JP2016194675A - Optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査装置に関し、例えばレーザービームプリンタ、デジタル複写機やマルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。 The present invention relates to an optical scanning device and is suitable for an image forming apparatus such as a laser beam printer, a digital copying machine, or a multifunction printer (multifunction printer).
レーザービームプリンタ等の画像形成装置に搭載された光走査装置において、高精度な画像情報の記録を行なうためには、被走査面全域にわたって像面湾曲が良好に補正されていると共にスポット径が揃っていること、及び入射光の角度と像高とが比例関係となる歪曲収差（ｆθ特性）を有していることが求められている。
光走査装置の走査光学系の副走査断面内においては、偏向器からの発散光束を所定の倍率で被走査面に結像させる必要があり、主走査断面内に比べて屈折力が強くなる分、走査光学系で生じる収差の補正は困難となる。
さらに、画像形成装置のコンパクト化及び低コスト化に伴い、光走査装置にも低コスト化が求められている。
In an optical scanning device mounted on an image forming apparatus such as a laser beam printer, in order to record image information with high accuracy, the field curvature is corrected well over the entire scanned surface and the spot diameter is uniform. And having distortion (fθ characteristics) in which the angle of incident light and the image height are in a proportional relationship.
In the sub-scan section of the scanning optical system of the optical scanning device, it is necessary to form a divergent light beam from the deflector on the surface to be scanned at a predetermined magnification, and the refractive power becomes stronger than in the main scan section. Correction of aberrations that occur in the scanning optical system becomes difficult.
Further, with the downsizing and cost reduction of the image forming apparatus, the optical scanning apparatus is also required to reduce the cost.
特許文献１乃至３は、光走査装置において、収差等の良好な補正及び低コスト化双方の要望を両立するための手段を提案している。
特許文献１は、走査光学系を１枚のトーリックレンズで構成し、像面湾曲、歪曲収差等を良好に補正すると共に偏向器の製造誤差によるジッターや副走査方向のスポット径の像高変化の影響を低減した光走査装置を提案している。
特許文献２は、高精細な印字に適し、温度等の環境変化による性能への影響を低減する為に、走査光学系を１枚のレンズで構成し、且つ入射光学系が回折光学面を有する光走査装置を提案している。
特許文献３は、部品点数を削減しても歩留まりの向上を図ることが可能な走査光学系を提案している。
In
光走査装置において低コスト化を図るためには、走査光学系にプラスチックの射出成形によって製造されるトーリックレンズを用い、且つ一度の射出成形で得られるレンズの個数を多くすることが有効であり、その為には、レンズの長さを短くすることが有効である。しかしながら、一般に、レンズの長さを短くすることは、像面湾曲、歪曲収差等が悪化することにつながる。 In order to reduce the cost in the optical scanning device, it is effective to use a toric lens manufactured by plastic injection molding in the scanning optical system and to increase the number of lenses obtained by one injection molding, For this purpose, it is effective to shorten the lens length. However, generally, shortening the lens length leads to worsening of field curvature, distortion, and the like.
そこで本発明は、走査光学系を１枚のレンズで構成し、像面湾曲及び歪曲収差を効果的に補正することによって、高精細化及び低コスト化の両立が可能な光走査装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an optical scanning device that can achieve both high definition and low cost by configuring a scanning optical system with a single lens and effectively correcting curvature of field and distortion. For the purpose.
そこで、本発明に係る光走査装置は、光束を偏向して被走査面を主走査方向に光走査する偏向器と、偏向器によって偏向された光束を被走査面上に導光する結像光学素子と、を備え、結像光学素子のｆθ係数をｆθ、結像光学素子の焦点距離をｆs、偏向器と結像光学素子の光軸とが交わる点を原点としたときの、最軸外光束の主光線と結像光学素子の入射面との交点の光軸方向における座標をＸ1max（ｍｍ）、最軸外光束の主光線と結像光学素子の出射面との交点の光軸方向における座標をＸ2max（ｍｍ）、軸上光束の主光線と入射面との交点の光軸方向における座標をＸ10（ｍｍ）、軸上光束の主光線と出射面との交点の光軸方向における座標をＸ20（ｍｍ）、とするとき、
０．６５＜ｆθ／ｆs＜１．００
０．３０＜（Ｘ1max−Ｘ10）／（Ｘ20−Ｘ10）＜０．４９
−０．２４＜（Ｘ2max−Ｘ20）／（Ｘ20−Ｘ10）＜−０．０６
なる条件式を満たすことを特徴とする。
Accordingly, an optical scanning device according to the present invention includes a deflector that deflects a light beam and optically scans the surface to be scanned in the main scanning direction, and imaging optics that guides the light beam deflected by the deflector onto the surface to be scanned. comprising a device, and the fθ coefficient of the imaging optical element f theta, the focal length of the imaging optics f s, when the point at which the deflector and the optical axis of the imaging optical element intersects with the origin, most The coordinate in the optical axis direction of the intersection of the principal ray of the off-axis light beam and the incident surface of the imaging optical element is X 1max (mm), and the light at the intersection of the principal ray of the most off-axis light beam and the exit surface of the imaging optical element The coordinate in the axial direction is X 2max (mm), the coordinate in the optical axis direction of the intersection of the principal ray of the axial light beam and the incident surface is X 10 (mm), and the light at the intersection of the principal ray of the axial light beam and the exit surface When the coordinate in the axial direction is X 20 (mm),
0.65 <f θ / f s <1.00
0.30 <(X 1max -X 10) / (X 20 -X 10) <0.49
−0.24 <(X 2max −X 20 ) / (X 20 −X 10 ) <− 0.06
The following conditional expression is satisfied.
本発明によれば、走査光学系を適切に設計された１枚のレンズで構成することによって、高精細化及び低コスト化を両立した光走査装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical scanning device that achieves both high definition and low cost by configuring the scanning optical system with a single lens that is appropriately designed.
以下、本発明に係る光走査装置について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本発明を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。 Hereinafter, an optical scanning device according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings shown below may be drawn at a scale different from the actual scale so that the present invention can be easily understood.
なお、以下の説明において、主走査方向は、偏向器の回転軸及び光学系の光軸に垂直な方向に対応し、副走査方向は、偏向器の回転軸に平行な方向に対応する。また、主走査断面は、副走査方向に垂直な断面に対応し、副走査断面は、光学系の光軸及び副走査方向を含む断面に対応する。従って、主走査方向及び副走査断面は、光学系によって変わることに注意されたい。 In the following description, the main scanning direction corresponds to a direction perpendicular to the rotation axis of the deflector and the optical axis of the optical system, and the sub-scanning direction corresponds to a direction parallel to the rotation axis of the deflector. The main scanning section corresponds to a section perpendicular to the sub scanning direction, and the sub scanning section corresponds to a section including the optical axis of the optical system and the sub scanning direction. Therefore, it should be noted that the main scanning direction and the sub-scanning cross section vary depending on the optical system.
上述したように、光走査装置の製造コストを低減するために、走査レンズの枚数を最小限にする、すなわち、走査光学系（結像光学系）を１枚の走査レンズ（ｆθレンズ）で構成することが有効である。そして、その１枚の走査レンズを、プラスチック材料の射出成形によって製造されるトーリックレンズとし、レンズの長さ及び肉厚を低減し、一度の射出成形で取れるレンズの個数を多くする事が好ましい。 As described above, in order to reduce the manufacturing cost of the optical scanning device, the number of scanning lenses is minimized, that is, the scanning optical system (imaging optical system) is configured by one scanning lens (fθ lens). It is effective to do. The one scanning lens is preferably a toric lens manufactured by injection molding of a plastic material to reduce the length and thickness of the lens and increase the number of lenses that can be obtained by one injection molding.
走査レンズの長さ及び肉厚は、走査レンズを偏向器になるべく近づける事によって、低減させることが可能となる。
一方で、走査光学系のバックフォーカスを短くすると、所定の印字領域を確保する為に、最大像高に到達するための偏向器の回転角は大きくなり、走査レンズの大型化につながる。従って、走査レンズのサイズを低減する為には、走査レンズを偏向器になるべく近づけ、且つ、走査レンズのｆθ係数を大きくすることが好ましい。
ここで、ｆθ係数とは、走査像高ｈとポリゴン回転角θｐｍから、ｈ／（２×θｐｍ）という値で定義され、走査像高ｈとポリゴン回転角θｐｍとが比例関係にあることがわかる。偏向器によって偏向される光束が完全な平行光である場合には、ｆθ係数は走査光学系の焦点距離と一致する。偏向器によって偏向される光束の収束度を変化させることで、ｆθ係数は任意に変化させることができる。
The length and thickness of the scanning lens can be reduced by bringing the scanning lens as close as possible to the deflector.
On the other hand, if the back focus of the scanning optical system is shortened, the rotation angle of the deflector for reaching the maximum image height is increased in order to secure a predetermined printing area, leading to an increase in the size of the scanning lens. Therefore, in order to reduce the size of the scanning lens, it is preferable to bring the scanning lens as close as possible to the deflector and to increase the fθ coefficient of the scanning lens.
Here, the fθ coefficient is defined by a value of h / (2 × θpm) from the scanning image height h and the polygon rotation angle θpm, and it can be seen that the scanning image height h and the polygon rotation angle θpm are in a proportional relationship. . When the light beam deflected by the deflector is completely parallel light, the fθ coefficient coincides with the focal length of the scanning optical system. The fθ coefficient can be arbitrarily changed by changing the convergence of the light beam deflected by the deflector.
偏向器によって偏向される光束を屈折し、所定の像高に集光させるためには、走査レンズが凸の屈折力を有することが必要である。すなわち、高光学性能及び低コスト化を達成するためには、バックフォーカスの長い走査光学系において、走査レンズの凸屈折力を大きくする事が必要となる。
そこで、入射光学系による光束の収束度と走査光学系の焦点距離とのバランスを取り、更に走査レンズの非球面形状を、偏向点と、偏向される光束に対して同心円形状に近づけることによって、高光学性能及び低コスト化を両立することができる。
In order to refract the light beam deflected by the deflector and collect it at a predetermined image height, it is necessary that the scanning lens has a convex refractive power. That is, in order to achieve high optical performance and low cost, it is necessary to increase the convex refractive power of the scanning lens in a scanning optical system with a long back focus.
Therefore, by balancing the convergence of the light beam by the incident optical system and the focal length of the scanning optical system, and further bringing the aspherical shape of the scanning lens closer to a concentric shape with respect to the deflection point and the deflected light beam, Both high optical performance and low cost can be achieved.
上述のように、走査レンズを偏向器に近づけることによって、走査レンズを小型化することが可能となり、それに伴いコスト低減が可能となる。しかしながら、走査レンズを偏向器に近づけることによって、走査レンズの副走査断面内の倍率が増加する。従って、偏向器の製造誤差がある場合には、副走査断面内の印字位置ズレ（ピッチムラ）が大きくなる。このため、偏向器、走査光学系及び被走査面との間において、走査レンズの小型化と印字位置ズレとのバランスを取ることが必要となる。 As described above, by bringing the scanning lens closer to the deflector, the scanning lens can be reduced in size, and the cost can be reduced accordingly. However, by bringing the scanning lens closer to the deflector, the magnification in the sub-scan section of the scanning lens increases. Accordingly, when there is a manufacturing error of the deflector, the printing position deviation (pitch unevenness) in the sub-scanning section increases. For this reason, it is necessary to balance the downsizing of the scanning lens and the printing position deviation between the deflector, the scanning optical system, and the surface to be scanned.
さらに、走査レンズの中心肉厚についても、適切に設定する事によって、光学性能と製造コストとのバランスを取ることが必要である。 Furthermore, it is necessary to balance the optical performance and the manufacturing cost by appropriately setting the center thickness of the scanning lens.
入射光学系を構成するレンズとしては、一般的には、光源から射出される光束を主走査断面内において略平行に変換するコリメータレンズと、副走査断面内において、光束を偏向器の偏向面上に集光するために収束させるシリンダーレンズとが設けられる。これらの２つのレンズの作用は、１つのアナモフィックコリメータレンズによっても行うことが可能である。従って、コリメータレンズ及びシリンダーレンズを設ける代わりに、アナモフィックコリメータレンズを設けることによって、光走査装置のさらなる低コスト化が可能となる。さらに、アナモフィックコリメータレンズの一方の面を回折格子形状とする事で、温度変化によるピント位置のずれを補正することが可能となる。 In general, the lenses constituting the incident optical system include a collimator lens that converts a light beam emitted from a light source into a substantially parallel shape in the main scanning section, and a light beam on the deflecting surface of the deflector in the sub-scanning section. And a converging cylinder lens for focusing. The action of these two lenses can also be performed by one anamorphic collimator lens. Therefore, by providing an anamorphic collimator lens instead of providing a collimator lens and a cylinder lens, the cost of the optical scanning device can be further reduced. Furthermore, by making one surface of the anamorphic collimator lens into a diffraction grating shape, it is possible to correct a focus position shift due to a temperature change.
次に、本発明に係る光走査装置について、図面を用いて詳細に説明する。 Next, the optical scanning device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１実施形態に係る光走査装置１００の主走査断面模式図を示している。
FIG. 1 is a schematic diagram of a main scanning section of an
光走査装置１００は、光源１、アナモフィックコリメータレンズ２、開口絞り３、偏向器（ポリゴンミラー）４、走査レンズ（結像光学素子）５を備えている。
The
光源１は、例えば半導体レーザーから構成される。
アナモフィックコリメータレンズ２は、光源１から出射した光束を、主走査断面内において略平行光束に変換し、副走査断面内において偏向器４の偏向面上に集光する。なおここで、略平行光束とは、弱発散光束、弱収束光束及び平行光束を含むものとする。
開口絞り３は、入射光束の主走査方向及び副走査方向の光束幅を調整している。
なお、光源１、アナモフィックコリメータレンズ２及び開口絞り３によって、光走査装置１００の入射光学系が構成される。
The
The
The
The
偏向器４は、モータ等の不図示の駆動手段により図中の矢印Ａ方向に一定速度で回転する回転多面鏡であり、入射光学系から入射した光束を偏向反射する。
走査レンズ５は、ｆθ特性を有するｆθレンズであり、偏向器４により偏向反射された光束を被走査面６上に集光（導光）する。なお、走査レンズ５によって、光走査装置１００の結像光学系（走査光学系）が構成される。
The
The
本発明に係る光走査装置１００では、以下の条件式（１）、（２）及び（３）を満足することによって、小型化及び高光学性能双方を実現させることができる。
０．６５＜ｆθ／ｆs＜１．００ ・・・（１）
０．３０＜（Ｘ1max−Ｘ10）／（Ｘ20−Ｘ10）＜０．４９ ・・・（２）
−０．２４＜（Ｘ2max−Ｘ20）／（Ｘ20−Ｘ10）＜−０．０６ ・・・（３）
In the
0.65 <f θ / f s <1.00 (1)
0.30 <(X 1max −X 10 ) / (X 20 −X 10 ) <0.49 (2)
−0.24 <(X 2max −X 20 ) / (X 20 −X 10 ) <− 0.06 (3)
ｆθは、光走査装置１００の走査光学系のｆθ係数、ｆsは、光走査装置１００の走査光学系の焦点距離である。
Ｘ1max、Ｘ2max、Ｘ10及びＸ20は、図２に示されている座標である。すなわち、Ｘ1max（ｍｍ）は、主走査方向における最軸外像高（走査最軸外像高）における主光線が、走査レンズ５の偏向器４側の光学面（入射面）を通過する光軸方向の座標である。Ｘ2max（ｍｍ）は、走査方向における最軸外像高における光束（最軸外光束）の主光線が、走査レンズ５の被走査面６側の光学面（出射面）を通過する光軸方向の座標である。Ｘ10（ｍｍ）は、走査方向における軸上像高（走査軸上像高）における光束（軸上光束）の主光線が、走査レンズ５の偏向器４側の光学面を通過する光軸方向の座標である。Ｘ20（ｍｍ）は、走査方向における軸上像高における主光線が、走査レンズ５の被走査面６側の光学面を通過する光軸方向の座標である。なお、ここで原点は、偏向器４と軸上光束の光軸とが交わる点である。
f θ is the fθ coefficient of the scanning optical system of the
X 1max , X 2max , X 10 and X 20 are the coordinates shown in FIG. That is, X 1max (mm) is the light that the principal ray at the most off-axis image height (scanning off-axis image height) in the main scanning direction passes through the optical surface (incident surface) on the
条件式（１）は、光走査装置１００における走査光学系のｆθ係数と焦点距離との比を表している。条件式（１）の上限を超えるほど走査光学系に入射する光束が発散傾向になると、走査光学系の屈折力が強くなり、像面湾曲、ｆθ特性の光学性能が悪化する。一方で、条件式（１）の下限を超えるほど走査光学系に入射する光束が収束傾向になると、走査光学系の屈折力が弱くなり、光走査装置１００の大型化につながる。
Conditional expression (1) represents the ratio between the fθ coefficient of the scanning optical system in the
条件式（２）及び（３）は、走査光学系を構成する走査レンズ５において、走査最軸外像高及び走査軸上像高それぞれを走査光が通過する各光学面の位置の間の、光軸方向における差を示しており、各光学面の非球面形状を表している。
条件式（２）及び（３）を同時に満たすことによって、走査レンズ５の非球面形状が走査光に対して同心円方向に近づき、収差の発生を抑えて光線を走査像高に導くことが可能となる。
条件式（２）の上限及び条件式（３）の下限を超えると、主走査断面内において、走査レンズ５が両凸形状に近づく。この場合、正の屈折力が強くなり、像面湾曲、ｆθ特性等の光学性能に悪影響を与えることになる。
条件式（２）の下限及び条件式（３）の上限を超えると、主走査断面内において、走査レンズ５が両凹形状に近づく。この場合においても、像面湾曲、ｆθ特性等の光学性能に悪影響を与えることになる。
条件式（２）の上限及び条件式（３）の上限を超えると、走査レンズ５の負の屈折力が増大し、像面湾曲、ｆθ特性が悪化する。
条件式（２）の下限及び条件式（３）の下限を超えると、走査レンズ５の正の屈折力が増大し、像面湾曲、ｆθ特性が悪化する。
Conditional expressions (2) and (3) are expressed in the
By satisfying the conditional expressions (2) and (3) simultaneously, the aspherical shape of the
When the upper limit of conditional expression (2) and the lower limit of conditional expression (3) are exceeded, the
If the lower limit of conditional expression (2) and the upper limit of conditional expression (3) are exceeded, the
If the upper limit of conditional expression (2) and the upper limit of conditional expression (3) are exceeded, the negative refractive power of the
If the lower limit of conditional expression (2) and the lower limit of conditional expression (3) are exceeded, the positive refractive power of the
また、本発明に係る光走査装置１００は、以下の条件式（１）’、（２）’及び（３）’を満足することがより好ましい。
０．７５＜ｆθ／ｆs＜０．９５ ・・・（１）’
０．３０＜（Ｘ1max−Ｘ10）／（Ｘ20−Ｘ10）＜０．４７ ・・・（２）’
−０．２２＜（Ｘ2max―Ｘ20）／（Ｘ20−Ｘ10）＜−０．０７ ・・・（３）’
In addition, the
0.75 <f θ / f s <0.95 (1) ′
0.30 <(X 1max -X 10) / (X 20 -X 10) <0.47 ··· (2) '
−0.22 <(X 2max −X 20 ) / (X 20 −X 10 ) <− 0.07 (3) ′
本発明に係る光走査装置１００は、条件式（１）、（２）及び（３）を満たすことに加えて、更に以下の条件式（４）、（５）及び（６）を満たすことが好ましい。
０．２０≦Ｔ２／Ｓｋ≦０．３０ ・・・（４）
０．０５≦ｄ／ｆθ≦０．０８ ・・・（５）
３．０＜｜βｓ｜＜４．０ ・・・（６）
In addition to satisfying conditional expressions (1), (2), and (3), the
0.20 ≦ T2 / Sk ≦ 0.30 (4)
0.05 ≦ d / f θ ≦ 0.08 (5)
3.0 <| βs | <4.0 (6)
Ｔ２は、偏向器４の偏向面から、走査レンズ５の被走査面６側の光学面までの距離である。Ｓｋは、走査レンズ５の被走査面６側の光学面から、被走査面６までの距離である。ｄは、走査レンズ５の肉厚である。βｓは、走査光学系の副走査断面内における近軸横倍率である。
T2 is the distance from the deflecting surface of the
条件式（４）は、走査レンズ５の位置に関する条件式を表している。条件式（４）の上限を超えるほど走査レンズ５が被走査面６に近くなると、走査レンズ５の長さが大きくなり、一度の射出成形で取れるレンズの個数が少なくなり、低コスト化の弊害となる。一方で、条件式（４）の下限を超えるほど走査レンズ５が偏向器４に近くなると、副走査倍率の増加に伴う印字位置ずれの敏感度が大きくなる。
Conditional expression (4) represents a conditional expression regarding the position of the
条件式（５）は、走査レンズ５の肉厚に関する条件式である。条件式（５）の上限を超えるほど走査レンズ５の肉厚が大きくなると、一度の射出成形で取れるレンズの個数が少なくなり、低コスト化の弊害となる。一方で、条件式（５）の下限を超えるほど走査レンズ５の肉厚が小さくなると、走査レンズ５の屈折力分担が大きくなり、像面湾曲、ｆθ特性等の光学性能を良好に保つことが困難となる。
Conditional expression (5) is a conditional expression regarding the thickness of the
条件式（６）は、走査光学系の副走査断面内における近軸横倍率、所謂副走査倍率に関する条件式である。条件式（６）の上限を超えるほど副走査倍率が大きくなると、印字位置ずれの敏感度が高くなる。一方で、条件式（６）の下限を超えるほど副走査倍率が小さくなると、走査レンズ５が大きくなり、一度の射出成形で取れるレンズの個数が少なくなり、低コスト化の弊害となる。
Conditional expression (6) is a conditional expression regarding the paraxial lateral magnification in the sub-scanning section of the scanning optical system, so-called sub-scanning magnification. If the sub-scanning magnification increases as the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the sensitivity of print position deviation increases. On the other hand, if the sub-scanning magnification becomes smaller as the lower limit of conditional expression (6) is exceeded, the
また、本発明に係る光走査装置１００は、以下の条件式（４）’、（５）’及び（６）’を満足することがより好ましい。
０．２３≦Ｔ２／Ｓｋ≦０．２８ ・・・（４）’
０．０６≦ｄ／ｆθ≦０．０７ ・・・（５）’
３．２＜｜βｓ｜＜３．８ ・・・（６）’
Further, it is more preferable that the
0.23 ≦ T2 / Sk ≦ 0.28 (4) ′
0.06 ≦ d / f θ ≦ 0.07 (5) ′
3.2 <| βs | <3.8 (6) ′
表１は、光走査装置１００を構成する各光学部材に関する数値を示している。以下、表１に記載の数値に基づく光走査装置１００を数値実施例１と称する。
Table 1 shows numerical values relating to the optical members constituting the
また、表２は、光走査装置１００を構成する、数値実施例１とは異なる構造を有する各光学部材に関する数値を示している。以下、表２に記載の数値に基づく光走査装置１００を数値実施例２と称する。
Table 2 shows numerical values relating to each optical member having a structure different from that of the numerical value example 1 constituting the
なお、表１及び表２において、回転中心座標は、偏向器と像高０の軸上主光線との交点を原点として示されている。また、「Ｅ−Ｎ」は、１０―Nを示している。 In Tables 1 and 2, the rotation center coordinates are shown with the intersection point between the deflector and the axial principal ray having an image height of 0 as the origin. Further, “E-N” indicates 10 −N .
また、光軸方向をＸ軸、主走査方向をＹ軸、副走査方向をＺ軸としたときの走査レンズ５の母線方向の非球面形状は、以下の式（７）で表される。数値実施例１及び数値実施例２に係る走査レンズ５の曲率半径Ｒ、離心率Ｋ、及び非球面係数Ｂ４乃至Ｂ１６はそれぞれ、表１及び表２に記載されている。
The aspherical shape in the generatrix direction of the
また、走査レンズ５の子線方向の非球面形状は、以下の式（８）で表される。数値実施例１及び数値実施例２に係る走査レンズ５の曲率半径ｒ、及び非球面係数Ｅ２乃至Ｅ１６はそれぞれ、表１及び表２に記載されている。
The aspherical shape of the
数値実施例１及び数値実施例２に係る光走査装置１００では、走査レンズ５は正の屈折力を有しており、プラスチックで構成されている。
また、数値実施例１及び数値実施例２の走査レンズ５は、副走査断面内の曲率が、主走査断面内の曲率とは異なる、所謂トーリックレンズで構成されている。数値実施例１及び数値実施例２の走査レンズ５の副走査倍率はそれぞれ、−３．４及び−３．７となっている。
In the
Further, the
表３は、本発明の数値実施例１及び数値実施例２に係る光走査装置１００、及び特許文献１の実施例１に係る光走査装置における上述した条件式（１）乃至（６）との対応を示している。
Table 3 shows the conditional expressions (1) to (6) in the
表３に示されるように、特許文献１の実施例１に係る光走査装置とは異なり、本発明の数値実施例１及び数値実施例２に係る光走査装置１００は、条件式（１）乃至（６）全てを満たしていることがわかる。
特に、特許文献１の実施例１に係る光走査装置における条件式（４）の値は０．４１であり、これは、走査光学系が被走査面側にあることを意味している。すなわち、本発明の数値実施例１及び数値実施例２に係る光走査装置１００の走査光学系が、従来の光走査装置よりも偏向器側に位置しており、十分に小型化が図られている事を意味している。
As shown in Table 3, unlike the optical scanning device according to Example 1 of
In particular, the value of conditional expression (4) in the optical scanning device according to Example 1 of
図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、数値実施例１に係る光走査装置１００における主走査方向の像面湾曲と像高との関係、及び像高の主走査方向のずれと像高との関係（ｆθ特性）を示している。
同様に、図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、数値実施例２に係る光走査装置１００における主走査方向の像面湾曲と像高との関係、及び像高の主走査方向のずれと像高との関係（ｆθ特性）を示している。
図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、数値実施例１及び数値実施例２に係る光走査装置１００いずれにおいても、良好な収差、特性となっていることがわかる。
3A and 3B respectively show the relationship between the field curvature in the main scanning direction and the image height, and the deviation in the main scanning direction and the image height in the
Similarly, FIGS. 4A and 4B respectively show the relationship between the curvature of field in the main scanning direction and the image height and the deviation of the image height in the main scanning direction in the
As shown in FIG. 3A, FIG. 3B, FIG. 4A, and FIG. 4B, both the
図５は、本発明に係る光走査装置（光走査ユニット）１００が搭載された画像形成装置１０４の要部断面図を示している。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of an
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から出力されたコードデータＤｃが入力される。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。画像データ（画像信号）Ｄｉは、光走査ユニット１００に入力される。
光走査ユニット１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１０３が射出され、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。
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、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。感光ドラム１０１は、上述の被走査面６の位置に配置されていると考えることができる。
The code data Dc output from the
From the
The
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の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、光ビーム１０３の照射位置よりもさらに感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１０１に当接するように配設された現像器１０７によってトナー像として現像される。
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５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の端部には、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。
As described above, the
The toner image developed by the developing
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の後方（図５において左側）の定着器１１８へと搬送される。定着器１１８は内部に定着ヒータ（不図示）を有する定着ローラ１１３と、定着ローラ１１３に圧接するように配設された加圧ローラ１１４とで構成されている。転写部から搬送されてきた用紙１１２が定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４の圧接部にて加圧されながら加熱されることにより、用紙１１２上の未定着トナー像は定着される。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１０４の外に排出せしめる。
As described above, the
なお、プリンタコントローラ１１１は、画像データの変換だけでなく、モータ１１５をはじめ画像形成装置１０４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。
The
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary of this invention.
４ 偏向器
５ 走査レンズ（結像光学素子）
６ 被走査面
１００ 光走査装置
4
6 Scanned
Claims (6)
前記結像光学素子のｆθ係数をｆθ、前記結像光学素子の焦点距離をｆs、前記偏向器と前記結像光学素子の光軸とが交わる点を原点としたときの、最軸外光束の主光線と前記結像光学素子の入射面との交点の光軸方向における座標をＸ1max（ｍｍ）、最軸外光束の主光線と前記結像光学素子の出射面との交点の光軸方向における座標をＸ2max（ｍｍ）、軸上光束の主光線と前記入射面との交点の光軸方向における座標をＸ10（ｍｍ）、軸上光束の主光線と前記出射面との交点の光軸方向における座標をＸ20（ｍｍ）、とするとき、
０．６５＜ｆθ／ｆs＜１．００
０．３０＜（Ｘ1max−Ｘ10）／（Ｘ20−Ｘ10）＜０．４９
−０．２４＜（Ｘ2max−Ｘ20）／（Ｘ20−Ｘ10）＜−０．０６
なる条件式を満たすことを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device comprising: a deflector that deflects a light beam and optically scans a scanned surface in a main scanning direction; and an imaging optical element that guides the light beam deflected by the deflector onto the scanned surface. There,
The most off-axis when the fθ coefficient of the imaging optical element is f θ , the focal length of the imaging optical element is f s , and the point where the deflector and the optical axis of the imaging optical element intersect is the origin. The coordinate in the optical axis direction of the intersection between the principal ray of the luminous flux and the incident surface of the imaging optical element is X 1max (mm), and the light at the intersection of the principal ray of the most off-axis luminous flux and the exit surface of the imaging optical element. The coordinate in the axial direction is X 2max (mm), the coordinate in the optical axis direction of the intersection of the principal ray of the axial light beam and the incident surface is X 10 (mm), and the intersection of the principal ray of the axial light beam and the exit surface When the coordinate in the optical axis direction is X 20 (mm),
0.65 <f θ / f s <1.00
0.30 <(X 1max -X 10) / (X 20 -X 10) <0.49
−0.24 <(X 2max −X 20 ) / (X 20 −X 10 ) <− 0.06
An optical scanning device characterized by satisfying the following conditional expression:
０．２０≦Ｔ２／Ｓｋ≦０．３０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。 When the distance from the deflection surface of the deflector to the exit surface is T2, and the distance from the exit surface to the scanned surface is Sk,
0.20 ≦ T2 / Sk ≦ 0.30
The optical scanning device according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
０．０５≦ｄ／ｆθ≦０．０８
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。 When the thickness of the imaging optical element is d,
0.05 ≦ d / f θ ≦ 0.08
The optical scanning device according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
３．０＜｜βｓ｜＜４．０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。 When the paraxial lateral magnification in the sub-scan section of the imaging optical element is βs,
3.0 <| βs | <4.0
The optical scanning device according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
該光走査装置によって前記被走査面に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、
現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、
転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An optical scanning device according to any one of claims 1 to 4,
A developing unit that develops, as a toner image, an electrostatic latent image formed on the surface to be scanned by the optical scanning device;
A transfer device for transferring the developed toner image to a transfer material;
A fixing device for fixing the transferred toner image to the transfer material;
An image forming apparatus comprising:
外部機器から出力され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するプリンタコントローラをさらに備えることを特徴とする画像形成装置。 An optical scanning device according to any one of claims 1 to 4,
An image forming apparatus, further comprising: a printer controller that converts code data output from an external device into an image signal and inputs the image signal to the optical scanning device.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6429944B1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-11-28 | キヤノン株式会社 | Optical scanning device and image forming apparatus having the same |
| WO2020183707A1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | ナルックス株式会社 | Scanning optical system and scanning lens |
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