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JP5094221B2 - Optical scanning device and image forming apparatus using the same - Google Patents

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JP5094221B2 JP2007154927A JP2007154927A JP5094221B2 JP 5094221 B2 JP5094221 B2 JP 5094221B2 JP 2007154927 A JP2007154927 A JP 2007154927A JP 2007154927 A JP2007154927 A JP 2007154927A JP 5094221 B2 JP5094221 B2 JP 5094221B2
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Description

本発明は光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ(多機能プリンタ)の画像形成装置に好適なものである。   The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus using the same, and is suitable for an image forming apparatus such as a laser beam printer, a digital copying machine, or a multi-function printer (multi-function printer) having an electrophotographic process.

従来よりデジタル複写機やレーザービームプリンタ(LBP)等の画像形成装置においては光走査装置が用いられている。   Conventionally, an optical scanning device is used in an image forming apparatus such as a digital copying machine or a laser beam printer (LBP).

この光走査装置において装置全体の小型化を図る為の手段として、または複数の光束を同一の光偏向器により走査する場合の複数光束を分離する手段として、光偏向器の偏向面に対し副走査断面内で光束を斜め方向から入射させる斜入射光学系が用いられている。これにより装置全体の小型化が図られ、また複数光束の空間分離が効率的に行なわれる。   In this optical scanning device, as a means for reducing the size of the entire apparatus or as a means for separating a plurality of light beams when a plurality of light beams are scanned by the same optical deflector, sub-scanning is performed on the deflection surface of the optical deflector. An oblique incidence optical system that makes a light beam incident from an oblique direction within a cross section is used. As a result, the entire apparatus can be reduced in size, and the spatial separation of a plurality of light beams can be performed efficiently.

このような方法を用いた光走査装置は従来から種々と提案されている(特許文献1参照)。   Various types of optical scanning devices using such a method have been proposed (see Patent Document 1).

従来の光走査装置では、光偏向器の偏向面に対して副走査方向の光束の斜入射角度を大きくとっている。これによって光路分離ミラー(光路分離手段)での光路分離が容易となるように光束間の距離が大きくなるようにしている。   In the conventional optical scanning device, the oblique incident angle of the light beam in the sub-scanning direction is set large with respect to the deflection surface of the optical deflector. Thus, the distance between the light beams is increased so that the optical path separation by the optical path separation mirror (optical path separation means) is facilitated.

図24(A)、(B)は各々特許文献1で提案されている光走査装置の副走査方向の断面図(副走査断面図)である。   24A and 24B are cross-sectional views (sub-scanning cross-sectional views) in the sub-scanning direction of the optical scanning device proposed in Patent Document 1, respectively.

図24(A)、(B)では斜入射角度が小さくても効率良く光線分離できるように光偏向器5に近い第1、第2レンズG1、G2よりなる第1光学系全体の副走査断面内でのパワー(屈折力)を負としている。   24A and 24B, the sub-scan section of the entire first optical system including the first and second lenses G1 and G2 close to the optical deflector 5 so that the light beam can be separated efficiently even when the oblique incidence angle is small. The power (refractive power) is negative.

これにより偏向面Sに対して副走査方向にわずかに異なる角度で入射した2本の光束は第1光学系から出射するとき、互いの光束間の距離と第2レンズG2を通過後の角度θ3が更に広がることになる。これによって光線分離ミラー10b.10cでの光線分離が可能となるような光束間の距離を得ている。   Accordingly, when two light beams incident on the deflection surface S at slightly different angles in the sub-scanning direction are emitted from the first optical system, the distance between the light beams and the angle θ3 after passing through the second lens G2. Will spread further. As a result, the light separating mirror 10b. The distance between the light beams is obtained so that the light beam can be separated at 10c.

尚、図24(A)、(B)において、11a,11b,11c,11dは各々光路を折り曲げる反射ミラー、9は被走査面としての感光ドラム面(感光ドラム)である。G3は第3レンズである。θ1は偏向面Sからの主光線の反射角度、θ2は第1レンズG1を通過後の角度である。
特開2003−57585号公報
In FIGS. 24A and 24B, reference numerals 11a, 11b, 11c, and 11d denote reflection mirrors for bending the optical path, and 9 denotes a photosensitive drum surface (photosensitive drum) as a surface to be scanned. G3 is a third lens. θ1 is the reflection angle of the principal ray from the deflection surface S, and θ2 is the angle after passing through the first lens G1.
JP 2003-57585 A

一般に光走査装置において、偏向面に対して副走査方向の光束の斜入射角度を大きくとると、光偏向器(ポリゴンミラー)の加工誤差や取付け誤差の影響を受けやすくなり、被走査面上での走査線のピッチムラが大きく発生してくる。また偏向面で偏向された光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から離れた位置を通ることになるため、走査線湾曲や結像スポットの回転が大きく発生してくる。   In general, in an optical scanning device, if the oblique incident angle of a light beam in the sub-scanning direction is increased with respect to the deflection surface, it becomes more susceptible to processing errors and mounting errors of the optical deflector (polygon mirror). The pitch unevenness of the scanning lines is greatly generated. Further, since the light beam deflected by the deflecting surface passes through a position away from the optical axis of the imaging lens in the sub-scanning cross section, scanning line bending and rotation of the imaging spot are greatly generated.

特許文献1においては、光線分離ミラー10b,10c上では光線分離が可能となるような十分な光束間の距離が得られる。しかしながら、光線分離ミラー10b,10cで光線分離後の光路中に第3レンズG3が配置されているため光線分離ミラー10b,10cの取付け誤差が起こると光線分離後の光路中に配置された第3レンズG3上で光線ズレが発生する。この結果、走査線湾曲や結像スポットの回転が発生してしまう。また光路中で最も被走査面9に近い第3レンズG3が他の光学素子から離れた位置に配置されているため光走査装置のコンパクト化を図るのが難しい。   In Patent Document 1, a sufficient distance between the light beams is obtained on the light beam separation mirrors 10b and 10c so that the light beam can be separated. However, since the third lens G3 is disposed in the optical path after the light beam is separated by the light beam separation mirrors 10b and 10c, if a mounting error of the light beam separation mirrors 10b and 10c occurs, the third lens G3 is disposed in the light path after the light beam separation. A light beam shift occurs on the lens G3. As a result, scanning line bending and imaging spot rotation occur. Further, since the third lens G3 closest to the scanning surface 9 in the optical path is disposed at a position away from other optical elements, it is difficult to make the optical scanning device compact.

本発明は偏向手段や光線分離手段の取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光束の空間分離を効果的に行なうことができる、コンパクトで高品質な画像を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。   The present invention is an optical scanning apparatus that is less susceptible to mounting errors of deflecting means and light beam separating means, and that can effectively perform spatial separation of light beams and can obtain a compact and high-quality image. An object is to provide an image forming apparatus used.

請求項1の発明の光走査装置は、複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射された複数の光束を副走査断面において互いに異なる方向から偏向手段の同一の偏向面に入射させる入射光学系と、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された複数の光束を互いに異なる被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置において、
前記結像光学系は、結像作用を持つ光学素子としては、前記複数の光束の光路の前記偏向面側から順に、副走査方向のパワーが負である第1結像光学素子と、副走査方向のパワーが正である第2結像光学素子のみを有しており、
前記第2結像光学素子と前記被走査面との間の光路中には、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された光束を反射する反射ミラーが配置されており
走査断面において、前記被走査面の中心を走査するときの光束の主光線が前記第2結像光学素子の出射面を通過した後に前記結像光学系の光学基準軸と成す角度をθs2とするとき、0(deg)≦θs2なる条件を満足するように、前記第2結像光学素子の光学面が副走査方向にシフト偏心又は主走査方向を回転軸としてチルト偏心の少なくとも一方を行うことを特徴としている。
The optical scanning device according to the first aspect of the present invention includes a plurality of light source means and incident optics for causing a plurality of light beams emitted from the plurality of light source means to enter the same deflection surface of the deflection means from different directions in the sub-scan section. the optical scanning apparatus having a system, and a imaging optical system Ru is imaged on the same deflecting surface deflection scanned plurality of light beams with mutually different scan plane of said deflecting means,
The imaging optical system has, as an optical element having an imaging function, a first imaging optical element whose power in the sub-scanning direction is negative in order from the deflection surface side of the optical path of the plurality of light beams, and sub-scanning Having only a second imaging optical element with positive directional power,
In the optical path between the second imaging optical element and the surface to be scanned, a reflection mirror that reflects the light beam deflected and scanned by the same deflection surface of the deflection unit is disposed ,
In the sub scanning cross section, the angle between the optical reference axis of the imaging optical system after the principal ray of the light beam has passed through the exit surface of the second imaging optical element when scanning the center of the surface to be scanned and θs2 The optical surface of the second imaging optical element performs at least one of shift decentering in the sub-scanning direction or tilt decentering with the main scanning direction as the rotation axis so that the condition of 0 (deg) ≦ θs2 is satisfied. It is characterized by.

請求項2の発明は請求項1の発明において、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された複数の光束が前記第1、第2結像光学素子を通過することを特徴としている。 A second aspect of the invention is characterized in that, in the first aspect of the invention, a plurality of light beams deflected and scanned by the same deflection surface of the deflecting means pass through the first and second imaging optical elements.

請求項3の発明は請求項1又は2の発明において、副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面から前記被走査面までの光路長をL1、前記偏向面から前記第2結像光学素子の出射面までの光路長をL2とするとき、
2≦(L1/L2)≦4
なる条件を満足することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, in the sub-scan section, the optical path length from the deflection surface of the deflection means to the scanned surface is L1, and the second imaging optical element from the deflection surface to the second scanning optical element. When the optical path length to the exit surface is L2,
2 ≦ (L1 / L2) ≦ 4
It is characterized by satisfying the following conditions.

請求項4の発明は請求項1乃至3のいずれか1項の発明において、前記光源手段の各々は、複数の発光部を有することを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, each of the light source means has a plurality of light emitting portions.

請求項5の発明の画像形成装置は請求項1乃至の何れか一項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体の上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a photoconductor disposed on the surface to be scanned, and a light beam scanned by the optical scanning apparatus. A developing unit that develops the electrostatic latent image formed on the photoconductor as a toner image, a transfer unit that transfers the developed toner image to a transfer material, and the transferred toner image as a transfer material. And a fixing device for fixing.

本発明によれば偏向手段や光線分離手段の取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光束の空間分離を効果的に行なうことができる、コンパクトで高品質な画像を得ることができる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。   According to the present invention, there is provided an optical scanning device which can obtain a compact and high-quality image which is not easily affected by the mounting error of the deflecting unit and the light beam separating unit and which can effectively perform the spatial separation of the light beam. An image forming apparatus using the same can be achieved.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の光走査装置の実施例1の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図2は本発明の光走査装置の実施例1の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)であり、光路を展開して示している。   FIG. 1 is a sectional view (main scanning sectional view) of the main scanning direction of the optical scanning apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure (sub scanning sectional drawing), and has expanded and showed the optical path.

尚、以下の説明において、主走査方向(Y方向)とは偏向手段の回転軸及び結像光学系の光軸(X方向)に垂直な方向(偏向手段で光束が偏向走査される方向)である。副走査方向(Z方向)とは偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは結像光学系の光軸と主走査方向とを含む平面である。副走査断面とは結像光学系の光軸を含み主走査断面に垂直な断面である。   In the following description, the main scanning direction (Y direction) is a direction perpendicular to the rotation axis of the deflecting unit and the optical axis (X direction) of the imaging optical system (the direction in which the light beam is deflected and scanned by the deflecting unit). is there. The sub-scanning direction (Z direction) is a direction parallel to the rotation axis of the deflecting unit. The main scanning section is a plane including the optical axis of the imaging optical system and the main scanning direction. The sub-scan section is a section that includes the optical axis of the imaging optical system and is perpendicular to the main scan section.

光学基準軸C0とは、入射光学系を出射した光束の主光線が光偏向器の偏向面で偏向走査されて被走査面中心に入射するとき、副走査断面内において、光束の主光線の該偏向面への入射点を通り、該偏向面に対して垂直な軸をいう。   The optical reference axis C0 means that the principal ray of the light beam emitted from the incident optical system is deflected and scanned by the deflection surface of the optical deflector and is incident on the center of the scanned surface. An axis that passes through the point of incidence on the deflection surface and is perpendicular to the deflection surface.

図中、1a,1bは各々光源手段であり、半導体レーザより成っている。   In the figure, reference numerals 1a and 1b denote light source means each made of a semiconductor laser.

2a,2bは各々開口絞りであり、複数の光源手段1a,1bから出射された発散光束を特定のビーム形状に成形している。3a,3bは各々集光レンズ(コリメータレンズ)であり、開口絞り2a,2bを通過した発散光束を平行光束(もしくは収束光束)に変換している。4a,4bは各々レンズ系(シリンドリカルレンズ)であり、副走査方向(副走査断面内)のみに屈折力(パワー)を有している。   Reference numerals 2a and 2b respectively denote aperture stops, which form divergent light beams emitted from the plurality of light source means 1a and 1b into a specific beam shape. Reference numerals 3a and 3b denote condensing lenses (collimator lenses), which convert divergent light beams that have passed through the aperture stops 2a and 2b into parallel light beams (or convergent light beams). Reference numerals 4a and 4b denote lens systems (cylindrical lenses) each having a refractive power (power) only in the sub-scanning direction (within the sub-scanning cross section).

尚、光源手段1a、1b、開口絞り2a、2b、集光レンズ3a、3b、シリンドリカルレンズ4a、4bの各要素は入射光学系LAの一要素を構成している。   Each element of the light source means 1a, 1b, aperture stops 2a, 2b, condenser lenses 3a, 3b, and cylindrical lenses 4a, 4b constitutes one element of the incident optical system LA.

入射光学系LAは、複数の光源手段1a、1bから出射した複数の光束を副走査断面内において互いに異なる角度をもって後述する偏向手段5の同一の偏向面5aに導光している。   The incident optical system LA guides a plurality of light beams emitted from the plurality of light source units 1a and 1b to the same deflection surface 5a of the deflection unit 5 to be described later at different angles in the sub-scan section.

尚、集光レンズ3a(3b)、シリンドリカルレンズ4a(4b)を1つの光学素子(アナモフィックレンズ)より構成しても良い。   The condensing lens 3a (3b) and the cylindrical lens 4a (4b) may be constituted by one optical element (anamorphic lens).

5は偏向手段としての光偏向器であり、外接円の直径34mmで5面構成のポリゴンミラー(回転多面鏡)より成っており、モーターより成る駆動手段(不図示)により図中矢印A方向に一定速度(等角速度)で回転している。   An optical deflector 5 as a deflecting means is composed of a polygon mirror (rotating polygonal mirror) having a circumscribed circle diameter of 34 mm and a five-sided configuration, and is driven in the direction of arrow A in the figure by a driving means (not shown) comprising a motor. It is rotating at a constant speed (equal angular speed).

6は集光機能と後述するfθ特性とを有する結像光学系である。本実施例における結像光学系6は主走査方向(主走査断面内)と副走査方向(副走査断面内)とで異なるパワーを有する結像光学素子(結像作用を持つ光学素子)である第1、第2の結像レンズ(第1結像光学素子、第2結像光学素子)(走査レンズとも称す。)6a、6bを有している。 Reference numeral 6 denotes an imaging optical system having a light condensing function and an fθ characteristic described later. The imaging optical system 6 in this embodiment is an imaging optical element (an optical element having an imaging function) having different powers in the main scanning direction (in the main scanning section) and in the sub-scanning direction (in the sub-scanning section). First and second imaging lenses (first imaging optical element, second imaging optical element) (also referred to as scanning lenses) 6a and 6b are provided.

本実施例における第1、第2の結像レンズ6a、6bはプラスチック材料より成り、光偏向器5の同一の偏向面5aによって偏向走査された画像情報に基づく複数の光束を互いに異なる被走査面としての感光ドラム面7a,7b上に結像させている。且つ、第1、第2の結像レンズ6a、6bは副走査断面内において光偏向器5の偏向面5aと感光ドラム面7a,7bとの間を共役関係にすることにより、偏向面5aの面倒れ補償を行っている。   The first and second imaging lenses 6a and 6b in this embodiment are made of a plastic material, and a plurality of light beams based on image information deflected and scanned by the same deflecting surface 5a of the optical deflector 5 are different from each other to be scanned. Are imaged on the photosensitive drum surfaces 7a and 7b. In addition, the first and second imaging lenses 6a and 6b have a conjugate relationship between the deflection surface 5a of the optical deflector 5 and the photosensitive drum surfaces 7a and 7b in the sub-scan section, so that the deflection surface 5a Compensate for trouble.

第1の結像レンズ6aは、該第1の結像レンズ6aの光軸上では主走査断面内において正のパワーを有し、副走査断面内において負のパワーを有している。   The first imaging lens 6a has a positive power in the main scanning section and a negative power in the sub-scanning section on the optical axis of the first imaging lens 6a.

第2の結像レンズ6bは、該第2の結像レンズ6bの光軸上では主走査断面内において負のパワーを有し、副走査断面内において正のパワーを有している。   The second imaging lens 6b has a negative power in the main scanning section and a positive power in the sub-scanning section on the optical axis of the second imaging lens 6b.

ここで、上記fθ特性とは画角(走査角)θで入射する光束を、像面上(被走査面7a,7b上)で、光軸からの高さをY、定数をfとするとき、Y=f×θの位置に結像する関係を有していることである。つまりは単位画角あたりに走査される走査幅(走査速度)が走査面上全域にわたって等しくなるような特性である。そして定数fをfθ係数と呼ぶ。また結像光学系6への入射光束が平行光束である場合、定数fは結像光学系6の近軸焦点距離fと同じ値となる。   Here, the fθ characteristic means that a light beam incident at an angle of view (scanning angle) θ is on the image plane (on the scanned surfaces 7a and 7b), the height from the optical axis is Y, and the constant is f. , Y = f × θ. That is, the scanning width (scanning speed) scanned per unit angle of view is equal over the entire scanning surface. The constant f is called an fθ coefficient. When the incident light beam to the imaging optical system 6 is a parallel light beam, the constant f has the same value as the paraxial focal length f of the imaging optical system 6.

7(7a,7b)は被走査面としての感光ドラム面(感光ドラム)である。   Reference numeral 7 (7a, 7b) denotes a photosensitive drum surface (photosensitive drum) as a surface to be scanned.

尚、図1、図2においては後述する光線分離手段としての光線分離ミラー及び光路を折り曲げる反射ミラーを省略して示している。   In FIG. 1 and FIG. 2, a light beam separation mirror as a light beam separation means and a reflection mirror that bends the optical path are omitted.

本実施例においては、画像情報に応じて2つの光源手段1a、1bから光変調され出射した2本の発散光束が対応する開口絞り2a、2bにより規制され、コリメータレンズ3a、3bにより平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ4a、4bに入射する。シリンドリカルレンズ4a、4bに入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で出射する。また副走査断面内においては収束して互いに異なる角度をもって光偏向器5の同一の偏向面5aに線像(主走査方向に長手の線像)として結像する。そして光偏向器5の偏向面5aで偏向走査された2本の光束は第1、第2の結像レンズ6a、6bを介して互いに異なった感光ドラム面7a,7b上にスポット状に結像する。   In the present embodiment, two divergent light beams modulated and emitted from the two light source means 1a and 1b according to image information are regulated by the corresponding aperture stops 2a and 2b, and are converted into parallel light beams by the collimator lenses 3a and 3b. The light is converted and enters the cylindrical lenses 4a and 4b. Out of the light beams incident on the cylindrical lenses 4a and 4b, they are emitted as they are in the main scanning section. In the sub-scan section, the light beams converge to form a line image (a line image elongated in the main scanning direction) on the same deflection surface 5a of the optical deflector 5 at different angles. The two light beams deflected and scanned by the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 are spot-formed on the different photosensitive drum surfaces 7a and 7b via the first and second imaging lenses 6a and 6b. To do.

尚、光偏向器5の偏向面5aに対して、副走査断面内において斜め上方から入射した光源手段1aからの光束は斜め下方に反射され、また斜め下方から入射した光源手段1bからの光束は斜め上方へと反射される。   Incidentally, the light beam from the light source means 1a incident obliquely from above in the sub-scan cross section with respect to the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 is reflected obliquely downward, and the light beam incident from obliquely below from the light source means 1b is reflected. Reflected obliquely upward.

そして光偏向器5を矢印A方向に回転させることによって、感光ドラム面7a,7b上を矢印B方向(主走査方向)に光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面7a,7b上に画像記録を行っている。   Then, by rotating the optical deflector 5 in the direction of arrow A, the photosensitive drum surfaces 7a and 7b are optically scanned in the direction of arrow B (main scanning direction). Thus, image recording is performed on the photosensitive drum surfaces 7a and 7b as recording media.

尚、本実施例ではA3サイズ相当の印字幅を走査することを想定し、被走査面7における有効走査幅は310mmとして光学系を構成している。しかしこれに限ったものではなく、これより大きいサイズ、小さいサイズについても対応可能である。   In this embodiment, it is assumed that the printing width corresponding to the A3 size is scanned, and the effective scanning width on the scanned surface 7 is 310 mm to constitute the optical system. However, the present invention is not limited to this, and larger and smaller sizes can be handled.

本実施例における第1、第2の結像レンズ6a、6bの屈折面の形状は以下の形状表現式により表されている。光軸との交点を原点とし、光軸方向をX軸、主走査面内において光軸と直交する軸をY軸、副走査面内において光軸と直交する軸をZ軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、   The shape of the refracting surfaces of the first and second imaging lenses 6a and 6b in this embodiment is expressed by the following shape expression. When the intersection with the optical axis is the origin, the optical axis direction is the X axis, the axis orthogonal to the optical axis in the main scanning plane is the Y axis, and the axis orthogonal to the optical axis in the sub scanning plane is the Z axis, The bus direction corresponding to the scanning direction is

・・・(a)
(但し、Rは光軸上の母線曲率半径、K、B、B、B、B10は非球面係数)
なる式で表される。
... (a)
(Where R is the radius of curvature of the generatrix on the optical axis, and K, B 4 , B 6 , B 8 , and B 10 are aspheric coefficients)
It is expressed by the following formula.

また、副走査方向(光軸を含み主走査方向に対して直交する方向)と対応する子線方向は、   The sub-scanning direction (direction including the optical axis and orthogonal to the main scanning direction) corresponds to the sub-line direction,

・・・(b)
なる式で表される。
... (b)
It is expressed by the following formula.

ここで主走査方向に光軸からY離れた位置における副走査方向の曲率半径(子線曲率半径)r‘が、   Here, a radius of curvature (sub-wire curvature radius) r ′ in the sub-scanning direction at a position Y away from the optical axis in the main scanning direction is

r’=r(1+D+D+D+D+D1010
(但し、rは光軸上の子線曲率半径、D、D、D、D、D10は係数)
なる式で表される。
r ′ = r 0 (1 + D 2 Y 2 + D 4 Y 4 + D 6 Y 6 + D 8 Y 8 + D 10 Y 10 )
(Where r 0 is the radius of curvature on the optical axis on the optical axis, and D 2 , D 4 , D 6 , D 8 and D 10 are coefficients)
It is expressed by the following formula.

なお光軸外の子線曲率半径r’は各々の位置における母線の法線を含み主走査面と垂直な面内に定義されている。また形状表現式における多項式は10次までの関数で表現しているが、次数はこれ以上でも以下でも差し支えない。また面形状表現式自体も同等の面表現自由度を有した表現式であれば、問題無く本発明の効果を得ることが可能である。   Note that the radius of curvature r 'outside the optical axis is defined in a plane perpendicular to the main scanning plane, including the normal of the bus at each position. The polynomial in the shape expression is expressed by a function up to the 10th order, but the order may be higher or lower. If the surface shape expression itself is an expression having the same degree of freedom of surface expression, the effect of the present invention can be obtained without any problem.

表1、表2に本実施例における実施例1の光学素子の光学配置及び結像光学素子(結像レンズ)の面形状の数値を示す。尚、表2において第1面は第1の結像レンズ6aの入射面、第2面は第1の結像レンズ6aの出射面、第3面は第2の結像レンズ6bの入射面、第4面は第2の結像レンズ6bの出射面である。また、E−xは10−xを意味する。 Tables 1 and 2 show the numerical values of the optical arrangement of the optical element of Example 1 and the surface shape of the imaging optical element (imaging lens) in this example. In Table 2, the first surface is the entrance surface of the first imaging lens 6a, the second surface is the exit surface of the first imaging lens 6a, the third surface is the entrance surface of the second imaging lens 6b, The fourth surface is the exit surface of the second imaging lens 6b. In addition, E-x means 10 -x.

ここで非球面係数B4uからB10u、D2uからD10uは主走査断面内と副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで反光源手段1側の形状を特定する係数である。また非球面係数B4lからB10l、D2lからD10lは主走査断面内と副走査断面内においてレンズ面の光軸を挟んで光源手段1側の形状を特定する係数である。   Here, the aspheric coefficients B4u to B10u and D2u to D10u are coefficients that specify the shape on the anti-light source means 1 side with the optical axis of the lens surface in the main scanning section and the sub-scanning section. The aspheric coefficients B4l to B10l and D2l to D10l are coefficients that specify the shape of the light source means 1 with the optical axis of the lens surface in the main scanning section and the sub-scanning section.

本実施例では光源手段1から出射した光束が主走査断面内において、結像光学系6の光軸に対して角度をもって光偏向器5の偏向面5aに入射しているため、光偏向器5の回転に伴う偏向面の出入り(サグ)が、走査開始側と終了側で非対称に発生する。   In this embodiment, the light beam emitted from the light source means 1 is incident on the deflection surface 5a of the optical deflector 5 at an angle with respect to the optical axis of the imaging optical system 6 in the main scanning section. The entrance / exit (sag) of the deflection surface accompanying the rotation of the lens occurs asymmetrically on the scanning start side and the end side.

この非対称なサグにより像面湾曲、スポット径の変動が光軸に対して主走査方向に非対称に変化するのを良好に補償する為に、第1、第2の結像レンズ6a、6bは共に副走査方向の曲率半径が光軸に対して主走査方向に沿って非対称に変化する面を有している。   In order to satisfactorily compensate for the asymmetrical sag, the curvature of field and the variation in spot diameter are asymmetrically changed in the main scanning direction with respect to the optical axis, the first and second imaging lenses 6a and 6b are both It has a surface in which the radius of curvature in the sub-scanning direction changes asymmetrically along the main scanning direction with respect to the optical axis.

表2に示すように第2面、第4面の主走査断面内の非球面係数B4uからB10uとB4lからB10lは異なっており、主走査断面内の形状がレンズ面の有効径内において軸上から軸外に向かい光軸を中心として非対称に変化していることがわかる。   As shown in Table 2, the aspherical coefficients B4u to B10u and B4l to B10l in the main scanning section of the second surface and the fourth surface are different, and the shape in the main scanning section is axially within the effective diameter of the lens surface. It turns out that it changes asymmetrically centering on the optical axis toward the off-axis.

また第2面、第3面、第4面においては副走査断面内の非球面係数D2uからD10uとD2lからD10lは異なっており、副走査面内の曲率がレンズ面の有効径内において軸上から軸外に向かい光軸を中心として非対称に変化していることがわかる。   Further, the second surface, the third surface, and the fourth surface have different aspherical coefficients D2u to D10u and D2l to D10l in the sub-scanning cross section, and the curvature in the sub-scanning surface is on the axis within the effective diameter of the lens surface. It turns out that it changes asymmetrically centering on the optical axis toward the off-axis.

本実施例において、第1の結像レンズ6aの入射面(第1面)及び出射面(第2面)は主走査断面内(主走査方向)では10次までの関数で表現される非球面形状(非円弧形状)で形成されている。また副走査断面内(副走査方向)では入射面(第1面)は平面形状、出射面(第2面)は主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。   In this embodiment, the entrance surface (first surface) and the exit surface (second surface) of the first imaging lens 6a are aspherical surfaces expressed by functions up to the 10th order in the main scanning section (main scanning direction). It is formed in a shape (non-arc shape). In the sub-scan section (sub-scan direction), the incident surface (first surface) is formed in a planar shape, and the exit surface (second surface) is formed in a spherical shape whose curvature changes in the main scan direction.

第2の結像レンズ6bの入射面(第3面)及び出射面(第4面)は主走査断面内が10次までの関数で表現される非球面形状(非円弧形状)で形成されている。そして副走査断面内のパワーが主走査方向で軸上から軸外に向かって減少していることにより、副走査方向の像面湾曲を良好に調整している。   The incident surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the second imaging lens 6b are formed in an aspherical shape (non-arc shape) expressed by a function up to the 10th order in the main scanning section. Yes. Then, the power in the sub-scanning section decreases from on-axis to off-axis in the main scanning direction, so that the field curvature in the sub-scanning direction is well adjusted.

本実施例では上述の如く第1、第2の結像レンズ6a、6bの材料をプラスチック材料(樹脂)より形成したが、材料はプラスチック材料に限らず、ガラス材料であってもよい。   In the present embodiment, as described above, the material of the first and second imaging lenses 6a and 6b is formed of a plastic material (resin). However, the material is not limited to the plastic material, and may be a glass material.

図3は本実施例における幾何収差を示した図である。   FIG. 3 is a diagram showing the geometric aberration in the present embodiment.

図3より各収差とも実用上問題のないレベルまで調整されていることが分かる。また像高による副走査倍率の変化も2%以下に抑えられていることが分かる。このことにより像高による副走査方向のスポット形状の変化が抑えられ良好な結像性能を得られる。尚、像高による副走査倍率の変化は10%以下が良い。さらに望ましくは5%以下が良い。   It can be seen from FIG. 3 that each aberration is adjusted to a level where there is no practical problem. It can also be seen that the change in the sub-scan magnification due to the image height is suppressed to 2% or less. As a result, a change in the spot shape in the sub-scanning direction due to the image height is suppressed, and good imaging performance can be obtained. Note that the change in the sub-scanning magnification due to the image height is preferably 10% or less. More preferably, it is 5% or less.

次に図4から図8を用いて本実施例の目的を達成するための手段と効果を説明する。   Next, means and effects for achieving the object of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図4は前述した本実施例の光走査装置を2つ設けた画像形成装置の副走査断面図である。図4において図1、図2に示した要素と同一要素には同符番を付している。   FIG. 4 is a sub-scan sectional view of an image forming apparatus provided with two optical scanning devices of the present embodiment described above. In FIG. 4, the same elements as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

図4において、S1、S2は各々第1、第2のステーションであり、前述した光走査装置に相当する。   In FIG. 4, S1 and S2 are first and second stations, respectively, and correspond to the optical scanning device described above.

7は記録媒体としての感光ドラム(被走査面)であり、7a,7b,7c,7dは各々順にC、M、Y、B色用の記録媒体としての感光ドラム(被走査面)である。   7 is a photosensitive drum (scanned surface) as a recording medium, and 7a, 7b, 7c, and 7d are photosensitive drums (scanned surfaces) as recording media for C, M, Y, and B colors, respectively.

8aは光線分離手段としての光線分離ミラー(反射ミラー)であり、平面ミラーより成り、第1、第2の結像レンズ6a,6bのうち光路中で被走査面7に最も近く配置された第2の結像レンズ6bと被走査面7との間の光路中に配置されている。   Reference numeral 8a denotes a light beam separation mirror (reflection mirror) as a light beam separation means, which is composed of a plane mirror, and is the first of the first and second imaging lenses 6a and 6b, which is disposed closest to the scanned surface 7 in the optical path. 2 in the optical path between the second imaging lens 6b and the surface 7 to be scanned.

本実施例における光線分離ミラー8aは、同一の偏向面5a(5b)で偏向走査された複数(2本)の光束を、複数の光束に分離している。   The light beam separation mirror 8a in this embodiment separates a plurality (two) of light beams deflected and scanned by the same deflection surface 5a (5b) into a plurality of light beams.

8b、8cは各々反射部材としての反射ミラーであり、平面ミラーより成り、第1、第2の結像レンズ6a、6bを通過した光束を対応する感光ドラム7a,7b,7c,7dへ折り返している。尚、反射ミラー8a,8b,8cは各々主走査断面内又は副走査断面内においてパワーを有していても良い。   Reference numerals 8b and 8c are reflection mirrors as reflection members, each of which is made of a plane mirror. The light beams that have passed through the first and second imaging lenses 6a and 6b are folded back to the corresponding photosensitive drums 7a, 7b, 7c, and 7d. Yes. The reflecting mirrors 8a, 8b, and 8c may have power in the main scanning section or the sub-scanning section.

5は上記の如く偏向手段としての光偏向器(ポリゴンミラー)であり、第1、第2のステーションS1,S2で共用して用いている。   Reference numeral 5 denotes an optical deflector (polygon mirror) as a deflecting means as described above, and is used in common by the first and second stations S1 and S2.

図4においては、前述した光走査装置(ステーション)を光偏向器5の回転軸を中心として対称的に両側に2つづつ振り分けて配置し、4色(C、M、Y、B)のカラー画像形成装置に搭載可能な構成としている。   In FIG. 4, the above-described optical scanning device (station) is arranged so as to be symmetrically distributed on both sides about the rotation axis of the optical deflector 5 and arranged in four colors (C, M, Y, B). The image forming apparatus can be mounted on the image forming apparatus.

そして第1のステーションS1においては、副走査断面内において光学基準軸C0の上下方向から光偏向器5の偏向面5aに対して2つの光源手段(不図示)から出射された2つの光束を斜入射角度θs0で斜入射させている。また第2のステーションS2においては、副走査断面内において光学基準軸C0の上下方向から光偏向器5の偏向面5bに対して2つの光源手段(不図示)から出射された2つの光束を斜入射角度θs0で斜入射させている。   In the first station S1, two light beams emitted from two light source means (not shown) are obliquely applied to the deflection surface 5a of the optical deflector 5 from the vertical direction of the optical reference axis C0 in the sub-scan section. Incident incidence is performed at an incident angle θs0. In the second station S2, two light beams emitted from two light source means (not shown) are obliquely applied to the deflecting surface 5b of the optical deflector 5 from the vertical direction of the optical reference axis C0 in the sub-scan section. Incident incidence is performed at an incident angle θs0.

そして偏向面5a,5bに対して斜め上方から入射した光束を斜め下方に、斜め下方から入射した光束を斜め上方へと反射し、結像光学系6により対応する反射ミラー8a,8b,8cを介して光路を分離している。   Then, the light beams incident obliquely from above to the deflecting surfaces 5a and 5b are reflected obliquely downward, and the light beams incident from obliquely below are reflected obliquely upward, and the corresponding reflecting mirrors 8a, 8b, and 8c are reflected by the imaging optical system 6. The optical path is separated through

そして分離された4つの光束を対応する感光ドラム面(C、M、Y、B)7a、7b、7c、7d上に導光することによって、カラー画像を形成している。   A color image is formed by guiding the separated four light beams onto the corresponding photosensitive drum surfaces (C, M, Y, B) 7a, 7b, 7c, and 7d.

このように図4においては上記の如く光走査装置(ステーション)を、該光走査装置が有する光偏向器5を共有するように複数設けている。そして複数の光走査装置S1,S2からの複数の光束を、各光走査装置毎に光偏向器5の互いに異なった偏向面5a,5bに導光している。そして各光走査装置S1,S2における複数の光束は、互いに異なる被走査面7a、7b、7c、7d上に入射してカラー画像を形成している。   As described above, in FIG. 4, a plurality of optical scanning devices (stations) are provided so as to share the optical deflector 5 included in the optical scanning device. A plurality of light beams from the plurality of optical scanning devices S1 and S2 are guided to different deflection surfaces 5a and 5b of the optical deflector 5 for each optical scanning device. A plurality of light beams in each of the optical scanning devices S1 and S2 are incident on different scanned surfaces 7a, 7b, 7c, and 7d to form a color image.

尚、本実施例では光線分離ミラー8aより光偏向器5側に第1、第2の結像レンズ6a,6bを配置している。そのため、同一の偏向面5a(5b)で偏向走査された光束は、すべての第1、第2の結像レンズ6a、6bを通過してから、光線分離ミラー8aで光路分離され、反射ミラー8b、8cを介して対応する感光ドラム面7a,7b,7c,7dに導かれる。   In this embodiment, the first and second imaging lenses 6a and 6b are arranged on the light deflector 5 side of the light beam separation mirror 8a. Therefore, the light beams deflected and scanned by the same deflecting surface 5a (5b) pass through all the first and second imaging lenses 6a and 6b, and then are optically separated by the light beam separation mirror 8a. , 8c to the corresponding photosensitive drum surfaces 7a, 7b, 7c, 7d.

また本実施例では光路中で光線分離ミラー8a以降に結像レンズが配置されていないため、反射ミラー8a,8b,8cの取付け誤差が起きても走査線湾曲や結像スポットの回転は発生しない。   In this embodiment, since the imaging lens is not disposed after the light beam separation mirror 8a in the optical path, even if an attachment error of the reflection mirrors 8a, 8b, 8c occurs, the scanning line curve and the rotation of the imaging spot do not occur. .

また本実施例では同一の偏向面5a(5b)にて偏向走査された2本の光束が同一の第1、第2の結像レンズ6a、6bを通過しているため、結像レンズの枚数を少なくして結像光学系6を構成することができる。   In this embodiment, since two light beams deflected and scanned by the same deflection surface 5a (5b) pass through the same first and second imaging lenses 6a and 6b, the number of imaging lenses. Thus, the imaging optical system 6 can be configured.

尚、第1、第2の2つのステーションS1、S2は構成及び光学的作用が同一のため、以下、第1のステーションS1について説明する。   Since the first and second stations S1 and S2 have the same configuration and optical action, only the first station S1 will be described below.

図5は図4の第1のステーションS1の一部分を抜き出した要部断面図(副走査断面図)である。   FIG. 5 is a cross-sectional view (sub-scanning cross-sectional view) of a main part in which a part of the first station S1 in FIG. 4 is extracted.

本実施例では前述の如く光偏向器5の同一の偏向面5aにて偏向反射した複数の光束を各々複数の被走査面7a,7bに導くため光路中で光線分離を行う必要がある。その為に光偏向器5の同一の偏向面5aに対し副走査断面内で光束を斜入射させている。   In this embodiment, as described above, it is necessary to separate the light beams in the optical path in order to guide the plurality of light beams deflected and reflected by the same deflecting surface 5a of the optical deflector 5 to the plurality of scanned surfaces 7a and 7b, respectively. For this purpose, the light beam is obliquely incident on the same deflecting surface 5a of the optical deflector 5 within the sub-scan section.

しかしながら偏向面5aに対して副走査方向の光束の斜入射角度を大きくとると、偏向手段としての光偏向器5の加工誤差や取付け誤差の影響を受けやすくなり被走査面7上での走査線のピッチムラが大きく発生してしまう。また、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から離れた位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転が大きくなってしまう。よって本実施例では斜入射角度θs0(γ)を1.8(deg)と設定している。   However, if the oblique incident angle of the light beam in the sub-scanning direction is made large with respect to the deflection surface 5a, it becomes susceptible to processing errors and mounting errors of the optical deflector 5 as deflection means, and the scanning line on the scanned surface 7 The pitch unevenness is greatly generated. Further, since the light beam passes through a position away from the optical axis of the imaging lens in the sub-scanning section, the scanning line curve and the rotation of the imaging spot become large. Therefore, in this embodiment, the oblique incident angle θs0 (γ) is set to 1.8 (deg).

本実施例では副走査方向の斜入射角度が小さいため、第1の結像レンズ6aの出射面6a2における2本の光束の光学基準軸C0により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ld1は0.8mmしかない。   In this embodiment, since the oblique incident angle in the sub-scanning direction is small, the distance Ld1 in the sub-scanning direction between the marginal rays closer to the optical reference axis C0 of the two light beams on the exit surface 6a2 of the first imaging lens 6a. Is only 0.8 mm.

しかし第1の結像レンズ6aの副走査断面内のパワーを負としているため偏向面5aに対して副走査方向にわずかに異なる角度で入射した2本の光束は、第1の結像レンズ6aの出射面6a2から出射するとき、互いの距離と角度が広がることになる。   However, since the power in the sub-scanning section of the first imaging lens 6a is negative, two light beams incident on the deflection surface 5a at slightly different angles in the sub-scanning direction are the first imaging lens 6a. When the light exits from the exit surface 6a2, the distance and angle of each other increase.

そして第2の結像レンズ6bの出射面6b2における2本の光束の光学基準軸C0により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ld2は2.16mmに広がっている。   The distance Ld2 in the sub-scanning direction between the marginal rays closer to the optical reference axis C0 of the two light fluxes on the exit surface 6b2 of the second imaging lens 6b extends to 2.16 mm.

第2の結像レンズ6bの副走査断面内のパワーは正のため、互いの距離と角度が広がった2本の光束は第2の結像レンズ6bを通過することにより互いの距離と角度が狭まってくる。   Since the power in the sub-scan section of the second imaging lens 6b is positive, the distance and angle of the two light fluxes whose distances and angles spread from each other pass through the second imaging lens 6b. It narrows.

そこで後述する条件式(2)を満足するように第2の結像レンズ6bの出射面6b2を副走査方向に偏心させる、即ちシフト偏心又はチルト偏心の少なくとも一方を行うことで第2の結像レンズ6bに入射した2本の光束の間隔を狭めることなく第2の結像レンズ6bを出射できるようにしている。 Therefore , the second imaging is performed by decentering the exit surface 6b2 of the second imaging lens 6b in the sub-scanning direction, that is, performing at least one of shift eccentricity and tilt eccentricity so as to satisfy the conditional expression (2) described later. The second imaging lens 6b can be emitted without reducing the interval between the two light beams incident on the lens 6b.

本実施例では第2の結像レンズ6bの出射面6b2を副走査方向に光学基準軸C0に対して光束が通過する側と同じ側に1.1mmだけシフト偏心させている。   In this embodiment, the exit surface 6b2 of the second imaging lens 6b is shifted decentered by 1.1 mm in the sub-scanning direction on the same side as the side through which the light beam passes with respect to the optical reference axis C0.

これにより結像レンズ6bの出射面6b2を出射後の光線分離ミラー8aの反射点における2本の光束の光学基準軸C0により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Mdは2.78mmとなり光線分離ミラーを配置するのに十分なスペースを確保している。   As a result, the distance Md in the sub-scanning direction between the marginal rays closer to the optical reference axis C0 of the two light fluxes at the reflection point of the ray separation mirror 8a after exiting the exit surface 6b2 of the imaging lens 6b is 2.78 mm. Sufficient space is secured to arrange the beam separation mirror.

ここで言う副走査方向のシフト偏心とは、光学基準軸C0とレンズ面の光軸とが副走査断面内において一致していない状態を示す。   The shift eccentricity in the sub-scanning direction referred to here indicates a state where the optical reference axis C0 and the optical axis of the lens surface do not coincide with each other in the sub-scanning section.

本実施例では、副走査断面内において、副走査方向にレンズ面をシフトしたが、副走査断面内において、レンズ面を主走査方向を回転軸としてチルトさせることでも同様の効果を得ることができる。   In this embodiment, the lens surface is shifted in the sub-scanning direction in the sub-scanning section, but the same effect can be obtained by tilting the lens surface in the sub-scanning section with the main scanning direction as the rotation axis. .

また、第2の結像レンズ6bのレンズ面を副走査断面内において副走査方向にシフトさせると共にレンズ面を主走査方向を回転軸としてチルトさせる構成をとっても同様の効果を得ることができる。   The same effect can be obtained even if the lens surface of the second imaging lens 6b is shifted in the sub-scanning direction in the sub-scanning section and the lens surface is tilted with the main scanning direction as the rotation axis.

本実施例においては上記の如く斜入射角度θs0が1.8(deg)と小さいにもかかわらず光線分離位置で副走査方向に光線分離ミラー8aを配置するのに十分なスペースを確保できることにより光線分離がし易くなる。   In this embodiment, although the oblique incident angle θs0 is as small as 1.8 (deg) as described above, a sufficient space can be secured for arranging the light separating mirror 8a in the sub scanning direction at the light separating position. It becomes easy to separate.

また第2の結像レンズ6bの出射面6b2を副走査方向にシフト偏心させることにより、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から近い位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転を低減させることが容易となる。   Further, by shifting and decentering the exit surface 6b2 of the second imaging lens 6b in the sub-scanning direction, the light beam passes through a position close to the optical axis of the imaging lens in the sub-scanning cross section, so that the scanning line curve or connection is reduced. It becomes easy to reduce the rotation of the image spot.

図6は被走査面上7での走査線湾曲量を示した図、図7は被走査面上7での結像スポットを示した図である。   FIG. 6 is a diagram showing a scanning line bending amount on the surface to be scanned 7, and FIG. 7 is a diagram showing an imaging spot on the surface 7 to be scanned.

第2の結像レンズ6bの出射面6b2を副走査方向にシフト偏心させたことにより、光束が副走査断面内において第2の結像レンズ6bの光軸から近い位置を通ることになり走査線の湾曲及び結像スポットの回転を抑制している。よって本実施例の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置において色ズレが目立たなくなる。   By shifting and decentering the exit surface 6b2 of the second imaging lens 6b in the sub-scanning direction, the light beam passes through a position close to the optical axis of the second imaging lens 6b in the sub-scanning section. And the rotation of the imaging spot is suppressed. Therefore, the color misregistration becomes inconspicuous in the color image forming apparatus equipped with the optical scanning device of this embodiment.

図8は図5の副走査断面内において光束の主光線の光路を模式的に示した図である。   FIG. 8 is a diagram schematically showing the optical path of the principal ray of the light beam in the sub-scan section of FIG.

本実施例において、被走査面7の結像光学系6の光軸上を走査するときの光束の主光線が、副走査断面内において、光偏向器5で偏向走査された後に光学基準軸C0と成す角をθs0とする。尚、この角度θs0は上述した斜入射角度γと等しい。   In this embodiment, the principal ray of the light beam when scanning on the optical axis of the imaging optical system 6 on the surface to be scanned 7 is deflected and scanned by the optical deflector 5 in the sub-scan section, and then the optical reference axis C0. Is defined as θs0. The angle θs0 is equal to the oblique incident angle γ described above.

さらに負のパワーを有する第1の結像レンズ6aを通過後に光学基準軸C0と成す角をθs1とする。さらに光路中で被走査面7に最も近くに配置された第2の結像レンズ6bを通過後に光学基準軸C0と成す角をθs2とする。そのとき、
θs0<θs1 ・・・(1)
0(deg)≦θs2 ・・・(2)
なる条件を満足させている。
Further, an angle formed with the optical reference axis C0 after passing through the first imaging lens 6a having a negative power is defined as θs1. Further, the angle formed with the optical reference axis C0 after passing through the second imaging lens 6b disposed closest to the scanned surface 7 in the optical path is defined as θs2. then,
θs0 <θs1 (1)
0 (deg) ≦ θs2 (2)
Satisfy the following conditions.

条件式(1)を満たさないと副走査断面内における結像レンズの屈折を利用した効果的な光線分離が出来ていないため良くない。また条件式(2)を満たさないと2本の光束が第2の結像レンズ6bに入射した時点で確保されていた光束間の距離を、光束が第2の結像レンズ6bを出射した後に狭くしまうため効果的な光線分離ができない。   If the conditional expression (1) is not satisfied, it is not good because effective light separation using the refraction of the imaging lens in the sub-scan section is not performed. Further, if the conditional expression (2) is not satisfied, the distance between the two light beams that is secured when the two light beams enter the second imaging lens 6b is determined after the light beams exit the second imaging lens 6b. Since it becomes narrow, effective beam separation cannot be performed.

本実施例における各々の角度θs0、θs1、θs2は、
θs0=1.8deg
θs1=3.05deg
θs2=0.23deg
である。これら値を条件式(1)(2)に当てはめると、
θs0(1.8(deg))<θs1(3.05(deg))
0(deg)≦θs2(0.23(deg))
であり、これは条件式(1)(2)を満たしている。
Each angle θs0, θs1, and θs2 in this embodiment is
θs0 = 1.8deg
θs1 = 3.05deg
θs2 = 0.23deg
It is. When these values are applied to conditional expressions (1) and (2),
θs0 (1.8 (deg)) <θs1 (3.05 (deg))
0 (deg) ≤ θs2 (0.23 (deg))
This satisfies the conditional expressions (1) and (2).

また図2に示す副走査断面内において、光偏向器5の偏向面5aから被走査面7までの光路長をL1、偏向面5aから被走査面7に最も近い位置にある光学面(レンズ面)(出射面)までの距離をL2とする。そのとき、
2≦(L1/L2)≦4 ・・・(3)
なる条件を満足させている。
2, the optical path length from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 to the scanned surface 7 is L1, and the optical surface (lens surface) closest to the scanned surface 7 from the deflecting surface 5a. ) Let L2 be the distance to (exit surface) . then,
2 ≦ (L1 / L2) ≦ 4 (3)
Satisfy the following conditions.

ここで偏向面5aは主走査断面内において被走査面7の中心に光束が入射するときの位置を基準としている。   Here, the deflection surface 5a is based on the position at which the light beam enters the center of the scanned surface 7 in the main scanning section.

条件式(3)は光路中における最も被走査面7に近い第2の結像レンズ6bの位置を規定するものである。条件式(3)の上限値を超えると副走査方向の結像倍率が大きくなり、光学素子のシフト偏心による副走査方向のピント移動や光偏向器5の偏向面の面倒れの影響が被走査面7上で大きく発生してしまう。また条件式(3)の下限値を超えると光路中における最も被走査面7に近い第2の結像レンズ6bの位置が被走査面7側に配置されるためレンズバックが短くなりトナーカートリッジを配置するスペースが狭くなってしまうため良くない。   Conditional expression (3) defines the position of the second imaging lens 6b closest to the scanned surface 7 in the optical path. When the upper limit value of conditional expression (3) is exceeded, the imaging magnification in the sub-scanning direction increases, and the influence of focus movement in the sub-scanning direction due to shift decentering of the optical element and surface tilt of the deflecting surface of the optical deflector 5 is scanned. It will occur greatly on the surface 7. If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded, the position of the second imaging lens 6b closest to the scanned surface 7 in the optical path is arranged on the scanned surface 7 side, so the lens back becomes shorter and the toner cartridge is removed. It is not good because the space to arrange becomes narrow.

本実施例における各距離L1、L2は、
L1=248.3mm
L2=69.0mm
である。これら値を条件式(3)に当てはめると、
(L1/L2)=3.6
であり、これは条件式(3)を満たしている。
The distances L1 and L2 in this embodiment are
L1 = 248.3mm
L2 = 69.0mm
It is. When these values are applied to conditional expression (3),
(L1 / L2) = 3.6
This satisfies the conditional expression (3).

さらに望ましくは上記条件式(3)を次の如く設定するのが良い。   More preferably, the conditional expression (3) should be set as follows.

2.8≦(L1/L2)≦3.8 ・・・(3a)
本実施例では第1の結像レンズ6aの副走査断面内のパワーが負であるため、副走査断面内のパワーが正やノンパワーである場合に比べて結像光学系6の副走査断面内の結像倍率を小さく抑えることができる。これにより副走査方向のピント移動や光偏向器5の偏向面の面倒れの影響が被走査面7上で大きく発生することを抑えることができる。
2.8 ≦ (L1 / L2) ≦ 3.8 (3a)
In this embodiment, since the power in the sub-scanning section of the first imaging lens 6a is negative, the sub-scanning section of the imaging optical system 6 is compared with the case where the power in the sub-scanning section is positive or non-power. The image forming magnification can be kept small. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a large influence on the scanned surface 7 due to the focus movement in the sub-scanning direction and the surface tilt of the deflecting surface of the optical deflector 5.

尚、本実施例では光路中で最も光線分離ミラー-8aに近いレンズ面、つまり第2の結像レンズ6bの出射面6b2のみを副走査方向にシフト偏心させているが、入射面6b1のみをシフト偏心させることでも上記と同様の効果を得ることができる。または両面6b1,6b2をシフト偏心させることでも上記と同様の効果を得ることができる。   In this embodiment, only the lens surface closest to the light separation mirror 8a in the optical path, that is, the exit surface 6b2 of the second imaging lens 6b is shifted in the sub-scanning direction, but only the entrance surface 6b1 is shifted. The same effect as described above can be obtained by shifting the eccentricity. Alternatively, the same effect as described above can be obtained by shifting the both surfaces 6b1 and 6b2 to be eccentric.

また本実施例では上記の如く第1の結像レンズ6aが副走査断面内で負のパワーをもつことにより、第2の結像レンズ6bを通過する2本の光束の副走査方向の距離と光線分離ミラー8aの反射点での2本の光束の副走査方向の距離を離間させている。   In the present embodiment, as described above, the first imaging lens 6a has a negative power in the sub-scanning section, so that the distance in the sub-scanning direction between the two light fluxes passing through the second imaging lens 6b can be reduced. The distance in the sub-scanning direction of the two light beams at the reflection point of the light beam separation mirror 8a is separated.

しかしこれに限らず、最も被走査面7に近い第2の結像レンズ6bに副走査断面内において負のパワーをつけて光線分離ミラー8aの反射点での2本の光束の副走査方向の距離を離間させてもよい。   However, the present invention is not limited to this, and negative power is applied to the second imaging lens 6b closest to the scanning surface 7 in the sub-scan section so that the two light fluxes at the reflection point of the light separation mirror 8a in the sub-scan direction. The distance may be separated.

このように本実施例では上述した如く光偏向器5や光線分離ミラー8aの取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光線の空間分離を効率的に行うことができる。これにより本実施例ではコンパクトな構成で、かつカラーLBP、カラー複写機における画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。   Thus, in this embodiment, as described above, it is difficult to be affected by the mounting error of the optical deflector 5 and the light beam separation mirror 8a, and the light beam can be separated efficiently. As a result, in this embodiment, it is possible to achieve an optical scanning apparatus and a color image forming apparatus that can obtain a high-quality image with a compact configuration and no deterioration in image performance in a color LBP and a color copying machine.

尚、本実施例では複数の光源手段1a,1bを単一の発光部より構成したが、これに限らず、複数の発光部より構成しても良い。   In the present embodiment, the plurality of light source means 1a and 1b are configured by a single light emitting unit. However, the present invention is not limited thereto, and may be configured by a plurality of light emitting units.

また本実施例では結像光学系6を2つの結像光学素子(結像レンズ)より構成したが、これに限らず、2つ以上の結像光学素子より構成しても良い。   In this embodiment, the imaging optical system 6 is constituted by two imaging optical elements (imaging lenses), but is not limited thereto, and may be constituted by two or more imaging optical elements.

図9は本発明の光走査装置の実施例2の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図10は本発明の光走査装置の実施例2の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)であり、光路を展開して示している。図9、図10において前記図1、図2に示した要素と同一要素には同符番を付している。   9 is a sectional view (main scanning sectional view) of the main scanning direction of the optical scanning apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view of the main section of the optical scanning apparatus according to the second embodiment of the present invention. It is a figure (sub scanning sectional drawing), and has expanded and showed the optical path. 9 and 10, the same elements as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

本実施例において前述の実施例1と異なる点は、光偏向器5の偏向面5aから被走査面7までの距離L1を更に長く設定した点である。その他の構成及び光学的作用は実施例1と同様であり、これにより同様な効果を得ている。   This embodiment is different from the first embodiment in that the distance L1 from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 to the scanned surface 7 is set longer. Other configurations and optical functions are the same as those in the first embodiment, and the same effects are obtained.

つまり、図中、61は集光機能とfθ特性とを有する結像光学系であり、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有する第1、第2の結像レンズ61a、61bを有している。   That is, in the figure, reference numeral 61 denotes an imaging optical system having a condensing function and an fθ characteristic, and the first and second imaging lenses 61a and 61b having different powers in the main scanning section and the sub-scanning section. have.

第1、第2の結像レンズ61a、61bはプラスチック材料より成り、光偏向器5の同一の偏向面5aによって偏向走査された画像情報に基づく2本の光束を互いに異なる被走査面としての感光ドラム面7a,7b上に結像させている。且つ、第1、第2の結像レンズ61a、61bは副走査断面内において光偏向器5の偏向面5aと感光ドラム面7a,7bとの間を共役関係にすることにより、偏向面の面倒れ補償を行っている。   The first and second imaging lenses 61a and 61b are made of a plastic material, and two light beams based on image information deflected and scanned by the same deflecting surface 5a of the optical deflector 5 are used as different scanning surfaces. An image is formed on the drum surfaces 7a and 7b. In addition, the first and second imaging lenses 61a and 61b are in a troublesome state of the deflection surfaces by providing a conjugate relationship between the deflection surface 5a of the optical deflector 5 and the photosensitive drum surfaces 7a and 7b in the sub-scan section. Compensation.

本実施例における第1の結像レンズ61aは、該第1の結像レンズ61aの光軸上では主走査断面内において正のパワーを有し、副走査断面内において負のパワーを有している。   The first imaging lens 61a in this embodiment has a positive power in the main scanning section on the optical axis of the first imaging lens 61a, and a negative power in the sub-scanning section. Yes.

第2の結像レンズ61bは、該第2の結像レンズ61bの光軸上では主走査断面内において負のパワーを有し、副走査断面内において正のパワーを有している。   The second imaging lens 61b has a negative power in the main scanning section and a positive power in the sub-scanning section on the optical axis of the second imaging lens 61b.

表3、表4に本実施例における実施例2の光学素子の光学配置及び結像光学素子(結像レンズ)の面形状の数値を示す。   Tables 3 and 4 show the numerical values of the optical arrangement of the optical element of Example 2 and the surface shape of the imaging optical element (imaging lens) in this example.

本実施例において、第1の結像レンズ61aの入射面(第1面)及び出射面(第2面)は主走査断面内(主走査方向)では10次までの関数で表現される非球面形状(非円弧形状)で形成されている。また副走査断面内(副走査方向)では入射面(第1面)は平面形状、出射面(第2面)は主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。   In this embodiment, the entrance surface (first surface) and the exit surface (second surface) of the first imaging lens 61a are aspherical surfaces expressed by functions up to the 10th order in the main scanning section (main scanning direction). It is formed in a shape (non-arc shape). In the sub-scan section (sub-scan direction), the incident surface (first surface) is formed in a planar shape, and the exit surface (second surface) is formed in a spherical shape whose curvature changes in the main scan direction.

第2の結像レンズ61bの入射面(第3面)及び出射面(第4面)は主走査断面内が10次までの関数で表現される非球面形状(非円弧形状)で形成されている。そして副走査断面内のパワーが主走査方向で軸上から軸外に向かって減少していることにより、副走査方向の像面湾曲を良好に調整している。   The entrance surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the second imaging lens 61b are formed in an aspherical shape (non-arc shape) expressed by a function up to the 10th order in the main scanning section. Yes. Then, the power in the sub-scanning section decreases from on-axis to off-axis in the main scanning direction, so that the field curvature in the sub-scanning direction is well adjusted.

本実施例では上記の如く第1、第2の結像レンズ61a、61bの材料をプラスチック材料(樹脂)より形成したが、材料はプラスチック材料に限らず、ガラス材料であってもよい。   In the present embodiment, the material of the first and second imaging lenses 61a and 61b is formed from a plastic material (resin) as described above. However, the material is not limited to a plastic material, and may be a glass material.

図11は本実施例における幾何収差を示した図である。   FIG. 11 is a diagram showing the geometric aberration in the present embodiment.

図11より各収差とも実用上問題のないレベルまで調整されていることが分かる。また像高による副走査倍率の変化も2%以下に抑えられていることが分かる。このことにより像高による副走査方向のスポット形状の変化が抑えられ良好な結像性能を得られる。尚、像高による副走査倍率の変化は10%以下が良い。さらに望ましくは5%以下が良い。   It can be seen from FIG. 11 that each aberration is adjusted to a level where there is no practical problem. It can also be seen that the change in the sub-scan magnification due to the image height is suppressed to 2% or less. As a result, a change in the spot shape in the sub-scanning direction due to the image height is suppressed, and good imaging performance can be obtained. Note that the change in the sub-scanning magnification due to the image height is preferably 10% or less. More preferably, it is 5% or less.

次に図12から図15を用いて本実施例の目的を達成するための手段と効果を説明する。   Next, means and effects for achieving the object of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図12は前述した本実施例の光走査装置(ステーション)を2つ設けた画像形成装置の副走査断面図である。図12において図4及び図9に示した要素と同一要素には同符番を付している。   FIG. 12 is a sub-scan sectional view of an image forming apparatus provided with two optical scanning devices (stations) according to this embodiment. In FIG. 12, the same elements as those shown in FIGS. 4 and 9 are denoted by the same reference numerals.

本実施例における画像形成装置の構成及び光学的作用は前述した実施例1と同様である。   The configuration and optical action of the image forming apparatus in this embodiment are the same as those in the first embodiment.

尚、第1、第2の2つのステーションS1、S2は構成及び光学的作用が同一のため、以下、第1のステーションS1について説明する。   Since the first and second stations S1 and S2 have the same configuration and optical action, only the first station S1 will be described below.

図13は図12の第1の第1のステーションS1の一部分を抜き出した要部断面図(副走査断面図)である。   FIG. 13 is a cross-sectional view (sub-scanning cross-sectional view) of a main part in which a part of the first first station S1 in FIG. 12 is extracted.

本実施例では前述の如く光偏向器5の同一の偏向面5aにて走査した複数の光束を各々複数の被走査面7a、7bに導くため光路中で光線分離を行う必要がある。その為に光偏向器5の同一の偏向面5aに対し副走査断面内で光束を斜入射させている。   In this embodiment, as described above, it is necessary to separate light beams in the optical path in order to guide a plurality of light beams scanned on the same deflecting surface 5a of the optical deflector 5 to the plurality of scanned surfaces 7a and 7b, respectively. For this purpose, the light beam is obliquely incident on the same deflecting surface 5a of the optical deflector 5 within the sub-scan section.

しかしながら偏向面5aに対して副走査方向の斜入射角度を大きくとると、偏向手段としての光偏向器5の加工誤差や取付け誤差の影響を受けやすくなり被走査面7上での走査線のピッチムラが大きく発生してしまう。また、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から離れた位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転が大きくなってしまう。よって本実施例では斜入射角度θs0(γ)を2.2(deg)と設定している。   However, if the oblique incident angle in the sub-scanning direction is increased with respect to the deflecting surface 5a, it becomes susceptible to processing errors and mounting errors of the optical deflector 5 as the deflecting means, and the scanning line pitch unevenness on the surface to be scanned 7 becomes uneven. Will occur greatly. Further, since the light beam passes through a position away from the optical axis of the imaging lens in the sub-scanning section, the scanning line curve and the rotation of the imaging spot become large. Therefore, in this embodiment, the oblique incident angle θs0 (γ) is set to 2.2 (deg).

本実施例では副走査方向の斜入射角度が小さいため、第1の結像レンズ61aの出射面61a2における2本の光束の光学基準軸C0により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ld1は1.34mmしかない。   In this embodiment, since the oblique incidence angle in the sub-scanning direction is small, the distance Ld1 in the sub-scanning direction between the marginal rays closer to the optical reference axis C0 of the two light beams on the exit surface 61a2 of the first imaging lens 61a. Is only 1.34 mm.

しかし第1の結像レンズ61aの副走査断面内のパワーを負としているため偏向面に対して副走査方向にわずかに異なる角度で入射した2本の光束は、第1の結像レンズ61aの出射面61a2から出射するとき、互いの距離と角度が広がることになる。   However, since the power in the sub-scanning section of the first imaging lens 61a is negative, two light beams incident on the deflecting surface at slightly different angles in the sub-scanning direction are incident on the first imaging lens 61a. When the light exits from the exit surface 61a2, the distance and the angle are increased.

そして第1の結像レンズ61bの入射面61b1における2本の光束の光学基準軸C0により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ld2は3.72mmに広がっている。   The distance Ld2 in the sub-scanning direction between the marginal rays closer to the optical reference axis C0 of the two light beams on the incident surface 61b1 of the first imaging lens 61b extends to 3.72 mm.

第2の結像レンズ61bの副走査断面内のパワーは正のため、互いの距離と角度が広がった2本の光束は第2の結像レンズ61bを通過することにより互いの距離と角度が狭まってくる。   Since the power in the sub-scanning section of the second imaging lens 61b is positive, the two light beams whose distances and angles are widened pass through the second imaging lens 61b, so that the distances and angles of each other are increased. It narrows.

そこで第2の結像レンズ61bの出射面61b2を副走査方向にシフト偏心させることで第2の結像レンズ61bに入射した2本の光束の間隔を狭めることなく第2の結像レンズ61bを出射するようにしている。   Therefore, the second imaging lens 61b can be moved without reducing the interval between the two light beams incident on the second imaging lens 61b by shifting and decentering the exit surface 61b2 of the second imaging lens 61b in the sub-scanning direction. The light is emitted.

本実施例では第2の結像レンズ61bの出射面61b2を副走査方向に光学基準軸C0に対して光束が通過する側と同じ側に1.2mmだけシフト偏心させている。   In this embodiment, the exit surface 61b2 of the second imaging lens 61b is shifted and decentered by 1.2 mm in the sub scanning direction on the same side as the side through which the light beam passes with respect to the optical reference axis C0.

これにより結像レンズ61bの出射面61b2を出射後の光線分離ミラー8aの反射点における2本の光束の光学基準軸C0により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Mdは4.28mmとなる。これによって光線分離ミラーを配置するのに十分なスペースを確保している。   As a result, the distance Md in the sub-scanning direction between the marginal rays closer to the optical reference axis C0 of the two light fluxes at the reflection point of the ray separation mirror 8a after exiting the exit surface 61b2 of the imaging lens 61b is 4.28 mm. Become. As a result, a sufficient space for arranging the light beam separation mirror is secured.

本実施例においては上記の如く斜入射角度θs0が2.2(deg)と小さいにもかかわらず光線分離位置で副走査方向に光線分離ミラー8aを配置するのに十分なスペースを確保できることにより光線分離がし易くなる。   In this embodiment, although the oblique incident angle θs0 is as small as 2.2 (deg) as described above, it is possible to secure a sufficient space for arranging the light separating mirror 8a in the sub-scanning direction at the light separating position. It becomes easy to separate.

また第2の結像レンズ61bの出射面61b2を副走査方向にシフト偏心させることにより、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から近い位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転を低減することが可能となる。   In addition, by shifting and decentering the exit surface 61b2 of the second imaging lens 61b in the sub-scanning direction, the light beam passes through a position close to the optical axis of the imaging lens in the sub-scanning cross section, so that the scanning line curve or connection is reduced. It is possible to reduce the rotation of the image spot.

図14は被走査面上での走査線湾曲量を示した図、図15は被走査面上での結像スポットを示した図である。   FIG. 14 is a diagram showing the amount of scanning line curvature on the surface to be scanned, and FIG. 15 is a diagram showing imaging spots on the surface to be scanned.

第2の結像レンズ61bの出射面61b2を副走査方向にシフト偏心させたことにより光束が副走査断面内において第2の結像レンズ61bの光軸から近い位置を通ることになり走査線の湾曲及び結像スポットの回転を抑制している。よって本実施例の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置において色ズレが目立たなくなる。   By shifting and decentering the exit surface 61b2 of the second imaging lens 61b in the sub-scanning direction, the light beam passes through a position close to the optical axis of the second imaging lens 61b in the sub-scanning section. Curvature and rotation of the imaging spot are suppressed. Therefore, the color misregistration becomes inconspicuous in the color image forming apparatus equipped with the optical scanning device of this embodiment.

また本実施例においては光偏向器5の偏向面5aから被走査面7までの距離を更に長く設定したことにより、トナーカートリッジスペースを更に広く確保できるようにしている。   In this embodiment, the distance from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 to the scanned surface 7 is set to be longer, so that a wider toner cartridge space can be secured.

本実施例において被走査面7の結像光学系61の光軸上を走査するときの光束の主光線が、副走査断面内において、光偏向器5で偏向走査された後に光学基準軸C0と成す角θs0を以下の如く設定している。また上記の光束の主光線が、負のパワーを有する第1の結像レンズ61aを通過後に光学基準軸C0と成す角θs1を以下の如く設定している。また上記の光束の主光線が、光路中で被走査面7に最も近くに配置された第2の結像レンズ61bを通過後に光学基準軸C0と成す角θs2を以下の如く設定している。   In this embodiment, the principal ray of the light beam when scanning on the optical axis of the imaging optical system 61 on the surface to be scanned 7 is deflected and scanned by the optical deflector 5 in the sub-scanning section, and the optical reference axis C0. The formed angle θs0 is set as follows. Further, the angle θs1 formed by the principal ray of the light beam and the optical reference axis C0 after passing through the first imaging lens 61a having a negative power is set as follows. Further, an angle θs2 formed by the principal ray of the light beam and the optical reference axis C0 after passing through the second imaging lens 61b disposed closest to the scanning surface 7 in the optical path is set as follows.

θs0=2.2deg
θs1=3.96deg
θs2=0.15deg
これら値を条件式(1)(2)に当てはめると、
θs0(2.2(deg))<θs1(3.96(deg))
0(deg)≦θs2(0.15(deg))
であり、これは条件式(1)(2)を満たしている。
θs0 = 2.2deg
θs1 = 3.96deg
θs2 = 0.15deg
When these values are applied to conditional expressions (1) and (2),
θs0 (2.2 (deg)) <θs1 (3.96 (deg))
0 (deg) ≤ θs2 (0.15 (deg))
This satisfies the conditional expressions (1) and (2).

本実施例において光偏向器5の偏向面5aから被走査面7までの光路長L1、該偏向面5aから被走査面7に最も近い位置にあるレンズ面までの距離L2は、
L1=266.2mm
L2=71.9mm
である。これら値を条件式(3)に当てはめると、
(L1/L2)=3.7
であり、これは条件式(3)を満たしている。
In this embodiment, the optical path length L1 from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 to the scanned surface 7, and the distance L2 from the deflecting surface 5a to the lens surface closest to the scanned surface 7 are:
L1 = 266.2mm
L2 = 71.9mm
It is. When these values are applied to conditional expression (3),
(L1 / L2) = 3.7
This satisfies the conditional expression (3).

更には第1の結像レンズ61aの副走査断面内のパワーが負であるため、副走査断面内のパワーが正やノンパワーである場合に比べて結像光学系61の副走査方向の結像倍率を小さく抑えることができる。これにより副走査方向のピント移動や光偏向器5の偏向面の面倒れの影響が被走査面7上で大きく発生することを抑えることができる。   Furthermore, since the power in the sub-scanning section of the first imaging lens 61a is negative, the imaging optical system 61 is connected in the sub-scanning direction as compared with the case where the power in the sub-scanning section is positive or non-power. The image magnification can be kept small. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a large influence on the scanned surface 7 due to the focus movement in the sub-scanning direction and the surface tilt of the deflecting surface of the optical deflector 5.

このように本実施例では上述した如く光偏向器5や光線分離ミラー8aの取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光線の空間分離を効率的に行うことができる。これにより本実施例ではコンパクトな構成で、かつカラーLBP、カラー複写機における画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。   Thus, in this embodiment, as described above, it is difficult to be affected by the mounting error of the optical deflector 5 and the light beam separation mirror 8a, and the light beam can be separated efficiently. As a result, in this embodiment, it is possible to achieve an optical scanning apparatus and a color image forming apparatus that can obtain a high-quality image with a compact configuration and no deterioration in image performance in a color LBP and a color copying machine.

図16は本発明の光走査装置の実施例3の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図17は本発明の光走査装置の実施例3の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)であり、光路を展開して示している。図16、図17において前記図1、図2に示した要素と同一要素には同符番を付している。   FIG. 16 is a sectional view (main scanning sectional view) of an essential part of the optical scanning device according to the third embodiment of the present invention in the main scanning direction, and FIG. It is a figure (sub scanning sectional drawing), and has expanded and showed the optical path. 16 and 17, the same elements as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

本実施例において前述の実施例1と異なる点は、光偏向器5の偏向面5aから被走査面7までの距離L1を更に長く設定した点、光路中で最も光偏向器5に近い第1の結像レンズ62aの副走査断面内の負のパワーを更に強めた点である。その他の構成及び光学的作用は実施例1と同様であり、これにより同様な効果を得ている。   This embodiment differs from the first embodiment described above in that the distance L1 from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 to the scanned surface 7 is set longer, and the first closest to the optical deflector 5 in the optical path. The negative power in the sub-scan section of the imaging lens 62a is further strengthened. Other configurations and optical functions are the same as those in the first embodiment, and the same effects are obtained.

つまり、図中、62は集光機能とfθ特性とを有する結像光学系であり、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有する第1、第2の結像レンズ62a、62bを有している。   That is, in the figure, 62 is an imaging optical system having a condensing function and fθ characteristics, and the first and second imaging lenses 62a and 62b having different powers in the main scanning section and the sub-scanning section. have.

第1、第2の結像レンズ62a、62bはプラスチック材料より成り、光偏向器5の同一の偏向面5aによって偏向走査された画像情報に基づく2本の光束を互いに異なる被走査面としての感光ドラム面7a,7b上に結像させている。且つ、第1、第2の結像レンズ62a、62bは副走査断面内において光偏向器5の偏向面5aと感光ドラム面7a,7bとの間を共役関係にすることにより、偏向面の面倒れ補償を行っている。   The first and second imaging lenses 62a and 62b are made of a plastic material, and two light beams based on image information deflected and scanned by the same deflecting surface 5a of the optical deflector 5 are exposed as different scanning surfaces. An image is formed on the drum surfaces 7a and 7b. In addition, the first and second imaging lenses 62a and 62b have a conjugate relationship between the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 and the photosensitive drum surfaces 7a and 7b in the sub-scan section, so Compensation.

本実施例における第1の結像レンズ62aは、該第1の結像レンズ62aの光軸上では主走査断面内において正のパワーを有し、副走査断面内において負のパワーを有している。   The first imaging lens 62a in the present embodiment has a positive power in the main scanning section on the optical axis of the first imaging lens 62a, and a negative power in the sub-scanning section. Yes.

第2の結像レンズ62bは、該第2の結像レンズ62bの光軸上では主走査断面内において負のパワーを有し、副走査断面内において正のパワーを有している。   The second imaging lens 62b has a negative power in the main scanning section and a positive power in the sub-scanning section on the optical axis of the second imaging lens 62b.

表5、表6に本実施例における実施例3の光学素子の光学配置及び結像光学素子(結像レンズ)の面形状の数値を示す。   Tables 5 and 6 show the numerical values of the optical arrangement of the optical element of Example 3 and the surface shape of the imaging optical element (imaging lens) in this example.

本実施例において、第1の結像レンズ62aの入射面(第1面)及び出射面(第2面)は主走査断面内(主走査方向)では10次までの関数で表現される非球面形状(非円弧形状)で形成されている。また副走査断面内(副走査方向)では入射面(第1面)は球面形状、出射面(第2面)は主走査方向に向かって曲率の変化する球面形状で形成されている。   In this embodiment, the entrance surface (first surface) and the exit surface (second surface) of the first imaging lens 62a are aspherical surfaces expressed by functions up to the 10th order in the main scanning section (main scanning direction). It is formed in a shape (non-arc shape). In the sub-scan section (sub-scan direction), the incident surface (first surface) is formed into a spherical shape, and the exit surface (second surface) is formed into a spherical shape whose curvature changes in the main scanning direction.

第2の結像レンズ62bの入射面(第3面)及び出射面(第4面)は主走査断面内が10次までの関数で表現される非球面形状(非円弧形状)で形成されている。そして副走査断面内のパワーが主走査方向で軸上から軸外に向かって減少していることにより、副走査方向の像面湾曲を良好に調整している。   The entrance surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the second imaging lens 62b are formed in an aspherical shape (non-arc shape) expressed by a function up to the 10th order in the main scanning section. Yes. Then, the power in the sub-scanning section decreases from on-axis to off-axis in the main scanning direction, so that the field curvature in the sub-scanning direction is well adjusted.

本実施例では上記の如く第1、第2の結像レンズ62a、62bの材料をプラスチック材料(樹脂)より形成したが、材料はプラスチック材料に限らず、ガラス材料であってもよい。   In the present embodiment, the first and second imaging lenses 62a and 62b are made of a plastic material (resin) as described above. However, the material is not limited to a plastic material, and may be a glass material.

図18は本実施例における幾何収差を示した図である。   FIG. 18 is a diagram showing geometric aberration in the present embodiment.

図18より各収差とも実用上問題のないレベルまで調整されていることが分かる。また像高による副走査倍率の変化も2%以下に抑えられていることが分かる。このことにより像高による副走査方向のスポット形状の変化が抑えられ良好な結像性能を得られる。尚、像高による副走査倍率の変化は10%以下が良い。さらに望ましくは5%以下が良い。   It can be seen from FIG. 18 that each aberration is adjusted to a level where there is no practical problem. It can also be seen that the change in the sub-scan magnification due to the image height is suppressed to 2% or less. As a result, a change in the spot shape in the sub-scanning direction due to the image height is suppressed, and good imaging performance can be obtained. Note that the change in the sub-scanning magnification due to the image height is preferably 10% or less. More preferably, it is 5% or less.

次に図19から図21を用いて本実施例の目的を達成するための手段と効果を説明する。   Next, means and effects for achieving the object of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図19は前述した本実施例の光走査装置(ステーション)を2つ設けた画像形成装置の副走査断面図である。図19において図4及び図16に示した要素と同一要素には同符番を付している。   FIG. 19 is a sub-scan sectional view of an image forming apparatus provided with two optical scanning devices (stations) according to this embodiment. 19, the same elements as those shown in FIGS. 4 and 16 are denoted by the same reference numerals.

本実施例における画像形成装置の構成及び光学的作用は前述した実施例1と同様である。   The configuration and optical action of the image forming apparatus in this embodiment are the same as those in the first embodiment.

尚、第1、第2の2つのステーションS1、S2は構成及び光学的作用が同一のため、以下、第1のステーションS1について説明する。   Since the first and second stations S1 and S2 have the same configuration and optical action, only the first station S1 will be described below.

図20は図19の第1の2つのステーションS1の一部分を抜き出した要部断面図(副走査断面図)である。   FIG. 20 is a cross-sectional view (sub-scanning cross-sectional view) of a main part in which a part of the first two stations S1 in FIG. 19 is extracted.

本実施例では前述の如く光偏向器5の同一の偏向面5aにて偏向走査された複数の光束を各々複数の被走査面7a、7bに導くため光路中で光線分離を行う必要がある。その為に光偏向器5の同一の偏向面5aに対し副走査断面内で光束を斜入射させている。   In this embodiment, as described above, it is necessary to separate light beams in the optical path in order to guide a plurality of light beams deflected and scanned by the same deflecting surface 5a of the optical deflector 5 to the plurality of scanned surfaces 7a and 7b, respectively. For this purpose, the light beam is obliquely incident on the same deflecting surface 5a of the optical deflector 5 within the sub-scan section.

しかしながら偏向面5aに対して副走査方向の斜入射角度を大きくとると、偏向手段としての光偏向器5の加工誤差や取付け誤差の影響を受けやすくなり被走査面7上での走査線のピッチムラが大きく発生してしまう。また、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から離れた位置を通ることになるため走査線湾曲や結像スポットの回転が大きくなってしまう。よって本実施例では斜入射角度θs0(γ)を1.8(deg)と設定している。   However, if the oblique incident angle in the sub-scanning direction is increased with respect to the deflecting surface 5a, it becomes susceptible to processing errors and mounting errors of the optical deflector 5 as the deflecting means, and the scanning line pitch unevenness on the surface to be scanned 7 becomes uneven. Will occur greatly. Further, since the light beam passes through a position away from the optical axis of the imaging lens in the sub-scanning section, the scanning line curve and the rotation of the imaging spot become large. Therefore, in this embodiment, the oblique incident angle θs0 (γ) is set to 1.8 (deg).

本実施例では副走査方向の斜入射角度が小さいため、第1の結像レンズ62aの出射面62a2における2本の光束の光学基準軸C0により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ld1は0.91mmしかない。   In this embodiment, since the oblique incidence angle in the sub-scanning direction is small, the distance Ld1 in the sub-scanning direction between the marginal rays closer to the optical reference axis C0 of the two light beams on the exit surface 62a2 of the first imaging lens 62a. Is only 0.91 mm.

しかし第1の結像レンズ62aの副走査断面内のパワーを負としているため偏向面に対して副走査方向にわずかに異なる角度で入射した2本の光束は、第1の結像レンズ62aの出射面62a2から出射するとき、互いの距離と角度が広がることになる。   However, since the power in the sub-scanning section of the first imaging lens 62a is negative, two light beams incident on the deflecting surface at slightly different angles in the sub-scanning direction are incident on the first imaging lens 62a. When exiting from the exit surface 62a2, the distance and angle of each other will increase.

そして第2の結像レンズ62bの入射面62b2における2本の光束の光学基準軸C0により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Ld2は3mmに広がっている。   The distance Ld2 in the sub-scanning direction between the marginal rays closer to the optical reference axis C0 of the two light beams on the incident surface 62b2 of the second imaging lens 62b extends to 3 mm.

第2の結像レンズ62bの副走査断面内のパワーは正のため、互いの距離と角度が広がった2本の光束は第2の結像レンズ62bを通過することにより互いの距離と角度が狭まってくる。   Since the power in the sub-scan section of the second imaging lens 62b is positive, the two light beams whose distances and angles are widened pass through the second imaging lens 62b, so that the distance and angle of each other are increased. It narrows.

そこで第2の結像レンズ62bの出射面62b2を副走査方向にシフト偏心させることで第2の結像レンズ62bに入射した2本の光束の間隔を狭めることなく第2の結像レンズ62bを出射するようにしている。   Therefore, the second imaging lens 62b can be moved without reducing the interval between the two light beams incident on the second imaging lens 62b by shifting and decentering the exit surface 62b2 of the second imaging lens 62b in the sub-scanning direction. The light is emitted.

本実施例では第2の結像レンズ62bの出射面62b2を副走査方向に光学基準軸C0に対して光束が通過する側と同じ側に1.4mm偏心させている。   In this embodiment, the exit surface 62b2 of the second imaging lens 62b is decentered by 1.4 mm in the sub scanning direction on the same side as the side through which the light beam passes with respect to the optical reference axis C0.

これにより結像レンズ62bの出射面62b2を出射後の光線分離ミラー8aの反射点における2本の光束の光学基準軸C0により近い側のマージナル光線同士の副走査方向の距離Mdは3.95mmとなる。これによって光線分離ミラーを配置するのに十分なスペースを確保している。   As a result, the distance Md in the sub-scanning direction between the marginal rays closer to the optical reference axis C0 of the two light beams at the reflection point of the light separation mirror 8a after exiting the exit surface 62b2 of the imaging lens 62b is 3.95 mm. Become. As a result, a sufficient space for arranging the light beam separation mirror is secured.

本実施例においては上記の如く斜入射角度θs0が1.8(deg)と小さいにもかかわらず光線分離位置で副走査方向に光線分離ミラー8aを配置するのに十分なスペースを確保できることにより光線分離がし易くなる。   In this embodiment, although the oblique incident angle θs0 is as small as 1.8 (deg) as described above, a sufficient space can be secured for arranging the light separating mirror 8a in the sub scanning direction at the light separating position. It becomes easy to separate.

本実施例では第1の結像レンズ62aの入射面62a1の副走査断面内の形状を、光偏向器5側に凹面を向けた球面形状にすることにより、実施例1に比べて光路中で最も光偏向器5に近い第1の結像レンズ62aの副走査断面内の負パワーを更に強めている。そのため、第1の結像レンズ62aを出射後の光束がより光学基準軸C0から離れる方向に進んでいくので光線分離ミラー8a上での光線分離がよりし易くなっている。   In the present embodiment, the shape of the incident surface 62a1 of the first imaging lens 62a in the sub-scan section is a spherical shape with the concave surface facing the optical deflector 5, so that it is in the optical path compared to the first embodiment. The negative power in the sub-scan section of the first imaging lens 62a closest to the optical deflector 5 is further increased. For this reason, the light beam emitted from the first imaging lens 62a advances in a direction away from the optical reference axis C0, so that the light beam separation on the light beam separation mirror 8a is facilitated.

また第2の結像レンズ62bの出射面62b2を副走査方向にシフト偏心させることにより、光束が副走査断面内において結像レンズの光軸から近い位置を通ることになるため走査線湾曲を低減することが可能となる。   Also, by shifting and decentering the exit surface 62b2 of the second imaging lens 62b in the sub-scanning direction, the light beam passes through a position close to the optical axis of the imaging lens in the sub-scanning section, thereby reducing the scanning line curvature. It becomes possible to do.

図21は被走査面上での走査線湾曲量を示した図である。   FIG. 21 is a diagram showing the amount of scan line bending on the surface to be scanned.

第2の結像レンズ62bの出射面62b2を副走査方向にシフト偏心させたことにより光束が副走査断面内において第2の結像レンズ62bの光軸から近い位置を通ることになり走査線の湾曲を抑制している。よって本実施例の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置において色ズレが目立たなくなる。   By shifting and decentering the exit surface 62b2 of the second imaging lens 62b in the sub-scanning direction, the light beam passes through a position close to the optical axis of the second imaging lens 62b in the sub-scanning section. Curving is suppressed. Therefore, the color misregistration becomes inconspicuous in the color image forming apparatus equipped with the optical scanning device of this embodiment.

本実施例において被走査面7の結像光学系62の光軸上を走査するときの光束の主光線が、副走査断面内において、光偏向器5で偏向後に光学基準軸C0と成す角θs0を以下の如く設定している。また上記の光束の主光線が、負のパワーを有する第1の結像レンズ62aを通過後に光学基準軸C0と成す角θs1を以下の如く設定している。また上記の光束の主光線が、光路中で被走査面7に最も近くに配置された第2の結像レンズ62bを通過後に光学基準軸C0と成す角θs2を以下の如く設定している。   In this embodiment, the angle θs0 formed by the principal ray of the light beam when scanning on the optical axis of the imaging optical system 62 on the surface to be scanned 7 is deflected by the optical deflector 5 with the optical reference axis C0 in the sub-scan section. Is set as follows. Further, the angle θs1 formed by the principal ray of the light beam and the optical reference axis C0 after passing through the first imaging lens 62a having a negative power is set as follows. Further, the angle θs2 formed by the principal ray of the light beam and the optical reference axis C0 after passing through the second imaging lens 62b disposed closest to the scanning surface 7 in the optical path is set as follows.

θs0=1.8deg
θs1=4.63deg
θs2=0.28deg
これら値を条件式(1)(2)に当てはめると、
θs0(1.8(deg))<θs1(4.63(deg))
0(deg)≦θs2(0.28(deg))
であり、これは条件式(1)(2)を満たしている。
θs0 = 1.8deg
θs1 = 4.63deg
θs2 = 0.28deg
When these values are applied to conditional expressions (1) and (2),
θs0 (1.8 (deg)) <θs1 (4.63 (deg))
0 (deg) ≤ θs2 (0.28 (deg))
This satisfies the conditional expressions (1) and (2).

本実施例において光偏向器5の偏向面5aから被走査面7までの光路長(距離)L1、該偏向面5aから被走査面7に最も近い位置にある光学面(レンズ面)までの光路長(距離)L2は、
L1=248.4mm
L2=69mm
である。これら値を条件式(3)に当てはめると、
(L1/L2)=3.6
であり、これは条件式(3)を満たしている。
In this embodiment, the optical path length (distance) L1 from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 to the scanned surface 7, and the optical path from the deflecting surface 5a to the optical surface (lens surface) closest to the scanned surface 7 The long (distance) L2 is
L1 = 248.4mm
L2 = 69mm
It is. When these values are applied to conditional expression (3),
(L1 / L2) = 3.6
This satisfies the conditional expression (3).

更には第1の結像レンズ62aの副走査断面内のパワーが負であるため、副走査断面内のパワーが正やノンパワーである場合に比べて結像光学系62の副走査方向の結像倍率を小さく抑えることができる。これにより副走査方向のピント移動や光偏向器5の偏向面の面倒れの影響が被走査面上で大きく発生することを抑えることができる。   Furthermore, since the power in the sub-scanning section of the first imaging lens 62a is negative, the imaging optical system 62 is connected in the sub-scanning direction as compared with the case where the power in the sub-scanning section is positive or non-power. The image magnification can be kept small. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a large influence on the surface to be scanned due to the focus movement in the sub-scanning direction or the tilting of the deflecting surface of the optical deflector 5.

このように本実施例では上述した如く光偏向器5や光線分離ミラー8aの取付け誤差の影響を受けにくく、且つ、光線の空間分離を効率的に行うことができる。これにより本実施例ではコンパクトな構成で、かつカラーLBP、カラー複写機における画像性能の劣化のない高品質な画像が得られる光走査装置及びカラー画像形成装置を達成することができる。   Thus, in this embodiment, as described above, it is difficult to be affected by the mounting error of the optical deflector 5 and the light beam separation mirror 8a, and the light beam can be separated efficiently. As a result, in this embodiment, it is possible to achieve an optical scanning apparatus and a color image forming apparatus that can obtain a high-quality image with a compact configuration and no deterioration in image performance in a color LBP and a color copying machine.

[画像形成装置]
図22は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号104は画像形成装置を示す。この画像形成装置104には、パーソナルコンピュータ等の外部機器117からコードデータDcが入力する。このコードデータDcは、装置内のプリンタコントローラ111によって、画像データ(ドットデータ)Diに変換される。この画像データDiは、実施例1〜3のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット100に入力される。そして、この光走査ユニット100からは、画像データDiに応じて変調された光ビーム103が出射され、この光ビーム103によって感光ドラム101の感光面が主走査方向に走査される。
[Image forming apparatus]
FIG. 22 is a cross-sectional view of an essential part in the sub-scanning direction showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, reference numeral 104 denotes an image forming apparatus. Code data Dc is input to the image forming apparatus 104 from an external device 117 such as a personal computer. The code data Dc is converted into image data (dot data) Di by a printer controller 111 in the apparatus. The image data Di is input to the optical scanning unit 100 having the configuration shown in any one of the first to third embodiments. The light scanning unit 100 emits a light beam 103 modulated in accordance with the image data Di, and the light beam 103 scans the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 in the main scanning direction.

静電潜像担持体(感光体)たる感光ドラム101は、モータ115によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム101の感光面が光ビーム103に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム101の上方には、感光ドラム101の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ102が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ102によって帯電された感光ドラム101の表面に、前記光走査ユニット100によって走査される光ビーム103が照射されるようになっている。   The photosensitive drum 101 serving as an electrostatic latent image carrier (photoconductor) is rotated clockwise by a motor 115. With this rotation, the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 moves in the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction with respect to the light beam 103. Above the photosensitive drum 101, a charging roller 102 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 101 is provided so as to contact the surface. The surface of the photosensitive drum 101 charged by the charging roller 102 is irradiated with the light beam 103 scanned by the optical scanning unit 100.

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

現像器107によって現像されたトナー像は、感光ドラム101の下方で、感光ドラム101に対向するように配設された転写ローラ(転写器)108によって被転写材たる用紙112上に転写される。用紙112は感光ドラム101の前方(図22において右側)の用紙カセット109内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット109端部には、給紙ローラ110が配設されており、用紙カセット109内の用紙112を搬送路へ送り込む。   The toner image developed by the developing unit 107 is transferred onto a sheet 112 as a transfer material by a transfer roller (transfer unit) 108 disposed below the photosensitive drum 101 so as to face the photosensitive drum 101. The paper 112 is stored in a paper cassette 109 in front of the photosensitive drum 101 (on the right side in FIG. 22), but can be fed manually. A paper feed roller 110 is provided at the end of the paper cassette 109, and feeds the paper 112 in the paper cassette 109 into the transport path.

以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙112はさらに感光ドラム101後方(図22において左側)の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ(図示せず)を有する定着ローラ113とこの定着ローラ113に圧接するように配設された加圧ローラ114とで構成されている。そして転写部から搬送されてきた用紙112を定着ローラ113と加圧ローラ114の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙112上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ113の後方には排紙ローラ116が配設されており、定着された用紙112を画像形成装置の外に排出せしめる。   As described above, the sheet 112 on which the unfixed toner image has been transferred is further conveyed to a fixing device behind the photosensitive drum 101 (left side in FIG. 22). The fixing device includes a fixing roller 113 having a fixing heater (not shown) therein and a pressure roller 114 disposed so as to be in pressure contact with the fixing roller 113. Then, the sheet 112 conveyed from the transfer unit is heated while being pressed by the pressure contact portion between the fixing roller 113 and the pressure roller 114 to fix the unfixed toner image on the sheet 112. Further, a paper discharge roller 116 is disposed behind the fixing roller 113, and the fixed paper 112 is discharged out of the image forming apparatus.

図22においては図示していないが、プリントコントローラ111は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ115を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。   Although not shown in FIG. 22, the print controller 111 controls not only the data conversion described above, but also controls each part in the image forming apparatus including the motor 115 and a polygon motor in the optical scanning unit described later. I do.

本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、1200dpi以上の画像形成装置において本発明の実施例1〜3の構成はより効果を発揮する。
(カラー画像形成装置)
図23は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。
The recording density of the image forming apparatus used in the present invention is not particularly limited. However, considering that higher recording density requires higher image quality, the configurations of the first to third embodiments of the present invention are more effective in an image forming apparatus of 1200 dpi or more.
(Color image forming device)
FIG. 23 is a schematic view of a main part of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

本実施例は、光走査装置により4ビームを走査して各々並行して像担持体である感光体上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図23において、100はカラー画像形成装置、11は実施例1から3に示したいずれかの構成を有する光走査装置、21,22,23,24は各々像担持体としての感光ドラム、31,32,33,34は各々現像器、51は搬送ベルトである。   This embodiment is a tandem type color image forming apparatus that scans four beams by an optical scanning device and records image information on a photoconductor as an image carrier in parallel. 23, reference numeral 100 denotes a color image forming apparatus, 11 denotes an optical scanning device having any one of the configurations shown in the first to third embodiments, 21, 22, 23 and 24 denote photosensitive drums as image carriers, Reference numerals 32, 33, and 34 denote developing units, and 51 denotes a conveyance belt.

図23において、カラー画像形成装置60には、パーソナルコンピュータ等の外部機器52からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ53によって、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、B(ブラック)の各画像データ(ドットデータ)に変換される。これらの画像データは、光走査装置11に入力される。そして、光走査装置11からは、各画像データに応じて変調された光ビーム41,42,43,44が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム21,22,23,24の感光面が主走査方向に走査される。   In FIG. 23, R (red), G (green), and B (blue) color signals are input to the color image forming apparatus 60 from an external device 52 such as a personal computer. These color signals are converted into C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) image data (dot data) by a printer controller 53 in the apparatus. These image data are input to the optical scanning device 11. The optical scanning device 11 emits light beams 41, 42, 43, and 44 that are modulated in accordance with each image data, and the photosensitive surfaces of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 are mainly formed by these light beams. Scanned in the scanning direction.

本実施例におけるカラー画像形成装置は光走査装置11により4ビームを走査し、各々がC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、B(ブラック)の各色に対応している。そして各々平行して感光ドラム21,22,23,24面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字している。   The color image forming apparatus in this embodiment scans four beams by the optical scanning device 11, and each corresponds to each color of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black). In parallel, image signals (image information) are recorded on the surfaces of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24, and color images are printed at high speed.

本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く光走査装置11により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム21,22,23,24面上に形成している。その後、記録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形成している。   In the color image forming apparatus according to the present embodiment, as described above, the optical scanning device 11 forms the latent images of the respective colors on the corresponding photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 using the light beams based on the respective image data. doing. Thereafter, a single full color image is formed by multiple transfer onto a recording material.

前記外部機器52としては、例えばCCDセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置100とで、カラーデジタル複写機が構成される。   As the external device 52, for example, a color image reading device including a CCD sensor may be used. In this case, the color image reading apparatus and the color image forming apparatus 100 constitute a color digital copying machine.

本発明の実施例1の光走査装置の副走査要部断面図Sectional drawing of a sub-scanning essential part of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1の光走査装置の主走査断面図FIG. 3 is a main scanning sectional view of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1の光走査装置の副走査断面図FIG. 3 is a sub-scan sectional view of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1の幾何収差及び副走査倍率の一様性を示す図The figure which shows the uniformity of the geometrical aberration and subscanning magnification of Example 1 of this invention 本発明の実施例1の光走査装置をカラー画像形成装置に搭載する際の図FIG. 2 is a diagram when the optical scanning device according to the first exemplary embodiment of the present invention is mounted on a color image forming apparatus. 本発明の実施例1の走査線湾曲量を示す図The figure which shows the scanning line curvature amount of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のスポット形状を示す図The figure which shows the spot shape of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の光走査装置の副走査主光線光路図FIG. 2 is a sub-scanning principal ray optical path diagram of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例2の光走査装置の副走査要部断面図Cross-sectional view of the sub-scanning main part of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施例2の光走査装置の主走査断面図FIG. 6 is a main scanning sectional view of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施例2の光走査装置の副走査断面図FIG. 5 is a sub-scan sectional view of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施例2の幾何収差及び副走査倍率の一様性を示す図The figure which shows the uniformity of the geometrical aberration of Example 2 of this invention, and a subscanning magnification. 本発明の実施例2の光走査装置をカラー画像形成装置に搭載する際の図FIG. 5 is a diagram when the optical scanning device according to the second exemplary embodiment of the present invention is mounted on a color image forming apparatus. 本発明の実施例2の走査線湾曲量を示す図The figure which shows the scanning line curvature amount of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のスポット形状を示す図The figure which shows the spot shape of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3の光走査装置の副走査要部断面図Cross-sectional view of the sub-scanning essential part of the optical scanning device according to the third embodiment of the present invention. 本発明の実施例3の光走査装置の主走査断面図FIG. 5 is a main scanning sectional view of an optical scanning device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施例3の光走査装置の副走査断面図FIG. 5 is a sub-scan sectional view of the optical scanning device according to the third embodiment of the present invention. 本発明の実施例3の幾何収差及び副走査倍率の一様性を示す図The figure which shows the uniformity of the geometric aberration of Example 3 of this invention, and a subscanning magnification. 本発明の実施例3の光走査装置をカラー画像形成装置に搭載する際の図FIG. 6 is a diagram when the optical scanning device according to the third exemplary embodiment of the present invention is mounted on a color image forming apparatus. 本発明の実施例3の走査線湾曲量を示す図The figure which shows the scanning line curvature amount of Example 3 of this invention. 本発明の実施例の画像形成装置の要部概略図1 is a schematic view of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図1 is a schematic view of a main part of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 従来の光走査装置の副走査断面図Sub-scan sectional view of a conventional optical scanning device

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b 光源手段
2a、2b 開口絞り
3a、3b 集束レンズ(コリメータレンズ)
4a、4b レンズ系(アナモフィックレンズ)
5 偏向手段(ポリゴンミラー)
6a、61a、62a 第1の結像レンズ
6b、61b、62b 第2の結像レンズ
7、7a、7b、7c、7d 被走査面(感光ドラム面)
8a、8b、8c 折り返しミラー
C0 光学基準軸
θs0、θs1、θs2 光学基準軸と主光線との成す角度
LA、LB 入射光学系
6、61,62 結像光学系
11 光走査装置
21、22、23、24 像担持体(感光ドラム)
31、32、33、34 現像器
41、42、43、44 光ビーム
51 搬送ベルト
52 外部機器
53 プリンタコントローラ
60 カラー画像形成装置
100 光走査ユニット
101 感光ドラム
102 帯電ローラ
103 光ビーム
104 画像形成装置
107 現像装置
108 転写ローラ
109 用紙カセット
110 給紙ローラ
111 プリンタコントローラ
112 転写材(用紙)
113 定着ローラ
114 加圧ローラ
115 モーター
116 排紙ローラ
117 外部機器
1a, 1b Light source means 2a, 2b Aperture stop 3a, 3b Focusing lens (collimator lens)
4a, 4b Lens system (anamorphic lens)
5 Deflection means (polygon mirror)
6a, 61a, 62a First imaging lens 6b, 61b, 62b Second imaging lens 7, 7a, 7b, 7c, 7d Scanned surface (photosensitive drum surface)
8a, 8b, 8c Folding mirror C0 Optical reference axis θs0, θs1, θs2 Angle formed by optical reference axis and principal ray LA, LB Incident optical system 6, 61, 62 Imaging optical system 11 Optical scanning device 21, 22, 23 24 Image carrier (photosensitive drum)
31, 32, 33, 34 Developer 41, 42, 43, 44 Light beam 51 Conveying belt 52 External device 53 Printer controller 60 Color image forming apparatus 100 Optical scanning unit 101 Photosensitive drum 102 Charging roller 103 Light beam 104 Image forming apparatus 107 Developing device 108 Transfer roller 109 Paper cassette 110 Paper feed roller 111 Printer controller 112 Transfer material (paper)
113 Fixing Roller 114 Pressure Roller 115 Motor 116 Paper Discharge Roller 117 External Equipment

Claims (5)

複数の光源手段と、前記複数の光源手段から出射された複数の光束を副走査断面において互いに異なる方向から偏向手段の同一の偏向面に入射させる入射光学系と、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された複数の光束を互いに異なる被走査面上に結像させる結像光学系と、を有する光走査装置において、
前記結像光学系は、結像作用を持つ光学素子としては、前記複数の光束の光路の前記偏向面側から順に、副走査方向のパワーが負である第1結像光学素子と、副走査方向のパワーが正である第2結像光学素子のみを有しており、
前記第2結像光学素子と前記被走査面との間の光路中には、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された光束を反射する反射ミラーが配置されており
走査断面において、前記被走査面の中心を走査するときの光束の主光線が前記第2結像光学素子の出射面を通過した後に前記結像光学系の光学基準軸と成す角度をθs2とするとき、0(deg)≦θs2なる条件を満足するように、前記第2結像光学素子の光学面が副走査方向にシフト偏心又は主走査方向を回転軸としてチルト偏心の少なくとも一方を行うことを特徴とする光走査装置。
但し、副走査断面において、前記θs2は、前記結像光学系の光学基準軸から離れてく方向を正とする。
A plurality of light source means, an incident optical system for allowing a plurality of light beams emitted from the plurality of light source means to enter the same deflection surface of the deflection means from different directions in the sub-scan section, and the same deflection surface of the deflection means in the optical scanning device having an imaging optical system which Ru is imaged a plurality of light beams different in surface to be scanned from one another which is deflected and scanned in, the,
The imaging optical system has, as an optical element having an imaging function, a first imaging optical element whose power in the sub-scanning direction is negative in order from the deflection surface side of the optical path of the plurality of light beams, and sub-scanning Having only a second imaging optical element with positive directional power,
In the optical path between the second imaging optical element and the surface to be scanned, a reflection mirror that reflects the light beam deflected and scanned by the same deflection surface of the deflection unit is disposed ,
In the sub scanning cross section, the angle between the optical reference axis of the imaging optical system after the principal ray of the light beam has passed through the exit surface of the second imaging optical element when scanning the center of the surface to be scanned and θs2 The optical surface of the second imaging optical element performs at least one of shift decentering in the sub-scanning direction or tilt decentering with the main scanning direction as the rotation axis so that the condition of 0 (deg) ≦ θs2 is satisfied. An optical scanning device characterized by the above.
However, in the sub-scanning cross section, the θs2 is a direction rather away from the optical reference axis of the imaging optical system is positive.
前記偏向手段の同一の偏向面で偏向走査された複数の光束が前記第1、第2結像光学素子を通過することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 2. The optical scanning device according to claim 1, wherein a plurality of light beams deflected and scanned by the same deflecting surface of the deflecting unit pass through the first and second imaging optical elements. 副走査断面内において、前記偏向手段の偏向面から前記被走査面までの光路長をL1、前記偏向面から前記第2結像光学素子の出射面までの光路長をL2とするとき、
2≦(L1/L2)≦4
なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2の何れか1項に記載の光走査装置。
In the sub-scan section, when the optical path length from the deflecting surface of the deflecting means to the scanned surface is L1, and the optical path length from the deflecting surface to the exit surface of the second imaging optical element is L2,
2 ≦ (L1 / L2) ≦ 4
The optical scanning device according to any one of claims 1 or 2, characterized by satisfying the following condition.
前記光源手段の各々は、複数の発光部を有することを特徴とする請求項1乃至の何れか一項に記載の光走査装置。 Each of the said light source means has a some light emission part, The optical scanning device as described in any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. 請求項1乃至の何れか一項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体の上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。 An optical scanning apparatus according to any one of claims 1 to 4, a photosensitive member disposed on said surface to be scanned, which is formed on said photosensitive member by a light beam scanned by said optical scanning device A developing device that develops an electrostatic latent image as a toner image, a transfer device that transfers the developed toner image onto a transfer material, and a fixing device that fixes the transferred toner image onto the transfer material. An image forming apparatus.
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