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JP2014153600A - Optical scanner and color image forming apparatus using the same - Google Patents

Optical scanner and color image forming apparatus using the same Download PDF

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JP2014153600A
JP2014153600A JP2013024237A JP2013024237A JP2014153600A JP 2014153600 A JP2014153600 A JP 2014153600A JP 2013024237 A JP2013024237 A JP 2013024237A JP 2013024237 A JP2013024237 A JP 2013024237A JP 2014153600 A JP2014153600 A JP 2014153600A
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Japan
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optical
light beam
imaging
scanning device
sub
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JP2013024237A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Shimomura
秀和 下村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

【課題】更なる薄型化を達成すると共に、部品点数を削減してローコスト化も達成できる光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】偏向手段と、第1光源手段、第2光源手段からそれぞれ出射した第1光束、第2光束を偏向手段に導く入射光学系と、偏向手段から出射した第1光束、第2光束をそれぞれ、第1被走査面と、偏向手段からの空間的な距離が第1被走査面よりも近い第2被走査面とに導く結像光学系と、を備え、偏向手段で第1光束、第2光束をそれぞれ偏向することにより、第1被走査面、第2被走査面を走査する光走査装置であって、結像光学系は、偏向手段から第2被走査面に至る第2光束が2回通過し、偏向手段から第1被走査面に至る第1光束が1回しか通過しない光学面を含んでいることを特徴とする。
【選択図】図1
An optical scanning device and a color image forming apparatus using the same which can achieve a further reduction in thickness and a reduction in the number of parts to achieve a low cost.
A deflecting unit, an incident optical system that guides a first light beam and a second light beam respectively emitted from a first light source unit and a second light source unit to the deflecting unit, and a first light beam and a second light beam emitted from the deflecting unit. And an imaging optical system for guiding the first scanned surface to a second scanned surface whose spatial distance from the deflecting means is closer to the first scanned surface, and the deflecting means uses the first light beam. And an optical scanning device that scans the first scanned surface and the second scanned surface by deflecting the second light flux respectively, and the imaging optical system is a second that extends from the deflecting means to the second scanned surface. It includes an optical surface through which the light beam passes twice and the first light beam from the deflecting means to the first scanned surface passes only once.
[Selection] Figure 1

Description

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

従来より、レーザービームプリンタ(LBP)やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等には、光走査装置が用いられている。この光走査装置においては、画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束(光ビーム)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、周期的に偏向させている。そして、偏向された光束をfθ特性を有する結像光学系によって、感光性の記録媒体(感光ドラム)面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。   Conventionally, an optical scanning device has been used in a laser beam printer (LBP), a digital copying machine, a multifunction printer, and the like. In this optical scanning device, a light beam (light beam) that is light-modulated and emitted from a light source means in accordance with an image signal is periodically deflected by an optical deflector formed of, for example, a rotating polygon mirror (polygon mirror). The deflected light beam is focused in a spot shape on the surface of a photosensitive recording medium (photosensitive drum) by an imaging optical system having an fθ characteristic, and image recording is performed by optically scanning the surface.

また従来より、カラー画像形成装置用の光走査装置においては、装置全体のコンパクト化とローコスト化を目的として、偏向手段としての光偏向器を複数の光束で共用した光走査装置が提案されている(特許文献1)。これに開示された光走査装置では、光偏向器に対し、副走査方向斜めから光束を入射させた所謂副走査斜入射光学系が採用されている。副走査斜入射光学系の利点は、光偏向器の偏向反射面の副走査方向のサイズを大きく取らずに、偏向反射した光束の分離を可能とする点である。   Conventionally, in an optical scanning device for a color image forming apparatus, an optical scanning device in which an optical deflector as a deflecting unit is shared by a plurality of light beams has been proposed for the purpose of making the entire device compact and cost-effective. (Patent Document 1). The optical scanning device disclosed therein employs a so-called sub-scanning oblique incidence optical system in which a light beam is incident on the optical deflector obliquely from the sub-scanning direction. The advantage of the sub-scanning oblique incidence optical system is that the light beam deflected and reflected can be separated without increasing the size of the deflection reflection surface of the optical deflector in the sub-scanning direction.

図11(a)は、副走査斜入射光学系を採用したカラー画像形成装置用の光走査装置の副走査断面図である。図中、光偏向器5で反射した4つの光束の内、感光ドラム8A〜8Dから遠い側の光束Ra、R´aは、結像レンズ6、6´、結像レンズ7A、7´Aをそれぞれ通過した後、折り返しミラーM1、M´1にて下方に反射され、被走査面8A、8Dに結像する。一方、図中、感光ドラム8A〜8Dに近い側の光束Rb、R´bは、結像レンズ6、6´を通過し、折り返しミラーM2、M´2で斜め上方に反射される。   FIG. 11A is a sub-scan sectional view of an optical scanning device for a color image forming apparatus employing a sub-scanning oblique incidence optical system. In the figure, among the four light beams reflected by the optical deflector 5, the light beams Ra and R'a far from the photosensitive drums 8A to 8D pass through the imaging lenses 6 and 6 'and the imaging lenses 7A and 7'A. After passing through each, it is reflected downward by the folding mirrors M1 and M′1, and forms an image on the scanned surfaces 8A and 8D. On the other hand, in the drawing, the light beams Rb and R′b on the side close to the photosensitive drums 8A to 8D pass through the imaging lenses 6 and 6 ′ and are reflected obliquely upward by the folding mirrors M2 and M′2.

そして、結像レンズ7B、7´Bを通過し、再び折り返しミラーM3、M´3で下方に反射され、被走査面8B、8Cに結像する。この光走査装置の構成では、折り返しミラーの部品点数は6点、レンズの部品点数は6点となっている。   Then, the light passes through the imaging lenses 7B and 7'B, is again reflected downward by the folding mirrors M3 and M'3, and forms an image on the scanned surfaces 8B and 8C. In this configuration of the optical scanning device, the number of parts of the folding mirror is 6, and the number of parts of the lens is 6.

また、特許文献2に開示されているように、光偏向器で偏向反射された複数の光束を複数のレンズ面を上下方向に重ねて一体化した多段レンズ(レンズ面が異なる表現式で表されるレンズ)を通過させることも提案されている。これにより、レンズ枚数の削減を図ることができる。   In addition, as disclosed in Patent Document 2, a multistage lens (a lens surface is represented by a different expression) in which a plurality of light beams deflected and reflected by an optical deflector are integrated by overlapping a plurality of lens surfaces in the vertical direction. It is also proposed to pass a lens. Thereby, the number of lenses can be reduced.

図11(b)は、多段レンズを用いた光走査装置の副走査断面図である。図11(a)と同様に、光偏向器で反射した4つの光束の内、図中、感光ドラム8A〜8Dから遠い側の光束Ra、R´aは、結像レンズ6、6´、結像レンズ7A、7´Aをそれぞれ通過する。そして、折り返しミラーM1、M´1にて下方に反射され、被走査面8A、8Dに結像する。一方、図中、感光ドラム8A〜8Dに近い側の光束Rb、R´bは、結像レンズ6、6´、結像レンズ7B、7´Bを通過する。そして、3枚の折り返しミラーM2、M3、M4及びM´2、M´3、M´4で光路を折り曲げられ、被走査面8B、8Cに結像する。   FIG. 11B is a sub-scanning sectional view of an optical scanning device using a multistage lens. Similarly to FIG. 11A, among the four light beams reflected by the optical deflector, the light beams Ra and R′a on the side far from the photosensitive drums 8A to 8D are the imaging lenses 6 and 6 ′. It passes through the image lenses 7A and 7'A, respectively. Then, the light is reflected downward by the folding mirrors M1 and M′1 and forms an image on the scanned surfaces 8A and 8D. On the other hand, in the figure, the light beams Rb and R′b on the side close to the photosensitive drums 8A to 8D pass through the imaging lenses 6 and 6 ′ and the imaging lenses 7B and 7′B. Then, the optical path is bent by the three folding mirrors M2, M3, M4 and M′2, M′3, M′4, and images are formed on the scanned surfaces 8B, 8C.

結像レンズ7A、7Bは、プラスチックモールド成形により作製され、上下に配置された2つのレンズ面を一体化した多段レンズとなっている。このような構成にすることで、折り返しミラーの部品点数は8点、レンズの部品点数は4点とし、コストが比較的高いレンズの枚数を削減することができる。   The imaging lenses 7A and 7B are produced by plastic molding, and are multistage lenses in which two lens surfaces arranged above and below are integrated. By adopting such a configuration, the number of parts of the folding mirror is 8 and the number of parts of the lens is 4, so that the number of lenses having a relatively high cost can be reduced.

特開2008−76586号公報JP 2008-76586 A 特開2007−155838号公報JP 2007-155838 A

しかしながら、従来の光走査装置においては、以下に述べるような解決すべき点がある。先ず、図11(a)に示した従来の光走査装置においては、被走査面8B、8Cに向かう光束Rb、R´bの光路の取り回し方が、光走査装置の高さ方向のサイズを決めている。   However, the conventional optical scanning device has the following problems to be solved. First, in the conventional optical scanning device shown in FIG. 11A, the way in which the optical paths of the light beams Rb and R′b directed to the scanned surfaces 8B and 8C determine the size in the height direction of the optical scanning device. ing.

即ち、結像レンズ7B、7´Bが、二つの折り返しミラーの間の光路(結像レンズ6、6´を下側光路として通過)にあり、結像レンズ6、6´を上側光路として通過する光束との干渉を避けるように結像レンズ7B、7´Bを配置する。すると、光走査装置の更なる薄型化が困難となってしまう。また、部品点数も多く、これ以上のコストダウンが困難となっていた。   That is, the imaging lenses 7B and 7'B are in the optical path between the two folding mirrors (passing through the imaging lenses 6 and 6 'as the lower optical path) and passing through the imaging lenses 6 and 6' as the upper optical path. The imaging lenses 7B and 7'B are arranged so as to avoid interference with the luminous flux. Then, it becomes difficult to further reduce the thickness of the optical scanning device. In addition, the number of parts is large, and it is difficult to further reduce the cost.

一方、図11(b)に示した従来の光走査装置においても、被走査面8B、8Cに向かう光束Rbの光路の取り回し方が、光走査装置の高さ方向のサイズを決めている。即ち、結像レンズ7B、7´Bを下側光路として通過する光束が3枚のミラーで光路を折り返すとき、結像レンズ7A、7´Aとの干渉を避けるように3枚のミラーを配置すると、光走査装置の更なる薄型化が困難となってしまう。また、部品点数に関しても、図11(a)の光走査装置に対して、結像レンズの枚数を6枚から4枚へと減らすことが可能であるものの、逆に折り返しミラーの枚数が6枚から8枚へと増えてしまい、トータルの部品点数は変わらない結果となっていた。   On the other hand, also in the conventional optical scanning device shown in FIG. 11 (b), the direction of the optical path of the light beam Rb toward the scanned surfaces 8B and 8C determines the size in the height direction of the optical scanning device. That is, when the light beam passing through the imaging lenses 7B and 7'B as the lower optical path is turned back by the three mirrors, the three mirrors are arranged so as to avoid interference with the imaging lenses 7A and 7'A. Then, it becomes difficult to further reduce the thickness of the optical scanning device. Further, regarding the number of parts, the number of imaging lenses can be reduced from six to four with respect to the optical scanning device of FIG. 11A, but conversely, the number of folding mirrors is six. As a result, the total number of parts remained unchanged.

本発明の目的は、更なる薄型化を達成すると共に、部品点数を削減してローコスト化も達成できる光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical scanning apparatus and a color image forming apparatus using the same, which can achieve a further reduction in thickness and a reduction in the number of parts to achieve a low cost.

上記目的を達成するために、本発明に係る光走査装置は、偏向手段と、第1光源手段、第2光源手段からそれぞれ出射した第1光束、第2光束を前記偏向手段に導く入射光学系と、前記偏向手段から出射した前記第1光束、前記第2光束をそれぞれ、第1被走査面と、前記偏向手段からの空間的な距離が前記第1被走査面よりも近い第2被走査面とに導く結像光学系と、を備え、前記偏向手段で前記第1光束、前記第2光束をそれぞれ偏向することにより、前記第1被走査面、前記第2被走査面を走査する光走査装置であって、前記結像光学系は、前記偏向手段から前記第2被走査面に至る前記第2光束が2回通過し、前記偏向手段から前記第1被走査面に至る前記第1光束が1回しか通過しない光学面を含んでいることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an optical scanning apparatus according to the present invention includes a deflecting unit, and an incident optical system that guides the first light beam and the second light beam respectively emitted from the first light source unit and the second light source unit to the deflecting unit. And the first scanned light beam and the second luminous flux emitted from the deflecting unit, respectively, and a second scanned surface whose spatial distance from the scanned surface is closer than the first scanned surface. An imaging optical system that guides the light to the surface, and deflects the first light beam and the second light beam by the deflecting unit to scan the first scanned surface and the second scanned surface, respectively. In the scanning device, the imaging optical system may pass the second light flux from the deflecting unit to the second scanned surface twice, and the first optical system from the deflecting unit to the first scanned surface. It includes an optical surface through which the light beam passes only once.

本発明によれば、更なる薄型化を達成すると共に、部品点数を削減してローコスト化も達成できる光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成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 and a color image forming apparatus using the same that can achieve a further reduction in thickness and a reduction in the number of parts to achieve low cost.

(a)は本発明の第1の実施形態に係る光走査装置の副走査断面図、(b)は第1の実施形態に係る光走査装置における光束Raが通過する光学系の主走査断面図、(c)は第1の実施形態に係る光走査装置における光束Rbが通過する光学系の主走査断面図である。(a) is a sub-scan sectional view of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention, (b) is a main-scan sectional view of the optical system through which the light beam Ra passes in the optical scanning device according to the first embodiment. (C) is a main scanning sectional view of an optical system through which a light beam Rb passes in the optical scanning device according to the first embodiment. (a)は本発明の第1の実施形態に係る光走査装置の4光束の内の2光束LA、LA’を示す説明図、(b)は4光束の内の2光束LA、LBを示す説明図、(c)は4光束の内の2光束LA’、LB’を示す説明図である。(a) is explanatory drawing which shows 2 light beams LA and LA 'of 4 light beams of the optical scanning device based on the 1st Embodiment of this invention, (b) shows 2 light beams LA and LB of 4 light beams. Explanatory drawing (c) is explanatory drawing which shows 2 light beam LA ', LB' of 4 light beams. 第1の実施形態における結像レンズ7R近傍の拡大図である。It is an enlarged view near the imaging lens 7R in the first embodiment. (a)は第1の実施形態に係る光走査装置の被走査面上でのスポットプロファイルを示す図、(b)は被走査面上でのfθ特性を示す図、(c)は被走査面上での走査線曲がりを示す図である。(a) is a figure which shows the spot profile on the to-be-scanned surface of the optical scanning device based on 1st Embodiment, (b) is a figure which shows the f (theta) characteristic on a to-be-scanned surface, (c) is a to-be-scanned surface. It is a figure which shows the scanning line curve above. (a)は本発明の第2の実施形態に係る光走査装置の副走査断面図、(b)は第2の実施形態に係る光走査装置における光束Raが通過する光学系の主走査断面図、(c)は第2の実施形態に係る光走査装置における光束Rbが通過する光学系の主走査断面図である。(a) is a sub-scan sectional view of an optical scanning device according to the second embodiment of the present invention, and (b) is a main-scan sectional view of an optical system through which a light beam Ra passes in the optical scanning device according to the second embodiment. (C) is a main scanning sectional view of the optical system through which the light beam Rb passes in the optical scanning device according to the second embodiment. 第2の実施形態における結像レンズ7R近傍の拡大図である。It is an enlarged view near the imaging lens 7R in the second embodiment. (a)は第2の実施形態に係る光走査装置の被走査面上でのスポットプロファイルを示す図、(b)は被走査面上でのfθ特性を示す図、(c)は被走査面上での走査線曲がりを示す図である。(a) is a figure which shows the spot profile on the to-be-scanned surface of the optical scanning device based on 2nd Embodiment, (b) is a figure which shows the f (theta) characteristic on a to-be-scanned surface, (c) is a to-be-scanned surface. It is a figure which shows the scanning line curve above. (a)乃至(f)は本発明における変形例に関する光走査装置の副走査断面図である。(a) thru | or (f) are subscanning sectional drawings of the optical scanning device regarding the modification in this invention. (a)(b)は、本発明における更なる変形例の比較説明のための光走査装置の副走査断面図である。(a) and (b) are sub-scanning sectional views of an optical scanning device for comparison explanation of further modifications in the present invention. 本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載したカラー画像形成装置の要部概略図である。1 is a schematic view of a main part of a color image forming apparatus equipped with an optical scanning device according to an embodiment of the present invention. (a)(b)は、従来の斜入射光学系の光走査装置の副走査断面図である。(a) and (b) are sub-scan sectional views of a conventional optical scanning device of an oblique incidence optical system.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

《第1の実施形態》
(カラー画像形成装置)
図10は、本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載したカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、光走査装置(光結像光学系)を4個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図10において、60はカラー画像形成装置、12は光走査装置、21、22、23、24は各々感光体としての感光ドラム、31、32、33、34は各々現像器、51は搬送ベルトである。なお、図10においては、現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器(不図示)と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器(不図示)とを有している。
<< First Embodiment >>
(Color image forming device)
FIG. 10 is a schematic diagram of a main part of a color image forming apparatus equipped with an optical scanning device according to an embodiment of the present invention. The present embodiment is a tandem type color image forming apparatus in which four optical scanning devices (optical imaging optical systems) are arranged in parallel and image information is recorded on a photosensitive drum surface as an image carrier. In FIG. 10, 60 is a color image forming apparatus, 12 is an optical scanning device, 21, 22, 23 and 24 are photosensitive drums as photosensitive members, 31, 32, 33 and 34 are developing units, and 51 is a conveyor belt. is there. In FIG. 10, a transfer device (not shown) for transferring the toner image developed by the developing device to a transfer material and a fixing device (not shown) for fixing the transferred toner image to the transfer material. Have.

図10において、カラー画像形成装置60には、パーソナルコンピュータ等の外部機器52からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ53によって、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、B(ブラック)の各画像データ(ドットデータ)に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置12に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム41、42、43、44が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム21、22、23、24の感光面が主走査方向に走査される。   In FIG. 10, R (red), G (green), and B (blue) color signals are input to the color image forming apparatus 60 from an external device 52 such as a personal computer. These color signals are converted into C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) image data (dot data) by a printer controller 53 in the apparatus. These image data are respectively input to the optical scanning device 12. From these optical scanning devices, light beams 41, 42, 43, 44 modulated according to each image data are emitted, and the photosensitive surfaces of the photosensitive drums 21, 22, 23, 24 are caused by these light beams. Scanned in the main scanning direction.

本実施形態におけるカラー画像形成装置は、光走査装置12からC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、B(ブラック)の各色に対応した走査光を出射している。そして、各々平行して感光ドラム21、22、23、24面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。   The color image forming apparatus according to the present embodiment emits scanning light corresponding to each color of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) from the optical scanning device 12. Then, image signals (image information) are recorded on the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 in parallel, and a color image is printed at high speed.

本実施形態におけるカラー画像形成装置は、上述の如く光走査装置12により、各々の画像データに基づいた光ビームを用いて、各色の潜像を各々対応する感光ドラム21、22、23、24面上に形成している。その後、記録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形成している。   In the color image forming apparatus according to the present embodiment, the optical scanning device 12 uses the light beam based on each image data as described above, and the corresponding photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 are used for the latent images of the respective colors. Formed on top. Thereafter, a single full color image is formed by multiple transfer onto a recording material.

外部機器52としては、例えばCCDセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置60とで、カラーデジタル複写機が構成される。なお、光走査装置の上方に感光ドラムを配置した構成のカラー画像形成装置としてもよい。その場合においても同様にカラー画像形成装置のコンパクト化を達成することが可能である。   As the external device 52, for example, a color image reading device including a CCD sensor may be used. In this case, the color image reading apparatus and the color image forming apparatus 60 constitute a color digital copying machine. A color image forming apparatus having a configuration in which a photosensitive drum is disposed above the optical scanning device may be used. In that case as well, it is possible to achieve a compact color image forming apparatus.

(光走査装置)
図1(a)は、本発明の第1の実施形態に係る光走査装置の副走査断面図である。本実施形態では、偏向手段としての光偏向器の回転軸を含み結像レンズの光軸に垂直な面に対して両側を走査するタイプの光走査装置を構成している。図1(b)は、図1(a)で示した光学系の内、光束Raが通過する光学系の主走査断面展開図である。また、図1(c)は、図1(a)で示した光学系の内、光束Rbが通過する光学系の主走査断面展開図である。但し、結像レンズ7Bに光束が2度通過する様子が分かるように、折り返しミラーM2で折り返された光路を重ねて書いている。また、図2は全体4光束の偏向手段への入射を示している。
(Optical scanning device)
FIG. 1A is a sub-scan sectional view of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, an optical scanning device of a type that scans both sides with respect to a plane that includes a rotation axis of an optical deflector as a deflecting unit and is perpendicular to the optical axis of the imaging lens is configured. FIG. 1B is a main scanning sectional development view of the optical system through which the light beam Ra passes in the optical system shown in FIG. FIG. 1C is a main scanning cross-sectional development view of the optical system through which the light beam Rb passes in the optical system shown in FIG. However, the optical path folded by the folding mirror M2 is written in an overlapping manner so that the light beam passes through the imaging lens 7B twice. FIG. 2 shows the incidence of all four light beams on the deflecting means.

なお、以下の本実施形態の説明において、結像光学系の光軸または軸上とは、被走査面の中心を通り、被走査面に垂直方向の軸のことである。副走査方向(Z方向)とは、偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向を法線とする断面である。主走査方向(Y方向)とは、偏向手段で偏向走査される光束を主走査断面に投射した方向である。副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。   In the following description of the present embodiment, the optical axis or axis of the imaging optical system refers to an axis that passes through the center of the scanned surface and is perpendicular to the scanned surface. The sub-scanning direction (Z direction) is a direction parallel to the rotation axis of the deflecting unit. The main scanning section is a section having the normal in the sub scanning direction. The main scanning direction (Y direction) is the direction in which the light beam deflected and scanned by the deflecting means is projected onto the main scanning section. The sub-scanning cross section is a cross section whose normal is the main scanning direction.

(入射光学系および光偏向器)
図2(b)において、複数の光源手段から出射した複数の入射光束は、偏向手段5の偏向反射面の面法線を含む平面に対して斜めに傾いている。図1(b)(c)において、1A、1Bは第1光源手段、第2光源手段であり、例えば半導体レーザー等より成っている。3A、3Bはコリメータレンズであり、光源手段1A、1Bから出射された発散光束を略平行光に変換する。そして、シリンダーレンズ4A、4Bを通過させることで副走査断面内において後述する偏向手段としての光偏向器5の偏向面5aに主走査方向に長手の線像として結像させている。
(Incoming optical system and optical deflector)
In FIG. 2B, the plurality of incident light beams emitted from the plurality of light source means are inclined obliquely with respect to the plane including the surface normal of the deflecting reflection surface of the deflecting means 5. In FIGS. 1B and 1C, reference numerals 1A and 1B denote first light source means and second light source means, which are made of, for example, a semiconductor laser. Reference numerals 3A and 3B denote collimator lenses, which convert divergent light beams emitted from the light source means 1A and 1B into substantially parallel light. Then, by passing through the cylinder lenses 4A and 4B, an image is formed as a longitudinal line image in the main scanning direction on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 as the deflecting means described later in the sub-scanning section.

2A、2Bは開口絞りであり、被走査面において所望のスポット形状となるように光束幅を制限している。なお、本実施形態では、開口絞り2A、2Bを矩形形状の絞りとすることで、被走査面上で略矩形形状のスポットとしている。   Reference numerals 2A and 2B denote aperture stops, which limit the beam width so as to obtain a desired spot shape on the surface to be scanned. In the present embodiment, the aperture stops 2A and 2B are rectangular-shaped stops, so that a substantially rectangular spot is formed on the surface to be scanned.

また、図1(b)、図2(b)に示すように、光束Ra(第1光束)に対する絞り2A、コリメータレンズ3A、シリンダーレンズ4Aの各要素は、入射光学系LAを構成している。一方、図1(c)、図2(b)に示すように、光束Rb(第1光束)に対する入射光学系LBも同様の構成となっており、光偏向器5への副走査方向の入射の向きが逆(後述する面Poに関して対称的)の関係となっている。ここで、光偏向器5は、外接円半径10mmの4面より成るポリゴンミラーより成っている。この光偏向器5は、駆動手段(不図示)により、図1(b)(c)に示す矢印A方向に一定速度で回転している。   Further, as shown in FIGS. 1B and 2B, each element of the diaphragm 2A, the collimator lens 3A, and the cylinder lens 4A for the light beam Ra (first light beam) constitutes an incident optical system LA. . On the other hand, as shown in FIGS. 1C and 2B, the incident optical system LB with respect to the light beam Rb (first light beam) has the same configuration, and is incident on the optical deflector 5 in the sub-scanning direction. The direction of is opposite (symmetric with respect to the plane Po described later). Here, the optical deflector 5 is composed of a polygon mirror having four surfaces with a circumscribed circle radius of 10 mm. The optical deflector 5 is rotated at a constant speed in the direction of arrow A shown in FIGS. 1B and 1C by a driving means (not shown).

(結像光学系SR、SL)
本実施形態の光走査装置は、光偏向器5を挟み結像光学系SR、SLを2つ備え、1つの光偏向器5により4本の光束Ra、Rb、R´a、R´bを偏向走査し、対応する感光ドラム面8A(Bk)、8B(C)、8C(M)、8D(Y)を走査する。
(Imaging optics SR, SL)
The optical scanning device of this embodiment includes two imaging optical systems SR and SL with an optical deflector 5 interposed therebetween, and four optical beams Ra, Rb, R′a, and R′b are generated by one optical deflector 5. The deflection scanning is performed, and the corresponding photosensitive drum surfaces 8A (Bk), 8B (C), 8C (M), and 8D (Y) are scanned.

ここで、結像光学系SRにおいて、偏向手段である光偏向器5の偏向面5aで偏向反射した偏向光束である第1光束Raは、結像レンズ6、7Aを通過し、折り返しミラーM1により折り返される。そして、第1の被走査面である第1の感光体としての感光ドラム8A(Bk)に結像(スポット状に集光)される。   Here, in the imaging optical system SR, the first light beam Ra which is a deflected light beam deflected and reflected by the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 which is a deflecting means passes through the imaging lenses 6 and 7A and is reflected by the folding mirror M1. Wrapped. Then, an image is formed (condensed in a spot shape) on the photosensitive drum 8A (Bk) as the first photosensitive member which is the first scanned surface.

また、光偏向器5の偏向面5aで偏向反射した偏向光束である第2光束Rbは、結像レンズ6、7Bを通過後、第1の反射手段としての折り返しミラーM2により折り返される。そして、再び結像レンズ7Bを一度目の通過とは逆方向から再度通過した後、第2の反射手段としての折り返しミラーM3で折り返され、第2の被走査面である第2の感光体としての感光ドラム8B(C)に結像(スポット状に集光)される。   The second light beam Rb, which is a deflected light beam deflected and reflected by the deflecting surface 5a of the optical deflector 5, passes through the imaging lenses 6 and 7B and is then folded by a folding mirror M2 serving as a first reflecting means. Then, after passing again through the imaging lens 7B from the opposite direction to the first pass, it is folded back by a folding mirror M3 as a second reflecting means, and used as a second photoconductor as a second scanned surface. Is imaged (condensed in a spot shape) on the photosensitive drum 8B (C).

一方、結像光学系SLにおいても、結像光学系SRと同じ光路の取り回し方を行っている。光偏向器5の偏向面5´aで偏向反射した偏向光束R´aは、結像レンズ6´、7´Aを通過し、折り返しミラーM´1により折り返され、被走査面である感光ドラム8D(Y)に結像(スポット状に集光)される。また、光偏向器5の偏向面5´aで偏向反射した偏向光束R´bは、結像レンズ6´、7´Bを通過後、折り返しミラーM´2により折り返される。そして、再び結像レンズ7´Bを一度目の通過とは逆方向から再度通過した後、折り返しミラーM´3で折り返され、被走査面である感光ドラム8C(M)に結像(スポット状に集光)される。   On the other hand, the imaging optical system SL is also operated in the same optical path as the imaging optical system SR. The deflected light beam R′a deflected and reflected by the deflecting surface 5′a of the optical deflector 5 passes through the imaging lenses 6 ′ and 7′A, is folded by the folding mirror M′1, and is a photosensitive drum that is the scanned surface. An image is formed on 8D (Y) (condensed in a spot shape). Further, the deflected light beam R′b deflected and reflected by the deflecting surface 5 ′ a of the optical deflector 5 passes through the imaging lenses 6 ′ and 7 ′ B, and is then folded back by the folding mirror M ′ 2. Then, after passing again through the imaging lens 7'B from the direction opposite to the first pass, it is folded back by the folding mirror M'3 to form an image (spot-like) on the photosensitive drum 8C (M) which is the scanning surface. Is condensed).

なお、光偏向器5から遠い被走査面8A、8Dに第3の反射手段としての折り返しミラーM1、M’1を介して結像する光学系(被走査面を走査する光学系)を結像光学系SA、SDと称する。また、光偏向器5に近い被走査面8B、8Cに結像する光学系(被走査面を走査する光学系)を結像光学系SB、SCと称す。また、光偏向器5に近いとは、空間的な距離(物理的な距離)が、光偏向器5の偏向面に最も近いことを称し、また光偏向器5に遠いとは、空間的な距離(物理的な距離)が、光偏向器5の偏向面から最も遠いことを称す。   Note that an optical system (an optical system that scans the scanned surface) that forms an image on the scanned surfaces 8A and 8D far from the optical deflector 5 via the folding mirrors M1 and M′1 as the third reflecting means. These are called optical systems SA and SD. Further, optical systems that form images on the scanned surfaces 8B and 8C close to the optical deflector 5 (optical systems that scan the scanned surfaces) are referred to as imaging optical systems SB and SC. Further, being close to the optical deflector 5 means that the spatial distance (physical distance) is closest to the deflection surface of the optical deflector 5, and being far from the optical deflector 5 is spatial. This means that the distance (physical distance) is farthest from the deflection surface of the optical deflector 5.

本実施形態における2つの結像光学系SR、SLの構成及び光学的作用は、互いに同じであるので、以下、結像光学系SRで説明する。本実施形態における結像光学系SA、SBは、各々複数の結像レンズから構成され、最も偏向手段に近い結像レンズ6(第2の結像レンズ)は、複数の結像光学系SA、SBで共用されている。   The configuration and optical action of the two imaging optical systems SR and SL in the present embodiment are the same as each other, and will be described below with the imaging optical system SR. The imaging optical systems SA and SB in the present embodiment are each composed of a plurality of imaging lenses, and the imaging lens 6 (second imaging lens) closest to the deflection means is a plurality of imaging optical systems SA, Shared by SB.

また、被走査面に近い結像レンズ7A、7Bは、複数のレンズ面を副走査方向に並べて配置し、その複数のレンズ面を一体に形成した多段レンズ(後に図3で詳述)を構成している。即ち、走査ユニットSRに用いられる結像レンズ7A、7Bのレンズ面は、後述するように異なる表現式で表された異なる面形状をしている。このようにすることで、結像レンズの枚数を削減し、小型化とローコスト化を達成している。   The imaging lenses 7A and 7B close to the surface to be scanned constitute a multi-stage lens (detailed later in FIG. 3) in which a plurality of lens surfaces are arranged side by side in the sub-scanning direction and the lens surfaces are integrally formed. doing. That is, the lens surfaces of the imaging lenses 7A and 7B used in the scanning unit SR have different surface shapes represented by different expressions as described later. By doing so, the number of imaging lenses is reduced, and a reduction in size and cost is achieved.

また、本実施形態では、光偏向器5に近い被走査面8Bに結像する結像光学系SBの折り返しミラーの枚数を必要最低限の2枚にしている。よって、走査ユニットSRでのレンズ枚数は全体で2枚、折り返しミラーの枚数は全体で3枚となる。これにより、図11(a)、図11(b)で示した従来例(走査ユニットSRでのレンズ枚数は3枚、折り返しミラーの枚数は3枚、もしくはレンズ枚数は2枚、折り返しミラーの枚数は4枚)に比べ、走査ユニットSRでの部品点数が1点削減する。   Further, in the present embodiment, the number of folding mirrors of the imaging optical system SB that forms an image on the scanned surface 8B close to the optical deflector 5 is set to the minimum two. Therefore, the total number of lenses in the scanning unit SR is 2, and the total number of folding mirrors is 3. Thus, the conventional example shown in FIGS. 11A and 11B (the number of lenses in the scanning unit SR is 3, the number of folding mirrors is 3, or the number of lenses is 2, the number of folding mirrors) Compared to 4), the number of parts in the scanning unit SR is reduced by one point.

よって、走査ユニットSRおよび走査ユニットSLのトータルの部品点数で2点削減することとなり、部品のコストと占有空間の減少化からローコスト化と光走査装置の小型化を図ることができる。   Accordingly, the total number of parts of the scanning unit SR and the scanning unit SL is reduced by two points, and the cost and the size of the optical scanning device can be reduced by reducing the cost of the parts and the occupied space.

図1(a)中、C0は軸上光束の主光線の偏向反射点(基準点)である。副走査方向においては、光束Ra、Rbは偏向反射点C0にて交差し、偏向反射点C0は結像光学系の基準点となる。各レンズ面は、次に述べる非球面式を用いて所望の光学性能を満足するよう光学設計を行っている。また、面P0は偏向反射点C0を通りポリゴンミラーの回転軸に垂直な面である。   In FIG. 1A, C0 is a deflection reflection point (reference point) of the principal ray of the axial light beam. In the sub-scanning direction, the light beams Ra and Rb intersect at the deflection reflection point C0, and the deflection reflection point C0 serves as a reference point for the imaging optical system. Each lens surface is optically designed to satisfy a desired optical performance by using the following aspherical expression. The surface P0 is a surface that passes through the deflection reflection point C0 and is perpendicular to the rotation axis of the polygon mirror.

(入射光学系および結像光学系の具体的構成)
本実施形態における入射光学系LA、結像光学系SAの光学配置を表1に、入射光学系LAのレンズ面形状を表2に、結像光学系SAのレンズ面形状を表3に示す。また同様に、本実施形態における入射光学系LB、結像光学系SBの光学配置及びレンズ面形状を表4に、入射光学系LBのレンズ面形状を表5に、結像光学系SBのレンズ面形状を表6に示す。
(Specific configuration of incident optical system and imaging optical system)
The optical arrangement of the incident optical system LA and the imaging optical system SA in this embodiment is shown in Table 1, the lens surface shape of the incident optical system LA is shown in Table 2, and the lens surface shape of the imaging optical system SA is shown in Table 3. Similarly, the optical arrangement and lens surface shape of the incident optical system LB and the imaging optical system SB in this embodiment are shown in Table 4, the lens surface shape of the incident optical system LB is shown in Table 5, and the lenses of the imaging optical system SB. Table 6 shows the surface shape.

(温度補償光学系)
本実施形態のコリメータレンズ3及びシリンダーレンズ4は、どちらか一方の面に回折格子が形成された回折面としている。コリメータレンズ3及びシリンダーレンズ4は、プラスチック材料を用いた射出成形で成形されており、環境変動による屈折パワーの変化を半導体レーザーの波長変化による回折パワーの変化で補償する、所謂温度補償光学系としている。ここで、回折面は以下に表した位相関数により定義される。
(Temperature compensation optics)
The collimator lens 3 and the cylinder lens 4 of the present embodiment are diffractive surfaces in which a diffraction grating is formed on one of the surfaces. The collimator lens 3 and the cylinder lens 4 are molded by injection molding using a plastic material, and are a so-called temperature compensation optical system that compensates for changes in refractive power due to environmental fluctuations by changes in diffraction power due to wavelength changes of the semiconductor laser. Yes. Here, the diffraction surface is defined by the phase function expressed below.

ここで、φは位相関数、Mは回折次数であり、本実施形態は1次回折光(M=1)を用いている。λは設計波長であり、本実施形態ではλ=790nmである。 Here, φ is a phase function, M is a diffraction order, and this embodiment uses first-order diffracted light (M = 1). λ is a design wavelength, and in this embodiment, λ = 790 nm.

(結像光学系の非球面形状)
結像レンズ6、7A、7Bのレンズ入射面、レンズ出射面の母線形状は共に、10次までの関数として表せる非球面形状により構成している。結像レンズ6、7A、7Bのそれぞれのレンズ面と結像レンズ6、7A、7Bの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、以下の式で表されるものである。
(Aspherical shape of imaging optical system)
The generatrix shapes of the lens entrance surfaces and the lens exit surfaces of the imaging lenses 6, 7A, and 7B are both aspherical shapes that can be expressed as functions up to the 10th order. The intersection of the lens surfaces of the imaging lenses 6, 7A, 7B and the optical axes of the imaging lenses 6, 7A, 7B is the origin, the optical axis direction is the X axis, and the axis is orthogonal to the optical axis in the main scanning section. Is the Y axis, the bus direction corresponding to the main scanning direction is expressed by the following equation.

(但し、Rは母線曲率半径,K、B、B、B、B10は非球面係数)
非球面係数B、B、B、B10は、光走査装置の光源手段1が配置されていない側(B4U、B6U、B8U、B10U)と光源手段1が配置されている側(B4L、B6L、B8L、B10L)とで数値を異ならせることもできる。そうすることで、主走査方向に非対称な形状を表現することができる。また、副走査方向と対応する子線方向が、以下の式で表されるものである。
(Where R is the radius of curvature of the bus and K, B 4 , B 6 , B 8 , and B 10 are aspheric coefficients)
The aspheric coefficients B 4 , B 6 , B 8 , and B 10 are the side (B 4U , B 6U , B 8U , B 10U ) where the light source means 1 of the optical scanning device is not arranged and the light source means 1 are arranged. It is also possible to make the numerical values different on the side (B 4L , B 6L , B 8L , B 10L ). By doing so, an asymmetric shape in the main scanning direction can be expressed. Further, the sub-line direction corresponding to the sub-scanning direction is expressed by the following expression.

Sは、母線方向の各々の位置における母線の法線を含み主走査面と垂直な面内に定義される子線形状である。ここで、主走査方向に光軸からY離れた位置における副走査方向の曲率半径(子線曲率半径)Rs*が、以下の式で表されている。 S is a child line shape defined in a plane perpendicular to the main scanning plane, including the normal line of the bus bar at each position in the bus bar direction. Here, the curvature radius (sub-wire curvature radius) Rs * in the sub-scanning direction at a position Y away from the optical axis in the main scanning direction is expressed by the following equation.

(但し、Rsは光軸上の子線曲率半径,D、D、D、D、D10は子線変化係数)
こちらも、主走査形状と同様、非球面係数D〜D10は光走査装置の光源手段1が配置されていない側(D2U〜D10U)と光源手段1が配置されている側(D2L〜D10L)とで数値を異ならせることで、主走査方向に非対称な形状を表現することができる。
(Where Rs is the radius of curvature of the sub-wire on the optical axis, and D 2 , D 4 , D 6 , D 8 and D 10 are the coefficient of change of the sub-wire)
Also in this case, as in the main scanning shape, the aspherical coefficients D 2 to D 10 are the side where the light source means 1 of the optical scanning device is not arranged (D 2U to D 10U ) and the side where the light source means 1 is arranged (D 2L to D 10L ), it is possible to express an asymmetric shape in the main scanning direction.

上記Sに関する等式の右辺の第2項は、Zの1次の関数からなる子線方向のチルト量を与える項であり、また第3項は、Zの4次の関数からなる子線方向の非円弧量を与える項である。子線チルト量に関しても、M0,1〜M10,1は光走査装置の光源手段1が配置されていない側(M0,1U〜M10,1U)と、光源手段1が配置されている側(M0,1L〜M10,1L)とで数値を異ならせる。これにより、主走査方向に非対称な形状とすることができる。このように子線方向に4次の非円弧量を与えることもできるが、本実施形態では、子線方向に4次の非円弧量は与えない形態としている。 The second term on the right side of the equation relating to S is a term that gives the tilt amount in the direction of the child line composed of a linear function of Z, and the third term is the direction of the child line composed of a quartic function of Z. This term gives the amount of non-arc. With respect to the amount of tilt of the child line, M 0,1 to M 10,1 are arranged on the side where the light source means 1 of the optical scanning device is not arranged (M 0,1U to M 10,1U ) and the light source means 1 is arranged. Different numerical values are used on the side (M 0,1L to M 10,1L ). As a result, the shape can be asymmetric in the main scanning direction. In this way, a quaternary non-arc amount can be given in the child line direction, but in this embodiment, a quartic non-arc amount is not given in the child line direction.

なお、本実施形態では、面形状を上記定義式により函数を定義したが、本発明の権利の範囲はこれを制限するものではない。   In the present embodiment, the function of the surface shape is defined by the above definition formula, but the scope of the right of the present invention is not limited thereto.

(被走査面上における光束の結像状況)
図4(a)は、ディフォーカスゼロ(被走査面上)の位置でのスポット形状を示している。等高線は、外側からピーク光量の2%、5%、13.5%、50%である。この図が示す通り、Y=±80mm、Y=±105mmの位置にて、ピーク光量の5%のサイドローブが主走査方向に発生している。また、ここで示した5つの像高以外の像高においてもスポット形状を確認したが、5%を大きく超える程のサイドローブが現れることはなく、全像高において波面収差が補正されていることが分かっている。
(Image formation of light flux on the scanned surface)
FIG. 4A shows a spot shape at a position of zero defocus (on the surface to be scanned). The contour lines are 2%, 5%, 13.5%, and 50% of the peak light amount from the outside. As shown in the figure, a side lobe of 5% of the peak light amount occurs in the main scanning direction at a position where Y = ± 80 mm and Y = ± 105 mm. Although the spot shape was confirmed at image heights other than the five image heights shown here, side lobes exceeding 5% did not appear, and the wavefront aberration was corrected at all image heights. I know.

図4(b)は、fθ特性を示しており、理想像高からの主走査方向の結像位置のズレ量をプロットしている。光束Raと光束Rbとで結像レンズ6を共用しているが、結像レンズ7Aと結像レンズ7Bは異なる形状をしているので、結像光学系SA、SBとでfθ特性は一致していない。最もずれている箇所で1.065mmだけ結像位置が主走査方向に離間している。但し、近年発達した電気補正技術を用いて、光源の発光タイミングを制御することで、実画像上問題無い程度の色ずれ量とすることが可能である。   FIG. 4B shows the fθ characteristic and plots the amount of deviation of the imaging position in the main scanning direction from the ideal image height. The image forming lens 6 is shared by the light beam Ra and the light beam Rb, but the image forming lens 7A and the image forming lens 7B have different shapes, so that the fθ characteristics match between the image forming optical systems SA and SB. Not. The image formation positions are separated in the main scanning direction by 1.065 mm at the most shifted position. However, it is possible to obtain a color misregistration amount with no problem in the actual image by controlling the light emission timing of the light source using an electrical correction technique developed in recent years.

図4(c)は、走査線曲がりを示しており、軸上結像点をゼロにしてプロットしている。走査線曲がりに関しても、fθ特性と同じように結像光学系SA、SBとで一致はしていない。最もずれている箇所で110μmだけ結像位置が副走査方向に離間している。こちらに関しても、電気補正技術を用いることで、実画像上問題無いレベルの色ずれ量とすることが可能である。   FIG. 4C shows scanning line bending, which is plotted with the on-axis imaging point set to zero. As for the scanning line bending, the imaging optical systems SA and SB do not coincide with each other as in the fθ characteristic. The image forming positions are separated in the sub-scanning direction by 110 μm at the most shifted position. Also in this case, by using the electric correction technique, it is possible to obtain a color misregistration amount at a level with no problem in the actual image.

(結像レンズ7R)
図3は、本実施形態の結像光学系SRにおける第1の結像レンズとしての結像レンズ7R周辺の副走査拡大図である。結像レンズ7Rは、光束Raが通過する結像レンズ7Aと、光束Rbが通過する結像レンズ7Bとを、副走査方向上下に重ねた多段レンズになっている。主走査方向及び副走査方向に異なる形状のレンズを積み重ねるため、二つのレンズ面の境界で段差が生じる。
(Imaging lens 7R)
FIG. 3 is an enlarged sub-scanning view around the imaging lens 7R as the first imaging lens in the imaging optical system SR of the present embodiment. The imaging lens 7R is a multistage lens in which an imaging lens 7A through which the light beam Ra passes and an imaging lens 7B through which the light beam Rb pass are overlapped vertically in the sub-scanning direction. Since lenses having different shapes are stacked in the main scanning direction and the sub-scanning direction, a step is generated at the boundary between the two lens surfaces.

段差部P1及びP2が存在すると、その点を起点にレンズ成形時にレンズ面にヒケが発生することがあり、ヒケている部分を光束が通過するとスポット形状が乱れてしまう。そこで、本実施形態では、副走査方向に±3°の斜入射角で光束を偏向走査し、結像レンズ7Rの両面において光束と段差部P1、P2をヒケの影響がでない領域まで光束Ra、Rbを十分離間させている。また、結像レンズ7Bは、折り返しミラーM2で反射された光束が再度入射するように構成している。   If the stepped portions P1 and P2 exist, sink marks may occur on the lens surface at the time of lens molding starting from those points, and the spot shape will be disturbed if the light beam passes through the spot portions. Therefore, in this embodiment, the light beam is deflected and scanned at an oblique incident angle of ± 3 ° in the sub-scanning direction, and the light beam Ra and the stepped portions P1 and P2 on the both surfaces of the imaging lens 7R reach the region where there is no influence of sink marks. Rb is sufficiently separated. The imaging lens 7B is configured such that the light beam reflected by the folding mirror M2 is incident again.

このようにして、結像光学系SRは、偏向手段から第2被走査面(8B)に至る第2光束(Rb)が2回通過し、偏向手段から第1被走査面(8A)に至る第1光束(Ra)が1回しか通過しない光学面を含むこととなる。   In this way, in the imaging optical system SR, the second light beam (Rb) from the deflecting means to the second scanned surface (8B) passes twice, and the deflecting means reaches the first scanned surface (8A). An optical surface through which the first light beam (Ra) passes only once is included.

本実施形態では、1回目に光学面を通過する結像レンズ7Bのレンズ形状と、2回目に上記光学面を通過する結像レンズ7Bのレンズ形状とが、同じになるように一体化した構成として設計している。即ち、本実施形態では、結像レンズ7Rに関し、第2被走査面に向う第2光束Rbが1回目に通過する領域での副走査方向における第1面形状と、2回目に通過する領域での副走査方向における第2面形状は同じ数式(表現式)で表されるものとする。   In this embodiment, the lens shape of the imaging lens 7B that passes through the optical surface at the first time and the lens shape of the imaging lens 7B that passes through the optical surface at the second time are integrated so as to be the same. Designed as That is, in this embodiment, regarding the imaging lens 7R, the first surface shape in the sub-scanning direction in the region where the second light beam Rb toward the second surface to be scanned passes through the first time and the region where the second light beam Rb passes through the second time. The second surface shape in the sub-scanning direction is represented by the same mathematical expression (expression).

このため、両者の間におけるレンズ面の段差を気にする必要がない。結像レンズ6から出射し結像レンズ7Bを通過する光束Rbと、折り返しミラーM2により反射され結像レンズ7Bを再度通過する光束Rbの一部とを、副走査断面内において重なるように構成するとレンズの高さが抑えられ、無駄な材料を使用しなくて済む。   For this reason, there is no need to worry about the step of the lens surface between them. When the light beam Rb emitted from the imaging lens 6 and passing through the imaging lens 7B and the part of the light beam Rb reflected by the folding mirror M2 and again passing through the imaging lens 7B are configured to overlap in the sub-scan section. The height of the lens is suppressed, and it is not necessary to use useless materials.

そのようにするためには、結像レンズ7Bをより折り返しミラーM2に近づけると良い。即ち、図3に示すように、結像レンズ7Bの折り返しミラーM2側の面と折り返しミラーM3との距離L1と、結像レンズ7Bの折り返しミラーM2側の面と折り返しミラーM2との距離L2とを比較すると、L1>L2となるように構成するのが望ましい。また、L1>L2となるような位置に結像レンズ7Rを配置すると、L1<L2となるような位置にレンズを配置した場合と比べて、主走査方向のレンズの長さが短くなる。よって、L1>L2の条件は、レンズの高さおよび長さを抑える上で重要な条件となっている。   In order to do so, the imaging lens 7B may be closer to the folding mirror M2. That is, as shown in FIG. 3, the distance L1 between the surface of the imaging lens 7B on the folding mirror M2 side and the folding mirror M3, and the distance L2 between the surface of the imaging lens 7B on the folding mirror M2 side and the folding mirror M2. Are preferably configured such that L1> L2. Further, when the imaging lens 7R is arranged at a position where L1> L2, the length of the lens in the main scanning direction becomes shorter than when the lens is arranged at a position where L1 <L2. Therefore, the condition of L1> L2 is an important condition for suppressing the height and length of the lens.

また、L1>L2という条件は、結像レンズ7Rを可能な限り折り返しミラーM2に近づけることで、結像光学系SA(図1(b))と結像光学系SB(図1(c))における副走査方向の結像倍率βを近い値にするという重要な条件ともなっている。即ち、結像レンズ6(第2の結像レンズ)を結像光学系SAとSBとで共用しているため、副走査方向の結像倍率は結像レンズ7A、7Bの配置位置に大きく依存する。   The condition of L1> L2 is that the imaging lens 7R is brought as close to the folding mirror M2 as possible so that the imaging optical system SA (FIG. 1B) and the imaging optical system SB (FIG. 1C). Is also an important condition that the imaging magnification β in the sub-scanning direction is set to a close value. That is, since the imaging lens 6 (second imaging lens) is shared by the imaging optical systems SA and SB, the imaging magnification in the sub-scanning direction greatly depends on the arrangement position of the imaging lenses 7A and 7B. To do.

(副走査方向の結像倍率の一致具合)
結像倍率があまりにかけ離れてしまっていると、入射光学系の構成を光束Raと光束Rbとで異ならせなくてはならず(例えばコリメータレンズの焦点距離を変えるなど)、部品の共通化の妨げとなり低コスト化という観点で不利になってしまう。本実施形態では、光偏向器5の偏向面5aからの下側光路(図1(a))に沿った光束Raに対する結像光学系SA(図1(b))の副走査方向の結像倍率βは、β=−2.15である。一方、光偏向器5の偏向面5aからの上側光路(図1(a))に沿った光束Rbに対する結像光学系SB(図1(c))の副走査方向の結像倍率βは、β=−1.77であり、両者は概略一致している。
(Adjustment degree of imaging magnification in the sub-scanning direction)
If the imaging magnification is too far away, the configuration of the incident optical system must be made different between the light beam Ra and the light beam Rb (for example, changing the focal length of the collimator lens), preventing the commonality of components. This is disadvantageous in terms of cost reduction. In the present embodiment, imaging in the sub-scanning direction of the imaging optical system SA (FIG. 1B) with respect to the light beam Ra along the lower optical path (FIG. 1A) from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 is performed. The magnification β is β = −2.15. On the other hand, the imaging magnification β in the sub-scanning direction of the imaging optical system SB (FIG. 1 (c)) with respect to the light beam Rb along the upper optical path (FIG. 1 (a)) from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 is β = −1.77, which is almost the same.

(感光ドラムとの配置関係)
最後に、本実施形態では、図1(a)に示すように感光ドラムを図の下側に配置し、偏向手段で偏向された複数の光束の内、被走査面から空間的に(物理的に)遠い側の光束Rbを、以下のように結像させている。即ち、結像レンズを2度通過させた後、偏向手段に空間的に(物理的に)近い被走査面8Bに結像させる。一方、被走査面に空間的に(物理的に)近い側の光束Raを、2度光束が通過した結像レンズを1度通過させた後、偏向手段から空間的に(物理的に)遠い被走査面8Aに結像させている。
(Relationship with photosensitive drum)
Finally, in this embodiment, as shown in FIG. 1A, the photosensitive drum is arranged on the lower side of the drawing, and among the plurality of light beams deflected by the deflecting means, spatially (physically B) The light beam Rb on the far side is imaged as follows. That is, after passing through the imaging lens twice, an image is formed on the scanned surface 8B spatially (physically) close to the deflecting means. On the other hand, after passing the light beam Ra spatially (physically) close to the scanning surface once through the imaging lens through which the light beam has passed twice, it is spatially (physically) far from the deflecting means. An image is formed on the scanned surface 8A.

仮に、図1(a)に示した感光ドラムを図の下側でなく上側に配置させた場合、被走査面に空間的に(物理的に)遠い側となる光束(Ra)を、以下のように結像させることとなる。即ち、2度光束が通過した結像レンズを1度通過させた後、偏向手段から空間的に(物理的に)遠い被走査面8Aに結像させることとなる。この場合、偏向手段で偏向された複数の光束の内、被走査面から空間的に(物理的に)近い側となる光束(Rb)を、結像レンズを2度通過させた後、偏向手段に空間的に(物理的に)近い被走査面8Bに結像させることとなる。   If the photosensitive drum shown in FIG. 1A is arranged on the upper side instead of the lower side of the drawing, a light beam (Ra) that is spatially (physically) far from the surface to be scanned is Thus, the image is formed. That is, after passing through the imaging lens through which the light beam has passed twice, an image is formed on the scanned surface 8A which is spatially (physically) far from the deflecting means. In this case, after the light beam (Rb) that is spatially (physically) closer to the scanning surface among the plurality of light beams deflected by the deflecting unit is passed through the imaging lens twice, the deflecting unit The image is formed on the scanned surface 8B that is spatially (physically) close to.

このような配置をさせた場合、折り返しミラーM3は反射光路が上に向くように90°回転され、このような折り返しミラーM3と、上側光路に沿って折り返しミラーM2に向う光束(Rb)との干渉と言った新たな問題が発生してくる。よって、画像形成装置本体をよりコンパクトにするためには、偏向手段で偏向された複数の光束の内、被走査面に空間的に(物理的に)近い側の光束を偏向手段から空間的に(物理的に)遠い被走査面に結像させるように構成することが望ましい。   In such an arrangement, the folding mirror M3 is rotated by 90 ° so that the reflected optical path is directed upward, and the folding mirror M3 and a light beam (Rb) directed toward the folding mirror M2 along the upper optical path. A new problem called interference occurs. Therefore, in order to make the image forming apparatus main body more compact, among the plurality of light beams deflected by the deflecting unit, the light beam spatially (physically) closer to the surface to be scanned is spatially transmitted from the deflecting unit. It is desirable to form an image on a surface to be scanned (physically) far away.

(本実施形態の効果)
以上説明したように、本実施形態は、fθ特性、走査線曲がり、副走査方向の結像倍率の一致具合などの点で所定の性能を備え、画像品質を落とさずに光走査装置の薄型化及びローコスト化を達成することができる。
(Effect of this embodiment)
As described above, the present embodiment has predetermined performance in terms of fθ characteristics, scanning line bending, the degree of coincidence of imaging magnification in the sub-scanning direction, etc., and the optical scanning device can be thinned without degrading image quality. In addition, low cost can be achieved.

《第2の実施形態》
図5(a)は、本発明の第2の実施形態の光走査装置の副走査断面図である。図5(b)は、図5(a)で示した光学系の内、光束Raが通過する光学系の主走査断面展開図である。また、図5(c)は、図5(a)で示した光学系の内、光束Rbが通過する光学系の主走査断面展開図である。但し、結像レンズ7Bに光束が2度通過する様子が分かるように、折り返しミラーM2で折り返された光路を重ねて書いている。
<< Second Embodiment >>
FIG. 5A is a sub-scan sectional view of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5B is a main scanning cross-sectional development view of the optical system through which the light beam Ra passes among the optical system shown in FIG. FIG. 5C is a main scanning cross-sectional development view of the optical system through which the light beam Rb passes in the optical system shown in FIG. However, the optical path folded by the folding mirror M2 is written in an overlapping manner so that the light beam passes through the imaging lens 7B twice.

(結像レンズ7R)
図6は、結像レンズ7R周辺の副走査拡大図である。これからも分かる通り、結像レンズ7Bを二つのレンズ部7BU、7BLより構成している。よって、結像レンズ7Rは、光束Raが通過する結像レンズ7A、光束Rbが1度目に通過する結像レンズ7BL、折り返しミラーM2で反射された光束Rbが2度目に通過する結像レンズ7BUの3つのレンズから構成される。即ち、結像レンズ7Rは、副走査方向上下に積み重ねた多段レンズ(レンズ面が異なる表現式で表されるレンズ)となっている。
(Imaging lens 7R)
FIG. 6 is an enlarged sub-scan view around the imaging lens 7R. As can be seen from this, the imaging lens 7B is composed of two lens portions 7BU and 7BL. Therefore, the imaging lens 7R includes the imaging lens 7A through which the light beam Ra passes, the imaging lens 7BL through which the light beam Rb passes for the first time, and the imaging lens 7BU through which the light beam Rb reflected by the folding mirror M2 passes the second time. It consists of three lenses. That is, the imaging lens 7R is a multistage lens (lens whose lens surface is expressed by different expressions) stacked vertically in the sub-scanning direction.

また、結像レンズ7BLと結像レンズ7Aは、面P0に対して対称な形状をしている。即ち、本実施形態では、結像レンズ7Rに関し、第1被走査面に向う第1光束Rbが1回通過する領域での副走査方向における面形状と、第1被走査面に向う第1光束Raが1回だけ通過する領域での副走査方向における面形状は同じ数式で表される。このように、結像レンズ7Rは、一体化したレンズ面形状をしている。   The imaging lens 7BL and the imaging lens 7A are symmetrical with respect to the plane P0. That is, in the present embodiment, regarding the imaging lens 7R, the surface shape in the sub-scanning direction in the region where the first light beam Rb toward the first scanned surface passes once, and the first light beam toward the first scanned surface. The surface shape in the sub-scanning direction in the region where Ra passes only once is expressed by the same mathematical formula. Thus, the imaging lens 7R has an integrated lens surface shape.

このため、結像レンズ7BLと結像レンズ7Aとの境界部P3、P4では段差は生じていない。一方、結像レンズ7BUと結像レンズ7BLとの境界部P5、P6では、レンズ面形状が異なるため、段差が生じる。よって、光束Rbは境界部P5、P6近傍を通らないよう、結像レンズ7Rを配置しなければならない。そのため、結像レンズ7Bの折り返しミラーM2側の面において、光束Rbが通過する2つの位置の間隔を第1の実施形態では狭くしたが、本実施形態では逆に拡げる必要がある。   For this reason, there is no step at the boundary portions P3 and P4 between the imaging lens 7BL and the imaging lens 7A. On the other hand, at the boundary portions P5 and P6 between the imaging lens 7BU and the imaging lens 7BL, the lens surface shape is different, so that a step is generated. Therefore, the imaging lens 7R must be disposed so that the light beam Rb does not pass near the boundaries P5 and P6. For this reason, on the surface of the imaging lens 7B on the side of the folding mirror M2, the distance between the two positions through which the light beam Rb passes is narrowed in the first embodiment, but in the present embodiment, it is necessary to widen it.

即ち、図6に示すように、結像レンズ7Bの折り返しミラーM2側の面と折り返しミラーM3との距離L1と、結像レンズ7Bの折り返しミラーM2側の面と折り返しミラーM2との距離L2とを比較すると、L1<L2となるように構成するのが望ましい。このような位置に結像レンズ7Bを配置することで、折り返しミラーM2での折り返し角度を付けずに、光束同士の間隔を広げることができる。よって、段差部近傍のヒケているレンズ面を光束が通過しないで済むようになり、良好なスポット形状を得ることが可能となる。   That is, as shown in FIG. 6, the distance L1 between the surface on the folding mirror M2 side of the imaging lens 7B and the folding mirror M3, and the distance L2 between the surface on the folding mirror M2 side of the imaging lens 7B and the folding mirror M2. Is preferably configured so that L1 <L2. By disposing the imaging lens 7B at such a position, it is possible to widen the interval between the light beams without providing a folding angle at the folding mirror M2. Therefore, the light beam does not have to pass through the sunken lens surface in the vicinity of the step portion, and a good spot shape can be obtained.

(入射光学系および結像光学系の具体的構成)
次に、本実施形態における入射光学系LA、結像光学系SAの光学配置を表7に、入射光学系LAのレンズ面形状を表8に、結像光学系SAのレンズ面形状を表9に示す。また同様に、本実施形態における入射光学系LB、結像光学系SBの光学配置及びレンズ面形状を表10に、入射光学系LBのレンズ面形状を表11に、結像光学系SBのレンズ面形状を表12に示す。
(Specific configuration of incident optical system and imaging optical system)
Next, Table 7 shows the optical arrangement of the incident optical system LA and the imaging optical system SA in this embodiment, Table 8 shows the lens surface shape of the incident optical system LA, and Table 9 shows the lens surface shape of the imaging optical system SA. Shown in Similarly, the optical arrangement and lens surface shape of the incident optical system LB and the imaging optical system SB in this embodiment are shown in Table 10, the lens surface shape of the incident optical system LB is shown in Table 11, and the lenses of the imaging optical system SB. Table 12 shows the surface shape.

(被走査面上における光束の結像状況)
図7(a)は、ディフォーカスゼロ(被走査面上)の位置でのスポット形状を示している。等高線は、外側からピーク光量の2%、5%、13.5%、50%である。この図が示す通り、Y=±80mmの位置にて、ピーク光量の5%のサイドローブが主走査方向に発生している。また、ここで示した5つの像高以外の像高においてもスポット形状を確認したが、5%を大きく超える程のサイドローブが現れることはなく、全像高において波面収差が補正されていることが分かっている。
(Image formation of light flux on the scanned surface)
FIG. 7A shows a spot shape at a position of zero defocus (on the surface to be scanned). The contour lines are 2%, 5%, 13.5%, and 50% of the peak light amount from the outside. As shown in this figure, a side lobe of 5% of the peak light amount occurs in the main scanning direction at a position where Y = ± 80 mm. Although the spot shape was confirmed at image heights other than the five image heights shown here, side lobes exceeding 5% did not appear, and the wavefront aberration was corrected at all image heights. I know.

図7(b)は、fθ特性を示しており、理想像高からの主走査方向の結像位置のズレ量をプロットしている。光束Raと光束Rbとで結像レンズ6を共用しており、結像レンズ7Aと結像レンズ7Bは面P0に対して対称な形状のレンズであるので、結像光学系SA、SBとでfθ特性はほぼ一致している。最もずれている箇所で0.026mmだけ結像位置が主走査方向に離間している。第1の実施形態で説明したように、電気補正技術を用いて結像位置ずれを更に低減しても構わないが、この程度であれば補正する必要がないレベルと考えてよい。   FIG. 7B shows the fθ characteristic, and plots the amount of deviation of the imaging position in the main scanning direction from the ideal image height. Since the imaging lens 6 is shared by the luminous flux Ra and the luminous flux Rb, and the imaging lens 7A and the imaging lens 7B are lenses having a symmetrical shape with respect to the plane P0, the imaging optical systems SA and SB The fθ characteristics are almost the same. The image formation positions are separated in the main scanning direction by 0.026 mm at the most shifted positions. As described in the first embodiment, the image formation position shift may be further reduced by using the electric correction technique.

図7(c)は、走査線曲がりを示しており、軸上結像点をゼロにしてプロットしている。走査線曲がりに関しても、fθ特性と同じように結像光学系SA、SBとでほぼ一致している。最もずれている箇所で1.6μmだけ結像位置が副走査方向に離間している。こちらに関しては、電気補正が必要ないレベルまで十分一致している。   FIG. 7C shows scanning line bending, which is plotted with the on-axis imaging point set to zero. As for the scanning line bending, the imaging optical systems SA and SB substantially coincide with each other in the same manner as the fθ characteristic. The image forming positions are separated in the sub-scanning direction by 1.6 μm at the most shifted position. In this case, it is fully consistent up to a level that does not require electrical correction.

(副走査方向の結像倍率の一致具合)
また、結像光学系SAの副走査方向の結像倍率βはβ=−2.31であり、結像光学系SBの副走査方向の結像倍率β=−2.35とほぼ一致している。これは、結像レンズ6を結像光学系SAとSBとで共用し、更に副走査方向に主なパワーがある結像レンズ7A、7BLを面P0を挟んで対称形状としているためである。結像レンズ7BUは副走査方向にパワー(屈折力)を持たないレンズであるため、副走査倍率への寄与は殆どない。よって、副走査方向の結像倍率がほぼ一致しているため、入射光学系の構成を光束Raと光束Rbとで異ならせずに済み、部品の共通化と言った低コスト化の観点で有利に働く。
(Adjustment degree of imaging magnification in the sub-scanning direction)
Further, the imaging magnification β in the sub-scanning direction of the imaging optical system SA is β = −2.31, which substantially coincides with the imaging magnification β in the sub-scanning direction of the imaging optical system SB = −2.35. This is because the imaging lens 6 is shared by the imaging optical systems SA and SB, and the imaging lenses 7A and 7BL having main power in the sub-scanning direction are symmetrical with respect to the plane P0. Since the imaging lens 7BU is a lens having no power (refractive power) in the sub-scanning direction, it hardly contributes to the sub-scanning magnification. Therefore, since the imaging magnifications in the sub-scanning direction are almost the same, it is not necessary to make the configuration of the incident optical system different between the light beam Ra and the light beam Rb, which is advantageous from the viewpoint of cost reduction such as common use of parts. To work.

(本実施形態の効果)
以上説明したように、本実施形態は、fθ特性、走査線曲がり、副走査方向の結像倍率の一致具合などの点で第1の実施形態より優れている。よって、電気補正による結像位置の補正機能を持たない光走査装置においては、本実施形態の構成とすることで、画像品質を落とさずに光走査装置の薄型化及びローコスト化を達成することができる。
(Effect of this embodiment)
As described above, the present embodiment is superior to the first embodiment in terms of fθ characteristics, scanning line bending, the degree of coincidence of image forming magnifications in the sub-scanning direction, and the like. Therefore, in the optical scanning device that does not have the function of correcting the imaging position by electrical correction, the configuration of this embodiment can achieve a reduction in thickness and cost of the optical scanning device without degrading image quality. it can.

(変形例)
本発明は、上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。上述した実施形態では、多段レンズを光偏向器から遠い側の結像レンズに対して形成したが、図8に示すように多段レンズを光偏向器に近い側の結像レンズに対して形成しても良い。そして、図8(a)に示すように、レンズ6Rを構成する結像レンズ6A、6Bを一つの表現式からなる同一のレンズ面で構成することもできる。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. In the above-described embodiment, the multistage lens is formed on the imaging lens far from the optical deflector. However, as shown in FIG. 8, the multistage lens is formed on the imaging lens near the optical deflector. May be. Then, as shown in FIG. 8A, the imaging lenses 6A and 6B constituting the lens 6R can be constituted by the same lens surface having one expression.

また、図8(b)に示すように、多段レンズ6Rを構成する結像レンズ6A、6Bを異なる表現式からなる異なるレンズ面としても良い。また、図8(c)に示すように、結像レンズ6A、6Bの光偏向器から遠い側の面を異なる表現式からなるレンズ面とし、かつ結像レンズ6Aの光偏向器側の面も1度目に通過するレンズ面と2度目に通過するレンズ面で面形状を異ならせる構成としても良い。また、図8(d)に示すように、図8(c)の形態に対して、結像レンズ7Aを削除した形態としても良い。   Further, as shown in FIG. 8B, the imaging lenses 6A and 6B constituting the multistage lens 6R may be different lens surfaces having different expressions. Further, as shown in FIG. 8C, the surface of the imaging lenses 6A and 6B far from the optical deflector is a lens surface having a different expression, and the surface of the imaging lens 6A on the optical deflector side is also used. A configuration may be adopted in which the surface shape is different between the lens surface passing the first time and the lens surface passing the second time. Further, as shown in FIG. 8 (d), the imaging lens 7A may be deleted from the configuration of FIG. 8 (c).

更に、光束Ra、Rbを空間分離する替わりに波長分離することも可能である。即ち、図8(e)に示すように、レンズ面が異なる表現式で表される多段レンズ6Rを通過した異なる波長の光束Ra、RbをダイクロイックミラーD2で分離させる。そして、光束RaはダイクロイックミラーD2を透過させ、光束RbはダイクロイックミラーD2で反射させるようにしても良い。この場合、異なる波長の入射光束は、副走査方向において、光偏向器の偏向反射面に対し、斜め入射でなく垂直入射する構成にすることができる。   Further, the light beams Ra and Rb can be wavelength separated instead of spatially separated. That is, as shown in FIG. 8E, the light beams Ra and Rb having different wavelengths that have passed through the multistage lens 6R whose lens surfaces are expressed by different expressions are separated by the dichroic mirror D2. The light beam Ra may be transmitted through the dichroic mirror D2, and the light beam Rb may be reflected by the dichroic mirror D2. In this case, it is possible to adopt a configuration in which incident light beams having different wavelengths are incident on the deflecting / reflecting surface of the optical deflector vertically rather than obliquely in the sub-scanning direction.

また、図8(f)に示すように、副走査方向において2段重ねて配置した光偏向器5A、5Bの偏向反射面に対し、垂直に2つの光束をそれぞれ入射させるようにしても良い。   Further, as shown in FIG. 8 (f), two light beams may be vertically incident on the deflection reflection surfaces of the optical deflectors 5A and 5B arranged in two stages in the sub-scanning direction.

また、図9(a)に示した構成(図8(a)に相当)に替えて、図9(b)で示すように、光偏向器を2つ並べて配置し、片側のみで偏向反射するようにしたタイプの光走査装置を構成しても良い。この場合、一方の偏向反射面で反射された光束に関し、各レンズ面を通過する際に各レンズ面で反射したゴースト光があっても、他方の被走査面に到達してしまうことはない。   Further, instead of the configuration shown in FIG. 9A (corresponding to FIG. 8A), as shown in FIG. 9B, two optical deflectors are arranged side by side and deflected and reflected only on one side. An optical scanning device of the type described above may be configured. In this case, even if there is ghost light reflected by each lens surface when passing through each lens surface with respect to the light beam reflected by one deflection reflection surface, it does not reach the other scanned surface.

光走査装置に与えられる設計仕様に応じて、このような種々の変形例を用いて設計することができる。いずれの場合においても、光偏向器に近い被走査面8Bに向かう光束Rbが2度通過するレンズ6Rを光偏向器から遠い被走査面8Aに向かう光束Raが一度通過するように構成する。これにより、レンズ枚数の削減もしくは折り返しミラーの削減を行うことができ、コンパクトでローコストな光走査装置を提供することが可能となる。   It can design using such various modifications according to the design specification given to an optical scanning device. In any case, the light beam Ra directed to the scanned surface 8A far from the optical deflector passes once through the lens 6R through which the light beam Rb directed to the scanned surface 8B close to the optical deflector passes twice. As a result, the number of lenses or the number of folding mirrors can be reduced, and a compact and low-cost optical scanning device can be provided.

(更に異なる変形例)
1)図6で、結像レンズ7Rの偏向手段に近い側の面において、第2被走査面に向う第2光束Rbが1回通過する領域での副走査方向における第1面形状、再度通過する領域での副走査方向における面形状である第2面形状を以下のように構成しても良い。即ち、第1被走査面に向う第1光束が1回だけ通過する領域での副走査方向における第3面形状の屈折力を、第1面形状および第2面形状の屈折力の和に等しくしても良い。
(Further different modifications)
1) In FIG. 6, the first surface shape in the sub-scanning direction in the region where the second light beam Rb toward the second scanned surface passes once on the surface near the deflecting unit of the imaging lens 7R, passes again. A second surface shape that is a surface shape in the sub-scanning direction in the region to be performed may be configured as follows. That is, the refractive power of the third surface shape in the sub-scanning direction in the region where the first light beam directed to the first scanned surface passes only once is equal to the sum of the refractive powers of the first surface shape and the second surface shape. You may do it.

2)上述した実施形態では、反射手段として折り返しミラーを用いたが、本発明はこれに限らず、内面反射部材を用いることができ、例えば図3、図6の折り返しミラーの替わりに結像レンズ7Rの偏向手段から遠い側の面に反射膜を形成しても良い。   2) In the above-described embodiment, the folding mirror is used as the reflecting means. However, the present invention is not limited to this, and an internal reflecting member can be used. For example, an imaging lens instead of the folding mirror shown in FIGS. A reflective film may be formed on the surface far from the 7R deflecting means.

3)また、図8(e)では、多段レンズ6Rとして異なる数式で表されるレンズ面形状を備える結像レンズを示したが、同一の数式で表されるレンズ面形状を備える結像レンズに置き換えることもできる。   3) Further, in FIG. 8E, an imaging lens having a lens surface shape represented by a different mathematical expression is shown as the multistage lens 6R, but an imaging lens having a lens surface shape represented by the same mathematical expression is used. It can also be replaced.

1A、1B・・光源手段、LA、LB・・入射光学系、5・・偏向手段、7A・・結像レンズ、8A・・第1被走査面、8B・・第2被走査面 1A, 1B ··· Light source means, LA, LB ··· Incident optical system, ··· Deflection means, 7A ·· Imaging lens, 8A ··· First scanned surface, 8B ··· Second scanned surface

Claims (19)

偏向手段と、
第1光源手段、第2光源手段からそれぞれ出射した第1光束、第2光束を前記偏向手段に導く入射光学系と、
前記偏向手段から出射した前記第1光束、前記第2光束をそれぞれ、第1被走査面と、前記偏向手段からの空間的な距離が前記第1被走査面よりも近い第2被走査面とに導く結像光学系と、
を備え、前記偏向手段で前記第1光束、前記第2光束をそれぞれ偏向することにより、前記第1被走査面、前記第2被走査面を走査する光走査装置であって、
前記結像光学系は、前記偏向手段から前記第2被走査面に至る前記第2光束が2回通過し、前記偏向手段から前記第1被走査面に至る前記第1光束が1回しか通過しない光学面を含んでいることを特徴とする光走査装置。
Deflection means;
An incident optical system for guiding the first light beam and the second light beam respectively emitted from the first light source means and the second light source means to the deflecting means;
The first light beam and the second light beam emitted from the deflecting unit are respectively a first scanned surface and a second scanned surface whose spatial distance from the deflecting unit is closer than the first scanned surface. An imaging optical system that leads to
An optical scanning device that scans the first scanned surface and the second scanned surface by deflecting the first light beam and the second light beam by the deflecting unit, respectively.
In the imaging optical system, the second light beam from the deflecting unit to the second scanned surface passes twice, and the first light beam from the deflecting unit to the first scanned surface passes only once. An optical scanning device characterized by including an optical surface that does not.
前記結像光学系は、前記光学面を備える第1の結像レンズを有することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。   The optical scanning apparatus according to claim 1, wherein the imaging optical system includes a first imaging lens including the optical surface. 前記光学面は、前記第1の結像レンズの前記偏向手段に空間的に近い側の面であることを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 2, wherein the optical surface is a surface spatially close to the deflecting unit of the first imaging lens. 前記光学面において、前記第1光束は、前記第2光束より前記第2被走査面から副走査方向に近い位置を通過することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光走査装置。   4. The optical surface according to claim 1, wherein the first light beam passes through a position closer to the sub-scanning direction from the second scanned surface than the second light beam. 5. Optical scanning device. 前記光学面において、前記第2光束が2回目に通過する領域は、前記第2光束が1回目に通過する領域より前記第2被走査面から副走査方向に離れていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光走査装置。   The region of the optical surface through which the second light beam passes for the second time is further away from the second surface to be scanned in the sub-scanning direction than the region through which the second light beam passes for the first time. Item 5. The optical scanning device according to any one of Items 1 to 4. 前記光学面において、前記第2光束が1回目に通過する領域での副走査方向における第1面形状と、前記第2光束が2回目に通過する領域での副走査方向における第2面形状とは、同一の数式で表され、前記第1光束が1回しか通過しない領域での副走査方向における第3面形状とは異なる屈折力を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光走査装置。   On the optical surface, a first surface shape in the sub-scanning direction in a region where the second light flux passes through the first time, and a second surface shape in the sub-scanning direction in a region where the second light flux passes through the second time. Is represented by the same mathematical formula, and has a refractive power different from that of the third surface shape in the sub-scanning direction in a region where the first light flux passes only once. The optical scanning device according to item 1. 前記光学面において、前記第2光束が1回目に通過する領域での副走査方向における第1面形状と、前記第1光束が1回しか通過しない領域での副走査方向における第3面形状とは、同一の数式で表され、屈折力を備える一方で、前記第2光束が2回目に通過する領域での副走査方向における第2面形状は屈折力を有さないことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光走査装置。   On the optical surface, a first surface shape in the sub-scanning direction in a region where the second light flux passes for the first time, and a third surface shape in a sub-scanning direction in a region where the first light flux passes only once. Are expressed by the same mathematical formula and have refractive power, while the second surface shape in the sub-scanning direction in the region where the second light beam passes for the second time has no refractive power. Item 6. The optical scanning device according to any one of Items 1 to 5. 前記光学面において、前記第2光束が1回目に通過する領域での副走査方向における第1面形状と、前記第2光束が2回目に通過する領域での副走査方向における第2面形状と、前記第1光束が1回しか通過しない領域での副走査方向における第3面形状は、夫々異なる屈折力を備え、
前記第1面形状と前記第2面形状の屈折力の和は、前記第3面形状の屈折力に等しいことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光走査装置。
On the optical surface, a first surface shape in the sub-scanning direction in a region where the second light flux passes through the first time, and a second surface shape in the sub-scanning direction in a region where the second light flux passes through the second time. The third surface shape in the sub-scanning direction in the region where the first light flux passes only once has different refractive powers,
6. The optical scanning device according to claim 1, wherein a sum of refractive powers of the first surface shape and the second surface shape is equal to a refractive power of the third surface shape. 7.
前記結像光学系は、前記偏向手段から前記第2被走査面に至る前記第2光束に関して、前記光学面の1回目の通過から2回目の通過までの光路に第1の反射手段を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光走査装置。   The imaging optical system includes a first reflecting unit in an optical path from the first passage to the second passage of the optical surface with respect to the second light flux from the deflecting unit to the second scanned surface. The optical scanning device according to claim 1, wherein: 前記結像光学系は、前記偏向手段から前記第2被走査面に至る前記第2光束に関して、前記光学面の2回目の通過後に光路を前記第2被走査面に向けて折り曲げる第2の反射手段を有することを特徴とする請求項9に記載の光走査装置。   The imaging optical system has a second reflection that bends an optical path toward the second scanned surface after the second passage of the optical surface with respect to the second light flux from the deflecting unit to the second scanned surface. The optical scanning device according to claim 9, further comprising: means. 前記結像光学系は、前記偏向手段に空間的に近い側の面を前記光学面として備える第1の結像レンズを有し、
前記第1の結像レンズの前記偏向手段から空間的に遠い側の面と前記第1の反射手段までの距離は、
前記第1の結像レンズの前記偏向手段から空間的に遠い側の面と前記第2の反射手段までの距離より小さいことを特徴とする請求項10に記載の光走査装置。
The imaging optical system includes a first imaging lens including a surface on the side spatially close to the deflecting unit as the optical surface,
The distance between the surface of the first imaging lens that is spatially far from the deflecting means and the first reflecting means is:
11. The optical scanning device according to claim 10, wherein the distance is smaller than a distance between a surface of the first imaging lens far from the deflecting unit and the second reflecting unit.
前記結像光学系は、前記偏向手段に空間的に近い側の面を前記光学面として備える第1の結像レンズを有し、
前記第1の結像レンズの前記偏向手段から空間的に遠い側の面と前記第1の反射手段までの距離は、
前記第1の結像レンズの前記偏向手段から空間的に遠い側の面と前記第2の反射手段までの距離より大きいことを特徴とする請求項10に記載の光走査装置。
The imaging optical system includes a first imaging lens including a surface on the side spatially close to the deflecting unit as the optical surface,
The distance between the surface of the first imaging lens that is spatially far from the deflecting means and the first reflecting means is:
11. The optical scanning device according to claim 10, wherein the distance is larger than a distance between a surface of the first imaging lens that is spatially far from the deflection unit and the second reflection unit.
前記結像光学系は、前記第1の結像レンズに対して空間的に前記偏向手段に近い側もしくは空間的に前記偏向手段から遠い側に、前記第1光束および前記第2光束が通過する第2の結像レンズを備えることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の光走査装置。   In the imaging optical system, the first light beam and the second light beam pass on a side spatially close to the deflection unit or on a side spatially far from the deflection unit with respect to the first imaging lens. The optical scanning device according to claim 1, further comprising a second imaging lens. 前記第1光束と前記第2光束は、空間分離もしくは波長分離されることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, wherein the first light flux and the second light flux are spatially separated or wavelength separated. 前記第1光束に対して反射面が2枚もしくは1枚の第3の反射手段を有することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の光走査装置。   15. The optical scanning device according to claim 1, wherein the first light flux has two or one third reflecting means for reflecting. 前記偏向手段の回転軸を含み前記結像光学系の光軸に対して垂直な面に対し、前記第1光束、前記第2光束をそれぞれ両側から前記偏向手段に入射させることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の光走査装置。   The first light beam and the second light beam are incident on the deflecting unit from both sides with respect to a plane that includes the rotation axis of the deflecting unit and is perpendicular to the optical axis of the imaging optical system. Item 16. The optical scanning device according to any one of Items 1 to 15. 前記第1光束、前記第2光束は、前記偏向手段の偏向反射面の面法線を含む平面に対して斜めに傾いていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の光走査装置。   The said 1st light beam and the said 2nd light beam are inclined diagonally with respect to the plane containing the surface normal of the deflection | deviation reflective surface of the said deflection | deviation means, The one of Claim 1 thru | or 16 characterized by the above-mentioned. Optical scanning device. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の光走査装置と、前記第1の被走査面、前記第2の被走査面のそれぞれに配置され第1の感光体、第2の感光体と、を有するカラー画像形成装置。   18. The optical scanning device according to claim 1, and a first photosensitive member and a second photosensitive member arranged on each of the first scanned surface and the second scanned surface, respectively. And a color image forming apparatus. 更に、外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換するプリンタコントローラを備えた請求項18に記載のカラー画像形成装置。   The color image forming apparatus according to claim 18, further comprising a printer controller that converts color signals input from an external device into image data of different colors.
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