the light beam 103. Above the photosensitive drum 101, a charging roller 102 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 101 is provided so as to contact the surface. The surface of the photosensitive drum 101 charged by the charging roller 102 is irradiated with the light beam 103 scanned by the optical scanning unit 400.

先に説明したように、光ビーム103は、画像データに基づいて変調されており、この光ビーム103を照射することによって、感光ドラム101の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、光ビーム103の照射位置よりもさらに感光ドラム101の回転方向の下流側で感光ドラム101に当接するように配設された現像器107によってトナー像として現像される。   As described above, the light beam 103 is modulated based on the image data. By irradiating the light beam 103, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 101. This electrostatic latent image is developed as a toner image by a developing device 107 disposed so as to abut on the photosensitive drum 101 further downstream in the rotation direction of the photosensitive drum 101 than the irradiation position of the light beam 103.

現像器107によって現像されたトナー像は、感光ドラム101の下方で、感光ドラム101に対向するように配設された転写ローラ(転写器)108によって被転写材たる用紙112上に転写される。用紙112は感光ドラム101の前方(図24において右側)の用紙カセット109内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット109の端部には、給紙ローラ110が配設されており、用紙カセット109内の用紙112を搬送路へ送り込む。   The toner image developed by the developing unit 107 is transferred onto a sheet 112 as a transfer material by a transfer roller (transfer unit) 108 disposed below the photosensitive drum 101 so as to face the photosensitive drum 101. The paper 112 is stored in the paper cassette 109 in front of the photosensitive drum 101 (on the right side in FIG. 24), but can be fed manually. A paper feed roller 110 is disposed at the end of the paper cassette 109 and feeds the paper 112 in the paper cassette 109 into the transport path.

以上のようにして、未定着トナー像が転写された用紙112は、さらに感光ドラム101後方(図24において左側)の定着器150へと搬送される。定着器150は、内部に定着ヒータ(不図示)を有する定着ローラ113と、この定着ローラ113に圧接するように配設された加圧ローラ114とで構成されている。転写部から搬送されてきた用紙112を定着ローラ113と加圧ローラ114の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙112上の未定着トナー像は定着せしめられる。更に定着器150の後方には排紙ローラ116が配設されており、定着された用紙112がモノクロ画像形成装置104の外部に排出せしめられる。   As described above, the sheet 112 on which the unfixed toner image is transferred is further conveyed to the fixing device 150 behind the photosensitive drum 101 (left side in FIG. 24). The fixing device 150 includes a fixing roller 113 having a fixing heater (not shown) therein, and a pressure roller 114 disposed so as to be in pressure contact with the fixing roller 113. The unfixed toner image on the sheet 112 is fixed by heating the sheet 112 conveyed from the transfer unit while being pressed by the pressure contact portion between the fixing roller 113 and the pressure roller 114. Further, a discharge roller 116 is disposed behind the fixing device 150, and the fixed sheet 112 is discharged outside the monochrome image forming apparatus 104.

なお、プリンタコントローラ111は、データの変換だけでなく、モーター115を始めモノクロ画像形成装置104内の各部や、光走査ユニット400内のポリゴンモーターなどの制御も行う。   The printer controller 111 not only converts the data but also controls each part in the monochrome image forming apparatus 104 including the motor 115 and the polygon motor in the optical scanning unit 400.

[カラー画像形成装置]
図25は、第二実施形態に係る光走査装置11が搭載されたカラー画像形成装置90の要部副走査断面図を示している。
[Color image forming apparatus]
FIG. 25 shows a sub-scan sectional view of a main part of a color image forming apparatus 90 on which the optical scanning device 11 according to the second embodiment is mounted.

画像形成装置90は、光走査装置11によって、像担持体である各々の感光ドラム面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。
画像形成装置90は、第二実施形態に係る光走査装置11、像担持体としての感光ドラム23、24、25、26、現像器15、16、17、18、搬送ベルト91、プリンタコントローラ93及び定着器94を備えている。
The image forming apparatus 90 is a tandem type color image forming apparatus that records image information on each photosensitive drum surface as an image carrier by the optical scanning device 11.
The image forming apparatus 90 includes an optical scanning device 11 according to the second embodiment, photosensitive drums 23, 24, 25, and 26 as image carriers, developing units 15, 16, 17, and 18, a conveyance belt 91, a printer controller 93, and A fixing device 94 is provided.

画像形成装置90には、パーソナルコンピュータ等の外部機器92からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号が入力される。これらの色信号は、画像形成装置90内のプリンタコントローラ93によって、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、K(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11に入力される。そして、光走査装置11からは、各画像データに応じて変調された光ビーム59、60、61、62が射出され、これらの光ビーム59、60、61、62によって、感光ドラム23、24、25、26の感光面が主走査方向に走査される。   The image forming apparatus 90 receives R (red), G (green), and B (blue) color signals from an external device 92 such as a personal computer. These color signals are converted into image data (dot data) of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black) by a printer controller 93 in the image forming apparatus 90. These image data are input to the optical scanning device 11. The light scanning device 11 emits light beams 59, 60, 61, 62 modulated according to each image data, and the light beams 59, 60, 61, 62 emit the photosensitive drums 23, 24, The photosensitive surfaces 25 and 26 are scanned in the main scanning direction.

そして、光走査装置11により各々の画像データに基づいて射出された光ビーム59、60、61、62によって各々対応する感光ドラム23、24、25、26の感光面上に各色の潜像が形成される。その後、各色の潜像が現像器15乃至18によって各色トナー像に現像され、現像された各色トナー像が記録材に転写器によって多重転写され、転写されたトナー像が定着器によって定着され、1枚のフルカラー画像が形成される。   Then, latent images of the respective colors are formed on the photosensitive surfaces of the corresponding photosensitive drums 23, 24, 25, and 26 by the light beams 59, 60, 61, and 62 emitted based on the respective image data by the optical scanning device 11. Is done. Thereafter, the latent images of the respective colors are developed into the respective color toner images by the developing units 15 to 18, the developed respective color toner images are multiplex-transferred onto the recording material by the transfer unit, and the transferred toner image is fixed by the fixing unit. A full color image is formed.

従って、画像形成装置90では、光走査装置11がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各色に対応している感光ドラム23、24、25、26の感光面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字することができる。   Therefore, in the image forming apparatus 90, the optical scanning device 11 performs the photosensitive drums 23, 24, 25, and 26 corresponding to the respective colors of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black). Image signals (image information) can be recorded on the surface, and color images can be printed at high speed.

なお、外部機器92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90とで、カラーデジタル複写機が構成される。   As the external device 92, 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 90 constitute a color digital copying machine.

また、本実施形態に係る画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかしながら、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、1200dpi以上の画像形成装置において、第一乃至第三実施形態に係る光走査装置を搭載した場合に、本発明の効果がより発揮される。   Further, the recording density of the image forming apparatus according to the present embodiment is not particularly limited. However, considering that the higher the recording density is, the higher the image quality is required, the effect of the present invention is obtained when the optical scanning device according to the first to third embodiments is mounted in an image forming apparatus of 1200 dpi or more. Is more effective.

1 光源
2 アナモフィックレンズ(入射光学系)
3 主走査絞り(入射光学系)
4 偏向器
5 副走査絞り(結像光学系)
6 結像レンズ(結像光学系)
7 被走査面
100 光走査装置
1 Light source 2 Anamorphic lens (incident optical system)
3 Main scanning stop (incident optical system)
4 Deflector 5 Sub-scanning stop (imaging optical system)
6 Imaging lens (imaging optical system)
7 Scanned surface 100 Optical scanning device

Claims (17)

光源と、該光源からの光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、前記光源からの光束を前記偏向器に入射させる入射光学系と、前記偏向器によって偏向された光束を前記被走査面に導光する結像光学系と、を備える光走査装置であって、
主走査断面内における、軸上像高での射出側FナンバーをFm0、最軸外像高での射出側FナンバーをFm1、とし、副走査断面内における、軸上像高での射出側FナンバーをFs0、最軸外像高での射出側FナンバーをFs1、とするとき、
1.1<Fm1/Fm0<1.4
0.8<(Fm1×Fs1)/(Fm0×Fs0)<1.2
なる条件を満たすことを特徴とする光走査装置。
A light source, a deflector that deflects the light beam from the light source and optically scans the surface to be scanned in the main scanning direction, an incident optical system that causes the light beam from the light source to enter the deflector, and the deflector. And an imaging optical system that guides the light flux to the surface to be scanned,
In the main scanning section, the exit side F number at the on-axis image height is Fm0, the exit side F number at the most off-axis image height is Fm1, and the exit side F at the on-axis image height in the sub-scan section. When the number is Fs0 and the exit side F-number at the most off-axis image height is Fs1,
1.1 <Fm1 / Fm0 <1.4
0.8 <(Fm1 × Fs1) / (Fm0 × Fs0) <1.2
An optical scanning device characterized by satisfying the following condition.
1.05<Fs0/Fs1<1.45
なる条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
1.05 <Fs0 / Fs1 <1.45
The optical scanning device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記結像光学系は、前記偏向器によって偏向された光束の副走査方向の光束径を制限する副走査絞りを有することを特徴とする請求項1または2に記載の光走査装置。   3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the imaging optical system includes a sub-scanning aperture that limits a diameter of a light beam deflected by the deflector in a sub-scanning direction. 前記副走査絞りの副走査方向の開口幅は、主走査方向において前記結像光学系の光軸から離れるに従って大きくなることを特徴とする請求項3に記載の光走査装置。   4. The optical scanning device according to claim 3, wherein an aperture width in the sub-scanning direction of the sub-scanning aperture increases as the distance from the optical axis of the imaging optical system increases in the main scanning direction. 前記副走査絞りについて、軸上像高に入射する光束の通過位置及び最軸外像高に入射する光束の通過位置のそれぞれにおける副走査方向の開口幅をW0及びW1、前記光走査装置の最大走査角度をθとするとき、
1.0<W1/W0×cosθ
なる条件を満たすことを特徴とする請求項3または4に記載の光走査装置。
With respect to the sub-scanning aperture, the aperture widths in the sub-scanning direction at the passage position of the light beam incident on the on-axis image height and the passage position of the light beam incident on the most off-axis image height are W0 and W1, respectively. When the scanning angle is θ,
1.0 <W1 / W0 × cosθ
The optical scanning device according to claim 3, wherein the following condition is satisfied.
1.05<W1/W0×cosθ<1.4
なる条件を満たすことを特徴とする請求項5に記載の光走査装置。
1.05 <W1 / W0 × cos θ <1.4
The optical scanning device according to claim 5, wherein the following condition is satisfied.
前記結像光学系の副走査横倍率は、主走査方向において前記結像光学系の光軸から離れるに従って小さくなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, wherein a sub-scanning lateral magnification of the imaging optical system decreases as the distance from the optical axis of the imaging optical system decreases in the main scanning direction. . 軸上像高及び最軸外像高それぞれにおける前記結像光学系の副走査横倍率をβs0及びβs1としたとき、
1.05<|βs0/βs1|<1.4
を満たすことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光走査装置。
When the sub-scanning lateral magnification of the imaging optical system at each of the on-axis image height and the most off-axis image height is βs0 and βs1,
1.05 <| βs0 / βs1 | <1.4
The optical scanning device according to claim 1, wherein:
軸上像高での主走査方向の部分倍率に対する各軸外像高での主走査方向の部分倍率のずれ量と軸上像高での主走査方向の部分倍率との比の最大値をΔY(%)としたとき、
10%<ΔY<40%
を満たすことを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光走査装置。
ΔY is the maximum value of the ratio of the deviation of the partial magnification in the main scanning direction at each off-axis image height to the partial magnification in the main scanning direction at each off-axis image height with respect to the partial magnification in the main scanning direction at the on-axis image height. (%)
10% <ΔY <40%
The optical scanning device according to claim 1, wherein:
前記結像光学系は、1つの結像光学素子から成ることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, wherein the imaging optical system includes one imaging optical element. 前記光源の発光タイミング及び発光光量を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, further comprising a control unit that controls a light emission timing and a light emission amount of the light source. 前記光走査装置は、各々が前記入射光学系及び前記結像光学系を含む複数の走査光学系を備えており、
副走査断面内において、前記複数の走査光学系のうちの少なくとも2つの走査光学系の、軸上像高での射出側FナンバーFs0及び最軸外像高での射出側FナンバーFs1は、互いに異なることを特徴とする、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光走査装置。
The optical scanning device includes a plurality of scanning optical systems each including the incident optical system and the imaging optical system,
In the sub-scan section, the exit side F number Fs0 at the on-axis image height and the exit side F number Fs1 at the most off-axis image height of at least two of the plurality of scanning optical systems are mutually The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is different.
前記複数の走査光学系の前記結像光学系はそれぞれ、前記偏向器によって偏向された前記光束の副走査方向の光束径を制限する副走査絞りを備えており、
前記副走査絞りの開口部は、主走査方向において前記結像光学系の光軸から離れるに従って、副走査方向の開口幅が大きくなる形状となっており、
前記複数の結像光学系の前記副走査絞りの前記開口部の形状は、互いに異なることを特徴とする、請求項12に記載の光走査装置。
Each of the imaging optical systems of the plurality of scanning optical systems includes a sub-scanning diaphragm that limits a light beam diameter in the sub-scanning direction of the light beam deflected by the deflector,
The aperture of the sub-scanning aperture has a shape in which the aperture width in the sub-scanning direction increases as the distance from the optical axis of the imaging optical system increases in the main scanning direction.
The optical scanning device according to claim 12, wherein the shapes of the openings of the sub-scanning diaphragms of the plurality of imaging optical systems are different from each other.
前記複数の走査光学系のうちの第1の走査光学系の入射光学系は、第1の光束を前記偏向器の第1の偏向面に入射させ、
前記複数の走査光学系のうちの第2の走査光学系の入射光学系は、第2の光束を前記偏向器の第2の偏向面に入射させ、
前記第1の偏向面は、前記第1の光束を偏向して第1の被走査面を主走査方向に光走査し、
前記第2の偏向面は、前記第2の光束を偏向して第2の被走査面を主走査方向に光走査し、
前記複数の走査光学系のうちの前記第1の走査光学系の結像光学系は、前記第1の偏向面によって偏向された前記第1の光束を前記第1の被走査面に導光し、
前記複数の走査光学系のうちの前記第2の走査光学系の結像光学系は、前記第2の偏向面によって偏向された前記第2の光束を前記第2の被走査面に導光することを特徴とする、請求項12または13に記載の光走査装置。
The incident optical system of the first scanning optical system among the plurality of scanning optical systems causes the first light beam to enter the first deflecting surface of the deflector,
The incident optical system of the second scanning optical system among the plurality of scanning optical systems causes the second light beam to enter the second deflecting surface of the deflector,
The first deflection surface deflects the first light beam to optically scan the first scanned surface in the main scanning direction,
The second deflecting surface deflects the second light flux to optically scan the second scanned surface in the main scanning direction,
The imaging optical system of the first scanning optical system among the plurality of scanning optical systems guides the first light beam deflected by the first deflection surface to the first scanned surface. ,
The imaging optical system of the second scanning optical system among the plurality of scanning optical systems guides the second light beam deflected by the second deflection surface to the second scanned surface. The optical scanning device according to claim 12, wherein the optical scanning device is characterized in that:
前記光源からの光束の主走査方向の幅は、前記偏向器の偏向面の主走査方向の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to any one of claims 1 to 14, wherein a width of a light beam from the light source in a main scanning direction is smaller than a width of a deflecting surface of the deflector in a main scanning direction. . 請求項1乃至15のいずれか一項に記載の光走査装置と、前記光走査装置によって前記被走査面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前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。   16. The optical scanning device according to claim 1, a developing device that develops an electrostatic latent image formed on the surface to be scanned by the optical scanning device as a toner image, and a developed toner image An image forming apparatus comprising: a transfer device that transfers the toner image to a transfer material; and a fixing device that fixes the transferred toner image to the transfer material. 請求項1乃至15のいずれか一項に記載の光走査装置と、外部機器から出力されたコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力するプリンタコントローラと、を備え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 output from an external device into an image signal and inputs the image signal to the optical scanning device. Image forming apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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