JP3686644B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

Optical scanning apparatus and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP3686644B2
JP3686644B2 JP2002276318A JP2002276318A JP3686644B2 JP 3686644 B2 JP3686644 B2 JP 3686644B2 JP 2002276318 A JP2002276318 A JP 2002276318A JP 2002276318 A JP2002276318 A JP 2002276318A JP 3686644 B2 JP3686644 B2 JP 3686644B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
lens
optical
scanned
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002276318A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004117391A (en
Inventor
直樹 宮武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2002276318A priority Critical patent/JP3686644B2/en
Publication of JP2004117391A publication Critical patent/JP2004117391A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3686644B2 publication Critical patent/JP3686644B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は光走査装置および画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光走査装置を用いる画像形成装置が、光プリンタやデジタル複写装置、ファクシミリ装置、光プロッタ等として広く実施されている。これら画像形成装置に用いられる光走査装置としても、従来のシングルビーム走査方式のものに加え、マルチビーム走査方式のものも実現されつつあり、画像形成装置の構成としては、モノクロームの画像形成を行うものに加え、カラー画像や多色画像の形成を行うものが実用化されつつあり、中でも「タンデム式」とよばれるものが活発に開発されている。
【0003】
このようなタンデム式画像形成装置として「複数の被走査面を光走査する光ビーム群が偏向手段(例えば、回転多面鏡)を共用する方式のもの」が知られている。このような走査方式には、光ビーム群を回転多面鏡の両側へ振り分けるように偏向させる「対向走査方式(例えば、特許文献1〜3参照)」や、光ビーム群を全て回転多面鏡の片方の側において偏向させる「片側走査方式(例えば、特許文献4〜6参照)」がある。
【0004】
このように「複数の被走査面を光走査する光ビーム群で偏向手段を共用する」ようにすると、光ビームごとに偏向手段を設ける必要がなく、タンデム式の画像形成装置をコンパクト化・低コスト化することが可能になる。
【0005】
光走査装置による書込は高密度化が進み、1200dpi、1600dpiさらにはそれ以上の書込密度の実現が意図されている。高密度書込の実現には、光スポットの安定性、即ち、「被走査面上を光走査する光スポットのスポット径が像高により大きく変動しないこと」が不可欠である。
【0006】
光スポットの像高に応じてスポット径が変動する原因の1つは周知の如く「走査結像光学系における像面湾曲」であり、光スポットの安定性を高めるために像面湾曲を良好に補正した走査結像光学系は多数のものが知られている。
【0007】
マルチビーム走査方式の光走査装置では、光スポットの安定に加え、偏向光ビームを被走査面に向かって集光させる走査結像レンズの結像倍率が、光スポットの像高によらず略一定していることも重要である。上記結像倍率が像高により変動すると、同時に光走査される複数走査線間のピッチが変動して良好な画像を形成することが困難である。
【0008】
【特許文献1】
特開平 9− 58053号公報
【特許文献2】
特開平11−157128号公報
【特許文献3】
特開平 9−127443公報
【特許文献4】
特開2001− 4948号公報
【特許文献5】
特開2001− 10107号公報
【特許文献6】
特開2001− 33720号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、光スポットの安定性に優れ、走査結像レンズの結像倍率の安定性が高い光走査装置と、これを用いた画像形成装置の実現を課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明の光走査装置は「複数の光源から放射される各色に対応する光ビーム群を、これら光ビーム群に共通の偏向手段により偏向させ、走査結像光学系により異なる感光体上の被走査面にそれぞれ1以上の光ビームを導光し集光させて、各被走査面上に1以上の光スポットを形成し、これら光スポットにより各被走査面の光走査を行う光走査装置」である。
【0011】
上において「各色に対応する光ビーム群」は、複数の光源から放射される各色に対応する光ビームの総体を言う。複数の光源の個々は1以上の光ビームを放射する。例えば、各被走査面の光走査をマルチビーム走査方式で光走査する場合であれば、個々の光源として例えば半導体レーザアレイを用いることができ、この場合には1個の光源から2以上の光ビームが放射されることになる。
【0012】
この場合、光走査される被走査面の数をn面、光源の数をn個、1面の被走査面を光走査する光ビームをm本とすれば、光ビーム群はn・m本の光ビームで構成されることになる。
【0013】
これとは逆に、1面の被走査面を光走査する複数の光ビームが「複数の光源から放射される光ビームを合成する」ことにより得られる場合もある。たとえば、2つの半導体レーザから放射された2本の光ビームを「ビーム合成プリズム」で合成し、1面の被走査面を2本の光ビームでマルチビーム走査方式で光走査することができる。
【0014】
このように、光源の個々が1本の光ビームを放射する場合を考えて見ると、被走査面の面数をn、各被走査面をマルチビーム走査方式で光走査する光ビームの本数をmとすると、光ビーム群はn・m本の光ビームで構成され、光源はn・M個あることになる。
【0015】
「偏向手段」は上記光ビーム群に共通して用いられ、光ビーム群を構成する各光ビームを偏向させる。偏向手段としては回転多面鏡を好適に用いることができるが、これに限らずガルバノミラーのような揺動鏡を用いることも可能であるし、回転単面鏡や回転2面鏡を用いることもできる。
【0016】
「走査結像光学系」は、偏向手段により偏向される各光ビームをそれぞれ、対応する被走査面へ導光し集光させて、各被走査面上に1以上の光スポットを形成する光学系であり、複数のレンズで構成される。
【0017】
請求項1記載の光走査装置は以下の如き特徴を有する。
即ち、走査結像光学系が「各被走査面に対応して走査結像レンズ」を有する。
「走査結像レンズ」は被走査面ごとに存在する。例えば複数の被走査面のうちで任意の被走査面Aを考えて見ると、被走査面Aに応じた走査結像レンズAが存在し、走査結像レンズAは、偏向される光ビーム群のうち、被走査面Aを光走査すべき光ビームを被走査面Aに導光し集光させて光スポットを形成する。
【0018】
走査結像レンズの個々は「2つの走査レンズ」により構成される。
これら2つの走査レンズのうち、偏向手段側の走査レンズは「主走査方向に正の屈折力を持ち、副走査方向の屈折力は略ゼロ」であり、被走査面側の走査レンズは「主・副走査方向共に正の屈折力」を持つ。
【0019】
さらに、走査結像光学系における「偏向手段側の走査レンズの少なくとも1つ」が、異なる感光体上の被走査面に向う光ビームに共通化されている。
【0020】
例えば、被走査面数が4であるカラー画像形成用の光走査装置として、前述の片側走査方式のものを考えて見ると、光ビーム群は偏向手段としての回転多面鏡の片側で偏向されるので、4面の被走査面に光スポットを形成するための走査結像光学系をなす走査結像レンズを各々2枚の走査レンズで構成し、一方の走査レンズはそれぞれ被走査面側に個別に配設し、他方の走査レンズを回転多面鏡側に配設すると共に、この走査レンズを各色に対応する光ビーム群全体に対して共通化する。
【0021】
この場合、走査結像光学系は「4組の走査結像レンズ」を有することになるが、回転多面鏡側の走査レンズは全光ビームに共用されるので、走査結像光学系は全部で5枚の走査レンズで構成されることになる。
【0022】
請求項1記載の光走査装置においては「異なる感光体上の被走査面に向かう光ビームに共通化された走査レンズを、光ビームが副走査方向に互いに略平行に通過する」ように構成することができる(請求項2)。
【0023】
請求項1または2記載の光走査装置において、偏向手段として「偏向反射面を有する反射型のもの(例えば回転多面鏡)」を用いる場合には、同一の偏向反射面に入射する全ての光ビームが「同一の偏向反射面近傍の略1点において、主走査方向に交差する」ようにすることが好ましい(請求項3)。
【0024】
上において「同一の偏向反射面で偏向される全ての光ビームが主走査方向において、偏向反射面近傍の略1点で交わる」とは、同一の偏向反射面に入射する複数の光ビームを副走査方向から見た場合に、これら光ビームが偏向反射面近傍の略1点で交差することを言う。
【0025】
請求項1〜3の任意の1に記載の光走査装置において、各被走査面側の走査レンズは「主走査断面内の形状が、被走査面側に凸面を向けた正メニスカス形状である」ことが好ましい(請求項4)。
「主走査断面」は、走査レンズの光軸を含み、主走査方向に平行な仮想的な平断面である。主走査方向に直交する仮想的な平断面は「副走査断面」と呼ぶ。
【0026】
上記請求項1〜3の任意の1に記載された光走査装置において、各走査結像レンズは「平行光ビームである偏向光束を入射されて、これを各被走査面上に集光して光スポットを形成するように構成することができる。
【0027】
偏向手段が回転多面鏡のような「偏向反射面を有する反射性のもの」である場合には、光源側からの各光ビームを偏向反射面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像させるようにし、走査結像レンズを「偏向反射面位置と各被走査面位置とを幾何光学的に略共役な関係とする」ように構成することにより所謂「面倒れ」を補正するようにできる。
【0028】
請求項5〜6の任意の1に記載の光走査装置では、走査結像レンズが「偏向反射面位置と各被走査面位置とを幾何光学的に略共役な関係とする」機能を持つことが前提である。
【0029】
請求項1に記載の光走査装置は、分離ミラーを複数配置するために、偏向手段による偏向の起点から被走査面までの光軸上の距離:L、同一の走査結像レンズ内で走査レンズ間隔の最大のもの:aが、条件:
(1) 0.3 <|a / L|< 0.6
を満足することが好ましい。
【0030】
請求項1〜4の任意の1に記載の光走査装置は、偏向手段と被走査面との間の、光軸上における副走査方向の横倍率:β0任意像高における副走査方向の横倍率:β h 、条件:
(2) 0.9 <|β h /β0 |< 1.1
を満足することが好ましい(請求項5)。
【0031】
請求項1〜5の任意の1に記載の光走査装置は、偏向手段と被走査面との間の光軸上における副走査方向の横倍率:β 0 が、条件:
(3) 0.2 <|β 0 |< 0.6
を満足することが好ましい(請求項6)。
【0032】
走査装置において、走査結像レンズに含まれる走査レンズの1枚以上を「プラスチックレンズ」とすることができる。この場合、偏向手段側の走査レンズを「プラスチックレンズ」とすることができる。 ( 請求項1 )
【0033】
この発明の画像形成装置は「3もしくは4面の感光性媒体を別個に光走査して、カラー画像の各色成分を書込み、各色成分画像の合成によりカラー画像を形成する画像形成装置」である。
【0034】
請求項8記載の画像形成装置は以下の如き特徴を有する。
即ち、3もしくは4面の感光性媒体を光走査する光走査装置として請求項1〜7の任意の1に記載のものを用い、且つ、偏向手段が全光ビームを「偏向手段に関して同じ側」において偏向させる。即ち、この画像形成装置は前述した「片側走査方式」のものである。
【0035】
請求項9記載の画像形成装置は以下の如き特徴を有する。
即ち、3もしくは4面の感光性媒体を光走査する光走査装置として、請求項1〜7の任意の1に記載のものを用い、且つ、偏向手段が全光ビームを「偏向手段の両側に振り分け」て偏向させる。即ち、この画像形成装置は前述した「対向走査方式のもの」である。
【0036】
「感光性媒体」は、上の説明における「被走査面の実体」をなすものであって
「被走査面として光走査」される。
【0037】
光走査装置により光走査される被走査面の実体は上記の如く、光導電性の感光体等「感光性媒体」の感光面であるが、上の請求項1〜7の説明における「互いに異なる被走査面」は、異なる感光性媒体の感光面以外に、例えば、前記特許文献1の図1に記載されたような、同一の感光性媒体における「異なる画像を書込まれる別個の光走査位置」をも含む。
【0038】
請求項1〜9記載の発明において、複数の光ビームはそれぞれ別個に「異なる被走査面を光走査」する場合もあるが、前述の如く、マルチビーム走査方式のように「1被走査面を複数の光ビームが光走査」する場合もある。
【0039】
「感光性媒体」としては上述の光導電性の感光体を用いることができるほか、露光エネルギの大きさに応じて異なる色に発色する「発色シート」を用いることもできる。このような場合、画像形成装置は(CTスキャンの画像を形成する)光描画装置として実施することができる。
【0040】
感光性媒体として「光導電性の感光体」を用いる場合には、3もしくは4個の光導電性の感光体を、転写媒体の搬送路に沿って配列し、各感光体に光走査を行って静電潜像を形成し、各静電潜像を異なる色のトナー画像として可視化し、各色トナー画像を同一のシート状記録媒体に重ね合わせて転写・定着して合成的に多色画像やカラー画像を得ることができる。
【0041】
「シート状記録媒体」は、転写紙やOHPシート(オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート)等である。
上記「転写媒体」は、シート状記録媒体自体であることもできるが、中間転写ベルト等の中間転写媒体であることもできる。即ち、各感光体上に形成されたトナー画像は、シート状記録媒体に直接転写してもよいし(直接転写方式)、中間転写媒体を介して転写しても良い(中間転写方式)。
【0042】
請求項1記載の光走査装置は、走査結像レンズを構成する走査レンズのうちで偏向手段側の走査レンズに「主走査方向に正の屈折力」を付与する。更に、被走査面側の走査レンズにも主走査方向において正の屈折力を与えている。
【0043】
偏向器側の走査レンズのうちで「異なる感光体上の被走査面に向かう複数の光ビームが通過するもの」は、副走査方向のレンズ高さ(厚み)が厚くなる。このような場合、レンズ作製のコストを抑えるためには「該走査レンズの光軸方向の肉厚を薄くする」ことが望ましい。また、同走査レンズをプラスチック材料で成形加工する場合、成形精度の向上や成型時間短縮のため、レンズ体積は小さいことが好ましい。
【0044】
請求項1記載の光走査装置では、被走査面側の走査レンズにも主走査方向に正の屈折力を持たせることで、偏向器側の走査レンズが「過剰な正の屈折率により光軸方向に肉厚になる」ことを抑制し、光軸近傍と主走査方向周辺部での肉厚さが過剰に大きくならないようにし、プラスチックレンズとして整形する場合の「ヒケ」等による変形が生じ難いようにしている。
【0045】
このように、偏向手段側の走査レンズと被走査面側の走査レンズに共に「主走査方向に正の屈折力」を与え、各々のレンズに収差補正機能、fθ特性等の等速性補正機能をバランスよく分配することで良好な光学性能を得ることができる。
【0046】
偏向手段側の走査レンズは「副走査の屈折力が略0」であるため、副走査断面内の形状は直線状であり、副走査方向に屈折力を持たないので、入射する光ビームの入射位置が副走査方向にずれた場合においても光学特性を変化させない。主走査方向の結像性能の劣化も抑制可能である。
【0047】
また、請求項2記載の光走査装置のように、この走査レンズを複数の光ビームが「副走査方向に互いに平行に通過」する場合、副走査方向の通過位置変化によっては透過光ビームに光学特性の変化がない。
【0048】
偏向手段側の走査レンズが副走査方向に屈折力を持たないため、被走査面側の走査レンズは、副走査方向に正の強い屈折率を持つことになり、走査結像レンズの副走査方向の結像倍率が小さくなり、部品の組付け誤差、形状誤差などによる性能劣化を抑制でき、小径の光スポットを実現でき、像高による倍率の変動も補正し易い。
【0049】
更に、偏向手段側の走査レンズの主走査断面内の形状を非円弧形状としたり、その他の走査レンズの面形状を主走査断面内で非円弧形状とし、且つ「副走査断面内の曲率中心を主走査方向に連ねた曲率中心線が、主走査断面内で前記主走査方向の非円弧形状とは異なる曲線となる」ように、副走査断面内の曲率半径を主走査方向に変化させた面を用いることで、主・副走査方向共に像面湾曲を良好に補正することが可能であり、等速化機能を良好に保ちつつ、主・副走査方向の像面湾曲を良好に補正し安定した光スポットを実現できる。
【0050】
請求項4記載の光走査装置では、被走査面側の走査レンズの、主走査断面内の形状が「被走査面に凸面を向けた正メニスカス形状」であるので、像高に対して光学倍率を一定にすることが容易である。
【0051】
即ち、被走査面側の走査レンズの主走査断面内の形状をメニスカス形状としたことにより、当該走査レンズの「副走査方向の結像における主点位置」を像高に応じて調整することが可能となる。中心像高に対し、周辺像高は光路長が長くなるため、副走査方向における結像倍率を像高に拘わらず一定とするためには、副走査方向の主点位置を「周辺像高に行くに従い、中心像高に対して偏向手段側にする」必要がある。
【0052】
被走査面側の走査レンズは、主走査断面内の形状が「被走査面側に凸面を向けたメニスカス形状」であるから、副走査方向の結像における当該レンズの主点の位置は、中心像高で最も被走査面に近く、周辺に行くに従い主点位置を偏向手段側に位置させることが容易である。
【0053】
当該走査レンズの入射面・射出面の形状を「副走査断面内の曲率中心を主走査方向に連ねた曲率中心線が、主走査断面内で非円弧形状とは異なる曲線となるように、副走査断面内の曲率半径を主走査方向に変化させた面」とし、これら2つのレンズ面をベンディングさせて「副走査方向の主点位置を精妙に調整する」ことで、像高に対して光学倍率を高精度に一定とすることが可能になる。
【0054】
また、正メニスカス形状の凸面が被走査面側に向いているので、偏向手段側は凹形状となり、偏向手段により偏向された光束の入射角が小さくなるため、諸収差の発生を抑制することが可能となる。
【0055】
請求項5における条件(2)は、走査結像レンズの副走査方向における結像倍率の有効走査領域内における「望ましい範囲」であり、この範囲を外れると、有効走査領域内でのスポット径変動が大きくなり、形成された画像に影響がでる。
【0056】
条件(2)を満足することにより、マルチビーム走査方式の光走査を行う場合にも、複数ビーム間のビームピッチを一定に保つことができ、マルチビーム化による高密度化、高速化にも対応可能となる。
【0057】
請求項6における条件(3)の下限値を越えると、狙いのスポット径に対し、偏向手段と被走査面の間の光軸上における副走査方向の横倍率:β0を大きく設定した場合、ビーム整形用のアパーチャにおける開口径を小さく設定する必要が生じ、光量不足の問題や、アパーチャにおける回折の影響によるスポット径の劣化が生じやすい。条件(3)の上限値を越えると、偏向手段に最も近い走査レンズと被走査面との間隔が大きくなり、画像形成装置の大型化を招来しやすい。
【0058】
偏向手段を共用するタンデム式の画像形成装置を構成する場合、2つの走査レンズ間に、各色に対応する被走査面へ光路を分離するためのミラーなどを配置するが、このような場合、請求項1における条件(1)の下限値を越えると、走査レンズ間での離れている光軸上の間隔が短くなり過ぎ、光路分離用のミラー等の配置が困難となる。
【0059】
また、条件(1)の上限値を越えると、偏向手段側の走査レンズが偏向手段側に近づくが、この走査レンズの「主走査方向に正の屈折力」の作用で、被走査面上の有効走査領域を光走査するための画角が狭くなって、画角が広い場合に比べ走査時間が短くなり、光源に用いられるLD等のオン・オフの応答速度が書込密度に対し対応できなくなる虞がある。
【0060】
請求項1、7記載の光走査装置のように、走査レンズにプラスチックレンズを用いると、低コストで作製でき、非球面等の複雑な面形状も容易に形成できる。反面、プラスチックレンズは温度変化等により光学特性の変化が生じやすい。特に、偏向手段は回転多面鏡等が用いられるが、ポリゴンミラーを回転させる駆動モータの発熱で周囲温度が上昇しやすい。
【0061】
請求項1記載の光走査装置のように、偏向手段側の走査レンズをプラスチックレンズにすると、駆動モータの発熱の影響で温度変化を生じ易く「被走査面ごとに別個の走査結像レンズを用いるタンデム式のカラー画像形成装置」では、走査結像レンズの「温度変化に起因する等速特性の変化」が走査結像レンズごとに区々となって合成カラー画像に色ずれや色相変化が発生しやすいが、この発明のように、偏向手段側の走査レンズを「異なる感光体上の被走査面に向かう複数の光ビームに共通化」すると、等速性の変動は各色で同様に生じることになり、色ずれや色相変化の発生は抑制される。
【0062】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を説明する。
【0063】
図1は「タンデム式の画像形成装置」における光走査装置の実施の1形態を説明するための図である。この画像形成装置はカラー画像を形成する装置である。
【0064】
図1(a)は光学配置を副走査方向から見た図を説明図的に示している。図を簡単化するため、偏向手段から被走査面側においては、偏向光束の光路を平面状に展開した状態で示している。
【0065】
カラー画像は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の「4色のトナー画像」を合成して形成される。以下の説明における符号中「Y」はイエロー、「M」はマゼンタ、「C」はシアン、「K」は黒に関連するものである。
【0066】
図1(a)に示すように、光源から偏向手段(回転多面鏡)5に至る部分においては、4個の光源1Y〜1K、4個のカップリングレンズ2Y〜2K、4個のアパーチャ3Y〜3K、4個のシリンドリカルレンズ4Y〜4Kが配置されている。即ち、光源1Yは副走査方向(図面に直交する方向)から見て、他の3つの光源1M、1C、1Kと重なり合い、カップリングレンズ2Yは副走査方向から見て、他の3つのカップリングレンズ光源2M、2C、2Kと重なり合い、アパーチャ3Yは副走査方向から見て、他の3つのアパーチャ3M、3C、3Kと重なり合い、シリンドリカルレンズ4Yは副走査方向から見て、他の3つのシリンドリカルレンズ4M、4C、4Kと重なり合っている。
【0067】
光源1Y〜1Kは半導体レーザ等である。光源1Y(1M、1C、1K)から放射された光ビームは、カップリングレンズ2Y(2M、2C、2K)によりカップリングされて以後の光学系に適した光束形態、例えば平行光束に変換され、アパーチャ3Y(3M、3C、3K)によりビーム整形され、シリンドリカルレンズ4Y(4M、4C、4K)により偏向手段の偏向反射面4Aの近傍に「主走査方向に長い線像」として結像し、共通の偏向手段5により同時に偏向される。
【0068】
各光源1Y〜1Kから偏向手段5に入射する4本の光ビーム(の主光線)は、副走査方向において互いに平行である。
【0069】
図1(b)は偏向手段5から被走査面7Y〜7Kに至る光路を直線的に展開した状態を示している。被走査面7Y〜7Kの実体は「光導電性の感光体」であって、図1(c)に示すように、それぞれ円筒状に形成されて互いに平行に配列されている。図1(b)は被走査面7Y〜7Kが同一面となるように描いている。
【0070】
図1(b)に示すように、光源1Y〜1Kからの光ビームは、共通の偏向手段5により偏向面の回転軸に直交する方向へ「互いに平行」に反射されて偏向し、走査レンズL1を互いに平行に透過する。走査レンズL1は、4本の光ビームに共通である。
【0071】
走査レンズL1を透過した各光ビームは、走査レンズL2Y〜L2Kにより対応する被走査面7Y〜7Kに向って集光し、各被走査面上に光スポットを形成し、被走査面を光走査する。
【0072】
走査レンズL1と走査レンズL2Yは「被走査面7Yに光スポットを結像させる走査結像レンズ」を構成し、走査レンズL1と走査レンズL2M(L2C、L2K)は「被走査面7M(7C、7K)に光スポットを結像させる走査結像レンズ」を構成する。各走査レンズL2Y〜L2Kは同一のものである。
【0073】
各走査結像レンズによる結像光束の光路は、図1(c)に示すように、光路折曲げミラーMにより適宜に屈曲されて対応する感光体7Y〜7Kに導光される。
【0074】
各感光体7Y〜7Kに形成された光スポットは感光体を光走査して静電潜像を書き込む。
【0075】
この実施の形態において、走査結像レンズを構成するレンズは何れもプラスチックレンズであり(請求項7)、偏向手段5側の走査レンズL1も勿論、プラスチックレンズである(請求項1)
【0076】
上記の如く、4面の被走査面に光ビームを導光する4組の走査結像レンズにおいて、偏向手段5側の走査レンズL1は、4本の光ビームに対して共通化されている。この走査レンズL1は主走査方向に正の屈折力を有し、副走査方向には実質的に屈折力を持たない。各被走査面に対して個別化された走査レンズL2Y〜L2Kは、各被走査面に最も近く「主・副走査方向ともに正の屈折力」を持つ。
【0077】
即ち、図1に実施の形態を示す光走査装置は、複数の光源1Y〜1Kから放射される各色に対応する光ビーム群を、これら光ビーム群に共通の偏向手段5により偏向させ、走査結像光学系により異なる感光体上の被走査面7Y〜7Kにそれぞれ1以上の光ビームを導光し集光させて、各被走査面上に1以上の光スポットを形成し、これら光スポットにより各被走査面の光走査を行う光走査装置であって、走査結像光学系は、各被走査面に対応して走査結像レンズを有し、走査結像レンズは2つの走査レンズL1、L2Y〜L2Kにより構成され、これら2つの走査レンズのうち、偏向手段5側の走査レンズL1は、主走査方向に正の屈折力を持ち、副走査方向の屈折力は略ゼロであり、被走査面7Y〜7K側の走査レンズL2Y〜L2Kは主・副走査方向共に正の屈折力を持ち、走査結像光学系における「偏向手段側の走査レンズL1が異なる感光体上の被走査面に向う光ビームに共通化」されている(請求項1)。
【0078】
偏向手段5側の走査レンズL1は副走査方向に屈折力を持たないため、異なる感光体上の被走査面7Y〜7Kに向かう複数の光ビームは、走査レンズL1を、図1(b)に示すように副走査方向(図1(b)の上下方向)に於いて互いに略平行に通過する(請求項2)。このように、走査レンズL1を透過した各光ビーム(の主光線)が互いに平行であり、相互に近づかないので、光路分割ミラーMの配設が容易である。
【0079】
偏向手段5は回転多面鏡で、モータ部、基盤による発熱が大きく、光学箱内の温度はモータ部の発熱で上昇する。この温度変動により偏向手段5側の走査レンズL1に温度分布が生じ、光学特性を変化させ、各被走査面有における光スポットの位置を主走査方向に変動させる。
【0080】
しかし、各偏向光ビームが走査レンズL1を共通に透過するので、走査レンズL1に光学特性の変動があっても、その影響は全光ビームに共通し、各被走査面上における光ビームの主走査方向の位置の変動は有効に抑制される。このため、連続プリント時等に環境変動が変動して、走査結像レンズの光学特性が変動しても、この「光学特性の変動に起因」するカラー画像の「色ずれや色相変化」の発生は有効に抑制される。
【0081】
図1の実施の形態においては、光源からシリンドリカルレンズに至る部分を、イエロー、マゼンタ、シアン、黒について「副走査方向に互いに平行に重なり合うように配置」しているが、光走査装置のレイアウト上、折返しミラーなどで適宜に折返し、複数の光源やカップリングレンズ等が主走査方向に距離を持つように配置してもよい。
【0082】
上に説明した図1の実施の形態で、光走査は「片側走査方式」であるが、この発明の光走査装置は「対向走査方式」とすることも可能である。この場合の実施の1形態を図2に示す。繁雑を避けるため、混同の虞がないと思われるものについては図1におけると同一の符号を用いている。
【0083】
図2の実施の形態においては、偏向手段51の片側(図の右側)において、感光体7M、7C、7Kを光走査する3本の光ビームを偏向させ、偏向手段51の他の側(図の左側)においては、感光体7Yを光走査する光ビームを偏向させている。
【0084】
走査結像レンズは、感光体7M、7C、7Kに関しては走査レンズL10を走査レンズL2M、L2C、L2Kとを組合せた構成となっており、感光体7Yに関しては走査レンズL11と走査レンズL2Yとの組合せで構成されている。
【0085】
感光体7M、7C、7Kを光走査する光ビームは、走査レンズL10を「副走査方向に互いに平行」に透過する。走査レンズL10と走査レンズL11とは光学機能としては同一である。これらは、主走査方向には正の屈折力を持ち、副走査方向には実質的に屈折力をもたない。
【0086】
このように、4本の光ビームを偏向手段5の両側に1本・3本に振り分けて偏向させるので、図1の光走査装置(片側走査方式)に比して、走査レンズL10の副走査方向の幅、偏向手段における偏向走査面の副走査方向の幅を小さくすることができコストダウン、偏向手段回転の消費電力の低減が可能となる。また、走査レンズL10、L11は、これらをプラスチックレンズとする場合の加工性(成形性)が改善され高精度な面形状が達成可能となる。
【0087】
図2の光走査装置では、感光体7M、7C、7Kを光走査する光ビームに対して共通化したので、マゼンタ・シアン・黒の各色成分画像間における色ずれや色相変化は有効に軽減されるが、イエロー色成分画像の色ずれは発生する。しかしイエロー色成分画像の色ずれは「画像上は目立ちにくい」ため、走査結像光学系・偏向器の加工性と画像の(対環境、対コストなどで)バランスをとった画像形成装置を実現できる。
【0088】
即ち、図2の光走査装置を用いて構成されるカラー画像形成装置は「4面の感光性媒体7Y〜7Kを別個に光走査して、カラー画像の各色成分を書込み、各色成分画像の合成によりカラー画像を形成する画像形成装置において、4面の感光性媒体を光走査する光走査装置として、請求項1等に記載のものを用い、且つ、偏向手段51が全光ビームを偏向手段の両側に振り分けて偏向させる対向走査型のもの(請求項9)」である。
【0089】
図2の実施の形態では、偏向手段51から走査レンズL10へは、3つの感光体7M〜7Kを光走査する光ビームが「副走査方向に並列して入射」する構成であるが、別の構成として、例えば、4本の光ビームが共通の偏向手段により偏向手段の両側に2本づつ逆向きに反射偏向されるようにし、2本の光ビームに共通する走査レンズ2枚を、偏向手段側に互いに対称的に配し、偏向手段の両側に振り分けられた2本づつの光ビームが、これら2個の走査レンズを共通に透過するようにしてもよい。
【0090】
図3は、先に図1に即して説明した如き光走査装置を用いる「タンデム式のカラー画像形成装置」の実施の1形態を示す。図中、符号50で示す部分は図1において説明した「光走査装置」部分であり、符号5Y、5M、5C、5Kはそれぞれ、光導電性の感光体7Y、7M、7C、7Kを光走査する偏向光ビームを示している。この部分の説明については、図1に関する説明を援用する。
【0091】
感光体7Y(7M、7C、7K)の周囲には、帯電手段YC(MC、CC、KC)、現像手段YD(MD、CD、KD)、転写手段YT(MT、CT、KT)、クリーニング手段YL(ML、CL、KL)が配置され、感光体7Y、7M、7C、7Kに接触するように搬送ベルト2Aが配設されている。
【0092】
感光体7Y〜7Kは時計方法へ回転しつつ、対応する帯電手段YC〜KCにより均一帯電され、光ビーム5Y〜5Kにより光走査され、静電潜像をネガ潜像として書込まれる。これら静電潜像は現像装置YD〜KDにより現像され、感光体7Y、7M、7C、7Kにそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー画像が形成される。
【0093】
カラー画像を形成されるシート状記録媒体である転写紙は、カセット1Aから給紙されてレジストローラ9により搬送ベルト2A上に載せかけられる。搬送ベルト2Aはチャージャ18のよるコロナ放電で帯電され、転写紙は搬送ベルト2A上に静電吸着される。搬送ベルト2Aに保持された転写紙は転写部を順次搬送されつつ、感光体7Kから「黒トナー画像」、感光体7Cから「シアントナー画像」、感光体7Mから「マゼンタトナー画像」、感光体7Yから「イエロートナー画像」を転写手段KT〜YTの作用により順次転写される。
【0094】
このようにして転写紙上にカラー画像が合成的に形成される。カラー画像を担持した転写紙は除電チャージャ11より除電され、転写紙自体の腰の強さにより搬送ベルト2Aから分離し定着装置14に進み、カラー画像を定着され、排出ローラ16によりトレイ15’上に排出される。トナー画像転写後の感光体7Y〜7Kは、クリーニング手段YL〜KLによりそれぞれクリーニングされる。
【0095】
即ち、図3に示す画像形成装置は、4面の感光性媒体7Y〜7Kを別個に光走査してカラー画像の各色成分を書込み、各色成分画像の合成によりカラー画像を形成する画像形成装置において、4面の感光性媒体7Y〜7Kを光走査する光走査装置として請求項1等に記載のものを用い、且つ、偏向手段が全光ビームを偏向手段に関して同じ側において偏向させる片側走査型のもの(請求項8)である。
【0096】
上には、複数の被走査面をシングルビーム走査方式により光走査する場合の実施の形態を説明した。前述したように、被走査面の光走査はマルチビーム走査方式で行っても良い。この場合の実施の形態を、図4を参照して説明する。
【0097】
図4(a)において、符号31で示す光源装置は、2個の半導体レーザと、これら半導体レーザから放射された光ビームをカップリングする2個のカップリングレンズとを有する。各半導体レーザから放射され対応するカップリングレンズによりカップリングされた2本の光ビームは、シリンドリカルレンズ32により偏向手段(回転多面鏡)33の同一の偏向反射面位置に「副走査方向に分離した主走査方向に長い線像」として結像する。このとき、各半導体レーザからの2本の光束は、偏向反射面近傍の位置の略1点において主走査方向に交叉する。
【0098】
偏向手段5により偏向された各光ビームは、走査結像レンズ35を構成する走査レンズ34A、34Bを透過し、光路折り返しミラー36により光路を折り返されて被走査面の実体をなす光導電性の感光体37上に向って集光し、副走査方向に分離した2個の光スポットを形成し、被走査面をマルチビーム走査方式で光走査する。
【0099】
図4(b)上図は、偏向反射面に異なる位置で入射する場合を示している。2本の光束(主光線を実線と破線で示す)が被走査面37の同一位置P0に到達するときの偏向反射面の位置を、実線の光ビームにつきD1、破線の光ビームに対してD2とすると、図4(b)上図の場合、結像位置P0にいたる走査レンズ34A、34Bを通過する光路が大きく異なり、光路の差により光学作用も異なるため、結像位置P0において形成される光スポットのスポット径や倍率等が、実線と破線の光ビームで異なったものとなり易く、特に、走査線ピッチの像高間変動に対する影響が大きく、走査線曲がりが発生し易い。
【0100】
これに対し、図4(a)に示すように、光源側からの2本の光ビームが偏向反射面近傍で主走査方向に交わるようにすると、被走査面37上の結像位置P0に至る光路は、実線・破線の各光ビームに対して略同一となり、走査線曲がりを効果的に低減する事ができる。また、偏向手段33から被走査面側における各部品のばらつきによる光ビーム間の「主走査方向の書込位置変動」は、全光ビームで略同量となり、光ビーム間での主走査方向の書込位置ずれを抑制できる。
【0101】
更に、同じ結像位置に結像する全光ビームが「走査光学レンズの主走査方向の略同じ位置を通過する」ことにより、走査結像レンズを構成する走査レンズの収差の影響を小さく抑えることができ、主走査方向の結像位置を各ビームとも精度良く合致させることができ、同期検知後、全光ビームに共通に遅延時間を設定しても、書込始め像高での主走査方向の位置ずれを抑えることが可能となる。
【0102】
また、複数の光ビームが偏向反射面近傍の略1点で主走査方向に交わるようにすると、偏向反射面の大きさを最小にでき、回転多面鏡の内接円半径を最小にできる。
【0103】
図4では、単一の被走査面37をマルチビーム走査方式で光走査する場合として説明したが、図1に示した実施の形態のように「異なる被走査面に向かう光ビームを偏向手段の同一偏向反射面で偏向」する場合、光源側のレイアウトにより「各光ビームが同一の偏向反射面に対し、主走査方向に互いに角をなす場合」には、各光ビームを偏向手段33の反射面近傍の略1点で「主走査方向において交差」させることにより上記と同様の効果が得られる。各光ビームの交差位置のずれは、偏向反射面上で0.5mm以内とすることが好ましい。
【0104】
【実施例】
以下、光走査装置の光学系の具体的な実施例を3例挙げる。想定しているのは図1に示す光走査装置である。
【0105】
記号の説明
記号の意味は以下の通りである。
【0106】
RY:主走査方向の面(アパーチャの面を含む)の曲率半径
RZ:副走査方向の面(アパーチャの面を含む)の曲率半径(光軸上)
N:使用波長(780nm)での材質の屈折率
X:光軸方向の距離
Y:光軸からの主走査方向の距離
Z:光軸からの副走査方向の距離
「偏向手段より光源側の光学系」
面番号 RY(mm) RZ(mm) X(mm) N 備考
光源 - - 0.51 - 半導体レーザアレイ
1 ∞ ∞ 0.3 1.511 カバーガラス
2 ∞ ∞ 12.0 - -
3* 52.59 52.59 3.8 1.512 カップリングレンズ
4* -8.71 -8.71 15.0 - -
5 ∞ ∞ 138.85 - 開口絞り
6 ∞ 48.0 3.0 1.511 シリンドリカルレンズ
7 ∞ ∞ 93.57 - -
8 - - - - 偏向反射面
「*印」を付した面は「共軸非球面」である。非球面固有の数値は示さないが、カップリングレンズから射出する「平行光束」の波面収差が良好に補正されるように設定されている。また、偏向手段は内接円直径:18mm、偏向反射面数:6の回転多面鏡である。
【0107】
「偏向手段後の光学系」
β0(偏向手段と被走査面との間の副走査方向の光軸上の結像倍率):0.38
|βh0|の最大値:0.99 。
面番号 RY(mm) RZ(mm) X(mm) N 備考
偏向面 ∞ ∞ 67.9 - 偏向面
1* 1887.585 ∞ 31.4 1.524 走査レンズ
2* -151.472 ∞ 162.1 - -
3** -4430.699 -88.519 8.2 1.524 走査レンズ
4** -4084.974 -27.015 100.0 - -
5 - - - - 被走査面
「*印」を付した各面は、主走査断面内の形状が非円弧形状で、副走査断面内の形状は直線となっている。このレンズ面は以下の式:1で表される。
【0108】
即ち、Cm=1/RY、Cs(Y)=1/RZとして、
X(Y,Z)=Y2・Cm/[1+√{1-(1+K)・(Y・Cm)2}]
+ A・Y4 + B・Y6 + C・Y8+D・Y10 + E・Y12
+ Cs(Y)・Z2/[1+√{1-(Cs(Y)・Z)2}] (式:1)。
【0109】
「**印」を付した各面は、主走査方向の形状が非円弧形状で、副走査方向の曲率半径が主走査方向のレンズ高さ(Y)により連続的に変化する面であり、各面形状は、上記式:1における「Cs(Y)」を、
Cs(Y)=1/RZ+a・Y+b・Y2+c・Y3+d・Y4+e・Y5+f・Y6+g・Y7
+h・Y8+i・Y9+j・Y10+k・Y11+l・Y12 (式:2)
として、上記式:1により表わされる。
【0110】
実施例1における非球面係数は以下の通りである。
【0111】
第1面 第2面 第3面 第4面
RY 1887.585 -151.472 -4430.699 -4084.974
K -7.129 -2.866E-01 -4.260E+02 -4.470E+02
A -2.360E-08 1.398E-08 7.278E-09 -6.469E-09
B -7.646E-14 -1.940E-12 -1.758E-13 1.313E-13
C 8.043E-17 -2.345E-16 1.103E-18 -1.843E-18
D 1.622E-20 2.102E-20 -1.652E-22 -1.722E-22
E 3.854E-24 3.780E-24 -1.129E-28 1.119E-28
RZ ∞ ∞ -88.519 -27.015
a - - - -2.440E-07
b - - -1.435E-07 1.197E-07
c - - - 1.325E-11
d - - 5.793E-13 -4.423E-12
e - - - -3.719E-15
f - - -6.428E-17 -2.276E-16
g - - - 1.535E-19
h - - -3.700E-21 5.299E-22
i - - - 1.276E-23
j - - -1.126E-25 -4.801E-26
k - - - -7.059E-28
l - - -9.704E-30 -4.770E-30
上の表示において例えば「E-30」は「10-30」を意味し、この数値が直前の数値にかかるものである。
【0112】
この光学系においては、シリンドリカルレンズと偏向手段との間に、厚さ:1.9mmの防音ガラス(屈折率:1.511)を、副走査方向に対して傾き角:8度で配置している。
【0113】
実施例2
「偏向手段より光源側の光学系」
実施例1におけるものと同一である。
【0114】
「偏向手段後の光学系」
β0(偏向手段と被走査面との間の副走査方向の光軸上の結像倍率):0.38
|βh0|の最大値:0.99 。
面番号 RY(mm) RZ(mm) X(mm) N 備考
偏向面 ∞ ∞ 67.9 - 偏向面
1* 2935.904 ∞ 31.3 1.524 走査レンズ
2* -147.472 ∞ 162.0 - -
3** -2800.436 -88.759 8.4 1.524 走査レンズ
4** -2139.643 -27.048 100.0 - -
5 - - - - 被走査面
「*印、**印」を付した各面の形状は実施例1におけると同様、式:1およ
び式:2を用いた式:1で表される。
【0115】
実施例2における非球面係数は以下の通りである。
【0116】
第1面 第2面 第3面 第4面
RY 2935.904 -147.472 -2800.436 -2139.643
K 3.469E+02 -2.754E-01 -9.349E+02 -5.131E+02
A -2.346E-08 1.344E-08 7.939E-09 -7.041E-09
B -7.787E-14 -1.951E-12 -1.827E-13 1.420E-13
C 7.756E-17 -2.321E-16 1.062E-18 -1.654E-18
D 1.487E-20 2.206E-20 -1.612E-22 -1.735E-22
E 3.885E-24 4.061E-24 1.904E-28 -6.991E-29
RZ ∞ ∞ -88.759 -27.048
a - - - -1.133E-07
b - - -1.464E-07 1.106E-07
c - - - 1.322E-11
d - - 4.982E-14 -5.250E-12
e - - - -4.288E-15
f - - -1.627E-16 -2.910E-16
g - - - 1.279E-19
h - - -3.680E-21 8.867E-22
i - - - 1.277E-23
j - - -9.668E-26 -4.793E-26
k - - - -5.904E-28
l - - -6.550E-30 -5.920E-30
この光学系においても、シリンドリカルレンズと偏向手段との間に、厚さ:1.9mmの防音ガラス(屈折率:1.511)を、副走査方向に対して傾き角:8度で配置している。
【0117】
実施例3
「偏向手段より光源側の光学系」
実施例1におけるものと同一である。
【0118】
「偏向手段後の光学系」
β0(偏向手段と被走査面との間の副走査方向の光軸上の結像倍率):0.38
|βh0|の最大値:0.99 。
面番号 RY(mm) RZ(mm) X(mm) N 備考
偏向面 ∞ ∞ 67.8 - 偏向面
1* 1889.776 ∞ 31.4 1.524 走査レンズ
2* -151.493 ∞ 162.0 - -
3** -4016.530 -88.498 8.4 1.524 走査レンズ
4** -3342.445 -27.018 100.0 - -
5 - - - - 被走査面
「*印、**印」を付した各面の形状は実施例1におけると同様、式:1および式:2を用いた式:1で表される。
【0119】
実施例3における非球面係数は以下の通りである。
【0120】
第1面 第2面 第3面 第4面
RY 1889.776 -151.493 -4016.530 -3342.445
K -6.233E+00 -2.859E-01 -4.298E+02 -3.738E+02
A -2.359E-08 1.393E-08 7.329E-09 -6.508E-09
B -7.764E-14 -1.941E-12 -1.751E-13 1.308E-13
C 8.018E-17 -2.341E-16 1.108E-18 -1.844E-18
D 1.634E-20 2.112E-20 -1.656E-22 -1.719E-22
E 3.946E-24 3.790E-24 -1.410E-28 1.400E-28
RZ ∞ ∞ -88.498 -27.018
a - - - -2.322E-07
b - - -1.435E-07 1.196E-07
c - - - 1.407E-11
d - - 5.795E-13 -4.444E-12
e - - - -3.696E-15
f - - -6.469E-17 -2.292E-16
g - - - 1.531E-19
h - - -3.640E-21 4.860E-22
i - - - 1.265E-23
j - - -1.094E-25 -5.044E-26
k - - - -7.167E-28
l - - -9.525E-30 -4.891E-30
この光学系においても、シリンドリカルレンズと偏向手段との間に、厚さ:1.9mmの防音ガラス(屈折率:1.511)を、副走査方向に対して傾き角:8度で配置している。
【0121】
図5〜図7に、実施例1〜3に関する像面湾曲と等速特性(fθ特性・リニアリティ)の図を示す。これらの図から明らかなように、実施例1〜3とも性能は極めて良好である。
【0122】
実施例1〜3の光学系は、各被走査面側の走査レンズは、主走査断面内の形状が、被走査面側に凸面を向けた正メニスカス形状であり(請求項4)、偏向手段と被走査面との間の、光軸上における副走査方向の横倍率:β0、任意像高における副走査方向の横倍率:βhが、条件:
(2) 0.9<|βh0|<1.1
を満足し(請求項5)、偏向手段と被走査面との間の光軸上における副走査方向の横倍率:β0が、条件:
(3) 0.2<|β0|<0.6
を満足する(請求項6)。
【0123】
また、偏向手段による偏向の起点から被走査面までの光軸上の距離:L、同一の走査結像レンズ内で走査レンズ間隔の最大のもの:aが、条件:
(1) 0.3<|a/L|<0.6
を満足する(請求項1)。さらに、走査結像レンズに含まれる走査レンズは全てプラスチックレンズである(請求項1、7)
【0124】
なお「2以上の走査レンズにより構成され、偏向手段側の走査レンズが主走査方向に正の屈折力を持ち、副走査方向の屈折力は略ゼロであり、被走査面側の走査レンズが主・副走査方向共に正の屈折力を持つ走査結像レンズ」は、それ自体単独で通常の光走査装置(シングルビームもしくはマルチビーム走査方式で単一の被走査面を光走査する)における走査結像レンズとすることができ、上記実施例1〜3はこのような走査結像レンズの実施例にもなっている。
【0125】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光走査装置および画像形成装置を実現できる。この発明の光走査装置は、複数の被走査面上に主・副走査方向の像面湾曲を良好に補正し安定した光スポットを実現でき、従って、この光走査を用いる画像形成装置は良好なカラー画像形成や多色画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の光走査装置と、これを用いたタンデム式の画像形成装置の光走査部を説明するための図である。
【図2】 この発明の光走査装置を用いたマルチビーム走査方式の光走査装置の実施の1形態を説明するための図である。
【図3】 図1の光走査装置を用いたタンデム式のカラー画像形成装置の実施の1形態を示す図である。
【図4】 請求項3記載の発明を説明するための図である。
【図5】 実施例1の像面湾曲と等速特性を示す図である。
【図6】 実施例2の像面湾曲と等速特性を示す図である。
【図7】 実施例3の像面湾曲と等速特性を示す図である。
【符号の説明】
1Y〜1K 光源
2Y〜2K カップリングレンズ
4Y〜4K シリンドリカルレンズ
5 偏向手段
L1 走査レンズ
L2Y〜L2K 走査レンズ
7Y〜7K 被走査面
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
  2. Description of the Related Art Image forming apparatuses using an optical scanning device are widely used as optical printers, digital copying apparatuses, facsimile apparatuses, optical plotters, and the like. As the optical scanning device used in these image forming apparatuses, in addition to the conventional single beam scanning type, a multi-beam scanning type is also being realized. As the configuration of the image forming apparatus, monochrome image formation is performed. In addition to those, those that form color images and multicolor images are being put into practical use, and what is called a "tandem type" is being actively developed.
[0003]
  As such a tandem type image forming apparatus, there is known a “system in which a light beam group for optically scanning a plurality of scanned surfaces shares a deflecting means (for example, a rotating polygon mirror)”. Such scanning methods include the “opposing scanning method (see, for example, Patent Documents 1 to 3)” in which the light beam group is deflected so as to be distributed to both sides of the rotary polygon mirror, or one of the rotary polygon mirrors. There is a “one-sided scanning method (see, for example, Patent Documents 4 to 6)” in which deflection is performed on the first side.
[0004]
  In this way, when “a deflecting means is shared by a group of light beams that optically scan a plurality of scanned surfaces”, there is no need to provide a deflecting means for each light beam, and the tandem image forming apparatus can be made compact and low. Cost can be increased.
[0005]
  The writing by the optical scanning device is increasing in density, and it is intended to realize a writing density of 1200 dpi, 1600 dpi, and higher. In order to realize high-density writing, the stability of the light spot, that is, “the spot diameter of the light spot that optically scans the surface to be scanned does not vary greatly with the image height” is indispensable.
[0006]
  As is well known, one of the causes of the fluctuation of the spot diameter according to the image height of the light spot is “field curvature in the scanning imaging optical system”. In order to improve the stability of the light spot, the field curvature is improved. Many corrected scanning imaging optical systems are known.
[0007]
  In the multi-beam scanning optical scanning device, in addition to the stability of the light spot, the imaging magnification of the scanning imaging lens that focuses the deflected light beam toward the surface to be scanned is substantially constant regardless of the image height of the light spot. It is also important to do. When the imaging magnification fluctuates depending on the image height, the pitch between a plurality of scanning lines that are simultaneously optically scanned fluctuates, making it difficult to form a good image.
[0008]
[Patent Document 1]
    JP-A-9-58053
[Patent Document 2]
    JP-A-11-157128
[Patent Document 3]
    JP-A-9-127443
[Patent Document 4]
    Japanese Patent Laid-Open No. 2001-4948
[Patent Document 5]
    Japanese Patent Laid-Open No. 2001-10107
[Patent Document 6]
    JP 2001-33720 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
  An object of the present invention is to realize an optical scanning device that is excellent in the stability of a light spot and has a high imaging magnification of a scanning imaging lens, and an image forming apparatus using the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The optical scanning device of the present invention is “emitted from a plurality of light sources.Corresponding to each colorThe light beam group is deflected by a deflecting means common to these light beam groups, and differs depending on the scanning imaging optical system.On the photoreceptorAn optical scanning device that guides and collects one or more light beams on each surface to be scanned, forms one or more light spots on each surface to be scanned, and scans each surface to be scanned with these light spots Is.
[0011]
  Above "Corresponding to each color"Light beam group" is emitted from a plurality of light sources.Corresponding to each colorThe total light beam. Each of the plurality of light sources emits one or more light beams. For example, when optical scanning of each surface to be scanned is performed by a multi-beam scanning method, for example, a semiconductor laser array can be used as each light source. In this case, two or more lights from one light source can be used. A beam will be emitted.
[0012]
  In this case, if the number of scanned surfaces to be optically scanned is n, the number of light sources is n, and the number of light beams for optically scanning one scanned surface is m, the number of light beams is n · m. It is comprised with the light beam of.
[0013]
  On the contrary, a plurality of light beams that optically scan one surface to be scanned may be obtained by “combining light beams emitted from a plurality of light sources”. For example, two light beams emitted from two semiconductor lasers can be combined by a “beam combining prism”, and one surface to be scanned can be optically scanned with two light beams by a multi-beam scanning method.
[0014]
  Thus, considering the case where each of the light sources emits one light beam, the number of scanned surfaces is n, and the number of light beams that are optically scanned on each scanned surface by the multi-beam scanning method is as follows. Assuming m, the light beam group is composed of n · m light beams, and there are n · M light sources.
[0015]
  The “deflecting means” is used in common for the light beam group, and deflects each light beam constituting the light beam group. As the deflecting means, a rotating polygon mirror can be preferably used. However, the present invention is not limited to this, and an oscillating mirror such as a galvano mirror can be used, and a rotating single mirror or a rotating dihedral mirror can also be used. it can.
[0016]
  The “scanning imaging optical system” is an optical system in which each light beam deflected by the deflecting means is guided to a corresponding scanned surface and condensed to form one or more light spots on each scanned surface. This system is composed of a plurality of lenses.
[0017]
  The optical scanning device according to claim 1 has the following characteristics.
  That is, the scanning imaging optical system has a “scanning imaging lens corresponding to each surface to be scanned”.
  A “scanning imaging lens” exists for each surface to be scanned. For example, when an arbitrary scanned surface A is considered among a plurality of scanned surfaces, a scanning imaging lens A corresponding to the scanned surface A exists, and the scanning imaging lens A is a deflected light beam group. Among them, a light beam to be scanned on the scanned surface A is guided to the scanned surface A and condensed to form a light spot.
[0018]
  Each scanning imaging lens isTwoIt is comprised by a scanning lens.
  theseTwoA deflection hand out of the scanning lensStep side runningThe inspection lens has a positive refractive power in the main scanning direction and a refractive power in the sub-scanning direction of almost zero.Surface side runningThe review lens has “positive refractive power in both main and sub scanning directions”.
[0019]
  Furthermore, in the scanning imaging optical system,Step side runningAt least one of the reviewers is differentOn the photoreceptorCommon to the light beam directed to the surface to be scanned.
[0020]
  For example, when considering the above-described one-side scanning system as a color image forming optical scanning device having four scanning surfaces, the light beam group is deflected on one side of a rotary polygon mirror as a deflecting unit. Therefore, each of the scanning imaging lenses constituting the scanning imaging optical system for forming the light spot on the four scanned surfaces is composed of two scanning lenses, and one scanning lens is individually provided on the scanned surface side. The other scanning lens is disposed on the rotary polygon mirror side, and this scanning lens isCorresponding to each colorCommon to the entire light beam group.
[0021]
  In this case, the scanning imaging optical system has “four sets of scanning imaging lenses”. However, since the scanning lens on the rotary polygon mirror side is shared by all the light beams, the scanning imaging optical system is totally used. It is composed of five scanning lenses.
[0022]
  In the optical scanning device according to claim 1, "different"On the photoreceptorThe scanning lens shared by the light beam traveling toward the surface to be scanned can be configured so that the light beams pass substantially parallel to each other in the sub-scanning direction.
[0023]
  3. The optical scanning device according to claim 1, wherein when a “reflective type having a deflecting reflecting surface (for example, a rotating polygon mirror)” is used as a deflecting unit, all light beams incident on the same deflecting reflecting surface are used. Is preferably set so that “at approximately one point in the vicinity of the same deflecting and reflecting surface intersects the main scanning direction”.
[0024]
  In the above, “all light beams deflected by the same deflecting / reflecting surface intersect at approximately one point near the deflecting / reflecting surface in the main scanning direction” means that a plurality of light beams incident on the same deflecting / reflecting surface are sub-directed. When viewed from the scanning direction, it means that these light beams intersect at approximately one point in the vicinity of the deflecting reflecting surface.
[0025]
  The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3, wherein each scanned objectFace sideIt is preferable that the scanning lens “a shape in the main scanning section is a positive meniscus shape with a convex surface facing the scanned surface”.
  The “main scanning section” is a virtual flat section including the optical axis of the scanning lens and parallel to the main scanning direction. A virtual flat section perpendicular to the main scanning direction is referred to as a “sub-scanning section”.
[0026]
  The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3, wherein each scanning imaging lens is configured such that a deflected light beam, which is a parallel light beam, is incident and condensed on each surface to be scanned. It can be configured to form a light spot.
[0027]
  When the deflecting means is a “reflective material having a deflecting reflecting surface” such as a rotating polygon mirror, each light beam from the light source side is connected as a “line image long in the main scanning direction” near the deflecting reflecting surface. So that the so-called “surface tilt” is corrected by configuring the scanning imaging lens so that the deflection reflection surface position and each scanning surface position have a geometrically optically conjugate relationship. it can.
[0028]
  Claims 5-6In the optical scanning device according to any one of the above, it is premised that the scanning imaging lens has a function of “making the deflecting reflection surface position and each scanning surface position substantially geometrically conjugate to each other”.
[0029]
  Claim 1The optical scanning device described isTo place multiple separation mirrors,Deflection meansThe distance on the optical axis from the deflection starting point to the surface to be scanned: L, the maximum scanning lens interval within the same scanning imaging lens: a, the condition:
  (1)0.3 <| A / L | < 0.6
Preferably to satisfyYes.
[0030]
  Claims 1-4The optical scanning device according to any one of 1), the lateral magnification in the sub-scanning direction on the optical axis between the deflecting means and the surface to be scanned: β0,Horizontal magnification in the sub-scanning direction at an arbitrary image height: β h But,conditions:
  (2)0.9 <| Β h /β0 | < 1.1
Is preferably satisfied (Claim 5).
[0031]
  Claims 1-5The optical scanning device according to any one of 1 to 4, wherein the deflecting meansMagnification in the sub-scanning direction on the optical axis between the scanning surface and the surface to be scanned: β 0 But,conditions:
  (3)0.2 <| Β 0 | < 0.6
Is preferably satisfied (claim 6).
[0032]
  lightIn a scanning device, one or more of the scanning lenses included in the scanning imaging lens can be a “plastic lens”.TheIn this case, the deflection meansSideThe scanning lens can be a “plastic lens”The ( Claim 1 )
[0033]
  The image forming apparatus of the present invention is “an image forming apparatus that individually scans three or four photosensitive media, writes each color component of a color image, and forms a color image by synthesizing each color component image”.
[0034]
  Claim 8The described image forming apparatus has the following characteristics.
  That is, as an optical scanning device that optically scans three or four photosensitive mediaClaims 1-7And the deflecting means deflects the entire light beam “on the same side with respect to the deflecting means”. That is, this image forming apparatus is of the “one-side scanning method” described above.
[0035]
  Claim 9The described image forming apparatus has the following characteristics.
  That is, as an optical scanning device that optically scans three or four photosensitive media,Claims 1-7The deflecting unit deflects the entire light beam by “distributing it to both sides of the deflecting unit”. In other words, this image forming apparatus is the “opposite scanning type” described above.
[0036]
  The “photosensitive medium” is the “substance of the scanned surface” in the above description.
“Optical scanning is performed as a surface to be scanned”.
[0037]
  Of the scanning surface optically scanned by the optical scanning device.entityIs the photosensitive surface of a “photosensitive medium” such as a photoconductive photoreceptor as described above.Claims 1-7The “scanning surfaces different from each other” in the description of FIG. 5 includes “different images written on the same photosensitive medium as described in FIG. 1 of Patent Document 1, for example, in addition to the photosensitive surfaces of different photosensitive media. Separate optical scanning positions ".
[0038]
  Claims 1-9In the described invention, the plurality of light beams may individually “light scan different scanning surfaces”. However, as described above, as in the multi-beam scanning method, “one scanning surface has a plurality of light beams. In some cases, optical scanning is performed.
[0039]
  As the “photosensitive medium”, the above-mentioned photoconductive photosensitive member can be used, and “coloring sheet” that develops a different color depending on the amount of exposure energy can also be used. In such a case, the image forming apparatus can be implemented as an optical drawing apparatus (forming a CT scan image).
[0040]
  When a “photoconductive photoconductor” is used as the photosensitive medium, three or four photoconductive photoconductors are arranged along the transfer medium conveyance path, and optical scanning is performed on each photoconductor. Forming an electrostatic latent image, visualizing each electrostatic latent image as a toner image of a different color, superimposing and transferring and fixing each color toner image on the same sheet-like recording medium, A color image can be obtained.
[0041]
  The “sheet-like recording medium” is a transfer paper, an OHP sheet (plastic sheet for an overhead projector), or the like.
  The “transfer medium” can be a sheet-like recording medium itself, but can also be an intermediate transfer medium such as an intermediate transfer belt. That is, the toner image formed on each photoconductor may be directly transferred to a sheet-like recording medium (direct transfer method) or may be transferred via an intermediate transfer medium (intermediate transfer method).
[0042]
  The optical scanning device according to claim 1 is a deflection hand among the scanning lenses constituting the scanning imaging lens.Stage-side scanning lensIs given a “positive refractive power in the main scanning direction”. In addition, the scannedFront side scanThe lens is also given a positive refractive power in the main scanning direction.
[0043]
  deflectionVessel side running"Different among the review lenses"On the photoreceptorIn the case where a plurality of light beams traveling toward the scanning surface pass, the lens height (thickness) in the sub-scanning direction is increased. In such a case, it is desirable to “reduce the thickness of the scanning lens in the optical axis direction” in order to reduce the cost of manufacturing the lens. When the scanning lens is molded with a plastic material, the lens volume is preferably small in order to improve molding accuracy and shorten molding time.
[0044]
  The optical scanning device according to claim 1, wherein the surface to be scanned isSideThe scanning lens also has a positive refractive power in the main scanning direction to deflect itVessel side runningAs a plastic lens, the inspection lens is prevented from becoming “thick in the optical axis direction due to an excessive positive refractive index”, so that the thickness in the vicinity of the optical axis and in the main scanning direction is not excessively increased. Deformation due to “sink” or the like in shaping is difficult to occur.
[0045]
  In this way, both the scanning lens on the deflecting means side and the scanning lens on the scanned surface side are given a “positive refractive power in the main scanning direction”, and each lens has an aberration correction function, a constant velocity correction function such as an fθ characteristic, etc. Can be obtained in a well-balanced manner to obtain good optical performance.
[0046]
  Deflection handStep side runningSince the sub-lens has “sub-scanning refracting power of approximately 0”, the shape in the sub-scanning cross-section is linear and has no refracting power in the sub-scanning direction. Even when the direction is deviated, the optical characteristics are not changed. Degradation of the imaging performance in the main scanning direction can also be suppressed.
[0047]
  Further, as in the optical scanning device according to claim 2, when a plurality of light beams pass “parallel to each other in the sub-scanning direction” through this scanning lens, depending on a change in the passing position in the sub-scanning direction, the transmitted light beam is optically changed. There is no change in characteristics.
[0048]
  Deflection handStep side runningThe scanning lens does not have refractive power in the sub-scanning direction, so it is scannedSurface side runningThe inspection lens has a strong positive refractive index in the sub-scanning direction, the imaging magnification in the sub-scanning direction of the scanning imaging lens is reduced, and performance degradation due to component assembly errors and shape errors can be suppressed. Therefore, it is possible to realize a light spot with a small diameter, and to easily correct a variation in magnification due to an image height.
[0049]
  Furthermore, the deflection handStep side runningThe shape of the inspection lens in the main scanning section is a non-arc shape, the surface shape of the other scanning lens is a non-arc shape in the main scanning section, and “the center of curvature in the sub-scanning section is connected in the main scanning direction. By using a surface in which the radius of curvature in the sub-scanning section is changed in the main scanning direction so that the center line of curvature becomes a curve different from the non-arc shape in the main scanning direction in the main scanning section, -It is possible to correct field curvature well in both the sub-scanning direction, and it is possible to realize a stable light spot by properly correcting field curvature in the main and sub-scanning directions while maintaining a uniform speed function. .
[0050]
  5. The optical scanning device according to claim 4, wherein the shape of the scanning lens on the scanning surface side in the main scanning section is “a positive meniscus shape with a convex surface facing the scanning surface”, and therefore the optical magnification with respect to the image height. Is easy to keep constant.
[0051]
  That is, scannedSurface side runningBy making the shape of the scanning lens in the main scanning section a meniscus shape, it becomes possible to adjust the “principal point position in imaging in the sub-scanning direction” of the scanning lens according to the image height. Since the optical path length of the peripheral image height is longer than the central image height, in order to make the imaging magnification in the sub-scanning direction constant regardless of the image height, the main point position in the sub-scanning direction is set to “peripheral image height”. As it goes, it is necessary to be on the deflection means side with respect to the center image height.
[0052]
  ScannedSurface side runningSince the shape in the main scanning section of the review lens is “a meniscus shape with a convex surface facing the scanned surface”, the position of the principal point of the lens in image formation in the sub-scanning direction is the highest in the center image height. It is easy to locate the principal point position on the deflection means side as it goes closer to the scanning plane and goes to the periphery.
[0053]
  The shape of the entrance surface and exit surface of the scanning lens is “a curvature center line obtained by connecting the center of curvature in the sub-scan section in the main scan direction is a curve different from the non-arc shape in the main scan section. "Surface whose curvature radius in the scanning cross section is changed in the main scanning direction" and these two lens surfaces are bent to "adjust the main point position in the sub-scanning direction" to make it optical with respect to the image height. It becomes possible to make the magnification constant with high accuracy.
[0054]
  In addition, since the positive meniscus convex surface faces the surface to be scanned, the deflecting means side is concave, and the incident angle of the light beam deflected by the deflecting means becomes small, thereby suppressing the occurrence of various aberrations. It becomes possible.
[0055]
  In claim 5Condition (2)Is the “desirable range” within the effective scanning area of the imaging magnification in the sub-scanning direction of the scanning imaging lens, and if it is outside this range, the spot diameter variation in the effective scanning area increases, and the formed image Will be affected.
[0056]
  Satisfying condition (2) allows the beam pitch between multiple beams to be kept constant even when performing multi-beam scanning optical scanning. It becomes possible.
[0057]
  Claim 6If the lower limit of the condition (3) is exceeded, the lateral magnification in the sub-scanning direction on the optical axis between the deflecting means and the scanned surface with respect to the target spot diameter: β0Is set large, the aperture diameter in the beam shaping aperture needs to be set small, and the problem of insufficient light quantity and the deterioration of the spot diameter due to the influence of diffraction in the aperture are likely to occur. When the upper limit value of the condition (3) is exceeded, the distance between the scanning lens closest to the deflecting means and the surface to be scanned becomes large, and the size of the image forming apparatus tends to increase.
[0058]
  When configuring a tandem image forming apparatus that shares a deflecting means,TwoScanning lensBetween,A mirror or the like for separating the optical path is arranged on the surface to be scanned corresponding to each color. In such a case, if the lower limit value of the condition (1) in claim 1 is exceeded,RunBetween the lensSeparation atThe interval on the optical axis is too short, and it becomes difficult to dispose an optical path separating mirror or the like.
[0059]
  When the upper limit of condition (1) is exceeded, the scanning lens on the deflecting means side approaches the deflecting means side, but this scanning lens acts on the surface to be scanned by the action of “positive refractive power in the main scanning direction”. The field angle for optical scanning of the effective scanning area is narrow, the scanning time is shorter than when the field angle is wide, and the on / off response speed of the LD used for the light source can cope with the writing density. There is a risk of disappearing.
[0060]
  Claims 1 and 7When a plastic lens is used for the scanning lens as in the optical scanning device described, it can be manufactured at low cost and a complicated surface shape such as an aspherical surface can be easily formed. On the other hand, a plastic lens is likely to change its optical characteristics due to temperature changes. In particular, a rotating polygon mirror or the like is used as the deflecting means, but the ambient temperature is likely to rise due to heat generated by a drive motor that rotates the polygon mirror.
[0061]
  Claim 1If the scanning lens on the deflecting means side is a plastic lens as in the optical scanning device described, the temperature is likely to change due to the heat generated by the drive motor. The tandem type uses a separate scanning imaging lens for each surface to be scanned. In the “color image forming apparatus”, the “change in constant velocity characteristic due to temperature change” of the scanning imaging lens is divided for each scanning imaging lens, and color shift and hue change are likely to occur in the composite color image. As in the present invention, the deflection meansSide runningReviewers `` differentOn the photoreceptorWhen “shared by a plurality of light beams directed toward the surface to be scanned” is performed, fluctuations in isokineticity occur in the same way for each color, and the occurrence of color shift and hue change is suppressed.
[0062]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments will be described.
[0063]
  FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of an optical scanning device in a “tandem image forming apparatus”. This image forming apparatus is an apparatus for forming a color image.
[0064]
  FIG. 1A is an explanatory view showing the optical arrangement viewed from the sub-scanning direction. In order to simplify the drawing, the optical path of the deflected light beam is shown in a flat state on the scanning surface side from the deflecting means.
[0065]
  The color image is formed by combining “four color toner images” of yellow, magenta, cyan, and black. In the following description, “Y” is related to yellow, “M” is related to magenta, “C” is related to cyan, and “K” is related to black.
[0066]
  As shown in FIG. 1A, in the portion from the light source to the deflecting means (rotating polygonal mirror) 5, four light sources 1Y to 1K, four coupling lenses 2Y to 2K, and four apertures 3Y to 3Y. 3K and four cylindrical lenses 4Y to 4K are arranged. That is, the light source 1Y overlaps with the other three light sources 1M, 1C, and 1K when viewed from the sub-scanning direction (direction orthogonal to the drawing), and the coupling lens 2Y is viewed from the sub-scanning direction and the other three couplings. The lens light sources 2M, 2C, and 2K overlap, the aperture 3Y is seen from the sub-scanning direction, the other three apertures 3M, 3C, and 3K overlap, and the cylindrical lens 4Y is seen from the sub-scanning direction, and the other three cylindrical lenses It overlaps with 4M, 4C, 4K.
[0067]
  The light sources 1Y to 1K are semiconductor lasers or the like. The light beam emitted from the light source 1Y (1M, 1C, 1K) is coupled by the coupling lens 2Y (2M, 2C, 2K) and converted into a light beam form suitable for the subsequent optical system, for example, a parallel light beam, The beam is shaped by the aperture 3Y (3M, 3C, 3K), and is formed as a “line image long in the main scanning direction” by the cylindrical lens 4Y (4M, 4C, 4K) in the vicinity of the deflection reflection surface 4A of the deflecting unit. Are simultaneously deflected by the deflection means 5.
[0068]
  The four light beams (principal rays) incident on the deflecting means 5 from the light sources 1Y to 1K are parallel to each other in the sub-scanning direction.
[0069]
  FIG. 1B shows a state in which the optical path from the deflecting means 5 to the scanned surfaces 7Y to 7K is linearly developed. The entities of the scanned surfaces 7Y to 7K are “photoconductive photoreceptors”, and are formed in a cylindrical shape and arranged in parallel to each other as shown in FIG. FIG. 1B illustrates the scanned surfaces 7Y to 7K so that they are the same surface.
[0070]
  As shown in FIG. 1B, the light beams from the light sources 1Y to 1K are reflected and deflected "parallel to each other" in the direction perpendicular to the rotation axis of the deflection surface by the common deflecting means 5, and the scanning lens L1. Are transmitted in parallel to each other.scanningThe lens L1 is common to the four light beams.
[0071]
  Each light beam transmitted through the scanning lens L1 is condensed toward the corresponding scanned surfaces 7Y to 7K by the scanning lenses L2Y to L2K, forms a light spot on each scanned surface, and optically scans the scanned surface. To do.
[0072]
  The scanning lens L1 and the scanning lens L2Y constitute a “scanning imaging lens for forming a light spot on the scanned surface 7Y”, and the scanning lens L1 and the scanning lenses L2M (L2C, L2K) are “scanned surface 7M (7C, 7K) constitutes a “scanning imaging lens” for imaging a light spot. The scanning lenses L2Y to L2K are the same.
[0073]
  As shown in FIG. 1C, the optical path of the imaging light flux by each scanning imaging lens is appropriately bent by the optical path bending mirror M and guided to the corresponding photoconductors 7Y to 7K.
[0074]
  The light spots formed on the photoconductors 7Y to 7K optically scan the photoconductor to write an electrostatic latent image.
[0075]
  In this embodiment, the lenses constituting the scanning imaging lens are all plastic lenses (Claim 7), and the deflection means 5SideOf course, the scanning lens L1 is also a plastic lens.(Claim 1).
[0076]
  As described above, in the four sets of scanning imaging lenses for guiding the light beams to the four scanned surfaces, the deflection means 5SideThe scanning lens L1 is shared by the four light beams. This scanning lens L1 has a positive refractive power in the main scanning direction, and has substantially no refractive power in the sub-scanning direction. The scanning lenses L2Y to L2K individualized for each scanned surface are closest to each scanned surface and have “positive refractive power in both main and sub-scanning directions”.
[0077]
  That is, the optical scanning device shown in FIG. 1 emits light from a plurality of light sources 1Y to 1K.Corresponding to each colorThe light beam group is deflected by the deflecting means 5 common to these light beam groups, and differs depending on the scanning imaging optical system.On the photoreceptorOne or more light beams are guided and condensed on the scanned surfaces 7Y to 7K, respectively, and one or more light spots are formed on each scanned surface, and each scanned surface is optically scanned with these light spots. In the optical scanning device, the scanning imaging optical system has a scanning imaging lens corresponding to each surface to be scanned.TwoThe scanning lenses L1, L2Y to L2KTwoAmong the scanning lenses, deflection means 5SideThe scanning lens L1 has a positive refractive power in the main scanning direction, a refractive power in the sub-scanning direction is substantially zero, and the scanned surfaces 7Y to 7K.SideThe scanning lenses L2Y to L2K have a positive refractive power in both the main and sub-scanning directions.SideThe scanning lens L1 is differentOn the photoreceptorCommon to the light beam directed to the surface to be scanned ”(Claim 1).
[0078]
  The scanning lens L1 on the deflecting means 5 side is different because it has no refractive power in the sub-scanning direction.On the photoreceptorThe plurality of light beams directed to the scanned surfaces 7Y to 7K pass through the scanning lens L1 substantially in parallel with each other in the sub-scanning direction (vertical direction in FIG. 1B) as shown in FIG. (Claim 2). In this way, the light beams (principal rays) transmitted through the scanning lens L1 are parallel to each other and do not approach each other, so that the optical path dividing mirror M can be easily disposed.
[0079]
  The deflecting means 5 is a rotary polygon mirror, and heat generated by the motor unit and the base is large, and the temperature in the optical box rises due to heat generated by the motor unit. Due to this temperature variation, the deflection means 5SideA temperature distribution is generated in the scanning lens L1, the optical characteristics are changed, and the position of the light spot on each scanning surface is changed in the main scanning direction.
[0080]
  However, since each deflected light beam is transmitted through the scanning lens L1 in common, even if the optical characteristics of the scanning lens L1 vary, the influence is common to all the light beams, and the main light beam on each scanned surface is affected. Variations in the position in the scanning direction are effectively suppressed. For this reason, even if the environmental fluctuation fluctuates during continuous printing, etc., and the optical characteristics of the scanning imaging lens fluctuate, the occurrence of "color shift and hue change" of the color image due to this "fluctuation in optical characteristics" Is effectively suppressed.
[0081]
  In the embodiment of FIG. 1, the portion from the light source to the cylindrical lens is “arranged so as to overlap each other in parallel in the sub-scanning direction” for yellow, magenta, cyan, and black. Alternatively, a plurality of light sources, coupling lenses, and the like may be arranged so as to have a distance in the main scanning direction by appropriately folding back with a folding mirror or the like.
[0082]
  In the embodiment of FIG. 1 described above, the optical scanning is the “one-side scanning method”, but the optical scanning device of the present invention can also be the “opposing scanning method”. An embodiment in this case is shown in FIG. In order to avoid complications, the same reference numerals as in FIG. 1 are used for those that are not likely to be confused.
[0083]
  In the embodiment of FIG. 2, on one side (right side in the figure) of the deflecting means 51, the three light beams that optically scan the photoconductors 7M, 7C, and 7K are deflected, and the other side (see FIG. The left side of FIG. 3 deflects the light beam that optically scans the photoconductor 7Y.
[0084]
  The scanning imaging lens has a configuration in which the scanning lens L10 is combined with the scanning lenses L2M, L2C, and L2K with respect to the photoreceptors 7M, 7C, and 7K, and the scanning lens L11 and the scanning lens L2Y with respect to the photoreceptor 7Y. It consists of a combination.
[0085]
  The light beams that optically scan the photoconductors 7M, 7C, and 7K are transmitted through the scanning lens L10 "parallel to each other in the sub-scanning direction". The scanning lens L10 and the scanning lens L11 have the same optical function. These have positive refractive power in the main scanning direction and substantially no refractive power in the sub-scanning direction.
[0086]
  In this way, the four light beams are distributed to one side and three sides on both sides of the deflecting means 5 and deflected, so that the sub-scanning of the scanning lens L10 is performed as compared with the optical scanning device (one-side scanning method) of FIG. The width in the direction and the width in the sub-scanning direction of the deflection scanning surface of the deflecting means can be reduced, and the cost can be reduced and the power consumption for rotating the deflecting means can be reduced. In addition, the scanning lenses L10 and L11 have improved processability (moldability) when they are made of plastic lenses, and can achieve a highly accurate surface shape.
[0087]
  In the optical scanning device of FIG. 2, since the photoconductors 7M, 7C, and 7K are made common to the light beams for optical scanning, color shift and hue change between magenta, cyan, and black color component images are effectively reduced. However, a color shift of the yellow color component image occurs. However, since the color shift of the yellow component image is "not noticeable on the image", an image forming apparatus that balances the workability of the scanning imaging optical system and deflector and the image (for environment, cost, etc.) is realized. it can.
[0088]
  That is, the color image forming apparatus configured by using the optical scanning device in FIG. 2 “scans the four photosensitive media 7Y to 7K separately, writes each color component of the color image, and synthesizes each color component image. In the image forming apparatus for forming a color image by using the above-described optical scanning apparatus for optically scanning four photosensitive media, the one described in claim 1 is used, and the deflecting unit 51 converts the entire light beam into the deflecting unit. Opposing scanning type that distributes to both sides and deflects(Claim 9)It is.
[0089]
  In the embodiment shown in FIG. 2, the light beam for optically scanning the three photoconductors 7M to 7K is “incident in parallel in the sub-scanning direction” from the deflecting unit 51 to the scanning lens L10. As a configuration, for example, four light beams are reflected and deflected in opposite directions by two on both sides of the deflecting means by a common deflecting means, and two scanning lenses common to the two light beams are deflected by the deflecting means. Two light beams arranged symmetrically to each other and distributed to both sides of the deflecting means may be transmitted through these two scanning lenses in common.
[0090]
  FIG. 3 shows an embodiment of a “tandem type color image forming apparatus” using the optical scanning device as described above with reference to FIG. In the figure, reference numeral 50 denotes the “optical scanning device” described in FIG. 1, and reference numerals 5Y, 5M, 5C, and 5K optically scan the photoconductive photoreceptors 7Y, 7M, 7C, and 7K, respectively. A deflected light beam is shown. For the description of this part, the description related to FIG.
[0091]
  Around the photoreceptor 7Y (7M, 7C, 7K), there are charging means YC (MC, CC, KC), developing means YD (MD, CD, KD), transfer means YT (MT, CT, KT), cleaning means. YL (ML, CL, KL) is disposed, and a conveyor belt 2A is disposed so as to contact the photoreceptors 7Y, 7M, 7C, 7K.
[0092]
  The photoconductors 7Y to 7K are uniformly charged by the corresponding charging means YC to KC while being rotated clockwise, and are optically scanned by the light beams 5Y to 5K, and the electrostatic latent image is written as a negative latent image. These electrostatic latent images are developed by the developing devices YD to KD, and yellow, magenta, cyan, and black toner images are formed on the photoreceptors 7Y, 7M, 7C, and 7K, respectively.
[0093]
  A transfer sheet, which is a sheet-like recording medium on which a color image is formed, is fed from the cassette 1A and is placed on the transport belt 2A by a registration roller 9. The conveying belt 2A is charged by corona discharge by the charger 18, and the transfer paper is electrostatically adsorbed on the conveying belt 2A. The transfer paper held on the transport belt 2A is sequentially transported through the transfer section, while the “black toner image” from the photoconductor 7K, the “cyan toner image” from the photoconductor 7C, the “magenta toner image” from the photoconductor 7M, and the photoconductor. The “yellow toner image” is sequentially transferred from 7Y by the action of the transfer means KT to YT.
[0094]
  In this way, a color image is synthetically formed on the transfer paper. The transfer paper carrying the color image is neutralized by the static elimination charger 11, separated from the transport belt 2A by the stiffness of the transfer paper itself, and proceeds to the fixing device 14, where the color image is fixed,Discharge roller 16Is discharged onto the tray 15 '. The photoreceptors 7Y to 7K after the toner image transfer are cleaned by the cleaning units YL to KL, respectively.
[0095]
  That is, the image forming apparatus shown in FIG. 3 is an image forming apparatus that separately scans the four photosensitive media 7Y to 7K, writes each color component of the color image, and forms a color image by combining the color component images. A one-side scanning type optical scanning device that scans the four photosensitive media 7Y to 7K using the one described in claim 1 and the like, and the deflecting means deflects the entire light beam on the same side with respect to the deflecting means. thing(Claim 8)It is.
[0096]
  In the above, the embodiment in the case where the plurality of scanned surfaces are optically scanned by the single beam scanning method has been described. As described above, the optical scanning of the surface to be scanned may be performed by a multi-beam scanning method. An embodiment in this case will be described with reference to FIG.
[0097]
  4A, the light source device denoted by reference numeral 31 includes two semiconductor lasers and two coupling lenses that couple light beams emitted from these semiconductor lasers. The two light beams emitted from the respective semiconductor lasers and coupled by the corresponding coupling lens are separated by the cylindrical lens 32 into the same deflection reflection surface position of the deflection means (rotating polygon mirror) 33 in the sub-scanning direction. An image is formed as a “line image long in the main scanning direction”. At this time, the two light beams from the respective semiconductor lasers cross in the main scanning direction at substantially one point near the deflection reflecting surface.
[0098]
  Each light beam deflected by the deflecting means 5 is transmitted through the scanning lenses 34A and 34B constituting the scanning imaging lens 35, and the optical path is folded by the optical path folding mirror 36 to form the substance of the scanned surface. Two light spots that are condensed toward the photosensitive member 37 and separated in the sub-scanning direction are formed, and the surface to be scanned is optically scanned by the multi-beam scanning method.
[0099]
  The upper part of FIG. 4B shows a case where the light is incident on the deflecting / reflecting surface at different positions. The position of the deflection reflection surface when two light beams (the principal rays are indicated by solid lines and broken lines) reach the same position P0 of the surface to be scanned 37 is represented by D for the solid light beam.1D for the broken light beam2Then, in the case of the upper diagram in FIG. 4B, the optical path passing through the scanning lenses 34A and 34B to the imaging position P0 is greatly different, and the optical action is also different depending on the optical path difference, so that it is formed at the imaging position P0. The spot diameter, magnification, and the like of the light spot are likely to be different between the solid line and the broken line light beam, and in particular, the influence on the fluctuation of the scanning line pitch between the image heights is large, and the scanning line is likely to be bent.
[0100]
  On the other hand, as shown in FIG. 4A, when the two light beams from the light source side intersect in the main scanning direction in the vicinity of the deflecting reflection surface, the image formation position P0 on the scanned surface 37 is reached. The optical path is substantially the same for each of the solid and broken light beams, and the scanning line bending can be effectively reduced. Further, the “writing position fluctuation in the main scanning direction” between the light beams due to the variation of each part on the scanning surface side from the deflecting unit 33 is substantially the same for all the light beams, and the main scanning direction between the light beams is the same. Writing position shift can be suppressed.
[0101]
  Furthermore, all the light beams that are imaged at the same imaging position “pass through substantially the same position in the main scanning direction of the scanning optical lens”, thereby minimizing the influence of the aberration of the scanning lens constituting the scanning imaging lens. The image forming position in the main scanning direction can be matched with each beam with high accuracy, and the main scanning direction at the writing start image height can be set even if the delay time is set for all the light beams after synchronization detection. Can be suppressed.
[0102]
  Further, if the plurality of light beams intersect with each other in the main scanning direction at approximately one point in the vicinity of the deflecting / reflecting surface, the size of the deflecting / reflecting surface can be minimized, and the inscribed circle radius of the rotary polygon mirror can be minimized.
[0103]
  In FIG. 4, the case where the single scanning surface 37 is optically scanned by the multi-beam scanning method has been described. However, as in the embodiment shown in FIG. In the case of “deflecting with the same deflecting / reflecting surface”, when the light beams are arranged at angles with respect to the same deflecting / reflecting surface with respect to the same deflecting / reflecting surface, the light beams are reflected by the deflecting means 33. The effect similar to the above can be obtained by “intersecting in the main scanning direction” at approximately one point in the vicinity of the surface. The deviation of the crossing position of each light beam is preferably within 0.5 mm on the deflecting / reflecting surface.
[0104]
【Example】
  Hereinafter, three specific examples of the optical system of the optical scanning device will be given. The optical scanning apparatus shown in FIG. 1 is assumed.
[0105]
  Explanation of symbols
  The meanings of the symbols are as follows.
[0106]
  RY: Curvature radius of the surface in the main scanning direction (including the aperture surface)
  RZ: radius of curvature (on the optical axis) of the surface in the sub-scanning direction (including the aperture surface)
  N: Refractive index of the material at the wavelength used (780nm)
  X: Distance in the optical axis direction
  Y: distance in the main scanning direction from the optical axis
  Z: distance in the sub-scanning direction from the optical axis
  "Optical system on the light source side from the deflection means"
Surface number RY (mm) RZ (mm) X (mm) N Remarks
Light source--0.51-Semiconductor laser array
1 ∞ ∞ 0.3 1.511 Cover glass
2 ∞ ∞ 12.0--
3 * 52.59 52.59 3.8 1.512 coupling lens
4 * -8.71 -8.71 15.0--
5 ∞ ∞ 138.85-Aperture stop
6 ∞ 48.0 3.0 1.511 Cylindrical lens
7 ∞ ∞ 93.57--
8----Deflection reflecting surface
  Surfaces marked with “*” are “coaxial aspheric surfaces”. Although the numerical value specific to the aspherical surface is not shown, it is set so that the wavefront aberration of the “parallel light beam” emitted from the coupling lens is satisfactorily corrected. The deflecting means is a rotating polygon mirror having an inscribed circle diameter of 18 mm and a number of deflecting reflecting surfaces of 6.
[0107]
  "Optical system after deflection means"
  β0(Image forming magnification on the optical axis in the sub-scanning direction between the deflecting means and the surface to be scanned): 0.38
  | βh/ β0Maximum value of |: 0.99.
Surface number RY (mm) RZ (mm) X (mm) N Remarks
Deflection surface ∞ ∞ 67.9-Deflection surface
1 * 1887.585 ∞ 31.4 1.524 Scanning lens
2 * -151.472 ∞ 162.1--
3 ** -4430.699 -88.519 8.2 1.524 Scanning lens
4 ** -4084.974 -27.015 100.0--
5----Surface to be scanned
  Each surface marked with “*” has a non-arc shape in the main scanning section and a straight line in the sub-scanning section. This lens surface is represented by the following formula: 1.
[0108]
  That is, Cm = 1 / RY, Cs (Y) = 1 / RZ,
  X (Y, Z) = Y2・ Cm / [1 + √ {1- (1 + K) ・ (Y ・ Cm)2}]
          + A ・ YFour + B ・ Y6 + C ・ Y8+ D ・ YTen + E ・ Y12
          + Cs (Y) ・ Z2/ [1 + √ {1- (Cs (Y) ・ Z)2}] (Formula: 1).
[0109]
  Each surface marked with “**” is a surface in which the shape in the main scanning direction is a non-arc shape, and the radius of curvature in the sub-scanning direction continuously changes depending on the lens height (Y) in the main scanning direction, Each surface shape is “Cs (Y)” in the above formula:
  Cs (Y) = 1 / RZ + a ・ Y + b ・ Y2+ c ・ YThree+ d ・ YFour+ e ・ YFive+ f ・ Y6+ g ・ Y7
             + h ・ Y8+ i ・ Y9+ j ・ YTen+ k ・ Y11+ l ・ Y12             (Formula: 2)
Is represented by the above formula: 1.
[0110]
  The aspheric coefficients in Example 1 are as follows.
[0111]
            1st surface 2nd surface 3rd surface 4th surface
RY 1887.585 -151.472 -4430.699 -4084.974
K -7.129 -2.866E-01 -4.260E + 02 -4.470E + 02
A -2.360E-08 1.398E-08 7.278E-09 -6.469E-09
B -7.646E-14 -1.940E-12 -1.758E-13 1.313E-13
C 8.043E-17 -2.345E-16 1.103E-18 -1.843E-18
D 1.622E-20 2.102E-20 -1.652E-22 -1.722E-22
E 3.854E-24 3.780E-24 -1.129E-28 1.119E-28
RZ ∞ ∞ -88.519 -27.015
a----2.440E-07
b---1.435E-07 1.197E-07
c---1.325E-11
d--5.793E-13 -4.423E-12
e----3.719E-15
f---6.428E-17 -2.276E-16
g---1.535E-19
h---3.700E-21 5.299E-22
i---1.276E-23
j---1.126E-25 -4.801E-26
k----7.059E-28
l---9.704E-30 -4.770E-30
  In the above display, for example, “E-30” is “10-30This number is the one immediately preceding the number.
[0112]
  In this optical system, a soundproof glass (refractive index: 1.511) having a thickness of 1.9 mm is disposed between the cylindrical lens and the deflecting means at an inclination angle of 8 degrees with respect to the sub-scanning direction. Yes.
[0113]
  Example 2
  "Optical system on the light source side from the deflection means"
  The same as in the first embodiment.
[0114]
  "Optical system after deflection means"
  β0(Image forming magnification on the optical axis in the sub-scanning direction between the deflecting means and the surface to be scanned): 0.38
  | βh/ β0Maximum value of |: 0.99.
Surface number RY (mm) RZ (mm) X (mm) N Remarks
Deflection surface ∞ ∞ 67.9-Deflection surface
1 * 2935.904 ∞ 31.3 1.524 Scanning lens
2 * -147.472 ∞ 162.0--
3 ** -2800.436 -88.759 8.4 1.524 Scanning lens
4 ** -2139.643 -27.048 100.0--
5----Surface to be scanned
  The shape of each surface marked with “*” and “**” is the same as that in Example 1, with the formula: 1 and
Formula: 1 using Formula: 2.
[0115]
  The aspheric coefficients in Example 2 are as follows.
[0116]
            1st surface 2nd surface 3rd surface 4th surface
RY 2935.904 -147.472 -2800.436 -2139.643
K 3.469E + 02 -2.754E-01 -9.349E + 02 -5.131E + 02
A -2.346E-08 1.344E-08 7.939E-09 -7.041E-09
B -7.787E-14 -1.951E-12 -1.827E-13 1.420E-13
C 7.756E-17 -2.321E-16 1.062E-18 -1.654E-18
D 1.487E-20 2.206E-20 -1.612E-22 -1.735E-22
E 3.885E-24 4.061E-24 1.904E-28 -6.991E-29
RZ ∞ ∞ -88.759 -27.048
a----1.133E-07
b---1.464E-07 1.106E-07
c---1.322E-11
d--4.982E-14 -5.250E-12
e----4.288E-15
f---1.627E-16 -2.910E-16
g---1.279E-19
h---3.680E-21 8.867E-22
i---1.277E-23
j---9.668E-26 -4.793E-26
k----5.904E-28
l---6.550E-30 -5.920E-30
  Also in this optical system, a soundproof glass (refractive index: 1.511) having a thickness of 1.9 mm is disposed between the cylindrical lens and the deflecting means at an inclination angle of 8 degrees with respect to the sub-scanning direction. Yes.
[0117]
  Example 3
  "Optical system on the light source side from the deflection means"
  The same as in the first embodiment.
[0118]
  "Optical system after deflection means"
  β0(Image forming magnification on the optical axis in the sub-scanning direction between the deflecting means and the surface to be scanned): 0.38
  | βh/ β0Maximum value of |: 0.99.
Surface number RY (mm) RZ (mm) X (mm) N Remarks
Deflection surface ∞ ∞ 67.8-Deflection surface
1 * 1889.776 ∞ 31.4 1.524 Scanning lens
2 * -151.493 ∞ 162.0--
3 ** -4016.530 -88.498 8.4 1.524 Scanning lens
4 ** -3342.445 -27.018 100.0--
5----Surface to be scanned
  The shape of each surface marked with “* mark, ** mark” is expressed by Formula: 1 using Formula: 1 and Formula: 2, as in Example 1.
[0119]
  The aspheric coefficients in Example 3 are as follows.
[0120]
          1st surface 2nd surface 3rd surface 4th surface
RY 1889.776 -151.493 -4016.530 -3342.445
K -6.233E + 00 -2.859E-01 -4.298E + 02 -3.738E + 02
A -2.359E-08 1.393E-08 7.329E-09 -6.508E-09
B -7.764E-14 -1.941E-12 -1.751E-13 1.308E-13
C 8.018E-17 -2.341E-16 1.108E-18 -1.844E-18
D 1.634E-20 2.112E-20 -1.656E-22 -1.719E-22
E 3.946E-24 3.790E-24 -1.410E-28 1.400E-28
RZ ∞ ∞ -88.498 -27.018
a----2.322E-07
b---1.435E-07 1.196E-07
c---1.407E-11
d--5.795E-13 -4.444E-12
e----3.696E-15
f---6.469E-17 -2.292E-16
g---1.531E-19
h---3.640E-21 4.860E-22
i---1.265E-23
j---1.094E-25 -5.044E-26
k----7.167E-28
l---9.525E-30 -4.891E-30
  Also in this optical system, a soundproof glass (refractive index: 1.511) having a thickness of 1.9 mm is disposed between the cylindrical lens and the deflecting means at an inclination angle of 8 degrees with respect to the sub-scanning direction. Yes.
[0121]
  5 to 7 are diagrams of field curvature and constant velocity characteristics (fθ characteristics / linearity) regarding Examples 1 to 3. FIG. As is clear from these figures, the performances of Examples 1 to 3 are extremely good.
[0122]
  The optical systems of Examples 1 to 3 are each scanned surfaceSideThe scanning lens has a positive meniscus shape with a convex surface facing the surface to be scanned in the main scanning section (Claim 4), and the sub-scanning direction on the optical axis between the deflecting means and the surface to be scanned. Horizontal magnification: β0Lateral magnification in the sub-scanning direction at an arbitrary image height: βhBut the condition:
  (2) 0.9 <| βh/ β0| <1.1
(Claim 5), the lateral magnification in the sub-scanning direction on the optical axis between the deflecting means and the surface to be scanned: β0But the condition:
  (3) 0.2 <| β0| <0.6
(Claim 6).
[0123]
  Further, the distance on the optical axis from the starting point of deflection by the deflection means to the surface to be scanned: L, the maximum scanning lens interval within the same scanning imaging lens: a, the condition:
  (1) 0.3 <| a / L | <0.6
Satisfy(Claim 1). Furthermore, the scanning lenses included in the scanning imaging lens are all plastic lenses.(Claims 1 and 7).
[0124]
  Note that “consisting of two or more scanning lenses and deflecting means”SideThe scanning lens has a positive refractive power in the main scanning direction, and the refractive power in the sub-scanning direction is substantially zero.SideA scanning imaging lens in which the scanning lens has a positive refractive power in both the main and sub-scanning directions itself is a normal optical scanning device (scans a single surface to be scanned by a single beam or multi-beam scanning method). The first to third embodiments are also examples of such a scanning imaging lens.
[0125]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, a novel optical scanning device and image forming apparatus can be realized. The optical scanning device of the present invention can realize a stable light spot by properly correcting the curvature of field in the main and sub-scanning directions on a plurality of scanned surfaces. Therefore, an image forming apparatus using this optical scanning is excellent. Color image formation and multicolor images can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an optical scanning device of the present invention and an optical scanning unit of a tandem type image forming apparatus using the same.
FIG. 2 is a diagram for explaining one embodiment of a multi-beam scanning type optical scanning device using the optical scanning device of the present invention;
3 is a diagram showing an embodiment of a tandem color image forming apparatus using the optical scanning device of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a view for explaining the invention according to claim 3;
5 is a diagram showing field curvature and constant velocity characteristics of Example 1. FIG.
6 is a diagram showing field curvature and constant velocity characteristics of Example 2. FIG.
7 is a diagram showing field curvature and constant velocity characteristics of Example 3. FIG.
[Explanation of symbols]
  1Y ~ 1K light source
  2Y ~ 2K coupling lens
  4Y-4K cylindrical lens
  5 Deflection means
  L1 scanning lens
  L2Y-L2K scanning lens
  7Y-7K surface to be scanned

Claims (9)

複数の光源から放射される各色に対応する光ビーム群を、これら光ビーム群に共通の偏向手段により該偏向手段の片側で偏向させ、走査結像光学系により異なる感光体上の被走査面にそれぞれ1以上の光ビームを導光し集光させて、各被走査面上に1以上の光スポットを形成し、これら光スポットにより各被走査面の光走査を行う光走査装置において、
走査結像光学系は、各被走査面に対応して走査結像レンズを有し、
上記走査結像レンズは2つの走査レンズにより構成され、これら2つの走査レンズのうち、偏向手段側の走査レンズは、主走査方向に正の屈折力を持ち、副走査方向の屈折力は略ゼロであり、被走査面側の走査レンズは、主・副走査方向共に正の屈折力を持ち、
走査結像光学系における、偏向手段側の走査レンズが、異なる感光体上の被走査面に向う光ビームに共通化されており、
上記偏向手段側の走査レンズがプラスチックレンズであり、
上記2つの走査レンズ間に、各被走査面へ光路を分離するための分離ミラー配置され、
上記分離ミラーを複数配置するために、上記偏向手段の偏向の起点から被走査面に至る光軸上の距離:L、上記各走査レンズにおける光軸上におけるレンズ間隔の最大の距離:aが、条件:
(1) 0.3<|a/L|<0.6
を満足することを特徴とする光走査装置。
A light beam group corresponding to each color emitted from a plurality of light sources is deflected on one side of the deflecting means by a deflecting means common to the light beam groups, and is applied to a scanned surface on a different photosensitive member by a scanning imaging optical system. In an optical scanning apparatus that guides and collects one or more light beams to form one or more light spots on each scanned surface, and performs optical scanning of each scanned surface with these light spots,
The scanning imaging optical system has a scanning imaging lens corresponding to each scanned surface,
The scanning imaging lens is constituted by two scanning lenses, of these two scanning lenses, deflecting means side of the run査lens has a positive refractive power in the main scanning direction, the refractive power in the sub-scanning direction is substantially is zero, run査lens surface to be scanned side has a main sub-scanning direction are positive refractive power,
In the scanning image forming optical system, the deflecting means side of the run査lenses are common to the light beam towards the surface to be scanned on different photoreceptor,
It said deflecting means side of the scanning lens is a plastic lens,
Between the two scanning lenses, separation mirror for separating the optical path is arranged to the surface to be scanned,
In order to arrange a plurality of the separation mirrors, the distance on the optical axis from the deflection starting point of the deflecting means to the surface to be scanned: L, the maximum distance of the lens interval on the optical axis of each scanning lens: a, conditions:
(1) 0.3 <| a / L | <0.6
An optical scanning device characterized by satisfying
請求項1記載の光走査装置において、
異なる感光体上の被走査面に向かう光ビームに共通化された走査レンズを、光ビームが副走査方向に互いに略平行に通過することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1,
An optical scanning device characterized in that light beams pass through a scanning lens shared by light beams directed to scanning surfaces on different photoconductors substantially parallel to each other in the sub-scanning direction.
請求項1または2記載の光走査装置において、
偏向手段が偏向反射面を有する反射型のものであり、同一の偏向反射面に入射する全ての光ビームが、上記同一の偏向反射面近傍の略1点において、主走査方向に交差することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1 or 2,
The deflecting means is of a reflective type having a deflecting reflecting surface, and all light beams incident on the same deflecting reflecting surface intersect the main scanning direction at substantially one point in the vicinity of the same deflecting reflecting surface. An optical scanning device.
請求項1〜3の任意の1に記載の光走査装置において、
各被走査面側の走査レンズは、主走査断面内の形状が、被走査面側に凸面を向けた正メニスカス形状であることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3,
Each scanned surface side of the run査lens, the shape of the main scanning cross section, an optical scanning device which is a positive meniscus shape with a convex surface directed to the surface to be scanned side.
請求項1〜4の任意の1に記載の光走査装置において、
偏向手段と被走査面との間の、光軸上における副走査方向の横倍率:β0、任意像高における副走査方向の横倍率:βhが、条件:
(2) 0.9<|βh0|<1.1
を満足することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 4,
The lateral magnification in the sub-scanning direction on the optical axis between the deflecting means and the surface to be scanned: β 0 , the lateral magnification in the sub-scanning direction at an arbitrary image height: β h , conditions:
(2) 0.9 <| β h / β 0 | <1.1
An optical scanning device characterized by satisfying
請求項1〜5の任意の1に記載の光走査装置において、
偏向手段と被走査面との間の光軸上における副走査方向の横倍率:β0が、条件:
(3) 0.2<|β0|<0.6
を満足することを特徴とする光走査装置。
In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 5,
The lateral magnification in the sub-scanning direction on the optical axis between the deflecting means and the surface to be scanned: β 0 is the condition:
(3) 0.2 <| β 0 | <0.6
An optical scanning device characterized by satisfying
請求項1〜6の任意の1に記載の光走査装置において、
被走査面側の走査レンズがプラスチックレンズであることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 6,
Optical scanning apparatus, wherein the scanning lens surface to be scanned side is a plastic lens.
3もしくは4面の感光性媒体を別個に光走査して、カラー画像の各色成分を書込み、各色成分画像の合成によりカラー画像を形成する画像形成装置において、
3もしくは4面の感光性媒体を光走査する光走査装置として、請求項1〜7の任意の1に記載のものを用い、且つ、偏向手段が全光ビームを、偏向手段に関して同じ側において偏向させることを特徴とする片側走査型の画像形成装置。
In an image forming apparatus that separately scans three or four photosensitive media, writes each color component of a color image, and forms a color image by combining the color component images.
The photosensitive medium 3 or 4 sides as the optical scanning device for optical scanning, using those described in any one of claims 1 to 7, and, deflecting deflection means a total light beam, in the same side with respect to the deflecting means One-side scanning type image forming apparatus.
3もしくは4面の感光性媒体を別個に光走査して、カラー画像の各色成分を書込み、各色成分画像の合成によりカラー画像を形成する画像形成装置において、
3もしくは4面の感光性媒体を光走査する光走査装置として、請求項1〜7の任意の1に記載のものを用い、且つ、偏向手段が全光ビームを、偏向手段の両側に振り分けて偏向させることを特徴とする対向走査型の画像形成装置。
In an image forming apparatus that separately scans three or four photosensitive media, writes each color component of a color image, and forms a color image by combining the color component images.
The photosensitive medium 3 or 4 sides as the optical scanning device for optical scanning, using those described in any one of claims 1 to 7, and the deflection means a total light beam, are distributed on both sides of the deflecting means A counter-scanning image forming apparatus characterized by deflecting.
JP2002276318A 2002-09-20 2002-09-20 Optical scanning apparatus and image forming apparatus Expired - Fee Related JP3686644B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002276318A JP3686644B2 (en) 2002-09-20 2002-09-20 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002276318A JP3686644B2 (en) 2002-09-20 2002-09-20 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004117391A JP2004117391A (en) 2004-04-15
JP3686644B2 true JP3686644B2 (en) 2005-08-24

Family

ID=32272226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002276318A Expired - Fee Related JP3686644B2 (en) 2002-09-20 2002-09-20 Optical scanning apparatus and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3686644B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006133517A (en) * 2004-11-05 2006-05-25 Ricoh Co Ltd Scanning optical system, optical scanning device, image forming apparatus and color image forming apparatus
JP2008015219A (en) * 2006-07-06 2008-01-24 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
US20090052945A1 (en) * 2006-07-10 2009-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004117391A (en) 2004-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7271823B2 (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP4430314B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4340515B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
EP1749668B1 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US7633663B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JP4663355B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2000249948A (en) Multi-beam scanner and image forming device
JP4684470B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP4365582B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2002365570A (en) Image surface adjusting method and line image forming optical system for optical scanner, the optical scanner and imaging apparatus
US7053922B2 (en) Optical scanning apparatus, and image forming apparatus using such optical scanning apparatus
JP4913347B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4439141B2 (en) Scanning optical system
JP4617004B2 (en) Scanning optical device and image forming apparatus using the same
JP5089864B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JPH1164757A (en) Optical device and image forming device
JP4460865B2 (en) Optical scanning apparatus and color image forming apparatus
JP4608430B2 (en) Scanning optical system, scanning optical apparatus using the same, and image forming system
JP2009003393A (en) Optical scanner and image forming device provided with same
JP4713377B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4568618B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP3686644B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4841268B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP3686643B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2004004154A (en) Scanning optical system, optical scanner, and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041019

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050125

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050328

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050531

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050603

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3686644

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080610

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090610

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090610

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100610

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110610

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110610

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120610

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130610

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees