JP2525272Y2 - Optical scanning device - Google Patents
Optical scanning deviceInfo
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- JP2525272Y2 JP2525272Y2 JP1989126191U JP12619189U JP2525272Y2 JP 2525272 Y2 JP2525272 Y2 JP 2525272Y2 JP 1989126191 U JP1989126191 U JP 1989126191U JP 12619189 U JP12619189 U JP 12619189U JP 2525272 Y2 JP2525272 Y2 JP 2525272Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はレーザプリンタなどに利用される光走査装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical scanning device used for a laser printer or the like.
従来の技術 近年、簡易で高品質な印刷方法として電子写真法が開
発され、これを実現するものとしては光走査装置が存し
ている。この光走査装置とは、外周部に多数の反射面が
連設されたポリゴンミラーを駆動装置の回転軸に取付け
てレーザ光源の出射光路上に配置し、前記ポリゴンミラ
ーの反射面の反射光路上に感光面が相対的に副走査移動
する感光部材を位置させたものであり、光学部材の配置
による行路形態の違いにより、光を収束してから偏向走
査するポストオブジェクディブ型と、光を偏向走査して
から収束するプレオブジェクティブ型とに分類すること
ができる。2. Description of the Related Art In recent years, an electrophotographic method has been developed as a simple and high-quality printing method, and an optical scanning device exists to realize this method. This optical scanning device is such that a polygon mirror having a large number of reflection surfaces connected to an outer peripheral portion is mounted on a rotation axis of a driving device and arranged on an emission optical path of a laser light source, and on a reflection optical path of a reflection surface of the polygon mirror. A post-objective type in which the light is converged and then deflected and scanned, and a light is deflected due to differences in the path configuration due to the arrangement of the optical members. It can be classified as a pre-objective type that converges after scanning.
例えば、プレオブジェクティブ型の光走査装置は、ポ
リゴンミラーの反射面への入射光と偏向走査光とがポリ
ゴンミラーの回転軸に直角な平面上に存してサジタル光
学系を形成する。このため、収束レンズの使用により像
面湾曲やｆθ誤差を容易に補正することができ、走査光
の収束点を平面上に位置させることも容易なので、多数
の装置が実用化されている。だが、上記した収束レンズ
は偏向角に対応した広角レンズとして形成する必要があ
るため、この設計製作や小型化が困難で装置の生産性が
低い。For example, in a pre-objective type optical scanning device, light incident on a reflection surface of a polygon mirror and deflection scanning light exist on a plane perpendicular to the rotation axis of the polygon mirror to form a sagittal optical system. For this reason, curvature of field and fθ error can be easily corrected by using a converging lens, and it is easy to position a convergence point of scanning light on a plane, so that many devices have been put to practical use. However, since the above-mentioned converging lens needs to be formed as a wide-angle lens corresponding to the deflection angle, it is difficult to design and manufacture and reduce the size, and the productivity of the device is low.
一方、ポストオブジェクディブ型の光走査装置は、収
束レンズ等の構造が簡易なので装置の設計製作や小型化
が容易で装置の生産性も高い。だが、レーザ光源からポ
リゴンミラーの反射面に至る光路がポリゴンミラーの回
転軸に対して傾斜してスキュー光学系を形成するので、
走査光の収束点を平面上に位置させることが困難で走査
速度も一定にならず、像面湾曲やｆθ誤差の補正が必要
である。On the other hand, a post-objective optical scanning device has a simple structure such as a converging lens, so that it is easy to design and manufacture the device and to reduce its size, and the productivity of the device is high. However, since the optical path from the laser light source to the reflection surface of the polygon mirror is inclined with respect to the rotation axis of the polygon mirror to form a skew optical system,
It is difficult to locate the convergence point of the scanning light on a plane, the scanning speed is not constant, and it is necessary to correct field curvature and fθ error.
そして、このような課題を解決したポストオブジェク
ディブ型の光走査装置としては、特開昭61−156020号公
報に開示されている装置が存する。この装置は第10図に
示すように、ポリゴンミラー１の反射面２を所定半径の
球面か円筒面として形成することで、実用上問題がない
ところまで像面湾曲を低減している。As a post-objective type optical scanning device which has solved such a problem, there is a device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-156020. In this apparatus, as shown in FIG. 10, by forming the reflecting surface 2 of the polygon mirror 1 as a spherical surface or a cylindrical surface having a predetermined radius, the field curvature is reduced to a point where there is no practical problem.
しかし、上記した構造ではｆθ誤差までは補正できな
いので、この補正を実行するために電気的手段でレーザ
光源の駆動タイミングを走査速度の変動に対応させるな
どしている。However, with the above-described structure, it is not possible to correct up to the fθ error. Therefore, in order to execute the correction, the drive timing of the laser light source is made to correspond to the fluctuation of the scanning speed by an electric means.
そこで、本出願人により特開平１−116513号公報と特
開平１−116514号公報及び特開平１−116515号公報とし
て、ポリゴンミラーの反射面を楕円筒面や放物筒面及び
双曲筒面等にすることで像面湾曲とｆθ誤差とを同時に
補正した光走査装置が提案された。また、特開昭64−80
924号公報と特開平１−116516号公報と特開平１−11651
7号公報と特開平１−116518号公報及び特開平１−11651
9号公報として、面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ
の一面を円筒面として他面を走査方向にパワーを有する
曲面とし、これを上記構造のポリゴンミラーに組合わせ
ることで上述の補正効果を向上させた光走査装置も提案
された。さらに、特開平１−177011号公報及び特開平１
−177512号公報として、面倒れ補正用のシリンドリカル
レンズの光入射面を走査方向に平行な回転対称軸と同回
転対称軸に垂直でポリゴンミラーの回転軸を含む対称面
とを有する非円筒の回転対称曲面で形成し、このシリン
ドリカルレンズの光出射面を前記光入射面の対称軸と同
一の対称面を有する走査方向にパワーを有する曲面で形
成し、これを上記構造のポリゴンミラーに組合わせるこ
とで、より良好に像面湾曲とｆθ誤差とを補正するもの
も本出願人により提案されている。Therefore, the applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-116513, 1-1116514 and 1-1116515 that the reflecting surface of a polygon mirror has an elliptical cylindrical surface, a parabolic cylindrical surface, and a hyperbolic cylindrical surface. An optical scanning device has been proposed in which the curvature of field and the fθ error are simultaneously corrected by making them equal. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-80
924, JP-A-1-116516 and JP-A-1-11651
No. 7 and JP-A-1-116518 and JP-A-1-11651
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-209, the one surface of the cylindrical lens for surface tilt correction is a cylindrical surface, the other surface is a curved surface having power in the scanning direction, and the above-described correction effect is improved by combining this with a polygon mirror having the above structure. Optical scanning devices have also been proposed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
As disclosed in JP-177512A, a non-cylindrical rotation having a rotational symmetry axis parallel to the scanning direction and a symmetry plane perpendicular to the rotational symmetry axis and including the rotation axis of the polygon mirror, with respect to the light incident surface of the cylindrical lens for correcting surface tilt. Forming a symmetric curved surface, and forming the light exit surface of the cylindrical lens with a curved surface having power in the scanning direction having the same symmetry plane as the symmetry axis of the light incident surface, and combining this with the polygon mirror having the above structure. The present applicant has also proposed a device that more appropriately corrects the field curvature and the fθ error.
そこで、この特開平１−177512号公報に開示された光
走査装置を先行技術として第11図ないし第14図に基づい
て説明する。この光走査装置３では、光軸上にコリメー
タレンズ４とシリンドリカルレンズ５及び結像レンズ６
が配置され、レーザ光源である半導体レーザ７が、駆動
手段であるモータ８の回転軸９に取付けられたポリゴン
ミラー10の反射面11に斜め下方から対向している。そし
て、この反射面11から斜め上方に形成された反射光路上
には、補正レンズ12を介して回転自在な感光ドラム13が
配置されている。The optical scanning device disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1-177512 will be described as a prior art with reference to FIGS. 11 to 14. FIG. In this optical scanning device 3, a collimator lens 4, a cylindrical lens 5, and an imaging lens 6
Are arranged, and a semiconductor laser 7 as a laser light source is opposed to a reflecting surface 11 of a polygon mirror 10 attached to a rotating shaft 9 of a motor 8 as driving means from obliquely below. A rotatable photosensitive drum 13 is disposed via a correction lens 12 on a reflection optical path formed obliquely upward from the reflection surface 11.
なお、第13図に例示するように、前記ポリゴンミラー
10は、断面形状が半径a,bの楕円形となる楕円筒面とし
て形成された反射面11が、半径ｃの内接円上に連設され
た形状となっている。そして、前記収束レンズ５は、入
射するビーム光をポリゴンミラー10の反射面11より後方
の仮想収束点Ｓ上に収束するようになっている。In addition, as illustrated in FIG.
Reference numeral 10 denotes a shape in which a reflecting surface 11 formed as an elliptical cylindrical surface having a cross-sectional shape of an ellipse having radii a and b is provided continuously on an inscribed circle having a radius c. The converging lens 5 converges the incident light beam on a virtual convergence point S behind the reflecting surface 11 of the polygon mirror 10.
また、第14図に例示するように、前記補正レンズ12
は、光入射面が走査方向に平行な回転対称軸14と同回転
対称軸14に垂直でポリゴンミラー10の回転軸を含む対称
面15とを有する回転対称曲面で形成され、光出射面は前
記対称面15を有して走査方向にパワーを有する曲面で形
成されている。Further, as exemplified in FIG.
The light incident surface is formed of a rotationally symmetric curved surface having a rotational symmetric axis 14 parallel to the scanning direction and a symmetric surface 15 perpendicular to the rotational symmetric axis 14 and including the rotation axis of the polygon mirror 10, and the light exit surface is It is formed of a curved surface having a symmetric surface 15 and having power in the scanning direction.
このような構成において、この光走査装置３の各パラ
メータを設定して動作をシミュレーションしたところ、
ｆθ誤差や像面湾曲等の諸特性が良好に補正されること
が確認された。In such a configuration, when the operation was simulated by setting each parameter of the optical scanning device 3,
It was confirmed that various characteristics such as the fθ error and the curvature of field were favorably corrected.
また、特開平１−177011号公報に開示した光走査装置
16は、補正レンズ17の入射面を副走査方向にも湾曲した
曲面とすることで、こがポリゴンミラー10の面倒れを補
正できるものとし、第15図に例示するように、上述の光
走査装置３でポリゴンミラー10の面倒れ補正用として使
用したシリンドリカルレンズ５を省略可能とした。Also, an optical scanning device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-177011
Reference numeral 16 designates that the incident surface of the correction lens 17 is a curved surface that is also curved in the sub-scanning direction, which can correct the surface tilt of the polygon mirror 10, and as illustrated in FIG. In the apparatus 3, the cylindrical lens 5 used for correcting the tilt of the polygon mirror 10 can be omitted.
考案が解決しようとする課題 上述のような光走査装置3,16は半導体レーザ７の出射
光をコリメータレンズ４で平行光束化した後に結像レン
ズ６で仮想収束点Ｓ上に収束している。だが、ポストオ
ブジェクディブ型の光走査装置3,16がポリゴンミラー10
で偏向走査するビーム光は、プレオブジェクティブ型の
光走査装置（図示せず）のように平行光束でなく仮想収
束点Ｓ上に収束されれば良いので、コリメータレンズ４
と結像レンズ６とを一個の収束レンズで兼用することが
可能である。このことは特開平１−177011号公報内にお
いても示唆されているが、これを良好に実施する条件の
解析が所望されていた。Problems to be Solved by the Invention In the optical scanning devices 3 and 16 as described above, the light emitted from the semiconductor laser 7 is collimated by the collimator lens 4 and then converged on the virtual convergence point S by the imaging lens 6. However, the post-objective optical scanning devices 3 and 16 are
The beam light deflected and scanned by the light source may be converged not on a parallel light beam but on a virtual convergence point S as in a pre-objective type optical scanning device (not shown).
And the imaging lens 6 can be shared by one converging lens. Although this is also suggested in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-177011, it has been desired to analyze conditions for practicing this satisfactorily.
課題を解決するための手段 請求項１記載の考案は、反射面が外周部に連設された
ポリゴンミラーを駆動装置の回転軸に取付け、ポリゴン
ミラーの反射面にレーザ光源の出射光がスキュー入射す
るポストオブジェクティブ型の光走査装置において、反
射面が主走査方向に負のパワーを有する曲面からなるポ
リゴンミラーを形成し、レーザ光源からポリゴンミラー
の反射面に至る光路上にレーザ光源の出射光を仮想収束
点上に結像する一個の収束レンズを配置し、レーザ光源
と収束レンズとの間隔を３〜20（mm）として、収束レン
ズとポリゴンミラーの反射面との間隔を50（mm）以下と
する。Means for Solving the Problems According to the invention of claim 1, a polygon mirror having a reflection surface connected to an outer peripheral portion is attached to a rotating shaft of a driving device, and an emitted light of a laser light source is skewed on the reflection surface of the polygon mirror. In a post-objective type optical scanning device, the reflection surface forms a polygon mirror having a curved surface having negative power in the main scanning direction, and the light emitted from the laser light source is emitted on the optical path from the laser light source to the reflection surface of the polygon mirror. One converging lens that forms an image on the virtual convergence point is arranged, the distance between the laser light source and the converging lens is set to 3 to 20 (mm), and the distance between the converging lens and the reflecting surface of the polygon mirror is 50 (mm) or less. And
請求項２記載の考案は、収束レンズからポリゴンミラ
ーに至る光路上に透過光を副走査方向に収束するシリン
ドリカルレンズを配置する。According to a second aspect of the present invention, a cylindrical lens that converges transmitted light in the sub-scanning direction is disposed on an optical path from a converging lens to a polygon mirror.
作用 請求項１記載の考案は、レーザ光源からポリゴンミラ
ーの反射面に至る光路上にレーザ光源の出射光を仮想収
束点上に結像する一個の収束レンズを配置したことによ
り、コリメータレンズを省略した簡易な構造で各誤差を
補正することができ、レーザ光源と収束レンズとの間隔
を３〜20（mm）として収束レンズとポリゴンミラーの反
射面との間隔を50（mm）以下とすることにより、各誤差
が良好に補正される最適値が得られる。According to the first aspect of the present invention, a collimator lens is omitted by arranging one converging lens for forming an emission light of the laser light source on a virtual convergence point on an optical path from the laser light source to the reflection surface of the polygon mirror. Each error can be corrected with a simple structure, and the distance between the laser light source and the converging lens should be 3 to 20 (mm) and the distance between the converging lens and the reflecting surface of the polygon mirror should be 50 (mm) or less. As a result, an optimum value for correcting each error is obtained.
請求項２記載の考案は、収束レンズからポリゴンミラ
ーに至る光路上に透過光を副走査方向に収束するシリン
ドリカルレンズを配置することにより、ポリゴンミラー
の反射面と結像面とを共役関係として良好な特性を得る
ことができる。According to the invention of claim 2, by disposing a cylindrical lens that converges the transmitted light in the sub-scanning direction on the optical path from the converging lens to the polygon mirror, the reflection surface and the imaging surface of the polygon mirror are conjugated well. Characteristics can be obtained.
実施例 請求項１記載の考案の実施例を第１図ないし第８図に
基づいて説明する。本実施例の光走査装置18では、半導
体レーザ７からポリゴンミラー10の反射面11に至る光路
上に、スリット部材19と収束レンズ20とが順次配置され
ている。ここで、この収束レンズ20は非球面レンズであ
り、第３図に例示するように、この一個で半導体レーザ
７の出射光を仮想収束点Ｓ上に結像するようになってい
る。さらに、前記スリット部材19は、形成されたスリッ
ト孔21で半導体レーザ７の出射光を副走査方向に規制す
る。また、半導体レーザ７は、その接合面がポリゴンミ
ラー10の回転軸９と平行になるように配置されている。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. In the optical scanning device 18 of this embodiment, a slit member 19 and a converging lens 20 are sequentially arranged on an optical path from the semiconductor laser 7 to the reflection surface 11 of the polygon mirror 10. Here, the converging lens 20 is an aspheric lens, and as shown in FIG. 3, one of the converging lenses 20 forms an image of the light emitted from the semiconductor laser 7 on the virtual convergence point S. Further, the slit member 19 regulates the emitted light of the semiconductor laser 7 in the sub-scanning direction by the formed slit hole 21. Further, the semiconductor laser 7 is arranged so that its joint surface is parallel to the rotation axis 9 of the polygon mirror 10.
このような構成において、まず、縦横で拡開角が異な
る半導体レーザ７の出射光は、ここでは半導体レーザ７
の接合面が副走査方向と平行で、さらにスリット部材19
のスリット孔21で規制されるので、そのビーム形状が主
走査方向に長いものとなる。そこで、このビーム光は、
収束レンズ20により仮想収束点Ｓ上に結像されることに
なり、回転するポリゴンミラー10の反射面11で反射され
て補正レンズ17を介して回転する感光ドラム13の周面上
を走査する。そこで、半導体レーザ７の発光が印刷信号
に従って制御されることで感光ドラム13の周面上に静電
潜像が形成されて印刷に供される。In such a configuration, first, the emitted light of the semiconductor laser 7 having different divergence angles in the vertical and horizontal directions,
Is parallel to the sub-scanning direction, and the slit member 19
Is regulated by the slit hole 21, the beam shape becomes long in the main scanning direction. So this light beam is
An image is formed on the virtual convergence point S by the converging lens 20, and is reflected on the reflecting surface 11 of the rotating polygon mirror 10, and scans the peripheral surface of the rotating photosensitive drum 13 via the correcting lens 17. Therefore, by controlling the light emission of the semiconductor laser 7 in accordance with the print signal, an electrostatic latent image is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 13 and used for printing.
ここで、この光走査装置18を実施するための諸条件の
設定の一例を以下に例示する。なお、ここではポリゴン
ミラー10の反射面11に入射するレーザ光の傾斜角は3.4
度としてある。Here, an example of setting of various conditions for implementing the optical scanning device 18 will be described below. Here, the inclination angle of the laser beam incident on the reflection surface 11 of the polygon mirror 10 is 3.4
There is as a degree.
まず、補正レンズ17の形状について説明する。この補
正レンズ17の光入射面は、回転軸Ｒを回転対称軸として
中央点θにおける半径がｅの回転対称曲面であり、その
切断面内に中央点θから主走査方向に平行なｘ軸と直角
なｙ軸とを想定してｘθｙ座標を形成すると、以下の八
次多項式で表される。First, the shape of the correction lens 17 will be described. The light incident surface of the correction lens 17 is a rotationally symmetric curved surface having a radius e at the central point θ with the rotational axis R as the rotationally symmetric axis, and an x-axis parallel to the main scanning direction from the central point θ within the cut plane. If the xθy coordinate is formed assuming a right-angled y-axis, it is represented by the following eighth-order polynomial.
ｙ＝α2x2＋α4x4＋α6x6＋α8x8 そして、この補正レンズ17の光出射面も、やはり上述
のｙ軸を回転対称軸を中心とする回転対称曲面であり、
光入射面と同様に中央点０からＸ軸とＹ軸とを想定して
X0Y座標を形成すると、この光出射面は以下の八次多項
式で表される。y = α 2 x 2 + α 4 x 4 + α 6 x 6 + α 8 x 8 The light exit surface of the correction lens 17 is also a rotationally symmetric curved surface about the y axis as the rotationally symmetric axis.
Assuming the X-axis and Y-axis from the center point 0 as with the light incident surface
When the X0Y coordinates are formed, this light exit surface is represented by the following eighth-order polynomial.
Ｙ＝β2x2＋β4x4＋β6x6＋β8x8 なお、上述した各定数α，βの具体的数値は後述する
ものとする。また、ここでは光入射面の中央点θと光出
射面の中央点０との間隔を10（mm）とし、素材は屈折立
1.48のアクリル樹脂とした。Y = β 2 x 2 + β 4 x 4 + β 6 x 6 + β 8 x 8 Note that specific numerical values of the above-mentioned constants α and β will be described later. Here, the distance between the central point θ of the light incident surface and the central point 0 of the light emitting surface is set to 10 (mm), and the material is a refracting material.
1.48 acrylic resin was used.
一般的に、上述のような非球面の光学面を含む光学系
の設計は、コンピュータシミュレーションの光線追跡に
基づいて各パラメータを最適化している。そこで、本実
施例の光走査装置18では、主走査像面と副走査像面との
湾曲やｆθ誤差を実用上問題のないところまで補正でき
るよう各パラメータを算定した。以下に各パラメータの
具体的数値を例示する。Generally, in designing an optical system including an aspherical optical surface as described above, each parameter is optimized based on ray tracing by computer simulation. Therefore, in the optical scanning device 18 of the present embodiment, each parameter is calculated so that the curvature between the main scanning image plane and the sub-scanning image plane and the fθ error can be corrected to a level where there is no practical problem. Hereinafter, specific numerical values of each parameter will be exemplified.
ａ（反射面の短半径） …68.84（mm） ｂ（反射面の長半径） …91.00（mm） ｃ（ポリゴンミラーの内接円直径） …16（mm） ｄ（収束点Ｓとポリゴンミラーの回転軸との間隔） …29.62（mm） ｅ（補正レンズの入射面中心からの半径） …17.63（mm） α2（補正レンズの入射面係数）…9.137×10-4（mm-1） α4（ 〃 ） …7.725×10-9（mm-3） α6（ 〃 ） …−5.725×10-13（mm-5） α8（ 〃 ） …−4.355×10-17（mm-7） β2（補正レンズの出射面係数）…3.586×10-4（mm-1） β4（ 〃 ） …1.474×10-7（mm-3） β6（ 〃 ） …−4.439×10-13（mm-5） β8（ 〃 ） …1.469×10-17（mm-7） Ａ（ポリゴンミラーの回転軸と感光ドラムの周面との間
隔） …210.7（mm） Ｂ（ポリゴンミラーの回転軸と補正レンズの間隔） …158.2（mm） そこで、上述のようなパラメータを設定した場合の走
査線の曲がり、メリジオナル像面の湾曲、サジタル像面
の湾曲、ｆθ誤差のシミュレーション結果は、第７図に
例示するように、各々最大値でも、 走査線の曲がり（理想直線からの変位量） …0.0301（mm） メリジオナル像面の湾曲（感光ドラムの周面からのデフ
ォーカス量） …−1.0274（mm） サジタル像面の湾曲（感光ドラムの周面からのデフォー
カス量） …−10.200（mm） ｆθ誤差 …−0.2216（mm） となって良好に補正されることが確認された。a (shorter radius of reflecting surface) ... 68.84 (mm) b (longer radius of reflecting surface) ... 91.00 (mm) c (diameter of inscribed circle of polygon mirror) ... 16 (mm) d (convergence point S and polygon mirror) 29.62 (mm) e (radius from the center of the entrance surface of the correction lens) ... 17.63 (mm) α 2 (coefficient of incidence surface of the correction lens) ... 9.137 × 10 -4 (mm -1 ) α 4 (〃)… 7.725 × 10 -9 (mm -3 ) α 6 (〃)… −5.725 × 10 -13 (mm -5 ) α 8 (〃)… −4.355 × 10 -17 (mm -7 ) β 2 (Emission surface coefficient of correction lens) ... 3.586 × 10 -4 (mm -1 ) β 4 (〃)… 1.474 × 10 -7 (mm -3 ) β 6 (〃)… −4.439 × 10 -13 (mm -5 ) β 8 (〃)… 1.469 × 10 -17 (mm -7 ) A (the distance between the rotation axis of the polygon mirror and the peripheral surface of the photosensitive drum)… 210.7 (mm) B (the rotation axis of the polygon mirror and correction) 158.2 (mm) Therefore, set the above parameters As shown in FIG. 7, the simulation results of the scanning line curvature, the meridional image surface curvature, the sagittal image surface curvature, and the fθ error indicate that the scanning line curvature (displacement from the ideal straight line) 0.0301 (mm) Curvature of meridional image surface (amount of defocus from the peripheral surface of photosensitive drum) ... -1.0274 (mm) Curvature of sagittal image surface (amount of defocus from the peripheral surface of photosensitive drum) --10.200 (Mm) fθ error... -0.2216 (mm).
なお、ここで云うｆθ誤差の定義としては、 ｆθ誤差＝（感光ドラム上のビーム入射位置）−（線形
入射位置）となり、この線形入射位置とは、ポリゴンミ
ラーの回転角に定数を乗算したものである。この光走査
装置18では、ポリゴンミラー10の回転角は、第13図に例
示したように、入射光が二つの反射面11間の角部に照射
されている状態を０度とした。Here, the fθ error is defined as fθ error = (beam incident position on photosensitive drum) − (linear incident position), and this linear incident position is obtained by multiplying the rotation angle of the polygon mirror by a constant. It is. In the optical scanning device 18, the rotation angle of the polygon mirror 10 is set to 0 degree when the incident light is applied to the corner between the two reflecting surfaces 11 as illustrated in FIG.
さらに、他のシミュレーション結果の例を以下のテー
ブルに例示する。Further, examples of other simulation results are illustrated in the following table.
そして、上記二例のシミュレーション結果としては以
下のテーブル２に例示するような値が得られた。 Then, as the simulation results of the above two examples, values as exemplified in Table 2 below were obtained.
さらに、第８図に例示するように、ビーム径Ｄの光が
間隔Ｚでビーム径ｄに収束される場合は、 となり、主走査方向では、 Ｚ＝α＋β＋Δｌ となる。 Further, as illustrated in FIG. 8, when light having a beam diameter D is converged to a beam diameter d at intervals Z, In the main scanning direction, Z = α + β + Δl.
従って、この光走査装置18では、収束レンズ20とポリ
ゴンミラー10の反射面11との間隔であるΔｌが小さいほ
ど感光ドラム13上でのビーム径を収束することができ
る。そこで、実際に各部品の形状や配置等を考慮した最
適値を算定するとΔｌ≦50（mm）となった。Therefore, in the optical scanning device 18, the smaller the distance Δl between the converging lens 20 and the reflecting surface 11 of the polygon mirror 10, the more the beam diameter on the photosensitive drum 13 can be converged. Therefore, when an optimum value was actually calculated in consideration of the shape and arrangement of each component, Δl ≦ 50 (mm) was obtained.
さらに、収束レンズ20と半導体レーザ７との間隔Δ
ｌ′は、上述の条件からΔｌ＝30（mm）と設定し、収束
レンズ20上のビーム径Ｄを３〜６（mm）として収束され
るビーム径を50〜100（μｍ）とすると、３≦Δｌ′≦2
0（mm）程度となった。なお、このΔｌ′を３（mm）以
下とすると、収束レンズ20上のビーム径Ｄが不足するこ
とも確認された。Further, the distance Δ between the converging lens 20 and the semiconductor laser 7
l ′ is set to Δl = 30 (mm) from the above conditions, and the beam diameter D on the converging lens 20 is set to 3 to 6 (mm), and the converged beam diameter is set to 50 to 100 (μm). ≦ Δl ′ ≦ 2
It was about 0 (mm). It was also confirmed that if this Δl ′ was 3 (mm) or less, the beam diameter D on the converging lens 20 was insufficient.
つぎに、請求項２記載の考案の実施例を第９図に基づ
いて説明する。この光走査装置22では、半導体レーザ７
からスリット部材19と収束レンズ20とを経てポリゴンミ
ラー10の反射面11に至る光路上に、シリンドリカルレン
ズ５が配置されている。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this optical scanning device 22, the semiconductor laser 7
The cylindrical lens 5 is disposed on an optical path extending from the optical path through the slit member 19 and the converging lens 20 to the reflection surface 11 of the polygon mirror 10.
このような構成において、この光走査装置22では、シ
リンドリカルレンズ５によりポリゴンミラー10の反射面
11と感光ドラム13の周面とが共役関係となっており、副
走査方向にビーム光を収束して良好な特性を得ることが
できる。In such a configuration, in the optical scanning device 22, the reflecting surface of the polygon mirror 10 is
11 and the peripheral surface of the photosensitive drum 13 have a conjugate relationship, so that the light beam can be converged in the sub-scanning direction to obtain good characteristics.
なお、上述のシリンドリカルレンズ５を実際に配置す
る場合の最適値は、ポリゴンミラー10の反射面11と収束
レンズ20との間隔をΔｌとして、ポリゴンミラー10の反
射面11とシリンドリカルレンズ５との間隔をΔｌ″とす
ると、 ０≦Δｌ″＜Δｌ≦50（mm） となる。Note that the optimum value when the above-described cylindrical lens 5 is actually arranged is the distance between the reflecting surface 11 of the polygon mirror 10 and the cylindrical lens 5 assuming that the distance between the reflecting surface 11 of the polygon mirror 10 and the converging lens 20 is Δl. Is Δl ″, 0 ≦ Δl ″ <Δl ≦ 50 (mm).
考案の効果 本考案は上述のように、反射面が外周部に連設された
ポリゴンミラーを駆動装置の回転軸に取付け、ポリゴン
ミラーの反射面にレーザ光源の出射光がスキュー入射す
るポストオブジェクディブ型の光走査装置において、反
射面が主走査方向に負のパワーを有する曲面からなるポ
リゴンミラーを形成し、レーザ光源からポリゴンミラー
の反射面に至る光路上にレーザ光源の出射光を仮想収束
点上に結像する一個の収束レンズを配置したことによ
り、コリメータレンズを省略した簡易な構造で各誤差を
補正することができ、レーザ光源と収束レンズとの間隔
を３〜20（mm）として収束レンズとポリゴンミラーの反
射面との間隔を50（mm）以下とすることにより、各誤差
が良好に補正される最適値が得られ、さらに、請求項２
記載の考案は、収束レンズからポリゴンミラーに至る光
路上に透過光を副走査方向に収束するシリンドリカルレ
ンズを配置することにより、ポリゴンミラーの反射面と
結像面とを共役関係として良好な特性を得ることがで
き、ｆθレンズ等の補正光学系を要することなく感光部
材上の光走査条件を最適化できるので、簡易な構造で高
性能な光走査装置を実施することができる等の効果を有
するものである。Effect of the Invention As described above, in the present invention, a polygon mirror having a reflection surface connected to an outer peripheral portion is attached to a rotating shaft of a driving device, and a post-objective in which light emitted from a laser light source skews into the reflection surface of the polygon mirror. In the optical scanning device of the type, the reflection surface forms a polygon mirror having a curved surface having negative power in the main scanning direction, and the light emitted from the laser light source is virtually converged on the optical path from the laser light source to the reflection surface of the polygon mirror. By arranging one converging lens to form an image on the top, each error can be corrected with a simple structure without the collimator lens, and the distance between the laser light source and the converging lens is set to 3 to 20 (mm). By setting the distance between the lens and the reflecting surface of the polygon mirror to 50 (mm) or less, an optimum value for correcting each error can be obtained.
The idea described is to dispose a cylindrical lens that converges the transmitted light in the sub-scanning direction on the optical path from the converging lens to the polygon mirror, so that the reflection surface of the polygon mirror and the imaging surface have a good conjugate relationship. The optical scanning conditions on the photosensitive member can be optimized without the need for a correction optical system such as an fθ lens, so that a high-performance optical scanning device with a simple structure can be implemented. Things.
第１図は請求項１記載の考案の実施例を示す斜視図、第
２図は側面図、第３図は光路説明図、第４図は補正レン
ズの平面図、第５図及び第６図は光路説明図、第７図は
各誤差の特性図、第８図はビーム形状の説明図、第９図
は請求項２記載の考案の実施例を示す光路説明図、第10
図は従来例を示す平面図、第11図は本出願人が過去に提
案した先行技術を示す斜視図、第12図は光路説明図、第
13図はポリゴンミラーの平面図、第14図は補正レンズの
平面図、第15図は他の先行技術の斜視図である。 ５……シリンドリカルレンズ、７……レーザ光源、８…
…駆動装置、９……回転軸、10……ポリゴンミラー、11
……反射面、18,22……光走査装置、20……収束レン
ズ、Ｓ……仮想収束点、Δｌ……収束レンズとポリゴン
ミラーの反射面との間隔、Δｌ′……収束レンズとレー
ザ光源との間隔1 is a perspective view showing an embodiment of the invention according to claim 1, FIG. 2 is a side view, FIG. 3 is an explanatory view of an optical path, FIG. 4 is a plan view of a correction lens, FIG. 5 and FIG. 7 is an explanatory diagram of an optical path, FIG. 7 is a characteristic diagram of each error, FIG. 8 is an explanatory diagram of a beam shape, FIG. 9 is an optical path explanatory diagram showing an embodiment of the invention according to claim 2, FIG.
FIG. 11 is a plan view showing a conventional example, FIG. 11 is a perspective view showing a prior art proposed by the present applicant in the past, FIG.
FIG. 13 is a plan view of a polygon mirror, FIG. 14 is a plan view of a correction lens, and FIG. 15 is a perspective view of another prior art. 5 ... cylindrical lens, 7 ... laser light source, 8 ...
... Driving device, 9 ... Rotary axis, 10 ... Polygon mirror, 11
... Reflecting surface, 18, 22... Optical scanning device, 20... Convergent lens, S... Virtual convergent point, .DELTA.l... Distance between converging lens and reflecting surface of polygon mirror, .DELTA.l '. Distance from light source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岩舟 恵男 静岡県三島市南町６番78号 東京電気株 式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−156020（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−20519（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Keio Iwafune 6-78 Minamicho, Mishima-shi, Shizuoka Tokyo Electric Company, Ltd. Technical Research Institute (56) References JP-A-61-156020 (JP, A) JP-A 1964-20519 (JP, A)
Claims (2)
ーを駆動装置の回転軸に取付け、前記ポリゴンミラーの
反射面にレーザ光源の出射光がスキュー入射するポスト
オブジェクティブ型の光走査装置において、反射面が主
走査方向に負のパワーを有する曲面からなるポリゴンミ
ラーを形成し、前記レーザ光源から前記ポリゴンミラー
の反射面に至る光路上に前記レーザ光源の出射光を仮想
収束点上に結像する一個の収束レンズを配置し、前記レ
ーザ光源と前記収束レンズとの間隔を３〜20（mm）とし
て前記収束レンズと前記ポリゴンミラーの反射面との間
隔を50（mm）以下としたことを特徴とする光走査装置。1. A post-objective optical scanning device in which a polygon mirror having a reflection surface connected to an outer peripheral portion is attached to a rotation shaft of a driving device, and a light emitted from a laser light source is skew-incident on a reflection surface of the polygon mirror. Forming a polygon mirror whose reflection surface is a curved surface having negative power in the main scanning direction, and connecting the light emitted from the laser light source to a virtual convergence point on an optical path from the laser light source to the reflection surface of the polygon mirror. One converging lens for imaging is arranged, and the distance between the laser light source and the converging lens is 3 to 20 (mm), and the distance between the converging lens and the reflecting surface of the polygon mirror is 50 (mm) or less. An optical scanning device characterized by the above-mentioned.
上に透過光を副走査方向に収束するシリンドリカルレン
ズを配置したことを特徴とする請求項１記載の光走査装
置。2. The optical scanning device according to claim 1, wherein a cylindrical lens that converges transmitted light in a sub-scanning direction is disposed on an optical path from the converging lens to the polygon mirror.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989126191U JP2525272Y2 (en) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | Optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989126191U JP2525272Y2 (en) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | Optical scanning device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0365113U JPH0365113U (en) | 1991-06-25 |
| JP2525272Y2 true JP2525272Y2 (en) | 1997-02-05 |
Family
ID=31674020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989126191U Expired - Lifetime JP2525272Y2 (en) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | Optical scanning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2525272Y2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156020A (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Ricoh Co Ltd | Post objective type light deflecting system |
| JPS6420519A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Seiko Epson Corp | Optical scanner |
-
1989
- 1989-10-27 JP JP1989126191U patent/JP2525272Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0365113U (en) | 1991-06-25 |
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