JP4979444B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光束により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to an optical scanning apparatus that scans a surface to be scanned with a light beam and an image forming apparatus including the optical scanning apparatus.

近年、光プリンタ装置、デジタル複写機、及び光プロッタ等の画像形成装置には、低価格化とともに、温度変化などに対する高安定化、高精細化(高画質化)及び高速化が求められている。また、これらの画像形成装置は、光源からの光束により被走査面上を走査する光走査装置を備えている。   In recent years, image forming apparatuses such as optical printers, digital copiers, and optical plotters are required to be low-cost, highly stable against temperature changes, high definition (high image quality), and high speed. . These image forming apparatuses also include an optical scanning device that scans the surface to be scanned with a light beam from a light source.

画像形成装置の高精細化及び高速化については、複数の光束を用いる方法が実施されている。光束の複数化には主として、(1)複数の端面発光型半導体レーザ素子を組み合わせる方法、(2)複数の発光部が1つの基板上に形成された端面発光型半導体レーザアレイを用いる方法がある。しかしながら、(1)の方法では、素子が複数個搭載されるために、光源装置が複雑になる、部品点数が増加する、調整が複雑になるといった不都合があった。また、(2)の方法では、複数の発光部間に波長のばらつきがあり、個別に調整できないという不都合があった。   A method using a plurality of light fluxes has been implemented for high definition and high speed of the image forming apparatus. There are mainly two methods for forming a plurality of luminous fluxes: (1) a method of combining a plurality of edge-emitting semiconductor laser elements, and (2) a method of using an edge-emitting semiconductor laser array in which a plurality of light emitting portions are formed on one substrate. . However, in the method (1), since a plurality of elements are mounted, the light source device is complicated, the number of parts is increased, and adjustment is complicated. Further, the method (2) has a disadvantage in that there are variations in wavelengths among a plurality of light emitting units, and adjustment cannot be made individually.

ところで、最近、面発光型半導体レーザ素子(Vertical Cavity Surface Emitting Laser、VCSEL)を用いた光源が提案されている。この光源は、1つの基板上に数10個の発光部を2次元的に形成することが容易である。また、各発光部では単一縦モード発振による安定したレーザ発振による発光が行われるため、各発光部間の波長のばらつきは極めて小さい。なお、以下では、1つの基板上に複数の発光部が形成されている面発光型半導体レーザ素子を、便宜上「VCSELアレイ」ともいう。   By the way, recently, a light source using a surface emitting semiconductor laser element (Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL) has been proposed. In this light source, it is easy to form several tens of light-emitting portions two-dimensionally on one substrate. Further, since each light emitting unit emits light by stable laser oscillation by single longitudinal mode oscillation, the wavelength variation between the light emitting units is extremely small. Hereinafter, a surface emitting semiconductor laser element in which a plurality of light emitting portions are formed on one substrate is also referred to as a “VCSEL array” for convenience.

画像形成装置の低価格化の代表的な方法として、光走査装置に用いられる光学素子の樹脂化がある。例えば、各種レンズの素材を樹脂材料にすると、(1)軽量化が可能、(2)低コストな成形が可能、(3)特殊な形状の光学面(以下では、便宜上、「特殊面」ともいう)の形成が容易、というメリットがある。特に、特殊面を有する樹脂製レンズを採用すると、レンズの光学特性を向上させることができる。このような特殊面の1つとして、屈折面の形状を適切なピッチで折り返した形状を有する回折面がある。この回折面は、レンズに屈折面以上のパワーを付加することができるため、光走査装置の光学系を構成するレンズ枚数を低減させることが可能となる。   As a typical method for reducing the price of an image forming apparatus, there is resinization of an optical element used in an optical scanning apparatus. For example, if the materials of various lenses are resin materials, (1) weight reduction is possible, (2) low-cost molding is possible, and (3) specially shaped optical surfaces (hereinafter referred to as “special surfaces” for convenience) There is an advantage that it is easy to form. In particular, when a resin lens having a special surface is employed, the optical characteristics of the lens can be improved. As one of such special surfaces, there is a diffractive surface having a shape obtained by folding the shape of the refracting surface at an appropriate pitch. Since this diffractive surface can add more power than the refractive surface to the lens, the number of lenses constituting the optical system of the optical scanning device can be reduced.

また、温度変化に対して高安定な画像形成装置を実現するために、光走査装置において、(A)互いに逆のパワーをもつ複数枚のレンズを組み合わせて、温度変化による光学特性の劣化を補正する方法や、(B)回折面の負分散を用いて、温度変化による光学特性の劣化を補正する方法(例えば、特許文献2〜特許文献5参照)などが提案されている。特に、回折面を用いる方式は、樹脂材料の成形技術の高度化に伴い、少ない部品点数で、低価格で、温度変化に対して高安定な光走査装置を実現するのに有効な方式である。   In addition, in order to realize an image forming apparatus that is highly stable with respect to temperature changes, in the optical scanning device, (A) a plurality of lenses having opposite powers are combined to correct optical characteristic deterioration due to temperature changes. And (B) a method for correcting deterioration of optical characteristics due to a temperature change using negative dispersion of a diffraction surface (for example, see Patent Documents 2 to 5). In particular, the method using a diffractive surface is an effective method for realizing an optical scanning device with a small number of parts, a low cost, and a high stability with respect to a temperature change as the molding technology of a resin material is advanced. .

例えば、特許文献1には、光源からの光束をカップリングする第1光学系と、この第1光学系からの光束を、主走査方向に長く略線状に集光する第2光学系と、上記略線状の集光部の近傍に偏向反射面を有し、該偏向反射面により光束を偏向する光偏向器により偏向される偏向光束を、被走査面に向けて集光し、上記被走査面上に光走査のための光スポットを形成する第3光学系とを有し、上記第3光学系は、1枚以上の樹脂製結像素子を有し、上記第2光学系は、1枚以上の樹脂製の結像素子と、1枚以上のガラス製の結像素子を有し、第2光学系の少なくとも1面は、主走査方向と副走査方向とで独立に形状を設定されたアナモフィック面で、且つ、副走査断面内において非円弧形状をなす副非円弧面であり、少なくとも1面の副非円弧面が、第2光学系の結像素子のうち、第1光学系側からの光束が副走査方向に最大の光束径をもって通過する結像素子に形成されていることを特徴とする走査結像光学系が開示されている。この走査結像光学系では、回折面を用いずに、偏向器前の光学系に少なくとも3枚のレンズを組み合わせて温度によるピント位置変動を補正している。   For example, Patent Document 1 discloses a first optical system for coupling a light beam from a light source, a second optical system for collecting the light beam from the first optical system in a substantially linear shape that is long in the main scanning direction, A deflected light beam deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the substantially linear condensing portion and deflecting the light beam by the deflecting / reflecting surface is condensed toward the surface to be scanned, and A third optical system that forms a light spot for optical scanning on the scanning surface, the third optical system includes one or more resin imaging elements, and the second optical system includes: It has one or more resin imaging elements and one or more glass imaging elements, and at least one surface of the second optical system is independently shaped in the main scanning direction and the sub-scanning direction. A sub-non-arc surface having a non-arc shape in the sub-scanning cross section and having at least one sub-non-arc surface. However, among the imaging elements of the second optical system, the scanning imaging optics characterized in that the imaging optical element through which the light beam from the first optical system side passes with the maximum light beam diameter in the sub-scanning direction is formed A system is disclosed. In this scanning imaging optical system, focus position variation due to temperature is corrected by combining at least three lenses in the optical system before the deflector without using a diffraction surface.

また、特許文献2には、半導体レーザーを含む光源手段と、屈折部と回折部とを含む光学素子と、を有する走査光学装置を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光束を単一の像担持体面上の異なる領域に各々導光し、該複数の光束で該像担持体面上を走査してカラー画像を形成するカラー画像形成装置であって、該複数の走査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動による該像担持体面上での主走査方向の収差変化が、該光学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、該半導体レーザーの波長変動により補正されるようにしていることを特徴とするカラー画像形成装置が開示されている。   In Patent Document 2, a plurality of scanning optical devices having a light source means including a semiconductor laser and an optical element including a refracting portion and a diffractive portion are provided, and a plurality of light beams emitted from the respective scanning optical devices are simply used. A color image forming apparatus that guides light to different areas on the surface of one image carrier and scans the surface of the image carrier with the plurality of light beams to form a color image. An aberration change in the main scanning direction on the surface of the image carrier due to an environmental change of the scanning optical device is corrected by a power change between the refractive part and the diffractive part of the optical element and a wavelength change of the semiconductor laser. A color image forming apparatus is disclosed.

また、特許文献3には、半導体レーザーよりなる光源手段から放射した光束を回折部を有するアナモフィック光学素子を介して偏向素子の偏向面に導光させ、該偏向素子で偏向された光束を屈折部を有する走査光学素子を介し被走査面上に結像させて、該被走査面上を走査する走査光学装置であって、走査光学装置の屈折部の温度変動に伴う主走査方向のピント変化が該温度変動による光源手段の波長変動による回折部のパワー変化で補正されていることを特徴とする走査光学装置が開示されている。   In Patent Document 3, a light beam emitted from a light source means made of a semiconductor laser is guided to a deflecting surface of a deflecting element via an anamorphic optical element having a diffractive portion, and the light beam deflected by the deflecting element is refraction unit. A scanning optical device that forms an image on a surface to be scanned through a scanning optical element and scans the surface to be scanned, and the focus change in the main scanning direction due to the temperature variation of the refractive portion of the scanning optical device. There is disclosed a scanning optical device which is corrected by a power change of a diffraction part due to a wavelength variation of the light source means due to the temperature variation.

また、特許文献4には、光源手段と、該光源手段からの光束を光偏向手段に導光する光学手段と、該光偏向手段からの光束を被走査面に導光する結像光学系と、を有し、該光偏向手段の回動動作に基いて該被走査面を光走査する光走査装置において、該光学手段は1以上の面に回折部を有し、所定の条件を満足することを特徴とする光走査装置   Patent Document 4 discloses a light source unit, an optical unit that guides a light beam from the light source unit to a light deflecting unit, and an imaging optical system that guides a light beam from the light deflecting unit to a scanned surface. In the optical scanning device that optically scans the surface to be scanned based on the rotation operation of the light deflecting means, the optical means has a diffractive portion on one or more surfaces and satisfies a predetermined condition. Optical scanning device characterized in that

また、特許文献5には、半導体レーザから出射されたレーザ光束を偏向器によって偏向し、屈折素子と回折素子によって光束を像担持体上に走査し画像を形成する走査光学装置において、該走査光学装置の環境変動による像担持体面上での主走査方向の結像位置変化が、該走査光学装置内の屈折素子と回折素子とのパワー変化と、半導体レーザの波長変動により補正され、且つ、光束の光源として面発光半導体レーザを用いることを特徴とする走査光学装置が開示されている。   Patent Document 5 discloses a scanning optical device in which a laser beam emitted from a semiconductor laser is deflected by a deflector, and the beam is scanned on an image carrier by a refracting element and a diffractive element to form an image. The change in the imaging position in the main scanning direction on the image carrier surface due to the environment fluctuation of the apparatus is corrected by the power change between the refractive element and the diffraction element in the scanning optical apparatus and the wavelength fluctuation of the semiconductor laser, and the light flux There is disclosed a scanning optical device using a surface emitting semiconductor laser as the light source.

特許第3483141号公報Japanese Patent No. 3484141 特開平11−223783号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-223783 特開2003−337295号公報JP 2003-337295 A 特開2004−126192号公報JP 2004-126192 A 特開2005−215188号公報JP 2005-215188 A

しかしながら、上記特許文献1〜特許文献5のように環境変動が考慮されていても、長時間使用すると、画像品質が低下することがあった。   However, even if environmental fluctuations are taken into consideration as in Patent Documents 1 to 5, the image quality may be deteriorated when used for a long time.

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、高コスト化を招くことなく、安定した光走査ができる光走査装置を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of performing stable optical scanning without increasing the cost.

また、本発明の第2の目的は、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of stably forming a high-quality image without incurring an increase in cost.

本発明は、第1の観点からすると、複数の発光部が2次元的に配列された面発光レーザアレイを有する光源と、前記光源から射出された複数の光束の光路上に配置された偏向器前光学系と、前記偏向器前光学系からの複数の光束を偏向する偏向器と、前記偏向器により偏向された複数の光束を被走査面に導く走査光学系とを備え、前記偏向器前光学系は、入射する複数の光束における波長の偏差が大きい方向に延びる直線状の溝が形成された少なくとも1つの回折面を有し、前記少なくとも1つの回折面は、入射する複数の光束における波長の偏差が小さい方向において、前記偏向器前光学系及び前記走査光学系を含んで構成される全光学系における光学面の環境変化によるパワー変化と、前記光源の発振波長の環境変化による変化とによって生じる前記被走査面上でのビームウエスト位置のずれを補正し、前記全光学系は、入射する前記複数の光束における波長の偏差が大きい方向の横倍率が、波長の偏差が小さい方向の横倍率よりも小さいことを特徴とする光走査装置である。 According to a first aspect of the present invention, a light source having a surface emitting laser array in which a plurality of light emitting units are two-dimensionally arranged, and a deflector disposed on an optical path of a plurality of light beams emitted from the light source. A pre-optical system, a deflector for deflecting a plurality of light beams from the pre-deflector optical system, and a scanning optical system for guiding the plurality of light beams deflected by the deflector to a surface to be scanned. optics have at least one diffractive surface linear groove is formed extending in a direction deviation of the wavelength is larger in the plurality of light beams incident, said at least one diffractive surface, the wavelength of the plurality of light beams incident In a direction in which the deviation of the light source is small, the power change due to the environmental change of the optical surface and the change due to the environmental change of the oscillation wavelength of the light source in all optical systems including the pre-deflector optical system and the scanning optical system By The generated optical waist position correction on the scanned surface is corrected, and the entire optical system has a lateral magnification in a direction in which the wavelength deviation is large in the incident light beams, and a lateral magnification in a direction in which the wavelength deviation is small. It is an optical scanning device characterized by being smaller than the above.

これによれば、高コスト化を招くことなく、安定した光走査が可能となる。 According to this, stable optical scanning can be performed without increasing the cost.

本発明は、第2の観点からすると、少なくとも1つの像担持体と;前記少なくとも1つの像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する少なくとも1つの本発明の光走査装置と;を備える画像形成装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided at least one image carrier; and at least one optical scanning device according to the invention that scans a light beam including image information on the at least one image carrier. An image forming apparatus provided.

これによれば、少なくとも1つの本発明の光走査装置を備えているために、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   According to this, since at least one optical scanning device according to the present invention is provided, as a result, it is possible to stably form a high-quality image without increasing the cost.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図10に基づいて説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ500の概略構成が示されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser printer 500 as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

このレーザプリンタ500は、感光体ドラム511、帯電ローラ512、現像装置513、転写ローラ514、クリーニング装置515、定着装置516、光走査装置900、カセット518、レジストローラ対519、給紙コロ520、排紙ローラ対522、及びトレイ523などを備えている。   The laser printer 500 includes a photosensitive drum 511, a charging roller 512, a developing device 513, a transfer roller 514, a cleaning device 515, a fixing device 516, an optical scanning device 900, a cassette 518, a registration roller pair 519, a paper feed roller 520, a discharge roller A paper roller pair 522 and a tray 523 are provided.

感光体ドラム511は、像担持体であり、その表面には光導電性を有する感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム511の表面が被走査面である。   The photosensitive drum 511 is an image carrier, and a photosensitive layer having photoconductivity is formed on the surface thereof. That is, the surface of the photosensitive drum 511 is a surface to be scanned.

帯電ローラ512、現像装置513、転写ローラ514及びクリーニング装置515は、それぞれ感光体ドラム511の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム511の回転方向(図1における矢印方向)に沿って、帯電ローラ512→現像装置513→転写ローラ514→クリーニング装置515の順に配置されている。   The charging roller 512, the developing device 513, the transfer roller 514, and the cleaning device 515 are each disposed near the surface of the photosensitive drum 511. The charging roller 512, the developing device 513, the transfer roller 514, and the cleaning device 515 are arranged in this order along the rotation direction of the photosensitive drum 511 (the arrow direction in FIG. 1).

帯電ローラ512は、感光体ドラム511の表面を均一に帯電させる帯電手段である。帯電手段としては「コロナチャージャ」を用いることもできる。   The charging roller 512 is a charging unit that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 511. A “corona charger” can also be used as the charging means.

光走査装置900は、帯電ローラ512で帯電された感光体ドラム511の表面を、上位装置(例えばパソコン)からの画像情報に基づいて変調された光LBで走査する。この光走査装置900による光走査により、感光体ドラム511の表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像(静電潜像)が形成される。この潜像は、いわゆるネガ潜像であり、感光体ドラム511の回転に伴って現像装置513の方向に移動する。なお、光走査装置900の構成については後述する。   The optical scanning device 900 scans the surface of the photosensitive drum 511 charged by the charging roller 512 with light LB modulated based on image information from a host device (for example, a personal computer). By the optical scanning by the optical scanning device 900, the charge disappears only on the surface irradiated with light on the surface of the photosensitive drum 511, and a latent image (electrostatic latent image) corresponding to the image information is formed. This latent image is a so-called negative latent image and moves in the direction of the developing device 513 as the photosensitive drum 511 rotates. The configuration of the optical scanning device 900 will be described later.

現像装置513は、トナーが格納されているトナーカートリッジを有しており、感光体ドラム511の表面における光が照射された部分にだけトナーを付着させる。すなわち、現像装置513は、感光体ドラム511の表面に形成された潜像にトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された潜像(以下、便宜上「トナー画像」ともいう)は、感光体ドラム511の回転に伴って転写ローラ514の方向に移動する。   The developing device 513 includes a toner cartridge in which toner is stored, and causes the toner to adhere only to a portion irradiated with light on the surface of the photosensitive drum 511. That is, the developing device 513 makes the image information visible by attaching toner to the latent image formed on the surface of the photosensitive drum 511. Here, the latent image to which the toner is attached (hereinafter also referred to as “toner image” for convenience) moves in the direction of the transfer roller 514 as the photosensitive drum 511 rotates.

カセット518は、レーザプリンタ500の本体に着脱可能であり、その中には転写対象物としての転写紙Pが収納されている。このカセット518の近傍には給紙コロ520が配置されており、該給紙コロ520は、カセット518に収納されている転写紙Pの最上位の1枚を取り出す。   The cassette 518 can be attached to and detached from the main body of the laser printer 500, and the transfer paper P as a transfer object is accommodated therein. A paper feed roller 520 is disposed in the vicinity of the cassette 518, and the paper feed roller 520 takes out the uppermost sheet of the transfer paper P stored in the cassette 518.

レジストローラ対519は、転写ローラ514の近傍に配置され、給紙コロ520により取り出された転写紙の先端部を捕捉する。そして、レジストローラ対519は、感光体ドラム511上のトナー画像が転写位置へ移動するタイミングに合わせて、転写紙を転写ローラ514と感光体ドラム511との間隙へ送り込む。送り込まれた転写紙は、転写ローラ514によりトナー画像と重ね合わされ、トナー画像が静電転写される。   The registration roller pair 519 is disposed in the vicinity of the transfer roller 514 and captures the leading end portion of the transfer paper taken out by the paper supply roller 520. The registration roller pair 519 feeds the transfer paper into the gap between the transfer roller 514 and the photosensitive drum 511 in accordance with the timing at which the toner image on the photosensitive drum 511 moves to the transfer position. The transferred transfer paper is superimposed on the toner image by the transfer roller 514, and the toner image is electrostatically transferred.

トナー画像が転写された転写紙は、定着装置516へ送られ、定着装置516にてトナー画像が定着され、搬送路521を通り、排紙ローラ対522によりトレイ523上に排出される。   The transfer paper onto which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 516, where the toner image is fixed by the fixing device 516, passes through the conveyance path 521, and is discharged onto the tray 523 by the paper discharge roller pair 522.

トナー画像が転写された後の感光体ドラム511の表面は、クリーニング装置515によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。   The surface of the photosensitive drum 511 after the toner image is transferred is cleaned by a cleaning device 515 to remove residual toner, paper dust, and the like.

次に、前記光走査装置900の構成について説明する。   Next, the configuration of the optical scanning device 900 will be described.

この光走査装置900は、図2に示されるように、光源1、カップリングレンズ2、開口板3、線像形成レンズ4、ポリゴンミラー5、2つの走査レンズ(6a、6b)、折り曲げミラー7、同期ミラー9、同期レンズ10、及び同期検知センサ11などを備えている。   As shown in FIG. 2, the optical scanning device 900 includes a light source 1, a coupling lens 2, an aperture plate 3, a line image forming lens 4, a polygon mirror 5, two scanning lenses (6 a and 6 b), and a bending mirror 7. , A synchronization mirror 9, a synchronization lens 10, a synchronization detection sensor 11, and the like.

光源1は、一例として図3に示されるように、40個の発光部が1つの基板上に形成されたVCSELアレイ100を有している。   As shown in FIG. 3 as an example, the light source 1 includes a VCSEL array 100 in which 40 light emitting units are formed on one substrate.

このVCSELアレイ100は、主走査方向に対応する方向(以下では、便宜上「M方向」ともいう)から副走査方向に対応する方向(以下では、便宜上「S方向」ともいう)に向かって傾斜角αをなす方向(以下では、便宜上「T方向」という)に沿って10個の発光部が等間隔に配置された発光部列を4列有している。そして、これら4列の発光部列は、S方向に等間隔に配置されている。すなわち、40個の発光部は、T方向とS方向とに沿って2次元的に配列されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは2つの発光部の中心間距離をいうものとする。また、M方向及びS方向のいずれにも直交し、光源1からポリゴンミラー5に向かう光束の進行方向を、以下では、便宜上「W方向」とする。   The VCSEL array 100 has an inclination angle from a direction corresponding to the main scanning direction (hereinafter also referred to as “M direction” for convenience) to a direction corresponding to the sub-scanning direction (hereinafter also referred to as “S direction” for convenience). There are four light emitting part rows in which ten light emitting parts are arranged at equal intervals along the direction forming α (hereinafter referred to as “T direction” for convenience). These four light emitting unit rows are arranged at equal intervals in the S direction. That is, the 40 light emitting units are two-dimensionally arranged along the T direction and the S direction. In the present specification, the “light emitting portion interval” refers to the distance between the centers of two light emitting portions. The traveling direction of the light beam that is orthogonal to both the M direction and the S direction and travels from the light source 1 toward the polygon mirror 5 is hereinafter referred to as a “W direction” for convenience.

ここでは、一例として、発光部列における、T方向に関する発光部の間隔d1は24.0μm、S方向に関する発光部列の間隔ds2は24.0μmであり、傾斜角αは5.74°である。そこで、40個の発光部をS方向に延びる仮想線上に正射影したときの発光部の間隔は等間隔となり、その値ds1は2.4μmである。そして、M方向に関する発光部の間隔dmは23.9μmである。   Here, as an example, in the light emitting part row, the distance d1 between the light emitting parts in the T direction is 24.0 μm, the distance ds2 between the light emitting part rows in the S direction is 24.0 μm, and the inclination angle α is 5.74 °. . Therefore, the intervals between the light emitting portions when the 40 light emitting portions are orthogonally projected onto the virtual line extending in the S direction are equal intervals, and the value ds1 is 2.4 μm. And the space | interval dm of the light emission part regarding M direction is 23.9 micrometers.

また、M方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔は23.9×9=215.1μm、S方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔は2.4×39=93.6μmである。すなわち、複数の発光部は、M方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔よりも、S方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔のほうが小さい。   The interval between the two light emitting portions located at both ends in the M direction is 23.9 × 9 = 25.1 μm, and the interval between the two light emitting portions located at both ends in the S direction is 2.4 × 39 = 93.6 μm. is there. That is, in the plurality of light emitting units, the interval between the two light emitting units located at both ends in the S direction is smaller than the interval between the two light emitting units located at both ends in the M direction.

各発光部は、一例として、設計上の発振波長が780nmであり、基準温度(25℃)に対して温度が1℃上昇すると、発振波長が0.062nmだけ長波長側へずれるという特性を有している。   As an example, each light emitting unit has a design oscillation wavelength of 780 nm, and when the temperature rises by 1 ° C. with respect to the reference temperature (25 ° C.), the oscillation wavelength shifts to the longer wavelength side by 0.062 nm. is doing.

ところで、一般に、VCSELアレイを長時間発光させ続けると、環境温度が一定であってもVCSELアレイ内に不均一な温度分布を生じる。そして、各発光部から射出される光束の波長にばらつきが生じる。本明細書では、各発光部から射出される光束の波長のばらつきの程度を「波長偏差」という。ここでは、一例として、長時間使用したときのVCSELアレイ100における、M方向に関する波長偏差は4nm、S方向に関する波長偏差は1nmであった。   By the way, generally, when the VCSEL array continues to emit light for a long time, a non-uniform temperature distribution is generated in the VCSEL array even if the environmental temperature is constant. And the wavelength of the light beam emitted from each light emitting part varies. In the present specification, the degree of variation in the wavelength of the light beam emitted from each light emitting unit is referred to as “wavelength deviation”. Here, as an example, in the VCSEL array 100 when used for a long time, the wavelength deviation in the M direction is 4 nm, and the wavelength deviation in the S direction is 1 nm.

カップリングレンズ2は、焦点距離が約45mmであり、光源1から射出された光束を略平行光とする。   The coupling lens 2 has a focal length of about 45 mm, and the light beam emitted from the light source 1 is substantially parallel light.

カップリングレンズ2は、一例として、主走査方向に対応する方向の近軸曲率半径が98.97mm、副走査方向に対応する方向の近軸曲率半径が98.97mmの入射面と、主走査方向に対応する方向の近軸曲率半径が−31.07mm、副走査方向に対応する方向の近軸曲率半径が−31.07mmの射出面を有するガラス製のレンズである。このガラスは、一例として、780nmの光に対する基準温度での屈折率が1.511913であり、温度が基準温度から20℃上昇したときの屈折率が1.511934であり、線膨張係数が7.5×10−6/Kの物性を有するガラスである。 For example, the coupling lens 2 includes an incident surface having a paraxial radius of curvature of 98.97 mm in the direction corresponding to the main scanning direction and a paraxial radius of curvature of 98.97 mm in the direction corresponding to the sub-scanning direction, and the main scanning direction. Is a glass lens having an exit surface with a paraxial radius of curvature of -31.07 mm in the direction corresponding to, and a paraxial radius of curvature in the direction corresponding to the sub-scanning direction of -31.07 mm. As an example, this glass has a refractive index of 1.511913 at a reference temperature for light of 780 nm, a refractive index of 1.511934 when the temperature rises by 20 ° C. from the reference temperature, and a linear expansion coefficient of 7. It is a glass having physical properties of 5 × 10 −6 / K.

カップリングレンズ2は、入射面及び射出面のいずれも非球面であり、カップリングされた光束の波面収差を十分に補正している。   The coupling lens 2 has both an entrance surface and an exit surface that are aspheric, and sufficiently corrects the wavefront aberration of the coupled light beam.

なお、光源1とカップリングレンズ2は、線膨張係数が2.3×10−5/Kの材料を用いた保持部材(図示省略)によって保持されている。 The light source 1 and the coupling lens 2 are held by a holding member (not shown) using a material having a linear expansion coefficient of 2.3 × 10 −5 / K.

開口板3は、一例として主走査方向に対応する方向の幅が6.4mm、副走査方向に対応する方向の幅が1.18mmの長方形状の開口部を有し、カップリングレンズ2を介した光束を整形し、感光体ドラム511上におけるビームスポット径を決定する。   As an example, the aperture plate 3 has a rectangular aperture having a width in the direction corresponding to the main scanning direction of 6.4 mm and a width in the direction corresponding to the sub-scanning direction of 1.18 mm. The beam flux is shaped to determine the beam spot diameter on the photosensitive drum 511.

なお、本明細書では、「ビームスポット径」は、ビームスポットの光強度分布におけるラインスプレッド関数を用いて定義される。ビームスポットの中心を基準とし、主走査方向に対応する方向の座標Y、副走査方向に対応する方向の座標Zにおけるビームスポットの光強度分布をf(Y、Z)とすると、副走査方向に対応する方向のラインスプレッド関数LSZ(Z)は、次の(1)式で示される。なお、積分は主走査方向に対応する方向におけるビームスポットの全幅について行われる。   In this specification, the “beam spot diameter” is defined using a line spread function in the light intensity distribution of the beam spot. If the light intensity distribution of the beam spot at the coordinate Y in the direction corresponding to the main scanning direction and the coordinate Z in the direction corresponding to the sub-scanning direction is defined as f (Y, Z) with the center of the beam spot as a reference, The line spread function LSZ (Z) in the corresponding direction is expressed by the following equation (1). The integration is performed for the entire width of the beam spot in the direction corresponding to the main scanning direction.

また、主走査方向に対応する方向のラインスプレッド関数LSY(Y)は、次の(2)式で示される。なお、積分は副走査方向に対応する方向におけるビームスポットの全幅について行われる。   The line spread function LSY (Y) in the direction corresponding to the main scanning direction is expressed by the following equation (2). The integration is performed for the entire width of the beam spot in the direction corresponding to the sub-scanning direction.

ラインスプレッド関数LSZ(Z)及びラインスプレッド関数LSY(Y)は、通常、略ガウス分布型の形状であり、主走査方向に対応する方向及び副走査方向に対応する方向のビームスポット径は、これらのラインスプレッド関数が、その最大値の1/e以上となる領域の主走査方向に対応する方向及び副走査方向に対応する方向の幅で与えられる。 The line spread function LSZ (Z) and the line spread function LSY (Y) are generally of a Gaussian distribution type, and the beam spot diameters in the direction corresponding to the main scanning direction and the direction corresponding to the sub-scanning direction are The line spread function is given by the width in the direction corresponding to the main scanning direction and the direction corresponding to the sub-scanning direction of an area that is 1 / e 2 or more of the maximum value.

ラインスプレッド関数により上記の如く定義されるビームスポット径は、ビームスポットをスリットで等速光走査し、スリットを通った光を光検出器で受光し、その受光量を積分することにより容易に測定可能であり、このような測定を行う装置も市販されている。   The beam spot diameter defined above by the line spread function is easily measured by scanning the beam spot at a constant speed with a slit, receiving the light passing through the slit with a photodetector, and integrating the amount of light received. Devices that perform such measurements are also commercially available.

線像形成レンズ4は、開口板3の開口部を通過した光束をポリゴンミラー5の偏向反射面近傍に副走査方向に関して結像する。   The line image forming lens 4 forms an image of the light beam that has passed through the opening of the aperture plate 3 in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 5 in the sub-scanning direction.

線像形成レンズ4は、樹脂製のレンズである。この樹脂は、一例として、780nmの光に対する基準温度での屈折率が1.523961であり、温度が基準温度から20℃上昇したときの屈折率が1.522188であり、線膨張係数が7.0×10−5/Kの物性を有する樹脂である。 The line image forming lens 4 is a resin lens. As an example, this resin has a refractive index of 1.523961 at a reference temperature with respect to light of 780 nm, a refractive index of 1.522188 when the temperature rises by 20 ° C. from the reference temperature, and a linear expansion coefficient of 7. It is a resin having physical properties of 0 × 10 −5 / K.

線像形成レンズ4の入射面は、一例として図4に示されるように、主走査方向に対応する方向の近軸曲率半径が∞、副走査方向に対応する方向の近軸曲率半径が118.5mmのシリンドリカル面である。すなわち、線像形成レンズ4の入射面は屈折面である。   As shown in FIG. 4 as an example, the incident surface of the line image forming lens 4 has a paraxial radius of curvature in the direction corresponding to the main scanning direction ∞ and a paraxial radius of curvature in the direction corresponding to the sub-scanning direction of 118. It is a 5 mm cylindrical surface. That is, the incident surface of the line image forming lens 4 is a refractive surface.

線像形成レンズ4の射出面は、一例として図5に示されるように、主走査方向に対応する方向に略平行な直線状の溝が形成された、いわゆる回折面である。すなわち、波長偏差が大きい方向に延びる直線状の溝が形成されている。   As shown in FIG. 5 as an example, the exit surface of the line image forming lens 4 is a so-called diffractive surface in which a linear groove substantially parallel to a direction corresponding to the main scanning direction is formed. That is, a linear groove extending in the direction in which the wavelength deviation is large is formed.

この回折面の位相関数φ(Y,Z)は、次の(3)式で示される。   The phase function φ (Y, Z) of this diffractive surface is expressed by the following equation (3).

φ(Y,Z)=C1・Y+C2・Z ……(3) φ (Y, Z) = C1 · Y 2 + C2 · Z 2 (3)

ここでは、C1=0、C2=−0.014084973、である。   Here, C1 = 0 and C2 = −0.014084973.

回折面は、回折効果を有する面(以下、便宜上「第1の面」ともいう)と屈折効果を有する面(以下、便宜上「第2の面」ともいう)とが合成された面形状を有している。   The diffractive surface has a surface shape in which a surface having a diffraction effect (hereinafter also referred to as “first surface” for convenience) and a surface having a refraction effect (hereinafter also referred to as “second surface” for convenience) are combined. is doing.

一例として図6に示されるように、第1の面の形状13は、屈折効果を有する面の形状12を適切な段差及びピッチで折り返した形状である。従って、第1の面はパワーを有する。   As an example, as shown in FIG. 6, the shape 13 of the first surface is a shape obtained by folding back the shape 12 of the surface having a refractive effect with an appropriate step and pitch. Accordingly, the first surface has power.

第2の面の形状は、第1の面のパワーを相殺するような形状である。すなわち、線像形成レンズ4の回折面は、主走査方向に対応する方向及び副走査方向に対応する方向ともにノンパワーとなる。   The shape of the second surface is a shape that cancels the power of the first surface. That is, the diffraction surface of the line image forming lens 4 is non-powered in both the direction corresponding to the main scanning direction and the direction corresponding to the sub-scanning direction.

ここでは、一例として、第1の面の形状は、副走査に対応する方向の近軸曲率半径が18.6mmのシリンドリカル面の形状を適切な段差及びピッチで折り返した形状であり、第2の面の形状は、副走査に対応する方向の近軸曲率半径が−18.6mmのシリンドリカル面の形状としている。   Here, as an example, the shape of the first surface is a shape in which the shape of the cylindrical surface having a paraxial radius of curvature of 18.6 mm in the direction corresponding to the sub-scan is turned back with an appropriate step and pitch, The shape of the surface is that of a cylindrical surface having a paraxial radius of curvature of −18.6 mm in the direction corresponding to sub-scanning.

これにより、回折面における複数の回折溝はマルチステップ状になる。   As a result, the plurality of diffraction grooves on the diffraction surface have a multi-step shape.

ところで、回折面を、屈折面の面形状を適切な段差及びピッチで折り返した形状とすると、レンズの周辺部に向かってピッチが徐々に小さくなるため、回折面を成形するための金型の製作が難しい。しかしながら、互いに反対のパワーを有する第1の面と第2の面とを合成して回折面を作成すると、回折面における折返し部分が鈍角となり、金型製作に有利となる。特に、本実施形態のように、回折面の面形状をマルチステップ状にすると、一例として図7に示されるように、折返し部分の角度が直角となり、光軸に対称な階段状の形状となり、金型製作上の簡便性が更に向上する。   By the way, if the diffractive surface is formed by folding the surface shape of the refracting surface with an appropriate step and pitch, the pitch gradually decreases toward the periphery of the lens, so the mold for forming the diffractive surface is manufactured. Is difficult. However, if a diffractive surface is created by combining the first surface and the second surface having opposite powers, the folded portion on the diffractive surface becomes obtuse, which is advantageous for mold manufacture. In particular, as in this embodiment, when the surface shape of the diffractive surface is a multi-step shape, as shown in FIG. 7 as an example, the angle of the folded portion becomes a right angle, a step-like shape symmetrical to the optical axis, Convenience in mold manufacture is further improved.

光源1とポリゴンミラー5との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ2と開口板3と線像形成レンズ4とから構成されている。   The optical system arranged on the optical path between the light source 1 and the polygon mirror 5 is also called a pre-deflector optical system. In the present embodiment, the pre-deflector optical system includes a coupling lens 2, an aperture plate 3, and a line image forming lens 4.

図2に戻り、ポリゴンミラー5は、一例として内接円の半径が7mmの4面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面である。なお、このポリゴンミラー5は、厚さ1.9mmの防音ガラス(不図示)で囲まれている。この防音ガラスの素材のガラスは、カップリングレンズ2の素材のガラスと同じである。   Returning to FIG. 2, the polygon mirror 5 includes, for example, a tetrahedral mirror having an inscribed circle radius of 7 mm, and each mirror is a deflecting reflection surface. The polygon mirror 5 is surrounded by soundproof glass (not shown) having a thickness of 1.9 mm. The glass of the soundproof glass is the same as the glass of the coupling lens 2.

走査レンズ6aは、主走査方向の近軸曲率半径が−110.142mm、副走査方向の近軸曲率半径が−472.788mmの入射面と、主走査方向の近軸曲率半径が−57.939mm、副走査方向の近軸曲率半径が−500mmの射出面を有している。   The scanning lens 6a has an incident surface having a paraxial radius of curvature of −110.142 mm in the main scanning direction and a paraxial radius of curvature of −472.788 mm in the sub-scanning direction, and a paraxial radius of curvature in the main scanning direction of −57.939 mm. The exit surface has a paraxial radius of curvature in the sub-scanning direction of −500 mm.

走査レンズ6bは、主走査方向の近軸曲率半径が−5000mm、副走査方向の近軸曲率半径が93.8mmの入射面と、主走査方向の近軸曲率半径が724.16mm、副走査方向の近軸曲率半径が−60.71mmの射出面を有している。   The scanning lens 6b has an incident surface with a paraxial radius of curvature in the main scanning direction of −5000 mm and a paraxial radius of curvature in the sub scanning direction of 93.8 mm, a paraxial radius of curvature in the main scanning direction of 724.16 mm, and the sub scanning direction. Has an exit surface with a paraxial radius of curvature of −60.71 mm.

走査レンズ6a及び走査レンズ6bは、いずれも樹脂製のレンズである。この樹脂は線像形成レンズ4の素材と同じ物性を有する樹脂である。   The scanning lens 6a and the scanning lens 6b are both resin lenses. This resin is a resin having the same physical properties as the material of the line image forming lens 4.

また、走査レンズ6a及び走査レンズ6bの各面は非球面形状の面であり、いずれの面も、主走査方向に次の(4)式で示される非円弧形状を有し、光軸及び副走査方向を含む仮想的な平面に平行な断面(以下、「副走査断面」という)の曲率が次の(5)式に従って主走査方向に変化する面である。   Further, each surface of the scanning lens 6a and the scanning lens 6b is an aspheric surface, and each surface has a non-arc shape expressed by the following equation (4) in the main scanning direction, and the optical axis and the sub-axis. This is a surface in which the curvature of a section parallel to a virtual plane including the scanning direction (hereinafter referred to as “sub-scanning section”) changes in the main scanning direction according to the following equation (5).

ここで、Xは光軸方向のデプス、Rは主走査方向の近軸曲率半径、Yは光軸からの主走査方向の距離、Kは円錐定数、A、A、A、A、A、…は係数、Rs0はY=0での副走査方向の近軸曲率半径、B、B、B、…は係数である。 Here, X is the depth in the optical axis direction, R m is the paraxial radius of curvature in the main scanning direction, Y is the distance in the main scanning direction from the optical axis, K is the conic constant, A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 ,... Are coefficients, R s0 is the paraxial radius of curvature in the sub-scanning direction when Y = 0, and B 1 , B 2 , B 3 ,.

走査レンズ6aの入射面の円錐定数及び各係数が表1に示されている。   Table 1 shows conical constants and coefficients of the incident surface of the scanning lens 6a.

走査レンズ6aの射出面の円錐定数及び係数が表2に示されている。   Table 2 shows the conic constant and coefficient of the exit surface of the scanning lens 6a.

走査レンズ6bの入射面の円錐定数及び各係数が表3に示されている。   Table 3 shows conical constants and coefficients of the incident surface of the scanning lens 6b.

走査レンズ6bの射出面の円錐定数及び係数が表4に示されている。   Table 4 shows the conical constants and coefficients of the exit surface of the scanning lens 6b.

折り曲げミラー7は、走査レンズ6bを介した光束の光路を感光体ドラム511の表面に向けて折り曲げる。これにより、感光体ドラム511の表面にビームスポットが形成される。このビームスポットは、ポリゴンミラー5の回転に伴って感光体ドラム511の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム511上を走査する。このときのビームスポットの移動方向が主走査方向である。   The bending mirror 7 bends the optical path of the light beam through the scanning lens 6 b toward the surface of the photosensitive drum 511. Thereby, a beam spot is formed on the surface of the photosensitive drum 511. This beam spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 511 as the polygon mirror 5 rotates. That is, the photosensitive drum 511 is scanned. The moving direction of the beam spot at this time is the main scanning direction.

ポリゴンミラー5と感光体ドラム511との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、走査レンズ6aと走査レンズ6bと折り曲げミラー7とから構成されている。なお、折り曲げミラー7と感光体ドラム511の間には、厚さ1.9mmの防塵ガラス(不図示)が配置されている。この防塵ガラスは、前記防音ガラスと同じ物性を有するガラスでできている。   An optical system disposed on the optical path between the polygon mirror 5 and the photosensitive drum 511 is also called a scanning optical system. In the present embodiment, the scanning optical system includes a scanning lens 6a, a scanning lens 6b, and a bending mirror 7. A dust-proof glass (not shown) having a thickness of 1.9 mm is disposed between the bending mirror 7 and the photosensitive drum 511. The dustproof glass is made of glass having the same physical properties as the soundproof glass.

ところで、上記各光学素子の位置関係が図8に示されている。そして、図8における符号d1〜d11の具体的な値(単位mm)の一例が表5に示されている。   By the way, the positional relationship of each optical element is shown in FIG. Table 5 shows an example of specific values (unit: mm) of the symbols d1 to d11 in FIG.

また、前記T方向と、ポリゴンミラー5の偏向反射面により感光体ドラム511の表面における像高0の位置(図8における符号p0の位置)へ向けて反射される光束の進行方向とのなす角(図8におけるθ)は59度である。   Further, an angle formed by the T direction and the traveling direction of the light beam reflected toward the position of the image height 0 on the surface of the photosensitive drum 511 (position p0 in FIG. 8) by the deflection reflection surface of the polygon mirror 5. (Θ in FIG. 8) is 59 degrees.

図2に戻り、ポリゴンミラー5で偏向され、有効走査領域外に向かう光束の一部は、同期ミラー9及び同期レンズ10を介して同期検知センサ11で受光される。同期検知センサ11は、受光量に応じた信号(光電変換信号)を出力する。この同期検知センサ11の出力信号に基づいて、走査開始のタイミングが決定される。   Returning to FIG. 2, a part of the light beam deflected by the polygon mirror 5 and going outside the effective scanning area is received by the synchronization detection sensor 11 via the synchronization mirror 9 and the synchronization lens 10. The synchronization detection sensor 11 outputs a signal (photoelectric conversion signal) corresponding to the amount of received light. Based on the output signal of the synchronization detection sensor 11, the timing for starting scanning is determined.

本実施形態に係るレーザプリンタ500では、長時間使用したときの、主走査方向に関するビームウエスト位置のずれ量は、0.407mmであり、副走査方向に関するビームウエスト位置のずれ量は、0.343mmであった。   In the laser printer 500 according to this embodiment, the deviation amount of the beam waist position in the main scanning direction when used for a long time is 0.407 mm, and the deviation amount of the beam waist position in the sub scanning direction is 0.343 mm. Met.

また、波長偏差が小さく、環境温度が基準温度に対して+20℃のときは、主走査方向に関するビームウエスト位置のずれ量は、0.152mmであり、副走査方向に関するビームウエスト位置のずれ量は、0.038mmであった。   When the wavelength deviation is small and the environmental temperature is + 20 ° C. with respect to the reference temperature, the deviation amount of the beam waist position in the main scanning direction is 0.152 mm, and the deviation amount of the beam waist position in the sub scanning direction is 0.038 mm.

ところで、前記線像形成レンズ4に代えて、円形状あるいは楕円形状の溝が形成された回折面を有する線像形成レンズを用いると、長時間使用したときの、主走査方向に関するビームウエスト位置のずれ量は、−1.075mmであった。一方、波長偏差が小さく、環境温度が基準温度に対して+20℃のときは、主走査方向に関するビームウエスト位置のずれ量は、−0.007mmであった。   By the way, when a line image forming lens having a diffractive surface in which circular or elliptical grooves are formed instead of the line image forming lens 4, the beam waist position in the main scanning direction when used for a long time is used. The amount of deviation was -1.075 mm. On the other hand, when the wavelength deviation was small and the environmental temperature was + 20 ° C. with respect to the reference temperature, the deviation amount of the beam waist position in the main scanning direction was −0.007 mm.

このように、主走査方向に関しては、線像形成レンズ4を用いることにより、環境温度によるビームウエスト位置のずれ量を低く抑えつつ、波長偏差に起因するビームウエスト位置のずれ量を大幅に低下させることができる。   As described above, in the main scanning direction, by using the line image forming lens 4, the deviation amount of the beam waist position due to the wavelength deviation is greatly reduced while keeping the deviation amount of the beam waist position due to the environmental temperature low. be able to.

また、前記線像形成レンズ4に代えて、回折面を有しない線像形成レンズを用いると、長時間使用したときの、副走査方向に関するビームウエスト位置のずれ量は、0.139mmであった。この場合に、波長偏差が小さく、環境温度が基準温度に対して+20℃のときは、副走査方向に関するビームウエスト位置のずれ量は、1.414mmであった。   When a line image forming lens having no diffractive surface is used in place of the line image forming lens 4, the deviation amount of the beam waist position in the sub-scanning direction when used for a long time is 0.139 mm. . In this case, when the wavelength deviation was small and the environmental temperature was + 20 ° C. with respect to the reference temperature, the deviation amount of the beam waist position in the sub-scanning direction was 1.414 mm.

このように、副走査方向に関しては、線像形成レンズ4を用いることにより、波長偏差に起因するビームウエスト位置のずれ量を許容できる所定の範囲内に抑えつつ、環境温度によるビームウエスト位置のずれ量を低下させることができる。すなわち、光学系に温度変化を吸収する光学的特性を付与することができ、光学系のロバスト性が向上する。   As described above, in the sub-scanning direction, by using the line image forming lens 4, the beam waist position shift due to the environmental temperature is suppressed while keeping the beam waist position shift amount due to the wavelength deviation within an allowable range. The amount can be reduced. That is, the optical characteristic which absorbs a temperature change can be provided to the optical system, and the robustness of the optical system is improved.

このように、線像形成レンズ4を用いることにより、環境温度によるビームウエスト位置のずれ量、及び波長偏差に起因するビームウエスト位置のずれ量を、いずれも許容できる所定の範囲内に抑えることができる。   As described above, by using the line image forming lens 4, the deviation amount of the beam waist position due to the environmental temperature and the deviation amount of the beam waist position caused by the wavelength deviation can be suppressed within a predetermined allowable range. it can.

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置900によると、光源1、カップリングレンズ2、線像形成レンズ4、ポリゴンミラー5、及び走査光学系を備え、線像形成レンズ4の射出面は、波長偏差が大きい方向に延びる直線状の溝が形成された回折面である。これにより、ビームウエスト位置に対する環境温度の影響及び波長偏差の影響をいずれも低減するような回折の効果を、選択的に付与することができ、主走査方向及び副走査方向のいずれに関しても、ビームウエスト位置のずれ量を小さくすることができる。従って、結果として、高コスト化を招くことなく、安定した光走査が可能となる。   As described above, the optical scanning apparatus 900 according to the present embodiment includes the light source 1, the coupling lens 2, the line image forming lens 4, the polygon mirror 5, and the scanning optical system, and the line image forming lens 4 is emitted. The surface is a diffractive surface in which a linear groove extending in a direction in which the wavelength deviation is large is formed. Thereby, it is possible to selectively give a diffraction effect that reduces both the influence of the environmental temperature and the influence of the wavelength deviation on the beam waist position, and the beam can be applied in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. The amount of deviation of the waist position can be reduced. Therefore, as a result, stable optical scanning can be performed without increasing the cost.

ところで、回折面が樹脂で成形される場合には、回折面の形状と凹凸が逆の形状(以下、便宜上「転写形状」という)が切削により形成された成形用の金型(あるいは金駒)が用いられる。本実施形態によると、線像形成レンズ4の回折面では、第1の面のパワーと第2の面のパワーとが互いに相殺されている。これにより、回折面の折返し部分が鈍角となり、回折面を成形するための金型(あるいは金駒)の製作が容易となる。   By the way, when the diffractive surface is formed of resin, a molding die (or metal piece) in which the shape of the diffractive surface and the concavity and convexity (hereinafter referred to as “transfer shape” for convenience) are formed by cutting. Is used. According to the present embodiment, the power of the first surface and the power of the second surface are offset from each other on the diffractive surface of the line image forming lens 4. As a result, the folded portion of the diffractive surface has an obtuse angle, and it becomes easy to manufacture a mold (or metal piece) for forming the diffractive surface.

また、本実施形態によると、線像形成レンズ4の回折面の形状が直線の溝形状であるため、一例として図9に示されるように、切削用のバイトを一方向に走らせるだけで金型(あるいは金駒)に転写形状を形成することができ、また、バイトを逃がすのに何の問題も生じない。仮に主走査方向に対応する方向及び副走査方向に対応する方向の両方に回折の効果を持たせようとした場合、倍率の違いを考慮すると必然的に光軸を中心とした楕円形状の溝となるが、軸を出す手間が生じる上に、バイトの逃げにも工夫が必要になり、高い加工精度は望みにくい(図10参照)。   Further, according to the present embodiment, the shape of the diffractive surface of the line image forming lens 4 is a linear groove shape, and as an example, as shown in FIG. The transfer shape can be formed on the mold (or the metal piece), and there is no problem in releasing the cutting tool. If an attempt is made to have a diffraction effect in both the direction corresponding to the main scanning direction and the direction corresponding to the sub-scanning direction, an elliptical groove centered on the optical axis is inevitably considered in consideration of the difference in magnification. However, it takes time and effort to put out the shaft, and it is also necessary to devise a tool for the escape of the cutting tool, so that high machining accuracy is hardly desired (see FIG. 10).

また、本実施形態によると、線像形成レンズ4は、屈折面と回折面とを有し、光源1側の面が屈折面であり、ポリゴンミラー5側の面が回折面である。これにより、散乱光・反射光・不要次数の回折光が光源に戻るのを抑制している。仮に、回折面が光源1側に設けられていると、入射光束の光軸に対して垂直な入射面を有することになるので、入射光束が入射面で強い反射を起こし、それが光源に戻り、干渉を誘発するおそれがある。   Further, according to the present embodiment, the line image forming lens 4 has a refracting surface and a diffractive surface, the surface on the light source 1 side is a refracting surface, and the surface on the polygon mirror 5 side is a diffractive surface. Thereby, scattered light, reflected light, and unnecessary-order diffracted light are prevented from returning to the light source. If the diffractive surface is provided on the light source 1 side, it has an incident surface perpendicular to the optical axis of the incident light beam, so that the incident light beam is strongly reflected on the incident surface, which returns to the light source. , May induce interference.

また、本実施形態によると、光源1が複数の発光部を有しているため、同時に複数の走査が可能となる。従って、高コスト化を招くことなく、安定した高密度の光走査が可能となる。   Further, according to the present embodiment, since the light source 1 has a plurality of light emitting units, a plurality of scans can be performed simultaneously. Therefore, stable and high-density optical scanning can be performed without increasing the cost.

また、本実施形態によると、部品点数を増加させることなく高安定な光走査装置を実現することができる。そのため、光走査装置の生産に関わる材料の使用量を増やす必要がなく、その結果として資源採掘量及びプラスチックゴミ排出量に関して環境負荷の増大を抑制することが可能となる。   Further, according to the present embodiment, a highly stable optical scanning device can be realized without increasing the number of parts. For this reason, it is not necessary to increase the amount of material used for the production of the optical scanning device, and as a result, it is possible to suppress an increase in environmental load with respect to the resource mining amount and the plastic waste discharge amount.

また、本実施形態に係るレーザプリンタ500によると、高コスト化を招くことなく、安定した光走査ができる光走査装置900を備えているため、結果として高コスト化を招くことなく、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   In addition, the laser printer 500 according to the present embodiment includes the optical scanning device 900 that can perform stable optical scanning without incurring high costs. As a result, high quality without incurring high costs. An image can be formed stably.

また、本実施形態によると、光源1が複数の発光部を有しているため、同時に複数の走査が可能となり、画像形成の高速化を図ることができる。   In addition, according to the present embodiment, since the light source 1 has a plurality of light emitting units, a plurality of scans can be performed simultaneously, and the speed of image formation can be increased.

なお、上記実施形態では、線像形成レンズ4は、環境温度の変動に対する補償機能を有さない場合について説明したが、例えば、他の光学系での温度補償が十分でないときに、一例として図11に示されるように、線像形成レンズ4の入射面の形状を主走査方向に対応する方向に関して凹面形状とし、温度補償機能を付加しても良い。この場合には、入射面はシリンドリカル面に凹面が加わったいわゆるトーリック面となる。また、前記線像形成レンズ4に代えて、凸面レンズと凹面レンズを組み合わせ、温度補償機能を付加しても良い。   In the above embodiment, the case where the line image forming lens 4 does not have a compensation function for fluctuations in environmental temperature has been described. However, for example, when the temperature compensation in another optical system is not sufficient, FIG. 11, the shape of the incident surface of the line image forming lens 4 may be concave with respect to the direction corresponding to the main scanning direction, and a temperature compensation function may be added. In this case, the incident surface is a so-called toric surface in which a concave surface is added to the cylindrical surface. Further, instead of the line image forming lens 4, a convex lens and a concave lens may be combined to add a temperature compensation function.

また、上記実施形態では、M方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔よりも、S方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔のほうが小さい場合について説明したが、反対に、一例として図12に示されるように、S方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔よりも、M方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔のほうが小さくても良い。なお、この場合に、S方向に関する波長偏差がM方向に関する波長偏差よりも大きいときは、前記線像形成レンズ4に代えて、副走査方向に対応する方向に略平行な直線状の溝が形成された回折面を有する線像形成レンズが用いられる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the space | interval of the two light emission parts located in both ends regarding S direction was smaller than the space | interval of the two light emission parts located in both ends regarding M direction, on the contrary, as an example As shown in FIG. 12, the interval between the two light emitting units located at both ends in the M direction may be smaller than the interval between the two light emitting units located at both ends in the S direction. In this case, if the wavelength deviation in the S direction is larger than the wavelength deviation in the M direction, a linear groove substantially parallel to the direction corresponding to the sub-scanning direction is formed instead of the line image forming lens 4. A line image forming lens having a diffractive surface formed is used.

また、上記実施形態では、走査光学系の走査レンズが2つの場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、走査光学系の走査レンズが1つであっても良いし、走査レンズが3つ以上であっても良い。   In the above embodiment, the case where the scanning optical system has two scanning lenses has been described. However, the present invention is not limited to this, and the scanning optical system may have only one scanning lens. There may be three or more scanning lenses.

また、上記実施形態では、線像形成レンズ4が、波長偏差が大きい方向に延びる直線状の溝が形成された回折面を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。光源1とポリゴンミラー5との間の光路上に配置される光学系が、波長偏差が大きい方向に延びる直線状の溝が形成された回折面を有していれば良い。なお、一般的には、偏向器前光学系に含まれるカップリング光学系の誤差はその倍率により最も大きく被走査面上のビームスポットに影響する。そこで、カップリング光学系の誤差が大きいときには、カップリングされた後の光束が回折面に入射するのが好ましい。   In the above-described embodiment, the case where the line image forming lens 4 has a diffractive surface in which a linear groove extending in a direction in which the wavelength deviation is large is described. However, the present invention is not limited to this. The optical system disposed on the optical path between the light source 1 and the polygon mirror 5 only needs to have a diffractive surface in which a linear groove extending in a direction in which the wavelength deviation is large is formed. In general, the error of the coupling optical system included in the pre-deflector optical system is the largest due to the magnification and affects the beam spot on the scanned surface. Therefore, when the error of the coupling optical system is large, it is preferable that the light beam after coupling is incident on the diffraction surface.

また、上記実施形態では、感光体ドラム511から転写紙へのトナー画像の転写が、感光体ドラム511から転写紙へ直接的に行われる直接転写方式の場合について説明したが、感光体ドラム511から一旦中間転写ベルト等の中間転写媒体に転写した後、この中間転写媒体から転写紙へ転写する中間転写方式であっても良い。   In the above embodiment, the case of the direct transfer method in which the transfer of the toner image from the photosensitive drum 511 to the transfer paper is directly performed from the photosensitive drum 511 to the transfer paper has been described. An intermediate transfer method may be used in which the image is once transferred to an intermediate transfer medium such as an intermediate transfer belt and then transferred from the intermediate transfer medium to a transfer sheet.

また、上記実施形態では、像担持体がドラム状の場合について説明したが、これに限らず、シート状やベルト状であっても良い。例えば、シート状の光導電性の感光体として酸化亜鉛紙を用いても良い。   In the above-described embodiment, the case where the image carrier has a drum shape has been described. However, the image carrier is not limited to this and may be a sheet shape or a belt shape. For example, zinc oxide paper may be used as the sheet-like photoconductive photoreceptor.

なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ500の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であっても良い。   In the above embodiment, the case of the laser printer 500 as the image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be, for example, an optical plotter or a digital copying apparatus.

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で転写対象物としての印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、CTスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。   Further, an image forming apparatus using a silver salt film as the image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to a photographic paper as a transfer object by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.

また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体(ポジの印画紙)を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。   Further, an image forming apparatus using a color developing medium (positive photographic paper) that develops color by the heat energy of a beam spot as an image carrier may be used. In this case, a visible image can be directly formed on the image carrier by optical scanning.

要するに、上記光走査装置900を備えた画像形成装置であれば、結果として高コスト化を招くことなく、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   In short, the image forming apparatus provided with the optical scanning device 900 can stably form a high-quality image without increasing the cost as a result.

また、カラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   Further, even in an image forming apparatus that forms a color image, it is possible to stably form a high-quality image without incurring high costs by using an optical scanning device corresponding to the color image. Become.

一例として、カラー画像を形成することができるタンデムカラー機が図13に示されている。このタンデムカラー機は、ブラック用の感光体ドラムK1、帯電器K2、現像器K4、クリーニング手段K5、及び転写用帯電手段K6と、シアン用の感光体ドラムC1、帯電器C2、現像器C4、クリーニング手段C5、及び転写用帯電手段C6と、マゼンタ用の感光体ドラムM1、帯電器M2、現像器M4、クリーニング手段M5、及び転写用帯電手段M6と、イエロー用の感光体ドラムY1、帯電器Y2、現像器Y4、クリーニング手段Y5、及び転写用帯電手段Y6と、光走査装置900Aと、転写ベルト80と、定着手段30などを備えている。   As an example, a tandem color machine capable of forming a color image is shown in FIG. This tandem color machine includes a black photosensitive drum K1, a charging device K2, a developing device K4, a cleaning device K5, a transfer charging device K6, a cyan photosensitive drum C1, a charging device C2, a developing device C4, Cleaning means C5, transfer charging means C6, magenta photosensitive drum M1, charging device M2, developing device M4, cleaning means M5, transfer charging means M6, yellow photosensitive drum Y1, charging device Y2, a developing unit Y4, a cleaning unit Y5, a transfer charging unit Y6, an optical scanning device 900A, a transfer belt 80, a fixing unit 30 and the like.

光走査装置900Aは、前記光走査装置900の偏向器前光学系と同様の偏向器前光学系を有している。   The optical scanning device 900A has a pre-deflector optical system similar to the pre-deflector optical system of the optical scanning device 900.

各感光体ドラムの周囲に、感光体ドラムの回転方向(図13中の矢印の方向)に沿って、対応する帯電器、現像器、転写用帯電手段、及びクリーニング手段がそれぞれ配置されている。各帯電器は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電器によって帯電された感光体ドラム表面に光走査装置900Aにより光束が照射され、感光体ドラムに静電潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像器により感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写用帯電手段により、記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着手段30により記録紙に画像が定着される。すなわち、各色のトナー画像を同一のシート状記録媒体に転写・定着して合成的にカラー画像や多色画像を得ることができる。   Corresponding chargers, developing units, transfer charging units, and cleaning units are arranged around the photosensitive drums along the rotation direction of the photosensitive drums (in the direction of the arrows in FIG. 13). Each charger uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum charged by the charger is irradiated with a light beam by the optical scanning device 900A, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum. Then, a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum by the corresponding developing device. Further, the toner images of the respective colors are transferred onto the recording paper by the corresponding transfer charging means, and finally the image is fixed on the recording paper by the fixing means 30. That is, a color image or a multicolor image can be synthetically obtained by transferring and fixing toner images of respective colors onto the same sheet-like recording medium.

例えば、光走査装置900Aが、ブラック用の光源(光源K)とシアン用の光源(光源C)とマゼンタ用の光源(光源M)とイエロー用の光源(光源Y)を有する場合に、ポリゴンミラーを各色で共通としても良い。これにより、比較的高価なポリゴンミラーの数が減少し、低コスト化を促進することができる。また、ポリゴンミラーは光走査装置における最大の発熱源であるため、ポリゴンミラーの数の減少により光走査装置の温度上昇を抑制することができる。そして、光走査装置の温度上昇が抑制されることにより、面発光レーザにおける望まないモードホップを低減することができる。この場合に、光走査装置の構成としては、各色の光束がポリゴンミラーの回転軸を含む副走査断面に対して略対称に入射する方式(いわゆる「対向走査方式」)や、各色の光束がポリゴンミラーの同一反射面によって偏向される方式(いわゆる「片側走査方式」)などがある。   For example, when the optical scanning device 900A has a light source for black (light source K), a light source for cyan (light source C), a light source for magenta (light source M), and a light source for yellow (light source Y), the polygon mirror May be common to all colors. As a result, the number of relatively expensive polygon mirrors can be reduced, and cost reduction can be promoted. Further, since the polygon mirror is the largest heat source in the optical scanning device, the temperature rise of the optical scanning device can be suppressed by reducing the number of polygon mirrors. Further, by suppressing the temperature rise of the optical scanning device, it is possible to reduce unwanted mode hops in the surface emitting laser. In this case, the configuration of the optical scanning device includes a method in which the light beams of each color enter substantially symmetrically with respect to the sub-scan section including the rotation axis of the polygon mirror (so-called “opposite scanning method”), There is a method of deflecting by the same reflecting surface of the mirror (so-called “one-side scanning method”).

偏向反射面を2段有するポリゴンミラー5を用いた対向走査方式の構成例が図14に示されている。ここでは、光源Kからの光束及び光源Yからの光束は、それぞれ上段の偏向反射面で偏向され、光源Cからの光束及び光源Mからの光束は、それぞれ下段の偏向反射面で偏向されている。なお、図14における符号6Kはブラック用の走査レンズであり、符号6Cはシアン用の走査レンズであり、符号6Mはマゼンタ用の走査レンズであり、符号6Yはイエロー用の走査レンズである。   FIG. 14 shows a configuration example of the counter scanning method using the polygon mirror 5 having two deflection reflection surfaces. Here, the light beam from the light source K and the light beam from the light source Y are respectively deflected by the upper deflection reflection surface, and the light beam from the light source C and the light beam from the light source M are respectively deflected by the lower deflection reflection surface. . In FIG. 14, reference numeral 6K is a scanning lens for black, reference numeral 6C is a scanning lens for cyan, reference numeral 6M is a scanning lens for magenta, and reference numeral 6Y is a scanning lens for yellow.

また、上記走査方式は、光源からの光束がポリゴンミラーの偏向反射面の法線に平行に入射する形態に限られない。ポリゴンミラーの偏向反射面の法線に対し角度を持って光源からの光束が入射しても良い。本明細書ではこの方式を「斜入射方式」と呼ぶこととする。図15には、対向走査方式で斜入射方式の構成例が示されている。ここでは、光源Kからの光束はポリゴンミラー5で偏向され、走査レンズ6a1と6bKを介して感光体ドラムK1上に集光される。光源Cからの光束はポリゴンミラー5で偏向され、走査レンズ6a1と6bCを介して感光体ドラムC1上に集光される。光源Mからの光束はポリゴンミラー5で偏向され、走査レンズ6a2と6bMを介して感光体ドラムM1上に集光される。光源Yからの光束はポリゴンミラー5で偏向され、走査レンズ6a2と6bYを介して感光体ドラムY1上に集光される。斜入射方式の利点は、偏向反射面が1段のポリゴンミラーで4つの光源からの光束の偏向が可能であるため、更に低コスト化を図ることができる。但し、斜入射方式を適用する場合には、走査線の曲がりと波面収差の劣化が生じるため、斜入射方式に対応した走査レンズを用いる必要がある。   Further, the scanning method is not limited to the form in which the light beam from the light source is incident in parallel to the normal line of the deflection reflection surface of the polygon mirror. The light beam from the light source may be incident at an angle with respect to the normal line of the deflection reflection surface of the polygon mirror. In this specification, this method is referred to as “oblique incidence method”. FIG. 15 shows a configuration example of a grazing incidence method using a counter scanning method. Here, the light beam from the light source K is deflected by the polygon mirror 5 and condensed on the photosensitive drum K1 via the scanning lenses 6a1 and 6bK. The light beam from the light source C is deflected by the polygon mirror 5 and condensed on the photosensitive drum C1 through the scanning lenses 6a1 and 6bC. The light beam from the light source M is deflected by the polygon mirror 5 and condensed on the photosensitive drum M1 through the scanning lenses 6a2 and 6bM. The light beam from the light source Y is deflected by the polygon mirror 5 and condensed on the photosensitive drum Y1 through the scanning lenses 6a2 and 6bY. The advantage of the oblique incidence method is that the deflecting light can be deflected from four light sources with a polygon mirror having a single stage of deflecting reflection surface, so that the cost can be further reduced. However, when the oblique incidence method is applied, a scanning lens corresponding to the oblique incidence method needs to be used because the scanning line is bent and the wavefront aberration is deteriorated.

以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、高コスト化を招くことなく、安定して光走査を行うのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を安定して形成するのに適している。   As described above, the optical scanning device of the present invention is suitable for performing optical scanning stably without increasing the cost. The image forming apparatus according to the present invention is suitable for stably forming a high-quality image without increasing the cost.

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the laser printer which concerns on one Embodiment of this invention. 図1における光走査装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the optical scanning device in FIG. 図2における光源のVCSELアレイを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the VCSEL array of the light source in FIG. 図2における線像形成レンズの射出面を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output surface of the line image formation lens in FIG. 図2における線像形成レンズの入射面を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the entrance plane of the line image formation lens in FIG. 回折面を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating a diffraction surface. 回折面を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating a diffraction surface. 図2の光走査装置における主要部の位置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of the principal part in the optical scanning device of FIG. 回折面を成形するための金型(あるいは金駒)の製作方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the metal mold | die (or metal piece) for shape | molding a diffraction surface. 回折面を成形するための金型(あるいは金駒)の製作方法(比較例)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method (comparative example) of the metal mold | die (or metal piece) for shape | molding a diffraction surface. 図2における線像形成レンズの入射面の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the entrance plane of the line image formation lens in FIG. 図2における光源のVCSELアレイの変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the VCSEL array of the light source in FIG. タンデムカラー機の概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of a tandem color machine. 図13における光走査装置の構成例1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example 1 of the optical scanning device in FIG. 図13における光走査装置の構成例2を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example 2 of the optical scanning device in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…光源、2…カップリングレンズ(第1光学系)、3…開口板、4…線像形成レンズ(第2光学系)、5…ポリゴンミラー(偏向器)、6a…走査レンズ(走査光学系の一部)、6b…走査レンズ(走査光学系の一部)、500…レーザプリンタ(画像形成装置)、511…感光体ドラム(像担持体)、900…光走査装置、900A…光走査装置、K1,C1,M1,Y1…感光体ドラム(像担持体)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Coupling lens (1st optical system), 3 ... Aperture plate, 4 ... Line image formation lens (2nd optical system), 5 ... Polygon mirror (deflector), 6a ... Scanning lens (scanning optics) Part of the system), 6b ... Scanning lens (part of the scanning optical system), 500 ... Laser printer (image forming apparatus), 511 ... Photosensitive drum (image carrier), 900 ... Optical scanning apparatus, 900A ... Optical scanning Apparatus, K1, C1, M1, Y1... Photosensitive drum (image carrier).

Claims (9)

複数の発光部が2次元的に配列された面発光レーザアレイを有する光源と、
前記光源から射出された複数の光束の光路上に配置された偏向器前光学系と、
前記偏向器前光学系からの複数の光束を偏向する偏向器と、
前記偏向器により偏向された複数の光束を被走査面に導く走査光学系とを備え、
前記偏向器前光学系は、入射する複数の光束における波長の偏差が大きい方向に延びる直線状の溝が形成された少なくとも1つの回折面を有し、
前記少なくとも1つの回折面は、入射する複数の光束における波長の偏差が小さい方向において、前記偏向器前光学系及び前記走査光学系を含んで構成される全光学系における光学面の環境変化によるパワー変化と、前記光源の発振波長の環境変化による変化とによって生じる前記被走査面上でのビームウエスト位置のずれを補正し、
前記全光学系は、入射する前記複数の光束における波長の偏差が大きい方向の横倍率が、波長の偏差が小さい方向の横倍率よりも小さいことを特徴とする光走査装置。
A light source having a surface emitting laser array in which a plurality of light emitting units are two-dimensionally arranged;
A pre-deflector optical system disposed on an optical path of a plurality of light beams emitted from the light source;
A deflector for deflecting a plurality of light beams from the pre-deflector optical system;
A scanning optical system for guiding a plurality of light beams deflected by the deflector to a surface to be scanned,
The pre-deflector optical system is to have at least one diffractive surface linear groove is formed extending in a direction deviation of the wavelength is larger in the plurality of light beams incident,
The at least one diffractive surface has a power due to an environmental change of an optical surface in an entire optical system including the pre-deflector optical system and the scanning optical system in a direction in which a wavelength deviation among a plurality of incident light beams is small. Correcting the deviation of the beam waist position on the scanned surface caused by the change and the change due to the environmental change of the oscillation wavelength of the light source,
The all-optical system is characterized in that the lateral magnification in the direction in which the wavelength deviation is large in the plurality of incident light beams is smaller than the lateral magnification in the direction in which the wavelength deviation is small .
前記回折面は、回折効果を有する第1の面と屈折効果を有する第2の面とが合成された面であり、前記第1の面のパワーと前記第2の面のパワーは互いに相殺されていることを特徴とする請求項に記載の光走査装置。 The diffractive surface is a surface in which a first surface having a diffractive effect and a second surface having a refracting effect are combined, and the power of the first surface and the power of the second surface cancel each other. The optical scanning device according to claim 1 , wherein: 前記偏向器前光学系は、前記光源から射出された光束をカップリングする第1光学系と、該第1の光学系を介した光束を前記偏向器の近傍で集光する第2光学系とを有し、
前記第2光学系が、前記回折面を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査装置。
The pre-deflector optical system includes a first optical system that couples a light beam emitted from the light source, and a second optical system that condenses the light beam that has passed through the first optical system in the vicinity of the deflector. Have
It said second optical system, an optical scanning device according to claim 1 or 2, characterized in that it has the diffraction surface.
前記偏向器前光学系における前記回折面を有する光学素子は、
前記偏向器側の面が前記回折面であり、前記光源側の面が屈折面であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の光走査装置。
The optical element having the diffractive surface in the pre-deflector optical system,
The deflector-side is the surface of the diffraction surface, the optical scanning apparatus according to any one of claims 1 to 3, the surface of the light source side is characterized by a refracting surface.
前記複数の発光部は、第1の方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔よりも、前記第1の方向に直交する第2の方向に関して両端に位置する2つの発光部の間隔のほうが小さく、前記回折面における溝の方向は、前記第1の方向に略平行であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の光走査装置。 In the plurality of light emitting units, the interval between the two light emitting units located at both ends with respect to the second direction orthogonal to the first direction is larger than the interval between the two light emitting units located at both ends with respect to the first direction. small, the direction of the grooves in the diffraction surface, the optical scanning apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is substantially parallel to the first direction. 前記第1の方向は、主走査方向に対応する方向であることを特徴とする請求項に記載の光走査装置。 The optical scanning device according to claim 5 , wherein the first direction is a direction corresponding to a main scanning direction. 前記第1の方向は、副走査方向に対応する方向であることを特徴とする請求項に記載の光走査装置。 The optical scanning device according to claim 5 , wherein the first direction is a direction corresponding to a sub-scanning direction. 少なくとも1つの像担持体と;
前記少なくとも1つの像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する少なくとも1つの請求項1〜のいずれか一項に記載の光走査装置と;を備える画像形成装置。
At least one image carrier;
Image forming apparatus comprising; said the optical scanning apparatus according to any one of the at least one of claims 1 to 7 for scanning a light beam that contains image information for at least one image bearing member.
前記画像情報は、カラー画像情報であることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8 , wherein the image information is color image information.
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