JPH08327926A - Scanning optical device - Google Patents
Scanning optical deviceInfo
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- JPH08327926A JPH08327926A JP8065903A JP6590396A JPH08327926A JP H08327926 A JPH08327926 A JP H08327926A JP 8065903 A JP8065903 A JP 8065903A JP 6590396 A JP6590396 A JP 6590396A JP H08327926 A JPH08327926 A JP H08327926A
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
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- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザービームプリ
ンターなどの光学手段を利用する光学機器における走査
光学装置に関し、特に、走査光学装置に使用するレンズ
をアクリル系の樹脂またはポリカーボネートから射出成
形し、軸対称非球面レンズであって、f−theta
(F−θ)機能を与えてレンズの製作、組立及び調整を
容易にした走査光学装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning optical device in an optical instrument utilizing optical means such as a laser beam printer, and more particularly, to a lens used in the scanning optical device injection-molded from an acrylic resin or polycarbonate to form a shaft. A symmetric aspheric lens having f-theta
The present invention relates to a scanning optical device which is provided with a (F-θ) function to facilitate the manufacture, assembly and adjustment of a lens.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、レーザーダイオードを用いた光学
機器が開発されており、レーザープリンター、レーザー
走査マイクロメータ(Laser Scanning Micrometer:LC
M)等がその例である。2. Description of the Related Art Recently, an optical device using a laser diode has been developed and is used in a laser printer, a laser scanning micrometer (LC).
M) and the like are examples thereof.
【0003】一般に、レーザーを応用する光学系は、レ
ーザー発生器と、レーザー偏向器と、レーザー走査レン
ズ系と、受光部とから構成される。Generally, an optical system applying a laser is composed of a laser generator, a laser deflector, a laser scanning lens system, and a light receiving section.
【0004】また、複写機或いはプリンター等は、最近
では、電子写真プロセス方式を利用して単色光のレーザ
ービームを多用している。In recent years, copying machines, printers and the like have frequently used a monochromatic laser beam by utilizing an electrophotographic process system.
【0005】このような装置においては、半導体レーザ
ーダイオードのようなレーザー発光装置から発光したレ
ーザービームをコリメータレンズ又はプリズムコンプレ
ックス等を通じて平行光にして高速回転する多面体の偏
向鏡に誘導し、その後偏向鏡の回転によりレーザービー
ムの反射方向を変化させて感光体の方向に走査すること
により、感光体上に静電潜像を形成するようになってい
る。In such a device, a laser beam emitted from a laser light emitting device such as a semiconductor laser diode is converted into parallel light through a collimator lens or a prism complex and is guided to a polygon mirror which rotates at a high speed, and then a deflecting mirror. The rotation of the laser beam changes the reflection direction of the laser beam and scans in the direction of the photoconductor to form an electrostatic latent image on the photoconductor.
【0006】このような走査光学装置の一例が、特開平
2−161410号公報に開示されており、この公報に
開示された装置を走査光学装置の従来例として図3に基
づいて説明する。An example of such a scanning optical device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-161410, and the device disclosed in this publication will be described as a conventional example of the scanning optical device with reference to FIG.
【0007】図3に示すように、光源1からのレーザー
光はコリメータレンズ(Collimatorlens)2、スリット
3、シリンドリカルレンズ(Cylindrical lens)4を経
て回転多面鏡(Polygon mirror)5の回転に従い反射さ
れた後、走査レンズである回転非対称の非球面F−θ6
´を介して結像面(感光ドラム面9)に結像走査され
る。As shown in FIG. 3, the laser light from the light source 1 is reflected by a collimator lens 2, a slit 3, a cylindrical lens 4 and a polygon mirror 5 as it rotates. Then, a rotationally asymmetric aspherical surface F-θ6 which is a scanning lens
The image is scanned on the image forming surface (photosensitive drum surface 9) via the line ′.
【0008】ここで、レーザー光走査のための走査レン
ズ系(F−θ)6´は、第1面と第2面が球面又は平面
からなる回転対称軸を有する第1レンズ6と、シリンド
リカルレンズからなる第3面と数差補正のための回転軸
非対称の非球面とからなる第4面を有する第2レンズ7
とから構成されている。また、走査レンズ系6´の球面
の第1面と第2面であって、回転多面鏡5が等角回転す
る時、結像面9におけるスポット(Spot)の軌跡は等線
運動をする。Here, a scanning lens system (F-θ) 6'for scanning laser light includes a first lens 6 having a rotational symmetry axis whose first and second surfaces are spherical or flat surfaces, and a cylindrical lens. Lens 7 having a fourth surface composed of a third surface composed of and a rotational axis asymmetric aspherical surface for correction of the number difference
It consists of and. Further, when the rotary polygon mirror 5 which is the first and second spherical surfaces of the scanning lens system 6'rotates equiangularly, the locus of the spot on the image plane 9 makes a linear movement.
【0009】一方、回転多面鏡5と第1レンズ6を経た
後、結像面9の間に位置する第2レンズ7のシリンドリ
カル面第3面と非球面第4面により回転多面鏡5の振れ
の影響を補正する。On the other hand, after passing through the rotary polygon mirror 5 and the first lens 6, the deflection of the rotary polygon mirror 5 is caused by the third cylindrical surface and the fourth aspheric surface of the second lens 7 located between the image forming surfaces 9. Correct the effect of.
【0010】しかしながら、図3に示すような従来の装
置によれば、出射されたレーザー光がコリメータレンズ
により平行になった後、開口(Aperture)を通じてシリ
ンドリカルレンズに入射され、ここでビームは断層模様
になって回転多面鏡により偏向され、走査レンズにより
結像面に等角、等線の形態で焦点を結ぶ。However, according to the conventional device as shown in FIG. 3, after the emitted laser light is collimated by the collimator lens, it is incident on the cylindrical lens through the aperture, where the beam is a tomographic pattern. Then, the light is deflected by the rotary polygon mirror, and is focused by the scanning lens on the image formation surface in the form of equiangular lines.
【0011】ここで、一部の主要レンズ又は光学レンズ
の全部に、熱変形が少なく、接合及びコーティングに有
利なガラス系レンズを使用していた。即ち、一部のレン
ズにポリメチルメタクリレート(Polymethylmethacryla
te:PMMA)を使用する場合はあるが、シリンドリカ
ルレンズと走査レンズの2枚のレンズを用いる場合、2
枚又は1枚をガラス系レンズとすることが一般的であっ
た。しかし、ガラス系レンズは、比重が大きくて製品の
軽量化が難しい、耐衝撃性が弱い、大量生産が困難であ
る、材料費が高いといった問題点があった。また、形状
の自由度が低いので一部のレンズを非球面とすることに
技術的な困難性があった。Here, a glass-based lens, which has little thermal deformation and is advantageous for bonding and coating, has been used for some of the main lenses or all of the optical lenses. That is, some lenses may have polymethylmethacryla
te: PMMA), but when using two lenses, a cylindrical lens and a scanning lens, 2
It was common to use one or one glass-based lens. However, the glass-based lens has problems that it is difficult to reduce the weight of the product due to its large specific gravity, its impact resistance is weak, mass production is difficult, and the material cost is high. Further, since the degree of freedom of the shape is low, it is technically difficult to make some of the lenses aspherical.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解決するためになされたものであって、本発明
の目的は、走査光学装置に使用するレンズをアクリル系
プラスチック(PMMA)又はポリカーボネート(P
C)を素材として射出成形することにより、大量生産を
可能とし、価格を節減でき、形状の自由度が高くてレン
ズの結合部位を一体化して組立が容易な走査光学装置を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to make a lens used in a scanning optical device an acrylic plastic (PMMA). Or polycarbonate (P
It is intended to provide a scanning optical device that can be mass-produced by using C) as a material, can be manufactured at a low cost, has a high degree of freedom in shape, and can be easily assembled by integrating lens coupling parts. .
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による走査光学装置は、レーザービームを発
生する光源とコリメータレンズとシリンドリカルレンズ
と回転多面鏡と走査レンズ系とから構成される走査光学
装置であって、コリメータレンズとシリンドリカルレン
ズと走査レンズ系をアクリル系プラスチックまたはポリ
カーボネートから成形したことを特徴とする。To achieve the above object, a scanning optical device according to the present invention comprises a light source for generating a laser beam, a collimator lens, a cylindrical lens, a rotary polygon mirror and a scanning lens system. A scanning optical device, characterized in that a collimator lens, a cylindrical lens, and a scanning lens system are molded from acrylic plastic or polycarbonate.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明による走査光学装置
の好ましい1実施形態について添付の図面を参照して詳
細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a scanning optical device according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【0015】図1は本発明に基づく走査光学装置の概略
図であって、走査方向を示している。図1に示すよう
に、光源のレーザーダイオード10から出たレーザー光
はコリメータレンズ20と長孔状の開口30とシリンド
リカルレンズ40を介して回転多面鏡50の回転により
反射された後、走査レンズ系としてのF−θレンズ60
を介して結像面(感光ドラム面)110に結像走査され
るようになっている。FIG. 1 is a schematic diagram of a scanning optical device according to the present invention, showing the scanning direction. As shown in FIG. 1, the laser light emitted from the laser diode 10 of the light source is reflected by the rotation of the rotary polygon mirror 50 through the collimator lens 20, the long hole-shaped opening 30 and the cylindrical lens 40, and then the scanning lens system. F-θ lens 60 as
An image is formed and scanned on the image forming surface (photosensitive drum surface) 110 via the.
【0016】コリメータレンズ20は、非球面であっ
て、この非球面係数は少なくとも1つが負(−)の符号
を有する。The collimator lens 20 is an aspherical surface, and at least one of the aspherical surface coefficients has a negative (-) sign.
【0017】レーザー光走査のための走査レンズ系60
は走査方向/副走査方向に倍率を有する2枚のレンズを
備え、4面の中の2面がシリンドリカルレンズの形態を
有し、走査方向に光を結像させるシリンドリカルレンズ
と副走査方向に光を結像させるシリンドリカルレンズと
から構成される。また、走査レンズ系60は走査方向に
はF−θの機能を有し、副走査方向には球面レンズの形
状を有する。Scan lens system 60 for scanning laser light
Is equipped with two lenses having a magnification in the scanning direction / sub-scanning direction, two of the four surfaces have the form of a cylindrical lens, and the cylindrical lens that forms light in the scanning direction and the light in the sub-scanning direction And a cylindrical lens for forming an image. The scanning lens system 60 has a function of F-θ in the scanning direction, and has a spherical lens shape in the sub-scanning direction.
【0018】さらに、本発明の走査光学装置は、走査さ
れる光信号の始点を検出するために、走査される光の一
部を検出する反射鏡70と、信号検出用シリンドリカル
レンズ80と、スリット90と、光検出器100とを備
える。Further, in the scanning optical apparatus of the present invention, in order to detect the starting point of the scanned optical signal, the reflecting mirror 70 for detecting a part of the scanned light, the signal detecting cylindrical lens 80, and the slit. 90 and a photodetector 100.
【0019】ここで、上記レンズ、即ち、コリメータレ
ンズ20、シリンドリカルレンズ40、走査レンズ6
0、信号検出用シリンドリカルレンズ80は、アクリル
系プラスチック(PMMA)またはポリカーボネート
(PC)を素材として、その屈折率が1.48〜1.6
の間であり、アベ定数が30〜60の間であるものを使
用する。Here, the above lenses, that is, the collimator lens 20, the cylindrical lens 40, and the scanning lens 6 are used.
0, the signal detecting cylindrical lens 80 is made of acrylic plastic (PMMA) or polycarbonate (PC) and has a refractive index of 1.48 to 1.6.
And the Abe constant is between 30 and 60.
【0020】プラスチックアクリル系の走査レンズ60
の走査方向/副走査方向の曲率は回転多面鏡50方向に
平行にするか或いは凹んだ形態を有するようにする。Scanning lens 60 of plastic acrylic type
The curvature in the scanning direction / sub-scanning direction is parallel to the direction of the rotary polygon mirror 50 or has a concave shape.
【0021】プラスチック走査レンズ2枚のうちの1枚
を光軸と平行にレンズの中心軸を移動して設け、このレ
ンズを通過した軸上光線が光軸と平行な光線になるよう
に設計する。One of the two plastic scanning lenses is provided by moving the central axis of the lens parallel to the optical axis, and the axial ray passing through this lens is designed to be a ray parallel to the optical axis. .
【0022】このように構成された本発明の走査光学装
置において、光源のレーザーダイオード10から出射さ
れた単色のレーザー光はコリメーターレンズ20により
平行とされた後、長孔状の開口30とシリンドリカルレ
ンズ40を経て走査方向に平行であり、そしてこの方向
に直角である副走査方向に収束する光となる。In the scanning optical device of the present invention thus constructed, the monochromatic laser light emitted from the laser diode 10 of the light source is collimated by the collimator lens 20, and then the elongated aperture 30 and the cylindrical shape are formed. The light passes through the lens 40, is parallel to the scanning direction, and is converged in the sub-scanning direction that is perpendicular to this direction.
【0023】その後、この光ビームはスピンドルモータ
ー(図示せず)の回転軸上で回転する回転多面鏡50に
より偏向された後、走査方向にはF−θの機能を有し、
副走査方向には球面レンズの形状を有する走査レンズ系
60により感光ドラムの結像面110に結像される。Thereafter, this light beam is deflected by the rotary polygon mirror 50 rotating on the rotation axis of a spindle motor (not shown), and then has a function of F-θ in the scanning direction.
An image is formed on the image forming surface 110 of the photosensitive drum by the scanning lens system 60 having a spherical lens shape in the sub scanning direction.
【0024】また、走査される光の一部を反射鏡70と
信号検出用シリンドリカルレンズ80、スリット90を
介して光検出器100により検出して走査される光信号
の始点を検出する。A part of the scanned light is detected by the photodetector 100 through the reflecting mirror 70, the signal detecting cylindrical lens 80, and the slit 90 to detect the starting point of the scanned optical signal.
【0025】上述のように走査方向に平行であり、副走
査方向には収束された光が同時に感光ドラムの結像面1
10に結像されるための走査光学装置のレンズの形状は
表1の通りであり、これらはアクリル系プラスチック
(PMMA)またはPCにより形成される。As described above, the light, which is parallel to the scanning direction and is converged in the sub-scanning direction, simultaneously forms the image plane 1 of the photosensitive drum.
The shapes of the lenses of the scanning optical device for forming an image on 10 are as shown in Table 1, and these are formed of acrylic plastic (PMMA) or PC.
【0026】[0026]
【表1】 [Table 1]
【0027】[0027]
【発明の効果】以上のように本発明による走査光学装置
によれば、走査光学系レンズをアクリル系プラスチック
またはポリカーボネートを素材として射出成形している
ので、大量生産及び製品の軽量化が可能であり、価格を
節減でき、耐衝撃性が向上する。As described above, according to the scanning optical device of the present invention, since the scanning optical system lens is injection-molded using acrylic plastic or polycarbonate as a material, mass production and weight reduction of the product are possible. The cost can be saved and the impact resistance can be improved.
【0028】さらに、設計の自由度が高くなってレンズ
に適切な形状のフレームを作ることができるので、レン
ズの結合部位を一体化して組立が容易であり、さらに、
一部のレンズの形状を非球面とすることも容易となる。Furthermore, since the degree of freedom in designing is increased and a frame having an appropriate shape can be made for the lens, the coupling parts of the lens can be integrated to facilitate the assembly.
It is also easy to make the shape of some lenses aspheric.
【図1】本発明に基づく走査光学装置の走査方向を示す
概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a scanning direction of a scanning optical device according to the present invention.
【図2】本発明に基づく走査光学装置の副走査方向を示
す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a sub scanning direction of the scanning optical device according to the present invention.
【図3】従来の走査光学装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a conventional scanning optical device.
10 光源 20 コリメータレンズ 30 開口 40 シリンドリカルレンズ 50 回転多面鏡 60 走査レンズ系 70 反射鏡 80 信号検出用シリンドリカルレンズ 90 スリット 100 光検出器 110 結像面 10 Light Source 20 Collimator Lens 30 Aperture 40 Cylindrical Lens 50 Rotating Polygonal Mirror 60 Scanning Lens System 70 Reflector 80 Signal Detection Cylindrical Lens 90 Slit 100 Photodetector 110 Imaging Surface
Claims (11)
ータレンズとシリンドリカルレンズと回転多面鏡と走査
レンズ系とから構成される走査光学装置において、前記
コリメータレンズとシリンドリカルレンズと走査レンズ
系をアクリル系プラスチックまたはポリカーボネートか
ら成形したことを特徴とする走査光学装置。1. A scanning optical device comprising a light source for generating a laser beam, a collimator lens, a cylindrical lens, a rotary polygon mirror and a scanning lens system, wherein the collimator lens, the cylindrical lens and the scanning lens system are made of acrylic plastic or A scanning optical device characterized by being molded from polycarbonate.
れたことを特徴とする請求項1記載の走査光学装置。2. The scanning optical device according to claim 1, wherein the collimator lens is formed into an aspherical surface.
なくとも1つが負の符号を有することを特徴とする請求
項1または請求項2記載の走査光学装置。3. The scanning optical device according to claim 1, wherein at least one of aspherical surface coefficients of the collimator lens has a negative sign.
向に倍率を有する2枚のレンズを備えたことを特徴とす
る請求項1記載の走査光学装置。4. The scanning optical apparatus according to claim 1, wherein the scanning lens system includes two lenses having a magnification in a scanning direction / a sub-scanning direction.
を、走査方向に光を結像させるシリンドリカルレンズ
と、副走査方向に光を結像させるシリンドリカルレンズ
とで構成したことを特徴とする請求項1記載の走査光学
装置。5. The scanning lens system is configured so that two of the four surfaces are composed of a cylindrical lens for focusing light in the scanning direction and a cylindrical lens for focusing light in the sub-scanning direction. The scanning optical device according to claim 1.
θの機能を有し、副走査方向には球面レンズの形状を有
するように構成したことを特徴とする請求項1記載の走
査光学装置。6. The scanning lens system has an F-type in a scanning direction.
The scanning optical device according to claim 1, wherein the scanning optical device has a function of θ and is configured to have a spherical lens shape in the sub-scanning direction.
向の曲率は前記回転多面鏡方向に平行にしたことを特徴
とする請求項1記載の走査光学装置。7. The scanning optical device according to claim 1, wherein the curvature of the scanning lens system in the scanning direction / the sub-scanning direction is parallel to the direction of the rotary polygon mirror.
向の曲率は前記回転多面鏡方向に凹んだ形態にしたこと
を特徴とする請求項1記載の走査光学装置。8. The scanning optical device according to claim 1, wherein the curvature of the scanning lens system in the scanning direction / the sub-scanning direction is concave in the direction of the rotary polygon mirror.
光軸と平行にレンズの中心軸を利用して設け、このレン
ズを通過した軸上の光線が光軸と平行な光線となるよう
にしたことを特徴とする請求項1記載の走査光学装置。9. One of the two lenses of the scanning lens system is provided parallel to the optical axis by utilizing the central axis of the lens, and a ray on the axis passing through the lens is a ray parallel to the optical axis. The scanning optical device according to claim 1, wherein
1.6であることを特徴とする請求項1記載の走査光学
装置。10. The refractive index of each lens is from 1.48 to
2. The scanning optical device according to claim 1, wherein the scanning optical device is 1.6.
0であることを特徴とする請求項1記載の走査光学装
置。11. The Abe constant of each lens system is 30 to 6
The scanning optical device according to claim 1, wherein the scanning optical device is 0.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1995-6113 | 1995-03-22 | ||
KR1019950006113A KR960035077A (en) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | Scanning optics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08327926A true JPH08327926A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=19410367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8065903A Pending JPH08327926A (en) | 1995-03-22 | 1996-03-22 | Scanning optical device |
Country Status (2)
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