JP3533902B2 - Scan lens system - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、走査レンズ系に関
するものであり、更に詳しくは、プリンター，ファクシ
ミリ等に用いる走査レンズ系に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning lens system, and more particularly to a scanning lens system used in printers, facsimiles and the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】光学要素が副走査方向に並んで配置され
た走査レンズ系が、特開平１−１６４９１７号公報，特
開平２−１６７５２１号公報，特開昭６４−７２１１８
号公報で提案されている。特開平２−１６７５２１号公
報，特開昭６４−７２１１８号公報で提案されている走
査レンズ系では、１つの光路中の２つの光学部品が一体
的に構成されている。これに対し、特開平１−１６４９
１７号公報で提案されている走査レンズ系では、２つの
レーザー光源とそれぞれ対応するように、同じ形状のレ
ンズが副走査方向に重なって配置されている。これによ
り、各レーザー光源から発せられたレーザービームは、
重ね合わされることなく別光路を構成し、被走査面上で
それぞれ結像する。2. Description of the Related Art A scanning lens system in which optical elements are arranged side by side in the sub-scanning direction is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-164917, 2-167521, and 64-72118.
It has been proposed in the publication. In the scanning lens system proposed in JP-A-2-167521 and JP-A-64-72118, two optical components in one optical path are integrally formed. On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 1-1649
In the scanning lens system proposed in Japanese Patent Publication No. 17, the lenses of the same shape are arranged so as to overlap in the sub-scanning direction so as to correspond to the two laser light sources. As a result, the laser beam emitted from each laser light source is
Separate optical paths are formed without being superposed, and images are formed on the surface to be scanned.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】特開平１−１６４９１
７号公報で提案されている走査レンズ系によると、２本
のレーザービームの間隔がレーザー光源の間隔だけ離れ
てしまう。このようにビーム間隔が広いと、感光体ドラ
ムの回転ムラ等の影響によってピッチムラ等が発生しや
すい。また、各光路が別体の光学要素で構成されている
ため、ビーム位置精度が低く、ビーム間隔が安定しにく
い。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
According to the scanning lens system proposed in Japanese Patent Publication No. 7, the two laser beams are separated by the distance between the laser light sources. If the beam interval is wide in this way, pitch unevenness or the like is likely to occur due to the effect of uneven rotation of the photosensitive drum or the like. Further, since each optical path is composed of separate optical elements, the beam position accuracy is low and the beam interval is difficult to stabilize.

【０００４】本発明は上記のような点に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ビーム間隔の狭い走査を良
好かつ安定なビーム位置精度で行うことができる走査レ
ンズ系を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a scanning lens system capable of performing scanning with a narrow beam interval with good and stable beam position accuracy. It is in.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明の走査レンズ系は、偏向された複数のビ
ームを被走査面上で結像走査させる走査レンズ系であっ
て、当該走査レンズ系が、前記複数のビームのそれぞれ
に対応するように副走査方向に並んだ複数の拡張トーリ
ック面から成る形状の光学面を備え、前記複数の拡張ト
ーリック面が走査面に平行な面に対して対称な形状であ
るとともに、各拡張トーリック面の母線が走査面に垂直
な方向にねじれており、さらに、前記各拡張トーリック
面の母線間隔が、走査角が大きくなるにつれて小さくな
ることを特徴とする。In order to achieve the above object, the scanning lens system of the first invention is a scanning lens system for image-forming and scanning a plurality of deflected beams on a surface to be scanned. The scanning lens system is provided with an optical surface formed of a plurality of expanded toric surfaces arranged in the sub-scanning direction so as to correspond to each of the plurality of beams, and the plurality of expanded toric surfaces are parallel to the scanning surface. as well as a symmetrical shape for generatrix of each extended toric surface are twisted in a direction perpendicular to the scanning surface, further wherein each expansion toric
It is characterized in that the generatrix spacing of the surface becomes smaller as the scanning angle becomes larger .

【０００６】第２の発明の走査レンズ系は、上記第１の
発明の構成において、前記光学面以外の面が、平面，軸
対称面，トーリック面又はシリンダ面であることを特徴
とする。The scanning lens system of the second invention is the same as the first lens system .
In the structure of the invention, a surface other than the optical surface is a plane or an axis.
Plane of symmetry, a toric surface or cylindrical surface der Rukoto characterized.

【０００７】第３の発明の走査レンズ系は、上記第１又
は第２の発明の構成において、一方の面が前記光学面で
あり、その反対側の面が平面，軸対称面，トーリック面
又はシリンダ面である、レンズを有することを特徴とす
る。In the scanning lens system of the third invention, in the constitution of the first or second invention, one surface is the optical surface.
Yes, the opposite surface is a plane, axisymmetric surface, toric surface
Or cylinder surface, characterized Rukoto that having a lens.

【０００８】第４の発明の走査レンズ系は、上記第１，
第２又は第３の発明の構成において、樹脂で一体成形さ
れ、かつ、前記光学面が設けられたレンズを有すること
を特徴とする。The scanning lens system according to the fourth aspect of the present invention comprises
In the configuration of the second or third invention, the resin is integrally molded.
And a lens provided with the optical surface .

【０００９】[0009]

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した走査レン
ズ系を、図面を参照しつつ説明する。図１に、第１の実
施の形態が用いられた走査光学系の概略構成を示す。こ
の走査光学系は、２つのレーザー光源１と，２つの集光
レンズ(又はコリメータレンズ)２と，１つのシリンドリ
カルレンズ３と，１つのポリゴンミラー(偏向器)４と，
第１走査レンズ５及び第２走査レンズ６から成る走査レ
ンズ系と，を備えている。さらに、書き出し位置検出用
のレーザービームを集光させるＳＯＳ(Start Of Scanni
ng)レンズ８と、集光レンズ８で集光されたレーザービ
ームを受光するＳＯＳセンサ９と、が配置されている。
なお、第１走査レンズ５の光軸ＡＸ方向をX軸方向、主
走査方向をY軸方向、副走査方向をZ軸方向として、X,Y,
Z軸方向が互いに直交するものとする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A scanning lens system embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a scanning optical system in which the first embodiment is used. This scanning optical system includes two laser light sources 1, two condenser lenses (or collimator lenses) 2, one cylindrical lens 3, one polygon mirror (deflector) 4,
And a scanning lens system including a first scanning lens 5 and a second scanning lens 6. In addition, SOS (Start Of Scanni
ng) lens 8 and SOS sensor 9 that receives the laser beam condensed by condenser lens 8 are arranged.
The optical axis AX of the first scanning lens 5 is the X-axis direction, the main scanning direction is the Y-axis direction, and the sub-scanning direction is the Z-axis direction.
It is assumed that the Z-axis directions are orthogonal to each other.

【００１１】各レーザー光源１から発せられたレーザー
ビームは、集光レンズ２とシリンドリカルレンズ３を通
過した後、ポリゴンミラー４で偏向反射される。ポリゴ
ンミラー４で偏向反射された各レーザービームは、被走
査面(感光体ドラム)７上で主・副走査方向について集光
するとともに、被走査面７上をほぼ等速度で移動するこ
とにより、画像(潜像)を形成する。A laser beam emitted from each laser light source 1 passes through a condenser lens 2 and a cylindrical lens 3 and is deflected and reflected by a polygon mirror 4. Each laser beam deflected and reflected by the polygon mirror 4 is focused on the surface to be scanned (photosensitive drum) 7 in the main and sub-scanning directions and moves on the surface to be scanned 7 at substantially the same speed. Form an image (latent image).

【００１２】図２に、第２走査レンズ６の外観を示し、
図３(Ａ)に第２走査レンズ６の副走査断面を示し、図３
(Ｂ)に第２走査レンズ６を被走査面７側から見た正面を
示す。図２，図３から分かるように、第２走査レンズ６
の被走査面７側の面は、２本のレーザービームのそれぞ
れに対応するように副走査方向(Z軸方向)に並んだ２つ
の拡張トーリック面６ａ，６ｂから成る形状を有してい
る。FIG. 2 shows the appearance of the second scanning lens 6,
FIG. 3A shows a sub-scanning section of the second scanning lens 6, and FIG.
(B) shows the front view of the second scanning lens 6 as viewed from the surface 7 to be scanned. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the second scanning lens 6
The surface on the side of the surface 7 to be scanned has a shape including two extended toric surfaces 6a and 6b arranged in the sub-scanning direction (Z-axis direction) so as to correspond to the two laser beams, respectively.

【００１３】図３中、Ｌは拡張トーリック面６ａと拡張
トーリック面６ｂとの境界線、Ｌａは拡張トーリック面
６ａの母線、Ｌｂは拡張トーリック面６ｂの母線であ
る。また、シリンドリカルレンズ３と、第１走査レンズ
５と、拡張トーリック面６ａ，６ｂの反対側面(すなわ
ち、第２走査レンズ６のビーム入射側面)と、は共軸光
学系を成しており、第１走査レンズ５の光軸ＡＸは各面
の回転対称軸と一致している。In FIG. 3, L is a boundary line between the expanded toric surface 6a and the expanded toric surface 6b, La is a generatrix of the expanded toric surface 6a, and Lb is a generatrix of the expanded toric surface 6b. Further, the cylindrical lens 3, the first scanning lens 5, and the opposite side surfaces of the extended toric surfaces 6a and 6b (that is, the beam incident side surface of the second scanning lens 6) form a coaxial optical system. The optical axis AX of the one-scan lens 5 coincides with the rotational symmetry axis of each surface.

【００１４】図４に、第１の実施の形態が用いられた走
査光学系の副走査断面を示す。各レーザー光源１内には
カバーガラス(不図示)が内蔵されており、図４中、si(i
=1,2,3,...)が付された面は、各レーザー光源１内の発
光点(不図示)側から数えてi番目の面である。また、*印
が付された面siは非球面、#印が付された面siは拡張ト
ーリック面であり、２つの拡張トーリック面６ａ，６ｂ
から成る面s11以外の面は、平面，軸対称面，トーリッ
ク面又はシリンダ面である。第１の実施の形態では、各
レーザー光源１から放射され集光レンズ２を通過したレ
ーザービームが、シリンドリカルレンズ３の軸外を通過
するため、ポリゴンミラー４の反射面s7に対して斜入射
する。FIG. 4 shows a sub-scan section of the scanning optical system in which the first embodiment is used. A cover glass (not shown) is built in each laser light source 1, and in FIG.
= 1,2,3, ...) is the i-th surface counted from the light emitting point (not shown) side in each laser light source 1. The surface si marked with * is an aspherical surface, and the surface si marked with # is an expanded toric surface, and the two expanded toric surfaces 6a and 6b.
The planes other than the plane s11 are planes, axisymmetric planes, toric planes, or cylinder planes. In the first embodiment, the laser beam emitted from each laser light source 1 and passing through the condenser lens 2 passes off the axis of the cylindrical lens 3, so that it obliquely enters the reflecting surface s7 of the polygon mirror 4. .

【００１５】図３から分かるように、２つの拡張トーリ
ック面６ａ，６ｂは、走査面(XY平面)に平行な面(境界
線Ｌと光軸ＡＸとを含む平面)に対して対称な形状(つま
り、母線Ｌａと母線Ｌｂとが境界線Ｌに対して対称)で
あって、走査角が大きくなるにつれて母線Ｌａ，Ｌｂの
間隔が小さくなるような形状になっている。また、各拡
張トーリック面６ａ，６ｂは、走査面(XY平面)に対して
垂直方向(副走査方向)に偏心しており、各拡張トーリッ
ク面６ａ，６ｂの母線Ｌａ，Ｌｂは副走査方向にねじれ
ている。As can be seen from FIG. 3, the two extended toric surfaces 6a and 6b are symmetrical with respect to a plane (plane including the boundary line L and the optical axis AX) parallel to the scanning plane (XY plane). That is, the generatrix La and the generatrix Lb are symmetrical with respect to the boundary line L), and the distance between the generatrixes La and Lb decreases as the scanning angle increases. The expanded toric surfaces 6a and 6b are eccentric in the vertical direction (sub-scanning direction) with respect to the scanning surface (XY plane), and the generatrixes La and Lb of the expanded toric surfaces 6a and 6b are twisted in the sub-scanning direction. ing.

【００１６】各拡張トーリック面６ａ，６ｂは、副走査
方向の屈折力が最も大きく、また上記のように、各拡張
トーリック面６ａ，６ｂに偏心及び各母線Ｌａ，Ｌｂの
ねじれを持っている。このため、第２走査レンズ６上で
副走査方向に離れた２本のレーザービームを、被走査面
７上でのレーザービームの傾きを抑えながら、被走査面
７上では近接の位置にもっていくことが可能である。し
たがって、被走査面７上でのビーム間隔を画素の間隔と
ほぼ等しくすることができ、さらに、その時に発生する
ボウと呼ばれる走査ラインの副走査方向の曲がりを補正
することができる。The expanded toric surfaces 6a and 6b have the largest refractive power in the sub-scanning direction, and as described above, the expanded toric surfaces 6a and 6b have the eccentricity and the twists of the generatrix lines La and Lb. Therefore, the two laser beams distant from each other in the sub-scanning direction on the second scanning lens 6 are brought close to each other on the scanned surface 7 while suppressing the inclination of the laser beam on the scanned surface 7. It is possible. Therefore, the beam interval on the surface 7 to be scanned can be made substantially equal to the pixel interval, and further, the bending of the scanning line in the sub-scanning direction, which is called bow at that time, can be corrected.

【００１７】第２走査レンズ６のビーム入射側面s10
は、副走査方向(Z軸方向)の屈折力が小さくなってい
る。このように副走査方向に屈折力の小さい面を、２本
のレーザービームに共用することによって、加工精度が
安定し、性能のバラツキ等が抑えられる。また、上下２
段に拡張トーリック面形状を有する第２走査レンズ６
は、樹脂で一体成形されている。このように拡張トーリ
ック面６ａ，６ｂの形状を一体的に作ると、組立等の相
対的な位置誤差が発生しなくなるため、それぞれの走査
位置・間隔を高い精度で安定させることができる。Beam incident side surface s10 of the second scanning lens 6
Has a small refractive power in the sub-scanning direction (Z-axis direction). By thus sharing the surface having a small refractive power in the sub-scanning direction with the two laser beams, the processing accuracy is stabilized and variations in performance are suppressed. Also, up and down 2
Second scanning lens 6 having extended toric surface shape in step
Are integrally molded of resin. When the shapes of the expanded toric surfaces 6a and 6b are integrally formed in this way, relative positional errors due to assembly and the like do not occur, so that the respective scanning positions / intervals can be stabilized with high accuracy.

【００１８】図５に、第２の実施の形態が用いられた走
査光学系の副走査断面を示す。第２の実施の形態は、各
レーザービームに対応するように副走査方向に並んだ２
つのシリンドリカルレンズ３Ｗが用いられているほか
は、第１の実施の形態と同様に構成されている。各レー
ザー光源１から放射され集光レンズ２を通過したレーザ
ービームが、それぞれシリンドリカルレンズ３Ｗの軸上
を通過するため、レーザービームは２本共ポリゴンミラ
ー４の反射面に対して平行に入射する。FIG. 5 shows a sub-scan section of a scanning optical system in which the second embodiment is used. In the second embodiment, two laser beams are arranged in the sub-scanning direction so as to correspond to each laser beam.
The configuration is similar to that of the first embodiment, except that one cylindrical lens 3W is used. The laser beams emitted from the respective laser light sources 1 and passing through the condenser lens 2 respectively pass on the axis of the cylindrical lens 3W, so that the two laser beams are incident parallel to the reflecting surface of the two polygon mirrors 4.

【００１９】図６に、第１の比較例が用いられた走査光
学系の副走査断面を示す。第１の比較例は、第２走査レ
ンズ６Ａが用いられているほかは、第１の実施の形態と
同様に構成されている。この第２走査レンズ６Ａの被走
査面７側面は、拡張トーリック面のようにアナモフィッ
クで副走査方向に大きな屈折力を持つ面である。したが
って、その母線から大きく離れた位置を各レーザービー
ムが通過することになり、このため、被走査面７上では
各レーザービームに傾きが生じてしまう。FIG. 6 shows a sub-scan section of the scanning optical system in which the first comparative example is used. The first comparative example has the same configuration as that of the first embodiment except that the second scanning lens 6A is used. The side surface 7 to be scanned of the second scanning lens 6A is an anamorphic surface having a large refractive power in the sub-scanning direction, such as an extended toric surface. Therefore, each laser beam passes through a position greatly apart from the generatrix line, and therefore each laser beam is tilted on the surface 7 to be scanned.

【００２０】図７に、第２の比較例が用いられた走査光
学系の副走査断面を示す。第２の比較例は、各レーザー
ビームに対応するように副走査方向に並んだ２つの第１
走査レンズ５Ｗ及び第２走査レンズ６Ｗが用いられてい
るほかは、第２の実施の形態と同様に構成されている。
このように、２本の光路が平行に配置される光学系にお
いては、ポリゴンミラー４の反射面のZ軸方向の幅が大
きくなるため、精度が出しにくく、コストが高くなる。
さらに、走査レンズ系がレーザー光源１の数だけ必要に
なるため、加工上の形状精度を揃えたりビーム位置精度
を相対的に調整したりすることが必要になる。また性能
面においても、被走査面７上でのビーム間隔が広くなる
ため、感光体ドラムの回転ムラによってピッチムラが発
生しやすくなる。FIG. 7 shows a sub-scan section of a scanning optical system in which the second comparative example is used. The second comparative example includes two first lasers arranged in the sub-scanning direction so as to correspond to the respective laser beams.
The configuration is similar to that of the second embodiment except that the scanning lens 5W and the second scanning lens 6W are used.
As described above, in the optical system in which the two optical paths are arranged in parallel, the width of the reflecting surface of the polygon mirror 4 in the Z-axis direction becomes large, which makes it difficult to obtain accuracy and increases the cost.
Further, since the scanning lens system is required for the number of laser light sources 1, it is necessary to make uniform the shape accuracy in processing and relatively adjust the beam position accuracy. Also in terms of performance, since the beam interval on the surface 7 to be scanned becomes wide, pitch unevenness easily occurs due to uneven rotation of the photosensitive drum.

【００２１】[0021]

【実施例】以下、本発明を実施した走査レンズ系の構成
を、コンストラクションデータ(片側光路の光学系のコ
ンストラクションデータ)等を挙げて、更に具体的に説
明する。ここで挙げる実施例は、前述した第１の実施の
形態を備えた走査光学系に対応しており、第１の実施の
形態を表すレンズ構成図(図１〜図４)は、以下に示す実
施例のレンズ構成をそれぞれ示している。EXAMPLES The configuration of the scanning lens system embodying the present invention will be described more specifically below with reference to the construction data (construction data of the optical system of the one-sided optical path) and the like. The examples given here correspond to the scanning optical system having the first embodiment described above, and the lens configuration diagrams (FIGS. 1 to 4) showing the first embodiment are shown below. Each lens configuration of the examples is shown.

【００２２】コンストラクションデータ中、si(i=1,2,・
・・)はレーザー光源１の発光点(不図示)側から数えてi番
目の面、ri(i=1,2,・・・)はi番目の面siの曲率半径、r5M
は５番目の面s5の主走査方向の曲率半径、r5Sは５番目
の面s5の副走査方向の曲率半径、di(i=1,2,・・・)はレー
ザー光源１の発光点側から数えてi番目の面間隔、Ni(i=
1,2,・・・)はレーザー光源１の発光点側から数えてi番目
のレンズの、波長780nmのレーザービームに対する屈折
率である。また、ODはレーザー光源１の発光点から第１
面s1までの距離であり、λは設計波長である。第４面s4
の平行偏心データ及び第１１面s11の平行偏心・傾き偏
心データを併せて示す。ZPは光軸ＡＸを基準としたZ軸
方向への平行偏心量であり、XQ,ZQはY軸回りの傾き偏心
量であり、XQがX軸方向への射影、ZQがZ軸方向への射影
である。In the construction data, si (i = 1,2 ,.
・ ・) Is the i-th surface counted from the emission point (not shown) side of the laser light source 1, ri (i = 1,2, ...) is the radius of curvature of the i-th surface si, r5M
Is the radius of curvature of the fifth surface s5 in the main scanning direction, r5S is the radius of curvature of the fifth surface s5 in the sub-scanning direction, and di (i = 1,2, ...) From the light emitting point side of the laser light source 1. The i-th surface spacing, Ni (i =
(1, 2, ...) is the refractive index of the ith lens counted from the light emitting point side of the laser light source 1 with respect to the laser beam having a wavelength of 780 nm. The OD is the first from the emission point of the laser light source 1.
Is the distance to the surface s1 and λ is the design wavelength. 4th surface s4
The parallel eccentricity data and the parallel eccentricity / tilt eccentricity data of the eleventh surface s11 are also shown. ZP is the parallel eccentricity in the Z-axis direction with respect to the optical axis AX, XQ and ZQ are the tilt eccentricities around the Y-axis, XQ is the projection in the X-axis direction, and ZQ is the Z-axis direction. It is a projection.

【００２３】*印が付された面siは、軸対称非球面で構
成された面であることを示し、その面形状は、レンズの
面頂点を原点とする、X,Y,Z軸についての座標(X,Y,Z)を
用いた次の式で定義されるものとする。軸対称非球面
データを、コンストラクションデータと併せて示す。The surface si marked with * indicates that the surface is composed of an axisymmetric aspherical surface, and its surface shape is about the X, Y, Z axes with the surface vertex of the lens as the origin. It shall be defined by the following formula using coordinates (X, Y, Z). Axisymmetric aspherical data is shown along with construction data.

【００２４】[0024]

【数１】 [Equation 1]

【００２５】ただし、式中、 X ：光軸方向の座標、 Y ：主走査方向の座標、 Z ：副走査方向の座標、 c ：近軸曲率、 ε ：離心率、 ａi：i次の非球面係数 である。However, in the formula, X: coordinates along the optical axis, Y: coordinates in the main scanning direction, Z: coordinates in the sub-scanning direction, c: paraxial curvature, ε: eccentricity, ai: i-th order aspherical coefficient Is.

【００２６】また、#印が付された面si(すなわち、第１
１番目の面s11)は、以下の拡張トーリック面の一般式
によって定義される。ただし、式は、３次元座標空間
(X,Y,Z)で定義されているものとする。Also, the surface marked with # (ie, the first si
The first surface s11) is defined by the general formula of the extended toric surface below. However, the formula is a three-dimensional coordinate space
It is defined as (X, Y, Z).

【００２７】 X =[κ・Y²／{１＋(１−μ・κ²・Y²)^1/2}]＋ρ＋Ａ … ただし、式中のκ，ρは以下の式，で表され、式
中のＡは次の式で表される。ただし、式中、ａ0,
0≡０，ａi,1≡０，ａ1,j≡０である。 κ=K／(１−K・ρ) … ρ=C・Z²／{１＋(１−ε・C²・Z²)^1/2} …X = [κ · Y ² / {1+ (1-μ · κ ² · Y ² ) ^1/2 }] + ρ + A ... However, κ and ρ in the equation are represented by the following equations, and in the equation, A is expressed by the following equation. However, in the formula, a0,
0≡0, ai, 1≡0, a1, j≡0. κ = K / (1-K ・ ρ)… ρ = C ・ Z ² / {1+ (1-ε ・ C ²・ Z ² ) ^1/2 }…

【００２８】[0028]

【数２】 [Equation 2]

【００２９】上記の拡張トーリック面は、基準Zトーリ
ック面に２次元的な付加項Ａ(Y，Z)を加えたものとして
得られる。ここで、主走査断面における曲線を主曲線、
副走査断面における曲線をプロファイル曲線とすると、
K，Cはそれぞれ面頂点での主曲線方向，プロファイル曲
線方向の曲率(正確には、それぞれK＋２ａ0,2，C＋２ａ
2,0)を表し{つまり、1/K：主曲線の面頂点曲率半径，1/
C：プロファイル曲線の曲率半径(主曲線の面頂点での副
走査方向曲率半径)である。}、μ，εはそれぞれ主曲線
方向，プロファイル曲線方向の２次曲線パラメータ(負
のときは双曲線、ゼロのときは放物線、正のときは楕
円、特に１のときは円)を表す。拡張トーリック面デー
タを、コンストラクションデータと併せて示す。なお、
1/S.Cは拡張トーリック面の主曲線ねじれの曲率半径を
表すデータである。The extended toric surface is obtained by adding a two-dimensional additional term A (Y, Z) to the reference Z toric surface. Here, the curve in the main scanning section is the main curve,
If the curve in the sub-scanning section is the profile curve,
K and C are the curvatures in the main curve direction and the profile curve direction at the surface vertices (to be exact, K + 2a0,2 and C + 2a, respectively).
2,0) {that is, 1 / K: radius of curvature of the apex of the main curve, 1 /
C: The radius of curvature of the profile curve (the radius of curvature in the sub-scanning direction at the surface apex of the main curve). }, Μ, and ε represent quadratic curve parameters in the main curve direction and the profile curve direction (hyperbola when negative, parabola when zero, ellipse when positive, and particularly ellipse when 1). Expanded toric surface data is shown along with construction data. In addition,
1 / SC is data representing the radius of curvature of the main curve twist of the expanded toric surface.

【００３０】 《実施例のコンストラクションデータ》 OD=-0.20150(mm) λ=780(nm) [面] [曲率半径] [面間隔] [屈折率] s1 r1= ∞ d1= 0.30000 N1=1.51118 …カバーガラス s2 r2= ∞ d2= 11.25892 s3 r3= ∞ d3= 2.80000 N2=1.78571 …集光レンズ２ s4* r4= -10.21420 d4= 13.64108 s5 r5M= ∞ r5S= 29.63700 d5= 1.50000 N3=1.57222 …シリント゛リカルレンス゛３ s6 r6= ∞ d6= 48.00000 s7 r7= ∞(ポリゴンミラー４の反射面) d7= 26.50000 s8* r8= -34.29941 d8= 6.40000 N4=1.51882 …第１走査レンズ５ s9 r9= -26.78200 d9= 41.00000 s10* r10=-250.51857 d10= 6.40000 N5=1.51882 …第２走査レンズ６ s11# r11= -26.90000 d11=142.81700 s12 r12= ∞(像面，被走査面７)[0030] << Construction data of Example >> OD = -0.20150 (mm) λ = 780 (nm) [Face] [Radius of curvature] [Face spacing] [Refractive index]  s1 r1 = ∞                      d1 = 0.30000 N1 = 1.51118… Cover glass  s2 r2 = ∞                      d2 = 11.25892  s3 r3 = ∞                      d3 = 2.80000 N2 = 1.78571… Condensing lens 2  s4 * r4 = -10.21420                      d4 = 13.64108  s5 r5M = ∞       r5S = 29.63700                      d5 = 1.50000 N3 = 1.57222 ... Cylindrical lens 3  s6 r6 = ∞                      d6 = 48.00000  s7 r7 = ∞ (reflection surface of polygon mirror 4)                      d7 = 26.50000  s8 * r8 = -34.29941                      d8 = 6.40000 N4 = 1.51882 ... 1st scanning lens 5  s9 r9 = -26.78200                      d9 = 41.00000  s10 * r10 = -250.51857                      d10 = 6.40000 N5 = 1.51882 ... Second scanning lens 6  s11 # r11 = -26.90000                      d11 = 142.81700  s12 r12 = ∞ (image plane, scanned surface 7)

【００３１】[第４面s4の軸対称非球面データ] ε= 1.00000000 ａ4= 0.81303417×10^-4 ａ6= 0.59315963×10^-6 ａ8= 0.35716518×10^-8 ａ10= 0.28672133×１０^−１０ [Axisymmetric aspherical surface data of the fourth surface s4] ε = 1.00000000 a4 = 0.81303417 × 10 ⁻⁴ a6 = 0.59315963 × 10 ⁻⁶ a8 = 0.35716518 × 10 ⁻⁸ a10 = 0.28672133 × 10 ⁻¹⁰

【００３２】［第８面s8の軸対称非球面データ] ε= 1.00000000 ａ4=-0.41506484×10^-5 ａ6= 0.18915289×10^-8 ａ8=-0.11239429×10^-10 ａ10=-0.53049550×10^-14 [Axisymmetric aspherical surface data of the eighth surface s8] ε = 1.00000000 a4 = -0.41506484 × 10 ^-5 a6 = 0.18915289 × 10 ^-8 a8 = -0.11239429 × 10 ^-10 a10 = -0.53049550 × 10 ^-14

【００３３】[第１０面s10の軸対称非球面データ] ε= 1.00000000 ａ4=-0.22417944×10^-5 ａ6=-0.70400379×10^-9 ａ8= 0.14435986×10^-12 ａ10= 0.93771515×10^-17 [Axisymmetric aspherical surface data of tenth surface s10] ε = 1.00000000 a4 = -0.22417944 × 10 ^-5 a6 = -0.70400379 × 10 ^-9 a8 = 0.14435986 × 10 ^-12 a10 = 0.93771515 × 10 ^-17

【００３４】[第１１面s11の拡張トーリック面データ] ε= 1.00000000 μ= 1.00000000 1/C=-26.90000086 1/K=-2500.00000000 1/S.C=1499.99999250 ａ0,2= 0.36689521×10^-5 ａ0,4=-0.28302010×10^-5 ａ0,6= 0.17000000×10^-12 ａ0,8=-0.21527274×10^-13 ａ2,2=-0.18490749×10^-5 ａ2,4=-0.18783576×10^-8 ａ2,6=-0.10196364×10^-11 ａ2,8= 0.41220444×１０^−１５ [Extended toric surface data of 11th surface s11] ε = 1.00000000 μ = 1.00000000 1 / C = -26.90000086 1 / K = -2500.00000000 1 / SC = 1499.99999250 a0,2 = 0.36689521 × 10 ^-5 a0,4 = -0.2830 2010 × 10 ^-5 a0,6 = 0.17000000 × 10 ^-12 a0,8 = -0.21527274 × 10 ^-13 a2,2 = -0.18490749 × 10 ^-5 a2,4 = -0.18783576 × 10 ^-8 a2,6 =- 0.10196364 × 10 ^-11 a2,8 = 0.41220444 × 10 ^-15

【００３５】［第４面s4の平行偏心データ] ZP= 4.0000000[Parallel eccentricity data of the fourth surface s4] ZP = 4.0000000

【００３６】[第１１面s11の平行偏心・傾き偏心デー
タ] ZP=-5.1051000 XQ= 0.9793289(傾き角度:11.67°) ZQ=-0.2022745(傾き角度:11.67°)[Parallel eccentricity / tilt eccentricity data of 11th surface s11] ZP = -5.1051000 XQ = 0.9793289 (tilt angle: 11.67 °) ZQ = -0.2022745 (tilt angle: 11.67 °)

【００３７】図８に、上記実施例の(Ａ)像面湾曲と(Ｂ)
ボウ(Bow)を示す。図８(Ａ)において、縦軸(mm)はデフ
ォーカス量(すなわち光軸ＡＸ方向のずれ量)、横軸(mm)
は像高である。また、実線は主走査方向の像面湾曲、破
線は副走査方向の像面湾曲を示している。図８(Ｂ)にお
いて、縦軸(mm)は被走査面７上での副走査方向(Z軸方
向)の高さ(つまり被走査面７と光軸ＡＸとの交点が
０)、横軸(mm)は像高である。図８から、実施例は像面
湾曲，ボウ共に充分な性能を満たしていることが分か
る。FIG. 8 shows (A) field curvature and (B) of the above embodiment.
Shows Bow. In FIG. 8A, the vertical axis (mm) is the defocus amount (that is, the shift amount in the optical axis AX direction), and the horizontal axis (mm).
Is the image height. The solid line indicates the field curvature in the main scanning direction, and the broken line indicates the field curvature in the sub scanning direction. In FIG. 8B, the vertical axis (mm) is the height in the sub-scanning direction (Z-axis direction) on the scanned surface 7 (that is, the intersection of the scanned surface 7 and the optical axis AX is 0), the horizontal axis. (mm) is the image height. It can be seen from FIG. 8 that the embodiment satisfies sufficient performances for both field curvature and bow.

【００３８】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、各光路が複数のビ
ームのそれぞれに対応するように副走査方向に並んだ複
数の拡張トーリック面で構成されるため、拡張トーリッ
ク面の相対的な位置誤差(例えば取り付け誤差)が小さく
なって、ビーム位置精度が高くなり、ビーム間隔が安定
する。また、複数の拡張トーリック面が走査面に平行な
面に対して対称な形状であるとともに、各拡張トーリッ
ク面の母線が走査面に垂直な方向にねじれているため、
被走査面上でのビーム間隔を狭くすることができる。こ
れにより、例えば感光体ドラムの回転ムラの影響による
ピッチムラが発生しにくくなり、ボウの補正も可能とな
る。したがって、本発明によれば、ビーム間隔の狭い走
査を良好かつ安定なビーム位置精度で行うことができ
る。As described above, since each optical path is composed of a plurality of expanded toric surfaces arranged in the sub-scanning direction so as to correspond to each of a plurality of beams, the relative position error of the expanded toric surface is increased. (For example, mounting error) becomes smaller, the beam position accuracy becomes higher, and the beam interval becomes stable. Further, since the plurality of expanded toric surfaces are symmetrical with respect to the surface parallel to the scanning surface, and the generatrix of each expanded toric surface is twisted in the direction perpendicular to the scanning surface,
The beam interval on the surface to be scanned can be narrowed. As a result, for example, pitch unevenness due to the effect of uneven rotation of the photosensitive drum is less likely to occur, and the bow can be corrected. Therefore, according to the present invention, scanning with a narrow beam interval can be performed with good and stable beam position accuracy.

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

【図１】第１の実施の形態を備えた走査光学系の全体構
成を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a scanning optical system including the first embodiment.

【図２】第１の実施の形態を構成している第２走査レン
ズを示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a second scanning lens which constitutes the first embodiment.

【図３】第１の実施の形態を構成している第２走査レン
ズの副走査断面及び正面を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a sub-scanning cross section and a front surface of a second scanning lens which constitutes the first embodiment.

【図４】第１の実施の形態を備えた走査光学系の副走査
断面形状を示すレンズ構成図。FIG. 4 is a lens configuration diagram showing a sub-scanning cross-sectional shape of a scanning optical system including the first embodiment.

【図５】第２の実施の形態を備えた走査光学系の副走査
断面形状を示すレンズ構成図。FIG. 5 is a lens configuration diagram showing a sub-scanning cross-sectional shape of a scanning optical system including the second embodiment.

【図６】第１の比較例を備えた走査光学系の副走査断面
形状を示すレンズ構成図。FIG. 6 is a lens configuration diagram showing a sub-scanning cross-sectional shape of a scanning optical system including a first comparative example.

【図７】第２の比較例を備えた走査光学系の副走査断面
形状を示すレンズ構成図。FIG. 7 is a lens configuration diagram showing a sub-scanning cross-sectional shape of a scanning optical system including a second comparative example.

【図８】実施例の像面湾曲とボウを示す収差図。FIG. 8 is an aberration diagram showing field curvature and bow of Example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ …レーザー光源 ２ …集光レンズ ３ …シリンドリカルレンズ ４ …ポリゴンミラー ５ …第１走査レンズ(走査レンズ系の一部) ６ …第２走査レンズ(走査レンズ系の一部) ７ …被走査面(感光体ドラム) ８ …書き出し位置検出用のＳＯＳレンズ ９ …書き出し位置検出用のＳＯＳセンサ Ｌ …拡張トーリック面の境界線 ６ａ …拡張トーリック面 Ｌａ …拡張トーリック面６ａの母線 ６ｂ …拡張トーリック面 Ｌｂ …拡張トーリック面６ｂの母線 ＡＸ …第１走査レンズ５の光軸(軸対称面の軸） 1 ... Laser light source 2 ... Condensing lens 3 ... Cylindrical lens 4 ... Polygon mirror 5 ... 1st scanning lens (part of scanning lens system) 6 ... 2nd scanning lens (part of scanning lens system) 7 ... Scanned surface (photosensitive drum) 8 ... SOS lens for writing position detection 9 ... SOS sensor for writing position detection L ... Boundary of extended toric surface 6a ... Extended toric surface La ... Bus of expanded toric surface 6a 6b ... Expanded toric surface Lb ... Generating line of expanded toric surface 6b AX ... Optical axis of the first scanning lens 5 (axis of axisymmetric surface)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−73778（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−197821（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−218365（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11212（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-10-73778 (JP, A) JP-A-10-197821 (JP, A) JP-A-9-218365 (JP, A) JP-A-5- 11212 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) G02B 26/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 偏向された複数のビームを被走査面上で
結像走査させる走査レンズ系であって、 当該走査レンズ系が、前記複数のビームのそれぞれに対
応するように副走査方向に並んだ複数の拡張トーリック
面から成る形状の光学面を備え、 前記複数の拡張トーリック面が走査面に平行な面に対し
て対称な形状であるとともに、各拡張トーリック面の母
線が走査面に垂直な方向にねじれており、さらに、前記
各拡張トーリック面の母線間隔が、走査角が大きくなる
につれて小さくなることを特徴とする走査レンズ系。1. A scanning lens system for imaging and scanning a plurality of deflected beams on a surface to be scanned, the scanning lens system being arranged in a sub-scanning direction so as to correspond to each of the plurality of beams. A plurality of expanded toric surfaces are provided as optical surfaces, and the plurality of expanded toric surfaces are symmetrical with respect to a surface parallel to the scanning surface, and the generatrix of each expanded toric surface is perpendicular to the scanning surface. A scanning lens system, wherein the scanning lens system is twisted in a direction, and further, the generatrix spacing of each of the expanded toric surfaces becomes smaller as the scanning angle becomes larger. 【請求項２】 前記光学面以外の面が、平面，軸対称
面，トーリック面又はシリンダ面であることを特徴とす
る請求項１に記載の走査レンズ系。2. The scanning lens system according to claim 1 , wherein the surface other than the optical surface is a flat surface, an axisymmetric surface, a toric surface or a cylinder surface. 【請求項３】 一方の面が前記光学面であり、その反対
側の面が平面，軸対称面，トーリック面又はシリンダ面
である、レンズを有することを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載の走査レンズ系。Wherein a one side is the optical surface, the opposite surface is flat, the axial plane of symmetry thereof, is a toric surface or cylindrical surface, according to claim 1 or characterized in that it has a lens
The scanning lens system according to claim 2 . 【請求項４】 樹脂で一体成形され、かつ、前記光学面4. The optical surface integrally molded with resin
が設けられたレンズを有することを特徴とする請求項A lens provided with
１，請求項２又は請求項３に記載の走査レンズ系。1. The scanning lens system according to claim 2 or claim 3.