JPH11174320A - Optical projection system and image forming device - Google Patents

Optical projection system and image forming device

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Publication number
JPH11174320A
JPH11174320A JP34831797A JP34831797A JPH11174320A JP H11174320 A JPH11174320 A JP H11174320A JP 34831797 A JP34831797 A JP 34831797A JP 34831797 A JP34831797 A JP 34831797A JP H11174320 A JPH11174320 A JP H11174320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
optical system
power
scanning direction
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP34831797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Nomiyama
孝 野見山
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical projection system and an image forming device capable of improving image quality by enhancing the density of a light spot formed on a projection surface. SOLUTION: A semiconductor laser array 2 emits plural laser beams in parallel with an optical axis direction Z. The respective laser beams from the laser array 2 are extended only concerning the lateral magnification of an image-formation lens system 4 and made incident on a variable power optical system 5. The respective laser beams made incident on the optical system 5 are reflected by the 1st mirror 50 of the optical system 5 and the reflected light beams by the mirror 50 are reflected by a 2nd mirror 51. The reflected light beams reflected by the mirror 51 are reflected by the mirror 50 again, and further reflected by the mirror 51, then projected on a photoreceptor drum 3 and formed into an image. Plural elliptical light spots long in a main scanning direction X are formed on the drum 3 so as to form an electrostatic latent image in accordance with an image signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、 プリンター,複写
機等に好適な投影光学系および画像形成装置に関し、特
に、投影面に形成される光スポットの密度を高め、画質
向上を可能とした投影光学系および画像形成装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection optical system and an image forming apparatus suitable for a printer, a copying machine, etc., and more particularly, to a projection optical system capable of increasing the density of a light spot formed on a projection surface and improving image quality. The present invention relates to an optical system and an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の画像形成装置として、例えば、特
開平9−200431号公報に示されるものがある。こ
の画像形成装置は、主走査方向および副走査方向に2次
元状に配列された複数のレーザ素子を有し、画像信号に
基づいて複数のレーザ素子から複数のレーザビームを出
射するレーザアレイと、副走査方向に移動し、複数のレ
ーザ素子から出射された各レーザビームによって静電潜
像が形成される感光体と、複数のレーザ素子から出射さ
れた各レーザビームを感光体上に投影し結像させる拡大
投影光学系とを備える。複数のレーザ素子から出射され
た各レーザビームを拡大投影光学系によって感光体上に
投影し結像させると、感光体上に直径20〜30μmの
円形の複数の光スポットがピッチ20〜30μmで形成
され、この複数の光スポットによって感光体上に静電潜
像が形成される。この静電潜像はトナーで現像された
後、トナー像が用紙に転写定着され、用紙上に1200
dpi程度の解像度で画像が形成される。
2. Description of the Related Art As a conventional image forming apparatus, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-200431. The image forming apparatus includes a plurality of laser elements arranged two-dimensionally in a main scanning direction and a sub-scanning direction, and a laser array that emits a plurality of laser beams from the plurality of laser elements based on an image signal. The laser beam moves in the sub-scanning direction and forms an electrostatic latent image by each of the laser beams emitted from the plurality of laser elements, and the respective laser beams emitted from the plurality of laser elements are projected onto the photoconductor and combined. And a magnifying projection optical system for imaging. When each laser beam emitted from a plurality of laser elements is projected and imaged on a photoconductor by a magnifying projection optical system, a plurality of circular light spots having a diameter of 20 to 30 μm are formed on the photoconductor at a pitch of 20 to 30 μm. Then, an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor by the plurality of light spots. After this electrostatic latent image is developed with toner, the toner image is transferred and fixed on paper, and 1200
An image is formed at a resolution of about dpi.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像形
成装置によると、光スポットの間隔は、レーザアレイや
拡大投影光学系の製造上の制約から下限を有しているた
め、感光体上に形成される光スポットの密度に限界があ
り、画質向上が図れないという問題があった。
However, according to the conventional image forming apparatus, the interval between the light spots has a lower limit due to the restrictions on the production of the laser array and the magnifying projection optical system, so that the distance between the light spots on the photosensitive member is small. There is a problem in that the density of the formed light spot is limited and the image quality cannot be improved.

【0004】従って、本発明は、投影面に形成される光
スポットの密度を高め、画質向上を可能とした投影光学
系および画像形成装置を提供する。
Accordingly, the present invention provides a projection optical system and an image forming apparatus capable of increasing the density of light spots formed on a projection surface and improving image quality.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、光源からの出射光を投影面に投影し結像さ
せる結像レンズ系と、前記結像レンズ系と前記投影面と
の間に配置され、前記結像レンズ系からの入射光を縦方
向と横方向とで異なる倍率により拡大あるいは縮小して
前記投影面上に前記縦方向あるいは前記横方向に長い楕
円状の光スポットを形成する変倍光学系とを備えたこと
を特徴とする投影光学系を提供する。本発明は、上記目
的を達成するため、少なくとも主走査方向にアレイ状に
配列された複数のレーザ素子を有し、画像信号に基づい
て前記複数のレーザ素子から複数のレーザビームを出射
するレーザアレイと、前記レーザアレイと相対的に副走
査方向に移動し、前記複数のレーザ素子からの前記複数
のレーザビームによって潜像が形成される像担持体と、
前記複数のレーザ素子からの前記複数のレーザビームを
前記像担持体に投影し結像させる結像レンズ系と、前記
結像レンズ系と前記像担持体との間に配置され、前記結
像レンズ系からの前記複数のレーザビームを前記副走査
方向より大なる前記主走査方向の倍率により拡大あるい
は縮小して前記像担持体上に前記主走査方向に長い楕円
状の複数の光スポットを形成する変倍光学系とを備えた
ことを特徴とする画像形成装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an imaging lens system for projecting light emitted from a light source onto a projection surface to form an image, and the imaging lens system and the projection surface. An elliptical light spot on the projection surface which is longer or shorter in the vertical or horizontal direction by enlarging or reducing incident light from the imaging lens system by different magnifications in the vertical and horizontal directions. And a variable power optical system for forming a projection optical system. In order to achieve the above object, the present invention provides a laser array having at least a plurality of laser elements arranged in an array in a main scanning direction, and emitting a plurality of laser beams from the plurality of laser elements based on an image signal. And an image carrier that moves in the sub-scanning direction relative to the laser array and forms a latent image with the plurality of laser beams from the plurality of laser elements;
An imaging lens system that projects the plurality of laser beams from the plurality of laser elements onto the image carrier to form an image; and the imaging lens system is disposed between the imaging lens system and the image carrier. The plurality of laser beams from the system are enlarged or reduced by a magnification in the main scanning direction that is larger than the sub-scanning direction to form a plurality of elliptical light spots long in the main scanning direction on the image carrier. An image forming apparatus comprising a variable power optical system is provided.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1および図2は、本発明の実施
の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。なお、同
図において、Xは主走査方向、Yは副走査方向、Zは光
軸方向を示す。また、図2(a) は、XZ面における概略
構成図、図2(b) は、YZ面における概略構成図であ
る。この画像形成装置1は、主走査方向Xおよび副走査
方向Yに2次元状に配置された複数のレーザ素子を有
し、各レーザ素子から複数のレーザビームを平行に同時
に独立して出射可能な半導体レーザアレイ2と、後述す
るドラム駆動回路6によって回転する感光体ドラム3
と、半導体レーザアレイ2の各レーザ素子から平行に出
射された複数のレーザビームを感光体ドラム3上に投影
し結像させる拡大光学系の結像レンズ系4と、結像レン
ズ系4からの各レーザビームを主走査方向Xと副走査方
向Yとで異なる倍率で拡大して感光体ドラム3上に主走
査方向Xに長い楕円状の複数の光スポットを形成する変
倍光学系5と、感光体ドラム3を回転駆動するととも
に、感光体ドラム3の回転に同期したタイミング信号を
出力するドラム駆動回路6と、画像信号を記憶した画像
メモリ7と、画像メモリ7から画像信号を読み出し、そ
の画像信号を処理して記録パターンに応じた記録信号を
出力する信号処理回路8と、信号処理回路8からの記録
信号を入力して半導体レーザアレイ2を駆動するレーザ
駆動回路9と、ドラム駆動回路6からのタイミング信号
に同期してレーザ駆動回路9に制御信号を出力してレー
ザ駆動回路9による駆動を制御する制御回路10とを具
備している。なお、結像レンズ系4と変倍光学系5とか
ら投影光学系を構成している。
1 and 2 show a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, X indicates the main scanning direction, Y indicates the sub-scanning direction, and Z indicates the optical axis direction. FIG. 2A is a schematic configuration diagram on the XZ plane, and FIG. 2B is a schematic configuration diagram on the YZ plane. The image forming apparatus 1 has a plurality of laser elements arranged two-dimensionally in a main scanning direction X and a sub-scanning direction Y, and can independently and simultaneously emit a plurality of laser beams from each laser element in parallel. Semiconductor laser array 2 and photosensitive drum 3 rotated by a drum drive circuit 6 described later
An imaging lens system 4 of an enlargement optical system for projecting a plurality of laser beams emitted in parallel from each laser element of the semiconductor laser array 2 onto the photosensitive drum 3 to form an image, and A variable power optical system 5 for expanding each laser beam at different magnifications in the main scanning direction X and the sub-scanning direction Y to form a plurality of elliptical light spots on the photosensitive drum 3 in the main scanning direction X; A drum driving circuit 6 that drives the photosensitive drum 3 to rotate and outputs a timing signal synchronized with the rotation of the photosensitive drum 3, an image memory 7 that stores image signals, and reads image signals from the image memory 7. A signal processing circuit 8 that processes an image signal and outputs a recording signal corresponding to a recording pattern; a laser driving circuit 9 that inputs a recording signal from the signal processing circuit 8 to drive the semiconductor laser array 2; In synchronization with the timing signal from the driving circuit 6 are outputs a control signal to the laser drive circuit 9 and a control circuit 10 for controlling the drive by the laser drive circuit 9. Note that a projection optical system is composed of the imaging lens system 4 and the variable power optical system 5.

【0007】また、この画像形成装置1は、図示は省略
するが、感光体ドラム3の周囲に帯電器,現像器,転写
器等の画像形成手段を設け、転写器の前段には、転写器
に記録用紙を供給する給紙部を設け、転写器の後段に
は、記録用紙に転写されたトナー像を定着する定着器、
およびトナー像が定着された記録用紙を排紙する排紙部
等を設けている。
Although not shown, the image forming apparatus 1 is provided with image forming means such as a charger, a developing unit and a transfer unit around the photosensitive drum 3, and a transfer unit is provided in front of the transfer unit. A fixing unit for fixing the toner image transferred to the recording paper,
And a paper discharge unit for discharging the recording paper on which the toner image is fixed.

【0008】図3は、結像レンズ系4および変倍光学系
5を示す。結像レンズ系4は、半導体レーザアレイ2
(物体側)に凹面を向けた負のパワーを有する第1レン
ズ401と、物体側に凸面を向け第1レンズ401と貼
り合わされた正のパワーを有する第2レンズ402と、
物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第3レンズ4
03と、物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第4
レンズ404と、物体側に凸面を向けた正のパワーを有
する第5レンズ405と、物体側に凹面を向けた負のパ
ワーを有する第6レンズ406と、物体側に凸面を向け
第6レンズ406と貼り合わされた正のパワーを有する
第7レンズ407と、物体側に凸面を向けた正のパワー
を有する第8レンズ408と、物体側に凹面を向けた負
のパワーを有する第9レンズ409と、物体側に凹面を
向けた負のパワーを有する第10レンズ410と、物体
側に凹面を向けた正のパワーを有する第11レンズ41
1と、物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第12
レンズ412と、第5レンズ405と第6レンズ406
との間に配置された絞り420とを備え、物体側はテレ
セントリックな光学系になっている。
FIG. 3 shows an imaging lens system 4 and a variable power optical system 5. The imaging lens system 4 includes the semiconductor laser array 2
A first lens 401 having a negative power and a concave surface facing the (object side), a second lens 402 having a positive power and a convex surface facing the object side and bonded to the first lens 401,
Third lens 4 having a positive power and a convex surface facing the object side
03 and a fourth power having a positive power with the convex surface facing the object side.
A lens 404, a fifth lens 405 having a positive power with a convex surface facing the object side, a sixth lens 406 having a negative power with a concave surface facing the object side, and a sixth lens 406 having a convex surface facing the object side A seventh lens 407 having a positive power, an eighth lens 408 having a positive power having a convex surface facing the object side, and a ninth lens 409 having a negative power having a concave surface facing the object side. A tenth lens 410 having a negative power with the concave surface facing the object side, and an eleventh lens 41 having a positive power with the concave surface facing the object side
1 and the twelfth having negative power with the concave surface facing the object side.
Lens 412, fifth lens 405 and sixth lens 406
And an aperture 420 disposed between the lens and the object side, and the object side is a telecentric optical system.

【0009】変倍光学系5は、副走査方向Yに負のパワ
ーを有するとともに、主走査方向Xにパワーを有しない
入射ビームを表面で反射する第1ミラー50と、副走査
方向Yに正のパワーを有するとともに、主走査方向Xに
パワーを有しない入射ビームを表面で反射する第2ミラ
ー51とを備える。ここで、第1ミラー50の副走査方
向Yの曲率半径の絶対値は、第2ミラー51の副走査方
向Yの曲率半径の絶対値より大きく設定されている。
The variable power optical system 5 has a first mirror 50 which has a negative power in the sub-scanning direction Y and reflects an incident beam having no power in the main scanning direction X on the surface, and a positive mirror in the sub-scanning direction Y. And a second mirror 51 that reflects an incident beam having no power in the main scanning direction X on the surface. Here, the absolute value of the radius of curvature of the first mirror 50 in the sub scanning direction Y is set to be larger than the absolute value of the radius of curvature of the second mirror 51 in the sub scanning direction Y.

【0010】次に、本装置1の動作を説明する。信号処
理回路8は、画像メモリ7から画像信号を読み出し、そ
の画像信号を処理して記録パターンに応じた記録信号を
レーザ駆動回路9に出力する。ドラム駆動回路6は、感
光体ドラム3を一定の回転速度で回転駆動するととも
に、感光体ドラム3の回転に同期したタイミング信号を
制御回路10に出力する。制御回路10は、ドラム駆動
回路6からのタイミング信号に同期してレーザ駆動回路
9に制御信号を出力する。レーザ駆動回路9は、制御回
路10からの制御信号に基づいて信号処理回路8からの
記録信号を入力して半導体レーザアレイ2を駆動する。
半導体レーザアレイ2は、各レーザ素子から複数のレー
ザビームを光軸方向Zに平行に出射する。半導体レーザ
アレイ2から出射された複数のレーザビームは、結像レ
ンズ系4の横倍率だけ拡大されて変倍光学系5に入射す
る。変倍光学系5に入射した各レーザビームは、変倍光
学系5の第1ミラー50で反射し、その反射光は第2ミ
ラー51で反射する。第2ミラー51で反射した反射光
は再び第1ミラー50で反射し、さらに第2ミラー51
で反射した後、感光体ドラム3上に投影し結像される。
感光体ドラム3上には、主走査方向Xに長い楕円状の複
数の光スポットが形成され、画像信号に応じた静電潜像
が形成される。その後、感光体ドラム3上の静電潜像
は、現像器によってトナー現像され、そのトナー像は、
給紙部から給紙された記録用紙に転写器によって転写さ
れ、さらに定着器によって定着され、排紙部に排紙され
る。このようにして記録用紙上に高画質な画像が形成さ
れる。
Next, the operation of the apparatus 1 will be described. The signal processing circuit 8 reads an image signal from the image memory 7, processes the image signal, and outputs a recording signal corresponding to a recording pattern to the laser driving circuit 9. The drum drive circuit 6 drives the photosensitive drum 3 to rotate at a constant rotation speed and outputs a timing signal synchronized with the rotation of the photosensitive drum 3 to the control circuit 10. The control circuit 10 outputs a control signal to the laser drive circuit 9 in synchronization with the timing signal from the drum drive circuit 6. The laser drive circuit 9 drives the semiconductor laser array 2 by inputting a recording signal from the signal processing circuit 8 based on a control signal from the control circuit 10.
The semiconductor laser array 2 emits a plurality of laser beams from each laser element in parallel with the optical axis direction Z. The plurality of laser beams emitted from the semiconductor laser array 2 are magnified by the lateral magnification of the imaging lens system 4 and enter the variable power optical system 5. Each laser beam incident on the variable power optical system 5 is reflected by the first mirror 50 of the variable power optical system 5, and the reflected light is reflected by the second mirror 51. The reflected light reflected by the second mirror 51 is reflected again by the first mirror 50, and further reflected by the second mirror 51.
And is projected on the photosensitive drum 3 to form an image.
A plurality of elliptical light spots long in the main scanning direction X are formed on the photosensitive drum 3, and an electrostatic latent image corresponding to an image signal is formed. Thereafter, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 3 is developed with toner by a developing device,
The image is transferred to a recording sheet fed from a sheet feeding unit by a transfer unit, further fixed by a fixing unit, and discharged to a sheet discharging unit. Thus, a high-quality image is formed on the recording paper.

【0011】上記構成によれば、以下の効果が得られ
る。 (イ) 感光体ドラム3上に投影される光スポットの形状を
主走査方向Xに長い楕円状としているので、副走査方向
Yの光スポットのピッチを小さくでき、副走査方向Yの
光スポットの密度を向上させることができる。この結
果、画質向上が可能となり、高画質のプリンター等に対
応できる。 (ロ) 変倍光学系5は、反射ミラーからなるので、結像レ
ンズ系4から感光体ドラム3までの距離を短くでき、装
置1の小型化を図ることができる。 (ハ) 結像レンズ系4の感光体ドラム3側を負のパワーを
有するレンズ(第12レンズ412)から構成したの
で、画角が大きくなり、半導体レーザアレイ2からの各
レーザビームを感光体ドラム3上の全領域に投影でき
る。 (ニ) 結像レンズ系4の物体側がテレセントリックな光学
系となっているため、光源に半導体レーザアレイ2を用
いることができ、高解像度が得られる。
According to the above configuration, the following effects can be obtained. (A) Since the shape of the light spot projected on the photosensitive drum 3 is an ellipse long in the main scanning direction X, the pitch of the light spot in the sub-scanning direction Y can be reduced, and the light spot in the sub-scanning direction Y Density can be improved. As a result, the image quality can be improved, and it is possible to cope with a high-quality printer or the like. (B) Since the variable power optical system 5 is formed of a reflection mirror, the distance from the imaging lens system 4 to the photosensitive drum 3 can be reduced, and the size of the apparatus 1 can be reduced. (C) Since the photosensitive drum 3 side of the imaging lens system 4 is constituted by a lens having a negative power (the twelfth lens 412), the angle of view is increased, and each laser beam from the semiconductor laser array 2 is used as a photosensitive member. The image can be projected on the entire area on the drum 3. (D) Since the object side of the imaging lens system 4 is a telecentric optical system, the semiconductor laser array 2 can be used as a light source, and high resolution can be obtained.

【0012】[0012]

【実施例】表1は、上記結像レンズ系4の一実施例のレ
ンズデータを示す。 同表において、Ri(i=1,
2,..., 22) は、レンズの曲率半径を示すものであ
り、例えばR1 は、第1レンズ401の凹面の曲率半径
であり、R2 は、第1レンズ401と第2レンズ402
の貼り合わせ面の曲率半径である。 D1 , D2 , D4 ,
6 , D8 ,D10, D11, D13, D15, D17, D19, D
21は、第1乃至第12レンズ401乃至412の各厚み
をそれぞれ示し、D3 , D5 , D7 は、第2乃至第5レ
ンズ402乃至405の隣り合うレンズ間の面間隔を各
々示し、D12, D14, D16, D18, D20は、第7乃至第
12レンズ407乃至412の隣り合うレンズ間の面間
隔を各々示し、さらに、D9 は第5レンズ405と絞り
420との面間隔、D10は絞り420と第6レンズ40
6との面間隔を各々示している。 また、第1レンズ40
1と第2レンズ402、および第10レンズ410と第
11レンズ411は面間隔ゼロの貼り合わせである。ま
た、n1 〜n12は、波長780nmでの屈折率を各々示
している。
Embodiment 1 Table 1 shows the results of an embodiment of the imaging lens system 4.
This shows the lens data. In the same table, Ri (i = 1,
2, ..., 22) indicate the radius of curvature of the lens.
For example, R1Is the radius of curvature of the concave surface of the first lens 401
And RTwoAre a first lens 401 and a second lens 402
Is the radius of curvature of the bonding surface. D1, DTwo, DFour,
D 6, D8, DTen, D11, D13, DFifteen, D17, D19, D
twenty oneIs the thickness of each of the first to twelfth lenses 401 to 412
Respectively, and DThree, DFive, D7Are the second to fifth records
Distance between adjacent lenses of lenses 402 to 405
D12, D14, D16, D18, D20Are the seventh to
Between the adjacent lenses of the 12 lenses 407 to 412
, And D9Is the fifth lens 405 and aperture
420, DTenIs the stop 420 and the sixth lens 40
6 are shown. Also, the first lens 40
The first and second lenses 402 and the tenth lens 410 and
The eleventh lens 411 is bonded with zero surface spacing. Ma
N1~ N12Indicates the refractive index at a wavelength of 780 nm.
doing.

【表1】 [Table 1]

【0013】上記レンズデータを有する結像レンズ系4
の焦点距離f、実効FNO、倍率Mは 、f=65、FNO=17、M=6 に各々設定されている。
An imaging lens system 4 having the above lens data
Focal length f, the effective F NO of the magnification M is respectively set to f = 65, F NO = 17 , M = 6.

【0014】また、第1ミラー50と第2ミラー51の
副走査方向Yの曲率半径値は、各々600、373. 8
2に設定されている。 なお、表1中の曲率半径、レンズ
厚み、面間隔、および第1ミラー50と第2ミラー51
の副走査方向Yの曲率半径の数値の単位はmmである。
The radius of curvature of the first mirror 50 and the second mirror 51 in the sub-scanning direction Y are 600 and 373.8, respectively.
It is set to 2. Note that the radius of curvature, lens thickness, surface distance, and the first mirror 50 and the second mirror 51 in Table 1 are used.
The unit of the numerical value of the radius of curvature in the sub-scanning direction Y is mm.

【0015】図4(a) ,(b) は、本実施例の結像レンズ
系4の球面収差、非点収差を各々示す。 なお、同図(b)
において、符号S(実線)はサジタル方向の非点収差を
示し、符号T(破線)はタンジェンシャル方向の非点収
差を示す。
FIGS. 4A and 4B show the spherical aberration and astigmatism of the imaging lens system 4 of this embodiment, respectively. In addition, FIG.
, The symbol S (solid line) indicates astigmatism in the sagittal direction, and the symbol T (dashed line) indicates astigmatism in the tangential direction.

【0016】図5は、本実施例の結像レンズ系4のMT
F曲線を示す図である。Hは物体高(0, 17, 25m
m)を示し、符号Sはサジタル方向、符号Tはタンジェ
ンシャル方向のMTF曲線を示している。 MTF曲線
は、同図に示すように、高い空間周波数まで延びている
ことから、高解像力を有していることを示している。
FIG. 5 shows the MT of the imaging lens system 4 of this embodiment.
It is a figure showing an F curve. H is the object height (0, 17, 25m
m), symbol S indicates an MTF curve in a sagittal direction, and symbol T indicates an MTF curve in a tangential direction. The MTF curve extends to a high spatial frequency as shown in the figure, indicating that it has a high resolution.

【0017】結像レンズ系4および変倍光学系5からな
る本投影光学系によって、感光体ドラム3上に主走査方
向Xの長さが30μm、副走査方向Yの長さが25μm
の光スポットを形成することができた。従って、副走査
方向Yの光スポットのピッチを主走査方向Xのピッチよ
り小さくして光スポットの密度を主走査方向Xの約1.
2倍にすることができるので、画質向上が可能になる。
The length of the main scanning direction X is 30 μm and the length of the sub-scanning direction Y is 25 μm on the photosensitive drum 3 by the projection optical system including the imaging lens system 4 and the variable power optical system 5.
Could be formed. Accordingly, the pitch of the light spots in the sub-scanning direction Y is made smaller than the pitch in the main scanning direction X, and the density of the light spots is about 1.
Since it can be doubled, the image quality can be improved.

【0018】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々な形態が可能である。例えば、投影レンズ系
は、縮小光学系であってもよい。また、像担持体として
は、上述した感光体ドラムの他、ベルト状の感光体、ド
ラム状あるいはベルト状の誘電体を用いてもよい。ま
た、本発明は、中間転写体を用いた画像形成装置にも適
用可能である。また、上記実施の形態では、変倍光学部
材として反射ミラーを用いたが、レンズのみを用いても
よく、反射ミラーとレンズを組み合わせてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can take various forms. For example, the projection lens system may be a reduction optical system. Further, as the image carrier, a belt-shaped photoconductor, a drum-shaped or a belt-shaped dielectric may be used in addition to the above-described photoconductor drum. The present invention is also applicable to an image forming apparatus using an intermediate transfer member. Further, in the above embodiment, the reflection mirror is used as the variable power optical member. However, only the lens may be used, or the reflection mirror and the lens may be combined.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、投
影面に形成される光スポットを変倍光学系により楕円状
としたので、楕円の短軸方向の光スポットの密度を高く
して、画質向上が可能になる。
As described above, according to the present invention, since the light spot formed on the projection surface is made elliptical by the variable power optical system, the density of the light spot in the minor axis direction of the ellipse can be increased. Thus, image quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a) は本発明の実施の形態に係る画像形成装置
のXZ面における概略構成図、(b) は本発明の実施の形
態に係る画像形成装置のYZ面における概略構成図であ
る。
2A is a schematic configuration diagram on an XZ plane of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a schematic configuration diagram on a YZ plane of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention; is there.

【図3】本実施の形態に係る結像レンズ系および変倍光
学系の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of an imaging lens system and a variable power optical system according to the present embodiment.

【図4】(a) は本実施例に係るレーザビーム光学系の球
面収差図、(b) は本実施例に係るレーザビーム光学系の
非点収差図である。
FIG. 4A is a spherical aberration diagram of the laser beam optical system according to the embodiment, and FIG. 4B is an astigmatism diagram of the laser beam optical system according to the embodiment.

【図5】本実施例に係るレーザビーム光学系のMTF曲
線図である。
FIG. 5 is an MTF curve diagram of the laser beam optical system according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像形成装置 2 半導体レーザアレイ 3 感光体ドラム 4 結像レンズ系 5 変倍光学系 6 ドラム駆動回路 7 画像メモリ 8 信号処理回路 9 レーザ駆動回路 10 制御回路 50 第1ミラー 51 第2ミラー 401 第1レンズ 402 第2レンズ 403 第3レンズ 404 第4レンズ 405 第5レンズ 406 第6レンズ 407 第7レンズ 408 第8レンズ 409 第9レンズ 410 第10レンズ 411 第11レンズ 412 第12レンズ 420 絞り REFERENCE SIGNS LIST 1 image forming apparatus 2 semiconductor laser array 3 photoreceptor drum 4 imaging lens system 5 variable power optical system 6 drum drive circuit 7 image memory 8 signal processing circuit 9 laser drive circuit 10 control circuit 50 first mirror 51 second mirror 401 first 1 lens 402 2nd lens 403 3rd lens 404 4th lens 405 5th lens 406 6th lens 407 7th lens 408 8th lens 409 9th lens 410 10th lens 411 11th lens 412 12th lens 420 Aperture

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源からの出射光を投影面に投影し結像さ
せる結像レンズ系と、 前記結像レンズ系と前記投影面との間に配置され、前記
結像レンズ系からの入射光を縦方向と横方向とで異なる
倍率により拡大あるいは縮小して前記投影面上に前記縦
方向あるいは前記横方向に長い楕円状の光スポットを形
成する変倍光学系とを備えたことを特徴とする投影光学
系。
An imaging lens system configured to project light emitted from a light source onto a projection surface to form an image; and an incident light from the imaging lens system disposed between the imaging lens system and the projection surface. And a variable power optical system that expands or contracts at different magnifications in the vertical direction and the horizontal direction to form the elliptical light spot long in the vertical direction or the horizontal direction on the projection surface. Projection optical system.
【請求項2】前記変倍光学系は、前記縦方向と前記横方
向とで異なるパワーを有する複数の変倍光学部材を備え
た構成の請求項1記載の投影光学系。
2. The projection optical system according to claim 1, wherein said variable power optical system includes a plurality of variable power optical members having different powers in said vertical direction and said horizontal direction.
【請求項3】前記変倍光学系は、前記縦方向あるいは前
記横方向に負のパワーを有するとともに、前記横方向あ
るいは前記縦方向にパワーを有しない第1変倍光学部材
と、前記縦方向あるいは前記横方向に正のパワーを有す
るとともに、前記横方向あるいは前記縦方向にパワーを
有しない第2変倍光学部材とを備えた構成の請求項1記
載の投影光学系。
3. The variable power optical system has a negative power in the vertical direction or the horizontal direction and a first variable power optical member having no power in the horizontal or vertical direction. 2. The projection optical system according to claim 1, further comprising a second variable power optical member having a positive power in the horizontal direction and having no power in the horizontal direction or the vertical direction. 3.
【請求項4】前記第1変倍光学部材および前記第2変倍
光学部材は、前記結像レンズ系からの前記入射光を表面
で反射する反射ミラーから構成された請求項3記載の投
影光学系。
4. The projection optical system according to claim 3, wherein said first variable power optical member and said second variable power optical member are constituted by reflecting mirrors for reflecting the incident light from said imaging lens system on a surface. system.
【請求項5】前記反射ミラーからなる前記第1変倍光学
部材は、前記縦方向あるいは前記横方向の曲率半径の絶
対値が前記反射ミラーからなる前記第2変倍光学部材の
前記縦方向あるいは前記横方向の曲率半径の絶対値より
大きく設定された構成の請求項4記載の投影光学系。
5. The first variable magnification optical member comprising the reflection mirror, wherein the absolute value of the radius of curvature in the vertical direction or the horizontal direction is equal to the absolute value of the second magnification variable optical member in the vertical direction or the horizontal direction. 5. The projection optical system according to claim 4, wherein the projection optical system has a configuration in which the absolute value of the radius of curvature in the lateral direction is set to be larger than the absolute value.
【請求項6】前記反射ミラーからなる前記第1変倍光学
部材および前記第2変倍光学部材は、前記結像レンズ系
からの前記入射光を各々2回以上反射させる構成の請求
項4記載の投影光学系。
6. The optical system according to claim 4, wherein said first variable power optical member and said second variable power optical member comprising said reflecting mirror reflect said incident light from said imaging lens system at least twice. Projection optics.
【請求項7】前記結像レンズ系は、前記光源側がテレセ
ントリックな光学系から構成された請求項1記載の投影
光学系。
7. The projection optical system according to claim 1, wherein said imaging lens system includes a telecentric optical system on said light source side.
【請求項8】前記結像レンズ系は、前記光源側に凹面を
向けた負のパワーを有する第1レンズと、前記光源側に
凸面を向け前記第1レンズと貼り合わされた正のパワー
を有する第2レンズと、前記光源側に凸面を向けた正の
パワーを有する第3レンズと、前記光源側に凸面を向け
た正のパワーを有する第4レンズと、前記光源側に凸面
を向けた正のパワーを有する第5レンズと、前記光源側
に凹面を向けた負のパワーを有する第6レンズと、前記
光源側に凸面を向け前記第6レンズと貼り合わされた正
のパワーを有する第7レンズと、前記光源側に凸面を向
けた正のパワーを有する第8レンズと、前記光源側に凹
面を向けた負のパワーを有する第9レンズと、 前記光源
側に凹面を向けた負のパワーを有する第10レンズと、
前記光源側に凹面を向けた正のパワーを有する第11レ
ンズと、前記光源側に凹面を向けた負のパワーを有する
第12レンズと、前記第5レンズと前記第6レンズとの
間に配置された絞りとを備えた構成の請求項1記載の投
影光学系。
8. The imaging lens system has a first lens having a negative power with a concave surface facing the light source, and a positive power having a convex surface facing the light source with the first lens. A second lens, a third lens having a positive power with the convex surface facing the light source side, a fourth lens having a positive power with the convex surface facing the light source side, and a positive lens having a positive power facing the light source side. A fifth lens having a negative power, a sixth lens having a negative power with the concave surface facing the light source side, and a seventh lens having a positive power with the convex surface facing the light source side and bonded to the sixth lens An eighth lens having a positive power with a convex surface facing the light source side, a ninth lens having a negative power with a concave surface facing the light source side, and a negative power having a concave surface facing the light source side. A tenth lens having
An eleventh lens having a concave surface facing the light source and having a positive power, a twelfth lens having a concave surface facing the light source and having a negative power, and the fifth lens and the sixth lens are arranged between the fifth lens and the sixth lens. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system has a configuration provided with a stop.
【請求項9】少なくとも主走査方向にアレイ状に配列さ
れた複数のレーザ素子を有し、画像信号に基づいて前記
複数のレーザ素子から複数のレーザビームを出射するレ
ーザアレイと、 前記レーザアレイと相対的に副走査方向に移動し、前記
複数のレーザ素子からの前記複数のレーザビームによっ
て潜像が形成される像担持体と、 前記複数のレーザ素子からの前記複数のレーザビームを
前記像担持体に投影し結像させる結像レンズ系と、 前記結像レンズ系と前記像担持体との間に配置され、前
記結像レンズ系からの前記複数のレーザビームを前記副
走査方向より大なる前記主走査方向の倍率により拡大あ
るいは縮小して前記像担持体上に前記主走査方向に長い
楕円状の複数の光スポットを形成する変倍光学系とを備
えたことを特徴とする画像形成装置。
9. A laser array having at least a plurality of laser elements arranged in an array in the main scanning direction, and emitting a plurality of laser beams from the plurality of laser elements based on an image signal; An image carrier that relatively moves in the sub-scanning direction and forms a latent image with the plurality of laser beams from the plurality of laser elements; and an image carrier that holds the plurality of laser beams from the plurality of laser elements. An imaging lens system for projecting and forming an image on a body, disposed between the imaging lens system and the image carrier, and the plurality of laser beams from the imaging lens system being larger than the sub-scanning direction. A variable-magnification optical system that forms a plurality of elliptical light spots elongated in the main scanning direction on the image carrier by enlarging or reducing the magnification in the main scanning direction. Forming apparatus.
【請求項10】前記変倍光学系は、前記副走査方向に負
のパワーを有するとともに、前記主走査方向にパワーを
有しない第1変倍光学部材と、前記副走査方向に正のパ
ワーを有するとともに、前記主走査方向にパワーを有し
ない第2変倍光学部材とを備えた構成の請求項9記載の
画像形成装置。
10. The variable power optical system has a first variable power optical member having no power in the sub-scanning direction and no power in the main scanning direction, and a positive power in the sub-scanning direction. The image forming apparatus according to claim 9, further comprising: a second variable power optical member having no power in the main scanning direction.
【請求項11】前記第1変倍光学部材および前記第2変
倍光学部材は、前記結像レンズ系からの前記複数のレー
ザビームを表面で反射する反射ミラーから構成された請
求項10記載の画像形成装置。
11. The optical system according to claim 10, wherein said first variable power optical member and said second variable power optical member are constituted by reflecting mirrors for reflecting the plurality of laser beams from said imaging lens system on the surface. Image forming device.
【請求項12】前記反射ミラーからなる前記第1変倍光
学部材は、前記副走査方向の曲率半径の絶対値が前記反
射ミラーからなる前記第2変倍光学部材の前記副走査方
向の曲率半径の絶対値より大きく設定された構成の請求
項11記載の画像形成装置。
12. The first variable magnification optical member comprising the reflecting mirror, wherein the absolute value of the radius of curvature in the sub scanning direction is equal to the radius of curvature of the second variable magnification optical member comprising the reflecting mirror in the sub scanning direction. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the image forming apparatus is configured to be set to be larger than an absolute value of (i).
【請求項13】前記反射ミラーからなる前記第1変倍光
学部材および前記第2変倍光学部材は、前記結像レンズ
系からの前記複数のレーザビームを各々2回以上反射さ
せる構成の請求項11記載の画像形成装置。
13. The optical system according to claim 1, wherein said first variable power optical member and said second variable power optical member comprising said reflecting mirror reflect said plurality of laser beams from said imaging lens system at least twice. 12. The image forming apparatus according to item 11.
【請求項14】前記変倍光学系は、前記像担持体上に形
成する前記複数の光スポットの前記副走査方向のピッチ
を前記主走査方向のピッチより小さくした構成の請求項
9記載の画像形成装置。
14. The image according to claim 9, wherein said variable magnification optical system has a configuration in which a pitch in said sub-scanning direction of said plurality of light spots formed on said image carrier is smaller than a pitch in said main scanning direction. Forming equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8192029B2 (en) 2006-09-04 2012-06-05 Seiko Epson Corporation Image display device

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