JP4914563B2 - Optical scanning device - Google Patents

Optical scanning device Download PDF

Info

Publication number
JP4914563B2
JP4914563B2 JP2004181723A JP2004181723A JP4914563B2 JP 4914563 B2 JP4914563 B2 JP 4914563B2 JP 2004181723 A JP2004181723 A JP 2004181723A JP 2004181723 A JP2004181723 A JP 2004181723A JP 4914563 B2 JP4914563 B2 JP 4914563B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
scanning direction
scanning
light beam
deflector
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
JP2004181723A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006003749A (en
Inventor
大三郎 松木
智延 吉川
義春 山本
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.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial 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 Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2004181723A priority Critical patent/JP4914563B2/en
Publication of JP2006003749A publication Critical patent/JP2006003749A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4914563B2 publication Critical patent/JP4914563B2/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)
  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Description

本発明は、光束で被走査面上を走査する光走査装置に関する。具体的には、レーザプリンタ、レーザファクシミリ、デジタル複写機等に用いられる光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device that scans a surface to be scanned with a light beam . Specifically, the present invention relates to an optical scanning device used in a laser printer, a laser facsimile, a digital copying machine, and the like.

走査光学系は、光束の走査により画像の読み取りや画像の形成を行う光走査装置に組み込まれて使用される。光走査装置としては、例えば、レーザファクシミリ、レーザプリンタ及びデジタル複写機が挙げられる。   The scanning optical system is used by being incorporated in an optical scanning device that reads an image or forms an image by scanning a light beam. Examples of the optical scanning device include a laser facsimile, a laser printer, and a digital copying machine.

従来の光走査装置では、光源に半導体レーザを用い、半導体レーザ光源から発した発散ビーム(発散光束)をコリメータレンズ等で平行ビーム(平行光束)に成形した後に、ポリゴンミラー等の偏向器により偏向させて、fθ特性を有する走査レンズを介してビームスポットを被走査面上に結像させていた。なお、偏向器から射出されるビームの偏向角を所定の範囲内で等角速度的に変化させることにより、走査面上の所定の範囲をビームで等速度的に走査していた。また、この走査レンズによって、偏向面が偏向器の回転軸に対して傾いているときに、偏向器の偏向面と被走査面とを幾何光学的に共役な関係に結びつけて面倒れ補正を行っていた。つまり、偏向器の回転軸に対する傾きがあると、被走査面上を走査する光束の位置がばらつくために画質が劣化してしまうが、幾何光学的に共役な関係にすることでこれを補正していた。   In a conventional optical scanning device, a semiconductor laser is used as a light source, a diverging beam (diverging light beam) emitted from the semiconductor laser light source is formed into a parallel beam (parallel light beam) by a collimator lens, etc., and then deflected by a deflector such as a polygon mirror. Thus, the beam spot is imaged on the surface to be scanned through the scanning lens having the fθ characteristic. Note that, by changing the deflection angle of the beam emitted from the deflector at a constant angular velocity within a predetermined range, the predetermined range on the scanning surface is scanned with the beam at a constant velocity. In addition, when the deflecting surface is tilted with respect to the rotation axis of the deflector, the surface tilt correction is performed by connecting the deflecting surface of the deflector and the surface to be scanned to a geometrically conjugate relationship. It was. In other words, if there is an inclination with respect to the rotation axis of the deflector, the image quality deteriorates because the position of the light beam that scans the surface to be scanned varies, but this is corrected by using a geometrically conjugate relationship. It was.

ここで、fθ特性とは、焦点距離fの走査レンズに画角θの角度で入射する平行ビームが被走査面において結像する像高をYとしたとき、Y=f・θを満たす性質を意味する。なお、以下においては、画角を偏向角と称する。走査レンズがfθ特性を備えている場合、最大偏向角をθmax、最大像高をYmax、走査レンズの焦点距離をfとして、Ymax=f・θmaxの関係を満たすこととなる。最大像高Ymaxは、走査幅の限界までの距離を意味し、通常は所望の用紙サイズの幅に相当する。また、最大偏向角θmaxは、走査幅の限界における偏向角を意味する。 Here, the fθ characteristic is a property that satisfies Y = f · θ, where Y is the image height at which the parallel beam incident on the scanning lens having the focal length f at the angle of view θ forms an image on the surface to be scanned. means. In the following, the angle of view is referred to as a deflection angle. When the scanning lens has the fθ characteristic, the maximum deflection angle is θmax, the maximum image height is Ymax, and the focal length of the scanning lens is f, and the relationship of Ymax = f · θmax is satisfied. The maximum image height Ymax means a distance to the limit of the scanning width, and usually corresponds to a width of a desired paper size. The maximum deflection angle θmax denotes deflection angle definitive the limits of the scanning width.

従来は、最大偏向角θmaxを大きく設計し、かつ走査レンズの焦点距離fを小さく設計することによって、偏向器から被走査面までの距離を短くして走査光学系の小型化を図っていた。   Conventionally, the scanning optical system has been downsized by shortening the distance from the deflector to the surface to be scanned by designing the maximum deflection angle θmax to be large and the focal length f of the scanning lens to be small.

上述の走査レンズによって被走査面上での等速度的な走査及び面倒れ補正を実現した走査光学系が、多数知られている。例えば、像面湾曲を補正するためにシリンドリカルレンズを使用した、偏向面の面倒れ補正効果を有する2群構成のfθレンズ系が提案されている(特許文献1参照)。   Many scanning optical systems are known in which the above-described scanning lens realizes constant-speed scanning and surface tilt correction on the surface to be scanned. For example, a two-group fθ lens system has been proposed that uses a cylindrical lens to correct curvature of field and has a surface tilt correction effect on the deflection surface (see Patent Document 1).

また、負の屈折力を有するシリンドリカル面を偏向器側に備え全体としても負の屈折力を有する第1レンズと、偏向器側が凹面であるトーリック面を有する第2レンズとから構成される面倒れ補正走査光学系が提案されている(特許文献2参照)。   In addition, a tilted surface composed of a first lens having a negative refractive power on the deflector side and having a negative refractive power as a whole and a second lens having a toric surface having a concave surface on the deflector side. A correction scanning optical system has been proposed (see Patent Document 2).

また、シリンドリカル面を有する第1レンズと、トーリック面を有する第2レンズとから成り、かつ少なくとも1つの光軸対称非球面を有するレンズから構成される面倒れ補正走査光学系であって、副走査方向についてのピッチムラを除去する光学系が提案されている(特許文献3参照)。
特開昭58−93021号公報 特許第2716428号 特開平7−20398号公報
A surface tilt correction scanning optical system comprising a first lens having a cylindrical surface and a second lens having a toric surface, and comprising a lens having at least one optical axis-symmetric aspheric surface, An optical system for removing pitch unevenness in the direction has been proposed (see Patent Document 3).
JP 58-93021 A Japanese Patent No. 2716428 Japanese Patent Laid-Open No. 7-20398

上記の特許文献1に開示された偏向面の倒れ補正効果を有する2群構成fθレンズでは、像面湾曲の補正のために、第1レンズを走査面付近に配置しなければならず、その結果、所望の用紙サイズの幅と同程度の長さの第1レンズが必要となり、コストアップに繋がるという問題があった。   In the two-group fθ lens having the deflection surface tilt correction effect disclosed in Patent Document 1, the first lens must be disposed in the vicinity of the scanning surface in order to correct field curvature, and as a result. The first lens having a length approximately the same as the width of the desired paper size is required, leading to an increase in cost.

また、上記の特許文献2に開示された面倒れ補正走査光学系では、シリンドリカル面とトーリック面とをそれぞれ別のレンズに設けて設計の自由度を増やしているが、fθ特性や像面湾曲等の諸収差を広範囲に亘り補正するためには、屈折率が高くかつ肉厚の厚いガラスレンズを用いなければならず、価格が上昇しかつ重量が重くなるという問題点があった。   In addition, in the surface tilt correction scanning optical system disclosed in Patent Document 2, a cylindrical surface and a toric surface are provided in different lenses to increase the degree of freedom of design. However, the fθ characteristic, field curvature, etc. In order to correct these various aberrations over a wide range, a glass lens having a high refractive index and a large thickness must be used, resulting in a problem that the price increases and the weight increases.

更に、特許文献3に開示された面倒れ補正走査光学系では、低屈折率であり安価な樹脂レンズを用いて低コスト化を図っているが、諸収差を広範囲にわたって維持するためには肉厚の厚いレンズを用いなければならず、コストアップを招くという問題点があった。また、特許文献3に開示された面倒れ補正走査光学系では、走査レンズにおける最大偏向角θmaxを大きくすることによって小型化を図っている。これは、最大像高が一定の条件下では最大偏向角θmaxを大きくすることによってレンズの焦点距離fが小さくなる、つまり、偏向器から被走査面までの距離が短くなることを利用している。しかし、最大偏向角θmaxを大きくしようとすると、偏向器における主走査方向の幅が大きくなって偏向器が大型化するという問題点があった。更に、偏向器の大型化を抑えるために少ない面数の偏向器を用いると、偏向器を高速に回転させるための高価なモータが必要となり、コストアップを招くという問題点があった。   Further, the surface tilt correction scanning optical system disclosed in Patent Document 3 uses a low-refractive-index and inexpensive resin lens to reduce the cost, but in order to maintain various aberrations over a wide range, it is thick. A thick lens has to be used, resulting in a problem of increased costs. Further, the surface tilt correction scanning optical system disclosed in Patent Document 3 is miniaturized by increasing the maximum deflection angle θmax in the scanning lens. This utilizes the fact that the focal length f of the lens is reduced by increasing the maximum deflection angle θmax under the condition that the maximum image height is constant, that is, the distance from the deflector to the surface to be scanned is shortened. . However, if the maximum deflection angle θmax is to be increased, there is a problem that the width of the deflector in the main scanning direction increases and the deflector becomes larger. Further, when a deflector having a small number of surfaces is used to suppress an increase in the size of the deflector, an expensive motor for rotating the deflector at a high speed is required, resulting in an increase in cost.

そこで、本発明は、光走査装置において、小型化及び軽量化を実現させ、収差補正の精度を向上させ、かつ走査レンズの振動により発生する副走査方向に対するピッチムラを低減させる。更に、本発明では、製造における加工や組み立てが容易な構成を実現させる。 Therefore, the present invention realizes a reduction in size and weight in an optical scanning device , improves the accuracy of aberration correction, and reduces pitch unevenness in the sub-scanning direction caused by vibration of the scanning lens. Furthermore, the present invention realizes a configuration that is easy to process and assemble in manufacturing.

また、本発明では、画像読み取り装置において、本発明の光走査装置を搭載することによって、小型化及び軽量化を実現させ、かつ画像読み取りの精度を向上させる。本発明では、画像形成装置において、本発明の光走査装置を搭載することによって、小型化及び軽量化を実現させ、かつ画像形成の精度を向上させる。 Further, according to the present invention, by mounting the optical scanning device of the present invention in an image reading apparatus, it is possible to reduce the size and weight and improve the accuracy of image reading. In the present invention, by mounting the optical scanning device of the present invention in an image forming apparatus, it is possible to reduce the size and weight and improve the accuracy of image formation.

上記の課題を解決するために、本発明に係る光走査装置は、拡散光束を生成する光源と、前記拡散光束の光路上に設けられかつ前記拡散光束を線状に結像させる光束成形レンズと、前記光束成形レンズからの前記光束の光路上に設けられかつ前記光束成形レンズからの前記光束が結像されるとともに前記光束を偏向させる偏向面を有する偏向器と、前記偏向器の前記偏向面の方位を制御する偏向制御部と、前記偏向器からの前記光束の光路上に設けられかつ主走査方向に関するfθ特性及び前記主走査方向と光軸方向との双方に垂直な副走査方向に関する面倒れ補正特性を有するとともに前記偏向器からの前記光束を被走査面上に集束させる走査レンズとを含み、前記偏向器から前記走査レンズに入射する前記光束が主走査方向断面内で集束する光束である光走査装置であって、前記走査レンズは、前記偏向器の側から順に、第1レンズと第2レンズとを備え、かつ前記第1レンズは、前記偏向器の側に、前記副走査方向の直線を含み、前記主走査方向断面に垂直な副走査方向断面内で負の屈折力を有するシリンドリカル面を有し、前記第2レンズは、前記偏向器の側と反対側に、前記副走査方向断面内で正の屈折力を有するアナモフィック面を有するとともに、前記アナモフィック面が、前記副走査方向断面における曲率中心を前記副走査方向断面ごとに結んだ線が非円弧となる形状であることを特徴とするIn order to solve the above-described problems, an optical scanning device according to the present invention includes a light source that generates a diffused light beam, a light beam shaping lens that is provided on an optical path of the diffused light beam, and forms an image of the diffused light beam in a linear shape. A deflector provided on an optical path of the light beam from the light beam shaping lens, and having a deflection surface that forms an image of the light beam from the light beam shaping lens and deflects the light beam, and the deflection surface of the deflector A deflection control unit that controls the azimuth of the light beam, an fθ characteristic that is provided on the optical path of the light beam from the deflector and that is perpendicular to both the main scanning direction and the optical axis direction. And a scanning lens that focuses the light beam from the deflector on the surface to be scanned, and the light beam incident on the scanning lens from the deflector is converged within a cross section in the main scanning direction. That an optical scanning device is an optical beam, said scanning lens includes, in order from the side of said deflector, and a first lens and the second lens, and the first lens, on the side of the deflector, the A cylindrical surface including a straight line in the sub-scanning direction and having a negative refractive power in a cross-section in the sub-scanning direction perpendicular to the cross-section in the main scanning direction, and the second lens is opposite to the deflector side, The anamorphic surface has a positive refractive power in the cross section in the sub-scanning direction, and the anamorphic surface has a shape in which a line connecting the center of curvature in the cross section in the sub-scanning direction for each cross section in the sub-scanning direction is a non-arc. It is characterized by being .

本発明に係る光走査装置によれば、第1レンズの第1面を副走査方向断面内で負の屈折力を有するシリンドリカル面とし、第2レンズの第4面を副走査方向断面内で正の屈折力を有するアナモフィック面としたことによって、小型化及び軽量化を実現することができ、収差補正の精度を向上させることができ、副走査方向に対するピッチムラを低減させることができる。 According to the optical scanning device of the present invention, the first surface of the first lens is a cylindrical surface having negative refractive power in the cross section in the sub-scanning direction, and the fourth surface of the second lens is positive in the cross section in the sub-scanning direction. By using an anamorphic surface having a refractive power of 2 mm, it is possible to reduce the size and weight, improve the accuracy of aberration correction, and reduce pitch unevenness in the sub-scanning direction.

また、画像形成装置において、本発明の光走査装置を搭載したことによって、小型化及び軽量化を実現することができ、また、画像読み取りの精度を向上させることができる。 In addition, by mounting the optical scanning device of the present invention in the image forming apparatus, it is possible to achieve a reduction in size and weight, and to improve the accuracy of image reading.

また、画像読み取り装置において、本発明の光走査装置を搭載したことによって、小型化及び軽量化を実現することができ、また、画像読み取りの精度を向上させることができる。 In addition, by mounting the optical scanning device of the present invention in the image reading device, it is possible to realize a reduction in size and weight, and to improve the accuracy of image reading.

本発明に係る光走査装置は、上述のように、拡散光束を生成する光源と、前記拡散光束の光路上に設けられかつ前記拡散光束を線状に結像させる光束成形レンズと、前記光束成形レンズからの前記光束の光路上に設けられかつ前記光束成形レンズからの前記光束が結像されるとともに前記光束を偏向させる偏向面を有する偏向器と、前記偏向器の前記偏向面の方位を制御する偏向制御部と、前記偏向器からの前記光束の光路上に設けられかつ主走査方向に関するfθ特性及び前記主走査方向と光軸方向との双方に垂直な副走査方向に関する面倒れ補正特性を有するとともに前記偏向器からの前記光束を被走査面上に集束させる走査レンズとを含み、前記偏向器から前記走査レンズに入射する前記光束が主走査方向断面内で集束する光束である光走査装置であって、前記走査レンズは、前記偏向器の側から順に、第1レンズと第2レンズとを備え、かつ前記第1レンズは、前記偏向器の側に、前記副走査方向の直線を含み、前記主走査方向断面に垂直な副走査方向断面内で負の屈折力を有するシリンドリカル面を有し、前記第2レンズは、前記偏向器の側と反対側に、前記副走査方向断面内で正の屈折力を有するアナモフィック面を有するとともに、前記アナモフィック面が、前記副走査方向断面における曲率中心を前記副走査方向断面ごとに結んだ線が非円弧となる形状であることを特徴とする。ここで、アナモフィック面には、自由曲面等の形状の面を含意する。なお、自由曲面とは回転対称軸を持たない曲面を意味する。 As described above, the optical scanning device according to the present invention includes a light source that generates a diffused light beam, a light beam forming lens that is provided on an optical path of the diffused light beam and forms an image of the diffused light beam linearly, and the light beam shaping A deflector provided on the optical path of the light beam from the lens and having the deflection surface for deflecting the light beam while the light beam from the light beam shaping lens is imaged, and controlling the orientation of the deflection surface of the deflector A deflection controller provided on the optical path of the luminous flux from the deflector and a surface tilt correction characteristic in the sub-scanning direction perpendicular to both the main scanning direction and the optical axis direction. And a scanning lens that focuses the light beam from the deflector onto a scanned surface, and the light beam incident on the scanning lens from the deflector is a light beam that converges in a cross section in the main scanning direction. A scanning device, the scanning lens includes, in order from the side of said deflector, and a first lens and the second lens, and the first lens, on the side of the deflector, the sub-scanning direction of the straight line Including a cylindrical surface having a negative refractive power in a sub-scanning direction cross section perpendicular to the main scanning direction cross-section, and the second lens is disposed on the side opposite to the deflector side in the sub-scanning direction cross-section. An anamorphic surface having a positive refractive power, and the anamorphic surface has a shape in which a line connecting the centers of curvature in the sub-scanning direction cross section for each sub-scanning direction cross section is a non-arc. To do . Here, the anamorphic surface implies a surface having a shape such as a free-form surface. The free-form surface means a curved surface that does not have a rotational symmetry axis.

また、本明細書において、主走査方向とは、偏向器の偏向面の制御によって走査される光束の軌跡を含む平面上において、走査レンズの光軸と直交する方向を意味し、一方、副走査方向とは、主走査方向と走査レンズの光軸との双方に垂直な方向を意味する。また、本明細書において、主走査方向断面とは、主走査方向の線分と光軸方向の線分とを含む平面による切断面を意味し、一方、副走査方向断面とは、副走査方向の線分と走査レンズの光軸方向の線分とを含む平面による切断面を意味する。   In this specification, the main scanning direction means a direction orthogonal to the optical axis of the scanning lens on a plane including the locus of the light beam scanned by controlling the deflecting surface of the deflector. The direction means a direction perpendicular to both the main scanning direction and the optical axis of the scanning lens. In this specification, the cross section in the main scanning direction means a cut surface by a plane including a line segment in the main scanning direction and a line segment in the optical axis direction, while the sub scanning direction cross section means the sub scanning direction. And a cut surface by a plane including the line segment in the optical axis direction of the scanning lens.

上記の構成であれば、副走査方向倍率を小さくできるため、走査レンズの振動により発生する副走査方向に対するピッチムラを抑えることができる。すなわち、レンズ加工やレンズ取り付けに対する公差が緩くなり、走査光学系の加工や組み立てを容易におこなうことができる。また、走査レンズに入射する光束が集束光束であるので、走査レンズにおける最大偏向角θmaxを小さく保ったままで走査レンズの焦点距離fを小さくするのと同等な効果を発現させることができる。つまり、偏向器を大型化させることなく走査レンズを小型化できるために、走査光学系全体としての小型化を実現できる。   With the above configuration, since the magnification in the sub-scanning direction can be reduced, pitch unevenness in the sub-scanning direction caused by the vibration of the scanning lens can be suppressed. That is, the tolerance for lens processing and lens mounting becomes loose, and processing and assembly of the scanning optical system can be easily performed. Further, since the light beam incident on the scanning lens is a convergent light beam, an effect equivalent to reducing the focal length f of the scanning lens while keeping the maximum deflection angle θmax in the scanning lens small can be exhibited. That is, since the scanning lens can be reduced in size without increasing the size of the deflector, the overall size of the scanning optical system can be reduced.

本発明に係る光走査装置では、走査光学系が、偏向器の偏向面の方位を偏向制御部により制御して光束を偏向器から略等角速度で異なる方位に射出させ、偏向器から略等角速度で異なる方位に射出される光束で、走査レンズを介して、被走査面を主走査方向に略等速度で走査させる構成とすることができる。この構成であれば、例えば、偏向器としてポリゴンミラー(側面に光束を反射する偏向面を有する多角柱状体)を用い、ポリゴンミラーをモータ等で略等角速度で回転させることにより、簡便に光束を所望の方向に偏向させることができる。なお、走査レンズを構成する第1レンズ及び第2レンズのレンズ形状は、偏向器からの光束で被走査面を主走査方向に略等速度で走査させることができるように設計される。 In the optical scanning device according to the present invention, the scanning optical system controls the azimuth of the deflecting surface of the deflector by the deflection control unit so that the light beam is emitted from the deflector in different azimuths at substantially equal angular velocities, and from the deflector to the substantially equiangular speed Thus, it is possible to adopt a configuration in which the surface to be scanned is scanned at a substantially constant speed in the main scanning direction via the scanning lens with the light beams emitted in different directions. With this configuration, for example, a polygon mirror (a polygonal columnar body having a deflecting surface that reflects the light beam on the side surface) is used as a deflector, and the polygon mirror is rotated at a substantially equal angular speed by a motor or the like, whereby the light beam is simply It can be deflected in a desired direction. The lens shapes of the first lens and the second lens constituting the scanning lens are designed so that the surface to be scanned can be scanned at a substantially constant speed in the main scanning direction with the light flux from the deflector.

本発明に係る光走査装置では、アナモフィック面が、任意の副走査方向断面における曲率中心を副走査方向断面ごとに結んだ線が非円弧となる形状である構成が好ましい。諸収差を更に低減し、面倒れ補正を更に良好に行うことができ、かつ走査光学系を更に小型化することができるからである。 In the optical scanning device according to the present invention, it is preferable that the anamorphic surface has a shape in which a line connecting the centers of curvature in any sub-scanning direction cross section for each sub-scanning direction cross section is a non-arc. This is because various aberrations can be further reduced, surface tilt correction can be performed more favorably, and the scanning optical system can be further downsized.

本発明に係る光走査装置では、走査レンズの光軸上を伝播する光束に対する、偏向面上における像の中心点から被走査面までの距離をLとし、走査レンズの主走査方向断面の焦点距離をfとして、0.1<L/f<1.4(条件式1)を満たす構成が好ましい。この構成によれば、更なる小型化及び軽量化を図ることができ、かつ諸収差を更に良好に補正できるからである。以下に、この構成が好ましい理由について、図14及び図15を参照しながら更に詳しく説明する。図14は、焦点距離fを200mmに固定した場合における距離Lと主走査方向に対する像面湾曲量との相関を表すグラフである。また、図15は、焦点距離fを200mmに固定した場合における距離Lとfθ誤差量との相関を表すグラフである。なお、以下において、便宜的に、偏向面上における像の中心点から被走査面までの距離を「偏向器から被走査面までの距離」とも略記する。 In the optical scanning device according to the present invention, the distance from the center point of the image on the deflection surface to the surface to be scanned with respect to the light beam propagating on the optical axis of the scanning lens is L, and the focal length of the cross section in the main scanning direction of the scanning lens Is a structure satisfying 0.1 <L / f <1.4 (conditional expression 1). This is because according to this configuration, further reduction in size and weight can be achieved, and various aberrations can be corrected more satisfactorily. Hereinafter, the reason why this configuration is preferable will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 14 is a graph showing the correlation between the distance L and the curvature of field with respect to the main scanning direction when the focal length f is fixed to 200 mm. FIG. 15 is a graph showing the correlation between the distance L and the fθ error amount when the focal length f is fixed to 200 mm. Hereinafter, for the sake of convenience, the distance from the center point of the image on the deflection surface to the scanned surface is also abbreviated as “distance from the deflector to the scanned surface”.

光走査装置がL/f≦0.1を満たす構成であれば、偏向器から被走査面までの距離Lを非常に短くできるために光走査装置の小型化が狙えるが、偏向器から被走査面までの距離Lの減少に伴って、図14に示されたように主走査方向に対する像面湾曲量(主走査方向像面湾曲量)が大きくなり、また、図15に示されたように主走査方向に対するfθ誤差量(主走査方向fθ誤差量)が大きくなる。その結果、被走査面上においてビームスポット径のばらつきや主走査方向に対するピッチムラが発生し易くなり、均質な画像が得られ難くなる。一方、光走査装置が1.4≦L/fを満たす構成であれば、偏向器から被走査面までの距離Lが比較的長くなり、走査レンズを小型化することが難しくなる。更に、走査レンズや偏向器(偏向面)の振動によって被走査面上で発生するジッター量は、振動量に対して副走査方向断面倍率に比例して大きくなるが、偏向器から被走査面までの距離Lが長くなるにつれ、副走査方向断面倍率を同じに設定するのが困難となる。そして、この副走査方向断面倍率を同じに設定しようとすると、第1レンズのシリンドリカル面における負の屈折力を大きくしなければならず、走査レンズの取り付けやレンズ加工時の公差に対する条件が厳しくなる。 If the optical scanning device has a configuration satisfying L / f ≦ 0.1, the distance L from the deflector to the surface to be scanned can be made very short, so that the optical scanning device can be miniaturized. As the distance L to the surface decreases, the field curvature amount in the main scanning direction (main scanning direction field curvature amount) increases as shown in FIG. 14, and as shown in FIG. The amount of fθ error in the main scanning direction (main scanning direction fθ error amount) increases. As a result, variations in the beam spot diameter and pitch unevenness in the main scanning direction are likely to occur on the surface to be scanned, making it difficult to obtain a uniform image. On the other hand, if the optical scanning device is configured to satisfy 1.4 ≦ L / f, the distance L from the deflector to the surface to be scanned becomes relatively long, and it is difficult to downsize the scanning lens. Furthermore, the amount of jitter generated on the surface to be scanned by the vibration of the scanning lens or deflector (deflection surface) increases in proportion to the cross-sectional magnification in the sub-scanning direction with respect to the amount of vibration, but from the deflector to the surface to be scanned. As the distance L increases, it becomes difficult to set the sub-scanning direction cross-section magnifications to be the same. If the cross-section magnification in the sub-scanning direction is set to be the same, the negative refracting power on the cylindrical surface of the first lens must be increased, and the conditions for mounting tolerance of the scanning lens and lens processing become severe. .

なお、上記においては、図14及び図15を参照して、走査レンズの焦点距離fが200mmの場合について説明したが、走査レンズの焦点距離fが他の値であっても、距離Lと主走査方向に対する像面湾曲量との相関及び距離Lとfθ誤差量との相関は、それぞれ、図14及び図15と同一の傾向を示す。   In the above description, the case where the focal length f of the scanning lens is 200 mm has been described with reference to FIGS. 14 and 15. The correlation between the curvature of field with respect to the scanning direction and the correlation between the distance L and the fθ error amount show the same tendency as in FIGS.

光走査装置を小型化及び軽量化し、かつ収差補正を良好に行うためには、光走査装置は、0.25<L/f<1.2を満たす構成が更に好ましい。 In order to reduce the size and weight of the optical scanning device and to correct aberrations satisfactorily, it is more preferable that the optical scanning device has a configuration satisfying 0.25 <L / f <1.2.

本発明に係る光走査装置では、走査レンズの光軸上を伝播する光束に対する、偏向面上における像の中心点から被走査面までの距離をLとし、偏向面上における像の中心点から第2レンズまでの距離をsとして、0.29<s/L(条件式2)を満たす構成が好ましい。この構成によれば、組み立てや加工が簡便な光走査装置が得られるからである。なお、偏向面上における像の中心点から第2レンズまでの距離とは、偏向面上における像の中心点から第2レンズの偏向器側の表面における頂点(光軸との交点)を意味し、以下においては、この距離sを便宜的に「偏向器から第2レンズまでの距離」とも略記する。以下に、この構成が好ましい理由について、図16及び図17を参照しながら更に詳しく説明する。図16は、距離Lを235mmに固定した場合における偏向器から第2レンズまでの距離sと副走査方向に対する像面位置のシフト量との相関を表すグラフである。また、図17は、距離Lを235mmに固定した場合における偏向器から第2レンズまでの距離sと副走査方向に対する走査中心のずれ量との相関を表すグラフである。 In the optical scanning device according to the present invention, the distance from the center point of the image on the deflection surface to the scanned surface with respect to the light beam propagating on the optical axis of the scanning lens is L, and the distance from the center point of the image on the deflection surface is A configuration satisfying 0.29 <s / L (conditional expression 2), where s is the distance to the two lenses, is preferable. This is because an optical scanning device that can be easily assembled and processed can be obtained according to this configuration. The distance from the center point of the image on the deflection surface to the second lens means the vertex (intersection with the optical axis) on the deflector side surface of the second lens from the center point of the image on the deflection surface. In the following, this distance s is also abbreviated as “distance from the deflector to the second lens” for convenience. Hereinafter, the reason why this configuration is preferable will be described in more detail with reference to FIGS. 16 and 17. FIG. 16 is a graph showing the correlation between the distance s from the deflector to the second lens and the shift amount of the image plane position in the sub-scanning direction when the distance L is fixed to 235 mm. FIG. 17 is a graph showing the correlation between the distance s from the deflector to the second lens and the shift amount of the scanning center with respect to the sub-scanning direction when the distance L is fixed to 235 mm.

光走査装置がs/L≦0.29を満たす構成であれば、図16に示されたように取り付け誤差や加工誤差によって発生する副走査方向に対する像面位置のシフト量(副走査方向の像面位置シフト量)が大きくなり、また、図17に示されたように副走査方向に対する走査中心のずれ量(副走査方向の走査中心ずれ量)が大きくなる。その結果、被走査面上において、ビームスポット径のばらつきや副走査方向に対する走査線間のピッチムラが発生し易くなり、均質な画像が得られ難くなる。なお、ビームスポット径のばらつきや副走査方向に対する走査線間のピッチムラを修正するためには、走査レンズに厳しい公差が要求される。 If the optical scanning device is configured to satisfy s / L ≦ 0.29, as shown in FIG. 16, the shift amount of the image plane position with respect to the sub-scanning direction (image in the sub-scanning direction) caused by an attachment error or a processing error. (Surface position shift amount) becomes large, and as shown in FIG. 17, the deviation amount of the scanning center with respect to the sub scanning direction (scanning center deviation amount in the sub scanning direction) becomes large. As a result, variations in beam spot diameter and pitch unevenness between scanning lines in the sub-scanning direction are likely to occur on the surface to be scanned, making it difficult to obtain a uniform image. In order to correct variations in beam spot diameter and pitch irregularities between scanning lines in the sub-scanning direction, a strict tolerance is required for the scanning lens.

なお、上記においては、図16及び図17を参照して、距離Lが235mmの場合について説明したが、走査レンズの焦点距離Lが他の値であっても、距離sと副走査方向に対する像面位置のシフト量との相関及び距離sと副走査方向に対する走査中心のずれ量との相関は、それぞれ、図16及び図17と同一の傾向を示す。   In the above description, the case where the distance L is 235 mm has been described with reference to FIGS. 16 and 17. However, even if the focal length L of the scanning lens is another value, the image with respect to the distance s and the sub-scanning direction. The correlation between the shift amount of the surface position and the correlation between the distance s and the shift amount of the scanning center with respect to the sub-scanning direction show the same tendency as in FIGS.

走査レンズを小型化及び軽量化し、かつ収差補正を良好に行うためには、光走査装置は、0.3<s/L<0.5を満たす構成が更に好ましい。 In order to reduce the size and weight of the scanning lens and correct aberrations satisfactorily, it is more preferable that the optical scanning device has a configuration satisfying 0.3 <s / L <0.5.

本発明に係る光走査装置では、前記第1レンズが、平面を偏向器の側と反対側に有する構成とすることができる。また、本発明に係る光走査装置では、前記第1レンズが、主走査方向断面内のみで屈折力を有するシリンドリカル面を偏向器の側と反対側に有する構成とすることができる。これらの構成であれば、レンズの加工及び取り付けが更に容易となる。 In the optical scanning device according to the present invention, the first lens may have a flat surface on the side opposite to the deflector side. In the optical scanning device according to the present invention, the first lens may have a cylindrical surface having a refractive power only in the cross section in the main scanning direction on the side opposite to the deflector side. With these configurations, it becomes easier to process and attach the lens.

本発明に係る光走査装置では、主走査方向断面内のみで屈折力を有するシリンドリカル面を偏向器側に有する構成とすることができる。この構成であれば、諸収差を良好に補正しつつ等速的な走査及び面倒れ補正を実現することができる。 The optical scanning device according to the present invention may have a configuration in which a cylindrical surface having refractive power is provided on the deflector side only in the cross section in the main scanning direction. With this configuration, it is possible to achieve constant speed scanning and surface tilt correction while satisfactorily correcting various aberrations.

本発明に係る光走査装置では、第2レンズが、平面を偏向器の側に有する構成とすることができる。この構成であれば、レンズの加工及び取り付けが更に容易となる。 In the optical scanning device according to the present invention, the second lens may have a flat surface on the deflector side. With this configuration, it becomes easier to process and attach the lens.

本発明に係る光走査装置では、第2レンズが、球面を偏向器の側に有する構成とすることができる。また、本発明に係る光走査装置では、第2レンズが、非球面を偏向器の側に有する構成とすることができる。これらの構成であれば、レンズの加工が容易で、かつ諸収差を比較的良好に維持しつつ等速度的な走査及び面倒れ補正を実現することができる。 In the optical scanning device according to the present invention, the second lens may have a spherical surface on the deflector side. In the optical scanning device according to the present invention, the second lens may have an aspheric surface on the deflector side. With these configurations, it is easy to process the lens, and it is possible to realize constant speed scanning and surface tilt correction while maintaining various aberrations relatively well.

本発明に係る光走査装置では、第2レンズが、アナモフィック面を偏向器の側に有する構成とすることができる。また、本発明に係る光走査装置では、第2レンズが、任意の副走査方向断面における曲率中心を、副走査方向断面ごとに結んだ線が非円弧となる曲面を偏向器の側に有する構成が好ましい。これらの構成であれば、諸収差を良好に補正しつつ等速度的な走査及び面倒れ補正を実現することができる。 In the optical scanning device according to the present invention, the second lens may have an anamorphic surface on the deflector side. Further, in the optical scanning device according to the present invention, the second lens has a curved surface on the deflector side in which the center of curvature in an arbitrary cross section in the sub-scanning direction and a line connecting each cross section in the sub-scanning direction is a non-arc. Is preferred. With these configurations, it is possible to achieve uniform scanning and surface tilt correction while satisfactorily correcting various aberrations.

本発明に係る光走査装置では、第1レンズ及び第2レンズの各々が、樹脂レンズである構成が好ましい。この構成であれば、第1レンズ及び第2レンズの材料コストが、ガラスレンズに比べて安価となり、光走査装置を安価に提供することができる。また、第1レンズ及び第2レンズとして樹脂レンズを用いれば、ガラスレンズを用いた場合に比べて、走査レンズを軽量化できる。第1レンズを構成する樹脂と第2レンズを構成する樹脂とは、同一の物質であってもよいし、異なる物質であってもよい。なお、本発明に係る光走査装置では、第1レンズ及び第2レンズの一方を樹脂レンズとし、他方をガラスレンズとしてもよい。 In the optical scanning device according to the present invention, it is preferable that each of the first lens and the second lens is a resin lens. If it is this structure, the material cost of a 1st lens and a 2nd lens will become cheap compared with a glass lens, and an optical scanning device can be provided cheaply. Further, if resin lenses are used as the first lens and the second lens, the scanning lens can be reduced in weight compared to the case where a glass lens is used. The resin constituting the first lens and the resin constituting the second lens may be the same substance or different substances. In the optical scanning device according to the present invention, one of the first lens and the second lens may be a resin lens and the other may be a glass lens.

本発明に係る画像形成装置は、上述のように、光源と、光源制御部と、上記の本発明の光走査装置と、画像形成部とを含む構成である。この構成であれば、本発明の光走査装置を搭載したことによって、小型化及び軽量化を実現することができ、また、画像を形成する精度を向上させることができる。ここで、光源制御部における光束の生成の制御とは、光束のオン・オフの制御や、光束のオン・オフと光束の強度との制御を意味する。 As described above, the image forming apparatus according to the present invention includes the light source, the light source control unit, the optical scanning device according to the present invention, and the image forming unit. With this configuration, by mounting the optical scanning device of the present invention, it is possible to reduce the size and weight, and to improve the accuracy of image formation. Here, the control of the generation of the light flux in the light source control unit means the control of the on / off of the light flux and the control of the on / off of the light flux and the intensity of the light flux.

本発明に係る画像形成装置では、画像形成部が、光束の照射により電荷分布の変化する感光体で側面が被覆された感光ドラムと、感光体の電荷分布に応じて、感光体の表面に画像表示材を付着させる現像器と、感光体に付着した画像表示材を画像表示媒体に転写する転写装置と、感光体の電荷分布を均一化する帯電器とを有し、被走査面が、感光体の表面である構成とすることができる。この構成であれば、本発明の光走査装置を介して、光源からの光束で感光体の表面上を走査し、感光体表面の電荷分布を変化させることができる。これによって、画像情報に応じた画像を、画像表示媒体上に画像表示材を用いて形成することができる。 In the image forming apparatus according to the present invention, the image forming unit includes an image formed on the surface of the photoconductor according to the photoconductor drum whose side surface is coated with the photoconductor whose charge distribution is changed by irradiation of the light beam, and the photoconductor charge distribution. A developing unit for adhering the display material, a transfer device for transferring the image display material adhering to the photosensitive member to an image display medium, and a charger for equalizing the charge distribution of the photosensitive member. It can be set as the structure which is the surface of a body. With this configuration, the surface of the photoconductor can be scanned with the light beam from the light source via the optical scanning device of the present invention, and the charge distribution on the surface of the photoconductor can be changed. Thus, an image corresponding to the image information can be formed on the image display medium using the image display material.

本発明に係る画像読み取り装置は、上述のように、光源と、光束成形レンズと、偏向器と、偏向制御装置と、第1レンズ及び第2レンズを備え、主走査方向に関してfθ特性を有し、かつ副走査方向に関して面倒れ補正特性を有する走査レンズとを含む構成である。なお、第1レンズの偏向器側の面が、副走査方向断面内で負の屈折力を有するシリンドリカル面であり、第2レンズの偏向器側と反対側の面(第1レンズ側と反対側の面)が、副走査方向断面内で正の屈折力を有するアナモフィック面である。また、偏向器から走査レンズに入射する光束が、主走査方向断面内で集束する光束とする構成である。また、この構成であれば、本発明の光走査装置を搭載したことによって、小型化及び軽量化を実現することができ、また、画像を読み取る精度を向上させることができる。 As described above, the image reading apparatus according to the present invention includes a light source, a light beam shaping lens, a deflector, a deflection control device, a first lens, and a second lens, and has an fθ characteristic in the main scanning direction. And a scanning lens having surface tilt correction characteristics in the sub-scanning direction. The surface on the deflector side of the first lens is a cylindrical surface having a negative refractive power in the cross section in the sub-scanning direction, and the surface opposite to the deflector side of the second lens (the side opposite to the first lens side) Is an anamorphic surface having a positive refractive power in the cross section in the sub-scanning direction. In addition, the light beam incident on the scanning lens from the deflector is a light beam that converges in the cross section in the main scanning direction. In addition, with this configuration, by mounting the optical scanning device of the present invention, it is possible to reduce the size and weight, and to improve the accuracy of reading an image.

本発明に係る画像読み取り装置は、光源と偏向器との間に設けられ、画像面で反射された光束の一部を読み取り光として分離する分離器を更に含み、分離器で分離された読み取り光を受光し、読み取り光に応じて画像情報を生成する構成とすることが好ましい。この構成であれば、画像面に入射する光束と概ね同一の光路で、画像面での反射光を分離器まで導くことができるために、更なる小型化を実現できる。   The image reading apparatus according to the present invention further includes a separator that is provided between the light source and the deflector and separates a part of the light beam reflected on the image plane as reading light, and the reading light separated by the separator. Is preferably received, and image information is generated in accordance with the reading light. With this configuration, since the reflected light on the image plane can be guided to the separator by the substantially same optical path as the light beam incident on the image plane, further miniaturization can be realized.

(実施の形態1)
本実施の形態1においては、本発明に係る光走査装置の一形態について図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、光走査装置の構造を模式的に表す主走査方向断面の断面図である。また、図2は、光走査装置の構造を模式的に表す副走査方向断面の断面図である。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, an embodiment of an optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a cross section in the main scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device . FIG. 2 is a cross-sectional view of the cross section in the sub-scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device .

図1及び図2に示された本実施の形態1の光走査装置は、半導体レーザ(光源)1と、軸対称レンズ2及びシリンドリカルレンズ3からなる光束形成部9と、半導体レーザ1からの光束を偏向させる回転自在なポリゴンミラー(偏向器)4と、ポリゴンミラー4の回転を制御する駆動モータ(偏向制御部)(図示せず)と、第1レンズ6及び第2レンズ7からなる走査レンズ10とを備えている。 The optical scanning apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 includes a semiconductor laser (light source) 1, a light beam forming unit 9 including an axially symmetric lens 2 and a cylindrical lens 3, and a light beam from the semiconductor laser 1. A polygon lens (deflector) 4 that deflects the light, a drive motor (deflection control unit) (not shown) that controls the rotation of the polygon mirror 4, and a scanning lens comprising a first lens 6 and a second lens 7. and a 10.

軸対称レンズ2は、光軸に関して回転対称なレンズである。軸対称レンズ2は、主走査方向断面と副走査方向断面との双方において、半導体レーザ1からの拡散光束を集束させる。   The axially symmetric lens 2 is a lens that is rotationally symmetric with respect to the optical axis. The axially symmetric lens 2 focuses the diffused light beam from the semiconductor laser 1 in both the main scanning direction section and the sub-scanning direction section.

シリンドリカルレンズ3は、その光軸がポリゴンミラー4の偏向面の法線を含み主走査方向に平行な面に含まれるように配置されている。シリンドリカルレンズ3において、軸対称レンズ2側の面が副走査方向に正の屈折力を有するシリンドリカル面であり、ポリゴンミラー4側の面が平面である。シリンドリカルレンズ3は、軸対称レンズ2からの光束をポリゴンミラー4の偏向面上で線像として結像させる。なお、シリンドリカルレンズ3からの光束はポリゴンミラー4の偏向面に主走査方向に対して斜めに入射する。   The cylindrical lens 3 is arranged so that its optical axis is included in a plane that includes the normal line of the deflection surface of the polygon mirror 4 and is parallel to the main scanning direction. In the cylindrical lens 3, the surface on the axially symmetric lens 2 side is a cylindrical surface having positive refractive power in the sub-scanning direction, and the surface on the polygon mirror 4 side is a flat surface. The cylindrical lens 3 forms the light beam from the axially symmetric lens 2 as a line image on the deflection surface of the polygon mirror 4. Note that the light beam from the cylindrical lens 3 is incident on the deflection surface of the polygon mirror 4 obliquely with respect to the main scanning direction.

図1においては、ポリゴンミラー4として、正8角柱の8つの側面を偏向面(光反射面)とするミラーが表されている。駆動モータ9は、ポリゴンミラー4の回転中心軸5を中心として、ポリゴンミラー4を回転させる。   In FIG. 1, a mirror having eight side surfaces of a regular octagonal prism as deflection surfaces (light reflection surfaces) is shown as the polygon mirror 4. The drive motor 9 rotates the polygon mirror 4 around the rotation center axis 5 of the polygon mirror 4.

第1レンズ6は、ポリゴンミラー4の側の面(第1面)として、副走査方向断面内で負の屈折力を有するシリンドリカル面を有し、第2レンズ7側の面(第2面)として、主走査方向断面のみに屈折力を有するシリンドリカル面を有している。   The first lens 6 has a cylindrical surface having a negative refractive power in the cross section in the sub-scanning direction as a surface (first surface) on the polygon mirror 4 side, and a surface (second surface) on the second lens 7 side. As above, it has a cylindrical surface having refractive power only in the cross section in the main scanning direction.

第2レンズ7は、第1レンズ6側の面(第3面)として、主走査方向断面内で正の屈折力を有するシリンドリカル面を有し、被走査面8側の面(第4面)として、主走査方向及び副走査方向に正の屈折力を有するアナモフィック面を有している。   The second lens 7 has a cylindrical surface having a positive refractive power in the cross section in the main scanning direction as a surface (third surface) on the first lens 6 side, and a surface (fourth surface) on the scanned surface 8 side. As an anamorphic surface having positive refractive power in the main scanning direction and the sub-scanning direction.

走査レンズを構成する第1レンズ6及び第2レンズ7は、偏向器であるポリゴンミラー4の偏向面と被走査面8とを、副走査方向に関して幾何光学的に共役となるように配置されており、ポリゴンミラー4の面倒れを補正するとともに、像面湾曲及びfθ特性を補正している。   The first lens 6 and the second lens 7 constituting the scanning lens are arranged so that the deflection surface of the polygon mirror 4 serving as a deflector and the surface to be scanned 8 are geometrically optically conjugate with respect to the sub-scanning direction. In addition, the surface tilt of the polygon mirror 4 is corrected, and the field curvature and the fθ characteristic are corrected.

ここで、図1に示された光走査装置の動作について説明する。半導体レーザ1からの拡散光束は、軸対称レンズ2によって、集束光束に成形される。軸対称レンズ2からの集束光束は、シリンドリカルレンズ3によって副走査方向断面内で更に集束させられて、ポリゴンミラー4の偏向面上で線状に結像する。駆動モータ9によって回転中心軸5を中心として回転しているポリゴンミラー4からの光束は、所定の偏向角の範囲内において等角速度で変化する方向に偏向され、偏向した光束は、走査レンズを構成する第1レンズ6及び第2レンズ7によって被走査面8に結像される。これにより、被走査面8に結像された光束で被走査面上を走査することができる。 Here, the operation of the optical scanning device shown in FIG. 1 will be described. The diffused light beam from the semiconductor laser 1 is shaped into a focused light beam by the axisymmetric lens 2. The converged light beam from the axially symmetric lens 2 is further converged within the cross section in the sub-scanning direction by the cylindrical lens 3 and forms a linear image on the deflection surface of the polygon mirror 4. The light beam from the polygon mirror 4 rotating around the rotation center axis 5 by the drive motor 9 is deflected in a direction changing at a constant angular velocity within a predetermined deflection angle range, and the deflected light beam constitutes a scanning lens. An image is formed on the scanned surface 8 by the first lens 6 and the second lens 7. Thereby, the surface to be scanned can be scanned with the light beam imaged on the surface to be scanned 8.

(実施の形態2)
本実施の形態2においては、本発明に係る光走査装置の一形態について、図3及び図4を参照しながら説明する。図3は、光走査装置の構造を模式的に表す主走査方向断面の断面図である。また、図4は、光走査装置の構造を模式的に表す副走査方向断面の断面図である。なお、上記の実施の形態1に係る光走査装置と同一の部材については、図1及び図2と同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an embodiment of an optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view of the cross section in the main scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device . FIG. 4 is a sectional view of the section in the sub-scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device . The same members as those in the optical scanning device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted.

図3及び図4に示された本実施の形態2に係る光走査装置は、第1レンズ6の側の面(第3面)が平面であり、ポリゴンミラー4の側と反対側(被走査面8側)の面(第4面)が主走査方向断面内及び副走査方向断面内で正の屈折力を有するアナモフィック面である第2レンズ27を備えている。なお、上記の実施の形態1に係る光走査装置における第2レンズ7(図1及び図2参照)と第2レンズ27とは、第3面の形状が異なっている。 In the optical scanning device according to the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the surface on the first lens 6 side (third surface) is a flat surface, and is on the side opposite to the polygon mirror 4 side (to be scanned). The second lens 27 is an anamorphic surface having a positive refractive power in the main scanning direction section and the sub-scanning direction section. Note that the second lens 7 (see FIGS. 1 and 2) and the second lens 27 in the optical scanning device according to the first embodiment have different third surface shapes.

(実施の形態3)
本実施の形態3においては、本発明に係る光走査装置の一形態について、図5及び図6を参照しながら説明する。図5は、光走査装置の構造を模式的に表す主走査方向に対する断面図である。また、図6は、光走査装置の構造を模式的に表す副走査方向に対する断面図である。図5及び図6において、上記の実施の形態1に係る光走査装置と同一の部材については、図1及び図2と同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
(Embodiment 3)
In Embodiment 3, an embodiment of an optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view with respect to the main scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device . FIG. 6 is a cross-sectional view with respect to the sub-scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device . 5 and 6, the same members as those in the optical scanning device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted.

図5及び図6に示された本実施の形態3に係る光走査装置は、第1レンズ6の側の面(第3面)が球面であり、ポリゴンミラー4の側と反対側(被走査面8側)の面(第4面)が主走査方向断面内及び副走査方向断面内で正の屈折力を有するアナモフィック面である第2レンズ37を備えている。なお、上記の実施の形態1に係る光走査装置における第2レンズ7及び上記の実施の形態2に係る光走査装置における第2レンズ27の各々と、第2レンズ37とは、第3面の形状が異なっている。 In the optical scanning device according to the third embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the surface on the first lens 6 side (third surface) is a spherical surface, and the side opposite to the polygon mirror 4 side (to be scanned). The second lens 37 which is an anamorphic surface having a positive refractive power in the main scanning direction section and the sub-scanning direction section is provided on the surface 8 side) (fourth surface). Each of the second lens 7 in the optical scanning device according to the first embodiment and the second lens 27 in the optical scanning device according to the second embodiment and the second lens 37 are on the third surface. The shape is different.

(実施の形態4)
本実施の形態4においては、本発明に係る光走査装置を備えた画像読み取り装置の一形態について、図7を参照しながら説明する。図7は、画像読み取り装置の構造を模式的に表す主走査方向断面の断面図である。図7において、上記の実施の形態1に係る光走査装置と同一の部材については、図1及び図2と同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, an embodiment of an image reading apparatus including the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the cross section in the main scanning direction schematically showing the structure of the image reading apparatus. In FIG. 7, the same members as those in the optical scanning device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted.

図7に示された本実施の形態4に係る画像読み取り装置は、上記の実施の形態1の光走査装置と、光走査装置における軸対象レンズ2とシリンドリカルレンズ3との間に設けられたハーフミラー(分離器)16と、光検出器(受光部)17と、ハーフミラー16と光検出装置17との間に設けられた検出光学系18とを備える。 The image reading apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 7 is a half provided between the optical scanning apparatus of the first embodiment and the axis target lens 2 and the cylindrical lens 3 in the optical scanning apparatus . A mirror (separator) 16, a light detector (light receiving unit) 17, and a detection optical system 18 provided between the half mirror 16 and the light detection device 17 are provided.

ハーフミラー16は、半導体レーザ1からの光束を透過すると共に、読み取り面(画像面)18で反射した反射光の一部を、読み取り光として半導体レーザ1と異なる方向に分離する。検出光学系は、ハーフミラー16において分離された読み取り光を受光面に集束させながら光検出器17に導く。また、光検出器は、読み取り光の強度を測定して、測定値に応じて画像情報(画像情報信号)を生成する。   The half mirror 16 transmits the light beam from the semiconductor laser 1 and separates part of the reflected light reflected by the reading surface (image surface) 18 in a direction different from that of the semiconductor laser 1 as reading light. The detection optical system guides the reading light separated by the half mirror 16 to the light detector 17 while focusing it on the light receiving surface. Further, the photodetector measures the intensity of the reading light and generates image information (image information signal) according to the measurement value.

本実施の形態4の画像読み取り装置は、本発明に係る光走査装置を用いているために、小型であり、低コストであり、高解像度で画像の読み取りができる画像読み取り装置となる。 Since the image reading apparatus according to the fourth embodiment uses the optical scanning device according to the present invention, the image reading apparatus is small in size, low in cost, and capable of reading an image with high resolution.

上記においては、上記の実施の形態1の光走査装置を用いた場合について説明したが、実施の形態2又は3の光走査装置を用いても同様の効果を奏する。 In the above description, the case where the optical scanning device of the first embodiment is used has been described, but the same effect can be obtained even if the optical scanning device of the second or third embodiment is used.

(実施の形態5)
本実施の形態5においては、本発明に係る光走査装置を備えた画像形成装置の一形態について、図8を参照しながら説明する。図8は、画像形成装置の構造を模式的に表す断面図である。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, an embodiment of an image forming apparatus including the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the image forming apparatus.

図8に示された本実施の形態5に係る画像形成装置は、上記の実施の形態1、2又は3の光走査装置(図示せず)と、光源(図示せず)と、光源からの光束の生成を制御する光源制御部(図示せず)とを有する走査光学機器21と、感光ドラム19と、一次帯電器20と、現像器22と、転写帯電器23と、定着装置25と、クリーナー24と、給紙カセット26とを備えた構成である。 The image forming apparatus according to the fifth embodiment shown in FIG. 8 includes the optical scanning device (not shown), the light source (not shown), and the light source from the above-described first, second, or third embodiment. A scanning optical device 21 having a light source control unit (not shown) for controlling the generation of a light beam, a photosensitive drum 19, a primary charger 20, a developing device 22, a transfer charger 23, a fixing device 25, In this configuration, a cleaner 24 and a paper feed cassette 26 are provided.

感光ドラム19は、光が照射されると電荷分布が変化する感光体で表面が覆われている。一次帯電器20は、感光ドラム19の感光体の表面に静電気イオンを均一に付着させて、感光体の表面を均一に帯電させる。現像器22は、感光ドラム19の感光体の電荷分布に応じて、感光ドラム19に帯電トナー(画像表示材)を付着させる。転写帯電器23は、感光ドラム19に付着した帯電トナーを給紙カセット26から供給された用紙(画像表示媒体)に転写する。クリーナー24は、感光ドラム19の表面に付着したトナーを除去する。   The surface of the photosensitive drum 19 is covered with a photosensitive member whose charge distribution changes when irradiated with light. The primary charger 20 uniformly charges the surface of the photoreceptor by causing electrostatic ions to uniformly adhere to the surface of the photoreceptor of the photosensitive drum 19. The developing device 22 adheres charged toner (image display material) to the photosensitive drum 19 in accordance with the charge distribution of the photosensitive member of the photosensitive drum 19. The transfer charger 23 transfers the charged toner attached to the photosensitive drum 19 onto a sheet (image display medium) supplied from the sheet feeding cassette 26. The cleaner 24 removes toner adhering to the surface of the photosensitive drum 19.

ここで、画像形成装置の動作について説明する。まず、感光ドラム19の感光体を一次帯電器20によって均一に帯電させる。次に、走査光学機器21によって、均一に帯電された感光体の表面を光源からの画像情報に応じた光束で走査する。これにより、感光体の表面の電荷分布を画像情報に応じて変化させる。次に、現像器22によって、感光体の表面に帯電トナーを付着させる。次に、転写帯電器23によって、感光体の表面に付着した帯電トナーを給紙カセット26から供給された用紙に転写する。次に、定着装置によって、用紙に転写された帯電トナーを用紙に定着させる。これによって、画像情報を用紙に表示(印画)することができる。次に、クリーナー24によって、帯電トナーの用紙への転写後に、感光ドラム19上に残存する帯電トナーを除去する。以上の過程を繰り返し行うことによって画像情報の全体を用紙に印画することができる。   Here, the operation of the image forming apparatus will be described. First, the photosensitive member of the photosensitive drum 19 is uniformly charged by the primary charger 20. Next, the surface of the uniformly charged photoreceptor is scanned with a light beam corresponding to image information from the light source by the scanning optical device 21. As a result, the charge distribution on the surface of the photoreceptor is changed according to the image information. Next, the developing unit 22 causes charged toner to adhere to the surface of the photoreceptor. Next, the charged toner attached to the surface of the photoconductor is transferred to the paper supplied from the paper feed cassette 26 by the transfer charger 23. Next, the charged toner transferred to the paper is fixed on the paper by the fixing device. As a result, the image information can be displayed (printed) on the paper. Next, the charged toner remaining on the photosensitive drum 19 is removed by the cleaner 24 after the charged toner is transferred onto the paper. By repeating the above process, the entire image information can be printed on a sheet.

以下において、本発明に係る光走査装置の実施例について説明する。なお、下述する各実施例では、走査レンズを構成する第1レンズ6のポリゴンミラー4の側における形状は、副走査断面にのみ負の屈折力を持つシリンドリカル面とし、走査レンズを構成する第2レンズ7の被走査面の側における形状は、任意の副走査方向断面の曲率中心を副走査方向断面ごとに結んだ線が湾曲した非円弧の曲線とする。 Hereinafter, embodiments of the optical scanning device according to the present invention will be described. In each of the embodiments described below, the shape of the first lens 6 constituting the scanning lens on the polygon mirror 4 side is a cylindrical surface having a negative refractive power only in the sub-scanning cross section, and the first lens 6 constituting the scanning lens constitutes the scanning lens. The shape on the scanning surface side of the two lenses 7 is a non-arc curve in which a line connecting the center of curvature of an arbitrary sub-scanning direction section for each sub-scanning direction section is curved.

面の頂点(各面と光軸との交点)を原点とし、主走査方向座標y(mm)の位置における頂点からのサグ量z(mm)を、入射光束の向かう方向を正とすると、サグ量zは下記の下記の数1で表される。数1における関数P(y)は下記の数2で表される。また、数1におけるRDxは数3で表される。   The sag amount z (mm) from the vertex at the position of the main scanning direction coordinate y (mm) is assumed to be positive when the direction of the incident light beam is positive, with the vertex of the surface (intersection of each surface and the optical axis) as the origin. The amount z is expressed by the following formula 1. The function P (y) in Equation 1 is expressed by Equation 2 below. In addition, RDx in Equation 1 is expressed by Equation 3.

Figure 0004914563
Figure 0004914563

Figure 0004914563
Figure 0004914563

Figure 0004914563
Figure 0004914563

ここで、P(y)は光軸を含む主走査方向断面における非円弧の形状を表す関数であり、RDy(mm)は主走査方向曲率半径であり、Kは主走査方向に寄与する円錐定数であり、AD、AE、AF及びAGの各々は主走査方向に寄与する偶数次定数であり、AOD、AOE、AOF及びAOGの各々は主走査方向に寄与する奇数次定数である。また、RDxは各y座標における副走査方向曲率半径を表す関数であり、RDs(mm)は中心の副走査方向曲率半径であり、BC、BD、BE、BF及びBGの各々は偶数次定数であり、BOC、BOD、BOE、BOF及びBOGの各々は奇数次定数である。なお、奇数次項を導入することによって、副走査方向断面の曲率中心を結んだ曲線が光軸に関して非対称とすることができる。これによって、非対称に生じる副走査方向像面湾曲を高度に補正することができる。 Here, P (y) is a function representing a non-arc shape in the cross section in the main scanning direction including the optical axis, RDy (mm) is a radius of curvature in the main scanning direction, and K is a conic constant contributing to the main scanning direction. Each of AD, AE, AF, and AG is an even-order constant that contributes to the main scanning direction, and each of AOD, AOE, AOF, and AOG is an odd-order constant that contributes to the main scanning direction. RDx is a function representing the radius of curvature in the sub-scanning direction at each y coordinate, RDs (mm) is the center radius of curvature in the sub-scanning direction, and BC, BD, BE, BF, and BG are even-order constants. Yes, each of BOC, BOD, BOE, BOF and BOG is an odd order constant. By introducing odd-order terms, the curve connecting the centers of curvature of the cross section in the sub-scanning direction can be asymmetric with respect to the optical axis. This makes it possible to highly correct the asymmetrical field curvature in the sub-scanning direction.

fは走査レンズの焦点距離を、θmaxは最大偏向角を、Lは偏向反射面と被走査面の距離を、sは偏向反射面から第2レンズ7までの距離を、d0は偏向反射面から第1レンズ6までの距離を、iは面番号を、ryiは主走査方向断面の曲率半径を、rxiは副走査方向断面の曲率半径を、diは軸上面間隔を、niは硝材屈折率を表している。なお、f、L、s、d0、ryi、rxi、di、RDy及びRDsの各々の単位は(mm)で、θmaxの単位は(deg)である。また、設計波長は780nmである。   f is the focal length of the scanning lens, θmax is the maximum deflection angle, L is the distance between the deflecting reflecting surface and the scanned surface, s is the distance from the deflecting reflecting surface to the second lens 7, and d0 is from the deflecting reflecting surface. The distance to the first lens 6, i is the surface number, ryi is the radius of curvature of the cross section in the main scanning direction, rxi is the radius of curvature of the cross section in the sub-scanning direction, di is the spacing between the upper surfaces of the axes, and ni is the refractive index of the glass material. Represents. Each unit of f, L, s, d0, ryi, rxi, di, RDy, and RDs is (mm), and the unit of θmax is (deg). The design wavelength is 780 nm.

本実施例1においては、上記の実施の形態1に係る光走査装置における走査レンズの一例について説明する。本実施例1に係る走査レンズを特定するための諸元は、以下のように設定した。 In Example 1, an example of a scanning lens in the optical scanning device according to Embodiment 1 will be described. Specifications for specifying the scanning lens according to Example 1 were set as follows.

f=205.58
2θmax=86.9
L=182.47
s=55
d0=30.00
面番号i ryi rxi di ni
1 ∞ -34.48 4.90 1.526
2 -518.10 ∞ 20.10
3 249.80 ∞ 16.28 1.526
4 -275.36 -19.17
上記の数1〜数3における各係数については、下記の表1にまとめて表す。
f = 205.58
2θmax = 86.9
L = 182.47
s = 55
d0 = 30.00
Surface number i ryi rxi di ni
1 ∞ -34.48 4.90 1.526
2 -518.10 ∞ 20.10
3 249.80 ∞ 16.28 1.526
4 -275.36 -19.17
The coefficients in the above formulas 1 to 3 are collectively shown in Table 1 below.

Figure 0004914563
Figure 0004914563

なお、上記の条件式1及び上記の条件式2を評価するために必要な値は、下述する実施例2〜5に係る走査レンズに対する値とまとめて、末尾の表6に表す。表6に示されたように本実施例1の走査レンズは、上記の条件式1及び2を満たしている。   The values necessary for evaluating the conditional expression 1 and the conditional expression 2 are summarized in Table 6 at the end together with the values for the scanning lenses according to Examples 2 to 5 described below. As shown in Table 6, the scanning lens of Example 1 satisfies the above conditional expressions 1 and 2.

本実施例1の走査レンズに対する像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を、それぞれ、図9(a)及び(b)に表す。図9(b)において、実線が主走査方向の像面湾曲を表し、破線が副走査方向の像面湾曲を表している。なお、下述の実施の形態2〜5において参照する図10(b)、図11(b)、図12(b)及び図13(b)に対しても同じとする。   FIGS. 9A and 9B show the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field for the scanning lens of Example 1, respectively. In FIG. 9B, the solid line represents the field curvature in the main scanning direction, and the broken line represents the field curvature in the sub-scanning direction. The same applies to FIGS. 10 (b), 11 (b), 12 (b) and 13 (b) referred to in the second to fifth embodiments.

本実施例2においては、上記の実施の形態1に係る光走査装置における走査レンズの一例について説明する。本実施例2に係る走査レンズを特定するための諸元は、以下のように設定した。 In Example 2, an example of a scanning lens in the optical scanning device according to Embodiment 1 will be described. Specifications for specifying the scanning lens according to Example 2 were set as follows.

f=165.8
2θmax=86.9
L=198.22
s=65
d0=40.62
面番号i ryi rxi di ni
1 ∞ -43.48 9.93 1.526
2 -155.78 ∞ 14.44
3 -999.00 ∞ 13.68 1.526
4 -221.00 -20.26
上記の数1〜数3における各係数については、下記の表2にまとめて表す。
f = 165.8
2θmax = 86.9
L = 198.22
s = 65
d0 = 40.62
Surface number i ryi rxi di ni
1 ∞ -43.48 9.93 1.526
2 -155.78 ∞ 14.44
3 -999.00 ∞ 13.68 1.526
4 -221.00 -20.26
The coefficients in the above formulas 1 to 3 are collectively shown in Table 2 below.

Figure 0004914563
Figure 0004914563

なお、上記の条件式1及び上記の条件式2を評価するために必要な値は、末尾の表6に表した。表6に示されたように本実施例2の走査レンズは、上記の条件式1及び2を満たしている。   The values necessary for evaluating the conditional expression 1 and the conditional expression 2 are shown in Table 6 at the end. As shown in Table 6, the scanning lens of Example 2 satisfies the above conditional expressions 1 and 2.

本実施例2の走査レンズに対する像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を、それぞれ、図10(a)及び(b)に表す。   FIGS. 10A and 10B show the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field for the scanning lens of Example 2, respectively.

本実施例3においては、上記の実施の形態1に係る光走査装置における走査レンズの一例について説明する。本実施例1に係る走査レンズを特定するための諸元は、以下のように設定した。 In Example 3, an example of a scanning lens in the optical scanning device according to Embodiment 1 will be described. Specifications for specifying the scanning lens according to Example 1 were set as follows.

f=812.94
2θmax=63.0
L=216.95
s=80
d0=45.00
面番号i ryi rxi di ni
1 ∞ -220.0 3.26 1.526
2 -4139.60 ∞ 31.74
3 430.81 ∞ 10.65 1.526
4 -3822.52 -25.94
上記の数1〜数3における各係数については、下記の表1にまとめて表す。
f = 812.94
2θmax = 63.0
L = 216.95
s = 80
d0 = 45.00
Surface number i ryi rxi di ni
1 ∞ -220.0 3.26 1.526
2 -4139.60 ∞ 31.74
3 430.81 ∞ 10.65 1.526
4 -3822.52 -25.94
The coefficients in the above formulas 1 to 3 are collectively shown in Table 1 below.

Figure 0004914563
Figure 0004914563

なお、上記の条件式1及び上記の条件式2を評価するために必要な値は、末尾の表6に表した。表6に示されたように本実施例3の走査レンズは、上記の条件式1及び2を満たしている。   The values necessary for evaluating the conditional expression 1 and the conditional expression 2 are shown in Table 6 at the end. As shown in Table 6, the scanning lens of Example 3 satisfies the above conditional expressions 1 and 2.

本実施例3の走査レンズに対する像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を、それぞれ、図11(a)及び(b)に表す。   FIGS. 11A and 11B show the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field with respect to the scanning lens of Example 3, respectively.

本実施例4においては、上記の実施の形態2に係る光走査装置における走査レンズの一例について説明する。本実施例4に係る走査レンズを特定するための諸元は、以下のように設定した。 In Example 4, an example of a scanning lens in the optical scanning device according to Embodiment 2 will be described. Specifications for specifying the scanning lens according to Example 4 were set as follows.

f=167.0
2θmax=86.9
L=193.74
s=65
d0=37.49
面番号i ryi rxi di ni
1 ∞ -50.00 9.85 1.526
2 -128.72 ∞ 17.66
3 ∞ ∞ 11.87 1.526
4 -244.27 -20.49
上記の数1〜数3における各係数については、下記の表4にまとめて表す。
f = 167.0
2θmax = 86.9
L = 193.74
s = 65
d0 = 37.49
Surface number i ryi rxi di ni
1 ∞ -50.00 9.85 1.526
2 -128.72 ∞ 17.66
3 ∞ ∞ 11.87 1.526
4 -244.27 -20.49
The coefficients in the above formulas 1 to 3 are collectively shown in Table 4 below.

Figure 0004914563
Figure 0004914563

なお、上記の条件式1及び上記の条件式2を評価するために必要な値は、末尾の表6に表した。表6に示されたように本実施例4の走査レンズは、上記の条件式1及び2を満たしている。   The values necessary for evaluating the conditional expression 1 and the conditional expression 2 are shown in Table 6 at the end. As shown in Table 6, the scanning lens of Example 4 satisfies the above conditional expressions 1 and 2.

本実施例4の走査レンズに対する像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を、それぞれ、図12(a)及び(b)に表す。なお、図12(b)において、副走査方向の像面湾曲(破線)は、2倍に拡大(横軸方向に拡大)して表示されている。   FIGS. 12A and 12B show the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field with respect to the scanning lens of the fourth embodiment, respectively. In FIG. 12B, the field curvature (broken line) in the sub-scanning direction is displayed as being doubled (enlarged in the horizontal axis direction).

本実施例5においては、上記の実施の形態3に係る光走査装置における走査レンズの一例について説明する。本実施例5に係る走査レンズを特定するための諸元は、以下のように設定した。 In Example 5, an example of a scanning lens in the optical scanning device according to Embodiment 3 will be described. Specifications for specifying the scanning lens according to Example 5 were set as follows.

f=167.0
2θmax=86.9
L=193.24
s=65
d0=38.05
面番号i ryi rxi di ni
1 ∞ -50.00 10.36 1.526
2 -121.73 ∞ 16.59
3 -3274.28 -3274.28 11.09 1.526
4 304.14 20.38
上記の数1〜数3における各係数については、下記の表5にまとめて表す。
f = 167.0
2θmax = 86.9
L = 193.24
s = 65
d0 = 38.05
Surface number i ryi rxi di ni
1 ∞ -50.00 10.36 1.526
2 -121.73 ∞ 16.59
3 -3274.28 -3274.28 11.09 1.526
4 304.14 20.38
The coefficients in the above formulas 1 to 3 are collectively shown in Table 5 below.

Figure 0004914563
Figure 0004914563

なお、上記の条件式1及び上記の条件式2を評価するために必要な値は、末尾の表6に表した。表6に示されたように本実施例5の走査レンズは、上記の条件式1及び2を満たしている。   The values necessary for evaluating the conditional expression 1 and the conditional expression 2 are shown in Table 6 at the end. As shown in Table 6, the scanning lens of Example 5 satisfies the above conditional expressions 1 and 2.

本実施例5の走査レンズに対する像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を、それぞれ、図13(a)及び(b)に表す。なお、図13(b)において、副走査方向の像面湾曲(破線)は、2倍に拡大(横軸方向に拡大)して表示されている。   FIGS. 13A and 13B show the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field with respect to the scanning lens of the fifth embodiment, respectively. In FIG. 13B, the curvature of field (broken line) in the sub-scanning direction is displayed as being doubled (enlarged in the horizontal axis direction).

Figure 0004914563
Figure 0004914563

本発明は、光走査装置において、小型化及び軽量化を実現させ、収差補正の精度を向上させ、かつ走査レンズの振動により発生する副走査方向に対するピッチムラを低減させるために利用できる。また、光走査装置の製造における加工や組み立てを簡便に行うために利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used to reduce the size and weight of an optical scanning device , improve the accuracy of aberration correction, and reduce pitch unevenness in the sub-scanning direction caused by the vibration of a scanning lens. Moreover, it can utilize in order to perform simply the process and assembly in manufacture of an optical scanning device .

また、本発明は、画像読み取り装置において、小型化及び軽量化を実現させ、かつ画像読み取りの精度を向上させるために利用できる。   In addition, the present invention can be used in an image reading apparatus in order to reduce the size and weight and improve the accuracy of image reading.

また、本発明は、画像形成装置において、本発明の光走査装置を搭載することによって、小型化及び軽量化を実現させ、かつ画像形成の精度を向上させるために利用できる。 In addition, the present invention can be used in an image forming apparatus to realize a reduction in size and weight and to improve image forming accuracy by mounting the optical scanning device of the present invention.

図1は、実施の形態1に係る光走査装置の構造を模式的に表す主走査方向断面の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of the cross section in the main scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1に係る光走査装置の構造を模式的に表す副走査方向断面の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device according to the first embodiment. 図3は、実施の形態2に係る光走査装置の構造を模式的に表す主走査方向断面の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the cross section in the main scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device according to the second embodiment. 図4は、実施の形態2に係る光走査装置の構造を模式的に表す副走査方向断面の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device according to the second embodiment. 図5は、実施の形態3に係る光走査装置の構造を模式的に表す主走査方向断面の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the cross section in the main scanning direction schematically showing the structure of the optical scanning device according to the third embodiment. 図6は、実施の形態3に係る光走査装置の構造を模式的に表す副走査方向断面の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction schematically illustrating the structure of the optical scanning device according to the third embodiment. 図7は、実施の形態4に係る画像読み取り装置の構造を模式的に表す主走査方向断面の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the cross section in the main scanning direction schematically showing the structure of the image reading apparatus according to the fourth embodiment. 図8は、実施の形態5に係る画像形成装置の構造を模式的に表す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the image forming apparatus according to the fifth embodiment. 図9(a)及び(b)は、実施例1に係る光走査装置における像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を表すグラフである。FIGS. 9A and 9B are graphs showing the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field in the optical scanning device according to the first embodiment. 図10(a)及び(b)は、実施例2に係る光走査装置における像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を表すグラフである。FIGS. 10A and 10B are graphs showing the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field in the optical scanning device according to the second embodiment. 図11(a)及び(b)は、実施例3に係る光走査装置における像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を表すグラフである。FIGS. 11A and 11B are graphs showing the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field in the optical scanning device according to the third embodiment. 図12(a)及び(b)は、実施例4に係る光走査装置における像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を表すグラフである。12A and 12B are graphs showing the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field in the optical scanning device according to the fourth embodiment. 図13(a)及び(b)は、実施例5に係る光走査装置における像高とfθ誤差との相関及び像高と像面湾曲との相関を表すグラフである。FIGS. 13A and 13B are graphs showing the correlation between the image height and the fθ error and the correlation between the image height and the curvature of field in the optical scanning device according to the fifth embodiment. 図14は、偏向器から被走査面までの距離Lと主走査方向に対する像面湾曲量との相関を表すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the correlation between the distance L from the deflector to the surface to be scanned and the amount of field curvature in the main scanning direction. 図15は、偏向器から被走査面までの距離Lとfθ誤差量との相関を表すグラフである。FIG. 15 is a graph showing the correlation between the distance L from the deflector to the surface to be scanned and the fθ error amount. 図16は、偏向器から第2レンズまでの距離Sと副走査方向に対する像面位置のシフト量との相関を表すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the correlation between the distance S from the deflector to the second lens and the shift amount of the image plane position in the sub-scanning direction. 図17は、偏向器から第2レンズまでの距離Sと副走査方向に対する走査中心のずれ量との相関を表すグラフである。FIG. 17 is a graph showing the correlation between the distance S from the deflector to the second lens and the amount of deviation of the scanning center in the sub-scanning direction.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体レーザ(光源)
2 軸対象レンズ
3 シリンドリカルレンズ
4 ポリゴンミラー(偏向器)
5 回転中心軸
6 第1レンズ
7,27,37 第2レンズ
8 被走査面
9 光束成形レンズ
10 走査レンズ
16 ハーフミラー(分離器)
17 光検出器(受光器)
18 検出光学系
19 感光ドラム
20 一次帯電器(帯電器)
21 光走査装置
22 現像器
23 転写帯電器(転写装置)
24 クリーナー
25 定着装置
26 用紙カセット
1 Semiconductor laser (light source)
2-axis target lens 3 cylindrical lens 4 polygon mirror (deflector)
5 Rotation Center Axis 6 First Lens 7, 27, 37 Second Lens 8 Scanned Surface 9 Luminous Beam Forming Lens 10 Scanning Lens 16 Half Mirror (Separator)
17 Photodetector (receiver)
18 Detection optical system 19 Photosensitive drum 20 Primary charger (charger)
21 Optical scanning device 22 Developer 23 Transfer charger (transfer device)
24 Cleaner 25 Fixing device 26 Paper cassette

Claims (5)

拡散光束を生成する光源と、前記拡散光束の光路上に設けられかつ前記拡散光束を線状に結像させる光束成形レンズと、前記光束成形レンズからの前記光束の光路上に設けられかつ前記光束成形レンズからの前記光束が結像されるとともに前記光束を偏向させる偏向面を有する偏向器と、前記偏向器の前記偏向面の方位を制御する偏向制御部と、前記偏向器からの前記光束の光路上に設けられかつ主走査方向に関するfθ特性及び前記主走査方向と光軸方向との双方に垂直な副走査方向に関する面倒れ補正特性を有するとともに前記偏向器からの前記光束を被走査面上に集束させる走査レンズとを含み、前記偏向器から前記走査レンズに入射する前記光束が主走査方向断面内で集束する光束である光走査装置であって、
前記走査レンズは、前記偏向器の側から順に、第1レンズと第2レンズとを備え、かつ前記第1レンズは、前記偏向器の側に、前記副走査方向の直線を含み、前記主走査方向断面に垂直な副走査方向断面内で負の屈折力を有するシリンドリカル面を有し、前記第2レンズは、前記偏向器の側と反対側に、前記副走査方向断面内で正の屈折力を有するアナモフィック面を有するとともに、前記アナモフィック面が、前記副走査方向断面における曲率中心を前記副走査方向断面ごとに結んだ線が非円弧となる形状であることを特徴とする光走査装置。
A light source that generates a diffused light beam, a light beam forming lens that is provided on an optical path of the diffused light beam and forms an image of the diffused light beam in a line, and a light source that is provided on the optical path of the light beam from the light beam forming lens The light beam from the molded lens is imaged and has a deflector that deflects the light beam, a deflection control unit that controls the orientation of the deflecting surface of the deflector, and the light beam from the deflector. An fθ characteristic in the main scanning direction and a surface tilt correction characteristic in the sub-scanning direction perpendicular to both the main scanning direction and the optical axis direction, and the light flux from the deflector A scanning lens for focusing on the optical scanning device, wherein the light beam incident on the scanning lens from the deflector is a light beam that converges in a cross section in the main scanning direction,
The scanning lens includes, in order from the deflector side, a first lens and a second lens, and the first lens includes a straight line in the sub-scanning direction on the deflector side, and the main scanning A cylindrical surface having a negative refractive power in a sub-scanning direction cross section perpendicular to the direction cross section, and the second lens has a positive refractive power in the sub-scanning direction cross section on a side opposite to the deflector side. An anamorphic surface having an anamorphic surface, and the anamorphic surface has a shape in which a line connecting the centers of curvature in the cross section in the sub-scanning direction for each cross section in the sub-scanning direction is a non-arc .
前記走査レンズの光軸上を伝播する前記光束に対する、前記偏向面上における像の中心点から前記被走査面までの距離をLとし、前記走査レンズの前記主走査方向断面の焦点距離をfとして、
0.1<L/f<1.4
を満たす請求項1に記載の光走査装置。
Let L be the distance from the center point of the image on the deflection surface to the surface to be scanned with respect to the light beam propagating on the optical axis of the scanning lens, and let f be the focal length of the cross section in the main scanning direction of the scanning lens. ,
0.1 <L / f <1.4
The optical scanning device according to claim 1, wherein:
前記走査レンズの光軸上を伝播する前記光束に対する、前記偏向面上における像の中心点から前記被走査面までの距離をLとし、前記偏向面上における前記中心点から前記第2レンズまでの距離をsとして、
0.29<s/Lを満たす請求項1に記載の光走査装置。
The distance from the center point of the image on the deflection surface to the scanned surface with respect to the light beam propagating on the optical axis of the scanning lens is L, and the distance from the center point on the deflection surface to the second lens is L. Let s be the distance
The optical scanning device according to claim 1, wherein 0.29 <s / L is satisfied.
前記第1レンズは、前記偏向器の側と反対側に、平面、または主走査方向断面内のみで屈折力を有するシリンドリカル面を有するものである請求項1に記載の光走査装置。   2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the first lens has a cylindrical surface having a refractive power only in a plane or in a cross section in the main scanning direction, on a side opposite to the deflector side. 前記第2レンズは、前記偏向器の側に、平面、主走査方向断面内のみで屈折力を有するシリンドリカル面、球面、非球面、アナモフィック面、または副走査方向断面における曲率中心を前記副走査方向断面ごとに結んだ線が非円弧となる曲面のいずれかを有するものである請求項1に記載の光走査装置。   The second lens has, on the deflector side, a plane, a cylindrical surface having a refractive power only in the cross section in the main scanning direction, a spherical surface, an aspherical surface, an anamorphic surface, or a center of curvature in the sub scanning direction cross section in the sub scanning direction. The optical scanning device according to claim 1, wherein the line connected for each cross section has one of curved surfaces that are non-circular.
JP2004181723A 2004-06-18 2004-06-18 Optical scanning device Expired - Fee Related JP4914563B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004181723A JP4914563B2 (en) 2004-06-18 2004-06-18 Optical scanning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004181723A JP4914563B2 (en) 2004-06-18 2004-06-18 Optical scanning device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006003749A JP2006003749A (en) 2006-01-05
JP4914563B2 true JP4914563B2 (en) 2012-04-11

Family

ID=35772170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004181723A Expired - Fee Related JP4914563B2 (en) 2004-06-18 2004-06-18 Optical scanning device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4914563B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015219496A (en) * 2014-05-21 2015-12-07 キヤノン株式会社 Scanning optical system and image formation device using the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63167329A (en) * 1986-12-29 1988-07-11 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Optical scanner
JP2702992B2 (en) * 1987-12-14 1998-01-26 株式会社日立製作所 High resolution light beam scanner
JPH02210412A (en) * 1989-02-10 1990-08-21 Canon Inc Anamorphic lens and scanning optical device using this lens
JP2834793B2 (en) * 1989-10-18 1998-12-14 株式会社リコー Fθ lens system in optical scanning device
JPH05249400A (en) * 1992-03-06 1993-09-28 Hitachi Koki Co Ltd Laser scanning device
JP3221244B2 (en) * 1994-08-19 2001-10-22 ミノルタ株式会社 Scanning optical system
JPH08327898A (en) * 1995-06-01 1996-12-13 Konica Corp Scanning optical system
JP3397624B2 (en) * 1996-12-19 2003-04-21 キヤノン株式会社 Scanning optical device and laser beam printer having the same
JP2000267030A (en) * 1999-03-16 2000-09-29 Fuji Xerox Co Ltd Optical scanning device
JP2000330053A (en) * 1999-05-20 2000-11-30 Ricoh Co Ltd Optical scanner
JP2002048993A (en) * 2000-05-25 2002-02-15 Canon Inc Optical scanner and image forming device using the same
JP4916069B2 (en) * 2001-09-25 2012-04-11 株式会社リコー Imaging element unit, optical writing unit, and image forming apparatus
JP2003107382A (en) * 2001-09-27 2003-04-09 Brother Ind Ltd Scanning optical system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006003749A (en) 2006-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4454186B2 (en) Scanning optical system
JPH10142543A (en) Optical scanning device
JPH11242178A (en) Defraction/reflection ftheta optical element and scanning optical system
JP2003215486A (en) Scanning optical system
JP3420956B2 (en) Optical scanning device, image reading device and image forming device using the same
US20070091405A1 (en) Light scanning device and scanning optical system
JP3222754B2 (en) Reflective scanning optical system
JP2004177861A (en) Optical scanning system
JP4914563B2 (en) Optical scanning device
JP2003107382A (en) Scanning optical system
JP3483129B2 (en) Optical scanning device
JP2005173221A (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JPH07174998A (en) Scanning lens and optical scanner
JP2000267030A (en) Optical scanning device
JP4863736B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2006235069A (en) Optical scanner and image forming apparatus
JP2008310257A (en) Scanning optical system and optical scanner and image forming apparatus equipped with the same
JP3804886B2 (en) Imaging optical system for optical scanning device
JP2003227998A (en) Scanning optical system
JP5332087B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JPH112769A (en) Optical scanner
JP3156052U (en) Two-piece fθ lens with short focal length suitable for laser beam scanning device
JP2615850B2 (en) Light beam scanning optical system
JP2602716B2 (en) Optical system for light beam scanning
JPH07146437A (en) Light beam scanning optical system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070618

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100824

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100824

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110421

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110615

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: 20120105

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120123

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees