JP2007102237A - Optical scanner and image forming apparatus using same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical scanner in which the curvature of an image field and a distortion aberration in a main scanning direction, and the curvature of an image field and the fluctuation of a magnification in the vertical scanning direction or the like are excellently corrected, so that the optical scanner is suitable for a highly definite printing with a compact structure, and to obtain an image forming apparatus using the optical scanner. <P>SOLUTION: The optical scanner comprises: a light source means; a rotating polygon mirror which deflects and scans a luminous flux emitted from the light source means; an incidence optical means for causing luminous flux emitted from the light source means to be incident on the deflecting face of the rotating polygon mirror; and a focusing optical means which focuses the luminous flux deflected and scanned on the deflecting face of the rotating polygon mirror onto a face to be scanned. In the above-described optical scanner, when the fθ coefficient of the focusing optical means is defined as k and the effective scanning width thereof is defined as W, the condition of k/W≤0.6 is satisfied. The shapes of the incident face and the emitting face of a first lens arranged on the deflecting means side and of a second lens arranged on the side of the face to be scanned, which constitute focusing optical means, are appropriately set. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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、特に光源手段から出射した光束（単一もしくは複数）を光偏向器としてのポリゴンミラーにより反射偏向させ、ｆθ特性を有するｆθレンズ系を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば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等の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 in particular, an fθ lens system having fθ characteristics by reflecting and deflecting a light beam (single or plural) emitted from a light source means by a polygon mirror as an optical deflector. For example, it is suitable for an apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine having an electrophotographic process, in which image information is recorded by optically scanning the surface to be scanned.

特に本発明は走査光学手段を構成する複数枚のレンズの形状を適切に設定することにより、主走査方向及び副走査方向の像面湾曲収差、ｆθ特性、そして副走査方向の倍率の変動等を補正して良好なる画像が常に得られる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。   In particular, according to the present invention, by appropriately setting the shapes of a plurality of lenses constituting the scanning optical means, field curvature aberration in the main scanning direction and sub-scanning direction, fθ characteristics, magnification fluctuation in the sub-scanning direction, etc. The present invention relates to an optical scanning device that always obtains a good image after correction, and an image forming apparatus using the same.

従来よりレーザービームプリンタ等の光走査装置においては光源手段から画像信号に応じて光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有するｆθレンズ系によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に収束させ、該記録媒体面上を光走査して画像記録を行なっている（特許文献１〜４）。   Conventionally, in an optical scanning device such as a laser beam printer, a light beam modulated and emitted in accordance with an image signal from a light source means is periodically deflected by, for example, an optical deflector composed of a rotating polygon mirror (polygon mirror) to obtain an fθ characteristic. An fθ lens system having a light beam is converged in a spot shape on the surface of a photosensitive recording medium (photosensitive drum), and image recording is performed by optically scanning the surface of the recording medium (Patent Documents 1 to 4).

図１８は従来の光走査光学系の要部概要図である。同図において光源手段９１から出射した発散光束はコリメーターレンズ９２によって略平行光束とされ、開口絞り９３によって該光束（光量）を整形して副走査方向のみに屈折力を有するシリンドリカルレンズ９４に入射している。シリンドリカルレンズ９４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し、副走査断面内においては収束して回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器９５の偏向面９５ａ近傍にほぼ線像として結像している。   FIG. 18 is a schematic diagram of a main part of a conventional optical scanning optical system. In the figure, a divergent light beam emitted from a light source means 91 is made into a substantially parallel light beam by a collimator lens 92, and the light beam (light quantity) is shaped by an aperture stop 93 and incident on a cylindrical lens 94 having refractive power only in the sub-scanning direction. is doing. Out of the light beam incident on the cylindrical lens 94, the light beam exits as it is in the main scanning section, converges in the sub-scanning section, and converges in the vicinity of the deflecting surface 95a of the optical deflector 95 composed of a rotating polygon mirror (polygon mirror). It is formed almost as a line image.

そして光偏向器９５の偏向面９５ａで反射偏向された光束をｆθ特性を有するｆθレンズ系９６を介して被走査面としての感光ドラム面９７上へ導光し、該光偏向器９５を矢印Ａ方向に回転させることによって該感光ドラム面９７上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に光走査して画像情報の記録を行っている。   Then, the light beam reflected and deflected by the deflecting surface 95a of the optical deflector 95 is guided to the photosensitive drum surface 97 as the surface to be scanned through the fθ lens system 96 having the fθ characteristic, and the optical deflector 95 is indicated by the arrow A. Image information is recorded by optically scanning the photosensitive drum surface 97 in the direction of arrow B (main scanning direction).

この種の光走査装置において高精度な画像情報の記録を行うには被走査面全域に渡って像面湾曲が良好に補正されスポット径が揃っていること、感光ドラム面上を光走査する際に等速性が保たれていること（ｆθ特性）、副走査方向の横倍率を有効走査全域に渡って均一に補正されて副走査方向のスポット径が揃っていること、また複数の光束を出射する光源手段を用いたマルチビーム走査装置においては副走査方向の横倍率を有効走査全域に渡って均一に補正されて走査線のピッチ間隔を一定とすることが重要である。このような光学特性を満たす光走査装置もしくはｆθレンズ系は従来より種々と提案されている（特許文献５）。   In order to perform highly accurate image information recording in this type of optical scanning device, the field curvature is well corrected over the entire surface to be scanned and the spot diameters are uniform, and when the surface of the photosensitive drum is optically scanned. The lateral magnification in the sub-scanning direction is uniformly corrected over the entire effective scanning area so that the spot diameters in the sub-scanning direction are uniform, and a plurality of light beams are In a multi-beam scanning apparatus using a light source means for emitting light, it is important that the lateral magnification in the sub-scanning direction is uniformly corrected over the entire effective scanning area so that the scanning line pitch interval is constant. Various optical scanning devices or fθ lens systems that satisfy such optical characteristics have been proposed (Patent Document 5).

例えば特許文献５には入射面側にシリンドリカルレンズ面、出射面側にトーリック面を有するガラストーリックレンズとプラスチックトーリックレンズとの組み合わせからなるｆθレンズ系について開示されている。しかしながら同公報においては１面をシリンドリカル面としているため、上記の収差補正に関して自由度が少なく上記の収差補正が困難であるという問題点があった。そこで本発明では後述するようにｆθレンズ系を構成する全てのｆθレンズを両面共にトーリック面を有したトーリックレンズとしている。更に前記ｆθレンズを両面共に主走査断面形状を非円弧とすることや、副走査方向の曲率半径を連続的に変化させることにより上述の収差を良好に補正している。また同公報には副走査倍率に関する記載がなく、副走査方向のピント変動の敏感度を低減させることや副走査倍率を被走査面上の有効走査領域において均一に補正することを考慮するものではなかった。本発明はこれらを考慮にいれたものであり、高精度な画像情報の記録に適した光走査装置を構成できる。   For example, Patent Document 5 discloses an fθ lens system comprising a combination of a glass toric lens having a cylindrical lens surface on the incident surface side and a toric surface on the exit surface side and a plastic toric lens. However, in this publication, since one surface is a cylindrical surface, there is a problem that the above-mentioned aberration correction is difficult because of a small degree of freedom in the above-described aberration correction. Therefore, in the present invention, as will be described later, all the fθ lenses constituting the fθ lens system are toric lenses having both toric surfaces. Further, the above-mentioned aberration is satisfactorily corrected by making the main scanning cross-sectional shape non-circular on both sides of the fθ lens and continuously changing the curvature radius in the sub-scanning direction. In addition, the publication does not describe the sub-scan magnification, and does not consider reducing the sensitivity of focus fluctuation in the sub-scan direction or correcting the sub-scan magnification uniformly in the effective scan area on the scanned surface. There wasn't. The present invention takes these into consideration, and can constitute an optical scanning device suitable for recording high-precision image information.

また、特許文献５の実施形態１では、被走査面１４側のガラストーリックレンズ２２の主走査方向のパワーがポリゴンミラー１２側のプラスチックトーリックレンズ２１の主走査方向のパワーよりも大きいので、コンパクト化を図る上で問題が残る。特許文献５の実施形態２では、プラスチックトーリックレンズ２１の副走査方向のパワーとガラストーリックレンズ２２の副走査方向のパワーが共に正なので、２枚のレンズ２１，２２をポリゴンミラー１２側に近づけると、副走査倍率が増大してしまう問題が起きる。   In Embodiment 1 of Patent Document 5, since the power in the main scanning direction of the glass toric lens 22 on the scanned surface 14 side is larger than the power in the main scanning direction of the plastic toric lens 21 on the polygon mirror 12 side, it is compact. The problem remains in trying to. In Embodiment 2 of Patent Document 5, since the power in the sub-scanning direction of the plastic toric lens 21 and the power in the sub-scanning direction of the glass toric lens 22 are both positive, the two lenses 21 and 22 are closer to the polygon mirror 12 side. This causes a problem that the sub-scanning magnification increases.

また一方でレ−ザービームプリンタやデジタル複写機等のコンパクト化及び低コスト化に伴い、画像形成装置にも同様のことが求められている。   On the other hand, with the downsizing and cost reduction of laser beam printers and digital copying machines, the same is required for image forming apparatuses.

これらの要望を両立させるものが、例えば特許文献６〜１０に提案されている。特許文献６においては像面湾曲や歪曲収差を良好に補正すると共に像高によるスポット径の変化等の影響を小さく抑えている。
特開２００１−１４２０１８号公報 特開２００１−１２５０２９号公報 特開２００１−１２５０２８号公報 特開２００１−１０８９２７号公報 特開平０７−３１８７９６号公報 特開平１０−２３２３４６号公報 特開平０４−６０６０８号公報 特開平０９−２６５０４１号公報 特開平１０−３３３０６９号公報 特開平０５−５８５２号公報 For example, Patent Documents 6 to 10 have proposed these requirements. In Patent Document 6, curvature of field and distortion are favorably corrected and the influence of a change in spot diameter due to the image height is suppressed to a low level.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-142018 JP 2001-125029 A JP 2001-125028 A JP 2001-108927 A JP 07-318796 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-232346 Japanese Patent Laid-Open No. 04-60608 Japanese Patent Laid-Open No. 09-265041 Japanese Patent Laid-Open No. 10-333069 Japanese Patent Laid-Open No. 05-5852

しかしながら光走査装置の更なるコンパクト化を図るにはｆθレンズ系の焦点距離を短くし、画角を広げ、ｆθレンズを偏向手段であるポリゴンミラーヘ近づける必要がある。これらは全て収差補正を困難とさせる要因であり、コンパクト化した際に広画角領域における像面湾曲、ｆθ特性、及び副走査方向の倍率の変動等が良好に補正されないという問題点があった。   However, in order to further reduce the size of the optical scanning device, it is necessary to shorten the focal length of the fθ lens system, widen the angle of view, and bring the fθ lens closer to the polygon mirror that is the deflecting means. These are all factors that make it difficult to correct aberrations, and there has been a problem that, when downsizing, field curvature, fθ characteristics, and fluctuations in magnification in the sub-scanning direction are not corrected well. .

また広画角化に伴いもう一つ問題点が発生する。従来より光源手段から出射した光束はポリゴンミラーの偏向面へｆθレンズ系の光軸に対して斜めから入射しているが、このとき該偏向面で光束が反射される反射位置が連続的、且つ走査中心に対して非対称に変化する。この反射位置の非対称変化は特に結像位置に影響を与え平坦な像面湾曲を得ることが困難となる。   Another problem arises with the widening of the angle of view. Conventionally, the light beam emitted from the light source means is incident on the deflection surface of the polygon mirror obliquely with respect to the optical axis of the fθ lens system. At this time, the reflection position where the light beam is reflected by the deflection surface is continuous, and It changes asymmetrically with respect to the scanning center. This asymmetrical change in the reflection position particularly affects the imaging position, making it difficult to obtain a flat field curvature.

上記反射位置の非対称変化はそもそも光源手段からの光束をｆθレンズ系の光軸に対して斜めから入射させることによって生じるので、該光源手段からの光束をｆθレンズ系の光軸方向から入射させることによって無くすことができるが、配置上の無理があり、ｆθレンズ系の外側から入射させなくてはならないため、反射位置の非対称変化が像面湾曲に与える非対称性を無くすことができない。   The asymmetrical change in the reflection position is caused by making the light beam from the light source means incident obliquely with respect to the optical axis of the fθ lens system, so that the light beam from the light source means is incident from the optical axis direction of the fθ lens system. However, there is a problem in arrangement, and since it must be incident from the outside of the fθ lens system, the asymmetry that the asymmetric change in the reflection position gives to the field curvature cannot be eliminated.

そこで、例えば特許文献７、８ではｆθレンズ系を構成するｆθレンズの母線形状に上下非対称性が導入された例が種々と開示されている。   Thus, for example, Patent Documents 7 and 8 disclose various examples in which vertical asymmetry is introduced into the generatrix shape of the fθ lens constituting the fθ lens system.

しかしながらｆθレンズ系のコンパクト化を図る上では画角±４７°を越える広画角領域においても像面湾曲、ｆθ特性、そして副走査方向の倍率の変動等が良好に補正されていなければならず、これらは必ずしも満足するものではなかった。   However, in order to reduce the size of the fθ lens system, the field curvature, the fθ characteristic, the fluctuation in the magnification in the sub-scanning direction, and the like must be well corrected even in a wide field angle region exceeding the field angle ± 47 °. These were not always satisfactory.

また光走査装置をマルチビームに対応させるためには主走査方向におけるジッターを低減させるためにコリメーターレンズから出射された光束を略平行光束にする必要があった。   In order to make the optical scanning device compatible with multi-beams, it is necessary to change the light beam emitted from the collimator lens to a substantially parallel light beam in order to reduce jitter in the main scanning direction.

また、特許文献９では、マルチビーム走査光学系で起きる走査線の相対的な間隔が走査位置によって変化する問題を解決するために、走査レンズと補正レンズの副走査方向のパワー配分を副走査方向の像面湾曲補正効果が得られるようにする構成を開示している。しかし、最も走査対象面に近い補正レンズの主走査方向のパワーが最も大きいので、コンパクト化を図る上で問題が残る。   Further, in Patent Document 9, in order to solve the problem that the relative distance between the scanning lines that occurs in the multi-beam scanning optical system changes depending on the scanning position, power distribution in the sub-scanning direction between the scanning lens and the correction lens is changed in the sub-scanning direction. A configuration for obtaining the field curvature correction effect is disclosed. However, since the power in the main scanning direction of the correction lens closest to the scanning target surface is the largest, there remains a problem in achieving compactness.

また、特許文献１０では、明るいｆθレンズ系を実現するために、ｆθレンズ系を２群・２枚構成とし、副走査倍率βと副走査方向に関する合成焦点距離ｆｓと第３、第４面の副走査方向の曲率半径ｒｙ３、ｒｙ４の関係を規定している。しかし、回転多面鏡に近い第１レンズの主走査方向のパワーが、被走査面に近い第２レンズの主走査方向のパワーよりも小さいので、コンパクト化を図る上で問題が残る。   Further, in Patent Document 10, in order to realize a bright fθ lens system, the fθ lens system has a two-group, two-lens configuration, the sub-scan magnification β, the combined focal length fs in the sub-scan direction, and the third and fourth surfaces. The relationship between the curvature radii ry3 and ry4 in the sub-scanning direction is defined. However, since the power in the main scanning direction of the first lens close to the rotating polygon mirror is smaller than the power in the main scanning direction of the second lens close to the surface to be scanned, there remains a problem in achieving compactness.

本発明は走査光学手段を構成する複数のレンズの形状を適切に設定することにより、主走査方向の像面湾曲や歪曲収差ならびに副走査方向の像面湾曲や倍率の変動等を良好に補正すると共にコンパクトな構成にも関わらず、副走査倍率を低く抑えた高精細な印字に適した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 appropriately corrects the field curvature and distortion in the main scanning direction and the field curvature and magnification fluctuation in the sub-scanning direction by appropriately setting the shapes of the plurality of lenses constituting the scanning optical means. An object of the present invention is to provide an optical scanning device suitable for high-definition printing with a low sub-scanning magnification despite a compact configuration and an image forming apparatus using the same.

請求項１の発明の光走査装置は、光源手段と、前記光源手段から出射された光束を偏向走査する回転多面鏡と、前記光源手段から出射された光束を前記回転多面鏡の偏向面に入射させる入射光学手段と、前記回転多面鏡の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学手段と、を有する光走査装置において、
前記結像光学手段のｆθ係数をｋ、有効走査幅をＷとしたとき、
ｋ／Ｗ≦０．６
なる条件を満足し、
前記結像光学手段は、前記偏向手段側に配置された第１のレンズと前記被走査面側に配置された第２のレンズからなり、
前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、共に入射面及び出射面の両面がトーリック面であり、
前記第１のレンズの副走査方向のパワーが負であり、前記第２のレンズの副走査方向のパワーが正であり、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて該偏向面に入射しており、
前記第１のレンズの入射面及び出射面は、副走査方向の曲率半径が前記結像光学手段の光軸を中心として主走査方向に非対称に変化する非対称変化面であり、
前記非対称変化面は、前記結像光学手段の光軸を中心として主走査断面内において前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて前記偏向面に入射する光束側の副走査方向の曲率半径が、有効走査域全域に渡って、前記結像光学手段の光軸を中心として主走査断面内において前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて前記偏向面に入射する光束と反対側の副走査方向の曲率半径より常に大きい面であることを特徴としている。 An optical scanning device according to a first aspect of the present invention is a light source means, a rotary polygon mirror that deflects and scans a light beam emitted from the light source means, and a light beam emitted from the light source means is incident on a deflection surface of the rotary polygon mirror. In an optical scanning device having incident optical means, and imaging optical means for imaging a light beam deflected and scanned by the deflection surface of the rotary polygon mirror on the surface to be scanned,
When the fθ coefficient of the imaging optical means is k and the effective scanning width is W,
k / W ≦ 0.6
Satisfying the conditions
The imaging optical means includes a first lens disposed on the deflecting means side and a second lens disposed on the scanned surface side,
Both the first lens and the second lens are toric surfaces on both the entrance surface and the exit surface,
The power in the sub-scanning direction of the first lens is negative, and the power in the sub-scanning direction of the second lens is positive;
In the main scanning section, the light beam incident on the deflection surface of the rotary polygon mirror is incident on the deflection surface at a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means,
The entrance surface and the exit surface of the first lens are asymmetric change surfaces in which the radius of curvature in the sub-scanning direction changes asymmetrically in the main scanning direction around the optical axis of the imaging optical means,
The asymmetric change surface is a sub-scanning direction on the light beam side incident on the deflecting surface with a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means in the main scanning section with the optical axis of the imaging optical means as the center. Is incident on the deflecting surface at a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means in the main scanning section around the optical axis of the imaging optical means over the entire effective scanning area. It is characterized in that the surface is always larger than the radius of curvature in the sub-scanning direction on the side opposite to the light beam to be emitted.

請求項２の発明の光走査装置は、光源手段と、前記光源手段から出射された光束を偏向走査する偏向手段と、前記光源手段から出射された光束を前記偏向手段の偏向面に入射させる入射光学手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学手段と、を有する光走査装置において、
前記偏向手段の偏向面から前記被走査面までの距離をＬ、有効走査幅をＷとしたとき、
Ｌ／Ｗ≦０．８
なる条件を満足し、
前記結像光学手段は、前記偏向手段側に配置された第１のレンズと前記被走査面側に配置された第２のレンズからなり、
前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、共に入射面及び出射面の両面がトーリック面であり、
前記第１のレンズの副走査方向のパワーが負であり、前記第２のレンズの副走査方向のパワーが正であり、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて該偏向面に入射しており、
前記第１のレンズの入射面及び出射面は、副走査方向の曲率半径が前記結像光学手段の光軸を中心として主走査方向に非対称に変化する非対称変化面であり、
前記非対称変化面は、前記結像光学手段の光軸を中心として主走査断面内において前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて前記偏向面に入射する光束側の副走査方向の曲率半径が、有効走査域全域に渡って、前記結像光学手段の光軸を中心として主走査断面内において前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて前記偏向面に入射する光束と反対側の副走査方向の曲率半径より常に大きい面であることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device comprising: a light source unit; a deflecting unit that deflects and scans a light beam emitted from the light source unit; and an incident light that causes the light beam emitted from the light source unit to enter a deflection surface of the deflecting unit. In an optical scanning device comprising: an optical unit; and an imaging optical unit that forms an image of a light beam deflected and scanned by the deflection surface of the deflection unit on a surface to be scanned.
When the distance from the deflecting surface of the deflecting means to the scanned surface is L and the effective scanning width is W,
L / W ≦ 0.8
Satisfying the conditions
The imaging optical means includes a first lens disposed on the deflecting means side and a second lens disposed on the scanned surface side,
Both the first lens and the second lens are toric surfaces on both the entrance surface and the exit surface,
The power in the sub-scanning direction of the first lens is negative, and the power in the sub-scanning direction of the second lens is positive;
In the main scanning section, the light beam incident on the deflection surface of the rotary polygon mirror is incident on the deflection surface at a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means,
The entrance surface and the exit surface of the first lens are asymmetric change surfaces in which the radius of curvature in the sub-scanning direction changes asymmetrically in the main scanning direction around the optical axis of the imaging optical means,
The asymmetric change surface is a sub-scanning direction on the light beam side incident on the deflecting surface with a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means in the main scanning section with the optical axis of the imaging optical means as the center. Is incident on the deflecting surface at a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means in the main scanning section around the optical axis of the imaging optical means over the entire effective scanning area. It is characterized in that the surface is always larger than the radius of curvature in the sub-scanning direction on the side opposite to the light beam to be emitted.

請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、前記第２のレンズの入射面及び出射面は、副走査方向の曲率半径が前記結像光学手段の光軸を中心として主走査方向に非対称に変化する非対称変化面であ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 invention, the entrance surface and the exit surface of the second lens have a radius of curvature in the sub-scanning direction in the main scanning direction centering on the optical axis of the imaging optical means. It is characterized by an asymmetric change surface that changes asymmetrically.

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、前記光源手段から複数の光束が出射されたことを特徴としている。   A fourth aspect of the invention is characterized in that, in the invention of any one of the first to third aspects, a plurality of light beams are emitted from the light source means.

請求項５の発明は請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、前記結像光学系の光軸方向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距離の中間点よりも前記偏向手段側に配置されていることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the first lens and the second lens are separated from a deflection surface of the deflection unit in the optical axis direction of the imaging optical system. It is characterized in that it is arranged closer to the deflection means than an intermediate point of the distance to the surface to be scanned.

請求項６の発明の画像形成装置は、請求項１乃至５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束によって前記感光体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 sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to any one of the first to fifth aspects; a photoconductor disposed on the surface to be scanned; and a light beam scanned by the optical scanning device. 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 is fixed to the transfer material. And a fixing device.

請求項７の発明の画像形成装置は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。   An image forming apparatus according to a seventh aspect of the present invention converts the code data input from the optical scanning device according to any one of the first to fifth aspects and an external device into an image signal and inputs the image signal to the optical scanning device. And a printer controller.

本発明によれば前述の如く光源手段から出射された光束を偏向手段を介して複数のレンズを有する走査光学手段により被走査面上に結像させる際、該複数のレンズの形状を適切に設定することにより、主走査方向の像面湾曲や歪曲収差ならびに副走査方向の像面湾曲や倍率の変動等を良好に補正することができ、これによりコンパクトな構成にも関わらず、副走査倍率を低く抑えた高精細な印字に適した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, when the light beam emitted from the light source means is imaged on the scanning surface by the scanning optical means having a plurality of lenses via the deflecting means as described above, the shapes of the plurality of lenses are appropriately set. By doing so, it is possible to satisfactorily correct the field curvature and distortion in the main scanning direction and the field curvature and magnification fluctuation in the sub-scanning direction. An optical scanning device suitable for high-definition printing suppressed to a low level and an image forming apparatus using the same can be achieved.

［作用］
（全長短縮について）
走査光学手段（ｆθレンズ系）は２枚（又は３枚以上）のレンズ（又はミラー、回折光学素子、等の光学素子）で構成されており各レンズの合成の焦点距離が走査光学手段の焦点距離ｆとなる。つまり、走査光学手段の後側（像側）主平面は被走査面から偏向手段（ポリゴンミラー）側に走査光学手段の焦点距離ｆだけ離れた位置にある。 [Action]
(About shortening the total length)
The scanning optical means (fθ lens system) is composed of two (or three or more) lenses (or optical elements such as mirrors, diffractive optical elements, etc.), and the combined focal length of each lens is the focal point of the scanning optical means. The distance f. That is, the rear (image side) main plane of the scanning optical means is located at a position away from the surface to be scanned by the focal length f of the scanning optical means on the deflecting means (polygon mirror) side.

このとき、ｆを固定値とすると全長（偏向手段から被走査面までの距離）を短縮するためには偏向手段から走査光学手段の前側（物体側）主平面までの距離を短縮する必要がある。   At this time, if f is a fixed value, the distance from the deflecting means to the front (object side) main plane of the scanning optical means needs to be shortened in order to reduce the total length (distance from the deflecting means to the scanned surface). .

以下に詳細に図１を用いて説明する。   This will be described in detail with reference to FIG.

このとき、第１、第２の２枚のレンズ６，７のパワー配置（パワー配分）により、走査光学手段９の前側及び後側主平面の位置が決まり、よりパワーの強い方のレンズに各主平面が近接する。よって、第１のレンズ６の主走査方向のパワーφｍ１を第２のレンズ７の主走査方向のパワーφｍ２よりも大きくする（φｍ１＞φｍ２）ことで、各主平面を第１のレンズ６近傍に位置させ、偏向手段５から走査光学手段９の前側主平面までの距離を短縮することができる。   At this time, the positions of the front and rear main planes of the scanning optical means 9 are determined by the power arrangement (power distribution) of the first and second lenses 6 and 7, and each of the lenses with stronger power is assigned to each lens. Main planes are close. Therefore, by making the power φm1 in the main scanning direction of the first lens 6 larger than the power φm2 in the main scanning direction of the second lens 7 (φm1> φm2), each main plane is brought close to the first lens 6. The distance from the deflecting means 5 to the front main plane of the scanning optical means 9 can be shortened.

つまりは、全長を短縮することができて光走査装置の小型化が図れる。   That is, the overall length can be shortened and the optical scanning device can be miniaturized.

また、全長を短縮する方法として、走査光学手段９の焦点距離ｆを短くする方法がある。走査光学手段９の焦点距離ｆを短くすると、Ｙ＝ｆθという関係で被走査面８上の走査有効範囲は同じであることから画角θは大きくなる。このとき、第１のレンズ６の主走査方向のパワーφｍ１を第２のレンズ７の主走査方向のパワーφｍ２よりも大きくする（φｍ１＞φｍ２）ことで広画角な像高においても主走査方向の性能補正が容易となり、全長を短縮した走査光学手段９を構成することが可能となる。更に、第１、第２のレンズ６，７の肉厚を薄くすることができるので光走査装置の小型化とコストダウンが図れる。   As a method for shortening the total length, there is a method for shortening the focal length f of the scanning optical means 9. If the focal length f of the scanning optical means 9 is shortened, the effective angle of view on the surface to be scanned 8 is the same due to the relationship Y = fθ, and therefore the angle of view θ increases. At this time, the power φm1 in the main scanning direction of the first lens 6 is made larger than the power φm2 in the main scanning direction of the second lens 7 (φm1> φm2), so that the main scanning direction can be achieved even at a wide field angle. Thus, it becomes possible to configure the scanning optical means 9 having a reduced overall length. Furthermore, since the thickness of the first and second lenses 6 and 7 can be reduced, the optical scanning device can be reduced in size and cost.

第２のレンズ７は、第１のレンズ６で補正しきれない主走査性能（特にｆθ特性）を良好に補正する役割を担う。ここで、第２のレンズ７は被走査面８近傍に配置することもできるのだが、第１のレンズ６近傍に配置してレンズの有効径や光学箱を小さくして光走査装置の小型化とコストダウンを図ることができる。
（副走査倍率低減について）
ここで、副走査倍率について以下に詳細に図１を用いて説明する。 The second lens 7 plays a role of satisfactorily correcting main scanning performance (particularly fθ characteristics) that cannot be corrected by the first lens 6. Here, the second lens 7 can be arranged in the vicinity of the surface 8 to be scanned, but it is arranged in the vicinity of the first lens 6 to reduce the effective diameter of the lens and the optical box, thereby reducing the size of the optical scanning device. And cost reduction.
(About sub-scan magnification reduction)
Here, the sub-scanning magnification will be described in detail with reference to FIG.

副走査倍率βｓは走査光学手段９の前側（物体側）主平面から物体側ピント位置までの距離ａと後側（像側）主平面から像側ピント位置までの距離ｂとから
βｓ＝ｂ／ａ
なる式で表され、通常の走査光学手段９では負の符号であるが、ここでは、その絶対値を取って副走査倍率とする。また、通常の走査光学手段９では物体側ピント位置を偏向手段５の偏向面５ａ近傍に配置し、像側ピント位置を被走査面８近傍に配置している。 The sub-scanning magnification βs is obtained from the distance a from the front (object side) main plane to the object side focus position of the scanning optical means 9 and the distance b from the rear (image side) main plane to the image side focus position, βs = b / a
In the normal scanning optical means 9, the sign is negative, but here the absolute value is taken as the sub-scanning magnification. In the normal scanning optical means 9, the object side focus position is arranged in the vicinity of the deflecting surface 5 a of the deflecting means 5, and the image side focus position is arranged in the vicinity of the scanned surface 8.

本発明の実施形態の様に、走査光学手段９のコンパクト化を図り、第１のレンズ６や第２のレンズ７を偏向手段５近傍に配置すると、距離ａが短く距離ｂが長くなって副走査倍率が高い構成となる。   If the scanning optical means 9 is made compact and the first lens 6 and the second lens 7 are arranged in the vicinity of the deflecting means 5 as in the embodiment of the present invention, the distance a becomes short and the distance b becomes long. The scanning magnification is high.

次に、副走査倍率と副走査方向のピント移動や面倒れ量との関係を説明する。   Next, the relationship between the sub-scan magnification and the focus movement and surface tilt amount in the sub-scan direction will be described.

偏向手段（ポリゴンミラー）５の面倒れの影響は副走査倍率に比例して大きくなる。副走査方向のピント移動は副走査倍率の二乗に比例して大きくなる。本発明の実施形態の様に、第１のレンズ６や第２のレンズ７を偏向手段５近傍に配置した走査光学手段９では、副走査方向のピント移動や偏向手段５の面倒れによる影響が顕著に表れてしまい問題となる。副走査倍率が高い場合、副走査倍率が「距離の比」であることから、距離ａや距離ｂの距離を少量変えるだけでも副走査倍率は大きく変化する。つまり、第１のレンズ６の副走査方向のパワーを負、第２のレンズ７の副走査方向のパワーを正とし、副走査方向の各主平面を被走査面側へ移動させることによる副走査倍率の低減効果は、副走査倍率が高い走査光学手段９ほど大きい。また、副走査倍率の二乗に比例する副走査方向のピント移動の敏感度を低減する効果は、ことさら大きい。   The influence of the surface tilt of the deflecting means (polygon mirror) 5 increases in proportion to the sub-scanning magnification. The focus movement in the sub-scanning direction increases in proportion to the square of the sub-scanning magnification. In the scanning optical unit 9 in which the first lens 6 and the second lens 7 are arranged in the vicinity of the deflecting unit 5 as in the embodiment of the present invention, the influence of the focus movement in the sub-scanning direction and the surface tilt of the deflecting unit 5 is exerted. Prominently appearing and becomes a problem. When the sub-scanning magnification is high, the sub-scanning magnification is a “distance ratio”, so that the sub-scanning magnification greatly changes even if the distance a or the distance b is changed by a small amount. That is, the sub-scanning by moving the main plane in the sub-scanning direction to the scanning surface side with the negative power of the first lens 6 in the sub-scanning direction and the positive power of the second lens 7 in the sub-scanning direction. The effect of reducing the magnification is greater for the scanning optical means 9 having a higher sub-scanning magnification. In addition, the effect of reducing the sensitivity of the focus movement in the sub-scanning direction proportional to the square of the sub-scanning magnification is particularly great.

よって、本発明の効果はコンパクトな走査光学手段９において有効性が高い。
（被走査面８側に凸を向けたメニスカス形状について）
以下に詳細に図１を用いて説明する。 Therefore, the effect of the present invention is highly effective in the compact scanning optical means 9.
(About the meniscus shape with the convex surface facing the scanned surface 8)
This will be described in detail with reference to FIG.

また、主走査方向において偏向手段５から走査光学手段９の前側主平面までの距離を短縮した場合、第１のレンズ６を被走査面８側に凸を向けたメニスカスレンズとすることにより、主走査性能（特に主走査方向の像面湾曲）を良好に補正することができる。メニスカスレンズは凸を向けた方向に該レンズの主平面があり、第１のレンズ６は偏向手段５に近づけて配置させることになる。第1のレンズ６は副走査方向にもパワーを有しているので、副走査倍率はますます高くなり、副走査方向のピント移動ならびに面倒れ量の敏感度が増大する。そこで、第１のレンズ６の副走査方向のパワーを負、第２のレンズ７の副走査方向のパワーを正とすることにより、副走査倍率を低減することが重要となる。
（非球面の効果について）
以下に詳細に図１を用いて説明する。 Further, when the distance from the deflecting unit 5 to the front main plane of the scanning optical unit 9 is shortened in the main scanning direction, the first lens 6 is a meniscus lens having a convex surface toward the scanned surface 8 side. Scanning performance (particularly field curvature in the main scanning direction) can be corrected satisfactorily. The meniscus lens has a main plane of the lens in the direction in which the convex is directed, and the first lens 6 is arranged close to the deflecting means 5. Since the first lens 6 also has power in the sub-scanning direction, the sub-scanning magnification becomes higher, and the sensitivity of focus movement and surface tilt amount in the sub-scanning direction increases. Therefore, it is important to reduce the sub-scanning magnification by setting the power of the first lens 6 in the sub-scanning direction to be negative and the power of the second lens 7 in the sub-scanning direction to be positive.
(About the effect of aspheric surfaces)
This will be described in detail with reference to FIG.

第１のレンズ６には負の非球面を設け、光軸から周辺部へ向かうにつれてパワーが小さくなる形状として広画角な像高における主走査方向の像面湾曲を補正している。   The first lens 6 is provided with a negative aspherical surface, and the curvature of field in the main scanning direction at a wide field angle is corrected with a shape in which the power decreases from the optical axis toward the periphery.

また、第２のレンズ７には正の非球面を設け、光軸から周辺部へ向かうにつれてパワーが大きくなる形状として広画角な像高におけるｆθ特性を補正している。   The second lens 7 is provided with a positive aspherical surface, and the fθ characteristic at a wide field angle is corrected as a shape in which the power increases from the optical axis toward the peripheral portion.

第１、第２のレンズ６，７の両面を非球面形状とし、入射面と出射面とで形状をベンディングさせて主走査方向の性能補正に最適な形状を構成している。   Both surfaces of the first and second lenses 6 and 7 are aspherical, and the shapes are bent at the entrance surface and the exit surface to form an optimum shape for performance correction in the main scanning direction.

図１（Ａ）は本発明の実施形態１の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。   1A is a sectional view (main scanning sectional view) of main parts in the main scanning direction of the optical scanning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1B is a main part in the sub-scanning direction of FIG. It is sectional drawing (sub-scanning sectional view).

尚、本明細書において偏向手段によって光束が反射偏向（偏向走査）される方向を主走査方向（母線方向）、走査光学手段の光軸及び主走査方向と直交する方向を副走査方向（子線方向）と定義する。   In this specification, the direction in which the light beam is reflected and deflected (deflected and scanned) by the deflecting means is the main scanning direction (bus line direction), and the direction perpendicular to the optical axis and the main scanning direction of the scanning optical means is the sub-scanning direction (child line). Direction).

図中、１は光源手段であり、例えば１つの半導体レーザーより成っている。３は開口絞りであり、通過光束径を整えている。２は集光レンズとしてのコリメーターレンズであり、光源手段１から出射された光束を略平行光束に変換している。４はシリンドリカルレンズ（アナモフィックなレンズ）であり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、コリメーターレンズ２を通過した略平行光束を副走査断面内で後述する光偏向器５の偏向面（反射面）５ａ近傍にほぼ線像として結像させている。尚、開口絞り３、コリメーターレンズ２、そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学手段１１の一要素を構成している。   In the figure, reference numeral 1 denotes light source means, which is composed of, for example, one semiconductor laser. Reference numeral 3 denotes an aperture stop, which adjusts the diameter of a passing light beam. Reference numeral 2 denotes a collimator lens as a condenser lens, which converts a light beam emitted from the light source means 1 into a substantially parallel light beam. A cylindrical lens (anamorphic lens) 4 has a predetermined power only in the sub-scanning direction, and deflects a substantially parallel light beam that has passed through the collimator lens 2 in the sub-scan section in a later-described optical deflector 5. A line image is formed in the vicinity of the surface (reflection surface) 5a. Each element such as the aperture stop 3, the collimator lens 2, and the cylindrical lens 4 constitutes one element of the incident optical means 11.

５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば４面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モータ等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。   An optical deflector 5 as a deflecting means is composed of, for example, a four-sided polygon mirror (rotating polygon mirror), and is rotated at a constant speed in the direction of arrow A in the figure by a driving means (not shown) such as a motor. ing.

９は集光機能とｆθ特性を有する走査光学手段（ｆθレンズ系）（結像光学手段）であり、後述する形状より成る第１、第２の２枚のレンズ６，７を有している。本実施形態における第１、第２のレンズ６，７は共に両面がトーリック面を有するトーリックレンズより成り、該第１のレンズ６は主走査方向に正のパワー、副走査方向に負のパワーを有し、該第２のレンズ７は副走査方向に正のパワーを有し、光偏向器５によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面８上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａと被走査面８との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。   Reference numeral 9 denotes a scanning optical means (fθ lens system) (imaging optical means) having a condensing function and fθ characteristics, and has first and second lenses 6 and 7 each having a shape to be described later. . The first and second lenses 6 and 7 in this embodiment are both toric lenses having both toric surfaces, and the first lens 6 has positive power in the main scanning direction and negative power in the sub-scanning direction. The second lens 7 has a positive power in the sub-scanning direction, and forms a light beam based on the image information reflected and deflected by the optical deflector 5 on the photosensitive drum surface 8 as a surface to be scanned. In addition, a tilt correction function is provided by providing a conjugate relationship between the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 and the scanned surface 8 in the sub-scan section.

８は被走査面としての感光ドラム面である。   Reference numeral 8 denotes a photosensitive drum surface as a surface to be scanned.

図１から明らかのように入射光学系１１の光軸と結像光学手段９の光軸とは０度でない有限の角度で傾いている。   As apparent from FIG. 1, the optical axis of the incident optical system 11 and the optical axis of the imaging optical means 9 are inclined at a finite angle other than 0 degrees.

本実施形態において半導体レーザー１から出射した光束は開口絞り３によって該光束（光量）が制限され、コリメーターレンズ２により略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレンズ４に入射した略平行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光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された光束は第１，第２のレンズ６，７を介して感光ドラム面８上にスポット状に結像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面８上に画像記録を行なっている。   In this embodiment, the luminous flux emitted from the semiconductor laser 1 is limited in its luminous flux (light quantity) by the aperture stop 3, converted into a substantially parallel luminous flux by the collimator lens 2, and is incident on the cylindrical lens 4. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 4, the light exits as it is in the main scanning section. In the sub-scan section, the light beam converges and forms a substantially linear image (a linear image long in the main scanning direction) on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5. The light beam reflected and deflected by the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 is spot-formed on the photosensitive drum surface 8 via the first and second lenses 6 and 7, and the optical deflector 5 is moved to the arrow A. By rotating in the direction, optical scanning is performed on the photosensitive drum surface 8 in the arrow B direction (main scanning direction) at a constant speed. As a result, an image is recorded on the photosensitive drum surface 8 as a recording medium.

尚、図１から明らかのように、光偏向器５の偏向面５ａに入射する入射光学手段１１からの光束は結像光学系９の光軸に対して０度でない有限の角度傾いている。   As is clear from FIG. 1, the light beam from the incident optical means 11 incident on the deflecting surface 5 a of the optical deflector 5 is inclined at a finite angle other than 0 degrees with respect to the optical axis of the imaging optical system 9.

次に本実施形態におけるｆθレンズ系９を構成する第１、第２のｆθレンズ６，７の特徴について説明する。   Next, features of the first and second fθ lenses 6 and 7 constituting the fθ lens system 9 in the present embodiment will be described.

本実施形態ではｆθレンズ系９の持つ正のパワー（屈折力）を第１のレンズ６及び第２のレンズ７に適切に配分して良好なる主走査方向及び副走査方向の像面湾曲特性を得ている。   In the present embodiment, the positive power (refractive power) of the fθ lens system 9 is appropriately distributed to the first lens 6 and the second lens 7 to obtain good field curvature characteristics in the main scanning direction and the sub-scanning direction. It has gained.

また本実施形態においては主走査断面内において第１のレンズ６をポリゴンミラー５側へ凹を向けた正のメニスカスレンズとし、第２のレンズ７の光軸近傍をポリゴンミラー５側へ凸を向けたほとんどパワーを有さないメニスカスレンズとしている。特に第１のレンズ６の主走査方向のパワーを第２のレンズ７の主走査方向のパワーよりも大きくしており、コンパクトな光走査装置においても主走査方向の像面湾曲特性とｆθ特性を良好に補正できる構成としている。   In the present embodiment, the first lens 6 is a positive meniscus lens having a concave toward the polygon mirror 5 in the main scanning section, and the vicinity of the optical axis of the second lens 7 is convex toward the polygon mirror 5. The meniscus lens has almost no power. In particular, the power in the main scanning direction of the first lens 6 is made larger than the power in the main scanning direction of the second lens 7, and the field curvature characteristic and the fθ characteristic in the main scanning direction can be obtained even in a compact optical scanning device. It is configured to be able to correct well.

また副走査断面内において第１のレンズ６をポリゴンミラー５側へ凹を向けた負のメニスカスレンズとし、第２のレンズ７を両凸レンズとしている。これにより後側主平面の位置を第２のレンズ７よりも被走査面８側に位置させ、ポリゴンミラー５近傍（ｄ＝３１．４ｍｍ ｄはポリゴンミラー５の偏向面５ａから第２のレンズ７の被走査面８側の面７ｂまでの距離）にｆθレンズ系９を配置したコンパクトな走査光学系でありながら副走査方向の倍率をβ＝−３．２９と小さく抑えている。   Further, in the sub-scan section, the first lens 6 is a negative meniscus lens having a concave toward the polygon mirror 5, and the second lens 7 is a biconvex lens. As a result, the position of the rear main plane is positioned closer to the surface to be scanned 8 than the second lens 7, and the vicinity of the polygon mirror 5 (d = 31.4 mm d is the second lens 7 from the deflection surface 5 a of the polygon mirror 5. The magnification in the sub-scanning direction is suppressed to be as small as β = −3.29 even though it is a compact scanning optical system in which the fθ lens system 9 is disposed at a distance to the surface 7b on the scanned surface 8 side.

本実施形態では第１、第２の２枚のレンズ６，７の母線形状は１６次までの関数として表せる非球面形状より構成している。例えば第１、第２のレンズ６，７と光軸との交点を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する軸をＹ軸としたとき主走査方向と対応する母線方向が   In this embodiment, the generatrix shape of the first and second lenses 6 and 7 is composed of an aspherical shape that can be expressed as a function up to the 16th order. For example, when the intersection of the first and second lenses 6 and 7 and the optical axis is the origin, the optical axis direction is the X axis, and the axis perpendicular to the optical axis in the main scanning section is the Y axis, this corresponds to the main scanning direction. The direction of the bus to be

（但し、Ｒは母線曲率半径，Ｋ，Ｂ4，Ｂ6，Ｂ8，Ｂ10，Ｂ12，Ｂ14，Ｂ16は非球面係数）なる式で表されるものであり、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Ｒｓ*が、
Ｒｓ*＝Ｒｓ×（１＋Ｄ2Ｙ2＋Ｄ4Ｙ4＋Ｄ6Ｙ6＋Ｄ8Ｙ8＋Ｄ10Ｙ10） …（イ）
（但し、Ｒｓは光軸上の副走査方向の曲率半径，Ｄ2，Ｄ4，Ｄ6，Ｄ8，Ｄ10子線変化係数）なる式で表わされるものである。 (Where R is the radius of curvature of the bus, and K, B 4 , B 6 , B 8 , B 10 , B 12 , B 14 , B 16 are aspherical coefficients) and is expressed in the main scanning direction. The radius of curvature Rs * in the sub-scanning direction at a position away from the optical axis by Y is
Rs * = Rs × (1 + D 2 Y 2 + D 4 Y 4 + D 6 Y 6 + D 8 Y 8 + D 10 Y 10 ) (A)
(Where Rs is the radius of curvature in the sub-scanning direction on the optical axis, D 2 , D 4 , D 6 , D 8 , D 10 sub-wire change coefficients).

表−１に本実施形態におけるｆθレンズ系９の非球面形状を表す各係数及びその他の諸特性を示す。   Table 1 shows each coefficient representing the aspherical shape of the fθ lens system 9 and other characteristics in the present embodiment.

本実施形態においてはｆθレンズ系９の光軸は被走査面８の有効走査幅の中心へ向かう光線上に重ねて配置されており、第１、第２のレンズ６、７にシフト及びチルトを与えていない。   In the present embodiment, the optical axis of the fθ lens system 9 is arranged so as to overlap the light beam toward the center of the effective scanning width of the scanned surface 8, and shift and tilt are applied to the first and second lenses 6 and 7. Not given.

第１、第２のレンズ６，７は共に両面の母線形状（主走査断面形状）が非円弧で、共に両面の副走査方向の曲率半径（子線Ｒ）が光軸を挟んだ少なくとも一方で主走査方向に沿って光軸を離れるに従い連続的に、かつ母線形状とは相関なく変化する非球面レンズであり、母線の非球面量及び子線の変化量の配分を適切に行って更に良好なる像面湾曲特性、ｆθ特性、及び副走査倍率の一定を得ている。   The first and second lenses 6 and 7 both have a non-arc shape on both sides of the generatrix (main scanning cross-sectional shape), and both have a radius of curvature (child line R) in the sub-scanning direction on both sides of the optical axis. An aspherical lens that changes continuously as it moves away from the optical axis along the main scanning direction and has no correlation with the shape of the generatrix. That is, constant curvature of field, fθ characteristic, and sub-scanning magnification are obtained.

図２は第１のレンズ６の各面６ａ，６ｂの母線に与えられた非球面変位量を示す説明図、図３は第２のレンズ７の各面７ａ，７ｂの母線に与えられた非球面変位量を示す説明図である。図２、図３において横軸は主走査方向における光軸からの距離であり、光源手段側・反光源手段側（レンズの上下、主走査方向）共に絶対値で示している。縦軸は母線形状が光軸方向に変位した量であり、符号＋（プラス）が被走査面８側へ変位したことを示し、符号−（マイナス）はポリゴンミラー側に変位したことを示す。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing the amount of aspherical displacement given to the generatrix of each surface 6a, 6b of the first lens 6, and FIG. 3 shows the non-spherical force given to the generatrix of each surface 7a, 7b of the second lens 7. It is explanatory drawing which shows the amount of spherical displacement. 2 and 3, the horizontal axis represents the distance from the optical axis in the main scanning direction, and both the light source means side and the counter light source means side (lens up and down, main scanning direction) are indicated by absolute values. The vertical axis represents the amount of displacement of the generatrix shape in the optical axis direction, the sign + (plus) indicates that it is displaced toward the scanned surface 8, and the sign-(minus) indicates that it is displaced toward the polygon mirror.

ここで光源手段側の母線形状を実線で示し、反光源手段（ｆθレンズ系９の光軸に対して光源手段とは反対）側の母線形状を破線で示してある。第１のレンズ６のポリゴンミラー５側の面６ａは光軸を挟んだ上下（主走査方向）で対称な形状をしているが、それ以外の面６ｂ，７ａ，７ｂは光軸から主走査方向に等距離を離れた位置における母線形状が光軸を挟んだ上下（主走査方向）で異なる量を光軸方向に変位（主走査断面形状が光軸を挟んだ上下（主走査方向）で非対称に変化）した母線非対称面である。また第１、第２のレンズ６，７の全ての面６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの有効端部（被走査面８の有効走査端へ向かう光線が通過するレンズ面上の位置）では面頂点（光軸との交点）よりもポリゴンミラー５側へ変位した母線形状としている。これによって主走査方向の像面湾曲特性、及びｆθ特性を更に良好に補正している。   Here, the bus shape on the light source means side is indicated by a solid line, and the bus shape on the opposite light source means (opposite to the light source means with respect to the optical axis of the fθ lens system 9) is indicated by a broken line. The surface 6a on the polygon mirror 5 side of the first lens 6 has a symmetrical shape in the vertical direction (main scanning direction) across the optical axis, but the other surfaces 6b, 7a, 7b are main-scanned from the optical axis. Displacement in the optical axis direction is different in the shape of the generatrix at positions that are equidistant from each other in the direction (main scanning direction) (the main scanning cross-sectional shape is displaced up and down (main scanning direction) across the optical axis) It is a bus-bar asymmetric surface that has changed asymmetrically). Further, at the effective ends of all the surfaces 6a, 6b, 7a, and 7b of the first and second lenses 6 and 7 (the positions on the lens surface through which the light beam toward the effective scanning end of the scanned surface 8 passes), the surface apex. The shape of the generatrix is displaced toward the polygon mirror 5 side (intersection with the optical axis). As a result, the field curvature characteristic in the main scanning direction and the fθ characteristic are corrected more satisfactorily.

図４は第１のレンズ６の各面６ａ，６ｂの子線Ｒ（Ｒｓ）の変化を示した説明図、図５は第２のレンズ７の各面７ａ，７ｂの子線Ｒ（Ｒｓ）の変化を示した説明図である。第１のレンズ６の両面６ａ、６ｂは光源手段側（横軸＋側）の子線Ｒが大きく、主走査方向に沿って光軸へ向かうにつれて連続的に小さくなり、反光源手段側に向かうにつれて更に小さくなるように子線Ｒを変化させている。第２のレンズ７のポリゴンミラー５側の面７ａは反光源手段側の子線Ｒが大きく、主走査方向に沿って光軸へ向かうにつれて連続的に小さくなり、光軸上から光源手段側に向かうにつれては子線Ｒがいったん小となり、途中で変極点を有して子線Ｒが大となるように変化させている。また第２のレンズ７の被走査面８側の面７ｂは光軸を挟んだ上下（主走査方向）で子線Ｒが非対称に大きくなるように変化させている。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing changes in the child line R (Rs) of each surface 6a, 6b of the first lens 6, and FIG. 5 is a child line R (Rs) of each surface 7a, 7b of the second lens 7. It is explanatory drawing which showed the change of. Both surfaces 6a and 6b of the first lens 6 have a large light source R side (horizontal axis + side) child line R, and continuously decrease toward the optical axis along the main scanning direction, toward the anti-light source means side. As shown in FIG. The surface 7a of the second lens 7 on the polygon mirror 5 side has a large child line R on the side opposite to the light source means, and continuously decreases toward the optical axis along the main scanning direction, from the optical axis toward the light source means side. As it goes, the sub-wire R becomes small once, and it is changed so that the sub-wire R becomes large with an inflection point on the way. Further, the surface 7b of the second lens 7 on the scanned surface 8 side is changed so that the sub-line R becomes asymmetrically large up and down (main scanning direction) across the optical axis.

このとき第１、第２のレンズ６，７の全ての面６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは共に光軸から主走査方向に沿って離れるに従い子線Ｒが変化する非球面であって、該第１のレンズ６の両面６ａ，６ｂ及び第２のレンズ７のポリゴンミラー５側の面７ａの３面の子線Ｒを光軸を挟んだ上下（主走査方向）で非対称に変化させており、子線非対称変化面としている。更に第１のレンズ６の両面６ａ，６ｂを光源手段側の子線Ｒを光軸上の子線Ｒよりも大、反光源手段側の子線Ｒを光軸上よりも小とした子線変形面としている。   At this time, all the surfaces 6a, 6b, 7a and 7b of the first and second lenses 6 and 7 are all aspherical surfaces whose sub-line R changes as they move away from the optical axis along the main scanning direction. The two sub-lines R of the two surfaces 6a and 6b of the first lens 6 and the surface 7a of the second lens 7 on the polygon mirror 5 side are asymmetrically changed vertically (main scanning direction) across the optical axis. It is assumed to be an asymmetric change surface of the strand. Further, the both sides 6a and 6b of the first lens 6 are arranged such that the light source means side child wire R is larger than the child wire R on the optical axis and the counter light source means side child wire R is smaller than the optical axis. It is a deformation surface.

即ち、第１のレンズ６の入射面６ａと出射面６ｂは副走査方向（子線）の曲率半径ＲＳｏが光軸を挟んで主走査方向に非対称に変化する非対称変化面である。   That is, the entrance surface 6a and the exit surface 6b of the first lens 6 are asymmetric change surfaces in which the radius of curvature RSo in the sub-scanning direction (child line) changes asymmetrically in the main scanning direction across the optical axis.

そして第２のレンズ７のポリゴンミラー５側の面７ａを反光源手段側の子線Ｒを光軸上の子線Ｒよりも大、光源手段側の子線Ｒを光軸上よりも小とした子線変形面とし、かつ第１のレンズ６の両面６ａ，６ｂの子線Ｒを光軸上の子線Ｒよりも大となる側及び小となる側を光軸に対して同一の側に揃えている。これによって副走査方向の像面湾曲ならびに副走査倍率の均一性を良好に補正している。   The surface 7a on the polygon mirror 5 side of the second lens 7 is such that the child line R on the anti-light source means side is larger than the child line R on the optical axis, and the child line R on the light source means side is smaller than on the optical axis. The sub-wire deformed surface and the side R of both surfaces 6a, 6b of the first lens 6 larger than the sub-wire R on the optical axis and the side smaller than the sub-wire R on the same axis with respect to the optical axis Are aligned. Thereby, the field curvature in the sub-scanning direction and the uniformity of the sub-scanning magnification are corrected well.

このように本実施形態におけるｆθレンズ系９は上述の如く母線非対称面で、かつ子線非対称変化面でもある主副非対称面を複数有して構成されている。   As described above, the fθ lens system 9 in the present embodiment is configured to have a plurality of main and sub asymmetric surfaces that are bus-bar asymmetric surfaces and also are child-wire asymmetric change surfaces as described above.

尚、本実施形態において更に主走査方向の像面湾曲や歪曲収差ならびに副走査方向の像面湾曲や倍率の変動等を良好に補正し、また広画角及び装置全体のコンパクト化を図る為には、次の条件のうち少なくとも１つの条件を満足させるのが良い。   In the present embodiment, in order to further correct the field curvature and distortion in the main scanning direction, the field curvature in the sub-scanning direction and the variation in magnification, etc., and to achieve a wide angle of view and downsizing of the entire apparatus. It is preferable to satisfy at least one of the following conditions.

（Ａ１）第１のレンズ６の主走査方向のパワーをφ１ｍ、ｆθレンズ系９の主走査方向のパワーをφｍとしたとき、
０．８５≦φ１ｍ／φｍ≦１．３ …（１）
なる条件を満足することである。 (A1) When the power in the main scanning direction of the first lens 6 is φ1 m and the power in the main scanning direction of the fθ lens system 9 is φm,
0.85 ≦ φ1 m / φm ≦ 1.3 (1)
To satisfy the following conditions.

条件式（１）は主走査方向の像面湾曲とｆθ特性を共に良好に補正する為の条件である。条件式（１）を外れると、これらを両立することが困難と成る。特に条件式（１）の上限値を外れるとｆθ特性を補正するのが困難と成り、下限値を外れると像面湾曲を補正するのが困難と成る。   Conditional expression (1) is a condition for satisfactorily correcting both the curvature of field in the main scanning direction and the fθ characteristic. If the conditional expression (1) is not satisfied, it becomes difficult to achieve both. In particular, if the upper limit value of conditional expression (1) is deviated, it will be difficult to correct the fθ characteristic, and if it deviates from the lower limit value, it will be difficult to correct the curvature of field.

本実施形態ではφｍ＝０．００９２３、φ１ｍ＝０．００８９８であって
φ１ｍ／φｍ＝０．９７４
であり、上記条件式（１）を満足するパワー配置で構成されている。 In this embodiment, φm = 0.00923, φ1m = 0.00898, and φ1m / φm = 0.974.
And is configured with a power arrangement that satisfies the conditional expression (1).

（Ａ２）第１のレンズ６の副走査方向のパワーをφ１ｓ、第２のレンズ７の副走査方向のパワーをφ２ｓとしたとき、
−０．８≦φ１ｓ／φ２ｓ≦−０．４ …（２）
なる条件を満足することである。 (A2) When the power in the sub-scanning direction of the first lens 6 is φ1s and the power in the sub-scanning direction of the second lens 7 is φ2s,
−0.8 ≦ φ1s / φ2s ≦ −0.4 (2)
To satisfy the following conditions.

条件式（２）は副走査倍率を低減させる為の条件である。条件式（２）の上限値を外れると副走査方向の像面湾曲を補正するのが困難と成り、下限値を外れると副走査倍率を低減する効果が小さくなる。   Conditional expression (2) is a condition for reducing the sub-scanning magnification. If the upper limit value of conditional expression (2) is deviated, it will be difficult to correct the curvature of field in the sub-scanning direction, and if deviating from the lower limit value, the effect of reducing the sub-scanning magnification will be diminished.

本実施形態ではφ１ｓ＝―０．０２４４７、φ２ｓ＝０．０４７１３であって
φ１ｓ／φ２ｓ＝―０．５１９
であり、上記条件式（２）を満足するパワー配置で構成されている。 In this embodiment, φ1s = −0.02447, φ2s = 0.04713, and φ1s / φ2s = −0.519.
It is comprised by the power arrangement | positioning which satisfies the said conditional expression (2).

（Ａ３）第１のレンズ６の主走査方向のパワーをφ１ｍ、副走査方向のパワーをφ１ｓ、第２のレンズ７の主走査方向のパワーをφ２ｍ、副走査方向のパワーをφ２ｓとしたとき、
φ１ｓ＜φ２ｍ＜φ１ｍ＜φ２ｓ …（３）
なる条件を満足することである。 (A3) When the power in the main scanning direction of the first lens 6 is φ1 m, the power in the sub-scanning direction is φ1 s, the power in the main scanning direction of the second lens 7 is φ2 m, and the power in the sub-scanning direction is φ2 s,
φ1s <φ2m <φ1m <φ2s (3)
To satisfy the following conditions.

条件式（３）は主走査、副走査方向の像面湾曲、ｆθ特性、副走査倍率の低減を満足させる為の条件である。条件式（３）を満足させることにより、コンパクトな光走査装置ならびにｆθレンズ系であっても上記項目を満足させることができる。条件式（３）を外れると上記項目を同時に満足させることが困難となる。   Conditional expression (3) is a condition for satisfying the reduction of the field curvature in the main scanning and sub-scanning directions, the fθ characteristic, and the sub-scanning magnification. By satisfying conditional expression (3), the above items can be satisfied even with a compact optical scanning device and an fθ lens system. If the conditional expression (3) is not satisfied, it is difficult to satisfy the above items at the same time.

本実施形態ではφ１ｍ＝０．００８９８、φ１ｓ＝−０．０２４４７、φ２ｍ＝３．０３Ｅ−６、φ２ｓ＝０．０４７１３であって、上記条件式（３）を満足するパワー配置で構成されている。   In the present embodiment, φ1m = 0.00898, φ1s = −0.02447, φ2m = 3.03E-6, φ2s = 0.04713, and the power arrangement satisfies the conditional expression (3). .

（Ａ４）第１のレンズ６の主走査方向のパワーをφ１ｍ、副走査方向のパワーをφ１ｓ、第２のレンズ７の主走査方向のパワーをφ２ｍ、副走査方向のパワーをφ２ｓとしたとき、
｜φ２ｍ｜＜｜φ１ｍ｜＜｜φ１ｓ｜＜｜φ２ｓ｜ …（４）
なる条件を満足することである。 (A4) When the power in the main scanning direction of the first lens 6 is φ1 m, the power in the sub-scanning direction is φ1 s, the power in the main scanning direction of the second lens 7 is φ2 m, and the power in the sub-scanning direction is φ2 s,
| Φ2m | <| φ1m | <| φ1s | <| φ2s | (4)
To satisfy the following conditions.

条件式（４）は主走査、副走査方向の像面湾曲、ｆθ特性、副走査倍率の低減を満足させる為の条件である。条件式（４）を満足させることにより、コンパクトな光走査装置ならびにｆθレンズ系であっても上記項目を満足させることができる。条件式（４）を外れると上記項目を同時に満足させることが困難となる。   Conditional expression (4) is a condition for satisfying the reduction in field curvature, fθ characteristics, and sub-scanning magnification in the main scanning and sub-scanning directions. By satisfying conditional expression (4), the above items can be satisfied even with a compact optical scanning device and fθ lens system. If the conditional expression (4) is not satisfied, it is difficult to satisfy the above items at the same time.

本実施形態ではφ１ｍ＝０．００８９８、φ１ｓ＝−０．０２４４７、φ２ｍ＝３．０３Ｅ−６、φ２ｓ＝０．０４７１３であって、上記条件式（４）を満足するパワー配置で構成されている。   In the present embodiment, φ1m = 0.00898, φ1s = −0.02447, φ2m = 3.03E-6, φ2s = 0.04713, and the power arrangement satisfies the conditional expression (4). .

上記条件式（１）又は／及び（２）を満足させることによりコンパクトなｆθレンズ系９で主走査方向及び副走査方向の像面湾曲ならびにｆθ特性が良好に補正された走査光学系（光走査装置）を構成することができ、且つ副走査方向の倍率の変動を低減して、副走査方向のピント移動の敏感度を小さく抑えることができる。   By satisfying the above conditional expression (1) or / and (2), a scanning optical system in which the field curvature in the main scanning direction and the sub-scanning direction and the fθ characteristic are well corrected by the compact fθ lens system 9 (optical scanning) Apparatus) and the variation in magnification in the sub-scanning direction can be reduced, and the sensitivity of focus movement in the sub-scanning direction can be kept small.

（Ａ５）ｆθレンズ系９のｆθ係数をｋ、被走査面８上の有効走査幅をＷとしたとき、
ｋ／Ｗ≦０．６ …（５）
なる条件を満足することである。 (A5) When the fθ coefficient of the fθ lens system 9 is k and the effective scanning width on the scanned surface 8 is W,
k / W ≦ 0.6 (5)
To satisfy the following conditions.

尚、ｆθ係数(mm/rad)とは画角θ(rad)、被走査面８上の像高をＹ(mm)としたとき、次式の関係が成り立つ係数である。   Note that the fθ coefficient (mm / rad) is a coefficient that satisfies the relationship of the following equation when the angle of view θ (rad) and the image height on the scanned surface 8 are Y (mm).

Ｙ＝ｋ×θ
このとき主走査方向において偏向手段５へ入射する光束が平行光束であればｆθ係数ｋはｆθレンズ系９の焦点距離と等しくなる。 Y = k × θ
At this time, if the light beam incident on the deflecting means 5 in the main scanning direction is a parallel light beam, the fθ coefficient k is equal to the focal length of the fθ lens system 9.

本実施形態では有効走査幅ｗ＝２１４(mm)、ｆθ係数ｋ＝１１０(mm/rad)であって、
ｋ／Ｗ＝０．５１
であり、上記条件式（５）を満足する広画角（±５６．２°）で構成されている。 In this embodiment, the effective scanning width w = 214 (mm), the fθ coefficient k = 110 (mm / rad),
k / W = 0.51
And a wide angle of view (± 56.2 °) that satisfies the conditional expression (5).

（Ａ６）ポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離をＬ、有効走査幅をＷとしたとき、
Ｌ／Ｗ≦０．８ …（６）
なる条件を満足することである。本実施形態ではポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離ＬはＬ＝１３４ｍｍであって、
Ｌ／Ｗ＝０．６３
であり、上記条件式（６）を満足させて装置全体のコンパクト化を図っている。 (A6) When the distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8 is L and the effective scanning width is W,
L / W ≦ 0.8 (6)
To satisfy the following conditions. In the present embodiment, the distance L from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8 is L = 134 mm,
L / W = 0.63
Thus, the above conditional expression (6) is satisfied, and the entire apparatus is made compact.

（Ａ７）ポリゴンミラー５の偏向面５ａから第２のレンズ７の被走査面８側の面７ｂまでの距離をｄ、有効走査幅をＷとしたとき、
ｄ／Ｗ≦０．２ …（７）
なる条件を満足することである。本実施形態ではポリゴンミラー５の偏向面５ａからレンズ７の被走査面８側の面７ｂまでの距離ｄ＝３０．７２ｍｍであって、
ｄ／Ｗ＝０．１４
であり、上記条件式（７）を満足させて装置全体のコンパクト化を図っている。 (A7) When the distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the surface 7b on the scanned surface 8 side of the second lens 7 is d and the effective scanning width is W,
d / W ≦ 0.2 (7)
To satisfy the following conditions. In the present embodiment, the distance d from the deflecting surface 5a of the polygon mirror 5 to the surface 7b on the scanned surface 8 side of the lens 7 is 30.72 mm,
d / W = 0.14
Thus, the above conditional expression (7) is satisfied, and the entire apparatus is made compact.

（Ａ８）ポリゴンミラー５の偏向面５ａから第２のレンズ７の被走査面８側の面７ｂまでの距離をｄ、ポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離をＬとしたとき、
ｄ／Ｌ≦０．２５ …（８）
なる条件を満足することである。本実施形態では
ｄ／Ｌ＝０．２３
であり、上記条件式（８）を満足させて装置全体のコンパクト化を図っている。 (A8) The distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the surface 7b on the scanned surface 8 side of the second lens 7 is d, and the distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8 is L. When
d / L ≦ 0.25 (8)
To satisfy the following conditions. In this embodiment, d / L = 0.23
Thus, the above conditional expression (8) is satisfied, and the entire apparatus is made compact.

図６は本実施形態における主走査及び副走査方向の像面湾曲、歪曲収差（ｆθ特性）及び副走査倍率の収差図である。同図において像高の＋側は光源手段側を示し、−側は反光源手段側を示している。各収差とも実用上問題無いレベルまで補正されていることが分かる。これにより被走査面８上の有効走査域全域に渡って主走査及び副走査方向のスポット径が均一となり、常に良好なる画像が得られる光走査装置を提供することができる。   FIG. 6 is an aberration diagram of field curvature, distortion (fθ characteristics), and sub-scan magnification in the main-scan and sub-scan directions in the present embodiment. In the figure, the + side of the image height indicates the light source means side, and the − side indicates the counter light source means side. It can be seen that each aberration is corrected to a level where there is no practical problem. As a result, it is possible to provide an optical scanning device in which the spot diameters in the main scanning and sub-scanning directions are uniform over the entire effective scanning area on the surface to be scanned 8, and a good image can always be obtained.

（Ａ９）ｆθレンズ系９の主走査方向のパワーをφｍ、第２のレンズ７の主走査方向のパワーをφ２ｍとしたとき、
−０．５≦φ２ｍ／φｍ≦０．１５ ・・・（１６）
なる条件を満足することである。 (A9) When the power in the main scanning direction of the fθ lens system 9 is φm and the power in the main scanning direction of the second lens 7 is φ2m,
-0.5 ≦ φ2m / φm ≦ 0.15 (16)
To satisfy the following conditions.

条件式（１６）は、ｆθレンズ系９を更にコンパクトに構成する為の条件である。条件式（１６）を外れると更にコンパクトなｆθレンズ系９を構成することが困難となる。特に条件式（１６）の上限値を外れると、第２のレンズ７を第１のレンズ６に近接させて配置することが困難となり、下限値を外れると第１のレンズ６の曲率がきつくなりすぎて、主走査方向の収差補正が困難となる。   Conditional expression (16) is a condition for making the fθ lens system 9 more compact. If the conditional expression (16) is not satisfied, it is difficult to construct a more compact fθ lens system 9. In particular, if the upper limit value of conditional expression (16) is deviated, it is difficult to place the second lens 7 close to the first lens 6, and if the delimiter value is deviated, the curvature of the first lens 6 becomes tight. Therefore, it becomes difficult to correct aberrations in the main scanning direction.

また、第１のレンズ６と第２のレンズ７は、ポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離の中間点よりもポリゴンミラー５側に配置されている。   Further, the first lens 6 and the second lens 7 are arranged on the polygon mirror 5 side with respect to the intermediate point of the distance from the deflection surface 5 a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8.

［実施形態２］
図７（Ａ）は本発明の実施形態２の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。同図（Ａ），（Ｂ）において前記図１（Ａ），（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。 [Embodiment 2]
7A is a sectional view (main scanning sectional view) in the main scanning direction of the optical scanning apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a sectional view in the sub scanning direction of FIG. 7A. It is sectional drawing (sub-scanning sectional view). In FIGS. 1A and 1B, the same elements as those shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals.

本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は第１、第２のレンズ（トーリックレンズ）６，７の副走査方向の曲率半径（子線Ｒ）を異ならせたことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、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 first and second lenses (toric lenses) 6 and 7 have different radii of curvature (child lines R) in the sub-scanning direction. Other configurations and optical actions are substantially the same as those of the first embodiment, and the same effects are obtained.

即ち、本実施形態における光走査装置では、副走査断面内において第１のレンズ６をポリゴンミラー５側へ凹を向けた負のメニスカスレンズとし、第２のレンズ７をポリゴンミラー５側へ凹を向けた正のメニスカスレンズとしている。これにより後側主平面位置を第２のレンズ７よりも被走査面８側に位置させ、ポリゴンミラー５近傍（ｄ＝３１．４ｍｍ）にｆθレンズ系９を配置したコンパクトな走査光学系でありながら副走査倍率をβ＝−３．２１と更に小さく抑えている。これによって副走査方向のピント変動の敏感度ならびにポリゴンミラーの面倒れの影響等を低減することができる。   That is, in the optical scanning device according to the present embodiment, the first lens 6 is a negative meniscus lens having a concave toward the polygon mirror 5 and the second lens 7 is concave toward the polygon mirror 5 in the sub-scan section. It is a positive meniscus lens. This is a compact scanning optical system in which the rear main plane position is positioned closer to the surface to be scanned 8 than the second lens 7 and the fθ lens system 9 is disposed in the vicinity of the polygon mirror 5 (d = 31.4 mm). However, the sub-scanning magnification is further reduced to β = −3.21. As a result, it is possible to reduce the sensitivity of the focus fluctuation in the sub-scanning direction and the influence of the surface tilt of the polygon mirror.

このとき第１のレンズ６のポリゴンミラー５側の面の主走査方向の曲率半径をＲ１ｍ、副走査方向の曲率半径をＲ１ｓ、被走査面８側の面の主走査方向の曲率半径をＲ２ｍ、副走査方向の曲率半径をＲ２ｓ、第２のレンズ７のポリゴンミラー５側の面の主走査方向の曲率半径をＲ３ｍ、副走査方向の曲率半径をＲ３ｓ、被走査面８側の面の主走査方向の曲率半径をＲ４ｍ、副走査方向の曲率半径をＲ４ｓとしたとき、
Ｒ１ｍ＜Ｒ２ｍ＜０＜Ｒ４ｍ＜Ｒ３ｍ …（９）
Ｒ２ｓ＜Ｒ１ｓ＜０ …（１０）
Ｒ３ｓ＜Ｒ４ｓ＜０ …（１１）
Ｒ１ｍ＜Ｒ１ｓ＜０ …（１２）
Ｒ２ｓ＜Ｒ２ｍ＜０ …（１３）
｜Ｒ４ｓ｜＜Ｒ４ｍ …（１４）
なる条件を満足させている。 At this time, the curvature radius in the main scanning direction of the surface of the first lens 6 on the polygon mirror 5 side is R1m, the curvature radius in the sub-scanning direction is R1s, and the curvature radius in the main scanning direction of the surface on the scanned surface 8 side is R2m, The radius of curvature in the sub-scanning direction is R2s, the radius of curvature of the second lens 7 on the polygon mirror 5 side in the main scanning direction is R3m, the radius of curvature in the sub-scanning direction is R3s, and the surface of the surface to be scanned 8 is main scanned. When the radius of curvature in the direction is R4m and the radius of curvature in the sub-scanning direction is R4s,
R1m <R2m <0 <R4m <R3m (9)
R2s <R1s <0 (10)
R3s <R4s <0 (11)
R1m <R1s <0 (12)
R2s <R2m <0 (13)
| R4s | <R4m (14)
Satisfy the following conditions.

条件式（９）はコンパクトなｆθレンズ系９にて主走査方向の像面湾曲とｆθ特性を良好に補正するための条件であり、条件式（１０），（１１）は副走査方向の倍率を低減させるための条件である。条件式（１２），（１３），（１４）は副走査方向の像面湾曲を満足させるのに効果的な条件である。   Conditional expression (9) is a condition for satisfactorily correcting the field curvature and fθ characteristic in the main scanning direction by the compact fθ lens system 9, and conditional expressions (10) and (11) are magnifications in the sub-scanning direction. This is a condition for reducing. Conditional expressions (12), (13), and (14) are effective conditions for satisfying the curvature of field in the sub-scanning direction.

図８は第１のレンズ６の各面６ａ，６ｂの子線Ｒ（Ｒｓ）の変化を示した説明図、図９は第２のレンズ７の各面７ａ，７ｂの子線Ｒ（Ｒｓ）の変化を示した説明図である。第１のレンズ６の両面６ａ，６ｂは光源手段側の子線Ｒが大きく、主走査方向に沿って光軸へ向かうにつれて連続的に小さくなり、反光源手段側に向かうにつれて更に小さくなるように子線Ｒを変化させている。第２のレンズ７のポリゴンミラー５側の面７ａは光源手段１側の子線Ｒが大きく、主走査方向に沿って光軸へ向かうにつれて連続的に小さくなり、光軸上から反光源手段側に向かうにつれては子線Ｒが一定となるように子線Ｒを変化させている。また第２のレンズ７の被走査面８側の面７ｂは光軸を挟んだ上下（主走査方向）で子線Ｒが対称に大きくなるように変化させている。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing changes in the child lines R (Rs) of the surfaces 6a and 6b of the first lens 6, and FIG. 9 is a child line R (Rs) of the surfaces 7a and 7b of the second lens 7. It is explanatory drawing which showed the change of. Both surfaces 6a and 6b of the first lens 6 have a large light source R-side child line R, continuously decreasing toward the optical axis along the main scanning direction, and further decreasing toward the opposite light source means. The child line R is changed. The surface 7a on the polygon mirror 5 side of the second lens 7 has a large child line R on the light source means 1 side, and becomes continuously smaller toward the optical axis along the main scanning direction. As it goes to, the child line R is changed so that the child line R becomes constant. Further, the surface 7b of the second lens 7 on the scanning surface 8 side is changed so that the child line R becomes symmetrically large in the vertical direction (main scanning direction) across the optical axis.

このとき第１、第２のレンズ６、７の全ての面６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは共に光軸から主走査方向に沿って離れるに従い子線Ｒが変化する非球面であって、該第１のレンズ６の両面６ａ，６ｂ及び第２のレンズ７のポリゴンミラー５側の面７ａの３面の子線Ｒを光軸を挟んだ上下（主走査方向）で非対称に変化させており、子線非対称変化面としている。更に第１のレンズ６の両面６ａ，６ｂを光源手段１側の子線Ｒを光軸上の子線Ｒよりも大、反光源手段側の子線Ｒを光軸上よりも小とした子線変形面とし、第２のレンズ７のポリゴンミラー５側の面７ａを光源手段側の子線Ｒを光軸上の子線Ｒよりも大、反光源手段側の子線Ｒを光軸上と同一曲率半径（子線Ｒ一定）とした子線変形面とし、かつ第１のレンズ６の両面６ａ，６ｂの子線Ｒを光軸上の子線Ｒよりも大となる側及び小となる側を光軸に対して同一の側に揃えている。また第１のレンズ６の両面６ａ，６ｂの子線Ｒを光軸上の子線Ｒよりも大となる側と第２のレンズ７のポリゴンミラー５側の面７ａの子線Ｒを光軸上の子線Ｒよりも大となる側とを合わせている。これによって副走査方向の像面湾曲ならびに副走査倍率の均一性を良好に補正している。   At this time, all the surfaces 6a, 6b, 7a and 7b of the first and second lenses 6 and 7 are both aspherical surfaces in which the child line R changes as the distance from the optical axis increases in the main scanning direction. The two sub-lines R of the two surfaces 6a and 6b of the first lens 6 and the surface 7a of the second lens 7 on the polygon mirror 5 side are asymmetrically changed vertically (main scanning direction) across the optical axis. It is assumed to be an asymmetric change surface of the strand. Further, the both surfaces 6a and 6b of the first lens 6 are such that the child wire R on the light source means 1 side is larger than the child wire R on the optical axis, and the child wire R on the anti-light source means side is smaller than on the optical axis. The surface 7a on the polygon mirror 5 side of the second lens 7 is set to be a line deforming surface, the child line R on the light source means side is larger than the child line R on the optical axis, and the child line R on the opposite light source means side is on the optical axis. And a side where the sub-line R of both surfaces 6a and 6b of the first lens 6 is larger than the sub-line R on the optical axis, Are aligned on the same side with respect to the optical axis. Further, the sub-line R of the both surfaces 6a and 6b of the first lens 6 is larger than the sub-line R on the optical axis and the sub-line R of the surface 7a of the second lens 7 on the polygon mirror 5 side is the optical axis. It is combined with the side larger than the upper child line R. Thereby, the field curvature in the sub-scanning direction and the uniformity of the sub-scanning magnification are corrected well.

表−２に本実施形態におけるｆθレンズ系９の非球面形状を表す各係数及びその他の諸特性を示す。   Table 2 shows each coefficient representing the aspherical shape of the fθ lens system 9 and other characteristics in the present embodiment.

図１０は本実施形態における主走査及び副走査方向の像面湾曲、歪曲収差（ｆθ特性）及び副走査倍率の収差図である。同図において像高の＋側は光源手段側を示し、−側は反光源手段側を示している。各収差とも実用上問題無いレベルまで補正されていることが分かる。これにより被走査面８上の全域に渡って主走査及び副走査方向のスポット径が均一となり、常に良好なる画像が得られる光走査装置を提供することができる。   FIG. 10 is an aberration diagram of field curvature, distortion (fθ characteristics), and sub-scan magnification in the main-scan and sub-scan directions in the present embodiment. In the figure, the + side of the image height indicates the light source means side, and the − side indicates the counter light source means side. It can be seen that each aberration is corrected to a level where there is no practical problem. As a result, it is possible to provide an optical scanning device in which the spot diameters in the main scanning and sub-scanning directions are uniform over the entire surface to be scanned 8, and a good image can always be obtained.

［実施形態３］
図１１（Ａ）は本発明の実施形態３のマルチビーム走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。同図（Ａ），（Ｂ）において前記図７（Ａ），（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。 [Embodiment 3]
FIG. 11A is a sectional view (main scanning sectional view) of the main part in the main scanning direction of the multi-beam scanning apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a main part in the sub scanning direction of FIG. It is a fragmentary sectional view (sub-scanning sectional view). In FIGS. 7A and 7B, the same elements as those shown in FIGS. 7A and 7B are denoted by the same reference numerals.

本実施形態において前述の実施形態２と異なる点は光源手段１を２つの光束が出射するマルチ半導体レーザーより構成した点と、第１、第２のレンズ（トーリックレンズ）６，７の副走査方向の曲率半径（子線Ｒ）を異ならせた点である。その他の構成及び光学的作用は実施形態２と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。   This embodiment differs from the second embodiment described above in that the light source means 1 is composed of a multi-semiconductor laser that emits two light beams, and the sub-scanning directions of the first and second lenses (toric lenses) 6 and 7. This is a point in which the radius of curvature (sub-line R) is different. Other configurations and optical functions are substantially the same as those of the second embodiment, and the same effects are obtained.

即ち、本実施形態において半導体レーザー３１から出射した２つの光束は開口絞り３によって該光束（光量）が制限され、コリメーターレンズ２により略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレンズ４に入射した略平行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光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された２つの光束は第１，第２のレンズ６，７を介して感光ドラム面８上にスポット状に結像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面８上に画像記録を行なっている。   In other words, in the present embodiment, the two light beams emitted from the semiconductor laser 31 are limited in the light beam (light quantity) by the aperture stop 3, converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 2, and are incident on the cylindrical lens 4. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 4, the light exits as it is in the main scanning section. In the sub-scan section, the light beam converges and forms a substantially linear image (a linear image long in the main scanning direction) on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5. The two light beams reflected and deflected by the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 are spot-formed on the photosensitive drum surface 8 via the first and second lenses 6 and 7, and the optical deflector 5 is By rotating in the direction of arrow A, the photosensitive drum surface 8 is optically scanned in the direction of arrow B (main scanning direction) at a constant speed. As a result, an image is recorded on the photosensitive drum surface 8 as a recording medium.

マルチビームを用いた光走査装置においては、各ビームで走査するラインのピッチ間隔が一定となるのが好ましく、副走査方向の像面湾曲ならびに副走査倍率が各像高において均一であることが重要となる。そこで本実施形態では第１、第２のレンズ６，７の副走査方向の曲率半径を図１２、図１３に示すように最適に設定している。   In an optical scanning device using a multi-beam, it is preferable that the pitch interval between lines scanned by each beam is constant, and it is important that the field curvature in the sub-scanning direction and the sub-scanning magnification are uniform at each image height. It becomes. Therefore, in this embodiment, the radius of curvature of the first and second lenses 6 and 7 in the sub-scanning direction is optimally set as shown in FIGS.

図１２は第１のレンズ６の各面６ａ，６ｂの子線Ｒ（Ｒｓ）の変化を示した説明図、図１３は第２のレンズ７の各面７ａ，７ｂの子線Ｒ（Ｒｓ）の変化を示した説明図である。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing changes in the child line R (Rs) of each surface 6a, 6b of the first lens 6, and FIG. 13 is a child line R (Rs) of each surface 7a, 7b of the second lens 7. It is explanatory drawing which showed the change of.

本実施形態においては図１２、図１３に示すようにｆθレンズ系９を構成する第１、第２のレンズ６，７の全ての面６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを光軸を挟んだ上下（主走査方向）で副走査方向の曲率半径の大小関係が変化する子線変化面とし、且つ光軸を挟んだ上下（主走査方向）で副走査方向の曲率半径が非対称に変化する子線非対称変化面としている。   In this embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, all the surfaces 6a, 6b, 7a, 7b of the first and second lenses 6 and 7 constituting the fθ lens system 9 are vertically arranged with the optical axis therebetween ( A sub-line asymmetry in which the radius of curvature in the sub-scanning direction changes in the main scanning direction) and the curvature radius in the sub-scanning direction changes asymmetrically above and below the main axis (main scanning direction) It is a change surface.

表−３に本実施形態におけるｆθレンズ系９の非球面形状を表す各係数及びその他の諸特性を示す。   Table 3 shows coefficients representing the aspherical shape of the fθ lens system 9 and other characteristics in this embodiment.

図１４は本実施形態における主走査及び副走査方向の像面湾曲、歪曲収差（ｆθ特性）及び副走査倍率の収差図である。同図において像高の＋側は光源手段側を示し、−側は反光源手段側を示している。同図に示すように副走査方向の像面湾曲及び倍率の変動等を更に良好に補正しており、各走査線の間隔及び副走査方向のスポット径が常に一定なｆθレンズ系９を構成し、常に良好なるマルチビーム走査装置を提供することができる。   FIG. 14 is an aberration diagram of field curvature, distortion (fθ characteristics), and sub-scan magnification in the main-scan and sub-scan directions in the present embodiment. In the figure, the + side of the image height indicates the light source means side, and the − side indicates the counter light source means side. As shown in the figure, the fθ lens system 9 is constructed in which the field curvature in the sub-scanning direction and the magnification variation are corrected more satisfactorily, and the interval between the scanning lines and the spot diameter in the sub-scanning direction are always constant. Therefore, it is possible to provide a multi-beam scanning device that is always good.

［実施形態４］
図１５（Ａ）は本発明の実施形態４のマルチビーム走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。同図（Ａ），（Ｂ）において前記図１１（Ａ），（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。 [Embodiment 4]
FIG. 15A is a sectional view (main scanning sectional view) of the main part in the main scanning direction of the multi-beam scanning apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 15B is a main part in the sub scanning direction of FIG. It is a fragmentary sectional view (sub-scanning sectional view). In FIGS. 11A and 11B, the same elements as those shown in FIGS. 11A and 11B are denoted by the same reference numerals.

本実施形態において前述の実施形態３と異なる点は光源手段３１から出射した２つの光束を集光レンズ４２により弱収束光束としたことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態３と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。   The present embodiment is different from the above-described third embodiment in that the two light beams emitted from the light source means 31 are weakly converged light beams by the condenser lens 42. Other configurations and optical actions are substantially the same as those of the third embodiment, and the same effects are obtained.

即ち、同図において４２は集光レンズであり、光源手段３１から出射した複数の光束を弱収束光束に変換している。   That is, in the figure, reference numeral 42 denotes a condensing lens, which converts a plurality of light beams emitted from the light source means 31 into weakly convergent light beams.

本実施形態において半導体レーザー３１から出射した２つの光束は開口絞り３によって該光束（光量）が制限され、集光レンズ４２により弱収束光束に変換され、シリンドリカルレンズ４に入射している。シリンドリカルレンズ４に入射した略平行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光偏向器５の偏向面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像している。そして光偏向器５の偏向面５ａで反射偏向された２つの光束は第１，第２のレンズ６，７を介して感光ドラム面８上にスポット状に結像され、該光偏向器５を矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面８上に画像記録を行なっている。   In the present embodiment, the two light beams emitted from the semiconductor laser 31 are limited in the light beam (light quantity) by the aperture stop 3, converted into a weakly convergent light beam by the condenser lens 42, and are incident on the cylindrical lens 4. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 4, the light exits as it is in the main scanning section. In the sub-scan section, the light beam converges and forms a substantially linear image (a linear image long in the main scanning direction) on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5. The two light beams reflected and deflected by the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 are spot-formed on the photosensitive drum surface 8 via the first and second lenses 6 and 7, and the optical deflector 5 is By rotating in the direction of arrow A, the photosensitive drum surface 8 is optically scanned in the direction of arrow B (main scanning direction) at a constant speed. As a result, an image is recorded on the photosensitive drum surface 8 as a recording medium.

本実施形態においてはマルチ半導体レーザ３１から出射した２本の光束を集光レンズ４２によって弱収束光束に変換させて、ｆθレンズ系９のパワーを分担させている。また主走査断面内において第１のレンズ６をポリゴンミラー５側へ凹を向けた正のメニスカスレンズとし、第２のレンズ７の光軸近傍をポリゴンミラー５側へ凸を向けた弱い負のメニスカスレンズとしている。これによりポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離Ｌ（全長）、及びポリゴンミラー５の偏向面５ａから第２のレンズ７の被走査面側の面７ｂまでの距離ｄ（レンズ最終面位置）をコンパクトに設定している。   In this embodiment, the two light beams emitted from the multi-semiconductor laser 31 are converted into weakly convergent light beams by the condenser lens 42 to share the power of the fθ lens system 9. Further, in the main scanning section, the first lens 6 is a positive meniscus lens having a concave toward the polygon mirror 5 side, and a weak negative meniscus having a convex near the optical axis of the second lens 7 toward the polygon mirror 5 side. It is a lens. Thus, the distance L (full length) from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8, and the distance d (lens) from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the surface 7b on the scanned surface side of the second lens 7 The final surface position is set to be compact.

本実施形態では全長Ｌ＝１３０ｍｍであり、レンズ最終面位置ｄ＝３０．００ｍｍであり、前述した実施形態１〜３よりもコンパクトなマルチビーム走査装置としている。   In the present embodiment, the total length L is 130 mm, the lens final surface position d is 30.00 mm, and the multi-beam scanning apparatus is more compact than the first to third embodiments.

本実施形態においても前述した実施形態１〜３と同様に第１のレンズ６の主走査方向のパワーを第２のレンズ７の主走査方向のパワーよりも大きくしており、コンパクトな光走査装置においても主走査方向の像面湾曲特性とｆθ特性を良好に補正できる構成としている。   Also in the present embodiment, the power in the main scanning direction of the first lens 6 is made larger than the power in the main scanning direction of the second lens 7 in the same manner as in the first to third embodiments described above. In this case, the field curvature characteristic and the fθ characteristic in the main scanning direction can be corrected satisfactorily.

更に本実施形態ではポリゴンミラー５の偏向面５ａから集光レンズ４２による収束点までの距離をＳ、ｆθレンズ系９のｆθ係数をｋとしたとき、
｜Ｓ｜／ｋ≧５ …（１５）
なる条件を満足するように各要素を設定している。 Furthermore, in this embodiment, when the distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the convergence point by the condenser lens 42 is S, and the fθ coefficient of the fθ lens system 9 is k,
| S | / k ≧ 5 (15)
Each element is set to satisfy the following conditions.

条件式（１５）はマルチビームが感光ドラム上に照射する際に生じる主走査方向のジッターを収束光束による主走査方向のジッターでキャンセルする為の条件である。条件式（１５）を外れると光源手段から発せられた光束の収束度がきつくなり、収束光束による主走査方向のジッターが大きくなりすぎて、感光ドラム上へ入射する際に生じる主走査方向のジッターをキャンセルできなくなる。   Conditional expression (15) is a condition for canceling the jitter in the main scanning direction, which occurs when the multi-beam is irradiated onto the photosensitive drum, with the jitter in the main scanning direction due to the convergent light beam. If the conditional expression (15) is not satisfied, the degree of convergence of the light beam emitted from the light source means becomes tight, the jitter in the main scanning direction due to the convergent light beam becomes too large, and the jitter in the main scanning direction that occurs when entering the photosensitive drum. Cannot be canceled.

本実施形態ではポリゴンミラー５の偏向面５ａから集光レンズ４２の透過後の収束光束の収束点までの距離をＳ＝７５１ｍｍとし、またｆθ係数ｋ＝１０９（ｍｍ／ｒａｄ）であって、
｜Ｓ｜／ｋ＝６．８９
であり、上記条件式（１５）を満足させており、収束光束によって生じる２ビーム間のジッターを実用上問題の無い範囲に収めている。 In the present embodiment, the distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the convergence point of the convergent light beam after passing through the condenser lens 42 is S = 751 mm, and the fθ coefficient k = 109 (mm / rad),
| S | /k=6.89
The above conditional expression (15) is satisfied, and the jitter between the two beams caused by the convergent light beam is within a practically acceptable range.

表−４に本実施形態におけるｆθレンズ系９の非球面形状を表す各係数及びその他の諸特性を示す。   Table 4 shows each coefficient representing the aspherical shape of the fθ lens system 9 and other characteristics in this embodiment.

図１６は本実施形態における主走査及び副走査方向の像面湾曲、歪曲収差（ｆθ特性）及び副走査方向の倍率の収差図である。同図において像高の＋側は光源手段側を示し、−側は反光源手段側を示している。各収差とも実用上問題無いレベルまで補正されていることが分かる。これにより被走査面８上の全域に渡って主走査及び副走査方向のスポット径が均一となり、常に良好なる画像が得られるマルチビーム走査装置を提供することができる。   FIG. 16 is an aberration diagram of curvature of field, distortion (fθ characteristics), and magnification in the sub-scanning direction in the main scanning and sub-scanning directions in the present embodiment. In the figure, the + side of the image height indicates the light source means side, and the − side indicates the counter light source means side. It can be seen that each aberration is corrected to a level where there is no practical problem. As a result, the spot diameter in the main scanning and sub-scanning directions is uniform over the entire surface to be scanned 8, and a multi-beam scanning device capable of always obtaining a good image can be provided.

図１１（Ｃ）に実施形態３、４のマルチ半導体レーザーの配置を示す。図１１（Ｃ）の如く、２つの発光点Ａ、Ｂは、主走査方向及び副走査方向の両方向に間隔を有している。   FIG. 11C shows the arrangement of the multi-semiconductor lasers of the third and fourth embodiments. As shown in FIG. 11C, the two light emitting points A and B are spaced in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.

本発明は、３つ以上の発光点を有する光源手段にも適用できる。   The present invention can also be applied to light source means having three or more light emitting points.

［実施形態５］
本実施形態は、上記に示した実施形態２のｆθレンズ系９が第１のレンズ６と第２のレンズ７からなる２枚系に限定されない。第１のレンズ６と第２のレンズ７の間に１枚以上のレンズが配置されていても良い。 [Embodiment 5]
The present embodiment is not limited to the two-lens system in which the fθ lens system 9 of the second embodiment described above includes the first lens 6 and the second lens 7. One or more lenses may be arranged between the first lens 6 and the second lens 7.

つまり、本実施形態のｆθレンズ系９は、３枚以上のレンズ（光学素子）で構成されていても良い。   That is, the fθ lens system 9 of the present embodiment may be composed of three or more lenses (optical elements).

図１９にｆθレンズ系９が３枚のレンズである例を示す。   FIG. 19 shows an example in which the fθ lens system 9 is three lenses.

図１９（Ａ）は本発明の実施形態５の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。同図（Ａ），（Ｂ）において前記図１（Ａ），（Ｂ）に示した要素と同一要素には同符番を付している。   FIG. 19A is a cross-sectional view of main parts in the main scanning direction (main scanning cross-sectional view) of the optical scanning apparatus according to Embodiment 5 of the present invention, and FIG. 19B is a main part in the sub-scanning direction of FIG. It is sectional drawing (sub-scanning sectional view). In FIGS. 1A and 1B, the same elements as those shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals.

本実施形態において前述の実施形態２と異なる点は第１、第２のレンズ（トーリックレンズ）６，７の間に第３のレンズ１０を配置したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態２と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。   The present embodiment is different from the above-described second embodiment in that the third lens 10 is disposed between the first and second lenses (toric lenses) 6 and 7. Other configurations and optical functions are substantially the same as those of the second embodiment, and the same effects are obtained.

また、第１のレンズ６と第２のレンズ７と第３のレンズ１０は、ポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離の中間点よりもポリゴンミラー５側に配置されている。   In addition, the first lens 6, the second lens 7, and the third lens 10 are arranged on the polygon mirror 5 side from the midpoint of the distance from the deflection surface 5 a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8. .

即ち、本実施形態においては、主走査断面内において第１のレンズ６をポリゴンミラー５側へ凹を向けた正のメニスカスレンズとし、第２のレンズ７の光軸近傍をポリゴンミラー５側へ凸を向けたほとんどパワーを有さないメニスカスレンズとし、３枚のレンズの中で第１のレンズ６の主走査方向のパワーを最も大きくしており、コンパクトな光走査装置においても主走査方向の像面湾曲特性とｆθ特性を良好に補正できる構成としている。   That is, in the present embodiment, the first lens 6 is a positive meniscus lens having a concave facing the polygon mirror 5 side in the main scanning section, and the vicinity of the optical axis of the second lens 7 is convex toward the polygon mirror 5 side. The power of the first lens 6 in the main scanning direction is the largest among the three lenses, and the image in the main scanning direction is also used in a compact optical scanning device. The surface curvature characteristic and the fθ characteristic can be corrected satisfactorily.

また副走査断面内において第１のレンズ６をポリゴンミラー５側へ凹を向けた負のメニスカスレンズとし、第２のレンズ７をポリゴンミラー５側へ凹を向けた正のメニスカスレンズとしている。これにより後側主平面の位置を第２のレンズ７よりも被走査面８側に位置させ、ポリゴンミラー５近傍にｆθレンズ系９を配置したコンパクトな走査光学系でありながら副走査方向の倍率を小さく抑えている。これによって副走査方向のピント変動の敏感度ならびにポリゴンミラー５の面倒れの影響等を低減することができる。   In the sub-scan section, the first lens 6 is a negative meniscus lens having a concave toward the polygon mirror 5 side, and the second lens 7 is a positive meniscus lens having a concave toward the polygon mirror 5 side. As a result, the magnification in the sub-scanning direction is achieved even though the scanning optical system is a compact scanning optical system in which the position of the rear main plane is positioned closer to the surface to be scanned 8 than the second lens 7 and the fθ lens system 9 is disposed in the vicinity of the polygon mirror 5. Is kept small. As a result, the sensitivity of focus fluctuation in the sub-scanning direction and the influence of the surface tilt of the polygon mirror 5 can be reduced.

本実施形態は、ポリゴンミラー５に最も近い第１のレンズ６は主走査方向に正のパワーを有し、副走査方向に負のパワーを有し、３枚のレンズ６、７、１０の中でポリゴンミラー５に最も近い第１のレンズ６の主走査方向のパワーを最も大きく、被走査面８に最も近い第２のレンズ７は副走査方向に正のパワーを有するように設計すれば、ｆθレンズ系９をポリゴンミラー５側に近づけても、ｆθレンズ系９の副走査方向の主平面位置を被走査面８側に持ってくることができ、副走査倍率を低く抑えたコンパクトな光走査装置を実現できる。   In this embodiment, the first lens 6 closest to the polygon mirror 5 has a positive power in the main scanning direction and a negative power in the sub-scanning direction, and has three lenses 6, 7, 10. If the first lens 6 closest to the polygon mirror 5 is designed to have the largest power in the main scanning direction and the second lens 7 closest to the scanned surface 8 has a positive power in the sub-scanning direction, Even if the fθ lens system 9 is brought closer to the polygon mirror 5 side, the main plane position in the sub-scanning direction of the fθ lens system 9 can be brought to the scanned surface 8 side, and a compact light with a low sub-scanning magnification is suppressed. A scanning device can be realized.

つまり、ポリゴンミラー５からｆθレンズ系９の前側主平面までの距離を短縮して、ｆθレンズ系９を小型化することを考えると、３枚のレンズの中で、ポリゴンミラー５に最も近い第１のレンズ６の主走査方向のパワーが最も大きいことが好ましく、副走査方向は、小型化したｆθレンズ系９の副走査方向の偏心敏感度を低減する構成として第１のレンズ６に負、第２のレンズ７に正のパワーを持たせることが好ましい。   In other words, considering that the distance from the polygon mirror 5 to the front main plane of the fθ lens system 9 is shortened to reduce the size of the fθ lens system 9, the third lens closest to the polygon mirror 5 among the three lenses. It is preferable that the power of the first lens 6 in the main scanning direction is the largest, and the sub-scanning direction is negative to the first lens 6 as a configuration that reduces the decentration sensitivity in the sub-scanning direction of the downsized fθ lens system 9. It is preferable to give the second lens 7 positive power.

また、主走査方向又は副走査方向のどちらか一方に少なくともパワーを備えた第３のレンズ１０を主走査方向又は副走査方向のどちらか一方に少なくともパワーを備えたミラー、又は主走査方向又は副走査方向のどちらか一方に少なくともパワーを備えた回折光学素子に置換しても良い。   Further, the third lens 10 having at least power in either the main scanning direction or the sub-scanning direction is replaced with a mirror having at least power in either the main scanning direction or the sub-scanning direction, or the main scanning direction or sub-scanning direction. A diffractive optical element having at least power in either of the scanning directions may be substituted.

また、本実施形態は、マルチ半導体レーザーを光源として用いたマルチビーム走査装置にも適用できる。   The present embodiment can also be applied to a multi-beam scanning device using a multi-semiconductor laser as a light source.

また、実施形態５でも実施形態１の条件式（３）、（４）、（５）、（６）、（９）〜（１４）が成立する。   Also in the fifth embodiment, the conditional expressions (3), (4), (5), (6), and (9) to (14) of the first embodiment are satisfied.

上述のような実施形態５の構成でも実施形態２と同様の効果が得られる。   The same effects as those of the second embodiment can be obtained by the configuration of the fifth embodiment as described above.

更に、図１９のように、第１のレンズ６と第２のレンズ７と第３のレンズ１０がポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離の中間点よりもポリゴンミラー５側に配置されている場合、実施形態５でも実施形態１の条件式（７）、（８）を満たす。   Further, as shown in FIG. 19, the first lens 6, the second lens 7, and the third lens 10 are closer to the polygon mirror 5 than the intermediate point of the distance from the deflection surface 5 a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8. In the fifth embodiment, the conditional expressions (7) and (8) in the first embodiment are also satisfied in the fifth embodiment.

［実施形態６］
本実施形態は、上記に示した実施形態１〜４のｆθレンズ系９が第１のレンズ６と第２のレンズ７からなる２枚系レンズに限定されない。実施形態１〜４の第１のレンズ６又は第２のレンズ７のどちらか一方を、主走査方向又は副走査方向のどちらか一方に少なくともパワーを備えた反射ミラー、又は主走査方向又は副走査方向のどちらか一方に少なくともパワーを備えた回折光学素子に置換しても良い。 [Embodiment 6]
In the present embodiment, the fθ lens system 9 of the first to fourth embodiments described above is not limited to a two-lens system lens including the first lens 6 and the second lens 7. Either one of the first lens 6 and the second lens 7 according to the first to fourth embodiments is used as a reflecting mirror having at least power in either the main scanning direction or the sub-scanning direction, or the main scanning direction or the sub-scanning. A diffractive optical element having at least power in either direction may be substituted.

また、第１のレンズ６及び第２のレンズ７の両方を反射ミラー又は回折光学素子に置換しても良い。   Further, both the first lens 6 and the second lens 7 may be replaced with a reflecting mirror or a diffractive optical element.

つまり、ｆθレンズ系９において、ポリゴンミラー５に最も近い第１の光学素子は、第１のレンズ６に限定されず、主走査方向に正のパワーを有し、副走査方向に負のパワーを有していれば、ミラー又は回折光学素子でも良い。被走査面８に最も近い第２の光学素子は、第２のレンズ７に限定されず、副走査方向に正のパワーを有していれば、ミラー又は回折光学素子でも良い。   That is, in the fθ lens system 9, the first optical element closest to the polygon mirror 5 is not limited to the first lens 6, and has a positive power in the main scanning direction and a negative power in the sub-scanning direction. If it has, it may be a mirror or a diffractive optical element. The second optical element closest to the scanned surface 8 is not limited to the second lens 7 and may be a mirror or a diffractive optical element as long as it has a positive power in the sub-scanning direction.

但し、ポリゴンミラー５に最も近い第１の光学素子の主走査方向のパワーが最も大きい必要がある。   However, the power in the main scanning direction of the first optical element closest to the polygon mirror 5 needs to be the highest.

更に、本実施形態のｆθレンズ系は、第１の光学素子と第２の光学素子からなる２枚系に限定されない。   Furthermore, the fθ lens system of the present embodiment is not limited to the two-lens system including the first optical element and the second optical element.

実施形態５のように、第１の光学素子と第２の光学素子の間に１枚以上の主走査方向又は副走査方向のどちらか一方に少なくともパワーを備えたミラー、又は主走査方向又は副走査方向のどちらか一方に少なくともパワーを備えた回折光学素子を有する光学素子、又は主走査方向又は副走査方向のどちらか一方に少なくともパワーを備えたレンズが配置されていても良い。   As in the fifth embodiment, between the first optical element and the second optical element, one or more mirrors having at least power in either the main scanning direction or the sub-scanning direction, or the main scanning direction or the sub-scanning direction. An optical element having a diffractive optical element having at least power in one of the scanning directions, or a lens having at least power in either the main scanning direction or the sub-scanning direction may be disposed.

上述のような実施形態６の構成でも実施形態１と同様の効果が得られる。   The same effects as those of the first embodiment can be obtained by the configuration of the sixth embodiment as described above.

また、本実施形態においては、第１の光学素子と第２の光学素子が、ポリゴンミラー５と被走査面８との間に配置されていれば良く、第１の光学素子と第２の光学素子がポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離の中間点よりもポリゴンミラー５側に配置されている形態に限定されない。被走査面８に最も近い第２の光学素子がポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離の中間点よりも被走査面８側に配置される形態にも本発明は適用できる。   In the present embodiment, the first optical element and the second optical element need only be disposed between the polygon mirror 5 and the surface to be scanned 8, and the first optical element and the second optical element. It is not limited to the form in which the element is arranged on the polygon mirror 5 side with respect to the intermediate point of the distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8. The present invention can also be applied to a configuration in which the second optical element closest to the scanned surface 8 is disposed closer to the scanned surface 8 than the intermediate point of the distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8. .

但し、好ましくは、副走査倍率の低減の効果を考慮すると、第１の光学素子と第２の光学素子がポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離の中間点よりもポリゴンミラー５側に配置されている形態で本発明の効果はより顕著に得られる。   However, preferably, in consideration of the effect of reducing the sub-scan magnification, the first optical element and the second optical element are more polygonal than the intermediate point of the distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8. The effect of the present invention can be obtained more remarkably in the form of being arranged on the 5 side.

また、実施形態６でも実施形態１の条件式（３）、（４）、（５）、（６）が成立する。   Also in the sixth embodiment, the conditional expressions (3), (4), (5), and (6) of the first embodiment are satisfied.

更に、第１の光学素子と第２の光学素子がポリゴンミラー５の偏向面５ａから被走査面８までの距離の中間点よりもポリゴンミラー５側に配置されている場合、実施形態６でも実施形態１の条件式（７）、（８）を満たす。   Further, when the first optical element and the second optical element are arranged on the polygon mirror 5 side with respect to the intermediate point of the distance from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 to the scanned surface 8, this is also implemented in the sixth embodiment. Conditional expressions (7) and (8) of aspect 1 are satisfied.

ポリゴンミラー５に最も近い第１の光学素子が回折光学素子である場合、主走査方向の像面湾曲を補正するために、ポリゴンミラー５側の回折光学素子の回折面の主走査方向のパワーをφｄ１、被走査面８側の回折光学素子の回折面の主走査方向のパワーをφｄ２としたとき、
φｄ１×φｄ２＜０
｜φｄ２｜＞｜φｄ１｜
なる条件を満足することが好ましい。 When the first optical element closest to the polygon mirror 5 is a diffractive optical element, the power in the main scanning direction of the diffractive surface of the diffractive optical element on the polygon mirror 5 side is set to correct curvature of field in the main scanning direction. When the power in the main scanning direction of the diffractive surface of the diffractive optical element on the scanned surface 8 side is φd2,
φd1 × φd2 <0
| Φd2 |> | φd1 |
It is preferable to satisfy the following conditions.

［画像形成装置］
図１７は、本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図１７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、実施形態１〜６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（光走査装置）１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム（光束）１０３が射出され、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. 17 is a cross-sectional view of the main part in the sub-scanning direction showing the embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 17, 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. This image data Di is input to the optical scanning unit 100 having the configuration shown in the first to sixth embodiments. The light scanning unit (light scanning device) 100 emits a light beam (light beam) 103 modulated in accordance with the image data Di, and the light beam 103 causes the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 to move in the main scanning direction. Scanned.

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の回転断面内における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. This electrostatic latent image is developed as a toner image by a developing device 107 disposed so as to abut on the photosensitive drum 101 further downstream in the rotational section 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１７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. 17), 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１７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とで構成されており、転写部から撒送されてきた用紙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. 17). 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 and has been fed from a transfer unit. The unfixed toner image on the sheet 112 is fixed by heating the sheet 112 while being pressed by the pressure contact portion between the fixing roller 113 and the pressure roller 114. 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１７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、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制御を行う。   Although not shown in FIG. 17, the print controller 111 controls not only the data conversion described above but also each part in the image forming apparatus including the motor 115 and the polygon motor in the optical scanning unit 100. Do.

各実施例によれば主走査及び副走査方向の像面湾曲、ｆθ特性、副走査倍率の均一性を良好に補正することができ、かつ副走査倍率を小さく抑えて副走査方向のピント変動に対する敏感度を低減することができる。   According to each embodiment, it is possible to satisfactorily correct the curvature of field in the main scanning and sub-scanning directions, the fθ characteristic, and the uniformity of the sub-scanning magnification, and to suppress the sub-scanning magnification to be small and to prevent the focus variation in the sub-scanning direction. Sensitivity can be reduced.

更に主走査方向の像面湾曲ならびにｆθ特性を良好に補正することができ、またコンパクトな光走査装置においても同様に前述の収差補正を良好に補正できる。   Further, it is possible to satisfactorily correct the field curvature and fθ characteristic in the main scanning direction, and it is possible to satisfactorily correct the aforementioned aberration correction even in a compact optical scanning device.

各実施例によれば主走査方向の像面湾曲ならびにｆθ特性を良好に補正することができ、またコンパクトな光走査装置においても同様に前述の収差補正を良好に補正できる。   According to each embodiment, the curvature of field and the fθ characteristic in the main scanning direction can be favorably corrected, and the above-described aberration correction can be favorably corrected even in a compact optical scanning device.

各実施例によれば主走査方向の像面湾曲ならびにｆθ特性を更に良好に補正することができ、またコンパクトな光走査装置においても同様に前述の収差補正を良好に補正できる。   According to each embodiment, the field curvature in the main scanning direction and the fθ characteristic can be corrected more satisfactorily, and the above-described aberration correction can be similarly corrected even in a compact optical scanning device.

各実施例によれば偏向手段による主走査方向の像面湾曲特性、及びｆθ特性の非対称性を補正することができる。   According to each embodiment, it is possible to correct the asymmetry of the field curvature characteristic in the main scanning direction and the fθ characteristic by the deflecting unit.

各実施例によれば偏向手段による主走査方向の像面湾曲特性、及びｆθ特性の非対称性の補正効果を大きくすることができる。   According to each embodiment, the effect of correcting the asymmetry of the field curvature characteristic in the main scanning direction and the fθ characteristic by the deflecting unit can be increased.

各実施例によれば偏向手段による副走査方向の像面湾曲特性、及び副走査倍率の非対称性を補正することができる。   According to each embodiment, it is possible to correct the field curvature characteristic in the sub-scanning direction and the asymmetry of the sub-scanning magnification by the deflecting unit.

各実施例によれば偏向手段による副走査方向の像面湾曲特性、及び副走査倍率の非対称性の補正効果を大きくすることができる。   According to each embodiment, it is possible to increase the effect of correcting the field curvature characteristics in the sub-scanning direction and the asymmetry of the sub-scanning magnification by the deflecting unit.

各実施例によれば２面以上にわたって副走査方向の曲率半径を同一方向にベンディングさせて、偏向手段による副走査方向の像面湾曲特性、及び副走査倍率の非対称性の補正効果を大きくすることができる。   According to each embodiment, the curvature radius in the sub-scanning direction is bent in the same direction over two or more surfaces, and the effect of correcting the field curvature characteristics in the sub-scanning direction and the asymmetry of the sub-scanning magnification by the deflecting unit is increased. Can do.

各実施例によれば偏向手段による主走査、副走査方向の像面湾曲特性、及びｆθ特性、副走査倍率の非対称性の補正効果を大きくすることができる。   According to each embodiment, the correction effect of the asymmetry of the main scanning, the field curvature characteristic in the sub-scanning direction, the fθ characteristic, and the sub-scanning magnification by the deflecting unit can be increased.

各実施例によれば主走査方向の広画角領域における像面湾曲、ｆθ特性を満足させることができる。   According to each embodiment, it is possible to satisfy the curvature of field and the fθ characteristic in a wide field angle region in the main scanning direction.

請求項２３，５０の発明によれば偏向手段の偏心によるジッターを補正することができる。   According to the inventions of claims 23 and 50, it is possible to correct the jitter due to the eccentricity of the deflecting means.

各実施例によればマルチビームが感光ドラム上に照射する際に生じる主走査方向のジッターを収束光束による主走査方向のジッターでキャンセルすることができる。   According to each embodiment, it is possible to cancel the jitter in the main scanning direction generated when the multi-beam is irradiated on the photosensitive drum by the jitter in the main scanning direction due to the convergent light beam.

本発明の実施形態１の要部断面図Sectional drawing of the principal part of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施形態１におけるｆθレンズ各面母線の非球面変位量を示す図The figure which shows the amount of aspherical displacement of each surface generatrix of fθ lens in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施形態１におけるｆθレンズ各面母線の非球面変位量を示す図The figure which shows the amount of aspherical displacement of each surface generatrix of fθ lens in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施形態１におけるｆθレンズ各面の副走査方向の曲率半径（子線Ｒ）を示す図The figure which shows the curvature radius (child line R) of the subscanning direction of each surface of f (theta) lens in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１におけるｆθレンズ各面の副走査方向の曲率半径（子線Ｒ）を示す図The figure which shows the curvature radius (child line R) of the subscanning direction of each surface of f (theta) lens in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１におけるｆθレンズ系の収差図Aberration diagram of fθ lens system in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施形態２の要部断面図Sectional drawing of the principal part of Embodiment 2 of this invention 本発明の実施形態２におけるｆθレンズ各面の副走査方向の曲率半径（子線Ｒ）を示す図The figure which shows the curvature radius (child line R) of the subscanning direction of each surface of f (theta) lens in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態２におけるｆθレンズ各面の副走査方向の曲率半径（子線Ｒ）を示す図The figure which shows the curvature radius (child line R) of the subscanning direction of each surface of f (theta) lens in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態２におけるｆθレンズ系の収差図Aberration diagram of fθ lens system in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施形態３の要部断面図Sectional drawing of the principal part of Embodiment 3 of this invention 本発明の実施形態３におけるｆθレンズ各面の副走査方向の曲率半径（子線Ｒ）を示す図The figure which shows the curvature radius (child line R) of the subscanning direction of each surface of f (theta) lens in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態３におけるｆθレンズ各面の副走査方向の曲率半径（子線Ｒ）を示す図The figure which shows the curvature radius (child line R) of the subscanning direction of each surface of f (theta) lens in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態３におけるｆθレンズ系の収差図Aberration diagram of fθ lens system according to Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施形態４の要部断面図Sectional drawing of the principal part of Embodiment 4 of this invention 本発明の実施形態４におけるｆθレンズ系の収差図Aberration diagram of fθ lens system according to Embodiment 4 of the present invention 本発明の光走査光学系を用いた電子写真プリンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part in the sub-scanning direction showing a configuration example of an electrophotographic printer using the optical scanning optical system of the present invention. 従来の光走査装置の要部概略図Schematic diagram of main parts of a conventional optical scanning device 本発明の実施形態５の要部断面図Sectional drawing of the principal part of Embodiment 5 of this invention

符号の説明Explanation of symbols

１，３１ 光源手段
２，４２ 集光レンズ（コリメーターレンズ）
３ 開口絞り
４ シリンドリカルレンズ
５ 偏向手段（ポリゴンミラー）
６ 第１のレンズ
７ 第２のレンズ
８ 被走査面（感光ドラム面）
９ 走査光学手段（ｆθレンズ系）
１０ 第３のレンズ
１１ 入射光学手段
１００ 光走査装置（マルチビーム走査装置）
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０７ 現像装置
１０８ 転写ローラ
１０９ 用紙カセット
１１０ 給紙ローラ
１１２ 転写材（用紙）
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１６ 排紙ローラ 1,31 Light source means 2,42 Condensing lens (collimator lens)
3 Aperture stop 4 Cylindrical lens 5 Deflection means (polygon mirror)
6 First lens 7 Second lens 8 Scanned surface (photosensitive drum surface)
9 Scanning optical means (fθ lens system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Third lens 11 Incident optical means 100 Optical scanning device (multi-beam scanning device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Photosensitive drum 102 Charging roller 103 Light beam 107 Developing device 108 Transfer roller 109 Paper cassette 110 Paper feed roller 112 Transfer material (paper)
113 Fixing roller 114 Pressure roller 116 Paper discharge roller

Claims (7)

光源手段と、前記光源手段から出射された光束を偏向走査する回転多面鏡と、前記光源手段から出射された光束を前記回転多面鏡の偏向面に入射させる入射光学手段と、前記回転多面鏡の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学手段と、を有する光走査装置において、
前記結像光学手段のｆθ係数をｋ、有効走査幅をＷとしたとき、
ｋ／Ｗ≦０．６
なる条件を満足し、
前記結像光学手段は、前記偏向手段側に配置された第１のレンズと前記被走査面側に配置された第２のレンズからなり、
前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、共に入射面及び出射面の両面がトーリック面であり、
前記第１のレンズの副走査方向のパワーが負であり、前記第２のレンズの副走査方向のパワーが正であり、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて該偏向面に入射しており、
前記第１のレンズの入射面及び出射面は、副走査方向の曲率半径が前記結像光学手段の光軸を中心として主走査方向に非対称に変化する非対称変化面であり、
前記非対称変化面は、前記結像光学手段の光軸を中心として主走査断面内において前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて前記偏向面に入射する光束側の副走査方向の曲率半径が、有効走査域全域に渡って、前記結像光学手段の光軸を中心として主走査断面内において前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて前記偏向面に入射する光束と反対側の副走査方向の曲率半径より常に大きい面であることを特徴とする光走査装置。 A light source means, a rotary polygon mirror that deflects and scans the light beam emitted from the light source means, an incident optical means that causes the light beam emitted from the light source means to enter the deflection surface of the rotary polygon mirror, and In an optical scanning device having imaging optical means for forming an image of a light beam deflected and scanned by a deflection surface on a surface to be scanned,
When the fθ coefficient of the imaging optical means is k and the effective scanning width is W,
k / W ≦ 0.6
Satisfying the conditions
The imaging optical means includes a first lens disposed on the deflecting means side and a second lens disposed on the scanned surface side,
Both the first lens and the second lens are toric surfaces on both the entrance surface and the exit surface,
The power in the sub-scanning direction of the first lens is negative, and the power in the sub-scanning direction of the second lens is positive;
In the main scanning section, the light beam incident on the deflection surface of the rotary polygon mirror is incident on the deflection surface at a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means,
The entrance surface and the exit surface of the first lens are asymmetric change surfaces in which the radius of curvature in the sub-scanning direction changes asymmetrically in the main scanning direction around the optical axis of the imaging optical means,
The asymmetric change surface is a sub-scanning direction on the light beam side incident on the deflecting surface with a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means in the main scanning section with the optical axis of the imaging optical means as the center. Is incident on the deflecting surface at a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means in the main scanning section around the optical axis of the imaging optical means over the entire effective scanning area. An optical scanning device characterized in that the surface is always larger than the radius of curvature in the sub-scanning direction on the side opposite to the luminous flux to be emitted. 光源手段と、前記光源手段から出射された光束を偏向走査する偏向手段と、前記光源手段から出射された光束を前記偏向手段の偏向面に入射させる入射光学手段と、前記偏向手段の偏向面にて偏向走査された光束を被走査面上に結像させる結像光学手段と、を有する光走査装置において、
前記偏向手段の偏向面から前記被走査面までの距離をＬ、有効走査幅をＷとしたとき、
Ｌ／Ｗ≦０．８
なる条件を満足し、
前記結像光学手段は、前記偏向手段側に配置された第１のレンズと前記被走査面側に配置された第２のレンズからなり、
前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、共に入射面及び出射面の両面がトーリック面であり、
前記第１のレンズの副走査方向のパワーが負であり、前記第２のレンズの副走査方向のパワーが正であり、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて該偏向面に入射しており、
前記第１のレンズの入射面及び出射面は、副走査方向の曲率半径が前記結像光学手段の光軸を中心として主走査方向に非対称に変化する非対称変化面であり、
前記非対称変化面は、前記結像光学手段の光軸を中心として主走査断面内において前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて前記偏向面に入射する光束側の副走査方向の曲率半径が、有効走査域全域に渡って、前記結像光学手段の光軸を中心として主走査断面内において前記結像光学手段の光軸に対して有限の角度傾いて前記偏向面に入射する光束と反対側の副走査方向の曲率半径より常に大きい面であることを特徴とする光走査装置。 A light source means, a deflection means for deflecting and scanning a light beam emitted from the light source means, an incident optical means for causing the light flux emitted from the light source means to enter the deflection surface of the deflection means, and a deflection surface of the deflection means. And an image forming optical unit that forms an image on the surface to be scanned.
When the distance from the deflecting surface of the deflecting means to the scanned surface is L and the effective scanning width is W,
L / W ≦ 0.8
Satisfying the conditions
The imaging optical means includes a first lens disposed on the deflecting means side and a second lens disposed on the scanned surface side,
Both the first lens and the second lens are toric surfaces on both the entrance surface and the exit surface,
The power in the sub-scanning direction of the first lens is negative, and the power in the sub-scanning direction of the second lens is positive;
In the main scanning section, the light beam incident on the deflection surface of the rotary polygon mirror is incident on the deflection surface at a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means,
The entrance surface and the exit surface of the first lens are asymmetric change surfaces in which the radius of curvature in the sub-scanning direction changes asymmetrically in the main scanning direction around the optical axis of the imaging optical means,
The asymmetric change surface is a sub-scanning direction on the light beam side incident on the deflecting surface with a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means in the main scanning section with the optical axis of the imaging optical means as the center. Is incident on the deflecting surface at a finite angle with respect to the optical axis of the imaging optical means in the main scanning section around the optical axis of the imaging optical means over the entire effective scanning area. An optical scanning device characterized in that the surface is always larger than the radius of curvature in the sub-scanning direction on the side opposite to the luminous flux to be emitted. 前記第２のレンズの入射面及び出射面は、副走査方向の曲率半径が前記結像光学手段の光軸を中心として主走査方向に非対称に変化する非対称変化面であることを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。 The entrance surface and the exit surface of the second lens are asymmetric change surfaces in which a radius of curvature in the sub-scanning direction changes asymmetrically in the main scanning direction about the optical axis of the imaging optical means. Item 3. The optical scanning device according to Item 1 or 2. 前記光源手段から複数の光束が出射されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1, wherein a plurality of light beams are emitted from the light source unit. 前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、前記結像光学系の光軸方向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距離の中間点よりも前記偏向手段側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の光走査装置。 The first lens and the second lens are arranged closer to the deflecting unit than an intermediate point of a distance from the deflecting surface of the deflecting unit to the scanned surface in the optical axis direction of the imaging optical system. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is a liquid crystal display device. 請求項１乃至５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束によって前記感光体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。 6. The optical scanning device according to claim 1, a photosensitive member disposed on the surface to be scanned, and electrostatic formed on the photosensitive member by a light beam scanned by the optical scanning device. A developing device that develops a 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. Image forming apparatus. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。 An optical scanning device according to claim 1, and a printer controller that converts code data input from an external device into an image signal and inputs the image signal to the optical scanning device. An image forming apparatus.
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