JP3385678B2 - Optical scanning device - Google Patents
Optical scanning deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はレーザープリンタ、ファ
クシミリなどの画像記録装置に用いられる光走査装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device used in an image recording device such as a laser printer or a facsimile.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来用いられているレーザービームプリ
ンタ等に用いられる光走査装置を図１６を用いて説明す
る。光束は、半導体レーザー１１から出射し、コリメー
タレンズ１２によって平行とされた後、回転多面鏡１３
で偏向走査され、ｆθレンズ１４によって感光体面１５
上に結像スポットを形成する。回転多面鏡１３の回転に
つれて、光束はまず水平同期センサ１６に入射し、その
時点から所定回転後に記録信号による強度変調が行われ
ることによって水平同期がとられる。ｆθレンズ１４は
回転多面鏡１３が等速回転したときに走査スポットの移
動速度が等速になるような歪曲収差が与えられている。2. Description of the Related Art An optical scanning device used in a conventional laser beam printer or the like will be described with reference to FIG. The light flux is emitted from the semiconductor laser 11 and is collimated by the collimator lens 12, and then the rotary polygon mirror 13 is used.
And is deflected and scanned by the fθ lens 14
Form an imaging spot on top. As the rotary polygon mirror 13 rotates, the light beam first enters the horizontal synchronization sensor 16, and from that time point, after a predetermined rotation, intensity modulation is performed by a recording signal to achieve horizontal synchronization. The fθ lens 14 is provided with distortion aberration so that the moving speed of the scanning spot becomes constant when the rotary polygon mirror 13 rotates at constant speed.
【０００３】通常レーザービームプリンタ等に用いられ
る光学系の場合、結像スポット径が比較的大きいことか
ら、光学系に現れる諸収差の内、主に像面湾曲、非点収
差、歪曲特性の３つを考慮すれば良い。これらを除くた
めの光学系はこれまでに数多く案出されているが、その
なかで装置の単純化のためにレンズ枚数を極力減らした
例として、特公昭６１−４８６８４号に開示される単玉
ｆθレンズがある。しかしこの場合単玉であるため上述
の収差を十分除去するにはレンズ面の自由度が不足し、
従って画角即ち走査角度をあまり大きくとれず、結果と
して光路長が大きく装置全体の大型化を招いていた。ま
たレンズも大口径のものを必要とした。そこで、走査角
度を十分とった上で諸収差を除去したものとしては、特
公昭６２−２６４４４号、特開平３−２１７８１２号等
が開示されている。In the case of an optical system normally used in a laser beam printer or the like, since the image forming spot diameter is relatively large, among the various aberrations appearing in the optical system, mainly the field curvature, astigmatism, and distortion characteristics are three. You only need to consider one. Many optical systems have been devised to remove these, and among them, as an example in which the number of lenses is reduced as much as possible in order to simplify the device, a single lens disclosed in JP-B-61-48684. There is an fθ lens. However, in this case, since it is a single lens, the degree of freedom of the lens surface is insufficient to sufficiently remove the above-mentioned aberration,
Therefore, the angle of view, that is, the scanning angle cannot be set very large, resulting in a large optical path length and an increase in the size of the entire apparatus. The lens also needed a large aperture. Then, Japanese Patent Publication No. 62-26444 and Japanese Patent Laid-Open No. 3-217812 are disclosed as those in which various aberrations are removed after a sufficient scanning angle.
【０００４】また、回転多面鏡１３の各面は回転軸に対
する面の傾きの誤差により走査線のピッチムラを生じ
る。これを解消するために副走査方向にのみ回転多面鏡
の反射面と像面を共役関係にして面の傾き誤差が生じて
も走査線の位置変動は生じないようにする倒れ補正光学
系が種々案出されているが、そのなかで例えば特開昭５
７−１４４５１８号にはトーリック面を有する単玉ｆθ
レンズが開示されている。Further, each surface of the rotary polygon mirror 13 causes unevenness in pitch of scanning lines due to an error in inclination of the surface with respect to the rotation axis. In order to eliminate this, there are various tilt correction optical systems that make the reflecting surface and the image surface of the rotary polygonal mirror in a conjugate relationship only in the sub-scanning direction so that the position of the scanning line does not change even if a surface tilt error occurs. It has been devised, but among them, for example, JP-A-5
No. 7-144518 single-lens fθ with toric surface
A lens is disclosed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の従来
例特公昭６２−２６４４４号は、２枚以上のレンズ系で
あり、しかも大口径で高屈折率のレンズを必要としてい
た。なぜなら図１６に示すように従来の複数枚のレンズ
を用いた走査光学系の基本的考え方は、入射瞳から離し
た位置に正のパワーをもつ第２レンズ１４２を配するこ
とにより負の歪曲収差を発生させて等速走査性を持た
せ、その手前に負の第１レンズ１４１を配してペッツバ
ール和を小さくするというものであった。このような光
学系の場合、ペッツバール和を小さくするために第２レ
ンズ１４２での像高を十分とる必要があり、必然的に大
口径にならざるを得なかった。また十分な負の歪曲収差
を発生させるために高屈折率になりがちであった。However, the above-mentioned conventional example Japanese Patent Publication No. 62-26444 requires a lens system of two or more lenses, and has a large aperture and a high refractive index. This is because, as shown in FIG. 16, the basic idea of the conventional scanning optical system using a plurality of lenses is that by disposing the second lens 142 having a positive power at a position away from the entrance pupil, a negative distortion aberration is generated. Is generated so as to have a constant velocity scanning property, and the negative first lens 141 is arranged in front of this to reduce the Petzval sum. In the case of such an optical system, it is necessary to secure a sufficient image height at the second lens 142 in order to reduce the Petzval sum, which inevitably results in a large aperture. Also, the refractive index tends to be high in order to generate sufficient negative distortion.
【０００６】また、特開平３−２１７８１２号は曲面の
反射面を有する回転多面体の外側を曲面の透明部材で覆
うことによって上述の諸収差を除去するものであった
が、構成は簡単であるものの、反射面形状、透明部材形
状ともにアナモルフィックな非球面形状を必要とするた
め、素子の製造が困難で高価になるという課題を有して
いた。In Japanese Patent Laid-Open No. 3-217812, the above-mentioned various aberrations are eliminated by covering the outside of a rotating polyhedron having a curved reflecting surface with a transparent member having a curved surface, but the structure is simple. However, since both the reflecting surface shape and the transparent member shape require an anamorphic aspherical surface, there is a problem that the device is difficult to manufacture and expensive.
【０００７】また、特開昭５７−１４４５１８号では像
面湾曲収差の残存量が大きく十分な解像度を得られない
という課題を有していた。Further, in JP-A-57-144518, there is a problem that the residual amount of field curvature aberration is large and sufficient resolution cannot be obtained.
【０００８】そこで本発明は上述の課題に鑑みてなされ
たもので、簡単で小型かつ高解像度、高速の光走査装置
を実現するための走査位置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a scanning position for realizing a simple, small-sized, high-resolution and high-speed optical scanning device.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、反射面と屈折
面が共に回動する回動光学系において、反射面と屈折面
は回動光学系の回転軸を挟んで対向する位置に配置され
ていることを特徴とする。According to the present invention, in a rotating optical system in which a reflecting surface and a refracting surface rotate together, the reflecting surface and the refracting surface are arranged at positions facing each other with a rotation axis of the rotating optical system interposed therebetween. It is characterized by being.
【００１０】[0010]
【実施例】本発明者らは、先に特願平４−１６６０４２
号において、反射面と所定の収差を補正する如く形成さ
れた入出射面を有する光学素子（レンズミラー）を回転
させて光束を偏向走査することにより、走査光学系を構
成する素子数を減らしかつ素子を小型化して、小型低価
格かつ高解像度の走査光学系が実現可能であることを開
示した。本発明はそれをさらに発展させたもので、レン
ズミラーをより小型化でき、かつ反射面の多面化による
装置の高速化が可能であるという著しい効果を有してい
る。以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。EXAMPLE The inventors of the present invention previously disclosed Japanese Patent Application No. 4-166042.
No. 3, the number of elements forming the scanning optical system is reduced by rotating an optical element (lens mirror) having a reflecting surface and an entrance / exit surface formed so as to correct a predetermined aberration to deflect and scan the light beam. It has been disclosed that it is possible to realize a scanning optical system having a small size, a low price and a high resolution by downsizing the element. The present invention is a further development of the present invention, and has a remarkable effect that the lens mirror can be further downsized and the speed of the device can be increased by increasing the number of reflecting surfaces. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】図１は本発明の光走査装置の全体構成を示
す斜視図、図２は断面図である。スキャンニングモータ
ー６上には入射側レンズと出射側レンズと反射面が形成
されたレンズミラー３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが固定さ
れ、スキャンニングモーター６の回転と共に一体として
回転し、回動光学系を構成している。レンズミラー３
Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、同一形状であって、光学プラ
スチックの射出成形によって製作されている。図２に示
される光学ケース９にスキャンニングモーター６と補正
レンズ４が取り付けられ、補正レンズ４には反射ミラー
７が固着されている。半導体レーザー１と、スキャンニ
ンングモーター６は、半導体レーザー１の駆動回路と、
スキャンニングモーター６の駆動回路の両方を備えてい
る回路基板８上に載置されている。このように同一基板
上に両回路を形成することにより、装置の単純化、組立
工数の低減が図られる。FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of the optical scanning device of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view. Lens mirrors 3A, 3B, 3C, and 3D having an incident side lens, an exit side lens, and a reflecting surface are fixed on the scanning motor 6, and they rotate integrally as the scanning motor 6 rotates. Are configured. Lens mirror 3
A, 3B, 3C and 3D have the same shape and are manufactured by injection molding of optical plastic. A scanning motor 6 and a correction lens 4 are attached to an optical case 9 shown in FIG. 2, and a reflection mirror 7 is fixed to the correction lens 4. The semiconductor laser 1 and the scanning motor 6 include a drive circuit for the semiconductor laser 1,
It is mounted on a circuit board 8 which includes both drive circuits for the scanning motor 6. By thus forming both circuits on the same substrate, the device can be simplified and the number of assembling steps can be reduced.
【００１２】半導体レーザー１からモーター６の回転軸
と同方向に出射した光は、集光レンズ２で細い光束とさ
れ反射ミラー７でレンズミラー３に入射するべく反射さ
れる。細い光束は、平行光束、収束光束、発散光束のい
ずれを用いても良い。レンズミラー３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、
３Ｄが図１の配置にあるときは、光束はレンズミラー３
Ａの入射側レンズ、３Ｂの反射面、３Ａの出射側レン
ズ、補正レンズ４を通って像面である感光体５上に結像
する。レンズミラー３Ａ等と補正レンズ４は、後述する
ように像面湾曲収差、非点収差、等速走査性を補正する
ように形状を定められている。レンズミラー３に入射す
る前の光軸とレンズミラー３を出射したあとの光軸は、
モーター６の回転軸方向から見ると同一線上に重なって
おり（このような構成を正面入射と呼ぶ）、感光体５の
軸方向からみると図２のように角度をもっている。正面
入射することにより像面湾曲収差、等速走査性の左右の
アンバランスが発生しない。Light emitted from the semiconductor laser 1 in the same direction as the rotation axis of the motor 6 is made into a thin light beam by the condenser lens 2 and reflected by the reflection mirror 7 so as to enter the lens mirror 3. The thin light flux may be a parallel light flux, a convergent light flux, or a divergent light flux. Lens mirrors 3A, 3B, 3C,
When the 3D is in the arrangement of FIG.
An image is formed on the photoconductor 5, which is an image plane, through the incident side lens A, the reflecting surface 3B, the exit side lens 3A, and the correction lens 4. The lens mirror 3A and the correction lens 4 are shaped so as to correct the field curvature aberration, the astigmatism, and the constant velocity scanning property, as described later. The optical axis before entering the lens mirror 3 and the optical axis after exiting the lens mirror 3 are
When viewed from the direction of the rotation axis of the motor 6, they overlap on the same line (such a structure is called front incidence), and when viewed from the direction of the axis of the photoconductor 5, they have an angle as shown in FIG. The front incidence does not cause field curvature aberration and left-right unbalance in constant velocity scanning.
【００１３】図３にレンズミラー３Ａ、３Ｂの拡大斜視
図を示す。説明のためレンズミラー３Ａの上部フランジ
３１を取り去って示してある。レンズミラー３Ａには入
射面ＳAIと出射面ＳAOと図示しない反射面ＳAR、レンズ
ミラー３Ｂには入射面ＳBIと出射面ＳBOと反射面ＳBRが
設けられている。反射面ＳBR等が設けられた面は全面が
平面であり、回転軸Ｚ方向についての中央部に、アルミ
ニウム蒸着等の方法により反射部が設けられている。反
射部以外の部分は透明な面のまま保たれており、入射面
ＳAIと組み合わせて平凹の入射レンズを構成し、出射面
ＳAOと組み合わせて平凸の出射レンズを構成している。
このように平面の一部にのみ反射部を設けるにはアルミ
ニウム蒸着をする際に、反射部以外の部分を覆うマスク
をすれば良い。入射面ＳAIと出射面ＳAOには、球面、円
筒面、トーリック面、高次非球面等を用いることができ
る。また、入射レンズの入射面ＳAIと反対側の面や、出
射レンズの出射面ＳAOと反対側の面にパワーを持たせて
も良い。FIG. 3 shows an enlarged perspective view of the lens mirrors 3A and 3B. For the sake of explanation, the upper flange 31 of the lens mirror 3A is removed and shown. The lens mirror 3A is provided with an entrance surface S AI , an exit surface S AO , a reflection surface S AR (not shown), and the lens mirror 3B is provided with an entrance surface S BI , an exit surface S BO, and a reflection surface S BR . The entire surface on which the reflecting surface S BR and the like are provided is a flat surface, and the reflecting portion is provided in the central portion in the direction of the rotation axis Z by a method such as aluminum vapor deposition. The portions other than the reflecting portion are kept as transparent surfaces, and are combined with the entrance surface S AI to form a plano-concave entrance lens, and are combined with the exit surface S AO to form a plano-convex exit lens.
Thus, in order to provide the reflecting portion only on a part of the flat surface, a mask covering the portion other than the reflecting portion may be used during the aluminum vapor deposition. A spherical surface, a cylindrical surface, a toric surface, a high-order aspherical surface, or the like can be used for the entrance surface S AI and the exit surface S AO . Further, power may be given to the surface of the entrance lens opposite to the entrance surface S AI or the surface of the exit lens opposite to the exit surface S AO .
【００１４】光束は、図中矢印のようにレンズミラー３
Ａの入射面ＳAIから入射して、回転軸Ｚを挟んで対向す
るレンズミラー３Ｂの反射面ＳBRにより反射され、レン
ズミラー３Ａの出射面ＳAOから出射する。The luminous flux is generated by the lens mirror 3 as indicated by an arrow in the figure.
The light enters from the incident surface S AI of A, is reflected by the reflecting surface S BR of the lens mirror 3B facing the rotary axis Z, and is emitted from the emitting surface S AO of the lens mirror 3A.
【００１５】さてスキャンニングモーター６が回転する
ことによって光束が主走査方向に偏向走査されるわけで
あるが、その様子を図４を用いて説明する。図４はレン
ズミラー３での光束の主走査方向の光路を示すものであ
る。入射面ＳAIは凹面、出射面ＳAOは凸面形状をしてい
る。レンズミラー３Ａ等が図示しないスキャンニングモ
ーター６の回転軸である回転中心Ｏのまわりに回転する
と、入射光束の入射面ＳAIとの交点ＰOはレンズミラー
３Ａに固定された座標軸Ｘからはずれ、屈折される。こ
のとき入射面ＳAIが負のパワーを持っていると、光束が
屈折される方向と、反射面ＳBRが回転につれて移動する
方向が一致し、反射面ＳBR上では反射点ＰRはあまり移
動しない。反射面ＳBRで反射された光束は出射面ＳAOで
も屈折されてレンズミラー３Ａから出射する。反射面Ｓ
BRと入射面ＳAIと出射面ＳAOによって、光束を偏向する
作用と、像面湾曲補正と等速走査性の付与が行なわれて
いる。By rotating the scanning motor 6, the light beam is deflected and scanned in the main scanning direction, which will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the optical path of the light beam in the main scanning direction at the lens mirror 3. The incident surface S AI has a concave shape and the emitting surface S AO has a convex shape. When the lens mirror 3A and the like rotate about the rotation center O which is the rotation axis of the scanning motor 6 not shown, the intersection point P O of the incident light flux with the incident surface S AI deviates from the coordinate axis X fixed to the lens mirror 3A. Be refracted. At this time, if the incident surface S AI has a negative power, the direction in which the light beam is refracted and the direction in which the reflecting surface S BR moves with rotation match, and the reflecting point P R on the reflecting surface S BR is too small. Do not move. The light flux reflected by the reflection surface S BR is refracted by the emission surface S AO and emitted from the lens mirror 3A. Reflective surface S
The BR , the entrance surface S AI, and the exit surface S AO perform the function of deflecting the light beam, the correction of the field curvature, and the imparting of the constant velocity scanning property.
【００１６】次に、上述のような構成によって光走査装
置の小型化高性能化を実現できる原理を説明する。図５
は図４に示した光路を反射面を対称面にして展開した図
である。展開された光学系では、レンズミラー３に固定
された光軸Ｘ上に入射面ＳAI’と出射面ＳAO’があり、
展開された回転中心Ｏ’を向いて光束が光軸Ｘに対して
角度を持って入射する。従ってＯ’が入射瞳位置にな
る。Next, the principle of realizing the miniaturization and high performance of the optical scanning device by the above-mentioned structure will be described. Figure 5
[Fig. 5] is a diagram in which the optical path shown in Fig. 4 is expanded with a reflecting surface as a symmetrical surface. In the expanded optical system, there are an entrance surface S AI 'and an exit surface S AO ' on the optical axis X fixed to the lens mirror 3,
A light beam enters the developed rotation center O ′ at an angle with respect to the optical axis X. Therefore, O'is the entrance pupil position.
【００１７】まず、レンズミラーが回転する光学系で
は、従来のｆθレンズを用いた走査光学系に比べて素子
を小型化できる理由を説明する。第一の理由は、走査光
学系の一部である入射面ＳAI’が入射瞳より手前にある
ことである。すると、入射面ＳAI’に負のパワーを持た
せることによって、入射面ＳAI’は等速走査のための負
の歪曲収差の発生と像面湾曲補正のためのペッツバール
和を小さくすることの両方の役割を同時に持つことが出
来ることになる。従って、補正レンズ４の負の歪曲収差
の発生量を小さくすることができるため、従来入射瞳と
の距離をとることで大きくなりがちであった補正レンズ
４を入射瞳に近づけることができ、小径化が可能であっ
たりあるいは補正レンズ４を不要にすることができる。
第２の理由は、入射面ＳAI’と出射面ＳAOが光ビームの
入射角度の１／２の角度回転しているのと等価であるこ
とである。図５に示されるように入射面ＳAI’と出射面
ＳAOは画角につれて画角の１／２だけ同じ方向に回転す
るため、結果的に半分の画角しか入射しない。従って、
従来のｆθレンズを構成するレンズに比べて、入射瞳か
らの位置を同じとした場合に、レンズミラーの口径はほ
ぼ半分で済む。First, the reason why the optical system in which the lens mirror rotates can be made smaller than the conventional scanning optical system using the fθ lens will be described. The first reason is that the entrance surface S AI ′, which is a part of the scanning optical system, is in front of the entrance pupil. Then, by providing the incident surface S AI 'with negative power, the incident surface S AI ' can reduce the occurrence of negative distortion aberration for constant velocity scanning and the Petzval sum for field curvature correction. You will be able to have both roles at the same time. Therefore, since the amount of negative distortion generated by the correction lens 4 can be reduced, the correction lens 4, which tends to be large by increasing the distance from the entrance pupil, can be brought closer to the entrance pupil, and the small diameter can be achieved. The correction lens 4 can be dispensed with.
The second reason is that the incident surface S AI 'and the exit surface S AO are equivalent to being rotated by 1/2 of the incident angle of the light beam. As shown in FIG. 5, the incident surface S AI ′ and the exit surface S AO rotate in the same direction by ½ of the angle of view in accordance with the angle of view, and as a result, only half the angle of view is incident. Therefore,
The aperture of the lens mirror can be reduced to about half when compared with the conventional lens forming the fθ lens when the position from the entrance pupil is the same.
【００１８】さらに、本発明の光学系は上述のレンズミ
ラー走査光学系の特徴に加えて以下のような効果を有す
る。まず、反射点ＳBRが入射面ＳAIと出射面ＳAOに対し
て回転中心Ｏを挟んで対向する位置にあることによっ
て、図４に示すレンズミラー３の口径Ｄに比して入射面
ＳAIから出射面ＳAOまでの光路の長さを、約２倍に長く
することができる。従ってレンズミラー３の口径を小さ
くしたまま入射瞳から入射面ＳAIまでの距離と入射瞳か
ら出射面ＳAOまでの距離を長くでき、それぞれの距離を
長くすることによって、負の歪曲収差を発生させ易く等
速走査性の付与が容易になる。もし反射面ＳBRが回転中
心上にあれば入射面ＳAIから出射面ＳAOまでの光路の長
さはレンズミラーの口径Ｄとほぼ同じしかとれず歪曲収
差の発生量が半分になってしまう。Further, the optical system of the present invention has the following effects in addition to the features of the lens mirror scanning optical system described above. First, since the reflection point S BR is located at a position facing the entrance surface S AI and the exit surface S AO with the center of rotation O interposed therebetween, the entrance surface S is smaller than the aperture D of the lens mirror 3 shown in FIG. The length of the optical path from AI to the exit surface S AO can be doubled. Therefore, the distance from the entrance pupil to the entrance surface S AI and the distance from the entrance pupil to the exit surface S AO can be increased with the aperture of the lens mirror 3 kept small, and negative distortion is generated by increasing the respective distances. It is easy to provide the constant speed scanning property. If the reflecting surface S BR is on the center of rotation, the length of the optical path from the entrance surface S AI to the exit surface S AO can be almost the same as the aperture diameter D of the lens mirror, and the amount of distortion is halved. .
【００１９】さて、レンズミラー３の個数についてであ
るが、図３に示すように、回転軸を挟んで対向する位置
に入出射面と反射面を配置するのに、それぞれの面に入
出射面と反射面のみの機能を与えればよい。例えば４角
形状に面を配置し、入出射面と反射面を２面づつ持つこ
とにより、スキャンニングモーター６の一回転で２回の
走査を行うことができる。これに加えて本実施例では、
入出射面と反射面を回転軸の軸方向に配置して、対向す
る面それぞれに入出射面と反射面の両方の機能を与えて
いる。これによって例えば４角形状に面を配置すればス
キャンニングモーター６の一回転で４回の走査を行うこ
とができ、２倍の走査速度を得ることができる。面数は
偶数であれば何面でも良く、回転多面鏡と同等の高速走
査を行うことができる。Now, regarding the number of lens mirrors 3, as shown in FIG. 3, when arranging the incident / emission surface and the reflection surface at positions facing each other with the rotation axis interposed therebetween, the incident / emission surface is arranged on each surface. And only the function of the reflecting surface should be given. For example, by arranging the surfaces in a quadrangular shape and having two input / output surfaces and two reflective surfaces, it is possible to perform two scans with one rotation of the scanning motor 6. In addition to this, in this embodiment,
The entrance / exit surface and the reflection surface are arranged in the axial direction of the rotation axis, and the opposing surfaces are given the functions of both the entrance / exit surface and the reflection surface. As a result, if the surfaces are arranged in, for example, a quadrangular shape, one scan of the scanning motor 6 can perform four scans, and a double scanning speed can be obtained. The number of surfaces may be any number as long as it is even, and high-speed scanning equivalent to that of a rotary polygon mirror can be performed.
【００２０】入出射面と反射面を回転軸の軸方向に配置
するには、図３を用いて説明したように、入出射面と反
射面を回転軸方向に並列して配置するような光学素子を
複数個用い、一つの素子で入出射面を構成し、対向して
配置された素子で反射面を構成すれば良い。このように
した場合、全く同じ形状の光学素子を偶数個配置すれば
スキャンニングモーター６の一回転で光学素子の個数と
同じ本数の走査を行うことができる。このような光学素
子を製作するには、複雑な形状の素子でも短時間に大量
に製造することができるプラスチックの射出成形やガラ
スのコンプレッション成形法が好適である。その場合、
同じ装置で用いる素子を同一金型で成形すると、それぞ
れの光学素子の形状を極めて高度に同一にでき、走査線
のピッチむらなどの画像上の誤差が発生せず高品質な記
録が得られる。プラスチックの射出成形によるレンズで
は、成形冷却時に発生する内部の歪によって内部の屈折
率が均一でなく結像性能に影響を与える場合があるが、
本発明の光学系ではレンズミラー３を薄くできるため、
光束がレンズ媒質内を通過する距離が短く、屈折率の不
均一性の影響もほとんど現れない。また成形時の冷却時
間はレンズ厚みに大きく依存するため、薄肉化によって
成形のサイクルタイムを短縮でき製造コストを低減する
ことができる。In order to arrange the entrance / exit surface and the reflecting surface in the axial direction of the rotation axis, as described with reference to FIG. It suffices to use a plurality of elements, one element to form the incident / emission surface, and the elements arranged to face each other to form the reflection surface. In this case, if an even number of optical elements having the same shape are arranged, one rotation of the scanning motor 6 can perform the same number of scannings as the number of optical elements. In order to manufacture such an optical element, a plastic injection molding method or a glass compression molding method, which is capable of mass-producing an element having a complicated shape in a short time, is suitable. In that case,
If the elements used in the same apparatus are molded by the same mold, the shapes of the respective optical elements can be made extremely highly identical, and high-quality recording can be obtained without causing an error in the image such as unevenness of the scanning line pitch. In the case of plastic injection-molded lenses, the internal distortion that occurs during molding and cooling may affect the imaging performance because the internal refractive index is not uniform.
Since the lens mirror 3 can be made thin in the optical system of the present invention,
The distance that the light flux passes through the lens medium is short, and the influence of the nonuniformity of the refractive index hardly appears. In addition, since the cooling time at the time of molding largely depends on the thickness of the lens, the molding cycle time can be shortened and the manufacturing cost can be reduced by reducing the thickness.
【００２１】次に、入射面ＳAIが負のパワーを持つこと
による小型化、高性能化の効果を説明する。図４を用い
て説明したように、入射面ＳAIが負のパワーを持つと、
レンズミラー３が回転しても反射点ＰRが反射面ＳBR上
であまり移動しない。反射点が大きく移動するとレンズ
ミラー３の回転とともに反射面のなかに光束が入りきら
なくなることがあり、走査角を大きくできない。反射点
の移動が少ないことによって反射面の長さによる走査角
の制限がなく、広角走査が可能であり光路長を短くする
ことができる。Next, the effect of miniaturization and high performance due to the incident surface S AI having a negative power will be described. As described with reference to FIG. 4, when the incident surface S AI has negative power,
Even if the lens mirror 3 rotates, the reflection point P R does not move much on the reflection surface S BR . If the reflection point moves greatly, the light flux may not be able to enter the reflection surface as the lens mirror 3 rotates, and the scanning angle cannot be increased. Since the movement of the reflection point is small, the scanning angle is not limited by the length of the reflection surface, wide-angle scanning is possible, and the optical path length can be shortened.
【００２２】さらに、反射点の移動が少ないと、走査角
によるレンズミラー３近傍の光路長の変動が少ない。正
面入射の場合、図６に示すように反射点移動にともなう
光路長変動が走査線の副走査方向の湾曲をもたらす。図
６は反射点移動が大きい場合のレンズミラー３近傍の副
走査方向の光路を示す図で、実線は光軸付近の光路、破
線は主走査方向の走査端近傍の光路である。光路長が異
なることによって副走査方向の入出射光束がなす角度分
だけ副走査方向の反射点位置が変動し、それが補正レン
ズ４の倍率分だけ感光体５の像面に拡大される。従って
走査線中央部と走査端部で副走査方向の位置が異なり走
査線が弓なりに湾曲してしまう。本発明では入射面ＳAI
が負のパワーを持たせることによって、レンズミラー３
近傍の光路長の変動が少なく、走査線湾曲の発生を抑え
ることができる。Further, when the movement of the reflection point is small, the optical path length in the vicinity of the lens mirror 3 varies little with the scanning angle. In the case of front incidence, as shown in FIG. 6, the optical path length variation accompanying the movement of the reflection point causes the scanning line to be curved in the sub-scanning direction. FIG. 6 is a diagram showing the optical path in the sub-scanning direction near the lens mirror 3 when the movement of the reflection point is large. The solid line is the optical path near the optical axis, and the broken line is the optical path near the scanning end in the main scanning direction. Due to the different optical path lengths, the reflection point position in the sub-scanning direction changes by the angle formed by the incident and outgoing light beams in the sub-scanning direction, and the reflection point position is magnified on the image surface of the photoconductor 5 by the magnification of the correction lens 4. Therefore, the positions in the sub-scanning direction are different between the central portion of the scanning line and the scanning end portion, and the scanning line is curved in a bow. In the present invention, the incident surface S AI
Lens mirror 3 by giving a negative power
The fluctuation of the optical path length in the vicinity is small, and the occurrence of scanning line curve can be suppressed.
【００２３】また、レンズミラー３を光学プラスチック
の射出成形や、光学ガラスのコンプレッション成形で製
作した場合、光学ガラスの研磨で製作するのに比べて反
射面の平面性が高度には得られ難くうねりが生じ易い。
反射面に微小なうねりがあるとそれによって走査スポッ
トの位置がわずかに変動することになるが、その変動が
走査線によってまちまちであると、副走査方向の直線の
ゆらぎすなわち画像上の縦線のゆらぎとなって観察され
る。ところが反射面上での反射点の移動がないと、反射
面にうねりがあっても常に同じ方向に走査スポットがず
れていることになり、このようなずれは走査線毎に水平
同期をとることによって解消されるため、縦線のゆらぎ
は生じない。In addition, when the lens mirror 3 is manufactured by injection molding of optical plastic or compression molding of optical glass, it is difficult to obtain the flatness of the reflecting surface to a high degree as compared with the case where it is manufactured by polishing of optical glass. Is likely to occur.
If there is a minute undulation on the reflecting surface, the position of the scanning spot will fluctuate slightly. It is observed as a fluctuation. However, if there is no movement of the reflection point on the reflecting surface, the scanning spot will always shift in the same direction even if there is undulations on the reflecting surface. The fluctuation of the vertical line does not occur.
【００２４】つぎに、本発明の光走査装置におけるレン
ズミラーの別の実施例について図７の斜視図を用いて説
明する。レンズミラー３０は一体の素子で４角柱状をし
ており、周囲４面に入射面ＳAI 出射面ＳAO、反射面Ｓ
AR等が形成されている。一走査の回動光学系は例えば図
７では入射面ＳAO、出射面ＳAIと回転軸を挟んで対向す
る側の反射面ＳBRにより構成される。このように構成す
ることによって光学素子の点数を減らすことができ、組
立が容易になる。Next, another embodiment of the lens mirror in the optical scanning device of the present invention will be described with reference to the perspective view of FIG. Lens mirror 30 is of a quadrangular prism-shaped integral element, the incident surface S AI emitting surface S AO to four sides surrounding the reflecting surface S
AR etc. are formed. For example, in FIG. 7, the rotating optical system for one scanning is composed of an entrance surface S AO and an exit surface S AI, and a reflecting surface S BR on the side opposed to the exit surface S AI with a rotation axis interposed therebetween. With this configuration, the number of optical elements can be reduced and the assembly becomes easy.
【００２５】表１から表６にレンズミラー３と補正レン
ズ４を用いて本発明を実施した光学設計例を、また表７
にレンズミラー３のみを用いて本発明を実施した光学設
計例を示す。有効走査幅は表１から表７とも２１２ｍｍ
である。図８から図１４は、それぞれ表１から表７の光
学設計例での等速走査性と像面湾曲収差を示す収差図で
ある。表において、＃１面はレンズミラー３の入射側レ
ンズの入射面（入射面ＳAI等）、＃２面はレンズミラー
３の入射側レンズの出射面、＃３面はレンズミラー３の
出射側レンズの入射面、＃４は出射側レンズの出射面
（出射面ＳAO等）、＃５、＃６は補正レンズ４の入射面
と出射面である。また、例えば＃１の面間距離は＃１面
と＃２面の面間距離を表し、＃６の面間距離は＃６面か
ら像面の面間距離を表している。また、初期結像位置Ｐ
ｍ、Ｐｓは、それぞれ主走査方向と副走査方向の、＃１
面に入射する前の光束の＃１面から測った結像位置を示
している。Tables 1 to 6 show examples of optical designs for carrying out the present invention using the lens mirror 3 and the correction lens 4, and Table 7
An optical design example in which the present invention is implemented by using only the lens mirror 3 is shown in FIG. Effective scanning width is 212 mm in both Table 1 to Table 7.
Is. FIG. 8 to FIG. 14 are aberration charts showing constant velocity scannability and field curvature aberration in the optical design examples of Table 1 to Table 7, respectively. In the table, # 1 surface is the incident surface of the incident side lens of the lens mirror 3 (incident surface S AI, etc.), # 2 surface is the exit surface of the incident side lens of the lens mirror 3, and # 3 surface is the exit side of the lens mirror 3. The entrance surface of the lens, # 4 is the exit surface (emission surface S AO, etc.) of the exit lens, and # 5 and # 6 are the entrance and exit surfaces of the correction lens 4. Further, for example, the surface distance of # 1 represents the surface distance between the # 1 surface and the # 2 surface, and the surface distance of # 6 represents the surface distance from the # 6 surface to the image surface. In addition, the initial image forming position P
m and Ps are # 1 in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively.
The image formation position of the light flux before entering the surface is shown from the # 1 surface.
【００２６】表１の設計例はレンズミラー３の入射面と
出射面を円筒面で構成、補正レンズ４をトーリック面で
構成している。副走査方向は反射面で一旦結像するよう
に初期結像位置Ｐｓが定められており、反射面と像面が
共役関係になっているため、倒れ補正効果を有してい
る。このように円筒面とトーリック面で光学系を構成す
ることにより主走査方向の収差と副走査方向の収差を分
離して補正できるため収差補正を良好に行うことができ
る。本光学設計例のレンズミラーで例えば１回転４面走
査の光走査装置を構成した場合、レンズミラーは一辺約
１３ｍｍの正方形状に配置されて回転することになり、
きわめてコンパクトな回動光学系となる。なお、主に副
走査の像面湾曲収差を除去するために、第６面の主走査
方向の曲率半径Ｒ6は反射面から第６面までの距離Ｄに
近い値が良く、１．４＞Ｒ6／Ｄ＞０．７の範囲が適切
である。この範囲にないと、最大画角で副走査方向の像
面湾曲量を小さくするよう各面の曲率を選んだときに中
間部の画角での副走査方向像面湾曲量が大きくなりすぎ
てしまう。In the design example of Table 1, the entrance surface and the exit surface of the lens mirror 3 are cylindrical surfaces, and the correction lens 4 is a toric surface. In the sub-scanning direction, the initial image forming position Ps is set so that an image is formed on the reflecting surface once, and the reflecting surface and the image surface have a conjugate relationship, so that there is a tilt correction effect. Since the aberration in the main scanning direction and the aberration in the sub scanning direction can be separately corrected by configuring the optical system with the cylindrical surface and the toric surface in this way, it is possible to perform excellent aberration correction. When an optical scanning device of, for example, one rotation four-sided scanning is configured with the lens mirror of this optical design example, the lens mirror is arranged and rotated in a square shape having a side of about 13 mm,
The rotation optical system is extremely compact. In order to mainly remove the sub-scanning field curvature aberration, the radius of curvature R 6 of the sixth surface in the main scanning direction is preferably close to the distance D from the reflecting surface to the sixth surface, and 1.4> A range of R 6 /D>0.7 is suitable. If it is not within this range, when the curvature of each surface is selected so as to reduce the amount of field curvature in the sub-scanning direction at the maximum angle of view, the amount of field curvature in the sub-scanning direction at the angle of view of the middle portion becomes too large. I will end up.
【００２７】表２、表３、表４は、第５面すなわち補正
レンズ４の光源側の面を非円弧トーリック面にした設計
例である。非円弧トーリック面とは、図１５に示すよう
に、光軸と垂直な回転軸を含む平面上に非円弧形状の曲
線を定めてそれを回転軸回りに回転させてできる回転面
である。回転軸は主走査平面内にとる場合と、主走査平
面と垂直にとる場合の両方が用いられるが、本設計例で
は図１５に示すように主走査平面内に回転軸を設定して
ある。表２から表４において非円弧形状の曲線は非球面
形状を記述する数式１に従って示してある。数式１のＲ
は光軸近傍の主走査方向の曲率半径で、設計例の表に＃
５面の主走査方向の曲率半径の値に対応する。また、表
中の＃５面の副走査方向の曲率半径は、図１５のＲｓで
示す光軸上での回転軸と非円弧形状の曲線の距離であ
る。Tables 2, 3, and 4 are design examples in which the fifth surface, that is, the surface of the correction lens 4 on the light source side is a non-arc toric surface. As shown in FIG. 15, the non-arc arc toric surface is a rotation surface formed by defining a non-arc curve on a plane including a rotation axis perpendicular to the optical axis and rotating the curve about the rotation axis. The rotation axis is used both in the main scanning plane and perpendicular to the main scanning plane. In this design example, the rotation axis is set in the main scanning plane as shown in FIG. In Tables 2 to 4, non-arcuate curves are shown according to Equation 1 that describes an aspherical shape. R in Equation 1
Is the radius of curvature in the main scanning direction near the optical axis.
It corresponds to the value of the radius of curvature of the five surfaces in the main scanning direction. Further, the radius of curvature of the surface # 5 in the sub-scanning direction in the table is the distance between the rotation axis on the optical axis and the non-arc-shaped curve indicated by Rs in FIG.
【００２８】[0028]
【数１】 [Equation 1]
【００２９】非円弧トーリック面を有する補正レンズ４
は光学プラスチックの射出成形等で製作すればよい。そ
の場合の金型は、回転軸回りに回転させながらバイトを
非円弧形状に移動させて精密切削あるいは研削を行うこ
とによって容易に製作できる。成形時は、従来の形状と
何等変わること無く製造が可能である。Correction lens 4 having a non-circular toric surface
May be manufactured by injection molding of optical plastic. The die in that case can be easily manufactured by moving the cutting tool in a non-arcuate shape while rotating it about the rotation axis and performing precision cutting or grinding. During molding, it can be manufactured without any change from the conventional shape.
【００３０】さてこのような非円弧トーリック面を導入
すると、等速走査性と主走査方向の像面湾曲を補正する
自由度が増える。本設計例ではその自由度を主に補正レ
ンズ４の厚みを薄くすることに振り向けている。前述し
たようにプラスチックレンズでは、レンズ厚みが薄い方
が性能面及び製造コストの面で著しく有利である。とこ
ろがレンズの厚みを薄くすると光軸付近と周辺とで厚み
の差をつけられなくなり、レンズのパワーが小さくなっ
て、等速走査を実現するための負の歪曲収差を与えられ
なくなる。そこで本設計例では補正レンズ４の第５面の
主走査方向の形状を円弧から正の方向に変位するような
非円弧形状とすることによって負の歪曲収差を発生させ
ている。By introducing such a non-circular toric surface, the degree of freedom for correcting the constant velocity scanning property and the field curvature in the main scanning direction increases. In this design example, the degree of freedom is mainly used to reduce the thickness of the correction lens 4. As described above, in the case of a plastic lens, a thinner lens is significantly advantageous in terms of performance and manufacturing cost. However, if the thickness of the lens is made thin, it is not possible to make a difference in thickness between the vicinity of the optical axis and the periphery, the power of the lens becomes small, and negative distortion aberration for realizing constant-speed scanning cannot be given. Therefore, in the present design example, negative distortion is generated by making the shape of the fifth surface of the correction lens 4 in the main scanning direction into a non-arcuate shape that is displaced from an arc in a positive direction.
【００３１】また、本設計例ではレンズミラー３の入射
面すなわち第１面に負のパワーを与えているので、補正
レンズのパワーが小さくなると全体のパワーが不足して
しまう。そこで本実施例ではレンズミラー３に入射する
光束を収束光とすることでそれを解消している。この収
束光の結像位置Ｐｍの自由度は、非円弧形状と併せて主
走査方向の像面湾曲と等速走査性を両立させる効果も有
している。結像位置Ｐｍは、レンズミラー３の回転中心
から像面までの距離をＬとして、０．１＜Ｐｍ／Ｌ＜
０．５の範囲が適切であり、それをはずれると収差補正
の効果が現れず、等速走査性と結像性能を両立させるこ
とが難しくなってしまう。Further, in the present design example, negative power is applied to the entrance surface of the lens mirror 3, that is, the first surface, so that when the power of the correction lens becomes small, the total power becomes insufficient. Therefore, in the present embodiment, the light flux incident on the lens mirror 3 is made into a convergent light to eliminate it. The degree of freedom of the image formation position Pm of the convergent light has an effect of making the field curvature in the main scanning direction compatible with the uniform velocity scanning property together with the non-arc shape. The image forming position Pm is 0.1 <Pm / L <, where L is the distance from the rotation center of the lens mirror 3 to the image plane.
The range of 0.5 is appropriate, and if it deviates from that range, the effect of aberration correction does not appear, and it becomes difficult to achieve both uniform velocity scanning performance and imaging performance.
【００３２】本設計例の光学系も倒れ補正機能を有して
おり、レンズミラー３の反射面と像面が副走査方向に共
役関係にある。そこで副走査方向の像面湾曲の補正は補
正レンズ４で行っているが、その場合、第５面、第６面
とも主走査方向の曲率半径Ｒ5、Ｒ6は反射面から第６面
までの距離Ｄに近い値が良く、１．４＞Ｒ5／Ｄ＞０．
７、１．４＞Ｒ6／Ｄ＞０．７の範囲が適切である。こ
の範囲にないと、最大画角で副走査方向の像面湾曲量を
小さくするよう各面の曲率を選んだときに中間部の画角
での副走査方向像面湾曲量が大きくなりすぎてしまう。The optical system of this design example also has a tilt correction function, and the reflecting surface of the lens mirror 3 and the image surface have a conjugate relationship in the sub-scanning direction. Therefore, the correction of the curvature of field in the sub-scanning direction is performed by the correction lens 4. In that case, the curvature radii R 5 and R 6 in the main scanning direction on the fifth surface and the sixth surface are from the reflecting surface to the sixth surface. Value close to the distance D of 1.4> R 5 / D> 0.
A range of 7, 1.4> R 6 /D>0.7 is suitable. If it is not within this range, when the curvature of each surface is selected so as to reduce the amount of field curvature in the sub-scanning direction at the maximum angle of view, the amount of field curvature in the sub-scanning direction at the angle of view of the middle portion becomes too large. I will end up.
【００３３】なお、補正レンズ４の副走査方向のパワー
配分は、第５面第６面の順に負正でも正正でもよい。パ
ワー配分が正正の場合、第６面の方が正のパワーが強く
ないと副走査方向の像面湾曲が補正できない。表２の設
計例はパワー配分が負正の場合、表３の設計例は正正の
場合である。パワー配分が正正の場合の方が副走査方向
の像面湾曲をより小さくすることができる。また、補正
レンズの主走査方向の全パワーは正でも負でもよい。表
２、表３は補正レンズの主走査方向の全パワーが正の場
合の設計例、表４は負の場合の設計例である。補正レン
ズの主走査方向の全パワーが負の方が副走査方向の像面
湾曲をより小さくすることができる。表４の設計例は本
発明の光学系が有する極めて優れた収差補正能力を端的
に示すもので、小型薄肉のレンズミラー３および結像レ
ンズ４を用いながら、レンズミラー３の回転中心から像
面までの距離が１４０ｍｍ、走査幅が２１２ｍｍと極め
て広角の走査光学系を実現している。The power distribution of the correction lens 4 in the sub-scanning direction may be positive or negative in the order of the fifth surface and the sixth surface. When the power distribution is positive, the curvature of field in the sub-scanning direction cannot be corrected unless the positive power is stronger on the sixth surface. The design example of Table 2 is when the power distribution is negative and positive, and the design example of Table 3 is when the power is positive and positive. When the power distribution is positive, the field curvature in the sub-scanning direction can be made smaller. Further, the total power of the correction lens in the main scanning direction may be positive or negative. Tables 2 and 3 are design examples when the total power of the correction lens in the main scanning direction is positive, and Table 4 is a design example when the total power is negative. If the total power of the correction lens in the main scanning direction is negative, the field curvature in the sub scanning direction can be made smaller. The design example in Table 4 simply shows the extremely excellent aberration correction capability of the optical system of the present invention. While using the small and thin lens mirror 3 and the imaging lens 4, the image plane from the rotation center of the lens mirror 3 The scanning optical system has an extremely wide angle of 140 mm and a scanning width of 212 mm.
【００３４】表５はレンズミラー３を球面、補正レンズ
４をトーリック面で構成した例である。このような構成
でも倒れ補正機能を有する光学系を構成することができ
る。Table 5 shows an example in which the lens mirror 3 is a spherical surface and the correction lens 4 is a toric surface. Even with such a configuration, it is possible to configure an optical system having a tilt correction function.
【００３５】表６はレンズミラー３、補正レンズ４すべ
てに球面を用いた設計例であり、倒れ補正機能を有して
いない。このようにすると補正レンズ４に従来から用い
られているガラス研磨レンズを用いることができる。な
お、倒れ補正機構を有さない光学系の場合でも、スキャ
ンニングモーター６にレンズミラー３を設置する支持台
を円筒状の形状とすると、機械加工によって高精度に製
作でき、また、レンズミラー自身は同一金型から成形し
たものであればほとんど同一形状であるので反射面の倒
れ等による走査ピッチむらを許容範囲内に抑えるように
構成することは可能である。Table 6 shows a design example in which spherical surfaces are used for all of the lens mirror 3 and the correction lens 4, and does not have a tilt correction function. By doing so, a conventionally used glass polishing lens can be used as the correction lens 4. Even in the case of an optical system that does not have a tilt correction mechanism, if the supporting base for installing the lens mirror 3 on the scanning motor 6 has a cylindrical shape, it can be manufactured with high precision by machining, and the lens mirror itself can be manufactured. Since they have almost the same shape as long as they are molded from the same mold, it is possible to suppress the scanning pitch unevenness due to tilting of the reflecting surface or the like within an allowable range.
【００３６】上述の設計例により、図８から図１３の収
差図に示されるように等速走査性、像面湾曲ともに良好
な性能が得られており、６００ドット／インチ以上の高
記録密度タイプのレーザー記録装置にも適用することが
可能である。According to the above-mentioned design example, as shown in the aberration charts of FIGS. 8 to 13, good performances are obtained in both the constant velocity scanning property and the field curvature, and the high recording density type of 600 dots / inch or more is obtained. It is also possible to apply to the laser recording device of.
【００３７】表７は補正レンズ４がなく、レンズミラー
のみで走査光学系を構成した例である。図１４の収差図
に示されるように、補正レンズがある場合に比べて像面
湾曲収差残存量は大きいが、通常の３００ドット／イン
チの記録密度のレーザー記録装置に十分使用可能な結像
性能である。Table 7 shows an example in which the scanning optical system is constituted only by the lens mirror without the correction lens 4. As shown in the aberration diagram of FIG. 14, the residual amount of field curvature aberration is large as compared with the case where a correction lens is provided, but the imaging performance that can be sufficiently used for a laser recording device with a normal recording density of 300 dots / inch. Is.
【００３８】[0038]
【表１】 [Table 1]
【００３９】[0039]
【表２】 [Table 2]
【００４０】[0040]
【表３】 [Table 3]
【００４１】[0041]
【表４】 [Table 4]
【００４２】[0042]
【表５】 [Table 5]
【００４３】[0043]
【表６】 [Table 6]
【００４４】[0044]
【表７】 [Table 7]
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、反射面と
屈折面が共に回動する回動光学系において、反射面と屈
折面は回動光学系の回転軸を挟んで対向する位置に配置
されているようにしたので、小型で使用する光学素子が
少なく低コストにもかかわらず、高解像度、高速の走査
が可能な光走査装置を実現することができるという効果
を有する。As described above, according to the present invention, in the rotating optical system in which the reflecting surface and the refracting surface rotate together, the reflecting surface and the refracting surface are located at positions facing each other with the rotation axis of the rotating optical system interposed therebetween. Since they are arranged, there is an effect that an optical scanning device capable of high resolution and high speed scanning can be realized in spite of being small in size and using few optical elements and being low in cost.
【図１】 本発明の光走査装置の実施例を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an optical scanning device of the present invention.
【図２】 本発明の光走査装置の実施例を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of an optical scanning device of the present invention.
【図３】 本発明の回動光学系の実施例を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of a rotating optical system of the present invention.
【図４】 本発明の回動光学系の光路図。FIG. 4 is an optical path diagram of a rotating optical system of the present invention.
【図５】 本発明の光学系の原理を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of the optical system of the present invention.
【図６】 走査線湾曲を説明する断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating scan line curve.
【図７】 本発明の回動光学系の他の実施例を示す斜視
図。FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of the turning optical system of the present invention.
【図８】 本発明の第１の光学設計例の収差を示す図。FIG. 8 is a diagram showing aberrations in the first optical design example of the present invention.
【図９】 本発明の第２の光学設計例の収差を示す図。FIG. 9 is a diagram showing aberrations in the second optical design example of the present invention.
【図１０】 本発明の第３の光学設計例の収差を示す
図。FIG. 10 is a diagram showing aberrations in the third optical design example of the present invention.
【図１１】 本発明の第４の光学設計例の収差を示す
図。FIG. 11 is a diagram showing aberrations in the fourth optical design example of the present invention.
【図１２】 本発明の第５の光学設計例の収差を示す
図。FIG. 12 is a diagram showing aberrations in the fifth optical design example of the present invention.
【図１３】 本発明の第６の光学設計例の収差を示す
図。FIG. 13 is a diagram showing aberrations in the sixth optical design example of the present invention.
【図１４】 本発明の第７の光学設計例の収差を示す図FIG. 14 is a diagram showing aberrations in the seventh optical design example of the present invention.
【図１５】 非円弧トーリック面を説明する斜視図。FIG. 15 is a perspective view illustrating a non-circular toric surface.
【図１６】 光走査装置の従来例を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a conventional example of an optical scanning device.
１ 半導体レーザー ２ 集光レンズ ３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ レンズミラー ４ 補正レンズ ５ 感光体 ６ スキャンニングモーター 1 Semiconductor laser 2 condenser lens 3, 3A, 3B, 3C, 3D lens mirror 4 correction lens 5 photoconductor 6 scanning motor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 球 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kyumu Takada 3-3-5 Yamato, Suwa City, Nagano Seiko Epson Corporation (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 26 / Ten
Claims (4)
系を備えた光走査装置において、前記反射面と前記屈折
面は前記回動光学系の回転軸を挟んで対向する位置に配
置されていることを特徴とする光走査装置。1. An optical scanning device comprising a rotating optical system in which a reflecting surface and a refracting surface rotate together, wherein the reflecting surface and the refracting surface are located opposite to each other with a rotating shaft of the rotating optical system interposed therebetween. An optical scanning device characterized by being arranged.
源側に負のパワーを有する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 the rotating optical system has a negative power on the light source side with respect to the reflecting surface.
え、対となる回動光学系の前記屈折面と相手側の前記反
射面とが、前記回転軸の軸方向に分割されて配置されて
いることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。3. At least a pair of the turning optical systems, wherein the refracting surface of the turning optical system forming a pair and the reflecting surface of the mating side are divided and arranged in the axial direction of the rotating shaft. The optical scanning device according to claim 1, wherein
の光学素子を備え、前記一対の光学素子のうち、一方の
素子の前記屈折面と他方の素子の前記反射面により一つ
の回動光学系が構成されることを特徴とする請求項３記
載の光走査装置。4. A rotating optical system comprising at least a pair of optical elements having a refracting surface and a reflecting surface, and of the pair of optical elements, the refracting surface of one element and the reflecting surface of the other element make one rotation optical system. 4. The optical scanning device according to claim 3, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP28954893A JP3385678B2 (en) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | Optical scanning device |
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