JP3532324B2 - Optical scanning device - Google Patents
Optical scanning deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は光走査装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】偏向反射面を有する光偏向器により偏向
された偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上に光
スポットとして集光させて光走査を行なう光走査装置に
おいては、光スポットによる光走査の開始点を揃えるた
め、光走査領域へ向かう偏向光束を同期光検知用の受光
素子で検知することが行なわれている。2. Description of the Related Art In an optical scanning device for performing optical scanning by converging a deflected light beam deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface as a light spot on a surface to be scanned by a scanning imaging lens, the optical scanning is performed by the light spot. In order to align the optical scanning start points, the deflected light flux toward the optical scanning area is detected by a light receiving element for detecting synchronous light.
【０００３】偏向光束を上記受光素子上に集光する光学
系を走査結像レンズと一体化して、これら光学系の位置
調整の簡易化を図った光走査装置が知られている（特開
平５−１９１８６号公報）。しかし、このような装置で
は走査結像レンズにより上記光学系の位置が制限され、
それに応じて受光素子の配備位置も制限されるので、受
光素子の配備位置を含めた装置のレイアウトのコンパク
ト化が困難である。There is known an optical scanning device in which an optical system for condensing a deflected light beam on the light receiving element is integrated with a scanning and imaging lens to simplify the position adjustment of these optical systems (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5 (1998)). No. 19186). However, in such a device, the position of the optical system is limited by the scanning imaging lens,
Since the position where the light receiving element is arranged is also limited accordingly, it is difficult to make the layout of the device compact including the position where the light receiving element is arranged.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、光走査装置において、同期光検知用の受光素
子を含めた光学系のコンパクトな配備を可能とすること
を課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned circumstances, it is an object of the present invention to enable compact arrangement of an optical system including a light receiving element for detecting synchronous light in an optical scanning device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明の光走査装置は
「偏向反射面を持つ光偏向器により偏向された偏向光束
を走査結像レンズにより被走査面上に光スポットとして
集光し、被走査面を光走査する光走査装置」であって以
下の特徴を有する（請求項１）。The optical scanning device according to the present invention "contains a deflected light beam deflected by an optical deflector having a deflective reflection surface as a light spot on a surface to be scanned by a scanning imaging lens, An optical scanning device that optically scans a scanning surface "and has the following features (claim 1).
【０００６】即ち、偏向光束がレーザ光束であり、走査
結像レンズは１枚以上、即ち１枚もしくは２枚以上のレ
ンズで構成される。走査結像レンズを構成するレンズの
１枚の、偏向方向（偏向により偏向光束が変位する方
向）のうち偏向光束を迎え入れる側の端部の、被走査面
の光走査に寄与しない部分に反射部が設けられる。That is, the deflected light beam is a laser light beam, and the scanning imaging lens is composed of one or more lenses, that is, one or more lenses. One of the lenses forming the scanning imaging lens has a reflecting portion at a portion of the deflection direction (direction in which the deflected light flux is displaced by the deflection) on the side where the deflected light flux is received, which does not contribute to optical scanning of the surface to be scanned. Is provided.
【０００７】光走査領域へと向かう偏向光束は、上記反
射部により同期光検知用の受光素子に向かって反射され
る。「反射部の主走査対応方向における幅」を入射偏向
光束の同方向における光束幅より小さく設定し、同期光
検知用の受光素子に向かう反射光束の主走査対応方向の
光強度分布が、主光線に対して線対称的となるようにす
る。 The deflected light beam heading for the optical scanning region is reflected by the reflecting portion toward the light receiving element for detecting the synchronous light. Incident deflection of "width of reflection part in main scanning direction"
Set the width smaller than the width of the light beam in the same direction, and
In the direction corresponding to the main scan of the reflected light flux toward the light receiving element for detection
Make the light intensity distribution line-symmetric with respect to the chief ray.
It
【０００８】反射部は、これを構成されるレンズの光偏
向器側に設けても良いし、被走査面側に設けても良い
（請求項２）。The reflecting portion may be provided on the optical deflector side of the lens forming the reflecting portion or on the scanned surface side (claim 2).
【０００９】また、反射部は、上記「被走査面の光走査
に寄与しない部分」に「反射膜」として形成しても良い
が、反射膜を形成することなく「全反射」を利用した反
射部とすることができる。The reflection portion may be formed as a "reflection film" on the "portion of the surface to be scanned that does not contribute to optical scanning", but reflection using "total reflection" without forming a reflection film. It can be a department.
【００１０】即ち、反射部を「被走査面側」に形成し、
偏向光束の反射部への入射角：ψが「反射部を形成され
たレンズ」の材質の屈折率：Ｎに対して条件：
(Ｉ） ψ＞ｓｉｎ~1(1/N)
を満足するようにすることができる（請求項３）。That is, the reflecting portion is formed on the "scanned surface side",
The angle of incidence of the deflected light beam on the reflection part: ψ should satisfy the condition: (I) ψ> sin ~ 1 (1 / N) for the refractive index of the material of the "lens having the reflection part": N (Claim 3).
【００１１】反射部は「単一の反射面」として形成でき
るほか「複数の反射面を互いに角をなして形成し、偏向
光束がこれらの反射面に順次反射されて受光素子に向か
う」ようにしてもよい。The reflecting portion can be formed as a "single reflecting surface", or "a plurality of reflecting surfaces are formed at an angle to each other, and the deflected light flux is sequentially reflected by these reflecting surfaces toward the light receiving element". May be.
【００１２】特に、反射部が「偏向光束を同期光検知用
の受光素子に向けて折り返し反射するための２面の反射
面を有する」ように構成できる。In particular, the reflecting portion can be constructed so as to "have two reflecting surfaces for reflecting and deflecting the deflected light beam toward the light receiving element for detecting the synchronous light".
【００１３】この場合、これら２面の反射面を「被走査
面側」に形成し、２面の反射面への順次の入射角：
ψ1，ψ2が、反射部を形成されたレンズの材質の屈折
率：Ｎに対して条件：
(II） ψ1＞ｓｉｎ~1(1/N)
(III) ψ2＞ｓｉｎ~1(1/N)
を満足するようにすることができる（請求項４）。In this case, these two reflecting surfaces are formed on the "scanned surface side", and the incident angles on the two reflecting surfaces are:
ψ 1 and ψ 2 are the refractive index of the material of the lens on which the reflection portion is formed: N, the condition is: (II) ψ 1 > sin ~ 1 (1 / N) (III) ψ 2 > sin ~ 1 ( 1 / N) can be satisfied (Claim 4).
【００１４】上記請求項１または２または３または４記
載の光走査装置において「反射部により反射された偏向
光束の光路上の、反射部と同期光検知用の受光素子との
間に、反射部で反射された偏向光束を、受光素子の受光
面近傍に、少なくとも偏向方向に関して集光させる屈折
面」を、走査結像レンズの一部として形成することがで
きる（請求項５）。In the optical scanning device according to the above-mentioned claim 1, 2 or 3 or 4, "a reflection part is provided on the optical path of the deflected light beam reflected by the reflection part, between the reflection part and the light receiving element for detecting the synchronous light. A refracting surface for condensing the deflected light flux reflected by the light-receiving element in the vicinity of the light-receiving surface can be formed as a part of the scanning imaging lens (claim 5).
【００１５】この場合、走査結像レンズが１枚のレンズ
で構成されるときは、このレンズの光偏向器に向いたレ
ンズ面の側に上記「屈折面」を設けることができる。In this case, when the scanning imaging lens is composed of one lens, the above-mentioned "refractive surface" can be provided on the lens surface side of this lens facing the optical deflector.
【００１６】請求項５記載の光走査装置において、走査
結像レンズが２枚以上のレンズで構成される場合には、
これらのうちで光偏向器から数えて第２番目以後のレン
ズに反射部を形成し、反射部により反射された偏向光束
が、反射部の形成されたレンズよりも光偏向器側にある
レンズに「レンズの一部として形成された屈折面」によ
り、同期光検知用の受光素子の受光面近傍に、少なくと
も偏向方向に関して集光するようにすることができる
（請求項６）。In the optical scanning device according to the fifth aspect, when the scanning image forming lens is composed of two or more lenses,
Of these, the reflecting portion is formed on the second and subsequent lenses counting from the optical deflector, and the deflected light flux reflected by the reflecting portion is directed to the lens on the optical deflector side of the lens on which the reflecting portion is formed. By the "refractive surface formed as a part of the lens", it is possible to condense light at least in the deflection direction in the vicinity of the light receiving surface of the light receiving element for detecting the synchronous light.
【００１７】上記請求項６または７記載の発明において
は、反射部に反射された偏向光束が屈折面により偏向方
向およびこれに直交する方向において、受光素子の受光
面近傍に集光するようにすることができる（請求項
７）。In the invention according to the sixth or seventh aspect, the deflected light beam reflected by the reflecting portion is focused near the light receiving surface of the light receiving element in the deflecting direction by the refracting surface and in the direction orthogonal thereto. It is possible (claim 7).
【００１８】上記屈折面の形状は、球面や共軸非球面、
あるいはアナモフィックな面とすることができる。The shape of the refracting surface is a spherical surface or a coaxial aspherical surface,
Alternatively it can be an anamorphic surface.
【００１９】上記請求項１〜７の任意の１に記載の光走
査装置において、走査結像レンズは「光スポットによる
光走査速度を等速化する機能」を持つことができる（請
求項８）。 Optical traveling according to any one of claims 1 to 7 above
In the inspection device, the scanning imaging lens is
It is possible to have a function to make the optical scanning speed uniform.
Requirement 8).
【００２０】偏向光束の偏向が等角速度的で、走査結像
レンズに入射する偏向光束が、少なくとも主走査対応方
向において平行光束であれば、走査結像レンズは「ｆθ
レンズ」である。If the deflection of the deflected light beam is constant angular velocity, and the deflected light beam incident on the scanning and imaging lens is a parallel light beam at least in the main scanning corresponding direction, the scanning and imaging lens has “fθ”.
The lens ".
【００２１】光偏向器として「ガルバノミラー」を用い
る場合には、走査結像レンズに入射する偏向光束が、少
なくとも主走査対応方向において平行光束であれば走査
結像レンズは「ｆ・ｓｉｎθレンズ」である。When a "galvano mirror" is used as the light deflector, if the deflected light beam incident on the scanning / imaging lens is a parallel light beam at least in the main scanning corresponding direction, the scanning / imaging lens is "f.sin.theta. Lens". Is.
【００２２】請求項１〜８の任意の１に記載の光走査装
置において、光源からの光束を光偏向器の偏向反射面近
傍に「主走査対応方向（光源から被走査面に到る光路上
で主走査方向と平行的に対応する方向）に長い線像」と
して結像させるとともに、走査結像レンズとして「副走
査対応方向（光源から被走査面に到る光路上で副走査方
向と平行的に対応する方向）に関し、偏向反射面位置と
被走査面位置とを幾何光学的に略共役な関係とする」も
のを用いることができる（請求項９）。In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 8 , the light beam from the light source is transmitted in the vicinity of the deflection reflection surface of the optical deflector in the "main scanning corresponding direction (on the optical path from the light source to the scanned surface). In the direction parallel to the main scanning direction) as a long line image, and as a scanning imaging lens, it is parallel to the sub-scanning direction in the sub-scanning corresponding direction (on the optical path from the light source to the scanned surface). (Direction corresponding to each other), the position of the deflecting / reflecting surface and the position of the surface to be scanned have a geometrically-optically substantially conjugate relationship ( claim 9 ).
【００２３】この場合には、光走査装置は光偏向器にお
ける偏向反射面の「面倒れ」を補正する機能を持つ。In this case, the optical scanning device has a function of correcting the “facet tilt” of the deflective reflection surface of the optical deflector.
【００２４】「ピラミダルミラー」や「ホゾ型ミラー」
のように、光偏向器として面倒れが実質的に問題となら
ないものを用いる場合には、光走査装置は面倒れ補正機
能を必要としない。"Pyramid mirror" and "horizontal mirror"
As described above, when an optical deflector that does not substantially cause a surface tilt is used, the optical scanning device does not need a surface tilt correction function.
【００２５】光偏向器には、走査結像レンズの特性に従
い、平行光束あるいは収束性もしくは発散性の光束を入
射させることができる。A parallel light beam or a convergent or divergent light beam can be incident on the light deflector according to the characteristics of the scanning and imaging lens.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】図１は請求項２，８，９記載の発
明の特徴部分を説明するための図である。 ＬＤ１から
放射された光束はカップリングレンズ２によりカップリ
ングされたのち、シリンダレンズ３により副走査対応方
向（図面に直交する方向）にのみ収束され、光偏向器で
あるポリゴンミラー４の偏向反射面位置近傍に「主走査
対応方向に長い線像」として結像される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG .
It is a figure for demonstrating the characteristic part of Ming. The light beam emitted from the LD 1 is coupled by the coupling lens 2 and then converged by the cylinder lens 3 only in the sub-scanning corresponding direction (the direction orthogonal to the drawing), and the deflecting reflection surface of the polygon mirror 4 serving as an optical deflector. An image is formed as a "long line image in the main scanning corresponding direction" near the position.
【００２７】ポリゴンミラー４の反時計回りの回転によ
り「等角速度的」に偏向された偏向光束は、走査結像レ
ンズ５により被走査面６上に光スポットとして集光し、
被走査面６を光走査する。被走査面６には光導電性の感
光体ドラム７がその母線を接しており、従って、光スポ
ットは実体的には感光体ドラム７を光走査する。The deflected light beam deflected "constantly angularly" by the counterclockwise rotation of the polygon mirror 4 is condensed by the scanning imaging lens 5 as a light spot on the surface 6 to be scanned,
The surface 6 to be scanned is optically scanned. The photoconductive photosensitive drum 7 is in contact with the surface 6 to be scanned at its generatrix, so that the light spot actually optically scans the photosensitive drum 7.
【００２８】符号Ｌで示す領域は、光スポットにより光
走査が行なわれる「光走査領域」である。The area indicated by the symbol L is an "optical scanning area" in which optical scanning is performed by a light spot.
【００２９】シリンダレンズ３は上記「線像」を結像さ
せるためのものであって、これを凹のシリンダミラーに
より代替することもできる。The cylinder lens 3 is for forming the above-mentioned "line image" and can be replaced by a concave cylinder mirror.
【００３０】また、走査結像レンズ５の特性に応じ、カ
ップリングレンズ２によりカップリングされた光束は
「平行光束」とすることも「発散性あるいは収束性の光
束」とすることもできる。Depending on the characteristics of the scanning imaging lens 5, the light beam coupled by the coupling lens 2 can be a "parallel light beam" or a "divergent or convergent light beam".
【００３１】説明の具体性のため、この実施の形態では
カップリングレンズ２にカップリングされた光束は「平
行光束」であるとする。この場合、走査結像レンズ５は
ｆθレンズであって光走査を等速化する機能を持ち（請
求項８）、また副走査対応方向に関して、偏向反射面位
置（線像の結像位置）と被走査面６の位置とを幾何光学
的に略共役な関係としており（請求項９）、従ってこの
光走査装置は面倒れ補正機能を持つ。For the sake of concreteness of description, it is assumed in this embodiment that the light beam coupled to the coupling lens 2 is a "parallel light beam". In this case, the scanning image forming lens 5 is an fθ lens and has a function of making the optical scanning uniform.
In addition, the position of the deflecting / reflecting surface (the image forming position of the line image) and the position of the surface to be scanned 6 are geometrically and optically substantially conjugate with respect to the sub-scanning corresponding direction ( claim 9 ). This optical scanning device has a surface tilt correction function.
【００３２】さて、走査結像レンズを構成する２枚のレ
ンズ５１，５２のうち、被走査面６側のレンズ５２の、
偏向方向における偏向光束を迎え入れる側の端部の、被
走査面の光走査に寄与しない部分の被走査面側に反射部
１０を設け、光走査領域Ｌへ向かう偏向光束を同期光検
知用の受光素子８に向けて反射させるようにした。Of the two lenses 51 and 52 forming the scanning imaging lens, the lens 52 on the surface 6 to be scanned is
A reflecting portion 10 is provided on the scanned surface side of the end portion of the deflection direction where the deflected light flux is received, which portion does not contribute to the optical scanning of the scanned surface, and the deflected light flux toward the optical scanning region L is received for synchronous light detection. The light was reflected toward the element 8.
【００３３】従って、偏向光束は光走査領域Ｌの光走査
に先立って受光素子８に受光され、受光素子８の発する
受光信号に基づき光走査の起点が光走査領域Ｌの（図１
における）下端に揃えられる。Therefore, the deflected light flux is received by the light receiving element 8 prior to the optical scanning of the optical scanning area L, and the starting point of the optical scanning is the optical scanning area L based on the light receiving signal emitted by the light receiving element 8 (see FIG. 1).
(At the bottom).
【００３４】反射部１０は反射膜を蒸着して形成した。The reflecting portion 10 was formed by depositing a reflecting film.
【００３５】図１の実施の形態では、反射部１０をレン
ズ５２の被走査面６側に設けている（請求項２）が、レ
ンズ５１に設けても良く、レンズ５１，５２の何れに設
ける場合も、光偏向器（ポリゴンミラー４）の側に設け
ても良い。In the embodiment of FIG. 1, the reflecting portion 10 is provided on the scanned surface 6 side of the lens 52 (claim 2), but it may be provided on the lens 51 or on either of the lenses 51 and 52. In this case also, it may be provided on the optical deflector (polygon mirror 4) side.
【００３６】同期光検知用の受光素子８は、ＬＤ１、カ
ップリングレンズ２、シリンダレンズ３、ポリゴンミラ
ー４、走査結像レンズ５等の光学素子と共にハウジング
９に配備されている。反射部１０を設けること無く、走
査結像レンズ５を透過した偏向光束を同期光として検知
するのであれば、同期光検知用の受光素子（図１に符号
８Ａで示す）は被走査面６の近傍に配備せざるを得ず、
この場合、受光素子８ＡをＬＤ１等の他の光学素子と同
一のハウジング９に配備することはできず、同一のハウ
ジングに配備しようとすればハウジングが大型化してし
まう。The light receiving element 8 for detecting the synchronous light is provided in the housing 9 together with optical elements such as the LD 1, the coupling lens 2, the cylinder lens 3, the polygon mirror 4, and the scanning image forming lens 5. If the deflected light flux that has passed through the scanning and imaging lens 5 is detected as the synchronous light without providing the reflecting portion 10, the light receiving element for detecting the synchronous light (indicated by reference numeral 8A in FIG. 1) is provided on the surface 6 to be scanned. I have no choice but to deploy it in the vicinity,
In this case, the light receiving element 8A cannot be arranged in the same housing 9 as other optical elements such as the LD 1, and if the light receiving element 8A is arranged in the same housing, the housing becomes large.
【００３７】図１の実施の形態のように、同期光として
検知する偏向光束を反射部１０で光偏向器の側へ折り返
すように反射させることで、ハウジング９を大型化する
ことなく受光素子８を他の光学素子とともに同一ハウジ
ング内にコンパクトに配備でき、受光素子８とポリゴン
ミラー４を同一のハウジング内に配備したことにより、
ポリゴンミラー４用の駆動回路と受光素子８用の回路と
を「同一基板」上に配することができ、光走査装置のコ
ストを低減化できる。As in the embodiment shown in FIG. 1, the deflecting light beam detected as the synchronous light is reflected by the reflecting portion 10 so as to be folded back toward the optical deflector, so that the light receiving element 8 is not enlarged in size of the housing 9. Can be compactly arranged in the same housing together with other optical elements, and by arranging the light receiving element 8 and the polygon mirror 4 in the same housing,
The drive circuit for the polygon mirror 4 and the circuit for the light receiving element 8 can be arranged on the "same substrate", and the cost of the optical scanning device can be reduced.
【００３８】図２は請求項３記載の発明の特徴部分を説
明するための図である。図に示されていない部分は、図
１の実施の形態と同様である。FIG . 2 illustrates the characteristic part of the invention according to claim 3.
It is a figure for clarifying. The parts not shown in the figure are similar to those of the embodiment shown in FIG.
【００３９】この実施の形態においては、走査結像レン
ズを構成するレンズ５１とレンズ５２Ａのうちのレンズ
５２Ａの被走査面側に反射部５２ａが形成されている。
反射部５２ａは「平面状」であって、この部分に入射し
てくる偏向光束を同期光検知用の受光素子８に向けて反
射するが、偏向光束の反射部５２ａへの入射角：ψが、
レンズ５２Ａの材質の屈折率：Ｎ（＞１）に対して条
件：
(Ｉ） ψ＞ｓｉｎ~1(1/N)
を満足するように形成されている。In this embodiment, the reflection portion 52a is formed on the surface to be scanned of the lens 52A of the lenses 51 and 52A which form the scanning imaging lens.
The reflecting portion 52a is "planar" and reflects the deflected light flux incident on this portion toward the light receiving element 8 for detecting the synchronous light. However, the incident angle of the deflected light flux on the reflecting portion 52a: ψ is ,
The lens 52A is formed so as to satisfy the condition: (I) ψ> sin ~ 1 (1 / N) for the refractive index of the material of the lens 52A: N (> 1).
【００４０】このため反射部５２ａに入射する偏向光束
は、反射部５２ａにより全反射される。従って反射部を
設けるために反射膜を形成する必要がなく、レンズ５２
Ａのコストを低減化できる。Therefore, the deflected light beam incident on the reflecting portion 52a is totally reflected by the reflecting portion 52a. Therefore, it is not necessary to form a reflection film to provide the reflection portion, and the lens 52
The cost of A can be reduced.
【００４１】図３は請求項４記載の発明の実施の１形態
を特徴部分のみ示している。図示されない部分は図１の
実施の形態と同様である。FIG. 3 shows only a characteristic part of one embodiment of the invention described in claim 4. The parts not shown are the same as those in the embodiment of FIG.
【００４２】走査結像レンズを構成する２枚のレンズの
うち、被走査面側のレンズ５２Ｂの偏向方向における偏
向光束を迎え入れる側の端部の、被走査面の光走査に寄
与しない部分に反射部が設けられているが、この反射部
は被走査面側に設けられた２面の反射面５２ｂ１，５２
ｂ１であり、これら反射面５２ｂ１，５２ｂ２への偏向
光束の順次の入射角：ψ1，ψ2は、レンズ５２Ｂの材質
の屈折率：Ｎに対して条件：
(II) ψ1＞ｓｉｎ~1(1/N)
(III) ψ2＞ｓｉｎ~1(1/N)
を満足する。Of the two lenses constituting the scanning image forming lens, the end of the side of the lens 52B on the surface to be scanned that receives the deflected light beam in the deflection direction is reflected on the portion of the surface to be scanned that does not contribute to optical scanning. The reflecting portion is provided with two reflecting surfaces 52b1 and 52b1 provided on the scanned surface side.
b1 and the incident angles of the deflected light beams on the reflecting surfaces 52b1 and 52b2: ψ 1 and ψ 2 are the conditions for the refractive index N of the material of the lens 52B: N: (II) ψ 1 > sin ~ 1 (1 / N) (III) ψ 2 > sin ~ 1 (1 / N) is satisfied.
【００４３】従って、反射部に入射する偏向光束は反射
面５２ｂ１，５２ｂ２に順次に全反射されて同期光検知
用の受光素子８に入射する。Therefore, the deflected light beam entering the reflecting portion is sequentially totally reflected by the reflecting surfaces 52b1 and 52b2 and then enters the light receiving element 8 for detecting the synchronous light.
【００４４】図４は請求項５，７記載の発明の特徴部分
を説明するための図である。図示されない部分は図１の
実施の形態と同様である。FIG . 4 is a characteristic portion of the invention described in claims 5 and 7.
It is a figure for explaining. The parts not shown are the same as those in the embodiment of FIG.
【００４５】この実施の形態では、走査結像レンズを構
成するレンズ５１，５２Ｃのうちのレンズ５２Ｃの「偏
向方向における偏向光束を迎え入れる側の端部の、被走
査面の光走査に寄与しない部分」における被走査面側に
反射部５２ｃが「全反射を利用する反射面」として形成
され、偏向光束を同期光検知用の受光素子８に向かって
反射する。In this embodiment, of the lenses 52 and 52C constituting the scanning imaging lens, the portion of the end of the lens 52C on the side where the deflected light beam in the deflection direction is received does not contribute to the optical scanning of the surface to be scanned. The reflection portion 52c is formed as a "reflection surface utilizing total reflection" on the surface to be scanned in "" and reflects the deflected light beam toward the light receiving element 8 for detecting the synchronous light.
【００４６】反射部５２ｃにより反射された偏向光束
が、受光素子８に向かってレンズ５２Ｃから射出する部
分、即ち「反射部５２ｃと同期光検知用の受光素子８と
の間」に、反射部５２ｃで反射された偏向光束を受光素
子８の受光面近傍に集光させる屈折面５２ｅが、レンズ
５２Ｃの一部として形成されている。The deflected light beam reflected by the reflecting portion 52c is emitted from the lens 52C toward the light receiving element 8, that is, "between the reflecting portion 52c and the synchronous light detecting light receiving element 8", and the reflecting portion 52c is formed. A refracting surface 52e for condensing the deflected light flux reflected by the light-receiving element 8 in the vicinity of the light-receiving surface is formed as a part of the lens 52C.
【００４７】この実施の形態では、反射部５２ｃに入射
する偏向光束は、ポリゴンミラー４により偏向される偏
向の起点から「副走査対応方向に発散」する光束で、レ
ンズ５１を透過し、さらにレンズ５２Ｃの入射側レンズ
面を透過している。しかし、レンズ５２Ｃの被走査面側
のレンズ面は透過しないので、反射された偏向光束の
「偏向方向に直交する方向」には十分な収束性のパワー
が作用しない。In this embodiment, the deflected light beam incident on the reflecting portion 52c is a light beam which "diverges in the direction corresponding to the sub-scanning" from the origin of the deflection deflected by the polygon mirror 4, and passes through the lens 51, and further the lens. It is transmitted through the incident side lens surface of 52C. However, since the lens surface of the lens 52C on the scanned surface side does not pass through, sufficient converging power does not act on the "direction orthogonal to the deflection direction" of the reflected deflected light beam.
【００４８】従って「正のパワー」を持つ屈折面５２ｅ
の形状を球面もしくは共軸非球面とした場合には、偏向
方向に直交する方向のパワーが十分でないため、反射さ
れた偏向光束は図４（ｂ）に示すように、受光素子８の
受光面８Ａの近傍で、偏向方向に収束し、偏向方向に直
交する方向（図の上下方向）に細長い長円形状に結像す
る。このように偏向方向に反射光束を集光させて受光素
子に入射させることにより、同期光検知の精度を高める
ことができる。Therefore, the refracting surface 52e having "positive power"
If the shape is a spherical surface or a coaxial aspherical surface, the power in the direction orthogonal to the deflection direction is not sufficient, so that the reflected deflected light beam is reflected by the light receiving surface of the light receiving element 8 as shown in FIG. In the vicinity of 8A, it converges in the deflection direction and forms an image in an elongated oval shape in the direction orthogonal to the deflection direction (vertical direction in the drawing). By thus collecting the reflected light flux in the deflection direction and making it incident on the light receiving element, it is possible to improve the accuracy of the synchronous light detection.
【００４９】上記屈折面５２ｅの形状を「偏向方向に直
交する方向の正のパワーが偏向方向の正のパワーより強
くなるようなアナモフィックな屈折面形状」とすること
により、図４（ｃ）に示すように、反射部５２ｃで反射
された偏向光束を受光素子の受光面８Ａの近傍に「偏向
方向およびこれに直交する方向」に収束させることもで
きる（請求項７）。By making the shape of the refracting surface 52e "anamorphic refracting surface shape such that the positive power in the direction orthogonal to the deflecting direction is stronger than the positive power in the deflecting direction", FIG. 4 (c) is obtained. As shown, the deflected light flux reflected by the reflector 52c can be converged in the "deflection direction and the direction orthogonal thereto" in the vicinity of the light receiving surface 8A of the light receiving element (claim 7).
【００５０】このように反射光束を、偏向方向およびこ
れに直交する方向において、受光面８Ａ近傍に収束させ
るようにすると、ポリゴンミラー４に面倒れが生じて
も、受光面８Ａ上への入射位置が「偏向方向に直交する
方向」へ変動しないので、面倒れに起因する同期光検知
ミスを完全に防止できる。By thus converging the reflected light flux in the vicinity of the light receiving surface 8A in the deflecting direction and the direction orthogonal thereto, even if the polygon mirror 4 is tilted, the incident position on the light receiving surface 8A. Does not fluctuate in the “direction orthogonal to the deflection direction”, so that the synchronization light detection error due to the surface tilt can be completely prevented.
【００５１】図５は、図３に即して特徴部分を説明した
ものに、請求項５，７記載の発明を適用した場合の特徴
部分を説明するための図である。 FIG . 5 illustrates the characteristic portion according to FIG.
Features when the invention according to claims 5 and 7 is applied to
It is a figure for demonstrating a part.
【００５２】走査結像レンズの被走査面側のレンズ５２
Ｄの反射部に入射した偏向光束は、反射面５２ｄ１，５
２ｄ２により順次全反射され、レンズ５２Ｄに形成され
た屈折面５２ｆを介して受光素子８に向かって射出す
る。Lens 52 on the surface to be scanned of the scanning imaging lens
The deflected light flux that has entered the reflecting portion of D is reflected by the reflecting surfaces 52d1, 5d.
The light is sequentially totally reflected by 2d2 and emitted toward the light receiving element 8 via the refracting surface 52f formed on the lens 52D.
【００５３】屈折面５２ｆの形状を球面もしくは共軸非
球面とすることにより、受光素子８への入射光束を偏向
方向において受光面近傍に集光させることができ、屈折
面５２ｆをアナモフィックな形状とすることにより、上
記入射光束を受光面近傍に偏向方向およびこれに直交す
る方向に集光させることができる。By making the shape of the refracting surface 52f a spherical surface or a coaxial aspherical surface, the light flux incident on the light receiving element 8 can be condensed in the vicinity of the light receiving surface in the deflection direction, and the refracting surface 52f has an anamorphic shape. By doing so, the incident light beam can be condensed in the vicinity of the light receiving surface in the deflection direction and the direction orthogonal thereto.
【００５４】図６は請求項６，７記載の発明の特徴部分
を説明するための図である。 走査結像レンズを構成す
るレンズ５１Ａ，５２Ｅのうち、ポリゴンミラー４から
数えて２番目のレンズであるレンズ５２Ｅに、その被走
査面側の「偏向方向における偏向光束を迎え入れる側の
端部の、被走査面の光走査に寄与しない部分」に反射部
５２ｇが反射膜の蒸着により形成されている。FIG . 6 is a characteristic portion of the invention described in claims 6 and 7.
It is a figure for explaining. Among the lenses 51A and 52E forming the scanning imaging lens, the lens 52E which is the second lens counted from the polygon mirror 4 has a lens 52E that is the second lens counted from the polygon mirror 4 and has an end portion on the side to accept the deflected light beam in the deflection direction. The reflective portion 52g is formed by vapor deposition of a reflective film on the "portion of the scanned surface that does not contribute to optical scanning".
【００５５】一方、レンズ５２Ｅよりもポリゴンミラー
４側にあるレンズ５１Ａには、反射部５２ｇにより反射
された偏向光束が通過する位置に「屈折面５１ａを有す
る部分」がレンズ５１Ａの一部として付加形成されてい
る。On the other hand, to the lens 51A, which is closer to the polygon mirror 4 than the lens 52E, a "portion having a refracting surface 51a" is added as a part of the lens 51A at a position where the deflected light flux reflected by the reflecting portion 52g passes. Has been formed.
【００５６】反射部５２ｇにより反射された偏向光束
は、屈折面５１ａの正のパワーにより受光素子８の受光
面近傍に集光される。屈折面５１ａの形状を球面もしく
は共軸非球面とすることにより、受光素子８への入射光
束を偏向方向において受光面近傍に集光させることがで
き、屈折面５１ａをアナモフィックな形状とすることに
より、上記入射光束を受光面近傍に「偏向方向およびこ
れに直交する方向」において集光させることができる。The deflected light beam reflected by the reflecting portion 52g is condensed near the light receiving surface of the light receiving element 8 by the positive power of the refracting surface 51a. By making the shape of the refracting surface 51a a spherical surface or a coaxial aspherical surface, the incident light beam to the light receiving element 8 can be condensed in the vicinity of the light receiving surface in the deflection direction, and the refracting surface 51a has an anamorphic shape. The incident light flux can be condensed near the light receiving surface in the "deflection direction and the direction orthogonal thereto".
【００５７】反射部により反射された偏向光束はレンズ
５１Ａにおける「屈折面５１ａを形成された部分」を透
過するから、上記部分の「片面をシリンダ面、他方の面
を球面もしくは共軸非球面」とすることもでき、このよ
うにして受光素子８への入射光束を受光面近傍に「偏向
方向およびこれに直交する方向」に集光させることもで
きる。Since the deflected light flux reflected by the reflecting portion passes through the "portion in which the refracting surface 51a is formed" in the lens 51A, "the one surface is the cylinder surface and the other surface is the spherical surface or the coaxial aspherical surface" of the above portion. In this way, the light flux incident on the light receiving element 8 can be condensed near the light receiving surface in the "deflection direction and the direction orthogonal thereto".
【００５８】図７は、図６に示した形態に請求項１記載
の発明を適用した実施の１形態を説明するための図であ
る。 FIG . 7 shows the configuration shown in FIG. 6 according to claim 1.
Is a diagram for explaining an embodiment to which the invention of FIG.
It
【００５９】同期光検知は光走査領域の開始側で行なわ
れるが、反射部５２ｇを設ける位置や受光素子８の設置
位置によっては、図７（ａ）に示すように、反射部５２
ｇにより反射された偏向光束が受光素子８に入射すると
き、ポリゴンミラー４の偏向反射面に入射している光束
の一部（ハッチを施した部分）が偏向反射面によりケラ
れることがある。Synchronous light detection is performed on the start side of the optical scanning area. However, depending on the position where the reflecting portion 52g is provided and the light receiving element 8 is installed, as shown in FIG.
When the deflected light beam reflected by g is incident on the light receiving element 8, a part (hatched portion) of the light beam incident on the deflective reflection surface of the polygon mirror 4 may be eclipsed by the deflective reflection surface.
【００６０】偏向光束がレーザ光束であると、この場
合、反射部により反射された偏向光束の光強度分布は偏
向反射面によりケラれたことにより、図７（ｂ）に示す
ように主光線（図の０位置）に対して非対称になり、こ
の光強度の非対称が同期光の検知ミスの原因となる。When the deflected light flux is a laser light flux, in this case, the light intensity distribution of the deflected light flux reflected by the reflecting portion is eclipsed by the deflective reflection surface, so that the principal ray (as shown in FIG. It becomes asymmetric with respect to the position 0 in the figure), and this asymmetry of the light intensity causes the detection error of the synchronous light.
【００６１】請求項１記載の発明では、反射部５２ｇの
偏向方向の幅：Ｆを反射部に入射する入射偏向光束の光
束幅より小さく設定した。このようにして、「偏向反射
面でケラれたのと同量の光束部分」を反射部５２ｇでケ
ルことにより、同期光検知用の受光素子に向かう反射光
束の偏向方向の光強度分布を図７（ｃ）に示すように
「主光線に対して線対称的」とすることができ、光強度
分布の非対称に起因する同期光の検知ミスを有効に防止
することができる。According to the first aspect of the invention, the width F of the reflecting portion 52g in the deflecting direction is set to be smaller than the luminous flux width of the incident deflecting luminous flux incident on the reflecting portion. In this way, the "deflection reflection
By Kell light beam portion "of Kera it was of the same amount in terms by the reflecting portion 52 g, the light intensity distribution of the polarization direction of the reflected light beam toward the light-receiving element for synchronous optical detection as shown in FIG. 7 (c) It can be "axisymmetric with respect to the principal ray", and it is possible to effectively prevent the detection error of the synchronous light due to the asymmetry of the light intensity distribution.
【００６２】図６，７に示した実施の形態において反射
部は光偏向器の側に設けても良く、被走査面側に設ける
場合には、反射部を「１面以上の全反射を利用した反射
面」とすることができる。In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the reflecting portion may be provided on the side of the optical deflector. When the reflecting portion is provided on the scanned surface side, the reflecting portion "uses total reflection of one or more surfaces. Reflective surface ".
【００６３】なお、レンズ５１Ａの「走査結像レンズと
して機能する部分」はレンズ５１と同様であり、レンズ
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ，５２Ｅの「走査結像
レンズとして機能する部分」はレンズ５２と同様であ
る。走査結像レンズは３枚以上のレンズで構成すること
もできる。The "portion functioning as the scanning imaging lens" of the lens 51A is the same as the lens 51, and the "portion functioning as the scanning imaging lens" of the lenses 52A, 52B, 52C, 52D and 52E is the lens 52. Is the same as. The scanning / imaging lens may be composed of three or more lenses.
【００６４】またレンズ５１Ａ、５２Ａ，５２Ｂ，５２
Ｃ，５２Ｄ，５２Ｅやレンズ５１はプラスチックによる
成形加工で容易に製作できる。Further, the lenses 51A, 52A, 52B, 52
The C, 52D, 52E and the lens 51 can be easily manufactured by molding using plastic.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上に説明したようにこの発明によれ
ば、光走査装置において、同期光検知用の受光素子を含
めた光学系のコンパクトな配備を可能とすることがで
き、上記受光素子を他の光学素子とともに同一ハウジン
グ内にコンパクトに配備することができる。As described above, according to the present invention, in the optical scanning device, the compact arrangement of the optical system including the light receiving element for detecting the synchronous light can be made possible, and the light receiving element can be provided. It can be compactly deployed in the same housing with other optical elements.
【図１】請求項２，８，９記載の発明の特徴部分を説明
するための図である。 FIG. 1 illustrates a characteristic part of the invention described in claims 2, 8 and 9.
FIG.
【図２】請求項３記載の発明の特徴部分を説明するため
の図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a characteristic part of the invention according to claim 3;
【図３】請求項４記載の発明の特徴部分を説明するため
の図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a characteristic part of the invention according to claim 4;
【図４】請求項５，７記載の発明の特徴部分を説明する
ための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a characteristic part of the invention described in claims 5 and 7;
【図５】請求項５，７記載の発明の別形態の特徴部分を
説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a characteristic portion of another aspect of the invention described in claims 5 and 7;
【図６】請求項６，７記載の発明の特徴部分を説明する
ための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a characteristic part of the invention according to claims 6 and 7;
【図７】請求項１記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining one embodiment of the invention according to claim 1 ;
４ ポリゴンミラー ５ 走査結像レンズ ６ 被走査面 ８ 同期光検知用の受光素子 １０ 反射部 4 polygon mirror 5 Scanning imaging lens 6 Scanned surface 8 Light receiving element for synchronous light detection 10 Reflector
Claims (9)
た偏向光束を走査結像レンズにより被走査面上に光スポ
ットとして集光し、上記被走査面を光走査する光走査装
置において、偏向光束がレーザ光束であり、 走査結像レンズは１枚以上のレンズで構成され、 上記走査結像レンズを構成するレンズの１枚の、偏向方
向における偏向光束を迎え入れる側の端部の、被走査面
の光走査に寄与しない部分に反射部を設け、光走査領域
へと向かう偏向光束を同期光検知用の受光素子に向かっ
て反射させるようにし、上記反射部の偏向方向における幅が、入射偏向光束の同
方向における光束幅より小さく、上記同期光検知用の受
光素子に向かう反射光束の偏向方向の光強度分布が、主
光線に対して線対称的となるようにした ことを特徴とす
る光走査装置。1. An optical scanning device for converging a deflected light beam deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface as a light spot on a surface to be scanned by a scanning imaging lens and optically scanning the surface to be scanned. The deflected light beam is a laser light beam, the scanning imaging lens is composed of one or more lenses, and one of the lenses forming the scanning imaging lens has a covered end of the side on which the deflected light beam is admitted in the deflection direction. A reflecting portion is provided in a portion of the scanning surface that does not contribute to the optical scanning, and a deflected light beam traveling toward the optical scanning area is reflected toward the light receiving element for detecting the synchronous light, and the width of the reflecting portion in the deflection direction is incident. The same of the polarized light flux
Is smaller than the beam width in the direction of
The light intensity distribution in the deflection direction of the reflected light flux that is directed toward the optical element is
An optical scanning device characterized by being line-symmetric with respect to a light beam.
する光走査装置。2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the reflecting portion is provided on the surface to be scanned of the lens.
たレンズの材質の屈折率：Ｎに対して条件： (Ｉ) ψ＞ｓｉｎ-1(1/N) を満足することを特徴とする光走査装置。3. The optical scanning device according to claim 2, wherein the incident angle of the deflected light beam to the reflecting portion: ψ is a condition for the refractive index: N of the material of the lens on which the reflecting portion is formed: (I) An optical scanning device characterized by satisfying ψ> sin −1 (1 / N).
折り返し反射するための２面の反射面を有し、これら反
射面への順次の入射角：ψ1，ψ2が、反射部を形成され
たレンズの材質の屈折率：Ｎに対して条件： (II) ψ1＞ｓｉｎ-1(1/N) (III) ψ2＞ｓｉｎ-1(1/N) を満足することを特徴とする光走査装置。4. The optical scanning device according to claim 2, wherein the reflecting portion has two reflecting surfaces for reflecting the deflected light beam back toward the light receiving element for detecting the synchronous light. Sequential incident angles of ψ 1 , ψ 2 with respect to the refractive index of the material of the lens on which the reflection part is formed: N: (II) ψ 1 > sin −1 (1 / N) (III) ψ An optical scanning device characterized by satisfying 2 > sin −1 (1 / N).
光走査装置において、 反射部により反射された偏向光束の光路上の、上記反射
部と同期光検知用の受光素子との間に、上記反射部で反
射された偏向光束を、上記受光素子の受光面近傍に、少
なくとも偏向方向に関して集光させる屈折面が、走査結
像レンズの一部として形成されていることを特徴とする
光走査装置。5. The optical scanning device according to claim 1, 2 or 3 or 4, wherein, on the optical path of the deflected light flux reflected by the reflecting portion, between the reflecting portion and the light receiving element for detecting the synchronous light, Optical scanning, characterized in that a refracting surface for converging the deflected light beam reflected by the reflecting portion in the vicinity of the light receiving surface of the light receiving element is formed at least as a part of the scanning imaging lens. apparatus.
らのうちで、光偏向器から数えて第２番目以後のレンズ
に反射部が形成され、 反射部により反射された偏向光束が、反射部の形成され
たレンズよりも光偏向器側にあるレンズにレンズの一部
として形成された屈折面により、同期光検知用の受光素
子の受光面近傍に少なくとも偏向方向に関して集光する
ことを特徴とする光走査装置。6. The optical scanning device according to claim 5, wherein the scanning image forming lens is composed of a plurality of lenses, and among these, the second and subsequent lenses counted from the optical deflector have a reflecting portion. The deflected light beam reflected by the reflector is received by the light receiving element for synchronous light detection by the refracting surface formed as part of the lens on the lens on the optical deflector side of the lens on which the reflector is formed. An optical scanning device characterized in that light is condensed in the vicinity of a surface in at least a deflection direction.
り、偏向方向およびこれに直交する方向において、受光
素子の受光面近傍に集光することを特徴とする光走査装
置。7. The deflected light flux reflected by the reflecting portion is condensed in the vicinity of the light receiving surface of the light receiving element in the deflecting direction and in the direction orthogonal thereto by the action of the refracting surface. Characteristic optical scanning device.
置において、 走査結像レンズが、光スポットによる光走査速度を等速
化する機能を持つことを特徴とする光走査装置。8. The optical scanning device according to any one of claims 1 to 7, wherein the scanning imaging lens has a function of equalizing the optical scanning speed of the light spot. .
置において、 光源からの光束が、光偏向器の偏向反射面近傍に、主走
査対応方向に長い線像として結像し、 走査結像レンズが、偏向反射面位置と被走査面位置とを
副走査対応方向に関して、幾何光学的に略共役な関係と
するものであることを特徴とする光走査装置。9. The optical scanning device according to any one of claims 1 to 8, wherein a light beam from the light source is formed as a long line image in the main scanning corresponding direction in the vicinity of the deflection reflection surface of the optical deflector. An optical scanning device, wherein the scanning imaging lens has a deflection reflection surface position and a scanned surface position in a geometrically-optically substantially conjugate relationship with respect to a sub-scanning corresponding direction.
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